JP2014088501A - Rubber composition for tire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コロイダル特性を制御したカーボンブラックを配合してタイヤにしたときの転がり抵抗を小さくしながら操縦安定性、耐久性を従来レベル以上に向上するようにしたタイヤ用ゴム組成物に関する。 The present invention relates to a rubber composition for tires that improves steering stability and durability over conventional levels while reducing rolling resistance when blended with carbon black having controlled colloidal characteristics.
近年、空気入りタイヤに対する要求性能として、操縦安定性や耐久性が優れることに加えて、地球環境問題への関心の高まりに伴い燃費性能が優れることが求められている。燃費性能を向上するためには転がり抵抗を低減することが知られている。このため空気入りタイヤを構成するゴム組成物の発熱を抑え、タイヤにしたときの転がり抵抗を小さくすることが行われている。ゴム組成物の発熱性の指標としては一般に動的粘弾性測定による６０℃のｔａｎδが用いられ、ゴム組成物のｔａｎδ（６０℃）が小さいほど発熱性が小さくなる。 In recent years, as required performance for pneumatic tires, in addition to excellent handling stability and durability, it has been demanded that fuel efficiency performance is excellent as interest in global environmental problems increases. In order to improve fuel efficiency, it is known to reduce rolling resistance. For this reason, heat generation of the rubber composition constituting the pneumatic tire is suppressed, and rolling resistance when the tire is formed is reduced. Generally, 60 ° C. tan δ by dynamic viscoelasticity measurement is used as an index of exothermic property of the rubber composition. The smaller the tan δ (60 ° C.) of the rubber composition, the smaller the exothermic property.
ゴム組成物のｔａｎδ（６０℃）を小さくする方法として、特許文献１は変性ブタジエンを含むゴム成分にシリカ及びシランカップリング剤を配合することを提案している。しかし近年の転がり抵抗を更に低減する要望や、低転がり抵抗と操縦安定性、耐久性とを高次にバランスさせる要望が強く、シリカ配合系だけでなくカーボンブラックからも上述した性能を向上させることが望まれている。 As a method for reducing the tan δ (60 ° C.) of the rubber composition, Patent Document 1 proposes blending silica and a silane coupling agent with a rubber component containing a modified butadiene. However, there is a strong demand for further reducing rolling resistance in recent years and a high balance between low rolling resistance, steering stability, and durability, and the above-mentioned performance is improved not only from the silica compound system but also from carbon black. Is desired.
カーボンブラックによりゴム組成物のｔａｎδ（６０℃）を小さくする方法として、例えばカーボンブラックの配合量を少なくしたり、カーボンブラックの比表面積を大きくしたり、アグリゲート（凝集体）のサイズを小さくしたりすることが挙げられる。しかし、このような方法では、引張り破断強度、ゴム硬度などの機械的特性が低下し、タイヤにしたときの操縦安定性、耐久性が低下するという問題がある。 As a method for reducing the tan δ (60 ° C.) of the rubber composition with carbon black, for example, the amount of carbon black is reduced, the specific surface area of carbon black is increased, or the size of the aggregate (aggregate) is reduced. Can be mentioned. However, such a method has a problem that mechanical properties such as tensile breaking strength and rubber hardness are lowered, and steering stability and durability when the tire is formed are lowered.
このため特許文献２は、主に比表面積（ＢＥＴ比表面積、ＣＴＡＢ比表面積、沃素吸着指数ＩＡ）、ＤＢＰ構造値、ストークス直径Ｄｓｔ等を調整したカーボンブラックを配合することにより、ゴム組成物を低発熱化することを提案している。しかし、このゴム組成物では、ゴム組成物の低発熱性とタイヤにしたときの操縦安定性、耐久性とを両立する効果が必ずしも十分ではなく更なる改良が求められていた。 For this reason, Patent Document 2 mainly reduces the rubber composition by blending carbon black adjusted in specific surface area (BET specific surface area, CTAB specific surface area, iodine adsorption index IA), DBP structure value, Stokes diameter Dst, and the like. It is proposed to generate heat. However, this rubber composition does not necessarily have an effect of achieving both the low heat build-up of the rubber composition and the handling stability and durability when made into a tire, and further improvement has been demanded.
本発明の目的は、コロイダル特性を制御したカーボンブラックを配合してタイヤにしたときの転がり抵抗を小さくしながら操縦安定性、耐久性を従来レベル以上に向上するようにしたタイヤ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 tires that improves steering stability and durability over conventional levels while reducing rolling resistance when blended with carbon black with controlled colloidal characteristics to make a tire. It is to provide.
上記目的を達成する本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ガラス転移温度が−４０℃未満の芳香族ビニル共役ジエン共重合ポリマーを１０〜１００重量％含むゴム成分１００重量部に対し、カーボンブラックを４０〜８５重量部含む補強性充填剤を４０〜１００重量部配合したタイヤ用ゴム組成物であって、前記カーボンブラックの凝集体のストークス径の質量分布曲線におけるモード径Ｄｓｔが１４５ｎｍ以上、窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが４５〜７０ｍ2／ｇ、沃素吸着量ＩＡ（単位ｍｇ／ｇ）に対する前記窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡの比Ｎ2ＳＡ／ＩＡが１．００〜１．４０であることを特徴とする。 The rubber composition for a tire according to the present invention that achieves the above object comprises carbon black for 100 parts by weight of a rubber component containing 10 to 100% by weight of an aromatic vinyl conjugated diene copolymer having a glass transition temperature of less than −40 ° C. A rubber composition for tires containing 40 to 100 parts by weight of a reinforcing filler containing 40 to 85 parts by weight, wherein the mode diameter Dst in the mass distribution curve of the Stokes diameter of the carbon black aggregate is 145 nm or more, and nitrogen adsorption The specific surface area N 2 SA is 45 to 70 m 2 / g, and the ratio N 2 SA / IA of the nitrogen adsorption specific surface area N 2 SA to the iodine adsorption amount IA (unit: mg / g) is 1.00 to 1.40. It is characterized by.
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ガラス転移温度が−４０℃未満の芳香族ビニル共役ジエン共重合ポリマーを１０〜１００重量％以上含むゴム成分１００重量部に対し、カーボンブラック凝集体のストークス径の質量分布曲線におけるモード径Ｄｓｔが１４５ｎｍ以上、窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが４５〜７０ｍ2／ｇ、沃素吸着量ＩＡ（単位ｍｇ／ｇ）に対する窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡの比Ｎ2ＳＡ／ＩＡが１．００〜１．４０であるカーボンブラックを４０〜８５重量部含む補強性充填剤を４０〜１００重量部配合するようにしたので、ゴム組成物のｔａｎδ（６０℃）を小さくしタイヤにしたときの転がり抵抗を小さくしながら操縦安定性、耐久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 of the present invention has a Stokes diameter of the carbon black aggregate with respect to 100 parts by weight of a rubber component containing 10 to 100% by weight or more of an aromatic vinyl conjugated diene copolymer having a glass transition temperature of less than −40 ° C. mode diameter Dst in the mass distribution curve of more than 145 nm, a nitrogen adsorption specific surface area N 2 SA is 45~70m 2 / g, the ratio N 2 SA of the nitrogen adsorption specific surface area N 2 SA for iodine adsorption amount IA (units mg / g) / 40 to 100 parts by weight of a reinforcing filler containing 40 to 85 parts by weight of carbon black having an IA of 1.00 to 1.40 is blended, so that the tan δ (60 ° C.) of the rubber composition is reduced. Steering stability and durability can be improved to a level higher than the conventional level while reducing rolling resistance when used as a tire.
