JP5130651B2 - Rubber composition and pneumatic tire - Google Patents
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Description
本発明は、ゴム組成物および空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは車輪のリムに接触する部分の耐摩耗性、耐疲労破壊性および耐セット性をともに向上させることのできるゴム組成物および該ゴム組成物を用いて得たリムクッション部を有する空気入りタイヤに関するものである。 The present invention relates to a rubber composition and a pneumatic tire, and more specifically, a rubber composition capable of improving both wear resistance, fatigue fracture resistance and set resistance of a portion contacting a rim of a wheel, and the rubber composition The present invention relates to a pneumatic tire having a rim cushion portion obtained by using an object.
自動車を道路に接地させ、速度および方向ともに自在に走行させるために、タイヤは極めて重要な役割を担っている。どんなに自動車本体の機械系、機械−電子制御系などの機能が向上しても、タイヤの接地性、ケーシング剛性などの強度、耐変形性、耐久性などが不十分であれば、総体的な自動車の性能向上は望むべくもない。 Tires play an extremely important role in bringing a car to the road and driving freely in both speed and direction. Even if the functions of the mechanical system and mechanical-electronic control system of the automobile body are improved, if the grounding property of the tire, strength such as casing rigidity, deformation resistance, durability, etc. are insufficient, the overall automobile There is no hope of improving the performance.
タイヤは、一見すると、構造的に単純に見えるが、実際には、大変緻密な構造を有している。図１に示すように、タイヤの構造は、直に路面に接するトレッド部１、側面を構成するサイドウォール部２、前記トレッド部１とサイドウォール部２とを連絡するショルダー部３、前記サイドウォール部２に連続し、自動車の車輪のリム４に嵌合するビート部５とに大別され、内部構造は、外面から内面に向かって、ゴム層６、ベルト７、カーカスコード８、ビートワイヤ９などによる強化層、インナーライナー層１０などから構成されている。
A tire may seem structurally simple at first glance, but actually has a very dense structure. As shown in FIG. 1, the structure of the tire includes a tread portion 1 that is in direct contact with the road surface, a
また、現在のタイヤは、空気入りタイヤであって、この空気入りタイヤは、タイヤ内に空気を保持する構造から、チューブを有するものと、チューブを使用しないタイヤ（チューブレスタイヤ）とに分けられる。チューブレスタイヤでは、タイヤの内面に空気透過性の少ない特殊ゴム（インナーライナー層）を一体的に貼り付けている。このチューブレスタイヤでは、チューブを用いないため、エアバルブは車輪のリムに直接取り付けられている。これらのタイヤは、共に車輪のリムに嵌め込まれた後、内部に適切な圧力の空気が圧入されて、使用に供される。 Moreover, the present tire is a pneumatic tire, and this pneumatic tire is classified into a tire having a tube and a tire not using a tube (tubeless tire) from the structure of holding air in the tire. In a tubeless tire, a special rubber (inner liner layer) having a low air permeability is integrally attached to the inner surface of the tire. Since this tubeless tire does not use a tube, the air valve is directly attached to the rim of the wheel. Both of these tires are fitted into wheel rims, and then air of an appropriate pressure is injected into the inside of the tire for use.
前述のような構成、構造のタイヤは、内部に空気が入れられた状態で、自動車の走行に伴って、多種多様、様々な強度の外力や、温度変化などのストレスがかかるので、それらのストレスに対抗して、好適な走行性を与える役目を果たさなければならない。そのため、タイヤの材料には、様々な組成上の改良が加えられ続けられている。例えば、特許文献１には、空気入りラジアルタイヤとして、（ｉ）（ａ）スチレン含量が２５％以下で、１，２−ビニル結合が６０％以上の高ビニル含量スチレン−ブタジエン共重合体ゴム５〜２０重量％および（ｂ）天然ゴム３５重量％超を含むジエン系ゴム９５〜８０重量％を含むゴム分１００重量部並びに（ｉｉ）カーボンブラック３５〜６０重量部を含んでなるゴム組成物からタイヤのブラックサイドウォール部を構成したものが、開示されている。この特許文献１に開示のタイヤは、前記特有な組成のゴム組成物を用いてサイドウォール部を構成することにより、耐屈曲疲労性、転動抵抗および耐カット性のいずれにも優れるという特性を実現している。
Tires with the structure and structure described above are subject to stresses such as external forces of various and various strengths and temperature changes as the automobile travels with air inside. Against this, it must play the role of providing suitable running performance. For this reason, various compositional improvements continue to be made to tire materials. For example, in Patent Document 1, as a pneumatic radial tire, (i) (a) a high vinyl content styrene-
