JP2018132363A - Method for measuring gel content, rubber composition and pneumatic tire - Google Patents

Method for measuring gel content, rubber composition and pneumatic tire Download PDF

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亮太 北郷
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of measuring gel content capable of measuring the gel content adhered on the filler surface, which are conventionally hardly captured, in a short time, and a rubber composition with improved abrasion resistance and a pneumatic tire manufactured by using the rubber composition.SOLUTION: The method for measuring gel content adhered on the filler surface in a rubber composition mixed with a filler, which includes: a step 1 in which the rubber composition immersed in a solvent (1) is subjected to an ultrasonic processing and measures average particle diameter D(1) of the particles in the solvent (1); a step 2 in which the filler surface immersed in the solvent (2) is subjected to an ultrasonic processing and measures average particle diameter D(2) of filler surface particle in the solvent (2); and a step 3 in which the gel thickness R adhered on the filler surface in the rubber composition is calculated using the formula below: R=(D(1)-D(2))/2.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、ゲル分の測定方法、ゴム組成物及び空気入りタイヤに関する。 The present invention relates to a method for measuring a gel content, a rubber composition, and a pneumatic tire.

フィラーを配合したゴム組成物中には、溶剤に対して難溶性であるゲル分が存在し、例えば、特許文献1では、未加硫ゴム試料をトルエン溶媒に24時間以上浸漬し、ろ紙やメッシュを用いて濾過、乾燥した時のゲル分率が測定されている。 In the rubber composition containing the filler, there is a gel component that is hardly soluble in a solvent. For example, in Patent Document 1, an unvulcanized rubber sample is immersed in a toluene solvent for 24 hours or more, and a filter paper or mesh is used. The gel fraction when filtered and dried using is measured.

特開2005−206680号公報JP-A-2005-206680

現在、ゴム組成物の耐摩耗性やゴム強度を向上させるため、カーボンブラック等のフィラー表面の改質が検討されている。 At present, in order to improve the wear resistance and rubber strength of the rubber composition, modification of the filler surface such as carbon black is being studied.

ゲル分はフィラーとポリマー間の相互作用によって形成されており、ゴム組成物の耐摩耗性等と関係があるため、表面が改質されたフィラーの評価において上述のゲル分率が測定されている。しかし、この方法では、フィラー表面に吸着しているゲル分以外にも、フィラーのストラクチャー構造等によるオクルードラバー(フィラーの間に取り残されたゲル分)まで計測しているため、フィラー表面の改質に起因したゲル分の変化のみを捉えにくいという問題があることが本発明者らの検討の結果明らかとなった。 The gel fraction is formed by the interaction between the filler and the polymer, and is related to the abrasion resistance of the rubber composition. Therefore, the above-mentioned gel fraction is measured in the evaluation of the filler whose surface is modified. . However, this method measures not only the gel adsorbed on the filler surface but also the occluder bar (the gel remaining between the fillers) due to the structure of the filler, etc. As a result of the examination by the present inventors, it has been found that there is a problem that it is difficult to detect only the change in the gel content due to the quality.

これに対して、ソックスレーや煮沸等の方法も考えられるが、測定に時間がかかるという難点がある。また、TEMで観察する方法も考えられるが、フィラー表面に吸着しているゲル分を測定することは困難であり、仮に測定できたとしても時間がかかるという難点がある。 On the other hand, methods such as soxhlet and boiling are also conceivable, but there is a drawback that it takes time to measure. Moreover, although the method of observing with TEM is also considered, it is difficult to measure the gel component adsorbed on the filler surface, and there is a drawback that it takes time even if it can be measured.

本発明は、前記課題を解決し、従来は捉えにくかったフィラー表面に吸着したゲル分を短時間で測定できるゲル分の測定方法、耐摩耗性を改善したゴム組成物、該ゴム組成物を用いて作製した空気入りタイヤを提供することを目的とする。 The present invention solves the above problems and uses a method for measuring a gel content that can measure the gel content adsorbed on the filler surface, which has been difficult to grasp in the past, a rubber composition with improved wear resistance, and the rubber composition. An object of the present invention is to provide a pneumatic tire manufactured in this way.

本発明は、フィラーを配合したゴム組成物におけるフィラー表面に吸着したゲル分の測定方法であって、溶媒(1)に浸漬した前記ゴム組成物を超音波処理し、溶媒(1)中の粒子の平均粒子径D(1)を測定する工程1と、溶媒(2)に浸漬したフィラーを超音波処理し、溶媒(2)中のフィラー粒子の平均粒子径D(2)を測定する工程2と、下記式で表される前記ゴム組成物中の前記フィラー表面に吸着したゲル厚みRを算出する工程3とを含むゲル分の測定方法に関する。
R=(D(1)−D(2))/2
The present invention is a method for measuring a gel content adsorbed on a filler surface in a rubber composition containing a filler, wherein the rubber composition immersed in the solvent (1) is subjected to ultrasonic treatment, and particles in the solvent (1) Step 1 for measuring the average particle diameter D (1) of the filler, and step 2 for measuring the average particle diameter D (2) of the filler particles in the solvent (2) by ultrasonically treating the filler immersed in the solvent (2). And a step 3 of calculating a gel thickness R adsorbed on the filler surface in the rubber composition represented by the following formula.
R = (D (1) -D (2)) / 2

前記工程1及び2の前記超音波処理の時間が10秒以上であることが好ましい。
前記工程1及び2の前記超音波処理における超音波の出力が10W以上であることが好ましい。
It is preferable that the time of the ultrasonic treatment in the steps 1 and 2 is 10 seconds or more.
It is preferable that the output of the ultrasonic wave in the ultrasonic treatment in the steps 1 and 2 is 10 W or more.

本発明はまた、ゴム成分と、該ゴム成分100質量部に対して5〜120質量部のカーボンブラックとを含むゴム組成物であって、前記カーボンブラックにおける、前記測定方法により算出した時のゲル厚みRと、窒素吸着比表面積NSAとの比率R/NSAが0.16以上であるゴム組成物に関する。 The present invention also provides a rubber composition comprising a rubber component and 5-120 parts by mass of carbon black with respect to 100 parts by mass of the rubber component, wherein the gel is calculated by the measurement method in the carbon black. the thickness R, relates to a rubber composition is the ratio R / N 2 SA of the nitrogen adsorption specific surface area N 2 SA of 0.16 or more.

前記カーボンブラックの窒素吸着比表面積が30〜400m/g、DBP吸油量が60〜300ml/100gであることが好ましい。 The carbon black preferably has a nitrogen adsorption specific surface area of 30 to 400 m 2 / g and a DBP oil absorption of 60 to 300 ml / 100 g.

本発明はまた、前記ゴム組成物を用いて作製した空気入りタイヤに関する。 The present invention also relates to a pneumatic tire produced using the rubber composition.

本発明によれば、フィラーを配合したゴム組成物におけるフィラー表面に吸着したゲル分の測定方法であって、溶媒(1)に浸漬した前記ゴム組成物を超音波処理し、溶媒(1)中の粒子の平均粒子径D(1)を測定する工程1と、溶媒(2)に浸漬したフィラーを超音波処理し、溶媒(2)中のフィラー粒子の平均粒子径D(2)を測定する工程2と、上記式で表される前記ゴム組成物中の前記フィラー表面に吸着したゲル厚みRを算出する工程3とを含むゲル分の測定方法であるので、従来は捉えにくかったフィラー表面に吸着しているゲル分を短時間で測定できる。
また、前記測定方法により算出した時のゲル厚みと、窒素吸着比表面積との比率が特定範囲のカーボンブラックを含むゴム組成物、及び該ゴム組成物を用いて作製した空気入りタイヤであるので、耐摩耗性を改善できる。
According to the present invention, there is provided a method for measuring a gel content adsorbed on a filler surface in a rubber composition containing a filler, wherein the rubber composition immersed in the solvent (1) is subjected to ultrasonic treatment, and the solvent (1) Step 1 for measuring the average particle diameter D (1) of the particles and ultrasonically treating the filler immersed in the solvent (2), and measuring the average particle diameter D (2) of the filler particles in the solvent (2) Since it is a measuring method of the gel part containing the process 2 and the process 3 which calculates the gel thickness R adsorbed on the filler surface in the rubber composition represented by the above formula, The adsorbed gel can be measured in a short time.
Further, since the ratio of the gel thickness when calculated by the measurement method and the ratio of the nitrogen adsorption specific surface area is a rubber composition containing carbon black in a specific range, and a pneumatic tire produced using the rubber composition, Abrasion resistance can be improved.

粒子の平均粒子径D(1)、フィラー粒子の平均粒子径D(2)、及びゲル厚みRについての概略模式図である。It is a schematic diagram about average particle diameter D (1) of particles, average particle diameter D (2) of filler particles, and gel thickness R.

[本発明の測定方法]
本発明は、フィラーを配合したゴム組成物におけるフィラー表面に吸着したゲル分の測定方法であって、溶媒(1)に浸漬した前記ゴム組成物を超音波処理し、溶媒(1)中の粒子の平均粒子径D(1)を測定する工程1と、溶媒(2)に浸漬したフィラーを超音波処理し、溶媒(2)中のフィラー粒子の平均粒子径D(2)を測定する工程2と、下記式で表される前記ゴム組成物中の前記フィラー表面に吸着したゲル厚みRを算出する工程3とを含むゲル分測定方法に関する。
R=(D(1)−D(2))/2
[Measurement method of the present invention]
The present invention is a method for measuring a gel content adsorbed on a filler surface in a rubber composition containing a filler, wherein the rubber composition immersed in the solvent (1) is subjected to ultrasonic treatment, and particles in the solvent (1) Step 1 for measuring the average particle diameter D (1) of the filler, and step 2 for measuring the average particle diameter D (2) of the filler particles in the solvent (2) by ultrasonically treating the filler immersed in the solvent (2). And a step 3 for calculating a gel thickness R adsorbed on the filler surface in the rubber composition represented by the following formula.
R = (D (1) -D (2)) / 2

本発明において、粒子とは、表面にゲル分を吸着したフィラーの粒子(図1におけるA)を意味する。また、フィラー粒子とは、表面にゲル分を吸着していないフィラーそのものの粒子(図1におけるB)を意味する。
従って、本発明において、粒子の平均粒子径とは、表面に吸着したゲル分を含めたフィラーの平均粒子径(図1におけるD(1))を意味する。また、フィラー粒子の平均粒子径とは、フィラーそのものの平均粒子径(図1におけるD(2))を意味する。
In the present invention, the particle means a filler particle (A in FIG. 1) having a gel component adsorbed on the surface. The filler particles mean particles of the filler itself (B in FIG. 1) that do not adsorb gel content on the surface.
Therefore, in the present invention, the average particle diameter of the particles means the average particle diameter of the filler including the gel portion adsorbed on the surface (D (1) in FIG. 1). The average particle diameter of the filler particles means the average particle diameter of the filler itself (D (2) in FIG. 1).

