JP7155715B2 - 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。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a rubber composition and a pneumatic tire using the same.
近年、自動車に対する安全性及び低燃費性への要求にともなって、タイヤ用ゴム材料において、耐摩耗性及び低燃費性の同時改良が望まれている。 In recent years, along with the demand for safety and fuel efficiency of automobiles, simultaneous improvement of wear resistance and fuel efficiency has been demanded in rubber materials for tires.
従来から、このような課題を解決するために、高い補強性と優れた耐摩耗性とを付与することが可能な微粒子カーボンブラックを使用する方法が実施されている(例えば、特許文献1、2参照)。 Conventionally, in order to solve such problems, a method using fine particle carbon black capable of imparting high reinforcing properties and excellent wear resistance has been implemented (for example, Patent Documents 1 and 2 reference).
しかしながら、一般的に、微粒子カーボンブラックの使用は、ゴム組成物の粘度上昇による加工性の悪化と、これに伴う充填剤の分散性低下とをもたらす傾向があるという点で改善の余地があった。 However, there is room for improvement in that the use of fine particle carbon black generally tends to result in deterioration of processability due to increased viscosity of the rubber composition and accompanying deterioration in filler dispersibility. .
本発明は、前記課題を解決し、良好な加工性、耐摩耗性、低燃費性及び破断強度を有するゴム組成物、及びこれを用いた空気入りタイヤを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a rubber composition having good processability, wear resistance, fuel efficiency and breaking strength, and a pneumatic tire using the same.
本発明者らは、前記課題を解決する手法について鋭意検討した結果、特定のカーボンブラックを使用することで、良好な加工性、耐摩耗性、低燃費性及び破断強度(特に、耐摩耗性及び破断強度)が得られることを見出し、本発明に想到した。
すなわち、本発明は、ゴム成分100質量部に対して、水素放出率が0.20質量%以上、窒素吸着比表面積が230~280m2/gであるカーボンブラックを2~200質量部含むゴム組成物に関する。
As a result of intensive studies on methods for solving the above problems, the present inventors have found that by using a specific carbon black, good workability, wear resistance, fuel efficiency and breaking strength (in particular, wear resistance and breaking strength) can be obtained, and conceived of the present invention.
That is, the present invention provides a rubber composition containing 2 to 200 parts by mass of carbon black having a hydrogen release rate of 0.20% by mass or more and a nitrogen adsorption specific surface area of 230 to 280 m 2 /g with respect to 100 parts by mass of the rubber component. about things.
上記カーボンブラックは、圧縮による油吸収量が80~140cm3/100gであることが好ましい。 The carbon black preferably has an oil absorption amount of 80 to 140 cm 3 /100 g when compressed.
上記カーボンブラックは、最大頻度ストークス相当径が30~100nmであることが好ましい。 The carbon black preferably has a maximum frequency Stokes equivalent diameter of 30 to 100 nm.
上記カーボンブラックは、ストークス相当径半値幅が20~80nmであることが好ましい。 The carbon black preferably has a Stokes equivalent half width of 20 to 80 nm.
上記ゴム組成物は、タイヤ用ゴム組成物であることが好ましい。 The rubber composition is preferably a tire rubber composition.
本発明はまた、上記ゴム組成物を用いて作製したトレッ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 tread made using the above rubber composition.
本発明によれば、特定のカーボンブラックを含むゴム組成物であるので、良好な加工性、耐摩耗性、低燃費性及び破断強度を有し、耐摩耗性、低燃費性及び破断強度に優れた空気入りタイヤを提供できる。 According to the present invention, since it is a rubber composition containing specific carbon black, it has good processability, abrasion resistance, fuel efficiency and breaking strength, and is excellent in abrasion resistance, fuel efficiency and breaking strength. We can provide pneumatic tires.
本発明のゴム組成物は、ゴム成分100質量部に対して、水素放出率が0.20質量%以上、窒素吸着比表面積(N2SA)が230~280m2/gであるカーボンブラックを2~200質量部含む。これにより、良好な加工性、耐摩耗性、低燃費性及び破断強度が得られる。このような作用効果が得られる理由は必ずしも明らかではないが、以下のように推察される。 The rubber composition of the present invention contains 2 carbon blacks having a hydrogen release rate of 0.20% by mass or more and a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of 230 to 280 m 2 /g with respect to 100 parts by mass of the rubber component. Contains up to 200 parts by mass. Thereby, good workability, wear resistance, fuel efficiency and breaking strength can be obtained. Although the reason why such effects are obtained is not necessarily clear, it is speculated as follows.
本発明者らの検討により、カーボンブラックの水素放出率、N2SAについて、以下の傾向があることが判明した。
カーボンブラックを微粒子化し、カーボンブラックのN2SA比表面積を増加させると、ポリマーとの相互作用が増加し、補強性が向上する。しかしながら、カーボンブラックの微粒子化は、練りゴムの粘度を上昇させ、練りゴム中でのカーボンブラックの分散を悪化させる傾向がある。水素放出率は、カーボンブラックの表面活性の指標となり、水素放出率が高いほど、表面活性が高い。カーボンブラック表面を高活性化すると、配合ゴム中でのカーボンブラックの分散が向上する。そこで、微粒子カーボンブラックの表面を高活性化することで、配合ゴム中の微粒子カーボンブラックの分散が向上し、微粒子カーボンブラックが有する、耐摩耗性、低燃費性の向上効果をより好適に発揮させられると推測し、検討を行った。その結果、水素放出率を0.20質量%以上としつつ、N2SAを230[m2/g]以上とすることで、N2SAが230[m2/g]未満の場合と比較して、良好な低燃費性を保ちつつ、耐摩耗性を著しく向上できることが分かった。N2SAを280[m2/g]超とすると、カーボンブラックによる加工性悪化が顕著となり、カーボンブラックの分散悪化により、低燃費性と耐摩耗性は悪化する。
本発明では、微粒子カーボンブラックの表面を高活性化することで、配合ゴム中の微粒子カーボンブラックの分散が向上し、微粒子カーボンブラックを配合した効果が充分に得られると共に、「カーボンブラック表面の高活性化による、配合ゴム中のカーボンブラックの分散向上」と、「カーボンブラックの微粒子化による、補強性の向上」により、補強性が相乗的に向上し、良好な加工性、耐摩耗性、低燃費性及び破断強度が得られ、破断強度、耐摩耗性が特に向上する。
The present inventors' studies have revealed that the hydrogen release rate of carbon black and N 2 SA have the following tendencies.
When the carbon black is pulverized into fine particles to increase the N 2 SA specific surface area of the carbon black, the interaction with the polymer is increased and the reinforcing property is improved. However, atomization of carbon black tends to increase the viscosity of the kneaded rubber and deteriorate the dispersion of carbon black in the kneaded rubber. The hydrogen release rate is an index of the surface activity of carbon black, and the higher the hydrogen release rate, the higher the surface activity. A highly activated carbon black surface improves the dispersion of the carbon black in the compounded rubber. Therefore, by highly activating the surface of the fine particle carbon black, the dispersion of the fine particle carbon black in the compounded rubber is improved, and the effect of improving the wear resistance and fuel efficiency of the fine particle carbon black can be exhibited more preferably. We speculated that it would be possible, and conducted a study. As a result, by setting the hydrogen release rate to 0.20% by mass or more and setting the N 2 SA to 230 [m 2 /g] or more, compared with the case where the N 2 SA is less than 230 [m 2 /g] As a result, it was found that wear resistance can be remarkably improved while maintaining good fuel efficiency. If the N 2 SA is more than 280 [m 2 /g], the carbon black significantly deteriorates the workability, and due to the deterioration of the dispersion of the carbon black, the fuel efficiency and wear resistance deteriorate.
In the present invention, by highly activating the surface of the fine particle carbon black, the dispersion of the fine particle carbon black in the compounded rubber is improved, and the effect of compounding the fine particle carbon black is sufficiently obtained. Reinforcement is synergistically improved by improving the dispersion of carbon black in the compounded rubber through activation and by reducing the carbon black to fine particles to improve reinforcement. Fuel efficiency and breaking strength are obtained, and especially breaking strength and wear resistance are improved.
本発明では、カーボンブラックの水素放出率が0.20質量%以上と、表面を高活性化することにより、N2SAを230~280m2/gとした微粒子カーボンブラックを配合する効果が充分に発揮されると共に、補強性が相乗的に向上し、良好な加工性、耐摩耗性、低燃費性及び破断強度が得られるものと考えられる。 In the present invention, the hydrogen release rate of carbon black is 0.20% by mass or more, and the effect of blending fine particle carbon black with N 2 SA of 230 to 280 m 2 /g is sufficiently obtained by highly activating the surface. It is considered that the reinforcing properties are synergistically improved, and good workability, wear resistance, low fuel consumption and breaking strength are obtained.
(ゴム組成物)
上記ゴム組成物は、水素放出率が0.20質量%以上、窒素吸着比表面積が230~280m2/gであるカーボンブラック(1)を含む。カーボンブラック(1)は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(rubber composition)
The rubber composition contains carbon black (1) having a hydrogen release rate of 0.20% by mass or more and a nitrogen adsorption specific surface area of 230 to 280 m 2 /g. Carbon black (1) may be used alone or in combination of two or more.
カーボンブラック(1)の水素放出率は、0.20質量%以上、好ましくは0.21質量%以上、より好ましくは0.22質量%以上である。上限は特に限定されないが、好ましくは0.50質量%以下、より好ましくは0.30質量%以下である。水素放出率が上記範囲内であると、効果が好適に得られる。
なお、本明細書において、カーボンブラックの水素放出率は、105℃の恒温乾燥機中で1時間乾燥したカーボンブラックを、デシケータ中で室温まで冷却した後、スズ製のチューブ状のサンプル容器に入れて圧着、密栓し、水素分析装置で、アルゴン気流下、2000℃で15分間加熱した時の水素ガス発生量を測定し、質量分率で表したものである。
Carbon black (1) has a hydrogen release rate of 0.20% by mass or more, preferably 0.21% by mass or more, and more preferably 0.22% by mass or more. Although the upper limit is not particularly limited, it is preferably 0.50% by mass or less, more preferably 0.30% by mass or less. When the hydrogen release rate is within the above range, the effect is preferably obtained.
