【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低燃費化を目的としたゴム組成物および該ゴム組成物からなるタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車の低燃費化に対する社会的要請が高まり、タイヤの転がり抵抗を低減させる低燃費化技術（ＰＣＲ）の開発が盛んに行なわれるようになってきた。この転がり抵抗を低減させるためには、トレッド用ゴム組成物のヒステリシスロスを低下させることが一般的である。
【０００３】
その手法として、トレッド用ゴム組成物に関して、たとえば、
１）溶液重合ＳＢＲまたはビニルポリイソプレンを用いて、ポリマーのミクロ構造を制御する方法
２）非相溶タイプのポリマーを用いる方法
３）補強剤としてシリカにシランカップリング剤を併用する方法（ポリマー／フィラー間の相互作用を改善する方法としてシランカップリング剤が採用されている。）
４）補強剤であるカーボンブラックの配合量を減らす方法
５）ポリマー相溶化剤を配合する方法
などの技術により、低転がり抵抗（ＬＲＲ）化が図られてきた。
【０００４】
しかし、環境の観点から一層の低転がり抵抗化が望まれている。ただし耐摩耗性を損なうことは好ましくない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、耐摩耗性を大幅に低下させることなく、転がり抵抗の低減されたゴム組成物および該ゴム組成物からなるタイヤを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために検討した結果、カーボンブラック系の補強剤からなるゴム組成物に、アルキルフェノールジスルフィドレジンを配合させることにより、前記課題を解決できることを見いだし、本発明に至った。
【０００７】
すなわち、本発明は、（Ａ）ゴム成分１００重量部に対し、（Ｂ）アルキルフェノールジスルフィドレジン０．５〜３重量部、および（Ｃ）カーボンブラックからなる補強剤を含有するゴム組成物に関する。
【０００８】
前記ゴム組成物は、ゴム成分（Ａ）１００重量部に対し、さらに（Ｄ）Ｎ，Ｎ’−ビス（２−メチル−２−ニトロプロピル）−１，６−ヘキサンジアミン０．３〜１．０重量部を含有することが好ましい。
【０００９】
また、前記ゴム組成物からなるタイヤに関する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明のゴム組成物は、（Ａ）ゴム成分、（Ｂ）アルキルフェノールジスルフィドレジン、ならびに（Ｃ）補強剤からなる。
【００１１】
ゴム成分（Ａ）は、従来からタイヤのトレッドに用いられているものであれば、とくに制限はなく、たとえば、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）などのジエン系ゴムや天然ゴムをそれぞれ単独で、または任意に組み合わせて用いることができる。
【００１２】
アルキルフェノールジスルフィドレジン（Ｂ）としては、たとえば、三新化学工業（株）製のサンセラーＡＰがあげられる。
【００１３】
前記アルキルフェノールジスルフィドレジン（Ｂ）の配合量は、前記ゴム成分１００重量部に対して０．５〜３重量部、好ましくは１〜３重量部、さらに好ましくは１〜２．５重量部である。アルキルフェノールジスルフィドレジンの配合量が０．５重量部未満ではＬＲＲ化が見られず、３重量部をこえると耐摩耗性が著しく低下する。
【００１４】
補強剤（Ｃ）は、カーボンブラックからなる。
【００１５】
前記カーボンブラックの種類としては、とくに制限はなく、たとえば、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦなどがあげられる。
【００１６】
補強剤（Ｃ）の配合量は、前記ゴム成分１００重量部に対して好ましくは４０〜９０重量部、さらに好ましくは５０〜８０重量部である。補強剤の配合量が４０重量部未満では補強効果が小さくなり、耐摩耗性が悪化する傾向があり、９０重量部をこえると発熱性が高くなり、ＬＲＲ化にならない傾向がある。
【００１７】
なお、補強剤（Ｃ）のうち、前記カーボンブラック以外に配合できる補強剤としては、たとえば、クレー、炭酸カルシウムなどがあげられる。
【００１８】
本発明のゴム組成物は、前記ゴム成分（Ａ）、アルキルフェノールジスルフィドレジン（Ｂ）、補強剤（Ｃ）のほかに、さらに（Ｄ）Ｎ，Ｎ’−ビス（２−メチル−２−ニトロプロピル）−１，６−ヘキサンジアミンを配合することが好ましい。
【００１９】
Ｎ，Ｎ’−ビス（２−メチル−２−ニトロプロピル）−１，６−ヘキサンジアミン（Ｄ）は、前記ゴム成分１００重量部に対して０．３〜１．０重量部配合することが好ましく、より好ましくは０．５〜０．９重量部配合する。Ｎ，Ｎ’−ビス（２−メチル−２−ニトロプロピル）−１，６−ヘキサンジアミンの配合量が０．３重量部未満ではｔａｎδ低減効果が不充分となり、１重量部をこえるとゴム硬度の上昇が著しく、耐疲労特性の低下が大きくなる傾向がある。
【００２０】
本発明では、カーボンブラック系の補強剤からなるゴム組成物にアルキルフェノールジスルフィドレジン（Ｂ）を配合することにより、耐摩耗性の低下は許容範囲内であるか、またはほとんど低下させることなく、転がり抵抗の指標となるｔａｎδを大幅に改善することができる。また、アルキルフェノールジスルフィドレジン（Ｂ）とＮ，Ｎ’−ビス（２−メチル−２−ニトロプロピル）−１，６−ヘキサンジアミン（Ｄ）を同時に使用することにより、さらにＬＲＲ化と耐摩耗性が向上し得る。
