JP7630763B2 - Pneumatic tire and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、車両装着直後から十分な路面グリップ性能を発揮する空気入りタイヤとその製造方法に関する。 The present invention relates to a pneumatic tire that exhibits sufficient road grip performance immediately after being mounted on a vehicle, and a method for manufacturing the same.
空気入りタイヤ(以下、単に「タイヤ」ともいう)には、操縦安定性の観点から、十分な路面グリップ性能が要求されている。 Pneumatic tires (hereafter simply referred to as "tires") are required to have sufficient road grip performance from the perspective of driving stability.
近年、氷雪路面走行用のタイヤとして、スタッドレスタイヤが広く使用されている。このスタッドレスタイヤは、一般路面に比べて路面凹凸が大きい雪氷上路面で使用されるため、通常のタイヤよりもさらに厳しいグリップ性能(氷上グリップ性能)を確保することが要求されている。 In recent years, studless tires have come into widespread use as tires for driving on snowy and icy roads. Because these studless tires are used on snowy and icy roads, which have greater surface irregularities than general road surfaces, they are required to have even stricter grip performance (grip performance on ice) than regular tires.
そこで、氷上グリップ性能を向上させる技術として、例えば、水溶性の無機フィラーを混入させたゴム組成物を用いてトレッドを形成することが提案されている(特許文献1、2)。このトレッドに混入させた水溶性の無機フィラーが氷上路面の水分に触れて溶解し、タイヤ表面に凹凸が生じることにより、氷上グリップ性能を向上させることができる。 As a result, a technique for improving grip performance on ice has been proposed, for example, to form a tread using a rubber composition that contains a water-soluble inorganic filler (Patent Documents 1 and 2). The water-soluble inorganic filler mixed into the tread dissolves when it comes into contact with moisture on the icy road surface, creating unevenness on the tire surface, thereby improving grip performance on ice.
また、金型を工夫して、タイヤ加硫時、トレッド表面に微細な凹凸を形成させることも提案されている(特許文献3)。このタイヤ表面の微細な凹凸が氷上路面と接することにより、氷上グリップ性能を向上させることができる。 It has also been proposed to modify the mold to form fine irregularities on the tread surface during tire vulcanization (Patent Document 3). These fine irregularities on the tire surface come into contact with the icy road surface, improving grip performance on ice.
しかしながら、特許文献1、2に示された技術の場合、トレッドに水溶性の無機フィラーを混入させて十分な氷上グリップ性能を付与させているにも拘らず、装着初期には十分な氷上グリップ性能が発揮されず、アスファルト路面を100km程度走行した後でなければ、十分な氷上グリップ性能を発揮させることができない。 However, in the case of the technology shown in Patent Documents 1 and 2, even though water-soluble inorganic filler is mixed into the tread to give it sufficient grip performance on ice, sufficient grip performance on ice is not exhibited initially after installation, and sufficient grip performance on ice is not exhibited until about 100 km has been driven on asphalt roads.
そして、このように、装着してある程度の距離を走行しなければ、トレッド本来のグリップ性能が発揮されないという問題は、上記したスタッドレスタイヤに限らず、一般のタイヤも同様であった。 And this problem of the tread's inherent grip performance not being realized unless the vehicle is fitted with the studless tires and driven a certain distance is not limited to the studless tires mentioned above, but is the same for regular tires.
一方、特許文献3に示された技術は、装着初期から優れた氷上グリップ性能を発揮させることはできるものの、金型に微細な凹凸加工を施すことは容易とは言えず、また加工後の凹凸形状を維持継続するためには、精密なクリーニング技術を必要とするため、生産性やコストの面で問題がある。 On the other hand, while the technology shown in Patent Document 3 can provide excellent grip performance on ice from the initial installation, it is not easy to process fine irregularities in a mold, and precise cleaning techniques are required to maintain the irregular shape after processing, resulting in problems in terms of productivity and cost.
このように、従来の各技術は、未だ十分なものとは言えず、さらなる改良が求められている。特に、スタッドレスタイヤの場合には、雪氷上路面で使用されるため、装着初期における氷上グリップ性能の不足は、大きな問題となる。 As such, the existing technologies are still not sufficient, and further improvements are required. In particular, in the case of studless tires, which are used on snowy and icy roads, the lack of grip performance on ice when first installed is a major problem.
そこで、本発明は、金型に微細な凹凸加工を施すことなく、装着初期から優れたグリップ性能、特に、氷上グリップ性能を発揮させることができる空気入りタイヤの製造技術を提供することを課題とする。 The present invention aims to provide a manufacturing technique for pneumatic tires that can provide excellent grip performance, particularly grip performance on ice, from the initial installation stage without the need for finely textured processing on the mold.
本発明者は、上記課題の解決について鋭意検討を行い、以下に記載する発明により上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。 The inventors conducted extensive research into solving the above problems and discovered that the invention described below can solve the above problems, leading to the completion of the present invention.
請求項1に記載の発明は、
トレッド部が、トレッドゴム組成物から構成されたトレッド本体部と、前記トレッド本体部のトレッドゴム組成物よりもポリマー濃度が高いゴム組成物から構成された表層部とにより形成されており、
前記表層部の厚みが、数10~100μmであり、
前記表層部に、水溶性の無機フィラーが10~80質量%含有されていることを特徴とする空気入りタイヤである。
The invention described in claim 1 is
The tread portion is formed by a tread main body portion made of a tread rubber composition and a surface layer portion made of a rubber composition having a higher polymer concentration than the tread rubber composition of the tread main body portion,
The thickness of the surface layer is several tens to 100 μm,
The pneumatic tire is characterized in that the surface layer contains 10 to 80 mass % of a water-soluble inorganic filler.
請求項2に記載の発明は、
前記トレッド部の表層部における前記水溶性の無機フィラーが、金属硫酸塩、金属塩化物、金属水酸化物、炭酸塩、リン酸塩のいずれか1種、または、2種以上の混合物であることを特徴とする請求項1に記載の空気入りタイヤである。
The invention described in claim 2 is
The pneumatic tire according to claim 1, characterized in that the water-soluble inorganic filler in the surface layer portion of the tread portion is one or a mixture of two or more of a metal sulfate, a metal chloride , a metal hydroxide, a carbonate, and a phosphate.
請求項3に記載の発明は、
前記トレッド部の表層部における前記水溶性の無機フィラーが、金属硫酸塩であることを特徴とする請求項2に記載の空気入りタイヤである。
The invention described in claim 3 is
3. The pneumatic tire according to claim 2 , wherein the water-soluble inorganic filler in the surface layer of the tread portion is a metal sulfate.
請求項4に記載の発明は、
前記トレッド部の表層部における前記金属硫酸塩が、硫酸マグネシウムであることを特徴とする請求項3に記載の空気入りタイヤである。
The invention described in claim 4 is
4. The pneumatic tire according to claim 3 , wherein the metal sulfate in the surface layer of the tread portion is magnesium sulfate.
請求項5に記載の発明は、
前記硫酸マグネシウムが、無水硫酸マグネシウム、硫酸マグネシウム2水和物、硫酸マグネシウム3水和物のいずれか1種、または、2種以上の混合物であることを特徴とする請求項4に記載の空気入りタイヤである。
The invention described in claim 5 is
5. The pneumatic tire according to claim 4 , wherein the magnesium sulfate is any one of anhydrous magnesium sulfate, magnesium sulfate dihydrate, and magnesium sulfate trihydrate, or a mixture of two or more of them.
請求項6に記載の発明は、
前記トレッド部の表層部において、前記水溶性の無機フィラーに加えて、さらに、非水溶性の無機フィラーが添加されていることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の空気入りタイヤである。
The invention described in claim 6 is
The pneumatic tire according to any one of claims 1 to 5 , characterized in that a water-insoluble inorganic filler is further added to a surface layer portion of the tread portion in addition to the water-soluble inorganic filler.
請求項7に記載の発明は、
前記非水溶性の無機フィラーの、前記水溶性の無機フィラーに対する添加率が、3~30質量%であることを特徴とする請求項6に記載の空気入りタイヤである。
The invention described in claim 7 is
The pneumatic tire according to claim 6 , characterized in that a content ratio of the water-insoluble inorganic filler to the water-soluble inorganic filler is 3 to 30 mass %.
請求項8に記載の発明は、
前記非水溶性の無機フィラーが、卵殻、酸化亜鉛針状結晶体、もみ殻、タルク、酸化マグネシウム、鉄粉のいずれか1種、または、2種以上の混合物であることを特徴とする請求項6または請求項7に記載の空気入りタイヤである。
The invention described in claim 8 is
The pneumatic tire according to claim 6 or 7, characterized in that the water-insoluble inorganic filler is one or a mixture of two or more of egg shells, zinc oxide needle crystals, rice husks , talc, magnesium oxide, and iron powder .
請求項9に記載の発明は、
前記トレッド部が水溶性の無機フィラーを含有するゴム組成物から形成されたスタッドレスタイヤであることを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載の空気入りタイヤである。
The invention described in claim 9 is
9. The pneumatic tire according to claim 1 , wherein the tread portion is a studless tire formed from a rubber composition containing a water-soluble inorganic filler.
請求項10に記載の発明は、
前記スタッドレスタイヤが、乗用車用のスタッドレスタイヤであることを特徴とする請求項9に記載の空気入りタイヤである。
The invention described in claim 10 is
10. The pneumatic tire according to claim 9 , wherein the studless tire is a studless tire for passenger cars.
請求項11に記載の発明は、
生タイヤの成形を行う成形工程と、成形された前記生タイヤの加硫を行う加硫工程との間に、水溶性の無機フィラーを、成形された前記生タイヤのトレッド部の表面に散布する無機フィラー散布工程を備えていることを特徴とする空気入りタイヤの製造方法である。
The invention described in claim 11 is
The method for manufacturing a pneumatic tire is characterized in that, between a molding process for molding a raw tire and a vulcanization process for vulcanizing the molded raw tire, an inorganic filler spraying process is provided in which a water-soluble inorganic filler is sprayed onto the surface of a tread portion of the molded raw tire.
請求項12に記載の発明は、
前記無機フィラー散布工程が、前記水溶性の無機フィラーの水溶液を前記トレッド部の表面に塗布することにより、前記水溶性の無機フィラーを散布する工程であることを特徴とする請求項11に記載の空気入りタイヤの製造方法である。
The invention described in claim 12 is
The method for manufacturing a pneumatic tire according to claim 11 , characterized in that the inorganic filler spraying step is a step of spraying the water-soluble inorganic filler by applying an aqueous solution of the water-soluble inorganic filler to the surface of the tread portion.
請求項13に記載の発明は、
前記無機フィラー散布工程が、前記水溶性の無機フィラーの有機溶媒分散液を前記トレッド部の表面に塗布することにより、前記水溶性の無機フィラーを散布する工程であることを特徴とする請求項11に記載の空気入りタイヤの製造方法である。
The invention described in claim 13 is
The method for manufacturing a pneumatic tire according to claim 11 , characterized in that the inorganic filler spraying step is a step of spraying the water-soluble inorganic filler by applying an organic solvent dispersion of the water-soluble inorganic filler to the surface of the tread portion.
請求項14に記載の発明は、
前記有機溶媒分散液における有機溶媒として、炭化水素系有機溶剤、無水エタノール、ヘキサンのいずれか1種、または、2種以上の混合物を使用することを特徴とする請求項13に記載の空気入りタイヤの製造方法である。
The invention described in claim 14 is
The method for producing a pneumatic tire according to claim 13 , characterized in that the organic solvent in the organic solvent dispersion is any one of a hydrocarbon organic solvent, anhydrous ethanol, and hexane, or a mixture of two or more of them.
請求項15に記載の発明は、
前記無機フィラー散布工程が、乾燥後の前記トレッド部の表面における前記水溶性フィラーの散布量が0.005~0.04g/cm2となるように調整して、前記水溶性の無機フィラーの水溶液または前記水溶性の無機フィラーの有機溶媒分散液を塗布して散布する工程であることを特徴とする請求項12ないし請求項14のいずれか1項に記載の空気入りタイヤの製造方法である。
The invention described in claim 15 is
The method for manufacturing a pneumatic tire according to any one of claims 12 to 14 , characterized in that the inorganic filler spraying step is a step of applying and spraying an aqueous solution of the water-soluble inorganic filler or an organic solvent dispersion of the water-soluble inorganic filler while adjusting the amount of the water-soluble filler sprayed on the surface of the tread portion after drying to be 0.005 to 0.04 g/ cm2 .
請求項16に記載の発明は、
前記水溶性の無機フィラーの水溶液または前記水溶性の無機フィラーの有機溶媒分散液に、非水溶性の無機フィラーが添加されていることを特徴とする請求項12ないし請求項15のいずれか1項に記載の空気入りタイヤの製造方法である。
The invention described in claim 16 is
The method for manufacturing a pneumatic tire according to any one of claims 12 to 15 , characterized in that a water-insoluble inorganic filler is added to the aqueous solution of the water-soluble inorganic filler or the organic solvent dispersion of the water-soluble inorganic filler.
本発明によれば、金型に微細な凹凸加工を施すことなく、装着初期から優れたグリップ性能、特に、氷上グリップ性能を発揮させることができる空気入りタイヤの製造技術を提供することができる。 The present invention provides a manufacturing technique for pneumatic tires that can provide excellent grip performance, particularly grip performance on ice, from the initial installation stage without the need for finely textured processing on the mold.
以下、実施の形態に基づき、本発明を具体的に説明する。なお、以下においては、雪氷上路面での使用に際して効果が顕著に発揮されるスタッドレスタイヤを基本として説明するが、一般のタイヤについても同様に考えることができる。 The present invention will be specifically described below based on the embodiment. Note that the following description will be based on studless tires, which are particularly effective when used on snowy and icy roads, but the same can be said for general tires.
1.本実施の形態に係る空気入りタイヤ
本実施の形態に係る空気入りタイヤは、トレッド部(以下、「トレッド」ともいう)が、トレッドゴム組成物から構成されたトレッド本体部と、トレッド本体部のトレッドゴム組成物よりもポリマー濃度が高いゴム組成物から構成された表層部とにより形成されており、表層部に、水溶性の無機フィラー(以下、「水溶性フィラー」ともいう)が含有されていることを特徴としている。
1. Pneumatic tire according to the present embodiment A pneumatic tire according to the present embodiment has a tread portion (hereinafter also referred to as "tread") formed of a tread main body portion made of a tread rubber composition and a surface layer portion made of a rubber composition having a higher polymer concentration than the tread rubber composition of the tread main body portion, and is characterized in that the surface layer portion contains a water-soluble inorganic filler (hereinafter also referred to as "water-soluble filler").
