JP2005041947A

JP2005041947A - Rubber composition for tread and tire obtained using the same

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Publication number: JP2005041947A
Application number: JP2003201289A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Uchida; 守内田
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2003-07-24
Filing date: 2003-07-24
Publication date: 2005-02-17
Anticipated expiration: 2023-07-24
Also published as: JP4438336B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rubber composition for a tire which attains both enhancement of wet grip performances and low rolling resistance and can improve processability. <P>SOLUTION: The rubber composition comprises 100 pts.wt. of a diene rubber containing a styrene butadiene rubber having a specific coupling ratio and specific Mooney viscosity and bearing at a polymer end a functional group reactive with a silanol group, 40-120 pts.wt. of silica having a specific CTAB specific surface area and a specific DBP oil absorption and 1-20 pts.wt. of a silane coupling agent represented by the general formula: (RO)<SB>3</SB>-Si-(CH<SB>2</SB>)<SB>x</SB>S<SB>n</SB>(CH<SB>2</SB>)<SB>x</SB>-Si-(OR)<SB>3</SB>, where the ratio of silica in the reinforcing filler is at least 60 wt%, the ratio of the silane coupling agent having n of 2 in the general formula is at least 60 wt%, and the average linkage of S is 2-3. The rubber composition for the tread is obtained by kneading the base rubber at a certain kneading temperature. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トレッド用ゴム組成物および該ゴム組成物をトレッドに使用してなるタイヤに関する。詳細には、ウェットグリップ性能の向上および低転がり抵抗化の両立を図れるトレッド用ゴム組成物および該ゴム組成物をトレッドに使用してなるタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤトレッド用ゴム組成物において、補強剤として使用されるシリカには、タイヤの転がり抵抗を低減させる効果がある。また、ゴム成分としてスチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）には、ウェットグリップ性能を向上させる効果がある。したがって、ゴム組成物としてシリカとＳＢＲを用いた配合は、ウェットグリップ性能の向上および低転がり抵抗化の両立を図れることが期待される。
【０００３】
ただし、シリカは、その表面の性質からジエン系ポリマーとは混ざりにくく、充分な補強性が得られないので、ゴム物性を改善するために、たとえばシランカップリング剤が併用される。しかしながら、このシランカップリング剤を混合温度を上げてポリマーと混合すると、シランカップリング剤に含まれる硫黄がジエン系ポリマーと反応し、ゴム組成物の粘度が上昇し、ゴムの加工性が低下する。一方、混合温度を充分に上げない場合、シリカとカップリング剤の反応が起こりにくく、シリカの分散をあげるために混練り時間を延長しなければならず、また、タイヤの耐摩耗性、外傷性が充分でなくなるという問題があった。
【０００４】
たとえば、乗用車タイヤの低転がり抵抗とウェットグリップ性能を両立させる技術として、炭化水素溶媒中において溶液重合調製された共役ジエンと芳香族ビニル化合物の共重合体に、１００〜２５０ｍ^２／ｇのＢＥＴ、１００〜２５０ｍ^２／ｇのＣＴＡＢ、１５０〜２５０ｍｌ／ｇのＤＢＰ吸油量のシリカを配合して、密閉混合機での混合前後のシリカアグリゲートの平均投影面積を特定した技術が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、有機リチウム化合物を溶液重の開始剤とする１，３−ブタジエンとスチレンの共重合体、いわゆる溶液重合スチレン−ブタジエン共重合体（Ｓ−ＳＢＲ）とシリカを配合したゴム組成物を備えたタイヤについての技術が開示されている（たとえば、特許文献２参照）。
【０００６】
これらの技術は、Ｓ−ＳＢＲとシリカを用いてゴム組成物の粘弾性特性をコントロールすることにより、タイヤの転がり抵抗を低下させ、また、ウェットスキッド性能を改善しようとしている。しかし、これらの技術においても、ゴム組成物の混合温度を上げると加工性に問題があり、また、混合温度を充分にあげないと、前述のとおり、シリカとカップリング剤の反応が起こりにくく、シリカの分散をあげるために混練り時間を延長しなければならず、また、タイヤの耐摩耗性、外傷性が充分でなくなるという問題があった。
【０００７】
Ｓ−ＳＢＲとシリカを用いたゴム組成物において、さらに転がり抵抗を低減させるために、シリカ表面に存在するシラノール基と反応する官能基を導入したＳ−ＳＢＲに関する技術が知られている。この官能基導入Ｓ−ＳＢＲとシリカとの反応を充分に行なうためには、混練り温度を１５０〜１８０℃に保つことが必要である。混練り温度が１５０℃未満の場合は、反応が不充分でありゴム組成物のヒステリシスロス低減が充分ではなく、混練り温度が１８０℃をこえると未加硫ゴムの粘度が高くなり加工性が低下するからである。
【０００８】
しかし、従来のカップリング剤、シリカでは１５０〜１８０℃で混練りした場合、未加硫ゴムの粘度が高くなりすぎて加工性に困難が生じるので、充分な性能が発揮されない。
【０００９】
同様に、ポリマー重合末端にシロキサン化合物、アミノケトン化合物を付加させる技術が開示されているが、これらのポリマーも混練り温度を上げないとその特性をいかしきれず、一方、混練り温度を上げた場合には、ゴム組成物の加工性の問題が生じる。
【００１０】
混練り温度を上げて、かつ、加工性を改善するために、ポリマーの粘度を下げる方法があるが、ポリマーの重合末端が増えてしまい、ゴム組成物のヒステリシスロスを下げる観点からは好ましくない。これを補う技術としてカップリング技術があるが、カップリング率を上げるとポリマー末端のシリカ表面と反応する官能基の数が減ってしまい、シリカと組み合わせても充分な転がり抵抗低減性能が得られない。
【００１１】
ほかに、転がり抵抗を低減させるために、ポリマー末端にスズ、シリカなどのカップリング剤を付加させ、ポリマーの分子量を上げてポリマー末端を減らす技術も知られているが、過度にカップリングするとポリマーの分子量が上がり、加工性が低下するとともに前記シロキサン化合物、アミノケトン化合物と併用すると、カップリングによりシリカと反応する部分が減るので、好ましくない。
【００１２】
このように、シリカとＳ−ＳＢＲを用いた配合技術において、ウェットグリップ性能と低転がり抵抗の両立および加工性の改善に関する問題は重要なテーマであるが、すべてを充分にみたす技術は、未だにないのが現状である。
