JP2613043B2 - Rubber composition for tread - Google Patents

Rubber composition for tread

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JP2613043B2
JP2613043B2 JP62035778A JP3577887A JP2613043B2 JP 2613043 B2 JP2613043 B2 JP 2613043B2 JP 62035778 A JP62035778 A JP 62035778A JP 3577887 A JP3577887 A JP 3577887A JP 2613043 B2 JP2613043 B2 JP 2613043B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、走行時のタイヤトレッド部の発熱が少な
く、低燃費性に優れ、しかも耐摩耗性と湿潤路面での制
動性および積雪・氷結路面での制動性を共に著しく改善
した、特に転がり抵抗性能に優れたトレッド用ゴム組成
物に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a tire tread which generates less heat during running, has excellent fuel efficiency, and has abrasion resistance, braking performance on wet road surfaces, and snow and ice surfaces. The present invention relates to a rubber composition for a tread, which has significantly improved braking performance at the same time, and particularly has excellent rolling resistance performance.

〔従来技術〕(Prior art)

近年、省資源、省エネルギーを目指す社会的要請のも
とに、自動車における低燃費性の要求が非常に高まって
きている。このために、ガソリン消費の少ないエンジン
の開発など自動車本体の開発はもちろんのこと、エネル
ギー損失の少ない低燃費タイヤの検討が急速に行われて
きた。
2. Description of the Related Art In recent years, under the social demands for resource saving and energy saving, demands for low fuel consumption of automobiles have been extremely increased. For this reason, not only the development of automobile bodies, such as the development of engines that consume less gasoline, but also the study of fuel-efficient tires with less energy loss has been rapidly conducted.

従来、低燃費タイヤのタイヤ材料用のゴムとしてヒス
テリシスロスの少ないゴム材料が求められ、なかでもタ
イヤのヒステリシスロスの50%以上を占めるといわれる
トレッド部には、ゴム成分としてヒステリシスロスの少
ない天然ゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴ
ム、ガラス転移点(Tg)の低いスチレン−ブタジエン共
重合体ゴム、およびこれらのブレンド物などが使用され
てきた。さらに、ゴム組成物としては、比較的粒子径の
大きいカーボンブラックを比較的少ない配合量で配合
し、かつ、アロマティックオイル等の軟化剤の配合量も
できるだけ少なくしたゴム組成物がこれまでは使用され
てきた。
Conventionally, rubber materials with low hysteresis loss have been required as rubbers for tire materials of fuel-efficient tires. Among them, natural rubber with low hysteresis loss as a rubber component is used in the tread portion, which is said to account for 50% or more of the tire hysteresis loss. , Polyisoprene rubber, polybutadiene rubber, styrene-butadiene copolymer rubber having a low glass transition point (Tg), and blends thereof have been used. Further, as the rubber composition, a rubber composition in which carbon black having a relatively large particle diameter is blended in a relatively small blending amount and a blending amount of a softening agent such as an aromatic oil is used as small as possible has been used. It has been.

ところで、最近、タイヤに対してより多くの機能がい
っそう高いレベルで求められるようになった。例えば、
上述のようにして開発された低燃費タイヤにおいて、そ
の低燃費性能を低下させることがなく、経済性の面から
さらに優れた摩耗性能が、また、安全性の面からは湿潤
路面および積雪・氷結路面などの各種路面に対応できる
高い制動性能が強く望まれている。
By the way, recently, more functions are required for tires at a higher level. For example,
In the fuel-efficient tires developed as described above, the fuel-efficient performance is not reduced, and the wear performance is further improved in terms of economy. There is a strong demand for high braking performance that can cope with various road surfaces such as road surfaces.

しかし、上述したようにヒステリシスロスの少ない天
然ゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、Tg
の低いスチレン−ブタジエン共重合体ゴムをトレッド部
に使用した場合には、特に湿潤路面での制動性(ウェッ
トスキッド抵抗性)が劣り、走行安定性が極端に低下し
てしまうという欠点があった。また、粒子径の大きなカ
ーボンブラックを使用した場合には、低燃費性能は優れ
るものの、湿潤路面での制動性および耐摩耗性といった
特性の低下が避けられなかった。さらに、これまでの低
燃費タイヤのトレッド部ゴムは、軟化剤の配合量を少な
くしているため低温になると硬くなり易く、このため積
雪や氷結した路面での制動性(アイススキッド抵抗性)
も十分に満足できるレベルには達していなかった。
However, as described above, natural rubber with low hysteresis loss, polyisoprene rubber, polybutadiene rubber, Tg
When a styrene-butadiene copolymer rubber having a low viscosity is used for the tread portion, there is a disadvantage that braking performance (wet skid resistance) particularly on wet road surfaces is inferior, and running stability is extremely reduced. . In addition, when carbon black having a large particle diameter is used, although the fuel economy performance is excellent, deterioration of characteristics such as braking performance and abrasion resistance on a wet road surface is inevitable. In addition, the tread rubber of conventional fuel-efficient tires tends to become harder at low temperatures due to a reduced amount of softening agent, and as a result, braking performance on snowy and icy roads (ice-skid resistance)
Had not yet reached a satisfactory level.