本発明者は、従来のタイヤでは、何故、装着した後、ある程度の距離を走行しなければ、トレッド本来のグリップ性能が発揮されないのか、その原因について検討した。 The inventors have investigated why conventional tires do not exhibit the inherent grip performance of the tread unless the tire is driven a certain distance after being fitted.
その結果、加硫後のタイヤのトレッドは、全体がトレッドゴム組成物で一様に形成されるのではなく、トレッドの最表面には、内層のトレッドゴム組成物よりもポリマー濃度が高いポリマーリッチな層(以下、「スキン層」ともいう)が、数10~100μm程度の厚みで形成されており、このスキン層が除去されて、トレッドが剥き出しになるまで、トレッド本来のグリップ性能が発揮されないことが分かった。 As a result, it was found that the tread of a vulcanized tire is not formed uniformly over the entirety of the tread rubber composition, but rather that a polymer-rich layer (hereinafter also referred to as the "skin layer") with a higher polymer concentration than the inner layer of the tread rubber composition is formed on the outermost surface of the tread with a thickness of about several tens to 100 μm, and that the inherent grip performance of the tread is not exhibited until this skin layer is removed and the tread is exposed.
即ち、例えば、スタッドレスタイヤの場合、装着初期には、ポリマーリッチで表面の凹凸が少ないスキン層が氷路面などに接することになるため、スタッドレスタイヤとしての十分な氷上グリップ性能が発揮されず、アスファルト路面を100km程度走行したりして、スキン層を除去することにより、初めて、十分な氷上グリップ性能が発揮されることが分かった。 For example, when studless tires are first installed, the skin layer, which is rich in polymer and has few surface irregularities, comes into contact with the icy road surface, and so the tires do not exhibit sufficient grip performance on ice as studless tires do. It was found that only after driving about 100 km on an asphalt road surface and removing the skin layer can the tires exhibit sufficient grip performance on ice.
そして、このような現象は、スタッドレスタイヤ以外の一般のタイヤにおいても同様に発生しており、このスキン層の存在が、装着初期におけるグリップ性能の発揮を阻害していることが分かった。 This phenomenon also occurs in regular tires, not just studless tires, and it was found that the presence of this skin layer inhibits the tires' grip performance in the initial period after installation.
そこで、本発明者は、このスキン層に水溶性フィラーを混入させることに思い至った。具体的には、加硫前の生タイヤのトレッドの表面に、水溶性フィラーを散布して、加硫を行う。これにより、水溶性フィラーがスキン層に取り込まれて、水溶性フィラーが混入されたスキン層がトレッドの表面に形成されることになるため、装着初期であっても、十分なグリップ性能を発揮させることができる。 The inventors therefore came up with the idea of mixing a water-soluble filler into this skin layer. Specifically, the water-soluble filler is sprayed onto the surface of the tread of a raw tire before vulcanization, and then the tire is vulcanized. This allows the water-soluble filler to be incorporated into the skin layer, and a skin layer containing the water-soluble filler is formed on the surface of the tread, allowing the tire to exhibit sufficient grip performance even in the early stages of installation.
即ち、水溶性フィラーリッチなスキン層が形成されると、一部の水溶性フィラーがトレッド表面に露出した状態のタイヤとなる。そして、このタイヤのトレッドが水に接触すると、露出している水溶性フィラーが水に溶解するため、トレッドの表面のスキン層には、水溶性フィラーが溶解した後の空隙が形成されて、微細な凹凸が形成される。そして、この微細な凹凸が路面に接すると、路面上の水が微細な凹凸を経由して除去されるため、装着直後であっても、十分なグリップ性能を発揮させることができる。 In other words, when a skin layer rich in water-soluble filler is formed, the tire is left with some of the water-soluble filler exposed on the tread surface. When the tread of this tire comes into contact with water, the exposed water-soluble filler dissolves in the water, and voids are formed in the skin layer on the surface of the tread after the water-soluble filler has dissolved, forming fine irregularities. When these fine irregularities come into contact with the road surface, water on the road surface is removed via the fine irregularities, allowing the tire to exhibit sufficient grip performance even immediately after installation.
スキン層が順次摩耗されて本来のトレッド層が現れるまで、この空隙の形成と、水の除去が繰り返されて、グリップ性能が維持され、その後は、トレッド層本体が有するグリップ性能が十分に発揮される。水溶性フィラーリッチなスキン層は、従来のスキン層に比べて耐摩耗性が低いため、速やかにスキン層が摩耗して、短時間でトレッド層が現れる。この結果、装着初期から安定して十分なグリップ性能を発揮させることができる。なお、この耐摩耗性の低下は、スキン層の厚みが100μmと薄いため、タイヤ全体の摩耗性能への影響は少ない。 The skin layer is gradually worn away and the original tread layer is revealed, and the formation of these voids and the removal of water are repeated to maintain grip performance, after which the grip performance of the tread layer itself is fully demonstrated. Since the skin layer rich in water-soluble fillers has lower abrasion resistance than conventional skin layers, the skin layer wears away quickly and the tread layer appears in a short time. As a result, it is possible to achieve stable and sufficient grip performance from the initial installation. However, this decrease in abrasion resistance has little effect on the wear performance of the entire tire, since the skin layer is only 100 μm thick.
そして、このような効果は、グリップし難い雪氷路面上を走行するスタッドレスタイヤにおいて顕著に発揮され、雪氷路面上の水が微細な凹凸を経由して除去されることにより、装着直後であっても、直ちに、十分な氷上グリップ性能を発揮させることができる。 This effect is particularly evident in studless tires that run on snowy and icy roads where grip is difficult, as water on the snowy and icy road surface is removed via the minute irregularities, allowing the tires to immediately provide sufficient grip on ice even immediately after installation.
2.水溶性の無機フィラー
次に、本実施の形態において特徴的に使用される水溶性の無機フィラーについて説明する。
2. Water-Soluble Inorganic Filler Next, the water-soluble inorganic filler that is characteristically used in this embodiment will be described.
本実施の形態において、水溶性フィラーとしては、水への溶解性を有する無機フィラー(好ましくは多孔質)であれば、特に限定されることなく、使用することができ、例えば、常温(20℃)の水への溶解度が1g/100g水以上の材料を使用することができる。 In this embodiment, the water-soluble filler can be any inorganic filler (preferably porous) that is soluble in water, without any particular limitations. For example, a material with a solubility in water at room temperature (20°C) of 1 g/100 g water or more can be used.
一般的に、フィラーは、その見かけ比重が小さいほど、微粒子又は多孔質となる。ここで、フィラーの窒素吸着比表面積(N2SA)は、フィラーの細孔表面積を示しており、一般に粒子が多孔質でない平滑表面を有する場合、中央値粒度(メジアン径、D50)が0.7μmでN2SAが7m2/g、D50が0.5μmでN2SAが15m2/g、D50が0.3μmでN2SAが34m2/gの数学的関係にある。後述する実施例で水溶性フィラーとして使用している硫酸マグネシウムは、D50が7.3μmで、N2SAが9.0m2/gであることから、粒子径の割にN2SAが大きく、多孔質であることが分かる。 In general, the smaller the apparent specific gravity of the filler, the more fine or porous it is. Here, the nitrogen adsorption specific surface area ( N2SA ) of the filler indicates the pore surface area of the filler, and generally, when the particle has a smooth surface that is not porous, there is a mathematical relationship in which the median particle size (median diameter, D50) is 0.7 μm and the N2SA is 7 m2 /g, the D50 is 0.5 μm and the N2SA is 15 m2 /g, and the D50 is 0.3 μm and the N2SA is 34 m2 /g. Magnesium sulfate used as a water-soluble filler in the examples described later has a D50 of 7.3 μm and an N2SA of 9.0 m2 /g, which shows that the N2SA is large compared to the particle size and is porous.
本実施の形態において、水溶性フィラーの中央値粒度は、100μm以下であり、90μm以下であることが好ましい。80μm以下であるとより好ましく、70μm以下であるとさらに好ましい。20μm以下であると特に好ましく、10μm以下であると最も好ましい。一方、0.4μm以上であることが好ましく、0.6μm以上であるとより好ましく、1.0μm以上であるとさらに好ましい。なお、ここで、中央値粒度(D50)はレーザー回折法にて測定することができ、レーザー回折散乱法によって得られた質量基準の粒度分布曲線における積算値50%の粒子径を意味する。 In this embodiment, the median particle size of the water-soluble filler is 100 μm or less, and preferably 90 μm or less. It is more preferably 80 μm or less, and even more preferably 70 μm or less. It is particularly preferably 20 μm or less, and most preferably 10 μm or less. On the other hand, it is preferably 0.4 μm or more, more preferably 0.6 μm or more, and even more preferably 1.0 μm or more. Here, the median particle size (D50) can be measured by a laser diffraction method, and means the particle size at 50% of the integrated value in the mass-based particle size distribution curve obtained by the laser diffraction scattering method.
中央値粒度(D50)の具体的な測定は、(株)島津製作所製SALD-2000J型を用い、室温で分散溶媒(トルエン)と分散剤(10質量%スルホこはく酸ジ-2-エチルヘキシルナトリウム/トルエン溶液)との混合溶液に水溶性フィラーを分散させて得られた分散液に、超音波を照射しながら、5分間攪拌して試験液を得た後この試験液を回分セルに移し、1分後に測定する(屈折率:1.70-0.20i)。 To specifically measure the median particle size (D50), a SALD-2000J model manufactured by Shimadzu Corporation is used to disperse the water-soluble filler in a mixed solution of a dispersion solvent (toluene) and a dispersant (a 10% by mass solution of di-2-ethylhexyl sodium sulfosuccinate in toluene) at room temperature, and the resulting dispersion is stirred for 5 minutes while irradiating it with ultrasonic waves to obtain a test liquid, which is then transferred to a batch cell and measured after 1 minute (refractive index: 1.70-0.20i).
また、グリップ性能と耐摩耗性のバランスの観点から、水溶性フィラーの見かけ比重は、0.70g/ml以下であり、0.65g/ml以下であることが好ましい。0.62g/ml以下であるとより好ましい。一方、0.20g/ml以上であると好ましく、0.30g/ml以上であるとより好ましい。0.40g/ml以上であるとさらに好ましく、0.55g/ml以上であると特に好ましい。なお、ここで、見かけ比重は、50mlメスシリンダーに見かけ容積で30ml量り取ったときの質量から算出して求められる値である。 From the viewpoint of the balance between grip performance and abrasion resistance, the apparent specific gravity of the water-soluble filler is 0.70 g/ml or less, and preferably 0.65 g/ml or less. It is more preferably 0.62 g/ml or less. On the other hand, it is preferably 0.20 g/ml or more, more preferably 0.30 g/ml or more, even more preferably 0.40 g/ml or more, and particularly preferably 0.55 g/ml or more. Note that the apparent specific gravity here is a value calculated from the mass when 30 ml of apparent volume is measured out into a 50 ml measuring cylinder.
また、粒子の安定性や耐潮解性、さらに、グリップ性能と耐摩耗性のバランスの観点から、水溶性フィラーの水分率は、少ない方が好ましい。具体的には、1.0質量%以下であることが好ましく、0.8質量%以下であるとより好ましい。0.3質量%以下であるとさらに好ましく、0.1質量%以下であると特に好ましい。なお、ここで、水分率は、250℃の恒温槽に1時間静置した際の減量率より求められる値である。 In addition, from the viewpoints of particle stability and deliquescence resistance, as well as the balance between grip performance and abrasion resistance, it is preferable that the moisture content of the water-soluble filler is low. Specifically, it is preferably 1.0 mass% or less, more preferably 0.8 mass% or less, even more preferably 0.3 mass% or less, and particularly preferably 0.1 mass% or less. Here, the moisture content is a value determined from the weight loss rate when left to stand in a thermostatic chamber at 250°C for 1 hour.
また、グリップ性能と耐摩耗性のバランスの観点から、水溶性フィラーの窒素吸着比表面積(N2SA)は、1.3m2/g以上であることが好ましく、3.0m2/g以上であるとより好ましく、4.0m2/g以上であるとさらに好ましい。5.0m2/g以上であると特に好ましく、8.0m2/g以上であると最も好ましい。一方、40m2/g以下であることが好ましく、30m2/g以下であるとより好ましく、20m2/g以下であるとさらに好ましい。なお、ここで、N2SAは、ASTM D3037-81に準じてBET法で測定される値であり、N2SAが大きいほど多孔質であり、より好適に水分を吸収することができる。 In addition, from the viewpoint of the balance between grip performance and abrasion resistance, the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of the water-soluble filler is preferably 1.3 m 2 /g or more, more preferably 3.0 m 2 /g or more, and even more preferably 4.0 m 2 /g or more. It is particularly preferable that it is 5.0 m 2 /g or more, and most preferably 8.0 m 2 /g or more. On the other hand, it is preferably 40 m 2 /g or less, more preferably 30 m 2 /g or less, and even more preferably 20 m 2 /g or less. Here, N 2 SA is a value measured by the BET method according to ASTM D3037-81, and the larger the N 2 SA, the more porous it is, and the more suitable it is for absorbing moisture.
本実施の形態において、水溶性フィラーとしては、加硫金型の腐食や損傷を招かないことや、人体を含む環境への影響を考慮すると、硫酸マグネシウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム等の金属硫酸塩;塩化カリウム、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、塩化マグネシウム等の金属塩化物;水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等の金属水酸化物;炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素カルシウム等の炭酸塩;リン酸水素ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム等のリン酸塩;等が挙げられる。なお、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。 In the present embodiment, the water-soluble filler may be, in consideration of not causing corrosion or damage to the vulcanization mold and of the impact on the environment, including the human body, metal sulfates such as magnesium sulfate, sodium sulfate, potassium sulfate, etc.; metal chlorides such as potassium chloride, sodium chloride, calcium chloride, magnesium chloride, etc.; metal hydroxides such as potassium hydroxide, sodium hydroxide, etc.; carbonates such as potassium carbonate, sodium carbonate, calcium hydrogen carbonate, etc.; phosphates such as sodium hydrogen phosphate, sodium dihydrogen phosphate, etc. These may be used alone or in combination of two or more kinds.
