WO2023176832A1 - タイヤ用ゴム組成物 - Google Patents
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Classifications
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-
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Definitions
- the present invention relates to a rubber composition for tires that has excellent abrasion resistance and wet performance, and provides good low rolling resistance over a wide temperature range.
- Summer tires are required to have high levels of wear resistance, wet performance, and low rolling resistance.
- BACKGROUND ART As a rubber composition for tires that improves wet performance and low rolling resistance, it has been proposed to blend silica and various resin components into modified styrene-butadiene rubber (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
- Patent Documents 1 and 2 mentioned above were not necessarily sufficient to reduce the temperature dependence of rolling resistance and obtain low rolling resistance over a wider temperature range.
- An object of the present invention is to provide a rubber composition for tires that has excellent abrasion resistance and wet performance, as well as low rolling resistance and its temperature dependence.
- the tire rubber composition of the present invention which achieves the above object, comprises 100 parts by mass of a diene rubber containing 55% by mass or more of solution-polymerized styrene-butadiene rubber having a glass transition temperature of -50°C or less, and 30 parts by mass of a white filler. parts or more and less than 100 parts by mass, 15 parts by mass or more of a thermoplastic resin, and 3 to 20 mass % of a silane coupling agent represented by the average composition formula of the following formula (1) based on the mass of the white filler.
- a rubber composition for tires comprising a mixture of the diene rubber and the thermoplastic resin in a mass ratio of 1:1, wherein the glass of the mixture is calculated from the glass transition temperature of the diene rubber and the thermoplastic resin. It is characterized in that the difference Tga - Tgm between the theoretical transition temperature Tga and the measured glass transition temperature Tgm of the mixture is 10°C or less.
- A is a divalent organic group containing a sulfide group
- B is a monovalent hydrocarbon group having 5 to 10 carbon atoms
- C is a hydrolyzable group
- D is an organic group containing a mercapto group
- R 1 represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms
- a to e are 0 ⁇ a ⁇ 1, 0 ⁇ b ⁇ 1, 0 ⁇ c ⁇ 3, 0 ⁇ d ⁇ 1 , 0 ⁇ e ⁇ 2, 0 ⁇ 2a+b+c+d+e ⁇ 4.
- the tire rubber composition of the present invention has a specific thermoplastic resin, silica, and a specific silane coupling agent blended with a diene rubber containing a specific solution-polymerized styrene-butadiene rubber. It has excellent wet performance and can reduce rolling resistance over a wide temperature range.
- the rubber composition for tires has a temperature of -40° C. in relation to rubber composition B, which has the same composition as the rubber composition for tires except that the thermoplastic resin is completely replaced with oil. It is preferable that the maximum loss tangent value tan ⁇ MAXA at -60°C and the maximum loss tangent value tan ⁇ MAXB of the rubber composition B at -40°C to 60°C satisfy the following formula (2). tan ⁇ MAXA / tan ⁇ MAXB > 0.8 (2)
- the amount of oil extended in the solution polymerized styrene butadiene rubber is 10 parts by mass based on 100 parts by mass of the solution polymerized styrene butadiene rubber. It is good to have one below.
- the thermoplastic resin preferably has a glass transition temperature of 40° C. to 120° C., and a resin consisting of at least one selected from terpene, terpene phenol, rosin, rosin ester, C5 component, C9 component, and It is preferable that at least a portion of the double bonds of the resin be at least one selected from the group consisting of hydrogenated resins.
- a tire having a tread made of the tire rubber composition described above is particularly suitable as a summer tire, and has excellent wear resistance and wet performance, and can have low rolling resistance over a wide temperature range.
- the rubber component is a diene rubber, and the glass transition temperature (hereinafter sometimes referred to as "Tg") is -50°C or less in 100% by mass of the diene rubber.
- Tg glass transition temperature
- solution-polymerized styrene-butadiene rubber is less than 55% by mass, the effect of improving the dispersibility of silica cannot be sufficiently obtained, and the temperature dependence of rolling resistance cannot be reduced.
- Solution-polymerized styrene-butadiene rubber cannot reduce the temperature dependence of rolling resistance if its Tg is higher than -50°C.
- Tg is preferably -50°C to -65°C, more preferably -50°C to -60°C.
- the Tg of the solution-polymerized styrene-butadiene rubber can be measured as the temperature at the midpoint of the transition region from a thermogram obtained by differential scanning calorimetry (DSC) at a heating rate of 20° C./min. Further, when the diene rubber is an oil-extended product, the Tg of the diene rubber in a state not containing an oil-extending component (oil) is taken as the Tg.
