JP2011063766A - Rubber composition for breaker cushion, and tire for truck and bus - Google Patents

Rubber composition for breaker cushion, and tire for truck and bus Download PDF

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真誉 廣
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rubber composition for breaker cushion having excellent low-fuel-economy performance and excellent in rubber-reinforcing performance (tire durability) as well, and to provide tires for trucks and buses having such breaker cushions produced using the same. <P>SOLUTION: The rubber composition for breaker cushion includes: a rubber component; and a silicate compound. In the rubber composition, it is preferable that the rubber component is natural rubber or an epoxidized natural rubber, and the silicate compound is preferably 1-100 in polymerization degree. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、ブレーカークッション用ゴム組成物、及びそれを用いたトラック・バス用タイヤに関する。 The present invention relates to a rubber composition for a breaker cushion, and a truck / bus tire using the same.

近年、輸送業界では、燃料代の高騰に伴う経費増大、環境規制の導入による出費増大の理由から低燃費性能に優れたタイヤが望まれている。タイヤ、特にトラック・バス用タイヤにおいては、ゴム配合に低燃費性能を付与する場合、摩耗性能との兼ね合いからトレッドに対して優れた低燃費性能を付与することは難しいが、摩耗性能が要求されないブレーカークッションなどでは、シリカを配合するなどの手法により優れた低燃費性能を付与することが可能である。 In recent years, in the transportation industry, tires with excellent fuel efficiency have been desired because of increased costs associated with soaring fuel costs and increased costs due to the introduction of environmental regulations. In tires, especially truck and bus tires, when giving fuel efficiency to rubber compound, it is difficult to give excellent fuel efficiency to the tread because of wear performance, but wear performance is not required. In the case of a breaker cushion or the like, it is possible to provide excellent fuel efficiency by a method such as blending silica.

しかし、シリカを増量し、その分カーボンブラックを減量して低燃費化すると(カーボンブラックを減じないとシリカ添加では優れた低燃費性能は得られない)、ゴムの補強性が低下することになり、タイヤの耐久性能の低下を引き起こしかねない。このため、このような方法に比べて、ゴムの補強性を維持しつつ、優れた低燃費性能が得られる技術の提供が望まれている。 However, if silica is increased and carbon black is reduced to that extent to reduce fuel consumption (excellent fuel efficiency cannot be achieved with silica addition unless carbon black is reduced), the rubber's reinforcement will decrease. This may cause a decrease in tire durability. For this reason, as compared with such a method, it is desired to provide a technique capable of obtaining excellent fuel efficiency while maintaining rubber reinforcement.

特許文献1には、アルコキシシラン化合物をタイヤトレッド用ゴム組成物に使用することで凍結路面上でのグリップ性を改良することが提案されている。また、特許文献2には、アルコキシシラン化合物をトレッド用ゴム組成物に使用することで耐チッピング性を改善できることが提案されている。 Patent Document 1 proposes improving the grip properties on a frozen road surface by using an alkoxysilane compound in a rubber composition for a tire tread. Patent Document 2 proposes that chipping resistance can be improved by using an alkoxysilane compound in a rubber composition for a tread.

しかしながら、ゴムの補強性(タイヤの耐久性能)を維持しつつ、優れた低燃費性能を得ることについては未だ改善の余地がある。また、ブレーカークッションに適用することは検討されていない。 However, there is still room for improvement in obtaining excellent fuel efficiency while maintaining rubber reinforcement (tire durability). Moreover, application to a breaker cushion has not been studied.

特開平9−87427号公報JP-A-9-87427 特開平8−337688号公報JP-A-8-337688

本発明は、前記課題を解決し、優れた低燃費性能を有すると同時に、ゴムの補強性(タイヤの耐久性能)にも優れたブレーカークッション用ゴム組成物、及びこれを用いて作製したブレーカークッションを有するトラック・バス用タイヤを提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems and has a rubber composition for a breaker cushion that has excellent fuel efficiency and at the same time is excellent in rubber reinforcement (tire durability performance), and a breaker cushion manufactured using the same. The object is to provide a tire for trucks and buses having the following.

本発明は、ゴム成分及びシリケート化合物を含有するブレーカークッション用ゴム組成物に関する。 The present invention relates to a rubber composition for a breaker cushion containing a rubber component and a silicate compound.

上記シリケート化合物は、下記式(I)で表される化合物又はその部分加水分解物であることが好ましい。

Figure 2011063766
(式(I)において、Rは、同一若しくは異なって、置換されていてもよいアルキル基、アリール基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基又はアリールオキシ基を表す。Rは、同一若しくは異なって、置換されていてもよいアルキル基、アリール基、アルケニル基又はアルキニル基を表す。nは、1〜100の数である。) The silicate compound is preferably a compound represented by the following formula (I) or a partial hydrolyzate thereof.
Figure 2011063766
(In Formula (I), R 1 is the same or different and represents an optionally substituted alkyl group, aryl group, alkenyl group, alkynyl group, alkoxy group or aryloxy group. R 2 is the same or different. And represents an optionally substituted alkyl group, aryl group, alkenyl group or alkynyl group, where n is a number from 1 to 100.)

