JP5869959B2 - タイヤ - Google Patents
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Description
しかしながら、これらの技術は、本発明とは構造が異なるアミド化合物(脂肪酸アミド)などを含水ケイ酸配合ゴムに添加することで加工性を向上させるとの記載があるが、未だその効果は十分でなく、更なる含水ケイ酸の分散性の向上が切望されている。
なお、特定のアルカノールアミド化合物からなるゴムの硫黄ブルーム防止剤、この硫黄ブルーム防止剤をゴム組成物に配合する技術(例えば、特許文献4参照)が知られているが、含水ケイ酸配合における加工性向上に関する記載もなく、本発明とは発明の課題、使用用途及び技術思想が相違するものである。
(1) 天然ゴム及び/又はジエン系合成ゴムから選択される少なくとも一種のゴム成分に対して、インクボトル状細孔指数(IB)が、直径1.2×105nm〜6nmの範囲にある開口部を外表面に具えた細孔を有する含水ケイ酸に対し、水銀圧入法に基づく水銀ポロシメータを用いた測定において、圧力を1〜32000PSIまで上昇させた際に水銀圧入量の最大値を示す開口部の直径(M1)(nm)、及び圧力を32000PSI〜1PSIまで下降させた際に水銀排出量の最大値を示す開口部の直径(M2)(nm)により、下記式(X);
IB=M2−M1 ………(X)
で求められる値であって、
セチルトリメチルアンモニウムブロミド吸着比表面積(CTAB)(m2/g)及び前記インクボトル状細孔指数(IB)が、下記式(Y);
IB≦−0.36×CTAB+86.8 ………(Y)
を満たす含水ケイ酸と、
下記式(I)〜(V)で表される各化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種とを配合してなるゴム組成物をタイヤ部材に用いたことを特徴とするタイヤ。
(3) 前記ゴム組成物におけるゴム成分100質量部に対し、含水ケイ酸を5〜200質量部、上記式(I)〜(V)で表される各化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種を2.5〜15質量部配合してなることを特徴とする上記(1)又は(2)に記載のタイヤ。
(4) 前記ゴム組成物における含水ケイ酸100質量部に対し、更にシランカップリング剤を1〜20質量部の量で配合してなることを特徴とする上記(1)〜(3)の何れかに記載のタイヤ。
(5) 前記シランカップリング剤が、下記式(a−1)〜(a−4)で表される各化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする上記(4)に記載のタイヤ。
本発明のタイヤは、天然ゴム及び/又はジエン系合成ゴムから選択される少なくとも一種のゴム成分に対して、インクボトル状細孔指数(IB)が、直径1.2×105nm〜6nmの範囲にある開口部を外表面に具えた細孔を有する含水ケイ酸に対し、水銀圧入法に基づく水銀ポロシメータを用いた測定において、圧力を1〜32000PSIまで上昇させた際に水銀圧入量の最大値を示す開口部の直径(M1)(nm)、及び圧力を32000PSI〜1PSIまで下降させた際に水銀排出量の最大値を示す開口部の直径(M2)(nm)により、下記式(X);
IB=M2−M1 ………(X)
で求められる値であって、
セチルトリメチルアンモニウムブロミド吸着比表面積(CTAB)(m2/g)及び前記インクボトル状細孔指数(IB)が、下記式(Y);
IB≦−0.36×CTAB+86.8 ………(Y)
を満たす含水ケイ酸と、
下記式(I)〜(V)で表される各化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種とを配合してなるゴム組成物をタイヤ部材に用いたことを特徴とするものである。
