WO2015166931A1 - タイヤトレッド用ゴム組成物 - Google Patents

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    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/86—Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

Definitions

  • the present invention relates to a rubber composition for a tire tread in which low rolling resistance, wet performance, and wear resistance are improved from conventional levels.
  • pneumatic tires for passenger cars have started a labeling (display method) system by JATMA, and are required to achieve both low rolling resistance and wet grip performance at a higher level. At the same time, it is required to have excellent wear resistance in order to increase the service life of pneumatic tires and improve economy.
  • Patent Document 1 proposes a rubber composition that is improved in silica dispersibility by a terminal-modified solution-polymerized styrene-butadiene rubber whose terminal is modified with polyorganosiloxane or the like, and that is excellent in low heat generation, wear resistance, and wet grip. ing.
  • the demand level expected by consumers to improve low rolling resistance, wet grip performance, and wear resistance is higher, and there has been a need to further improve these balances.
  • An object of the present invention is to provide a rubber composition for a tire tread in which low rolling resistance, wet performance, and wear resistance are improved to a level higher than conventional levels.
  • the rubber composition for a tire tread according to the present invention that achieves the above object comprises two kinds of rubbers for 100 parts by weight of diene rubber containing 50% by weight or more of a terminal-modified solution-polymerized styrene butadiene rubber and 10 to 30% by weight of natural rubber.
  • an inorganic filler composed of silica X and silica Y and carbon black is blended, the blending amount of silica X is x parts by weight, and the blending amount of silica Y is y parts by weight.
  • the total (x + y) of silica Y is 85% by weight or more in the inorganic filler, the weight ratio (x / y) of the silica X and silica Y is 1/3 to 2/1, and the silica X
  • the nitrogen adsorption specific surface area is in the range of 160 m 2 / g ⁇ 10%, and the nitrogen adsorption specific surface area of the silica Y is in the range of 200 m 2 / g ⁇ 10%.
  • the rubber composition for a tire tread of the present invention includes silica X and silica having specific particle properties described above in a diene rubber containing 50% by weight or more of a terminal-modified solution-polymerized styrene butadiene rubber and 10 to 30% by weight of natural rubber.
  • the weight ratio of Y and the ratio of silica to the inorganic filler are limited, and the total amount of inorganic filler is 70 to 95 parts by weight, thus improving the low rolling resistance, wet grip performance and wear resistance over the conventional level. can do.
  • the alkyltriethoxysilane having an alkyl group having 7 to 20 carbon atoms is blended in an amount of 0.1 to 20% by weight based on the total amount (x + y) of the silica, so that low rolling resistance and wet grip performance can be achieved at a higher level. It can be compatible.
  • the terminal-modified solution-polymerized styrene butadiene rubber preferably has a glass transition temperature of ⁇ 35 ° C. or higher, and can improve wet grip performance. Further, the terminal-modified solution-polymerized styrene butadiene rubber preferably has a styrene unit content of 35% by weight or more, and can increase the rubber strength and improve the wear resistance and wet grip performance.
  • the pneumatic tire using the rubber composition for a tire tread of the present invention can improve the low rolling resistance, wet grip performance and wear resistance from the conventional level.
  • FIG. 1 shows an example of an embodiment of a pneumatic tire using a rubber composition for a tire tread.
  • the pneumatic tire includes a tread portion 1, a sidewall portion 2, and a bead portion 3.
  • the pneumatic tire has two carcass layers 4 in which reinforcing cords extending in the tire radial direction are arranged between the left and right bead portions 3 at predetermined intervals in the tire circumferential direction and embedded in a rubber layer.
  • the both ends are folded back from the inner side in the tire axial direction so as to sandwich the bead filler 6 around the bead core 5 embedded in the bead part 3.
  • An inner liner layer 7 is disposed inside the carcass layer 4.
  • a belt cover layer 9 is disposed on the outer peripheral side of the belt layer 8.
  • a tread portion 1 is formed of a tread rubber layer 12 on the outer peripheral side of the belt cover layer 9.
  • the tread rubber layer 12 is preferably composed of the rubber composition for a tire tread of the present application.
  • a side rubber layer 13 is disposed outside the carcass layer 4 of each sidewall portion 2, and a rim cushion rubber layer 14 is provided outside the folded portion of the carcass layer 4 of each bead portion 3.
  • the pneumatic tire of this invention is not limited to embodiment of the tire illustrated in FIG.
  • the rubber component is composed of a diene rubber, and necessarily includes a terminal-modified solution-polymerized styrene butadiene rubber (hereinafter referred to as “modified S-SBR”) and natural rubber.
  • modified S-SBR terminal-modified solution-polymerized styrene butadiene rubber
  • the modified S-SBR is a solution-polymerized styrene butadiene rubber in which both or one of the ends of the main chain of the styrene butadiene rubber is modified with a functional group having reactivity with the silanol group on the silica surface.
  • the functional group that reacts with the silanol group is preferably a hydroxyl group-containing polyorganosiloxane structure, alkoxysilyl group, hydroxyl group, aldehyde group, carboxyl group, amino group, imino group, epoxy group, amide group, thiol group, ether group At least one selected from the group consisting of: Of these, a hydroxyl group-containing polyorganosiloxane structure, hydroxyl group, and amino group are more preferred.
  • Modified S-SBR has a glass transition temperature of preferably ⁇ 35 ° C. or higher, more preferably ⁇ 30 ° C. to ⁇ 15 ° C. If the glass transition temperature of the modified S-SBR is lower than -35 ° C, the wet grip performance may be insufficient.
  • the glass transition temperature of the modified S-SBR is a thermogram measured by a differential scanning calorimetry (DSC) under a temperature rising condition of 20 ° C./min. The temperature at the midpoint of the transition zone.
  • DSC differential scanning calorimetry
  • the glass transition temperature of the modified S-SBR in a state not containing an oil-extended component (oil) is used.
  • the modified S-SBR has a styrene unit content of preferably 35% by weight or more, more preferably 35 to 40% by weight.
  • styrene unit content of the modified S-SBR is measured by infrared spectroscopic analysis (Hampton method).
  • the rubber composition for a tire tread of the present invention has a modified S-SBR content of 50% by weight or more, preferably 55 to 90% by weight, more preferably 60 to 85% by weight in 100% by weight of a diene rubber. .
  • the upper limit of the content of the modified S-SBR is 90% by weight in 100% by weight of the diene rubber.
  • the wear resistance deteriorates.