【００２１】
カーボンブラック系の補強剤からなるゴム組成物に、Ｎ，Ｎ’−ビス（２−メチル−２−ニトロプロピル）−１，６−ヘキサンジアミンを単独で添加使用された場合には、転がり抵抗を低減させる効果が大変小さい。
【００２２】
本発明のゴム組成物には、ゴム成分（Ａ）、アルキルフェノールジスルフィドレジン（Ｂ）、補強剤（Ｃ）、Ｎ，Ｎ’−ビス（２−メチル−２−ニトロプロピル）−１，６−ヘキサンジアミン（Ｄ）のほかに、通常ゴム組成物として使用される配合剤、たとえば、ワックス、老化防止剤、ステアリン酸、酸化亜鉛、伸展油、加硫剤、加硫促進剤などを適宜配合することができる。
【００２３】
本発明のゴム組成物は、前記ゴム成分、アルキルフェノールジスルフィドレジン、Ｎ，Ｎ’−ビス（２−メチル−２−ニトロプロピル）−１，６−ヘキサンジアミン、カーボンブラックからなる補強剤および必要に応じてそのほかの配合剤を、通常の加工装置、たとえば、ロール、バンバリーミキサー、ニーダーなどを用いて混練りすることにより得られる。
【００２４】
本発明のタイヤは、前記ゴム組成物を、とくにタイヤのトレッドに用いて、通常の方法によって製造される。すなわち、前記ゴム組成物を未加硫の段階でタイヤのトレッド部の形状に押し出し加工し、タイヤ成形機上で通常の方法により貼り合わせて未加硫タイヤを成形する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱・加圧してタイヤを得る。このようにして得られたタイヤは、耐摩耗性を大幅に低下させることなく、転がり抵抗が低減されたものである。
【００２５】
【実施例】
つぎに、実施例および比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例および比較例では、以下の各原料を用いた。
【００２６】
天然ゴム：ＲＳＳ＃３
ＩＲ：日本ゼオン（株）製のＩＲ２２００
ＢＲ：宇部興産（株）製のＢＲ１５０Ｂ
カーボンブラックＩＳＡＦ：三菱化学（株）製のＮ２２０
ワックス：大内新興化学工業（株）製のサンノックＮ
老化防止剤６Ｃ：大内新興化学工業（株）製のノクラック６Ｃ
ステアリン酸：日本油脂（株）製
酸化亜鉛：東邦亜鉛（株）製
Ｎ，Ｎ’−ビス（２−メチル−２−ニトロプロピル）−１，６−ヘキサンジアミン：住友化学（株）製のスミファイン１１６２Ｓ（Ｎ，Ｎ’−ビス（２−メチル−２−ニトロプロピル）−１，６−ヘキサンジアミン３３重量％および焼成クレー６７重量％からなる）
アルキルフェノールジスルフィドレジン：三新化学工業（株）製のサンセラーＡＰ
硫黄：鶴見化学工業（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤ＮＳ：大内新興化学（株）製のノクセラーＮＳ−Ｐ
【００２７】
実施例１〜５および比較例１〜７
（加工方法）
表１の配合割合にしたがい、硫黄および加硫促進剤以外の成分をバンバリー型インターナルミキサーを用いて１６０℃で３．５分間混合し、得られたマスターバッチに硫黄および加硫促進剤をオープンロール上で添加し、８８℃で３分間混練りしてゴム組成物を得た。ついで、得られたゴム組成物を、１７０℃で１５分間加硫した。
【００２８】
実施例１〜５および比較例１〜７の加硫したゴム組成物を使用して、以下に示す各特性の評価試験を行なった。
【００２９】
（損失正接）
試験片は厚さ２ｍｍ、幅４ｍｍのスラブシートを用い、試料挟み間距離２ｃｍとして、初期伸張率１０％とした。（株）岩本製作所製の粘弾性スペクトロメーターを使用し、引張り動歪２％、周波数１０Ｈｚ、７０℃の条件で損失正接（ｔａｎδ）を測定し、比較例１を基準値（１００）とした指数で示した。この指数が小さいほど転がり抵抗が低く、低燃費である。
【００３０】
（耐摩耗性）
岩本製作所（株）製のランボーン式摩耗試験機により、表面回転速度５０ｍ／分、負荷荷重２．５ｋｇｆ、落砂量１６．０ｇ／分、スリップ率４０％の条件で、加硫した各ゴム組成物の摩耗減量を測定した。この測定値の逆数を求め、比較例１を基準値（１００）とした指数で示した。この指数が大きいほど耐摩耗性がすぐれている。
【００３１】
実施例の結果を表１に、比較例の結果を表２に示す。
【００３２】
カーボンブラック系の補強剤からなるゴム組成物において、規定量のアルキルフェノールジスルフィドレジンを配合した実施例１は、配合していない比較例１と比べて、転がり抵抗（ｔａｎδ指数比）が大幅に低減した。なお、耐摩耗性の低下は、許容範囲内であった。
【００３３】
カーボンブラック系の補強剤からなるゴム組成物において、アルキルフェノールジスルフィドレジンおよびＮ，Ｎ’−ビス（２−メチル−２−ニトロプロピル）−１，６−ヘキサンジアミンの両方を配合した実施例２〜５では、転がり抵抗（ｔａｎδ指数比）が実施例１よりもさらに低減した。また、耐摩耗性の低下は、許容範囲内であった。
【００３４】
一方、Ｎ，Ｎ’−ビス（２−メチル−２−ニトロプロピル）−１，６−ヘキサンジアミンのみ配合した比較例２〜４では、転がり抵抗（ｔａｎδ指数比）は、ほとんど低減しなかった。
【００３５】
アルキルフェノールジスルフィドレジンを、規定量をこえて配合した比較例５〜７では、転がり抵抗（ｔａｎδ指数比）は低減したものの、耐摩耗性が許容範囲をこえて低下した。
