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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024114774
(43)【公開日】2024-08-23
(54)【発明の名称】タイヤ用組成物及びタイヤ
(51)【国際特許分類】
   C08L 21/00 20060101AFI20240816BHJP
   C08K 5/10 20060101ALI20240816BHJP
   C08L 45/00 20060101ALI20240816BHJP
   C08K 3/36 20060101ALI20240816BHJP
   C08K 5/548 20060101ALI20240816BHJP
   B60C 1/00 20060101ALI20240816BHJP
【FI】
C08L21/00
C08K5/10
C08L45/00
C08K3/36
C08K5/548
B60C1/00 A
B60C1/00 Z
【審査請求】有
【請求項の数】8
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2024101267
(22)【出願日】2024-06-24
(62)【分割の表示】P 2020029645の分割
【原出願日】2020-02-25
(71)【出願人】
【識別番号】000183233
【氏名又は名称】住友ゴム工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000914
【氏名又は名称】弁理士法人WisePlus
(72)【発明者】
【氏名】高木 啓治
(57)【要約】
【課題】高温グリップ性能、低温グリップ性能の総合性能を改善できるタイヤ用組成物及びこれを用いたタイヤを提供することを目的とする。
【解決手段】エラストマー成分と、充填剤と、シクロペンタジエン系樹脂と、エステル系可塑剤とを含み、
前記シクロペンタジエン系樹脂は、水添ジシクロペンタジエン系樹脂及び/又はジシクロペンタジエン-芳香族化合物共重合樹脂であり、
エラストマー成分量≦充填剤量、であるタイヤ用組成物。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
エラストマー成分と、
充填剤と、
シクロペンタジエン系樹脂と、
エステル系可塑剤とを含み、
前記シクロペンタジエン系樹脂は、水添ジシクロペンタジエン系樹脂及び/又はジシクロペンタジエン-芳香族化合物共重合樹脂であり、
エラストマー成分量≦充填剤量、であるタイヤ用組成物。
【請求項2】
エステル系可塑剤量≦シクロペンタジエン系樹脂量である請求項1記載のタイヤ用組成物。
【請求項3】
エラストマー成分中の総スチレン量が10質量%以上である請求項1又は2記載のタイヤ用組成物。
【請求項4】
重量平均分子量が1万以下の液状芳香族ポリマーを含む請求項1~3のいずれかに記載のタイヤ用組成物。
【請求項5】
前記シクロペンタジエン系樹脂とは異なる第2の樹脂を含み、
第2の樹脂量≦シクロペンタジエン系樹脂量であり、
前記第2の樹脂は、芳香環含有樹脂である請求項1~4のいずれかに記載のタイヤ用組成物。
【請求項6】
窒素吸着比表面積が170m/g以上のシリカを含む請求項1~5のいずれかに記載のタイヤ用組成物。
【請求項7】
エラストマー成分100質量部に対する充填剤の配合量が100~125質量部である請求項1~6のいずれかに記載のタイヤ用組成物。
【請求項8】
メルカプト系シランカップリング剤を含む請求項1~7のいずれかに記載のタイヤ用組成物。
【請求項9】
エラストマー成分100質量部に対して、シクロペンタジエン系樹脂の配合量が80質量部以下である請求項1~8のいずれかに記載のタイヤ用組成物。
【請求項10】
請求項1~9のいずれかに記載の組成物を用いたタイヤ部材を有するタイヤ。
【請求項11】
前記タイヤ部材がトレッドである請求項10記載のタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、タイヤ用組成物及びタイヤに関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、空気入りタイヤのグリップ性能を向上する手法が種々検討されており、例えば、特許文献1では、2種類以上のシリカおよび微粒子状酸化亜鉛を所定量配合し、2種類のシリカの配合比を所定の範囲内に設定する手法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2008-101127号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明者が鋭意検討した結果、従来の技術では、高温グリップ性能、低温グリップ性能の総合性能に改善の余地があることが明らかとなった。
本発明は、本発明者が見出した前記新たな課題を解決し、高温グリップ性能、低温グリップ性能の総合性能を改善できるタイヤ用組成物及びこれを用いたタイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明は、エラストマー成分と、充填剤と、シクロペンタジエン系樹脂と、エステル系可塑剤とを含み、前記シクロペンタジエン系樹脂は、水添ジシクロペンタジエン系樹脂及び/又はジシクロペンタジエン-芳香族化合物共重合樹脂であり、エラストマー成分量≦充填剤量、であるタイヤ用組成物に関する。
【0006】
上記タイヤ用組成物は、エステル系可塑剤量≦シクロペンタジエン系樹脂量であることがより好ましい。
【0007】
上記タイヤ用組成物は、エラストマー成分中の総スチレン量が10質量%以上であることが好ましい。
【0008】
上記タイヤ用組成物は、重量平均分子量が1万以下の液状芳香族ポリマーを含むことが好ましい。
【0009】
上記タイヤ用組成物は、上記シクロペンタジエン系樹脂とは異なる第2の樹脂を含み、第2の樹脂量≦シクロペンタジエン系樹脂量であり、前記第2の樹脂は、芳香環含有樹脂であることが好ましい。
【0010】
上記タイヤ用組成物は、窒素吸着比表面積が170m/g以上のシリカを含むことが好ましい。
【0011】
上記タイヤ用組成物は、エラストマー成分100質量部に対する充填剤の配合量が100~125質量部であることが好ましい。
【0012】
上記タイヤ用組成物は、メルカプト系シランカップリング剤を含むことが好ましい。
【0013】
上記タイヤ用組成物は、エラストマー成分100質量部に対して、シクロペンタジエン系樹脂の配合量が80質量部以下であることが好ましい。
【0014】
本発明はまた、上記組成物を用いたタイヤ部材を有するタイヤに関する。
【0015】
上記タイヤ部材がトレッドであることが好ましい。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、エラストマー成分と、充填剤と、シクロペンタジエン系樹脂と、エステル系可塑剤とを含み、前記シクロペンタジエン系樹脂は、水添ジシクロペンタジエン系樹脂及び/又はジシクロペンタジエン-芳香族化合物共重合樹脂であり、エラストマー成分量≦充填剤量、であるタイヤ用組成物であるので、高温グリップ性能、低温グリップ性能の総合性能を改善できる。
【発明を実施するための形態】
【0017】
本発明のタイヤ用組成物は、エラストマー成分と、充填剤と、シクロペンタジエン系樹脂と、エステル系可塑剤とを含み、前記シクロペンタジエン系樹脂は、水添ジシクロペンタジエン系樹脂及び/又はジシクロペンタジエン-芳香族化合物共重合樹脂であり、エラストマー成分量≦充填剤量である。これにより、高温グリップ性能、低温グリップ性能の総合性能が改善される。
【0018】
上記タイヤ用組成物は前述の効果が得られるが、このような作用効果が得られる理由は必ずしも明らかではないが、以下のように推察される。
エラストマー成分(天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム等のゴム成分等)よりも充填剤(カーボンブラックやシリカ)が多量に配合されている系では、組成物が硬くて低温グリップ性能の悪化という問題が生じやすい傾向がある。
一方、本発明では、シクロペンタジエン系樹脂(水添ジシクロペンタジエン系樹脂及び/又はジシクロペンタジエン-芳香族化合物共重合樹脂)と、エステル系可塑剤を併用する。この2成分は相溶しやすいため、併用することにより、シクロペンタジエン系樹脂の分散が良くなるという関係にある。したがって、エラストマー成分よりも充填剤が多量に配合されている系において、この2成分を併用することにより、エラストマーが可塑化されて分散状態の良いシクロペンタジエン系樹脂が組成物に存在するといった状態になる。その結果、本発明のタイヤ用組成物は、低温では柔らかく、高温ではエネルギーロスが大きくなるので、高温グリップ性能、低温グリップ性能の総合性能を向上することができる。
以上の通り、エラストマー成分量≦充填剤量であっても、シクロペンタジエン系樹脂と、エステル系可塑剤とを併用することにより、高温グリップ性能、低温グリップ性能の総合性能を相乗的に改善できる。
【0019】
以下、上記タイヤ用組成物に使用可能な薬品について説明する。
【0020】
エラストマー成分としては、特に限定されず、例えば、熱可塑性エラストマー、ゴム成分等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、ゴム成分が好ましい。
本明細書において、エラストマー成分とは、組成物の基材となる成分であり、弾性を有するポリマー成分を意味する。
【0021】
ここで、エラストマー成分の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは5万以上、より好ましくは15万以上、更に好ましくは35万以上である。Mwの上限は特に限定されないが、好ましくは400万以下、より好ましくは300万以下である。
【0022】
熱可塑性エラストマーとしては、特に限定されず、例えば、オレフィン系熱可塑性エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマー、塩ビ系熱可塑性エラストマー、ウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、フッ素系熱可塑性エラストマー等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、スチレン系熱可塑性エラストマーが好ましい。
【0023】
