JP2002322318A - Rubber composition for tire tread - Google Patents

Rubber composition for tire tread

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JP2002322318A
JP2002322318A JP2001127607A JP2001127607A JP2002322318A JP 2002322318 A JP2002322318 A JP 2002322318A JP 2001127607 A JP2001127607 A JP 2001127607A JP 2001127607 A JP2001127607 A JP 2001127607A JP 2002322318 A JP2002322318 A JP 2002322318A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a rubber composition for a tire tread excellent in grip properties and abrasion resistance. SOLUTION: This rubber composition for the tire tread comprises 100 pts.wt. of a rubber component, 50-140 pts.wt. of silica, 30-70 pts.wt. of an oil, and 3-20 wt.% per silica of a silane coupling agent, wherein, when the weight of silica per 100 pts.wt. of the rubber component is (a) pts.wt., the crosslinking point density ρ% is expressed by the formula: ρ>=-0.5×(a)+270 (1).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、タイヤトレッド用
ゴム組成物に関し、とりわけグリップ性能および耐摩耗
性能を両立するタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rubber composition for a tire tread, and more particularly to a rubber composition for a tire tread having both grip performance and abrasion resistance.

【0002】[0002]

【従来の技術】タイヤトレッドゴム、とくに、高性能の
乗用車や自動2輪車に使われる高性能タイヤや、競技車
両用のレーシングタイヤなどに使用するトレッドゴム
は、優れた走行中のブレーキ性能、トラクション性能お
よびコーナーリング中のグリップ性能が要求される。
2. Description of the Related Art Tire rubber used for tire tread rubber, particularly high-performance tires used for high-performance passenger cars and motorcycles, and racing tires used for racing vehicles, has excellent braking performance during running. Traction performance and grip performance during cornering are required.

【0003】従来のトレッドゴムでは、これらの性能を
満足させる目的で、路面とトレッド表面で発生する摩擦
係数を高めるために、スチレン成分含有率の高いスチレ
ン−ブタジエン共重合体ゴム(SBR)を用いる方法
や、充填剤や軟化剤を高充填する方法などがとられてい
た。
A conventional tread rubber uses a styrene-butadiene copolymer rubber (SBR) having a high styrene component content in order to satisfy these performances and to increase a friction coefficient generated between a road surface and a tread surface. A method and a method of highly filling a filler or a softener have been adopted.

【0004】しかしながら、これらの手段では、グリッ
プ性能と耐摩耗特性との両立は困難であった。
[0004] However, it has been difficult to achieve both grip performance and abrasion resistance by these means.

【0005】スチレン成分含有率の高いSBRを用いた
場合は、グリップ性能は向上するが、コーナーリング中
にトレッド表面に大きな力が加わると、大きな変形が繰
り返されることにより、アブレージョン摩耗が発生す
る。ゴムに加わる力が大きいほど、ゴムが柔らかいほ
ど、変形は大きくなる。ある一定方向の連続した変形に
より、その垂直方向に波状に発生する摩耗を、アブレー
ジョン摩耗という。その波の間隔、深さが大きいほど、
外観がわるくなるだけでなく、ゴムと路面の接触面積が
小さくなり、性能低下が起こる。
[0005] When SBR having a high styrene component content is used, grip performance is improved, but if a large force is applied to the tread surface during cornering, abrasion wear occurs due to repeated large deformation. The greater the force applied to the rubber and the softer the rubber, the greater the deformation. Abrasion that occurs in a wave-like manner in the vertical direction due to continuous deformation in a certain direction is called abrasion wear. The greater the spacing and depth of the waves,
Not only does the appearance deteriorate, but the contact area between the rubber and the road surface is reduced, and performance is reduced.