ところで、空気入りタイヤは、前述のように、車輪のリムに嵌合され、内部に空気を圧入されて使用に供されるため、図２に示すように、タイヤのビート部５の直にリム４に接触する部分（リムクッション部）１１には、路面に接地するトレッド部を介して路面からの物理的な様々な応力がかかるばかりでなく、種々様々に回転数や回転方向や回転トルクなどが変化する車輪のリム４からの応力が直接的にかかる。したがって、リムクッション部１１は、路面からの応力と、ほぼ逆向きとなる車輪のリム４からの応力をうけるので、大きな変形力がかかり、また、リム４との接触部分には大きな摩擦力が働き、その結果、材質的な寿命（耐久性）がタイヤの他の部分に比べて、損なわれやすい傾向にある。したがって、リムクッション部１１のゴム（リムクッションゴム）には、リム４から摩擦力を受けて摩耗することに対する耐性（耐リム擦れ性または耐摩耗性）、一定の距離を走行した後の変形をできるだけ抑制する特性（耐ビード変形性または耐セット性）、所定の荷重をかけて走行した場合のビード部故障が生じるまでの走行距離をできるだけ延長する特性（ビード部耐久性または耐疲労破壊性）をより向上することが、要求される。これらの特性に対する要求は、内部に圧入した空気の気密保持をタイヤのリムクッション部１１とリム４との間の密着性に依存しているチューブレスタイヤでは、特に重要となる。
By the way, as described above, the pneumatic tire is fitted to the rim of the wheel, and the air is pressed into the inside for use. Therefore, as shown in FIG. The part (rim cushion part) 11 in contact with 4 not only receives various physical stresses from the road surface via the tread part that contacts the road surface, but also variously the rotational speed, rotational direction, rotational torque, etc. The stress from the rim 4 of the wheel that changes is directly applied. Therefore, the
本発明は、上記従来の事情に鑑みてなされたもので、その課題は、リムクッションゴムの耐摩耗性、耐疲労破壊性、および耐セット性を同時に向上させることのできるゴム組成物および該ゴム組成物を用いて得たリムクッション部を有する空気入りタイヤを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described conventional circumstances, and the problem is that the rubber composition and the rubber capable of simultaneously improving the wear resistance, fatigue fracture resistance, and set resistance of the rim cushion rubber. It is providing the pneumatic tire which has a rim cushion part obtained using the composition.
上記課題を解決するために、本発明者は、鋭意、実験、検討を重ねたところ、次のような知見を得るに至った。
すなわち、（１）従来からリムクッションゴムには、天然ゴム（ＮＲ）／ブタジエン重合物（ＢＲ）系のゴムが多用されている。この系のゴムでは、耐摩耗性および耐疲労破壊性の向上にはブタジエン重合物の配合量を増やすことが有利となるが、耐セット性は悪くなり、その結果、ビード周りの変形が増大してしまう。
（２）前記天然ゴム（ＮＲ）／ブタジエンゴム（ＢＲ）系のゴムにスチレン含有量が３５重量％以下のスチレン−ブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）を２重量部以上１０重量部未満の範囲で置換することにより、ブタジエンゴムの配合量の増加による耐摩耗性と耐疲労破壊性の向上を維持しつつ、耐セット性の向上が実現できる。
（３）さらに、前記スチレン−ブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）のブタジエン部のビニル結合の含量を該ブタジエン部全量に対して３０〜７５％に設定することにより、前記耐疲労破壊性の向上効果が、列理方向（リムクッションゴムをシート状に押出成形した場合のシート長手方向）とそれに直交する方向の両方向で確認され、それに伴ってビード周りの耐久性が改善されることが判明した。
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventor has made extensive studies, experiments, and studies, and has obtained the following knowledge.
That is, (1) Conventionally, a rubber of a natural rubber (NR) / butadiene polymer (BR) system has been frequently used as a rim cushion rubber. In this type of rubber, it is advantageous to increase the compounding amount of the butadiene polymer in order to improve the wear resistance and fatigue fracture resistance, but the set resistance deteriorates, resulting in an increase in deformation around the bead. End up.
(2) Replacing the natural rubber (NR) / butadiene rubber (BR) rubber with a styrene-butadiene copolymer rubber (SBR) having a styrene content of 35% by weight or less in a range of 2 parts by weight or more and less than 10 parts by weight. By doing so, improvement in set resistance can be realized while maintaining improvement in wear resistance and fatigue fracture resistance by increasing the amount of butadiene rubber.
(3) Furthermore, by setting the content of vinyl bonds in the butadiene part of the styrene-butadiene copolymer rubber (SBR) to 30 to 75% with respect to the total amount of the butadiene part, the effect of improving the fatigue fracture resistance can be obtained. It has been confirmed in both the direction of line (the longitudinal direction of the sheet when the rim cushion rubber is extruded into a sheet shape) and the direction orthogonal thereto, and the durability around the bead is improved accordingly.
