JP2008208265A - Rubber composition and pneumatic tire using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤに関し、更に詳しくは優れたグリップ性能を発揮する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に関する。 The present invention relates to a rubber composition and a pneumatic tire using the same, and more particularly to a rubber composition for a tire tread that exhibits excellent grip performance and a pneumatic tire using the same.
近年、自動車の性能向上、道路の舗装化及び高速道路網の発達に伴い、高運動性能を備えた空気入りタイヤの要求が強まっている。この特性が高いほど、より高速で正確且つ安全に走行することが可能となる。とりわけ、加速性能やブレーキ性能に代表されるグリップ性能は重要な要求特性である。 In recent years, with the improvement of automobile performance, road paving and the development of highway networks, there is an increasing demand for pneumatic tires with high movement performance. The higher this characteristic, the faster and more accurately and safely it is possible to travel. In particular, grip performance represented by acceleration performance and brake performance is an important required characteristic.
従来、高グリップ性能を得るために、タイヤトレッド用ゴム組成物にガラス転移温度の高いゴムである高スチレン含有率のスチレン・ブタジエン共重合体ゴムを使用する方法があった。しかし、この方法では、走行によるゴム温度の上昇と共にtanδ値が低下するため、タイヤ温度が上昇するとグリップ性能が低下してしまうという不都合があった。 Conventionally, in order to obtain high grip performance, there has been a method of using a styrene-butadiene copolymer rubber having a high styrene content, which is a rubber having a high glass transition temperature, in a tire tread rubber composition. However, this method has a disadvantage that the tan δ value decreases as the rubber temperature increases due to running, so that the grip performance decreases as the tire temperature increases.
そこで、この不都合を解消するために、1,3−ブタジエン、スチレンまたはイソプレン等のモノマーと、ジフェニル−2−メタクリロイロキシエチルホスフェートまたはジフェニル−2−アクリロイロキシエチルホスフェート等のジフェニルホスフェート基を含むメタクリレート化合物またはアクリレート化合物とを共重合して得られる共重合体ゴムを使用する技術(特許文献1)が提案されている。
しかしながら、この方法では、天然ゴムに適用できないばかりでなく、製造条件によってはポリマー、例えば、スチレン・ブタジエン共重合体ゴム、ポリブタジエンゴムの本来有すべき性質を損なう不都合があった。 However, this method is not only applicable to natural rubber, but also has the disadvantage of impairing the inherent properties of polymers such as styrene / butadiene copolymer rubber and polybutadiene rubber depending on the production conditions.
一方、プロセスオイル及びカーボンブラックを高充填した配合系を使用することにより、ゴム組成物のtanδ値を大きくする方法もあるが、この方法では、グリップ性能は向上するものの、破壊特性や耐摩耗性の著しい低下が起きるため、高充填には限界があり、要求レベルの高グリップ性能を得難いという不都合があった。 On the other hand, there is also a method to increase the tan δ value of the rubber composition by using a compound system that is highly filled with process oil and carbon black, but this method improves the grip performance, but it also has fracture characteristics and wear resistance. Therefore, there is a limit to high filling, and it is difficult to obtain a required level of high grip performance.
更に、ある種の樹脂を添加することによりゴム−路面間の凝着を高めてグリップ性能を向上する方法もあるが、一般的にグリップ性能が高い樹脂ほど、製造工程中に存在する金属ミキサー及び金属ロールとの密着性が高くなり、工場作業性を阻害する傾向となる。従って、樹脂を改良することによってグリップ性能向上を図る方法も難しいのが実情であった。また、テルペンフェノール樹脂単独配合では低温時の作動性はよくなるがグリップ性能は向上しない不都合があった。 Furthermore, there is a method for improving the grip performance by adding a certain kind of resin to improve adhesion between the rubber and the road surface. Generally, a resin having a higher grip performance has a metal mixer existing in the manufacturing process and Adhesiveness with a metal roll becomes high and tends to inhibit factory workability. Therefore, it is actually difficult to improve the grip performance by improving the resin. In addition, the terpene phenol resin alone has a disadvantage that the operability at low temperatures is improved but the grip performance is not improved.