本発明はまた、上記ゴム組成物を用いて作製したブレーカークッションを有するトラック・バス用タイヤに関する。 The present invention also relates to a truck / bus tire having a breaker cushion manufactured using the rubber composition.

本発明によれば、ゴム成分及びシリケート化合物を含有するブレーカークッション用ゴム組成物であるので、該ゴム組成物をタイヤのブレーカークッションに適用することにより、優れた低燃費性能及びゴムの補強性(タイヤの耐久性能)を有するトラック・バス用タイヤを提供することができる。 According to the present invention, since it is a rubber composition for a breaker cushion containing a rubber component and a silicate compound, by applying the rubber composition to a breaker cushion of a tire, excellent low fuel consumption performance and rubber reinforcement ( It is possible to provide a truck / bus tire having tire durability performance).

本発明のブレーカークッション用ゴム組成物は、ゴム成分及びシリケート化合物を含有する。低燃費性能を向上させたトラック・バス用タイヤにおいてブレーカークッションにシリカを添加した配合が用いられることがあるが、このシリカ配合において、更にシリケート化合物を添加すること、又はシリカをシリケート化合物に置換することにより、更に優れた低燃費性能を得ることができる。 The rubber composition for a breaker cushion of the present invention contains a rubber component and a silicate compound. In truck and bus tires with improved fuel efficiency, a breaker cushion with silica added may be used. In this silica formulation, a silicate compound is further added, or silica is replaced with a silicate compound. As a result, further excellent fuel efficiency can be obtained.

また、シリケート化合物の添加又は置換では、硬度が低下しないため、操縦安定性が悪化することがない。更に、シリケート化合物の添加又は置換では、ゴム強度や伸びが低下しないため、良好な低燃費性能を得ると同時に、良好なタイヤの耐久性能も得られる。 In addition, the addition or substitution of the silicate compound does not reduce the hardness, so that the steering stability does not deteriorate. Furthermore, addition or substitution of a silicate compound does not reduce rubber strength or elongation, so that good fuel economy performance and good tire durability performance can be obtained.

本発明のゴム組成物で使用できるゴム成分としては、天然ゴム(NR)、エポキシ化天然ゴム(ENR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、イソプレンゴム(IR)、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、クロロプレンゴム(CR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、ブチルゴム(IIR)、ハロゲン化ブチルゴム(X−IIR)等のジエン系ゴムが挙げられる。なかでも、低燃費性能とタイヤの耐久性能とを両立させる観点から、NR、ENRを使用することが好ましく、NRを使用することがより好ましい。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。 The rubber components that can be used in the rubber composition of the present invention include natural rubber (NR), epoxidized natural rubber (ENR), butadiene rubber (BR), styrene butadiene rubber (SBR), isoprene rubber (IR), ethylene propylene diene. Examples thereof include diene rubbers such as rubber (EPDM), chloroprene rubber (CR), acrylonitrile butadiene rubber (NBR), butyl rubber (IIR), and halogenated butyl rubber (X-IIR). Among these, from the viewpoint of achieving both low fuel consumption performance and tire durability performance, NR and ENR are preferably used, and NR is more preferably used. These may be used alone or in combination of two or more.

ゴム組成物がNRを含有する場合、ゴム成分100質量%中のNRの含有量は、好ましくは60質量%以上、より好ましくは70質量%以上、更に好ましくは80質量%以上、最も好ましくは100質量%である。60質量%未満であると、機械的強度が低下し、タイヤの耐久性能が低下する傾向がある。 When the rubber composition contains NR, the content of NR in 100% by mass of the rubber component is preferably 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, still more preferably 80% by mass or more, and most preferably 100%. % By mass. If it is less than 60% by mass, the mechanical strength tends to decrease and the durability of the tire tends to decrease.

