JP2021172733A - Rubber composition for tires - Google Patents

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Abstract

To provide a rubber composition for tires which improves thermal aging resistance and water-resistant adhesiveness.SOLUTION: The rubber composition for tires contains 100 pts.mass of a sulfur-vulcanizable rubber containing 50 mass% or more of a natural rubber, 0.05-1 pt.mass of an organic acid cobalt or a cobalt complex as cobalt, 1-8 pts.mass of a phenol derivative, 1-15 pts.mass of a specific cyclic polysulfide, sulfur, and optionally a polyhydric methylolmelamine. When the blending amount of the sulfur is a pts.mass, the blending amount of the cyclic polysulfide is b pts.mass, the blending amount of the phenol derivative is c pts.mass, and the blending amount of the polyhydric methylolmelamine is d pts.mass, relationships of 5≤a+(2b/3)≤11 and d≤c/4 are satisfied.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、耐熱老化性および耐水接着性を改良するようにしたタイヤ用ゴム組成物に関する。 The present invention relates to a rubber composition for a tire having improved heat aging resistance and water adhesion resistance.

近年、タイヤの長期耐久性を向上するために、タイヤ構成部材として耐熱老化性に優れたゴム材料を使用するようにされている。例えば、特許文献1は、環状ポリスルフィドを加硫剤として含むゴム組成物が、耐熱老化性を改良し、引張り破断伸びなどの機械的特性を改良することを提案する。ここで、金属との接着性が求められるゴム材料は、硫黄を多量に配合することがあり、その場合、老化による物性変化が大きくなる傾向がある。したがって、金属との接着性が求められるゴム材料に、環状ポリスルフィドを加硫剤として配合することにより、耐熱老化性を改良することが考えられる。 In recent years, in order to improve the long-term durability of a tire, a rubber material having excellent heat resistance and aging resistance has been used as a tire component. For example, Patent Document 1 proposes that a rubber composition containing a cyclic polysulfide as a vulcanizing agent improves heat aging resistance and mechanical properties such as tensile elongation at break. Here, a rubber material that is required to have adhesiveness to a metal may contain a large amount of sulfur, and in that case, the change in physical properties due to aging tends to be large. Therefore, it is conceivable to improve the heat aging property by blending cyclic polysulfide as a vulcanizing agent with a rubber material that is required to have adhesiveness to a metal.

しかし、環状ポリスルフィドを配合したゴム組成物は、金属との接着性、特に耐水接着性が十分に得られないという課題がある。このため、ベルトコート、カーカスコート、ベルトエッジクッション、ベルトクッション、アンダートレッド、タイゴムなど金属コードとの接着性が必要な部材やこれに隣接する部材に、環状ポリスルフィドを配合することは困難であった。したがって、金属コードを被覆する或いはその被覆するゴムに隣接するタイヤ用ゴム組成物における耐熱老化性および耐熱老化性を従来レベル以上に向上することが求められている。 However, the rubber composition containing the cyclic polysulfide has a problem that the adhesiveness to the metal, particularly the water resistant adhesiveness, cannot be sufficiently obtained. For this reason, it has been difficult to add cyclic polysulfide to members that require adhesion to metal cords such as belt coats, carcass coats, belt edge cushions, belt cushions, under treads, and tie rubber, and members adjacent to them. .. Therefore, it is required to improve the heat-resistant aging property and the heat-resistant aging property of the rubber composition for a tire covering the metal cord or adjacent to the rubber covering the metal cord to a level higher than the conventional level.

特開2006−193679号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-193679

本発明の目的は、耐熱老化性及び耐水接着性を従来レベル以上に改良するようにしたタイヤ用ゴム組成物を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a rubber composition for a tire having improved heat aging resistance and water adhesion resistance to a level higher than the conventional level.

上記目的を達成する本発明のタイヤ用ゴム組成物は、天然ゴム50質量%以上を含む硫黄加硫可能なゴム100質量部に、有機酸コバルトまたはコバルト錯体をコバルトとして0.05〜1質量部、フェノール誘導体を1〜8質量部、下記式(I)で表わされる環状ポリスルフィドを1〜15質量部、硫黄、および任意に多価メチロールメラミンを含み、前記硫黄の配合量をa質量部、前記環状ポリスルフィドの配合量をb質量部、前記フェノール誘導体の配合量をc質量部、前記多価メチロールメラミンの配合量をd質量部とするとき、以下の関係式(1)〜(3)を満たすことを特徴とする。
5 ≦ a+(2b/3) ≦ 11 (1)
d ≦ c/4 (2)