In this specification, the hydrogen release rate of carbon black is measured by drying the carbon black in a constant temperature dryer at 105° C. for 1 hour, cooling it to room temperature in a desiccator, and placing it in a tin tube-shaped sample container. Then, the amount of hydrogen gas generated was measured by a hydrogen analyzer and heated at 2000° C. for 15 minutes under an argon stream, and expressed as a mass fraction.
カーボンブラック(1)の窒素吸着比表面積(N2SA)は、230~280m2/gであればよいが、好ましくは235m2/g以上、より好ましくは240m2/g以上、更に好ましくは245m2/g以上であり、また、好ましくは275m2/g以下、より好ましくは270m2/g以下である。N2SA比表面積が上記範囲内であると、効果が好適に得られる。
なお、本明細書において、カーボンブラックのN2SAは、JIS K 6217-2:2001によって求められる。
Carbon black (1) has a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of 230 to 280 m 2 /g, preferably 235 m 2 /g or more, more preferably 240 m 2 /g or more, still more preferably 245 m 2 /g or more. 2 /g or more, preferably 275 m 2 /g or less, more preferably 270 m 2 /g or less. When the N 2 SA specific surface area is within the above range, the effect is preferably obtained.
In this specification, the N 2 SA of carbon black is determined according to JIS K 6217-2:2001.
カーボンブラック(1)のジブチルフタレート(DBP)吸油量は、好ましくは80cm3/100g以上、より好ましくは100cm3/100g以上、更に好ましくは120cm3/100g以上であり、また、好ましくは150cm3/100g以下、より好ましくは140cm3/100g以下、更に好ましくは135cm3/100g以下である。上記範囲内であると、効果がより好適に得られる。
なお、本明細書において、カーボンブラックのDBP給油量は、JIS K6217-4:2001に準拠して測定される値である。
The dibutyl phthalate (DBP) oil absorption of carbon black (1) is preferably 80 cm 3 /100 g or more, more preferably 100 cm 3 /100 g or more, still more preferably 120 cm 3 /100 g or more, and preferably 150 cm 3 /100 g or more. It is 100 g or less, more preferably 140 cm 3 /100 g or less, and even more preferably 135 cm 3 /100 g or less. Within the above range, the effect can be obtained more favorably.
In this specification, the DBP oiling amount of carbon black is a value measured according to JIS K6217-4:2001.
カーボンブラック(1)の圧縮による油吸収量(COAN)は、好ましくは80cm3/100g以上、より好ましくは90cm3/100g以上、更に好ましくは100cm3/100g以上であり、また、好ましくは140cm3/100g以下、より好ましくは130cm3/100g以下、更に好ましくは120cm3/100g以下である。COANが上記範囲内であると、効果がより好適に得られる。
なお、本明細書において、カーボンブラックのCOANは、JIS K 6217-4:2001に準拠し、ジブチルフタレートを用いて測定される値である。
The compressed oil absorption (COAN) of carbon black (1) is preferably 80 cm 3 /100 g or more, more preferably 90 cm 3 /100 g or more, still more preferably 100 cm 3 /100 g or more, and preferably 140 cm 3 . /100 g or less, more preferably 130 cm 3 /100 g or less, and even more preferably 120 cm 3 /100 g or less. When COAN is within the above range, the effect can be obtained more preferably.
In this specification, COAN of carbon black is a value measured using dibutyl phthalate in accordance with JIS K 6217-4:2001.
カーボンブラック(1)のセチルトリメチルアンモニウムブロミド(CTAB)比表面積は、好ましくは120m2/g以上、より好ましくは150m2/g以上、更に好ましくは165m2/g以上であり、また、好ましくは220m2/g以下、より好ましくは200m2/g以下、更に好ましくは185m2/g以下である。CTAB比表面積が上記範囲内であると、効果がより好適に得られる。
なお、本明細書において、カーボンブラックのCTAB比表面積は、JIS K6217-3:2001に準拠して測定される値である。
Carbon black (1) has a cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) specific surface area of preferably 120 m 2 /g or more, more preferably 150 m 2 /g or more, still more preferably 165 m 2 /g or more, and preferably 220 m 2 /g or more. 2 /g or less, more preferably 200 m 2 /g or less, still more preferably 185 m 2 /g or less. When the CTAB specific surface area is within the above range, the effect can be obtained more preferably.
In this specification, the CTAB specific surface area of carbon black is a value measured according to JIS K6217-3:2001.
カーボンブラック(1)の最大頻度ストークス相当径(Dmod)は、好ましくは30nm以上、より好ましくは35nm以上、更に好ましくは45nm以上であり、また、好ましくは100nm以下、より好ましくは85nm以下、更に好ましくは65nm以下である。Dmodは、カーボンブラックの凝集体の代表的な大きさであり、Dmodが上記範囲内であると、効果がより好適に得られる。 The maximum frequency Stokes equivalent diameter (D mod ) of carbon black (1) is preferably 30 nm or more, more preferably 35 nm or more, still more preferably 45 nm or more, and preferably 100 nm or less, more preferably 85 nm or less, and further It is preferably 65 nm or less. D mod is a typical size of aggregates of carbon black, and when D mod is within the above range, the effect can be obtained more preferably.
カーボンブラック(1)のストークス相当径半値幅(D1/2)は、好ましくは20nm以上、より好ましくは25nm以上、更に好ましくは35nm以上であり、また、好ましくは80nm以下、より好ましくは70nm以下、更に好ましくは55nm以下である。D1/2は、カーボンブラックの凝集体径分布の広がりを表す指標であり、D1/2が上記範囲内であると、効果がより好適に得られる。 The Stokes equivalent half width (D 1/2 ) of the carbon black (1) is preferably 20 nm or more, more preferably 25 nm or more, still more preferably 35 nm or more, and is preferably 80 nm or less, more preferably 70 nm or less. , and more preferably 55 nm or less. D 1/2 is an index representing the spread of the aggregate size distribution of carbon black, and when D 1/2 is within the above range, the effect can be obtained more preferably.
なお、本明細書において、Dmod、D1/2は、以下の方法で測定される値である。
界面活性剤(SIGMA CHEMICAL社製「NONIDET P-40」)を加えた20%エタノール水溶液に精秤したカーボンブラック試料を加えて、カーボンブラック濃度が0.01質量%の試料液を調製する。この試料液を超音波分散機(超音波工業製「超音波発生装置USV-500V」)を用いて、振動数200kHz、出力100Wとして5分間分散処理することにより、カーボンブラックスラリーを調製する。一方、遠心沈降式の粒度分布測定装置(BROOK HAVEN INSTRUMENTS社製「BI-DCP PARTICLSIZER」)にスピン液(純水)10ミリリットルを注入し、更にバッファー液(20%エタノール水溶液)1ミリリットルを注入した後、前記調製したカーボンブラックスラリー各1ミリリットルを注入し、回転数10000rpmで遠心沈降させることによりストークス相当径を測定し、ストークス相当径に対して相対的な発生頻度のヒストグラムを作成する。ヒストグラムのピーク(A)を通るY軸と平行な直線と、ヒストグラムのX軸との交点をCとする。このCでのストークス直径を最大頻度ストークス相当径(Dmod)とする。また線分ACの中点をFとして、Fを通りX軸に平行な直線Gとヒストグラムの分布曲線との2点の交点(D、E)を求め、このDとEのストークス直径の差の絶対値をストークス相当径半値幅値(D1/2)とする。
In addition, in this specification, D mod and D 1/2 are values measured by the following method.
A precisely weighed carbon black sample is added to a 20% aqueous ethanol solution containing a surfactant ("NONIDET P-40" manufactured by SIGMA CHEMICAL) to prepare a sample solution having a carbon black concentration of 0.01% by mass. A carbon black slurry is prepared by subjecting this sample liquid to dispersion treatment for 5 minutes using an ultrasonic disperser (“Ultrasonic Generator USV-500V” manufactured by Ultrasonic Industry) at a frequency of 200 kHz and an output of 100 W. On the other hand, 10 ml of spin liquid (pure water) was injected into a centrifugal sedimentation type particle size distribution analyzer ("BI-DCP PARTICLSIZER" manufactured by BROOK HAVEN INSTRUMENTS), and 1 ml of buffer solution (20% ethanol aqueous solution) was further injected. After that, 1 ml each of the carbon black slurry prepared above is injected and sedimented by centrifugation at a rotation speed of 10000 rpm to measure the Stokes equivalent diameter and create a histogram of the frequency of occurrence relative to the Stokes equivalent diameter. Let C be the intersection of a straight line parallel to the Y-axis passing through the peak (A) of the histogram and the X-axis of the histogram. The Stokes diameter at C is defined as the maximum frequency Stokes equivalent diameter (D mod ). Also, with the midpoint of the line segment AC as F, the two points of intersection (D, E) between the distribution curve of the histogram and the straight line G passing through F parallel to the X axis are obtained. Let the absolute value be the Stokes equivalent radius half width value (D 1/2 ).
上記カーボンブラック(1)の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、2~200質量部であればよいが、好ましくは5質量部以上、より好ましくは10質量部以上、更に好ましくは20質量部以上、特に好ましくは30質量部以上であり、また、好ましくは150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。カーボンブラック(1)の含有量が上記範囲内であると、効果がより好適に得られる。 The content of the carbon black (1) may be 2 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component, preferably 5 parts by mass or more, more preferably 10 parts by mass or more, still more preferably 20 parts by mass. It is at least 150 parts by mass, more preferably at most 100 parts by mass, and even more preferably at most 80 parts by mass. When the content of carbon black (1) is within the above range, the effect can be obtained more preferably.
