JPH1160816A - Rubber composition for tire tread - Google Patents
Rubber composition for tire treadInfo
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- JPH1160816A JPH1160816A JP9227092A JP22709297A JPH1160816A JP H1160816 A JPH1160816 A JP H1160816A JP 9227092 A JP9227092 A JP 9227092A JP 22709297 A JP22709297 A JP 22709297A JP H1160816 A JPH1160816 A JP H1160816A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はゴム組成物に関し、
更に詳細には、耐摩耗性、低燃費性及び湿潤路面におけ
る制動性に優れたタイヤトレッド用ゴム組成物に関す
る。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a rubber composition,
More specifically, the present invention relates to a rubber composition for a tire tread excellent in abrasion resistance, fuel economy and braking performance on a wet road surface.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、環境問題の点から省エネルギーの
自動車が望まれている。そこで自動車部品の一つである
タイヤにおいても燃費効率の高いものが求められる様に
なってきた。2. Description of the Related Art In recent years, energy-saving automobiles have been desired in view of environmental problems. Therefore, tires, which are one of the automotive parts, are required to have high fuel efficiency.
【０００３】従来、燃費効率の高いタイヤとするため
に、タイヤの転がり抵抗を低減させるタイヤトレッド用
ゴム組成物が種々提案されている。例えば、タイヤトレ
ッド用ゴム組成物にヒステリシスロスの少ないポリマー
を使用する技術がある。また、大粒径のカーボンブラッ
クを使用する方法も提案されている。また、カーボンブ
ラックとオイルを低充填化したり、またカーボンブラッ
クに変えてシリカを利用すること等も提案されている。Conventionally, various rubber compositions for tire treads have been proposed to reduce the rolling resistance of tires in order to provide tires with high fuel efficiency. For example, there is a technique of using a polymer having a small hysteresis loss in a rubber composition for a tire tread. A method using carbon black having a large particle size has also been proposed. It has also been proposed to reduce the amount of carbon black and oil, or to use silica instead of carbon black.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、タイヤトレッ
ド用ゴム組成物中にヒステリシスロスの少ないポリマー
を使用すると、タイヤの転がり抵抗は改善されるもの
の、湿潤路面における制動性が低下する問題がある。ま
た、タイヤトレッド用ゴム組成物中に大粒径のカーボン
ブラックを使用する場合も、タイヤの転がり抵抗は改善
されるが、耐摩耗性が低下する問題がある。また、タイ
ヤトレッド用ゴム組成物中でカーボンブラックとオイル
とを低充填化した場合は、耐摩耗性、特に耐偏摩耗性が
低下する。タイヤトレッド用ゴム組成物中にシリカを使
用した場合は、カーボンブラックと比べると、低燃費性
及び湿潤路面における制動性は向上するが、耐摩耗性及
び加工性が低下する。However, when a polymer having a small hysteresis loss is used in the rubber composition for a tire tread, although the rolling resistance of the tire is improved, there is a problem that the braking performance on a wet road surface is reduced. Also, when carbon black having a large particle diameter is used in the rubber composition for a tire tread, the rolling resistance of the tire is improved, but there is a problem that the wear resistance is reduced. Further, when carbon black and oil are reduced in the rubber composition for a tire tread, wear resistance, particularly uneven wear resistance, is reduced. When silica is used in the rubber composition for a tire tread, fuel efficiency and braking performance on a wet road surface are improved as compared with carbon black, but abrasion resistance and workability are reduced.
【０００５】本発明の課題は、高い耐摩耗性を維持しつ
つ、低燃費性及び湿潤路面における制動性に優れたタイ
ヤトレッド用ゴム組成物を提供する点にある。An object of the present invention is to provide a rubber composition for a tire tread excellent in fuel efficiency and braking performance on a wet road surface while maintaining high wear resistance.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、ガラス転移温度が−４０℃〜−２０℃で
あるとともに、ラテックスムーニー粘度（ＭＬ１＋４、
１００℃）が１２０以上であり、かつ溶液重合によるス
チレンブタジエンゴムであるＡゴム成分、ガラス転移温
度が前記Ａゴム成分より低いスチレンブタジエンゴムで
あるＢゴム成分、カーボンブラック及びシリカを含むゴ
ム組成物であって、（１）Ａゴム成分をムーニー粘度
（ＭＬ１＋４、１００℃）が４５〜７５になるように油
展してなる油展Ａゴム成分と、（２）Ｂゴム成分にヨウ
素吸着量が１２０〜１８０ｇ／ｋｇのカーボンブラック
をムーニー粘度（ＭＬ１＋４、１００℃）が前記油展Ａ
ゴム成分の１．８倍以上になるように混入してなるカー
ボンマスターバッチと、（３）シリカとをブレンドして
なることを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物を採
用した。Means for Solving the Problems To solve the above-mentioned problems, the present invention provides a glass transition temperature of -40 ° C to -20 ° C and a latex Mooney viscosity (ML1 + 4,
100 ° C.) is 120 or more, and a rubber composition comprising a rubber component A which is a styrene butadiene rubber obtained by solution polymerization, a rubber component B which is a styrene butadiene rubber having a lower glass transition temperature than the rubber component A, carbon black and silica. And (2) an oil-extended A rubber component obtained by oil-extending the A rubber component so that the Mooney viscosity (ML1 + 4, 100 ° C.) becomes 45 to 75; and (2) an iodine adsorption amount to the B rubber component. The Mooney viscosity (ML1 + 4, 100 ° C.) of 120 to 180 g / kg of carbon black is oil extended A
A rubber composition for a tire tread, which is obtained by blending (3) silica with a carbon master batch mixed so as to be 1.8 times or more the rubber component, was employed.
