JP2014015585A - Rubber composition for tire bead filler, and pneumatic tire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気入りタイヤのビードフィラーに用いられるビードフィラー用ゴム組成物に関するものである。 The present invention relates to a bead filler rubber composition used for a bead filler of a pneumatic tire.
空気入りタイヤのビード部に配設されるビードフィラーを高硬度化するための方策として、多量の補強性充填剤を配合したり、フェノール系樹脂を配合したりする方法がある。しかしながら、これらの方策では、加工性や低発熱性能が悪化するという問題がある。 As a measure for increasing the hardness of the bead filler disposed in the bead portion of the pneumatic tire, there is a method of blending a large amount of reinforcing filler or a phenolic resin. However, these measures have a problem that workability and low heat generation performance deteriorate.
下記特許文献1には、加工性を改善しつつ、高硬度化(高弾性率化)を図るために、ジエン系ゴムに、官能基変性液状ポリブタジエンと、その架橋剤ないし鎖延長剤としてのマスクッドポリイソシアネートと、ノボラック型フェノール系樹脂とを配合してなるビードフィラー用ゴム組成物が提案されている。しかしながら、この文献では、該官能基変性液状ポリブタジエンとして、水素添加(以下、単に水添ということがある。)されたポリブタジエンを用いる点については開示されておらず、また、1,2−ビニル結合量が高い高ビニルの液状ポリブタジエンを水添して用いる点についても沈黙している。 Patent Document 1 listed below discloses diene rubber, functional group-modified liquid polybutadiene, and a mass as a cross-linking agent or chain extender for improving hardness while increasing processability. A rubber composition for bead filler obtained by blending kud polyisocyanate and a novolac-type phenolic resin has been proposed. However, this document does not disclose the use of hydrogenated (hereinafter sometimes simply referred to as hydrogenated) polybutadiene as the functional group-modified liquid polybutadiene, and the 1,2-vinyl bond is not disclosed. It is also silent about the use of hydrogenated high vinyl liquid polybutadiene.
下記特許文献2には、高いゴム強度が得られ操縦安定性に優れるとともに、良好な転がり抵抗性、加工性を有するビードエイペックス用ゴム組成物として、ジエン系ゴムに水添液状ポリブタジエンを配合したものが開示されている。しかしながら、この文献には、官能基変性の水添液状ポリブタジエンを用いる点については開示されておらず、また、1,2−ビニル結合量が高い高ビニルの液状ポリブタジエンを水添して用いる点についても沈黙しており、実施例で使用された液状ポリブタジエンも1,2−ビニル結合量が約35モル%の低ビニル品である。
In
本発明は、高硬度化と加工性と低発熱性能をバランスよく改良することができるタイヤビードフィラー用ゴム組成物、及びそれを用いた空気入りタイヤを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a rubber composition for a tire bead filler that can improve the hardness, workability, and low heat generation performance in a well-balanced manner, and a pneumatic tire using the rubber composition.
本発明に係るタイヤビードフィラー用ゴム組成物は、ジエン系ゴムからなるゴム成分100質量部に対して、1,2−ビニル結合量が50モル%以上のポリブタジエンを水素添加して得られる水添ポリブタジエンであってヘテロ原子を含む官能基を有する変性液状ポリブタジエン1〜25質量部と、フェノール系樹脂及びフェノール類化合物からなる群から選択された少なくとも一種のフェノール系成分1〜40質量部、を含有するものである。 The rubber composition for a tire bead filler according to the present invention is a hydrogenated product obtained by hydrogenating polybutadiene having a 1,2-vinyl bond content of 50 mol% or more with respect to 100 parts by mass of a rubber component made of a diene rubber. 1 to 25 parts by mass of a modified liquid polybutadiene having a functional group containing a heteroatom that is polybutadiene, and 1 to 40 parts by mass of at least one phenolic component selected from the group consisting of phenolic resins and phenolic compounds To do.
また、本発明の好ましい態様に係る空気入りタイヤは、該ゴム組成物からなるビードフィラーを備えたものである。 In addition, a pneumatic tire according to a preferred embodiment of the present invention is provided with a bead filler made of the rubber composition.
本発明によれば、フェノール系樹脂等のフェノール系成分とともに、高ビニルの液状ポリブタジエンを水素添加した官能基変性液状ポリブタジエンを配合したことにより、ビードフィラーの高硬度化を図りつつ、粘度低下により加工性を改良することができ、また、低発熱化を図ることができる。そのため、加工性を損なうことなく、空気入りタイヤの操縦安定性能と低燃費性能を両立することができる。 According to the present invention, by blending a phenolic component such as a phenolic resin with a functional group-modified liquid polybutadiene obtained by hydrogenating high vinyl liquid polybutadiene, the bead filler is processed with a reduced viscosity while increasing the hardness of the bead filler. Can be improved, and heat generation can be reduced. Therefore, it is possible to achieve both the steering stability performance and the low fuel consumption performance of the pneumatic tire without impairing the workability.