そこで本発明の目的は、低温時の作動性及び耐摩耗性を低下させることなく、高いグリップ性能が得られる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にある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a rubber composition capable of obtaining high grip performance without deteriorating operability and wear resistance at low temperatures, and a pneumatic tire using the rubber composition.
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、ゴム組成物にアルキルフェノール樹脂と、テルペン及び/又はテルペンフェノール樹脂とを組み合わせて配合することにより前記目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that the above object can be achieved by combining an alkylphenol resin and a terpene and / or a terpene phenol resin in a rubber composition. The present invention has been completed.
すなわち、本発明のゴム組成物は、スチレン・ブタジエン共重合体ゴムを40質量部以上含むゴム成分に対して、アルキルフェノール樹脂から選ばれる1種以上の樹脂(A)と、テルペン樹脂及びテルペンフェノール樹脂から選ばれる1種以上の樹脂(B)とが配合されてなることを特徴とするものである。 That is, the rubber composition of the present invention comprises at least one resin (A) selected from alkylphenol resins, a terpene resin and a terpene phenol resin with respect to a rubber component containing 40 parts by mass or more of styrene / butadiene copolymer rubber. One or more resins (B) selected from the above are blended.
本発明のゴム組成物においては、前記樹脂(A)と前記樹脂(B)とが10:1〜1:10の質量比率で配合されていることが好ましく、また、前記ゴム成分100質量部に対して、前記樹脂(A)と前記樹脂(B)の合計質量部が3〜100質量部であることが好ましい。また、前記スチレン・ブタジエン共重合体ゴムは、20〜70質量%のスチレンを含有することが好ましく、また、前記アルキルフェノール樹脂のフェノール部位の主構造は、好ましくはp−tert−ブチルフェノール構造である。さらに、前記樹脂(B)が少なくとも前記テルペンフェノール樹脂を含み、該テルペンフェノール樹脂のOH価は、好ましくは170以下であり、また、前記アルキルフェノール樹脂の軟化点は、好ましくは120℃以上である。 In the rubber composition of this invention, it is preferable that the said resin (A) and the said resin (B) are mix | blended by the mass ratio of 10: 1 to 1:10, and it is 100 mass parts of said rubber components. On the other hand, it is preferable that the total mass part of the said resin (A) and the said resin (B) is 3-100 mass parts. The styrene / butadiene copolymer rubber preferably contains 20 to 70% by mass of styrene, and the main structure of the phenol moiety of the alkylphenol resin is preferably a p-tert-butylphenol structure. Furthermore, the resin (B) contains at least the terpene phenol resin, and the OH value of the terpene phenol resin is preferably 170 or less, and the softening point of the alkylphenol resin is preferably 120 ° C. or more.
本発明の空気入りタイヤは、前記ゴム組成物をトレッド部材に用いたことを特徴とするものである。 The pneumatic tire of the present invention is characterized by using the rubber composition as a tread member.
本発明によると、低温時の作動性及び耐摩耗性を低下させることなく、高いグリップ性能をこれまでになく大幅に高めることができるゴム組成物及びそれを用い空気入りタイヤを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a rubber composition and a pneumatic tire using the rubber composition capable of significantly improving high grip performance without deteriorating operability and wear resistance at low temperatures. .
以下に本発明の実施の形態について具体的に説明する。
本発明のゴム組成物は、ゴム成分としては、スチレン・ブタジエン共重合体ゴムを40質量部以上含み、それ以外のゴム分では天然ゴム及び合成ゴムを単独使用でも併用でもよく、合成ゴムとしては、合成ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、スチレン・ブタジエン共重合体ゴム、ハロゲン化ブチルゴム、EPDMゴム等が挙げられる。ゴム組成物は、ゴム成分であるスチレン・ブタジエン共重合体ゴムが40質量部より少ないと、本発明の所望の効果を得ることができず、好ましくない。また、このスチレン・ブタジエン共重合体ゴムは、所望の効果を得る上で20〜70質量%のスチレンを含有することが好ましい。
Embodiments of the present invention will be specifically described below.
