JP5617316B2 - Rubber composition for tire tread and pneumatic tire using the same - Google Patents

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Description

本発明は、タイヤトレッド用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤに関するものであり、詳しくは、氷上性能に代表される低温特性に優れ、ウェット性能、低転がり抵抗性、低ヒステリシス性、耐老化性にも優れたタイヤトレッド用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤに関するものである。   The present invention relates to a rubber composition for a tire tread and a pneumatic tire using the same, and more specifically, is excellent in low temperature characteristics typified by performance on ice, wet performance, low rolling resistance, low hysteresis resistance, The present invention relates to a rubber composition for a tire tread excellent in aging property and a pneumatic tire using the same.

従来、タイヤの氷上特性を向上させるために多くの手段が提案されている。例えば、ゴム組成物中の補強用充填剤の量を減じ、柔軟性を高めて摩擦力を向上させる方法や、ゴム中に空孔を形成する特殊な配合剤を配合して氷上路面上の水を吸水させ、ゴムと氷との密着性を高めて摩擦力を向上させる方法等がある。
しかし、これら従来の技術では、氷上路面に対する摩擦力は向上するものの、雨天時等の湿潤路面では制駆動性に効果がないという問題点がある。
Conventionally, many means have been proposed to improve the on-ice characteristics of tires. For example, the amount of reinforcing filler in the rubber composition can be reduced to improve the frictional force by increasing the flexibility, or a special compounding agent that forms pores in the rubber can be blended to add water on the ice surface. There is a method of improving the frictional force by absorbing water and improving the adhesion between rubber and ice.
However, although these conventional techniques improve the frictional force on the road surface on ice, there is a problem that braking / driving performance is not effective on wet road surfaces such as rainy weather.

なお、特許文献1には、下記で説明する本発明に必須の可塑剤が開示されている。しかしながら特許文献1は、係る可塑剤を使用してゴム組成物の低温特性、ウェット性能、低転がり抵抗性、低ヒステリシス性、耐老化性のすべてを両立させるという技術思想は何ら開示または示唆していない。   Patent Document 1 discloses an essential plasticizer for the present invention described below. However, Patent Document 1 discloses or suggests the technical idea of using the plasticizer to achieve all of low temperature characteristics, wet performance, low rolling resistance, low hysteresis, and aging resistance of the rubber composition. Absent.

特開2009−108298号公報JP 2009-108298 A

従って、本発明の目的は、氷上性能に代表される低温特性に優れ、ウェット性能、低転がり抵抗性、低ヒステリシス性、耐老化性にも優れたタイヤトレッド用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤを提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a tire tread rubber composition excellent in low-temperature characteristics typified by on-ice performance, excellent in wet performance, low rolling resistance, low hysteresis, and aging resistance, and air using the same. The purpose is to provide tires.

本発明は、以下の通りである。
1.ガラス転移温度が−50℃以下であるジエン系ゴム100質量部に対し、
下記式(I)からなる飽和環状構造を有するエステル系可塑剤5〜50質量部
シリカを10〜80質量部含む補強用充填剤10〜120質量部、および
熱膨張性マイクロカプセルおよび膨張黒鉛から選択された少なくとも1種0.5〜20質量部
を含んでなるタイヤトレッド用ゴム組成物。
The present invention is as follows.
1. For 100 parts by mass of diene rubber having a glass transition temperature of −50 ° C. or lower,
5 to 50 parts by mass of an ester plasticizer having a saturated cyclic structure consisting of the following formula (I) ,
10 to 120 parts by mass of a reinforcing filler containing 10 to 80 parts by mass of silica , and
A rubber composition for a tire tread comprising 0.5 to 20 parts by mass of at least one selected from thermally expandable microcapsules and expanded graphite .

Figure 0005617316
Figure 0005617316

(式中、R1及びR2は、それぞれ独立に、炭素数2〜18のアルキル基であり、分枝または環状構造を有していてもよい。)
2.前記ジエン系ゴム100質量部中、天然ゴムが30質量部以上を占める前記1に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
.前記1または2に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物をタイヤのトレッドに用いた空気入りタイヤ。
(In the formula, R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 2 to 18 carbon atoms, and may have a branched or cyclic structure .)
2. 2. The rubber composition for a tire tread according to 1, wherein the natural rubber accounts for 30 parts by mass or more in 100 parts by mass of the diene rubber.
3 . A pneumatic tire using the tire tread rubber composition according to 1 or 2 as a tire tread.

