WO2015040991A1 - 空気入りタイヤ - Google Patents

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剛史 土田
達也 宮崎
崇 石野
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住友ゴム工業株式会社
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    • C08K2201/00Specific properties of additives
    • C08K2201/002Physical properties
    • C08K2201/006Additives being defined by their surface area

Definitions

  • the present invention relates to a pneumatic tire having a tread produced using a predetermined rubber composition.
  • the tire tread is required to have performance such as wet grip performance, low fuel consumption, and wear resistance.
  • wear resistance is important because of the long average mileage of users. Therefore, it is desired to improve wear resistance while maintaining wet grip performance, low fuel consumption, and cost.
  • silica blends provide good wet grip performance, but have poor wear resistance compared to carbon black blends. It is possible to increase the wear resistance by increasing the amount of silica or using a silane coupling agent having a strong binding force with fine particle silica or polymer with excellent wear resistance. Since the cost increases, it is expected that the wear resistance will be improved by improving the polymer and the softening agent.
  • Patent Document 1 discloses a rubber composition for a tire tread having improved wear resistance, low fuel consumption, and wet grip performance by blending a liquid resin having a softening point of ⁇ 20 to 45 ° C. and specific silica. However, there is still room for improvement in terms of improving these performances while considering the cost.
  • the present invention solves the above-mentioned problems, has a tread produced using a predetermined rubber composition, and has improved fuel economy, wet grip performance and wear resistance in a well-balanced manner, and at the same time has excellent durability
  • An object is to provide a tire entering.
  • the present invention relates to an oil-extended butadiene rubber having a cis content of 95 mol% or more, a vinyl content of 1 mol% or less, a weight average molecular weight of 530,000 or more, and a styrene butadiene rubber having a bound styrene content of 30 to 50 mass% and a weight average molecular weight of 700,000 or more.
  • the present invention relates to a pneumatic tire having a tread produced using a rubber composition having a rubber content of 10 to 67% by mass and a styrene butadiene rubber content of 10 to 50% by mass.
  • the silica content is 15 to 125 parts by mass
  • the carbon black content is 3 to 70 parts by mass
  • the total content of the silica and carbon black is 60 to 135 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber solid content. Part.
  • the total amount of sulfur derived from the crosslinking agent is preferably 0.5 to 1.4 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber solid content.
  • the amount of oil added separately is preferably 7 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the rubber solid content.
  • this is a pneumatic tire having a tread produced using a rubber composition containing a specific amount of a specific oil-extended butadiene rubber, a specific styrene butadiene rubber, silica, and carbon black. Further, low fuel consumption, wet grip performance and wear resistance are improved in a well-balanced manner, and at the same time, excellent durability can be obtained.
  • the pneumatic tire of the present invention has a tread produced using a predetermined rubber composition containing a predetermined amount of a specific oil-extended butadiene rubber, a specific styrene butadiene rubber, silica, and carbon black. .
  • a predetermined rubber composition containing a predetermined amount of a specific oil-extended butadiene rubber, a specific styrene butadiene rubber, silica, and carbon black.
  • the rubber composition constituting the tread is synthesized using a rare earth element-based catalyst, and is an oil-extended butadiene rubber (oil-extended BR) having a cis content of 95 mol% or more, a vinyl content of 1 mol% or less, and a weight average molecular weight of 530,000 or more.
  • oil-extended BR oil-extended butadiene rubber
  • SBR styrene butadiene rubber
  • a known rare earth element-based catalyst can be used, and for example, a catalyst using a lanthanum series rare earth element compound can be preferably used. Further, if necessary, a lanthanum series rare earth element compound can be used in combination with an organoaluminum compound, an aluminoxane, a halogen-containing compound, and a Lewis base. Among these, an Nd-based catalyst using a neodymium (Nd) -containing compound as a lanthanum series rare earth element compound is particularly preferable.
  • Nd neodymium
  • Examples of the lanthanum series rare earth element compounds include halides, carboxylates, alcoholates, thioalcolates, amides, and the like of rare earth metals having an atomic number of 57 to 71.
  • the use of an Nd-based catalyst is preferable in that a BR having a high cis content and a low vinyl content can be obtained.
  • the cis content of the oil-extended BR is 95 mol% or more, preferably 96 mol% or more. When it is less than 95 mol%, good wear resistance and durability cannot be obtained. In addition, the upper limit of cis content is not specifically limited, 100 mol% may be sufficient.
  • the vinyl content of the oil-extended BR is 1 mol% or less, preferably 0.5 mol% or less. If it exceeds 1 mol%, the wear resistance may be reduced. In addition, the minimum of a vinyl content is not specifically limited, 0 mol% may be sufficient.
  • the oil-extended BR has a weight average molecular weight (Mw) of 530,000 or more, preferably 600,000 or more, more preferably 700,000 or more.
  • Mw weight average molecular weight
  • the upper limit of Mw is not particularly limited, but is preferably 1 million or less, more preferably 950,000 or less. If it exceeds 1,000,000, it is difficult to disperse the polymer and it is difficult to take in the filler, and the fuel efficiency tends to deteriorate.
  • the oil-extended BR is a rubber obtained by adding oil or the like as an oil-extended component to a butadiene rubber from the polymer production stage.
  • oil-extended component examples include paraffin oil, aroma oil, naphthenic oil, lightly extracted solvate (MES (mild extractive solvates)), treated distillate aromatic extract (TDAE (trated distillate aromatic extracts)), and the like. Of these, MES and TDAE are preferable.
  • the oil-extended amount of the oil-extended BR (content of the oil-extended component with respect to 100 parts by mass of BR) is not particularly limited, and may be set as appropriate, usually 5 to 100 parts by mass, preferably 10 to 50 parts by mass. is there.
  • the oil-extended BR can be prepared by a known method using a rare earth catalyst, for example, and a commercially available product can also be used.
  • a commercially available product BUNS-CB29 TDAE (a rare earth BR synthesized using an Nd-based catalyst) manufactured by LANXESS, Inc., containing 37.5 parts by mass of TDAE with respect to 100 parts by mass of a rubber component, cis content: 95. 8 mol%, Mw: 760,000), BUNA-CB29 MES manufactured by LANXESS Corporation (rare earth BR synthesized using Nd-based catalyst, 37.5 parts by mass of MES with respect to 100 parts by mass of rubber component, Cis content: 96.1 mol%, Mw: 737,000).
  • the content of BR content (BR solid content) contained in the oil-extended BR is 10% by mass or more, preferably 15% by mass. % Or more, more preferably 25% by mass or more.
  • the content is 67% by mass or less, preferably 55% by mass or less, more preferably 50% by mass or less. If it is less than 10% by mass, the wear resistance and durability may be deteriorated. If it exceeds 67% by mass, the compatibility of silica with the rubber component may be reduced, and the fuel efficiency may be deteriorated.
  • the total content of BR content contained in the oil-extended BR and BR content contained in other BR is preferably 15% by mass or more, more preferably 20%. It is at least mass%. Moreover, this content becomes like this. Preferably it is 70 mass% or less, More preferably, it is 65 mass% or less. The effect of this invention can fully be exhibited as it exists in the said range.
  • the amount of bound styrene is 30% by mass or more, preferably 34% by mass or more.
  • the bound styrene content is 50% by mass or less, preferably 46% by mass or less. If it is less than 30% by mass, the wet grip performance may be insufficient, and if it exceeds 50% by mass, it may be difficult to disperse the polymer or the fuel efficiency may be deteriorated.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the SBR is 700,000 or more, preferably 800,000 or more, more preferably 900,000 or more, and still more preferably 1,000,000 or more.
  • the upper limit of Mw is not particularly limited, but is preferably 1.5 million or less, more preferably 1.3 million or less. If it is less than 700,000, the abrasion resistance may be lowered, and if it exceeds 1.5 million, it is difficult to disperse the polymer and it is difficult to take in the filler, and the fuel efficiency tends to deteriorate.
