JP2004059740A - Rubber composition and pneumatic tire - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rubber composition having a combination of low heat generation with high hardness after vulcanized, and to provide a pneumatic tire having a combination of low rolling resistance with high steering stability. <P>SOLUTION: The rubber composition is obtained by compounding 100 pts. wt. of a rubber component composed of natural rubber and a butadiene rubber comprising a syndiotactic 1, 2-polybutadiene-modified cis-1, 4-polybutadiene with 25-50 pts. wt. of carbon black 20-80 m<SP>2</SP>/g in nitrogen adsorption specific surface area, wherein the compounding amount of the syndiotactic 1, 2-polybutadiene-modified cis-1, 4-polybutadiene is 10-50 pts. wt. based on 100 pts. wt. of the rubber component. This rubber composition, after vulcanized, gives a loss tangent tanδ of 0.04-0.07 determined at 60°C and a hardness of 55-62 Hs(JIS A) determined at 20°C. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴム組成物、特に低い発熱性及び高い硬度を加硫後に兼備するゴム組成物に関する。また、本発明は、空気入りタイヤ、特に低い転がり抵抗及び高い操縦安定性を兼備する空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境保護及び経済性の両観点から、低燃費性を有する空気入りタイヤに対する要求が益々増大しており、かかる要求を満足することを目的として、トレッド部におけるアンダートレッドの容量を大きくすると共に、アンダートレッドを構成するゴム組成物におけるカーボンブラックの配合量を低減することによって、トレッド部の発熱性を抑制し、タイヤとしての転がり抵抗を抑制し、結果として、タイヤの低燃費性を高めることが、当該技術分野において行われてきた。
【０００３】
しかしながら、上記の如く、アンダートレッドを構成するゴム組成物におけるカーボンブラックの配合量を低減すると、アンダートレッドの硬度が低下し、結果として、トレッド部の剛性が低下して、タイヤとしての操縦安定性が低下する傾向があった。
【０００４】
従って、上記の如く二律背反の関係にある低燃費性及び操縦安定性（低発熱性及び硬度）を同時に達成し得るゴム組成物並びに空気入りタイヤに対する要求が当該技術分野において存在している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、低い発熱性及び高い硬度を加硫後に兼備するゴム組成物を提供することである。本発明の更なる目的は、低い転がり抵抗及び高い操縦安定性を兼備する空気入りタイヤを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、
天然ゴムと、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンで変性されたｃｉｓ−１，４−ポリブタジエンを含んでなるブタジエンゴムとからなるゴム成分１００重量部に対して、窒素吸着比表面積が２０〜８０ｍ^２／ｇのカーボンブラックを２５〜５０重量部配合してなるゴム組成物であって、
前記シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンで変性されたｃｉｓ−１，４−ポリブタジエンの配合量が、前記ゴム成分１００重量部に対して、１０〜５０重量部であり、そして
加硫後の前記ゴム組成物において、６０℃において測定される損失正接ｔａｎδが０．０４〜０．０７であり、２０℃において測定される硬度が５５〜６２Ｈｓ（ＪＩＳ　Ａ）である、
ことを特徴とするゴム組成物、
によって達成される。
【０００７】
また、本発明の好ましい態様として、
トレッド部のタイヤ半径方向外側に配置されているキャップトレッド及びトレッド部のタイヤ半径方向内側に配置されているアンダートレッドを含んでなるトレッド部を有する空気入りタイヤであって、
本発明に係る上記ゴム組成物が前記アンダートレッドにおいて使用されており、そして
前記アンダートレッドの厚みが０．５〜３．０ｍｍである、
ことを特徴とする空気入りタイヤ、