本発明の方法では、フィラーを配合したゴム組成物を溶媒(1)に浸漬し、超音波処理することにより、フィラーのストラクチャー構造を破壊でき、個々の凝集体に微細化して、フィラー表面に吸着していないゲル分であるオクルードラバーを排除できる。
更に、本発明の方法では、超音波処理後に溶媒(1)中の粒子の平均粒子径D(1)を測定することで、表面にゲル分を吸着した粒子の平均粒子径を求める。また、別途フィラーを溶媒(2)に浸漬して超音波処理した後、溶媒(2)中のフィラー粒子の平均粒子径を測定することで、表面にゲル分を吸着していないフィラー粒子の平均粒子径を求める。最後に、平均粒子径D(1)から平均粒子径D(2)を差し引いて2で割ることで、フィラー表面に吸着したゲル厚みR(図1におけるR)を算出する。超音波処理後の粒子はろ紙やメッシュサイズより細かくなるため、超音波処理前後での重量測定によりゲル分の割合を求めるのは困難であるが、本発明の方法では、このようにして、フィラー表面に吸着したゲル厚みを測定できる。
以上から、本発明の方法では、超音波処理と平均粒子径の測定とを組み合わせることにより、従来は捉えにくかったフィラー表面に吸着したゲル分を短時間で測定できる。そのため、フィラー表面の変化によるゲル分の変化を測定でき、表面を改質したフィラーの評価に利用できる。
In the method of the present invention, by immersing the rubber composition containing the filler in the solvent (1) and sonicating, the structure of the filler can be destroyed, and it is refined into individual aggregates and adsorbed on the filler surface. The occluded rubber that is not gel can be eliminated.
Furthermore, in the method of the present invention, the average particle diameter D (1) of the particles in the solvent (1) is measured after the ultrasonic treatment to determine the average particle diameter of the particles having the gel adsorbed on the surface. In addition, after immersing the filler in the solvent (2) and ultrasonically treating it, the average particle diameter of the filler particles in the solvent (2) is measured to determine the average of the filler particles that do not adsorb gel content on the surface. Obtain the particle size. Finally, by subtracting the average particle diameter D (2) from the average particle diameter D (1) and dividing by 2, the gel thickness R adsorbed on the filler surface (R in FIG. 1) is calculated. Since the particles after sonication become finer than the filter paper or mesh size, it is difficult to determine the gel content by weight measurement before and after sonication. In the method of the present invention, however, the filler The thickness of the gel adsorbed on the surface can be measured.
As described above, in the method of the present invention, by combining ultrasonic treatment and measurement of the average particle diameter, the gel content adsorbed on the filler surface, which has been difficult to grasp in the past, can be measured in a short time. Therefore, the change of the gel content due to the change of the filler surface can be measured, and can be used for the evaluation of the filler whose surface is modified.

工程1では、フィラーを配合したゴム組成物を溶媒(1)に浸漬し、溶媒(1)に浸漬されたゴム組成物を超音波処理した後、溶媒(1)中の粒子の平均粒子径を測定する。 In step 1, the rubber composition containing the filler is immersed in the solvent (1), the rubber composition immersed in the solvent (1) is subjected to ultrasonic treatment, and then the average particle size of the particles in the solvent (1) is determined. taking measurement.

工程1では、まず、フィラーを配合したゴム組成物を溶媒(1)に浸漬する。 In step 1, first, the rubber composition containing the filler is immersed in the solvent (1).

溶媒(1)としては、ゴム(ジエン系ポリマー)と親和性の高い有機溶媒が好ましい。
上記有機溶媒としては、シクロヘキサン、酢酸イソブチル、酢酸イソプロピル、メチルエチルケトン、メチルイソプロピルケトン、酢酸ブチル、四塩化炭素、メチルプロピルケトン、エチルベンゼン、キシレン、トルエン、酢酸エチル、テトラヒドロフラン、ベンゼン等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
As the solvent (1), an organic solvent having high affinity for rubber (diene polymer) is preferable.
Examples of the organic solvent include cyclohexane, isobutyl acetate, isopropyl acetate, methyl ethyl ketone, methyl isopropyl ketone, butyl acetate, carbon tetrachloride, methyl propyl ketone, ethylbenzene, xylene, toluene, ethyl acetate, tetrahydrofuran, and benzene. These may be used alone or in combination of two or more.

超音波処理前にゴム組成物を溶媒(1)に浸漬する時間は、ゲル分以外の成分が十分に溶解するように、溶媒等に応じて適宜設定すればよいが、例えば、30分〜24時間が好ましい。 The time for immersing the rubber composition in the solvent (1) before the ultrasonic treatment may be appropriately set according to the solvent or the like so that components other than the gel component are sufficiently dissolved. Time is preferred.

工程1では、次に、溶媒(1)に浸漬したゴム組成物を超音波処理する。 In step 1, next, the rubber composition immersed in the solvent (1) is subjected to ultrasonic treatment.

工程1の超音波処理の方法としては、特に限定されず、従来公知の方法を用いることができるが、例えば、発震端子付きの超音波発生装置や超音波洗浄機等の超音波発生機を用いる方法が挙げられる。 The method of ultrasonic treatment in step 1 is not particularly limited, and a conventionally known method can be used. For example, an ultrasonic generator such as an ultrasonic generator with a seismic terminal or an ultrasonic cleaner is used. A method is mentioned.

工程1の超音波処理における超音波の出力は、好ましくは10W以上、より好ましくは50W以上、更に好ましくは100W以上である。10W以上であると、フィラーを個々の凝集体により効率的に微細化でき、フィラー表面に吸着していないゲル分をより効率的に排除できる傾向がある。上記出力の上限は、特に限定されないが、好ましくは200W以下である。 The output of ultrasonic waves in the ultrasonic treatment in step 1 is preferably 10 W or higher, more preferably 50 W or higher, and still more preferably 100 W or higher. When it is 10 W or more, there is a tendency that the filler can be efficiently miniaturized by individual aggregates, and the gel component not adsorbed on the filler surface can be more efficiently excluded. Although the upper limit of the said output is not specifically limited, Preferably it is 200 W or less.

工程1の超音波処理における超音波の周波数は、好ましくは20〜40kHzである。上記数値範囲内であると、フィラーを個々の凝集体により効率的に微細化でき、フィラー表面に吸着していないゲル分をより効率的に排除できる傾向がある。 The frequency of ultrasonic waves in the ultrasonic treatment in step 1 is preferably 20 to 40 kHz. When it is within the above numerical range, the filler can be efficiently made finer by individual aggregates, and the gel component not adsorbed on the filler surface tends to be more efficiently excluded.

工程1の超音波処理の時間は、好ましくは10秒以上、より好ましくは1分以上である。10秒以上であると、フィラーを個々の凝集体により微細化でき、フィラー表面に吸着していないゲル分をより排除できる傾向がある。また、上記時間の上限は、それ以上の効果が得られない傾向があるという点から、好ましくは30分以下である。 The sonication time in step 1 is preferably 10 seconds or longer, more preferably 1 minute or longer. If it is 10 seconds or longer, the filler can be made finer by individual aggregates, and the gel component not adsorbed on the filler surface tends to be more eliminated. In addition, the upper limit of the time is preferably 30 minutes or less from the viewpoint that no further effect tends to be obtained.

工程1では超音波処理後に、更に、溶媒(1)中の粒子の平均粒子径D(1)を測定する。
超音波処理により、溶媒(1)中には、個々の凝集体に微細化され、表面に吸着していないゲル分が排除された粒子が分散している。そのため、表面にのみゲル分を吸着した粒子の平均粒子径を測定できる。
In step 1, after the ultrasonic treatment, the average particle diameter D (1) of the particles in the solvent (1) is further measured.
In the solvent (1), particles that have been refined into individual aggregates and excluded gel components that are not adsorbed on the surface are dispersed in the solvent (1). Therefore, the average particle diameter of the particle | grains which adsorb | sucked the gel part only on the surface can be measured.

平均粒子径D(1)を測定する方法としては、特に限定されず、従来公知の方法を用いることができるが、例えば、レーザー回折散乱法、動的光散乱法等により粒度分布を測定する方法が挙げられる。また、TEM等により直接観察してもよい。平均粒子径はモード径、メジアン径、算術平均径(個数平均径、体積平均径、面積平均径等)のいずれでもよい。 A method for measuring the average particle diameter D (1) is not particularly limited, and a conventionally known method can be used. For example, a method for measuring a particle size distribution by a laser diffraction scattering method, a dynamic light scattering method, or the like. Is mentioned. Moreover, you may observe directly by TEM etc. The average particle diameter may be any of mode diameter, median diameter, and arithmetic average diameter (number average diameter, volume average diameter, area average diameter, etc.).

次に、工程2では、フィラーを溶媒(2)に浸漬し、溶媒(2)に浸漬されたフィラーを超音波処理した後、溶媒(2)中のフィラー粒子の平均粒子径を測定する。 Next, in Step 2, after immersing the filler in the solvent (2) and ultrasonically treating the filler immersed in the solvent (2), the average particle diameter of the filler particles in the solvent (2) is measured.

工程2では、まず、フィラー(上記ゴム組成物中のフィラーと同一のフィラー)を溶媒(2)に浸漬する。
溶媒(2)としては、溶媒(1)と同様のものが挙げられ、溶媒(1)と同一のものが好ましい。
超音波処理前にフィラーを溶媒(2)に浸漬する時間は、特に限定されない。
In step 2, first, a filler (the same filler as the filler in the rubber composition) is immersed in the solvent (2).
Examples of the solvent (2) include the same as the solvent (1), and the same as the solvent (1) is preferable.
The time for immersing the filler in the solvent (2) before the ultrasonic treatment is not particularly limited.