  • 10 to 30% by weight of natural rubber is contained in 100% by weight of diene rubber.
  • the wear resistance can be greatly improved and the rolling resistance can be further reduced. If the content of the natural rubber is less than 10% by weight, the effect of improving the wear resistance and rolling resistance cannot be obtained sufficiently. On the other hand, when the content of natural rubber exceeds 30% by weight, rolling resistance increases and wear resistance also decreases.
  • the content of natural rubber is preferably 10 to 20% by weight, more preferably 15 to 20% by weight.
  • the rubber composition for a tire tread may be 100% by weight of the diene rubber in total of the modified S-SBR and the natural rubber in order to further improve the low rolling resistance, wet grip performance and wear resistance.
  • the rubber composition for a tire tread of the present invention can optionally contain other diene rubbers other than the above-described modified S-SBR and natural rubber.
  • diene rubbers include isoprene rubber, butadiene rubber, unmodified solution-polymerized or emulsion-polymerized styrene-butadiene rubber, terminal-modified solution-polymerized styrene-butadiene rubber other than the above-described modified S-SBR, and terminal-modified emulsion-polymerized styrene-butadiene rubber.
  • Examples thereof include rubber, butyl rubber, brominated product of isobutylene / p-methylstyrene copolymer rubber, and ethylene-propylene-diene rubber.
  • butadiene rubber modified or unmodified emulsion-polymerized styrene-butadiene rubber, unmodified solution-polymerized styrene-butadiene rubber, terminal-modified solution-polymerized styrene-butadiene rubber other than the above-described modified S-SBR, isobutylene / p-methylstyrene copolymer Rubber bromides are preferred.
  • the terminal-modified solution-polymerized styrene butadiene rubber other than modified S-SBR refers to a terminal-modified solution-polymerized styrene butadiene rubber having a glass transition temperature of less than ⁇ 35 ° C. and / or a styrene unit content of less than 35% by weight.
  • the rubber composition for a tire tread of the present invention is called silica X having a nitrogen adsorption specific surface area of 160 m 2 / g ⁇ 10% and silica Y having a nitrogen adsorption specific surface area of 200 m 2 / g ⁇ 10%.
  • silica X having a nitrogen adsorption specific surface area of 160 m 2 / g ⁇ 10%
  • silica Y having a nitrogen adsorption specific surface area of 200 m 2 / g ⁇ 10%.
  • Two types of silica are blended.
  • Silica X used in the present invention has a nitrogen adsorption specific surface area of 160 m 2 / g ⁇ 10%, preferably 145 to 175 m 2 / g, more preferably 150 to 170 m 2 / g.
  • a nitrogen adsorption specific surface area of silica X is determined in accordance with the BET method of ASTM D3037-81.
  • Silica Y has a nitrogen adsorption specific surface area of 200 m 2 / g ⁇ 10%, preferably 185 to 215 m 2 / g, more preferably 200 to 215 m 2 / g.
  • a nitrogen adsorption specific surface area of silica Y is less than 180 m 2 / g, wet grip properties cannot be secured. If the nitrogen adsorption specific surface area of silica Y exceeds 220 m 2 / g, rolling resistance increases.
  • the total of the blending amounts of silica X and Y (x + y) is the inorganic filler.
  • the content is 85% by weight or more, preferably 90 to 95% by weight.
  • the total amount (x + y) of silica X and Y is not particularly limited, but is preferably 70 to 90.25 parts by weight, more preferably 75 to 85 parts by weight. By making the total amount of silica blended (x + y) 90.25 parts by weight or less, it is possible to improve the balance between rolling resistance and wet grip performance while ensuring wear resistance.
  • the weight ratio (x / y) of the blending amount x of silica X and the blending amount y of silica Y is 1/3 to 2/1, preferably 1/2 to 2/1.
  • the blending amount y (parts by weight) of silica Y is less than half (less than x / 2) of the blending amount x (parts by weight) of silica X, the rolling resistance increases. If the blending amount y (parts by weight) of silica Y exceeds 3 times (3x) the blending amount x (parts by weight) of silica X, the wet grip performance deteriorates.
  • the silica X and silica Y used in the present invention may be silica having the above-described characteristics, and can be appropriately selected from those that have been commercialized. Moreover, you may manufacture so that it may have the characteristic mentioned above by the normal method.
  • As the type of silica for example, wet method silica, dry method silica, or surface-treated silica can be used.
  • the rubber composition for tire treads of the present invention always contains carbon black together with silica X and silica Y described above.
  • the amount of the inorganic filler composed of silica X, silica Y and carbon black is 70 to 95 parts by weight, preferably 80 to 95 parts by weight based on 100 parts by weight of the diene rubber.
  • the blending amount of the inorganic filler is less than 70 parts by weight, wet grip performance and wear resistance are deteriorated.
  • the compounding quantity of an inorganic filler exceeds 95 weight part, rolling resistance will become large.
  • the blending amount of carbon black is set so as to satisfy the above-described ratio of the total amount of inorganic filler and the amount of silica (x + y) in the inorganic filler.
  • inorganic fillers other than silica X, silica Y and carbon black can be blended.
  • examples of other inorganic fillers include clay, talc, calcium carbonate, mica, and aluminum hydroxide.
  • the blending amount of other inorganic fillers is within a range that does not hinder solving the problems of the present invention.
  • a silane coupling agent is preferably added together with silica X and silica Y, so that the dispersibility of silica can be improved and the reinforcing property for diene rubber can be further increased.
  • the silane coupling agent is preferably added in an amount of 3 to 15% by weight, more preferably 5 to 12% by weight, based on the amount of silica.
  • the silane coupling agent is less than 3% by weight of silica, the effect of improving the dispersibility of silica may not be sufficiently obtained.
  • the silane coupling agent exceeds 15% by weight, the silane coupling agents are condensed with each other, and a desired effect may not be obtained.
  • the silane coupling agent is not particularly limited, but a sulfur-containing silane coupling agent is preferable.
  • a sulfur-containing silane coupling agent is preferable.
  • the derivatives include NXT-Z (manufactured by Momentive Performance).
  • the rubber composition for a tire tread of the present invention contains an alkyltriethoxysilane having an alkyl group having 7 to 20 carbon atoms, thereby suppressing silica aggregation and viscosity increase of the rubber composition, and low rolling resistance. In addition, wet performance and wear resistance can be further improved.
  • the alkyltriethoxysilane has an alkyl group having 7 to 20 carbon atoms, preferably 8 to 10 carbon atoms.
  • an alkyl group having 7 to 20 carbon atoms heptyl, octyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, hexadecyl, heptadecyl, octadecyl, nonadecyl, icosyl Groups.
  • an octyl group and a nonyl group are more preferable from the viewpoint of compatibility with a diene rubber.
