JP4651902B2

JP4651902B2 - Pneumatic tire

Info

Publication number: JP4651902B2
Application number: JP2002055711A
Authority: JP
Inventors: 隆二中川
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2002-03-01
Filing date: 2002-03-01
Publication date: 2011-03-16
Anticipated expiration: 2022-03-01
Also published as: JP2003253054A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴム組成物に及びこれを用いた空気入りタイヤ関し、詳しくは、ＤＭＳＯ抽出物量が３重量％未満の水添ナフテン系オイルを含む軟化剤を含有したゴム組成物、及びそれを用いたタイヤ用部材並びにタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ゴム組成物の軟化剤及び合成ゴムの伸展油としては、高ロス特性（動的損失特性）付与性やゴムとの親和性の観点から、高芳香族系油（アロマオイル）が、タイヤ用ゴム組成物やその他の領域で好んで用いられてきた。
近年は、石油を原料として製造される高芳香族系油を処理して得られる、いわゆるTreated Distilled Aromatic Extracts （Ｔ−ＤＡＥ），Mild Extracted Solvates （ＭＥＳ）などと称されるＰＣＡ成分３重量％未満のプロセスオイルが使用され始めている。
【０００３】
しかし、このような代替オイルは、従来の高芳香族系油に比べて軟化点が低く、単純に置き換えた場合、そのゴム組成物の粘弾性特性（Ｇ' ，Ｇ''，ｔａｎδ）の温度依存性が低温側にシフトする傾向がある。そのため、耐ウェットスキッド性の指標となる０℃のｔａｎδ値は低下し、タイヤの耐ウェットスキッド性が低下するという不具合が生じるおそれがあった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような状況下で、従来の高芳香族系油配合に比べても、同等若しくはそれ以上に優れた破壊強度（破壊特性）と低発熱性とを付与するゴム組成物、特にタイヤ用ゴム組成物を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を克服するため、高温高圧水素化精製技術によりＰＣＡ成分が３重量％未満に制御された水添ナフテン系オイルを、タイヤ用部材及び空気入りタイヤに配合し、種々の物性評価を行なった。その結果、特定の水添ナフテン系オイルを含む軟化剤が有効なことを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、ＩＰ３４６法によるジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）抽出物量が３重量％未満に制御された水添ナフテン系オイルを含む軟化剤を配合してなることを特徴とするゴム組成物を提供するものである。
また本発明は、上記ゴム組成物を用いたタイヤ用部材並びに空気入りタイヤをも提供するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明で用いられる軟化剤としては、ＩＰ３４６法によるジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）抽出物量が３重量％未満に制御された水添ナフテン系オイルを含むことが必要とされる。このようなオイルは、例えば、予め高温高圧水素化精製技術によりナフテン系オイルを水素化精製することにより得ることができる。ＰＣＡ成分〔つまり、ＩＰ３４６法によるジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）抽出物〕の含有量を３重量％未満において本発明における顕著な効果が得られる。
【０００７】
本発明で使用する軟化剤の１００℃における動粘度は、合成ゴムヘの油展、更にゴム組成物への配合時の作業性（混練機への導入のしやすさ）の観点から３５０ｍｍ²／秒以下であることが好ましく、さらに好ましくは２００ｍｍ²／秒以下、特に好ましくは１５０ｍｍ²／秒以下である。
さらに、本発明における軟化剤にはアスファルトを含むことができる。このアスファルトは、使用する合成ゴムとの相溶性や、軟化剤としての効果を考慮すれば、アスファルテン成分が５重量％以下であることが好ましい。このようなアスファルトは特にナフテン系ストレートアスファルトであることが好ましく、また、１２０℃における動粘度が３００ｍｍ²／秒以下であることが好ましい。
【０００８】
本発明におけるアスファルト含有軟化剤において、水添ナフテン系オイルとアスファルトとの配合重量比は、水添ナフテン系オイル／アスファルトとして、９５／５から５／９５の範囲であることが好ましく、さらに好ましくは７０／３０から２０／８０の範囲である。アスファルトが９５重量％を超えると使用する合成ゴムとの相溶性に問題が生じ、効果が小さくなる場合がある。
【０００９】
また、前記アスファルト含有軟化剤の調製方法は特に制限されず、アスファルトを予め水添ナフテン系オイルに混合するか、或いは従来の水添ナフテン系オイルの精製過程において、アスファルトの主要成分を水添ナフテン系オイル中に適正比率に存在させることにより調製した軟化剤を用いてもよいが、軟化剤の調製の容易さや経済性の観点より、アスファルトを水添ナフテン系オイル（伸展油、配合油を含む）に溶解させて調製する方法が好ましい。
