JP2012158660A - Rubber composition for tire tread - Google Patents

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Toshibumi Asukai
俊文 飛鳥井
Yoshihiro Kameda
慶寛 亀田
Shuichi Nakano
秀一 中野
Kentaro Akagi
健太郎 赤木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rubber composition for a tire tread improved in grip performance, its sustainability, and wear resistance more than in conventional levels.SOLUTION: The rubber composition is obtained by blending 100 pts.wt. of a dienec rubber containing ≥70 wt.% of a syrene-butadiene rubber having a glass transition temperature of ≥-35°C and 60 to 150 pts.wt. of carbon black A, wherein the CTAB adsorption specific surface area of the carbon black A is 150 to 250 m/g; and the DBP absorption amount is 100 to 150 ml/100-g, and wherein with dimensionless numbers X, Y and Z determined from a maximum length L, a width W, a peripheral length P, a projection area A and an enveloping area S determined by an image analysis of two-dimensional projection images of aggregates of the carbon black A, the total of a number fraction (r1%) of the aggregate satisfying the condition (1): at least one of X>1.7 and Y>110, and Z>1.6, and a number fraction (r2%) satisfying the condition (2): Y>110 and 1.6≥Z>1.3 is ≥70% and <80%, and the r2% is larger than the r1%.

Description

本発明は、グリップ性能、その持続性及び耐摩耗性を従来レベル以上に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 grip performance, its durability and wear resistance are improved to a level higher than conventional levels.

競技用空気入りタイヤには、高速走行時のグリップ性能が優れると共に、その優れたグリップ性能が持続すること及び耐摩耗性が優れることが求められる。   A pneumatic tire for competition is required to have excellent grip performance during high-speed running, to maintain the excellent grip performance, and to have excellent wear resistance.

従来、競技用タイヤのトレッド部を構成するゴム組成物には、小粒径のカーボンブラックを配合したり、そのカーボンブラックの配合量を増量したり、或いはガラス転移温度が高いスチレン−ブタジエンゴムを配合したりして、発熱性を大きくすることが行われている(例えば特許文献1参照)。しかし、このようなゴム組成物をトレッド部に使用すると、長時間の高速走行を行ったときにグリップ性能が徐々に低下したり、或いは耐摩耗性が低下したりするという問題があった。   Conventionally, a rubber composition constituting a tread portion of a racing tire is blended with a carbon black having a small particle diameter, an amount of the carbon black is increased, or a styrene-butadiene rubber having a high glass transition temperature. The exothermic property is increased by blending (for example, see Patent Document 1). However, when such a rubber composition is used in the tread portion, there is a problem that grip performance is gradually lowered or wear resistance is lowered when traveling at a high speed for a long time.

したがって、グリップ性能の持続性及び耐摩耗性を悪化させることなく、グリップ性能を向上することが課題になっている。   Therefore, there is a problem of improving the grip performance without deteriorating the sustainability and wear resistance of the grip performance.

特開2000−273245号公報JP 2000-273245 A

本発明の目的は、グリップ性能、グリップ性能の持続性及び耐摩耗性を従来レベル以上に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 the grip performance, the durability of the grip performance, and the wear resistance are improved to the conventional level or more.

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−35℃以上のスチレン−ブタジエンゴムを70重量%以上含むジエン系ゴム100重量部に対し、カーボンブラックAを60〜150重量部配合すると共に、前記カーボンブラックAが、CTAB吸着比表面積が150〜250m2/g、DBP吸収量が100〜150ml/100gのハードカーボンブラック領域に属し、かつ前記カーボンブラックAを透過型電子顕微鏡で観察したときのアグリゲートの二次元投影画像の画像解析から求めた最大長L、幅W、周囲長P、投影面積A、包絡面積Sから無次元数X,Y,Zを算出し、下記条件(1)を満たすアグリゲートの個数分率(r1%)と下記条件(2)を満たすアグリゲートの個数分率(r2%)を求めたとき、個数分率(r1%)と個数分率(r2%)の合計が70%以上80%未満であり、かつ個数分率(r2%)が個数分率(r1%)より大きいことを特徴とする。
条件(1) X>1.7、Y>110の少なくとも一つを満たし、かつZ>1.6
条件(2) Y>110、かつ1.6≧Z>1.3
(ただし、無次元数X,Y,Zは下記の式から求められる。
X=L/W
Y=(P2/A)×(100/4π)
Z=S/A
ここで、Lはアグリゲートの二次元投影画像の画像解析から求められた最大長(nm)、Wは幅(nm)、Pは周囲長(nm)、Aは投影面積(nm2)、Sは包絡面積(nm2)である。)
The rubber composition for a tire tread of the present invention that achieves the above-mentioned object is obtained by adding 60 to 60 parts of carbon black A to 100 parts by weight of a diene rubber containing 70% by weight or more of styrene-butadiene rubber having a glass transition temperature of −35 ° C. or higher. 150 parts by weight, and the carbon black A belongs to a hard carbon black region having a CTAB adsorption specific surface area of 150 to 250 m 2 / g and a DBP absorption of 100 to 150 ml / 100 g, and the carbon black A is transmissive The dimensionless numbers X, Y, and Z are calculated from the maximum length L, width W, perimeter length P, projection area A, and envelope area S obtained from image analysis of the two-dimensional projection image of the aggregate when observed with an electron microscope. The number fraction (r1%) of aggregates that satisfy the following condition (1) and the number fraction (r2%) of aggregates that satisfy the following condition (2): The total of the number fraction (r1%) and the number fraction (r2%) is 70% or more and less than 80%, and the number fraction (r2%) is larger than the number fraction (r1%). It is characterized by.
Condition (1) satisfies at least one of X> 1.7, Y> 110, and Z> 1.6.
Condition (2) Y> 110 and 1.6 ≧ Z> 1.3
(However, dimensionless numbers X, Y, and Z are obtained from the following equations.
X = L / W
Y = (P 2 / A) × (100 / 4π)
Z = S / A
Here, L is the maximum length (nm) obtained from the image analysis of the two-dimensional projection image of the aggregate, W is the width (nm), P is the peripheral length (nm), A is the projected area (nm 2 ), S Is the envelope area (nm 2 ). )

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−35℃以上のスチレン−ブタジエンゴムを70重量%以上含むジエン系ゴム100重量部に対し、CTAB吸着比表面積が150〜250m2/g、DBP吸収量が100〜150ml/100gのハードカーボンブラック領域に属し、かつ前記条件(1)を満たすアグリゲートの個数分率(r1%)と条件(2)を満たすアグリゲートの個数分率(r2%)の合計が70%以上80%未満であり、かつ個数分率(r2%)が個数分率(r1%)より大きいカーボンブラックAを60〜150重量部配合するようにしたので、グリップ性能、グリップ性能の持続性及び耐摩耗性を従来レベル以上に向上することができる。 The rubber composition for a tire tread of the present invention has a CTAB adsorption specific surface area of 150 to 250 m 2 / g with respect to 100 parts by weight of a diene rubber containing 70% by weight or more of a styrene-butadiene rubber having a glass transition temperature of −35 ° C. or more. , And the aggregate number fraction (r1%) satisfying the condition (1) and the aggregate number satisfying the condition (2) belonging to the hard carbon black region having a DBP absorption of 100 to 150 ml / 100 g ( The total amount of (r2%) is 70% or more and less than 80%, and carbon black A having a number fraction (r2%) larger than the number fraction (r1%) is blended in an amount of 60 to 150 parts by weight. Performance, durability of grip performance and wear resistance can be improved to a level higher than conventional levels.

