JP5478809B2 - Rubber composition and pneumatic tire - Google Patents
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Description
本発明は、ゴム組成物、及び、それを用いた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 using the same.
従来、ゴム補強用充填剤として、カーボンブラックの一部をシリカと置換することにより、シリカ表面に存するシラノール基の水素結合により、補強性を向上したり、タイヤのウエット性や低燃費性を向上することが知られている。しかしながら、シリカは、そのシラノール基の影響により凝集しやすく、分散性に劣ることから、上記性能を十分に発揮させることができないという問題がある。そのため、シリカの分散性を改良するための提案が種々なされている。 Conventionally, as a filler for rubber reinforcement, by replacing part of carbon black with silica, the hydrogen bonding of silanol groups present on the silica surface improves the reinforcement and improves the wetness and fuel efficiency of the tire. It is known to do. However, silica is prone to agglomerate due to the influence of its silanol group and has poor dispersibility, so that there is a problem that the above performance cannot be exhibited sufficiently. For this reason, various proposals have been made to improve the dispersibility of silica.
例えば、下記特許文献1には、シラノール基量の多い汎用のシリカと、シラノール基量の少ないシリカとをブレンドして用いることで、シラノール基の水素結合による凝集を低下し、微小変形時の弾性率E’を低下させて、ウエット性能を向上するとともに、転がり抵抗を低減することが開示されている。しかしながら、単にシラノール基量の少ないシリカを用いたのでは、補強性の低下が懸念される。 For example, Patent Document 1 listed below uses a blend of general-purpose silica having a large amount of silanol groups and silica having a small amount of silanol groups, thereby reducing aggregation due to hydrogen bonding of the silanol groups, and elasticity during microdeformation. It is disclosed that the rate E ′ is decreased to improve the wet performance and reduce the rolling resistance. However, if silica having a small amount of silanol groups is simply used, there is a concern that the reinforcing property is lowered.
また、下記特許文献2には、特定の粒度分布と表面反応性及び/又は多孔度を有するシリカを用いることにより、分散性を改良することが開示されており、シリカの物性として、50〜300m2/gのBET比表面積と、シラノール基量とCTAB比表面積との関係が規定され、更に、シリカの製造方法における反応系のpHが規定されている。しかしながら、得られたシリカについてのpHは規定されておらず、実施例で用いられているものも本発明の範囲外のものである。
本発明者は、シリカの分散性を改良することを目的として鋭意検討していく中で、シリカのシラノール基量を汎用シリカよりも少ない所定の範囲内に規定するとともに、シリカのpHを比較的低い所定の範囲内に規定することで、シリカの分散性が飛躍的に向上し、それにより、ゴム組成物の破断時の抗張積を改良するとともに、スチールコードとの接着性を改良し得ることを見い出した。 The present inventor has intensively studied for the purpose of improving the dispersibility of silica, and defines the silanol group amount of silica within a predetermined range smaller than that of general-purpose silica, and the silica pH is relatively low. By defining it within a low predetermined range, the dispersibility of silica can be dramatically improved, thereby improving the tensile product at the time of breaking the rubber composition and improving the adhesion to the steel cord. I found out.
すなわち、本発明は、シリカの分散性を改良することで、ゴム破断特性を向上するとともに、スチールコードとの接着性を改良することができるゴム組成物を提供することを目的とする。 That is, an object of the present invention is to provide a rubber composition capable of improving the rubber breaking property and improving the adhesiveness with a steel cord by improving the dispersibility of silica.
