JP2015232090A - Rubber composition for rim cushion - Google Patents

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Tomoyuki Wada
智之 和田
芦浦 誠
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rubber composition for rim cushion having enhanced processability, rubber hardness, crack resistance and rim slippage resistance than conventional levels while reducing pyrogenicity.SOLUTION: There is provided a rubber composition by blending 100 pts.wt. of a rubber composition containing a farnesene polymer of 5 to 10 wt.%, 55 to 85 pts.wt. of carbon black having nitrogen absorption specific surface area NSA of 65 to 120 m/g, sulfur and a vulcanization accelerator and having the total of the blended amount of the sulfur (S) and the blended amount of the vulcanization accelerator (A) (S+A) of 2.0 to 5.0 pts.wt. and a ratio between the total (S+A) and the blended amount of the farnesene polymer (F), (S+A)/F of 0.2 to 1.0.

Description

本発明は、発熱性を低減しながら、加工性、ゴム硬度、耐クラック性および耐リムずれ性を従来レベル以上に向上するようにしたリム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 rim cushion in which processability, rubber hardness, crack resistance and rim displacement resistance are improved to a conventional level or more while reducing heat generation.

空気入りタイヤのビード部には、タイヤをホイールにリム組みしたときリムに対して密着するように、その外層にリムクッションが設けられている。リムクッションは、リムフランジに密着することにより、リムに対するリムずれを防止すると共に、エアシール性を保たなければならない。しかし、リムクッションは、リムからの圧縮力や発熱等を受けるためクラックが発生したり、繰り返し変形による疲労が起きたりして耐久性が低下するという問題があった。   A rim cushion is provided on an outer layer of the bead portion of the pneumatic tire so that the tire is in close contact with the rim when the rim is assembled to the wheel. The rim cushion must be in close contact with the rim flange to prevent rim displacement with respect to the rim and to maintain air sealability. However, the rim cushion has a problem that durability is lowered due to cracking due to compression force or heat generation from the rim, or fatigue due to repeated deformation.

このため特許文献1は、窒素吸着比表面積が90m2/g以上のカーボンブラックをゴム成分100重量部に対し40〜60重量部配合すると共に、スルフェンアミド系加硫促進剤を配合したゴム組成物を用いることにより、耐クラック性を改良することを提案している。このようなカーボンブラックの配合量を多くすると耐クラック性と共に、ゴム硬度や耐リムずれ性は向上するが、粘度が大きくなって加工性が悪化したり、発熱性が大きくなったりするという問題があった。 For this reason, Patent Document 1 discloses a rubber composition in which 40 to 60 parts by weight of carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area of 90 m 2 / g or more is blended with 100 parts by weight of a rubber component and a sulfenamide vulcanization accelerator is blended. It has been proposed to improve crack resistance by using materials. Increasing the amount of carbon black increases cracking resistance as well as rubber hardness and rim displacement resistance, but increases the viscosity and deteriorates workability and increases heat generation. there were.

発熱性が大きくなると、リムクッションが高温になり耐久性が低下する原因になると共に、空気入りタイヤの転がり抵抗が悪化する。特に地球環境問題への関心の高まりに伴い、燃費性能を向上することが求められていることからも、リムクッションの発熱性を小さくすることが重要である。   When the exothermic property increases, the rim cushion becomes hot and causes a decrease in durability, and the rolling resistance of the pneumatic tire deteriorates. In particular, it is important to reduce the heat generation of the rim cushion because it is required to improve the fuel efficiency with increasing interest in global environmental problems.

ゴム組成物の発熱性や加工性を改良する方法として、カーボンブラックの粒径を大きくしたり、カーボンブラックの配合量を少なくしたりすることが挙げられる。しかし、リムクッション用ゴム組成物にこのような処方を採用するとゴム硬度が低下し、耐リムずれ性や耐クラック性が低下するという相反する問題があった。   As a method for improving the heat build-up and processability of the rubber composition, increasing the particle size of the carbon black or decreasing the blending amount of the carbon black can be mentioned. However, when such a prescription is adopted for the rubber composition for the rim cushion, there is a conflicting problem that the rubber hardness is lowered and the rim displacement resistance and crack resistance are lowered.

特開2005−171016号公報JP 2005-171016 A

本発明の目的は、発熱性を低減しながら、加工性、ゴム硬度、耐クラック性および耐リムずれ性を従来レベル以上に向上するようにしたリムクッション用ゴム組成物を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a rubber composition for a rim cushion that is improved in workability, rubber hardness, crack resistance, and rim displacement resistance to a conventional level or more while reducing heat generation.

