JP5023367B2 - Rubber composition, method for producing the same, and pneumatic tire - Google Patents

Rubber composition, method for producing the same, and pneumatic tire Download PDF

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Description

本発明はタイヤの耐久性および操縦安定性に優れ、転がり抵抗を低減できるゴム組成物及び該ゴム組成物を用いた空気入りタイヤ、特に乗用車用空気入りタイヤに関する。   The present invention relates to a rubber composition excellent in tire durability and steering stability and capable of reducing rolling resistance, and a pneumatic tire using the rubber composition, particularly a pneumatic tire for passenger cars.

近年、整備された高速道路における車両の高速条件における空気入りタイヤの基本的な要求特性として耐久性、耐摩耗性、操縦安定性とともに転がり抵抗の低減が重要となっている。またタイヤに用いられるゴム組成物においては、その混練工程における加工性が重要な基本特性である。   In recent years, it has become important to reduce rolling resistance as well as durability, wear resistance, and steering stability as basic required characteristics of pneumatic tires under high-speed conditions of vehicles on a developed highway. In rubber compositions used for tires, workability in the kneading process is an important basic characteristic.

従来、上記基本特性を改善するためにタイヤ用ゴム組成物に、カーボンブラック、シリカあるいは短繊維などを使用してゴム組成物の補強がされている。これらの補強剤は粒子径の比較的に小さいものを、多量に使用することで補強効果を高めることができる。しかしこの場合、ゴム組成物の粘度が増加し、成形加工性が低下することになる。また、例えば特許文献1にはゴム組成物の粘度上昇を抑制するために熱硬化性樹脂を使用する方法が提案されているが、この方法ではゴム組成物の耐久性が低下しコストも高くなる。
特許第2735471号公報
Conventionally, in order to improve the basic characteristics, the rubber composition is reinforced by using carbon black, silica, short fibers, or the like for the tire rubber composition. These reinforcing agents can enhance the reinforcing effect by using a large amount of those having a relatively small particle diameter. However, in this case, the viscosity of the rubber composition increases, and the molding processability decreases. Further, for example, Patent Document 1 proposes a method of using a thermosetting resin in order to suppress an increase in the viscosity of the rubber composition, but this method reduces the durability of the rubber composition and increases the cost. .
Japanese Patent No. 2735471

本発明は加工性に優れ、さらに耐久性、耐摩耗性、操縦安定性に優れ転がり抵抗を低減できるタイヤ用のゴム組成物、該ゴム組成物の製造方法さらに前記ゴム組成物を用いた空気入りタイヤに関する。   The present invention is excellent in processability, and further has excellent durability, wear resistance and steering stability, a tire rubber composition capable of reducing rolling resistance, a method for producing the rubber composition, and a pneumatic composition using the rubber composition Regarding tires.

本発明は、繊維径Dが100nm以下であり、繊維径Dと繊維長さLの比で表されるアスペクト比(L/D)が5以上であるキチン繊維および/またはキトサン繊維を、ジエン系ゴム成分100質量部に対して5〜100質量部配合したゴム組成物である。前記キチン繊維および/またはキトサン繊維の繊維径Dが50nm以下であり、繊維径Dと繊維長さLの比で表されるアスペクト比(L/D)が10以上であることが好ましい。   The present invention relates to a diene-based chitin fiber and / or chitosan fiber having a fiber diameter D of 100 nm or less and an aspect ratio (L / D) represented by a ratio of the fiber diameter D to the fiber length L of 5 or more. A rubber composition containing 5 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. The fiber diameter D of the chitin fiber and / or chitosan fiber is preferably 50 nm or less, and the aspect ratio (L / D) represented by the ratio of the fiber diameter D to the fiber length L is preferably 10 or more.

またジエン系ゴム成分に対して、カーボンブラックが20〜100質量部配合されていることが好ましい。本発明は前記ゴム組成物をトレッド部に用いた空気入りタイヤに関する。特に本発明は前記ゴム組成物をトレッド部あるいはビードエ−ペックス等に用い空気入りタイヤに関する。   Moreover, it is preferable that 20-100 mass parts of carbon black is mix | blended with respect to a diene-type rubber component. The present invention relates to a pneumatic tire using the rubber composition in a tread portion. In particular, the present invention relates to a pneumatic tire using the rubber composition in a tread portion or a bead apex.

さらに本発明はキチン繊維および/またはキトサン繊維をラテックス中に分散した後、前記ラテックスを凝固することで得られる前記ゴム組成物の製造方法に関する。   Furthermore, the present invention relates to a method for producing the rubber composition obtained by coagulating the latex after dispersing chitin fibers and / or chitosan fibers in the latex.

本発明はジエン系ゴムににキチン繊維および/またはキトサン繊維を所定量配合したため、ゴムの粘度が増加することなく加工性が維持され、ゴム組成物の強度を向上でき、硬度を高めることができ耐摩耗性、耐久性及び操縦特性を改善に寄与する。特にキチン繊維および/またはキトサン繊維は分子構造がアミノ多糖であるためジエン系ゴム成分との相溶性が高くゴム複合体の補強効果は高い。しかもこれらの繊維はカーボンブラックに比較して比重が低いためタイヤの軽量化、即ち低燃費に寄与する。   In the present invention, since a predetermined amount of chitin fiber and / or chitosan fiber is blended in the diene rubber, the processability is maintained without increasing the viscosity of the rubber, the strength of the rubber composition can be improved, and the hardness can be increased. Contributes to improving wear resistance, durability and handling characteristics. In particular, chitin fibers and / or chitosan fibers have an aminopolysaccharide molecular structure, so that they are highly compatible with diene rubber components and have a high reinforcing effect on rubber composites. Moreover, since these fibers have a lower specific gravity than carbon black, they contribute to weight reduction of the tire, that is, low fuel consumption.

本発明は、繊維径Dが100nm以下であり、繊維径Dと繊維長さLの比で表されるアスペクト比(L/D)が5以上であるキチン繊維および/またはキトサン繊維を、ジエン系ゴム成分100質量部に対して5〜100質量部配合したゴム組成物である。   The present invention relates to a diene-based chitin fiber and / or chitosan fiber having a fiber diameter D of 100 nm or less and an aspect ratio (L / D) represented by a ratio of the fiber diameter D to the fiber length L of 5 or more. A rubber composition containing 5 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.

<ジエン系ゴム成分>
本発明においてジエン系ゴムは、天然ゴム、ブタジエンゴム、エポキシ化天然ゴム、脱蛋白天然ゴム、合成イソプレンゴム(IR)、低シスーポリブタジエンゴム(L−BR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、ブチルゴム(IIR)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)などがあげられ、これらのゴムは単独で用いても、二種類以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、グリップ性能および耐摩耗性を高次にバランスよく向上させることからSBRを混合することが好ましい。
<Diene rubber component>
In the present invention, the diene rubber is natural rubber, butadiene rubber, epoxidized natural rubber, deproteinized natural rubber, synthetic isoprene rubber (IR), low cis-polybutadiene rubber (L-BR), styrene butadiene rubber (SBR), acrylonitrile butadiene. Examples thereof include rubber (NBR), chloroprene rubber (CR), butyl rubber (IIR), ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), and these rubbers may be used alone or in combination of two or more. Among these, it is preferable to mix SBR in order to improve the grip performance and wear resistance in a highly balanced manner.

