JP2010084057A - Rubber composition for sidewall - Google Patents

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Keiichi Nakadera
恵一 中寺
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Sumitomo Rubber Industries Ltd
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Sumitomo Rubber Industries Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rubber composition for a sidewall that can further improve both crack resistance and flex crack resistance without increasing hardness, as compared to another rubber composition for a sidewall whose main component is comprised of a raw material derived from petroleum resources, taking account of environmental problem and preparing for the reduced supply in petroleum resources in future. <P>SOLUTION: The rubber composition for a sidewall includes 10-50 pts.mass of surface treatment silica having a silica content of 95 mass% or more, based on 100 pts.mass of rubber component containing 20-80 mass% of natural rubber and 20-80 mass% of at least one type of rubber selected from the group consisting of epoxidized natural rubber, butadiene rubber and styrene-butadiene rubber. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、サイドウォール用ゴム組成物に関する。   The present invention relates to a rubber composition for a sidewall.

従来、タイヤのサイドウォール用ゴム組成物には、優れた引き裂き強度を示す天然ゴム(NR)に加え、耐屈曲亀裂成長性を改善するためにブタジエンゴム(BR)を配合し、さらに、耐候性および補強性を改善するためにカーボンブラックが使用されてきた。   Conventionally, rubber compositions for tire sidewalls are blended with butadiene rubber (BR) in order to improve flex crack growth resistance in addition to natural rubber (NR) exhibiting excellent tear strength, and weather resistance. And carbon black has been used to improve reinforcement.

しかし、近年、環境問題が重視されるようになり、CO2排出抑制の規制が強化され、さらに、石油資源は有限であり、供給量が年々減少していることから、将来的に石油価格の高騰が予測され、BRやカーボンブラックなどの石油資源由来の原材料の使用には限界がみられる。そのため、将来石油が枯渇した場合を想定すると、NR、シリカなどのような石油外資源を使用する必要がある。しかし、その場合、従来用いていた石油資源の使用により得られる耐屈曲亀裂性能、補強性などと同等、またはそれ以上の性能が得られないという問題がある。 However, in recent years, environmental issues have become more important, regulations on CO 2 emission control have been strengthened, and oil resources are limited and the supply amount has been decreasing year by year. The price is expected to rise, and there is a limit to the use of raw materials derived from petroleum resources such as BR and carbon black. Therefore, assuming that the oil will be depleted in the future, it is necessary to use non-oil resources such as NR and silica. However, in that case, there is a problem that performance equal to or higher than the resistance to bending cracking and reinforcement obtained by the use of petroleum resources that have been conventionally used cannot be obtained.

特許文献1〜2には、所定の石油外資源を用いたサイドウォール用ゴム組成物を有することで、タイヤ中の石油外資源比率を上昇させ、従来のタイヤと比較しても遜色ない特性を有するエコタイヤが開示されている。   In Patent Documents 1 and 2, by having a rubber composition for a sidewall using a predetermined non-petroleum resource, the non-petroleum resource ratio in the tire is increased, and characteristics comparable to conventional tires are increased. An eco-tire having the same is disclosed.

特許文献3には、タイヤのサイドウォール部の補強性および強度を改善するために、補強用フィラーとして石油資源からなるカーボンブラックにかえて白色充填剤を使用したサイドウォール用ゴム組成物が開示されている。   Patent Document 3 discloses a rubber composition for a sidewall that uses a white filler in place of carbon black made of petroleum resources as a reinforcing filler in order to improve the reinforcement and strength of the sidewall portion of the tire. ing.

しかし、いずれの発明についても、さらなる性能の向上が求められている。
特開2007−246710号公報 特開2006−70093号公報 特開2006−348222号公報
However, for any of the inventions, further improvement in performance is required.
JP 2007-246710 A JP 2006-70093 A JP 2006-348222 A

本発明は、環境に配慮し、将来の石油資源の供給量の減少に備えつつ、硬度を上昇させることなく、石油資源由来の原材料を主成分とするサイドウォール用ゴム組成物と比較しても、耐クラック性および耐屈曲亀裂性能をともに向上させることのできるサイドウォール用ゴム組成物を提供することを目的とする。   In consideration of the environment, the present invention prepares for the future reduction in the supply of petroleum resources, and without increasing the hardness, compared with a rubber composition for sidewalls mainly composed of raw materials derived from petroleum resources. Another object of the present invention is to provide a rubber composition for a sidewall that can improve both crack resistance and bending crack resistance.