前記カーボンブラックのＤＢＰ吸収量が１００〜１６０ｍｌ／１００ｇであることが好ましい。 The carbon black preferably has a DBP absorption of 100 to 160 ml / 100 g.
前記カーボンブラックのストークス径のモード径Ｄｓｔの上限としては、Ｎ2ＳＡが５５ｍ2／ｇ以下のときＤｓｔが１８０ｎｍ以下であり、Ｎ2ＳＡが５５ｍ2／ｇを超えるときＤｓｔが下記の式（１）の関係を満たすことが好ましい。
Ｄｓｔ＜１９７９×（Ｎ2ＳＡ）-0.61 （１）
（式中、Ｄｓｔは凝集体のストークス径の質量分布曲線におけるモード径（ｎｍ）、Ｎ2ＳＡは窒素吸着比表面積（ｍ2／ｇ）である。）
As the upper limit of the Stokes diameter mode diameter Dst of the carbon black, when N 2 SA is 55 m 2 / g or less, Dst is 180 nm or less, and when N 2 SA exceeds 55 m 2 / g, Dst is expressed by the following formula ( It is preferable to satisfy the relationship 1).
Dst <1979 × (N 2 SA) −0.61 (1)
(In the formula, Dst is the mode diameter (nm) in the mass distribution curve of the Stokes diameter of the aggregate, and N 2 SA is the nitrogen adsorption specific surface area (m 2 / g).)
本発明のタイヤ用ゴム組成物はタイヤトレッド部のアンダートレッドに使用するのが好適である。またこのタイヤ用ゴム組成物はカーカス層のコートゴムに使用するのが好適である。このタイヤ用ゴム組成物を使用した空気入りタイヤは、転がり抵抗を小さくし燃費性能を改良しながら、操縦安定性や耐久性を従来レベル以上に向上することができる。 The tire rubber composition of the present invention is preferably used for an under tread of a tire tread portion. The tire rubber composition is preferably used as a coat rubber for a carcass layer. A pneumatic tire using this rubber composition for tires can improve steering stability and durability to a higher level than conventional levels while reducing rolling resistance and improving fuel efficiency.
本発明のタイヤ用ゴム組成物において、ゴム成分はガラス転移温度が−４０℃未満の芳香族ビニル共役ジエン共重合ポリマーを必ず含む。芳香族ビニル共役ジエン共重合ポリマーの含有量は、ゴム成分１００重量％中、１０〜１００重量％、好ましくは２０〜１００重量％である。芳香族ビニル共役ジエン共重合ポリマーの含有量が、１０重量％未満であると操縦安定性及びタイヤ耐久性を改良することができない。 In the rubber composition for tires of the present invention, the rubber component necessarily contains an aromatic vinyl conjugated diene copolymer having a glass transition temperature of less than −40 ° C. The content of the aromatic vinyl conjugated diene copolymer is 10 to 100% by weight, preferably 20 to 100% by weight, in 100% by weight of the rubber component. When the content of the aromatic vinyl conjugated diene copolymer is less than 10% by weight, steering stability and tire durability cannot be improved.
本発明で使用する芳香族ビニル共役ジエン共重合ポリマーは、ガラス転移温度が−４０℃未満である。ガラス転移温度は、好ましくは−８０〜−４５℃であるとよい。ガラス転移温度が−４０℃以上であると、操縦安定性、耐久性には優れるが、ゴム組成物の発熱性を十分に小さくすることができないためタイヤにしたときの転がり抵抗を改良することができない。芳香族ビニル共役ジエン共重合ポリマーのガラス転移温度は、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により２０℃／分の昇温速度条件によりサーモグラムを測定し、低温側のベースラインと転移域の傾き（傾斜直線）とのそれぞれの延長線の交点の温度とする。また、芳香族ビニル共役ジエン共重合ポリマーが油展品であるときは、油展成分（オイル）を含まない状態における芳香族ビニル共役ジエン共重合ポリマーのガラス転移温度とする。 The aromatic vinyl conjugated diene copolymer used in the present invention has a glass transition temperature of less than −40 ° C. The glass transition temperature is preferably −80 to −45 ° C. If the glass transition temperature is −40 ° C. or higher, the steering stability and durability are excellent, but the heat resistance of the rubber composition cannot be sufficiently reduced, so that the rolling resistance when made into a tire can be improved. Can not. The glass transition temperature of the aromatic vinyl conjugated diene copolymer is measured by differential scanning calorimetry (DSC) with a thermogram measured at a temperature increase rate of 20 ° C./min. The temperature at the intersection of each extension line with a straight line). Further, when the aromatic vinyl conjugated diene copolymer is an oil-extended product, the glass transition temperature of the aromatic vinyl conjugated diene copolymer in a state not containing an oil-extended component (oil) is set.
芳香族ビニル共役ジエン共重合体としては、例えばガラス転移温度が−４０℃未満のスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）を例示することができる。スチレンブタジエンゴムの種類としては、上述したガラス転移温度を有するものであれば、溶液重合スチレンブタジエンゴム、乳化重合スチレンブタジエンゴムのいずれでもよい。 Examples of the aromatic vinyl conjugated diene copolymer include styrene butadiene rubber (SBR) having a glass transition temperature of less than −40 ° C. As a kind of styrene butadiene rubber, any of solution polymerization styrene butadiene rubber and emulsion polymerization styrene butadiene rubber may be used as long as it has the glass transition temperature described above.
本発明において、ゴム成分として芳香族ビニル共役ジエン共重合ポリマー以外の他のゴム成分を配合することができる。他のゴム成分としては、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、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム等を例示することができる。なかでも天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、ハロゲン化ブチルゴムがよい。また本発明が解決すべき課題の達成を妨げない範囲内であればガラス転移温度が−４０℃以上の芳香族ビニル共役ジエン共重合ポリマーを配合することができる。このようなゴム成分は、単独又は複数のブレンドとして使用することができる。 In the present invention, rubber components other than the aromatic vinyl conjugated diene copolymer can be blended as the rubber component. Examples of other rubber components include natural rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, butyl rubber, and halogenated butyl rubber. Of these, natural rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, and halogenated butyl rubber are preferable. In addition, an aromatic vinyl conjugated diene copolymer having a glass transition temperature of −40 ° C. or higher can be blended within a range that does not hinder the achievement of the problems to be solved by the present invention. Such rubber components can be used alone or as a blend.