本発明のタイヤに用いるゴム組成物のゴム成分としては、天然ゴム又はジエン系合成ゴムを単独で、或いは天然ゴムとジエン系合成ゴムを併用して用いることができる。かかるジエン系合成ゴムとしては、ポリイソプレンゴム(IR)、スチレン・ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、ポリブタジエンゴム(BR)等が挙げられる。なかでも、スチレン・ブタジエン共重合体ゴム(SBR)が好ましい。なお、これらジエン系合成ゴムは、1種単独で用いてもよいし、2種以上のブレンドとして用いてもよい。
本発明のタイヤに用いるゴム組成物は、上記ゴム成分に対し、セチルトリメチルアンモニウムブロミド吸着比表面積(CTAB)(m2/g)及び水銀ポロシメータによって求められるインクボトル状細孔指数(IB)が、下記式(Y);
IB≦−0.36×CTAB+86.8 ………(Y)
を満たす含水ケイ酸を配合してなるものである。
にある開口部を外表面に具えた細孔を有する含水ケイ酸に対し、水銀圧入法に基づく水銀ポロシメータを用いた測定において、圧力を1〜32000PSIまで上昇させた際における水銀圧入量の最大値を示す開口部の直径(M1)(nm)、及び圧力を32000PSI〜1PSIまで下降させた際における水銀排出量の最大値を示す開口部の直径(M2)(nm)により、下記式(X);
IB=M2−M1 ………(X)
で求められる値を意味する。水銀圧入法に基づく水銀ポロシメータを用いた測定は、従来より細孔の形態を評価するのに多く採用される電子顕微鏡を用いた測定よりも簡便であり、かつ定量性に優れるので有用な方法である。
含水ケイ酸の粒子における内心方向断面でかかる凹状を呈した細孔は、様々な形状を呈しており、粒子の外表面における開口部の直径Maと粒子内部における細孔径(内径)Raとが略同一の形状、すなわち粒子の内心方向断面において略円筒状を呈する細孔Aもあれば、粒子内部における細孔径(内径)Rbよりも粒子の外表面における開口部の直径Mbの方が狭小である形状、すなわち、粒子の内心方向断面においてインクボトル状を呈する細孔Bもある。しかしながら、粒子の内心方向断面においてインクボトル状を呈する細孔Bであると、粒子の外表面から内部へとゴム分子鎖が侵入しにくいため、含水ケイ酸をゴム成分に配合した際にゴム分子鎖を充分に吸着させることができず、転がり抵抗性が低下するおそれがあるとともに補強性が不充分となって耐摩耗性の向上を図るのが困難となるおそれがある。したがって、かかるインクボトル状を呈する細孔B数を低減し、粒子の内心方向断面において略円筒状を呈する細孔A数を増大させれば、ゴム分子鎖の侵入を効率的に促進することができ、転がり抵抗性を低下させることなく、充分な補強性を発揮して耐摩耗性の向上に寄与することが可能となる。
m)とした場合に圧入曲線Cを描くこととなる。一方、圧力を充分に上昇させた後に圧力を下降させていくと、比較的高圧力下では水銀が排出されにくい状態が継続するものの、ある圧力に達した時点で、細孔内に圧入されていた水銀が細孔外に一気に排出され、急激に排出量が増大して、縦軸を微分水銀排出量(−dV/d(log d))、横軸を含水ケイ酸の細孔における開口部の直径M(nm)とした場合に排出曲線Dを描くこととなる。一旦細孔内に圧入された水銀は、圧力の下降時には細孔外に排出されにくい傾向にあるため、圧力の下降時では上昇時における圧入量の増大を示す直径(M1)の位置よりも大きい値を示す直径(M2)の位置で排出量の増大が見られ、これらの直径の差(M2−M1)が図2のIBに相当する。特にインクボトル状を呈する細孔Bにおいては、圧入された水銀が排出されにくい傾向が顕著であり、圧力上昇時には細孔B内に水銀が圧入されるものの、圧力下降時には細孔B外に水銀がほとんど排出されない。
IB≦−0.36×CTAB+86.8 ………(Y)
を満たす。IB及びCTABが上記式(Y)を満たす含水ケイ酸であると、狭小な開口部を有するインクボトル状を呈する細孔B数が有効に低減され、略円筒状を呈する細孔Aが占める存在割合が増大するため、ゴム分子鎖を充分に侵入させて吸着させることができ、充分な補強性を発揮して、タイヤにおける転がり抵抗を低下させることなく耐摩耗性の向上を図ることが可能となる。