【００１３】
【特許文献１】
特許第２６３５８８１号公報
【特許文献２】
特許第３０２１５１６号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、ウェットグリップ性能と低転がり抵抗化をさらに向上させ、かつ加工性を改善し得るトレッド用ゴム組成物および該ゴム組成物を使用してなるタイヤを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、検討した結果、特定のシリカを用いて、Ｓ−ＳＢＲのカップリング率、カップリング剤、ムーニー粘度を特定し、特定のシランカップリング剤を用いて１５０〜１８０℃で混練りすることにより、加工性に優れたゴム組成物が得られ、このゴム組成物を使用したタイヤは、転がり抵抗が低くウェットグリップ性能に優れることを見いだし、本発明に至った。
【００１６】
すなわち、本発明は、スズカップリングによるカップリング率が５〜５０％、ムーニー粘度（ＭＬ_１＋４、１００℃）が５０〜９０であって、重合末端にシラノール基と反応可能な官能基を備えたスチレンブタジエンゴムを３０重量％以上含むジエン系ゴム１００重量部に対して、
ＣＴＡＢ比表面積が８０〜１５０ｍ^２／ｇでＤＢＰ吸油量が２００〜３００ｍｌ／１００ｇのシリカ４０〜１２０重量部、および
一般式：
（ＲＯ）_３−Ｓｉ−（ＣＨ_２）_ｘＳ_ｎ（ＣＨ_２）_ｘ−Ｓｉ−（ＯＲ）_３
（式中、Ｒは直鎖状または分岐鎖状の１〜８個の炭素数を有するアルキル基を表わし、Ｘは１〜８の整数、ｎは２〜８の整数）で表わされるシランカップリング剤１〜２０重量部からなるトレッド用ゴム組成物であって、
カーボンブラックと前記シリカを合わせた補強性充填剤に占める前記シリカの割合が６０重量％以上であり、前記一般式において、ｎ＝２であるシランカップリング剤の割合が６０重量％以上で、かつ、Ｓの平均連鎖が２〜３であり、ベースゴムの混練り温度を１５０〜１８０℃で混練することにより得られるトレッド用ゴム組成物に関する。
【００１７】
また、本発明は、前記トレッド用ゴム組成物をトレッドに用いてなるタイヤに関する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明のトレッド用ゴム組成物は、１，３−ブタジエンとスチレンの共重合によって得られる重合体を含むジエン系ゴム、シリカおよびシランカップリング剤を含み、ベースゴムの混練り温度を１５０〜１８０℃で混練りすることにより得られる。
【００１９】
１，３−ブタジエンとスチレンの共重合によって得られる前記重合体は、１，３−ブタジエンとスチレンとを、有機リチウムを開始剤とする溶液重合により、通常の方法で得られる溶液重合スチレン−ブタジエン（Ｓ−ＳＢＲ）共重合体である。
【００２０】
前記有機リチウムは、通常重合の開始剤として使用される有機リチウム開始剤であれば、とくに限定されない。
【００２１】
本発明における前記重合体は、前記Ｓ−ＳＢＲ共重合体に対して、カップリング剤としてスズを使用したスズカップリングを行なう。前記Ｓ−ＳＢＲ共重合体をスズカップリングすることにより、カップリングＳ−ＳＢＲ共重合体が得られる。
【００２２】
前記スズの種類は、たとえば、四塩化スズなどがあげられる。
【００２３】
本発明における前記重合体は、スズカップリングによるカップリング率が５〜５０％、好ましくは１５〜３５％である。重合体のカップリング率が５％未満では、ポリマー末端が増えて、ヒステリシスロスを充分に下げられなくなる。重合体のカップリング率が５０％をこえると、末端の官能基の数が少なくなり、ゴムの加工性が低下するとともに転がり抵抗の低減効果も小さくなる。
【００２４】
本発明における前記重合体は、重合末端にシラノール基と反応可能な官能基を備えてなる。かかる官能基を備えることにより、本発明の前記重合体は、シリカとの反応性が高くなり、転がり抵抗を低減させることができる。
【００２５】
シラノール基と反応可能な官能基としては、たとえば、−Ｓｉ−ＯＨ、−Ｓｉ−ＯＲ、−Ｓｉ−Ｃｌ、−ＮＣＯ、−ＣＯＯＨ、−ＮＲ_２があげられる。これらは、シリカとの反応性が高く、転がり抵抗を低減させることができる。
【００２６】
前記官能基を前記重合体に備えさせる方法としては、通常カップリングＳ−ＳＢＲ共重合体末端に官能基を導入させる方法であれば、とくに限定されない。たとえば、前記重合体に４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノンなどの変性剤を添加して重合体の重合末端を変性させて、該重合末端に前記官能基を導入する。
【００２７】
本発明における前記重合体は、１００℃で測定されるムーニー粘度（ＭＬ_１＋４、１００℃）が５０〜９０であり、６０〜８０であることが好ましい。重合体のムーニー粘度が５０より小さいと加工性はよいが、ポリマー末端が増加することにより、強度とヒステリシスロスが低下し、転がり抵抗の低減効果が小さくなる。一方、重合体のムーニー粘度が９０をこえると加工性が低下する。
【００２８】
前記重合体は、結合スチレン量が１５〜４５％であることが好ましい。重合体の結合スチレン量が１５％よりも低いとウェットグリップの改善効果が小さい傾向にあり、４５％よりも高いと低温特性が低下し、低温時のグリップ性能が大幅に低下する傾向がある。
【００２９】
前記重合体は、結合ビニル量が２０〜６０％であることが好ましい。重合体の結合ビニル量が２０％よりも低いとウェットグリップの改善効果が小さい傾向があり、６０％よりも高いと低温特性が低下し、低温時のグリップ性能が大幅に低下する傾向がある。
【００３０】
本発明のトレッド用ゴム組成物におけるジエン系ゴム成分は、前記重合体がジエン系ゴム成分中に３０重量％以上含まれる。前記重合体が３０重量％に満たない場合、転がり抵抗の低減効果とウェットグリップ性能の改善効果が小さくなる。
【００３１】
前記重合体以外に使用される前記ジエン系ゴムとしては、通常タイヤトレッド用に使用されるジエン系ゴムであれば、とくに限定されず、たとえば、天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）などがあげられ、これらは単独で、または２種類以上を混練りして用いられる。
【００３２】
本発明のトレッド用ゴム組成物に使用されるシリカは、ＣＴＡＢ比表面積が８０〜１５０ｍ^２／ｇである。シリカのＣＴＡＢ比表面積が１５０より大きいと加工性が悪くなり、８０より小さいと耐摩耗性が不充分である。
【００３３】
前記シリカは、ＤＢＰ吸油量が２００〜３００ｍｌ／１００ｇである。シリカのＤＢＰ吸油量が２００より小さいと耐摩耗性が低下し、３００より大きいとゴムの加工性が低下する。
【００３４】
前記シリカの配合量は、前記ジエン系ゴム成分１００重量部に対して４０〜１２０重量部である。前記シリカの配合量が４０重量部未満では、転がり抵抗とウェットグリップ性能が充分ではなく、１２０重量部をこえるとゴムの加工性が低下する。
【００３５】
本発明のトレッド用ゴム組成物は、補強性充填剤として、前記シリカ以外に、カーボンブラック、水酸化アルミニウム、クレイなどを含むことができる。ただし、前記補強性充填剤における前記シリカおよびカーボンブラックに占めるシリカの割合は、６０重量％以上である必要がある。シリカの割合が６０％未満では、転がり抵抗とウェットグリップ性能が充分ではない。
【００３６】
本発明のトレッド用ゴム組成物に使用されるシランカップリング剤は、下記の化学式を有する。
【００３７】
（ＲＯ）_３−Ｓｉ−（ＣＨ_２）_ｘＳ_ｎ（ＣＨ_２）_ｘ−Ｓｉ−（ＯＲ）_３
式中、Ｒは直鎖状または分岐鎖状の１〜８個の炭素数を有するアルキル基、とくに１〜３個の炭素数を有するアルキル基を表わし、Ｘは１〜８の整数、ｎは２〜８の整数を表わす。
【００３８】
前記シランカップリング剤において、シランカップリング剤に占めるｎ＝２のシランカップリング剤の割合は６０重量％以上、好ましくは７０重量％以上である。前記シランカップリング剤に占めるｎ＝２のシランカップリング剤の割合が６０重量％未満では、ゴムの加工性が悪くなる。
【００３９】
また、前記シランカップリング剤におけるＳの平均連鎖は、２〜３であり、好ましくは２〜２．５である。Ｓの平均連鎖が２未満では、ポリマーとの反応性に劣り、耐摩耗性が充分に改善されない。また、Ｓの平均連鎖が３をこえると、ゴムの加工性が悪くなる。
【００４０】
