JP5205876B2 - Rubber composition for tire tread - Google Patents

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Description

本発明は、タイヤトレッド用ゴム組成物に関し、より詳細には、湿潤路面での制動性能(以下、「ウェット制動性能」とよぶ)、転動抵抗(燃費性)および耐摩耗性を改善させ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, and more specifically, improved braking performance on wet road surfaces (hereinafter referred to as “wet braking performance”), rolling resistance (fuel efficiency), and wear resistance. The present invention relates to a rubber composition for a tire tread.

タイヤトレッド用ゴム組成物にシリカを配合することによりウェット制動性能の向上と転動抵抗の低減を図る技術およびゴム成分としてガラス転移温度(Tg)の高いスチレン−ブタジエン共重合体ゴム(SBR)を使用してウェット制動性能の向上を図る技術が従来知られているが、シリカは凝集性が高く、SBRに対する親和性が低いという問題点があることから、シリカにシランカップリング剤を併用する技術が開発されている(特許文献1)。一方、低Tgポリマーとして例えば天然ゴムに高TgのSBRを配合した系においては、それらの溶解度パラメーターが異なるために一般的に非相溶系である。かかる系では、シリカの配合量をカーボンブラックの配合量に比べて多くすると、転動抵抗およびウェット制動性能は改善されるが、相溶化が進み、Tgが高くなり、その結果、耐摩耗性が低下するという問題があった。   Styrene-butadiene copolymer rubber (SBR) having a high glass transition temperature (Tg) as a rubber component and a technology for improving wet braking performance and reducing rolling resistance by adding silica to a rubber composition for a tire tread A technique for improving wet braking performance by using it is conventionally known. However, since silica has a problem of high cohesiveness and low affinity for SBR, a technique using a silane coupling agent in combination with silica. Has been developed (Patent Document 1). On the other hand, a system in which high Tg SBR is blended with natural rubber, for example, as a low Tg polymer is generally incompatible because of their different solubility parameters. In such a system, if the compounding amount of silica is increased as compared with the compounding amount of carbon black, the rolling resistance and wet braking performance are improved, but the compatibilization proceeds and Tg increases, resulting in high wear resistance. There was a problem of lowering.

特開2004−59599号公報JP 2004-59999 A

従って、本発明の目的は、転動抵抗、ウェット制動性能および耐摩耗性を改善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。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a rubber composition for a tire tread having improved rolling resistance, wet braking performance and wear resistance.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、高Tgの水酸基含有共役ジエン−芳香族ビニル共重合体とシリカとアロマ系オイルとシランカップリング剤を混合して混合物を形成し、次いで、この混合物に天然ゴムおよび/またはポリイソプレンゴムとカーボンブラックとを配合することにより、シリカの配合量がカーボンブラックに比べてかなり多量であるにもかかわらず、転動抵抗、ウェット制動性能および耐摩耗性改善されることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors mixed a high-Tg hydroxyl group-containing conjugated diene-aromatic vinyl copolymer, silica, an aromatic oil, and a silane coupling agent to form a mixture. Then, by adding natural rubber and / or polyisoprene rubber and carbon black to this mixture, the rolling resistance and wet braking performance are improved despite the fact that the amount of silica is considerably larger than that of carbon black. The inventors have found that the wear resistance is improved and have completed the present invention.

すなわち、本発明によれば、(A)(A1)−35〜−20℃のガラス転移温度を有する水酸基含有共役ジエン−芳香族ビニル共重合体55〜85重量部と、(A2)天然ゴムおよび/またはポリイソプレンゴム15〜45重量部とから成るゴム成分と、
(B)(B1)窒素吸着比表面積(N2SA)が100〜300m2/gであるシリカ75〜110重量部と、(B2)窒素吸着比表面積(N2SA)が50〜200m2/gであるカーボンブラック10〜20重量部とを含むフィラー成分と、
(C)アロマ系オイル30〜65重量部と、
(D)前記シリカ(B1)の総重量の6〜8.5重量%のシランカップリング剤と、
を含み、水酸基含有共役ジエン−芳香族ビニル共重合体(A1)とシリカ(B1)とアロマ系オイル(C)とシランカップリング剤(D)を配合して得られた混合物に天然ゴムおよび/またはポリイソプレンゴム(A2)およびカーボンブラック(B2)を配合して成ることを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物が提供される。
That is, according to the present invention, (A) (A1) 55 to 85 parts by weight of a hydroxyl group-containing conjugated diene-aromatic vinyl copolymer having a glass transition temperature of 35 to -20 ° C, and (A2) natural rubber and A rubber component comprising 15 to 45 parts by weight of a polyisoprene rubber;
(B) (B1) 75 to 110 parts by weight of silica having a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of 100 to 300 m 2 / g, and (B2) a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of 50 to 200 m 2 / g. a filler component containing 10 to 20 parts by weight of carbon black as g,
(C) 30 to 65 parts by weight of aroma oil,
(D) 6 to 8.5% by weight of the silane coupling agent based on the total weight of the silica (B1);
And a mixture obtained by blending the hydroxyl group-containing conjugated diene-aromatic vinyl copolymer (A1), silica (B1), aroma oil (C) and silane coupling agent (D) with natural rubber and / or Alternatively, a rubber composition for a tire tread characterized by comprising a polyisoprene rubber (A2) and carbon black (B2) is provided.