本発明のタイヤに用いるゴム組成物は、上記含水ケイ酸100質量部に対し、さらにシランカップリング剤を1〜20質量部、好ましくは、3〜16質量部、より好ましくは、5〜12質量部の量で配合されてなるのが望ましい。このシランカップリング剤を含水ケイ酸100質量部に対して1質量部以上の量で配合することで、含水ケイ酸配合の効果をさらに向上させ、ゴム組成物の低発熱性及び貯蔵弾性率等の物性をさらに向上させることができる一方、20質量部を超えた量で配合しても、低発熱性及び貯蔵弾性率等をさらに向上させることができず、コスト高となるおそれがある。
上記式(a−4)で表される化合物は、特表2001−505225号に記載の方法と同様に合成することができ、また、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製の商品名「NXT」(式(a−4)のR1=C2H5O、R4=C3H6、R5=C7H15、x=3、y=0、z=0:3−オクタノイルチオ−プロピルトリエトキシシラン)等の市販品を利用することもできる。
なかでも、上記式(a−1)、(a−2)、(a−3)又は(a−4)で表される化合物のうち、上記式(a−4)で表される化合物、又は上記式(a−1)で表される化合物が好ましい。
−CnH2n+1は、nが0〜20であるため、水素又は炭素数1〜20のアルキル基である。ここで、炭素数1〜20のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基ペンチル基、へキシル基、オクチル基、デシル基、ウンデシル墓、ドデシル基、ノナデシル基、エイコシル基等が挙げられ、該アルキル基は、直鎖状でも、分岐状でもよい。
式(a−7)中のR7は下記一般式(a−11)又は(a−12)、
−CnH2n+1については、上述の通りであり、−CmH2m−は、mが0〜10であるため、単結合又は炭素教1〜10のアルキレン基である。ここで、炭素数1〜10のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基等が挙げられ、該アルキレン基臆、直鏡状でも分岐状でもよい。
また、−CqH2q+1は、qが0〜10であるため、水素又は炭素数1〜10のアルキル基である。ここで、炭素数1〜10のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基等が挙げられ、該アルキル基は直鎖状でも、分岐状でもよい。
なお、−ClH2l−については、上述の通りであり、また、−CmH2m+1は、mが0〜10であるため水素又は炭素数1〜10のアルキル基であり、炭素数1〜10のアルキル基としてメチル基、エチル基、プロビル基、プチル基、ペンチル基、へキシル基、へプチル基、オクチル基、デシル基等が挙げられ、該アルキル基は直鎖状でも、分岐状でもよい。また、炭素数6〜20の芳香族炭化水素基としてはフェニル基、トリル基、キシリル基、クメニル基、ナフチレン基、トリレン基等のアリール基、ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基が挙げられる。
本発明のタイヤに用いるゴム組成物には、さらに補強用充填剤としてカーボンブラックを配合してもよく、該カーボンブラックの配合量は、上記ゴム成分100質量部に対して80質量部以下、好ましくは60質量部以下の量であるのが望ましい。
用いることができるカーボンブラックは、特に制限なく、例えば、FEF、SRF、HAF、ISAF、SAFなどのグレードを用いることができる。
このカーボンブラックの配合量が上記ゴム成分100質量部に対して80質量部を超えると、ゴム組成物の低発熱性が悪化するおそれがある。また、この場合、該カーボンブラックと上記含水ケイ酸との総配合量は、上記ゴム成分100質量部に対して120質量部以下、好ましくは100質量部以下の量であるのが望ましい。カーボンブラックと含水ケイ酸との総配合量を上記ゴム成分100質量部に対して120質量部以下とすることで、ゴム組成物をタイヤ部材に適用した際に低発熱性を実現して転がり抵抗性を充分に向上させることができる。
