JP5362606B2 - Rubber composition for tire tread and pneumatic tire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気入りタイヤのトレッドに用いられるタイヤトレッド用ゴム組成物、及びそれを用いた空気入りタイヤに関するものである。 The present invention relates to a rubber composition for a tire tread used for a tread of a pneumatic tire, and a pneumatic tire using the same.
空気入りタイヤ、とりわけオールシーズン用タイヤのトレッドに用いられるゴム組成物には、湿潤路面に対する優れたグリップ性能(ウェットグリップ性)だけでなく、冬場でも硬くなりにくくグリップ性能が悪化しないこと、即ち低温性能が求められる。 Rubber compositions used for pneumatic tires, especially treads for all-season tires, not only have excellent grip performance on wet road surfaces (wet grip properties), but also do not harden even in winter and do not deteriorate grip performance. Performance is required.
従来、ウェットグリップ性を向上させるための手法として、例えば、充填剤及びオイルの配合量を増やすことでヒステリシスロスを増加させる手法や、スチレン含有率が高くガラス転移温度(Tg)の高いスチレンブタジエン共重合体ゴムを用いる手法などがある。しかしながら、充填剤及びオイルの配合量を増加したり、高Tgのポリマーを用いると、耐摩耗性の悪化や低温性能の悪化がみられる。そのため、これらの手法では、ウェットグリップ性と低温性能を両立させることはできない。 Conventionally, as a technique for improving wet grip properties, for example, a technique for increasing hysteresis loss by increasing the amount of filler and oil, or a styrene-butadiene copolymer having a high styrene content and a high glass transition temperature (Tg). There are methods using polymer rubber. However, when the blending amount of the filler and oil is increased, or when a polymer having a high Tg is used, wear resistance and low temperature performance are deteriorated. Therefore, these methods cannot achieve both wet grip properties and low temperature performance.
一方、ゴム組成物に粘着付与剤を配合することが知られており、下記特許文献1に開示されているように、従来、粘着付与剤であるロジンエステルは、タイヤトレッドの耐カット性を改良するために配合させている。 On the other hand, it is known to add a tackifier to a rubber composition, and as disclosed in Patent Document 1 below, rosin ester as a tackifier has improved the cut resistance of a tire tread. To make it.
また、従来、粘着付与剤をグリップ性能向上のために配合することも知られており、例えば、下記特許文献2には、スチレン含量が10〜50質量%のスチレンブタジエン共重合体ゴムに、スチレン含量が25〜70質量%の水添スチレンブタジエン共重合体ゴムと、ロジン系樹脂などの粘着性樹脂を配合することが開示されている。下記特許文献3には、低温域と高温域の両方で高いグリップ性能を発揮するために、スチレン含量が20〜60質量%のスチレンブタジエン共重合体ゴムを含むゴム成分に、凝固点が−25℃以下の可塑剤と、軟化点が50〜150℃の樹脂(例えば、マレイン酸樹脂)とを組み合わせて配合することが開示されている。 Conventionally, it is also known to add a tackifier to improve grip performance. For example, in Patent Document 2 below, styrene-butadiene copolymer rubber having a styrene content of 10 to 50% by mass is added to styrene. It is disclosed that a hydrogenated styrene butadiene copolymer rubber having a content of 25 to 70% by mass and an adhesive resin such as a rosin resin are blended. In Patent Document 3 listed below, a rubber component containing a styrene-butadiene copolymer rubber having a styrene content of 20 to 60% by mass has a freezing point of −25 ° C. in order to exhibit high grip performance in both a low temperature range and a high temperature range. It is disclosed that the following plasticizer and a resin having a softening point of 50 to 150 ° C. (for example, maleic acid resin) are combined and blended.
なお、下記特許文献4には、スタッドレスタイヤに用いられるゴム組成物において、ジエン系ゴムに、シリカ及び熱膨張性マイクロカプセルとともに、酸価40以上の樹脂を配合することが開示されている。この文献には、前記樹脂の一例としてロジン変性マレイン酸樹脂が列挙されているものの、該樹脂はシリカ配合に伴うシュリンクによる加工性の悪化を改善するために用いられている。 Patent Document 4 below discloses that in a rubber composition used for a studless tire, a diene rubber is blended with a resin having an acid value of 40 or more together with silica and thermally expandable microcapsules. In this document, rosin-modified maleic acid resin is listed as an example of the resin, but the resin is used to improve the deterioration of workability due to shrinkage due to silica compounding.
上記のように従来、粘着付与剤をグリップ性向上のために配合することは知られていたものの、ポリブタジエンゴムと変性スチレンブタジエン共重合体ゴムとを含む低Tgのジエン系ゴム配合に、ロジン変性マレイン酸樹脂を用いることにより、粘着付与剤のデメリットであるロールへの過度の密着を抑えつつ、ウェットグリップ性と低温性能のバランスを向上させることは知られていなかった。 Although it has been conventionally known to add a tackifier to improve grip properties as described above, a low Tg diene rubber containing polybutadiene rubber and a modified styrene butadiene copolymer rubber is modified with rosin. It has not been known to improve the balance between wet grip properties and low temperature performance while suppressing excessive adhesion to a roll, which is a disadvantage of a tackifier, by using a maleic acid resin.
