JP7131052B2 - RUBBER COMPOSITION FOR RIM CUSHION AND HEAVY-LOAD PNEUMATIC TIRE USING SAME - Google Patents
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Description
本発明は、リム脱着時の耐久性に優れるリムクッション用ゴム組成物およびそれを用いた重荷重用空気入りタイヤに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a rim cushion rubber composition that exhibits excellent durability when the rim is attached and detached, and a heavy-duty pneumatic tire using the same.
空気入りタイヤのビード部には、タイヤをホイールにリム組みしたときリムに対して密着するように、その外層にリムクッションが設けられている。このリムクッションは、リムフランジに密着することにより、リムに対するリムずれを防止すると共に、エアシール性を保つようにするものでなければならない。しかし、リムクッションは、リムからの圧縮力や発熱等を受けるためクラックが発生したり、繰り返し変形による疲労が起きたりして耐久性が低下するという課題がある。 A bead portion of a pneumatic tire is provided with a rim cushion as an outer layer so as to be in close contact with the rim when the tire is mounted on the rim. This rim cushion must be in close contact with the rim flange to prevent the rim from slipping from the rim and to maintain air sealing performance. However, the rim cushion suffers from the problem of reduced durability due to the occurrence of cracks due to the compression force and heat generated from the rim, and the occurrence of fatigue due to repeated deformation.
トラック、バスや建設車両に装着する重荷重用タイヤは、トレッドが摩耗するとリトレッドにより複数回使用する更生タイヤとして使用される。重荷重用タイヤの耐久性については、タイヤを構成するベルト部およびリムと接触するビード部が重要となる。ビード部には、変形を抑えるためゴム硬度が高いリムクッションが使用され、このリムクッションゴムは、上述した通り、リムからの熱や疲労によりゴムが劣化し破断伸びが低下することがある。その結果、リムに脱着するとき、欠けが生じることがあり、リトッレドを行っても、更生タイヤとして使用できなくなる。また、ビード部にひびがあるなどの故障があると、タイヤの安全性が損なわれることが懸念される。 Heavy-duty tires mounted on trucks, buses, and construction vehicles are used as retread tires for multiple uses by retreading when the tread is worn. As for the durability of a heavy-duty tire, the belt portion and the bead portion that come into contact with the rim, which constitute the tire, are important. A rim cushion with high rubber hardness is used in the bead portion to suppress deformation, and as described above, this rim cushion rubber may deteriorate due to heat and fatigue from the rim, and the breaking elongation may decrease. As a result, chipping may occur when attaching and detaching from the rim, and even if retreading is performed, the tire cannot be used as a retreaded tire. In addition, if there is a failure such as a crack in the bead portion, there is concern that the safety of the tire will be impaired.
特許文献1は、窒素吸着比表面積が90m2/g以上のカーボンブラックをゴム成分100質量部に対し40~60質量部配合すると共に、スルフェンアミド系加硫促進剤を配合したゴム組成物を用いることにより、耐クラック性を改良することを提案している。しかし、更生タイヤとしての使用を考慮すると、リム脱着時の耐久性をより一層、優れたものにすることが求められている。 Patent Document 1 discloses a rubber composition containing 40 to 60 parts by mass of carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area of 90 m 2 /g or more per 100 parts by mass of a rubber component and a sulfenamide-based vulcanization accelerator. It is proposed to improve the crack resistance by using However, considering the use as a retreaded tire, it is required to further improve the durability when the rim is attached and detached.
本発明の目的は、耐老化性に優れ、リム脱着時の耐久性を従来レベル以上に向上したリムクッション用ゴム組成物およびそれを用いた重荷重用空気入りタイヤを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a rubber composition for a rim cushion which has excellent aging resistance and has improved durability when the tire is attached to and removed from the rim, and a heavy-duty pneumatic tire using the same.
上記目的を達成する本発明のリムクッション用ゴム組成物は、天然ゴムまたはイソプレンゴムを10~30質量%、ブタジエンゴムを70~90質量%含むジエン系ゴム100質量部に、窒素吸着比表面積が75~130[×103m2/kg]のカーボンブラックを50~80質量部、スルフェンアミド系加硫促進剤をA質量部、硫黄をS質量部配合し、前記スルフェンアミド系加硫促進剤の配合量Aおよび硫黄の配合量Sの比A/Sが3.0以上3.2以下であり、20℃での引張り破断伸びが300%以上であることを特徴とする。
また本発明の空気入りタイヤは、リムクッション用ゴム組成物からなるリムクッションを有することを特徴とする。
The rubber composition for a rim cushion of the present invention, which achieves the above objects, comprises 100 parts by mass of a diene rubber containing 10 to 30 mass % of natural rubber or isoprene rubber and 70 to 90 mass % of butadiene rubber, and having a nitrogen adsorption specific surface area. 50 to 80 parts by mass of carbon black of 75 to 130 [×10 3 m 2 /kg], A parts by mass of a sulfenamide-based vulcanization accelerator, and S parts by mass of sulfur are blended, and the sulfenamide-based vulcanization is performed. The ratio A/S of the blending amount A of the accelerator and the blending amount S of sulfur is 3.0 or more and 3.2 or less, and the tensile elongation at break at 20° C. is 300% or more .