  • the vinyl content of the SBR is preferably 5 mol% or more, more preferably 10 mol% or more, and still more preferably 15 mol% or more.
  • the vinyl content is preferably 60 mol% or less, more preferably 50 mol% or less. The effect of this invention can fully be exhibited as it exists in the said range.
  • the SBR is not particularly limited, and examples thereof include emulsion polymerization SBR (E-SBR), solution polymerization SBR (S-SBR) and the like, and may or may not be oil-extended.
  • E-SBR emulsion polymerization SBR
  • S-SBR solution polymerization SBR
  • oil-extended E-SBR is preferable from the viewpoint of wear resistance, and various oil-extended silica-modified SBRs (such as oil-extended SBR in which the terminal and main chain of the polymer are modified with various modifiers) can be used. It is.
  • oil-extended SBR When oil-extended SBR is blended, it is a rubber obtained by adding oil or the like as an oil-extended component to a styrene butadiene rubber from the polymer production stage, and examples of the oil-extended component include the same ones as described above. Of these, aroma oil, TDAE, naphthenic oil, and MES are preferable.
  • the oil-extended amount of the oil-extended SBR (content of oil-extended component with respect to 100 parts by mass of SBR) is not particularly limited and may be set as appropriate, and is usually 5 to 100 parts by mass, preferably 10 to 50 parts by mass. is there.
  • the SBR can be prepared using a known method such as an anionic polymerization method, a solution polymerization method, an emulsion polymerization method, and a commercially available product can also be used.
  • a known method such as an anionic polymerization method, a solution polymerization method, an emulsion polymerization method, and a commercially available product can also be used.
  • commercially available products include Nipol 9548 manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., 0122 manufactured by JSR Co., Ltd., and the like.
  • the content of the SBR is 10% by mass or more, preferably 15% by mass or more. Moreover, this content is 50 mass% or less, Preferably it is 40 mass% or less. If it is less than 10% by mass, wet grip performance may be deteriorated. If it exceeds 50% by mass, high heat generation and a reduction in the amount of BR may be caused, and fuel efficiency and wear resistance may be deteriorated.
  • the SBR is an oil-extended SBR
  • the content of the SBR is a content of an SBR content (SBR solid content) included in the oil-extended SBR.
  • the rubber composition may contain SBR other than the SBR as the SBR component.
  • the total content of SBR contained in the SBR and other SBRs is preferably 30% by mass or more, more preferably 35% by mass or more. Moreover, this content becomes like this. Preferably it is 80 mass% or less, More preferably, it is 70 mass% or less.
  • an appropriate amount of BR that is good for wear can be used, the total amount of oil in the rubber compounding can be made appropriate, and the effects of the present invention can be sufficiently exhibited.
  • BR cis content cis-1,4-bonded butadiene unit amount
  • vinyl content (1,2-bonded butadiene unit amount)
  • SBR vinyl content were determined by infrared absorption spectrum analysis.
  • the amount of bound styrene in SBR can be calculated by H 1 -NMR measurement.
  • the weight average molecular weight (Mw) of BR and SBR can be determined by the method shown in the examples.
  • the blending ratio of BR and SBR is preferably 20/80 to 80/20, more preferably 30/70 to 70/30, still more preferably 30. / 70 to 67/33.
  • the blending ratio is less than 20/80 or exceeds 80/20, the effect of the present invention tends not to be sufficiently exhibited.
  • the contact surface pressure is high and the wet grip performance is automatically enhanced, so that the SBR may be relatively small.
  • diene rubbers such as isoprene rubber, styrene isoprene butadiene rubber (SIBR), chloroprene rubber (CR), acrylonitrile butadiene rubber (NBR), ethylene
  • SIBR styrene isoprene butadiene rubber
  • CR chloroprene rubber
  • NBR acrylonitrile butadiene rubber
  • EPDM propylene diene rubber
  • IIR butyl rubber
  • X-IIR halogenated butyl rubber
  • diene rubber is preferable, and isoprene rubber is more preferable from the viewpoint of low fuel consumption and durability.
  • isoprene-based rubber examples include synthetic isoprene rubber (IR), natural rubber (NR), and modified natural rubber.
  • NR includes deproteinized natural rubber (DPNR) and high-purity natural rubber (HPNR).
  • Modified natural rubber includes epoxidized natural rubber (ENR), hydrogenated natural rubber (HNR), and grafted natural rubber. Etc. Of these, NR and IR are preferable, and NR is more preferable.
  • the content of isoprene-based rubber in 100% by weight of the rubber component is preferably 10 to 30% by weight.
  • the effect of this invention can fully be exhibited as it exists in the said range.
  • the silica is not particularly limited, and for example, dry method silica (anhydrous silica), wet method silica (hydrous silica) and the like can be used.
  • Wet silica (hydrous silica) is preferred because of the large number of silanol groups.
  • Examples of carbon black include GPF, FEF, HAF, ISAF, and SAF.
  • the total content of silica and carbon black is preferably 60 parts by mass or more, more preferably 65 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber solid content.
  • the total content is preferably 135 parts by mass or less, more preferably 130 parts by mass or less. If it is less than 60 parts by mass, the wear resistance may be reduced, and if it exceeds 135 parts by mass, the fuel efficiency may be reduced.
  • the total amount of sulfur derived from the cross-linking agent is the amount of pure sulfur component contained in the total cross-linking agent added in finishing kneading.
  • insoluble sulfur containing oil
  • the oil content is excluded.
  • the rubber composition may contain a coumarone indene resin having a softening point of ⁇ 20 to 45 ° C. as a resin for the purpose of improving wet grip performance, wear resistance, and elongation at break.
  • the coumarone indene resin is a resin containing coumarone and indene as monomer components constituting the resin skeleton (main chain).
  • monomer components contained in the skeleton include styrene and ⁇ -methylstyrene. , Methylindene, vinyltoluene and the like.
  • the softening point of the coumarone indene resin is ⁇ 20 ° C. or higher, preferably ⁇ 10 ° C. or higher. If it is lower than -20 ° C, there is a possibility that the effect of improving fuel economy and elongation at break cannot be obtained sufficiently.
  • the softening point is 45 ° C. or lower, preferably 40 ° C. or lower. When it exceeds 45 ° C., fuel economy and elongation at break tend to deteriorate.
  • the softening point of coumarone indene resin is the temperature at which the sphere descends when the softening point specified in JIS K 6220-1: 2001 is measured with a ring and ball softening point measuring device.
  • the rubber composition includes compounding agents generally used in the production of rubber compositions such as silane coupling agents, zinc oxide, stearic acid, processing aids, anti-aging agents, waxes, additives.
  • a sulfur accelerator or the like can be appropriately blended.
  • the rubber composition of the present invention can be produced by a conventionally known method such as the following method. First, after compounding (adding) components other than sulfur and a vulcanization accelerator into a rubber kneading apparatus such as a Banbury mixer or an open roll and kneading (base kneading step), sulfur and vulcanization are further added to the obtained kneaded product. It can be produced by a method of blending (adding) a sulfur accelerator, kneading (F kneading), and then vulcanizing. The rubber composition is used for tire treads.
  • a rubber kneading apparatus such as a Banbury mixer or an open roll and kneading (base kneading step
  • sulfur and vulcanization are further added to the obtained kneaded product. It can be produced by a method of blending (adding) a sulfur accelerator, kneading (F kn
  • the pneumatic tire of the present invention is produced by a usual method using the rubber composition. That is, the rubber composition containing the above components is extruded in accordance with the shape of the tread at an unvulcanized stage and molded together with other tire members on a tire molding machine by a normal method. Form a vulcanized tire. The unvulcanized tire is heated and pressurized in a vulcanizer to obtain a tire.
  • the pneumatic tire of the present invention is suitable for tires for passenger cars, large passenger cars, large SUV tires, heavy duty tires such as trucks and buses, and light truck tires, and can be used as respective winter tires and studless tires. is there.