本発明に係るゴム組成物は、ジエン系ゴム100重量部に対し、BET比表面積が50〜300m2/g、単位表面積当たりのシラノール基量が5〜11個/nm2であり、かつ、JIS K6220のB法で測定されるpHが4.5〜6.0であるシリカを5〜100重量部含有するものである。
本発明において、単位表面積当たりのシラノール基量(個/nm 2 )は、BET比表面積とQactualとから下記式(X)により算出される。ここで、Qactualは、単位重量当たりのシラノール基量(mmol/g)であり、"Journal of the American Chemical Society"、114巻6412頁(1992年)に記載されたSi−NMRにより算出される。
シラノール基量[個/nm 2 ]=(Qactual[mmol/g]×N A )/S[m 2 /g] …(X)
式中、N A はアボガドロ定数であり、SはBET比表面積である。
The rubber composition according to the present invention has a BET specific surface area of 50 to 300 m 2 / g, a silanol group amount per unit surface area of 5 to 11 per nm 2 per 100 parts by weight of diene rubber, and JIS. It contains 5 to 100 parts by weight of silica having a pH of 4.5 to 6.0 measured by K6220 method B.
In the present invention, the amount of silanol groups per unit surface area (units / nm 2 ) is calculated from the BET specific surface area and Qactual by the following formula (X). Here, Qactual is the amount of silanol groups per unit weight (mmol / g), and is calculated by Si-NMR described in "Journal of the American Chemical Society", 114, 6412 (1992).
Silanol group amount [units / nm 2 ] = (Qactual [mmol / g] × N A ) / S [m 2 / g] (X)
Wherein, N A is the Avogadro constant, S is a BET specific surface area.
本発明の第1実施形態に係る空気入りタイヤは、該ゴム組成物からなるトレッドを有するものである。また、本発明の第2実施形態に係る空気入りタイヤは、該ゴム組成物とスチールコードとからなるゴム−スチールコード複合体を備えるものである。 The pneumatic tire according to the first embodiment of the present invention has a tread made of the rubber composition. A pneumatic tire according to a second embodiment of the present invention includes a rubber-steel cord composite made of the rubber composition and a steel cord.
本発明によれば、上記特定のシリカを配合したことで、シリカの分散性が改良されて、ゴムの破断特性を向上したり、スチールコードとの接着性を改良したりすることが可能となる。 According to the present invention, by blending the above specific silica, the dispersibility of the silica is improved, and it becomes possible to improve the breaking characteristics of the rubber and improve the adhesion with the steel cord. .
以下、本発明の実施に関連する事項について詳細に説明する。 Hereinafter, matters related to the implementation of the present invention will be described in detail.
本発明のゴム組成物において、ジエン系ゴムとしては、特に限定されないが、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、スチレン−イソプレンゴム、ブタジエン−イソプレンゴム、ニトリルゴム、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマーなどが挙げられ、これらはそれぞれ単独で、または2種以上混合して用いることができる。 In the rubber composition of the present invention, the diene rubber is not particularly limited, but natural rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, styrene-butadiene rubber, styrene-isoprene rubber, butadiene-isoprene rubber, nitrile rubber, ethylene-propylene- A diene terpolymer etc. are mentioned, These can be used individually or in mixture of 2 or more types, respectively.
好ましくは、タイヤトレッド用ゴム組成物である場合、天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴムのいずれか1種又は2種以上の併用であり、より詳細には、天然ゴムとブタジエンゴムとのブレンド、スチレン−ブタジエンゴム単独、又はスチレン−ブタジエンゴムとブタジエンゴムのブレンドが好ましい。また、スチールコード接着用ゴム組成物である場合、天然ゴム単独であることが好ましい。 Preferably, in the case of a rubber composition for a tire tread, one or a combination of two or more of natural rubber, butadiene rubber, and styrene-butadiene rubber is used. More specifically, a blend of natural rubber and butadiene rubber Styrene-butadiene rubber alone or a blend of styrene-butadiene rubber and butadiene rubber is preferred. In the case of a steel cord bonding rubber composition, natural rubber alone is preferable.
本発明のゴム組成物に使用されるシリカは、
(1)BET比表面積:50〜300m2/g、
(2)単位表面積当たりのシラノール基(SiOH)量:5〜11個/nm2、及び、
(3)JIS K6220のB法で測定されるpH:4.5〜6.0、
の特性を持つものである。
Silica used in the rubber composition of the present invention is
(1) BET specific surface area: 50 to 300 m 2 / g,
(2) Silanol group (SiOH) amount per unit surface area: 5 to 11 / nm 2 , and
(3) pH measured by JIS K6220 B method: 4.5 to 6.0,
It has the characteristic of.