本発明では、芳香族ビニル共役ジエン共重合ポリマーを含むゴム成分の平均ガラス転移温度を好ましくは−４０℃未満、より好ましくは−５０〜−９０℃にするとよい。ゴム成分の平均ガラス転移温度が−４０℃以上であると、ゴム組成物の発熱性を十分に小さくすることができないためタイヤにしたときの転がり抵抗を改良することができない。ゴム成分の平均ガラス転移温度は、ゴム成分を構成する各ゴムのガラス転移温度を上述した方法で測定し、各ゴムのゴム成分中の重量比に基づくガラス転移温度の加重平均により算出された平均値である。 In the present invention, the average glass transition temperature of the rubber component containing the aromatic vinyl conjugated diene copolymer is preferably less than −40 ° C., more preferably −50 to −90 ° C. If the average glass transition temperature of the rubber component is −40 ° C. or higher, the heat resistance of the rubber composition cannot be made sufficiently small, so that the rolling resistance when made into a tire cannot be improved. The average glass transition temperature of the rubber component is an average calculated by measuring the glass transition temperature of each rubber constituting the rubber component by the method described above, and calculating the weighted average of the glass transition temperature based on the weight ratio of each rubber in the rubber component. Value.
本発明のタイヤ用ゴム組成物では、特定の凝集体のストークス径の質量分布曲線におけるモード径Ｄｓｔ、ＤＢＰ吸収量、窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡ及び沃素吸着量ＩＡに対する窒素吸着比表面積の比Ｎ2ＳＡ／ＩＡを限定した新規のカーボンブラックを配合することにより、粒子径が大きいカーボンブラックを用いてゴム組成物のｔａｎδ（６０℃）を小さくしながら、タイヤにしたときの操縦安定性及び耐久性を維持・向上することができる。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４０〜８５重量部、好ましくは５０〜８０重量部にする。カーボンブラックの配合量が４０量部未満であると、タイヤにしたときの操縦安定性及び耐久性が悪化する。またカーボンブラックの配合量が８５重量部を超えると、ｔａｎδ（６０℃）が大きくなると共に、タイヤにしたときの耐久性が却って悪化する。またゴム組成物が硬くなり過ぎてしまいタイヤにしたときの操縦安定性が悪化する虞がある。 In the tire rubber composition of the present invention, the ratio N of the nitrogen adsorption specific surface area to the mode diameter Dst, DBP absorption, nitrogen adsorption specific surface area N 2 SA and iodine adsorption IA in the Stokes diameter mass distribution curve of a specific aggregate. 2 Steering stability and durability when using a carbon black with a large particle size while reducing the tan δ (60 ° C) of the rubber composition by blending a new carbon black with limited SA / IA Maintain and improve the performance. The compounding amount of the carbon black is 40 to 85 parts by weight, preferably 50 to 80 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the diene rubber. When the blending amount of the carbon black is less than 40 parts by weight, steering stability and durability when used as a tire are deteriorated. On the other hand, when the blending amount of carbon black exceeds 85 parts by weight, tan δ (60 ° C.) increases and durability when used as a tire is deteriorated. In addition, the rubber composition becomes too hard, and there is a risk that steering stability when the tire is made deteriorates.
本発明で使用するカーボンブラックは、窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡが４５〜７０ｍ2／ｇ、好ましくは４８〜６２ｍ2／ｇである。Ｎ2ＳＡが４５ｍ2／ｇ未満であると、タイヤにしたときの操縦安定性及び耐久性が低下する。Ｎ2ＳＡが７０ｍ2／ｇを超えると、ｔａｎδ（６０℃）が大きくなる。Ｎ2ＳＡは、ＪＩＳ Ｋ６２１７−２に準拠して、測定するものとする。 The carbon black used in the present invention has a nitrogen adsorption specific surface area N 2 SA of 45 to 70 m 2 / g, preferably 48 to 62 m 2 / g. When N 2 SA is less than 45 m 2 / g, steering stability and durability when used as a tire are lowered. When N 2 SA exceeds 70 m 2 / g, tan δ (60 ° C.) increases. N 2 SA shall be measured according to JIS K6217-2.
またカーボンブラックの沃素吸着量ＩＡ（単位ｍｇ／ｇ）に対する窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡの比Ｎ2ＳＡ／ＩＡは１．００〜１．４０、好ましくは１．０１〜１．２７にする。このコロイダル特性の比Ｎ2ＳＡ／ＩＡが１．００未満であると、ゴム組成物のｔａｎδ（６０℃）を小さくすることができない。また比Ｎ2ＳＡ／ＩＡが１．４０を超えると、表面活性が高すぎて混合性が悪化する。沃素吸着量ＩＡは、ＪＩＳ Ｋ６２１７−１に準拠して、測定するものとする。 Further, the ratio N 2 SA / IA of the nitrogen adsorption specific surface area N 2 SA to the iodine adsorption amount IA (unit: mg / g) of carbon black is 1.00 to 1.40, preferably 1.01 to 1.27. When the colloidal characteristic ratio N 2 SA / IA is less than 1.00, tan δ (60 ° C.) of the rubber composition cannot be reduced. On the other hand, when the ratio N 2 SA / IA exceeds 1.40, the surface activity is too high and the mixing property is deteriorated. The iodine adsorption amount IA is measured according to JIS K6217-1.
また、カーボンブラックのＤＢＰ吸収量は、好ましくは１００〜１６０ｍｌ／１００ｇ、より好ましくは１１０〜１５０ｍｌ／１００ｇである。ＤＢＰ吸収量が１００ｍｌ／１００ｇ未満であるとゴム組成物の補強性能が低下してしまい、タイヤにしたときの操縦安定性及び耐久性が低下する。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の分散性が悪化するのでカーボンブラックの補強性能が十分に得られない。ＤＢＰ吸収量が１６０ｍｌ／１００ｇを超えると、タイヤにしたときの耐久性が却って悪化する。また粘度の上昇により加工性が悪化する。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。 The DBP absorption amount of carbon black is preferably 100 to 160 ml / 100 g, more preferably 110 to 150 ml / 100 g. When the DBP absorption amount is less than 100 ml / 100 g, the reinforcing performance of the rubber composition is lowered, and the steering stability and durability of the tire are lowered. Further, since the molding processability of the rubber composition is lowered and the dispersibility of the carbon black is deteriorated, the reinforcing performance of the carbon black cannot be sufficiently obtained. When the DBP absorption amount exceeds 160 ml / 100 g, the durability of the tire is deteriorated. In addition, workability deteriorates due to an increase in viscosity. The DBP absorption amount shall be measured according to JIS K6217-4 oil absorption amount A method.
本発明で使用するカーボンブラックは、凝集体のストークス径の質量分布曲線におけるモード径Ｄｓｔ（以下「ストークス径Ｄｓｔ」ということがある。）が、１４５ｎｍ以上、好ましくは１５０ｎｍ以上である。ストークス径Ｄｓｔを１４５ｎｍ以上にすることにより、ゴム組成物のｔａｎδ（６０℃）を小さくしながら、タイヤにしたときの操縦安定性及び耐久性を維持・向上することができる。本発明において、凝集体のストークス径の質量分布曲線におけるモード径Ｄｓｔとは、カーボンブラックを遠心沈降させ、光学的に得た凝集体のストークス径の質量分布曲線における最大頻度のモード径をいう。本発明において、ＤｓｔはＪＩＳ Ｋ６２１７−６ディスク遠心光沈降法による凝集体分布の求め方に準拠して、測定するものとする。 The carbon black used in the present invention has a mode diameter Dst (hereinafter sometimes referred to as “Stokes diameter Dst”) in the mass distribution curve of the Stokes diameter of the aggregates of 145 nm or more, preferably 150 nm or more. By setting the Stokes diameter Dst to 145 nm or more, it is possible to maintain and improve steering stability and durability when the tire is made while reducing tan δ (60 ° C.) of the rubber composition. In the present invention, the mode diameter Dst in the mass distribution curve of the Stokes diameter of the aggregate refers to the mode diameter of the maximum frequency in the mass distribution curve of the Stokes diameter of the aggregate obtained by centrifugal sedimentation of carbon black. In the present invention, Dst is measured according to the method for obtaining the aggregate distribution by JIS K6217-6 disc centrifugal light sedimentation method.
