JP2024047653A - Solid Tire - Google Patents
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Abstract
【課題】耐久性能および低燃費性能を両立したソリッドタイヤを提供すること【解決手段】ベース部、およびトレッド部を備えるソリッドタイヤであって、ベース部はビードを有し、ベース部はゴム成分を含むゴム組成物から構成され、ゴム組成物の２３℃における破断伸びが５０％以上かつ破壊エネルギーが２５００以上であり、かつ７０℃におけるｔａｎδが０．２０以下である、ソリッドタイヤ。【選択図】なし[Problem] To provide a solid tire that combines durability and fuel efficiency [Solution] A solid tire having a base portion and a tread portion, the base portion having beads and made of a rubber composition containing a rubber component, the rubber composition having a breaking elongation of 50% or more and a breaking energy of 2500 or more at 23°C, and a tan δ of 0.20 or less at 70°C. [Selected Figure] None
Description
本発明は、ソリッドタイヤに関する。 The present invention relates to a solid tire.
ソリッドタイヤは、フォークリフトなどの産業車両用タイヤとして使用されている。産業用車両は、比較的低速かつ高荷重で使用されることが多く、長時間にわたって悪路の状況下で使用されることも多い。また、工場や倉庫等において、狭路で切り返すことも要求される。そのため、ソリッドタイヤには、走行時の切り返しや長期間の使用による損傷に強いといった耐久性能が求められる。さらに、近年では、ソリッドタイヤにも高性能化が要求され、諸性能の向上が求められている。特に、バッテリー車の普及により、低燃費性能が要求されている。 Solid tires are used as tires for industrial vehicles such as forklifts. Industrial vehicles are often used at relatively low speeds and with high loads, and are often used for long periods of time on poor road conditions. They are also required to turn around on narrow roads in factories, warehouses, etc. For this reason, solid tires are required to have durability, such as resistance to turning around while driving and damage caused by long-term use. Furthermore, in recent years, there has been a demand for solid tires to have higher performance, and improvements in various performance features are being sought. In particular, with the spread of battery-powered vehicles, there is a demand for low fuel consumption performance.
特許文献１には、トップゴム層、ベースゴム層、および中間ゴム層の厚みおよび硬さを所定の範囲とすることにより、燃費性能および耐久性に優れたカラーソリッドタイヤが記載されている。 Patent Document 1 describes a color solid tire that has excellent fuel economy and durability by setting the thickness and hardness of the top rubber layer, base rubber layer, and intermediate rubber layer within a specified range.
しかしながら、ソリッドタイヤの耐久性能および低燃費性能のそれぞれについて、未だ改善の余地がある。 However, there is still room for improvement in both the durability and fuel economy of solid tires.
本発明は、耐久性能および低燃費性能を両立したソリッドタイヤを提供することを目的とする。 The objective of the present invention is to provide a solid tire that combines durability and low fuel consumption performance.
本発明は、
ベース部、およびトレッド部を備えるソリッドタイヤであって、
前記ベース部はビードを有し、
前記ベース部はゴム成分を含むゴム組成物から構成され、
前記ゴム組成物の２３℃における破断伸びが５０％以上かつ破壊エネルギーが２５００以上であり、かつ７０℃におけるｔａｎδが０．２０以下であるソリッドタイヤに関する。
The present invention relates to
A solid tire having a base portion and a tread portion,
the base portion has a bead;
The base portion is made of a rubber composition containing a rubber component,
The rubber composition has a breaking elongation of 50% or more at 23° C., a breaking energy of 2500 or more, and a tan δ of 0.20 or less at 70° C. for a solid tire.
本発明によれば、耐久性能および低燃費性能を両立したソリッドタイヤが提供される。 The present invention provides a solid tire that combines durability and low fuel consumption performance.
本発明に係るソリッドタイヤは、ベース部、およびトレッド部を備えるソリッドタイヤであって、前記ベース部はビードを有し、前記ベース部はゴム成分を含むゴム組成物から構成され、前記ゴム組成物の２３℃における破断伸びが５０％以上かつ破壊エネルギーが２５００以上であり、かつ７０℃におけるｔａｎδが０．２０以下である、ソリッドタイヤである。理論に拘束されることは意図しないが、本発明の効果が発揮されるメカニズムとしては、例えば以下のように考えられる。 The solid tire according to the present invention is a solid tire having a base portion and a tread portion, the base portion having beads, the base portion being made of a rubber composition containing a rubber component, the rubber composition having a breaking elongation of 50% or more at 23°C, a breaking energy of 2500 or more, and a tan δ of 0.20 or less at 70°C. Although it is not intended to be bound by theory, the mechanism by which the effects of the present invention are exerted is thought to be, for example, as follows.
すなわち、（１）ベース部がビードを有することにより、リムスリップを防止できるため、トレッド部およびベース部の車両走行時の発熱を抑制することができる。また、（２）ベース部を構成するゴム組成物の破断伸びが５０％以上かつ破壊エネルギーが２５００以上であることにより、車両走行中の切り返しにより生じるせん断力に対抗できる。さらに、（３）７０℃におけるｔａｎδが０．２０以下であることにより、発熱が小さくなるため、車両走行時の発熱による損傷を防止でき、（４）ビードとベース部に擦れが生じた場合にも、発熱が小さくなるため、発熱による損傷が発生しにくくなる。そしてこれら（１）～（４）が協働することで、耐久性能および低燃費性能を両立したソリッドタイヤが提供されるという特筆すべき効果が達成されると考えられる。 That is, (1) the base portion has beads, which prevents rim slippage, and thus suppresses heat generation in the tread portion and base portion while the vehicle is traveling. In addition, (2) the rubber composition constituting the base portion has a breaking elongation of 50% or more and a breaking energy of 2500 or more, which allows it to withstand shear forces generated by turning while the vehicle is traveling. Furthermore, (3) the tan δ at 70°C is 0.20 or less, which reduces heat generation and prevents damage caused by heat generation while the vehicle is traveling, and (4) even if friction occurs between the bead and the base portion, heat generation is reduced, making it less likely that damage caused by heat generation will occur. It is believed that the cooperation of these (1) to (4) achieves the remarkable effect of providing a solid tire that combines durability and low fuel consumption performance.
前記ゴム成分中のイソプレン系ゴムの含有量は７５質量％以上であることが好ましい。 It is preferable that the content of isoprene-based rubber in the rubber component is 75% by mass or more.
ゴム成分中にイソプレン系ゴムの含有量を上記の範囲とすることで、ポリマーの強度が向上し、耐久性能が向上すると考えられる。 It is believed that by keeping the content of isoprene-based rubber in the rubber component within the above range, the strength of the polymer will be improved, resulting in improved durability.
前記ビードのビード下の高さは３．０ｍｍ超であることが好ましい。３．０ｍｍ超であることで、耐久性能がさらに向上すると考えられる。 It is preferable that the height under the bead of the bead is more than 3.0 mm. It is believed that durability is further improved by having the height exceed 3.0 mm.
前記ゴム組成物は、平均一次粒子径２０ｎｍ以上のカーボンブラックを含有することが好ましい。カーボンブラックの平均粒子径が２０ｎｍ以上であることにより、ゴム組成物の発熱性が低下し、低燃費性能がさらに向上すると考えられる。 The rubber composition preferably contains carbon black having an average primary particle diameter of 20 nm or more. It is believed that the average particle diameter of carbon black of 20 nm or more reduces the heat build-up of the rubber composition, further improving fuel economy.
前記ゴム組成物のアセトン抽出量は８．０質量％以下であることが好ましい。アセトン抽出量が８．０質量％以下であると、７０℃におけるｔａｎδが低下し、発熱が小さくなるため、耐久性能および低燃費性能がさらに向上すると考えられる。 The acetone extractable amount of the rubber composition is preferably 8.0% by mass or less. When the acetone extractable amount is 8.0% by mass or less, the tan δ at 70°C decreases and heat generation decreases, which is thought to further improve durability and fuel efficiency.
前記ゴム組成物は熱硬化性樹脂を含有することが好ましい。熱硬化性樹脂を配合することにより、フィラーの含有量を削減できるため、ゴム組成物の７０℃におけるｔａｎδが低下し、発熱が小さくなるため、耐久性能および低燃費性能がさらに向上すると考えられる。 The rubber composition preferably contains a thermosetting resin. By blending a thermosetting resin, the filler content can be reduced, which reduces the tan δ of the rubber composition at 70°C and reduces heat generation, which is thought to further improve durability and fuel efficiency.
前記ゴム成分はスチレンブタジエンゴムを含むことが好ましい。スチレンブタジエンゴムを配合することにより、ゴム相が海島構造となり、ひずみや亀裂が生じた際にも亀裂が進展しにくくなり、耐久性能がさらに向上すると考えられる。 The rubber component preferably contains styrene-butadiene rubber. By incorporating styrene-butadiene rubber, the rubber phase has an island-sea structure, which makes it difficult for cracks to grow even when strain or cracks occur, and is believed to further improve durability.
前記ゴム組成物は、ゴム成分１００質量部に対しカーボンブラックを４０質量部超９５質量部未満含有することが好ましい。 The rubber composition preferably contains more than 40 parts by mass and less than 95 parts by mass of carbon black per 100 parts by mass of the rubber component.
カーボンブラックの含有量を上記範囲とすることにより、低発熱性とゴム強度を両立することができ、耐久性能および低燃費性能をより両立できると考えられる。 By keeping the carbon black content within the above range, it is believed that it is possible to achieve both low heat build-up and rubber strength, and thus to achieve a better balance between durability and fuel economy.
前記ビード下の高さは、タイヤ断面高さの４％超１５％未満であることが好ましい。前記ベース部の断面高さは、タイヤ断面高さの２５％超５５％未満であることが好ましい。 The height under the bead is preferably more than 4% and less than 15% of the tire cross-sectional height. The cross-sectional height of the base portion is preferably more than 25% and less than 55% of the tire cross-sectional height.
ビード下の高さおよびベース部の断面高さを上記範囲とすることで、耐久性能がさらに向上すると考えられる。 It is believed that durability will be further improved by keeping the height under the bead and the cross-sectional height of the base within the above ranges.
前記ゴム成分中の総スチレン量は、１．０質量％以上１４．１質量％以下であることが好ましい。 The total amount of styrene in the rubber component is preferably 1.0% by mass or more and 14.1% by mass or less.
総スチレン量が１．０質量％以上であることにより、ゴム成分間で海島構造が形成され、ひずみや亀裂が生じたときの耐亀裂進展性は維持されるとともに、総スチレン量が１４．１質量％以下であることで、ゴムの発熱性が小さくなり、低燃費性や耐久性能が向上すると考えられる。 By having a total styrene content of 1.0% by mass or more, a sea-island structure is formed between the rubber components, and resistance to crack propagation is maintained when strain or cracks occur. Meanwhile, by having a total styrene content of 14.1% by mass or less, heat generation in the rubber is reduced, and it is believed that fuel economy and durability are improved.
前記ゴム成分中の硫黄量は１．０質量％以上であることが好ましい。 The amount of sulfur in the rubber component is preferably 1.0% by mass or more.
硫黄量が上記の範囲であることによって、ポリマー間の架橋点が十分に得られるため、ポリマーが変形しにくくなり、ゴムム組成物の発熱性が小さくなり、低燃費性能がさらに向上すると考えられる。 By keeping the sulfur content within the above range, sufficient cross-linking points are obtained between the polymers, making the polymer less likely to deform, reducing heat build-up in the rubber composition, and further improving fuel economy.
