JP5415741B2 - Rubber composition for breaker topping or band topping and pneumatic tire - Google Patents

Rubber composition for breaker topping or band topping and pneumatic tire Download PDF

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Description

本発明は、ブレーカートッピング又はバンドトッピング用ゴム組成物及び空気入りタイヤに関する。 The present invention relates to a rubber composition for breaker topping or band topping and a pneumatic tire.

近年の自動車社会において、タイヤには耐摩耗性能及び低転がり抵抗(LRR)性能が要求され、種々の方策が講じられている。その一方で、タイヤの耐摩耗性能が向上すると、市場での使用期間が長くなるため、タイヤの内部損傷による耐久性能が懸念される。内部損傷の代表的なものとして、ブレーカーエッジの損傷(BEL:BREAKER EDGELOOSENESS)があり、BELが発生する様々な原因が知られているが、その1つとしてブレーカートッピングゴムやバンドトッピングゴムの破壊特性の低下によるものがある。 In recent automobile society, tires are required to have wear resistance and low rolling resistance (LRR) performance, and various measures have been taken. On the other hand, if the wear resistance performance of the tire is improved, the period of use in the market becomes longer, so there is a concern about durability performance due to internal damage of the tire. A typical example of internal damage is breaker edge damage (BEL: BRAKER EDGELOOSENS), and various causes of BEL are known. One of them is the fracture characteristics of breaker topping rubber and band topping rubber. There is a thing by the fall of.

ブレーカートッピングゴムやバンドトッピングゴムの破壊特性を向上させる手法として、従来よりカーボンブラック等のフィラーを増量することが知られている。しかし、この手法では、ゴムの発熱性能が悪化し、転がり抵抗性能が不利になるため、転がり抵抗性能を悪化させることなく、ゴムの破壊特性を向上させることが必要である。 As a technique for improving the fracture characteristics of breaker topping rubber and band topping rubber, it has been conventionally known to increase the amount of filler such as carbon black. However, in this method, the heat generation performance of the rubber is deteriorated and the rolling resistance performance is disadvantageous. Therefore, it is necessary to improve the fracture characteristics of the rubber without deteriorating the rolling resistance performance.

特許文献1には、脂肪族カルボン酸と芳香族カルボン酸亜鉛塩との混合物、特定比表面積のシリカ及びシランカップリング剤を所定量含有し、加硫戻りを抑制しつつ、転がり抵抗、加工性、耐摩耗性、ウェットスキッド性能を向上するゴム組成物が開示されている。また、特許文献2には、所定の特性値を持つカーボンブラック及び硫黄を含み、低発熱性、耐ゴム欠け性及び耐摩耗性をバランスよく向上するゴム組成物が提案されている。 Patent Document 1 contains a predetermined amount of a mixture of an aliphatic carboxylic acid and an aromatic carboxylic acid zinc salt, silica having a specific specific surface area, and a silane coupling agent, while suppressing reversion and rolling resistance and workability. A rubber composition that improves wear resistance and wet skid performance is disclosed. Patent Document 2 proposes a rubber composition containing carbon black and sulfur having predetermined characteristic values and improving the low heat build-up, rubber chip resistance and wear resistance in a well-balanced manner.

しかしながら、発熱性能(転がり抵抗性能)を悪化させることなく、ゴムの破壊特性を改善するという点については、未だ改善の余地がある。また、ブレーカーやバンドに適用することについては詳細に検討されていない。
特開2007−321041号公報 特開2007−131730号公報
However, there is still room for improvement in terms of improving the fracture characteristics of rubber without deteriorating the heat generation performance (rolling resistance performance). Further, application to breakers and bands has not been studied in detail.
JP 2007-321041 A JP 2007-131730 A

本発明は、前記課題を解決し、転がり抵抗性能及びゴムの破壊特性をバランス良く改善したブレーカートッピング又はバンドトッピング用ゴム組成物、及びこれを用いて作製したブレーカー及び/又はバンドを有する空気入りタイヤを提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described problems and provides a rubber composition for breaker topping or band topping which improves the rolling resistance performance and rubber fracture characteristics in a well-balanced manner, and a pneumatic tire having a breaker and / or a band produced using the same The purpose is to provide.

本発明は、ゴム成分、及び脂肪族カルボン酸の亜鉛塩と芳香族カルボン酸の亜鉛塩との混合物を含有し、上記ゴム成分100質量%中の天然ゴム含有量が40質量%以上であるブレーカートッピング又はバンドトッピング用ゴム組成物に関する。 The present invention contains a rubber component and a mixture of a zinc salt of an aliphatic carboxylic acid and a zinc salt of an aromatic carboxylic acid, and the natural rubber content in 100% by mass of the rubber component is 40% by mass or more. The present invention relates to a rubber composition for topping or band topping.

本発明はまた、上記ゴム組成物を用いて作製したブレーカー及び/又はバンドを有する空気入りタイヤに関する。 The present invention also relates to a pneumatic tire having a breaker and / or a band produced using the rubber composition.

