JP2006199832A - Tire tread rubber composition - Google Patents

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Hitoshi Uno
仁 宇野
Seishi Hatano
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Toyo Tire Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tire tread rubber composition which is suitable for a studless tire that is excellent not only in ice performance but also in running performance on the dried or wetted surface of a road in summer. <P>SOLUTION: The rubber composition comprises 100 pts.wt. of a rubber component made of a diene base rubber, 40-60 pts.wt. of carbon black, and 1-30 pts.wt. of a vegetable particle, wherein the carbon black has a nitrogen adsorption specific surface area (N<SB>2</SB>SA) of 80-130 m<SP>2</SP>/g and a dibutylphthalate (DBP) oil absorpton of 110 ml/100 g or more, provided that the nitrogen adsorption specific surface area (N<SB>2</SB>SA) and the dibutylphthalate (DBP) oil absorpton are summed to be 190-250. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、スタッドレスタイヤ用トレッドゴム組成物に関し、特にトラック・バス用の大型スタッドレスタイヤに好適な氷雪路での走行性能に優れるとともに、夏期における低発熱性、低燃費性にも優れるトレッドゴム組成物に関するものである。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a tread rubber composition for studless tires, and in particular, a tread rubber composition having excellent running performance on icy and snowy roads suitable for large-sized studless tires for trucks and buses, as well as low heat generation and fuel efficiency in summer It is about things.

氷雪路を走行するトラックやバスに使用される大型スタッドレスタイヤには、そのトレッドゴムに氷雪路面での制動、駆動性能、操縦安定性を要求されるトレッドゴム組成物が使用されている。   For large studless tires used for trucks and buses that run on icy and snowy roads, tread rubber compositions that require braking, driving performance, and steering stability on icy and snowy road surfaces are used for the tread rubber.

従来、このようなトレッドゴム組成物として、植物性粒状体や無機物粒状体を配合してトレッド表面から突出させて氷雪路面の引っ掻き効果を得るもの(例えば、特許文献1)、トレッドゴムを多孔質の発泡ゴムで形成し氷上路面の水膜を吸水し氷上路面における制動性能を向上するもの(例えば、特許文献2)、軟化剤の多量配合や特定ポリマーの使用により低温でのゴム硬度を低く維持して、氷雪路でのトレッドゴムの微小変形を容易にし接地面積を増加させて凝集摩擦力を向上するもの(例えば、特許文献3)、シリコン等の撥水剤を添加してトレッド表面に付着する水を除去するもの、など多数の配合手法が知られている。   Conventionally, as such a tread rubber composition, a plant granule or an inorganic granule is blended and protruded from the tread surface to obtain a scratching effect on an ice / snow road surface (for example, Patent Document 1). Made of foamed rubber to absorb the water film on the ice surface and improve the braking performance on the ice surface (for example, Patent Document 2). Maintaining low rubber hardness at low temperatures by blending a large amount of softener and using a specific polymer. In order to facilitate micro deformation of tread rubber on icy and snowy roads and increase the contact area to improve the cohesive friction force (for example, Patent Document 3), a water repellent such as silicon is added to adhere to the tread surface. Numerous blending techniques are known, such as those that remove water.

また、大型スタッドレスタイヤは、冬期の氷雪路面における優れた氷上、雪上性能のみならず、夏期における一般路面において履きつぶし使用されることから、乾燥及び湿潤路面での低発熱性、耐摩耗性、低燃費性などの走行性能が要求されている。
特開平10−7841号公報 特開平1−118542号公報 特開2002−309038号公報
In addition, large studless tires are used not only on ice and snow on the snowy road surface in winter, but also on general road surfaces in summer, so they have low heat build-up, wear resistance and low resistance on dry and wet road surfaces. Driving performance such as fuel efficiency is required.
JP-A-10-7841 JP-A 1-1118542 JP 2002-309038 A

上記の従来の手法によるゴム組成物は、確かに氷雪路性能を向上することはできるが、近年の高度な氷上、雪上性能の改良要求に対して十分満足できないのが現状であり、特に重荷重、長距離の連続走行といった過酷な条件で使用されることのあるトラック・バス用タイヤにおいては、それらの更なる改善の要求がますます高まっている。   The rubber composition according to the above conventional method can certainly improve the performance on ice and snow roads, but the present situation is that it cannot fully satisfy the recent demand for improvement on ice and performance on snow, especially heavy load. In truck and bus tires that are used under severe conditions such as long-distance running, there is an increasing demand for further improvements.

本発明は、上記の要求に対してなされたもので、氷上、雪上路面における制動、駆動性能、操縦安定性はもとより、乾燥、湿潤路面における低発熱性、低燃費性等の走行性能に優れる大型スタッドレスタイヤに好適なタイヤトレッド用ゴム組成物を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in response to the above requirements, and has a large size excellent in running performance such as braking, driving performance, and driving stability on ice and snow road surfaces, as well as low heat generation and fuel efficiency on dry and wet road surfaces. An object of the present invention is to provide a rubber composition for a tire tread suitable for a studless tire.