が提供される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明に係るゴム組成物は、
天然ゴムと、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンで変性されたｃｉｓ−１，４−ポリブタジエンを含んでなるブタジエンゴムとからなるゴム成分１００重量部に対して、窒素吸着比表面積が２０〜８０ｍ^２／ｇのカーボンブラックを２５〜５０重量部配合してなるゴム組成物であって、
前記シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンで変性されたｃｉｓ−１，４−ポリブタジエンの配合量が、前記ゴム成分１００重量部に対して、１０〜５０重量部であり、そして
加硫後の前記ゴム組成物において、６０℃において測定される損失正接ｔａｎδが０．０４〜０．０７であり、２０℃において測定される硬度が５５〜６２Ｈｓ（ＪＩＳ　Ａ）である、
ことを特徴とするゴム組成物、
である。
【０００９】
上記ゴム成分において使用される天然ゴムは、当該技術分野において一般的に使用されるいずれの天然ゴム（ＮＲ）であってもよい。また、上記ゴム成分において使用されるブタジエンゴムは、上記シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンで変性されたｃｉｓ−１，４−ポリブタジエンを必須の構成成分として含んでなる、いずれのブタジエンゴムであってもよい。
【００１０】
すなわち、上記ブタジエンゴムは、上記シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンで変性されたｃｉｓ−１，４−ポリブタジエンのみからなるものであってもよく、又は、上記シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンで変性されたｃｉｓ−１，４−ポリブタジエンと他のポリブタジエンとを配合してなるものであってもよい。上記他のブタジエンゴムは、当該技術分野において一般的に使用されるいずれのブタジエンゴム（ＢＲ）に該当するものであってもよい。
【００１１】
上記シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンで変性されたｃｉｓ−１，４−ポリブタジエンは、当該技術分野において一般的に「ビニル・シス−ブタジエンゴム（ＶＣＲ）」と称されるものであり、より具体的には、ｃｉｓ−１，４−ポリブタジエンのマトリックス中にシンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンが分散されているものである。また、当該ＶＣＲの製造方法については、当該技術分野において周知であり、例えば、特開２０００−４４６３３号公報において開示されている。
【００１２】
上記シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンで変性されたｃｉｓ−１，４−ポリブタジエン（ＶＣＲ）の配合量は、上記ゴム成分１００重量部に対して、１０〜５０重量部、好ましくは２０〜４０重量部であるのが望ましい。上記ＶＣＲの配合量が、上記ゴム成分１００重量部に対して、１０重量部未満である場合には、ＶＣＲを配合したことによる効果を得ることが困難となり、本発明に係るゴム組成物の加硫後の硬度が不十分となるので好ましくない。逆に、５０重量部を超える場合には、本発明に係るゴム組成物の加硫後の硬度が高くなり過ぎるので好ましくない。
【００１３】
本発明に係るゴム組成物において使用されるカーボンブラックは、２０〜８０ｍ^２／ｇ、好ましくは２５〜５０ｍ^２／ｇの窒素吸着比表面積（Ｎ_２　ＳＡ）を有するものであるのが望ましい。尚、本明細書において規定される窒素吸着比表面積（Ｎ_２　ＳＡ）は、ＡＳＴＭ−Ｄ３０３７−７８「窒素吸着によるカーボンブラック表面積処理標準法」の方法Ｃによる測定値である。上記窒素吸着比表面積（Ｎ_２　ＳＡ）が２０ｍ^２／ｇ未満である場合には、本発明に係るゴム組成物の加硫後の硬度が不十分となるので好ましくない。逆に、８０ｍ^２／ｇを超える場合には、本発明に係るゴム組成物の加硫後の発熱性が高くなるので好ましくない。
【００１４】
また、本発明に係るゴム組成物において使用される上記カーボンブラックの配合量は、上記ゴム成分１００重量部に対して、２５〜５０重量部、好ましくは３５〜４５重量部であるのが望ましい。上記カーボンブラックの配合量が、上記ゴム成分１００重量部に対して、２５重量部未満である場合には、本発明に係るゴム組成物の加硫後の硬度が不十分となるので好ましくない。逆に、５０重量部を超える場合には、本発明に係るゴム組成物の加硫後の発熱性が高くなるので好ましくない。
【００１５】
本発明に係るゴム組成物には、更に、通常の加硫剤（例えば、硫黄）又は架橋剤、通常の加硫促進剤又は架橋促進剤、各種オイル、老化防止剤、充填剤（例えば、シリカ）、可塑化剤、軟化剤、及び／又はゴム配合技術分野において一般的に使用される他の各種添加剤を配合することができる。これらの添加剤の配合量も、本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。
【００１６】