本発明に用いる下記式(I)〜(V)で表される各化合物は、上記特性の含水ケイ酸配合ゴムの未加硫粘度を低減し、加工性を更に改良して本発明の効果を発揮させるために配合するものである。この式(I)〜(V)で表される各化合物群から選ばれる少なくとも一種が配合されると、上記特性の含水ケイ酸の表面を疎水化することにより、含水ケイ酸同士の凝集を抑制し、加工性が良好となるものと推察される。なお、脂肪酸アミド、3級アミンなどよりもシリカ表面疎水化効果が高くこれらの化合物よりも加工性が良好となるものである。
上記式(I)中のR2とR3は、下記式(I−1)および(I−2)で表されるものが好ましく、R4とR5はそれぞれ独立した炭素数1〜6のアルキレン基であり、また、n、mは合計数が2〜8となるそれぞれ独立した数であることが好ましい。
−(R4O)n−H ………(I−1)
−(R5O)m−H ………(I−2)
中でも、R4とR5が、共に、エチレン基やプロピレン基が好ましく、n+mは2〜5となるものが好ましく、さらに2となるものが好ましい。なお、n、mは独立して1〜7が好ましく、1〜4がさらに好ましく、1がより好ましい。n個のR4、及びm個のR5は、同一でも異なっていてもよい。
本発明において、上記式(II)におけるR1を上述の如く、好ましくは、炭素数1〜13のアルキル基又はアルケニル基、更に好ましくは、炭素数6〜13、特に好ましくは炭素数11〜13のアルキル基又はアルケニル基に限定したのは、炭素数13以下のものでは、本発明の効果の発現を更に向上する傾向にあるためである。
更に、上記式(II)中のR2は、下記式(II−1)で表されるものが好ましく、R3は炭素数1〜6のアルキレン基であり、また、nは1〜5となる数であることが好ましい。
−(R3O)n−H ………(II−1)
中でも、R3が、エチレン基やプロピレン基が好ましく、nは1〜3となるものが好ましく、1がより好ましく、R3が、エチレン基であり、且つnが1がより更に好ましい。なお、n個のR3は同一でも異なっていてもよい。
なお、上記式(III)で表されるアルカノールアミンの合成法は、既知であり、種々の製法により得ることができ、また、市販のものを使用してもよい。
また、上記式(IV)において、R10は、炭素数1〜24のアルキル基又はアルケニル基であり、該アルキル基及びアルケニル基は直鎖状、分枝鎖状及び環状の何れでもよく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、イソヘプチル基、2−エチルヘキシル基、オクチル基、イソノニル基、デシル基、ドデシル基、イソトリデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、イソセチル基、オクタデシル基、イソステアリル基、ドコシル基、テトラコシル基などのアルキル基、アリル基、3−ブテニル基、メタリル基、2−メチル−3−ブテニル基、3−メチル−3−ブテニル基、1,1,−ジメチル−2−プロペニル基、4−ペンテニル基、オレイル基、テトラコシリデン(テトラコセニル)基などのアルケニル基が挙げられ、好ましくは、炭素数6〜18、さらに好ましくは炭素数11〜18のアルキル基又はアルケニル基であり、該アルキル基及びアルケニル基は直鎖状、分枝鎖状及び環状の何れでもよく、ヘプチル基、2−エチルヘキシル基、ウンデシル基、トリデシル基、ペンタデシル基、ヘプタデシル基、ヘプタデセニル基である。
上記式(IV−1)のAとしては、炭素数1〜6のアルキレン基が挙げられ、中でも、メチレン基、エチレン基、プロピレン基が好ましい。
また、mは1〜3の整数であり、1〜2が好ましく、1が更に好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基である。
