JP5448054B2 - Rubber for tire tread and tire using the same - Google Patents
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Description
本発明は高い耐摩耗性と優れた接着性を示すことができるタイヤトレッド用ゴムおよびそれをトレッド部に有するタイヤに関する。 The present invention relates to a tire tread rubber capable of exhibiting high wear resistance and excellent adhesion, and a tire having the same in a tread portion.
近年、自動車の低燃費化の要請に対応して、タイヤの転がり抵抗を低減して、発熱を抑えたタイヤの開発が進められている。タイヤの部材のなかでもタイヤにおける占有比率の高いトレッドに対して、優れた低発熱性が要求されている。 In recent years, in response to the demand for lower fuel consumption of automobiles, development of tires that reduce the rolling resistance of the tires and suppress heat generation has been promoted. Among the tire members, an excellent low heat generation property is required for a tread having a high occupation ratio in the tire.
そこで、タイヤトレッド用ゴム組成物において、従来補強剤として使用されているカーボンブラックを、一部シリカに置換えることにより、転がり抵抗を低減させて低燃費化を図ることがなされている。 Therefore, in the rubber composition for tire tread, carbon black, which has been conventionally used as a reinforcing agent, is partly replaced with silica to reduce rolling resistance and reduce fuel consumption.
しかしながら、シリカはカーボンブラックと比べるとゴム成分に対する親和性が低いためにゴムの補強効果が小さい。 However, since silica has a lower affinity for the rubber component than carbon black, the reinforcing effect of the rubber is small.
そのため、シリカの補強効果をカーボンブラックと同程度にするために、シリカの分散性を向上させたり、ゴム成分とシリカとを化学的に結合させたりすることによって、シリカの補強効果を増大させるとともに、転がり抵抗を低減する方法が提案されてきた。 Therefore, in order to increase the silica reinforcing effect to the same level as that of carbon black, it is possible to increase the silica reinforcing effect by improving the dispersibility of silica or by chemically combining the rubber component and silica. A method of reducing rolling resistance has been proposed.
特許文献1には、ジエン系ゴム、シリカ、シランカップリング剤とともに、所定の錫化合物を添加したタイヤトレッド用ゴム組成物を用いてタイヤのトレッドを作製することにより、車両の低燃費化を図る技術が開示されている。特許文献2には、乳化重合により得られる乳化重合ゴム、シリカ、シランカップリング剤を含有するタイヤトレッド用ゴム組成物を用いてタイヤのトレッドを作製することにより、車両の低燃費化を図る技術が開示されている。これらの技術はタイヤの転がり抵抗を改善することができるが、さらなる耐摩耗性の向上が求められている。 In Patent Document 1, a tire tread is manufactured using a rubber composition for a tire tread to which a predetermined tin compound is added together with a diene rubber, silica, and a silane coupling agent, thereby reducing the fuel consumption of the vehicle. Technology is disclosed. Patent Document 2 discloses a technique for reducing fuel consumption of a vehicle by producing a tire tread using a rubber composition for a tire tread containing an emulsion polymerization rubber obtained by emulsion polymerization, silica, and a silane coupling agent. Is disclosed. These techniques can improve the rolling resistance of the tire, but further improvement in wear resistance is required.
特許文献3および特許文献4には、アクリロニトリルブタジエンゴムを配合することによって低燃費性能とグリップ性能を両立させる技術が開示されている。該技術はタイヤの転がり抵抗性能と耐摩耗性能の向上を両立させることができるが、アクリロニトリルブタジエンゴムのような極性ポリマーを用いるため、非極性ポリマーからなるタイヤトレッド以外の部材との接着性が悪化するという問題がある。 Patent Document 3 and Patent Document 4 disclose a technique for achieving both low fuel consumption performance and grip performance by blending acrylonitrile butadiene rubber. Although this technology can improve both the rolling resistance performance and wear resistance performance of the tire, since it uses a polar polymer such as acrylonitrile butadiene rubber, the adhesion to members other than the tire tread made of a nonpolar polymer deteriorates. There is a problem of doing.
本発明の目的は、高い耐摩耗性を実現することができ、かつタイヤトレッド以外の部材との十分な接着性を有するタイヤトレッド用ゴムおよびそれを用いた優れた低燃費性能を有するタイヤを提供することである。 An object of the present invention is to provide a tire tread rubber capable of realizing high wear resistance and having sufficient adhesion to members other than the tire tread, and a tire having excellent fuel efficiency using the same. It is to be.