【０００７】このようなゴム組成物では、カーボンマス
ターバッチは油展Ａゴム成分に比べて粘度が極めて高い
ため、カーボンマスターバッチと油展Ａゴム成分とは相
溶性が低く、カーボンマスターバッチは油展Ａゴム成分
中に偏分散している。すなわち、油展Ａゴム成分と、カ
ーボンマスターバッチとは、いわゆる海島構造を形成し
ている。なお、この海島構造において、油展Ａゴム成分
とカーボンマスターバッチとは、いずれが、海島構造の
海部であってもよいが、本発明では、油展Ａゴム成分が
海部である。また、カーボンマスターバッチは油展Ａゴ
ム成分より粘度が高いので、シリカは油展Ａゴム成分中
に分散し易い。In such a rubber composition, the carbon master batch has an extremely high viscosity as compared with the oil-extended A rubber component. It is partially dispersed in the extension A rubber component. That is, the oil-extended A rubber component and the carbon master batch form a so-called sea-island structure. In this sea-island structure, any of the oil-extended A rubber component and the carbon master batch may be the sea portion of the sea-island structure, but in the present invention, the oil-extended A rubber component is the sea portion. Further, since the carbon masterbatch has a higher viscosity than the oil-extended A rubber component, silica is easily dispersed in the oil-extended A rubber component.
【０００８】従って、上記条件下においては、シリカを
含有している油展Ａゴム成分と、カーボンブラックを含
有しているＢゴム成分との各ゴム成分がゴム組成物中に
それぞれ適度な相溶性を有しながら適度な不均一状態に
て偏在していることから、油展Ａゴム成分とＢゴム成分
の各ゴム成分が適度な不均一領域において独自の作用効
果を過不足なく発揮することになる。よって、油展Ａゴ
ム成分の領域では、耐摩耗性は低下する傾向にあるが、
Ｂゴム成分に対して相対的に高いガラス転移点を有する
Ａゴム成分特有の作用効果である湿潤路面における制動
性が向上する。また、加えて同高ガラス転移点を有する
油展Ａゴム成分中にはシリカが配合されていることか
ら、このシリカ成分との相乗効果によって更に一層湿潤
路面における制動性が向上し、また低燃費性も向上す
る。一方、Ｂゴム成分の領域では、相対的に低いガラス
転移点を有するＢゴム成分特有の作用効果である耐摩耗
性が発揮されると共に、タイヤの転がり抵抗は減少して
低燃費性が向上する。さらに、同低ガラス転移点を有す
るＢゴム成分中にはカーボンブラックが配合されている
ことから、このカーボンブラック成分との相乗効果によ
って更に一層耐摩耗性が発揮される。従って、シリカ配
合の油展Ａゴム成分とカーボンブラック配合のＢゴム成
分との両ゴム成分によって、高い耐摩耗性を維持して、
低燃費性と湿潤路面における制動性を改善することがで
きる。[0008] Therefore, under the above conditions, the rubber components of the oil-extended A rubber component containing silica and the B rubber component containing carbon black have moderate compatibility in the rubber composition. The rubber components of the oil-extended A rubber component and the B rubber component exhibit their own function and effect in an appropriate non-uniform region without excess or deficiency. Become. Therefore, in the region of the oil-extended A rubber component, the abrasion resistance tends to decrease,
The braking effect on a wet road surface, which is an operation effect unique to the A rubber component having a relatively high glass transition point with respect to the B rubber component, is improved. In addition, since silica is blended in the oil-extended A rubber component having the same high glass transition point, the braking effect on wet road surfaces is further improved by the synergistic effect with the silica component, and low fuel consumption is achieved. The performance is also improved. On the other hand, in the region of the B rubber component, the abrasion resistance, which is a function and effect unique to the B rubber component having a relatively low glass transition point, is exhibited, and the rolling resistance of the tire is reduced, and the fuel economy is improved. . Further, since carbon black is blended in the B rubber component having the same low glass transition point, the wear resistance is further enhanced by a synergistic effect with the carbon black component. Therefore, high rubber wear resistance is maintained by both rubber components of the oil-extended A rubber component containing silica and the B rubber component containing carbon black.
It is possible to improve fuel economy and braking performance on wet road surfaces.
【０００９】本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物にお
いて、油展Ａゴム成分中のゴム成分Ａとカーボンマスタ
ーバッチ中のゴム成分Ｂとの重量比は、Ａゴム成分／Ｂ
ゴム成分＝０．３〜１であり、ゴム組成物中のカーボン
ブラックとシリカとの総量（全フィラー総量）に対して
シリカの割合は、２５〜７０重量％で、かつ全フィラー
総量は、ゴム成分１００重量部に対して６０〜１００重
量部である。In the rubber composition for a tire tread of the present invention, the weight ratio of the rubber component A in the oil-extended A rubber component to the rubber component B in the carbon master batch is A rubber component / B.
The rubber component is 0.3 to 1, the ratio of silica is 25 to 70% by weight based on the total amount of carbon black and silica (total filler total amount) in the rubber composition, and the total filler amount is rubber. It is 60 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the component.
【００１０】なお、Ａゴム成分において、スチレン含有
量は２０重量％以上である。In the rubber component A, the styrene content is 20% by weight or more.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】Ａゴム成分として用いられるスチ
レンブタジエンゴムにおいて、ガラス転移温度は−４０
℃〜−２０℃、好ましくは−３５℃〜−２５℃である。
Ａゴム成分のガラス転移温度が−４０℃未満の場合は、
湿潤路面における制動性が低下する。一方、ガラス転移
温度が−２０℃を越える場合は低温特性が低下し、耐摩
耗性が低下するとともに、タイヤの低燃費性が低下す
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A styrene butadiene rubber used as a rubber component has a glass transition temperature of -40.
C. to -20C, preferably -35C to -25C.
When the glass transition temperature of the A rubber component is less than −40 ° C.,
The braking performance on wet road surfaces decreases. On the other hand, when the glass transition temperature exceeds -20 ° C, the low-temperature characteristics are reduced, the wear resistance is reduced, and the fuel economy of the tire is reduced.