特に、ジエン系ゴム成分に天然ゴムを20質量%以上、ブタジエンゴムを15質量%以上含んでいることが好ましい。天然ゴムおよびブタジエンゴムは、キチン繊維およびキトサン繊維との相溶性に優れ、その均一分散にも優れ、キチン繊維および/またはキトサン繊維の配合による補強が効果的に達成できる。特に、天然ゴムはジエン系ゴム成分の50質量%以上を含むことが好ましく、特に60質量%以上が好ましい。またポリブタジエンを20質量%以上が好ましい。またポリブタジエンは80質量%以下、特に50質量%以下含むことがより好ましい。   In particular, the diene rubber component preferably contains 20% by mass or more of natural rubber and 15% by mass or more of butadiene rubber. Natural rubber and butadiene rubber are excellent in compatibility with chitin fibers and chitosan fibers and excellent in uniform dispersion thereof, and can be effectively reinforced by blending chitin fibers and / or chitosan fibers. In particular, the natural rubber preferably contains 50% by mass or more of the diene rubber component, and particularly preferably 60% by mass or more. Moreover, 20 mass% or more of polybutadiene is preferable. The polybutadiene is more preferably contained in an amount of 80% by mass or less, particularly 50% by mass or less.

ジエン系ゴムは、ラテックスあるいは固形ゴムの形態でキチン繊維および/またはキトサン繊維と混合することができる。固形ゴムを用いてキチン繊維および/またはキトサン繊維と混合する場合は、二軸ローラーあるいはバンバリーミキサー等を用いてドライミキシングすることができる。一方、天然ゴムなどのラテックスを用いる場合は、天然ゴムラテックスなどにキチン繊維および/またはキトサン繊維の水分散体を混合することもできる。   The diene rubber can be mixed with chitin fibers and / or chitosan fibers in the form of latex or solid rubber. When mixing with chitin fiber and / or chitosan fiber using a solid rubber, dry mixing can be performed using a biaxial roller or a Banbury mixer. On the other hand, when a latex such as natural rubber is used, an aqueous dispersion of chitin fibers and / or chitosan fibers can be mixed with the natural rubber latex.

<キチン繊維および/またはキトサン繊維>
キチンはエビ、かになどの昆虫、貝、キノコなどに含まれる天然素材である。キチンは工業的にはエビ、カニの甲羅から分離される。その分子構造はN−アセチル−D−グルコサミンが鎖状に長くつながったアミノ多糖である。
<Chitin fiber and / or chitosan fiber>
Chitin is a natural material contained in shrimp, crab and other insects, shellfish and mushrooms. Chitin is industrially separated from shrimp and crab shells. Its molecular structure is an amino polysaccharide in which N-acetyl-D-glucosamine is connected in a long chain.

また、キトサンはキチンをアルカリで処理するとアセチル基が除かれ、主としてD−グルコサミン単位の割合は70−95%程度まであがり、酸の水溶液に溶けるようになる。   Further, chitosan is treated with alkali to remove chitin, the acetyl group is removed, the ratio of D-glucosamine units is increased to about 70-95%, and it becomes soluble in an acid aqueous solution.

キチンにはD−グルコサミン単位もある程度含まれている。キトサンの主な構成単位はD−グルコサミンであるが、N−アセチル−D−グルコサミンも含まれる場合もある。   Chitin also contains some D-glucosamine units. The main structural unit of chitosan is D-glucosamine, but N-acetyl-D-glucosamine may also be included.

以下、本明細書においては酸性水溶液に溶けるものをキトサン、溶けないものをキチンとして説明する。   Hereinafter, in this specification, what is soluble in an acidic aqueous solution is chitosan, and what is not soluble is chitin.

なお本発明において、キチン、キトサンは、その誘導体を包含する概念であり、例えばキトサン誘導体として、カルボキシメチルキトサン(CM−CS)、キトサン−ヒドロキシベンゾトリアゾール(CS−HOBt)、キトサン−アセテート(CS−アセテート)、O−{(2−ジメチルアミノ)エチルアミンキトサン}(DETNH−CS)、アイオード−キトサン(Iodo-CS)などが挙げられる。   In the present invention, chitin and chitosan are concepts including derivatives thereof. For example, as chitosan derivatives, carboxymethyl chitosan (CM-CS), chitosan-hydroxybenzotriazole (CS-HOBt), chitosan-acetate (CS-) Acetate), O-{(2-dimethylamino) ethylamine chitosan} (DETNH-CS), and iodo-CS (Iodo-CS).

またキチン誘導体として、アセチル化キチン、ヒドロキシエチル化キチン、カルボキシルメチル化キチン、ベンゾイル化キチンなどが挙げられる。   Examples of chitin derivatives include acetylated chitin, hydroxyethylated chitin, carboxymethylated chitin, and benzoylated chitin.

ジエン系ゴム成分100質量部に対して、キチン繊維および/またはキトサン繊維は5〜100質量部配合される。キチン繊維およびキトサン繊維をゴムに配合することで硬度、剛性を高めることができる。従来、粒子径の小さいカーボンブラックを大量に配合してゴムの硬度、剛性を高めていた。この場合、ゴム組成物の粘度が高くなり、またエネルギー損失も大きくなるためタイヤの転がり抵抗が悪くなる。   Chitin fibers and / or chitosan fibers are blended in an amount of 5 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber component. Hardness and rigidity can be increased by blending chitin fiber and chitosan fiber into rubber. Conventionally, a large amount of carbon black having a small particle diameter is blended to increase the hardness and rigidity of rubber. In this case, the viscosity of the rubber composition is increased and the energy loss is increased, so that the rolling resistance of the tire is deteriorated.

キチン繊維またはキトサン繊維を配合することで、ゴム組成物の剛性を高めることができるとともに、走行時のエネルギーロスが小さいため転がり抵抗は低減でき、摩擦による発熱の程度も小さい。またゴム組成物の剛性が高いため良好な操縦安定性を得ることもできる。   By blending chitin fibers or chitosan fibers, the rigidity of the rubber composition can be increased, and since the energy loss during running is small, the rolling resistance can be reduced and the degree of heat generation due to friction is also small. Moreover, since the rigidity of the rubber composition is high, good steering stability can be obtained.

キチン繊維および/またはキトサン繊維の配合量は上記観点から、ジエン系ゴム成分100質量部に対して、好ましくは5〜60質量部、さらに15〜35質量部の範囲が好ましい。   From the above viewpoint, the blending amount of chitin fiber and / or chitosan fiber is preferably 5 to 60 parts by mass and more preferably 15 to 35 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber component.