本発明のゴム組成物は、シリケート化合物を含有する。これにより、タイヤの耐久性を犠牲にすることなく、優れた低燃費性能が得られる。よって、より優れた低燃費性能を有すると同時に、優れたタイヤ耐久性能も有し、操縦安定性にも優れたタイヤを得ることができる。なお、シリケート化合物の使用においては、シリカを含む配合にシリケート化合物を更に添加するより、シリカをシリケート化合物に置換して使用する(例えば、シリカを、等量のシリカに相当するシリケート化合物に置換する)方が、より発熱を抑えることができ、良好な低燃費性能を得ることができる。 The rubber composition of the present invention contains a silicate compound. As a result, excellent fuel efficiency can be obtained without sacrificing the durability of the tire. Therefore, it is possible to obtain a tire that has excellent fuel efficiency performance and at the same time excellent tire durability performance and excellent steering stability. In addition, in the use of the silicate compound, the silica is replaced with a silicate compound rather than further adding the silicate compound to the compound containing silica (for example, the silica is replaced with a silicate compound corresponding to an equivalent amount of silica). ) Can suppress heat generation more and can achieve good fuel efficiency.

シリケート化合物としては、主鎖にポリシロキサン結合を有するオリゴマー(シリコーン類)が挙げられ、ポリシロキサン結合の主鎖の置換基の一部が加水分解してOH基となったものも含まれる。 Examples of the silicate compound include oligomers (silicones) having a polysiloxane bond in the main chain, and those in which a part of substituents of the main chain of the polysiloxane bond are hydrolyzed to become OH groups are also included.

好ましいシリケート化合物としては、ポリシロキサン結合を有する下記式(I)で表される化合物、その部分加水分解物が挙げられる。

Figure 2011063766
(式(I)において、Rは、同一若しくは異なって、置換されていてもよいアルキル基、アリール基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基又はアリールオキシ基を表す。Rは、同一若しくは異なって、置換されていてもよいアルキル基、アリール基、アルケニル基又はアルキニル基を表す。nは、1〜100の数である。) Preferred silicate compounds include compounds represented by the following formula (I) having a polysiloxane bond, and partial hydrolysates thereof.
Figure 2011063766
(In Formula (I), R 1 is the same or different and represents an optionally substituted alkyl group, aryl group, alkenyl group, alkynyl group, alkoxy group or aryloxy group. R 2 is the same or different. And represents an optionally substituted alkyl group, aryl group, alkenyl group or alkynyl group, where n is a number from 1 to 100.)

は、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数2〜6のアルケニル基、炭素数2〜6のアルキニル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、又は炭素数6〜12のアリールオキシ基が好ましく、これらは任意に置換されていてもよい。より好ましくは非置換のアルコキシ基、アルキル基、アリールオキシ基、更に好ましくはアルコキシ基、特に好ましくはエトキシ基、メトキシ基、最も好ましくはメトキシ基である。 R 1 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, or An aryloxy group having 6 to 12 carbon atoms is preferred, and these may be optionally substituted. More preferably, it is an unsubstituted alkoxy group, an alkyl group, an aryloxy group, still more preferably an alkoxy group, particularly preferably an ethoxy group, a methoxy group, and most preferably a methoxy group.

は、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数2〜6のアルケニル基、又は炭素数2〜6のアルキニル基が好ましく、これらは任意に置換されていてもよい。より好ましくは非置換の炭素数1〜5のアルキル基、更に好ましくはメチル基、エチル基、最も好ましくはメチル基である。 R 2 is preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, or an alkynyl group having 2 to 6 carbon atoms, and these are optionally substituted. May be. More preferably, it is an unsubstituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably a methyl group, an ethyl group, and most preferably a methyl group.

繰り返し単位n(平均値)は、通常1〜100、好ましくは2〜50、更に好ましくは3〜30の範囲の数である。上記式(I)で表される化合物は、nの値に応じて、モノマーの形態で、長鎖の形態で、任意の分岐オリゴマー長鎖の形態で、存在する。 The repeating unit n (average value) is usually a number in the range of 1 to 100, preferably 2 to 50, more preferably 3 to 30. The compound represented by the above formula (I) is present in the form of a monomer, in the form of a long chain, and in the form of any branched oligomer long chain, depending on the value of n.

上記式(I)で表される化合物の部分加水分解物は、R及びRの少なくとも一つが加水分解によりOH基となったものである。 The partial hydrolyzate of the compound represented by the above formula (I) is one in which at least one of R 1 and R 2 is converted to an OH group by hydrolysis.

本発明におけるシリケート化合物としては、慣用的にメチルシリケート、エチルシリケートと称されるアルキルシリケート(SiO含有量は、通常50〜60質量%)が含まれる。アルキルシリケートは、常態は無色透明液体であるが、加水分解・縮合反応を完全に進行させると、固体シリカを生成する。本発明におけるシリケート化合物は、アルコキシシリル基とも反応し(例えば、シランカップリング剤中のアルコキシシリル基と反応し)、シロキサン結合を生成する。 Examples of the silicate compound in the present invention include alkyl silicates conventionally referred to as methyl silicate and ethyl silicate (SiO 2 content is usually 50 to 60% by mass). Alkyl silicate is normally a colorless and transparent liquid, but forms solid silica when the hydrolysis / condensation reaction proceeds completely. The silicate compound in the present invention also reacts with an alkoxysilyl group (for example, reacts with an alkoxysilyl group in a silane coupling agent) to form a siloxane bond.