前記シランカップリング剤の配合量は、前記ジエン系ゴム成分１００重量部に対して１〜２０重量部、好ましくは３〜１５重量部である。前記シランカップリング剤の配合量が１重量部未満では、シリカをゴム中に分散させることが難しく、混練りゴムのムーニー粘度が硬くなり、加工性に劣ったり、耐摩耗性が充分でなくなったりする。一方、前記シランカップリング剤を２０重量部をこえて配合しても過剰となり、高価なカップリング剤をこれ以上使用することは、経済的な観点から好ましくない。
【００４１】
本発明のトレッド用ゴム組成物は、前述の各成分、ジエン系ゴム、補強性充填剤、シランカップリング剤のほかに、通常トレッド用ゴム組成物として添加される配合剤、たとえば、アロマオイル、ワックス、ステアリン酸、酸化亜鉛、加硫剤、加硫促進剤などを適宜配合できる。
【００４２】
本発明のトレッド用ゴム組成物は、混練り条件としてベースゴムの混練り段階における混練り温度を１５０〜１８０℃、好ましくは１６０〜１７５℃の範囲で密閉式混練り機にて混練りする。ベースゴムの混練り温度が１５０℃未満では耐摩耗性、転がり抵抗が劣り、１８０℃をこえると加工性が大幅に低下するので好ましくない。なお、ベースゴムは、硫黄、加硫促進剤などの仕上げ薬品以外のゴム組成物を配合してなる。
【００４３】
さらに本発明のトレッド用ゴム組成物は、混練り条件として、前記補強性充填剤を２回以上に分けてバンバリーなどに投入する場合、シリカは全配合量の７０％以上を一度に投入することが好ましく、８０％以上がより好ましい。シリカを一度に７０％以上投入することで、活性なシリカの表面に亜鉛華、ステアリン酸、老化防止剤などが吸着するのを防ぎ、加硫速度が速くならないという効果が得られる。
【００４４】
本発明のトレッド用ゴム組成物は、前述のように特定の重合体、シリカおよびシランカップリング剤をそれぞれ特定量含み、ベースゴムでの段階での混練り温度を特定の温度範囲で混練りしてなることにより、低転がり抵抗とウェットグリップ性能を向上し得て、かつ、加工性に優れたトレッド用ゴム組成物が得られる。
【００４５】
本発明のタイヤは、前記トレッド用ゴム組成物を、通常の方法でタイヤトレッド用ゴムとして使用することにより得られる。
【００４６】
【実施例】
つぎに、実施例および比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
【００４７】
重合末端に、シラノール基と反応可能な官能基を備えたＳ−ＳＢＲポリマーの製造方法について説明する。
【００４８】
製造例１（ポリマーＡ）
有機リチウム開始剤を使用して、溶液重合スチレン−ブタジエンＡ（Ｓ−ＳＢＲＡ）共重合体を得た。
【００４９】
得られたＳ−ＳＢＲＡ共重合体にスズカップリング処理を行ない、カップリング率２７％のカップリングＳ−ＳＢＲＡ共重合体を得た。
【００５０】
ついで、カップリングＳ−ＳＢＲＡ共重合体に、４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノンを用いてポリマー重合末端を変性させ、シラノール基と反応可能な官能基を導入したポリマーＡを得た。
【００５１】
得られたポリマーＡは、結合スチレン量２８％、結合ビニル量５０％、ムーニー粘度（ＭＬ_１＋４、１００℃）７５であった。
【００５２】
製造例２（ポリマーＢ）
有機リチウム開始剤を使用して、溶液重合スチレン−ブタジエンＢ（Ｓ−ＳＢＲＢ）共重合体を得た。
【００５３】
得られたＳ−ＳＢＲＢ共重合体にシリカカップリング処理を行ない、カップリング率６５％のカップリングＳ−ＳＢＲＢ共重合体を得た。
【００５４】
ついで、カップリングＳ−ＳＢＲＢ共重合体に、４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノンを用いてポリマー重合末端を変性させ、シラノール基と反応可能な官能基を導入したポリマーＢを得た。
【００５５】
得られたポリマーＢは、結合スチレン量２７％、結合ビニル量５１％、ムーニー粘度（ＭＬ_１＋４、１００℃）８０であった。
【００５６】
製造例３（ポリマーＣ）
有機リチウム開始剤を使用して、溶液重合スチレン−ブタジエンＣ（Ｓ−ＳＢＲＣ）共重合体を得た。
【００５７】
得られたＳ−ＳＢＲＣ共重合体にスズカップリング処理を行ない、カップリング率８０％のカップリングＳ−ＳＢＲＣ共重合体を得た。
【００５８】
ついで、カップリングＳ−ＳＢＲＣ共重合体に、４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノンを用いてポリマー重合末端を変性させ、シラノール基と反応可能な官能基を導入したポリマーＣを得た。
【００５９】
得られたポリマーＣは、結合スチレン量２８％、結合ビニル量５０％、ムーニー粘度（ＭＬ_１＋４、１００℃）８５であった。
【００６０】
製造例４（ポリマーＤ）
有機リチウム開始剤を使用して、溶液重合スチレン−ブタジエンＤ（Ｓ−ＳＢＲＤ）共重合体を得た。
【００６１】
得られたＳ−ＳＢＲＤ共重合体にスズカップリング処理を行ない、カップリング率２５％のカップリングＳ−ＳＢＲＤ共重合体を得た。
【００６２】
ついで、カップリングＳ−ＳＢＲＤ共重合体に、４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノンを用いてポリマー重合末端を変性させ、シラノール基と反応可能な官能基を導入したポリマーＤを得た。
【００６３】
得られたポリマーＤは、結合スチレン量２８％、結合ビニル量５０％、ムーニー粘度（ＭＬ_１＋４、１００℃）４２であった。
【００６４】
実施例１および比較例１〜７
以下の材料を用いて、以下の調製方法により実施例および比較例のゴム組成物を用意した。
【００６５】
（材料）
Ｅ−ＳＢＲ：日本ゼオン（株）製のＳＢＲ１５００
ＢＲ（ハイシス）：宇部興産（株）製のＢＲ１５０Ｂハイシスポリブタジエンシリカ：デグッサ社製のニプシルＶＮ３（ＣＴＡＢ比表面積１６５ｍ^２／ｇ、ＤＢＰ吸油量１６２ｍｌ／１００ｇ）
シリカ：ローディア社製のローディア１１５ＧＲ（ＣＴＡＢ比表面積１０３ｍ^２／ｇ、ＤＢＰ吸油量２５０ｍｌ／１００ｇ）
カーボンブラックＮ３３０：三菱化学（株）製のカーボンブラック
シランカップリング剤Ｓｉ６９：デグッサ社製ビストリエトキシシリルプロピルテトラスルファン
一般式：
（ＲＯ）_３−Ｓｉ−（ＣＨ_２）_ｘＳ_ｎ（ＣＨ_２）_ｘ−Ｓｉ−（ＯＲ）_３
（式中、Ｒは直鎖状または分岐鎖状の１〜８個の炭素数を有するアルキル基、とくに１〜３個の炭素数を有するアルキル基を表わし、Ｘは１〜８の整数、ｎは２〜８の整数）で表わされるシランカップリング剤において、ｎ＝２であるシランカップリング剤の割合が１６重量％でＳの平均連鎖が３．９のカップリング剤。シランカップリング剤Ｓｉ７５：デグッサ社製のビストリエトキシシリルプロピルポリスルファン
一般式：
（ＲＯ）_３−Ｓｉ−（ＣＨ_２）_ｘＳ_ｎ（ＣＨ_２）_ｘ−Ｓｉ−（ＯＲ）_３
（式中、Ｒは直鎖状または分岐状の１〜８個の炭素数を有するアルキル基、とくに１〜３個の炭素数を有するアルキル基を表わし、Ｘは１〜８の整数、ｎは２〜８の整数）で表わされるシランカップリング剤において、ｎ＝２であるシランカップリング剤の割合が７０重量％でＳの平均連鎖が２．４のカップリング剤。
アロマオイル：モービル石油（株）製のモービルゾル３０Ｔ
ワックス：大内新興化学工業（株）製のサンタイトワックス
６ＰＰＤ：住友化学（株）製のアンチゲン６Ｃ
ステアリン酸：日本油脂（株）製のステアリン酸
亜鉛華：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛
硫黄：鶴見化学（株）製の硫黄
加硫促進剤ＣＢＳ：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＣＺ
加硫促進剤ＤＰＧ：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＤ
【００６６】
（調製方法）
表１に示す配合割合にしたがい、硫黄および加硫促進剤以外の材料（ベースゴム）をバンバリーで混練りした。表１に示すとおり、混練り後のベースゴム排出温度（℃）を測定し、混練り温度の指標とした。そののち、ベースゴムに硫黄および加硫促進剤を配合して（ファイナルゴム）、ロールにて混練りした。混練り後のファイナルゴム排出温度（℃）もまた、表１に示す。上記方法で混練りしたものを、１７５℃で２０分間加硫して、各種ゴム組成物を調製し、以下の試験を実施した。
【００６７】
（ムーニー粘度）
ＪＩＳＫ６３００にしたがい、１３０℃でのゴムのムーニー粘度（ＭＬ１＋４、１３０℃）を測定し、ムーニー粘度指数を下記式、