本発明においてキチン繊維および/またはキトサン繊維は、針状結晶であるキチンウイスカーあるいはキトサンウイスカーとして得られる。これらの繊維径Dは100nm以下、好ましくは50nm以下である。また繊維径Dと繊維長さLの比で表されるアスペクト比(L/D)は5以上、更に10以上であることが好ましい。繊維径Dを、100nm以下とすることで、分散性が向上しゴムの補強効果が得られる。またアスペクト比(L/D)を、5以上とすることで、繊維の配向方向(押し出し方向)に剛性を高め、一方、非配向方向には柔軟性を保持することができる。   In the present invention, chitin fibers and / or chitosan fibers are obtained as chitin whiskers or chitosan whiskers that are needle-like crystals. These fiber diameters D are 100 nm or less, preferably 50 nm or less. The aspect ratio (L / D) represented by the ratio between the fiber diameter D and the fiber length L is preferably 5 or more, and more preferably 10 or more. By setting the fiber diameter D to 100 nm or less, dispersibility is improved and a rubber reinforcing effect is obtained. Further, by setting the aspect ratio (L / D) to 5 or more, rigidity can be increased in the fiber orientation direction (extrusion direction), while flexibility can be maintained in the non-orientation direction.

アスペクト比(L/D)は、特に上限はないが、加工性及び分散性を改善する観点から、1000以下、さらに500以下、特に100以下が好ましい。   The aspect ratio (L / D) is not particularly limited, but is preferably 1000 or less, more preferably 500 or less, and particularly preferably 100 or less from the viewpoint of improving processability and dispersibility.

<カーボンブラック>
本発明においてカーボンブラックを併用することが好ましい。カーボンブラックの含有量は、ジエン系ゴム100質量部に対して、20質量部以上であることが好ましく、30質量部以上であることがより好ましい。カーボンブラックの含有量が20質量部未満では、ゴム組成物の剛性が十分でない。また、カーボンブラックの含有量は、ジエン系ゴム100質量部に対して、100質量部以下であり、70質量部以下であることがより好ましい。カーボンブラックの含有量が100質量部以下とすることで、加工性を維持するとともに、タイヤ走行時の摩擦による発熱を抑制しエネルギー損失を小さくすることができ、転がり抵抗を低減することが可能となる。
<Carbon black>
In the present invention, it is preferable to use carbon black in combination. The content of carbon black is preferably 20 parts by mass or more and more preferably 30 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the diene rubber. If the carbon black content is less than 20 parts by mass, the rubber composition has insufficient rigidity. Further, the content of carbon black is 100 parts by mass or less and more preferably 70 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the diene rubber. When the carbon black content is 100 parts by mass or less, workability can be maintained, heat generation due to friction during tire running can be suppressed, energy loss can be reduced, and rolling resistance can be reduced. Become.

カーボンブラックのヨウ素吸着量は60〜220mg/gであることが好ましい。ヨウ素吸着量が60mg/g以上の場合、ゴム組成物の強度などの特性を向上でき、220mg/g以下の場合、摩擦によって生じる発熱を軽減することができる。   The iodine adsorption amount of carbon black is preferably 60 to 220 mg / g. When the iodine adsorption amount is 60 mg / g or more, properties such as the strength of the rubber composition can be improved, and when it is 220 mg / g or less, heat generated by friction can be reduced.

窒素吸着比表面積(N2SA)は、42m2/g以上が好ましく、100m2/g以上がより好ましい。窒素吸着比表面積(N2SA)が42m2/g未満では、グリップ性能および耐摩耗性が低下する傾向がある。また、窒素吸着比表面積(N2SA)は280m2/g以下であることが好ましく、200m2/g以下であることがより好ましい。窒素吸着比表面積(N2SA)が280m2/gを超えると、良好な分散が得られにくく、耐摩耗性が低下する傾向がある。なお、窒素吸着比表面積(N2SA)は、ASTM−D3037−81に準じてBET法で測定される。 The nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) is preferably 42 m 2 / g or more, and more preferably 100 m 2 / g or more. When the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) is less than 42 m 2 / g, grip performance and wear resistance tend to decrease. Further, the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) is preferably 280 m 2 / g or less, and more preferably 200 m 2 / g or less. When the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) exceeds 280 m 2 / g, good dispersion is difficult to obtain, and the wear resistance tends to decrease. The nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) is measured by the BET method according to ASTM-D3037-81.

<シリカ>
本発明において、シリカを配合することができ、その配合量はジエン系ゴム成分の100質量部に対して5質量部以上で150質量部以下で配合される。シリカの配合量が5質量部未満の場合、補強効果は十分でない。150質量部を超える場合、加工性および転がり抵抗が悪化する傾向にある。シリカは好ましくは、ゴム成分の100質量部に対して10質量部以上で120質量部以下で配合される。
<Silica>
In this invention, a silica can be mix | blended and the compounding quantity is 5 to 150 mass parts with respect to 100 mass parts of a diene rubber component. When the amount of silica is less than 5 parts by mass, the reinforcing effect is not sufficient. When it exceeds 150 parts by mass, workability and rolling resistance tend to deteriorate. Silica is preferably blended in an amount of 10 to 120 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.

シリカは汎用ゴム一般に用いられるものを使用でき、たとえば補強材として使用される乾式法ホワイトカーボン、湿式法ホワイトカーボン、コロイダルシリカ等が挙げられる。中でも含水ケイ酸を主成分とする湿式法ホワイトカーボンが好ましい。シリカの窒素吸着比表面積(N2SA)は、たとえば100〜300m2/g、さらに120〜280m2/gの範囲内であることが好ましい。シリカの窒素吸着比表面積(N2SA)が100m2/g未満の場合には補強効果が十分でない。一方、該窒素吸着比表面積が300m2/gを超えると、シリカの分散性が低下し、ゴム組成物の発熱が増大する傾向にある。 As the silica, those generally used for general-purpose rubber can be used, and examples thereof include dry method white carbon, wet method white carbon and colloidal silica used as a reinforcing material. Among these, wet method white carbon mainly containing hydrous silicic acid is preferable. The nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of silica is preferably in the range of, for example, 100 to 300 m 2 / g, more preferably 120 to 280 m 2 / g. If the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of silica is less than 100 m 2 / g, the reinforcing effect is not sufficient. On the other hand, when the nitrogen adsorption specific surface area exceeds 300 m 2 / g, the dispersibility of silica tends to decrease and the heat generation of the rubber composition tends to increase.

ゴム組成物にシリカを配合する場合には、シラン系カップリング剤、好ましくは含硫黄シランカップリング剤を、通常はシリカ質量に対して1質量%以上20質量%以下で配合する。シランカップリング剤を1質量%以上配合することでタイヤの耐摩耗性が向上し転がり抵抗の低減が達成できる。一方シランカップリング剤の配合量が20質量%以下の場合、ゴムの混練、押出工程での焼け(スコーチ)が生じる危険性が少ない。   When silica is blended in the rubber composition, a silane coupling agent, preferably a sulfur-containing silane coupling agent, is usually blended in an amount of 1% by mass to 20% by mass with respect to the silica mass. By blending 1% by mass or more of the silane coupling agent, the wear resistance of the tire is improved and the rolling resistance can be reduced. On the other hand, when the compounding amount of the silane coupling agent is 20% by mass or less, there is little risk of scorching in the rubber kneading and extrusion processes.