本発明は、天然ゴム20〜80質量%ならびにエポキシ化天然ゴム、ブタジエンゴムおよびスチレンブタジエンゴムからなる群から選ばれる少なくとも1種のゴム20〜80質量%を含むゴム成分100質量部に対して、シリカ含有率が95質量%以上であるシランカップリング剤で処理した表面処理シリカを10〜50質量部含有する未加硫ゴム組成物である。   The present invention relates to 100 to 100 parts by mass of a rubber component containing 20 to 80% by mass of natural rubber and 20 to 80% by mass of at least one rubber selected from the group consisting of epoxidized natural rubber, butadiene rubber and styrene butadiene rubber. It is an unvulcanized rubber composition containing 10 to 50 parts by mass of surface-treated silica treated with a silane coupling agent having a silica content of 95% by mass or more.

本発明の未加硫ゴム組成物は、前記表面処理シリカにおける、シランカップリング剤の含有率が5〜15質量%であることが好ましい。   In the unvulcanized rubber composition of the present invention, the content of the silane coupling agent in the surface-treated silica is preferably 5 to 15% by mass.

本発明の未加硫ゴム組成物は、前記ゴム成分の前記表面処理シリカとの反応率が50%以上であることが好ましい。   In the unvulcanized rubber composition of the present invention, the reaction rate of the rubber component with the surface-treated silica is preferably 50% or more.

さらに本発明は、前記未加硫ゴム組成物を加硫してなるサイドウォール用加硫ゴム組成物である。   Furthermore, the present invention is a vulcanized rubber composition for a sidewall obtained by vulcanizing the unvulcanized rubber composition.

本発明によれば、所定のゴム成分および表面処理シリカを所定量含有することで、環境に配慮し、将来の石油資源の供給量の減少に備えつつ、硬度を上昇させることなく、石油資源由来の原材料を主成分とするサイドウォール用ゴム組成物と比較しても、耐クラック性および耐屈曲亀裂性能をともに向上させることのできるサイドウォール用加硫ゴム組成物を提供することができる。   According to the present invention, by containing a predetermined amount of a predetermined rubber component and surface-treated silica, it is environmentally friendly, and it is derived from petroleum resources without increasing hardness while preparing for a decrease in the supply amount of future petroleum resources. A vulcanized rubber composition for a sidewall which can improve both the crack resistance and the bending crack resistance can be provided as compared with the rubber composition for a sidewall mainly composed of the above raw materials.

本発明の未加硫ゴム組成物およびサイドウォール用加硫ゴム組成物は、ゴム成分および表面処理シリカを含有する。   The unvulcanized rubber composition and the vulcanized rubber composition for sidewall of the present invention contain a rubber component and surface-treated silica.

(ゴム成分)
前記ゴム成分は、天然ゴム(NR)ならびに、エポキシ化天然ゴム(ENR)、ブタジエンゴム(BR)およびスチレンブタジエンゴム(SBR)からなる群から選ばれる少なくとも1種のゴムを含有する。環境に配慮し、将来の石油資源の供給量の減少に備えるために石油外資源を使用するという理由から、NRおよびENRを含むことが好ましい。また二層分離を起こす海島構造を石油外資源由来の原材料のみを用いて作製できるという理由からも、NRおよびENRを含むことが好ましい。
(Rubber component)
The rubber component contains natural rubber (NR) and at least one rubber selected from the group consisting of epoxidized natural rubber (ENR), butadiene rubber (BR), and styrene butadiene rubber (SBR). It is preferable to include NR and ENR because it is environmentally friendly and uses non-oil resources to prepare for future reductions in the supply of petroleum resources. Moreover, it is preferable that NR and ENR are included also from the reason that the sea-island structure which causes two-layer separation can be produced using only raw materials derived from non-petroleum resources.

ゴム成分としては、たとえば、イソプレンゴム(IR)、ブチルゴム(IIR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、ハロゲン化ブチルゴム(X−IIR)、イソモノオレフィンとパラアルキルスチレンとの共重合体のハロゲン化物などのNR、ENR、BRおよびSBR以外のゴムもあげられるが、これらのゴムを使用した場合、石油資源由来のゴムであるため環境に配慮できず、さらに、耐亀裂性能に劣るという理由から、NR、ENR、BRおよびSBR以外のゴムを含まないことが好ましい。   Examples of rubber components include isoprene rubber (IR), butyl rubber (IIR), acrylonitrile butadiene rubber (NBR), ethylene propylene diene rubber (EPDM), halogenated butyl rubber (X-IIR), isomonoolefin and paraalkyl styrene. Rubbers other than NR, ENR, BR, and SBR such as copolymer halides are also listed. However, when these rubbers are used, they cannot be considered environmentally because they are derived from petroleum resources. For reasons of inferior performance, it is preferable not to include rubber other than NR, ENR, BR and SBR.

NRとしては、従来ゴム工業で使用されるRSS♯3、TSR20などのグレードのNRを用いることができる。   As NR, grade NR such as RSS # 3, TSR20 and the like conventionally used in the rubber industry can be used.

