JP5712189B2 - Rubber composition for tire and pneumatic tire - Google Patents
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Description
本発明は、タイヤ用ゴム組成物、及びそれを用いた空気入りタイヤに関する。 The present invention relates to a rubber composition for tires and a pneumatic tire using the same.
近年、ウェットグリップ性能を維持しながら、タイヤの転がり抵抗を低減する目的で、特にタイヤのトレッド部にシリカを主成分とする配合を用いることがなされている。また、その様な状況で、更に転がり抵抗を低減するために、ブレーカーやサイドウォール部等他の部材においてもカーボンブラックを補強用充填剤の主成分とする配合から変更し、シリカを補強用充填剤の主成分とする配合を用いることが、検討されはじめている。 In recent years, for the purpose of reducing the rolling resistance of a tire while maintaining wet grip performance, a compound containing silica as a main component has been used particularly in the tread portion of the tire. In such a situation, in order to further reduce rolling resistance, the other components such as breakers and sidewall portions are changed from the composition containing carbon black as the main component of the reinforcing filler, and silica is filled for reinforcement. The use of a formulation with the main component of the agent is beginning to be studied.
しかしながら、タイヤの各部材においてカーボンブラックに代えてシリカを配合した場合、シリカは電気絶縁性が高く、タイヤの電気抵抗を増す傾向があるため、車両に静電気が溜まりやすいという欠点がある。そしてこのような静電気の蓄積により、例えば、ラジオノイズ等が発生し易くなったり、車両の燃料補給時に静電気によるスパークが発生し燃料に引火したりする可能性がある。 However, when silica is compounded in place of carbon black in each member of the tire, silica has a high electrical insulating property and tends to increase the electrical resistance of the tire, so that there is a drawback that static electricity tends to accumulate in the vehicle. Due to the accumulation of static electricity, for example, radio noise or the like is likely to be generated, or when the vehicle is refueled, a spark due to static electricity may be generated and the fuel may be ignited.
特許文献1では、トレッド部、サイドウォール部、ブレーカー部またはプライ部において、体積固有抵抗が1×109Ω・cm以上で、補強用充填剤中のシリカの含有率が70質量%以上であり、前記タイヤ部材とともに、さらに、導電性ゴム層を有するタイヤが記載されている。しかし、導電層に使用するゴム組成物の混練り方法については、ベース練り工程と仕上げ練り工程とからなる単純なX−F練りの記載があるだけで、カーボンブラックの分散性、経時でのタイヤの電気抵抗の変化、耐久性については詳細に検討されていない。また、導電層に使用するゴム組成物のゴム成分として、スチレンブタジエンゴムのみが使用されているため、耐屈曲亀裂性が悪く、充分な耐久性が得られないという問題もある。
In
特許文献2では、内部導電層、導電性ゴム、被覆ゴム、通電ゴム及びビード部ゴムの体積固有抵抗を、いずれも1×108Ω・cm未満とする空気入りタイヤが記載されている。しかし、カーボンブラックの分散性、経時でのタイヤの電気抵抗の変化、耐久性については詳細に検討されていない。 Patent Document 2 describes a pneumatic tire in which the volume specific resistances of the internal conductive layer, conductive rubber, covering rubber, energizing rubber, and bead rubber are all less than 1 × 10 8 Ω · cm. However, the dispersibility of carbon black, the change in electrical resistance of the tire over time, and durability have not been studied in detail.
本発明は、前記課題を解決し、転がり抵抗を低く抑えるとともに、タイヤ走行時の静電気の蓄積を防止し、経時でのタイヤの電気抵抗の上昇も抑制でき、耐久性も改善できる内層サイドウォール及び/又はクッション用ゴム組成物、及び該ゴム組成物を用いた空気入りタイヤを提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described problems, suppresses rolling resistance to a low level, prevents accumulation of static electricity during running of the tire, suppresses an increase in electrical resistance of the tire over time, and improves an inner layer sidewall that can improve durability. An object is to provide a rubber composition for cushions and a pneumatic tire using the rubber composition.
本発明は、2種以上のジエン系ゴムを含むゴム成分100質量部に対して、窒素吸着比表面積が400m2/g以上のカーボンブラックを5〜30質量部含み、JIS K 6812「ポリオレフィン管、継手及びコンパウンドの顔料分散又はカーボン分散の評価方法」に準じて、凝集塊をカウントして求めたカーボンブラックの分散率が90%以上である内層サイドウォール及び/又はクッション用ゴム組成物に関する。 The present invention includes 5 to 30 parts by mass of carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area of 400 m 2 / g or more with respect to 100 parts by mass of a rubber component containing two or more kinds of diene rubbers, JIS K 6812 “polyolefin tube, The present invention relates to a rubber composition for inner-layer sidewalls and / or cushions having a carbon black dispersion ratio of 90% or more determined by counting aggregates according to “Method for evaluating pigment dispersion or carbon dispersion of joints and compounds”.
上記ゴム組成物は、上記2種以上のジエン系ゴムのうち、最もSP値の低いジエン系ゴムを含むゴムと、上記カーボンブラックとを混練するベース練り工程1と、ベース練り工程1により得られた混練物と、上記2種以上のジエン系ゴムのうち、最もSP値の高いジエン系ゴムを含むゴムとを混練するベース練り工程2とを含む製法により得られることが好ましい。
The rubber composition is obtained by a
上記ゴム組成物は、ベース練り工程2により得られた混練物を再度混練する再練工程を更に含む製法により得られることが好ましい。 The rubber composition is preferably obtained by a production method further including a re-kneading step of kneading the kneaded material obtained in the base kneading step 2 again.
本発明はまた、上記ゴム組成物を用いて作製した内層サイドウォールゴム及び/又はクッションゴム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 an inner side wall rubber and / or a cushion rubber produced using the rubber composition.
上記空気入りタイヤは、トレッド部と、サイドウォール部と、ビード部と、上記トレッド部から上記サイドウォール部を経て上記ビード部に至るカーカスと、上記カーカスのタイヤ半径方向外側にブレーカー部とを備えた空気入りタイヤであって、上記トレッド部、上記ブレーカー部及び上記サイドウォール部にそれぞれ形成されるトレッドゴム、ブレーカーゴム及びサイドウォールゴムの体積固有抵抗は、いずれも1×108Ω・cm以上であり、上記空気入りタイヤは、上記カーカスと上記サイドウォールゴムとの間に配置される内層サイドウォールゴム、該内層サイドウォールゴムと接しブレーカー両端部の下側領域に配置されるクッションゴム、該クッションゴムと接触領域を有してブレーカー部上側を被覆するように配置される被覆ゴム、該被覆ゴムと接触し一部がトレッドの表面に露出するようにトレッド部に埋設される通電ゴム、上記内層サイドウォールゴムと接しビード部のリムフランジに接する領域に配置されるビード部ゴムを備え、上記内層サイドウォールゴム、上記クッションゴム、上記被覆ゴム、上記通電ゴム及び上記ビード部ゴムの体積固有抵抗は、いずれも1×108Ω・cm未満であることが好ましい。 The pneumatic tire includes a tread portion, a sidewall portion, a bead portion, a carcass from the tread portion through the sidewall portion to the bead portion, and a breaker portion on the outer side in the tire radial direction of the carcass. The volume specific resistance of the tread rubber, breaker rubber, and sidewall rubber formed in the tread portion, the breaker portion, and the sidewall portion, respectively, is 1 × 10 8 Ω · cm or more. The pneumatic tire includes an inner-layer sidewall rubber disposed between the carcass and the sidewall rubber, a cushion rubber disposed in a lower region at both ends of the breaker in contact with the inner-layer sidewall rubber, Covered with cushion rubber and contact area and arranged to cover upper side of breaker part Rubber, current-carrying rubber embedded in the tread portion so as to be in contact with the covering rubber and partly exposed on the surface of the tread, bead portion rubber disposed in a region in contact with the inner side wall rubber and in contact with the rim flange of the bead portion The volume specific resistance of the inner layer side wall rubber, the cushion rubber, the covering rubber, the energizing rubber, and the bead rubber is preferably less than 1 × 10 8 Ω · cm.
上記空気入りタイヤは、上記内層サイドウォールゴムの厚みが0.2〜1.0mmであることが好ましい。 In the pneumatic tire, the inner layer side wall rubber preferably has a thickness of 0.2 to 1.0 mm.
上記ビード部ゴムがクリンチゴム又はチェーファーゴムであることが好ましい。 The bead rubber is preferably clinch rubber or chafer rubber.
上記通電ゴムがタイヤ周方向に連続して形成されることが好ましい。 The energizing rubber is preferably formed continuously in the tire circumferential direction.
本発明によれば、2種以上のジエン系ゴムを含むゴム成分100質量部に対して、窒素吸着比表面積が400m2/g以上のカーボンブラックを5〜30質量部含み、JIS K 6812「ポリオレフィン管、継手及びコンパウンドの顔料分散又はカーボン分散の評価方法」に準じて、凝集塊をカウントして求めたカーボンブラックの分散率が90%以上である内層サイドウォール及び/又はクッション用ゴム組成物であるので、転がり抵抗を低く抑えながらもタイヤ走行時の静電気の蓄積を防止するとともに、経時でのタイヤの電気抵抗の上昇も抑制でき、耐久性(高速耐久性、繰り返し疲労に対する耐久性(耐クラック性能))も改善できる。そのため、低燃費性に優れ、タイヤのライフを通してタイヤ走行時の静電気の蓄積を防止でき、耐久性に優れた空気入りタイヤを提供できる。
なお、本明細書において、単に耐久性と記載した場合には、高速耐久性、繰り返し疲労に対する耐久性(耐クラック性能)の両方を含むこととする。
According to the present invention, 5 to 30 parts by mass of carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area of 400 m 2 / g or more is contained per 100 parts by mass of a rubber component containing two or more types of diene rubber, and JIS K 6812 “polyolefin” In accordance with the method for evaluating the pigment dispersion or carbon dispersion of pipes, joints and compounds, a rubber composition for an inner layer sidewall and / or cushion having a carbon black dispersion obtained by counting aggregates of 90% or more. Therefore, while keeping the rolling resistance low, it can prevent the accumulation of static electricity during running of the tire and also suppress the increase of the tire's electrical resistance over time, durability (high-speed durability, durability against repeated fatigue (crack resistance) Performance)) can also be improved. Therefore, it is possible to provide a pneumatic tire that is excellent in fuel efficiency, can prevent accumulation of static electricity during tire travel throughout the life of the tire, and has excellent durability.
In the present specification, when simply described as durability, both high-speed durability and durability against repeated fatigue (crack resistance performance) are included.
本発明の内層サイドウォール及び/又はクッション用ゴム組成物(本発明のゴム組成物ともいう)は、2種以上のジエン系ゴムを含むゴム成分100質量部に対して、窒素吸着比表面積が400m2/g以上のカーボンブラックを5〜30質量部含み、JIS K 6812「ポリオレフィン管、継手及びコンパウンドの顔料分散又はカーボン分散の評価方法」に準じて、凝集塊をカウントして求めたカーボンブラックの分散率が90%以上である。 The rubber composition for inner wall and / or cushion of the present invention (also referred to as the rubber composition of the present invention) has a nitrogen adsorption specific surface area of 400 m with respect to 100 parts by mass of a rubber component containing two or more kinds of diene rubbers. Of carbon black obtained by counting aggregates in accordance with JIS K 6812 "Evaluation method of pigment dispersion or carbon dispersion of polyolefin pipes, joints and compounds". The dispersion ratio is 90% or more.
本発明では、耐久性を確保するために、2種以上のジエン系ゴムを含むゴム組成物とし、更に、導電性に優れた、窒素吸着比表面積が特定値以上のカーボンブラック(高比表面積カーボンブラックともいう)を特定量配合する。更に、このカーボンブラックの分散性について、JIS K 6812に準じて、凝集塊をカウントして求めたカーボンブラックの分散率を特定値以上とすることにより、転がり抵抗を低く維持しつつ、静電気の蓄積を効果的に防止できると共に、タイヤのライフを通して、この静電気の蓄積を効果的に防止でき、さらに、耐久性も改善できる。 In the present invention, in order to ensure durability, a rubber composition containing two or more types of diene rubber is used, and further, carbon black having high conductivity and a nitrogen adsorption specific surface area of a specific value or more (high specific surface area carbon). A specific amount of black) is also added. Furthermore, regarding the dispersibility of this carbon black, the accumulation of static electricity is maintained while keeping the rolling resistance low by setting the carbon black dispersion obtained by counting aggregates to a specific value or more according to JIS K 6812. Can be effectively prevented, the accumulation of static electricity can be effectively prevented throughout the life of the tire, and the durability can be improved.
従来は、タイヤの静電気の蓄積を防止するための導電性ゴムの設計に関し、如何に少量の高比表面積カーボンブラックで導電させるかという点にのみ着目して検討が行われてきた。そのため、タイヤの使用や経年によりタイヤの電気抵抗が上昇したり、導電性が良好な分散状態(すなわち、ゴム組成物中で高比表面積カーボンブラックが充分分散していない状態)で使用されたりして、高速耐久性や各種の経時耐久性については充分検討されていなかった。また、タイヤの使用や経年によりタイヤの電気抵抗が上昇することについても考慮されていなかった。 Conventionally, with regard to the design of a conductive rubber for preventing the accumulation of static electricity in a tire, studies have been made focusing only on how to conduct with a small amount of high specific surface area carbon black. For this reason, the electrical resistance of the tire may increase due to the use of the tire or the aging of the tire, or the tire may be used in a dispersed state with good conductivity (that is, a state where the high specific surface area carbon black is not sufficiently dispersed in the rubber composition). Thus, high speed durability and various durability over time have not been sufficiently studied. In addition, it has not been considered that the electrical resistance of the tire increases due to the use of the tire or aging.
本発明は、窒素吸着比表面積が特定値以上のカーボンブラックをゴム組成物中に良好に分散させることが非常に難しいことに鑑み、このカーボンブラックの分散性を向上させることにより、転がり抵抗を低く抑えるとともに、タイヤ走行時の静電気の蓄積を防止でき、更に、これまで全く着目されてこなかった、経時でのタイヤの電気抵抗の上昇をも抑制でき、タイヤのライフを通してタイヤ走行時の静電気の蓄積を効果的に防止でき、さらに、耐久性も改善できるものである。 In view of the fact that it is very difficult to satisfactorily disperse carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area of a specific value or more in a rubber composition, the present invention improves rolling resistance by improving the dispersibility of the carbon black. It is possible to suppress the accumulation of static electricity during tire travel, and also to suppress the increase in tire electrical resistance over time, which has not been noticed at all, and the accumulation of static electricity during tire travel throughout the tire life. Can be effectively prevented, and the durability can be improved.