スチレン系熱可塑性エラストマーとしては、スチレン単位(好ましくはスチレンブロック単位)を有する熱可塑性エラストマーであれば特に限定されないが、例えば、スチレン-イソブチレン-スチレンブロック共重合体(SIBS)、スチレン-イソプレン-スチレンブロック共重合体(SIS)、スチレン-イソブチレンブロック共重合体(SIB)、スチレン-ブタジエン-スチレンブロック共重合体(SBS)、スチレン-エチレン・ブテン-スチレンブロック共重合体(SEBS)、スチレン-エチレン・プロピレン-スチレンブロック共重合体(SEPS)、スチレン-エチレン・エチレン・プロピレン-スチレンブロック共重合体(SEEPS)、スチレン-ブタジエン・ブチレン-スチレンブロック共重合体(SBBS)等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、SIS、SBS、SEBS、SBBSが好ましく、SIS、SEBSがより好ましい。
【0024】
熱可塑性エラストマーとしては、例えば、カネカ(株)、クレイトンポリマー社、旭化成(株)等により製造・販売されている熱可塑性エラストマーを使用することができる。
【0025】
ゴム成分としては、特に限定されず、例えば、イソプレン系ゴム、ブタジエンゴム(BR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、スチレンイソプレンブタジエンゴム(SIBR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、ブチルゴム(IIR)等のジエン系ゴム;ブチルアクリレートゴム、エチルアクリレートゴム、オクチルアクリレートゴム等のアクリルゴム;ニトリルゴム;イソブチレンゴム;シリコーンゴム(ミラブル型、室温加硫型);フッ素ゴム等が挙げられる。ゴム成分は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、ジエン系ゴムが好ましく、イソプレン系ゴム、BR、SBRがより好ましく、SBRが更に好ましい。また、SBRと、イソプレン系ゴム及び/又はBRとを併用することも好ましく、SBR、イソプレン系ゴム、BRを組み合わせて用いることもより好ましい。
【0026】
エラストマー成分100質量%中のゴム成分の含有量は、好ましくは20質量%以上、より好ましくは50質量%以上、更に好ましくは70質量%以上、特に好ましくは80質量%以上、最も好ましくは90質量%以上であり、100質量%であってもよい。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
【0027】
エラストマー成分100質量%中のジエン系ゴムの含有量は、好ましくは20質量%以上、より好ましくは50質量%以上、更に好ましくは70質量%以上、特に好ましくは80質量%以上、最も好ましくは90質量%以上であり、100質量%であってもよい。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
【0028】
SBRとしては特に限定されず、例えば、乳化重合SBR(E-SBR)、溶液重合SBR(S-SBR)等、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0029】
SBRのスチレン量は、好ましくは3質量%以上、より好ましくは5質量%以上、更に好ましくは10質量%以上、特に好ましくは15質量%以上、最も好ましくは20質量%以上、より好ましくは25質量%以上、より好ましくは30質量%以上であり、また、好ましくは60質量%以下、より好ましくは55質量%以下、更に好ましくは50質量%以下、特に好ましくは45質量%以下、最も好ましくは40質量%以下である。上記範囲内であると、効果がより好適に得られる傾向がある。
【0030】
SBRは、非変性SBRでもよいし、変性SBRでもよい。
変性SBRとしては、シリカ等の充填剤と相互作用する官能基を有するSBRであればよく、例えば、SBRの少なくとも一方の末端を、上記官能基を有する化合物(変性剤)で変性された末端変性SBR(末端に上記官能基を有する末端変性SBR)や、主鎖に上記官能基を有する主鎖変性SBRや、主鎖及び末端に上記官能基を有する主鎖末端変性SBR(例えば、主鎖に上記官能基を有し、少なくとも一方の末端を上記変性剤で変性された主鎖末端変性SBR)や、分子中に2個以上のエポキシ基を有する多官能化合物により変性(カップリング)され、水酸基やエポキシ基が導入された末端変性SBR等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0031】
上記官能基としては、例えば、アミノ基、アミド基、シリル基、アルコキシシリル基、イソシアネート基、イミノ基、イミダゾール基、ウレア基、エーテル基、カルボニル基、オキシカルボニル基、メルカプト基、スルフィド基、ジスルフィド基、スルホニル基、スルフィニル基、チオカルボニル基、アンモニウム基、イミド基、ヒドラゾ基、アゾ基、ジアゾ基、カルボキシル基、ニトリル基、ピリジル基、アルコキシ基、水酸基、オキシ基、エポキシ基等が挙げられる。なお、これらの官能基は、置換基を有していてもよい。なかでも、アミノ基(好ましくはアミノ基が有する水素原子が炭素数1~6のアルキル基に置換されたアミノ基)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1~6のアルコキシ基)、アルコキシシリル基(好ましくは炭素数1~6のアルコキシシリル基)、アミド基が好ましい。
【0032】
SBRとしては、例えば、住友化学(株)、JSR(株)、旭化成(株)、日本ゼオン(株)等により製造・販売されているSBRを使用することができる。
【0033】
エラストマー成分100質量%中のSBRの含有量は、好ましくは20質量%以上、より好ましくは40質量%以上であり、また、上限は特に限定されず100質量%であってもよいが、他のエラストマー成分と組み合わせて用いる場合、好ましくは95質量%以下、より好ましくは90質量%以下、更に好ましくは80質量%以下、特に好ましくは70質量%以下、最も好ましくは60質量%以下、より好ましくは55質量%以下、より好ましくは53質量%以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
【0034】
BRとしては、特に限定されず、例えば、高シス配合量のBR(ハイシスBR)、1,2-シンジオタクチックポリブタジエン結晶(SPB)を含むBR、希土類元素系触媒を用いて合成されたBR(希土類系BR)等、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、効果がより好適に得られるという理由から、希土類系BR(特に、Nd系触媒を用いて合成した希土類系BR)が好ましい。
【0035】
BRのシス量は、好ましくは90質量%以上、より好ましくは95質量%以上である。上限は特に限定されず、100質量%であってもよいが、好ましくは98質量%以下である。上記範囲内であると、効果がより好適に得られる傾向がある。
【0036】
BRのビニル量は、好ましくは10質量%以下、より好ましくは5質量%以下、更に好ましくは3質量%以下、特に好ましくは1.5質量%以下であり、下限は特に限定されないが、好ましくは0.5質量%以上である。上記範囲内であると、効果がより好適に得られる傾向がある。
【0037】
BRは、非変性BR、変性BRのいずれでもよい。変性BRとしては、前述の官能基が導入された変性BRが挙げられる。好ましい態様は変性SBRの場合と同様である。
【0038】
BRとしては、例えば、宇部興産(株)、JSR(株)、旭化成(株)、日本ゼオン(株)等の製品を使用できる。
【0039】
エラストマー成分100質量%中のBRの含有量は、下限は特に限定されないが、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上であり、また、好ましくは80質量%以下、より好ましくは50質量%以下、更に好ましくは30質量%以下、特に好ましくは20質量%以下である。上記範囲内であると、効果がより好適に得られる傾向がある。
【0040】
イソプレン系ゴムとしては、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、改質NR、変性NR、変性IR等が挙げられる。NRとしては、例えば、SIR20、RSS♯3、TSR20等、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。IRとしては、特に限定されず、例えば、IR2200等、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。改質NRとしては、脱タンパク質天然ゴム(DPNR)、高純度天然ゴム(UPNR)等、変性NRとしては、エポキシ化天然ゴム(ENR)、水素添加天然ゴム(HNR)、グラフト化天然ゴム等、変性IRとしては、エポキシ化イソプレンゴム、水素添加イソプレンゴム、グラフト化イソプレンゴム等、が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、NRが好ましい。
【0041】
エラストマー成分100質量%中のイソプレン系ゴムの含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは20質量%以上、特に好ましくは30質量%以上、最も好ましくは40質量%以上であり、また、好ましくは80質量%以下、より好ましくは60質量%以下である。上記範囲内であると、効果がより好適に得られる傾向がある。
【0042】
エラストマー成分中の総スチレン量(エラストマー成分全量中に含まれるスチレン部の合計含有量)は、好ましくは10質量%以上、より好ましくは15質量%以上であり、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下、更に好ましくは30質量%以下、特に好ましくは25質量%以下、最も好ましくは22質量%以下である。上記範囲内であると、効果がより好適に得られる傾向がある。これは、エラストマー成分がスチレンを含有することで、前記メカニズムにおける、高温でのエネルギーロスが大きくなる状態を実現しやすくなるため、高温グリップ性能をより向上しやすくなるためと推測される。
ここで、エラストマー成分中の総スチレン量は、Σ(各スチレン含有エラストマーの含有量×各スチレン含有エラストマーのスチレン量/100)である。例えば、エラストマー成分が、SBR(A)(スチレン量40質量%)90質量%、SBR(B)(スチレン量25質量%)5質量%、BR5質量%からなる場合、エラストマー成分中の総スチレン量は、37.25質量%(=(90×40/100+5×25/100)である。
【0043】
なお、本明細書において、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)(東ソー(株)製GPC-8000シリーズ、検出器:示差屈折計、カラム:東ソー(株)製のTSKGEL SUPERMULTIPORE HZ-M)による測定値を基に標準ポリスチレン換算により求めることができる。
また、シス量(シス-1,4-結合ブタジエン単位量)、ビニル量(1,2-結合ブタジエン単位量)は、赤外吸収スペクトル分析法によって測定でき、芳香族単位の含有量(好ましくはスチレン量)は、H-NMR測定によって測定できる。