本発明は、前記知見に基づいてなされたもので、本発明にかかるゴム組成物は、ゴム成分が、天然ゴムおよび／またはポリイソプレンゴム１８〜５５重量部、ポリブタジエンゴム４３〜８０重量部、スチレン−ブタジエン共重合ゴム２重量部以上１０重量部未満とからなるゴム組成物であって、前記スチレン−ブタジエン共重合ゴム中のスチレン含有量が該スチレン−ブタジエン共重合ゴム１００重量％に対して３５重量％以下であることを特徴とする。 The present invention has been made based on the above knowledge, and the rubber composition according to the present invention has a rubber component of natural rubber and / or polyisoprene rubber 18 to 55 parts by weight, polybutadiene rubber 43 to 80 parts by weight, styrene -A rubber composition comprising 2 parts by weight or more and less than 10 parts by weight of a butadiene copolymer rubber, wherein the styrene content in the styrene-butadiene copolymer rubber is 35 with respect to 100% by weight of the styrene-butadiene copolymer rubber. It is characterized by being not more than% by weight.
前記スチレン−ブタジエン共重合ゴム中のスチレン含有量は、より好ましくは、スチレン−ブタジエン共重合ゴム１００重量％に対して１５〜３５重量％である。 The styrene content in the styrene-butadiene copolymer rubber is more preferably 15 to 35% by weight with respect to 100% by weight of the styrene-butadiene copolymer rubber.
また、前記スチレン−ブタジエン共重合ゴムのブタジエン部のビニル結合の含量が該ブタジエン部全量に対して３０〜７５％であることが、リムクッションゴムの特性をさらに高めるために、より好ましい。 Moreover, it is more preferable that the content of vinyl bonds in the butadiene part of the styrene-butadiene copolymer rubber is 30 to 75% with respect to the total amount of the butadiene part in order to further improve the characteristics of the rim cushion rubber.
リムクッションゴムとしての基本的な特性を実現するためには、前記ゴム成分１００重量部に対して、カーボンブラック６０重量部超、無機充填剤０〜２５重量部未満からなる充填剤が６０重量部超で８５重量部以下配合されていることが、好ましい。 In order to realize the basic characteristics as a rim cushion rubber, 60 parts by weight of a filler composed of more than 60 parts by weight of carbon black and 0 to less than 25 parts by weight of an inorganic filler with respect to 100 parts by weight of the rubber component. It is preferable that the amount is more than 85 parts by weight.
本発明のゴム組成物は、リムクッションゴムを製造するリムクッション用ゴム組成物として用いることによって、その最大限の効果を発揮できるが、リムクッションゴム以外のタイヤの他の部分に用いることも可能である。 The rubber composition of the present invention can exert its maximum effect when used as a rubber composition for rim cushion rubber for producing rim cushion rubber, but can also be used for other parts of the tire other than rim cushion rubber. It is.
本発明の空気入りタイヤは、前記構成のゴム組成物がリムクッションゴムとして使用されていることを特徴とする。 The pneumatic tire of the present invention is characterized in that the rubber composition having the above structure is used as a rim cushion rubber.
本発明にかかるゴム組成物は、車輪のリムに接触するタイヤ部分の耐摩耗性、耐疲労破壊性および耐セット性をともに向上させることができ、かかる諸特性を実現したリムクッション部を有する空気入りタイヤを提供することができる。 The rubber composition according to the present invention can improve both the wear resistance, fatigue fracture resistance and set resistance of a tire portion that contacts a wheel rim, and has an air having a rim cushion portion that realizes such various characteristics. An inset tire can be provided.
本発明に係るゴム組成物は、ゴム成分として、天然ゴムおよび／またはポリイソプレンゴム１８〜５５重量部、ポリブタジエンゴム４３〜８０重量部、スチレン−ブタジエン共重合ゴム２重量部以上１０重量部未満とからなるゴムを含むゴム組成物であって、前記スチレン−ブタジエン共重合ゴム中のスチレン含有量が該スチレン−ブタジエン共重合ゴム１００重量％に対して３５重量％以下、好ましくは１５〜３５重量％であることを特徴とする。また、さらに好ましくは、前記スチレン−ブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）のブタジエン部のビニル結合の含量が該ブタジエン部全量に対して３０〜７５％であることを特徴とする。なお、ここでいうビニル結合の含量はＳＢＲのブタジエン部分（シス、トランス及びビニル）中のビニル含量をいう。またＳＢＲ中のシス含量は特に限定はないが、５〜１５％が好ましい。
The rubber composition according to the present invention comprises, as a rubber component, natural rubber and / or polyisoprene rubber 18 to 55 parts by weight, polybutadiene rubber 43 to 80 parts by weight, styrene-
従来からタイヤを構成するゴム組成物に一般的に配合されてきたゴムとしては、例えば天然ゴム（ＮＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、各種スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）などを挙げることができる。本発明のゴム組成物が含有するゴム成分は、前記従来のゴム材料を特にリムクッション部の特性を得るために好適に配合したものである。主体となるゴム成分は、天然ゴムおよび／またはポリイソプレンゴムと、ポリブタジエンゴムとであるが、リムクッション部に要求される特性を向上するために、スチレン含有量が３５重量％以下のスチレン−ブタジエン共重合ゴムを配合していることに、本発明のゴム組成物の特徴がある。 Examples of rubbers that have been generally blended in the rubber compositions that conventionally constitute tires include natural rubber (NR), polybutadiene rubber (BR), various styrene-butadiene copolymer rubbers (SBR), and polyisoprene rubber ( IR). The rubber component contained in the rubber composition of the present invention is obtained by suitably blending the conventional rubber material particularly in order to obtain the characteristics of the rim cushion portion. The main rubber component is natural rubber and / or polyisoprene rubber and polybutadiene rubber, but styrene-butadiene having a styrene content of 35% by weight or less in order to improve the properties required for the rim cushion part. The rubber composition of the present invention is characterized by blending the copolymer rubber.