Figure 2021172733
(式(I)中、Rは置換もしくは非置換の炭素数2〜20のアルキレン基、置換もしくは非置換の炭素数2〜20のオキシアルキレン基、または芳香族基を含むアルキレン基を示し、xは平均2〜6の数、nは1〜20の整数を表す。) The rubber composition for tires of the present invention that achieves the above object has 0.05 to 1 part by mass of sulfur-vulverable rubber containing 50% by mass or more of natural rubber and 0.05 to 1 part by mass of cobalt organic acid or cobalt complex. , 1 to 8 parts by mass of a phenol derivative, 1 to 15 parts by mass of a cyclic polysulfide represented by the following formula (I), sulfur, and optionally polyvalent methylol melamine, and the amount of the sulfur compounded is a parts by mass. When the blending amount of the cyclic polysulfide is b parts by mass, the blending amount of the phenol derivative is c mass parts, and the blending amount of the polyvalent methylol melamine is d parts by mass, the following relational expressions (1) to (3) are satisfied. It is characterized by that.
5 ≤ a + (2b / 3) ≤ 11 (1)
d ≤ c / 4 (2)
Figure 2021172733
In the formula (I), R represents a substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted oxyalkylene group having 2 to 20 carbon atoms, or an alkylene group containing an aromatic group, and x Represents a number of 2 to 6 on average, and n represents an integer of 1 to 20.)

本発明のタイヤ用ゴム組成物は、天然ゴム50質量%以上を含む硫黄加硫可能なゴム100質量部に、有機酸コバルトまたはコバルト錯体をコバルトとして0.05〜1質量部、フェノール誘導体を1〜8質量部、前記式(I)で表わされる環状ポリスルフィドを1〜15質量部、硫黄、および任意に多価メチロールメラミンを含み、硫黄の配合量a質量部、環状ポリスルフィドの配合量b質量部、フェノール誘導体の配合量c質量部、多価メチロールメラミンの配合量d質量部が、以下の関係式;
5 ≦ a+(2b/3) ≦ 11 (1)
d ≦ c/4 (2)
を満たすようにしたので、耐熱老化性および金属コードとの耐水接着性を従来レベル以上に改良することができる。
In the rubber composition for tires of the present invention, 0.05 to 1 part by mass of sulfur-vulverable rubber containing 50% by mass or more of natural rubber, 0.05 to 1 part by mass of an organic acid cobalt or cobalt complex as cobalt, and 1 part of a phenol derivative are added. ~ 8 parts by mass, 1 to 15 parts by mass of cyclic polysulfide represented by the above formula (I), sulfur, and optionally polyvalent methylol melamine, sulfur compounding amount a mass part, cyclic polysulfide compounding amount b mass part , The compounding amount c by mass of the phenol derivative and the compounding amount d mass part of the polyvalent methylol melamine are the following relational expressions;
5 ≤ a + (2b / 3) ≤ 11 (1)
d ≤ c / 4 (2)
Since the above conditions are satisfied, the heat aging resistance and the water resistance adhesion to the metal cord can be improved more than the conventional level.

前記フェノール誘導体は、レゾルシン樹脂、クレゾール樹脂、またはパラヒドロキシ安息香酸であるとよく、金属コードとの耐水接着性を優れたものにすることができる。 The phenol derivative is preferably a resorcin resin, a cresol resin, or parahydroxybenzoic acid, and can have excellent water resistance and adhesiveness to a metal cord.

上述したゴム組成物で、ベルトコート、カーカスコート、ベルトエッジクッション、ベルトクッション、アンダートレッド、タイゴムから選ばれる少なくとも一つが形成されたタイヤは、耐熱老化性が優れると共に、金属コードとの耐水接着性が優れるので、タイヤ耐久性を従来レベル以上に向上することができる。 A tire in which at least one selected from a belt coat, a carcass coat, a belt edge cushion, a belt cushion, an under tread, and a tie rubber is formed by the above-mentioned rubber composition has excellent heat aging resistance and water resistance and adhesion to a metal cord. Therefore, the tire durability can be improved more than the conventional level.

本発明において、タイヤ用ゴム組成物は、ゴム成分として、硫黄加硫可能なゴムを含む。硫黄加硫可能なゴムは、天然ゴムを50質量%以上、好ましくは80〜100質量%含む。天然ゴムを50質量%以上含むことにより、ゴム組成物に金属接着性を付与し、弾性率を高くすることができる。タイヤ用ゴム組成物は、天然ゴム以外の他の硫黄加硫可能なゴムを含むことができ、例えばポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴムなどのジエン系ゴム及びそれらの部分水添物などをあげることができ、これらは単独又は任意のブレンドとして天然ゴムと共に含有することができる。 In the present invention, the rubber composition for a tire contains a sulfur vulcanizable rubber as a rubber component. The sulfur vulcanizable rubber contains 50% by mass or more, preferably 80 to 100% by mass of natural rubber. By containing 50% by mass or more of natural rubber, it is possible to impart metal adhesiveness to the rubber composition and increase the elastic modulus. The rubber composition for tires can contain other sulfur smeltable rubbers other than natural rubbers, such as diene rubbers such as polyisoprene rubber, polybutadiene rubber, styrene-butadiene rubber, chloroprene rubber and their partial waters. Additives and the like can be mentioned, which can be contained with natural rubber alone or as an optional blend.

