JP2021161313A - Rubber composition and pneumatic tire using the same - Google Patents
Rubber composition and pneumatic tire using the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021161313A JP2021161313A JP2020065846A JP2020065846A JP2021161313A JP 2021161313 A JP2021161313 A JP 2021161313A JP 2020065846 A JP2020065846 A JP 2020065846A JP 2020065846 A JP2020065846 A JP 2020065846A JP 2021161313 A JP2021161313 A JP 2021161313A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silica
- mass
- rubber
- rubber composition
- inorganic filler
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 title claims abstract description 40
- 239000005060 rubber Substances 0.000 title claims abstract description 40
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 31
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 76
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 37
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 claims abstract description 27
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 19
- 229920003244 diene elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 11
- 241001474374 Blennius Species 0.000 claims description 28
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 11
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 10
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 9
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 125000005372 silanol group Chemical group 0.000 abstract description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 7
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000002372 labelling Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 7
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 7
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 6
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 description 5
- LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M Cetrimonium bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 4
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 4
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 4
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 4
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 description 3
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 3
- 239000002174 Styrene-butadiene Substances 0.000 description 3
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 3
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 3
- 241000894007 species Species 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 3
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 235000014653 Carica parviflora Nutrition 0.000 description 2
- 241000243321 Cnidaria Species 0.000 description 2
- 241000231844 Corallinoideae Species 0.000 description 2
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 description 2
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000003712 anti-aging effect Effects 0.000 description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 150000001993 dienes Chemical class 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 229920003049 isoprene rubber Polymers 0.000 description 2
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 2
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 description 2
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 2
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 2
- 238000000550 scanning electron microscopy energy dispersive X-ray spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 239000004636 vulcanized rubber Substances 0.000 description 2
- OVSKIKFHRZPJSS-UHFFFAOYSA-N 2,4-D Chemical compound OC(=O)COC1=CC=C(Cl)C=C1Cl OVSKIKFHRZPJSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZZMVLMVFYMGSMY-UHFFFAOYSA-N 4-n-(4-methylpentan-2-yl)-1-n-phenylbenzene-1,4-diamine Chemical compound C1=CC(NC(C)CC(C)C)=CC=C1NC1=CC=CC=C1 ZZMVLMVFYMGSMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000206572 Rhodophyta Species 0.000 description 1
- YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] Chemical compound [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 125000005370 alkoxysilyl group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- -1 fatty acid zinc salt Chemical class 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000007602 hot air drying Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000001181 organosilyl group Chemical group [SiH3]* 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000010074 rubber mixing Methods 0.000 description 1
- 238000013040 rubber vulcanization Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- VTHOKNTVYKTUPI-UHFFFAOYSA-N triethoxy-[3-(3-triethoxysilylpropyltetrasulfanyl)propyl]silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCSSSSCCC[Si](OCC)(OCC)OCC VTHOKNTVYKTUPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 1
- 150000003752 zinc compounds Chemical class 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Tires In General (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Description
本発明は、ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤに関するものであり、詳しくは、耐摩耗性を低下させることなく粘弾性バランスが改善されたゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤに関するものである。 The present invention relates to a rubber composition and a pneumatic tire using the same, and more particularly to a rubber composition having an improved viscoelastic balance without reducing wear resistance and a pneumatic tire using the same. It is a thing.
近年、環境意識の高まりやラベリング制度を受けて、当業界では低燃費タイヤが上市されている。従来より、空気入りタイヤの転がり抵抗性はtanδ(60℃)が指標とされ、このtanδ(60℃)を低減するとともに、ウェット性能および耐摩耗性を両立するには、高シリカ配合や小粒径のシリカを配合する等の手法が用いられている。
シリカはゴムに対する親和性が乏しく、分散性の改善が重要となる。そこで図1に示すように、ゴムにシランカップリング剤を添加し、ゴム混合中にシリカ表面のシラノール基とシランカップリング剤とを反応させシリカを分散させる手法があるが、未反応のシラノール基が残存し、所望の効果が得られないという問題点がある。
In recent years, fuel-efficient tires have been put on the market in the industry in response to increasing environmental awareness and labeling system. Conventionally, the rolling resistance of pneumatic tires has been indexed by tan δ (60 ° C). In order to reduce this tan δ (60 ° C) and achieve both wet performance and wear resistance, high silica content and small particles are used. Techniques such as blending silica with a diameter are used.
