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技術 タイヤ

出願人 住友ゴム工業株式会社
発明者 國澤鉄也
出願日 2016年2月8日 (5年6ヶ月経過) 出願番号 2016-022030
公開日 2017年8月17日 (4年0ヶ月経過) 公開番号 2017-141325
状態 特許登録済
技術分野 タイヤ一般 高分子組成物
主要キーワード ピリジニウム系イオン液体 耐破壊強度 帯電抑制効果 イミダゾリウム系イオン液体 損失正接tanδ 占有比率 スコーチング JIS規格
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この項目の情報は公開日時点(2017年8月17日)のものです。
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課題

強度を維持しながら、操縦定性および低燃費性に優れたタイヤ用ゴム組成物で構成されるサイドウォールを備えるタイヤを提供すること。

解決手段

ゴム成分および添加剤を含有し、温度70℃、初期歪み10%、動歪み2%にて測定した動的弾性率E*(MPa)および損失正接tanδが、所定の式を満たし、JIS K6251に準じて測定した破断強度TB(MPa)および破断時伸びEB(%)が、所定の式を満たすタイヤ用ゴム組成物で構成されるタイヤ部材を備えるタイヤ。

概要

背景

近年、タイヤ低燃費化への要請はますます強くなり、タイヤにおける占有比率の高いトレッドだけでなく、サイドウォールクリンチなどのトレッド以外の部材に対しても、より優れた低燃費性能が要求されている。

特許文献1および2には、転がり抵抗を低減し、制動性能耐摩耗性などを向上させることに成功したトレッド用ゴム組成物が記載されているが、トレッド用ゴム組成物以外のタイヤ用ゴム組成物については記載されていない。

概要

強度を維持しながら、操縦定性および低燃費性に優れたタイヤ用ゴム組成物で構成されるサイドウォールを備えるタイヤを提供すること。ゴム成分および添加剤を含有し、温度70℃、初期歪み10%、動歪み2%にて測定した動的弾性率E*(MPa)および損失正接tanδが、所定の式を満たし、JIS K6251に準じて測定した破断強度TB(MPa)および破断時伸びEB(%)が、所定の式を満たすタイヤ用ゴム組成物で構成されるタイヤ部材を備えるタイヤ。なし

目的

本発明は、強度を維持しながら、操縦安定性および低燃費性に優れたタイヤ用ゴム組成物で構成されるタイヤ部材を備えたタイヤを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

ゴム成分および添加剤を含有し、温度70℃、初期歪み10%、動歪み2%にて測定した動的弾性率E*(MPa)および損失正接tanδが、下記一般式(1)〜(3)を満たし、JISK6251に準じて測定した破断強度TB(MPa)および破断時伸びEB(%)が、下記一般式(4)および(5)を満たすタイヤ用ゴム組成物で構成されるタイヤ部材を備えるタイヤ。一般式(1)E*/tanδ≧33.3一般式(2)3.0≦E*≦8.0一般式(3)tanδ≦0.090一般式(4)EB≧500一般式(5)TB×EB≧9000

請求項2

前記ゴム組成物のJISK6253のタイプA法に準じて測定した23℃でのゴム硬度Hsが65以下である請求項1記載のタイヤ。

請求項3

前記添加剤がカーボンブラックを含有する請求項1または2記載のタイヤ。

請求項4

前記添加剤がn種(nは2以上の整数)のカーボンブラックを含有し、カーボンブラックの含有量および窒素吸着比表面積が、下記一般式(6)および(7)を満たす、請求項1または2記載のタイヤ。一般式(6)10≦X1+X2+・・・+Xn≦45一般式(7)0.2≦X1/Y1+X2/Y2+・・・+Xn/Yn≦1.0(一般式中、X1、X2、・・・Xnは各カーボンブラックのゴム成分100質量部に対する含有量(質量部)、Y1、Y2、・・・Ynは各カーボンブラックの窒素吸着比表面積(m2/g)を示す。)

請求項5

ゴム成分および添加剤を含有し、温度70℃、初期歪み10%、動歪み2%にて測定した動的弾性率E*(MPa)および損失正接tanδが、下記一般式(8)〜(10)を満たし、JISK6251に準じて測定した破断強度TB(MPa)および破断時伸びEB(%)が、下記一般式(11)および(12)を満たすタイヤ用ゴム組成物で構成されるタイヤ部材を備えるタイヤ。一般式(8)E*/tanδ≧66.6一般式(9)6.0≦E*≦12.0一般式(10)tanδ≦0.090一般式(11)EB≧300一般式(12)TB×EB≧6000

請求項6

前記ゴム組成物のJISK6253のタイプA法に準じて測定した23℃でのゴム硬度Hsが75以下である請求項5記載のタイヤ。

請求項7

前記添加剤がカーボンブラックおよびシリカを含有する請求項5または6記載のタイヤ。

請求項8

前記添加剤がm種(mは1以上の整数)のカーボンブラックおよびn種(nは1以上の整数)のシリカを含有し、カーボンブラックおよびシリカの含有量および窒素吸着比表面積が、下記一般式(13)および(14)を満たす、請求項5または6記載のタイヤ。一般式(13)15≦(X1+・・・+Xm)+(Z1+・・・+Zn)≦70一般式(14)0.2≦(X1/Y1+・・・+Xn/Yn)+(Z1/W1+・・・+Zm/Wm)≦1.2(一般式中、X1、・・・Xmは各カーボンブラック、Z1、・・・Znは各シリカのゴム成分100質量部に対する含有量(質量部)、Y1、・・・Ymは各カーボンブラック、W1、・・・Wnは各シリカの窒素吸着比表面積(m2/g)を示す。)

技術分野

0001

本発明は所定のタイヤ用ゴム組成物で構成されるタイヤ部材を備えるタイヤに関する。

背景技術

0002

近年、タイヤの低燃費化への要請はますます強くなり、タイヤにおける占有比率の高いトレッドだけでなく、サイドウォールクリンチなどのトレッド以外の部材に対しても、より優れた低燃費性能が要求されている。

0003

特許文献1および2には、転がり抵抗を低減し、制動性能耐摩耗性などを向上させることに成功したトレッド用ゴム組成物が記載されているが、トレッド用ゴム組成物以外のタイヤ用ゴム組成物については記載されていない。

先行技術

0004

特開2008−101127号公報
特開2009−7454号公報

発明が解決しようとする課題

0005

本発明は、強度を維持しながら、操縦定性および低燃費性に優れたタイヤ用ゴム組成物で構成されるタイヤ部材を備え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

0006

第1の発明は、ゴム成分および添加剤を含有し、温度70℃、初期歪み10%、動歪み2%にて測定した動的弾性率E*(MPa)および損失正接tanδが、下記一般式(1)〜(3)を満たし、JIS K6251に準じて測定した破断強度TB(MPa)および破断時伸びEB(%)が、下記式(4)および(5)を満たすタイヤ用ゴム組成物で構成されるタイヤ部材を備えるタイヤに関する。
一般式(1) E*/tanδ≧33.3
一般式(2) 3.0≦E*≦8.0
一般式(3) tanδ≦0.090
一般式(4) EB≧500
一般式(5) TB×EB≧9000

0007

前記ゴム組成物のJIS K6253のタイプA法に準じて測定した23℃でのゴム硬度Hsが65以下であることが好ましい。

0008

前記添加剤がカーボンブラックを含有することが好ましい。

0009

前記添加剤がn種(nは2以上の整数)のカーボンブラックを含有し、カーボンブラックの含有量および窒素吸着比表面積が、下記一般式(6)および(7)を満たすことが好ましい。
一般式(6) 10≦X1+X2+・・・+Xn≦45
一般式(7) 0.2≦X1/Y1+X2/Y2+・・・+Xn/Yn≦1.0
(一般式中、X1、X2、・・・Xnは各カーボンブラックのゴム成分100質量部に対する含有量(質量部)、Y1、Y2、・・・Ynは各カーボンブラックの窒素吸着比表面積(m2/g)を示す。)