以下、本発明の実施に関連する事項について詳細に説明する。 Hereinafter, matters related to the implementation of the present invention will be described in detail.
実施形態に係るゴム組成物においては、ゴム成分としてジエン系ゴムが用いられる。ジエン系ゴムとしては、天然ゴム(NR)及び/又はジエン系合成ゴムを用いることができる。ジエン系合成ゴムとしては、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、クロロプレンゴム(CR)、ニトリルゴム(NBR)などが挙げられる。これらのジエン系ゴムは、いずれか一種単独で、又は2種以上ブレンドして用いることができる。 In the rubber composition according to the embodiment, a diene rubber is used as a rubber component. As the diene rubber, natural rubber (NR) and / or diene synthetic rubber can be used. Examples of the diene-based synthetic rubber include isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), styrene butadiene rubber (SBR), chloroprene rubber (CR), and nitrile rubber (NBR). These diene rubbers can be used alone or in a blend of two or more.
該ゴム成分としては、破壊特性に優れる天然ゴムを主成分とすることが好ましい。従って、ゴム成分は、天然ゴムの単独、又は、天然ゴムと他のジエン系ゴムのブレンドからなることが好ましく、ブレンドの場合、ゴム成分中に天然ゴムを50質量%以上であることが好ましく、より好ましくは80質量%以上含有することである。 The rubber component is preferably composed mainly of natural rubber having excellent fracture characteristics. Therefore, the rubber component is preferably composed of natural rubber alone or a blend of natural rubber and another diene rubber, and in the case of blend, the natural rubber is preferably 50% by mass or more in the rubber component. More preferably, it is 80% by mass or more.
本実施形態に係るゴム組成物には、変性液状ポリブタジエンが配合される。変性液状ポリブタジエンは、常温(23℃)で液状のポリマーであり、常温で固形状をなす上記ゴム成分には含まれない。該変性液状ポリブタジエンは、数平均分子量(Mn)が通常1,000〜10万であり、数平均分子量が通常20万以上である上記ゴム成分のジエン系ゴムとは明確に区別される。該変性液状ポリブタジエンの数平均分子量は、1,500〜5万であることが好ましく、より好ましくは1,500〜10,000であり、更に好ましくは2,000〜5,000である。数平均分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)、溶媒:THF(テトロヒドロフラン)、40℃で測定される値である。 The rubber composition according to this embodiment is mixed with modified liquid polybutadiene. The modified liquid polybutadiene is a polymer that is liquid at normal temperature (23 ° C.) and is not included in the rubber component that is solid at normal temperature. The modified liquid polybutadiene has a number average molecular weight (Mn) of usually 1,000 to 100,000, and is clearly distinguished from the diene rubber of the rubber component, which has a number average molecular weight of usually 200,000 or more. The number average molecular weight of the modified liquid polybutadiene is preferably 1,500 to 50,000, more preferably 1,500 to 10,000, still more preferably 2,000 to 5,000. The number average molecular weight is a value measured at 40 ° C. by GPC (gel permeation chromatography), solvent: THF (tetrohydrofuran).
本実施形態では、該変性液状ポリブタジエンとして、1,2−ビニル結合量が50モル%以上のポリブタジエンを水素添加して得られる水添ポリブタジエンが用いられる。このような高ビニルのミクロ構造を有する液状ポリブタジエンを用いることにより、ゴム表面へのブリードを抑えて、加工性及び高硬度化を図ることができる。また、液状ポリブタジエンとして水添したものを用いることにより、高硬度化を図ることができる。 In this embodiment, hydrogenated polybutadiene obtained by hydrogenating polybutadiene having a 1,2-vinyl bond content of 50 mol% or more is used as the modified liquid polybutadiene. By using liquid polybutadiene having such a high vinyl microstructure, bleed to the rubber surface can be suppressed and processability and hardness can be increased. Moreover, high hardness can be achieved by using hydrogenated liquid polybutadiene.
1,2−ビニル結合量は、水添前のポリブタジエンについて、そのポリマー中に含まれるブタジエンユニットの含有量に対する1,2−ビニル結合ユニットの含有量であり、1HNMRスペクトルの積分比により算出される。なお、1,2−ビニル結合ユニットは水添によりビニル基がエチル基になるが、炭素数2の炭化水素基の側鎖を持つという1,2−結合の形態自体は保持されるので、水添及び未水添の1,2−ビニル結合ユニットを併せて1,2−結合成分とすれば、該水添ポリブタジエンは1,2−結合成分を50モル%以上含むものである。水添前の1,2−ビニル結合量は、70モル%以上であることが好ましく、より好ましくは80〜95モル%である。 The 1,2-vinyl bond content is the content of 1,2-vinyl bond units relative to the content of butadiene units contained in the polymer of polybutadiene before hydrogenation, and is calculated by the integration ratio of 1 HNMR spectrum. The The 1,2-vinyl bond unit is converted into an ethyl group by hydrogenation, but the 1,2-bond form itself having a side chain of a hydrocarbon group having 2 carbon atoms is retained. If the hydrogenated and unhydrogenated 1,2-vinyl bond units are combined to form a 1,2-bond component, the hydrogenated polybutadiene contains 50 mol% or more of the 1,2-bond component. The amount of 1,2-vinyl bonds before hydrogenation is preferably 70 mol% or more, more preferably 80 to 95 mol%.