本発明によれば、特定の成分を含有するジエン系ゴムに対し、特定のエステル系可塑剤の特定量およびシリカを含む補強用充填剤の特定量を配合することにより、氷上性能に代表される低温特性に優れ、ウェット性能、低転がり抵抗性、低ヒステリシス性、耐老化性にも優れたタイヤトレッド用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤを提供することができる。   According to the present invention, by adding a specific amount of a specific ester plasticizer and a specific amount of a reinforcing filler containing silica to a diene rubber containing a specific component, performance on ice is represented. A rubber composition for a tire tread excellent in low temperature characteristics, wet performance, low rolling resistance, low hysteresis and aging resistance and a pneumatic tire using the same can be provided.

空気入りタイヤの一例の部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of an example of a pneumatic tire.

以下、本発明をさらに詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

図1は、乗用車用の空気入りタイヤの一例の部分断面図である。
図1において、空気入りタイヤは左右一対のビード部1およびサイドウォール2と、両サイドウォール2に連なるトレッド3からなり、ビード部1、1間に繊維コードが埋設されたカーカス層4が装架され、カーカス層4の端部がビードコア5およびビードフィラー6の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されて巻き上げられている。トレッド3においては、カーカス層4の外側に、ベルト層7がタイヤ1周に亘って配置されている。また、ビード部1においてはリムに接する部分にリムクッション8が配置されている。
以下に説明する本発明のゴム組成物は、とくにトレッド3に有用である。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of an example of a pneumatic tire for a passenger car.
In FIG. 1, the pneumatic tire is composed of a pair of left and right bead portions 1 and sidewalls 2, and a tread 3 connected to both sidewalls 2, and a carcass layer 4 in which fiber cords are embedded between the bead portions 1 and 1 is mounted. Then, the end portion of the carcass layer 4 is turned up around the bead core 5 and the bead filler 6 from the tire inner side to the outer side. In the tread 3, a belt layer 7 is disposed over the circumference of the tire outside the carcass layer 4. In the bead portion 1, a rim cushion 8 is disposed at a portion in contact with the rim.
The rubber composition of the present invention described below is particularly useful for the tread 3.

(ジエン系ゴム)
本発明で使用されるジエン系ゴムは、ゴム組成物に配合することができる任意のジエン系ゴムを用いることができ、例えば、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム(NBR)等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、その分子量やミクロ構造はとくに制限されず、アミン、アミド、シリル、アルコキシシリル、カルボキシル、ヒドロキシル基等で末端変性されていても、エポキシ化されていてもよい。
ただし、本発明で使用されるジエン系ゴムは、ガラス転移温度(Tg)が、−50℃以下である必要がある。Tgが−50℃を超えると所望の氷上摩擦性能を得ることができない。Tgは、ASTM:D−3418−82に従い測定される。測定機器は、例えば島津製作所製示差熱分析計(DSC−EOA)が挙げられる。
これらのジエン系ゴムの中でも、本発明の効果の点から、ジエン系ゴム100質量部中、NRが30質量部以上を占めることが好ましい。
また、さらに好ましいTgは、−60〜−110℃である。
(Diene rubber)
As the diene rubber used in the present invention, any diene rubber that can be blended in the rubber composition can be used, for example, natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR). Styrene-butadiene copolymer rubber (SBR), acrylonitrile-butadiene copolymer rubber (NBR), and the like. These may be used alone or in combination of two or more. The molecular weight and microstructure are not particularly limited, and may be terminally modified with an amine, amide, silyl, alkoxysilyl, carboxyl, hydroxyl group or the like, or may be epoxidized.
However, the diene rubber used in the present invention needs to have a glass transition temperature (Tg) of −50 ° C. or lower. If Tg exceeds -50 ° C, the desired friction performance on ice cannot be obtained. Tg is measured according to ASTM: D-3418-82. Examples of the measuring instrument include a differential thermal analyzer (DSC-EOA) manufactured by Shimadzu Corporation.
Among these diene rubbers, it is preferable that NR accounts for 30 parts by mass or more in 100 parts by mass of the diene rubber from the viewpoint of the effect of the present invention.
Furthermore, more preferable Tg is −60 to −110 ° C.