上記目的を達成する本発明のリムクッション用ゴム組成物は、ファルネセン重合体を5〜10重量%含むゴム成分100重量部に対し、窒素吸着比表面積N2SAが65〜120m2/gであるカーボンブラックを55〜85重量部、硫黄および加硫促進剤を配合するとともに、前記硫黄の配合量(S)および加硫促進剤の配合量(A)の合計(S+A)が2.0〜5.0重量部、前記合計(S+A)と前記ファルネセン重合体の配合量(F)の比(S+A)/Fが0.2〜1.0であることを特徴とする。 The rubber composition for a rim cushion of the present invention that achieves the above object has a nitrogen adsorption specific surface area N 2 SA of 65 to 120 m 2 / g with respect to 100 parts by weight of a rubber component containing 5 to 10% by weight of a farnesene polymer. While adding 55 to 85 parts by weight of carbon black, sulfur and a vulcanization accelerator, the total (S + A) of the sulfur content (S) and the vulcanization accelerator content (A) is 2.0 to 5 0.0 part by weight, and the ratio (S + A) / F of the total (S + A) to the blended amount (F) of the farnesene polymer is 0.2 to 1.0.

本発明のリムクッション用ゴム組成物は、ファルネセン重合体を5〜10重量%含むゴム成分100重量部に、特定のカーボンブラックを55〜85重量部、硫黄の配合量(S)と加硫促進剤の配合量(A)の合計(S+A)を2.0〜5.0重量部、これとファルネセン重合体の配合量(F)の比(S+A)/Fを0.2〜1.0にするようにしたので、ゴム組成物の発熱性を小さくしながらゴム硬度を確保し耐リムずれ性を維持向上するとともに、耐クラック性および加工性を従来レベル以上に向上することができる。   The rubber composition for a rim cushion of the present invention is a rubber component containing 5 to 10% by weight of a farnesene polymer, 55 to 85 parts by weight of specific carbon black, a sulfur content (S), and vulcanization acceleration. The total amount (S + A) of the blending amount (A) of the agent is 2.0 to 5.0 parts by weight, and the ratio (S + A) / F of the blending amount (F) of this and the farnesene polymer is 0.2 to 1.0. Therefore, while reducing the heat build-up of the rubber composition, it is possible to ensure the rubber hardness and maintain and improve the rim displacement resistance, and to improve the crack resistance and workability to the conventional level or more.

前記ゴム成分としては、ブタジエンゴムを25〜70重量%、天然ゴムを25〜70重量%含むことが好ましい。   The rubber component preferably contains butadiene rubber in an amount of 25 to 70% by weight and natural rubber in an amount of 25 to 70% by weight.

本発明のリムクッション用ゴム組成物からなるリムクッションを配置した空気入りタイヤは、通常の走行時に転がり抵抗を小さくし燃費性能を改良しながら、ゴム硬度、耐クラック性および耐リムずれ性を従来レベル以上に向上することができる。   The pneumatic tire in which the rim cushion made of the rubber composition for a rim cushion according to the present invention is arranged has the conventional rubber hardness, crack resistance and rim deviation resistance while reducing rolling resistance and improving fuel efficiency performance during normal driving. It can be improved beyond the level.

本発明のリムクッション用ゴム組成物において、ゴム成分としてファルネセン重合体をを含有する。ファルネセン重合体を含むことにより、ゴム組成物の発熱性(60℃のtanδ)を小さくしながら、ゴム硬度を大きくすることができる。また耐リムずれ性および耐クラック性を改良することができる。さらにゴム組成物の粘度を低減し加工性を改良することができる。   The rubber composition for a rim cushion of the present invention contains a farnesene polymer as a rubber component. By including the farnesene polymer, it is possible to increase the rubber hardness while reducing the exothermic property (tan δ at 60 ° C.) of the rubber composition. Further, the rim displacement resistance and crack resistance can be improved. Furthermore, the viscosity of a rubber composition can be reduced and processability can be improved.

ファルネセン重合体とは、α−ファルネセンの重合体、β−ファルネセンの重合体またはα−ファルネセンおよびβ−ファルネセンの共重合体であり、好ましくはβ−ファルネセンの重合体であるとよい。またファルネセンの重合体は、α−ファルネセンおよび/またはβ−ファルネセンを由来とする構成単位が、好ましくは90重量%以上、より好ましくは95重量%以上、より好ましくは100重量%であり、ブタジエン、イソプレン等の他のモノマー由来の構成単位を含んでもよい。   The farnesene polymer is a polymer of α-farnesene, a polymer of β-farnesene or a copolymer of α-farnesene and β-farnesene, and preferably a polymer of β-farnesene. Further, the polymer of farnesene has a constitutional unit derived from α-farnesene and / or β-farnesene, preferably 90% by weight or more, more preferably 95% by weight or more, more preferably 100% by weight, butadiene, A structural unit derived from another monomer such as isoprene may be included.

ファルネセン重合体の配合量は、ゴム成分100重量%中、5〜10重量%、好ましくは5〜8重量部である。ファルネセン重合体の配合量が5重量%未満であると加工性、耐クラック成長性を改良する効果が十分に得られない。ファルネセン重合体の配合量が10重量%を超えると、ゴム硬度および耐リムずれ性が悪化する。さらにゴム組成物の発熱性(60℃のtanδ)が却って悪化する。   The blending amount of the farnesene polymer is 5 to 10% by weight, preferably 5 to 8 parts by weight, in 100% by weight of the rubber component. If the blending amount of the farnesene polymer is less than 5% by weight, the effect of improving processability and crack growth resistance cannot be sufficiently obtained. When the blending amount of the farnesene polymer exceeds 10% by weight, the rubber hardness and the rim slip resistance are deteriorated. Furthermore, the exothermic property (tan δ at 60 ° C.) of the rubber composition deteriorates.