ゴム成分全体における前記天然ゴムおよび／またはポリイソプレンゴムの配合量は１８〜５５重量部であり、ポリブタジエンゴムの配合量は４３〜８０重量部であり、特性向上の上で重要な役目を果たす前記スチレン−ブタジエン共重合ゴムの配合量は２重量部以上１０重量部未満である。 The blending amount of the natural rubber and / or polyisoprene rubber in the entire rubber component is 18 to 55 parts by weight, and the blending amount of the polybutadiene rubber is 43 to 80 parts by weight, which plays an important role in improving characteristics. The blending amount of the styrene-butadiene copolymer rubber is 2 parts by weight or more and less than 10 parts by weight.
本発明に用いられるスチレン−ブタジエン共重合ゴムの特徴は、先に述べたように、スチレン含有量が該スチレン−ブタジエン共重合ゴム１００重量％に対して３５重量％以下、好ましくは１５〜３５重量％である点にある。かかる構成によって、本発明のゴム組成物は、該ゴム組成物を用いてタイヤのリムクッション部を形成することにより、車輪のリムに接触するタイヤ部分の耐摩耗性、耐疲労破壊性および耐セット性をともに向上させることができる。本発明のゴム組成物を構成するゴム成分における該スチレン−ブタジエン共重合ゴムの配合量が２重量部以上１０重量部未満の範囲を外れると、先の効果を得ることができなくなる。 As described above, the styrene-butadiene copolymer rubber used in the present invention has a styrene content of 35% by weight or less, preferably 15 to 35% by weight based on 100% by weight of the styrene-butadiene copolymer rubber. It is in the point which is%. With this configuration, the rubber composition of the present invention forms a rim cushion portion of a tire using the rubber composition, so that the wear resistance, fatigue fracture resistance, and set resistance of the tire portion that contacts the wheel rim are set. Both can be improved. When the blending amount of the styrene-butadiene copolymer rubber in the rubber component constituting the rubber composition of the present invention is out of the range of 2 parts by weight or more and less than 10 parts by weight, the above effect cannot be obtained.
また、前記スチレン−ブタジエン共重合ゴムのブタジエン部のビニル結合の含量が該ブタジエン部全量に対して３０〜７５％に調整することによって、リムクッションゴムにおいて所望とする前述の特性をさらに高めることができる。 Further, by adjusting the content of vinyl bonds in the butadiene portion of the styrene-butadiene copolymer rubber to 30 to 75% with respect to the total amount of the butadiene portion, the above-mentioned characteristics desired in the rim cushion rubber can be further enhanced. it can.
本発明のゴム組成物を実際に空気入りタイヤのリムクッションゴムの作製に適用する場合には、添加材料として、カーボンブラック６０重量部超、無機充填剤０〜２５重量部未満からなる充填剤を、前記ゴム成分１００重量部に対して６０重量部超で８５重量部以下の範囲で配合することが必要である。この充填剤１００重量％におけるカーボンブラックの配合量は、７５重量％〜１００重量％であることが好ましい。 When the rubber composition of the present invention is actually applied to the production of a rim cushion rubber for a pneumatic tire, as an additive material, a filler comprising more than 60 parts by weight of carbon black and 0 to less than 25 parts by weight of an inorganic filler is used. It is necessary to blend in the range of more than 60 parts by weight and 85 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the rubber component. The blending amount of carbon black in 100% by weight of the filler is preferably 75% by weight to 100% by weight.
前記カーボンブラックとしては、ゴム配合物に一般的に用いられるカーボンブラック、好ましくは窒素比表面積（Ｎ2 ＳＡ）２０〜１３０ｍ2／ｇ、更に好ましくは３８〜９２ｍ2／ｇ、ＤＢＰ（ジブチルフタレート）吸油量７０ｍＬ／１００ｇ以上、更に好ましくは９９〜１３０ｍＬ／１００ｇを挙げることができる。 As the carbon black, carbon black generally used in rubber compounds, preferably a nitrogen specific surface area (N 2 SA) of 20 to 130 m 2 / g, more preferably 38 to 92 m 2 / g, DBP (dibutyl phthalate) Oil absorption 70mL / 100g or more, More preferably, 99-130mL / 100g can be mentioned.