上記した各水溶性フィラーの内でも、金属硫酸塩がより好ましく、硫酸マグネシウムがさらに好ましい。また、硫酸マグネシウムの中でも、無水硫酸マグネシウム、硫酸マグネシウム2水和物、硫酸マグネシウム3水和物が好ましく、無水硫酸マグネシウムがより好ましい。また、硫酸ナトリウムも好ましく、無水硫酸ナトリウムがより好ましい。なお、これらについても、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Among the water-soluble fillers described above, metal sulfates are more preferred, and magnesium sulfate is even more preferred. Among magnesium sulfates, anhydrous magnesium sulfate, magnesium sulfate dihydrate, and magnesium sulfate trihydrate are preferred, and anhydrous magnesium sulfate is more preferred. Sodium sulfate is also preferred, and anhydrous sodium sulfate is more preferred. These may be used alone or in combination of two or more.
そして、本実施の形態において、成形された生タイヤのトレッド表面に散布されている水溶性フィラーの量としては、0.005~0.04g/cm2であることが好ましく、0.01~0.03g/cm2であるとより好ましく、0.012~0.017g/cm2であるとさらに好ましい。このような散布量とすることにより、スキン層における水溶性フィラーの含有率を10~80質量%として、適切な表面グリップ性能を装着初期から発揮させることができる。 In this embodiment, the amount of the water-soluble filler scattered on the tread surface of the molded raw tire is preferably 0.005 to 0.04 g/cm 2 , more preferably 0.01 to 0.03 g/cm 2 , and even more preferably 0.012 to 0.017 g/cm 2. By using such a scattered amount, the content of the water-soluble filler in the skin layer can be set to 10 to 80 mass %, and appropriate surface grip performance can be exhibited from the initial stage of mounting.
なお、本実施の形態においては、さらに、非水溶性の無機フィラー(以下、「非水溶性フィラー」ともいう)を添加してもよい。この非水溶性フィラーは、水溶性フィラーと異なり、水に接触しても溶解せず、スキン層に残って路面を引っ掻くため、形成された微細な凹凸と路面(雪氷路面など)との間の摩擦抵抗がより大きくなり、さらに、グリップ性能(特に、氷上グリップ性能)が向上する。 In this embodiment, a water-insoluble inorganic filler (hereinafter, also referred to as "water-insoluble filler") may be further added. Unlike water-soluble fillers, this water-insoluble filler does not dissolve when it comes into contact with water, but remains in the skin layer and scratches the road surface, which increases the frictional resistance between the fine irregularities formed and the road surface (such as a snowy or icy road surface), and further improves grip performance (especially grip performance on ice).
具体的な非水溶性フィラーとしては、卵殻、テトラポッド型酸化亜鉛結晶体、もみ殻、タルク、酸化マグネシウム、鉄粉などが挙げられ、水溶性フィラーに対する添加率としては、3~30質量%であることが好ましく、5~20質量%であるとより好ましく、10~15質量%であるとさらに好ましい。なお、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。 Specific examples of water-insoluble fillers include egg shells, tetrapod-type zinc oxide crystals, rice husks, talc, magnesium oxide, and iron powder. The addition rate relative to the water-soluble filler is preferably 3 to 30% by mass, more preferably 5 to 20% by mass, and even more preferably 10 to 15% by mass. These may be used alone or in combination of two or more kinds.
上記した水溶性フィラーは、スタッドレスタイヤのトレッドゴム組成物においても使用することができ、このとき、水溶性フィラーの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、1質量部以上であることが好ましく、2質量部以上であるとより好ましく、3質量部以上であるとさらに好ましい。一方、50質量部以下であることが好ましく、40質量部以下であるとより好ましく、30質量部以下であるとさらに好ましい。20質量部以下であると特に好ましい。 The water-soluble filler described above can also be used in the tread rubber composition of studless tires. In this case, the content of the water-soluble filler is preferably 1 part by mass or more, more preferably 2 parts by mass or more, and even more preferably 3 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the rubber component. On the other hand, it is preferably 50 parts by mass or less, more preferably 40 parts by mass or less, and even more preferably 30 parts by mass or less. It is particularly preferably 20 parts by mass or less.
3.トレッドゴム組成物
前記したように、加硫時、タイヤのトレッド表面には、ポリマーリッチなスキン層が形成されることが避けられず、装着直後は、トレッド本来のグリップ性能を発揮させることができない。しかし、ある程度走行して、スキン層が除去された後は、トレッド本来のグリップ性能が発揮される必要がある。そこで、以下、トレッド本来のグリップ性能を発揮させるために、トレッドゴム組成物において使用される水溶性フィラー以外の各材料について説明する。
3. Tread rubber composition As described above, during vulcanization, a polymer-rich skin layer is inevitably formed on the tread surface of the tire, and the inherent grip performance of the tread cannot be exhibited immediately after installation. However, after a certain amount of running and the skin layer is removed, the inherent grip performance of the tread needs to be exhibited. Therefore, the following describes each material other than the water-soluble filler used in the tread rubber composition in order to exhibit the inherent grip performance of the tread.
本実施の形態において、トレッドゴム組成物は、イソプレン系ゴムとブタジエンゴムとスチレンブタジエンゴムとを含有するゴム成分、水溶性微粒子、および液体可塑剤を含み、かつ所定のスチレンブタジエンゴムおよび液体可塑剤を有している。 In this embodiment, the tread rubber composition includes a rubber component containing isoprene-based rubber, butadiene rubber, and styrene-butadiene rubber, water-soluble fine particles, and a liquid plasticizer, and has a specified styrene-butadiene rubber and liquid plasticizer.
(1)ゴム成分
本実施の形態において、トレッドゴム組成物のゴム成分としては、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。中でも、SBR、BR、イソプレン系ゴムが好ましく、SBR、BRがより好ましい。
(1) Rubber Component In the present embodiment, examples of the rubber component of the tread rubber composition include diene rubbers such as isoprene rubber, butadiene rubber (BR), styrene butadiene rubber (SBR), styrene isoprene butadiene rubber (SIBR), acrylonitrile butadiene rubber (NBR), chloroprene rubber (CR), and butyl rubber (IIR). The rubber component may be used alone or in combination of two or more. Among them, SBR, BR, and isoprene rubber are preferred, and SBR and BR are more preferred.
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。 There are no particular limitations on the SBR, and for example, emulsion-polymerized SBR (E-SBR), solution-polymerized SBR (S-SBR), and other SBRs commonly used in the tire industry can be used. These may be used alone or in combination of two or more types.
ここで、ゴム成分は、重量平均分子量(Mw)が15万以上であることが好ましく、35万以上であるとより好ましい。一方、400万以下であることが好ましく、300万以下であるとより好ましい。なお、ここで、重量平均分子量(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 SUPERMALTPORE 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られる値である。 Here, the rubber component preferably has a weight average molecular weight (Mw) of 150,000 or more, and more preferably 350,000 or more. On the other hand, it is preferably 4 million or less, and more preferably 3 million or less. Here, the weight average molecular weight (Mw) is a value calculated by converting it into standard polystyrene based on the measured value obtained by gel permeation chromatography (GPC) (GPC-8000 series manufactured by Tosoh Corporation, detector: differential refractometer, column: TSKGEL SUPERMALTPORE HZ-M manufactured by Tosoh Corporation).
SBRのスチレン量は、5質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であるとより好ましく、15質量%以上であるとさらに好ましい。一方、50質量%以下であることが好ましく、40質量%以下であるとより好ましく、35質量%以下であるとさらに好ましい。なお、ここで、SBRのスチレン含量は、1H-NMR測定により算出される値である。 The styrene content of SBR is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, and even more preferably 15% by mass or more. On the other hand, it is preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, and even more preferably 35% by mass or less. Here, the styrene content of SBR is a value calculated by 1H -NMR measurement.
SBRのビニル含量(1,2-結合ブタジエン単位量)は、10質量%以上であることが好ましく、15質量%以上であるとより好ましく、15質量%以上であるとさらに好ましい。一方、50質量%以下であることが好ましく、40質量%以下であるとより好ましい。なお、ここで、SBRのビニル含量は、ブタジエン部のビニル含量(ブタジエン構造中のビニル基のユニット数量)のことを示し、1H-NMR測定により算出される値である。 The vinyl content of SBR (amount of 1,2-bonded butadiene units) is preferably 10% by mass or more, more preferably 15% by mass or more, and even more preferably 15% by mass or more. On the other hand, it is preferably 50% by mass or less, and more preferably 40% by mass or less. Here, the vinyl content of SBR refers to the vinyl content of the butadiene portion (the number of vinyl group units in the butadiene structure), and is a value calculated by 1 H-NMR measurement.
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、主鎖およ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。 The SBR may be unmodified or modified. The modified SBR may be any SBR having a functional group that interacts with a filler such as silica. For example, a terminal-modified SBR (terminal-modified SBR having the above-mentioned functional group at the terminal) in which at least one terminal of the SBR is modified with a compound (modifier) having the above-mentioned functional group, a main-chain-modified SBR having the above-mentioned functional group in the main chain, a main-chain-terminal-modified SBR having the above-mentioned functional group in the main chain and at least one terminal modified with the above-mentioned modifier, or a terminal-modified SBR modified (coupled) with a polyfunctional compound having two or more epoxy groups in the molecule and having a hydroxyl group or an epoxy group introduced therein may be used. These may be used alone or in combination of two or more.
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。中でも、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。 Examples of the functional groups include amino groups, amide groups, silyl groups, alkoxysilyl groups, isocyanate groups, imino groups, imidazole groups, urea groups, ether groups, carbonyl groups, oxycarbonyl groups, mercapto groups, sulfide groups, disulfide groups, sulfonyl groups, sulfinyl groups, thiocarbonyl groups, ammonium groups, imide groups, hydrazo groups, azo groups, diazo groups, carboxyl groups, nitrile groups, pyridyl groups, alkoxy groups, hydroxyl groups, oxy groups, and epoxy groups. These functional groups may have a substituent. Among them, amino groups (preferably amino groups in which the hydrogen atoms of the amino groups are substituted with alkyl groups having 1 to 6 carbon atoms), alkoxy groups (preferably alkoxy groups having 1 to 6 carbon atoms), alkoxysilyl groups (preferably alkoxysilyl groups having 1 to 6 carbon atoms), and amide groups are preferred.
SBRとしては、油展SBRを用いることもできるし、非油展SBRを用いることもできる。油展SBRを用いる場合、SBRの油展量、即ち、SBRに含まれる油展オイルの含有量は、SBRのゴム固形分100質量部に対して、10~50質量部であることが好ましい。 As the SBR, either oil-extended or non-oil-extended SBR can be used. When using oil-extended SBR, the amount of oil extension of the SBR, i.e., the amount of oil extension oil contained in the SBR, is preferably 10 to 50 parts by mass per 100 parts by mass of rubber solids of the SBR.
SBRのガラス転移温度(Tg)は、-90℃以上であることが好ましく、-50℃以上であるとより好ましい。一方、0℃以下であることが好ましく、10℃以下であるとより好ましい。なお、ここで、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℃/分の条件で測定して得られる値である。 The glass transition temperature (Tg) of SBR is preferably -90°C or higher, and more preferably -50°C or higher. On the other hand, it is preferably 0°C or lower, and more preferably 10°C or lower. The glass transition temperature is a value obtained by measuring in accordance with JIS-K7121 using a differential scanning calorimeter (Q200) manufactured by TA Instruments Japan Ltd. at a heating rate of 10°C/min.
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。 As SBR, for example, SBR manufactured and sold by Sumitomo Chemical Co., Ltd., JSR Corporation, Asahi Kasei Corporation, Nippon Zeon Co., Ltd., etc. can be used.
ゴム成分100質量%中のSBRの含有量は、40質量%以上であることが好ましく、50質量%以上であるとより好ましく、70質量%以上であるとさらに好ましい。一方、95質量%以下であることが好ましく、90質量%以下であるとより好ましい。 The content of SBR in 100% by mass of the rubber component is preferably 40% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, and even more preferably 70% by mass or more. On the other hand, it is preferably 95% by mass or less, and more preferably 90% by mass or less.
BRとしては、特に限定されず、例えば、高シス含量のBR、1,2-シンジオタクチックポリブタジエン結晶を含有するBR(SPB含有BR)、希土類元素系触媒を用いて合成されたブタジエンゴム(希土類系BR)、スズ化合物により変性されたスズ変性ブタジエンゴム(スズ変性BR)等、タイヤ工業において一般的なものを使用することができる。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。中でも、希土類系BRが好ましい。 The BR is not particularly limited, and may be any of those commonly used in the tire industry, such as BR with a high cis content, BR containing 1,2-syndiotactic polybutadiene crystals (SPB-containing BR), butadiene rubber synthesized using a rare earth catalyst (rare earth-based BR), and tin-modified butadiene rubber modified with a tin compound (tin-modified BR). These may be used alone or in combination of two or more. Of these, rare earth-based BR is preferred.
希土類系BRは、希土類元素系触媒を用いて合成されたブタジエンゴムであり、シス含量が高く、かつビニル含量が低いという特徴を有している。希土類系BRとしては、タイヤ製造における汎用品を使用できる。 Rare earth BR is a butadiene rubber synthesized using a rare earth element catalyst, and is characterized by a high cis content and a low vinyl content. General-purpose products used in tire manufacturing can be used as rare earth BR.
上記希土類元素系触媒としては、公知のものを使用でき、例えば、ランタン系列希土類元素化合物、有機アルミニウム化合物、アルミノキサン、ハロゲン含有化合物、必要に応じてルイス塩基を含む触媒が挙げられる。中でも、ランタン系列希土類元素化合物としてネオジム(Nd)含有化合物を用いたNd系触媒が特に好ましい。 As the rare earth element catalyst, known catalysts can be used, such as lanthanum series rare earth element compounds, organoaluminum compounds, aluminoxanes, halogen-containing compounds, and catalysts containing Lewis bases as necessary. Among these, Nd-based catalysts using neodymium (Nd)-containing compounds as the lanthanum series rare earth element compounds are particularly preferred.
BRのシス含量(シス-1,4-結合ブタジエン単位量)は、90質量%以上であることが好ましく、93質量%以上であるとより好ましく、95質量%以上であるとさらに好ましい。なお、ここで、シス含量は、赤外吸収スペクトル分析により算出される値である。 The cis content of BR (amount of cis-1,4-bonded butadiene units) is preferably 90% by mass or more, more preferably 93% by mass or more, and even more preferably 95% by mass or more. Note that the cis content here is a value calculated by infrared absorption spectrum analysis.