ムーニー粘度指数＝（対象ゴムのムーニー粘度）／（実施例１のムーニー粘度）×１００
で算出した。指数の値が小さい方が加工性がよい。
【００６８】
（転がり抵抗）
各加硫ゴム組成物をトレッドゴムとして使用して、タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５乗用車タイヤを試作し、ドラム上で各タイヤの転がり抵抗を測定した。
【００６９】
実施例１のタイヤを基準とし、下記式により転がり抵抗指数を求めた。
転がり抵抗指数＝（実施例１のタイヤの転がり抵抗値）／（対象タイヤの転がり抵抗値）×１００
指数の値が大きい方が転がり抵抗が低く、優れている。
【００７０】
（ウェットグリップ性能）
各加硫ゴム組成物をトレッドゴムとして使用して、タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１４乗用車タイヤを試作し、下記のテストを実施した。
【００７１】
国産、ＦＦ車、ＡＢＳブレーキ作動の状態で時速１００ｋｍ／ｈからの潤滑アスファルト路面での制動距離を求め、ウェットグリップ性能指数を下記式、
ウェットグリップ性能指数＝（実施例１の制動距離）／（対象タイヤの制動距離）×１００
で算出した。指数の値が大きい方が停止距離が短く制動性能（ウェットグリップ性能）がよい。
【００７２】
（耐摩耗性）
各加硫ゴム組成物をトレッドゴムとして使用して、タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５乗用車タイヤを試作した。得られた各タイヤを国産ＦＦ車に装着し、５０００ｋｍ走行前後のタイヤ重量を測定し、その差（摩耗量）を求めた。得られた摩耗量から、耐摩耗性指数を下記式、
耐摩耗性指数＝（実施例１の摩耗量）／（対象タイヤの摩耗量）×１００
で算出した。指数の値が大きい方が耐摩耗性がよい。
【００７３】
結果を、それぞれ表１に示す。
【００７４】
混練り温度が１５０℃に達しない比較例１は、加工性には優れるが、シリカとポリマーの反応が充分でなく、またシリカの分散も充分ではないので、転がり抵抗、ウェットグリップ性能および耐摩耗性がよくなかった。
【００７５】
スズカップリングされていないポリマーを使用した比較例２では、ムーニー粘度が高くなり加工性が劣った。
【００７６】
請求項１記載のシランカップリング剤を使用せずに、混練り温度を高くした比較例３では、カップリング剤中の硫黄がポリマーと反応し、ゲル化やスコーチを起こしムーニー粘度が上昇し、加工性が低下した。
【００７７】
請求項１記載のシリカを使用せずに、混練り温度を高くした比較例４では、加工性が低下した。
【００７８】
スズカップリング率が５０％をこえたポリマーを使用した比較例５では、加工性が低下した。
【００７９】
ムーニー粘度（ＭＬ_１＋４、１００℃）が５０未満であったポリマーを使用した比較例６は、加工性には優れるが、転がり抵抗、ウェットグリップ性能および耐摩耗性がよくなかった。
【００８０】
請求項１記載のポリマーを含まず、また、請求項１記載のシリカの配合量が４０重量部未満であった比較例７は、加工性には優れるが、転がり抵抗、ウェットグリップ性能および耐摩耗性がよくなかった。
【００８１】
【表１】

【００８２】
【発明の効果】
本発明によれば、特定のポリマー、シリカおよびシランカップリング剤を特定量使用し、特定温度で混合することにより、転がり抵抗が低く、ウェットグリップ性能に優れ、かつ加工性においても優れたトレッド用ゴム組成物が得られる。さらに、本発明のトレッド用ゴム組成物は、耐摩耗性も優れている。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rubber composition for a tread and a tire using the rubber composition for a tread. More specifically, the present invention relates to a rubber composition for a tread that can achieve both improvement of wet grip performance and low rolling resistance, and a tire using the rubber composition for a tread.
[0002]
[Prior art]
In the rubber composition for a tire tread, silica used as a reinforcing agent has an effect of reducing the rolling resistance of the tire. Further, styrene-butadiene rubber (SBR) as a rubber component has an effect of improving wet grip performance. Therefore, the compounding using silica and SBR as the rubber composition is expected to achieve both improvement in wet grip performance and reduction in rolling resistance.
[0003]
However, silica is difficult to mix with the diene polymer due to its surface properties, and sufficient reinforcing properties cannot be obtained. For example, a silane coupling agent is used in combination in order to improve rubber physical properties. However, when this silane coupling agent is mixed with a polymer at an increased mixing temperature, sulfur contained in the silane coupling agent reacts with the diene polymer, the viscosity of the rubber composition increases, and the processability of the rubber decreases. . On the other hand, if the mixing temperature is not sufficiently increased, the reaction between the silica and the coupling agent hardly occurs, the kneading time must be extended to increase the dispersion of the silica, and the tire wear resistance and trauma There was a problem that was not enough.
[0004]
For example, as a technique for achieving both low rolling resistance and wet grip performance of a passenger car tire, a copolymer of a conjugated diene and an aromatic vinyl compound prepared by solution polymerization in a hydrocarbon solvent is added to a BET of 100 to 250 m ² / g, A technique is known in which 100 to 250 m ² / g CTAB and 150 to 250 ml / g of DBP oil absorption silica are blended to determine the average projected area of the silica aggregate before and after mixing in a closed mixer ( For example, see Patent Document 1).