Silica has a poor affinity for rubber, and it is important to improve its dispersibility. Therefore, as shown in FIG. 1, there is a method of adding a silane coupling agent to rubber and reacting a silanol group on the silica surface with a silane coupling agent to disperse silica during rubber mixing, but an unreacted silanol group. There is a problem that the desired effect cannot be obtained because the residue remains.
また、図2に示すように例えば脂肪酸亜鉛塩のような添加剤を加えるとシラノール基と反応しOH基が減少するが、シリカ表面のシラノール基の大部分を消失させるには亜鉛量を増大させる必要があるため、ゴム加硫時に悪影響を及ぼす懸念がある。 Further, as shown in FIG. 2, when an additive such as a fatty acid zinc salt is added, it reacts with the silanol group to reduce the OH group, but the amount of zinc is increased to eliminate most of the silanol groups on the silica surface. Since it is necessary, there is a concern that it will have an adverse effect during rubber vulcanization.
なお、下記特許文献1には、本発明の実施例に使用される石灰化した海藻が開示されている。しかし、特許文献1は皮膚外用剤に関するものであり、本発明とは技術分野が異なる。また、石灰化した海藻をゴム組成物に配合し、耐摩耗性を低下させることなく粘弾性バランスを改善しようとする技術思想は何ら開示されていない。
The following
本発明の目的は、耐摩耗性を低下させることなく粘弾性バランスが改善されたゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a rubber composition having an improved viscoelastic balance without lowering wear resistance, and a pneumatic tire using the same.
本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、ジエン系ゴムに対し、シリカおよび無機充填材を特定量で配合することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成することができた。 As a result of diligent research, the present inventors have found that the above problems can be solved by blending silica and an inorganic filler in a specific amount with the diene rubber, and have completed the present invention.
すなわち本発明は、ジエン系ゴム100質量部に対し、シリカを30〜200質量部、および無機充填材を前記シリカに対し0.7〜2.5質量%配合してなることを特徴とするゴム組成物を提供するものである。
また本発明は、前記無機充填材が、カルシウム、マグネシウム、カリウム、鉄およびアルミニウムからなる群から選択された少なくとも2種を含むことを特徴とする前記ゴム組成物を提供するものである。
また本発明は、前記無機充填材は、石灰化した海藻であることを特徴とする前記ゴム組成物を提供するものである。
また本発明は、前記ゴム組成物を使用した空気入りタイヤを提供するものである。
That is, the present invention is characterized in that, with respect to 100 parts by mass of diene rubber, 30 to 200 parts by mass of silica and 0.7 to 2.5% by mass of an inorganic filler are mixed with respect to the silica. It provides a composition.
The present invention also provides the rubber composition, wherein the inorganic filler comprises at least two selected from the group consisting of calcium, magnesium, potassium, iron and aluminum.
The present invention also provides the rubber composition, wherein the inorganic filler is a calcified seaweed.
The present invention also provides a pneumatic tire using the rubber composition.
本発明のゴム組成物は、ジエン系ゴム100質量部に対し、シリカを30〜200質量部、および無機充填材を前記シリカに対し0.7〜2.5質量%配合してなることを特徴としているので、耐摩耗性を低下させることなく粘弾性バランスが改善されたゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤを提供することができる。
本発明では、無機充填材に含まれるミネラル分が、図1に示すようなシリカ表面の未反応のシラノール基をキャップすることができ、これによりゴム中のシリカの分散性が良好となり、上記所望の効果を発現することができる。
また、無機充填材がカルシウム、マグネシウム、カリウム、鉄およびアルミニウムからなる群から選択された少なくとも2種を含む形態によれば、上記のシリカ表面の未反応のシラノール基のキャップがさらに良好に行われるとともに、図2に示すような亜鉛化合物が添加されている場合は、亜鉛と当該元素の少なくとも2種とがイオン交換して亜鉛が放出され、これがゴムの架橋に関与して本発明の上記効果をさらに高めるものと推察される。
また、無機充填材が石灰化した海藻である形態によれば、該海藻はカルシウム、マグネシウム、カリウム、鉄およびアルミニウムからなる群から選択された少なくとも2種を多く含むことから、少量の配合で上記のシリカ表面の未反応のシラノール基のキャップをさらに良好に行うことが可能となる。
The rubber composition of the present invention is characterized by blending 30 to 200 parts by mass of silica and 0.7 to 2.5% by mass of an inorganic filler with respect to 100 parts by mass of the diene rubber. Therefore, it is possible to provide a rubber composition having an improved viscoelastic balance and a pneumatic tire using the same without lowering the wear resistance.