  • the amount of alkyltriethoxysilane is preferably 0.1 to 20% by weight, more preferably 1 to 10% by weight, based on the total amount (x + y) of silica X and Y. If the blending amount of the alkyltriethoxysilane is less than 0.1% by weight, the effect of reducing the rolling resistance while securing the wear resistance may not be obtained. On the other hand, if the amount of alkyltriethoxysilane exceeds 20% by weight, rolling resistance may increase and wear resistance may decrease.
  • the tire tread rubber composition is generally a tire tread rubber composition such as a vulcanization or crosslinking agent, a vulcanization accelerator, an anti-aging agent, a plasticizer, and a processing aid.
  • Various additives to be used can be blended, and such additives can be kneaded by a general method to form a rubber composition, which can be used for vulcanization or crosslinking. As long as the amount of these additives is not contrary to the object of the present invention, a conventional general amount can be used.
  • Such a rubber composition can be produced by mixing each of the above components using a known rubber kneading machine, for example, a Banbury mixer, a kneader, a roll or the like.
  • the rubber composition for a tire tread of the present invention can be suitably used for a pneumatic tire, particularly a tire tread portion.
  • a pneumatic tire using this rubber composition has excellent wet grip performance in addition to low rolling resistance and excellent fuel efficiency. Furthermore, the wear resistance is excellent and the tire durability can be improved.
  • Example 18 kinds of rubber compositions for tire treads (Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 12) having the composition shown in Tables 1 and 2 having the compounding ingredients shown in Table 3 as common ingredients, and sulfur and vulcanization accelerators
  • the components other than the above were prepared by kneading with a 1.7 L closed mixer after adding sulfur and a vulcanization accelerator to a master batch which was kneaded with a 1.7 L closed mixer for 5 minutes, discharged and cooled to room temperature.
  • modified S-SBR1 contains 25 parts by weight of oil and unmodified SBR contains 37.5 parts by weight of oil-extended oil.
  • the SBR net compounding amount excluding the oil-extended oil is shown.
  • the blending amount of the aroma oil was appropriately adjusted so that the total oil amount and / or rubber hardness in the rubber composition could be compared.
  • the amounts of the compounding agents shown in Table 3 are shown in parts by weight with respect to 100 parts by weight (net amount of rubber) of the diene rubber shown in Tables 1 and 2.
  • the total of inorganic fillers consisting of silica X, silica Y, and carbon black is shown in the column “Inorganic filler total”.
  • the ratio of silica to the total amount of silica and carbon black is shown in the column “silica (x + y) ratio”.
  • the weight ratio (x / y) of silica X and silica Y is shown in the column of “silica ratio (x / y)”.
  • the 18 kinds of obtained rubber compositions for tire treads were press vulcanized at 160 ° C. for 20 minutes in a mold having a predetermined shape to prepare vulcanized rubber samples. Using the obtained vulcanized rubber samples, the wear resistance, wet performance and rolling resistance were evaluated by the methods shown below.
  • Abrasion resistance The vulcanized rubber sample obtained was conditioned in accordance with JIS K6264 using a Lambourne Abrasion Tester (manufactured by Iwamoto Seisakusho Co., Ltd.) at a temperature of 20 ° C., a load of 39 N, a slip rate of 30%, and a time of 4 minutes. The amount of wear was measured. The obtained results were used as indices for setting the reciprocal number of Comparative Example 1 to 100, and are shown in the column “Abrasion Resistance” in Tables 1 and 2. A larger index means better wear resistance.
  • the wet performance and rolling resistance of the obtained vulcanized rubber samples were evaluated by loss tangent tan ⁇ (0 ° C.) and tan ⁇ (60 ° C.), which are known to be the respective indices.
  • the loss tangent tan ⁇ was measured using a viscoelastic spectrometer manufactured by Toyo Seiki Seisakusho under the conditions of initial strain 10%, amplitude ⁇ 2%, frequency 20 Hz, temperature 0 ° C. and 60 ° C.
  • NR natural rubber
  • SIR20 Modified S-SBR1 Solution-polymerized styrene butadiene rubber having a glycidylamine group at the end
  • Toughden F3420 manufactured by Asahi Kasei Chemicals Co., Ltd., having a styrene unit content of 36% by weight, a glass transition temperature of ⁇ 27 ° C.
  • Oil-extended and modified S-SBR2 containing 25 parts by weight of oil Solution-polymerized styrene-butadiene rubber having a hydroxyl group at the end, Nipol NS612 manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., styrene unit content of 16% by weight, glass transition temperature of ⁇ 63 ° C.
  • Non-oil-extended / unmodified SBR HPR755 manufactured by JSR, styrene unit content 40% by weight, glass transition temperature -20 ° C., oil-extended product containing 37.5 parts by weight of oil to 100 parts by weight of rubber component
  • Silica X Rhodia Zeosil 165GR, nitrogen adsorption specific surface area of 165 m 2 / g Silica Y: Rhodia Zeosil 200MP, nitrogen adsorption specific surface area of 200 m 2 / g Silica Z: Rhodia Zeosil 115GR, nitrogen adsorption specific surface area of 110 m 2 / g ⁇
  • Carbon black Seast KHP made by Tokai Carbon Silane coupling agent: Sulfur-containing silane coupling agent, Si69 manufactured by Evonik Degussa Alkylsilane: Octyltriethoxysilane, Shin-Etsu Chemical KBE-3083 Aroma oil: Showa Shell Sekiyu Extract No. 4 S
  • Zinc oxide 3 types of zinc oxide manufactured by Shodo Chemical Industry Co., Ltd.
  • Sulfur Oil treatment sulfur manufactured by Karuizawa Smelter Co., Ltd.
  • Vulcanization accelerator Noxeller CZ-G manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co.
  • the rubber composition of Comparative Example 1 is a conventional rubber composition in which only silica X is blended without blending silica Y.
  • the rubber composition of Comparative Example 2 since only silica Y was blended without blending silica X, rolling resistance deteriorated.
  • the rubber composition of Comparative Example 3 since the total of inorganic fillers composed of silica X, silica Y, and carbon black exceeded 95 parts by weight, rolling resistance was deteriorated.
  • the total amount of inorganic fillers composed of silica X, silica Y and carbon black is less than 70 parts by weight, and the ratio of silica in the inorganic filler is less than 85% by weight. Performance and wear resistance deteriorated.
  • the rubber composition of Comparative Example 5 had a modified S-SBR content of less than 50% by weight, the wear resistance and rolling resistance were deteriorated.
  • the rubber composition of Comparative Example 6 was deteriorated in wear resistance because it did not contain natural rubber.
  • the rubber composition of Comparative Example 7 deteriorated in wet grip performance because the content of natural rubber exceeded 30% by weight.
  • the rubber composition of Comparative Example 8 since the ratio of silica in the inorganic filler was less than 85% by weight, rolling resistance and wet grip performance were deteriorated. Since the rubber composition of Comparative Example 9 did not contain carbon black, the wear resistance deteriorated.