＜定義＞
「破壊エネルギー」は、破断時強度ＴＢ（ＭＰａ）、および破断時伸びＥＢ（％）を測定し、下記式により求められる。
（破壊エネルギー）＝（ＴＢ×ＥＢ）／２
<Definition>
The "breaking energy" is calculated by measuring the breaking strength TB (MPa) and the breaking elongation EB (%) and using the following formula.
(Breaking energy)=(TB×EB)/2
「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えば、ＪＡＴＭＡであれば、Ｆ章産業車両用タイヤ“標準リム”とする。なお、前記の規格体系において定めを持たないサイズのタイヤの場合は、そのタイヤにリム組み可能である最小径のリムを指すものとする。 "Genuine rim" refers to a rim that is specified for each tire in the standard system that includes the standard on which the tire is based. For example, in the case of JATMA, it is "standard rim" for tires for industrial vehicles, Chapter F. In addition, in the case of a tire size that is not specified in the above-mentioned standard system, it refers to the smallest diameter rim that can be mounted on the rim for that tire.
「タイヤ断面高さ」は、無負荷の状態で測定される、ベース部のタイヤ半径方向最内部からトレッド最表面までの距離である。なお、「タイヤ断面高さ」はタイヤをリムに装着しない状態で測定される。 "Tire section height" is the distance from the innermost part of the base part in the radial direction of the tire to the outermost surface of the tread, measured under no load. Note that "Tire section height" is measured when the tire is not mounted on the rim.
「ビード下の高さ」は、ベース部のタイヤ半径方向最内部から、ビードのタイヤ半径方向最内部までの距離である。 "Height under the bead" is the distance from the innermost part of the base to the innermost part of the bead in the radial direction of the tire.
「ベース部の断面高さ」は、ベース部のタイヤ半径方向最内部から、ベース部のタイヤ半径方向最外部までの距離である。 The "cross-sectional height of the base portion" is the distance from the innermost part of the base portion in the radial direction of the tire to the outermost part of the base portion in the radial direction of the tire.
「熱硬化性樹脂」とは、加熱により重合してポリマーが網目構造を形成し、硬化して元に戻らなくなる樹脂のことをいう。 "Thermosetting resin" refers to a resin that polymerizes when heated, forming a polymer network structure, and then hardens and cannot be restored to its original state.
「ゴム成分中の総スチレン量」とは、ゴム成分１００質量％中に含まれるスチレン部の合計含有量（質量％）であって、Σ（各スチレン含有ゴムのスチレン含量（質量％）×各スチレン含有ゴムのゴム成分中の含有量（質量％）／１００）により計算される。例えば、ゴム成分が、第一のＳＢＲ（スチレン含量２５質量％）３０質量％、第二のＳＢＲ（スチレン含量２７．５質量％）６０質量％、およびＢＲ１０質量％からなる場合、ゴム成分１００質量％中の総スチレン量（Ｓ）は、２４．０質量％（＝（２５×３０／１００）＋（２７．５×６０／１００））である。 "Total styrene content in rubber component" refers to the total content (mass%) of styrene moieties contained in 100% by mass of rubber component, and is calculated by Σ(styrene content (mass%) of each styrene-containing rubber × content (mass%) of each styrene-containing rubber in rubber component/100). For example, if the rubber component is composed of 30% by mass of first SBR (styrene content 25% by mass), 60% by mass of second SBR (styrene content 27.5% by mass), and 10% by mass of BR, the total styrene content (S) in 100% by mass of rubber component is 24.0% by mass (=(25×30/100)+(27.5×60/100)).
＜測定方法＞
「７０℃におけるｔａｎδ」は、温度７０℃、初期歪み５％、動歪み±１％、周波数１０Ｈｚの条件下で測定される損失正接である。損失正接測定用サンプルは、長さ２０ｍｍ×幅４ｍｍ×厚さ１ｍｍの加硫ゴム組成物である。ソリッドタイヤから切り出して作製する場合には、ソリッドタイヤのベース部から、タイヤ周方向が長辺、タイヤ幅方向が厚さ方向となるように切り出す。
<Measurement method>
"Tan δ at 70°C" is a loss tangent measured under the conditions of a temperature of 70°C, an initial strain of 5%, a dynamic strain of ±1%, and a frequency of 10 Hz. The sample for measuring the loss tangent is a vulcanized rubber composition having a length of 20 mm, a width of 4 mm, and a thickness of 1 mm. When cutting out from a solid tire, the sample is cut out from the base part of the solid tire so that the long side is in the tire circumferential direction and the thickness direction is in the tire width direction.
本明細書においては、上記測定方法により測定した「７０℃におけるｔａｎδ」を、単に「７０℃ｔａｎδ」ということがある。 In this specification, "tan δ at 70°C" measured by the above measurement method may be simply referred to as "tan δ at 70°C."
「破断強度ＴＢ（ＭＰａ）」および「破断伸びＥＢ（％）」は、厚さ１ｍｍの７号ダンベル形状の試験片について、ＪＩＳ Ｋ ６２５１「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム－引張試験特性の求め方」に準じて、２３℃雰囲気下にて、引張速度３．３ｍｍ／秒の条件で引張試験を実施し、測定する。試験片をソリッドタイヤから切り出して作製する場合には、タイヤ半径方向が厚さ方向となるように切り出す。 "Breaking strength TB (MPa)" and "breaking elongation EB (%)" are measured by conducting a tensile test on a 1 mm thick No. 7 dumbbell-shaped test piece in accordance with JIS K 6251 "Vulcanized rubber and thermoplastic rubber - Determination of tensile test properties" at a 23°C atmosphere and a tensile speed of 3.3 mm/sec. When cutting out test pieces from a solid tire, cut them so that the tire radial direction is the thickness direction.
本明細書においては、上記測定方法により測定した「破断強度ＴＢ（ＭＰａ）」および「破断伸びＥＢ（％）」を、単に「破断強度」および「破断伸び」ということがある。 In this specification, the "breaking strength TB (MPa)" and "breaking elongation EB (%)" measured by the above measurement method are sometimes simply referred to as "breaking strength" and "breaking elongation".
「アセトン抽出量」は、ＪＩＳ Ｋ ６２２９：２０１５に準拠して加硫ゴム試験片を７２時間アセトンに浸漬して可溶成分を抽出し、抽出前後の各試験片の質量を測定し、下記式により求めることができる。
（アセトン抽出量（質量％））＝｛（抽出前のゴム試験片の質量－抽出後のゴム試験片の質量）／（抽出前のゴム試験片の質量）｝×１００
The "acetone extractable amount" can be calculated by immersing a vulcanized rubber test piece in acetone for 72 hours in accordance with JIS K 6229:2015 to extract the soluble components, measuring the mass of each test piece before and after extraction, and calculating the amount of acetone extractable from the following formula.
(Amount of acetone extracted (mass %))={(mass of rubber test piece before extraction−mass of rubber test piece after extraction)/(mass of rubber test piece before extraction)}×100
「硫黄量」は、ＪＩＳ Ｋ ６２３３：２０１６に準拠した酸素燃焼フラスコ法により測定される硫黄量（質量％）である。 "Sulfur content" is the amount of sulfur (mass%) measured by the oxygen combustion flask method in accordance with JIS K 6233:2016.
「スチレン含量」は、1Ｈ－ＮＭＲ測定により算出される値であり、例えば、ＳＢＲ等のスチレンに由来する繰り返し単位を有するゴム成分に適用される。「ビニル含量（１，２－結合ブタジエン単位量）」は、ＪＩＳ Ｋ ６２３９－２：２０１７に従い、赤外吸収スペクトル分析により算出される値であり、例えば、ＳＢＲ、ＢＲ等のブタジエンに由来する繰り返し単位を有するゴム成分に適用される。「シス含量（シス－１，４－結合ブタジエン単位量）」は、ＪＩＳ Ｋ ６２３９－２：２０１７に従い、赤外吸収スペクトル分析により算出される値であり、例えば、ＢＲ等のブタジエンに由来する繰り返し単位を有するゴム成分に適用される。 The "styrene content" is a value calculated by 1 H-NMR measurement, and is applied to, for example, rubber components having repeating units derived from styrene, such as SBR. The "vinyl content (amount of 1,2-bonded butadiene units)" is a value calculated by infrared absorption spectroscopy in accordance with JIS K 6239-2:2017, and is applied to, for example, rubber components having repeating units derived from butadiene, such as SBR and BR. The "cis content (amount of cis-1,4-bonded butadiene units)" is a value calculated by infrared absorption spectroscopy in accordance with JIS K 6239-2:2017, and is applied to, for example, rubber components having repeating units derived from butadiene, such as BR.
「重量平均分子量（Ｍｗ）」は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）（例えば、東ソー（株）製のＧＰＣ－８０００シリーズ、検出器：示差屈折計、カラム：東ソー（株）製のＴＳＫＧＥＬ ＳＵＰＥＲＭＡＬＴＩＰＯＲＥ ＨＺ－Ｍ）による測定値を基に、標準ポリスチレン換算により求めることができる。例えば、ゴム成分、樹脂等に適用される。 The "weight average molecular weight (Mw)" can be calculated based on the measured value by gel permeation chromatography (GPC) (e.g., GPC-8000 series manufactured by Tosoh Corporation, detector: differential refractometer, column: TSKGEL SUPERMALTIPORE HZ-M manufactured by Tosoh Corporation) and converted into standard polystyrene. For example, it is applicable to rubber components, resins, etc.
「カーボンブラックの平均一次粒子径」は、透過型または走査型電子顕微鏡により観察し、視野内に観察されたカーボンブラックの一次粒子を４００個以上測定し、その平均により求めることができる。「カーボンブラックのＮ2ＳＡ」は、ＪＩＳ Ｋ ６２１７－２：２０１７に準じて測定される。 The "average primary particle size of carbon black" can be determined by observing with a transmission or scanning electron microscope, measuring 400 or more primary particles of carbon black observed within the field of view, and averaging the measurements. The " N2SA of carbon black" is measured in accordance with JIS K 6217-2:2017.
「樹脂の軟化点」は、ＪＩＳ Ｋ ６２２０－１：２０１５ ７．７に規定される軟化点を環球式軟化点測定装置で測定し、球が降下した温度である。 The "softening point of the resin" is the temperature at which the ball drops when the softening point as specified in JIS K 6220-1:2015 7.7 is measured using a ring and ball softening point tester.
本発明の一実施形態であるソリッドタイヤについて、以下に詳細に説明する。ただし、以下の記載は本発明を説明するための例示であり、本発明の技術的範囲をこの記載範囲にのみ限定する趣旨ではない。なお、本明細書において、「～」を用いて数値範囲を示す場合、その両端の数値を含むものとする。 A solid tire, which is one embodiment of the present invention, is described in detail below. However, the following description is merely an example for explaining the present invention, and is not intended to limit the technical scope of the present invention to the described range. In this specification, when a numerical range is indicated using "~", it is intended to include both ends of the numerical range.
