(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-10-10
(45)【発行日】2023-10-18
(54)【発明の名称】空気入りタイヤ
(51)【国際特許分類】
C08L 7/00 20060101AFI20231011BHJP
B60C 1/00 20060101ALI20231011BHJP
B60C 11/00 20060101ALI20231011BHJP
C08L 9/00 20060101ALI20231011BHJP
C08L 9/06 20060101ALI20231011BHJP
C08K 3/04 20060101ALI20231011BHJP
C08K 3/36 20060101ALI20231011BHJP
【FI】
C08L7/00
B60C1/00 A
B60C11/00 B
C08L9/00
C08L9/06
C08K3/04
C08K3/36
(21)【出願番号】P 2019100355
(22)【出願日】2019-05-29
【審査請求日】2022-03-17
(73)【特許権者】
【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】姫田 眞吾
(72)【発明者】
【氏名】加藤 史也
(72)【発明者】
【氏名】遠矢 昴
【審査官】久保田 葵
(56)【参考文献】
【文献】特開平06-227211(JP,A)
【文献】特開2017-178994(JP,A)
【文献】特開2002-019417(JP,A)
【文献】特開2006-063093(JP,A)
【文献】特開2018-135500(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C08L1/00-101/14
C08K3/00-13/08
B60C1/00-16/12
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
キャップトレッド及びベーストレッドを含むトレッド部を備え、
前記キャップトレッドを構成するキャップゴム組成物が、イソプレン系ゴム、スチレンブタジエンゴム及びブタジエンゴムを含むゴム成分と、セチルトリメチルアンモニウムブロミド比表面積が130m
2/g以上であるカーボンブラックとを含有し、
前記ゴム成分100質量%中のイソプレン系ゴムの含有量が60質量%以下であり、
前記ゴム成分100質量%中のスチレンブタジエンゴムの含有量が10質量%以上であり、
前記セチルトリメチルアンモニウムブロミド比表面積が130m
2
/g以上であるカーボンブラックの含有量が、前記ゴム成分100質量部に対して、45質量部以下であり、
前記ベーストレッドを構成するベースゴム組成物が、イソプレン系ゴムの含有量が90質量%以上であるゴム成分と、C5系樹脂と、セチルトリメチルアンモニウムブロミド比表面積が30m
2/g以上であるカーボンブラックとを含有
し、
前記セチルトリメチルアンモニウムブロミド比表面積が30m
2
/g以上であるカーボンブラックの含有量が、前記ゴム成分100質量部に対して、50質量部以下であり、
下記式(A)を満たし、
重荷重用タイヤである空気入りタイヤ。
(A) α-β≧10
α:キャップゴム組成物中のフィラーの合計含有量[質量部]
β:ベースゴム組成物中のフィラーの合計含有量[質量部]
【請求項2】
前記キャップゴム組成物において、ゴム成分100質量%中のイソプレン系ゴムの含有量が40質量%以上
60質量%以下である請求項
1記載の空気入りタイヤ。
【請求項3】
前記キャップゴム組成物において、ゴム成分100質量部に対するシリカの含有量が5質量部以上である請求項1
又は2記載の空気入りタイヤ。
【請求項4】
前記キャップゴム組成物が樹脂を含有する請求項1~
3のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【0002】
空気入りタイヤ(特に重荷重用タイヤ)には優れた耐久性や耐摩耗性が要求されるため、これまで、種々の改善手法が検討されている(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、近年では、これらの更なる向上が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、前記課題を解決し、耐久性及び耐摩耗性に優れた空気入り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、キャップトレッド及びベーストレッドを含むトレッド部を備え、前記キャップトレッドを構成するキャップゴム組成物が、イソプレン系ゴム、スチレンブタジエンゴム及びブタジエンゴムを含むゴム成分と、セチルトリメチルアンモニウムブロミド比表面積が130m2/g以上であるカーボンブラックとを含有し、前記ベーストレッドを構成するベースゴム組成物が、イソプレン系ゴムの含有量が90質量%以上であるゴム成分と、C5系樹脂と、セチルトリメチルアンモニウムブロミド比表面積が30m2/g以上であるカーボンブラックとを含有する空気入りタイヤに関する。
【0006】
上記空気入りタイヤは、下記式(A)を満たすことが好ましい。
(A) α-β≧10
α:キャップゴム組成物中のフィラーの合計含有量[質量部]
β:ベースゴム組成物中のフィラーの合計含有量[質量部]
【0007】
前記キャップゴム組成物において、ゴム成分100質量%中のイソプレン系ゴムの含有量が40質量%以上であることが好ましい。
【0008】
前記キャップゴム組成物において、ゴム成分100質量部に対するシリカの含有量が5質量部以上であることが好ましい。
【0009】
前記キャップゴム組成物が樹脂を含有することが好ましい。
【0010】
前記空気入りタイヤは、重荷重用タイヤであることが好ましい。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、キャップトレッド及びベーストレッドを含むトレッド部を備え、キャップトレッドを構成するキャップゴム組成物が、イソプレン系ゴム、スチレンブタジエンゴム及びブタジエンゴムを含むゴム成分と、セチルトリメチルアンモニウムブロミド比表面積が130m2/g以上であるカーボンブラックとを含有し、ベーストレッドを構成するベースゴム組成物が、イソプレン系ゴムの含有量が90質量%以上であるゴム成分と、C5系樹脂と、セチルトリメチルアンモニウムブロミド比表面積が30m2/g以上であるカーボンブラックとを含有する空気入りタイヤであるため、優れた耐久性及び耐摩耗性が得られる。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本発明の空気入りタイヤは、キャップトレッド及びベーストレッドを含むトレッド部を備え、キャップトレッドを構成するキャップゴム組成物が、イソプレン系ゴム、スチレンブタジエンゴム及びブタジエンゴムを含むゴム成分と、セチルトリメチルアンモニウムブロミド比表面積が130m2/g以上であるカーボンブラックとを含有し、ベーストレッドを構成するベースゴム組成物が、イソプレン系ゴムの含有量が90質量%以上であるゴム成分と、C5系樹脂と、セチルトリメチルアンモニウムブロミド比表面積が30m2/g以上であるカーボンブラックとを含有する。