Further, the pneumatic tire of the present invention is characterized by having a rim cushion made of a rubber composition for a rim cushion.
本発明のリムクッション用ゴム組成物は、上述した構成にしたので、耐老化性に優れ、リム脱着時の耐久性を従来レベル以上に向上させることができる。また重荷重用空気入りタイヤのリムクッションに要求されるゴム硬度を備えると共に、発熱を小さくし高温になり難くし熱老化を抑制することができる。
本発明の重荷重用空気入りタイヤは、リムクッションを、耐老化性および耐久性に優れたリムクッション用ゴム組成物で構成したので、長期間使用した後でもビード部の劣化が抑制され、更生タイヤとして有用である。
Since the rubber composition for a rim cushion of the present invention has the structure described above, it is excellent in aging resistance, and can improve the durability at the time of attaching and detaching to the rim beyond the conventional level. In addition, it has the rubber hardness required for a rim cushion of a heavy-duty pneumatic tire, reduces heat generation, makes it difficult to reach a high temperature, and suppresses thermal aging.
In the heavy-duty pneumatic tire of the present invention, the rim cushion is made of a rubber composition for a rim cushion that is excellent in aging resistance and durability. is useful as
前記リムクッション用ゴム組成物が、100℃で48時間加熱した後の引張り破断伸びが250%以上であるとよい。また20℃での引張り破断伸びが300%以上であるとよい。これにより、耐老化性およびリム脱着時の耐久性をより優れたものにすることができる。
また本発明の空気入りタイヤは、タイヤ呼び径が19インチ以上の更生タイヤであるとよい。
The rim cushion rubber composition preferably has a tensile elongation at break of 250% or more after being heated at 100° C. for 48 hours. Further, it is preferable that the tensile elongation at break at 20°C is 300% or more. This makes it possible to improve aging resistance and durability when attaching/detaching the rim.
Moreover, the pneumatic tire of the present invention is preferably a retreaded tire having a nominal tire diameter of 19 inches or more.
本発明のリムクッション用ゴム組成物は、トラック、バスや建設用車両等の重荷重用空気入りタイヤに好適である。特に重荷重用空気入りタイヤのビード部のリムと接触する部分、すなわち、リムクッションを構成するのに好適である。 The rim cushion rubber composition of the present invention is suitable for heavy-duty pneumatic tires for trucks, buses, construction vehicles, and the like. It is particularly suitable for constructing a portion of the bead portion of a heavy-duty pneumatic tire that contacts the rim, that is, a rim cushion.
図1はトラック・バスに装着される重荷重用空気入りタイヤのビード部の断面構成を例示する説明図である。なお重荷重用空気入りタイヤを装着するリムRを一点鎖線で示した。図1において、1はビード部、2はサイドウォール部を示す。トラック・バス用空気入りタイヤの左右のビード部1間には、複数本のスチールコードを配列してなるカーカス層5が装架されている。このカーカス層5は、ビード部1に埋設された左右一対のビードコア3の回りにタイヤ内側から外側へ巻き上げられている。ビード部1には、複数本のスチールコードを引揃えてなる繊維補強層8がカーカス層5に沿って配置されている。ビードコア3のタイヤ径方向外側には下側ビードフィラー4aが配置され、この下側ビードフィラー4aに隣接して上側ビードフィラー4bが配置されている。また、このビード部1のタイヤ径方向内側の表面にはガムフィニッシング7、ビード部1のタイヤ幅方向外側の表面にはリムクッション6がそれぞれ配置され、ガムフィニッシング7及びリムクッション6は、いずれもタイヤをリム組みしたときにリムRと密着するように構成されている。
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a cross-sectional configuration of a bead portion of a heavy-duty pneumatic tire mounted on a truck or bus. A rim R on which a heavy-duty pneumatic tire is mounted is indicated by a dashed line. In FIG. 1, 1 indicates a bead portion and 2 indicates a sidewall portion. A
なお、本明細書において、リムクッション及びガムフィニッシングは、このような呼び名の部材に限定されるものでなく、図1に例示されたように、ビード部のリムと接触する部分についての他の呼び名の部材をも含むものとする。リムクッション及びガムフィニッシングは、上記例示のように独立して構成することができる。また、リムクッション及びガムフィニッシングを一体で構成することができる。リムクッション及びガムフィニッシングを一体で構成した部材の呼び名は、リムクッション、ガムフィニッシング或いは他の呼び名であってもよい。本発明のリムクッション用ゴム組成物は、リムクッションおよび/またはガムフィニッシングに好適に用いられる。 In this specification, the terms rim cushion and gum finishing are not limited to members with such names, but other names for the portion of the bead that contacts the rim, as illustrated in FIG. shall also include members of The rim cushion and gum finishing can be constructed independently as illustrated above. Also, the rim cushion and the gum finishing can be constructed integrally. The name of the integrally constructed member of the rim cushion and gum finishing may be rim cushion, gum finishing or other names. The rubber composition for rim cushions of the present invention is suitably used for rim cushions and/or gum finishing.