(内層サイドウォール及び/又はクッション用ゴム組成物)
本発明のゴム組成物は、ゴム成分として、2種以上のジエン系ゴムを含む。これにより、耐久性を向上できる。本発明で使用できるジエン系ゴムとしては、特に限定されず、天然ゴム(NR)、エポキシ化天然ゴム(ENR)、ジエン系合成ゴム(イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、スチレンイソプレンブタジエンゴム(SIBR)、クロロプレンゴム(CR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、ブチルゴム(IIR)、ハロゲン化ブチルゴム(X−IIR)など)等が使用される。なかでも、良好な強度や耐屈曲亀裂成長性、耐クラック性を示すことから耐久性も改善できるという理由、また、タイヤ用で用いられており、コストが比較的安価であるという理由から、NR、ENR、BR、SBRが好ましく、NR、ENR、BRがより好ましく、NRと共に、ENR及び/又はBRを使用することが更に好ましい。
(Rubber composition for inner side wall and / or cushion)
The rubber composition of the present invention contains two or more diene rubbers as a rubber component. Thereby, durability can be improved. The diene rubber usable in the present invention is not particularly limited, and natural rubber (NR), epoxidized natural rubber (ENR), diene synthetic rubber (isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), styrene butadiene rubber. (SBR), styrene isoprene butadiene rubber (SIBR), chloroprene rubber (CR), acrylonitrile butadiene rubber (NBR), ethylene propylene diene rubber (EPDM), butyl rubber (IIR), halogenated butyl rubber (X-IIR), etc. used. Among them, because it shows good strength, flex crack growth resistance and crack resistance, durability can be improved, and because it is used for tires and its cost is relatively low, NR , ENR, BR and SBR are preferred, NR, ENR and BR are more preferred, and it is further preferred to use ENR and / or BR together with NR.
NRと共にBRを使用すると、転がり抵抗をより低く抑えるとともに、カーボンブラックの分散性がより向上し、耐久性がより向上する。また、耐屈曲亀裂成長性、耐クラック性もより改善できる。また、NRと共にENRを使用すると、同じく耐屈曲亀裂成長性、耐クラック性をある程度改善出来るほか、同時に天然由来のものを用いることでより環境に配慮することができる。 When BR is used together with NR, the rolling resistance is further reduced, the dispersibility of carbon black is further improved, and the durability is further improved. Moreover, the bending crack growth resistance and crack resistance can be further improved. In addition, when ENR is used together with NR, the resistance to flex crack growth and crack resistance can be improved to some extent, and at the same time, the environment can be considered more by using a natural material.
NRとしては特に限定されず、例えば、SIR20、RSS♯3、TSR20等、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。 The NR is not particularly limited, and for example, those commonly used in the tire industry such as SIR20, RSS # 3, TSR20, and the like can be used.
NRを含有する場合、ゴム成分100質量%中のNRの含有量は、好ましくは40質量%以上、より好ましくは50質量%以上である。40質量%未満であると、充分な力学強度を得ることが難しくなる可能性がある。該NRの含有量は、好ましくは80質量%以下、より好ましくは70質量%以下である。80質量%を超えると、BRやENR等他のブレンドゴムのブレンド比率が低くなりすぎて、耐屈曲亀裂成長性、耐クラック性に問題が生じる可能性がある。 When NR is contained, the content of NR in 100% by mass of the rubber component is preferably 40% by mass or more, more preferably 50% by mass or more. If it is less than 40% by mass, it may be difficult to obtain sufficient mechanical strength. The NR content is preferably 80% by mass or less, more preferably 70% by mass or less. If it exceeds 80% by mass, the blend ratio of other blend rubbers such as BR and ENR becomes too low, and there is a possibility that problems arise in the resistance to flex crack growth and crack resistance.
ENRは、市販のエポキシ化天然ゴムを用いてもよいし、天然ゴムをエポキシ化して用いてもよい。天然ゴムをエポキシ化する方法としては、特に限定されず、クロルヒドリン法、直接酸化法、過酸化水素法、アルキルヒドロペルオキシド法、過酸法などの方法を用いて行うことができる。例えば、天然ゴムに過酢酸や過ギ酸などの有機過酸を反応させる方法などが挙げられる。 As the ENR, a commercially available epoxidized natural rubber may be used, or natural rubber may be epoxidized. The method for epoxidizing natural rubber is not particularly limited, and can be carried out using a method such as a chlorohydrin method, a direct oxidation method, a hydrogen peroxide method, an alkyl hydroperoxide method, or a peracid method. Examples thereof include a method of reacting natural rubber with an organic peracid such as peracetic acid or performic acid.
ENRのエポキシ化率は、5モル%以上であることが好ましく、10モル%以上であることがより好ましい。ENRのエポキシ化率が5モル%未満であると、エポキシ化による効果が得られず、NR等とブレンドしても耐屈曲亀裂成長性を充分に向上させるのが難しくなる可能性がある。また、ENRのエポキシ化率は、60モル%以下であることが好ましく、40モル%以下であることがより好ましい。ENRのエポキシ化率が、60モル%をこえると、ポリマー成分がゲル化する傾向がある。また、カーボンブラックやシリカを配合した場合に良好な分散が得られにくくなる可能性がある。なお、エポキシ化率は、核磁気共鳴(NMR)分光分析により、算出できる。 The epoxidation rate of ENR is preferably 5 mol% or more, and more preferably 10 mol% or more. If the epoxidation ratio of ENR is less than 5 mol%, the effect of epoxidation cannot be obtained, and even if blended with NR or the like, it may be difficult to sufficiently improve the flex crack growth resistance. The epoxidation rate of ENR is preferably 60 mol% or less, and more preferably 40 mol% or less. When the epoxidation rate of ENR exceeds 60 mol%, the polymer component tends to gel. In addition, when carbon black or silica is blended, it may be difficult to obtain good dispersion. The epoxidation rate can be calculated by nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy.
ENRを含有する場合、ゴム成分100質量%中のENRの含有量は、好ましくは20質量%以上、より好ましくは30質量%以上である。20質量%未満であると、NR等とブレンドしても耐屈曲亀裂成長性を充分に向上させるのが難しくなる可能性がある。該ENRの含有量は、好ましくは60質量%以下、より好ましくは50質量%以下である。60質量%を超えると、低SP値ポリマーの配合量が相対的に少なくなり、カーボンブラックやシリカを配合した場合に良好な分散が得られにくくなる可能性がある。 When ENR is contained, the content of ENR in 100% by mass of the rubber component is preferably 20% by mass or more, more preferably 30% by mass or more. If it is less than 20% by mass, it may be difficult to sufficiently improve the bending crack growth resistance even when blended with NR or the like. The content of the ENR is preferably 60% by mass or less, more preferably 50% by mass or less. If it exceeds 60% by mass, the blending amount of the low SP value polymer is relatively small, and when carbon black or silica is blended, it may be difficult to obtain good dispersion.
BRとしては特に限定されず、例えば、日本ゼオン(株)製のBR1220、宇部興産(株)製のBR130B、BR150B等の高シス含有量のBR、宇部興産(株)製のVCR412、VCR617等の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。なかでも、力学強度、耐久性、及び転がり抵抗特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。 It is not particularly limited as BR, for example, BR1220 manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., BR130B manufactured by Ube Industries, Ltd., BR150B having high cis content such as BR150B, VCR412 manufactured by Ube Industries, Ltd., VCR617, etc. BR containing syndiotactic polybutadiene crystals can be used. Among them, the cis content of BR is preferably 90% by mass or more because the mechanical strength, durability, and rolling resistance characteristics are good.
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20質量%以上、より好ましくは30質量%以上である。20質量%未満であると、耐屈曲亀裂成長性や耐クラック性を充分に改善することが難しくなる可能性がある。該BRの含有量は、好ましくは60質量%以下、より好ましくは50質量%以下である。60質量%を超えると、NR等が相対的に少なくなるため、力学強度が低くなる恐れがある。 When BR is contained, the content of BR in 100% by mass of the rubber component is preferably 20% by mass or more, more preferably 30% by mass or more. If it is less than 20% by mass, it may be difficult to sufficiently improve the bending crack growth resistance and crack resistance. The BR content is preferably 60% by mass or less, more preferably 50% by mass or less. If it exceeds 60% by mass, the NR and the like are relatively decreased, so that the mechanical strength may be lowered.
本発明では、窒素吸着比表面積(N2SA)が400m2/g以上のカーボンブラック(高比表面積カーボンブラック)が使用される。上記カーボンブラックの窒素吸着比表面積は400m2/g以上であり、500m2/g以上が好ましく、700m2/g以上がより好ましく、900m2/g以上が更に好ましく、1100m2/g以上が特に好ましい。400m2/g未満では、充分な導電(静電気の蓄積の防止)性や同じ導電性を得るために必要なカーボンブラックを配合した場合の転がり抵抗特性の向上が得られないおそれがある。該N2SAは、2000m2/g以下が好ましく、1500m2/g以下がより好ましく、1350m2/g以下が更に好ましい。2000m2/gを超えると、分散させるのが困難となり、低燃費性、耐久性が悪化し、また、経時でのタイヤの電気抵抗の上昇も大きくなる傾向がある。この様なカーボンブラックを製造することは難しくなり、不必要にコストが上昇するおそれもある。なお、本発明において、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。 In the present invention, carbon black (high specific surface area carbon black) having a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of 400 m 2 / g or more is used. The nitrogen adsorption specific surface area of the carbon black is at 400 meters 2 / g or more, preferably 500 meters 2 / g or more, more preferably at least 700m 2 / g, 900m 2 / g or more is more preferred, 1100 m 2 / g or more and particularly preferable. If it is less than 400 m < 2 > / g, there exists a possibility that the improvement of a rolling resistance characteristic at the time of mix | blending carbon black required in order to obtain sufficient electroconductivity (prevention of accumulation of static electricity) and the same electroconductivity may not be obtained. The N 2 SA is preferably 2000 m 2 / g or less, more preferably 1500 m 2 / g, more preferably not more than 1350 m 2 / g. When it exceeds 2000 m 2 / g, it becomes difficult to disperse, fuel efficiency and durability deteriorate, and the electrical resistance of the tire over time tends to increase. It is difficult to produce such carbon black, which may unnecessarily increase costs. In the present invention, N 2 SA of carbon black is determined according to JIS K 6217-2: 2001.
上記カーボンブラックのジブチルフタレート吸油量(DBP)は、180ml/100g以上が好ましく、300ml/100g以上がより好ましく、400ml/100g以上が更に好ましく、450ml/100g以上が特に好ましい。これにより、良好な帯電防止(静電気の蓄積の防止)特性と転がり抵抗特性を両立でき、更に、ゴム組成物の粘度の上昇を抑えて、加工性を良好に維持することが出来る。また、カーボンブラックのDBPは、1000ml/100g以下が好ましく、500ml/100g以下がより好ましい。
1000ml/100gを超える様なカーボンブラックは製造することが難しく、コストが高くなってしまうおそれがある。
なお、カーボンブラックのDBPは、JIS K6217−4:2001に準拠して測定される。
The carbon black has a dibutyl phthalate oil absorption (DBP) of preferably 180 ml / 100 g or more, more preferably 300 ml / 100 g or more, still more preferably 400 ml / 100 g or more, and particularly preferably 450 ml / 100 g or more. Thereby, it is possible to achieve both good antistatic (preventing accumulation of static electricity) characteristics and rolling resistance characteristics, and it is possible to suppress the increase in the viscosity of the rubber composition and maintain good processability. The DBP of carbon black is preferably 1000 ml / 100 g or less, more preferably 500 ml / 100 g or less.
Carbon blacks exceeding 1000 ml / 100 g are difficult to produce and may increase costs.
The DBP of carbon black is measured according to JIS K6217-4: 2001.
上記カーボンブラックの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、5質量部以上、好ましくは8質量部以上である。5質量部未満では、充分な導電性が得られないおそれがある。該含有量は、30質量部以下、好ましくは25質量部以下、より好ましくは15質量部以下である。30質量部を超えると、分散性が悪化したり、低燃費性や耐久性が悪化したり、また、経時でのタイヤの電気抵抗の上昇が大きくなったりするおそれがある。 Content of the said carbon black is 5 mass parts or more with respect to 100 mass parts of rubber components, Preferably it is 8 mass parts or more. If the amount is less than 5 parts by mass, sufficient conductivity may not be obtained. The content is 30 parts by mass or less, preferably 25 parts by mass or less, more preferably 15 parts by mass or less. If it exceeds 30 parts by mass, dispersibility may deteriorate, fuel economy and durability may deteriorate, and the electrical resistance of the tire over time may increase.
本発明のゴム組成物には、さらに、シリカを含有することが好ましい。シリカとしては、特に制限はなく、湿式法または乾式法により調製されたものを用いることができる。シリカを配合することにより、補強性を確保しながらも転がり抵抗をより低く抑えることができ、内層サイドウォールゴム、クッションゴムに必要な、耐屈曲亀裂成長性、機械的強度等を確保することができる。また、シリカを配合することで、ゴム組成物の耐スコーチ性を改善することもできる。 The rubber composition of the present invention preferably further contains silica. Silica is not particularly limited, and silica prepared by a wet method or a dry method can be used. By blending silica, it is possible to keep rolling resistance lower while ensuring reinforcement, and to ensure the flex crack growth resistance, mechanical strength, etc. required for inner layer side wall rubber and cushion rubber it can. Moreover, the scorch resistance of a rubber composition can also be improved by mix | blending a silica.
シリカの窒素吸着比表面積(BET法)は、例えば50〜300m2/g、更に70〜250m2/gの範囲内であることが好ましい。なお、本発明において、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。 The nitrogen adsorption specific surface area (BET method) of silica is preferably in the range of, for example, 50 to 300 m 2 / g, and more preferably 70 to 250 m 2 / g. In the present invention, the nitrogen adsorption specific surface area of silica is measured by the BET method according to ASTM D3037-81.
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2〜55質量部、より好ましくは5〜40質量部、更に好ましくは10〜35質量部、特に好ましくは15〜30質量部である。シリカの含有量が上記範囲内であれば、本発明の効果がより好適に得られる。 When silica is contained, the content of silica is preferably 2-55 parts by mass, more preferably 5-40 parts by mass, still more preferably 10-35 parts by mass, particularly preferably 100 parts by mass of the rubber component. 15 to 30 parts by mass. When the content of silica is within the above range, the effects of the present invention can be obtained more suitably.