BRのビニル含量(1,2-結合ブタジエン単位量)は、1.8質量%以下であることが好ましく、1.0質量%以下であるとより好ましく、0.5質量%以下であるとさらに好ましい。0.3質量%以下であると特に好ましい。 The vinyl content of BR (amount of 1,2-bonded butadiene units) is preferably 1.8% by mass or less, more preferably 1.0% by mass or less, and even more preferably 0.5% by mass or less. It is particularly preferably 0.3% by mass or less.
BRは、非変性BR、変性BRのいずれも使用することができる。変性BRとしては、前述した変性SBRと同様の官能基が導入された変性BRが挙げられる。 Either unmodified or modified BR can be used. Modified BR includes modified BR with the same functional groups as the modified SBR described above.
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。 For example, products from Ube Industries, Ltd., JSR Corporation, Asahi Kasei Corporation, Zeon Corporation, etc. can be used as BR.
ゴム成分100質量%中のBRの含有量は、5質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であるとより好ましい。一方、60質量%以下であることが好ましく、50質量%以下であるとより好ましく、30質量%以下であるとさらに好ましい。 The BR content in 100% by mass of the rubber component is preferably 5% by mass or more, and more preferably 10% by mass or more. On the other hand, it is preferably 60% by mass or less, more preferably 50% by mass or less, and even more preferably 30% by mass or less.
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、天然ゴムが好ましい。 Examples of isoprene-based rubber include natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), modified NR, modified NR, and modified IR. Examples of NR include SIR20, RSS#3, TSR20, and other rubbers commonly used in the tire industry. Examples of IR include IR2200 and other rubbers commonly used in the tire industry. Examples of modified NR include deproteinized natural rubber (DPNR), high-purity natural rubber (UPNR), and other rubbers. Examples of modified NR include epoxidized natural rubber (ENR), hydrogenated natural rubber (HNR), and grafted natural rubber. Examples of modified IR include epoxidized isoprene rubber, hydrogenated isoprene rubber, and grafted isoprene rubber. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, natural rubber is preferred.
ゴム成分100質量%中のSBR、BRの合計含有量は、30質量%以上であることが好ましく、50質量%以上であるとより好ましく、70質量%以上であるとさらに好ましい。90質量%以上であると特に好ましく、100質量%であると最も好ましい。 The total content of SBR and BR in 100% by mass of the rubber component is preferably 30% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, and even more preferably 70% by mass or more. It is particularly preferably 90% by mass or more, and most preferably 100% by mass.
(2)ワックス
本実施の形態において、トレッドゴム組成物は、ワックスを含有していることが好ましい。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;キャンデリラワックス、カルナバワックス、木ろう、ライスワックス、ホホバろうなどの植物系ワックス、ミツロウ、ラノリン、鯨ろうなどの動物系ワックス等の天然系ワックス;オゾケライト、セレシン、ペトロラクタムなどの鉱物系ワックス;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。中でも、石油系ワックスが好ましく、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックスがより好ましい。また、マイクロクリスクリンワックス100質量%中の分岐アルカンの含有量が50質量%以上であることが好ましい。
(2) Wax In this embodiment, the tread rubber composition preferably contains a wax. The wax is not particularly limited, and examples thereof include petroleum waxes such as paraffin wax and microcrystalline wax; natural waxes such as vegetable waxes such as candelilla wax, carnauba wax, Japan wax, rice wax, and jojoba wax, and animal waxes such as beeswax, lanolin, and spermaceti; mineral waxes such as ozokerite, ceresin, and petrolactam; and synthetic waxes such as polymers of ethylene and propylene. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, petroleum wax is preferred, and paraffin wax and microcrystalline wax are more preferred. In addition, it is preferred that the content of branched alkanes in 100% by mass of microcrisslin wax is 50% by mass or more.
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。 As wax, for example, products from Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd., Nippon Seiro Co., Ltd., Seiko Chemical Co., Ltd., etc. can be used.
ゴム成分100質量部に対するパラフィンワックスの含有量は、2.3質量部以下であることが好ましく、2.0質量部以下であるとより好ましく、1.5質量部以下であるとさらに好ましい。1.3質量部以下であると特に好ましい。一方、0.3質量部以上であることが好ましく、0.5質量部以上であるとより好ましく、0.8質量部以上であるとさらに好ましい。1.0質量部以上であると特に好ましい。 The content of paraffin wax per 100 parts by mass of the rubber component is preferably 2.3 parts by mass or less, more preferably 2.0 parts by mass or less, and even more preferably 1.5 parts by mass or less. It is particularly preferable that it is 1.3 parts by mass or less. On the other hand, it is preferably 0.3 parts by mass or more, more preferably 0.5 parts by mass or more, and even more preferably 0.8 parts by mass or more. It is particularly preferable that it is 1.0 part by mass or more.
ゴム成分100質量部に対するマイクロクリスタリンワックスの含有量は、0.3質量部以上であることが好ましく、0.5質量部以上であるとより好ましく、0.8質量部以上であるとさらに好ましい。1.0質量部以上であると特に好ましい。一方、3質量部以下であることが好ましく、2質量部以下であるとより好ましく、1.5質量部以下であるとさらに好ましい。 The content of microcrystalline wax per 100 parts by mass of the rubber component is preferably 0.3 parts by mass or more, more preferably 0.5 parts by mass or more, and even more preferably 0.8 parts by mass or more. It is particularly preferable that it is 1.0 part by mass or more. On the other hand, it is preferably 3 parts by mass or less, more preferably 2 parts by mass or less, and even more preferably 1.5 parts by mass or less.
(3)老化防止剤
本実施の形態において、トレッドゴム組成物は、老化防止剤を含有していることが好ましい。老化防止剤としては特に限定されないが、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。中でも、フェニレンジアミン系老化防止剤は、表層部への移行速度が速くプリードする機能に優れている点で好ましく、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’-ビス-(1,4-ジメチルペンチル)-p-フェニレンジアミンがより好ましい。なお、フェニレンジアミン系老化防止剤と共に、キノリン系老化防止剤を併用してもよいが、キノリン系老化防止剤はフェニレンジアミン系老化防止剤よりも移行速度が遅く、表層の軟化効果は低い傾向がある。
(3) Antiaging Agent In the present embodiment, the tread rubber composition preferably contains an antiaging agent. The antiaging agent is not particularly limited, but examples thereof include naphthylamine-based antiaging agents such as phenyl-α-naphthylamine, diphenylamine-based antiaging agents such as octylated diphenylamine and 4,4'-bis(α,α'-dimethylbenzyl)diphenylamine, N-isopropyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine, N-(1,3-dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-phenylenediamine, N,N'-di-2-naphthyl-p-phenylenediamine, and the like. Examples of the antioxidants include p-phenylenediamine antioxidants such as N-phenylenediamine, quinoline antioxidants such as polymers of 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline, monophenol antioxidants such as 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol and styrenated phenol, and bis-, tris-, and polyphenol-based antioxidants such as tetrakis-[methylene-3-(3',5'-di-t-butyl-4'-hydroxyphenyl)propionate]methane. These antioxidants may be used alone or in combination of two or more. Among them, phenylenediamine antioxidants are preferred because they have a high migration rate to the surface layer and an excellent bleeding function, and N-(1,3-dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-phenylenediamine and N,N'-bis-(1,4-dimethylpentyl)-p-phenylenediamine are more preferred. A quinoline-based antioxidant may be used in combination with the phenylenediamine-based antioxidant; however, the quinoline-based antioxidant has a slower migration rate than the phenylenediamine-based antioxidant, and tends to have a lower softening effect on the surface layer.
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。 As anti-aging agents, for example, products from Seiko Chemical Co., Ltd., Sumitomo Chemical Co., Ltd., Ouchi Shinko Chemical Co., Ltd., Flexis, etc. can be used.
ゴム成分100質量部に対するフェニレンジアミン系老化防止剤の含有量は、2.1質量部以上であることが好ましく、2.4質量部以上であるとより好ましい。一方、20質量部以下であることが好ましく、15質量部以下であるとより好ましく、7質量部以下であるとさらに好ましい。 The content of the phenylenediamine-based antiaging agent per 100 parts by mass of the rubber component is preferably 2.1 parts by mass or more, and more preferably 2.4 parts by mass or more. On the other hand, it is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 15 parts by mass or less, and even more preferably 7 parts by mass or less.
ゴム成分100質量部に対する老化防止剤の合計含有量は、2質量部以上であることが好ましく、2.4質量部以上であるとより好ましい。一方、20質量部以下であることが好ましく、15質量部以下であるとより好ましく、8質量部以下であるとさらに好ましい。 The total content of the antioxidants per 100 parts by mass of the rubber component is preferably 2 parts by mass or more, and more preferably 2.4 parts by mass or more. On the other hand, it is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 15 parts by mass or less, and even more preferably 8 parts by mass or less.
(4)液状可塑剤
本実施の形態において、トレッドゴム組成物は、液状可塑剤を含有していることが好ましい。液状可塑剤としては、20℃で液体状態の可塑剤であれば特に限定されず、オイル、液状樹脂、液状ポリ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。中でも、オイル、液状樹脂が好ましい。
(4) Liquid Plasticizer In the present embodiment, the tread rubber composition preferably contains a liquid plasticizer. The liquid plasticizer is not particularly limited as long as it is a plasticizer that is in a liquid state at 20°C, and examples thereof include oil, liquid resin, liquid polymer, etc. These may be used alone or in combination of two or more kinds. Among them, oil and liquid resin are preferred.
ゴム成分100質量部に対する液状可塑剤の含有量は、10質量部以上であることが好ましく、20質量部以上であるとより好ましく、25質量部以上であるとさらに好ましい。35質量部以上であると特に好ましい。一方、100質量部以下であることが好ましく、80質量部以下であるとより好ましく、60質量部以下であるとさらに好ましい。50質量部以下であると特に好ましい。なお、本明細書において、液状可塑剤の含有量には、油展ゴムに含まれるオイル量も含まれる。 The content of the liquid plasticizer per 100 parts by mass of the rubber component is preferably 10 parts by mass or more, more preferably 20 parts by mass or more, and even more preferably 25 parts by mass or more. It is particularly preferable that it is 35 parts by mass or more. On the other hand, it is preferably 100 parts by mass or less, more preferably 80 parts by mass or less, and even more preferably 60 parts by mass or less. It is particularly preferable that it is 50 parts by mass or less. In this specification, the content of the liquid plasticizer also includes the amount of oil contained in the oil-extended rubber.
オイルとしては、例えば、プロセスオイル、植物油脂、また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、軽度抽出溶媒和物(MES:mild extraction solvates)、処理留出物芳香族系抽出物(TDAE:treated distillate aromatic extracts)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、オレイン酸含有油等が挙げられる。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。中でも、プロセスオイルが好ましく、アロマ系プロセスオイル、オレイン酸含有油が好ましい。 Examples of the oil include process oil, vegetable oil, and mixtures thereof. Examples of the process oil include paraffin-based process oil, aromatic process oil, naphthenic process oil, mild extraction solvates (MES), and treated distillate aromatic extracts (TDAE). Examples of the vegetable oil include castor oil, cottonseed oil, linseed oil, rapeseed oil, soybean oil, palm oil, coconut oil, peanut oil, rosin, pine oil, pine tar, tall oil, corn oil, rice oil, safflower oil, sesame oil, olive oil, sunflower oil, palm kernel oil, camellia oil, jojoba oil, macadamia nut oil, tung oil, and oleic acid-containing oil. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, process oils are preferred, with aromatic process oils and oleic acid-containing oils being more preferred.
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。 As oils, products from, for example, Idemitsu Kosan Co., Ltd., Sankyo Yuka Kogyo Co., Ltd., Japan Energy Co., Ltd., Orisoi Co., Ltd., H&R Corporation, Toyokuni Oil Mills Co., Ltd., Showa Shell Sekiyu K.K., Fuji Kosan Co., Ltd., etc. can be used.
液状樹脂としては、20℃で液体状態のテルペン系樹脂(テルペンフェノール樹脂、芳香族変性テルペン樹脂を含む)、スチレン系樹脂、C5系樹脂、C9系樹脂、C5/C9系樹脂、ジシクロペンタジエン(DCPD)樹脂、クマロンインデン系樹脂(クマロン、インデン単体樹脂を含む)、フェノール樹脂、オレフィン系樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル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、クマロンインデン系樹脂が好ましい。 Examples of liquid resins include terpene resins (including terpene phenol resins and aromatic modified terpene resins) that are liquid at 20°C, styrene resins, C5 resins, C9 resins, C5/C9 resins, dicyclopentadiene (DCPD) resins, coumarone indene resins (including coumarone and indene simple resins), phenol resins, olefin resins, polyurethane resins, and acrylic resins. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, coumarone indene resins are preferred.
液状ポリマー(液状ジエン系ポリマー)としては、20℃で液体状態の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)、液状スチレンブタジエンスチレンブロック共重合体(液状SBSブロックポリマー)、液状スチレンイソプレンスチレンブロック共重合体(液状SISブロックポリマー)、液状ファルネセン重合体、液状ファルネセンブタジエン共重合体等が挙げられる。これらは、末端や主鎖が極性基で変性されていても構わない。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。 Examples of liquid polymers (liquid diene-based polymers) include liquid styrene butadiene copolymers (liquid SBR), liquid butadiene polymers (liquid BR), liquid isoprene polymers (liquid IR), liquid styrene isoprene copolymers (liquid SIR), liquid styrene butadiene styrene block copolymers (liquid SBS block polymers), liquid styrene isoprene styrene block copolymers (liquid SIS block polymers), liquid farnesene polymers, and liquid farnesene butadiene copolymers that are liquid at 20°C. The ends or main chains of these may be modified with polar groups. These may be used alone or in combination of two or more.
(5)レジン
本実施の形態において、トレッドゴム組成物には、レジン(固体レジン:常温(25℃)で固体状態のレジン)を含有していることが好ましい。
(5) Resin In this embodiment, the tread rubber composition preferably contains a resin (solid resin: a resin that is in a solid state at room temperature (25° C.)).
レジンの軟化点は、60℃以上が好ましく、65℃以上がより好ましく、80℃以上がさらに好ましい。一方、160℃以下が好ましく、135℃以下がより好ましい。なお、レジンの軟化点は、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。 The softening point of the resin is preferably 60°C or higher, more preferably 65°C or higher, and even more preferably 80°C or higher. On the other hand, it is preferably 160°C or lower, and more preferably 135°C or lower. The softening point of the resin is the temperature at which the ball drops when the softening point specified in JIS K 6220-1:2001 is measured using a ring and ball softening point measuring device.