上記目的を達成するため、本発明者らはゴム組成物に使用されるカーボンブラックのコロイダル特性に着目し鋭意検討する中で、従来大型タイヤに一般的に使用されてきたSAF級カーボンブラックに対して大粒径化とハイストラクチャー化がバランスされたカーボンブラックの使用が氷雪路面と乾燥及び湿潤路面での走行性能を両立し得ること、さらに植物性粒状体を併用することで氷雪路性能が大幅に向上されることを見出し、本発明を完成させた。   In order to achieve the above object, the present inventors focused on the colloidal characteristics of the carbon black used in the rubber composition and studied the SAF class carbon black that has been generally used for large tires. The use of carbon black, which is a balance between large particle size and high structure, makes it possible to achieve both driving performance on icy and snowy road surfaces and dry and wet road surfaces. As a result, the present invention was completed.

すなわち、本発明は、ジエン系ゴムからなるゴム成分100重量部に対して、窒素吸着比表面積(NSA)が80〜130m/gであり、ジブチルフタレート(DBP)吸油量が110ml/100g以上であり、かつ前記窒素吸着比表面積(NSA)とジブチルフタレート(DBP)吸油量との和が190〜250であるカーボンブラックを40〜60重量部と、植物性粒状体を1〜30重量部含有してなることを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物である。 That is, in the present invention, the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) is 80 to 130 m 2 / g and the dibutyl phthalate (DBP) oil absorption is 110 ml / 100 g with respect to 100 parts by weight of the rubber component made of diene rubber. 40-60 parts by weight of carbon black having a sum of the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) and dibutyl phthalate (DBP) oil absorption of 190-250, and 1-30 of plant granules A rubber composition for a tire tread characterized by containing a part by weight.

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物によれば、従来よりも粒子径が大きくストラクチャーの発達した、粒子径とストラクチャーとのバランスがとれたコロイダル特性を有するカーボンブラック、すなわちNSAとDBP吸油量との和が190〜250にあるカーボンブラックを配合することでゴムとの親和性に優れ、ゴム組成物の大変形時のモジュラスを高め、低温での粘弾特性を改善し低温での貯蔵弾性率(E’)の上昇を抑え、低温域(0〜−10℃付近)でのゴム弾性を維持して氷雪路面での微小変形時の接地面積を確保し氷上、雪上路面における制動、駆動性能、操縦安定性(以下、アイス性能という)を向上し、かつカーボンブラックの大粒径化、分散性の向上により発熱を抑え、耐摩耗性を維持して夏期の走行性能を向上することができ、さらに植物性粒状体の併用による引っ掻き効果によってアイス性能を大幅に向上することができる。 According to the rubber composition for a tire tread of the present invention, carbon black having a colloidal characteristic in which the particle diameter is larger and the structure is developed and the particle diameter and the structure are balanced, that is, N 2 SA and DBP oil absorption amount. By blending carbon black with a sum of 190 to 250, it has excellent affinity with rubber, increases the modulus at the time of large deformation of the rubber composition, improves viscoelastic properties at low temperature, and storage elasticity at low temperature Suppressing the rate (E ') rise, maintaining rubber elasticity in the low temperature range (around 0 to -10 ° C), and securing the contact area at the time of minute deformation on the icy and snowy road surface, braking and driving performance on the icy and snowy road surface , Improve driving stability (hereinafter referred to as ice performance), increase the particle size of carbon black, improve dispersibility, suppress heat generation, maintain wear resistance and improve summer driving performance It is possible, can be further significantly improved ice performance by scratching effect by the combined use of plant granulate.

本発明においては、前記ゴム成分が、天然ゴム及び/又はポリイソプレンゴムの100〜50重量部と、ブタジエンゴムの0〜50重量部とからなることが好ましく、さらには前記ブタジエンゴムが、シス−1,4結合含有量が95%以上であることがより好ましく、ゴム組成物の低温特性を向上し、さらにハイシス化は発熱を小さくし耐摩耗性を向上させるものとなる。   In the present invention, the rubber component is preferably composed of 100 to 50 parts by weight of natural rubber and / or polyisoprene rubber and 0 to 50 parts by weight of butadiene rubber. Further, the butadiene rubber is cis- The 1,4 bond content is more preferably 95% or more, which improves the low-temperature characteristics of the rubber composition. Further, the formation of a high cis reduces heat generation and improves wear resistance.

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、前記植物性粒状体の粒子径が30〜400μm、好ましくは100〜200μmであり、ゴム接着性改良剤で表面処理が施された粒子径が100〜400μm、好ましくは200〜300μmである植物性粒状体を含むことが好ましく、引っ掻き効果によるアイス性能を大幅に向上するとともに、走行中の粒状体の脱落を防止してその効果を長期間継続することができる。   The rubber composition for a tire tread of the present invention has a particle size of 30 to 400 μm, preferably 100 to 200 μm, and a particle size of 100 to 400 μm that is surface-treated with a rubber adhesion improver. In addition, it is preferable to include plant granules that are preferably 200 to 300 μm, greatly improving the ice performance due to the scratching effect, and preventing the granules from falling off during running and continuing the effect for a long period of time. it can.