水添ナフテン系オイルにアスファルトを予め溶解させる場合に用いられる水添ナフテン系オイルは、好ましくはＡＳＴＭＤ２１４０に準拠して測定される（つまり、通称環分析による）ナフテン系炭化水素の含有量（％Ｃ_N）が３０以上であること、さらに、ＩＰ３４６法によるジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）抽出物量、即ち、ＰＣＡの含有量が３重量％未満であること以外の性状は特に制限されない。このような水添ナフテン系オイルは、例えば三共油化工業（株）製のＳＮＨ８，ＳＮＨ４６，ＳＮＨ２２０，ＳＮＨ４４０（いずれも商標）などが市販品として入手可能である。
【００１０】
本発明におけるアスファルトを含む軟化剤は、ゴム配合時に添加しても、合成ゴムの製造時に伸展油として添加してもよい。
本発明のゴム組成物において、軟化剤の配合量は、低発熱性，破壊特性，摩耗特性の観点からは、ゴム成分１００重量部に対して１重量部から２００重量部が好ましく、さらに好ましくは３重量部から１５０重量部、特に好ましくは５重量部から１００重量部である。ここで軟化剤の配合量とは、いわゆる伸展油及び配合油の両者の総量をいう。
また、合成ゴムの伸展油として用いる場合は、合成ゴムのゴム成分１００重量部に対して５重量部から１５０重量部が好ましく、さらに好ましくは７重量部から１００重量部、特に好ましくは１０重量部から５０重量部であり、配合油として用いる場合は、ゴム成分１００重量部に対して１重量部から７０重量部が好ましく、さらに好ましくは５重量部から５０重量部である。
【００１１】
本発明のゴム組成物に用いられるアスファルト含有軟化剤は、その一部を他の軟化剤に置き換えることができる。ただしその場合も、軟化剤の総配合量が上記の範囲内であることが好ましく、本発明の効果を十分に得るためには、本発明の軟化剤を軟化剤総量の３０重量％以上加えることが好ましい。
本発明のゴム組成物は、補強性充填剤として、ゴム成分１００重量部に対して２０重量部から１５０重量部、好ましくは２５重量部から１２０重量部、更に好ましくは３０重量部から１０５重量部のカーボンブラック、シリカ等を用いることができる。
【００１２】
本発明のゴム組成物は、上記各成分の他にも、ゴム成分１００重量部に対して５重量部から２００重量部、好ましくは２５重量部から１２０重量部、更に好ましくは３０重量部から１０５重量部の通常ゴム業界で用いられる無機充填剤を含むことができる。
上記の他にも、本発明のゴム組成物は、所望により、老化防止剤，加硫促進剤，架橋剤など、通常ゴム業界で用いられる各種成分を適宜配合することができる。
【００１３】
本発明における前記軟化剤を配合したゴム組成物は、通常のアロマオイルを用いた場合に比べて、破壊強度と低発熱性の双方に優れている。このために、タイヤ用途を始め、防振ゴム，ベルト，ホースその他の工業品等の用途にも用いることができるが、中でもタイヤ用ゴム部材として好適に使用できる。
また、本発明の空気入りタイヤは、本発明のゴム組成物を用いて通常の方法によって製造される。すなわち、必要に応じて、各種薬品を含有させた本発明のゴム組成物が未加硫の段階で各部材に押出し又は加工され、タイヤ成形機上で通常の方法により貼り付け成形され、生タイヤが成形される。この生タイヤを加硫機中で加熱加圧して、タイヤが得られる。
【００１４】
次に、上記ゴム組成物を適用した本発明の空気入りタイヤについて、図面により説明する。
図１は、本発明の空気入りタイヤの一例を示す左半部分断面図である。該タイヤはビード部において、ビードコア１及びスティフナー２の周りに巻回されてコード方向がラジアル方向に向くカーカスプライを含むカーカス層３と、カーカス層のタイヤ半径方向内側に配設されたインナーライナー層４と、該カーカス層のクラウン部のタイヤ半径方向外側に配設された２枚のベルト層５を有するベルト部と、ベルト部の上部に配設されたべーストレッド６とキャップトレッド７からなるトレッド部と、トレッド部の左右に配置されたサイドウォール部８と、及びトレッド部とサイドウォール部との間に位置するサイドトレッド９から構成されている。
【００１５】
ここで、本発明のゴム組成物を空気入りタイヤのインナーライナーに適用する場合には、ハロゲン化ブチルゴムを主成分とするゴム成分１００重量部に対して前記軟化剤が３０重量部以下、特に５〜１５重量部含有されていることが好ましく、これにより空気保持性は同等のままインナーライナー層の耐クラック性、低温性などに基づく耐久性を向上させることができる。
また、本発明のゴム組成物をキャップ/ ベース構造タイヤトレッドのベースゴムに適用する場合には、ゴム成分１００重量部に対して、前記軟化剤が３０重量部以下、特に５〜１５重量部含まれていることが好ましく、これによりベースゴムの耐破壊性、耐引裂き性を低下させることなく低発熱性を向上することができる。
【００１６】
さらに、本発明のゴム組成物をタイヤビード部補強に使用されているスティフナーに適用する場合は、ゴム成分１００重量部に対して、前記軟化剤が３０重量部以下、特に５〜１５重量部含まれていることが好ましく、これによりベースゴムの耐破壊性、耐引裂き性を低下させることなく低発熱性を向上することができる。
また、本発明のゴム組成物をタイヤのベルトコーティングゴム、カーカスコーティングゴム又はサイドトレッドゴムに適用する場合には、ゴム成分１００重量部に対して、前記軟化剤が３０重量部以下、特に５〜１０重量部含まれていることが好ましく、これにより該ゴムの耐亀裂成長性、耐クリープ性を低下させることなく、低発熱性を向上することができる。