上記ゴム組成物では、上記カーボンブラック(1)と共に、上記カーボンブラック(1)以外のカーボンブラックを使用してもよい。この場合のカーボンブラックの合計含有量は、上記カーボンブラック(1)を単独で用いる場合と同様の量とすればよい。 In the rubber composition, carbon black other than carbon black (1) may be used together with carbon black (1). The total content of carbon black in this case may be the same amount as in the case of using carbon black (1) alone.
上記カーボンブラック(1)は、当業者であれば、上記目標特性が定まれば公知の製造方法により製造できる。その製造方式は特に限定されないが、具体的には、燃焼ガス中に原料油を噴霧してカーボンブラックを製造する方法が採用されることが好ましく、例えば、ファーネス法やチャンネル法等の従来から公知の方法が用いられる。なかでも、以下に示すファーネス法が好ましい。 The above carbon black (1) can be produced by a known production method if the above target properties are determined by those skilled in the art. The production method is not particularly limited, but specifically, it is preferable to adopt a method of producing carbon black by spraying raw material oil into combustion gas, for example, conventionally known methods such as furnace method and channel method method is used. Among them, the following furnace method is preferable.
ファーネス法(オイルファーネス法)は、例えば特開2004-43598号公報、特開2004-277443号公報などのように、反応炉内に高温燃焼ガス流を発生させる燃焼帯域、高温燃焼ガス流に原料炭化水素を導入して原料炭化水素を熱分解反応によりカーボンブラックに転化させる反応帯域、及び反応ガスを急冷して反応を停止する反応停止帯域を有する装置を用いるプロセスであって、燃焼条件、高温燃焼ガス流速、反応炉内への原料油の導入条件、カーボンブラック転化から該反応停止までの時間等の諸条件を制御することによって種々の特性のカーボンブラックを製造することができる。 In the furnace method (oil furnace method), for example, as disclosed in JP-A-2004-43598, JP-A-2004-277443, etc., a raw material is added to a combustion zone in which a high-temperature combustion gas flow is generated in a reactor, and a high-temperature combustion gas flow. A process using an apparatus having a reaction zone in which hydrocarbons are introduced to convert raw hydrocarbons into carbon black by a pyrolysis reaction, and a reaction stop zone in which the reaction gas is quenched to stop the reaction, wherein the combustion conditions, high temperature Carbon blacks with various properties can be produced by controlling various conditions such as the flow rate of combustion gas, the conditions for introducing feedstock oil into the reactor, and the time from conversion of carbon black to termination of the reaction.
燃焼帯域では、高温燃焼ガスを形成させるため、酸素含有ガスとして空気、酸素またはそれらの混合物とガス状または液体の燃料炭化水素を混合燃焼させる。燃料炭化水素としては、一酸化炭素、天然ガス、石炭ガス、石油ガス、重油等の石油系液体燃料、クレオソート油等の石炭系液体燃料が使用される。燃焼は、燃焼温度が1400℃~2000℃の範囲となるように制御されるのが好ましい。 In the combustion zone, the oxygen-containing gas, air, oxygen or mixtures thereof, and gaseous or liquid fuel hydrocarbons are mixed and combusted to form hot combustion gases. As fuel hydrocarbons, carbon monoxide, natural gas, coal gas, petroleum gas, petroleum liquid fuels such as heavy oil, and coal liquid fuels such as creosote oil are used. Combustion is preferably controlled so that the combustion temperature is in the range of 1400°C to 2000°C.
反応帯域では、燃焼帯域で得られた高温燃焼ガス流に並流又は横方向に設けたバーナーから原料炭化水素を噴霧導入し、原料炭化水素を熱分解させてカーボンブラックに転化させる。好ましくは、ガス流速が100~1000m/sの範囲の高温燃焼ガス流に、原料油を1本以上のバーナーにより導入する。原料油は、2本以上のバーナーにより分割し導入することが好ましい。また、反応効率を向上させる為に反応ゾーンに絞り部を設けることが好ましい。絞り部の絞り部径/絞り部上流域径の比は、0.1~0.8が好ましい。 In the reaction zone, the feedstock hydrocarbon is sprayed from a burner provided cocurrently or laterally with the high-temperature combustion gas stream obtained in the combustion zone, and the feedstock hydrocarbon is thermally decomposed and converted into carbon black. Preferably, the feedstock is introduced by one or more burners into the hot combustion gas stream with a gas velocity in the range of 100-1000 m/s. It is preferable to divide and introduce the raw material oil by two or more burners. In addition, it is preferable to provide a constricted portion in the reaction zone in order to improve the reaction efficiency. The ratio of the diameter of the narrowed portion to the diameter of the upstream area of the narrowed portion is preferably 0.1 to 0.8.
反応停止帯域では、高温反応ガスを1000~800℃以下に冷却する為、水スプレー等が行われる。原料油を導入してからの反応停止までの時間は2~100m秒が好ましい。冷却されたカーボンブラックは、ガスから分離回収された後、造粒、乾燥等の公知のプロセスをとることができる。 In the reaction stopping zone, water spraying or the like is performed to cool the high-temperature reaction gas to 1000 to 800° C. or below. The time from the introduction of the raw material oil to the termination of the reaction is preferably 2 to 100 milliseconds. After the cooled carbon black is separated and recovered from the gas, it can undergo known processes such as granulation and drying.
原料油の具体例としては、例えば、(1)アントラセン等の芳香族炭化水素;クレオソート油等の石炭系炭化水素;EHEオイル(エチレン製造時の複製油)、FCCオイル(流動接触分解残渣油)等の石油系重質油からなる群より選択される少なくとも1種と、(2)脂肪族炭化水素との混合原料油が挙げられる。なお、これらは、改質されていてもよい。なかでも、石炭系炭化水素と脂肪族炭化水素との混合原料油が好ましい。 Specific examples of feedstock oils include (1) aromatic hydrocarbons such as anthracene; coal-based hydrocarbons such as creosote oil; ) and (2) a mixed feedstock of an aliphatic hydrocarbon. In addition, these may be modified. Among them, a mixed raw material oil of coal-based hydrocarbons and aliphatic hydrocarbons is preferable.
脂肪族炭化水素としては、例えば、プロセスオイルなどに代表される石油系脂肪族炭化水素、及び大豆油、なたね油、パーム油などの脂肪酸に代表される動植物油等を使用することができる。
ここで動植物油とは、魚類肝臓から得られる脂肪油(肝油)やクジラからとれる海獣油のような水産動物油及び牛脂、豚脂などのような陸産動物油のほか、植物の種子、果実、核などから採取される脂肪酸グリセリドを成分とする油脂等を含有する。
Examples of aliphatic hydrocarbons that can be used include petroleum-based aliphatic hydrocarbons typified by process oils, and animal and vegetable oils typified by fatty acids such as soybean oil, rapeseed oil, and palm oil.
Here, the animal and vegetable oils include marine animal oils such as fatty oils (liver oils) obtained from fish livers and marine animal oils obtained from whales, land animal oils such as beef tallow and pork tallow, as well as plant seeds, fruits, and kernels. It contains oils and fats composed of fatty acid glycerides collected from, for example.
使用できるゴム成分としては、例えば、イソプレン系ゴム、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)等のジエン系ゴムが挙げられる。ゴム成分は、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、効果がより好適に得られるという理由から、SBR、BR、イソプレン系ゴム(特に、イソプレン系ゴム)が好ましく、イソプレン系ゴム、SBR及びBRの併用、又は、イソプレン系ゴム及びBRの併用がより好ましい。 Examples of usable rubber components include diene rubbers such as isoprene rubber, butadiene rubber (BR), styrene butadiene rubber (SBR), and styrene isoprene butadiene rubber (SIBR). A rubber component may be used independently and may use 2 or more types together. Among them, SBR, BR, and isoprene-based rubber (especially isoprene-based rubber) are preferable because the effect can be obtained more preferably. is more preferred.
SBRは特に限定されず、例えば、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)等を使用できる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 SBR is not particularly limited, and for example, emulsion-polymerized styrene-butadiene rubber (E-SBR), solution-polymerized styrene-butadiene rubber (S-SBR), etc. can be used. These may be used alone or in combination of two or more.
BRは特に限定されず、例えば、高シス含量のBR、シンジオタクチックポリブタジエン結晶を含有するBR等を使用できる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、耐摩耗性が良好であるという理由から、BRのシス含量は90質量%以上が好ましい。 BR is not particularly limited, and for example, BR with a high cis content, BR containing syndiotactic polybutadiene crystals, and the like can be used. These may be used alone or in combination of two or more. Above all, the cis content of BR is preferably 90% by mass or more because the wear resistance is good.
SBR、BRは、変性されていてもよい。
変性SBR、変性BRとしては、カーボンブラック等の充填剤と相互作用する官能基を有するものであればよく、例えば、ポリマーの少なくとも一方の末端が、上記官能基を有する化合物(変性剤)で変性された末端変性ゴム(末端に上記官能基を有する末端変性ゴム)や、主鎖に上記官能基を有する主鎖変性ゴムや、主鎖及び末端に上記官能基を有する主鎖末端変性ゴム(例えば、主鎖に上記官能基を有し、少なくとも一方の末端を上記変性剤で変性された主鎖末端変性BR)や、分子中に2個以上のエポキシ基を有する多官能化合物により変性(カップリング)され、水酸基やエポキシ基が導入された末端変性ゴム等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
SBR and BR may be modified.
