JP2022184189A - Rubber composition and tire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ゴム組成物及びタイヤに関する。 The present invention relates to rubber compositions and tires.
ゴム組成物及びそれを架橋して得られる架橋ゴムの機能向上のために、種々の成分がゴム組成物の添加剤としても用いられている。
例えば、特許文献1には、(A)天然ゴム、スチレン・ブタジエン共重合ゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、アクリロニトリルブタジエン共重合ゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴムおよびハロゲン化ブチルゴムから選ばれるゴム100重量部に対して、(B)炭水化物を0.5~10重量部、(C)メトキシ化メチロールメラミン樹脂を0.5~10重量部、及び(D)カルボン酸コバルト塩をコバルト量として0.05~1重量部を配合することにより、スチールコードとの加硫接着における接着性及びゴムの硬度を改良する技術が開示されている。
また、特許文献2には、ゴム組成物中に、特定のジエン系ゴム、及び、ガラス転移点及びCTAB吸着比表面積を特定範囲に規定したシリカを含有させることにより、耐摩耗性と、ウェット性能及び氷上性能との両立を図った技術が開示されている。
Various components are also used as additives for rubber compositions in order to improve the functions of rubber compositions and crosslinked rubbers obtained by crosslinking them.
For example, in Patent Document 1, (A) per 100 parts by weight of rubber selected from natural rubber, styrene-butadiene copolymer rubber, butadiene rubber, isoprene rubber, acrylonitrile-butadiene copolymer rubber, chloroprene rubber, butyl rubber and halogenated butyl rubber, (B) 0.5 to 10 parts by weight of carbohydrate, (C) 0.5 to 10 parts by weight of methoxylated methylol melamine resin, and (D) 0.05 to 1 part by weight of cobalt carboxylate salt in terms of cobalt content. , discloses techniques for improving adhesion and rubber hardness in vulcanization adhesion to steel cords.
Further, in Patent Document 2, a rubber composition contains a specific diene rubber and silica having a glass transition point and a CTAB adsorption specific surface area defined within a specific range, thereby improving wear resistance and wet performance and a technique that achieves compatibility with on-ice performance is disclosed.
しかしながら、特許文献1に開示された技術については、耐カット性や、厳しい条件下(高シビリティ条件下)での耐摩耗性に劣っており、タイヤ等のゴム物品への適用を考えるとさらなる改良が望まれていた。
また、特許文献2に開示された技術についても、ゴム組成物が低弾性であるため、加硫後のゴム組成物の耐カット性については、十分な効果が得られておらず、さらなる改良が望まれていた。
However, the technology disclosed in Patent Document 1 is inferior in cut resistance and wear resistance under severe conditions (high-severity conditions), and further improvements are made considering its application to rubber articles such as tires. was desired.
Also, with regard to the technique disclosed in Patent Document 2, since the rubber composition has low elasticity, a sufficient effect cannot be obtained with respect to the cut resistance of the rubber composition after vulcanization, and further improvement is needed. was desired.
そのため、近年、ゴム組成物の耐カット性の向上を目的として、ゴム組成物中に、ソルビトール等のポリオール構造を有する化合物を添加する技術が開発されている。
この技術によれば、低発熱性等の物性を悪化させることなく、従来に比べて耐カット性を高めることが可能となる。
Therefore, in recent years, techniques have been developed to add a compound having a polyol structure, such as sorbitol, to a rubber composition for the purpose of improving the cut resistance of the rubber composition.
According to this technique, it is possible to improve the cut resistance as compared with the conventional art without deteriorating physical properties such as low heat build-up.
上述したように、ゴム組成物中に、ソルビトール等のポリオール構造を有する化合物を添加することにより、一定の耐カット性向上効果が得られることがわかった。
しかしながら、耐カット性については、建設車両用タイヤやトラック・バス用タイヤのトレッド部やサイドウォール部のような厳しい条件においても、高いレベルで実現できるように、さらなる改善が望まれていた。
As described above, it was found that adding a compound having a polyol structure, such as sorbitol, to a rubber composition has a certain effect of improving cut resistance.
However, with respect to cut resistance, further improvement has been desired so that a high level of cut resistance can be achieved even under severe conditions such as the tread portion and sidewall portion of tires for construction vehicles and tires for trucks and buses.
そのため、本発明の目的は、耐カット性に優れたゴム組成物を提供することにある。また、本発明の他の目的は、耐カット性に優れたタイヤを提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide a rubber composition having excellent cut resistance. Another object of the present invention is to provide a tire having excellent cut resistance.
本発明者らは、より優れた耐カット性を実現するべく鋭意研究を行った。そして、ゴム成分として天然ゴムを多く含有するゴム組成物中に、ヒドロカルビル基を有する環状ポリオール化合物を少量含有させることによって、ゴムの強度を高めつつ、ゴム成分中のハイシスブタジエンゴムの割合を増やすことによって、耐カット性を大きく高めることができることを見出した。 The present inventors have made intensive studies to achieve better cut resistance. By adding a small amount of a cyclic polyol compound having a hydrocarbyl group to a rubber composition containing a large amount of natural rubber as a rubber component, the strength of the rubber is increased and the proportion of the high-cis-butadiene rubber in the rubber component is increased. The inventors have found that the cut resistance can be greatly improved by this.
即ち、本発明のゴム組成物は、天然ゴム及びシス-1,4結合含量が90質量%以上であるポリブタジエン(ハイシスブタジエンゴム)を含有するゴム成分と、ヒドロカルビル基を有する環状ポリオール化合物と、を含み、
前記ゴム成分における、天然ゴムの含有量が20~70質量%であり、且つ、前記ハイシスブタジエンゴムの含有量が30~80質量%であり、
前記ヒドロカルビル基を有する環状ポリオール化合物の含有量が、前記天然ゴム100質量部に対して0.1~3質量部であることを特徴とする。
上記構成を具えることによって、優れた耐カット性を実現できる。
That is, the rubber composition of the present invention comprises a rubber component containing natural rubber and polybutadiene (high cis-butadiene rubber) having a cis-1,4 bond content of 90% by mass or more, a cyclic polyol compound having a hydrocarbyl group, including
In the rubber component, the content of natural rubber is 20 to 70% by mass, and the content of the high-cis-butadiene rubber is 30 to 80% by mass,
A content of the cyclic polyol compound having a hydrocarbyl group is 0.1 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the natural rubber.
By providing the above configuration, excellent cut resistance can be achieved.
本発明のゴム組成物については、前記ヒドロカルビル基を有する環状ポリオール化合物が、ヒドロカルビルエステル基を有する環状ポリオール化合物であることが好ましい。より優れた耐カット性を実現できるためである。 In the rubber composition of the present invention, the hydrocarbyl group-containing cyclic polyol compound is preferably a hydrocarbyl ester group-containing cyclic polyol compound. This is because more excellent cut resistance can be achieved.
さらに、本発明のゴム組成物については、前記ヒドロカルビル基を有する環状ポリオール化合物が、2つ以上の水酸基を有することが好ましい。より優れた耐カット性を実現できるためである。 Further, in the rubber composition of the present invention, the cyclic polyol compound having hydrocarbyl groups preferably has two or more hydroxyl groups. This is because more excellent cut resistance can be achieved.