[0005]
In addition, a rubber composition in which a copolymer of 1,3-butadiene and styrene using an organolithium compound as a solution weight initiator, so-called solution-polymerized styrene-butadiene copolymer (S-SBR), and silica is provided. A technique about a tire is disclosed (for example, refer to Patent Document 2).
[0006]
These techniques attempt to reduce tire rolling resistance and improve wet skid performance by controlling the viscoelastic properties of the rubber composition using S-SBR and silica. However, even in these techniques, there is a problem in processability when the mixing temperature of the rubber composition is increased, and if the mixing temperature is not sufficiently increased, the reaction between the silica and the coupling agent hardly occurs as described above. In order to increase the dispersion of the silica, the kneading time has to be extended, and there is a problem that the wear resistance and trauma of the tire are not sufficient.
[0007]
In a rubber composition using S-SBR and silica, a technique related to S-SBR in which a functional group that reacts with a silanol group present on the silica surface is introduced in order to further reduce rolling resistance is known. In order to sufficiently perform the reaction between the functional group-introduced S-SBR and silica, it is necessary to keep the kneading temperature at 150 to 180 ° C. When the kneading temperature is less than 150 ° C., the reaction is insufficient and the hysteresis loss of the rubber composition is not sufficiently reduced. When the kneading temperature exceeds 180 ° C., the viscosity of the unvulcanized rubber increases and the processability is increased. It is because it falls.
[0008]
However, when the conventional coupling agent, silica, is kneaded at 150 to 180 ° C., the viscosity of the unvulcanized rubber becomes too high and the processability becomes difficult, so that sufficient performance is not exhibited.
[0009]
Similarly, a technique for adding a siloxane compound or an aminoketone compound to the polymer polymerization terminal is disclosed, but these polymers cannot be fully utilized unless the kneading temperature is raised, while the kneading temperature is raised. This causes a problem of processability of the rubber composition.
[0010]
In order to increase the kneading temperature and improve the processability, there is a method of decreasing the viscosity of the polymer, but this is not preferable from the viewpoint of decreasing the hysteresis loss of the rubber composition because the polymerization terminal of the polymer increases. Coupling technology is available to compensate for this, but increasing the coupling rate reduces the number of functional groups that react with the silica surface at the polymer end, and sufficient rolling resistance reduction performance cannot be obtained even when combined with silica. .
[0011]
In addition, in order to reduce rolling resistance, there is also known a technique for adding a coupling agent such as tin or silica to the polymer terminal to increase the molecular weight of the polymer to reduce the polymer terminal. When the molecular weight is increased, the processability is lowered and the siloxane compound or aminoketone compound is used in combination, the portion that reacts with silica is reduced by coupling, which is not preferable.
[0012]
As described above, in the compounding technology using silica and S-SBR, problems relating to compatibility between wet grip performance and low rolling resistance and improvement in processability are important themes, but there is still no technology that fully satisfies them. is the current situation.