リムクッション用ゴム組成物において、ジエン系ゴムは、天然ゴムまたはイソプレンゴムと、ブタジエンゴムを必須成分にする。ブタジエンゴムの含有量は、ジエン系ゴム100質量%中、60~90質量%、好ましくは70~88質量%である。ブタジエンゴムが60質量%未満であると、熱老化後の引張り破断伸びを十分に改良することができない。また、ブタジエンゴムが90質量%を超えると、長期間走行したタイヤをリトレッドするとき、リムへの脱着時にビード部が欠けたりひびが入ったりする虞がある。ブタジエンゴムは、タイヤ用ゴム組成物に通常使用されるブタジエンゴムを用いることができる。 In the rubber composition for a rim cushion, the diene rubber comprises natural rubber or isoprene rubber and butadiene rubber as essential components. The content of the butadiene rubber is 60 to 90% by mass, preferably 70 to 88% by mass, based on 100% by mass of the diene rubber. If the butadiene rubber content is less than 60% by mass, the tensile elongation at break after heat aging cannot be sufficiently improved. Also, if the butadiene rubber content exceeds 90% by mass, when retreading a tire that has been running for a long time, there is a risk that the bead portion may be chipped or cracked when the tire is attached to or detached from the rim. As the butadiene rubber, a butadiene rubber commonly used in rubber compositions for tires can be used.
天然ゴムおよびイソプレンゴムの含有量は、ジエン系ゴム100質量%中、10~40質量%、好ましくは12~30質量%である。天然ゴムおよびイソプレンゴムが10質量%未満であると、長期間走行したタイヤをリトレッドするとき、リムへの脱着時にビード部が欠けたりひびが入ったりする虞がある。また、天然ゴムおよびイソプレンゴムが40質量%を超えると熱老化後の引張り破断伸びを十分に改良することができない。天然ゴムおよびイソプレンゴムは、タイヤ用ゴム組成物に通常使用される天然ゴムおよびイソプレンゴムを用いることができる。 The content of natural rubber and isoprene rubber is 10 to 40% by mass, preferably 12 to 30% by mass, based on 100% by mass of the diene rubber. If the content of natural rubber and isoprene rubber is less than 10% by mass, the bead portion may be chipped or cracked when retreading a tire that has been running for a long period of time. Moreover, if the natural rubber and isoprene rubber exceed 40% by mass, the tensile elongation at break after heat aging cannot be sufficiently improved. As natural rubber and isoprene rubber, natural rubber and isoprene rubber that are commonly used in rubber compositions for tires can be used.
リムクッション用ゴム組成物に配合するカーボンブラックは、窒素吸着比表面積が75~130[×103m2/kg]、好ましくは90~120[×103m2/kg]である。窒素吸着比表面積が75[×103m2/kg]未満であると、ゴム硬度が不足し、熱老化後の破断伸びが低下し、ビード部の耐久性を十分に改良することができない。また、窒素吸着比表面積が130[×103m2/kg]を超えると、発熱性の増加により熱老化後の引張り破断伸びを十分に改良することができない。窒素吸着比表面積は、JIS K6217-2に準拠して、測定することができる。このようなカーボンブラックは、HAF級、ISAF級、SAF級のカーボンブラックから適宜選択して使用することができる。 The carbon black compounded in the rim cushion rubber composition has a nitrogen adsorption specific surface area of 75 to 130 [×10 3 m 2 /kg], preferably 90 to 120 [×10 3 m 2 /kg]. If the nitrogen adsorption specific surface area is less than 75 [×10 3 m 2 /kg], the rubber hardness is insufficient, the breaking elongation after heat aging is lowered, and the durability of the bead portion cannot be sufficiently improved. On the other hand, when the nitrogen adsorption specific surface area exceeds 130 [×10 3 m 2 /kg], the tensile elongation at break after heat aging cannot be sufficiently improved due to the increase in heat build-up. The nitrogen adsorption specific surface area can be measured according to JIS K6217-2. Such carbon black can be appropriately selected from HAF grade, ISAF grade, and SAF grade carbon black and used.
