JP-2026514657-A - タイヤトレッドゴム組成物及び関連方法
Abstract
【解決手段】 指定のエラストマー構成成分と、補強シリカ充填剤と、指定の炭化水素樹脂と、液体可塑剤と、硬化パッケージと、を含むタイヤトレッドゴム組成物が、本明細書に開示される。エラストマー構成成分は、スチレン-ブタジエンゴムと、シリカ反応性官能基を有する高シスポリブタジエンと、を含む。開示された成分の使用は、本明細書で更に考察されるような、特定の特性を有するタイヤトレッドをもたらし得る。 【選択図】なし
Inventors
- 小笠原 拓也
- ハウマン,ケニー エル.
- ガリジオ,ベンジャミン シー.
Assignees
- ブリヂストン アメリカズ タイヤ オペレーションズ、 エルエルシー
Dates
- Publication Date
- 20260513
- Application Date
- 20240227
- Priority Date
- 20230228
Claims (20)
- a. 100部のエラストマー構成成分であって、 i. 約-30~約-50℃のTgを有する、35~55部、好ましくは35~49部、より好ましくは40~49部の少なくとも1種のスチレン-ブタジエンゴム、 ii. 少なくとも95%のシス結合含量、-101℃未満、好ましくは-101~-110℃のTg、及びシリカ反応性官能基を有する、45~65部、好ましくは51~65部、より好ましくは51~60部のポリブタジエンゴム、を含む、エラストマー構成成分と、 b. 約100~約300m 2 /g、好ましくは約150~約300m 2 /gの表面積を有する、70~99phrの少なくとも1種の補強シリカ充填剤と、 c. 15phr以下のカーボンブラック、好ましくは10phr以下のカーボンブラックと、 d. 約30~約50℃のTgを有する25~35phrの少なくとも1種の炭化水素樹脂と、 e. 好ましくは少なくとも1種の油からなる、11~20phrの少なくとも1種の液体可塑剤と、 f. 硬化パッケージと、を含み、 (d)及び(e)の総量が、36~54phr、好ましくは40~50phrである、タイヤトレッドゴム組成物。
- (a)(i)の前記少なくとも1種のスチレン-ブタジエンゴムが、好ましくはシリカ反応性官能基で官能化されている、請求項1に記載のタイヤトレッドゴム組成物。
- (d)の前記少なくとも1種の炭化水素樹脂が、芳香族炭化水素樹脂である、請求項1又は2に記載のタイヤトレッドゴム組成物。
- a. 100部のエラストマー構成成分であって、 i. 約-30~約-50℃のTg及びシリカ反応性官能基を有する、35~49部、好ましくは40~49部の少なくとも1種のスチレン-ブタジエンゴム、 ii. 少なくとも95%のシス結合含量、-101℃未満、好ましくは-101~-110℃のTg、及びシリカ反応性官能基を有する、51~65部、好ましくは51~60部のポリブタジエンゴム、を含む、エラストマー構成成分と、 b. 約100~約300m 2 /g、好ましくは約150~約300m 2 /gの表面積を有する、70~99phrの少なくとも1種の補強シリカ充填剤と、 c. 15phr以下のカーボンブラック、好ましくは10phr以下のカーボンブラックと、 d. 約30~約50℃のTgを有する25~35phrの少なくとも1種の芳香族炭化水素樹脂と、 e. 好ましくは少なくとも1種の油からなる、11~20phrの少なくとも1種の液体可塑剤と、 f. 硬化パッケージと、を含み、 (d)及び(e)の総量が、36~54phr、好ましくは40~50phrである、タイヤトレッドゴム組成物。
- (a)及び(b): a. (a)(i)の前記少なくとも1種のスチレン-ブタジエンゴムが、約300,000~約500,000グラム/モル、好ましくは約300,000~約500,000グラム/モル、より好ましくは約350,000~約450,000グラム/モルのMwを有すること、又は b. (a)(ii)の前記ポリブタジエンゴムが、約450,000~約700,000グラム/モル、好ましくは約500,000~約650,000グラム/モルのMwを有すること、のうちの少なくとも1つ、好ましくは(a)及び(b)の両方が満たされる、請求項1~4のいずれか一項に記載のタイヤトレッドゴム組成物。