本発明に係るゴム組成物は、加硫後に、６０℃において測定される損失正接ｔａｎδが０．０４〜０．０７、好ましくは０．０４〜０．０６であるのが望ましい。本発明に係るゴム組成物において上記損失正接ｔａｎδを０．０４未満とすることは、現在の当該技術分野における技術常識においては困難である。逆に、上記損失正接ｔａｎδが０．０７を超える場合には、本発明に係るゴム組成物の加硫後の低発熱性が不十分となるので好ましくない。
【００１７】
また、本発明に係るゴム組成物は、加硫後に、２０℃において測定される硬度が５５〜６２Ｈｓ（ＪＩＳ　Ａ）、好ましくは５７〜６２Ｈｓ（ＪＩＳ　Ａ）であるのが望ましい。上記硬度が５５未満である場合には、本発明に係るゴム組成物の加硫後の剛性が不十分となるので好ましくない。逆に、本発明に係るゴム組成物において、上記硬度が６２を超える場合、剛性は十分であるが、却ってタイヤの乗り心地が悪化するので好ましくない。
【００１８】
本発明に係る更なる態様において、トレッド部のタイヤ半径方向外側に配置されているキャップトレッド及びトレッド部のタイヤ半径方向内側に配置されているアンダートレッドを含んでなるトレッド部を有する空気入りタイヤであって、本発明に係る上記ゴム組成物が前記アンダートレッドにおいて使用されていることを特徴とする空気入りタイヤが提供される。
【００１９】
本発明に係る空気入りタイヤにおける上記アンダートレッドの厚みは、０．５〜３．０ｍｍ、好ましくは１．０〜２．０ｍｍであるのが望ましい。上記アンダートレッドの厚みが０．５ｍｍ未満である場合には、本発明に係る上記ゴム組成物を上記アンダートレッドにおいて使用したことによる効果を得ることが困難となり、本発明に係る空気入りタイヤにおけるタイヤとしての低発熱性が不十分となり、転がり抵抗が大きくなるため、低燃費性を実現することができないので好ましくない。逆に、上記アンダートレッドの厚みが３．０ｍｍを超える場合には、本発明に係る空気入りタイヤにおけるタイヤとしての剛性が不十分となるので好ましくない。
【００２０】
以下に記載する実施例によって本発明を更に詳しく説明するが、本発明の技術的範囲は、これらの例に限定されるものではない。
【００２１】
【実施例】
実施例
配合成分
後述する試験片の調製において使用される各種配合成分を以下に列記する。
【００２２】
天然ゴム（ＮＲ）：ＳＴＲ−２０
ブタジエンゴム（ＢＲ）：日本ゼオン株式会社製「Ｎｉｐｏｌ　ＢＲ−１２２０」
スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）：日本ゼオン株式会社製「Ｎｉｐｏｌ　１５０２」
ビニル・シス−ブタジエンゴム（ＶＣＲ）：宇部興産株式会社製「ビニルシスラバー　ＶＣＲ４１２」（シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンで変性されたｃｉｓ−１，４−ポリブタジエン）
カーボンブラック（ＣＢ）：昭和キャボット株式会社製「ショウブラックＮ５５０」（ＦＥＦ）（窒素吸着比表面積＝４２ｍ^２／ｇ）
【００２３】
ステアリン酸：日本油脂株式会社製「ビーズステアリン酸」
亜鉛華：正同化学工業株式会社製「酸化亜鉛　３種」
老化防止剤（６ＰＰＤ）：住友化学工業株式会社製「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）
プロセスオイル：昭和シェル石油株式会社製「デソレックス　３号」
硫黄：鶴見化学工業株式会社「金華印５％油入微粉硫黄」
加硫促進剤（ＴＢＢＳ）：大内新興化学工業株式会社製「ノクセラー　ＮＳ−Ｐ」（Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド）
【００２４】
試験片Ｖ−３５、４５、及び５５、Ｂ−３５、４５、及び５５、並びにＳ−３５、４５、及び５５の調製
以下の表Ｉに示す硫黄及び加硫促進剤以外の成分を、以下の表Ｉに示す配合量で、バンバリーミキサーで混合し、１６５±５℃に達したときにマスターバッチを放出した。このマスターバッチに、以下の表Ｉに示す配合量の硫黄及び加硫促進剤を添加し、８インチのオープンロールで混練して、試験片Ｖ−３５、４５、及び５５、Ｂ−３５、４５、及び５５、並びにＳ−３５、４５、及び５５のためのゴム組成物を得た。次に、これらのゴム組成物を、１５×１５×０．２ｃｍの金型中で１６０℃において１５分間プレス加硫して、目的とする各種試験片を調製した。
【００２５】
【表１】

【００２６】
各種試験片の加硫物性の測定
上記各種試験片の各種加硫物性を、以下の試験方法に従って測定した。
【００２７】
１）損失正接ｔａｎδ：
粘弾性スペクトロメーター（（株）東洋精機製作所製）を用いて、初期歪１０％、振幅±２％、周波数２０Ｈｚ、雰囲気温度６０℃において、上記各種試験片についての損失正接ｔａｎδを測定した。この測定値が小さいほど、加硫後のゴム組成物の発熱が小さい（低発熱性が良好である）。尚、上記の表Ｉにおいては、この６０℃における損失正接ｔａｎδを「ｔａｎδ＠６０℃」と略記する。
【００２８】
２）硬度：
上記各種試験片について、２０℃において、ＪＩＳ　Ｋ６２５３に準拠して、スプリング式Ａ型における硬度（Ｈｓ）を測定した。この測定値が高いほど、加硫後のゴム組成物の硬度が高い（剛性が高い）ことを意味する。尚、上記の表Ｉにおいては、この２０℃における硬度（Ｈｓ）を「Ｈｓ＠２０℃」と略記する。
【００２９】
各加硫物性の測定結果の評価
上記各種試験片についての、上記１）及び２）の各加硫物性の測定結果は、上記表Ｉ及び図１に示すグラフに示されている。
