JP2008297493A

JP2008297493A - Rubber composition for tire

Info

Publication number: JP2008297493A
Application number: JP2007147004A
Authority: JP
Inventors: Mikihiro Goto; 幹裕後藤; Naoya Amino; 直也網野
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2007-06-01
Filing date: 2007-06-01
Publication date: 2008-12-11

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rubber composition for tires enhanced in grip performance with low fuel consumption. <P>SOLUTION: The rubber composition for tires is prepared by blending 100 pts.wt. diene-based rubber consisting of 10-50 pts.wt. terminal-modified SBR and 50-90 pts.wt. diene-based rubber having <-35°C Tg with 25-70 pts.wt. carbon black having 70-90 m<SP>2</SP>/g nitrogen adsorption specific surface area, 0-50 pts.wt. silica having 95-175 m<SP>2</SP>/g CTAB adsorption specific surface area and ≤180 m<SP>2</SP>/g BET specific surface area, 1-20 pts.wt. polar functional group-having alicyclic petroleum resin and 1-35 pts.wt. aromatic modified terpene resin prepared by polymerizing at least one species terpene selected from α-pinene, β-pinene, dipentene and limonene with an aromatic compound. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、タイヤ用ゴム組成物に関し、更に詳細には、低燃費でかつグリップ性能を高めたタイヤ用ゴム組成物に関する。 The present invention relates to a tire rubber composition, and more particularly to a tire rubber composition having low fuel consumption and improved grip performance.

近年、地球環境の悪化を懸念する風潮から、環境に配慮したタイヤが求められている。環境に配慮したタイヤに必要な性能としては、低燃費であることが最も重要であるが、同時に高いグリップ性能をも満たすことが必要である。しかしながら、これら二つの性能は相反するものであるため、その両立は、一般的に難しいものとされている。 In recent years, environmentally friendly tires have been demanded due to the trend of concern about deterioration of the global environment. Low-fuel consumption is the most important performance required for environmentally friendly tires, but it is also necessary to satisfy high grip performance at the same time. However, since these two performances are contradictory, it is generally considered difficult to achieve both.

従来、タイヤの低燃費性を向上させるために、末端変性ジエン系ゴムを用いることが以下の特許文献１に提案され、また、タイヤのグリップ性能を高めるために、末端変性ＳＢＲ樹脂や変性した石油樹脂などを配合することが以下の特許文献２〜４に提案されている。 Conventionally, in order to improve the fuel efficiency of a tire, use of a terminal-modified diene rubber has been proposed in the following Patent Document 1, and in order to improve the grip performance of the tire, a terminal-modified SBR resin or modified petroleum is used. The following patent documents 2 to 4 propose blending a resin or the like.

特開２００５−３３６３０３号公報JP-A-2005-336303 特開平６−６５４１８号公報JP-A-6-65418 特開２００３−２５３０５１号公報JP 2003-253051 A 特開２００６−１９９９４９号公報JP 2006-199949 A

本発明では、転がり抵抗の低減を図りながら、同時にウェットグリップ性能を向上させたタイヤ用ゴム組成物を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a rubber composition for tires that simultaneously improves wet grip performance while reducing rolling resistance.

本発明によれば、末端変性ＳＢＲ１０〜５０重量部及びＴｇが−３５℃未満のジエン系ゴム５０〜９０重量部からなるジエン系ゴム１００重量部に対して、窒素吸着比表面積が７０〜９０ｍ²／ｇのカーボンブラック２５〜７０重量部、ＣＴＡＢ吸着比表面積が９５〜１７５ｍ²／ｇで、ＢＥＴ比表面積が１８０ｍ²／ｇ以下のシリカ０〜５０重量部、極性官能基を有する脂環族石油樹脂１〜２０重量部、及びα−ピネン、β−ピネン、ジペンテン及びリモネンから選ばれる少なくとも一種のテルペンと芳香族化合物を重合させて得られる芳香族変性テルペン樹脂１〜３５重量部を配合してなるタイヤ用ゴム組成物が提供される。 According to the present invention, the nitrogen adsorption specific surface area is 70 to 90 m ^{2 with} respect to 100 parts by weight of the diene rubber composed of 10 to 50 parts by weight of the terminal-modified SBR and 50 to 90 parts by weight of the diene rubber having a Tg of less than −35 ° C. carbon black 25-70 parts by weight of / g, with CTAB adsorption specific surface area of 95~175m ² / g, alicyclic petroleum having a BET specific surface area is 0-50 parts by weight 180 m ² / g or less of silica, the polar functional group 1 to 20 parts by weight of a resin and 1 to 35 parts by weight of an aromatic modified terpene resin obtained by polymerizing at least one terpene selected from α-pinene, β-pinene, dipentene and limonene and an aromatic compound A tire rubber composition is provided.