ここでジエン系ゴム100重量部に、前記カーボンブラックAを60〜110重量部、更にカーボンブラックBを10〜50重量部配合し、かつ前記カーボンブラックA及びカーボンブラックBの合計を90〜150重量部にすると共に、前記カーボンブラックBのCTAB吸着比表面積が100〜145m2/g、DBP吸収量が100〜150ml/100gにすることが好ましい。このときジエン系ゴム100重量部に、重量平均分子量2000〜20000の共重合体を5〜60重量部配合するとよい。 Here, 60 to 110 parts by weight of carbon black A and 10 to 50 parts by weight of carbon black B are blended with 100 parts by weight of diene rubber, and the total of carbon black A and carbon black B is 90 to 150 parts by weight. The carbon black B preferably has a CTAB adsorption specific surface area of 100 to 145 m 2 / g and a DBP absorption of 100 to 150 ml / 100 g. At this time, 5 to 60 parts by weight of a copolymer having a weight average molecular weight of 2000 to 20000 may be blended with 100 parts by weight of the diene rubber.

こ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は、グリップ性能、グリップ性能の持続性及び耐摩耗性を従来レベル以上に向上することができ、とりわけ競技用空気入りタイヤに好適である。   A pneumatic tire using the rubber composition for a tire tread can improve grip performance, durability of grip performance and abrasion resistance to a level higher than that of the conventional tire, and is particularly suitable for a pneumatic tire for competition.

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物において、ジエン系ゴムは、ガラス転移温度が−35℃以上のスチレン−ブタジエンゴムを必ず含む。また、ガラス転移温度−35℃以上のスチレン−ブタジエンゴム以外の他のジエン系ゴムを含むことができる。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、ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、ガラス転移温度が−35℃未満のスチレン−ブタジエンゴム等が挙げられる。なかでも天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、ガラス転移温度−35℃未満のスチレン−ブタジエンゴムが好ましい。これら他のジエン系ゴムは、単独又は任意のブレンドとして使用することができる。   In the rubber composition for a tire tread of the present invention, the diene rubber necessarily includes a styrene-butadiene rubber having a glass transition temperature of −35 ° C. or higher. Further, other diene rubbers other than styrene-butadiene rubber having a glass transition temperature of −35 ° C. or more can be included. Examples of other diene rubbers include natural rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, and styrene-butadiene rubber having a glass transition temperature of less than -35 ° C. Of these, natural rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, and styrene-butadiene rubber having a glass transition temperature of less than -35 ° C are preferable. These other diene rubbers can be used alone or as any blend.

ジエン系ゴムが、ガラス転移温度−35℃以上、好ましくは−30℃〜0℃のスチレン−ブタジエンゴムを含有することにより、このゴム組成物を空気入りタイヤのトレッド部に使用したときのグリップ性能を向上することができる。本明細書において、スチレン−ブタジエンゴムのガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)により10℃/分の昇温速度条件によりサーモグラムを測定し、転移域の中点の温度とする。なお、スチレン−ブタジエンゴムが油展品である場合には、オイルを除いた原料ゴムのガラス転移温度とする。   When the diene rubber contains a styrene-butadiene rubber having a glass transition temperature of −35 ° C. or higher, preferably −30 ° C. to 0 ° C., grip performance when this rubber composition is used for a tread portion of a pneumatic tire. Can be improved. In the present specification, the glass transition temperature of the styrene-butadiene rubber is measured by a differential scanning calorimetry (DSC) under a temperature increase rate condition of 10 ° C./min, and is set as a temperature at the midpoint of the transition region. When the styrene-butadiene rubber is an oil-extended product, the glass transition temperature of the raw rubber excluding the oil is used.

ガラス転移温度−35℃以上のスチレン−ブタジエンゴムの含有量は、ジエン系ゴム中70重量%以上、好ましくは80〜100重量%である。ガラス転移温度−35℃以上のスチレン−ブタジエンゴムの含有量が70重量%未満であると、グリップ性能を改良することができない。なお、スチレン−ブタジエンゴムとして、複数の種類を組み合わせて使用するときは、少なくとも一つのスチレン−ブタジエンゴムのガラス転移温度が−35℃以上であり、かつジエン系ゴム中の含有量が70重量%以上であれば足りる。   The content of styrene-butadiene rubber having a glass transition temperature of −35 ° C. or higher is 70% by weight or more, preferably 80 to 100% by weight in the diene rubber. When the content of the styrene-butadiene rubber having a glass transition temperature of −35 ° C. or higher is less than 70% by weight, the grip performance cannot be improved. When a plurality of styrene-butadiene rubbers are used in combination, the glass transition temperature of at least one styrene-butadiene rubber is −35 ° C. or higher, and the content in the diene rubber is 70% by weight. That's enough.

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物では、後述するアグリゲートの形状特性を有する新規のカーボンブラックAを配合することにより、カーボンブラックの粒子径を小さくしながら、耐摩耗性、グリップ性能の持続性の低下を従来の小粒子径カーボンブラックに比べて抑制することができる。カーボンブラックAの配合量は、ジエン系ゴム100重量部に対し60〜150重量部、好ましくは90〜140重量部にする。なお、後述するカーボンブラックBと共に使用するときカーボンブラックAの配合量は、好ましくは60〜110重量部にするとよい。カーボンブラックAの配合量が60重量部未満であると、十分なグリップ性能が得られず、耐摩耗性を高くすることができない。またカーボンブラックの配合量Aが150重量部を超えると、グリップ性能の持続性が悪化すると共に、耐摩耗性が悪化する。   In the rubber composition for tire treads of the present invention, by incorporating a new carbon black A having the shape characteristics of an aggregate, which will be described later, the wear resistance and the durability of grip performance are reduced while reducing the particle diameter of the carbon black. Can be suppressed as compared with the conventional small particle size carbon black. The compounding amount of the carbon black A is 60 to 150 parts by weight, preferably 90 to 140 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the diene rubber. In addition, when using with the carbon black B mentioned later, the compounding quantity of the carbon black A is preferably 60 to 110 parts by weight. When the blending amount of the carbon black A is less than 60 parts by weight, sufficient grip performance cannot be obtained and the wear resistance cannot be increased. On the other hand, when the blending amount A of carbon black exceeds 150 parts by weight, the durability of the grip performance deteriorates and the wear resistance deteriorates.