本発明は、キャップゴムとベースゴムからなるタイヤトレッド用ゴムにおいて、キャップゴムがアクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴムとアミノ末端液状ゴムを含有し、ベースゴムがジエン系ゴムとエポキシ化天然ゴムを含有するタイヤトレッド用ゴムである。 The present invention relates to a tire tread rubber comprising a cap rubber and a base rubber, wherein the cap rubber contains an acrylonitrile-butadiene copolymer rubber and an amino-terminated liquid rubber, and the base rubber contains a diene rubber and an epoxidized natural rubber. Rubber for tire tread.
本発明に係るタイヤトレッド用ゴムは、前記キャップゴムのゴム成分はアクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴムを5〜80質量%含み、前記ゴム成分100質量部に対して前記アミノ末端液状ゴムを2〜40質量部含むことが好ましい。 In the rubber for tire tread according to the present invention, the rubber component of the cap rubber contains 5 to 80% by mass of acrylonitrile-butadiene copolymer rubber, and 2 to 40 of the amino-terminated liquid rubber with respect to 100 parts by mass of the rubber component. It is preferable to include parts by mass.
本発明に係るタイヤトレッド用ゴムは、前記キャップゴムがゴム成分100質量部に対して、BET法による窒素吸着比表面積が50m2/g〜500m2/gのシリカを30〜100質量部含有することが好ましい。 Rubber tire tread according to the present invention, the cap rubber per 100 parts by mass of the rubber component, the nitrogen adsorption specific surface area by BET method is 50m 2 / g~500m 2 / g of silica containing 30 to 100 parts by weight It is preferable.
本発明に係るタイヤトレッド用ゴムは、前記アミノ末端液状ゴムがアミノ末端液状アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴムであることが好ましい。 In the tire tread rubber according to the present invention, the amino-terminated liquid rubber is preferably an amino-terminated liquid acrylonitrile-butadiene copolymer rubber.
本発明は前記タイヤトレッド用ゴムをトレッド部に有するタイヤである。 The present invention is a tire having the tire tread rubber in a tread portion.
本発明によると、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体を配合することで優れた耐摩耗性能と、シリカを配合することで低燃費性を有し、さらにその他のタイヤ部材との十分な接着性能を有するタイヤトレッド用ゴムおよびそれを用いたタイヤを提供することができる。 According to the present invention, a tire having excellent wear resistance performance by blending acrylonitrile-butadiene copolymer, low fuel consumption by blending silica, and sufficient adhesion performance to other tire members. A tread rubber and a tire using the same can be provided.
本発明に係るタイヤトレッド用ゴムは接地面側のキャップゴムとタイヤ内側のベースゴムからなり、キャップゴムがアクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴムとアミノ末端液状ゴムを含有し、ベースゴムがジエン系ゴムとエポキシ化天然ゴムを含有している。本発明のタイヤトレッド用ゴムはキャップゴムがアクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴムを含むため、優れた耐摩耗性能を得ることができる。さらに、キャップゴムのアミノ末端液状ゴムとベースゴムのエポキシ化天然ゴムの反応により、キャップゴムとベースゴムの接着性が向上する。さらにベースゴムに、通常タイヤに用いられているジエン系ゴムと接着性の良いエポキシ化天然ゴムを用いているため、トレッド以外の部材との接着性も向上する。 The rubber for tire tread according to the present invention comprises a cap rubber on the ground surface side and a base rubber inside the tire, the cap rubber contains an acrylonitrile-butadiene copolymer rubber and an amino-terminated liquid rubber, and the base rubber is a diene rubber. Contains epoxidized natural rubber. In the rubber for tire tread of the present invention, since the cap rubber contains acrylonitrile-butadiene copolymer rubber, excellent wear resistance can be obtained. Further, the adhesion between the cap rubber and the base rubber is improved by the reaction between the amino-terminated liquid rubber of the cap rubber and the epoxidized natural rubber of the base rubber. Furthermore, since the diene rubber usually used for tires and the epoxidized natural rubber having good adhesion are used for the base rubber, the adhesion to members other than the tread is also improved.