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Abstract

本発明は所定のゴム組成物を用いて作製したトレッドを有し、低燃費性、ウェットグリップ性能及び耐摩耗性がバランス良く改善され、同時に優れた耐久性も有する空気入りタイヤを提供する。 本発明はシス含量95モル%以上、ビニル含量1モル%以下、重量平均分子量53万以上の油展ブタジエンゴムと、結合スチレン量30~50質量%、重量平均分子量70万以上のスチレンブタジエンゴムと、シリカと、カーボンブラックとを含有し、前記油展ブタジエンゴムが希土類元素系触媒を用いて合成されたブタジエンゴムであり、ゴム固形分100質量%中、前記油展ブタジエンゴムに含まれるブタジエンゴム分の含有量が10~67質量%、前記スチレンブタジエンゴムの含有量が10~50質量%であるゴム組成物を用いて作製したトレッドを有する空気入りタイヤに関する。 

Description

空気入りタイヤ
本発明は、所定のゴム組成物を用いて作製したトレッドを有する空気入りタイヤに関する。
タイヤのトレッドには、ウェットグリップ性能、低燃費性、耐摩耗性等の性能が要求される。特に北米市場ではユーザーの平均月間走行距離が長いことから、耐摩耗性が重視されている。したがってウェットグリップ性能や低燃費性、更にはコスト面を維持しつつ、耐摩耗性を向上することが望まれている。
一般に、シリカ配合は、良好なウェットグリップ性能が得られるものの、カーボンブラック配合と比較すると、耐摩耗性が劣る。シリカを増量、又は耐摩耗性に優れた微粒子シリカ若しくはポリマーとの結合力の強いシランカップリング剤を用いることで、耐摩耗性の向上を図ることも考えられるが、それに伴いシランカップリング剤のコストが上昇するため、ポリマー、軟化剤の改良によって、耐摩耗性を向上することが期待されている。
特許文献1には、軟化点-20~45℃の液状樹脂及び特定のシリカを配合することで、耐摩耗性、低燃費性及びウェットグリップ性能を改善したタイヤトレッド用ゴム組成物が開示されているが、コスト面を考慮しながら、これらの性能を改善するという点について、未だ改善の余地がある。
特開2013-053296号公報
本発明は、前記課題を解決し、所定のゴム組成物を用いて作製したトレッドを有し、低燃費性、ウェットグリップ性能及び耐摩耗性がバランス良く改善され、同時に優れた耐久性も有する空気入りタイヤを提供することを目的とする。
本発明は、シス含量95モル%以上、ビニル含量1モル%以下、重量平均分子量53万以上の油展ブタジエンゴムと、結合スチレン量30~50質量%、重量平均分子量70万以上のスチレンブタジエンゴムと、シリカと、カーボンブラックとを含有し、前記油展ブタジエンゴムが希土類元素系触媒を用いて合成されたブタジエンゴムであり、ゴム固形分100質量%中、前記油展ブタジエンゴムに含まれるブタジエンゴム分の含有量が10~67質量%、前記スチレンブタジエンゴムの含有量が10~50質量%であるゴム組成物を用いて作製したトレッドを有する空気入りタイヤに関する。
前記ゴム固形分100質量部に対して、前記シリカの含有量が15~125質量部、前記カーボンブラックの含有量が3~70質量部、前記シリカ及びカーボンブラックの合計含有量が60~135質量部であることが好ましい。
前記ゴム固形分100質量部に対して、架橋剤由来の全硫黄量が0.5~1.4質量部であることが好ましい。
前記スチレンブタジエンゴムは、重量平均分子量90万以上の油展乳化重合スチレンブタジエンゴムであることが好ましい。
更に別途添加されるオイルの配合量が、前記ゴム固形分100質量部に対して、7質量部以下であることが好ましい。
前記ゴム固形分100質量部に対して、窒素吸着比表面積130m/g以上のカーボンブラックを10質量部以上含むことが好ましい。
本発明によれば、特定の油展ブタジエンゴムと、特定のスチレンブタジエンゴムと、シリカと、カーボンブラックとを所定量の含有するゴム組成物を用いて作製したトレッドを有する空気入りタイヤであるので、低燃費性、ウェットグリップ性能及び耐摩耗性がバランス良く改善され、同時に優れた耐久性も得ることが可能となる。
ポリマーの分散の状態の模式図の一例
本発明の空気入りタイヤは、特定の油展ブタジエンゴムと、特定のスチレンブタジエンゴムと、シリカと、カーボンブラックとを所定量含有する所定のゴム組成物を用いて作製したトレッドを有するものである。これにより、良好な低燃費性、ウェットグリップ性能を維持しながら、耐摩耗性が顕著に改善され、コスト上昇を抑制しつつ、これらの性能バランスを改善できる。同時に、優れた耐チッピング性等の耐久性も得ることが可能である。
前記性能バランスや耐久性が改善される理由は明らかではないが、特定の油展ブタジエンゴムとすることでブタジエンゴムを柔らかくし、高分子量の特定スチレンブタジエンゴムとすることでポリマーが切れ難くする。これらの2つの働きにより、図1(b)のように、ブタジエン相とスチレンブタジエン相が複雑に入り組んだ相を形成する。そのため、通常シリカが混和しにくいブタジエン相に多くのシリカが分配し、通常カーボンブラックが混和しにくいスチレンブタジエン相に多くのカーボンブラックが分配し、両ゴム相へ両フィラーが偏りなく分配・分散するため、各種性能が改善されるものと推察される。
先ず、前記トレッドを構成するゴム組成物について説明する。
本発明におけるトレッド用ゴム組成物は、希土類元素系触媒を用いて合成され、シス含量95モル%以上、ビニル含量1モル%以下、重量平均分子量53万以上の油展ブタジエンゴム(油展BR)と、結合スチレン量30~50質量%、重量平均分子量70万以上のスチレンブタジエンゴム(SBR)と、シリカと、カーボンブラックとを含有する。
上記油展BRについて、希土類元素系触媒は公知のものを使用でき、例えば、ランタン系列希土類元素化合物を用いたものを好適に使用することができる。また、必要に応じて、ランタン系列希土類元素化合物に、有機アルミニウム化合物、アルミノキサン、ハロゲン含有化合物、及びルイス塩基を組み合わせて使用することができる。なかでも、ランタン系列希土類元素化合物としてネオジム(Nd)含有化合物を用いたNd系触媒が特に好ましい。
ランタン系列希土類元素化合物としては、原子番号57~71の希土類金属のハロゲン化物、カルボン酸塩、アルコラート、チオアルコラート、アミド等が挙げられる。なかでも、前述のとおり、Nd系触媒の使用が高シス含量、低ビニル含量のBRが得られる点で好ましい。
上記油展BRのシス含量は、95モル%以上であり、好ましくは96モル%以上である。95モル%未満であると、良好な耐摩耗性、耐久性が得られない。なお、シス含量の上限は特に限定されず、100モル%でもよい。
上記油展BRのビニル含量は、1モル%以下であり、好ましくは0.5モル%以下である。1モル%を超えると、耐摩耗性が低下するおそれがある。なお、ビニル含量の下限は特に限定されず、0モル%でもよい。
上記油展BRの重量平均分子量(Mw)は、53万以上であり、好ましくは60万以上、より好ましくは70万以上である。一方、Mwの上限は特に限定されないが、好ましくは100万以下、より好ましくは95万以下である。100万を超えると、ポリマーの分散が困難、かつ、フィラーの取り込みが困難となり、低燃費性が悪化する傾向がある。
上記油展BRは、ポリマー製造段階から、ブタジエンゴムに、油展成分としてオイルなどを添加したゴムであり、該油展成分としては、パラフィンオイル、アロマオイル、ナフテンオイル、軽度抽出溶媒和物(MES(mild extraction solvates))、処理留出物芳香族系抽出物(TDAE(treated distillate aromatic extracts))、等が挙げられる。なかでも、MES、TDAEが好ましい。
上記油展BRの油展量(BR分100質量部に対する油展成分の含有量)は特に限定されず、適宜設定すれば良く、通常、5~100質量部、好ましくは10~50質量部である。
上記油展BRは、例えば、希土類系触媒を用いて公知の方法で調製でき、市販品も使用可能である。市販品としては、ランクセス(株)製のBUNA-CB29 TDAE(Nd系触媒を用いて合成した希土類系BR、ゴム成分100質量部に対してTDAEを37.5質量部含有、シス含量:95.8モル%、Mw:76万)、ランクセス(株)製のBUNA-CB29 MES(Nd系触媒を用いて合成した希土類系BR、ゴム成分100質量部に対してMESを37.5質量部含有、シス含量:96.1モル%、Mw:73.7万)等が挙げられる。
ゴム固形分(ゴム組成物中に含まれるゴム成分の固形分量)100質量%中、上記油展BRに含まれるBR分(BR固形分量)の含有量は、10質量%以上、好ましくは15質量%以上、より好ましくは25質量%以上である。該含有量は、67質量%以下、好ましくは55質量%以下、より好ましくは50質量%以下である。10質量%未満であると、耐摩耗性及び耐久性が悪化するおそれがあり、67質量%を超えると、ゴム成分に対するシリカの相溶性が低下し、低燃費性が悪化するおそれがある。