【００３０】
試験片Ｖ−３５は、７０重量部の上記天然ゴム（ＮＲ）及び３０重量部の上記ビニル・シス−ブタジエンゴム（ＶＣＲ）からなるゴム成分１００重量部に対して、上記カーボンブラック（ＣＢ）を３５重量部配合してなる本発明に係るゴム組成物を使用して調製した試験片である。ＣＢの配合量を３５重量部という低い配合量に抑えると同時に、３０重量部のＶＣＲを配合したことにより、損失正接ｔａｎδを０．０５５という低いレベルに抑えつつ、硬度Ｈｓを５７という十分なレベルに維持することができた。
【００３１】
かかるゴム組成物を空気入りタイヤのトレッド部におけるアンダートレッドに使用することにより、低い転がり抵抗（良好な低燃費性）及び高い操縦安定性を兼備する空気入りタイヤを提供することができる。
【００３２】
試験片Ｖ−４５及びＶ−５５は、ＣＢの配合量を、それぞれ、４５重量部及び５５重量部に増大させたことを除き、上記試験片Ｖ−３５において使用したゴム組成物と同じ組成を有する、比較用のゴム組成物を使用して調製した試験片である。ＣＢの配合量を増大させたことにより、硬度Ｈｓが、それぞれ、６２及び６６に増大したものの、損失正接ｔａｎδも、それぞれ、０．０８０及び０．１１０に増大した。
【００３３】
かかるゴム組成物を空気入りタイヤのトレッド部におけるアンダートレッドに使用すると、高い操縦安定性を有するものの、転がり抵抗が高いために、低燃費性が不十分な空気入りタイヤとなってしまう。
【００３４】
一方、試験片Ｂ−５５、Ｂ−４５、及びＢ−３５は、７０重量部の上記天然ゴム（ＮＲ）及び３０重量部の上記ブタジエンゴム（ＢＲ）からなるゴム成分１００重量部に対して、上記カーボンブラック（ＣＢ）を、それぞれ、５５重量部、４５重量部、及び３５重量部配合してなる、比較用のゴム組成物を使用して調製した試験片である。ＣＢの配合量が減少するにつれて、損失正接ｔａｎδが、それぞれ、０．１００、０．０７５、及び０．０５０と低下したものの、硬度Ｈｓも、それぞれ、６２、５８、及び５４と低下した。
【００３５】
かかるゴム組成物を空気入りタイヤのトレッド部におけるアンダートレッドに使用すると、例えば、試験片Ｂ−５５を調製するために使用したゴム組成物においては、高い操縦安定性を有するものの、転がり抵抗が高いために、低燃費性が不十分な空気入りタイヤとなり、試験片Ｂ−３５を調製するために使用したゴム組成物においては、低い転がり抵抗（良好な低燃費性）を有するものの、操縦安定性が不十分な空気入りタイヤとなってしまう。
【００３６】
更に、試験片Ｓ−５５、Ｓ−４５、及びＳ−３５は、７０重量部の上記天然ゴム（ＮＲ）及び３０重量部の上記スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）からなるゴム成分１００重量部に対して、上記カーボンブラック（ＣＢ）を、それぞれ、５５重量部、４５重量部、及び３５重量部配合してなる、比較用のゴム組成物を使用して調製した試験片である。上記試験片Ｂ−５５、Ｂ−４５、及びＢ−３５と同様に、ＣＢの配合量が減少するにつれて、損失正接ｔａｎδが、それぞれ、０．１０５、０．０８５、及び０．０６０と低下したものの、硬度Ｈｓも、それぞれ、６３、５９、及び５４と低下した。
【００３７】
かかるゴム組成物を空気入りタイヤのトレッド部におけるアンダートレッドに使用すると、上記試験片Ｂ−５５、Ｂ−４５、及びＢ−３５と同様に、例えば、試験片Ｓ−５５を調製するために使用したゴム組成物においては、高い操縦安定性を有するものの、転がり抵抗が高いために、低燃費性が不十分な空気入りタイヤとなり、試験片Ｓ−３５を調製するために使用したゴム組成物においては、低い転がり抵抗（良好な低燃費性）を有するものの、操縦安定性が不十分な空気入りタイヤとなってしまう。
【００３８】
【発明の効果】
上述の如く、本発明に従って、天然ゴムと、特定の配合量のＶＣＲを含んでなるブタジエンゴムとからなるゴム成分に対して、特定のカーボンブラックを配合することにより、低い損失正接ｔａｎδ及び高い硬度Ｈｓを加硫後に有するゴム組成物を提供することができる。また、本発明に係るゴム組成物をトレッド部におけるアンダートレッドにおいて使用することにより、低い転がり抵抗（良好な低燃費性）及び高い操縦安定性を兼備する空気入りタイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例において調製及び評価した各種試験片Ｖ−３５、４５、及び５５、Ｂ−３５、４５、及び５５、並びにＳ−３５、４５、及び５５における、損失正接ｔａｎδと硬度Ｈｓとの関係を示すグラフである。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a rubber composition, particularly a rubber composition having both low heat build-up and high hardness after vulcanization. Further, the present invention relates to a pneumatic tire, particularly to a pneumatic tire having both low rolling resistance and high steering stability.
