JP2016196576A - Rubber composition for tire - Google Patents

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克典 清水
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rubber composition for a tire for improving low heat generation property and mechanical characteristics.SOLUTION: There is provided a rubber composition for a tire obtained by blending 30 to 80 pts.wt. of carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area of 20 to less than 90 m/g and 3.0 to 8.0 pts.wt. of a sulfur component in terms of pure sulfur based on 100 pts.wt. of a rubber component which is a rubber component composed of 40 wt.% or more of a natural rubber and/or an isoprene rubber, 20 to 100 wt.% of a masticated rubber masterbatch in which 0.3 to 5.0 wt.% of a terminal amino dicarbonyl unsaturated compound represented by the formula (i) is coexisted with 100 wt.% of a diene-based rubber optionally including a butadiene rubber and a total of 80 to 0 wt.% of a butadiene rubber, a natural rubber and an isoprene rubber and contains a total 20 to 80 wt.% of a natural rubber and an isoprene rubber and a total of 80 to 20 wt.% of a butadiene rubber.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、低発熱性および機械的特性を改良するようにしたタイヤ用ゴム組成物に関する。   The present invention relates to a rubber composition for tires that is improved in low heat build-up and mechanical properties.

近年、空気入りタイヤに対する要求性能として、地球環境問題への関心の高まりに伴い燃費性能が優れることが求められている。燃費性能を向上するためには転がり抵抗を低減することが必要である。このため空気入りタイヤを構成するゴム組成物の発熱を抑えることにより、タイヤの転がり抵抗を小さくすることが行われている。ゴム組成物の発熱性の指標としては一般に動的粘弾性測定による60℃のtanδが用いられ、ゴム組成物のtanδ(60℃)が小さいほど発熱性が小さくなる。   In recent years, as a required performance for pneumatic tires, it has been demanded that fuel efficiency performance is excellent with increasing interest in global environmental problems. In order to improve fuel efficiency, it is necessary to reduce rolling resistance. For this reason, the rolling resistance of the tire is reduced by suppressing the heat generation of the rubber composition constituting the pneumatic tire. Generally, 60 ° C. tan δ by dynamic viscoelasticity measurement is used as an index of exothermic property of the rubber composition. The smaller the tan δ (60 ° C.) of the rubber composition, the smaller the exothermic property.

ゴム組成物のtanδ(60℃)を小さくする方法として、例えばカーボンブラックの配合量を少なくしたり、カーボンブラックの粒径を大きくしたりすることが挙げられる。しかし、このような方法では、ゴム組成物のゴム硬度、引張り破断強度、引張り破断伸びなどの機械的特性が低下し、タイヤにしたとき操縦安定性、耐摩耗性が低下するという問題がある。   As a method for reducing the tan δ (60 ° C.) of the rubber composition, for example, the amount of carbon black is decreased or the particle size of the carbon black is increased. However, such a method has a problem that mechanical properties such as rubber hardness, tensile breaking strength, and tensile breaking elongation of the rubber composition are lowered, and steering stability and wear resistance are lowered when the tire is formed.

特許文献1は、ゴム成分と(2Z)−4−アミノフェニルアミノ−4−オキソ−2−ブテン酸と充填剤を混練して得られるゴム組成物が、その粘弾性特性を改変することによりタイヤにしたとき燃費性能を改良することを提案している。しかし、このゴム組成物でランフラットタイヤの左右のサイドウォール部の断面三日月形のゴム補強層を構成しようとすると、引張り破断強度、引張り破断伸び、耐疲労性などの機械的特性の要求レベル、特に引張り破断伸び、耐疲労性を十分に確保することができず更なる改良が求められていた。   Patent Document 1 discloses that a rubber composition obtained by kneading a rubber component, (2Z) -4-aminophenylamino-4-oxo-2-butenoic acid, and a filler modifies the viscoelastic characteristics of the tire. It has been proposed to improve fuel economy performance. However, when this rubber composition is used to form a crescent-shaped rubber reinforcing layer in the left and right sidewall portions of the run-flat tire, the required level of mechanical properties such as tensile rupture strength, tensile rupture elongation, fatigue resistance, In particular, the tensile elongation at break and fatigue resistance could not be sufficiently ensured, and further improvements were demanded.

国際公開第2012/147984号International Publication No. 2012/147984

本発明の目的は、低発熱性および機械的特性を従来レベル以上に改良するようにしたタイヤ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 tires that is improved in low heat build-up and mechanical properties over conventional levels.

上記目的を達成する本発明のタイヤ用ゴム組成物は、天然ゴムおよび/またはイソプレンゴムを40重量%以上および任意にブタジエンゴムを含むジエン系ゴム100重量%に下記一般式(i)で表わされる化合物0.3〜5.0重量%を共存させた素練りゴムマスターバッチ20〜100重量%、並びにブタジエンゴム、天然ゴムおよびイソプレンゴムの合計80〜0重量%からなるゴム成分であると共に、天然ゴムおよびイソプレンゴムの合計を20〜80重量%、並びにブタジエンゴムの合計80〜20重量%を含むゴム成分100重量部に対し、窒素吸着比表面積が20m2/g以上90m2/g未満であるカーボンブラックを30〜80重量部、硫黄成分を純硫黄換算で3.0〜8.0重量部を配合したことを特徴とする。 The rubber composition for tires of the present invention that achieves the above object is represented by the following general formula (i) in which 100% by weight of a natural rubber and / or isoprene rubber is 40% by weight or more and optionally a diene rubber containing butadiene rubber. A rubber component comprising 20 to 100% by weight of a kneaded rubber masterbatch in which 0.3 to 5.0% by weight of a compound coexists, and 80 to 0% by weight in total of butadiene rubber, natural rubber and isoprene rubber, the sum of the rubber and isoprene rubber 20 to 80 wt%, and the rubber component 100 parts by weight comprising the total 80 to 20% by weight of butadiene rubber, a nitrogen adsorption specific surface area is less than 20 m 2 / g or more 90m 2 / g 30 to 80 parts by weight of carbon black and 3.0 to 8.0 parts by weight of a sulfur component in terms of pure sulfur are blended.

Figure 2016196576
(式中、R1は置換基を有してもよい炭素数6〜12の2価の芳香族炭化水素基、R2,R3はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基、ヒドロキシ基または炭素数1〜6のアルコキシ基、R4はヒドロキシ基または−ONa、Xは−NH−または−O−を表す。)
Figure 2016196576
(In the formula, R 1 is an optionally substituted divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms, R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, or 1 to 6 carbon atoms. An alkyl group, a C 6-12 aryl group, a hydroxy group or a C 1-6 alkoxy group, R 4 represents a hydroxy group or —ONa, and X represents —NH— or —O—.)

本発明のタイヤ用ゴム組成物は、天然ゴムおよび/またはイソプレンゴムを含むジエン系ゴムに前記一般式(i)で表される化合物を反応させた変性ゴムマスターバッチを含むゴム成分に対し、ブタジエンゴム、特定のカーボンブラック、および硫黄成分を配合するようにしたので、ゴム組成物のtanδ(60℃)を小さくすると共に、引張り破断強度、引張り破断伸びなどの機械的特性を維持・向上することができる。これにより空気入りタイヤにしたとき、燃費性能を改良しながら、操縦安定性および耐疲労性を従来レベル以上に改良することができる。   The rubber composition for tires of the present invention comprises butadiene for rubber components containing a modified rubber masterbatch obtained by reacting a compound represented by the general formula (i) with a diene rubber containing natural rubber and / or isoprene rubber. Since rubber, specific carbon black, and sulfur components are added, tan δ (60 ° C) of the rubber composition is reduced, and mechanical properties such as tensile strength at break and tensile elongation at break are maintained and improved. Can do. As a result, when a pneumatic tire is used, the handling stability and fatigue resistance can be improved to a level higher than the conventional level while improving the fuel efficiency.

前記一般式(i)で表される化合物において、R4はヒドロキシ基であるとよい。 In the compound represented by the general formula (i), R 4 may be a hydroxy group.

前記ブタジエンゴム中にシンジオタクチック‐1,2‐ポリブタジエンを20〜50重量%含むとよい。   The butadiene rubber may contain 20-50% by weight of syndiotactic-1,2-polybutadiene.