ゴム成分中のNRの含有率は20質量%以上、好ましくは30質量%以上、より好ましくは40質量%以上である。NRの含有率が20質量%未満では、環境に配慮することも、将来の石油資源の供給量の減少に備えることができないうえ、ゴムとしての強度が得られない。また、NRの含有率は80質量%以下、好ましくは70質量%以下である。NRの含有率が80質量%をこえると、同時にブレンドするゴムと相分離することにより形成される海島構造の島相が少なくなり、相分離することによる耐亀裂成長性の改善効果が不充分となる。   The content of NR in the rubber component is 20% by mass or more, preferably 30% by mass or more, and more preferably 40% by mass or more. If the content of NR is less than 20% by mass, it is impossible to consider the environment and to prepare for a future reduction in the supply of petroleum resources, and it is impossible to obtain strength as rubber. Moreover, the content rate of NR is 80 mass% or less, Preferably it is 70 mass% or less. If the NR content exceeds 80% by mass, the island phase of the sea-island structure formed by phase separation with the rubber to be blended at the same time is reduced, and the effect of improving crack growth resistance by phase separation is insufficient. Become.

ENRは、市販のENRを用いてもよいし、ラテックスの状態のNRをエポキシ化して用いてもよい。NRラテックスをエポキシ化する方法としては、とくに限定されるものではなく、NRラテックスに過酸化水素水を添加して反応させる方法などがあげられる。   As the ENR, a commercially available ENR may be used, or NR in the latex state may be epoxidized. The method for epoxidizing NR latex is not particularly limited, and examples thereof include a method of reacting NR latex with hydrogen peroxide water.

ENRのエポキシ化率は4モル%以上が好ましく、10モル%以上がより好ましい。ENRのエポキシ化率が4モル%未満では、NRとブレンドしても、相分離しにくく、海島構造を形成しにくいため、耐亀裂成長性の改善効果が不充分な傾向がある。また、ENRのエポキシ化率は60モル%以下が好ましく、50モル%以下がより好ましい。ENRのエポキシ化率が60モル%をこえると、脆化温度が高くなり、低温域で割れやすくなる傾向がある。   The epoxidation rate of ENR is preferably 4 mol% or more, and more preferably 10 mol% or more. When the epoxidation ratio of ENR is less than 4 mol%, even if blended with NR, it is difficult to separate phases and to form a sea-island structure, so that the effect of improving crack growth resistance tends to be insufficient. The epoxidation rate of ENR is preferably 60 mol% or less, and more preferably 50 mol% or less. When the epoxidation rate of ENR exceeds 60 mol%, the embrittlement temperature becomes high and tends to be easily cracked in a low temperature range.

ENRを含有する場合、ENR、BRおよびSBRからなる群から選ばれる少なくとも1種のゴム中のENRの含有率は15質量%以上が好ましく、20質量%以上がより好ましい。ENRの含有率が15質量%未満では、環境に配慮することも、将来の石油資源の供給量の減少に備えることもできないうえ、海島構造を形成しにくいため、耐亀裂成長性の改善効果が不充分な傾向がある。とくに、ENR、BRおよびSBRからなる群から選ばれる少なくとも1種のゴム中のENRの含有率は、100質量%が最も好ましい。   When it contains ENR, the content of ENR in at least one rubber selected from the group consisting of ENR, BR and SBR is preferably 15% by mass or more, and more preferably 20% by mass or more. If the ENR content is less than 15% by mass, it is not possible to consider the environment or prepare for a future reduction in the supply of petroleum resources, and it is difficult to form a sea-island structure. There is an inadequate tendency. In particular, the content of ENR in at least one rubber selected from the group consisting of ENR, BR and SBR is most preferably 100% by mass.

ゴム成分中のENR、BRおよびSBRからなる群から選ばれる少なくとも1種のゴムの含有率は20質量%以上、好ましくは30質量%以上である。また、ENR、BRおよびSBRからなる群から選ばれる少なくとも1種のゴムの含有率は80質量%以下、好ましくは70質量%以下である。ENR、BRおよびSBRからなる群から選ばれる少なくとも1種のゴムの含有率が80質量%をこえると、ゴム強度が低下する。   The content of at least one rubber selected from the group consisting of ENR, BR and SBR in the rubber component is 20% by mass or more, preferably 30% by mass or more. Further, the content of at least one rubber selected from the group consisting of ENR, BR and SBR is 80% by mass or less, preferably 70% by mass or less. When the content of at least one rubber selected from the group consisting of ENR, BR and SBR exceeds 80% by mass, the rubber strength decreases.

(表面処理シリカ)
シリカとしては、シリカ表面とNRとの親和性を向上することができるという理由からシランカップリング剤でシリカ表面を予め処理した表面処理シリカを用いる。
(Surface treatment silica)
As the silica, surface-treated silica in which the silica surface is pretreated with a silane coupling agent is used because the affinity between the silica surface and NR can be improved.