【0044】
上記組成物(好ましくはエラストマー組成物、より好ましくはゴム組成物)は、シクロペンタジエン系樹脂、すなわち、ジシクロペンタジエン-芳香族化合物共重合樹脂(DCPD-芳香族化合物共重合樹脂)及び/又は水添ジシクロペンタジエン系樹脂(水添DCPD系樹脂)を含有する。これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、より良好な低温グリップ性能が得られるという観点からは、水添DCPD系樹脂が好ましく、より良好な高温グリップ性能が得られるという観点からは、DCPD-芳香族化合物共重合樹脂が好ましい。また、2種以上を組み合わせて用いることも好ましい。
【0045】
本明細書において、ジシクロペンタジエン-芳香族化合物共重合樹脂とは、ジシクロペンタジエンとともに芳香族化合物を共重合して得られる樹脂(レジン)を意味する。なお、ジシクロペンタジエン-芳香族化合物共重合樹脂は水添されていてもよい。
【0046】
なお、芳香族化合物とジシクロペンタジエンとの割合は、適宜設定することができるが、芳香度は、好ましくは2質量%以上、より好ましくは5質量%以上、更に好ましくは8質量%以上であり、好ましくは30質量%以下、より好ましくは20質量%以下、更に好ましくは12質量%以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
ここで、本明細書において、芳香度は、ジシクロペンタジエン-芳香族化合物共重合樹脂100質量%中の芳香族化合物由来単位の含有量を意味する。
【0047】
ジシクロペンタジエン-芳香族化合物共重合樹脂の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは200以上、より好ましくは300以上、更に好ましくは500以上であり、好ましくは5000以下、より好ましくは3000以下、更に好ましくは2000以下、特に好ましくは1500以下、最も好ましくは1000以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
【0048】
上記芳香族化合物としては、芳香環を有する化合物であれば特に限定されないが、例えば、フェノール、アルキルフェノール、アルコキシフェノール、不飽和炭化水素基含有フェノールなどのフェノール化合物;ナフトール、アルキルナフトール、アルコキシナフトール、不飽和炭化水素基含有ナフトールなどのナフトール化合物;スチレン、アルキルスチレン、アルコキシスチレン、不飽和炭化水素基含有スチレンなどのスチレン誘導体;クマロン、インデンなどが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、フェノール、スチレン誘導体が好ましく、スチレン誘導体がより好ましく、アルキルスチレンが更に好ましく、α-メチルスチレンが特に好ましい。
ここで、上記化合物中の、アルキル基やアルコキシ基の炭素数としては、1~20が好ましく、1~12がより好ましく、1~8が更に好ましく、1~5が特に好ましく、1~3が最も好ましい。また、上記化合物中の、不飽和炭化水素基の炭素数としては、2~20が好ましく、2~12がより好ましく、2~5が更に好ましい。
なお、上記芳香族化合物は、芳香環上に置換基を1つ有していてもよいし、2つ以上有していてもよく、芳香環上の置換基が2つ以上の場合、それらの置換位置は、o位、m位、p位のいずれであってもよい。更に芳香環上に置換基を有するスチレン誘導体においては、該置換基の置換位置はスチレン由来のビニル基に対してo位であってもよいし、m位、又はp位であってもよい。
これら芳香族化合物は、単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0049】
上記アルキルフェノールの具体例としては、例えば、メチルフェノール、エチルフェノール、ブチルフェノール、t-ブチルフェノール、オクチルフェノール、ノニルフェノール、デシルフェノール、ジノニルフェノールなどが挙げられる。これらは、o位、m位、p位のいずれが置換されたものであってもよい。なかでも、t-ブチルフェノールが好ましく、p-t-ブチルフェノールがより好ましい。
【0050】
上記アルキルナフトールの具体例としては、上記アルキルフェノールのフェノール部分をナフトールに置き換えた化合物が挙げられる。
【0051】
上記アルキルスチレンの具体例としては、上記アルキルフェノールのフェノール部分をスチレンに置き換えた化合物が挙げられる。
【0052】
上記アルコキシフェノールの具体例としては、上記アルキルフェノールのアルキル基を対応するアルコキシ基で置き換えた化合物が挙げられる。同様に、上記アルコキシナフトールの具体例としては、上記アルキルナフトールのアルキル基を対応するアルコキシ基で置き換えた化合物が挙げられる。また、上記アルコキシスチレンの具体例としては、上記アルキルスチレンのアルキル基を対応するアルコキシ基で置き換えた化合物が挙げられる。
【0053】
上記不飽和炭化水素基含有フェノールとしては、1分子中に少なくとも1個のヒドロキシフェニル基を含み、かつフェニル基の水素原子のうちの少なくとも1個が不飽和炭化水素基で置換された化合物が挙げられる。当該不飽和炭化水素基における不飽和結合としては、二重結合、三重結合が挙げられる。
上記不飽和炭化水素基としては、炭素数2~10のアルケニル基が挙げられる。
【0054】
上記不飽和炭化水素基含有フェノールの具体例としては、イソプロペニルフェノール、ブテニルフェノールなどが挙げられる。上記不飽和炭化水素基含有ナフトール、上記不飽和炭化水素基含有スチレンについても同様である。
【0055】
本明細書において、水添ジシクロペンタジエン系樹脂とは、水素添加されたジシクロペンタジエン系樹脂(レジン)を意味する。
本明細書において、ジシクロペンタジエン系樹脂とは、樹脂の骨格(主鎖)を構成する主なモノマー成分として、ジシクロペンタジエンを含む樹脂(ただし、ジシクロペンタジエン-芳香族化合物共重合樹脂は除く)であり、樹脂100質量%中のジシクロペンタジエン由来単位の含有量が、50質量%以上、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、更に好ましくは95質量%以上、特に好ましくは98質量%以上、最も好ましくは100質量%である。上記範囲内にすることで、前記効果がより好適に得られる傾向がある。
ジシクロペンタジエン系樹脂としては、例えば、石油のC5留分から抽出されたシクロペンタジエンを二量体化したジシクロペンタジエンを主原料に製造された石油樹脂が挙げられる。
【0056】
上記水素添加は、公知の方法により行うことができ、例えば、金属触媒による接触水素添加、ヒドラジンを用いる方法などをいずれも好適に使用することができる(特開昭59-161415号公報など)。例えば、金属触媒による接触水素添加は、有機溶媒中、金属触媒の存在下、水素を加圧添加することにより実施することができ、該有機溶媒としては、テトラヒドロフラン、メタノール、エタノール等をいずれも好適に使用することができる。これら有機溶媒は、1種単独でまたは2種以上を混合して用いることができる。また、金属触媒としては、例えば、パラジウム、白金、ロジウム、ルテニウム、ニッケルなどをいずれも好適に使用することができる、これら金属触媒は1種単独でまたは2種以上を混合して用いることができる。加圧する際の圧力としては、例えば、1~300kg重/cmであることが好ましい。
【0057】
水添ジシクロペンタジエン系樹脂において、二重結合の水素添加率(水添率)は、好ましくは20モル%以上、より好ましくは35モル%以上、更に好ましくは50モル%以上、特に好ましくは65モル%以上、最も好ましくは80モル%以上、より最も好ましくは90モル%以上、更に最も好ましくは100モル%である。上記範囲内にすることで、前記効果がより好適に得られる傾向がある。
なお、本明細書において、水素添加率(水添率)は、H-NMRを測定して得られたスペクトルの二重結合部のスペクトル減少率から計算することができる。本明細書において、水素添加率(水添率)とは、二重結合の水素添加率を意味する。
【0058】
ジシクロペンタジエン-芳香族化合物共重合樹脂、水添ジシクロペンタジエン系樹脂の軟化点は、60~200℃が好ましい。上限は160℃以下がより好ましく、150℃以下が更に好ましく、下限は80℃以上がより好ましく、90℃以上が更に好ましい。上記範囲内にすることで、前記効果がより好適に得られる傾向がある。
なお、本明細書において、樹脂の軟化点は、JIS K 6220-1:2001に規定される軟化点を環球式軟化点測定装置で測定し、球が降下した温度である。
【0059】
ジシクロペンタジエン-芳香族化合物共重合樹脂、水添ジシクロペンタジエン系樹脂としては、例えば、JXTGエネルギー(株)、丸善石油化学株式会社、Exxon Mobil社等の製品を使用できる。
【0060】
本明細書において、上記樹脂における各構成単位の含有量は、H-NMR測定により算出される。
【0061】
シクロペンタジエン系樹脂の含有量、すなわち、ジシクロペンタジエン-芳香族化合物共重合樹脂、水添ジシクロペンタジエン系樹脂の含有量(ジシクロペンタジエン-芳香族化合物共重合樹脂、水添ジシクロペンタジエン系樹脂の合計含有量)は、エラストマー成分(好ましくはゴム成分)100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは10質量部以上、更に好ましくは15質量部以上であり、また、好ましくは80質量部以下、より好ましくは60質量部以下、更に好ましくは40質量部以下、特に好ましくは30質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
【0062】
上記組成物は、ジシクロペンタジエン-芳香族化合物共重合樹脂、水添ジシクロペンタジエン系樹脂以外の樹脂、すなわち、前記シクロペンタジエン系樹脂とは異なる第2の樹脂を含有することが好ましい。これにより、高温グリップ性能がより好適に改善される。
第2の樹脂としては、特に限定されないが、例えば、固体状の芳香族系樹脂、ロジン系樹脂、アクリル系樹脂、非水添ジシクロペンタジエン系樹脂等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、芳香族系樹脂(芳香環含有樹脂)が好ましい。
【0063】
芳香族系樹脂(芳香環含有樹脂)とは、構成成分として芳香族化合物を含むポリマーである。芳香族化合物としては、芳香環を有する化合物であれば特に限定されないが、例えば、フェノール、アルキルフェノール、アルコキシフェノール、不飽和炭化水素基含有フェノールなどのフェノール化合物;ナフトール、アルキルナフトール、アルコキシナフトール、不飽和炭化水素基含有ナフトールなどのナフトール化合物;スチレン、アルキルスチレン、アルコキシスチレン、不飽和炭化水素基含有スチレンなどのスチレン誘導体;クマロン、インデンなどが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0064】