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、ロールへの過度の密着を抑えつつ、ウェットグリップ性と低温性能のバランスを改良することができるタイヤトレッド用ゴム組成物を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and provides a rubber composition for a tire tread that can improve the balance between wet grip properties and low temperature performance while suppressing excessive adhesion to a roll. Objective.
本発明者は、上記課題に鑑み、粘着付与剤使用によるウェットグリップ性と低温性能のバランス改良を鋭意検討していく中で、ポリブタジエンゴムと変性スチレンブタジエン共重合体ゴムを含む低Tgのジエン系ゴム配合に、ロジン変性マレイン酸樹脂を配合することにより、粘着付与剤のデメリットであるロールへの過度の密着を抑えつつ、ウェットグリップ性と低温性能のバランスを大幅に改良できることを見い出し、本発明を完成するに至った。 In view of the above problems, the present inventor has been diligently studying the improvement of the balance between wet grip properties and low temperature performance by using a tackifier, and has a low Tg diene system including polybutadiene rubber and modified styrene butadiene copolymer rubber. It has been found that by blending a rosin-modified maleic resin with a rubber compound, the balance between wet grip and low temperature performance can be greatly improved while suppressing excessive adhesion to the roll, which is a disadvantage of the tackifier. It came to complete.
すなわち、本発明に係るタイヤトレッド用ゴム組成物は、ジエン系ゴムをゴム成分とし、該ゴム成分は、ポリブタジエンゴムを10〜50質量%含むとともに、ヘテロ原子を含む官能基が導入されてなる変性スチレンブタジエン共重合体ゴムを含み、かつ、前記ゴム成分のガラス転移温度(Tg)の平均値が−50℃以下であり、そして、前記ゴム成分100質量部に対してロジン変性マレイン酸樹脂を0.5〜10質量部含有するものである。 That is, the rubber composition for a tire tread according to the present invention uses a diene rubber as a rubber component, and the rubber component contains 10 to 50% by mass of polybutadiene rubber and is modified by introducing a functional group containing a hetero atom. The rubber component contains a styrene-butadiene copolymer rubber, the average value of the glass transition temperature (Tg) of the rubber component is −50 ° C. or less, and the rosin-modified maleic resin is 0 with respect to 100 parts by mass of the rubber component. It contains 5 to 10 parts by mass.
本発明に係る空気入りタイヤは、かかるゴム組成物を用いてなるトレッドを備えたものである。 The pneumatic tire according to the present invention includes a tread made using such a rubber composition.
本発明によれば、ロールへの過度の密着を抑えつつ、ウェットグリップ性と低温性能のバランスを大幅に改良することができる。 According to the present invention, the balance between wet grip properties and low temperature performance can be greatly improved while suppressing excessive adhesion to the roll.
以下、本発明の実施に関連する事項について詳細に説明する。 Hereinafter, matters related to the implementation of the present invention will be described in detail.
本発明に係るタイヤトレッド用ゴム組成物は、ジエン系ゴムをゴム成分とし、ロジン変性マレイン酸樹脂を配合してなるものであり、前記ゴム成分は、ポリブタジエンゴム(BR)と、ヘテロ原子を含む官能基が導入されてなる変性スチレンブタジエン共重合体ゴム(SBR)とを含んでなる。 The rubber composition for a tire tread according to the present invention comprises a diene rubber as a rubber component and a rosin-modified maleic acid resin. The rubber component includes polybutadiene rubber (BR) and a hetero atom. And a modified styrene-butadiene copolymer rubber (SBR) into which a functional group is introduced.
前記ポリブタジエンゴム(BR)としては、特に限定するものではないが、シス−1,4結合含有量が92%以上であるハイシスタイプのポリブタジエンゴムを用いることが好ましい。ハイシスタイプであると、低温領域においてポリマーが結晶化してゴム弾性率が上昇することを抑えることができ、低温性能を更に向上することができる。なお、シス−1,4結合含有量は、核磁気共鳴装置(NMR)を用いて測定される値である。 The polybutadiene rubber (BR) is not particularly limited, but it is preferable to use a high cis type polybutadiene rubber having a cis-1,4 bond content of 92% or more. In the high cis type, it is possible to suppress an increase in the rubber elastic modulus due to crystallization of the polymer in a low temperature region, and the low temperature performance can be further improved. The cis-1,4 bond content is a value measured using a nuclear magnetic resonance apparatus (NMR).