The rubber composition of the present invention contains 40 parts by mass or more of styrene / butadiene copolymer rubber as a rubber component, and other rubber components may be used alone or in combination with natural rubber and synthetic rubber. Synthetic polyisoprene rubber, polybutadiene rubber, styrene / butadiene copolymer rubber, halogenated butyl rubber, EPDM rubber and the like. If the rubber composition contains less than 40 parts by mass of styrene / butadiene copolymer rubber, which is a rubber component, the desired effects of the present invention cannot be obtained, which is not preferable. The styrene / butadiene copolymer rubber preferably contains 20 to 70% by mass of styrene in order to obtain a desired effect.
本発明のゴム組成物においては、アルキルフェノール樹脂から選ばれる1種以上の樹脂(A)と、テルペン樹脂及びテルペンフェノール樹脂から選ばれる1種以上の樹脂(B)とを配合することが必要である。樹脂(A)と樹脂(B)を配合することが必須であり、どちらか片方の場合には、本発明の目的とする所望の効果を得ることができない。 In the rubber composition of this invention, it is necessary to mix | blend 1 or more types of resin (A) chosen from alkylphenol resin, and 1 or more types of resin (B) chosen from terpene resin and terpene phenol resin. . It is essential to mix the resin (A) and the resin (B), and in either case, the desired effect of the present invention cannot be obtained.
また、本発明のゴム組成物において、樹脂(A)と樹脂(B)との質量比率は、好ましくは10:1〜1:10である。この配合比率が10:1〜1:10を外れると、本発明の目的とする所望の効果を十分に得ることができない。 In the rubber composition of the present invention, the mass ratio of the resin (A) to the resin (B) is preferably 10: 1 to 1:10. If this mixing ratio is out of 10: 1 to 1:10, the desired effect of the present invention cannot be sufficiently obtained.
さらに、本発明のゴム組成物において、樹脂(A)と、樹脂(B)の合計量は、ゴム成分100質量部に対して、3〜100質量部とすることが好ましい。より好ましくは3〜90質量部、更により好ましくは3〜80質量部とする。この合計量が3質量部未満では本発明の目的とする所望の効果を十分に得ることができず、一方、100質量部を超えると、目的の性能が十分に得られなくなると同時に加硫後の諸物性に悪影響を及ぼすおそれがあるため、好ましくない。 Furthermore, in the rubber composition of the present invention, the total amount of the resin (A) and the resin (B) is preferably 3 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. More preferably, it is 3-90 mass parts, More preferably, it is 3-80 mass parts. If the total amount is less than 3 parts by mass, the desired effect of the present invention cannot be sufficiently obtained. On the other hand, if it exceeds 100 parts by mass, the desired performance cannot be obtained sufficiently and at the same time after vulcanization. This is not preferable because it may adversely affect various physical properties.
本発明において使用するアルキルフェノール樹脂から選ばれる1種以上の樹脂(A)は、原料モノマーがtert−ブチルフェノール又はtert−オクチルフェノールであることが望ましく、p−tert−ブチルフェノール・ホルムアルデヒド樹脂及びp−tert−ブチルフェノール・アセトアルデヒド樹脂がより好ましい。更に、本発明の所望の効果を得る上でアルキルフェノール樹脂の軟化点は120℃以上が好ましく、120〜160℃がより好ましい。アルキルフェノール樹脂は、1種単独で使用しても、あるいは2種以上を併用してもよい。 The one or more resins (A) selected from the alkylphenol resins used in the present invention preferably have a raw material monomer of tert-butylphenol or tert-octylphenol, and include p-tert-butylphenol-formaldehyde resin and p-tert-butylphenol. -Acetaldehyde resin is more preferable. Furthermore, in order to obtain the desired effect of the present invention, the softening point of the alkylphenol resin is preferably 120 ° C. or higher, more preferably 120 to 160 ° C. An alkylphenol resin may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.
本発明において使用するテルペン樹脂及びテルペンフェノール樹脂から選ばれる1種以上の樹脂(B)は、原料のテルペンがαピネン、βピネン、ジペンテン、リモネンであればいずれのものでもよい。テルペンフェノール樹脂のOH価は、本発明の所望の効果を得る上で170以下が好ましい。テルペン樹脂またはテルペンフェノール樹脂は、1種単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。 One or more resins (B) selected from terpene resins and terpene phenol resins used in the present invention may be any as long as the starting terpene is α-pinene, β-pinene, dipentene, or limonene. The OH value of the terpene phenol resin is preferably 170 or less in order to obtain the desired effect of the present invention. A terpene resin or terpene phenol resin may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.