一方、タイヤの低燃費性能とウェットスキッド抵抗性
の両特性を満足させる材料として、最近では1,2−ビニ
ル結合を50%以上含有するいわゆる高ビニルポリブタジ
エンゴムや高ビニルスチレン−ブタジエン共重合体ゴム
が提案されている。しかし、これらのゴムは、いずれも
高いガラス転移点(Tg)を有するため、耐摩耗性に劣
り、しかも低温で硬化し易く、積雪・氷結路面での制動
性能に著しく劣り、したがって上述したような全ての特
性を満たすにはやはり不十分である。
On the other hand, recently, as a material that satisfies both characteristics of fuel efficiency and wet skid resistance of a tire, a so-called high vinyl polybutadiene rubber or a high vinyl styrene-butadiene copolymer rubber containing 50% or more of 1,2-vinyl bonds has been recently developed. Has been proposed. However, these rubbers all have a high glass transition point (Tg), so they are inferior in abrasion resistance, are easily hardened at low temperatures, and are extremely inferior in braking performance on snow-covered or icy road surfaces. Again, it is not enough to satisfy all properties.

このように、現在では、低燃費性能、湿潤路面での高
い制動性、積雪・氷結路面での高い制動性といった特性
を全て満足するタイヤは提案されていない。特に、これ
までは、路面が積雪や氷結のために滑り易くなる冬期に
おいては、低燃費タイヤを含む一般タイヤでは、これら
の路面における制動性が非常に小さく、スノータイヤの
使用を余儀なくされていた。しかし、使用者のタイヤ交
換にかける時間と手間はかなりのものであり、一般夏タ
イヤで上記の3つの特性を満足するオールシーズン用の
タイヤの出現が非常に切望されている。
As described above, at present, no tire has been proposed that satisfies all the characteristics such as low fuel consumption performance, high braking performance on wet road surfaces, and high braking performance on snow-covered or icy road surfaces. In the past, in the winter, when the road surface becomes slippery due to snow and ice, the braking performance on ordinary roads including fuel-efficient tires was extremely small, and the use of snow tires had to be used. . However, the time and labor required for the user to change tires is considerable, and the emergence of all-season tires that satisfy the above three characteristics in general summer tires is highly desired.

〔発明の目的〕[Object of the invention]

本発明は、このような要求に応じるためになされたも
のであって、走行時のタイヤトレッド部の発熱が少な
く、低燃費性に優れ、しかも耐摩耗性と湿潤路面での制
動性および積雪・氷結路面での制動性を共に著しく改善
した、特に転がり抵抗性能に優れたトレッド用ゴム組成
物を提供することを目的とする。この組成物は、夏冬を
問わず通期に亘って使用可能ないわゆるオールシーズン
用の空気入りタイヤのトレッド用として有用である。
The present invention has been made to meet such a demand, and generates less heat in a tire tread portion during running, has excellent fuel efficiency, and has abrasion resistance, braking performance on a wet road surface and snow and snow. It is an object of the present invention to provide a rubber composition for a tread which has significantly improved braking performance on an icy road surface, and particularly has excellent rolling resistance performance. The composition is useful as a tread for a so-called all-season pneumatic tire that can be used throughout the year regardless of summer and winter.

〔発明の構成〕[Configuration of the invention]

このため、本発明は、天然ゴムおよび/又はポリイソ
プレンゴム20〜80重量部、結合スチレン量が10〜30重量
%であってブタジエン部の1,2−ビニル結合量が10〜80
%であるスチレン−ブタジエン共重合体ゴム80〜20重量
部を含有し、ゴム分合計100重量部であって、前記スチ
レン−ブタジエン共重合体ゴムには、分子鎖末端或いは
分子鎖中に下記式、 で示される原子団が導入されており、補強剤として、IA
=60〜70、N2SA/IA=1.22〜1.40、ΔD50(Dst)=70〜1
30mμであるカーボンブラックを原料ゴム100重量部に対
し30〜80重量部含有していることを特徴とするトレッド
用ゴム組成物を要旨とするものである。
For this reason, the present invention relates to a natural rubber and / or polyisoprene rubber of 20 to 80 parts by weight, a bound styrene amount of 10 to 30% by weight, and a 1,2-vinyl bond amount of a butadiene portion of 10 to 80 parts by weight.
% Of a styrene-butadiene copolymer rubber in an amount of 80 to 20 parts by weight, and a total of 100 parts by weight of rubber, wherein the styrene-butadiene copolymer rubber has the following formula at the molecular chain terminal or in the molecular chain. , Has been introduced, and as a reinforcing agent, IA
= 60~70, N 2 SA / IA = 1.22~1.40, ΔD 50 (Dst) = 70~1
The gist of the present invention is a rubber composition for a tread, which contains 30 to 80 parts by weight of carbon black having a particle diameter of 30 μm based on 100 parts by weight of a raw rubber.