前記表面処理シリカとは、予めシリカをシランカップリング剤で処理したものを意味し、本発明においては表面処理シリカを混練時にゴム成分に加える。本発明は表面処理シリカを用いるため、シリカおよびシランカップリング剤を別々にゴム成分に加え、混練時にシリカをシランカップリング剤で処理する通常方法に比べて、シランカップリング剤の反応効率が高くなり、サイドウォール用加硫ゴム組成物の屈曲亀裂性能が向上する。   The surface-treated silica means one obtained by previously treating silica with a silane coupling agent. In the present invention, the surface-treated silica is added to the rubber component during kneading. Since the present invention uses surface-treated silica, the reaction efficiency of the silane coupling agent is higher than that of a conventional method in which silica and a silane coupling agent are separately added to the rubber component and the silica is treated with the silane coupling agent during kneading. Thus, the flex cracking performance of the vulcanized rubber composition for sidewalls is improved.

シリカをシランカップリング剤で処理する場合には、シリカに対して、通常、シランカップリング剤が1〜15%、さらには1〜8%使用される。前記シリカに対するシランカップリング剤の使用割合が少ないと充分なゴム補強性が得られず、逆に多すぎると過剰にシランカップリング剤を使用することになり不経済である。   When silica is treated with a silane coupling agent, the silane coupling agent is usually used in an amount of 1 to 15%, more preferably 1 to 8% based on silica. If the ratio of the silane coupling agent to the silica is small, sufficient rubber reinforcing properties cannot be obtained. Conversely, if the amount is too large, the silane coupling agent is excessively used, which is uneconomical.

シリカのシランカップリング剤での処理方法は、シリカにシランカップリング剤を付着させたのち、そのまま放置し、シリカとシランカップリング剤とを反応させてもよいが、200〜500℃に加熱し、反応を促進させるとともに生成するアルコールを蒸発させやすくするのが、加工性の点から好ましい。   The treatment method of silica with a silane coupling agent may be performed by attaching the silane coupling agent to silica and leaving it as it is to react the silica and the silane coupling agent. From the viewpoint of workability, it is preferable to promote the reaction and to easily evaporate the generated alcohol.

従来ゴム工業で使用される含水シリカのシリカ含有率は80〜95質量%であるが、本発明のサイドウォール用ゴム組成物が含有する表面処理シリカのシリカ含有率は95質量%以上である。また、表面処理シリカにおける、シランカップリング剤の含有率は5〜15質量%である。   The silica content of the hydrous silica conventionally used in the rubber industry is 80 to 95% by mass, but the silica content of the surface-treated silica contained in the rubber composition for a sidewall of the present invention is 95% by mass or more. Moreover, the content rate of the silane coupling agent in surface treatment silica is 5-15 mass%.

表面処理シリカのBET比表面積(BET)は、90m2/g以上が好ましく、110m2/g以上がより好ましい。表面処理シリカのBETが90m2/g未満では、ゴム強度が低下する傾向がある。また、表面処理シリカのBETは380m2/g以下が好ましく、250m2/g以下がより好ましい。表面処理シリカのBETが380m2/gをこえると、硬度が増大し、耐亀裂成長性が低下する傾向がある。 The BET specific surface area (BET) of the surface-treated silica is preferably 90 m 2 / g or more, and more preferably 110 m 2 / g or more. If the BET of the surface-treated silica is less than 90 m 2 / g, the rubber strength tends to decrease. Further, the BET of the surface-treated silica is preferably 380 m 2 / g or less, and more preferably 250 m 2 / g or less. When the BET of the surface-treated silica exceeds 380 m 2 / g, the hardness increases and the crack growth resistance tends to decrease.

表面処理シリカの含有量は、ゴム成分100質量部に対して10質量部以上、好ましくは15質量部以上である。表面処理シリカの含有量が10質量部未満では、ゴム強度が低下する。また、表面処理シリカの含有量は、50質量部以下、好ましくは40質量部以下である。表面処理シリカの含有量が50質量部をこえると、硬度が増大し、耐亀裂成長性が低下する。   The content of the surface-treated silica is 10 parts by mass or more, preferably 15 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. When the content of the surface-treated silica is less than 10 parts by mass, the rubber strength is lowered. Further, the content of the surface-treated silica is 50 parts by mass or less, preferably 40 parts by mass or less. When the content of the surface-treated silica exceeds 50 parts by mass, the hardness increases and the crack growth resistance decreases.

表面処理シリカを配合する場合は、シランカップリング剤を併用しなくても十分な補強効果を得ることができる。   When the surface-treated silica is blended, a sufficient reinforcing effect can be obtained without using a silane coupling agent in combination.