[0013]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2635881 [Patent Document 2]
Japanese Patent No. 3021516 [0014]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a rubber composition for a tread that can further improve wet grip performance and low rolling resistance, and can improve processability, and a tire using the rubber composition.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
As a result of studying to solve the above-mentioned problems, the specific silica was used to specify the coupling rate, coupling agent, and Mooney viscosity of S-SBR, and 150 to 180 ° C. using the specific silane coupling agent. The rubber composition having excellent processability was obtained by kneading with, and a tire using this rubber composition was found to have low rolling resistance and excellent wet grip performance, and thus reached the present invention.
[0016]
That is, in the present invention, the coupling rate by tin coupling is 5 to 50%, the Mooney viscosity (ML _{1 + 4} , 100 ° C.) is 50 to 90, and a functional group capable of reacting with a silanol group is provided at the polymerization terminal. For 100 parts by weight of diene rubber containing 30% by weight or more of styrene butadiene rubber,
40 to 120 parts by weight of silica having a CTAB specific surface area of 80 to 150 m ² / g and a DBP oil absorption of 200 to 300 ml / 100 g, and a general formula:
_{_{_{(RO) 3 -Si- (CH 2}}} ) x S n (CH 2) x -Si- (OR) 3
(Wherein R represents a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, X is an integer of 1 to 8, and n is an integer of 2 to 8). A tread rubber composition comprising 1 to 20 parts by weight of an agent,
The proportion of the silica in the reinforcing filler combining carbon black and the silica is 60% by weight or more, and in the general formula, the proportion of the silane coupling agent in which n = 2 is 60% by weight or more, and The average chain of S is 2 to 3, and the rubber composition for a tread obtained by kneading the kneading temperature of the base rubber at 150 to 180 ° C.
[0017]
The present invention also relates to a tire using the tread rubber composition in a tread.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The rubber composition for a tread of the present invention contains a diene rubber containing a polymer obtained by copolymerization of 1,3-butadiene and styrene, silica and a silane coupling agent, and the kneading temperature of the base rubber is 150 to 180. It can be obtained by kneading at ℃.
[0019]
The polymer obtained by copolymerization of 1,3-butadiene and styrene is a solution-polymerized styrene-butadiene obtained by a conventional method by solution polymerization using 1,3-butadiene and styrene as an organic lithium initiator. (S-SBR) copolymer.
[0020]
The organolithium is not particularly limited as long as it is an organolithium initiator usually used as a polymerization initiator.
[0021]
The said polymer in this invention performs the tin coupling which uses tin as a coupling agent with respect to the said S-SBR copolymer. By coupling the S-SBR copolymer with tin, a coupled S-SBR copolymer is obtained.
[0022]
Examples of the tin type include tin tetrachloride.
[0023]
The polymer in the present invention has a coupling rate by tin coupling of 5 to 50%, preferably 15 to 35%. If the coupling ratio of the polymer is less than 5%, the polymer ends increase and the hysteresis loss cannot be sufficiently reduced. When the coupling ratio of the polymer exceeds 50%, the number of terminal functional groups decreases, the processability of the rubber decreases, and the effect of reducing rolling resistance decreases.
[0024]
The polymer in the present invention has a functional group capable of reacting with a silanol group at a polymerization terminal. By providing such a functional group, the polymer of the present invention has high reactivity with silica and can reduce rolling resistance.
[0025]
Examples of the functional group capable of reacting with a silanol group include —Si—OH, —Si—OR, —Si—Cl, —NCO, —COOH, and —NR ₂ . These have high reactivity with silica and can reduce rolling resistance.
[0026]
The method for providing the polymer with the functional group is not particularly limited as long as it is a method in which a functional group is usually introduced into the terminal of the coupling S-SBR copolymer. For example, a modifier such as 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone is added to the polymer to modify the polymer terminal of the polymer, and the functional group is introduced into the polymer terminal.
[0027]
The polymer in the present invention has a Mooney viscosity (ML _{1 + 4} , 100 ° C.) measured at 100 ° C. of 50 to 90, preferably 60 to 80. If the Mooney viscosity of the polymer is less than 50, the processability is good, but the increase in the polymer ends reduces the strength and hysteresis loss and reduces the rolling resistance reduction effect. On the other hand, when the Mooney viscosity of the polymer exceeds 90, the processability decreases.
[0028]
The polymer preferably has a bound styrene content of 15 to 45%. When the amount of bound styrene of the polymer is lower than 15%, the effect of improving wet grip tends to be small, and when it is higher than 45%, the low temperature characteristics are lowered and the grip performance at low temperature tends to be greatly lowered.
[0029]
The polymer preferably has a bound vinyl content of 20 to 60%. If the amount of vinyl bond in the polymer is lower than 20%, the effect of improving wet grip tends to be small, and if it is higher than 60%, the low-temperature characteristics tend to deteriorate, and the grip performance at low temperatures tends to decrease significantly.
[0030]
The diene rubber component in the rubber composition for a tread of the present invention contains 30% by weight or more of the polymer in the diene rubber component. When the said polymer is less than 30 weight%, the reduction effect of rolling resistance and the improvement effect of wet grip performance become small.
[0031]
The diene rubber used in addition to the polymer is not particularly limited as long as it is a diene rubber usually used for tire treads. For example, natural rubber (NR), butadiene rubber (BR), isoprene A rubber (IR) etc. are mention | raise | lifted and these are knead | mixed individually or in mixture of 2 or more types.
[0032]
Silica used in the rubber composition for a tread of the present invention has a CTAB specific surface area of 80 to 150 m ² / g. When the CTAB specific surface area of silica is larger than 150, the workability is deteriorated, and when it is smaller than 80, the wear resistance is insufficient.
[0033]
The silica has a DBP oil absorption of 200 to 300 ml / 100 g. When the DBP oil absorption amount of silica is smaller than 200, the wear resistance is lowered, and when it is larger than 300, the workability of rubber is lowered.
[0034]
The compounding amount of the silica is 40 to 120 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the diene rubber component. If the blending amount of the silica is less than 40 parts by weight, the rolling resistance and wet grip performance are not sufficient, and if it exceeds 120 parts by weight, the processability of rubber decreases.
[0035]
The rubber composition for a tread of the present invention can contain carbon black, aluminum hydroxide, clay and the like in addition to the silica as a reinforcing filler. However, the proportion of silica in the silica and carbon black in the reinforcing filler needs to be 60% by weight or more. When the proportion of silica is less than 60%, rolling resistance and wet grip performance are not sufficient.
[0036]
The silane coupling agent used in the rubber composition for a tread of the present invention has the following chemical formula.
[0037]
_{_{_{(RO) 3 -Si- (CH 2}}} ) x S n (CH 2) x -Si- (OR) 3
In the formula, R represents a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, particularly an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, X is an integer of 1 to 8, and n is Represents an integer of 2-8.