本発明によれば、ゴム成分として所定量の天然ゴムを含むブレーカートッピング又はバンドトッピング用ゴム組成物に、更に脂肪族カルボン酸の亜鉛塩と芳香族カルボン酸の亜鉛塩との混合物が配合されているので、転がり抵抗性能及びゴムの破壊特性をバランス良く両立することができる。 According to the present invention, a mixture of a zinc salt of an aliphatic carboxylic acid and a zinc salt of an aromatic carboxylic acid is further added to a rubber composition for break topping or band topping containing a predetermined amount of natural rubber as a rubber component. Therefore, both rolling resistance performance and rubber fracture characteristics can be achieved in a well-balanced manner.

本発明のブレーカートッピング又はバンドトッピング用ゴム組成物は、ゴム成分として天然ゴム(NR)を所定量含み、かつ脂肪族カルボン酸の亜鉛塩と芳香族カルボン酸の亜鉛塩との混合物を含有する。NRを含むゴム組成物を硫黄加硫すると、ゴムが劣化したり、架橋状態が悪くなる加硫戻り(リバージョン)と呼ばれる現象が生じるが、更に当該混合物を配合することにより、加硫戻りを抑制できるので、タイヤにおいて、優れたゴムの破壊特性を得ることができる。また、発熱性能の悪化も抑制されるため、同時に、良好な転がり抵抗性能を得ることもできる。 The rubber composition for break topping or band topping of the present invention contains a predetermined amount of natural rubber (NR) as a rubber component, and contains a mixture of a zinc salt of an aliphatic carboxylic acid and a zinc salt of an aromatic carboxylic acid. When a rubber composition containing NR is sulfur vulcanized, a phenomenon called vulcanization reversion (reversion) occurs in which the rubber deteriorates or the cross-linked state deteriorates, but by further blending the mixture, vulcanization reversion can be achieved. Since it can suppress, the fracture | rupture characteristic of the outstanding rubber | gum can be acquired in a tire. Moreover, since deterioration of the heat generation performance is also suppressed, good rolling resistance performance can be obtained at the same time.

また、リバージョンを抑制できるため、高温短時間の加硫を行ってもモジュラス等の機械的強度の低下やtanδの上昇を防止することができ、破壊特性及び転がり抵抗性能を維持しつつ、生産性の向上に繋げることも可能である。更に、当該混合物を配合した未加硫ゴム組成物において、良好な加工性を得ることもできる。 In addition, since reversion can be suppressed, it is possible to prevent a decrease in mechanical strength such as modulus and an increase in tan δ even if vulcanization is performed at a high temperature for a short time, while maintaining fracture characteristics and rolling resistance performance. It is also possible to improve the performance. Furthermore, in the unvulcanized rubber composition containing the mixture, good processability can be obtained.

本発明のゴム組成物において、使用できるNRとしては特に限定されず、例えば、SIR20、RSS♯3、TSR20等、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。 In the rubber composition of the present invention, NR that can be used is not particularly limited. For example, SIR20, RSS # 3, TSR20, and the like that are common in the tire industry can be used.

本発明のゴム組成物において、NRとともに使用できる他のゴム成分としては、例えば、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ブチルゴム(IIR)、ハロゲン化ブチルゴム(X−IIR)、クロロプレンゴム(CR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、イソモノオレフィンとパラアルキルスチレンとの共重合体のハロゲン化物等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、バンドトッピング用ゴム組成物では、良好な破壊特性が得られるという理由から、NR及びSBRを併用することが好ましい。 Examples of other rubber components that can be used together with NR in the rubber composition of the present invention include isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), styrene butadiene rubber (SBR), butyl rubber (IIR), and halogenated butyl rubber (X -IIR), chloroprene rubber (CR), acrylonitrile butadiene rubber (NBR), ethylene propylene diene rubber (EPDM), halides of copolymers of isomonoolefin and paraalkylstyrene, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Especially, in the rubber | gum composition for band toppings, it is preferable to use NR and SBR together from the reason that a favorable fracture characteristic is acquired.

本発明のゴム組成物において、ゴム成分100質量%中のNRの含有量は、40質量%以上、好ましくは45質量%以上、より好ましくは50質量%以上である。40質量%未満であると、機械的強度が低下し、破壊強度が悪化する傾向がある。 In the rubber composition of the present invention, the content of NR in 100% by mass of the rubber component is 40% by mass or more, preferably 45% by mass or more, more preferably 50% by mass or more. If it is less than 40% by mass, the mechanical strength tends to decrease and the fracture strength tends to deteriorate.

SBRとしては、乳化重合スチレンブタジエンゴム(E−SBR)、溶液重合スチレンブタジエンゴム(S−SBR)が挙げられる。 Examples of SBR include emulsion polymerization styrene butadiene rubber (E-SBR) and solution polymerization styrene butadiene rubber (S-SBR).