【0013】
上記空気入りタイヤは前述の効果が得られるが、これは以下の作用効果により奏するものと推察される。
上記空気入りタイヤでは、キャップゴム組成物が特定のゴム成分及びカーボンブラックを含有し、ベースゴム組成物が特定のゴム成分及びカーボンブラックとC5系樹脂とを含有することで、キャップゴム組成物とベースゴム組成物との共架橋性が良好となり、これらの部材間の接着強度が向上する。これにより、耐久性及び耐摩耗性が顕著に改善されると考えられる。
【0014】
また、上記空気入りタイヤによれば、耐久性、耐摩耗性、ウェットグリップ性能及び耐チッピング性の総合性能についても改善される傾向がある。
【0015】
上記空気入りタイヤにおいて、ゴム成分は、架橋に寄与する成分であり、一般的に、重量平均分子量(Mw)が1万以上で、常温常圧で固体である。
Mwは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(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。
【0016】
<キャップゴム組成物>
以下、上記空気入りタイヤのトレッド部において、キャップトレッドを構成するキャップゴム組成物について説明する。
【0017】
上記キャップゴム組成物は、イソプレン系ゴムを含有する。
イソプレン系ゴムとしては、イソプレンゴム(IR)、天然ゴム(NR)、エポキシ化天然ゴム(ENR)等を使用できる。また、脱タンパク質天然ゴム(DPNR)、高純度天然ゴム(UPNR)等の改質NRも使用できる。これらは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0018】
ゴム成分100質量%中のイソプレン系ゴムの含有量は、好ましくは40質量%以上、より好ましくは50質量%以上であり、また、好ましくは70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、上述の総合性能が良好となる傾向がある。
【0019】
上記キャップゴム組成物は、SBRを含有する。
SBRとしては特に限定されず、例えば、乳化重合スチレンブタジエンゴム(E-SBR)、溶液重合スチレンブタジエンゴム(S-SBR)等を使用できる。SBRは、非変性SBR、変性SBRのいずれであってもよい。
【0020】
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。
【0021】
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)が好ましい。
【0022】
変性SBRとして、特に下記式で表される化合物(変性剤)により変性されたSBRが好適である。
【化1】
(式中、R
1、R
2及びR
3は、同一又は異なって、アルキル基、アルコキシ基、シリルオキシ基、アセタール基、カルボキシル基(-COOH)、メルカプト基(-SH)又はこれらの誘導体を表す。R
4及びR
5は、同一又は異なって、水素原子又はアルキル基を表す。R
4及びR
5は結合して窒素原子と共に環構造を形成してもよい。nは整数を表す。)
【0023】
上記式で表される化合物(変性剤)により変性された変性SBRとしては、なかでも、溶液重合のスチレンブタジエンゴム(S-SBR)の重合末端(活性末端)を上記式で表される化合物により変性されたSBR(特開2010-111753号公報に記載の変性SBR等)が好適に用いられる。
【0024】
R1、R2及びR3としてはアルコキシ基が好適である(好ましくは炭素数1~8、より好ましくは炭素数1~4のアルコキシ基)。R4及びR5としてはアルキル基(好ましくは炭素数1~3のアルキル基)が好適である。nは、好ましくは1~5、より好ましくは2~4、更に好ましくは3である。また、R4及びR5が結合して窒素原子と共に環構造を形成する場合、4~8員環であることが好ましい。なお、アルコキシ基には、シクロアルコキシ基(シクロヘキシルオキシ基等)、アリールオキシ基(フェノキシ基、ベンジルオキシ基等)も含まれる。
【0025】
上記変性剤の具体例としては、2-ジメチルアミノエチルトリメトキシシラン、3-ジメチルアミノプロピルトリメトキシシラン、2-ジメチルアミノエチルトリエトキシシラン、3-ジメチルアミノプロピルトリエトキシシラン、2-ジエチルアミノエチルトリメトキシシラン、3-ジエチルアミノプロピルトリメトキシシラン、2-ジエチルアミノエチルトリエトキシシラン、3-ジエチルアミノプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。なかでも、3-ジメチルアミノプロピルトリメトキシシラン、3-ジメチルアミノプロピルトリエトキシシラン、3-ジエチルアミノプロピルトリメトキシシランが好ましい。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。
【0026】
変性SBRとしては、以下の化合物(変性剤)により変性された変性SBRも好適に使用できる。変性剤としては、例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、トリメチロールエタントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル等の多価アルコールのポリグリシジルエーテル;ジグリシジル化ビスフェノールA等の2個以上のフェノール基を有する芳香族化合物のポリグリシジルエーテル;1,4-ジグリシジルベンゼン、1,3,5-トリグリシジルベンゼン、ポリエポキシ化液状ポリブタジエン等のポリエポキシ化合物;4,4’-ジグリシジル-ジフェニルメチルアミン、4,4’-ジグリシジル-ジベンジルメチルアミン等のエポキシ基含有3級アミン;ジグリシジルアニリン、N,N’-ジグリシジル-4-グリシジルオキシアニリン、ジグリシジルオルソトルイジン、テトラグリシジルメタキシレンジアミン、テトラグリシジルアミノジフェニルメタン、テトラグリシジル-p-フェニレンジアミン、ジグリシジルアミノメチルシクロヘキサン、テトラグリシジル-1,3-ビスアミノメチルシクロヘキサン等のジグリシジルアミノ化合物;
【0027】
ビス-(1-メチルプロピル)カルバミン酸クロリド、4-モルホリンカルボニルクロリド、1-ピロリジンカルボニルクロリド、N,N-ジメチルカルバミド酸クロリド、N,N-ジエチルカルバミド酸クロリド等のアミノ基含有酸クロリド;1,3-ビス-(グリシジルオキシプロピル)-テトラメチルジシロキサン、(3-グリシジルオキシプロピル)-ペンタメチルジシロキサン等のエポキシ基含有シラン化合物;