シリケート化合物の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは3質量部以上、更に好ましくは5質量部以上である。1質量部未満であると、シリケート化合物の配合による効果を充分に得られない傾向がある。また、当該含有量は、好ましくは15質量部以下、より好ましくは10質量部以下である。15質量部を超えると、コストの上昇に見合った効果を得ることができず、また、ゴムの加工性が悪化する傾向がある。 The content of the silicate compound is preferably 1 part by mass or more, more preferably 3 parts by mass or more, and still more preferably 5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. If the amount is less than 1 part by mass, the effect of blending the silicate compound tends to be insufficient. Moreover, the said content becomes like this. Preferably it is 15 mass parts or less, More preferably, it is 10 mass parts or less. When the amount exceeds 15 parts by mass, an effect commensurate with the increase in cost cannot be obtained, and the processability of rubber tends to deteriorate.

本発明のゴム組成物には、シリカを配合してもよい。シリカを配合することにより、良好な低燃費性能が得られる。シリカとしては特に限定されず、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。シリカは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 You may mix | blend a silica with the rubber composition of this invention. By blending silica, good fuel efficiency can be obtained. The silica is not particularly limited, and examples thereof include dry process silica (anhydrous silicic acid), wet process silica (hydrous silicic acid), and the like, but wet process silica is preferable because of its large number of silanol groups. Silica may be used alone or in combination of two or more.

上記シリカの窒素吸着比表面積(NSA)は、好ましくは50m/g以上、より好ましくは100m/g以上、更に好ましくは150m/g以上である。50m/g未満であると、補強性が小さいため、タイヤの耐久性能を充分に改善できないおそれがある。また、シリカのNSAは、好ましくは400m/g以下、より好ましくは300m/g以下、更に好ましくは250m/g以下である。400m/gを超えると、シリカの分散性、ゴムの加工性、及びタイヤの耐久性能が悪化する傾向がある。
なお、シリカの窒素吸着比表面積は、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 the silica is preferably 50 m 2 / g or more, more preferably 100 m 2 / g or more, and still more preferably 150 m 2 / g or more. If it is less than 50 m 2 / g, since the reinforcing property is small, the durability performance of the tire may not be sufficiently improved. Further, N 2 SA of silica is preferably 400 m 2 / g or less, more preferably 300 m 2 / g or less, and further preferably 250 m 2 / g or less. When it exceeds 400 m 2 / g, silica dispersibility, rubber processability, and tire durability tend to be deteriorated.
The nitrogen adsorption specific surface area of silica is a value measured by the BET method according to ASTM D3037-81.

上記シリカの含有量は、上記ゴム成分100質量部に対して、好ましくは3質量部以上、より好ましくは6質量部以上である。シリカの含有量が3質量部未満では、シリカの配合による効果を充分に得られない傾向がある。また、当該シリカの含有量は、好ましくは50質量部以下、より好ましくは30質量部以下である。シリカの含有量が50質量部を超えると、シリカの分散性やゴムの加工性が悪化する傾向がある。 The content of the silica is preferably 3 parts by mass or more, more preferably 6 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. When the content of silica is less than 3 parts by mass, the effect due to the blending of silica tends to be insufficient. The silica content is preferably 50 parts by mass or less, more preferably 30 parts by mass or less. When the silica content exceeds 50 parts by mass, the dispersibility of silica and the processability of rubber tend to deteriorate.

上記シリケート化合物及びシリカの合計含有量は、SiO換算で、上記ゴム成分100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは10質量部以上である。5質量部未満では、シリケート化合物及びシリカの配合による効果を充分に得られない傾向がある。また、当該合計含有量は、好ましくは50質量部以下、より好ましくは30質量部以下である。50質量部を超えると、シリカの分散性やゴムの加工性が悪化する傾向がある。 The total content of the silicate compound and silica is preferably 5 parts by mass or more and more preferably 10 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component in terms of SiO 2 . If it is less than 5 mass parts, there exists a tendency that the effect by the mixing | blending of a silicate compound and a silica cannot fully be acquired. Moreover, the said total content becomes like this. Preferably it is 50 mass parts or less, More preferably, it is 30 mass parts or less. When it exceeds 50 parts by mass, the dispersibility of silica and the processability of rubber tend to deteriorate.