なお、上記式(IV)で表される化合物であるアミドアミン類の合成法は、既知であり、種々の製法により得ることができ、また、市販のものを使用してもよい。
なお、R12が炭素数16以上のアルキル基又はアルケニル基では、立体障害によりシリカへの作用が悪化するためにシリカ分散効果が小さくなる。
好ましくは、R13は、下記式(V−1)で表されるものが好ましく、R3は炭素数1〜6のアルキレン基であり、また、nは1〜5となる数であることが好ましい。
−(R3O)n−H ………(V−1)
中でも、R3が、エチレン基やプロピレン基が好ましく、nは1〜5となるものが好ましく、さらに1となるものが好ましい。具体的には、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基である。なお、n個のR3は、同一でも異なっていてもよい。
このジアルカノールアミドの含有量が、ゴム成分100質量部に対して、2.5質量部以上では、未加硫粘度低減効果が高く、一方、15質量部以下では、加工性が良好となり、加硫速度への影響が小さく好ましい。
このように構成される上記ゴム組成物が、何故、タイヤ部材に適用したタイヤとした場合に優れた性能が付与されるかは以下のように推察される。すねわち、タイヤ部材は、粒子の外表面に開口部を具えた細孔の形状にも関与する特定の物性を有する含水ケイ酸が式(I)〜(V)で表される各化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種により良好に分散配合されたゴム組成物であるため、該ゴム組成物をタイヤ部材に適用すると、優れた転がり抵抗と耐摩耗性とを兼ね備えた高性能なタイヤが提供されるものとなる。
(製造例1:含水ケイ酸Aの製造)
撹拌機を備えた180リットルのジャケット付きステンレス反応槽に、水65リットルとケイ酸ナトリウム水溶液(SiO2 160g/リットル、SiO2/Na2Oモル比3.3)1.25リットルを入れ、96℃に加熱した。生成した溶液中のNa2O濃度は0.015mol/リットルであった。
この溶液の温度を96℃に維持しながら、上記と同様のケイ酸ナトリウム水溶液を流量750ミリリットル/分で、硫酸(18mol/リットル)を流量33ミリリットル/分で同時に滴下した。流量を調整しつつ、反応溶液中のNa2O濃度を0.005〜0.035mol/リットルの範囲に維持しながら中和反応を行った。反応途中から反応溶液は白濁をはじめ、30分目に粘度が上昇してゲル状溶液となった。さらに、添加を続けて100分で反応を停止した。生じた溶液中のシリカ濃度は85g/リットルであった。引き続いて、上記と同様の硫酸を溶液のpHが3になるまで添加してケイ酸スラリーを得た。得られたケイ酸スラリーをフィルタープレスで濾過、水洗を行って湿潤ケーキを得た。次いで湿潤ケーキを乳化装置を用いてスラリーとして、噴霧式乾燥機で乾燥し、湿式法含水ケイ酸Aを得た。
上記製造例1と同じステンレス反応槽に、水89リットルとケイ酸ナトリウム水溶液(SiO2 160g/リットル、SiO2/Na2Oモル比3.3)1.70リットルを入れ、75℃に加熱した。生成した溶液中のNa2O濃度は0.015mol/リットルであった。
この溶液の温度を75℃に維持しながら、上記と同様のケイ酸ナトリウム水溶液を流量520ミリリットル/分で、硫酸(18mol/リットル)を流量23ミリリットル/分で同時に滴下した。流量を調整しつつ、反応溶液中のNa2O濃度を0.005〜0.035mol/リットルの範囲に維持しながら中和反応を行った。反応途中から反応溶液は白濁をはじめ、46分目に粘度が上昇してゲル状溶液となった。さらに、添加を続けて100分で反応を停止した。生じた溶液中のシリカ濃度は60g/リットルであった。引き続いて、上記と同様の硫酸を溶液のpHが3になるまで添加してケイ酸スラリーを得た。その後、製造例1と同様にして湿式法含水ケイ酸Bを得た。
《インクボトル状細孔指数(IB)の測定》