このゴム組成物はランフラットタイヤの左右のサイドウォール部の断面三日月形のゴム補強層を構成することに好適であり、空気入りタイヤの転がり抵抗を小さくし燃費性能を改良しながら、操縦安定性および耐疲労性を従来レベル以上に改良することができる。   This rubber composition is suitable for constructing a crescent-shaped rubber reinforcement layer on the left and right sidewalls of a run-flat tire, and reduces the rolling resistance of pneumatic tires and improves fuel efficiency while improving steering stability. In addition, the fatigue resistance can be improved over the conventional level.

本発明のタイヤ用ゴム組成物は、素練りゴムマスターバッチ、ブタジエンゴムおよび補強性充填剤からなる。素練りゴムマスターバッチは、天然ゴムおよび/またはイソプレンゴム、任意にブタジエンゴムを含むジエン系ゴムに特定の化合物を共存させたものである。天然ゴム、イソプレンゴムおよびブタジエンゴムとしては、タイヤ用ゴム組成物に通常用いられるものを使用することができる。   The rubber composition for tires of the present invention comprises a kneaded rubber masterbatch, butadiene rubber and a reinforcing filler. The kneaded rubber masterbatch is a natural rubber and / or isoprene rubber, optionally a diene rubber containing a butadiene rubber and a specific compound coexisting therewith. As the natural rubber, isoprene rubber and butadiene rubber, those usually used for tire rubber compositions can be used.

素練りゴムマスターバッチは、天然ゴム、イソプレンゴムの少なくとも1種を含み、任意にブタジエンゴムを含む。素練りゴムマスターバッチが、天然ゴムおよびイソプレンゴムを有しないと、本発明の所期の効果を奏することができない。   The kneaded rubber masterbatch includes at least one of natural rubber and isoprene rubber, and optionally includes butadiene rubber. If the kneaded rubber masterbatch does not have natural rubber and isoprene rubber, the desired effect of the present invention cannot be achieved.

素練りゴムマスターバッチを構成するジエン系ゴム100重量%中、天然ゴムおよびイソプレンゴムの含有量は、好ましくは40〜100重量%、より好ましくは50〜100重量%であるとよい。天然ゴムおよびイソプレンゴムの含有量が40重量%未満であると、ジエン系ゴムと中に一般式(i)の化合物を十分に分散混合させることができない。   The content of natural rubber and isoprene rubber is preferably 40 to 100% by weight, more preferably 50 to 100% by weight, in 100% by weight of the diene rubber constituting the masticated rubber masterbatch. When the content of the natural rubber and isoprene rubber is less than 40% by weight, the compound of the general formula (i) cannot be sufficiently dispersed and mixed with the diene rubber.

素練りゴムマスターバッチを構成するジエン系ゴムは、天然ゴムおよびイソプレンゴム以外の他のジエン系ゴムを任意に含むことができる。他のジエン系ゴムとしては、例えばブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンジエンゴム等を挙げることができる。なかでもブタジエンゴムが好ましい。   The diene rubber constituting the kneaded rubber masterbatch can optionally contain other diene rubbers other than natural rubber and isoprene rubber. Examples of other diene rubbers include butadiene rubber, styrene butadiene rubber, butyl rubber, and ethylene propylene diene rubber. Of these, butadiene rubber is preferred.

本発明において、素練りゴムマスターバッチは、ジエン系ゴム100重量%に下記一般式(i)で表わされる化合物0.3〜5.0重量%を共存させたものである。   In the present invention, the kneaded rubber masterbatch is obtained by coexisting 0.3 to 5.0% by weight of a compound represented by the following general formula (i) with 100% by weight of a diene rubber.

Figure 2016196576
(式中、R1は置換基を有してもよい炭素数6〜12の2価の芳香族炭化水素基、R2,R3はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基、ヒドロキシ基または炭素数1〜6のアルコキシ基、Rはヒドロキシ基または−ONa、Xは−NH−または−O−を表す。)
Figure 2016196576
(In the formula, R 1 is an optionally substituted divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms, R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, or 1 to 6 carbon atoms. An alkyl group, a C 6-12 aryl group, a hydroxy group or a C 1-6 alkoxy group, R 4 represents a hydroxy group or —ONa, and X represents —NH— or —O—.)

一般式(i)中、R1は置換基を有してもよい炭素数6〜12の2価の芳香族炭化水素基である。炭素数6〜12の2価の芳香族炭化水素基としては、例えばフェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基が挙げられる。置換基としては、例えば炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基、ヒドロキシ基、ニトロ基、シアノ基、スルホ基、ハロゲン原子等が例示される。これら置換基は芳香族炭化水素基の水素原子を任意に0〜4個置換することができる。R1は好ましくはフェニレン基であるとよい。 In general formula (i), R < 1 > is a C6-C12 bivalent aromatic hydrocarbon group which may have a substituent. Examples of the divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms include a phenylene group, a naphthylene group, and a biphenylene group. Examples of the substituent include an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a hydroxy group, a nitro group, a cyano group, a sulfo group, and a halogen atom. These substituents can arbitrarily substitute 0 to 4 hydrogen atoms of the aromatic hydrocarbon group. R 1 is preferably a phenylene group.

2,R3は、それぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基、ヒドロキシ基または炭素数1〜6のアルコキシ基である。R2およびR3におけるハロゲン原子としては、例えばフッ素、塩素、臭素及びヨウ素が挙げられる。炭素数1〜6のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、n−ヘキシル基等が挙げられる。炭素数6〜12のアリール基としては、炭素数6〜12の単環式又は縮合多環式芳香族炭化水素を示し、例えば、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基等が挙げられる。炭素数1〜6のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、n−ペントキシ基、イソペントキシ基、n−ヘキシルオキシ基等が挙げられる。 R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, a hydroxy group, or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. Examples of the halogen atom in R 2 and R 3 include fluorine, chlorine, bromine and iodine. Examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms include methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, n-pentyl, and isopentyl. Group, n-hexyl group and the like. As a C6-C12 aryl group, a C6-C12 monocyclic or condensed polycyclic aromatic hydrocarbon is shown, for example, a phenyl group, a naphthyl group, a biphenyl group etc. are mentioned. Examples of the alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an isopropoxy group, an n-butoxy group, an isobutoxy group, a sec-butoxy group, a tert-butoxy group, and an n-pentoxy group. , Isopentoxy group, n-hexyloxy group and the like.

2およびR3として、R2が水素原子であり、R3が水素原子または炭素数1〜6のアルキル基であることが好ましく、より好ましくはRおよびRが水素原子である。R4は、ヒドロキシ基または−ONaであり、好ましくはヒドロキシ基であるとよい。Xは、−NH−または−O−である。Xは好ましくは−NH−であるとよい。 As R 2 and R 3, R 2 is a hydrogen atom, it is preferred that R 3 is an alkyl group having 1 to 6 carbon hydrogen atom or atoms, more preferably R 2 and R 3 are hydrogen atoms. R 4 is a hydroxy group or —ONa, preferably a hydroxy group. X is —NH— or —O—. X is preferably —NH—.

前記一般式(i)で表わされる化合物としては、例えば(2Z)−4−[(4−アミノフェニル)アミノ]−4−オキソ−2−ブテン酸、(2Z)−4−[(3−アミノフェニル)アミノ]−4−オキソ−2−ブテン酸、(2Z)−4−[(4−アミノフェニル)アミノ]−2−メチル−4−オキソ−2−ブテン酸、ナトリウム(2Z)−4−[(4−アミノフェニル)アミノ]−4−オキソ−2−ブテン酸、ナトリウム(2Z)−4−[(3−アミノフェニル)アミノ]−4−オキソ−2−ブテン酸等を例示することができる。なかでも(2Z)−4−[(4−アミノフェニル)アミノ]−4−オキソ−2−ブテン酸、ナトリウム(2Z)−4−[(4−アミノフェニル)アミノ]−4−オキソ−2−ブテン酸が好ましく、とりわけ(2Z)−4−[(4−アミノフェニル)アミノ]−4−オキソ−2−ブテン酸が好ましい。   Examples of the compound represented by the general formula (i) include (2Z) -4-[(4-aminophenyl) amino] -4-oxo-2-butenoic acid, (2Z) -4-[(3-amino Phenyl) amino] -4-oxo-2-butenoic acid, (2Z) -4-[(4-aminophenyl) amino] -2-methyl-4-oxo-2-butenoic acid, sodium (2Z) -4- Illustrative examples include [(4-aminophenyl) amino] -4-oxo-2-butenoic acid, sodium (2Z) -4-[(3-aminophenyl) amino] -4-oxo-2-butenoic acid, and the like. it can. Among them, (2Z) -4-[(4-aminophenyl) amino] -4-oxo-2-butenoic acid, sodium (2Z) -4-[(4-aminophenyl) amino] -4-oxo-2- Butenoic acid is preferred, and (2Z) -4-[(4-aminophenyl) amino] -4-oxo-2-butenoic acid is particularly preferred.