上記(1)のBET比表面積は、ASTM D4820に準拠して測定されるものである。BET比表面積は、100〜250m2/gであることが好ましく、より好ましくは、150〜200m2/gである。BET比表面積が小さすぎると、トータルのシラノール基が少なくなって、破断特性と、スチールコードとの接着性を確保することが難しくなる。逆に、BET比表面積が大きすぎると、加工性を確保することが難しくなる。 The BET specific surface area of the above (1) is measured according to ASTM D4820. BET specific surface area is preferably 100 to 250 m 2 / g, more preferably 150 to 200 m 2 / g. When the BET specific surface area is too small, the total silanol groups are reduced, and it becomes difficult to ensure the breaking characteristics and the adhesiveness to the steel cord. Conversely, if the BET specific surface area is too large, it becomes difficult to ensure workability.
上記(2)の単位表面積当たりのシラノール基量(個/nm2)は、BET比表面積とQactualとから下記式(X)により算出されるものである。なお、Qactualは、単位重量当たりのシラノール基量(mmol/g)であり、"Journal of the American Chemical Society"、114巻6412頁(1992年)に記載されたSi−NMRにより算出される。
シラノール基量[個/nm2]=(Qactual[mmol/g]×NA)/S[m2/g] …(X)
式中、NAはアボガドロ定数であり、SはBET比表面積である。
The amount of silanol groups per unit surface area (number / nm 2 ) in ( 2 ) is calculated from the following formula (X) from the BET specific surface area and Qactual. Qactual is the amount of silanol groups per unit weight (mmol / g), and is calculated by Si-NMR described in "Journal of the American Chemical Society", 114, 6412 (1992).
Silanol group amount [units / nm 2 ] = (Qactual [mmol / g] × N A ) / S [m 2 / g] (X)
Wherein, N A is the Avogadro constant, S is a BET specific surface area.
該シラノール基量の規定は、従来の汎用シリカよりもシラノール基量の少ないシリカを用いる趣旨である。シラノール基量を従来よりも少ない上記所定の範囲内に規定することで、破断特性や接着性の向上に寄与し得るシラノール基量を確保しつつ、シリカの分散性を向上させることができる。シラノール基量が11個/nm2よりも多いと、分散性が損なわれ、破断時の伸びが低く、破断特性が悪化してしまう。また、シラノール基量が5個/nm2よりも少ないと、破断強度が低下して、破断特性が悪化し、また、スチールコードとの接着性も低下する。該シラノール基量は、より好ましくは5〜10個/nm2であり、更に好ましくは6〜8個/nm2である。 The regulation of the amount of silanol groups is to use silica having a smaller amount of silanol groups than conventional general-purpose silica. By prescribing the amount of silanol groups within the above-mentioned predetermined range, which is smaller than conventional ones, it is possible to improve the dispersibility of silica while securing the amount of silanol groups that can contribute to the improvement of fracture characteristics and adhesiveness. When the amount of silanol groups is more than 11 / nm 2 , the dispersibility is impaired, the elongation at break is low, and the breaking properties are deteriorated. On the other hand, if the amount of silanol groups is less than 5 / nm 2 , the breaking strength is lowered, the breaking properties are deteriorated, and the adhesiveness to the steel cord is also lowered. The amount of the silanol group is more preferably 5 to 10 / nm 2 , and further preferably 6 to 8 / nm 2 .