【００３６】
【表１】
【００３７】
【表２】
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、タイヤのトレッド部分に、特定量のアルキルフェノールジスルフィドレジンおよびカーボンブラックからなる補強剤を配合したゴム組成物を採用することにより、タイヤの耐摩耗性を大幅に低下させることなく、低転がり抵抗化（ＬＲＲ化）が図れる。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a rubber composition for reducing fuel consumption and a tire comprising the rubber composition.
[0002]
[Prior art]
In recent years, social demands for lower fuel consumption of automobiles have increased, and the development of low fuel consumption technology (PCR) for reducing the rolling resistance of tires has been actively performed. In order to reduce the rolling resistance, it is general to reduce the hysteresis loss of the rubber composition for a tread.
[0003]
As a technique, for a rubber composition for a tread, for example,
1) a method of controlling the microstructure of the polymer using solution-polymerized SBR or vinyl polyisoprene 2) a method of using an incompatible polymer 3) a method of using a silane coupling agent in combination with silica as a reinforcing agent (polymer / A silane coupling agent has been employed as a method for improving the interaction between fillers.)
4) Method of reducing the amount of carbon black as a reinforcing agent 5) Low rolling resistance (LRR) has been achieved by techniques such as a method of compounding a polymer compatibilizer.
[0004]
However, further reduction in rolling resistance is desired from the viewpoint of the environment. However, it is not preferable that the wear resistance is impaired.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a rubber composition having reduced rolling resistance without significantly lowering wear resistance, and a tire comprising the rubber composition.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
As a result of investigations to solve the above-mentioned problems, the present inventors have found that the above-mentioned problems can be solved by blending an alkylphenol disulfide resin with a rubber composition comprising a carbon black-based reinforcing agent, and have reached the present invention.
[0007]
That is, the present invention relates to a rubber composition containing (B) 0.5 to 3 parts by weight of an alkylphenol disulfide resin and (C) a reinforcing agent composed of carbon black with respect to 100 parts by weight of a rubber component.