前記ポリブタジエンゴムは、ゴム成分中に占める比率として10〜50質量%にて配合される。ポリブタジエンゴムの比率が10質量%未満では、低温性能を確保することが難しくなる。逆に、ポリブタジエンゴムの比率が50質量%を超えると、変性スチレンブタジエン共重合体ゴムの配合量が少なくなったり、ガラス転移温度が低くなりすぎて、ウェットグリップ性を損なうおそれがある。ポリブタジエンゴムのゴム成分中に占める比率は、より好ましくは20〜40質量%である。 The said polybutadiene rubber is mix | blended in 10-50 mass% as a ratio which occupies in a rubber component. When the ratio of the polybutadiene rubber is less than 10% by mass, it is difficult to ensure low temperature performance. On the other hand, when the ratio of the polybutadiene rubber exceeds 50% by mass, the blending amount of the modified styrene butadiene copolymer rubber may be reduced, or the glass transition temperature may be too low, thereby impairing wet grip properties. The ratio of the polybutadiene rubber in the rubber component is more preferably 20 to 40% by mass.
前記変性スチレンブタジエン共重合体ゴムは、ヘテロ原子を含む官能基が導入されたスチレンブタジエン共重合体ゴム(SBR)であり、該官能基はスチレンブタジエン共重合体ゴムのポリマー末端に導入されていてもよく、あるいはまたポリマー鎖中に導入されてもよい。かかる変性SBRを用いることにより、ロジン変性マレイン酸樹脂の官能基との相互作用により、マトリックスゴム中でのロジン変性マレイン酸樹脂の分散性が向上するものと推測され、ウェットグリップ性と低温性能のバランスを向上することができる。 The modified styrene butadiene copolymer rubber is a styrene butadiene copolymer rubber (SBR) in which a functional group containing a hetero atom is introduced, and the functional group is introduced into a polymer terminal of the styrene butadiene copolymer rubber. Or may be introduced into the polymer chain. By using such modified SBR, it is presumed that the dispersibility of the rosin-modified maleic acid resin in the matrix rubber is improved by the interaction with the functional group of the rosin-modified maleic acid resin. Balance can be improved.
上記官能基としては、ヘテロ原子を含むものであれば特に限定されないが、水酸基(−OH)、アミノ基、カルボキシル基(−COOH)、アルコキシル基(−OR、但し、Rはアルキル基)、エポキシ基、シアノ基(−CN)、ハロゲン等が挙げられ、これらはそれぞれ1種のみ導入されてもよく、あるいはまた、2種以上組み合わせて導入されてもよい。これらの中でも、特に好ましい官能基は、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、アルコキシル基である。上記アミノ基としては、1級アミノ基だけでなく、2級もしくは3級アミノ基でもよい。また、アルコキシル基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基などが挙げられる。更に、ハロゲンとしては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられ、塩素、臭素が好ましい。 The functional group is not particularly limited as long as it contains a hetero atom, but a hydroxyl group (—OH), amino group, carboxyl group (—COOH), alkoxyl group (—OR, where R is an alkyl group), epoxy Group, cyano group (—CN), halogen and the like, and each of these may be introduced alone or in combination of two or more. Among these, particularly preferred functional groups are a hydroxyl group, an amino group, a carboxyl group, and an alkoxyl group. The amino group may be not only a primary amino group but also a secondary or tertiary amino group. Examples of the alkoxyl group include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and a butoxy group. Furthermore, examples of the halogen include fluorine, chlorine, bromine and iodine, with chlorine and bromine being preferred.
このような官能基を有する変性SBR自体は公知であり、その製造方法等は限定されるものではない。例えば、アニオン重合で合成されたSBRを変性剤で変性することで、上記官能基を導入してもよく、あるいはまた、上記官能基を有する単量体を、ベースポリマーを構成する単量体であるスチレン及びブタジエンとともに共重合することでポリマー鎖に導入してもよい。 Modified SBR itself having such a functional group is known, and its production method and the like are not limited. For example, the functional group may be introduced by modifying SBR synthesized by anionic polymerization with a modifier. Alternatively, the monomer having the functional group may be replaced with a monomer constituting the base polymer. You may introduce | transduce into a polymer chain by copolymerizing with a certain styrene and butadiene.
変性SBRとしては、特に限定するものではないが、溶液重合SBR(S−SBR)であることが好ましい。また、そのガラス転移温度(Tg)が−70〜−10℃であることが好ましく、より好ましくは−60〜−20℃である。更に、スチレン含量(St)が5〜50質量%であることが好ましく、より好ましくは10〜40質量%である。なお、ガラス転移温度は、JIS K7121に準拠して示差走査熱量測定(DSC)法により、昇温速度:20℃/分にて(測定温度範囲:−150℃〜50℃)測定される値である。スチレン含量は、1HNMRスペクトルの積分比により算出される値である。 Although it does not specifically limit as modified | denatured SBR, It is preferable that it is solution polymerization SBR (S-SBR). Moreover, it is preferable that the glass transition temperature (Tg) is -70 to -10 degreeC, More preferably, it is -60 to -20 degreeC. Furthermore, it is preferable that a styrene content (St) is 5-50 mass%, More preferably, it is 10-40 mass%. The glass transition temperature is a value measured by a differential scanning calorimetry (DSC) method in accordance with JIS K7121 at a rate of temperature increase of 20 ° C./minute (measurement temperature range: −150 ° C. to 50 ° C.). is there. The styrene content is a value calculated by an integration ratio of 1 HNMR spectrum.
