JP2003213046A - ゴム組成物及びそれを用いたタイヤ - Google Patents

ゴム組成物及びそれを用いたタイヤ

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JP2003213046A
JP2003213046A JP2002014326A JP2002014326A JP2003213046A JP 2003213046 A JP2003213046 A JP 2003213046A JP 2002014326 A JP2002014326 A JP 2002014326A JP 2002014326 A JP2002014326 A JP 2002014326A JP 2003213046 A JP2003213046 A JP 2003213046A
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rubber
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styrene
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Takashi Fueki
隆史 笛木
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Bridgestone Corp
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Bridgestone Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 温度依存性が小さく、かつ高度のグリップ性
能を兼ね備えたゴム組成物、特にタイヤトレッド用ゴム
組成物及びそれを用いた空気入りタイヤを提供するこ
と。 【解決手段】 ゴム成分と、昇温速度10℃/分で熱重
量測定法により測定した200℃における質量の加熱減
量率が1%以下の樹脂とを配合したことを特徴とするゴ
ム組成物、及びこのゴム組成物を用いた空気入りタイヤ
である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ゴム組成物及びそ
れを用いたタイヤに関し、さらに詳しくは、グリップ性
能が高く、かつタイヤに用いた際に走行初期などにおけ
るトレッド表面温度が低い時にも良好なグリップ性能を
発揮し得るゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤ
に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、高速での走行を要求されるタイ
ヤ、例えばサーキット等、舗装路面上で行われるレース
に使用されるタイヤのトレッドゴムには、高いグリップ
性が要求される。従来、高いグリップ性を得るために
は、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)を使用する方法、軟化剤及びカー
ボンブラックを高充填した配合系とする方法、粒子の小
さなカーボンブラックを使用する方法、等の方法などが
提案されていた。
【0003】しかしながら、一般的に、スチレン成分含
有率の高いSBRはガラス転移温度が高いので、走行時
のタイヤ温度の近辺でゴム組成物の物性の温度依存性が
大きくなり、温度変化に対する性能変化が大きくなると
いう問題点があった。また、カーボンブラックや軟化剤
の配合量を増加したり、粒径の小さいカーボンブラック
を使用すると、カーボンブラックの分散に悪影響を及ぼ
し、耐摩耗性が低下するという問題がある。さらに、高
軟化点樹脂とプロセスオイルの等量置換配合においても
置換量があまり多量になると、高軟化点樹脂の影響で、
同様に温度依存性が大となり不都合である。
【0004】このため、スチレン成分含有率の高いSB
Rをゴム成分として用いたゴム組成物において、C9
香族系樹脂を主成分とする石油樹脂及び軟化点が40℃
未満のクマロンインデン樹脂の混合物を配合する方法(
特開平5−214170号)、粒子径の小さいカーボン
ブラックとアルキルフェノール系の樹脂を併用する方法
( 特開平6−200078号) 、ジエン系のゴム成分に
対し、ナフサの熱分解によって得られるC5留分とスチ
レンまたはビニルトルエンの共重合樹脂を配合する方法
( 特開平9−328577号)などの試みもあった。し
かし、その効果は未だ不十分であった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、温度
依存性が小さく、かつ高度のグリップ性を兼ね備え、特
にタイヤトレッド用に適するゴム組成物及びこれを用い
たタイヤを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成すべく鋭意検討を重ねた結果、ゴム成分に、熱重量
測定による加熱減量率が一定以下の特定樹脂を配合する