0010

第2の発明は、ゴム成分および添加剤を含有し、温度70℃、初期歪み10%、動歪み2%にて測定した動的弾性率E*(MPa)および損失正接tanδが、下記一般式(8)〜(10)を満たし、JIS K6251に準じて測定した破断強度TB(MPa)および破断時伸びEB(%)が、下記一般式(11)および(12)を満たすタイヤ用ゴム組成物で構成されるタイヤ部材を備えるタイヤに関する。
一般式(8) E*/tanδ≧66.6
一般式(9) 6.0≦E*≦12.0
一般式(10) tanδ≦0.090
一般式(11) EB≧300
一般式(12) TB×EB≧6000

0011

前記ゴム組成物のJIS K6253のタイプA法に準じて測定した23℃でのゴム硬度Hsが75以下であることが好ましい。

0012

前記添加剤がカーボンブラックおよびシリカを含有することが好ましい。

0013

前記添加剤がm種(mは1以上の整数)のカーボンブラックおよびn種(nは1以上の整数)のシリカを含有し、カーボンブラックおよびシリカの含有量および窒素吸着比表面積が、下記一般式(13)および(14)を満たすことが好ましい。
一般式(13) 15≦(X1+・・・+Xm)+(Z1+・・・+Zn)≦70
一般式(14) 0.2≦(X1/Y1+・・・+Xn/Yn)+(Z1/W1+・・・+Zm/Wm)≦1.2
(一般式中、X1、・・・Xmは各カーボンブラック、Z1、・・・Znは各シリカのゴム成分100質量部に対する含有量(質量部)、Y1、・・・Ymは各カーボンブラック、W1、・・・Wnは各シリカの窒素吸着比表面積(m2/g)を示す。)

発明の効果

0014

本発明によれば、ゴム成分および添加剤を含有し、温度70℃、初期歪み10%、動歪み2%にて測定した動的弾性率E*(MPa)および損失正接tanδが、所定の一般式を満たし、JIS K6251に準じて測定した破断強度TB(MPa)および破断時伸びEB(%)が、所定の一般式を満たすタイヤ用ゴム組成物で構成されるタイヤ部材を備えるタイヤとすることにより、強度を維持しながら、操縦安定性および低燃費性に優れたタイヤ用ゴム組成物で構成されるタイヤ部材を備えるタイヤを提供することができる。

0015

本発明のタイヤは、ゴム成分および添加剤を含有し、温度70℃、初期歪み10%、動歪み2%にて測定した動的弾性率E*(MPa)および損失正接tanδが、所定の一般式を満たし、JIS K6251に準じて測定した破断強度TB(MPa)および破断時伸びEB(%)が、所定の一般式を満たすタイヤ用ゴム組成物で構成されるタイヤ部材を備える。

0016

第1の発明に係るタイヤ用ゴム組成物は、温度70℃、初期歪み10%、動歪み2%にて測定した動的弾性率E*(MPa)および損失正接tanδが、下記式(1)〜(3)を満たすことを特徴とする。
一般式(1) E*/tanδ≧33.3
一般式(2) 3.0≦E*≦8.0
一般式(3) tanδ≦0.090

0017

特にサイドウォールは、外部環境および走行時間に依存し、0℃以下から100℃近くまでさまざまな使用温度にさらされるが、一般的に走行時の温度は70℃付近になることが多いという理由から、温度70℃、初期歪み10%、動歪み2%にて測定した動的弾性率E*(MPa)および損失正接tanδが前記一般式(1)〜(3)を満たすことにより、他のタイヤ部材と追従性の良いゴム物性と低燃費性とを両立させることができる。

0018

明細書中のE*は、粘弾性スペクトロメータにより温度70℃、初期歪み10%、動歪み2%の条件で測定された伸長時の動的弾性率を示す。動的弾性率E*は、周期的に与えられた歪みに対する応力を示すため、E*の値が大きいほどゴム物性(ゴム弾性)に優れ、他のタイヤ部材と追従性が良く、操縦安定性に優れることを表す。また、本明細書中のtanδは、粘弾性スペクトロメータにより温度70℃、初期歪み10%、動歪み2%の条件で測定された伸長時の損失正接を示す。損失正接tanδは、歪みが与えられる過程消費されたエネルギーの大きさを示し、この消費されたエネルギーは熱に変わる。つまりtanδの値が小さいほど、優れた低発熱性を示し、低燃費性が優れていることを表す。よって、一般式(1)中のE*/tanδの値が大きいほど、優れたゴム物性と低燃費性とが両立されていることを表す。

0019

一般式(1)中のE*/tanδは、33.3以上であり、38.0以上が好ましい。E*/tanδが一般式(1)を満たすことにより、優れたゴム物性と低燃費性を両立させることができる。

0020

一般式(2)中のE*は、3.0MPa以上であり、3.5MPa以上が好ましい。また、E*は8.0MPa以下であり、7.5MPa以下が好ましい。E*が前記範囲内であれば、加工性が良好で均一なゴム物性を得ることができる。結果、サイドウォールと隣接部材との物性バランスが良くなり、他のタイヤ部材と追従性の良いサイドウォールとなるため、タイヤの操縦安定性が良好となる。

0021

一般式(3)中のtanδは、0.090以下であり、0.085以下が好ましく、0.080以下がより好ましい。また、tanδの下限は特に限定されない。tanδが前記範囲内であれば、優れた低燃費性を得ることができる。

0022

以上のように、第1の発明に係るタイヤ用ゴム組成物は、一般式(1)〜(3)を満たすことにより、他のタイヤ部材と追従性の良いゴム物性と低燃費性とを両立させることができる。

0023

さらに、第1の発明に係るタイヤ用ゴム組成物は、JIS K6251に準じて測定した破断時伸びEB(%)および破断強度TB(MPa)が、下記一般式(4)および(5)を満たすことを特徴とする。これにより、耐久性に優れたゴム組成物とすることができる。
一般式(4) EB≧500
一般式(5) TB×EB≧9000

0024

本明細書中のEBは、JIS K6251に準じて測定された破断時伸びを示す。破断時伸びEBは、試料を引っ張って破断した際の伸び率(%)を示し、EBの値が大きいほど耐疲労特性が優れていることを表す。

0025

前記EBは、一般式(4)を満たす500%以上であり、510%以上が好ましく、520%以上がより好ましい。EBが500%未満の場合は、耐疲労特性が十分に得られない傾向がある。また、EBの上限は特に限定されない。

0026

また、本明細書中のTBは、JIS K6251に準じて測定された破断強度を示す。破断強度TBは、試料を引っ張って破断するために必要な力(MPa)を示し、TBの値が大きいほど耐破壊強度が優れていることを表す。

0027

前記TB×EBは、一般式(5)を満たす9000以上であり、9500以上が好ましく、10000以上がより好ましい。TB×EBが9000未満の場合は、十分な耐破壊特性が得られない傾向がある。また、TB×EBの上限は特に限定されない。

0028

以上のように、第1の発明に係るタイヤ用ゴム組成物は、一般式(4)および(5)を満たすことにより、耐久性(耐疲労特性、耐破壊特性)に優れることを示す。

0029

第1の発明に係るタイヤ用ゴム組成物のゴム硬度Hsは、加工性や操縦安定性の観点から、40以上が好ましく、45以上がより好ましい。またHsは、耐屈曲亀裂成長性や耐疲労特性の観点から、65以下が好ましく、63以下がより好ましい。なお、本明細書におけるゴム組成物のゴム硬度HsはJIS−A硬度であり、JIS K6253に準じて23℃の環境下で測定される値である。

0030

第1の発明に係るタイヤ用ゴム組成物は、ゴム成分および添加剤を含有する。

0031

前記ゴム成分としては、タイヤ工業において一般的なものを使用でき、例えば、天然ゴム(NR)、改質天然ゴムイソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレンブタジエンゴムSBR)などのジエン系ゴムなどが挙げられる。これらのゴム成分は、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、低燃費性および耐久性に優れるという理由からNRおよびBRが好ましい。