【0028】
(トリメチルシリル)[3-(トリメトキシシリル)プロピル]スルフィド、(トリメチルシリル)[3-(トリエトキシシリル)プロピル]スルフィド、(トリメチルシリル)[3-(トリプロポキシシリル)プロピル]スルフィド、(トリメチルシリル)[3-(トリブトキシシリル)プロピル]スルフィド、(トリメチルシリル)[3-(メチルジメトキシシリル)プロピル]スルフィド、(トリメチルシリル)[3-(メチルジエトキシシリル)プロピル]スルフィド、(トリメチルシリル)[3-(メチルジプロポキシシリル)プロピル]スルフィド、(トリメチルシリル)[3-(メチルジブトキシシリル)プロピル]スルフィド等のスルフィド基含有シラン化合物;
【0029】
エチレンイミン、プロピレンイミン等のN-置換アジリジン化合物;メチルトリエトキシシラン、N,N-ビス(トリメチルシリル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N,N-ビス(トリメチルシリル)-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、N,N-ビス(トリメチルシリル)アミノエチルトリメトキシシラン、N,N-ビス(トリメチルシリル)アミノエチルトリエトキシシラン等のアルコキシシラン;4-N,N-ジメチルアミノベンゾフェノン、4-N,N-ジ-t-ブチルアミノベンゾフェノン、4-N,N-ジフェニルアミノベンゾフェノン、4,4’-ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’-ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’-ビス(ジフェニルアミノ)ベンゾフェノン、N,N,N’,N’-ビス-(テトラエチルアミノ)ベンゾフェノン等のアミノ基及び/又は置換アミノ基を有する(チオ)ベンゾフェノン化合物;4-N,N-ジメチルアミノベンズアルデヒド、4-N,N-ジフェニルアミノベンズアルデヒド、4-N,N-ジビニルアミノベンズアルデヒド等のアミノ基及び/又は置換アミノ基を有するベンズアルデヒド化合物;N-メチル-2-ピロリドン、N-ビニル-2-ピロリドン、N-フェニル-2-ピロリドン、N-t-ブチル-2-ピロリドン、N-メチル-5-メチル-2-ピロリドン等のN-置換ピロリドンN-メチル-2-ピペリドン、N-ビニル-2-ピペリドン、N-フェニル-2-ピペリドン等のN-置換ピペリドン;N-メチル-ε-カプロラクタム、N-フェニル-ε-カプロラクタム、N-メチル-ω-ラウリロラクタム、N-ビニル-ω-ラウリロラクタム、N-メチル-β-プロピオラクタム、N-フェニル-β-プロピオラクタム等のN-置換ラクタム類;の他、
【0030】
N,N-ビス-(2,3-エポキシプロポキシ)-アニリン、4,4-メチレン-ビス-(N,N-グリシジルアニリン)、トリス-(2,3-エポキシプロピル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6-トリオン類、N,N-ジエチルアセトアミド、N-メチルマレイミド、N,N-ジエチル尿素、1,3-ジメチルエチレン尿素、1,3-ジビニルエチレン尿素、1,3-ジエチル-2-イミダゾリジノン、1-メチル-3-エチル-2-イミダゾリジノン、4-N,N-ジメチルアミノアセトフェン、4-N,N-ジエチルアミノアセトフェノン、1,3-ビス(ジフェニルアミノ)-2-プロパノン、1,7-ビス(メチルエチルアミノ)-4-ヘプタノン等を挙げることができる。なかでも、アルコキシシランにより変性された変性SBRが好ましい。
なお、上記化合物(変性剤)による変性は公知の方法で実施可能である。
【0031】
SBRのスチレン量は、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上であり、また、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%以下である。上記範囲内であると、上述の総合性能が良好となる傾向がある。
なお、スチレン量は、後述の実施例に記載の方法により測定できる。
【0032】
SBRのビニル量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは15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45質量%以下である。上記範囲内であると、上述の総合性能が良好となる傾向がある。
なお、ビニル量(1,2-結合ブタジエン単位量)は、後述の実施例に記載の方法により測定できる。
【0033】
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を使用できる。
【0034】
ゴム成分100質量%中のSBRの含有量は、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上であり、また、好ましくは40質量%以下、より好ましくは30質量%以下である。上記範囲内であると、上述の総合性能が良好となる傾向がある。
【0035】
上記ゴム組成物は、BRを含有する。
BRとしては特に限定されず、高シス含量のBR、低シス含量のBR、シンジオタクチックポリブタジエン結晶を含有するBR等を使用できる。BRは、非変性BR、変性BRのいずれでもよく、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。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。BRのシス含量は90質量%以上が好適である。
なお、シス含量は、赤外吸収スペクトル分析法によって測定できる。
【0036】
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。
【0037】
ゴム成分100質量%中のBRの含有量は、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上であり、また、好ましくは40質量%以下、より好ましくは30質量%以下である。上記範囲内であると、上述の総合性能が良好となる傾向がある。
【0038】
イソプレン系ゴム、SBR、BR、以外に使用可能なゴム成分としては、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)、スチレン-イソプレン-ブタジエン共重合ゴム(SIBR)等のジエン系ゴムが挙げられる。これらジエン系ゴム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。
【0039】
上記キャップゴム組成物は、セチルトリメチルアンモニウムブロミド(CTAB)比表面積が130m2/g以上のカーボンブラック(以下、カーボンブラックAともいう)を含有する。