【0006】また、充填剤および軟化剤を増やした場合
も、グリップ性能と耐摩耗性能の両立は困難であった。
すなわち、低弾性率、高tanδを達成し、グリップ性
能を改善することはできるが、300%伸張時の弾性率
も低下した。大変形の歪み領域での弾性率が低いゴムは
アブレーション摩耗が発生しやすく、引っ張り試験で測
定した300%伸張時の弾性率とアブレージョン摩耗の
波の間隔には相関があることがわかっている。
[0006] Even when the amount of the filler and the softening agent is increased, it is difficult to achieve both the grip performance and the wear resistance performance.
That is, although a low elastic modulus and a high tan δ were achieved and the grip performance could be improved, the elastic modulus at 300% elongation also decreased. Rubber having a low elastic modulus in the strain region of large deformation tends to cause abrasion wear, and it is known that there is a correlation between the elastic modulus at 300% elongation measured by a tensile test and the interval between waves of abrasion wear.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ゴム
組成物の大変形領域での高い弾性率と、高いtanδ/
(歪みの小さい領域での弾性率)を両立させて、グリッ
プ性能および耐摩耗性能に優れるタイヤ用ゴム組成物を
提供することにある。
An object of the present invention is to provide a rubber composition having a high elastic modulus in a large deformation region and a high tan δ /
It is an object of the present invention to provide a rubber composition for a tire which is excellent in grip performance and abrasion resistance performance while satisfying both (elastic modulus in a region where distortion is small).

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、ゴム成分10
0重量部、シリカ50〜140重量部、オイル30〜7
0重量部、および、シリカに対して3〜20重量%のシ
ランカップリング剤を含むゴム組成物において、ゴム成
分100重量部に対するシリカの重量をa重量部とした
ときに、架橋点密度ρ%が、式: ρ≧−0.5×a+270 (1) を満たすタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。
According to the present invention, there is provided a rubber component comprising:
0 parts by weight, silica 50 to 140 parts by weight, oil 30 to 7
In a rubber composition containing 0 parts by weight and a silane coupling agent in an amount of 3 to 20% by weight based on silica, when the weight of silica relative to 100 parts by weight of the rubber component is a part by weight, the crosslinking point density ρ% Relates to a rubber composition for a tire tread that satisfies the formula: ρ ≧ −0.5 × a + 270 (1).

【0009】前記ゴム組成物は、さらにゴム成分100
重量部に対してカーボンブラックを5〜70重量部含
み、シリカおよびカーボンブラックの合計量に対してそ
れぞれの添加量が50〜95重量%および5〜50重量
%であることが好ましい。
The rubber composition further comprises a rubber component 100
It is preferable that carbon black is contained in an amount of 5 to 70 parts by weight with respect to parts by weight, and the added amounts thereof are 50 to 95% by weight and 5 to 50% by weight, respectively, based on the total amount of silica and carbon black.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明のゴム組成物は、ゴム成
分、シリカ、オイルおよびシランカップリング剤を含
み、さらにカーボンブラックを含むことができる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The rubber composition of the present invention contains a rubber component, silica, oil and a silane coupling agent, and can further contain carbon black.

【0011】本発明に用いられるゴム成分としては、た
とえば、SBR、天然ゴム、イソブチレンゴム、アクリ
ロニトリロブタジエンゴム、ブチルゴム、p−メチルス
チレン/イソブチレン共重合体などのジエン系ゴムがあ
げられる、これらは、単独で、または任意に組み合わせ
て用いることができる。
Examples of the rubber component used in the present invention include diene rubbers such as SBR, natural rubber, isobutylene rubber, acrylonitrilobutadiene rubber, butyl rubber, and p-methylstyrene / isobutylene copolymer. Can be used alone or in any combination.

【0012】ゴム成分としてSBRを用いる場合、SB
Rの結合スチレン量は、15〜60重量%であることが
好ましい。結合スチレン量が15重量%未満では充分な
グリップ性能が得られない傾向があり、60重量%をこ
えると耐摩耗性能が低下する傾向がある。
When SBR is used as the rubber component, SB
The bound styrene content of R is preferably 15 to 60% by weight. If the amount of bound styrene is less than 15% by weight, sufficient grip performance tends not to be obtained, and if it exceeds 60% by weight, abrasion resistance tends to decrease.

【0013】シリカとしては、従来からタイヤの分野で
用いられているものを、とくに制限なく使用することが
できる。シリカのチッ素吸着比表面積は100〜300
2/gであることが好ましい。さらに補強性という点
から、チッ素吸着比表面積は100〜200m2/gで
あることが望ましい。
As the silica, those conventionally used in the field of tires can be used without particular limitation. The nitrogen adsorption specific surface area of silica is 100 to 300
It is preferably m 2 / g. Further, from the viewpoint of reinforcing properties, the nitrogen adsorption specific surface area is desirably 100 to 200 m 2 / g.