<キャップゴム>
(アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム)
本発明に係るタイヤトレッド用ゴムのキャップゴムのゴム成分は、公知のアクリロニトリルとブタジエンを重合して得られたアクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム(以下「NBR」ともいう)を含有していれば良く、その他のゴム成分はタイヤで通常用いられるジエン系ゴムを含有していても構わない。NBRとしては、カルボキシル基を有するビニルモノマーとアクリロニトリルとブタジエンを共重合して得られるカルボキシル変性アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム(以下「カルボキシル変性NBR」ともいう)を用いることができる。さらに、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴムやカルボキシル変性アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴムを水素添加した水添アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム(以下「水添NBR」ともいう)や水添カルボキシル変性アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム(以下「水添カルボキシル変性NBR」ともいう)を用いることができる。NBRにおける好ましいアクリロニトリル共重合量は、摩耗性能を向上させる観点から10〜80質量%である。
<Cap rubber>
(Acrylonitrile-butadiene copolymer rubber)
The rubber component of the cap rubber of the tire tread rubber according to the present invention may contain a known acrylonitrile-butadiene copolymer rubber (hereinafter also referred to as “NBR”) obtained by polymerizing acrylonitrile and butadiene. The other rubber component may contain a diene rubber usually used in tires. As NBR, a carboxyl-modified acrylonitrile-butadiene copolymer rubber (hereinafter also referred to as “carboxyl-modified NBR”) obtained by copolymerizing a vinyl monomer having a carboxyl group, acrylonitrile and butadiene can be used. Further, hydrogenated acrylonitrile-butadiene copolymer rubber (hereinafter also referred to as “hydrogenated NBR”) or hydrogenated carboxyl-modified acrylonitrile-butadiene obtained by hydrogenating acrylonitrile-butadiene copolymer rubber or carboxyl-modified acrylonitrile-butadiene copolymer rubber. Copolymer rubber (hereinafter also referred to as “hydrogenated carboxyl-modified NBR”) can be used. The preferable amount of acrylonitrile copolymerization in NBR is 10 to 80% by mass from the viewpoint of improving the wear performance.
NBRの含有量は、転がり抵抗を低くし、耐摩耗性能を向上させる観点から、ゴム成分中に5質量%以上、好ましくは10質量%以上、より好ましくは20質量%以上である。NBRの含有量が5質量%未満では、NBRを含有することで得られる効果がない。また、NBRの含有量は、80質量%以下、好ましくは75質量%以下、より好ましくは70質量%以下である。前記NBRの含有量が80質量%をこえると、他のゴムとの接着力が低下する。さらに高い耐摩耗性を実現させる観点から、NBRのアクリロニトリル共重合量は20質量%以上であることが好ましく、25質量%以上であることがさらに好ましい。前記アクリロニトリル共重合量とは、NBR全体の質量に対するアクリロニトリルの質量であり、たとえばIRスペクトル法、ケルダール法またはガスクロマトグラフ法などの公知の方法によって測定することができる。 The content of NBR is 5% by mass or more, preferably 10% by mass or more, and more preferably 20% by mass or more in the rubber component from the viewpoint of reducing rolling resistance and improving wear resistance. When the content of NBR is less than 5% by mass, there is no effect obtained by containing NBR. The NBR content is 80% by mass or less, preferably 75% by mass or less, and more preferably 70% by mass or less. If the NBR content exceeds 80% by mass, the adhesive strength with other rubbers decreases. Further, from the viewpoint of realizing higher wear resistance, the acrylonitrile copolymerization amount of NBR is preferably 20% by mass or more, and more preferably 25% by mass or more. The acrylonitrile copolymerization amount is the mass of acrylonitrile with respect to the total mass of NBR, and can be measured by a known method such as IR spectrum method, Kjeldahl method, or gas chromatograph method.
(アミノ末端液状ゴム)
本発明に係るタイヤトレッド用ゴムのキャップゴムは、分子の両末端にアミノ基を有するアミノ末端液状ゴムを含有する。このアミノ末端液状ゴムは、主鎖がゴムであり、かつ、分子の両末端に反応性のアミノ基を有するため、熱硬化性樹脂に強靱性(曲げても破壊しない性質)を与えることができる。さらに、後述するベースゴムと重ねてプレス加硫した場合に、該アミノ末端液状ゴム中のアミノ基と、ベースゴムのエポキシ化天然ゴム中のエポキシ基が反応し、キャップゴムとベースゴムの優れた接着性を実現することができる。
(Amino-terminated liquid rubber)
The tire tread rubber cap rubber according to the present invention contains an amino-terminated liquid rubber having amino groups at both ends of the molecule. Since this amino-terminated liquid rubber has a main chain of rubber and has reactive amino groups at both ends of the molecule, it can impart toughness (a property that does not break even when bent) to the thermosetting resin. . In addition, when press vulcanizing with the base rubber described later, the amino group in the amino-terminated liquid rubber reacts with the epoxy group in the epoxidized natural rubber of the base rubber, and the cap rubber and the base rubber are excellent. Adhesiveness can be realized.
前記アミノ末端液状ゴムとしては、アミノ末端液状アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴムを用いることが好ましい。 As the amino-terminated liquid rubber, amino-terminated liquid acrylonitrile-butadiene copolymer rubber is preferably used.
アミノ末端液状ゴムの数平均分子量は500〜50,000が好ましい。アミノ末端液状ゴムの含有量は、接着性を改善させるという観点から、ゴム成分100質量部に対して2〜40質量部が好ましい。 The number average molecular weight of the amino-terminated liquid rubber is preferably 500 to 50,000. The content of the amino-terminated liquid rubber is preferably 2 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component from the viewpoint of improving adhesiveness.