- 前記エラストマー構成成分が、10部未満の非官能化ゴム、好ましくは5部未満の非官能化ゴム、更により好ましくは0部の非官能化ゴムを含む、請求項1~5のいずれか一項に記載のタイヤトレッドゴム組成物。
- (b)の前記少なくとも1種の補強シリカ充填剤が、80~90phrの量で存在する、請求項1~6のいずれか一項に記載のタイヤトレッドゴム組成物。
- 前記エラストマー構成成分中の天然ゴム、ポリイソプレン、又はそれらの組み合わせの総量が、9phr以下、好ましくは5phr以下、より好ましくは0phrである、請求項1~7のいずれか一項に記載のタイヤトレッドゴム組成物。
- (ii)の前記ポリブタジエンが、3重量%未満の、好ましくは0%のシンジオタクチック1,2-ポリブタジエンを有する、請求項1~8のいずれか一項に記載のタイヤトレッドゴム組成物。
- (ii)の前記ポリブタジエンが、以下の式(II)を有する官能性化合物及び/又はその部分縮合生成物から生じるシリカ反応性官能基を有し、 式中、A 1 が、好ましくはグリシドキシ基、3,4-エポキシシクロヘキシル基から選択される一価のエポキシ基、又は全体で3~8個、好ましくは3~6個の炭素を有し、2個の末端炭素が、エポキシ環内にあり、炭素鎖のもう一方の末端が、R c に結合しているグリシジル基を表し、R c が、単結合、又は1~20個の炭素原子(例えば、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、又は20個の炭素原子)を有する二価の炭化水素基を表し、R d が、1~20個の炭素原子(例えば、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、又は20個の炭素原子)を有する一価の脂肪族炭化水素基、6~18個の炭素原子(例えば、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、又は18個の炭素原子)を有する一価の芳香族炭化水素基、又は反応性基を表し、R e が、1~20個の炭素原子(例えば、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、又は20個の炭素原子)を有する一価の脂肪族炭化水素基、又は6~18個の炭素原子(例えば、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、又は18個の炭素原子)を有する一価の芳香族炭化水素基を表し、bが、0~2の整数であり、2つ以上のR d 又はOR e が存在するとき、各R d 及び/又はOR e が、互いに同じであっても異なっていてもよく、活性プロトンが、分子内に含まれない)、請求項1~9のいずれか一項に記載のタイヤトレッドゴム組成物。
- 前記一価のエポキシ基A 1 が、グリシドキシ基から選択される、請求項10に記載のタイヤトレッドゴム組成物。
- 前記一価のエポキシ基A 1 が、3,4-エポキシシクロヘキシル基から選択される、請求項10に記載のタイヤトレッドゴム組成物。
- 前記一価のエポキシ基A 1 が、全体で3~8個、好ましくは3~6個の炭素を有し、2個の末端炭素が、エポキシ環内にあり、炭素鎖のもう一方の末端が、R c に結合しているグリシジル基から選択される、請求項10に記載のタイヤトレッドゴム組成物。
- (d)の前記少なくとも1種の炭化水素樹脂が、5phr未満のテルペン樹脂、好ましくは0phrのテルペン樹脂である、請求項1~13のいずれか一項に記載のタイヤトレッドゴム組成物。
- (d)の前記少なくとも1種の炭化水素樹脂が、30~35phrの量で存在する、請求項1~14のいずれか一項に記載のタイヤトレッドゴム組成物。
- (e)の前記少なくとも1種の液体可塑剤が、15~20phrの量で存在する、請求項1~15のいずれか一項に記載のタイヤトレッドゴム組成物。
- (e)の前記少なくとも1種の液体可塑剤が、非石油油、好ましくは植物油である、請求項1~16のいずれか一項に記載のタイヤトレッドゴム組成物。