素練りゴムマスターバッチ中、一般式(i)で表わされる化合物の含有量は、ジエン系ゴム100重量%に対し0.3〜5.0重量%、好ましくは1.0〜5.0重量%である。一般式(i)で表わされる化合物の含有量が0.3重量%未満であると、本発明の所期の効果を奏することができない。また5.0重量%を超えると、ゴム組成物の引張り破断伸びが却って低下する。また耐疲労性が低下する。   In the kneaded rubber masterbatch, the content of the compound represented by the general formula (i) is 0.3 to 5.0% by weight, preferably 1.0 to 5.0% by weight based on 100% by weight of the diene rubber. It is. When the content of the compound represented by the general formula (i) is less than 0.3% by weight, the desired effect of the present invention cannot be achieved. On the other hand, if it exceeds 5.0% by weight, the tensile elongation at break of the rubber composition decreases. In addition, fatigue resistance decreases.

素練りゴムマスターバッチは、補強性充填剤を含まないようにする。素練りゴムマスターバッチが補強性充填剤を含む場合、tanδ(60℃)を低減する効果、および引張り破断強度、引張り破断伸び、ゴム硬度などの機械的特性を改良する効果が、本発明により得られたタイヤ用ゴム組成物と比べ劣る。   The kneaded rubber masterbatch should be free of reinforcing fillers. When the kneaded rubber masterbatch contains a reinforcing filler, the effects of reducing tan δ (60 ° C.) and improving mechanical properties such as tensile breaking strength, tensile breaking elongation, and rubber hardness are obtained by the present invention. It is inferior to the tire rubber composition obtained.

この素練りゴムマスターバッチは、天然ゴム、イソプレンゴムおよび任意にブタジエンゴムが一般式(i)で表わされる化合物と共存しているため、後にカーボンブラックを含む補強性充填剤と所定量の硫黄成分を配合したゴム組成物にすると、ジエン系ゴムとカーボンブラックを含む補強性充填剤との親和性を向上することができる。   In this masticated rubber masterbatch, natural rubber, isoprene rubber and optionally butadiene rubber coexist with the compound represented by the general formula (i). When the rubber composition is formulated, the affinity between the diene rubber and the reinforcing filler containing carbon black can be improved.

本発明のタイヤ用ゴム組成物は、上述した素練りゴムマスターバッチ20〜100重量%を含むゴム成分100重量部に対し、カーボンブラック30〜80重量部を含む補強性充填剤を配合し、かつ純硫黄換算で3.0〜8.0重量部の硫黄成分を配合したものである。ゴム成分は、素練りゴムマスターバッチの他、任意に他のジエン系ゴムを含むことができる。他のジエン系ゴムは、未変性のゴムであり、ブタジエンゴム、天然ゴムおよびイソプレンゴムから選ばれる。   The rubber composition for tires of the present invention contains a reinforcing filler containing 30 to 80 parts by weight of carbon black to 100 parts by weight of the rubber component containing 20 to 100% by weight of the above-mentioned masticated rubber masterbatch, and It contains 3.0 to 8.0 parts by weight of a sulfur component in terms of pure sulfur. The rubber component can optionally contain other diene rubbers in addition to the kneaded rubber masterbatch. The other diene rubber is an unmodified rubber and is selected from butadiene rubber, natural rubber and isoprene rubber.

本発明において、ゴム成分100重量%は、素練りゴムマスターバッチ20〜100重量%並びにブタジエンゴム、天然ゴムおよびイソプレンゴムの合計80〜0重量%からなる。素練りゴムマスターバッチの含有量は20〜100重量%、好ましくは30〜100重量%である。またブタジエンゴム、天然ゴムおよびイソプレンゴムの合計は80〜0重量%、好ましくは70〜0重量%である。素練りゴムマスターバッチの含有量が20重量%未満では、ジエン系ゴムとカーボンブラックを含む補強性充填剤の親和性を十分に高くすることができない。   In the present invention, 100% by weight of the rubber component comprises 20 to 100% by weight of the masticated rubber masterbatch and 80 to 0% by weight in total of butadiene rubber, natural rubber and isoprene rubber. The content of the kneaded rubber masterbatch is 20 to 100% by weight, preferably 30 to 100% by weight. The total of butadiene rubber, natural rubber and isoprene rubber is 80 to 0% by weight, preferably 70 to 0% by weight. When the content of the kneaded rubber masterbatch is less than 20% by weight, the affinity of the reinforcing filler containing the diene rubber and carbon black cannot be sufficiently increased.

本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ゴム成分中の素練りゴムマスターバッチおよび後添加する他のジエン系ゴムを組成する天然ゴムおよびイソプレンゴムの合計を特定する。すなわちゴム成分100重量%中、素練りゴムマスターバッチ中および後添加する天然ゴムおよびイソプレンゴムを合計で20〜80重量%、好ましくは30〜70重量%含むようにする。ゴム成分中の天然ゴムおよびイソプレンゴムの合計を20重量%以上にすることにより、ランフラットタイヤの左右のサイドウォール部の断面三日月形のゴム補強層に要求されるレベルの低発熱性および機械的特定を得ることができる。   The rubber composition for tires of the present invention specifies the total of the natural rubber and isoprene rubber composing the kneaded rubber masterbatch in the rubber component and other diene rubbers to be added later. That is, a total of 20 to 80% by weight, preferably 30 to 70% by weight, of the natural rubber and isoprene rubber added in the rubber component 100% by weight, in the masticated rubber masterbatch and afterwards, is added. By making the total of the natural rubber and isoprene rubber in the rubber component 20% by weight or more, low heat build-up and mechanical properties at the level required for the crescent-shaped rubber reinforcing layer in the left and right sidewall portions of the run-flat tire You can get specific.

またゴム成分は、素練りゴムマスターバッチおよび後添加する他のジエン系ゴムとしてブタジエンゴムを必ず含む。ここでブタジエンゴムは、素練りゴムマスターバッチに後添加し得る他のジエン系ゴムであると共に、素練りゴムマスターバッチ中に任意に含まれる。素練りゴムマスターバッチおよび後添加する他のジエン系ゴムとしてのブタジエンゴムの配合量の合計は、ゴム成分100重量%中80〜20重量%、好ましくは70〜30重量%である。ブタジエンゴムの配合量の合計が20重量%未満であると、耐疲労性が悪化する。またブタジエンゴムの配合量の合計が80重量%を超えると、硬度低下になり操縦安定性が悪化する。   The rubber component always contains butadiene rubber as a masticated rubber masterbatch and other diene rubbers to be added later. Here, the butadiene rubber is another diene rubber that can be added later to the kneaded rubber masterbatch, and is optionally contained in the kneaded rubber masterbatch. The total amount of the butadiene rubber as the masticated rubber masterbatch and other diene rubber added later is 80 to 20% by weight, preferably 70 to 30% by weight, based on 100% by weight of the rubber component. If the total amount of butadiene rubber is less than 20% by weight, the fatigue resistance deteriorates. On the other hand, if the total amount of butadiene rubber exceeds 80% by weight, the hardness decreases and steering stability deteriorates.

本発明のタイヤ用ゴム組成物は、上述したゴム成分100重量部に対し、窒素吸着比表面積が20m2/g以上90m2/g未満であるカーボンブラックを30〜80重量部、好ましくは40〜70重量部を含む補強性充填剤を配合する。 The tire rubber composition of the present invention, the rubber component 100 parts by weight of the above, 30 to 80 parts by weight of carbon black nitrogen adsorption specific surface area is less than 20 m 2 / g or more 90m 2 / g, preferably 40 A reinforcing filler containing 70 parts by weight is blended.