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物のゴム成分(A)は、(A1)−35〜−20℃のガラス転移温度を有する水酸基含有共役ジエン−芳香族ビニル共重合体55〜85重量部と、(A2)天然ゴムおよび/またはポリイソプレンゴム15〜45重量部とから成る。   The rubber component (A) of the rubber composition for a tire tread of the present invention comprises (A1) 55 to 85 parts by weight of a hydroxyl group-containing conjugated diene-aromatic vinyl copolymer having a glass transition temperature of 35 to -20 ° C. (A2) It comprises 15 to 45 parts by weight of natural rubber and / or polyisoprene rubber.

水酸基含有共役ジエン−芳香族ビニル共重合体(A1)は、分子中に少なくとも1つの水酸基を有する共役ジエン系ゴムである。水酸基含有共役ジエン−芳香族ビニル共重合体(A1)としては、公知のものを使用でき、−35〜−20℃のガラス転移温度を有するものであればよい。水酸基含有共役ジエン−芳香族ビニル共重合体(A1)は、例えば、第1級、第2級または第3級水酸基を有する芳香族ビニル単量体と、共役ジエン系単量体と、必要に応じて他の共重合可能な単量体とを共重合させることにより得られる。或いは、水酸基含有共役ジエン−芳香族ビニル共重合体(A1)は、芳香族ビニル系単量体と共役ジエン系単量体と必要に応じて他の共重合可能な単量体とを共重合させて、分子中に活性金属を有するジエン系重合体を製造し、次いで、ケトン類、エステル類、アルデヒド類およびエポキシ類などの変性剤を反応させて第1級、第2級または第3級水酸基をジエン系重合体に導入する事により得られる。   The hydroxyl group-containing conjugated diene-aromatic vinyl copolymer (A1) is a conjugated diene rubber having at least one hydroxyl group in the molecule. As the hydroxyl group-containing conjugated diene-aromatic vinyl copolymer (A1), a known one can be used as long as it has a glass transition temperature of −35 to −20 ° C. The hydroxyl group-containing conjugated diene-aromatic vinyl copolymer (A1) includes, for example, an aromatic vinyl monomer having a primary, secondary, or tertiary hydroxyl group, a conjugated diene monomer, and Accordingly, it can be obtained by copolymerizing with other copolymerizable monomers. Alternatively, the hydroxyl group-containing conjugated diene-aromatic vinyl copolymer (A1) is a copolymer of an aromatic vinyl monomer, a conjugated diene monomer, and another copolymerizable monomer as required. To produce a diene polymer having an active metal in the molecule, and then reacting with a modifying agent such as ketones, esters, aldehydes and epoxies to produce primary, secondary or tertiary It is obtained by introducing a hydroxyl group into a diene polymer.

本発明のゴム組成物のゴム成分(A)を構成する成分(A2)としては、天然ゴム(NR)、ポリイソプレンゴム(IR)、またはそれらの任意の割合の組み合わせを用いることができる。   As the component (A2) constituting the rubber component (A) of the rubber composition of the present invention, natural rubber (NR), polyisoprene rubber (IR), or a combination of any ratio thereof can be used.