また、本発明のゴム組成物については、前記ヒドロカルビル基を有する環状ポリオール化合物が、下記式(1):
さらに、本発明のゴム組成物については、前記ヒドロカルビル基を有する環状ポリオール化合物の融点が、40~100℃であることが好ましい。高温時の耐カット性を向上できるためである。 Furthermore, in the rubber composition of the present invention, the melting point of the cyclic polyol compound having hydrocarbyl groups is preferably 40 to 100°C. This is because the cut resistance at high temperatures can be improved.
さらにまた、本発明のゴム組成物については、本発明のゴム組成物が、カーボンブラックを少なくとも含有する充填剤を、さらに含むことが好ましい。耐カット性を良好に維持しつつ、より優れた耐摩耗性を実現できるためである。 Furthermore, it is preferable that the rubber composition of the present invention further contains a filler containing at least carbon black. This is because better wear resistance can be achieved while maintaining good cut resistance.
また、本発明のゴム組成物については、前記カーボンブラックの含有量が、前記ゴム成分100質量部に対して20~60質量部であることが好ましい。低発熱性を悪化させることなく、より優れた耐摩耗性を実現できるためである。 Further, in the rubber composition of the present invention, the carbon black content is preferably 20 to 60 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. This is because better wear resistance can be achieved without deteriorating low heat build-up.
さらに、本発明のゴム組成物については、前記カーボンブラックが、ISAF、SAF、FEF又はHAFのグレードを有することが好ましい。より優れた耐カット性及び耐摩耗性を実現できるためである。 Furthermore, for the rubber composition of the present invention, it is preferred that the carbon black has a grade of ISAF, SAF, FEF or HAF. This is because better cut resistance and wear resistance can be achieved.
本発明のタイヤは、上述のゴム組成物をトレッド部及びサイドウォール部のうちの少なくとも1つに用いたことを特徴とする。
上記構成を具えることによって、優れた耐カット性を実現できる。
A tire of the present invention is characterized by using the rubber composition described above in at least one of a tread portion and a sidewall portion.
By providing the above configuration, excellent cut resistance can be achieved.
また、本発明のタイヤについては、乗用車用タイヤ、トラック・バス用タイヤ又は建設車両用タイヤであることが好ましい。耐カット性の向上効果によるメリットが大きいためである。 Moreover, the tire of the present invention is preferably a tire for passenger cars, a tire for trucks and buses, or a tire for construction vehicles. This is because there is a large merit due to the effect of improving the cut resistance.
本発明によれば、耐カット性に優れたゴム組成物を提供することができる。また、本発明によれば、耐カット性に優れたタイヤを提供することもできる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the rubber composition excellent in cut resistance can be provided. Further, according to the present invention, it is possible to provide a tire having excellent cut resistance.
以下に、本発明の実施形態を具体的に例示説明する。
<ゴム組成物>
本発明のゴム組成物は、天然ゴム及びシス-1,4結合含量が90質量%以上であるポリブタジエン(ハイシスブタジエンゴム)を含有するゴム成分と、ヒドロカルビル基を有する環状ポリオール化合物と、を含むゴム組成物である。
Embodiments of the present invention will be specifically described below by way of illustration.
<Rubber composition>
The rubber composition of the present invention includes a rubber component containing natural rubber and polybutadiene (high cis-butadiene rubber) having a cis-1,4 bond content of 90% by mass or more, and a cyclic polyol compound having a hydrocarbyl group. It is a rubber composition.
(ゴム成分)
本発明のゴム組成物に含まれるゴム成分については、上述したように、天然ゴム及びシス-1,4結合含量が90質量%以上であるポリブタジエン(ハイシスブタジエンゴム)を含有する。天然ゴムは、後述するヒドロカルビル基を有する環状ポリオール化合物とともに用いることで、優れた耐カット性や、補強性、耐摩耗性等を得ることができる。また、ゴム成分としてハイシスブタジエンゴムを含有し、前記天然ゴムとの含有費を適切な範囲にすることによって、耐カット性をさらに高めることが可能となる。
(rubber component)
As described above, the rubber component contained in the rubber composition of the present invention contains natural rubber and polybutadiene (high cis-butadiene rubber) having a cis-1,4 bond content of 90% by mass or more. By using natural rubber together with a cyclic polyol compound having a hydrocarbyl group, which will be described later, excellent cut resistance, reinforcing properties, abrasion resistance, and the like can be obtained. In addition, by containing high-cis-butadiene rubber as a rubber component and adjusting the content with the natural rubber in an appropriate range, the cut resistance can be further enhanced.
ここで、前記ゴム成分中の天然ゴムの含有量は20~70質量%である。前記天然ゴムの含有量を20質量%以上とすることで、後述するヒドロカルビル基を有する環状ポリオール化合物とともに用いた際、確実に耐カット性や耐摩耗性の向上が図れるためである。一方、前記天然ゴムの含有量を70質量%以下とすることで、後述するハイシスブタジエンゴムによる耐カット性向上効果を阻害することがない。同様の観点から、前記ゴム成分中の天然ゴムの含有量は、30~70質量%であることが好ましく、40~60質量%以上であることがより好ましい。 Here, the content of natural rubber in the rubber component is 20 to 70% by mass. This is because when the content of the natural rubber is 20% by mass or more, cut resistance and wear resistance can be reliably improved when used together with a cyclic polyol compound having a hydrocarbyl group, which will be described later. On the other hand, by setting the content of the natural rubber to 70% by mass or less, the cut resistance improvement effect of the high-cis-butadiene rubber, which will be described later, is not impaired. From the same point of view, the content of natural rubber in the rubber component is preferably 30 to 70% by mass, more preferably 40 to 60% by mass or more.
また、前記ゴム成分中のハイシスブタジエンゴムの含有量は30~80質量%である。前記ハイシスブタジエンゴムを30質量%以上とすることで、ゴム成分の強度を高め、耐カット性や耐摩耗性の向上を図ることができる。一方、前記ハイシスブタジエンゴムの含有量を80質量%以下とすることで、前記天然ゴムと後述するヒドロカルビル基を有する環状ポリオール化合物とともに用いた際の耐カット性向上効果を阻害することがない。同様の観点から、前記ゴム成分中のハイシスブタジエンゴムの含有量は、30~70質量%であることが好ましく、40~60質量%以上であることがより好ましい。 Also, the content of the high-cis butadiene rubber in the rubber component is 30 to 80% by mass. When the high-cis-butadiene rubber is 30% by mass or more, the strength of the rubber component can be increased, and cut resistance and abrasion resistance can be improved. On the other hand, by setting the content of the high-cis-butadiene rubber to 80% by mass or less, the effect of improving the cut resistance when used together with the natural rubber and the cyclic polyol compound having a hydrocarbyl group described below is not impaired. From the same point of view, the content of the high-cis butadiene rubber in the rubber component is preferably 30 to 70% by mass, more preferably 40 to 60% by mass or more.
なお、前記ゴム成分は、前記天然ゴム及び前記ハイシスブタジエンゴムの他にも、任意の合成ゴムを含有することが可能である。
例えば、優れた耐カット性や耐摩耗性を得ることができる点からは、前記ゴム成分は、ジエン系合成ゴムを含むことが好ましい。
The rubber component may contain any synthetic rubber in addition to the natural rubber and the high-cis-butadiene rubber.
For example, the rubber component preferably contains a diene-based synthetic rubber in order to obtain excellent cut resistance and abrasion resistance.