レジン(固体レジン)としては、特に制限されないが、例えば、芳香族ビニル重合体、クマロンインデン樹脂、テルペン系樹脂、ジシクロペンタジエン系樹脂(DCPD系樹脂)、C5系石油樹脂、C9系石油樹脂、C5/C9系石油樹脂、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。また、樹脂は、水添されていてもよい。中でも、芳香族ビニル重合体、テルペン系樹脂が好ましい。 The resin (solid resin) is not particularly limited, but examples include aromatic vinyl polymers, coumarone-indene resins, terpene resins, dicyclopentadiene resins (DCPD resins), C5 petroleum resins, C9 petroleum resins, C5/C9 petroleum resins, p-t-butylphenol acetylene resins, acrylic resins, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. The resins may also be hydrogenated. Among these, aromatic vinyl polymers and terpene resins are preferred.
芳香族ビニル重合体とは、α-メチルスチレンおよび/またはスチレンを重合して得られる樹脂であり、スチレンの単独重合体(スチレン樹脂)、α-メチルスチレンの単独重合体αーメチルスチレン樹脂)、α-メチルスチレンとスチレンとの共重合体、スチレンと他のモノマーの共重合体などが挙げられる。 Aromatic vinyl polymers are resins obtained by polymerizing α-methylstyrene and/or styrene, and examples include homopolymers of styrene (styrene resins), homopolymers of α-methylstyrene (α-methylstyrene resins), copolymers of α-methylstyrene and styrene, and copolymers of styrene and other monomers.
クマロンインデン樹脂とは、樹脂の骨格(主鎖)を構成する主なモノマー成分として、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、α-メチルスチレン、メチルインデン、ビニルトルエンなどが挙げられる。 Coumarone-indene resin is a resin that contains coumarone and indene as the main monomer components that make up the resin skeleton (main chain). Other monomer components contained in the skeleton besides coumarone and indene include styrene, α-methylstyrene, methylindene, vinyltoluene, etc.
テルペン系樹脂としては、テルペン化合物に由来する単位を有する樹脂であれば特に限定されず、例えば、ポリテルペン(テルペン化合物を重合して得られる樹脂)、テルペン芳香族樹脂(テルペン化合物と芳香族化合物とを共重合して得られる樹脂)、芳香族変性テルペン樹脂(テルペン樹脂を芳香族化合物で変性して得られる樹脂)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。中でも、テルペン芳香族樹脂、芳香族変性テルペン樹脂が好ましく、芳香族変性テルペン樹脂がより好ましい。 The terpene resin is not particularly limited as long as it has units derived from a terpene compound, and examples thereof include polyterpene (a resin obtained by polymerizing a terpene compound), terpene aromatic resin (a resin obtained by copolymerizing a terpene compound and an aromatic compound), and aromatic modified terpene resin (a resin obtained by modifying a terpene resin with an aromatic compound). These may be used alone or in combination of two or more kinds. Among them, terpene aromatic resin and aromatic modified terpene resin are preferred, and aromatic modified terpene resin is more preferred.
上記テルペン化合物は、(C5H8)nの組成で表される炭化水素およびその含酸素誘導体で、モノテルペン(C10H16)、セスキテルペン(C15H24)、ジテルペン(C20H32)などに分類されるテルペンを基本骨格とする化合物であり、例えば、α-ピネン、β-ピネン、ジペンテン、リモネン、ミルセン、アロオシメン、オシメン、α-フェランドレン、α-テルピネン、γ-テルピネン、テルピノレン、1,8-シネオール、1,4-シネオール、α-テルピネオール、β-テルピネオール、γ-テルピネオールなどが挙げられる。 The terpene compounds are hydrocarbons represented by the formula (C 5 H 8 ) n and their oxygen-containing derivatives, and are compounds having a basic skeleton of a terpene classified into monoterpene (C 10 H 16 ), sesquiterpene (C 15 H 24 ), diterpene (C 20 H 32 ), etc. Examples of the terpene compounds include α-pinene, β-pinene, dipentene, limonene, myrcene, alloocimene, ocimene, α-phellandrene, α-terpinene, γ-terpinene, terpinolene, 1,8-cineole, 1,4-cineole, α-terpineol, β-terpineol, and γ-terpineol.
上記テルペン化合物としては、また、アビエチン酸、ネオアビエチン酸、パラストリン酸、レボピマール酸、ピマール酸、イソピマール酸などの樹脂酸(ロジン酸)なども挙げられる。すなわち、上記テルペン系樹脂には、松脂を加工することにより得られるロジン酸を主成分とするロジン系樹脂も含まれる。なお、ロジン系樹脂としては、ガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジンなどの天然産のロジン樹脂(重合ロジン)の他、マレイン酸変性ロジン樹脂、ロジン変性フェノール樹脂などの変性ロジン樹脂、ロジングリセリンエステルなどのロジンエステル、ロジン樹脂を不均化することによって得られる不均化ロジン樹脂などが挙げられる。 The above terpene compounds also include resin acids (rosin acids) such as abietic acid, neoabietic acid, palustric acid, levopimaric acid, pimaric acid, and isopimaric acid. In other words, the above terpene resins also include rosin resins whose main component is rosin acid obtained by processing pine resin. Examples of rosin resins include naturally occurring rosin resins (polymerized rosins) such as gum rosin, wood rosin, and tall oil rosin, as well as modified rosin resins such as maleic acid-modified rosin resins and rosin-modified phenolic resins, rosin esters such as rosin glycerin esters, and disproportionated rosin resins obtained by disproportionating rosin resins.
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などが挙げられる。これらのなかでも、スチレンが好ましい。 The aromatic compound is not particularly limited as long as it has an aromatic ring, but examples thereof include phenolic compounds such as phenol, alkylphenol, alkoxyphenol, and phenol containing an unsaturated hydrocarbon group; naphthol compounds such as naphthol, alkylnaphthol, alkoxynaphthol, and naphthol containing an unsaturated hydrocarbon group; and styrene derivatives such as styrene, alkylstyrene, alkoxystyrene, and styrene containing an unsaturated hydrocarbon group. Of these, styrene is preferred.
上記レジン、液状樹脂としては、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、JX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。 Examples of the resins and liquid resins that can be used include products from Maruzen Petrochemical Co., Ltd., Sumitomo Bakelite Co., Ltd., Yasuhara Chemical Co., Ltd., Tosoh Corporation, Rutgers Chemicals, BASF, Arizona Chemical Company, Nitto Chemical Co., Ltd., Nippon Shokubai Co., Ltd., JX Nippon Energy Corporation, Arakawa Chemical Industries Co., Ltd., and Taoka Chemical Co., Ltd.
レジンの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、3質量部以上であることが好ましく、4質量部以上であるとより好ましく、5質量部以上であるとさらに好ましい。一方、60質量部以下であることが好ましく、50質量部以下であるとより好ましく、40質量部以下であるとさらに好ましい。30質量部以下であると特に好ましい。 The resin content is preferably 3 parts by mass or more, more preferably 4 parts by mass or more, and even more preferably 5 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the rubber component. On the other hand, it is preferably 60 parts by mass or less, more preferably 50 parts by mass or less, and even more preferably 40 parts by mass or less. It is particularly preferably 30 parts by mass or less.
(6)その他の材料
本実施の形態において、トレッドゴム組成物には、アミド化合物および/またはSP値9.0以上の非イオン性界面活性剤を含有することが好ましい。
(6) Other Materials In this embodiment, the tread rubber composition preferably contains an amide compound and/or a nonionic surfactant having an SP value of 9.0 or more.
アミド化合物としては、特に限定されないが、脂肪酸アミド、脂肪酸アミドエステルが挙げられる。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。中でも、脂肪酸アミドが好ましく、脂肪酸アミドと脂肪酸アミドエステルの混合物がより好ましい。 The amide compound is not particularly limited, but examples thereof include fatty acid amides and fatty acid amide esters. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, fatty acid amides are preferred, and a mixture of fatty acid amides and fatty acid amide esters is more preferred.
アミド化合物は脂肪酸金属塩との混合物であってもよく、効果がより好適に得られるという理由から、アミド化合物は、脂肪酸金属塩との混合物であることが好ましい。 The amide compound may be a mixture with a fatty acid metal salt, and it is preferable that the amide compound is a mixture with a fatty acid metal salt, because this more effectively achieves the desired effect.
脂肪酸金属塩を構成する金属としては、カリウム、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、亜鉛、ニッケル、モリブデンなどが挙げられる。これらは、単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。なかでも、カルシウム、亜鉛などのアルカリ土類金属が好ましく、カルシウムがより好ましい。 Metals constituting fatty acid metal salts include potassium, sodium, magnesium, calcium, barium, zinc, nickel, molybdenum, etc. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, alkaline earth metals such as calcium and zinc are preferred, and calcium is more preferred.
脂肪酸金属塩を構成する脂肪酸は、飽和脂肪酸であっても不飽和脂肪酸であってもよく、飽和脂肪酸としては、デカン酸、ドデカン酸、ステアリン酸などが挙げられ、不飽和脂肪酸としては、オレイン酸、エライジン酸などが挙げられる。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。なかでも、飽和脂肪酸が好ましく、ステアリン酸がより好ましい。また、不飽和脂肪酸としては、オレイン酸が好ましい。 The fatty acid constituting the fatty acid metal salt may be a saturated fatty acid or an unsaturated fatty acid. Examples of saturated fatty acids include decanoic acid, dodecanoic acid, and stearic acid, while examples of unsaturated fatty acids include oleic acid and elaidic acid. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, saturated fatty acids are preferred, and stearic acid is more preferred. Furthermore, oleic acid is preferred as an unsaturated fatty acid.
脂肪酸アミドは、飽和脂肪酸アミドであっても不飽和脂肪酸アミドであってもよく、飽和脂肪酸アミドとしては、ステアリン酸アミド、ベへニン酸アミドなどが挙げられ、不飽和脂肪酸アミドとしては、オレイン酸アミド、エルカ酸アミドなどが挙げられる。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。なかでも、不飽和脂肪酸アミドが好ましく、オレイン酸アミドがより好ましい。 The fatty acid amide may be a saturated fatty acid amide or an unsaturated fatty acid amide. Examples of the saturated fatty acid amide include stearic acid amide and behenic acid amide, and examples of the unsaturated fatty acid amide include oleic acid amide and erucic acid amide. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, unsaturated fatty acid amides are preferred, and oleic acid amide is more preferred.
脂肪酸アミドエステルは、飽和脂肪酸アミドエステルであっても不飽和脂肪酸アミドエステルであってもよく、飽和脂肪酸アミドエステルとしては、ステアリン酸アミドエステル、ベヘニン酸アミドエステルなどが挙げられ、不飽和脂肪酸アミドエステルとしては、オレイン酸アミドエステル、エルカ酸アミドエステルなどが挙げられる。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。なかでも、不飽和脂肪酸アミドエステルが好ましく、オレイン酸アミドエステルがより好ましい。 The fatty acid amide ester may be a saturated fatty acid amide ester or an unsaturated fatty acid amide ester. Examples of the saturated fatty acid amide ester include stearic acid amide ester and behenic acid amide ester, and examples of the unsaturated fatty acid amide ester include oleic acid amide ester and erucic acid amide ester. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, unsaturated fatty acid amide ester is preferred, and oleic acid amide ester is more preferred.
アミド化合物としては、例えば、日油(株)、ストラクトール社、ランクセス杜等の製品を使用できる。 As amide compounds, for example, products from NOF Corp., Struktol, LANXESS, etc. can be used.
ゴム成分100質量部に対する、アミド化合物の含有量は、0.1質量部以上であることが好ましく、0.5質量部以上であるとより好ましく、0.8質量部以上であるとさらに好ましい。一方、5質量部以下であることが好ましく、4質量部以下であるとより好ましく、3質量部以下であるとさらに好ましい。2質量部以下であると特に好ましい。なお、アミド化合物が脂肪酸金属塩との混合物である場合、アミド化合物の含有量には、アミド化合物に含まれる脂肪酸金属塩量も含まれる。 The content of the amide compound relative to 100 parts by mass of the rubber component is preferably 0.1 parts by mass or more, more preferably 0.5 parts by mass or more, and even more preferably 0.8 parts by mass or more. On the other hand, it is preferably 5 parts by mass or less, more preferably 4 parts by mass or less, and even more preferably 3 parts by mass or less. It is particularly preferably 2 parts by mass or less. Note that when the amide compound is a mixture with a fatty acid metal salt, the content of the amide compound also includes the amount of fatty acid metal salt contained in the amide compound.
SP値9.0以上の非イオン性界面活性剤としては、特に限定されず、例えば、下記式(1)および/または下記式(2)で表される非イオン界面活性剤;プルロニック型非イオン界面活性剤;モノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、モノオレイン酸ポリオキシエチレンソルビタン、モノパルミチン酸ポリオキシエチレンソルビタン、トリオレイン酸ポリオキシエチレンソルビタン、トリステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタン、トリパルミチン酸ポリオキシエチレンソルビタン等のソルビタン脂肪酸エステル;ポリオキシエチレンドデシルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレン2-エチルヘキシルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、エチレングリコールジラウリルエーテル、エチレングリコールジ2-エチルヘキシルエーテル、エチレングリコールジオレイルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル等が挙げられる。これら、非イオン界面活性剤は、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、プルロニック型非イオン界面活性剤がより好ましい。 Nonionic surfactants having an SP value of 9.0 or more are not particularly limited, and examples thereof include nonionic surfactants represented by the following formula (1) and/or the following formula (2); Pluronic type nonionic surfactants; sorbitan fatty acid esters such as polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan monooleate, polyoxyethylene sorbitan monopalmitate, polyoxyethylene sorbitan trioleate, polyoxyethylene sorbitan tristearate, and polyoxyethylene sorbitan tripalmitate; polyoxyethylene dodecyl ether, polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene 2-ethylhexyl ether, polyoxyethylene oleyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, ethylene glycol dilauryl ether, ethylene glycol di-2-ethylhexyl ether, and ethylene glycol dioleyl ether. These nonionic surfactants may be used alone or in combination of two or more. Among them, Pluronic type nonionic surfactants are more preferable.
(式(1)中、Rlは、炭素数6~26の炭化水素基を表す。dは整数を表す。)
(In formula (1), R1 represents a hydrocarbon group having 6 to 26 carbon atoms, and d represents an integer.)