0032

前記NRには、高純度天然ゴム(HPNR)も含まれ、改質天然ゴムとしては、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が挙げられる。また、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NRや、HPNRなどを使用できる。

0033

前記HPNRの調製方法としては、脱タンパク処理ケン化処理酸処理などを行った天然ゴムラテックスを、凝集洗浄、乾燥する方法などが挙げられる。

0034

HPNRの窒素含有率は、低燃費性、耐久性の観点から、0.20質量%以下が好ましく、0.15質量%以下がより好ましい。また、HPNRの窒素含有率の下限値は低い方が好ましく、できれば窒素を含有しないことが望ましいが、製法などの制限から、下限は通常0.03質量%である。なお、天然ゴムの窒素含有率はケルダール試験法により測定される。

0035

ゴム成分としてNRを含有する場合のゴム成分中の含有量は、30質量%以上が好ましく、35質量%以上がより好ましい。NRの含有量が30質量%未満の場合は、耐久性が低下する傾向がある。また、NRの含有量は、60質量%以下が好ましく、55質量%以下がより好ましい。なお、2種以上のNRを併用する場合は合計量をNRの含有量とする。

0036

前記BRとしては特に限定されず、例えば、JSR(株)製のBR730、BR51、日本ゼオン(株)製のBR1220、宇部興産(株)製のUBEPOL BR130B、BR150B、BR710などのシス含量が90質量%以上の高シス含量BR、日本ゼオン(株)製のBR1250Hなどのシス含量が90質量%未満の低シス含量BR、宇部興産(株)製のVCR412、VCR617等の1,2−シンジオタクチックポリブタジエン結晶(SPB)を含有するBR(SPB含有BR)などが挙げられる。これらのBR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、良好な低燃費性が得られるという理由から、低シス含量BRを用いることが好ましい。

0037

ゴム成分としてBRを含有する場合のゴム成分中の含有量は、40質量%以上が好ましく、45質量%以上がより好ましい。BRの含有量が40質量%未満の場合は、低燃費性が悪化する傾向がある。また、BRの含有量は、70質量%以下が好ましく、65質量%以下がより好ましい。なお、2種以上のBRを併用する場合は合計量をBRの含有量とする。

0038

前記添加剤としては、タイヤ工業において一般に使用される、補強性フィラーカップリング剤、弱補強性フィラー、酸化亜鉛ステアリン酸、各種老化防止剤可塑剤ワックス帯電防止剤硫黄等の加硫剤、各種加硫促進剤などが挙げられ、適宜配合することができる。

0039

前記補強性フィラーとしては、カーボンブラック、シリカなどが挙げられ、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、耐候性帯電防止および補強性の観点から、カーボンブラックを含有することが好ましく、低燃費性と耐久性との両立の観点からは、窒素吸着比表面積の異なるn種(nは2以上の整数)のカーボンブラックを含有することがさらに好ましい。

0040

前記カーボンブラックとしては、例えば、GPF、HAF、ISAF、SAFなど、タイヤ工業において一般的なものを用いることができる。

0041

カーボンブラックの窒素吸着比表面積(N2SA)は、十分な補強効果が得られるという理由から、25m2/g以上が好ましく、30m2/g以上がより好ましい。また、カーボンブラックのN2SAは、低燃費性の観点から、170m2/g以下が好ましく、150m2/g以下がより好ましく、140m2/g以下がさらに好ましく、130m2/g以下がさらに好ましく、120m2/g以下が最も好ましい。なお、本明細書におけるカーボンブラックのN2SAは、JIS K6217のA法に準じて測定される値である。

0042

カーボンブラックを含有する場合のゴム成分100質量部に対する含有量は、低燃費性と耐久性との両立の観点から、20〜60質量部が好ましく、25〜50質量部がより好ましい。

0043

n種(nは2以上の整数)のカーボンブラックを含有する場合のカーボンブラックの含有量および窒素吸着比表面積(N2SA)は、下記一般式(6)および(7)を満たすことが好ましい。
一般式(6) 10≦X1+X2+・・・+Xn≦45
一般式(7) 0.20≦X1/Y1+X2/Y2+・・・+Xn/Yn≦1.0
一般式中、X1、X2、・・・Xnは各カーボンブラックのゴム成分100質量部に対する含有量(質量部)、Y1、Y2、・・・Ynは各カーボンブラックの窒素吸着比表面積(N2SA)(m2/g)を示す。

0044

一般式(6)中のX1+X2+・・・+Xnは、n種の各カーボンブラックのゴム成分100質量部に対する含有量(質量部)の合計を示す。n種のカーボンブラックを含有する場合のゴム成分100質量部に対するn種のカーボンブラックの合計含有量は、10質量部以上が好ましく、15質量部以上がより好ましく、20質量部以上がさらに好ましい。また、n種のカーボンブラックの合計含有量は、45質量部以下であることが好ましい。n種のカーボンブラックの合計含有量が前記範囲内であること、すなわち一般式(6)を満たすことで、ゴム強度と低燃費性とを両立させることができる。

0045

一般式(7)中のX1/Y1+X2/Y2+・・・+Xn/Ynは、n種の各カーボンブラックの「ゴム成分100質量部に対する含有量/N2SA」の合計を示す。n種のカーボンブラックを含有する場合の一般式(7)中の該合計の値は、0.20以上が好ましく、0.25以上がより好ましく、0.30以上がさらに好ましい。また、一般式(7)中の該合計は、1.0以下が好ましく、0.95以下がより好ましい。各カーボンブラックの「ゴム成分100質量部に対する含有量/N2SA」の合計が前記範囲内であること、すなわち一般式(7)を満たすことで、低燃費性および耐破壊特性をバランスよく改善することができる。

0046

また、補強性、低燃費性などの観点から、補強性フィラーとしてシリカを含有することが好ましい。シリカとしては、例えば、乾式法により調製されたシリカ(無水ケイ酸)、湿式法により調製されたシリカ(含水ケイ酸)などを用いることができる。表面のシラノール基が多く、シランカップリング剤との反応点が多いという理由から、湿式法により調製されたシリカを用いることが好ましい。

0047

シリカのBET比表面積は、十分なシリカの補強効果が得られるという理由から、50m2/g以上が好ましく、60m2/g以上がより好ましい。また、シリカのBET比表面積は、シリカの分散性が良好である、低燃費性に優れるという理由から、350m2/g以下が好ましく、340m2/g以下がより好ましい。なお、本明細書におけるシリカのBET比表面積は、ASTMD3037−81に準じてBET法で測定される値である。

0048

シリカを含有する場合のゴム成分100質量部に対する含有量は、低燃費性とゴム強度の両立の観点から、10〜40質量部が好ましく、12〜38質量部がより好ましい。

0049

前記カップリング剤としては、シランカップリング剤などが挙げられ、シリカを含有する場合は、シリカとともにシランカップリング剤を使用することが好ましい。従来からシリカと併用される任意のシランカップリング剤を使用することができ、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(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、3−オクタノイルチオ−1−プロピ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挙げられる。商品名としてはSi69、Si266、Si363(EVONIK−DEGUSSA社製)や、NXT、NXT−LV、NXTULV、NXT−Z(Momentive社製)などがある。これらのカップリング剤は、単独で用いても良く、2種以上を組み合わせて用いても良い。

0050

シランカップリング剤を含有する場合のシリカ100質量部に対する含有量は、シリカを良好に分散させることができるという理由から、0.5質量部以上が好ましく、1.5質量部以上がより好ましく、2.5質量部以上がさらに好ましい。また、シランカップリング剤の含有量は、コストの増加に見合ったシリカの分散効果が得られる、スコーチタイムが短くなり過ぎず混練工程や押出工程での加工性が良好であるという理由から、20質量部以下が好ましく、15質量部以下がより好ましく、10質量部以下がさらに好ましい。