前記ジエン系合成ゴムについては、例えば、合成ポリイソプレン(IR)、スチレン・ブタジエン共重合体ゴム(SBR)等を挙げられる。なお、前記ゴム成分中のジエン系合成ゴムについては、1種単独で含有してもよいし、2種以上のブレンドとして含有してもよい。また、前記ゴム成分は、要求される性能に応じて、非ジエン系の合成ゴムを含有することも可能である。 Examples of the diene-based synthetic rubber include synthetic polyisoprene (IR) and styrene/butadiene copolymer rubber (SBR). The diene-based synthetic rubber in the rubber component may be contained singly or as a blend of two or more. In addition, the rubber component may contain a non-diene synthetic rubber depending on the performance required.
なお、前記天然ゴム及び前記ハイシスブタジエンゴムを含むゴム成分は、変性剤により変性されていてもよい。変性に用いられる変性剤としては、例えば、窒素、酸素、ケイ素を含む化合物が挙げられる。 The rubber component containing the natural rubber and the high-cis-butadiene rubber may be modified with a modifying agent. Modifiers used for modification include, for example, compounds containing nitrogen, oxygen, and silicon.
(ヒドロカルビル基を有する環状ポリオール化合物)
そして、本発明のゴム組成物は、上述したゴム成分に加えて、該ゴム成分中の天然ゴム100質量部に対して0.1~3質量部の、ヒドロカルビル基を有する環状ポリオール化合物をさらに含む。
ゴム組成物中に含有されたヒドロカルビル基を有する環状ポリオール化合物は、本発明のゴム組成物の耐カット性を大きく向上させることができる。また、前記ゴム成分のゴム分子と後述する剤との相互作用を高めることによって、架橋後のゴムの物理的特性を均質化させることができる結果、補強性や耐摩耗性についても向上できる。
さらに、前記ヒドロカルビル基を有する環状ポリオール化合物は、ソルビトール等の化合物に比べて親水部位が少ないため、ゴム組成物中での自己凝集についても抑えることができ、その結果、ゴム組成物の伸長疲労性についても良好に維持できる。
(Cyclic polyol compound having hydrocarbyl group)
In addition to the rubber component described above, the rubber composition of the present invention further contains 0.1 to 3 parts by mass of a cyclic polyol compound having a hydrocarbyl group with respect to 100 parts by mass of natural rubber in the rubber component. .
A cyclic polyol compound having a hydrocarbyl group contained in the rubber composition can greatly improve the cut resistance of the rubber composition of the present invention. Further, by increasing the interaction between the rubber molecules of the rubber component and the agent described later, the physical properties of the rubber after cross-linking can be homogenized, and as a result, the reinforcing properties and wear resistance can also be improved.
Furthermore, since the cyclic polyol compound having a hydrocarbyl group has fewer hydrophilic sites than compounds such as sorbitol, self-aggregation in the rubber composition can be suppressed, and as a result, the elongation fatigue property of the rubber composition is improved. can be maintained well.
ここで、前記ヒドロカルビル基を有する環状ポリオール化合物の含有量は、前記天然ゴム100質量部に対して0.1~3質量部であるが、前記天然ゴム100質量部に対して0.1質量部未満の場合には、当該環状ポリオール化合物が少ないため、十分な耐カット性の向上効果が得られず、伸長疲労性についても十分な効果が得られない。一方、前記ヒドロカルビル基を有する環状ポリオール化合物の含有量が、前記天然ゴム100質量部に対して3質量部を超える場合には、当該環状ポリオール化合物の量が多くなりすぎるため、ゴム組成物中での自己凝集が発生し、伸長疲労性等の物性の悪化を招くおそれがある。
また、同様の観点から、前記ヒドロカルビル基を有する環状ポリオール化合物の含有量は、前記天然ゴム100質量部に対し0.1~2質量部であることが好ましく、0.3~1.5質量部であることがより好ましい。
Here, the content of the cyclic polyol compound having a hydrocarbyl group is 0.1 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the natural rubber, and 0.1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the natural rubber. If it is less than 100%, the amount of the cyclic polyol compound is too small to obtain a sufficient effect of improving cut resistance, and a sufficient effect of elongation fatigue resistance cannot be obtained. On the other hand, when the content of the cyclic polyol compound having a hydrocarbyl group exceeds 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the natural rubber, the amount of the cyclic polyol compound becomes too large. self-aggregation occurs, which may lead to deterioration of physical properties such as elongation fatigue.
From the same viewpoint, the content of the cyclic polyol compound having a hydrocarbyl group is preferably 0.1 to 2 parts by mass, more preferably 0.3 to 1.5 parts by mass, based on 100 parts by mass of the natural rubber. is more preferable.
ここで、前記ヒドロカルビル基を有する環状ポリオール化合物については、2つ以上の水酸基を有することが好ましく、3つ以上の水酸基を有することが好ましい。多くの水酸基を有することにより、ゴム成分と添加剤との相互作用がより強く発揮され、より優れた耐カット性を実現できるからである。 Here, the cyclic polyol compound having hydrocarbyl groups preferably has two or more hydroxyl groups, preferably three or more hydroxyl groups. This is because, by having many hydroxyl groups, the interaction between the rubber component and the additive is exhibited more strongly, and more excellent cut resistance can be achieved.
さらに、前記ヒドロカルビル基を有する環状ポリオール化合物については、ヒドロカルビルエステル基を有する環状ポリオール化合物であることが好ましい。より優れた伸長疲労性及び耐カット性を実現できるためである。 Furthermore, the cyclic polyol compound having a hydrocarbyl group is preferably a cyclic polyol compound having a hydrocarbyl ester group. This is because more excellent elongation fatigue resistance and cut resistance can be achieved.
さらにまた、前記ヒドロカルビル基を有する環状ポリオール化合物については、より優れた伸長疲労性及び耐カット性を実現する観点から、下記式(1):
上記式(1)中、Aは炭素数6~30のヒドロカルビルエステル基又は炭素数6~30のヒドロカルビルエーテル基であり、該Aのヒドロカルビル基部分の炭素数は、12~24であることが好ましい。式(1)中のAのヒドロカルビル基部分の炭素数が12~24の範囲であれば、良好な伸長疲労性を維持しつつ、耐カット性がより向上する。
なお、式(1)中のAは、環部分から1番目の原子(即ち、環に結合している原子)、又は環部分から2番目の原子が酸素原子であることが好ましい。環部分から1番目の原子が酸素原子であるAとしては、例えば、-O-A’、-O-CO-A’’で表わされる基が挙げられ、また、環部分から2番目の原子が酸素原子であるAとしては、例えば、-CH2-O-A''、-CH2-O-CO-A’’’で表わされる基が挙げられ、ここで、A'は炭素数6~30のヒドロカルビル基、A''は炭素数5~29のヒドロカルビル基、A’’’は炭素数4~28のヒドロカルビル基であることが好ましく、また、A’、A’’及びA’’’は炭素数12~24のヒドロカルビル基であることがさらに好ましい。
In the above formula (1), A is a hydrocarbyl ester group having 6 to 30 carbon atoms or a hydrocarbyl ether group having 6 to 30 carbon atoms, and the hydrocarbyl group portion of A preferably has 12 to 24 carbon atoms. . When the number of carbon atoms in the hydrocarbyl group portion of A in formula (1) is in the range of 12 to 24, cut resistance is further improved while maintaining good extension fatigue resistance.