以下、本発明の構成について詳しく説明する。 Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail.

(1) 本発明のトレッド用ゴム組成物は、天然ゴム
(NR)および/又はポリイソプレンゴム(IR)20〜80重
量部と特定のスチレン−ブタジエン共重合体ゴム80〜20
重量部含有するのである(ゴム分合計100重量部)。こ
の範囲外の配合割合では、低燃費性、湿潤路面での制動
性、積雪・氷結路面での制動性のいずれかの特性が悪く
なるので好ましくないからである。ただし、他のジエン
系ゴム、例えば、ポリブタジエンゴム、アクリロニトリ
ル−ブタジエン共重合体ゴム、非変性スチレン−ブタジ
エン共重合体ゴムなどを30重量部以下含んでいてもよ
い。
(1) The tread rubber composition of the present invention comprises 20 to 80 parts by weight of natural rubber (NR) and / or polyisoprene rubber (IR) and 80 to 20 parts of a specific styrene-butadiene copolymer rubber.
It is contained by weight (100 parts by weight of rubber). If the compounding ratio is out of this range, one of the characteristics of fuel economy, braking on a wet road surface, and braking on a snow-covered or icy road surface is deteriorated, which is not preferable. However, other diene rubbers, for example, polybutadiene rubber, acrylonitrile-butadiene copolymer rubber, unmodified styrene-butadiene copolymer rubber, etc., may be contained in an amount of 30 parts by weight or less.

ここで用いるスチレン−ブタジエン共重合体ゴムに
は、分子鎖末端或いは分子鎖中に下記式で示される原子
団が導入されている。
In the styrene-butadiene copolymer rubber used here, an atomic group represented by the following formula is introduced at the molecular chain terminal or in the molecular chain.

上記式(I)で示される原子団の導入は、下記式の結
(式中Mは、O原子又はS原子を表わす)を有する化合
物(以下、化合物Aと称する)をスチレン−ブタジエン
共重合体と反応させることによって行われる。
The introduction of the atomic group represented by the above formula (I) is achieved by the bonding of the following formula (Wherein M represents an O atom or an S atom) (hereinafter, referred to as compound A) is reacted with a styrene-butadiene copolymer.