本発明のゴム組成物の配合に際し、第1混合工程で水酸基含有共役ジエン−芳香族ビニル共重合体(A1)と以下で説明するシリカ(B1)とアロマ系オイル(C)とシランカップリング剤(D)を混合して混合物を形成した後、次の第2混合工程で、この混合物に以下で説明するカーボンブラック(B2)とともに成分(A2)が配合される。シリカとの親和性に優れる水酸基含有共役ジエン−芳香族ビニル共重合体をアロマ系オイルおよびシランカップリング剤の存在下でシリカと混合する第1段階では、アロマ系オイルの存在により、シリカを多量に配合しても混合加工性を低下させずにシリカの分散性を良好なレベルに高めることができる。このように2段階の混合工程で成分(A1)、(A2)、(B1)、(B2)、(C)および(D)を配合することにより、高Tgの水酸基含有共役ジエン−芳香族ビニル共重合体相と次の第2混合工程で配合された低Tgの天然ゴムおよび/またはポリイソプレンゴム相とは非相溶状態に保たれる。その結果、水酸基含有共役ジエン−芳香族ビニル共重合体相の高いTgとその中に分散されたシリカによりウェット性能が改善され、天然ゴムおよび/またはポリイソプレンゴムの低Tgゴム相により転動抵抗および耐摩耗性が改善されるものと考えられる。   In blending the rubber composition of the present invention, the hydroxyl group-containing conjugated diene-aromatic vinyl copolymer (A1), silica (B1), aroma oil (C), and silane coupling agent described below in the first mixing step. After mixing (D) to form a mixture, in the next second mixing step, component (A2) is blended with the carbon black (B2) described below in this mixture. In the first step of mixing a hydroxyl group-containing conjugated diene-aromatic vinyl copolymer having excellent affinity with silica with silica in the presence of an aroma oil and a silane coupling agent, a large amount of silica is added due to the presence of the aroma oil. Even if it mix | blends with, dispersibility of a silica can be raised to a favorable level, without reducing mixing workability. Thus, by blending components (A1), (A2), (B1), (B2), (C) and (D) in a two-stage mixing process, a high Tg hydroxyl group-containing conjugated diene-aromatic vinyl is obtained. The copolymer phase and the low Tg natural rubber and / or polyisoprene rubber phase compounded in the second mixing step are kept in an incompatible state. As a result, the wet performance is improved by the high Tg of the hydroxyl group-containing conjugated diene-aromatic vinyl copolymer phase and the silica dispersed therein, and the rolling resistance is reduced by the low Tg rubber phase of natural rubber and / or polyisoprene rubber. In addition, the wear resistance is considered to be improved.

本発明のゴム組成物において使用されるフィラー成分(B)は(B1)窒素吸着比表面積(N2SA)が100〜300m2/gであるシリカ75〜110重量部と、(B2)窒素吸着比表面積(N2SA)が50〜200m2/gであるカーボンブラック10〜20重量部とを含む。使用されるシリカ(成分(B1))は、100〜300m2/gの窒素吸着比表面積(N2SA)を有するものであればよく、ゴム業界で一般的に使用されているものから適宜選択することができる。シリカのN2SAが100m2/g未満では、ポリマーとフィラーとの接触面積が小さくなり、補強性の低下が見られる。N2SAが300m2/gを超えるシリカは、凝集性が高いことからゴム成分に分散させるのが困難である。なお、本明細書の記載において、「窒素吸着比表面積(N2SA)」とは、ASTM D3037に準じて測定される比表面積(単位m2/g)を意味する。シリカの配合量は、ゴム成分(A)の合計100重量部当たり、すなわち水酸基含有共役ジエン−芳香族ビニル共重合体(A1)と天然ゴムおよび/またはポリイソプレンゴム(A2)との合計100重量部当たり75〜110重量部、好ましくは80〜105重量部である。ゴム成分(A)100重量部に対してシリカ(B1)の配合量が上記範囲を超えると混合加工性が低下する。また、ゴム成分(A)100重量部に対してシリカ(B1)の配合量が上記範囲の下限未満である場合には、水酸基含有共役ジエン−芳香族ビニル共重合体相中のシリカ充填率が低いことに起因して、補強性が低下し、また所望の物性が得られないので好ましくない。 The filler component (B) used in the rubber composition of the present invention includes (B1) 75 to 110 parts by weight of silica having a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of 100 to 300 m 2 / g, and (B2) nitrogen adsorption. And 10 to 20 parts by weight of carbon black having a specific surface area (N 2 SA) of 50 to 200 m 2 / g. The silica used (component (B1)) has only to have a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of 100 to 300 m 2 / g, and is appropriately selected from those generally used in the rubber industry. can do. When the N 2 SA of silica is less than 100 m 2 / g, the contact area between the polymer and the filler becomes small, and a reduction in reinforcement is observed. Silica with N 2 SA exceeding 300 m 2 / g is difficult to disperse in the rubber component because of its high cohesiveness. In the description of the present specification, “nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA)” means a specific surface area (unit m 2 / g) measured according to ASTM D3037. The amount of silica is 100 parts by weight in total of the rubber component (A), that is, 100 weights in total of the hydroxyl group-containing conjugated diene-aromatic vinyl copolymer (A1) and natural rubber and / or polyisoprene rubber (A2). 75 to 110 parts by weight per part, preferably 80 to 105 parts by weight. When the blending amount of silica (B1) exceeds the above range with respect to 100 parts by weight of the rubber component (A), the mixing processability is lowered. Moreover, when the compounding quantity of a silica (B1) is less than the minimum of the said range with respect to 100 weight part of rubber components (A), the silica filling rate in a hydroxyl-containing conjugated diene-aromatic vinyl copolymer phase is set. Due to the low, the reinforcing property is lowered, and the desired physical properties cannot be obtained.