また、本発明のゴム組成物においては、補充性充填剤として、カーボンブラック、シリカ、アルミナ、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、酸化チタンなどを単独使用もしくは2種以上を組み合わせて使用することができ、好ましくはカーボンブラックが用いられる。 In the rubber composition of the present invention, carbon black, silica, alumina, aluminum hydroxide, calcium carbonate, titanium oxide and the like can be used alone or in combination of two or more as a replenishing filler. Preferably carbon black is used.
なお、本発明においては、上述の原料ゴム、補充性充填剤、樹脂の他に、ゴム工業界で通常使用されている配合剤、例えば、軟化剤、老化防止剤、カップリング剤、加硫促進剤、加硫促進助剤及び加硫剤等を必要に応じて通常の配合量の範囲内で配合することができる。 In the present invention, in addition to the above-mentioned raw rubber, refillable filler, and resin, compounding agents that are usually used in the rubber industry, such as softeners, anti-aging agents, coupling agents, and vulcanization accelerator An agent, a vulcanization accelerating aid, a vulcanizing agent, and the like can be blended within the range of ordinary blending amounts as necessary.
また、空気入りタイヤに本発明のゴム組成物をトレッド部材として使用することができる。これにより、低温時の作動性及び耐摩耗性を低下させることなく、高いグリップ性能が得られる。 Moreover, the rubber composition of this invention can be used as a tread member for a pneumatic tire. Thereby, high grip performance can be obtained without deteriorating operability and wear resistance at low temperatures.
次に、本発明を実施例により更に詳しく説明するが、本発明は、この例によって限定されるものではない。
下記の表1〜3に示す配合処方(質量部)に従って、バンバリーミキサーを用いて混練し、タイヤトレッド用ゴム組成物を調製した。得られたゴム組成物を160℃、15分間の条件で加硫し、グリップ性能の評価を行った。なお、タイヤのグリップ性能についての評価は下記方法により行った。得られた評価結果を下記の表1〜3に併記する。
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention in more detail, this invention is not limited by this example.
A rubber composition for a tire tread was prepared by kneading using a Banbury mixer according to the formulation (parts by mass) shown in Tables 1 to 3 below. The obtained rubber composition was vulcanized at 160 ° C. for 15 minutes, and the grip performance was evaluated. The tire grip performance was evaluated by the following method. The obtained evaluation results are shown in Tables 1 to 3 below.
(ヒステリシス特性)
各ゴム組成物を加硫して得られた加硫ゴムに対して、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%の条件下で50℃におけるtanδを測定し、比較例1のゴム組成物のtanδを100として指数表示した。指数値が大きいほどtanδが大きく、グリップ性能に優れることを示す。
(Hysteresis characteristics)
For vulcanized rubber obtained by vulcanizing each rubber composition, tan δ at 50 ° C. was measured under a dynamic strain of 1% using a rheometrics viscoelasticity measuring tester, and compared. The rubber composition of Example 1 was expressed as an index with tan δ of 100. The larger the index value, the larger the tan δ, indicating that the grip performance is excellent.
(ドライスキッド性)
スキッドテスター(スタンレー・ロンドン社製)により乾いた路面上で評価し、比較例1を100とした数値で示した。この値が大きいほど良好である。
(Dry skid property)
The evaluation was made on a dry road surface by a skid tester (manufactured by Stanley London Co.), and a numerical value with Comparative Example 1 as 100 was shown. The larger this value, the better.
(グリップ性)
ゴム組成物のグリップ性はドライスキッドテスターを用いて乾いた路面を再現して評価した。また、タイヤのグリップ性は、上記のゴム組成物をトレッドとして用いたタイヤサイズ:225/40R18のタイヤを作製して評価した。乗用車に上記のタイヤを4本装着してドライアスファルト路面のテストコースを走行して評価を行い、グリップ性能についてテストドラーバーが7段階で評価した。
7段階 7:非常に良い、6:良い、5:やや良い、4:普通、3:やや悪い、2:悪い、1:非常に悪い、−:未評価
(Grip property)
The grip properties of the rubber composition were evaluated by reproducing a dry road surface using a dry skid tester. In addition, the grip performance of the tire was evaluated by producing a tire having a tire size of 225 / 40R18 using the rubber composition as a tread. Four tires described above were mounted on a passenger car and run on a dry asphalt road test course for evaluation. The grip performance was evaluated by a test driver in seven stages.