上記ゴム組成物は、BR成分として、上記油展BR以外の他のBR(非油展BR等)を含んでもよい。
ゴム固形分100質量%中、上記油展BRに含まれるBR分及び他のBRに含まれるBR分の合計含有量(BR固形分の総量)は、好ましくは15質量%以上、より好ましくは20質量%以上である。また、該含有量は、好ましくは70質量%以下、より好ましくは65質量%以下である。上記範囲内であると、本発明の効果を充分に発揮できる。
次に、上記SBRについて、その結合スチレン量は、30質量%以上、好ましくは34質量%以上である。また、該結合スチレン量は、50質量%以下、好ましくは46質量%以下である。30質量%未満であると、ウェットグリップ性能が不充分となるおそれがあり、50質量%を超えると、ポリマーの分散が困難になったり、低燃費性が悪化するおそれがある。
上記SBRの重量平均分子量(Mw)は、70万以上、好ましくは80万以上、より好ましくは90万以上、更に好ましくは100万以上である。一方、Mwの上限は特に限定されないが、好ましくは150万以下、より好ましくは130万以下である。70万未満であると、耐摩耗性が低下するおそれがあり、150万を超えると、ポリマーの分散が困難、かつ、フィラーの取り込みが困難となり、低燃費性が悪化する傾向がある。
上記SBRのビニル含量は、好ましくは5モル%以上、より好ましくは10モル%以上、更に好ましくは15モル%以上である。また、該ビニル含量は、好ましくは60モル%以下、より好ましくは50モル%以下である。上記範囲内であると、本発明の効果を充分に発揮できる。
上記SBRとしては、特に限定されず、乳化重合SBR(E-SBR)、溶液重合SBR(S-SBR)などが挙げられ、油展されていても、油展されていなくてもよい。なかでも、耐摩耗性の観点から、油展E-SBRが好ましく、また、油展各種シリカ用変性SBR(各種変性剤でポリマーの末端や主鎖が変性された油展SBRなど)も使用可能である。
油展SBRを配合する場合、ポリマー製造段階から、スチレンブタジエンゴムに、油展成分としてオイルなどを添加したゴムであり、該油展成分としては、前記の同様のもの等が挙げられる。なかでも、アロマオイル、TDAE、ナフテンオイル、MESが好ましい。
上記油展SBRの油展量(SBR分100質量部に対する油展成分の含有量)は特に限定されず、適宜設定すれば良く、通常、5~100質量部、好ましくは10~50質量部である。
上記SBRは、例えば、アニオン重合法、溶液重合法、乳化重合法等、公知の方法を用いて調製でき、市販品も使用可能である。市販品としては、日本ゼオン(株)製のNipol 9548、JSR(株)製の0122等が挙げられる。
ゴム固形分100質量%中、上記SBRの含有量は、10質量%以上、好ましくは15質量%以上である。また、該含有量は、50質量%以下、好ましくは40質量%以下である。10質量%未満であると、ウェットグリップ性能が悪化するおそれがあり、50質量%を超えると、高発熱、BR量の減量につながり、低燃費性及び耐摩耗性が悪化するおそれがある。なお、上記SBRが油展SBRの場合、上記SBRの含有量とは、油展SBRに含まれるSBR分(SBR固形分量)の含有量のことである。
上記ゴム組成物は、SBR成分として、上記SBR以外の他のSBRを含んでもよい。
ゴム固形分100質量%中、上記SBR及び他のSBRに含まれるSBR分の合計含有量(SBR固形分の総量)は、好ましくは30質量%以上、より好ましくは35質量%以上である。また、該含有量は、好ましくは80質量%以下、より好ましくは70質量%以下である。上記範囲内であると、摩耗に良いBRを適量使用し、ゴム配合中の総オイル量を適量にでき、本発明の効果を充分に発揮できる。
なお、本明細書において、BRのシス含量(シス-1,4-結合ブタジエン単位量)及びビニル含量(1,2-結合ブタジエン単位量)、SBRのビニル含量は、赤外吸収スペクトル分析法により測定でき、SBRの結合スチレン量は、H-NMR測定により算出される。BR、SBRの重量平均分子量(Mw)は、実施例で示す方法により、求めることができる。
上記ゴム組成物において、BR分及びSBR分の配合比率(BR分質量/SBR分質量)は、好ましくは20/80~80/20、より好ましくは30/70~70/30、更に好ましくは30/70~67/33である。当該配合比率が20/80未満の場合や80/20を超える場合、本発明の効果が充分に発揮されない傾向がある。なお、ライトトラック用タイヤの場合、接地面圧力が高く、ウェットグリップ性能は自動的に高くなるため、SBRは比較的少量で良い。
上記ゴム組成物のゴム成分として、上記BR分及びSBR分の他に、イソプレン系ゴム、スチレンイソプレンブタジエンゴム(SIBR)、クロロプレンゴム(CR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)等のジエン系ゴム、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、ブチルゴム(IIR)、ハロゲン化ブチルゴム(X-IIR)等の非ジエン系ゴム等が挙げられる。なかでも、ジエン系ゴムが好ましく、低燃費性、耐久性の観点から、イソプレン系ゴムがより好ましい。
イソプレン系ゴムとしては、合成イソプレンゴム(IR)、天然ゴム(NR)、改質天然ゴム等が挙げられる。NRには、脱タンパク質天然ゴム(DPNR)、高純度天然ゴム(HPNR)も含まれ、改質天然ゴムとしては、エポキシ化天然ゴム(ENR)、水素添加天然ゴム(HNR)、グラフト化天然ゴム等が挙げられる。なかでも、NR、IRが好ましく、NRがより好ましい。
イソプレン系ゴムを配合する場合、ゴム成分100質量%中のイソプレン系ゴムの含有量は、10~30質量%が好ましい。上記範囲内であると、本発明の効果を充分に発揮できる。
上記ゴム組成物には、シリカ及びカーボンブラックの両フィラーが含まれる。両フィラーのうち、シリカは上記SBRに、カーボンブラックは上記油展BRに取り込まれやすい傾向があるため、上記油展BR、上記SBR、シリカ及びカーボンブラックを組み合わせることで、本発明の効果を発揮することができる。
シリカとしては、特に限定されず、例えば、乾式法シリカ(無水シリカ)、湿式法シリカ(含水シリカ)などを用いることができる。シラノール基が多いという理由から、湿式法シリカ(含水シリカ)が好ましい。
シリカのチッ素吸着比表面積(NSA)は、好ましくは80m/g以上、より好ましくは100m/g以上である。また、該NSAは、280m/g以下、より好ましくは250m/g以下である。上記範囲内であると、本発明の効果を充分に発揮できる。
なお、シリカのNSAは、ASTM D3037-81に準じて測定される。
カーボンブラックとしては、例えば、GPF、FEF、HAF、ISAF、SAFなどが挙げられる。
カーボンブラックのチッ素吸着比表面積(NSA)は、好ましくは50m/g以上、より好ましくは100m/g以上、更に好ましくは130m/g以上である。また、該NSAは、好ましくは250m/g以下、より好ましくは200m/g以下、更に好ましくは180m/g以下である。なお、NSAが50m/g未満では、耐摩耗性が低下するおそれがあり、250m/gを超えると、充分な低燃費性、加工性が得られないおそれがある。なお、カーボンブラックのNSAは、JIS K 6217-2:2001によって求められる。
シリカの含有量は、ゴム固形分100質量部に対して、好ましくは15質量部以上、より好ましくは20質量部以上である。また、該含有量は、好ましくは125質量部以下、より好ましくは120質量部以下である。15質量部未満であると、上記SBRに取り込まれるフィラー量が少なく、ウェットグリップ性能、補強性(耐摩耗性)が充分に得られないおそれがあり、125質量部を超えると、フィラー量が多くなりすぎて、フィラーの分散が困難となり、低燃費性が低下するおそれがある。
カーボンブラックの含有量は、ゴム固形分100質量部に対して、好ましくは3質量部以上、より好ましくは5質量部以上である。また、該含有量は、好ましくは70質量部以下、より好ましくは65質量部以下である。3質量部未満であると、上記油展BRに取り込まれるフィラー量が少なく、耐摩耗性が充分に得られず、ゴムの紫外線耐劣化性が大幅に低下するおそれがあり、70質量部を超えると、ウェットグリップ性能及び低燃費性が低下するおそれがある。