変性SBRのゴム成分中に占める比率は、10〜80質量%であることが好ましく、より好ましくは20〜60質量%である。変性SBRの比率が少なすぎると、ロジン変性マレイン酸樹脂との相互作用によるウェットグリップ性と低温性能のバランス向上効果が不十分となるおそれがある。 The ratio of the modified SBR to the rubber component is preferably 10 to 80% by mass, more preferably 20 to 60% by mass. If the ratio of the modified SBR is too small, the effect of improving the balance between the wet grip property and the low temperature performance due to the interaction with the rosin-modified maleic resin may be insufficient.
ゴム成分には、上述したポリブタジエンゴム及び変性SBR以外の他のジエン系ゴムが第3のポリマー成分として配合されてもよい。そのような第3のポリマー成分としては、例えば、未変性のスチレンブタジエン共重合体ゴム(SBR)、天然ゴム(NR)、ポリイソプレンゴム(IR)、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、スチレン−イソプレン共重合体ゴム、ブタジエン−イソプレン共重合体、またはこれらの2種以上の組み合わせ等が挙げられ、特に限定されない。好ましくは、未変性SBRを用いることである。 In the rubber component, other diene rubbers other than the polybutadiene rubber and the modified SBR described above may be blended as the third polymer component. Examples of such third polymer component include unmodified styrene butadiene copolymer rubber (SBR), natural rubber (NR), polyisoprene rubber (IR), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), chloroprene rubber ( CR), styrene-isoprene copolymer rubber, butadiene-isoprene copolymer, or a combination of two or more thereof, and the like, and is not particularly limited. Preferably, unmodified SBR is used.
上記ゴム成分は、ガラス転移温度(Tg)の平均値が−50℃以下である。このようなTgの平均値が低く、軟らかいポリマー系に、ロジン変性マレイン酸樹脂を配合することにより、変性SBRを用いることによる上記効果と相俟って、ウェットグリップ性と低温性能のバランスを有利に改良することができる。Tgの平均値は、−80〜−50℃であることが好ましく、より好ましくは−70〜−55℃であり、更に好ましくは−65〜−55℃である。ここで、Tgの平均値は、下記式(1)により求められる値である。
上記ゴム成分に配合するロジン変性マレイン酸樹脂としては、ロジン−マレイン酸付加物と多価アルコールから得られるポリエステル樹脂を用いることができる。より詳細には、ロジン(アビエチン酸、ピマール酸、コロフェン酸等を主成分とする天然樹脂)とマレイン酸(一般には、無水マレイン酸)のディールス−アルダー反応による付加物に、多価アルコールを加え加熱縮合させることにより得られるものが挙げられる。なお、多価アルコールとしては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール等が挙げられる。 As the rosin-modified maleic resin blended with the rubber component, a polyester resin obtained from a rosin-maleic acid adduct and a polyhydric alcohol can be used. More specifically, a polyhydric alcohol is added to an adduct obtained by the Diels-Alder reaction of rosin (natural resin mainly composed of abietic acid, pimaric acid, colophenoic acid, etc.) and maleic acid (generally maleic anhydride). What is obtained by carrying out heat condensation is mentioned. Examples of the polyhydric alcohol include ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, glycerin, pentaerythritol and the like.
ロジン変性マレイン酸樹脂の配合量は、ゴム成分100質量部に対して0.5〜10質量部である。この配合量が少なすぎると、ウェットグリップ性と低温性能のバランス改良効果が不十分となり、特にウェットグリップ性の改良効果が損なわれるおそれがある。逆に配合量が多すぎると、低温性能を損なうおそれがある。ロジン変性マレイン酸樹脂のより好ましい配合量は、ゴム成分100質量部に対して3〜8質量部である。 The compounding amount of the rosin-modified maleic resin is 0.5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. If the amount is too small, the effect of improving the balance between wet grip properties and low-temperature performance becomes insufficient, and the effect of improving wet grip properties may be impaired. Conversely, if the amount is too large, the low temperature performance may be impaired. A more preferable blending amount of the rosin-modified maleic resin is 3 to 8 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
ロジン変性マレイン酸樹脂の軟化点としては、特に限定されないが、70〜150℃の範囲であることが好ましく、より好ましくは80〜120℃である。軟化点が高すぎると、初期グリップ性能を十分に向上させることが難しくなり、逆に、軟化点が低すぎると、発熱後のグリップ性能を十分に向上させることが難しくなる。ここで、軟化点は、JIS K2207に準拠した環球落下法にて測定される値である。 The softening point of the rosin-modified maleic resin is not particularly limited, but is preferably in the range of 70 to 150 ° C, more preferably 80 to 120 ° C. If the softening point is too high, it is difficult to sufficiently improve the initial grip performance. Conversely, if the softening point is too low, it is difficult to sufficiently improve the grip performance after heat generation. Here, the softening point is a value measured by a ring and ball dropping method in accordance with JIS K2207.