As for A in formula (1), the first atom from the ring portion (that is, the atom bonded to the ring) or the second atom from the ring portion is preferably an oxygen atom. A whose first atom from the ring portion is an oxygen atom includes, for example, groups represented by —OA′ and —O—CO—A″, and the second atom from the ring portion is Examples of A which is an oxygen atom include groups represented by —CH 2 —OA″ and —CH 2 —O—CO-A′″, where A′ has 6 to 6 carbon atoms. Preferably, 30 hydrocarbyl groups, A'' is a hydrocarbyl group having 5 to 29 carbon atoms, A''' is a hydrocarbyl group having 4 to 28 carbon atoms, and A', A'' and A''' is more preferably a hydrocarbyl group having 12 to 24 carbon atoms.
また、上記式(1)中、X1、X2、X3及びX4はそれぞれ独立して-OH又は-R(ここで、-Rは-H又は-CH2OHである)であり、但し、X1、X2、X3及びX4のうち少なくとも3つは-OHである。X1、X2、X3及びX4の3つ以上が-OHであることで、ゴム組成物の耐カット性が更に向上する。 Further, in the above formula (1), X 1 , X 2 , X 3 and X 4 are each independently —OH or —R (where —R is —H or —CH 2 OH), provided that at least three of X 1 , X 2 , X 3 and X 4 are —OH. When three or more of X 1 , X 2 , X 3 and X 4 are —OH, the cut resistance of the rubber composition is further improved.
さらに、上記式(1)で表わされる化合物の中でも、下記式(2)又は式(3):
なお、式(2)及び式(3)中、nは自然数であり、11~23の範囲が好ましい。
前記変性環状ポリオール化合物として、上記式(2)又は式(3)で表わされる化合物を配合することで、耐カット性をより向上させることができる。
Furthermore, among the compounds represented by the above formula (1), the following formula (2) or formula (3):
In formulas (2) and (3), n is a natural number, preferably in the range of 11-23.
By blending the compound represented by the above formula (2) or (3) as the modified cyclic polyol compound, cut resistance can be further improved.
前記ヒドロカルビル基を有する環状ポリオール化合物については、特に限定されるものではないが、例えば、ソルビット、ソルビタン、グルコース、フルクトース等のポリオール化合物に、オクタノール、デカノール、ドデカノール、テトラデカノール、ヘキサデカノール等の脂肪族アルコールや、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸等の脂肪族カルボン酸を反応させることで得ることができる。 The cyclic polyol compound having a hydrocarbyl group is not particularly limited. It can be obtained by reacting an aliphatic alcohol or an aliphatic carboxylic acid such as lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, or oleic acid.
前記ヒドロカルビル基を有する環状ポリオール化合物の例として、具体的には、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノミリステート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート等のエステル化合物、オクチル-β-D-グルコピラノシド、デシル-β-D-グルコピラノシド、ドデシル-β-D-グルコピラノシド、テトラデシル-β-D-グルコピラノシド、ヘキサデシル-β-D-グルコピラノシド等のエーテル化合物が挙げられる。これら化合物は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
また、これらの化合物の中でも、伸長疲労性及び耐カット性をより高いレベルで両立できる観点からは、前記ヒドロカルビル基を有する環状ポリオール化合物は、ソルビタンモノステアレート(ソルビタンモノエステル)であることが好ましい。
Specific examples of the cyclic polyol compound having a hydrocarbyl group include ester compounds such as sorbitan monolaurate, sorbitan monomyristate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan monooleate, octyl-β- Ether compounds such as D-glucopyranoside, decyl-β-D-glucopyranoside, dodecyl-β-D-glucopyranoside, tetradecyl-β-D-glucopyranoside, and hexadecyl-β-D-glucopyranoside. These compounds may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
Further, among these compounds, the cyclic polyol compound having a hydrocarbyl group is preferably sorbitan monostearate (sorbitan monoester) from the viewpoint of achieving a higher level of both elongation fatigue resistance and cut resistance. .
さらに、前記ヒドロカルビル基を有する環状ポリオール化合物の融点は、40~100℃であることが好ましく、45~90℃であることがより好ましい。前記ヒドロカルビル基を有する環状ポリオール化合物の融点が100℃以下の場合、混練、加硫反応時の溶解性を向上でき、40℃以上の場合、高温時の耐カット性を高めることができるためである。 Furthermore, the melting point of the cyclic polyol compound having hydrocarbyl groups is preferably 40 to 100°C, more preferably 45 to 90°C. This is because when the melting point of the cyclic polyol compound having a hydrocarbyl group is 100° C. or lower, the solubility during kneading and vulcanization reactions can be improved, and when it is 40° C. or higher, cut resistance at high temperatures can be enhanced. .
(充填剤)
本発明のゴム組成物は、上述したゴム成分及び環状ポリオール化合物に加え、カーボンブラックを少なくとも含有する充填剤をさらに含むことが好ましい。
カーボンブラックを少なくとも含有する充填剤を前記ゴム成分とともに含むことによって、加硫ゴム組成物の耐カット性や耐摩耗性等の特性をより高めることができる。
(filler)
The rubber composition of the present invention preferably further contains a filler containing at least carbon black in addition to the rubber component and the cyclic polyol compound described above.
By including a filler containing at least carbon black together with the rubber component, the properties of the vulcanized rubber composition, such as cut resistance and abrasion resistance, can be further enhanced.
ここで、前記カーボンブラックの種類については、特に限定されるものではなく、例えば、GPF、FEF、HAF、N339、IISAF、ISAF、SAFグレードのカーボンブラックが挙げられ、これらの中でも、ゴム組成物の耐摩耗性及び耐カット性をより向上させる観点から、ISAF、SAF、FEF又はHAFグレードのカーボンブラックを用いることが好ましい。これらカーボンブラックは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
さらに、前記カーボンブラックについては、窒素吸着比表面積(N2SA、JIS K 6217-2:2001に準拠して測定する)が20~250m2/gのものを用いることができ、30~200m2/gのものを用いることができ、30~150m2/gのものを用いることができる。
また、前記カーボンブラックについては、ジブチルフタレート(DBP)吸油量(JIS K 6217-4:2001「DBP吸収量の求め方」に記載の方法により測定される)が、50~200cm3/100gのものを用いることができ、60~150cm3/100gのものを用いることができる。
Here, the type of carbon black is not particularly limited, and examples thereof include GPF, FEF, HAF, N339, IISAF, ISAF, and SAF grade carbon blacks. From the viewpoint of further improving wear resistance and cut resistance, it is preferable to use ISAF, SAF, FEF or HAF grade carbon black. These carbon blacks may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
Further, the carbon black may have a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA, measured according to JIS K 6217-2:2001) of 20 to 250 m 2 /g, and 30 to 200 m 2 . /g can be used, and those of 30 to 150 m 2 /g can be used.
Further, the carbon black has a dibutyl phthalate (DBP) oil absorption (measured by the method described in JIS K 6217-4:2001 "Determination of DBP absorption") of 50 to 200 cm 3 /100 g. of 60 to 150 cm 3 /100 g can be used.
また、前記カーボンブラックの含有量については、特に限定はされないが、前記ゴム成分100質量部に対して、20~80質量部であることが好ましく、25~70質量部であることがより好ましく、30~65質量部であることがさらに好ましい。前記カーボンブラックの含有量が、前記ゴム成分100質量部に対して20質量部以上であれば、耐摩耗性をより向上でき、80質量部以下とすることで低発熱性の悪化をより確実に抑えることができる。 In addition, although the content of the carbon black is not particularly limited, it is preferably 20 to 80 parts by mass, more preferably 25 to 70 parts by mass, with respect to 100 parts by mass of the rubber component. More preferably, it is 30 to 65 parts by mass. If the content of the carbon black is 20 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component, the wear resistance can be further improved, and if it is 80 parts by mass or less, the deterioration of low heat build-up is more assured. can be suppressed.