カーボンブラックの配合量が30重量部未満であるとゴム組成物の機械的特性を改良する効果が十分に得られない。カーボンブラックが80重量部を超えるとゴム組成物の発熱性が大きくなりタイヤにしたとき転がり抵抗が大きくなる。   If the blending amount of carbon black is less than 30 parts by weight, the effect of improving the mechanical properties of the rubber composition cannot be obtained sufficiently. If the carbon black exceeds 80 parts by weight, the heat generation of the rubber composition increases, and the rolling resistance increases when a tire is formed.

カーボンブラックの窒素吸着比表面積は20m2/g以上90m2/g未満、好ましくは30〜80m2/gである。カーボンブラックの窒素吸着比表面積が20m2/g未満であると、ゴム組成物のゴム強度、ゴム硬度などの機械的特性が低下する。またカーボンブラックの窒素吸着比表面積が90m2/g以上であると、tanδ(60℃)が大きくなる。本明細書において、カーボンブラックの窒素吸着比表面積は、JIS K6217−2に準拠して、測定するものとする。 The nitrogen adsorption specific surface area of the carbon black 20 m 2 / g or more 90m less than 2 / g, preferably 30~80m 2 / g. When the nitrogen adsorption specific surface area of carbon black is less than 20 m 2 / g, mechanical properties such as rubber strength and rubber hardness of the rubber composition are lowered. Further, when the nitrogen adsorption specific surface area of carbon black is 90 m 2 / g or more, tan δ (60 ° C.) increases. In this specification, the nitrogen adsorption specific surface area of carbon black shall be measured according to JIS K6217-2.

補強性充填剤として、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、例えばシリカ、クレイ、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム等を挙げることができる。補強性充填剤としては、カーボンブラック、シリカが好ましい。   As the reinforcing filler, other reinforcing fillers other than carbon black can be blended, and examples thereof include silica, clay, aluminum hydroxide, calcium carbonate and the like. As the reinforcing filler, carbon black and silica are preferable.

カーボンブラックの配合量は、補強性充填剤100重量%中、好ましくは30重量%以上、より好ましくは40〜100重量%であるとよい。カーボンブラックを補強性充填剤100重量%中、30重量%以上にすることにより、素練りゴムマスターバッチおよび補強性充填剤の親和性をより高くすることができる。   The blending amount of carbon black is preferably 30% by weight or more, more preferably 40 to 100% by weight in 100% by weight of the reinforcing filler. By making carbon black 30% by weight or more in 100% by weight of the reinforcing filler, the affinity of the kneaded rubber masterbatch and the reinforcing filler can be further increased.

本発明のタイヤ用ゴム組成物は、上述したゴム成分100重量部に対し、純硫黄換算で3.0〜8.0重量部、好ましくは4〜7重量部の硫黄成分を配合する。硫黄成分の配合量が3.0重量部未満であると硬度が低下する。また、硫黄成分の配合量が8.0重量部を超えると疲労性が悪化する。硫黄成分としては、タイヤ用ゴム組成物に使用することができる一般的な硫黄を使用することができる。   The rubber composition for tires of the present invention contains 3.0 to 8.0 parts by weight, preferably 4 to 7 parts by weight of a sulfur component in terms of pure sulfur with respect to 100 parts by weight of the rubber component described above. Hardness falls that the compounding quantity of a sulfur component is less than 3.0 weight part. Moreover, when the compounding quantity of a sulfur component exceeds 8.0 weight part, fatigue property will deteriorate. As the sulfur component, general sulfur that can be used in a tire rubber composition can be used.

本発明のゴム組成物は、そのtanδ(60℃)を小さくして空気入りタイヤにしたとき転がり抵抗を小さくすると共に、引張り破断強度、引張り破断伸びなどの機械的特性を維持・向上するため、空気入りタイヤの操縦安定性、耐疲労性および耐摩耗性を従来レベル以上に改良することができる。   The rubber composition of the present invention reduces the rolling resistance when the tan δ (60 ° C.) is reduced to form a pneumatic tire, and maintains and improves mechanical properties such as tensile breaking strength and tensile breaking elongation. The handling stability, fatigue resistance, and wear resistance of the pneumatic tire can be improved to a level higher than the conventional level.

本発明のタイヤ用ゴム組成物は、好ましくは以下の(1)〜(3)に記載の工程を少なくとも含む製造方法により調製することができる。
(1)天然ゴムおよび/またはイソプレンゴムを40重量%以上および任意にブタジエンゴムを含むジエン系ゴム100重量%に、下記一般式(i)で表わされる化合物を0.3〜5.0重量%配合し、補強性充填剤を含まない状態で混練することにより、素練りゴムマスターバッチを得る第一混合工程、
The tire rubber composition of the present invention can be preferably prepared by a production method including at least the steps described in the following (1) to (3).
(1) A natural rubber and / or isoprene rubber is added in an amount of 40% by weight or more and optionally a diene rubber containing a butadiene rubber in an amount of 100% by weight, and a compound represented by the following general formula (i) is added in an amount of 0.3 to 5.0% by weight. First mixing step to obtain a kneaded rubber masterbatch by blending and kneading in a state not containing a reinforcing filler,

Figure 2016196576
(式中、R1は置換基を有してもよい炭素数6〜12の2価の芳香族炭化水素基、R2,R3はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基、ヒドロキシ基または炭素数1〜6のアルコキシ基、R4はヒドロキシ基または−ONa、Xは−NH−または−O−を表す。)
Figure 2016196576
(In the formula, R 1 is an optionally substituted divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms, R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, or 1 to 6 carbon atoms. An alkyl group, a C 6-12 aryl group, a hydroxy group or a C 1-6 alkoxy group, R 4 represents a hydroxy group or —ONa, and X represents —NH— or —O—.)

(2)前記素練りゴムマスターバッチ20〜100重量%、並びにブタジエンゴム、天然ゴムおよびイソプレンゴムの合計80〜0重量%からなるゴム成分であると共に、素練りゴムマスターバッチ中および後添加する天然ゴムおよびイソプレンゴムの合計を20〜80重量%、並びに素練りゴムマスターバッチ中および後添加するブタジエンゴムの合計80〜20重量%を含むゴム成分100重量部に対し、窒素吸着比表面積が20m2/g以上90m2/g未満であるカーボンブラックを30〜80重量部を配合し、混練することによりゴム混練物を得る第二混合工程、
(3)前記ゴム混練物に、硫黄成分を純硫黄換算で3.0〜8.0重量部含む加硫系配合剤を配合し、混合する第三混合工程。
(2) The rubber component comprising 20 to 100% by weight of the kneaded rubber masterbatch and a total of 80 to 0% by weight of butadiene rubber, natural rubber and isoprene rubber, and natural added in and after the masticated rubber masterbatch The nitrogen adsorption specific surface area is 20 m 2 with respect to 100 parts by weight of the rubber component containing 20 to 80% by weight of the total of rubber and isoprene rubber and 80 to 20% by weight of the total of butadiene rubber added in the masticated rubber masterbatch and later. Second mixing step of obtaining a rubber kneaded material by blending and kneading 30 to 80 parts by weight of carbon black which is not less than / g and less than 90 m 2 / g,
(3) A third mixing step in which the rubber kneaded material is mixed with a vulcanizing compound containing 3.0 to 8.0 parts by weight of a sulfur component in terms of pure sulfur.

本発明のタイヤ用ゴム組成物は、第一混合工程(1)、第二混合工程(2)および第三混合工程(3)からなる三つの工程を少なくとも含む製造方法により製造することができる。また必要に応じて、他の混練工程および/または混合工程を追加することができる。本明細書では、混合とは配合した原料を混ぜ合わせて均質な状態にする操作、混練とは混合物を均質な状態に分配・分散することに加え、せん断力を負荷し、必要に応じ加熱し、練り合わせる操作をいう。また混練および混合は、通常用いられる手段を用いて行うことができる。   The rubber composition for tires of the present invention can be manufactured by a manufacturing method including at least three steps including a first mixing step (1), a second mixing step (2), and a third mixing step (3). If necessary, other kneading steps and / or mixing steps can be added. In this specification, mixing refers to the operation of mixing the blended ingredients to bring them into a homogeneous state, and kneading means distributing and dispersing the mixture in a homogeneous state, applying shearing force, and heating as necessary. The operation of kneading. The kneading and mixing can be performed using a commonly used means.