またストークス径Ｄｓｔの上限は特に限定されるものではないが、カーボンブラックの窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡとの関係で決めることができる。すなわちカーボンブラックのＮ2ＳＡが４５ｍ2／ｇ以上５５ｍ2／ｇ以下のとき、ストークス径Ｄｓｔは、好ましくは１８０ｎｍ以下であるとよい。またカーボンブラックのＮ2ＳＡが５５ｍ2／ｇを超え７０ｍ2／ｇ以下のとき、ストークス径Ｄｓｔは、好ましくは下記の式（１）の関係を満たすとよい。
Ｄｓｔ＜１９７９×（Ｎ2ＳＡ）-0.61 （１）
（式（１）中、Ｄｓｔは凝集体のストークス径の質量分布曲線におけるモード径（ｎｍ）、Ｎ2ＳＡは窒素吸着比表面積（ｍ2／ｇ）である。）
The upper limit of the Stokes diameter Dst is not particularly limited, but can be determined by the relationship with the nitrogen adsorption specific surface area N 2 SA of carbon black. That is, when the N 2 SA of the carbon black is 45 m 2 / g or more and 55 m 2 / g or less, the Stokes diameter Dst is preferably 180 nm or less. When the N 2 SA of the carbon black is more than 55 m 2 / g and 70 m 2 / g or less, the Stokes diameter Dst preferably satisfies the relationship of the following formula (1).
Dst <1979 × (N 2 SA) −0.61 (1)
(In Formula (1), Dst is the mode diameter (nm) in the mass distribution curve of the Stokes diameter of the aggregate, and N 2 SA is the nitrogen adsorption specific surface area (m 2 / g).)
カーボンブラックのストークス径Ｄｓｔの上限を上述した範囲にすることにより、カーボンブラックの生産性，コストの両立ができる。 By making the upper limit of the Stokes diameter Dst of carbon black within the above-described range, both productivity and cost of carbon black can be achieved.
すなわち本発明では、Ｎ2ＳＡが４５〜７０ｍ2／ｇの範囲において、比Ｎ2ＳＡ／ＩＡを１．００〜１．４０、ストークス径Ｄｓｔを１４５ｎｍ以上にした特定のカーボンブラックを使用する。このようなカーボンブラックは、凝集体のストークス径が大きく、ゴム組成物のｔａｎδ（６０℃）を小さくすると共に、ゴムに対する補強性能を高くするため、タイヤにしたときの操縦安定性及び耐久性を従来レベル以上に向上することができる。 That is, in the present invention, a specific carbon black having a ratio N 2 SA / IA of 1.00 to 1.40 and a Stokes diameter Dst of 145 nm or more is used in a range of N 2 SA of 45 to 70 m 2 / g. Such carbon black has a large Stokes diameter of the aggregate, reduces the tan δ (60 ° C.) of the rubber composition, and increases the reinforcing performance against rubber. It can be improved beyond the conventional level.
上述したコロイダル特性を有するカーボンブラックは、例えば、カーボンブラック製造炉における原料油導入条件、燃料油及び原料油の供給量、燃料油燃焼率、反応時間（最終原料油導入位置から反応停止までの燃焼ガスの滞留時間）などの製造条件を調整して製造することができる。 Carbon black having the colloidal characteristics described above is, for example, feedstock introduction conditions, fuel oil and feedstock supply rate, fuel oil combustion rate, reaction time (combustion from the last feedstock introduction position to reaction stoppage) in the carbon black production furnace. The production conditions such as gas residence time) can be adjusted.
本発明のタイヤ用ゴム組成物では、上述したカーボンブラックを含む補強性充填剤をジエン系ゴム１００重量に対し４０〜１００重量部、好ましくは４０〜９０重量部配合する。補強性充填剤の配合量が４０重量部未満であると、ゴム組成物の補強性が十分に得られない。また補強性充填剤の配合量が１００重量部を超えるとタイヤにしたときの転がり抵抗が大きくなる。 In the tire rubber composition of the present invention, the reinforcing filler containing carbon black described above is blended in an amount of 40 to 100 parts by weight, preferably 40 to 90 parts by weight, based on 100 parts by weight of the diene rubber. When the compounding amount of the reinforcing filler is less than 40 parts by weight, the reinforcing property of the rubber composition cannot be sufficiently obtained. Moreover, when the compounding quantity of a reinforcing filler exceeds 100 weight part, rolling resistance when it is set as a tire will become large.
上述したカーボンブラックを除く他の補強性充填剤としては、例えばシリカ、クレー、マイカ、タルク、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、活性亜鉛華等を例示することができる。なかでもシリカ、クレーが好ましい。 Examples of the reinforcing filler other than the above-described carbon black include silica, clay, mica, talc, calcium carbonate, aluminum oxide, titanium oxide, activated zinc white and the like. Of these, silica and clay are preferable.
本発明のゴム組成物において、補強性充填剤としてシリカを配合することができる。シリカの配合量は、ゴム成分１００重量部に対し０〜３５重量部、より好ましくは１０〜３５重量部にすると良い。シリカの配合量をこのような範囲にすることにより、ゴム組成物の低発熱性とタイヤにしたときの操縦安定性及び耐久性とを両立する。シリカの配合量が４０重量部を超えるとタイヤにしたときの操縦安定性及び耐久性が低下する。 In the rubber composition of the present invention, silica can be blended as a reinforcing filler. The compounding amount of silica is 0 to 35 parts by weight, more preferably 10 to 35 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component. By setting the blending amount of silica in such a range, the low exothermic property of the rubber composition and the handling stability and durability when made into a tire are compatible. When the compounding amount of silica exceeds 40 parts by weight, steering stability and durability when the tire is formed are lowered.
シリカとしてはＣＴＡＢ比表面積が好ましくは８０〜３００ｍ2／ｇにするとよい。シリカのＣＴＡＢが８０ｍ2／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りタイヤにしたときの操縦安定性及び耐久性が不足する。またシリカのＣＴＡＢが３００ｍ2／ｇを超えると、発熱性が悪化しタイヤにしたときの転がり抵抗が大きくなる。なおシリカのＣＴＡＢ比表面積は、ＩＳＯ ９２７７に準拠して求めるものとする。 Silica preferably has a CTAB specific surface area of 80 to 300 m 2 / g. When the CTAB of silica is less than 80 m 2 / g, the reinforcing property to the rubber composition is insufficient, and the steering stability and durability when the tire is made are insufficient. On the other hand, if the CTAB of silica exceeds 300 m 2 / g, the heat generation is deteriorated and the rolling resistance is increased when the tire is formed. Note that the CTAB specific surface area of silica is determined according to ISO 9277.