[0002]
[Prior art]
In recent years, from the viewpoints of both environmental protection and economy, demands for pneumatic tires having low fuel consumption have been increasing, and in order to satisfy such demands, while increasing the capacity of the undertread in the tread portion, By reducing the amount of carbon black in the rubber composition constituting the undertread, the heat buildup of the tread portion is suppressed, the rolling resistance of the tire is suppressed, and as a result, the fuel economy of the tire is increased. Have been performed in the art.
[0003]
However, as described above, when the amount of carbon black in the rubber composition constituting the undertread is reduced, the hardness of the undertread is reduced, and as a result, the rigidity of the tread portion is reduced, and the steering stability as a tire is reduced. Tended to decrease.
[0004]
Therefore, there is a need in the art for a rubber composition and a pneumatic tire that can simultaneously achieve the two trade-offs of low fuel consumption and handling stability (low heat generation and hardness).
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a rubber composition having low heat build-up and high hardness after vulcanization. It is a further object of the present invention to provide a pneumatic tire that has both low rolling resistance and high steering stability.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The above purpose is
The nitrogen adsorption specific surface area is 20 to 80 m with respect to 100 parts by weight of a rubber component composed of natural rubber and butadiene rubber containing cis-1,4-polybutadiene modified with syndiotactic-1,2-polybutadiene. ^A rubber composition comprising 25 to 50 parts by weight of ² / g carbon black,
The compounding amount of the cis-1,4-polybutadiene modified with the syndiotactic-1,2-polybutadiene is 10 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component, and In the rubber composition, the loss tangent tan δ measured at 60 ° C is 0.04 to 0.07, and the hardness measured at 20 ° C is 55 to 62 Hs (JIS A).
A rubber composition,
Achieved by
[0007]
In a preferred embodiment of the present invention,
A pneumatic tire having a tread portion including a cap tread disposed on the tire radial outside of the tread portion and an under tread disposed on the tire radial inside of the tread portion,
The rubber composition according to the present invention is used in the undertread, and the undertread has a thickness of 0.5 to 3.0 mm.
A pneumatic tire,
Is provided.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The rubber composition according to the present invention,
The nitrogen adsorption specific surface area is 20 to 80 m with respect to 100 parts by weight of a rubber component composed of natural rubber and butadiene rubber containing cis-1,4-polybutadiene modified with syndiotactic-1,2-polybutadiene. ^A rubber composition comprising 25 to 50 parts by weight of ² / g carbon black,
The compounding amount of the cis-1,4-polybutadiene modified with the syndiotactic-1,2-polybutadiene is 10 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component, and In the rubber composition, the loss tangent tan δ measured at 60 ° C is 0.04 to 0.07, and the hardness measured at 20 ° C is 55 to 62 Hs (JIS A).
A rubber composition,
It is.
[0009]
The natural rubber used in the rubber component may be any natural rubber (NR) commonly used in the art. The butadiene rubber used in the rubber component is any butadiene rubber containing cis-1,4-polybutadiene modified with the above syndiotactic-1,2-polybutadiene as an essential component. You may.
[0010]
That is, the butadiene rubber may be composed of only the cis-1,4-polybutadiene modified with the syndiotactic-1,2-polybutadiene, or may be the syndiotactic-1,2-polybutadiene. And cis-1,4-polybutadiene modified with a polybutadiene and another polybutadiene. The other butadiene rubber may correspond to any butadiene rubber (BR) commonly used in the art.
[0011]
The cis-1,4-polybutadiene modified with the syndiotactic-1,2-polybutadiene is what is commonly referred to in the art as "vinyl cis-butadiene rubber (VCR)". More specifically, syndiotactic-1,2-polybutadiene is dispersed in a matrix of cis-1,4-polybutadiene. The method of manufacturing the VCR is well known in the art, and is disclosed, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-44633.