In the present invention, the mineral content contained in the inorganic filler can cap the unreacted silanol groups on the silica surface as shown in FIG. 1, thereby improving the dispersibility of the silica in the rubber, which is desired. Can exert the effect of.
Further, according to the form in which the inorganic filler contains at least two kinds selected from the group consisting of calcium, magnesium, potassium, iron and aluminum, the cap of the unreacted silanol group on the silica surface is further performed better. At the same time, when a zinc compound as shown in FIG. 2 is added, zinc is ion-exchanged with at least two kinds of the element to release zinc, which is involved in cross-linking of rubber and has the above-mentioned effect of the present invention. It is presumed that it will further increase.
Further, according to the form in which the inorganic filler is a calcified seaweed, the seaweed contains a large amount of at least two species selected from the group consisting of calcium, magnesium, potassium, iron and aluminum. It is possible to better cap the unreacted silanol groups on the surface of the silica.
以下、本発明をさらに詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
(ジエン系ゴム)
本発明で使用されるジエン系ゴムは、ゴム組成物に配合することができる任意のジエン系ゴムを用いることができ、例えば、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム(NBR)、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー(EPDM)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。また、その分子量やミクロ構造はとくに制限されず、アミン、アミド、シリル、アルコキシシリル、カルボキシル、ヒドロキシル基等で末端変性されていても、エポキシ化されていてもよい。
(Diene rubber)
As the diene-based rubber used in the present invention, any diene-based rubber that can be blended in the rubber composition can be used, for example, natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR). , Styrene-butadiene copolymer rubber (SBR), acrylonitrile-butadiene copolymer rubber (NBR), ethylene-propylene-dienter polymer (EPDM) and the like. These may be used alone or in combination of two or more. The molecular weight and microstructure are not particularly limited, and the terminal may be denatured with an amine, amide, silyl, alkoxysilyl, carboxyl, hydroxyl group or the like, or may be epoxidized.
(シリカ)
本発明に使用されるシリカとしては、具体的には、例えば、湿式シリカ(含水ケイ酸)、乾式シリカ(無水ケイ酸)、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム等が挙げられ、これらを1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
シリカは、ウェット性能向上の観点から、CTAB吸着比表面積が100〜300m2/gであるのが好ましく、120〜200m2/gであるのがさらに好ましい。
なお、CTAB吸着比表面積は、シリカ表面への臭化n−ヘキサデシルトリメチルアンモニウムの吸着量をJIS K6217−3:2001「第3部:比表面積の求め方−CTAB吸着法」にしたがって測定した値である。
(silica)
Specific examples of the silica used in the present invention include wet silica (hydrous silicic acid), dry silica (silicic anhydride), calcium silicate, aluminum silicate, and the like, and these are used alone. Or two or more of them may be used in combination.
From the viewpoint of improving wet performance, silica preferably has a CTAB adsorption specific surface area of 100 to 300 m 2 / g, and more preferably 120 to 200
The CTAB adsorption specific surface area is a value obtained by measuring the amount of n-hexadecyltrimethylammonium bromide adsorbed on the silica surface according to JIS K6217-3: 2001 "Part 3: How to obtain the specific surface area-CTAB adsorption method". Is.
(無機充填材)
本発明で使用される無機充填材は、カルシウム、マグネシウム、カリウム、鉄およびアルミニウムからなる群から選択された少なくとも2種を含むことが好ましく、この条件を満たす無機充填材としては、例えばクレーや下記で説明する石灰化した海藻等が挙げられる。
(Inorganic filler)
The inorganic filler used in the present invention preferably contains at least two types selected from the group consisting of calcium, magnesium, potassium, iron and aluminum, and examples of the inorganic filler satisfying this condition include clay and the following. Examples include the calcified seaweed described in.
クレーの成分分析(SEM−EDX)の一例としては、主な成分として(質量%)、
C:15%
O:56%
Si:14%
K:3.6%
Al:10%
Fe:1.3%
を含むものであり、カルシウム、マグネシウム、カリウム、鉄およびアルミニウムからなる群から選択された少なくとも2種を含んでいる。
As an example of clay component analysis (SEM-EDX), as the main component (mass%),
C: 15%
O: 56%
Si: 14%
K: 3.6%
Al: 10%
Fe: 1.3%
Containing at least two species selected from the group consisting of calcium, magnesium, potassium, iron and aluminum.