(エステル系可塑剤)
本発明で使用されるエステル系可塑剤は、下記式(I)で表される。
(Ester plasticizer)
The ester plasticizer used in the present invention is represented by the following formula (I).

Figure 0005617316
Figure 0005617316

前記式(I)において、R1およびR2は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1〜18の有機基を示す。R1およびR2は、好ましくはアルキル基であり、さらに好ましくは炭素数2〜18のアルキル基であり、分枝または環状(ビシクロ)構造を有していてもよい。とくに好ましくは炭素数4〜12のアルキル基であり、最適には炭素数4〜9のアルキル基である。
なお、炭素数2〜18のアルキル基は、ゴムへの相溶性が大きく変わらないという理由から、本発明の効果を同等に奏するものである。
In the formula (I), R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom or an organic group having 1 to 18 carbon atoms. R 1 and R 2 are preferably an alkyl group, more preferably an alkyl group having 2 to 18 carbon atoms, and may have a branched or cyclic (bicyclo) structure. Particularly preferred is an alkyl group having 4 to 12 carbon atoms, and most preferred is an alkyl group having 4 to 9 carbon atoms.
In addition, a C2-C18 alkyl group produces the effect of this invention equally from the reason that compatibility with rubber | gum does not change a lot.

(補強用充填剤)
本発明で使用される補強用充填剤は、シリカ、カーボンブラック、アルミナなどが挙げられる。
本発明では、補強用充填剤としてシリカを必須成分として配合する。本発明で使用されるシリカは、例えばBET比表面積(ISO5794−1 Annex Eに準拠して測定)が60〜250m/gであるのが好ましく、80〜210m/gであるのがさらに好ましい。
(Reinforcing filler)
Examples of the reinforcing filler used in the present invention include silica, carbon black, and alumina.
In the present invention, silica is blended as an essential component as a reinforcing filler. The silica used in the present invention preferably has, for example, a BET specific surface area (measured in accordance with ISO 5794-1 Annex E) of 60 to 250 m 2 / g, and more preferably 80 to 210 m 2 / g. .