ロジン変性マレイン酸樹脂の市販品としては、例えば、ハリマックR−80(軟化点=80〜90℃)、ハリマックT−80(軟化点=80〜90℃)、ハリマックR−100(軟化点=100〜110℃)、ハリマックM−453(軟化点=100〜110℃)、ハリマック145P(軟化点=135〜145℃)(以上、ハリマ化成株式会社製)等が好ましいものとして挙げられる。 Commercially available products of rosin-modified maleic resin include, for example, Harimac R-80 (softening point = 80 to 90 ° C.), Harimac T-80 (softening point = 80 to 90 ° C.), Harimac R-100 (softening point = 100). -110 ° C), Harimac M-453 (softening point = 100-110 ° C), Harimac 145P (softening point = 135-145 ° C) (above, manufactured by Harima Chemical Co., Ltd.) and the like.
本発明に係るゴム組成物には、充填剤としてシリカが配合されることが好ましい。シリカを用い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。特に本発明では、上記のようにゴム組成分に変性SBRを用いているため、その官能基とシリカのシラノール基との相互作用によりシリカの分散性をも向上することができ、その特性を効果的に発揮することができる。 The rubber composition according to the present invention preferably contains silica as a filler. Wet grip properties can be improved by using silica. In particular, in the present invention, since the modified SBR is used for the rubber composition as described above, the dispersibility of the silica can be improved by the interaction between the functional group and the silanol group of the silica. Can be demonstrated.
シリカとしては、特に限定されず、例えば、湿式シリカ(含水ケイ酸),乾式シリカ(無水ケイ酸),ケイ酸カルシウム,ケイ酸アルミニウム等が挙げられるが、中でも湿式シリカが好ましい。シリカのコロイダル特性は特に限定しないが、BET法による窒素吸着比表面積(BET)150〜250m2/gであるものが好ましく用いられ、より好ましくは180〜230m2/gである。なお、シリカのBETはISO 5794に記載のBET法に準拠し測定される。 The silica is not particularly limited, and examples thereof include wet silica (hydrous silicic acid), dry silica (anhydrous silicic acid), calcium silicate, aluminum silicate, etc. Among them, wet silica is preferable. Colloidal properties of the silica are not particularly limited, those which are nitrogen adsorption specific surface area (BET) 150~250m 2 / g by BET method is preferably used, more preferably 180~230m 2 / g. The BET of silica is measured according to the BET method described in ISO 5794.
シリカの配合量は、ゴム成分100質量部に対して40質量部以上であることが好ましく、より好ましくは40〜150質量部、更に好ましくは50〜100質量部である。なお、シリカを配合する場合、シランカップリング剤を配合することが好ましく、シランカップリング剤は、シリカ100質量部に対して5〜15質量部で用いることが好ましい。 It is preferable that the compounding quantity of a silica is 40 mass parts or more with respect to 100 mass parts of rubber components, More preferably, it is 40-150 mass parts, More preferably, it is 50-100 mass parts. In addition, when mix | blending a silica, it is preferable to mix | blend a silane coupling agent, and it is preferable to use a silane coupling agent by 5-15 mass parts with respect to 100 mass parts of silica.
充填剤としては、シリカに加えて、カーボンブラックを併用してもよく、通常はタイヤへの色付けのためにカーボンブラックが併用される。カーボンブラックの配合量は、特に限定するものではないが、ゴム成分100質量部に対して30質量部以下であることが好ましく、より好ましくは5〜15質量部である。 As a filler, in addition to silica, carbon black may be used in combination. Usually, carbon black is used in combination for coloring the tire. Although the compounding quantity of carbon black is not specifically limited, It is preferable that it is 30 mass parts or less with respect to 100 mass parts of rubber components, More preferably, it is 5-15 mass parts.
本発明に係るゴム組成物には、上述した各成分の他に、オイル、ステアリン酸、亜鉛華、老化防止剤、ワックス、加硫促進剤、加硫剤、加硫助剤など、タイヤのトレッド用ゴム組成物において一般に使用される各種添加剤を配合することができる。 The rubber composition according to the present invention includes tire treads such as oil, stearic acid, zinc white, anti-aging agent, wax, vulcanization accelerator, vulcanizing agent, and vulcanizing aid, in addition to the components described above. Various additives generally used in rubber compositions for rubber can be blended.