芳香族系樹脂としては、例えば、α-メチルスチレン系樹脂、クマロンインデン樹脂、芳香族変性テルペン樹脂、テルペン芳香族樹脂等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、効果がより良好に得られる点から、α-メチルスチレン系樹脂、芳香族変性テルペン樹脂が好ましく、α-メチルスチレン系樹脂がより好ましく、α-メチルスチレンとスチレンとの共重合体が更に好ましい。
α-メチルスチレン系樹脂としては、α-メチルスチレン単独重合体や、α-メチルスチレンとスチレンとの共重合体等が挙げられる。クマロンインデン樹脂は、樹脂の骨格(主鎖)を構成するモノマー成分として、クマロン及びインデンを含む樹脂であり、クマロン、インデン以外に骨格に含まれるモノマー成分としては、スチレン、メチルインデン、ビニルトルエンなどが挙げられる。芳香族変性テルペン樹脂としては、テルペン樹脂を芳香族化合物(好ましくはスチレン誘導体、より好ましくはスチレン)で変性して得られる樹脂、及び該樹脂に水素添加処理した樹脂が挙げられる。テルペン芳香族樹脂としては、テルペン化合物と芳香族化合物(好ましくはスチレン誘導体、フェノール化合物、より好ましくはスチレン)とを共重合した樹脂、及び該樹脂に水素添加処理した樹脂が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0065】
第2の樹脂(好ましくは芳香族系樹脂)の軟化点は、好ましくは30℃以上、より好ましくは60℃以上である。また、該軟化点は、好ましくは160℃以下、より好ましくは130℃以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
【0066】
第2の樹脂(好ましくは芳香族系樹脂)の含有量は、エラストマー成分(好ましくはゴム成分)100質量部に対して、好ましくは2質量部以上である。また、上記含有量は、10質量部以下、好ましくは7質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
【0067】
上記組成物は、前記シクロペンタジエン系樹脂とは異なる第2の樹脂を含み、第2の樹脂量≦シクロペンタジエン系樹脂量であり、前記第2の樹脂は、芳香族系樹脂(芳香環含有樹脂)であることが好ましい。これにより、効果がより良好に得られる傾向がある。これは、シクロペンタジエン系樹脂よりも少量の芳香環含有樹脂を配合することで、前記メカニズムにおける、ゴム成分と相溶しやすい状態をより実現しやすくなるため、高温グリップ性能をより向上しやすくなるためと推測される。
また、第2の樹脂量≦シクロペンタジエン系樹脂量は、変形すると、第2の樹脂量-シクロペンタジエン系樹脂量≦0となるが、「第2の樹脂量-シクロペンタジエン系樹脂量」は、好ましくは-1以下、より好ましくは-3以下、更に好ましくは-5以下であり、好ましくは-15以上、より好ましくは-12以上、更に好ましくは-10以上である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
なお、本明細書において、第2の樹脂量とは、エラストマー成分(好ましくはゴム成分)100質量部に対する第2の樹脂の配合量(質量部)を意味する。同様に、シクロペンタジエン系樹脂量とは、エラストマー成分(好ましくはゴム成分)100質量部に対するシクロペンタジエン系樹脂の配合量(質量部)を意味する。
【0068】
第2の樹脂としては、例えば、丸善石油化学(株)、住友ベークライト(株)、ヤスハラケミカル(株)、東ソー(株)、Rutgers Chemicals社、BASF社、アリゾナケミカル社、日塗化学(株)、(株)日本触媒、JXTGエネルギー(株)、荒川化学工業(株)、田岡化学工業(株)等の製品を使用できる。
【0069】
上記組成物は、エステル系可塑剤を含む。
エステル系可塑剤としては、常温(25℃)で液体状態のエステル基を有する化合物であれば特に限定されないが、例えば、フタル酸誘導体、長鎖脂肪酸誘導体、リン酸誘導体、セバシン酸誘導体、アジピン酸誘導体等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、リン酸誘導体、セバシン酸誘導体、アジピン酸誘導体が好ましく、セバシン酸誘導体がより好ましい。
上記フタル酸誘導体としては、特に限定されないが、例えば、ジ-2-エチルヘキシルフタレート(DOP)、ジイソデシルフタレート(DIDP)などのフタル酸エステルが挙げられ、上記長鎖脂肪酸誘導体としては、特に限定されないが、例えば、長鎖脂肪酸グリセリンエステルが挙げられ、上記リン酸誘導体としては、特に限定されないが、例えば、トリス(2-エチルヘキシル)ホスフェート(TOP)、トリブチルホスフェート(TBP)などのリン酸エステルが挙げられ、上記セバシン酸誘導体としては、特に限定されないが、例えば、ジ(2-エチルヘキシル)セバケート(DOS)、ジイソオクチルセバケート(DIOS)などのセバシン酸エステルが挙げられ、上記アジピン酸誘導体としては、特に限定されないが、例えば、ジ(2-エチルヘキシル)アジペート(DOA)、ジイソオクチルアジペート(DIOA)などのアジピン酸エステルが挙げられる。
なかでも、リン酸エステル、セバシン酸エステル、アジピン酸エステルが好ましく、セバシン酸エステルがより好ましい。また、具体的な化合物としては、TOP、DOS、DOAが好ましく、DOSがより好ましい。
【0070】
エステル系可塑剤のガラス転移温度(Tg)は、好ましくは-110℃以上、より好ましくは-100℃以上、更に好ましくは-80℃以上であり、好ましくは-20℃以下、より好ましくは-40℃以下、更に好ましくは-55℃以下である。上記範囲内にすることで、前記効果がより好適に得られる傾向がある。
なお、本明細書において、ガラス転移温度は、JIS-K7121に従い、ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン社製の示差走査熱量計(Q200)を用いて、昇温速度10℃/分の条件で測定した値である。
【0071】
エステル系可塑剤としては、例えば、大八化学工業(株)、田岡化学工業(株)等の製品を使用できる。
【0072】
エステル系可塑剤の含有量は、エラストマー成分(好ましくはゴム成分)100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1質量部以上であり、また、好ましくは15質量部以下、より好ましくは10質量部以下、更に好ましくは7質量部以下、特に好ましくは5質量部以下、最も好ましくは3質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
【0073】
上記組成物は、エステル系可塑剤量≦シクロペンタジエン系樹脂量であることが好ましい。これにより、効果がより良好に得られる傾向がある。これは、エステル系可塑剤量≦シクロペンタジエン系樹脂量とすると、前記メカニズムにおける、高温でのエネルギーロスが大きくなる状態をより実現しやすくなるため、高温グリップ性能をより向上しやすくなるためと推測される。
また、エステル系可塑剤量≦シクロペンタジエン系樹脂量は、変形すると、エステル系可塑剤量-シクロペンタジエン系樹脂量≦0となるが、「エステル系可塑剤量-シクロペンタジエン系樹脂量」は、好ましくは-1以下、より好ましくは-3以下、更に好ましくは-5以下であり、好ましくは-8以上、より好ましくは-10以上、更に好ましくは-15以上である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
なお、本明細書において、エステル系可塑剤量とは、エラストマー成分(好ましくはゴム成分)100質量部に対するエステル系可塑剤の配合量(質量部)を意味する。同様に、シクロペンタジエン系樹脂量とは、エラストマー成分(好ましくはゴム成分)100質量部に対するシクロペンタジエン系樹脂の配合量(質量部)を意味する。
【0074】
上記組成物は、上記エステル系可塑剤以外の可塑剤を含有してもよい。
上記液状可塑剤以外の可塑剤としてはオイル、液状ポリマー、液状樹脂が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、オイル、液状ポリマーが好ましい。
【0075】
オイルとしては、例えば、プロセスオイル、植物油脂、又はその混合物が挙げられる。プロセスオイルとしては、例えば、パラフィン系プロセスオイル、アロマ系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイルなどを用いることができる。植物油脂としては、ひまし油、綿実油、あまに油、なたね油、大豆油、パーム油、やし油、落花生油、ロジン、パインオイル、パインタール、トール油、コーン油、こめ油、べに花油、ごま油、オリーブ油、ひまわり油、パーム核油、椿油、ホホバ油、マカデミアナッツ油、桐油等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、アロマ系プロセスオイルが好ましい。
【0076】
オイルとしては、例えば、出光興産(株)、三共油化工業(株)、(株)ジャパンエナジー、オリソイ社、H&R社、豊国製油(株)、昭和シェル石油(株)、富士興産(株)等の製品を使用できる。
【0077】
オイルの含有量は、エラストマー成分(好ましくはゴム成分)100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは10質量部以上、更に好ましくは15質量部以上であり、また、好ましくは50質量部以下、より好ましくは45質量部以下、更に好ましくは40質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
ここで、本明細書において、オイルの含有量には、油展ゴムに含まれるオイルの量も含まれる。
【0078】
液状ポリマーは、常温(25℃)で液体状態のポリマー(好ましくはゴム成分)である。ゴム成分としては、上述のゴム成分が挙げられ、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、ジエン系ゴムが好ましく、イソプレン系ゴム、BR、SBRがより好ましく、BR、SBRが更に好ましく、SBRが特に好ましい。また、ファルネセン系重合体も好ましい。
【0079】
液状ポリマーの重量平均分子量(Mw)は、好ましくは3.0×10以上、より好ましくは4.0×10以上であり、好ましくは1.0×10以下、より好ましくは1.5×10以下、更に好ましくは1.0×10以下である。上記範囲内であると、効果がより好適に得られる。
【0080】
上記の通り、液状ポリマーとしては、液状ジエン系ゴム(液状ジエン系重合体)、液状ファルネセン系重合体が好ましい。