化合物Aとしては、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N
−ジエチルホルムアミド;N,N−ジエチルアセトアミド;
アミノアセトアミド、N,N−ジメチル−N′,N′−ジメ
チルアミノアセトアミド、N−フェニルジアセトアミ
ド;N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジメチルメタ
アクリルアミド;プロピオンアミド、N,N−ジメチルプ
ロピオンアミド;4−ピリジルアミド、N,N−ジメチル−
4−ピリジルアミド;N,N−ジメチルベンズアミド、p−
アミノベンズアミド、N′,N′−(p−ジメチルアミ
ノ)ベンズアミド、N,N−ジメチル−N′−(p−エチ
ルアミノ)ベンズアミド、N−アセチル−N−2−ナフ
チルベンズアミド;ニコチンアミド、N,N−ジエチルニ
コチンアミド;コハク酸アミド、マレイン酸アミド、N,
N,N′,N′−テトラメチルマレイン酸アミド;コハクイ
ミド、マレイミド、N−メチルマレイミド、N−メチル
フタルイミド、1,2−シクロヘキサンジカルボンキシミ
ド、N−メチル−1,2−シクロヘキサンジカルボキシミ
ド;オキサミド、2−フラミド、N,N,N′,N′−テトラ
メチルオキサミド、N,N−ジメチル−2−フラミド;N,N
−ジメチル−8−キノリンカルボキシアミド;N,N−ジメ
チル−p−アミノ−ベンザルアセトアミド、N,N−ジメ
チル−N′,N′−(p′−ジメチルアミノ)シンナミリ
デンアセトアミド;N,N−ジメチル−N′,N′−(2−ジ
メチルアミノ)ビニルアミド;N′−(2−メチルアミ
ノ)ビニルアミド;尿素、N,N′−ジメチル尿素、N,N,
N′,N′−テトラメチル尿素;カルバミン酸メチル、N,N
−ジエチルカルバミン酸メチル;ε−カプロラクタム、
N−メチル−ε−カプロラクタム、N−アセチル−ε−
カプロラクタム、2−ピロリドン、N−メチル−2−ピ
ロリドン、N−アセチル−2−ピロリドン、2−ピペリ
ドン、N−メチル−2−ピペリドン、2−キノロン、N
−メチル−2−キノロン、2−インドリノン、N−メチ
ル−2−インドリノン;イソシアヌル酸、N,N′,N″−
トリメチルイソシアヌル酸等およびこれらの対応の含硫
黄化合物が例示できる。なかでも特に好ましい化合物
は、窒素にアルキル基が結合した化合物である。
Compound A includes N, N-dimethylformamide, N, N
-Diethylformamide; N, N-diethylacetamide;
Aminoacetamide, N, N-dimethyl-N ', N'-dimethylaminoacetamide, N-phenyldiacetamide; N, N-dimethylacrylamide, N, N-dimethylmethacrylamide; propionamide, N, N-dimethylpropionamide ; 4-pyridylamide, N, N-dimethyl-
4-pyridylamide; N, N-dimethylbenzamide, p-
Aminobenzamide, N ', N'-(p-dimethylamino) benzamide, N, N-dimethyl-N '-(p-ethylamino) benzamide, N-acetyl-N-2-naphthylbenzamide; nicotinamide, N, N-diethylnicotinamide; succinamide, maleic amide, N,
N, N ', N'-tetramethylmaleamide; succinimide, maleimide, N-methylmaleimide, N-methylphthalimide, 1,2-cyclohexanedicarboximide, N-methyl-1,2-cyclohexanedicarboximide; Oxamide, 2-furamide, N, N, N ', N'-tetramethyloxamide, N, N-dimethyl-2-furamide; N, N
-Dimethyl-8-quinolinecarboxamide; N, N-dimethyl-p-amino-benzalacetamide, N, N-dimethyl-N ', N'-(p'-dimethylamino) cinnamylideneacetamide; N, N -Dimethyl-N ', N'-(2-dimethylamino) vinylamide; N '-(2-methylamino) vinylamide; urea, N, N'-dimethylurea, N, N,
N ', N'-tetramethylurea; methyl carbamate, N, N
-Methyl diethylcarbamate; ε-caprolactam,
N-methyl-ε-caprolactam, N-acetyl-ε-
Caprolactam, 2-pyrrolidone, N-methyl-2-pyrrolidone, N-acetyl-2-pyrrolidone, 2-piperidone, N-methyl-2-piperidone, 2-quinolone, N
-Methyl-2-quinolone, 2-indolinone, N-methyl-2-indolinone; isocyanuric acid, N, N ', N "-
Examples include trimethyl isocyanuric acid and the corresponding sulfur-containing compounds. Particularly preferred compounds are compounds in which an alkyl group is bonded to nitrogen.

前記式(I)で示される原子団が導入されたスチレン
−ブタジエン共重合体ゴムの製造方法としては、例え
ば、(a)アルカリ金属基材触媒および/又はアルカリ
土類金属基材触媒を用いてスチレンとブタジエンとを重
合させ、重合反応が完了した溶液中に化合物Aを添加す
る方法、(b)スチレン−ブタジエン共重合体を適当な
溶剤に溶解させた溶液中で、該共重合体にアルカリ金属
および/又はアルカリ土類金属を付加させ、引き続き化
合物Aを添加して反応させる方法等が例示できる。
The method for producing the styrene-butadiene copolymer rubber into which the atomic group represented by the formula (I) has been introduced includes, for example, (a) using an alkali metal base catalyst and / or an alkaline earth metal base catalyst. A method in which styrene and butadiene are polymerized, and compound A is added to a solution in which the polymerization reaction is completed. (B) In a solution in which a styrene-butadiene copolymer is dissolved in an appropriate solvent, an alkali is added to the copolymer. For example, a method in which a metal and / or an alkaline earth metal is added, followed by adding compound A to cause a reaction and the like can be exemplified.