また、前記充填剤は、シリカを含むことが好ましい。より優れた耐カット性及び氷上性能を得ることができるためである。
ここで、前記シリカの種類としては、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、これらの中でも、湿式シリカが好ましい。これらのシリカは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
さらに、前記湿式シリカは、沈降シリカを用いることができる。なお、沈降シリカとは、製造初期に、反応溶液を比較的高温、中性~アルカリ性のpH領域で反応を進めてシリカ一次粒子を成長させ、その後酸性側へ制御することで、一次粒子を凝集させる結果得られるシリカのことである。
Also, the filler preferably contains silica. This is because better cut resistance and performance on ice can be obtained.
Examples of the silica include wet silica (hydrated silicic acid), dry silica (anhydrous silicic acid), calcium silicate, and aluminum silicate. Among these, wet silica is preferred. These silicas may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
Furthermore, the wet silica may be precipitated silica. In addition, precipitated silica means that in the early stage of production, the reaction solution is reacted at a relatively high temperature and in a neutral to alkaline pH range to grow primary silica particles, and then controlled to the acidic side to aggregate the primary particles. It is the silica obtained as a result of
さらにまた、前記シリカとしては、特に限定されないが、例えばCTAB比表面積(セチルトリメチルアンモニウムブロミド吸着比表面積)を、70m2/g以上、250m2/g以下とすることができる。なお、前記CTAB比表面積は、ASTMD3765-92に準拠して測定された値を意味する。ただし、シリカ表面に対するセチルトリメチルアンモニウムブロミド1分子当たりの吸着断面積を0.35nm2として、CTABの吸着量から算出される比表面積(m2/g)をCTAB比表面積とする。
また、前記シリカのBET比表面積は、100m2/g以上、250m2/g以下とすることができる。なお、前記BET比表面積は、BET法により求めた比表面積のことであり、本発明では、ASTMD4820-93に準拠して測定することができる。
Furthermore, the silica is not particularly limited, but may have, for example, a CTAB specific surface area (cetyltrimethylammonium bromide adsorption specific surface area) of 70 m 2 /g or more and 250 m 2 /g or less. The CTAB specific surface area means a value measured according to ASTM D3765-92. However, the adsorption cross-sectional area per molecule of cetyltrimethylammonium bromide on the silica surface is 0.35 nm 2 , and the specific surface area (m 2 /g) calculated from the adsorption amount of CTAB is defined as the CTAB specific surface area.
Moreover, the BET specific surface area of the silica can be 100 m 2 /g or more and 250 m 2 /g or less. The BET specific surface area is a specific surface area determined by the BET method, and can be measured according to ASTM D4820-93 in the present invention.
前記シリカの含有量は、前記ゴム成分100質量部に対して、5~100質量部であることが好ましく、10~50質量部であることがより好ましく、10~45質量部であることが更に好ましい。前記シリカの含有量が、前記ゴム成分100質量部に対して5質量部以上であれば、加硫ゴム組成物の耐摩耗性や氷上性能をより向上でき、100質量部以下とすることで、ゴム組成物の加工性悪化や低転がり抵抗性の悪化を抑えることができる。 The silica content is preferably 5 to 100 parts by mass, more preferably 10 to 50 parts by mass, and further preferably 10 to 45 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. preferable. If the silica content is 5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component, the wear resistance and performance on ice of the vulcanized rubber composition can be further improved. It is possible to suppress deterioration of processability and deterioration of low rolling resistance of the rubber composition.
また、前記充填剤は、上述したカーボンブラック及びシリカの他、下記一般式(XX):
nM・xSiOy・zH2O ・・・ (XX)
[式中、Mは、アルミニウム、マグネシウム、チタン、カルシウム及びジルコニウムからなる群から選ばれる金属、これらの金属の酸化物又は水酸化物、及びそれらの水和物、またはこれらの金属の炭酸塩から選ばれる少なくとも一種であり;n、x、y及びzは、それぞれ1~5の整数、0~10の整数、2~5の整数、及び0~10の整数である]で表される無機化合物を含むこともできる。
前記一般式(XX)の無機化合物としては、γ-アルミナ、α-アルミナ等のアルミナ(Al2O3)、ベーマイト、ダイアスポア等のアルミナ一水和物(Al2O3・H2O)、ギブサイト、バイヤライト等の水酸化アルミニウム[Al(OH)3]、炭酸アルミニウム[Al2(CO3)3]、水酸化マグネシウム[Mg(OH)2]、酸化マグネシウム(MgO)、炭酸マグネシウム(MgCO3)、タルク(3MgO・4SiO2・H2O)、アタパルジャイト(5MgO・8SiO2・9H2O)、チタン白(TiO2)、チタン黒(TiO2n-1)、酸化カルシウム(CaO)、水酸化カルシウム[Ca(OH)2]、酸化アルミニウムマグネシウム(MgO・Al2O3)、クレー(Al2O3・2SiO2)、カオリン(Al2O3・2SiO2・2H2O)、パイロフィライト(Al2O3・4SiO2・H2O)、ベントナイト(Al2O3・4SiO2・2H2O)、ケイ酸アルミニウム(Al2SiO5、Al4・3SiO4・5H2O等)、ケイ酸マグネシウム(Mg2SiO4、MgSiO3等)、ケイ酸カルシウム(Ca2SiO4等)、ケイ酸アルミニウムカルシウム(Al2O3・CaO・2SiO2等)、ケイ酸マグネシウムカルシウム(CaMgSiO4)、炭酸カルシウム(CaCO3)、酸化ジルコニウム(ZrO2)、水酸化ジルコニウム[ZrO(OH)2・nH2O]、炭酸ジルコニウム[Zr(CO3)2]、各種ゼオライトのように、電荷を補正する水素、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を含む結晶性アルミノケイ酸塩等を挙げることができる。
前記一般式(XX)の無機化合物は、耐摩耗性とウェット性能のバランスの観点から、平均粒径が0.01~10μmであることが好ましく、0.05~5μmであることがより好ましい。
In addition to the carbon black and silica described above, the filler may be the following general formula (XX):
nM.xSiOy.zH2O ( XX)
[In the formula, M is a metal selected from the group consisting of aluminum, magnesium, titanium, calcium and zirconium, oxides or hydroxides of these metals, and hydrates thereof, or carbonates of these metals is at least one selected; n, x, y and z are each an integer of 1 to 5, an integer of 0 to 10, an integer of 2 to 5, and an integer of 0 to 10]. can also include
Examples of the inorganic compound represented by the general formula (XX) include alumina (Al 2 O 3 ) such as γ-alumina and α-alumina, alumina monohydrate (Al 2 O 3 ·H 2 O) such as boehmite and diaspore, Aluminum hydroxide [Al(OH) 3 ] such as gibbsite and bayerite, aluminum carbonate [Al 2 (CO 3 ) 3 ], magnesium hydroxide [Mg(OH) 2 ], magnesium oxide (MgO), magnesium carbonate (MgCO 3 ), talc ( 3MgO.4SiO.sub.2.H.sub.2O ), attapulgite (5MgO.8SiO.sub.2.9H.sub.2O ) , titanium white ( TiO.sub.2 ), titanium black ( TiO.sub.2n - 1 ), calcium oxide (CaO), water Calcium oxide [Ca(OH) 2 ], magnesium aluminum oxide ( MgO.Al2O3 ) , clay ( Al2O3.2SiO2 ), kaolin ( Al2O3.2SiO2.2H2O ), pyrophyl Light ( Al2O3.4SiO2.H2O ) , bentonite ( Al2O3.4SiO2.2H2O ) , aluminum silicate ( Al2SiO5 , Al4.3SiO4.5H2O , etc. ) , magnesium silicate ( Mg2SiO4 , MgSiO3 , etc. ) , calcium silicate ( Ca2SiO4 , etc.), aluminum calcium silicate ( Al2O3.CaO.2SiO2 , etc. ), magnesium calcium silicate ( CaMgSiO4 ), calcium carbonate ( CaCO3 ), zirconium oxide ( ZrO2 ), zirconium hydroxide [ZrO(OH) 2.nH2O ], zirconium carbonate [Zr( CO3 ) 2 ], and various zeolites. Mention may be made of crystalline aluminosilicates containing compensating hydrogen, alkali metals or alkaline earth metals, and the like.