【0014】カーボンブラックとしては、従来からタイ
ヤの分野で用いられているものを、とくに制限なく使用
することができる。カーボンブラックのチッ素吸着比表
面積は70〜300m2/gであることが好ましい。チ
ッ素吸着比表面積が70m2/g未満では分散性改良効
果や補強効果が小さくなる傾向があり、300m2/g
をこえると分散性が低下し、発熱が増大し、耐摩耗性能
が低下する傾向がある。
As the carbon black, those conventionally used in the field of tires can be used without particular limitation. Nitrogen adsorption specific surface area of carbon black is preferably 70~300m 2 / g. When the nitrogen adsorption specific surface area is less than 70 m 2 / g, the effect of improving dispersibility and the effect of reinforcing tend to be small, and 300 m 2 / g.
If the ratio exceeds the above range, dispersibility tends to decrease, heat generation increases, and abrasion resistance tends to decrease.

【0015】前記カーボンブラックの例としては、たと
えば、HAF、ISAF、SAFなどがあげられる。
Examples of the carbon black include, for example, HAF, ISAF, SAF and the like.

【0016】前記シリカの配合量は、ゴム成分100重
量部に対して、50〜140重量部である。シリカの配
合量が50重量部未満では補強効果が得られにくく、1
40重量部をこえると分散性が低下し、耐摩耗性能が低
下する。
The amount of the silica is 50 to 140 parts by weight based on 100 parts by weight of the rubber component. If the compounding amount of silica is less than 50 parts by weight, it is difficult to obtain a reinforcing effect.
If it exceeds 40 parts by weight, the dispersibility decreases, and the abrasion resistance decreases.

【0017】さらにカーボンブラックを配合する場合、
シリカの配合量は、シリカおよびカーボンブラックの合
計量に対して、50〜95重量%であることが好まし
い。シリカの配合量が50重量%未満では充分なグリッ
プ性能と耐摩耗性能が得られない傾向がある。
When compounding carbon black,
The amount of silica is preferably 50 to 95% by weight based on the total amount of silica and carbon black. If the amount of silica is less than 50% by weight, sufficient grip performance and abrasion resistance tend not to be obtained.

【0018】前記カーボンブラックを配合する場合に
は、その配合量は、ゴム成分100重量部に対して、5
〜70重量部であることが好ましい。カーボンブラック
の配合量が70重量部をこえると作業性が低下し、分散
性が低下する傾向がある。
When the carbon black is compounded, the compounding amount is 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component.
It is preferably from 70 to 70 parts by weight. If the amount of the carbon black exceeds 70 parts by weight, the workability tends to decrease, and the dispersibility tends to decrease.

【0019】さらにカーボンブラックの配合量は、シリ
カおよびカーボンブラックの合計量に対して、5〜50
重量%であることが好ましい。カーボンブラックの配合
量が50重量%をこえると目的とする充分なグリップ性
能と耐摩耗性能が得られない傾向がある。
Further, the compounding amount of carbon black is 5 to 50 with respect to the total amount of silica and carbon black.
% By weight. If the amount of the carbon black exceeds 50% by weight, the desired grip performance and wear resistance tend not to be obtained.

【0020】オイルとしては、パラフィン系プロセスオ
イル、アロマ系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオ
イルなどが使用できる。これらは単独でまたは任意に組
み合わせて用いることができる。
As the oil, paraffin-based process oil, aroma-based process oil, naphthene-based process oil and the like can be used. These can be used alone or in any combination.

【0021】オイルの配合量は、ゴム成分100重量部
に対し、30〜70重量部である。オイルの配合量が3
0重量部未満では充分なグリップ性能が得られず、70
重量部をこえると耐摩耗性能が低下する。
The amount of the oil is 30 to 70 parts by weight based on 100 parts by weight of the rubber component. 3 oils mixed
If the amount is less than 0 parts by weight, sufficient grip performance cannot be obtained.
If the amount is more than the weight part, the abrasion resistance performance decreases.