従って、本発明の組成物は、空気入りタイヤにおいて、特にインナーライナー、トレッドベースゴム、スティフナーゴム、ベルトコーティングゴム、カーカスコーティングゴム、サイドトレッドゴムとして好適に用いることができる。
【００１７】
【実施例】
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
なお、アスファルト、軟化剤の物性は、以下の方法に従って測定した。
【００１８】
＜アスファルト、軟化剤の物性測定方法＞
（１）アスファルトの性状
（ａ）アスファルテン成分
ＪＰＩ法（日本石油学会法）に準拠して測定した組成分析より、アスファルテン成分を定量した。
（ｂ）動粘度
ＪＩＳＫ２２８３−１９９３に準拠し、１２０℃にて測定した。
【００１９】
（２）水添ナフテン系オイルの性状
（ａ）環分析による各種炭素の含有量の測定
ＡＳＴＭＤ２１４０に準拠し、軟化剤中の芳香族炭化水素含有量（％Ｃ_A），ナフテン系炭化水素含有量（％Ｃ_N），パラフィン系炭化水素含有量（％Ｃ_P）を測定した。
（ｂ）動粘度
ＪＩＳＫ２２８３−１９９３に準拠し、１００℃にて測定した。
（ｃ）アニリン点
ＪＩＳＫ２２５６−１９８５に準拠し、測定した。
（ｄ）ＰＣＡ
ＩＰ３４６法に準拠し、ＤＭＳＯ抽出量（重量％）を測定した。
【００２０】
また、ゴム組成物及びタイヤについての各種性能の評価は、下記の方法に従って測定した。
＜ゴム組成物の評価試験＞
（１）空気透過性：
得られたゴム組成物を１４５℃、４５分間加硫してゴム試験片を作成し、空気透過試験機Ｍ−Ｃ１( 東洋精機社製) で空気透過率を測定した。各例の空気透過係数の逆数を計算し、比較例を１００として各例の空気透過係数を指数で示した。指数が大きいほど空気透過係数が低く、つまり空気保持性に優れていることを示す。
（２）耐屈曲疲労性:
ＪＩＳＫ６３０１−１９９５の屈曲試験法に準じて（１）と同様に加硫して試験片を作成し、屈曲試験を実施した。試験片に１０ｍｍのクラックが発生するまでの時間を測定し、比較例を１００として各例のクラック発生時間を指数で示した。指数が大きいほど耐屈曲性に優れていることを示す。
【００２１】
（３）低発熱性( スティフナーゴム)：
ブリティッシュ・スタンダード９０３：ＰａｒｔＡ８：１９６３に準じて行った。反発弾性試験から得られた反発弾性率の測定値において、比較例の値を１００として指数表示した。指数が大きいほど低発熱性に優れていることを示す。
（４）低発熱性（ベルトコーティングゴム、カーカスコーティングゴム、サイドトレッドゴム）：
ＪＩＳＫ６２５５−１９９６( 室温２５℃) に準じてレジリエンスを測定し、比較例の測定値を１００として指数で示した。指数が大きいほど低発熱性に優れていることを示す。
（５）耐破壊性:
ＪＩＳＫ６３０１−１９９５の第９項に示す引張試験に準じてテストを行い、比較例の測定値を１００として指数で示した。指数が大きいほど引張強度が高いことを示す。
【００２２】
（６）耐熱疲労性:
荷重６８ｋｇ、回転数３００ｒｐｍ( １００分毎に１００ｒｐｍずつ増加) 、測定開始１６０℃の状況下において、動的せん断試験を実施しブローアウトするまでの時間を測定し、比較例の測定時間を１００として指数で示した。指数が大きいほど耐熱疲労性に優れていることを示す。
（７）耐亀裂成長性:
ＪＩＳＫ６２６０−１９９３に準拠して４０℃の温度条件下で亀裂試験を行い、比較例の測定値を１００として指数で示した。指数が大きいほど耐亀裂成長性が良好であることを示す。
（８）耐クリープ性：
ＪＩＳＫ６２６０−１９９３に準拠して５５℃の温度条件下でクリープ試験を行い、２０分後の高さを測定値として算出した。比較例の測定値を１００として指数で示した。指数が大きいほど耐クリープ性に優れていることを示す。
【００２３】
＜タイヤの評価試験＞
（９）タイヤ空気漏れ性（タイヤのインナーライナー評価）:
各試作タイヤに空気圧７００ＫＰａを充填し６０℃の高温庫に３ヶ月間放置し、３ヶ月後の空気圧を測定した。各例の空気漏れ量の逆数を計算し、比較例を１００として各例の空気漏れ性を指数で示した。指数が大きいほど空気漏れ性が低いことを示す。
（１０）タイヤ耐久性（タイヤのインナーライナー評価）:
各試作タイヤを空気圧３５０ＫＰａで３００００Ｋｍドラム走行させ、しかる後にリムを外し、目視で内面のクラック、しわの状況について観察した。タイヤ一本につき予め指定した１０点で５ｃｍ×５ｃｍ内にある全てのクラックの長さを測定し、その平均値を示した。各例の平均値の逆数を計算し、比較例を１００として各例のタイヤ耐久性を指数で示した。指数が大きいほどタイヤ耐久性に優れていることを示す。
【００２４】
（１１）低発熱性（タイヤのベースゴム評価）：
各タイヤについて一定速度およびステップロードの条件下でドラムテストを実施し、各例のゴム組成物からなるトレッド内部の一定の深さ位置での温度を測定した。その測定値の逆数を計算し、比較例の値を１００として指数表示した。指数が大きいほど低発熱性に優れていることを示す。
（１２）耐破壊性、耐引裂き性（タイヤのベースゴム評価）:
各タイヤを実地使用し、残溝３ｍｍまで走行させタイヤのゴム表面３０ｃｍ周長当たりのゴム欠落部分面積を測定した。その測定値の逆数を計算し、比較例の値を１００として指数表示した。指数が大きいほど耐破壊性、耐引裂き性が優れていることを示す。
【００２５】
＜軟化剤の調製方法＞
予め７０℃の加熱した、第１表に示す水添ナフテン系オイルを所定量精秤した後、予め８５℃に加熱して粘度を下げ、所定量を精秤した第２表に示すナフテン系ストレートアスファルトを７０℃に保温しながら混入したのち５分間攪拌を継続し、実施例及び比較例で用いる軟化剤を調製した。
【００２６】
【表１】