液状ジエン系重合体としては、液状スチレンブタジエン共重合体(液状SBR)、液状ブタジエン重合体(液状BR)、液状イソプレン重合体(液状IR)、液状スチレンイソプレン共重合体(液状SIR)などが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、効果がより好適に得られるという理由から、液状SBR、液状SIRなどの液状芳香族ポリマーが好ましく、液状SBRがより好ましい。なお、芳香族ポリマーとは、芳香族単位(例えば、前記芳香族化合物由来の単位)を有するポリマーを意味する。
【0081】
液状芳香族ポリマー(好ましくは液状SBR)の芳香族単位の含有量(好ましくはスチレン量)は、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上、更に好ましくは30質量%以上、特に好ましくは40質量%以上、最も好ましくは50質量%以上であり、好ましくは80質量%以下、より好ましくは70質量%以下、更に好ましくは60質量%以下である。上記範囲内であると、効果がより好適に得られる。
【0082】
液状ファルネセン系重合体とは、ファルネセンをモノマー成分として重合して得られた重合体であり、例えば、特開2016-180118号公報に記載の重合体等が挙げられる。
液状ファルネセン系重合体は、ファルネセンの単独重合体(ファルネセン単独重合体)でもよいし、ファルネセンとビニルモノマーとの共重合体(ファルネセン-ビニルモノマー共重合体)でもよい。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。ビニルモノマーとしては、スチレン、ブタジエン等が好適である。
【0083】
液状ポリマーは、水素添加されていることが好ましい。
液状ポリマーの水素添加率は、好ましくは20質量%以上、より好ましくは40質量%以上、更に好ましくは60質量%以上であり、また、好ましくは99質量%以下、より好ましくは90質量%以下、更に好ましくは80質量%以下である。上記範囲内であれば、効果がより好適に得られる。
【0084】
液状ポリマーとしては、例えば、Cray Valley社、(株)クラレ等の製品を使用できる。
【0085】
液状ポリマーとしては、重量平均分子量が1万以下の液状芳香族ポリマーが好ましい。これにより、効果がより良好に得られる傾向がある。これは、液状芳香族ポリマーを含むことで、前記メカニズムにおける、エラストマーがより可塑化され柔らかくなり、エラストマー成分と相溶しやすく高温でのエネルギーロスが大きくなる状態をより実現しやすくなるため、高温グリップ性能、低温グリップ性能の総合性能をより向上しやすくなると推測される。また、液状芳香族ポリマーが水素添加液状芳香族ポリマーであることが好ましい。
【0086】
液状ポリマーの含有量は、エラストマー成分(好ましくはゴム成分)100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは3質量部以上であり、また、好ましくは15質量部以下、より好ましくは10質量部以下、更に好ましくは7質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
【0087】
液状樹脂は、常温(25℃)で液体状態の樹脂(レジン)である。
樹脂としては、特に限定されないが、例えば、常温(25℃)で液体状態のスチレン系樹脂、アルキルフェノール系樹脂、クマロンインデン樹脂、テルペン系樹脂、ロジン系樹脂、アクリル系樹脂、非水添ジシクロペンタジエン系樹脂、ジシクロペンタジエン-芳香族化合物共重合樹脂、水添ジシクロペンタジエン系樹脂等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0088】
上記組成物は、充填剤(好ましくは補強性充填剤)を含有する。
充填剤(好ましくは補強性充填剤)としては、特に限定されないが、カーボンブラック、シリカ、炭酸カルシウム、タルク、アルミナ、クレー、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、マイカなどが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、効果がより好適に得られるという理由から、カーボンブラック、シリカ、水酸化アルミニウムが好ましい。また、カーボンブラック、水酸化アルミニウムの併用、及び/又は、シリカ、水酸化アルミニウムの併用が好ましい。
【0089】
充填剤の含有量(好ましくはカーボンブラック、シリカ、水酸化アルミニウムの合計含有量)は、エラストマー成分(好ましくはゴム成分)100質量部に対して、好ましくは100質量部以上であり、また、好ましくは160質量部以下、より好ましくは150質量部以下、更に好ましくは140質量部以下、特に好ましくは135質量部以下、最も好ましくは130質量部以下、より最も好ましくは125質量部以下、更に最も好ましくは120質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
【0090】
上記組成物は、エラストマー成分量≦充填剤量である。
変形すると、エラストマー成分量-充填剤量≦0となるが、「エラストマー成分量-充填剤量」は、好ましくは-1以下、より好ましくは-3以下、更に好ましくは-5以下であり、好ましくは-40以上、より好ましくは-35以上、更に好ましくは-30以上である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
なお、本明細書において、エラストマー成分量とは、組成物100質量部中のエラストマー成分の配合量(質量部)を意味する。同様に、充填剤量とは、組成物100質量部中の充填剤の配合量(質量部)を意味する。
【0091】
上記組成物は、シリカを含んでもよい。これにより、効果がより良好に得られる傾向がある。
シリカとしては、例えば、乾式法シリカ(無水ケイ酸)、湿式法シリカ(含水ケイ酸)等が挙げられるが、シラノール基が多いという理由から、湿式法シリカが好ましい。これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0092】
シリカの窒素吸着比表面積(NSA)は、好ましくは50m/g以上、より好ましくは80m/g以上、更に好ましくは120m/g以上、特に好ましくは150m/g以上、最も好ましくは170m/g以上、より好ましくは180m/g以上、より好ましくは190m/g以上、より好ましくは200m/g以上、より好ましくは210m/g以上、より好ましくは215m/g以上、より好ましくは220m/g以上、より好ましくは225m/g以上、より好ましくは230m/g以上である。また、上記NSAは、好ましくは600m/g以下、より好ましくは300m/g以下、更に好ましくは250m/g以下、特に好ましくは240m/g以下である。上記範囲内であると、効果がより好適に得られる傾向がある。特に、窒素吸着比表面積が170m/g以上の微粒子シリカを含むことが好ましい。
なお、本明細書において、シリカのNSAは、ASTM D3037-81に準じてBET法で測定される値である。
【0093】
シリカとしては、例えば、デグッサ社、ローディア社、東ソー・シリカ(株)、ソルベイジャパン(株)、(株)トクヤマ等の製品を使用できる。
【0094】
シリカの含有量は、エラストマー成分(好ましくはゴム成分)100質量部に対して、好ましくは3~160質量部である。なかでも、充填剤100質量%中シリカの含有量が50質量%以上の場合、シリカの含有量は、エラストマー成分(好ましくはゴム成分)100質量部に対して、好ましくは70質量部以上、より好ましくは80質量部以上、更に好ましくは85質量部以上、特に好ましくは90質量部以上であり、また、好ましくは140質量部以下、より好ましくは135質量部以下、更に好ましくは130質量部以下、特に好ましくは115質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより好適に得られる傾向がある。
また、充填剤100質量%中カーボンブラックの含有量が50質量%以上の場合、シリカの含有量は、エラストマー成分(好ましくはゴム成分)100質量部に対して、好ましくは3~40質量部である。
【0095】
上記組成物は、カーボンブラックを含んでもよい。これにより、効果がより良好に得られる傾向がある。
カーボンブラックとしては、特に限定されず、N134、N110、N220、N234、N219、N339、N330、N326、N351、N550、N762等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0096】
カーボンブラックの窒素吸着比表面積(NSA)は、好ましくは30m/g以上、より好ましくは80m/g以上、更に好ましくは100m/g以上、特に好ましくは120m/g以上、最も好ましくは135m/g以上であり、また、好ましくは200m/g以下、より好ましくは180m/g以下、更に好ましくは160m/g以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
なお、本明細書において、カーボンブラックのNSAは、JIS K6217-2:2001に準拠して測定される値である。
【0097】
カーボンブラックとしては、例えば、旭カーボン(株)、キャボットジャパン(株)、東海カーボン(株)、三菱ケミカル(株)、ライオン(株)、新日化カーボン(株)、コロンビアカーボン社等の製品を使用できる。
【0098】
カーボンブラックの含有量は、エラストマー成分(好ましくはゴム成分)100質量部に対して、好ましくは3~160質量部である。なかでも、充填剤100質量%中カーボンブラックの含有量が50質量%以上の場合、カーボンブラックの含有量は、エラストマー成分(好ましくはゴム成分)100質量部に対して、好ましくは75質量部以上、より好ましくは80質量部以上、更に好ましくは85質量部以上、特に好ましくは90質量部以上であり、また、好ましくは150質量部以下、より好ましくは140質量部以下、更に好ましくは130質量部以下、特に好ましくは115質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより好適に得られる傾向がある。
また、充填剤100質量%中シリカの含有量が50質量%以上の場合、カーボンブラックの含有量は、エラストマー成分(好ましくはゴム成分)100質量部に対して、好ましくは3~40質量部であり、上限はより好ましくは20質量部、更に好ましくは10質量部である。
【0099】
上記組成物は、水酸化アルミニウムを含んでもよい。これにより、効果がより良好に得られる傾向がある。
水酸化アルミニウムとしては、特に限定されず、タイヤ工業において公知のものが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0100】
水酸化アルミニウムの平均一次粒子径は、好ましくは0.5μm以上、より好ましくは0.8μm以上であり、好ましくは10μm以下、より好ましくは5μm以下である。上記範囲内であると、効果がより好適に得られる傾向がある。
