JP5747015B2 - Sidewall rubber composition and pneumatic tire - Google Patents
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Description
本発明は、サイドウォール用ゴム組成物及びこれを用いて作製したサイドウォールを有する空気入りタイヤに関する。 The present invention relates to a rubber composition for a sidewall and a pneumatic tire having a sidewall manufactured using the rubber composition.
従来、空気入りタイヤのサイドウォールは、主鎖中の二重結合の含有率の高い天然ゴム、イソプレンゴム等の高不飽和度ゴムを含むゴム組成物で構成されていた。これらの高不飽和度ゴム分子中の二重結合はオゾンと反応して解重合する性質があるため、タイヤを紫外線の強い所や空気中のオゾンの濃度の高い雰囲気中に放置しておくと、いわゆるオゾンクラックと呼ばれる亀裂が発生する。これを防ぐため、サイドウォール用ゴム組成物には、アミン系老化防止剤やワックス等の抗オゾンクラック剤が配合されていた。 Conventionally, the sidewall of a pneumatic tire has been composed of a rubber composition containing a highly unsaturated rubber such as natural rubber or isoprene rubber having a high double bond content in the main chain. These double bonds in high-unsaturated rubber molecules react with ozone and depolymerize, so if you leave the tire in a place with strong ultraviolet rays or an atmosphere with high ozone concentration in the air, Cracks called so-called ozone cracks occur. In order to prevent this, the rubber composition for sidewalls is blended with an anti-ozone cracking agent such as an amine anti-aging agent or wax.
しかし、このような抗オゾンクラック剤を添加したゴム組成物で構成したサイドウォールを有する空気入りタイヤにおいては、保管中に抗オゾンクラック剤がサイドウォールの表面にブルームして、あたかも埃が付着したような外見を呈する。更に、アミン系老化防止剤は、空気や日光に曝されると茶色に変色する性質があるため、ブルームによりサイドウォールの表面に移行してサイドウォールを変色させ、商品価値を低下させていた。一方、変色を改善させるために老化防止材を減量すると、亀裂の発生が早くなり、耐久性が低下してしまう。 However, in a pneumatic tire having a sidewall composed of a rubber composition to which such an anti-ozone cracking agent is added, the anti-ozone cracking agent blooms on the surface of the sidewall during storage, as if dust adhered. It looks like this. Furthermore, since the amine-based anti-aging agent has the property of turning brown when exposed to air or sunlight, it has shifted to the surface of the side wall by bloom to change the side wall, thereby reducing the commercial value. On the other hand, when the amount of the anti-aging material is reduced in order to improve discoloration, cracks are quickly generated and durability is lowered.
エチレン−プロピレン−ジエン共重合体(EPDM)は、分子中に二重結合が少なく、酸素、オゾン等の攻撃を受け難いため、該EPDMをサイドウォールに用いることにより、タイヤ外表面の亀裂の発生を防止し、耐久性を向上させると共に、変色等による外観の悪化を改善した空気入りタイヤを提供することができる(例えば、特許文献1参照)。 Since ethylene-propylene-diene copolymer (EPDM) has few double bonds in the molecule and is not easily attacked by oxygen, ozone, etc., occurrence of cracks on the outer surface of the tire is caused by using EPDM for the sidewall. It is possible to provide a pneumatic tire that prevents the deterioration of the appearance due to discoloration and the like (see, for example, Patent Document 1).
しかし、EPDMとジエン系ゴムとともに配合すると、補強充填剤であるカーボンブラックやシリカがジエン系ゴムへ優先的に分散し、EPDM部分での補強性が弱くなる。また、ジエン系ゴム部分に補強性充填剤が集まるため、発熱が生じやすく、つまり、tanδが増加し、結果として低燃費性(転がり抵抗)が悪化するという不具合がある。したがって、耐候性、耐屈曲亀裂成長性及び低燃費性をバランスよく改善することが求められている。 However, when blended with EPDM and diene rubber, the reinforcing filler carbon black and silica are preferentially dispersed in the diene rubber, and the reinforcement at the EPDM portion is weakened. In addition, since the reinforcing filler gathers in the diene rubber portion, heat is likely to be generated, that is, tan δ increases, resulting in a deterioration in fuel efficiency (rolling resistance). Therefore, it is required to improve the weather resistance, the bending crack growth resistance and the low fuel consumption in a balanced manner.
本発明は、前記課題を解決し、耐候性、耐屈曲亀裂成長性及び低燃費性をバランスよく改善できるサイドウォール用ゴム組成物及びこれを用いて作製したサイドウォール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 problems and provides a rubber composition for a sidewall capable of improving the weather resistance, flex crack growth resistance and fuel efficiency in a balanced manner, and a pneumatic tire having a sidewall produced using the rubber composition. For the purpose.
