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技術 特定のタイヤ部材用ゴム組成物およびそれを用いたタイヤ

出願人 住友ゴム工業株式会社
発明者 池田啓二三木孝之
出願日 2006年12月22日 (13年11ヶ月経過) 出願番号 2006-345824
公開日 2008年7月10日 (12年4ヶ月経過) 公開番号 2008-156446
状態 未査定
技術分野 タイヤ一般 高分子組成物
主要キーワード 基準配合 小ロータ 低発熱化 SBR 押出し加工性 初期歪み 押出し加工 パラアルキルスチレン
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2008年7月10日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

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課題

転がり抵抗を低減させ、加工性を向上させることができる特定のタイヤ部材ゴム組成物およびそれを用いたタイヤを提供する。

解決手段

ジエン系ゴム100重量部に対して、チッ素吸着比表面積が100m2/g以下のカーボンブラックを5〜150重量部、およびチッ素吸着比表面積が100m2/g以下のシリカを5〜80重量部含有し、該シリカ100重量部に対して、シランカップリング剤を2〜12重量部含有する特定のタイヤ部材用ゴム組成物、ならびにそれを用いたタイヤ。

概要

背景

イヤ転がり抵抗を低減させるために、トレッドに、充填剤としてシリカを配合することは、一般的に知られている。トレッドにシリカを配合すると、ウェットトラクション性能も同時に向上させることができることが知られている。ここで、トレッドのみの適用では、転がり抵抗の低減効果限界があるため、他のタイヤ部材においても、シリカを適用する必要がある。

しかし、サイドウォールベーストレッドクリンチエイペックスインナーライナーでは、粒子径の大きいカーボンブラックが使用されており、この粒子径の大きいカーボンブラックをシリカに変更しても、転がり抵抗の充分な低減効果は得られなかった。

一方、シリカ含有カーボンブラックおよびシリカを含有するベーストレッド用ゴム組成物も知られている(たとえば、特許文献1参照)。しかし、押出し加工性ゴム焼け)において、いまだ改善の余地がある。

特開2005−248020号公報

概要

転がり抵抗を低減させ、加工性を向上させることができる特定のタイヤ部材用ゴム組成物およびそれを用いたタイヤを提供する。ジエン系ゴム100重量部に対して、チッ素吸着比表面積が100m2/g以下のカーボンブラックを5〜150重量部、およびチッ素吸着比表面積が100m2/g以下のシリカを5〜80重量部含有し、該シリカ100重量部に対して、シランカップリング剤を2〜12重量部含有する特定のタイヤ部材用ゴム組成物、ならびにそれを用いたタイヤ。なし

目的

本発明は、転がり抵抗を低減させ、加工性を向上させることができる特定のタイヤ部材用ゴム組成物およびそれを用いたタイヤを提供することを目的とする。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
5件

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請求項1

ジエン系ゴム100重量部に対して、チッ素吸着比表面積が100m2/g以下のカーボンブラックを5〜100重量部、およびチッ素吸着比表面積が100m2/g以下のシリカを5〜80重量部含有し、該シリカ100重量部に対して、シランカップリング剤を2〜12重量部含有するサイドウォール用ゴム組成物

請求項2

請求項1記載のサイドウォール用ゴム組成物を用いたサイドウォールを有するタイヤ

請求項3

ジエン系ゴム100重量部に対して、チッ素吸着比表面積が100m2/g以下のカーボンブラックを5〜100重量部、およびチッ素吸着比表面積が100m2/g以下のシリカを5〜80重量部含有し、該シリカ100重量部に対して、シランカップリング剤を2〜12重量部含有するベーストレッド用ゴム組成物

請求項4

請求項3記載のベーストレッド用ゴム組成物を用いたベーストレッドを有するタイヤ。

請求項5

ジエン系ゴム100重量部に対して、チッ素吸着比表面積が100m2/g以下のカーボンブラックを5〜100重量部、およびチッ素吸着比表面積が100m2/g以下のシリカを5〜80重量部含有し、該シリカ100重量部に対して、シランカップリング剤を2〜12重量部含有するクリンチエイペックス用ゴム組成物