SBRのスチレン含有量は、好ましくは15質量%以上、より好ましくは20質量%以上である。15質量%未満であると、低燃費性能のバランスが悪化する傾向がある。また、上記スチレン含有量は、好ましくは45質量%以下、より好ましくは40質量%以下である。45質量%を超えると、破壊強度が低下する傾向がある。 The styrene content of SBR is preferably 15% by mass or more, more preferably 20% by mass or more. If it is less than 15% by mass, the balance of fuel efficiency tends to deteriorate. The styrene content is preferably 45% by mass or less, more preferably 40% by mass or less. When it exceeds 45 mass%, there exists a tendency for fracture strength to fall.

本発明のゴム組成物がNRとともにSBRを含有する場合、ゴム成分100質量%中のSBRの含有量は、好ましくは10質量%以上、より好ましくは15質量%以上、更に好ましくは20質量%以上である。10質量%未満であると、耐加硫戻り性が低下し、破壊強度、操縦安定性が悪化する傾向がある。SBRの含有量は、好ましくは50質量%以下、より好ましくは45質量%以下、更に好ましくは40質量%以下である。50質量%を超えると、高熱での熱安定性が悪化する傾向がある。 When the rubber composition of the present invention contains SBR together with NR, the content of SBR in 100% by mass of the rubber component is preferably 10% by mass or more, more preferably 15% by mass or more, and further preferably 20% by mass or more. It is. If it is less than 10% by mass, the reversion resistance is lowered, and the fracture strength and steering stability tend to deteriorate. The content of SBR is preferably 50% by mass or less, more preferably 45% by mass or less, and still more preferably 40% by mass or less. If it exceeds 50% by mass, the thermal stability at high heat tends to deteriorate.

ゴム組成物がNR及び必要に応じてSBRを含有する場合、ゴム成分100質量%中のこれらの合計含有量は、70質量%以上であることが好ましい。70質量%以上とすることにより、優れた破壊強度が得られ、耐加硫戻り性の効果も大きくなる。これらのゴム成分の合計含有量は、80質量%以上がより好ましく、90質量%以上が更に好ましく、100質量%が最も好ましい。 When the rubber composition contains NR and optionally SBR, the total content thereof in 100% by mass of the rubber component is preferably 70% by mass or more. When the content is 70% by mass or more, excellent fracture strength is obtained, and the effect of reversion resistance is increased. The total content of these rubber components is more preferably 80% by mass or more, still more preferably 90% by mass or more, and most preferably 100% by mass.

上記混合物における脂肪族カルボン酸の亜鉛塩について、脂肪族カルボン酸としては、やし油、パーム核油、ツバキ油、オリーブ油、アーモンド油、カノーラ油、落花生油、米糖油、カカオ脂、パーム油、大豆油、綿実油、胡麻油、亜麻仁油、ひまし油、菜種油などの植物油由来の脂肪族カルボン酸、牛脂などの動物油由来の脂肪族カルボン酸、石油等から化学合成された脂肪族カルボン酸などが挙げられるが、環境に配慮することも、将来の石油の供給量の減少に備えることもでき、更に、加硫戻りを充分に抑制できることから、植物油由来の脂肪族カルボン酸が好ましく、やし油、パーム核油又はパーム油由来の脂肪族カルボン酸がより好ましい。 As for the aliphatic carboxylic acid zinc salt in the above mixture, as the aliphatic carboxylic acid, palm oil, palm kernel oil, camellia oil, olive oil, almond oil, canola oil, peanut oil, rice sugar oil, cocoa butter, palm oil , Aliphatic carboxylic acids derived from vegetable oils such as soybean oil, cottonseed oil, sesame oil, linseed oil, castor oil, rapeseed oil, aliphatic carboxylic acids derived from animal oils such as beef tallow, aliphatic carboxylic acids chemically synthesized from petroleum, etc. However, it is possible to consider the environment, to prepare for a future reduction in the supply of petroleum, and to sufficiently suppress reversion, vegetable oil-derived aliphatic carboxylic acids are preferred, and palm oil, palm oil An aliphatic carboxylic acid derived from nuclear oil or palm oil is more preferable.

脂肪族カルボン酸の炭素数は4以上が好ましく、6以上がより好ましい。脂肪族カルボン酸の炭素数が4未満では、分散性が悪化する傾向がある。脂肪族カルボン酸の炭素数は16以下が好ましく、14以下がより好ましく、12以下が更に好ましい。脂肪族カルボン酸の炭素数が16を超えると、加硫戻りを充分に抑制できない傾向がある。 The aliphatic carboxylic acid preferably has 4 or more carbon atoms, more preferably 6 or more carbon atoms. If the aliphatic carboxylic acid has less than 4 carbon atoms, the dispersibility tends to deteriorate. The carbon number of the aliphatic carboxylic acid is preferably 16 or less, more preferably 14 or less, and still more preferably 12 or less. When the carbon number of the aliphatic carboxylic acid exceeds 16, there is a tendency that the vulcanization return cannot be sufficiently suppressed.