ファルネセン重合体の重量平均分子量は、特に制限されるものではないが、好ましくは2000〜25000、より好ましくは2500〜20000であるとよい。ファルネセン重合体の重量平均分子量が2000未満であると、ゴム組成物のゴム強度やゴム硬度が低下し、さらにゴム組成物からブリードアウトしやすくなる。またファルネセン重合体の重量平均分子量が25000を超えると加工性が悪化する。   The weight average molecular weight of the farnesene polymer is not particularly limited, but is preferably 2000 to 25000, more preferably 2500 to 20000. When the weight average molecular weight of the farnesene polymer is less than 2000, the rubber strength and rubber hardness of the rubber composition are lowered, and further, bleeding out from the rubber composition is facilitated. Moreover, when the weight average molecular weight of a farnesene polymer exceeds 25000, workability will deteriorate.

ファルネセン重合体は、上記の重量平均分子量を有しかつ加硫可能な分子構造を有するため、ゴム組成物の良好な加工性を確保しながら、加硫した後にゴム強度やゴム硬度をより高くすることができる。   The farnesene polymer has the above-mentioned weight average molecular weight and has a vulcanizable molecular structure, so that the rubber composition and the rubber hardness are increased after vulcanization while ensuring good processability of the rubber composition. be able to.

ファルネセン重合体の分子量分布(Mw/Mn;Mwが重量平均分子量、Mnが数平均分子量)は、好ましくは1.0〜2.0、より好ましくは1.0〜1.5、さらに好ましくは1.0〜1.3であるとよい。ファルネセン重合体の分子量分布がこのような範囲内であると、粘度のばらつきが小さくなる。本明細書においてファルネセン重合体の重量平均分子量Mwおよび数平均分子量Mnは、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により測定し標準ポリスチレン換算により求めるものとする。   The molecular weight distribution (Mw / Mn; Mw is the weight average molecular weight, Mn is the number average molecular weight) of the farnesene polymer is preferably 1.0 to 2.0, more preferably 1.0 to 1.5, and even more preferably 1. It is good that it is .0 to 1.3. When the molecular weight distribution of the farnesene polymer is within such a range, variation in viscosity is reduced. In the present specification, the weight average molecular weight Mw and the number average molecular weight Mn of the farnesene polymer are measured by GPC (gel permeation chromatography) and determined by standard polystyrene conversion.

ファルネセン重合体の溶融粘度は、好ましくは0.1〜2200Pa・s、より好ましくは0.1〜1000Pa・s、さらに好ましくは0.1〜100Pa・sであるとよい。ファルネセン重合体の溶融粘度がこのような範囲内であると、ゴム組成物の混練が容易になると共に加工性が向上する。本明細書において、ファルネセン重合体の溶融粘度は、ブルックフィールド型粘度計により測定した38℃における溶融粘度である。   The melt viscosity of the farnesene polymer is preferably 0.1 to 2200 Pa · s, more preferably 0.1 to 1000 Pa · s, and further preferably 0.1 to 100 Pa · s. When the melt viscosity of the farnesene polymer is within such a range, kneading of the rubber composition becomes easy and processability is improved. In this specification, the melt viscosity of the farnesene polymer is a melt viscosity at 38 ° C. measured by a Brookfield viscometer.

ファルネセン重合体は、上述した重量平均分子量および溶融粘度を有し、かつ加硫可能な分子構造を有するため、ゴム組成物の良好な加工性を確保しながら、加硫した後にゴム強度やゴム硬度をより高くすることができる。   The farnesene polymer has the above-mentioned weight average molecular weight and melt viscosity, and has a vulcanizable molecular structure, so that the rubber strength and hardness after vulcanization are ensured while ensuring good processability of the rubber composition. Can be made higher.

ファルネセン重合体は、通常の方法で合成することができ、例えば乳化重合法、溶液重合法を例示することができ、好ましくは溶液重合法で合成するとよい。   The farnesene polymer can be synthesized by an ordinary method, and examples thereof include an emulsion polymerization method and a solution polymerization method, and preferably a synthesis by a solution polymerization method.

本発明ののリムクッション用ゴム組成物において、ファルネセン重合体以外のゴム成分として、ジエン系ゴムを含む。ジエン系ゴムとしては、例えば天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム等が挙げられる。これらゴム成分は、単独または任意のブレンドとして使用することができる。   In the rubber composition for a rim cushion of the present invention, a diene rubber is included as a rubber component other than the farnesene polymer. Examples of the diene rubber include natural rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, and acrylonitrile-butadiene rubber. These rubber components can be used alone or as any blend.