本発明で使用するシリカは、上述した特性を有するシリカであればよく、製品化されたもののなかから適宜選択してもよいし、通常の方法で上述した特性を有するように製造してもよい。シリカの種類としては、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 used in the present invention is not limited as long as it has the above-described characteristics, and may be appropriately selected from those manufactured, or may be manufactured to have the above-described characteristics by a normal method. . As the type of silica, for example, wet method silica, dry method silica, or surface-treated silica can be used.
本発明のゴム組成物において、シリカを使用するときは、シリカと共にシランカップリング剤を配合してもよく、シリカの分散性を向上しゴム成分との補強性をより高くすることができる。シランカップリング剤を配合する場合は、シリカ配合量に対して好ましくは３〜２０重量％、より好ましくは５〜１５重量％配合するとよい。シランカップリング剤の配合量がシリカ重量の３重量％未満の場合、シリカの分散性を向上する効果が十分に得られない。また、シランカップリング剤の配合量が２０重量％を超えると、シランカップリング剤同士が縮合してしまい、所望の効果を得ることができなくなる。 In the rubber composition of the present invention, when silica is used, a silane coupling agent may be blended together with silica, so that the dispersibility of silica can be improved and the reinforcement with the rubber component can be further enhanced. When mix | blending a silane coupling agent, Preferably it is 3-20 weight% with respect to a silica compounding quantity, More preferably, it is good to mix | blend 5-15 weight%. When the compounding amount of the silane coupling agent is less than 3% by weight of the silica weight, the effect of improving the dispersibility of the silica cannot be sufficiently obtained. Moreover, when the compounding quantity of a silane coupling agent exceeds 20 weight%, silane coupling agents will condense and it will become impossible to acquire a desired effect.
シランカップリング剤としては、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く、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。 The silane coupling agent is not particularly limited, but a sulfur-containing silane coupling agent is preferable, for example, bis- (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis- (3-triethoxysilylpropyl) disulfide. Examples include sulfide, 3-trimethoxysilylpropylbenzothiazole tetrasulfide, γ-mercaptopropyltriethoxysilane, 3-octanoylthiopropyltriethoxysilane, and the like.
タイヤ用ゴム組成物には、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。 Various additives commonly used in tire rubber compositions, such as vulcanization or crosslinking agents, vulcanization accelerators, various inorganic fillers, various oils, anti-aging agents, and plasticizers, for tire rubber compositions These 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 tires 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.
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、空気入りタイヤのキャップトレッド部、アンダートレッド部、サイドウォール部、ビードフィラー部、ランフラットタイヤにおける断面三日月型のサイド補強ゴム層、リムクッション部、インナーライナー部、或いはカーカス層、ベルト層、ベルトカバー層などのコード被覆用ゴム（コートゴム）などに好適に使用することができる。とりわけアンダートレッド部又はカーカス層のコートゴムに使用することが好ましい。 The rubber composition for a tire of the present invention includes a cap tread portion, an under tread portion, a sidewall portion, a bead filler portion, a crescent-shaped side reinforcing rubber layer, a rim cushion portion, and an inner liner portion in a run flat tire. Alternatively, it can be suitably used for cord covering rubber such as a carcass layer, a belt layer, and a belt cover layer. In particular, it is preferably used for the coat rubber of the under tread portion or the carcass layer.
これらの部材に本発明のゴム組成物を使用した空気入りタイヤは、走行時の発熱性が小さくなるので、転がり抵抗を小さくし燃費性能を改良することができる。同時に、操縦安定性及び耐久性が優れ、従来レベル以上に維持・向上することができる。 Since the pneumatic tire using the rubber composition of the present invention for these members has low heat generation during running, it can reduce rolling resistance and improve fuel efficiency. At the same time, steering stability and durability are excellent, and can be maintained and improved over the conventional level.
本発明のタイヤ用ゴム組成物を空気入りタイヤのアンダートレッド部に使用するときの組成は、ゴム成分１００重量％中、ガラス転移温度が−４０℃未満の芳香族ビニル共役ジエン共重合ポリマーの含有量を４０〜１００重量％にすることが好ましい。また上述した特定のカーボンブラックの配合量を、ゴム成分１００重量部に対し５０〜８５重量部にすることが好ましい。このような組成にすることにより、このゴム組成物でアンダートレッド部を構成した空気入りタイヤを製造したとき、特に操縦安定性を優れたものにすることができる。 The composition when the rubber composition for tires of the present invention is used in an under tread portion of a pneumatic tire is the content of an aromatic vinyl conjugated diene copolymer having a glass transition temperature of less than -40 ° C in 100% by weight of a rubber component. The amount is preferably 40 to 100% by weight. Moreover, it is preferable that the compounding quantity of the specific carbon black mentioned above shall be 50-85 weight part with respect to 100 weight part of rubber components. By setting it as such a composition, when manufacturing the pneumatic tire which comprised the undertread part with this rubber composition, it can be made especially excellent in steering stability.
また、本発明のゴム組成物を空気入りタイヤのカーカス層のコートゴムに使用するときの組成は、ゴム成分１００重量％中、ガラス転移温度が−４０℃未満の芳香族ビニル共役ジエン共重合ポリマーの含有量を１０〜５０重量％にすることが好ましい。また上述した特定のカーボンブラックの配合量を、ゴム成分１００重量部に対し４０〜７０重量部にすることが好ましい。このような組成にすることにより、このゴム組成物でカーカス層のコートゴムを構成した空気入りタイヤを製造したときに、特に空気入りタイヤの耐久性を優れたものにすることができる。 In addition, when the rubber composition of the present invention is used as a coat rubber for a carcass layer of a pneumatic tire, the composition of the aromatic vinyl conjugated diene copolymer having a glass transition temperature of less than -40 ° C in 100% by weight of the rubber component. The content is preferably 10 to 50% by weight. Moreover, it is preferable that the compounding quantity of the specific carbon black mentioned above shall be 40-70 weight part with respect to 100 weight part of rubber components. With such a composition, when a pneumatic tire in which a coated rubber for a carcass layer is formed with this rubber composition, the durability of the pneumatic tire can be made particularly excellent.
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.
９種類のカーボンブラック（ＣＢ１〜ＣＢ９）を使用して３７種類のゴム組成物（実施例１〜２１、比較例１〜１６）を調製した。このうち４種類のカーボンブラック（ＣＢ１〜ＣＢ４）は市販グレード、５種類のカーボンブラック（ＣＢ５〜ＣＢ９）は試作品であり、それぞれのコロイダル特性を表１に示した。 37 types of rubber compositions (Examples 1 to 21 and Comparative Examples 1 to 16) were prepared using 9 types of carbon blacks (CB1 to CB9). Of these, four types of carbon black (CB1 to CB4) are commercial grades, and five types of carbon black (CB5 to CB9) are prototypes. The colloidal characteristics of each type are shown in Table 1.