上記(3)のpHは、JIS K6220の7.3.4.2のB法(ガラス電極式卓上pH計(形式I))で測定されるシリカスラリーのpHである(測定温度:20℃)。このように従来の汎用シリカよりも、スラリー状態でのpHが低いシリカを用いることにより、破断特性や接着性の向上効果を高めることができる。pHが6.0よりも大きいと、シラノール基の量が増加し、破断時の伸びが低くなってしまう。また、pHが4.5よりも小さいと、シラノール基の量が減少して、破断強度が低下してしまう。かかるシリカのpHは5〜5.5であることがより好ましい。 The pH of the above (3) is the pH of the silica slurry measured by JIS K6220 7.3.4.2 method B (glass electrode type tabletop pH meter (type I)) (measurement temperature: 20 ° C.). . Thus, the improvement effect of a fracture | rupture characteristic and adhesiveness can be heightened by using the silica whose pH in a slurry state is lower than the conventional general purpose silica. If the pH is higher than 6.0, the amount of silanol groups increases and the elongation at break becomes low. On the other hand, if the pH is lower than 4.5, the amount of silanol groups is reduced and the breaking strength is lowered. The pH of such silica is more preferably 5 to 5.5.
従来、シラノール基の少ないシリカは一般に乾式法で製造されていたが、本発明では、湿式法により製造されるものであって、上記(1)〜(3)の特性を備えた湿式シリカを用いることが好ましい。湿式シリカを用いることでコストを低減することもできる。このようなシリカとしては、ローディア社製の「Siloa 72X」が挙げられ、その使用が推奨される。 Conventionally, silica having few silanol groups has been generally produced by a dry method, but in the present invention, it is produced by a wet method and uses wet silica having the above characteristics (1) to (3). It is preferable. Cost can also be reduced by using wet silica. Examples of such silica include “Siloa 72X” manufactured by Rhodia, and its use is recommended.
本発明において、上記シリカは、ジエン系ゴム100重量部に対し、5〜100重量部配合される。該シリカの配合量が5重量部未満では、上記した本発明の効果を充分に発揮することができなくなる。シリカの配合量は、より好ましくは5〜50重量部である。 In the present invention, the silica is blended in an amount of 5 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the diene rubber. When the blending amount of the silica is less than 5 parts by weight, the above-described effects of the present invention cannot be sufficiently exhibited. The amount of silica is more preferably 5 to 50 parts by weight.
本発明のゴム組成物には、シリカとともに、必須ではないが充填剤としてカーボンブラックを配合してもよく、カーボンブラックは、ゴム成分100重量部に対して0〜100重量部配合されることが好ましい。また、シリカとカーボンブラックは両者の合計量で20〜150重量部配合されることが好ましい。 The rubber composition of the present invention may contain carbon black as a filler together with silica, although it is not essential, and the carbon black may be added in an amount of 0 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component. preferable. Silica and carbon black are preferably blended in a total amount of 20 to 150 parts by weight.
本発明のゴム組成物には、上記した各成分の他に、シランカップリング剤、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、軟化剤、可塑剤、活性剤、滑剤等の各種添加剤を必要に応じて添加することができる。 The rubber composition of the present invention includes various additives such as a silane coupling agent, a vulcanizing agent, a vulcanization accelerator, an anti-aging agent, a softening agent, a plasticizer, an activator, and a lubricant in addition to the above-described components. Can be added as needed.
また、特に、スチールコード接着用ゴム組成物である場合、接着界面層の形成促進剤としての有機酸コバルト塩等の有機酸金属塩を配合してもよい。かかる有機酸金属塩を形成する有機酸としては、例えば、ステアリン酸、ナフテン酸、オクチル酸、オレイン酸、マレイン酸、ホウ素含有有機酸などが挙げられる。 In particular, in the case of a steel cord bonding rubber composition, an organic acid metal salt such as an organic acid cobalt salt as an adhesion interface layer formation accelerator may be blended. Examples of the organic acid forming the organic acid metal salt include stearic acid, naphthenic acid, octylic acid, oleic acid, maleic acid, and boron-containing organic acids.