第一混合工程(1)は、素練りゴムマスターバッチを調製する工程である。素練りゴムマスターバッチは、天然ゴムおよび/またはイソプレンゴム、任意にブタジエンゴムを含むジエン系ゴムを100重量%とし、これに前記一般式(i)で表される化合物を0.3〜5.0重量%配合し、補強性充填剤を含まない状態で混練することにより製造することができる。一般式(i)で表される化合物の配合量が0.3重量%未満であるとゴム組成物のtanδ(60℃)を低減し、かつ引張り破断強度、引張り破断伸び、ゴム硬度などの機械的特性を改良する効果が十分に得られない。また5.0重量%を超えるとゴム組成物の引張り破断伸びが却って低下する。更に耐疲労性が低下する。   The first mixing step (1) is a step of preparing a kneaded rubber master batch. The kneaded rubber masterbatch contains 100% by weight of a diene rubber containing natural rubber and / or isoprene rubber, and optionally butadiene rubber, and the compound represented by the general formula (i) is 0.3 to 5. It can be produced by blending 0% by weight and kneading in a state not containing a reinforcing filler. When the compounding amount of the compound represented by the general formula (i) is less than 0.3% by weight, the tan δ (60 ° C.) of the rubber composition is reduced, and the mechanical properties such as tensile breaking strength, tensile breaking elongation, rubber hardness, etc. The effect of improving the physical characteristics is not sufficiently obtained. On the other hand, if it exceeds 5.0% by weight, the tensile elongation at break of the rubber composition decreases. Further, fatigue resistance is reduced.

この製造方法において、素練りゴムマスターバッチは補強性充填剤を含まないことが必要である。素練りゴムマスターバッチが補強性充填剤を含むと、所期の効果を奏するタイヤ用ゴム組成物を得ることができない。また一般式(i)で表される化合物としては、R4がヒドロキシ基である化合物が好ましい。 In this production method, the kneaded rubber master batch needs to contain no reinforcing filler. If the kneaded rubber masterbatch contains a reinforcing filler, a tire rubber composition having the desired effect cannot be obtained. Moreover, as a compound represented by general formula (i), the compound whose R < 4 > is a hydroxy group is preferable.

第一混合工程(1)は、例えば天然ゴムの素練り工程において、天然ゴムおよび/またはイソプレンゴムに、一般式(i)で表される化合物および任意にブタジエンゴムを配合して混練することにより実施することができる。   In the first mixing step (1), for example, in a natural rubber mastication step, the compound represented by the general formula (i) and optionally butadiene rubber are blended and kneaded in natural rubber and / or isoprene rubber. Can be implemented.

ここでジエン系ゴム100重量%中、天然ゴムおよび/またはイソプレンゴムの含有量は40重量%以上、好ましくは50〜100重量%である。天然ゴムおよびイソプレンゴムの含有量が40重量%未満であると、ジエン系ゴム中に特定された化合物を十分に分散混合させることができない。   Here, in 100% by weight of the diene rubber, the content of natural rubber and / or isoprene rubber is 40% by weight or more, preferably 50 to 100% by weight. When the content of the natural rubber and isoprene rubber is less than 40% by weight, the compound specified in the diene rubber cannot be sufficiently dispersed and mixed.

第一混合工程(1)において、ジエン系ゴムおよび一般式(i)で表される化合物を、好ましくは150〜180℃、より好ましくは160〜170℃で混練するとよい。また混練時間は、好ましくは1〜5分間、より好ましくは2〜3分間にするとよい。第一混合工程(1)における混練温度および時間を上記の範囲内にすることにより、引張り破断強度や引張り破断伸びなどの機械的特性、特に引張り破断伸びが低下するのを抑制することができる。   In the first mixing step (1), the diene rubber and the compound represented by the general formula (i) are preferably kneaded at 150 to 180 ° C, more preferably 160 to 170 ° C. The kneading time is preferably 1 to 5 minutes, more preferably 2 to 3 minutes. By setting the kneading temperature and time in the first mixing step (1) within the above ranges, mechanical properties such as tensile breaking strength and tensile breaking elongation, particularly, tensile breaking elongation can be prevented from decreasing.

第二混合工程(2)では、第一混合工程(1)で得られた素練りゴムマスターバッチ20〜100重量%を含むゴム成分100重量部に対し、カーボンブラック30〜80重量部を含む補強性充填剤、加硫系配合剤以外の配合剤を配合し混練することにより、ゴム混練物を得る。カーボンブラックは、ゴム成分100重量部に対し、30〜80重量部、好ましくは40〜70重量部配合する。カーボンブラックの配合量が30重量部未満であると、ゴム組成物の引張り破断強度、ゴム硬度等の機械的特性を改良する効果が十分に得られない。またカーボンブラックの配合量が80重量部を超えると、tanδ(60℃)が大きくなると共に、引張り破断伸びが低下する。   In the second mixing step (2), the reinforcement containing 30 to 80 parts by weight of carbon black with respect to 100 parts by weight of the rubber component containing 20 to 100% by weight of the kneaded rubber masterbatch obtained in the first mixing step (1). A rubber kneaded product is obtained by blending and kneading compounding agents other than the filler and vulcanizing compound. Carbon black is blended in an amount of 30 to 80 parts by weight, preferably 40 to 70 parts by weight, based on 100 parts by weight of the rubber component. If the blending amount of carbon black is less than 30 parts by weight, the effect of improving mechanical properties such as tensile breaking strength and rubber hardness of the rubber composition cannot be obtained sufficiently. If the blending amount of carbon black exceeds 80 parts by weight, tan δ (60 ° C.) increases and tensile elongation at break decreases.

上記の通りカーボンブラック以外に、補強性充填剤としてシリカ、クレイ、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム等を例示することができる。なかでもシリカが好ましい。カーボンブラックの配合量は、補強性充填剤100重量%中、好ましくは30重量%以上であるとよい。   As described above, examples of the reinforcing filler other than carbon black include silica, clay, aluminum hydroxide, and calcium carbonate. Of these, silica is preferable. The blending amount of the carbon black is preferably 30% by weight or more in 100% by weight of the reinforcing filler.

第二混合工程(2)において、ゴム混練物には、素練りゴムマスターバッチ、補強性充填剤の他に加硫系配合剤以外の配合剤を配合する。ここで加硫系配合剤とは、加硫剤および架橋剤、加硫促進剤および架橋促進剤、加硫遅延剤をいう。また加硫系配合剤以外の配合剤としては、例えば酸化亜鉛、ステアリン酸、老化防止剤、各種オイル、可塑剤などのタイヤ用ゴム組成物に一般的に使用される各種添加剤を例示することができる。   In the second mixing step (2), the rubber kneaded material is mixed with a compounding agent other than the vulcanized compounding agent in addition to the kneaded rubber masterbatch and the reinforcing filler. Here, the vulcanizing compound includes a vulcanizing agent and a crosslinking agent, a vulcanization accelerator, a crosslinking accelerator, and a vulcanization retarder. Examples of additives other than vulcanizing additives include, for example, various additives generally used in tire rubber compositions such as zinc oxide, stearic acid, antioxidants, various oils, and plasticizers. Can do.

第二混合工程(2)では、上述したゴム混練物を、ジエン系ゴムおよび補強性充填剤の混合物に適用する通常の条件で、混練操作を行う。第二混合工程における混練温度は、好ましくは120〜190℃、より好ましくは140〜180℃にするとよい。   In the second mixing step (2), the kneading operation is performed under the normal conditions in which the rubber kneaded material described above is applied to the mixture of the diene rubber and the reinforcing filler. The kneading temperature in the second mixing step is preferably 120 to 190 ° C, more preferably 140 to 180 ° C.

第三混合工程(3)は、第二混合工程で得られたゴム混練物に硫黄成分を純硫黄換算で3.0〜8.0重量部含む加硫系配合剤を配合し混合する工程である。加硫系配合剤とは、上述した配合剤をいうが、硫黄成分を純硫黄換算で3.0〜8.0重量部、好ましくは4〜7重量部含む。硫黄成分の配合量が3.0重量部未満であると硬度が低下する。また、硫黄成分の配合量が3重量部を超えると疲労性が悪化する。   The third mixing step (3) is a step of blending and mixing a rubber compound obtained in the second mixing step with a vulcanizing compound containing 3.0 to 8.0 parts by weight of a sulfur component in terms of pure sulfur. is there. The vulcanized compounding agent refers to the compounding agent described above, but contains 3.0 to 8.0 parts by weight, preferably 4 to 7 parts by weight of the sulfur component in terms of pure sulfur. Hardness falls that the compounding quantity of a sulfur component is less than 3.0 weight part. Moreover, when the compounding amount of the sulfur component exceeds 3 parts by weight, the fatigue property is deteriorated.