キャップゴムのゴム成分に用いられるNBR以外のゴムとしては、たとえば、天然ゴム(NR)、ポリイソプレン合成ゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、クロロプレンゴム(CR)、ブチルゴム(IIR)、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重合体ゴム(SIBR)からなる群から選択された少なくとも1種を用いることができる。タイヤの強度を十分なものとし、かつ優れた耐摩耗性を実現させる観点から、本発明に用いられるゴム成分としては、NR/NBR、BR/NBR、SBR/NBRの混合ゴムを用いることが好ましい。ここでBR、NBR、SBRとしては公知のものを使用することができる。 Examples of rubber other than NBR used for the rubber component of the cap rubber include natural rubber (NR), polyisoprene synthetic rubber (IR), butadiene rubber (BR), styrene-butadiene copolymer rubber (SBR), and chloroprene rubber. At least one selected from the group consisting of (CR), butyl rubber (IIR), and styrene-isoprene-butadiene copolymer rubber (SIBR) can be used. From the viewpoint of achieving sufficient tire strength and achieving excellent wear resistance, it is preferable to use a mixed rubber of NR / NBR, BR / NBR, SBR / NBR as the rubber component used in the present invention. . Here, as BR, NBR, and SBR, known ones can be used.
(シリカ)
本発明に係るタイヤトレッド用ゴムのキャップゴムはシリカを含有することが好ましい。キャップゴムには、BET法による窒素吸着比表面積が50m2/g〜500m2/gの従来公知のシリカを用いることができる。たとえば乾式法により得られるシリカ(無水珪酸)および/または湿式法により得られるシリカ(含水珪酸)を用いることができる。なかでも、湿式法により得られるシリカを用いることが好ましい。
(silica)
The cap rubber of the tire tread rubber according to the present invention preferably contains silica. The cap rubber, nitrogen adsorption specific surface area by the BET method can be conventional silica of 50m 2 / g~500m 2 / g. For example, silica (anhydrous silicic acid) obtained by a dry method and / or silica (hydrous silicic acid) obtained by a wet method can be used. Among these, it is preferable to use silica obtained by a wet method.
キャップゴムにおけるシリカの含有量は、ゴム成分100質量部に対して30〜100質量部が好ましい。該含有量によって、低い転がり抵抗と高い耐摩耗性とを両立して実現することができるタイヤトレッド用ゴムを得ることができる。 The content of silica in the cap rubber is preferably 30 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. Depending on the content, it is possible to obtain a tire tread rubber capable of realizing both low rolling resistance and high wear resistance.
キャップゴムに用いられるシリカはBET法による窒素吸着比表面積が50m2/g〜500m2/gであることが好ましい。シリカの窒素吸着比表面積が50m2/g未満であると加硫後の破壊強度が低下する傾向があり、500m2/gを超えると加工性が悪化する傾向がある。なお、シリカのBET法による窒素吸着比表面積は、ASTM−D−4820−93に準拠した方法により測定することができる。 Silica used in the cap rubber is preferably a nitrogen adsorption specific surface area by BET method is 50m 2 / g~500m 2 / g. When the nitrogen adsorption specific surface area of silica is less than 50 m 2 / g, the fracture strength after vulcanization tends to decrease, and when it exceeds 500 m 2 / g, the workability tends to deteriorate. In addition, the nitrogen adsorption specific surface area by the BET method of a silica can be measured by the method based on ASTM-D-4820-93.
(シランカップリング剤)
本発明においては、シリカを用いるため、一般にシランカップリング剤として知られているものを配合するのが好ましい。カップリング剤の例としては、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、N−β−アミノエチル−γ−アミノプロピロトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、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挙げられる。カップリング剤の配合量はシリカ配合量の5〜20%の量である。カップリング剤の量が少ないとタイヤの発熱が高くなり、逆に多すぎるとゴムの硬度が上昇し、悪路走行時のゴム欠け性能が低下する。また、コストも高くなり実用性に乏しくなる。
(Silane coupling agent)
In the present invention, since silica is used, it is preferable to incorporate what is generally known as a silane coupling agent. Examples of coupling agents include: γ-aminopropyltriethoxysilane, vinyltriethoxysilane, N-β-aminoethyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltri Examples include methoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, and bis- (3-triethoxysilylpropyl) -tetrasulfide. The compounding amount of the coupling agent is 5 to 20% of the silica compounding amount. If the amount of the coupling agent is small, the heat generation of the tire increases. Conversely, if the amount of the coupling agent is too large, the hardness of the rubber increases, and the rubber chipping performance on a rough road decreases. In addition, the cost becomes high and the practicality becomes poor.