本発明は、ゴム成分と、窒素吸着比表面積が30〜120m2/gのカーボンブラックと、下記式(I)で表される化合物とを含有し、上記ゴム成分100質量%中、ジエン系ゴムの含有量が60〜75質量%、低不飽和度の共重合体の含有量が25〜40質量%であり、上記ゴム成分100質量部に対する上記カーボンブラックの含有量が20〜60質量部であり、上記カーボンブラック100質量部に対する下記式(I)で表される化合物の含有量が0.5〜20質量部であるサイドウォール用ゴム組成物に関する。
上記共重合体がエチレン−プロピレン−ジエン共重合体(EPDM)及び/又はイソブチレンとp−メチルスチレンとの臭素化共重合体であることが好ましい。 The copolymer is preferably an ethylene-propylene-diene copolymer (EPDM) and / or a brominated copolymer of isobutylene and p-methylstyrene.
上記式(I)で表される化合物が下記式(I−1)、(I−2)又は(I−3)で表される化合物であることが好ましい。
上記金属イオンがナトリウムイオン、カリウムイオン又はリチウムイオンであることが好ましい。 The metal ion is preferably sodium ion, potassium ion or lithium ion.
本発明はまた、上記ゴム組成物を用いて作製したサイドウォール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 sidewall produced using the rubber composition.
本発明によれば、特定のゴム成分と、特定のカーボンブラックと、式(I)で表される化合物とをそれぞれ所定量含有するサイドウォール用ゴム組成物であるので、耐候性、耐屈曲亀裂成長性及び低燃費性がバランス良く改善された空気入りタイヤを提供できる。 According to the present invention, since the rubber composition for a sidewall contains a specific rubber component, a specific carbon black, and a compound represented by the formula (I) in predetermined amounts, the weather resistance, the flex crack resistance It is possible to provide a pneumatic tire with improved growth and low fuel consumption in a well-balanced manner.
本発明のゴム組成物は、特定のゴム成分と、特定のカーボンブラックと、式(I)で表される化合物とを含有する。式(I)で表される化合物は、末端の窒素官能基がカーボンブラック表面に存在するカルボキシル基などの官能基と反応することでカーボンブラックと結合することができ、また、炭素−炭素二重結合の部分がポリマーラジカルとの反応や硫黄架橋を伴う反応によりポリマーと結合することができる。そのため、カーボンブラックの分散性を向上させ、かつその良好な分散状態を使用中も維持することができる。更に、ポリマーが式(I)で表される化合物を介してカーボンブラックを拘束しているため、発熱性を抑えることができる。これらの作用を有する式(I)で表される化合物を、特定のカーボンブラックとともに、特定のゴム成分を含むゴム組成物に配合することで、該ゴム組成物の低燃費性を改善し、更に、良好な耐候性及び耐屈曲亀裂成長性も得られる。 The rubber composition of the present invention contains a specific rubber component, a specific carbon black, and a compound represented by the formula (I). The compound represented by the formula (I) can be bonded to carbon black by the reaction of the terminal nitrogen functional group with a functional group such as a carboxyl group present on the surface of the carbon black, and the carbon-carbon double The bonding portion can be bonded to the polymer by a reaction with a polymer radical or a reaction involving sulfur crosslinking. Therefore, the dispersibility of carbon black can be improved and the good dispersion state can be maintained even during use. Further, since the polymer restrains the carbon black through the compound represented by the formula (I), the exothermic property can be suppressed. By compounding the compound represented by the formula (I) having these functions with a specific carbon black and a rubber composition containing a specific rubber component, the fuel efficiency of the rubber composition is improved. Good weather resistance and flex crack growth resistance are also obtained.
本発明のゴム組成物は、ゴム成分として、ジエン系ゴムを含有する。ジエン系ゴムとしては、例えば、天然ゴム(NR)、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)、スチレンイソプレンブタジエンゴム(SIBR)、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)などが挙げられ、好ましくはNR、IR、BR、より好ましくはNR、BRである。NRは分子量が大きく、混練り中にポリマー鎖が切断されてラジカルが発生する。この発生したラジカルを式(I)で表される化合物が捕捉することにより、ポリマー鎖と式(I)で表される化合物とが効率良く結合することができる。また、BRを配合することで、良好な耐屈曲亀裂成長性が得られる。 The rubber composition of the present invention contains a diene rubber as a rubber component. Examples of the diene rubber include natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), styrene butadiene rubber (SBR), styrene isoprene butadiene rubber (SIBR), chloroprene rubber (CR), and acrylonitrile butadiene rubber. (NBR) etc. are mentioned, Preferably NR, IR, BR, More preferably, it is NR, BR. NR has a large molecular weight, and the polymer chain is broken during kneading to generate radicals. When the generated radical is captured by the compound represented by the formula (I), the polymer chain and the compound represented by the formula (I) can be efficiently bonded. Moreover, favorable bending crack growth resistance is obtained by blending BR.
NRとしては特に限定されず、例えば、SIR20、RSS♯3、TSR20など、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。
BRとしても特に限定されず、例えば、宇部興産(株)製のBR130B、BR150Bなどのハイシス含有量のBR(ハイシスBR)や変性BRなどを好適に使用できる。
The NR is not particularly limited, and for example, those commonly used in the tire industry such as SIR20, RSS # 3, TSR20, and the like can be used.