シリカを含有する場合、シリカと共にシランカップリング剤を配合することが好ましい。シランカップリング剤としては、ゴム工業において、従来からシリカと併用される任意のシランカップリング剤を使用することができ、例えば、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド等のスルフィド系、3−メルカプトプロピルトリメトキシシランなどのメルカプト系、ビニルトリエ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などのニトロ系、3−クロロプロピルトリメトキシシランなどのクロロ系等が挙げられる。なかでも、スルフィド系が好ましく、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィドがより好ましい。なお、シランカップリング剤の配合量は、シリカ100質量部に対して、5〜15質量部が好ましい。 When silica is contained, it is preferable to mix a silane coupling agent with silica. As the silane coupling agent, any silane coupling agent conventionally used in combination with silica can be used in the rubber industry. For example, sulfide systems such as bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, 3 -Mercapto type such as mercaptopropyltrimethoxysilane, vinyl type such as vinyltriethoxysilane, amino type such as 3-aminopropyltriethoxysilane, glycidoxy type of γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-nitropropyltri Examples thereof include nitro compounds such as methoxysilane, and chloro compounds such as 3-chloropropyltrimethoxysilane. Among these, sulfide type is preferable, and bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide is more preferable. In addition, as for the compounding quantity of a silane coupling agent, 5-15 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of silica.
本発明のゴム組成物には、前記成分以外にも、ゴム組成物の製造に一般に使用される配合剤、例えば、クレーなどの補強用充填剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、加工助剤、各種老化防止剤、軟化剤、可塑剤、粘着付与剤、硫黄などの加硫剤、加硫促進剤などを適宜配合できる。 In addition to the above components, the rubber composition of the present invention includes compounding agents generally used in the production of rubber compositions, such as reinforcing fillers such as clay, zinc oxide, stearic acid, processing aids, various aging An inhibitor, a softener, a plasticizer, a tackifier, a vulcanizing agent such as sulfur, a vulcanization accelerator, and the like can be appropriately blended.
加硫剤としては、有機過酸化物又は硫黄系加硫剤を使用できる。有機過酸化物としては、例えば、ジクミルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシベンゼン、ジ−t−ブチルパーオキシ−ジイソプロピルベンゼンを好適に使用できる。また、硫黄系加硫剤としては、例えば、硫黄、モルホリンジスルフィドなどを使用でき、硫黄を好適に使用できる。 As the vulcanizing agent, an organic peroxide or a sulfur-based vulcanizing agent can be used. As the organic peroxide, for example, dicumyl peroxide, t-butylperoxybenzene, di-t-butylperoxy-diisopropylbenzene can be preferably used. Moreover, as a sulfur type vulcanizing agent, sulfur, morpholine disulfide, etc. can be used, for example, and sulfur can be used conveniently.
加硫促進剤としては、スルフェンアミド系、チアゾール系、チウラム系、チオウレア系、グアニジン系、ジチオカルバミン酸系、アルデヒド−アミン系又はアルデヒド−アンモニア系、イミダゾリン系、キサンテート系加硫促進剤などが挙げられる。 Examples of vulcanization accelerators include sulfenamide, thiazole, thiuram, thiourea, guanidine, dithiocarbamic acid, aldehyde-amine or aldehyde-ammonia, imidazoline, and xanthate vulcanization accelerators. It is done.
本発明のゴム組成物は、一般的な方法で製造される。すなわち、バンバリーミキサーやニーダー、オープンロールなどで前記各成分を混練りし、その後加硫する方法等により製造できる。 The rubber composition of the present invention is produced by a general method. That is, it can be produced by a method of kneading the above components with a Banbury mixer, a kneader, an open roll or the like and then vulcanizing.
本発明のゴム組成物は、10Vで測定した体積固有抵抗が1×108Ω・cm未満、より好ましくは1×107Ω・cm以下、更に好ましくは1×106.5Ω・cm以下、特に好ましくは1×106Ω・cm以下である。また、好ましくは1×103Ω・cm以上、より好ましくは1×104Ω・cm以上である。体積固有抵抗が上記範囲内であれば、本発明の効果がより好適に得られる。なお、本発明において、体積固有抵抗は、実施例に記載の方法により測定できる。また、以下、本発明において、単に体積固有抵抗と記載した場合には、10Vで測定した体積固有抵抗を意味することとする。 The rubber composition of the present invention has a volume resistivity measured at 10 V of less than 1 × 10 8 Ω · cm, more preferably 1 × 10 7 Ω · cm or less, and even more preferably 1 × 10 6.5 Ω · cm or less. Particularly preferably, it is 1 × 10 6 Ω · cm or less. Further, it is preferably 1 × 10 3 Ω · cm or more, more preferably 1 × 10 4 Ω · cm or more. If the volume resistivity is within the above range, the effect of the present invention can be obtained more suitably. In the present invention, the volume resistivity can be measured by the method described in the examples. Hereinafter, in the present invention, when the volume resistivity is simply described, it means the volume resistivity measured at 10V.
本発明のゴム組成物は、JIS K 6812「ポリオレフィン管、継手及びコンパウンドの顔料分散又はカーボン分散の評価方法」に準じて、凝集塊をカウントして求めたカーボンブラックの分散率が90%以上、好ましくは92%以上、より好ましくは95%以上である。90%未満であると、カーボンブラックの分散性が低く、低燃費性、耐久性が悪化し、また、経時でのタイヤの電気抵抗の上昇も大きくなる傾向がある。なお、カーボンブラックの分散率は、実施例に記載の方法により測定できる。 The rubber composition of the present invention has a carbon black dispersion ratio of 90% or more obtained by counting agglomerates according to JIS K 6812 “Evaluation Method for Pigment Dispersion or Carbon Dispersion of Polyolefin Tubes, Joints and Compounds”. Preferably it is 92% or more, More preferably, it is 95% or more. If it is less than 90%, the dispersibility of carbon black is low, the fuel efficiency and durability deteriorate, and the electrical resistance of the tire over time tends to increase. In addition, the dispersion rate of carbon black can be measured by the method described in Examples.
高比表面積カーボンブラックは分散性が非常に悪いため、通常、高比表面積カーボンブラックを配合すると、カーボンブラックの分散率は90%未満となり、低燃費性、耐久性が悪化し、また、経時でのタイヤの電気抵抗の上昇も大きくなる傾向がある。 Since high specific surface area carbon black has very poor dispersibility, normally, when high specific surface area carbon black is blended, the dispersion ratio of carbon black becomes less than 90%, fuel efficiency and durability deteriorate, and over time The increase in electrical resistance of tires tends to increase.
高比表面積カーボンブラックを配合した場合に、上記カーボンブラックの分散率を特定値以上とする方法としては、例えば、以下の方法が挙げられる。 Examples of the method for setting the carbon black dispersion ratio to a specific value or more when the high specific surface area carbon black is blended include the following methods.
一般的にカーボンブラックのSP値は、9.6〜10.5であると言われており、タイヤ用に使用されるジエン系ゴムのSP値よりも高い。従って、よりSP値の低いジエン系ゴムを先に高比表面積カーボンブラックと混練しないと、SP値の高いジエン系ゴムにカーボンブラックが偏在し、カーボンブラックの分散性が大幅に悪化する。そのため、本発明のゴム組成物は、2種以上のジエン系ゴムを配合するが、まず、SP値の低いジエン系ゴムを含むゴムと高比表面積カーボンブラックとを混練し、ある程度、SP値の低いジエン系ゴムを含むゴムに高比表面積カーボンブラックを分散させた後、SP値の高いジエン系ゴムを含むゴムを添加して混練する製法により得られることが好ましい。これにより、上記カーボンブラックの分散率を特定値以上にできる。 Generally, the SP value of carbon black is said to be 9.6 to 10.5, and is higher than the SP value of diene rubber used for tires. Therefore, unless the diene rubber having a lower SP value is first kneaded with the high specific surface area carbon black, the carbon black is unevenly distributed in the diene rubber having a high SP value, and the dispersibility of the carbon black is greatly deteriorated. Therefore, the rubber composition of the present invention contains two or more types of diene rubbers. First, a rubber containing a diene rubber having a low SP value and a high specific surface area carbon black are kneaded to a certain extent. It is preferably obtained by a production method in which a high specific surface area carbon black is dispersed in a rubber containing a low diene rubber, and then a rubber containing a diene rubber having a high SP value is added and kneaded. Thereby, the dispersion ratio of the carbon black can be made a specific value or more.
具体的には、上記2種以上のジエン系ゴムのうち、最もSP値の低いジエン系ゴムを含むゴムと、高比表面積カーボンブラックとを混練するベース練り工程1と、ベース練り工程1により得られた混練物と、上記2種以上のジエン系ゴムのうち、最もSP値の高いジエン系ゴムを含むゴムとを混練するベース練り工程2とを含む製法により得られることが好ましい。例えば、ジエン系ゴムとして、NRと、BR及び/又はENRとを配合する場合、NRを含むゴムと、高比表面積カーボンブラックとをベース練り工程1で混練し、ベース練り工程1により得られた混練物と、BR及び/又はENRを含むゴムとをベース練り工程2で混練すればよい。
Specifically, the
ベース練り工程2終了後、ベース練り工程2により得られた混練物に、加硫剤や加硫促進剤を添加して混練する仕上げ練り工程を行う。このようにして、上記カーボンブラックの分散率が特定値以上のゴム組成物が得られる。
なお、仕上げ練り工程に移る前に、ベース練り工程2により得られた混練物を、再度混練する再練工程を更に含む製法により得られることがより好ましい。再練工程を行うことにより、カーボンブラックの分散性をより向上でき、低燃費性、耐久性を更に改善でき、また、経時でのタイヤの電気抵抗の上昇も好適に抑制できる。
After the completion of the base kneading step 2, a finishing kneading step is performed in which a vulcanizing agent or a vulcanization accelerator is added to the kneaded product obtained in the base kneading step 2 and kneaded. In this way, a rubber composition having a carbon black dispersion ratio equal to or higher than a specific value is obtained.
In addition, it is more preferable to obtain by the manufacturing method which further includes the re-kneading process which knead | mixes again the kneaded material obtained by the base kneading process 2 before moving to a finishing kneading process. By performing the re-milling step, the dispersibility of the carbon black can be further improved, fuel efficiency and durability can be further improved, and an increase in the electrical resistance of the tire over time can be suitably suppressed.
ゴム組成物中において、SP値が最も高いジエン系ゴム相へのカーボンブラックの分散比率(SPM法)は、1以上が好ましい。また、該分散比率は、5以下が好ましく、3以下がより好ましく、2以下が更に好ましく、1.5以下が特に好ましい。分散比率が上記範囲内であると、2種以上のジエン系ゴムを含むゴム組成物中において、良好にカーボンブラックを分散できていることを示す。なお、分散比率は、実施例に記載の方法により測定できる。 In the rubber composition, the dispersion ratio of carbon black to the diene rubber phase having the highest SP value (SPM method) is preferably 1 or more. The dispersion ratio is preferably 5 or less, more preferably 3 or less, still more preferably 2 or less, and particularly preferably 1.5 or less. When the dispersion ratio is within the above range, it indicates that carbon black can be dispersed well in a rubber composition containing two or more diene rubbers. The dispersion ratio can be measured by the method described in the examples.
ゴム組成物中において、SP値が最も高いジエン系ゴム相へのカーボンブラックの分散比率(体積%、NMR法)は、40以上が好ましく、42以上がより好ましい。また、該分散比率は、80以下が好ましく、65以下がより好ましく、57以下が更に好ましい。分散比率が上記範囲内であると、2種以上のジエン系ゴムを含むゴム組成物中において、良好にカーボンブラックを分散できていることを示す。なお、分散比率は、実施例に記載の方法により測定できる。 In the rubber composition, the dispersion ratio (volume%, NMR method) of carbon black in the diene rubber phase having the highest SP value is preferably 40 or more, more preferably 42 or more. The dispersion ratio is preferably 80 or less, more preferably 65 or less, and still more preferably 57 or less. When the dispersion ratio is within the above range, it indicates that carbon black can be dispersed well in a rubber composition containing two or more diene rubbers. The dispersion ratio can be measured by the method described in the examples.
上記カーボンブラックの分散率を特定値以上とする方法としては、上記方法に限定されず、上記方法以外にも、例えば、予め高比表面積カーボンブラックをマスターバッチ(特に、ウェットマスターバッチ)化して使用する方法、カーボンブラックの分散性が特定値以上となるまで繰り返し混練する方法等が挙げられる。 The method for setting the carbon black dispersion ratio to a specific value or more is not limited to the above method, and other than the above method, for example, high specific surface area carbon black is used in advance as a master batch (particularly, wet master batch). And a method of repeatedly kneading until the dispersibility of the carbon black becomes a specific value or more.
(空気入りタイヤ)
本発明の空気入りタイヤは、上記ゴム組成物を用いて通常の方法で製造される。
すなわち、前記成分を配合したゴム組成物を、未加硫の段階で内層サイドウォールゴム及び/又はクッションゴムなどの各タイヤ部材の形状にあわせて押出し加工し、他のタイヤ部材とともに、タイヤ成型機上にて通常の方法で成形することにより、未加硫タイヤを形成する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧することによりタイヤを得る。
(Pneumatic tire)
The pneumatic tire of the present invention is produced by a usual method using the rubber composition.
That is, a rubber composition containing the above components is extruded in accordance with the shape of each tire member such as an inner layer side wall rubber and / or cushion rubber at an unvulcanized stage, together with other tire members, a tire molding machine An unvulcanized tire is formed by molding in the usual manner. The unvulcanized tire is heated and pressurized in a vulcanizer to obtain a tire.
本発明の空気入りタイヤは、乗用車用タイヤ、トラック・バス用タイヤ、二輪車用タイヤ、高性能タイヤ等として用いられる。なお、本明細書における高性能タイヤとは、グリップ性能に特に優れたタイヤであり、競技車両に使用する競技用タイヤをも含む概念である。 The pneumatic tire of the present invention is used as a passenger car tire, truck / bus tire, motorcycle tire, high-performance tire, and the like. In addition, the high-performance tire in this specification is a tire that is particularly excellent in grip performance, and is a concept that includes a competition tire used in a competition vehicle.