本発明で使用するカーボンブラックAは、CTAB吸着比表面積が150〜250m2/g、好ましくは160〜210m2/gのハードカーボンブラック領域に属する。カーボンブラックAのCTAB吸着比表面積が150m2/g未満であると、ゴム組成物のモジュラス及び発熱性を大きくしてグリップ性能を優れたものにするという効果が得られない。また耐摩耗性が低下する。CTAB吸着比表面積が250m2/gを超えると、グリップ性能の持続性が悪化する。CTAB吸着比表面積は、JIS K6217−3に準拠して、測定するものとする。 Carbon black A used in the present invention, CTAB adsorption specific surface area of 150 to 250 2 / g, preferably belonging to the hard carbon black region of 160~210m 2 / g. If the CTAB adsorption specific surface area of carbon black A is less than 150 m 2 / g, the effect of increasing the modulus and heat build-up of the rubber composition and improving the grip performance cannot be obtained. In addition, wear resistance is reduced. When the CTAB adsorption specific surface area exceeds 250 m 2 / g, the durability of the grip performance deteriorates. The CTAB adsorption specific surface area is measured according to JIS K6217-3.

また、カーボンブラックAのDBP吸収量は、100〜150ml/100gであり、好ましくは120〜140ml/100gである。カーボンブラックAのDBP吸収量が100ml/100g未満であるとグリップ性能及び耐摩耗性が不足する。またゴム組成物の成形加工性が低下しカーボンブラックAの分散性が悪化するのでゴム組成物に対する補強性能が十分に得られない。DBP吸収量が150ml/100gを超えると、ゴム組成物の柔軟性が損なわれタイヤにしたときのグリップ性能が悪化する。DBP吸収量は、JIS K6217−4吸油量A法に準拠して、測定するものとする。   Carbon DB A has a DBP absorption of 100 to 150 ml / 100 g, preferably 120 to 140 ml / 100 g. When the DBP absorption amount of carbon black A is less than 100 ml / 100 g, grip performance and wear resistance are insufficient. Further, since the molding processability of the rubber composition is lowered and the dispersibility of the carbon black A is deteriorated, sufficient reinforcement performance for the rubber composition cannot be obtained. When the DBP absorption amount exceeds 150 ml / 100 g, the flexibility of the rubber composition is impaired and the grip performance when the tire is made deteriorates. The DBP absorption amount shall be measured according to JIS K6217-4 oil absorption amount A method.

本発明において、カーボンブラックAは上述したコロイダル特性を有すると共に、そのアグリゲートが以下の特徴を有する。先ず、カーボンブラックAを透過型電子顕微鏡で観察し、そのアグリゲートの二次元投影画像の画像解析により、最大長L(nm)、幅W(nm)、周囲長P(nm)、投影面積A(nm2)、包絡面積S(nm2)を求め、更に無次元数X,Y,Zをアグリゲート毎に算出する。これら無次元数X,Y,Zの値に基づき、下記の条件(1)を満たすアグリゲートの個数分率(r1%)及び条件(2)を満たすアグリゲートの個数分率(r2%)を求めたとき、個数分率(r1%)と個数分率(r2%)との合計が70%以上80%未満、好ましくは70〜79%であり、かつ個数分率(r2%)が個数分率(r1%)より大きくなるようにする。
条件(1) X>1.7、Y>110の少なくとも一つを満たし、かつZ>1.6
条件(2) Y>110、かつ1.6≧Z>1.3
ただし、無次元数X,Y,Zは下記の式から求められる。
X=L/W
Y=(P2/A)×(100/4π)
Z=S/A
ここで、Lはアグリゲートの二次元投影画像の画像解析から求められた最大長(nm)、Wは幅(nm)、Pは周囲長(nm)、Aは投影面積(nm2)、Sは包絡面積(nm2)である。
In the present invention, carbon black A has the colloidal characteristics described above, and its aggregate has the following characteristics. First, the carbon black A is observed with a transmission electron microscope, and the maximum length L (nm), the width W (nm), the perimeter length P (nm), and the projection area A are analyzed by image analysis of the two-dimensional projection image of the aggregate. (Nm 2 ) and envelope area S (nm 2 ) are obtained, and dimensionless numbers X, Y, and Z are calculated for each aggregate. Based on the values of these dimensionless numbers X, Y, and Z, the number fraction (r1%) of aggregates that satisfy the following condition (1) and the number fraction (r2%) of aggregates that satisfy the condition (2) are obtained. When obtained, the total of the number fraction (r1%) and the number fraction (r2%) is 70% or more and less than 80%, preferably 70 to 79%, and the number fraction (r2%) is the number fraction. It should be larger than the rate (r1%).
Condition (1) satisfies at least one of X> 1.7, Y> 110, and Z> 1.6.
Condition (2) Y> 110 and 1.6 ≧ Z> 1.3
However, the dimensionless numbers X, Y, and Z are obtained from the following equations.
X = L / W
Y = (P 2 / A) × (100 / 4π)
Z = S / A
Here, L is the maximum length (nm) obtained from the image analysis of the two-dimensional projection image of the aggregate, W is the width (nm), P is the peripheral length (nm), A is the projected area (nm 2 ), S Is the envelope area (nm 2 ).

カーボンブラックのアグリゲートの二次元投影画像は、以下の方法で観察した。先ず、乾燥させたカーボンブラック試料1mgを試験管に入れ、クロロホルム2mlを加え、超音波で3分間分散させた。分散させた試料をカーボンブラック支持膜に固定し、透過型電子顕微鏡(直接倍率60000倍)で撮影した。得られた二次元投影画像を画像解析装置(NIRECO社製LUZEX−F)にかけ、1000個以上のアグリゲートについて、最大長L(nm)、幅W(nm)、周囲長P(nm)、投影面積A(nm2)、包絡面積S(nm2)を求め、更に無次元数X,Y,Zをアグリゲート毎に算出した。 The two-dimensional projection image of the carbon black aggregate was observed by the following method. First, 1 mg of the dried carbon black sample was put in a test tube, 2 ml of chloroform was added, and the mixture was dispersed with ultrasound for 3 minutes. The dispersed sample was fixed to a carbon black support film and photographed with a transmission electron microscope (direct magnification 60000 times). The obtained two-dimensional projection image is applied to an image analysis apparatus (LUZEX-F manufactured by NIRECO), and a maximum length L (nm), a width W (nm), a perimeter length P (nm), and projection for 1000 or more aggregates. Area A (nm 2 ) and envelope area S (nm 2 ) were determined, and dimensionless numbers X, Y, and Z were calculated for each aggregate.

最大長Lは、アグリゲートの二次元投影画像に外接する任意方向の平行線を引いたとき、その平行線間距離の最大値(nm)である。幅Wは、アグリゲートの二次元投影画像における最大長Lの方向に直交する方向で外接する平行線の平行線間距離の値(nm)である。周囲長Pは、アグリゲートの二次元投影画像の周囲の長さ(nm)である。投影面積Aは、アグリゲートの二次元投影画像の投影面積(nm2)である。包絡面積Sは、アグリゲートの二次元投影画像においてアグリゲートの分岐状部分の頂点を結んだ多角形の面積(nm2)である。 The maximum length L is the maximum value (nm) of the distance between parallel lines when a parallel line circumscribing the two-dimensional projection image of the aggregate is drawn. The width W is a value (nm) of the distance between parallel lines of parallel lines circumscribing in the direction orthogonal to the direction of the maximum length L in the two-dimensional projection image of the aggregate. The perimeter P is the perimeter (nm) of the aggregate two-dimensional projection image. The projection area A is the projection area (nm 2 ) of the two-dimensional projection image of the aggregate. The envelope area S is a polygonal area (nm 2 ) connecting the vertices of the branched portions of the aggregate in the two-dimensional projection image of the aggregate.