含硫黄シランカップリング剤としては、3−トリメトキシシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイル−テトラスルフィド、トリメトキシシリルプロピル−メルカプトベンゾチアゾールテトラスルフィド、トリエトキシシリルプロピル−メタクリレート−モノスルフィド、ジメトキシメチルシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイル−テトラスルフィド、ビス−[3−(トリエトキシシリル)−プロピル]テトラスルフィド、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等が例示される。その他のシラン系カップリング剤としては、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン等を使用することができる。   As sulfur-containing silane coupling agents, 3-trimethoxysilylpropyl-N, N-dimethylthiocarbamoyl-tetrasulfide, trimethoxysilylpropyl-mercaptobenzothiazole tetrasulfide, triethoxysilylpropyl-methacrylate-monosulfide, dimethoxymethyl Examples include silylpropyl-N, N-dimethylthiocarbamoyl-tetrasulfide, bis- [3- (triethoxysilyl) -propyl] tetrasulfide, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane and the like. Other silane coupling agents include vinyltrichlorosilane, vinyltris (2-methoxyethoxy) silane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ- (2-aminoethyl) Aminopropyltrimethoxysilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, and the like can be used.

本発明では、用途に応じてその他のカップリング剤、例えばアルミネート系カップリング剤、チタン系カップリング剤を単独またはシラン系カップリング剤と併用して使用することも可能である。   In the present invention, other coupling agents such as aluminate coupling agents and titanium coupling agents can be used alone or in combination with a silane coupling agent depending on the application.

本発明においてベースゴム用ゴム組成物には、その他の補強用充填剤を含有することができる。例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、クレー、アルミナ、タルクなど、従来タイヤ用ゴム組成物において慣用されるものであればとくに制限はない。これらの補強用充填剤は単独で用いても、2種類以上組合せて用いてもよい。   In the present invention, the rubber composition for the base rubber can contain other reinforcing fillers. For example, calcium carbonate, magnesium carbonate, clay, alumina, talc and the like are not particularly limited as long as they are conventionally used in rubber compositions for tires. These reinforcing fillers may be used alone or in combination of two or more.

ゴム組成物には、上記の他に加硫剤、加硫促進剤、軟化剤、可塑剤、老化防止剤、ステアリン酸、酸化防止剤およびオゾン劣化防止剤等を添加することが好ましい。   In addition to the above, it is preferable to add a vulcanizing agent, a vulcanization accelerator, a softener, a plasticizer, an anti-aging agent, stearic acid, an antioxidant, an ozone deterioration preventing agent, and the like to the rubber composition.

加硫剤としては、有機過酸化物もしくは硫黄系加硫剤を使用できる。有機過酸化物としては、たとえば、ベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルクミルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3あるいは1,3−ビス(t−ブチルパーオキシプロピル)ベンゼン、ジ−t−ブチルパーオキシ−ジイソプロピールベンゼン、t−ブチルパーオキシベンゼン、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、1,1−ジ−t−ブチルパーオキシ−3,3,5−トリメチルシロキサン、n−ブチル−4,4−ジ−t−ブチルパーオキシバレレートなどを使用することができる。   As the vulcanizing agent, an organic peroxide or a sulfur vulcanizing agent can be used. Examples of the organic peroxide include benzoyl peroxide, dicumyl peroxide, di-t-butyl peroxide, t-butyl cumyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, cumene hydroperoxide, 2,5-dimethyl-2, 5-di (t-butylperoxy) hexane, 2,5-dimethyl-2,5-di (benzoylperoxy) hexane, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexyne- 3 or 1,3-bis (t-butylperoxypropyl) benzene, di-t-butylperoxy-diisopropylbenzene, t-butylperoxybenzene, 2,4-dichlorobenzoyl peroxide, 1,1- Di-t-butylperoxy-3,3,5-trimethylsiloxane, n-butyl-4, - it can be used such as di -t- butyl peroxy valerate.

これらの中で、ジクミルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシベンゼンおよびジ−t−ブチルパーオキシ−ジイソプロピルベンゼンが好ましい。また、硫黄系加硫剤としては、たとえば、硫黄、モルホリンジスルフィドなどを使用することができる。これらの中では硫黄が好ましい。   Of these, dicumyl peroxide, t-butylperoxybenzene and di-t-butylperoxy-diisopropylbenzene are preferred. Moreover, as a sulfur type vulcanizing agent, sulfur, morpholine disulfide, etc. can be used, for example. Of these, sulfur is preferred.

加硫促進剤としては、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−アミン系またはアルデヒド−アンモニア系、イミダゾリン系、もしくは、キサンテート系加硫促進剤のうち少なくとも一つを含有するものを使用することが可能である。   Vulcanization accelerators include sulfenamide, thiazole, thiuram, thiourea, guanidine, dithiocarbamic acid, aldehyde-amine or aldehyde-ammonia, imidazoline, or xanthate vulcanization accelerators. Those containing at least one of them can be used.

老化防止剤としては、アミン系、フェノール系、イミダゾール系の化合物や、カルバミン酸金属塩、ワックスなどを適宜選択して使用することが可能である。   As the anti-aging agent, amine-based, phenol-based, and imidazole-based compounds, carbamic acid metal salts, waxes, and the like can be appropriately selected and used.

軟化剤としては、プロセスオイル、潤滑油、パラフィン、流動パラフィン、石油アスファルト、ワセリンなどの石油系軟化剤、ヒマシ油、アマニ油、ナタネ油、ヤシ油などの脂肪油系軟化剤、トール油、サブ、蜜ロウ、カルナバロウ、ラノリンなどのワックス類、リノール酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ラウリン酸などの脂肪酸、等が挙げられる。   Softeners include process oil, lubricating oil, paraffin, liquid paraffin, petroleum asphalt, petroleum jelly such as petroleum jelly, fatty oil softener such as castor oil, linseed oil, rapeseed oil, coconut oil, tall oil, , Waxes such as beeswax, carnauba wax and lanolin, and fatty acids such as linoleic acid, palmitic acid, stearic acid and lauric acid.

可塑剤としては、DMP(フタル酸ジメチル)、DEP(フタル酸ジエチル)、DBP(フタル酸ジブチル)、DHP(フタル酸ジヘプチル)、DOP(フタル酸ジオクチル)、DINP(フタル酸ジイソノニル)、DIDP(フタル酸ジイソデシル)、BBP(フタル酸ブチルベンジル)、DLP(フタル酸ジラウリル)、DCHP(フタル酸ジシクロヘキシル)、無水ヒドロフタル酸エステル、DOZ(アゼライン酸ジ−2−エチルヘキシル)、DBS(セバシン酸ジブチル)、DOS(セバシン酸ジオクチル)、クエン酸アセチルトリエチル、クエン酸アセチルトリブチル、DBM(マレイン酸ジブチル)、DOM(マレイン酸−2−エチルヘキシル)、DBF(フマル酸ジブチル)等が挙げられる。   As plasticizers, DMP (dimethyl phthalate), DEP (diethyl phthalate), DBP (dibutyl phthalate), DHP (diheptyl phthalate), DOP (dioctyl phthalate), DINP (diisononyl phthalate), DIDP (phthalate) Acid diisodecyl), BBP (butylbenzyl phthalate), DLP (dilauryl phthalate), DCHP (dicyclohexyl phthalate), hydrophthalic anhydride ester, DOZ (di-2-ethylhexyl azelate), DBS (dibutyl sebacate), DOS (Dioctyl sebacate), acetyl triethyl citrate, acetyl tributyl citrate, DBM (dibutyl maleate), DOM (2-ethylhexyl maleate), DBF (dibutyl fumarate) and the like.