7 stages 7: Very good, 6: Good, 5: Somewhat good, 4: Normal, 3: Somewhat bad, 2: Bad, 1: Very bad,-: Not rated
*2 カーボンブラック(CTAB吸着法による外部表面積148m2/g、24M4DBP吸油量102mL/100g)
*3 コレシン(BASF社製)
*4 Durez32333(Durez社製、p−tertブチルフェノール・ホルムアルデヒド樹脂、軟化点130℃)
*5 テルペンフェノール樹脂YSポリスターS145(ヤスハラケミカル株式会社製、軟化点145℃、OH価120)
*6 テルペンフェノール樹脂YSポリスターT145(ヤスハラケミカル株式会社製、軟化点145℃、OH価70)
*7 テルペンフェノール樹脂YSポリスターT160(ヤスハラケミカル株式会社製、軟化点160℃、OH価70)
*8 テルペンフェノール樹脂YSポリスターT100(ヤスハラケミカル株式会社製、軟化点100℃、OH価70)
*9 テルペンフェノール樹脂マイティエースK125(ヤスハラケミカル株式会社製、軟化点125℃、OH価210)
*10 テルペン樹脂クリアロンP150(ヤスハラケミカル株式会社製、軟化点150℃、OH価0)
*11 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
*12 N−t−ブチル−2−ベンゾチアジル−スルフェンアミド
*13 テトラキス−2−エチルヘキシルチウラムジスルフィド
* 2 Carbon black (external surface area by CTAB adsorption method: 148m 2 / g, 24M4DBP oil absorption: 102mL / 100g)
* 3 Colesin (BASF)
* 4 Durez32333 (Durez, p-tertbutylphenol / formaldehyde resin, softening point 130 ° C.)
* 5 Terpene phenol resin YS Polyster S145 (manufactured by Yashara Chemical Co., Ltd., softening point 145 ° C., OH value 120)
* 6 Terpene phenol resin YS Polystar T145 (manufactured by Yashara Chemical Co., Ltd., softening point 145 ° C., OH value 70)
* 7 Terpene phenol resin YS Polystar T160 (Yasuhara Chemical Co., Ltd., softening point 160 ° C., OH value 70)
* 8 Terpene phenol resin YS Polystar T100 (Yasuhara Chemical Co., Ltd., softening point 100 ° C., OH value 70)
* 9 Terpene phenol resin Mighty Ace K125 (Yasuhara Chemical Co., Ltd., softening point 125 ° C, OH value 210)
* 10 Terpene resin Clearon P150 (Yasuhara Chemical Co., Ltd., softening point 150 ° C, OH value 0)
* 11 N-1,3-dimethyl-butyl-N'-phenyl-p-phenylenediamine * 12 Nt-butyl-2-benzothiazyl-sulfenamide * 13 tetrakis-2-ethylhexylthiuram disulfide
比較例1〜8は、フェノール樹脂、テルペン樹脂又はテルペンフェノール樹脂をそれぞれ単独で配合した結果を示し、また、実施例1〜14は、フェノール樹脂と、テルペン樹脂又はテルペンフェノール樹脂とを混合して配合した結果を示す。表1〜3から明らかなように、実施例1〜14はいずれも50℃のtanδが高く、ドライスキッド性も良好であった。また、実施例1〜14は車両評価結果も良好であり、特に実施例4、5及び9〜11では良い結果が得られた。 Comparative Examples 1-8 show the result of blending each of a phenol resin, a terpene resin or a terpene phenol resin alone, and Examples 1-14 are a mixture of a phenol resin and a terpene resin or a terpene phenol resin. The result of blending is shown. As is clear from Tables 1 to 3, Examples 1 to 14 all had high tan δ at 50 ° C. and good dry skid properties. In addition, Examples 1 to 14 have good vehicle evaluation results, and in Examples 4, 5 and 9 to 11, good results were obtained.
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