なお、脂肪族カルボン酸中の脂肪族としては、アルキル基などの鎖状構造でも、シクロアルキル基などの環状構造でもよい。 The aliphatic group in the aliphatic carboxylic acid may be a chain structure such as an alkyl group or a cyclic structure such as a cycloalkyl group.

上記混合物における芳香族カルボン酸の亜鉛塩について、芳香族カルボン酸としては、例えば、安息香酸、フタル酸、メリト酸、ヘミメリト酸、トリメリト酸、ジフェン酸、トルイル酸、ナフトエ酸などが挙げられる。なかでも、加硫戻りを充分に抑制できることから、安息香酸、フタル酸又はナフトエ酸が好ましい。 Regarding the aromatic carboxylic acid zinc salt in the above mixture, examples of the aromatic carboxylic acid include benzoic acid, phthalic acid, mellitic acid, hemimellitic acid, trimellitic acid, diphenic acid, toluic acid, and naphthoic acid. Of these, benzoic acid, phthalic acid, or naphthoic acid is preferable because reversion can be sufficiently suppressed.

混合物中の脂肪族カルボン酸の亜鉛塩と芳香族カルボン酸の亜鉛塩との含有比率(モル比率、脂肪族カルボン酸の亜鉛塩/芳香族カルボン酸の亜鉛塩、以下、含有比率とする)は1/20以上が好ましく、1/15以上がより好ましく、1/10以上が更に好ましい。含有比率が1/20未満では、環境に配慮することも、将来の石油の供給量の減少に備えることもできないうえに、混合物の分散性及び安定性が悪化する傾向がある。また、含有比率は20/1以下が好ましく、15/1以下がより好ましく、10/1以下が更に好ましい。含有比率が20/1を超えると、加硫戻りを充分に抑制できない傾向がある。 The content ratio of the zinc salt of aliphatic carboxylic acid and the zinc salt of aromatic carboxylic acid in the mixture (molar ratio, zinc salt of aliphatic carboxylic acid / zinc salt of aromatic carboxylic acid, hereinafter referred to as the content ratio) is 1/20 or more is preferable, 1/15 or more is more preferable, and 1/10 or more is still more preferable. If the content ratio is less than 1/20, it is not possible to consider the environment or prepare for a future reduction in the amount of oil supplied, and the dispersibility and stability of the mixture tend to deteriorate. The content ratio is preferably 20/1 or less, more preferably 15/1 or less, and still more preferably 10/1 or less. When the content ratio exceeds 20/1, there is a tendency that the vulcanization return cannot be sufficiently suppressed.

混合物中の亜鉛含有率は3質量%以上が好ましく、5質量%以上がより好ましい。混合物中の亜鉛含有率が3質量%未満では、加硫戻りを充分に抑制できない傾向がある。また、混合物中の亜鉛含有率は30質量%以下が好ましく、25質量%以下がより好ましい。混合物中の亜鉛含有率が30質量%を超えると、加工性が低下する傾向があるとともに、コストが不必要に上昇する。 The zinc content in the mixture is preferably 3% by mass or more, and more preferably 5% by mass or more. If the zinc content in the mixture is less than 3% by mass, there is a tendency that the vulcanization return cannot be sufficiently suppressed. Moreover, 30 mass% or less is preferable and, as for the zinc content rate in a mixture, 25 mass% or less is more preferable. When the zinc content in the mixture exceeds 30% by mass, the workability tends to decrease and the cost increases unnecessarily.

混合物の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.2質量部以上、より好ましくは0.5質量部以上、更に好ましくは1質量部以上、特に好ましくは1.4質量部以上である。0.2質量部未満では、十分な耐加硫戻り性が確保できず、耐久性能等の改善効果は得られない傾向がある。混合物の含有量は、好ましくは10質量部以下、より好ましくは7質量部以下、更に好ましくは5質量部以下である。10質量部を超えると、ブルームしたり、粘度が不必要に下がったり粘着性が増大したりすることで加工性が悪くなるおそれがある。また、添加量に見合う効果の向上が少なくなりコストが増大する。 The content of the mixture is preferably 0.2 parts by mass or more, more preferably 0.5 parts by mass or more, still more preferably 1 part by mass or more, particularly preferably 1.4 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. That's it. If the amount is less than 0.2 parts by mass, sufficient vulcanization resistance cannot be ensured, and an improvement effect such as durability performance tends not to be obtained. The content of the mixture is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 7 parts by mass or less, and still more preferably 5 parts by mass or less. If it exceeds 10 parts by mass, the processability may be deteriorated due to blooming, unnecessarily lowering the viscosity or increasing the adhesiveness. Moreover, the improvement of the effect commensurate with the added amount is reduced, and the cost is increased.

