JP6644248B2 - Rubber composition for heavy duty pneumatic tires - Google Patents
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Description
本発明は、低転がり抵抗性、耐摩耗性、耐偏摩耗性、ウェット性能および操縦安定性を改良するようにした重荷重空気入りタイヤ用ゴム組成物に関する。 The present invention relates to a rubber composition for a heavy-duty pneumatic tire which has improved low rolling resistance, abrasion resistance, uneven wear resistance, wet performance and steering stability.
近年、重荷重空気入りタイヤは、日本、欧州のラベリング制度や北米のｓｍａｒｔ ｗａｙ規制にみられるように環境への負荷低減が重要視されており、特に転がり抵抗性を小さくし燃費性能を向上することが求められている。ゴム組成物の転がり抵抗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℃）が小さいほど転がり抵抗性が小さくなる。同時にｔａｎδ（６０℃）が小さいほど発熱性が小さくなり、走行時にタイヤが過熱するのを抑制することにより、タイヤ耐久性を向上可能にする。 In recent years, for heavy-duty pneumatic tires, as seen in the labeling system in Japan and Europe and the smartway regulations in North America, reduction of environmental load has been regarded as important. Particularly, rolling resistance is reduced and fuel efficiency is improved. Is required. As an index of the rolling resistance of the rubber composition, tan δ at 60 ° C. by dynamic viscoelasticity measurement is generally used, and the smaller the tan δ (60 ° C.) of the rubber composition, the lower the rolling resistance. At the same time, the lower the tan δ (60 ° C.), the lower the heat build-up, and by suppressing overheating of the tire during running, it is possible to improve tire durability.
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粒径を大き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、引張り破断伸び、ゴム硬度などの機械的特性が低下し、重荷重空気入りタイヤにしたとき耐摩耗性、耐偏摩耗性が低下するという問題がある。 Examples of a method for reducing tan δ (60 ° C.) of the rubber composition include, for example, decreasing the blending amount of carbon black and increasing the particle size of carbon black. However, in such a method, there is a problem that mechanical properties such as tensile strength at break, tensile elongation at break, and rubber hardness are reduced, and when a heavy-duty pneumatic tire is used, wear resistance and uneven wear resistance are reduced. .
特許文献１は、大型車両タイヤの転がり抵抗を小さくするため、天然ゴムに、シリカ、カーボンブラック、シランカップリング剤、硫黄及びスルフェンアミド促進剤を特定の割合で配合することを提案している。しかし、このゴム組成物では、転がり抵抗を小さくする効果が必ずしも十分ではなかった。また耐摩耗性及び耐偏摩耗性などのタイヤ耐久性も不十分であった。
さらに重荷重空気入りタイヤ用ゴム組成物には、天然ゴムがその力学特性の高さや低転がり抵抗性の観点から配合されることが多い。しかしながら天然ゴムをベースゴムにするとウェット性能が不足する。このためテルペンスチレン樹脂を配合することがあるが、天然ゴムと親和性が高いためゴム硬度が低下し操縦安定性が低下するという問題があった。 Further, natural rubber is often compounded in the rubber composition for heavy duty pneumatic tires from the viewpoint of high mechanical properties and low rolling resistance. However, when natural rubber is used as the base rubber, the wet performance is insufficient. For this reason, a terpene styrene resin is sometimes added, but there is a problem that the rubber hardness is reduced due to the high affinity with natural rubber, and the steering stability is reduced.
すなわち、低転がり抵抗性、耐摩耗性、耐偏摩耗性、ウェット性能および操縦安定性を従来レベル以上に改良するため、重荷重空気入りタイヤ用ゴム組成物の更なる改良が求められていた。 That is, in order to improve low rolling resistance, abrasion resistance, uneven wear resistance, wet performance and steering stability to levels higher than conventional levels, further improvements in rubber compositions for heavy duty pneumatic tires have been required.
本発明の目的は、低転がり抵抗性、耐摩耗性、耐偏摩耗性、ウェット性能および操縦安定性を従来レベル以上に改良するようにした重荷重空気入りタイヤ用ゴム組成物を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a rubber composition for a heavy-duty pneumatic tire which has improved low rolling resistance, abrasion resistance, uneven wear resistance, wet performance and steering stability at or above conventional levels. is there.
上記目的を達成する本発明の重荷重空気入りタイヤ用ゴム組成物は、天然ゴムを８０〜１００重量％、スチレンブタジエンゴムを２０〜０重量％含むジエン系ゴム１００重量部に対し、テルペンスチレン樹脂を０．５〜５．０重量部、シリカを３５〜５０重量部、硫黄（Ｓ）を１．５〜３．５重量部、グアニジン系加硫促進剤を０．１〜１．０重量部、カーボンブラック、スルフェンアミド系加硫促進剤及び硫黄含有シランカップリング剤を配合したゴム組成物であって、前記硫黄（Ｓ）に含まれる正味の硫黄及び前記硫黄含有シランカップリング剤の化学構造中に組み込まれている硫黄の合計が１．８５〜６．０重量部であり、前記テルペンスチレン樹脂の配合量（Ｔ）と前記グアニジン系加硫促進剤の配合量（Ｇ）の重量比（Ｔ／Ｇ）が２．５〜５．０であり、前記スルフェンアミド系加硫促進剤の配合量が下記式（１）により求められるＡ重量部以上２．６重量部以下であることを特徴とする。
Ａ＝０．２２０９Ｓ2−１．４０９Ｓ＋１．３０９Ｙ＋２．５７９ ・・・（１）
（式（１）において、Ａはスルフェンアミド系加硫促進剤の配合量（重量部）の下限値、Ｓは前記硫黄（Ｓ）の配合量（重量部）、ＹはＹ＝Ｗｓ／（Ｗｓ＋Ｗｃ）から求められる正数を表し、Ｗｓはシリカの配合量（重量部）、Ｗｃはカーボンブラックの配合量（重量部）を表す。）
The rubber composition for a heavy-duty pneumatic tire according to the present invention, which achieves the above object, comprises a terpene styrene resin based on 100 parts by weight of a diene rubber containing 80 to 100% by weight of natural rubber and 20 to 0% by weight of styrene butadiene rubber. 0.5 to 5.0 parts by weight, silica is 35 to 50 parts by weight, sulfur (S) is 1.5 to 3.5 parts by weight, and a guanidine vulcanization accelerator is 0.1 to 1.0 part by weight. , carbon black, a rubber composition containing a sulfenamide vulcanization accelerator and sulfur-containing silane coupling agent, sulfur net contained in the sulfur (S) and the chemistry of the sulfur-containing silane coupling agent The total amount of sulfur incorporated in the structure is 1.85 to 6.0 parts by weight, and the weight ratio of the compounding amount (T) of the terpene styrene resin to the compounding amount (G) of the guanidine-based vulcanization accelerator. (T / G) A .5～5.0, wherein the amount of the sulfenamide-based vulcanization accelerator is less than 2.6 parts by weight or more A parts by weight obtained by the following equation (1).
A = 0.2209S 2 −1.409S + 1.309Y + 2.579 (1)
(In the formula (1), A is the lower limit of the amount (parts by weight) of the sulfenamide-based vulcanization accelerator, S is the amount (parts by weight) of the sulfur (S), and Y is Y = Ws / ( (Ws + Wc) represents a positive number, Ws represents a blending amount (parts by weight) of silica, and Wc represents a blending amount (parts by weight) of carbon black.)