表１において、各略号はそれぞれ下記のコロイダル特性を表わす。
・Ｎ2ＳＡ：ＪＩＳ Ｋ６２１７−２に基づいて測定された窒素吸着比表面積
・ＩＡ：ＪＩＳ Ｋ６２１７−１に基づいて測定された沃素吸着量
・ＣＴＡＢ：ＪＩＳ Ｋ６２１７−３に基づいて測定されたＣＴＡＢ吸着比表面積
・ＤＢＰ：ＪＩＳ Ｋ６２１７−４（非圧縮試料）に基づいて測定されたＤＢＰ吸収量
・２４Ｍ４：ＪＩＳ Ｋ６２１７−４（圧縮試料）に基づいて測定された２４Ｍ４−ＤＢＰ吸収量
・Ｄｓｔ：ＪＩＳ Ｋ６２１７−６に基づいて測定されたディスク遠心光沈降法による凝集体のストークス径の質量分布曲線の最大値であるモード径
・△Ｄ５０：ＪＩＳ Ｋ６２１７−６に基づいて測定されたディスク遠心光沈降法による凝集体のストークス径の質量分布曲線において、その質量頻度が最大点の半分の高さのときの分布の幅（半値幅）
・α：上述したＤｓｔ及びＮ2ＳＡを下記式（２）の関係に当てはめたときの係数α
Ｄｓｔ＝α×（Ｎ2ＳＡ）-0.61 （２）
（式中、Ｄｓｔは凝集体のストークス径の質量分布曲線におけるモード径（ｎｍ）、Ｎ2ＳＡは窒素吸着比表面積（ｍ2／ｇ）である。）
・Ｎ2ＳＡ／ＩＡ：窒素吸着比表面積Ｎ2ＳＡと沃素吸着量ＩＡの比
In Table 1, each abbreviation represents the following colloidal characteristics.
N 2 SA: Nitrogen adsorption specific surface area measured based on JIS K6217-2 IA: Iodine adsorption amount measured based on JIS K6217-1 CTAB: CTAB adsorption measured based on JIS K6217-3 Specific surface area DBP: DBP absorption measured based on JIS K6217-4 (uncompressed sample) 24M4: 24M4-DBP absorption measured based on JIS K6217-4 (compressed sample) Dst: JIS K6217 Mode diameter which is the maximum value of the mass distribution curve of the Stokes diameter of the aggregate by the disc centrifugal photoprecipitation method measured based on -6. ΔD50: by the disc centrifugal photoprecipitation method measured based on JIS K6217-6 In the mass distribution curve of the Stokes diameter of the aggregate, the distribution width when the mass frequency is half the maximum point (Half width)
Α: Coefficient α when Dst and N 2 SA described above are applied to the relationship of the following formula (2)
Dst = α × (N 2 SA) −0.61 (2)
(In the formula, Dst is the mode diameter (nm) in the mass distribution curve of the Stokes diameter of the aggregate, and N 2 SA is the nitrogen adsorption specific surface area (m 2 / g).)
N 2 SA / IA: Ratio of nitrogen adsorption specific surface area N 2 SA and iodine adsorption amount IA
表１において、カーボンブラックＣＢ１〜ＣＢ４は、それぞれ以下の市販グレードを表わす。またカーボンブラックＣＢ５〜ＣＢ９は以下の製造方法により調製した。
・ＣＢ１：東海カーボン社製シーストＫＨ
・ＣＢ２：東海カーボン社製シーストＮＨ
・ＣＢ３：東海カーボン社製シースト１１６ＨＭ
・ＣＢ４：東海カーボン社製シーストＦ
In Table 1, carbon blacks CB1 to CB4 represent the following commercial grades, respectively. Carbon blacks CB5 to CB9 were prepared by the following manufacturing method.
・ CB1: Seest KH made by Tokai Carbon Co., Ltd.
・ CB2: Tokai Carbon Co., Ltd. Seest NH
・ CB3: Toast Carbon Co., Ltd. Seest 116HM
・ CB4: Toast Carbon Co., Ltd. Seast F
カーボンブラックＣＢ５〜ＣＢ９の製造
円筒反応炉を使用して、表２に示すように全空気供給量、燃料油導入量、燃料油燃焼率、原料油導入量、反応時間を変えて、カーボンブラックＣＢ５〜ＣＢ９を製造した。
Production of carbon black CB5 to CB9 Using a cylindrical reactor, carbon black CB5 was changed by changing the total air supply amount, fuel oil introduction amount, fuel oil combustion rate, raw material oil introduction amount, reaction time as shown in Table 2. -CB9 was produced.
タイヤ用ゴム組成物の調製及び評価
上述した９種類のカーボンブラック（ＣＢ１〜ＣＢ９）を用いて、表３〜６に示す配合からなる３７種類のゴム組成物（実施例１〜２１、比較例１〜１６）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分間混練した後、その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、混合しタイヤ用ゴム組成物を得た。なお、表３〜６において、ＳＢＲ２が油展品であるため、油展オイルを含むＳＢＲの配合量を記載すると共に、その下の括弧内に油展オイル量を除いた正味のゴム成分の配合量を記載した。またゴム成分の平均ガラス温度を求め「ゴム成分の平均Ｔｇ」の欄に記載した。
Preparation and Evaluation of Tire Rubber Composition 37 kinds of rubber compositions (Examples 1 to 21, Comparative Example 1) comprising the combinations shown in Tables 3 to 6 using the above-mentioned nine kinds of carbon blacks (CB1 to CB9). In preparing -16), the components excluding sulfur and the vulcanization accelerator were weighed and kneaded in a 55 L kneader for 15 minutes, and then the master batch was discharged and cooled at 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 tire rubber composition. In Tables 3 to 6, since SBR2 is an oil-extended product, the amount of SBR containing oil-extended oil is described, and the amount of net rubber component excluding the amount of oil-extended oil is shown in parentheses below the SBR2. Was described. Further, the average glass temperature of the rubber component was determined and described in the column of “average Tg of rubber component”.
得られたタイヤ用ゴム組成物のうち、表３及び４に示す２０種類のタイヤ用ゴム組成物（実施例１〜１１、比較例１〜９）を使用してアンダートレッド部を構成するようにして、タイヤサイズが１９５／６５Ｒ１５の空気入りタイヤを加硫成形した。得られた２０種類の空気入りタイヤの転がり抵抗及び操縦安定性を下記に示す方法により評価した。 Among the obtained tire rubber compositions, 20 types of tire rubber compositions (Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 9) shown in Tables 3 and 4 are used to constitute the undertread portion. Then, a pneumatic tire having a tire size of 195 / 65R15 was vulcanized. The rolling resistance and steering stability of the 20 types of pneumatic tires obtained were evaluated by the methods shown below.