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物によれば、粒子径とストラクチャーとのバランスがとれたコロイダル特性を有するカーボンブラックと植物性粒状体とを併用することで、スタッドレスタイヤのアイス性能と夏期の走行性能とを両立させることができ、特に夏期に履きつぶし使用される大型スタッドレスタイヤのトレッドゴムとして好適に用いることができる。   According to the rubber composition for a tire tread of the present invention, the ice performance of the studless tire and the running in summer can be achieved by using together the carbon black having colloidal characteristics in which the particle size and the structure are balanced and the plant granular material. It is possible to achieve both performance and it can be suitably used as a tread rubber for a large studless tire that is worn and used particularly in summer.

以下に本発明の実施の形態を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、ジエン系ゴムからなるゴム成分100重量部に対して、NSAとDBP吸油量が特定の範囲にあり、かつNSAとDBP吸油量との和が所定の範囲にあるコロイダル特性のバランスのとれたカーボンブラックを配合することで、アイス性能と夏期の走行性能を向上し、さらに植物性粒状体の配合によってアイス性能を大幅に向上するものである。 The rubber composition for a tire tread of the present invention has N 2 SA and DBP oil absorption in a specific range with respect to 100 parts by weight of a rubber component composed of a diene rubber, and is the sum of N 2 SA and DBP oil absorption. By adding carbon black with well-balanced colloidal characteristics within the specified range, ice performance and summer driving performance will be improved, and the ice performance will be greatly improved by blending plant granules. .

本発明に用いられるゴム成分としては、天然ゴムとジエン系合成ゴムが使用され、天然ゴム及び/又はポリイソプレンゴムの単独、或いは天然ゴム及び/又はポリイソプレンゴムとその他のジエン系ゴムとのブレンドを使用することができる。他のゴムとしては溶液又は乳化重合のブタジエンゴム(BR)、溶液又は乳化重合による各種のスチレンブタジエンゴム(SBR)が挙げられ、ブレンド成分としてはこれらの2種以上を使用してもよい。   As the rubber component used in the present invention, natural rubber and diene synthetic rubber are used, and natural rubber and / or polyisoprene rubber alone or blends of natural rubber and / or polyisoprene rubber with other diene rubbers are used. Can be used. Other rubbers include butadiene rubber (BR) of solution or emulsion polymerization, and various styrene butadiene rubbers (SBR) by solution or emulsion polymerization, and two or more of these may be used as a blend component.

中でも、ゴム成分は、天然ゴム及び/又はポリイソプレンゴムの100〜50重量部、ブタジエンゴムの0〜50重量部とからなることが好ましく、より好ましくは、天然ゴム及び/又はポリイソプレンゴムが90〜50重量部で、ブタジエンゴムが10〜50重量部である。   Among them, the rubber component is preferably composed of 100 to 50 parts by weight of natural rubber and / or polyisoprene rubber and 0 to 50 parts by weight of butadiene rubber, more preferably 90% of natural rubber and / or polyisoprene rubber. -50 parts by weight and butadiene rubber is 10-50 parts by weight.

上記ブタジエンゴムとしては、シス−1,4結合含有量が95%以上のハイシスブタジエンゴムであることが好ましく、ゴム組成物の低温特性を向上し、発熱を小さくし耐摩耗性を向上させる。ここで、シス−1,4結合含有量は、赤外吸収スペクトル法により測定されるものである。   The butadiene rubber is preferably a high cis butadiene rubber having a cis-1,4 bond content of 95% or more, which improves the low temperature characteristics of the rubber composition, reduces heat generation, and improves wear resistance. Here, the cis-1,4 bond content is measured by an infrared absorption spectrum method.

本発明に使用されるカーボンブラックは、NSAが80〜130m/gであり、DBP吸油量が110ml/100g以上であり、かつNSAとDBP吸油量との和が190〜250であって、その配合量はゴム成分100重量部に対して40〜60重量部である。 The carbon black used in the present invention has N 2 SA of 80 to 130 m 2 / g, DBP oil absorption of 110 ml / 100 g or more, and the sum of N 2 SA and DBP oil absorption of 190 to 250. And the compounding quantity is 40-60 weight part with respect to 100 weight part of rubber components.

カーボンブラックのNSAが80m/g未満にあると、粒子径が大きくなりすぎモジュラスや強度が低下するとともに耐摩耗性の確保が困難となり、130m/gを超えるとゴム中への分散性を悪化させ粘弾特性が改善されず、発熱が高くなるとともに配合ゴムの加工性に悪影響を及ぼし好ましくない。ここで、NSAはASTM D3037に準拠し測定されるものである。 If the N 2 SA of the carbon black is less than 80 m 2 / g, the particle size becomes too large, the modulus and strength decrease, and it becomes difficult to ensure wear resistance, and if it exceeds 130 m 2 / g, the dispersion in the rubber The viscoelastic properties are not improved, the viscoelasticity is not improved, the heat generation is increased, and the processability of the compounded rubber is adversely affected. Here, N 2 SA is measured in accordance with ASTM D3037.