カーボンブラックAとしては、特に限定されず、N134、N110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。
【0040】
カーボンブラックAのCTAB比表面積は、130m2/g以上であればよいが、好ましくは140m2/g以上、より好ましくは145m2/g以上、更に好ましくは150m2/g以上であり、また、好ましくは250m2/g以下、より好ましくは200m2/g以下である。上記範囲内であると、上述の総合性能が良好となる傾向がある。
なお、カーボンブラックのCTAB比表面積は、JIS K6217-3:2001に準拠して測定される値である。
【0041】
カーボンブラックAの含有量は、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5質量部以上であり、また、好ましくは30質量部以下、より好ましくは15質量部以下である。上記範囲内であると、上述の総合性能が良好となる傾向がある。
【0042】
上記キャップゴム組成物は、カーボンブラックAとともに、他のカーボンブラック(CTAB比表面積が130m2/g未満のカーボンブラック)を含有してもよい。
他のカーボンブラックとしては、特に限定されず、N220、N660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。
【0043】
他のカーボンブラックのCTAB比表面積は、好ましくは120m2/g以下、より好ましくは115m2/g以下であり、また、好ましくは50m2/g以上、より好ましくは80m2/g以上、更に好ましくは100m2/g以上である。上記範囲内であると、上述の総合性能が良好となる傾向がある。
【0044】
他のカーボンブラックを含有する場合、他のカーボンブラックの含有量は、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5質量部以上であり、また、好ましくは30質量部以下、より好ましくは15質量部以下である。上記範囲内であると、上述の総合性能が良好となる傾向がある。
【0045】
カーボンブラックAや他の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)、三菱化学(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。
【0046】
上記キャップゴム組成物は、シリカを含有してもよい。
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。
【0047】
シリカの窒素吸着比表面積(N2SA)は、好ましくは100m2/g以上、より好ましくは150m2/g以上であり、また、好ましくは200m2/g以下、より好ましくは180m2/g以下である。上記範囲内であると、上述の総合性能が良好となる傾向がある。
なお、シリカの窒素吸着比表面積は、ASTM D3037-81に準じてBET法で測定される値である。
【0048】
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。
【0049】
シリカを含有する場合、ゴム成分100質量部に対するシリカの含有量は、好ましくは5質量部以上、より好ましくは15質量部以上であり、また、好ましくは60質量部以下、より好ましくは45質量部以下である。上記範囲内であると、上述の総合性能が良好となる傾向がある。
【0050】
上記キャップゴム組成物は、シリカとともにシランカップリング剤を含有してもよい。
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等のスルフィド系、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等のメルカプト系、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン等のビニル系、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等のアミノ系、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等のグリシドキシ系、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等のニトロ系、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等のクロロ系等があげられる。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。なかでも、上述の総合性能が良好となる傾向があるという理由から、メルカプト系がより好ましい。
【0051】
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(S1)で表される化合物)も使用可能である。
【0052】
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(S1)で表わされるシランカップリング剤や、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が挙げられる。
【化2】
(式中、R
1001は-Cl、-Br、-OR
1006、-O(O=)CR
1006、-ON=CR
1006R
1007、-NR
1006R
1007及び-(OSiR
1006R
1007)
h(OSiR
1006R
1007R
1008)から選択される一価の基(R
1006、R
1007及びR
1008は同一でも異なっていても良く、各々水素原子又は炭素数1~18の一価の炭化水素基であり、hは平均値が1~4である。)であり、R
1002はR
1001、水素原子又は炭素数1~18の一価の炭化水素基、R
1003は-[O(R
1009O)
j]-基(R
1009は炭素数1~18のアルキレン基、jは1~4の整数である。)、R
1004は炭素数1~18の二価の炭化水素基、R
1005は炭素数1~18の一価の炭化水素基を示し、x、y及びzは、x+y+2z=3、0≦x≦3、0≦y≦2、0≦z≦1の関係を満たす数である。)
【化3】
【化4】
(式中、vは0以上の整数、wは1以上の整数である。R
11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
12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
11とR
12とで環構造を形成してもよい。)
【0053】