The modified SBR and modified BR may have a functional group that interacts with a filler such as carbon black. For example, at least one end of the polymer is modified with a compound (modifier) having the above functional group. terminal-modified rubber (terminal-modified rubber having the above-mentioned functional group at the end), main-chain-modified rubber having the above-mentioned functional group in the main chain, and main-chain-end-modified rubber having the above-mentioned functional group in the main chain and terminal (for example, , main chain terminal modified BR having the above functional group in the main chain and at least one end modified with the above modifying agent), and modified with a polyfunctional compound having two or more epoxy groups in the molecule (coupling ), and terminal-modified rubber into which a hydroxyl group or an epoxy group is introduced. These may be used alone or in combination of two or more.
上記官能基としては、例えば、アミノ基、アミド基、シリル基、アルコキシシリル基、イソシアネート基、イミノ基、イミダゾール基、ウレア基、エーテル基、カルボニル基、オキシカルボニル基、メルカプト基、スルフィド基、ジスルフィド基、スルホニル基、スルフィニル基、チオカルボニル基、アンモニウム基、イミド基、ヒドラゾ基、アゾ基、ジアゾ基、カルボキシル基、ニトリル基、ピリジル基、アルコキシ基、水酸基、オキシ基、エポキシ基等が挙げられる。なお、これらの官能基は、置換基を有していてもよい。なかでも、効果がより好適に得られるという理由から、アミノ基(好ましくはアミノ基が有する水素原子が炭素数1~6のアルキル基に置換されたアミノ基)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1~6のアルコキシ基)、アルコキシシリル基(好ましくは炭素数1~6のアルコキシシリル基)が好ましい。 Examples of the functional groups include amino group, amido group, silyl group, alkoxysilyl group, isocyanate group, imino group, imidazole group, urea group, ether group, carbonyl group, oxycarbonyl group, mercapto group, sulfide group, disulfide group, sulfonyl group, sulfinyl group, thiocarbonyl group, ammonium group, imide group, hydrazo group, azo group, diazo group, carboxyl group, nitrile group, pyridyl group, alkoxy group, hydroxyl group, oxy group, epoxy group and the like. . In addition, these functional groups may have a substituent. Among them, amino group (preferably an amino group in which the hydrogen atom of the amino group is substituted with an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms), alkoxy group (preferably 1 carbon atom 6 alkoxy groups) and alkoxysilyl groups (preferably alkoxysilyl groups having 1 to 6 carbon atoms) are preferred.
SBR、BRとしては、例えば、宇部興産(株)、JSR(株)、旭化成(株)、日本ゼオン(株)等の製品を使用できる。 As SBR and BR, for example, products of Ube Industries, Ltd., JSR Corporation, Asahi Kasei Corporation, Zeon Corporation, etc. can be used.
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45質量%以上であり、また、好ましくは90質量%以下、より好ましくは85質量%以下、更に好ましくは65質量%以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。 When SBR is contained, the content of SBR in 100% by mass of the rubber component is preferably 10% by mass or more, more preferably 45% by mass or more, and preferably 90% by mass or less, more preferably 85% by mass. % or less, more preferably 65 mass % or less. Within the above range, the effect tends to be obtained more favorably.
BRを含有する場合、ゴム成分100質量%中のBR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%以上であり、また、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下、更に好ましくは30質量%以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。 When BR is contained, the content of BR in 100% by mass of the rubber component is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, and preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass. % or less, more preferably 30 mass % or less. Within the above range, the effect tends to be obtained more favorably.
イソプレン系ゴムとしては、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、改質天然ゴム、変性NR、変性IR等が挙げられる。NRとしては、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。IRとしては、特に限定されず、例えば、IR2200等、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。改質天然ゴムとしては、高純度天然ゴム(UPNR)等、変性NRとしては、エポキシ化天然ゴム(ENR)、水素添加天然ゴム(HNR)、グラフト化天然ゴム等、変性IRとしては、エポキシ化イソプレンゴム、水素添加イソプレンゴム、グラフト化イソプレンゴム等、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、天然ゴム(NR)が好ましい。 Examples of isoprene rubber include natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), modified natural rubber, modified NR, modified IR, and the like. As NR, for example, those commonly used in the tire industry, such as SIR20, RSS#3, and TSR20, can be used. The IR is not particularly limited, and for example IR2200 or the like commonly used in the tire industry can be used. Modified natural rubber includes high-purity natural rubber (UPNR), etc. Modified NR includes epoxidized natural rubber (ENR), hydrogenated natural rubber (HNR), grafted natural rubber, etc. Modified IR includes epoxidized rubber. Examples include isoprene rubber, hydrogenated isoprene rubber, grafted isoprene rubber, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, natural rubber (NR) is preferable.
イソプレン系ゴムを含有する場合、ゴム成分100質量%中のイソプレン系ゴムの含有量は、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、更に好ましくは15質量%以上、特に好ましくは20質量%以上である。また、好ましくは95質量%以下、より好ましくは90質量%以下、更に好ましくは85質量%以下、特に好ましくは80質量%以下である。また、SBRを含有する場合、更に好ましくは60質量%以下、特に好ましくは40質量%以下である。上記範囲内であると、効果がより良好に得られる傾向がある。 When isoprene-based rubber is contained, the content of isoprene-based rubber in 100% by mass of the rubber component is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, still more preferably 15% by mass or more, and particularly preferably 20% by mass. % by mass or more. Also, it is preferably 95% by mass or less, more preferably 90% by mass or less, still more preferably 85% by mass or less, and particularly preferably 80% by mass or less. Moreover, when SBR is contained, it is more preferably 60% by mass or less, particularly preferably 40% by mass or less. Within the above range, the effect tends to be obtained more favorably.
上記ゴム組成物は樹脂を含んでもよい。
本明細書において樹脂とは、高分子化合物、より具体的にはモノマー単位を重合して得られる重合体を意味し、固体状であっても液体状であってもよい。
樹脂としては、タイヤ工業において一般的に用いられているものであれば特に限定されないが、例えば、ポリアルキレン樹脂、クマロンインデン樹脂、αメチルスチレン系樹脂、テルペン系樹脂、アクリル系樹脂、C5系樹脂、C9系樹脂等が挙げられる。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、ゴムを可塑化し、フィラーの分散を促進でき、効果がより好適に得られるという理由から、ポリアルキレン樹脂、テルペン系樹脂が好ましい。
The rubber composition may contain a resin.
As used herein, the term "resin" means a polymer compound, more specifically, a polymer obtained by polymerizing monomer units, and may be solid or liquid.
The resin is not particularly limited as long as it is commonly used in the tire industry. resins, C9-based resins, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, polyalkylene resins and terpene-based resins are preferable because they can plasticize the rubber, promote the dispersion of the filler, and obtain more favorable effects.
ポリアルキレン樹脂としては、アルキレンに由来する単位を有する樹脂であれば特に限定されず、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブチレン樹脂、エチレンプロピレン樹脂、エチレンプロピレンスチレン樹脂、エチレンスチレン樹脂、プロピレンスチレン樹脂などが挙げられる。なかでも、エチレンプロピレン樹脂、エチレンプロピレンスチレン樹脂が好ましい。 The polyalkylene resin is not particularly limited as long as it has a unit derived from alkylene, and examples thereof include polyethylene resins, polypropylene resins, polybutylene resins, ethylene propylene resins, ethylene propylene styrene resins, ethylene styrene resins, propylene styrene resins, and the like. is mentioned. Among them, ethylene propylene resin and ethylene propylene styrene resin are preferable.
テルペン系樹脂としては、テルペン化合物に由来する単位を有する樹脂であれば特に限定されず、例えば、ポリテルペン(テルペン化合物を重合して得られる樹脂)、テルペン芳香族樹脂(テルペン化合物と芳香族化合物とを共重合して得られる樹脂)、芳香族変性テルペン樹脂(テルペン樹脂を芳香族化合物で変性して得られる樹脂)などが挙げられる。 The terpene-based resin is not particularly limited as long as it has a unit derived from a terpene compound. Examples include polyterpene (resin obtained by polymerizing a terpene compound), terpene aromatic resin (a resin obtained by copolymerizing), aromatic modified terpene resin (resin obtained by modifying terpene resin with an aromatic compound), and the like.
上記テルペン化合物は、(C5H8)nの組成で表される炭化水素及びその含酸素誘導体で、モノテルペン(C10H16)、セスキテルペン(C15H24)、ジテルペン(C20H32)などに分類されるテルペンを基本骨格とする化合物であり、例えば、α-ピネン、β-ピネン、ジペンテン、リモネン、ミルセン、アロオシメン、オシメン、α-フェランドレン、α-テルピネン、γ-テルピネン、テルピノレン、1,8-シネオール、1,4-シネオール、α-テルピネオール、β-テルピネオール、γ-テルピネオールなどが挙げられる。上記テルペン化合物としてはまた、アビエチン酸、ネオアビエチン酸、パラストリン酸、レボピマール酸、ピマール酸、イソピマール酸などの樹脂酸(ロジン酸)なども挙げられる。すなわち、上記テルペン系樹脂には、松脂を加工することにより得られるロジン酸を主成分とするロジン系樹脂も含まれる。なお、ロジン系樹脂としては、ガムロジン、ウッドロジン、トール油ロジンなどの天然産のロジン樹脂(重合ロジン)の他、マレイン酸変性ロジン樹脂、ロジン変性フェノール樹脂などの変性ロジン樹脂、ロジングリセリンエステルなどのロジンエステル、ロジン樹脂を不均化することによって得られる不均化ロジン樹脂などが挙げられる。 The above terpene compounds are hydrocarbons represented by the composition (C 5 H 8 ) n and oxygen-containing derivatives thereof, and include monoterpene (C 10 H 16 ), sesquiterpene (C 15 H 24 ), diterpene (C 20 H 32 ), etc., which are compounds having a terpene as a basic skeleton, such as α-pinene, β-pinene, dipentene, limonene, myrcene, alloocimene, ocimene, α-phellandrene, α-terpinene, γ-terpinene, terpinolene, 1,8-cineol, 1,4-cineole, α-terpineol, β-terpineol, γ-terpineol and the like. The terpene compounds also include resin acids (rosin acids) such as abietic acid, neoabietic acid, parastric acid, levopimaric acid, pimaric acid and isopimaric acid. That is, the terpene-based resins include rosin-based resins containing rosin acid obtained by processing rosin as a main component. The rosin resins include naturally occurring rosin resins (polymerized rosins) such as gum rosin, wood rosin, and tall oil rosin, modified rosin resins such as maleic acid-modified rosin resins and rosin-modified phenol resins, and rosin glycerin esters. Examples include rosin esters and disproportionated rosin resins obtained by disproportionating rosin resins.