【００１２】Ａゴム成分のラテックスムーニー粘度（Ｍ
Ｌ１＋４、１００℃）は、１２０以上（例えば、１２０
〜１７０）であるのが好ましい。ラテックスムーニー粘
度が低すぎると、耐磨耗性が低下する。なお、ムーニー
粘度はゴム分子の分子量と関係があり、ムーニー粘度が
高くなると、分子量が高くなる。ムーニー粘度は、ＪＩ
Ｓ Ｋ６３００により測定できる。なお、ムーニー粘度
の表示として、（ＭＬ１＋４、１００℃）は、１００
℃、大ローターを使用して予熱１分後更に４分後のムー
ニー粘度を表している。Latex Mooney viscosity of rubber component A (M
L1 + 4, 100 ° C.) is 120 or more (for example, 120
To 170). If the latex Mooney viscosity is too low, the abrasion resistance decreases. The Mooney viscosity is related to the molecular weight of the rubber molecule. As the Mooney viscosity increases, the molecular weight increases. Mooney viscosity is JI
It can be measured by SK6300. In addition, as a display of Mooney viscosity, (ML1 + 4, 100 ° C.) is 100
° C, Mooney viscosity after 1 minute and 4 minutes after preheating using a large rotor.
【００１３】また、Ａゴム成分であるスチレンブタジエ
ンゴムは、溶液重合により得られるものを好適に使用で
きる。溶液重合では、ブロック共重合体のスチレンブタ
ジエンゴムを得ることができるため、熱可塑性の度合い
が大きく、成形性が高いゴムが得られる。また、分子量
分布が狭く、耐摩耗性に優れている。As the styrene butadiene rubber as the rubber component A, those obtained by solution polymerization can be suitably used. In solution polymerization, a styrene-butadiene rubber as a block copolymer can be obtained, so that a rubber having a high degree of thermoplasticity and high moldability can be obtained. Further, the molecular weight distribution is narrow and the wear resistance is excellent.
【００１４】スチレンブタジエンゴム中のスチレンの割
合としては、特に制限されないが、Ａゴム成分全体に対
して、好ましくは１５重量％以上（例えば、１５〜５０
重量％）、さらに好ましくは２０重量％以上（例えば、
２０〜４０重量％）である。また、１，２ビニル結合量
は、特に制限はなく、Ａゴム全体に対して、好ましくは
１５重量％以上（例えば、１５〜５０重量％）、さらに
好ましくは２０重量％以上（例えば、２０〜４０重量
％）である。これらの割合が低すぎると、路面把握性、
すなわち、湿潤路面における制動性が低下する。なお、
１，２ビニル結合量とは、１，２ビニル結合をしている
ブタジエンの割合のことをいう。また、スチレンの割合
や１，２ビニル結合量におけるＡゴム成分全体とは、ス
チレンの量と、１，２ビニル結合しているブタジエンの
量と、トランス結合しているブタジエンの量と、シス結
合しているブタジエンの量との総量をいう。The proportion of styrene in the styrene-butadiene rubber is not particularly limited, but is preferably 15% by weight or more (for example, 15 to 50%) based on the whole rubber A component.
% By weight), more preferably 20% by weight or more (for example,
20 to 40% by weight). Further, the amount of 1,2 vinyl bond is not particularly limited, and is preferably 15% by weight or more (for example, 15 to 50% by weight), more preferably 20% by weight or more (for example, 20 to 40% by weight). If these ratios are too low,
That is, the braking performance on a wet road surface is reduced. In addition,
The 1,2 vinyl bond amount refers to a ratio of butadiene having a 1,2 vinyl bond. Further, the ratio of styrene and the entire A rubber component in the amount of 1,2-vinyl bond refers to the amount of styrene, the amount of butadiene which is 1,2-vinyl bonded, the amount of butadiene which is trans-bonded, and the amount of cis-bonded. It refers to the total amount of butadiene used.
【００１５】Ｂゴム成分のスチレンブタジエンゴムとし
ては、前記Ａゴム成分より低いガラス転移温度を有する
ものが使用できる。ゴム成分（Ａゴム成分、Ｂゴム成
分）としては、異なるガラス転移温度を有するゴム成分
を用い、これらの成分を偏分散させているため、前述の
ように、湿潤路面における制動性と、耐摩耗性、および
タイヤの転がり抵抗の減少による低燃費性とを高いレベ
ルで両立できるゴム組成物が得られる。As the styrene butadiene rubber of the B rubber component, a rubber having a lower glass transition temperature than that of the A rubber component can be used. As the rubber components (A rubber component and B rubber component), rubber components having different glass transition temperatures are used, and these components are dispersed and dispersed. As described above, braking performance on wet road surfaces and wear resistance are improved. A rubber composition can be obtained that can achieve both high performance and high fuel economy due to reduced tire rolling resistance at a high level.
【００１６】Ｂゴム成分に含有させるカーボンブラック
は、ヨウ素吸着量（ＩＡ）が１２０ｇ／ｋｇ以上（例え
ば、１２０〜１８０ｇ／ｋｇ）のものが使用できる。カ
ーボンブラックのＩＡが過小であると、耐摩耗性が低下
する。一方、ＩＡが過多であると、低燃費性が低下し、
タイヤの転がり抵抗が高くなる。なお、カーボンブラッ
クにおけるヨウ素吸着量は、ＡＳＴＭ Ｄ１５１０によ
り測定できる。As the carbon black contained in the B rubber component, those having an iodine adsorption amount (IA) of 120 g / kg or more (for example, 120 to 180 g / kg) can be used. If the IA of the carbon black is too small, the abrasion resistance decreases. On the other hand, if the IA is excessive, the fuel economy is reduced,
The rolling resistance of the tire increases. In addition, the iodine adsorption amount in carbon black can be measured by ASTM D1510.
【００１７】カーボンブラックとしては、例えば、ＡＴ
ＳＭコードが、Ｎ１１０、Ｎ２２０、Ｎ２３４などのカ
ーボンブラックが例示できる。Examples of carbon black include AT
The SM code can be exemplified by carbon blacks such as N110, N220 and N234.