上記ゴム組成物には、前記ゴム成分、脂肪族カルボン酸の亜鉛塩と芳香族カルボン酸の亜鉛塩との混合物の他に、従来ゴム工業で使用される配合剤、例えば、カーボンブラック、シリカ等の充填剤、シランカップリング剤、オイル又は可塑剤、ワックス、酸化防止剤、オゾン劣化防止剤、老化防止剤、酸化亜鉛、過酸化物、硫黄、含硫黄化合物等の加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤等を含有してもよい。 The rubber composition includes, in addition to the rubber component, a mixture of an aliphatic carboxylic acid zinc salt and an aromatic carboxylic acid zinc salt, compounding agents conventionally used in the rubber industry, such as carbon black, silica, etc. Fillers, silane coupling agents, oils or plasticizers, waxes, antioxidants, antiozonants, antioxidants, vulcanizing agents such as zinc oxide, peroxides, sulfur, sulfur-containing compounds, vulcanization acceleration An agent, a vulcanization acceleration aid and the like may be contained.

本発明のゴム組成物において、使用できるカーボンブラックの例としては、HAF、ISAF、SAFなどが挙げられるが、特に限定されるものではない。 Examples of carbon black that can be used in the rubber composition of the present invention include HAF, ISAF, and SAF, but are not particularly limited.

カーボンブラックとしては、平均粒子径が50nm以下及び/又はDBP吸油量が100ml/100g以上のものが好ましい。粘度が低すぎると、未加硫ゴム組成物が取り扱いにくくなる上、成形物同士が過粘着して成形性が悪化したり、作業性が損なわれたりするが、前記特性を持つカーボンブラックを、脂肪族カルボン酸の亜鉛塩及び芳香族カルボン酸の亜鉛塩の混合物とともに使用すると、未加硫ゴムの粘度を上昇させ、加工性を改善することができる。また、このようなカーボンブラックを配合することによって、必要な補強性を付与し、ブロック剛性、耐偏摩耗性、破壊強度を確保することもできる。 Carbon black having an average particle size of 50 nm or less and / or a DBP oil absorption of 100 ml / 100 g or more is preferable. If the viscosity is too low, the unvulcanized rubber composition becomes difficult to handle, and the molded products are excessively adhered to each other, and the moldability is deteriorated or the workability is impaired. When used with a mixture of a zinc salt of an aliphatic carboxylic acid and a zinc salt of an aromatic carboxylic acid, the viscosity of the unvulcanized rubber can be increased and the processability can be improved. Further, by blending such carbon black, necessary reinforcing properties can be imparted, and block rigidity, uneven wear resistance, and breaking strength can be secured.

カーボンブラックの平均粒子径が50nmを超えると、補強性が悪化する傾向がある。また、上記平均粒子径は、好ましくは15nm以上、より好ましくは19nm以上である。15nm未満であると、加工性が悪化し、分散が悪くなる上、コストも高くなる傾向がある。
本発明において平均粒子径は数平均粒子径であり、透過型電子顕微鏡により測定される。
If the average particle size of the carbon black exceeds 50 nm, the reinforcing property tends to deteriorate. The average particle diameter is preferably 15 nm or more, more preferably 19 nm or more. If it is less than 15 nm, the workability deteriorates, the dispersion becomes worse, and the cost tends to increase.
In the present invention, the average particle diameter is a number average particle diameter and is measured by a transmission electron microscope.

カーボンブラックのDBP吸油量が100ml/100g未満であると、ゴム組成物のtanδが高くなり、良好な低燃費性が得られなくなる傾向がある。上記DBP吸油量は、より好ましくは110ml/100g以上、更に好ましくは120ml/100g以上である。また、上記DBP吸油量は、好ましくは160ml/100g以下、より好ましくは150ml/100g以下である。160ml/100gを超えると、良好な破壊特性が得られなくなる傾向がある。 If the DBP oil absorption of carbon black is less than 100 ml / 100 g, the tan δ of the rubber composition tends to be high, and good fuel economy tends not to be obtained. The DBP oil absorption is more preferably 110 ml / 100 g or more, and still more preferably 120 ml / 100 g or more. The DBP oil absorption is preferably 160 ml / 100 g or less, more preferably 150 ml / 100 g or less. When it exceeds 160 ml / 100 g, there is a tendency that good fracture characteristics cannot be obtained.

カーボンブラックのチッ素吸着比表面積(NSA)は、好ましくは30m/g以上、より好ましくは50m/g以上である。30m/g未満であると、補強性が低下し、破壊強度が悪化する傾向がある。また、カーボンブラックのNSAは、好ましくは200m/g以下、より好ましくは150m/g以下である。200m/gを超えると、加硫後のゴム組成物の低発熱性が劣り、低燃費性が悪化する傾向がある。 The nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of carbon black is preferably 30 m 2 / g or more, more preferably 50 m 2 / g or more. When it is less than 30 m 2 / g, the reinforcing property is lowered and the fracture strength tends to be deteriorated. Also, N 2 SA of carbon black is preferably 200 meters 2 / g or less, and more preferably not more than 150m 2 / g. When it exceeds 200 m 2 / g, the low heat build-up of the rubber composition after vulcanization is inferior, and the fuel efficiency tends to deteriorate.