この場合の重合反応および付加反応に使用されるアル
カリ金属基材触媒は、リチウム、ルビジウム、セシウム
等の金属そのもの、或いはこれらの炭化水素化合物もし
くは極性化合物との錯体(例えば、n−ブチルリチウ
ム、2−ナフチルリチウム、カリウム−テトラヒドロフ
ラン錯体、カリウム−ジエトキシエタン錯体等)であ
る。また、アルカリ土類金属基材触媒は、特開昭51−11
5590号、特開昭52−9090号、特開昭57−100146号などに
記載されているバリウム、ストロンチウム、カルシウム
等の化合物を主成分とする触媒系等が例示できる。いず
れの金属基材触媒も通常の溶液重合の触媒として使用さ
れるものでよく、特に制限されるものでない。
In this case, the alkali metal-based catalyst used in the polymerization reaction and the addition reaction is a metal itself such as lithium, rubidium, and cesium, or a complex thereof with a hydrocarbon compound or a polar compound (for example, n-butyllithium, -Naphthyllithium, potassium-tetrahydrofuran complex, potassium-diethoxyethane complex, etc.). Further, alkaline earth metal based catalysts are disclosed in JP-A-51-11.
Examples of such catalyst systems include compounds such as barium, strontium, and calcium described in JP-A-5590, JP-A-52-9909, and JP-A-57-100146. Any metal-based catalyst may be used as a catalyst for ordinary solution polymerization, and is not particularly limited.

反応終了後、化合物Aの導入された不飽和ゴム状重合
体は、メタノール等の凝固剤の添加、水蒸気によるスト
リッピングなどの通常の分離方法を用いて反応溶液中か
ら回収される。得られた不飽和ゴム状重合体には、分子
鎖末端或いは分子鎖中に、 なる原子団として化合物Aが導入されている。
After the completion of the reaction, the unsaturated rubbery polymer into which the compound A has been introduced is recovered from the reaction solution by using a usual separation method such as addition of a coagulant such as methanol and stripping with steam. In the resulting unsaturated rubbery polymer, at the molecular chain terminal or in the molecular chain, Compound A is introduced as an atomic group.

化合物Aが導入される部位は、分子鎖の末端或いはそ
れ以外の部位であってもよいが、好ましくは分子鎖の末
端である。分子鎖の末端がジエニル構造の共重合体と化
合物Aとの反応で得られた重合体を使用することによ
り、低燃費性の改善がさらに大となるからである。
The site into which compound A is introduced may be at the end of the molecular chain or at any other site, but is preferably at the end of the molecular chain. This is because the use of the polymer obtained by the reaction between the copolymer having a dienyl structure at the terminal of the molecular chain and the compound A further improves the fuel efficiency.

スチレン−ブタジエン共重合体ゴムが前記式(I)で
示される原子団を分子鎖末端或いは分子鎖内に有してい
ることが本発明の必須の構成要件である。このスチレン
−ブタジエン共重合体ゴムを含有するゴム組成物は、前
記式(I)で示される原子団を有さない通常のスチレン
−ブタジエン共重合体ゴムからなるゴム組成物に比べる
と著しく改善された反発弾性を示す。したがって、この
ゴム組成物をトレッドに用いた空気入りタイヤは、他の
特性を高いレベルに維持しながら低燃費性を非常に改善
することが可能となる。
It is an essential component of the present invention that the styrene-butadiene copolymer rubber has the atomic group represented by the above formula (I) at the terminal or in the molecular chain. The rubber composition containing the styrene-butadiene copolymer rubber is remarkably improved as compared with a rubber composition comprising a normal styrene-butadiene copolymer rubber having no atomic group represented by the above formula (I). Exhibit rebound resilience. Therefore, a pneumatic tire using this rubber composition for a tread can significantly improve fuel economy while maintaining other characteristics at a high level.

また、本発明で用いるスチレン−ブタジエン共重合体
ゴムは、結合スチレン量が10〜30重量%であり、また、
ブタジエン部の1,2−ビニル結合量が10〜80%である。
The styrene-butadiene copolymer rubber used in the present invention has a bound styrene content of 10 to 30% by weight,
The 1,2-vinyl bond content of the butadiene portion is 10 to 80%.

結合スチレン量が10重量%未満では、ゴム組成物のウ
ェットスキッド抵抗が低下し、湿潤路面におけるタイヤ
の制動性能を悪化させるので好ましくない。一方、30重
量%を越えると、湿潤路面での制動性が大きくなる反
面、積雪・氷結路面での制動性および耐摩耗性が悪化す
るので好ましくない。
If the amount of bound styrene is less than 10% by weight, the wet skid resistance of the rubber composition is reduced, and the braking performance of the tire on a wet road surface is undesirably deteriorated. On the other hand, when the content exceeds 30% by weight, the braking performance on wet road surfaces increases, but the braking performance and wear resistance on snow-covered or icy road surfaces deteriorate.