The BR is not particularly limited, and, for example, high cis content BR (high cis BR) such as BR130B and BR150B manufactured by Ube Industries, Ltd., and modified BR can be preferably used.
ゴム成分100質量%中のNRの含有量は、好ましくは20質量%以上、より好ましくは25質量%以上である。20質量%未満であると、低燃費性を充分に改善できないおそれがある。該含有量は、好ましくは50質量%以下、より好ましくは45質量%以下である。50質量%を超えると、耐屈曲亀裂成長性が低下するおそれがある。 The content of NR in 100% by mass of the rubber component is preferably 20% by mass or more, more preferably 25% by mass or more. If it is less than 20% by mass, the fuel economy may not be sufficiently improved. The content is preferably 50% by mass or less, more preferably 45% by mass or less. If it exceeds 50% by mass, the flex crack growth resistance may be reduced.
ゴム成分100質量%中のBRの含有量は、好ましくは20質量%以上、より好ましくは25質量%以上である。20質量%未満であると、耐屈曲亀裂成長性が低下するおそれがある。該含有量は、好ましくは50質量%以下、より好ましくは45質量%以下である。50質量%を超えると、低燃費性が悪化するおそれがある。 The content of BR in 100% by mass of the rubber component is preferably 20% by mass or more, more preferably 25% by mass or more. If it is less than 20% by mass, the resistance to flex crack growth may be lowered. The content is preferably 50% by mass or less, more preferably 45% by mass or less. If it exceeds 50% by mass, fuel efficiency may be deteriorated.
ゴム成分100質量%中のジエン系ゴムの含有量(合計含有量)は、60質量%以上、好ましくは65質量%以上である。60質量%未満であると、低燃費性を充分に改善できないおそれがある。該含有量は、75質量%以下、好ましくは72質量%以下である。75質量%を超えると、低不飽和度の共重合体の含有量が少なくなり、充分な耐候性を確保できないおそれがある。 The content (total content) of the diene rubber in 100% by mass of the rubber component is 60% by mass or more, preferably 65% by mass or more. If it is less than 60% by mass, the fuel economy may not be sufficiently improved. The content is 75% by mass or less, preferably 72% by mass or less. If it exceeds 75% by mass, the content of the low-unsaturation copolymer is decreased, and sufficient weather resistance may not be ensured.
本発明のゴム組成物は、ゴム成分として、ジエン系ゴムの他に、低不飽和度の共重合体を含有する。低不飽和度の共重合体は、分子内に二重結合を多く持たないため、配合することで、良好な耐候性が得られる。 The rubber composition of the present invention contains a low-unsaturated copolymer in addition to the diene rubber as a rubber component. Since a copolymer with a low degree of unsaturation does not have many double bonds in the molecule, good weather resistance can be obtained by blending.
低不飽和度の共重合体としては、エチレン−プロピレンゴム(EPM)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)などが挙げられる。また、イソブチレンとp−メチルスチレンとの臭素化共重合体を使用することもできる。EPDM、イソブチレンとp−メチルスチレンとの臭素化共重合体が好ましく、これらの併用がより好ましい。 Examples of the low unsaturated copolymer include ethylene-propylene rubber (EPM) and ethylene-propylene-diene rubber (EPDM). A brominated copolymer of isobutylene and p-methylstyrene can also be used. EPDM, a brominated copolymer of isobutylene and p-methylstyrene is preferred, and a combination thereof is more preferred.
EPDMの不飽和度は、ヨウ素価を用いて評価した。EPDMのヨウ素価は好ましくは350以下、より好ましくは100以下、更に好ましくは30以下である。また、イソブチレンとp−メチルスチレンとの臭素化共重合体の不飽和度は1H−NMRより求めた。イソブチレンとp−メチルスチレンとの臭素化共重合体の不飽和度は、0.6mol%〜2.5mol%であることが好ましい。 The degree of unsaturation of EPDM was evaluated using the iodine value. The iodine value of EPDM is preferably 350 or less, more preferably 100 or less, and still more preferably 30 or less. Further, the degree of unsaturation of the brominated copolymer of isobutylene and p-methylstyrene was determined by 1H-NMR. The degree of unsaturation of the brominated copolymer of isobutylene and p-methylstyrene is preferably 0.6 mol% to 2.5 mol%.