【0022】シランカップリング剤としては、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
することができる。具体的には、スルフィド系、メルカ
プト系、ビニル系、アミノ系、グリシドキシ系、ニトロ
系、クロロ系などのシランカップリング剤を使用するこ
とができる。
As the silane coupling agent, any silane coupling agent conventionally used in combination with silica can be used. Specifically, sulfide-based, mercapto-based, vinyl-based, amino-based, glycidoxy-based, nitro-based, and chloro-based silane coupling agents can be used.

【0023】スルフィド系のシランカップリング剤とし
ては、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラ
スルフィド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)テ
トラスルフィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピ
ル)テトラスルフィド、ビス(2−トリメトキシシリル
エチル)テトラスルフィド、ビス(3−トリエトキシシ
リルプロピル)トリスルフィド、ビス(3−トリメトキ
シシリルプロピル)トリスルフィド、ビス(3−トリエ
トキシシリルプロピル)ジスルフィド、ビス(3−トリ
メトキシシリルプロピル)ジスルフィド、3−トリメト
キシシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイ
ルテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピル
−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィ
ド、2−トリエトキシシリルエチル−N,N−ジメチル
チオカルバモイルテトラスルフィド、2−トリエトキシ
シリルエチル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテト
ラスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピルベンゾ
チアゾリルテトラスルフィド、3−トリエトキシシリル
プロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、3−トリ
エトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィ
ド、3−トリメトキシシリルプロピルメタクリレートモ
ノスルフィドなどがあげられる。
Examples of the sulfide-based silane coupling agent include bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (2-triethoxysilylethyl) tetrasulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) tetrasulfide, and bis (3-trimethoxysilylpropyl) tetrasulfide. (2-trimethoxysilylethyl) tetrasulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) trisulfide, bis (3-trimethoxysilylpropyl) trisulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide, bis (3- Trimethoxysilylpropyl) disulfide, 3-trimethoxysilylpropyl-N, N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfide, 3-triethoxysilylpropyl-N, N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfide, 2-triethoxy Silylethyl-N, N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfide, 2-triethoxysilylethyl-N, N-dimethylthiocarbamoyltetrasulfide, 3-trimethoxysilylpropylbenzothiazolyltetrasulfide, 3-triethoxysilylpropylbenzothiazole Examples thereof include tetrasulfide, 3-triethoxysilylpropyl methacrylate monosulfide, and 3-trimethoxysilylpropyl methacrylate monosulfide.

【0024】メルカプト系のシランカップリング剤とし
ては、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3
−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、2−メルカ
プトエチルトリメトキシシラン、2−メルカプトエチル
トリエトキシシランなどがあげられる。
Examples of the mercapto silane coupling agent include 3-mercaptopropyltrimethoxysilane,
-Mercaptopropyltriethoxysilane, 2-mercaptoethyltrimethoxysilane, 2-mercaptoethyltriethoxysilane and the like.

【0025】ビニル系のシランカップリング剤として
は、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシ
ランなどがあげられる。
Examples of the vinyl silane coupling agent include vinyl triethoxy silane and vinyl trimethoxy silane.

【0026】アミノ系のシランカップリング剤として
は、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミ
ノプロピルトリメトキシシラン、3−(2−アミノエチ
ル)アミノプロピルトリエトキシシラン、3−(2−ア
ミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシランなどが
あげられる。
Examples of the amino-based silane coupling agent include 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3- (2-aminoethyl) aminopropyltriethoxysilane, and 3- (2-aminoethyl ) Aminopropyltrimethoxysilane and the like.

【0027】グリシドキシ系のシランカップリング剤と
しては、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラ
ン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ
−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−
グリシドキシプロピルメチルジメトキシシランなどがあ
げられる。
As glycidoxy silane coupling agents, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ
-Glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-
Glycidoxypropylmethyldimethoxysilane and the like can be mentioned.

【0028】ニトロ系のシランカップリング剤として
は、3−ニトロプロピルトリメトキシシラン、3−ニト
ロプロピルトリエトキシシランなどがあげられる。
Examples of the nitro silane coupling agent include 3-nitropropyltrimethoxysilane and 3-nitropropyltriethoxysilane.