本発明のゴム組成物において使用されるカーボンブラック(B2)は、50〜200m2 /gの窒素吸着比表面積(N2 SA)を有するものであればよく、ゴム業界で一般的に使用されているものから適宜選択することができるが、タイヤトレッド用ゴム組成物で通常使用されるSAF、ISAF、HAFグレードのものを使用できる。N2 SAが50m2 /gを下回ると、充填量を高めることができるが、補強効果が不十分となり、耐摩耗性が低下する。N2 SAが200m2 /gを超えるカーボンブラックは、凝集性が高いことから、ゴム成分に分散させるのが困難である。カーボンブラック(B2)の配合量は、ゴム成分(A)の合計100重量部に対し、すなわち水酸基含有共役ジエン−芳香族ビニル共重合体(A1)と天然ゴムおよび/またはポリイソプレンゴム(A2)との合計100重量部に対し、10〜20重量部である。カーボンブラック(B2)の配合量が上記範囲を超えると、充填剤全体に占めるカーボンブラックの割合が過多となり、低燃費性、低発熱性などの所望の物性が得られず、また、逆に、カーボンブラック(B2)の配合量が少なすぎると、補強性が低下する。 The carbon black (B2) used in the rubber composition of the present invention may have any nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of 50 to 200 m 2 / g, and is generally used in the rubber industry. However, SAF, ISAF, and HAF grades that are usually used in rubber compositions for tire treads can be used. When N 2 SA is less than 50 m 2 / g, the filling amount can be increased, but the reinforcing effect becomes insufficient and the wear resistance is lowered. Carbon black with N 2 SA exceeding 200 m 2 / g has high cohesiveness and is difficult to disperse in the rubber component. The compounding amount of the carbon black (B2) is 100 parts by weight of the rubber component (A), that is, the hydroxyl group-containing conjugated diene-aromatic vinyl copolymer (A1) and natural rubber and / or polyisoprene rubber (A2). And 10 to 20 parts by weight per 100 parts by weight in total. If the blending amount of the carbon black (B2) exceeds the above range, the ratio of the carbon black in the entire filler becomes excessive, and desired physical properties such as low fuel consumption and low heat generation cannot be obtained. If the blending amount of carbon black (B2) is too small, the reinforcing property is lowered.

本明細書において、「アロマ系オイル」は、ゴム成分、フィラー、その他配合剤を混合する際に滑剤として作用し、混合時のゴム組成物の粘度を下げ、配合剤の分散を改善するものである。本発明のゴム組成物におけるアロマ系オイルの配合量は、ゴム成分(A)の合計100重量部当たり30〜65重量部である。アロマ系オイルをこの範囲の量で配合することにより、混合加工性を向上させ、しいてはシリカの分散性を良好なレベルに高めることができる。本発明のゴム組成物において使用されるアロマ系オイル(C)は、好ましくは、ASTM D2140に準拠して求めた場合の芳香族系炭化水素の重量百分率が15〜70重量%であり、IP346/92に準拠して求めた場合の多環芳香族(PCA)の重量百分率が3重量%未満のものである。より好ましくは、ASTM D2140に準拠して求めた芳香族系炭化水素、パラフィン系炭化水素およびナフテン系炭化水素を構成する炭素の重量百分率をそれぞれCA 、CP およびCNと表わした場合に、CA 、CP およびCN が、それぞれ、15重量%≦CA ≦30重量%、35重量%≦CP ≦60重量%、20重量%≦CN ≦35重量%の範囲内にあるものである。上記範囲内のCA 、CP およびCN 値を有するオイルを使用することで、水酸基含有共役ジエン−芳香族ビニル共重合体(A1)の変性基の活性を低下させることなく、所望の物性をより向上させることができる。上記範囲内のCA 、CP およびCN 値と3重量%未満のPCA重量百分率とを有するアロマ系オイル(c)としては、原油を減圧蒸留して得られた重質留分を溶剤抽出した時の不溶分を水添処理して得られる、TDAE(Treated Distillate Aromatic Extract)オイルを挙げることができる。一般的に、ゴム用プロセスオイルとしては、高沸点の石油留分が用いられ、炭化水素の化学構造によって、鎖状飽和炭化水素であるパラフィン系炭化水素と、環状飽和炭化水素であるナフテン系炭化水素と、芳香族系炭化水素に分類される。これらの炭化水素は、一般的に、粘度比重定数(以下、「VGC」とよぶ)として知られている数値により区別され、芳香族系炭化水素は0.900以上のVGCを有し、パラフィン系炭化水素は0.790〜0.849のVGCを有し、ナフテン系炭化水素は0.850〜0.899のVGCを有する。ASTM D2140などの環分析法として知られている分析法に従って、試料のVGCと屈折率、比重、動粘度などの値から、その試料についてのパラフィン系炭化水素、ナフテン系炭化水素および芳香族系炭化水素を構成する炭素の割合(重量%)を求めることができる。 In this specification, “aromatic oil” is a lubricant that acts as a lubricant when mixing rubber components, fillers, and other compounding agents, lowers the viscosity of the rubber composition during mixing, and improves the dispersion of the compounding agent. is there. The blending amount of the aroma oil in the rubber composition of the present invention is 30 to 65 parts by weight per 100 parts by weight of the rubber component (A). By blending the aroma oil in an amount within this range, the mixing processability can be improved, and the dispersibility of silica can be increased to a good level. The aromatic oil (C) used in the rubber composition of the present invention preferably has an aromatic hydrocarbon weight percentage of 15 to 70% by weight when determined in accordance with ASTM D2140, and has an IP346 / The percentage by weight of polycyclic aromatic (PCA) when calculated according to 92 is less than 3% by weight. More preferably, when the weight percentage of carbon constituting the aromatic hydrocarbon, paraffin hydrocarbon and naphthene hydrocarbon determined in accordance with ASTM D2140 is represented as C A , C P and C N , respectively. C A , C P and C N are within the ranges of 15 wt% ≦ C A ≦ 30 wt%, 35 wt% ≦ C P ≦ 60 wt%, and 20 wt% ≦ C N ≦ 35 wt%, respectively. It is. By using oil having C A , C P and C N values within the above ranges, desired physical properties can be obtained without reducing the activity of the modifying group of the hydroxyl group-containing conjugated diene-aromatic vinyl copolymer (A1). Can be further improved. As an aromatic oil (c) having a C A , C P and C N value within the above range and a PCA weight percentage of less than 3% by weight, a heavy fraction obtained by distilling crude oil under reduced pressure is solvent extracted. Examples thereof include TDAE (Treated Distillate Aromatic Extract) oil obtained by hydrogenating the insoluble matter. Generally, a high-boiling petroleum fraction is used as a process oil for rubber. Depending on the chemical structure of the hydrocarbon, paraffinic hydrocarbons, which are chain saturated hydrocarbons, and naphthenic hydrocarbons, which are cyclic saturated hydrocarbons, are used. It is classified into hydrogen and aromatic hydrocarbons. These hydrocarbons are generally distinguished by a numerical value known as a viscosity specific gravity constant (hereinafter referred to as “VGC”). Aromatic hydrocarbons have a VGC of 0.900 or more, and are paraffinic. The hydrocarbon has a VGC of 0.790 to 0.849, and the naphthenic hydrocarbon has a VGC of 0.850 to 0.899. According to an analysis method known as a ring analysis method such as ASTM D2140, the value of the sample such as VGC and refractive index, specific gravity, kinematic viscosity, and the like is used to determine the paraffinic hydrocarbon, naphthenic hydrocarbon and aromatic carbonization of the sample. The proportion (% by weight) of carbon constituting hydrogen can be determined.