【００２７】
（注）
＊商標，三共油化工業（株）製（前出）
【００２８】
【表２】

【００２９】
実施例１〜４及び比較例１
第３表に従って原料ゴムに各種添加剤及び第４表に示す種類と量の軟化剤を配合してゴム組成物を調製した。このゴム組成物を加硫し、得られた各試験片ゴムについて、耐空気透過性（６０℃）、及び耐屈曲疲労性を測定した。結果を第４表に示す。また、これらのゴム組成物をインナーライナーに適用し、サイズ１１Ｒ２２．５１４ＰＲのトラックバス（ＴＢＲ）用タイヤを試作し、タイヤ空気漏れ性及びタイヤ耐久性を測定した。結果を第４表に示す。
【００３０】
【表３】

【００３１】
【表４】

（注）
＊使用した原材料の商標
＊＊ｐｈｒ：ゴム成分１００重量部当たりの配合重量部数
【００３２】
実施例５〜１２及び比較例２、３
第５表及び第６表に従って、天然ゴムに各種添加剤及び軟化剤を配合してゴム組成物を調製した。このゴム組成物をトレッドがキャップ／ベース構造のベースゴムに適用し、サイズ１１Ｒ２２．５１４ＰＲのトラックバス（ＴＢＲ）用タイヤを試作し、このタイヤについて、低発熱性と耐破壊性、耐引裂き性を測定した。結果を第６表に示す。
【００３３】
【表５】

【００３４】
【表６】

【００３５】
実施例１３〜１６及び比較例４
第７表に従って原料ゴムに各種添加剤及び第８表に示す種類と量の軟化剤を配合してスティフナー用ゴム組成物を調製した。このゴム組成物を加硫し、得られた各試験片ゴムについて、レジリエンス、耐熱疲労性、引張強度を測定した。結果を第８表に示す。
【００３６】
【表７】

【００３７】
【表８】

【００３８】
実施例１７〜２０及び比較例５
第９表に従って原料ゴムに各種添加剤及び第１０表に示す種類と量の軟化剤を配合してベルトコーティングゴム組成物を調製した。このゴム組成物を加硫し、得られた各試験片ゴムについて、低発熱性、耐屈曲亀裂性、耐クリープ性を測定した。結果を第１０表に示す。
【００３９】
【表９】

【００４０】
【表１０】

【００４１】
実施例２１〜２４及び比較例６
第１１表に従って天然ゴムに各種添加剤及び第１２表に示す種類と量の軟化剤を配合してカーカスコーティングゴム組成物を調製した。このゴム組成物を加硫し、得られた各試験片ゴムについて、低発熱性、耐屈曲亀裂性、耐クリープ性を測定した。結果を第１２表に示す。
【００４２】
【表１１】

【００４３】
【表１２】

【００４４】
実施例２５〜２８及び比較例７
第１３表に従って天然ゴムに各種添加剤及び第１４表に示す種類と量の軟化剤を配合してゴム組成物を調製した。このゴム組成物を加硫し、得られた各試験片ゴムについて、低発熱性、耐屈曲亀裂性、耐クリープ性を測定した。結果を第１４表に示す。
【００４５】
【表１３】