1,2−ビニル結合量が10%未満では湿潤路面での制動
性の改善効果が小さく、一方、80%を越えると発熱性が
大きくなると共に氷結路面での制動性、耐摩耗性が大幅
に低下するため好ましくない。
If the amount of 1,2-vinyl bond is less than 10%, the effect of improving the braking performance on wet road surfaces is small, while if it exceeds 80%, the heat generation increases and the braking performance and wear resistance on icy road surfaces are significantly increased. It is not preferable because it decreases.

また、本発明で用いるスチレン−ブタジエン共重合体
ゴムは、タイヤ製造時に良好な加工性を得るために、ス
ズ−ブタジエニル結合で結合された分岐状重合体を含ん
でいてもよい。
In addition, the styrene-butadiene copolymer rubber used in the present invention may contain a branched polymer bonded by a tin-butadienyl bond in order to obtain good processability during tire production.

(2) また、本発明のトレッド用ゴム組成物は、補強
剤として、カーボンブラックを原料ゴム100重量部に対
して30〜80重量部含有する。
(2) The rubber composition for a tread of the present invention contains 30 to 80 parts by weight of carbon black as a reinforcing agent based on 100 parts by weight of the raw rubber.

カーボンブラックの配合量が30重量部未満では、タイ
ヤとして十分な湿潤路面での制動性、耐摩耗性が得られ
ない。一方、80重量部を越えるとタイヤの低燃費性が悪
化し、加えて、トレッド部の硬度が低温で高くなるため
氷結路面で滑り易くなり、好しくないからである。
If the compounding amount of carbon black is less than 30 parts by weight, sufficient braking performance and abrasion resistance on a wet road surface cannot be obtained as a tire. On the other hand, if it exceeds 80 parts by weight, the fuel economy of the tire is deteriorated, and in addition, the hardness of the tread portion is increased at low temperatures, so that the tire becomes slippery on an iced road surface, which is not preferable.

ここで用いるカーボンブラックの特性としては、ヨウ
素吸着量(IA)=60〜70、窒素比表面積(N2SA)とヨウ
素吸着量(IA)との比(N2SA/IA)=1.22〜1.40、ΔD50
(Dst)=70〜130mμであることが必要である。
The characteristics of the carbon black used here are: iodine adsorption amount (IA) = 60 to 70, ratio of nitrogen specific surface area (N 2 SA) to iodine adsorption amount (IA) (N 2 SA / IA) = 1.22 to 1.40. , ΔD 50
It is necessary that (Dst) = 70 to 130 mμ.

IAが60未満では耐摩耗性が著しく低下することとな
り、一方、70を超えると低燃費性が悪化するので好まし
くない。
If the IA is less than 60, the abrasion resistance will be significantly reduced, while if it is more than 70, the fuel economy will deteriorate, which is not preferable.

N2SA/IA比はカーボンブラックの表面活性度の尺度と
考えられ、この値が大のとき活性が高い。N2SA/IAが1.2
2未満では充分な耐摩耗性、低燃費性が得られず、ま
た、1.40を超えるとカーボンブラック製造時に造粒が困
難となり、ゴムの混練性が著しく劣ることとなるので好
ましくない。
The N 2 SA / IA ratio is considered to be a measure of the surface activity of carbon black, and the higher the value, the higher the activity. N 2 SA / IA is 1.2
If it is less than 2, sufficient abrasion resistance and low fuel consumption cannot be obtained, and if it exceeds 1.40, granulation becomes difficult during production of carbon black, and the kneading property of rubber is unpreferably deteriorated.

Δ50(Dst)は、カーボンブラックの粒子の粒度分布
半値幅で、分布の尺度となる。ΔD50(Dst)が70mμ未
満では低燃費性が悪化し、一方、130mμを超えると耐摩
耗性が低下する。
Δ 50 (Dst) is the half width of the particle size distribution of the carbon black particles and is a measure of the distribution. When ΔD 50 (Dst) is less than 70 μm, the fuel economy deteriorates, while when it exceeds 130 μm, the abrasion resistance decreases.