工程2では、次に、溶媒(2)に浸漬したフィラーを超音波処理する。
工程2の超音波処理の方法、時間、超音波の出力、周波数としては、工程1の超音波処理と同様の条件を適用できる。
In step 2, next, the filler immersed in the solvent (2) is subjected to ultrasonic treatment.
As the ultrasonic treatment method, time, ultrasonic output, and frequency in step 2, the same conditions as in the ultrasonic treatment in step 1 can be applied.

工程2では超音波処理後に、更に、溶媒(2)中のフィラー粒子の平均粒子径D(2)を測定する。
超音波処理により、溶媒(2)中には、個々の凝集体に微細化されたフィラー粒子が分散している。そのため、表面にゲル分を吸着していないフィラー粒子の平均粒子径を測定できる。
平均粒子径D(2)を測定する方法としては、平均粒子径D(1)を測定する方法と同様のものが挙げられる。
In step 2, after the ultrasonic treatment, the average particle diameter D (2) of the filler particles in the solvent (2) is further measured.
By the ultrasonic treatment, filler particles refined into individual aggregates are dispersed in the solvent (2). Therefore, the average particle diameter of the filler particles that do not adsorb gel content on the surface can be measured.
Examples of the method for measuring the average particle size D (2) include the same methods as the method for measuring the average particle size D (1).

なお、本発明においては、工程1と工程2のどちらを先に行ってもよい。 In the present invention, either step 1 or step 2 may be performed first.

工程3では、下記式で表される上記ゴム組成物中のフィラー表面に吸着したゲル厚みRを算出する。
R=(D(1)−D(2))/2
In step 3, the gel thickness R adsorbed on the filler surface in the rubber composition represented by the following formula is calculated.
R = (D (1) -D (2)) / 2

粒子の平均粒子径D(1)から、フィラー粒子の平均粒子径D(2)を差し引いて2で割ることにより、フィラー表面に吸着したゲル厚みRを算出することができる。
ここで、算出したゲル厚みRを意義あるものとするため、工程1、2では、同一の測定方法により同一の基準による平均粒子径を測定することが好ましい。
By subtracting the average particle diameter D (2) of the filler particles from the average particle diameter D (1) of the particles and dividing by 2, the gel thickness R adsorbed on the filler surface can be calculated.
Here, in order to make the calculated gel thickness R meaningful, in Steps 1 and 2, it is preferable to measure the average particle diameter based on the same reference by the same measurement method.

[測定対象のゴム組成物]
本発明の方法における測定対象は、ゴム成分とフィラーを配合したゴム組成物(未加硫)である。
[Rubber composition to be measured]
The object to be measured in the method of the present invention is a rubber composition (unvulcanized) in which a rubber component and a filler are blended.

ゴム成分としては、イソプレン系ゴム、ブタジエンゴム(BR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、ブチルゴム(IIR)、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重合ゴム(SIBR)、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、ブチルゴム(IIR)、ハロゲン化ブチルゴム(X−IIR)等のジエン系ゴムが挙げられる。これらジエン系ゴムは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、イソプレン系ゴム、BR、SBRが好ましく、BR、SBRがより好ましい。 Rubber components include isoprene rubber, butadiene rubber (BR), styrene butadiene rubber (SBR), acrylonitrile butadiene rubber (NBR), chloroprene rubber (CR), butyl rubber (IIR), styrene-isoprene-butadiene copolymer rubber (SIBR). ), Ethylene propylene diene rubber (EPDM), butyl rubber (IIR), and halogenated butyl rubber (X-IIR). These diene rubbers may be used alone or in combination of two or more. Of these, isoprene-based rubber, BR, and SBR are preferable, and BR and SBR are more preferable.

フィラーとしては、カーボンブラック、シリカ等の微粒子フィラー;炭酸カルシウム等の無定形フィラー;クレイ、タルク等の板状フィラー;セルロース繊維等の有機フィラー等が挙げられる。なかでも、ストラクチャーの内部空隙にポリマーが取り込まれ易いという点から、カーボンブラックが好ましい。 Examples of the filler include fine particle fillers such as carbon black and silica; amorphous fillers such as calcium carbonate; plate-like fillers such as clay and talc; organic fillers such as cellulose fibers. Among these, carbon black is preferable because the polymer is easily taken into the internal voids of the structure.

フィラーの分散状態や、フィラー表面の変化に起因したゲル分の変化を捉えやすくする点で、フィラーの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、10〜120質量部が好ましい。 The filler content is preferably 10 to 120 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component in terms of facilitating the change of the gel content due to the dispersion state of the filler and the change of the filler surface.

ゴム成分やフィラー以外に、適宜他の配合剤(オイル等の軟化剤、ワックス、ステアリン酸、酸化亜鉛、老化防止剤、硫黄等の加硫剤、加硫促進剤、等)を含んでもよい。他の配合剤の含有量は、特に限定されないが、フィラーの含有量未満にすることが好ましい。 In addition to the rubber component and filler, other compounding agents (oil softener, wax, stearic acid, zinc oxide, anti-aging agent, sulfur vulcanizing agent, vulcanization accelerator, etc.) may be included as appropriate. Although content of another compounding agent is not specifically limited, It is preferable to make it less than content of a filler.

上記ゴム組成物の製造方法としては、公知の方法を用いることができ、例えば、前記各成分をオープンロール、バンバリーミキサー、密閉式混練機などのゴム混練装置を用いて混練する方法などにより製造できる。 As a method for producing the rubber composition, a known method can be used. For example, the above components can be produced by a method of kneading each component using a rubber kneading apparatus such as an open roll, a Banbury mixer, or a closed kneader. .

[本発明のゴム組成物]
本発明のゴム組成物は、ゴム成分とカーボンブラックとを含み、前記カーボンブラックの含有量が5〜120質量部であり、前記カーボンブラックにおける、前記測定方法により算出した時のゲル厚みRと、窒素吸着比表面積NSAとの比率R/NSAが0.16以上である。
[Rubber composition of the present invention]
The rubber composition of the present invention comprises a rubber component and carbon black, the carbon black content is 5 to 120 parts by mass, and the gel thickness R when calculated by the measurement method in the carbon black, the ratio R / N 2 SA of the nitrogen adsorption specific surface area N 2 SA is 0.16 or more.

本発明者らの検討の結果、本発明の測定方法により算出した時のゲル厚みと、窒素吸着比表面積との比率R/NSAが高いカーボンブラックほど、カーボンブラック表面の官能基が多く、カーボンブラック表面の活性が大きく、耐摩耗性が良好となることを見出した。
すなわち、本発明のゴム組成物は、本発明の測定方法により算出した時のゲル厚みRと、窒素吸着比表面積NSAとの比率R/NSAが特定範囲であるカーボンブラックを含むため、耐摩耗性を改善できる。
As a result of the study by the present inventors, the higher the ratio of R / N 2 SA between the gel thickness calculated by the measurement method of the present invention and the nitrogen adsorption specific surface area, R / N 2 SA, the more functional groups on the surface of the carbon black, It has been found that the activity of the carbon black surface is large and the wear resistance is good.
That is, the rubber composition of the present invention contains a gel thickness R when calculated by the measurement method of the present invention, the ratio R / N 2 SA of the nitrogen adsorption specific surface area N 2 SA of carbon black is a specific range , Can improve wear resistance.

ゴム成分としては、イソプレン系ゴム、ブタジエンゴム(BR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、ブチルゴム(IIR)、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重合ゴム(SIBR)、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、ブチルゴム(IIR)、ハロゲン化ブチルゴム(X−IIR)等のジエン系ゴムが挙げられる。これらジエン系ゴムは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、本発明の効果がより良好に得られるという点からは、BR、SBRが好ましく、SBR及びBRを併用することがより好ましい。 Rubber components include isoprene rubber, butadiene rubber (BR), styrene butadiene rubber (SBR), acrylonitrile butadiene rubber (NBR), chloroprene rubber (CR), butyl rubber (IIR), styrene-isoprene-butadiene copolymer rubber (SIBR). ), Ethylene propylene diene rubber (EPDM), butyl rubber (IIR), and halogenated butyl rubber (X-IIR). These diene rubbers may be used alone or in combination of two or more. Among these, BR and SBR are preferable, and SBR and BR are more preferably used in combination from the viewpoint that the effects of the present invention can be obtained better.

イソプレン系ゴムとしては、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、改質NR、変性NR、変性IR等が挙げられる。NRとしては、例えば、SIR20、RSS♯3、TSR20等、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。IRとしては、特に限定されず、例えば、IR2200等、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。改質NRとしては、脱タンパク質天然ゴム(DPNR)、高純度天然ゴム(UPNR)等、変性NRとしては、エポキシ化天然ゴム(ENR)、水素添加天然ゴム(HNR)、グラフト化天然ゴム等、変性IRとしては、エポキシ化イソプレンゴム、水素添加イソプレンゴム、グラフト化イソプレンゴム等、が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of the isoprene-based rubber include natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), modified NR, modified NR, and modified IR. As the NR, for example, those commonly used in the tire industry such as SIR20, RSS # 3, TSR20 and the like can be used. As IR, it is not specifically limited, For example, IR2200 etc. can use what is common in tire industry. As modified NR, deproteinized natural rubber (DPNR), high-purity natural rubber (UPNR), etc., modified NR, epoxidized natural rubber (ENR), hydrogenated natural rubber (HNR), grafted natural rubber, etc. Examples of the modified IR include epoxidized isoprene rubber, hydrogenated isoprene rubber, and grafted isoprene rubber. These may be used alone or in combination of two or more.

BRとしては特に限定されず、例えば、日本ゼオン(株)製のBR1220、宇部興産(株)製のBR130B、BR150B等の高シス含量のBR、宇部興産(株)製のVCR412、VCR617等のシンジオタクチックポリブタジエン結晶を含有するBR等を使用できる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、耐摩耗性が向上するという理由から、BRのシス含量は95質量%以上が好ましい。 The BR is not particularly limited. For example, BR1220 manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., BR130B manufactured by Ube Industries, Ltd., BR150B, BR150B and other high cis content BR, Ube Industries, Ltd. VCR412, VCR617, etc. BR containing tactic polybutadiene crystals can be used. These may be used alone or in combination of two or more. In particular, the cis content of BR is preferably 95% by mass or more from the reason that the wear resistance is improved.