また、前記無機充填剤としては、シリカ、タルク、クレー、炭酸カルシウム、酸化チタン、ウォラストナイト、モンモリロナイト、マイカを挙げることができる。 Examples of the inorganic filler include silica, talc, clay, calcium carbonate, titanium oxide, wollastonite, montmorillonite, and mica.
本発明のゴム組成物には前記必須成分に加えて、硫黄、加硫促進剤、老化防止剤、軟化剤、可塑剤などのタイヤ用に一般に配合されている各種添加剤を配合することができ、かかる配合物は一般的な方法で混練して組成物とし、加硫するのに使用することができる。これらの添加剤の配合量は、本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。 In addition to the essential components described above, the rubber composition of the present invention can contain various additives generally used for tires such as sulfur, vulcanization accelerators, anti-aging agents, softeners, and plasticizers. Such a blend can be kneaded by a general method to form a composition and used for vulcanization. The blending amount of these additives can be a conventional general blending amount as long as the object of the present invention is not violated.
以下に、本発明の実施例を説明する。なお、以下に示す実施例は、本発明を好適に説明する例示に過ぎず、なんら本発明を限定するものではない。 Examples of the present invention will be described below. In addition, the Example shown below is only the illustration which illustrates this invention suitably, and does not limit this invention at all.
（実施例１〜６、比較例１〜８）
表１に示す組成および配合量（重量部）でそれぞれの成分を配合し、加硫促進剤と硫黄を除く原料ゴム及び配合剤を１．６リットルのバンバリーミキサーを用い、回転数３０ｒｐｍで、５分間、混合した後、この混合物に加硫促進剤と硫黄とを同様のバンバリーミキサーにて４分間混練し、ゴム組成物を得た。
(Examples 1-6, Comparative Examples 1-8)
Each component is blended in the composition and blending amount (parts by weight) shown in Table 1, and the raw rubber and blending agent excluding the vulcanization accelerator and sulfur are mixed with a 1.6 liter Banbury mixer at 5 rpm at 5 rpm. After mixing for 5 minutes, this mixture was kneaded with a vulcanization accelerator and sulfur for 4 minutes in the same Banbury mixer to obtain a rubber composition.
表１に記載の各組成分の詳細は、以下の通りである。
天然ゴム：ＳＴＲ−２０
ポリブタジエンゴム：Ｎｉｐｏｌ ＢＲ１２２０（日本ゼオン（株）製、商品名）
ＳＢＲ（スチレン−ブタジエン共重合ゴム）−１：アサプレン１２０４（旭化成（株）製、商品名）
ＳＢＲ−２：Ｎｉｐｏｌ ＮＳ１１６Ｒ（日本ゼオン（株）製、商品名）
ＳＢＲ−３：Ｎｉｐｏｌ １５０２（日本ゼオン（株）製、商品名）
ＳＢＲ−４：Ｎｉｐｏｌ ＮＳ１１０（日本ゼオン（株）製、商品名）
ＳＢＲ−５：アサプレンＥＳＲ−１０（旭化成（株）製、商品名）
カーボンブラック：シーストＮ（東海カーボン（株）製、商品名）
シリカ：Ｎｉｐｓｉｌ ＡＱ（日本シリカ工業（株）製、商品名）
アロマティックオイル：デソレックス３号（昭和シェル石油（株）製、商品名）
老化防止剤（６ＰＰＤ）：アンチゲン６Ｃ（住友化学（株）製、商品名）
亜鉛華：酸化亜鉛３種（正同化学工業（株）製、商品名）
ステアリン酸：千葉脂肪酸工業（株）製
シランカップリング剤：Ｓｉ６９（デグッサ社製、商品名）
ジエチレングリコール：丸善ケミカル（株）製
加硫促進剤（ＴＢＢＳ）：サントキュアＮＳ（Ｆｌｅｘｓｙｓ社製、商品名）
硫黄：金華印油入微粉硫黄（鶴見化学工業（株）製）
Details of each composition described in Table 1 are as follows.
Natural rubber: STR-20
Polybutadiene rubber: Nipol BR1220 (trade name, manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.)
SBR (styrene-butadiene copolymer rubber) -1: ASAPRENE 1204 (trade name, manufactured by Asahi Kasei Corporation)
SBR-2: Nipol NS116R (manufactured by Zeon Corporation, trade name)
SBR-3: Nipol 1502 (made by Nippon Zeon Co., Ltd., trade name)
SBR-4: Nipol NS110 (trade name, manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.)
SBR-5: Asaprene ESR-10 (Asahi Kasei Co., Ltd., trade name)
Carbon black: Seast N (trade name, manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.)