＜ソリッドタイヤ＞
図１は、本発明のソリッドタイヤの一実施形態である、車輪の子午線断面図を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。図１に示すように、本発明の一実施形態のソリッドタイヤ１は、リム２に装着される。
<Solid tires>
Fig. 1 shows a meridian cross section of a wheel, which is an embodiment of a solid tire of the present invention, but the present invention is not limited thereto. As shown in Fig. 1, a solid tire 1 according to an embodiment of the present invention is mounted on a
ソリッドタイヤ１は、トレッド部３とトレッド部３のタイヤ半径方向内側に存在するベース部５とを備え、ベース部５は、ビード６を備える。
The solid tire 1 has a
本発明において、タイヤ断面高さｔ１は、２０ｍｍ超が好ましく、５０ｍｍ以上がより好ましく、７０ｍｍ以上がさらに好ましく、１００ｍｍ以上がさらに好ましく、１２０ｍｍ以上がさらに好ましく、１５０ｍｍ以上が特に好ましい。また、タイヤ断面高さは、２００ｍｍ未満が好ましく、１７５ｍｍ未満がより好ましく、１７０ｍｍ以下がさらに好ましく、１６５ｍｍ以下がさらに好ましく、１６０ｍｍ以下が特に好ましい。 In the present invention, the tire cross-sectional height t1 is preferably greater than 20 mm, more preferably 50 mm or greater, even more preferably 70 mm or greater, even more preferably 100 mm or greater, even more preferably 120 mm or greater, and particularly preferably 150 mm or greater. The tire cross-sectional height is preferably less than 200 mm, more preferably less than 175 mm, even more preferably 170 mm or less, even more preferably 165 mm or less, and particularly preferably 160 mm or less.
ソリッドタイヤ１は、ベース部５の内周面からトレッド表面４に向かって所定の位置に、ソリッドタイヤの回転軸を中心に環状に設けられたビード６を有している。図１において、ビード６はコード層７からなり、コード層７はタイヤ赤道面ＣＬを挟んでタイヤ幅方向に離間して一対設けられており、タイヤ幅方向に離間した一対のコード層７の間には、ベース部５のゴム材料によって構成された間隙部８を有している。
The solid tire 1 has
ソリッドタイヤ１には、コード層７のタイヤ赤道面付近の領域に少なくとも一つの間隙部８を設けることが好ましい。間隙部８を設けることで、加硫時の幅方向の圧縮に対するコードの曲げを小さくするとともに、その間隙部のゴムで曲げ変形を吸収して、ビード６の座屈を低減することができる。その結果、タイヤの耐久性能および耐リム滑り性を向上させることができる。ここで、タイヤ赤道面ＣＬ付近とは、タイヤ赤道面ＣＬを中心として、リム幅の±１０％の範囲をいうものとする。コード層７のコードには、スチールコード、有機繊維コード等を用いることができる。
In the solid tire 1, it is preferable to provide at least one
ビード下の高さｔ３は、ベース部５のタイヤ半径方向最内部から、コード層７のタイヤ半径方向最内部までの距離によって求められる。ビード下の高さｔ３は、２．５ｍｍ超が好ましく、３．０ｍｍ超がより好ましく、５．０ｍｍ超がさらに好ましく、７．５ｍｍ超が特に好ましい。また、ビード下の高さｔ３は、１５．０ｍｍ未満が好ましく、１４．０ｍｍ未満がより好ましく、１３．０ｍｍ以下がさらに好ましく、１２．０ｍｍ以下がさらに好ましく、１１．０ｍｍ以下が特に好ましい。
The height t3 under the bead is determined by the distance from the innermost part of the
ビード下の高さｔ３は、タイヤ断面高さの１．５％超が好ましく、３％超がより好ましく、４％超がさらに好ましく、５％超が特に好ましい。また、ビード下の高さｔ３は、タイヤ断面高さの１８％未満が好ましく、１７％未満がより好ましく、１５％未満がさらに好ましく、１４％未満が特に好ましく、１０％未満が最も好ましい。 The height t3 under the bead is preferably more than 1.5% of the tire cross-sectional height, more preferably more than 3%, even more preferably more than 4%, and particularly preferably more than 5%. The height t3 under the bead is preferably less than 18% of the tire cross-sectional height, more preferably less than 17%, even more preferably less than 15%, particularly preferably less than 14%, and most preferably less than 10%.
ベース部５の断面高さｔ２は、ベース部のタイヤ半径方向最内部から、ベース部のタイヤ半径方向最外部までの距離によって求められる。ベース部５の断面高さｔ２は、１５．０ｍｍ超が好ましく、１８．０ｍｍ超がより好ましく、２０．０ｍｍ超がさらに好ましく、２２．０ｍｍ超がさらに好ましく、２５．０ｍｍ超が特に好ましい。また、ベース部５の断面高さｔ２は、１１０．０ｍｍ未満が好ましく、１００．０ｍｍ未満がより好ましく、９０．０ｍｍ未満がさらに好ましく、８０．０ｍｍ未満がさらに好ましく、７５．０ｍｍ以下がさらに好ましく、７０．０ｍｍ以下が特に好ましい。
The cross-sectional height t2 of the
ベース部５の断面高さｔ２は、タイヤ断面高さの２３％超が好ましく、２５％超がより好ましく、３０％超がさらに好ましく、３５％超が特に好ましい。また、ビード下の高さｔ３は、タイヤ断面高さの６０％未満が好ましく、５８％未満がより好ましく、５５％未満がさらに好ましく、５０％未満が特に好ましい。
The cross-sectional height t2 of the
［ゴム組成物］
本発明のソリッドタイヤのベース部を構成するゴム組成物（以下、本発明のゴム組成物という）は、破断伸びが５０％以上であり、破壊エネルギーは２５００以上であり、かつ７０℃ｔａｎδが０．２０以下であることによって、ソリッドタイヤの耐久性能および低燃費性能を両立できる。
[Rubber composition]
The rubber composition constituting the base portion of the solid tire of the present invention (hereinafter referred to as the rubber composition of the present invention) has a breaking elongation of 50% or more, a breaking energy of 2500 or more, and a 70°C tan δ of 0.20 or less, thereby enabling the solid tire to achieve both durability performance and low fuel consumption performance.
本発明のゴム組成物の破断伸びは５０％以上であり、７０％以上がより好ましく、１００％以上がさらに好ましく、１２０％超がさらに好ましく、１５０％超がさらに好ましく、１８０％超がさらに好ましく、２００％超がさらに好ましく、２２０％超がさらに好ましく、２５０％超がさらに好ましく、２９０％超がさらに好ましく、３００％超がさらに好ましく、３２０％超が特に好ましい。本発明のゴム組成物の破断伸びの上限値は特に制限されないが、例えば、４００％未満、３５０％未満とすることができる。なお、破断伸びは前記方法により測定される。 The breaking elongation of the rubber composition of the present invention is 50% or more, more preferably 70% or more, even more preferably 100% or more, even more preferably more than 120%, even more preferably more than 150%, even more preferably more than 180%, even more preferably more than 200%, even more preferably more than 220%, even more preferably more than 250%, even more preferably more than 290%, even more preferably more than 300%, and particularly preferably more than 320%. The upper limit of the breaking elongation of the rubber composition of the present invention is not particularly limited, but can be, for example, less than 400% or less than 350%. The breaking elongation is measured by the above-mentioned method.
本発明のゴム組成物の破断時強度は、１０ＭＰａ超が好ましく、１２ＭＰａ超がより好ましく、１５ＭＰａ超がさらに好ましく、１８ＭＰａ超がさらに好ましく、２０ＭＰａ超が特に好ましい。破断時強度の上限値は特に制限されないが、例えば、１００ＭＰａ未満、８０ＭＰａ未満、５０ＭＰａ未満、４５ＭＰａ未満、４０ＭＰａ未満とすることができる。なお、破断時強度は前記方法により測定される。 The strength at break of the rubber composition of the present invention is preferably greater than 10 MPa, more preferably greater than 12 MPa, even more preferably greater than 15 MPa, even more preferably greater than 18 MPa, and particularly preferably greater than 20 MPa. The upper limit of the strength at break is not particularly limited, but may be, for example, less than 100 MPa, less than 80 MPa, less than 50 MPa, less than 45 MPa, or less than 40 MPa. The strength at break is measured by the above-mentioned method.
本発明のゴム組成物の破壊エネルギーは、２５００以上であり、２７００以上がより好ましく、２９００以上がさらに好ましく、３０００以上がさらに好ましく、３１００以上が特に好ましい。破壊エネルギーの上限値は特に制限されないが、例えば、４５００以下、４０００以下、３８００以下等とすることができる。なお、破壊エネルギーは前記定義により求められる。 The fracture energy of the rubber composition of the present invention is 2500 or more, more preferably 2700 or more, even more preferably 2900 or more, even more preferably 3000 or more, and particularly preferably 3100 or more. The upper limit of the fracture energy is not particularly limited, but can be, for example, 4500 or less, 4000 or less, 3800 or less, etc. The fracture energy is determined by the above definition.
ゴム組成物の破断伸びおよび破断時強度は、タイヤ工業における常法により、調節することができ、具体的には、ゴム組成物に配合される薬品（例えば、ゴム成分、充填剤、軟化剤、硫黄、加硫促進剤、シランカップリング剤等）の種類や量を変化させることにより調節することができる。例えば、イソプレン系ゴムの含有量を増やすことにより、破断伸びおよび破断時強度を上げることができる。 The breaking elongation and breaking strength of the rubber composition can be adjusted by the usual methods in the tire industry, specifically by changing the types and amounts of chemicals (e.g., rubber components, fillers, softeners, sulfur, vulcanization accelerators, silane coupling agents, etc.) that are compounded in the rubber composition. For example, the breaking elongation and breaking strength can be increased by increasing the content of isoprene-based rubber.
本発明のゴム組成物の７０℃ｔａｎδは、０．２０以下であり、０．１９以下がより好ましく、０．１８以下がさらに好ましい。７０℃ｔａｎδが０．２０を超えると、発熱性が高くなり、耐久性能および低燃費性能が悪くなる傾向がある。また、本発明のゴム組成物の７０℃ｔａｎδは、本発明の効果の観点から、０．０５以上が好ましく、０．０６以上がより好ましく、０．０７以上がさらに好ましく、０．０８以上がさらに好ましく、０．１０以上が特に好ましい。なお、７０℃ｔａｎδは前記方法により測定される。 The 70°C tan δ of the rubber composition of the present invention is 0.20 or less, more preferably 0.19 or less, and even more preferably 0.18 or less. If the 70°C tan δ exceeds 0.20, heat buildup increases and durability and fuel economy tend to deteriorate. From the viewpoint of the effects of the present invention, the 70°C tan δ of the rubber composition of the present invention is preferably 0.05 or more, more preferably 0.06 or more, even more preferably 0.07 or more, even more preferably 0.08 or more, and particularly preferably 0.10 or more. The 70°C tan δ is measured by the above-mentioned method.
７０℃ｔａｎδの値は、タイヤ工業における常法により、調節することができる。例えば、フィラーの含有量を少なくすることにより、７０℃ｔａｎδの値を小さくすることができ、反対に、多くすることにより、７０℃ｔａｎδの値を大きくすることができる。したがって、当業者は、目標とする７０℃ｔａｎδに応じて、７０℃ｔａｎδの値を適宜調節することができる。 The 70°C tan δ value can be adjusted by standard methods in the tire industry. For example, the 70°C tan δ value can be reduced by reducing the filler content, and conversely, the 70°C tan δ value can be increased by increasing the filler content. Therefore, a person skilled in the art can adjust the 70°C tan δ value as appropriate depending on the target 70°C tan δ.