式(S1)において、R1005、R1006、R1007及びR1008はそれぞれ独立に、炭素数1~18の直鎖状、環状もしくは分枝状のアルキル基、アルケニル基、アリール基及びアラルキル基からなる群から選択される基であることが好ましい。また、R1002が炭素数1~18の一価の炭化水素基である場合は、直鎖状、環状もしくは分枝状のアルキル基、アルケニル基、アリール基及びアラルキル基からなる群から選択される基であることが好ましい。R1009は直鎖状、環状又は分枝状のアルキレン基であることが好ましく、特に直鎖状のものが好ましい。R1004は例えば炭素数1~18のアルキレン基、炭素数2~18のアルケニレン基、炭素数5~18のシクロアルキレン基、炭素数6~18のシクロアルキルアルキレン基、炭素数6~18のアリーレン基、炭素数7~18のアラルキレン基を挙げることができる。アルキレン基及びアルケニレン基は、直鎖状及び分枝状のいずれであってもよく、シクロアルキレン基、シクロアルキルアルキレン基、アリーレン基及びアラルキレン基は、環上に低級アルキル基等の官能基を有していてもよい。このR1004としては、炭素数1~6のアルキレン基が好ましく、特に直鎖状アルキレン基、例えばメチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基が好ましい。
【0054】
式(S1)におけるR1002、R1005、R1006、R1007及びR1008の具体例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ビニル基、プロぺニル基、アリル基、ヘキセニル基、オクテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基等が挙げられる。
式(S1)におけるR1009の例として、直鎖状アルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、n-プロピレン基、n-ブチレン基、ヘキシレン基等が挙げられ、分枝状アルキレン基としては、イソプロピレン基、イソブチレン基、2-メチルプロピレン基等が挙げられる。
【0055】
式(S1)で表されるシランカップリング剤の具体例としては、3-ヘキサノイルチオプロピルトリエトキシシラン、3-オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン、3-デカノイルチオプロピルトリエトキシシラン、3-ラウロイルチオプロピルトリエトキシシラン、2-ヘキサノイルチオエチルトリエトキシシラン、2-オクタノイルチオエチルトリエトキシシラン、2-デカノイルチオエチルトリエトキシシラン、2-ラウロイルチオエチルトリエトキシシラン、3-ヘキサノイルチオプロピルトリメトキシシラン、3-オクタノイルチオプロピルトリメトキシシラン、3-デカノイルチオプロピルトリメトキシシラン、3-ラウロイルチオプロピルトリメトキシシラン、2-ヘキサノイルチオエチルトリメトキシシラン、2-オクタノイルチオエチルトリメトキシシラン、2-デカノイルチオエチルトリメトキシシラン、2-ラウロイルチオエチルトリメトキシシラン等を挙げることができる。これらは、単独で用いても、2種以上を併用してもよい。なかでも、3-オクタノイルチオプロピルトリエトキシシランが特に好ましい。
【0056】
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。
【0057】
式(I)、(II)におけるR11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。
【0058】
式(I)、(II)におけるR12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。
【0059】
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(v)と結合単位Bの繰り返し数(w)の合計の繰り返し数(v+w)は、3~300の範囲が好ましい。
【0060】
シランカップリング剤を含有する場合、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3質量部以上、より好ましくは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質量部以下である。上記範囲内であると、上述の総合性能が良好となる傾向がある。
【0061】
上記キャップゴム組成物は、樹脂を含有してもよい。
樹脂としては、タイヤ工業で汎用されているものであれば特に限定されず、例えば、C5系樹脂、C9系樹脂、スチレン系樹脂、テルペン系樹脂、ロジン系樹脂、クマロンインデン樹脂、p-t-ブチルフェノールアセチレン樹脂、アクリル系樹脂等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、C5系樹脂が好ましい。
【0062】
C5系樹脂は、C5留分を構成モノマーとして含むポリマーであり、C5留分を主成分(50質量%以上)として重合させたポリマー等が挙げられる。具体的には、C5留分(1-ペンテン、2-ペンテン、2-メチル-1-ブテン等のオレフィン系炭化水素、2-メチル-1,3-ブタジエン、1,2-ペンタジエン、1,3-ペンタジエン等のジオレフィン系炭化水素等)をそれぞれ単独で重合した単独重合体、2種以上のC5留分を共重合した共重合体の他、C5留分及びこれと共重合し得る他の単量体との共重合体も挙げられる。
【0063】
他の単量体としては、ビニルトルエン、インデン、メチルインデン等のC9留分等が例示できる。これらは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
【0064】
上述の総合性能が良好となる傾向があるという理由から、C5系樹脂は、C5留分と他の単量体との共重合体が好ましく、C5留分とC9留分との共重合体(C5/C9樹脂)がより好ましい。
【0065】
C5系樹脂や他の樹脂の市販品としては、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)、ExxonMobil社、CrayValley社等の製品を使用できる。
【0066】
樹脂を含有する場合、ゴム成分100質量部に対する樹脂の含有量は、好ましくは5質量部以上、より好ましくは10質量部以上であり、また、好ましくは30質量部以下、より好ましくは20質量部以下である。上記範囲内であると、上述の総合性能が良好となる傾向がある。
【0067】
上記キャップゴム組成物は、オイル等の軟化剤を含んでもよい。
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等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、プロセスオイルが好ましい。
【0068】
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。
【0069】
オイル以外に使用できる軟化剤として、ポリエチレングリコールが挙げられる。