請求項6

請求項5記載のクリンチエイペックス用ゴム組成物を用いたクリンチエイペックスを有するタイヤ。

請求項7

ジエン系ゴム100重量部に対して、チッ素吸着比表面積が80m2/g以下のカーボンブラックを5〜150重量部、およびチッ素吸着比表面積が100m2/g以下のシリカを5〜80重量部含有し、該シリカ100重量部に対して、シランカップリング剤を2〜12重量部含有するインナーライナー用ゴム組成物

請求項8

請求項7記載のインナーライナー用ゴム組成物を用いたインナーライナーを有するタイヤ。

技術分野

0001

本発明は、特定のタイヤ部材ゴム組成物およびそれを用いたタイヤに関する。

背景技術

0002

タイヤの転がり抵抗を低減させるために、トレッドに、充填剤としてシリカを配合することは、一般的に知られている。トレッドにシリカを配合すると、ウェットトラクション性能も同時に向上させることができることが知られている。ここで、トレッドのみの適用では、転がり抵抗の低減効果限界があるため、他のタイヤ部材においても、シリカを適用する必要がある。

0003

しかし、サイドウォールベーストレッドクリンチエイペックスインナーライナーでは、粒子径の大きいカーボンブラックが使用されており、この粒子径の大きいカーボンブラックをシリカに変更しても、転がり抵抗の充分な低減効果は得られなかった。

0004

一方、シリカ含有カーボンブラックおよびシリカを含有するベーストレッド用ゴム組成物も知られている(たとえば、特許文献1参照)。しかし、押出し加工性ゴム焼け)において、いまだ改善の余地がある。

0005

特開2005−248020号公報

発明が解決しようとする課題

0006

本発明は、転がり抵抗を低減させ、加工性を向上させることができる特定のタイヤ部材用ゴム組成物およびそ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

0007

本発明は、ジエン系ゴム100重量部に対して、チッ素吸着比表面積が100m2/g以下のカーボンブラックを5〜100重量部、およびチッ素吸着比表面積が100m2/g以下のシリカを5〜80重量部含有し、該シリカ100重量部に対して、シランカップリング剤を2〜12重量部含有するサイドウォール用ゴム組成物に関する。

0008

また、本発明は、前記サイドウォール用ゴム組成物を用いたサイドウォールを有するタイヤに関する。

0009

本発明は、ジエン系ゴム100重量部に対して、チッ素吸着比表面積が100m2/g以下のカーボンブラックを5〜100重量部、およびチッ素吸着比表面積が100m2/g以下のシリカを5〜80重量部含有し、該シリカ100重量部に対して、シランカップリング剤を2〜12重量部含有するベーストレッド用ゴム組成物に関する。

0010

また、本発明は、前記ベーストレッド用ゴム組成物を用いたベーストレッドを有するタイヤに関する。

0011

本発明は、ジエン系ゴム100重量部に対して、チッ素吸着比表面積が100m2/g以下のカーボンブラックを5〜100重量部、およびチッ素吸着比表面積が100m2/g以下のシリカを5〜80重量部含有し、該シリカ100重量部に対して、シランカップリング剤を2〜12重量部含有するクリンチエイペックス用ゴム組成物に関する。

0012

また、本発明は、前記クリンチエイペックス用ゴム組成物を用いたクリンチエイペックスを有するタイヤに関する。

0013

本発明は、ジエン系ゴム100重量部に対して、チッ素吸着比表面積が80m2/g以下のカーボンブラックを5〜150重量部、およびチッ素吸着比表面積が100m2/g以下のシリカを5〜80重量部含有し、該シリカ100重量部に対して、シランカップリング剤を2〜12重量部含有するインナーライナー用ゴム組成物に関する。

0014

また、本発明は、前記インナーライナー用ゴム組成物を用いたインナーライナーを有するタイヤに関する。

発明の効果

0015

本発明によれば、ジエン系ゴム、所定のカーボンブラック、所定のシリカおよびシランカップリング剤を所定量含有することで、転がり抵抗を低減させ、加工性を向上させることができる特定のタイヤ部材用ゴム組成物およびそれを用いたタイヤを提供することができる。

発明を実施するための最良の形態

0016

本発明のゴム組成物は、ジエン系ゴム、カーボンブラック、シリカおよびシランカップリング剤を含有する。

0017

ジエン系ゴムとしては、とくに制限はなく、たとえば、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレンブタジエンゴムSBR)、ブチルゴム(IIR)、ハロゲン化ブチルゴム(X−IIR)、クロロプレンゴム(CR)、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、イソモノオレフィンパラアルキルスチレンとの共重合体ハロゲン化物などがあげられ、これらのジエン系ゴムはとくに制限はなく、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。