<空気入りタイヤ>
本発明は前記ゴム組成物を、ビードエーペックス、トレッド部、サイドウオール部、チェーファーあるいはビード部に用いた空気入りタイヤである。前記各種配合薬品を配合したゴム組成物を未加硫の段階でタイヤ部材の所定の形状に合わせて押し出し加工する。これをタイヤ成型機上にて通常の方法にて成形して未加硫タイヤを形成する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧してタイヤを得る。
<Pneumatic tire>
The present invention is a pneumatic tire using the rubber composition in a bead apex, a tread portion, a sidewall portion, a chafer or a bead portion. The rubber composition containing the various compounding chemicals is extruded in accordance with a predetermined shape of the tire member at an unvulcanized stage. This is molded by a normal method on a tire molding machine to form an unvulcanized tire. This unvulcanized tire is heated and pressurized in a vulcanizer to obtain a tire.

図1は、本発明の空気入りタイヤの断面の右半分を示す。タイヤ1は、トレッド部7と、その両端からタイヤ半径方向内方にのびる一対のサイドウォール部8と、各サイドウォール部の内方端に位置するビード部3およびリム上部に位置するチェーファー2とを備える。また両側のビード部3の間にはカーカス10が架け渡されるとともに、このカーカス10のタイヤ半径方向外側にブレーカー部9が配置されている。   FIG. 1 shows a right half of a cross section of the pneumatic tire of the present invention. The tire 1 includes a tread portion 7, a pair of sidewall portions 8 extending inward in the tire radial direction from both ends thereof, a bead portion 3 located at the inner end of each sidewall portion, and a chafer 2 located at the rim upper portion. With. A carcass 10 is bridged between the bead portions 3 on both sides, and a breaker portion 9 is disposed on the outer side in the tire radial direction of the carcass 10.

前記カーカス10は、カーカスコードを配列する1枚以上のカーカスプライから形成され、このカーカスプライは、トレッド部からサイドウォール部を経て、ビードコア4と、該ビードコア4の上端からサイドウォール方向に延びるビードエーペックス5との廻りをタイヤ軸方向の内側から外側に折返されて係止される。ブレーカー部9は、ブレーカーコードを配列した2枚以上のブレーカープライからなり、各ブレーカーコードがブレーカープライ間で交差するよう向きを違えて配置している。前記ブレーカー部の上側にはタイヤ走行時のブレーカー両端のリフチィングを軽減するため、バンド6が配置されている。本発明においてタイヤ用ゴム組成物は、トレッド部7、あるいはビードエーペックスなどに使用される。なお図1は乗用車用タイヤについて例示したが、トラックバスタイヤ、ライトトラック用タイヤ等にも適用できる。   The carcass 10 is formed of one or more carcass plies on which carcass cords are arranged. The carcass ply includes a bead core 4 extending from a tread portion through a sidewall portion and a bead core 4 extending from the upper end of the bead core 4 toward the sidewall. The area around the apex 5 is folded back from the inside to the outside in the tire axial direction and locked. The breaker unit 9 is composed of two or more breaker plies in which breaker cords are arranged, and is arranged in different directions so that each breaker cord intersects between the breaker plies. A band 6 is disposed on the upper side of the breaker portion in order to reduce lifting at both ends of the breaker during running of the tire. In the present invention, the tire rubber composition is used for the tread portion 7 or the bead apex. In addition, although FIG. 1 illustrated about the tire for passenger cars, it is applicable also to a truck bus tire, a light truck tire, etc.

<トレッドゴム>
本発明のゴム組成物をトレッドゴムに用いる場合、JIS−A硬度は、50〜80の範囲に調整されることが好ましい。JIS−A硬度を50以上とすることで、トレッドゴムの耐久性が向上し、80以下に設定することで、トレッドゴムの操縦安定性を高めるための適度の硬度となる。
<Tread rubber>
When using the rubber composition of this invention for a tread rubber, it is preferable that JIS-A hardness is adjusted to the range of 50-80. By setting the JIS-A hardness to 50 or more, the durability of the tread rubber is improved. By setting the JIS-A hardness to 80 or less, the hardness becomes appropriate for improving the handling stability of the tread rubber.

またトレッドゴムの損失正接(tanδ)の値を、0.05〜0.25、好ましくは0.10〜0.20に調整することが好ましい。ここでtanδは、粘弾性スペクトロメータにより、60℃の温度で周波数10Hz、初期歪み10%、動歪み2%の条件で測定した値である。tanδの値を0.05以上とすることで、適度の粘性を有し発熱性を軽減できる。   The loss tangent (tan δ) value of the tread rubber is preferably adjusted to 0.05 to 0.25, preferably 0.10 to 0.20. Here, tan δ is a value measured with a viscoelastic spectrometer at a temperature of 60 ° C. under conditions of a frequency of 10 Hz, an initial strain of 10%, and a dynamic strain of 2%. By setting the value of tan δ to 0.05 or more, it has an appropriate viscosity and can reduce heat generation.

一方、tanδの値を0.20以下とすることで、走行時でのエネルギー損失を小さくし転がり抵抗を低減できる。なお、tanδと同じ条件で測定されたベースゴムの複素弾性率(E*)は、3.0〜6.0MPaの範囲に調整されることが好ましい。   On the other hand, by setting the value of tan δ to 0.20 or less, it is possible to reduce energy loss during traveling and reduce rolling resistance. The complex elastic modulus (E *) of the base rubber measured under the same conditions as tan δ is preferably adjusted in the range of 3.0 to 6.0 MPa.

<ビードエーペックス>
本発明のゴム組成物をビードエーペックスに用いる場合、JIS−A硬度は、70〜100の範囲に調整されることが好ましい。JIS−A硬度を70以上とすることで、ビード部の剛性を高め操縦安定性が向上する。一方、JIS−A硬度が100を超えるとビード部の繰り返し屈曲変形に伴うビードエーペックスの耐久性が低下する。なおビードエーペックスのビードベース部からの高さHは、好ましくは、タイヤ最大幅位置の高さの10〜80%の範囲で調整される。
<Bead Apex>
When using the rubber composition of this invention for a bead apex, it is preferable that JIS-A hardness is adjusted to the range of 70-100. By setting the JIS-A hardness to 70 or more, the rigidity of the bead portion is increased and the steering stability is improved. On the other hand, when the JIS-A hardness exceeds 100, the durability of the bead apex associated with repeated bending deformation of the bead portion decreases. The height H from the bead base portion of the bead apex is preferably adjusted within a range of 10 to 80% of the height of the tire maximum width position.