0051

前記弱補強性フィラーとしては、瀝青炭粉砕物タルクマイカハードクレー炭酸カルシウムなどが挙げられ、これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合せて用いても良い。これらの弱補強性フィラーは、混練工程時ポリマーゲルを形成しないため、含有することで良好なシート加工性が得られる。なかでも、シート加工性やコストの観点からは、瀝青炭粉砕物、タルク、ハードクレーが好ましく、他の性能への影響が比較的小さいという理由からは、炭酸カルシウムが好ましい。

0052

タルクの平均粒子径は、低燃費性の観点から、50μm以下が好ましく、30μm以下がより好ましい。また、タルクの平均粒子径の下限は特に限定されないが、好ましくは1μm以上である。

0053

マイカの平均粒子径は、低燃費性の観点から、50μm以下が好ましく、30μm以下がより好ましい。また、マイカの平均粒子径の下限は特に限定されないが、好ましくは1μm以上である。

0054

ハードクレーの平均粒子径は、低燃費性の観点から、50μm以下が好ましく、30μm以下がより好ましい。また、ハードクレーの平均粒子径の下限は特に限定されないが、好ましくは1μm以上である。

0055

炭酸カルシウムの平均粒子径は、低燃費性および他の性能への影響度の観点から、300nm以下が好ましく、100nm以下がより好ましい。また、炭酸カルシウムの平均粒子径の下限は特に限定されないが、好ましくは30nm以上である。

0056

なお、本明細書における弱補強性フィラーの平均粒子径は、JIS Z8815−1994に準拠して測定される粒度分布から算出された質量基準の平均粒子径である。

0057

弱補強性フィラーを含有する場合のゴム成分100質量部に対する含有量(併用する場合は合計含有量)は、シート加工性の観点から、3質量部以上が好ましく、8質量部以上がより好ましい。また、弱補強性フィラーの含有量は、十分な破断伸びが得られるという理由から、45質量部以下が好ましく、40質量部以下がより好ましい。

0058

可塑剤としては、オイル液状ポリマー液状樹脂植物オイルエステル系可塑剤などが使用でき、なかでも、加工性、低燃費性およびコストのバランスの観点から、オイルが好ましい。オイルとしては、アロマオイルナフテンオイルパラフィンオイルなどタイヤ工業において一般的なものを使用できる。また、エステル系可塑剤としては、アジピン酸ジブチル(DBA)、アジピン酸ジイソブチル(DIBA)、アジピン酸ジオクチルDOA)、アゼライン酸ジ2−エチルヘキシル(DOZ)、セバシン酸ジブチル(DBS)、アジピン酸ジイソノニル(DINA)、フタル酸ジエチル(DEP)、フタル酸ジオクチル(DOP)、フタル酸ジウンデシル(DUP)、フタル酸ジブチル(DBP)、セバシン酸ジ2−エチルへキシル(DOS)、リン酸トリブチル(TBP)、リン酸トリオクチル(TOP)、リン酸トリエチル(TEP)、リン酸トリメチル(TMP)、チミジントリリン酸(TTP)、リン酸トリクレシル(TCP)、リン酸トリキシレニル(TXP)などが挙げられる。

0059

可塑剤を含有する場合のゴム成分100質量部に対する含有量は、低燃費性と加工性の両立という理由から、3質量部以上が好ましく、4質量部以上がより好ましい。また、可塑剤の含有量は、ゴム強度の低下を抑制するという理由から、40質量部以下が好ましく、35質量部以下がより好ましい。

0060

前記帯電防止剤としては、ポリエチレングリコールエステルポリオキシエチレンアルキルエーテルなどのオキシエチレンユニットを有する化合物イオン液体などが挙げられ、帯電防止効果やゴム組成物の耐久性の観点から、イオン液体が好ましい。

0061

イオン液体としては、下記化学式(I)〜(IV)で表されるイオン液体などが挙げられる。












化学式中、R1、R2、R5およびR6は、それぞれ独立して炭素数1〜8のアルキル基であり、R3およびR4は、それぞれ独立して水素または炭素数1〜8のアルキル基であり、Xは、それぞれ独立してBr、Cl、NO3、PF6、BF4、トシル、CF3SO3、(CF3SO2)2N、(C2F5SO2)2N、CH3O(C2H4O)2SO3、CH3OSO3またはC8H17SO3である。]

0062

化学式(I)に示すイオン液体はイミダゾリウム系イオン液体、化学式(II)に示すイオン液体はピリジニウム系イオン液体、化学式(III)に示すイオン液体はアンモニウム系イオン液体、化学式(IV)に示すイオン液体はピロリジニウム系イオン液体を示す。

0063

化学式(I)〜(IV)において、R1、R2、R5およびR6は、それぞれ独立して炭素数1〜8のアルキル基であり、R3およびR4は、それぞれ独立して水素または炭素数1〜8のアルキル基であり、Xは、それぞれ独立してBr、Cl、NO3、PF6、BF4、トシル、CF3SO3、(CF3SO2)2N、(C2F5SO2)2N、CH3O(C2H4O)2SO3、CH3OSO3またはC8H17SO3である。

0064

また、炭素数1〜8のアルキル基としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシルオクチル基などが挙げられる。

0065

<イミダゾリウム系イオン液体>
ここで、化学式(I)のイオン液体の中でも、{R1/X}の組み合わせが、{メチル/CH3SO4}、{エチル/Br、Cl、NO3、PF6、BF4、トシル、CF3SO3、(CF3SO2)2N、(C2F5SO2)2N}、{ブチル/Br、Cl、PF6、BF4、(CF3SO2)2N、CH3O(C2H4O)2SO3、CH3OSO3、C8H17SO3}、{ヘキシル/Cl、PF6、BF4}または{オクチル/Cl、BF4}のいずれかであるイオン液体が、特に好ましい。

0066

<ピリジニウム系イオン液体>
また、化学式(II)のイオン液体の中でも、{R2/R3/R4/X}の組み合わせが、{エチル/メチル/H/(CF3SO2)2N}、{プロピルまたはブチル/メチル/H/(CF3SO2)2N}または{ブチル/H/メチル/Br、Cl、PF6、またはBF4}のいずれかであるイオン液体が特に好ましい。

0067

<アンモニウム系イオン液体>
さらに、化学式(III)のイオン液体の中でも、R5の3つがメチル基(CH3)であり、R5の1つがプロピル基(C3H8)であり、Xが(CF3SO2)2Nであるイオン液体が特に好ましい。

0068

第1の発明に係るタイヤ用ゴム組成物において、前記帯電防止剤を前記化学式(I)〜(IV)で表されるイオン液体の少なくとも1種とすることにより、帯電抑制効果をより効果的に得ることが可能である。さらに、化学式(I)〜(IV)で表されるイオン液体の中でも、上記のようにR1〜R6およびXを適切に組み合わせたイオン液体は、さらに帯電抑制効果に優れている。

0069

帯電防止剤を含有する場合のゴム成分100質量部に対する含有量は、帯電防止効果や加工性の観点から、5質量部以上が好ましく、10質量部以上がより好ましい。また、帯電防止剤の含有量は、ゴム剛性が低下して操縦安定性が低下することを抑制するという理由から、35質量部以下が好ましく、30質量部以下がより好ましい。

0070

前記加硫促進剤としては、ベンゾチアゾール類ベンゾチアゾリルスルフェンアミド類、ベンゾチアゾリルスルフェンイミド類などが挙げられる。なかでも、NRおよびBRに好適で、加硫が速く、比較的安価という理由から、ベンゾチアゾリルスルフェンアミド類が好ましく、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がより好ましい。また、加硫促進剤は、ベンゾチアゾリルスルフェンアミド類とその他の加硫促進剤とを併用しても良い。