また、前記石灰化した海藻としては、特許文献1に開示されているように、海藻が海中のミネラル成分を吸着して得られるものであり、例えば、紅藻類海藻の石灰質残渣であり、好ましくはサンゴモ科海藻の石灰質残渣である。
Further, as the calcified seaweed, as disclosed in
サンゴモ科海藻としては、例えば、Lithothamnium corallioides、Phymatolithon calcareum、Lithothamnium glacialeなどが挙げられる。これらのサンゴモ科海藻は、冷たく穏やかな海に豊富にある海藻であり、このサンゴモ科海藻が枯れた後に残る石灰質残渣は、90質量%以上が無機質であり、主に炭酸カルシウム及び炭酸マグネシウムからなる。 Examples of the corallinoideae seaweed include Lythothermnium corallioides, Phymaaturison calcareum, and Lithothamnium glacial. These coral seaweeds are abundant in cold and calm seas, and the calcareous residue remaining after the coral seaweeds die is 90% by mass or more inorganic and mainly consists of calcium carbonate and magnesium carbonate. ..
石灰化した海藻は、海底より浚渫された状態でも使用できるが、砂や貝殻などの夾雑物が含まれることから、これらの一部又は全部を、海水や真水などで洗浄することや、篩別、手作業により選別することなどの上記夾雑物を除去する方法を単独又は2種以上を組合せて、上記夾雑物が除去されたものであることが好ましい。また、石灰化した海藻は、例えば、海底より浚渫された状態から夾雑物を取り除き、さらに過酸化水素水処理や加熱処理などで殺菌し、乾燥したものであることがより好ましい。石灰化した海藻は、加工性の観点から、粉砕及び粉末化されたものであることがさらに好ましい。 Calcified seaweed can be used even when dredged from the seabed, but since it contains impurities such as sand and shells, some or all of these may be washed with seawater or fresh water, or sieved. , The method for removing the contaminants such as manual sorting is preferably used alone or in combination of two or more to remove the contaminants. Further, it is more preferable that the calcified seaweed is, for example, dried by removing impurities from the dredged state from the seabed, sterilizing by hydrogen peroxide solution treatment or heat treatment, and the like. From the viewpoint of processability, the calcified seaweed is more preferably crushed and powdered.
該粉末を得るための石灰化した海藻の乾燥手段は特に限定されないが、例えば、水分を含む石灰化した海藻を、日干しや熱風乾燥などにより乾燥することにより乾燥物を得ることができる。乾燥の程度は、石灰化した海藻の水分含有量が十分に低下したことが確認されるまでの程度であればよく、例えば、水分含有量が10wt%以下、好ましくは5wt%以下となるまでの程度である。 The means for drying the calcified seaweed to obtain the powder is not particularly limited, and for example, a dried product can be obtained by drying the calcified seaweed containing water by sun-drying or hot air drying. The degree of drying may be such that it is confirmed that the water content of the calcified seaweed is sufficiently reduced, for example, until the water content is 10 wt% or less, preferably 5 wt% or less. Degree.
粉末化の方法としては、例えば、当業者が通常用いる方法であるボールミル、ハンマーミル、ローラーミルなどにより、石灰化した海藻を粉砕及び粉末化する方法が挙げられるが、これらに限定されない。乾燥と粉末化の順序を入れ替えて、乾燥前の石灰化した海藻を予め粉砕しておき、この粉砕物を乾燥して粉末とすることもできる。 Examples of the powdering method include, but are not limited to, a method of crushing and pulverizing calcified seaweed by a ball mill, a hammer mill, a roller mill or the like which are usually used by those skilled in the art. It is also possible to change the order of drying and pulverization, crush the calcified seaweed before drying in advance, and dry the pulverized product into powder.
このような石灰化した海藻の粉末は市販されているものでもよく、例えば、AQUAMIN(MARIGOT社)、海藻カルシウムIT−1(太陽化学株式会社製)、アクアミネラル(日本バイオコン株式会社製)等が挙げられる。 Such calcified seaweed powder may be commercially available, and examples thereof include AQUAMIN (MARIGOT), seaweed calcium IT-1 (manufactured by Taiyo Kagaku Co., Ltd.), and aquamineral (manufactured by Nippon Biocon Co., Ltd.). Can be mentioned.
石灰化した海藻の粉末の比表面積は、4.0〜13.0m2/gが好ましく、6.0〜12.0m2/gがさらに好ましい。このような比表面積を有することで、ゴム組成物の混練中に粉末がさらに崩壊して微細化しやすくなり、シリカ表面の未反応のシラノール基を良好にキャップできる効果を奏する。なお、該粉末の粒径は、0.05μm〜50μmが好ましい。 The specific surface area of the powder of calcified seaweed is preferably 4.0~13.0m 2 / g, more preferably 6.0~12.0m 2 / g. Having such a specific surface area has the effect that the powder further disintegrates during kneading of the rubber composition and becomes more likely to become finer, and the unreacted silanol groups on the silica surface can be satisfactorily capped. The particle size of the powder is preferably 0.05 μm to 50 μm.