[0008]
The rubber composition further comprises (D) N, N'-bis (2-methyl-2-nitropropyl) -1,6-hexanediamine 0.3 to 1.100 parts by weight based on 100 parts by weight of the rubber component (A). It is preferable to contain 0 parts by weight.
[0009]
Further, the present invention relates to a tire comprising the rubber composition.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The rubber composition of the present invention comprises (A) a rubber component, (B) an alkylphenol disulfide resin, and (C) a reinforcing agent.
[0011]
The rubber component (A) is not particularly limited as long as it has been conventionally used for a tread of a tire. For example, diene such as styrene-butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), and isoprene rubber (IR) The system rubber and the natural rubber can be used alone or in any combination.
[0012]
Examples of the alkylphenol disulfide resin (B) include Suncellar AP manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.
[0013]
The compounding amount of the alkylphenol disulfide resin (B) is 0.5 to 3 parts by weight, preferably 1 to 3 parts by weight, more preferably 1 to 2.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the rubber component. When the amount of the alkylphenol disulfide resin is less than 0.5 part by weight, LRR formation is not observed, and when the amount exceeds 3 parts by weight, abrasion resistance is significantly reduced.
[0014]
The reinforcing agent (C) is made of carbon black.
[0015]
The type of the carbon black is not particularly limited, and examples thereof include HAF, ISAF, and SAF.
[0016]
The compounding amount of the reinforcing agent (C) is preferably 40 to 90 parts by weight, more preferably 50 to 80 parts by weight, based on 100 parts by weight of the rubber component. If the amount of the reinforcing agent is less than 40 parts by weight, the reinforcing effect tends to be small, and the abrasion resistance tends to be deteriorated. If the amount exceeds 90 parts by weight, the heat generation becomes high, and LRR tends not to occur.
[0017]
Among the reinforcing agents (C), examples of the reinforcing agents that can be blended in addition to the carbon black include clay and calcium carbonate.
[0018]
The rubber composition of the present invention further comprises (D) N, N'-bis (2-methyl-2-nitropropyl) in addition to the rubber component (A), the alkylphenol disulfide resin (B), and the reinforcing agent (C). ) It is preferable to mix -1,6-hexanediamine.
[0019]
N, N'-bis (2-methyl-2-nitropropyl) -1,6-hexanediamine (D) may be compounded in an amount of 0.3 to 1.0 part by weight based on 100 parts by weight of the rubber component. Preferably, more preferably, 0.5 to 0.9 part by weight is blended. If the amount of N, N'-bis (2-methyl-2-nitropropyl) -1,6-hexanediamine is less than 0.3 part by weight, the effect of reducing tan δ is insufficient, and if it exceeds 1 part by weight, the rubber hardness is increased. , And the deterioration of fatigue resistance tends to be large.
[0020]
In the present invention, the reduction of abrasion resistance is within an allowable range, or almost no reduction, by adding an alkylphenol disulfide resin (B) to a rubber composition comprising a carbon black reinforcing agent. Can be greatly improved. Further, by simultaneously using the alkylphenol disulfide resin (B) and N, N'-bis (2-methyl-2-nitropropyl) -1,6-hexanediamine (D), LRR and abrasion resistance are further improved. Can improve.
[0021]
When N, N′-bis (2-methyl-2-nitropropyl) -1,6-hexanediamine is used alone in a rubber composition comprising a carbon black reinforcing agent, the rolling resistance is reduced. The effect of reducing is very small.
[0022]
The rubber composition of the present invention includes a rubber component (A), an alkylphenol disulfide resin (B), a reinforcing agent (C), N, N'-bis (2-methyl-2-nitropropyl) -1,6-hexane. In addition to the diamine (D), a compounding agent usually used as a rubber composition, for example, a wax, an antioxidant, stearic acid, zinc oxide, a spreading oil, a vulcanizing agent, a vulcanizing accelerator, and the like are appropriately compounded. Can be.
[0023]
The rubber composition of the present invention comprises a reinforcing agent comprising the rubber component, an alkylphenol disulfide resin, N, N'-bis (2-methyl-2-nitropropyl) -1,6-hexanediamine, and carbon black, if necessary. The other compounding agents can be obtained by kneading using a usual processing device, for example, a roll, a Banbury mixer, a kneader or the like.