0071

加硫促進剤を含有する場合のゴム成分100質量部に対する含有量は、加硫速度が適度となり、十分に加硫できるという理由から、0.5質量部以上が好ましく、1.0質量部以上がより好ましい。また、加硫促進剤の含有量は、加硫速度が適度となり、スコーチングし難いという理由から、4.0質量部以下が好ましく、3.0質量部以下がより好ましい。

0072

第1の発明に係るタイヤ用ゴム組成物の製造方法としては特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、前記の各成分をオープンロールバンバリーミキサー密閉式混練機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などにより製造できる。

0073

第1の発明のタイヤ用ゴム組成物は、タイヤの各部材、たとえばトレッド、カーカス、サイドウォール、クリンチ、ビードに使用することができ、なかでも、サイドウォールに使用することが好ましい。

0074

第1の発明のタイヤは、第1の発明に係るタイヤ用ゴム組成物を用いて通常の方法で製造される。すなわち、所定のゴム組成物を、未加硫の段階でタイヤ部材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形機上にて通常の方法で成形することにより、未加硫タイヤを成形する。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第1の発明のタイヤを得ることができる。

0075

第2の発明に係るタイヤ用ゴム組成物は、温度70℃、初期歪み10%、動歪み2%にて測定した動的弾性率E*(MPa)および損失正接tanδが、下記一般式(8)〜(10)を満たすことを特徴とする。
一般式(8) E*/tanδ≧66.6
一般式(9) 6.0≦E*≦12.0
一般式(10) tanδ≦0.090

0076

特にクリンチは、外部環境および走行時間に依存し、0℃以下から100℃近くまでさまざまな使用温度にさらされるが、一般的に走行時の温度は70℃付近になることが多いという理由から、温度70℃、初期歪み10%、動歪み2%にて測定した動的弾性率E*(MPa)および損失正接tanδが前記一般式(8)〜(10)を満たすことにより、他のタイヤ部材と追従性の良いゴム物性と低燃費性とを両立させることができる。

0077

本明細書中のE*は、粘弾性スペクトロメータにより温度70℃、初期歪み10%、動歪み2%の条件で測定された伸長時の動的弾性率を示す。動的弾性率E*は、周期的に与えられた歪みに対する応力を示すため、E*の値が大きいほどゴム物性(ゴム弾性)に優れ、他のタイヤ部材と追従性が良く、操縦安定性に優れることを表す。また、本明細書中のtanδは、粘弾性スペクトロメータにより温度70℃、初期歪み10%、動歪み2%の条件で測定された伸長時の損失正接を示す。損失正接tanδは、歪みが与えられる過程で消費されたエネルギーの大きさを示し、この消費されたエネルギーは熱に変わる。つまりtanδの値が小さいほど、優れた低発熱性を示し、低燃費性が優れていることを表す。よって、一般式(8)中のE*/tanδの値が大きいほど、優れたゴム物性と低燃費性とが両立されていることを表す。

0078

一般式(8)中のE*/tanδは、66.6以上であり、80.0以上が好ましい。E*/tanδが一般式(8)を満たすことにより、優れたゴム物性と低燃費性を両立させることができる。

0079

一般式(9)中のE*は、6.0MPa以上であり、6.5MPa以上が好ましい。また、E*は12.0MPa以下であり、11.5MPa以下が好ましい。E*が前記範囲内であれば、加工性が良好で均一なゴム物性を得ることができる。結果、クリンチと隣接部材との物性バランスが良くなり、他のタイヤ部材と追従性の良いクリンチとなるため、タイヤの操縦安定性が良好となる。

0080

一般式(10)中のtanδは、0.090以下であり、0.085以下が好ましく、0.080以下がより好ましい。また、tanδの下限は特に限定されない。tanδが前記範囲内であれば、優れた低燃費性を得ることができる。

0081

以上のように、第2の発明に係るタイヤ用ゴム組成物は、一般式(8)〜(10)を満たすことにより、他のタイヤ部材と追従性の良いゴム物性と低燃費性とを両立させることができる。

0082

さらに、第2の発明に係るタイヤ用ゴム組成物は、JIS K6251に準じて測定した破断時伸びEB(%)および破断強度TB(MPa)が、下記一般式(11)および(12)を満たすことを特徴とする。これにより、耐久性に優れたゴム組成物とすることができる。
一般式(11) EB≧300
一般式(12) TB×EB≧6000

0083

本明細書中のEBは、JIS K6251に準じて測定された破断時伸びを示す。破断時伸びEBは、試料を引っ張って破断した際の伸び率(%)を示し、EBの値が大きいほど耐疲労特性が優れていることを表す。

0084

前記EBは、一般式(11)を満たす300%以上であり、310%以上が好ましく、320%以上がより好ましい。EBが300%以下の場合は、耐疲労特性が十分に得られない傾向がある。また、EBの上限は特に限定されない。

0085

また、本明細書中のTBは、JIS K6251に準じて測定された破断強度を示す。破断強度TBは、試料を引っ張って破断するために必要な力(MPa)を示し、TBの値が大きいほど耐破壊強度が優れていることを表す。

0086

前記TB×EBは、一般式(12)を満たす6000以上であり、6250以上が好ましく、6500以上がより好ましい。TB×EBが6000以下の場合は、十分な耐破壊特性が得られない傾向がある。また、TB×EBの上限は特に限定されない。

0087

以上のように、第2の発明に係るタイヤ用ゴム組成物は、一般式(11)および(12)を満たすことにより、耐久性(耐疲労特性、耐破壊特性)に優れることを示す。

0088

第2の発明に係るタイヤ用ゴム組成物のゴム硬度Hsは、加工性や操縦安定性の観点から、50以上が好ましく、55以上がより好ましい。またHsは、耐屈曲亀裂成長性や耐疲労特性の観点から、75以下が好ましく、73以下がより好ましい。なお、本明細書におけるゴム組成物のゴム硬度HsはJIS−A硬度であり、JIS K6253に準じて23℃の環境下で測定される値である。

0089

第2の発明に係るタイヤ用ゴム組成物は、ゴム成分および添加剤を含有する。

0090

前記ゴム成分としては、タイヤ工業において一般的なものを使用でき、例えば、天然ゴム(NR)、改質天然ゴム、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)などのジエン系ゴムなどが挙げられる。これらのゴム成分は、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、低燃費性および耐久性に優れるという理由からNRおよびBRが好ましい。

0091

前記NRには、高純度天然ゴム(HPNR)も含まれ、改質天然ゴムとしては、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が挙げられる。また、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NRや、HPNRなどを使用できる。

0092

前記HPNRの調製方法としては、脱タンパク処理、ケン化処理、酸処理などを行った天然ゴムラテックスを、凝集、洗浄、乾燥する方法などが挙げられる。

0093

HPNRの窒素含有率は、低燃費性、耐久性の観点から、0.20質量%以下が好ましく、0.15質量%以下がより好ましい。また、HPNRの窒素含有率の下限値は低い方が好ましく、できれば窒素を含有しないことが望ましいが、製法などの制限から、下限は通常0.03質量%である。なお、天然ゴムの窒素含有率はケルダール試験法により測定される。

0094

ゴム成分としてNRを含有する場合のゴム成分中の含有量は、15質量%以上が好ましく、20質量%以上がより好ましい。NRの含有量が15質量%未満の場合は、耐久性が低下する傾向がある。また、NRの含有量は、55質量%以下が好ましく、50質量%以下がより好ましい。なお、2種以上のNRを併用する場合は合計量をNRの含有量とする。

0095

前記BRとしては特に限定されず、例えば、JSR(株)製のBR730、BR51、日本ゼオン(株)製のBR1220、宇部興産(株)製のUBEPOL BR130B、BR150B、BR710などのシス含量が90質量%以上の高シス含量BR、日本ゼオン(株)製のBR1250Hなどのシス含量が90質量%未満の低シス含量BR、宇部興産(株)製のVCR412、VCR617等の1,2−シンジオタクチックポリブタジエン結晶(SPB)を含有するBR(SPB含有BR)などが挙げられる。これらのBR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、良好な低燃費性が得られるという理由から、低シス含量BRを用いることが好ましい。