タイヤ用ゴム組成物は、下記式(I)で表わされる環状ポリスルフィドおよび硫黄を配合することにより、耐熱老化性を向上させ、ゴム組成物の機械的特性を高くすることができる。このためタイヤ耐久性および耐摩耗性を従来レベル以上に改良することができる。

Figure 2021172733
(式(I)中、Rは置換もしくは非置換の炭素数2〜20のアルキレン基、置換もしくは非置換の炭素数2〜20のオキシアルキレン基、または芳香族基を含むアルキレン基を示し、xは平均2〜6の数、nは1〜20の整数を表す。) By blending the cyclic polysulfide represented by the following formula (I) and sulfur in the rubber composition for a tire, the heat aging property can be improved and the mechanical properties of the rubber composition can be enhanced. Therefore, the tire durability and wear resistance can be improved more than the conventional level.
Figure 2021172733
In the formula (I), R represents a substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted oxyalkylene group having 2 to 20 carbon atoms, or an alkylene group containing an aromatic group, and x Represents a number of 2 to 6 on average, and n represents an integer of 1 to 20.)

式(I)中、Rは置換もしくは非置換の炭素数2〜20のアルキレン基、置換もしくは非置換の炭素数2〜20のオキシアルキレン基、または芳香族基を含むアルキレン基を示し、好ましくは、置換もしくは非置換の炭素数4〜8のアルキレン基、置換もしくは非置換の炭素数4〜8のオキシアルキレン基、または芳香族基を含むアルキレン基を示す。 In formula (I), R represents a substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted oxyalkylene group having 2 to 20 carbon atoms, or an alkylene group containing an aromatic group, preferably. , Substituent or unsubstituted alkylene group having 4 to 8 carbon atoms, substituted or unsubstituted oxyalkylene group having 4 to 8 carbon atoms, or an alkylene group containing an aromatic group.

アルキレン基として、例えばエチレン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン、ヘキシレン、オクチレン、ノニレン、デシレン、1,2−プロピレンなどの直鎖又は分岐鎖のアルキレン基があげられ、これらのアルキレン基はフェニル基、ベンジル基などの置換基で置換されていてもよい。 Examples of the alkylene group include linear or branched alkylene groups such as ethylene, propylene, butylene, pentylene, hexylene, octylene, nonylene, decylene and 1,2-propylene, and these alkylene groups are phenyl group and benzyl group. It may be substituted with a substituent such as.

オキシアルキレン基として、例えば基(CH2CH2O)p及び基(CH2q(式中、pは1〜5の整数であり、qは0〜2の整数である)が任意に結合したオキシアルキレン基をあげることができる。好ましいオキシアルキレンとして、
−CH2CH2OCH2CH2−、−(CH2CH2O)2CH2CH2−、
(−CH2CH2O)3CH−CH2−、−(CH2CH2O)4CH2CH2−、
−(CH2CH2O)5CH2CH2−、−(CH2CH2O)2CH2−、
−CH2CH2OCH2OCH2CH2−などを例示することができる。
As the oxyalkylene group, for example, the group (CH 2 CH 2 O) p and the group (CH 2 ) q (in the formula, p is an integer of 1 to 5 and q is an integer of 0 to 2) are arbitrarily bonded. Oxyalkylene group can be mentioned. As a preferred oxyalkylene
−CH 2 CH 2 OCH 2 CH 2 −, − (CH 2 CH 2 O) 2 CH 2 CH 2 −,
(−CH 2 CH 2 O) 3 CH −CH 2 −, − (CH 2 CH 2 O) 4 CH 2 CH 2 −,
− (CH 2 CH 2 O) 5 CH 2 CH 2 −, − (CH 2 CH 2 O) 2 CH 2 −,
−CH 2 CH 2 OCH 2 OCH 2 CH 2 − and the like can be exemplified.

アルキレン基及びオキシアルキレン基に対する置換基としては、例えばフェニル基、ベンジル基、メチル基、エポキシ基、イソシアネート基、ビニル基、シリル基などを例示することができる。 Examples of the substituent with respect to the alkylene group and the oxyalkylene group include a phenyl group, a benzyl group, a methyl group, an epoxy group, an isocyanate group, a vinyl group, a silyl group and the like.