上記ゴム組成物は、通常に用いられるバンバリーミキサーやロール、ニーダー等の混合機を用いて混練し作製することができる。得られたゴム組成物は、各種空気入りタイヤのトレッドに用いることができ、常法に従い加硫成形することにより、該トレッドを備えた空気入りラジアルタイヤを作製することができる。適用するタイヤとしては、乗用車用タイヤ、トラックやバスなどの重荷重用タイヤなど、特に限定するものではないが、より好ましくは、優れたウェットグリップ性とともに冬場での低温性能も要求されるオールシーズン用タイヤに用いることである。 The rubber composition can be prepared by kneading using a commonly used Banbury mixer, a mixer such as a roll or a kneader. The obtained rubber composition can be used for treads of various pneumatic tires, and a pneumatic radial tire provided with the treads can be produced by vulcanization molding according to a conventional method. The tires to be applied are not particularly limited, such as tires for passenger cars, heavy duty tires such as trucks and buses, but more preferably for all seasons where excellent wet grip properties and low temperature performance in winter are required. It is used for tires.
以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.
バンバリーミキサーを使用し、下記表1に示す配合に従って、常法に従いゴム組成物を調製した。詳細には、まず第一混合段階で、ジエン系ゴムに対し、硫黄及び加硫促進剤を除く他の配合剤を添加し混練し、次いで、得られた混練物に、最終混合段階で、硫黄と加硫促進剤を添加し混練して、ゴム組成物を調製した。表1中の各成分は以下の通りである。なお、下記ゴム成分のうち油展ゴムについては、表1中の配合量はポリマー成分としての質量部であり、表1中の「オイル」の配合量は、油展分で配合されるオイルを含む合計量である。 Using a Banbury mixer, a rubber composition was prepared according to a conventional method according to the formulation shown in Table 1 below. Specifically, first, in the first mixing stage, other compounding agents excluding sulfur and a vulcanization accelerator are added to the diene rubber and kneaded, and then the obtained kneaded product is subjected to sulfur mixing in the final mixing stage. And a vulcanization accelerator were added and kneaded to prepare a rubber composition. Each component in Table 1 is as follows. Of the following rubber components, for oil-extended rubber, the blending amount in Table 1 is part by mass as the polymer component, and the blending amount of “oil” in Table 1 is the oil blended in the oil-extended portion. It is the total amount including.
・BR:JSR株式会社製「BR01」(Tg=−102℃、シス−1,4結合含有量=95%)
・変性SBR1:OH変性S−SBR、旭化成株式会社製「タフデンE580」(Tg=−32℃、St=36質量%、37.5質量部油展ゴム)
・変性SBR2:OH変性S−SBR、日本ゼオン株式会社製「Nipol NS616」(Tg=−25℃、St=21質量%)
・変性SBR3:アルコキシ基及びアミン変性S−SBR、JSR株式会社製「HPR340」(Tg=−58℃、St=10質量%)
・未変性SBR:乳化重合SBR(E−SBR)、JSR株式会社製「SBR1723」(Tg=−53℃、St=23.5質量%、37.5質量部油展ゴム)
BR: “BR01” manufactured by JSR Corporation (Tg = −102 ° C., cis-1,4 bond content = 95%)
Modified SBR1: OH-modified S-SBR, “Toughden E580” manufactured by Asahi Kasei Corporation (Tg = −32 ° C., St = 36 mass%, 37.5 mass parts oil-extended rubber)
Modified SBR2: OH-modified S-SBR, “Nipol NS616” manufactured by ZEON Corporation (Tg = −25 ° C., St = 21% by mass)
Modified SBR3: alkoxy group and amine modified S-SBR, “HPR340” manufactured by JSR Corporation (Tg = −58 ° C., St = 10% by mass)
Unmodified SBR: Emulsion polymerization SBR (E-SBR), “SBR1723” manufactured by JSR Corporation (Tg = −53 ° C., St = 23.5 mass%, 37.5 mass parts oil-extended rubber)
・カーボンブラック:HAF、N339、東海カーボン株式会社製「シーストKH」
・シリカ:東ソー・シリカ株式会社製「ニップシールAQ」(BET=205m2/g)
・シランカップリング剤:エボニック社製「Si69」
・オイル:株式会社ジャパンエナジー製「NC140」
・ロジン変性マレイン酸樹脂1:ハリマ化成株式会社製「ハリマックR100」(軟化点=100〜110℃)
・ロジン変性マレイン酸樹脂2:ハリマ化成株式会社製「ハリマックT80」(軟化点=80〜90℃)
・フェノール系粘着付与剤:アルキルフェノール・ホルムアルデヒド樹脂、荒川化学工業株式会社製「タマノル510」
Carbon black: HAF, N339, “Seast KH” manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.
Silica: “Nip Seal AQ” manufactured by Tosoh Silica Co., Ltd. (BET = 205 m 2 / g)
Silane coupling agent: “Si69” manufactured by Evonik
・ Oil: “NC140” manufactured by Japan Energy Co., Ltd.
Rosin-modified maleic resin 1: “Harimak R100” manufactured by Harima Kasei Co., Ltd. (softening point = 100 to 110 ° C.)