(式(2)中、R2及びR3は、同一若しくは異なって、炭素数6~26の炭化水素基を表す。eは整数を表す。)
(In formula (2), R 2 and R 3 are the same or different and represent a hydrocarbon group having 6 to 26 carbon atoms, and e represents an integer.)
上記式(1)で表される非イオン界面活性剤としては、エチレングリコールモノオレエート、エチレングリコールモノパルミエート、エチレングリコールモノパルミテート、エチレングリコールモノパクセネート、エチレングリコールモノリノレート、エチレングリコールモノリノレネート、エチレングリコールモノアラキドネート、エチレングリコールモノステアレート、エチレングリコールモノセチルエート、エチレングリコールモノラウレート等が挙げられる。 Examples of nonionic surfactants represented by the above formula (1) include ethylene glycol monooleate, ethylene glycol monopalmiate, ethylene glycol monopalmitate, ethylene glycol monopaccenate, ethylene glycol monolinoleate, ethylene glycol monolinolenate, ethylene glycol monoarachidonate, ethylene glycol monostearate, ethylene glycol monocetylate, and ethylene glycol monolaurate.
上記式(2)で表される非イオン界面活性剤としては、エチレングリコールジオレエート、エチレングリコールジパルミエート、エチレングリコールジパルミテート、エチレングリコールジパクセネート、エチレングリコールジリノレート、エチレングリコールジリノレネート、エチレングリコールジアラキドネート、エチレングリコールジステアレート、エチレングリコールジセチルエート、エチレングリコールジラウレート等が挙げられる。 Examples of nonionic surfactants represented by the above formula (2) include ethylene glycol dioleate, ethylene glycol dipalmiate, ethylene glycol dipalmitate, ethylene glycol dipaccenate, ethylene glycol dilinoleate, ethylene glycol dilinolenate, ethylene glycol diarachidonate, ethylene glycol distearate, ethylene glycol dicetylate, and ethylene glycol dilaurate.
上記プルロニック型非イオン界面活性剤は、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコール、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー、ポリプロピレングリコールエチレンオキシド付加物とも呼ばれ、一般的には、下記式(I)で表わされる非イオン界面活性剤である。下記式(I)で表されるように、プルロニック型非イオン界面活性剤は、両側にエチレンオキシド構造から構成される親水基を有し、この親水基に挟まれるように、プロピレンオキシド構造から構成される疎水基を有する。 The above Pluronic type nonionic surfactants are also called polyoxyethylene polyoxypropylene glycol, polyoxyethylene polyoxypropylene block polymers, and polypropylene glycol ethylene oxide adducts, and are generally nonionic surfactants represented by the following formula (I). As represented by the following formula (I), Pluronic type nonionic surfactants have hydrophilic groups composed of ethylene oxide structures on both sides, and have hydrophobic groups composed of propylene oxide structures sandwiched between the hydrophilic groups.
(式(I)中、a、b、cは整数を表す。)
(In formula (I), a, b, and c represent integers.)
プルロニック型非イオン界面活性剤のポリプロピレンオキシドブロックの重合度(上記式(I)のb)、及びポリエチレンオキシドの付加量(上記式(I)のa+c)は特に限定されず、使用条件・目的等に応じて適宜選択できる。ポリプロピレンオキシドブロックの割合が高くなる程ゴムとの親和性が高く、ゴム表面に移行する速度が遅くなる傾向がある。ポリプロピレンオキシドブロックの重合度としては、100以下であることが好ましく、10~70であるとより好ましく、10~60であるとさらに好ましい。20~60であると特に好ましく、20~45であると最も好ましい。同様に、ポリエチレンオキシドの付加量としては、100以下であることが好ましく、3~65であるとより好ましく、5~55であるとさらに好ましい。5~40であると特に好ましく、10~40であると最も好ましい。 The degree of polymerization of the polypropylene oxide block of the Pluronic nonionic surfactant (b in formula (I) above) and the amount of polyethylene oxide added (a+c in formula (I) above) are not particularly limited and can be appropriately selected according to the conditions of use and purpose. The higher the proportion of the polypropylene oxide block, the higher the affinity with rubber and the slower the rate of migration to the rubber surface. The degree of polymerization of the polypropylene oxide block is preferably 100 or less, more preferably 10 to 70, and even more preferably 10 to 60. It is particularly preferably 20 to 60, and most preferably 20 to 45. Similarly, the amount of polyethylene oxide added is preferably 100 or less, more preferably 3 to 65, and even more preferably 5 to 55. It is particularly preferably 5 to 40, and most preferably 10 to 40.
プルロニック型非イオン界面活性剤としては、BASFジャパン(株)製のプルロニックシリーズ、三洋化成工業(株)製のニューポールPEシリーズ、旭電化工業(株)製のアデカプルロニックLまたはFシリーズ、第一工業製薬(株)製のエパンシリーズ、日油(株)製のプロノンシリーズまたはユニルーブ等が挙げられる。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。 Examples of Pluronic-type nonionic surfactants include the Pluronic series manufactured by BASF Japan Ltd., the Newpol PE series manufactured by Sanyo Chemical Industries Ltd., the Adeka Pluronic L or F series manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd., the Epan series manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., the Pronon series or Unilube manufactured by NOF Corporation, etc. These may be used alone or in combination of two or more types.
非イオン性界面活性剤のSP値は、ゴム成分のSP値との差が大きい方が好ましく、具体的には、9.0~12であることが好ましく、9.1~11であるとより好ましく、9.2~10.5であるとさらに好ましい。 It is preferable that the SP value of the nonionic surfactant has a larger difference from the SP value of the rubber component. Specifically, it is preferable that the difference is 9.0 to 12, more preferably 9.1 to 11, and even more preferably 9.2 to 10.5.
なお、SP値は、化合物の構造に基づいてHoy法によって算出される溶解度パラメーター(Solubility Parameter)を意味する。Hoy法とは、例えば、K.L.Hoy “Table of Solubility Parameters”,Solvent and Coatings Materials Research and Development Department,Union Carbites Corp.(1985)に記載された計算方法である。 The SP value means the solubility parameter calculated by the Hoy method based on the structure of the compound. The Hoy method is a calculation method described, for example, in K. L. Hoy "Table of Solubility Parameters", Solvent and Coatings Materials Research and Development Department, Union Carbites Corp. (1985).
SP値9.0以上の非イオン性界面活性剤のゴム成分100質量部に対する含有量は、0.1~5質量部であることが好ましく、0.5~3質量部であるとより好ましく、0.8~2質量部であるとさらに好ましい。 The content of the nonionic surfactant with an SP value of 9.0 or more per 100 parts by mass of the rubber component is preferably 0.1 to 5 parts by mass, more preferably 0.5 to 3 parts by mass, and even more preferably 0.8 to 2 parts by mass.
上記ゴム組成物は、シリカ、カーボンブラックなどの補強性充填剤を含有していてもよい。これらの充填剤を含有させることにより、トレッドゴム組成物に適度の硬さが付与される。 The rubber composition may contain reinforcing fillers such as silica and carbon black. The inclusion of these fillers imparts an appropriate degree of hardness to the tread rubber composition.
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。 Examples of silica include dry-process silica (anhydrous silicic acid) and wet-process silica (hydrated silicic acid). Wet-process silica is preferred because it has a large number of silanol groups. These may be used alone or in combination of two or more types.
シリカの窒素吸着比表面積(N2SA)は、80m2/g以上であることが好ましく、110m2/g以上であるとより好ましく、150m2/g以上であるとさらに好ましい。そして、180m2/g以上、200m2/g以上、220m2/g以上となるに従って、さらに好ましくなり、230m2/g以上であると最も好ましい。一方、300m2/g以下であることが好ましく、280m2/g以下であるとより好ましく、250m2/g以下であるとさらに好ましい。なお、シリカのN2SAは、ASTM D3037-81に準じて、BET法で測定される値である。 The nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of silica is preferably 80 m 2 /g or more, more preferably 110 m 2 /g or more, and even more preferably 150 m 2 /g or more. It becomes more preferable as it becomes 180 m 2 /g or more, 200 m 2 /g or more, 220 m 2 /g or more, and most preferably 230 m 2 /g or more. On the other hand, it is preferably 300 m 2 /g or less, more preferably 280 m 2 /g or less, and even more preferably 250 m 2 /g or less. The N 2 SA of silica is a value measured by the BET method in accordance with ASTM D3037-81.
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。 As silica, for example, products from Degussa, Rhodia, Tosoh Silica, Solvay Japan, Tokuyama, etc. can be used.
220m2/g以上のシリカの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、5質量部以上であることが好ましく、10質量部以上であるとより好ましく、15質量部以上であるとさらに好ましい。一方、50質量部以下であることが好ましく、40質量部以下であるとより好ましく、30質量部以下であるとさらに好ましい。 The content of silica having an average surface area of 220 m2 /g or more is preferably 5 parts by mass or more, more preferably 10 parts by mass or more, and even more preferably 15 parts by mass or more, based on 100 parts by mass of the rubber component, while it is preferably 50 parts by mass or less, more preferably 40 parts by mass or less, and even more preferably 30 parts by mass or less.
シリカの合計含有量は、ゴム成分100質量部に対して、30質量部以上であることが好ましく、50質量部以上であるとより好ましく、60質量部以上であるとさらに好ましい。80質量部以上であると特に好ましい。一方、200質量部以下であることが好ましく、160質量部以下であるとより好ましく、150質量部以下であるとさらに好ましい。130質量部以下であると特に好ましい。 The total silica content is preferably 30 parts by mass or more, more preferably 50 parts by mass or more, and even more preferably 60 parts by mass or more, relative to 100 parts by mass of the rubber component. It is particularly preferable that it is 80 parts by mass or more. On the other hand, it is preferably 200 parts by mass or less, more preferably 160 parts by mass or less, and even more preferably 150 parts by mass or less, and it is particularly preferable that it is 130 parts by mass or less.
本実施の形態のトレッドゴム組成物において、充填剤(補強性充填剤)100質量%中のシリカの含有量は、60質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であるとより好ましく、80質量%以上であるとさらに好ましい。90質量%以上であると特に好ましい。上限は特に限定されず、100質量%であってもよい。 In the tread rubber composition of this embodiment, the content of silica in 100% by mass of the filler (reinforcing filler) is preferably 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and even more preferably 80% by mass or more. It is particularly preferably 90% by mass or more. There is no particular upper limit, and it may be 100% by mass.
本実施の形態のトレッドゴム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。市販品としては、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。 When the tread rubber composition of this embodiment contains silica, it is preferable that it further contains a silane coupling agent. The silane coupling agent is not particularly limited, and examples thereof include bis(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfide, bis(2-triethoxysilylethyl)tetrasulfide, bis(4-triethoxysilylbutyl)tetrasulfide, bis(3-trimethoxysilylpropyl)tetrasulfide, bis(2-trimethoxysilylethyl)tetrasulfide, bis(2-triethoxysilylethyl)trisulfide, bis(4-trimethoxysilylbutyl)trisulfide, bis(3-triethoxysilylpropyl)disulfide, bis(2-triethoxysilylethyl)disulfide, bis(4-triethoxysilylbutyl)disulfide, bis(3-trimethoxysilylpropyl)disulfide, bis(2-trimethoxysilylethyl)disulfide, bis(4-trimethoxysilylbutyl)disulfide, bis(3-trimethoxysilylpropyl)disulfide, bis(2-trimethoxysilylethyl)disulfide, bis(4-trimethoxysilylbutyl)disulfide, 3-trimethoxysilylpropyl-N , N-dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, 2-triethoxysilylethyl-N,N-dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, 3-triethoxysilylpropyl methacrylate monosulfide and other sulfide-based compounds; mercapto-based compounds such as 3-mercaptopropyltrimethoxysilane and 2-mercaptoethyltriethoxysilane; vinyl-based compounds such as vinyltriethoxysilane and vinyltrimethoxysilane; amino-based compounds such as 3-aminopropyltriethoxysilane and 3-aminopropyltrimethoxysilane; glycidoxy-based compounds such as γ-glycidoxypropyltriethoxysilane and γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane; nitro-based compounds such as 3-nitropropyltrimethoxysilane and 3-nitropropyltriethoxysilane; and chloro-based compounds such as 3-chloropropyltrimethoxysilane and 3-chloropropyltriethoxysilane. Commercially available products include those from Degussa, Momentive, Shin-Etsu Silicone, Tokyo Chemical Industry, Azumax, and Dow Corning Toray. These may be used alone or in combination of two or more.
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、3質量部以上であることが好ましく、5質量部以上であるとより好ましい。一方、20質量部以下であることが好ましく、15質量部以下であるとより好ましい。 The content of the silane coupling agent is preferably 3 parts by mass or more, and more preferably 5 parts by mass or more, per 100 parts by mass of silica. On the other hand, it is preferably 20 parts by mass or less, and more preferably 15 parts by mass or less.
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。 Carbon black is not particularly limited, and examples thereof include N134, N110, N220, N234, N219, N339, N330, N326, N351, N550, and N762. These may be used alone or in combination of two or more types.
カーボンブラックの窒素吸着比表面積(N2SA)は、80m2/g以上であることが好ましく、100m2/g以上であるとより好ましい。一方、400m2/g以下であることが好ましく、300m2/g以下であるとより好ましく、150m2/g以下であるとさらに好ましい。130m2/g以下であると特に好ましい。なお、カーボンブラックのN2SAは、JIS K6217-2:2001によって求められる値である。 The nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of carbon black is preferably 80 m 2 /g or more, and more preferably 100 m 2 /g or more. On the other hand, it is preferably 400 m 2 /g or less, more preferably 300 m 2 /g or less, and even more preferably 150 m 2 /g or less. It is particularly preferably 130 m 2 /g or less. The N 2 SA of carbon black is a value determined according to JIS K6217-2:2001.
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。 Carbon black products that can be used include, for example, those manufactured by Asahi Carbon Co., Ltd., Cabot Japan Co., Ltd., Tokai Carbon Co., Ltd., Mitsubishi Chemical Corporation, Lion Corporation, Shin-Nichika Carbon Co., Ltd., Columbia Carbon Co., Ltd., etc.
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、3質量部以上であることが好ましく、5質量部以上であるとより好ましい。一方、60質量部以下であることが好ましく、50質量部以下であるとより好ましく、40質量部以下であるとさらに好ましい。20質量部以下であると特に好ましく、10質量部以下であると最も好ましい。 The carbon black content is preferably 3 parts by mass or more, and more preferably 5 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the rubber component. On the other hand, it is preferably 60 parts by mass or less, more preferably 50 parts by mass or less, and even more preferably 40 parts by mass or less. It is particularly preferably 20 parts by mass or less, and most preferably 10 parts by mass or less.