【００４６】
【表１４】

【００４７】
【発明の効果】
本発明における特定軟化剤を配合したゴム組成物は、通常の高芳香族系油を用いた場合に比べて、破壊強度と低発熱性の双方に優れている。このため、特に、空気入りタイヤのベーストレッド、コーティングゴム又はスティフナーとして適用した場合には、他の性能に悪影響を及ぼすことなく、特に低発熱性を著しく向上することができ、また、インナーライナーとして用いた場合には、その耐久性を大きく向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気入りタイヤの一例の部分断面図である。
【符号の説明】
１；ビードコア
２；スティフナー
３；カーカス層
４；インナーライナー層
５；ベルト層
６；べーストレッド
７；キャップトレッド
８；サイドウォール部
９；サイドトレッド[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rubber composition and a pneumatic tire using the rubber composition, and more specifically, a rubber composition containing a softening agent containing a hydrogenated naphthenic oil having a DMSO extract amount of less than 3% by weight, and the use thereof The present invention relates to a tire member and a tire.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a softener for a rubber composition and an extension oil for a synthetic rubber, a highly aromatic oil (aromatic oil) is used from the viewpoint of imparting high loss characteristics (dynamic loss characteristics) and affinity with rubber. It has been used favorably in tire rubber compositions and other areas.
In recent years, less than 3% by weight of PCA components, such as so-called "Treated Distilled Aromatic Extracts (T-DAE), Mild Extracted Solvates (MES)", obtained by processing highly aromatic oils produced from petroleum. Process oils are starting to be used.
[0003]
However, such an alternative oil has a lower softening point than conventional highly aromatic oils, and when simply replaced, the temperature of the viscoelastic properties (G ′, G ″, tan δ) of the rubber composition The dependence tends to shift to the low temperature side. For this reason, the tan δ value at 0 ° C., which is an index of wet skid resistance, is lowered, and there is a risk that the wet skid resistance of the tire is lowered.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Under such circumstances, the present invention provides a rubber composition that imparts fracture strength (fracture characteristics) and low heat build-up that are equivalent or superior to those of conventional highly aromatic oil blends, and particularly, The object is to provide a rubber composition for a tire.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to overcome the above problems, the present inventor blended hydrogenated naphthenic oil in which the PCA component is controlled to be less than 3% by weight by a high-temperature and high-pressure hydrorefining technique into tire members and pneumatic tires, The physical properties were evaluated. As a result, the present inventors have found that a softening agent containing a specific hydrogenated naphthenic oil is effective and have completed the present invention.
That is, the present invention provides a rubber composition comprising a softening agent containing hydrogenated naphthenic oil in which the amount of dimethyl sulfoxide (DMSO) extract by IP346 method is controlled to less than 3% by weight. Is.
The present invention also provides a tire member and a pneumatic tire using the rubber composition.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The softening agent used in the present invention is required to contain a hydrogenated naphthenic oil in which the amount of dimethyl sulfoxide (DMSO) extract by the IP346 method is controlled to less than 3% by weight. Such oil can be obtained, for example, by hydrorefining naphthenic oil in advance by a high-temperature high-pressure hydrorefining technique. When the content of the PCA component (that is, dimethyl sulfoxide (DMSO) extract by the IP346 method) is less than 3% by weight, a remarkable effect in the present invention can be obtained.
[0007]
The kinematic viscosity at 100 ° C. of the softening agent used in the present invention is 350 mm ² / sec from the viewpoint of oil spreading to a synthetic rubber and workability at the time of compounding into a rubber composition (ease of introduction into a kneader). Or less, more preferably 200 mm ² / sec or less, particularly preferably 150 mm ² / sec or less.
Furthermore, the softener in the present invention can contain asphalt. In consideration of the compatibility with the synthetic rubber used and the effect as a softening agent, this asphalt preferably has an asphaltene component of 5% by weight or less. Such asphalt is particularly preferably naphthenic straight asphalt, and the kinematic viscosity at 120 ° C. is preferably 300 mm ² / sec or less.
[0008]
In the asphalt-containing softener in the present invention, the blended weight ratio of hydrogenated naphthenic oil and asphalt is preferably in the range of 95/5 to 5/95 as hydrogenated naphthenic oil / asphalt, more preferably It is in the range of 70/30 to 20/80. If the asphalt exceeds 95% by weight, there is a problem in compatibility with the synthetic rubber used, and the effect may be reduced.
[0009]
The method for preparing the asphalt-containing softening agent is not particularly limited, and asphalt is mixed with hydrogenated naphthenic oil in advance, or the main components of asphalt in the purification process of conventional hydrogenated naphthenic oil are treated with hydrogenated naphthenic oil. Softeners prepared by allowing them to be present in an appropriate ratio in the base oil may be used. However, from the viewpoint of ease of preparation of the softener and economical efficiency, the asphalt is made of hydrogenated naphthenic oil (including extension oil and blended oil). The method of preparing it by dissolving in 2) is preferred.
The hydrogenated naphthenic oil used in the case of preliminarily dissolving asphalt in the hydrogenated naphthenic oil is preferably measured according to ASTM D2140 (that is, by a so-called ring analysis) content of naphthenic hydrocarbon (% C _N ) is 30 or more, and the properties other than the amount of dimethyl sulfoxide (DMSO) extract by the IP346 method, that is, the content of PCA is less than 3% by weight are not particularly limited. Such hydrogenated naphthenic oils are commercially available, for example, SNH8, SNH46, SNH220, SNH440 (all are trademarks) manufactured by Sankyo Oil Chemical Co., Ltd.
[0010]
The softener containing asphalt in the present invention may be added at the time of compounding rubber or may be added as an extending oil at the time of producing synthetic rubber.