上記芳香族化合物としては、芳香環を有する化合物であれば特に限定されないが、例えば、フェノール、アルキルフェノール、アルコキシフェノール、不飽和炭化水素基含有フェノールなどのフェノール化合物;ナフトール、アルキルナフトール、アルコキシナフトール、不飽和炭化水素基含有ナフトールなどのナフトール化合物;スチレン、アルキルスチレン、アルコキシスチレン、不飽和炭化水素基含有スチレンなどのスチレン誘導体などが挙げられる。これらのなかでも、スチレンが好ましい。 The aromatic compound is not particularly limited as long as it is a compound having an aromatic ring. Examples include phenol compounds such as phenol, alkylphenol, alkoxyphenol, unsaturated hydrocarbon group-containing phenol; Naphthol compounds such as saturated hydrocarbon group-containing naphthol; styrene derivatives such as styrene, alkylstyrene, alkoxystyrene, and unsaturated hydrocarbon group-containing styrene; Among these, styrene is preferred.
樹脂の軟化点は、0℃以上が好ましく、10℃以上がより好ましく、40℃以上が更に好ましい。また、上記軟化点は、160℃以下が好ましく、140℃以下がより好ましく、100℃以下が更に好ましい。上記範囲内であると、効果がより好適に得られる。
なお、本明細書において、上記樹脂の軟化点は、JIS K 6220-1:2001に規定される軟化点を環球式軟化点測定装置で測定し、球が降下した温度である。
The softening point of the resin is preferably 0°C or higher, more preferably 10°C or higher, and even more preferably 40°C or higher. Also, the softening point is preferably 160° C. or lower, more preferably 140° C. or lower, and even more preferably 100° C. or lower. Within the above range, the effect can be obtained more favorably.
In the present specification, the softening point of the resin is the temperature at which the softening point defined in JIS K 6220-1:2001 is measured with a ring and ball type softening point measuring device, and the ball descends.
樹脂は、水素添加されたものであってもよく、効果がより好適に得られるという理由から、樹脂は、水素添加された水素添加樹脂であることが好ましい。該水素添加は、公知の方法により行うことができ、例えば、金属触媒による接触水素添加、ヒドラジンを用いる方法などをいずれも好適に使用することができる(特開昭59-161415号公報など)。例えば、金属触媒による接触水素添加は、有機溶媒中、金属触媒の存在下、水素を加圧添加することにより実施することができ、該有機溶媒としては、テトラヒドロフラン、メタノール、エタノール等をいずれも好適に使用することができる。これら有機溶媒は、1種単独でまたは2種以上を混合して用いることができる。また、金属触媒としては、例えば、パラジウム、白金、ロジウム、ルテニウム、ニッケルなどをいずれも好適に使用することができる、これら金属触媒は1種単独でまたは2種以上を混合して用いることができる。加圧する際の圧力としては、例えば、1~300kg重/cm2であることが好ましい。 The resin may be a hydrogenated one, and the resin is preferably a hydrogenated resin because the effect can be obtained more suitably. The hydrogenation can be carried out by a known method, and for example, catalytic hydrogenation using a metal catalyst, a method using hydrazine, and the like can be preferably used (JP-A-59-161415, etc.). For example, catalytic hydrogenation using a metal catalyst can be carried out by adding hydrogen under pressure in the presence of a metal catalyst in an organic solvent. can be used for These organic solvents can be used singly or in combination of two or more. Moreover, as the metal catalyst, for example, palladium, platinum, rhodium, ruthenium, nickel, etc. can be suitably used. These metal catalysts can be used singly or in combination of two or more. . The pressure when pressurizing is preferably, for example, 1 to 300 kgf/cm 2 .
上記樹脂において、二重結合の水素添加率は、1~100%であり、とりわけ、2%以上であることが好ましく、5%以上であることがより好ましく、8%以上であることが更に好ましい。また、二重結合の水素添加率の上限は、水素添加反応における、加圧加熱条件、触媒等の製造技術の進歩や、生産性の向上などによりその好ましい範囲が変更され得る可能性があり、現時点では正確には確認できていないが、現状では、例えば、80%以下であることが好ましく、60%以下であることがより好ましく、40%以下が更に好ましく、30%以下がより更に好ましく、25%以下が特に好ましい。
なお、該水素添加率(水添率)は、1H-NMR(プロトンNMR)による二重結合由来ピークの各積分値から、下記式により、算出される値である。本明細書において、水素添加率(水添率)とは、二重結合の水素添加率を意味する。
(水添率〔%〕)={(A-B)/A}×100
A:水素添加前の二重結合のピークの積分値
B:水素添加後の二重結合のピークの積分値
In the above resin, the hydrogenation rate of double bonds is 1 to 100%, preferably 2% or more, more preferably 5% or more, and even more preferably 8% or more. . In addition, the upper limit of the hydrogenation rate of the double bond may be changed due to the pressurized heating conditions in the hydrogenation reaction, progress in manufacturing technology such as catalysts, improvement in productivity, etc. Although it cannot be accurately confirmed at the present time, at present, for example, it is preferably 80% or less, more preferably 60% or less, further preferably 40% or less, and even more preferably 30% or less. 25% or less is particularly preferred.
The hydrogenation rate (hydrogenation rate) is a value calculated by the following formula from each integrated value of the double bond-derived peak in 1 H-NMR (proton NMR). As used herein, the hydrogenation rate (hydrogenation rate) means the hydrogenation rate of a double bond.
(Hydrogenation rate [%]) = {(AB) / A} × 100
A: Integrated value of double bond peak before hydrogenation B: Integrated value of double bond peak after hydrogenation
樹脂としては、例えば、三井化学(株)、ストラクトール社、ヤスハラケミカル(株)、アリゾナケミカル社、日塗化学(株)、Rutgers Chemicals社、荒川化学工業(株)、丸善石油化学(株)、住友ベークライト(株)、東ソー(株)、(株)日本触媒、JXエネルギー(株)、東亞合成(株)等の製品を使用できる。 Examples of resins include Mitsui Chemicals, Structol, Yasuhara Chemicals, Arizona Chemicals, Nichinuri Chemicals, Rutgers Chemicals, Arakawa Chemical Industries, Maruzen Petrochemicals, Products of Sumitomo Bakelite Co., Ltd., Tosoh Co., Ltd., Nippon Shokubai Co., Ltd., JX Energy Co., Ltd., Toagosei Co., Ltd., etc. can be used.
樹脂を含有する場合、樹脂の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは3質量部以上、更に好ましくは5質量部以上であり、また、好ましくは50質量部以下、より好ましくは30質量部以下、更に好ましくは15質量部以下である。これにより、効果がより好適に得られる。 When a resin is contained, the content of the resin is preferably 1 part by mass or more, more preferably 3 parts by mass or more, and still more preferably 5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. It is 50 parts by mass or less, more preferably 30 parts by mass or less, and still more preferably 15 parts by mass or less. Thereby, an effect is obtained more suitably.
上記ゴム組成物は、シリカを含んでもよい。
シリカとしては、例えば、乾式法シリカ(無水ケイ酸)、湿式法シリカ(含水ケイ酸)等が挙げられるが、シラノール基が多いという理由から、湿式法シリカが好ましい。これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
The rubber composition may contain silica.
Examples of silica include dry silica (anhydrous silicic acid) and wet silica (hydrated silicic acid), but wet silica is preferred because it contains many silanol groups. These may be used alone or in combination of two or more.
シリカの窒素吸着比表面積(N2SA)は、70m2/g以上が好ましく、150m2/g以上がより好ましい。70m2/g以上にすることで、耐摩耗性、破断強度等がより向上する傾向がある。該シリカのN2SAは、500m2/g以下が好ましく、200m2/g以下がより好ましい。500m2/g以下にすることで、加工性がより改善される傾向がある。
なお、シリカの窒素吸着比表面積は、ASTM D3037-81に準じてBET法で測定される値である。
The nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of silica is preferably 70 m 2 /g or more, more preferably 150 m 2 /g or more. By making it 70 m 2 /g or more, abrasion resistance, breaking strength, etc. tend to be further improved. The N 2 SA of the silica is preferably 500 m 2 /g or less, more preferably 200 m 2 /g or less. By making it 500 m 2 /g or less, workability tends to be further improved.
The nitrogen adsorption specific surface area of silica is a value measured by the BET method according to ASTM D3037-81.
シリカとしては、例えば、デグッサ社、ローディア社、東ソー・シリカ(株)、ソルベイジャパン(株)、(株)トクヤマ等の製品を使用できる。 As silica, for example, products of Degussa, Rhodia, Tosoh Silica, Solvay Japan, Tokuyama, etc. can be used.
シリカを含有する場合、シリカの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは20質量部以上、より好ましくは30質量部以上、更に好ましくは50質量部以上である。20質量部以上であると、低燃費性能がより改善される傾向がある。また、該含有量は、好ましくは200質量部以下、より好ましくは150質量部以下、更に好ましくは100質量部以下である。200質量部以下であると、加工性と低燃費性能のバランスがより改善される傾向がある。 When silica is contained, the content of silica is preferably 20 parts by mass or more, more preferably 30 parts by mass or more, and still more preferably 50 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. When the amount is 20 parts by mass or more, the fuel efficiency tends to be further improved. Also, the content is preferably 200 parts by mass or less, more preferably 150 parts by mass or less, and even more preferably 100 parts by mass or less. When the amount is 200 parts by mass or less, the balance between workability and fuel efficiency tends to be further improved.