-Rosin-modified maleic resin 2: "Harimak T80" manufactured by Harima Kasei Co., Ltd. (softening point = 80 to 90 ° C)
・ Phenol-based tackifier: alkylphenol / formaldehyde resin, “TAMANOL 510” manufactured by Arakawa Chemical Industries, Ltd.
・ステアリン酸:花王株式会社製「ルナックS−20」
・亜鉛華:三井金属鉱業株式会社製「亜鉛華1種」
・老化防止剤:住友化学株式会社製「アンチゲン6C」
・ワックス:大内新興化学工業株式会社製「サンノックN」
・加硫促進剤1:三新化学工業株式会社製「サンセラーDM−G」
・加硫促進剤2:住友化学株式会社製「ソクシノールCZ」
・硫黄:鶴見化学工業株式会社製「粉末硫黄」
・ Stearic acid: “Lunac S-20” manufactured by Kao Corporation
・ Zinc flower: “Zinc flower 1” manufactured by Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.
Anti-aging agent: “Antigen 6C” manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
・ Wax: “Sunknock N” manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.
・ Vulcanization accelerator 1: Sanshin Chemical Co., Ltd. “Sunseller DM-G”
・ Vulcanization accelerator 2: "Soccinol CZ" manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
・ Sulfur: “Sulfur Powder” manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd.
得られた各ゴム組成物について、ロール密着性を評価するとともに、160℃×30分で加硫して所定形状の試験片を作製し、得られた試験片を用いて、ウェットグリップ性及び低温性能を評価した。各評価方法は次の通りである。 About each obtained rubber composition, while evaluating roll adhesiveness, a test piece of a predetermined shape was produced by vulcanization at 160 ° C. for 30 minutes, and wet grip properties and low temperature were obtained using the obtained test piece. Performance was evaluated. Each evaluation method is as follows.
・ウェットグリップ性:JIS K6255に従いリュプケ式反発弾性試験を行い、23℃での反発弾性率を測定し、その逆数について比較例1の値を100とした指数(「比較例1の反発弾性率」×100/「各試験片の反発弾性率」)で示した。指数が大きいほど、反発弾性率が小さいことを示す。23℃での反発弾性率とウェットグリップ性には相関関係があり、反発弾性率が小さいほどウェットグリップ性に優れることは当業者によく知られたことである。従って、該指数が大きいほど、ウェットグリップ性に優れることを意味する。 -Wet grip property: An Lupke-type rebound resilience test was performed according to JIS K6255, the rebound resilience at 23 ° C. was measured, and the index of the reciprocal of the value of Comparative Example 1 as 100 (“Rebound resilience of Comparative Example 1”) X100 / "Rebound resilience of each test piece"). A larger index indicates a smaller impact resilience. It is well known to those skilled in the art that there is a correlation between the rebound resilience at 23 ° C. and the wet grip property, and the smaller the rebound resilience, the better the wet grip property. Therefore, it means that it is excellent in wet grip property, so that this index | exponent is large.
・低温性能:東洋精機株式会社製の粘弾性試験機を使用し、周波数10Hz、静歪み10%、動歪み±1%、温度−10℃における貯蔵弾性率E’を測定し、その逆数について比較例1の値を100とした指数(「比較例1のE’」×100/「各試験片のE’」)で示した。指数が大きいほど、貯蔵弾性率E’が小さく、従って低温時の接地面積が広く、低温性能に優れることを意味する。 Low temperature performance: Using a viscoelasticity testing machine manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd., measuring storage elastic modulus E ′ at a frequency of 10 Hz, static strain of 10%, dynamic strain of ± 1%, and temperature of −10 ° C., and comparing their reciprocal numbers The value was expressed as an index (“E ′ of Comparative Example 1” × 100 / “E ′ of each test piece”) with the value of Example 1 being 100. The larger the index is, the smaller the storage elastic modulus E 'is, so that the ground contact area at a low temperature is wide and the low temperature performance is excellent.
・ロール密着性:ゴム組成物を混合した後、ゴムシートをロール練りし、その際のロールとの密着性を官能評価した。評価は、1〜5点の5段階で行い、数字が大きいほど、ロールとの密着性が低く、加工性が良好であることを意味する。 -Roll adhesion: After mixing the rubber composition, the rubber sheet was roll-kneaded, and the adhesion with the roll at that time was subjected to sensory evaluation. Evaluation is performed in 5 stages of 1 to 5 points, and the larger the number, the lower the adhesion with the roll and the better the workability.