0096

ゴム成分としてBRを含有する場合のゴム成分中の含有量は、45質量%以上が好ましく、50質量%以上がより好ましい。BRの含有量が45質量%未満の場合は、低燃費性が悪化する傾向がある。また、BRの含有量は、85質量%以下が好ましく、80質量%以下がより好ましい。なお、2種以上のBRを併用する場合は合計量をBRの含有量とする。

0097

前記添加剤としては、タイヤ工業において一般に使用される、補強性フィラー、カップリング剤、弱補強性フィラー、酸化亜鉛、ステアリン酸、各種老化防止剤、可塑剤、ワックス、帯電防止剤、硫黄等の加硫剤、各種加硫促進剤などが挙げられ、適宜配合することができる。

0098

前記補強性フィラーとしては、カーボンブラック、シリカなどが挙げられる。なかでも、耐候性、帯電防止および補強性の観点から、カーボンブラックを含有することが好ましく、低燃費性および補強性の観点から、シリカを含有することが好ましい。さらに、ゴム強度と低燃費性との両立の観点からは、カーボンブラックおよびシリカを併用することがより好ましい。

0099

前記カーボンブラックとしては、例えば、GPF、HAF、ISAF、SAFなど、タイヤ工業において一般的なものを用いることができる。

0100

カーボンブラックの窒素吸着比表面積(N2SA)は、十分な補強効果が得られるという理由から、25m2/g以上が好ましく、30m2/g以上がより好ましい。また、カーボンブラックのN2SAは、低燃費性の観点から、170m2/g以下が好ましく、150m2/g以下がより好ましく、140m2/g以下がさらに好ましく、130m2/g以下がさらに好ましく、120m2/g以下が最も好ましい。なお、本明細書におけるカーボンブラックのN2SAは、JIS K6217のA法に準じて測定される値である。

0101

カーボンブラックを含有する場合のゴム成分100質量部に対する含有量は、低燃費性と耐久性との両立の観点から、10〜60質量部が好ましく、15〜55質量部がより好ましい。

0102

前記シリカとしては、例えば、乾式法により調製されたシリカ(無水ケイ酸)、湿式法により調製されたシリカ(含水ケイ酸)などを用いることができる。表面のシラノール基が多く、シランカップリング剤との反応点が多いという理由から、湿式法により調製されたシリカを用いることが好ましい。

0103

シリカの窒素吸着比表面積(N2SA)は、十分なシリカの補強効果が得られるという理由から、50m2/g以上が好ましく、60m2/g以上がより好ましい。また、シリカのN2SAは、シリカの分散性が良好である、低燃費性に優れるという理由から、350m2/g以下が好ましく、340m2/g以下がより好ましい。なお、本明細書におけるシリカのN2SAは、ASTMD3037−81に準じてBET法で測定される値である。

0104

シリカを含有する場合のゴム成分100質量部に対する含有量は、低燃費性と耐久性との両立の観点から、2.5〜35質量部が好ましく、3.0〜30質量部がより好ましい。

0105

カーボンブラックおよびシリカを併用する場合、m種(mは1以上の整数)のカーボンブラックおよびn種(nは1以上の整数)のシリカの含有量および窒素吸着比表面積(N2SA)は、下記一般式(13)および(14)を満たすことが好ましい。
一般式(13) 15≦(X1+・・・+Xm)+(Z1+・・・+Zn)≦70
一般式(14) 0.2≦(X1/Y1+・・・+Xm/Ym)+(Z1/W1+・・・+Zn/Wn)≦1.2
一般式中、X1、・・・Xmは各カーボンブラックのゴム成分100質量部に対する含有量(質量部)、Z1、・・・Znは各シリカのゴム成分100質量部に対する含有量(質量部)、Y1、・・・Ymは各カーボンブラックの窒素吸着比表面積(m2/g)、W1、・・・Wnは各シリカの窒素吸着比表面積(m2/g)を示す。

0106

一般式(13)中の(X1+・・・+Xm)+(Z1+・・・+Zn)は、m種のカーボンブラックおよびn種のシリカのゴム成分100質量部に対する含有量(質量部)の合計を示す。m種のカーボンブラックおよびn種のシリカを含有する場合のゴム成分100質量部に対する合計含有量は、15質量部以上が好ましく、20質量部以上がより好ましく、25質量部以上がさらに好ましい。また、m種のカーボンブラックおよびn種のシリカの合計含有量は、70質量部以下であることが好ましい。m種のカーボンブラックおよびn種のシリカの合計含有量が前記範囲内であること、すなわち一般式(13)を満たすことで、ゴム強度と低燃費性とを両立させることができる。

0107

一般式(14)中の(X1/Y1+・・・+Xm/Ym)+(Z1/W1+・・・+Zn/Wn)は、m種のカーボンブラックの「ゴム成分100質量部に対する含有量/N2SA」およびn種のシリカの「ゴム成分100質量部に対する含有量/N2SA」の合計を示す。m種のカーボンブラックおよびn種のシリカを含有する場合の一般式(14)中の該合計の値は、0.20以上が好ましく、0.25以上がより好ましく、0.30以上がさらに好ましい。また、一般式(14)中の該合計は、1.2以下が好ましく、1.1以下がより好ましい。m種のカーボンブラックおよびn種のシリカの「ゴム成分100質量部に対する含有量/N2SA」の合計が前記範囲内であること、すなわち一般式(14)を満たすことで、低燃費性および耐破壊特性をバランスよく改善することができる。

0108

前記カップリング剤としては、シランカップリング剤などが挙げられ、シリカを含有する場合は、シリカとともにシランカップリング剤を使用することが好ましい。従来からシリカと併用される任意のシランカップリング剤を使用することができ、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(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、3−オクタノイルチオ−1−プロピ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、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挙げられる。商品名としてはSi69、Si266、Si363(EVONIK−DEGUSSA社製)や、NXT、NXT−LV、NXTULV、NXT−Z(Momentive社製)などがある。これらのカップリング剤は、単独で用いても良く、2種以上を組み合わせて用いても良い。

0109

シランカップリング剤を含有する場合のシリカ100質量部に対する含有量は、シリカを良好に分散させることができるという理由から、0.5質量部以上が好ましく、1.5質量部以上がより好ましく、2.5質量部以上がさらに好ましい。また、シランカップリング剤の含有量は、コストの増加に見合ったシリカの分散効果が得られる、スコーチタイムが短くなり過ぎず混練工程や押出工程での加工性が良好であるという理由から、20質量部以下が好ましく、15質量部以下がより好ましく、10質量部以下がさらに好ましい。

0110

前記弱補強性フィラーとしては、瀝青炭粉砕物、タルク、マイカ、ハードクレー、炭酸カルシウムなどが挙げられ、これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合せて用いても良い。これらの弱補強性フィラーは、混練工程時にポリマーゲルを形成しないため、含有することで良好なシート加工性が得られる。なかでも、シート加工性やコストの観点からは、瀝青炭粉砕物、タルク、ハードクレーが好ましく、他の性能への影響が比較的小さいという理由からは、炭酸カルシウムが好ましい。

0111

タルクの平均粒子径は、低燃費性の観点から、50μm以下が好ましく、30μm以下がより好ましい。また、タルクの平均粒子径の下限は特に限定されないが、好ましくは1μm以上である。

0112

マイカの平均粒子径は、低燃費性の観点から、50μm以下が好ましく、30μm以下がより好ましい。また、マイカの平均粒子径の下限は特に限定されないが、好ましくは1μm以上である。

0113

ハードクレーの平均粒子径は、低燃費性の観点から、50μm以下が好ましく、30μm以下がより好ましい。また、ハードクレーの平均粒子径の下限は特に限定されないが、好ましくは1μm以上である。

0114

炭酸カルシウムの平均粒子径は、低燃費性および他の性能への影響度の観点から、300nm以下が好ましく、100nm以下がより好ましい。また、炭酸カルシウムの平均粒子径の下限は特に限定されないが、好ましくは30nm以上である。