(その他の成分)
本発明に係るタイヤトレッド用ゴムのキャップゴムは加硫剤(例えば、硫黄)、加硫促進剤、加硫助剤(例えば、ステアリン酸、酸化亜鉛等)、老化防止剤、充填剤、軟化剤、可塑剤、粘着付与剤等を必要に応じて添加することができる。
(Other ingredients)
The cap rubber of the tire tread rubber according to the present invention includes a vulcanizing agent (for example, sulfur), a vulcanization accelerator, a vulcanization auxiliary (for example, stearic acid, zinc oxide, etc.), an anti-aging agent, a filler, and a softening agent. Plasticizers, tackifiers and the like can be added as necessary.
加硫促進剤の例としては、スルフェンアミド系(加硫促進剤NS、CZ、DZなど)、チアゾニル系(加硫促進剤M、MZなど)、グアニジン系(加硫促進剤D、DTなど)等いずれも使用することができる。特にグアニジン系と前2者のいずれかとを併用する方法等が挙げられる。 Examples of vulcanization accelerators include sulfenamide (vulcanization accelerators NS, CZ, DZ, etc.), thiazonyl (vulcanization accelerator M, MZ, etc.), guanidine (vulcanization accelerators D, DT, etc.). ) Etc. can be used. In particular, a method in which a guanidine series and one of the former two are used in combination is exemplified.
<ベースゴム>
(エポキシ化天然ゴム)
本発明に係るタイヤトレッド用ゴムのベースゴムのゴム成分は、ジエン系ゴムとエポキシ化天然ゴムを含有する。エポキシ化天然ゴムのエポキシ化度は3〜50%モルが好ましい。エポキシ化天然ゴムの含有率は、ベースゴムのゴム成分のうち、エポキシ化率により換算した正味のエポキシ化天然ゴム分が2〜20質量%が好ましい。エポキシ化天然ゴムの含有率が2〜20質量%であると、エポキシ化天然ゴム中のエポキシ基と前記アミノ末端液状ゴムのアミノ基と反応し、良好な接着性を得ることができる。
<Base rubber>
(Epoxidized natural rubber)
The rubber component of the base rubber of the tire tread rubber according to the present invention contains a diene rubber and an epoxidized natural rubber. The epoxidation degree of the epoxidized natural rubber is preferably 3 to 50% mol. The content of the epoxidized natural rubber is preferably 2 to 20% by mass of the net epoxidized natural rubber content converted by the epoxidation rate in the rubber component of the base rubber. When the content of the epoxidized natural rubber is 2 to 20% by mass, the epoxy group in the epoxidized natural rubber reacts with the amino group of the amino-terminated liquid rubber, and good adhesiveness can be obtained.
エポキシ化天然ゴムは天然ゴムラテックスと過酢酸との反応により得られる。この反応により天然ゴムの分子中に存在する二重結合がエポキシ化され、この構造はプロトン核磁気共鳴スペクトル(NMR)や赤外吸収スペクトル(IR)から明らかにされる。また、IRと元素分析からエポキシ基の含有量が測定される。本発明に用いるエポキシ化天然ゴムはそのエポキシ化度が3〜50モル%、好ましくは10〜50モル%である。エポキシ化度が3モル%未満であるとエポキシ化の効果が出てこず、50モル%を超えるとガラス転移点が高くなりすぎ、低温での使用に耐久性が劣る。 Epoxidized natural rubber is obtained by reaction of natural rubber latex with peracetic acid. This reaction epoxidizes the double bond present in the natural rubber molecule, and its structure is revealed by proton nuclear magnetic resonance spectrum (NMR) and infrared absorption spectrum (IR). In addition, the content of epoxy groups is measured from IR and elemental analysis. The epoxidized natural rubber used in the present invention has an epoxidation degree of 3 to 50 mol%, preferably 10 to 50 mol%. If the degree of epoxidation is less than 3 mol%, the effect of epoxidation does not appear, and if it exceeds 50 mol%, the glass transition point becomes too high and the durability at low temperatures is poor.
ベースゴムのゴム成分に用いられるジエン系ゴムとしては、たとえば、天然ゴム(NR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重合体ゴム(SIBR)などを用いることができる。 Examples of the diene rubber used for the rubber component of the base rubber include natural rubber (NR), butadiene rubber (BR), styrene-butadiene copolymer rubber (SBR), and styrene-isoprene-butadiene copolymer rubber (SIBR). ) Etc. can be used.