【００１８】本発明では、カーボンブラックを、Ｂゴム
成分中に、ムーニー粘度が前記油展Ａゴム成分に対して
１．８倍以上になるように配合させて、カーボンマスタ
ーバッチを調製する。なお、カーボンマスターバッチの
調製に際しては、オイルを用いることができる。カーボ
ンマスターバッチのムーニー粘度が、油展Ａゴム成分の
ムーニー粘度の１．８倍より小さいと、油展Ａゴム成分
と、Ｂゴム成分と、カーボンブラックとが混合して、そ
れぞれの均質分散性が高くなり、したがって、ゴム組成
物の不均一分散性が低下する。すなわち、本発明では、
油展Ａゴム成分と、この油展Ａゴム成分の粘度より高い
粘度を有するカーボンマスターバッチとを混合している
ため、ゴム組成物中では、Ａゴム成分の作用と、Ｂゴム
成分の作用とを有効に発現できる。In the present invention, a carbon masterbatch is prepared by blending carbon black with the B rubber component so that the Mooney viscosity is at least 1.8 times that of the oil-extended A rubber component. In preparing the carbon master batch, oil can be used. If the Mooney viscosity of the carbon masterbatch is less than 1.8 times the Mooney viscosity of the oil-extended A rubber component, the oil-extended A rubber component, the B rubber component, and the carbon black are mixed, and the homodispersity of each is increased. And therefore the non-uniform dispersibility of the rubber composition is reduced. That is, in the present invention,
Since the oil-extended A rubber component and the carbon master batch having a viscosity higher than the viscosity of the oil-extended A rubber component are mixed, in the rubber composition, the action of the A rubber component and the action of the B rubber component Can be effectively expressed.
【００１９】なお、Ｂゴム成分のスチレンブタジエンゴ
ムは、乳化重合により得られたものであってもよく、溶
液重合により得られるものであってもよい。The styrene-butadiene rubber of the B rubber component may be obtained by emulsion polymerization or may be obtained by solution polymerization.
【００２０】このようなＢゴム成分としては、例えば、
日本合成ゴム（株）社から市販されている商品名：ＳＢ
Ｒ０１２０などが使用できる。なお、この商品は乳化重
合により得られたスチレンブタジエンゴムであり、ラテ
ックスムーニー粘度（ＭＬ１＋４、１００℃）は１１０
である。As such a B rubber component, for example,
Product name: SB available from Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.
R0120 and the like can be used. This product is a styrene-butadiene rubber obtained by emulsion polymerization and has a latex Mooney viscosity (ML1 + 4, 100 ° C.) of 110.
It is.
【００２１】シリカとしては、ゴムの配合シリカとして
慣用的に用いられているシリカ（例えば、沈降シリカな
ど）を用いることができる。シリカの比表面積、例え
ば、窒素ガスの吸着量（Ｎ2 ＳＡ）は、特に制限されな
いが、１００〜２５０ｍ2 ／ｇであるのが好ましい。ま
た、ジブチルフタレート吸油量（ＤＢＰ吸油量）は、特
に限定されないが、好ましくは１５０〜２５０ｍｌ／１
００ｇである。なお、Ｎ2 ＳＡは、ＡＳＴＭ Ｄ３０３
７に準じて測定でき、ＤＢＰ吸油量は、ＪＩＳＫ６２２
１に準じて測定できる。このようなシリカには、商品
名：ニップシールＡＱ（日本シリカ社製）、商品名：ニ
ップシールＶＮ３（日本シリカ社製）、商品名：トクシ
ールＵＲ（徳山曹達社製）などが含まれる。As the silica, silica conventionally used as rubber-containing silica (eg, precipitated silica) can be used. The specific surface area of silica, for example, the adsorption amount of nitrogen gas (N 2 SA) is not particularly limited, but is preferably 100 to 250 m 2 / g. Further, the dibutyl phthalate oil absorption (DBP oil absorption) is not particularly limited, but is preferably 150 to 250 ml / 1.
00 g. Note that N 2 SA is ASTM D303
7, and the DBP oil absorption can be measured in accordance with JIS K622.
It can be measured according to 1. Examples of such silica include Nipsil AQ (trade name, manufactured by Nippon Silica Co., Ltd.), Nipsil VN3 (trade name, manufactured by Nippon Silica Co., Ltd.), and Tokusil UR (trade name, manufactured by Tokuyama Soda Co., Ltd.).
【００２２】本発明では、シリカは、シランカップリン
グ剤と組み合わせて使用できる。シランカップリング剤
をシリカとともに、油展Ａゴム成分に配合させると、Ａ
ゴム成分とシリカとの相互作用を大きく促進することが
できる。シランカップリング剤としては、加水分解性シ
リル基を有する有機珪素化合物、特に加水分解性シリル
基及び硫黄を有する有機珪素化合物を好適に使用でき
る。シランカップリング剤には、例えば、ビス−（３−
トリエトキシシリルプロピル）−テトラスルフィドなど
のビス−（トリＣ1-4 アルコキシシリル−Ｃ2-3 アルキ
ル）−Ｓ1-4 スルフィド（Ｓ1-4 において、Ｓは硫黄原
子を示し、数字は硫黄原子の数を示す。例えば、Ｓ2 ス
ルフィドはジスルフィドのことを表し、Ｓ4 スルフィド
はテトラスルフィドのことを表す）などが含まれる。シ
ランカップリング剤としては、例えば、商品名Ｓｉ６９
（デグッサ社製）などとして入手できる。なお、シラン
カップリング剤の使用量は、例えば、シリカの重量に対
して５〜１５重量％であり、通常、１０重量％程度であ
る。In the present invention, silica can be used in combination with a silane coupling agent. When the silane coupling agent is mixed with the oil-extended A rubber component together with silica,
The interaction between the rubber component and silica can be greatly promoted. As the silane coupling agent, an organosilicon compound having a hydrolyzable silyl group, particularly an organosilicon compound having a hydrolyzable silyl group and sulfur can be suitably used. Examples of the silane coupling agent include bis- (3-
Bis- (tri C 1-4 alkoxysilyl-C 2-3 alkyl) -S 1-4 sulfide such as triethoxysilylpropyl) -tetrasulfide (in S 1-4 , S represents a sulfur atom, and the number is sulfur Indicate the number of atoms, for example, S 2 sulfide represents disulfide and S 4 sulfide represents tetrasulfide. Examples of the silane coupling agent include, for example, trade name Si69
(Made by Degussa). The amount of the silane coupling agent used is, for example, 5 to 15% by weight, usually about 10% by weight, based on the weight of silica.