ジエン系ゴムのなかでも天然ゴム、ブタジエンゴムが好ましい。ブタジエンゴムを含むことにより、その脆化温度の低さから硬さの温度依存性が低下し耐久性能に優れるようになる。天然ゴムを含むことによりその分子量の高さからゴム硬度、引張り破断強度、引張り破断伸びが大きくなる。   Of the diene rubbers, natural rubber and butadiene rubber are preferable. By including butadiene rubber, the temperature dependence of hardness is lowered due to the low embrittlement temperature, and the durability performance is excellent. Inclusion of natural rubber increases the rubber hardness, tensile strength at break, and tensile elongation at break due to its high molecular weight.

ブタジエンゴムの含有量は、ゴム成分100重量%中、好ましくは25〜70重量%、より好ましくは30〜60重量%であるとよい。ブタジエンゴムの含有量が25重量%未満であると、発熱性が悪化する。またブタジエンゴムの含有量が70重量%を超えると、加工性が悪化する。   The content of butadiene rubber is preferably 25 to 70% by weight, more preferably 30 to 60% by weight in 100% by weight of the rubber component. If the content of butadiene rubber is less than 25% by weight, the exothermic property is deteriorated. On the other hand, when the content of butadiene rubber exceeds 70% by weight, processability deteriorates.

また天然ゴムの含有量は、ゴム成分100重量%中、好ましくは25〜70重量%、より好ましくは30〜60重量%であるとよい。天然ゴムの含有量が25重量%未満であると、加工性が悪化する。また天然ゴムの含有量が70重量%を超えると、発熱性が悪化する。   The content of the natural rubber is preferably 25 to 70% by weight, more preferably 30 to 60% by weight, in 100% by weight of the rubber component. If the content of the natural rubber is less than 25% by weight, processability deteriorates. On the other hand, if the content of natural rubber exceeds 70% by weight, the heat build-up will deteriorate.

本発明のリムクッション用ゴム組成物では、カーボンブラックをゴム成分100重量に対し55〜85重量部、好ましくは60〜80重量部配合する。カーボンブラックの配合量が55重量部未満であると、ゴム組成物の補強性が十分に得られない。またカーボンブラックの配合量が85重量部を超えるとタイヤにしたときの転がり抵抗が大きくなる。   In the rubber composition for a rim cushion of the present invention, carbon black is blended in an amount of 55 to 85 parts by weight, preferably 60 to 80 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component. When the blending amount of carbon black is less than 55 parts by weight, the reinforcing property of the rubber composition cannot be obtained sufficiently. On the other hand, when the blending amount of carbon black exceeds 85 parts by weight, rolling resistance when the tire is formed increases.

本発明で使用するカーボンブラックは、窒素吸着比表面積N2SAが65〜120m2/g、好ましくは75〜100m2/gである。N2SAが65m2/g未満であると、ゴム組成物のゴム硬度などの機械的特性が低下し、耐リムずれ性が低下する。N2SAが120m2/gを超えると、tanδ(60℃)が大きくなる。また加工性および耐クラック性を改良する効果が十分には得なれない。N2SAは、JIS K6217−2に準拠して、測定するものとする。このようなカーボンブラックは、HAF級〜ISAF級のなかから適宜、選んで使用することができる。 The carbon black used in the present invention has a nitrogen adsorption specific surface area N 2 SA of 65 to 120 m 2 / g, preferably 75 to 100 m 2 / g. When N 2 SA is less than 65 m 2 / g, mechanical properties such as rubber hardness of the rubber composition are lowered, and rim displacement resistance is lowered. When N 2 SA exceeds 120 m 2 / g, tan δ (60 ° C.) increases. In addition, the effect of improving workability and crack resistance cannot be obtained sufficiently. N 2 SA shall be measured according to JIS K6217-2. Such carbon black can be appropriately selected from HAF grade to ISAF grade and used.

なおリムクッション用ゴム組成物には、カーボンブラック以外の他の補強性充填剤を配合することができる。他の補強性充填剤としては、例えばシリカ、クレー、マイカ、タルク、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、活性亜鉛華等を例示することができる。なかでもシリカ、クレーが好ましい。   The rubber composition for a rim cushion can be mixed with a reinforcing filler other than carbon black. Examples of other reinforcing fillers include silica, clay, mica, talc, calcium carbonate, aluminum oxide, titanium oxide, activated zinc white and the like. Of these, silica and clay are preferable.

本明細書において、ゴム成分100重量部に対する硫黄の配合量をS重量部、加硫促進剤の配合量をA重量部とする。リムクッション用ゴム組成物は、硫黄の配合量(S重量部)および加硫促進剤の配合量(A重量部)の合計(S+A)を2.0〜5.0重量部、合計(S+A)とファルネセン重合体の配合量(F)の比(S+A)/Fを0.2〜1.0にする。   In this specification, the amount of sulfur added to 100 parts by weight of the rubber component is S parts by weight, and the amount of vulcanization accelerator is A parts by weight. The rubber composition for the rim cushion is 2.0 to 5.0 parts by weight of the total (S + A) of the compounding amount of sulfur (S parts by weight) and the compounding amount of vulcanization accelerator (A parts by weight) (S + A). And the ratio (S + A) / F of the blending amount (F) of the farnesene polymer to 0.2 to 1.0.