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Abstract

　低転がり抵抗性、ウェット性能および耐摩耗性を従来レベルよりも更に向上するようにしたタイヤトレッド用ゴム組成物を提供する。このタイヤトレッド用ゴム組成物は、末端変性溶液重合スチレンブタジエンゴムを５０重量％以上、天然ゴムを１０～３０重量％含むジエン系ゴム１００重量部に対し、２種類のシリカＸおよびシリカＹ並びにカーボンブラックからなる無機充填剤を７０～９５重量部配合し、前記シリカＸの配合量をｘ重量部、前記シリカＹの配合量をｙ重量部とするとき、前記シリカＸおよびシリカＹの合計（ｘ＋ｙ）が前記無機充填剤中の８５重量％以上、前記シリカＸおよびシリカＹの重量比（ｘ／ｙ）が１／３～２／１であり、かつ前記シリカＸの窒素吸着比表面積が１６０ｍ2／ｇ±１０％、前記シリカＹの窒素吸着比表面積が２００ｍ2／ｇ±１０％であることを特徴とする。

Description

タイヤトレッド用ゴム組成物
　本発明は、低転がり抵抗性、ウェット性能および耐摩耗性を従来レベルよりも向上するようにしたタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。
　近年、乗用車用空気入りタイヤには、ＪＡＴＭＡによるラベリング（表示方法）制度が開始され、低転がり抵抗性とウェットグリップ性能をより高次元で両立させることが求められている。同時に空気入りタイヤを長寿命にし経済性を向上するため耐摩耗性が優れることが求められる。
　従来、低転がり抵抗性およびウェットグリップ性能のバランスを改善するため、空気入りタイヤのトレッド部を構成するゴム組成物にシリカを配合することが知られている。しかし低転がり抵抗性およびウェットグリップ性能を改良するためシリカを多量に配合すると耐摩耗性が悪化するという問題があった。またウェットグリップ性能を高くするため、ガラス転移温度が高いスチレンブタジエンゴムや粒子径が小さい無機充填剤の配合量を多くすると転がり抵抗が悪化するので低転がり抵抗性およびウェットグリップ性能を両立するのが困難であった。
　特許文献１は、末端をポリオルガノシロキサン等で変性した末端変性溶液重合スチレンブタジエンゴムによりシリカの分散性を改良して、低発熱性、耐摩耗性およびウェットグリップ性に優れるゴム組成物を提案している。しかし、ラベリング制度の普及に伴い需要者が低転がり抵抗性およびウェットグリップ性能、並びに耐摩耗性の向上に期待する要求レベルはより高く、これらのバランスを一層改善することが求められていた。
日本国特開２００９－９１４９８号公報
　本発明の目的は、低転がり抵抗性、ウェット性能および耐摩耗性を従来レベル以上に向上するようにしたタイヤトレッド用ゴム組成物を提供することにある。
　上記目的を達成する本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、末端変性溶液重合スチレンブタジエンゴムを５０重量％以上、天然ゴムを１０～３０重量％含むジエン系ゴム１００重量部に対し、２種類のシリカＸおよびシリカＹ並びにカーボンブラックからなる無機充填剤を７０～９５重量部配合し、前記シリカＸの配合量をｘ重量部、前記シリカＹの配合量をｙ重量部とするとき、前記シリカＸおよびシリカＹの合計（ｘ＋ｙ）が前記無機充填剤中の８５重量％以上、前記シリカＸおよびシリカＹの重量比（ｘ／ｙ）が１／３～２／１であり、かつ前記シリカＸの窒素吸着比表面積が１６０ｍ2／ｇ±１０％の範囲、前記シリカＹの窒素吸着比表面積が２００ｍ2／ｇ±１０％の範囲であることを特徴とする。
　本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、末端変性溶液重合スチレンブタジエンゴムを５０重量％以上、天然ゴムを１０～３０重量％含むジエン系ゴムに、上述した特定の粒子性状を有するシリカＸおよびシリカＹの重量比および無機充填剤に対するシリカの割合を限定し、かつ無機充填剤の合計を７０～９５重量部にしたので、低転がり抵抗性、ウェットグリップ性能および耐摩耗性を従来レベル以上に向上することができる。
　また炭素数７～２０のアルキル基を有するアルキルトリエトキシシランを、前記シリカの合計量（ｘ＋ｙ）の０．１～２０重量％配合するとよく、低転がり抵抗性およびウェットグリップ性能をより高いレベルで両立することができる。
　前記末端変性溶液重合スチレンブタジエンゴムはガラス転移温度が－３５℃以上であるとよく、ウェットグリップ性能をより高くすることができる。また末端変性溶液重合スチレンブタジエンゴムはスチレン単位含有量が３５重量％以上であるとよく、ゴム強度を高くして耐摩耗性およびウェットグリップ性能を改良することができる。
　本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物を使用した空気入りタイヤは、低転がり抵抗性、ウェットグリップ性能および耐摩耗性を従来レベルよりも向上することができる。
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物を使用した空気入りタイヤの実施形態の一例を示すタイヤ子午線方向の部分断面図である。
　図１は、タイヤトレッド用ゴム組成物を使用した空気入りタイヤの実施形態の一例を示し、この空気入りタイヤは、トレッド部１、サイドウォール部２、およびビード部３からなる。
　図１において、空気入りタイヤには、左右のビード部３間にタイヤ径方向に延在する補強コードをタイヤ周方向に所定の間隔で配列してゴム層に埋設した２層のカーカス層４が延設され、その両端部がビード部３に埋設したビードコア５の周りにビードフィラー６を挟み込むようにしてタイヤ軸方向内側から外側に折り返されている。カーカス層４の内側にはインナーライナー層７が配置されている。トレッド部１のカーカス層４の外周側には、タイヤ周方向に傾斜して延在する補強コードをタイヤ軸方向に所定の間隔で配列してゴム層に埋設した２層のベルト層８が配設されている。この２層のベルト層８の補強コードは層間でタイヤ周方向に対する傾斜方向を互いに逆向きにして交差している。ベルト層８の外周側には、ベルトカバー層９が配置されている。このベルトカバー層９の外周側に、トレッド部１がトレッドゴム層１２により形成される。トレッドゴム層１２は、本願のタイヤトレッド用ゴム組成物により構成することが好ましい。各サイドウォール部２のカーカス層４の外側にはサイドゴム層１３が配置され、各ビード部３のカーカス層４の折り返し部外側にはリムクッションゴム層１４が設けられている。なお、本発明の空気入りタイヤは、図１に例示したタイヤの実施形態に限定されるものではない。