本発明のゴム組成物において使用されるシランカップリング剤(成分(D))は、水酸基含有共役ジエン−芳香族ビニル共重合体(A1)へのシリカ(B1)の分散を促進するために使用されるもので、その配合量は、シリカ(B1)の総重量を基準として6〜8.5重量%である。シランカップリング剤(D)としては、従来のものを使用でき、シランカップリング剤(D)の具体例として、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジスルフィドなどを挙げることができる。   The silane coupling agent (component (D)) used in the rubber composition of the present invention is used to promote dispersion of silica (B1) in the hydroxyl group-containing conjugated diene-aromatic vinyl copolymer (A1). The blending amount is 6 to 8.5% by weight based on the total weight of silica (B1). Conventional silane coupling agents (D) can be used. Specific examples of the silane coupling agent (D) include bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide and bis (3-triethoxysilylpropyl). A disulfide etc. can be mentioned.

本発明のゴム組成物には、上記成分に加えて、必要に応じて、当該技術分野で一般的に使用されている任意の配合剤、例えば加硫促進剤、加硫剤、加工助剤、老化防止剤、シリカおよびカーボンブラック以外の充填剤等を、一般的な配合量で適宜添加することができる。これらの任意の配合剤のうち加硫剤、加硫促進剤を除く配合剤は、上記第1混合工程および第2混合工程の任意の工程において添加される。加硫剤、加硫促進剤は、第3混合工程において添加される。本発明のゴム組成物の配合に際して用いられる混合方法としては、一般的な方法を用いることができ、一般的には塊状、ペレット状または粉体状の配合剤を適切な混合機、例えばニーダー、インターナルミキサー、バンバリーミキサー、ロール等を用いて混合することができる。各種配合剤を混合してゴム組成物を調製した後、一般的な加圧成形方法により空気入りタイヤのトレッドを形成することができる。   In the rubber composition of the present invention, in addition to the above components, if necessary, any compounding agent generally used in the art, for example, a vulcanization accelerator, a vulcanizing agent, a processing aid, Anti-aging agents, fillers other than silica and carbon black, and the like can be appropriately added in general compounding amounts. Of these optional compounding agents, the compounding agents excluding the vulcanizing agent and the vulcanization accelerator are added in any step of the first mixing step and the second mixing step. A vulcanizing agent and a vulcanization accelerator are added in the third mixing step. As a mixing method used in compounding the rubber composition of the present invention, a general method can be used. Generally, a lump, pellet or powder compounding agent is mixed with a suitable mixer such as a kneader, It can mix using an internal mixer, a Banbury mixer, a roll, etc. After preparing a rubber composition by mixing various compounding agents, a tread of a pneumatic tire can be formed by a general pressure molding method.