式(I)中、xは平均2〜6の数、好ましくは3〜5の数、より好ましくは3.5〜4.5の数である。また、nは1〜20の整数、好ましくは1〜15の整数、より好ましくは1〜10の整数、更に好ましくは1〜5の整数である。このような環状ポリスルフィドは、通常の方法で製造することができ、例えば特開2007−92086号公報に記載の製造方法を例示することができる。 In formula (I), x is an average number of 2-6, preferably 3-5, more preferably 3.5-4.5. Further, n is an integer of 1 to 20, preferably an integer of 1 to 15, more preferably an integer of 1 to 10, and even more preferably an integer of 1 to 5. Such a cyclic polysulfide can be produced by a usual method, and for example, the production method described in JP-A-2007-92086 can be exemplified.

式(I)で表わされる環状ポリスルフィドは、硫黄加硫可能なゴム100質量部に対し、1〜15質量部、好ましくは3〜10質量部、より好ましくは4〜7質量部配合する。環状ポリスルフィドの配合量bを1質量部以上にすることにより、耐熱性を向上することができる。また環状ポリスルフィドの配合量bを15質量部以下にすることにより、ゴム組成物に耐水接着性を付与することができる。 The cyclic polysulfide represented by the formula (I) is blended in an amount of 1 to 15 parts by mass, preferably 3 to 10 parts by mass, and more preferably 4 to 7 parts by mass with respect to 100 parts by mass of sulfur vulcanizable rubber. Heat resistance can be improved by setting the blending amount b of the cyclic polysulfide to 1 part by mass or more. Further, by setting the blending amount b of the cyclic polysulfide to 15 parts by mass or less, water resistance can be imparted to the rubber composition.

タイヤ用ゴム組成物は、式(I)で表わされる環状ポリスルフィドおよび硫黄を配合する。硫黄加硫可能なゴム100質量部に対する硫黄の配合量をa質量部、環状ポリスルフィドの配合量をb質量部とするとき、以下の関係式(1)を満たすものとする。
5 ≦ a+(2b/3) ≦ 11 (1)
硫黄の配合量a質量部は、環状ポリスルフィドの配合量b質量部との間で、関係式(1)を満たすように決められる。配合量の値[a+(2b/3)]を5以上にすることにより、ゴム組成物に初期接着性及び耐水接着性を付与することができる。また、11以下にすることにより、熱老化による硬化を抑制することができる。値[a+(2b/3)]は、好ましくは6以上10以下、より好ましくは7以上9以下であるとよい。
The rubber composition for a tire contains a cyclic polysulfide represented by the formula (I) and sulfur. When the amount of sulfur compounded with respect to 100 parts by mass of sulfur vulcanizable rubber is a part by mass and the amount of cyclic polysulfide compounded is b parts by mass, the following relational expression (1) is satisfied.
5 ≤ a + (2b / 3) ≤ 11 (1)
The amount a by mass of the sulfur compound is determined so as to satisfy the relational expression (1) with the amount b by mass of the cyclic polysulfide. By setting the blending amount value [a + (2b / 3)] to 5 or more, the rubber composition can be imparted with initial adhesiveness and water resistance. Further, by setting the value to 11 or less, curing due to heat aging can be suppressed. The value [a + (2b / 3)] is preferably 6 or more and 10 or less, and more preferably 7 or more and 9 or less.

本発明において、タイヤ用ゴム組成物は、有機酸コバルトまたはコバルト錯体を配合することにより、金属コードとの接着性、耐水接着性を確保することができる。有機酸コバルトまたはコバルト錯体は、硫黄加硫可能なゴム100質量部に対し、コバルトとして0.05〜1質量部、好ましくは0.1〜0.5質量部、より好ましくは0.1〜0.2質量部配合する。有機酸コバルトまたはコバルト錯体を、コバルトとして0.05質量部以上にすることにより、タイヤ用ゴム組成物と金属コードとの接着性、耐水接着性を確保することができる。またコバルトとして1質量部以下にすることにより、接着性、耐水接着性を確保することができる。 In the present invention, the rubber composition for a tire can secure adhesiveness to a metal cord and water resistance by blending an organic acid cobalt or a cobalt complex. The organic acid cobalt or cobalt complex is 0.05 to 1 part by mass, preferably 0.1 to 0.5 parts by mass, and more preferably 0.1 to 0 parts as cobalt with respect to 100 parts by mass of sulfur vulcanizable rubber. . Mix 2 parts by mass. By adjusting the amount of cobalt organic acid or cobalt complex to 0.05 parts by mass or more as cobalt, the adhesiveness and water resistance of the tire rubber composition and the metal cord can be ensured. Further, by using 1 part by mass or less of cobalt, adhesiveness and water resistance can be ensured.