表面処理シリカの作製に用いられるシリカとしては、たとえば乾式法シリカ(無水ケイ酸)、湿式法シリカ(含水ケイ酸)などがあげられる。なかでも湿式法シリカがゴム補強性の点から好ましい。   Examples of the silica used for producing the surface-treated silica include dry process silica (anhydrous silicic acid), wet process silica (hydrous silicic acid) and the like. Of these, wet-process silica is preferred from the viewpoint of rubber reinforcement.

シリカの表面処理に使用するシランカップリング剤としては特に制限はなく、従来ゴム工業においてシリカと併用して用いられるものとすることができ、たとえば、トリメトキシルシラン、ジメチルシラン、ジメチルシロキサン、アルキルシラン、メタクリロキシシラン、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ポリスルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)ポリスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)ポリスルフィド、ビス(2−トリメトキシシリルエチル)ポリスルフィド、ビス(4−トリエトキシシリルブチル)ポリスルフィド、ビス(4−トリメトキシシリルブチル)ポリスルフィドなどがあげられ、これらのシランカップリング剤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 is no restriction | limiting in particular as a silane coupling agent used for the surface treatment of a silica, It can be used together with a silica conventionally in the rubber industry, for example, trimethoxyl silane, dimethylsilane, dimethylsiloxane, alkylsilane , Methacryloxysilane, bis (3-triethoxysilylpropyl) polysulfide, bis (2-triethoxysilylethyl) polysulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) polysulfide, bis (2-trimethoxysilylethyl) polysulfide, bis (4-triethoxysilylbutyl) polysulfide, bis (4-trimethoxysilylbutyl) polysulfide and the like can be mentioned, and these silane coupling agents may be used alone or in combination of two or more.

(その他の配合剤)
本発明の未加硫ゴム組成物およびサイドウォール用加硫ゴム組成物は、石油外資源を利用することで、地球に優しく、将来の石油の供給量の減少に備えることを目的としており、カーボンブラック、アロマオイルなどを用いないことが好ましい。
(Other ingredients)
The unvulcanized rubber composition and the vulcanized rubber composition for sidewalls of the present invention are friendly to the earth by utilizing non-petroleum resources and are intended to prepare for a future reduction in the supply of petroleum. It is preferable not to use black, aroma oil or the like.

本発明のサイドウォール用ゴム組成物には、前記ゴム成分、シリカ(表面処理シリカ)以外にも、従来ゴム工業で使用される配合剤、たとえば、ワックス、レジン、各種老化防止剤、ステアリン酸、酸化亜鉛、硫黄などの加硫剤、各種加硫促進剤などを必要に応じて適宜配合することができる。   In addition to the rubber component and silica (surface-treated silica), the side wall rubber composition of the present invention includes compounding agents conventionally used in the rubber industry, such as waxes, resins, various anti-aging agents, stearic acid, Vulcanizing agents such as zinc oxide and sulfur, various vulcanization accelerators, and the like can be appropriately blended as necessary.

(未加硫ゴム組成物の製造方法)
本発明の未加硫ゴム組成物の製造方法は、通常の方法を用いることができるが、特に下記工程1および2を含むことが好ましい。
(Method for producing unvulcanized rubber composition)
Although the usual method can be used for the manufacturing method of the unvulcanized rubber composition of this invention, it is preferable that especially the following process 1 and 2 are included.

工程1では、NRおよび表面処理シリカを混練りする。
工程2では、工程1で排出された混練り物およびENR、BRおよびSBRからなる群から選ばれる少なくとも1種のゴムを混練りして未加硫ゴム組成物を得る。
In step 1, NR and surface-treated silica are kneaded.
In step 2, the kneaded product discharged in step 1 and at least one rubber selected from the group consisting of ENR, BR and SBR are kneaded to obtain an unvulcanized rubber composition.

なお工程1においては、ワックスなどの軟化剤、各種老化防止剤、ステアリン酸、酸化亜鉛などの配合剤も配合することができる。   In Step 1, a softener such as wax, various anti-aging agents, a compounding agent such as stearic acid and zinc oxide can be blended.

また、ENR、BRおよびSBRからなる群から選ばれる少なくとも1種のゴムを工程1ではなく、工程2で混練りすることで、表面処理シリカがNR中に均一に分散しやすくなるという効果が得られる。   Further, by kneading at least one rubber selected from the group consisting of ENR, BR and SBR in step 2 instead of step 1, the effect that the surface-treated silica is easily dispersed uniformly in NR is obtained. It is done.