以下に示す実施例及び比較例を参照して本発明をさらに詳しく説明するが、本発明の技術的な範囲は、これらの実施例によって限定されるものでないことは言うまでもない。   The present invention will be described in more detail with reference to the following examples and comparative examples, but it goes without saying that the technical scope of the present invention is not limited by these examples.

比較例1〜5および実施例1〜3のゴム組成物の調製
下記表1の配合に従って、1.7リットル密閉型バンバリーミキサーを用いて、第1混合工程において、水酸基含有共役ジエン−芳香族ビニル共重合体(A1)と、シリカ(B1)と、アロマ系オイル(C)と、シランカップリング剤(D)と、酸化亜鉛等の任意の配合剤とを約6分間混合し、温度が150℃に達した時に放出した。次に、第2混合工程として、第1混合工程で使用したのと同じミキサーを用いて、第1混合工程により得られた混合物に、天然ゴムおよび/またはポリイソプレンゴムと、カーボンブラックと、酸化亜鉛等の任意の配合剤とを添加し、約5分間混合し、得られた混合物を室温まで冷却した。次に、第2混合工程で得られた混合物に加硫促進剤および硫黄を添加し、オープンロールで混合し、比較例1〜5および実施例1〜3の各未加硫ゴム組成物を得た。
Preparation of Rubber Compositions of Comparative Examples 1 to 5 and Examples 1 to 3 In the first mixing step, a hydroxyl group-containing conjugated diene-aromatic vinyl using a 1.7 liter sealed Banbury mixer according to the formulation shown in Table 1 below. The copolymer (A1), silica (B1), aroma oil (C), silane coupling agent (D), and any compounding agent such as zinc oxide are mixed for about 6 minutes, and the temperature is 150. Released when it reached ° C. Next, using the same mixer as used in the first mixing step as the second mixing step, the mixture obtained in the first mixing step is mixed with natural rubber and / or polyisoprene rubber, carbon black, and oxidation. An optional compounding agent such as zinc was added and mixed for about 5 minutes, and the resulting mixture was cooled to room temperature. Next, a vulcanization accelerator and sulfur are added to the mixture obtained in the second mixing step and mixed with an open roll to obtain each unvulcanized rubber composition of Comparative Examples 1 to 5 and Examples 1 to 3. It was.

水酸基含有共役ジエン−芳香族ビニル共重合体の調製
攪拌機付帯のオートクレープに、シクロヘキサン8000g、スチレン460gおよびブタジエン700gを入れ、更にテトラメチルエチレンジアミン(TMEDA)3.5mmolおよびn−ブチルリチウム11mmolを入れ、50℃で重合させた。重合開始10分後にさらにブタジエン840gを連続的に添加した。重合転化率100%になったことを確認後、活性末端(Li)に対して等モルのメタノールを添加して重合を停止させた。得られた溶液にsec−ブチルリチウム60mmolおよびTMEDA60mmolを添加して70℃で1時間反応させ、エチレンオキシド60mmolを添加し、更に20分間攪拌した。メタノール120mmolを添加して反応を停止後、スチームストリッピング法により重合体を回収した。なお、示差走査熱量計(DSC)により、窒素雰囲気下、昇温速度10℃/分の条件で測定したガラス転移温度(Tg)は−30℃であった。
Preparation of hydroxyl group-containing conjugated diene-aromatic vinyl copolymer In an autoclave with a stirrer, 8000 g of cyclohexane, 460 g of styrene and 700 g of butadiene were added, and 3.5 mmol of tetramethylethylenediamine (TMEDA) and 11 mmol of n-butyllithium were added. Polymerization was carried out at 50 ° C. Ten minutes after the start of the polymerization, 840 g of butadiene was continuously added. After confirming that the polymerization conversion was 100%, equimolar methanol was added to the active terminal (Li) to terminate the polymerization. To the obtained solution, 60 mmol of sec-butyllithium and 60 mmol of TMEDA were added and reacted at 70 ° C. for 1 hour, 60 mmol of ethylene oxide was added, and the mixture was further stirred for 20 minutes. After stopping the reaction by adding 120 mmol of methanol, the polymer was recovered by a steam stripping method. The glass transition temperature (Tg) measured by a differential scanning calorimeter (DSC) under a nitrogen atmosphere under a temperature rising rate of 10 ° C./min was −30 ° C.