【００２３】本発明のゴム組成物において、油展Ａゴム
成分中のゴム成分Ａとカーボンマスターバッチ中のゴム
成分Ｂとの割合は、Ａゴム成分／Ｂゴム成分＝０．３〜
１（重量比）、好ましくは０．５〜０．８（重量比）で
ある。この範囲が過小であると、湿潤路面における制動
性が低下する。一方、過多であると、耐摩耗性が低下す
る。In the rubber composition of the present invention, the ratio of the rubber component A in the oil-extended A rubber component and the rubber component B in the carbon master batch is such that A rubber component / B rubber component = 0.3 to
1 (weight ratio), preferably 0.5 to 0.8 (weight ratio). If this range is too small, the braking performance on a wet road surface decreases. On the other hand, if the amount is excessive, the wear resistance decreases.
【００２４】シリカの割合は、ゴム組成物中のカーボン
ブラックとシリカとの総量（全フィラー総量）に対して
２５〜７０重量％、好ましくは３０〜６０重量％であ
る。また、全フィラー総量は、ゴム成分１００重量部に
対して６０〜１００重量部、好ましくは７０〜１００重
量部であるThe proportion of silica is from 25 to 70% by weight, preferably from 30 to 60% by weight, based on the total amount of carbon black and silica (total amount of all fillers) in the rubber composition. The total amount of all fillers is 60 to 100 parts by weight, preferably 70 to 100 parts by weight, based on 100 parts by weight of the rubber component.
【００２５】本発明のゴム組成物には、慣用的に用いら
れる各種添加剤、例えば、ステアリン酸などの脂肪酸、
酸化亜鉛、充填剤（無機質充填剤、有機質充填剤な
ど）、可塑剤、粘着付与剤、ワックス、老化防止剤、オ
ゾン亀裂防止剤、しゃく解剤等を配合してもよい。な
お、本発明のゴム組成物は、タイヤトレッド用であり、
加硫剤（例えば、硫黄など）、加硫促進剤を含有してい
る。The rubber composition of the present invention contains various additives which are conventionally used, for example, fatty acids such as stearic acid,
Zinc oxide, fillers (inorganic fillers, organic fillers, etc.), plasticizers, tackifiers, waxes, antioxidants, ozone crack inhibitors, peptizers and the like may be blended. Incidentally, the rubber composition of the present invention is for a tire tread,
It contains a vulcanizing agent (eg, sulfur) and a vulcanization accelerator.
【００２６】また、油展Ａゴム成分は、カーボンブラッ
クを含んでいてもよい。このカーボンブラックのヨウ素
吸着量は、特に限定されない。このようなカーボンブラ
ックとしては、例えば、前記カーボンマスターバッチで
用いられるカーボンブラックの他、Ｎ３３９などが挙げ
られる。The oil extended A rubber component may contain carbon black. The iodine adsorption amount of this carbon black is not particularly limited. Examples of such carbon black include N339 and the like in addition to the carbon black used in the carbon masterbatch.
【００２７】本発明のゴム組成物は、油展Ａゴム成分
と、カーボンマスターバッチと、シリカとを混合して調
製できる。調製に際しては、（１）油展Ａゴム成分中に
カーボンマスターバッチが不均一分散するように、慣用
の方法、例えば、バンバリーミキサーを用いて混合し、
この混合物にシリカや添加剤などを配合して調製する方
法、（２）油展Ａゴム成分とシリカとを混合し、この混
合物にカーボンマスターバッチを不均一分散するように
配合して調製する方法などを採用できる。特に、本発明
では、前記調製方法（１）であっても、主として油展Ａ
ゴム成分中に、シリカを分散させることができる。これ
は、油展Ａゴム成分のムーニー粘度が、カーボンマスタ
ーバッチのムーニー粘度より、顕著に小さいからであ
る。The rubber composition of the present invention can be prepared by mixing an oil-extended A rubber component, a carbon masterbatch, and silica. At the time of preparation, (1) a carbon master batch is mixed in a conventional manner, for example, using a Banbury mixer, so that the carbon master batch is dispersed unevenly in the rubber component.
A method in which silica and additives are blended into the mixture to prepare the mixture; (2) a method in which the oil-extended A rubber component is mixed with silica, and a carbon master batch is blended in the mixture so as to be non-uniformly dispersed. Etc. can be adopted. In particular, in the present invention, even in the preparation method (1), the oil extension A is mainly used.
Silica can be dispersed in the rubber component. This is because the Mooney viscosity of the oil-extended A rubber component is significantly smaller than the Mooney viscosity of the carbon master batch.
【００２８】なお、カーボンマスターバッチは、スチレ
ンブタジエンゴムと、カーボンブラックと、必要に応じ
てオイル（プロセスオイルなど）とを混合して調製でき
る。混合に際しては、慣用の方法を採用でき、例えば、
混合機（バンバリーミキサーなど）による混合方法など
を利用できる。The carbon masterbatch can be prepared by mixing styrene butadiene rubber, carbon black, and, if necessary, oil (such as process oil). Upon mixing, a conventional method can be adopted, for example,
A mixing method using a mixing machine (such as a Banbury mixer) can be used.
【００２９】本発明のゴム組成物は、前述のように、湿
潤路面における制動性と、耐摩耗性、およびタイヤの転
がり抵抗の減少による低燃費性とを高いレベルで両立で
きるため、タイヤトレッド用ゴム組成物として有用であ
る。As described above, the rubber composition of the present invention can achieve a high level of both braking performance on wet road surfaces, abrasion resistance, and low fuel consumption due to a reduction in tire rolling resistance. Useful as a rubber composition.