(熱膨張性マイクロカプセルおよび膨張黒鉛)
本発明では、効果の点から熱膨張性マイクロカプセルおよび膨張黒鉛から選択された少なくとも1種をさらに配合するのが好ましい。
熱膨張性マイクロカプセルは、例えば熱により気化して気体を発生する液体を熱可塑性樹脂に内包した熱膨張性熱可塑性樹脂粒子であり、この粒子をその膨張開始温度以上の温度、例えば140〜190℃、好ましくは150〜180℃の温度で加熱して膨張させることによってその熱可塑性樹脂からなる外殻中に気体を封入した気体封入熱可塑性樹脂粒子となる。この熱膨張性マイクロカプセルの粒子値は、特に限定するものではないが膨張前で5〜300μmであるのが好ましく、更に好ましくは粒径10〜200μmのものである。このような熱膨張性マイクロカプセルは、例えば、スウェーデンのEXPANCEL社より商品名「エクスパンセル091DU−80」又は「エクスパンセル092DU−120」等として、あるいは松本油脂製薬(株)より商品名「マツモトマイクロスフェアーF−85」又は「マツモトマイクロスフェアーF−100」等として入手可能である。
前記の気体封入熱可塑性樹脂粒子の外殻成分を構成する熱可塑性樹脂としては、例えば(メタ)アクリロニトリルの重合体、(メタ)アクリロニトリル含有量の高いその共重合体が好適に用いられる。前記共重合体の他のモノマー(コモノマー)としては、ハロゲン化ビニル、ハロゲン化ビニリデン、スチレン系モノマー、(メタ)アクリレート系モノマー、酢酸ビニル、ブタジエン、ビニルピリジン、クロロプレン等のモンマーが用いられる。なお、前記熱可塑性樹脂は、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、1,3−ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、トリアクリルホルマール、トリアリルイソシアヌレート等の架橋剤で架橋可能にされていてもよい。架橋形態については、未架橋が好ましいが、熱可塑性樹脂としての性質を損わない程度に部分的に架橋していてもかまわない。
前記熱膨張性マイクロカプセル中に含まれる熱により気化して気体を発生する液体としては、例えばn−ペンタン、イソペンタン、ネオペンタン、ブタン、イソブタン、ヘキサン、石油エーテルのような炭化水素類、塩化メチル、塩化メチレン、ジクロロエチレン、トリクロロエタン、トリクロルエチレンのような塩素化炭化水素などをあげることができる。
膨張(Expandable)黒鉛は黒鉛粒子の層間に熱より気化する物質を内包する粒子サイズ30〜600μm、好ましくは100〜350μmの粉体物質であり、加硫時の熱によって膨張して黒鉛膨張体(Expanded Graphite)となることが好ましい。
前記膨張黒鉛は公知の材料であり、その製造方法も知られているが、例えば巴工業より米国のUCAR Graphtech社製の「グラフガード160−50」又は「グラフガード160−80」等の市販品が入手可能である。
(Thermally expandable microcapsules and expanded graphite)
In the present invention, it is preferable to further blend at least one selected from thermally expandable microcapsules and expanded graphite from the viewpoint of effects.
The heat-expandable microcapsule is a heat-expandable thermoplastic resin particle in which, for example, a liquid that is vaporized by heat to generate a gas is contained in a thermoplastic resin, and the particle is heated to a temperature higher than its expansion start temperature, for example, 140 to 190. By heating and expanding at a temperature of 150 ° C., preferably 150 to 180 ° C., gas-encapsulated thermoplastic resin particles in which a gas is enclosed in the outer shell made of the thermoplastic resin are obtained. The particle value of the thermally expandable microcapsule is not particularly limited, but is preferably 5 to 300 μm before expansion, more preferably 10 to 200 μm. Such a heat-expandable microcapsule is, for example, trade name “Expancel 091DU-80” or “Expancel 092DU-120” from EXPANCEL, Sweden, or a trade name “Matsumoto Yushi Seiyaku Co., Ltd.” It can be obtained as “Matsumoto Microsphere F-85” or “Matsumoto Microsphere F-100”.
As the thermoplastic resin constituting the outer shell component of the gas-filled thermoplastic resin particles, for example, a polymer of (meth) acrylonitrile and a copolymer having a high (meth) acrylonitrile content are preferably used. As the other monomer (comonomer) of the copolymer, a monomer such as vinyl halide, vinylidene halide, styrene monomer, (meth) acrylate monomer, vinyl acetate, butadiene, vinylpyridine, chloroprene, or the like is used. The thermoplastic resin is divinylbenzene, ethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, 1,3-butylene glycol di (meth) acrylate, allyl. It may be made crosslinkable with a crosslinking agent such as (meth) acrylate, triacryl formal, triallyl isocyanurate or the like. The crosslinked form is preferably uncrosslinked, but may be partially crosslinked so as not to impair the properties as a thermoplastic resin.
Examples of the liquid that is vaporized by the heat contained in the thermally expandable microcapsule to generate a gas include hydrocarbons such as n-pentane, isopentane, neopentane, butane, isobutane, hexane, petroleum ether, methyl chloride, Examples thereof include chlorinated hydrocarbons such as methylene chloride, dichloroethylene, trichloroethane, and trichloroethylene.
Expandable graphite is a powder material having a particle size of 30 to 600 μm, preferably 100 to 350 μm, which encloses a material that is vaporized by heat between the layers of graphite particles, and expands due to heat during vulcanization to expand the graphite ( Expanded Graphite) is preferred.
The expanded graphite is a known material, and its production method is also known. For example, commercially available products such as “Graph Guard 160-50” or “Graph Guard 160-80” manufactured by UCAR Graphtech of the United States from Sakai Industries. Is available.

(その他の充填剤)
本発明では、上記補強用充填剤以外に各種充填剤を配合することができる。このような充填剤としてはとくに制限されず、用途により適宜選択すればよいが、例えばクレー、タルク、炭酸カルシウム等の無機充填剤を挙げることができる。
(Other fillers)
In the present invention, various fillers can be blended in addition to the reinforcing filler. Such a filler is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the application. Examples thereof include inorganic fillers such as clay, talc, and calcium carbonate.