[0012]
The amount of the cis-1,4-polybutadiene (VCR) modified with the syndiotactic-1,2-polybutadiene is 10 to 50 parts by weight, preferably 20 to 40 parts by weight, based on 100 parts by weight of the rubber component. It is desirably in parts by weight. If the amount of the VCR is less than 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component, it becomes difficult to obtain the effect of the compounding of the VCR, and the addition of the rubber composition according to the present invention is difficult. It is not preferable because the hardness after sulfurization becomes insufficient. Conversely, if it exceeds 50 parts by weight, the hardness after vulcanization of the rubber composition according to the present invention becomes too high, which is not preferable.
[0013]
The carbon black used in the rubber composition according to the present invention desirably has a nitrogen adsorption specific surface area (N ₂ SA) of 20 to 80 m ² / g, preferably 25 to 50 m ² / g. In addition, the nitrogen adsorption specific surface area (N ₂ SA) defined in this specification is a value measured by method C of ASTM-D3037-78 “Standard method for treating carbon black surface area by nitrogen adsorption”. If the nitrogen adsorption specific surface area (N ₂ SA) is less than 20 m ² / g, the hardness of the rubber composition according to the present invention after vulcanization becomes insufficient, which is not preferable. Conversely, if it exceeds 80 m ² / g, the heat generation after vulcanization of the rubber composition according to the present invention increases, which is not preferable.
[0014]
The amount of the carbon black used in the rubber composition according to the present invention is 25 to 50 parts by weight, preferably 35 to 45 parts by weight, per 100 parts by weight of the rubber component. If the amount of the carbon black is less than 25 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component, the hardness of the rubber composition according to the present invention after vulcanization becomes insufficient, which is not preferable. Conversely, when the amount exceeds 50 parts by weight, the heat generation after vulcanization of the rubber composition according to the present invention becomes high, which is not preferable.
[0015]
The rubber composition according to the present invention may further include a usual vulcanizing agent (for example, sulfur) or a crosslinking agent, a usual vulcanization accelerator or a crosslinking accelerator, various oils, an antioxidant, and a filler (for example, silica). ), Plasticizers, softeners and / or other various additives commonly used in the rubber compounding art. The amounts of these additives may be conventional general amounts as long as the object of the present invention is not adversely affected.
[0016]
The rubber composition according to the present invention desirably has a loss tangent tan δ measured at 60 ° C. after vulcanization of 0.04 to 0.07, preferably 0.04 to 0.06. It is difficult to make the loss tangent tan δ less than 0.04 in the rubber composition according to the present invention, based on current common general knowledge in the technical field. Conversely, if the loss tangent tan δ exceeds 0.07, the rubber composition according to the present invention is not preferable because the low heat build-up after vulcanization becomes insufficient.
[0017]
The rubber composition according to the present invention preferably has a hardness of 55 to 62 Hs (JIS A), preferably 57 to 62 Hs (JIS A) measured at 20 ° C. after vulcanization. When the hardness is less than 55, the rubber composition according to the present invention is not preferred because the rigidity after vulcanization becomes insufficient. Conversely, in the rubber composition according to the present invention, if the hardness exceeds 62, the rigidity is sufficient, but the riding comfort of the tire is undesirably deteriorated.
[0018]
In a further aspect according to the present invention, there is provided a pneumatic tire having a tread portion including a cap tread arranged on a tire radial outside of a tread portion and an under tread arranged on a tire radial inside of the tread portion. In addition, a pneumatic tire is provided, wherein the rubber composition according to the present invention is used in the undertread.
[0019]
The thickness of the undertread in the pneumatic tire according to the present invention is desirably 0.5 to 3.0 mm, preferably 1.0 to 2.0 mm. When the thickness of the undertread is less than 0.5 mm, it is difficult to obtain the effects of using the rubber composition according to the present invention in the undertread, and the tire in the pneumatic tire according to the present invention However, the low heat build-up becomes insufficient and the rolling resistance becomes large, so that low fuel economy cannot be realized, which is not preferable. Conversely, if the thickness of the undertread exceeds 3.0 mm, the rigidity of the pneumatic tire according to the present invention as a tire becomes insufficient, which is not preferable.
[0020]
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the technical scope of the present invention is not limited to these examples.
[0021]
【Example】
Example
Formulation components Various formulation components used in the preparation of test pieces described below are listed below.