本発明の重荷重空気入りタイヤ用ゴム組成物は、天然ゴムを主成分にするジエン系ゴムに、テルペンスチレン樹脂、カーボンブラック、シリカ、硫黄、グアニジン系加硫促進剤、スルフェンアミド系加硫促進剤及び硫黄含有シランカップリング剤を配合し、かつ硫黄及び硫黄含有シランカップリング剤中の硫黄の合計、テルペンスチレン樹脂の配合量（Ｔ）とグアニジン系加硫促進剤の配合量（Ｇ）の比（Ｔ／Ｇ）を限定し、更にスルフェンアミド系加硫促進剤の配合量を特定したので、タイヤにしたときの転がり抵抗を小さくしながら耐摩耗性、耐偏摩耗性、ウェット性能および操縦安定性を従来レベル以上に改良することができる。 The rubber composition for a heavy-duty pneumatic tire according to the present invention comprises a diene rubber containing natural rubber as a main component, a terpene styrene resin, carbon black, silica, sulfur, a guanidine vulcanization accelerator, and a sulfenamide vulcanization. An accelerator and a sulfur-containing silane coupling agent are compounded, and the total amount of sulfur and sulfur in the sulfur-containing silane coupling agent, the compounding amount of the terpene styrene resin (T) and the compounding amount of the guanidine vulcanization accelerator (G) Ratio (T / G) and the amount of the sulfenamide-based vulcanization accelerator were specified, so that the rolling resistance of the tire was reduced while the wear resistance, uneven wear resistance, and wet performance were improved. And the steering stability can be improved to a level higher than the conventional level.
また前記カーボンブラックがＩＳＡＦ級又はＳＡＦ級であり、前記カーボンブラックの配合量Ｗｃ及びシリカの配合量Ｗｓが、下記式（２）の関係を満たすことが好ましく、ゴム組成物の発熱性を低くすることができる。
Ｗｃ≦３２．７１−０．５９２Ｗｓ ・・・（２）
（式（２）において、Ｗｓはシリカの配合量（重量部）、Ｗｃはカーボンブラックの配合量（重量部）を表す。）
Further, the carbon black is of ISAF grade or SAF grade, and the blending amount Wc of the carbon black and the blending amount Ws of the silica preferably satisfy the relationship of the following formula (2), and reduce the heat build-up of the rubber composition. be able to.
Wc ≦ 32.71−0.592Ws (2)
(In the formula (2), Ws represents the blending amount (parts by weight) of silica, and Wc represents the blending amount (parts by weight) of carbon black.)
本発明の重荷重空気入りタイヤは、上述した重荷重空気入りタイヤ用ゴム組成物で形成したキャップトレッドを有する。この重荷重空気入りタイヤは、転がり抵抗を小さくし燃費性能を改良することができる。また同時に耐摩耗性、耐偏摩耗性、ウェット性能および操縦安定性を従来レベル以上に改良したのでタイヤ耐久性が向上する。 The heavy-duty pneumatic tire of the present invention has a cap tread formed from the rubber composition for a heavy-duty pneumatic tire described above. This heavy-duty pneumatic tire can reduce rolling resistance and improve fuel efficiency. At the same time, the wear resistance, uneven wear resistance, wet performance and steering stability have been improved to levels higher than those of the prior art, so that tire durability is improved.
本明細書において、重荷重空気入りタイヤとは、トラック、バス、建設車両に装着する大型空気入りタイヤをいう。 In the present specification, the heavy load pneumatic tire refers to a large pneumatic tire mounted on a truck, a bus, or a construction vehicle.
図１において、重荷重空気入りタイヤは、トレッド部１、サイドウォール部２及びビード部３を有し、左右のビード部３，３間にカーカス層４が装架され、その両端部がビードコア５の周りにタイヤ内側から外側に折り返されている。トレッド部１におけるカーカス層４のタイヤ径方向外側には４層構造のベルト層６が配置され、最外側のベルト層６の外側にトレッドゴムが配置される。トレッドゴムは、ベルト層６に隣接する径方向内側のアンダートレッドゴム層８とトレッド部１の表面に露出する径方向外側のキャップトレッドゴム層７の２層構造になっている。
In FIG. 1, the heavy-duty pneumatic tire has a
本発明の重荷重空気入りタイヤ用ゴム組成物は、重荷重空気入りタイヤのトッレド部１、とりわけキャップトレッド部すなわちキャップトレッドゴム層７を構成するのに好適である。このため、本発明の重荷重空気入りタイヤ用ゴム組成物を、「キャップトレッド用ゴム組成物」ということがある。またこれと対比して、トレッド部のうちアンダートレッドゴム層８を構成するゴム組成物を、「アンダートレッド用ゴム組成物」ということがある。
The rubber composition for a heavy-duty pneumatic tire of the present invention is suitable for forming the torred
本発明の重荷重空気入りタイヤ用ゴム組成物において、ゴム成分はジエン系ゴムであり、天然ゴム、又は天然ゴム及びスチレンブタジエンゴムゴムからなる。ジエン系ゴムを天然ゴム及びスチレンブタジエンゴムゴムで組成することにより、ゴム組成物の耐摩耗性及び耐偏摩耗性を高いレベルで確保することができる。 In the rubber composition for a heavy-duty pneumatic tire according to the present invention, the rubber component is a diene rubber and is composed of natural rubber or natural rubber and styrene butadiene rubber rubber. When the diene rubber is composed of natural rubber and styrene-butadiene rubber rubber, the wear resistance and uneven wear resistance of the rubber composition can be secured at a high level.
天然ゴムの含有量は、ジエン系ゴム１００重量％中、８０〜１００重量％、好ましくは９０〜１００重量％である。天然ゴムの含有量が、８０重量％未満であると耐摩耗性及び耐偏摩耗性を十分に改良することができない虞がある。スチレンブタジエンゴムゴムの含有量は、ジエン系ゴム１００重量％中、２０〜０重量％、好ましくは１０〜０重量％である。スチレンブタジエンゴムゴムの含有量が２０重量％を超えると耐摩耗性及び耐偏摩耗性を十分に改良することができない虞がある。 The content of the natural rubber is 80 to 100% by weight, preferably 90 to 100% by weight, based on 100% by weight of the diene rubber. If the content of the natural rubber is less than 80% by weight, the abrasion resistance and uneven wear resistance may not be sufficiently improved. The content of the styrene-butadiene rubber is from 20 to 0% by weight, preferably from 10 to 0% by weight, based on 100% by weight of the diene rubber. If the content of the styrene-butadiene rubber exceeds 20% by weight, the wear resistance and uneven wear resistance may not be sufficiently improved.
本発明の重荷重空気入りタイヤ用ゴム組成物において、ジエン系ゴムは、天然ゴムを１００重量％、又は天然ゴム及びスチレンブタジエンゴムの合計を１００重量％にする。なお、重荷重空気入りタイヤ用ゴム組成物に各種配合剤を添加するとき、希釈材料やマスターバッチのベースゴムとして、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム以外の他のジエン系ゴムを含有する場合、そのような配合剤の使用を排除するものではなく、本発明の目的を阻害しない範囲で使用することができる。他のジエン系ゴムとしては、例えばイソプレンゴム、ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム等が挙げられる。 In the rubber composition for a heavy-duty pneumatic tire of the present invention, the diene-based rubber is 100% by weight of natural rubber, or the total of natural rubber and styrene-butadiene rubber is 100% by weight. When adding various compounding agents to the rubber composition for a heavy-duty pneumatic tire, when a diene-based rubber other than styrene-butadiene rubber is contained as a diluent material or a base rubber of a master batch, such It does not exclude the use of various compounding agents, and can be used in a range that does not inhibit the object of the present invention. Examples of other diene rubbers include isoprene rubber, butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, and the like.