- DSC differential scanning calorimetry
- Solution-polymerized styrene-butadiene rubber with a Tg of -50°C or lower is preferably modified with a functional group at least one end thereof, which can improve the dispersibility of silica and lower the rolling resistance of the tire.
- functional groups include epoxy groups, carboxy groups, amino groups, hydroxy groups, alkoxy groups, silyl groups, alkoxysilyl groups, amide groups, oxysilyl groups, silanol groups, isocyanate groups, isothiocyanate groups, carbonyl groups, aldehyde groups, etc.
- a functional group having a polyorganosiloxane structure or an aminosilane structure is preferably mentioned.
- the styrene content of the solution-polymerized styrene-butadiene rubber is not particularly limited, but is preferably 5 to 30% by mass, more preferably 8 to 25% by mass. By controlling the styrene content within this range, the tire can have low rolling resistance, which is preferable.
- the styrene content of solution-polymerized styrene-butadiene rubber can be measured by 1 H-NMR.
- the vinyl content of the solution polymerized styrene-butadiene rubber is not particularly limited, but is preferably 9 to 45 mol%, more preferably 20 to 45 mol%, even more preferably 25 to 45 mol%, and particularly preferably 28 to 45 mol%. It is preferable that the amount is 42 mol%. By setting the vinyl content within this range, it is possible to improve the dispersibility of silica, reduce the temperature dependence of rolling resistance, and ensure wear resistance, which is preferable.
- the vinyl content of solution-polymerized styrene-butadiene rubber can be measured by 1 H-NMR.
- the solution-polymerized styrene-butadiene rubber can contain an oil extender component.
- the amount of oil extended is preferably 10 parts by mass or less per 100 parts by mass of solution polymerized styrene-butadiene rubber. By setting the amount of oil extension to 10 parts by mass or less, it is possible to suppress a decrease in grip performance after the tire ages.
- the amount of oil extended is preferably 8 parts by mass or less, and even more preferably 5 parts by mass or less.
- the rubber composition for tires can contain diene rubber other than solution polymerized styrene-butadiene rubber as its rubber component.
- diene rubbers include, for example, solution-polymerized styrene-butadiene rubber with Tg exceeding -50°C, natural rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, butyl rubber, emulsion-polymerized styrene-butadiene rubber, halogenated butyl rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, and these rubbers.
- a modified rubber having a functional group attached thereto can be used.
- These other diene rubbers can be used alone or in any blend.
- the content of the other diene rubber is preferably 45% by mass or less, more preferably 20 to 45% by mass, even more preferably 25 to 40% by mass based on 100% by mass of the diene rubber.
- the wet performance of the tire rubber composition is preferably improved by blending solution polymerized styrene-butadiene rubber with a Tg of over -50°C.
- the solution-polymerized styrene-butadiene rubber having a Tg of more than -50°C preferably accounts for 10 to 25% by mass, more preferably 10 to 15% by mass, based on 100% by mass of the diene rubber.
- As the solution-polymerized styrene-butadiene rubber having a Tg higher than -50°C those commonly used in rubber compositions for tires are preferably used.
- the amount of natural rubber is preferably 5 to 40% by weight, more preferably 15 to 30% by weight based on 100% by weight of the diene rubber.
- the natural rubber those commonly used in rubber compositions for tires may be used.
- butadiene rubber it is also preferable to blend butadiene rubber because it improves wear resistance.
- the butadiene rubber is preferably used in an amount of 5 to 20% by weight, more preferably 5 to 15% by weight based on 100% by weight of the diene rubber.
- As the butadiene rubber it is preferable to use those commonly used in rubber compositions for tires.
- the rubber composition for tires contains 30 parts by mass or more and less than 100 parts by mass of a white filler in 100 parts by mass of diene rubber.
- a white filler By blending a white filler, excellent wet performance and low rolling resistance can be achieved.
- the white filler include silica, calcium carbonate, magnesium carbonate, talc, clay, alumina, aluminum hydroxide, titanium oxide, and calcium sulfate. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, silica is preferred, as it can provide better wet performance and low heat build-up. If the white filler is less than 30 parts by mass, wet performance and/or low rolling resistance will be insufficient.
- the white filler is preferably blended in an amount of 40 parts by mass or more and less than 100 parts by mass, more preferably 45 parts by mass or more and less than 100 parts by mass.
- silica those commonly used in tire rubber compositions may be used, such as wet process silica, dry process silica, carbon-silica (dual phase filler) in which silica is supported on the surface of carbon black, silane, etc.
- Silica that has been surface-treated with a coupling agent or a compound that is reactive or compatible with both silica and rubber, such as polysiloxane, can be used.
- wet process silica containing hydrous silicic acid as a main component is preferred.