[0022]
Natural rubber (NR): STR-20
Butadiene rubber (BR): “Nipol BR-1220” manufactured by Zeon Corporation
Styrene-butadiene copolymer rubber (SBR): "Nipol 1502" manufactured by Zeon Corporation
Vinyl cis-butadiene rubber (VCR): "Vinyl cis rubber VCR412" manufactured by Ube Industries, Ltd. (cis-1,4-polybutadiene modified with syndiotactic-1,2-polybutadiene)
Carbon black (CB): Showa Cabot Corporation “Show Black N550” (FEF) (nitrogen adsorption specific surface area = 42 m ² / g)
[0023]
Stearic acid: "Beads stearic acid" manufactured by NOF Corporation
Zinc flower: "3 types of zinc oxide" manufactured by Shodo Chemical Co., Ltd.
Anti-aging agent (6PPD): "Antigen 6C"(N-phenyl-N'-1,3-dimethylbutyl-p-phenylenediamine) manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
Process oil: Showa Shell Sekiyu KK "Desolex 3"
Sulfur: Tsurumi Chemical Co., Ltd. "Kinka 5% oil-containing fine powder sulfur"
Vulcanization accelerator (TBBS): "Noxeller NS-P" (N-tert-butyl-2-benzothiazolylsulfenamide) manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.
[0024]
Preparation of test pieces V-35, 45 and 55, B-35, 45 and 55, and S-35, 45 and 55 Components other than sulfur and vulcanization accelerator shown in Table I below Was mixed in a Banbury mixer in the amounts shown in Table I below, and the masterbatch was released when the temperature reached 165 ± 5 ° C. To the masterbatch, sulfur and vulcanization accelerators in the amounts shown in Table I below were added, and kneaded with an 8-inch open roll to obtain test pieces V-35, 45 and 55, B-35 and 45. , And 55, and rubber compositions for S-35, 45, and 55. Next, these rubber compositions were press-vulcanized at 160 ° C. for 15 minutes in a mold of 15 × 15 × 0.2 cm to prepare various target test pieces.
[0025]
[Table 1]

[0026]
Measurement of vulcanized physical properties of various test pieces Various vulcanized physical properties of the various test pieces were measured according to the following test methods.
[0027]
1) Loss tangent tan δ:
Using a viscoelastic spectrometer (manufactured by Toyo Seiki Seisaku-sho, Ltd.), the loss tangent tan δ of each of the above test pieces was measured at an initial strain of 10%, an amplitude of ± 2%, a frequency of 20 Hz, and an ambient temperature of 60 ° C. The smaller the measured value, the smaller the heat generation of the rubber composition after vulcanization (the better the low heat build-up). In Table I, the loss tangent tan δ at 60 ° C. is abbreviated as “tan δ ＠ 60 ° C.”
[0028]
2) Hardness:
The hardness (Hs) of the above test pieces in the spring type A was measured at 20 ° C. in accordance with JIS K6253. The higher the measured value, the higher the hardness of the vulcanized rubber composition (the higher the rigidity). In Table I above, the hardness (Hs) at 20 ° C. is abbreviated as “Hs ＠ 20 ° C.”.
[0029]
Evaluation of measurement results of each vulcanization property The measurement results of each vulcanization property of 1) and 2) above for the various test specimens are shown in the above Table I and the graph shown in FIG. .
[0030]
Test piece V-35 was prepared by adding the carbon black (CB) to 100 parts by weight of a rubber component composed of 70 parts by weight of the natural rubber (NR) and 30 parts by weight of the vinyl cis-butadiene rubber (VCR). It is a test piece prepared using the rubber composition according to the present invention mixed with 35 parts by weight. By suppressing the compounding amount of CB to a low compounding amount of 35 parts by weight, and by adding 30 parts by weight of VCR, the loss H tan δ is suppressed to a low level of 0.055 and the hardness Hs is a sufficient level of 57. Could be maintained.
[0031]
By using such a rubber composition as an undertread in a tread portion of a pneumatic tire, a pneumatic tire having both low rolling resistance (good fuel economy) and high steering stability can be provided.
[0032]
Test pieces V-45 and V-55 had the same composition as the rubber composition used in test piece V-35, except that the amount of CB was increased to 45 parts by weight and 55 parts by weight, respectively. 5 is a test piece prepared using a comparative rubber composition. By increasing the blending amount of CB, the hardness Hs increased to 62 and 66, respectively, but the loss tangent tan δ also increased to 0.080 and 0.110, respectively.
[0033]
When such a rubber composition is used for an undertread in a tread portion of a pneumatic tire, the pneumatic tire has high steering stability, but has high fuel resistance and insufficient fuel economy due to high rolling resistance.