ベースゴムのゴム成分に用いられるジエン系ゴムおよびエポキシ化天然ゴム以外のゴムとしては、たとえば、ポリイソプレン合成ゴム(IR)、クロロプレンゴム(CR)、ブチルゴム(IIR)からなる群から選択された少なくとも1種を用いることができる。 The rubber other than the diene rubber and the epoxidized natural rubber used for the rubber component of the base rubber is, for example, at least selected from the group consisting of polyisoprene synthetic rubber (IR), chloroprene rubber (CR), and butyl rubber (IIR). One type can be used.
<キャップゴム、ベースゴム>
本発明に係るタイヤトレッド用ゴムのキャップゴムおよびベースゴムは、上記ゴム成分およびアミノ末端液状ゴムに加えて以下の成分を含有することが好ましい。
<Cap rubber, base rubber>
The cap rubber and the base rubber of the tire tread rubber according to the present invention preferably contain the following components in addition to the rubber component and the amino-terminated liquid rubber.
(その他の成分)
本発明に係るタイヤトレッド用ゴムのベースゴムは加硫剤(例えば、硫黄)、加硫促進剤、加硫助剤(例えば、ステアリン酸、酸化亜鉛等)、老化防止剤、シリカ、カーボンブラック、シランカップリング剤、充填剤、軟化剤、可塑剤、粘着付与剤等を必要に応じて添加することができる。シリカを含有する場合は、操縦安定性を維持するための硬度と燃費性能のバランスの観点から、ゴム成分100質量部に対して20〜100質量部が好ましい。
(Other ingredients)
The base rubber of the tire tread rubber according to the present invention includes a vulcanizing agent (for example, sulfur), a vulcanization accelerator, a vulcanization auxiliary (for example, stearic acid, zinc oxide, etc.), an anti-aging agent, silica, carbon black, Silane coupling agents, fillers, softeners, plasticizers, tackifiers and the like can be added as necessary. When silica is contained, the amount is preferably 20 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component from the viewpoint of balance between hardness and fuel efficiency for maintaining steering stability.
加硫促進剤の例としては、スルフェンアミド系(加硫促進剤NS、CZ、DZなど)、チアゾニル系(加硫促進剤M、MZなど)、グアニジン系(加硫促進剤D、DTなど)等いずれも使用することができる。特にグアニジン系と前2者のいずれかとを併用する方法等が挙げられる。 Examples of vulcanization accelerators include sulfenamide (vulcanization accelerators NS, CZ, DZ, etc.), thiazonyl (vulcanization accelerator M, MZ, etc.), guanidine (vulcanization accelerators D, DT, etc.). ) Etc. can be used. In particular, a method in which a guanidine series and one of the former two are used in combination is exemplified.
<実施例1〜11、比較例1〜11>
(トレッド用ゴムの作製)
1.7Lバンバリーを用いて、表1および2のキャップゴム、ベースゴムのそれぞれに示す配合のとおりゴム成分、アミノ末端液状NBR、シリカ、シランカップリング剤、可塑剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、老化防止剤を混練した。つぎに、ロールを用いて得られた混練物に硫黄および加硫促進剤を添加して練り込み、キャップゴム未加硫ゴム組成物およびベースゴム未加硫ゴム組成物を得た。
<Examples 1-11, Comparative Examples 1-11>
(Production of tread rubber)
Using 1.7 L Banbury, rubber components, amino-terminated liquid NBR, silica, silane coupling agent, plasticizer, zinc oxide, stearic acid, aging as shown in the cap rubber and base rubber of Tables 1 and 2 An inhibitor was kneaded. Next, sulfur and a vulcanization accelerator were added to the kneaded material obtained using a roll and kneaded to obtain a cap rubber unvulcanized rubber composition and a base rubber unvulcanized rubber composition.
得られたキャップゴム未加硫ゴム組成物を170℃の条件下で15分間プレス加硫してキャップゴム加硫ゴム組成物を得た。該キャップゴム加硫ゴム組成物を用いて耐摩耗性試験を行った。 The obtained cap rubber unvulcanized rubber composition was press vulcanized at 170 ° C. for 15 minutes to obtain a cap rubber vulcanized rubber composition. An abrasion resistance test was conducted using the cap rubber vulcanized rubber composition.
また、キャップゴム未加硫ゴム組成物にベースゴム未加硫ゴム組成物を重ねて、170℃の条件下で15分間プレス加硫し加硫接着させたゴム組成物を得た。このとき、試験機の掴みしろとするため、端から60mm程度にセロファンを挟んで加硫を行なった。得られたキャップゴムとベースゴムを加硫接着させたゴム組成物について接着性能試験を行なった。 Further, a base rubber unvulcanized rubber composition was superimposed on a cap rubber unvulcanized rubber composition, and a rubber composition was obtained by press vulcanization at 170 ° C. for 15 minutes and vulcanized and bonded. At this time, vulcanization was performed with a cellophane sandwiched about 60 mm from the end in order to allow the tester to grip. An adhesion performance test was performed on the rubber composition obtained by vulcanizing and bonding the obtained cap rubber and base rubber.