本発明のゴム組成物には、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、ゴム工業において、従来からシリカと併用される任意のシランカップリング剤を使用することができ、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(3−トリエトキシシリルプロピル)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、3−メルカプトプロピ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、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挙げられる。商品名としてはSi69、Si75、Si363(デグッサ社製)やNXT、NXT−LV、NXT−ULV、NXT−Z(モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ社製)などがある。なかでも、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(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィドが好ましい。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。 The rubber composition of the present invention preferably contains a silane coupling agent. As the silane coupling agent, any silane coupling agent conventionally used in combination with silica can be used in the rubber industry. For example, bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-tri Sulfide series such as ethoxysilylpropyl) trisulfide and bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide, mercapto series such as 3-mercaptopropyltrimethoxysilane and 3-mercaptopropyltriethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxy Silane and other vinyl-based materials, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane and other glycidoxy-based materials, 3-nitropropyltrimethoxysilane and 3-nitropropyltriethoxysilane And chloro-based compounds such as Toro-based, 3-chloropropyltrimethoxysilane, and 3-chloropropyltriethoxysilane. Product names include Si69, Si75, Si363 (Degussa), NXT, NXT-LV, NXT-ULV, NXT-Z (Momentive Performance Materials). Of these, bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide and bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide are preferable. These silane coupling agents 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、シリケート化合物及びシリカの合計含有量(SiO換算)100質量部に対して、3質量部以上が好ましく、8質量部以上がより好ましい。シランカップリング剤の含有量が3質量部未満では、ゴム強度が大きく低下し、タイヤの耐久性能が悪化する傾向がある。また、当該シランカップリング剤の含有量は、15質量部以下が好ましく、10質量部以下がより好ましい。シランカップリング剤の含有量が15質量部を超えると、コストの上昇に見合った効果が得られない傾向がある。 The content of the silane coupling agent is preferably 3 parts by mass or more and more preferably 8 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the total content of the silicate compound and silica (in terms of SiO 2 ). When the content of the silane coupling agent is less than 3 parts by mass, the rubber strength is greatly reduced, and the tire durability tends to deteriorate. Moreover, 15 mass parts or less are preferable, and, as for content of the said silane coupling agent, 10 mass parts or less are more preferable. When content of a silane coupling agent exceeds 15 mass parts, there exists a tendency for the effect corresponding to the raise of cost not to be acquired.

本発明のゴム組成物には、カーボンブラックを配合することが好ましい。カーボンブラックを配合することにより、補強性を高めることができる。使用できるカーボンブラックの例としては、GPF、FEF、HAF、ISAF、SAFなどが挙げられるが、特に限定されるものではない。 The rubber composition of the present invention preferably contains carbon black. By blending carbon black, it is possible to enhance the reinforcement. Examples of carbon black that can be used include GPF, FEF, HAF, ISAF, and SAF, but are not particularly limited.

上述したように、カーボンブラック及びシリカを併用する場合、シリカを添加した分だけカーボンブラックを減じないと、低燃費性能を向上することはできなかった。したがって、シリケート化合物を含む本発明のゴム組成物にカーボンブラックを減量することなく配合すると、補強性の向上と引き換えに、低燃費性能が悪化することが予想される。しかしながら、本発明のゴム組成物にカーボンブラックを配合しても、低燃費性能の悪化が抑制できる。これは、カーボンブラックをシリケート化合物とともに混練りすると、カーボンブラックとシリケート化合物とが反応し、カーボンブラックの表面にシリカが付着するためではないかと考えられる。 As described above, when carbon black and silica are used in combination, the fuel efficiency cannot be improved unless the carbon black is reduced by the amount of silica added. Therefore, when carbon black is blended in the rubber composition of the present invention containing a silicate compound without reducing the weight, it is expected that the fuel efficiency performance deteriorates in exchange for the improvement of the reinforcing property. However, even if carbon black is blended with the rubber composition of the present invention, deterioration of fuel efficiency can be suppressed. This is thought to be because when carbon black is kneaded with a silicate compound, the carbon black reacts with the silicate compound and silica adheres to the surface of the carbon black.

シリケート化合物とカーボンブラックとの配合比率(シリケート化合物の質量/カーボンブラックの質量、以下、配合比率とする)は、好ましくは1/30以上、より好ましくは1/25以上である。配合比率が1/30未満では、低燃費性能が悪化する傾向がある。これは、シリケート化合物がカーボンブラックと充分に反応できないためであると考えられる。また、配合比率は、好ましくは2/3以下、より好ましくは1/2以下である。配合比率が2/3をこえると、ゴム強度が低下する傾向がある。 The blending ratio of the silicate compound and carbon black (mass of silicate compound / mass of carbon black, hereinafter referred to as blending ratio) is preferably 1/30 or more, more preferably 1/25 or more. If the blending ratio is less than 1/30, fuel efficiency tends to deteriorate. This is presumably because the silicate compound cannot sufficiently react with carbon black. Further, the blending ratio is preferably 2/3 or less, more preferably 1/2 or less. If the blending ratio exceeds 2/3, the rubber strength tends to decrease.