本発明のゴム組成物のアセトン抽出量は、７０℃ｔａｎδを低下させる観点から、１０．０質量％以下が好ましく、９．０質量％以下がより好ましく、８．０質量％以下がさらに好ましく、７．５質量％以下が特に好ましい。また、該アセトン抽出量は、本発明の効果の観点から、２．５質量％以上が好ましく、３．０質量％以上がより好ましく、３．５質量％以下がさらに好ましい。アセトン抽出量は、ゴム組成物に配合される薬品の種類や量を変化させることにより調節することができる。例えば、オイルの含有量を増やすことにより、アセトン抽出量を増やすことができる。 The amount of acetone extraction from the rubber composition of the present invention is preferably 10.0 mass% or less, more preferably 9.0 mass% or less, even more preferably 8.0 mass% or less, and particularly preferably 7.5 mass% or less, from the viewpoint of reducing 70°C tan δ. Furthermore, from the viewpoint of the effects of the present invention, the amount of acetone extraction is preferably 2.5 mass% or more, more preferably 3.0 mass% or more, and even more preferably 3.5 mass% or less. The amount of acetone extraction can be adjusted by changing the type and amount of chemicals blended into the rubber composition. For example, the amount of acetone extraction can be increased by increasing the oil content.
本発明のゴム組成物のゴム成分中の総スチレン量は、耐久性能の観点から、１．０質量％以上が好ましく、３．０質量％以上がより好ましく、４．０質量％以上がさらに好ましく、５．０質量％以上が特に好ましい。また、ゴム成分中の総スチレン量は、本発明の効果の観点から、１５．０質量％以下が好ましく、１４．５質量％以下がより好ましく、１４．３質量％以下がさらに好ましく、１４．１質量％以下がさらに好ましく、１２．０質量％以下が特に好ましい。 From the viewpoint of durability, the total styrene content in the rubber component of the rubber composition of the present invention is preferably 1.0% by mass or more, more preferably 3.0% by mass or more, even more preferably 4.0% by mass or more, and particularly preferably 5.0% by mass or more. From the viewpoint of the effects of the present invention, the total styrene content in the rubber component is preferably 15.0% by mass or less, more preferably 14.5% by mass or less, even more preferably 14.3% by mass or less, even more preferably 14.1% by mass or less, and particularly preferably 12.0% by mass or less.
本発明のゴム組成物のゴム成分中の硫黄量は、０．６質量％以上であることが好ましく、０．８質量％以上であることがより好ましく、０．９質量％以上であることがさらに好ましく、１．０質量％以上であることがさらに好ましく、１．１質量％以上であることがさらに好ましく、１．２質量％以上であることが特に好ましい。ゴム組成物中の硫黄量の上限値は特に制限されないが、通常３．０質量％以下である。硫黄量が前記の範囲であることによって、ポリマー間の架橋点が十分に得られるため、ポリマーが変形しにくくなる。なお、硫黄量は、前記測定方法により求められる。 The amount of sulfur in the rubber component of the rubber composition of the present invention is preferably 0.6% by mass or more, more preferably 0.8% by mass or more, even more preferably 0.9% by mass or more, even more preferably 1.0% by mass or more, even more preferably 1.1% by mass or more, and particularly preferably 1.2% by mass or more. The upper limit of the amount of sulfur in the rubber composition is not particularly limited, but is usually 3.0% by mass or less. By having the amount of sulfur in the above range, sufficient crosslinking points between polymers are obtained, making the polymer less likely to deform. The amount of sulfur is determined by the above-mentioned measurement method.
＜ゴム成分＞
本発明のゴム組成物は、ゴム成分を含有する。ゴム成分としては、イソプレン系ゴムを含有することが好ましく、イソプレン系ゴムおよびスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）を含有することがより好ましい。また、イソプレン系ゴムおよびＳＢＲを含むゴム成分としてもよい。
<Rubber component>
The rubber composition of the present invention contains a rubber component. The rubber component preferably contains an isoprene-based rubber, and more preferably contains an isoprene-based rubber and a styrene-butadiene rubber (SBR). The rubber component may also contain an isoprene-based rubber and an SBR.
（イソプレン系ゴム）
イソプレン系ゴムとしては、例えば、イソプレンゴム（ＩＲ）および天然ゴム等タイヤ工業において一般的なものを使用することができる。天然ゴムには、非改質天然ゴム（ＮＲ）の他に、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）、水素化天然ゴム（ＨＮＲ）、脱タンパク質天然ゴム（ＤＰＮＲ）、高純度天然ゴム（ＵＰＮＲ）、グラフト化天然ゴム等の改質天然ゴム等も含まれる。これらのイソプレン系ゴムは、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
(Isoprene rubber)
As the isoprene-based rubber, for example, isoprene rubber (IR) and natural rubber, which are common in the tire industry, can be used. In addition to unmodified natural rubber (NR), natural rubber also includes modified natural rubber such as epoxidized natural rubber (ENR), hydrogenated natural rubber (HNR), deproteinized natural rubber (DPNR), high-purity natural rubber (UPNR), and grafted natural rubber. These isoprene-based rubbers may be used alone or in combination of two or more.
ＮＲとしては、特に限定されず、タイヤ業界において一般的なものを用いることができ、例えば、ＳＩＲ２０、ＲＳＳ＃３、ＴＳＲ２０等が挙げられる。
There are no particular limitations on NR, and any commonly used NR in the tire industry can be used, such as SIR20,
イソプレン系ゴムのゴム成分中の含有量は、４０質量％以上が好ましく、４５質量％以上がより好ましく、５０質量％以上がさらに好ましく、５５質量％以上がさらに好ましく、７０質量％以上がさらに好ましく、７５質量％以上が特に好ましい。また、該含有量は、９９質量％以下が好ましく、９５質量％以下がより好ましく、９０質量％以下がさらに好ましく、８５質量％以下が特に好ましい。イソプレン系ゴムは他のゴム成分に比して分子量が大きいため、イソプレン系ゴムの含有量が前記範囲であることで、ポリマーの強度が向上し、耐久性能が向上すると考えられる。 The content of isoprene-based rubber in the rubber component is preferably 40% by mass or more, more preferably 45% by mass or more, even more preferably 50% by mass or more, even more preferably 55% by mass or more, even more preferably 70% by mass or more, and particularly preferably 75% by mass or more. The content is preferably 99% by mass or less, more preferably 95% by mass or less, even more preferably 90% by mass or less, and particularly preferably 85% by mass or less. Since isoprene-based rubber has a large molecular weight compared to other rubber components, it is believed that by having the content of isoprene-based rubber in the above range, the strength of the polymer is improved and the durability performance is improved.
（ＳＢＲ）
ＳＢＲとしては特に限定はなく、特に限定されず、例えば未変性の乳化重合スチレンブタジエンゴム（Ｅ－ＳＢＲ）や溶液重合スチレンブタジエンゴム（Ｓ－ＳＢＲ）、これらを変性した変性乳化重合スチレンブタジエンゴム（変性Ｅ－ＳＢＲ）や変性溶液重合スチレンブタジエンゴム（変性Ｓ－ＳＢＲ）などの変性ＳＢＲがあげられる。変性ＳＢＲとしては、末端および／または主鎖が変性された変性ＳＢＲ、スズ、ケイ素化合物などでカップリングされた変性ＳＢＲ（縮合物、分岐構造を有するものなど）などがあげられる。またＳＢＲとしては、伸展油を加えて柔軟性を調整した油展タイプのものと、伸展油を加えない非油展タイプのものとがあるが、このいずれも使用可能である。このようなＳＢＲとして、例えば、ＪＳＲ（株）製のもの、旭化成ケミカルズ（株）製のもの、日本ゼオン（株）製のもの、ＺＳエラストマー（株）製のものなどを用いることができる。これらのＳＢＲは、１種または２種以上を組み合せて使用することができる。
(SBR)
The SBR is not particularly limited, and examples thereof include unmodified emulsion-polymerized styrene butadiene rubber (E-SBR) and solution-polymerized styrene butadiene rubber (S-SBR), and modified SBRs such as modified emulsion-polymerized styrene butadiene rubber (modified E-SBR) and modified solution-polymerized styrene butadiene rubber (modified S-SBR) obtained by modifying these. Examples of modified SBR include modified SBRs whose ends and/or main chains are modified, and modified SBRs (condensates, those having a branched structure, etc.) coupled with tin or silicon compounds. In addition, SBRs include oil-extended types in which flexibility is adjusted by adding an extender oil, and non-oil-extended types in which no extender oil is added, and either of these can be used. Examples of such SBRs that can be used include those manufactured by JSR Corporation, Asahi Kasei Chemicals Corporation, Nippon Zeon Corporation, and ZS Elastomers Corporation. These SBRs can be used alone or in combination of two or more.
ＳＢＲのスチレン含量は、耐摩耗性能の観点から、１５質量％以上が好ましく、２０質量％以上がより好ましく、２２質量％以上がさらに好ましい。また、発熱を抑制する観点からは、４５質量％以下が好ましく、４０質量％以下がより好ましく、３５質量％以下がさらに好ましい。なお、ＳＢＲのスチレン含量は、前記測定方法により測定される。 From the viewpoint of wear resistance, the styrene content of SBR is preferably 15% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, and even more preferably 22% by mass or more. From the viewpoint of suppressing heat generation, the styrene content is preferably 45% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, and even more preferably 35% by mass or less. The styrene content of SBR is measured by the above-mentioned measurement method.
ＳＢＲのビニル含量は、ゴム強度および耐摩耗性能の観点から、１０モル％以上が好ましく、１２モル％以上がより好ましく、１５モル％以上がさらに好ましい。また、ＳＢＲのビニル含量は耐摩耗性能の観点から、８０モル％以下が好ましく、７０モル％以下がより好ましく、６５モル％以下がさらに好ましい。なお、ＳＢＲのビニル含量は、前記測定方法により測定される。 From the viewpoint of rubber strength and abrasion resistance, the vinyl content of SBR is preferably 10 mol% or more, more preferably 12 mol% or more, and even more preferably 15 mol% or more. From the viewpoint of abrasion resistance, the vinyl content of SBR is preferably 80 mol% or less, more preferably 70 mol% or less, and even more preferably 65 mol% or less. The vinyl content of SBR is measured by the above-mentioned measurement method.
ＳＢＲのゴム成分中の含有量は、耐久性能および発熱を抑制する観点から、５質量％以上が好ましく、１０質量％以上がより好ましく、１５質量％以上がさらに好ましく、２０質量％以上が特に好ましい。また、該含有量は、本発明の効果の観点から７０質量％以下が好ましく、６５質量％以下がより好ましく、６０質量％以下がさらに好ましく、５５質量％以下が特に好ましい。 From the viewpoint of durability and suppression of heat generation, the content of SBR in the rubber component is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, even more preferably 15% by mass or more, and particularly preferably 20% by mass or more. From the viewpoint of the effects of the present invention, the content is preferably 70% by mass or less, more preferably 65% by mass or less, even more preferably 60% by mass or less, and particularly preferably 55% by mass or less.