結果は表1に示す通りであり、比較例1では、ロジン変性マレイン酸樹脂を配合したことにより、未配合の比較例2に対して、ウェットグリップ性の改良効果は認められたものの、その効果は小さく、また低温性能が悪化していた。一方、比較例3では、ロジン変性マレイン酸樹脂を配合する代わりに、ゴム成分としてBRと変性SBRを用いており、この場合、低温性能には改良効果が得られたものの、ウェットグリップ性が大きく損なわれていた。比較例4では、ウェットグリップ性の従来の改良手法として、充填剤とオイルの配合量を増量しており、この場合、ウェットグリップ性は改良されたものの、低温性能が損なわれており、両者のバランス向上という点では不満足なものであった。比較例5では、BRと変性SBRを含むゴム成分にロジン変性マレイン酸樹脂を配合したものであるが、ポリマーのTg平均値が高く、そのため、低温性能が大幅に悪化しており、ウェットグリップ性の改良代も僅かであった。比較例6では、ロジン変性マレイン酸樹脂の代わりに、粘着性の高いアルキルフェノール・ホルムアルデヒド樹脂を配合しており、この場合、ウェットグリップ性と低温性能のバランス向上効果が不十分であるだけでなく、ロール密着性が悪化していた。比較例7では、ゴム成分としてBRとSBRを併用した軟らかいポリマー系を採用し、更にロジン変性マレイン酸樹脂を配合したものの、変性SBRを用いていないため、ウェットグリップ性と低温性能のバランス向上効果は得られなかった。 The results are as shown in Table 1. In Comparative Example 1, although the improvement effect of wet grip property was recognized as compared with Comparative Example 2 in which rosin-modified maleic acid resin was blended, the effect Was small and the low-temperature performance was deteriorated. On the other hand, in Comparative Example 3, BR and modified SBR were used as the rubber component instead of blending the rosin-modified maleic resin. In this case, although the improvement effect was obtained in the low temperature performance, the wet grip property was large. It was damaged. In Comparative Example 4, as a conventional improvement method of wet grip properties, the amount of filler and oil was increased. In this case, although wet grip properties were improved, the low temperature performance was impaired. It was unsatisfactory in terms of improving balance. In Comparative Example 5, a rosin-modified maleic acid resin is blended with a rubber component containing BR and modified SBR, but the Tg average value of the polymer is high, so the low-temperature performance is greatly deteriorated, and wet grip properties There was also a slight improvement. In Comparative Example 6, instead of rosin-modified maleic resin, a highly tacky alkylphenol-formaldehyde resin is blended, and in this case, not only the effect of improving the balance between wet grip property and low-temperature performance is insufficient, Roll adhesion was deteriorated. In Comparative Example 7, a soft polymer system in which BR and SBR are used in combination as a rubber component and a rosin-modified maleic acid resin are further blended, but since modified SBR is not used, the effect of improving the balance between wet grip properties and low-temperature performance is achieved. Was not obtained.
これに対し、本発明に係る実施例では、BRを含みかつ変性SBRを含む軟らかいポリマー系にロジン変性マレイン酸樹脂を配合したことにより、ウェットグリップ性と低温性能のバランスが大幅に改良されていた。すなわち、ウェットグリップ性と低温性能の双方が向上するか、あるいはまた、いずれか一方の性能を維持しながら、他方の性能が顕著に向上していた。特に、実施例1〜3及び5であると、ウェットグリップ性の改良が顕著に見られ、従来のウェットグリップ性の改良手法と比べて、低温性能の悪化代が小さく、むしろ低温性能も向上していた。また、粘着付与剤使用時のデメリットであるロールへの密着性についても大きな悪化を抑えることができた。なお、実施例6については、変性SBR3が他のゴム成分に比べてシリカの分散性に優れることから、発熱が下がり、実施例1に比べてウェットグリップ性は低下したものの、低温性能が大幅に向上していた。 On the other hand, in the Example which concerns on this invention, the balance of wet grip property and low-temperature performance was improved significantly by mix | blending the rosin modified maleic acid resin with the soft polymer system containing BR and modified SBR. . That is, both wet grip properties and low-temperature performance are improved, or the other performance is remarkably improved while either one is maintained. In particular, in Examples 1 to 3 and 5, the improvement in wet grip property is noticeable, and the deterioration rate of the low temperature performance is small compared to the conventional wet grip property improvement method, rather the low temperature performance is also improved. It was. Moreover, the great deterioration was also suppressed about the adhesiveness to the roll which is a demerit at the time of use of a tackifier. In Example 6, the modified SBR3 is superior in dispersibility of silica compared to other rubber components, so the heat generation is reduced and the wet grip property is reduced as compared with Example 1, but the low temperature performance is greatly improved. It was improving.
Claims (4)
前記ゴム成分100質量部に対してロジン変性マレイン酸樹脂を0.5〜10質量部含有するタイヤトレッド用ゴム組成物。 A diene rubber is used as a rubber component, and the rubber component contains a modified styrene butadiene copolymer rubber containing 10-50 mass% of polybutadiene rubber and having a functional group containing a hetero atom introduced therein, and the rubber component The average value of the glass transition temperature (Tg) of -50 ° C. or less,
A rubber composition for a tire tread containing 0.5 to 10 parts by mass of a rosin-modified maleic acid resin with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
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