【0029】クロロ系のシランカップリング剤として
は、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−クロ
ロプロピルトリエトキシシラン、2−クロロエチルトリ
メトキシシラン、2−クロロエチルトリエトキシシラン
などがあげられる。
Examples of the chlorosilane coupling agent include 3-chloropropyltrimethoxysilane, 3-chloropropyltriethoxysilane, 2-chloroethyltrimethoxysilane, and 2-chloroethyltriethoxysilane.

【0030】これらのなかでも、カップリング剤添加効
果とコストの両立から、ビス(3−トリエトキシシリル
プロピル)テトラスルフィド、ビス(3−トリエトキシ
シリルプロピル)トリスルフィド、3−メルカプトプロ
ピルトリメトキシシランなどが好適に用いられる。シラ
ンカップリング剤は、1種のみで、または、2種以上を
組み合わせて用いてもよい。
Of these, bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) trisulfide, and 3-mercaptopropyltrimethoxysilane are considered to be both effective in adding the coupling agent and cost. Etc. are preferably used. The silane coupling agent may be used alone or in combination of two or more.

【0031】前記シランカップリング剤の配合量は、前
記シリカに対して、3〜20重量%である。シランカッ
プリング剤の配合量が3重量%未満では、シランカップ
リング剤による効果が充分に得られず、20重量%をこ
えるとコストが上がる割に、それに見合う効果が得られ
ない。
The amount of the silane coupling agent is 3 to 20% by weight based on the silica. If the amount of the silane coupling agent is less than 3% by weight, the effect of the silane coupling agent cannot be sufficiently obtained. If the amount exceeds 20% by weight, the cost is increased but the effect corresponding thereto cannot be obtained.

【0032】本発明のゴム組成物には、前記成分のほか
に、たとえば、ステアリン酸、酸化亜鉛などの加硫助
剤、硫黄などの加硫剤、加硫促進剤、ワックス、老化防
止剤、などを配合することができる。
In the rubber composition of the present invention, in addition to the above components, for example, vulcanization aids such as stearic acid and zinc oxide, vulcanizing agents such as sulfur, vulcanization accelerators, waxes, antioxidants, And the like.

【0033】加硫剤として硫黄を配合する場合、硫黄の
配合量は、ゴム成分100重量部に対して、0.1〜1
0重量部であることが好ましい。
When sulfur is compounded as a vulcanizing agent, the compounding amount of sulfur is 0.1 to 1 with respect to 100 parts by weight of the rubber component.
It is preferably 0 parts by weight.

【0034】本発明のゴム組成物は、バンバリーミキサ
ー、ニーダーなどで前記の成分を混練りすることにより
得られる。このときの混練り温度は、130〜180℃
であることが好ましい。混練り温度が130℃未満では
シリカとシランカップリング剤が充分に反応しない傾向
があり、180℃をこえると硫黄原子により架橋反応が
促進されてゲル化が起こり、ゴム肌がわるくなる傾向が
ある。混練り時間は、1〜20分であることが好まし
い。混練り温度が1分未満ではシリカとシランカップリ
ング剤の反応が充分に行なわれない傾向があり、20分
をこえると粘度が上昇しすぎる傾向がある。
The rubber composition of the present invention can be obtained by kneading the above components with a Banbury mixer, kneader or the like. The kneading temperature at this time is 130 to 180 ° C.
It is preferable that If the kneading temperature is less than 130 ° C., the silica and the silane coupling agent tend not to react sufficiently. If the kneading temperature exceeds 180 ° C., the crosslinking reaction is accelerated by sulfur atoms and gelation occurs, and the rubber skin tends to be damaged. . The kneading time is preferably 1 to 20 minutes. If the kneading temperature is less than 1 minute, the reaction between the silica and the silane coupling agent tends to be insufficient, and if it exceeds 20 minutes, the viscosity tends to increase too much.

【0035】加硫剤および加硫促進剤を配合する場合
は、前述の混練り工程ののち、これらを加えて、オープ
ンロール、バンバリーミキサー、ニーダーなどで混練り
し、そののち加硫する。このときの混練り温度は120
℃以下であることが好ましい。混練り温度は、加硫剤の
分散性の点とゴム焼けを起こさないという点から、加硫
温度以下であればよい。加硫温度以下の温度は、製品の
種類やサイズによって異なるが、通常は80〜120℃
である。
When a vulcanizing agent and a vulcanization accelerator are blended, they are added after the above-mentioned kneading step, kneaded with an open roll, a Banbury mixer, a kneader or the like, and then vulcanized. The kneading temperature at this time is 120
It is preferable that the temperature is not higher than ° C. The kneading temperature may be lower than the vulcanization temperature in view of the dispersibility of the vulcanizing agent and the fact that the rubber does not burn. The temperature below the vulcanization temperature depends on the type and size of the product, but is usually 80 to 120 ° C.
It is.