石灰化した海藻、例えばアクアミネラル(日本バイオコン社)の成分分析(SEM−EDX)の一例としては、主な成分として(質量%)、
C:16%
O:53%
Ca:28%
Mg:約3%
を含むものであり、カルシウム、マグネシウム、カリウム、鉄およびアルミニウムからなる群から選択された少なくとも2種を含んでいる。
As an example of component analysis (SEM-EDX) of calcified seaweed, for example, Aqua Mineral (Nippon Biocon), as the main component (mass%),
C: 16%
O: 53%
Ca: 28%
Mg: about 3%
Containing at least two species selected from the group consisting of calcium, magnesium, potassium, iron and aluminum.
本発明で使用される無機充填材において、カルシウム、マグネシウム、カリウム、鉄およびアルミニウムからなる群から選択された少なくとも2種は、11〜45質量%含まれているのが好ましく、14〜45質量%含まれているのがさらに好ましい。 In the inorganic filler used in the present invention, at least two kinds selected from the group consisting of calcium, magnesium, potassium, iron and aluminum are preferably contained in an amount of 11 to 45% by mass, preferably 14 to 45% by mass. It is more preferably included.
(ゴム組成物の配合割合)
本発明のゴム組成物は、ジエン系ゴム100質量部に対し、シリカを30〜200質量部、および無機充填材を前記シリカに対し0.7〜2.5質量%配合してなることを特徴とする。
ジエン系ゴム100質量部に対し、シリカの前記配合量が30質量部未満では、ゴム組成物の機械的特性や耐摩耗性が悪化し、逆に200質量部を超えると加工性が悪化する。
シリカに対し、無機充填材の前記配合量が0.7質量%未満では、添加量が少な過ぎて本発明の効果を奏することができず、逆に2.5質量%を超えると耐摩耗性が低下する。とくに無機充填材として石灰化した海藻を使用した場合、その配合量がシリカに対して2.5質量%を超えると、ゴム中の良好な分散が得られない。
(Rubber composition blending ratio)
The rubber composition of the present invention is characterized by blending 30 to 200 parts by mass of silica and 0.7 to 2.5% by mass of an inorganic filler with respect to 100 parts by mass of diene rubber. And.
If the blending amount of silica is less than 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber, the mechanical properties and wear resistance of the rubber composition deteriorate, and conversely, if it exceeds 200 parts by mass, the workability deteriorates.
If the blending amount of the inorganic filler is less than 0.7% by mass with respect to silica, the addition amount is too small to achieve the effect of the present invention, and conversely, if it exceeds 2.5% by mass, wear resistance is achieved. Decreases. In particular, when calcified seaweed is used as the inorganic filler, if the blending amount exceeds 2.5% by mass with respect to silica, good dispersion in rubber cannot be obtained.
前記シリカの配合量は、ジエン系ゴム100質量部に対し、30〜150質量部が好ましい。
前記無機充填材の配合量は、シリカに対し、0.9〜2.5質量%が好ましい。
The blending amount of the silica is preferably 30 to 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber.
The blending amount of the inorganic filler is preferably 0.9 to 2.5% by mass with respect to silica.
(その他成分)
本発明におけるゴム組成物には、前記した成分に加えて、加硫又は架橋剤;加硫又は架橋促進剤;酸化亜鉛;カーボンブラック;各種充填剤;老化防止剤;可塑剤などのゴム組成物に一般的に配合されている各種添加剤を配合することができ、かかる添加剤は一般的な方法で混練して組成物とし、加硫又は架橋するのに使用することができる。これらの添加剤の配合量も、本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。
なお、シランカップリング剤を配合する場合、ジエン系ゴムとシランカップリング剤とを混練した後、無機充填材を配合し、混練するのが好ましい。
(Other ingredients)
In addition to the above-mentioned components, the rubber composition in the present invention includes a rubber composition such as a vulcanization or cross-linking agent; a vulcanization or cross-linking accelerator; zinc oxide; carbon black; various fillers; an antiaging agent; a plasticizer. Various additives generally blended in can be blended, and such additives can be kneaded by a general method to form a composition, which can be used for vulcanization or cross-linking. The blending amount of these additives can also be a conventional general blending amount as long as it does not contradict the object of the present invention.