カーボンブラックのチッ素吸着比表面積(NSA)は15m/g以上が好ましく、30m/g以上がより好ましい。NSAが15m/g未満では、充分な補強性が得られない傾向がある。また、カーボンブラックのNSAは80m/g以下が好ましく、60m/g以下がより好ましい。NSAが80m/gを超えると、未加硫時の粘度が非常に高くなり、ゴムの加工性が悪化する傾向がある。また、低燃費性能が悪化する傾向もある。
カーボンブラックのチッ素吸着比表面積は、JIS K6217のA法によって求められる。
The nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of carbon black is preferably 15 m 2 / g or more, and more preferably 30 m 2 / g or more. When N 2 SA is less than 15 m 2 / g, there is a tendency that sufficient reinforcing properties cannot be obtained. Also, N 2 SA of carbon black is preferably 80 m 2 / g or less, 60 m 2 / g or less is more preferable. When N 2 SA exceeds 80 m 2 / g, the viscosity at the time of unvulcanization becomes very high, and the processability of rubber tends to deteriorate. In addition, the fuel efficiency performance tends to deteriorate.
The nitrogen adsorption specific surface area of carbon black is determined by the A method of JIS K6217.

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、好ましくは5質量部以上、より好ましくは10質量部以上、更に好ましくは20質量部以上である。5質量部未満では、充分な補強性が得られない傾向がある。また、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、好ましくは60質量部以下、より好ましくは50質量部以下である。60質量部を超えると、低燃費性能が悪化する傾向がある。 The content of carbon black is preferably 5 parts by mass or more, more preferably 10 parts by mass or more, and still more preferably 20 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. If the amount is less than 5 parts by mass, sufficient reinforcing properties tend not to be obtained. Further, the content of carbon black is preferably 60 parts by mass or less, more preferably 50 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the rubber component. If it exceeds 60 parts by mass, fuel efficiency tends to deteriorate.

上記ゴム組成物には、前記成分の他に、従来ゴム工業で使用される配合剤、例えば、クレー等の充填剤、オイル又は可塑剤、ワックス、ステアリン酸、酸化防止剤、オゾン劣化防止剤、老化防止剤、加硫促進助剤、酸化亜鉛、過酸化物、硫黄、含硫黄化合物等の加硫剤、加硫促進剤等を含有してもよい。 In addition to the above components, the rubber composition includes a compounding agent conventionally used in the rubber industry, for example, a filler such as clay, oil or plasticizer, wax, stearic acid, antioxidant, ozone deterioration inhibitor, Anti-aging agents, vulcanization accelerators, vulcanizing agents such as zinc oxide, peroxides, sulfur and sulfur-containing compounds, vulcanization accelerators and the like may be contained.

加硫促進剤としては、N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(TBBS)、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(CBS)、N,N’−ジシクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(DZ)、メルカプトベンゾチアゾール(MBT)、ジベンゾチアゾリルジスルフィド(MBTS)、ジフェニルグアニジン(DPG)などが挙げられる。なかでも、加硫特性に優れるとともに、低燃費性能及びタイヤの耐久性能を向上する効果が大きいという点で、TBBSを用いることが好ましい。 Examples of the vulcanization accelerator include N-tert-butyl-2-benzothiazolylsulfenamide (TBBS), N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide (CBS), N, N′-dicyclohexyl-2- Examples include benzothiazolylsulfenamide (DZ), mercaptobenzothiazole (MBT), dibenzothiazolyl disulfide (MBTS), and diphenylguanidine (DPG). Among them, it is preferable to use TBBS because it has excellent vulcanization characteristics and has a large effect of improving fuel efficiency and tire durability.

本発明のゴム組成物は、一般的な方法で製造される。すなわち、バンバリーミキサーやニーダー、オープンロールなどで前記各成分を混練りし、その後加硫する方法等により製造できる。 The rubber composition of the present invention is produced by a general method. That is, it can be produced by a method of kneading the above components with a Banbury mixer, a kneader, an open roll or the like and then vulcanizing.

本発明のゴム組成物は、ブレーカークッションに使用する。ブレーカークッションとは、トレッドの内側に設けられたブレーカーのタイヤ軸方向外方端に隣接し、このブレーカーの外方端とカーカスとの間に位置する部位、又は該ブレーカーとカーカスとの間であって、該ブレーカーの内側全体に亘って配置される部位をいう。ブレーカークッションの具体例は、特開2009−137438号公報の図1に示されている。 The rubber composition of the present invention is used for a breaker cushion. The breaker cushion is adjacent to the outer end in the tire axial direction of the breaker provided inside the tread and located between the outer end of the breaker and the carcass, or between the breaker and the carcass. And a portion arranged over the entire inside of the breaker. A specific example of the breaker cushion is shown in FIG. 1 of JP-A-2009-137438.