以下において、本発明の空気入りタイヤの一例について、図面を用いて説明する。
<基本構造>
本発明の空気入りタイヤの構造は、例えば、図1のタイヤ断面の右上半分に例示されるものである。タイヤ1は、トレッド部を構成するトレッドゴム7と、その両端からタイヤ半径方向内方に延びる一対のサイドウォール部を構成するサイドウォールゴム8と、各サイドウォール部の内方端に位置するクリンチ部を構成するクリンチゴム3及びリム上部に位置するチェーファー部を構成するチェーファーゴム2とを備える。またクリンチ部、チェーファー部間にはカーカス10が架け渡されるとともに、このカーカス10のタイヤ半径方向外側にブレーカー部を構成するブレーカーゴム9が配される。該カーカス10は、カーカスコードを配列する1枚以上のカーカスプライから形成され、このカーカスプライは、トレッド部からサイドウォール部を経て、ビードコア13と、該ビードコア13の上端からサイドウォール方向に延びるビードエーペックス11との廻りをタイヤ軸方向の内側から外側に折返され、折返し部によって係止される。ブレーカー部は、ブレーカーコードを配列した2枚以上のブレーカープライからなり、各ブレーカーコードがブレーカープライ間で交差するよう向きを違えて重置している。本発明の空気入りタイヤにおいては、これに限られないが、例えば、トレッド部(トレッドゴム、ベーストレッド)とブレーカー部との間に、ブレーカー部の上側を被覆する被覆ゴム(アンダートレッド)5が設けられる。該被覆ゴム5と接触領域を有して、カーカスプライとブレーカー部の両端部及びサイドウォール部との間にクッションゴム4が配置される。そして前記被覆ゴム5に接し一部が接地面に露出するようにトレッドゴム7中に通電ゴム6が配置される。また、前記クッションゴム4と接触領域を有して、カーカス10とサイドウォールゴム8との間に、少なくともクッションゴム4からクリンチゴム3又はチェーファーゴム2に接する位置に亘る内層サイドウォールゴム14が配置される。空気入りタイヤ1では、通電ゴム6と被覆ゴム5とクッションゴム4と内層サイドウォールゴム14とクリンチゴム3又はチェーファーゴム2とが電気的に接続する構造となっている。
Below, an example of the pneumatic tire of the present invention is explained using a drawing.
<Basic structure>
The structure of the pneumatic tire of the present invention is exemplified in the upper right half of the tire cross section in FIG. The
上記構造を採用することでタイヤ走行時にリムとの接触領域に位置するビード部ゴム、又は接地領域に発生する静電気はタイヤ内部における電気的に接続された導電性のゴム部材を通ってタイヤの外部に放出される。従って、トレッドゴム、ブレーカーゴム、サイドウォールゴムにシリカを使用してもタイヤの電気抵抗を低くできる。 By adopting the above structure, the bead rubber located in the contact area with the rim during running of the tire or the static electricity generated in the ground contact area is electrically connected to the outside of the tire through the electrically connected conductive rubber member inside the tire. To be released. Therefore, even if silica is used for the tread rubber, breaker rubber, and sidewall rubber, the electrical resistance of the tire can be lowered.
<トレッドゴム、ブレーカーゴム、サイドウォールゴム>
タイヤを構成するトレッドゴム、ブレーカーゴム、サイドウォールゴムの体積固有抵抗は、いずれも1×108Ω・cm以上に設定される。従来、ゴム補強剤(充填剤)としてカーボンブラックが用いられていたが、これをシリカに置き換えることで転がり抵抗を軽減できる。更にシリカは石油等化石燃料由来の材料でないことから、一般に石油または石炭由来の材料であるカーボンブラックに比べ環境問題の観点からも好適に採用される。しかし、シリカを用いる場合、体積固有抵抗が大きくなる傾向にある。本発明ではシリカ配合を基本とすることでタイヤの転がり抵抗の軽減及びゴムの加工性等の基本特性を維持しつつ、前述の電気的に接続された構造によりゴム組成物の体積固有抵抗が1×108Ω・cm以上という高い電気抵抗の問題点を改善できる。
<Tread rubber, breaker rubber, sidewall rubber>
The volume specific resistances of the tread rubber, breaker rubber, and sidewall rubber constituting the tire are all set to 1 × 10 8 Ω · cm or more. Conventionally, carbon black has been used as a rubber reinforcing agent (filler), but rolling resistance can be reduced by replacing this with silica. Furthermore, since silica is not a material derived from fossil fuels such as petroleum, it is preferably used from the viewpoint of environmental problems as compared with carbon black, which is generally a material derived from petroleum or coal. However, when silica is used, the volume resistivity tends to increase. According to the present invention, the volume specific resistance of the rubber composition is 1 by the above-mentioned electrically connected structure while maintaining the basic characteristics such as the reduction of the rolling resistance of the tire and the processability of the rubber by using the silica compound as a base. The problem of high electric resistance of × 10 8 Ω · cm or more can be improved.
本発明の空気入りタイヤにおいては、トレッドゴム、ブレーカーゴム及びサイドウォールゴムのそれぞれに含有される充填剤のうち50質量%以上がシリカであることが好ましい。充填剤のうち50質量%以上をシリカが占める場合、タイヤの転がり抵抗の低減効果が良好である。充填剤のうちシリカが占める割合は、より好ましくは70質量%以上、更に好ましくは90質量%以上である。上記充填剤のすべてがシリカであっても良いが、トレッドゴム、ブレーカーゴム及びサイドウォールゴムのそれぞれの導電性や機械的強度を調整する目的で他の充填剤が併用してもよい。 In the pneumatic tire of the present invention, it is preferable that 50% by mass or more of the filler contained in each of the tread rubber, breaker rubber, and sidewall rubber is silica. When silica accounts for 50 mass% or more of the filler, the effect of reducing the rolling resistance of the tire is good. The proportion of silica in the filler is more preferably 70% by mass or more, and still more preferably 90% by mass or more. All of the above fillers may be silica, but other fillers may be used in combination for the purpose of adjusting the electrical conductivity and mechanical strength of the tread rubber, breaker rubber and sidewall rubber.
シリカは、トレッドゴム、ブレーカーゴム及びサイドウォールゴムのそれぞれにおけるゴム成分100質量部に対して、例えば、5〜100質量部配合できる。5質量部以上である場合、タイヤの転がり抵抗を低減でき、100質量部以下である場合、トレッドゴム、ブレーカーゴム及びサイドウォールゴムの製造時における未加硫ゴム組成物の粘度上昇による加工性の低下やコストの過度な上昇を良好に防止できる。 Silica can be blended in an amount of, for example, 5 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component in each of the tread rubber, breaker rubber, and sidewall rubber. When it is 5 parts by mass or more, the rolling resistance of the tire can be reduced, and when it is 100 parts by mass or less, the workability due to the increase in viscosity of the unvulcanized rubber composition at the production of tread rubber, breaker rubber and sidewall rubber is improved. Reduction and excessive increase in cost can be prevented well.
シリカとしては本発明のゴム組成物に使用されるものと同様のものを使用できる。 As the silica, those similar to those used in the rubber composition of the present invention can be used.
トレッドゴム、ブレーカーゴム及びサイドウォールゴムに使用されるシリカの窒素吸着比表面積(BET法)は、例えば100〜300m2/g、更に150〜250m2/gの範囲内であることが好ましい。100m2/g以上である場合、補強効果が十分得られることによりタイヤの耐摩耗性が良好に向上する。一方、300m2/g以下である場合、それぞれのゴムの製造時の加工性が良好であり、タイヤの操縦安定性も良好に確保される。 Tread rubber, breaker rubber and the nitrogen adsorption specific surface area of silica used in the sidewall rubber (BET method), for example 100 to 300 m 2 / g, it is preferable that further the range of 150 to 250 2 / g. When it is 100 m 2 / g or more, the abrasion resistance of the tire is improved satisfactorily by obtaining a sufficient reinforcing effect. On the other hand, when it is 300 m 2 / g or less, the processability during production of each rubber is good, and the steering stability of the tire is also ensured.
<被覆ゴム>
本発明における被覆ゴム5は、上記クッションゴム4と上記通電ゴム6とに接し、ブレーカー部上部を被覆するように設けられる体積固有抵抗が1×108Ω・cm未満に設定されたゴムからなる。前記体積固有抵抗が1×108Ω・cm未満であればタイヤの導電性の向上効果が所望の程度得られる。また、該体積固有抵抗は、好ましくは1×107Ω・cm以下であり、より好ましくは1×106Ω・cm以下、更に好ましくは1×105.5Ω・cm以下に設定され、また、好ましくは1×103Ω・cm以上、より好ましくは1×104Ω・cm以上に設定される。
<Coating rubber>
The covering
上記被覆ゴム5の厚みは0.2mm以上であればタイヤ導電性の向上効果が所望の程度得られ、3.0mm以下であればタイヤの転がり抵抗を大きく悪化させることがない。クッションゴムの厚みは、0.5〜2.0mm、特に0.9〜1.5mmの範囲が好ましい。上記被覆ゴム5は、クッションゴムと通電ゴムと接する部分を有していればよく、トレッド部とブレーカー部の間全面にわたり設けたり、前記通電ゴムが配された位置まで、又はそれを超える範囲で部分的に設けたりすることができる。
If the thickness of the covering
また、被覆ゴムとクッションゴム及び通電ゴムとの接する部分について、上記クッションゴムとはタイヤ周方向に帯状の5mm以上の幅で接触している部分があることが好ましく、10mm以上接触していることがより好ましい。クッションゴムと被覆ゴムとを上記の条件で接触させることにより、タイヤの導電性効果が十分に得られる。上記通電ゴムとの接触は、通電ゴムのタイヤ幅方向及び/又は周方向の全面が接していることが好ましい。 Further, with respect to the portion where the covering rubber, the cushion rubber and the current-carrying rubber are in contact with each other, it is preferable that the cushion rubber has a portion that is in contact with the belt in the tire circumferential direction with a width of 5 mm or more. Is more preferable. By bringing the cushion rubber and the covering rubber into contact with each other under the above conditions, the tire conductive effect can be sufficiently obtained. The contact with the current-carrying rubber is preferably in contact with the entire surface of the current-carrying rubber in the tire width direction and / or the circumferential direction.
本発明において、前記被覆ゴムは、ゴム成分100質量部に対してカーボンブラックを5〜80質量部含有することが好ましく、10〜60質量部含有することがより好ましく、20〜50質量部含有することが更に好ましい。5質量部以上のカーボンブラックが配合される場合、被覆ゴムの導電性を高く出来る。 In the present invention, the coated rubber preferably contains 5 to 80 parts by mass of carbon black, more preferably 10 to 60 parts by mass, and more preferably 20 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. More preferably. When 5 parts by mass or more of carbon black is blended, the conductivity of the coated rubber can be increased.
被覆ゴムに使用されるカーボンブラックの窒素吸着比表面積は、70〜2000m2/gであることが好ましい。これにより、被覆ゴムの機械的強度が良好であり、製造時の加工性を確保する点でも好ましい。該窒素吸着比表面積は、100m2/g〜1500m2/gがより好ましい。また、カーボンブラックは、石油外資源である木タールカーボンブラック等も好適に採用されうる。更には、被覆ゴムに本発明で用いる高比表面積カーボンブラックを単独または他のカーボンブラックと併用して用いても良い。 It is preferable that the nitrogen adsorption specific surface area of carbon black used for the covering rubber is 70 to 2000 m 2 / g. Thereby, the mechanical strength of the coated rubber is good, which is also preferable in terms of ensuring processability during production. Nitrogen adsorption specific surface area, 100m 2 / g~1500m 2 / g is more preferable. Moreover, wood tar carbon black etc. which are resources other than petroleum can also be suitably employ | adopted for carbon black. Further, the high specific surface area carbon black used in the present invention may be used alone or in combination with another carbon black for the coating rubber.
被覆ゴムは、充填剤として、カーボンブラック以外にシリカを含有しても良い。
被覆ゴムにおいて、シリカの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、5〜60質量部であることが好ましく、20〜40質量部であることがより好ましい。5質量部以上である場合、タイヤの転がり抵抗を低減でき、また、60質量部を超えると、転がり抵抗や加工性が悪化する可能性がある。
The coated rubber may contain silica as a filler in addition to carbon black.
In the coated rubber, the content of silica is preferably 5 to 60 parts by mass and more preferably 20 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. When the amount is 5 parts by mass or more, the rolling resistance of the tire can be reduced. When the amount exceeds 60 parts by mass, the rolling resistance and workability may be deteriorated.
被覆ゴムに使用されるシリカの窒素吸着比表面積(BET法)は、例えば、80〜250m2/gの範囲内が好ましい。80m2/g以上である場合、補強効果が十分得られることによりタイヤの耐久性が良好に向上する。 The nitrogen adsorption specific surface area (BET method) of silica used for the coated rubber is preferably in the range of 80 to 250 m 2 / g, for example. When it is 80 m 2 / g or more, the durability of the tire is favorably improved by sufficiently obtaining the reinforcing effect.
<クッションゴム>
本発明におけるクッションゴム4は、後述のカーカス10を構成するカーカスプライとブレーカー部のエッジ部分及びサイドウォール部との間、かつ、ブレーカー両端部の下側領域に、内層サイドウォールゴム14と接触領域を有して設けられる体積固有抵抗が1×108Ω・cm未満に設定されたゴムからなる。前記体積固有値が1×108Ω・cm未満であれば、タイヤの導電性の向上効果が得られる。クッションゴム4の体積固有抵抗は、好ましくは1×107Ω・cm以下、より好ましくは1×106.5Ω・cm以下、更に好ましくは1×106Ω・cm以下に設定され、また、好ましくは1×103Ω・cm以上、より好ましくは1×104Ω・cm以上に設定される。
<Cushion rubber>
The cushion rubber 4 according to the present invention has a contact region between the inner
クッションゴムは上述のようにカーカスを構成するカーカスプライとブレーカー部のエッジ部分及びサイドウォールとの間にタイヤ周方向に連続又は不連続に形成されていればよく、その厚さ、形状などは特に制限はない。 The cushion rubber may be formed continuously or discontinuously in the tire circumferential direction between the carcass ply constituting the carcass and the edge portion and the sidewall of the breaker portion as described above. There is no limit.
前記クッションゴム4は、上述の本発明のクッション用ゴム組成物を用いて作製されることが好ましい。 The cushion rubber 4 is preferably produced using the above-described cushion rubber composition of the present invention.