EPDMは、エチレンとプロピレンの共重合体であるEPMに少量の第三ジエン成分を導入したものである。第三ジエン成分としては、炭素数5〜20の非共役ジエンが挙げられ、該非共役ジエンとしては、例えば、1,4−ペンタジエン、1,4−ヘキサジエン、1,5−ヘキサジエン、2,5−ジメチル−1,5−ヘキサジエン、1,4−オクタジエンなどの直鎖ジエン、1,4−シクロヘキサジエン、シクロオクタジエン、ジシクロペンタジエンなどの環状ジエン、5−エチリデン−2−ノルボルネン、5−ブチリデン−2−ノルボルネン、2−メタリル−5−ノルボルネン、2−イソプロペニル−5−ノルボルネンなどのアルケニルノルボルネンなどが挙げられる。なかでも、アルケニルノルボルネンが好ましく、5−エチリデン−2−ノルボルネンがより好ましい。また、第三ジエン成分の含有量は、好ましくは6〜12質量%である。 EPDM is obtained by introducing a small amount of a third diene component into EPM which is a copolymer of ethylene and propylene. Examples of the third diene component include non-conjugated dienes having 5 to 20 carbon atoms. Examples of the non-conjugated dienes include 1,4-pentadiene, 1,4-hexadiene, 1,5-hexadiene, 2,5- Linear dienes such as dimethyl-1,5-hexadiene and 1,4-octadiene, cyclic dienes such as 1,4-cyclohexadiene, cyclooctadiene and dicyclopentadiene, 5-ethylidene-2-norbornene, 5-butylidene- Examples thereof include alkenyl norbornene such as 2-norbornene, 2-methallyl-5-norbornene and 2-isopropenyl-5-norbornene. Of these, alkenyl norbornene is preferable, and 5-ethylidene-2-norbornene is more preferable. The content of the third diene component is preferably 6 to 12% by mass.
イソブチレンとp−メチルスチレンとの臭素化共重合体は、分子内に二重結合を持たないため、ブチルゴムと同様耐候性に優れ、また、スチレンユニットを有するため、ブチルゴムに比べてジエン系ゴムとの相溶性が高いという利点がある。該臭素化共重合体としては、共架橋性に優れるという点から、質量比でイソブチレン単位量/p−メチルスチレン単位量が90/10〜98/2、臭素含有率が0.5〜5質量%であることが好ましい。該臭素化共重合体の市販品としては、例えば、エクソンモービル社製のEXXPRO 90−10などが挙げられる。 The brominated copolymer of isobutylene and p-methylstyrene has no double bond in the molecule, so it has excellent weather resistance like butyl rubber, and since it has a styrene unit, it has a diene rubber compared to butyl rubber. Has the advantage of high compatibility. The brominated copolymer has an isobutylene unit amount / p-methylstyrene unit amount of 90/10 to 98/2 in terms of mass ratio and a bromine content of 0.5 to 5 mass in terms of excellent co-crosslinking properties. % Is preferred. Examples of commercially available brominated copolymers include EXXPRO 90-10 manufactured by ExxonMobil.
ゴム成分100質量%中のEPDMの含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上である。5質量%未満であると、耐候性を改善することができないおそれがある。該含有量は、好ましくは30質量%以下、より好ましくは25質量%以下である。30質量%を超えると、低燃費性が悪化してしまうおそれがある。 The content of EPDM in 100% by mass of the rubber component is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more. If it is less than 5% by mass, the weather resistance may not be improved. The content is preferably 30% by mass or less, more preferably 25% by mass or less. When it exceeds 30 mass%, there exists a possibility that low-fuel-consumption property may deteriorate.
ゴム成分100質量%中のイソブチレンとp−メチルスチレンとの臭素化共重合体の含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上である。5質量%未満であると、耐候性が不十分となってしまうおそれがある。該含有量は、好ましくは30質量%以下、より好ましくは25質量%以下である。30質量%を超えると、他のゴム層との接着性が劣り、耐久性が悪くなってしまうおそれがある。 The content of the brominated copolymer of isobutylene and p-methylstyrene in 100% by mass of the rubber component is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more. There exists a possibility that a weather resistance may become inadequate that it is less than 5 mass%. The content is preferably 30% by mass or less, more preferably 25% by mass or less. If it exceeds 30% by mass, the adhesion to other rubber layers may be inferior and the durability may deteriorate.
ゴム成分100質量%中の低不飽和度の共重合体の含有量(合計含有量)は、25質量%以上、好ましくは27質量%以上、より好ましくは30質量%以上である。25質量%未満では、充分な耐候性が得られないおそれがある。該含有量は、40質量%以下、好ましくは38質量%以下、より好ましくは35質量%以下である。40質量%を超えると、ジエン系ゴムの含有量が少なくなり、充分な低燃費性が得られないおそれがある。 The content (total content) of the low-unsaturation copolymer in 100% by mass of the rubber component is 25% by mass or more, preferably 27% by mass or more, more preferably 30% by mass or more. If it is less than 25% by mass, sufficient weather resistance may not be obtained. The content is 40% by mass or less, preferably 38% by mass or less, more preferably 35% by mass or less. If it exceeds 40% by mass, the content of the diene rubber is reduced, and there is a possibility that sufficient fuel efficiency cannot be obtained.
本発明のゴム組成物は、特定の窒素吸着比表面積を有するカーボンブラックを含有する。 The rubber composition of the present invention contains carbon black having a specific nitrogen adsorption specific surface area.