水銀ポロシメータ POREMASTER-33(Quantachrome社製)を用いて、上述したように、水銀圧入法に基づき、まず圧力を1〜32000PSIまで上昇させて、含水ケイ酸の外表面において開口部の直径1.2×105nm〜6nmである細孔について水銀圧入量を測定し、図2に示したように圧入量のピークに位置する直径(M1)を求めた。次に、圧力を32000PSI〜1PSIまで下降させて、水銀を細孔内から排出した。このときの排出曲線から得られた排出量のピークに位置する直径(M2)を求めた。これらM1及びM2の値から上記式(X)によりIBを算出した。
ASTM D3765−92記載の方法に準拠して実施した。この際、上述したように、カーボンブラックの標準品であるIRB#3(83.0m2/g)を使用せず、別途セチルトリメチルアンモニウムブロミド(以下、CE−TRABと略記する)標準液を調製し、これによって含水ケイ酸OT(ジ−2−エチルヘキシルスルホコハク酸ナトリウム)溶液の標定を行い、含水ケイ酸表面に対するCE−TRAB1分子当たりの吸着断面積を0.35nm2として、CE−TRABの吸着量から比表面積(m2/g)を算出した。
含水ケイ酸A:
IB;55.0、CTAB;79(m2/g)、Y(=−0.36×CTAB+86.8);58.0
含水ケイ酸B:
IB;20.0、CTAB;180(m2/g)、Y(=−0.36×CTAB+86.8);22.0
ニプシールAQ(東ソーシリカ社製):
IB;34.1、CTAB;165(m2/g)、Y(=−0.36×CTAB+86.8);27.4
<製造例3〜5>
用いるジアルカノールアミドは、下記各製造法等により得たものを使用した。
(製造例3)
500mLの4つ口フラスコにステアリン酸メチル350g(1.17モル)、及びジエタノールアミン123.3g(1.17モル)を仕込み、得られた混合物の0.05質量%のナトリウムメトキシドを加えて、減圧(50mmHg)/窒素雰囲気下、100℃で5時間攪拌して反応により生成したメタノールを除去した。その後、触媒のナトリウムメトキシドを当量のリン酸で中和、濾過を行い、ステアリン酸ジエタノールアミドを411g得た。
上記製造例1から、4つ口フラスコを1000mlに、エステルをオレイン酸メチル690g(2.33モル)に、ジエタノールアミンの量を244.7g(2.33モル)に変えた以外は、製造例1と同様に反応を行い、オレイン酸ジエタノールアミドを812g得た。
2.5リッターのエチレンオキサイド付加装置に、製造例2で得たオレイン酸ジエタノールアミド750g(2.03モル)とその0.1質量%のナトリウムメトキシドを仕込み、120℃でエチレンオキサイド447g(10.15モル)を付加させた。その後、真空にて脱気を行い、70℃まで冷却して抜き出した。その後、触媒のナトリウムメトキシドを当量のリン酸で中和、濾過を行い、POE(5)オレイン酸ジエタノールアミドを1125g得た。
用いるモノアルカノールアミドは、下記各製造法等により得たものを使用した。
(製造例6)
500mLの4つ口フラスコにラウリン酸メチル350g(1.63モル)、及び2−アミノ−1−プロパノール122.6g(1.63モル)を仕込み、得られた混合物の0.05質量%のナトリウムメトキシドを加えて、減圧(45mmHg)/窒素雰囲気下、85℃で7時間攪拌して反応により生成したメタノールを除去した。その後、触媒のナトリウムメトキシドを当量のリン酸で中和、濾過を行い、ラウリン酸モノイソプロパノールアミド396gを得た。
2.5リッターのエチレンオキサイド付加装置に、アミノーンC−01[花王(株)製]900g(3.70モル)とその0.1質量%のナトリウムメトキシドを仕込み、120℃でエチレンオキサイド326g(7.40モル)を付加させた。その後、真空にて脱気を行い、70℃まで冷却して抜き出した。その後、触媒のナトリウムメトキシドを当量のリン酸で中和、濾過を行い、POE(2)ラウリン酸モノエタノールアミド1140gを得た。