該変性液状ポリブタジエンの水素添加率(水添前のポリブタジエンの二重結合に対する水添された二重結合の比率)は、特に限定されないが、20モル%以上であることが好ましく、より好ましくは50モル%以上であり、更に好ましくは80〜95モル%である。水素添加率は、1HNMRスペクトルにおける不飽和結合部のスペクトル減少率から算出される。なお、水添は、パラジウムなどの触媒を使用した公知の方法で行うことができ、特に限定されない。 The hydrogenation rate of the modified liquid polybutadiene (the ratio of hydrogenated double bonds to the double bonds of polybutadiene before hydrogenation) is not particularly limited, but is preferably 20 mol% or more, more preferably 50 It is more than mol%, More preferably, it is 80-95 mol%. The hydrogenation rate is calculated from the spectrum reduction rate of the unsaturated bond portion in the 1 HNMR spectrum. The hydrogenation can be performed by a known method using a catalyst such as palladium, and is not particularly limited.
本実施形態では、該変性液状ポリブタジエンとして、ヘテロ原子を含む官能基を有する官能基変性液状ポリブタジエンが用いられる。該官能基としては、ヘテロ原子として酸素原子を含むものが好ましく、例えば、水酸基(−OH)、カルボキシル基(−COOH)、カルボン酸誘導体基、及びエポキシ基などが挙げられ、これらはそれぞれ1種のみ導入されてもよく、あるいはまた2種以上組み合わせて導入されてもよい。これらの官能基は、フェノール系樹脂等のフェノール系成分の極性部分である水酸基と相互作用があるものであり、すなわち、水酸基との間で化学結合し得る反応性又は水素結合などの親和性を持つものである。そのため、フェノール系成分の分散性を向上させることができ、ビードフィラーの高硬度化、加工性及び低発熱性能の改良に寄与するものと考えられる。 In the present embodiment, a functional group-modified liquid polybutadiene having a functional group containing a hetero atom is used as the modified liquid polybutadiene. As the functional group, those containing an oxygen atom as a hetero atom are preferable, and examples thereof include a hydroxyl group (—OH), a carboxyl group (—COOH), a carboxylic acid derivative group, and an epoxy group, each of which is one kind. May be introduced alone, or may be introduced in combination of two or more. These functional groups interact with a hydroxyl group that is a polar part of a phenolic component such as a phenolic resin, that is, have a reactivity such as a chemical bond with a hydroxyl group or an affinity such as a hydrogen bond. It is what you have. Therefore, it is considered that the dispersibility of the phenol-based component can be improved, and that it contributes to the improvement of the hardness, workability, and low heat generation performance of the bead filler.
ここで、カルボキシル基としては、例えば、マレイン酸、フタル酸、アクリル酸、メタクリル酸などが挙げられる。カルボン酸誘導体基としては、これらカルボン酸由来のエステル基(カルボン酸エステル基)や、マレイン酸やフタル酸などのジカルボン酸の無水物からなる酸無水物基が挙げられる。カルボン酸エステル基としては、例えば、アクリレート基(-O-CO-CH=CH2)及び/又はメタクリレート基(-O-CO-C(CH3)=CH2)(これらをまとめて、(メタ)アクリレート基という。)が好ましい例として挙げられる。 Here, examples of the carboxyl group include maleic acid, phthalic acid, acrylic acid, and methacrylic acid. Examples of the carboxylic acid derivative group include ester groups derived from these carboxylic acids (carboxylic acid ester groups) and acid anhydride groups composed of anhydrides of dicarboxylic acids such as maleic acid and phthalic acid. Examples of the carboxylic acid ester group include an acrylate group (—O—CO—CH═CH 2 ) and / or a methacrylate group (—O—CO—C (CH 3 ) ═CH 2 ). ) Acrylate group) is a preferred example.
このような官能基変性液状ポリブタジエンは、例えば、液状ポリブタジエンを水素添加した水添ポリブタジエンに対して官能基を有する化合物を反応させて化学修飾することにり、分子末端に上記官能基を有する液状ポリブタジエンを得ることができる。但し、その製造方法は特に限定するものではない。 Such a functional group-modified liquid polybutadiene is obtained by, for example, reacting a hydrogenated polybutadiene obtained by hydrogenating liquid polybutadiene with a compound having a functional group to chemically modify the liquid polybutadiene having the functional group at the molecular end. Can be obtained. However, the manufacturing method is not particularly limited.