試験法
上記実施例および比較例の各未加硫ゴム組成物を所定の金型中で160℃で20分間加硫して加硫ゴム試験片を作製し、加硫ゴム試験片を下記の各試験法により試験した。各試験結果は、下記表1に示す。
(1)ウェット制動性能(tanδ(0℃))
JIS K6394に準拠し、粘弾性スペクトロメーター(東洋精機製作所製)を使用して、0℃における損失正接tanδ(tanδ(0℃))を求めた。比較例1のtanδ(0℃)の値を100としたときの相対値として比較例2〜5および実施例1〜3で求められたtanδ(0℃)の値を指数で表わした。tanδ(0℃)は、相対値が大きいほど、ウェット制動性能に優れていることを表す。
Test Method Each unvulcanized rubber composition of the above Examples and Comparative Examples was vulcanized in a predetermined mold at 160 ° C. for 20 minutes to produce a vulcanized rubber test piece. Tested by the test method. The test results are shown in Table 1 below.
(1) Wet braking performance (tan δ (0 ° C))
Based on JIS K6394, a loss tangent tan δ (tan δ (0 ° C.)) at 0 ° C. was determined using a viscoelastic spectrometer (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho). The value of tan δ (0 ° C.) obtained in Comparative Examples 2 to 5 and Examples 1 to 3 was expressed as an index as a relative value when the value of tan δ (0 ° C.) of Comparative Example 1 was 100. tan δ (0 ° C.) indicates that the larger the relative value, the better the wet braking performance.

(2)転がり抵抗(tanδ(60℃))
JIS K6394に準拠し、粘弾性スペクトロメーター(東洋精機製作所製)を使用して、60℃における損失正接tanδ(tanδ(60℃))を求めた。比較例1のtanδ(60℃)の値を100としたときの相対値として比較例2〜5および実施例1〜3で求められたtanδ(60℃)の値を指数で表わした。tanδ(60℃)は、相対値が小さいほど、転がり抵抗が小さく、燃費が良いことを表す。
(2) Rolling resistance (tan δ (60 ° C))
Based on JIS K6394, a loss tangent tan δ (tan δ (60 ° C.)) at 60 ° C. was determined using a viscoelastic spectrometer (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho). The value of tan δ (60 ° C.) obtained in Comparative Examples 2 to 5 and Examples 1 to 3 was expressed as an index as a relative value when the value of tan δ (60 ° C.) of Comparative Example 1 was 100. tan δ (60 ° C.) represents that the smaller the relative value, the smaller the rolling resistance and the better the fuel consumption.

(3)耐摩耗性
JIS K6264に準拠し、ランボーン摩耗試験機(岩本製作所(株)製)を使用して、荷重4.0kg(39ニュートン)、スリップ率30%の条件にて測定し、比較例1の摩耗量を100としたときの相対値として比較例2〜5および実施例1〜3で求められた摩耗量を表わした。相対値が大きいほど、耐摩耗性に優れていることを表す。
(3) Abrasion resistance Based on JIS K6264, using a Lambourn Abrasion Tester (manufactured by Iwamoto Seisakusho Co., Ltd.), measured under the conditions of a load of 4.0 kg (39 Newtons) and a slip rate of 30% for comparison. The amount of wear determined in Comparative Examples 2 to 5 and Examples 1 to 3 was expressed as a relative value when the amount of wear in Example 1 was 100. It represents that it is excellent in abrasion resistance, so that a relative value is large.