また、このカーボンブラックは、NSAが上記範囲であり、カーボンブラックのストラクチャーを示すDBP吸油量が110ml/100gにあるものが用いられる。これにより、カーボンブラック粒子の凝集形態を改善してゴム分子との親和性を向上しゴム組成物のモジュラスを向上し、さらに低温での貯蔵弾性率(E’)の上昇を抑えてゴム弾性を維持して氷雪路面での微小変形時の接地面積を確保することができる。従って、DBP吸油量は120ml/100g以上にあるものが大変形時のモジュラス(300%モジュラス)と低温での粘弾特性を改善する点で好ましく、さらには130ml/100g以上にあるものが好ましい。 Further, the carbon black having N 2 SA in the above range and having a DBP oil absorption of 110 ml / 100 g indicating the structure of carbon black is used. This improves the agglomeration form of the carbon black particles, improves the affinity with the rubber molecules, improves the modulus of the rubber composition, and further suppresses the increase in storage elastic modulus (E ′) at low temperatures, thereby improving the rubber elasticity. It is possible to maintain the ground contact area at the time of minute deformation on the icy and snowy road surface. Accordingly, the DBP oil absorption amount is preferably 120 ml / 100 g or more from the viewpoint of improving the modulus at the time of large deformation (300% modulus) and the viscoelastic properties at low temperature, and more preferably 130 ml / 100 g or more.

上記DBP吸油量が110ml/100g未満であると、ストラクチャーの発達に乏しくカーボン粒子の結合形態、すなわち粒子のつながりが単純な直鎖状となり、また連鎖する粒子数が少なくゴム分子と結合する粒子間の空隙容積が不足しゴムとの親和性に欠け、粘弾特性や耐摩耗性の向上が十分でなく、発熱性も悪化する。DBP吸油量の上限は特に限定されないが、高くなりすぎるとストラクチャーが発達しすぎて塊状の凝集体を構成しやすくなり、粘度が上昇し加工性、伸び特性が低下傾向を示すようになるので、その上限は150ml/100g程度である。なお、DBP吸油量はJIS K6221に準拠し測定されるものである。   When the DBP oil absorption is less than 110 ml / 100 g, the structure development is poor and the carbon particles are bonded together, that is, the particles are connected in a straight chain, and the number of particles linked to each other is small between the particles bonded to rubber molecules. The void volume is insufficient, the affinity with rubber is insufficient, the viscoelastic properties and wear resistance are not sufficiently improved, and the heat generation is also deteriorated. The upper limit of the DBP oil absorption amount is not particularly limited, but if it becomes too high, the structure develops too much and it is easy to form a massive aggregate, the viscosity increases, and the workability and elongation characteristics tend to decrease, The upper limit is about 150 ml / 100 g. The DBP oil absorption is measured according to JIS K6221.

本発明においては、上記NSAとDBP吸油量とが上記範囲であるとともに、NSAとDBP吸油量との和が190〜250の範囲にあることが必要で、これによりカーボンブラックの粒子径とストラクチャーとのコロイダル特性がバランスよく作用して、ゴム組成物のゴム物性や粘弾特性、発熱性、耐摩耗性等の諸性能を両立させることができ、スタッドレスタイのアイス性能と夏期の走行性能を満足するものとなる。 In the present invention, the N 2 SA and the DBP oil absorption amount are in the above range, and the sum of the N 2 SA and the DBP oil absorption amount needs to be in the range of 190 to 250. The colloidal properties of the diameter and the structure work in a balanced manner, making it possible to balance various properties such as rubber physical properties, viscoelastic properties, heat generation properties, and wear resistance of the rubber composition. Satisfies driving performance.

上記の和が190未満であると、カーボンブラックの大粒径化とハイストラクチャー化との両者の作用を引き出すことができず本発明の目的が達成されず、またその和が250を超えると両者のバランスが保たれず、すなわちNSAが大きくなりすぎると粘弾特性と発熱性が悪化し、DBP吸油量が大きくなりすぎるとゴム物性が低下し加工性、補強性の確保が困難になる。 If the above sum is less than 190, the effects of both the large particle size and the high structure of carbon black cannot be brought out, and the object of the present invention is not achieved. Is not maintained, that is, if N 2 SA becomes too large, viscoelastic properties and heat build-up will deteriorate, and if the DBP oil absorption becomes too large, rubber properties will deteriorate and it will be difficult to ensure processability and reinforcement. .

これらのカーボンブラックのコロイダル特性の調整は、例えば、炉頭部に空気供給口と炉軸方向に装着された燃焼バーナーを備える燃焼室と、この燃焼室と同軸に連設された原料油噴射ノズルを有する多段の径小の反応室及び径大の反応室とにより構成されるオイルファーネス炉を用いて、原料油の導入条件、空気導入条件、燃料油導入条件、冷却条件を調整することにより行うことができる。   The adjustment of the colloidal characteristics of these carbon blacks includes, for example, a combustion chamber having an air supply port at the furnace head and a combustion burner mounted in the furnace axial direction, and a raw material oil injection nozzle provided coaxially with the combustion chamber. This is performed by adjusting feedstock introduction conditions, air introduction conditions, fuel oil introduction conditions, and cooling conditions using an oil furnace furnace composed of a multistage small reaction chamber and a large reaction chamber. be able to.

上記カーボンブラックの配合量は、ゴム成分100重量部に対して40〜60重量部であり、40重量部未満であるとゴム強度、モジュラスが低下し耐摩耗性や耐疲労性が悪化し、60重量部を超えると発熱が高くなる。   The compounding amount of the carbon black is 40 to 60 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component, and if it is less than 40 parts by weight, the rubber strength and modulus are lowered, and the wear resistance and fatigue resistance are deteriorated. Exceeding parts by weight increases heat generation.