0115

なお、本明細書における弱補強性フィラーの平均粒子径は、JIS Z8815−1994に準拠して測定される粒度分布から算出された質量基準の平均粒子径である。

0116

弱補強性フィラーを含有する場合のゴム成分100質量部に対する含有量(併用する場合は合計含有量)は、シート加工性の観点から、3質量部以上が好ましく、8質量部以上がより好ましい。また、弱補強性フィラーの含有量は、十分な破断伸びが得られるという理由から、45質量部以下が好ましく、40質量部以下がより好ましい。

0117

可塑剤としては、オイル、液状ポリマー、液状樹脂、植物オイル、エステル系可塑剤などが使用でき、なかでも、加工性、低燃費性およびコストのバランスの観点から、オイルが好ましい。オイルとしては、アロマオイル、ナフテンオイル、パラフィンオイルなどタイヤ工業において一般的なものを使用できる。また、エステル系可塑剤としては、アジピン酸ジブチル(DBA)、アジピン酸ジイソブチル(DIBA)、アジピン酸ジオクチル(DOA)、アゼライン酸ジ2−エチルヘキシル(DOZ)、セバシン酸ジブチル(DBS)、アジピン酸ジイソノニル(DINA)、フタル酸ジエチル(DEP)、フタル酸ジオクチル(DOP)、フタル酸ジウンデシル(DUP)、フタル酸ジブチル(DBP)、セバシン酸ジ2−エチルへキシル(DOS)、リン酸トリブチル(TBP)、リン酸トリオクチル(TOP)、リン酸トリエチル(TEP)、リン酸トリメチル(TMP)、チミジントリリン酸(TTP)、リン酸トリクレシル(TCP)、リン酸トリキシレニル(TXP)などが挙げられる。

0118

可塑剤を含有する場合のゴム成分100質量部に対する含有量は、低燃費性と加工性の両立という理由から、1質量部以上が好ましく、3質量部以上がより好ましい。また、可塑剤の含有量は、ゴム強度の低下を抑制するという理由から、40質量部以下が好ましく、35質量部以下がより好ましい。

0119

前記帯電防止剤としては、ポリエチレングリコールエステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテルなどのオキシエチレンユニットを有する化合物、イオン液体などが挙げられ、帯電防止効果やゴム組成物の耐久性の観点から、イオン液体が好ましい。

0120

イオン液体としては、下記化学式(I)〜(IV)で表されるイオン液体などが挙げられる。












[化学式中、R1、R2、R5およびR6は、それぞれ独立して炭素数1〜8のアルキル基であり、R3およびR4は、それぞれ独立して水素または炭素数1〜8のアルキル基であり、Xは、それぞれ独立してBr、Cl、NO3、PF6、BF4、トシル、CF3SO3、(CF3SO2)2N、(C2F5SO2)2N、CH3O(C2H4O)2SO3、CH3OSO3またはC8H17SO3である。]

0121

化学式(I)に示すイオン液体はイミダゾリウム系イオン液体、化学式(II)に示すイオン液体はピリジニウム系イオン液体、化学式(III)に示すイオン液体はアンモニウム系イオン液体、化学式(IV)に示すイオン液体はピロリジニウム系イオン液体を示す。

0122

化学式(I)〜(IV)において、R1、R2、R5およびR6は、それぞれ独立して炭素数1〜8のアルキル基であり、R3およびR4は、それぞれ独立して水素または炭素数1〜8のアルキル基であり、Xは、それぞれ独立してBr、Cl、NO3、PF6、BF4、トシル、CF3SO3、(CF3SO2)2N、(C2F5SO2)2N、CH3O(C2H4O)2SO3、CH3OSO3またはC8H17SO3である。

0123

また、炭素数1〜8のアルキル基としては、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシル、オクチル基などが挙げられる。

0124

<イミダゾリウム系イオン液体>
ここで、化学式(I)のイオン液体の中でも、{R1/X}の組み合わせが、{メチル/CH3SO4}、{エチル/Br、Cl、NO3、PF6、BF4、トシル、CF3SO3、(CF3SO2)2N、(C2F5SO2)2N}、{ブチル/Br、Cl、PF6、BF4、(CF3SO2)2N、CH3O(C2H4O)2SO3、CH3OSO3、C8H17SO3}、{ヘキシル/Cl、PF6、BF4}または{オクチル/Cl、BF4}のいずれかであるイオン液体が、特に好ましい。

0125

<ピリジニウム系イオン液体>
また、化学式(II)のイオン液体の中でも、{R2/R3/R4/X}の組み合わせが、{エチル/メチル/H/(CF3SO2)2N}、{プロピルまたはブチル/メチル/H/(CF3SO2)2N}または{ブチル/H/メチル/Br、Cl、PF6、またはBF4}のいずれかであるイオン液体が特に好ましい。

0126

<アンモニウム系イオン液体>
さらに、化学式(III)のイオン液体の中でも、R5の3つがメチル基(CH3)であり、R5の1つがプロピル基(C3H8)であり、Xが(CF3SO2)2Nであるイオン液体が特に好ましい。

0127

第2の発明に係るタイヤ用ゴム組成物において、前記帯電防止剤を前記化学式(I)〜(IV)で表されるイオン液体の少なくとも1種とすることにより、帯電抑制効果をより効果的に得ることが可能である。さらに、化学式(I)〜(IV)で表されるイオン液体の中でも、上記のようにR1〜R6およびXを適切に組み合わせたイオン液体は、さらに帯電抑制効果に優れている。

0128

帯電防止剤を含有する場合のゴム成分100質量部に対する含有量は、帯電防止効果や加工性の観点から、5質量部以上が好ましく、10質量部以上がより好ましい。また、帯電防止剤の含有量は、ゴム剛性が低下して操縦安定性が低下することを抑制するという理由から、35質量部以下が好ましく、30質量部以下がより好ましい。

0129

前記加硫促進剤としては、ベンゾチアゾール類、ベンゾチアゾリルスルフェンアミド類、ベンゾチアゾリルスルフェンイミド類などが挙げられる。なかでも、NRおよびBRに好適で、加硫が速く、比較的安価という理由から、ベンゾチアゾリルスルフェンアミド類が好ましく、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がより好ましい。また、加硫促進剤は、ベンゾチアゾリルスルフェンアミド類とその他の加硫促進剤とを併用しても良い。

0130

加硫促進剤を含有する場合のゴム成分100質量部に対する含有量は、加硫速度が適度となり、十分に加硫できるという理由から、0.5質量部以上が好ましく、1.0質量部以上がより好ましく、1.5質量部以上がさらに好ましい。また、加硫促進剤の含有量は、加硫速度が適度となり、スコーチングし難いという理由から、4.0質量部以下が好ましく、3.0質量部以下がより好ましい。

0131

第2の発明に係るタイヤ用ゴム組成物の製造方法としては特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、前記の各成分をオープンロール、バンバリーミキサー、密閉式混練機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などにより製造できる。

0132

第2の発明に係るタイヤ用ゴム組成物は、タイヤの各部材、たとえばトレッド、カーカス、サイドウォール、クリンチ、ビードに使用することができ、なかでも、クリンチに使用することが好ましい。

0133

第2の発明のタイヤは、第2の発明に係るタイヤ用ゴム組成物を用いて通常の方法で製造される。すなわち、所定のゴム組成物を、未加硫の段階でタイヤ部材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形機上にて通常の方法で成形することにより、未加硫タイヤを成形する。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第2の発明のタイヤを得ることができる。

0134

本発明のタイヤは、乗用車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等として好適に用いられ、特に乗用車用タイヤとしてより好適に用いられる。