[0034]
On the other hand, the test pieces B-55, B-45, and B-35 were prepared based on 100 parts by weight of a rubber component composed of 70 parts by weight of the natural rubber (NR) and 30 parts by weight of the butadiene rubber (BR). This is a test piece prepared by using a rubber composition for comparison, wherein the carbon black (CB) is blended with 55 parts by weight, 45 parts by weight, and 35 parts by weight, respectively. As the amount of CB decreased, the loss tangent tan δ decreased to 0.100, 0.075, and 0.050, respectively, but the hardness Hs also decreased to 62, 58, and 54, respectively.
[0035]
When such a rubber composition is used for an under tread in a tread portion of a pneumatic tire, for example, in a rubber composition used for preparing a test piece B-55, although having high steering stability, it has high rolling resistance. As a result, a pneumatic tire with insufficient fuel economy is obtained, and the rubber composition used for preparing the test piece B-35 has low rolling resistance (good fuel economy), but has good handling stability. Will result in insufficient pneumatic tires.
[0036]
Further, the test pieces S-55, S-45, and S-35 each had a rubber component composed of 70 parts by weight of the natural rubber (NR) and 30 parts by weight of the styrene-butadiene copolymer rubber (SBR) of 100 parts by weight. These are test pieces prepared by using a rubber composition for comparison, in which 55 parts by weight, 45 parts by weight, and 35 parts by weight of the carbon black (CB) are mixed with each other. Like the test pieces B-55, B-45, and B-35, the loss tangent tan δ decreased to 0.105, 0.085, and 0.060, respectively, as the amount of CB decreased. However, the hardness Hs also decreased to 63, 59 and 54, respectively.
[0037]
When such a rubber composition is used for an undertread in a tread portion of a pneumatic tire, the rubber composition is used, for example, to prepare a test piece S-55, similarly to the test pieces B-55, B-45, and B-35. In the rubber composition, although having high steering stability, because of high rolling resistance, it becomes a pneumatic tire with insufficient fuel economy, the rubber composition used to prepare the test piece S-35 Although the pneumatic tire has low rolling resistance (good fuel economy), steering stability is insufficient.
[0038]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by blending a specific carbon black with a rubber component composed of natural rubber and a butadiene rubber containing a specific blending amount of VCR, a low loss tangent tan δ and a high hardness are obtained. A rubber composition having Hs after vulcanization can be provided. Further, by using the rubber composition according to the present invention in an undertread in a tread portion, a pneumatic tire having both low rolling resistance (good fuel economy) and high steering stability can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows the loss tangent tan δ and hardness Hs of various test pieces V-35, 45, and 55, B-35, 45, and 55, and S-35, 45, and 55 prepared and evaluated in Examples. 6 is a graph showing the relationship of.

Claims (2)

天然ゴムと、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンで変性されたｃｉｓ−１，４−ポリブタジエンを含んでなるブタジエンゴムとからなるゴム成分１００重量部に対して、窒素吸着比表面積が２０〜８０ｍ^２／ｇのカーボンブラックを２５〜５０重量部配合してなるゴム組成物であって、
前記シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエンで変性されたｃｉｓ−１，４−ポリブタジエンの配合量が、前記ゴム成分１００重量部に対して、１０〜５０重量部であり、そして
加硫後の前記ゴム組成物において、６０℃において測定される損失正接ｔａｎδが０．０４〜０．０７であり、２０℃において測定される硬度が５５〜６２Ｈｓ（ＪＩＳ　Ａ）である、
ことを特徴とするゴム組成物。The nitrogen adsorption specific surface area is 20 to 80 m with respect to 100 parts by weight of a rubber component composed of natural rubber and butadiene rubber containing cis-1,4-polybutadiene modified with syndiotactic-1,2-polybutadiene. ^A rubber composition comprising 25 to 50 parts by weight of ² / g carbon black,
The compounding amount of the cis-1,4-polybutadiene modified with the syndiotactic-1,2-polybutadiene is 10 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component, and In the rubber composition, the loss tangent tan δ measured at 60 ° C is 0.04 to 0.07, and the hardness measured at 20 ° C is 55 to 62 Hs (JIS A).
A rubber composition, characterized in that: トレッド部のタイヤ半径方向外側に配置されているキャップトレッド及びトレッド部のタイヤ半径方向内側に配置されているアンダートレッドを含んでなるトレッド部を有する空気入りタイヤであって、
請求項１に記載のゴム組成物が前記アンダートレッドにおいて使用されており、そして
前記アンダートレッドの厚みが０．５〜３．０ｍｍである、
ことを特徴とする空気入りタイヤ。A pneumatic tire having a tread portion including a cap tread disposed on the tire radial outside of the tread portion and an under tread disposed on the tire radial inside of the tread portion,
The rubber composition according to claim 1 is used in the undertread, and the undertread has a thickness of 0.5 to 3.0 mm.
A pneumatic tire, characterized in that:

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