本発明において、シリカを、ジエン系ゴム１００重量部に対し３５〜５０重量部、好ましくは３５〜４７重量部、より好ましくは３６〜４５重量部配合する。シリカを配合することにより、タイヤにしたとき転がり抵抗を小さくすることができる。シリカの配合量が３５重量部未満であると、転がり抵抗が大きくなる。シリカの配合量が５０重量部を超えると、耐摩耗性及び耐偏摩耗性が悪化する。 In the present invention, 35 to 50 parts by weight, preferably 35 to 47 parts by weight, more preferably 36 to 45 parts by weight of silica is blended with respect to 100 parts by weight of the diene rubber. By incorporating silica, the rolling resistance of a tire can be reduced. If the amount of the silica is less than 35 parts by weight, the rolling resistance increases. If the amount of silica exceeds 50 parts by weight, the wear resistance and uneven wear resistance deteriorate.
シリカの窒素吸着比表面積は、特に限定されるものではないが、好ましくは１５０〜３００ｍ2／ｇ、より好ましくは１６０〜２４０ｍ2／ｇであるとよい。シリカの窒素吸着比表面積が１５０ｍ2／ｇ未満であると耐摩耗性及び耐偏摩耗性が悪化し好ましくない。またシリカの窒素吸着比表面積が３００ｍ2／ｇを超えると、転がり抵抗が大きくなり好ましくない。なおシリカの窒素吸着比表面積はＪＩＳ Ｋ６２１７−２に準拠して求めるものとする。 The nitrogen adsorption specific surface area of the silica is not particularly limited, but is preferably 150 to 300 m 2 / g, and more preferably 160 to 240 m 2 / g. If the nitrogen adsorption specific surface area of the silica is less than 150 m 2 / g, the wear resistance and uneven wear resistance are undesirably deteriorated. On the other hand, if the nitrogen adsorption specific surface area of the silica exceeds 300 m 2 / g, the rolling resistance increases, which is not preferable. The nitrogen adsorption specific surface area of silica is determined in accordance with JIS K6217-2.
シリカとしては、タイヤ用ゴム組成物に通常使用されるシリカ、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。シリカは、市販されているものの中から適宜選択して使用することができる。また通常の製造方法により得られたシリカを使用することができる。 As the silica, silica commonly used in rubber compositions for tires, for example, wet-process silica, dry-process silica or surface-treated silica can be used. Silica can be appropriately selected and used from commercially available ones. Further, silica obtained by a usual production method can be used.
本発明の重荷重空気入りタイヤ用ゴム組成物は、カーボンブラックを配合する。カーボンブラックを配合することにより、ゴム組成物の強度を高くし耐摩耗性及び耐偏摩耗性を高くすることができる。カーボンブラックとしては、ＡＳＴＭ Ｄ１７６５により分類された等級が、ＩＳＡＦ級又はＳＡＦ級であるカーボンブラックを使用することが好ましく、ゴム組成物の耐摩耗性及び耐偏摩耗性を高くすることができる。 The rubber composition for a heavy-duty pneumatic tire of the present invention contains carbon black. By blending carbon black, the strength of the rubber composition can be increased, and the wear resistance and uneven wear resistance can be increased. As the carbon black, it is preferable to use carbon black having a grade classified according to ASTM D1765, which is an ISAF grade or a SAF grade, and can increase the wear resistance and uneven wear resistance of the rubber composition.
カーボンブラックは、ジエン系ゴム１００重量部に対し、好ましくは３重量部以上、より好ましくは７重量部以上を配合するとよい。カーボンブラックの配合量が３重量部未満であると、ゴム組成物のゴム強度及び耐摩耗性及び耐偏摩耗性が悪化する。カーボンブラックの配合量の上限は、シリカの配合量との関係で決めることが好ましい。すなわち、シリカの配合量をＷｓ（重量部）、及びカーボンブラックの配合量をＷｃ（重量部）とするとき、Ｗｓ及びＷｃの関係が、下記式（２）を満たすことが好ましい。
Ｗｃ≦３２．７１−０．５９２Ｗｓ ・・・（２）
（式（２）において、Ｗｓはシリカの配合量（重量部）、Ｗｃはカーボンブラックの配合量（重量部）を表す。）
The carbon black is preferably used in an amount of 3 parts by weight or more, more preferably 7 parts by weight or more, based on 100 parts by weight of the diene rubber. If the compounding amount of the carbon black is less than 3 parts by weight, the rubber strength, abrasion resistance and uneven wear resistance of the rubber composition deteriorate. The upper limit of the amount of carbon black is preferably determined in relation to the amount of silica. That is, when the amount of silica is Ws (parts by weight) and the amount of carbon black is Wc (parts by weight), the relationship between Ws and Wc preferably satisfies the following expression (2).
Wc ≦ 32.71−0.592Ws (2)
(In the formula (2), Ws represents the blending amount (parts by weight) of silica, and Wc represents the blending amount (parts by weight) of carbon black.)
カーボンブラックの配合量Ｗｃが上記式（２）の右辺の値を超えると、転がり抵抗が大きくなり、また耐摩耗性及び耐偏摩耗性が却って悪化する。 If the blending amount Wc of the carbon black exceeds the value on the right side of the above formula (2), the rolling resistance increases, and the wear resistance and uneven wear resistance deteriorate rather.
本発明のキャップトレッド用ゴム組成物で使用するカーボンブラックは、好ましくはＩＳＡＦ級又はＳＡＦ級であり、窒素吸着比表面積が好ましくは１００〜１５０ｍ2／ｇ、より好ましくは１１０〜１２５ｍ2／ｇであるとよい。窒素吸着比表面積が１００ｍ2／ｇ未満であると、ゴム組成物のゴム強度などの機械的特性が低下し耐摩耗性及び耐偏摩耗性が悪化する。窒素吸着比表面積が１５０ｍ2／ｇを超えると、転がり抵抗が大きくなる。カーボンブラックの窒素吸着比表面積は、ＪＩＳ Ｋ６２１７−２に準拠して、測定するものとする。 The carbon black used in the rubber composition for a cap tread of the present invention is preferably of ISAF grade or SAF grade, and has a nitrogen adsorption specific surface area of preferably 100 to 150 m 2 / g, more preferably 110 to 125 m 2 / g. Good to be. When the nitrogen adsorption specific surface area is less than 100 m 2 / g, the mechanical properties such as the rubber strength of the rubber composition are reduced, and the wear resistance and uneven wear resistance are deteriorated. If the nitrogen adsorption specific surface area exceeds 150 m 2 / g, the rolling resistance increases. The nitrogen adsorption specific surface area of the carbon black is measured according to JIS K6217-2.
キャップトレッド用ゴム組成物において、カーボンブラック及びシリカの合計は、ジエン系ゴム１００重量部に対し好ましくは３８〜５３重量部、より好ましくは４２〜５０重量部であるとよい。カーボンブラック及びシリカの合計量が、３８重量部未満であると耐摩耗性及び耐偏摩耗性が悪化する。またカーボンブラック及びシリカの合計量が、５３重量部を超えると転がり抵抗が大きくなる。 In the rubber composition for a cap tread, the total of carbon black and silica is preferably 38 to 53 parts by weight, more preferably 42 to 50 parts by weight, based on 100 parts by weight of the diene rubber. If the total amount of carbon black and silica is less than 38 parts by weight, abrasion resistance and uneven wear resistance deteriorate. If the total amount of carbon black and silica exceeds 53 parts by weight, the rolling resistance increases.