カーボンブラックの配合量は、ジエン系ゴム100質量部に対し、50~90質量部、好ましくは60~80質量部である。カーボンブラックが50質量部未満であると、
ゴム硬度が不足し、熱老化後の破断伸びが低下し、長期間走行したタイヤをリトレッドするとき、リムへの脱着時にビード部が欠けたりひびが入ったりする虞がある。またカーボンブラックが90質量部を超えると、発熱性が高くなり、高温になりやすくなると共に、熱老化後の破断伸びが低下し、長期間走行したタイヤをリトレッドするとき、リムへの脱着時にビード部が欠けたりひびが入ったりする虞がある。
The amount of carbon black compounded is 50 to 90 parts by mass, preferably 60 to 80 parts by mass, per 100 parts by mass of the diene rubber. If the carbon black is less than 50 parts by mass,
The lack of rubber hardness reduces the breaking elongation after heat aging, and when retreading a tire that has been running for a long time, there is a risk that the bead part may be chipped or cracked when it is attached to or removed from the rim. On the other hand, if the carbon black exceeds 90 parts by mass, the heat generation becomes high, the temperature tends to be high, and the elongation at break after heat aging decreases, and when retreading a tire that has been running for a long time, the bead when detaching from the rim. There is a risk that parts may be chipped or cracked.
リムクッション用ゴム組成物は、カーボンブラック以外の補強性充てん剤を配合することができる。補強性充てん剤としては、例えばシリカ、クレー、炭酸カルシウム、タルク、マイカ等を例示することができる。とりわけシリカを配合することが好ましく、シリカを配合することにより、ゴム組成物の発熱性を一層小さくし熱老化を抑制すると共に、タイヤにしたときの転がり抵抗をさらに低減することができる。 The rim cushion rubber composition may contain a reinforcing filler other than carbon black. Examples of reinforcing fillers include silica, clay, calcium carbonate, talc and mica. In particular, it is preferable to blend silica. By blending silica, the heat build-up of the rubber composition can be further reduced, heat aging can be suppressed, and the rolling resistance when made into a tire can be further reduced.
リムクッション用ゴム組成物は、スルフェンアミド系加硫促進剤および硫黄を配合する。スルフェンアミド系加硫促進剤の配合量をA質量部、硫黄の配合量をS質量部とするとき、スルフェンアミド系加硫促進剤および硫黄の配合量の比A/Sは、2.0を超え3.2以下、好ましくは2.1~3.1、より好ましくは2.2~3.0である。配合量の比A/Sが、2.0以下であると、熱老化後の破断伸びが低下し、長期間走行したタイヤをリトレッドするとき、リムへの脱着時にビード部が欠けたりひびが入ったりする虞がある。また比A/Sが3.2を超えても、熱老化後の破断伸びが低下し、長期間走行したタイヤをリトレッドするとき、リムへの脱着時にビード部が欠けたりひびが入ったりする虞がある。 A rim cushion rubber composition contains a sulfenamide-based vulcanization accelerator and sulfur. When the compounding amount of the sulfenamide vulcanization accelerator is A parts by mass and the compounding amount of sulfur is S parts by mass, the ratio A/S of the compounding amounts of the sulfenamide vulcanization accelerator and sulfur is 2. It is more than 0 and 3.2 or less, preferably 2.1 to 3.1, more preferably 2.2 to 3.0. If the compounding amount ratio A/S is 2.0 or less, the elongation at break after heat aging decreases, and when retreading a tire that has been running for a long time, the bead portion may be chipped or cracked when it is attached to or removed from the rim. There is a risk of Even if the ratio A/S exceeds 3.2, the elongation at break after heat aging is reduced, and when retreading a tire that has been running for a long time, the bead may be chipped or cracked when it is attached to or removed from the rim. There is
スルフェンアミド系加硫促進剤としては、例えばN,N-ジシクロヘキシル-1,3-ベンゾチアゾール-2-スルフェンアミド(DZ)、N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド(CZ)、N-オキシジエチレン-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド(OBS)、N-(tert-ブチル)ベンゾチアゾール-2-スルフェンアミド(NS)を挙げることができる。これらスルフェンアミド系加硫促進剤は単独でまたは複数を組合わせて配合することができる。なかでもN,N-ジシクロヘキシル-1,3-ベンゾチアゾール-2-スルフェンアミド(DZ)および/またはN-(tert-ブチル)ベンゾチアゾール-2-スルフェンアミド(NS)が好ましい。 Sulfenamide-based vulcanization accelerators include, for example, N,N-dicyclohexyl-1,3-benzothiazole-2-sulfenamide (DZ), N-cyclohexyl-2-benzothiazolesulfenamide (CZ), N -oxydiethylene-2-benzothiazolesulfenamide (OBS), N-(tert-butyl)benzothiazole-2-sulfenamide (NS). These sulfenamide-based vulcanization accelerators can be blended singly or in combination. Among them, N,N-dicyclohexyl-1,3-benzothiazole-2-sulfenamide (DZ) and/or N-(tert-butyl)benzothiazole-2-sulfenamide (NS) are preferred.