ポリエチレングリコールとしては特に限定されないが、下記式で表されるものを好適に使用できる。
HO(CH2CH2O)pH
(pは5~100の整数を表す。)
【0070】
ポリエチレングリコールとしては、例えば、和光純薬工業(株)、日油(株)等の製品を使用できる。
【0071】
軟化剤を含有する場合、軟化剤の含有量は、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、更に好ましくは1質量部以下である。上記範囲内であると、上述の総合性能が良好となる傾向がある。
【0072】
上記キャップゴム組成物は、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、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。
【0073】
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。
【0074】
ワックスを含有する場合、ワックスの含有量は、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1.5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、上述の総合性能が良好となる傾向がある。
【0075】
上記キャップゴム組成物は、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等が挙げられる。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。
【0076】
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。
【0077】
老化防止剤を含有する場合、老化防止剤の含有量は、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2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、上述の総合性能が良好となる傾向がある。
【0078】
上記キャップゴム組成物は、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)、NOF社、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。
【0079】
ステアリン酸を含有する場合、ステアリン酸の含有量は、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2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、上述の総合性能が良好となる傾向がある。
【0080】
上記キャップゴム組成物は、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。
【0081】
酸化亜鉛を含有する場合、酸化亜鉛の含有量は、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2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、上述の総合性能が良好となる傾向がある。
【0082】
上記キャップゴム組成物は硫黄を含有してもよい。
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。
【0083】
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。
【0084】
硫黄を含有する場合、硫黄の含有量は、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2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、上述の総合性能が良好となる傾向がある。
【0085】
上記キャップゴム組成物は、加硫促進剤を含有してもよい。
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、N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアジルスルフェンアミ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-ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N-t-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-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い。
【0086】
加硫促進剤としては、例えば、川口化学(株)、大内新興化学(株)、三新化学工業(株)製等の製品を使用できる。
【0087】
加硫促進剤を含有する場合、加硫促進剤の含有量は、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2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、上述の総合性能が良好となる傾向がある。
【0088】
上記ゴム組成物には、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;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、マイカ等の充填剤(フィラー);等を更に配合してもよい。これらの添加剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、0.1~200質量部が好ましい。
【0089】
上記キャップゴム組成物は、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等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。
【0090】
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85~110℃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140~190℃、好ましくは150~185℃である。加硫時間は、通常5~15分である。
【0091】
<ベースゴム組成物>
以下、上記空気入りタイヤのトレッド部において、ベーストレッドを構成するベースゴム組成物について説明する。
【0092】
上記ベースゴム組成物は、上記キャップゴム組成物と同様の薬品を使用可能である。
【0093】
上記ベースゴム組成物は、イソプレン系ゴムを含有する。