本発明のトラック・バス用タイヤは、上記ゴム組成物を用いて通常の方法によって製造される。すなわち、必要に応じて各種添加剤を配合したゴム組成物を、未加硫の段階でブレーカークッションの形状に合わせて押し出し加工し、タイヤ成型機上にて通常の方法で成形し、他のタイヤ部材とともに貼り合わせ、未加硫タイヤを形成した後、加硫機中で加熱加圧することにより、本発明のトラック・バス用タイヤを製造することができる。 The tire for trucks and buses of the present invention is produced by an ordinary method using the rubber composition. That is, if necessary, a rubber composition containing various additives is extruded in accordance with the shape of the breaker cushion at an unvulcanized stage, molded on a tire molding machine by a normal method, and other tires. The tires for trucks and buses of the present invention can be manufactured by pasting together with the members to form an unvulcanized tire and then heating and pressing in a vulcanizer.

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.

以下、実施例及び比較例で使用した各種薬品について、まとめて説明する。
NR:RSS#3
カーボンブラック:昭和キャボット(株)製のショウブラックN550(NSA:42m/g)
シリカ:デグッサ社製のUltrasil VN3(NSA:175m/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)
シリケート化合物(1):三菱化学(株)製のMS56S(前記式(I)でR=CH、R=OCH、nの平均値=約16、SiO含有量59±1.0質量%(SiO換算))
シリケート化合物(2):三菱化学(株)製のMS58B30(前記式(I)でR=C、R=CH、nの平均値=約15、SiO含有量52±3.0質量%(SiO換算))
老化防止剤:精工化学(株)製のノンフレックスRD
ステアリン酸:日油(株)製のステアリン酸
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の亜鉛華1号
60%不溶性硫黄:日本乾溜工業(株)製のセイミサルファー(純硫黄分60%、オイル分40%)
加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製のノクセラーNS(N−t−ブチル−2−ベンゾチアジル・スルフェンアミド)
Hereinafter, various chemicals used in Examples and Comparative Examples will be described together.
NR: RSS # 3
Carbon Black: Show Black N550 (N 2 SA: 42 m 2 / g) manufactured by Showa Cabot Corporation
Silica: Ultrasil VN3 manufactured by Degussa (N 2 SA: 175 m 2 / g)
Silane coupling agent: Si69 (bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide) manufactured by Degussa
Silicate compound (1): MS56S manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation (R 2 = CH 3 , R 1 = OCH 3 in the formula (I), average value of n = about 16, SiO 2 content 59 ± 1.0 Mass% (SiO 2 conversion)
Silicate compound (2): MS58B30 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation (in the above formula (I), R 2 = C 4 H 9 , R 1 = CH 3 , average value of n = about 15, SiO 2 content 52 ± 3) .0 mass% (in terms of SiO 2 ))
Anti-aging agent: Non-flex RD manufactured by Seiko Chemical Co., Ltd.
Stearic acid: Zinc stearate manufactured by NOF Corporation: Zinc Hua No. 1 60% insoluble sulfur manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd .: Seimisulfur manufactured by Nippon Kiboshi Kogyo Co., Ltd. (60% pure sulfur content, oil 40%)
Vulcanization accelerator: Noxeller NS (Nt-butyl-2-benzothiazyl sulfenamide) manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.

実施例1〜8及び比較例1〜2
表1に示す配合内容に従い、バンバリーミキサーを用いて、配合材料のうち、60%不溶性硫黄及び加硫促進剤以外の材料を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60%不溶性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3分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物をブレーカークッション形状に成形して、他のタイヤ部材と貼り合せ、150℃で30分間加硫することにより、試験用タイヤを作製した。
Examples 1-8 and Comparative Examples 1-2
According to the blending contents shown in Table 1, using a Banbury mixer, materials other than 60% insoluble sulfur and a vulcanization accelerator were kneaded for 5 minutes at 150 ° C. to obtain a kneaded product. Next, 60% insoluble sulfur and a vulcanization accelerator were added to the kneaded product obtained, and kneaded for 3 minutes under the condition of 80 ° C. using an open roll to obtain an unvulcanized rubber composition. The obtained unvulcanized rubber composition was molded into a breaker cushion shape, bonded to another tire member, and vulcanized at 150 ° C. for 30 minutes to prepare a test tire.

得られた試験用タイヤ(加硫ゴム組成物)を使用して、下記の評価を行った。それぞれの試験結果を表1に示す。 Using the obtained test tire (vulcanized rubber composition), the following evaluation was performed. Each test result is shown in Table 1.