本実施形態に係るゴム組成物には、該変性液状ポリブタジエンを、上記ゴム成分100質量部に対して、1〜25質量部にて配合することができる。上記のように高ビニル品を水添してなりかつ官能基で化学修飾された変性液状ポリブタジエンを、かかる配合量にて用いることにより、高硬度化、加工性及び低発熱性能をバランスよく改良することができる。変性液状ポリブタジエンの配合量は、上記ゴム成分100質量部に対して、5〜20質量部であることが好ましい。 In the rubber composition according to this embodiment, the modified liquid polybutadiene can be blended at 1 to 25 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. By using a modified liquid polybutadiene obtained by hydrogenating a high vinyl product as described above and chemically modified with a functional group in such a blending amount, the hardness, workability and low heat generation performance are improved in a balanced manner. be able to. The blending amount of the modified liquid polybutadiene is preferably 5 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
本実施形態に係るゴム組成物には、高硬度化のために、フェノール系樹脂及びフェノール類化合物からなる群から選択された少なくとも一種のフェノール系成分が配合される。フェノール系成分は、ゴム成分100質量部に対して1〜40質量部にて配合することができ、より好ましくは5〜30質量部、更に好ましくは10〜25質量部である。 The rubber composition according to the present embodiment is blended with at least one phenolic component selected from the group consisting of phenolic resins and phenolic compounds in order to increase hardness. A phenol type component can be mix | blended in 1-40 mass parts with respect to 100 mass parts of rubber components, More preferably, it is 5-30 mass parts, More preferably, it is 10-25 mass parts.
フェノール類化合物としては、フェノール、レゾルシンまたはこれらのアルキル誘導体が含まれる。アルキル誘導体には、クレゾール、キシレノールといったメチル基誘導体の他、ノニルフェノール、オクチルフェノールといった比較的長鎖のアルキル基による誘導体が含まれる。これらのフェノール類化合物を複数種組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、アルデヒドで縮合していないものを用いる場合、レゾルシンを用いることが好ましい。 Phenol compounds include phenol, resorcin, or alkyl derivatives thereof. Alkyl derivatives include derivatives of relatively long-chain alkyl groups such as nonylphenol and octylphenol, as well as methyl group derivatives such as cresol and xylenol. These phenol compounds may be used in combination. Among these, it is preferable to use resorcin when using one not condensed with an aldehyde.
フェノール系樹脂は、上記フェノール類化合物をホルムアルデヒドなどのアルデヒドで縮合してなる熱硬化性樹脂である。上記フェノール類化合物を複数種用いて、アルデヒドと縮合してもよい。従って、フェノール系樹脂としては、フェノールとホルムアルデヒドを縮合してなる未変性フェノール樹脂(ストレートフェノール樹脂)、クレゾールやキシレノール、オクチルフェノール等のアルキルフェノールとホルムアルデヒドを縮合してなるアルキル置換フェノール樹脂、レゾルシンとホルムアルデヒドを縮合してなるレゾルシン−ホルムアルデヒド樹脂、レゾルシンとアルキルフェノールとホルムアルデヒドを縮合してなるレゾルシン−アルキルフェノール共縮合ホルムアルデヒド樹脂などの、各種ノボラック型フェノール樹脂が挙げられる。また、カシューナッツ油、トール油、ロジン油などの各種オイルで変性されたオイル変性ノボラック型フェノール樹脂を用いることもできる。 The phenolic resin is a thermosetting resin obtained by condensing the above phenolic compound with an aldehyde such as formaldehyde. A plurality of the above phenol compounds may be used and condensed with an aldehyde. Therefore, phenolic resins include unmodified phenolic resin (straight phenolic resin) obtained by condensing phenol and formaldehyde, alkyl-substituted phenolic resin obtained by condensing alkylphenol such as cresol, xylenol and octylphenol with formaldehyde, resorcin and formaldehyde. Various novolak type phenol resins such as resorcinol-formaldehyde resin obtained by condensation, resorcinol-alkylphenol co-condensation formaldehyde resin obtained by condensation of resorcin, alkylphenol and formaldehyde are exemplified. In addition, an oil-modified novolak type phenol resin modified with various oils such as cashew nut oil, tall oil, and rosin oil can also be used.
本実施形態に係るゴム組成物には、フェノール系成分とともに、メチレン供与体としてのヘキサメチレンテトラミンやメラミン誘導体を併用してもよい。メラミン誘導体としては、メラミンとホルムアルデヒドを反応させて得られるヘキサメトキシメチルメラミン、ヘキサメチロールメラミンペンタメチルエーテル、多価メチロールメラミンなどが挙げられる。これらのメチレン供与体の配合量は、上記フェノール系成分100質量部に対して30〜200重量部であることが好ましい。 In the rubber composition according to this embodiment, hexamethylenetetramine or a melamine derivative as a methylene donor may be used in combination with a phenol component. Examples of the melamine derivative include hexamethoxymethyl melamine obtained by reacting melamine and formaldehyde, hexamethylol melamine pentamethyl ether, and polyvalent methylol melamine. It is preferable that the compounding quantity of these methylene donors is 30-200 weight part with respect to 100 mass parts of said phenolic components.