また、本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、植物性粒状体が1〜30重量部配合され、上記特定のカーボンブラックの効果に加えて、植物性粒状体の引っ掻き効果によりスタッドレスタイヤのアイス性能を著しく向上することができる。   Moreover, the rubber composition for tire treads of the present invention contains 1 to 30 parts by weight of plant granules, and in addition to the effect of the specific carbon black, the ice performance of the studless tire due to the scratch effect of the plant granules. Can be remarkably improved.

本発明に用いられる植物性粒状体は、氷の硬さより硬い、モース硬度が2以上である胡桃、椿等の種子の殻または桃、梅等の果実の核を公知の方法で粉砕して粒状体にしたものが使用される。   The plant granule used in the present invention is granulated by pulverizing the seed shells such as walnuts and persimmons having a Mohs hardness of 2 or more or the cores of fruits such as peaches and plums by a known method. The body is used.

これらの粒状体を配合したゴム組成物は、粒状体がトレッド表面から突出して氷上路面にできた気泡の微細穴に引っ掛かってトレッドゴムが滑るのが防止される、いわゆる引っ掛き効果の発現によるものである。   The rubber composition blended with these granular materials prevents the sliding of the tread rubber by preventing the particles from protruding from the tread surface and being caught in the fine holes of the bubbles formed on the road surface on ice. Is.

本発明のゴム組成物に用いる植物性粒状体の粒子径は30〜400μmであり、好ましく100〜200μmである。粒子径が30μm未満であると、引っ掻き効果が小さくなり、400μmを超えると氷に含まれる気泡の径より大きいために気泡を破壊する作用が小さくなり、また走行中に脱落したり、粒状体の周囲で歪みが過大になってクラックが発生しやすくなる。   The particle size of the vegetable granule used for the rubber composition of the present invention is 30 to 400 μm, preferably 100 to 200 μm. When the particle diameter is less than 30 μm, the scratching effect is reduced, and when it exceeds 400 μm, the action of destroying the bubbles is reduced because it is larger than the diameter of the bubbles contained in the ice. Cracks are likely to occur due to excessive distortion in the surroundings.

また、粒子径の大きい粒状体は、ゴムマトリックス中で応力が作用したときの歪みを大きく受け脱落しやすいことから、粒子径が100μmより大きいものはゴムとの接着性を改良するゴム接着性改良剤で表面処理されることが好まし空気入りラジアルタイヤ、表面処理後の粒子径は100〜400μm、好ましくは200〜300μmである。   In addition, since granules with a large particle size are subject to large strains when stress is applied in the rubber matrix, they easily fall off, and those with a particle size larger than 100 μm improve the adhesion to rubber. It is preferable that the surface treatment with an agent is a pneumatic radial tire, and the particle diameter after the surface treatment is 100 to 400 μm, preferably 200 to 300 μm.

このゴム接着性改良剤としては、例えば、レゾルシン・ホルマリン樹脂初期縮合物とラテックスとの混合物が挙げられる。また、レゾルシン・ホルマリン樹脂初期縮合物とラテックスの混合物に公知のイソシアネート化合物、エポキシ化合物、メラミン樹脂初期縮合物を添加することもできる。上記の混合物の植物性粒状体への付着率は、1〜5重量%であり、固形分濃度が5〜25重量%に調整された混合物中に植物性粒状体を浸漬するか、または植物性粒状体に混合物を吹き付けて乾燥することでゴム接着性改良表面処理が施された植物性粒状体が得られる。表面処理された植物性粒状体は粒径が大きくなるので、公知の方法で再粉砕し、篩い分けし所望の粒径範囲を持つ植物性粒状体に調整される。   Examples of the rubber adhesion improver include a mixture of a resorcin / formalin resin initial condensate and latex. In addition, known isocyanate compounds, epoxy compounds, and melamine resin initial condensates may be added to a mixture of resorcin / formalin resin initial condensate and latex. The adhesion rate of the above mixture to the plant granules is 1 to 5% by weight, and the plant granules are immersed in the mixture adjusted to a solid content concentration of 5 to 25% by weight or plant. By spraying the mixture onto the granulate and drying, a plant granule that has been subjected to a surface treatment with improved rubber adhesion is obtained. Since the surface-treated plant granules have a large particle size, they are re-ground by a known method, sieved, and adjusted to plant granules having a desired particle size range.

植物性粒状体の配合量は、ゴム100重量部に対して1〜30部が好適である。配合量が1部より少ない場合は、氷上路面おけるアイス性能が劣り、30部より多くなると耐摩耗性が極端に低下し夏期走行での耐久性が著しく低下してしまう。   The blending amount of the vegetable granule is preferably 1 to 30 parts with respect to 100 parts by weight of rubber. When the blending amount is less than 1 part, the ice performance on the road surface on ice is inferior, and when it exceeds 30 parts, the wear resistance is extremely lowered and the durability in the summer driving is remarkably lowered.