シリカ及びカーボンブラックの合計含有量は、ゴム固形分100質量部に対して、好ましくは60質量部以上、より好ましくは65質量部以上である。また、該合計含有量は、好ましくは135質量部以下、より好ましくは130質量部以下である。60質量部未満であると、耐摩耗性が低下するおそれがあり、135質量部を超えると、低燃費性が低下するおそれがある。
シリカ及びカーボンブラックの配合比率(シリカ/カーボンブラック(質量比))は、好ましくは20/80~96/4、より好ましくは25/75~85/15である。20/80未満では、低燃費性及びウェットグリップ性能が低下するおそれがあり、96/4を超えると、耐久性及び耐摩耗性が低下するおそれがある。
前記ゴム組成物は、通常、硫黄、ハイブリッド架橋剤等の架橋剤を含有する。硫黄としては、ゴム工業において一般的に用いられる粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄、可溶性硫黄などが挙げられる。ハイブリッド架橋剤としては、市販品KA9188等が挙げられる。
前記ゴム組成物において、架橋剤由来の全硫黄量は、ゴム固形分100質量部に対して、好ましくは0.4質量部以上、より好ましくは0.5質量部以上、更に好ましくは0.8質量部以上である。また、該全硫黄量は、好ましくは1.6質量部以下、より好ましくは1.4質量部以下、更に好ましくは1.3質量部以下である。0.4質量部未満であると、加硫後の硬度(Hs)や隣接ゴム配合との共架橋が充分に得られないおそれがあり、1.6質量部を超えると、耐摩耗性が悪化するおそれがある。なお、架橋剤由来の全硫黄量とは、仕上げ練りで投入する全架橋剤中に含まれる純硫黄成分量であり、例えば、架橋剤として不溶性硫黄(オイル含有)を用いる場合はオイル分を除いた純硫黄量を意味する。
上記ゴム組成物は、上記油展BRや油展SBR等、油展ゴムに含まれる油以外に、別途添加されるオイルの配合量が、ゴム固形分100質量部に対して、好ましくは7質量部以下、より好ましくは5質量部以下であり、配合しなくてもよい。油展ゴムを使用していることで、別途プロセスオイルとして配合するオイルの減量が可能となり、加工中の練りローター滑りやポリマー相間の滑りが抑制され、ポリマー相(ゴム成分)が混ざりやすくなり、図1(b)のように、入り組んだ状態となりやすい。
上記ゴム組成物は、ウェットグリップ性能、耐摩耗性及び破断時伸びを向上する目的で、レジンとして、軟化点が-20~45℃のクマロンインデン樹脂を含んでもよい。上記クマロンインデン樹脂は、樹脂の骨格(主鎖)を構成するモノマー成分として、クマロン及びインデンを含む樹脂であり、クマロン、インデン以外に骨格に含まれるモノマー成分としては、スチレン、α-メチルスチレン、メチルインデン、ビニルトルエンなどが挙げられる。
上記クマロンインデン樹脂の軟化点は、-20℃以上であり、好ましくは-10℃以上である。-20℃未満であると、低燃費性、破断時伸びの改善効果が充分に得られないおそれがある。該軟化点は、45℃以下、好ましくは40℃以下である。45℃を超えると、低燃費性、破断時伸びが悪化する傾向がある。
なお、クマロンインデン樹脂の軟化点は、JIS K 6220-1:2001に規定される軟化点を環球式軟化点測定装置で測定し、球が降下した温度である。
レジンを配合する場合、レジンの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは3質量部以上である。また、該含有量は、好ましくは30質量部以下、より好ましくは20質量部以下である。1質量部未満であると、低燃費性、破断時伸びの改善効果が充分に得られないおそれがあり、30質量部を超えると、充分な硬度が得られないおそれがある。
上記ゴム組成物には、前記成分以外にも、ゴム組成物の製造に一般に使用される配合剤、例えば、シランカップリング剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、加工助剤、老化防止剤、ワックス、加硫促進剤などを適宜配合することができる。
本発明のゴム組成物は、以下の方法など、従来公知の方法で製造できる。
先ず、バンバリーミキサー、オープンロールなどのゴム混練装置に硫黄及び加硫促進剤以外の成分を配合(添加)して混練りした後(ベース練り工程)、得られた混練物に、更に硫黄及び加硫促進剤を配合(添加)して混練りし(F練り)、その後加硫する方法などにより製造できる。該ゴム組成物は、タイヤのトレッドに使用される。
前記ベース練り工程は、前記ゴム成分等を混練するものであれば特に限定されず、1工程でベース練り工程を行う方法の他に、ゴム成分、シリカ半量、シランカップリング剤半量を混練するX練り、X練りで混練した混練物、残りのシリカ、カーボンブラック、残りのシランカップリング剤、硫黄及び加硫促進剤を除くその他の成分を混練するY練り等に分割したベース練り工程でもよい。
本発明の空気入りタイヤは、上記ゴム組成物を用いて通常の方法で製造される。
すなわち、前記成分を配合したゴム組成物を、未加硫の段階でトレッドの形状にあわせて押出し加工し、他のタイヤ部材とともに、タイヤ成型機上にて通常の方法で成形することにより、未加硫タイヤを形成する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧することによりタイヤを得る。
本発明の空気入りタイヤは、乗用車用タイヤ、大型乗用車用、大型SUV用タイヤ、トラック、バスなどの重荷重用タイヤ、ライトトラック用タイヤに好適であり、それぞれのウィンタータイヤ、スタッドレスタイヤとして使用可能である。
実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
以下に製造例で用いた各種薬品について説明する。
乳化剤(1):ハリマ化成(株)製のロジン酸石鹸
乳化剤(2):和光純薬工業(株)製の脂肪酸石鹸
電解質:和光純薬工業(株)製のリン酸ナトリウム
スチレン:和光純薬工業(株)製のスチレン
ブタジエン:高千穂商事(株)製の1,3-ブタジエン
分子量調整剤:和光純薬工業(株)製のtert-ドデシルメルカプタン
ラジカル開始剤:日油(株)製のパラメンタンヒドロペルオキシド
SFS:和光純薬工業(株)製のソディウム・ホルムアルデヒド・スルホキシレート
EDTA:和光純薬工業(株)製のエチレンジアミン四酢酸ナトリウム
触媒:和光純薬工業(株)製の硫酸第二鉄
重合停止剤:和光純薬工業(株)製のN,N‘-ジメチルジチオカルバメート
<製造例1(油展E-SBR)>
撹拌機付き耐圧反応器に水1200g、乳化剤(1)27g、乳化剤(2)0.9g、電解質4.8g、スチレン312g、ブタジエン288g及び分子量調整剤0.15gを仕込んだ。反応器温度を5℃とし、ラジカル開始剤0.6g及びSFS0.92gを溶解した水溶液と、EDTA0.42g及び触媒0.3gを溶解した水溶液とを反応器に添加して重合を開始した。重合開始から5時間後、重合停止剤1.2gを添加して反応を停止させ、ラテックスを得た。該ラテックスにTDAE225gを添加し、半日間放置しラテックスを吸油させた後、該ラテックスをアルコールに添加し、飽和塩化ナトリウム水溶液又はギ酸でpH3~5になるように調整しながら、凝固させ、クラム状の重合体を得た。該重合体を40℃の減圧乾燥機で乾燥し、固形ゴムを得た。
<末端変性剤の作製>
窒素雰囲気下、250mlメスフラスコに3-(N,N-ジメチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン(アヅマックス(株)製)を20.8g入れ、さらに無水ヘキサン(関東化学(株)製)を加え、全量を250mlにして作製した。
<製造例2(油展S-SBR)>
充分に窒素置換した30L耐圧容器にn-ヘキサンを18L、スチレン(関東化学(株)製)を800g、ブタジエンを1200g、テトラメチルエチレンジアミンを1.1mmol加え、40℃に昇温した。次に、1.6Mブチルリチウム(関東化学(株)製)を1.8mL加えた後、50℃に昇温させ3時間撹拌した。次に上記末端変性剤を4.1mL追加し30分間撹拌を行った。反応溶液にメタノール15mL及び2,6-tert-ブチル-p-クレゾール0.1gを添加後、TDAE1200g添加し10分間撹拌を行った。その後、スチームストリッピング処理によって重合体溶液から凝集体を回収した。得られた凝集体を24時間減圧乾燥させ、変性SBR(SBR5)を得た。結合スチレン量は41質量%であった。Mwは1,196,000であり、ビニル含量は40モル%であった。
<製造例3(非油展S-SBR)>