Figure 0005205876
Figure 0005205876

表1脚注:
(1):SIR(Tg=約−60℃)
(2):日本ゼオン(株)製のNipol NS116R(溶液重合SBR、非油展、Tg=−22℃)
(3):上記の合成法により得た水酸基含有共役ジエン−芳香族ビニル共重合体
(4):ローディア製のZeosil 1165MP(N2SA=163m2 /g)
(5):正同化学工業(株)製の酸化亜鉛3種
(6):日本油脂(株)製のビーズステアリン酸
(7):フレキシス社製のSANTOFLEX 6PPD(化学名:N-(1,3-ジメチルブチル)-N'-フェニル-p-フェニレンジアミン)
(8):大内新興化学工業(株)製のサンノック
(9):デグサ製のSi69(化学名:ビス(3-トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド)
(10):ジャパンエナジー(株)製のプロセスX−140(%CA=43,%CP=28,%CN=29,PCA=45重量%)
(11):出光興産(株)製のNP-700(%CA =19,%CP =58,%CN =23,PCA=2.9重量%)
(12):東海カーボン(株)製のシースト7HM(N2SA=126m2 /g)
(13):鶴見化学工業(株)製の金華印油入微粉硫黄
(14):大内新興化学工業(株)製のノクセラーCZ−G(化学名:N-シクロヘキシル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド)
(15):大内新興化学工業(株)製のノクタイザーD(化学名:1,3-ジフェニルグアニジン)
Table 1 footnotes:
(1): SIR (Tg = about −60 ° C.)
(2): Nipol NS116R manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd. (solution polymerization SBR, non-oil extended, Tg = −22 ° C.)
(3): Hydroxyl-containing conjugated diene-aromatic vinyl copolymer obtained by the above synthesis method
(4): Zeosil 1165MP made by Rhodia (N 2 SA = 163 m 2 / g)
(5): Three types of zinc oxide manufactured by Shodo Chemical Industry Co., Ltd.
(6): Bead stearic acid manufactured by NOF Corporation
(7): SANTOFLEX 6PPD (chemical name: N- (1,3-dimethylbutyl) -N'-phenyl-p-phenylenediamine) manufactured by Flexis
(8): Sunnock manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.
(9): Si69 made by Degussa (chemical name: bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide)
(10): Process X-140 manufactured by Japan Energy Co., Ltd. (% C A = 43,% C P = 28,% C N = 29, PCA = 45 wt%)
(11): NP-700 manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd. (% C A = 19,% C P = 58,% C N = 23, PCA = 2.9% by weight)
(12): Seast 7HM manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd. (N 2 SA = 126 m 2 / g)
(13): Fine powder sulfur with Jinhua seal oil manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd.
(14): Noxeller CZ-G (chemical name: N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide) manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.
(15): Nokutizer D (chemical name: 1,3-diphenylguanidine) manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.

上記表1の結果から、本発明のゴム組成物(実施例1〜3)では、ウェット制動性能が改善され、転動抵抗も減少し、耐摩耗性も向上することが判る。さらに、アロマオイルとして低アロマオイルを使用することによって、ウェット制動性能、転動抵抗および耐摩耗性がより改善されることが判る。   From the results of Table 1 above, it can be seen that the rubber compositions (Examples 1 to 3) of the present invention have improved wet braking performance, reduced rolling resistance, and improved wear resistance. Furthermore, it can be seen that wet braking performance, rolling resistance and wear resistance are further improved by using low aroma oil as the aroma oil.

Claims (3)

(A)(A1)−35〜−20℃のガラス転移温度を有する水酸基含有共役ジエン−芳香族ビニル共重合体55〜85重量部と、(A2)天然ゴムおよび/またはポリイソプレンゴム15〜45重量部とから成るゴム成分と、
(B)(B1)窒素吸着比表面積(N2SA)が100〜300m2/gであるシリカ75〜110重量部と、(B2)窒素吸着比表面積(N2SA)が50〜200m2/gであるカーボンブラック10〜20重量部とを含むフィラー成分と、
(C)アロマ系オイル30〜65重量部と、
(D)前記シリカ(B1)の総重量の6〜8.5重量%のシランカップリング剤と、
を含み、水酸基含有共役ジエン−芳香族ビニル共重合体(A1)とシリカ(B1)とアロマ系オイル(C)とシランカップリング剤(D)を配合して得られた混合物に天然ゴムおよび/またはポリイソプレンゴム(A2)およびカーボンブラック(B2)を配合して成ることを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物。
(A) (A1) 55 to 85 parts by weight of a hydroxyl group-containing conjugated diene-aromatic vinyl copolymer having a glass transition temperature of 35 to -20 ° C, and (A2) natural rubber and / or polyisoprene rubber 15 to 45 A rubber component consisting of parts by weight;
(B) (B1) 75 to 110 parts by weight of silica having a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of 100 to 300 m 2 / g, and (B2) a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of 50 to 200 m 2 / g. a filler component containing 10 to 20 parts by weight of carbon black as g,
(C) 30 to 65 parts by weight of aroma oil,
(D) 6 to 8.5% by weight of the silane coupling agent based on the total weight of the silica (B1);
And a mixture obtained by blending the hydroxyl group-containing conjugated diene-aromatic vinyl copolymer (A1), silica (B1), aroma oil (C) and silane coupling agent (D) with natural rubber and / or Or the rubber composition for tire treads which mix | blends polyisoprene rubber (A2) and carbon black (B2).
アロマ系オイル(C)が、15〜70重量%のアロマ系炭化水素含有量および3重量%未満の多環芳香族含有量を有す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。   2. The tire tread rubber according to claim 1, wherein the aromatic oil (C) has an aromatic hydrocarbon content of 15 to 70% by weight and a polycyclic aromatic content of less than 3% by weight. Composition. アロマ系オイル(C)が、原油を減圧蒸留して得られた重質留分を溶剤抽出した時の不溶分を水添処理して得られる、所謂TDAEオイルであ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 aromatic oil (C) is a so-called TDAE oil obtained by hydrogenating an insoluble matter obtained by solvent extraction of a heavy fraction obtained by distilling crude oil under reduced pressure. Item 3. A tire tread rubber composition according to Item 2.
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