本実施形態に係るゴム組成物には、充填剤として、カーボンブラックを配合することができる。カーボンブラックとしては、特に限定されず、ビードフィラーに一般に用いられているグレード、例えば、ISAF、HAF、FEF、GPFのものを用いることができる。カーボンブラックの配合量は、特に限定されないが、ゴム成分100質量部に対して30〜100質量部であることが好ましく、より好ましくは50〜90質量部である。 Carbon black can be blended as a filler in the rubber composition according to this embodiment. The carbon black is not particularly limited, and grades generally used for bead fillers such as ISAF, HAF, FEF, and GPF can be used. Although the compounding quantity of carbon black is not specifically limited, It is preferable that it is 30-100 mass parts with respect to 100 mass parts of rubber components, More preferably, it is 50-90 mass parts.
本実施形態に係るゴム組成物には、上記の各成分の他に、シリカ等の他の充填剤、オイル、亜鉛華、ステアリン酸、老化防止剤、加硫剤、加硫促進剤など、タイヤビードフィラー用ゴム組成物において一般に使用される各種添加剤を配合することができる。上記加硫剤としては、硫黄、硫黄含有化合物等が挙げられ、特に限定するものではないが、その配合量は上記ゴム成分100質量部に対して0.5〜10質量部であることが好ましく、より好ましくは1〜5質量部である。また、加硫促進剤の配合量としては、上記ゴム成分100質量部に対して0.1〜7質量部であることが好ましく、より好ましくは0.5〜5質量部である。 In the rubber composition according to the present embodiment, in addition to the above-described components, other fillers such as silica, oil, zinc white, stearic acid, anti-aging agent, vulcanizing agent, vulcanization accelerator, and the like tire Various additives generally used in the rubber composition for bead filler can be blended. Examples of the vulcanizing agent include sulfur and sulfur-containing compounds, and are not particularly limited, but the blending amount is preferably 0.5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. More preferably, it is 1-5 mass parts. Moreover, as a compounding quantity of a vulcanization accelerator, it is preferable that it is 0.1-7 mass parts with respect to 100 mass parts of said rubber components, More preferably, it is 0.5-5 mass parts.
該ゴム組成物は、通常に用いられるバンバリーミキサーやニーダー、ロール等の混合機を用いて、常法に従い混練し作製することができる。すなわち、第一混合段階で、ゴム成分に対し、上記変性液状ポリブタジエン及びフェノール系成分とともに、加硫剤及び加硫促進剤を除く他の添加剤を添加混合し、次いで、得られた混合物に、最終混合段階で加硫剤及び加硫促進剤を添加混合してゴム組成物を調製することができる。 The rubber composition can be prepared by kneading according to a conventional method using a commonly used Banbury mixer, kneader, roll, or other mixer. That is, in the first mixing stage, to the rubber component, together with the modified liquid polybutadiene and the phenol component, other additives except for the vulcanizing agent and the vulcanization accelerator are added and mixed, and then the resulting mixture is A rubber composition can be prepared by adding and mixing a vulcanizing agent and a vulcanization accelerator in the final mixing stage.
以上よりなる実施形態のゴム組成物は、空気入りタイヤのビードフィラーを構成するためのゴム組成物として用いられ、常法に従い、例えば140〜180℃で加硫成形することにより、ビードフィラーを形成することができる。 The rubber composition of the above embodiment is used as a rubber composition for constituting a bead filler of a pneumatic tire, and forms a bead filler by vulcanization molding at 140 to 180 ° C., for example, according to a conventional method. can do.
図1は、実施形態に係る空気入りラジアルタイヤの一例を示す半断面図である。タイヤは、左右一対のビード部(1)及びサイドウォール部(2)と、両サイドウォール部(2)間にまたがるトレッド部(3)とを備えて構成されている。ビード部(1)には、スチールワイヤを複数回巻回してなる環状のビードコア(4)が設けられている。左右一対のビードコア(4)間には、タイヤ周方向に対し直角に配列した多数のコードが延在してなるカーカスプライ(5)が設けられている。そして、カーカスプライ(5)の両端部は、ビードコア(4)をタイヤ軸方向内側から外側に包み込むように折り返されて係止されている。トレッド部(3)におけるカーカスプライ(5)の半径方向外側には少なくとも2枚のベルトプライを重ね合わせてなるベルト(6)が配されている。 FIG. 1 is a half sectional view showing an example of a pneumatic radial tire according to the embodiment. The tire includes a pair of left and right bead portions (1) and sidewall portions (2), and a tread portion (3) extending between both sidewall portions (2). The bead portion (1) is provided with an annular bead core (4) formed by winding a steel wire a plurality of times. Between the pair of left and right bead cores (4), a carcass ply (5) is provided in which a large number of cords arranged at right angles to the tire circumferential direction extend. And both ends of the carcass ply (5) are folded and locked so as to wrap the bead core (4) from the inner side in the tire axial direction to the outer side. A belt (6) formed by superposing at least two belt plies is disposed outside the carcass ply (5) in the tread portion (3) in the radial direction.