<通電ゴム>
本発明において、通電ゴムはトレッド部に埋設されその一部はタイヤ接地面に露出し、他の一部は被覆ゴムと連結(接触)しており、空気入りタイヤの走行時に発生した静電気を接地面に効果的に放出する。図1において通電ゴム6は、トレッド部の中央部に1箇所埋設された構造として示されているが、複数個の通電ゴムを埋設することもできる。そしてタイヤ幅方向の通電ゴムの幅は、例えば、0.2〜10mm、好ましくは0.9〜1.5mmである。0.2mm未満の場合は通電効果は少なく、一方、10mmを超えるとトレッド部における通電ゴムの接地領域が相対的に増加し、接地特性を損なったり、転がり抵抗特性や耐摩耗性が損なわれたりするおそれがある。また、通電ゴムはタイヤ周方向に連続層として形成することが好ましいが、タイヤ周方向に断続的に形成することもできる。
<Electric rubber>
In the present invention, the current-carrying rubber is embedded in the tread part, and a part thereof is exposed to the tire ground contact surface, and the other part is connected (contacted) with the covering rubber, so that the static electricity generated during the running of the pneumatic tire is connected. Effectively release to the ground. In FIG. 1, the current-carrying rubber 6 is shown as a structure embedded in one central portion of the tread portion, but a plurality of current-carrying rubbers can also be buried. And the width | variety of the electricity supply rubber | gum of a tire width direction is 0.2-10 mm, for example, Preferably it is 0.9-1.5 mm. If it is less than 0.2 mm, the current-carrying effect is small. On the other hand, if it exceeds 10 mm, the grounding area of the current-carrying rubber in the tread portion increases relatively, and the grounding characteristics are impaired, and the rolling resistance characteristics and wear resistance are impaired. There is a risk. Moreover, although it is preferable to form the current carrying rubber as a continuous layer in the tire circumferential direction, it can also be formed intermittently in the tire circumferential direction.
通電ゴムの体積固有抵抗は、トレッドゴム、ブレーカーゴム及びサイドウォールゴムよりも低く設定され、1×108Ω・cm未満である。前記体積固有抵抗が1×108Ω・cm未満の場合、タイヤの導電性が改善され静電気の放出効果が得られる。該通電ゴムの体積固有抵抗は、より好ましくは1×107Ω・cm以下、更に好ましくは1×106Ω・cm以下、特に好ましくは1×105.5Ω・cm以下である。該通電ゴムの体積固有抵抗の下限は特に限定されない。 The volume specific resistance of the current-carrying rubber is set lower than that of the tread rubber, breaker rubber, and sidewall rubber, and is less than 1 × 10 8 Ω · cm. When the volume resistivity is less than 1 × 10 8 Ω · cm, the conductivity of the tire is improved and the effect of discharging static electricity is obtained. The volume specific resistance of the conductive rubber is more preferably 1 × 10 7 Ω · cm or less, further preferably 1 × 10 6 Ω · cm or less, and particularly preferably 1 × 10 5.5 Ω · cm or less. The lower limit of the volume resistivity of the energizing rubber is not particularly limited.
通電ゴムも、前記クッションゴムと実質的に同様の配合を採用することもでき、上記と同様のカーボンブラックやシリカを配合してもよい。また、接地特性を改善する観点からトレッドゴムの配合に基づき導電性を付与する配合設計を採用することも可能である。 The electrically conductive rubber can also employ a composition substantially similar to that of the cushion rubber, and the same carbon black or silica as described above may be blended. Moreover, it is also possible to employ | adopt the compounding design which provides electroconductivity based on the mixing | blending of a tread rubber from a viewpoint of improving a grounding characteristic.
<内層サイドウォールゴム>
本発明における内層サイドウォールゴム14は、クッションゴム4と接触領域を有して、カーカス10とサイドウォールゴム8との間に、少なくともクッションゴム4からクリンチゴム3又はチェーファーゴム2に接する位置に亘って配置され、例えば、該内層サイドウォールゴム14の上端部でクッションゴム4、下端部でクリンチゴム3又はチェーファーゴム2と電気的に接続する構造となっている。内層サイドウォールゴム14の体積固有抵抗は1×108Ω・cm未満に設定されている。前記体積固有値が1×108Ω・cm未満であればタイヤの導電性の向上効果が得られる。該内層サイドウォールゴム14の体積固有抵抗は、好ましくは1×107Ω・cm以下、より好ましくは1×106.5Ω・cm以下、更に好ましくは1×106Ω・cm以下、特に好ましくは1×105.5Ω・cm以下に設定される。導電性成分を多量に配合されたゴム組成物を採用すると電気抵抗が小さくなるが、一方ではタイヤがリムに接する領域における電気化学反応が促進されリムが錆び易くなる。これを回避するためには、該内層サイドウォールゴムの体積固有抵抗は、好ましくは1×103Ω・cm以上、より好ましくは1×104Ω・cm以上に設定される。
<Inner side wall rubber>
The inner
上記内層サイドウォールゴム14の厚みは0.2mm以上であればタイヤ導電性の向上効果が所望の程度得られ、1.0mm以下であればタイヤの転がり抵抗を大きく悪化させることがない。クッションゴムの厚みは、特に0.5〜1.0mmの範囲が好ましい。上記内層サイドウォールゴム14は、カーカス10とサイドウォールゴム8との間に配置され(例えば、カーカス10の外側、サイドウォールゴム8の内側にそれぞれ隣接して配置され)、クッションゴムとビード部ゴムと接する部分を有していればよい。内層サイドウォールゴム14は、その一部がカーカスとブレーカーの間に配置され、タイヤ周方向に連続又は不連続に形成されても良い。
If the thickness of the inner
また、内層サイドウォールゴムとクッションゴム及びビード部ゴムとの接する部分について、上記クッションゴムとはタイヤ周方向に帯状の5mm以上の幅で接触している部分があることが好ましく、10mm以上接触していることがより好ましい。内層サイドウォールゴムとクッションゴムとを上記の条件で接触させることにより、タイヤの導電性効果が十分に得られる。上記ビード部ゴムとの接触は、カーカス形状に沿って5mm以上の幅で接触している部分があることが好ましく、10mm以上接触していることがより好ましい。 Further, with respect to the portion where the inner side wall rubber is in contact with the cushion rubber and the bead rubber, it is preferable that the cushion rubber has a portion in contact with the belt in the tire circumferential direction with a width of 5 mm or more. More preferably. By bringing the inner side wall rubber and the cushion rubber into contact with each other under the above conditions, the tire conductive effect can be sufficiently obtained. The contact with the bead rubber is preferably a portion in contact with the width of 5 mm or more along the carcass shape, and more preferably 10 mm or more.
前記内層サイドウォールゴムは、上述の本発明の内層サイドウォール用ゴム組成物を用いて作製されることが好ましい。 The inner side wall rubber is preferably produced using the rubber composition for an inner side wall of the present invention described above.
本発明では、図1で示されるような電気的な接続経路により静電気を効果的に放出できるとともに、上記配合の内層サイドウォールゴム用ゴム組成物を使用することで耐クラック性能も改善できる。そのため、プライ巻上げ部を起点としてのクラックの発生を防止でき、サイドウォール表面、インナーライナー表面のクラックの発生も防止できる。 In the present invention, static electricity can be effectively discharged through an electrical connection path as shown in FIG. 1, and crack resistance performance can be improved by using the rubber composition for the inner layer side wall rubber having the above composition. Therefore, the generation of cracks starting from the ply-winding portion can be prevented, and the occurrence of cracks on the sidewall surface and the inner liner surface can also be prevented.
<ビード部ゴム>
本発明で、ビード部のリムフランジに接する領域に配置されるビード部ゴムはクリンチゴム、チェーファー及びゴムチェファーを含む概念である。タイヤが走行する際にビード部ゴムを介してリムから駆動力が伝達されるが、この際にリムとビード部ゴムとの摩擦で静電気が発生しやすい。ビード部ゴムは前記内層サイドウォールゴムと接触領域を有するので、静電気は該内層サイドウォールゴムを通って接地面に有効に放出される。図1においてクリンチゴム、チェーファー又はゴムチェファーは、前記内層サイドウォールゴム14と電気的に接続している。
<Bead rubber>
In the present invention, the bead rubber disposed in the region of the bead that contacts the rim flange is a concept including clinch rubber, chafer, and rubber chafer. When the tire travels, driving force is transmitted from the rim via the bead rubber, and at this time, static electricity is easily generated due to friction between the rim and the bead rubber. Since the bead rubber has a contact area with the inner side wall rubber, static electricity is effectively discharged to the ground plane through the inner side wall rubber. In FIG. 1, a clinch rubber, a chafer or a rubber chafer is electrically connected to the inner
ここでビード部ゴムの体積固有抵抗は1×108Ω・cm未満である。体積固有抵抗が1×108Ω・cm未満にすることでタイヤの良好な導電性が得られる。該ビード部ゴムの体積固有抵抗は、好ましくは1×107Ω・cm以下、より好ましくは1×106.5Ω・cm以下、更に好ましくは1×106Ω・cm以下、特に好ましくは1×105.5Ω・cm以下である。該ビード部ゴムの体積固有抵抗の下限は特に限定されない。ビード部ゴム、即ち、クリンチゴム、チェーファー、ゴムチェファーは、耐摩耗性、剛性及び硬度が要求されるので、このような配合設計に加え、前記クッションゴム及び通電ゴムの配合手法で電気抵抗を調整することができる。また、上述の本発明の内層サイドウォール及び/又はクッション用ゴム組成物と同様の、2種以上のジエン系ゴムを含むゴム成分100質量部に対して、上記高比表面積カーボンブラック5〜30質量部を含み、JIS K 6812「ポリオレフィン管、継手及びコンパウンドの顔料分散又はカーボン分散の評価方法」に準じて、凝集塊をカウントして求めたカーボンブラックの分散率が90%以上であるゴム組成物を用いて作製されることが好ましい。 Here, the volume resistivity of the bead rubber is less than 1 × 10 8 Ω · cm. Good electrical conductivity of the tire can be obtained by setting the volume resistivity to less than 1 × 10 8 Ω · cm. The volume resistivity of the bead rubber is preferably 1 × 10 7 Ω · cm or less, more preferably 1 × 10 6.5 Ω · cm or less, still more preferably 1 × 10 6 Ω · cm or less, and particularly preferably 1 × 10 5.5 Ω · cm or less. The lower limit of the volume resistivity of the bead rubber is not particularly limited. Since the bead rubber, that is, clinch rubber, chafer, and rubber chafer is required to have wear resistance, rigidity, and hardness, in addition to such a compounding design, the electric resistance is adjusted by the compounding method of the cushion rubber and the current-carrying rubber. be able to. Further, the high specific surface area carbon black is 5 to 30 mass with respect to 100 mass parts of the rubber component containing two or more kinds of diene rubbers, similar to the rubber composition for the inner side wall and / or cushion of the present invention. Composition having a carbon black dispersion ratio of 90% or more obtained by counting agglomerates according to JIS K 6812 "Evaluation method of pigment dispersion or carbon dispersion of polyolefin pipes, joints and compounds" It is preferable to produce using.
<カーカス>
本発明におけるトレッド部からサイドウォール部を経てビード部に至るカーカス10は、カーカスコードを配列する1枚以上のカーカスプライから構成される。該カーカスプライは、カーカスコードを平行に引き揃えてゴム中に埋設した構成である。上記カーカスコードを構成する繊維材料としては、レーヨン、ナイロン、ポリエステル、アラミドなどを例示することができ、これらは単独で用いても2種以上を混合して用いてもよい。環境に配慮する目的で、天然資源材料であることからレーヨンを用いても良い。この場合、カーカスコードを構成する繊維材料に対してレーヨンを90質量%以上配合することが好ましい。
<Carcass>
The
プライゴムの体積固有抵抗は特に限定されないが、トレッドゴム、ブレーカーゴム及びサイドウォールゴムと同様に設定できる。また、プライゴムの体積固有抵抗を1×108Ω・cm未満に設定することもでき、これにより、隣接する内層サイドウォールゴムと相俟って、タイヤの導電性が改善され静電気の放出効果が得られる。この場合、該プライゴムの体積固有抵抗は、好ましくは1×107Ω・cm以下、より好ましくは1×106Ω・cm以下、更に好ましくは1×105.5Ω・cm以下に設定できる。該プライゴムの体積固有抵抗の下限は特に限定されない。 Although the volume specific resistance of the ply rubber is not particularly limited, it can be set similarly to the tread rubber, breaker rubber and sidewall rubber. In addition, the volume resistivity of the ply rubber can be set to less than 1 × 10 8 Ω · cm, which, in combination with the adjacent inner layer side wall rubber, improves the conductivity of the tire and has the effect of discharging static electricity. can get. In this case, the volume resistivity of the ply rubber can be set to preferably 1 × 10 7 Ω · cm or less, more preferably 1 × 10 6 Ω · cm or less, and even more preferably 1 × 10 5.5 Ω · cm or less. . The lower limit of the volume resistivity of the ply rubber is not particularly limited.
本発明におけるプライゴムは、被覆ゴムと実質的に同様の配合を採用でき、上記と同様のカーボンブラックやシリカを配合してもよい。また、カーカスコードとの接着性を改善する観点から従来のプライゴムの基本配合に基づき、カーボンブラックなどを配合することで導電性を付与することも可能である。 The ply rubber in the present invention can be blended substantially the same as the coating rubber, and may be blended with carbon black or silica similar to the above. Further, from the viewpoint of improving the adhesion with the carcass cord, it is possible to impart conductivity by blending carbon black or the like based on the basic blend of conventional ply rubber.
本発明では、トレッドゴム、ブレーカーゴム及びサイドウォールゴムの体積固有抵抗を、1×108Ω・cm以上として、転がり抵抗や耐久性等のタイヤ性能を維持しながら、前記内層サイドウォールゴムと、これに電気的に接続されたクッションゴム、被覆ゴム、通電ゴム及びビード部ゴムの体積固有抵抗をより低く調整している。従って、空気入りタイヤに発生した静電気をこれらにより形成される電気的な接続通路を介して効果的に放出することができる。 In the present invention, the volume resistivity of the tread rubber, breaker rubber and sidewall rubber is set to 1 × 10 8 Ω · cm or more, while maintaining the tire performance such as rolling resistance and durability, the inner layer sidewall rubber, The volume specific resistances of the cushion rubber, the covering rubber, the energizing rubber, and the bead rubber that are electrically connected thereto are adjusted to be lower. Therefore, static electricity generated in the pneumatic tire can be effectively discharged through the electrical connection passage formed by these.