本発明では、低燃費性能と高グリップ性能を同時に満たすタイヤのゴム配合について鋭意探求していたところ、この度、前記配合のゴム組成物とすることにより、その実現が図られたものである。 In the present invention, the tire rubber compounding that simultaneously satisfies the low fuel consumption performance and the high grip performance has been eagerly sought, and this is achieved by making the rubber composition of the above compounding.

即ち、本発明によれば、所定の末端変性ＳＢＲ及びＴｇが−３５℃未満のジエン系ゴムからなるジエン系ゴムに対して、所定の窒素吸着比表面積を有するカーボンブラック、所定のＣＴＡＢ吸着比表面積、ＢＥＴ比表面積を有するシリカ、所定の極性官能基を有する脂環族石油樹脂、及び所定の芳香族変性テルペン樹脂をそれぞれ所定量配合してなるタイヤ用ゴム組成物を得ることによって、上記低燃費性と高グリップ性能との両立が図られたタイヤ用ゴム組成物としたものである。 That is, according to the present invention, a carbon black having a predetermined nitrogen adsorption specific surface area, a predetermined CTAB adsorption specific surface area, with respect to a diene rubber composed of a diene rubber having a predetermined terminal-modified SBR and Tg of less than −35 ° C. By obtaining a rubber composition for a tire comprising a predetermined amount of silica having a BET specific surface area, an alicyclic petroleum resin having a predetermined polar functional group, and a predetermined aromatic modified terpene resin, the above fuel efficiency is reduced. This is a tire rubber composition that achieves both high performance and high grip performance.

本発明のタイヤ用ゴム組成物に用いられるジエン系ゴムとしては、Ｔｇが−３５℃未満のジエン系ゴム、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、各種ブタジエンゴム（ＢＲ）、各種スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム、スチレン−イソプレン共重合体ゴム、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重合体ゴム、イソプレン−ブタジエン共重合体ゴムなどが単独で、あるいは二種以上のブレンドゴムとして使われる。これらのジエン系ゴムは、全ゴム成分中５０〜９０重量部、好ましくは５５〜８５重量部の配合量で使用される。 Examples of the diene rubber used in the tire rubber composition of the present invention include a diene rubber having a Tg of less than −35 ° C., such as natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), various butadiene rubbers (BR), and various types. Styrene-butadiene copolymer rubber (SBR), acrylonitrile-butadiene copolymer rubber (NBR), chloroprene rubber, ethylene-propylene-diene copolymer rubber, styrene-isoprene copolymer rubber, styrene-isoprene-butadiene copolymer A combined rubber, an isoprene-butadiene copolymer rubber or the like is used alone or as a blend rubber of two or more kinds. These diene rubbers are used in an amount of 50 to 90 parts by weight, preferably 55 to 85 parts by weight, based on all rubber components.

また、本発明のタイヤ用ゴム組成物の上記ジエン系ゴムに配合して用いられる末端変性ＳＢＲとしては、ＳＢＲの分子末端部分に水酸基、Ｎ−アルキル置換アミノケトン基、又はＮ−アルキル置換アミノチオケトン基を導入した末端変性ＳＢＲが有効に使用される。かかる末端変性ＳＢＲをジエン系ゴムに配合することによって、カーボンブラックやシリカの分散性が良好となり、ゴム組成物のウェットグリップ性能が向上する。当該末端変性ＳＢＲは、全ゴム成分中１０〜５０重量部、好ましくは１５〜４５重量部の配合量で使用される。この配合量が１０重量部未満では、所望のウェットグリップ性能が得られないので好ましくなく、逆に５０重量部を超えると、転がり抵抗を増大させることになるので好ましくない。 The terminal-modified SBR used by blending with the diene rubber of the tire rubber composition of the present invention includes a hydroxyl group, an N-alkyl-substituted aminoketone group, or an N-alkyl-substituted aminothioketone at the molecular terminal portion of the SBR. A terminal-modified SBR having a group introduced therein is effectively used. By blending such a terminal-modified SBR with a diene rubber, the dispersibility of carbon black and silica is improved, and the wet grip performance of the rubber composition is improved. The terminal-modified SBR is used in an amount of 10 to 50 parts by weight, preferably 15 to 45 parts by weight, based on the total rubber component. If the blending amount is less than 10 parts by weight, the desired wet grip performance cannot be obtained. On the contrary, if it exceeds 50 parts by weight, the rolling resistance is increased, which is not preferable.

本発明のタイヤ用ゴム組成物に使用されるカーボンブラックとしては、ＪＩＳＫ６２１７−２に準じて測定した窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）が７０〜９０ｍ²／ｇであるカーボンブラックが、２５〜７０重量部、好ましくは３０〜６５重量部の配合量で用いられる。Ｎ₂ＳＡがこの範囲にあるカーボンブラックを用いると、本発明のタイヤ用ゴム組成物における転がり抵抗の低減が可能となるので好ましい。この配合量が２５重量部未満であると、ゴムの補強性が不十分となり、逆に７０重量部を超えると、転がり抵抗の悪化をまねくので好ましくない。 The carbon black used in the tire rubber composition of the present invention is a carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area (N ₂ SA) measured according to JIS K6217-2 of 70 to 90 m ² / g of 25 to 25. It is used in an amount of 70 parts by weight, preferably 30 to 65 parts by weight. The use of carbon black having N ₂ SA in this range is preferable because the rolling resistance in the tire rubber composition of the present invention can be reduced. If the blending amount is less than 25 parts by weight, the reinforcing property of the rubber becomes insufficient. Conversely, if it exceeds 70 parts by weight, rolling resistance is deteriorated, which is not preferable.

また、本発明のタイヤ用ゴム組成物に使用されるシリカとしては、ＪＩＳＫ６２１７−３に準じて測定したＣＴＡＢ吸着比表面積が９５〜１７５ｍ²／ｇであり、ＡＳＴＭＤ１９９３−０３に準じて測定したＢＥＴ比表面積が１８０ｍ²／ｇ以下、好ましくは２０〜１７５ｍ²／ｇであるシリカが、０〜５０重量部、好ましくは０〜４５重量部の配合量で用いられる。ＣＴＡＢ吸着比表面積及びＢＥＴ比表面積がこの範囲にあるシリカを用いると、本発明のタイヤ用ゴム組成物における転がり抵抗の低減が可能となるので好ましい。シリカの配合量が５０重量部を超えると、転がり抵抗が増大するため好ましくない。 Moreover, as a silica used for the rubber composition for tires of this invention, the CTAB adsorption | suction specific surface area measured according to JISK6217-3 is 95-175 m < ² > / g, and it measured according to ASTM D1993-03. BET specific surface area of 180 m ² / g or less, preferably silica is 20~175m ² / g is 0 to 50 parts by weight, preferably in an amount of 0 to 45 parts by weight. It is preferable to use silica having a CTAB adsorption specific surface area and a BET specific surface area in this range because rolling resistance in the tire rubber composition of the present invention can be reduced. When the amount of silica exceeds 50 parts by weight, rolling resistance increases, which is not preferable.

本発明のタイヤ用ゴム組成物に配合して用いられる極性官能基を有する脂環族石油樹脂としては、エステル基、水酸基、カルボキシル基のような極性官能基を有する脂環族石油樹脂が有効に使用される。かかる極性官能基を有する脂環族石油樹脂をジエン系ゴムに配合することによって、極性の高いシリカの分散性が一層良好となり、ゴム組成物のウェットグリップ性能が向上する。当該極性官能基を有する脂環族石油樹脂は、１〜２０重量部、好ましくは３〜１５重量部の配合量で使用される。この配合量が１重量部未満では、所望のウェットグリップ性能が得られないので好ましくなく、逆に２０重量部を超えると、転がり抵抗を悪化させることになるので好ましくない。 As the alicyclic petroleum resin having a polar functional group used by blending in the tire rubber composition of the present invention, an alicyclic petroleum resin having a polar functional group such as an ester group, a hydroxyl group or a carboxyl group is effective. used. By blending an alicyclic petroleum resin having such a polar functional group into a diene rubber, the dispersibility of silica with high polarity is further improved, and the wet grip performance of the rubber composition is improved. The alicyclic petroleum resin having the polar functional group is used in an amount of 1 to 20 parts by weight, preferably 3 to 15 parts by weight. If the blending amount is less than 1 part by weight, the desired wet grip performance cannot be obtained, which is not preferable. Conversely, if it exceeds 20 parts by weight, the rolling resistance is deteriorated, which is not preferable.

また、本発明のタイヤ用ゴム組成物に配合して用いられる芳香族変性テルペン樹脂としては、α−ピネン、β−ピネン、ジペンテン、リモネンなどのテルペンと、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、インデンなどの芳香族化合物とを重合させて得られる芳香族変性テルペン樹脂が有効に使用される。かかる芳香族変性テルペン樹脂をジエン系ゴムに配合することによって、当該樹脂とジエン系ゴムとの相溶性が一層良好となるため、ゴム組成物のウェットグリップ性能が向上する。当該芳香族変性テルペン樹脂は、１〜３５重量部、好ましくは３〜３０重量部の配合量で使用される。この配合量が１重量部未満では、所望のウェットグリップ性能が得られないので好ましくなく、逆に３５重量部を超えると、転がり抵抗が増加するため好ましくない。 The aromatic modified terpene resin used by blending in the tire rubber composition of the present invention includes terpenes such as α-pinene, β-pinene, dipentene, limonene, styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, An aromatic modified terpene resin obtained by polymerizing an aromatic compound such as indene is effectively used. By blending such an aromatic modified terpene resin into a diene rubber, the compatibility between the resin and the diene rubber is further improved, so that the wet grip performance of the rubber composition is improved. The aromatic modified terpene resin is used in an amount of 1 to 35 parts by weight, preferably 3 to 30 parts by weight. If the blending amount is less than 1 part by weight, the desired wet grip performance cannot be obtained, which is not preferable. Conversely, if it exceeds 35 parts by weight, rolling resistance increases, which is not preferable.

本発明のタイヤ用ゴム組成物には、更に、加硫又は架橋剤、加硫又は架橋促進剤、老化防止剤、シランカップリング剤などのタイヤ用ゴム組成物に配合されている各種配合剤を配合することができ、かかる配合剤は、一般的な方法で混練してゴム組成物とし、加硫または架橋することができる。これら配合剤の配合量も、本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。 The tire rubber composition of the present invention further includes various compounding agents blended in the tire rubber composition such as a vulcanization or crosslinking agent, a vulcanization or crosslinking accelerator, an anti-aging agent, and a silane coupling agent. Such a compounding agent can be kneaded by a general method to obtain a rubber composition, which can be vulcanized or crosslinked. The compounding amounts of these compounding agents can be set to conventional general compounding amounts as long as the object of the present invention is not violated.

以下、実施例及び比較例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲をこれらの実施例に限定するものでないことは言うまでもない。 Hereinafter, although an example and a comparative example explain the present invention further, it cannot be overemphasized that the scope of the present invention is not limited to these examples.

サンプルの調製
表１に示す配合（重量部）に従って、硫黄及び加硫促進剤を除くゴム、カーボンブラックなどの各配合成分を１.７ＬのＢ型バンバリーミキサーに装填して５分間混合し、得られたマスターバッチに対し、硫黄と加硫促進剤を配合してオープンロールにて混練することでゴム組成物を得た。次いで、このゴム組成物を所定の金型中で、１６０℃、２０分間プレス加硫して試験サンプル（ゴムシート）を作製し、以下の試験に供した。 Sample preparation According to the formulation (parts by weight) shown in Table 1, each component such as rubber and carbon black excluding sulfur and vulcanization accelerator was loaded into a 1.7 L B-type Banbury mixer and mixed for 5 minutes. The rubber composition was obtained by mix | blending sulfur and a vulcanization accelerator with respect to the obtained masterbatch, and knead | mixing with an open roll. Next, this rubber composition was press vulcanized at 160 ° C. for 20 minutes in a predetermined mold to prepare a test sample (rubber sheet), which was subjected to the following test.

試験方法
１）ウェットグリップ性能：ＪＩＳＫ６３９４に準拠して、（株）東洋精機製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪＝１０％、振幅＝±２％、周波数＝２０Ｈｚの条件下でｔａｎδ（０℃）を測定し、この値をもってウェットグリップ性能を評価した。結果は、比較例１を１００として指数で示した。指数が大きい程、ウェットグリップ性能が良好であることを示す。
２）転がり抵抗性：ＪＩＳＫ６３９４に準拠して、（株）東洋精機製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪＝１０％、振幅＝±２％、周波数＝２０Ｈｚの条件下でｔａｎδ（６０℃）を測定し、この値をもって転がり抵抗性を評価した。結果は、比較例１を１００として指数で示した。指数が小さい程、転がり抵抗性が良好であることを示す。 Test Method 1) Wet Grip Performance: In accordance with JIS K6394, using a viscoelastic spectrometer manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd. under conditions of initial strain = 10%, amplitude = ± 2%, frequency = 20 Hz. Tan δ (0 ° C.) was measured, and wet grip performance was evaluated with this value. The results are shown as an index with Comparative Example 1 as 100. The larger the index, the better the wet grip performance.
2) Rolling resistance: In accordance with JIS K6394, using a viscoelastic spectrometer manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd., under the conditions of initial strain = 10%, amplitude = ± 2%, frequency = 20 Hz, 60 ° C) was measured, and the rolling resistance was evaluated with this value. The results are shown as an index with Comparative Example 1 as 100. The smaller the index, the better the rolling resistance.