また、スチールコード接着用ゴム組成物の場合、メチレン供与体としてのヘキサメチレンテトラミンやメラミン誘導体を配合してもよい。メラミン誘導体としては、メラミンとホルムアルデヒドを反応させて得られるヘキサメトキシメチルメラミン、ヘキサメチロールメラミンペンタメチルエーテル、多価メチロールメラミンなどが挙げられる。 In the case of a rubber composition for bonding steel cords, hexamethylenetetramine or a melamine derivative as a methylene donor may be blended. Examples of the melamine derivative include hexamethoxymethyl melamine obtained by reacting melamine and formaldehyde, hexamethylol melamine pentamethyl ether, and polyvalent methylol melamine.
また、スチールコード接着用ゴム組成物の場合、ノボラック型フェノール樹脂やレゾルシン、レゾルシン誘導体からなるフェノール系成分を配合してもよい。かかるフェノール系成分は、ゴム中のシリカとスチールコード表面のメッキとの間に介在して両者を結合するように作用するので、ゴムとスチールコードとの接着性を向上することができる。上記ノボラック型フェノール樹脂としては、フェノールとホルムアルデヒドを縮合してなる未変性フェノール樹脂(ストレートフェノール樹脂)、クレゾール・ホルムアルデヒド樹脂等のアルキル置換フェノール樹脂、カシューナッツ油等のオイルで変性されたオイル変性フェノール樹脂などが挙げられる。また、レゾルシン誘導体としては、レゾルシン・ホルムアルデヒド樹脂初期縮合物、レゾルシン・アルキルフェノール共縮合ホルムアルデヒド樹脂などのレゾルシンとホルムアルデヒドの縮合物が挙げられる。 In the case of a steel cord bonding rubber composition, a phenolic component composed of a novolac type phenol resin, resorcin, or a resorcin derivative may be blended. Such a phenol-based component is interposed between the silica in the rubber and the plating on the surface of the steel cord so as to bond the two, so that the adhesion between the rubber and the steel cord can be improved. Examples of the novolak type phenol resin include an unmodified phenol resin obtained by condensing phenol and formaldehyde (straight phenol resin), an alkyl-substituted phenol resin such as cresol / formaldehyde resin, and an oil-modified phenol resin modified with an oil such as cashew nut oil. Etc. Examples of the resorcin derivative include a resorcin / formaldehyde resin initial condensate and a resorcin / formaldehyde condensate condensate such as resorcin / alkylphenol co-condensed formaldehyde resin.
本発明のゴム組成物は、通常に用いられるバンバリーミキサーやニーダー等の混合機を用いて混練し作成することができる。ゴム組成物の用途は、特に限定されるものではないが、タイヤトレッド用やスチールコード接着用などのタイヤ用ゴム組成物として好適に用いられる。 The rubber composition of the present invention can be prepared by kneading using a commonly used mixer such as a Banbury mixer or a kneader. The use of the rubber composition is not particularly limited, but the rubber composition is suitably used as a tire rubber composition for tire treads and steel cord adhesion.
タイヤトレッド用ゴム組成物の場合、常法に従いタイヤを加硫成形することにより、空気入りタイヤのトレッドを形成することができる。 In the case of a rubber composition for a tire tread, the tread of a pneumatic tire can be formed by vulcanizing and molding the tire according to a conventional method.
スチールコード接着用ゴム組成物は、空気入りタイヤやベルトコンベアなどのゴム製品において、補強材として用いられる真鍮、ブロンズ、亜鉛等のメッキが施されたスチールコードに対し、その表面を被覆するために用いられるゴム組成物である。すなわち、該スチールコードをゴム組成物で被覆することで、補強材としてのゴム−スチールコード複合体が得られる。 Steel cord adhesive rubber composition is used to coat the surface of steel cords plated with brass, bronze, zinc, etc. used as reinforcing materials in rubber products such as pneumatic tires and belt conveyors. It is a rubber composition used. That is, a rubber-steel cord composite as a reinforcing material can be obtained by coating the steel cord with a rubber composition.