本発明の重荷重空気入りタイヤ用ゴム組成物は、シリカと共に硫黄含有シランカップリング剤を配合する。硫黄含有シランカップリング剤を配合することにより、シリカの分散性を改良し、ゴム組成物の低発熱性をより小さくし、転がり抵抗をより小さくすると共に、耐摩耗性及び耐偏摩耗性を改良することができる。 The rubber composition for heavy duty pneumatic tires of the present invention contains a sulfur-containing silane coupling agent together with silica. By incorporating a sulfur-containing silane coupling agent, the dispersibility of silica is improved, the low heat build-up of the rubber composition is reduced, the rolling resistance is reduced, and the wear resistance and uneven wear resistance are improved. can do.
硫黄含有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、例えばビス−（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、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スルフィド、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。なかでもビス−（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）ジスルフィドが好ましい。 The sulfur-containing silane coupling agent is not particularly limited, but for example, bis- (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide, 3-trimethoxysilylpropylbenzo Thiazole tetrasulfide, γ-mercaptopropyltriethoxysilane, 3-octanoylthiopropyltriethoxysilane and the like can be exemplified. Of these, bis- (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide and bis (3-triethoxysilylpropyl) disulfide are preferred.
本発明では、硫黄含有シランカップリング剤が含有する硫黄と、加硫用に配合する硫黄の合計を、ジエン系ゴム１００重量部に対し、１．８５〜６．０重量部の範囲にすることが必要である。硫黄含有シランカップリング剤の配合量は、硫黄として加硫用硫黄との合計が、上記範囲内である限り制限されるものではないが、好ましくはシリカ配合量に対し５〜２０重量％、より好ましくは８〜１４重量％であるとよい。硫黄含有シランカップリング剤がシリカ量の５重量％未満であると、シリカの分散性を向上する効果が十分に得られない。硫黄含有シランカップリング剤がシリカ量の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 present invention, the total of the sulfur contained in the sulfur-containing silane coupling agent and the sulfur compounded for vulcanization is in the range of 1.85 to 6.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the diene rubber. is necessary. The blending amount of the sulfur-containing silane coupling agent is not limited as long as the total amount of sulfur and vulcanizing sulfur is within the above range, but is preferably 5 to 20% by weight based on the silica blending amount. Preferably, it is 8 to 14% by weight. If the amount of the sulfur-containing silane coupling agent is less than 5% by weight of the silica amount, the effect of improving the dispersibility of silica cannot be sufficiently obtained. When the amount of the sulfur-containing silane coupling agent exceeds 20% by weight of the silica amount, the silane coupling agents condense with each other, and the desired effect cannot be obtained.
本発明では、カーボンブラック、シリカ以外の他の充填剤を配合することができる。他の充填剤としては、例えばクレー、マイカ、タルク、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化チタン等を例示することができる。なかでも炭酸カルシウム、クレー、酸化アルミニウムが好ましい。他の充填剤を配合することによりゴム組成物の機械的特性をより一層改良することができ、タイヤにしたときの低発熱性、耐カット性及び加工性のバランスを改良することができる。 In the present invention, a filler other than carbon black and silica can be blended. Examples of other fillers include clay, mica, talc, calcium carbonate, aluminum hydroxide, aluminum oxide, titanium oxide and the like. Among them, calcium carbonate, clay and aluminum oxide are preferred. By blending other fillers, the mechanical properties of the rubber composition can be further improved, and the balance of low heat build-up, cut resistance and workability when formed into a tire can be improved.
本発明の重荷重空気入りタイヤ用ゴム組成物は、加硫剤として硫黄を、ジエン系ゴム１００重量部に対し１．５〜３．５重量部、好ましくは２．０〜３．０重量部配合する。硫黄の配合量が１．５重量部未満であると、耐偏摩耗性及び転がり抵抗が悪化する。また硫黄の配合量が３．５重量部を超えると、耐摩耗性及び耐久性が悪化する。 The rubber composition for a heavy-duty pneumatic tire of the present invention contains 1.5 to 3.5 parts by weight, preferably 2.0 to 3.0 parts by weight of sulfur as a vulcanizing agent, based on 100 parts by weight of the diene rubber. Mix. If the amount of sulfur is less than 1.5 parts by weight, uneven wear resistance and rolling resistance are deteriorated. If the amount of sulfur exceeds 3.5 parts by weight, abrasion resistance and durability deteriorate.
本発明では、硫黄及び硫黄含有シランカップリング剤中の硫黄の合計を、ジエン系ゴム１００重量部に対し１．８５〜６．０重量部、好ましくは２．５〜４．０重量部にする。ここで硫黄の合計とは、加硫剤中に含まれる正味の硫黄の量と、硫黄含有シランカップリング剤中に含まれる正味の硫黄の量との合計であり、加硫に用いられる硫黄の量をいう。例えば加硫剤が硫黄及びオイルを含むときは、オイルを除いた硫黄の正味量を用いるものとする。硫黄及び硫黄含有シランカップリング剤中の硫黄の合計が１．８５重量部未満であると、耐偏摩耗性及び転がり抵抗が悪化する。また硫黄及び硫黄含有シランカップリング剤中の硫黄の合計が６．０重量部を超えると、耐摩耗性及び耐久性が悪化する。 In the present invention, the total of sulfur and sulfur in the sulfur-containing silane coupling agent is set to 1.85 to 6.0 parts by weight, preferably 2.5 to 4.0 parts by weight, based on 100 parts by weight of the diene rubber. . Here, the total amount of sulfur is the sum of the amount of net sulfur contained in the vulcanizing agent and the amount of net sulfur contained in the sulfur-containing silane coupling agent. Refers to the amount. For example, when the vulcanizing agent contains sulfur and oil, the net amount of sulfur excluding oil is used. If the total amount of sulfur and sulfur in the sulfur-containing silane coupling agent is less than 1.85 parts by weight, the uneven wear resistance and rolling resistance deteriorate. If the total amount of sulfur and sulfur in the sulfur-containing silane coupling agent exceeds 6.0 parts by weight, wear resistance and durability deteriorate.
本発明の重荷重空気入りタイヤ用ゴム組成物は、スルフェンアミド系加硫促進剤を含む。スルフェンアミド系加硫促進剤のジエン系ゴム１００重量部に対する配合量は、その下限を下記式（１）により求められるＡ重量部とし、上限を２．６重量部、好ましくは２．０重量部とする。
Ａ＝０．２２０９Ｓ2−１．４０９Ｓ＋１．３０９Ｙ＋２．５７９ ・・・（１）
（式（１）において、Ａはスルフェンアミド系加硫促進剤の配合量（重量部）の下限値、Ｓは硫黄の配合量（重量部）、ＹはＹ＝Ｗｓ／（Ｗｓ＋Ｗｃ）から求められる正数を表し、Ｗｓはシリカの配合量（重量部）、Ｗｃはカーボンブラックの配合量（重量部）を表す。）
The rubber composition for a heavy duty pneumatic tire of the present invention contains a sulfenamide-based vulcanization accelerator. The lower limit of the compounding amount of the sulfenamide vulcanization accelerator to 100 parts by weight of the diene rubber is A parts by weight determined by the following formula (1), and the upper limit is 2.6 parts by weight, preferably 2.0 parts by weight. Department.
A = 0.2209S 2 −1.409S + 1.309Y + 2.579 (1)
(In the formula (1), A is the lower limit of the blending amount (parts by weight) of the sulfenamide-based vulcanization accelerator, S is the blending amount of sulfur (parts by weight), and Y is obtained from Y = Ws / (Ws + Wc). Ws represents the blending amount (parts by weight) of silica, and Wc represents the blending amount (parts by weight) of carbon black.)