また、得られたタイヤ用ゴム組成物のうち、表５及び６に示す１７種類のタイヤ用ゴム組成物（実施例１２〜２１、比較例１０〜１６）を使用してカーカス層のコートゴムを構成するようにして、タイヤサイズが１９５／６５Ｒ１５の空気入りタイヤを加硫成形した。得られた１７種類の空気入りタイヤの転がり抵抗及び耐久性を下記に示す方法により評価した。 Moreover, among the obtained tire rubber compositions, 17 kinds of tire rubber compositions (Examples 12 to 21 and Comparative Examples 10 to 16) shown in Tables 5 and 6 are used to form a carcass layer coat rubber. In this manner, a pneumatic tire having a tire size of 195 / 65R15 was vulcanized. The rolling resistance and durability of the 17 types of pneumatic tires obtained were evaluated by the methods shown below.
転がり抵抗
得られたタイヤを標準リム（サイズ１５×６Ｊのホイール）に組み付け、ＪＩＳ Ｄ４２３０に準拠する室内ドラム試験機（ドラム径１７０７ｍｍ）に取り付け、ＪＩＳ Ｄ４２３０の「６．４高速性能試験Ａ」に記載に準拠し走行試験を行い、空気圧２１０ｋＰａ、試験荷重４．８２ｋＮ、速度５０ｋｍ／時の抵抗力を測定し、転がり抵抗とした。得られた結果は、表３，４では、比較例１の値の逆数を１００とし、表５，６では比較例１０の値の逆数を１００とする指数として表４〜７の「転がり抵抗」の欄に示した。この指数が大きいほど転がり抵抗が小さく燃費性能が優れていることを意味する。
Rolling resistance The obtained tire is assembled to a standard rim (size 15 × 6J wheel) and attached to an indoor drum tester (drum diameter 1707 mm) compliant with JIS D4230, which is compliant with “6.4 High-Speed Performance Test A” of JIS D4230. A running test was conducted in accordance with the description, and the resistance force at an air pressure of 210 kPa, a test load of 4.82 kN, and a speed of 50 km / hour was measured to obtain a rolling resistance. The obtained results are shown in Tables 3 and 4, where the reciprocal of the value of Comparative Example 1 is 100, and in Tables 5 and 6, the reciprocal of the value of Comparative Example 10 is 100. It is shown in the column. The larger this index, the smaller the rolling resistance and the better the fuel efficiency.
操縦安定性
得られたタイヤを標準リム（サイズ１５×６Ｊのホイール）に組み付け、国産２．０リットルクラスの試験車両に装着し、空気圧２３０ｋＰａの条件で乾燥路面からなる１周２．６ｋｍの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名による感応評価により採点した。得られた結果は、比較例１の値を１００とする指数として表３，４の「操縦安定性」の欄に示した。この指数が大きいほど操縦安定性能が優れていることを意味する。
Steering stability The tires obtained were assembled on a standard rim (size 15 x 6J wheel) and mounted on a domestic 2.0 liter class test vehicle. The course was run on a real vehicle, and the handling stability at that time was scored by a sensitive evaluation by three expert panelists. The obtained results are shown in the “Steering Stability” column of Tables 3 and 4 as an index with the value of Comparative Example 1 as 100. The larger this index, the better the steering stability performance.
耐久性
得られた空気入りタイヤを標準リム（サイズ１５×６Ｊのホイール）に装着し、空気圧２００ｋＰａの空気を充填して、ドラム径１７０７ｍｍで、ＪＩＳ Ｄ４２３０に準拠する室内ドラム試験機にかけて、荷重３６００Ｎを負荷し、速度８０ｋｍ／ｈで２時間走行させた後、速度を１２０ｋｍ／ｈに上げて２４時間走行させた。その後、２４時間走行する毎に速度を１０ｋｍ／ｈずつ上げ、タイヤ故障を起こすまでの走行距離を測定した。得られた結果は、比較例１０の値を１００とする指数として表５，６の「耐久性」に示した。この指数が大きいほど耐久性が優れることを意味する。
Durability The obtained pneumatic tire is mounted on a standard rim (size 15 × 6J wheel), filled with air with an air pressure of 200 kPa, applied to an indoor drum tester in accordance with JIS D4230 with a drum diameter of 1707 mm, and a load of 3600 N And running for 2 hours at a speed of 80 km / h, then increasing the speed to 120 km / h for 24 hours. Thereafter, every 24 hours, the speed was increased by 10 km / h, and the distance traveled until a tire failure was measured. The obtained results are shown in “Durability” in Tables 5 and 6 as indices with the value of Comparative Example 10 as 100. The larger this index, the better the durability.
なお、表３〜６において使用した原材料の種類を下記に示す。
ＮＲ：天然ゴム、ＲＳＳ＃３、Ｔｇ＝−６４℃
ＳＢＲ１：スチレン−ブタジエンゴム、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ １５０２、Ｔｇ＝−５４℃、ビニル含有量１５重量％、スチレン含有量２５重量％
ＳＢＲ２：スチレン−ブタジエンゴム、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ １７３９、Ｔｇ＝−２８℃、ビニル含有量１５％、スチレン含有量４１重量％、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
ＢＲ：ブタジエンゴム、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ ＢＲ１２２０、Ｔｇ＝−１０７℃
ＣＢ１〜ＣＢ９：上述した表１に示したカーボンブラック
シリカ：ローディア社製Ｚｅｏｓｉｌ１９５ＧＲ
カップリング剤：テトラスルフィドジトリエトキシシラン、ダイソー社製Ｃａｂｒｕｓ４
アロマオイル：ジャパンエナジー社製プロセスＸ−１４０
亜鉛華：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
ワックス：大内新興化学工業社製サンノック
老化防止剤：フレキシス社製ＳＡＮＴＯＦＬＥＸ６ＰＰＤ
加硫促進剤：大内新興化学工業社製ノクセラーＮＳ−Ｐ
硫黄：鶴見化学工業社製油処理硫黄
In addition, the kind of raw material used in Tables 3-6 is shown below.
NR: natural rubber, RSS # 3, Tg = −64 ° C.
SBR1: styrene-butadiene rubber, Nipol 1502, manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., Tg = −54 ° C., vinyl content 15% by weight, styrene content 25% by weight
SBR2: Styrene-butadiene rubber, Nipol 1739 manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., Tg = −28 ° C., vinyl content 15%, styrene content 41% by weight, and oil containing 37.5 parts by weight of rubber component 100 parts by weight Exhibition BR: Butadiene rubber, Nipol BR1220 manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., Tg = −107 ° C.
CB1 to CB9: Carbon black silica shown in Table 1 described above: Zeosil 195GR manufactured by Rhodia
Coupling agent: tetrasulfide ditriethoxysilane, Daibus Corporation Cabrus4
Aroma oil: Process X-140 manufactured by Japan Energy
Zinc Hana: Zinc Oxide 3 types manufactured by Shodo Chemical Industry Co., Ltd. Stearic acid: NOF Co., Ltd. Beads stearic acid wax: Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd. Sunnock anti-aging agent: Flexis Corporation SANTOFLEX 6PPD
Vulcanization accelerator: Nouchira NS-P manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.
Sulfur: Tsurumi Chemical Industries oil processing sulfur
表３，４から明らかなように実施例１〜１１のタイヤ用ゴム組成物は、低転がり抵抗及び操縦安定性が従来レベル以上に向上することが確認された。 As is clear from Tables 3 and 4, it was confirmed that the tire rubber compositions of Examples 1 to 11 were improved in the low rolling resistance and the steering stability to the conventional level or more.