具体的には、上記ゴム組成物とスチールコードとを用いて、常法に従い、スチールカレンダーなどのトッピング装置により、ゴムースチールコード複合体としてのスチールコードトッピング反を製造し、これをベルトやカーカスなどのタイヤ補強部材として用いて、他の部材とともにグリーンタイヤを成形し、加硫することで、実施形態に係る空気入りタイヤを製造することができる。 Specifically, using the rubber composition and steel cord, a steel cord topping fabric as a rubber-steel cord composite is manufactured by a topping device such as a steel calender according to a conventional method, and this is then used for a belt or carcass. The pneumatic tire according to the embodiment can be manufactured by molding and vulcanizing a green tire together with other members using the tire reinforcing member.
以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.
(実施例1)
バンバリーミキサーを使用し、下記表1に示す配合に従い、タイヤトレッド用ゴム組成物を調製した。表1の各成分の詳細は以下の通りである。
Example 1
Using a Banbury mixer, a tire tread rubber composition was prepared according to the formulation shown in Table 1 below. The detail of each component of Table 1 is as follows.
・SSBR:スチレン−ブタジエンゴム、バイエル製「VSL5025−OHM」、
・BR:ブタジエンゴム、宇部興産製「BR150B」、
・シリカ1:東ソーシリカ製「ニップシールAQ」、
・シリカ2:ローディア製「Zeosil 1165MP」、
・シリカ3:ローディア製「Siloa 72X」、
・カーボンブラック:三菱化学製「ダイヤブラック」。
SSBR: styrene-butadiene rubber, “VSL5025-OHM” manufactured by Bayer,
-BR: butadiene rubber, "BR150B" manufactured by Ube Industries,
・ Silica 1: “Nip seal AQ” made by Tosoh silica,
-Silica 2: "Zeosil 1165MP" manufactured by Rhodia,
Silica 3: “Siloa 72X” manufactured by Rhodia,
Carbon black: “Diamond Black” manufactured by Mitsubishi Chemical.
各ゴム組成物には、共通配合として、ジエン系ゴム100重量部に対して、シランカップリング剤(デグサ製「Si75」)5.6重量部、老化防止剤(住友化学製「アンチゲン6C」)2重量部、ステアリン酸(花王製「ルナックS−20」)2重量部、亜鉛華(三井金属鉱業製「亜鉛華1号」)3重量部、プロセスオイル(JOMO製「プロセスオイルX−140」)40重量部、ワックス(日本精鑞製「OZOACE0355」)2重量部、加硫促進剤(住友化学製「ソクシノールCZ」)1.5重量部、加硫促進剤(大内新興化学製「ノクセラーD」)2.0重量部、硫黄(鶴見化学工業製「5%油入微粉末硫黄」)1.0重量部を配合した。 For each rubber composition, 5.6 parts by weight of a silane coupling agent (“De75” “Si75”) and an anti-aging agent (“Antigen 6C” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) with respect to 100 parts by weight of diene rubber as a common compound 2 parts by weight, 2 parts by weight of stearic acid ("Lunac S-20" manufactured by Kao), 3 parts by weight of zinc flower ("Zinc Flower No. 1" manufactured by Mitsui Mining & Mining), process oil ("Process Oil X-140" manufactured by JOMO) ) 40 parts by weight, 2 parts by weight of wax (“OZOACE0355” manufactured by Nippon Seiki), 1.5 parts by weight of vulcanization accelerator (“Soccinol CZ” manufactured by Sumitomo Chemical), vulcanization accelerator (“Noxeller manufactured by Ouchi Shinsei Chemical) D ") 2.0 parts by weight and 1.0 part by weight of sulfur (" 5% oil-filled fine powdered sulfur "manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd.).
得られた各ゴム組成物について、160℃×30分間の条件で加硫したサンプルを作製して、JIS K6251に準拠した引張試験を行い、補強性としての300%モジュラスと、破断特性としての抗張積(TB(引張強さ)×EB(破断時伸び))を求め、比較例1の値を100とした指数で表示した。数値が大きいほど、補強性、破断特性に優れることを示す。 About each obtained rubber composition, the sample vulcanized | cured on the conditions of 160 degreeC x 30 minutes is produced, the tension test based on JISK6251 is done, 300% modulus as a reinforcement property, and the resistance as a fracture | rupture property The tension product (TB (tensile strength) × EB (elongation at break)) was determined and displayed as an index with the value of Comparative Example 1 taken as 100. It shows that it is excellent in a reinforcement property and a fracture | rupture characteristic, so that a numerical value is large.