Silica: Nippon AQ (made by Nippon Silica Industry Co., Ltd., trade name)
Aromatic oil: Desolex No. 3 (made by Showa Shell Sekiyu KK, trade name)
Anti-aging agent (6PPD): Antigen 6C (trade name, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
Zinc flower: 3 types of zinc oxide (manufactured by Shodo Chemical Industry Co., Ltd., trade name)
Stearic acid: Chiba fatty acid industry silane coupling agent: Si69 (Degussa, trade name)
Diethylene glycol: Vulcanization accelerator manufactured by Maruzen Chemical Co., Ltd. (TBBS): Suntocure NS (manufactured by Flexsys, trade name)
Sulfur: Fine sulfur with Jinhua Oil (manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd.)
前記ＳＢＲ−１、２、３、４、５の各ＳＢＲにおけるそれぞれのスチレン含有量と、ブタジエン部のシス、トランス、およびビニル結合の含有量は、表２に示す通りである。 Table 2 shows the styrene content and the cis, trans, and vinyl bond content of the butadiene part in each SBR of SBR-1, 2, 3, 4, and 5.
前述のようにして得られた各実施例および各比較例のゴム組成物を金型中で１５０℃で３０分間プレス加硫し、所定形状の試料を作製した。
この試料を用いて耐セット性、耐摩耗性、定歪疲労の各特性を評価した。評価方法は、以下に記載した通りである。測定結果は、表１に併記した。
The rubber compositions of Examples and Comparative Examples obtained as described above were press vulcanized at 150 ° C. for 30 minutes in a mold to prepare a sample having a predetermined shape.
Using this sample, the properties of set resistance, wear resistance, and constant strain fatigue were evaluated. The evaluation method is as described below. The measurement results are also shown in Table 1.
耐セット性：ＪＩＳ Ｋ６２６２に準拠して、１００℃で７２時間、２５％圧縮後の圧縮永久歪（％）を測定した。測定値の逆数を求め、標準例を１００とした指数で示した。数値が大きいほど耐セット性が良好であることを示す。
耐摩耗性：ピコ摩耗試験機でＪＩＳ Ｋ６２６４に準拠して測定した。標準例の値を１００とした指数で示した。数値が大きいほど、耐摩耗性が高く、耐リム擦れ性で有利であることを示す。
定歪疲労：２ｍｍ厚の加硫シートからシート出し方向に対して０度／９０度方向に打ち抜いた３号ダンベルに、ＪＩＳ Ｋ６２７０に準じて、６０％の歪みを繰り返し与え、破断回数を測定した。破断回数の測定はサンプル数ｎ＝６で行い、それぞれの破断回数より正規確率分布による５０％残存確率を求め、標準例を１００とする指数で示す。数値が大きい方が疲労寿命が長く、疲労破壊性に優れる。
Set resistance: Based on JIS K6262, the compression set (%) after 25% compression at 100 ° C. for 72 hours was measured. The reciprocal of the measured value was obtained and indicated as an index with the standard example being 100. The larger the value, the better the set resistance.
Abrasion resistance: Measured according to JIS K6264 using a pico abrasion tester. It was shown as an index with the value of the standard example as 100. It shows that abrasion resistance is so high that a numerical value is large, and rim abrasion resistance is advantageous.
Constant strain fatigue: No. 3 dumbbell punched from a vulcanized sheet with a thickness of 2 mm in the 0 ° / 90 ° direction with respect to the sheet feeding direction was repeatedly subjected to 60% strain according to JIS K6270, and the number of breaks was measured. . The number of breaks is measured with the number of samples n = 6, the 50% residual probability based on the normal probability distribution is obtained from each number of breaks, and is represented by an index with a standard example of 100. Larger numbers have longer fatigue life and better fatigue fracture resistance.
次に、前記各リムクッションゴムを一般的な組成および構造の空気入りタイヤのリムクッション部に使用して空気入りタイヤ（タイヤサイズ：１１Ｒ２２．５）を得た。得られた各空気入りタイヤのビード部耐久性、耐リム擦れ性（耐摩耗性）、耐ビード変形性の諸特性を測定した。評価方法は、以下に記載したとおりである。それらの測定結果は、同じく表１に併記した。 Next, a pneumatic tire (tire size: 11R22.5) was obtained by using each rim cushion rubber in a rim cushion portion of a pneumatic tire having a general composition and structure. Each of the obtained pneumatic tires was measured for various properties such as bead durability, rim rub resistance (wear resistance), and bead deformation resistance. The evaluation method is as described below. The measurement results are also shown in Table 1.