無次元数Xは、最大長Lと幅Wの比(X=L/W)であり、アグリゲートの二次元投影画像のアスペクト比に相当する。1.7より大きいと、異方性が高いアグリゲートになることを意味する。なおXの上限は、好ましくは5.0以下、さらに好ましくは3.0以下である。Xが5.0より大きくなるとゴム組成物の破断伸びが低下する虞がある。   The dimensionless number X is the ratio of the maximum length L to the width W (X = L / W) and corresponds to the aspect ratio of the two-dimensional projection image of the aggregate. When it is larger than 1.7, it means that the aggregate has high anisotropy. The upper limit of X is preferably 5.0 or less, more preferably 3.0 or less. If X is greater than 5.0, the elongation at break of the rubber composition may be reduced.

無次元数Yは、周囲長Pと投影面積Aの関係から、Y=(P2/A)×(100/4π)の関係式により求められる。ここで(P2/4π)は、円周長さがPである円の面積を意味する。よって、無次元数Yは、面積(P2/4π)と投影面積Aの比を百分率で表した値であり、分岐状部分の割合を表す。Yが110より大きいと、アグリゲートにおける分岐状部分の割合が大きくなることを意味する。なおYの上限は、好ましくは1200以下であり、Yが1200を超えると、分岐状部分の割合が過大になりゴム組成物の破断伸びが低下する虞がある。 The dimensionless number Y is obtained from the relationship between the perimeter length P and the projection area A by the relational expression Y = (P 2 / A) × (100 / 4π). Here, (P 2 / 4π) means the area of a circle whose circumferential length is P. Therefore, the dimensionless number Y is a value representing the ratio of the area (P 2 / 4π) to the projected area A as a percentage, and represents the ratio of the branched portion. When Y is larger than 110, it means that the ratio of the branched portion in the aggregate is increased. The upper limit of Y is preferably 1200 or less. If Y exceeds 1200, the proportion of the branched portion becomes excessive, and the elongation at break of the rubber composition may be reduced.

無次元数Zは、包絡面積Sと投影面積Aの比(Z=S/A)であり、分岐状部分の長さの程度を表わす。条件(1)において、Zが1.6より大きいと、分岐状部分の長さが長いことを意味する。このときZの上限は、好ましくは2.0であり、アグリゲートの分岐状部分の長さが過大になり壊れやすくなるのを抑制することにより、優れたゴム組成物の特徴を安定して得られるようにする。条件(2)において、Zが1.3より大きく1.6以下のとき、分岐状部分の長さを制御していることを意味する。   The dimensionless number Z is the ratio of the envelope area S to the projected area A (Z = S / A) and represents the degree of the length of the branched portion. In condition (1), when Z is larger than 1.6, it means that the length of the branched portion is long. At this time, the upper limit of Z is preferably 2.0. By suppressing the length of the branched portion of the aggregate from becoming excessively fragile, it is possible to stably obtain the characteristics of an excellent rubber composition. To be able to. In condition (2), when Z is greater than 1.3 and less than or equal to 1.6, it means that the length of the branched portion is controlled.

上述したカーボンブラックの二次元投影画像の画像解析により無次元数X,Y,Zをアグリゲート毎に算出し、条件(1)を満たすアグリゲートの個数分率(r1%)、条件(2)を満たすアグリゲートの個数分率(r2%)が求められる。   The dimensionless numbers X, Y, and Z are calculated for each aggregate by image analysis of the above-described two-dimensional projection image of carbon black, and the number fraction (r1%) of aggregates that satisfy the condition (1) and the condition (2) The number fraction (r2%) of aggregates satisfying the above is obtained.

条件(1)は、X>1.7、Y>110の少なくとも一つを満たし、かつZ>1.6であり、アグリゲートが発達し、分岐状部分の数が多く、分岐状部分の長さが長いことを意味する。これによりゴム組成物の特徴が、高補強性なものになる。   Condition (1) satisfies at least one of X> 1.7 and Y> 110, and Z> 1.6, the aggregate is developed, the number of branched portions is large, and the length of the branched portions is long. Means long. Thereby, the characteristics of the rubber composition become highly reinforcing.

条件(2)は、Y>110、かつ1.6≧Z>1.3であり、分岐状部分の数が多く、分岐状部分の長さが制御されたものであることを意味する。これによりゴム組成物の特徴が、ゴムの発熱を高めるものになる。   Condition (2) means that Y> 110 and 1.6 ≧ Z> 1.3, the number of branched portions is large, and the length of the branched portions is controlled. Thereby, the characteristics of the rubber composition enhance the heat generation of the rubber.

本発明において、条件(1)を満たすアグリゲートの個数分率(r1%)、条件(2)を満たすアグリゲートの個数分率(r2%)の合計は70%以上80%未満、好ましくは70〜79%である。個数分率(r1%)と個数分率(r2%)の合計が70%未満であると、ゴムの発熱性が不十分になる。また、個数分率(r1%)と個数分率(r2%)の合計が80%以上であると、ゴムの破断伸びが低下する虞がある。   In the present invention, the total number of aggregates satisfying the condition (1) (r1%) and the number of aggregates satisfying the condition (2) (r2%) is 70% or more and less than 80%, preferably 70%. -79%. If the sum of the number fraction (r1%) and the number fraction (r2%) is less than 70%, the heat buildup of the rubber becomes insufficient. Further, if the total of the number fraction (r1%) and the number fraction (r2%) is 80% or more, the elongation at break of the rubber may be lowered.

また条件(2)を満たすアグリゲートの個数分率(r2%)は、条件(1)を満たすアグリゲートの個数分率(r1%)より大きいことが必要である。個数分率(r2%)を個数分率(r1%)より大きくすることにより、ゴムの補強性と発熱性を高次にバランス化したものになる。   In addition, the number fraction (r2%) of the aggregates that satisfy the condition (2) needs to be larger than the number fraction (r1%) of the aggregates that satisfy the condition (1). By making the number fraction (r2%) larger than the number fraction (r1%), the reinforcement and heat generation properties of the rubber are balanced in a high order.

上述したコロイダル特性を有するカーボンブラックは、通常のカーボンブラックの製造装置を用いて、原料供給箇所、原料供給量、原料供給温度、燃料油供給量、燃料霧化空気供給量、燃焼用空気供給量、燃焼用空気温度、反応停止箇所などの製造条件を調整して製造することができる。   The carbon black having the colloidal characteristics described above is obtained by using a normal carbon black production apparatus, a raw material supply location, a raw material supply amount, a raw material supply temperature, a fuel oil supply amount, a fuel atomized air supply amount, and a combustion air supply amount. It can be produced by adjusting the production conditions such as the combustion air temperature and the reaction stop point.