(ゴム組成物の配合割合)
本発明のゴム組成物は、ガラス転移温度が−50℃以下であるジエン系ゴム100質量部に対し、上記式(I)からなる飽和環状構造を有するエステル系可塑剤5〜50質量部、およびシリカを10〜80質量部含む補強用充填剤10〜120質量部を含んでなることを特徴とする。
前記エステル系可塑剤の配合量が5質量部未満であると、添加量が少な過ぎて本発明の効果を奏することができない。逆に50質量部を超えると混合性が悪化する。
前記シリカの配合量が10質量部未満であると、添加量が少な過ぎて本発明の効果を奏することができない。逆に80質量部を超えると混合性及び加工性が悪化する。
なお、補強用充填剤の配合量が120質量部を超えると混合性及び加工性が悪化する。
(Rubber composition ratio)
The rubber composition of the present invention has 5 to 50 parts by mass of an ester plasticizer having a saturated cyclic structure composed of the above formula (I) with respect to 100 parts by mass of a diene rubber having a glass transition temperature of −50 ° C. or less. It is characterized by comprising 10 to 120 parts by mass of a reinforcing filler containing 10 to 80 parts by mass of silica.
When the blending amount of the ester plasticizer is less than 5 parts by mass, the addition amount is too small to achieve the effects of the present invention. On the other hand, when it exceeds 50 parts by mass, the mixing property deteriorates.
When the amount of silica is less than 10 parts by mass, the amount of addition is too small to achieve the effects of the present invention. Conversely, when it exceeds 80 mass parts, mixing property and workability will deteriorate.
In addition, when the compounding amount of the reinforcing filler exceeds 120 parts by mass, the mixing property and workability deteriorate.

さらに好ましい前記エステル系可塑剤の配合量は、ジエン系ゴム100質量部に対し、5〜35質量部である。
さらに好ましい前記シリカの配合量は、ジエン系ゴム100質量部に対し、20〜80質量部である。
さらに好ましい前記補強用充填剤の配合量は、ジエン系ゴム100質量部に対し、
20〜90質量部である。
Furthermore, the compounding quantity of the said ester plasticizer is 5-35 mass parts with respect to 100 mass parts of diene rubbers.
A more preferable blending amount of the silica is 20 to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber.
Further preferable blending amount of the reinforcing filler is 100 parts by mass of the diene rubber.
20 to 90 parts by mass.

本発明のゴム組成物には、前記した成分に加えて、加硫又は架橋剤、加硫又は架橋促進剤、各種オイル、老化防止剤などのゴム組成物に一般的に配合されてい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も、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。   In the rubber composition of the present invention, in addition to the above-described components, various additives generally blended in the rubber composition such as a vulcanization or crosslinking agent, a vulcanization or crosslinking accelerator, various oils, and an antioxidant. An additive can be blended, and such an additive can be kneaded by a general method to form a composition, which can be used for vulcanization or crosslinking. The blending amounts of these additives can be set to conventional general blending amounts as long as the object of the present invention is not violated.

また本発明のゴム組成物は従来の空気入りタイヤの製造方法に従って空気入りタイヤを製造するのに使用することができる。   The rubber composition of the present invention can be used to produce a pneumatic tire according to a conventional method for producing a pneumatic tire.

以下、本発明を実施例および比較例によりさらに説明するが、本発明は下記例に制限されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example further demonstrate this invention, this invention is not restrict | limited to the following example.

実施例1〜2および比較例1〜2
サンプルの調製
表1に示す配合(質量部)において、加硫促進剤、硫黄、熱膨張性マイクロカプセルおよび膨張黒鉛を除く成分を1.8リットルの密閉型ミキサーで3〜5分間混練し、温度が155±5℃に達したときに放出してマスターバッチを得た。このマスターバッチに加硫促進剤、硫黄、熱膨張性マイクロカプセルおよび膨張黒鉛を8インチのオープンロールで混練し、ゴム組成物を得た。次に得られた未加硫ゴム組成物を15×15×0.2cmの金型中で160℃で20分間プレス加硫して加硫ゴムシート(試験サンプル)を調製し、以下に示す試験法で加硫ゴムの物性を測定した。
Examples 1-2 and Comparative Examples 1-2
Preparation of sample In the composition (parts by mass) shown in Table 1, ingredients other than the vulcanization accelerator, sulfur, thermally expandable microcapsules and expanded graphite were kneaded for 3 to 5 minutes with a 1.8 liter closed mixer, and the temperature Was released to obtain a master batch. A vulcanization accelerator, sulfur, thermally expandable microcapsules, and expanded graphite were kneaded with this masterbatch with an 8-inch open roll to obtain a rubber composition. Next, the obtained unvulcanized rubber composition was press vulcanized at 160 ° C. for 20 minutes in a 15 × 15 × 0.2 cm mold to prepare a vulcanized rubber sheet (test sample). The physical properties of vulcanized rubber were measured by the method.