シリカ及びカーボンブラックの合計100質量%中のカーボンブラックの含有量は、好ましくは20質量%以上、より好ましくは50質量%以上、更に好ましくは80質量%以上であり、100質量%であってもよい。これにより、効果がより好適に得られる。 The content of carbon black in the total 100% by mass of silica and carbon black is preferably 20% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, and still more preferably 80% by mass or more. good. Thereby, an effect is obtained more suitably.
上記ゴム組成物がシリカを含有する場合、更にシランカップリング剤を含有することが好ましい。
シランカップリング剤としては、特に限定されず、例えば、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2-トリエトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(4-トリエトキシシリルブチル)テトラスルフィド、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2-トリメトキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(2-トリエトキシシリルエチル)トリスルフィド、ビス(4-トリメトキシシリルブチル)トリスルフィド、ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2-トリエトキシシリルエチル)ジスルフィド、ビス(4-トリエトキシシリルブチル)ジスルフィド、ビス(3-トリメトキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(2-トリメトキシシリルエチル)ジスルフィド、ビス(4-トリメトキシシリルブチル)ジスルフィド、3-トリメトキシシリルプロピル-N,N-ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、2-トリエトキシシリルエチル-N,N-ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3-トリエトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、などのスルフィド系、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、2-メルカプトエチルトリエトキシシラン、Momentive社製のNXT、NXT-Zなどのメルカプト系、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシランなどのビニル系、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノ系、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、などのグリシドキシ系、3-ニトロプロピルトリメトキシシラン、3-ニトロプロピルトリエトキシシランなどのニトロ系、3-クロロプロピルトリメトキシシラン、3-クロロプロピルトリエトキシシランなどのクロロ系などがあげられる。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、効果がより良好に得られる傾向がある点から、スルフィド系シランカップリング剤が好ましい。
When the rubber composition contains silica, it preferably further contains a silane coupling agent.
The silane coupling agent is not particularly limited, and examples thereof include bis(3-triethoxysilylpropyl)tetrasulfide, bis(2-triethoxysilylethyl)tetrasulfide, bis(4-triethoxysilylbutyl)tetrasulfide, Bis (3-trimethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (2-trimethoxysilylethyl) tetrasulfide, bis (2-triethoxysilylethyl) trisulfide, bis (4-trimethoxysilylbutyl) trisulfide, bis ( 3-triethoxysilylpropyl) disulfide, bis(2-triethoxysilylethyl) disulfide, bis(4-triethoxysilylbutyl) disulfide, bis(3-trimethoxysilylpropyl) disulfide, bis(2-trimethoxysilylethyl) ) disulfide, bis(4-trimethoxysilylbutyl) disulfide, 3-trimethoxysilylpropyl-N,N-dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, 2-triethoxysilylethyl-N,N-dimethylthiocarbamoyl tetrasulfide, 3- sulfides such as triethoxysilylpropyl methacrylate monosulfide; 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 2-mercaptoethyltriethoxysilane; vinyl such as methoxysilane; amino such as 3-aminopropyltriethoxysilane and 3-aminopropyltrimethoxysilane; glycidoxy such as γ-glycidoxypropyltriethoxysilane and γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane; nitro-based such as 3-nitropropyltrimethoxysilane and 3-nitropropyltriethoxysilane; and chloro-based such as 3-chloropropyltrimethoxysilane and 3-chloropropyltriethoxysilane. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, a sulfide-based silane coupling agent is preferred because it tends to provide better effects.
シランカップリング剤としては、例えば、デグッサ社、Momentive社、信越シリコーン(株)、東京化成工業(株)、アヅマックス(株)、東レ・ダウコーニング(株)等の製品を使用できる。 Examples of silane coupling agents that can be used include products of Degussa, Momentive, Shin-Etsu Silicone Co., Ltd., Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., Azmax Co., Ltd., Dow Corning Toray Co., Ltd., and the like.
シランカップリング剤を含有する場合、シランカップリング剤の含有量は、シリカ100質量部に対して、3質量部以上が好ましく、5質量部以上がより好ましい。3質量部以上であると、添加による効果が得られる傾向がある。また、該含有量は、20質量部以下が好ましく、15質量部以下がより好ましい。20質量部以下であると、配合量に見合った効果が得られ、良好な混練時の加工性が得られる傾向がある。 When a silane coupling agent is contained, the content of the silane coupling agent is preferably 3 parts by mass or more, more preferably 5 parts by mass or more, relative to 100 parts by mass of silica. When the amount is 3 parts by mass or more, there is a tendency that the effect of addition can be obtained. In addition, the content is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 15 parts by mass or less. When it is 20 parts by mass or less, an effect commensurate with the blending amount is obtained, and there is a tendency to obtain good workability during kneading.
上記ゴム組成物は、オイルを含んでもよい。
オイルとしては、例えば、プロセスオイル、植物油脂、又はその混合物が挙げられる。プロセスオイルとしては、例えば、パラフィン系プロセスオイル、アロマ系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイルなどを用いることができる。植物油脂としては、ひまし油、綿実油、あまに油、なたね油、大豆油、パーム油、やし油、落花生湯、ロジン、パインオイル、パインタール、トール油、コーン油、こめ油、べに花油、ごま油、オリーブ油、ひまわり油、パーム核油、椿油、ホホバ油、マカデミアナッツ油、桐油等が挙げられる。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、効果が良好に得られるという理由から、プロセスオイルが好ましく、アロマ系プロセスオイルがより好ましい。
The rubber composition may contain oil.
Oils include, for example, process oils, vegetable oils, or mixtures thereof. As the process oil, for example, paraffinic process oil, aromatic process oil, naphthenic process oil, etc. can be used. Vegetable oils include castor oil, cottonseed oil, linseed oil, rapeseed oil, soybean oil, palm oil, coconut oil, peanut oil, rosin, pine oil, pine tar, tall oil, corn oil, rice bran oil, safflower oil, sesame oil, Olive oil, sunflower oil, palm kernel oil, camellia oil, jojoba oil, macadamia nut oil, tung oil and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, process oils are preferred, and aroma-based process oils are more preferred, because they are more effective.
オイルとしては、例えば、出光興産(株)、三共油化工業(株)、(株)ジャパンエナジー、オリソイ社、H&R社、豊国製油(株)、昭和シェル石油(株)、富士興産(株)等の製品を使用できる。 As oil, for example, Idemitsu Kosan Co., Ltd., Sankyo Yuka Kogyo Co., Ltd., Japan Energy Co., Ltd., Orisoi Co., Ltd., H & R, Toyokuni Oil Mills Co., Ltd., Showa Shell Oil Co., Ltd., Fuji Kosan Co., Ltd. etc. products can be used.
オイルを含有する場合、オイルの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは5質量部以上であり、また、好ましくは30質量部以下、より好ましくは20質量部以下である。これにより、効果がより好適に得られる。 When oil is contained, the content of oil is preferably 1 part by mass or more, more preferably 5 parts by mass or more, and preferably 30 parts by mass or less, more preferably 100 parts by mass of the rubber component. It is 20 parts by mass or less. Thereby, an effect is obtained more suitably.
上記ゴム組成物は、ワックスを含んでもよい。
ワックスとしては、特に限定されず、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス等の石油系ワックス;植物系ワックス、動物系ワックス等の天然系ワックス;エチレン、プロピレン等の重合物等の合成ワックスなどが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、石油系ワックスが好ましく、パラフィンワックスがより好ましい。
The rubber composition may contain wax.
The wax is not particularly limited, and includes petroleum waxes such as paraffin wax and microcrystalline wax; natural waxes such as plant waxes and animal waxes; synthetic waxes such as polymers of ethylene and propylene. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, petroleum waxes are preferred, and paraffin waxes are more preferred.
ワックスとしては、例えば、大内新興化学工業(株)、日本精蝋(株)、精工化学(株)等の製品を使用できる。 As the wax, for example, products of Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Co., Ltd., Nippon Seiro Co., Ltd., Seiko Kagaku Co., Ltd., etc. can be used.
ワックスを含有する場合、ワックスの含有量は、前記性能バランスの観点から、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.3質量部以上、より好ましくは0.5質量部以上であり、また、好ましくは20質量部以下、より好ましくは10質量部以下である。これにより、効果がより好適に得られる。 When wax is contained, the content of wax is preferably 0.3 parts by mass or more, more preferably 0.5 parts by mass or more, relative to 100 parts by mass of the rubber component, from the viewpoint of the above-mentioned performance balance, and , preferably 20 parts by mass or less, more preferably 10 parts by mass or less. Thereby, an effect is obtained more suitably.
上記ゴム組成物は、老化防止剤を含んでもよい。
老化防止剤としては、例えば、フェニル-α-ナフチルアミン等のナフチルアミン系老化防止剤;オクチル化ジフェニルアミン、4,4′-ビス(α,α′-ジメチルベンジル)ジフェニルアミン等のジフェニルアミン系老化防止剤;N-イソプロピル-N′-フェニル-p-フェニレンジアミン、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、N,N′-ジ-2-ナフチル-p-フェニレンジアミン等のp-フェニレンジアミン系老化防止剤;2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリンの重合物等のキノリン系老化防止剤;2,6-ジ-t-ブチル-4-メチルフェノール、スチレン化フェノール等のモノフェノール系老化防止剤;テトラキス-[メチレン-3-(3′,5′-ジ-t-ブチル-4′-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン等のビス、トリス、ポリフェノール系老化防止剤などが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、p-フェニレンジアミン系老化防止剤、キノリン系老化防止剤が好ましい。
The rubber composition may contain an antioxidant.