0018

本発明で使用するカーボンブラックは、大粒径のものである。

0019

カーボンブラックのチッ素吸着比表面積(N2SA)は100m2/g以下、好ましくは90m2/g以下、より好ましくは80m2/g以下である。カーボンブラックのN2SAが100m2/gをこえると、加硫後のゴム組成物の低発熱性に劣り、低燃費性を悪化させてしまう。また、カーボンブラックのN2SAは25m2/g以上が好ましく、35m2/g以上がより好ましい。カーボンブラックのN2SAが25m2/g未満では、充分な補強効果が得られない傾向がある。なお、本発明では、カーボンブラックのN2SAは、サイドウォール用、ベーストレッド用、クリンチエイペックス用としては25〜100m2/gが好ましく、インナーライナー用としては25〜80m2/gが好ましい。

0020

カーボンブラックの含有量は、ジエン系ゴム100重量部に対して5重量部以上、好ましくは40重量部以上である。カーボンブラックの含有量が5重量部未満では、電気抵抗が高くなるため導電性対策が必要となり、さらに、外部に露出する部材についてはタイヤ外観を充分に黒くすることができず、商品性が低下する。また、カーボンブラックの含有量は150重量部以下、好ましくは120重量部以下、より好ましくは100重量部以下である。カーボンブラックの含有量が150重量部をこえると、低発熱性に劣り、低燃費性を悪化させてしまう。なお、本発明では、カーボンブラックの含有量は、サイドウォール用、ベーストレッド用、クリンチエイペックス用としては5〜100重量部が好ましく、インナーライナー用としては5〜150重量部が好ましい。

0021

シリカとしては、湿式法で調製されるものや、乾式法で調製されるものなどがあげられるが、とくに制限はない。

0022

シリカのN2SAは100m2/g以下、好ましくは70m2/g以下である。シリカのN2SAが100m2/gをこえると、粒径の大きいカーボンブラックに対して、低発熱性の改善効果が見られない。また、シリカのN2SAは25m2/g以上が好ましく、40m2/g以上がより好ましい。シリカのN2SAが25m2/g未満では、充分な補強効果が得られない傾向がある。

0023

シリカの含有量は、ジエン系ゴム100重量部に対して5重量部以上、好ましくは20重量部以上である。シリカの含有量が5重量部未満では、低発熱性の充分な改善効果が得られない。また、シリカの含有量は80重量部以下、好ましくは60重量部以下である。シリカの含有量が80重量部をこえると、加工性が悪化する。

0024

シランカップリング剤としては、とくに制限はなく、ゴム工業において、従来からシリカと併用されるものを使用することができ、たとえば、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(4−トリメトキシシリルブチル)テトラスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)トリスルフィド、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−トリエトキシシリルブチル)トリスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(2−トリメ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、3−トリエ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、2−トリメ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−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピルベンゾチアゾー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、3−トリメ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、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、2−メルカプトエチ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、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、3−(2−アミノエチル)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、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシランなどのグリドキシ系、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、2−クロロエチルトリメトキシシラン、2−クロロエチ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。

0025

シランカップリング剤の含有量は、シリカ100重量部に対して2重量部以上、好ましくは5重量部以上である。シランカップリング剤の含有量が2重量部未満では、シリカの補強効果が充分に発揮できず、低発熱性の改善効果も小さくなる。また、シランカップリング剤の含有量は12重量部以下、好ましくは10重量部以下である。シランカップリング剤の含有量が12重量部をこえると、低発熱性の改善効果が現れず、コストが上昇してしまう。

0026

本発明のゴム組成物には、前記ジエン系ゴム、カーボンブラック、シリカおよびシランカップリング剤以外にも、従来からゴム工業で使用される配合剤、たとえば、プロセスオイルワックス、各種老化防止剤ステアリン酸酸化亜鉛硫黄などの加硫剤、各種加硫促進剤などを必要に応じて適宜含有することができる。

0027

本発明のゴム組成物は、一般的な方法で調製される。すなわち、バンバリーミキサーニーダーオープンロールなどでジエン系ゴム、アルキルフェノール塩化硫黄縮合物および必要に応じて前記配合剤を混練りし、その後加硫することにより、本発明のゴム組成物を調製することができる。