カーボンブラックの窒素吸着比表面積(N2SA)は、30m2/g以上、好ましくは35m2/g以上、より好ましくは40m2/g以上である。30m2/g未満では、充分な耐屈曲亀裂成長性を確保できないおそれがある。該N2SAは、120m2/g以下、好ましくは100m2/g以下、より好ましくは80m2/g以下である。120m2/gを超えると、低燃費性を充分に改善できないおそれがある。 The nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of carbon black is 30 m 2 / g or more, preferably 35 m 2 / g or more, more preferably 40 m 2 / g or more. If it is less than 30 m < 2 > / g, there exists a possibility that sufficient bending crack growth resistance cannot be ensured. The N 2 SA is 120 m 2 / g or less, preferably 100 m 2 / g or less, more preferably 80 m 2 / g or less. If it exceeds 120 m 2 / g, the fuel economy may not be sufficiently improved.
カーボンブラックのジブチルフタレート(DBP)吸油量は、好ましくは40cm3/100g以上、より好ましくは70cm3/100g以上である。40cm3/100g未満では、充分な耐屈曲亀裂成長性を確保できないおそれがある。該吸油量は、好ましくは180cm3/100g以下、より好ましくは160cm3/100g以下である。180cm3/100gを超えると、最低限必要な破断伸びを確保できないおそれがある。 Carbon black dibutyl phthalate (DBP) oil absorption is preferably 40 cm 3/100 g or more, more preferably 70cm 3/100 g or more. Is less than 40 cm 3/100 g, it may not be possible to secure sufficient flex crack growth resistance. Intake oil amount is preferably 180cm 3/100 g or less, and more preferably not more than 160cm 3 / 100g. Exceeds 180cm 3 / 100g, it may be impossible to ensure a minimum breaking elongation.
カーボンブラックのpHは、好ましくは7.9以下、より好ましくは7.8以下、更に好ましくは7.7以下、特に好ましくは7.6以下である。7.9を超えると、カーボンブラックの酸性官能基量が少ないため、式(I)で表される化合物との反応性(相互作用)が小さくなり、低燃費性などを充分に改善できないおそれがある。該pHの下限は特に限定されないが、好ましくは3.0以上、より好ましくは3.5以上である。3.0未満であると、ゴム組成物のpHが低くなることにより、加硫剤の活性が低下し、架橋効率が低下する傾向がある。 The pH of carbon black is preferably 7.9 or less, more preferably 7.8 or less, still more preferably 7.7 or less, and particularly preferably 7.6 or less. If it exceeds 7.9, the amount of acidic functional groups of carbon black is small, so the reactivity (interaction) with the compound represented by formula (I) is small, and there is a possibility that fuel economy and the like cannot be improved sufficiently. is there. Although the minimum of this pH is not specifically limited, Preferably it is 3.0 or more, More preferably, it is 3.5 or more. If it is less than 3.0, the pH of the rubber composition is lowered, whereby the activity of the vulcanizing agent is lowered and the crosslinking efficiency tends to be lowered.
カーボンブラックの揮発分は、好ましくは0.8質量%以上、より好ましくは0.9質量%以上、更に好ましくは1.0質量%以上である。0.8質量%未満では、式(I)で表される化合物との反応性(相互作用)が小さくなり、低燃費性などを充分に改善できないおそれがある。該揮発分の上限は特に限定されないが、好ましくは3.5質量%以下、より好ましくは3.0質量%以下である。3.5質量%を超えると、加硫工程で揮発分の大部分を揮発させ、ポロシティーが発生しなくなるまで加硫し続けることが必要となるため、加硫時間が長くなり、生産効率が悪化する傾向がある。 The volatile content of carbon black is preferably 0.8% by mass or more, more preferably 0.9% by mass or more, and further preferably 1.0% by mass or more. If it is less than 0.8% by mass, the reactivity (interaction) with the compound represented by the formula (I) becomes small, and there is a possibility that the fuel efficiency cannot be sufficiently improved. Although the upper limit of this volatile matter is not specifically limited, Preferably it is 3.5 mass% or less, More preferably, it is 3.0 mass% or less. If it exceeds 3.5 mass%, it is necessary to volatilize most of the volatile components in the vulcanization process and continue vulcanization until porosity does not occur. There is a tendency to get worse.
なお、本明細書において、カーボンブラックのDBP吸油量、pH、揮発分はJIS K6221(1982)に、カーボンブラックのN2SAはJIS K6217(2001)に記載の方法で測定される値である。 In this specification, the DBP oil absorption, pH, and volatile content of carbon black are values measured by JIS K6221 (1982), and N 2 SA of carbon black is a value measured by the method described by JIS K6217 (2001).
