JP2012031300A - Rubber composition for tire tread - Google Patents

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Yoichi Takizawa
陽一 瀧澤
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Yokohama Rubber Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rubber composition for tire tread, which achieves improved driving stability, low rolling resistance, and wear resistance.SOLUTION: The rubber composition is obtained by blending 5-70 pts.wt of carbon black and 5-70 pts.wt of silica with 100 pts.wt of diene-based rubber containing 60-95 wt.% of styrene-butadiene rubber and 5-40 wt.% of butadiene rubber, wherein the total amount of the fillers containing the carbon black and silica is 50-80 pts.wt. The rubber composition is characterized in that the butadiene rubber has: a weight average molecular weight of 700,000 to 900,000; a molecular weight distribution (Mw/Mn) of 1.5 to 3.0, the molecular weight distribution (Mw/Mn) being obtained from the weight average molecular weight (Mw) and the number-average molecular weight (Mn); and a viscosity of a toluene solution at 25°C of 300 to 1,000 mPa s.

Description

本発明は、操縦安定性、低転がり抵抗、及び耐摩耗性を向上するようにしたタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。   The present invention relates to a rubber composition for a tire tread in which handling stability, low rolling resistance, and wear resistance are improved.

一般に、乗用車用の空気入りタイヤには、操縦安定性が優れることに加え、低転がり抵抗と耐摩耗性が共に優れることが求められる。空気入りタイヤの転がり抵抗を低減するには、トレッド部を構成するゴム組成物にシリカを配合することにより発熱性を小さくすることが知られている。しかし、シリカを配合すると、カーボンブラック等の他の充填剤を配合した場合と比べ、ゴム組成物の耐摩耗性を改良する効果が充分に得られないという問題があった。   In general, pneumatic tires for passenger cars are required to have excellent low rolling resistance and wear resistance in addition to excellent steering stability. In order to reduce the rolling resistance of a pneumatic tire, it is known to reduce the heat build-up by adding silica to the rubber composition constituting the tread portion. However, when silica is blended, there is a problem that the effect of improving the wear resistance of the rubber composition cannot be sufficiently obtained as compared with the case where other fillers such as carbon black are blended.

また、耐摩耗性を高くするためゴム組成物にブタジエンゴムを配合し、その配合量を増加すると、硬度が低下しタイヤトレッドに用いた場合に操縦安定性が低下してしまう。また、ゴム組成物に配合するカーボンブラックとして粒子径が小さいものを採用することで補強性を高くし耐摩耗性を改良することが出来るが、ゴム組成物の発熱性が大きくなりタイヤの転がり抵抗が大きくなる。したがって、低転がり抵抗(低発熱性)と耐摩耗性、操縦安定性とを両立することは困難であった。   Further, when butadiene rubber is blended in the rubber composition in order to increase the wear resistance and the blending amount is increased, the hardness is lowered and the steering stability is lowered when used in a tire tread. In addition, by adopting carbon black with a small particle size as the rubber composition, it is possible to increase the reinforcement and improve the wear resistance. However, the heat generation of the rubber composition increases and the rolling resistance of the tire increases. Becomes larger. Therefore, it has been difficult to achieve both low rolling resistance (low heat generation), wear resistance, and steering stability.

ここで特許文献1は、転がり抵抗と耐摩耗性を共に改良するため、リニアリティの高いブタジエンゴムを配合したゴム組成物を提案している。しかし、このゴム組成物は、転がり抵抗と耐摩耗性とのバランスが必ずしも充分ではなく未だ改善の余地があった。   Here, Patent Document 1 proposes a rubber composition containing butadiene rubber having high linearity in order to improve both rolling resistance and wear resistance. However, this rubber composition does not always have a sufficient balance between rolling resistance and wear resistance, and there is still room for improvement.

特開2007−106799号公報JP 2007-106799 A

本発明の目的は、操縦安定性、低転がり抵抗、及び耐摩耗性を向上するようにしたタイヤトレッド用ゴム組成物を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a rubber composition for a tire tread in which handling stability, low rolling resistance, and wear resistance are improved.

上記目的を達成する本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、スチレンブタジエンゴムを60〜95重量%、ブタジエンゴムを5〜40重量%含むジエン系ゴム100重量部に対しカーボンブラックを5〜70重量部、シリカを5〜70重量部配合すると共に、前記カーボンブラック及びシリカを含む充填剤の合計が50〜80重量部であり、前記ブタジエンゴムの重量平均分子量が70万〜90万、前記重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)から求められる分子量分布(Mw/Mn)が1.5〜3.0、25℃のトルエン溶液粘度が300〜1000mPa・sであることを特徴とする。   The rubber composition for a tire tread of the present invention that achieves the above-mentioned object comprises carbon black in an amount of 5 to 70 wt% with respect to 100 parts by weight of a diene rubber containing 60 to 95 wt% of styrene butadiene rubber and 5 to 40 wt% of butadiene rubber. 5 to 70 parts by weight of silica, and the total of the filler containing carbon black and silica is 50 to 80 parts by weight, and the weight average molecular weight of the butadiene rubber is 700,000 to 900,000, and the weight average The molecular weight distribution (Mw / Mn) obtained from the molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) is 1.5 to 3.0, and the viscosity of the toluene solution at 25 ° C. is 300 to 1000 mPa · s.

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、重量平均分子量が70万〜90万、この重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)から求められる分子量分布(Mw/Mn)が1.5〜3.0、25℃のトルエン溶液粘度が300〜1000mPa・sであるブタジエンゴムを使用することにより、ゴム組成物の硬度、耐摩耗性を高くすると共に、tanδを小さくして転がり抵抗を低減することが出来る。また、カーボンブラックとシリカとをそれぞれジエン系ゴム100重量部に対し5〜70重量部配合し、カーボンブラックとシリカを含む充填剤の合計を50〜80重量部にすることにより、耐摩耗性を一層向上し、転がり抵抗をより低減するので、両者をより高いレベルで両立することが出来る。   The rubber composition for a tire tread of the present invention has a weight average molecular weight of 700,000 to 900,000, and a molecular weight distribution (Mw / Mn) determined from the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) of 1.5 to By using a butadiene rubber having a toluene solution viscosity at 3.0 and 25 ° C. of 300 to 1000 mPa · s, the hardness and wear resistance of the rubber composition are increased, and tan δ is decreased to reduce rolling resistance. I can do it. Also, by adding 5 to 70 parts by weight of carbon black and silica with respect to 100 parts by weight of the diene rubber, respectively, the total amount of fillers including carbon black and silica is 50 to 80 parts by weight. Since it improves further and rolling resistance is reduced more, both can be made compatible at a higher level.

また、前記ジエン系ゴムはスチレンブタジエンゴム60〜95重量%とブタジエンゴム5〜40重量%とからなることが好ましい。   The diene rubber is preferably composed of 60 to 95% by weight of styrene butadiene rubber and 5 to 40% by weight of butadiene rubber.

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物において、ゴム成分はスチレンブタジエンゴム及びブタジエンゴムを含むジエン系ゴムとする。本発明で使用するブタジエンゴムは、分子量が高く、分子量分布が狭く、かつ分子鎖の分岐が少ないという特徴がある。ブタジエンゴムの分子量は重量平均分子量(Mw)で70万〜90万、好ましくは75万〜85万、更に好ましくは75万〜80万である。ブタジエンゴムの重量平均分子量が70万未満であると、ゴム組成物の耐摩耗性及びゴム強度が不足する。またブタジエンゴムの重量平均分子量が90万を超えると、混合加工性が悪化しカーボンブラック及びシリカの分散が悪くなり耐摩耗性が低下する。   In the rubber composition for a tire tread of the present invention, the rubber component is a diene rubber containing styrene butadiene rubber and butadiene rubber. The butadiene rubber used in the present invention is characterized by a high molecular weight, a narrow molecular weight distribution, and few molecular chain branches. The molecular weight of the butadiene rubber is 700,000 to 900,000, preferably 750,000 to 850,000, and more preferably 750,000 to 800,000 in terms of weight average molecular weight (Mw). When the weight average molecular weight of the butadiene rubber is less than 700,000, the wear resistance and rubber strength of the rubber composition are insufficient. On the other hand, when the weight average molecular weight of the butadiene rubber exceeds 900,000, the mixing processability is deteriorated, the dispersion of carbon black and silica is deteriorated, and the wear resistance is lowered.

また、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)から求められるブタジエンゴムの分子量分布(Mw/Mn)は1.5〜3.0、好ましくは2.0〜2.5である。ブタジエンゴムの分子量分布(Mw/Mn)が1.5未満であると、混合加工性が悪化しカーボンブラック及びシリカの分散が悪くなり、また工業的に入手するのが困難になる。またブタジエンゴムの分子量分布(Mw/Mn)が3.0を超えるとヒステリシスロスが大きくなって転がり抵抗が上昇する。   The molecular weight distribution (Mw / Mn) of the butadiene rubber determined from the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) is 1.5 to 3.0, preferably 2.0 to 2.5. When the molecular weight distribution (Mw / Mn) of the butadiene rubber is less than 1.5, the mixing processability is deteriorated, the dispersion of carbon black and silica is deteriorated, and it is difficult to obtain industrially. On the other hand, when the molecular weight distribution (Mw / Mn) of butadiene rubber exceeds 3.0, hysteresis loss increases and rolling resistance increases.

本発明においてブタジエンゴムの重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)及び分子量分布(Mw/Mn)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により標準ポリスチレン換算により測定する。   In the present invention, the weight average molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn), and molecular weight distribution (Mw / Mn) of butadiene rubber are measured by gel permeation chromatography (GPC) in terms of standard polystyrene.

ブタジエンゴムの25℃のトルエン溶液粘度は300〜1000mPa・s、好ましくは500〜800mPa・sである。トルエン溶液粘度はブタジエンゴムの分子鎖のリニアリティー(分岐の量)を示す指標であり、トルエン溶液粘度が高いほど、分子鎖の分岐が少なく直鎖の割合が多く、破断強度や耐摩耗性を向上することができる。ブタジエンゴムのトルエン溶液粘度が300mPa・s未満であると、ゴム組成物の耐摩耗性及び破断物性が不足する。またブタジエンゴムのトルエン溶液粘度が1000mPa・sを超えると混合加工性が悪化し、それにより耐摩耗性や破断物性が悪化する。本発明においてブタジエンゴムの25℃のトルエン溶液粘度は、ブタジエンゴムを5重量%含むトルエン溶液の粘度をキャノンフェンスケ型動粘度計を使用して25℃で測定した。   The viscosity of the butadiene rubber at 25 ° C. in toluene is 300 to 1000 mPa · s, preferably 500 to 800 mPa · s. The toluene solution viscosity is an index indicating the linearity (amount of branching) of the molecular chain of butadiene rubber. The higher the toluene solution viscosity, the less the molecular chain branching and the higher the proportion of linear chain, improving the breaking strength and wear resistance. can do. When the toluene solution viscosity of the butadiene rubber is less than 300 mPa · s, the wear resistance and fracture properties of the rubber composition are insufficient. Further, when the toluene solution viscosity of the butadiene rubber exceeds 1000 mPa · s, the mixing processability is deteriorated, whereby the wear resistance and the fracture property are deteriorated. In the present invention, the viscosity of a toluene solution of butadiene rubber at 25 ° C. was measured at 25 ° C. using a Canon Fenske type kinematic viscometer.

ブタジエンゴムの配合量は、ジエン系ゴム100重量%中5〜40重量%、好ましくは10〜35重量%にする。ブタジエンゴムの配合量が5重量%未満であると、耐摩耗性及び転がり抵抗の改良効果が不足する。またブタジエンゴムの配合量が40重量%を超えると、ゴムの剛性が低下し転がり抵抗が上昇する。   The blending amount of butadiene rubber is 5 to 40% by weight, preferably 10 to 35% by weight, in 100% by weight of diene rubber. If the blending amount of butadiene rubber is less than 5% by weight, the effect of improving the wear resistance and rolling resistance is insufficient. Moreover, when the compounding quantity of butadiene rubber exceeds 40 weight%, the rigidity of rubber will fall and rolling resistance will rise.

本発明で使用するスチレンブタジエンゴムは、タイヤ用ゴム組成物に通常用いられるものを使用することができる。スチレンブタジエンゴムの配合量は、ジエン系ゴム100重量%中60〜95重量%、好ましくは65〜90重量%にする。スチレンブタジエンゴムの配合量が60重量%未満であると、硬度が低下してしまい、操縦安定性が悪化する。また、スチレンブタジエンゴムの配合量が95重量%を超えると、耐摩耗性及び転がり抵抗が悪化する。   As the styrene butadiene rubber used in the present invention, those usually used in rubber compositions for tires can be used. The blending amount of the styrene butadiene rubber is 60 to 95% by weight, preferably 65 to 90% by weight, based on 100% by weight of the diene rubber. When the blending amount of the styrene butadiene rubber is less than 60% by weight, the hardness is lowered and steering stability is deteriorated. Moreover, when the compounding quantity of styrene butadiene rubber exceeds 95 weight%, abrasion resistance and rolling resistance will deteriorate.

本発明では、上述した組成を満たす限り、ブタジエンゴム及びスチレンブタジエンゴム以外の他のジエン系ゴムを含有することができる。他のジエン系ゴムとしては、天然ゴム、イソプレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、ブチルゴム及び上述した特徴を有するブタジエンゴムを除いたブタジエンゴム等を例示することができる。これら他のジエン系ゴムは、任意の1種類を含有することができる。また2種類以上の他のジエン系ゴムを組み合わせて含有することができる。   In the present invention, a diene rubber other than butadiene rubber and styrene butadiene rubber can be contained as long as the above-described composition is satisfied. Examples of other diene rubbers include natural rubber, isoprene rubber, acrylonitrile butadiene rubber, butyl rubber, and butadiene rubber excluding butadiene rubber having the above-described characteristics. These other diene rubbers can contain any one type. Two or more kinds of other diene rubbers can be contained in combination.

ジエン系ゴムは、スチレンブタジエンゴム60〜95重量%とブタジエンゴム5〜40重量%とからなることが好ましい。このようなゴム成分の組成にすることにより、耐摩耗性及び転がり抵抗性を両立することができる。   The diene rubber is preferably composed of 60 to 95% by weight of styrene butadiene rubber and 5 to 40% by weight of butadiene rubber. By adopting such a rubber component composition, both wear resistance and rolling resistance can be achieved.

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、カーボンブラックを配合することにより、タイヤトレッド用ゴム組成物の強度及び硬度を高くし、耐摩耗性及び操縦安定性を向上する。カーボンブラックの配合量は、ジエン系ゴム100重量部に対し5〜70重量部、好ましくは10〜40重量部である。カーボンブラックの配合量が、5重量部未満であると耐摩耗性及び操縦安定性を向上する効果が充分に得られない。またカーボンブラックの配合量が、70重量部を超えるとゴム組成物の粘度が高くなり成形加工性が悪化する。   The rubber composition for tire treads of the present invention increases the strength and hardness of the rubber composition for tire treads and improves the wear resistance and steering stability by blending carbon black. The compounding quantity of carbon black is 5-70 weight part with respect to 100 weight part of diene rubbers, Preferably it is 10-40 weight part. If the blending amount of carbon black is less than 5 parts by weight, the effect of improving the wear resistance and steering stability cannot be obtained sufficiently. Moreover, when the compounding quantity of carbon black exceeds 70 weight part, the viscosity of a rubber composition will become high and a moldability will deteriorate.

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、シリカを配合することにより、転がり抵抗を低減する。シリカの配合量は、ジエン系ゴム100重量部に対し5〜70重量部、好ましくは25〜50重量部である。シリカの配合量が5重量部未満であると転がり抵抗を低減する効果が充分に得られない。またシリカの配合量が、70重量部を超えると混合加工性が悪化してシリカ分散が悪化するので破断特性や耐摩耗性が悪化する。シリカの種類としては、通常タイヤ用ゴム組成物に配合されるシリカであればよく、例えば、湿式法シリカ、乾式法シリカ、或いは表面処理シリカなどを使用することが出来る。   The rubber composition for a tire tread of the present invention reduces rolling resistance by blending silica. The compounding quantity of a silica is 5-70 weight part with respect to 100 weight part of diene rubbers, Preferably it is 25-50 weight part. If the amount of silica is less than 5 parts by weight, the effect of reducing rolling resistance cannot be obtained sufficiently. On the other hand, when the amount of silica exceeds 70 parts by weight, mixing processability is deteriorated and silica dispersion is deteriorated, so that fracture characteristics and wear resistance are deteriorated. The silica may be any silica that is usually blended in a tire rubber composition. For example, wet method silica, dry method silica, or surface-treated silica can be used.

本発明において、シリカと共にシランカップリング剤を配合することにより、シリカの補強効果を得ることができる。シランカップリング剤の配合量は、シリカの配合量に対し1〜12重量%、好ましくは3〜10重量%にする。シランカップリング剤の配合量が1重量%未満であると、充分なシリカの補強効果が得られない。また、シランカップリング剤が12重量%を超えると、ゴム混練時にゴム焼けが生じ易くなる。   In the present invention, a silica reinforcing effect can be obtained by blending a silane coupling agent with silica. The amount of the silane coupling agent is 1 to 12% by weight, preferably 3 to 10% by weight, based on the amount of silica. When the blending amount of the silane coupling agent is less than 1% by weight, a sufficient silica reinforcing effect cannot be obtained. On the other hand, if the silane coupling agent exceeds 12% by weight, rubber scorch is likely to occur during rubber kneading.

シランカップリング剤の種類としては、特に制限されるものではないが、硫黄含有シランカップリング剤が好ましい。硫黄含有シランカップリング剤としては、例えばビス−(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラサルファイド、ビス−(3−トリエトキシシリルプロピル)ジサルファイド、3−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラサルファイド、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3−オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン等を例示することができる。   Although it does not restrict | limit especially as a kind of silane coupling agent, A sulfur containing silane coupling agent is preferable. Examples of the sulfur-containing silane coupling agent include bis- (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis- (3-triethoxysilylpropyl) disulfide, 3-trimethoxysilylpropylbenzothiazole tetrasulfide, and γ-mercapto. Examples thereof include propyltriethoxysilane and 3-octanoylthiopropyltriethoxysilane.

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、充填剤をカーボンブラックとシリカとで構成してもよい。またカーボンブラック、シリカ以外に他の充填剤を配合してもよい。他の充填剤としては、例えばクレー、炭酸カルシウム、タルク、マイカ、水酸化アルミニウム、炭酸マグネシウム等を必要に応じて配合することができる。   In the rubber composition for a tire tread of the present invention, the filler may be composed of carbon black and silica. In addition to carbon black and silica, other fillers may be blended. As other fillers, for example, clay, calcium carbonate, talc, mica, aluminum hydroxide, magnesium carbonate and the like can be blended as necessary.

本発明において、カーボンブラック及びシリカを含む充填剤の配合量の合計はジエン系ゴム100重量部に対し50〜80重量部、好ましくは55〜75重量部である。充填剤の配合量の合計が50重量部未満であると耐摩耗性が低下すると共に、硬度が低下し操縦安定性が低下する。充填剤の配合量の合計が80重量部を超えると転がり抵抗が増大する。   In the present invention, the total amount of fillers containing carbon black and silica is 50 to 80 parts by weight, preferably 55 to 75 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the diene rubber. When the total amount of the filler is less than 50 parts by weight, the wear resistance is lowered, the hardness is lowered, and the steering stability is lowered. When the total amount of fillers exceeds 80 parts by weight, rolling resistance increases.

タイヤトレッド用ゴム組成物には、加硫又は架橋剤、加硫促進剤、加工助剤、老化防止剤、オイル、可塑剤などのタイヤ用ゴム組成物に一般的に使用される各種添加剤を配合することができ、かかる添加剤は一般的な方法で混練してタイヤトレッド用ゴム組成物とし、加硫又は架橋するのに使用することができる。これらの添加剤の配合量は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。タイヤトレッド用ゴム組成物は、通常のゴム用混練機械、例えばバンバリーミキサー、ニーダー、ロール等を使用して、上記各成分を混合することによって製造することができる。   The tire tread rubber composition includes various additives generally used in tire rubber compositions such as a vulcanization or crosslinking agent, a vulcanization accelerator, a processing aid, an anti-aging agent, an oil, and a plasticizer. These additives can be compounded and kneaded by a general method to obtain a rubber composition for a tire tread, which can be used for vulcanization or crosslinking. As long as the amount of these additives is not contrary to the object of the present invention, a conventional general amount can be used. The rubber composition for a tire tread can be produced by mixing the above-described components using a normal rubber kneading machine such as a Banbury mixer, a kneader, or a roll.

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、空気入りタイヤ、特に乗用車用タイヤのトレッド部を構成するのに好適である。このゴム組成物でトレッド部を構成した空気入りタイヤは、転がり抵抗と耐摩耗性とを高度に両立すると共に、更に操縦安定性を向上することが出来る。   The rubber composition for a tire tread of the present invention is suitable for constituting a tread portion of a pneumatic tire, particularly a passenger vehicle tire. A pneumatic tire having a tread portion made of this rubber composition can achieve both high rolling resistance and high wear resistance and further improve steering stability.

以下、実施例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further, the scope of the present invention is not limited to these Examples.

実施例及び比較例において、使用したブタジエンゴムの特性を表1に示す。尚、重量平均分子量(Mw)、分子量分布(Mw/Mn)及び25℃のトルエン溶液粘度は、それぞれ前述した方法により測定した。   Table 1 shows the characteristics of the butadiene rubber used in Examples and Comparative Examples. The weight average molecular weight (Mw), molecular weight distribution (Mw / Mn), and toluene solution viscosity at 25 ° C. were measured by the methods described above.

Figure 2012031300
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表2,3に示す配合からなる12種類のタイヤトレッド用ゴム組成物(実施例1〜5、比較例1〜7)を、それぞれ加硫促進剤及び硫黄を除く配合成分を秤量し、1.5L密閉式バンバリーミキサーで5分間混練し、温度150℃でマスターバッチを放出し室温冷却した。その後このマスターバッチをロールにて、加硫促進剤及び硫黄を加え2分間混合し、タイヤトレッド用ゴム組成物を調製した。   12 types of rubber compositions for tire treads (Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 7) each having the composition shown in Tables 2 and 3 were weighed for the composition components except for the vulcanization accelerator and sulfur, respectively. The mixture was kneaded for 5 minutes with a 5 L closed Banbury mixer, and the master batch was discharged at a temperature of 150 ° C. and cooled at room temperature. Thereafter, this master batch was added with a roll with a vulcanization accelerator and sulfur and mixed for 2 minutes to prepare a rubber composition for a tire tread.

得られた12種類のタイヤトレッド用ゴム組成物を用いて、所定の金型中、160℃で20分間プレス加硫して加硫ゴム試験片を作成し、下記に示す方法により硬度、tanδ(60℃)及び耐摩耗性を測定した。   Using the obtained 12 types of rubber compositions for tire treads, a vulcanized rubber test piece was prepared by press vulcanization at 160 ° C. for 20 minutes in a predetermined mold, and the hardness, tan δ ( 60 ° C.) and wear resistance.

硬度
得られた加硫ゴム試験片をJIS K6253に準拠して、デュロメータのタイプAにより温度20℃の条件で硬度を測定した。得られた結果は、比較例1を100とする指数にして表2,3の「硬度」の欄に示した。この指数が大きいほど硬度が高く、空気入りタイヤにしたとき操縦安定性が優れることを意味する。
Hardness According to JIS K6253, the hardness of the obtained vulcanized rubber test piece was measured with a durometer type A at a temperature of 20 ° C. The obtained results are shown in the column of “Hardness” in Tables 2 and 3, using Comparative Example 1 as an index of 100. The larger this index is, the higher the hardness is, and the better the steering stability when a pneumatic tire is made.

tanδ(60℃)
得られた加硫ゴム試験片の動的粘弾性を、東洋精機製作所社製粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪み10%、振幅±2%、周波数20Hzで測定し、温度60℃におけるtanδを求めた。得られた結果は、比較例1を100とする指数とする指数にして表2,3の「tanδ(60℃)」の欄に示した。この指数が小さいほどtanδ(60℃)が小さく、空気入りタイヤにしたとき転がり抵抗が優れることを意味する。
tan δ (60 ° C)
The dynamic viscoelasticity of the obtained vulcanized rubber test piece was measured at an initial strain of 10%, an amplitude of ± 2%, and a frequency of 20 Hz using a viscoelastic spectrometer manufactured by Toyo Seiki Seisakusho, and tan δ at a temperature of 60 ° C. was measured. Asked. The obtained results are shown in the column of “tan δ (60 ° C.)” in Tables 2 and 3, using the index of Comparative Example 1 as 100. The smaller this index, the smaller the tan δ (60 ° C.), which means that the rolling resistance is excellent when a pneumatic tire is made.

耐摩耗性
得られた加硫ゴム試験片をJIS K6264に準拠して、ランボーン摩耗試験機(岩本製作所社製)を使用して、温度20℃、試験片表面回転速度80m/min、荷重40N、スリップ率30%、時間10分の条件で摩耗量を測定した。得られた結果は、比較例1の値の逆数を100とする指数にして表2,3の「耐摩耗性」の欄に示した。この指数が大きいほど耐摩耗性が優れることを意味する。
Abrasion resistance The obtained vulcanized rubber test piece was compliant with JIS K6264 using a lambone wear tester (manufactured by Iwamoto Seisakusho Co., Ltd.) at a temperature of 20 ° C., a test piece surface rotation speed of 80 m / min, a load of 40 N, The amount of wear was measured under the conditions of a slip rate of 30% and a time of 10 minutes. The obtained results are shown in the column of “Abrasion resistance” in Tables 2 and 3, with the reciprocal of the value of Comparative Example 1 as an index of 100. Higher index means better wear resistance.

Figure 2012031300
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なお、表2,3において使用した原材料の種類を下記に示す。
SBR:スチレンブタジエンゴム、日本ゼオン社製Nipol 1502
NR:天然ゴム、SIR20
BR−1〜BR−5:それぞれ表1に示したブタジエンゴム
CB:カーボンブラック、新日化カーボン社製ニテロン#200
シリカ:EVONIK DEGUSSA社製ULTRASIL7000GR
カップリング剤:シランカップリング剤、EVONIK DEGUSSA社製 Si69
亜鉛華:正同化学工業社製酸化亜鉛3種
ステアリン酸:千葉脂肪酸社製ステアリン酸50S
老化防止剤:FLEXSYS社製SANTOFLEX 6PPD
加硫促進剤−1:FLEXSYS社製PERKACIT DPG
加硫促進剤−2:大内新興化学工業社製ノクセラーCZ−G
硫黄:鶴見化学工業社製金華印油入微粉硫黄
The types of raw materials used in Tables 2 and 3 are shown below.
SBR: styrene butadiene rubber, Nipol 1502 manufactured by Nippon Zeon
NR: natural rubber, SIR20
BR-1 to BR-5: butadiene rubber CB shown in Table 1, CB: carbon black, Nitelon # 200 manufactured by Nippon Nihon Carbon Co., Ltd.
Silica: ULTRASIL 7000GR manufactured by EVONIK DEGUSSA
Coupling agent: Silane coupling agent, Si69 made by EVONIK DEGUSSA
Zinc Hana: Zinc Oxide 3 types manufactured by Shodo Chemical Industry Co., Ltd. Stearic Acid: Stearic Acid 50S manufactured by Chiba Fatty Acid Co.
Anti-aging agent: SANTOFLEX 6PPD manufactured by FLEXSYS
Vulcanization accelerator-1: PERKACIT DPG manufactured by FLEXSYS
Vulcanization accelerator-2: Noxeller CZ-G manufactured by Ouchi Shinsei Chemical
Sulfur: Fine powder sulfur with Jinhua seal oil manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd.

表3の結果から明らかなように実施例1〜5のタイヤトレッド用ゴム組成物は、いずれも比較例1と比べ60℃におけるtanδ(転がり抵抗)及び耐摩耗性を向上すると共に、硬度(操縦安定性)を高くすることができる。   As is clear from the results in Table 3, the rubber compositions for tire treads of Examples 1 to 5 both improved tan δ (rolling resistance) and wear resistance at 60 ° C. and hardness (steering) compared to Comparative Example 1. (Stability) can be increased.

一方、表2の結果から明らかなように、比較例2のゴム組成物は、ブタジエンゴムの重量平均分子量(Mw)が70万未満、25℃のトルエン溶液粘度が300未満であるため硬度と耐摩耗性を充分に改良することが出来ない。比較例3のゴム組成物は、ブタジエンゴムの分子量分布(Mw/Mn)が3.0を超えるため60℃におけるtanδ(転がり抵抗)、硬度(操縦安定性)が充分に向上しない。比較例4のゴム組成物は、カーボンブラック及びシリカの配合量の合計が50未満であるため耐摩耗性が悪化し、かつ硬度(操縦安定性)が低下する。比較例5のゴム組成物は、カーボンブラック及びシリカの配合量の合計が80重量部を超えるため60℃におけるtanδ(転がり抵抗)が悪化する。   On the other hand, as is clear from the results in Table 2, the rubber composition of Comparative Example 2 has a butadiene rubber having a weight average molecular weight (Mw) of less than 700,000 and a toluene solution viscosity at 25 ° C. of less than 300. Abrasion cannot be improved sufficiently. In the rubber composition of Comparative Example 3, the molecular weight distribution (Mw / Mn) of the butadiene rubber exceeds 3.0, and thus tan δ (rolling resistance) and hardness (steering stability) at 60 ° C. are not sufficiently improved. In the rubber composition of Comparative Example 4, since the total amount of carbon black and silica is less than 50, the wear resistance is deteriorated and the hardness (steering stability) is lowered. In the rubber composition of Comparative Example 5, since the total amount of carbon black and silica exceeds 80 parts by weight, tan δ (rolling resistance) at 60 ° C. is deteriorated.

また表3の結果から明らかなように、比較例6のゴム組成物は、スチレンブタジエンゴムが60重量%未満、ブタジエンゴムが40重量%を超えているため、硬度(操縦安定性)が悪化する。比較例7のゴム組成物は、スチレンブタジエンゴムに代えて天然ゴムを配合したため硬度(操縦安定性)が悪化する。   Further, as is clear from the results in Table 3, the rubber composition of Comparative Example 6 is deteriorated in hardness (steering stability) because the styrene-butadiene rubber is less than 60% by weight and the butadiene rubber is more than 40% by weight. . Since the rubber composition of Comparative Example 7 was blended with natural rubber instead of styrene butadiene rubber, the hardness (steering stability) deteriorated.

Claims (3)

スチレンブタジエンゴムを60〜95重量%、ブタジエンゴムを5〜40重量%含むジエン系ゴム100重量部に対しカーボンブラックを5〜70重量部、シリカを5〜70重量部配合すると共に、前記カーボンブラック及びシリカを含む充填剤の合計が50〜80重量部であり、前記ブタジエンゴムの重量平均分子量が70万〜90万、前記重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)から求められる分子量分布(Mw/Mn)が1.5〜3.0、25℃のトルエン溶液粘度が300〜1000mPa・sであることを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物。   5 to 70 parts by weight of carbon black and 5 to 70 parts by weight of silica are blended with 100 parts by weight of diene rubber containing 60 to 95% by weight of styrene butadiene rubber and 5 to 40% by weight of butadiene rubber. And a filler containing silica is 50 to 80 parts by weight, the weight average molecular weight of the butadiene rubber is 700,000 to 900,000, and the molecular weight distribution obtained from the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) (Mw / Mn) 1.5-3.0, 25 degreeC toluene solution viscosity is 300-1000 mPa * s, The rubber composition for tire tread characterized by the above-mentioned. 前記ジエン系ゴムがスチレンブタジエンゴム60〜95重量%とブタジエンゴム5〜40重量%とからなる請求項1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 1, wherein the diene rubber is composed of 60 to 95% by weight of styrene butadiene rubber and 5 to 40% by weight of butadiene rubber. 請求項1又は2に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物を使用した空気入りタイヤ。   A pneumatic tire using the rubber composition for a tire tread according to claim 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014024889A (en) * 2012-07-24 2014-02-06 Bridgestone Corp Method of manufacturing polymer composition and polymer composition

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