上記製造例6から、エステルをステアリン酸メチル390g(1.31モル)に、及びアミンをモノエタノールアミン79.8g(1.31モル)に変えた以外は、製造例6と同様に反応を行い、ステアリン酸モノエタノールアミド402gを得た。
用いるアミドアミン類は、下記各製造法等により得たものを使用した。
(製造例9)
攪拌機、温度計、還流冷却器、及び圧力計を備えた1リットル容5ツ口フラスコに、ステアリン酸284.5g(分子量284.5、1モル)およびジメチルアミノプロピルアミン71.5g(分子量102.2、0.7モル)を仕込み、窒素ガスをキャピラリー管より100cc/Hrで吹き込みながら150℃へ昇温した。2時間熟成後、180℃に昇温し、ジメチルアミノプロピルアミン30.7g(分子量102.2、0.3モル)を1時間かけて滴下した。その後、この条件下で2時間保持し、酸価(AV)を測定して10以下であることを確認した後に50℃まで冷却し、N−ステアロイルアミノプロピル−N,N−ジメチルアミンを355g得た。
上記製造例9において、ジメチルアミノプロピルアミンをジエチルアミノエチルアミン(分子量116.2)に変え、当初仕込みを81.3g(0.7モル)と熟成・昇温後仕込みを34.9g(0.3モル)にした以外は製造例9と同様に行い、N−ステアロイルアミノエチル−N,N−ジエチルアミンを363g得た。
用いるイミダゾリン誘導体は、下記製造法等により得たものを使用した。
(製造例11)
4ツ口フラスコに、ラウリン酸200g(1モル)とアミノエチルエタノールアミン109.2g(以下、「AEEA」と略記)とを仕込んだ後、還流冷却器に80℃の温水を通しながら攪拌し、140℃へ加熱した。その後反応圧力を1時間かけて400mmHgに設定し、2時間反応させアミド化を行なった。その後、N2で常圧に戻し、NaH2PO4:3.0g(0.025モル)を添加した。次に反応温度を200℃、圧力を1.5時間かけて200mmHgまで下げ、この条件で1時間熟成を行なった。更に圧力を約1.5時間かけて10mmHgまで下げ、この条件で1時間反応を行い過剰のAEEAを除去し、1−ヒドロキシエチル−2−ウンデシルイミダゾリンを253g得た。
下記表1〜表7に示す各配合処方により、含水ケイ酸A,B、市販シリカ、上記式(I)〜(V)で表される各化合物などを用いたゴム組成物を常法に従って調製した。表中の数値は質量部である。
得られた各ゴム組成物について、下記測定方法により、未加硫ゴム粘度の測定を行った。また、得られたゴム組成物を160℃で14分間加硫した。得られた加硫ゴムに対し、下記測定方法により粘弾性(tanδ)の測定を行った。さらにかかる該ゴム組成物をトレッドゴムに適用した、サイズ:195/65R15のタイヤを常法に従って試作して、耐摩耗性を下記の方法により評価した。
これらの結果を下記表1〜表7に示す。
未加硫ゴム粘度は、JIS K 6300−1:2001(ムーニー粘度)に準拠して行った。
なお、評価は、比較例1の値を100として指数表示した。未加硫ゴム粘度は、値が小さいほど作業性が良好であることを示す。
粘弾性測定装置(レオメトリックス社製)を使用し、温度50℃、歪み5%、周波数15Hzでtanδを測定し、比較例1の値を100として指数表示した。この値が小さい程、低発熱性が良好であることを示す。
供試タイヤを車両に装着して2万km走行した後の残溝量を測定し、比較例1の残溝量を100として指数表示した。指数値が大きい程、耐摩耗性に優れることを示す。
*1)SBR#1723〔JSR社製〕(ゴム成分100質量部、油成分37.5質量部)
*2)シースト7HM〔東海カーボン社製〕
*3)東ソーシリカ株式会社製「ニプシールAQ」
*4)ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド
*5)マイクロクリスタリンワックス,オゾエース0701〔日本精蝋社製〕
*6)ノクラック6C〔大内新興化学工業社製〕
*7)ノンフレックスRD−S〔精工化学社製〕
*8)ノクセラーD〔大内新興化学工業社製〕
*9)ノクセラーDM〔大内新興化学工業社製〕