有機酸コバルトの有機酸として、例えば炭素数6〜24の飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸が挙げられ、直鎖状、分岐鎖状のいずれでもよい。有機酸として、例えばステアリン酸、オレイン酸、ラウリン酸、リノール酸、ネオデカン酸、ロジン酸、パルミチン酸、等が挙げられる。有機酸コバルトまたはコバルト錯体として、例えばステアリン酸コバルト、パルミチン酸コバルト、オクテン酸コバルト、ナフテン酸コバルト、ネオデカン酸コバルト、ホウ酸三ネオデカン酸コバルト、ロジン酸コバルト等を挙げることができる。 Examples of the organic acid of cobalt organic acid include saturated fatty acids and unsaturated fatty acids having 6 to 24 carbon atoms, which may be linear or branched. Examples of the organic acid include stearic acid, oleic acid, lauric acid, linoleic acid, neodecanoic acid, logonic acid, palmitic acid and the like. Examples of the cobalt organic acid or the cobalt complex include cobalt stearate, cobalt palmitate, cobalt octeneate, cobalt naphthenate, cobalt neodecanoate, cobalt trineodecanoate borate, and cobalt loginate.

本発明において、タイヤ用ゴム組成物は、フェノール誘導体を配合することにより、金属コードとの接着性、耐水接着性を一層向上することができる。フェノール誘導体は、硫黄加硫可能なゴム100質量部に対し、1〜8質量部、好ましくは2〜6質量部、より好ましくは2〜4質量部配合する。フェノール誘導体を1質量部以上にすることにより、金属コードとの初期接着性、耐水接着性をより改良することができる。また8質量部以下にすることにより、耐水接着性と耐熱老化性とを両立することができる。 In the present invention, the rubber composition for a tire can be further improved in adhesiveness to a metal cord and water resistance by blending a phenol derivative. The phenol derivative is blended in an amount of 1 to 8 parts by mass, preferably 2 to 6 parts by mass, and more preferably 2 to 4 parts by mass with respect to 100 parts by mass of sulfur vulcanizable rubber. By increasing the amount of the phenol derivative to 1 part by mass or more, the initial adhesiveness to the metal cord and the water resistance can be further improved. Further, by setting the content to 8 parts by mass or less, both water resistance and heat aging resistance can be achieved at the same time.

フェノール誘導体として、例えばフェノール樹脂、レゾルシン樹脂、クレゾール樹脂、カシュー変性フェノール樹脂、またはパラヒドロキシ安息香酸を挙げることができる。好ましくは、レゾルシン樹脂、クレゾール樹脂、またはパラヒドロキシ安息香酸がよい。 Examples of the phenol derivative include a phenol resin, a resorcin resin, a cresol resin, a cashew-modified phenol resin, and a parahydroxybenzoic acid. Preferably, resorcin resin, cresol resin, or parahydroxybenzoic acid is preferable.

タイヤ用ゴム組成物は、任意に多価メチロールメラミンを配合してもよい。多価メチロールメラミンを配合することにより、ゴム組成物のゴム硬度を高くすることができる。多価メチロールメラミンの配合量は、フェノール誘導体の配合量との関係で決められる。硫黄加硫可能なゴム100質量部に対するフェノール誘導体の配合量をc質量部、多価メチロールメラミンの配合量をd質量部とするとき、以下の関係式(2)を満たすものとする。
d ≦ c/4 (2)
多価メチロールメラミンの配合量d質量部を、フェノール誘導体の配合量c質量部の4分の1以下にすることにより、耐熱老化性および金属コードへの耐水接着性を改良することができる。また、多価メチロールメラミンの配合量dは、好ましくはc/8以下、より好ましくはc/10以下であるとよい。多価メチロールメラミンの配合量dは、0でもよい。すなわち、多価メチロールメラミン等のフェノール誘導体の硬化剤を有しなくてもよい。
The rubber composition for tires may optionally contain polyvalent methylolmelamine. By blending polyvalent methylolmelamine, the rubber hardness of the rubber composition can be increased. The blending amount of polyvalent methylolmelamine is determined in relation to the blending amount of the phenol derivative. When the blending amount of the phenol derivative is c mass parts and the blending amount of polyvalent methylol melamine is d parts by mass with respect to 100 parts by mass of sulfur vulcanizable rubber, the following relational expression (2) is satisfied.
d ≤ c / 4 (2)
By reducing the amount d by mass of the polyvalent methylol melamine to 1/4 or less of the amount c by mass of the phenol derivative, the heat aging resistance and the water resistance to the metal cord can be improved. Further, the blending amount d of the multivalent methylolmelamine is preferably c / 8 or less, more preferably c / 10 or less. The blending amount d of the polyvalent methylolmelamine may be 0. That is, it is not necessary to have a curing agent for a phenol derivative such as polyvalent methylolmelamine.