【0036】本発明のゴム組成物の架橋点密度ρ%は、
ゴム成分100重量部に対するシリカの重量をa重量部
としたときに、式(1)を満たすことが必要である。シ
リカの重量が少ないわりに架橋点密度が密になりすぎる
と目標とする充分なグリップ性能と耐摩耗性能が得られ
ない。 ρ≧−0.5×a+270 (1)
The crosslinking point density ρ% of the rubber composition of the present invention is:
When the weight of silica relative to 100 parts by weight of the rubber component is a part by weight, it is necessary to satisfy the formula (1). If the crosslinking point density is too high despite the low weight of silica, the desired grip performance and wear resistance cannot be obtained. ρ ≧ −0.5 × a + 270 (1)

【0037】ここで架橋点密度は以下の方法で測定され
る。加硫ゴム組成物を、縦20mm×横20mm×厚さ
2mmの薄片状に切り取ってサンプルとする。サンプル
(Wd)を、トルエン中に24時間、浸漬して膨潤させ
たのち、膨潤したサンプルの重量(Ws)を測定する。
測定したWdとWsから、重量変化率ΔW%(ΔW=
(Ws−Wd)/Ws×100)を求める。重量変化率
は、加硫ゴムの架橋点密度を評価する指標として一般的
なものであって、重量変化率が大きいほど、架橋点密度
が疎になることが知られている。すなわち、重量変化率
と架橋点密度との間には、式(2)のような関係があ
り、求めた重量変化率ΔW%を式(2)に代入すること
によって、架橋点密度ρ%を求めることができる。 ρ(%)=ΔW% (2)
Here, the crosslinking point density is measured by the following method. The vulcanized rubber composition is cut into a flake shape of 20 mm in length × 20 mm in width × 2 mm in thickness to obtain a sample. After swelling the sample (Wd) by immersing it in toluene for 24 hours, the weight (Ws) of the swollen sample is measured.
From the measured Wd and Ws, the weight change rate ΔW% (ΔW =
(Ws−Wd) / Ws × 100) is obtained. The weight change rate is a general index for evaluating the crosslinking point density of the vulcanized rubber, and it is known that the larger the weight change rate, the lower the crosslinking point density. That is, there is a relationship like the equation (2) between the weight change rate and the crosslinking point density. By substituting the obtained weight change rate ΔW% into the equation (2), the crosslinking point density ρ% is calculated. You can ask. ρ (%) = ΔW% (2)

【0038】本発明のゴム組成物は、300%伸張時の
弾性率を低下させずに、tanD/(歪みの小さい領域
での弾性率)を高くすることができ、タイヤトレッドに
用いてグリップ性能および耐摩耗性能の両方を満足させ
ることができる。
The rubber composition of the present invention can increase tanD / (elastic modulus in a region where strain is small) without decreasing the elastic modulus at 300% elongation, and is used in a tire tread for grip performance. And abrasion resistance performance can be satisfied.

【0039】[0039]