- 前記ゴム組成物が、0.18~0.25、好ましくは0.18~0.22、より好ましくは0.18~0.2の、60℃におけるtanδの値を有し、かつ以下、 a. 前記60℃におけるtanδ値の2.5倍以下、好ましくは前記60℃におけるtanδ値の2.5倍~2倍の-30℃におけるtanδの値を有すること、 b. 前記60℃におけるtanδ値の少なくとも1.4倍、好ましくは前記60℃におけるtanδ値の1.4倍~2倍、より好ましくは前記60℃におけるtanδ値の1.5倍~1.8倍の、30℃におけるtanδの値を有すること、又は c. 前記60℃におけるtanδ値の少なくとも2.2倍、好ましくは前記60℃におけるtanδ値の2.2倍~3倍、より好ましくは前記60℃におけるtanδ値の2.3倍~2.8倍の、0℃におけるtanδの値を有すること、のうちの少なくとも1つ、好ましくはそれらの各々が満たされる、請求項1~17のいずれか一項に記載のタイヤトレッドゴム組成物。
- 前記ゴム組成物が、以下の、 a. 少なくとも475%、好ましくは少なくとも500%、より好ましくは少なくとも525%の、室温Ebを有すること、 b. 少なくとも375%、好ましくは少なくとも400%の、100℃におけるEbを有すること、又は c. 少なくとも3600、好ましくは少なくとも3800の、両方とも100℃におけるTb×Ebを有すること、のうちの少なくとも1つ、好ましくはそれらの各々が満たされる、請求項1~18のいずれか一項に記載のタイヤトレッドゴム組成物。
- 前記ゴム組成物が、95mm 3 以下、好ましくは90mm 3 以下のDIN摩耗を有する、請求項1~19のいずれか一項に記載のタイヤトレッドゴム組成物。
Description
本出願は、タイヤトレッドゴム組成物及び関連方法を対象とする。 タイヤは、路面に接触するトレッドを含めて多くの構成成分を含んでいる。タイヤトレッドを含むゴム組成物を調製するために使用される特定の成分は、様々であり得る。タイヤトレッドゴム組成物の配合は、ある特性(例えば、湿潤性能)の改善をもたらす配合への変更が、別の特性(例えば、乾燥トラクション)の劣化をもたらし得るので、複雑な科学である。 本明細書では、タイヤトレッド用のゴム組成物及び関連方法が開示される。 第1の実施形態では、タイヤトレッドゴム組成物が開示される。組成物は、(a)100部のエラストマー構成成分であって、(i)約-30~約-50℃のTgを有する、35~55部、好ましくは35~49部、より好ましくは40~49部の少なくとも1種のスチレン-ブタジエンゴム、(ii)少なくとも95%のシス結合含量、-101℃未満、好ましくは-101~-110℃のTg、及びシリカ反応性官能基を有する、45~65部、好ましくは51~65部、より好ましくは51~60部のポリブタジエンゴム、を含む、エラストマー構成成分と、(b)約100~約300m2/g、好ましくは約150~約300m2/gの表面積を有する、70~99phrの少なくとも1種の補強シリカ充填剤と、(c)15phr以下のカーボンブラック、好ましくは10phr以下のカーボンブラックと、(d)約30~約50℃のTgを有する25~35phrの少なくとも1種の炭化水素樹脂と、(e)好ましくは少なくとも1種の油からなる、11~20phrの少なくとも1種の液体可塑剤と、(f)硬化パッケージと、を含み、(d)及び(e)の総量が、36~54phrである、成分から作製される。 第2の実施形態では、タイヤトレッドゴム組成物が開示される。組成物は、(a)100部のエラストマー構成成分であって、(i)約-30~約-50℃のTg、及びシリカ反応性官能基を有する、35~49部、好ましくは40~49部の少なくとも1種のスチレン-ブタジエンゴム、(ii)少なくとも95%のシス結合含量、-101℃未満、好ましくは-101~-110℃のTg、及びシリカ反応性官能基を有する、51~65部、好ましくは51~60部のポリブタジエンゴム、を含む、エラストマー構成成分と、(b)約100~約300m2/g、好ましくは約150~約300m2/gの表面積を有する、70~99phrの少なくとも1種の補強シリカ充填剤と、(c)15phr以下のカーボンブラック、好ましくは10phr以下のカーボンブラックと、(d)約30~約50℃のTgを有する25~35phrの少なくとも1種の芳香族炭化水素樹脂と、(e)好ましくは少なくとも1種の油からなる、11~20phrの少なくとも1種の液体可塑剤と、(f)硬化パッケージと、を含み、(d)及び(e)の総量が、36~54phr、好ましくは40~50phrである、成分から作製される。 