タイヤ用ゴム組成物は、カーボンブラック、シリカ、クレイ、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム等の補強性充填剤を配合することができる。また、タイヤ用ゴム組成物には、加硫又は架橋剤、加硫促進剤、老化防止剤、可塑剤、加工助剤、液状ポリマー、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などのゴム組成物に一般的に使用される各種配合剤を配合することができる。このような配合剤は一般的な方法で混練してゴム組成物とし、加硫又は架橋するのに使用することができる。これらの配合剤の配合量は本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。ゴム組成物は、公知のゴム用混練機械、例えば、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール等を使用して、上記各成分を混合することによって製造することができる。 The rubber composition for a tire may contain a reinforcing filler such as carbon black, silica, clay, aluminum hydroxide, and calcium carbonate. In addition, rubber compositions for tires are generally used for rubber compositions such as vulcanization or cross-linking agents, vulcanization accelerators, anti-aging agents, plastic agents, processing aids, liquid polymers, thermosetting resins, and thermoplastic resins. Various compounding agents used for the purpose can be blended. Such a compounding agent can be kneaded by a general method to form a rubber composition, which can be used for vulcanization or cross-linking. The blending amount of these blending agents can be a conventional general blending amount as long as it does not contradict the object of the present invention. The rubber composition can be produced by mixing each of the above components using a known rubber kneading machine, for example, a Banbury mixer, a kneader, a roll, or the like.

本発明のタイヤ用ゴム組成物は、空気入りタイヤのベルトコート、カーカスコート、ベルトエッジクッション、ベルトクッション、アンダートレッド、タイゴムなどに好適に使用することができる。本発明のゴム組成物を使用したタイヤは、耐熱老化性が優れると共に、金属コードとの耐水接着性が優れるので、タイヤ耐久性を従来レベル以上に向上することができる。 The rubber composition for tires of the present invention can be suitably used for belt coats, carcass coats, belt edge cushions, belt cushions, under treads, tie rubbers and the like for pneumatic tires. The tire using the rubber composition of the present invention has excellent heat aging resistance and excellent water resistance and adhesiveness to the metal cord, so that the tire durability can be improved to a level higher than the conventional level.

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

表4に示す配合を共通配合として、表1〜3に示す配合からなる25種類のゴム組成物(実施例1〜11、標準例、比較例1〜13)を、硫黄、加硫促進剤、多価メチロールメラミンおよび環状ポリスルフィドを除く成分を1.8Lの密閉型ミキサーで160℃、5分間混練し放出したマスターバッチに、硫黄、加硫促進剤、多価メチロールメラミンおよび環状ポリスルフィドを加えてオープンロールで混練することにより調製した。なお、表4の共通配合剤の配合量は、表1〜3に示す天然ゴム100質量部に対する質量部で表される。得られたゴム組成物の耐熱老化性および耐水接着性を、それぞれ以下の方法で評価した。 Using the formulations shown in Table 4 as common formulations, 25 types of rubber compositions (Examples 1 to 11, Standard Examples, Comparative Examples 1 to 13) composed of the formulations shown in Tables 1 to 3 were used as sulfur, a vulcanization accelerator, and the like. Sulfur, vulcanization accelerator, polyvalent methylol melamine and cyclic polysulfide were added to the master batch, which was released by kneading the components excluding polyvalent methylol melamine and cyclic polysulfide with a 1.8 L closed mixer at 160 ° C for 5 minutes, and opened. Prepared by kneading with a roll. The blending amount of the common compounding agent in Table 4 is represented by the mass part with respect to 100 parts by mass of the natural rubber shown in Tables 1 to 3. The heat aging resistance and water adhesion resistance of the obtained rubber composition were evaluated by the following methods, respectively.

耐熱老化性
ゴム組成物を厚さ2mmのモールドを用いて160℃で20分間加硫し、得られた加硫ゴムシートをJIS3号ダンベルで打ち抜きサンプルとした。サンプルを温度80℃に設定したギヤーオーブンで5日間熱老化した後、未老化のサンプルと共にJIS K6251に従い引張試験機で破断伸びを測定した。未老化の破断伸び(Eb)と老化後の破断伸び(Ea)との比をとり、Ea/Ebを耐熱老化性の指標とした。値は標準例の指標を100として指数で表記した。指数が105以下のとき、耐熱老化性が劣るものとする。
The heat-resistant aging rubber composition was vulcanized at 160 ° C. for 20 minutes using a mold having a thickness of 2 mm, and the obtained vulcanized rubber sheet was punched with a JIS No. 3 dumbbell as a sample. The sample was heat-aged in a gear oven set at a temperature of 80 ° C. for 5 days, and then the elongation at break was measured with a tensile tester according to JIS K6251 together with the unaged sample. The ratio of the unaged elongation at break (Eb) to the elongation at break after aging (Ea) was taken, and Ea / Eb was used as an index of heat aging resistance. The value is expressed as an index with the index of the standard example as 100. When the index is 105 or less, the heat-resistant aging property is considered to be inferior.