【００３０】[0030]
【実施例】以下、本発明を実施例及び比較例に基づいて
より詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定
されるものではない。 （油展ゴム成分の調製例）表１に示す組成、ガラス転移
温度及びラテックスムーニー粘度（ＭＬ１＋４、１００
℃）を有するスチレンブタジエンゴム（以下、「ＳＢ
Ｒ」と称する場合がある）を油展し、表１に示すムーニ
ー粘度（ＭＬ１＋４、１００℃）を有する油展ゴム成分
（油展ＳＢＲ−Ａ〜油展ＳＢＲ−Ｆ）を調製した。な
お、ＳＢＲとしては、油展ＳＢＲ−Ａでは、乳化重合に
より得られたＳＢＲ（日本合成ゴム社製、商品名：ＳＢ
Ｒ０１２０）を用い、その他の油展ＳＢＲ（油展ＳＢＲ
−Ｂ〜油展ＳＢＲ−Ｆ）では、溶液重合により調製され
たＳＢＲを用いた。以下の実施例及び比較例では、これ
らの油展ゴム成分を用いた。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples. (Preparation Example of Oil-Extended Rubber Component) The composition, glass transition temperature and latex Mooney viscosity (ML1 + 4, 100
Styrene butadiene rubber (hereinafter referred to as “SB
R "), and oil-extended rubber components (oil-extended SBR-A to oil-extended SBR-F) having the Mooney viscosity (ML1 + 4, 100 ° C) shown in Table 1 were prepared. As SBR, in oil-extended SBR-A, SBR obtained by emulsion polymerization (trade name: SB, manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.)
R0120) and other oil-extended SBR (oil-extended SBR)
In -B to oil-extended SBR-F), SBR prepared by solution polymerization was used. In the following Examples and Comparative Examples, these oil-extended rubber components were used.
【００３１】[0031]
【表１】 [Table 1]
【００３２】（カーボンマスターバッチの調製例）表２
に示すＳＢＲ（重合方法：乳化重合）及びカーボンブラ
ック（以下、「ＣＢ」と称する場合がある）を用いて、
表２に示すムーニー粘度を有するカーボンマスターバッ
チ（ＣＭＢ−１〜ＣＭＢ−４）を調製した。より詳細に
は、ＳＢＲと、ＣＢと、オイル（プロセスオイル）と
を、バンバリーミキサーにて混合してカーボンマスター
バッチを調製した。以下の実施例及び比較例では、これ
らのカーボンマスターバッチを用いた。(Example of Preparation of Carbon Masterbatch) Table 2
Using SBR (polymerization method: emulsion polymerization) and carbon black (hereinafter sometimes referred to as “CB”)
Carbon masterbatches (CMB-1 to CMB-4) having the Mooney viscosity shown in Table 2 were prepared. More specifically, a carbon master batch was prepared by mixing SBR, CB, and oil (process oil) with a Banbury mixer. In the following Examples and Comparative Examples, these carbon masterbatches were used.
【００３３】[0033]
【表２】 [Table 2]
【００３４】（実施例１〜６および比較例１〜９）表
３、表４に示す重量割合（表中、括弧内の数値はゴム成
分量を示す）で、混合機（バンバリミキサー）に油展ゴ
ム成分、カーボンマスターバッチの順に投入し、さらに
全ゴム成分１００重量部に対してシリカ、シランカップ
リング剤、カーボンブラック（ＡＴＳＭ表示：Ｎ３３
９、表３および表４中では「ＣＢ（Ｎ３３９）」と称す
る）、オイルと、亜鉛華３重量部、ステアリン酸２重量
部、老化防止剤（Ｎ−イソプロピル−Ｎ´−フェニル−
ｐ−フェニレンジアミン）１重量部、ワックス２重量部
とを投入して混合し、排出する。排出された混合ゴムを
シート状に成型して冷却した後、硫黄２重量部、加硫促
進剤（Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾールスル
フィンアミド）２重量部を添加して再度混合し、ゴム組
成物を得た。(Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 9) At the weight ratios shown in Tables 3 and 4 (the numerical values in parentheses in the tables indicate the amounts of rubber components), oil was added to a mixer (Banbury mixer). An expanded rubber component and a carbon master batch are charged in this order, and silica, a silane coupling agent, and carbon black (ATSM designation: N33) are added to 100 parts by weight of all rubber components.
9, in Tables 3 and 4, "CB (N339)"), oil, 3 parts by weight of zinc white, 2 parts by weight of stearic acid, antioxidant (N-isopropyl-N'-phenyl-
1 part by weight of p-phenylenediamine) and 2 parts by weight of wax are charged, mixed and discharged. After the discharged mixed rubber was molded into a sheet and cooled, 2 parts by weight of sulfur and 2 parts by weight of a vulcanization accelerator (N-cyclohexyl-2-benzothiazolesulfinamide) were added and mixed again to obtain a rubber composition. I got something.
【００３５】[0035]
【表３】 [Table 3]
【００３６】[0036]
【表４】 [Table 4]
【００３７】（ゴム組成物の評価）実施例１〜６及び比
較例１〜９で得られたゴム組成物をタイヤトレッドゴム
として用いてタイヤサイズ１８５／７０Ｒ１４のタイヤ
を定法により試作し、湿潤路面での制動性、低燃費性及
び耐摩耗性について、それぞれ、以下に示した評価方法
により評価した。その結果を表３、表４に併記する。(Evaluation of Rubber Composition) Using the rubber compositions obtained in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 9 as tire tread rubbers, tires having a tire size of 185 / 70R14 were trial-produced by a standard method, and wet road surfaces were prepared. The braking performance, low fuel consumption and wear resistance of each were evaluated by the following evaluation methods. The results are shown in Tables 3 and 4.
【００３８】（湿潤路面での制動性の評価）湿潤路面で
の制動性は、上記実施例及び比較例に係るタイヤをトレ
ーラーに装着し、水深２〜３ｍｍで水をまいた路面にお
いて、速度６０Km/hにてロックさせたときの摩擦係数を
測定し、比較例１を１００として指数表示する。 数値
が大きいほど、湿潤路面での制動性は良好である。(Evaluation of braking performance on wet road surface) The braking performance on a wet road surface was measured at a speed of 60 km on a road surface with the tires according to the above Examples and Comparative Examples mounted on a trailer and watered at a depth of 2-3 mm. The friction coefficient at the time of locking at / h is measured, and the index is displayed as an index, with Comparative Example 1 being 100. The larger the numerical value, the better the braking performance on a wet road surface.
【００３９】（低燃費性の評価）低燃費性は、上記実施
例及び比較例に係るタイヤを一軸ドラム試験機で速度８
０Km/h 、空気圧２Kg/cm2 、荷重４００Kgの条件にて
転がり抵抗（ＲＲ）を測定し、比較例１を１００として
指数表示する。数値が小さいほど、低燃費性は良好であ
る。(Evaluation of Fuel Efficiency) The fuel efficiency was evaluated by measuring the tires according to the above Examples and Comparative Examples at a speed of 8 with a uniaxial drum tester.