なお、本明細書において、水酸化アルミニウムの平均一次粒子径は、数平均粒子径であり、透過型電子顕微鏡により測定される。
【0101】
水酸化アルミニウムとしては、例えば、昭和電工(株)、林化成(株)等の製品を使用できる。
【0102】
水酸化アルミニウムの含有量は、エラストマー成分(好ましくはゴム成分)100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは3質量部以上であり、また、好ましくは15質量部以下、より好ましくは12質量部以下、更に好ましくは10質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより好適に得られる傾向がある。
【0103】
上記組成物がシリカを含有する場合、更にシランカップリング剤を含有することが好ましい。
シランカップリング剤としては、特に限定されず、例えば、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2-トリエトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(4-トリエトキシシリルブチル)テトラスルフィド、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2-トリメトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(2-トリエトキシシリルエチル)トリスルフィド、ビス(4-トリメトキシシリルブチル)トリスルフィド、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2-トリエトキシシリルエチル)ジスルフィド、ビス(4-トリエトキシシリルブチル)ジスルフィド、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2-トリメトキシシリルエチル)ジスルフィド、ビス(4-トリメトキシシリルブチル)ジスルフィド、3-トリメトキシシリルプロピル-N,N-ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、2-トリエトキシシリルエチル-N,N-ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3-トリエトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、などのスルフィド系、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、2-メルカプトエチルトリエトキシシランなどのメルカプト系、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシランなどのビニル系、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノ系、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、などのグリシドキシ系、3-ニトロプロピルトリメトキシシラン、3-ニトロプロピルトリエトキシシランなどのニトロ系、3-クロロプロピルトリメトキシシラン、3-クロロプロピルトリエトキシシランなどのクロロ系などがあげられる。市販されているものとしては、例えば、デグッサ社、Momentive社、信越シリコーン(株)、東京化成工業(株)、アヅマックス(株)、東レ・ダウコーニング(株)等の製品を使用できる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、効果がより良好に得られる傾向がある点から、スルフィド系シランカップリング剤、メルカプト系シランカップリング剤が好ましく、メルカプト系シランカップリング剤がより好ましい。
【0104】
なお、メルカプト系シランカップリング剤としては、メルカプト基を有する化合物の他、保護基によってメルカプト基が保護された構造の化合物(例えば、下記式(III)で表される化合物)も使用可能である。
【0105】
特に好適なメルカプト系シランカップリング剤として、下記式(I)で示される結合単位Aと下記式(II)で示される結合単位Bとを含むシランカップリング剤、下記式(III)で表されるシランカップリング剤が挙げられる。なかでも、下記式(III)で表されるシランカップリング剤が好ましい。
【0106】
以下において、下記式(I)で示される結合単位Aと下記式(II)で示される結合単位Bとを含むシランカップリング剤について説明する。
【化1】
【化2】
(式中、xは0以上の整数、yは1以上の整数である。Rは水素、ハロゲン、分岐若しくは非分岐の炭素数1~30のアルキル基、分岐若しくは非分岐の炭素数2~30のアルケニル基、分岐若しくは非分岐の炭素数2~30のアルキニル基、又は該アルキル基の末端の水素が水酸基若しくはカルボキシル基で置換されたものを示す。Rは分岐若しくは非分岐の炭素数1~30のアルキレン基、分岐若しくは非分岐の炭素数2~30のアルケニレン基、又は分岐若しくは非分岐の炭素数2~30のアルキニレン基を示す。RとRとで環構造を形成してもよい。)
【0107】
式(I)で示される結合単位Aと式(II)で示される結合単位Bとを含むシランカップリング剤において、結合単位Aの含有量は、好ましくは30モル%以上、より好ましくは50モル%以上であり、好ましくは99モル%以下、より好ましくは90モル%以下である。また、結合単位Bの含有量は、好ましくは1モル%以上、より好ましくは5モル%以上、更に好ましくは10モル%以上であり、好ましくは70モル%以下、より好ましくは65モル%以下、更に好ましくは55モル%以下である。また、結合単位A及びBの合計含有量は、好ましくは95モル%以上、より好ましくは98モル%以上、特に好ましくは100モル%である。
なお、結合単位A、Bの含有量は、結合単位A、Bがシランカップリング剤の末端に位置する場合も含む量である。結合単位A、Bがシランカップリング剤の末端に位置する場合の形態は特に限定されず、結合単位A、Bを示す式(I)、(II)と対応するユニットを形成していればよい。
【0108】
式(I)、(II)におけるRについて、ハロゲンとしては、塩素、臭素、フッ素等があげられる。分岐若しくは非分岐の炭素数1~30のアルキル基としては、メチル基、エチル基等があげられる。分岐若しくは非分岐の炭素数2~30のアルケニル基としては、ビニル基、1-プロペニル基等があげられる。分岐若しくは非分岐の炭素数2~30のアルキニル基としては、エチニル基、プロピニル基等があげられる。
【0109】
式(I)、(II)におけるRについて、分岐若しくは非分岐の炭素数1~30のアルキレン基としては、エチレン基、プロピレン基等があげられる。分岐若しくは非分岐の炭素数2~30のアルケニレン基としては、ビニレン基、1-プロペニレン基等があげられる。分岐若しくは非分岐の炭素数2~30のアルキニレン基としては、エチニレン基、プロピニレン基等があげられる。
【0110】
式(I)で示される結合単位Aと式(II)で示される結合単位Bとを含むシランカップリング剤において、結合単位Aの繰り返し数(x)と結合単位Bの繰り返し数(y)の合計の繰り返し数(x+y)は、3~300の範囲が好ましい。
【0111】
上記式(I)で示される結合単位Aと上記式(II)で示される結合単位Bとを含むシランカップリング剤としては、例えば、モメンティブ社製のNXT-Z15、NXT-Z30、NXT-Z45、NXT-Z80などがあげられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0112】
以下において、下記式(III)で表されるシランカップリング剤について説明する。
(C2p+1O)Si-C2q-S-CO-C2k+1 (III)
(式中、pは1~3の整数、qは1~5の整数、kは5~12の整数である。)
【0113】
pは1~3の整数であるが、2が好ましい。上記範囲内であると、効果がより好適に得られる傾向がある。
【0114】
qは1~5の整数であるが、2~4が好ましく、3がより好ましい。上記範囲内であると、効果がより好適に得られる傾向がある。
【0115】
kは5~12の整数であるが、5~10が好ましく、6~8がより好ましく、7が更に好ましい。上記範囲内であると、効果がより好適に得られる傾向がある。
【0116】
上記式(III)で表されるシランカップリング剤としては、例えば、モメンティブ社製のNXTなどがあげられる。上記式(III)で表されるシランカップリング剤は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0117】
シランカップリング剤の含有量は、シリカ100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは3質量部以上、更に好ましくは5質量部以上であり、また、好ましくは20質量部以下、より好ましくは15質量部以下、更に好ましくは10質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
【0118】
上記組成物は、架橋剤(加硫剤)として硫黄を含有することが好ましい。
硫黄としては、ゴム工業において一般的に用いられる粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄、可溶性硫黄などが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0119】
硫黄としては、例えば、鶴見化学工業(株)、軽井沢硫黄(株)、四国化成工業(株)、フレクシス社、日本乾溜工業(株)、細井化学工業(株)等の製品を使用できる。
【0120】
硫黄の含有量は、エラストマー成分(好ましくはゴム成分)100質量部に対して、好ましくは0.1質量部以上、より好ましくは0.5質量部以上であり、また、好ましくは5質量部以下、より好ましくは3質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
【0121】
上記組成物は、加硫促進剤を含有することが好ましい。
加硫促進剤としては、2-メルカプトベンゾチアゾール、ジ-2-ベンゾチアゾリルジスルフィド等のチアゾール系加硫促進剤;テトラメチルチウラムジスルフィド(TMTD)、テトラベンジルチウラムジスルフィド(TBzTD)、テトラキス(2-エチルヘキシル)チウラムジスルフィド(TOT-N)等のチウラム系加硫促進剤;N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N-tert-ブチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N-オキシエチレン-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N,N’-ジイソプロピル-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド等のスルフェンアミド系加硫促進剤;ジフェニルグアニジン、ジオルトトリルグアニジン、オルトトリルビグアニジン等のグアニジン系加硫促進剤を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、スルフェンアミド系加硫促進剤、グアニジン系加硫促進剤が好ましく、スルフェンアミド系加硫促進剤及びグアニジン系加硫促進剤を併用してもよい。