硫黄および加硫促進剤の配合量の合計(S+A)はゴム成分100重量部に対し2.0〜5.0重量部、好ましくは2.5〜4.5重量部である。硫黄および加硫促進剤の合計(S+A)が2.0重量部未満であると、ゴム硬度が不足し耐リムずれ性が悪化する。硫黄および加硫促進剤の合計(S+A)が5.0重量部を超えると、耐クラック性が悪化する。   The total amount of sulfur and vulcanization accelerator (S + A) is 2.0 to 5.0 parts by weight, preferably 2.5 to 4.5 parts by weight, per 100 parts by weight of the rubber component. When the sum of sulfur and the vulcanization accelerator (S + A) is less than 2.0 parts by weight, the rubber hardness is insufficient and the rim slip resistance is deteriorated. When the sum of sulfur and the vulcanization accelerator (S + A) exceeds 5.0 parts by weight, crack resistance deteriorates.

硫黄および加硫促進剤の配合量の合計(S+A)とファルネセン重合体の配合量(F)の比(S+A)/Fは0.2〜1.0、好ましくは0.3〜0.8である。比(S+A)/Fが0.2未満であると、発熱性が大きくなり、ゴム硬度が低下し耐リムずれ性が悪化する。比(S+A)/Fが1.0を超えると、耐クラック性が悪化する。   The ratio (S + A) / F of the total amount of sulfur and vulcanization accelerator (S + A) and the amount of farnesene polymer (F) is 0.2 to 1.0, preferably 0.3 to 0.8. is there. When the ratio (S + A) / F is less than 0.2, the heat buildup is increased, the rubber hardness is lowered, and the rim displacement resistance is deteriorated. When the ratio (S + A) / F exceeds 1.0, the crack resistance deteriorates.

硫黄および加硫促進剤としては、タイヤ用ゴム組成物に通常使用されるものの中から適宜、選択して配合することができる。   As sulfur and a vulcanization accelerator, it can select and mix | blend suitably from what is normally used for the rubber composition for tires.

リムクッション用ゴム組成物には、加硫または架橋剤、加硫促進剤の外、各種オイル、老化防止剤、可塑剤などのリムクッション用ゴム組成物に一般的に使用される各種添加剤を配合することができ、かかる添加剤は一般的な方法で混練してゴム組成物とし、加硫または架橋することができる。これらの添加剤の配合量は本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。本発明のリムクッション用ゴム組成物は、通常のゴム用混練機械、例えば、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール等を使用して、上記各成分を混合することによって製造することができる。   In addition to vulcanization or crosslinking agents, vulcanization accelerators, various additives commonly used in rim cushion rubber compositions such as various oils, anti-aging agents, and plasticizers are included in the rim cushion rubber composition. These additives can be compounded and kneaded by a general method to form a rubber composition, which can be vulcanized or crosslinked. As long as the amount of these additives is not contrary to the object of the present invention, a conventional general amount can be used. The rubber composition for a rim cushion of the present invention can be produced by mixing the above components using a normal rubber kneading machine such as a Banbury mixer, a kneader, or a roll.

本発明のリムクッション用ゴム組成物は、空気入りタイヤにおけるリムクッションに好適に使用することができる。本発明のゴム組成物を使用した空気入りタイヤは、走行時の発熱性を小さくするので、転がり抵抗を小さくし燃費性能を改良することができる。また耐クラック性を従来レベル以上に向上することができる。同時に、ゴム組成物のゴム硬度の改良によりタイヤにしたときの耐リムずれ性を従来レベル以上に向上することができる。   The rubber composition for a rim cushion of the present invention can be suitably used for a rim cushion in a pneumatic tire. Since the pneumatic tire using the rubber composition of the present invention reduces heat generation during running, it can reduce rolling resistance and improve fuel efficiency. Further, the crack resistance can be improved to a level higher than the conventional level. At the same time, by improving the rubber hardness of the rubber composition, it is possible to improve the rim displacement resistance when the tire is made to a level higher than the conventional level.

以下、実施例によって本発明をさらに説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further, the scope of the present invention is not limited to these Examples.

表3に示す配合剤を共通配合とし、表1、2に示す配合からなる13種類のゴム組成物(実施例1〜6、比較例1〜7)を調製するに当たり、それぞれ硫黄および加硫促進剤を除く成分を秤量し、1.8Lの密閉型ミキサーで5分間混練した後、そのマスターバッチを放出し室温冷却した。このマスターバッチを1.8Lの密閉型ミキサーに供し、硫黄および加硫促進剤を加え、混合しリムクッション用ゴム組成物を得た。   In preparing 13 types of rubber compositions (Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 7) having the compounding ingredients shown in Table 3 as common ingredients and the compositions shown in Tables 1 and 2, sulfur and vulcanization acceleration, respectively. The components excluding the agent were weighed and kneaded for 5 minutes with a 1.8 L closed mixer, and then the master batch was discharged and cooled at room temperature. This master batch was subjected to a 1.8 L closed mixer, and sulfur and a vulcanization accelerator were added and mixed to obtain a rubber composition for a rim cushion.