[0024]
The tire of the present invention is produced by a usual method using the rubber composition, particularly for a tread of a tire. That is, the rubber composition is extruded into a shape of a tread portion of a tire at an unvulcanized stage, and is bonded by an ordinary method on a tire molding machine to form an unvulcanized tire. The unvulcanized tire is heated and pressed in a vulcanizer to obtain a tire. The tire thus obtained has a reduced rolling resistance without drastically reducing the wear resistance.
[0025]
【Example】
Next, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples. In the examples and comparative examples, the following materials were used.
[0026]
Natural rubber: RSS # 3
IR: IR2200 manufactured by Zeon Corporation
BR: BR150B manufactured by Ube Industries, Ltd.
Carbon black ISAF: N220 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation
Wax: Sannoc N manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.
Anti-aging agent 6C: Nocrack 6C manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.
Stearic acid: Zinc oxide manufactured by NOF Corporation: N, N'-bis (2-methyl-2-nitropropyl) -1,6-hexanediamine manufactured by Toho Zinc Co., Ltd .: Sumi manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. Fine 1162S (composed of 33% by weight of N, N'-bis (2-methyl-2-nitropropyl) -1,6-hexanediamine and 67% by weight of calcined clay)
Alkylphenol disulfide resin: Suncellar AP manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.
Sulfur: Powdered sulfur vulcanization accelerator NS manufactured by Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd. NS: Noxeller NS-P manufactured by Ouchi Shinko Chemical Co., Ltd.
[0027]
Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 7
(Processing method)
According to the mixing ratio in Table 1, components other than sulfur and the vulcanization accelerator were mixed at 160 ° C. for 3.5 minutes using a Banbury internal mixer, and the sulfur and vulcanization accelerator were opened in the obtained master batch. It was added on a roll and kneaded at 88 ° C. for 3 minutes to obtain a rubber composition. Next, the obtained rubber composition was vulcanized at 170 ° C. for 15 minutes.
[0028]
Using the vulcanized rubber compositions of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 7, evaluation tests of the following properties were performed.
[0029]
(Loss tangent)
As the test piece, a slab sheet having a thickness of 2 mm and a width of 4 mm was used, the distance between sample sandwiches was 2 cm, and the initial elongation was 10%. Using a viscoelastic spectrometer manufactured by Iwamoto Seisakusho, the loss tangent (tan δ) was measured under the conditions of a tensile dynamic strain of 2%, a frequency of 10 Hz and 70 ° C., and an index using Comparative Example 1 as a reference value (100). Indicated by. The smaller this index is, the lower the rolling resistance and the lower the fuel consumption.
[0030]
(Wear resistance)
Each rubber composition vulcanized using a Lambourn abrasion tester manufactured by Iwamoto Seisakusho under the conditions of a surface rotation speed of 50 m / min, a load of 2.5 kgf, a falling sand amount of 16.0 g / min, and a slip ratio of 40%. The weight loss of the object was measured. The reciprocal of this measured value was determined and indicated by an index using Comparative Example 1 as a reference value (100). The larger the index, the better the wear resistance.
[0031]
Table 1 shows the results of the examples, and Table 2 shows the results of the comparative examples.
[0032]
In the rubber composition composed of the carbon black reinforcing agent, the rolling resistance (tan δ index ratio) of Example 1 in which the prescribed amount of alkylphenol disulfide resin was blended was significantly reduced as compared with Comparative Example 1 in which the compound was not blended. . The reduction in wear resistance was within an allowable range.
[0033]
Examples 2 to 5 in which both an alkylphenol disulfide resin and N, N'-bis (2-methyl-2-nitropropyl) -1,6-hexanediamine were blended in a rubber composition comprising a carbon black reinforcing agent. In Example 2, the rolling resistance (tan δ index ratio) was further reduced than in Example 1. Also, the decrease in wear resistance was within the allowable range.
[0034]
On the other hand, in Comparative Examples 2 to 4 in which only N, N'-bis (2-methyl-2-nitropropyl) -1,6-hexanediamine was blended, the rolling resistance (tan δ index ratio) hardly decreased.
[0035]
In Comparative Examples 5 to 7 in which the alkylphenol disulfide resin was blended in a specified amount, the rolling resistance (tan δ index ratio) was reduced, but the abrasion resistance was lowered beyond the allowable range.
[0036]
[Table 1]
[Table 2]
【The invention's effect】
According to the present invention, by employing a rubber composition in which a reinforcing agent composed of a specific amount of alkylphenol disulfide resin and carbon black is blended in the tread portion of the tire, without significantly reducing the wear resistance of the tire, Low rolling resistance (LRR) can be achieved.