【実施例】以下に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制限させるものではな
い。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below based on examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0040】実施例1〜3および比較例1〜4 (材料) SBR:旭化成工業(株)製のタフデン3330(結合
スチレン量30%) SAFカーボン:三菱化学(株)製のダイヤブラックA
(チッ素吸着比表面積142m2/g、DBP吸油量1
00ml/100g) ワックス:大内興産化学工業(株)製のサンノックN 老化防止剤:フレキシス社製のサントフレックス13 ステアリン酸:日本油脂(株)製の桐 亜鉛華:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛2種 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
ルフェンアミド) 加硫促進剤DPG:住友化学工業(株)製のソクシール
D(N,N’−ジフェニルグアニジン) アロマチックオイル:ジャパンエナジー社製のプロセス
X−260 シランカップリング剤:デグッサ社製のSi−69(ビ
ス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィ
ド) シリカ:デグッサ社製のウルトラジルVN3(チッ素吸
着比表面積210m2/g)
Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 (Materials) SBR: Toughden 3330 (30% bound styrene) manufactured by Asahi Kasei Kogyo Co., Ltd. SAF carbon: Diamond Black A manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation
(Nitrogen adsorption specific surface area 142 m 2 / g, DBP oil absorption 1
Wax: Sannoc N manufactured by Ouchi Kosan Chemical Industry Co., Ltd. Antioxidant: Santoflex 13 manufactured by Flexis Co., Ltd. Stearic acid: Tung Zinhua manufactured by NOF Corporation: manufactured by Mitsui Kinzoku Mining Co., Ltd. Sulfur: powdered sulfur manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd. Vulcanization accelerator NS: Noxeller NS (N-tert-butyl-2benzothiazolylsulfenamide) manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd. Sulfuric accelerator DPG: Soxeal D (N, N'-diphenylguanidine) manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. Aromatic oil: Process X-260 manufactured by Japan Energy Silane coupling agent: Si-69 manufactured by Degussa bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide) silica: Degussa Ultra Jill VN3 (nitrogen adsorption specific surface area 210 m 2 g)

【0041】(製造方法)表1の配合にしたがって、B
R型バンバリーミキサーにて硫黄および加硫促進剤以外
の材料を約3分間、排出温度145℃でベース練りし、
得られたゴム組成物と硫黄および加硫促進剤とをオープ
ンロールで約5分間混練りし、シートを作製した。作製
したシートを所定のモールドで170℃で12分間加硫
し、以下の実験を行なった。
(Production method) According to the composition shown in Table 1, B
In an R type Banbury mixer, materials other than sulfur and the vulcanization accelerator are kneaded with the base for about 3 minutes at a discharge temperature of 145 ° C.,
The obtained rubber composition, sulfur and a vulcanization accelerator were kneaded with an open roll for about 5 minutes to prepare a sheet. The prepared sheet was vulcanized at 170 ° C. for 12 minutes in a predetermined mold, and the following experiment was performed.

【0042】(架橋点密度)シートを、縦20mm×横
20mm×厚さ2mmの薄片状に切り取ってサンプルと
した。サンプルを、トルエン中に24時間、浸漬して膨
潤させたのち、膨潤したサンプルの重量を測定し、この
ときの重量変化から架橋点密度を求めた。重量変化が大
きいほど架橋点密度が疎である。
(Crosslinking Point Density) A sheet was cut into a flake having a size of 20 mm long × 20 mm wide × 2 mm thick to obtain a sample. After swelling the sample by immersing it in toluene for 24 hours, the weight of the swollen sample was measured, and the crosslink point density was determined from the weight change at this time. The larger the change in weight, the lower the density of cross-linking points.

【0043】(引っ張り試験)JIS引っ張り試験法K
6251に基づき、ダンベル3号に切り抜いたサンプル
にて試験を行なった。測定した300%伸張時の応力
(M300)を、比較例1の場合を100として、指数
表示した。指数が大きいほど耐アブレージョン摩耗性能
に優れる。
(Tensile test) JIS tensile test method K
Based on 6251, a test was performed on a sample cut out into dumbbell No. 3. The measured stress (M300) at 300% elongation was expressed as an index, with the case of Comparative Example 1 taken as 100. The larger the index, the better the abrasion resistance.

【0044】(硬度)JIS−A硬度計で、25℃の雰
囲気下で測定した。
(Hardness) The hardness was measured with a JIS-A hardness meter at 25 ° C. in an atmosphere.

【0045】(粘弾性)(株)岩本製作所製の粘弾性ス
ペクトロメーターを用いて、初期歪み10%として50
℃で2.5%の動的歪みを与えたときの粘弾性を測定し
た。複素弾性率(E’)が低いほど、損失正接(tan
δ)が高いほど、グリップ性能がよい傾向にある。ta
nδ/E’を比較例1の場合を100として、指数表示
した。指数が大きいほど、グリップ性能に優れる。
(Viscoelasticity) Using a viscoelasticity spectrometer manufactured by Iwamoto Manufacturing Co., Ltd., the initial strain was set to 10% and 50%.
The viscoelasticity when a dynamic strain of 2.5% was applied at a temperature of ° C was measured. The lower the complex modulus (E '), the lower the loss tangent (tan)
The higher the δ), the better the grip performance. ta
The value of nδ / E ′ was expressed as an index, with the case of Comparative Example 1 taken as 100. The larger the index, the better the grip performance.