(耐摩耗性試験)
実施例1〜11および比較例1〜11のそれぞれのキャップゴムの加硫ゴム組成物のゴムシートから試験片を作製し、ランボーン摩耗試験機を用いて、温度20℃、スリップ率20%、試験時間5分間の条件でランボーン摩耗量を測定し、容積損失量を算出した。表1の配合では比較例1を、表2の配合では比較例7の容積損失量を基準(100)として、下記式より摩耗指数を算出した。摩耗指数の大きいほど、耐摩耗性に優れていることを示している。
(Abrasion resistance test)
Test pieces were prepared from rubber sheets of the vulcanized rubber compositions of the cap rubbers of Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 11, and the temperature was 20 ° C., the slip rate was 20%, and the test was performed using a lamborn abrasion tester. The amount of lamborn wear was measured under the condition of 5 minutes, and the volume loss was calculated. The wear index was calculated from the following formula using Comparative Example 1 for the formulation in Table 1 and the volume loss of Comparative Example 7 as the reference (100) for the formulation in Table 2. It shows that it is excellent in abrasion resistance, so that an abrasion index is large.
(摩耗指数(表1))=(比較例1の容積損失量)/(実施例1〜6、比較例1〜6のそれぞれの容積損失量)×100
(摩耗指数(表2))=(比較例7の容積損失量)/(実施例7〜11、比較例7〜11のそれぞれの容積損失量)×100
(接着性能試験)
JIS K6256(布と加硫ゴムの剥離試験)にしたがって行なった。キャップゴムとベースゴムを加硫接着させたゴム組成物のゴムシートを幅25mmに切断し試験片を作製した。この試験片を50mm/分の速度で剥離して剥離試験を行なった。表1の配合では比較例1を、表2の配合では比較例7の接着強度を基準(100)として、下記式より接着性能指数を算出した。接着性能指数の大きいほど、接着性能に優れていることを示している。
(Wear index (Table 1)) = (Volume loss amount of Comparative Example 1) / (Volume loss amounts of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 6) × 100
(Wear Index (Table 2)) = (Volume Loss of Comparative Example 7) / (Volume Loss of Examples 7-11 and Comparative Examples 7-11) × 100
(Adhesion performance test)
The test was carried out according to JIS K6256 (peeling test of cloth and vulcanized rubber). A rubber sheet of a rubber composition obtained by vulcanizing and bonding cap rubber and base rubber was cut into a width of 25 mm to prepare a test piece. The test piece was peeled off at a speed of 50 mm / min for a peel test. The adhesive performance index was calculated from the following formula using Comparative Example 1 in the formulation of Table 1 and the adhesive strength of Comparative Example 7 as the reference (100) in the formulation of Table 2. The larger the adhesion performance index, the better the adhesion performance.
(接着性能指数(表1))=(実施例1〜6、比較例1〜6のそれぞれの接着強度)/(比較例1の接着強度)×100
(接着性能指数(表2))=(実施例7〜11、比較例7〜11のそれぞれの接着強度)/(比較例7の接着強度)×100
(Adhesive performance index (Table 1)) = (Adhesive strength of Examples 1-6 and Comparative Examples 1-6) / (Adhesive strength of Comparative Example 1) × 100
(Adhesive Performance Index (Table 2)) = (Each adhesive strength of Examples 7 to 11 and Comparative Examples 7 to 11) / (Adhesive strength of Comparative Example 7) × 100
NR:RSS#3
NBR:日本ゼオン(株)製のNIPOL1042(アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム、アクリロニトリル共重合量:35質量%)
カルボキシル変性NBR:日本ゼオン(株)製のDN631(カルボキシル変性アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム、アクリロニトリル共重合量:33.5質量%)
水添カルボキシル変性NBR:LANXESS社性のVPKA8889(水添カルボキシル変性アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム、アクリロニトリル共重合量:35質量%)
アミノ末端液状NBR:BF Goodrich社製のHycar ATBN1300×16(数平均分子量:5,500)
SBR:JSR(株)製のNS116(ビニル含有率:60%、スチレン含有率:20%)
ENR25:クンプーランガスリー社(Kumpulan Gatherie Berhad、マレーシア)製のエポキシ化天然ゴム(エポキシ化率:25%モル)
シリカ:デグッサ社製のULTRASIL VN3(チッ素吸着比表面積:175m2/g)
シランカップリング剤:テグッサ社製のSi266(ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィド)
可塑剤:田岡化学工業(株)製のDOP
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の亜鉛華1号
ステアリン酸:日本油脂(株)製の椿
老化防止剤:住友化学(株)製のアンチゲン6C(N−(1,3−ジメチルブチル)−N’−フェニル−p−フェニレンジアミン)
硫黄:鶴見化学工業(株)製
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)
加硫促進剤D:大内新興化学工業(株)製のノクセラーD(N,N'−ジフェニルグアニジン)
(評価結果)
実施例1〜4、7〜9はキャップゴムにNBRを用いることによって耐摩耗性能が向上した。さらにキャップゴムにアミノ末端液状NBRを含有し、ベースゴムにエポキシ化天然ゴム(ENR25)を含有するため、加硫中にアミノ基とエポキシ基が反応し接着性が改善されている。実施例5,6,10,11はカルボキシ変性NBRと水添カルボキシ変性NBRを用いてさらに耐摩耗性能を向上させている以外は、実施例1〜4、7〜9と同様である。
NR: RSS # 3
NBR: NIPOL 1042 manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd. (acrylonitrile-butadiene copolymer rubber, acrylonitrile copolymerization amount: 35% by mass)
Carboxyl-modified NBR: DN631 (carboxyl-modified acrylonitrile-butadiene copolymer rubber, acrylonitrile copolymerization amount: 33.5% by mass) manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.