When blending a silane coupling agent, it is preferable to knead the diene rubber and the silane coupling agent, and then blend and knead the inorganic filler.
本発明では通常の混練条件によって、無機充填材に含まれる、好ましくはカルシウム、マグネシウム、カリウム、鉄およびアルミニウムからなる群から選択された少なくとも2種が、シリカ表面の未反応のシラノール基をキャップすることが可能となる。 In the present invention, under normal kneading conditions, at least two selected from the group consisting of calcium, magnesium, potassium, iron and aluminum contained in the inorganic filler cap the unreacted silanol groups on the silica surface. It becomes possible.
また本発明のゴム組成物は従来の空気入りタイヤの製造方法に従って空気入りタイヤを製造するのに適しており、空気入りタイヤの、トレッド、とくにキャップトレッドに適用するのがよい。 Further, the rubber composition of the present invention is suitable for producing a pneumatic tire according to a conventional method for producing a pneumatic tire, and is preferably applied to a tread of a pneumatic tire, particularly a cap tread.
以下、本発明を実施例および比較例によりさらに説明するが、本発明は下記例に制限されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be further described with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following examples.
実施例1〜4および比較例1〜3
サンプルの調製
表1に示す配合(質量部)において、無機充填材、加硫促進剤および硫黄を除く成分を1.7リットルの密閉式バンバリーミキサーで5分間混練し、次いでそこに無機充填材を投入して混練し、ゴムをミキサー外に放出して室温冷却した。次いで、該ゴムを同ミキサーに再度入れ、加硫促進剤および硫黄を加えてさらに混練し、ゴム組成物を得た。次に得られたゴム組成物を所定の金型中で160℃、20分間プレス加硫して加硫ゴム試験片を得、以下に示す試験法で加硫ゴム試験片の物性を測定した。
Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 3
Sample Preparation In the formulation (parts by mass) shown in Table 1, the components excluding the inorganic filler, vulcanization accelerator and sulfur are kneaded in a 1.7 liter closed rubbery mixer for 5 minutes, and then the inorganic filler is added thereto. It was charged and kneaded, and the rubber was discharged to the outside of the mixer and cooled to room temperature. Then, the rubber was put into the same mixer again, a vulcanization accelerator and sulfur were added, and the mixture was further kneaded to obtain a rubber composition. Next, the obtained rubber composition was press-vulcanized in a predetermined mold at 160 ° C. for 20 minutes to obtain a vulcanized rubber test piece, and the physical properties of the vulcanized rubber test piece were measured by the test method shown below.
E’(20℃):JIS K6394に準拠し、東洋精機製作所製粘弾性スペクトロメータを用い、初期歪10%、振幅±2%、周波数20Hzの条件下で、20℃における貯蔵弾性率E’(20℃)を求めた。結果は、比較例1を100として指数で示した。指数が大きいほど貯蔵弾性率が高いことを意味する。 E'(20 ° C): Based on JIS K6394, using a viscoelastic spectrometer manufactured by Toyo Seiki Seisakusho, the storage elastic modulus at 20 ° C under the conditions of initial strain of 10%, amplitude of ± 2%, and frequency of 20 Hz E'( 20 ° C.) was determined. The results are shown exponentially with Comparative Example 1 as 100. The larger the index, the higher the storage elastic modulus.
tanδ(60℃):JIS K6394に準拠して60℃で試験した。結果は、比較例1を100として指数で示した。指数が小さいほど転がり抵抗性が低いことを意味する。 tan δ (60 ° C.): Tested at 60 ° C. according to JIS K6394. The results are shown exponentially with Comparative Example 1 as 100. The smaller the index, the lower the rolling resistance.
なお、前記E’(20℃)/tanδ(60℃)の値が大きいほど、粘弾性バランスに優れ、高硬度および低転がり抵抗性を両立できることを意味する。 The larger the value of E'(20 ° C.) / tan δ (60 ° C.), the better the viscoelastic balance, and it means that both high hardness and low rolling resistance can be achieved at the same time.
耐摩耗性:岩本製作所株式会社製のランボーン摩耗試験機を用い、荷重5kg(49N)、スリップ率25%、時間4分、室温の条件にて測定し摩耗減量を求めた。結果は、比較例1を100として指数で示した。指数が大きいほど耐摩耗性に優れることを示す。 Abrasion resistance: Using a Ramborn wear tester manufactured by Iwamoto Seisakusho Co., Ltd., the amount of abrasion was determined by measuring under the conditions of a load of 5 kg (49N), a slip ratio of 25%, a time of 4 minutes, and room temperature. The results are shown exponentially with Comparative Example 1 as 100. The larger the index, the better the wear resistance.