ことが有効であることを知見した。すなわち、本発明
は、ゴム成分と、昇温速度10℃/分で熱重量測定法に
より測定した200℃における質量の加熱減量率が1%
以下の樹脂とを配合したことを特徴とするゴム組成物を
提供するものである。また本発明は、上記ゴム組成物を
トレッドに用いたことを特徴とする空気入りタイヤを提
供するものである。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明のゴム組成物において、ゴ
ム成分に配合される樹脂は、窒素雰囲気下、昇温速度1
0℃/分で熱重量測定法により測定した200℃におけ
る質量の加熱減量率が1%以下の樹脂であることが必要
である。本発明において用いられる樹脂は、上記範囲の
加熱減量率を有するものであれば特に限定されるもので
はなく、種々の天然樹脂及び合成樹脂を使用することが
できる。具体的には、天然樹脂、石油系樹脂,合成樹脂
などが使用できるが、これらの中では、石油系樹脂が好
ましい。ここで、石油系樹脂は、例えば石油化学工業の
ナフサの熱分解により、エチレン、プロピレンなどの石
油化学基礎原料とともに副生するオレフィンやジオレフ
ィン等の不飽和炭化水素を含む分解油留分を混合物のま
まフリーデルクラフト型触媒により重合して得られる。
【0008】該石油系樹脂の例としては、ナフサの熱分
解によって得られるC5 留分を(共)重合して得られる
脂肪族系石油樹脂、ナフサの熱分解によって得られるC9
留分を(共)重合して得られる芳香族系石油樹脂、前記
5 留分とC9 留分を共重合して得られる共重合系石油
樹脂、水素添加系,ジシクロペンタジエン系等の脂環族
系石油樹脂、スチレン,置換スチレン,スチレンと他の
モノマーとの共重合体等のスチレン系樹脂等の石油系樹
脂が挙げられる。
【0009】ナフサの熱分解によって得られるC5 留分
には、通常1−ペンテン、2−ペンテン、2−メチル−
1−ブテン、2−メチル−2−ブテン、3−メチル−1
−ブテン等のオレフィン系炭化水素、2−メチル−1,
3−ブタジエン、1,2−ペンタジエン、1,3−ペン
タジエン、3−メチル−1,2−ブタジエンなどのジオ
レフィン系炭化水素等が含まれる。また、C9 留分を
(共)重合して得られる芳香族系石油樹脂とは、ビニル
トルエン、インデンを主要なモノマーとする炭素数9の
芳香族を重合した樹脂であり、ナフサの熱分解によって
得られるC9 留分の具体例としては、α−メチルスチレ
ン、β−メチルスチレン、γ−メチルスチレン等のスチ
レン同族体やインデン、クマロン等のインデン同族体等
が挙げられる。また、上記C5 留分又はC9 留分を原料
とした樹脂としては、C5留分とC9留分の共重合樹脂
や、前記樹脂を例えはマレイン酸などで変性した変性樹
脂も含まれる。ただし、本発明で用いられる上記の樹脂
は、前記の如く熱重量測定法により測定した200℃に
おける質量の加熱減量率が1%以下のものを必須とす
る。
【0010】さらに、本発明のゴム組成物に用いられる
前記樹脂は、JIS K62206.6により測定した
軟化点が80〜170℃の範囲であることが好ましい。
軟化点が170℃を超えると、ロス特性の温度依存性が
高くなりすぎる場合があり、また加工性を悪化させる場
合がある。また、80℃未満ではグリップ性能が劣る場
合がある。これらの観点から軟化点は90〜150℃の
範囲がより好ましい。上記の如き石油系樹脂としては、
具体的には日本石油化学(株)製のネオポリマー14
0,東邦化学工業(株)製のトーホーハイレジン140
などが好ましく挙げられる。本発明において、上記樹脂
の配合量はゴム成分100重量部に対して5〜100重
量部であることが好ましい。多すぎれば加工性や耐摩耗
性が損なわれることがある。
【0011】次に、本発明において用いられるゴム成分
としては、天然ゴム及び各種ジエン系合成ゴムを適用す
ることができる。ジエン系合成ゴムとしては、ブタジエ
ン系重合体,イソプレン系重合体,ブタジエン−芳香族
ビニル化合物共重合体,イソプレン−芳香族ビニル化合
物共重合体などのジエン系重合体またはジエン系共重合
体が好ましい。具体的にはスチレン-ブタジエン共重合
体ゴム,ブタジエンゴム(BR),イソプレンゴム(I
R), ブチルゴム(IIR)、エチレン−プロピレン共
重合体及びこれらの混合物等が挙げられる。また、前記
ブタジエン系重合体またはイソプレン系重合体のモノマ
ー成分としては、例えば、1,3−ブタジエン;イソプ
レン;1,3−ペンタジエン;2,3−ジメチルブタジ
エン;2−フェニル−1,3−ブタジエン等が挙げられ
る。これらは、一種単独で用いても、二種以上を混合し
てもよく、さらに1,3−ヘキサジエンなど他のジエン
と共重合して用いてもよい。中でも好ましいのは1,3
−ブタジエンである。
【0012】また、ジエン系重合体が共重合体である場
合に共重合に用いられるモノマー成分としては、スチレ
ン,α−メチルスチレン,1−ビニルナフタレン,3−