ゴム成分100質量%中のイソプレン系ゴムの含有量は、90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。
【0094】
上記ベースゴム組成物は、C5系樹脂を含有する。
C5系石油樹脂の含有量は、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5質量部以下である。上記範囲内であると、上述の総合性能が良好となる傾向がある。
【0095】
C5系石油樹脂及び他の樹脂の合計含有量は、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5質量部以下である。上記範囲内であると、上述の総合性能が良好となる傾向がある。
なお、C5系石油樹脂以外の樹脂を含有しない場合、上記合計含有量は、C5系石油樹脂の含有量と同義である。
【0096】
上記ベースゴム組成物は、CTAB比表面積が30m2/g以上のカーボンブラック(以下、カーボンブラックBともいう)を含有する。
カーボンブラックBとしては、特に限定されず、N134、N110、N220、N234、N219、N339、N330、N326、N351、N550、N762、N660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。
【0097】
カーボンブラックBのCTAB比表面積は、30m2/g以上であればよいが、好ましくは35m2/g以上であり、また、好ましくは120m2/g以下、より好ましくは80m2/g以下、更に好ましくは50m2/g以下である。上記範囲内であると、上述の総合性能が良好となる傾向がある。
【0098】
カーボンブラックBの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは20質量部以上、より好ましくは30質量部以上、更に好ましくは40質量部であり、また、好ましくは100質量部以下、より好ましくは80質量部以下、更に好ましくは60質量部以下である。上記範囲内であると、上述の総合性能が良好となる傾向がある。
【0099】
上記ベースゴム組成物は、カーボンブラックBとともに、他のカーボンブラック(CTAB比表面積が30m2/g未満のカーボンブラック)を含有してもよい。
他のカーボンブラックの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0~10質量部である。
【0100】
上記ベースゴム組成物は、上記成分以外に、イソプレン系ゴム以外のゴム成分、シリカ、シランカップリング剤、軟化剤、ワックス、ステアリン酸、老化防止剤、酸化亜鉛、硫黄、加硫促進剤等を適宜配合してもよい。これらの含有量の好適な範囲は、上記キャップゴム組成物と同様である。
【0101】
上記ベースゴム組成物は、上記キャップゴム組成物と同様の方法、条件で製造できる。
【0102】
<空気入りタイヤ>
本発明の空気入りタイヤは、上記キャップゴム組成物及び上記ベースゴム組成物を用いて通常の方法で製造される。
すなわち、上記キャップゴム組成物、上記ベースゴム組成物を、未加硫の段階で、それぞれキャップトレッド、ベーストレッドの形状にあわせて押出し加工し、他のタイヤ部材とともに、タイヤ成型機上にて通常の方法で成形することにより、未加硫タイヤを形成する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧することにより、キャップトレッド及びベーストレッドを含むトレッド部を備えたタイヤを得る。
【0103】
なお、上記空気入りタイヤにおいて、トレッド部は、通常、キャップトレッド(表面層)及びベーストレッド(内面層)が積層された2層構造であるが、これに限定されず、キャップトレッド、ベーストレッド以外を含んでいてもよい。
【0104】
上記空気入りタイヤは、キャップゴム組成物中のフィラーの合計含有量、ベースゴム組成物中のフィラーの合計含有量が、下記式(A)を満たすことが好ましい。
(A) α-β≧10
α:キャップゴム組成物中のフィラーの合計含有量[質量部]
β:ベースゴム組成物中のフィラーの合計含有量[質量部]
【0105】
なお、式(A)において、フィラーの合計含有量は、ゴム成分100質量部に対するカーボンブラック、シリカ等のフィラーの含有量の合計である。カーボンブラック以外のフィラーを含有しない場合、上記合計含有量は、カーボンブラックの含有量と同義である。
【0106】
式(A)において、キャップゴム組成物中のフィラーの合計含有量(α)は、キャップゴム組成物中のゴム成分100質量部に対して、好ましくは35質量部以上、より好ましくは45質量部以上、更に好ましくは55質量部以上であり、また、好ましくは85質量部以下、より好ましくは75質量部以下、更に好ましくは65質量部以下である。上記範囲内であると、上述の総合性能が良好となる傾向がある。
【0107】
式(A)において、ベースゴム組成物中のフィラーの合計含有量(β)は、ベースゴム組成物中のゴム成分100質量部に対して、好ましくは20質量部以上、より好ましくは30質量部以上、更に好ましくは40質量部以上であり、また、好ましくは70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50質量部以下である。上記範囲内であると、上述の総合性能が良好となる傾向がある。
【0108】
上記空気入りタイヤは、乗用車用タイヤ;トラック・バス用タイヤ等の重荷重用タイヤ;二輪車用タイヤ;高性能タイヤ;スタッドレスタイヤ等の冬用タイヤ;サイド補強層を備えるランフラットタイヤ;スポンジ等の吸音部材をタイヤ内腔に備える吸音部材付タイヤ;パンク時に封止可能なシーラントをタイヤ内部又はタイヤ内腔に備える封止部材付タイヤ;センサや無線タグ等の電子部品をタイヤ内部又はタイヤ内腔に備える電子部品付タイヤ等に使用可能であるが、重荷重用タイヤに好適である。
【実施例】
【0109】
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。
以下に、実施例で用いた各種薬品について説明する。
【0110】
<キャップゴム配合>
イソプレン系ゴム:TSR20(天然ゴム)
SBR1:下記製造例1で合成した変性SBR(スチレン量:10質量%、ビニル量:40質量%、Mw:30万)
SBR2:JSR(株)製のJSR1502(スチレン量:24質量%、ビニル量:16質量%)
BR1:宇部興産(株)製のBR710
カーボンブラック1:N220(CTAB:111m2/g)
カーボンブラック2:N134(CTAB:135m2/g)
カーボンブラック3:試作品(CTAB:140m2/g、N2SA:146m2/g、IA:135mg/g)
カーボンブラック4:試作品(CTAB:145m2/g、N2SA:160m2/g、IA:151mg/g)
カーボンブラック5:試作品(CTAB:150m2/g、N2SA:181m2/g、IA:177mg/g)