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物において、上述したカーボンブラックAと共に、CTAB吸着比表面積が100〜145m2/g、DBP吸収量が100〜150ml/100gであるカーボンブラックBを配合することが好ましい。カーボンブラックA及びBを共に配合することにより、グリップ性能の持続性及び耐摩耗性を一層改良することができる。 In the rubber composition for a tire tread of the present invention, it is preferable to mix carbon black B having a CTAB adsorption specific surface area of 100 to 145 m 2 / g and a DBP absorption of 100 to 150 ml / 100 g together with the carbon black A described above. . By blending carbon blacks A and B together, the durability of the grip performance and the wear resistance can be further improved.

カーボンブラックBのCTAB吸着比表面積は好ましくは100〜145m2/g、より好ましくは120〜140m2/gにする。カーボンブラックBのCTAB吸着比表面積をこの範囲内にすることにより、グリップ性能の持続性及び耐摩耗性を一層改良することができる。 The carbon black B preferably has a CTAB adsorption specific surface area of 100 to 145 m 2 / g, more preferably 120 to 140 m 2 / g. By setting the CTAB adsorption specific surface area of the carbon black B within this range, the durability of the grip performance and the wear resistance can be further improved.

カーボンブラックBのDBP吸収量は好ましくは100〜150ml/100g、より好ましくは110〜140ml/100gにする。カーボンブラックBのDBP吸収量をこの範囲内にすることにより、グリップ性能の持続性及び耐摩耗性を一層改良することができる。   The DBP absorption amount of carbon black B is preferably 100 to 150 ml / 100 g, more preferably 110 to 140 ml / 100 g. By making the DBP absorption amount of the carbon black B within this range, it is possible to further improve the durability of the grip performance and the wear resistance.

本発明において、カーボンブラックBの配合量は、ジエン系ゴム100重量部に対し、好ましくは10〜50重量部、より好ましくは20〜40重量部にする。カーボンブラックBの配合量を10重量部以上にすることによりグリップ性能の持続性及び耐摩耗性を一層改良することができる。また、カーボンブラックBの配合量を50重量部以下にすることによりグリップ性能が低下するのを抑制することができる。   In the present invention, the amount of carbon black B is preferably 10 to 50 parts by weight, more preferably 20 to 40 parts by weight, based on 100 parts by weight of the diene rubber. When the blending amount of carbon black B is 10 parts by weight or more, the durability of the grip performance and the wear resistance can be further improved. Moreover, it can suppress that grip performance falls by making the compounding quantity of carbon black B into 50 weight part or less.

カーボンブラックAとカーボンブラックBの配合量の合計は、ジエン系ゴム100重量部に対し、好ましくは90〜150重量部、より好ましくは100〜140重量部にする。カーボンブラックAおよびBの配合量の合計を90重量部以上にすることによりグリップ性能及び耐摩耗性を高くすることができる。また、カーボンブラックA及びBの配合量の合計を150重量部以下にすることによりグリップ性能の持続性及び耐摩耗性を確保することができる。   The total amount of carbon black A and carbon black B is preferably 90 to 150 parts by weight, more preferably 100 to 140 parts by weight, per 100 parts by weight of the diene rubber. By making the total amount of carbon black A and B 90 parts by weight or more, grip performance and wear resistance can be enhanced. Further, by maintaining the total amount of carbon blacks A and B to 150 parts by weight or less, the grip performance can be maintained and the wear resistance can be ensured.

本発明において、カーボンブラックA及びBを共に配合するときは、低分子量の共重合体を配合することが好ましく、グリップ性能を改良することができる。この共重合体の重量平均分子量は、好ましくは2000〜20000、より好ましくは2500〜15000にするとよい。重量平均分子量が2000未満であると、耐摩耗性が悪化する。また、重量平均分子量が20000を超えると、グリップ性能が悪化する。共重合体の重量平均分子量は、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ものとする。   In the present invention, when carbon blacks A and B are blended together, it is preferable to blend a low molecular weight copolymer, and the grip performance can be improved. The weight average molecular weight of this copolymer is preferably 2000 to 20000, more preferably 2500 to 15000. When the weight average molecular weight is less than 2000, the wear resistance is deteriorated. On the other hand, when the weight average molecular weight exceeds 20000, the grip performance deteriorates. The weight average molecular weight of a copolymer shall be measured by gel permeation chromatography (GPC) by standard polystyrene conversion.

低分子量の共重合体としては、例えば2種以上の共役ジエン系単量体の共重合体や共役ジエン系単量体と芳香族ビニル単量体の共重合体を例示することができる。共役ジエン系単量体としては、例えば1,3−ブタジエン、イソプレン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、2−クロロ−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエンなどが例示される。また芳香族ビニル単量体としては、例えばスチレン、2−メチルスチレン、3−メチルスチレン、4−メチルスチレン、α−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、2,4−ジイソプロピルスチレン、4−tert−ブチルスチレン、ジビニルベンゼン、tert−ブトキシスチレン、ビニルベンジルジメチルアミン、(4−ビニルベンジル)ジメチルアミノエチルエーテル、N,N−ジメチルアミノエチルスチレン、ビニルピリジンなどが挙げられる。好ましい低分子量の共重合体としては、液状スチレンブタジエン共重合体、液状イソプレン共重合体、液状ブタジエン共重合体等が挙げられる。   Examples of the low molecular weight copolymer include a copolymer of two or more conjugated diene monomers and a copolymer of a conjugated diene monomer and an aromatic vinyl monomer. Examples of the conjugated diene monomer include 1,3-butadiene, isoprene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2-chloro-1,3-butadiene, 1,3-pentadiene, and the like. . Examples of the aromatic vinyl monomer include styrene, 2-methylstyrene, 3-methylstyrene, 4-methylstyrene, α-methylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, 2,4-diisopropylstyrene, and 4-tert. -Butylstyrene, divinylbenzene, tert-butoxystyrene, vinylbenzyldimethylamine, (4-vinylbenzyl) dimethylaminoethyl ether, N, N-dimethylaminoethylstyrene, vinylpyridine and the like. Preferred examples of the low molecular weight copolymer include a liquid styrene butadiene copolymer, a liquid isoprene copolymer, and a liquid butadiene copolymer.

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、各種無機充填剤、各種オイル、老化防止剤、可塑剤などのタイヤトレッド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。本発明の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 vulcanization or crosslinking agents, vulcanization accelerators, various inorganic fillers, various oils, anti-aging agents, plasticizers and the like that are generally used in tire tread rubber compositions. Additives can be blended, and such additives can be kneaded by a general method to form a rubber composition, 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 of the present invention can be produced by mixing the above 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を使用した空気入りタイヤは、グリップ性能、グリップ性能の持続性及び耐摩耗性を従来レベル以上に向上することができる。このため、高速走行性能が優れた競技用の空気入りタイヤとして好適である。しかし、本発明の空気入りタイヤは、競技用のタイヤに限定されるものではなく、通常の乗用車用の空気入りタイヤとして好適に使用することができる。   The pneumatic tire using the rubber composition for a tire tread of the present invention can improve grip performance, sustainability of grip performance, and wear resistance to the conventional level or more. For this reason, it is suitable as a pneumatic tire for competition with excellent high-speed running performance. However, the pneumatic tire of the present invention is not limited to a racing tire, and can be suitably used as a pneumatic tire for a normal passenger car.