リムクッション用ゴム組成物には、加硫又は架橋剤、加硫促進剤、各種オイル、老化防止剤、可塑剤などのタイヤ用ゴム組成物に一般的に使用される各種添加剤を配合することができ、かかる添加剤は一般的な方法で混練してゴム組成物とし、加硫又は架橋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。本発明のリムクッション用ゴム組成物は、通常のゴム用混練機械、例えばバンバリーミキサー、ニーダー、ロール等を使用して、上記各成分を混合することによって製造することができる。 Various additives commonly used in tire rubber compositions, such as vulcanizing or cross-linking agents, vulcanization accelerators, various oils, anti-aging agents, and plasticizers, may be added to the rim cushion rubber composition. and such additives can be compounded by conventional methods into rubber compositions and used to vulcanize or crosslink. The blending amount of these additives can be a conventional general blending amount as long as it does not contradict the object of the present invention. The rubber composition for a rim cushion of the present invention can be produced by mixing the above components using a conventional rubber kneading machine such as a Banbury mixer, a kneader, and a roll.
リムクッション用ゴム組成物は、20℃の引張り破断伸びが好ましくは300%以上、より好ましくは350~500%であるとよい。20℃の引張り破断伸びが300%以上であると、リム組み時のタイヤ故障を抑制することができる。本明細書において、引張り破断伸びは、JIS K6251に準拠し、JIS 3号ダンベル型試験片を使用し、温度20℃、試験速度500mm/分の条件で引張り試験を行うときの引張り破断伸びである。 The rim cushion rubber composition preferably has a tensile elongation at break of 300% or more, more preferably 350 to 500% at 20°C. When the tensile elongation at break at 20°C is 300% or more, it is possible to suppress tire failure during rim assembly. As used herein, the tensile elongation at break is the tensile elongation at break when a tensile test is performed in accordance with JIS K6251 using a JIS No. 3 dumbbell-shaped test piece at a temperature of 20 ° C. and a test speed of 500 mm / min. .
リムクッション用ゴム組成物は、100℃で48時間加熱した引張り試験片を使用したとき、20℃の引張り破断伸びが好ましくは250%以上、より好ましくは300~450%であるとよい。100℃で48時間の熱老化をした後の引張り破断伸びが250%以上であると、長期の使用によりトレッドが摩耗したタイヤをリトレッドする際、リム組み時のタイヤ故障を抑制することができる。熱老化処理後の引張り試験は、熱老化処理の後、JIS K6251に記載された状態調節を行い、上記の方法で20℃の引張り破断伸びを測定するものとする。 The rubber composition for a rim cushion preferably has a tensile elongation at break of 250% or more, more preferably 300 to 450% at 20°C when a tensile test piece heated at 100°C for 48 hours is used. When the tensile elongation at break after heat aging at 100°C for 48 hours is 250% or more, when retreading a tire whose tread has worn out due to long-term use, tire failure during rim assembly can be suppressed. In the tensile test after heat aging treatment, the condition adjustment described in JIS K6251 is performed after heat aging treatment, and the tensile elongation at break at 20°C is measured by the above method.
100℃で48時間の加熱処理をした後の引張り破断伸びは、加熱処理をする前の引張り破断伸びに対する保持率が、好ましくは80%以上、より好ましくは85~100%であるとよい。加熱処理後の引張り破断伸びの保持率を80%以上にすることにより、長期間走行したタイヤをリトレッドするときリム組み性を従来レベル以上に向上することができる。 The retention of the tensile elongation at break after heat treatment at 100° C. for 48 hours relative to the tensile elongation at break before heat treatment is preferably 80% or more, more preferably 85 to 100%. By setting the retention rate of the tensile elongation at break after heat treatment to 80% or more, it is possible to improve the rim assembly performance when retreading a tire that has been running for a long time beyond the conventional level.
本発明のリムクッション用ゴム組成物は、空気入りタイヤのビード部のリムと接触する部分、すなわちリムクッションに好適に使用される。本発明のリムクッション用ゴム組成物でリムクッションを構成した空気入りタイヤは、耐老化性および耐久性に優れたゴム組成物で構成したので、長期間使用した後でもビード部の劣化が抑制され、更生タイヤとして有用である。また本発明の空気入りタイヤは、タイヤ呼び径が19インチ以上のトラック、バスや建設車両に装着される重荷重用タイヤとして用いることができ、特に更生タイヤを製造するとき、ビード部の耐久性が高く、更生タイヤを複数回、製造することもできる。
以下、実施例によって本発明をさらに説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
The rubber composition for a rim cushion of the present invention is suitably used for the portion of the bead portion of a pneumatic tire that contacts the rim, that is, the rim cushion. A pneumatic tire having a rim cushion made of the rubber composition for a rim cushion of the present invention is made of a rubber composition having excellent aging resistance and durability. , useful as a retread tire. In addition, the pneumatic tire of the present invention can be used as a heavy-duty tire mounted on trucks, buses, and construction vehicles having a tire nominal diameter of 19 inches or more. It is expensive, and the retread tire can be manufactured multiple times.