*10)サンセラーCM−G〔三新化学工業社製〕
*11)アミノーンL−02〔ラウリン酸ジエタノールアミド、花王社製〕
*12)製造例3(ステアリン酸ジエタノールアミド)
*13)製造例4(オレイン酸ジエタノールアミド)
*14)製造例5〔POE(5)オレイン酸ジエタノールアミド〕
*15)製造例6(ラウリン酸モノイソプロパノールアミド)
*16)製造例7〔POE(2)ラウリン酸モノエタノールアミド〕
*17)アミノーンL−02〔ラウリン酸モノエタノールアミド、花王社製〕
*18)製造例8(ステアリン酸モノエタノールアミド)
*19)アミート102〔POE(2)ドデシルアミン、花王社製〕
*20)アミート105〔POE(5)ドデシルアミン、花王社製〕
*21)アミート302〔POE(2)オクタデシルアミン、花王社製〕
*22)アミート320〔POE(20)オクタデシルアミン、花王社製〕
*23)アミート302/ステアリン酸塩〔花王社製〕
*24)製造例9〔N−ステアロイルアミノプロピル−N,N−ジメチルアミン〕
*25)製造例10〔N−ステアロイルアミノエチル−N,N−ジエチルアミン〕
*26)製造例11〔1−ヒドロキシエチル−2−ウンデシルイミダゾリン〕
B:インクボトル状を呈する細孔
Ma:粒子の外表面における細孔Aの開口部の直径
Mb:粒子の外表面における細孔Bの開口部の直径
Ra:粒子内部における細孔Aの細孔径(内径)
Rb:粒子内部における細孔Bの細孔径(内径)
C:水銀の圧入曲線
D:水銀の排出曲線
M1:水銀圧入量の最大値を示す開口部の直径
M2:水銀排出量の最大値を示す開口部の直径
IB:インクボトル状細孔指数
Claims (6)
- 天然ゴム及び/又はジエン系合成ゴムから選択される少なくとも一種のゴム成分に対して、インクボトル状細孔指数(IB)が、直径1.2×105nm〜6nmの範囲にある開口部を外表面に具えた細孔を有する含水ケイ酸に対し、水銀圧入法に基づく水銀ポロシメータを用いた測定において、圧力を1〜32000PSIまで上昇させた際に水銀圧入量の最大値を示す開口部の直径(M1)(nm)、及び圧力を32000PSI〜1PSIまで下降させた際に水銀排出量の最大値を示す開口部の直径(M2)(nm)により、下記式(X);
IB=M2−M1 ………(X)
で求められる値であって、
セチルトリメチルアンモニウムブロミド吸着比表面積(CTAB)(m2/g)及び前記インクボトル状細孔指数(IB)が、下記式(Y);
IB≦−0.36×CTAB+86.8 ………(Y)
を満たす含水ケイ酸と、
下記式(I)〜(V)で表される各化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種とを配合してなるゴム組成物をタイヤ部材に用いたことを特徴とするタイヤ。
- 前記ゴム組成物における含水ケイ酸のセチルトリメチルアンモニウムブロミド吸着比表面積(CTAB)が、50〜250m2/gであることを特徴とする請求項1に記載のタイヤ。
- 前記ゴム組成物におけるゴム成分100質量部に対し、含水ケイ酸を5〜200質量部、上記式(I)〜(V)で表される各化合物からなる群より選ばれる少なくとも一種を2.5〜15質量部配合してなることを特徴とする請求項1又は2に記載のタイヤ。
- 前記ゴム組成物における含水ケイ酸100質量部に対し、更にシランカップリング剤を1〜20質量部の量で配合してなることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のタイヤ。
- 前記ゴム組成物におけるゴム成分100質量部に対し、さらにカーボンブラックを80質量部以下の量で配合してなり、かつ前記含水ケイ酸と前記カーボンブラックとの総配合量が120質量部以下であることを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載のタイヤ。
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