以下、実施例によって本発明をさらに説明するが、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.

カーボンブラックAの製造及び性状
炉の軸方向に装着した燃料バーナーの周囲から燃焼用空気を供給する空気導入口を有する燃焼室(内径900mm、長さ2100mm)に引続き、半角15°のテーパ角を有する縮小テーパ部、円筒直管部(内径530mm、長さ400mm)、炉軸に対して直角方向に原料が供給できる原料供給口を備えた第一原料供給部(内径370mm、長さ3670mm)、第二原料供給部(内径254mm、長さ420mm)からなるファーネス炉を用いて、原料供給箇所、原料供給量、燃料油供給量、燃焼用空気供給量、反応停止箇所を調整することにより製造した。尚、原料供給口は、第一原料供給部に4箇所(FNo.1〜FNo.4)、第二原料供給部に一箇所(FNo.5)、拡大テーパ第三原料供給部に3箇所(FNo.6〜FNo.8)設置されている。また、上述したいずれかの原料供給口から原料を供給し、所定の反応停止箇所(QWNo.1,2,6)で冷却水をスプレーすることにより反応滞留時間を調整した。
Production and properties of carbon black A Following a combustion chamber (inner diameter: 900 mm, length: 2100 mm) having an air inlet for supplying combustion air from the periphery of a fuel burner mounted in the axial direction of the furnace, a taper angle of 15 ° was formed. A reduced taper part, a cylindrical straight pipe part (inner diameter 530 mm, length 400 mm), a first raw material supply part (inner diameter 370 mm, length 3670 mm) provided with a raw material supply port capable of supplying a raw material in a direction perpendicular to the furnace axis, Manufactured by adjusting a raw material supply location, a raw material supply amount, a fuel oil supply amount, a combustion air supply amount, and a reaction stop location using a furnace having a second raw material supply section (inner diameter 254 mm, length 420 mm). . In addition, the raw material supply port has four locations (FNo. 1 to FNo. 4) in the first raw material supply portion, one location in the second raw material supply portion (FNo. 5), and three locations in the enlarged taper third raw material supply portion ( FNo. 6 to FNo. 8) are installed. In addition, the reaction residence time was adjusted by supplying the raw material from one of the above-described raw material supply ports and spraying cooling water at a predetermined reaction stop point (QW No. 1, 2, 6).

原料に比重1.05(100/4℃)、BMCI150、エングラー粘度(70/20℃)1.32、トルエン不溶分0.02%の石炭系原料油を、燃料に比重0.96(15/4℃)、灰分0.001%、エングラー粘度(40/20℃)1.11、トルエン不溶分0.007の炭化水素油を用いて、原料供給箇所、原料供給量、燃料油供給量、燃焼用空気供給量、反応停止箇所を調整することにより、CB1〜CB4の4種類のカーボンブラックAを製造した。また、得られたカーボンブラックAのコロイダル特性及びアグリゲートの二次元投影画像を画像解析した特性値を前述した方法により測定し、条件(1)を満たすアグリゲートの個数分率(r1%)、条件(2)を満たすアグリゲートの個数分率(r2%)を求めた。また参考のため、無次元数X,Y,Zの個数平均値を求めた。得られた結果を表1に示した。   A coal-based feedstock having a specific gravity of 1.05 (100/4 ° C.), BMCI 150, Engler viscosity (70/20 ° C.) of 1.32 and toluene insoluble content of 0.02% is used as the raw material, and a specific gravity of 0.96 (15 / 4 ° C), ash content 0.001%, Engler viscosity (40/20 ° C) 1.11, toluene insoluble content 0.007 using hydrocarbon oil, raw material supply location, raw material supply amount, fuel oil supply amount, combustion Four types of carbon black A, CB1 to CB4, were produced by adjusting the air supply amount and the reaction stop point. Further, the colloidal characteristics of the obtained carbon black A and the characteristic values obtained by image analysis of the two-dimensional projection image of the aggregate are measured by the method described above, and the number fraction of aggregates (r1%) satisfying the condition (1), The number fraction (r2%) of aggregates satisfying the condition (2) was determined. For reference, the number average value of dimensionless numbers X, Y, and Z was obtained. The obtained results are shown in Table 1.

Figure 2012158660
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タイヤトレッド用ゴム組成物の調製及び評価
表1に示す4種類のカーボンブラックA(CB1〜CB4)を用いて、表2〜4に示す配合からなる20種類のゴム組成物(実施例1〜11、比較例1〜9)を調製するに当たり、それぞれ硫黄及び加硫促進剤を除く成分を秤量し、55Lのニーダーで15分間混練し、温度160℃でマスターバッチを放出し室温冷却した。このマスターバッチを55Lのニーダーに供し、硫黄及び加硫促進剤を加え、混合しタイヤトレッド用ゴム組成物を得た。得られた20種類のゴム組成物(実施例1〜11、比較例1〜9)を、それぞれ所定形状の金型中で、150℃、30分間加硫して試験片を作製し、下記に示す方法により耐摩耗性を評価した。
Preparation and Evaluation of Rubber Composition for Tire Tread 20 types of rubber compositions (Examples 1 to 11) comprising the combinations shown in Tables 2 to 4 using the four types of carbon black A (CB1 to CB4) shown in Table 1. In preparing Comparative Examples 1 to 9), components excluding sulfur and a vulcanization accelerator were weighed, kneaded for 15 minutes with a 55 L kneader, the master batch was discharged at a temperature of 160 ° C., and cooled to room temperature. This master batch was subjected to a 55 L kneader, and sulfur and a vulcanization accelerator were added and mixed to obtain a rubber composition for a tire tread. Twenty kinds of obtained rubber compositions (Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 9) were each vulcanized in a predetermined mold at 150 ° C. for 30 minutes to prepare test pieces. The abrasion resistance was evaluated by the method shown.

耐摩耗性
得られた試験片のピコ摩耗を、JIS K6264に準拠して、FERRY MACHINE CO.社製ピコ摩耗試験機を用いて測定した。測定条件は、荷重44N、ターンテーブルの回転速度を毎分60±2回、ターンテーブルの合計回転数80回(正回転20回と逆回転20回を各々2回交互に行う)とした。得られた結果は、表2,3では比較例1を100、表4では比較例8を100にする指数として、表2〜4に示した。この指数が大きいほど耐摩耗性が優れていることを意味する。
Abrasion resistance According to JIS K6264, the pico abrasion of the obtained test piece was measured according to FERRY MACHINE CO. It measured using the Pico abrasion tester by a company. The measurement conditions were a load 44N, a turntable rotation speed of 60 ± 2 times per minute, and a total turntable rotation speed of 80 times (20 forward rotations and 20 reverse rotations were alternately performed twice each). The obtained results are shown in Tables 2 to 4 as indexes in which Comparative Example 1 is 100 in Tables 2 and 3, and Comparative Example 8 is 100 in Table 4. The larger this index, the better the wear resistance.