EXAMPLES The present invention will be further described with reference to examples below, but the scope of the present invention is not limited to these examples.
表1に示す配合からなる10種類のゴム組成物(実施例1~3、比較例1~7)を調製するに当たり、それぞれ硫黄及び加硫促進剤を除く成分を秤量し、1.7L密閉式バンバリーミキサーで5分間混練した後、そのマスターバッチを放出し室温冷却した。このマスターバッチを1.7L密閉式バンバリーミキサーに供し、硫黄及び加硫促進剤を加え、混合しゴム組成物を得た。スルフェンアミド系加硫促進剤の配合量Aおよび硫黄の配合量Sの比A/Sを、表の中段の「配合量の比A/S」の欄に記した。 In preparing 10 types of rubber compositions (Examples 1 to 3, Comparative Examples 1 to 7) having the formulations shown in Table 1, each component except sulfur and vulcanization accelerator was weighed, and 1.7 L closed type After kneading in a Banbury mixer for 5 minutes, the masterbatch was discharged and allowed to cool to room temperature. This masterbatch was supplied to a 1.7 L internal Banbury mixer, sulfur and a vulcanization accelerator were added and mixed to obtain a rubber composition. The ratio A/S of the blending amount A of the sulfenamide vulcanization accelerator and the blending amount S of sulfur is shown in the column "ratio A/S of blending amount" in the middle of the table.
上記で得られたゴム組成物について、所定形状の金型を使用し、150℃、30分間プレス加硫して、試験片を作製した。得られた試験片を用い、ゴム硬度、発熱性、引張り破断伸びおよび熱老化後の引張り破断伸びを以下の試験方法で評価した。また重荷重用タイヤを加硫成形し、長期間走行しトレッドが摩耗したタイヤをリトレッドするときのリム組み性を以下の方法で評価した。 The rubber composition obtained above was press-vulcanized at 150° C. for 30 minutes using a mold of a predetermined shape to prepare a test piece. Using the obtained test pieces, rubber hardness, heat build-up, tensile elongation at break, and tensile elongation at break after heat aging were evaluated by the following test methods. In addition, the following method was used to evaluate the rim assembly performance when retreading a tire that had been vulcanized and had a worn tread after running for a long period of time.
ゴム硬度
上記で得られた試験片のゴム硬度を、JIS K6253に準拠しデュロメータのタイプAにより温度20℃で測定した。得られた結果は、比較例1の値を100とする指数として表1の「ゴム硬度」の欄に記載した。この指数が高いほど、ゴム硬度が高く、タイヤ耐久性が高いことを意味する。
Rubber Hardness The rubber hardness of the test piece obtained above was measured at a temperature of 20° C. using a durometer type A according to JIS K6253. The obtained results are shown in the "rubber hardness" column of Table 1 as an index with the value of Comparative Example 1 set to 100. A higher index means higher rubber hardness and higher tire durability.
発熱性(60℃のtanδ)
上記で得られた試験片の動的粘弾性を、東洋精機製作所社製粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪み10%、振幅±2%、周波数20Hzで測定し、温度60℃におけるtanδを算出した。得られた結果は、比較例1の値を100とする指数として表1の「発熱性」の欄に記載した。この指数が小さいほど、60℃におけるtanδが小さく、発熱性が低いことを意味する。
Exothermicity (tan δ at 60°C)
The dynamic viscoelasticity of the test piece obtained above was measured using a viscoelasticity spectrometer manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd. at an initial strain of 10%, an amplitude of ±2%, and a frequency of 20 Hz, and tan δ at a temperature of 60 ° C. was calculated. did. The obtained results are shown in the column of "Pyrogenicity" in Table 1 as indices with the value of Comparative Example 1 being 100. A smaller index means a smaller tan δ at 60° C. and a lower heat build-up.
引張り破断伸び(20℃)
上記で得られた試験片を用い、JIS K6251に準拠してJIS3号ダンベル型試験片を切り出した。温度20℃、引張り速度500mm/分の条件で引張り破断伸びを測定した。得られた結果は、表1の「破断伸び(20℃)」の欄に記載した。20℃の引張り破断伸びが大きいほど、リム組みの耐久性に優れることを意味する。
Tensile elongation at break (20°C)
Using the test piece obtained above, a JIS No. 3 dumbbell-shaped test piece was cut out according to JIS K6251. The tensile elongation at break was measured under the conditions of a temperature of 20° C. and a tensile speed of 500 mm/min. The obtained results are described in the column of "elongation at break (20°C)" in Table 1. It means that the higher the tensile elongation at break at 20°C, the more excellent the durability of the rim assembly.