硬度:JIS K6253に準拠して、デュロメータのタイプAにより温度−10℃または20℃で測定した。また、試験サンプルを70℃で96時間老化させた後の−10℃の硬度(老化後硬度)も測定した。結果は、比較例1の値を100として指数で示した。
耐老化性(老化後破断伸び):試験サンプルを70℃で96時間老化させた後、これをJIS K6251に準拠して引張試験を行なった。歪10%毎のモジュラスを記録し、それらの合計値を積分したものを老化前の試験サンプルと比較した。結果は、比較例1で測定された破断伸びの低下率を100として指数で示した。指数が大きいほど、破断伸びの低下率が小さいことを示す。
結果を表1に併せて示す。
Hardness: Measured at a temperature of −10 ° C. or 20 ° C. with a durometer type A according to JIS K6253. Further, the hardness at −10 ° C. after the test sample was aged at 70 ° C. for 96 hours was also measured. The results are shown as an index with the value of Comparative Example 1 being 100.
Aging resistance (breaking elongation after aging): A test sample was aged at 70 ° C. for 96 hours, and then subjected to a tensile test according to JIS K6251. The modulus for every 10% strain was recorded and the sum of these values was compared with the test sample before aging. The results are shown as an index with the rate of decrease in breaking elongation measured in Comparative Example 1 as 100. The larger the index, the smaller the rate of decrease in breaking elongation.
The results are also shown in Table 1.

実施例3〜4および比較例3
本実施例および比較例は、表2に示す配合(質量部)のように、ゴムの配合系を変更した例である。
上記実施例1〜2と同じ方法で調製した試験サンプルを用い、以下に示す試験法で物性を測定した。
膨張率:JIS K2249に準拠して測定した試験サンプルの比重を各配合剤の比重と配合量から求めた計算比重(理論値)で除算し、1.0からの差を膨張率とした。結果は比較例3を100として指数で示した。
氷上性能:試験サンプルを偏平円柱状の台ゴムにはりつけ、インサイドドラム型氷上摩擦試験機を用いて、測定温度−1.5℃、荷重0.54MPa、ドラム回転速度25km/hで測定した。比較例3の値を100として指数で示した。この値が大きいほど氷上性能に優れることを示す。なお、試験サンプルを70℃で96時間老化させた後のサンプルについても、老化氷上性能として上記の試験を行なった。
ウェット性能:上記試験サンプルをトレッドに用いたタイヤを乗用車の4輪に装着し、撒水したアスファルト路面を初速40km/hで走行し、制動したときの制動距離を測定し、比較例3の値を100として指数で示した。数値が大きい程、制動性が良好であることを示す。
転がり抵抗:JIS K6394に準拠して、(株)東洋精機製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪=10%、振幅=±2%、周波数=20Hzの条件下でtanδ(60℃)を測定し、この値をもって転がり抵抗性を評価した。結果は、比較例3を100として指数で示した。指数が低いほど、転がり抵抗性が良好であることを示す。
結果を表2に併せて示す。
Examples 3 to 4 and Comparative Example 3
This example and a comparative example are examples in which the rubber compounding system is changed as shown in Table 2 (part by mass).
Using the test samples prepared by the same method as in Examples 1 and 2, the physical properties were measured by the following test methods.
Expansion coefficient: The specific gravity of the test sample measured according to JIS K2249 was divided by the calculated specific gravity (theoretical value) obtained from the specific gravity and the blending amount of each compounding agent, and the difference from 1.0 was defined as the expansion coefficient. The results are shown as an index with Comparative Example 3 as 100.
Performance on ice: The test sample was attached to a flat cylindrical base rubber and measured using an inside drum type on-ice friction tester at a measurement temperature of -1.5 ° C, a load of 0.54 MPa, and a drum rotation speed of 25 km / h. The value of Comparative Example 3 was taken as 100 and indicated as an index. Larger values indicate better performance on ice. In addition, about the sample after aging the test sample at 70 degreeC for 96 hours, said test was conducted as performance on aging ice.
Wet performance: Tires using the above test samples as treads are mounted on four wheels of a passenger car, run on a flooded asphalt road surface at an initial speed of 40 km / h, and the braking distance when braking is measured. The index is shown as 100. The larger the value, the better the braking performance.
Rolling resistance: tan δ (60 ° C.) under the conditions of initial strain = 10%, amplitude = ± 2%, frequency = 20 Hz, using a viscoelastic spectrometer manufactured by Toyo Seiki Seisakusho, in accordance with JIS K6394 The rolling resistance was evaluated with this value. The results are shown as an index with Comparative Example 3 as 100. A lower index indicates better rolling resistance.
The results are also shown in Table 2.