<ゴム組成物の製造方法>
本発明のゴム組成物は、固形ゴムにキチン繊維及び/またはキサトン繊維を混合して作製できるが、ゴムラテックスに、キチン繊維及び/またはキサトン繊維の水分散体を混合して作製できる。例えば、このキチンウイスカーをNRラテックスに添加し、低濃度の硫酸溶液で凝固して、NRラテックスとキチンウイスカーのゴム複合体を得ることができる。
<Method for producing rubber composition>
The rubber composition of the present invention can be prepared by mixing chitin fibers and / or xanthone fibers with solid rubber, but can be prepared by mixing an aqueous dispersion of chitin fibers and / or xanthone fibers with rubber latex. For example, this chitin whisker can be added to NR latex and coagulated with a low-concentration sulfuric acid solution to obtain a rubber composite of NR latex and chitin whisker.

以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail based on an Example, this invention is not limited to these.

(1)実施例1
3gのキチン(アルドリッチ社製)を3Nの塩酸50gを加え、アスピレーターによる減圧下、室温で3時間放置して塩酸を浸透させる。そして105℃で6時間反応させる。この溶液を透析用のセルロースチューブに移し、脱イオン水で2日間透析する。ほとんどの水を減圧下で除去し、凍結乾燥することにより、白色針状結晶のキチンウイスカーを得た。キチンウイスカーの繊維径Dは40nmであり、アスペクト比(L/D)は5である。
(1) Example 1
3 g of chitin (manufactured by Aldrich) is added with 50 g of 3N hydrochloric acid, and the mixture is allowed to stand for 3 hours at room temperature under reduced pressure by an aspirator to infiltrate hydrochloric acid. And it is made to react at 105 degreeC for 6 hours. This solution is transferred to a dialysis cellulose tube and dialyzed against deionized water for 2 days. Most of the water was removed under reduced pressure and freeze-dried to obtain chitin whiskers with white needle crystals. The fiber diameter D of the chitin whisker is 40 nm, and the aspect ratio (L / D) is 5.

このキチンウイスカーをNRラテックスに添加し、硫酸2%溶液で凝固し、NRラテックスとキチンウイスカーのゴム複合物を得た。このゴム複合物物は、ゴム成分100質量部に対して、キチンウイスカーを30質量部含んでいる。   This chitin whisker was added to NR latex and coagulated with a 2% sulfuric acid solution to obtain a rubber composite of NR latex and chitin whisker. This rubber composite contains 30 parts by mass of chitin whisker with respect to 100 parts by mass of the rubber component.

表1に示す配合剤のうちから硫黄および加硫促進剤を除いた成分を、神戸製鋼(株)製1.7Lのバンバリーミキサーを用いて混練した。その後、硫黄、加硫促進剤を加え、二軸ローラにて更に練り込んだ。得られた混合物を175℃で10分間加硫し、ゴム組成物を得た。上記ゴム組成物の調整方法は、以下に説明する実施例2、比較例1においても同じ方法を採用した。   Components obtained by removing sulfur and a vulcanization accelerator from the compounding agents shown in Table 1 were kneaded using a 1.7 L Banbury mixer manufactured by Kobe Steel. Thereafter, sulfur and a vulcanization accelerator were added and further kneaded with a biaxial roller. The obtained mixture was vulcanized at 175 ° C. for 10 minutes to obtain a rubber composition. The same method was used for the adjustment method of the rubber composition in Example 2 and Comparative Example 1 described below.

(2)実施例2
3gのキチンウイスカーに濃度40wt%の水酸化ナトリウム水溶液75gを加え、アスピレーターによる減圧下、室温で3時間放置して、アルカリを浸透させる。氷25gを加えて0℃で攪拌し、アルカリキチン水溶液を調整する。この溶液を透析用のセルロースチューブに移し、脱イオン水で2日間透析する。ほとんどの水を減圧下で除去し、凍結乾燥することにより、白色状結晶キトサンウイスカーを得た。キトサンウイスカーの繊維径Dは85nmであり、アスペクト比(L/D)は6である。
(2) Example 2
75 g of a 40 wt% sodium hydroxide aqueous solution is added to 3 g of chitin whiskers and allowed to stand for 3 hours at room temperature under reduced pressure by an aspirator to infiltrate the alkali. Add 25 g of ice and stir at 0 ° C. to prepare an aqueous alkaline chitin solution. This solution is transferred to a dialysis cellulose tube and dialyzed against deionized water for 2 days. Most of the water was removed under reduced pressure and lyophilized to obtain white crystalline chitosan whiskers. The fiber diameter D of the chitosan whisker is 85 nm and the aspect ratio (L / D) is 6.

このキトサンウイスカーをNRラテックスに添加し、硫酸2%溶液で凝固し、NRラテックスとキトサンウイスカーのゴム複合物を得た。このゴム複合物はゴム成分100質量部に対して、キトサンウイスカーを30質量部含んでいる。   This chitosan whisker was added to NR latex and coagulated with a 2% sulfuric acid solution to obtain a rubber composite of NR latex and chitosan whisker. This rubber composite contains 30 parts by mass of chitosan whisker with respect to 100 parts by mass of the rubber component.

(3)比較例1
表1に示す配合表に基づき、上述の実施例1と同じ方法でゴム組成物を調整した。
(3) Comparative Example 1
Based on the recipe shown in Table 1, a rubber composition was prepared in the same manner as in Example 1 described above.

Figure 0005023367
Figure 0005023367

表1において使用した配合は以下のとおりである。
(注1)天然ゴムは、RSS#3グレードを用いた。
(注2)カーボンブラックは、昭和キャボット(株)製のN330(ヨウ素吸着量:85mg/g、窒素吸着比表面積:280m2/g)。
(注3)老化防止剤は、フレキシス(株)製の「サントフレックス13」。
(注4)ステアリン酸は、日本油脂(株)製の「桐」。
(注5)亜鉛華は、三井金属工業(株)製の「酸化亜鉛2号」。
(注6)硫黄は、日本乾留工業(株)製の「セイミサルファー」。
(注7)加硫促進剤は、大内新興化学(株)製の「ノクセラーNS」。
The formulations used in Table 1 are as follows.
(Note 1) RSS # 3 grade was used for natural rubber.
(Note 2) Carbon black is N330 (Iodine adsorption amount: 85 mg / g, nitrogen adsorption specific surface area: 280 m 2 / g) manufactured by Showa Cabot Corporation.
(Note 3) The anti-aging agent is “Sant Flex 13” manufactured by Flexis Co., Ltd.
(Note 4) Stearic acid is “paulownia” manufactured by NOF Corporation.
(Note 5) Zinc flower is “Zinc oxide No. 2” manufactured by Mitsui Kinzoku Co., Ltd.
(Note 6) Sulfur is “Seimi Sulfur” manufactured by Nippon Kiln Kogyo Co., Ltd.
(Note 7) The vulcanization accelerator is “Noxeller NS” manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.