　本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物において、ゴム成分はジエン系ゴムからなり、末端変性溶液重合スチレンブタジエンゴム（以下、「変性Ｓ－ＳＢＲ」という。）および天然ゴムを必ず含む。
　本発明において、変性Ｓ－ＳＢＲは、スチレンブタジエンゴムの主鎖末端の両方又は片方をシリカ表面のシラノール基と反応性を有する官能基で変性した溶液重合スチレンブタジエンゴムである。シラノール基と反応する官能基としては、好ましくはヒドロキシル基含有ポリオルガノシロキサン構造、アルコキシシリル基、ヒドロキシル基、アルデヒド基、カルボキシル基、アミノ基、イミノ基、エポキシ基、アミド基、チオール基、エーテル基から選ばれる少なくとも１種が挙げられる。なかでもヒドロキシル基含有ポリオルガノシロキサン構造、ヒドロキシル基、アミノ基がより好ましい。
　変性Ｓ－ＳＢＲは、ガラス転移温度が好ましくは－３５℃以上、より好ましくは－３０℃～－１５℃である。変性Ｓ－ＳＢＲのガラス転移温度が－３５℃より低いと、ウェットグリップ性能が不足する虞がある。変性Ｓ－ＳＢＲのガラス転移温度は、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により２０℃／分の昇温条件によりサーモグラムを測定し。転移域の中点の温度とする。また変性Ｓ－ＳＢＲが油展品であるときは、油展成分（オイル）を含まない状態における変性Ｓ－ＳＢＲのガラス転移温度とする。
　変性Ｓ－ＳＢＲは、スチレン単位含有量が好ましくは３５重量％以上、より好ましくは３５～４０重量％である。変性Ｓ－ＳＢＲのスチレン単位含有量が３５重量％未満であると、ゴム組成物の剛性および強度が不足し耐摩耗性およびウェットグリップ性能を十分に改良することができない。なお変性Ｓ－ＳＢＲのスチレン単位含有量は赤外分光分析（ハンプトン法）により測定するものとする。
　本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、ジエン系ゴム１００重量％中、変性Ｓ－ＳＢＲの含有量が５０重量％以上、好ましくは５５～９０重量％、より好ましくは６０～８５重量％である。変性Ｓ－ＳＢＲの含有量が５０重量％未満であると、耐摩耗性が悪化するとともに、転がり抵抗を低減することができない。変性Ｓ－ＳＢＲの含有量の上限は、ジエン系ゴム１００重量％中９０重量％である。変性Ｓ－ＳＢＲの含有量が９０重量％を超えると耐摩耗性が悪化する。
　本発明において、ジエン系ゴム１００重量％中、天然ゴムを１０～３０重量％含有する。天然ゴムを配合することにより、耐摩耗性を大幅に改良するとともに、転がり抵抗を一層低減することができる。天然ゴムの含有量が１０重量％未満であると、耐摩耗性および転がり抵抗を改良する効果が十分に得られない。また天然ゴムの含有量が３０重量％を超えると転がり抵抗が大きくなり、耐摩耗性も低下する。天然ゴムの含有量は、好ましくは１０～２０重量％、より好ましくは１５～２０重量％であるとよい。タイヤトレッド用ゴム組成物は、低転がり抵抗性、ウェットグリップ性能および耐摩耗性をより優れたものにするため、変性Ｓ－ＳＢＲおよび天然ゴムの合計でジエン系ゴム１００重量％にするとよい。
　本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、上述した変性Ｓ－ＳＢＲ、天然ゴムを除く他のジエン系ゴムを任意に含有することができる。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、変性されていない溶液重合又は乳化重合スチレンブタジエンゴム、上述した変性Ｓ－ＳＢＲ以外の末端変性溶液重合スチレンブタジエンゴム、末端変性乳化重合スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、イソブチレン／ｐ－メチルスチレン共重合体ゴムの臭素化物、エチレン－プロピレン－ジエンゴム等を例示することができる。なかでもブタジエンゴム、変性または未変性の乳化重合スチレンブタジエンゴム、未変性の溶液重合スチレンブタジエンゴム、上述した変性Ｓ－ＳＢＲ以外の末端変性溶液重合スチレンブタジエンゴム、イソブチレン／ｐ－メチルスチレン共重合体ゴムの臭素化物が好ましい。なお変性Ｓ－ＳＢＲ以外の末端変性溶液重合スチレンブタジエンゴムとは、ガラス転移温度が－３５℃未満および／又はスチレン単位含有量が３５重量％未満である末端変性溶液重合スチレンブタジエンゴムをいう。
　本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、窒素吸着比表面積が１６０ｍ2／ｇ±１０％の範囲であるシリカＸ、および窒素吸着比表面積が２００ｍ2／ｇ±１０％の範囲であるシリカＹという２種類のシリカを配合する。シリカＸおよびシリカＹを配合することによりゴム組成物の発熱性を抑制しタイヤにしたときの転がり抵抗を低減すると共に、ウェットグリップ性能および耐摩耗性を向上可能にする。
　本発明で使用するシリカＸは、窒素吸着比表面積が１６０ｍ2／ｇ±１０％の範囲、好ましくは１４５～１７５ｍ2／ｇ、より好ましくは１５０～１７０ｍ2／ｇである。シリカＸを配合することにより、転がり抵抗を低減することができる。シリカＸの窒素吸着比表面積が１４４ｍ2／ｇ未満であると、ウェットグリップ性が不足する。なお、シリカＸおよびシリカＹの窒素吸着比表面積はＡＳＴＭ　Ｄ３０３７－８１のＢＥＴ法に準拠して求めるものとする。
　またシリカＹは、窒素吸着比表面積が２００ｍ2／ｇ±１０％の範囲、好ましくは１８５～２１５ｍ2／ｇ、より好ましくは２００～２１５ｍ2／ｇである。シリカＹを配合することにより、ウェットグリップ性を向上することができる。シリカＹの窒素吸着比表面積が１８０ｍ2／ｇ未満であると、ウェットグリップ性を確保することができない。またシリカＹの窒素吸着比表面積が２２０ｍ2／ｇを超えると、転がり抵抗が大きくなる。