スルフェンアミド系加硫促進剤の配合量のその下限は、好ましくは下記式（３）により求められるＢ重量部であるとよい。
Ｂ＝０．２２０９Ｓ2−１．４０９Ｓ＋１．３０９Ｙ＋２．６３９・・・（３）
（式（３）において、Ｂはスルフェンアミド系加硫促進剤の配合量（重量部）の好適な下限値、Ｓは硫黄の配合量（重量部）、ＹはＹ＝Ｗｓ／（Ｗｓ＋Ｗｃ）から求められる正数を表し、Ｗｓはシリカの配合量（重量部）、Ｗｃはカーボンブラックの配合量（重量部）を表す。）
The lower limit of the amount of the sulfenamide-based vulcanization accelerator is preferably B parts by weight determined by the following formula (3).
B = 0.2209S 2 −1.409S + 1.309Y + 2.639 (3)
(In the formula (3), B is a suitable lower limit of the amount (parts by weight) of the sulfenamide-based vulcanization accelerator, S is the amount of sulfur (parts by weight), and Y is Y = Ws / (Ws + Wc). , Ws represents the blending amount (parts by weight) of silica, and Wc represents the blending amount (parts by weight) of carbon black.)
スルフェンアミド系加硫促進剤の配合量が、上記式（１）により求められるＡ重量部未満であると、耐偏摩耗性及び転がり抵抗が悪化する。またスルフェンアミド系加硫促進剤の配合量が、２．６重量部を超えると、耐摩耗性及び耐久性が悪化する。 If the compounding amount of the sulfenamide-based vulcanization accelerator is less than A parts by weight determined by the above formula (1), the uneven wear resistance and the rolling resistance deteriorate. If the compounding amount of the sulfenamide vulcanization accelerator exceeds 2.6 parts by weight, the abrasion resistance and the durability deteriorate.
スルフェンアミド系加硫促進剤としては、例えば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、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、Ｎ−オキシジエチレン−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、Ｎ，Ｎ−ジシクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、Ｎ，Ｎ−ジイソプロピル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、２−（モルホリノジチオ）ベンゾチアゾール等を例示することができる。 Examples of sulfenamide vulcanization accelerators include N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide, N-tert-butyl-2-benzothiazolylsulfenamide, N-oxydiethylene-2-benzothiazolyl Rusulfenamide, N, N-dicyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide, N, N-diisopropyl-2-benzothiazolylsulfenamide, 2- (morpholinodithio) benzothiazole and the like can be exemplified.
本発明の重荷重空気入りタイヤ用ゴム組成物は、グアニジン系加硫促進剤を配合する。グアニジン系加硫促進剤の配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対し、０．１〜１．０重量部、好ましくは０．２〜０．６重量部である。グアニジン系加硫促進剤の配合量が、０．１重量部未満であると、所望の加硫速度と架橋密度を得ることができず、ゴム硬度が低下し操縦安定性が低下する。またグアニジン系加硫促進剤の配合量が、１．０重量部を超えると、加硫速度が著しく速くなり、加工性が悪化する。 The rubber composition for a heavy-duty pneumatic tire of the present invention contains a guanidine-based vulcanization accelerator. The amount of the guanidine vulcanization accelerator is 0.1 to 1.0 part by weight, preferably 0.2 to 0.6 part by weight, based on 100 parts by weight of the diene rubber. If the amount of the guanidine-based vulcanization accelerator is less than 0.1 part by weight, the desired vulcanization rate and crosslink density cannot be obtained, and the rubber hardness decreases and the steering stability decreases. When the amount of the guanidine-based vulcanization accelerator exceeds 1.0 part by weight, the vulcanization rate becomes extremely high, and the processability deteriorates.
グアニジン系加硫促進剤としては、例えば１,３−ジフェニルグアニジン、１，３−ジ−ｏ−トリルグアニジン、１−（ｏ−トリル）ビグアニド等を例示することができる。 Examples of the guanidine-based vulcanization accelerator include 1,3-diphenylguanidine, 1,3-di-o-tolylguanidine, 1- (o-tolyl) biguanide and the like.
また重荷重空気入りタイヤ用ゴム組成物は、テルペンスチレン樹脂を配合することによりウェットグ性能を向上することができる。これはテルペンスチレン樹脂が、シリカ、カーボンブラック等のフィラーの分散性を良好にすると共に、フィラーとゴム成分との相溶性を一層改良するためと考えられる。テルペンスチレン樹脂の配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対し、０．５〜５．０重量部、好ましくは１．０〜３．０重量部である。テルペンスチレン樹脂の配合量が０．５重量部であると、ウェット性能を改良する効果が十分には得られない。またテルペンスチレン樹脂の配合量が５．０重量部を超えると、転がり抵抗、耐摩耗性、耐偏摩耗性に悪影響を及ぼす。 In addition, the rubber composition for a heavy-duty pneumatic tire can improve wet performance by blending a terpene styrene resin. It is considered that this is because the terpene styrene resin improves the dispersibility of the filler such as silica and carbon black, and further improves the compatibility between the filler and the rubber component. The compounding amount of the terpene styrene resin is 0.5 to 5.0 parts by weight, preferably 1.0 to 3.0 parts by weight, based on 100 parts by weight of the diene rubber. If the amount of the terpene styrene resin is 0.5 parts by weight, the effect of improving the wet performance cannot be sufficiently obtained. If the amount of the terpene styrene resin exceeds 5.0 parts by weight, the rolling resistance, abrasion resistance and uneven wear resistance are adversely affected.
テルペンスチレン樹脂としては、α−ピネン、βピネン、ジペンテン、リモネンなどのテルペンと、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエンのうち少なくとも一つのスチレン系化合物とを重合させて得られる樹脂を使用することができる。テルペンスチレン樹脂は、通常の方法で共重合したものを使用しても、市販品を使用してもよい。 As the terpene styrene resin, use a resin obtained by polymerizing a terpene such as α-pinene, β-pinene, dipentene, limonene, and at least one styrene-based compound among styrene, α-methylstyrene, and vinyltoluene. Can be. As the terpene styrene resin, a resin copolymerized by an ordinary method or a commercially available product may be used.
本発明の重荷重空気入りタイヤ用ゴム組成物では、テルペンスチレン樹脂は、グアニジン系加硫促進剤とともに配合する。天然ゴムにテルペンスチレン樹脂を配合すると、加硫が十分に進まず所期の架橋密度が得られずにゴム硬度が不足することがある。これに対しテルペンスチレン樹脂にグアニジン系加硫促進剤を併用することにより、天然ゴムの加硫を十分に行い所期の架橋密度を得ることができる。 In the rubber composition for a heavy-duty pneumatic tire of the present invention, the terpene styrene resin is blended together with a guanidine-based vulcanization accelerator. When a terpene styrene resin is blended with natural rubber, vulcanization does not proceed sufficiently and the desired crosslinking density cannot be obtained, resulting in insufficient rubber hardness. On the other hand, by using a guanidine-based vulcanization accelerator in combination with a terpene styrene resin, natural rubber can be sufficiently vulcanized and a desired crosslinking density can be obtained.