耐リム擦れ性：積載量１０トンのトラックに各タイヤを装着して実地走行試験を行い、１０万ｋｍ走行後に各タイヤをリムから外して、リムフランジ部のリム擦れを確認した。擦れの程度は目視により５段階（５：良〜１：悪）にて示した。
耐ビード変形性：積載量１０トンのトラックに各タイヤを装着して実地走行試験を行い、１０万ｋｍ走行後に各タイヤをリムから外して、ビード部を切断し、図２の符号２０で示すビードヒール部のゲージＬを測定した。標準例のゲージ値Ｌを１００とした指数で、変形性を示した。数値が大きいほど、変形が少ないことを示す。
ビード部耐久性：タイヤ踏面（接地面）部を残溝０．５ｍｍまでバフ切除した新品タイヤを鋼鉄製ドラムの周上に内圧荷重をＪＩＳ規格の正規条件で押し付けて走行させ、ビード部故障が起こるまでの走行距離を測定した。標準例の走行距離を１００とした指数で示した。数値の大きいほど、ビード部耐久性が高いことを示す。
Rim rubbing resistance: Each tire was mounted on a truck having a loading capacity of 10 tons and subjected to an actual running test. After running 100,000 km, each tire was removed from the rim, and rim rubbing of the rim flange portion was confirmed. The degree of rubbing was visually shown in five stages (5: good to 1: bad).
Deformation resistance to beads: Each tire was mounted on a truck with a loading capacity of 10 tons, and an actual running test was conducted. After running 100,000 km, each tire was removed from the rim, and the bead portion was cut. The gauge L of the bead heel part was measured. Deformability was shown by an index with the gauge value L of the standard example as 100. Larger numbers indicate less deformation.
Durability of the bead part: A new tire with the tire tread (grounding surface) part buffed to the remaining groove of 0.5 mm was run on the circumference of the steel drum by pressing the internal pressure load under the normal conditions of the JIS standard, and the bead part failed. The distance traveled until it occurred was measured. It was shown as an index with the running distance of the standard example as 100. It shows that bead part durability is so high that a numerical value is large.
表１に見るように、実施例１〜３では、標準例に対して、耐摩耗性（＝耐リム擦れ性）をアップさせながら、耐セット性（＝耐ビード変形性）を維持していることが、判る。また、比較例１に対しては、シート出し方向およびシート出し方向に直交する方向の両方向における定歪疲労が改善し、ビード部耐久性が向上している。 As shown in Table 1, in Examples 1 to 3, the set resistance (= bead deformation resistance) is maintained while the wear resistance (= rim rub resistance) is increased compared to the standard example. I understand. Further, with respect to Comparative Example 1, the constant strain fatigue in both the sheet feeding direction and the direction orthogonal to the sheet feeding direction is improved, and the bead portion durability is improved.
また、実施例４〜５では、ビニル量が少ないＳＢＲ置換あるいはスチレン量が少ないＳＢＲ置換の場合、シート出し方向に対して直交する方向の耐疲労破壊性の向上は見られないものの、耐摩耗性が向上するとともに耐セット性が維持される効果が得られることが、判る。 In Examples 4 to 5, in the case of SBR substitution with a small amount of vinyl or SBR substitution with a small amount of styrene, although the improvement in fatigue fracture resistance in the direction perpendicular to the sheet feeding direction is not observed, the wear resistance It can be seen that the effect of maintaining the set resistance can be obtained while improving the resistance.
実施例６により、充填剤としてカーボンブラックとシリカを用いた場合でも、カーボンブラック単独配合の場合と同様の効果が得られることが、判る。 From Example 6, it can be seen that even when carbon black and silica are used as fillers, the same effects as those obtained when carbon black is blended alone can be obtained.
比較例１により、ブタジエンゴムの配合比率を増すことにより耐摩耗性が向上し、耐リム擦れ性を改善することができるが、耐セット性、耐ビード変形性が悪化し、タイヤでのビード部耐久性もやや悪化することが、判る。
比較例２により、スチレン量が多い（配合量３５重量％超）ＳＢＲ置換では、耐疲労破壊性が悪化し、ビード部耐久性が悪化するため、リムクッションゴムとして使用することができないことが、判る。
比較例３により、ＳＢＲの配合量が少なく（２重量部未満）なると、耐セット性が悪化し、耐ビード変形性が悪化することが、判る。
比較例４により、ＳＢＲの配合量が多く（１０重量部超）なると、耐摩耗生がやや悪化し、耐リム擦れ性の改善が見られなくなることが、判る。
比較例５により、天然ゴムの配合量が多く（５５重量部超）なり、ブタジエンゴムの配合量が少なく（４３重量部未満）なると、耐摩耗性、耐疲労破壊性が低下し、ビード部耐久性が悪化するため、リムクッションゴムとして使用できないことが、判る。
比較例６により、天然ゴムの配合量が少なく（１８重量部未満）なり、ブタジエンゴムの配合量が多く（８０重量部超）なると、耐セット性が悪化し、耐ビード変形性が悪化することが、判る。
比較例７により、カーボンブラックを主成分とする充填剤の配合量が少なく（６０重量部未満）なると、耐摩耗性が低下し、また硬度が低くなり過ぎて、ビード部耐久性が悪化するため、リムクッションゴムとして使用することができないことが、判る。
比較例８により、カーボンブラックを主成分とする充填剤の配合量が多く（８５重量部超）なると、耐セット性および耐疲労破壊性が低下し、ビード部耐久性が悪化するため、リムクッションゴムとして使用することができないことが、判る。
なお、比較例に示さなかったが、市販されている溶液重合ＳＢＲではビニル量は７０％が上限であり、７５％超ではゴムとしての強度が低下し、実用に供しないことが、確認された。
According to Comparative Example 1, by increasing the blending ratio of butadiene rubber, the wear resistance can be improved and the rim rubbing resistance can be improved, but the set resistance and bead deformation resistance are deteriorated, and the bead portion in the tire is deteriorated. It can be seen that the durability is also slightly deteriorated.