From the viewpoint of the balance between wear resistance and wet performance, the inorganic compound of formula (XX) preferably has an average particle size of 0.01 to 10 μm, more preferably 0.05 to 5 μm.
ここで、前記充填剤の合計含有量は、特に限定されるものではないが、前記ゴム成分100質量部に対して20~150質量部であることが好ましく、30~120質量部であることがより好ましく、40~100質量部であることが特に好ましい。前記充填剤の量について適正化を図ることで、例えば、耐摩耗性、耐カット性、低ロス性等のタイヤ特性をより向上できるためである。 Here, the total content of the filler is not particularly limited, but is preferably 20 to 150 parts by mass, more preferably 30 to 120 parts by mass, with respect to 100 parts by mass of the rubber component. More preferably, 40 to 100 parts by mass is particularly preferable. This is because, by optimizing the amount of the filler, tire characteristics such as wear resistance, cut resistance, and low loss can be further improved.
さらに、前記シリカの含有量に対する前記カーボンブラックの含有量(カーボンブラックの含有量/シリカの含有量)が、質量比で、0.1~15であることが好ましく、0.5~1.5であることがより好ましく、0.7~1.2であることがさらに好ましい。また、別の好適な例としては、4~15であることが好ましく、7~13であることがより好ましい。
前記シリカの含有量に対する前記カーボンブラックの含有質量比が、0.1以上であることで、より優れた耐摩耗性や補強性を得ることができ、前記シリカの含有量に対する前記カーボンブラックの含有質量比が、15以下であることで、低発熱性の悪化を招くことなく、より優れた耐カット性を得ることができる。
Furthermore, the content of carbon black with respect to the content of silica (content of carbon black/content of silica) is preferably 0.1 to 15, more preferably 0.5 to 1.5. is more preferably 0.7 to 1.2. Another preferred example is 4 to 15, more preferably 7 to 13.
When the content mass ratio of the carbon black to the silica content is 0.1 or more, it is possible to obtain better wear resistance and reinforcement, and the content of the carbon black to the silica content When the mass ratio is 15 or less, excellent cut resistance can be obtained without deteriorating low heat build-up.
(その他の成分)
本発明のゴム組成物は、上述した、ゴム成分、ヒドロカルビル基を有する環状ポリオール化合物及び充填剤、並びに、任意成分としての直鎖状多価アルコールの他に、ゴム工業界で通常使用される配合剤をその他の成分として含むことができる。その他の成分については、例えば、シランカップリング剤、架橋剤、加硫促進剤、ポリエチレングリコール、軟化剤、樹脂、老化防止剤、亜鉛華等を、本発明の目的を害しない範囲内で適宜選択して含むことができる。これら配合剤としては、市販品を好適に使用することができる。
(other ingredients)
The rubber composition of the present invention comprises the above-mentioned rubber component, a cyclic polyol compound having a hydrocarbyl group, a filler, and a linear polyhydric alcohol as an optional component. agents can be included as other ingredients. For other components, for example, silane coupling agents, cross-linking agents, vulcanization accelerators, polyethylene glycol, softening agents, resins, anti-aging agents, zinc white, etc., are appropriately selected within a range that does not impair the purpose of the present invention. can be included as Commercially available products can be suitably used as these compounding agents.
また、上述した充填剤としてシリカを含有する場合には、シランカップリング剤をさらに含有することが好ましい。シリカによる耐カット性や、補強性、低ロス性の効果をさらに向上させることができるからである。なお、シランカップリング剤は、公知のものを適宜使用することができる。
前記シランカップリング剤としては、例えば、ビス(トリエトキシシリル)プロピルポリスルフィド、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2-トリエトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2-トリメトキシシリルエチル)テトラスルフィド、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルトリエトキシシラン、2-メルカプトエチルトリメトキシシラン、2-メルカプトエチルトリエトキシシラン、3-トリメトキシシリルプロピル-N,N-ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3-トリエトキシシリルプロピル-N,N-ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、2-トリエトキシシリルエチル-N,N-ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3-トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィド、3-トリエトキシシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィド、3-トリエトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、3-トリメトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、ビス(3-ジエトキシメチルシリルプロピル)テトラスルフィド、3-メルカプトプロピルジメトキシメチルシラン、ジメトキシメチルシリルプロピル-N,N-ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、ジメトキシメチルシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィド等が挙げられる。これらシランカップリング剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Moreover, when silica is contained as the filler mentioned above, it is preferable to further contain a silane coupling agent. This is because the effects of silica on cut resistance, reinforcement, and loss reduction can be further improved. In addition, a well-known thing can be used suitably for a silane coupling agent.
Examples of the silane coupling agent include bis(triethoxysilyl)propylpolysulfide, bis(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfide, bis(3-triethoxysilylpropyl)trisulfide, bis(3-triethoxysilyl) propyl) disulfide, bis(2-triethoxysilylethyl)tetrasulfide, bis(3-trimethoxysilylpropyl)tetrasulfide, bis(2-trimethoxysilylethyl)tetrasulfide, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3- Mercaptopropyltriethoxysilane, 2-mercaptoethyltrimethoxysilane, 2-mercaptoethyltriethoxysilane, 3-trimethoxysilylpropyl-N,N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfide, 3-triethoxysilylpropyl-N,N- dimethylthiocarbamoyltetrasulfide, 2-triethoxysilylethyl-N,N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfide, 3-trimethoxysilylpropylbenzothiazolyltetrasulfide, 3-triethoxysilylpropylbenzothiazolyltetrasulfide, 3 -triethoxysilylpropyl methacrylate monosulfide, 3-trimethoxysilylpropyl methacrylate monosulfide, bis(3-diethoxymethylsilylpropyl) tetrasulfide, 3-mercaptopropyldimethoxymethylsilane, dimethoxymethylsilylpropyl-N,N-dimethyl thiocarbamoyltetrasulfide, dimethoxymethylsilylpropylbenzothiazolyltetrasulfide and the like. These silane coupling agents may be used singly or in combination of two or more.
さらに、前記シランカップリング剤の含有量については、シランカップリング剤の種類などによっても異なるが、前記シリカの含有量に対して、質量比で0.2以下であることが好ましく、0.1以下であることがより好ましく、0.09以下であることがさらに好ましい。前記シランカップリング剤の含有量を、前記シリカの含有量に対して質量比で0.2以下と小さくすることで、ゴム組成物の耐カット性をより向上させることができるためである。 Furthermore, although the content of the silane coupling agent varies depending on the type of silane coupling agent, etc., the content of the silica is preferably 0.2 or less, and preferably 0.1. It is more preferably 0.09 or less, more preferably 0.09 or less. This is because the cut resistance of the rubber composition can be further improved by reducing the content of the silane coupling agent to the content of the silica by a mass ratio of 0.2 or less.