（その他のゴム成分）
ゴム成分は、本発明の効果に影響を与えない範囲で、前記ゴム以外の他のゴム成分を含有してもよい。他のゴム成分としては、タイヤ工業で一般的に用いられる架橋可能なゴム成分を用いることができ、例えば、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンイソプレンゴム（ＳＩＲ）、スチレンイソプレンブタジエンゴム（ＳＩＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）等の、イソプレン系ゴムおよびＳＢＲ以外のジエン系ゴム；ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、ポリノルボルネンゴム、シリコーンゴム、塩化ポリエチレンゴム、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、ヒドリンゴム等の非ジエン系ゴムが挙げられる。これら他のゴム成分は、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
(Other rubber components)
The rubber component may contain other rubber components other than the rubber described above, as long as the effect of the present invention is not affected. As the other rubber components, crosslinkable rubber components generally used in the tire industry can be used, such as butadiene rubber (BR), styrene isoprene rubber (SIR), styrene isoprene butadiene rubber (SIBR), chloroprene rubber (CR), acrylonitrile butadiene rubber (NBR), and other diene rubbers other than isoprene rubber and SBR; butyl rubber (IIR), halogenated butyl rubber, ethylene propylene rubber, polynorbornene rubber, silicone rubber, chlorinated polyethylene rubber, fluororubber (FKM), acrylic rubber (ACM), hydrin rubber, and other non-diene rubbers. These other rubber components may be used alone or in combination of two or more.
（ＢＲ）
ＢＲとしては特に限定されるものではなく、例えば、シス含量が５０モル％未満のＢＲ（ローシスＢＲ）、シス含量が９０モル％以上のＢＲ（ハイシスＢＲ）、希土類元素系触媒を用いて合成された希土類系ブタジエンゴム（希土類系ＢＲ）、シンジオタクチックポリブタジエン結晶を含有するＢＲ（ＳＰＢ含有ＢＲ）、変性ＢＲ（ハイシス変性ＢＲ、ローシス変性ＢＲ）等タイヤ工業において一般的なものを使用することができ、変性ＢＲを含むことが好ましい。これらのＢＲは、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
(BR)
The BR is not particularly limited, and may be, for example, BR having a cis content of less than 50 mol% (low cis BR), BR having a cis content of 90 mol% or more (high cis BR), rare earth butadiene rubber (rare earth BR) synthesized using a rare earth catalyst, BR containing syndiotactic polybutadiene crystals (SPB-containing BR), modified BR (high cis modified BR, low cis modified BR), or other BR commonly used in the tire industry, and it is preferable to include modified BR. These BRs may be used alone or in combination of two or more.
ハイシスＢＲとしては、例えば、日本ゼオン（株）、宇部興産（株）、ＪＳＲ（株）等より市販されているものを使用することができる。ハイシスＢＲを含有することで低温特性および耐摩耗性能を向上させることができる。ハイシスＢＲのシス含量は、好ましくは９５モル％以上、より好ましくは９６モル％以上、さらに好ましくは９７モル％以上、特に好ましくは９８モル％以上である。なお、シス含量は、前記測定方法により測定される。 As the high cis BR, for example, commercially available products from Zeon Corporation, Ube Industries, Ltd., JSR Corporation, etc. can be used. By including high cis BR, it is possible to improve low temperature properties and wear resistance. The cis content of the high cis BR is preferably 95 mol% or more, more preferably 96 mol% or more, even more preferably 97 mol% or more, and particularly preferably 98 mol% or more. The cis content is measured by the above-mentioned measurement method.
ジエン系ゴムのゴム成分中の含有量は、７０質量％以上が好ましく、８０質量％以上がより好ましく、９０質量％以上がさらに好ましく、９５質量％以上が特に好ましい。また、ジエン系ゴムのみからなるゴム成分としてもよい。また、上記のゴム成分の他に、公知の熱可塑性エラストマーを含有してもよく、含有しなくてもよい。 The content of the diene rubber in the rubber component is preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, even more preferably 90% by mass or more, and particularly preferably 95% by mass or more. The rubber component may be composed only of diene rubber. In addition to the above rubber components, the rubber component may or may not contain a known thermoplastic elastomer.
＜フィラー＞
本発明のゴム組成物は、フィラーとして、カーボンブラックを含有することが好ましい。フィラーは、カーボンブラックのみからなるフィラーとすることもできる。
<Filler>
The rubber composition of the present invention preferably contains carbon black as a filler, but the filler may be composed only of carbon black.
（カーボンブラック）
カーボンブラックとしては、特に限定されず、ＧＰＦ、ＦＥＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦなど、タイヤ工業において一般的なものを適宜利用することができる。例えば、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、チャンネルブラック、グラファイト等が挙げられ、具体的にはＮ１１０、Ｎ１１５、Ｎ１２０、Ｎ１２５、Ｎ１３４、Ｎ１３５、Ｎ２１９、Ｎ２２０、Ｎ２３１、Ｎ２３４、Ｎ２９３、Ｎ２９９、Ｎ３２６、Ｎ３３０、Ｎ３３９、Ｎ３４３、Ｎ３４７、Ｎ３５１、Ｎ３５６、Ｎ３５８、Ｎ３７５、Ｎ５３９、Ｎ５５０、Ｎ５８２、Ｎ６３０、Ｎ６４２、Ｎ６５０、Ｎ６６０、Ｎ６８３、Ｎ７５４、Ｎ７６２、Ｎ７６５、Ｎ７７２、Ｎ７７４、Ｎ７８７、Ｎ９０７、Ｎ９０８、Ｎ９９０、Ｎ９９１等を好適に用いることができ、これ以外にも自社合成品等も好適に用いることができる。これらのカーボンブラックは、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
(Carbon black)
The carbon black is not particularly limited, and any carbon black commonly used in the tire industry, such as GPF, FEF, HAF, ISAF, or SAF, can be used as appropriate. For example, furnace black, acetylene black, thermal black, channel black, graphite, etc. can be mentioned. Specifically, N110, N115, N120, N125, N134, N135, N219, N220, N231, N234, N293, N299, N326, N330, N339, N343, N347, N351, N356, N358, N375, N539, N550, N582, N630, N642, N650, N660, N683, N754, N762, N765, N772, N774, N787, N907, N908, N990, N991, etc. can be preferably used, and in addition to these, in-house synthesized products, etc. can also be preferably used. These carbon blacks may be used alone or in combination of two or more.
カーボンブラックの平均一次粒子径は、２０ｎｍ以上が好ましく、２５ｎｍ以上がより好ましく、３０ｎｍ以上がさらに好ましい。カーボンブラックの平均一次粒子径が前記の範囲であることで、ゴム組成物の発熱性が低下し、低燃費性能がさらに向上すると考えられる。また、カーボンブラックの平均一次粒子径の上限値は特に制限されないが、例えば、１５０ｎｍ以下、１００ｎｍ以下、８０ｎｍ以下等とすることができる。 The average primary particle diameter of the carbon black is preferably 20 nm or more, more preferably 25 nm or more, and even more preferably 30 nm or more. It is believed that by having the average primary particle diameter of the carbon black in the above range, the heat generation of the rubber composition is reduced and the fuel efficiency performance is further improved. In addition, the upper limit of the average primary particle diameter of the carbon black is not particularly limited, but can be, for example, 150 nm or less, 100 nm or less, 80 nm or less, etc.
カーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ2ＳＡ）は、破壊強度の観点から、１０ｍ2／ｇ以上が好ましく、２５ｍ2／ｇ以上がより好ましく、４０ｍ2／ｇ以上がさらに好ましく、６５ｍ2／ｇ以上が特に好ましい。また、加工性の観点からは、２００ｍ2／ｇ以下が好ましく、１５０ｍ2／ｇ以下がより好ましく、１３０ｍ2／ｇ以下がさらに好ましく、１００ｍ2／ｇ以下が特に好ましい。なお、カーボンブラックのＮ2ＳＡは、前記方法により測定される値である。 From the viewpoint of breaking strength, the nitrogen adsorption specific surface area ( N2SA ) of carbon black is preferably 10 m2/g or more, more preferably 25 m2/g or more, even more preferably 40 m2/g or more, and particularly preferably 65 m2/g or more. From the viewpoint of processability, it is preferably 200 m2/g or less, more preferably 150 m2/g or less, even more preferably 130 m2/g or less, and particularly preferably 100 m2/g or less. The N2SA of carbon black is a value measured by the above-mentioned method.
カーボンブラックのゴム成分１００質量部に対する含有量は、ゴム強度の観点から、３５質量部超が好ましく、４０質量部超がより好ましく、４５質量部超がさらに好ましく、５０質量部超がさらに好ましく、５５質量部超がさらに好ましく、６０質量部超が特に好ましい。また、カーボンブラックのゴム成分１００質量部に対する含有量は、発熱の抑制の観点から、１００質量部未満が好ましく、９８質量部未満がより好ましく、９５質量部未満がさらに好ましく、９２質量部未満がさらに好ましく、９０質量部未満が特に好ましい。 From the viewpoint of rubber strength, the carbon black content per 100 parts by mass of the rubber component is preferably more than 35 parts by mass, more preferably more than 40 parts by mass, even more preferably more than 45 parts by mass, even more preferably more than 50 parts by mass, even more preferably more than 55 parts by mass, and particularly preferably more than 60 parts by mass. Also, from the viewpoint of suppressing heat generation, the carbon black content per 100 parts by mass of the rubber component is preferably less than 100 parts by mass, more preferably less than 98 parts by mass, even more preferably less than 95 parts by mass, even more preferably less than 92 parts by mass, and particularly preferably less than 90 parts by mass.
（その他のフィラー）
フィラーは、本発明の効果に影響を与えない範囲で、カーボンブラック以外のフィラーを含有してもよい。他のフィラーとしては、タイヤ工業で一般的に用いられるものを使用することができ、例えば、シリカ、酸化チタン、クレー、タルク、アルミナ炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、セリサイト等が挙げられる。これらのフィラーは、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
(Other fillers)
The filler may contain a filler other than carbon black within a range that does not affect the effects of the present invention. As the other filler, those generally used in the tire industry can be used, such as silica, titanium oxide, clay, talc, alumina calcium carbonate, aluminum hydroxide, magnesium oxide, magnesium hydroxide, sericite, etc. These fillers may be used alone or in combination of two or more.
シリカとしては特に限定されず、例えば、乾式法により調製されたシリカ（無水シリカ）、湿式法により調製されたシリカ（含水シリカ）等、タイヤ工業において一般的なものを使用することができる。これらのシリカは、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、シランカップリング剤と併用することが好ましい。 The silica is not particularly limited, and can be, for example, silica prepared by a dry method (anhydrous silica), silica prepared by a wet method (hydrated silica), or other silica commonly used in the tire industry. These silicas can be used alone or in combination of two or more types. Silica is preferably used in combination with a silane coupling agent.
＜その他の配合剤＞
本発明のゴム組成物には、前記成分以外にも、従来タイヤ工業で一般に使用される配合剤、例えば、樹脂、オイル、ワックス、加工助剤、老化防止剤、ステアリン酸、酸化亜鉛、硫黄等の加硫剤、加硫促進剤等を適宜含有することができる。
<Other compounding agents>
In addition to the above-mentioned components, the rubber composition of the present invention may appropriately contain compounding agents generally used in the tire industry, such as resins, oils, waxes, processing aids, antioxidants, vulcanizing agents such as stearic acid, zinc oxide and sulfur, vulcanization accelerators, etc.
本発明のゴム組成物は、樹脂を含有することが好ましく、樹脂として熱硬化性樹脂を含有することがより好ましい。また、熱硬化性樹脂以外の樹脂を含有しても良い。 The rubber composition of the present invention preferably contains a resin, and more preferably contains a thermosetting resin as the resin. It may also contain a resin other than a thermosetting resin.
熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール系樹脂、レゾルシノール樹脂、クレゾール樹脂等が挙げられ、フェノール系樹脂が好ましい。これらの熱硬化性樹脂は、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。熱硬化性樹脂を配合することにより、ゴムのｔａｎδの向上を抑えつつ、耐久性能を向上させることができる。 Examples of thermosetting resins include phenolic resins, resorcinol resins, cresol resins, etc., with phenolic resins being preferred. These thermosetting resins may be used alone or in combination of two or more. By blending a thermosetting resin, it is possible to improve durability while suppressing the increase in tan δ of the rubber.
フェノール系樹脂としては、特に限定されないが、フェノールホルムアルデヒド樹脂、アルキルフェノール樹脂、アルキルフェノールアセチレン樹脂、オイル変性フェノールホルムアルデヒド樹脂等が挙げられる。 Phenol-based resins include, but are not limited to, phenol-formaldehyde resins, alkylphenol resins, alkylphenol acetylene resins, oil-modified phenol-formaldehyde resins, etc.
レゾルシノール樹脂としては、例えば、レゾルシノール・ホルムアルデヒド縮合物が挙げられる。変性レゾルシノール樹脂としては、例えば、レゾルシノール樹脂の繰り返し単位の一部をアルキル化したものが挙げられる。 An example of a resorcinol resin is a resorcinol-formaldehyde condensate. An example of a modified resorcinol resin is a resorcinol resin in which some of the repeating units have been alkylated.
クレゾール樹脂としては、例えば、クレゾール・ホルムアルデヒド縮合物が挙げられる。変性クレゾール樹脂としては、例えば、クレゾール樹脂の末端のメチル基を水酸基に変性したもの、クレゾール樹脂の繰り返し単位の一部をアルキル化したものが挙げられる。 Examples of cresol resins include cresol-formaldehyde condensates. Examples of modified cresol resins include cresol resins in which the terminal methyl groups have been modified to hydroxyl groups, and cresol resins in which some of the repeating units have been alkylated.
熱硬化性樹脂以外の樹脂としては、特に限定されないが、タイヤ工業で慣用される石油樹脂、テルペン系樹脂、ロジン系樹脂等が挙げられる。これらの樹脂は、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。 Resins other than thermosetting resins are not particularly limited, but examples include petroleum resins, terpene resins, rosin resins, etc., commonly used in the tire industry. These resins may be used alone or in combination of two or more types.
樹脂の軟化点は、本発明の効果の観点から、８０℃以上が好ましく、９０℃以上がより好ましく、９５℃以上がさらに好ましい。また、熱可塑性樹脂の軟化点の上限値は特に制限されないが、通常２００℃以下である。 From the viewpoint of the effects of the present invention, the softening point of the resin is preferably 80°C or higher, more preferably 90°C or higher, and even more preferably 95°C or higher. In addition, the upper limit of the softening point of the thermoplastic resin is not particularly limited, but is usually 200°C or lower.
樹脂を含有する場合のゴム成分１００質量部に対する含有量は、本発明の効果の観点から、１質量部超が好ましく、３質量部超がより好ましく、４質量部超がさらに好ましい。また、樹脂の含有量は、加工性の観点から、２０質量部未満が好ましく、１５質量部未満がより好ましく、１０質量部未満がさらに好ましい。 When a resin is contained, the content per 100 parts by mass of the rubber component is preferably more than 1 part by mass, more preferably more than 3 parts by mass, and even more preferably more than 4 parts by mass, from the viewpoint of the effects of the present invention. In addition, the content of the resin is preferably less than 20 parts by mass, more preferably less than 15 parts by mass, and even more preferably less than 10 parts by mass, from the viewpoint of processability.
オイルを含有する場合のゴム成分１００質量部に対する含有量は、加工性の観点から、１質量部超が好ましく、３質量部超がより好ましく、４質量部超がさらに好ましい。また、耐摩耗性能の観点からは、５０質量部未満が好ましく、４０質量部未満がより好ましく、３０質量部未満がさらに好ましく、１０質量部未満が特に好ましい。 When oil is contained, the content per 100 parts by mass of the rubber component is preferably more than 1 part by mass, more preferably more than 3 parts by mass, and even more preferably more than 4 parts by mass, from the viewpoint of processability. Also, from the viewpoint of abrasion resistance, the content is preferably less than 50 parts by mass, more preferably less than 40 parts by mass, even more preferably less than 30 parts by mass, and particularly preferably less than 10 parts by mass.
老化防止剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、アミン系、キノリン系、キノン系、フェノール系、イミダゾール系の各化合物や、カルバミン酸金属塩等の老化防止剤が挙げられ、無着色かつ非汚染性であることから、フェノール系老化防止剤が好ましい。フェノール系老化防止剤としては、２，６－ジ－ｔｅｒｔ－ブチル－４－メチルフェノール、モノ（またはジ、またはトリ）（α－メチルベンジル）フェノール等のモノフェノール系老化防止剤；２，２－メチレンビス（４－エチル－６－ジ－ｔｅｒｔ－ブチルフェノール）、４，４－ブチリデンビス（３－メチル－６－ジ－ｔｅｒｔ－ブチルフェノール）等のビスフェノール系老化防止剤；２，５－ジ－ｔｅｒｔ－ブチルハイドロキノン、２，５－ジ－ｔｅｒｔ－アミルハイドロキノン等のポリフェノール系老化防止剤が挙げられ、モノフェノール系老化防止剤が好ましく、モノ（またはジ、またはトリ）（α－メチルベンジル）フェノールがより好ましい。これらの老化防止剤は、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。 The anti-aging agent is not particularly limited, but examples include amine-based, quinoline-based, quinone-based, phenol-based, and imidazole-based compounds, as well as metal carbamates. Phenolic anti-aging agents are preferred because they are non-coloring and non-staining. Examples of phenol-based antiaging agents include monophenol-based antiaging agents such as 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol and mono (or di, or tri) (α-methylbenzyl) phenol; bisphenol-based antiaging agents such as 2,2-methylenebis (4-ethyl-6-di-tert-butylphenol) and 4,4-butylidenebis (3-methyl-6-di-tert-butylphenol); and polyphenol-based antiaging agents such as 2,5-di-tert-butylhydroquinone and 2,5-di-tert-amylhydroquinone. Monophenol-based antiaging agents are preferred, and mono (or di, or tri) (α-methylbenzyl) phenol is more preferred. These antiaging agents may be used alone or in combination of two or more.
老化防止剤を含有する場合のゴム成分１００質量部に対する含有量は、ゴムの耐オゾンクラック性の観点から、０．５質量部超が好ましく、０．７質量部超がより好ましく、１．０質量部以上がさらに好ましい。また、耐摩耗性能の観点からは、１０．０質量部未満が好ましく、５．０質量部未満がより好ましく、３．５質量部未満がさらに好ましい。 When an antioxidant is contained, the content per 100 parts by mass of the rubber component is preferably more than 0.5 parts by mass, more preferably more than 0.7 parts by mass, and even more preferably 1.0 part by mass or more, from the viewpoint of the ozone crack resistance of the rubber. Also, from the viewpoint of abrasion resistance, the content is preferably less than 10.0 parts by mass, more preferably less than 5.0 parts by mass, and even more preferably less than 3.5 parts by mass.
ステアリン酸を含有する場合のゴム成分１００質量部に対する含有量は、加工性の観点から、０．５質量部超が好ましく、１．０質量部超がより好ましく、１．５質量部超がさらに好ましい。また、加硫速度の観点からは、１０．０質量部未満が好ましく、５．０質量部未満がより好ましい。 When stearic acid is contained, the content per 100 parts by mass of the rubber component is preferably more than 0.5 parts by mass, more preferably more than 1.0 parts by mass, and even more preferably more than 1.5 parts by mass, from the viewpoint of processability. Also, from the viewpoint of vulcanization speed, the content is preferably less than 10.0 parts by mass, and more preferably less than 5.0 parts by mass.
酸化亜鉛を含有する場合のゴム成分１００質量部に対する含有量は、加工性の観点から、０．５質量部超が好ましく、１．０質量部超がより好ましく、１．５質量部超がさらに好ましい。また、耐摩耗性能の観点からは、１０．０質量部未満が好ましく、５．０質量部未満がより好ましい。 When zinc oxide is contained, the content per 100 parts by mass of the rubber component is preferably more than 0.5 parts by mass, more preferably more than 1.0 parts by mass, and even more preferably more than 1.5 parts by mass, from the viewpoint of processability. Also, from the viewpoint of abrasion resistance, the content is preferably less than 10.0 parts by mass, and more preferably less than 5.0 parts by mass.
加硫剤としては硫黄が好適に用いられる。硫黄としては、粉末硫黄、油処理硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄等を用いることができる。 Sulfur is preferably used as a vulcanizing agent. Examples of sulfur that can be used include powdered sulfur, oil-treated sulfur, precipitated sulfur, colloidal sulfur, insoluble sulfur, and highly dispersible sulfur.
加硫剤として硫黄を含有する場合のゴム成分１００質量部に対する含有量は、十分な加硫反応を確保し、良好なグリップ性能および耐摩耗性能を得るという観点から、０．５質量部超が好ましく、１．０質量部超がより好ましい。また、劣化の観点からは、３．０質量部超が好ましく、２．５質量部超がより好ましく、２．０質量部超がさらに好ましい。なお、加硫剤として、オイル含有硫黄を使用する場合の加硫剤の含有量は、オイル含有硫黄に含まれる純硫黄分の合計含有量とする。 When sulfur is used as a vulcanizing agent, the content per 100 parts by mass of the rubber component is preferably more than 0.5 parts by mass, and more preferably more than 1.0 parts by mass, from the viewpoint of ensuring sufficient vulcanization reaction and obtaining good grip performance and abrasion resistance. From the viewpoint of deterioration, more than 3.0 parts by mass is preferable, more preferably more than 2.5 parts by mass, and even more preferably more than 2.0 parts by mass. Note that when oil-containing sulfur is used as the vulcanizing agent, the content of the vulcanizing agent is the total content of the pure sulfur contained in the oil-containing sulfur.
硫黄以外の加硫剤としては、例えば、アルキルフェノール・塩化硫黄縮合物、１，６－ヘキサメチレン－ジチオ硫酸ナトリウム・二水和物、１，６－ビス（Ｎ，Ｎ’－ジベンジルチオカルバモイルジチオ）ヘキサン等が挙げられる。これらの硫黄以外の加硫剤は、田岡化学工業（株）、ランクセス（株）、フレクシス社等より市販されているものを使用することができる。 Examples of vulcanizing agents other than sulfur include alkylphenol-sulfur chloride condensates, sodium 1,6-hexamethylene-dithiosulfate dihydrate, 1,6-bis(N,N'-dibenzylthiocarbamoyldithio)hexane, etc. These vulcanizing agents other than sulfur can be commercially available from Taoka Chemical Co., Ltd., LANXESS Co., Ltd., Flexis, etc.