その結果、表1に示すように、本発明に係る実施例1は、比較例1に対し、用いたシリカのシラノール基量が少なく、またpHも低いため、補強性(モジュラス)が同等でありながら、破断特性が大幅に向上していた。これに対し、比較例2は、配合したシリカの総比表面積は実施例1と同等であるものの、シラノール基量が多いため、破断特性の改良効果が不十分であった。また、比較例3は、シリカのトータルでのシラノール基量は実施例1と同等であるものの、シリカの充填量(総比表面積)が少ないため、補強性に劣り、また破断特性の改良効果も不十分であった。
(実施例2)
バンバリーミキサーを使用し、下記表2に示す配合に従い、スチールコード接着用ゴム組成物を調製した。表2の各成分の詳細は以下の通りである。
(Example 2)
A rubber composition for bonding steel cords was prepared using a Banbury mixer according to the formulation shown in Table 2 below. Details of each component in Table 2 are as follows.
・NR:天然ゴム、RSS#3、
・シリカ1:東ソーシリカ製「ニップシールAQ」、
・シリカ2:ローディア製「Zeosil 1165MP」、
・シリカ3:ローディア製「Siloa 72X」、
・カーボンブラック:昭和キャボット製「カーボンブラックN326」。
NR: natural rubber, RSS # 3,
・ Silica 1: “Nip seal AQ” made by Tosoh silica,
-Silica 2: "Zeosil 1165MP" manufactured by Rhodia,
Silica 3: “Siloa 72X” manufactured by Rhodia,
Carbon black: “Carbon Black N326” manufactured by Showa Cabot.
各ゴム組成物には、共通配合として、ジエン系ゴム100重量部に対して、老化防止剤6C(モンサント製「サントフレックス6PPD」)2重量部、亜鉛華(三井金属鉱業製「亜鉛華3号」)8重量部、ステアリン酸コバルト(日本鉱業製)2重量部、ホウ素含有有機酸コバルト(OMG製「Manobond C22.5、C680C)0.8重量部、加硫促進剤DZ(大内新興化学工業製「ノクセラーDZ−G」)1重量部、レゾルシン・アルキルフェノール・ホルマリン共重合体(住友化学製「スミカノール620」)2重量部、ヘキサメトキシメチルメラミン(三井サイテック製「サイレッツ963L」)4重量部、不溶性硫黄(アクゾ製「クリステックスOT−20」)4.5重量部を配合した。 In each rubber composition, 2 parts by weight of anti-aging agent 6C (“Santflex 6PPD” manufactured by Monsanto) and zinc white (“Zinc Flower No. 3” manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.) are added as a common compound to 100 parts by weight of diene rubber. ] 8 parts by weight, cobalt stearate (manufactured by Nippon Mining) 2 parts by weight, boron-containing organic acid cobalt (manufactured by OMG "Manobond C22.5, C680C) 0.8 part by weight, vulcanization accelerator DZ (Ouchi Shinsei Chemical) “Noxeller DZ-G” manufactured by Kogyo Co., Ltd. 1 part by weight, 2 parts by weight of resorcin / alkylphenol / formalin copolymer (“SUMIKANOL 620” manufactured by Sumitomo Chemical), 4 parts by weight of hexamethoxymethylmelamine (“CYRETS 963L” manufactured by Mitsui Cytec) Then, 4.5 parts by weight of insoluble sulfur (“Crytex OT-20” manufactured by Akzo) was blended.