According to Comparative Example 2, the SBR substitution with a large amount of styrene (blending amount over 35% by weight) deteriorates the fatigue fracture resistance and deteriorates the bead portion durability, so that it cannot be used as a rim cushion rubber. I understand.
It can be seen from Comparative Example 3 that when the blending amount of SBR is small (less than 2 parts by weight), the set resistance deteriorates and the bead deformation resistance deteriorates.
From Comparative Example 4, it can be seen that when the amount of SBR is increased (over 10 parts by weight), the wear resistance is slightly deteriorated and the improvement of the rim rubbing resistance is not observed.
According to Comparative Example 5, when the blending amount of natural rubber is large (over 55 parts by weight) and the blending amount of butadiene rubber is small (less than 43 parts by weight), the wear resistance and fatigue fracture resistance are lowered, and the bead portion durability is decreased. It can be seen that it cannot be used as a rim cushion rubber because the properties deteriorate.
According to Comparative Example 6, when the blending amount of natural rubber is small (less than 18 parts by weight) and the blending amount of butadiene rubber is large (exceeding 80 parts by weight), set resistance deteriorates and bead deformation resistance deteriorates. I understand.
According to Comparative Example 7, when the blending amount of the filler mainly composed of carbon black is small (less than 60 parts by weight), the wear resistance is lowered, the hardness is too low, and the bead part durability is deteriorated. It can be seen that it cannot be used as a rim cushion rubber.
According to Comparative Example 8, when the amount of the filler mainly composed of carbon black is increased (over 85 parts by weight), the set resistance and fatigue fracture resistance are lowered, and the bead part durability is deteriorated. It turns out that it cannot be used as rubber.
Although not shown in the comparative examples, it was confirmed that the commercially available solution-polymerized SBR has an upper limit of 70% vinyl, and if it exceeds 75%, the strength as a rubber is lowered and is not practically used. .
以上のように、本発明にかかるゴム組成物は、車輪のリムに接触するタイヤ部分の耐摩耗性、耐疲労破壊性および耐セット性をともに向上させることができる。かかるゴム組成物から形成したリムクッション部を有する空気入りタイヤは、走行性が良好で、信頼性および耐久性に優れる。 As described above, the rubber composition according to the present invention can improve both the wear resistance, fatigue fracture resistance, and set resistance of the tire portion that contacts the rim of the wheel. A pneumatic tire having a rim cushion portion formed from such a rubber composition has good running performance and excellent reliability and durability.
１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ショルダー部
４ リム
５ ビード部
６ ゴム層
７ ベルト
８ カーカスコード
９ ビードワイヤ
１０ インナーライナー
１１ リムクッション部
２０ ビードヒール部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
前記スチレン−ブタジエン共重合ゴム中のスチレン含有量が該スチレン−ブタジエン共重合ゴム１００重量％に対して１５〜３５重量％であると共に、
前記スチレン−ブタジエン共重合ゴムのブタジエン部のビニル結合の含量が該ブタジエン部全量に対して３０〜７５％であり、
前記ゴム成分１００重量部に対して、カーボンブラック６０重量部超、前記カーボンブラック以外の他の無機充填剤０〜２５重量部未満からなる充填剤が６０重量部超で８５重量部以下配合され、
リムクッションゴムを製造するリムクッション用ゴム組成物であることを特徴とするゴム組成物。 A rubber composition comprising a rubber component comprising 18 to 55 parts by weight of natural rubber and / or polyisoprene rubber, 43 to 80 parts by weight of a polybutadiene rubber, and 2 parts by weight or more and less than 10 parts by weight of a styrene-butadiene copolymer rubber,
The styrene content in the styrene-butadiene copolymer rubber is 15 to 35% by weight with respect to 100% by weight of the styrene-butadiene copolymer rubber, and
The vinyl bond content of the butadiene part of the styrene-butadiene copolymer rubber is 30 to 75% with respect to the total amount of the butadiene part,
Over 100 parts by weight of the rubber component, more than 60 parts by weight of carbon black, and a filler composed of 0 to less than 25 parts by weight of inorganic filler other than the carbon black is blended in excess of 60 parts by weight and 85 parts by weight or less,
Features and to Lugo rubber composition to be a rim cushion rubber composition for producing a rim cushion rubber.
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