カーボンブラックの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは25質量部以上、より好ましくは35質量部以上、更に好ましくは45質量部以上、最も好ましくは55質量部以上である。25質量部未満では、補強性が不足し、必要なブロック剛性、操縦安定性、耐偏摩耗性、破壊強度を確保しにくくなる傾向がある。また、カーボンブラックの含有量は、好ましくは120質量部以下、より好ましくは100質量部以下、更に好ましくは80質量部以下である。120質量部を超えると、加工性が悪化したり、硬度が高くなりすぎる傾向がある。 The content of carbon black is preferably 25 parts by mass or more, more preferably 35 parts by mass or more, still more preferably 45 parts by mass or more, and most preferably 55 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. If it is less than 25 parts by mass, the reinforcing property is insufficient, and it tends to be difficult to ensure the required block rigidity, steering stability, uneven wear resistance, and fracture strength. The carbon black content is preferably 120 parts by mass or less, more preferably 100 parts by mass or less, and still more preferably 80 parts by mass or less. If it exceeds 120 parts by mass, the workability tends to deteriorate or the hardness tends to be too high.

ブレーカートッピング用ゴム組成物の場合、有機酸コバルトを含有することが好ましい。有機酸コバルトは、コードとゴムとを架橋する役目を果たすため、有機酸コバルトを含有することにより、コードとゴムとの接着性を向上させることができる。有機酸コバルトの具体例としては、例えば、ステアリン酸コバルト、ナフテン酸コバルト、ネオデカン酸コバルト、ホウ素3デカン酸コバルトなどが挙げられる。 In the case of the rubber composition for breaker topping, it is preferable to contain cobalt organic acid. Since the organic acid cobalt plays a role of cross-linking the cord and the rubber, the adhesion between the cord and the rubber can be improved by containing the organic acid cobalt. Specific examples of the organic acid cobalt include, for example, cobalt stearate, cobalt naphthenate, cobalt neodecanoate, and cobalt boron decanoate.

有機酸コバルトを含有する場合、有機酸コバルトの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、コバルトに換算して0.05質量部以上が好ましく、0.1質量部以上がより好ましい。0.05重量部未満では、スチールコードのめっき層とゴムとの(湿熱)接着性が充分ではない傾向がある。また、上記有機酸コバルトの含有量は、3質量部以下が好ましく、2質量部以下がより好ましい。3重量部を超えると、加工中、加硫中及び使用中のいずれにおいても熱劣化が発生する傾向がある。 When it contains organic acid cobalt, 0.05 mass part or more is preferable in conversion of cobalt with respect to 100 mass parts of rubber components, and, as for content of organic acid cobalt, 0.1 mass part or more is more preferable. If it is less than 0.05 parts by weight, the (wet heat) adhesion between the steel cord plating layer and the rubber tends to be insufficient. Moreover, 3 mass parts or less are preferable, and, as for content of the said organic acid cobalt, 2 mass parts or less are more preferable. If it exceeds 3 parts by weight, thermal degradation tends to occur during processing, during vulcanization and during use.

本発明のゴム組成物は、一般的な方法で製造される。すなわち、バンバリーミキサーやニーダー、オープンロールなどで前記各成分を混練りし、その後加硫する方法等により製造できる。 The rubber composition of the present invention is produced by a general method. That is, it can be produced by a method of kneading the above components with a Banbury mixer, a kneader, an open roll or the like and then vulcanizing.

本発明のブレーカートッピング用ゴム組成物及びバンドトッピング用ゴム組成物は、それぞれ、トレッドの内部で、かつカーカスの半径方向外側に配されるブレーカー、該ブレーカーの半径方向外側に配されるバンドに使用される。具体的には、特開2003−94918号公報の図3、特開2004−67027号公報の図1、特開平4−356205号公報の図1〜4に示されるブレーカー、バンドに使用される。 The rubber composition for a breaker topping and the rubber composition for a band topping according to the present invention are used for a breaker disposed inside the tread and radially outside the carcass, and a band disposed radially outside the breaker, respectively. Is done. Specifically, it is used for a breaker and a band shown in FIG. 3 of JP-A-2003-94918, FIG. 1 of JP-A-2004-67027, and FIGS. 1-4 of JP-A-4-356205.

本発明の空気入りタイヤは、上記ゴム組成物を用いて通常の方法で製造される。すなわち、前記成分を配合したブレーカートッピング用、バンドトッピング用ゴム組成物を、未加硫の段階でブレーカー及び/又はバンドの形状にあわせて押出し加工し、他のタイヤ部材とともに、タイヤ成型機上にて通常の方法で成形することにより、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することによりタイヤを得る。 The pneumatic tire of the present invention is produced by a usual method using the rubber composition. That is, the rubber composition for breaker topping and band topping containing the above components is extruded in accordance with the shape of the breaker and / or the band at an unvulcanized stage, and put on the tire molding machine together with other tire members. Then, an unvulcanized tire is formed by molding by a usual method. The unvulcanized tire is heated and pressurized in a vulcanizer to obtain a tire.