[0038]
In the silane coupling agent, the ratio of the silane coupling agent of n = 2 in the silane coupling agent is 60% by weight or more, preferably 70% by weight or more. If the ratio of the n = 2 silane coupling agent in the silane coupling agent is less than 60% by weight, the processability of the rubber is deteriorated.
[0039]
The average chain of S in the silane coupling agent is 2 to 3, preferably 2 to 2.5. When the average chain of S is less than 2, the reactivity with the polymer is poor and the wear resistance is not sufficiently improved. On the other hand, when the average chain of S exceeds 3, the processability of the rubber is deteriorated.
[0040]
The compounding quantity of the said silane coupling agent is 1-20 weight part with respect to 100 weight part of said diene rubber components, Preferably it is 3-15 weight part. When the blending amount of the silane coupling agent is less than 1 part by weight, it is difficult to disperse silica in the rubber, the kneaded rubber has a high Mooney viscosity, the processability is inferior, and the wear resistance is not sufficient. To do. On the other hand, even if it mix | blends the said silane coupling agent over 20 weight part, it will become excess, and it is not preferable from an economical viewpoint to use an expensive coupling agent any more.
[0041]
The rubber composition for a tread of the present invention includes, in addition to the above-described components, diene rubber, reinforcing filler, and silane coupling agent, a compounding agent that is usually added as a rubber composition for a tread, for example, aroma oil, Wax, stearic acid, zinc oxide, vulcanizing agent, vulcanization accelerator, and the like can be appropriately blended.
[0042]
The rubber composition for a tread of the present invention is kneaded in a closed kneader at a kneading temperature in the kneading stage of the base rubber in the range of 150 to 180 ° C, preferably 160 to 175 ° C. When the kneading temperature of the base rubber is less than 150 ° C., the wear resistance and rolling resistance are inferior, and when it exceeds 180 ° C., the workability is greatly reduced, which is not preferable. The base rubber is formed by blending a rubber composition other than finishing chemicals such as sulfur and a vulcanization accelerator.
[0043]
Furthermore, in the rubber composition for a tread of the present invention, when the reinforcing filler is added to a banbury or the like in two or more times as a kneading condition, 70% or more of the total amount of silica is added at a time. Is preferable, and 80% or more is more preferable. By adding 70% or more of silica at a time, it is possible to prevent zinc oxide, stearic acid, an anti-aging agent and the like from adsorbing on the surface of active silica, and to obtain an effect that the vulcanization speed does not increase.
[0044]
The rubber composition for a tread of the present invention contains specific polymers, silica, and silane coupling agents, respectively, as described above, and the kneading temperature at the base rubber stage is kneaded within a specific temperature range. Thus, a rubber composition for a tread that can improve low rolling resistance and wet grip performance and is excellent in processability can be obtained.
[0045]
The tire of the present invention can be obtained by using the tread rubber composition as a tire tread rubber by an ordinary method.
[0046]
【Example】
Next, the present invention will be specifically described by way of examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples.
[0047]
A method for producing an S-SBR polymer having a functional group capable of reacting with a silanol group at the polymerization terminal will be described.
[0048]
Production Example 1 (Polymer A)
Solution-polymerized styrene-butadiene A (S-SBR A) copolymer was obtained using an organolithium initiator.
[0049]
The obtained S-SBR A copolymer was subjected to a tin coupling treatment to obtain a coupling S-SBR A copolymer having a coupling rate of 27%.
[0050]
Subsequently, the polymer polymerization terminal was modified with 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone in the coupling S-SBR A copolymer to obtain a polymer A into which a functional group capable of reacting with a silanol group was introduced.
[0051]
The obtained polymer A had a bound styrene content of 28%, a bound vinyl content of 50%, and a Mooney viscosity (ML _{1 + 4} , 100 ° C.) 75.
[0052]
Production Example 2 (Polymer B)
Solution-polymerized styrene-butadiene B (S-SBR B) copolymer was obtained using an organolithium initiator.
[0053]
The obtained S-SBR B copolymer was subjected to silica coupling treatment to obtain a coupling S-SBR B copolymer having a coupling rate of 65%.
[0054]
Subsequently, the polymer polymerization terminal was modified with 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone in the coupling S-SBR B copolymer to obtain a polymer B in which a functional group capable of reacting with a silanol group was introduced.
[0055]
The obtained polymer B had a bound styrene content of 27%, a bound vinyl content of 51%, and a Mooney viscosity (ML _{1 + 4} , 100 ° C.) of 80.
[0056]
Production Example 3 (Polymer C)
Solution-polymerized styrene-butadiene C (S-SBR C) copolymer was obtained using an organolithium initiator.
[0057]
The obtained S-SBR C copolymer was subjected to tin coupling treatment to obtain a coupling S-SBR C copolymer having a coupling rate of 80%.
[0058]
Subsequently, the polymer polymerization terminal was modified with 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone in the coupling S-SBR C copolymer to obtain a polymer C in which a functional group capable of reacting with a silanol group was introduced.
[0059]
The obtained polymer C had a bound styrene content of 28%, a bound vinyl content of 50%, and a Mooney viscosity (ML _{1 + 4} , 100 ° C.) of 85.
[0060]
Production Example 4 (Polymer D)
Solution-polymerized styrene-butadiene D (S-SBR D) copolymer was obtained using an organolithium initiator.
[0061]
The obtained S-SBR D copolymer was subjected to a tin coupling treatment to obtain a coupling S-SBR D copolymer having a coupling rate of 25%.
[0062]
Subsequently, the polymer polymerization terminal was modified with 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone in the coupling S-SBR D copolymer to obtain a polymer D into which a functional group capable of reacting with a silanol group was introduced.
[0063]
The obtained polymer D had a bound styrene content of 28%, a bound vinyl content of 50%, and a Mooney viscosity (ML _{1 + 4} , 100 ° C.) 42.
[0064]
Example 1 and Comparative Examples 1-7
The rubber composition of an Example and a comparative example was prepared with the following preparation methods using the following materials.
[0065]
(material)
E-SBR: SBR1500 manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.
BR (high cis): BR150B high cis polybutadiene silica manufactured by Ube Industries, Ltd .: Nipsil VN3 manufactured by Degussa (CTAB specific surface area 165 m ² / g, DBP oil absorption 162 ml / 100 g)
Silica: Rhodia 115GR manufactured by Rhodia (CTAB specific surface area 103 m ² / g, DBP oil absorption 250 ml / 100 g)
Carbon black N330: Carbon black silane coupling agent Si69 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation: Bistriethoxysilylpropyltetrasulfane general formula: Degussa
_{_{_{(RO) 3 -Si- (CH 2}}} ) x S n (CH 2) x -Si- (OR) 3
(In the formula, R represents a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, particularly an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, X is an integer of 1 to 8, n Is an integer of 2 to 8, in which the ratio of the silane coupling agent where n = 2 is 16% by weight and the average chain of S is 3.9. Silane coupling agent Si75: Bistriethoxysilylpropyl polysulfane manufactured by Degussa Co.