本実施の形態のトレッドゴム組成物は、補強性充填剤として水酸化アルミニウム、アルミナ、酸化マグネシウム、タルク、珪藻土を含有してもよい。 The tread rubber composition of this embodiment may contain aluminum hydroxide, alumina, magnesium oxide, talc, and diatomaceous earth as reinforcing fillers.
水酸化アルミニウムの窒素吸着比表面積(N2SA)は、3~60m2/gであることが好ましく、6~50m2/gであるとより好ましく、10~40m2/gであるとさらに好ましい。 The nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of the aluminum hydroxide is preferably from 3 to 60 m 2 /g, more preferably from 6 to 50 m 2 /g, and even more preferably from 10 to 40 m 2 /g.
水酸化アルミニウムは、難水溶性であり、ゴム組成物中での凝集性は小さく、通常、ゴム組成物中で単粒子として存在する。そのため、ゴムの補強性を損じることが少ない。なお、水酸化アルミニウムのN2SAは、ASTM D3037-81に準じてBET法で測定される値である。 Aluminum hydroxide is poorly water-soluble, has little coagulation in a rubber composition, and usually exists as a single particle in the rubber composition. Therefore, it does not impair the reinforcing properties of the rubber. The N 2 SA of aluminum hydroxide is a value measured by the BET method in accordance with ASTM D3037-81.
水酸化アルミニウムの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、3質量部以上であることが好ましく、4質量部以上であるとより好ましい。一方、60質量部以下であることが好ましく、50質量部以下であるとより好ましく、40質量部以下であるとさらに好ましい。20質量部以下であると特に好ましく、15質量部以下であると最も好ましい。 The content of aluminum hydroxide is preferably 3 parts by mass or more, and more preferably 4 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the rubber component. On the other hand, it is preferably 60 parts by mass or less, more preferably 50 parts by mass or less, and even more preferably 40 parts by mass or less. It is particularly preferably 20 parts by mass or less, and most preferably 15 parts by mass or less.
本実施の形態のトレッドゴム組成物は、脂肪酸、好ましく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。 The tread rubber composition of this embodiment may contain a fatty acid, preferably stearic acid. As the stearic acid, a conventionally known product may be used, for example, a product from NOF Corporation, NOF Corporation, Kao Corporation, Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Chiba Fatty Acid Co., Ltd., etc. may be used.
脂肪酸(好ましくはステアリン酸)の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、0.5質量部以上であることが好ましく、1質量部以上であるとより好ましい。一方、10質量部以下であることが好ましく、5質量部以下であるとより好ましい。 The content of the fatty acid (preferably stearic acid) is preferably 0.5 parts by mass or more, and more preferably 1 part by mass or more, per 100 parts by mass of the rubber component. On the other hand, it is preferably 10 parts by mass or less, and more preferably 5 parts by mass or less.
本実施の形態のトレッドゴム組成物は、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。 The tread rubber composition of this embodiment may contain zinc oxide. As the zinc oxide, any conventionally known product may be used, such as products from Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd., Toho Zinc Co., Ltd., Hakusui Tech Co., Ltd., Seido Chemical Industry Co., Ltd., Sakai Chemical Industry Co., Ltd., etc.
酸化亜鉛の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、0.5質量部以上であることが好ましく、1質量部以上であるとより好ましい。一方、10質量部以下であることが好ましく、5質量部以下であるとより好ましい。 The amount of zinc oxide is preferably 0.5 parts by mass or more, and more preferably 1 part by mass or more, per 100 parts by mass of the rubber component. On the other hand, it is preferably 10 parts by mass or less, and more preferably 5 parts by mass or less.
本実施の形態のトレッドゴム組成物は、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。 The tread rubber composition of the present embodiment may contain sulfur. Examples of sulfur include powdered sulfur, precipitated sulfur, colloidal sulfur, insoluble sulfur, highly dispersible sulfur, and soluble sulfur, which are commonly used in the rubber industry. These may be used alone or in combination of two or more types.
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。 As sulfur, for example, products from Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd., Karuizawa Sulfur Co., Ltd., Shikoku Chemical Industry Co., Ltd., Flexis Corporation, Nippon Kanzuri Kogyo Co., Ltd., Hosoi Chemical Industry Co., Ltd., etc. can be used.
硫黄の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、0.1質量部以上であることが好ましく、0.5質量部以上であるとより好ましい。一方、5質量部以下であることが好ましく、3質量部以下であるとより好ましい。 The sulfur content is preferably 0.1 parts by mass or more, and more preferably 0.5 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the rubber component. On the other hand, it is preferably 5 parts by mass or less, and more preferably 3 parts by mass or less.
本実施の形態のトレッドゴム組成物は、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-べンゾチアリ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、グアニジン系加硫促進剤を併用することが好ましい。 The tread rubber composition of the present embodiment may contain a vulcanization accelerator. Examples of the vulcanization accelerator include thiazole-based vulcanization accelerators such as 2-mercaptobenzothiazole, di-2-benzothiazolyl disulfide, and N-cyclohexyl-2-benzothiaryl sulfenamide; thiuram-based vulcanization accelerators such as tetramethylthiuram disulfide (TMTD), tetrabenzylthiuram disulfide (TBzTD), and tetrakis(2-ethylhexyl)thiuram disulfide (TOT-N); sulfenamide-based vulcanization accelerators such as N-cyclohexyl-2-benzothiazole sulfenamide, N-t-butyl-2-benzothiazole sulfenamide, N-oxyethylene-2-benzothiazole sulfenamide, and N-oxyethylene-2-benzothiazole sulfenamide; and guanidine-based vulcanization accelerators such as diphenyl guanidine, di-orthotolyl guanidine, and orthotolyl biguanidine. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, sulfenamide-based vulcanization accelerators and guanidine-based vulcanization accelerators are preferred, and it is preferable to use a sulfenamide-based vulcanization accelerator and a guanidine-based vulcanization accelerator in combination.
加硫促進剤としては、例えば、川口化学(株)、大内新興化学(株)製等の製品を使用できる。 As vulcanization accelerators, for example, products manufactured by Kawaguchi Chemical Co., Ltd. and Ouchi Shinko Chemical Co., Ltd. can be used.
加硫促進剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、1質量部以上であることが好ましく、2質量部以上であるとより好ましい。一方、10質量部以下であることが好ましく、7質量部以下であるとより好ましい。 The content of the vulcanization accelerator is preferably 1 part by mass or more, and more preferably 2 parts by mass or more, per 100 parts by mass of the rubber component. On the other hand, it is preferably 10 parts by mass or less, and more preferably 7 parts by mass or less.
本実施の形態のトレッドゴム組成物は、前記した各材料の他、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、クレー、マイカなどの充填剤;等をさらに配合してもよい。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質量部以上であることが好ましい。 The tread rubber composition of this embodiment may further contain additives commonly used in the tire industry, such as organic peroxides, fillers such as calcium carbonate, clay, and mica, in addition to the above-mentioned materials. The content of these additives is preferably 0.1 to 200 parts by mass or more per 100 parts by mass of the rubber component.
本実施の形態において、トレッドゴム組成物は、公知の方法を用いて、例えば、前記した各材料をオープンロール、バンバリーミキサーなどのゴム混練装置を用いて混練することにより製造でき、その後、トレッドの形状に合わせて押出加工することにより、トレッドに成形される。 In this embodiment, the tread rubber composition can be produced by a known method, for example, by kneading the above-mentioned materials using a rubber kneading device such as an open roll or a Banbury mixer, and then extrusion processing is performed according to the shape of the tread to form the tread.
混練条件としては、加硫剤およ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℃であり、混練時間は、通常30秒~30分、好ましくは1分~30分である。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、好ましくは室温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、プレス加硫などの加硫処理が施される。加硫温度としては、乗用車用タイヤ(PCタイヤ)の場合、通常140~190℃であり、加硫時間は、通常5~15分である。 As for the kneading conditions, in the base kneading process where additives other than the vulcanizing agent and vulcanization accelerator are kneaded, the kneading temperature is usually 100 to 180°C, preferably 120 to 170°C, and the kneading time is usually 30 seconds to 30 minutes, preferably 1 minute to 30 minutes. In the finish kneading process where the vulcanizing agent and vulcanization accelerator are kneaded, the kneading temperature is usually 120°C or lower, preferably room temperature 80 to 110°C. Furthermore, the composition kneaded with the vulcanizing agent and vulcanization accelerator is usually subjected to a vulcanization process such as press vulcanization. In the case of passenger car tires (PC tires), the vulcanization temperature is usually 140 to 190°C, and the vulcanization time is usually 5 to 15 minutes.
4.本実施の形態に係るタイヤの製造
次に、本実施の形態に係るタイヤの製造について説明する。
4. Manufacturing of Tire According to the Present Invention Next, manufacturing of the tire according to the present invention will be described.
(1)生タイヤの成形工程
まず、上記トレッドゴム組成物から成形されたトレッドおよび、別途作製された他のタイヤ部材を用いて、タイヤ成型機上にて通常の方法で成形することにより、生タイヤを成形する。
(1) Green Tire Molding Process First, a green tire is molded by a normal method on a tire building machine using a tread molded from the above tread rubber composition and other tire components prepared separately.
(2)水溶性フィラーの散布工程
次に、成形された生タイヤのトレッド表面に、予め、準備された水溶性フィラーの水溶液や有機溶媒分散液(以下、総称して「水溶性フィラー液」ともいう)を塗布する。このとき、乾燥後のトレッド表面における水溶性フィラーの散布量が0.005~0.04g/cm2となるように、塗布量を調整する。塗布された水溶性フィラー液が乾燥することにより、水溶性フィラーの粒子がトレッド表面に析出して、上記した量の水溶性フィラーがトレッド表面に散布された状態の生タイヤとすることができる。
(2) Water-soluble filler spraying step Next, a prepared aqueous solution or organic solvent dispersion of the water-soluble filler (hereinafter also collectively referred to as "water-soluble filler liquid") is applied to the tread surface of the molded green tire. At this time, the amount of application is adjusted so that the amount of water-soluble filler sprayed on the tread surface after drying is 0.005 to 0.04 g/ cm2 . When the applied water-soluble filler liquid dries, the water-soluble filler particles are precipitated on the tread surface, and a green tire can be obtained in a state in which the above-mentioned amount of water-soluble filler is sprayed on the tread surface.
このとき、水溶性フィラー液における水溶性フィラーの濃度は、トレッド表面への塗布の容易さを考慮して設定すればよいが、通常は、10~30質量%の濃度となるように調整することが好ましい。 At this time, the concentration of the water-soluble filler in the water-soluble filler liquid may be set taking into consideration the ease of application to the tread surface, but it is usually preferable to adjust the concentration to 10 to 30 mass %.
なお、水溶性フィラー液を有機溶媒分散液として調製する場合、有機溶媒としては、炭化水素系有機溶剤、無水エタノール、ヘキサン等のいずれかを使用することが好ましく、これらを混合溶媒としてもよい。 When preparing the water-soluble filler liquid as an organic solvent dispersion, it is preferable to use a hydrocarbon organic solvent, anhydrous ethanol, hexane, etc. as the organic solvent, and these may also be used as a mixed solvent.
また、前記したように、水溶性フィラーと併せて、非水溶性フィラーを、水溶性フィラーに対して、5~15質量%添加してもよい。 As mentioned above, a water-insoluble filler may be added in an amount of 5 to 15% by mass relative to the water-soluble filler.
トレッド表面への塗布の具体的な手段としては、ハケ塗りやスプレー塗布など、公知の手段を採用することができる。 Specific methods for applying the agent to the tread surface can be known methods such as brush application or spray application.
(3)加硫工程
次に、トレッド表面に水溶性フィラーが散布された生タイヤを、所定の加硫金型にセットし、加硫装置を用いて、加熱加圧する。
(3) Vulcanization Step Next, the raw tire with the water-soluble filler scattered on the tread surface is set in a predetermined vulcanization mold and heated and pressurized using a vulcanization device.
このとき、前記したように、トレッドの表面にはスキン層が形成されるが、本実施の形態においては、トレッド表面に水溶性フィラーが散布されているため、スキン層に水溶性フィラーが混入されて、一部の水溶性フィラーがトレッド表面に露出した状態のタイヤとなる。 At this time, as described above, a skin layer is formed on the surface of the tread, but in this embodiment, the water-soluble filler is dispersed on the tread surface, so the water-soluble filler is mixed into the skin layer, resulting in a tire with some of the water-soluble filler exposed on the tread surface.
そして、このようなタイヤは、トレッドが水に接触すると、露出している水溶性フィラーがスキン層から溶解して、トレッド表面に、平均径0.1~100μmの空隙を形成して微細な凹凸を形成するため、装着直後であっても、直ちに、十分な氷上グリップ性能を発揮させることができる。なお、空隙は、平均径が0.1~100μmであることが好ましいが、操縦安定性や氷上グリップ性能の観点から、1~80μmであることがより好ましく、10~70μmであるとさらに好ましい。 When the tread of such a tire comes into contact with water, the exposed water-soluble filler dissolves from the skin layer, forming voids with an average diameter of 0.1 to 100 μm on the tread surface, forming fine irregularities, allowing the tire to immediately exhibit sufficient grip performance on ice even immediately after mounting. Note that while it is preferable for the voids to have an average diameter of 0.1 to 100 μm, from the standpoint of steering stability and grip performance on ice, it is more preferable for the voids to have an average diameter of 1 to 80 μm, and even more preferable for them to be 10 to 70 μm.
なお、空隙の平均径は、走査型電子顕微鏡(SEM)観察にて測定することができる。具体的には、走査型電子顕微鏡で写真撮影し、空隙の形状が球形の場合は球の直径、針状または棒状の場合は短径、不定形の場合は中心部からの平均径を径として、100個の空隙の径の平均値を平均径とすることにより求めることができる。 The average diameter of the voids can be measured by observation with a scanning electron microscope (SEM). Specifically, a photograph is taken with the scanning electron microscope, and the diameter is determined as the diameter of the sphere if the voids are spherical, the minor axis if they are needle-like or rod-like, and the average diameter from the center if they are irregular. The average diameter can be calculated by averaging the diameters of 100 voids.