表1にもとづく実施例、比較例の加硫ゴムの特性評価は以下の方法で行なった。
<加工性>
JIS−K6300に定められたムーニー粘度の測定法に従い、130℃でムーニー粘度(ML1+4)を測定した。下記の計算式によりムーニー粘度指数を表示した。指数が大きいほど、ムーニー粘度が低く加工性に優れる。
The properties of the vulcanized rubbers of the examples and comparative examples based on Table 1 were evaluated by the following methods.
<Processability>
The Mooney viscosity (ML 1 + 4 ) was measured at 130 ° C. according to the Mooney viscosity measurement method defined in JIS-K6300. The Mooney viscosity index was expressed by the following formula. The larger the index, the lower the Mooney viscosity and the better the processability.

(ムーニー粘度)=(比較例1のML1+4)/(各配合のML1+4)×100
<引張強度>
上記ゴム組成物の加硫後のゴム組成物をJIS−K6301に準拠してダンベル3号でで打ち抜いた試験片を用いて300%の伸張時の引張応力M、破断強度(Tb)および伸び(Eb)を測定した。引張強度の値が大きいほど、タイヤの耐摩耗性に優れることの指標になる。
(Mooney viscosity) = (ML 1 + 4 of Comparative Example 1) / (ML 1 + 4 of each formulation) × 100
<Tensile strength>
The rubber composition after vulcanization of the rubber composition was subjected to 300% elongation tensile stress M, breaking strength (Tb) and elongation using a test piece punched with dumbbell No. 3 in accordance with JIS-K6301. Eb) was measured. The larger the tensile strength value, the better the tire wear resistance.

<硬度(JIS−A)>
上記ゴム組成物の加硫後のゴム組成物をJIS−K6301に準じて25℃においてJIS−A硬度を測定した。
<Hardness (JIS-A)>
The rubber composition after vulcanization of the rubber composition was measured for JIS-A hardness at 25 ° C. according to JIS-K6301.

<評価結果>
表1から、本発明の実施例1はNR/キチンウイスカー複合物、実施例2はNR/キトサンウイスカー複合物を用いているので、加工性を損なうことなく、モジュラス、引張強度(Tb)および硬度が改善され、そのゴム組成物を用いたタイヤは操縦安定性は改善される。
<Evaluation results>
From Table 1, since Example 1 of the present invention uses an NR / chitin whisker composite and Example 2 uses an NR / chitosan whisker composite, the modulus, tensile strength (Tb) and hardness are not impaired without impairing workability. And the tire using the rubber composition has improved steering stability.

(4)実施例3、5
3gのキチン(アルドリッチ社製)を3Nの塩酸50gを加え、アスピレーターによる減圧下、室温で3時間放置して塩酸を浸透させる。そして105℃で6時間反応させる。この溶液を透析用のセルロースチューブに移し、脱イオン水で2日間透析する。ほとんどの水を減圧下で除去し、凍結乾燥することにより、白色針状結晶のキチンウイスカーを得た。キチンウイスカーの繊維径Dは43nmであり、アスペクト比(L/D)は8である。
(4) Examples 3 and 5
3 g of chitin (manufactured by Aldrich) is added with 50 g of 3N hydrochloric acid, and the mixture is allowed to stand for 3 hours at room temperature under reduced pressure by an aspirator to infiltrate hydrochloric acid. And it is made to react at 105 degreeC for 6 hours. This solution is transferred to a dialysis cellulose tube and dialyzed against deionized water for 2 days. Most of the water was removed under reduced pressure and freeze-dried to obtain chitin whiskers with white needle crystals. The fiber diameter D of the chitin whisker is 43 nm, and the aspect ratio (L / D) is 8.

表2に示す配合剤のうちから硫黄および加硫促進剤を除いた成分を、神戸製鋼(株)製1.7Lのバンバリーミキサーを用いて混練した。その後、硫黄、加硫促進剤を加え、二軸ローラにて更に練り込んだ。得られた混合物を175℃で10分間加硫し、ゴム組成物を得た。上記ゴム組成物の調整方法は、以下に説明する実施例、比較例においても同じ方法を採用した。   Components obtained by removing sulfur and a vulcanization accelerator from the compounding agents shown in Table 2 were kneaded using a 1.7 L Banbury mixer manufactured by Kobe Steel. Thereafter, sulfur and a vulcanization accelerator were added and further kneaded with a biaxial roller. The obtained mixture was vulcanized at 175 ° C. for 10 minutes to obtain a rubber composition. The adjustment method of the said rubber composition employ | adopted the same method also in the Example and comparative example which are demonstrated below.

(5)実施例4、6
3gのキチンウイスカーに濃度40wt%の水酸化ナトリウム水溶液75gを加え、アスピレーターによる減圧下、室温で3時間放置して、アルカリを浸透させる。氷25gを加えて0℃で攪拌し、アルカリキチン水溶液を調整する。この溶液を透析用のセルロースチューブに移し、脱イオン水で2日間透析する。ほとんどの水を減圧下で除去し、凍結乾燥することにより、白色状結晶キトサンウイスカーを得た。キトサンウイスカーの繊維径Dは40nmであり、アスペクト比(L/D)は9.5である。
(5) Examples 4 and 6
75 g of a 40 wt% sodium hydroxide aqueous solution is added to 3 g of chitin whiskers and allowed to stand for 3 hours at room temperature under reduced pressure by an aspirator to infiltrate the alkali. Add 25 g of ice and stir at 0 ° C. to prepare an aqueous alkaline chitin solution. This solution is transferred to a dialysis cellulose tube and dialyzed against deionized water for 2 days. Most of the water was removed under reduced pressure and lyophilized to obtain white crystalline chitosan whiskers. Chitosan whisker has a fiber diameter D of 40 nm and an aspect ratio (L / D) of 9.5.

(6)比較例2〜5
表2に示す配合表に基づき、キチンウイスカー、キトサンウイスカーを配合することを除き、実施例3と同じ方法でゴム組成物を調整した。
(6) Comparative Examples 2-5
Based on the formulation shown in Table 2, a rubber composition was prepared in the same manner as in Example 3 except that chitin whisker and chitosan whisker were blended.

Figure 0005023367
Figure 0005023367

表2において使用した配合は以下のとおりである。
(注1)天然ゴムは、RSS#3グレード。
(注2)SBRは住友化学工業株式会社製のSBR1502。
(注3)カーボンブラックN550は、東海カーボン(株)製のシースト(窒素吸着比表面積:42m2/g)。
(注4)ステアリン酸は、日本油脂(株)製の「桐」。
(注5)酸化亜鉛は、三井金属工業(株)製の「酸化亜鉛2種」。
(注6)硫黄は、日本乾留工業(株)製の「セイミサルファー」。
The formulations used in Table 2 are as follows.
(Note 1) Natural rubber is RSS # 3 grade.
(Note 2) SBR is SBR1502 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
(Note 3) Carbon black N550 is a seast made by Tokai Carbon Co., Ltd. (nitrogen adsorption specific surface area: 42 m 2 / g).
(Note 4) Stearic acid is “paulownia” manufactured by NOF Corporation.
(Note 5) Zinc oxide is "Zinc oxide type 2" manufactured by Mitsui Kinzoku Kogyo Co., Ltd.
(Note 6) Sulfur is “Seimi Sulfur” manufactured by Nippon Kiln Kogyo Co., Ltd.