In the rubber composition of the present invention, the blending amount of the softening agent is preferably 1 to 200 parts by weight, more preferably 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component, from the viewpoint of low heat build-up, fracture characteristics, and wear characteristics. The amount is 3 to 150 parts by weight, particularly preferably 5 to 100 parts by weight. Here, the blending amount of the softening agent refers to the total amount of both the so-called extender oil and blended oil.
When used as an extension oil for synthetic rubber, the amount is preferably 5 to 150 parts by weight, more preferably 7 to 100 parts by weight, and particularly preferably 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component of the synthetic rubber. To 50 parts by weight, and when used as a blended oil, it is preferably 1 part by weight to 70 parts by weight, and more preferably 5 parts by weight to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component.
[0011]
A part of the asphalt-containing softener used in the rubber composition of the present invention can be replaced with another softener. However, even in that case, it is preferable that the total amount of the softener is within the above range. In order to obtain the effects of the present invention sufficiently, the softener of the present invention should be added by 30% by weight or more of the total amount of the softener. Is preferred.
The rubber composition of the present invention, as a reinforcing filler, is 20 to 150 parts by weight, preferably 25 to 120 parts by weight, more preferably 30 to 105 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component. Carbon black, silica, etc. can be used.
[0012]
In addition to the above components, the rubber composition of the present invention is 5 to 200 parts by weight, preferably 25 to 120 parts by weight, more preferably 30 to 105 parts by weight per 100 parts by weight of the rubber component. Part by weight of inorganic fillers commonly used in the rubber industry can be included.
In addition to the above, the rubber composition of the present invention can be appropriately blended with various components usually used in the rubber industry, such as an anti-aging agent, a vulcanization accelerator, and a crosslinking agent, if desired.
[0013]
The rubber composition containing the softening agent according to the present invention is superior in both breaking strength and low exothermicity as compared with the case of using a normal aroma oil. For this reason, it can be used not only for tire applications but also for applications such as anti-vibration rubbers, belts, hoses and other industrial products, among which it can be suitably used as a rubber member for tires.
The pneumatic tire of the present invention is produced by a normal method using the rubber composition of the present invention. That is, if necessary, the rubber composition of the present invention containing various chemicals is extruded or processed into each member at an unvulcanized stage, and pasted and molded by a usual method on a tire molding machine, and a raw tire Is formed. The green tire is heated and pressed in a vulcanizer to obtain a tire.
[0014]
Next, the pneumatic tire of the present invention to which the rubber composition is applied will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a left half partial cross-sectional view showing an example of the pneumatic tire of the present invention. The tire includes a carcass layer 3 including a carcass ply wound around a bead core 1 and a stiffener 2 at a bead portion and having a cord direction oriented in a radial direction, and an inner liner layer disposed inside the carcass layer in the tire radial direction. 4, a belt portion having two belt layers 5 disposed on the outer side in the tire radial direction of the crown portion of the carcass layer, and a tread portion comprising a base tread 6 and a cap tread 7 disposed on an upper portion of the belt portion And sidewall portions 8 disposed on the left and right sides of the tread portion, and side treads 9 positioned between the tread portion and the sidewall portions.
[0015]
Here, when the rubber composition of the present invention is applied to the inner liner of a pneumatic tire, the softening agent is 30 parts by weight or less, particularly 5 parts per 100 parts by weight of the rubber component mainly composed of halogenated butyl rubber. It is preferable to contain -15 weight part, Thereby, durability based on the crack resistance of an inner liner layer, low temperature property, etc. can be improved with air retention property being equal.
Further, when the rubber composition of the present invention is applied to the base rubber of a cap / base structure tire tread, the softener is contained in an amount of 30 parts by weight or less, particularly 5 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component. Therefore, it is possible to improve the low heat buildup without lowering the fracture resistance and tear resistance of the base rubber.
[0016]
Furthermore, when the rubber composition of the present invention is applied to a stiffener used for reinforcing a tire bead part, the softener is contained in an amount of 30 parts by weight or less, particularly 5 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component. Therefore, it is possible to improve the low heat buildup without lowering the fracture resistance and tear resistance of the base rubber.
When the rubber composition of the present invention is applied to a belt coating rubber, a carcass coating rubber or a side tread rubber of a tire, the softening agent is 30 parts by weight or less, particularly 5 to 5 parts per 100 parts by weight of the rubber component. The content is preferably 10 parts by weight, whereby low heat build-up can be improved without lowering the crack growth resistance and creep resistance of the rubber.
Therefore, the composition of the present invention can be suitably used in a pneumatic tire, particularly as an inner liner, a tread base rubber, a stiffener rubber, a belt coating rubber, a carcass coating rubber, or a side tread rubber.
[0017]
【Example】
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited at all by these examples.
The physical properties of asphalt and softener were measured according to the following methods.
[0018]
<Method for measuring physical properties of asphalt and softener>