更に、内層サイドウォールゴム及び/又はクッションゴムが、本発明のゴム組成物を用いて作製されているため、転がり抵抗を低く抑えるとともに、タイヤ走行時の静電気の蓄積を防止でき、更に、経時でのタイヤの電気抵抗の上昇をも抑制でき、タイヤのライフを通してタイヤ走行時の静電気の蓄積を効果的に防止でき、さらに、耐久性も改善できる。また、ビード部ゴム(より好ましくはクリンチゴム及び/又はチェーファーゴム)も本発明のゴム組成物を用いて作製されている場合、本発明の効果がより好適に得られる。 Furthermore, since the inner layer side wall rubber and / or cushion rubber is produced using the rubber composition of the present invention, it is possible to suppress the rolling resistance and prevent the accumulation of static electricity during running of the tire. The increase in the electrical resistance of the tire can be suppressed, the accumulation of static electricity during running of the tire can be effectively prevented throughout the life of the tire, and the durability can be improved. Further, when the bead rubber (more preferably clinch rubber and / or chafer rubber) is also produced using the rubber composition of the present invention, the effects of the present invention can be obtained more suitably.
<被覆ゴム、通電ゴム、チェーファーゴム、クリンチゴム、トレッドゴム、ブレーカーゴム、及びサイドウォールゴムのゴム配合>
本発明の空気入りタイヤにおける被覆ゴム、通電ゴム、チェーファーゴム、クリンチゴム、トレッドゴム、ブレーカーゴム、及びサイドウォールゴムは、例えば以下のゴム組成物から構成される。
<Rubber composition of covering rubber, electric rubber, chafer rubber, clinch rubber, tread rubber, breaker rubber, and sidewall rubber>
The covering rubber, current-carrying rubber, chafer rubber, clinch rubber, tread rubber, breaker rubber, and sidewall rubber in the pneumatic tire of the present invention are composed of, for example, the following rubber compositions.
これらのゴム組成物に使用されるゴム成分としては、例えば、本発明のゴム組成物で列挙したものが挙げられる。被覆ゴム、クッションゴム、通電ゴム、チェーファーゴム及びクリンチゴムに用いられるゴム成分としてはジエン系ゴムが好ましく、なかでも、天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、エポキシ化天然ゴム等が好ましい。 Examples of the rubber component used in these rubber compositions include those listed in the rubber composition of the present invention. Diene rubber is preferable as a rubber component used for covering rubber, cushion rubber, current-carrying rubber, chafer rubber, and clinch rubber. Among them, natural rubber, styrene-butadiene rubber, butadiene rubber, isoprene rubber, epoxidized natural rubber, etc. preferable.
上記ゴム組成物には、タイヤゴム配合において一般的に採用される以下の配合剤を適宜配合することができる。 In the rubber composition, the following compounding agents generally employed in tire rubber compounding can be appropriately compounded.
本発明では、前述のように、トレッドゴム、ブレーカーゴム、サイドウォールゴムにシリカを配合することが好ましい。ゴム組成物にシリカを配合する場合には、シランカップリング剤を、例えばシリカ100質量部に対して1〜20質量部配合することが好ましい。1質量部以上配合することでタイヤの耐摩耗性が向上し転がり抵抗の低減が達成できる。一方、20質量部以下の場合、ゴムの混練、押出工程での焼け(スコーチ)が生じる危険性や不必要にコストが上昇するおそれが少ない。シランカップリング剤としては、例えば、上記と同様のものが挙げられる。 In the present invention, as described above, it is preferable to add silica to the tread rubber, breaker rubber, and sidewall rubber. When silica is blended in the rubber composition, it is preferable to blend 1 to 20 parts by mass of the silane coupling agent with respect to 100 parts by mass of silica, for example. By blending 1 part by mass or more, the wear resistance of the tire is improved and the rolling resistance can be reduced. On the other hand, in the case of 20 parts by mass or less, there is little risk of occurrence of scorch in rubber kneading and extruding processes and unnecessary increase in cost. Examples of the silane coupling agent include those similar to the above.
ゴム組成物には、前記成分以外にも、ゴム組成物の製造に一般に使用される配合剤、例えば、クレーなどの補強用充填剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、加工助剤、各種老化防止剤、軟化剤、可塑剤、粘着付与剤、硫黄などの加硫剤、加硫促進剤などを適宜配合できる。 In addition to the above components, the rubber composition generally includes a compounding agent generally used in the production of a rubber composition, for example, a reinforcing filler such as clay, zinc oxide, stearic acid, a processing aid, various anti-aging agents, A softener, a plasticizer, a tackifier, a vulcanizing agent such as sulfur, a vulcanization accelerator, and the like can be appropriately blended.
実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。 The present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited to these examples.
以下、実施例及び比較例で使用した各種薬品について、まとめて説明する。
<材料>
NR(天然ゴム):RSS#3(SP値7.9)
BR(ブタジエンゴム):宇部興産(株)製のBR150B(シス含量:95質量%)(SP値8.4)
ENR25(エポキシ化天然ゴム):クンプーランガスリー社(Kumpulan Guthrie Berhad)(マレーシア)製のENR25(エポキシ化率25モル%のエポキシ化天然ゴム)(SP値9)
シリカ:デグッサ社製のウルトラシルVN3(N2SA:175m2/g)
シランカップリング剤: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)
カーボンブラック1:キャボットジャパン(株)製のショウブラックN330(N2SA:75m2/g、DBP:102ml/100g)
カーボンブラック2:ケッチェンブラックインターナショナル(株)製のケッチェンブラックEC600JD(N2SA:1270m2/g、DBP:495ml/100g)
カーボンブラック3:デグッサ社製のPRINTEX XE2B(N2SA:1000m2/g、DBP:420ml/100g)
カーボンブラック4:ケッチェンブラックインターナショナル(株)製のケッチェンブラックEC300J(N2SA:800m2/g、DBP:360ml/100g)
アロマオイル:(株)ジャパンエナジー製のプロセスX−140
石油系レジン:(株)日本触媒製のSP1068レジン
ステアリン酸:日油(株)製のステアリン酸「桐」
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛2種
老化防止剤:大内新興化学工業(株)製のノクラック6C(N−(1,3−ジメチルブチル)−N’−フェニル−p−フェニレンジアミン)
ワックス:日本精蝋(株)製のオゾエース0355
硫黄:鶴見化学(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤NS: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ァンアミド)
SBR1502:住友化学工業(株)製のSBR1502
SBR1500:住友化学工業(株)製のSBR1500
カーボンブラックN220:三菱化学(株)製のダイアブラックI(N2SA:114m2/g)
ステアリン酸コバルト:日鉱金属(株)製のCOST−S
不溶性硫黄:三新化学(株)のサンフェルEX
Hereinafter, various chemicals used in Examples and Comparative Examples will be described together.
<Material>
NR (natural rubber): RSS # 3 (SP value 7.9)
BR (butadiene rubber): BR150B manufactured by Ube Industries, Ltd. (cis content: 95% by mass) (SP value 8.4)
ENR25 (epoxidized natural rubber): ENR25 (epoxidized natural rubber having an epoxidation rate of 25 mol%) manufactured by Kumpulan Guthrie Berhad (Malaysia) (SP value 9)
Silica: Ultrasil VN3 manufactured by Degussa (N 2 SA: 175 m 2 / g)
Silane coupling agent: Si69 (bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide) manufactured by Degussa
Carbon Black 1: Show Black N330 manufactured by Cabot Japan Co., Ltd. (N 2 SA: 75 m 2 / g, DBP: 102 ml / 100 g)
Carbon Black 2: Ketjen Black EC600JD (N 2 SA: 1270 m 2 / g, DBP: 495 ml / 100 g) manufactured by Ketjen Black International Co., Ltd.
Carbon black 3: PRINTEX XE2B manufactured by Degussa (N 2 SA: 1000 m 2 / g, DBP: 420 ml / 100 g)
Carbon black 4: Ketjen Black EC300J manufactured by Ketjen Black International Co., Ltd. (N 2 SA: 800 m 2 / g, DBP: 360 ml / 100 g)
Aroma oil: Process X-140 manufactured by Japan Energy Co., Ltd.
Petroleum-based resin: SP1068 resin stearic acid manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd .: Stearic acid “paulownia” manufactured by NOF Corporation
Zinc oxide: Zinc oxide type 2 anti-aging agent manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd .: NOCRACK 6C (N- (1,3-dimethylbutyl) -N'-phenyl-p- manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.) Phenylenediamine)
Wax: Ozoace 0355 manufactured by Nippon Seiwa Co., Ltd.
Sulfur: Powder sulfur vulcanization accelerator manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd. NS: Noxeller NS (N-tert-butyl-2-benzothiazolylsulfanamide) manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.
SBR1502: SBR1502 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
SBR1500: SBR1500 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
Carbon Black N220: Dia Black I (N 2 SA: 114 m 2 / g) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation
Cobalt stearate: COST-S manufactured by Nikko Metal Co., Ltd.
Insoluble sulfur: Sanfel EX from Sanshin Chemical Co., Ltd.
<内層サイドウォールゴム、クッションゴムの調製>
(実施例及び比較例8)
表1に示す配合成分のうち工程1に示す成分を、密閉式バンバリーミキサーを用いて排出温度が150℃になるように4分間混練した(ベース練り工程1)。次に、ベース練り工程1により得られた混練物と、工程2に示す成分とを、密閉式バンバリーミキサーを用いて排出温度が150℃になるように3分間混練した(ベース練り工程2)。更に、実施例3〜6、比較例8については、ベース練り工程2により得られた混練物を、密閉式バンバリーミキサーを用いて排出温度が140℃になるように3分間混練した(再練工程)。次に、ベース練り工程2により得られた混練物又は再練工程により得られた混練物に、硫黄及び加硫促進剤を加えて排出温度が100℃になるように3分間更に練り込み、従来法により押出し工程、カレンダー工程を経て、内層サイドウォールゴム組成物、クッションゴム組成物を調製した。
(比較例1〜7)
表1に示す配合成分のうち硫黄及び加硫促進剤を除いた成分を、密閉式バンバリーミキサーを用いて排出温度が150℃になるように4分間混練した後、硫黄及び加硫促進剤を加えて排出温度が100℃になるように3分間更に練り込み、従来法により押出し工程、カレンダー工程を経て、内層サイドウォールゴム組成物、クッションゴム組成物を調製した。
<Preparation of inner side wall rubber and cushion rubber>
(Example and Comparative Example 8)
Among the blended components shown in Table 1, the components shown in
(Comparative Examples 1-7)
Kneading the ingredients excluding sulfur and vulcanization accelerators shown in Table 1 for 4 minutes using an enclosed Banbury mixer so that the discharge temperature is 150 ° C, then adding sulfur and vulcanization accelerators. Then, the mixture was further kneaded for 3 minutes so that the discharge temperature was 100 ° C., and an inner layer side wall rubber composition and a cushion rubber composition were prepared through an extrusion process and a calendar process by a conventional method.
<被覆ゴム、通電ゴムの調製>
表2、3に示す配合成分のうち硫黄及び加硫促進剤を除いた成分を、密閉式バンバリーミキサーを用いて排出温度が150℃になるように4分間混練した後、硫黄及び加硫促進剤を加えて排出温度が100℃になるように3分間更に練り込み、従来法により押出し工程、カレンダー工程を経て、被覆ゴム組成物(アンダートレッドゴム組成物)、通電ゴム組成物を調製した。
<Preparation of coated rubber and conductive rubber>
The components excluding sulfur and vulcanization accelerators shown in Tables 2 and 3 are kneaded for 4 minutes using a closed Banbury mixer so that the discharge temperature is 150 ° C., and then sulfur and vulcanization accelerators. Then, the mixture was further kneaded for 3 minutes so that the discharge temperature became 100 ° C., and the coated rubber composition (under tread rubber composition) and the current-carrying rubber composition were prepared through an extrusion process and a calendar process by a conventional method.
<トレッドゴム、サイドウォールゴム、ブレーカーゴムの調製>
表4〜6に示す配合成分のうち硫黄及び加硫促進剤を除いた成分を、密閉式バンバリーミキサーを用いて排出温度が150℃になるように4分間混練した後、硫黄及び加硫促進剤を加えて排出温度が100℃になるように3分間更に練り込み、従来法により押出し工程、カレンダー工程を経て、トレッドゴム組成物、サイドウォールゴム組成物、ブレーカーゴム組成物を調製した。
<Preparation of tread rubber, sidewall rubber, breaker rubber>
After knead | mixing the component except a sulfur and a vulcanization accelerator among the compounding components shown to Tables 4-6 for 4 minutes so that discharge | emission temperature may be 150 degreeC using an enclosed Banbury mixer, sulfur and a vulcanization accelerator. Was added, and the mixture was further kneaded for 3 minutes so that the discharge temperature became 100 ° C., and a tread rubber composition, a sidewall rubber composition, and a breaker rubber composition were prepared through an extrusion process and a calendar process by a conventional method.
<クリンチゴム、チェーファーゴムの調製>
表7に示す配合成分のうち工程1に示す成分を、密閉式バンバリーミキサーを用いて排出温度が150℃となるように4分間混練した(ベース練り工程1)。次に、ベース練り工程1により得られた混練物と、工程2に示す成分とを、密閉式バンバリーミキサーを用いて排出温度が150℃となるように3分間混練した(ベース練り工程2)。更に、ベース練り工程2により得られた混練物を、密閉式バンバリーミキサーを用いて排出温度が140℃となるように3分間混練した(再練工程)。次に、再練工程により得られた混練物に、硫黄及び加硫促進剤を加えて排出温度が100℃となるように3分間更に練り込み、従来法により押出し工程、カレンダー工程を経て、クリンチゴム組成物、チェーファーゴム組成物を調製した。
<Preparation of clinch rubber and chafer rubber>
Among the blended components shown in Table 7, the components shown in
<試験用加硫ゴムスラブの調製>
表1〜7の各ゴム組成物を160℃で20分間加硫することにより加硫ゴムスラブシート(2mm×130mm×130mm)を作製した。この加硫ゴムスラブシートを使用して以下の評価を行った。結果を表1〜7に示す。
<Preparation of test vulcanized rubber slab>
Vulcanized rubber slab sheets (2 mm × 130 mm × 130 mm) were prepared by vulcanizing each rubber composition shown in Tables 1 to 7 at 160 ° C. for 20 minutes. The following evaluation was performed using this vulcanized rubber slab sheet. The results are shown in Tables 1-7.