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、20質量部以上、好ましくは30質量部以上である。20質量部未満であると、充分な耐屈曲亀裂成長性を確保できないおそれがある。該含有量は、60質量部以下、好ましくは55質量部以下である。60質量部を超えると、ゴムが硬くなり過ぎて、かえって耐屈曲亀裂成長性が低下するおそれがある。また、低燃費性が悪化するおそれもある。 The content of carbon black is 20 parts by mass or more, preferably 30 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. If it is less than 20 parts by mass, sufficient flex crack growth resistance may not be ensured. The content is 60 parts by mass or less, preferably 55 parts by mass or less. When the amount exceeds 60 parts by mass, the rubber becomes too hard, and the flex crack growth resistance may be deteriorated. Moreover, there is a possibility that the fuel efficiency is deteriorated.
本発明のゴム組成物は、下記式(I)で表される化合物を含有する。
R1、R2のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基などを挙げることができる。
R1、R2のアルケニル基としては、ビニル基、アリル基、1−プロペニル基、1−メチルエテニル基などを挙げることができる。
R1、R2のアルキニル基としては、エチニル基、プロパルギル基などを挙げることができる。
Examples of the alkyl group for R 1 and R 2 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, and a tert-butyl group.
Examples of the alkenyl group for R 1 and R 2 include a vinyl group, an allyl group, a 1-propenyl group, and a 1-methylethenyl group.
Examples of the alkynyl group for R 1 and R 2 include an ethynyl group and a propargyl group.
R1、R2としては、好ましくは、水素原子、アルキル基であり、より好ましくは、水素原子、メチル基であり、更に好ましくは、水素原子である。すなわち、上記式(I)で表される化合物は、下記式(I−1)、(I−2)又は(I−3)で表される化合物であることが好ましく、下記式(I−1)で表される化合物であることがより好ましい。
上記式(I)、(I−1)、(I−2)、(I−3)において、金属イオンとしては、ナトリウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオンが挙げられ、ナトリウムイオンであることが好ましい。 In the above formulas (I), (I-1), (I-2), and (I-3), examples of metal ions include sodium ions, potassium ions, and lithium ions, and sodium ions are preferable.
式(I)で表される化合物の含有量は、カーボンブラック100質量部に対して、0.5質量部以上、好ましくは1質量部以上、更に好ましくは2質量部以上である。0.5質量部未満であると、低燃費性を充分に改善できないおそれがある。式(I)で表される化合物の含有量は、20質量部以下、好ましくは15質量部以下、更に好ましくは10質量部以下である。20質量部を超えると、充分な耐屈曲亀裂成長性を確保できないおそれがある。 Content of the compound represented by Formula (I) is 0.5 mass part or more with respect to 100 mass parts of carbon black, Preferably it is 1 mass part or more, More preferably, it is 2 mass parts or more. If it is less than 0.5 parts by mass, the fuel economy may not be sufficiently improved. Content of the compound represented by Formula (I) is 20 mass parts or less, Preferably it is 15 mass parts or less, More preferably, it is 10 mass parts or less. If it exceeds 20 parts by mass, there is a possibility that sufficient bending crack growth resistance cannot be ensured.
本発明のゴム組成物には、前記成分以外にも、ゴム組成物の製造に一般に使用される配合剤、例えば、シリカなどの補強用充填剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、シランカップリング剤、老化防止剤、オイル、ワックス、硫黄、加硫促進剤などを適宜配合することができる。 In addition to the above components, the rubber composition of the present invention includes compounding agents generally used in the production of rubber compositions, for example, reinforcing fillers such as silica, zinc oxide, stearic acid, silane coupling agents, aging An inhibitor, oil, wax, sulfur, vulcanization accelerator, and the like can be appropriately blended.
上記加硫促進剤としては、例えば、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、アルデヒド−アンモニア系、イミダゾリン系、キサンテート系加硫促進剤などが挙げられる。なかでも、スルフェンアミド系加硫促進剤が好ましい。スルフェンアミド系加硫促進剤としては、例えば、N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(TBBS)、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(CBS)、N,N’−ジシクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(DZ)などが挙げられる。 Examples of the vulcanization accelerator include, for example, sulfenamide, thiazole, thiuram, thiourea, guanidine, dithiocarbamic acid, aldehyde-amine, aldehyde-ammonia, imidazoline, and xanthate vulcanization accelerators. Etc. Of these, sulfenamide vulcanization accelerators are preferred. Examples of the sulfenamide vulcanization accelerator include N-tert-butyl-2-benzothiazolylsulfenamide (TBBS), N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide (CBS), N, N And '-dicyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide (DZ).
本発明のゴム組成物を製造する方法としては、公知の方法、例えば、各成分をロールやバンバリーのような公知の混合機で混練する方法を用いることができる。 As a method for producing the rubber composition of the present invention, a known method, for example, a method of kneading each component with a known mixer such as a roll or Banbury can be used.
本発明のゴム組成物は、タイヤのサイドウォールに用いることができる。 The rubber composition of the present invention can be used for tire sidewalls.