本発明のブレーカートッピング又はバンドトッピング用ゴム組成物を用いて作製したブレーカー及び/又はバンドを有する空気入りタイヤは、乗用車用タイヤ、ライトトラックタイヤ、トラックバスタイヤに好適に使用される。 A pneumatic tire having a breaker and / or a band produced using the rubber composition for a breaker topping or a band topping of the present invention is suitably used for a tire for a passenger car, a light truck tire, and a truck bus tire.

実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。 The present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited to these examples.

以下、実施例及び比較例で使用した各種薬品について、まとめて説明する。
天然ゴム(NR):RSS♯3
スチレンブタジエンゴム(SBR):JSR製 SBR1502(スチレン含有量:23.5質量%)
カーボンブラック:昭和ギャボット製 N550(NSA:42m/g、平均粒子径:48nm、DBP吸油量:113ml/g)
リバージョン防止剤(脂肪族カルボン酸の亜鉛塩及び芳香族カルボン酸の亜鉛塩の混合物):ストラクトール社製のアクチベーター73A((i)脂肪族カルボン酸亜鉛塩:やし油由来の脂肪酸(炭素数:8〜12)の亜鉛塩、(ii)芳香族カルボン酸亜鉛塩:安息香酸亜鉛、含有モル比率:1/1、亜鉛含有率:17質量%)
ナフテン酸コバルト:日化産商事(株)製のナフテン酸コバルト
老化防止剤:大内新興化学工業(株)製のノクラック6C(N−(1,3−ジメチルブチル)−N’−フェニル−p−フェニレンジアミン
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の亜鉛華1号
硫黄:鶴見化学(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製のノクセラーNS(N−t−ブチル−2−ベンゾチアジル・スルフェンアミド)
Hereinafter, various chemicals used in Examples and Comparative Examples will be described together.
Natural rubber (NR): RSS # 3
Styrene butadiene rubber (SBR): SBR1502 (styrene content: 23.5% by mass) manufactured by JSR
Carbon black: N550 manufactured by Showa Gabot (N 2 SA: 42 m 2 / g, average particle size: 48 nm, DBP oil absorption: 113 ml / g)
Reversion inhibitor (mixture of zinc salt of aliphatic carboxylic acid and zinc salt of aromatic carboxylic acid): Activator 73A ((i) zinc salt of aliphatic carboxylic acid: fatty acid derived from palm oil ( (Zinc number of carbon: 8-12), (ii) aromatic carboxylic acid zinc salt: zinc benzoate, content molar ratio: 1/1, zinc content: 17% by mass)
Cobalt naphthenate: Cobalt naphthenate aging inhibitor manufactured by Nikka Sansho Co., Ltd .: NOCRACK 6C (N- (1,3-dimethylbutyl) -N'-phenyl-p manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.) -Phenylenediamine zinc oxide: Zinc Hana No. 1 manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. Sulfur: Powder sulfur vulcanization accelerator manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd .: Noxeller NS (N-t manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.) -Butyl-2-benzothiazyl sulfenamide)

実施例1〜8及び比較例1〜4
表1〜2に示す配合内容(表1:ブレーカートッピング用ゴム組成物、表2:バンドトッピング用ゴム組成物)に従い、バンバリーミキサーを用いて、配合材料のうち、硫黄及び加硫促進剤以外の材料を150℃の条件下で5分間混練りし、混練り物を得た。次に、得られた混練り物に硫黄及び加硫促進剤を添加し、オープンロールを用いて、80℃の条件下で3分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。
得られた未加硫ゴム組成物を150℃で30分間加硫することにより、加硫ゴム組成物を得た。
Examples 1-8 and Comparative Examples 1-4
According to the blending contents shown in Tables 1 and 2 (Table 1: Rubber composition for breaker topping, Table 2: Rubber composition for band topping), using a Banbury mixer, among the blended materials, other than sulfur and vulcanization accelerator The material was kneaded for 5 minutes at 150 ° C. to obtain a kneaded product. Next, sulfur and a vulcanization accelerator were added to the obtained kneaded product, and kneaded for 3 minutes at 80 ° C. using an open roll to obtain an unvulcanized rubber composition.
The obtained unvulcanized rubber composition was vulcanized at 150 ° C. for 30 minutes to obtain a vulcanized rubber composition.

得られた未加硫ゴム組成物、加硫ゴム組成物を使用して、下記の評価を行った。それぞれの試験結果を表1〜2に示す。 The following evaluation was performed using the obtained unvulcanized rubber composition and vulcanized rubber composition. Each test result is shown to Tables 1-2.

(加工性)
JIS K 6300−1「未加硫ゴム−物理特性−第1部:ムーニー粘度計による粘度及びスコーチタイムの求め方」に準じて、ムーニー粘度試験機を用いて、1分間の予熱によって熱せられた130℃の温度条件にて、小ローターを回転させ、4分間経過した時点での未加硫ゴム組成物のムーニー粘度(ML1+4/130℃)を測定した。
(Processability)
In accordance with JIS K 6300-1 “Unvulcanized rubber—physical properties—Part 1: Determination of viscosity and scorch time using Mooney viscometer”, it was heated by preheating for 1 minute using a Mooney viscosity tester. Under the temperature condition of 130 ° C., the small rotor was rotated, and the Mooney viscosity (ML 1 + 4/130 ° C.) of the unvulcanized rubber composition after 4 minutes was measured.