そして、ビードコア(4)のタイヤ外周側にゴム製のビードフィラー(7)が配設されている。ビードフィラー(7)は、カーカスプライ(5)の端部をビードコア(4)に沿って折り返して係止する際に形成される捲き上げ部(5A)とカーカスプライ本体とビードコア(4)とで包囲された空間に充填されるものである。従って、ビードフィラー(7)は、ビードコア(4)の外周に沿って配設される環状のゴム部材であり、一般に径方向外方ほど先細の断面三角形状に形成されている。このような構成からなるものにおいて、ビードフィラー(7)の全体が上記ゴム組成物で形成されている。 And the rubber bead filler (7) is arrange | positioned by the tire outer peripheral side of the bead core (4). The bead filler (7) is composed of a rolled-up portion (5A) formed when the end portion of the carcass ply (5) is folded back and locked along the bead core (4), the carcass ply body, and the bead core (4). It fills the enclosed space. Therefore, the bead filler (7) is an annular rubber member disposed along the outer periphery of the bead core (4), and is generally formed in a triangular shape with a taper toward the outer side in the radial direction. What consists of such a structure WHEREIN: The whole bead filler (7) is formed with the said rubber composition.
図1に示す空気入りタイヤの構成はあくまでも一例であり、これに限定されるものではない。空気入りタイヤとしては、乗用車用でも、トラックやバスなどの重荷重用でもよく、各種空気入りタイヤのビードフィラーに適用することができる。 The configuration of the pneumatic tire shown in FIG. 1 is merely an example, and the present invention is not limited to this. The pneumatic tire may be used for passenger cars or heavy loads such as trucks and buses, and can be applied to bead fillers of various pneumatic tires.
以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.
バンバリーミキサーを使用し、下記表1に示す配合(質量部)に従い、まず、第一混合段階で、硫黄と加硫促進剤を除く成分を添加混合し(排出温度=160℃)、次いで、得られた混合物に、最終混合段階で硫黄と加硫促進剤を添加混合して(排出温度=90℃)、タイヤビードフィラー用ゴム組成物を調製した。表1中の各成分の詳細は以下の通りである。 Using a Banbury mixer, according to the composition (parts by mass) shown in Table 1 below, first, in the first mixing stage, components other than sulfur and vulcanization accelerator are added and mixed (discharge temperature = 160 ° C.), and then obtained. In the final mixing stage, sulfur and a vulcanization accelerator were added to and mixed with the resulting mixture (discharge temperature = 90 ° C.) to prepare a rubber composition for tire bead filler. The details of each component in Table 1 are as follows.
[ゴム成分]
・天然ゴム:RSS#3
[液状ポリブタジエン]
・液状ポリブタジエン1:日本曹達株式会社製「BI-3000」(未変性の水添液状ポリブタジエン、Mn=3,300、水添前の1,2−ビニル結合量(Vi)=90モル%、水素添加率=90モル%以上)
・液状ポリブタジエン2:日本曹達株式会社製「GI-3000」(OH末端変性水添液状ポリブタジエン、Mn=3,100、水添前のVi=90モル%、水素添加率=90モル%以上)
・液状ポリブタジエン3:日本曹達株式会社製「TEAI-1000」(アクリレート基末端変性水添液状ポリブタジエン、Mn=2,000、水添前のVi=90モル%、水素添加率=90モル%以上)
・液状ポリブタジエン4:株式会社クラレ製「L-1502」(OH変性水添液状ポリブタジエン、Mn=7,000、水添前のVi=40モル%以下、水素添加率=90モル%以上)
・液状ポリブタジエン5:出光興産株式会社製「Poly pbR45HT」(OH変性液状ポリブタジエン、Mn=2,500、未水添、Vi=20モル%以下)
[その他の成分]
・カーボンブラック:N550(FEF)、東海カーボン株式会社製「シーストSO」
・オイル:昭和シェル石油株式会社製「エキストラクト4号S」
・亜鉛華:三井金属鉱業株式会社製「亜鉛華1号」
・老化防止剤:住友化学工業株式会社製「アンチゲン6C」
・ステアリン酸:花王株式会社製「ルナックSー20」
・フェノール系樹脂:オイル変性ノボラック型フェノール樹脂、住友ベークライト株式会社製「スミライトレジンPR13349」
・メラミン誘導体:ヘキサメトキシメチルメラミン、三井サイテック株式会社製「サイレッツ963L」
・硫黄:鶴見化学工業株式会社製「5%油入微粉末硫黄」
・加硫促進剤:大内新興化学工業株式会社製「ノクセラーNS−P」
[Rubber component]
・ Natural rubber: RSS # 3
[Liquid polybutadiene]
Liquid polybutadiene 1: “BI-3000” manufactured by Nippon Soda Co., Ltd. (unmodified hydrogenated liquid polybutadiene, Mn = 3,300, 1,2-vinyl bond amount (Vi) before hydrogenation = 90 mol%, hydrogen (Addition rate = 90 mol% or more)
Liquid polybutadiene 2: “GI-3000” manufactured by Nippon Soda Co., Ltd. (OH-terminated hydrogenated liquid polybutadiene, Mn = 3,100, Vi before hydrogenation = 90 mol%, hydrogenation rate = 90 mol% or more)
Liquid polybutadiene 3: “TEAI-1000” manufactured by Nippon Soda Co., Ltd. (acrylate-terminated modified hydrogenated liquid polybutadiene, Mn = 2,000, Vi prior to hydrogenation = 90 mol%, hydrogenation rate = 90 mol% or more)