充分に窒素置換した30L耐圧容器にn-ヘキサンを18L、スチレン(関東化学(株)製)を540g、ブタジエンを1460g、テトラメチルエチレンジアミンを17mmol加え、40℃に昇温した。次に、ブチルリチウムを10.5mL加えた後、50℃に昇温させ3時間撹拌した。次に0.4mol/Lの四塩化ケイ素/ヘキサン溶液を3.5ml加え、30分撹拌を行った。次に、上記末端変性剤を30mL追加し30分間撹拌を行った。反応溶液に2,6-tert-ブチル-p-クレゾール(大内新興化学工業(株)製)0.2gを溶かしたメタノール(関東化学(株)製)2mLを添加後、反応溶液を18Lのメタノールが入ったステンレス容器に入れて凝集体を回収した。得られた凝集体を24時間減圧乾燥させ、変性SBR(SBR6)を得た。結合スチレン量は28質量%であった。Mwは717,000であり、ビニル含量は60モル%であった。
<製造例4(非油展S-SBR)>
充分に窒素置換した30L耐圧容器にn-ヘキサンを18L、スチレン(関東化学(株)製)を740g、ブタジエンを1260g、テトラメチルエチレンジアミンを17mmol加え、40℃に昇温した。次に、ブチルリチウムを10.5mL加えた後、50℃に昇温させ3時間撹拌した。次に0.4mol/Lの四塩化ケイ素/ヘキサン溶液を3.5ml加え、30分撹拌を行った。次に、上記末端変性剤を30mL追加し30分間撹拌を行った。反応溶液に2,6-tert-ブチル-p-クレゾール(大内新興化学工業(株)製)0.2gを溶かしたメタノール(関東化学(株)製)2mLを添加後、反応溶液を18Lのメタノールが入ったステンレス容器に入れて凝集体を回収した。得られた凝集体を24時間減圧乾燥させ、変性SBR(SBR7)を得た。結合スチレン量は37.5質量%であった。Mwは925,000であり、ビニル含量は55.8モル%であった。
以下、実施例及び比較例で使用した各種薬品について、まとめて説明する。
NR:TSR20
BR1:ランクセス社製のBUNA-CB21(Nd系BR、非油展)
BR2:ランクセス社製のBUNA-CB24(Nd系BR、非油展)
BR3:ランクセス社製のBUNA-CB29 TDAE(Nd系BR、油展)
BR4:ランクセス社製のBUNA-CB29 MES(Nd系BR、油展)
SBR1:日本ゼオン(株)製のNipol 1723(E-SBR、油展)
SBR2:JSR(株)製の0122(E-SBR、油展)
SBR3:製造例1で作製したE-SBR(油展)
SBR4:日本ゼオン(株)製のNipol 9548(E-SBR、油展)
SBR5:製造例2で作製したシリカ変性SBR(油展)
SBR6:製造例3で作製したシリカ変性SBR(非油展)
SBR7:製造例4で作製したシリカ変性SBR(非油展)
カーボンブラック1:キャボットジャパン(株)製のショウブラックN220(NSA:114m/g)
カーボンブラック2:キャボットジャパン(株)製のショウブラックN134(NSA:134m/g)
カーボンブラック3:コロンビアカーボン(株)製のHP160(NSA:165m/g)
カーボンブラック4:三菱化学(株)製の試作品(NSA:231m/g、圧縮試料オイル吸収量(COAN):190ml/100g)
シリカ:Evonik社製のULTRASIL VN3(NSA:175m/g)
レジン:Rutgers Chemicals社製のNOVARES C10(液状クマロンインデン樹脂、軟化点:5~15℃)
プロセスオイル:H&R(株)製のVivaTec400(TDAEオイル)
ワックス:日本精鑞(株)製のオゾエース0355
老化防止剤1:住友化学(株)製のアンチゲン6C(N-フェニル-N’-(1,3-ジメチルブチル)-p-フェニレンジアミン)
老化防止剤2:大内新興化学(株)製のノクラック224(2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリン重合体)
ステアリン酸:日油(株)製のステアリン酸「椿」
亜鉛華:東邦亜鉛(株)製の銀嶺R
シランカップリング剤:Evonik社製のSi75
硫黄:細井化学工業(株)製のHK-200-5(5%オイル含有粉末硫黄)
加硫促進剤1:大内新興化学工業(株)製のノクセラーNS-G(N-tert-ブチル-2-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド)
加硫促進剤2:大内新興化学工業(株)製のノクセラーD(1,3-ジフェニルグアニジン)
ハイブリッド架橋剤:ランクセス社製のVulcuren VP KA9188(1,6-ビス(N,N’-ジベンジルチオカルバモイルジチオ)ヘキサン)(硫黄含有量:20.6%)
なお、上記BR1~4、SBR1~7の物性値を、以下の表1、2にまとめて示す。
表1、2に示す重量平均分子量(Mw)の測定方法を以下に示す。
<重量平均分子量の測定方法>
下記の条件(1)~(8)でゲル・パーミエイション・クロマトグラフ(GPC)法により、重量平均分子量(Mw)を測定した。
(1)装置:東ソー(株)製のHLC-8220
(2)分離カラム:東ソー(株)製のHM―H(2本直列)
(3)測定温度:40℃
(4)キャリア:テトラヒドロフラン
(5)流量:0.6mL/分
(6)注入量:5μL
(7)検出器:示差屈折
(8)分子量標準:標準ポリスチレン
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
<実施例及び比較例>
表3に示す配合内容に従い、バンバリーミキサーを用いて、まず、ゴム成分及びカーボンブラックの全量と、シリカ及びシランカップリング剤の1/2量ずつとを150℃の条件下で5分間混練りした後(X練り)、硫黄、架橋剤及び加硫促進剤以外の残りの材料を添加して150℃の条件下で4分間混練りし(Y練り)、混練り物を得た。次に、得られた混練り物に架橋剤及び加硫促進剤を添加し、オープンロールを用いて、105℃の条件下で4分間練り込み(F練り)、未加硫ゴム組成物を得た。
得られた未加硫ゴム組成物を170℃の条件下で12分間プレス加硫し、加硫ゴム組成物を得た。
また、得られた未加硫ゴム組成物をトレッドの形状に押出し成形し、タイヤ成形機上で他のタイヤ部材とともに貼り合わせ、170℃の条件下で12分間加硫し、試験用タイヤ(タイヤサイズ:245/40R18、乗用車用タイヤ)を得た。
得られた加硫ゴム組成物及び試験用タイヤを使用して、下記の評価を行った。評価結果を表3に示す。
(硬度)
JIS K6253「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム-硬さの求め方」に準じて、タイプAデュロメーターにより、23℃における加硫ゴム組成物の硬度(ショアA)を測定した。
なお、安全性(操縦安定性)確保の面から、実施例及び比較例は、硬度が一定の範囲内となるように配合内容を調節している。硬度を一定の範囲内に揃えて初めて破断時伸びの適切な比較が可能となる。
(低燃費性)
(株)岩本製作所製の粘弾性スペクトロメータVESを用いて、温度30℃、周波数10Hz、初期歪10%及び動歪2%の条件下で、上記加硫ゴム組成物の損失正接tanδを測定し、比較例1のtanδを100として指数表示をした。指数が大きいほど、低燃費性に優れることを示し、指数90以上なら、実用的に問題ない低燃費性である。
(ウェットグリップ性能)
上記試験用タイヤを排気量2000ccの国産FR車に装着し、ウェットアスファルト路面のテストコースにて10周の実車走行を行った。その際における、操舵時のコントロールの安定性をテストドライバーが評価し、比較例1を100として指数表示をした。指数が大きいほどウェットグリップ性能に優れることを示し、指数90なら、実用的に問題ないウェットグリップ性能である。
(耐摩耗性)
上記試験用タイヤを排気量2000ccの国産FR車に装着し、ドライアスファルト路面のテストコースにて実車走行を行った。その際におけるタイヤトレッドゴムの残溝量を計測した(新品時8.0mm)。比較例1の残溝量を100として指数表示し、指数が大きいほど、耐摩耗性に優れることを示し、指数115以上なら、実用的に問題ない耐摩耗性である。
(破断時伸び)
加硫ゴム組成物からなる3号ダンベル型試験片を用いて、JIS K6251「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム-引張特性の求め方」に準じて、室温にて引張試験を実施し、破断時伸びEB(%)を測定した。EBが大きいほど、耐久性に優れることを示し、470超えるなら、実用的に問題ない耐久性である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
表3より、シリカ及びカーボンブラックの両フィラーを含む配合ゴムにおいて、ゴム成分として特定の油展BRとSBRを用いた実施例では、良好な低燃費性、ウェットグリップ性能を維持しながら、耐摩耗性を大きく改善し、これらの性能バランスを顕著に改善でき、同時に優れた耐久性も有することが明らかとなった。また、所定量のシリカ、カーボンブラックを添加した配合であるため、特にシランカップリング剤を増量しなくても、前記性能バランスの改善が実現され、コスト面も良好であった。