<ゴム組成物の体積固有抵抗>
上記加硫ゴムスラブシート(表1〜7の各ゴム組成物)を用いて厚さ2mm、15cm×15cmの試験片を作成し、ADVANTEST社製の電気抵抗測定R8340Aを用いて電圧10V、気温23℃、湿度55%の条件でゴム組成物の体積固有抵抗を測定した。その結果の常用対数を表1〜7に示す。値が大きいほどゴム組成物の体積固有抵抗が高く、導電性が悪いことを示す。
<Volume specific resistance of rubber composition>
A test piece having a thickness of 2 mm and 15 cm × 15 cm was prepared using the vulcanized rubber slab sheet (each rubber composition shown in Tables 1 to 7), and a voltage of 10 V and an air temperature of 23 using an electrical resistance measurement R8340A manufactured by ADVANTEST. The volume resistivity of the rubber composition was measured under the conditions of ° C. and humidity of 55%. The common logarithm of the result is shown in Tables 1-7. The larger the value, the higher the volume resistivity of the rubber composition, indicating poorer conductivity.
<カーボンブラックの分散率>
上記加硫ゴムスラブシート(表1、7の各ゴム組成物)から測定用試験片を切り出し、JIS K 6812「ポリオレフィン管、継手及びコンパウンドの顔料分散又はカーボン分散の評価方法」に準じて、加硫ゴム組成物中のカーボンブラックの凝集塊をカウントして、カーボンブラックの分散率(%)をそれぞれ算出した。分散率が大きいほどカーボンブラックの分散性に優れることを示す。
<Dispersion rate of carbon black>
A test piece for measurement was cut out from the above vulcanized rubber slab sheet (each rubber composition in Tables 1 and 7) and applied according to JIS K 6812 “Evaluation method for pigment dispersion or carbon dispersion of polyolefin pipes, joints and compounds”. The carbon black aggregates in the vulcanized rubber composition were counted, and the carbon black dispersion (%) was calculated. The larger the dispersion rate, the better the dispersibility of carbon black.
<SP値が高いポリマー相へのカーボン分散比率(SPM法)>
上記加硫ゴムスラブシート(表1の各ゴム組成物)から測定用試験片を切り出し、SPM(走査型プローブ顕微鏡)にて、各ポリマー相中に分散したカーボンブラックの分散体積比率を画像解析により検出し、下記式に基づき、SP値が最も高いポリマー相中へのカーボンブラックの分散比率を算出した。この数値が小さいほどカーボンブラックが全体に均一に分散していることを示す。
(SP値が最も高いポリマー相へのカーボンブラックの分散比率)
=(SP値が最も高いポリマー相中でのカーボンブラックの分散体積比率)/(SP値が最も高いポリマー相を除くすべての相でのカーボンブラックの平均分散体積比率)
<Carbon dispersion ratio in polymer phase with high SP value (SPM method)>
A test specimen for measurement was cut out from the vulcanized rubber slab sheet (each rubber composition in Table 1), and the dispersion volume ratio of carbon black dispersed in each polymer phase was analyzed by image analysis using SPM (scanning probe microscope). The dispersion ratio of carbon black in the polymer phase having the highest SP value was calculated based on the following formula. The smaller this value, the more uniformly the carbon black is dispersed throughout.
(Dispersion ratio of carbon black to polymer phase with highest SP value)
= (Dispersion volume ratio of carbon black in the polymer phase having the highest SP value) / (Average dispersion volume ratio of carbon black in all phases except the polymer phase having the highest SP value)
<SP値が高いポリマー相へのカーボン分散比率(体積%、NMR法)>
上記方法の他に、NMRでも下記方法で各ポリマー相中に分散したカーボンブラックの分散体積比率を測定した。
具体的には下記の様にして、13C−NMR DD/MAS法で測定したスペクトルの線幅から、各ゴム相中に分散したカーボンブラック含有量をゴム相毎に定量した。
実施例、比較例において使用している各ポリマー単独(NR、BR、ENR25)に、本発明で使用しているカーボンブラックを、添加量を変量配合してサンプルを作製した。すなわち、ゴム成分としてNRを100質量%使用し、本発明で使用しているカーボンブラックを、添加量を変量配合して複数のサンプルを作製した。同様に、BR、ENR25を100質量%使用したサンプルについてもそれぞれ複数調製した。
そして、かかるサンプルを用いて、13C−NMRで測定した各ポリマー単独でのピークの線幅と、カーボンブラック量の相関を解析した。
例えば、異なるカーボンブラック配合量(0〜70phr)における加硫NRゴムのDD/MAS13C−NMRのスペクトルにおいて、観測される下記5本のピークの帰属は、次の通りである。
NR(C1) −CH2−C(CH3)=CH−CH2− ;33ppm
NR(C2) −CH2−C(CH3)=CH−CH2− ;135ppm
NR(C3) −CH2−C(CH3)=CH−CH2− ;126ppm
NR(C4) −CH2−C(CH3)=CH−CH2− ;27ppm
NR(C5) −CH2−C(CH3)=CH−CH2− ;24ppm
カーボンブラック量の増加に伴い、ピークの線幅がある相関性を持って増加することが本発明者等の検討でわかり、これを用いて、ピーク線幅とカーボンブラック量との相関曲線を作成した。(5本のピークとも同様の相関が見られた。)
固体13C−NMR 測定条件は下記の通りである。
装置:Bruker Avance 400
13C共鳴周波数:100.6MHz
MAS回転速度:5kHz(±1Hz)
測定モード:DD/MAS
測定温度:25℃
試料量:ジルコニアローターの1/4容量
同様の手法を用いて、BR、ENR25についても、ピーク線幅とカーボンブラック量との相関曲線を作成した。そして、実施例及び比較例の各加硫ゴムスラブシートについて、固体13C−NMRを用いて測定を行い、上記相関曲線を使用して、各ポリマー相に分配されたカーボンブラックの比率を計算した。
本方法によれば、より正確な定量が可能である。
<Carbon dispersion ratio in polymer phase with high SP value (volume%, NMR method)>
In addition to the above method, NMR also measured the dispersion volume ratio of carbon black dispersed in each polymer phase by the following method.
Specifically, the carbon black content dispersed in each rubber phase was quantified for each rubber phase from the line width of the spectrum measured by the 13 C-NMR DD / MAS method as described below.
Samples were prepared by blending each polymer used in Examples and Comparative Examples alone (NR, BR, ENR25) with carbon black used in the present invention in variable amounts. That is, 100% by mass of NR was used as a rubber component, and carbon black used in the present invention was blended in variable amounts to prepare a plurality of samples. Similarly, a plurality of samples each using 100% by mass of BR and ENR25 were prepared.
And the correlation of the line width of the peak in each polymer measured by < 13 > C-NMR and the amount of carbon black was analyzed using this sample.
For example, the attribution of the following five peaks observed in the DD / MAS 13 C-NMR spectrum of the vulcanized NR rubber at different carbon black blending amounts (0 to 70 phr) is as follows.
NR (C1) - C H 2 -C (CH 3) = CH-CH 2 -; 33ppm
NR (C2) —CH 2 —C (CH 3 ) ═CH—CH 2 —; 135 ppm
NR (C3) -CH 2 -C ( CH 3) = C H-CH 2 -; 126ppm
NR (C4) -CH 2 -C ( CH 3) = CH- C H 2 -; 27ppm
NR (C5) -CH 2 -C ( C H 3) = CH-CH 2 -; 24ppm
As the amount of carbon black increases, the present inventors have found that the peak line width increases with a certain correlation, and using this, a correlation curve between the peak line width and the carbon black amount is created. did. (Similar correlation was observed with 5 peaks.)
The solid 13 C-NMR measurement conditions are as follows.
Device: Bruker Avance 400
13C resonance frequency: 100.6 MHz
MAS rotation speed: 5 kHz (± 1 Hz)
Measurement mode: DD / MAS
Measurement temperature: 25 ° C
Sample amount: A correlation curve between the peak line width and the amount of carbon black was prepared for BR and ENR25 using a method similar to ¼ capacity of the zirconia rotor. And about each vulcanized rubber slab sheet of an example and a comparative example, it measured using solid 13C -NMR and calculated the ratio of carbon black distributed to each polymer phase using the above-mentioned correlation curve. .
According to this method, more accurate quantification is possible.
<転がり抵抗試験>
上記加硫ゴムスラブシート(表1の各ゴム組成物)から測定用試験片を切り出し、粘弾性スペクトロメーターVES((株)岩本製作所製)を用いて、温度50℃、初期歪10%、動歪2%、周波数10Hzの条件下で、各試験用ゴム組成物のtanδを測定し、比較例3の転がり抵抗指数を100として、下記計算式により、転がり抵抗特性をそれぞれ指数表示した。指数が小さいほど転がり抵抗が低く、優れることを示す。
(転がり抵抗指数)=(各配合のtanδ/比較例3のtanδ)×100
<Rolling resistance test>
A test piece for measurement was cut out from the vulcanized rubber slab sheet (each rubber composition in Table 1), and the temperature was 50 ° C., initial strain was 10%, dynamic using a viscoelastic spectrometer VES (manufactured by Iwamoto Seisakusho). The tan δ of each test rubber composition was measured under the conditions of a strain of 2% and a frequency of 10 Hz. The rolling resistance index of Comparative Example 3 was set to 100, and the rolling resistance characteristics were indicated by an index using the following formula. The smaller the index, the lower the rolling resistance and the better.
(Rolling resistance index) = (tan δ of each formulation / tan δ of Comparative Example 3) × 100
<空気入りタイヤの調製>
表1に示す各配合で調製したゴム組成物を内層サイドウォールゴム、クッションゴムに適用し、表2〜7のゴム配合で調製したゴム組成物をトレッドゴム、サイドウォールゴム、ブレーカーゴム、クリンチゴム、チェーファーゴム、被覆ゴム及び通電ゴムに適用し、常法にて加硫成形し、図1に示す構造を有するサイズ195/65R15の空気入りタイヤ(試験用タイヤ)を作製した。
<Preparation of pneumatic tire>
The rubber composition prepared in each formulation shown in Table 1 is applied to the inner sidewall rubber and cushion rubber, and the rubber composition prepared in the rubber formulation in Tables 2 to 7 is tread rubber, sidewall rubber, breaker rubber, clinch rubber, The tire was applied to chafer rubber, coated rubber, and current-carrying rubber, and vulcanized by a conventional method to produce a size 195 / 65R15 pneumatic tire (test tire) having the structure shown in FIG.
ここで、試験用タイヤの基本構造は次のとおりである。
<カーカスプライ>
コード角度:タイヤ周方向に90度
コード材料:ポリエステル 1670dtex/2
<ブレーカー>
コード角度:タイヤ周方向に24度×24度
コード材料:スチールコード(2+2×0.25)
Here, the basic structure of the test tire is as follows.
<Carcass ply>
Cord angle: 90 degrees in the tire circumferential direction Cord material: Polyester 1670 dtex / 2
<Breaker>
Cord angle: 24 degrees x 24 degrees in the tire circumferential direction Cord material: Steel cord (2 + 2 x 0.25)
なお、内層サイドウォールゴムの厚みは0.5mm、被覆ゴムの厚みは1mm、クッションゴムの厚みは1mmであり、通電ゴムの幅は3mmでタイヤ周方向に連続した構造のものを採用した。
また、被覆ゴムとクッションゴムの接触はタイヤ周方向に帯状で5mmの幅、被覆ゴムと通電ゴムの接触は通電ゴムのタイヤ幅方向の全面、内層サイドウォールゴムとクッションゴムの接触はタイヤ周方向に帯状で5mmの幅、内層サイドウォールゴムとクリンチゴムの接触はカーカス形状に沿って5mm以上の幅の構造のものを採用した。
The inner side wall rubber had a thickness of 0.5 mm, the covering rubber had a thickness of 1 mm, the cushion rubber had a thickness of 1 mm, and the current-carrying rubber had a width of 3 mm and a continuous structure in the tire circumferential direction.
Also, the contact between the covering rubber and the cushion rubber is a belt-like 5 mm width in the tire circumferential direction, the contact between the covering rubber and the energizing rubber is the entire surface of the energizing rubber in the tire width direction, and the contact between the inner side wall rubber and the cushion rubber is in the tire circumferential direction. Further, a belt-like structure having a width of 5 mm and a contact between the inner side wall rubber and the clinch rubber having a width of 5 mm or more along the carcass shape was adopted.
この試験用タイヤを使用して以下の評価を行った。結果を表1に示す。 The following evaluation was performed using this test tire. The results are shown in Table 1.
<タイヤの高速耐久試験>
上記で作成した試験用タイヤの高速耐久試験を実施し、損傷する走行速度(km/h)で耐久性を判断した。タイヤを用いて、(1)200km/h−10分間、(2)210km/h−10分間、(3)220km/h−10分間と順に走行速度を上げて高速耐久試験を実施し、損傷する走行速度(km/h)を確認した。つまり、より速い速度(km/h)領域まで走行できるタイヤが高速耐久性に優れていることを示す。
<High-speed tire endurance test>
The test tire prepared above was subjected to a high-speed durability test, and the durability was judged based on the traveling speed (km / h) at which it was damaged. Using the tires, (1) 200 km / h-10 minutes, (2) 210 km / h-10 minutes, (3) 220 km / h-10 minutes in order, increasing the running speed in order, and damage. The running speed (km / h) was confirmed. That is, a tire that can travel to a higher speed (km / h) region is excellent in high-speed durability.