The rolling resistance (RR) was measured under the conditions of 0 km / h, air pressure 2 kg / cm 2 , and load 400 kg. The smaller the value, the better the fuel economy.
【００４０】（耐摩耗試験の評価）耐摩耗試験は、上記
実施例及び比較例に係るタイヤをタクシーに装着して約
２５００Kmごとにローテーションし、１００００Km走行
後の溝深さ（溝の深さ１mmあたりの走行距離）を測定
し、比較例１を１００として指数表示する。数値が大き
いほど、耐摩耗性は良好である。(Evaluation of abrasion resistance test) In the abrasion resistance test, the tires according to the above Examples and Comparative Examples were mounted on a taxi, rotated about every 2500 km, and the groove depth after running 10,000 km (groove depth 1 mm) Mileage), and the result is indicated as an index with Comparative Example 1 as 100. The higher the value, the better the wear resistance.
【００４１】（評価）表３、表４より、同じ配合組成で
あるにもかかわらず、比較例１に係るタイヤに対して実
施例１に係るタイヤは、高い耐摩耗性を維持しつつ、低
燃費性に優れ、かつ湿潤路面での制動性に優れているこ
とが認められる。これは、油展ゴム成分中のＳＢＲと、
カーボンマスターバッチ中のＳＢＲとの各ゴム成分がゴ
ム組成物中にそれぞれ適度な相溶性を有しながら適度な
不均一状態にて偏在していることから、高ガラス転移温
度のＳＢＲ成分および低ガラス転移温度のＳＢＲ成分の
各ゴム成分が適度な不均一領域において独自の作用効果
を高いレベルで両立して、過不足なく発揮したためと考
えられる。(Evaluation) From Tables 3 and 4, it can be seen that the tire according to Example 1 has a lower abrasion resistance than the tire according to Comparative Example 1 while maintaining a high abrasion resistance despite having the same composition. It is recognized that the fuel efficiency is excellent and the braking performance on wet road surface is excellent. This is due to the SBR in the oil-extended rubber component,
Since each rubber component with SBR in the carbon master batch is unevenly distributed in the rubber composition in an appropriate non-uniform state while having appropriate compatibility, the SBR component having a high glass transition temperature and the low glass This is probably because each rubber component of the SBR component at the transition temperature exhibited a unique effect at a high level in a moderately non-uniform region, and exhibited no excess or shortage.
【００４２】また、実施例２〜６に係るタイヤは、実施
例１と同様に、耐摩耗性、低燃費性および潤路面での制
動性を高いレベルで両立している。Further, the tires according to Examples 2 to 6 have high levels of abrasion resistance, low fuel consumption, and high braking performance on wet roads, as in Example 1.
【００４３】一方、油展ゴム成分中のＳＢＲのガラス転
移温度が−４０℃未満である比較例２に係るタイヤで
は、湿潤路面における制動性が低下している。これは、
油展ゴム成分のＳＢＲのガラス転移温度が低すぎるた
め、シリカを主として油展ゴム成分中に分散できないた
めである。油展ゴム成分中のＳＢＲのガラス転移温度が
−２０℃を越える比較例３に係るタイヤでは耐摩耗性が
低下するとともに、低燃費性も低下している。これは、
油展ゴム成分中のＳＢＲのガラス転移温度が高すぎるた
めである。On the other hand, in the tire according to Comparative Example 2 in which the glass transition temperature of SBR in the oil-extended rubber component is less than -40 ° C., the braking performance on a wet road surface is reduced. this is,
This is because silica cannot be dispersed mainly in the oil-extended rubber component because the glass transition temperature of SBR of the oil-extended rubber component is too low. In the tire according to Comparative Example 3 in which the glass transition temperature of SBR in the oil-extended rubber component exceeds -20 ° C, the wear resistance is reduced and the fuel economy is also reduced. this is,
This is because the glass transition temperature of SBR in the oil-extended rubber component is too high.
【００４４】また、油展ゴム成分中のＳＢＲのガラス転
移温度が、カーボンマスターバッチ中のＳＢＲのガラス
転移温度より低い比較例４に係るタイヤでは、湿潤路面
における制動性が低下している。これは、ガラス転移温
度が高いゴム成分中に、シリカを分散させることができ
ず、シリカ配合の効果が減殺されているためである。Further, in the tire according to Comparative Example 4 in which the glass transition temperature of SBR in the oil-extended rubber component is lower than the glass transition temperature of SBR in the carbon master batch, the braking performance on a wet road surface is reduced. This is because silica cannot be dispersed in a rubber component having a high glass transition temperature, and the effect of silica blending is diminished.
【００４５】比較例５に係るタイヤでは、転がり抵抗、
すなわち、低燃費性が低下している。これは、カーボン
マスターバッチのムーニー粘度が、油展ゴム成分のムー
ニー粘度の１．８倍より小さいため、油展ゴム成分とカ
ーボンマスターバッチとの相溶性が高く、両者が適度な
不均一状態にて偏在していないためである。In the tire according to Comparative Example 5, the rolling resistance,
That is, fuel economy is reduced. This is because the Mooney viscosity of the carbon masterbatch is less than 1.8 times the Mooney viscosity of the oil-extended rubber component, so that the compatibility between the oil-extended rubber component and the carbon masterbatch is high, and both are in an appropriate non-uniform state. Because it is not unevenly distributed.
【００４６】比較例６に係るタイヤでは、耐摩耗性が低
下している。これは、カーボンマスターバッチ中のカー
ボンブラックのヨウ素吸着量（ＩＡ）が１２０ｇ／ｋｇ
未満であるためである。また、比較例７に係るタイヤで
は、転がり抵抗、すなわち、低燃費性が低下している。
これは、カーボンマスターバッチ中のカーボンブラック
のＩＡが１８０ｇ／ｋｇを越えているためである。The tire according to Comparative Example 6 has a reduced wear resistance. This is because the iodine adsorption amount (IA) of carbon black in the carbon master batch is 120 g / kg.