このようにして得られた未加硫ゴム組成物は、シリカ表面をあらかじめシランカップリング剤で熱反応させた表面処理シリカを用いているため、シランカップリング剤の反応効率が向上している。したがって、本発明の未加硫ゴム組成物は、ゴム成分の表面処理シリカとの反応率が50%以上であることが好ましい。なお、反応率は未加硫ゴム組成物をトルエンに溶解し、50メッシュの網で通過しない部分を未加硫ゴム組成物のゴム成分と表面処理シリカが反応したものとみなし、以下の式によって算出される。   Since the unvulcanized rubber composition thus obtained uses surface-treated silica in which the silica surface is preliminarily thermally reacted with a silane coupling agent, the reaction efficiency of the silane coupling agent is improved. Therefore, the unvulcanized rubber composition of the present invention preferably has a reaction rate of the rubber component with the surface-treated silica of 50% or more. The reaction rate was determined by dissolving the unvulcanized rubber composition in toluene, and treating the portion not passing through the 50 mesh net as a reaction of the rubber component of the unvulcanized rubber composition and the surface-treated silica. Calculated.

反応率(%)=(トルエンで溶け残った残余重量(g))×100/(初期未加硫ゴム組成物重量(g))
(サイドウォール用加硫ゴム組成物およびそれを用いたタイヤの製造方法)
本発明のサイドウォール用加硫ゴム組成物を用いたタイヤは、通常の方法により製造することができる。すなわち、必要に応じて前記配合剤を配合した本発明の未加硫ゴム組成物を、未加硫の段階でタイヤのサイドウォールの形状にあわせて押出し加工し、タイヤの他の部材とともに、タイヤ成型機上にて通常の方法で成形することにより、未加硫タイヤを成形する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧することにより本発明のサイドウォール用加硫ゴム組成物を用いたタイヤを得る。
Reaction rate (%) = (residual weight remaining in toluene (g)) × 100 / (initial unvulcanized rubber composition weight (g))
(Vulcanized rubber composition for sidewall and tire manufacturing method using the same)
A tire using the vulcanized rubber composition for a sidewall of the present invention can be produced by a usual method. That is, if necessary, the unvulcanized rubber composition of the present invention blended with the above compounding agent is extruded in accordance with the shape of the tire sidewall at the unvulcanized stage, and together with other members of the tire, the tire An unvulcanized tire is molded by molding on a molding machine by a normal method. The unvulcanized tire is heated and pressurized in a vulcanizer to obtain a tire using the vulcanized rubber composition for a sidewall of the present invention.

このように、本発明のサイドウォール用加硫ゴム組成物を用いてタイヤを製造することで、環境に配慮し、将来の石油資源の供給量の減少に備えつつ、硬度を上昇させることなく、石油資源由来の原材料を主成分とする従来のサイドウォール用ゴム組成物と比較しても、耐クラック性および耐屈曲亀裂性能をともに向上させることのできるエコタイヤとすることができる。   Thus, by producing tires using the vulcanized rubber composition for sidewalls of the present invention, considering the environment and preparing for a decrease in the future supply of petroleum resources, without increasing the hardness, Even when compared with a conventional rubber composition for sidewalls mainly composed of raw materials derived from petroleum resources, an eco-tire that can improve both crack resistance and bending crack resistance can be obtained.

実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。   The present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited to these examples.