0028

本発明のゴム組成物は、低発熱化することにより、燃費性能の改善効果が見込まれるという理由から、タイヤ部材のなかでも、サイドウォール、ベーストレッド、クリンチエイペックス、インナーライナーとして好適に使用されるものである。

0029

本発明のタイヤは、前記ゴム組成物をサイドウォール、ベーストレッド、クリンチエイペックスまたはインナーライナーに用いて、通常の方法により製造される。すなわち、前記ゴム組成物を未加硫の段階でタイヤのサイドウォール、ベーストレッド、クリンチエイペックスまたはインナーライナーの形状に押出し加工し、タイヤ成形機上で、他のタイヤ部材とともに通常の方法により貼り合わせて未加硫タイヤを形成する。該未加硫タイヤを加硫機中で加熱・加圧して本発明のタイヤを得ることができる。

0030

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。

0031

以下、実施例およ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。
天然ゴム(NR):RSS♯3
ブタジエンゴム(BR)(1):宇部興産(株)製のBR150B
BR(2):宇部興産(株)製のBR130B
ブチルゴム(IIR):エクソン化学(Exxon Chemical Company)製のクロロブチル(Chlorobutyl)1068
カーボンブラック(1):キャボットジャパン(株)製のショウブラックN550(N2SA:41m2/g)
カーボンブラック(2):キャボットジャパン(株)製のショウブラックN351(N2SA:71m2/g)
シリカ(1):デグッサ社製のウルトラシル360(N2SA:50m2/g)
シリカ(2):デグッサ社製のウルトラシルVN3(N2SA:200m2/g)
シランカップリング剤:デグッサ社製のSi69(ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド)
プロセスオイル:出光興産(株)製のダイアナプロセスAH−24
ワックス:大内新興化学工業(株)製のサンノック
老化防止剤:住友化学(株)製のアンチゲン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
ステアリン酸:日本油脂(株)製のステアリン酸「椿」
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛
硫黄:軽井沢硫黄(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤: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

0032

実施例1〜8および比較例1〜8
表1〜4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、硫黄および加硫促進剤以外の薬品を150℃の条件下で3分間混練りし、混練り物を得た。つぎに、得られた混練り物に硫黄およ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、実施例1〜8および比較例1〜8の未加硫ゴム組成物を得た。なお、下記評価試験において、実施例1〜2および比較例1〜2(サイドウォール用ゴム組成物)では比較例1を、実施例3〜4および比較例3〜4(ベーストレッド用ゴム組成物)では比較例3を、実施例5〜6および比較例5〜6(クリンチエイペックス用ゴム組成物)では比較例5を、実施例7〜8および比較例7〜8(インナーライナー用ゴム組成物)では比較例7を基準配合とした。

0033

(加工性)
前記未加硫ゴム組成物から所定のサイズの試験片を作製し、JIS K 6300「未加硫ゴム試験方法」に準じて、(株)島津製作所製のムーニー粘度試験機を用い、1分間の予熱によって熱せられた130℃の温度条件にて、小ローターを回転させ、4分間経過した時点での未加硫ゴム組成物のムーニー粘度(ML1+4/130℃)を測定し、基準配合のムーニー粘度指数を100とし、下記計算式により、各配合のムーニー粘度を指数表示した。なお、ムーニー粘度指数が大きいほど、ムーニー粘度が低減され、加工性に優れることを示す。
(ムーニー粘度指数)=(基準配合のムーニー粘度)
÷(各配合のムーニー粘度)×100

0034

(転がり抵抗)
前記未加硫ゴム組成物を175℃の条件下で12分間20kgfの圧力条件プレス加硫し、実施例1〜8および比較例1〜8の加硫ゴム組成物を得た。

0035

(株)岩本製作所製の粘弾性スペクトロメーターVESを用いて、周波数10Hz、初期歪み10%および動歪2%の条件下で、70℃における加硫ゴム組成物の損失正接(tanδ)を測定し、基準配合の転がり抵抗指数を100とし、下記計算式により、各配合のtanδを指数表示した。なお、転がり抵抗指数が大きいほど、転がり抵抗が低減され、優れることを示す。
(転がり抵抗指数)=(基準配合のtanδ)/(各配合のtanδ)×100

0036

上記試験の評価結果を表1〜4に示す。

0037

0038

0039

0040

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