結果を表1に併せて示す。 The results are also shown in Table 1.
*1:SBR(日本ゼオン株式会社製Nipol 1739、スチレン量40質量%、油展量=SBR100質量部あたり37.5質量部)
*2:BR(日本ゼオン株式会社製Nipol BR1220)
*3:シリカ(ローディア社製Zeosil 1165MP、CTAB比表面積=159m2/g)
*4:カーボンブラック(キャボットジャパン株式会社製ショウブラックN339)
*5:石灰化した海藻(日本バイオコン株式会社製アクアミネラルT、平均粒径=5μm、比表面積=8.1m2/g)
*6:酸化亜鉛(正同化学工業株式会社製酸化亜鉛3種)
*7:ステアリン酸(日油株式会社製ビーズステアリン酸)
*8:老化防止剤(Solutia Europe社製Santoflex 6PPD)
*9:ワックス(大内新興化学工業株式会社製パラフィンワックス)
*10:アロマオイル(昭和シェル石油株式会社製エキストラクト4号S)
*11:シランカップリング剤(Evonik Degussa社製Si69、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド)
*12:硫黄(鶴見化学工業株式会社製金華印油入微粉硫黄)
*13:加硫促進剤1(大内新興化学工業株式会社製ノクセラーCZ−G)
*14:加硫促進剤2(住友化学株式会社製ソクシノールD−G)
*15:クレー(山陽クレー社製カタルポY−K)
* 1: SBR (Nipol 1739 manufactured by Nippon Zeon Corporation, styrene amount 40% by mass, oil spread amount = 37.5 parts by mass per 100 parts by mass of SBR)
* 2: BR (Nipol BR1220 manufactured by Zeon Corporation)
* 3: Silica (Zeosil 1165MP manufactured by Rhodia, CTAB specific surface area = 159m 2 / g)
* 4: Carbon black (Show Black N339 manufactured by Cabot Japan Co., Ltd.)
* 5: Calcified seaweed (Aqua Mineral T manufactured by Nippon Biocon Co., Ltd., average particle size = 5 μm, specific surface area = 8.1 m 2 / g)
* 6: Zinc oxide (3 types of zinc oxide manufactured by Shodo Chemical Industry Co., Ltd.)
* 7: Stearic acid (beaded stearic acid manufactured by NOF CORPORATION)
* 8: Anti-aging agent (Santoflex 6PPD manufactured by Solutia Europe)
* 9: Wax (paraffin wax manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Co., Ltd.)
* 10: Aroma oil (Extract No. 4 S manufactured by Showa Shell Sekiyu Co., Ltd.)
* 11: Silane coupling agent (Si69 manufactured by Evonik Degussa, bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide)
* 12: Sulfur (fine powder sulfur with Jinhua stamp oil manufactured by Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd.)
* 13: Vulcanization accelerator 1 (Noxeller CZ-G manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Co., Ltd.)
* 14: Vulcanization accelerator 2 (Soxinol DG manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
* 15: Clay (Catalupo Y-K manufactured by Sanyo Clay)
表1の結果から、実施例1〜4のゴム組成物は、ジエン系ゴム100質量部に対し、シリカを30〜200質量部、および無機充填材を前記シリカに対し0.7〜2.5質量%配合してなることを特徴としているので、比較例1に比べて、耐摩耗性を低下させることなく粘弾性バランスが改善されていることが分かる。
これに対し、比較例2は、無機充填材の配合量が本発明で規定する下限未満であるので、各種特性が改善されなかった。
比較例3は、無機充填材の配合量が本発明で規定する上限を超えているので、ゴム中の分散性が悪化し、tanδ(60℃)および耐摩耗性が改善されなかった。
From the results in Table 1, the rubber compositions of Examples 1 to 4 contained 30 to 200 parts by mass of silica and 0.7 to 2.5 parts of inorganic filler with respect to 100 parts by mass of diene rubber. Since it is characterized by being blended in mass%, it can be seen that the viscoelastic balance is improved without lowering the wear resistance as compared with Comparative Example 1.
On the other hand, in Comparative Example 2, since the blending amount of the inorganic filler was less than the lower limit specified in the present invention, various properties were not improved.