(粘弾性試験)
加硫ゴム組成物から4mm巾×30mm長さ×1.5mm厚さの短冊状試料を作製し、岩本製作所(株)製の粘弾性スペクトロメーターを用い、温度70℃、周波数10Hz、動歪±2%の条件で各配合の複素弾性率(E)及び損失正接(tanδ)を測定した。なお、Eが大きいほど剛性が高く、良好であることを示し、tanδが小さいほど発熱性が低く、優れることを示す。
(Viscoelasticity test)
A strip-shaped sample of 4 mm width × 30 mm length × 1.5 mm thickness was prepared from the vulcanized rubber composition, using a viscoelastic spectrometer manufactured by Iwamoto Seisakusho Co., Ltd., temperature 70 ° C., frequency 10 Hz, dynamic strain ± The complex elastic modulus (E * ) and loss tangent (tan δ) of each formulation were measured under the condition of 2%. In addition, it shows that rigidity is high and it is favorable, so that E * is large, and exothermic property is low, and it shows that it is excellent.

(引張試験)
加硫ゴム組成物について、JIS K6251に準じて3号ダンベルを用いて引張方向がタイヤ周方向に対して平行になるようにサンプルを抜き打ち、引張試験を実施して、破断強度及び破断伸びを測定した。
(Tensile test)
For the vulcanized rubber composition, using a No. 3 dumbbell according to JIS K6251, the sample is punched out so that the tensile direction is parallel to the tire circumferential direction, and a tensile test is performed to measure the breaking strength and breaking elongation. did.

Figure 0005415741
Figure 0005415741

Figure 0005415741
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リバージョン防止剤を配合した実施例では、発熱性能を悪化させることなく、良好な破断強度及び破断伸びが得られ、発熱性能及び破壊特性を良好に両立できた。また、剛性や加工性も良好であった。具体的には、リバージョン防止剤を3質量部配合すると、引張物性は向上するが、硫黄が等量のままであるとEが上昇し、操縦安定性能に影響をおよぼす可能性がある(実施例1及び5)。そのため、硫黄量を減ずることで、硬さEが上昇せず、引張物性が向上し、また加工性の向上も期待できる結果である(実施例2〜4及び6〜8)。 In the examples in which the anti-reversion agent was blended, good breaking strength and breaking elongation were obtained without deteriorating the heat generation performance, and both the heat generation performance and the fracture characteristics could be satisfactorily achieved. Moreover, rigidity and workability were also good. Specifically, when 3 parts by mass of the anti-reversion agent is added, the tensile properties are improved, but if the amount of sulfur remains the same, E * increases, which may affect the steering stability performance ( Examples 1 and 5). Therefore, by reducing the amount of sulfur, the hardness E * does not increase, the tensile properties are improved, and the workability can be expected to be improved (Examples 2 to 4 and 6 to 8).

一方、リバージョン防止剤を配合していない比較例1及び3では、破断強度及び破断伸び(特に破断伸び)が劣っており、発熱性能及び破壊特性の両立はできなかった。また、NR量が30質量%の比較例2及び4でも性能が劣っていた。 On the other hand, in Comparative Examples 1 and 3 in which no anti-reversion agent was blended, the breaking strength and breaking elongation (particularly breaking elongation) were inferior, and it was impossible to achieve both heat generation performance and breaking characteristics. Moreover, the performance was inferior also in Comparative Examples 2 and 4 in which the NR amount was 30% by mass.

Claims (3)

ゴム成分、DBP吸油量100〜160ml/100gのカーボンブラック、及び脂肪族カルボン酸の亜鉛塩と芳香族カルボン酸の亜鉛塩との混合物を含有し、
前記ゴム成分100質量%中の天然ゴム含有量が40質量%以上であるブレーカートッピング又はバンドトッピング用ゴム組成物。
Containing a rubber component , a carbon black having a DBP oil absorption of 100 to 160 ml / 100 g, and a mixture of a zinc salt of an aliphatic carboxylic acid and a zinc salt of an aromatic carboxylic acid,
A rubber composition for breaker topping or band topping, wherein the natural rubber content in 100% by mass of the rubber component is 40% by mass or more.
前記ゴム成分は、天然ゴム及び/又はスチレンブタジエンゴムを含む請求項1記載のブレーカートッピング又はバンドトッピング用ゴム組成物。The rubber composition for breaker topping or band topping according to claim 1, wherein the rubber component includes natural rubber and / or styrene butadiene rubber. 請求項1又は2記載のゴム組成物を用いて作製したブレーカー及び/又はバンドを有する空気入りタイヤ。 A pneumatic tire having a breaker and / or band manufactured with claim 1 or 2 rubber composition.
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