BRとしては、例えば、宇部興産(株)、JSR(株)、旭化成(株)、日本ゼオン(株)等の製品を使用できる。 As BR, for example, products such as Ube Industries, JSR, Asahi Kasei, Nippon Zeon, and the like can be used.

SBRとしては特に限定されず、例えば、乳化重合スチレンブタジエンゴム(E−SBR)、溶液重合スチレンブタジエンゴム(S−SBR)等を使用できる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 It does not specifically limit as SBR, For example, emulsion polymerization styrene butadiene rubber (E-SBR), solution polymerization styrene butadiene rubber (S-SBR), etc. can be used. These may be used alone or in combination of two or more.

SBRとしては、例えば、住友化学(株)、JSR(株)、旭化成(株)、日本ゼオン(株)等により製造・販売されているSBRを使用できる。 As SBR, SBR manufactured and sold by Sumitomo Chemical Co., Ltd., JSR Co., Ltd., Asahi Kasei Co., Ltd., Nippon Zeon Co., Ltd., etc. can be used, for example.

ゴム成分100質量%中のイソプレン系ゴムの含有量は、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上、更に好ましくは30質量%以上である。10質量%以上であると、ゴム強度、低燃費性が充分に得られる傾向がある。また、上記含有量の上限は特に限定されず、100質量%であってもよいが、NRと共に他のゴム成分を使用する場合には、70質量%以下が好ましい。 The content of the isoprene-based rubber in 100% by mass of the rubber component is preferably 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, and further preferably 30% by mass or more. When it is 10% by mass or more, rubber strength and fuel efficiency tend to be sufficiently obtained. Further, the upper limit of the content is not particularly limited, and may be 100% by mass. However, when other rubber components are used together with NR, 70% by mass or less is preferable.

ゴム成分100質量%中のBRの含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは20質量%以上である。5質量%以上であると、充分な耐摩耗性が得られる傾向がある。また、上記含有量は、好ましくは70質量%以下、より好ましくは60質量%以下、更に好ましくは40質量%以下である。 The content of BR in 100% by mass of the rubber component is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, and still more preferably 20% by mass or more. When it is 5% by mass or more, sufficient wear resistance tends to be obtained. The content is preferably 70% by mass or less, more preferably 60% by mass or less, and still more preferably 40% by mass or less.

ゴム成分100質量%中のSBRの含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは30質量%以上、更に好ましくは40質量%以上、特に好ましくは60質量%以上である。5質量%以上であると、充分なウェットグリップ性能が得られる傾向がある。また、上記含有量は、好ましくは95質量%以下、より好ましくは90質量%以下、更に好ましくは80質量%以下である。 The content of SBR in 100% by mass of the rubber component is preferably 5% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, still more preferably 40% by mass or more, and particularly preferably 60% by mass or more. When the content is 5% by mass or more, sufficient wet grip performance tends to be obtained. The content is preferably 95% by mass or less, more preferably 90% by mass or less, and still more preferably 80% by mass or less.

本発明のゴム組成物は、上記カーボンブラックを含む。上記カーボンブラックとしては、特に限定されないが、N134、N110、N220、N234、N219、N339、N330、N326、N351、N550、N762等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 The rubber composition of the present invention contains the carbon black. Although it does not specifically limit as said carbon black, N134, N110, N220, N234, N219, N339, N330, N326, N351, N550, N762 etc. are mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.

上記カーボンブラックの窒素吸着比表面積(NSA)は、30m/g以上が好ましく、60m/g以上が更に好ましく、100m/g以上が特に好ましい。30m/g以上であると、補強性が向上し、充分な耐久性、耐摩耗性が得られる傾向がある。また、上記NSAは、400m/g以下が好ましく、300m/g以下がより好ましく、250m/g以下が更に好ましく、180m/g以下が特に好ましい。400m/g以下であると、カーボンブラックの良好な分散が得られやすく、良好な耐摩耗性、破壊性能、耐久性、低燃費性が得られる傾向がある。
なお、上記カーボンブラックの窒素吸着比表面積は、JIS K6217−2:2001によって求められる。
The carbon black nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) is preferably at least 30 m 2 / g, more preferably not less than 60m 2 / g, 100m 2 / g or more is particularly preferable. When it is 30 m 2 / g or more, the reinforcing property is improved and sufficient durability and wear resistance tend to be obtained. Further, the N 2 SA is preferably 400 meters 2 / g or less, more preferably 300 meters 2 / g, more preferably from 250 meters 2 / g or less, 180 m 2 / g or less is particularly preferred. When it is 400 m 2 / g or less, good dispersion of carbon black is easily obtained, and good wear resistance, fracture performance, durability, and low fuel consumption tend to be obtained.
In addition, the nitrogen adsorption specific surface area of the said carbon black is calculated | required by JISK6217-2: 2001.

上記カーボンブラックのジブチルフタレート吸油量(DBP)は、好ましくは60ml/100g以上、より好ましくは80ml/100g以上である。60ml/100g以上であると、補強性が向上し、充分な耐久性、耐摩耗性が得られる傾向がある。また、上記DBPは、好ましくは300ml/100g以下、より好ましくは200ml/100g以下、更に好ましくは150ml/100g以下である。300ml/100g以下であると、良好な耐久性、耐疲労特性、耐摩耗性が得られる傾向がある。
なお、上記カーボンブラックのDBPは、JIS K6217−4:2001の測定方法によって求められる。
The carbon black has a dibutyl phthalate oil absorption (DBP) of preferably 60 ml / 100 g or more, more preferably 80 ml / 100 g or more. When it is 60 ml / 100 g or more, the reinforcing property is improved, and sufficient durability and wear resistance tend to be obtained. The DBP is preferably 300 ml / 100 g or less, more preferably 200 ml / 100 g or less, still more preferably 150 ml / 100 g or less. When it is 300 ml / 100 g or less, good durability, fatigue resistance, and wear resistance tend to be obtained.
In addition, DBP of the said carbon black is calculated | required by the measuring method of JISK6217-4: 2001.

上記カーボンブラックにおける、本発明の測定方法により算出した時のゲル厚みRと、窒素吸着比表面積NSAとの比率R/NSAは、0.16以上である。上記比率は、好ましくは0.19以上、より好ましくは0.35以上である。また、上記比率の上限は特に限定されないが、1.0以下であることが好ましい。0.16以上であると、耐摩耗性を改善できる。
なお、本発明のゴム組成物に係る発明において、上記カーボンブラックにおける、本発明の測定方法により算出した時のゲル厚みRとは、より具体的には、後述の実施例の<ゲル分測定方法>により算出したゲル厚みRを意味する。
上記特性を有するカーボンブラックは、例えば、カーボンブラック表面の官能基を多くすることで製造できる。
In the carbon black, the ratio R / N 2 SA between the gel thickness R and the nitrogen adsorption specific surface area N 2 SA when calculated by the measurement method of the present invention is 0.16 or more. The ratio is preferably 0.19 or more, more preferably 0.35 or more. The upper limit of the ratio is not particularly limited, but is preferably 1.0 or less. Abrasion resistance can be improved as it is 0.16 or more.
In the invention relating to the rubber composition of the present invention, the gel thickness R calculated by the measurement method of the present invention in the above-mentioned carbon black is more specifically, <gel content measurement method of Examples described later>> Means the gel thickness R calculated by
Carbon black having the above characteristics can be produced, for example, by increasing the number of functional groups on the carbon black surface.

上記カーボンブラックの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、5質量部以上、好ましくは10質量部以上、より好ましくは20質量部以上である。5質量部以上であると、充分な補強性が得られる。また、上記含有量は、120質量部以下、好ましくは80質量部以下、より好ましくは60質量部以下である。120質量部以下であると、カーボンブラックの良好な分散が得られ、良好な加工性、補強性、転がり低高性能も得られる。 Content of the said carbon black is 5 mass parts or more with respect to 100 mass parts of rubber components, Preferably it is 10 mass parts or more, More preferably, it is 20 mass parts or more. Sufficient reinforcement is acquired as it is 5 mass parts or more. Moreover, the said content is 120 mass parts or less, Preferably it is 80 mass parts or less, More preferably, it is 60 mass parts or less. When the amount is 120 parts by mass or less, good dispersion of carbon black is obtained, and good processability, reinforcement, rolling and low performance are also obtained.

本発明のゴム組成物は、ステアリン酸を含むことが好ましい。
ステアリン酸としては、従来公知のものを使用でき、例えば、日油(株)、NOF社、花王(株)、和光純薬工業(株)、千葉脂肪酸(株)等の製品を使用できる。
The rubber composition of the present invention preferably contains stearic acid.
A conventionally well-known thing can be used as a stearic acid, For example, products, such as NOF Corporation, NOF company, Kao Corporation, Wako Pure Chemical Industries, Ltd., and Chiba fatty acid company, can be used.

本発明のゴム組成物において、ステアリン酸の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1質量部以上である。また、上記含有量は、好ましくは10質量部以下、より好ましくは5質量部以下である。上記数値範囲内であると、本発明の効果が良好に得られる傾向がある。 In the rubber composition of the present invention, the content of stearic acid is preferably 0.5 parts by mass or more, more preferably 1 part by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. Further, the content is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 5 parts by mass or less. Within the above numerical range, the effects of the present invention tend to be obtained satisfactorily.

本発明のゴム組成物は、酸化亜鉛を含むことが好ましい。
酸化亜鉛としては、従来公知のものを使用でき、例えば、三井金属鉱業(株)、東邦亜鉛(株)、ハクスイテック(株)、正同化学工業(株)、堺化学工業(株)等の製品を使用できる。
The rubber composition of the present invention preferably contains zinc oxide.
Conventionally known zinc oxide can be used, for example, Mitsui Kinzoku Mining Co., Ltd., Toho Zinc Co., Ltd., Hakusui Tech Co., Ltd., Shodo Chemical Co., Ltd. Can be used.