耐水接着性
ASTM D2229に従い実施した。ゴム組成物に3+9+15構造のブラスめっきワイヤを埋め込み、所定のモールドを用い160℃20分間加硫しサンプルとした。サンプルを温度70℃、湿度96%に設定した恒温恒湿チャンバー内に2週間置き、その後引抜き試験を実施、ワイヤ表面のゴムの被覆率を目視で判定し指標とした。値は標準例の指標を100として指数で表記した。指数が95以下のとき、耐水接着性が劣るものとする。
Water resistance Adhesiveness Performed according to ASTM D2229. A brass-plated wire having a 3 + 9 + 15 structure was embedded in the rubber composition and vulcanized at 160 ° C. for 20 minutes using a predetermined mold to prepare a sample. The sample was placed in a constant temperature and humidity chamber set at a temperature of 70 ° C. and a humidity of 96% for 2 weeks, and then a drawing test was carried out, and the rubber coverage on the wire surface was visually judged and used as an index. The value is expressed as an index with the index of the standard example as 100. When the index is 95 or less, the water resistance is inferior.

Figure 2021172733
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Figure 2021172733
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Figure 2021172733
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なお、表1〜3において使用した原材料の種類を下記に示す。
−NR:天然ゴム、RSS#3
−有機酸コバルト:ネオデカン酸ホウ酸コバルト、コバルト含有量が22質量%、dic社製DICNATE NBC−II
−硫黄:FLEXSYS社製クリステックスHS OT20
−環状ポリスルフィド:Akzo Nobel社製THIOPLAST CPS 200、式(I)において、Rが−CH2CH2OCH2OCH2CH2−、x(平均)が4、nが10
−レゾルシン樹脂:TECHNO WAXCHEM社製 TECHNIC B18S
−クレゾール樹脂:田岡化学工業社製 スミカノール610
−パラヒドロキシ安息香酸:上野製薬社製パラヒドロキシ安息香酸
−HMMM:ヘキサメトキシメチルメラミン、Allnex社製 Cyrez 964RPC
The types of raw materials used in Tables 1 to 3 are shown below.
-NR: Natural rubber, RSS # 3
-Cobalt Organic Acid: Cobalt Neodecanoate, Cobalt Content 22% by Mass, dic DICNAME NBC-II
-Sulfur: Crytex HS OT20 manufactured by FLEXSYS
-Cyclic polysulfide: THIOPLAST CPS 200 manufactured by Akzo Nobel, in formula (I), R is -CH 2 CH 2 OCH 2 OCH 2 CH 2- , x (average) is 4, n is 10.
-Resorcin resin: TECHNIC B18S manufactured by TECHNO WAXCHEM
-Cresol resin: Sumikanol 610 manufactured by Taoka Chemical Industry Co., Ltd.
-Parahydroxybenzoic acid: Parahydroxybenzoic acid manufactured by Ueno Fine Chemicals Industry-HMMM: Hexamethoxymethylmelamine, Cyrez 964RPC manufactured by Allnex

Figure 2021172733
Figure 2021172733

なお、表4において使用した原材料の種類を下記に示す。
−カーボンブラック:東海カーボン 社製 シースト300
−老化防止剤: LANXESS 社製 VULKANOX4020
−亜鉛華: 正同化学工業 社製 酸化亜鉛3種
−加硫促進剤: 大内新興化学 社製 ノクセラーDZ−G
The types of raw materials used in Table 4 are shown below.
-Carbon Black: Tokai Carbon Co., Ltd. Seest 300
-Anti-aging agent: VULKANOX4020 manufactured by LANXESS
-Zinc flower: Zinc oxide 3 types manufactured by Shodo Chemical Industry Co., Ltd.-Vulcanization accelerator: Noxeller DZ-G manufactured by Ouchi Shinko Chemical Co., Ltd.

表1〜3から明らかなように実施例1〜11のタイヤ用ゴム組成物は、耐熱老化性および耐水接着性が従来レベル以上に向上することが確認された。 As is clear from Tables 1 to 3, it was confirmed that the rubber compositions for tires of Examples 1 to 11 had improved heat aging resistance and water resistance adhesiveness more than the conventional level.