得られた13種類のゴム組成物のムーニー粘度を下記に示す方法により評価した。   The Mooney viscosities of the 13 types of rubber compositions obtained were evaluated by the methods shown below.

ムーニー粘度
ゴム組成物のムーニー粘度をJIS K6300に準拠して、ムーニー粘度計にてL型ロータ(38.1mm径、5.5mm厚)を使用し、予熱時間1分、ロータの回転時間4分、100℃、2rpmの条件で測定した。得られた結果は、比較例1の値を100とする指数として表1の「粘度(100℃)」の欄に示した。この指数が小さいほどムーニー粘度が小さく、加工性が優れることを意味する。
Mooney viscosity The Mooney viscosity of the rubber composition conforms to JIS K6300, using a Mooney viscometer with an L-shaped rotor (38.1 mm diameter, 5.5 mm thickness), preheating time 1 minute, rotor rotation time 4 minutes , Measured at 100 ° C. and 2 rpm. The obtained results are shown in the column of “Viscosity (100 ° C.)” in Table 1 as an index with the value of Comparative Example 1 as 100. A smaller index means a smaller Mooney viscosity and better workability.

得られた13種類のゴム組成物を所定の金型中で、170℃で10分間プレス加硫してリムクッション用ゴム組成物からなる加硫ゴム試験片を作成した。得られた加硫ゴム試験片のtanδ(60℃)、ゴム硬度および耐クラック性を下記に示す方法により評価した。   The obtained 13 types of rubber compositions were press vulcanized at 170 ° C. for 10 minutes in a predetermined mold to prepare vulcanized rubber test pieces made of a rim cushion rubber composition. The obtained vulcanized rubber specimens were evaluated for tan δ (60 ° C.), rubber hardness and crack resistance by the methods shown below.

tanδ(60℃)
得られた加硫ゴム試験片を用いて、東洋精機製作所社製粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪み10%、振幅±2%、周波数20Hzで測定し、温度60℃における動的粘弾性を測定し、60℃のtanδを求めた。得られた結果は、比較例1の値を100とする指数として表1の「tanδ60℃」の欄に示した。この指数が小さいほど発熱性が小さくなり、タイヤにしたとき転がり抵抗が小さく優れることを意味する。
tan δ (60 ° C)
Using the obtained vulcanized rubber test piece, using a viscoelasticity spectrometer manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd., the initial strain is 10%, the amplitude is ± 2%, the frequency is 20 Hz, and the dynamic viscoelasticity at a temperature of 60 ° C. is measured. Measured and determined tan δ at 60 ° C. The obtained results are shown in the column of “tan δ 60 ° C.” in Table 1 as an index with the value of Comparative Example 1 as 100. The smaller this index, the smaller the heat generation, which means that the rolling resistance is small and excellent when made into a tire.

ゴム硬度
得られた加硫ゴム試験片を用いて、JIS K6253に準拠しデュロメータのタイプAにより温度20℃で、ゴム硬度を測定した。得られた結果は、比較例1の値を100とする指数として表1の「ゴム硬度」の欄に示した。この指数が大きいほどゴム硬度が大きいことを意味する。
Rubber Hardness Using the obtained vulcanized rubber test piece, rubber hardness was measured at a temperature of 20 ° C. with a durometer type A in accordance with JIS K6253. The obtained results are shown in the “Rubber Hardness” column of Table 1 as an index with the value of Comparative Example 1 as 100. The larger this index, the greater the rubber hardness.

耐クラック性
得られた試験片の耐クラック性として、JIS K6260に準拠し、デマチャ屈曲き裂試験機を用いて、ストローク57mm、速度300±10rpm、屈曲回数10万回の条件で、繰り返し屈曲によるき裂成長の長さを測定した。得られた結果は、それぞれの値の逆数を算出し、比較例1を100とする指数として「耐クラック性」の欄に示した。この指数が大きいほど耐クラック性が優れ、空気入りタイヤの耐久性が優れることを意味する。
Crack resistance As the crack resistance of the obtained test piece, in accordance with JIS K6260, by using a Demach bending crack tester with a stroke of 57 mm, a speed of 300 ± 10 rpm, and a number of bending times of 100,000. The length of crack growth was measured. The obtained results were calculated by calculating the reciprocal number of each value, and the result was shown in the “crack resistance” column as an index with Comparative Example 1 as 100. The larger the index, the better the crack resistance and the better the durability of the pneumatic tire.