It is because it is less than. Moreover, in the tire according to Comparative Example 7, the rolling resistance, that is, the fuel economy is reduced.
This is because the IA of carbon black in the carbon masterbatch exceeded 180 g / kg.
【００４７】油展ゴム成分中のＳＢＲ（ゴム成分Ａ）と
カーボンマスターバッチ中のＳＢＲ（ゴム成分Ｂ）との
割合（Ａゴム成分／Ｂゴム成分（重量比））が１を越え
る比較例８に係るタイヤでは、転がり抵抗、すなわち、
低燃費性が低下するとともに、耐摩耗性が低下してい
る。これは、Ｂゴム成分の割合が少なすぎ、Ｂゴム成分
特有の作用を有効に発現できないためである。また、ゴ
ム成分Ａとゴム成分Ｂとの割合（Ａゴム成分／Ｂゴム成
分（重量比））が０．３未満である比較例９に係るタイ
ヤでは、湿潤路面における制動性が低下している。これ
は、Ａゴム成分の割合が少なすぎ、Ａゴム成分特有の作
用を有効に発現できないためである。Comparative Example 8 in which the ratio of the SBR (rubber component A) in the oil-extended rubber component to the SBR (rubber component B) in the carbon master batch (A rubber component / B rubber component (weight ratio)) exceeds 1. In the tire according to the rolling resistance, that is,
The fuel economy is reduced and the wear resistance is reduced. This is because the proportion of the B rubber component is too small, and the effect unique to the B rubber component cannot be effectively exhibited. In the tire according to Comparative Example 9 in which the ratio of the rubber component A to the rubber component B (A rubber component / B rubber component (weight ratio)) is less than 0.3, the braking performance on a wet road surface is reduced. . This is because the ratio of the A rubber component is too small, and the effect unique to the A rubber component cannot be effectively exhibited.
【００４８】[0048]
【発明の効果】本発明のゴム組成物は、特定の油展Ａゴ
ム成分と、Ｂゴム成分及びカーボンブラックを含むカー
ボンマスターバッチと、シリカとをブレンドしているた
め、各ゴム成分がゴム組成物中にそれぞれ適度な相溶性
を有しながら適度な不均一状態にて偏在するとともに、
カーボンブラックはゴム成分Ｂ中に、シリカはゴム成分
Ａ中に、それぞれ、分散しているため、各成分特有の作
用効果を有効に発現できる。すなわち、本発明のゴム組
成物をタイヤトレッド用ゴムとして用いると、耐摩耗
性、低燃費性および湿潤路面における制動性を高いレベ
ルで両立されたタイヤを提供することができる。According to the rubber composition of the present invention, a specific oil-extended A rubber component, a carbon master batch containing a B rubber component and carbon black, and silica are blended. While unevenly distributed in a moderately non-uniform state while having appropriate compatibility in the product,
Since the carbon black is dispersed in the rubber component B and the silica is dispersed in the rubber component A, the functions and effects specific to each component can be effectively exhibited. That is, when the rubber composition of the present invention is used as a rubber for a tire tread, a tire having a high level of both abrasion resistance, low fuel consumption, and high braking performance on wet road surfaces can be provided.
Claims (3)
あるとともに、ラテックスムーニー粘度（ＭＬ１＋４、
１００℃）が１２０以上であり、かつ溶液重合によるス
チレンブタジエンゴムであるＡゴム成分、ガラス転移温
度が前記Ａゴム成分より低いスチレンブタジエンゴムで
あるＢゴム成分、カーボンブラック及びシリカを含むゴ
ム組成物であって、（１）Ａゴム成分をムーニー粘度
（ＭＬ１＋４、１００℃）が４５〜７５になるように油
展してなる油展Ａゴム成分と、（２）Ｂゴム成分にヨウ
素吸着量が１２０〜１８０ｇ／ｋｇのカーボンブラック
をムーニー粘度（ＭＬ１＋４、１００℃）が前記油展Ａ
ゴム成分の１．８倍以上になるように混入してなるカー
ボンマスターバッチと、（３）シリカとをブレンドして
なることを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物。A glass transition temperature of -40 ° C to -20 ° C and a latex Mooney viscosity (ML1 + 4,
100 ° C.) is 120 or more, and a rubber composition comprising a rubber component A which is a styrene butadiene rubber obtained by solution polymerization, a rubber component B which is a styrene butadiene rubber having a lower glass transition temperature than the rubber component A, carbon black and silica. And (2) an oil-extended A rubber component obtained by oil-extending the A rubber component so that the Mooney viscosity (ML1 + 4, 100 ° C.) becomes 45 to 75; and (2) an iodine adsorption amount to the B rubber component. The Mooney viscosity (ML1 + 4, 100 ° C.) of 120 to 180 g / kg of carbon black is oil extended A
A rubber composition for a tire tread, which is obtained by blending (3) silica with a carbon master batch mixed so as to be 1.8 times or more the rubber component.
ンマスターバッチ中のゴム成分Ｂとの重量比がＡゴム成
分／Ｂゴム成分＝０．３〜１であり、ゴム組成物中のカ
ーボンブラックとシリカとの総量（全フィラー総量）に
対してシリカの割合が２５〜７０重量％で、かつ全フィ
ラー総量がゴム成分１００重量部に対して６０〜１００
重量部である請求項１記載のタイヤトレッド用ゴム組成
物。2. The weight ratio of the rubber component A in the oil-extended A rubber component to the rubber component B in the carbon master batch is A rubber component / B rubber component = 0.3 to 1, and The ratio of silica is 25 to 70% by weight based on the total amount of carbon black and silica (total amount of all fillers), and the total amount of filler is 60 to 100% based on 100 parts by weight of the rubber component.
The rubber composition for a tire tread according to claim 1, which is in parts by weight.
２０重量％以上である請求項１又は２記載のタイヤトレ
ッド用ゴム組成物。3. The rubber composition for a tire tread according to claim 1, wherein the styrene content of the rubber component A is 20% by weight or more.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP22709297A JP3811548B2 (en) | 1997-08-07 | 1997-08-07 | Rubber composition for tire tread |
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|---|---|
| JPH1160816A true JPH1160816A (en) | 1999-03-05 |
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