前記架橋剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、硫黄系架橋剤、有機過酸化物系架橋剤、無機架橋剤、ポリアミン架橋剤、樹脂架橋剤、硫黄化合物系架橋剤、オキシム-ニトロソアミン系架橋剤等が挙げられる。なお、タイヤ用のゴム組成物としては、これらの架橋剤の中でも硫黄系架橋剤(加硫剤)がより好ましい。
前記架橋剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記ゴム成分100質量部に対し、0.1~20質量部であることが好ましい。
The cross-linking agent is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples thereof include sulfur-based cross-linking agents, organic peroxide-based cross-linking agents, inorganic cross-linking agents, polyamine cross-linking agents, resin cross-linking agents, sulfur compound-based cross-linking agents, and oxime-nitrosamine-based cross-linking agents. Among these cross-linking agents, a sulfur-based cross-linking agent (vulcanizing agent) is more preferable as a rubber composition for tires.
The content of the cross-linking agent is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the intended purpose.
また、前記架橋剤として硫黄を用いる場合には、加硫促進剤を含むことが好ましい。該加硫促進剤としては、従来公知のものを用いることができ、特に制限されるものではないが、例えば、CBS(N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアジルスルフェンアミド)、TBBS(N-t-ブチル-2-ベンゾチアジルスルフェンアミド)、TBSI(N-t-ブチル-2-ベンゾチアジルスルフェンイミド)等のスルフェンアミド系の加硫促進剤;DPG(ジフェニルグアニジン)等のグアニジン系の加硫促進剤;テトラオクチルチウラムジスルフィド、テトラベンジルチウラムジスルフィド等のチウラム系加硫促進剤;ジアルキルジチオリン酸亜鉛等が挙げられる。その含有量としては、前記硫黄の含有量よりも少ないことが好ましく、前記ゴム成分100質量部に対し、1~10質量部程度であることがより好ましい。 Moreover, when sulfur is used as the cross-linking agent, it is preferable that a vulcanization accelerator is included. As the vulcanization accelerator, a conventionally known one can be used, and it is not particularly limited. -butyl-2-benzothiazylsulfenamide), TBSI (Nt-butyl-2-benzothiazylsulfenimide) and other sulfenamide-based vulcanization accelerators; DPG (diphenylguanidine) and other guanidines thiuram-based vulcanization accelerators such as tetraoctylthiuram disulfide and tetrabenzylthiuram disulfide; and zinc dialkyldithiophosphate. The sulfur content is preferably less than the sulfur content, and more preferably about 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
本発明のゴム組成物は、スコーチタイムを短縮し、タイヤの製造時における加硫速度を高める等の作業性をより向上できる点から、グリセロールモノステアレートをさらに含むことが好ましい。 The rubber composition of the present invention preferably further contains glycerol monostearate from the viewpoint of shortening the scorch time and further improving the workability such as increasing the vulcanization speed during tire production.
なお、前記グリセロールモノステアレートの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、0.1質量部以上であり、好ましくは0.3質量部以上、より好ましくは0.5質量部以上である。0.1質量部未満であると、本発明の効果が良好に得られないおそれがある。該含有量は、3.5質量部以下であり、好ましくは3質量部以下、より好ましくは2.5質量部以下である。3.5質量部を超えると、スコーチタイムが短くなり過ぎる傾向がある。 The content of the glycerol monostearate is 0.1 parts by mass or more, preferably 0.3 parts by mass or more, and more preferably 0.5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. . If it is less than 0.1 part by mass, the effects of the present invention may not be obtained satisfactorily. The content is 3.5 parts by mass or less, preferably 3 parts by mass or less, and more preferably 2.5 parts by mass or less. If it exceeds 3.5 parts by mass, the scorch time tends to be too short.
さらに、前記ポリエチレングリコールの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、0.1質量部以上であり、好ましくは0.3質量部以上、より好ましくは0.5質量部以上である。0.1質量部未満であると、本発明の効果が良好に得られないおそれがある。該含有量は、3.5質量部以下であり、好ましくは3質量部以下、より好ましくは2.5質量部以下である。3.5質量部を超えると、スコーチタイムが短くなり過ぎる傾向がある。 Furthermore, the content of the polyethylene glycol is 0.1 parts by mass or more, preferably 0.3 parts by mass or more, and more preferably 0.5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. If it is less than 0.1 part by mass, the effects of the present invention may not be obtained satisfactorily. The content is 3.5 parts by mass or less, preferably 3 parts by mass or less, and more preferably 2.5 parts by mass or less. If it exceeds 3.5 parts by mass, the scorch time tends to be too short.
さらに、本発明のゴム組成物は、ゴムの柔軟性を高め、より優れたウェット性能及び氷上性能を実現できる点から、軟化剤を含むこともできる。該軟化剤は、従来公知のものを用いることができ、特に制限されるものではないが、アロマオイル、パラフィンオイル、ナフテンオイル等の石油系軟化剤や、パーム油、ひまし油、綿実油、大豆油等の植物系軟化剤が挙げられる。使用の際にはこれらの中から1種単独で又は2種以上を適宜選択使用すればよい。
前記軟化剤を含有する場合には、取り扱い容易性の観点から、上述した軟化剤中でも、25℃等の常温で液体であるもの、例えば、アロマオイル、パラフィンオイル、ナフテンオイル等の石油系軟化剤を含有することが好ましい。
Furthermore, the rubber composition of the present invention can also contain a softening agent from the viewpoint of increasing the flexibility of the rubber and realizing better wet performance and ice performance. As the softener, conventionally known ones can be used, and there is no particular limitation, but petroleum-based softeners such as aroma oil, paraffin oil, and naphthenic oil, palm oil, castor oil, cottonseed oil, soybean oil, and the like can be used. of vegetable softeners. At the time of use, one of these may be used singly or two or more may be appropriately selected and used.
When the softener is contained, from the viewpoint of ease of handling, among the above softeners, those that are liquid at room temperature such as 25 ° C., for example, petroleum softeners such as aroma oil, paraffin oil, naphthenic oil It is preferable to contain
さらに、本発明のゴム組成物は、ゴムの柔軟性を高め、より優れたウェット性能及び氷上性能を実現できる点から、樹脂を含有することができる。前記樹脂としては、種々の天然樹脂及び合成樹脂を使用することができ、具体的には、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂、石油系樹脂、フェノール系樹脂、石炭系樹脂、キシレン系樹脂等を使用することが好ましい。これら樹脂は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 Furthermore, the rubber composition of the present invention can contain a resin from the viewpoint of increasing the flexibility of the rubber and realizing better wet performance and performance on ice. As the resin, various natural resins and synthetic resins can be used. Specifically, rosin-based resins, terpene-based resins, petroleum-based resins, phenol-based resins, coal-based resins, xylene-based resins, etc. are used. preferably. These resins may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
なお、本発明のゴム組成物の製造方法は、特に限定はされない。例えば、上述した、ゴム成分と、少なくともシリカを含有する充填剤と、ヒドロカルビル基を有する環状ポリオール化合物と、任意に配合されるその他の成分等とを、公知の方法で、配合し、混錬することで得ることができる。 In addition, the manufacturing method of the rubber composition of the present invention is not particularly limited. For example, the rubber component, the filler containing at least silica, the cyclic polyol compound having a hydrocarbyl group, and other optionally blended components are blended and kneaded by a known method. can be obtained by
<タイヤ>
本発明のタイヤは、上述した本発明の加硫ゴム組成物を、トレッド部及びサイドウォール部のうちの少なくとも1つに用いたことを特徴とする。本発明のゴム組成物をトレッド部及び/又はサイドウォール部に適用することで、優れた耐カット性を実現できる。
ここで、本発明のタイヤは、例えば、建設車両用タイヤ、トラック・バス用タイヤ、航空機用タイヤ、乗用車用タイヤとして用いることができ、特に、乗用車用タイヤ、トラック・バス用タイヤ又は建設車両用タイヤであることが好ましい。トレッド部やサイドウォール部の材料として用いているゴム組成物は、耐カット性に優れており、上述したタイヤとして使用した際のメリットが大きいためである。
<Tire>
The tire of the present invention is characterized by using the vulcanized rubber composition of the present invention described above in at least one of the tread portion and the sidewall portion. By applying the rubber composition of the present invention to the tread portion and/or the sidewall portion, excellent cut resistance can be achieved.