Liquid polybutadiene 4: “L-1502” manufactured by Kuraray Co., Ltd. (OH-modified hydrogenated liquid polybutadiene, Mn = 7,000, Vi before hydrogenation = 40 mol% or less, hydrogenation rate = 90 mol% or more)
Liquid polybutadiene 5: “Poly pbR45HT” manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd. (OH-modified liquid polybutadiene, Mn = 2,500, non-hydrogenated, Vi = 20 mol% or less)
[Other ingredients]
Carbon black: N550 (FEF), “Seast SO” manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.
-Oil: "Extract No. 4 S" manufactured by Showa Shell Sekiyu KK
・ Zinc flower: “Zinc flower No. 1” manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.
Anti-aging agent: “Antigen 6C” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
・ Stearic acid: “Lunac S-20” manufactured by Kao Corporation
・ Phenolic resin: Oil-modified novolak type phenolic resin, “Sumilite Resin PR13349” manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd.
Melamine derivative: Hexamethoxymethyl melamine, “Cyretz 963L” manufactured by Mitsui Cytec Co., Ltd.
・ Sulfur: “5% oil-filled fine powder sulfur” manufactured by Tsurumi Chemical
・ Vulcanization accelerator: “Noxeller NS-P” manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.
各ゴム組成物について、未加硫状態で加工性を評価するとともに、150℃で30分間加硫した所定形状の試験片を用いて、低発熱性能と硬度を評価した。各評価方法は以下の通りである。 About each rubber composition, while evaluating workability in the unvulcanized state, the low exothermic performance and hardness were evaluated using the test piece of the predetermined shape vulcanized for 30 minutes at 150 degreeC. Each evaluation method is as follows.
・加工性:JIS K6300に準拠して東洋精機(株)製ロータレスムーニー測定機を用い、未加硫ゴムを100℃で1分間予熱後、4分後のトルク値をムーニー単位で測定し、比較例1の値を100とした指数で示した。指数が小さいほど、粘度が小さく、加工性に優れることを意味する。 -Processability: Using a rotorless Mooney measuring machine manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd. according to JIS K6300, after preheating the unvulcanized rubber at 100 ° C for 1 minute, measuring the torque value after 4 minutes in Mooney units, The value is shown as an index with the value of Comparative Example 1 being 100. The smaller the index, the smaller the viscosity and the better the workability.
・低発熱性能:JIS K6394に準じて、東洋精機(株)製粘弾性試験機を用いて、温度60℃、周波数10Hz、初期歪み10%、動歪み1%の条件で損失係数tanδを測定し、比較例1の値を100とした指数で表示した。60℃でのtanδは、タイヤ用ゴム組成物において、低発熱性能の指標として一般に用いられているものであり、該指数が小さいほどtanδが小さく、従って、発熱しにくく、即ち低発熱性能に優れ、タイヤとしての低燃費性能に優れることを示す。 ・ Low heat generation performance: In accordance with JIS K6394, the loss coefficient tanδ was measured using a viscoelasticity tester manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd. under conditions of temperature 60 ° C., frequency 10 Hz, initial strain 10%, dynamic strain 1%. The index of Comparative Example 1 was expressed as 100. Tan δ at 60 ° C. is generally used as an index of low heat generation performance in rubber compositions for tires. The smaller the index, the smaller tan δ, and thus less heat generation, that is, excellent low heat generation performance. , It shows excellent fuel efficiency performance as a tire.
・硬度:JIS K6253に準拠したタイプAデュロメータ(A型)を用いて、23℃で硬さを測定し、比較例1の値を100とした指数で示した。指数が大きいほど、硬度が高く、そのため、ビードフィラーとして用いた場合に、操縦安定性能に優れることを示す。 Hardness: Hardness was measured at 23 ° C. using a type A durometer (A type) conforming to JIS K6253, and indicated as an index with the value of Comparative Example 1 being 100. The larger the index is, the higher the hardness is. Therefore, when used as a bead filler, it indicates that the steering stability performance is excellent.