熱老化後の引張り破断伸び
上記で得られた試験片を用い、JIS K6251に準拠してJIS3号ダンベル型試験片を切り出した。これらダンベル型試験片を、空気中100℃のギヤオーブンに48時間入れ、熱老化処理を行った。熱老化処理した試験片を、JIS K6251に準拠した状態調節の後、上述した方法で20℃の引張り破断伸びを測定した。得られた結果は、表1の「熱老化後の破断伸び」の欄に記載した。熱老化後の引張り破断伸びが大きいほど、耐老化性に優れ、長期使用後においてもリム組みの耐久性に優れることを意味する。
Tensile elongation at break after heat aging Using the test piece obtained above, a JIS No. 3 dumbbell-shaped test piece was cut out according to JIS K6251. These dumbbell-shaped specimens were placed in a gear oven at 100° C. in air for 48 hours for heat aging treatment. After the heat-aged test piece was conditioned according to JIS K6251, the tensile elongation at break at 20°C was measured by the method described above. The obtained results are shown in Table 1, "Breaking elongation after heat aging". It means that the higher the tensile elongation at break after heat aging, the better the aging resistance, and the better the durability of the rim assembly even after long-term use.
熱老化後の引張り破断伸びの保持率
上記で得られた熱老化処理をしない試験片の引張り破断伸びに対する、熱老化処理をした試験片の引張り破断伸びの保持率を算出した。得られた結果は、表1の「破断伸びの保持率」の欄に記載した。破断伸びの保持率が高いほど、耐老化性に優れ、長期使用後においてもリム組みの耐久性に優れることを意味する。
Retention Rate of Tensile Elongation at Break after Heat Aging The retention rate of the tensile elongation at break of the test piece subjected to heat aging was calculated relative to the tensile elongation at break of the test piece obtained above without heat aging. The obtained results are shown in the column of "retention rate of elongation at break" in Table 1. A higher retention rate of elongation at break means better aging resistance and better durability of the rim assembly even after long-term use.
リトレッド時のリム組性
得られたゴム組成物をリムクッションに使用した重荷重用空気入りタイヤ(サイズ11R22.5)を加硫成形した。得られた重荷重用空気入りタイヤをJATMAで規定される規定リムにリム組みし、積載量4トンのトラックに装着し、2年間走行させた。走行試験の後、重荷重用空気入りタイヤをリムから取り外した後、再度リム組みしたときのリムクッションの状態を目視観察し、以下の基準に基づき評点を付した。
3: リムクッションに故障が認められない。
2: リムクッションの一部にひびが認められた。
1: リムクッションの一部がもげ、欠落した。
Rim Assemblability During Retreading A heavy-duty pneumatic tire (size 11R22.5) using the obtained rubber composition for a rim cushion was vulcanized and molded. The obtained pneumatic tire for heavy loads was mounted on a rim specified by JATMA, mounted on a truck with a load capacity of 4 tons, and run for two years. After the running test, the heavy-duty pneumatic tire was removed from the rim, and the state of the rim cushion was visually observed when the rim was reassembled, and a score was given based on the following criteria.
3: No damage to the rim cushion is observed.
2: A crack was observed in a part of the rim cushion.
1: Part of the rim cushion was peeled off and missing.
表1において使用した原材料の種類を下記に示す。
・NR:天然ゴム、STR-20
・BR:ブタジエンゴム、日本ゼオン社製Nipol BR 1220
・カーボンブラック-1:ISAF級カーボンブラック、新日化カーボン社製ニテロン#300、窒素吸着比表面積が110m2/g
・カーボンブラック-2:FEF級カーボンブラック、新日化カーボン社製ニテロン#10N、窒素吸着比表面積が42m2/g
・アロマオイル:昭和シェル石油社製エキストラクト4号S
・亜鉛華:正同化学工業社製酸化亜鉛3種
・ステアリン酸:NOFコーポレーション社製ステアリン酸YR
・硫黄:軽井沢製錬所社製油処理イオウ
・加硫促進剤: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、大内新興化学社製ノクセラーCZ-G(CZ)
The types of raw materials used in Table 1 are shown below.
・NR: natural rubber, STR-20
・ BR: butadiene rubber, Nipol BR 1220 manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.
Carbon black-1: ISAF grade carbon black, Niteron #300 manufactured by Shin Nikka Carbon Co., Ltd., nitrogen adsorption specific surface area of 110 m 2 /g
・Carbon black-2: FEF grade carbon black, Niteron #10N manufactured by Shin Nikka Carbon Co., Ltd., nitrogen adsorption specific surface area of 42 m 2 /g
・Aroma oil: Extract No. 4 S manufactured by Showa Shell Sekiyu K.K.