次に、実施例および比較例で用いた各種薬品をまとめて説明する。
NR(天然ゴム):TSR20
ENR(エポキシ化天然ゴム):クンプーランガスリー社製のENR25(エポキシ化率:25モル%)
BR(ブタジエンゴム):宇部興産(株)製のBR150B
カーボンブラック:三菱化学(株)製のダイアブラックE(N2SA:41m2/g)
表面処理シリカ:日本エアロジル社製のRX200(シランカップリング剤:トリメチルシラン、シリカ含有率:95質量%、BET:200m2/g、(表面処理シリカの含有率:8%)
シリカ1:デグッサ社製のウルトラジルVN3(シリカ含有率:94質量%、BET:175m2/g)
シリカ2:デグッサ社製の200(シリカ含有率:99.5質量%、BET:200m2/g)
シランカップリング剤:デグッサ社製のSi69(ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド)
アロマオイル:(株)ジャパンエナジー製のプロセスX−140
石油系レジン:日本触媒(株)製のSP1068レジン
ワックス:日本精鑞製のオゾエース0355
老化防止剤:住友化学(株)製のアンチゲン6C(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)
ステアリン酸:日本油脂(株)製のステアリン酸「つばき」
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛2種
硫黄:鶴見化学工業(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤:大内新興工業(株)製のノクセラーCZ(N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド)
<実施例1〜3および比較例1〜5>
表1に示す配合処方にしたがい、1.7Lバンバリーミキサーを用いて、工程1に示す薬品を充填率が58%になるように充填し、80rpmで140℃に到達するまで3分間混練りし、混練り物1を得た。続いて、1.7Lバンバリーミキサーを用いて、工程2に示す薬品を充填率が58%になるように充填し、80rpmで2分間混練りし、混練り物2を得た。次に、8インチロールを用いて、得られた混練り物2に工程3に示す薬品を添加し、60℃の条件下で5分間混練りし、未加硫ゴム組成物を得た。さらに、得られた未加硫ゴム組成物を160℃の条件下で20分間加硫することにより、実施例1〜3および比較例1〜5のサイドウォール用加硫ゴム組成物を作製した。なお、工程2は、実施例2でのみ行った。得られた未加硫ゴム組成物およびサイドウォール用加硫ゴム組成物について下記の試験を行なった。
Next, various chemicals used in Examples and Comparative Examples will be described together.
NR (natural rubber): TSR20
ENR (epoxidized natural rubber): ENR25 (epoxidation rate: 25 mol%) manufactured by Kunpu Langurs
BR (butadiene rubber): BR150B manufactured by Ube Industries, Ltd.
Carbon Black: Dia Black E (N 2 SA: 41 m 2 / g) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation
Surface-treated silica: RX200 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd. (silane coupling agent: trimethylsilane, silica content: 95% by mass, BET: 200 m 2 / g, (content of surface-treated silica: 8%)
Silica 1: Ultrazil VN3 manufactured by Degussa (silica content: 94% by mass, BET: 175 m 2 / g)
Silica 2: 200 manufactured by Degussa (silica content: 99.5% by mass, BET: 200 m 2 / g)
Silane coupling agent: Si69 (bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide) manufactured by Degussa
Aroma oil: Process X-140 manufactured by Japan Energy Co., Ltd.
Petroleum resin: SP1068 resin manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd. Wax: Ozoace 0355 manufactured by Nippon Seiki
Anti-aging agent: Antigen 6C (N- (1,3-dimethylbutyl) -N′-phenyl-p-phenylenediamine) manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
Stearic acid: Tsubaki stearic acid manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd.
Zinc oxide: Two types of zinc oxide manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. Sulfur: Powdered sulfur manufactured by Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd. Vulcanization accelerator: Noxeller CZ (N-cyclohexyl-2-made by Ouchi Shinko Kogyo Co., Ltd.) Benzothiazolylsulfenamide)
<Examples 1-3 and Comparative Examples 1-5>
In accordance with the formulation shown in Table 1, using a 1.7 L Banbury mixer, the chemical shown in Step 1 was filled so that the filling rate was 58%, and kneaded for 3 minutes until reaching 140 ° C. at 80 rpm. A kneaded product 1 was obtained. Subsequently, using a 1.7 L Banbury mixer, the chemical shown in Step 2 was filled so that the filling rate was 58%, and kneaded at 80 rpm for 2 minutes to obtain a kneaded product 2. Next, using the 8-inch roll, the chemicals shown in Step 3 were added to the obtained kneaded product 2 and kneaded for 5 minutes at 60 ° C. to obtain an unvulcanized rubber composition. Furthermore, the vulcanized rubber composition for side walls of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 5 was prepared by vulcanizing the obtained unvulcanized rubber composition for 20 minutes at 160 ° C. Step 2 was performed only in Example 2. The following tests were conducted on the obtained unvulcanized rubber composition and the vulcanized rubber composition for sidewall.

(反応率)
未加硫ゴム組成物10gをトルエン100mlに溶解し、溶解液を50メッシュの網でろ過した。ろ過できなかった部分を残余重量として、以下の式により未加硫ゴム組成物中のゴム成分の表面処理シリカとの反応率を算出した。
反応率(%)=(トルエンで溶け残った残余重量(g))×100/(初期未加硫ゴム組成物重量(g))
(硬度)
サイドウォール用加硫ゴム組成物について、JIS K 6253「加硫ゴムおよび熱可塑性ゴムの硬さ試験方法」に準じて、スプリング式タイプAにて、硬度を測定した。
(Reaction rate)
10 g of the unvulcanized rubber composition was dissolved in 100 ml of toluene, and the solution was filtered through a 50 mesh screen. The rate of reaction of the rubber component in the unvulcanized rubber composition with the surface-treated silica was calculated by the following formula, using the portion that could not be filtered as the residual weight.
Reaction rate (%) = (residual weight remaining in toluene (g)) × 100 / (initial unvulcanized rubber composition weight (g))
(hardness)
The hardness of the vulcanized rubber composition for the sidewall was measured with a spring type A according to JIS K 6253 “Method for testing hardness of vulcanized rubber and thermoplastic rubber”.