Figure 0005617316
Figure 0005617316

Figure 0005617316
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*1:NR(RSS#3 Tg=−65℃)
*2:BR(日本ゼオン(株)製Nipol BR1220 Tg=-107℃)
*3:カーボンブラック(キャボットジャパン(株)製ショウワブラックN330)
*4:シリカ(ローディア製Zeosil1165MP、BET比表面積=160m/g)
*5:シランカップリング剤(信越化学(株)製KBE845)
*6:亜鉛華(正同化学工業(株)製、酸化亜鉛3種)
*7:ステアリン酸(日油(株)製ビーズステアリン酸)
*8:老化防止剤(FLEXSYS製SANTOFLEX 6PPD)
*9:ワックス(大内新興化学工業(株)製サンノック)
*10:アロマオイル(昭和シェル石油(株)製アロマ4号)
*11:パラフィンオイル(昭和シェル石油(株)製プロセスオイル123)
*12:エステル系可塑剤(BASF社製Hexamoll Dinch、下記式で表される飽和環状構造を有するエステル系可塑剤)
* 1: NR (RSS # 3 Tg = -65 ° C)
* 2: BR (Nipol BR1220 Tg = -107 ° C manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.)
* 3: Carbon black (Showa Black N330 manufactured by Cabot Japan Co., Ltd.)
* 4: Silica (Zeosil 1165MP manufactured by Rhodia, BET specific surface area = 160 m 2 / g)
* 5: Silane coupling agent (KBE845 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
* 6: Zinc flower (3 types of zinc oxide, manufactured by Shodo Chemical Industry Co., Ltd.)
* 7: Stearic acid (beef stearic acid manufactured by NOF Corporation)
* 8: Anti-aging agent (SANTOFLEX 6PPD manufactured by FLEXSYS)
* 9: Wax (Sannok manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.)
* 10: Aroma oil (Aroma 4 from Showa Shell Sekiyu KK)
* 11: Paraffin oil (Process oil 123 manufactured by Showa Shell Sekiyu KK)
* 12: Ester plasticizer (Hexamol Dinch manufactured by BASF, ester plasticizer having a saturated cyclic structure represented by the following formula)

Figure 0005617316
Figure 0005617316

*13:硫黄(細井化学工業(株)製油処理硫黄)
*14:加硫促進剤(大内新興化学工業(株)製NS−P)
*15:熱膨張性マイクロカプセル(松本油脂製薬製マツモトマイクロスフェアーF100)
*16:膨張黒鉛(UCAR Graphtech社製グラフガード 160−50)
* 13: Sulfur (Hosoi Chemical Co., Ltd., oil-treated sulfur)
* 14: Vulcanization accelerator (NS-P manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.)
* 15: Thermally expandable microcapsules (Matsumoto Yushi Seiyaku Matsumoto Microsphere F100)
* 16: Expanded graphite (Graph Guard 160-50 manufactured by UCAR Graphtech)