Examples of anti-aging agents include naphthylamine-based anti-aging agents such as phenyl-α-naphthylamine; diphenylamine-based anti-aging agents such as octylated diphenylamine and 4,4′-bis(α,α′-dimethylbenzyl)diphenylamine; -Isopropyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine, N-(1,3-dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-phenylenediamine, N,N'-di-2-naphthyl-p-phenylenediamine, etc. p-phenylenediamine-based antioxidants; quinoline-based antioxidants such as polymers of 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline; 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol, monophenolic anti-aging agents such as styrenated phenol; inhibitors and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, p-phenylenediamine antioxidants and quinoline antioxidants are preferred.
老化防止剤としては、例えば、精工化学(株)、住友化学(株)、大内新興化学工業(株)、フレクシス社等の製品を使用できる。 As the anti-aging agent, products of Seiko Chemical Co., Ltd., Sumitomo Chemical Co., Ltd., Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Co., Ltd., Flexis, etc. can be used, for example.
老化防止剤を含有する場合、老化防止剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1質量部以上であり、また、好ましくは10質量部以下、より好ましくは5質量部以下である。これにより、効果がより好適に得られる。 When an anti-aging agent is contained, the content of the anti-aging agent is preferably 0.5 parts by mass or more, more preferably 1 part by mass or more, and preferably 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. parts or less, more preferably 5 parts by mass or less. Thereby, an effect is obtained more suitably.
上記ゴム組成物は、ステアリン酸を含有してもよい。
ステアリン酸としては、従来公知のものを使用でき、例えば、日油(株)、NOF社、花王(株)、富士フイルム和光純薬(株)、千葉脂肪酸(株)等の製品を使用できる。
The rubber composition may contain stearic acid.
Conventionally known stearic acid can be used, for example, products of NOF Corporation, NOF, Kao Corporation, Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Chiba Fatty Acids Co., Ltd. can be used.
ステアリン酸を含有する場合、ステアリン酸の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1質量部以上であり、また、好ましくは10質量部以下、より好ましくは5質量部以下である。これにより、効果がより好適に得られる。 When stearic acid is contained, the content of stearic acid is preferably 0.5 parts by mass or more, more preferably 1 part by mass or more, and preferably 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the rubber component. , more preferably 5 parts by mass or less. Thereby, an effect is obtained more suitably.
上記ゴム組成物は、酸化亜鉛を含有してもよい。
酸化亜鉛としては、従来公知のものを使用でき、例えば、三井金属鉱業(株)、東邦亜鉛(株)、ハクスイテック(株)、正同化学工業(株)、堺化学工業(株)等の製品を使用できる。
The rubber composition may contain zinc oxide.
As the zinc oxide, conventionally known ones can be used, for example, products of Mitsui Kinzoku Mining Co., Ltd., Toho Zinc Co., Ltd., Hakusui Tech Co., Ltd., Seido Chemical Industry Co., Ltd., Sakai Chemical Industry Co., Ltd., etc. can be used.
酸化亜鉛を含有する場合、酸化亜鉛の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1質量部以上であり、また、好ましくは10質量部以下、より好ましくは5質量部以下である。これにより、効果がより好適に得られる。 When zinc oxide is contained, the content of zinc oxide is preferably 0.5 parts by mass or more, more preferably 1 part by mass or more, and preferably 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the rubber component. , more preferably 5 parts by mass or less. Thereby, an effect is obtained more suitably.
上記ゴム組成物は硫黄を含有してもよい。
硫黄としては、ゴム工業において一般的に用いられる粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄、可溶性硫黄などが挙げられる。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。
The rubber composition may contain sulfur.
Sulfur includes powdered sulfur, precipitated sulfur, colloidal sulfur, insoluble sulfur, highly dispersible sulfur, soluble sulfur and the like commonly used in the rubber industry. These may be used alone or in combination of two or more.
硫黄としては、例えば、鶴見化学工業(株)、軽井沢硫黄(株)、四国化成工業(株)、フレクシス社、日本乾溜工業(株)、細井化学工業(株)等の製品を使用できる。 As sulfur, for example, products of Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd., Karuizawa Io Co., Ltd., Shikoku Kasei Kogyo Co., Ltd., Flexis Co., Ltd., Nippon Kantan Kogyo Co., Ltd., Hosoi Chemical Industry Co., Ltd., etc. can be used.
硫黄を含有する場合、硫黄の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.1質量部以上、より好ましくは0.5質量部以上であり、また、好ましくは10質量部以下、より好ましくは5質量部以下、更に好ましくは3質量部以下である。これにより、効果がより好適に得られる。 When sulfur is contained, the content of sulfur is preferably 0.1 parts by mass or more, more preferably 0.5 parts by mass or more, and preferably 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the rubber component. , more preferably 5 parts by mass or less, and still more preferably 3 parts by mass or less. Thereby, an effect is obtained more suitably.
上記ゴム組成物は、加硫促進剤を含有してもよい。
加硫促進剤としては、2-メルカプトベンゾチアゾール、ジ-2-ベンゾチアゾリルジスルフィド、N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアジルスルフェンアミド等のチアゾール系加硫促進剤;テトラメチルチウラムジスルフィド(TMTD)、テトラベンジルチウラムジスルフィド(TBzTD)、テトラキス(2-エチルヘキシル)チウラムジスルフィド(TOT-N)等のチウラム系加硫促進剤;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、N-t-ブチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、N-オキシエチレン-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N-オキシエチレン-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N,N′-ジイソプロピル-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド等のスルフェンアミド系加硫促進剤;ジフェニルグアニジン、ジオルトトリルグアニジン、オルトトリルビグアニジン等のグアニジン系加硫促進剤を挙げることができる。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、効果がより好適に得られるという理由から、スルフェンアミド系加硫促進剤、グアニジン系加硫促進剤が好ましい。
The rubber composition may contain a vulcanization accelerator.
Vulcanization accelerators include thiazole-based vulcanization accelerators such as 2-mercaptobenzothiazole, di-2-benzothiazolyl disulfide, and N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide; tetramethylthiuram disulfide (TMTD ), tetrabenzyl thiuram disulfide (TBzTD), tetrakis (2-ethylhexyl) thiuram disulfide (TOT-N) and other thiuram vulcanization accelerators; N-cyclohexyl-2-benzothiazolesulfenamide, Nt-butyl- 2-benzothiazolylsulfenamide, N-oxyethylene-2-benzothiazolesulfenamide, N-oxyethylene-2-benzothiazolesulfenamide, N,N'-diisopropyl-2-benzothiazolesulfenamide, etc. and guanidine-based vulcanization accelerators such as diphenylguanidine, diorthotolylguanidine and orthotolylbiguanidine. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, sulfenamide-based vulcanization accelerators and guanidine-based vulcanization accelerators are preferable because they are more suitable for obtaining effects.
加硫促進剤としては、例えば、川口化学(株)、大内新興化学(株)、三新化学工業(株)製等の製品を使用できる。 As the vulcanization accelerator, for example, products manufactured by Kawaguchi Chemical Co., Ltd., Ouchi Shinko Chemical Co., Ltd., Sanshin Chemical Industry Co., Ltd., etc. can be used.
加硫促進剤を含有する場合、加硫促進剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは2質量部以上であり、また、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。これにより、効果がより好適に得られる。 When a vulcanization accelerator is contained, the content of the vulcanization accelerator is preferably 1 part by mass or more, more preferably 2 parts by mass or more, and preferably 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. parts or less, more preferably 7 parts by mass or less, and even more preferably 5 parts by mass or less. Thereby, an effect is obtained more suitably.
上記ゴム組成物には、前記成分の他、タイヤ工業において一般的に用いられている添加剤、例えば、有機過酸化物;炭酸カルシウム、タルク、アルミナ、クレー、水酸化アルミニウム、マイカなどの充填剤;等を更に配合してもよい。これらの添加剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、0.1~200質量部が好ましい。 In addition to the above components, the rubber composition contains additives commonly used in the tire industry, such as organic peroxides; fillers such as calcium carbonate, talc, alumina, clay, aluminum hydroxide, and mica. ; and the like may be further added. The content of these additives is preferably 0.1 to 200 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
上記ゴム組成物は、例えば、前記各成分をオープンロール、バンバリーミキサーなどのゴム混練装置を用いて混練し、その後加硫する方法等により製造できる。 The rubber composition can be produced, for example, by kneading the above components using a rubber kneading device such as an open roll mixer or a Banbury mixer, followed by vulcanization.
混練条件としては、加硫剤及び加硫促進剤以外の添加剤を混練するベース練り工程では、混練温度は、通常100~180℃、好ましくは120~170℃である。加硫剤、加硫促進剤を混練する仕上げ練り工程では、混練温度は、通常120℃以下、好ましくは80~110℃である。また、加硫剤、加硫促進剤を混練した組成物は、通常、プレス加硫等の加硫処理が施される。加硫温度としては、通常140~190℃、好ましくは150~185℃である。加硫時間は、通常5~15分である。 As for the kneading conditions, the kneading temperature is usually 100 to 180°C, preferably 120 to 170°C in the base kneading step in which additives other than the vulcanizing agent and the vulcanization accelerator are kneaded. In the finishing kneading step of kneading the vulcanizing agent and the vulcanization accelerator, the kneading temperature is usually 120°C or lower, preferably 80 to 110°C. A composition obtained by kneading a vulcanizing agent and a vulcanization accelerator is usually subjected to vulcanization treatment such as press vulcanization. The vulcanization temperature is generally 140-190°C, preferably 150-185°C. Vulcanization time is usually 5 to 15 minutes.