・ Zinc white: 3 types of zinc oxide manufactured by Seido Chemical Industry Co., Ltd. ・ Stearic acid: YR stearate manufactured by NOF Corporation
・Sulfur: Karuizawa Smelting & Refining Co., Ltd. Oil refining sulfur ・Vulcanization accelerator: N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide, Ouchi Shinko Kagaku Co., Ltd. Noxcellar CZ-G (CZ)
表1から明らかなように実施例1~3のリムクッション用ゴム組成物は、ゴム硬度、低発熱性、初期の引張り破断伸び、熱老化処理後の引張り破断伸びおよび熱老化処理後の引張り破断伸びの保持率に優れ、重荷重用タイヤのリトレッド時のリム組み耐久性にも優れることが確認された。 As is clear from Table 1, the rubber compositions for rim cushions of Examples 1 to 3 have rubber hardness, low heat build-up, initial tensile elongation at break, tensile elongation at break after heat aging treatment, and tensile break after heat aging treatment. It was confirmed that the elongation retention rate is excellent, and the rim assembly durability during retreading of heavy-duty tires is also excellent.
比較例2のリムクッション用ゴム組成物は、スルフェンアミド系加硫促進剤および硫黄の配合量の比A/Sが2.0未満であるので、熱老化後の引張り破断伸びおよびその保持率が劣る。また、重荷重用タイヤのリトレッド時のリム組み耐久性が劣る。
比較例3のリムクッション用ゴム組成物は、スルフェンアミド系加硫促進剤および硫黄の配合量の比A/Sが3.2を超えるので、熱老化後の引張り破断伸びおよびその保持率が劣る。また、重荷重用タイヤのリトレッド時のリム組み耐久性が劣る。
比較例4のリムクッション用ゴム組成物は、天然ゴムの配合量が10質量部未満、ブタジエンゴムの配合量が90質量部を超えるので、重荷重用タイヤのリトレッド時のリム組み耐久性が劣る。
比較例5のリムクッション用ゴム組成物は、カーボンブラックの配合量が50質量部未満であるので、ゴム硬度が低く、熱老化後の引張り破断伸びおよびその保持率が劣る。また、重荷重用タイヤのリトレッド時のリム組み耐久性が劣る。
比較例6のリムクッション用ゴム組成物は、カーボンブラックの配合量が90質量部を超えるので、発熱性が大きく、熱老化後の引張り破断伸びおよびその保持率が劣る。また、重荷重用タイヤのリトレッド時のリム組み耐久性が劣る。
比較例7のリムクッション用ゴム組成物は、カーボンブラック-2の窒素吸着比表面積が75[×103m2/kg]未満であるので、発熱性が大きく、熱老化後の引張り破断伸びおよびその保持率が劣る。また、重荷重用タイヤのリトレッド時のリム組み耐久性が劣る。
In the rim cushion rubber composition of Comparative Example 2, the ratio A/S of the compounding amounts of the sulfenamide vulcanization accelerator and sulfur was less than 2.0, so the tensile elongation at break after heat aging and its retention rate were is inferior. In addition, the rim assembly durability during retreading of the heavy-duty tire is inferior.
In the rim cushion rubber composition of Comparative Example 3, the ratio A/S of the compounded amounts of the sulfenamide vulcanization accelerator and sulfur exceeded 3.2, so the tensile elongation at break after heat aging and its retention rate were as follows: Inferior. In addition, the rim assembly durability during retreading of the heavy-duty tire is inferior.
The rubber composition for a rim cushion of Comparative Example 4 contains less than 10 parts by mass of natural rubber and more than 90 parts by mass of butadiene rubber, and therefore has poor rim assembly durability during retreading of a heavy-duty tire.
Since the rubber composition for a rim cushion of Comparative Example 5 contained less than 50 parts by mass of carbon black, the rubber hardness was low, and the tensile elongation at break after heat aging and its retention rate were poor. In addition, the rim assembly durability during retreading of the heavy-duty tire is inferior.
Since the rubber composition for a rim cushion of Comparative Example 6 contains more than 90 parts by mass of carbon black, it has high heat build-up, and is inferior in tensile elongation at break after heat aging and retention thereof. In addition, the rim assembly durability during retreading of the heavy-duty tire is inferior.
In the rim cushion rubber composition of Comparative Example 7, the carbon black-2 has a nitrogen adsorption specific surface area of less than 75 [×10 3 m 2 /kg], so that it has a high heat build-up, a tensile elongation at break after heat aging and a Poor retention. In addition, the rim assembly durability during retreading of the heavy-duty tire is inferior.
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