そして、本発明では、上記植物性粒状体の配合量の範囲で、ゴム接着性改良の表面処理が施された粒子径が100〜400μmである植物性粒状体の1〜20部と、粒子径が30〜400μmのゴム接着性改良の表面処理が施されていない植物性粒状体の1〜10部を併用することが好ましい。   And in this invention, in the range of the compounding quantity of the said vegetable granule, 1-20 parts of the vegetable granule which is 100-400 micrometers in which the particle diameter by which the surface treatment of rubber adhesive improvement was performed, and particle diameter It is preferable to use together 1 to 10 parts of a vegetable granule which is not subjected to a surface treatment for improving rubber adhesion of 30 to 400 μm.

これにより、タイヤ走行中にゴム接着性改良表面処理が施されていない植物性粒状体がトレッド表面から脱落し、脱落した後に穴が形成され、穴が水を吸収して氷上の薄い水膜を除去して滑りにくくするともにトレッド表面を直接氷に接触させる除水効果を奏し、ゴム接着性改良の表面処理が施された植物性粒状体が奏する引っ掛き効果との相乗効果によりアイス性能をより一層向上することができる。   As a result, plant granules that have not been subjected to a surface treatment with improved rubber adhesion fall off from the tread surface while the tire is running, holes are formed after dropping, and the holes absorb water and form a thin water film on ice. It removes and makes it difficult to slip, and also has the effect of removing water by bringing the tread surface into direct contact with ice, and the ice performance is achieved through a synergistic effect with the hooking effect produced by the plant granule that has been surface-treated to improve rubber adhesion. This can be further improved.

本発明のゴム組成物は、前記したゴム成分に、カーボンブラック、植物性粒状体に加えて、トレッド用ゴム組成物に一般に配合される各種配合剤を任意に配合することができ、その配合量も一般的な量とすることができる。任意に配合する配合剤としては、例えば加硫剤、加硫促進剤、上記以外のカーボンブラック、シリカ、軟化剤、亜鉛華、ステアリン酸、ワックス、老化防止剤、加工助剤等を本発明の目的に反しない範囲で適宜配合することができる。   In the rubber composition of the present invention, in addition to carbon black and plant granules, various compounding agents generally blended in a tread rubber composition can be arbitrarily blended with the rubber component, and the blending amount thereof. Can also be a general amount. Examples of compounding agents to be optionally blended include vulcanizing agents, vulcanization accelerators, carbon blacks other than those described above, silica, softening agents, zinc white, stearic acid, waxes, anti-aging agents, processing aids, etc. It can mix | blend suitably in the range which is not contrary to the objective.

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、通常に用いられるバンバリーミキサーやニーダなどの混合機を用いて混練して作製することができ、トラックやバス、ライトトラックなどの大型スタッドレスタイヤのキャップトレッドとして好適に使用され、常法に従いタイヤを成形加硫することにより、アイス性能と夏期の走行性能とを満足するスタッドレスタイヤが得られる。   The rubber composition for a tire tread of the present invention can be prepared by kneading using a commonly used mixer such as a Banbury mixer or a kneader, and can be used as a cap tread for large studless tires such as trucks, buses, and light trucks. A studless tire that is preferably used and is molded and vulcanized according to a conventional method to satisfy ice performance and summer running performance can be obtained.

以下、本発明に係るタイヤトレッド用ゴム組成物を実施例に基づいて説明する、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the rubber composition for a tire tread according to the present invention will be described based on examples, but the present invention is not limited to these examples.

天然ゴム(RSS3号)60重量部とブタジエンゴム(JSR製、BR01(シス−1,4結合含有量:96%))40重量部とをブレンドしたゴム成分100重量部に、表1に示す配合内容(重量部)にて下記のカーボンブラック(CB−A〜F)と植物性粒状体(クルミ−A、B)と、共通の配合成分として下記の各種配合剤(重量部)を配合し、実施例1〜5及び比較例1〜4のタイヤトレッド用ゴム組成物を密閉式バンバリーミキサーを用いて混練し作製した。   Formulation shown in Table 1 is added to 100 parts by weight of a rubber component obtained by blending 60 parts by weight of natural rubber (RSS3) and 40 parts by weight of butadiene rubber (manufactured by JSR, BR01 (cis-1,4 bond content: 96%)). In the content (parts by weight), the following carbon blacks (CB-A to F) and plant granules (walnuts A and B) are blended with the following various compounding agents (parts by weight) as common blending components. The rubber compositions for tire treads of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 4 were prepared by kneading using a closed Banbury mixer.

[カーボンブラック(CB−A〜F)]
・CB−A:NSA=142m/g、DBP吸油量=115ml/100g(東海カーボン製、シースト9)
・CB−B:NSA=119m/g、DBP吸油量=114ml/100g(東海カーボン製、シースト6)
・CB−C:NSA=116m/g、DBP吸油量=125ml/100g
・CB−D:NSA=82m/g、DBP吸油量=126ml/100g(東海カーボン製、シースト3H)
・CB−E:NSA=84m/g、DBP吸油量=133ml/100g
・CB−F:NSA=79m/g、DBP吸油量=101ml/100g(東海カーボン製、シースト3)
[Carbon black (CB-AF)]
CB-A: N 2 SA = 142 m 2 / g, DBP oil absorption = 115 ml / 100 g (Tokai Carbon, Seast 9)
CB-B: N 2 SA = 119 m 2 / g, DBP oil absorption = 114 ml / 100 g (Tokai Carbon, Seast 6)
CB-C: N 2 SA = 116 m 2 / g, DBP oil absorption = 125 ml / 100 g
CB-D: N 2 SA = 82 m 2 / g, DBP oil absorption = 126 ml / 100 g (Tokai Carbon, Seast 3H)
CB-E: N 2 SA = 84 m 2 / g, DBP oil absorption = 133 ml / 100 g
CB-F: N 2 SA = 79 m 2 / g, DBP oil absorption = 101 ml / 100 g (Tokai Carbon, Seast 3)