以上の各工程に基づいて、本実施の形態に係るタイヤを製造することにより、装着初期であっても、十分なグリップ性能(特に、氷上グリップ性能)が発揮されるタイヤを提供することができ、特に、乗用車用タイヤ(PCタイヤ)、スタッドレスタイヤ(冬用タイヤ)として好適なタイヤを提供することができる。 By manufacturing the tire according to the present embodiment based on each of the above steps, it is possible to provide a tire that exhibits sufficient grip performance (especially grip performance on ice) even in the initial stage of installation, and it is possible to provide a tire that is particularly suitable as a passenger car tire (PC tire) or a studless tire (winter tire).
以下、実施例に基づいて、本発明をさらに具体的に説明する。なお、本実施例においては、同一配合のトレッドゴム組成物を用いて、生タイヤを成形し、トレッド表面への水溶性フィラーの散布の有無による氷上グリップ性能の相違について測定した。 The present invention will be explained in more detail below based on examples. In these examples, raw tires were made using the same tread rubber composition, and the difference in grip performance on ice depending on whether or not water-soluble filler was sprayed on the tread surface was measured.
1.評価用(実施例および比較例)のタイヤの作製
最初に、評価用(実施例および比較例)のタイヤを作製した。
1. Preparation of tires for evaluation (Examples and Comparative Examples) First, tires for evaluation (Examples and Comparative Examples) were prepared.
以下に、実施例および比較例で用いた各種薬品について説明する。
<SBR1>:日本ゼオン(株)製のN9548(スチレン量:35質量%、ビニル含量:18質量%、ゴム固形分100質量部に対してオイル分37.5質量部含有)
<SBR2>:日本ゼオン(株)製のNS612(スチレン量:15質量%、ビニル含量:30質量%)
<BR>:ランクセス(株)製のBUNA-CB25(Nd系触媒を用いて合成した希土類系BR、ビニル含量:0.7質量%、シス含量:97質量%、SP値:8.2)
<カーボンブラック>:キャポットジャパン(株)製のショウブラックN220(N2SA:114m2/g)
<シリカ1>:エボニックデグッサ社製のウルトラシルVN3(N2SA:175m2/g)
<シリカ2>:エボニックデグッサ社製のウルトラシルU9000Gr(N2SA:235m2/g)
<硫酸マグネシウム>:協和化学(株)製の試作品(無水硫酸マグネシウム、中央値粒度(メジアン径):7.3μm、見かけ比重:0.58g/ml、常温(20℃)の水への溶解度:255g/100g水、水分率:0.1質量%、N2SA:9.0m2/g、中央値粒度が100μm以下、見かけ比重が0.70g/ml以下の水溶性フィラーに相当)
<シランカップリング剤>:エボニックデグッサ社製のSi75(ビス(3-トリエトキシシリルプロピルジスルフィド)
<αメチルスチレン樹脂>:Arizona chemical社製のSYLVARESSA85(α-メチルスチレンとスチレンとの共重合体、軟化点:85℃)
<テルペン系樹脂>;ヤスハラケミカル(株)製のYSレジンTO125(芳香族変性テルペン樹脂、軟化点:125℃)
<アロマオイル>:出光興産(株)製のAH-24(アロマ系プロセスオイル)
<WB16>:ストラクトール社製のWB16(脂肪酸カルシウム、脂肪酸アミド及び脂肪酸アミドエステルの混合物、灰分割合4.5%)
<ステアリン酸>:日油(株)製のビーズステアリン酸「椿」
<老化防止剤1>:住友化学(株)製のアンチゲン6C(6PPD、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224(TMQ、2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリン重合体)
<パラフィンワックス>:日本精蝋(株)製のオゾエース0355
<酸化亜鉛>:ハクスイテック(株)製の酸化亜鉛2種
<硫黄>:細井化学工業(株)製のHK200-5(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-NS(N-tert一ブチル-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D(ジフェニルグアニジン)
The various chemicals used in the examples and comparative examples will be described below.
<SBR1>: N9548 manufactured by Zeon Co., Ltd. (styrene content: 35% by mass, vinyl content: 18% by mass, contains 37.5 parts by mass of oil per 100 parts by mass of rubber solids)
<SBR2>: NS612 manufactured by Zeon Co., Ltd. (styrene content: 15% by mass, vinyl content: 30% by mass)
<BR>: BUNA-CB25 manufactured by LANXESS AG (rare earth-based BR synthesized using a Nd-based catalyst, vinyl content: 0.7% by mass, cis content: 97% by mass, SP value: 8.2)
<Carbon black>: Show Black N220 (N 2 SA: 114 m 2 /g) manufactured by Capot Japan Co., Ltd.
<Silica 1>: Ultrasil VN3 (N 2 SA: 175 m 2 /g) manufactured by Evonik Degussa
<Silica 2>: Ultrasil U9000Gr ( N2SA : 235m2 /g) manufactured by Evonik Degussa
<Magnesium sulfate>: prototype manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd. (anhydrous magnesium sulfate, median particle size (median diameter): 7.3 μm, apparent specific gravity: 0.58 g/ml, solubility in water at room temperature (20° C.): 255 g/100 g water, moisture content: 0.1 mass %, N 2 SA: 9.0 m 2 /g, equivalent to a water-soluble filler with a median particle size of 100 μm or less and an apparent specific gravity of 0.70 g/ml or less)
<Silane coupling agent>: Si75 (bis(3-triethoxysilylpropyl disulfide) manufactured by Evonik Degussa
<α-Methylstyrene resin>: SYLVARESSA 85 manufactured by Arizona Chemical Co., Ltd. (copolymer of α-methylstyrene and styrene, softening point: 85° C.)
<Terpene-based resin>: YS Resin TO125 (aromatic modified terpene resin, softening point: 125°C) manufactured by Yasuhara Chemical Co., Ltd.
<Aroma oil>: AH-24 (aromatic process oil) manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.
<WB16>: WB16 manufactured by Struktol (mixture of fatty acid calcium, fatty acid amide and fatty acid amide ester, ash content 4.5%)
<Stearic acid>: Beaded stearic acid "Tsubaki" manufactured by NOF Corporation
<Anti-aging agent 1>: Antigen 6C (6PPD, N-(1,3-dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-phenylenediamine) manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. <Anti-aging agent 2>: Nocrac 224 (TMQ, 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline polymer) manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.
<Paraffin wax>: Ozoace 0355 manufactured by Nippon Seiro Co., Ltd.
<Zinc oxide>: Zinc oxide type 2 manufactured by Hakusui Tech Co., Ltd. <Sulfur>: HK200-5 manufactured by Hosoi Chemical Industries Co., Ltd. (powdered sulfur containing 5% oil)
<Vulcanization accelerator 1>: Noccela-NS (N-tert-butyl-2-benzothiazolyl sulfenamide) manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.
<Vulcanization accelerator 2>: Noccelaer D (diphenyl guanidine) manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.
表1に示す配合処方にしたがい、(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薬品を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、未加硫ゴム組成物を得た。 According to the compounding recipe shown in Table 1, chemicals other than sulfur and vulcanization accelerator were mixed for 5 minutes at 150°C using a 1.7L Banbury mixer manufactured by Kobe Steel, Ltd. to obtain a kneaded product. Next, sulfur and vulcanization accelerator were added to the resulting kneaded product, and the mixture was kneaded for 5 minutes at 80°C using an open roll to obtain an unvulcanized rubber composition.
得られた未加硫ゴム組成物をキャップトレッドの形状に成形し、他のタイヤ部材とともに貼り合わせて、16本の生タイヤを作製した。 The resulting unvulcanized rubber composition was molded into a cap tread shape and bonded together with other tire components to produce 16 raw tires.
作製した生タイヤの半分を、そのまま、170℃の条件下で10分間プレス加硫して、比較例のタイヤ(サイズ:225/50R17)を得た。 Half of the raw tire was press-vulcanized at 170°C for 10 minutes to obtain a comparative tire (size: 225/50R17).
残りの生タイヤについては、濃度20%の硫酸マグネシウム(上記と同じ硫酸マグネシウム)水溶液を用いて、乾燥後の硫酸マグネシウム散布量が0.01g/cm2となるように、トレッド表面に塗布する。そして、乾燥後は、比較例と同様に、170℃の条件下で10分間プレス加硫して、実施例のタイヤ(サイズ:225/50R17)を得た。 For the remaining raw tires, a 20% aqueous solution of magnesium sulfate (the same magnesium sulfate as above) was applied to the tread surface so that the amount of magnesium sulfate dispersed after drying was 0.01 g/cm 2. After drying, the tires were press-vulcanized at 170° C. for 10 minutes, as in the comparative example, to obtain tires of the example (size: 225/50R17).
2.評価
得られた各タイヤを用いて、以下の項目について評価した。なお、評価は、タイヤを装着して走行を開始した直後と、100km走行後の2回行った。
2. Evaluation The following items were evaluated using each of the obtained tires. The evaluation was performed twice: immediately after mounting the tires and starting to drive, and after driving 100 km.
(1)低温氷上グリップ性能
各タイヤを用いて、下記の条件で氷上での実車性能を評価した。試験場所は、住友ゴム工業株式会社の北海道名寄テストコースで行い、気温は-10~-6℃であった。各タイヤを国産2000ccのFR車に装着し、時速30km/hでロックブレーキを踏み停止させるまでに要した氷上の停止距離を測定した。比較例のタイヤの100km走行後における測定値をリファレンスとして、下記式から指数表示した。指数が大きいほど、低温氷上グリップ性能に優れることを示す。
(低温氷上グリップ性能)=(比較例のタイヤの100km走行後における制動停止距離)/(各タイヤにおける停止距離)×100
(1) Grip performance on ice at low temperature Using each tire, actual vehicle performance on ice was evaluated under the following conditions. The test was conducted at Sumitomo Rubber Industries, Ltd.'s Nayoro test course in Hokkaido, and the temperature was -10 to -6°C. Each tire was mounted on a domestically produced 2000cc front-engine, front-wheel drive vehicle, and the stopping distance on ice required to apply the lock brakes and stop the vehicle at 30 km/h was measured. Using the measured value of the comparative tire after driving 100 km as a reference, the results were expressed as an index according to the following formula. The higher the index, the better the grip performance on ice at low temperatures.
(Grip performance on ice at low temperature)=(braking stopping distance of comparative tire after 100 km travel)/(stopping distance of each tire)×100
(2)高温氷上グリップ性能
各タイヤを用いて、下記の条件で氷上での実車性能を評価した。試験場所は、住友ゴム工業株式会社の北海道名寄テストコースで行い、気温は0~-5℃であった。試験用タイヤを国産2000ccのFR車に装着し、時速30km/hでロックブレーキを踏み停止させるまでに要した氷上の停止距離を測定した。比較例のタイヤの100km走行後における測定値をリファレンスとして、下記式から指数表示した。指数が大きいほど、高温氷上グリップ性能に優れることを示す。
(高温氷上グリップ性能)=(比較例のタイヤの100km走行後における制動停止距離)/(各タイヤにおける停止距離)×100
(2) Grip performance on ice at high temperatures Using each tire, actual vehicle performance on ice was evaluated under the following conditions. The test was conducted at Sumitomo Rubber Industries, Ltd.'s Nayoro test course in Hokkaido, and the temperature was 0 to -5°C. The test tires were mounted on a domestically produced 2000cc front-engine, front-wheel drive vehicle, and the stopping distance on ice required to apply the lock brakes and stop the vehicle at 30 km/h was measured. Using the measured value of the comparative tire after driving 100 km as a reference, the value was expressed as an index according to the following formula. The higher the index, the better the grip performance on ice at high temperatures.
(Grip performance on ice at high temperatures)=(braking stopping distance of comparative tire after 100 km travel)/(stopping distance of each tire)×100
評価の結果を、表2に示す。また、走行直後におけるトレッドの最表面を、デジタルマイクロスコープ(キーエンス社製:VHX-6000)で観察した結果を示す光学顕微鏡写真を図1に示す(観察条件:リング照明、倍率500倍)。 The evaluation results are shown in Table 2. Figure 1 shows an optical microscope photograph of the outermost surface of the tread immediately after driving, observed with a digital microscope (Keyence Corporation: VHX-6000) (observation conditions: ring illumination, magnification 500x).
表2に示すように、比較例のタイヤにおいては、低温氷上グリップ性能、高温氷上グリップ性能のいずれも、装着後間もない走行直後では、十分な性能が発揮できていないことが分かる。 As shown in Table 2, the comparative tire does not demonstrate sufficient performance immediately after mounting and running on ice at low temperatures and high temperatures.
このような結果となったのは、装着直後のタイヤには、トレッド表面に水溶性フィラーが殆ど含まれていないスキン層が形成されて、十分な氷上グリップ性能が発揮されなかったためである。 The reason for this result is that immediately after installation, a skin layer containing almost no water-soluble filler was formed on the tread surface of the tire, which prevented the tire from providing sufficient grip on ice.
これに対して、実施例のタイヤにおいては、低温氷上グリップ性能、高温氷上グリップ性能のいずれも、装着直後から十分に性能が発揮されていることが分かる。 In contrast, it can be seen that the tires of the examples demonstrate sufficient grip performance on ice at low temperatures and on ice at high temperatures immediately after installation.
このような相違が出た理由としては、図1に示すように、装着直後の比較例のタイヤでは、トレッド表面に水溶性フィラーが殆ど含まれていないスキン層が形成されて、凹凸が殆どないため、十分な氷上グリップ性能が発揮されなかったのに対して、装着直後の実施例のタイヤでは、水溶性フィラーの溶解痕による空隙がトレッド表面に凹凸を形成させるため、十分な氷上グリップ性能が発揮されたためである。 The reason for this difference is that, as shown in Figure 1, in the comparative tire immediately after installation, a skin layer containing almost no water-soluble filler was formed on the tread surface, and there were almost no irregularities, so sufficient grip performance on ice was not demonstrated, whereas in the example tire immediately after installation, voids caused by the dissolved water-soluble filler formed irregularities on the tread surface, so sufficient grip performance on ice was demonstrated.
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることができる。 The present invention has been described above based on an embodiment, but the present invention is not limited to the above embodiment. Various modifications can be made to the above embodiment within the same or equivalent scope as the present invention.
Claims (16)
前記表層部の厚みが、数10~100μmであり、
前記表層部に、水溶性の無機フィラーが10~80質量%含有されていることを特徴とする空気入りタイヤ。 The tread portion is formed by a tread main body portion made of a tread rubber composition and a surface layer portion made of a rubber composition having a higher polymer concentration than the tread rubber composition of the tread main body portion,
The thickness of the surface layer is several tens to 100 μm,
The pneumatic tire is characterized in that the surface layer portion contains 10 to 80 mass % of a water-soluble inorganic filler.
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