本発明では、上記の特性を有するカーボンブラックを
用いることにより、ゴム組成物の反発弾性を高め、以っ
てタイヤの転動抵抗を低減させ(低燃費)、かつゴムに
対する補強性を高めて対摩耗性を向上させるのである。
すなわち、表面の凹凸が大きく(N2SA/IA比が大(N2SA/
IA=1.22〜1.40))、粒子径分布の大きい(Δ50(Ds
t)=70〜130mμ)カーボンブラックを配合することに
より、カーボンブラックとゴムとの相互作用を大ならし
め(カーボン粒子間のこすれによるエネルギーロスを小
さくする)、カーボン同士のこすれを防止してゴムの発
熱を低下させて転動抵抗を低減させ、かつ補強性を高め
て耐摩耗性を向上させるのである。
In the present invention, by using carbon black having the above characteristics, the rebound resilience of the rubber composition is increased, thereby reducing the rolling resistance of the tire (low fuel consumption) and enhancing the reinforcing property against rubber. It improves abrasion.
In other words, the surface irregularities are large (the N 2 SA / IA ratio is large (N 2 SA /
IA = 1.22~1.40)), of the particle size distribution greater (Δ 50 (Ds
t) = 70-130mμ) By blending carbon black, the interaction between carbon black and rubber is increased (reducing energy loss due to rubbing between carbon particles) and rubber is prevented by rubbing between carbons. The heat generation is reduced to reduce the rolling resistance, and the reinforcement is enhanced to improve the wear resistance.

本発明のゴム組成物は、通常のゴム工業で用いられる
配合剤である加硫剤、加硫促進剤、加硫助剤、老化防止
剤、軟化剤等を含んでいてもよい。また、本発明のゴム
組成物は、乗用車用タイヤをはじめ、トラック・バス用
タイヤなど全てのタイヤに適用できるものであり、タイ
ヤの種類には特に限定されるものではない。
The rubber composition of the present invention may contain vulcanizing agents, vulcanization accelerators, vulcanization aids, antioxidants, softeners, and the like, which are compounding agents used in the general rubber industry. Further, the rubber composition of the present invention can be applied to all tires such as tires for passenger cars, trucks, and buses, and is not particularly limited to the types of tires.

以下に実施例、比較例を示す。 Examples and comparative examples are shown below.

実施例、比較例 ここで用いたスチレン−ブタジエン共重合体ゴム(SB
R)の特性を表1に、カーボンブラック(CB)の特性を
表2に示した。また、表3に実施例及び比較例について
示した(配合は重量部)。
Examples and Comparative Examples The styrene-butadiene copolymer rubber used here (SB
The properties of R) are shown in Table 1, and the properties of carbon black (CB) are shown in Table 2. Further, Table 3 shows Examples and Comparative Examples (compounding parts by weight).

混合方法は表3に示した配合剤を1.7のバンバリー
ミキサーを使用して4分間混合し、ロールでイオウ及び
加硫促進剤を添加した。加硫は160℃×15分でおこな
い、300%引張応力、リュプケ反撥弾性、ウェットスキ
ッド抵抗およびピコ摩耗を測定した。リュプケ反撥弾性
は0℃、60℃とも指数値が低いほどリュプケ弾性の値が
小さく、0℃の値が小さくなるとウェット性能は良くな
り、60℃の値が大きくなると転動抵抗が低くなることを
示している。ピコ摩耗は、摩耗量で示し、数値が小さい
ほど耐摩耗性が良いことを示している。
As for the mixing method, the ingredients shown in Table 3 were mixed for 4 minutes using a Banbury mixer of 1.7, and sulfur and a vulcanization accelerator were added by a roll. Vulcanization was performed at 160 ° C. for 15 minutes, and the 300% tensile stress, Lupke rebound resilience, wet skid resistance and pico abrasion were measured. For the Rupke rebound resilience, the lower the index value at both 0 ° C and 60 ° C, the lower the value of Lupke elasticity, the lower the value at 0 ° C, the better the wet performance, and the higher the value at 60 ° C, the lower the rolling resistance. Is shown. Pico abrasion is represented by the amount of abrasion, and a smaller value indicates better abrasion resistance.

注) *1 JIS K6221の方法にて測定。 Note) * 1 Measured by the method of JIS K6221.

*2 JIS K6221の方法にて測定。* 2 Measured by JIS K6221.

*3 ΔD50(Dst)の測定は、ディスクセントリフュー
ジ(英国Joyce Loebl社製)を用いて次の方法により測
定。すなわち、カーボンブラックを精秤し、20容量エタ
ノール水溶液と界面活性剤とを加え、カーボンブラック
濃度を5mg/100ccになるように超音波で分散させて試料
溶液を作製する。次にディスクセントリフュージの回転
速度8000rpmにおいて試料溶液0.5mmを蒸溜水からなるス
ピン液10mlに注入し、一斉に遠心沈降を開始させ、光沈
降法によりストークス径で換算された凝集体分布曲線を
作成し、そのヒストグラムにおける最多頻度(最大吸光
度)の1/2のときの凝集体の分布値を半値幅ΔD50(Ds
t)とする。
* 3 ΔD 50 (Dst) is measured by the following method using a disc centrifuge (manufactured by Joyce Loebl, UK). That is, a carbon black is precisely weighed, a 20-volume aqueous ethanol solution and a surfactant are added, and the mixture is ultrasonically dispersed so that the carbon black concentration becomes 5 mg / 100 cc to prepare a sample solution. Next, at a rotation speed of the disk centrifuge of 8000 rpm, 0.5 mm of the sample solution was injected into 10 ml of a spinning solution composed of distilled water, and centrifugal sedimentation was started all at once. , The half-width ΔD 50 (Ds
t).