加硫促進剤としては、例えば、スルフェンアミド系、チアゾール系、チウラム系、チオウレア系、グアニジン系、ジチオカルバミン酸系、アルデヒド－アミン系若しくはアルデヒド－アンモニア系、イミダゾリン系、またはキサンテート系加硫促進剤等が挙げられる。これらの加硫促進剤は、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。なかでも、スルフェンアミド系、グアニジン系、およびチアゾール系加硫促進剤からなる群から選ばれる１以上の加硫促進剤が好ましくスルフェンアミド系加硫促進剤がより好ましい。 Examples of vulcanization accelerators include sulfenamide-based, thiazole-based, thiuram-based, thiourea-based, guanidine-based, dithiocarbamic acid-based, aldehyde-amine-based or aldehyde-ammonia-based, imidazoline-based, or xanthate-based vulcanization accelerators. These vulcanization accelerators may be used alone or in combination of two or more. Among them, one or more vulcanization accelerators selected from the group consisting of sulfenamide-based, guanidine-based, and thiazole-based vulcanization accelerators are preferred, and sulfenamide-based vulcanization accelerators are more preferred.
スルフェンアミド系加硫促進剤としては、例えば、Ｎ－ｔｅｒｔ－ブチル－２－ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＴＢＢＳ）、Ｎ－シクロヘキシル－２－ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＣＢＳ）、Ｎ，Ｎ－ジシクロヘキシル－２－ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＤＣＢＳ）等が挙げられる。なかでも、Ｎ－ｔｅｒｔ－ブチル－２－ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＴＢＢＳ）が好ましい。 Examples of sulfenamide vulcanization accelerators include N-tert-butyl-2-benzothiazolylsulfenamide (TBBS), N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide (CBS), and N,N-dicyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide (DCBS). Of these, N-tert-butyl-2-benzothiazolylsulfenamide (TBBS) is preferred.
また、熱硬化性樹脂を含む場合には、熱可塑性樹脂を硬化させるために、加硫促進剤として、ヘキサメチレンテトラミン（ＨＭＴ）、ヘキサメトキシメチルメラミン、ヘキサメトキシメチロールメラミン、ヘキサメチロールメラミンペンタメチルエーテル（ＨＭＭＰＭＥ）の部分縮合物等を含むことが好ましい。これらの加硫促進剤を含むことで、熱硬化性樹脂の硬度をより上昇させ、耐久性能を向上させることができる。これらは、１種単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。 In addition, when a thermosetting resin is included, it is preferable to include a vulcanization accelerator such as hexamethylenetetramine (HMT), hexamethoxymethylmelamine, hexamethoxymethylolmelamine, or a partial condensate of hexamethylolmelamine pentamethylether (HMMPME) in order to harden the thermoplastic resin. By including these vulcanization accelerators, the hardness of the thermosetting resin can be further increased, and durability performance can be improved. These may be used alone or in combination of two or more types.
加硫促進剤を含有する場合のゴム成分１００質量部に対する含有量は、０．５質量部超が好ましく、０，６質量部超がより好ましい。また、加硫促進剤のゴム成分１００質量部に対する含有量は、８質量部未満が好ましく、６質量部未満がより好ましく、４質量部未満がさらに好ましい。加硫促進剤の含有量を上記範囲内とすることにより、破壊強度および伸びが確保できる傾向がある。 When a vulcanization accelerator is contained, the content per 100 parts by mass of the rubber component is preferably more than 0.5 parts by mass, and more preferably more than 0.6 parts by mass. The content per 100 parts by mass of the rubber component is preferably less than 8 parts by mass, more preferably less than 6 parts by mass, and even more preferably less than 4 parts by mass. By keeping the content of the vulcanization accelerator within the above range, breaking strength and elongation tend to be ensured.
本発明のゴム組成物は、公知の方法により製造することができる。例えば、前記の各成分をオープンロール、密閉式混練機（バンバリーミキサー、ニーダー等）等のゴム混練装置を用いて混練りすることにより製造できる。 The rubber composition of the present invention can be produced by a known method. For example, it can be produced by kneading the above-mentioned components using a rubber kneading device such as an open roll or an internal kneader (Banbury mixer, kneader, etc.).
混練り工程は、例えば、加硫剤および加硫促進剤以外の配合剤および添加剤を混練りするベース練り工程と、ベース練り工程で得られた混練物に加硫剤および加硫促進剤を添加して混練りするファイナル練り（Ｆ練り）工程とを含んでなるものである。さらに、前記ベース練り工程は、所望により、複数の工程に分けることもできる。 The kneading process includes, for example, a base kneading process in which compounding ingredients and additives other than the vulcanizing agent and vulcanization accelerator are kneaded, and a final kneading (F kneading) process in which the vulcanizing agent and vulcanization accelerator are added to the kneaded product obtained in the base kneading process and kneaded. Furthermore, the base kneading process can be divided into multiple processes as desired.
混練条件としては特に限定されるものではないが、例えば、ベース練り工程では、排出温度１５０～１７０℃で３～１０分間混練りし、ファイナル練り工程では、７０～１１０℃で１～５分間混練りする方法が挙げられる。加硫条件としては、特に限定されるものではなく、例えば、１５０～２００℃で１０～３０分間加硫する方法が挙げられる。 The kneading conditions are not particularly limited, but examples include a method in which the base kneading process involves kneading for 3 to 10 minutes at a discharge temperature of 150 to 170°C, and in the final kneading process, kneading for 1 to 5 minutes at 70 to 110°C. The vulcanization conditions are not particularly limited, but examples include a method in which vulcanization is performed for 10 to 30 minutes at 150 to 200°C.
ベース部を備えたソリッドタイヤは、前記のゴム組成物を用いて、通常の方法により製造できる。すなわち、ゴム成分に対して上記各成分を必要に応じて配合した未加硫のゴム組成物を、所定の形状の口金を備えた押し出し機でベース部の形状に合わせて押し出し加工し、タイヤ成型機上でトレッド部および他のタイヤ部材とともに貼り合わせ、通常の方法にて成型することにより、未加硫タイヤを形成し、この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧することにより、本発明のソリッドタイヤを製造することができる。 A solid tire having a base portion can be manufactured by a normal method using the above-mentioned rubber composition. That is, an unvulcanized rubber composition in which the above-mentioned components are mixed with the rubber component as necessary is extruded to match the shape of the base portion using an extruder equipped with a nozzle of a predetermined shape, and then the unvulcanized tire is formed by laminating the tread portion and other tire components on a tire building machine and molding them by a normal method, and the solid tire of the present invention can be manufactured by heating and pressurizing this unvulcanized tire in a vulcanizer.
以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。 The present invention will be described below based on examples, but the present invention is not limited to these examples.
以下に示す各種薬品を用いて、表１に従って得られるゴム組成物からなるベース部を備えるソリッドタイヤを想定し、下記評価方法に基づいて算出した結果を表１および表２に示す。 Assuming a solid tire with a base made of a rubber composition obtained according to Table 1 using the various chemicals shown below, the results calculated based on the evaluation method below are shown in Tables 1 and 2.
ＮＲ：ＴＳＲ２０
ＳＢＲ：ＪＳＲ（株）製のＳＢＲ１５０２（スチレン含量：２４質量％、ビニル含量：１６モル％、Ｍｗ：４９万）
ＢＲ：宇部興産（株）製のＵＢＥＰＯＬ ＢＲ（登録商標）１５０Ｂ（未変性ＢＲ、シス含量：９７モル％、Ｍｗ：４９万）
カーボンブラック１：キャボットジャパン（株）製のショウブラックＮ３３０（Ｎ2ＳＡ：７５ｍ2／ｇ、平均一次粒子径：３０ｎｍ）
カーボンブラック２：キャボットジャパン（株）製のショウブラックＮ５５０（Ｎ2ＳＡ：４２ｍ2／ｇ、平均一次粒子径：４８ｎｍ）
ミクロ繊維：ＰＥＴ繊維（平均繊維径：２７μｍ、繊維径の最小値に対する最大値の比：２．１、平均繊維長：５ｍｍ）
樹脂：住友ベークライト（株）製のスミライトレジンＰＲ－１２６８６Ｅ（カシューオイル変性フェノール樹脂、軟化点：１００℃）
オイル：出光興産（株）製のダイアナプロセスＮＨ－７０Ｓ（芳香族系プロセスオイル）
老化防止剤：大内新興化学工業（株）製のノクラックＳＰ（モノ（またはジ、またはトリ）（α－メチルベンジル）フェノール）
ステアリン酸：日油（株）製のビーズステアリン酸つばき
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の亜鉛華１号
硫黄：日本乾溜工業（株）製のセイミＯＴ（１０％オイル含有不溶性硫黄）
加硫促進剤１：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＮＳ－Ｐ（Ｎ－ｔｅｒｔ－ブチル－２－ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＴＢＢＳ））
加硫促進剤２：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＨ（ヘキサメチレンテトラミン（ＨＭＴ））
NR: TSR20
SBR: SBR1502 manufactured by JSR Corporation (styrene content: 24% by mass, vinyl content: 16% by mole, Mw: 490,000)
BR: UBEPOL BR (registered trademark) 150B manufactured by Ube Industries, Ltd. (unmodified BR, cis content: 97 mol%, Mw: 490,000)
Carbon black 1: Show Black N330 ( N2SA : 75 m2 /g, average primary particle size: 30 nm) manufactured by Cabot Japan Co., Ltd.
Carbon black 2: Show Black N550 manufactured by Cabot Japan Co., Ltd. ( N2SA : 42 m2 /g, average primary particle size: 48 nm)
Microfiber: PET fiber (average fiber diameter: 27 μm, ratio of maximum to minimum fiber diameter: 2.1, average fiber length: 5 mm)
Resin: SUMILITE RESIN PR-12686E (cashew oil modified phenolic resin, softening point: 100°C) manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd.
Oil: Diana Process NH-70S (aromatic process oil) manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.
Anti-aging agent: Nocrac SP (mono (or di, or tri) (α-methylbenzyl) phenol) manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.
Stearic acid: Beads stearic acid camellia manufactured by NOF Corp. Zinc oxide: Zinc oxide No. 1 manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. Sulfur: SEIMI OT (insoluble sulfur containing 10% oil) manufactured by Nippon Kanretsu Kogyo Co., Ltd.
Vulcanization accelerator 1: Noccela NS-P (N-tert-butyl-2-benzothiazolyl sulfenamide (TBBS)) manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.
Vulcanization accelerator 2: Noccela H (hexamethylenetetramine (HMT)) manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.
（実施例および比較例）
表１に示す配合処方にしたがい、１．７Ｌの密閉型バンバリーミキサーを用いて、硫黄および加硫促進剤以外の薬品を排出温度１７０℃になるまで５分間混練りし、混練物を得る。さらに、得られた混練物を前記バンバリーミキサーにより、排出温度１５０℃で４分間、再度混練りする。次に、２軸オープンロールを用いて、得られた混練物に硫黄および加硫促進剤を添加し、４分間、１０５℃になるまで練り込み、未加硫ゴム組成物を得る。得られた未加硫ゴム組成物を、所定の形状の口金を備えた押し出し機でベース部の形状に押し出し成形し、トレッド部、ビード、および他のタイヤ部材とともに貼り合わせて未加硫タイヤを形成し、１７０℃の条件下で１２分間プレス加硫することにより、各試験用ソリッドタイヤを製造する。
Examples and Comparative Examples
According to the compounding recipe shown in Table 1, the chemicals other than sulfur and the vulcanization accelerator are kneaded for 5 minutes until the discharge temperature reaches 170°C using a 1.7L closed Banbury mixer to obtain a kneaded product. Furthermore, the obtained kneaded product is kneaded again for 4 minutes at a discharge temperature of 150°C using the Banbury mixer. Next, sulfur and the vulcanization accelerator are added to the obtained kneaded product using a two-screw open roll, and the mixture is kneaded for 4 minutes until the temperature reaches 105°C to obtain an unvulcanized rubber composition. The obtained unvulcanized rubber composition is extruded into the shape of a base part using an extruder equipped with a die of a predetermined shape, and is laminated together with a tread part, a bead, and other tire components to form an unvulcanized tire, and each test solid tire is manufactured by press-vulcanizing the tire for 12 minutes under the condition of 170°C.