　本発明において、ジエン系ゴム１００重量部に対するシリカＸの配合量をｘ重量部、シリカＹの配合量をｙ重量部にするとき、シリカＸおよびＹの配合量の合計（ｘ＋ｙ）を無機充填剤中の８５重量％以上、好ましくは９０～９５重量％にする。シリカＸおよびシリカＹの合計量（ｘ＋ｙ）が無機充填剤中８５重量％未満であると、低転がり抵抗性およびウェットグリップ性能のバランスを改良することができない。なおシリカＸおよびＹの配合量の合計（ｘ＋ｙ）は、特に制限されるものではないが、好ましくは７０～９０．２５重量部、より好ましくは７５～８５重量部であるとよい。シリカ配合量の合計（ｘ＋ｙ）を９０．２５重量部以下にすることにより、耐摩耗性を確保しながら、転がり抵抗性およびウェットグリップ性能のバランスを改良することができる。
　また、シリカＸの配合量ｘおよびシリカＹの配合量ｙの重量比（ｘ／ｙ）は、１／３～２／１、好ましくは１／２～２／１である。シリカＹの配合量ｙ（重量部）がシリカＸの配合量ｘ（重量部）の２分の１未満（ｘ／２未満）であると転がり抵抗性が大きくなる。またシリカＹの配合量ｙ（重量部）がシリカＸの配合量ｘ（重量部）の３倍（３ｘ）を超えると、ウェットグリップ性能が悪化する。
　本発明で使用するシリカＸおよびシリカＹは、上述した特性を有するシリカであればよく、製品化されたもののなかから適宜選択することができる。また通常の方法で上述した特性を有するように製造してもよい。シリカの種類としては、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。
　本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、上述したシリカＸおよびシリカＹとともにカーボンブラックを必ず配合する。シリカＸ、シリカＹおよびカーボンブラックからなる無機充填剤の配合量はジエン系ゴム１００重量部に対し７０～９５重量部、好ましくは８０～９５重量部である。無機充填剤の配合量が７０重量部未満であると、ウェットグリップ性能および耐摩耗性が悪化する。また無機充填剤の配合量が９５重量部を超えると、転がり抵抗が大きくなる。
　本発明において、カーボンブラックを配合することにより、ゴム強度を高くして耐摩耗性を改良することができる。カーボンブラックの配合量は、上述した無機充填剤の総量および無機充填剤中のシリカ量（ｘ＋ｙ）の割合を満たすように設定するものとする。
　さらにシリカＸ、シリカＹおよびカーボンブラック以外の他の無機充填剤を配合することができる。他の無機充填剤としては、例えばクレー、タルク、炭酸カルシウム、マイカ、水酸化アルミニウム等を例示することができる。ただし他の無機充填剤の配合量は、本発明の課題を解決するのを阻害しない範囲内であるものとする。
　本発明のゴム組成物において、シリカＸ，シリカＹと共にシランカップリング剤を配合することが好ましく、シリカの分散性を向上しジエン系ゴムに対する補強性をより高くすることができる。シランカップリング剤は、シリカ配合量に対して好ましくは３～１５重量％、より好ましくは５～１２重量％配合するとよい。シランカップリング剤がシリカ重量の３重量％未満の場合、シリカの分散性を向上する効果が十分に得られないことがある。また、シランカップリング剤が１５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、所望の効果が得られないことがある。
　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、硫黄含有シランカップリング剤が好ましく、例えばビス－（３－トリエトキシシリルプロピル）テトラサルファイド、ビス（３－トリエトキシシリルプロピル）ジサルファイド、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サルファイド、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およびこれらの誘導体等を例示することができる。誘導体としては、例えばＮＸＴ－Ｚ（モメンティブパフォーマンス社製）が挙げられる。
　本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、炭素数７～２０のアルキル基を有するアルキルトリエトキシシランを配合することにより、シリカの凝集や、ゴム組成物の粘度上昇を抑制し、低転がり抵抗性、ウェット性能および耐摩耗性をより優れたものにすることができる。
　アルキルトリエトキシシランは、炭素数７～２０、好ましくは炭素数８～１０のアルキル基を有する。炭素数７～２０のアルキル基として、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、イコシル基が挙げられる。なかでもジエン系ゴムとの相溶性の観点から、オクチル基、ノニル基がより好ましい。
　アルキルトリエトキシシランの配合量は、シリカＸおよびＹの配合量の合計（ｘ＋ｙ）に対し好ましくは０．１～２０重量％、より好ましくは１～１０重量％である。アルキルトリエトキシシランの配合量が０．１重量％未満であると、耐摩耗性を確保しながら転がり抵抗を小さくする効果が得られない虞がある。またアルキルトリエトキシシランの配合量が２０重量％を超えると、転がり抵抗が大きくなり耐摩耗性が低下する虞がある。
　タイヤトレッド用ゴム組成物には、上述した充填剤以外にも、加硫又は架橋剤、加硫促進剤、老化防止剤、可塑剤、加工助剤などのタイヤトレッド用ゴム組成物に一般的に使用され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。このようなゴム組成物は、公知のゴム用混練機械、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。
　本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、空気入りタイヤ、特にタイヤトレッド部に好適に使用することができる。このゴム組成物を使用した空気入りタイヤは、転がり抵抗が小さく燃費性能が優れることに加え、ウェットグリップ性能が優れる。さらに耐摩耗性が優れタイヤ耐久性を向上することができる。
　以下、実施例によって本発明を更に説明するが、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。