ビニルトルエン,エチルビニルベンゼン,ジビニルベン
ゼン,4−シクロヘキシルスチレン;2,4,6−トリ
メチルスチレン等のビニル芳香族炭化水素単量体が挙げ
られ、中でもスチレンが好ましい。さらに、ジエン系
(共)重合体のムーニー粘度(ML1+4 ,100
℃)は、10〜250、好ましくは30〜200であ
る。ムーニー粘度が10未満の場合は耐破壊特性等のゴ
ム物性が十分に得られず、250を超えると作業性が悪
く混練りすることが困難である。これらのジエン系合成
ゴムは、一般的なラジカル乳化重合、配位重合、溶液ア
ニオン重合のいずれの方法で合成されたものも用いるこ
とができる。また、これらのジエン系合成ゴムは、例え
ば四塩化スズのような多官能型変性剤により分岐構造を
有しているものでもよい。上記のゴム成分中では、特に
スチレン−ブタジエン共重合体ゴム(SBR)が好まし
い。本発明のゴム組成物においては、該SBRゴムを全
ゴム成分中50重量%以上含有していることが好ましい
が、さらにSBR単独であることが好ましい。また、こ
のSBR中の結合スチレン量は5〜60重量%であるこ
とが好ましく、特に15〜45重量%であることが好ま
しい。
【0013】本発明のゴム組成物は、充填材を含有する
ことが好ましく、充填材としては、一般的なゴム組成物
に用いることができる充填材であれば、いずれも用いる
ことができるが、カーボンブラック、シリカ、アルミナ
類、クレー類からなる群から選ばれる少なくとも1つで
あることが好ましい。カーボンブラックとしては特に制
限はなく、例えばSRF、GPF、FEF、HAF、I
SAF、SAF等が用いられ、ヨウ素吸着量(IA)が
60mg/g以上、かつジブチルフタレート吸油量(D
BP)が80ml/100g以上のカーボンブラックが
好ましい。カーボンブラックを用いることにより、グリ
ップ性能及び耐破壊特性の改良効果は大きくなるが、さ
らに耐摩耗性に優れるHAF,ISAF,SAFは特に
好ましい。また、これらの中でも特にCTAB吸着法に
よる外部表面積が130〜200m2/gの範囲にある
ものが好ましい。
【0014】シリカとしても特に制限はなく、例えば湿
式シリカ(含水ケイ酸)、乾式シリカ(無水ケイ酸)、
ケイ酸カルシウム,ケイ酸アルミニウム等が挙げられ、
これらの中でも耐破壊特性の改良効果、ウェットグリッ
プ性及び低転がり抵抗性の両立効果が最も顕著である湿
式シリカが好ましい。また該シリカは、窒素吸着法によ
る比表面積が80〜300m2/g、さらには100〜
220m2/gの範囲にあることが好ましい。比表面積
が80m2/g以上で十分な補強性を発揮し、300m2
/g以下である場合には作業性が低下することがないか
らである。尚、通常はゴムの白色補強充填剤として用い
られる微粉の無水ケイ酸や含水ケイ酸が用いられる。
【0015】この無機充填材としては、その粒径が10
μm以下が好ましく、3μm以下であることがさらに好
ましい。該無機充填材の粒径を10μm以下とすること
により、加硫ゴム組成物の耐破壊特性、耐摩耗性を良好
に維持することができる。本発明においては、この無機
充填材は、一種用いてもよく二種以上を組み合わせて用
いてもよい。また、充填材は、ゴム成分100重量部に
対して10〜250重量部を配合することが好ましく、
補強性とそれによる諸物性の改良効果の観点から20重
量部〜150重量部が好ましい。10重量部未満では耐
破壊特性等の向上効果が十分でなく、250重量部を超
えるとゴム組成物の加工性が劣る傾向がある。本発明の
ゴム組成物は、通常のゴム工業で用いられるオイル類,
老化防止剤,加硫剤, 加硫助剤, 加硫促進剤, スコーチ
防止剤など各種のゴム用薬品を適宜配合することができ
る。また、本発明のゴム組成物は、ロール,インターナ
ルミキサー等の混練り機を用いて混練りすることによっ
て得られ、成形加工後に加硫を行い、各種ゴム製品に適
用可能である。例えば、タイヤ、防振ゴム,防舷材,ベ
ルト,ホースその他の工業品等の用途に用いることがで
きるが、特にタイヤトレッド用ゴム組成物として好適に
使用される。
【0016】
【実施例】次に、本発明を実施例によりさらに詳しく説
明するが、本発明は、この例によってなんら限定される
ものではない。なお、各種測定法は以下の方法により行
なった。 (1)樹脂の加熱減量率 セイコーインストルメント社製のTG/DTA RTG
220により、試料13mgを精秤し、窒素雰囲気中
(400ml/分)、40℃より400℃まで10℃/
分の割合で昇温させながら質量の加熱減量率を測定し、
200℃における加熱減量率を求めた。 (2)樹脂の軟化点 JIS K6220 6.6に準拠した。
【0017】(3)tanδの温度依存性 レオメトリックス社製粘弾性測定試験機を用いて、動的
歪1%,50℃の条件で、−80℃から80℃までのt
anδを測定し、その最大値と最小値との差(Δtan
δ)の逆数値を求め、比較例1の値を100とした指数
で表示した。数値が大きい程、Δtanδが小さくゴム