Claims (6)

  1. シス含量95モル%以上、ビニル含量1モル%以下、重量平均分子量53万以上の油展ブタジエンゴムと、結合スチレン量30~50質量%、重量平均分子量70万以上のスチレンブタジエンゴムと、シリカと、カーボンブラックとを含有し、
    前記油展ブタジエンゴムが希土類元素系触媒を用いて合成されたブタジエンゴムであり、
    ゴム固形分100質量%中、前記油展ブタジエンゴムに含まれるブタジエンゴム分の含有量が10~67質量%、前記スチレンブタジエンゴムの含有量が10~50質量%であるゴム組成物を用いて作製したトレッドを有する空気入りタイヤ。
  2. 前記ゴム固形分100質量部に対して、前記シリカの含有量が15~125質量部、前記カーボンブラックの含有量が3~70質量部、前記シリカ及びカーボンブラックの合計含有量が60~135質量部である請求項1記載の空気入りタイヤ。
  3. 前記ゴム固形分100質量部に対して、架橋剤由来の全硫黄量が0.5~1.4質量部である請求項1又は2記載の空気入りタイヤ。
  4. 前記スチレンブタジエンゴムは、重量平均分子量90万以上の油展乳化重合スチレンブタジエンゴムである請求項1~3のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  5. 更に別途添加されるオイルの配合量が、前記ゴム固形分100質量部に対して、7質量部以下である請求項1~4のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  6. 前記ゴム固形分100質量部に対して、窒素吸着比表面積130m/g以上のカーボンブラックを10質量部以上含む請求項1~5のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3064543A4 (en) * 2013-11-20 2017-06-14 Sumitomo Rubber Industries, Ltd. Winter tire
EP3257688A1 (en) * 2016-06-14 2017-12-20 Sumitomo Rubber Industries, Ltd. Rubber composition and pneumatic tire comprising tread formed from said rubber composition
CN108602988A (zh) * 2016-02-04 2018-09-28 横滨橡胶株式会社 轮胎用橡胶组合物
JP2018158979A (ja) * 2017-03-22 2018-10-11 住友ゴム工業株式会社 トレッド用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
AU2015344658B2 (en) * 2014-11-05 2018-11-08 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Rubber composition for conveyor belts, and conveyor belt using same
US11008665B2 (en) * 2018-06-07 2021-05-18 National Chung Hsing University Method for manufacturing copper foil with rough surface in plating tank and its product
US20210252919A1 (en) * 2016-10-18 2021-08-19 Masako Nakatani Pneumatic tyre
JP7283860B2 (ja) 2015-09-30 2023-05-30 住友ゴム工業株式会社 空気入りタイヤ

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5933497B2 (ja) 2013-09-17 2016-06-08 住友ゴム工業株式会社 空気入りタイヤ
JP2015098561A (ja) * 2013-11-20 2015-05-28 住友ゴム工業株式会社 空気入りタイヤ
JP6351495B2 (ja) * 2014-12-16 2018-07-04 住友ゴム工業株式会社 空気入りタイヤ
KR101950707B1 (ko) * 2016-11-10 2019-02-21 주식회사 엘지화학 스티렌-부타디엔 고무 컴파운드 및 이를 포함하는 타이어 비드 필러용 고무 조성물
JP6888306B2 (ja) * 2017-01-23 2021-06-16 住友ゴム工業株式会社 トレッド用ゴム組成物およびタイヤ
US20200009913A1 (en) * 2017-02-15 2020-01-09 Sumitomo Rubber Industries, Ltd. Tire
JP7378196B2 (ja) * 2017-03-06 2023-11-13 住友ゴム工業株式会社 空気入りタイヤ
JP7081082B2 (ja) * 2017-03-17 2022-06-07 住友ゴム工業株式会社 タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP2018178088A (ja) * 2017-04-05 2018-11-15 住友ゴム工業株式会社 ゴム組成物の製造方法およびタイヤの製造方法
JP7027740B2 (ja) * 2017-09-08 2022-03-02 横浜ゴム株式会社 ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP6417064B1 (ja) * 2018-04-09 2018-10-31 住友ゴム工業株式会社 タイヤ用ゴム組成物及びタイヤ
JP7434703B2 (ja) * 2018-08-06 2024-02-21 住友ゴム工業株式会社 トレッド用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP2020100701A (ja) * 2018-12-20 2020-07-02 Toyo Tire株式会社 タイヤトレッド用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP7211130B2 (ja) * 2019-02-06 2023-01-24 住友ゴム工業株式会社 タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP6753487B1 (ja) * 2019-05-28 2020-09-09 住友ゴム工業株式会社 空気入りタイヤ