テルペンスチレン樹脂の配合量（Ｔ）とグアニジン系加硫促進剤の配合量（Ｇ）との比（Ｔ／Ｇ）を、２．５〜５．０、好ましくは２．７〜４．２にする。比（Ｔ／Ｇ）が２．５より小さいと、ウェット性能を改良する効果が得られない虞がある。また比（Ｔ／Ｇ）が５．０より大きいと、所期の架橋密度を得ることができず、転がり抵抗が大きくなる虞がある。 The ratio (T / G) of the compounding amount (T) of the terpene styrene resin to the compounding amount (G) of the guanidine-based vulcanization accelerator is 2.5 to 5.0, preferably 2.7 to 4.2. I do. If the ratio (T / G) is less than 2.5, the effect of improving the wet performance may not be obtained. If the ratio (T / G) is larger than 5.0, the desired crosslinking density cannot be obtained, and the rolling resistance may be increased.
本発明の重荷重空気入りタイヤ用ゴム組成物は、アラミドパルプを含むマスターバッチを配合することが好ましい。アラミドパルプを含むマスターバッチを配合することにより、耐摩耗性を確保しながら、耐偏摩耗性を一層改良し、更に転がり抵抗をより小さくすることができる。ここでアラミドパルプとは、アラミド繊維の単繊維をフィブリル化した有機系充填剤である。アラミドパルプのマスターバッチとしては、市販品を使用することができ、例えば帝人社製Ｔｗａｒｏｎ Ｄ３５００，Ｓｕｌｆｌｏｎ Ｄ３５１５等を例示することができる。 The rubber composition for a heavy-duty pneumatic tire of the present invention preferably contains a masterbatch containing aramid pulp. By blending a master batch containing aramid pulp, uneven wear resistance can be further improved and rolling resistance can be further reduced while ensuring wear resistance. Here, aramid pulp is an organic filler obtained by fibrillating single fibers of aramid fibers. As a master batch of aramid pulp, commercially available products can be used, and examples thereof include Twaron D3500 and Sulflon D3515 manufactured by Teijin Limited.
アラミドパルプマスターバッチの配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対し、アラミドパルプの正味量として好ましくは０．５〜５．０重量部、より好ましくは１．０〜３．０重量部であるとよい。アラミドパルプの正味の配合量が０．５重量部未満であると、アラミドパルプマスターバッチを配合した作用効果が十分に得られない。アラミドパルプの正味の配合量が５．０重量部を超えると、耐摩耗性が低下する虞がある。 The compounding amount of the aramid pulp masterbatch is preferably 0.5 to 5.0 parts by weight, more preferably 1.0 to 3.0 parts by weight, as a net amount of the aramid pulp, based on 100 parts by weight of the diene rubber. Good. If the net amount of the aramid pulp is less than 0.5 part by weight, the effect obtained by blending the aramid pulp masterbatch cannot be sufficiently obtained. If the net amount of the aramid pulp exceeds 5.0 parts by weight, the abrasion resistance may decrease.
本発明の重荷重空気入りタイヤは、上述した重荷重空気入りタイヤ用ゴム組成物で形成したトレッド部、とりわけキャップトレッド部を有する。この重荷重空気入りタイヤは、転がり抵抗を小さくし燃費性能を改良することができる。また同時に耐摩耗性、耐偏摩耗性、ウェット性能および操縦安定性を従来レベル以上に改良したのでタイヤ耐久性が向上する。 The heavy-duty pneumatic tire of the present invention has a tread portion, particularly a cap tread portion, formed from the rubber composition for a heavy-duty pneumatic tire described above. This heavy-duty pneumatic tire can reduce rolling resistance and improve fuel efficiency. At the same time, the wear resistance, uneven wear resistance, wet performance and steering stability have been improved to levels higher than those of the prior art, so that tire durability is improved.
重荷重空気入りタイヤ用ゴム組成物には、加硫又は架橋剤、加硫促進剤、老化防止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、本発明の目的を阻害しない範囲内で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。本発明の重荷重空気入り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。 The heavy duty pneumatic tire rubber composition, vulcanizing or cross-linking agent, vulcanization accelerator, various additives commonly used in tire rubber composition such as anti-aging agent, the purpose of the present invention The additives can be blended within a range that does not hinder, and such additives can be kneaded by a general method to form a rubber composition and used for vulcanization or crosslinking. The amounts of these additives may be conventional general amounts as long as they do not contradict the purpose of the present invention. The rubber composition for a heavy-duty pneumatic tire of the present invention can be manufactured by mixing the above-mentioned components using a usual rubber kneading machine, for example, a Banbury mixer, a kneader, a roll, or the like.
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。 Hereinafter, the present invention will be further described with reference to Examples, but the scope of the present invention is not limited to these Examples.
表２に示す配合剤を共通配合とし、表１に示す配合からなる１２種類の重荷重空気入りタイヤ用ゴム組成物（実施例１〜３、比較例１〜９）を、硫黄、加硫促進剤を除く成分を１.８Ｌの密閉型ミキサーで１６０℃、５分間混練し放出したマスターバッチに、硫黄、加硫促進剤を加えてオープンロールで混練することにより調製した。硫黄及び硫黄含有シランカップリング剤中の硫黄の合計を、表１の「全硫黄分」の欄に示した。なお、表２に記載した共通配合剤の添加量は、表１に記載したジエン系ゴム１００重量部（正味のゴム量１００重量部）に対する重量部で表わした。 The compounding agents shown in Table 2 were used as a common compounding agent, and twelve types of heavy duty pneumatic tire rubber compositions (Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 9) consisting of the compounds shown in Table 1 were sulfurized and vulcanized. The components except for the agent were kneaded with a 1.8 L closed mixer at 160 ° C. for 5 minutes, and the mixture was released to a master batch, to which sulfur and a vulcanization accelerator were added and kneaded with an open roll. The total amount of sulfur and sulfur in the sulfur-containing silane coupling agent is shown in the column of “Total Sulfur Content” in Table 1. In addition, the addition amount of the common compounding agent shown in Table 2 was represented by parts by weight based on 100 parts by weight of the diene rubber (net rubber amount of 100 parts by weight) shown in Table 1.
得られた１２種類のゴム組成物を、所定形状の金型中で、１５０℃、３０分間加硫して試験片を作製し、下記に示す方法により動的粘弾性を指標にした転がり抵抗（６０℃のｔａｎδ）の評価を行った。 The obtained 12 types of rubber compositions were vulcanized in a mold having a predetermined shape at 150 ° C. for 30 minutes to prepare a test piece, and the rolling resistance (indicated by dynamic viscoelasticity) was determined by the following method. An evaluation of tan δ) at 60 ° C. was performed.
転がり抵抗（６０℃のｔａｎδ）
得られた試験片をＪＩＳ Ｋ６３９４に準拠して、東洋精機製作所社製粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪み１０％、振幅±２％、周波数２０Ｈｚの条件で、温度６０℃における損失正接ｔａｎδを測定した。得られたｔａｎδを比較例１の値を１００とする指数として表１の「転がり抵抗」の欄に示した。この指数が小さいほど発熱性が小さく、タイヤ走行時に発熱によりタイヤ温度が高くなるのを抑制し、タイヤ耐久性を向上可能にする。また同時に空気入りタイヤにしたとき転がり抵抗が小さくなることを意味する。
Rolling resistance (tan δ at 60 ° C)
Using a viscoelastic spectrometer manufactured by Toyo Seiki Seisakusho in accordance with JIS K6394, the obtained test piece was measured for loss tangent tan δ at a temperature of 60 ° C under conditions of initial strain 10%, amplitude ± 2%, and frequency 20 Hz. It was measured. The obtained tan δ is shown in the “rolling resistance” column of Table 1 as an index with the value of Comparative Example 1 being 100. The smaller the index is, the smaller the heat build-up is, and it is possible to prevent the tire temperature from increasing due to heat generation during running of the tire and to improve the tire durability. It also means that the rolling resistance is reduced when a pneumatic tire is used.