Hydrogenated carboxyl-modified NBR: VPKA8889 manufactured by LANXESS (hydrogenated carboxyl-modified acrylonitrile-butadiene copolymer rubber, acrylonitrile copolymerization amount: 35% by mass)
Amino-terminated liquid NBR: Hycar ATBN 1300 × 16 (number average molecular weight: 5,500) manufactured by BF Goodrich
SBR: NS116 manufactured by JSR Corporation (vinyl content: 60%, styrene content: 20%)
ENR25: Epoxidized natural rubber (epoxidation rate: 25% mol) manufactured by Kumpulan Gatherie Berhad (Malaysia)
Silica: ULTRASIL VN3 manufactured by Degussa (nitrogen adsorption specific surface area: 175 m 2 / g)
Silane coupling agent: Si266 (bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide) manufactured by Tegusa
Plasticizer: DOP manufactured by Taoka Chemical Co., Ltd.
Zinc oxide: Zinc Hua 1 manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. Stearic acid: Agate manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd. Anti-aging agent: Antigen 6C (N- (1,3-dimethylbutyl) manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. -N'-phenyl-p-phenylenediamine)
Sulfur: Tsurumi Chemical Co., Ltd. vulcanization accelerator NS: Nouchira NS (N-tert-butyl-2-benzothiazolylsulfanamide) manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.
Vulcanization accelerator D: Noxeller D (N, N'-diphenylguanidine) manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.
(Evaluation results)
In Examples 1 to 4 and 7 to 9, wear resistance performance was improved by using NBR as a cap rubber. Further, since the cap rubber contains amino-terminated liquid NBR and the base rubber contains epoxidized natural rubber (ENR25), the amino group and the epoxy group react during vulcanization to improve the adhesion. Examples 5, 6, 10, and 11 are the same as Examples 1 to 4 and 7 to 9 except that wear resistance is further improved using carboxy-modified NBR and hydrogenated carboxy-modified NBR.
比較例2〜5,8〜11は耐摩耗性能は良いが、キャップゴムにアミノ末端液状NBRを含有していないため、接着性が非常に悪い。比較例6はベースゴムにエポキシ化天然ゴムを含有していないため接着性が非常に悪い。 Comparative Examples 2 to 5 and 8 to 11 have good wear resistance, but the cap rubber does not contain an amino-terminated liquid NBR, so that the adhesion is very poor. Since Comparative Example 6 does not contain epoxidized natural rubber in the base rubber, the adhesion is very poor.
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
Claims (2)
前記キャップゴムは、ゴム成分がアクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴムを5〜80質量%含み、前記ゴム成分100質量部に対してアミノ末端液状アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴムを2〜40質量部およびBET法による窒素吸着比表面積が50m 2 /g〜500m 2 /gのシリカを30〜100質量部含有し、
前記ベースゴムがジエン系ゴムとエポキシ化天然ゴムを含有する、
タイヤトレッド用ゴム。 In rubber for tire tread consisting of cap rubber and base rubber,
The cap rubber contains 5 to 80% by mass of an acrylonitrile-butadiene copolymer rubber in a rubber component, and 2 to 40 parts by mass of an amino-terminated liquid acrylonitrile-butadiene copolymer rubber and BET with respect to 100 parts by mass of the rubber component. nitrogen adsorption specific surface area of 50m 2 / g~500m 2 / g of silica containing 30 to 100 parts by weight of law,
The base rubber contains a diene rubber and an epoxidized natural rubber;
Rubber for tire tread.
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