また得られた20種類のゴム組成物をトレッド部に使用したタイヤサイズ225/50R17の空気入りタイヤを製作した。得られた空気入りタイヤを、それぞれサイズ17×JJのリムに組み、空気圧230kPaとし、国産車両(排気量3000cc)に装着し、テストドライバーがドライ条件のサーキットコース(1周2km)を10周走行させたときの周回毎のラップタイムを計測し、下記の判定方法によりグリップ性能(走行前半のグリップ性能)及びグリップ性能の持続性(走行後半のグリップ性能)を評価し、得られた結果を表2〜4に示した。   In addition, pneumatic tires having a tire size of 225 / 50R17 were manufactured using the 20 types of rubber compositions obtained in the tread portion. The resulting pneumatic tires are assembled on rims of size 17 x JJ, mounted on a domestic vehicle (displacement of 3000 cc) with an air pressure of 230 kPa, and the test driver runs 10 laps on a dry circuit course (1 lap 2 km). The lap time for each lap was measured, and the grip performance (grip performance in the first half of the run) and the sustainability of the grip performance (grip performance in the second half of the run) were evaluated using the following judgment methods. The results obtained are shown in Table 2. Shown in ~ 4.

グリップ性能(走行前半のグリップ性能)
ドライ条件のサーキットコースを10周連続走行したときの2周目のラップタイムを、表2,3では比較例1の空気入りタイヤのラップタイム、表4では比較例8の空気入りタイヤのラップタイムを基準タイムとし、以下の判定基準により評価した。評点が高いほどグリップ性能が優れることを意味する。
5:ラップタイムが、基準タイムより0.5秒以上速い。
4:ラップタイムが、基準タイムより0.2秒以上0.5秒未満速い。
3:ラップタイムと基準タイムとの差が0.2秒未満の範囲内にある。
2:ラップタイムが、基準タイムより0.2秒以上0.5秒未満遅い。
1:ラップタイムが、基準タイムより0.5秒以上遅い。
Grip performance (Grip performance in the first half of the run)
The lap time for the second lap when the circuit course under dry conditions is continuously run for 10 laps, Tables 2 and 3 are the lap times of the pneumatic tires of Comparative Example 1, and Table 4 is the lap time of the pneumatic tires of Comparative Example 8 And evaluated according to the following criteria. The higher the score, the better the grip performance.
5: Lap time is 0.5 seconds or more faster than the reference time.
4: The lap time is 0.2 seconds or more and less than 0.5 seconds faster than the reference time.
3: The difference between the lap time and the reference time is within a range of less than 0.2 seconds.
2: Lap time is 0.2 seconds or more and less than 0.5 seconds later than the reference time.
1: Lap time is more than 0.5 seconds later than the reference time.

グリップ性能の持続性(走行後半のグリップ性能)
ドライ条件のサーキットコースを10周連続走行したときの10周目のラップタイムを、表2,3では比較例1の空気入りタイヤのラップタイム、表4では比較例8の空気入りタイヤのラップタイムを基準タイムとし、以下の判定基準により評価した。評点が高いほどグリップ性能の持続性が優れることを意味する。
5:ラップタイムが、基準タイムより0.5秒以上速い。
4:ラップタイムが、基準タイムより0.2秒以上0.5秒未満速い。
3:ラップタイムと基準タイムとの差が0.2秒未満の範囲内にある。
2:ラップタイムが、基準タイムより0.2秒以上0.5秒未満遅い。
1:ラップタイムが、基準タイムより0.5秒以上遅い。
Persistence of grip performance (grip performance in the latter half of driving)
The lap time of the 10th lap when the circuit course under dry conditions is continuously run for 10 laps, Tables 2 and 3 are the lap times of the pneumatic tires of Comparative Example 1, and Table 4 is the lap time of the pneumatic tires of Comparative Example 8 And evaluated according to the following criteria. The higher the score, the better the grip performance.
5: Lap time is 0.5 seconds or more faster than the reference time.
4: The lap time is 0.2 seconds or more and less than 0.5 seconds faster than the reference time.
3: The difference between the lap time and the reference time is within a range of less than 0.2 seconds.
2: Lap time is 0.2 seconds or more and less than 0.5 seconds later than the reference time.
1: Lap time is more than 0.5 seconds later than the reference time.

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なお、表2〜4において使用した原材料の種類を下記に示す。
SBR1:スチレン−ブタジエンゴム、日本ゼオン社製NIPOL 9549、ガラス転移温度=−24℃、ゴム成分100重量部に対しオイル50重量部を配合した油展品。
SBR2:スチレン−ブタジエンゴム、日本ゼオン社製NIPOL 1723、ガラス転移温度=−53℃、ゴム成分100重量部に対しオイル37.5重量部を配合した油展品。
CB1〜CB4:上述した製造で得られた表1に示す試作カーボンブラックA
CB5:カーボンブラックB、三菱化学社製ダイアブラックA、CTAB吸着比表面積が125m2/g、DBP吸収量が116ml/100gのSAF級カーボンブラック
共重合体:液状スチレンブタジン共重合体、サートマー社製RICON100、重量平均分子量が4500
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
老化防止剤:フレキシス社製SANTOFLEX6PPD
アロマオイル:昭和シェル石油社製エキストラクト4号S
硫黄:鶴見化学工業社製金華印油入微粉硫黄
加硫促進剤:大内新興化学工業社製ノクセラーCZ−G
In addition, the kind of raw material used in Tables 2-4 is shown below.
SBR1: Styrene-butadiene rubber, NIPOL 9549 manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., glass transition temperature = −24 ° C., oil-extended product in which 50 parts by weight of oil is blended with 100 parts by weight of rubber component.
SBR2: Styrene-butadiene rubber, Nippon Zeon NIPOL 1723, glass transition temperature = −53 ° C., oil-extended product in which 37.5 parts by weight of oil is blended with 100 parts by weight of rubber component.
CB1 to CB4: Prototype carbon black A shown in Table 1 obtained by the above-described production
CB5: Carbon Black B, Dia Black A manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, SAF grade carbon black copolymer having a CTAB adsorption specific surface area of 125 m 2 / g and DBP absorption of 116 ml / 100 g: Liquid styrene butazine copolymer, Sartomer RICON100 made, weight average molecular weight 4500
Zinc oxide: 3 types of zinc oxide manufactured by Shodo Chemical Industry Co., Ltd. Stearic acid: Beads manufactured by NOF Co., Ltd. Beadstearic acid anti-aging agent: SANTOFLEX 6PPD manufactured by Flexis
Aroma oil: Showa Shell Sekiyu Extract 4 S
Sulfur: Fine powder sulfur vulcanization accelerator with Jinhua seal oil manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd .: Noxeller CZ-G manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.