In Comparative Example 3, since the blending amount of the inorganic filler exceeded the upper limit specified in the present invention, the dispersibility in the rubber was deteriorated, and the tan δ (60 ° C.) and the abrasion resistance were not improved.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020065846A JP7453528B2 (en) | 2020-04-01 | 2020-04-01 | Rubber composition and pneumatic tire using the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020065846A JP7453528B2 (en) | 2020-04-01 | 2020-04-01 | Rubber composition and pneumatic tire using the same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021161313A true JP2021161313A (en) | 2021-10-11 |
JP7453528B2 JP7453528B2 (en) | 2024-03-21 |
Family
ID=78002642
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020065846A Active JP7453528B2 (en) | 2020-04-01 | 2020-04-01 | Rubber composition and pneumatic tire using the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7453528B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115746438A (en) * | 2022-10-10 | 2023-03-07 | 茂泰(福建)鞋材有限公司 | EVA composite foamed sole containing itaconate rubber and preparation method thereof |
WO2023053925A1 (en) | 2021-09-30 | 2023-04-06 | 富士フイルム株式会社 | Inkjet recording ink and inkjet recording method |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4796327B2 (en) | 2005-04-27 | 2011-10-19 | 住友ゴム工業株式会社 | Composite of starch and rubber composition containing the same |
JP4968732B2 (en) | 2007-06-08 | 2012-07-04 | 住友ゴム工業株式会社 | Rubber composition for bead apex and pneumatic tire using the same |
JP2011219560A (en) | 2010-04-06 | 2011-11-04 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | Rubber composition for tire tread part, and pneumatic tire using the same |
JP2013072004A (en) | 2011-09-28 | 2013-04-22 | Bridgestone Corp | Rubber composition for tread and tire using the same |
JP6195338B2 (en) | 2013-02-21 | 2017-09-13 | 住友ゴム工業株式会社 | High damping composition and viscoelastic damper |
JP6173078B2 (en) | 2013-07-08 | 2017-08-02 | 住友ゴム工業株式会社 | Rubber composition for tire and pneumatic tire |
JP6228157B2 (en) | 2014-05-15 | 2017-11-08 | 住友ゴム工業株式会社 | Rubber composition and pneumatic tire |
-
2020
- 2020-04-01 JP JP2020065846A patent/JP7453528B2/en active Active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023053925A1 (en) | 2021-09-30 | 2023-04-06 | 富士フイルム株式会社 | Inkjet recording ink and inkjet recording method |
CN115746438A (en) * | 2022-10-10 | 2023-03-07 | 茂泰(福建)鞋材有限公司 | EVA composite foamed sole containing itaconate rubber and preparation method thereof |
CN115746438B (en) * | 2022-10-10 | 2024-04-30 | 茂泰(福建)新材料科技有限公司 | EVA composite foaming sole containing itaconate rubber and preparation method thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7453528B2 (en) | 2024-03-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4294070B2 (en) | Rubber composition for tire | |
JP5376008B2 (en) | Rubber composition for tire | |
JP5737324B2 (en) | Rubber composition for tire | |
JP5234203B2 (en) | Rubber composition for tire | |
JP2008169314A (en) | Pneumatic tire | |
JP2011190450A (en) | Rubber composition for tire | |
JP2008297493A (en) | Rubber composition for tire | |
JP2011236368A (en) | Rubber composition for sidewall and pneumatic tire | |
JP2008019334A (en) | Rubber composition for tire tread | |
WO2013001826A1 (en) | Rubber composition for tires, pneumatic tire, and method for producing rubber composition for tires | |
JP2005146115A (en) | Tire tread rubber composition | |
JP2011057892A (en) | Rubber composition for tire | |
JP7453528B2 (en) | Rubber composition and pneumatic tire using the same | |
JP2006241216A (en) | Rubber composition | |
JP2006213803A (en) | Rubber composition for pneumatic tire | |
JP2005272630A (en) | Rubber composition | |
JP2008297445A (en) | Rubber composition for tire tread | |
JP2007039503A (en) | Rubber composition for tire | |
JP2010100780A (en) | Rubber composition and pneumatic tire | |
JP2008297449A (en) | Rubber composition for tire tread | |
JP2006265400A (en) | Method of manufacturing rubber composition and pneumatic tire using the same | |
JP6147618B2 (en) | Rubber composition and pneumatic tire | |
WO2019163519A1 (en) | Rubber composition and pneumatic tire obtained using same | |
JP2006131718A (en) | Rubber composition | |
JP2010090288A (en) | Rubber composition and pneumatic tire |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20230307 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20231201 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20231212 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240111 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20240206 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20240219 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7453528 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |