JP2012031308A - Rubber composition for tire tread - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、操縦安定性及びウェット性能を向上すると共に、耐摩耗性を従来レベル以上に高くするようにする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 that improves steering stability and wet performance, and has higher wear resistance than a conventional level.
空気入りタイヤには、高速走行時の操縦安定性及びウェット路面でのグリップ性能（ウェット性能）が優れることが求められる。また同時に耐摩耗性が高く耐久性に優れることも求められている。 Pneumatic tires are required to have excellent handling stability during high-speed running and excellent grip performance (wet performance) on wet road surfaces. At the same time, it is also required to have high wear resistance and excellent durability.
操縦安定性を向上するにはタイヤ剛性を高くする必要があり、またウェット性能を向上するにはトレッド部を構成するゴム組成物の０℃におけるｔａｎδを大きくするとよいことが知られている。例えば特許文献１は、ガラス転移点が−４０℃以上のスチレンブタジエンゴムを５０重量％以上含むゴム成分１００重量部に、シリカを１００〜２００重量部配合したゴム組成物により、操縦安定性とウェット性能とのバランスを改良することを提案している。すなわちガラス転移温度が高いスチレンブタジエンゴムを配合することによりゴム組成物の弾性率や硬度を高くし操縦安定性を優れたものする。またガラス転移温度が高いスチレンブタジエンゴムと共にシリカを配合することによりそれぞれ０℃のｔａｎδを大きくする効果が得られウェット性能を高くする。しかし、このゴム組成物は操縦安定性とウェット性能のバランスを改良しても、耐摩耗性が低下するという問題があった。 It is known that tire rigidity needs to be increased in order to improve steering stability, and that tan δ at 0 ° C. of the rubber composition constituting the tread portion should be increased in order to improve wet performance. For example, Patent Document 1 discloses that a rubber composition containing 100 parts by weight of a rubber component containing 50% by weight or more of a styrene butadiene rubber having a glass transition point of −40 ° C. or more is blended with 100 to 200 parts by weight of silica, thereby improving steering stability and wetness. It proposes to improve the balance with performance. That is, by blending styrene butadiene rubber having a high glass transition temperature, the elastic modulus and hardness of the rubber composition are increased and the steering stability is improved. Further, by blending silica together with styrene butadiene rubber having a high glass transition temperature, an effect of increasing tan δ at 0 ° C. is obtained, and wet performance is enhanced. However, this rubber composition has a problem that the wear resistance is lowered even if the balance between steering stability and wet performance is improved.
このため、需要者のこれらの３機能に対する要求レベルは必ずしも十分に満足されておらず、操縦安定性及びウェット性能を向上すると共に、耐摩耗性を従来レベル以上に高くするようにするトレッド用ゴム組成物には未だ改善の余地があった。 For this reason, the demand level for these three functions of the consumer is not always satisfied sufficiently, and the tread rubber that improves the handling stability and the wet performance and has the wear resistance higher than the conventional level. There was still room for improvement in the composition.
本発明の目的は、操縦安定性及びウェット性能を向上すると共に、耐摩耗性を従来レベル以上に高くするようにする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 that improves handling stability and wet performance, and has higher wear resistance than a conventional level.
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、ガラス転移温度が−４０℃〜−１５℃のスチレンブタジエンゴム７０〜９５重量％とブタジエンゴム５〜３０重量％を含むジエン系ゴム１００重量部に対しシリカを８０〜１５０重量部配合すると共に、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 object is a diene rubber 100 containing 70 to 95% by weight of styrene butadiene rubber having a glass transition temperature of -40 ° C to -15 ° C and 5 to 30% by weight of butadiene rubber. While blending 80 to 150 parts by weight of silica with respect to parts by weight, the butadiene rubber has a weight average molecular weight of 700,000 to 900,000, and a molecular weight distribution (Mw) determined from the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn). / Mn) is 1.5 to 3.0 and the viscosity of a 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、ガラス転移温度が−４０℃〜−１５℃のスチレンブタジエンゴムを７０〜９５重量％配合したことによりタイヤ剛性を高くして操縦安定性を向上することができる。また重量平均分子量が７０万〜９０万、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５〜３０重量％配合したため、ゴム組成物の耐摩耗性を高くすると共に、シリカの分散性を改良することができる。また８０〜１５０重量部のシリカを良好に分散させることにより０℃のｔａｎδをより大きくしてウェットグリップ性能を一層向上することができる。 The rubber composition for a tire tread of the present invention can increase tire rigidity and improve steering stability by blending 70 to 95% by weight of styrene butadiene rubber having a glass transition temperature of −40 ° C. to −15 ° C. it can. Also blended 5 to 30% by weight of butadiene rubber having a weight average molecular weight of 700,000 to 900,000, a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 1.5 to 3.0, and a toluene solution viscosity at 25 ° C. of 300 to 1000 mPa · s. Therefore, the wear resistance of the rubber composition can be increased and the dispersibility of the silica can be improved. In addition, when 80 to 150 parts by weight of silica is well dispersed, tan δ at 0 ° C. can be increased to further improve the wet grip performance.
前記ジエン系ゴムは、ガラス転移温度が−４０℃〜−１５℃のスチレンブタジエンゴム７０〜９５重量％とブタジエンゴム５〜３０重量％との合計を１００重量％にすることが好ましい。 The diene rubber preferably has a total of 100% by weight of 70 to 95% by weight of styrene butadiene rubber having a glass transition temperature of −40 ° C. to −15 ° C. and 5 to 30% by weight of butadiene rubber.
また、シリカ以外の他の無機充填剤を、シリカ及び他の無機充填剤の合計でジエン系ゴム１００重量部に対し８５〜１５０重量部になるように配合することにより、耐摩耗性を一層高くすることができる。 Further, by adding other inorganic fillers other than silica to 85 to 150 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the diene rubber as a total of silica and other inorganic fillers, the wear resistance is further enhanced. can do.
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７６万〜８５万である。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９０万を超えるとゴム組成物の粘度が高くなり、加工性が悪化する。またシリカ及び他の無機充填剤の分散性が悪化する。 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 760,000 to 850,000 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 strength of the rubber composition are insufficient. Moreover, when the weight average molecular weight of butadiene rubber exceeds 900,000, the viscosity of a rubber composition will become high and workability will deteriorate. In addition, the dispersibility of silica and other inorganic fillers deteriorates.
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にする。ブタジエンゴムの分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が１．５未満であると、入手が困難になり、生産コストが高くなる。またブタジエンゴムの分子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）が３．０を超えるとウェット性能を十分に高くすることができない。 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 acquisition becomes difficult and the production cost becomes high. If the molecular weight distribution (Mw / Mn) of butadiene rubber exceeds 3.0, the wet performance cannot be sufficiently increased.
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にする。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ゴム強度（引張り破断強度及び破断伸び）が優れることを意味する。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ゴム強度が不足する。またブタジエンゴムのトルエン溶液粘度が１０００ｍＰａ・ｓを超えるとゴム組成物の粘度が高くなり、加工性が悪化する。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. ) Is excellent. When the toluene solution viscosity of the butadiene rubber is less than 300 mPa · s, the wear resistance and rubber strength of the rubber composition are insufficient. On the other hand, if the toluene solution viscosity of the butadiene rubber exceeds 1000 mPa · s, the viscosity of the rubber composition increases and the processability deteriorates. In the present invention, the toluene solution viscosity of butadiene rubber at 25 ° C. was measured at 25 ° C. using a Canon Fenske viscometer with a toluene solution containing 5% by weight of butadiene rubber.
ブタジエンゴムの配合量は、ジエン系ゴム１００重量％中５〜３０重量％、好ましくは１０〜２５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、耐摩耗性が低下する。また、ブタジエンゴムの配合量が３０重量％を超えると、操縦安定性を高くすることができず、またウェット性能が低下する。 The blending amount of butadiene rubber is 5 to 30% by weight, preferably 10 to 25% by weight, in 100% by weight of diene rubber. Abrasion resistance falls that the compounding quantity of a butadiene rubber is less than 5 weight%. Moreover, when the compounding quantity of butadiene rubber exceeds 30 weight%, steering stability cannot be made high and wet performance will fall.
本発明で使用するスチレンブタジエンゴムは、ガラス転移温度（以下「Ｔｇ」ということがある。）が−４０℃〜−１５℃、好ましくは−３５℃〜−２０℃である。スチレンブタジエンゴムのＴｇが−４０℃より低いと操縦安定性を高くすることができず、またウェット性能が低下する。またスチレンブタジエンゴムのＴｇが−１５℃より高いと耐摩耗性が悪化する。スチレンブタジエンゴムのＴｇは、示差走査熱量測定装置（ＤＳＣ）を使用し１０℃／分の昇温速度条件によりサーモグラムを測定し、その転移域の中点の温度とする。スチレンブタジエンゴムが油展オイルを含む場合には、油展オイルを除いた状態のＴｇとする。 The styrene butadiene rubber used in the present invention has a glass transition temperature (hereinafter sometimes referred to as “Tg”) of −40 ° C. to −15 ° C., preferably −35 ° C. to −20 ° C. If the Tg of the styrene butadiene rubber is lower than -40 ° C, the steering stability cannot be increased, and the wet performance is lowered. Further, when the Tg of the styrene butadiene rubber is higher than −15 ° C., the wear resistance is deteriorated. The Tg of styrene butadiene rubber is measured at a temperature of 10 ° C./min using a differential scanning calorimeter (DSC), and the temperature at the midpoint of the transition zone. When the styrene-butadiene rubber contains oil-extended oil, the Tg is in the state where the oil-extended oil is removed.
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７０〜９５重量％、好ましくは７５〜９０重量％にする。スチレンブタジエンゴムの配合量が７０重量％未満であると操縦安定性を高くすることができず、またウェット性能が低下する。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、耐摩耗性が低下する。 The blending amount of the styrene butadiene rubber is 70 to 95% by weight, preferably 75 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 70% by weight, the steering stability cannot be increased, and the wet performance is deteriorated. Moreover, when the compounding quantity of styrene butadiene rubber exceeds 95 weight%, abrasion resistance will fall.
本発明では、上述した組成を満たす限り、上記の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、例えば天然ゴム、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、Ｔｇが−１５℃より高い又はＴｇが−４０℃より低いスチレンブタジエンゴム、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 the above 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, styrene butadiene rubber having a Tg higher than −15 ° C. or Tg lower than −40 ° C., and a butadiene rubber having the above-described characteristics. Examples thereof include butadiene rubber. These other diene rubbers can contain any one type. Two or more kinds of other diene rubbers can be contained in combination.
ジエン系ゴムとしては、スチレンブタジエンゴム７０〜９５重量％とブタジエンゴム５〜３０重量％との合計を１００重量％にすることが好ましい。このようなゴム成分の組成にすることにより、ウェット性能及び操縦安定性を両立し、かつ耐摩耗性を確保することができる。 As the diene rubber, the total of 70 to 95% by weight of styrene butadiene rubber and 5 to 30% by weight of butadiene rubber is preferably 100% by weight. By using such a composition of the rubber component, it is possible to achieve both wet performance and steering stability and to ensure wear resistance.
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０℃のｔａｎδを大きくしウェット路面におけるグリップ性能を高くする。また、ゴム組成物の発熱性（６０℃のｔａｎδ）を小さくしタイヤの転がり抵抗を低減することができる。またこのゴム組成物は、上述したブタジエンゴムを配合したため、シリカの分散性が良好になり、シリカ配合の効果をより効率的に得ることができる。 The rubber composition for a tire tread of the present invention increases tan δ at 0 ° C. and increases grip performance on a wet road surface by compounding silica. Moreover, the exothermic property (tan δ at 60 ° C.) of the rubber composition can be reduced, and the rolling resistance of the tire can be reduced. Moreover, since this rubber composition is blended with the butadiene rubber described above, the dispersibility of silica is improved, and the effect of silica blending can be obtained more efficiently.
シリカの配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対し８０〜１５０重量部、好ましくは９０〜１４０重量部である。シリカの配合量が８０重量部未満であるとウェッ性能を高くすることができない。またシリカの配合量が１５０重量部を超えると耐摩耗性が悪化する。 The compounding quantity of a silica is 80-150 weight part with respect to 100 weight part of diene rubbers, Preferably it is 90-140 weight part. When the compounding amount of silica is less than 80 parts by weight, the wet performance cannot be increased. On the other hand, if the amount of silica exceeds 150 parts by weight, the wear resistance is deteriorated.
シリカとしては、ＢＥＴ比表面積が１００〜２５０ｍ２／ｇ、好ましくは１１０〜２４０ｍ２／ｇのものを使用する。シリカのＢＥＴ比表面積が１００ｍ２／ｇ未満であると、ゴム組成物に対する補強性が不十分となる。また、シリカのＢＥＴ比表面積が２５０ｍ２／ｇを超えると、シリカの分散性が悪化しゴムの加工性が悪化する。なお本発明において、シリカのＢＥＴ比表面積は、ＡＳＴＭ−Ｄ−４８２０−９３に準拠して測定するものとする。シリカの種類としては、タイヤ用ゴム組成物に通常使用されるシリカであればよく、例えば湿式法シリカ、乾式法シリカあるいは表面処理シリカなどを使用することができる。 The silica, BET specific surface area of 100 to 250 m 2 / g, preferably using those 110~240m 2 / g. When the BET specific surface area of silica is less than 100 m 2 / g, the reinforcing property for the rubber composition becomes insufficient. Moreover, when the BET specific surface area of a silica exceeds 250 m < 2 > / g, the dispersibility of a silica will deteriorate and the workability of rubber | gum will deteriorate. In the present invention, the BET specific surface area of silica is measured according to ASTM-D-4820-93. As the type of silica, any silica that is usually used in tire rubber compositions may be used. 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、シリカの補強効果を十分に得ることができない。また、シランカップリング剤の配合量が１２重量％を超えると、ゴム混練時にゴムやけが生じ易くなる。 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. If the blending amount of the silane coupling agent is less than 1% by weight, the reinforcing effect of silica cannot be sufficiently obtained. Moreover, when the compounding quantity of a silane coupling agent exceeds 12 weight%, it will become easy to produce rubber burn at the time of rubber kneading | mixing.
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-mercaptopropyl. Examples thereof include triethoxysilane and 3-octanoylthiopropyltriethoxysilane.
本発明では、シリカ以外の他の無機充填剤を配合することができる。他の無機充填剤としては、例えばカーボンブラック、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例示することができる。なかでもカーボンブラックが好ましい。他の無機充填剤、特に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を高くし、耐摩耗性を向上する。 In the present invention, inorganic fillers other than silica can be blended. Examples of other inorganic fillers include carbon black, clay, calcium carbonate, talc, mica, aluminum hydroxide, magnesium carbonate and the like. Of these, carbon black is preferred. By blending other inorganic fillers, particularly carbon black, the strength of the rubber composition for tire tread is increased and the wear resistance is improved.
シリカ以外の他の無機充填剤の配合量は、シリカ及び他の無機充填剤の合計で、ジエン系ゴム１００重量部に対し好ましくは８５〜１５０重量部、より好ましくは９０〜１３０重量部にするとよい。シリカ及び他の無機充填剤の合計が８５重量部未満であると、ゴム組成物の補強硬化が十分に得られず耐摩耗性を十分に高くすることができない。また、シリカ及び他の無機充填剤の合計が１５０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 compounding amount of the inorganic filler other than silica is preferably 85 to 150 parts by weight, more preferably 90 to 130 parts by weight, based on 100 parts by weight of the diene rubber, in total of silica and other inorganic fillers. Good. When the total of silica and other inorganic fillers is less than 85 parts by weight, the rubber composition cannot be sufficiently reinforced and hardened and the wear resistance cannot be sufficiently increased. Moreover, when the sum total of a silica and another inorganic filler exceeds 150 weight part, the viscosity of a rubber composition will become high and molding processability will deteriorate.
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でトレッド部を構成した空気入りタイヤは、操縦安定性及びウェット性能を向上すると共に、耐摩耗性を従来レベル以上に高くすることができる。 A pneumatic tire having a tread portion formed of the rubber composition for a tire tread of the present invention can improve steering stability and wet performance, and can have wear resistance higher than the conventional level.
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、ブタジエンゴムの重量平均分子量（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 25 ° C. toluene solution viscosity of the butadiene rubber were measured by the methods described above.
表２，３に示す配合からなる９種類のタイヤトレッド用ゴム組成物（実施例１〜３、比較例１〜６）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、１．７Ｌ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１．７Ｌ密閉式バンバリーミキサーに供し、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。 Nine kinds of rubber compositions for tire treads (Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 6) each having the composition shown in Tables 2 and 3 were weighed with respect to the composition components excluding the vulcanization accelerator and sulfur. The mixture was kneaded with a 7 L hermetic Banbury mixer for 5 minutes, and the master batch was discharged at a temperature of 150 ° C. and cooled at room temperature. Thereafter, this master batch was subjected to a 1.7 L hermetic banbury mixer, and a vulcanization accelerator and sulfur were added and mixed for 2 minutes to prepare a rubber composition for a tire tread.
得られた１０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、１７０℃で１０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ウェット性能及び耐摩耗性を測定した。 Using the obtained 10 types of rubber compositions for tire treads, a vulcanized rubber test piece was prepared by press vulcanization at 170 ° C. for 10 minutes in a predetermined mold. Abrasion was measured.
ウェット性能；ｔａｎδ（０℃）
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０℃におけるｔａｎδを求めた。得られた結果は、比較例１を１００とする指数にし「ウェット性能」として表２，３に示した。この指数が大きいほどｔａｎδ（０℃）が大きくウェット性能が優れることを意味する。
Wet performance; tan δ (0 ° C)
The dynamic viscoelasticity of the obtained vulcanized rubber test piece was measured with a viscoelasticity spectrometer manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd. at an initial strain of 10%, an amplitude of ± 2%, and a frequency of 20 Hz. Asked. The obtained results are shown in Tables 2 and 3 as “wet performance” with the index of Comparative Example 1 as 100. A larger index indicates a larger tan δ (0 ° C.) and better wet performance.
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℃、荷重３９Ｎ、スリップ率３０％、時間４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「耐摩耗性」として表２，３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 Lambourne abrasion tester (manufactured by Iwamoto Seisakusho Co., Ltd.) at a temperature of 20 ° C., a load of 39 N, a slip rate of 30%, and a time of 4 minutes. The amount of wear was measured under the conditions. The obtained results are shown in Tables 2 and 3 as “wear resistance” with an index where the reciprocal of the value of Comparative Example 1 is 100. Higher index means better wear resistance.
次に、上述した９種類のタイヤトレッド用ゴム組成物を用いてトレッド部を形成したタイヤサイズ２１５／６０Ｒ１６の空気入りタイヤを４本ずつ製作した。それぞれの空気入りタイヤの操縦安定性を下記に示す方法により評価した。 Next, four pneumatic tires of tire size 215 / 60R16 each having a tread portion formed using the above-described nine types of tire tread rubber compositions were manufactured. The handling stability of each pneumatic tire was evaluated by the following method.
操縦安定性
得られた空気入りタイヤをリムサイズ１６×６ＪＪのホイールに組付け、国産２．５リットルクラスの試験車両に装着し、空気圧２００ｋＰａの条件でテストコースを実車走行させ、そのときの操縦安定性を専門パネラー３名により感応評価した。評価結果は、１〜５の評点で表し表２，３に示した。この評点が大きいほど操縦安定性が優れていることを意味する。
Steering stability The obtained pneumatic tire is mounted on a wheel with a rim size of 16 x 6 JJ, mounted on a domestic 2.5 liter class test vehicle, and run on a test track under the condition of air pressure 200 kPa. Steering stability at that time Sensitivity was evaluated by 3 specialist panelists. The evaluation results are represented by a score of 1 to 5 and shown in Tables 2 and 3. The larger this score, the better the steering stability.
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−１：スチレンブタジエンゴム、ＪＳＲ社製ＨＰ７５５Ｂ、Ｔｇ＝−１８℃、スチレン含量４０重量％
ＳＢＲ−２：スチレンブタジエンゴム、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ １７２３、Ｔｇ＝−５３℃、スチレン含量２３．５重量％
ＢＲ−１〜ＢＲ−５：それぞれ表１に示したブタジエンゴム
シリカ：エボニックデグッサ社製Ｕｌｔｒａｓｉｌ ＶＮ−３、ＢＥＴ比表面積１７０ｍ２／ｇ
カップリング剤：シランカップリング剤、エボニックデグッサ社製Ｓｉ６９
ＣＢ：カーボンブラック、キャボットジャパン社製ショウブラックＮ３３９
酸化亜鉛：正同化学工業社製酸化亜鉛３種
ステアリン酸：日油社製ビーズステアリン酸ＹＲ
オイル：昭和シェル石油社製エクストラクト４号Ｓ
硫黄：細井化学工業社製油処理イオウ
加硫促進剤：三新化学工業社製サンセラーＣＭ−Ｇ
The types of raw materials used in Tables 2 and 3 are shown below.
SBR-1: Styrene butadiene rubber, HP755B manufactured by JSR, Tg = −18 ° C., styrene content 40% by weight
SBR-2: Styrene butadiene rubber, Nipol 1723 manufactured by Zeon Corporation, Tg = −53 ° C., styrene content 23.5% by weight
BR-1 to BR-5: butadiene rubber silicas shown in Table 1 respectively: Ultrasil VN-3 manufactured by Evonik Degussa, BET specific surface area 170 m 2 / g
Coupling agent: Silane coupling agent, Si69 manufactured by Evonik Degussa
CB: carbon black, show black N339 manufactured by Cabot Japan
Zinc oxide: Zendo Chemical Industries, Ltd. Zinc oxide, 3 types of stearic acid: NOF Beads stearic acid YR
Oil: Extract No. 4 S manufactured by Showa Shell Sekiyu KK
Sulfur: Oil treatment sulfur vulcanization accelerator manufactured by Hosoi Chemical Co., Ltd .: Sunseller CM-G manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd.
表３の結果から明らかなように実施例１〜３のタイヤトレッド用ゴム組成物は、いずれも比較例１と比べ耐摩耗性、ウェット性能及び操縦安定性が優れていた。 As is clear from the results of Table 3, the rubber compositions for tire treads of Examples 1 to 3 were all excellent in wear resistance, wet performance and steering stability as compared with Comparative Example 1.
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、かつ２５℃のトルエン溶液粘度が３００未満であるため、ゴム強度を高くすることができないので操縦安定性の改良効果が得られず、シリカの分散性を改良することができないのでウェット性能及び耐摩耗性を高くすることができない。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、ウェット性能を高くすることができない。また比較例４のゴム組成物は、スチレンブタジエンゴムのＴｇが−４０℃より低いため、ウェット性能及び操縦安定性が悪化する。比較例５のゴム組成物は、シリカの配合量が８０重量部未満であるためウェット性能が不足する。比較例６のゴム組成物は、スチレンブタジエンゴムの配合量が７０重量％未満、かつブタジエンゴムの配合量が３０重量％を超えるため、ウェット性能及び操縦安定性を高くすることができない。 On the other hand, as is clear from the results in Table 2, the rubber composition of Comparative Example 2 has a weight average molecular weight (Mw) of butadiene rubber of less than 700,000 and a toluene solution viscosity at 25 ° C. of less than 300. Since the strength cannot be increased, the improvement effect of steering stability cannot be obtained, and the dispersibility of silica cannot be improved, so the wet performance and wear resistance cannot be increased. Since the rubber composition of Comparative Example 3 has a molecular weight distribution (Mw / Mn) of butadiene rubber exceeding 3.0, the wet performance cannot be increased. Further, in the rubber composition of Comparative Example 4, since the Tg of the styrene butadiene rubber is lower than −40 ° C., the wet performance and the steering stability are deteriorated. The rubber composition of Comparative Example 5 has insufficient wet performance because the compounding amount of silica is less than 80 parts by weight. In the rubber composition of Comparative Example 6, since the blending amount of styrene butadiene rubber is less than 70% by weight and the blending amount of butadiene rubber exceeds 30% by weight, the wet performance and the handling stability cannot be increased.
Claims (3)
The inorganic filler other than the silica is blended, and the total of silica and the other inorganic filler is 85 to 150 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the diene rubber. The rubber composition for tire treads described in 1.
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