第三混合工程(3)では、加硫系配合剤が早期加硫および架橋を起こさないように、好ましくは90〜120℃、より好ましくは95〜105℃の混練温度で、好ましくは1〜5分間、より好ましくは2〜3分間の混練時間で混練するとよい。   In the third mixing step (3), the vulcanizing compounding agent is preferably at a kneading temperature of 90 to 120 ° C., more preferably 95 to 105 ° C., preferably 1 to 5 so as not to cause early vulcanization and crosslinking. The kneading time may be kneaded for 1 minute, more preferably 2 to 3 minutes.

本発明の製造法により得られたタイヤ用ゴム組成物は、素練りゴムマスターバッチを含むゴム成分100重量部に対し、カーボンブラック30〜80重量部を配合する。このカーボンブラックは、第一混合工程で製造される素練りゴムマスターバッチには配合されず、第二混合工程で配合されたものである。このように、補強性充填剤を第一混合工程に配合しないことにより、補強性充填剤および一般式(i)で表わされる化合物が凝集するのを抑制して、カーボンブラックの分散性を向上させ、ゴム組成物のtanδ(60℃)を小さくし、かつ機械的強度、特に引張り破断伸びを改良することができる。   The tire rubber composition obtained by the production method of the present invention is blended with 30 to 80 parts by weight of carbon black with respect to 100 parts by weight of the rubber component including the kneaded rubber masterbatch. This carbon black is not blended in the kneaded rubber masterbatch produced in the first mixing step, but blended in the second mixing step. Thus, by not adding the reinforcing filler to the first mixing step, the reinforcing filler and the compound represented by the general formula (i) are prevented from agglomerating and the dispersibility of the carbon black is improved. The tan δ (60 ° C.) of the rubber composition can be reduced, and the mechanical strength, particularly the tensile elongation at break can be improved.

本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ランフラットタイヤの左右のサイドウォール部の断面三日月形のゴム補強層を構成することに好適に使用することができる。このゴム補強層を本発明のゴム組成物で構成した空気入りタイヤは、走行時の発熱性が小さくなるので、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。同時に、ゴム組成物の機械的特性の改良により、操縦安定性、耐摩耗性、耐久性および耐疲労性を従来レベル以上に維持・向上することができる。   The rubber composition for tires of the present invention can be suitably used for constituting a crescent-shaped rubber reinforcing layer in the left and right sidewall portions of a run flat tire. Since the pneumatic tire in which the rubber reinforcing layer is composed of the rubber composition of the present invention has low heat generation during running, it can reduce rolling resistance and improve fuel efficiency. At the same time, by improving the mechanical properties of the rubber composition, it is possible to maintain and improve the handling stability, wear resistance, durability and fatigue resistance to the conventional level or higher.

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.

第一混合工程、第二混合工程および第三混合工程からなる三つの工程における配合を表1〜3に示すように異ならせたを19種類のゴム組成物(実施例1〜8、標準例、比較例1〜10)を調製した。先ず、「第一混合工程の配合(素練りゴムマスターバッチ)」の欄に記載した配合で、「第一混合工程の混練条件」の欄および下記の第一混合工程の条件で混練を行い、素練りゴムマスターバッチを調製した。なお、本発明の素練りゴムマスターバッチに該当しない比較例の配合物も便宜上、素練りゴムマスターバッチとみなす。得られた素練りゴムマスターバッチを使用し、「第二混合工程の配合(ゴム混練物)」の欄に記載の配合で下記の第二混合工程の条件で混練を行い、ゴム混練物を調製した。得られたゴム混練物を使用し、「第三混合工程の配合」の欄に記載の配合で下記の第三混合工程の条件で混合し、タイヤ用ゴム組成物を調製した。   19 types of rubber compositions (Examples 1 to 8, Standard Examples, and Formulas 1 to 8), which are different as shown in Tables 1 to 3 in the three steps including the first mixing step, the second mixing step, and the third mixing step. Comparative examples 1 to 10) were prepared. First, kneading is carried out under the conditions described in the column “First kneading condition of the first mixing step” and the following conditions of the first mixing step, with the compounding described in the column “Mixing of the first mixing step (kneaded rubber masterbatch)”. A kneaded rubber masterbatch was prepared. In addition, the compound of the comparative example which does not correspond to the kneaded rubber masterbatch of this invention is also considered as a kneaded rubber masterbatch for convenience. Using the resulting kneaded rubber masterbatch, kneading is carried out under the conditions of the following second mixing step with the formulation described in the column of “blending of the second mixing step (rubber kneaded product)” to prepare a rubber kneaded product did. Using the obtained rubber kneaded material, the rubber composition for tires was prepared by mixing under the conditions of the following third mixing step with the formulation described in the column of “3rd mixing step”.

なお表1〜3の「第二混合工程の配合(ゴム混練物)」における「素練りゴムマスターバッチ(ゴム成分量)」の欄の記載は、第一混合工程で調製された素練りゴムマスターバッチの配合量を表し、また括弧内に記載のゴム成分量は、その内のジエン系ゴムの量を表す。また表1〜3の「第二混合工程の配合(ゴム混練物)」における「配合剤(表4)の記載は、第二混合工程で添加された加硫系配合剤以外の配合剤の合計を意味し、加硫系配合剤以外の配合剤は共通処方として表4に表した。表4に記載した加硫系配合剤以外の配合剤の添加量は、表1〜3に記載のタイヤ用ゴム組成物を構成するゴム成分100重量部に対する重量部を意味する。   In addition, the description of the column of “kneaded rubber masterbatch (amount of rubber component)” in “mixture of second mixing step (rubber kneaded material)” in Tables 1 to 3 is the kneaded rubber master prepared in the first mixing step The amount of the rubber component described in the parenthesis represents the amount of the diene rubber contained therein. The description of “compounding agent (Table 4)” in “compounding of the second mixing step (rubber kneaded material)” in Tables 1 to 3 is the sum of compounding agents other than the vulcanizing compounding agent added in the second mixing step. The compounding agents other than the vulcanizing compounding agents are shown in Table 4 as common prescriptions.The amount of the compounding agent other than the vulcanizing compounding compound described in Table 4 is the tire described in Tables 1-3. Means parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component constituting the rubber composition.

<第一混合工程>
1.8Lバンバリーミキサーを用いて、天然ゴムを1分間予備混合後(97℃)、表1〜3の「第一混合工程の配合(素練りゴムMB)」の欄に記載の配合物を添加し混練した。なお表中、本発明の素練りゴムマスターバッチに該当しない配合物も便宜上「第一混合工程の配合(素練りゴムMB)」の欄に記載する。第一混合工程の全混合時間は4分であり、充填率は72%とした。混練温度およびその混練温度キープした時間を表1〜3に示した。
<First mixing step>
After pre-mixing natural rubber for 1 minute (97 ° C.) using a 1.8 L Banbury mixer, add the compound described in the column of “Composition of first mixing step (kneaded rubber MB)” in Tables 1 to 3 And kneaded. In the table, a compound that does not correspond to the kneaded rubber masterbatch of the present invention is also described in the column of “Composition of the first mixing step (kneaded rubber MB)” for convenience. The total mixing time in the first mixing step was 4 minutes, and the filling rate was 72%. Tables 1 to 3 show the kneading temperature and the time for keeping the kneading temperature.

<第二混合工程>
1.8Lバンバリーミキサーを用いて、第一混合工程にて得られた素練りゴムマスターバッチおよび任意に第二混合工程で配合するジエン系ゴムを1分間予備混合し、その後カーボンブラックなど、「第二混合工程の配合(ゴム混練物)」の欄に記載の配合剤を混合した。なお表中、本発明の素練りゴムマスターバッチに該当しない第一混合工程で得られた混合物も便宜上「素練りゴムMB(ゴム成分量)」の欄に記載する。第二混合工程の全混合時間は5分30秒であり、その時のゴム温度は162℃である。
<Second mixing step>
Using a 1.8 L Banbury mixer, the kneaded rubber masterbatch obtained in the first mixing step and optionally the diene rubber blended in the second mixing step are premixed for 1 minute, and then carbon black or the like “ The compounding agents described in the column “Combination of two mixing steps (rubber kneaded product)” were mixed. In the table, the mixture obtained in the first mixing step that does not correspond to the kneaded rubber masterbatch of the present invention is also described in the column of “kneaded rubber MB (rubber component amount)” for convenience. The total mixing time of the second mixing step is 5 minutes 30 seconds, and the rubber temperature at that time is 162 ° C.

<第三混合工程>
オープンロール機で70〜90℃の温度にて、第二混合工程で得られたゴム混練物と、加硫促進剤、硫黄を、表1〜3の「第三混合工程」の欄に記載の組成で配合し、タイヤ用ゴム組成物を得た。
<Third mixing step>
The rubber kneaded material obtained in the second mixing step, the vulcanization accelerator, and sulfur at a temperature of 70 to 90 ° C. in an open roll machine are described in the column of “third mixing step” in Tables 1 to 3. The rubber composition for tires was obtained by blending with the composition.

得られた19種類のゴム組成物を、それぞれ所定形状の金型中で、170℃、10分間加硫して試験片を作製し、下記に示す方法によりゴム硬さ、引張り特性、動的粘弾性(60℃のtanδ)および耐疲労性の評価を行った。   The obtained 19 kinds of rubber compositions were each vulcanized in a mold having a predetermined shape at 170 ° C. for 10 minutes to prepare test pieces. The rubber hardness, tensile properties, dynamic viscosity were determined by the following methods. Elasticity (tan δ at 60 ° C.) and fatigue resistance were evaluated.

ゴム硬さ
得られた試験片を用いJIS K6253に準拠しデュロメータのタイプAにより温度20℃で測定した。得られた結果は、標準例の値を100として「ゴム硬さ」の欄に示した。ゴム硬さの指数が大きいほど操縦安定性が優れることを意味する。
Rubber hardness Using the obtained test piece, it was measured at a temperature of 20 ° C. with a durometer type A according to JIS K6253. The obtained results are shown in the column of “rubber hardness” with the value of the standard example being 100. The larger the rubber hardness index, the better the steering stability.

引張り特性
得られた試験片から、JIS K6251に準拠してJIS3号ダンベル型試験片(厚さ2mm)を打ち抜き、500mm/分の引張り速度で試験を行い、引張り破断強度および引張り破断伸びを測定した。得られた結果は、標準例のそれぞれの値を100とする指数として「破断強度」および「破断伸び」の欄に示した。破断強度の指数が大きいほど操縦安定性および耐摩耗性が優れることを意味する。破断伸びの指数が大きいほどタイヤ耐久性が優れることを意味する。
Tensile properties From the obtained test pieces, JIS No. 3 dumbbell-type test pieces (thickness 2 mm) were punched out in accordance with JIS K6251 and tested at a tensile rate of 500 mm / min, and the tensile strength at break and tensile elongation at break were measured. . The obtained results are shown in the columns of “breaking strength” and “breaking elongation” as indices with the respective values of the standard examples as 100. The larger the breaking strength index, the better the steering stability and wear resistance. The larger the elongation at break, the better the tire durability.

動的粘弾性(60℃のtanδ)
得られた試験片をJIS K6394に準拠して、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の条件で、温度60℃における損失正接tanδを測定した。また得られた結果は、標準例の値を100とする指数として「tanδ(60℃)」の欄に示した。tanδ(60℃)の指数が小さいほど発熱性が小さく、タイヤにしたとき転がり抵抗が小さく燃費性能が優れることを意味する。
Dynamic viscoelasticity (tan δ at 60 ° C)
Based on JIS K6394, the obtained test piece was subjected to a loss tangent tan δ at a temperature of 60 ° C. under the conditions of an initial strain of 10%, an amplitude of ± 2%, and a frequency of 20 Hz, using a viscoelastic spectrometer manufactured by Toyo Seiki Seisakusho. It was measured. The obtained results are shown in the column of “tan δ (60 ° C.)” as an index with the value of the standard example as 100. The smaller the index of tan δ (60 ° C.), the smaller the heat generation, and the smaller the rolling resistance when the tire is made, the better the fuel efficiency.

耐疲労性
得られた試験片から、JIS K6270に準拠してダンベル状3号形(標線間距離20mm)の試験片を作製した。疲労特性は、各試験片に40%の歪みを繰り返し与え、試験片が破断するまでの繰り返し回数(以下、「破断回数」という)を測定した。破断回数の測定は、n=6で行い、それぞれの破断回数より正規確率分布による50%残存確率を求めた。得られた結果は標準例の値を100にする指数として「耐疲労性」の欄に示した。この指数が大きいほど疲労寿命が長く耐疲労性が優れることを意味する。
Fatigue resistance A test piece of dumbbell shape No. 3 (distance between marked lines 20 mm) was produced from the obtained test piece in accordance with JIS K6270. For fatigue characteristics, 40% strain was repeatedly given to each test piece, and the number of repetitions until the test piece broke (hereinafter referred to as “number of breaks”) was measured. The number of breaks was measured at n = 6, and the 50% residual probability based on the normal probability distribution was determined from the number of breaks. The obtained results are shown in the “Fatigue resistance” column as an index for setting the value of the standard example to 100. A larger index means a longer fatigue life and better fatigue resistance.

Figure 2016196576
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Figure 2016196576
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Figure 2016196576
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なお、表1〜3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
−カーボンブラック:キャボットジャパン社製ショウブラックN550、窒素吸着比表面積が40m2/g
−硫黄:フレキシス社製クリテックスHS(硫黄の含有量が約80重量%)
−加硫促進剤:大内新興化学工業社製ノクセラーCZ‐G
In addition, the kind of raw material used in Tables 1-3 is shown below.
-NR: natural rubber, STR20
-BR: Butadiene rubber, NIPOL BR1220 manufactured by Nippon Zeon
-Carbon black: Cabot Japan Show Black N550, nitrogen adsorption specific surface area of 40 m 2 / g
-Sulfur: Flexex HS manufactured by Flexis (Sulfur content is about 80% by weight)
-Vulcanization accelerator: Nouchira CZ-G manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.

−化合物(i):(2Z)−4−[(4−アミノフェニル)アミノ]−4−オキソ−2−ブテン酸、以下の方法により調製した。窒素雰囲気下、反応容器に1,4−フェニレンジアミン25.17g(0.233mol)とテトラヒドロフラン230mlを仕込んだ。そこへ氷冷下、無水マレイン酸22.84g(0.233mol)をテトラヒドロフラン50mlに溶解した溶液を約1時間で滴下した後、室温で一晩撹拌した。反応終了後、析出した結晶を濾取し、テトラヒドロフラン40mlで2回洗浄し、40℃で5時間乾燥して粗製の(2Z)−4−[(4−アミノフェニル)アミノ]−4−オキソ−2−ブテン酸を橙色の粉末として46.92g得た。粗製の(2Z)−4−[(4−アミノフェニル)アミノ]−4−オキソ−2−ブテン酸46.92gにメタノール250mlを加えて50℃で1時間撹拌し冷却後、ろ過しメタノール20mlで2回洗浄した。得られた結晶を乾燥して(2Z)−4−[(4−アミノフェニル)アミノ]−4−オキソ−2−ブテン酸を黄橙色粉末として42.67g得た。収率は88.8%であった。 -Compound (i): (2Z) -4-[(4-aminophenyl) amino] -4-oxo-2-butenoic acid, prepared by the following method. Under a nitrogen atmosphere, a reaction vessel was charged with 25.17 g (0.233 mol) of 1,4-phenylenediamine and 230 ml of tetrahydrofuran. A solution prepared by dissolving 22.84 g (0.233 mol) of maleic anhydride in 50 ml of tetrahydrofuran was added dropwise thereto in about 1 hour under ice cooling, and the mixture was stirred overnight at room temperature. After completion of the reaction, the precipitated crystals were collected by filtration, washed twice with 40 ml of tetrahydrofuran, dried at 40 ° C. for 5 hours, and crude (2Z) -4-[(4-aminophenyl) amino] -4-oxo- 46.92 g of 2-butenoic acid was obtained as an orange powder. 250 ml of methanol was added to 46.92 g of crude (2Z) -4-[(4-aminophenyl) amino] -4-oxo-2-butenoic acid, stirred at 50 ° C. for 1 hour, cooled, filtered, and 20 ml of methanol. Washed twice. The obtained crystals were dried to obtain 42.67 g of (2Z) -4-[(4-aminophenyl) amino] -4-oxo-2-butenoic acid as a yellow-orange powder. The yield was 88.8%.