本発明のゴム組成物において、酸化亜鉛の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1質量部以上である。また、上記含有量は、好ましくは10質量部以下、より好ましくは5質量部以下である。上記数値範囲内であると、本発明の効果がより良好に得られる傾向がある。 In the rubber composition of the present invention, the content of zinc oxide is preferably 0.5 parts by mass or more, more preferably 1 part by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. Further, the content is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 5 parts by mass or less. If it is within the above numerical range, the effect of the present invention tends to be obtained better.

本発明のゴム組成物は、ワックスを含むことが好ましい。
ワックスとしては、特に限定されず、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス等の石油系ワックス;植物系ワックス、動物系ワックス等の天然系ワックス;エチレン、プロピレン等の重合物等の合成ワックスなどが挙げられる。なかでも、本発明の効果がより良好に得られるという理由から、石油系ワックスが好ましく、パラフィンワックスがより好ましい。
The rubber composition of the present invention preferably contains a wax.
The wax is not particularly limited, and examples thereof include petroleum waxes such as paraffin wax and microcrystalline wax; natural waxes such as plant waxes and animal waxes; synthetic waxes such as polymers such as ethylene and propylene. Of these, petroleum waxes are preferred and paraffin waxes are more preferred because the effects of the present invention can be obtained better.

ワックスとしては、例えば、大内新興化学工業(株)、日本精蝋(株)、精工化学(株)等の製品を使用できる。 As the wax, for example, products such as Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd., Nippon Seiwa Co., Ltd., Seiko Chemical Co., Ltd. can be used.

本発明のゴム組成物において、ワックスの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1.0質量部以上、より好ましくは1.5質量部以上である。また、上記含有量は、好ましくは10質量部以下、より好ましくは7質量部以下である。上記数値範囲内であると、本発明の効果が良好に得られる傾向がある。 In the rubber composition of the present invention, the content of the wax is preferably 1.0 part by mass or more, more preferably 1.5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. Further, the content is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 7 parts by mass or less. Within the above numerical range, the effects of the present invention tend to be obtained satisfactorily.

本発明のゴム組成物は、老化防止剤を含むことが好ましい。
老化防止剤としては、例えば、フェニル−α−ナフチルアミン等のナフチルアミン系老化防止剤;オクチル化ジフェニルアミン、4,4′−ビス(α,α′−ジメチルベンジル)ジフェニルアミン等のジフェニルアミン系老化防止剤;N−イソプロピル−N′−フェニル−p−フェニレンジアミン、N−(1,3−ジメチルブチル)−N′−フェニル−p−フェニレンジアミン、N,N′−ジ−2−ナフチル−p−フェニレンジアミン等のp−フェニレンジアミン系老化防止剤;2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリンの重合物等のキノリン系老化防止剤;2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、スチレン化フェノール等のモノフェノール系老化防止剤;テトラキス−[メチレン−3−(3′,5′−ジ−t−ブチル−4′−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン等のビス、トリス、ポリフェノール系老化防止剤などが挙げられる。なかでも、p−フェニレンジアミン系老化防止剤が好ましく、N−(1,3−ジメチルブチル)−N′−フェニル−p−フェニレンジアミンがより好ましい。
The rubber composition of the present invention preferably contains an antiaging agent.
Examples of the antiaging agent include naphthylamine type antiaging agents such as phenyl-α-naphthylamine; diphenylamine type antiaging agents such as octylated diphenylamine and 4,4′-bis (α, α′-dimethylbenzyl) diphenylamine; N -Isopropyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine, N- (1,3-dimethylbutyl) -N'-phenyl-p-phenylenediamine, N, N'-di-2-naphthyl-p-phenylenediamine, etc. P-phenylenediamine-based antioxidants; quinoline-based antioxidants such as 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline polymer; 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol; Monophenolic antioxidants such as styrenated phenol; tetrakis- [methylene-3- (3 ', 5'-di-t-butyl- '- hydroxyphenyl) propionate] bis methane, tris, and the like polyphenolic antioxidants. Of these, p-phenylenediamine-based antioxidants are preferable, and N- (1,3-dimethylbutyl) -N′-phenyl-p-phenylenediamine is more preferable.

老化防止剤としては、例えば、精工化学(株)、住友化学(株)、大内新興化学工業(株)、フレクシス社等の製品を使用できる。 As the anti-aging agent, for example, products such as Seiko Chemical Co., Ltd., Sumitomo Chemical Co., Ltd., Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd., and Flexis Co. can be used.

本発明のゴム組成物において、老化防止剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.1質量部以上、より好ましくは0.5質量部以上である。また、上記含有量は、好ましくは10質量部以下、より好ましくは7質量部以下である。上記数値範囲内であると、本発明の効果が良好に得られる傾向がある。 In the rubber composition of the present invention, the content of the anti-aging agent is preferably 0.1 parts by mass or more, more preferably 0.5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. Further, the content is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 7 parts by mass or less. Within the above numerical range, the effects of the present invention tend to be obtained satisfactorily.

本発明のゴム組成物は、オイルを含むことが好ましい。
オイルとしては、例えば、プロセスオイル、植物油脂、又はその混合物が挙げられる。プロセスオイルとしては、例えば、パラフィン系プロセスオイル、アロマ系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイルなどを用いることができる。植物油脂としては、ひまし油、綿実油、あまに油、なたね油、大豆油、パーム油、やし油、落花生湯、ロジン、パインオイル、パインタール、トール油、コーン油、こめ油、べに花油、ごま油、オリーブ油、ひまわり油、パーム核油、椿油、ホホバ油、マカデミアナッツ油、桐油等が挙げられる。なかでも、プロセスオイルが好ましい。
The rubber composition of the present invention preferably contains oil.
Examples of the oil include process oil, vegetable oil and fat, or a mixture thereof. As the process oil, for example, a paraffin process oil, an aroma process oil, a naphthenic process oil, or the like can be used. As vegetable oils and fats, castor oil, cottonseed oil, sesame oil, rapeseed oil, soybean oil, palm oil, palm oil, peanut hot water, rosin, pine oil, pineapple, tall oil, corn oil, rice bran oil, beet flower oil, sesame oil, Examples include olive oil, sunflower oil, palm kernel oil, camellia oil, jojoba oil, macadamia nut oil, and tung oil. Of these, process oil is preferred.

オイルとしては、例えば、出光興産(株)、三共油化工業(株)、(株)ジャパンエナジー、オリソイ社、H&R社、豊国製油(株)、昭和シェル石油(株)、富士興産(株)等の製品を使用できる。 Examples of the oil include Idemitsu Kosan Co., Ltd., Sankyo Oil Chemical Co., Ltd., Japan Energy Co., Ltd., Orisoi Co., Ltd., H & R Co., Toyokuni Oil Co., Ltd., Showa Shell Sekiyu Co., Ltd., Fuji Kosan Co., Ltd. Etc. can be used.

本発明のゴム組成物において、オイルの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは3質量部以上である。また、上記含有量は、好ましくは50質量部以下、より好ましくは30質量部以下である。上記数値範囲内であると、本発明の効果がより良好に得られる傾向がある。
なお、オイルの含有量には、ゴム(油展ゴム)に含まれるオイルの量も含まれる。
In the rubber composition of the present invention, the oil content is preferably 1 part by mass or more, more preferably 3 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. Further, the content is preferably 50 parts by mass or less, more preferably 30 parts by mass or less. If it is within the above numerical range, the effect of the present invention tends to be obtained better.
The oil content includes the amount of oil contained in rubber (oil-extended rubber).

本発明のゴム組成物は、硫黄を含むことが好ましい。
硫黄としては、ゴム工業において一般的に用いられる粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄、可溶性硫黄などが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
The rubber composition of the present invention preferably contains sulfur.
Examples of sulfur include powdered sulfur, precipitated sulfur, colloidal sulfur, insoluble sulfur, highly dispersible sulfur, and soluble sulfur that are generally used in the rubber industry. These may be used alone or in combination of two or more.

硫黄としては、例えば、鶴見化学工業(株)、軽井沢硫黄(株)、四国化成工業(株)、フレクシス社、日本乾溜工業(株)、細井化学工業(株)等の製品を使用できる。 As the sulfur, for example, products such as Tsurumi Chemical Co., Ltd., Karuizawa Sulfur Co., Ltd., Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd., Flexis Co., Nihon Kiboshi Kogyo Co., Ltd., Hosoi Chemical Co., Ltd. can be used.

本発明のゴム組成物において、硫黄の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1質量部以上である。また、上記含有量は、好ましくは10質量部以下、より好ましくは5質量部以下、更に好ましくは3質量部以下である。上記数値範囲内であると、本発明の効果が良好に得られる傾向がある。 In the rubber composition of the present invention, the sulfur content is preferably 0.5 parts by mass or more, more preferably 1 part by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. The content is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 5 parts by mass or less, and still more preferably 3 parts by mass or less. Within the above numerical range, the effects of the present invention tend to be obtained satisfactorily.

本発明のゴム組成物は、加硫促進剤を含むことが好ましい。
加硫促進剤としては、2−メルカプトベンゾチアゾール、ジ−2−ベンゾチアゾリルジスルフィド、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド等のチアゾール系加硫促進剤;テトラメチルチウラムジスルフィド(TMTD)、テトラベンジルチウラムジスルフィド(TBzTD)、テトラキス(2−エチルヘキシル)チウラムジスルフィド(TOT−N)等のチウラム系加硫促進剤;N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N−t−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N−オキシエチレン−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N−オキシエチレン−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N,N’−ジイソプロピル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド等のスルフェンアミド系加硫促進剤;ジフェニルグアニジン、ジオルトトリルグアニジン、オルトトリルビグアニジン等のグアニジン系加硫促進剤を挙げることができる。なかでも、本発明の効果がより好適に得られるという理由から、スルフェンアミド系加硫促進剤が好ましい。
The rubber composition of the present invention preferably contains a vulcanization accelerator.
Examples of the vulcanization accelerator include thiazole vulcanization accelerators such as 2-mercaptobenzothiazole, di-2-benzothiazolyl disulfide, N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide; tetramethylthiuram disulfide (TMTD ), Tetrabenzylthiuram disulfide (TBzTD), tetrakis (2-ethylhexyl) thiuram disulfide (TOT-N) and other thiuram vulcanization accelerators; N-cyclohexyl-2-benzothiazolesulfenamide, Nt-butyl- 2-benzothiazolylsulfenamide, N-oxyethylene-2-benzothiazolesulfenamide, N-oxyethylene-2-benzothiazolesulfenamide, N, N′-diisopropyl-2-benzothiazolesulfenamide, etc. The sulfenami And guanidine vulcanization accelerators such as diphenyl guanidine, diortolyl guanidine, and orthotolyl biguanidine. Of these, sulfenamide-based vulcanization accelerators are preferable because the effects of the present invention can be obtained more suitably.