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004277506A (ja) * 2003-03-13 2004-10-07 Toyo Tire & Rubber Co Ltd タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP2005154754A (ja) * 2003-11-06 2005-06-16 Ube Ind Ltd 油展ポリブタジエン及びゴム組成物
WO2012165038A1 (ja) * 2011-05-30 2012-12-06 住友ゴム工業株式会社 トレッド用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP2013007025A (ja) * 2011-05-25 2013-01-10 Sumitomo Rubber Ind Ltd タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP2013053296A (ja) 2011-08-09 2013-03-21 Sumitomo Rubber Ind Ltd タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP2013082840A (ja) * 2011-10-12 2013-05-09 Asahi Kasei Chemicals Corp 変性共役ジエン系重合体組成物、トレッド用組成物、サイドウォール用組成物及びタイヤ

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3019207A (en) * 1956-05-21 1962-01-30 Firestone Tire & Rubber Co Method of producing stabilized oil extended butadiene-styrene rubbery copolymer
EP0323588A1 (de) 1987-12-24 1989-07-12 Maschinenfabrik Rieter Ag Changiervorrichtung zum Hin- u. Herbewegen eines längslaufenden, aufzuspulenden Fadens über einen Hub
JP3184986B2 (ja) * 1991-10-08 2001-07-09 横浜ゴム株式会社 タイヤトレッド用ゴム組成物
US20030050370A1 (en) * 2001-03-16 2003-03-13 Victor Thielen Georges Marcel Silica filled multi-viscoelastic response rubber
JP2000302982A (ja) * 1999-02-18 2000-10-31 Yokohama Rubber Co Ltd:The シリカ・ポリマー複合体およびそれを用いたゴム組成物
KR20020046165A (ko) 2000-12-12 2002-06-20 빌프리더 하이더 타이어 트레드용 고무 조성물
US6939920B2 (en) * 2001-01-08 2005-09-06 The Goodyear Tire & Rubber Company Tire sidewall compounds having improved flex fatigue and tread compound having improved tear strength
US6998448B2 (en) * 2002-09-16 2006-02-14 The Goodyear Tire & Rubber Company Tire with tread of CIS 1,4-polybutadiene rich rubber composition which contains a functional styrene/butadiene elastomer, silica and coupling agent
JP4616550B2 (ja) 2003-12-16 2011-01-19 住友ゴム工業株式会社 タイヤトレッド用ゴム組成物
WO2006077649A1 (ja) * 2005-01-24 2006-07-27 Shiraishi Kogyo Kaisha Ltd. 改質炭酸カルシウム含有ゴム組成物
WO2008044722A1 (fr) 2006-10-11 2008-04-17 Zeon Corporation Composition de caoutchouc étendue à l'huile, son procédé de fabrication, élément de pneu et pneu
JP2010100033A (ja) 2008-09-26 2010-05-06 Sumitomo Rubber Ind Ltd スタッドレスタイヤの製造方法
JP5463734B2 (ja) 2009-05-27 2014-04-09 横浜ゴム株式会社 タイヤ用ゴム組成物
JP5527014B2 (ja) 2009-06-01 2014-06-18 横浜ゴム株式会社 タイヤ用ゴム組成物
EP2311889A1 (de) 2009-10-16 2011-04-20 LANXESS Deutschland GmbH Neodym-katalysierte Polybutadiene
JP5418141B2 (ja) 2009-10-22 2014-02-19 横浜ゴム株式会社 ゴム組成物
JP5567401B2 (ja) 2010-06-09 2014-08-06 住友ゴム工業株式会社 タイヤ用ゴム組成物及び重荷重用タイヤ
CN102432927B (zh) 2010-09-29 2013-05-01 中国石油化工股份有限公司 一种丁苯橡胶组合物及其制备方法
US20120225974A1 (en) * 2011-03-04 2012-09-06 Toyo Tire & Rubber Co., Ltd. Rubber composition for tire and pneumatic tire
JP2013023640A (ja) 2011-07-25 2013-02-04 Yokohama Rubber Co Ltd:The 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
CN103085187B (zh) 2012-12-31 2016-01-20 特拓(青岛)轮胎技术有限公司 一种耐磨轮胎胎面的制造方法
JP5933497B2 (ja) 2013-09-17 2016-06-08 住友ゴム工業株式会社 空気入りタイヤ
WO2015076048A1 (ja) 2013-11-20 2015-05-28 住友ゴム工業株式会社 冬用タイヤ
JP2015098561A (ja) 2013-11-20 2015-05-28 住友ゴム工業株式会社 空気入りタイヤ

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004277506A (ja) * 2003-03-13 2004-10-07 Toyo Tire & Rubber Co Ltd タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP2005154754A (ja) * 2003-11-06 2005-06-16 Ube Ind Ltd 油展ポリブタジエン及びゴム組成物
JP2013007025A (ja) * 2011-05-25 2013-01-10 Sumitomo Rubber Ind Ltd タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
WO2012165038A1 (ja) * 2011-05-30 2012-12-06 住友ゴム工業株式会社 トレッド用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP2013053296A (ja) 2011-08-09 2013-03-21 Sumitomo Rubber Ind Ltd タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP2013082840A (ja) * 2011-10-12 2013-05-09 Asahi Kasei Chemicals Corp 変性共役ジエン系重合体組成物、トレッド用組成物、サイドウォール用組成物及びタイヤ

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3037468A4

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3064543A4 (en) * 2013-11-20 2017-06-14 Sumitomo Rubber Industries, Ltd. Winter tire
AU2015344658B2 (en) * 2014-11-05 2018-11-08 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Rubber composition for conveyor belts, and conveyor belt using same
JP7283860B2 (ja) 2015-09-30 2023-05-30 住友ゴム工業株式会社 空気入りタイヤ
CN108602988A (zh) * 2016-02-04 2018-09-28 横滨橡胶株式会社 轮胎用橡胶组合物
CN108602988B (zh) * 2016-02-04 2020-04-17 横滨橡胶株式会社 轮胎用橡胶组合物
EP3257688A1 (en) * 2016-06-14 2017-12-20 Sumitomo Rubber Industries, Ltd. Rubber composition and pneumatic tire comprising tread formed from said rubber composition
US20210252919A1 (en) * 2016-10-18 2021-08-19 Masako Nakatani Pneumatic tyre
JP2018158979A (ja) * 2017-03-22 2018-10-11 住友ゴム工業株式会社 トレッド用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
US11008665B2 (en) * 2018-06-07 2021-05-18 National Chung Hsing University Method for manufacturing copper foil with rough surface in plating tank and its product

Also Published As

Publication number Publication date
CN105492523B (zh) 2018-07-06
EP3037468A1 (en) 2016-06-29
CN105492523A (zh) 2016-04-13
US20160200901A1 (en) 2016-07-14
EP3037468A4 (en) 2017-03-29
US10046600B2 (en) 2018-08-14
JP5933497B2 (ja) 2016-06-08
JP2015059140A (ja) 2015-03-30
EP3037468B1 (en) 2018-01-31

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