＜７０℃ｔａｎδの測定＞
各試験用ソリッドタイヤのベース部から、タイヤ周方向が長辺、タイヤ幅方向が厚さ方向となるように、長さ２０ｍｍ×幅４ｍｍ×厚さ１ｍｍで切り出してゴム試験片を作製する。各ゴム試験片について、ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製の粘弾性スペクトロメーターＲＳＡ－Ｇ２を用いて、温度７０℃、初期歪み５％、動歪み±１％、周波数１０Ｈｚ、の条件下で損失正接（ｔａｎδ）を測定する。
<Measurement of 70° C. tan δ>
A rubber test specimen 20 mm long x 4 mm wide x 1 mm thick is cut from the base of each test solid tire, with the long side in the tire circumferential direction and the thickness direction in the tire width direction. The loss tangent (tan δ) of each rubber test specimen is measured using a viscoelasticity spectrometer RSA-G2 manufactured by TA Instruments under the conditions of a temperature of 70°C, an initial strain of 5%, a dynamic strain of ±1%, and a frequency of 10 Hz.
＜破断時強度、破断伸び、破壊エネルギー＞
各試験用ソリッドタイヤのベース部から、タイヤ半径方向が厚さ方向となるように厚さ１ｍｍの７号ダンベル形状の試験片を切り出したゴム試験片を作製する。各ゴム試験片について、ＪＩＳ Ｋ ６２５１「加硫ゴムおよび熱可塑性ゴム－引張特性の求め方」に従い、２３℃雰囲気下にて、引張速度３．３ｍｍ／秒の条件で引張試験を実施し、破断時強度ＴＢと破断伸びＥＢを測定する。さらに、破断時強度ＴＢ×破断伸びＥＢ／２により破壊エネルギーを計算する。
<Breaking strength, breaking elongation, breaking energy>
A rubber test piece was prepared by cutting out a No. 7 dumbbell-shaped test piece having a thickness of 1 mm from the base of each test solid tire so that the tire radial direction was the thickness direction. A tensile test was carried out on each rubber test piece in accordance with JIS K 6251 "Vulcanized rubber and thermoplastic rubber - Determination of tensile properties" at a tensile speed of 3.3 mm/sec in an atmosphere of 23°C, and the breaking strength TB and breaking elongation EB were measured. Furthermore, the breaking energy was calculated by breaking strength TB x breaking elongation EB/2.
＜アセトン抽出量（ＡＥ量）の測定＞
各試験用ソリッドタイヤのベース部から切り出して作製した各ゴム試験片を、ＪＩＳ Ｋ ６２２９：２０１５に従い、７２時間アセトンに浸漬し、可溶成分を抽出する。抽出前後の各試験片の質量を測定し、下記計算式によりアセトン抽出量を求める。
アセトン抽出量（質量％）＝｛（抽出前のゴム試験片の質量－抽出後のゴム試験片の質量）／（抽出前のゴム試験片の質量）｝×１００
<Measurement of acetone extractable amount (AE amount)>
Each rubber test piece cut from the base of each test solid tire is immersed in acetone for 72 hours to extract the soluble components in accordance with JIS K 6229: 2015. The mass of each test piece before and after extraction is measured, and the amount of acetone extractable is calculated using the following formula.
Acetone extractable amount (mass%)={(mass of rubber test piece before extraction−mass of rubber test piece after extraction)/(mass of rubber test piece before extraction)}×100
＜硫黄量の測定＞
各試験用ソリッドタイヤのベース部から切り出して作製した各試験片について、ＪＩＳ Ｋ ６２３３：２０１６に準拠し、酸素燃焼フラスコ法により硫黄量（質量％）を測定する。
<Measurement of sulfur content>
For each test specimen prepared by cutting out from the base portion of each test solid tire, the sulfur content (mass%) is measured by the oxygen combustion flask method in accordance with JIS K 6233:2016.
＜耐久性能指数＞
各試験用タイヤを正規リムにリム組みし、車両（２．０ｔ積みのフォークリフト）の全輪に装着する。テストドライバーが平坦なアスファルト路面上を時速１０ｋｍでスラローム走行し、タイヤが損傷するまでの距離を計測する。タイヤが損傷するまでの距離について比較例２を１００とした値を耐久性能指数とする。指数が大きいほど耐久性能に優れることを示す。
<Durability performance index>
Each test tire is mounted on a regular rim and attached to all wheels of a vehicle (a forklift with a capacity of 2.0 tonnes). A test driver slaloms on a flat asphalt road at a speed of 10 km per hour, and measures the distance until the tire is damaged. The value of the distance until the tire is damaged is taken as the durability performance index, with the value of Comparative Example 2 taken as 100. The higher the index, the better the durability performance.
＜低燃費性能指数＞
ベース部の７０℃ｔａｎδの逆数の値について比較例２を１００として指数表示する（低燃費性能指数）。指数が大きいほど低燃費性能に優れることを示す。
（低燃費性能指数）＝（比較例２のベース部の７０℃ｔａｎδ）／（各試験用タイヤのベース部の７０℃ｔａｎδ）×１００
<Fuel efficiency index>
The reciprocal value of tan δ at 70° C. of the base portion is expressed as an index (fuel economy performance index), with the value of Comparative Example 2 being set at 100. A larger index indicates better fuel economy performance.
(Fuel efficiency index)=(70° C. tan δ of the base portion of Comparative Example 2)/(70° C. tan δ of the base portion of each test tire)×100
＜実施形態＞
本発明の実施形態の例を以下に示す。
<Embodiment>
Examples of embodiments of the present invention are given below.
〔１〕ベース部、およびトレッド部を備えるソリッドタイヤであって、
前記ベース部はビードを有し、
前記ベース部はゴム成分を含むゴム組成物から構成され、
前記ゴム組成物の２３℃における破断伸びが５０％以上かつ破壊エネルギーが２５００以上であり、かつ７０℃におけるｔａｎδが０．２０以下である、ソリッドタイヤ。
〔２〕前記ゴム成分中のイソプレン系ゴムの含有量が７５質量％以上である、上記〔１〕記載のソリッドタイヤ。
〔３〕前記ゴム組成物の、７０℃におけるｔａｎδが０．１８以下である、上記〔１〕または〔２〕記載のソリッドタイヤ。
〔４〕前記ビードのビード下の高さが３．０ｍｍ超である、上記〔１〕～〔３〕のいずれかに記載のソリッドタイヤ。
〔５〕前記ゴム組成物が平均一次粒子径２０ｎｍ以上のカーボンブラックを含有する、上記〔１〕～〔４〕のいずれかに記載のソリッドタイヤ。
〔６〕前記ゴム組成物のアセトン抽出量が８．０質量％以下である、上記〔１〕～〔５〕のいずれかに記載のソリッドタイヤ。
〔７〕前記ゴム組成物が熱硬化性樹脂を含有する、上記〔１〕～〔６〕のいずれかに記載のソリッドタイヤ。
〔８〕前記ゴム成分が、スチレンブタジエンゴムを含む、上記〔１〕～〔７〕のいずれかに記載のソリッドタイヤ。
〔９〕前記ゴム組成物が、ゴム成分１００質量部に対しカーボンブラックを４０質量部超９５質量部未満含有する、上記〔１〕～〔８〕のいずれかに記載のソリッドタイヤ。
〔１０〕前記ビードのビード下の高さが、タイヤ断面高さの４％超１５％未満である、上記〔１〕～〔９〕のいずれかに記載のソリッドタイヤ。
〔１１〕前記ベース部の断面高さが、タイヤ断面高さの２５％超５５％未満である、上記〔１〕～〔１０〕のいずれかに記載のソリッドタイヤ。
〔１２〕前記ゴム成分中の総スチレン量が１．０質量％以上１４．１質量％以下である、上記〔１〕～〔１１〕のいずれかに記載のソリッドタイヤ。
〔１３〕前記ゴム成分中の硫黄量が１．０質量％以上である、上記〔１〕～〔１２〕のいずれかに記載のソリッドタイヤ。
[1] A solid tire having a base portion and a tread portion,
the base portion has a bead;
The base portion is made of a rubber composition containing a rubber component,
The rubber composition has a breaking elongation of 50% or more and a breaking energy of 2500 or more at 23° C., and a tan δ of 0.20 or less at 70° C.
[2] The solid tire according to the above [1], wherein the content of the isoprene-based rubber in the rubber component is 75 mass % or more.
[3] The solid tire according to the above [1] or [2], wherein the rubber composition has a tan δ of 0.18 or less at 70° C.
[4] The solid tire according to any one of [1] to [3] above, wherein the height under the bead of the bead exceeds 3.0 mm.
[5] The solid tire according to any one of the above [1] to [4], wherein the rubber composition contains carbon black with an average primary particle diameter of 20 nm or more.
[6] The solid tire according to any one of the above [1] to [5], wherein the acetone extractable amount of the rubber composition is 8.0 mass % or less.
[7] The solid tire according to any one of the above [1] to [6], wherein the rubber composition contains a thermosetting resin.
[8] The solid tire according to any one of the above [1] to [7], wherein the rubber component contains a styrene-butadiene rubber.
[9] The solid tire according to any one of the above [1] to [8], wherein the rubber composition contains more than 40 parts by mass and less than 95 parts by mass of carbon black per 100 parts by mass of the rubber component.
[10] The solid tire according to any one of [1] to [9] above, wherein the height under the bead of the bead is more than 4% and less than 15% of the tire cross-sectional height.
[11] The solid tire according to any one of [1] to [10] above, wherein the cross-sectional height of the base portion is more than 25% and less than 55% of the cross-sectional height of the tire.
[12] The solid tire according to any one of the above [1] to [11], wherein the total amount of styrene in the rubber component is 1.0% by mass or more and 14.1% by mass or less.
[13] The solid tire according to any one of the above [1] to [12], wherein the amount of sulfur in the rubber component is 1.0 mass% or more.
１ ソリッドタイヤ
２ リム
３ トレッド部
４ トレッド表面
５ ベース部
６ ビード
７ コード層
８ 間隙部
ｔ１ タイヤ断面高さ
ｔ２ ベース部の断面高さ
ｔ３ ビード下の高さ
ＣＬ タイヤ赤道面
Reference Signs List 1
Claims (13)
前記ベース部はビードを有し、
前記ベース部はゴム成分を含むゴム組成物から構成され、
前記ゴム組成物の２３℃における破断伸びが５０％以上かつ破壊エネルギーが２５００以上であり、かつ７０℃におけるｔａｎδが０．２０以下である、ソリッドタイヤ。 A solid tire having a base portion and a tread portion,
the base portion has a bead;
The base portion is made of a rubber composition containing a rubber component,
The rubber composition has a breaking elongation of 50% or more and a breaking energy of 2500 or more at 23° C., and a tan δ of 0.20 or less at 70° C.
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