_{_{_{(RO) 3 -Si- (CH 2}}} ) x S n (CH 2) x -Si- (OR) 3
(In the formula, R represents a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, particularly an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, X is an integer of 1 to 8, and n is In the silane coupling agent represented by an integer of 2 to 8, the ratio of the silane coupling agent where n = 2 is 70% by weight and the average chain of S is 2.4.
Aroma oil: Mobile Sol 30T manufactured by Mobile Oil Co., Ltd.
Wax: Suntite wax 6PPD manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd. Antigen 6C manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
Stearic acid: Zinc stearate manufactured by NOF Corporation: Zinc oxide sulfur manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. Sulfur vulcanization accelerator manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd. CBS: manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd. Noxeller CZ
Vulcanization accelerator DPG: Noxeller D manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.
[0066]
(Preparation method)
According to the blending ratio shown in Table 1, materials (base rubber) other than sulfur and a vulcanization accelerator were kneaded in a banbury. As shown in Table 1, the base rubber discharge temperature (° C.) after kneading was measured and used as an index of kneading temperature. After that, sulfur and a vulcanization accelerator were blended into the base rubber (final rubber) and kneaded with a roll. The final rubber discharge temperature (° C.) after kneading is also shown in Table 1. Those kneaded by the above method were vulcanized at 175 ° C. for 20 minutes to prepare various rubber compositions, and the following tests were carried out.
[0067]
(Mooney viscosity)
According to JIS K6300, the Mooney viscosity (ML1 + 4, 130 ° C.) of the rubber at 130 ° C. is measured, and the Mooney viscosity index is expressed by the following formula:
Mooney viscosity index = (Mooney viscosity of target rubber) / (Mooney viscosity of Example 1) × 100
Calculated with The smaller the index value, the better the workability.
[0068]
(Rolling resistance)
Using each vulcanized rubber composition as a tread rubber, a tire size 195 / 65R15 passenger car tire was prototyped and the rolling resistance of each tire was measured on a drum.
[0069]
Based on the tire of Example 1, the rolling resistance index was determined by the following formula.
Rolling resistance index = (Rolling resistance value of tire of Example 1) / (Rolling resistance value of target tire) × 100
The larger the index value, the lower the rolling resistance and the better.
[0070]
(Wet grip performance)
Using each vulcanized rubber composition as a tread rubber, a tire size 195 / 65R14 passenger car tire was prototyped and subjected to the following tests.
[0071]
Determine the braking distance on the lubricated asphalt road surface from 100km / h in the state of domestic, FF car, ABS brake operation, the wet grip performance index,
Wet grip performance index = (braking distance of Example 1) / (braking distance of target tire) × 100
Calculated with A larger index value means a shorter stopping distance and better braking performance (wet grip performance).
[0072]
(Abrasion resistance)
Using each vulcanized rubber composition as a tread rubber, a tire size 195 / 65R15 passenger car tire was prototyped. Each of the obtained tires was attached to a domestic FF vehicle, and the tire weight before and after traveling for 5000 km was measured, and the difference (amount of wear) was determined. From the amount of wear obtained, the wear resistance index is expressed by the following formula:
Abrasion resistance index = (Abrasion amount of Example 1) / (Abrasion amount of target tire) × 100
Calculated with The higher the index value, the better the wear resistance.
[0073]
The results are shown in Table 1, respectively.
[0074]
Comparative Example 1 in which the kneading temperature does not reach 150 ° C. is excellent in processability, but the reaction between the silica and the polymer is not sufficient, and the silica is not sufficiently dispersed, so that the rolling resistance, the wet grip performance and the wear resistance are reduced. The sex was not good.
[0075]
In Comparative Example 2 using a polymer that was not tin-coupled, the Mooney viscosity was high and the processability was poor.
[0076]
In Comparative Example 3 in which the kneading temperature was increased without using the silane coupling agent according to claim 1, sulfur in the coupling agent reacted with the polymer, causing gelation and scorching, and the Mooney viscosity increased. Workability decreased.
[0077]
In Comparative Example 4 in which the kneading temperature was increased without using the silica according to claim 1, the workability was lowered.
[0078]
In Comparative Example 5 in which a polymer having a tin coupling rate exceeding 50% was used, the processability was lowered.
[0079]
Comparative Example 6 using a polymer having a Mooney viscosity (ML _{1 + 4} , 100 ° C.) of less than 50 was excellent in processability, but was not good in rolling resistance, wet grip performance and wear resistance.
[0080]
Comparative Example 7, which does not contain the polymer according to claim 1 and the amount of silica according to claim 1 is less than 40 parts by weight, is excellent in workability but rolling resistance, wet grip performance and wear resistance. The sex was not good.
[0081]
[Table 1]

[0082]
【The invention's effect】
According to the present invention, a specific polymer, silica, and a silane coupling agent are used in specific amounts and mixed at a specific temperature, so that the rolling resistance is low, the wet grip performance is excellent, and the processability is excellent. A rubber composition is obtained. Furthermore, the rubber composition for a tread of the present invention is excellent in wear resistance.

Claims

30% by weight of styrene butadiene rubber having a coupling rate of 5 to 50% by tin coupling, Mooney viscosity (ML _{1 + 4} , 100 ° C.) of 50 to 90 and having a functional group capable of reacting with a silanol group at the polymerization terminal % Of diene rubber containing 100% by weight or more,
40 to 120 parts by weight of silica having a CTAB specific surface area of 80 to 150 m ² / g and a DBP oil absorption of 200 to 300 ml / 100 g, and a general formula:
_{_{_{(RO) 3 -Si- (CH 2}}} ) x S n (CH 2) x -Si- (OR) 3
(Wherein R represents a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, X is an integer of 1 to 8, and n is an integer of 2 to 8). A tread rubber composition comprising 1 to 20 parts by weight of an agent,
The proportion of the silica in the reinforcing filler combining carbon black and the silica is 60% by weight or more, and in the general formula, the proportion of the silane coupling agent in which n = 2 is 60% by weight or more, and The rubber composition for treads obtained by kneading | mixing the average chain | strand of S is 2-3, and kneading | mixing temperature of a base rubber at 150-180 degreeC.

A tire comprising the tread rubber composition according to claim 1 as a tread.