加硫促進剤としては、例えば、大内新興化学工業(株)、三新化学工業(株)等の製品を使用できる。 As the vulcanization accelerator, products such as Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd. and Sanshin Chemical Industry Co., Ltd. can be used.

本発明のゴム組成物において、加硫促進剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1質量部以上である。また、上記含有量は、好ましくは10質量部以下、より好ましくは7質量部以下である。上記数値範囲内であると、本発明の効果が良好に得られる傾向がある。 In the rubber composition of the present invention, the content of the vulcanization accelerator is preferably 0.5 parts by mass or more, more preferably 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component with respect to 100 parts by mass of the rubber component. That's it. Further, the content is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 7 parts by mass or less. Within the above numerical range, the effects of the present invention tend to be obtained satisfactorily.

本発明のゴム組成物には、前記成分の他、タイヤ工業において一般的に用いられている添加剤を配合することができ、シリカ等の無機フィラー、硫黄以外の加硫剤(例えば、有機架橋剤)等を例示できる。 In addition to the above components, the rubber composition of the present invention can be blended with additives generally used in the tire industry. Inorganic fillers such as silica and vulcanizing agents other than sulfur (for example, organic crosslinking) Agent) and the like.

本発明のゴム組成物は、無機フィラーとして、シリカを含んでもよい。 The rubber composition of the present invention may contain silica as an inorganic filler.

シリカとしては、例えば、乾式法シリカ(無水ケイ酸)、湿式法シリカ(含水ケイ酸)等が挙げられるが、シラノール基が多いという理由から、湿式法シリカが好ましい。 Examples of the silica include dry process silica (anhydrous silicic acid), wet process silica (hydrous silicic acid) and the like, but wet process silica is preferred because of the large number of silanol groups.

シリカとしては、例えば、デグッサ社、ローディア社、東ソー・シリカ(株)、ソルベイジャパン(株)、(株)トクヤマ等の製品を使用できる。 Examples of silica that can be used include products such as Degussa, Rhodia, Tosoh Silica, Solvay Japan, and Tokuyama.

シリカの窒素吸着比表面積(NSA)は、20m/g以上が好ましく、30m/g以上がより好ましく、100m/g以上が更に好ましい。20m/g以上にすることで、耐摩耗性等が向上する傾向がある。該シリカのNSAは、400m/g以下が好ましく、300m/g以下がより好ましく、280m/g以下が更に好ましい。
なお、他のシリカの窒素吸着比表面積は、ASTM D3037−81に準じてBET法で測定される値である。
The nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of silica is preferably 20 m 2 / g or more, more preferably 30 m 2 / g or more, and still more preferably 100 m 2 / g or more. By setting it to 20 m 2 / g or more, wear resistance and the like tend to be improved. N 2 SA of the silica is preferably 400 m 2 / g or less, more preferably 300 m 2 / g or less, and still more preferably 280 m 2 / g or less.
In addition, the nitrogen adsorption specific surface area of the other silica is a value measured by the BET method according to ASTM D3037-81.

本発明のゴム組成物において、シリカの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、より好ましくは30質量部以上である。5質量部以上にすることで、低燃費性等が改善される傾向がある。該含有量は、好ましくは200質量部以下、より好ましくは150質量部以下、更に好ましくは100質量部以下である。200質量部を超えると、加工性と低燃費性能のバランスが悪化する傾向がある。 In the rubber composition of the present invention, the content of silica is preferably 5 parts by mass or more, more preferably 30 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. By setting it to 5 parts by mass or more, low fuel consumption tends to be improved. The content is preferably 200 parts by mass or less, more preferably 150 parts by mass or less, and still more preferably 100 parts by mass or less. If it exceeds 200 parts by mass, the balance between processability and fuel efficiency tends to deteriorate.

本発明のゴム組成物は、シリカ以外に、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、アルミナ、アルミナ水和物、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化マグネシウム、硫酸バリウム、タルク、マイカ、等の他の無機フィラーを含んでもよい。シリカ以外に他の無機フィラーを含む場合でも、無機フィラーの合計含有量は、上記範囲(シリカの合計含有量)が好適である。 In addition to silica, the rubber composition of the present invention includes calcium carbonate, calcium silicate, magnesium oxide, aluminum oxide, alumina, alumina hydrate, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, magnesium oxide, barium sulfate, talc, mica, Other inorganic fillers may be included. Even when other inorganic fillers are included in addition to silica, the above range (total content of silica) is suitable for the total content of inorganic fillers.

有機架橋剤としては、特に限定されず、マレイミド化合物類、アルキルフェノール・塩化硫黄縮合物類、有機過酸化物類、アミン有機サルファイド類等が挙げられる。これらは、単独でも、2種以上を用いてもよく、硫黄と併用してもよい。
有機架橋剤は、例えば、ゴム成分100質量部に対して、10質量部以下で配合される。
The organic crosslinking agent is not particularly limited, and examples thereof include maleimide compounds, alkylphenol / sulfur chloride condensates, organic peroxides, and amine organic sulfides. These may be used alone or in combination of two or more, and may be used in combination with sulfur.
An organic crosslinking agent is mix | blended at 10 mass parts or less with respect to 100 mass parts of rubber components, for example.

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

本発明のゴム組成物は、タイヤの各部材(サイドウォール、トレッド(キャップトレッド)、ベーストレッド、アンダートレッド、クリンチエイペックス、ビードエイペックス、ブレーカークッションゴム、カーカスコード被覆用ゴム、インスレーション、チェーファー、インナーライナー;ランフラットタイヤのサイド補強層;等)に好適に使用できる。なかでも、耐摩耗性等が良好であるため、トレッド(キャップトレッド)に好適に適用できる。 The rubber composition of the present invention includes tire components (sidewall, tread (cap tread), base tread, under tread, clinch apex, bead apex, breaker cushion rubber, carcass cord covering rubber, insulation, chain Fur, inner liner; side reinforcing layer of run flat tire; etc.). Especially, since abrasion resistance etc. are favorable, it can apply suitably for a tread (cap tread).

[本発明の空気入りタイヤ]
本発明の空気入りタイヤは、上記ゴム組成物を用いて通常の方法によって製造される。すなわち、必要に応じて各種添加剤を配合した上記ゴム組成物を、未加硫の段階でトレッド等の形状に合わせて押し出し加工し、タイヤ成型機上にて通常の方法にて成形し、他のタイヤ部材とともに貼り合わせ、未加硫タイヤを形成した後、加硫機中で加熱加圧してタイヤを製造できる。
[Pneumatic tire of the present invention]
The pneumatic tire of the present invention is produced by a usual method using the rubber composition. That is, if necessary, the rubber composition containing various additives is extruded in accordance with the shape of a tread, etc. at an unvulcanized stage, molded by a normal method on a tire molding machine, etc. After being bonded together with the tire member to form an unvulcanized tire, the tire can be manufactured by heating and pressing in a vulcanizer.

本発明のタイヤは、乗用車用タイヤ、バス用タイヤ、トラック用タイヤ、二輪車用タイヤ、高性能タイヤ、競技用タイヤ等として好適に用いられる。 The tire of the present invention is suitably used as a passenger car tire, bus tire, truck tire, motorcycle tire, high performance tire, competition tire and the like.

実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
以下では、本発明の測定方法の実施例、ゴム組成物の実施例を順に説明する。
The present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited to these examples.
Below, the Example of the measuring method of this invention and the Example of a rubber composition are demonstrated in order.

[本発明の測定方法]
以下、本発明の測定方法の実施例及び比較例で使用した各種薬品について、まとめて説明する。
SBR:E−SBR(結合スチレン量:23.5質量%、ビニル量:20質量%未満)
カーボンブラック(1):オリオンエンジニアドカーボンズ(株)製のCorax N134(NSA:138m/g、ヨウ素吸着量:146mg/g、DBP吸油量:124ml/100g)
カーボンブラック(2):オリオンエンジニアドカーボンズ(株)製のHP1107(NSA:141m/g、ヨウ素吸着量:140mg/g、DBP吸油量:130ml/100g)
カーボンブラック(3):東海カーボン(株)製のシースト9H(NSA:142m/g、ヨウ素吸着量:139mg/g、DBP吸油量:130ml/100g)
ワックス:パラフィンワックス
オイル:アロマオイル
ステアリン酸:日油(株)製のステアリン酸「椿」
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛
老化防止剤:N−(1,3−ジメチルブチル)−N’−フェニル−p−フェニレンジアミン
硫黄:鶴見化学工業(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤:N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド
[Measurement method of the present invention]
Hereinafter, various chemicals used in Examples and Comparative Examples of the measurement method of the present invention will be described together.
SBR: E-SBR (bound styrene content: 23.5% by mass, vinyl content: less than 20% by mass)
Carbon Black (1): Corax N134 (N 2 SA: 138 m 2 / g, iodine adsorption amount: 146 mg / g, DBP oil absorption amount: 124 ml / 100 g) manufactured by Orion Engineered Carbons Co., Ltd.
Carbon black (2): HP1107 manufactured by Orion Engineered Carbons (N 2 SA: 141 m 2 / g, iodine adsorption amount: 140 mg / g, DBP oil absorption amount: 130 ml / 100 g)
Carbon black (3): Seast 9H (N 2 SA: 142 m 2 / g, iodine adsorption amount: 139 mg / g, DBP oil absorption amount: 130 ml / 100 g) manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.
Wax: Paraffin wax oil: Aroma oil Stearic acid: Stearic acid “椿” manufactured by NOF Corporation
Zinc oxide: Zinc oxide anti-aging agent manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd .: N- (1,3-dimethylbutyl) -N′-phenyl-p-phenylenediamine sulfur: Powdered sulfur added by Tsurumi Chemical Co., Ltd. Sulfur accelerator: N-tert-butyl-2-benzothiazolylsulfenamide

(混練物、加硫ゴム組成物の製造方法)
表1に示す配合処方にしたがい、1.7Lバンバリーミキサーを用いて、硫黄及び加硫促進剤以外の材料を160℃に到達するまで混練し、混練物を得た。
次に、得られた混練物に硫黄及び加硫促進剤を添加し、オープンロールを用いて、80℃の条件下で3分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。更に、得られた未加硫ゴム組成物を170℃の条件下で15分間プレス加硫し、加硫ゴム組成物を得た。
(Production method of kneaded product and vulcanized rubber composition)
According to the formulation shown in Table 1, materials other than sulfur and a vulcanization accelerator were kneaded using a 1.7 L Banbury mixer until the temperature reached 160 ° C. to obtain a kneaded product.
Next, sulfur and a vulcanization accelerator were added to the obtained kneaded product, and kneaded for 3 minutes at 80 ° C. using an open roll to obtain an unvulcanized rubber composition. Further, the obtained unvulcanized rubber composition was press vulcanized for 15 minutes at 170 ° C. to obtain a vulcanized rubber composition.