結果は、表1に示す通りであり、比較例1に対してカーボンブラックを増量した比較例2及びフェノール系樹脂を増量した比較例3では、硬度は上昇したものの、加工性及び低発熱性能が悪化した。 The results are as shown in Table 1. In Comparative Example 2 in which the amount of carbon black was increased relative to Comparative Example 1 and in Comparative Example 3 in which the amount of phenolic resin was increased, the hardness increased, but the workability and low heat generation performance were improved. It got worse.
未変性の水添液状ポリブタジエンを配合した比較例4では、比較例1に対し、加工性は改善したものの、低発熱性能が損なわれ、また高硬度化も図れなかった。このことから、水添液状ポリブタジエンを用いた場合であっても、官能基で変性してないものでは、高硬度化も低発熱性能も改善効果が得られないことがわかる。 In Comparative Example 4 in which the unmodified hydrogenated liquid polybutadiene was blended, the processability was improved as compared with Comparative Example 1, but the low heat generation performance was impaired and the hardness could not be increased. This shows that even when hydrogenated liquid polybutadiene is used, if it is not modified with a functional group, neither improvement in hardness nor reduction in heat generation performance can be obtained.
比較例5では、液状ポリブタジエンとして、官能基変性の水添ポリブタジエンを用いているが、低ビニル品を水添したものであるため、ゴム表面にブリードが生じており、加工性と高硬度化の効果は得られなかった。これは、液状ポリブタジエンが表面にブリードすることで、フェノール系樹脂の分散剤としての効果や、液状であることによる粘度低減効果が損なわれたためと考えられる。 In Comparative Example 5, a functional group-modified hydrogenated polybutadiene is used as the liquid polybutadiene. However, since it is a hydrogenated low vinyl product, bleeding occurs on the rubber surface, which improves workability and hardness. The effect was not obtained. This is thought to be due to the fact that the liquid polybutadiene bleeds on the surface, thereby impairing the effect of the phenolic resin as a dispersant and the effect of reducing the viscosity due to being liquid.
比較例6では、液状ポリブタジエンとして、官能基変性ポリブタジエンを用いているが、低ビニル品でありかつ未水添であるため、高硬度化の効果は得られなかった。 In Comparative Example 6, functional group-modified polybutadiene was used as the liquid polybutadiene, but since it was a low vinyl product and not hydrogenated, the effect of increasing the hardness could not be obtained.
これに対し、高ビニル品を水添した官能基変性液状ポリブタジエンを、フェノール系樹脂とともに配合した実施例1〜5であると、高硬度化及び加工性、低発熱性能をバランス良く改良することができた。すなわち、実施例1〜5では、比較例1に対して、加工性及び低発熱性能を損なうことなく、むしろこれらを改善しながら、高硬度化を図ることができた。 On the other hand, in Examples 1 to 5 in which a functional group-modified liquid polybutadiene hydrogenated with a high vinyl product is blended together with a phenolic resin, high hardness, workability, and low heat generation performance can be improved in a well-balanced manner. did it. That is, in Examples 1-5, compared with the comparative example 1, it was possible to achieve high hardness while improving these without impairing workability and low heat generation performance.
1…ビード部、2…サイドウォール部、3…トレッド部、4…ビードコア、5…カーカスプライ、6…ベルト、7…ビードフィラー DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Bead part, 2 ... Side wall part, 3 ... Tread part, 4 ... Bead core, 5 ... Carcass ply, 6 ... Belt, 7 ... Bead filler
Claims (3)
1,2−ビニル結合量が50モル%以上のポリブタジエンを水素添加して得られる水添ポリブタジエンであってヘテロ原子を含む官能基を有する変性液状ポリブタジエン1〜25質量部と、
フェノール系樹脂及びフェノール類化合物からなる群から選択された少なくとも一種のフェノール系成分1〜40質量部、
を含有するタイヤビードフィラー用ゴム組成物。 For 100 parts by mass of rubber component made of diene rubber,
1 to 25 parts by mass of a modified liquid polybutadiene having a functional group containing a hetero atom, which is a hydrogenated polybutadiene obtained by hydrogenating polybutadiene having a 1,2-vinyl bond amount of 50 mol% or more;
1 to 40 parts by mass of at least one phenolic component selected from the group consisting of phenolic resins and phenolic compounds,
A rubber composition for tire bead fillers.
ことを特徴とする請求項1記載のタイヤビードフィラー用ゴム組成物。 The rubber composition for tire bead filler according to claim 1, wherein the functional group of the modified liquid polybutadiene is at least one selected from the group consisting of a hydroxyl group, a carboxyl group, a carboxylic acid derivative group, and an epoxy group. .
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