組成物の温度依存性は小さい。 (4)タイヤのグリップ性 タイヤのグリップ性は、サーキットを実走行することで
評価した。初期グリップ性は、走行開始2周目までの周
回タイムの平均値の逆数を、また、グリップ性は、10
周目から20周目までの周回タイムの平均値の逆数を、
それぞれコントロール(比較例1)の値を100として
指数表示した。いずれも数値が大きいほどグリップ性能
が高い。
【0018】実施例1,2及び比較例1 第1表に示す配合内容に従いゴム組成物を調製した。な
お、用いた各樹脂の加熱減量率は第2表に示した。
【0019】
【表1】
【0020】(注) *1:油展スチレン−ブタヂエン共重合ゴム〔ジェイエ
スアール(株)製 商標「SBR0120」〕 ただ
し、油分を除くゴム成分の重量として示した。 *2:N110〔東海カーボン(株)製 商標「シース
ト9」〕 *3:アロマティックオイル(伸展油として37.5重
量部、配合油として22.5重量部) *4:ジベンゾチアジルジスルフィド〔大内新興化学工
業(株)製 商標「ノクセラーDM」〕 *5: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〔大内新興化学工業(株)製
商標「ノクラック6C」〕 *6:第2表の注に示す。 上記により得られた各加硫ゴム組成物について、前記方
法により、温度依存性を評価した。また、各ゴム組成物
をトレッドに用い、常法によりサイズ205/50R1
6のタイヤを作成して、前記方法により初期グリップ性
及びグリップ性を評価した。結果を第2表に示す。
【0021】
【表2】
【0022】(注) *樹脂A:Struktol TS30(商標、Schill
& Seilacher社製;C5 留分/C9 留分共重合樹脂、軟
化点39〜45℃) *樹脂B:トーホーハイレジン#140(東邦化学工業
(株)製、軟化点140℃) * 樹脂C:ネオポリマー140〔商標、日本石油化学
(株)製、軟化点145℃〕上記の結果より、本発明に
おける樹脂を配合した実施例1,2は、加熱減量率が1
%を越える樹脂を用いた比較例1の場合に比べて、ta
nδの温度依存性は小さく、かつ初期グリップ性やグリ
ップ性は極めて優れていることが分かる。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、ゴム成分に前記の特定
樹脂を配合することにより、温度依存性が小さく、かつ
高度のグリップ性能を兼ね備えたゴム組成物を得ること
ができる。このゴム組成物は、タイヤや防振ゴムなどの
工業用品に適用され、特に高性能空気入りタイヤなどの
トレッドゴムとして有効に適用される。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ゴム成分と、昇温速度10℃/分で熱重
    量測定法により測定した200℃における質量の加熱減
    量率が1%以下の樹脂とを配合したことを特徴とするゴ
    ム組成物。
  2. 【請求項2】 前記ゴム成分が、スチレン−ブタジエン
    共重合体ゴムを50重量%以上含む請求項1記載のゴム
    組成物。
  3. 【請求項3】 スチレン−ブタジエン共重合体ゴム中の
    スチレン結合量が5〜60重量%である請求項2記載の
    ゴム組成物。
  4. 【請求項4】 前記樹脂の配合量が、ゴム成分100重
    量部に対して5〜100重量部である請求項1〜3のい
    ずれかに記載のゴム組成物。
  5. 【請求項5】 前記樹脂が石油系樹脂である請求項1〜
    4のいずれかに記載のゴム組成物。
  6. 【請求項6】 石油系樹脂がC9芳香族系樹脂である請
    求項5記載のゴム組成物。
  7. 【請求項7】 さらに充填材を配合してなり、該充填材
    の配合量が、前記ゴム成分100重量部に対し、10〜
    250重量部であることを特徴とする請求項1〜6のい
    ずれかに記載のゴム組成物。
  8. 【請求項8】 請求項1〜7のいずれかに記載のゴム組
    成物をトレッドに用いたことを特徴とする空気入りタイ
    ヤ。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005068194A (ja) * 2003-08-26 2005-03-17 Yokohama Rubber Co Ltd:The タイヤ用ゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤ
JP2007031578A (ja) * 2005-07-27 2007-02-08 Yokohama Rubber Co Ltd:The ゴム組成物
JP2010241965A (ja) * 2009-04-06 2010-10-28 Bridgestone Corp ゴム組成物およびそれを用いたタイヤ

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