【0122】
加硫促進剤としては、例えば、川口化学(株)、大内新興化学(株)、ラインケミー社製等の製品を使用できる。
【0123】
加硫促進剤の含有量は、エラストマー成分(好ましくはゴム成分)100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1質量部以上であり、また、好ましくは10質量部以下、より好ましくは8質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
【0124】
上記組成物は、ワックスを含んでもよい。
ワックスとしては、特に限定されず、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス等の石油系ワックス;植物系ワックス、動物系ワックス等の天然系ワックス;エチレン、プロピレン等の重合物等の合成ワックスなどが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、石油系ワックスが好ましく、パラフィンワックスがより好ましい。
【0125】
ワックスとしては、例えば、大内新興化学工業(株)、日本精蝋(株)、精工化学(株)等の製品を使用できる。
【0126】
ワックスの含有量は、エラストマー成分(好ましくはゴム成分)100質量部に対して、好ましくは0.3質量部以上、より好ましくは0.5質量部以上であり、また、好ましくは20質量部以下、より好ましくは10質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
【0127】
上記組成物は、老化防止剤を含んでもよい。
老化防止剤としては、例えば、フェニル-α-ナフチルアミン等のナフチルアミン系老化防止剤;オクチル化ジフェニルアミン、4,4′-ビス(α,α′-ジメチルベンジル)ジフェニルアミン等のジフェニルアミン系老化防止剤;N-イソプロピル-N′-フェニル-p-フェニレンジアミン、N-(1,3-ジメチルブチル)-N’-フェニル-p-フェニレンジアミン、N,N′-ジ-2-ナフチル-p-フェニレンジアミン等のp-フェニレンジアミン系老化防止剤;2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリンの重合物等のキノリン系老化防止剤;2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール、スチレン化フェノール等のモノフェノール系老化防止剤;テトラキス-[メチレン-3-(3′,5′-ジ-t-ブチル-4′-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン等のビス、トリス、ポリフェノール系老化防止剤などが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、p-フェニレンジアミン系老化防止剤、キノリン系老化防止剤が好ましい。
【0128】
老化防止剤としては、例えば、精工化学(株)、住友化学(株)、大内新興化学工業(株)、フレクシス社等の製品を使用できる。
【0129】
老化防止剤の含有量は、エラストマー成分(好ましくはゴム成分)100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1質量部以上であり、また、好ましくは10質量部以下、より好ましくは5質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
【0130】
上記組成物は、ステアリン酸を含有してもよい。
ステアリン酸としては、従来公知のものを使用でき、例えば、日油(株)、花王(株)、富士フイルム和光純薬(株)、千葉脂肪酸(株)等の製品を使用できる。
【0131】
ステアリン酸の含有量は、エラストマー成分(好ましくはゴム成分)100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1質量部以上であり、また、好ましくは10質量部以下、より好ましくは5質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
【0132】
上記組成物は、酸化亜鉛を含有してもよい。
酸化亜鉛としては、従来公知のものを使用でき、例えば、三井金属鉱業(株)、東邦亜鉛(株)、ハクスイテック(株)、正同化学工業(株)、堺化学工業(株)等の製品を使用できる。
【0133】
酸化亜鉛の含有量は、エラストマー成分(好ましくはゴム成分)100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1質量部以上であり、また、好ましくは10質量部以下、より好ましくは5質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
【0134】
上記組成物には、加工助剤を配合することが好ましい。
加工助剤としては、例えば、脂肪酸金属塩、脂肪酸アミド、アミドエステル、シリカ表面活性剤、脂肪酸エステル、脂肪酸金属塩とアミドエステルとの混合物、脂肪酸金属塩と脂肪酸アミドとの混合物等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、脂肪酸金属塩、アミドエステル、及び脂肪酸金属塩とアミドエステル若しくは脂肪酸アミドとの混合物からなる群より選択される少なくとも1種であることが好ましく、脂肪酸金属塩がより好ましい。
【0135】
脂肪酸金属塩を構成する脂肪酸としては、特に限定されないが、飽和又は不飽和脂肪酸(好ましくは炭素数6~28(より好ましくは炭素数10~25、更に好ましくは炭素数14~20)の飽和又は不飽和脂肪酸)が挙げられ、例えば、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、ネルボン酸等が挙げられる。これらは1種または2種以上を混合して用いることができる。なかでも、飽和脂肪酸が好ましく、炭素数14~20の飽和脂肪酸がより好ましい。
【0136】
脂肪酸金属塩を構成する金属としては、例えば、カリウム、ナトリウム等のアルカリ金属、マグネシウム、カルシウム、バリウム等のアルカリ土類金属、亜鉛、ニッケル、モリブデン等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、亜鉛、カルシウムが好ましく、亜鉛がより好ましい。
【0137】
アミドエステルとしては、例えば、上記飽和又は不飽和脂肪酸を構成成分とする脂肪酸アミドエステル等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
【0138】
脂肪酸アミドとしては、飽和脂肪酸アミドでも不飽和脂肪酸アミドでもよい。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。飽和脂肪酸アミドとしては、例えば、N-(1-オキソオクタデシル)サルコシンアミド、ステアリン酸アミド、ベヘニン酸アミド等が挙げられる。不飽和脂肪酸アミドとしては、例えば、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド等が挙げられる。
【0139】
脂肪酸金属塩とアミドエステルとの混合物の具体例としては、脂肪酸カルシウム塩とアミドエステルの混合物であるラインケミー社製のAflux16等が挙げられる。
【0140】
脂肪酸金属塩と脂肪酸アミドとの混合物の具体例としては、脂肪酸カルシウムと脂肪酸アミドとの混合物であるストラクトール社製のWB16等が挙げられる。
【0141】
加工助剤としては、例えば、ラインケミー社、ストラクトール社等の製品を使用できる。
【0142】
加工助剤の含有量は、エラストマー成分(好ましくはゴム成分)100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは2質量部以上であり、好ましくは10質量部以下、より好ましくは6質量部以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。
【0143】
上記組成物には、前記成分の他、タイヤ工業において一般的に用いられている添加剤、例えば、有機過酸化物;等を更に配合してもよい。これらの添加剤の含有量は、エラストマー成分(好ましくはゴム成分)100質量部に対して、0.1~200質量部が好ましい。
【0144】
上記組成物は、例えば、前記各成分をオープンロール、バンバリーミキサーなどのゴム混練装置を用いて混練し、その後加硫する方法等により製造できる。
【0145】
混練条件としては、加硫剤及び加硫促進剤以外の添加剤を混練するベース練り工程では、混練温度は、通常100~180℃、好ましくは120~170℃である。加硫剤、加硫促進剤を混練する仕上げ練り工程では、混練温度は、通常120℃以下、好ましくは80~110℃である。また、加硫剤、加硫促進剤を混練した組成物は、通常、プレス加硫等の加硫処理が施される。加硫温度としては、通常130~190℃、好ましくは150~185℃である。加硫時間は、通常5~30分である。
【0146】
上記組成物は、例えば、トレッド(キャップトレッド)、サイドウォール、ベーストレッド、アンダートレッド、クリンチ、ビードエイペックス、ブレーカークッションゴム、カーカスコード被覆用ゴム、インスレーション、チェーファー、インナーライナー等や、ランフラットタイヤのサイド補強層などのタイヤ部材に(タイヤ用ゴム組成物として)用いることができる。なかでも、トレッド(キャップトレッド)に好適に用いられる。キャップトレッド及びベーストレッドで構成されるトレッドの場合、キャップトレッドに好適に使用可能である。
【0147】
本発明のタイヤは、上記組成物を用いて通常の方法によって製造される。すなわち、必要に応じて各種添加剤を配合した組成物を、未加硫の段階でタイヤの各部材(特に、トレッド(キャップトレッド))の形状に合わせて押し出し加工し、タイヤ成型機上にて通常の方法にて成形し、他のタイヤ部材とともに貼り合わせ、未加硫タイヤを形成した後、加硫機中で加熱加圧してタイヤを製造することができる。
【0148】
なお、上記タイヤのトレッドは、少なくとも一部が上記組成物で構成されていればよく、全部が上記組成物で構成されていてもよい。
【0149】