得られた加硫ゴム組成物において、以下に示す方法により、耐摩耗性を評価し、結果を表1に示した。また、得られた混練物において、以下に示す方法により、ゲル分率又はゲル厚みRを算出し、結果を表2に示した。 The obtained vulcanized rubber composition was evaluated for wear resistance by the following method, and the results are shown in Table 1. Moreover, in the obtained kneaded material, the gel fraction or the gel thickness R was calculated by the method shown below, and the results are shown in Table 2.

(耐摩耗性)
上記加硫ゴム組成物について、ランボーン摩耗試験機を用いて、温度20℃、スリップ率20%及び試験時間2分間の条件下でランボーン摩耗量を測定した。さらに、測定したランボーン摩耗量から容積損失量を計算し、加硫ゴム組成物(1)のランボーン摩耗指数を100とし、各加硫ゴム組成物の容積損失量を指数表示した(耐摩耗性指数)。耐摩耗性指数が大きいほど、耐摩耗性に優れることを示す。
(Abrasion resistance)
About the said vulcanized rubber composition, the amount of lamborn abrasion was measured on the conditions of temperature 20 degreeC, slip rate 20%, and test time 2 minutes using the lamborn abrasion tester. Further, the volume loss amount was calculated from the measured lamborn wear amount, the lumbar wear index of the vulcanized rubber composition (1) was taken as 100, and the volume loss amount of each vulcanized rubber composition was displayed as an index (wear resistance index). ). The larger the wear resistance index, the better the wear resistance.

Figure 2018132363
Figure 2018132363

<比較例1:従来のゲル分測定方法>
上記混練物(1)又は(2)を細かく刻み、網メッシュに入れ、トルエン溶媒中に1日間浸した。可溶分を抽出したのち、真空乾燥し、ゲル質量を秤量した。以下の式によりゲル分率を算出した。なお、ゲルフィラー質量は上記混練物中に存在するフィラーの重量を示し、(上記混練物の質量)×(フィラーの質量部)/(全質量部)を計算することにより測定される。また、上記混練物の全ポリマー質量は、上記混練物中に存在するポリマーの質量を示し、(上記混練物の質量)×100/(全質量部)を計算することにより測定される。
ゲル分率(%)={(全ゲル質量)−(ゲルフィラー質量)}÷(上記混練物の全ポリマー質量)×100
<Comparative Example 1: Conventional gel content measurement method>
The kneaded product (1) or (2) was finely chopped, put into a mesh, and immersed in a toluene solvent for 1 day. After extracting a soluble part, it vacuum-dried and weighed the gel mass. The gel fraction was calculated by the following formula. The gel filler mass indicates the weight of the filler present in the kneaded product, and is measured by calculating (mass of the kneaded product) × (mass part of filler) / (total mass part). The total polymer mass of the kneaded product indicates the mass of the polymer present in the kneaded product, and is measured by calculating (mass of the kneaded product) × 100 / (total mass part).
Gel fraction (%) = {(total gel mass) − (gel filler mass)} ÷ (total polymer mass of the kneaded product) × 100

<実施例1>
上記混練物(1)又は(2)を細かく刻み、トルエン溶媒中に1日間浸した。その後トルエン溶媒を超音波処理(20kHz、100W、10秒、BRANSON社製のDigital Sonifier)し、DLS(動的光散乱、キュムラント解析、水温25℃、積算回数5000回、大塚電子(株)製のELS−Z2)を用いて平均粒子径D(1)(nm)を測定した(工程1)。次に、上記混練物に配合したカーボンブラックと同一のカーボンブラックをトルエン溶媒に入れ、超音波処理(20kHz、50W、2分)し、DLSを用いて平均粒子径D(2)(nm)を測定した(工程2)。そして、下記式からゲル厚みR(nm)を算出した(工程3)。
R=(D(1)−D(2))/2
<Example 1>
The kneaded product (1) or (2) was finely chopped and immersed in a toluene solvent for 1 day. Thereafter, the toluene solvent was sonicated (20 kHz, 100 W, 10 seconds, Digital Sonifier manufactured by BRANSON), DLS (dynamic light scattering, cumulant analysis, water temperature 25 ° C., accumulated number 5000 times, manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) The average particle diameter D (1) (nm) was measured using ELS-Z2) (Step 1). Next, the same carbon black as the carbon black blended in the kneaded product is put in a toluene solvent, subjected to ultrasonic treatment (20 kHz, 50 W, 2 minutes), and the average particle diameter D (2) (nm) is determined using DLS. Measured (Step 2). And gel thickness R (nm) was computed from the following formula (process 3).
R = (D (1) -D (2)) / 2

<実施例2>
工程1の超音波処理の時間を5分に変更した以外は、実施例1と同様に行い、ゲル厚みR(nm)を算出した。
<Example 2>
The gel thickness R (nm) was calculated in the same manner as in Example 1 except that the sonication time in Step 1 was changed to 5 minutes.

<比較例2>
上記混練物(1)又は(3)を測定対象とした以外は、比較例1と同様に行い、ゲル分率を算出した。
<Comparative example 2>
The gel fraction was calculated in the same manner as in Comparative Example 1 except that the kneaded product (1) or (3) was used as a measurement target.

<実施例3>
上記混練物(1)又は(3)を測定対象とした以外は、実施例1と同様に行い、ゲル厚みR(nm)を算出した。
<Example 3>
The gel thickness R (nm) was calculated in the same manner as in Example 1 except that the kneaded product (1) or (3) was used as a measurement target.

<実施例4>
上記混練物(1)又は(3)を測定対象とした以外は、実施例2と同様に行い、ゲル厚みR(nm)を算出した。
<Example 4>
A gel thickness R (nm) was calculated in the same manner as in Example 2 except that the kneaded product (1) or (3) was used as a measurement target.

Figure 2018132363
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表1、2において、窒素吸着比表面積等の物性がほぼ同一で、一般的に同等とされているカーボンブラックが配合されているにもかかわらず、耐摩耗性が異なるゴム組成物について、従来のゲル分測定方法である比較例1又は2では、ゲル分率に違いが見られなかったのに対して、本発明の測定方法である実施例1、2又は3、4では、ゲル厚みRに違いが見られた。このことから、本発明の測定方法により、従来は捉えにくかったフィラー表面に吸着しているゲル分を短時間で測定できることが明らかとなった。 In Tables 1 and 2, rubber compositions having different wear resistance despite the fact that carbon blacks having substantially the same physical properties such as nitrogen adsorption specific surface area and generally equivalent are blended are compared with conventional rubber compositions. In Comparative Example 1 or 2 which is a gel content measurement method, no difference was observed in the gel fraction, whereas in Examples 1, 2 or 3 and 4 which are measurement methods of the present invention, the gel thickness R was There was a difference. From this, it became clear that the gel component adsorbed on the filler surface, which was difficult to grasp in the past, can be measured in a short time by the measurement method of the present invention.

[本発明のゴム組成物]
以下、本発明のゴム組成物の実施例及び比較例で使用した各種薬品について、まとめて説明する。
NR:TSR20
SBR:E−SBR(結合スチレン量:23.5質量%、ビニル量:20質量%未満)
BR:宇部興産(株)製のBR150B
カーボンブラック(1):オリオンエンジニアドカーボンズ(株)製のCorax N134(NSA:138m/g、ヨウ素吸着量:146mg/g、DBP吸油量:124ml/100g、R/NSA:0.14)
カーボンブラック(2):オリオンエンジニアドカーボンズ(株)製のHP1107(NSA:141m/g、ヨウ素吸着量:140mg/g、DBP吸油量:130ml/100g、R/NSA:0.16)
カーボンブラック(3):東海カーボン(株)製のシースト9H(NSA:142m/g、ヨウ素吸着量:139mg/g、DBP吸油量:130ml/100g、R/NSA:0.23)
カーボンブラック(4):三菱化学(株)製の#4000B(NSA:100m/g、DBP吸油量:124ml/100g、pH:10、揮発分:0.3質量%、R/NSA:0.005)
カーボンブラック(5):三菱化学(株)製のダイアブラックI(NSA:114m/g、DBP吸油量:114ml/100g、pH:7.5、揮発分:1.0質量%、R/NSA:0.2)
シリカ:NSA:175m/g
シランカップリング剤:ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド
ワックス:パラフィンワックス
オイル:アロマオイル
ステアリン酸:日油(株)製のステアリン酸「椿」
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛
老化防止剤:N−(1,3−ジメチルブチル)−N’−フェニル−p−フェニレンジアミン
硫黄:鶴見化学工業(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤:N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド
[Rubber composition of the present invention]
Hereinafter, various chemicals used in Examples and Comparative Examples of the rubber composition of the present invention will be described together.
NR: TSR20
SBR: E-SBR (bound styrene content: 23.5% by mass, vinyl content: less than 20% by mass)
BR: BR150B manufactured by Ube Industries, Ltd.
Carbon Black (1): Corax N134 (N 2 SA: 138 m 2 / g, iodine adsorption amount: 146 mg / g, DBP oil absorption amount: 124 ml / 100 g, R / N 2 SA manufactured by Orion Engineered Carbons Co., Ltd. 0.14)
Carbon black (2): HP1107 (N 2 SA: 141 m 2 / g, iodine adsorption amount: 140 mg / g, DBP oil absorption amount: 130 ml / 100 g, R / N 2 SA: 0 manufactured by Orion Engineered Carbons Co., Ltd. .16)
Carbon black (3): Seast 9H (N 2 SA: 142 m 2 / g, iodine adsorption amount: 139 mg / g, DBP oil absorption amount: 130 ml / 100 g, R / N 2 SA: 0.23 manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd. )
Carbon black (4): # 4000B (N 2 SA: 100 m 2 / g, DBP oil absorption: 124 ml / 100 g, pH: 10, volatile content: 0.3% by mass, R / N 2 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation SA: 0.005)
Carbon Black (5): Dia Black I (N 2 SA: 114 m 2 / g, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), DBP oil absorption: 114 ml / 100 g, pH: 7.5, volatile content: 1.0 mass%, R / N 2 SA: 0.2)
Silica: N 2 SA: 175 m 2 / g
Silane coupling agent: bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide wax: paraffin wax oil: aroma oil
Stearic acid: Stearic acid “椿” manufactured by NOF Corporation
Zinc oxide: Zinc oxide anti-aging agent manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd .: N- (1,3-dimethylbutyl) -N′-phenyl-p-phenylenediamine sulfur: Powdered sulfur added by Tsurumi Chemical Co., Ltd. Sulfur accelerator: N-tert-butyl-2-benzothiazolylsulfenamide