上記ゴム組成物は、例えば、トレッド(キャップトレッド)、サイドウォール、ベーストレッド、アンダートレッド、クリンチ、ビードエイペックス、ブレーカークッションゴム、カーカスコード被覆用ゴム、インスレーション、チェーファー、インナーライナー等や、ランフラットタイヤのサイド補強層などのタイヤ部材に(タイヤ用ゴム組成物として)用いることができる。なかでも、トレッドに好適に用いられる。また、上記ゴム組成物は、靴底ゴム、防振ゴム、ベルト、ホース、その他のゴム製工業製品等にも用いることができる。 Examples of the rubber composition include tread (cap tread), sidewall, base tread, undertread, clinch, bead apex, breaker cushion rubber, carcass cord covering rubber, insulation, chafer, inner liner, etc. It can be used for tire members such as side reinforcing layers of run-flat tires (as a rubber composition for tires). Among others, it is preferably used for treads. The rubber composition can also be used for shoe sole rubber, anti-vibration rubber, belts, hoses, and other industrial rubber products.
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、未加硫の段階でタイヤの各部材(特に、トレッド(キャップトレッド))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した後、加硫機中で加熱加圧してタイヤを製造することができる。 The pneumatic tire of the present invention is manufactured by a normal method using the rubber composition. That is, a rubber composition blended with various additives as necessary is extruded in the unvulcanized stage according to the shape of each tire member (especially the tread (cap tread)), and is placed on a tire building machine. After forming an unvulcanized tire by molding by a normal method with other tire members and bonding together with other tire members to form an unvulcanized tire, the tire can be manufactured by heating and pressurizing in a vulcanizer.
なお、上記空気入りタイヤのタイヤ部材(例えば、トレッド)は、少なくとも一部が上記ゴム組成物で構成されていればよく、全部が上記ゴム組成物で構成されていてもよい。 At least a portion of the tire member (for example, tread) of the pneumatic tire may be composed of the rubber composition, or the entirety may be composed of the rubber composition.
上記空気入りタイヤは、乗用車用タイヤ、大型乗用車用、大型SUV用タイヤ、トラック・バス用タイヤ、二輪車用タイヤ、競技用タイヤ、スタッドレスタイヤ(冬用タイヤ)、ランフラットタイヤ、航空機用タイヤ、鉱山用タイヤ等として好適に用いられる。 The above pneumatic tires include passenger car tires, large passenger car tires, large SUV tires, truck and bus tires, motorcycle tires, competition tires, studless tires (winter tires), runflat tires, aircraft tires, and mining tires. It is suitable for use as a tire for automobiles and the like.
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。 EXAMPLES The present invention will be specifically described based on Examples, but the present invention is not limited to these.
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。
NR:TSR20
SBR:日本ゼオン(株)製のNipol1502
BR:宇部興産(株)製のBR150B(シス含量:98質量%)
CB1~6:下記表1に示す特性を有するカーボンブラック(試作品)
シリカ:エボニックデグッサ社製のVN3(N2SA:175m2/g)
シランカップリング剤:エボニックデグッサ社製のSi69(ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド)
オイル:出光興産(株)製のダイアナプロセスNH-70S(アロマ系プロセスオイル)
酸化亜鉛:ハクスイテック(株)製の酸化亜鉛3種
ステアリン酸:日油(株)製のビーズステアリン酸「椿」
硫黄:鶴見化学工業(株)製の粉末硫黄(5%オイル含有)
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)
Various chemicals used in Examples and Comparative Examples will be collectively described.
NR: TSR20
SBR: Nipol 1502 manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.
BR: BR150B (cis content: 98% by mass) manufactured by Ube Industries, Ltd.
CB1-6: Carbon black (prototype) having the properties shown in Table 1 below
Silica: VN3 from Evonik Degussa (N 2 SA: 175 m 2 /g)
Silane coupling agent: Si69 (bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide) manufactured by Evonik Degussa
Oil: Diana Process NH-70S (aromatic process oil) manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.
Zinc oxide: Type 3 zinc oxide manufactured by Hakusui Tech Co., Ltd. Stearic acid: Beads stearic acid "Tsubaki" manufactured by NOF Corporation
Sulfur: powdered sulfur (containing 5% oil) manufactured by Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd.
Vulcanization accelerator: Noxceler NS (N-tert-butyl-2-benzothiazolylsulfenamide) manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Kogyo Co., Ltd.
(実施例及び比較例)
表2、3に示す配合内容に従い、(株)神戸製鋼所製のバンバリーミキサーを用いて、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5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トレッドの形状に成形し、他のタイヤ部材とともに貼り合わせて未加硫タイヤを形成し、170℃の条件下で10分間プレス加硫し、試験用タイヤ(サイズ:195/65R15)を製造した。
また、未加硫ゴム組成物を170℃の条件下で10分間プレス加硫し、加硫ゴム組成物を得た。
得られた未加硫ゴム組成物、加硫ゴム組成物、試験用タイヤを用いて下記に示す評価を行った。
(Examples and Comparative Examples)
According to the formulation shown in Tables 2 and 3, using a Banbury mixer manufactured by Kobe Steel, Ltd., materials other than sulfur and a vulcanization accelerator were kneaded at 150°C for 5 minutes to obtain a kneaded product. rice field. Next, sulfur and a vulcanization accelerator were added to the resulting kneaded material, and the mixture was kneaded at 80° C. for 5 minutes using an open roll to obtain an unvulcanized rubber composition. The resulting unvulcanized rubber composition was molded into a tread shape, laminated with other tire members to form an unvulcanized tire, press-vulcanized at 170 ° C. for 10 minutes, and a test tire ( Size: 195/65R15) was manufactured.
Further, the unvulcanized rubber composition was press-vulcanized at 170° C. for 10 minutes to obtain a vulcanized rubber composition.
The unvulcanized rubber compositions, vulcanized rubber compositions, and test tires thus obtained were used for the following evaluations.
(加工性)
各未加硫ゴム組成物について、JIS K 6300-1の「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」に準じたムーニー粘度の測定方法に従い、130℃の温度条件にて、ムーニー粘度(ML1+4)を測定した。結果は、各表ごとに、比較例1-1、比較例2-1のムーニー粘度を100として指数表示した(加工性指数)。指数が大きいほどムーニー粘度が低く、加工性に優れることを示す。95以上の場合に良好であると判断した。
(workability)
For each unvulcanized rubber composition, according to the Mooney viscosity measurement method according to JIS K 6300-1 "Unvulcanized rubber-Physical properties-Part 1: Determination of viscosity and scorch time by Mooney viscometer", The Mooney viscosity (ML1+4) was measured under the temperature condition of 130°C. The results are shown indexed (workability index) with the Mooney viscosity of Comparative Examples 1-1 and 2-1 being 100 for each table. The larger the index, the lower the Mooney viscosity and the better the workability. A score of 95 or more was judged to be good.
(耐摩耗性)
各試験用タイヤを国産FF車に装着し、走行距離8000km後のタイヤトレッド部の溝深さを測定し、タイヤ溝深さが1mm減るときの走行距離を算出した。結果は、各表ごとに、比較例1-1、比較例2-1の走行距離を100とした時の指数で表示した(耐摩耗性指数)。指数が大きいほど、タイヤ溝深さが1mm減るときの走行距離が長く、耐摩耗性に優れることを示す。
95以上の場合に良好であると判断した。
(wear resistance)
Each test tire was mounted on a domestic FF vehicle, and the groove depth of the tire tread portion was measured after a running distance of 8000 km, and the running distance when the tire groove depth decreased by 1 mm was calculated. The results are shown in each table as an index when the running distance of Comparative Examples 1-1 and 2-1 is set to 100 (wear resistance index). The larger the index, the longer the running distance when the tire groove depth is reduced by 1 mm, and the better the wear resistance.
A score of 95 or more was judged to be good.
(低燃費性)
転がり抵抗試験機を用い、上記試験用タイヤを、リム(15×6JJ)、内圧(230kPa)、荷重(3.43kN)、速度(80km/h)の条件で走行させたときの転がり抵抗を測定した。そして、各表ごとに、比較例1-1、比較例2-1の転がり抵抗を100とし、指数表示した(低燃費性指数)。指数が大きいほど、転がり抵抗が小さく、低燃費性に優れることを示す。
95以上の場合に良好であると判断した。
(Low fuel consumption)
Using a rolling resistance tester, measure the rolling resistance when running the above test tire under the conditions of rim (15 x 6 JJ), internal pressure (230 kPa), load (3.43 kN), and speed (80 km / h). did. In each table, the rolling resistance of Comparative Examples 1-1 and 2-1 was set to 100 and indicated as an index (fuel efficiency index). A larger index indicates lower rolling resistance and better fuel efficiency.
A score of 95 or more was judged to be good.
(破断強度)
JIS K6251「加硫ゴムおよび熱可塑性ゴム引っ張り特性の求め方」に準じて、3号ダンベルを用いて引張り試験を実施し、加硫ゴム組成物の破断強度(TB)を測定した。なお、各表ごとに、比較例1-1、比較例2-1のEBを100とし、各配合のTBをそれぞれ指数表示した(破断強度指数)。指数が大きいほど破断強度に優れることを示す。
95以上の場合に良好であると判断した。
(Breaking strength)
According to JIS K6251 "Determination of Tensile Properties of Vulcanized Rubber and Thermoplastic Rubber", a tensile test was performed using a No. 3 dumbbell to measure the breaking strength (TB) of the vulcanized rubber composition. In each table, the EB of Comparative Examples 1-1 and 2-1 was set to 100, and the TB of each formulation was indicated as an index (breaking strength index). A larger index indicates better breaking strength.
A score of 95 or more was judged to be good.
表2、3より、特定のカーボンブラックを含む実施例では、良好な加工性、耐摩耗性、低燃費性及び破断強度(特に、耐摩耗性及び破断強度)が得られた。 From Tables 2 and 3, the examples containing specific carbon black exhibited good workability, abrasion resistance, fuel economy and breaking strength (especially abrasion resistance and breaking strength).
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