上記の表1から明らかなように、実施例1〜2で調製されたゴム組成物は、特定のエステル系可塑剤の特定量およびシリカを含む補強用充填剤の特定量を配合しているので、従来の代表的な比較例1に対し、低温における硬度が低いことが分かる。このことは、氷上路面に対する摩擦力が向上することを意味している。また、20℃の硬度が比較例1と同等以上であり、氷上路面に対する摩擦力を減じることなくウェット性能に優れるとともに、温度依存性も抑制されていることが分かる。また、耐老化性にも優れている。
これに対し、比較例2は、比較例1で使用したアロマオイルを、低温特性に優れるとされるパラフィンオイルに変更した例であるが、エステル系可塑剤を使用していないので、ウェット性能が向上せず、耐老化性も改善されない。
As is clear from Table 1 above, the rubber compositions prepared in Examples 1 and 2 contain a specific amount of a specific ester plasticizer and a specific amount of a reinforcing filler containing silica. It can be seen that the hardness at low temperature is lower than that of the conventional representative Comparative Example 1. This means that the frictional force against the road surface on ice is improved. In addition, it can be seen that the hardness at 20 ° C. is equal to or higher than that of Comparative Example 1, excellent wet performance without reducing the frictional force on the road surface on ice, and temperature dependency is also suppressed. It is also excellent in aging resistance.
On the other hand, Comparative Example 2 is an example in which the aroma oil used in Comparative Example 1 is changed to paraffin oil, which is considered to be excellent in low temperature characteristics, but since an ester plasticizer is not used, wet performance is improved. It does not improve and the aging resistance is not improved.

また、上記の表2から明らかなように、実施例3〜4で調製されたゴム組成物は、特定のエステル系可塑剤の特定量およびシリカを含む補強用充填剤の特定量を配合しているので、従来の代表的な比較例3に対し、氷上性能、ウェット性能、転がり抵抗性、耐老化性がいずれも改善されていることが分かる。
比較例4は、エステル系可塑剤の配合量が本発明で規定する上限を超えているので、ウェット性能、転がり抵抗性が悪化した。
比較例5は、シリカの配合量が本発明で規定する上限を超えているので、氷上性能、転がり抵抗性が悪化した。
Further, as apparent from Table 2 above, the rubber compositions prepared in Examples 3 to 4 were formulated with a specific amount of a specific ester plasticizer and a specific amount of a reinforcing filler containing silica. Therefore, it can be seen that the performance on ice, the wet performance, the rolling resistance, and the aging resistance are all improved with respect to the conventional representative comparative example 3.
In Comparative Example 4, since the blending amount of the ester plasticizer exceeded the upper limit defined in the present invention, the wet performance and the rolling resistance were deteriorated.
In Comparative Example 5, the on-ice performance and rolling resistance deteriorated because the amount of silica exceeded the upper limit specified in the present invention.

1 ビード部
2 サイドウォール
3 トレッド
4 カーカス層
5 ビードコア
6 ビードフィラー
7 ベルト層
8 リムクッション
1 Bead part 2 Side wall 3 Tread 4 Carcass layer 5 Bead core 6 Bead filler 7 Belt layer 8 Rim cushion

Claims (3)

ガラス転移温度が−50℃以下であるジエン系ゴム100質量部に対し、
下記式(I)からなる飽和環状構造を有するエステル系可塑剤5〜50質量部
シリカを10〜80質量部含む補強用充填剤10〜120質量部、および
熱膨張性マイクロカプセルおよび膨張黒鉛から選択された少なくとも1種0.5〜20質量部
を含んでなるタイヤトレッド用ゴム組成物。
Figure 0005617316
(式中、R1及びR2は、それぞれ独立に、炭素数2〜18のアルキル基であり、分枝または環状構造を有していてもよい。)
For 100 parts by mass of diene rubber having a glass transition temperature of −50 ° C. or lower,
5 to 50 parts by mass of an ester plasticizer having a saturated cyclic structure consisting of the following formula (I) ,
10 to 120 parts by mass of a reinforcing filler containing 10 to 80 parts by mass of silica , and
A rubber composition for a tire tread comprising 0.5 to 20 parts by mass of at least one selected from thermally expandable microcapsules and expanded graphite .
Figure 0005617316
(In the formula, R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 2 to 18 carbon atoms, and may have a branched or cyclic structure .)
前記ジエン系ゴム100質量部中、天然ゴムが30質量部以上を占める請求項1に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。   The rubber composition for a tire tread according to claim 1, wherein natural rubber accounts for 30 parts by mass or more in 100 parts by mass of the diene rubber. 請求項1または2に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物をタイヤのトレッドに用いた空気入りタイヤ。 A pneumatic tire using the tire tread rubber composition according to claim 1 for a tire tread.
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