表1から明らかなように、比較例1および2のゴム組成物は、フェノール誘導体の配合量が1質量部未満なので、耐水接着性が劣る。
比較例3のゴム組成物は、フェノール誘導体の配合量が8質量部を超えるので、耐熱老化性が劣る。
As is clear from Table 1, the rubber compositions of Comparative Examples 1 and 2 are inferior in water resistance and adhesiveness because the amount of the phenol derivative compounded is less than 1 part by mass.
The rubber composition of Comparative Example 3 is inferior in heat aging resistance because the compounding amount of the phenol derivative exceeds 8 parts by mass.

表2から明らかなように、比較例4および5のゴム組成物は、環状ポリスルフィドの配合量が1質量部未満なので、熱老化性の向上が見られない。
比較例6および7のゴム組成物は、硫黄を配合しないので、耐水接着性が劣る。
比較例8および9のゴム組成物は、多価メチロールメラミンの配合量をdがフェノール誘導体の配合量cの1/4を超えるので、超えない場合に比較して耐熱老化性が劣る。
As is clear from Table 2, in the rubber compositions of Comparative Examples 4 and 5, since the blending amount of the cyclic polysulfide is less than 1 part by mass, no improvement in heat aging property is observed.
Since the rubber compositions of Comparative Examples 6 and 7 do not contain sulfur, they are inferior in water resistance and adhesiveness.
In the rubber compositions of Comparative Examples 8 and 9, since d exceeds 1/4 of the compounding amount c of the phenol derivative in the compounding amount of the polyvalent methylolmelamine, the heat aging property is inferior as compared with the case where it does not exceed.

表3から明らかなように、比較例10〜13のゴム組成物は、環状ポリスルフィドを配合しないので、耐熱性が劣る。 As is clear from Table 3, the rubber compositions of Comparative Examples 10 to 13 are inferior in heat resistance because they do not contain the cyclic polysulfide.

Claims (5)

天然ゴム50質量%以上を含む硫黄加硫可能なゴム100質量部に、有機酸コバルトまたはコバルト錯体をコバルトとして0.05〜1質量部、フェノール誘導体を1〜8質量部、下記式(I)で表わされる環状ポリスルフィドを1〜15質量部、硫黄、および任意に多価メチロールメラミンを含み、前記硫黄の配合量をa質量部、前記環状ポリスルフィドの配合量をb質量部、前記フェノール誘導体の配合量をc質量部、前記多価メチロールメラミンの配合量をd質量部とするとき、以下の関係式(1)及び(2)を満たすことを特徴とするタイヤ用ゴム組成物。
5 ≦ a+(2b/3) ≦ 11 (1)
d ≦ c/4 (2)
Figure 2021172733
(式(I)中、Rは置換もしくは非置換の炭素数2〜20のアルキレン基、置換もしくは非置換の炭素数2〜20のオキシアルキレン基、または芳香族基を含むアルキレン基を示し、xは平均2〜6の数、nは1〜20の整数を表す。)
In 100 parts by mass of sulfur sulpable rubber containing 50% by mass or more of natural rubber, 0.05 to 1 part by mass of an organic acid cobalt or a cobalt complex as cobalt, and 1 to 8 parts by mass of a phenol derivative, the following formula (I) The cyclic polysulfide represented by is contained in an amount of 1 to 15 parts by mass, sulfur, and optionally polyvalent methylol melamine. A rubber composition for a tire, characterized in that the following relational expressions (1) and (2) are satisfied when the amount is c parts by mass and the blending amount of the polyvalent methylol melamine is d parts by mass.
5 ≤ a + (2b / 3) ≤ 11 (1)
d ≤ c / 4 (2)
Figure 2021172733
In the formula (I), R represents a substituted or unsubstituted alkylene group having 2 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted oxyalkylene group having 2 to 20 carbon atoms, or an alkylene group containing an aromatic group, and x Represents a number of 2 to 6 on average, and n represents an integer of 1 to 20.)
前記フェノール誘導体がレゾルシン樹脂である請求項1に記載のタイヤ用ゴム組成物。 The rubber composition for a tire according to claim 1, wherein the phenol derivative is a resorcin resin. 前記フェノール誘導体がクレゾール樹脂である請求項1に記載のタイヤ用ゴム組成物。 The rubber composition for a tire according to claim 1, wherein the phenol derivative is a cresol resin. 前記フェノール誘導体がパラヒドロキシ安息香酸である請求項1に記載のタイヤ用ゴム組成物。 The rubber composition for a tire according to claim 1, wherein the phenol derivative is parahydroxybenzoic acid. 請求項1〜4のいずれかに記載のゴム組成物で、ベルトコート、カーカスコート、ベルトエッジクッション、ベルトクッション、アンダートレッド、タイゴムから選ばれる少なくとも一つが形成されたタイヤ。 A tire in which at least one selected from a belt coat, a carcass coat, a belt edge cushion, a belt cushion, an under tread, and a tie rubber is formed by the rubber composition according to any one of claims 1 to 4.
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