　表３に示す配合剤を共通配合とし、表１～２に示す配合からなる１８種類のタイヤトレッド用ゴム組成物（実施例１～６、比較例１～１２）を、硫黄、加硫促進剤を除く成分を１.７Ｌの密閉型ミキサーで５分間混練し放出して室温冷却したマスターバッチに、硫黄、加硫促進剤を加えて１.７Ｌの密閉型ミキサーで混練することにより調製した。なお、表１～２中、変性Ｓ－ＳＢＲ１は２５重量部、未変性ＳＢＲは３７．５重量部の油展オイルを含むため、それぞれの配合量の欄に実際の配合量と共に、括弧内に油展オイルを除いたＳＢＲ正味の配合量を示した。またアロマオイルの配合量は、ゴム組成物中の総オイル量および／又はゴム硬度が対比可能なレベルになるように適宜調節した。なお表３に記載した配合剤の量は、表１～２に記載したジエン系ゴム１００重量部（正味のゴム量）に対する重量部で示した。
　シリカＸ、シリカＹおよびカーボンブラックからなる無機充填剤の合計を「無機充填剤　合計」の欄に示した。シリカとカーボンブラックの総量に対するシリカの比率を「シリカ（ｘ＋ｙ）割合」の欄に示した。またシリカＸおよびシリカＹの重量比（ｘ／ｙ）を「シリカ比（ｘ／ｙ）」の欄に示した。
　得られた１８種類のタイヤトレッド用ゴム組成物について、所定形状の金型中で、１６０℃、２０分間プレス加硫して加硫ゴムサンプルを作製した。得られた加硫ゴムサンプルを使用し、耐摩耗性、ウェット性能および転がり抵抗を下記に示す方法で評価した。
　　　耐摩耗性
　得られた加硫ゴムサンプルをＪＩＳ　Ｋ６２６４に準拠して、ランボーン摩耗試験機（岩本製作所社製）を使用して、温度２０℃、荷重３９Ｎ、スリップ率３０％、時間４分の条件で摩耗量を測定した。得られた結果は比較例１の逆数を１００にする指数とし、表１，２の「耐摩耗性」の欄に示した。この指数が大きいほど耐摩耗性がが優れることを意味する。
　　　ウェット性能および転がり抵抗
　得られた加硫ゴムサンプルのウェット性能および転がり抵抗を、それぞれの指標であることが知られている損失正接ｔａｎδ（０℃）およびｔａｎδ（６０℃）により評価した。損失正接ｔａｎδは、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、温度０℃および６０℃の条件下で測定した。
　得られたｔａｎδ（０℃）の結果は比較例１の値を１００とする指数として、表１，２の「ウェット性能」の欄に示した。ウェット性能の指数が大きいほど、ｔａｎδ（０℃）が大きくウェットグリップ性能が優れることを意味する。
　得られたｔａｎδ（６０℃）の結果は比較例１の値の逆数を１００とする指数として、表１，２の「転がり抵抗」の欄に示した。転がり抵抗の指数が大きいほど、ｔａｎδ（６０℃）が小さく低発熱で、空気入りタイヤにしたとき転がり抵抗が小さく燃費性能が優れることを意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　なお、表１～２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、ＳＩＲ２０
・変性Ｓ－ＳＢＲ１：末端にグリシジルアミン基を有する溶液重合スチレンブタジエンゴム、旭化成ケミカルズ社製タフデンＦ３４２０、スチレン単位含有量が３６重量％、ガラス転移温度が－２７℃、ゴム成分１００重量部に対しオイル分２５重量部を含む油展品
・変性Ｓ－ＳＢＲ２：末端にヒドロキシル基を有する溶液重合スチレンブタジエンゴム、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ　ＮＳ６１２、スチレン単位含有量が１６重量％、ガラス転移温度が－６３℃、非油展品
・未変性ＳＢＲ：ＪＳＲ社製ＨＰＲ７５５、スチレン単位含有量が４０重量％、ガラス転移温度が－２０℃、ゴム成分１００重量部に対しオイル分３７．５重量部を含む油展品
・シリカＸ：ローディア社製Ｚｅｏｓｉｌ　１６５ＧＲ、窒素吸着比表面積が１６５ｍ2／ｇ
・シリカＹ：ローディア社製Ｚｅｏｓｉｌ　２００ＭＰ、窒素吸着比表面積が２００ｍ2／ｇ
・シリカＺ：ローディア社製Ｚｅｏｓｉｌ　１１５ＧＲ、窒素吸着比表面積が１１０ｍ2／ｇ
・カーボンブラック：東海カーボン社製シーストＫＨＰ
・シランカップリング剤：硫黄含有シランカップリング剤、エボニクデグサ社製Ｓｉ６９
・アルキルシラン：オクチルトリエトキシシラン、信越化学工業社製ＫＢＥ－３０８３
・アロマオイル：昭和シェル石油社製エキストラクト４号Ｓ
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表３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
・硫黄：軽井沢製錬所社製油処理硫黄
・加硫促進剤：大内新興化学工業社製ノクセラーＣＺ－Ｇ
　表２から明らかなように実施例１～６のタイヤトレッド用ゴム組成物は、ウェットグリップ性能（０℃のｔａｎδ）、低転がり抵抗性（６０℃のｔａｎδ）および耐摩耗性が維持・向上することが確認された。
　比較例１のゴム組成物は、シリカＹを配合せずにシリカＸだけを配合した従来例となるゴム組成物である。
　比較例２のゴム組成物は、シリカＸを配合せずにシリカＹだけを配合したので転がり抵抗が悪化した。
　比較例３のゴム組成物は、シリカＸ、シリカＹおよびカーボンブラックからなる無機充填剤の合計が９５重量部を超えるので、転がり抵抗が悪化した。
　比較例４のゴム組成物は、シリカＸ、シリカＹおよびカーボンブラックからなる無機充填剤の合計が７０重量部未満で、無機充填剤中のシリカの比率が８５重量％未満であるので、ウェットグリップ性能および耐摩耗性が悪化した。
　比較例５のゴム組成物は、変性Ｓ－ＳＢＲの含有量が５０重量％未満であるので、耐摩耗性および転がり抵抗が悪化した。
　比較例６のゴム組成物は、天然ゴムを配合していないので耐摩耗性が悪化した。
　比較例７のゴム組成物は、天然ゴムの含有量が３０重量％を超えるのでウェットグリップ性能が悪化した。
　比較例８のゴム組成物は、無機充填剤中のシリカの比率が８５重量％未満であるので、転がり抵抗およびウェットグリップ性能が悪化した。
　比較例９のゴム組成物は、カーボンブラックを配合しないので、耐摩耗性が悪化した。
　比較例１０のゴム組成物は、シリカＹの代わりに窒素吸着比表面積が１４４ｍ2／ｇ未満のシリカＺを配合したので、ウェットグリップ性能が悪化した。
　比較例１１のゴム組成物は、シリカＸの代わりに窒素吸着比表面積が１４４ｍ2／ｇ未満のシリカＺを配合したので、転がり抵抗が悪化した。
　比較例１２のゴム組成物は、シリカＸ、シリカＹおよびカーボンブラックからなる無機充填剤の合計が９５重量部を超えるので、転がり抵抗が悪化した。