<タイヤの電気抵抗>
図2に示されるように、絶縁板50(電気抵抗値が1012Ω以上)の上に設置された表面が研磨された金属板51(電気抵抗値は10Ω以下)と、タイヤ・リム組立体を保持する導電性のタイヤ取付軸52と、電気抵抗測定器53とを含む測定装置を使用し、JATMA規定に準拠してタイヤとリムの組立体の電気抵抗値を測定した。なお各試験用タイヤは、予め表面の離型剤や汚れが十分に除去されており、かつ、十分に乾燥した状態のものを用いた。また他の条件は、次の通りである。
リム:アルミニウム合金製 15×6JJ
内圧:200kPa
荷重:5.3kN
試験環境温度(試験室温度):25℃
湿度:50%
電気抵抗測定器の測定範囲:103 〜1.6×1016Ω
試験電圧(印可電圧):1000V
試験の要領は、次の通りである。
(1)試験用タイヤをリムに装着しタイヤ・リム組立体を準備する。この際、両者の接触部に潤滑剤として石けん水が用いられる。
(2)タイヤ・リム組立体を試験室内で2時間放置させた後、タイヤ取付軸52に取り付ける。
(3)タイヤ・リム組立体に前記荷重を0.5分間負荷し、解放後にさらに0.5分間、解放後にさらに2分間負荷する。
(4)試験電圧が印可され、5分経過した時点で、タイヤ取付軸52と金属板51との間の電気抵抗値を電気抵抗測定器53によって測定する。前記測定は、タイヤ周方向に90°間隔で4カ所で行われ、そのうちの最大値を当該タイヤの電気抵抗値(測定値)とする。
この測定を走行前(新品タイヤ)と2万km走行後に行い、各々の電気抵抗値の常用対数を表1にまとめた。かかる常用対数値が、8以下であることが好ましい。また、走行前と2万km走行後のタイヤの電気抵抗値を比較して、2万km走行することによる電気抵抗値の上昇値も併記した。上昇値が低いほど、タイヤのライフを通してタイヤ走行時の静電気の蓄積を防止できることを示す。
<Electric resistance of tire>
As shown in FIG. 2, the insulating plate 50 and (the electric resistance value is 10 12 Omega higher) plate metal installation surface is polished on a 51 (electric resistance 10Ω or less), tire rim assembly The electrical resistance value of the tire and rim assembly was measured in accordance with JATMA regulations using a measuring device including a conductive
Rim: Aluminum alloy 15 × 6JJ
Internal pressure: 200 kPa
Load: 5.3kN
Test environment temperature (test room temperature): 25 ° C
Humidity: 50%
Measuring range of electric resistance measuring device: 10 3 to 1.6 × 10 16 Ω
Test voltage (applied voltage): 1000V
The test procedure is as follows.
(1) A test tire is mounted on a rim to prepare a tire / rim assembly. At this time, soapy water is used as a lubricant at the contact portion between the two.
(2) The tire / rim assembly is allowed to stand in the test room for 2 hours and then attached to the
(3) The tire / rim assembly is loaded with the load for 0.5 minutes, and further for 0.5 minutes after being released and for 2 minutes after being released.
(4) When the test voltage is applied and 5 minutes have passed, the electrical resistance value between the
This measurement was performed before traveling (new tire) and after traveling 20,000 km, and the common logarithm of each electric resistance value is summarized in Table 1. The common logarithm is preferably 8 or less. Further, the electrical resistance value of the tire before traveling and after traveling 20,000 km was compared, and the increase value of the electrical resistance value due to traveling 20,000 km was also shown. A lower increase value indicates that the accumulation of static electricity during tire travel can be prevented throughout the life of the tire.
<耐クラック性能>
上記で作製した試験用タイヤを装着し、速度80km/h、荷重4.7kNで30000km走行させ、内層サイドウォールゴムのクラック成長量を測定し、耐クラック性能を評価した。なお、成長量が1mm未満の場合を○、1mm以上5mm以下の場合を△、5mmを超える場合を×とした。
<Crack resistance>
The test tire prepared above was mounted and run at 30000 km at a speed of 80 km / h and a load of 4.7 kN, and the crack growth amount of the inner-layer sidewall rubber was measured to evaluate the crack resistance performance. In addition, when the growth amount was less than 1 mm, the case where the growth amount was 1 mm or more and 5 mm or less was Δ, and the case where the growth amount was more than 5 mm was evaluated as x.
表1から、実施例ではいずれも、窒素吸着比表面積が400m2/g以上のカーボンブラックを配合しており、その分散が良好であり、ゴム組成物としての体積固有抵抗も低く、タイヤ走行時の静電気の蓄積を防止できる。また、転がり抵抗を低く抑えるとともに、高速耐久性も良好で、初期だけでなく2万km走行後のタイヤの電気抵抗値も低くて良好であった。また、タイヤでの耐クラック性能も良好であった。 From Table 1, in all the examples, carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area of 400 m 2 / g or more is blended, the dispersion is good, the volume specific resistance as a rubber composition is low, and the tire is running. Can prevent the accumulation of static electricity. In addition to keeping the rolling resistance low, the high-speed durability was good, and the electrical resistance value of the tire not only in the initial stage but also after running 20,000 km was low and good. Moreover, the crack resistance performance in the tire was also good.
更に、再練りを実施した実施例3、4では対応する再練り無しの実施例1、2に比較しても更に、カーボンブラックの分散性が高くなっており、それによって、転がり抵抗特性や高速耐久性が更に向上し、初期と2万km走行後のタイヤ電気抵抗値の差も小さくなっていた。また、実施例5、6では、更に少量のカーボンブラックで同等の体積固有抵抗及び電気抵抗値が得られ、若干ではあるが、転がり抵抗特性が更に改善した。 Further, in Examples 3 and 4 in which re-kneading was performed, the dispersibility of carbon black was further higher than in the corresponding Examples 1 and 2 without re-kneading, and thereby, rolling resistance characteristics and high speed were increased. Durability was further improved, and the difference in tire electrical resistance after the initial run and after running 20,000 km was also reduced. In Examples 5 and 6, equivalent volume resistivity and electrical resistance values were obtained with a smaller amount of carbon black, and the rolling resistance characteristics were further improved, albeit slightly.
また、実施例1、3、5では、BRを配合することで、対応する実施例2、4、6よりもカーボンブラックの分散性が高く、また、転がり抵抗特性が良好であった。更には、高速耐久性も良好であった。 Moreover, in Examples 1, 3, and 5, by blending BR, the dispersibility of carbon black was higher than in corresponding Examples 2, 4, and 6, and the rolling resistance characteristics were good. Furthermore, high-speed durability was also good.
他方、比較例1ではカーボンブラックが配合されておらず、内層サイドウォールゴム、クッションゴム用組成物の体積固有抵抗や、タイヤの電気抵抗値が非常に高く、静電気の蓄積の問題を解決出来なかった。また、高速耐久性、耐クラック性能も劣っていた。 On the other hand, carbon black is not blended in Comparative Example 1, and the volume specific resistance of the composition for inner layer sidewall rubber and cushion rubber and the electrical resistance value of the tire are very high, and the problem of static electricity accumulation cannot be solved. It was. Moreover, high-speed durability and crack resistance were also inferior.
また比較例6では、窒素吸着比表面積が400m2/g未満のカーボンブラックを配合したため、本発明のカーボンブラック量の上限である30質量部を配合しても、内層サイドウォールゴム、クッションゴム用組成物の体積固有抵抗やタイヤの電気抵抗値が非常に高く、同じく静電気の蓄積の問題を解決出来なかった。2種以上のジエン系ゴム(今回の場合はNRとBR)を配合することで、耐クラック性能や高速耐久性は良好となったが、転がり抵抗特性はかなり悪化していた。 Further, in Comparative Example 6, since carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area of less than 400 m 2 / g was blended, even when blending 30 parts by mass of the upper limit of the amount of carbon black of the present invention, the inner layer side wall rubber and cushion rubber The volume resistivity of the composition and the electrical resistance of the tire were very high, and the problem of static electricity accumulation could not be solved. By blending two or more diene rubbers (NR and BR in this case), the crack resistance performance and high-speed durability were improved, but the rolling resistance characteristics were considerably deteriorated.
比較例2〜4では、ゴム成分として1種のジエン系ゴム(今回の場合はNR)のみを配合したため、耐クラック性能が悪く、高速耐久性も非常に悪い、又は、やや悪かった。また、走行によるタイヤの電気抵抗値の上昇も大きい又はやや大きかった。 In Comparative Examples 2 to 4, since only one diene rubber (NR in this case) was blended as a rubber component, the crack resistance performance was poor and the high-speed durability was very poor or somewhat poor. Further, the increase in the electrical resistance value of the tire due to running was large or somewhat large.
更に、比較例2、3では、窒素吸着比表面積が400m2/g以上のカーボンブラックを用いたものの混練方法を工夫しなかったために、その分散が悪いため、耐クラック性能や高速耐久性が悪く、またタイヤの電気抵抗値の上昇が特に大きくて、なかでも比較例2では、初期の電気抵抗値は良好でも、2万km走行後の電気抵抗値は不良となった。比較例4は、さらに、窒素吸着比表面積が400m2/g未満のカーボンブラックを配合したため、転がり抵抗特性が悪く、また、2万km走行後の電気抵抗値もあまり良くなかった。 Further, in Comparative Examples 2 and 3, since the kneading method of carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area of 400 m 2 / g or more was not devised, its dispersion was poor, so the crack resistance performance and high-speed durability were poor. Also, the increase in the electrical resistance value of the tire was particularly large, and in Comparative Example 2, the electrical resistance value after running 20,000 km was poor even though the initial electrical resistance value was good. In Comparative Example 4, since carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area of less than 400 m 2 / g was blended, the rolling resistance characteristics were poor, and the electric resistance value after running for 20,000 km was not so good.
比較例4、5では、窒素吸着比表面積が400m2/g未満のカーボンブラックを配合したため、体積固有抵抗やタイヤの電気抵抗値を得るために、50質量部という、規定範囲の上限以上の量のカーボンブラックを配合する必要があり、そのために、転がり抵抗が悪化した。また、多量のカーボンブラックを配合したものの、内層サイドウォールゴム、クッションゴム用組成物の体積固有抵抗やタイヤの電気抵抗値はやや高かった。また、走行によるタイヤの電気抵抗値の上昇も大きかった。 In Comparative Examples 4 and 5, since carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area of less than 400 m 2 / g was blended, in order to obtain volume resistivity and tire electrical resistance, an amount equal to or more than the upper limit of the specified range of 50 parts by mass. Therefore, the rolling resistance was deteriorated. Further, although a large amount of carbon black was blended, the volume resistivity of the inner layer side wall rubber and cushion rubber composition and the tire electrical resistance value were slightly high. In addition, the increase in the electrical resistance value of the tire due to running was great.
比較例7は、窒素吸着比表面積が400m2/g以上のカーボンブラックを用いたものの混練方法を工夫しなかったために、その分散性が悪く、そのために、高速耐久性や耐クラック性能がやや悪かった。また、走行による電気抵抗の上昇が非常に大きく、初期の電気抵抗値は良好でも、2万km走行後の電気抵抗値は不良となった。 In Comparative Example 7, since the kneading method was not devised using carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area of 400 m 2 / g or more, its dispersibility was poor, and as a result, high-speed durability and crack resistance were somewhat poor. It was. In addition, the increase in electrical resistance due to traveling was very large, and even though the initial electrical resistance value was good, the electrical resistance value after traveling 20,000 km was poor.
比較例8では、窒素吸着比表面積が400m2/g以上のカーボンブラックを用いたが、実施例とは逆にSP値の高いポリマーと先に混練したために、SP値の高いポリマーにカーボンブラックが偏在することとなり、また、カーボンブラックの分散性が非常に悪くなった。再練りも実施したが、カーボンブラックの分散性は、非常に悪いまま回復せず、高速耐久性、耐クラック性能、転がり抵抗が悪かった。また、走行による電気抵抗の上昇も更に大きくなった。 In Comparative Example 8, carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area of 400 m 2 / g or more was used. However, contrary to the examples, since carbon kneaded with a polymer having a high SP value, carbon black was added to the polymer having a high SP value. It was unevenly distributed, and the dispersibility of carbon black was very poor. Although re-kneading was also carried out, the dispersibility of the carbon black was very poor and did not recover, and the high-speed durability, crack resistance, and rolling resistance were poor. In addition, the increase in electrical resistance due to running was even greater.
1 タイヤ
2 チェーファーゴム
3 クリンチゴム
4 クッションゴム
5 被覆ゴム
6 通電ゴム
7 トレッドゴム
8 サイドウォールゴム
9 ブレーカーゴム
10 カーカス
11 ビードエーペックス
12 バンド
13 ビードコア
14 内層サイドウォールゴム
DESCRIPTION OF
Claims (8)
ベース練り工程1により得られた混練物と、前記2種以上のジエン系ゴムのうち、最もSP値の高いジエン系ゴムを含むゴムとを混練するベース練り工程2とを含む製法により得られる請求項1記載の内層サイドウォール及び/又はクッション用ゴム組成物。 A base kneading step 1 for kneading a rubber containing a diene rubber having the lowest SP value among the two or more diene rubbers, and the carbon black;
Claim obtained by a production method comprising a kneaded product obtained by the base kneading step 1 and a base kneading step 2 for kneading a rubber containing a diene rubber having the highest SP value among the two or more kinds of diene rubbers. Item 8. The rubber composition for an inner layer sidewall and / or cushion according to Item 1.
前記トレッド部、前記ブレーカー部及び前記サイドウォール部にそれぞれ形成されるトレッドゴム、ブレーカーゴム及びサイドウォールゴムの体積固有抵抗は、いずれも1×108Ω・cm以上であり、
前記空気入りタイヤは、前記カーカスと前記サイドウォールゴムとの間に配置される内層サイドウォールゴム、該内層サイドウォールゴムと接しブレーカー両端部の下側領域に配置されるクッションゴム、該クッションゴムと接触領域を有してブレーカー部上側を被覆するように配置される被覆ゴム、該被覆ゴムと接触し一部がトレッドの表面に露出するようにトレッド部に埋設される通電ゴム、前記内層サイドウォールゴムと接しビード部のリムフランジに接する領域に配置されるビード部ゴムを備え、
前記内層サイドウォールゴム、前記クッションゴム、前記被覆ゴム、前記通電ゴム及び前記ビード部ゴムの体積固有抵抗は、いずれも1×108Ω・cm未満である請求項4記載の空気入りタイヤ。 A pneumatic tire comprising a tread portion, a sidewall portion, a bead portion, a carcass from the tread portion through the sidewall portion to the bead portion, and a breaker portion on the outer side in the tire radial direction of the carcass. And
Volume specific resistance of the tread rubber, breaker rubber and sidewall rubber respectively formed in the tread portion, the breaker portion and the sidewall portion is 1 × 10 8 Ω · cm or more,
The pneumatic tire includes an inner-layer sidewall rubber disposed between the carcass and the sidewall rubber, a cushion rubber disposed in a lower region at both ends of the breaker in contact with the inner-layer sidewall rubber, and the cushion rubber. Coated rubber having a contact area and arranged to cover the upper side of the breaker part, current-carrying rubber embedded in the tread part so as to be in contact with the coated rubber and partly exposed on the surface of the tread, the inner layer side wall Provided with a bead rubber disposed in a region in contact with the rubber and in contact with the rim flange of the bead,
5. The pneumatic tire according to claim 4, wherein volume resistivity of each of the inner layer side wall rubber, the cushion rubber, the covering rubber, the energizing rubber, and the bead rubber is less than 1 × 10 8 Ω · cm.
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