なお、CB−CとEのNSA、DBP吸油量の調整は、上記オイルファーネス炉を用いたカーボンブラックの製造において、原料油の導入条件、空気導入条件、燃料油導入条件、冷却条件を調整することにより行った。 In addition, the N 2 SA and DBP oil absorption amounts of CB-C and E are adjusted by adjusting the feedstock introduction conditions, air introduction conditions, fuel oil introduction conditions, and cooling conditions in the production of carbon black using the oil furnace. This was done by adjusting.

[クルミ−A、B]
・クルミ−A:粒子径100〜200μmの胡桃の殻の粉砕物、表面未処理品
・クルミ−B:粒子径200〜300μmの胡桃の殻の粉砕物、ゴム接着改良剤による表面処理品(レゾルシン・ホルマリン樹脂初期縮合物とラテックスとの混合物(固形分濃度が15重量%)に浸漬し表面処理を行い、乾燥した後粉砕し篩い分けして得たもの)
[Walnut-A, B]
Walnut-A: ground product of walnut shell with a particle size of 100 to 200 μm, surface untreated product Walnut-B: ground product of walnut shell with a particle size of 200 to 300 μm, surface treated product with rubber adhesion improver (resorcin・ A product obtained by immersing in a mixture of formalin resin initial condensate and latex (solid concentration 15% by weight), surface treatment, drying, pulverizing and sieving)

[共通成分及び配合量]
・亜鉛華:3重量部(三井金属鉱業製、亜鉛華1号)
・ステアリン酸:3重量部(日本油脂製、フレークステアリン酸)
・老化防止剤6PPD:1重量部(フレキシス製、サントフレックス13)
・硫黄:2重量部(四国化成製、粉末性オイルサルファー)
・加硫促進剤TBBS:1重量部(三新化学工業製、サンセラーNS)
[Common ingredients and blending amounts]
・ Zinc flower: 3 parts by weight (Mitsui Metal Mining Co., Ltd., Zinc flower No. 1)
・ Stearic acid: 3 parts by weight (manufactured by NOF, flakestearic acid)
Anti-aging agent 6PPD: 1 part by weight (manufactured by Flexis, Santoflex 13)
・ Sulfur: 2 parts by weight (Shikoku Chemicals, powdered oil sulfur)
・ Vulcanization accelerator TBBS: 1 part by weight (manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd., Sunseller NS)

各ゴム組成物について、引張試験によるゴム物性、粘弾特性、発熱性、及び実車試験によるアイス性能を評価した。各評価方法は下記の通りである。   About each rubber composition, the rubber physical property by a tension test, the viscoelastic property, heat build-up, and the ice performance by an actual vehicle test were evaluated. Each evaluation method is as follows.

[ゴム物性]
JIS K6251に準拠して引張試験を行い(3号形ダンベル使用)、300%モジュラス、強度、破断伸びを測定し、比較例1を100とする指数で表に示した。
[Rubber properties]
Tensile tests were performed in accordance with JIS K6251 (using No. 3 dumbbells), 300% modulus, strength, and elongation at break were measured.

[粘弾特性]
東洋精機製スペクトロメーターを用いて、周波数10Hz、初期伸張10%、歪振幅2%で−5℃での貯蔵弾性率(E’)を測定した。比較例1を100とする指数で表に示し、数値が小さいほど良い。
[Viscoelastic properties]
Using a Toyo Seiki spectrometer, the storage elastic modulus (E ′) at −5 ° C. was measured at a frequency of 10 Hz, an initial elongation of 10%, and a strain amplitude of 2%. The comparative example 1 is shown in the table with an index of 100, and the smaller the numerical value, the better.

[発熱性]
JIS K6265に準拠し、フレクソメーターによる発熱温度を測定した。比較例1を100とする指数で表に示し、数値が小さいほど良い。
[Exothermic]
Based on JIS K6265, the exothermic temperature by a flexometer was measured. The comparative example 1 is shown in the table with an index of 100, and the smaller the numerical value, the better.

[アイス性能]
各ゴム組成物をキャップトレッドに適用したサイズ11R22.5の試作タイヤを作製し、トラックの全輪に同一タイヤを装着して乾燥道路で200Kmの馴らし走行を行った後、路面温度−2℃の氷上路面にて速度30Km/hでの走行時に急ブレーキをかけて停止するまでの距離を測定した。停止距離の逆数をアイス性能として、比較例1を100とする指数で表に示し、数値が大きいほど良い。
[Ice performance]
Prototype tires of size 11R22.5 in which each rubber composition was applied to a cap tread were prepared. The same tires were attached to all the wheels of the truck, and after running for 200 km on a dry road, the road surface temperature was -2 ° C. The distance to stop by applying a sudden brake when traveling at a speed of 30 km / h on an ice surface was measured. The reciprocal of the stop distance is set as an ice performance, and the result is shown in the table as an index with Comparative Example 1 being 100. The larger the value, the better.