第1の実施形態の下位実施形態である第3の実施形態では、タイヤトレッドゴム組成物が開示される。組成物は、(a)100部のエラストマー構成成分であって、(i)約-30~約-50℃のTgを有する、35~55部、好ましくは35~49部、より好ましくは40~49部の少なくとも1種のスチレン-ブタジエンゴム、(ii)少なくとも95%のシス結合含量、-101℃未満、好ましくは-101~-110℃のTg、及びシリカ反応性官能基を有する、45~65部、好ましくは51~65部、より好ましくは51~60部のポリブタジエンゴム、を含む、エラストマー構成成分と、(b)約100~約300m2/g、好ましくは約150~約300m2/gの表面積を有する、70~99phrの少なくとも1種の補強シリカ充填剤と、(c)15phr以下のカーボンブラック、好ましくは10phr以下のカーボンブラックと、(d)約30~約50℃のTgを有する25~35phrの少なくとも1種の炭化水素樹脂と、(e)好ましくは少なくとも1種の油からなる、11~20phrの少なくとも1種の液体可塑剤と、(f)硬化パッケージと、を含み、(d)及び(e)の総量が、36~54phrである、成分から作製される。追加的に、第3の実施形態によれば、タイヤトレッドゴム組成物は、0.18~0.25、好ましくは0.18~0.22、より好ましくは0.18~0.2の、60℃におけるtanδの値を有し、かつ以下の、(a)60℃におけるtanδ値の2.5倍以下、好ましくは60℃におけるtanδ値の2.5倍~2倍の、-30℃におけるtanδの値を有すること、(b)60℃におけるtanδ値の少なくとも1.4倍、好ましくは60℃におけるtanδ値の1.4倍~2倍、より好ましくは60℃におけるtanδ値の1.5倍~1.8倍の30℃におけるtanδの値を有すること、又は(c)60℃におけるtanδ値の少なくとも2.2倍、好ましくは60℃におけるtanδ値の2.2倍~3倍、より好ましくは60℃におけるtanδ値の2.3倍~2.8倍の0℃におけるtanδの値を有すること、のうちの少なくとも1つが満たされる。 第2の実施形態の下位実施形態である第4の実施形態では、タイヤトレッドゴム組成物が開示される。組成物は、(a)100部のエラストマー構成成分であって、(i)約-30~約-50℃のTg、及びシリカ反応性官能基を有する、35~49部、好ましくは40~49部の少なくとも1種のスチレン-ブタジエンゴム、(ii)少なくとも95%のシス結合含量、-101℃未満、好ましくは-101~-110℃のTg、及びシリカ反応性官能基を有する、51~65部、好ましくは51~60部のポリブタジエンゴム、を含む、エラストマー構成成分と、(b)約100~約300m2/g、好ましくは約150~約300m2/gの表面積を有する、70~99phrの少なくとも1種の補強シリカ充填剤と、(c)15phr以下のカーボンブラック、好ましくは10phr以下のカーボンブラックと、(d)約30~約50℃のTgを有する25~35phrの少なくとも1種の芳香族炭化水素樹脂と、(e)好ましくは少なくとも1種の油からなる、11~20phrの少なくとも1種の液体可塑剤と、(f)硬化パッケージと、を含み、(d)及び(e)の総量が、36~54phr、好ましくは40~50phrである、成分から作製される。追加的に、第4の実施形態によれば、タイヤトレッドゴム組成物は、0.18~0.25、好ましくは0.18~0.22、より好ましくは0.18~0.2の、60℃におけるtanδの値を有し、かつ以下の、(a)60℃におけるtanδ値の2.5倍以下、好ましくは60℃におけるtanδ値の2.5倍~2倍の、-30℃におけるtanδの値を有すること、(b)60℃におけるtanδ値の少なくとも1.4倍、好ましくは60℃におけるtanδ値の1.4倍~2倍、より好ましくは60℃におけるtanδ値の1.5倍~1.8倍の30℃におけるtanδの値を有すること、又は(c)60℃におけるtanδ値の少なくとも2.2倍、好ましくは60℃におけるtanδ値の2.2倍~3倍、より好ましくは60℃におけるtanδ値の2.3倍~2.8倍の0℃におけるtanδの値を有すること、のうちの少なくとも1つが満たされる。 本明細書では、タイヤトレッド用のゴム組成物及び関連方法が開示される。 