Here, the tire of the present invention can be used, for example, as a tire for construction vehicles, a tire for trucks and buses, a tire for aircraft, and a tire for passenger vehicles. A tire is preferred. This is because the rubber composition used as the material for the tread portion and the sidewall portion is excellent in cut resistance, and has great advantages when used as the tire described above.
なお、上述した本発明の加硫ゴム組成物をトレッド部に用いる際は、トレッドの構造として、例えば以下の公報に記載の構造を採用することができる。
特開2016-203842号公報、特開2009-196527号公報、特開2000-225815号公報、特開2000-264019号公報、特開2003-211921号公報、国際公開第2014/196409号
When the vulcanized rubber composition of the present invention described above is used in the tread portion, the structure described in the following publications, for example, can be employed as the structure of the tread.
JP 2016-203842, JP 2009-196527, JP 2000-225815, JP 2000-264019, JP 2003-211921, WO 2014/196409
なお、本発明のタイヤは、上述した本発明の加硫ゴム組成物を、タイヤのトレッド部及びサイドウォール部のうちの少なくとも1つに用いること以外は、特に制限はなく、常法に従って製造することができる。なお、タイヤに充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を調整した空気の他、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを用いることができる。 The tire of the present invention is not particularly limited except that the vulcanized rubber composition of the present invention is used for at least one of the tread portion and the sidewall portion of the tire, and is manufactured according to a conventional method. be able to. As the gas to be filled in the tire, in addition to normal air or air with adjusted oxygen partial pressure, inert gas such as nitrogen, argon, and helium can be used.
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.
(実施例、比較例)
表1に示す配合に従って、常法で配合・混練することで、ゴム組成物のサンプルを調製した。
なお、得られた各サンプルについては、加硫処理を施した後、以下の評価(1)~(2)を実施した。
(Example, Comparative Example)
According to the formulation shown in Table 1, rubber composition samples were prepared by blending and kneading in a conventional manner.
Each sample obtained was vulcanized and then subjected to the following evaluations (1) and (2).
(評価)
(1)耐カット性
実施例及び比較例の各サンプルについて、加硫処理を施した後、pure shear型の試験片を作製し、引張試験装置(株式会社島津製作所)を使用して試験片を引っ張った状態で切り込みを入れ、き裂が進展する様子を観察し、き裂進展速度が不連続に増大するエネルギー解放率(転移エネルギー)を測定した。
評価は、測定した各サンプルの転移エネルギーの逆数を算出した。そして表1では、比較例のサンプルの転移エネルギーの逆数を100としたときの指数値として示す。なお、表1の数値は、大きいほど耐カット性が良好であることを示す。
(evaluation)
(1) Cut resistance For each sample of Examples and Comparative Examples, after vulcanization treatment, a pure shear type test piece was prepared, and a test piece was cut using a tensile tester (Shimadzu Corporation). A notch was made in the tensioned state to observe how the crack propagated, and the energy release rate (transition energy) at which the crack propagation speed increased discontinuously was measured.
For evaluation, the reciprocal of the transition energy of each measured sample was calculated. Table 1 shows exponential values when the reciprocal of the transition energy of the sample of the comparative example is set to 100. It should be noted that the larger the numerical value in Table 1, the better the cut resistance.
*1 ブタジエンゴム: 宇部興産社製、「UBEPOL BR150L」、シス-1,4結合含量が98質量%
*2 カーボンブラック: SAF級カーボンブラック
*3 シリカ: 東ソー・シリカ工業社製、商品名「Nipsil AQ」
*4 シランカップリング剤: ビス(トリエトキシシリル)プロピルポリスルフィド、信越化学工業株式会社製
*5 ソルビタン:ソルビタンモノステアレート、株式会社花王製、「レオドールAS-10V」、水酸基数3
*6 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、大内新興化学工業株式会社製、「ノクラック6C」
なお、表1では、記載の配合成分以外に、プロセスオイル、ステアリン酸、亜鉛華、老化防止剤を各実施例・比較例で同量含む。
また、加硫促進剤の配合量は、複数種の加硫促進剤の合計配合量を記載した。
*1 Butadiene rubber: “UBEPOL BR150L” manufactured by Ube Industries, Ltd., cis-1,4 bond content is 98% by mass
*2 Carbon black: SAF grade carbon black *3 Silica: manufactured by Tosoh Silica Industry Co., Ltd., trade name “Nipsil AQ”
* 4 Silane coupling agent: Bis (triethoxysilyl) propyl polysulfide, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. * 5 Sorbitan: Sorbitan monostearate, manufactured by Kao Corporation, "Rheodol AS-10V", 3 hydroxyl groups
* 6 Anti-aging agent: N-isopropyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine, manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Co., Ltd., "Nocrac 6C"
In addition, in Table 1, the same amounts of process oil, stearic acid, zinc white, and anti-aging agent are included in each example and comparative example in addition to the described compounding components.
Moreover, the amount of the vulcanization accelerator compounded is the total amount of the vulcanization accelerators compounded.
表1の結果から、実施例のゴム組成物は、比較例のゴム組成物に比べて、耐カット性に優れることがわかる。 The results in Table 1 show that the rubber compositions of Examples are superior in cut resistance to the rubber compositions of Comparative Examples.
本発明によれば、耐カット性に優れたゴム組成物を提供することができる。また、本発明によれば、耐カット性に優れたタイヤを提供することもできる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the rubber composition excellent in cut resistance can be provided. Further, according to the present invention, it is possible to provide a tire having excellent cut resistance.
Claims (11)
前記ゴム成分における、天然ゴムの含有量が20~70質量%であり、且つ、前記ハイシスブタジエンゴムの含有量が30~80質量%であり、
前記ヒドロカルビル基を有する環状ポリオール化合物の含有量が、前記天然ゴム100質量部に対して0.1~3質量部であることを特徴とする、ゴム組成物。 A rubber component containing natural rubber and polybutadiene (high cis-butadiene rubber) having a cis-1,4 bond content of 90% by mass or more, and a cyclic polyol compound having a hydrocarbyl group,
In the rubber component, the content of natural rubber is 20 to 70% by mass, and the content of the high-cis-butadiene rubber is 30 to 80% by mass,
A rubber composition, wherein the content of the cyclic polyol compound having hydrocarbyl groups is 0.1 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the natural rubber.
11. Tire according to claim 10, characterized in that said tire is a tire for passenger cars, a tire for trucks and buses or a tire for construction vehicles.
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