Figure 2006199832
Figure 2006199832

表1より、従来のSAF級カーボンブラックを配合した比較例1に対して、大粒径かつハイストラクチャー化したCB−Dを配合した比較例2では低発熱ではあるがアイス性能の改善が僅かであり、クルミ−A,Bを配合した比較例3ではアイス性能は向上するが発熱性が悪化する。また、NSAとDBP吸油量の和が120未満のカーボンブラックを用いた比較例4ではクルミによるアイス性能向上の効果はあるが、カーボンブラックによる改良効果が認められない。 From Table 1, compared to Comparative Example 1 containing conventional SAF grade carbon black, Comparative Example 2 containing CB-D having a large particle size and a high structure has low heat generation, but has little improvement in ice performance. In Comparative Example 3 in which walnuts A and B are blended, the ice performance is improved, but the exothermic property is deteriorated. In Comparative Example 4 using carbon black having a sum of N 2 SA and DBP oil absorption of less than 120, there is an effect of improving ice performance by walnuts, but an improvement effect by carbon black is not recognized.

各比較例に対して、本発明に係る各実施例は大粒径かつハイストラクチャー化したカーボンブラックと植物性粒状体(クルミ−A,B)との併用効果が明確に現れ、カーボンブラックにより粘弾特性と発熱性を改善しつつ、カーボンブラックと植物性粒状体との相乗効果によってアイス性能を著しく向上し、スタッドレスタイヤの冬夏性能を満足することができる。なお、各実施例では、強度や伸びが低下するが、クルミ−A,Bを配合した比較例3に遜色するものではなく、スタッドレスタイヤとしての性能を満たすものである。   In contrast to each comparative example, each example according to the present invention clearly shows the combined effect of carbon black having a large particle size and high structure and plant granules (walnuts A and B). While improving the elastic characteristics and heat generation, the ice performance can be remarkably improved by the synergistic effect of carbon black and plant granules, and the winter performance of the studless tire can be satisfied. In each example, although strength and elongation decrease, it is not inferior to Comparative Example 3 in which walnuts A and B are blended, and satisfies the performance as a studless tire.

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、トラックやバスなどの大型タイヤをはじめとする、各種のスタッドレスタイヤのトレッドゴムとして利用することができる。
The rubber composition for a tire tread of the present invention can be used as a tread rubber for various studless tires including large tires such as trucks and buses.

Claims (7)

ジエン系ゴムからなるゴム成分100重量部に対して、
窒素吸着比表面積(NSA)が80〜130m/gであり、ジブチルフタレート(DBP)吸油量が110ml/100g以上であり、かつ前記窒素吸着比表面積(NSA)とジブチルフタレート(DBP)吸油量との和が190〜250であるカーボンブラックを40〜60重量部と、
植物性粒状体を1〜30重量部含有してなる
ことを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物。
For 100 parts by weight of the rubber component made of diene rubber,
The nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) is 80 to 130 m 2 / g, the dibutyl phthalate (DBP) oil absorption is 110 ml / 100 g or more, and the nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) and dibutyl phthalate (DBP) ) 40-60 parts by weight of carbon black having a sum of oil absorption of 190-250,
A rubber composition for a tire tread, comprising 1 to 30 parts by weight of a vegetable granule.
前記ゴム成分が、天然ゴム及び/又はポリイソプレンゴムの100〜50重量部と、ブタジエンゴムの0〜50重量部とからなる
ことを特徴とする請求項1記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
The rubber composition for a tire tread according to claim 1, wherein the rubber component comprises 100 to 50 parts by weight of natural rubber and / or polyisoprene rubber and 0 to 50 parts by weight of butadiene rubber.
前記ブタジエンゴムが、シス−1,4結合含有量が95%以上である
ことを特徴とする請求項2に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
The rubber composition for a tire tread according to claim 2, wherein the butadiene rubber has a cis-1,4 bond content of 95% or more.
前記植物性粒状体の粒子径が30〜400μmである
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
The rubber composition for a tire tread according to any one of claims 1 to 3, wherein a particle diameter of the plant granular material is 30 to 400 µm.
前記植物性粒状体の粒子径が100〜200μmである
ことを特徴とする請求項4に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
The tire tread rubber composition according to claim 4, wherein a particle diameter of the plant granule is 100 to 200 μm.
ゴム接着性改良剤で表面処理が施された粒子径が100〜400μmである植物性粒状体を含む
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
The rubber composition for a tire tread according to any one of claims 1 to 5, comprising a vegetable granule having a particle diameter of 100 to 400 µm that has been surface-treated with a rubber adhesion improver.
前記表面処理が施された植物性粒状体の粒子径が200〜300μmである
ことを特徴とする請求項6に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
The rubber composition for a tire tread according to claim 6, wherein a particle size of the plant granule subjected to the surface treatment is 200 to 300 μm.
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