実施例１〜３及び比較例１〜６
結果を、表１に示す。

Examples 1-3 and Comparative Examples 1-6
The results are shown in Table 1.

１）：ＮｉｐｏｌＮＳ６１６（日本ゼオン製）
２）：ＮｉｐｏｌＮＳ１１６（日本ゼオン製）
３）：Ｎｉｐｏｌ１５０２（日本ゼオン製）
４）：シーストＮ（東海カーボン製）
５）：シースト７ＨＭ（東海カーボン製）
６）：ＵｌｔｒａｓｉｌＶＮ３Ｇ（デグッサ製）
７）：ＮｉｐｓｉｌＡＱ（東ソー・シリカ製）
８）：ＹＳレジンＴＯ１２５（ヤスハラケミカル製）
９）：ＹＳレジンＰＸ２００（ヤスハラケミカル製）
１０）：Ｑｕｉｎｔｏｎｅ１５００（日本ゼオン製）
１１）：マルカレッツＭ−８９０Ａ（丸善石油化学製）
１２）：酸化亜鉛３種（正同化学工業製）
１３）：ビーズステアリン酸ＹＲ（日本油脂製）
１４）：サントフレックス６ＰＰＤ（フレキシス製）
１５）：サンノック（大内新興化学工業製）
１６）：Ｓｉ６９（デグッサ製）
１７）：金華印油入微粉硫黄（鶴見化学工業製）
１８）：ノクセラーＣＺ−Ｇ（大内新興化学工業製） 1): Nipol NS616 (manufactured by Nippon Zeon)
2): Nipol NS116 (made by Nippon Zeon)
3): Nipol 1502 (manufactured by Nippon Zeon)
4): Seast N (Tokai Carbon)
5): Seast 7HM (Tokai Carbon)
6): Ultrasil VN3G (Degussa)
7): NipsilAQ (manufactured by Tosoh Silica)
8): YS resin TO125 (manufactured by Yasuhara Chemical)
9): YS resin PX200 (manufactured by Yasuhara Chemical)
10): Quintone 1500 (made by Nippon Zeon)
11): Marcaretz M-890A (manufactured by Maruzen Petrochemical)
12): 3 types of zinc oxide (manufactured by Shodo Chemical Industry)
13): Bead stearic acid YR (manufactured by NOF Corporation)
14): Santoflex 6PPD (manufactured by Flexis)
15): Sunnock (Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.)
16): Si69 (Degussa)
17): Fine powder sulfur with Jinhua seal oil (manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd.)
18): Noxeller CZ-G (manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry)

表１の結果によれば、本発明によるゴム組成物では、ウェットグリップ性能及び転がり抵抗が共に向上し、これらの両立が図られていることが判る。 According to the results in Table 1, it can be seen that the rubber composition according to the present invention improves both wet grip performance and rolling resistance, and achieves both of them.

Claims

Carbon black 25 having a nitrogen adsorption specific surface area of 70 to 90 m ² / g with respect to 100 parts by weight of diene rubber comprising 10 to 50 parts by weight of terminal-modified SBR and 50 to 90 parts by weight of diene rubber having a Tg of less than −35 ° C. 70 parts by weight, with CTAB adsorption specific surface area of 95~175m ² / g, 0~50 parts by weight BET specific surface area of 180 m ² / g or less of silica, alicyclic petroleum resin 20 parts by weight having a polar functional group And a rubber composition for tires comprising 1 to 35 parts by weight of an aromatic modified terpene resin obtained by polymerizing at least one terpene selected from α-pinene, β-pinene, dipentene and limonene and an aromatic compound. .

The tire rubber composition according to claim 1, wherein a terminal modified group of the terminal modified SBR is a hydroxyl group, an N-alkyl-substituted aminoketone group, or an N-alkyl-substituted aminothioketone group.

The tire rubber composition according to claim 1 or 2, wherein the polar substituent of the alicyclic petroleum resin is at least one selected from an ester group, a hydroxyl group, and a carboxyl group.

The tire according to any one of claims 1 to 3, wherein the aromatic compound used for modification of the aromatic-modified terpene resin is at least one selected from styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, and indene. Rubber composition.