(耐屈曲亀裂成長試験)
サイドウォール用加硫ゴム組成物について、JIS K 6260「加硫ゴムおよび熱可塑性ゴムのデマッチャ屈曲亀裂成長試験方法」に準じて、室温25℃の条件下で、加硫ゴム組成物サンプルに1mmの破断が生じるまでの回数を測定し、得られた回数を対数で表した。なお、数値が大きいほど、耐屈曲亀裂性能に優れることを示し、70%および110%は、もとの加硫ゴム組成物サンプルの長さに対する伸び率を示す。
(Flexible crack growth test)
With respect to the vulcanized rubber composition for sidewalls, a vulcanized rubber composition sample having a thickness of 1 mm was measured under a condition of room temperature of 25 ° C. according to JIS K 6260 “Dematcher bending crack growth test method for vulcanized rubber and thermoplastic rubber”. The number of times until breakage occurred was measured, and the obtained number was expressed logarithmically. In addition, it shows that it is excellent in the bending crack-proof performance, so that a numerical value is large, and 70% and 110% show the elongation rate with respect to the length of the original vulcanized rubber composition sample.

前記試験の評価結果を表1に示す。   The evaluation results of the test are shown in Table 1.

Figure 2010084057
Figure 2010084057

(評価結果)
実施例1および3は表面処理シリカを用い、ENRを工程1で配合した。耐屈曲亀裂成長試験結果が良好であった。
(Evaluation results)
Examples 1 and 3 used surface-treated silica, and ENR was blended in step 1. The bending crack growth resistance test result was good.

実施例2は表面処理シリカを用い、ENRを工程2で配合した。耐屈曲亀裂成長試験結果が良好であった。   In Example 2, surface-treated silica was used, and ENR was blended in Step 2. The bending crack growth resistance test result was good.

比較例1は補強剤としてカーボンブラックを用いた。耐屈曲亀裂成長試験結果が実施例に比べてやや劣っていた。   In Comparative Example 1, carbon black was used as a reinforcing agent. The bending crack growth test results were slightly inferior to the examples.

比較例2は湿式法シリカとシランカップリング剤を用いた。耐屈曲亀裂成長試験結果が実施例に比べて劣っていた。   In Comparative Example 2, wet method silica and a silane coupling agent were used. The results of the flex crack growth resistance test were inferior to those of the examples.

比較例3はゴム成分はNRが100質量%であり、湿式法シリカとシランカップリング剤を用いた。耐屈曲亀裂成長試験結果が最も劣っていた。   In Comparative Example 3, the rubber component had an NR of 100% by mass, and wet-process silica and a silane coupling agent were used. The bending crack growth resistance test result was inferior.

比較例4はゴム成分はNRが100質量%であり、乾式法シリカとシランカップリング剤を用いた。耐屈曲亀裂成長試験結果が実施例に比べて劣っていた。   In Comparative Example 4, the rubber component had an NR of 100% by mass, and dry silica and a silane coupling agent were used. The results of the flex crack growth resistance test were inferior to those of the examples.

比較例5はゴム成分はNRが60質量%、ENRが40質量%であり、乾式法シリカとシランカップリング剤を用いた。耐屈曲亀裂成長試験結果が実施例に比べて劣っていた。   In Comparative Example 5, the rubber component had an NR of 60% by mass and an ENR of 40% by mass, and dry silica and a silane coupling agent were used. The results of the flex crack growth resistance test were inferior to those of the examples.

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

Claims (4)

天然ゴム20〜80質量%ならびにエポキシ化天然ゴム、ブタジエンゴムおよびスチレンブタジエンゴムからなる群から選ばれる少なくとも1種のゴム20〜80質量%を含むゴム成分100質量部に対して、シリカ含有率が95質量%以上であるシランカップリング剤で処理した表面処理シリカを10〜50質量部含有する未加硫ゴム組成物。   Silica content is 100 parts by mass of rubber component containing 20-80% by mass of natural rubber and 20-80% by mass of at least one rubber selected from the group consisting of epoxidized natural rubber, butadiene rubber and styrene butadiene rubber. An unvulcanized rubber composition containing 10 to 50 parts by mass of surface-treated silica treated with a silane coupling agent that is 95% by mass or more. 前記表面処理シリカにおける、シランカップリング剤の含有率が5〜15質量%である請求項1記載の未加硫ゴム組成物。   The unvulcanized rubber composition according to claim 1, wherein the content of the silane coupling agent in the surface-treated silica is 5 to 15% by mass. 前記ゴム成分の前記表面処理シリカとの反応率が50%以上である請求項1または2記載の未加硫ゴム組成物。   The unvulcanized rubber composition according to claim 1 or 2, wherein a reaction rate of the rubber component with the surface-treated silica is 50% or more. 請求項1〜3いずれか記載の未加硫ゴム組成物を加硫してなるサイドウォール用加硫ゴム組成物。   A vulcanized rubber composition for a sidewall obtained by vulcanizing the unvulcanized rubber composition according to any one of claims 1 to 3.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020132690A (en) * 2019-02-14 2020-08-31 住友ゴム工業株式会社 Tire rubber composition, and tire

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