上記タイヤとしては、特に限定されず、例えば、空気入りタイヤ、ソリッドタイヤ、エアレスタイヤ等が挙げられる。なかでも、空気入りタイヤが好ましい。
【0150】
上記タイヤは、乗用車用タイヤ、大型乗用車用、大型SUV用タイヤ、トラック・バス用タイヤ、二輪車用タイヤ、競技用タイヤ、冬用タイヤ(スタッドレスタイヤ、スノータイヤ、スタッドタイヤ)、オールシーズンタイヤ、ランフラットタイヤ、航空機用タイヤ、鉱山用タイヤ等として好適に用いられる。なかでも、競技用タイヤとしてより好適に用いられる。なお、本明細書において、競技用タイヤとは、カートなどの競技に用いられるタイヤである。
【実施例0151】
実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
【0152】
以下、実施例及び比較例で使用した各種薬品について、まとめて説明する。
SBR1:TRINSEO社製のSLR6430(S-SBR、スチレン量:40質量%、ゴム成分100質量部に対しオイル分37.5質量部を含む油展品)
SBR2:日本ゼオン(株)製のSBR1502(非油展、スチレン量:25質量%)
NR:TSR20(天然ゴム)
BR:JSR(株)製のBR730(Nd系触媒を用いて合成した希土類系BR、シス量:97質量%、ビニル量:0.9質量%)
熱可塑性エラストマー1:クレイトンポリマー社製のD1161(SIS)
熱可塑性エラストマー2:旭化成(株)製のタフテックP2000(SEBS)
カーボンブラック:キャボットジャパン(株)製のN134(NSA:148m/g)
シリカ:デグッサ社製の9100Gr(NSA:235m/g)
水酸化アルミニウム:昭和電工(株)製のハイジライトH-43(平均一次粒子径:1μm)
エステル系可塑剤1:大八化学工業(株)製のトリス(2-エチルヘキシル)ホスフェート(Tg:-70℃)
エステル系可塑剤2:大八化学工業(株)製のジ(2-エチルヘキシル)セバケート(Tg:-65℃)
エステル系可塑剤3:大八化学工業(株)製のジ(2-エチルヘキシル)アジペート(Tg:-70℃)
レジン1(水添ジシクロペンタジエン系樹脂):JXTGエネルギー(株)製のT-REZ OP501(水添DCPD系樹脂、軟化点:140℃、ジシクロペンタジエン由来単位の含有量:100質量%)
レジン2(ジシクロペンタジエン-芳香族化合物共重合樹脂):Exxon Mobil社製のOppera PR-383(芳香度:9.6質量%、軟化点:103℃、Mw:770)
レジン3(非水添ジシクロペンタジエン樹脂):東京化成工業(株)製のDCPD樹脂(製品コードDO443、非水添DCPD樹脂、軟化点:140℃、ジシクロペンタジエン由来単位の含有量:100質量%)
レジン4:KRATON社製のSYLVARES SA85(α-メチルスチレンとスチレンとの共重合体、軟化点:85℃)
液状ポリマー:下記製造例で調製した水素添加液状SBR(スチレン量:55質量%、水素添加率:70質量%、重量平均分子量:8000)
オイル:出光興産(株)製のダイアナプロセスNH-70S(アロマ系プロセスオイル)
ワックス:日本精鑞(株)製のオゾエースワックス
シランカップリング剤:モメンティブ社製のNXT(上記式(III)で表されるシランカップリング剤において、p=2、q=3、k=7の化合物)
老化防止剤1:大内新興化学工業(株)製 ノクラック6C(N-(1,3-ジメチルブチル)-N’-フェニル-p-フェニレンジアミン(6PPD))
老化防止剤2:大内新興化学工業(株)製のノクラックRD(2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリン重合体)
加工助剤:ストラクトール社製のEF44(飽和脂肪酸亜鉛塩)
ステアリン酸:日油(株)製 椿
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製 亜鉛華2種
硫黄: 細井化学工業(株)製のHK-200-5(5%オイル含有粉末硫黄)
加硫促進剤1:大内新興化学工業(株)製のノクセラーD(N,N’-ジフェニルグアニジン)
加硫促進剤2:大内新興化学工業(株)製のノクセラーNS(N-tert-ブチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド)
【0153】
(製造例)
十分に窒素置換した耐熱反応容器にn-ヘキサン、スチレン、ブタジエン、TMEDA、n-ブチルリチウムを加えて、50℃で5時間攪拌し、重合反応を行った。
次いで、水素ガスを0.4MPa-Gaugeの圧力で供給しながら撹拌し、未反応のポリマー末端リチウムと反応させ、水素化リチウムとした。水素ガス供給圧力を0.7MPa-Gauge、反応温度を90℃とし、チタノセンジクロリドを主体とする触媒を用いて水素添加を行った。水素の吸収が目的の水素添加率となる積算量に達した時点で、反応温度を常温とし、水素圧を常圧に戻して反応容器より抜き出し、反応溶液を水中に撹拌投入して溶媒をスチームストリッピングにより除去することによって、水素添加液状スチレンブタジエンゴムを得た。
【0154】
(実施例及び比較例)
表1、2に示す配合処方にしたがい、バンバリーミキサーを用いて、硫黄及び加硫促進剤以外の薬品を165℃で、4分間混練りし、混練り物を得た。次に、オープンロールを用いて、得られた混練り物に硫黄及び加硫促進剤を添加し、80℃で、4分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。
得られた未加硫ゴム組成物をトレッドの形状に押出し成形し、タイヤ成形機上で他のタイヤ部材とともに貼り合わせて未加硫タイヤを形成し、150℃の条件下で10分間プレス加硫し、試験用カートタイヤ(タイヤサイズ:11×7.10-5)を得た。
【0155】
得られた試験用カートタイヤを用いて以下の評価を行った。結果を表1、2に示す。なお、表1の基準比較例を比較例1-1、表2の基準比較例を比較例2-1とした。
【0156】
<低温グリップ性能>
得られた試験用カートタイヤをカートに装着し、1周約5kmのサーキットコースを10周走行した際の、1~3周目の平均タイムとべストラップのタイムとの差を測定し、基準比較例を100として指数化した。指数が大きいほど、1~3周目の平均タイムとべストラップのタイムとの差が小さく、低温グリップ性能(走行初期の低温グリップ性能)が良好であることを示す。
指数化の方法:基準比較例の1~3周目の平均タイムとべストラップのタイムとの差/各例の1~3周目の平均タイムとべストラップのタイムとの差×100
【0157】
<高温グリップ性能>
得られた試験用カートタイヤをカートに装着し、1周約5kmのサーキットコースを10周走行した際の、8~10周目の平均タイムとべストラップのタイムとの差を測定し、基準比較例を100として指数化した。指数が大きいほど、8~10周目の平均タイムとべストラップのタイムとの差が小さく、高温グリップ性能(走行後期の高温グリップ性能)が良好であることを示す。
指数化の方法:基準比較例の8~10周目の平均タイムとべストラップのタイムとの差/各例の8~10周目の平均タイムとべストラップのタイムとの差×100
【0158】
【表1】
【0159】
【表2】
【0160】
表1、2より、エラストマー成分と、充填剤と、シクロペンタジエン系樹脂と、エステル系可塑剤とを含み、前記シクロペンタジエン系樹脂は、水添ジシクロペンタジエン系樹脂及び/又はジシクロペンタジエン-芳香族化合物共重合樹脂であり、エラストマー成分量≦充填剤量、である実施例は、高温グリップ性能、低温グリップ性能の総合性能(高温グリップ性能、低温グリップ性能の2つの指数の総和で表す)を改善できることが分かった。
なお、高温グリップ性能、低温グリップ性能の総合性能は、高温グリップ性能、低温グリップ性能の各指数がそれぞれ100以上で、2つの指数の総和が200を超える場合に良好であると判断した。
【0161】
また、実施例1-1、比較例1-2~1-4の比較、実施例2-1、比較例2-2~2-4の比較により、エステル系可塑剤と、ジシクロペンタジエン-芳香族化合物共重合樹脂及び/又は水添ジシクロペンタジエン系樹脂とを併用することにより、高温グリップ性能、低温グリップ性能の総合性能を相乗的に改善できることが分かった。
【手続補正書】
【提出日】2024-07-10
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
エラストマー成分と、
充填剤と、
シクロペンタジエン系樹脂と、
エステル系可塑剤とを含み、
前記シクロペンタジエン系樹脂は、水添ジシクロペンタジエン系樹脂及び/又はジシクロペンタジエン-芳香族化合物共重合樹脂であり、
前記充填剤は、窒素吸着比表面積が180m /g以上のシリカを含み、
エラストマー成分量≦充填剤量、であり、
エステル系可塑剤量≦シクロペンタジエン系樹脂量、であり、
前記エラストマー成分量は、組成物100質量部中のエラストマー成分の配合量(質量部)であり、
前記充填剤量は、組成物100質量部中の充填剤の配合量(質量部)であり、
前記エステル系可塑剤量は、エラストマー成分100質量部に対するエステル系可塑剤の配合量(質量部)であり、
前記シクロペンタジエン系樹脂量は、エラストマー成分100質量部に対するシクロペンタジエン系樹脂の配合量(質量部)であるタイヤ用組成物。
【請求項2】
エラストマー成分と、
充填剤と、
シクロペンタジエン系樹脂と、
エステル系可塑剤とを含み、
前記シクロペンタジエン系樹脂は、水添ジシクロペンタジエン系樹脂及び/又はジシクロペンタジエン-芳香族化合物共重合樹脂であり、
前記充填剤100質量%中カーボンブラックの含有量が50質量%以上であり、
エラストマー成分量≦充填剤量、であり、
エステル系可塑剤量≦シクロペンタジエン系樹脂量であり、
前記エラストマー成分量は、組成物100質量部中のエラストマー成分の配合量(質量部)であり、
前記充填剤量は、組成物100質量部中の充填剤の配合量(質量部)であり、
前記エステル系可塑剤量は、エラストマー成分100質量部に対するエステル系可塑剤の配合量(質量部)であり、
前記シクロペンタジエン系樹脂量は、エラストマー成分100質量部に対するシクロペンタジエン系樹脂の配合量(質量部)であるタイヤ用組成物。
【請求項3】
前記シリカの含有量が、エラストマー成分100質量部に対して105~140質量部である請求項1に記載のタイヤ用組成物。
【請求項4】
前記シクロペンタジエン系樹脂とは異なる第2の樹脂を含み、
前記第2の樹脂は、芳香族系樹脂を含む請求項1~3のいずれかに記載のタイヤ用組成物。
【請求項5】
前記エラストマー成分が、スチレンブタジエンゴム、イソプレン系ゴム、及び、ブタジエンゴムを含む請求項1~4のいずれかに記載のタイヤ用組成物。
【請求項6】
前記エステル系可塑剤の含有量が、エラストマー成分100質量部に対して0.5~3質量部である請求項1~5のいずれかに記載のタイヤ用組成物。
【請求項7】
請求項1~のいずれかに記載の組成物を用いたタイヤ部材を有するタイヤ。
【請求項8】
前記タイヤ部材がトレッドである請求項記載のタイヤ。