表３から明らかなように、比較例１のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ１のＮ2ＳＡが７０ｍ2／ｇ超かつストークス径Ｄｓｔが１４５ｎｍ未満であるため、実施例１〜５のタイヤ用ゴム組成物に比べ、低転がり抵抗及び操縦安定性のバランスが劣る。比較例２のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ２のストークス径Ｄｓｔが１４５ｎｍ未満であるため、タイヤにしたときの操縦安定性が悪化する。比較例３のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ３のストークス径Ｄｓｔが１４５ｎｍ未満かつ比Ｎ2ＳＡ／ＩＡが１．００未満であるため、転がり抵抗が悪化する。比較例４のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ４のＮ2ＳＡが４５ｍ2／ｇ未満かつ比Ｎ2ＳＡ／ＩＡが１．００未満であるため、タイヤにしたときの操縦安定性が悪化する。また、比較例５のゴム組成物はＳＢＲ２のＴｇが−４０°以上であるため。転がり抵抗が悪化する。 As is apparent from Table 3, the rubber composition of Comparative Example 1 has N 2 SA of carbon black CB1 exceeding 70 m 2 / g and the Stokes diameter Dst is less than 145 nm. Compared to the composition, the balance between low rolling resistance and steering stability is poor. Since the Stokes diameter Dst of the carbon black CB2 is less than 145 nm in the rubber composition of Comparative Example 2, the steering stability when the tire is made deteriorates. In the rubber composition of Comparative Example 3, since the Stokes diameter Dst of the carbon black CB3 is less than 145 nm and the ratio N 2 SA / IA is less than 1.00, the rolling resistance is deteriorated. In the rubber composition of Comparative Example 4, since the N 2 SA of the carbon black CB4 is less than 45 m 2 / g and the ratio N 2 SA / IA is less than 1.00, the handling stability when the tire is made deteriorates. Further, the rubber composition of Comparative Example 5 has a Tg of SBR2 of −40 ° or more. Rolling resistance deteriorates.
表４から明らかなように、比較例６のゴム組成物は、Ｔｇが−４０℃未満であるＳＢＲ１の配合量が１０重量部未満であるので操縦安定性が悪化する。比較例７のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ７の配合量が４０重量部未満であるので、操縦安定性が悪化する。比較例８のゴム組成物はカーボンブラックＣＢ７の配合量が８５重量部を超えるので、転がり抵抗性が悪化する。比較例９のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ７及びシリカの合計、すなわち補強性充填剤の合計が１００重量部を超えるので転がり抵抗性が悪化する。 As is apparent from Table 4, the rubber composition of Comparative Example 6 has poor steering stability because the blending amount of SBR1 having a Tg of less than −40 ° C. is less than 10 parts by weight. In the rubber composition of Comparative Example 7, since the blending amount of the carbon black CB7 is less than 40 parts by weight, the steering stability is deteriorated. In the rubber composition of Comparative Example 8, since the blending amount of carbon black CB7 exceeds 85 parts by weight, the rolling resistance is deteriorated. In the rubber composition of Comparative Example 9, since the total of carbon black CB7 and silica, that is, the total of reinforcing fillers exceeds 100 parts by weight, rolling resistance is deteriorated.
更に、表５，６から明らかなように実施例１２〜２１のタイヤ用ゴム組成物は、低転がり抵抗及び耐久性が従来レベル以上に向上することが確認された。 Further, as is clear from Tables 5 and 6, it was confirmed that the tire rubber compositions of Examples 12 to 21 were improved in the low rolling resistance and durability to the conventional level or more.
表５から明らかなように、比較例１０のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ１のＮ2ＳＡが７０ｍ2／ｇ超かつストークス径Ｄｓｔが１４５ｎｍ未満であるため、実施例１〜５のタイヤ用ゴム組成物に比べ、低転がり抵抗及び耐久性のバランスが劣る。比較例１１のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ２のストークス径Ｄｓｔが１４５ｎｍ未満であるため、タイヤにしたときの耐久性が悪化する。比較例１２のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ３のストークス径Ｄｓｔが１４５ｎｍ未満かつ比Ｎ2ＳＡ／ＩＡが１．００未満であるため、タイヤにしたときの耐久性が悪化する。比較例１３のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ４のＮ2ＳＡが４５ｍ2／ｇ未満かつ比Ｎ2ＳＡ／ＩＡが１．００未満であるため、タイヤにしたときの耐久性が悪化する。また、比較例１４のゴム組成物はＳＢＲ２のＴｇが−４０°以上であるので耐久性が悪化する。 As is apparent from Table 5, the rubber composition of Comparative Example 10 has N 2 SA of carbon black CB1 exceeding 70 m 2 / g and the Stokes diameter Dst is less than 145 nm. Compared to the composition, the balance between low rolling resistance and durability is inferior. Since the Stokes diameter Dst of the carbon black CB2 is less than 145 nm, the rubber composition of Comparative Example 11 is deteriorated in durability when used as a tire. Since the Stokes diameter Dst of the carbon black CB3 is less than 145 nm and the ratio N 2 SA / IA is less than 1.00, the rubber composition of Comparative Example 12 is deteriorated in durability when used as a tire. Since the N 2 SA of the carbon black CB4 is less than 45 m 2 / g and the ratio N 2 SA / IA is less than 1.00, the rubber composition of Comparative Example 13 is deteriorated in durability when used as a tire. Moreover, since the Tg of SBR2 is −40 ° or more, the rubber composition of Comparative Example 14 is deteriorated in durability.
表６から明らかなように、比較例１５のゴム組成物は、カーボンブラックＣＢ７の配合量が４０重量部未満であるので耐久性能が悪化する。比較例１６のゴム組成物はカーボンブラックＣＢ７及びシリカの合計、すなわち補強性充填剤の合計が１００重量部を超えるので転がり抵抗性能が悪化する。 As can be seen from Table 6, the rubber composition of Comparative Example 15 is deteriorated in durability because the compounding amount of carbon black CB7 is less than 40 parts by weight. In the rubber composition of Comparative Example 16, since the total of carbon black CB7 and silica, that is, the total of reinforcing fillers exceeds 100 parts by weight, the rolling resistance performance deteriorates.
Claims (5)
Ｄｓｔ＜１９７９×（Ｎ2ＳＡ）-0.61 （１）
（式中、Ｄｓｔは凝集体のストークス径の質量分布曲線におけるモード径（ｎｍ）、Ｎ2ＳＡは窒素吸着比表面積（ｍ2／ｇ）である。）
の関係を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤ用ゴム組成物。 When the carbon black N 2 SA is 55 m 2 / g or less, the Stokes diameter mode diameter Dst is 180 nm or less, and when the carbon black N 2 SA exceeds 55 m 2 / g, the Stokes diameter mode Diameter Dst is the following formula (1)
Dst <1979 × (N 2 SA) −0.61 (1)
(In the formula, Dst is the mode diameter (nm) in the mass distribution curve of the Stokes diameter of the aggregate, and N 2 SA is the nitrogen adsorption specific surface area (m 2 / g).)
The tire rubber composition according to claim 1, wherein the relationship is satisfied.
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