(1) Properties of asphalt (a) Asphaltene component Asphaltene component was quantified by composition analysis measured according to JPI method (Japan Petroleum Institute method).
(B) Kinematic viscosity It measured at 120 degreeC based on JISK2283-1993.
[0019]
(2) conforming to the measured ASTM D 2140 of the content of various carbon by properties of the hydrogenated naphthenic oil (a) ring analysis, the aromatic hydrocarbon content in the softener (% C _A), naphthenic hydrocarbons containing The amount (% C _N ) and the paraffinic hydrocarbon content (% C _P ) were measured.
(B) Kinematic viscosity Measured at 100 ° C. in accordance with JIS K2283-1993.
(C) Aniline point Measured according to JIS K2256-1985.
(D) PCA
Based on the IP346 method, the DMSO extraction amount (% by weight) was measured.
[0020]
Moreover, evaluation of the various performance about a rubber composition and a tire was measured in accordance with the following method.
<Evaluation test of rubber composition>
(1) Air permeability:
The obtained rubber composition was vulcanized at 145 ° C. for 45 minutes to prepare a rubber test piece, and the air permeability was measured with an air permeation tester M-C1 (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.). The reciprocal of the air permeability coefficient of each example was calculated, and the air permeability coefficient of each example was shown as an index with the comparative example being 100. The larger the index, the lower the air permeability coefficient, that is, the better the air retention.
(2) Bending fatigue resistance:
In accordance with the bending test method of JIS K6301-1995, a test piece was prepared by vulcanization in the same manner as in (1), and a bending test was performed. The time until a 10 mm crack was generated in the test piece was measured, and the crack generation time of each example was shown as an index with the comparative example being 100. The larger the index, the better the flex resistance.
[0021]
(3) Low heat generation (stiffener rubber):
Performed according to British Standard 903: Part A8: 1963. In the measured value of the rebound resilience obtained from the rebound resilience test, the value of the comparative example was taken as 100 and indicated as an index. The larger the index, the better the low heat build-up.
(4) Low heat generation (belt coating rubber, carcass coating rubber, side tread rubber):
Resilience was measured according to JIS K6255-1996 (room temperature 25 ° C.), and the measured value of the comparative example was taken as 100 and indicated as an index. The larger the index, the better the low heat build-up.
(5) Fracture resistance:
A test was conducted according to the tensile test shown in Item 9 of JIS K6301-1995, and the measured value of the comparative example was taken as 100 and indicated as an index. The larger the index, the higher the tensile strength.
[0022]
(6) Thermal fatigue resistance:
A load of 68 kg, a rotation speed of 300 rpm (increase by 100 rpm every 100 minutes), measurement start time 160 ° C., a dynamic shear test is performed and the time until blowout is measured, and the measurement time of the comparative example is set to 100 Indicated by an index. The larger the index, the better the heat fatigue resistance.
(7) Crack growth resistance:
In accordance with JIS K6260-1993, a crack test was performed under a temperature condition of 40 ° C., and the measured value of the comparative example was taken as 100 and indicated as an index. The larger the index, the better the crack growth resistance.
(8) Creep resistance:
In accordance with JIS K6260-1993, a creep test was performed under a temperature condition of 55 ° C., and the height after 20 minutes was calculated as a measured value. The measured value of the comparative example was taken as 100 and indicated as an index. The larger the index, the better the creep resistance.
[0023]
<Tire evaluation test>
(9) Tire air leakage (inner tire liner evaluation):
Each prototype tire was filled with an air pressure of 700 KPa, left in a high-temperature storage at 60 ° C. for 3 months, and the air pressure after 3 months was measured. The reciprocal of the air leakage amount of each example was calculated, and the air leakage property of each example was shown as an index with the comparative example being 100. The larger the index, the lower the air leakage.
(10) Tire durability (tire inner liner evaluation):
Each prototype tire was run for 30000 km drum at an air pressure of 350 KPa, after which the rim was removed and visually observed for cracks and wrinkles on the inner surface. The length of all the cracks within 5 cm × 5 cm was measured at 10 points designated in advance for each tire, and the average value was shown. The reciprocal of the average value of each example was calculated, and the tire durability of each example was shown as an index with the comparative example being 100. The larger the index, the better the tire durability.
[0024]
(11) Low heat generation (evaluation of tire base rubber):
Each tire was subjected to a drum test under the conditions of a constant speed and a step load, and the temperature at a constant depth position inside the tread made of the rubber composition of each example was measured. The reciprocal of the measured value was calculated, and the value of the comparative example was set to 100 and displayed as an index. The larger the index, the better the low heat build-up.
(12) Fracture resistance, tear resistance (evaluation of tire base rubber):
Each tire was actually used and run to the remaining groove of 3 mm, and the rubber missing portion area per 30 cm circumference of the rubber surface of the tire was measured. The reciprocal of the measured value was calculated, and the value of the comparative example was set to 100 and displayed as an index. The larger the index, the better the fracture resistance and tear resistance.
[0025]
<Method for preparing softener>
Precisely weighed a predetermined amount of hydrogenated naphthenic oil shown in Table 1 heated at 70 ° C in advance, then heated to 85 ° C in advance to lower the viscosity, and precisely weighed a predetermined amount of naphthenic straight as shown in Table 2 Asphalt was mixed while keeping the temperature at 70 ° C., and stirring was continued for 5 minutes to prepare softeners used in Examples and Comparative Examples.
[0026]
[Table 1]