得られた１２種類の重荷重空気入りタイヤ用ゴム組成物をキャップトッレド部に使用して、重荷重空気入りタイヤを加硫成形し、得られた重荷重空気入りタイヤを使用し、以下の方法で耐摩耗性、耐偏摩耗性、ウェット性能及び操縦安定性の試験を行った。 Using the obtained 12 types of rubber compositions for heavy load pneumatic tires in the cap torred portion, vulcanization molding of heavy load pneumatic tires, and using the obtained heavy load pneumatic tires, Abrasion resistance, uneven wear resistance, wet performance and steering stability were tested by the method.
耐摩耗性
タイヤサイズが２７００Ｒ４９の空気入りタイヤを加硫成形し、得られたタイヤを標準リム（サイズ４９×１９．５０−４．０のリム）に組み付け、空気圧７００ｋＰａを充填し、同一車種の建設車両に装着した。この建設車両を、鉱山である一定区間を、繰り返し走行させ、同一走行距離の時に、各主溝の溝深さ（残溝）を測定した。得られた結果は、比較例１の値を１００とする指数として「耐摩耗性」の欄に示した。耐摩耗性の指数が大きいほど耐摩耗性が優れ、タイヤ耐久性が優れることを意味する。
Abrasion resistance A pneumatic tire having a tire size of 2700R49 is vulcanized and assembled, and the obtained tire is assembled on a standard rim (a rim having a size of 49 × 19.50-4.0), filled with an air pressure of 700 kPa, and subjected to the same model. Attached to construction vehicles. The construction vehicle was repeatedly run in a fixed section of a mine, and the groove depth (remaining groove) of each main groove was measured at the same running distance. The obtained results are shown in the column of "wear resistance" as an index with the value of Comparative Example 1 being 100. A larger wear resistance index means that the wear resistance is better and the tire durability is better.
耐偏摩耗性
タイヤサイズが２７００Ｒ４９の空気入りタイヤを加硫成形し、得られたタイヤを標準リム（サイズ４９×１９．５０−４．０のリム）に組み付け、空気圧７００ｋＰａを充填し、同一車種の建設車両に装着した。タイヤ１本当たり２７２５０ｋｇｆの負荷荷重をかけた状態で３０００時間、鉱山を走行させた。この走行試験前のインフレートプロファイルと走行試験後のインフレートプロファイルとを比較し、「（ショルダーエッジ摩耗量）−（外側主溝摩耗量）」の値を測定し、ショルダー肩落ち摩耗量（偏摩耗量）とした。得られた結果は、比較例１の値の逆数を１００とする指数として「耐偏摩耗性」の欄に示した。耐偏摩耗性の指数が大きいほど耐偏摩耗性が優れ、タイヤ耐久性が優れることを意味する。
Uneven wear resistance A pneumatic tire having a tire size of 2700R49 is vulcanized and assembled, and the obtained tire is mounted on a standard rim (a rim having a size of 49 × 19.50-4.0), and is filled with an air pressure of 700 kPa. Attached to a construction vehicle. The mine was run for 3000 hours with a load of 27250 kgf applied per tire. The inflation profile before the running test is compared with the inflation profile after the running test, and the value of “(shoulder edge wear amount) − (outside main groove wear amount)” is measured. Abrasion). The obtained results are shown in the column of “uneven wear resistance” as an index with the reciprocal of the value of Comparative Example 1 being 100. The higher the index of uneven wear resistance, the better the uneven wear resistance and the better tire durability.
ウェット性能
タイヤサイズが２７００Ｒ４９の空気入りタイヤを加硫成形し、得られたタイヤを標準リム（サイズ４９×１９．５０−４．０のリム）に組み付け、空気圧７００ｋＰａを充填し、同一車種の１２車両に装着した。この１２車両を、水捌けの悪い泥濘地を走行し、初速４０ｋｍ／時からの制動距離を測定することによりウェット性能を評価した。得られた結果は、比較例１の値を１００とする指数として「ウェット性能」の欄に示した。この指数が大きいほどウェット性能が優れることを意味する。
Wet performance A pneumatic tire having a tire size of 2700R49 is vulcanized and assembled, and the obtained tire is mounted on a standard rim (a rim having a size of 49 × 19.50-4.0), filled with an air pressure of 700 kPa, and filled with 12 tires of the same model. Attached to the vehicle. The twelve vehicles were run on muddy ground with poor drainage, and the wet performance was evaluated by measuring the braking distance from an initial speed of 40 km / h. The obtained results are shown in the column of "wet performance" as an index with the value of Comparative Example 1 being 100. The larger this index is, the better the wet performance is.
操縦安定性
タイヤサイズが２７００Ｒ４９の空気入りタイヤを加硫成形し、得られたタイヤを標準リム（サイズ４９×１９．５０−４．０のリム）に組み付け、空気圧７００ｋＰａを充填し、同一車種の１２車両に装着した。この１２車両を、比較的凸凹の少ない乾燥路面を走行し、ハンドルをきった時の応答性を官能的に評価することにより操縦安定性を評価した。得られた結果は、比較例１の値を１００とする指数として「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が優れることを意味する。
Driving stability A pneumatic tire having a tire size of 2700R49 is vulcanized and assembled, and the obtained tire is assembled on a standard rim (a rim having a size of 49 × 19.50-4.0), filled with an air pressure of 700 kPa, and is made of the same model. Attached to 12 vehicles. The twelve vehicles were run on a dry road surface with relatively few unevenness, and the steering stability was evaluated by sensuously evaluating the response when the steering wheel was turned. The obtained results are shown in the column of “steering stability” as an index with the value of Comparative Example 1 being 100. The larger the index, the better the steering stability .
なお、表１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、ＳＴＲ２０
・ＳＢＲ：スチレンブタジエンゴム、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ １５０２、非油展品
・カーボンブラック１：ＩＳＡＦ級カーボンブラック、キャボットジャパン社製ショウブラックＮ２３４
・シリカ：デクサ社製１１６５ＭＰ
・カップリング剤：硫黄含有シランカップリング剤（硫黄の含有量２２．５重量％）、デクサ社製Ｓｉ６９
・テルペンスチレン樹脂：ヤスハラケミカル社製ＹＳレジン ＴＯ−１２５
・テルペンフェノール樹脂：ヤスハラケミカル社製ＹＳポリスター Ｔ１３０
・硫黄：鶴見化学工業社製金華印油入微粉硫黄（硫黄の含有量９５重量％）
・加硫促進剤１：スルフェンアミド系加硫促進剤、ＦＬＥＸＳＹＳ社製ＳＡＮＴＯＣＵＲＥ ＣＢＳ
・加硫促進剤２：グアニジン系加硫促進剤、大内新興化学工業社製ノクセラーＤ（ＤＰＧ）
The types of raw materials used in Table 1 are shown below.
・ NR: Natural rubber, STR20
・ SBR: Styrene butadiene rubber, Nipol 1502 manufactured by Zeon Corporation, non-oil-exhibited product ・ Carbon black 1: ISAF grade carbon black, show black N234 manufactured by Cabot Japan
・ Silica: 1165MP manufactured by Dexa
Coupling agent: Sulfur-containing silane coupling agent (sulfur content 22.5% by weight), Si69 manufactured by Dexa
-Terpene styrene resin: YS resin TO-125 manufactured by Yashara Chemical Company
-Terpene phenolic resin: YS POLYSTAR T130 manufactured by Yashara Chemical
・ Sulfur: Fine powder sulfur with Tanami Chemical Industry Co., Ltd. Jinka-in oil (sulfur content 95% by weight)
Vulcanization accelerator 1: sulfenamide-based vulcanization accelerator, SANTOCURE CBS manufactured by FLEXSYS
Vulcanization accelerator 2: Guanidine-based vulcanization accelerator, Noxeller D (DPG) manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.