Figure 2016196576
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なお、表4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:日油社製ステアリン酸YR
−老化防止剤:FLEXSYS社製SANTOFLEX 6PPD
In addition, the kind of raw material used in Table 4 is shown below.
-Zinc oxide: 3 types of zinc oxide manufactured by Shodo Chemical Co., Ltd.-Stearic acid: Stearic acid YR manufactured by NOF Corporation
Anti-aging agent: SANTOFLEX 6PPD manufactured by FLEXSYS

表2,3から明らかなように実施例1〜8のタイヤ用ゴム組成物は、ゴム硬さ、引張り破断強度、引張り破断伸び、tanδ(60℃)、および耐疲労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 Tables 2 and 3, the rubber compositions for tires of Examples 1 to 8 are improved in rubber hardness, tensile breaking strength, tensile breaking elongation, tan δ (60 ° C.), and fatigue resistance over conventional levels. Confirmed to do.

表1から明らかなように、比較例1のゴム組成物は、第一混合工程を行わず、素練りゴムマスターバッチを使用しなかったので、引張り破断強度および引張り破断伸びが悪化する。比較例2のゴム組成物は、第一混合工程で製造した素練りゴムマスターバッチが一般式(i)で表される化合物を含まずにカーボンブラックを含むので、ゴム硬さ、引張り破断強度、及び耐疲労性が悪化する。   As is clear from Table 1, the rubber composition of Comparative Example 1 did not perform the first mixing step and did not use the kneaded rubber masterbatch, so that the tensile breaking strength and the tensile breaking elongation deteriorate. Since the rubber composition of Comparative Example 2 contains carbon black without the compound represented by the general formula (i), the kneaded rubber masterbatch produced in the first mixing step contains rubber hardness, tensile breaking strength, And fatigue resistance is deteriorated.

比較例3のゴム組成物は、第一混合工程で製造した素練りゴムマスターバッチがカーボンブラックを含むので、引張り破断伸びおよび耐疲労性が悪化する。比較例4のゴム組成物は、第一混合工程で製造した素練りゴムマスターバッチが、所定量を超えた量のカーボンブラックを含むので(配合量が100重量部)、引張り破断伸びおよび耐疲労性が悪化する。比較例5のゴム組成物は、第一混合工程で製造した素練りゴムマスターバッチが一般式(i)で表される化合物を含まないので、ゴム硬さ、引張り破断強度および引張り破断伸びが悪化する。   In the rubber composition of Comparative Example 3, since the kneaded rubber masterbatch produced in the first mixing step contains carbon black, tensile elongation at break and fatigue resistance are deteriorated. In the rubber composition of Comparative Example 4, the kneaded rubber masterbatch produced in the first mixing step contains carbon black in an amount exceeding a predetermined amount (the blending amount is 100 parts by weight). Sex worsens. In the rubber composition of Comparative Example 5, since the kneaded rubber masterbatch produced in the first mixing step does not contain the compound represented by the general formula (i), the rubber hardness, tensile breaking strength and tensile breaking elongation are deteriorated. To do.

表2から明らかなように、比較例6のゴム組成物は、ゴム成分100重量%中のブタジエンゴムの配合量が20重量%未満であるので、耐疲労性が悪化する。比較例7のゴム組成物は、ゴム成分100重量%中のブタジエンゴムの配合量が80重量%を超えるので、硬度低下になり操縦安定性が悪化する。 As can be seen from Table 2, the rubber composition of Comparative Example 6 is deteriorated in fatigue resistance because the blending amount of butadiene rubber in 100% by weight of the rubber component is less than 20% by weight. In the rubber composition of Comparative Example 7, since the compounding amount of butadiene rubber in 100% by weight of the rubber component exceeds 80% by weight, the hardness is lowered and steering stability is deteriorated.

表3から明らかなように、比較例8のゴム組成物は、硫黄成分の配合量が3.0重量部未満であるので硬度が低下する。比較例9のゴム組成物は、硫黄成分の配合量が8.0重量部を超えるので疲労性が悪化する。比較例10のゴム組成物は、一般式(i)で表される化合物を所定量を超えて含有するので、引張り破断伸びおよび耐疲労性が悪化する。 As is apparent from Table 3, the rubber composition of Comparative Example 8 has a reduced hardness because the amount of sulfur component is less than 3.0 parts by weight. In the rubber composition of Comparative Example 9, since the compounding amount of the sulfur component exceeds 8.0 parts by weight, the fatigue property is deteriorated. Since the rubber composition of Comparative Example 10 contains the compound represented by the general formula (i) in excess of a predetermined amount, the tensile elongation at break and fatigue resistance are deteriorated.

Claims (4)

天然ゴムおよび/またはイソプレンゴムを40重量%以上および任意にブタジエンゴムを含むジエン系ゴム100重量%に下記一般式(i)で表わされる化合物0.3〜5.0重量%を共存させた素練りゴムマスターバッチ20〜100重量%、並びにブタジエンゴム、天然ゴムおよびイソプレンゴムの合計80〜0重量%からなるゴム成分であると共に、天然ゴムおよびイソプレンゴムの合計を20〜80重量%、並びにブタジエンゴムの合計80〜20重量%を含むゴム成分100重量部に対し、窒素吸着比表面積が20m2/g以上90m2/g未満であるカーボンブラックを30〜80重量部、硫黄成分を純硫黄換算で3.0〜8.0重量部を配合したことを特徴とするタイヤ用ゴム組成物。
Figure 2016196576
(式中、R1は置換基を有してもよい炭素数6〜12の2価の芳香族炭化水素基、R2,R3はそれぞれ独立に水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基、ヒドロキシ基または炭素数1〜6のアルコキシ基、R4はヒドロキシ基または−ONa、Xは−NH−または−O−を表す。)
Natural rubber and / or isoprene rubber in an amount of 40% by weight or more and optionally 100% by weight of a diene rubber containing butadiene rubber coexisting with 0.3 to 5.0% by weight of a compound represented by the following general formula (i) A rubber component composed of 20 to 100% by weight of a kneaded rubber masterbatch and a total of 80 to 0% by weight of butadiene rubber, natural rubber and isoprene rubber, and a total of 20 to 80% by weight of natural rubber and isoprene rubber, and butadiene per 100 parts by weight of the rubber component containing a total 80 to 20 wt% of rubber, 30 to 80 parts by weight of carbon black nitrogen adsorption specific surface area is less than 20 m 2 / g or more 90m 2 / g, the net sulfur conversion sulfur components A rubber composition for tires, wherein 3.0 to 8.0 parts by weight are blended.
Figure 2016196576
(In the formula, R 1 is an optionally substituted divalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms, R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, or 1 to 6 carbon atoms. An alkyl group, a C 6-12 aryl group, a hydroxy group or a C 1-6 alkoxy group, R 4 represents a hydroxy group or —ONa, and X represents —NH— or —O—.)
前記一般式(i)において、R4がヒドロキシ基であることを特徴とする請求項1に記載のタイヤ用ゴム組成物。 The tire rubber composition according to claim 1, wherein in the general formula (i), R 4 is a hydroxy group. 前記ブタジエンゴム中にシンジオタクチック‐1,2‐ポリブタジエンを20〜50重量%含むことを特徴とする請求項1または2に記載のタイヤ用ゴム組成物。   3. The tire rubber composition according to claim 1, wherein the butadiene rubber contains 20 to 50% by weight of syndiotactic-1,2-polybutadiene. 4. 請求項1〜3のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物でランフラットタイヤの左右のサイドウォール部の断面三日月形のゴム補強層を構成したことを特徴とするランフラットタイヤ。   A run-flat tire characterized in that a rubber reinforcing layer having a crescent-shaped cross section of left and right sidewall portions of the run-flat tire is constituted by the rubber composition for tires according to any one of claims 1 to 3.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2020199997A (en) * 2019-06-13 2020-12-17 横浜ゴム株式会社 Pneumatic tire

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