[0027]
(note)
* Trademark, Sankyo Oil Chemical Co., Ltd. (supra)
[0028]
[Table 2]

[0029]
Examples 1 to 4 and Comparative Example 1
According to Table 3, various rubber additives were added to the raw rubber and the types and amounts of softeners shown in Table 4 were blended to prepare rubber compositions. The rubber composition was vulcanized, and the air permeability (60 ° C.) and the bending fatigue resistance of each test piece rubber obtained were measured. The results are shown in Table 4. In addition, these rubber compositions were applied to an inner liner to produce a tire for a truck bus (TBR) having a size of 11R22.5 14PR, and tire air leakage and tire durability were measured. The results are shown in Table 4.
[0030]
[Table 3]

[0031]
[Table 4]

(note)
* Trademarks of raw materials used ** phr: Number of parts by weight per 100 parts by weight of rubber component [0032]
Examples 5 to 12 and Comparative Examples 2 and 3
According to Tables 5 and 6, rubber additives were prepared by blending natural rubber with various additives and softeners. This rubber composition is applied to a base rubber having a tread of cap / base structure, and a tire for a truck bus (TBR) having a size of 11R22.5 14PR is prototyped. The tire has low heat buildup, fracture resistance, and tear resistance. Was measured. The results are shown in Table 6.
[0033]
[Table 5]

[0034]
[Table 6]

[0035]
Examples 13 to 16 and Comparative Example 4
According to Table 7, a rubber composition for stiffeners was prepared by blending various additives and the kinds and amounts of softeners shown in Table 8 into the raw rubber. The rubber composition was vulcanized, and the resilience, heat fatigue resistance, and tensile strength were measured for each test piece rubber obtained. The results are shown in Table 8.
[0036]
[Table 7]

[0037]
[Table 8]

[0038]
Examples 17 to 20 and Comparative Example 5
According to Table 9, various additives and the kinds and amounts of softeners shown in Table 10 were blended into the raw rubber to prepare a belt coating rubber composition. The rubber composition was vulcanized, and the resulting rubber specimens were measured for low heat buildup, flex crack resistance, and creep resistance. The results are shown in Table 10.
[0039]
[Table 9]

[0040]
[Table 10]

[0041]
Examples 21 to 24 and Comparative Example 6
According to Table 11, carcass coating rubber compositions were prepared by blending natural rubber with various additives and the types and amounts of softeners shown in Table 12. The rubber composition was vulcanized, and the resulting rubber specimens were measured for low heat buildup, flex crack resistance, and creep resistance. The results are shown in Table 12.
[0042]
[Table 11]

[0043]
[Table 12]

[0044]
Examples 25-28 and Comparative Example 7
A rubber composition was prepared by blending natural rubber with various additives and types and amounts of softening agents shown in Table 14 according to Table 13. The rubber composition was vulcanized, and the resulting rubber specimens were measured for low heat buildup, flex crack resistance, and creep resistance. The results are shown in Table 14.
[0045]
[Table 13]

[0046]
[Table 14]

[0047]
【The invention's effect】
The rubber composition containing the specific softening agent in the present invention is superior in both breaking strength and low exothermicity as compared with the case of using a normal highly aromatic oil. For this reason, especially when applied as a base tread, a coating rubber or a stiffener of a pneumatic tire, the low heat buildup can be remarkably improved without adversely affecting other performances. When used, the durability can be greatly improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial sectional view of an example of a pneumatic tire according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1; bead core 2; stiffener 3; carcass layer 4; inner liner layer 5; belt layer 6; base tread 7; cap tread 8;

Claims

Hydrogenated naphthene in which the amount of dimethyl sulfoxide (DMSO) extract by IP346 method is controlled to less than 3% by weight, and the content of naphthenic hydrocarbon (% C _N ) measured in accordance with ASTM D2140 is 45.0 or more a pneumatic tire characterized by using a rubber composition obtained by blending a softening agent containing system oil Sa Idotoreddogo arm.

The pneumatic tire according to claim 1, wherein the softening agent further contains asphalt having an asphaltene content of 5% by weight or less.

The pneumatic tire according to claim 2, wherein the asphalt has a kinematic viscosity at 120 ° C of 300 mm ² / sec or less.

The pneumatic tire according to claim 2 or 3, wherein a blended weight ratio of the hydrogenated naphthenic oil and asphalt in the softening agent is 95/5 to 5/95 as hydrogenated naphthenic oil / asphalt.