(7)空気入りタイヤの作製
前記各未加硫ゴム組成物を所定形状のビードエーペックスを押し出し、予め成形したキャップゴムと貼り合わせてトレッドゴムを成形した。これを他のタイヤ部材とともに成形し、170℃で10分間プレス加硫し、図1に示す構造でタイヤ(サイズ185/70R14)を製造した。試作タイヤのカーカスは、ポリエステルコード(1670tex/2)をタイヤ周方向に90度の角度に配列している。ブレーカーはスチールコードを24度×24度の角度で2層を相互にコード角度が反対方向に配列した。
(7) Production of Pneumatic Tire Each unvulcanized rubber composition was extruded with a bead apex having a predetermined shape and bonded with a pre-molded cap rubber to form a tread rubber. This was molded together with other tire members and press vulcanized at 170 ° C. for 10 minutes to produce a tire (size 185 / 70R14) with the structure shown in FIG. The carcass of the prototype tire has polyester cords (1670 tex / 2) arranged at an angle of 90 degrees in the tire circumferential direction. In the breaker, two layers of steel cords were arranged at an angle of 24 ° × 24 ° and the cord angles were arranged in opposite directions.

<転がり抵抗:粘弾性特性>
上記ゴム組成物の加硫後のゴム組成物をナイフでカットし、50mm×4mm×2.5mmの試験片に成形した。作製した試験片を岩本製作所(株)製の粘弾性スペクトロメーター「VES−F−3」を用いて、周波数10Hz、初期歪み10%、動歪み2%で、60℃における複素弾性率(E*)と損失正接(tanδ)を測定した。
<Rolling resistance: Viscoelastic properties>
The rubber composition after vulcanization of the rubber composition was cut with a knife and molded into a test piece of 50 mm × 4 mm × 2.5 mm. Using the viscoelastic spectrometer “VES-F-3” manufactured by Iwamoto Seisakusho Co., Ltd., the prepared test piece was complex elastic modulus (E *) at a frequency of 10 Hz, an initial strain of 10%, and a dynamic strain of 2% at 60 ° C. ) And loss tangent (tan δ).

比較例1の損失正接(tanδ)の値を100として、その相対値で転がり抵抗を評価した。値が大きいほど転がり抵抗が小さく優れていることを示す。   The loss tangent (tan δ) value of Comparative Example 1 was set to 100, and the rolling resistance was evaluated based on the relative value. Larger values indicate better rolling resistance.

<操縦安定性>
前述の試作タイヤ(185/70R14)を乗用車に装着し、気温25℃で実車走行し、ドライバーのフィーリングでハンドル応答性を評価した。比較例1の評価を6として相対評価をした。数値が大きい程、操縦安定性が優れていることを示す。
<Steering stability>
The above-mentioned prototype tire (185 / 70R14) was mounted on a passenger car, and the vehicle was driven at an air temperature of 25 ° C., and the steering wheel response was evaluated by the driver's feeling. Relative evaluation was performed by setting the evaluation of Comparative Example 1 to 6. The larger the value, the better the steering stability.

<加工性、硬度>
加工性および硬度は上述の方法で測定した。
<Workability and hardness>
Workability and hardness were measured by the methods described above.

<特性評価>
本発明の実施例3〜6は、ビードエーペックスにキチン繊維またはキトサン繊維を配合しているので、ゴム組成物の強度および硬度が高くなり、タイヤの転がり抵抗、操縦安定性が向上していることが認められる。
<Characteristic evaluation>
In Examples 3 to 6 of the present invention, since chitin fibers or chitosan fibers are blended in the bead apex, the strength and hardness of the rubber composition are increased, and the rolling resistance and steering stability of the tire are improved. Is recognized.

本発明はタイヤの構部材にキチン繊維および/キトサン繊維を所定量配合したため、発熱性が軽減されゴム組成物の硬度、剛性を高めることができ操縦特性を改善することができる。そして本発明は乗用車用タイヤのみならずトラックバスタイヤ、ライトトラック用タイヤ等の各種のカテゴリーのタイヤに適用できる。   In the present invention, since a predetermined amount of chitin fiber and / or chitosan fiber is blended in the structural member of the tire, the heat generation is reduced, the hardness and rigidity of the rubber composition can be increased, and the steering characteristics can be improved. The present invention can be applied not only to passenger car tires but also to tires of various categories such as truck bus tires and light truck tires.

本発明の空気入りタイヤの断面図の右半分を示す。The right half of sectional drawing of the pneumatic tire of this invention is shown.

符号の説明Explanation of symbols

1 タイヤ、2 チェーファー、3 ビード部、4 ビードコア、5 ビードエーペックス、6 バンド、7 トレッド部、8 サイドウオール部、9 ブレーカー部、10 カーカス。   1 tire, 2 chafer, 3 bead part, 4 bead core, 5 bead apex, 6 band, 7 tread part, 8 side wall part, 9 breaker part, 10 carcass.

Claims (6)

繊維径Dが100nm以下であり、繊維径Dと繊維長さLの比で表されるアスペクト比(L/D)が5以上であるキチン繊維および/またはキトサン繊維を、ジエン系ゴム成分100質量部に対して5〜100質量部配合したゴム組成物。   A chitin fiber and / or chitosan fiber having a fiber diameter D of 100 nm or less and an aspect ratio (L / D) represented by a ratio of the fiber diameter D to the fiber length L of 5 or more is 100 masses of a diene rubber component. The rubber composition which mix | blended 5-100 mass parts with respect to part. 前記キチン繊維および/またはキトサン繊維の繊維径Dが50nm以下であり、繊維径Dと繊維長さLの比で表されるアスペクト比(L/D)が10以上である請求項1に記載のゴム組成物。   The fiber diameter D of the chitin fiber and / or chitosan fiber is 50 nm or less, and the aspect ratio (L / D) represented by the ratio of the fiber diameter D and the fiber length L is 10 or more. Rubber composition. ジエン系ゴム成分に対して、カーボンブラックが20〜100質量部配合されている請求項1に記載のゴム組成物。   The rubber composition according to claim 1, wherein 20 to 100 parts by mass of carbon black is blended with the diene rubber component. 請求項1〜3のいずれか1項に記載のゴム組成物をトレッド部に用いた空気入りタイヤ。   A pneumatic tire using the rubber composition according to any one of claims 1 to 3 in a tread portion. 請求項1〜3のいずれか1項に記載のゴム組成物をビードエ−ペックスに用いた空気入りタイヤ。   A pneumatic tire using the rubber composition according to any one of claims 1 to 3 for a bead apex. キチン繊維および/またはキトサン繊維をラテックス中に分散した後、前記ラテックスを凝固することで得られる請求項1に記載のゴム組成物の製造方法。   The manufacturing method of the rubber composition of Claim 1 obtained by coagulating the latex after disperse | distributing chitin fiber and / or chitosan fiber in latex.
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