0135

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。

0136

まず、後述する製造例で使用した各種薬品をまとめて示す。なお、薬品は必要に応じて定法に従い精製を行った。
天然ゴムラテックス:タイテックス社から入手したフィールドラテックス
界面活性剤:花王(株)製のEmal−E
水酸化ナトリウム和光純薬工業(株)製のNaOH
ギ酸:関東化学(株)製のギ酸

0137

<HPNR1製造例>
天然ゴムラテックスの固形分濃度(DRC)を30%(w/v)に調整した後、天然ゴムラテックス1000gに対し、界面活性剤10gと水酸化ナトリウム20gを加え、室温で48時間ケン化反応を行い、ケン化天然ゴムラテックスを得た。このラテックスに水を添加してDRC15%(w/v)となるまで希釈した後、ゆっくり攪拌しながらギ酸を添加しpHを4.0〜4.5に調整し、凝集させた。凝集したゴムを粉砕し、水1000mlで洗浄を繰り返し、その後110℃で2時間乾燥して固形ゴム(HPNR1)を得た。

0138

<HPNR2製造例>
天然ゴムラテックスの固形分濃度(DRC)を30%(w/v)に調整した後、このラテックスに水を添加してDRC15%(w/v)となるまで希釈した。その後、ゆっくり攪拌しながらギ酸を添加しpHを4.0〜4.5に調整し、凝集させた。凝集したゴムを粉砕し、水1000mlで洗浄を繰り返し、その後110℃で2時間乾燥して固形ゴム(HPNR2)を得た。

0139

次に、実施例および比較例で使用した各種薬品をまとめて示す。
NR:TSR20
HPNR1:前記HPNR1製造例で作製した高純度天然ゴム(窒素含有率:0.06質量%)
HPNR2:前記HPNR2製造例で作製した高純度天然ゴム(ケン化なし、窒素含有率:0.2質量%)
BR1:宇部興産(株)製のUBEPOL BR150B(シス含量:97質量%)
BR2:日本ゼオン(株)製のBR1250H(開始剤としてリチウムを用いて重合ビニル結合量:10〜13質量%、Mw/Mn:1.5、スズ原子含有率:250ppm、シス含量:35質量%、スズ末端変性BR)
カーボンブラック1:三菱化学(株)製のダイアブラックI(ISAF、N220、N2SA:114m2/g)
カーボンブラック2:三菱化学(株)製のダイアブラックE(FEF、N550、N2SA:41m2/g)
カーボンブラック3:東海カーボン(株)製のシーストNH(N2SA:74m2/g)
カーボンブラック4:三菱化学(株)製のダイアブラックN339(N2SA:96m2/g)
シリカ1:エボニックデグサ社製のウルトラシルVN3(N2SA:175m2/g)
シリカ2:ローディア社製のシリカZ115GR(N2SA:112m2/g)
シランカップリング剤1:モメンティブ社製のNXT(メルカプト系)
シランカップリング剤2:エボニックデグサ社製のSi266(ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド)
炭酸カルシウム:白石工業(株)製の白華CC(平均粒子径:50nm、BET:26m2/g)
オイル:(株)ジャパンエナジー製のX−140(アロマオイル)
帯電防止剤1:N,N,N−トリメチル−N−プロピルアンモニウムビス(トリフルオロメタンスルホニルイミド(化学式(III)中、R5:3つがメチル基(CH3)、1つがプロピル基(C3H8)、X:ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド((CF3SO2)2N))
帯電防止剤2:1−エチル−3−メチルピリジニウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(化学式(II)中、R2:エチル基(C2H5)、R3:メチル基(CH3)、R4:水素基、X:ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド((CF3SO2)2N))
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3C(N−イソプロピル−N’−フェニルp−フェニレンジアミン
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種
硫黄:鶴見化学工業(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤:住友化学(株)製のソクシノール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)

0140

実施例1〜6および比較例1〜3
表1に示す配合処方に従い、1.7Lの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排出温度150℃で5分間混練りし、混練物を得た。次に、オープンロールを用いて、得られた混練物に硫黄および加硫促進剤を添加し、3分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。さらに、得られた未加硫ゴム組成物を150℃の条件下で30分間プレス加硫し、試験用加硫ゴムシートを得た。

0141

また、得られた各未加硫ゴム組成物をサイドウォールの形状となるように成形し、タイヤ成形機上で他のタイヤ部材とともに貼り合わせ、150℃の条件下で30分間プレス加硫し、試験用タイヤ(タイヤサイズ:195/65R15)を得た。

0142

実施例7〜13および比較例4〜6
表1に示す配合処方に従い、1.7Lの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排出温度150℃で5分間混練りし、混練物を得た。次に、オープンロールを用いて、得られた混練物に硫黄および加硫促進剤を添加し、3分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。さらに、得られた未加硫ゴム組成物を150℃の条件下で30分間プレス加硫し、試験用加硫ゴムシートを得た。

0143

また、得られた各未加硫ゴム組成物をクリンチの形状となるように成形し、タイヤ成形機上で他のタイヤ部材とともに貼り合わせ、150℃の条件下で30分間プレス加硫し、試験用タイヤ(タイヤサイズ:195/65R15)を得た。

0144

得られた試験用加硫ゴムシートおよび試験用タイヤを用いて以下に示す方法により評価を行った。評価結果を表1に示す。

0145

<粘弾性試験
(株)岩本製作所製の粘弾性スペクトロメータVESを用いて、温度70℃、周波数10Hz、初期歪み10%、動歪2%の条件下で、各試験用加硫ゴムシートの動的弾性率E*および損失正接tanδを測定した。得られた値より、一般式(1)または(8)中のE*/tanδの値を算出した。

0146

引張試験
JIS K6251「加硫ゴムおよび熱可塑性ゴム引張特性の求め方」に準じて、各試験用加硫ゴムシートからなる3号ダンベル型試験片を用いて引張試験を実施し、各試験用加硫ゴムシートの破断伸びEBおよび破断強度TBを測定した。得られた値より、一般式(5)または(12)中のTB×EB値を算出した。

0147

<ゴム硬度Hs測定>
JIS K6253に準拠し、デュロメータータイプAを用いて、各試験用加硫ゴムシートの温度23℃でのゴム硬度Hsを測定した。

0148

<操縦安定性試験
各試験用タイヤを国産FF2000ccの全輪に装着してテストコース実車走行し、蛇行運転をした際の試験開始直後と開始30分後の操縦安定性をドライバー官能評価により評価した。前記評価を総合的に、比較例1または比較例4の操縦安定性を100点として相対評価を行った。点数が高いほど操縦安定性に優れることを示す。

0149

タイヤ耐久性試験>
各試験用タイヤをJIS規格リム15×6JJに組み付け、空気圧150kPa、荷重6.96kNの試験条件下で、室温(38℃)にて、φ1707mmドラム上で、速度80km/hで走行させた。サイドウォールの割れなど損傷が発生すれば停止させた。その損傷の発生までの距離を測定し、タイヤの耐久性を下記の評価基準で評価した。○以上を性能目標とする。
○:3万km以上走行してもサイドウォールに損傷が発生しなかった
△:走行距離1万km以上3万km未満でサイドウォールに損傷が発生した
×:走行距離1万km未満でサイドウォールに損傷が発生した

0150

<低燃費性指数
転がり抵抗試験機を用い、各試験用タイヤを、リム(15×6JJ)、内圧(230kPa)、荷重(3.43kN)、速度(80km/h)で走行させたときの転がり抵抗を測定し、比較例1または比較例4を100として指数表示した。低燃費性指数が大きいほど低燃費性が良好であることを示す。

0151

0152

実施例

0153

表1および表2の結果より、ゴム成分および添加剤を含有し、温度70℃、初期歪み10%、動歪み2%にて測定した動的弾性率E*(MPa)および損失正接tanδが、所定の一般式を満たし、JIS K6251に準じて測定した破断強度TB(MPa)および破断時伸びEB(%)が、所定の一般式を満たすゴム組成物で構成されるタイヤ部材を備えるタイヤは、強度を維持しながら、操縦安定性および低燃費性に優れることがわかる。

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