耐リムずれ性
得られた13種類のゴム組成物でリムクッションを構成するようにして、タイヤサイズが195/65R15の空気入りタイヤを加硫成形した。タイヤの耐リムずれ性評価として、所定の空気圧にてリム組みされたタイヤを装着した車両にて、急制動を繰り返した後にタイヤが周方向にリムからずれる量を測定した。得られた結果は、比較例1の結果の逆数を100とする指数として「耐リムずれ性」の欄に示した。この指数が大きいほど耐リムずれ性が優れることを意味する。
Rim slip resistance Pneumatic tires having a tire size of 195 / 65R15 were vulcanized and molded so as to form rim cushions using the 13 types of rubber compositions obtained. As an evaluation of the resistance to rim displacement of a tire, the amount of the tire deviating from the rim in the circumferential direction after repeated rapid braking in a vehicle equipped with a tire assembled with a rim at a predetermined air pressure was measured. The obtained results are shown in the column of “rim displacement resistance” as an index with the reciprocal of the result of Comparative Example 1 being 100. The larger the index, the better the resistance to rim displacement.

Figure 2015232090
Figure 2015232090

Figure 2015232090
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なお、表1、2において使用した原材料の種類を下記に示す。
NR:天然ゴム、STR20
BR:ブタジエンゴム、日本ゼオン社製Nipol BR1220
ファルネセン1:下記の合成例1により重合されたβ−ファルネセンの重合体、重量平均分子量が140000、分子量分布が1.2、溶融粘度が69Pa・s
ファルネセン2:下記の合成例2により重合されたβ−ファルネセンの重合体、重量平均分子量が10000、分子量分布が1.1、溶融粘度が0.9Pa・s
カーボンブラック1:東海カーボン社製シーストSOP、窒素吸着比表面積が40m2/g
カーボンブラック2:東海カーボン社製シーストKH、窒素吸着比表面積が90m2/g
液状IR:液状ポリイソプレンゴム、クラレ社製クラプレンLIR−50
オイル:昭和シェル石油社製エキストラクト4号S
硫黄:鶴見化学工業社製金華印油入微粉硫黄(硫黄の含有量が95.24重量%)
加硫促進剤:FLEXSYS社製SANTOCURE CBS
The types of raw materials used in Tables 1 and 2 are shown below.
NR: natural rubber, STR20
BR: butadiene rubber, Nipol BR1220 manufactured by Nippon Zeon
Farnesene 1: β-farnesene polymer polymerized in Synthesis Example 1 below, weight average molecular weight of 140,000, molecular weight distribution of 1.2, melt viscosity of 69 Pa · s
Farnesene 2: β-farnesene polymer polymerized in Synthesis Example 2 below, weight average molecular weight 10,000, molecular weight distribution 1.1, melt viscosity 0.9 Pa · s
Carbon black 1: Sea SOP made by Tokai Carbon Co., Nitrogen adsorption specific surface area is 40 m 2 / g
Carbon black 2: Seast KH manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd., nitrogen adsorption specific surface area is 90 m 2 / g
Liquid IR: Liquid polyisoprene rubber, Kuraray Kuraprene LIR-50
Oil: Extract 4 S, Showa Shell Sekiyu
Sulfur: Fine powder sulfur with Jinhua seal oil manufactured by Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd. (sulfur content is 95.24% by weight)
Vulcanization accelerator: SANTOCURE CBS manufactured by FLEXSYS

合成例1(ファルネセン1の重合)
窒素置換し、乾燥させた耐圧容器に、ヘキサン274g、n−ブチルリチウム(17重量%ヘキサン溶液)1.2gを仕込み、50℃に昇温した後、β−ファルネセン272gを加えて1時間重合した。得られた重合反応液にメタノールを添加後、重合反応液を水で洗浄した。水を分離して、重合反応液を70℃で12時間乾燥することにより、ファルネセン重合体1を得た。
Synthesis example 1 (polymerization of farnesene 1)
In a pressure vessel that was purged with nitrogen and dried, 274 g of hexane and 1.2 g of n-butyllithium (17 wt% hexane solution) were charged, and the temperature was raised to 50 ° C., followed by addition of 272 g of β-farnesene and polymerization for 1 hour. . After adding methanol to the obtained polymerization reaction solution, the polymerization reaction solution was washed with water. The farnesene polymer 1 was obtained by separating water and drying the polymerization reaction solution at 70 ° C. for 12 hours.

合成例2(ファルネセン2の重合)
窒素置換し、乾燥させた耐圧容器に、シクロヘキサン241g、sec−ブチルリチウム(10.5重量%シクロヘキサン溶液)28.3gを仕込み、50℃に昇温した後、β−ファルネセン342gを加えて1時間重合した。得られた重合反応液にメタノールを添加後、重合反応液を水で洗浄した。水を分離して、重合反応液を70℃で12時間乾燥することにより、ファルネセン重合体2を得た。
Synthesis Example 2 (polymerization of farnesene 2)
A pressure-resistant container purged with nitrogen and dried was charged with 241 g of cyclohexane and 28.3 g of sec-butyllithium (10.5 wt% cyclohexane solution), heated to 50 ° C., and then added with 342 g of β-farnesene for 1 hour. Polymerized. After adding methanol to the obtained polymerization reaction solution, the polymerization reaction solution was washed with water. Water was separated, and the polymerization reaction solution was dried at 70 ° C. for 12 hours to obtain farnesene polymer 2.