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によって製造される。すなわち、必要に応じて各種添加剤を配合したゴム組成物を、未加硫の段階でサイドウォールの形状に合わせて押し出し加工し、タイヤ成型機上にて通常の方法にて成形し、他のタイヤ部材とともに貼り合わせ、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、本発明の空気入りタイヤを製造できる。 The pneumatic tire of the present invention is produced by a usual method using the rubber composition. That is, a rubber composition containing various additives as necessary is extruded in accordance with the shape of the sidewall at an unvulcanized stage, molded by a normal method on a tire molding machine, Bonding together with the tire member forms an unvulcanized tire. This unvulcanized tire can be heated and pressurized in a vulcanizer to produce the pneumatic tire of the present invention.
本発明の空気入りタイヤは、乗用車用タイヤに好適に使用できる。 The pneumatic tire of the present invention can be suitably used for passenger car tires.
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.
以下に、実施例及び比較例で用いた各種薬品について説明する。
NR:TSR20
BR:宇部興産(株)製のBR150B(シス含量:97質量%)
低不飽和度共重合体(1):JSR(株)製のEP35(第三ジエン成分として5−エチリデン−2−ノルボルネン(ENB)を含むEPDM、ENBの含有量:8.1質量%、ヨウ素価:26)
低不飽和度共重合体(2):エクソンモービル社製のEXXPRO 90−10(イソブチレンとp−メチルスチレンとの臭素化共重合体、p−メチルスチレン単位量:7.5質量%、臭素含有率:2質量%)
カーボンブラック:旭カーボン(株)製の旭♯60(N2SA:40m2/g、DBP吸油量:114cm3/100g、pH:6.8、揮発分:1.0質量%)
化合物(I):住友化学(株)製の(2Z)−4−[(4−アミノフェニル)アミノ]−4−オキソ−2−ブテン酸ナトリウム(下記式で表される化合物)
老化防止剤:精工化学(株)製のオゾノン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)
ワックス:大内新興化学工業(株)製のサンノックワックス
オイル:ジャパンエナジー製のプロセスPX−140
ステアリン酸:日油(株)製のステアリン酸「椿」
硫黄:鶴見化学工業(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−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド)
Below, various chemical | medical agents used by the Example and the comparative example are demonstrated.
NR: TSR20
BR: BR150B manufactured by Ube Industries, Ltd. (cis content: 97% by mass)
Low unsaturated copolymer (1): EP35 manufactured by JSR (EPDM containing 5-ethylidene-2-norbornene (ENB) as the third diene component, ENB content: 8.1% by mass, iodine Price: 26)
Low Unsaturation Copolymer (2): EXXPRO 90-10 manufactured by ExxonMobil (brominated copolymer of isobutylene and p-methylstyrene, p-methylstyrene unit amount: 7.5% by mass, containing bromine) (Rate: 2% by mass)
♯60 Asahi Carbon Co., Ltd. Asahi: carbon black (N 2 SA: 40m 2 / g, DBP oil absorption: 114cm 3 /100g,pH:6.8, volatile matter: 1.0 wt%)
Compound (I): (2Z) -4-[(4-aminophenyl) amino] -4-oxo-2-butenoic acid sodium (compound represented by the following formula) manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
Wax: Sunnock wax oil manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd .: Process PX-140 manufactured by Japan Energy
Stearic acid: Stearic acid “椿” manufactured by NOF Corporation
Sulfur: Powdered sulfur vulcanization accelerator manufactured by Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd .: Noxeller NS (N-tert-butyl-2-benzothiazolylsulfenamide) manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.
<実施例及び比較例>
表1の配合に従って、硫黄及び加硫促進剤を除く各種薬品を、バンバリーミキサーにて混練りした。得られた混練り物に硫黄及び加硫促進剤を加え、オープンロールにて混練りし、未加硫ゴム組成物を得た。そして、未加硫ゴム組成物を170℃にて12分間加硫することにより試験用ゴムシートを作製し、得られた試験用ゴムシートを用いて以下に示す試験をおこなった。
<Examples and Comparative Examples>
In accordance with the formulation shown in Table 1, various chemicals excluding sulfur and a vulcanization accelerator were kneaded with a Banbury mixer. Sulfur and a vulcanization accelerator were added to the obtained kneaded product and kneaded with an open roll to obtain an unvulcanized rubber composition. And the rubber sheet for a test was produced by vulcanizing an unvulcanized rubber composition for 12 minutes at 170 ° C, and the test shown below was done using the obtained rubber sheet for a test.
得られた試験用ゴムシートについて、以下の評価を行った。結果を表1に示す。 The following evaluation was performed about the obtained rubber sheet for a test. The results are shown in Table 1.
(低燃費性)
粘弾性スペクトロメーターVES((株)岩本製作所製)を用いて、温度70℃、初期歪み10%、動歪み2%、周波数10Hzの条件下で各配合の損失正接(tanδ)を測定し、比較例1の損失正接tanδを100として、下記計算式により指数表示した(低燃費性指数)。指数が大きいほど転がり抵抗が低く、低燃費性に優れることを示す。
(低燃費性指数)=(比較例1のtanδ)/(各配合のtanδ)×100
(Low fuel consumption)
Using a viscoelastic spectrometer VES (manufactured by Iwamoto Seisakusho Co., Ltd.), the loss tangent (tan δ) of each formulation was measured under conditions of a temperature of 70 ° C., an initial strain of 10%, a dynamic strain of 2%, and a frequency of 10 Hz. The loss tangent tan δ in Example 1 was set to 100, and an index was displayed by the following formula (low fuel consumption index). A larger index indicates lower rolling resistance and better fuel efficiency.