第1の実施形態では、タイヤトレッドゴム組成物が開示される。組成物は、(a)100部のエラストマー構成成分であって、(i)約-30~約-50℃のTgを有する、35~55部、好ましくは35~49部、より好ましくは40~49部の少なくとも1種のスチレン-ブタジエンゴム、(ii)少なくとも95%のシス結合含量、-101℃未満、好ましくは-101~-110℃のTg、及びシリカ反応性官能基を有する、45~65部、好ましくは51~65部、より好ましくは51~60部のポリブタジエンゴム、を含む、エラストマー構成成分と、(b)約100~約300m2/g、好ましくは約150~約300m2/gの表面積を有する、70~99phrの少なくとも1種の補強シリカ充填剤と、(c)15phr以下のカーボンブラック、好ましくは10phr以下のカーボンブラックと、(d)約30~約50℃のTgを有する25~35phrの少なくとも1種の炭化水素樹脂と、(e)好ましくは少なくとも1種の油からなる、11~20phrの少なくとも1種の液体可塑剤と、(f)硬化パッケージと、を含み、(d)及び(e)の総量が、36~54phrである、成分から作製される。 第2の実施形態では、タイヤトレッドゴム組成物が開示される。組成物は、(a)100部のエラストマー構成成分であって、(i)約-30~約-50℃のTg、及びシリカ反応性官能基を有する、35~49部、好ましくは40~49部の少なくとも1種のスチレン-ブタジエンゴム、(ii)少なくとも95%のシス結合含量、-101℃未満、好ましくは-101~-110℃のTg、及びシリカ反応性官能基を有する、51~65部、好ましくは51~60部のポリブタジエンゴム、を含む、エラストマー構成成分と、(b)約100~約300m2/g、好ましくは約150~約300m2/gの表面積を有する、70~99phrの少なくとも1種の補強シリカ充填剤と、(c)15phr以下のカーボンブラック、好ましくは10phr以下のカーボンブラックと、(d)約30~約50℃のTgを有する25~35phrの少なくとも1種の芳香族炭化水素樹脂と、(e)好ましくは少なくとも1種の油からなる、11~20phrの少なくとも1種の液体可塑剤と、(f)硬化パッケージと、を含み、(d)及び(e)の総量が、36~54phr、好ましくは40~50phrである、成分から作製される。 第1の実施形態の下位実施形態である第3の実施形態では、タイヤトレッドゴム組成物が開示される。組成物は、(a)100部のエラストマー構成成分であって、(i)約-30~約-50℃のTgを有する、35~55部、好ましくは35~49部、より好ましくは40~49部の少なくとも1種のスチレン-ブタジエンゴム、(ii)少なくとも95%のシス結合含量、-101℃未満、好ましくは-101~-110℃のTg、及びシリカ反応性官能基を有する、45~65部、好ましくは51~65部、より好ましくは51~60部のポリブタジエンゴム、を含む、エラストマー構成成分と、(b)約100~約300m2/g、好ましくは約150~約300m2/gの表面積を有する、70~99phrの少なくとも1種の補強シリカ充填剤と、(c)15phr以下のカーボンブラック、好ましくは10phr以下のカーボンブラックと、(d)約30~約50℃のTgを有する25~35phrの少なくとも1種の炭化水素樹脂と、(e)好ましくは少なくとも1種の油からなる、11~20phrの少なくとも1種の液体可塑剤と、(f)硬化パッケージと、を含み、(d)及び(e)の総量が、36~54phrである、成分から作製される。追加的に、第3の実施形態によれば、タイヤトレッドゴム組成物は、0.18~0.25、好ましくは0.18~0.22、より好ましくは0.18~0.2の、60℃におけるtanδの値を有し、かつ以下の、(a)60℃におけるtanδ値の2.5倍以下、好ましくは60℃におけるtanδ値の2.5倍~2倍の、-30℃におけるtanδの値を有すること、(b)60℃におけるtanδ値の少なくとも1.4倍、好ましくは60℃におけるtanδ値の1.4倍~2倍、より好ましくは60℃におけるtanδ値の1.5倍~1.8倍の30℃におけるtanδの値を有すること、又は(c)60℃におけるtanδ値の少なくとも2.2倍、好ましくは60℃におけるtanδ値の2.2倍~3倍、より好ましくは60℃におけるt