【0046】(実車試験)製造したシートを所定の形状
に張り合わせてトレッドを作製した。このトレッドを用
いて常法によりタイヤを作製した。このタイヤを自動2
輪車に装着し、1周4キロのサーキットを実走行するこ
とにより、グリップ性能および摩耗性能を評価し、比較
例1の場合を100として指数表示した。指数が大きい
ほど、グリップ性能および摩耗性能が高いことを示す。
(Actual Vehicle Test) A tread was manufactured by bonding the manufactured sheets to a predetermined shape. Using this tread, a tire was manufactured by a conventional method. Automatic 2
The grip performance and abrasion performance were evaluated by mounting the vehicle on a wheel and traveling on a circuit of 4 km per lap. The larger the index, the higher the grip performance and wear performance.

【0047】結果を表1に示す。比較例1〜4は、従来
の一般的な高性能タイヤの配合である。このような配合
では、グリップ性能および耐摩耗性能の両方を満足させ
ることはできなかった。実施例1〜3は、特定の配合量
および架橋点密度を有しており、これらはすべて耐アブ
レージョン摩耗性能およびグリップ性能の両方において
優れていた。
Table 1 shows the results. Comparative Examples 1 to 4 are formulations of conventional general high-performance tires. With such a composition, it was not possible to satisfy both the grip performance and the wear resistance performance. Examples 1 to 3 had specific blending amounts and crosslinking point densities, all of which were excellent in both abrasion resistance and grip performance.

【0048】[0048]

【表1】 [Table 1]

【0049】[0049]

【発明の効果】本発明によれば、配合量と架橋点密度を
特定することによって、耐摩耗性能およびグリップ性能
の両方に優れるゴム組成物を提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a rubber composition which is excellent in both abrasion resistance and grip performance by specifying the content and the crosslinking point density.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 峯 章弘 兵庫県神戸市中央区脇浜町3丁目6番9号 住友ゴム工業株式会社内 Fターム(参考) 4J002 AC011 AC061 AC071 AC081 AE052 BB181 DA038 DJ016 EX037 EX057 EX077 EX087 FD016 FD018 FD022 FD140 FD150 FD207 GN01  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Akihiro Mine 3-6-9, Wakihama-cho, Chuo-ku, Kobe-shi, Hyogo F-term in Sumitomo Rubber Industries, Ltd. (reference) 4J002 AC011 AC061 AC071 AC081 AE052 BB181 DA038 DJ016 EX037 EX057 EX077 EX087 FD016 FD018 FD022 FD140 FD150 FD207 GN01

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ゴム成分100重量部、シリカ50〜1
40重量部、オイル30〜70重量部、および、シリカ
に対して3〜20重量%のシランカップリング剤を含む
ゴム組成物において、ゴム成分100重量部に対するシ
リカの重量をa重量部としたときに、架橋点密度ρ%
が、式: ρ≧−0.5×a+270 (1) を満たすタイヤトレッド用ゴム組成物。
1. 100 parts by weight of a rubber component, silica 50-1
In a rubber composition containing 40 parts by weight, 30 to 70 parts by weight of an oil, and 3 to 20% by weight of a silane coupling agent with respect to silica, the weight of silica relative to 100 parts by weight of a rubber component is a part by weight And the crosslink point density ρ%
Is a rubber composition for a tire tread that satisfies the formula: ρ ≧ −0.5 × a + 270 (1).
【請求項2】 さらにゴム成分100重量部に対してカ
ーボンブラックを5〜70重量部含み、シリカおよびカ
ーボンブラックの合計量に対してそれぞれの添加量が5
0〜95重量%および5〜50重量%である請求項1記
載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
2. The rubber composition further contains 5 to 70 parts by weight of carbon black based on 100 parts by weight of the rubber component, and the amount of each added is 5 to the total amount of silica and carbon black.
The rubber composition for a tire tread according to claim 1, which is 0 to 95% by weight and 5 to 50% by weight.
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