Claims (5)

  1. 　末端変性溶液重合スチレンブタジエンゴムを５０重量％以上、天然ゴムを１０～３０重量％含むジエン系ゴム１００重量部に対し、２種類のシリカＸおよびシリカＹ並びにカーボンブラックからなる無機充填剤を７０～９５重量部配合し、前記シリカＸの配合量をｘ重量部、前記シリカＹの配合量をｙ重量部とするとき、前記シリカＸおよびシリカＹの合計（ｘ＋ｙ）が前記無機充填剤中の８５重量％以上、前記シリカＸおよびシリカＹの重量比（ｘ／ｙ）が１／３～２／１であり、かつ前記シリカＸの窒素吸着比表面積が１６０ｍ2／ｇ±１０％の範囲、前記シリカＹの窒素吸着比表面積が２００ｍ2／ｇ±１０％の範囲であることを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物。
  2. 　炭素数７～２０のアルキル基を有するアルキルトリエトキシシランを、前記シリカの合計量（ｘ＋ｙ）の０．１～２０重量％配合したことを特徴とする請求項１に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
  3. 　前記末端変性溶液重合スチレンブタジエンゴムのガラス転移温度が－３５℃以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
  4. 　前記末端変性溶液重合スチレンブタジエンゴムのスチレン単位含有量が３５重量％以上であることを特徴とする請求項１，２または３に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
  5. 　請求項１，２，３または４に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物を使用した空気入りタイヤ。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3372638A4 (en) * 2015-11-05 2018-12-05 Bridgestone Corporation Rubber composition and tire
EP3450491A4 (en) * 2016-04-25 2019-05-01 Bridgestone Corporation RUBBER COMPOSITION
US10669408B2 (en) 2016-05-10 2020-06-02 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Rubber composition and pneumatic tire using same

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015224450A1 (de) * 2015-12-07 2017-06-08 Evonik Degussa Gmbh Kautschukmischungen
JP7403207B2 (ja) * 2017-05-17 2023-12-22 住友ゴム工業株式会社 タイヤ用ゴム組成物及びタイヤ
JP7397272B2 (ja) * 2017-12-08 2023-12-13 横浜ゴム株式会社 空気入りタイヤ
WO2019221184A1 (ja) * 2018-05-16 2019-11-21 横浜ゴム株式会社 タイヤトレッド用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP6791201B2 (ja) * 2018-05-16 2020-11-25 横浜ゴム株式会社 タイヤトレッド用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
WO2020110941A1 (ja) * 2018-11-30 2020-06-04 横浜ゴム株式会社 タイヤ用ゴム組成物
JP7189760B2 (ja) * 2018-12-25 2022-12-14 Ｔｏｙｏ Ｔｉｒｅ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
JPWO2021235400A1 (ja) * 2020-05-21 2021-11-25
CN112409662B (zh) * 2020-11-16 2023-12-22 四川轮胎橡胶（集团）股份有限公司 一种用于制备混炼胶的组合物、混炼胶及其制备方法、轮胎

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH101565A (ja) * 1996-03-11 1998-01-06 Goodyear Tire & Rubber Co:The シリカ強化ゴム組成物およびトレッドを有するタイヤ
JP2002003652A (ja) * 2000-06-20 2002-01-09 Bridgestone Corp ゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤ
JP2012219224A (ja) * 2011-04-12 2012-11-12 Sumitomo Rubber Ind Ltd タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP2013036025A (ja) * 2011-07-14 2013-02-21 Yokohama Rubber Co Ltd:The タイヤ用ゴム組成物
WO2013099325A1 (ja) * 2011-12-26 2013-07-04 住友ゴム工業株式会社 ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP2013213179A (ja) * 2012-03-08 2013-10-17 Yokohama Rubber Co Ltd:The タイヤ用ゴム組成物
WO2013157545A1 (ja) * 2012-04-16 2013-10-24 横浜ゴム株式会社 タイヤ用ゴム組成物、空気入りタイヤ
JP2013227375A (ja) * 2012-04-24 2013-11-07 Yokohama Rubber Co Ltd:The タイヤ用ゴム組成物

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5914364A (en) 1996-03-11 1999-06-22 The Goodyear Tire & Rubber Company Silica reinforced rubber composition and tire with tread
DE10112652A1 (de) * 2001-03-16 2002-09-19 Degussa Inhomogene Kieselsäuren für Elastomerenmischungen
JP4622512B2 (ja) * 2004-12-28 2011-02-02 横浜ゴム株式会社 ゴム組成物
JP5245346B2 (ja) 2007-10-10 2013-07-24 日本ゼオン株式会社 共役ジエン重合体組成物の製造方法
JP5287235B2 (ja) * 2008-12-26 2013-09-11 日本ゼオン株式会社 変性芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムおよびゴム組成物
JP5381332B2 (ja) * 2009-05-27 2014-01-08 横浜ゴム株式会社 タイヤトレッド用ゴム組成物
JP4875757B2 (ja) * 2010-01-13 2012-02-15 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
JP4930661B1 (ja) * 2010-09-13 2012-05-16 横浜ゴム株式会社 タイヤ用ゴム組成物および空気入りタイヤ
JP5691682B2 (ja) * 2011-03-11 2015-04-01 横浜ゴム株式会社 タイヤトレッド用ゴム組成物

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH101565A (ja) * 1996-03-11 1998-01-06 Goodyear Tire & Rubber Co:The シリカ強化ゴム組成物およびトレッドを有するタイヤ
JP2002003652A (ja) * 2000-06-20 2002-01-09 Bridgestone Corp ゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤ
JP2012219224A (ja) * 2011-04-12 2012-11-12 Sumitomo Rubber Ind Ltd タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP2013036025A (ja) * 2011-07-14 2013-02-21 Yokohama Rubber Co Ltd:The タイヤ用ゴム組成物
WO2013099325A1 (ja) * 2011-12-26 2013-07-04 住友ゴム工業株式会社 ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP2013213179A (ja) * 2012-03-08 2013-10-17 Yokohama Rubber Co Ltd:The タイヤ用ゴム組成物
WO2013157545A1 (ja) * 2012-04-16 2013-10-24 横浜ゴム株式会社 タイヤ用ゴム組成物、空気入りタイヤ
JP2013227375A (ja) * 2012-04-24 2013-11-07 Yokohama Rubber Co Ltd:The タイヤ用ゴム組成物

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3372638A4 (en) * 2015-11-05 2018-12-05 Bridgestone Corporation Rubber composition and tire
EP3450491A4 (en) * 2016-04-25 2019-05-01 Bridgestone Corporation RUBBER COMPOSITION
US10822476B2 (en) 2016-04-25 2020-11-03 Bridgestone Corporation Rubber composition
US10669408B2 (en) 2016-05-10 2020-06-02 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Rubber composition and pneumatic tire using same

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