表2の実施例1〜7及び表4の実施例8〜11のタイヤトレッド用ゴム組成物は、グリップ性能、グリップ性能の持続性及び耐摩耗性が従来レベル以上に向上することが確認された。   The rubber compositions for tire treads of Examples 1 to 7 in Table 2 and Examples 8 to 11 in Table 4 were confirmed to have improved grip performance, durability of grip performance and wear resistance over conventional levels. .

表3,4から明らかなように、比較例2のゴム組成物は、カーボンブラックCB4のアグリゲートの二次元投影画像の特性が、本発明の範囲外であるのでグリップ性能の持続性、耐摩耗性が悪化する。比較例3,4のゴム組成物は、スチレン−ブタジエンゴムのガラス転移温度が−35℃未満であるので、グリップ性能及びその持続性が悪化した。比較例5のゴム組成物は、比較例1に対しカーボンブラックCB3の配合量を増量したので、グリップ性能が改良するが耐摩耗性が悪化した。比較例6のゴム組成物は、カーボンブラックCB1の配合量が60重量部未満であるので、グリップ性能、グリップ性能の持続性が低下すると共に、耐摩耗性を改良する効果が得られない。比較例7のゴム組成物は、カーボンブラックCB1の配合量が150重量部を超えるので、グリップ性能の持続性が低下すると共に、耐摩耗性が悪化した。比較例9のゴム組成物は、カーボンブラックCB4のアグリゲートの二次元投影画像の特性が、本発明の範囲外であるのでグリップ性能の持続性及び耐摩耗性が悪化する。   As is apparent from Tables 3 and 4, the rubber composition of Comparative Example 2 has a grip performance durability and wear resistance because the properties of the two-dimensional projection image of the carbon black CB4 aggregate are outside the scope of the present invention. Sex worsens. In the rubber compositions of Comparative Examples 3 and 4, since the glass transition temperature of the styrene-butadiene rubber was less than -35 ° C, the grip performance and its durability deteriorated. In the rubber composition of Comparative Example 5, since the blending amount of carbon black CB3 was increased with respect to Comparative Example 1, the grip performance was improved but the wear resistance was deteriorated. In the rubber composition of Comparative Example 6, since the blending amount of carbon black CB1 is less than 60 parts by weight, the grip performance and the durability of the grip performance are lowered, and the effect of improving the wear resistance cannot be obtained. In the rubber composition of Comparative Example 7, since the blending amount of carbon black CB1 exceeds 150 parts by weight, the durability of the grip performance is lowered and the wear resistance is deteriorated. In the rubber composition of Comparative Example 9, since the characteristics of the two-dimensional projection image of the aggregate of carbon black CB4 are outside the scope of the present invention, the durability of the grip performance and the wear resistance are deteriorated.

Claims (4)

ガラス転移温度が−35℃以上のスチレン−ブタジエンゴムを70重量%以上含むジエン系ゴム100重量部に対し、カーボンブラックAを60〜150重量部配合すると共に、前記カーボンブラックAが、CTAB吸着比表面積が150〜250m2/g、DBP吸収量が100〜150ml/100gのハードカーボンブラック領域に属し、かつ前記カーボンブラックAを透過型電子顕微鏡で観察したときのアグリゲートの二次元投影画像の画像解析から求めた最大長L、幅W、周囲長P、投影面積A、包絡面積Sから無次元数X,Y,Zを算出し、下記条件(1)を満たすアグリゲートの個数分率(r1%)と下記条件(2)を満たすアグリゲートの個数分率(r2%)を求めたとき、個数分率(r1%)と個数分率(r2%)の合計が70%以上80%未満であり、かつ個数分率(r2%)が個数分率(r1%)より大きいことを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物。
条件(1) X>1.7、Y>110の少なくとも一つを満たし、かつZ>1.6
条件(2) Y>110、かつ1.6≧Z>1.3
(ただし、無次元数X,Y,Zは下記の式から求められる。
X=L/W
Y=(P2/A)×(100/4π)
Z=S/A
ここで、Lはアグリゲートの二次元投影画像の画像解析から求められた最大長(nm)、Wは幅(nm)、Pは周囲長(nm)、Aは投影面積(nm2)、Sは包絡面積(nm2)である。)
60 to 150 parts by weight of carbon black A is blended with 100 parts by weight of diene rubber containing 70% by weight or more of styrene-butadiene rubber having a glass transition temperature of −35 ° C. or higher, and the carbon black A has a CTAB adsorption ratio. An image of a two-dimensional projection image of an aggregate when belonging to a hard carbon black region having a surface area of 150 to 250 m 2 / g and a DBP absorption of 100 to 150 ml / 100 g, and the carbon black A is observed with a transmission electron microscope Dimensionless numbers X, Y, and Z are calculated from the maximum length L, width W, perimeter length P, projected area A, and envelope area S obtained from the analysis, and the number fraction of aggregates satisfying the following condition (1) (r1 %) And the number fraction (r2%) of the aggregate satisfying the following condition (2), the sum of the number fraction (r1%) and the number fraction (r2%) Less than 80% 70% or more and the number fraction (r2%) is the number fraction (r1%) for a tire tread rubber composition characterized by greater than.
Condition (1) satisfies at least one of X> 1.7, Y> 110, and Z> 1.6.
Condition (2) Y> 110 and 1.6 ≧ Z> 1.3
(However, dimensionless numbers X, Y, and Z are obtained from the following equations.
X = L / W
Y = (P 2 / A) × (100 / 4π)
Z = S / A
Here, L is the maximum length (nm) obtained from the image analysis of the two-dimensional projection image of the aggregate, W is the width (nm), P is the peripheral length (nm), A is the projected area (nm 2 ), S Is the envelope area (nm 2 ). )
前記ジエン系ゴム100重量部に、前記カーボンブラックAを60〜110重量部、更にカーボンブラックBを10〜50重量部配合し、かつ前記カーボンブラックA及びカーボンブラックBの合計を90〜150重量部にすると共に、前記カーボンブラックBのCTAB吸着比表面積が100〜145m2/g、DBP吸収量が100〜150ml/100gであることを特徴とする請求項1に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。 60 to 110 parts by weight of the carbon black A and 10 to 50 parts by weight of the carbon black B are blended with 100 parts by weight of the diene rubber, and the total of the carbon black A and the carbon black B is 90 to 150 parts by weight. 2. The tire tread rubber composition according to claim 1, wherein the carbon black B has a CTAB adsorption specific surface area of 100 to 145 m 2 / g and a DBP absorption of 100 to 150 ml / 100 g. 前記ジエン系ゴム100重量部に、重量平均分子量2000〜20000の共重合体を5〜60重量部配合す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 5 to 60 parts by weight of a copolymer having a weight average molecular weight of 2000 to 20000 is blended with 100 parts by weight of the diene rubber. 請求項1,2又は3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, 2 or 3.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015218197A (en) * 2014-05-14 2015-12-07 住友ゴム工業株式会社 Tire rubber composition

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