(発熱性能指数)
試験用タイヤのブレーカークッションからゴム試験片を採取し、粘弾性スペクトロメーターVES((株)岩本製作所製)を用いて、温度70℃、初期歪み10%、動歪み2%の条件下で各配合のtanδを測定し、比較例2のtanδを100として、下記計算式により指数表示した。指数が低いほど発熱が少なく、低燃費性能に優れることを示す。
(発熱性能指数)=(各配合のtanδ)/(比較例2のtanδ)×100
(Heat generation performance index)
A rubber test piece is collected from a breaker cushion of a test tire and blended under a condition of a temperature of 70 ° C., an initial strain of 10%, and a dynamic strain of 2% using a viscoelastic spectrometer VES (manufactured by Iwamoto Seisakusho Co., Ltd.). The tan δ was measured, and the tan δ of Comparative Example 2 was taken as 100. A lower index indicates less heat generation and better fuel efficiency.
(Heat generation performance index) = (tan δ of each formulation) / (tan δ of Comparative Example 2) × 100

(耐久性能指数)
試験用タイヤのブレーカークッションから採取したゴム試験片に対してJIS K6251に準じた引張試験を行い、破断伸びを測定した。測定結果を、比較例1を100として、下記計算式により指数で示した。指数が大きいほどゴム強度が強く、タイヤの耐久性能が良好であることを示す。
(耐久性能指数)=(各配合の破断伸び)/(比較例1の破断伸び)×100
(Durability Index)
A tensile test according to JIS K6251 was performed on the rubber test piece collected from the breaker cushion of the test tire, and the elongation at break was measured. The measurement results are shown as an index according to the following calculation formula, with Comparative Example 1 being 100. The larger the index, the stronger the rubber strength and the better the durability of the tire.
(Durability Performance Index) = (Elongation at Break for Each Formulation) / (Elongation at Break in Comparative Example 1) × 100

Figure 2011063766
Figure 2011063766

シリケート化合物を配合した実施例では、優れた低燃費性能が得られるとともに、タイヤの耐久性能も良好であった。一方、シリケート化合物を配合していない比較例2では、実施例と比較して、低燃費性能が劣り、タイヤの耐久性能も若干劣っていた。シリカ、シランカップリング剤及びシリケート化合物を配合していない比較例1では、実施例と比較して、低燃費性能が大きく劣り、タイヤの耐久性能も劣っていた。 In the examples in which the silicate compound was blended, excellent fuel efficiency performance was obtained and the tire durability performance was also good. On the other hand, in Comparative Example 2 in which no silicate compound was blended, the fuel efficiency performance was inferior and the tire durability performance was slightly inferior compared to the Examples. In Comparative Example 1 in which silica, a silane coupling agent and a silicate compound were not blended, the fuel economy performance was greatly inferior and the tire durability performance was also inferior compared with the Examples.

また、実施例2及び3の比較と、実施例4及び5の比較とにより、シリケート化合物を配合するとともに、シリカを減量することで、より低燃費性能が改善できることが明らかとなった。 Moreover, it became clear from the comparison of Example 2 and 3 and the comparison of Example 4 and 5 that a low mileage performance can be improved by mix | blending a silicate compound and reducing silica.

Claims (3)

ゴム成分及びシリケート化合物を含有するブレーカークッション用ゴム組成物。 A rubber composition for a breaker cushion, comprising a rubber component and a silicate compound. シリケート化合物は、下記式(I)で表される化合物又はその部分加水分解物である請求項1記載のブレーカークッション用ゴム組成物。
Figure 2011063766
(式(I)において、Rは、同一若しくは異なって、置換されていてもよいアルキル基、アリール基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基又はアリールオキシ基を表す。Rは、同一若しくは異なって、置換されていてもよいアルキル基、アリール基、アルケニル基又はアルキニル基を表す。nは、1〜100の数である。)
The rubber composition for a breaker cushion according to claim 1, wherein the silicate compound is a compound represented by the following formula (I) or a partial hydrolyzate thereof.
Figure 2011063766
(In Formula (I), R 1 is the same or different and represents an optionally substituted alkyl group, aryl group, alkenyl group, alkynyl group, alkoxy group or aryloxy group. R 2 is the same or different. And represents an optionally substituted alkyl group, aryl group, alkenyl group or alkynyl group, where n is a number from 1 to 100.)
請求項1又は2記載のゴム組成物を用いて作製したブレーカークッションを有するトラック・バス用タイヤ。 A tire for trucks and buses having a breaker cushion produced using the rubber composition according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2017114376A1 (en) * 2015-12-30 2017-07-06 张桂华 Formula for new type of thermally conductive rubber, and method for preparing same

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