得られた各ゴム組成物について、160℃×30分間の条件で加硫したサンプルを作製して、JIS K6251に準拠した引張試験を行い、補強性としての300%モジュラスと、破断特性としての抗張積(TB(引張強さ)×EB(破断時伸び))を求め、比較例4の値を100とした指数で表示した。数値が大きいほど、補強性、破断特性に優れることを示す。 About each obtained rubber composition, the sample vulcanized | cured on the conditions of 160 degreeC x 30 minutes is produced, the tension test based on JISK6251 is done, 300% modulus as a reinforcement property, and the resistance as a fracture | rupture property The tension product (TB (tensile strength) × EB (elongation at break)) was determined and displayed as an index with the value of Comparative Example 4 taken as 100. It shows that it is excellent in a reinforcement property and a fracture | rupture characteristic, so that a numerical value is large.
また、接着特性を評価するために、各ゴム組成物をシーティングして厚み1.0mmのゴムシートを作製した。黄銅メッキが施されたスチールコード(構造:3+8×0.22mm)を12本/25mmの間隔で並べ、上記ゴムシートで挟み込んだものを2枚重ねて、150℃で30分間加硫し、スチールコードが2層存在するゴム−スチールコード複合体を得て、これを25mm幅にカットしてサンプルを作製した。各サンプルについて、初期接着性と湿熱老化後の接着性を次のようにして測定した。 Further, in order to evaluate the adhesive properties, each rubber composition was sheeted to prepare a rubber sheet having a thickness of 1.0 mm. Steel cords with brass plating (structure: 3 + 8 × 0.22mm) are arranged at 12 / 25mm intervals, and two pieces sandwiched between the rubber sheets are stacked, vulcanized at 150 ° C for 30 minutes, and steel A rubber-steel cord composite having two layers of cords was obtained, and this was cut into a width of 25 mm to prepare a sample. About each sample, the initial stage adhesiveness and the adhesiveness after wet heat aging were measured as follows.
[初期接着性]オートグラフ(インストロン製「5655型」)を用いて2層のスチールコードの剥離力を測定し、比較例4の値を100とした指数で表示した。値が大きいほど接着性がよいことを意味する。 [Initial Adhesiveness] The peel strength of the two-layer steel cord was measured using an autograph (Instron "5655 type"), and displayed as an index with the value of Comparative Example 4 being 100. A larger value means better adhesion.
[湿熱老化後の接着性]各サンプルを105℃×96時間のスチーム雰囲気で老化させた後、オートグラフを用いて2層のスチールコードの剥離力を測定し、比較例4の値を100とした指数で表示した。値が大きいほど接着性がよいことを意味する。 [Adhesiveness after wet heat aging] Each sample was aged in a steam atmosphere at 105 ° C for 96 hours, and then the peel strength of the two-layer steel cord was measured using an autograph. The value of Comparative Example 4 was 100. The index was displayed. A larger value means better adhesion.
その結果、表2に示すように、本発明に係る実施例2は、比較例4に対し、用いたシリカのシラノール基量が少なく、またpHも低いため、補強性(モジュラス)が同等でありながら、破断特性と接着性が大幅に向上していた。これに対し、比較例5は、配合したシリカの総比表面積は実施例2と同等であるものの、シラノール基量が多いため、破断特性の改良効果が不十分であり、また接着性にも劣るものであった。また、比較例6は、シリカのトータルでのシラノール基量は実施例2と同等であるものの、シリカの充填量(総比表面積)が少ないため、補強性及び接着性に劣り、また破断特性の改良効果も不十分であった。
本発明によれば、ゴム組成物の破断特性やスチールコードとの接着性を改良することができるので、トレッド用を始めとする各種空気入りタイヤ用のゴム組成物として、また、スチールコード接着用のゴム組成物として、好適に利用することができ、その他、各種ゴム組成物に利用することができる。 According to the present invention, the breaking property of the rubber composition and the adhesiveness to the steel cord can be improved. Therefore, as a rubber composition for various pneumatic tires including those for treads, and for bonding a steel cord. The rubber composition can be suitably used, and can be used for various other rubber compositions.
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