Figure 2015232090
Figure 2015232090

なお、表3において使用した原材料の種類を下記に示す。
酸化亜鉛:正同化学工業社製酸化亜鉛3種
ステアリン酸:日油社製ビーズステアリン酸
老化防止剤:住友化学社製アンチゲン6C
In addition, the kind of raw material used in Table 3 is shown below.
Zinc oxide: 3 types of zinc oxide manufactured by Shodo Chemical Industry Co., Ltd. Stearic acid: Beads stearic acid anti-aging agent manufactured by NOF Corporation: Antigen 6C manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.

表1から明らかなように実施例1〜6のゴム組成物は、発熱性(60℃のtanδ)、加工性(粘度 100℃)、ゴム硬度、耐クラック性および耐リムずれ性が従来レベル以上に向上することが確認された。   As is apparent from Table 1, the rubber compositions of Examples 1 to 6 have exothermic properties (tan δ at 60 ° C.), processability (viscosity 100 ° C.), rubber hardness, crack resistance and rim deviation resistance that are higher than conventional levels. It was confirmed that it improved.

表1から明らかなように、比較例2のゴム組成物は、比較例1に対しオイルを増量したが、ファルネセン重合体を配合していないので、発熱性(60℃のtanδ)、ゴム硬度および耐リムずれ性が悪化する。   As is clear from Table 1, the rubber composition of Comparative Example 2 increased the amount of oil compared to Comparative Example 1, but did not contain a farnesene polymer, so exothermic properties (tan δ at 60 ° C.), rubber hardness and Deterioration of rim slip resistance is deteriorated.

比較例3のゴム組成物は、ファルネセン重合体の代わりに液状ポリイソプレンゴムを配合したので、発熱性(60℃のtanδ)および耐リムずれ性が悪化する。   In the rubber composition of Comparative Example 3, since the liquid polyisoprene rubber was blended in place of the farnesene polymer, the exothermic property (tan δ at 60 ° C.) and the rim deviation resistance were deteriorated.

比較例4のゴム組成物は、加硫系配合剤の合計(S+A)が5重量部を超えるので、耐クラック性が悪化する。   In the rubber composition of Comparative Example 4, the total vulcanized compounding agent (S + A) exceeds 5 parts by weight, so that the crack resistance deteriorates.

比較例5のゴム組成物は、カーボンブラック1の窒素吸着比表面積75m2/g未満であるので、ゴム硬度および耐リムずれ性が悪化する。 Since the rubber composition of Comparative Example 5 has a nitrogen adsorption specific surface area of carbon black 1 of less than 75 m 2 / g, the rubber hardness and rim deviation resistance deteriorate.

比較例6のゴム組成物は、ファルネセン重合体1の含有量が10重量%を超えるので、発熱性(60℃のtanδ)が大きくなり、ゴム硬度および耐リムずれ性が悪化する。   In the rubber composition of Comparative Example 6, since the content of farnesene polymer 1 exceeds 10% by weight, the exothermic property (tan δ at 60 ° C.) increases, and the rubber hardness and rim deviation resistance deteriorate.

比較例7のゴム組成物は、加硫系配合剤の合計(S+A)が2重量部未満であるので、ゴム硬度が低下し耐リムズレ性が悪化する。   In the rubber composition of Comparative Example 7, the total vulcanizing compounding agent (S + A) is less than 2 parts by weight, so that the rubber hardness is lowered and the rim slip resistance is deteriorated.

Claims (3)

ファルネセン重合体を5〜10重量%含むゴム成分100重量部に対し、窒素吸着比表面積N2SAが65〜120m2/gであるカーボンブラックを55〜85重量部、硫黄および加硫促進剤を配合するとともに、前記硫黄の配合量(S)および加硫促進剤の配合量(A)の合計(S+A)が2.0〜5.0重量部、前記合計(S+A)と前記ファルネセン重合体の配合量(F)の比(S+A)/Fが0.2〜1.0であることを特徴とするリムクッション用ゴム組成物。 To 100 parts by weight of a rubber component containing 5 to 10% by weight of a farnesene polymer, 55 to 85 parts by weight of carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area N 2 SA of 65 to 120 m 2 / g, sulfur and a vulcanization accelerator The total amount (S + A) of the blending amount (S) of the sulfur and the blending amount (A) of the vulcanization accelerator is 2.0 to 5.0 parts by weight, and the sum (S + A) and the farnesene polymer A rubber composition for a rim cushion, wherein the ratio (S + A) / F of the blending amount (F) is 0.2 to 1.0. 前記ゴム成分が、ブタジエンゴムを25〜70重量%、天然ゴムを25〜70重量%含むことを特徴とする請求項1に記載のリムクッション用ゴム組成物。   The rubber composition for a rim cushion according to claim 1, wherein the rubber component contains 25 to 70% by weight of butadiene rubber and 25 to 70% by weight of natural rubber. 請求項1または2に記載のリムクッション用ゴム組成物で、リムクッションを構成したことを特徴とする空気入りタイヤ。   A pneumatic tire comprising a rim cushion, the rim cushion rubber composition according to claim 1.
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