表3から、本発明のカーボンブラック(CB−3、CB−
4)を使用することによりウェットスキッド抵抗性、耐
摩耗性を低下させずに反撥弾性が向上することが判る。
Table 3 shows that the carbon blacks of the present invention (CB-3, CB-
It can be seen that the use of 4) improves the rebound resilience without lowering the wet skid resistance and wear resistance.

つぎに、比較例2および実施例3のゴム組成物をそれ
ぞれトレッドゴムとして用いた145SR12サイズのタイヤ
で転動抵抗を試験した。この結果を下記表4に指数で示
す。この場合、転動抵抗の試験は、タイヤ空気圧1.7kg/
cm2で直径1707mmのスチールドルム上で速度60km/hにて
測定した。
Next, rolling resistance was tested on 145SR12 size tires using the rubber compositions of Comparative Example 2 and Example 3 as tread rubbers, respectively. The results are shown in Table 4 below as indices. In this case, the rolling resistance test was performed with a tire pressure of 1.7 kg /
It was measured at a speed of 60 km / h on a steel dorm with a diameter of 1707 mm in cm 2 .

表4から、本発明のゴム組成物(実施例3)の場合が
転動抵抗が低いことが判る。
Table 4 shows that the rubber composition of the present invention (Example 3) has low rolling resistance.

以上のように変性SBR/NRのブレンド系に上記した特定
のカーボンブラックを組み合わせることにより、ウェッ
ト性能、低温性能、耐摩耗性を高いレベルで維持しなが
ら、特に転動抵抗性能を改善したトレッドコンパウンド
を得ることができる。
As described above, by combining the above-mentioned specific carbon black with the modified SBR / NR blend system, the tread compound with particularly improved rolling resistance performance while maintaining wet performance, low temperature performance and abrasion resistance at a high level Can be obtained.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように本発明によれば、ポリマーとして
カーボンブラックとの相互作用が高いSBRを用い、カー
ボンブラックとして活性の高いものを組合わせて用いる
ことで、低燃費性に優れ、しかも耐摩耗性と湿潤路面お
よび積雪・氷結路面での制動性を同時に満足するオール
シーズン用の空気入りタイヤのトレッド用として好適な
ゴム組成物を得ることができる。
As described above, according to the present invention, by using SBR having a high interaction with carbon black as a polymer and using a combination of highly active carbon black, excellent fuel economy and wear resistance Thus, a rubber composition suitable for treads of pneumatic tires for all seasons, which simultaneously satisfies braking performance on wet road surfaces and snow / ice road surfaces, can be obtained.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】(1) 天然ゴムおよび/又はポリイソプ
レンゴム20〜80重量部、結合スチレン量が10〜30重量%
であってブタジエン部の1,2−ビニル結合量が10〜80%
であるスチレン−ブタジエン共重合体ゴム80〜20重量部
を含有し、ゴム分合計100重量部であって、前記スチレ
ン−ブタジエン共重合体ゴムには、分子鎖末端或いは分
子鎖中に下記式、 で示される原子団が導入されており、 (2) 補強剤として、IA=60〜70、N2SA/IA=1.22〜
1.40、ΔD50(Dst)=70〜130mμであるカーボンブラッ
クを原料ゴム100重量部に対し30〜80重量部含有してい
ることを特徴とするトレッド用ゴム組成物。
(1) 20 to 80 parts by weight of natural rubber and / or polyisoprene rubber, and the amount of bound styrene is 10 to 30% by weight.
Wherein the butadiene moiety has a 1,2-vinyl bond content of 10 to 80%
Containing 80 to 20 parts by weight of a styrene-butadiene copolymer rubber, and a total of 100 parts by weight of the rubber component, and the styrene-butadiene copolymer rubber has the following formula in a molecular chain terminal or in a molecular chain: (2) As reinforcing agents, IA = 60 to 70, N 2 SA / IA = 1.22 to
1. A rubber composition for a tread, comprising 30 to 80 parts by weight of carbon black having a ΔD 50 (Dst) of 70 to 130 mμ per 100 parts by weight of a raw rubber.
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