なお、表２において使用した原材料の種類を下記に示す。
・酸化亜鉛：正同化学工業社製酸化亜鉛３種
・ステアリン酸：日油社製ビーズステアリン酸
・老化防止剤：住友化学社製アンチゲン６Ｃ
The types of raw materials used in Table 2 are shown below.
-Zinc oxide: 3 types of zinc oxide manufactured by Shodo Chemical Co., Ltd.-Stearic acid: Bead stearic acid manufactured by NOF Corporation-Antioxidant: Antigen 6C manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
表１から明らかなように実施例１〜３の重荷重空気入りタイヤ用ゴム組成物を使用して成形した重荷重空気入りタイヤは、耐摩耗性、耐偏摩耗性及び低転がり抵抗性のバランス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 Table 1, the heavy-duty pneumatic tires formed using the rubber compositions for heavy-duty pneumatic tires of Examples 1 to 3 have a balance between wear resistance, uneven wear resistance, and low rolling resistance. Has been confirmed to be higher than the conventional level.
また表１から明らかなように、比較例２のゴム組成物は、比較例１にテルペンスチレン樹脂を単に加えたのでウェット性能が高くなるが、転がり抵抗および操縦安定性が悪化する。 Further, as is clear from Table 1, the rubber composition of Comparative Example 2 has high wet performance because the terpene styrene resin is simply added to Comparative Example 1, but the rolling resistance and the steering stability are deteriorated.
比較例３のゴム組成物は、比較例１にテルペンフェノール樹脂を単に加えたのでウェット性能が高くなるが、耐摩耗性、転がり抵抗および操縦安定性が悪化する。 The rubber composition of Comparative Example 3 has a high wet performance because the terpene phenol resin is simply added to Comparative Example 1, but the abrasion resistance, rolling resistance, and steering stability are deteriorated.
比較例４のゴム組成物は、比較例１のゴム組成物に対し、式（２）を満たすようにシリカ、カーボンブラックの配合量を変更したが、スルフェンアミド系加硫促進剤の配合量が少ないので耐偏摩耗性および操縦安定性が悪化する。 In the rubber composition of Comparative Example 4, the amounts of silica and carbon black were changed to satisfy the formula (2) with respect to the rubber composition of Comparative Example 1, but the amount of the sulfenamide-based vulcanization accelerator was changed. , The uneven wear resistance and steering stability are deteriorated.
比較例５のゴム組成物は、テルペンスチレン樹脂の配合量（Ｔ）とグアニジン系加硫促進剤の配合量（Ｇ）の比（Ｔ／Ｇ）が５．０を超えるので、転がり抵抗が悪化する。 In the rubber composition of Comparative Example 5, since the ratio (T / G) of the compounding amount (T) of the terpene styrene resin and the compounding amount (G) of the guanidine vulcanization accelerator exceeded 5.0, the rolling resistance was deteriorated. I do.
比較例６のゴム組成物は、テルペンスチレン樹脂の配合量（Ｔ）とグアニジン系加硫促進剤の配合量（Ｇ）の比（Ｔ／Ｇ）が２．５未満であるので、ウェット性能が悪化する。 The rubber composition of Comparative Example 6 has a wet performance because the ratio (T / G) of the compounding amount (T) of the terpene styrene resin and the compounding amount (G) of the guanidine vulcanization accelerator is less than 2.5. Getting worse.
比較例７のゴム組成物は、テルペンスチレン樹脂の配合量が５．０重量部を超え、グアニジン系加硫促進剤の配合量が１．０重量部を超えるので、耐摩耗性、転がり抵抗および操縦安定性が悪化する。 In the rubber composition of Comparative Example 7, the compounding amount of the terpene styrene resin exceeded 5.0 parts by weight, and the compounding amount of the guanidine-based vulcanization accelerator exceeded 1.0 part by weight. Steering stability deteriorates.
比較例８のゴム組成物は、天然ゴムの含有量が８０重量％未満であるので、耐摩耗性が悪化する。また転がり抵抗が悪化する。 Since the rubber composition of Comparative Example 8 has a natural rubber content of less than 80% by weight, abrasion resistance deteriorates. In addition, rolling resistance deteriorates.
比較例９のゴム組成物は、シリカの配合量が５０重量部を超えるので、耐摩耗性が悪化する。 In the rubber composition of Comparative Example 9, since the compounding amount of silica exceeds 50 parts by weight, abrasion resistance is deteriorated.
１ トレッド部
７ キャップトレッドゴム層（キャップトレッド部）
８ アンダートレッドゴム層（アンダートレッド部）
1 Tread
8 Under tread rubber layer (under tread part)
Claims (3)
Ａ＝０．２２０９Ｓ2−１．４０９Ｓ＋１．３０９Ｙ＋２．５７９ ・・・（１）
（式（１）において、Ａはスルフェンアミド系加硫促進剤の配合量（重量部）の下限値、Ｓは前記硫黄（Ｓ）の配合量（重量部）、ＹはＹ＝Ｗｓ／（Ｗｓ＋Ｗｃ）から求められる正数を表し、Ｗｓはシリカの配合量（重量部）、Ｗｃはカーボンブラックの配合量（重量部）を表す。） With respect to 100 parts by weight of a diene rubber containing 80 to 100% by weight of natural rubber and 20 to 0% by weight of styrene butadiene rubber, 0.5 to 5.0 parts by weight of a terpene styrene resin, 35 to 50 parts by weight of silica, 1.5 to 3.5 parts by weight of sulfur (S), 0.1 to 1.0 part by weight of a guanidine vulcanization accelerator, carbon black, a sulfenamide vulcanization accelerator and a sulfur-containing silane coupling agent a rubber composition containing, total 1.85 to 6.0 weight of said sulfur sulfur is incorporated into the chemical structure of the net sulfur and the sulfur-containing silane coupling agent contained in the (S) And the weight ratio (T / G) of the compounding amount (T) of the terpene styrene resin to the compounding amount (G) of the guanidine-based vulcanization accelerator is 2.5 to 5.0, and Amount of amide vulcanization accelerator Formula (1) by a heavy load pneumatic tire rubber composition characterized by A parts by weight or more is 2.6 parts by weight or less required.
A = 0.2209S 2 −1.409S + 1.309Y + 2.579 (1)
(In the formula (1), A is the lower limit of the amount (parts by weight) of the sulfenamide-based vulcanization accelerator, S is the amount (parts by weight) of the sulfur (S), and Y is Y = Ws / ( (Ws + Wc) represents a positive number, Ws represents a blending amount (parts by weight) of silica, and Wc represents a blending amount (parts by weight) of carbon black.)
Ｗｃ≦３２．７１−０．５９２Ｗｓ ・・・（２）
（式（２）において、Ｗｓはシリカの配合量（重量部）、Ｗｃはカーボンブラックの配合量（重量部）を表す。） 2. The heavy load air according to claim 1, wherein the carbon black is an ISAF class or a SAF class, and the compounding amount Wc of the carbon black and the compounding amount Ws of the silica satisfy a relationship represented by the following formula (2). Rubber composition for tires containing steel.
Wc ≦ 32.71−0.592Ws (2)
(In the formula (2), Ws represents the blending amount (parts by weight) of silica, and Wc represents the blending amount (parts by weight) of carbon black.)
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