カーボンブラック6:Jiangix Black Cat(黒猫)社製のN660(CTAB:36m2/g、COAN:74ml/100g)
シリカ:エボニックデグッサ社製のウルトラシルVN3(N2SA:167m2/g)
添加剤1:Momentive社製のNXT(3-オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン)
添加剤2:日油(株)製のPEG#4000(ポリエチレングリコール、Mw:4000、HO(CH2CH2O)pHにおいてpは約90)
添加剤3:ExxonMobil社製のOPPERA PR373(C5/C9樹脂)
ワックス:日本精蝋(株)製のオゾエース0355
老化防止剤1:大内新興化学工業(株)製のノクラック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)
老化防止剤2:大内新興化学工業(株)製のノクラックRD(ポリ(2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリン))
ステアリン酸:日油(株)製のステアリン酸「椿」
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の亜鉛華1号
硫黄:鶴見化学(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤1:大内新興化学工業(株)製のノクセラーNS(N-t-ブチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド)
加硫促進剤2:大内新興化学工業(株)製のノクセラーCZ(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)
加硫促進剤3:大内新興化学工業(株)製のノクセラーD(1,3-ジフェニルグアニジン)
【0111】
<ベースゴム配合>
イソプレン系ゴム:TSR20(天然ゴム)
BR2:LG Chem社製のBR1280
カーボンブラック1:Jiangix Black Cat(黒猫)社製のN660(CTAB:36m2/g、COAN:74ml/100g)
カーボンブラック6:試作品(CTAB:150m2/g、N2SA:181m2/g、IA:177mg/g)
カーボンブラック7:キャボットジャパン(株)製のショウブラックN550(CTAB:43m2/g、COAN:80ml/100g)
添加剤3:ExxonMobil社製のOPPERA PR373(C5/C9樹脂)
添加剤4:H&R社製のVIVATEC500(TDAEオイル)
老化防止剤1:大内新興化学工業(株)製のノクラック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)
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の亜鉛華1号
硫黄:鶴見化学(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤1:大内新興化学工業(株)製のノクセラーNS(N-t-ブチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド)
【0112】
(製造例1)
窒素置換されたオートクレーブ反応器に、シクロヘキサン、テトラヒドロフラン、スチレン、及び1,3-ブタジエンを仕込んだ。反応器の内容物の温度を20℃に調整した後、n-ブチルリチウムを添加して重合を開始した。断熱条件で重合し、最高温度は85℃に達した。重合転化率が99%に達した時点で1,3-ブタジエンを追加し、更に5分重合させた後、3-ジエチルアミノプロピルトリメトキシシランを変性剤として加えて反応を行った。重合反応終了後、2,6-ジ-tert-ブチル-p-クレゾールを添加した。次いで、スチームストリッピングにより脱溶媒を行い、110℃に調温された熱ロールにより乾燥してSBR1を得た。
【0113】
(SBRの分析)
SBRの構造同定(スチレン量、ビニル量の測定)は、日本電子(株)製JNM-ECAシリーズの装置を用いて行った。測定は、ポリマー0.1gを15mlのトルエンに溶解させ、30mlのメタノール中にゆっくり注ぎ込んで再沈殿させたものを、減圧乾燥後に測定した。
【0114】
(実施例及び比較例)
表1に示す配合内容に従い、(株)神戸製鋼所製の1.7L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材料を150℃の条件下で5分間混練りし、混練り物を得た。次に、得られた混練り物に硫黄及び加硫促進剤を添加し、オープンロールを用いて、80℃の条件下で5分間練り込み、未加硫キャップゴム組成物及び未加硫ベースゴム組成物を得た。
得られた未加硫キャップゴム組成物をキャップトレッドの形状に、未加硫ベースゴム組成物をベーストレッドの形状にそれぞれ成形し、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12分間プレス加硫し、試験用タイヤ(サイズ:295/75R22.5(トラック・バス用))を製造した。得られた試験用タイヤを用いて下記評価を行い、結果を表1に示した。
【0115】
(耐久性)
ドラム試験機を用い、各試験用タイヤを、リム(8.25×22.5)、内圧(750kPa)の条件にて、時速45km/hの走行速度で、ロードインデックスの100%の荷重から、24時間毎に10%ずつ荷重を増加させ、トレッド部に損傷が生じるまでの走行距離を測定し、比較例1を100とする指数で表示した(耐久性指数)。指数が大きいほど走行距離が長く、耐久性に優れることを示す。
【0116】
(耐摩耗性)
各試験用タイヤを車両の全輪に装着して、走行距離8000km後のトレッド部の溝深さを測定し、タイヤ溝深さが1mm減るときの走行距離を算出し、比較例1を100とした時の指数で表示した(耐摩耗性指数)。指数が大きいほど走行距離が長く、耐摩耗性に優れることを示す。
【0117】
(ウェットグリップ性能)
各試験用タイヤを車両の全輪に装着して、湿潤アスファルト路面にて初速度100km/hからの制動距離を求め、比較例1を100とした時の指数で表示した(ウェットグリップ性能指数)。指数が大きいほど制動距離が短く、ウェットグリップ性能に優れることを示す。
【0118】
(耐チッピング性)
各試験用タイヤを車両の全輪に装着して、8000km走行した後のトレッド部におけるチッピング発生箇所をカウントし、比較例1を100とした時の指数で表示した(耐チッピング性指数)。指数が大きいほどチッピング発生箇所が少なく、耐チッピング性に優れることを示す。
【0119】
【0120】
表1より、実施例は、比較例と比較して、目的とする耐久性及び耐摩耗性が改善された。また、耐久性、耐摩耗性、ウェットグリップ性能及び耐チッピング性の総合性能(各指数の合計)についても、比較例より良好であった。