(Low fuel consumption index) = (tan δ of Comparative Example 1) / (tan δ of each formulation) × 100
(耐屈曲亀裂成長性)
JIS K6260「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−デマッチャ屈曲亀裂試験方法」に基づいて作製した試験用ゴムシートからなるサンプルを用いて、屈曲亀裂成長試験を行った。試験では、70%伸張を100万回繰り返してサンプルを屈曲させた後、発生した亀裂の長さを測定した。そして、比較例1の測定値(長さ)を100とし、下記計算式により指数表示した(耐屈曲亀裂成長性指数)。指数が大きいほど、亀裂の成長が抑制されており、耐屈曲亀裂成長性に優れることを示す。
(耐屈曲亀裂性指数)=(比較例1の測定値)/(各配合の測定値)×100
(Flexible crack growth resistance)
A flex crack growth test was conducted using a sample made of a test rubber sheet prepared based on JIS K6260 “Vulcanized Rubber and Thermoplastic Rubber—Dematcher Flex Crack Test Method”. In the test, 70% elongation was repeated 1,000,000 times to bend the sample, and then the length of the crack that occurred was measured. And the measured value (length) of the comparative example 1 was set to 100, and it represented with the index | exponent by the following formula (flexural crack growth resistance index). The larger the index, the more the crack growth is suppressed and the better the resistance to flex crack growth.
(Bending crack resistance index) = (Measured value of Comparative Example 1) / (Measured value of each formulation) × 100
(クラック)
JIS K6259(2004)に従い、温度40℃、オゾン濃度50pphm、伸び20%の条件でオゾン劣化試験を行い、50時間後の試験用ゴムシートの劣化状態を観察し、クラック発生の有無を目視で確認し、耐候性を評価した。
(crack)
In accordance with JIS K6259 (2004), an ozone deterioration test is performed under the conditions of a temperature of 40 ° C., an ozone concentration of 50 pphm, and an elongation of 20%. The deterioration state of the test rubber sheet after 50 hours is observed, and the presence or absence of cracks is visually confirmed. And weather resistance was evaluated.
低不飽和度の共重合体及び化合物(I)を配合していない比較例1に対し、低不飽和度の共重合体を配合した比較例2では、耐候性が改善されるものの、低燃費性が大きく悪化した。
一方、低不飽和度の共重合体及び化合物(I)を所定量配合した実施例では、比較例2と同等の耐候性及び耐屈曲亀裂成長性を維持しながら、低燃費性が改善した。
Compared to Comparative Example 1 in which the low-unsaturated copolymer and Compound (I) are not blended, Comparative Example 2 in which a low-unsaturated copolymer is blended improves the weather resistance, but reduces fuel consumption. Sexually deteriorated.
On the other hand, in the examples in which a predetermined amount of the low-unsaturated copolymer and the compound (I) was blended, the fuel economy was improved while maintaining the weather resistance and flex crack growth resistance equivalent to those of Comparative Example 2.
比較例3は、低不飽和度の共重合体及び化合物(I)を配合しているが、化合物(I)の含有量が少ないため、低燃費性を充分に改善することができなかった。
また、比較例4は、化合物(I)の含有量が多いため、耐屈曲亀裂成長性が大きく悪化した。
In Comparative Example 3, a copolymer with a low degree of unsaturation and the compound (I) were blended, but since the content of the compound (I) was small, the fuel economy could not be sufficiently improved.
In Comparative Example 4, since the content of the compound (I) is large, the flex crack growth resistance was greatly deteriorated.
Claims (5)
前記ゴム成分100質量%中、ジエン系ゴムの含有量が60〜75質量%、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体及び/又はイソブチレンとp−メチルスチレンとの臭素化共重合体の含有量が25〜40質量%であり、
前記ゴム成分100質量部に対する前記カーボンブラックの含有量が20〜60質量部であり、
前記カーボンブラック100質量部に対する下記式(I)で表される化合物の含有量が0.5〜20質量部であるサイドウォール用ゴム組成物。
In 100% by mass of the rubber component, the content of diene rubber is 60 to 75% by mass, and the content of ethylene-propylene-diene copolymer and / or brominated copolymer of isobutylene and p-methylstyrene is 25. ~ 40% by weight,
The content of the carbon black with respect to 100 parts by mass of the rubber component is 20 to 60 parts by mass,
A rubber composition for a sidewall, wherein the content of the compound represented by the following formula (I) with respect to 100 parts by mass of the carbon black is 0.5 to 20 parts by mass.
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