カーボンブラック(1)〜(5)のR/NSAにおけるRは以下の方法により算出した。 R in R / N 2 SA of carbon blacks (1) to (5) was calculated by the following method.

<ゲル分測定方法>
1.7Lバンバリーミキサーを用いて、SBR100質量部を1分間回転数70rpmで混練した後、各カーボンブラック50質量部、ワックス2質量部、オイル10質量部、ステアリン酸2質量部、酸化亜鉛2質量部、老化防止剤1質量部を投入し、回転数70rpmで160℃に到達するまで混練し、混練物を得た。
上記混練物2gを細かく刻み、トルエン溶媒100g中に1日間浸した。その後トルエン溶媒を超音波処理(20kHz、100W、2分、BRANSON社製のDigital Sonifier)し、DLS(動的光散乱、キュムラント解析、水温25℃、積算回数5000回、大塚電子(株)製のELS−Z2)を用いて平均粒子径D(1)(nm)(体積平均径)を測定した(工程1)。次に、上記混練物に配合したカーボンブラックと同一のカーボンブラック0.1gをトルエン溶媒100gに入れ、超音波処理(20kHz、50W、2分)し、DLSを用いて平均粒子径D(2)(nm)(体積平均径)を測定した(工程2)。そして、下記式からゲル厚みR(nm)を算出した(工程3)。
R=(D(1)−D(2))/2
<Gel content measurement method>
Using a 1.7 L Banbury mixer, 100 parts by mass of SBR was kneaded at a rotational speed of 70 rpm for 1 minute, then 50 parts by mass of each carbon black, 2 parts by mass of wax, 10 parts by mass of oil, 2 parts by mass of stearic acid, and 2 parts by mass of zinc oxide. Part and 1 part by weight of an anti-aging agent were added and kneaded at a rotational speed of 70 rpm until reaching 160 ° C. to obtain a kneaded product.
2 g of the kneaded product was finely chopped and immersed in 100 g of a toluene solvent for 1 day. Thereafter, the toluene solvent was sonicated (20 kHz, 100 W, 2 minutes, Digital Sonifier manufactured by BRANSON), and DLS (dynamic light scattering, cumulant analysis, water temperature 25 ° C., accumulated number 5000 times, manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) ELS-Z2) was used to measure the average particle diameter D (1) (nm) (volume average diameter) (Step 1). Next, 0.1 g of carbon black identical to the carbon black blended in the kneaded product is put into 100 g of toluene solvent, subjected to ultrasonic treatment (20 kHz, 50 W, 2 minutes), and average particle diameter D (2) using DLS. (Nm) (volume average diameter) was measured (step 2). And gel thickness R (nm) was computed from the following formula (process 3).
R = (D (1) -D (2)) / 2

<実施例及び比較例>
表3〜6に示す配合処方にしたがい、1.7Lバンバリーミキサーを用いて、硫黄及び加硫促進剤以外の材料を160℃で3分間混練し、混練物を得た。
次に、得られた混練物に硫黄及び加硫促進剤を添加し、オープンロールを用いて、80℃の条件下で3分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。更に、得られた未加硫ゴム組成物を170℃の条件下で15分間プレス加硫し、加硫ゴム組成物を得た。
<Examples and Comparative Examples>
According to the formulation shown in Tables 3 to 6, materials other than sulfur and a vulcanization accelerator were kneaded at 160 ° C. for 3 minutes using a 1.7 L Banbury mixer to obtain a kneaded product.
Next, sulfur and a vulcanization accelerator were added to the obtained kneaded product, and kneaded for 3 minutes at 80 ° C. using an open roll to obtain an unvulcanized rubber composition. Further, the obtained unvulcanized rubber composition was press vulcanized for 15 minutes at 170 ° C. to obtain a vulcanized rubber composition.

得られた加硫ゴム組成物において、以下に示す方法により、耐摩耗性を評価し、結果を表3〜6に示した。なお、表3の基準比較例を比較例3、表4の基準比較例を比較例7、表5の基準比較例を比較例11、表6の基準比較例を比較例15とした。 In the obtained vulcanized rubber composition, abrasion resistance was evaluated by the method shown below, and the results are shown in Tables 3-6. The reference comparative example of Table 3 is Comparative Example 3, the reference comparative example of Table 4 is Comparative Example 7, the reference comparative example of Table 5 is Comparative Example 11, and the reference comparative example of Table 6 is Comparative Example 15.

(耐摩耗性)
上記加硫ゴム組成物について、ランボーン摩耗試験機を用いて、温度20℃、スリップ率20%及び試験時間2分間の条件下でランボーン摩耗量を測定した。さらに、測定したランボーン摩耗量から容積損失量を計算し、基準比較例のランボーン摩耗指数を100とし、各加硫ゴム組成物の容積損失量を指数表示した(耐摩耗性指数)。耐摩耗性指数が大きいほど、耐摩耗性に優れることを示す。
(Abrasion resistance)
About the said vulcanized rubber composition, the amount of lamborn abrasion was measured on the conditions of temperature 20 degreeC, slip rate 20%, and test time 2 minutes using the lamborn abrasion tester. Further, the volume loss amount was calculated from the measured amount of lamborn wear, and the volume loss amount of each vulcanized rubber composition was displayed as an index (wear resistance index) with the lamborn wear index of the reference comparative example being 100. The larger the wear resistance index, the better the wear resistance.

Figure 2018132363
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Figure 2018132363
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表3〜6より、ゴム成分と所定量のカーボンブラックとを含み、前記カーボンブラックにおける、本発明の測定方法により算出した時のゲル厚みRと、窒素吸着比表面積NSAとの比率R/NSAが0.16以上である実施例5〜16は、耐摩耗性が改善されることが明らかとなった。 From Tables 3 to 6, the rubber component and a predetermined amount of carbon black were included, and the ratio of the gel thickness R when calculated by the measurement method of the present invention to the carbon black and the nitrogen adsorption specific surface area N 2 SA R / example N 2 SA is 0.16 or more 5 to 16, it has become clear that the wear resistance is improved.

Claims (6)

フィラーを配合したゴム組成物におけるフィラー表面に吸着したゲル分の測定方法であって、
溶媒(1)に浸漬した前記ゴム組成物を超音波処理し、溶媒(1)中の粒子の平均粒子径D(1)を測定する工程1と、
溶媒(2)に浸漬したフィラーを超音波処理し、溶媒(2)中のフィラー粒子の平均粒子径D(2)を測定する工程2と、
下記式で表される前記ゴム組成物中の前記フィラー表面に吸着したゲル厚みRを算出する工程3とを含むゲル分の測定方法。
R=(D(1)−D(2))/2
A method of measuring a gel content adsorbed on a filler surface in a rubber composition containing a filler,
Sonicating the rubber composition immersed in the solvent (1), and measuring an average particle diameter D (1) of particles in the solvent (1);
Step 2 of ultrasonically treating the filler immersed in the solvent (2) and measuring the average particle diameter D (2) of the filler particles in the solvent (2);
And a step 3 of calculating a gel thickness R adsorbed on the filler surface in the rubber composition represented by the following formula:
R = (D (1) -D (2)) / 2
前記工程1及び2の前記超音波処理の時間が10秒以上である請求項1記載のゲル分の測定方法。 The method for measuring a gel content according to claim 1, wherein the ultrasonic treatment time in the steps 1 and 2 is 10 seconds or more. 前記工程1及び2の前記超音波処理における超音波の出力が10W以上である請求項1又は2記載のゲル分の測定方法。 The method for measuring a gel content according to claim 1 or 2, wherein an ultrasonic output in the ultrasonic treatment in the steps 1 and 2 is 10 W or more. ゴム成分と、該ゴム成分100質量部に対して5〜120質量部のカーボンブラックとを含むゴム組成物であって、
前記カーボンブラックにおける、請求項1〜3のいずれかに記載の測定方法により算出した時のゲル厚みRと、窒素吸着比表面積NSAとの比率R/NSAが0.16以上であるゴム組成物。
A rubber composition comprising a rubber component and 5-120 parts by mass of carbon black with respect to 100 parts by mass of the rubber component,
The ratio R / N 2 SA of the gel thickness R and the nitrogen adsorption specific surface area N 2 SA when calculated by the measurement method according to claim 1 in the carbon black is 0.16 or more. Rubber composition.
前記カーボンブラックの窒素吸着比表面積が30〜400m/g、DBP吸油量が60〜300ml/100gである請求項4記載のゴム組成物。 The rubber composition according to claim 4, wherein the carbon black has a nitrogen adsorption specific surface area of 30 to 400 m 2 / g and a DBP oil absorption of 60 to 300 ml / 100 g. 請求項4又は5記載のゴム組成物を用いて作製した空気入りタイヤ。 A pneumatic tire produced using the rubber composition according to claim 4.
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