- A is a divalent organic group containing a sulfide group
- B is a monovalent hydrocarbon group having 5 to 10 carbon atoms
- C is a hydrolyzable group
- D is an organic group containing a mercapto group.
- R 1 represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, and a to e are 0 ⁇ a ⁇ 1, 0 ⁇ b ⁇ 1, 0 ⁇ c ⁇ 3, 0 ⁇ d ⁇ 1 , 0 ⁇ e ⁇ 2, 0 ⁇ 2a+b+c+d+e ⁇ 4.
- the silane coupling agent represented by the above formula (1) preferably has a polysiloxane skeleton.
- the polysiloxane skeleton can have a linear structure, a branched structure, a three-dimensional structure, or a combination thereof.
- B of the hydrocarbon group is a monovalent hydrocarbon group having 5 to 10 carbon atoms, preferably a monovalent hydrocarbon group having 6 to 10 carbon atoms, and more preferably a monovalent hydrocarbon group having 8 to 10 carbon atoms. It is. Examples include hexyl group, octyl group, decyl group, and the like. This protects the mercapto group, lengthens the Mooney scorch time, improves processability (scorch resistance), and provides excellent low rolling resistance.
- the subscript b of the hydrocarbon group B is greater than 0, preferably 0.10 ⁇ b ⁇ 0.89.
- the organic group A represents a divalent organic group containing a sulfide group (hereinafter also referred to as "sulfide group-containing organic group").
- sulfide group-containing organic group By having the sulfide group-containing organic group A, low heat build-up and processability (especially maintenance and prolongation of Mooney scorch time) are improved. Therefore, the subscript a of the sulfide group-containing organic group A is preferably greater than 0, more preferably 0 ⁇ a ⁇ 0.50.
- the sulfide group-containing organic group A may have a heteroatom such as an oxygen atom, a nitrogen atom, or a sulfur atom.
- the sulfide group-containing organic group A is preferably a group represented by the following formula (3).
- *-( CH2 ) n -Sx-( CH2 ) n -*...(3) (In the above formula (3), n represents an integer of 1 to 10, x represents an integer of 1 to 6, and * indicates the bonding position.)
- Specific examples of the sulfide group-containing organic group A represented by the above general formula (3) include *-CH 2 -S 2 -CH 2 -*, *-C 2 H 4 -S 2 -C 2 H 4 -*, *-C 3 H 6 -S 2 -C 3 H 6 -*, *-C 4 H 8 -S 2 -C 4 H 8 -*, *-CH 2 -S 4 -CH 2 -* , *-C 2 H 4 -S 4 -C 2 H 4 -*, *-C 3 H 6 -S 4 -C 3 H 6 -*, *-C 4 H 8 -S
- the silane coupling agent made of polysiloxane represented by the average composition formula of general formula (1) above has excellent affinity and/or reactivity with silica by having a hydrolyzable group C. .
- the subscript c of the hydrolyzable group C in general formula (1) is 1.2 ⁇ c ⁇ because it has low heat build-up, better processability (scorch resistance), and better dispersibility of silica. It is good if it is 2.0.
- Specific examples of the hydrolyzable group C include an alkoxy group, a phenoxy group, a carboxyl group, an alkenyloxy group, and the like.
- the hydrolyzable group C is preferably a group represented by the following general formula (4) from the viewpoint of improving the dispersibility of silica and improving processability (scorch resistance). . *-OR 2 ...(4) In the above general formula (4), * indicates a bonding position.
- R 2 represents an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms, an aralkyl group (arylalkyl group) having 6 to 10 carbon atoms, or an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms; Preferably, it is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
- alkyl group having 1 to 20 carbon atoms include methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, hexyl group, octyl group, decyl group, octadecyl group, and the like.
- aryl group having 6 to 10 carbon atoms include phenyl group, tolyl group, and the like.
- aralkyl group having 6 to 10 carbon atoms include benzyl group and phenylethyl group.
- alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms include a vinyl group, a propenyl group, a pentenyl group, and the like.
- the silane coupling agent made of polysiloxane represented by the average compositional formula of general formula (1) above has an organic group D containing a mercapto group, so that it can interact and/or react with diene rubber. and has excellent low heat generation properties.
- the subscript d of the organic group D containing a mercapto group is preferably 0.1 ⁇ d ⁇ 0.8.
- the organic group D containing a mercapto group is a group represented by the following general formula (5) from the viewpoint of improving the dispersibility of silica and improving processability (scorch resistance). It is preferable.
- *-(CH 2 ) m -SH...(5) In the above general formula (5), m represents an integer of 1 to 10, and preferably an integer of 1 to 5. In the formula, * indicates a bonding position.
- R 1 represents a monovalent hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms.
- examples of the hydrocarbon group R 1 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a butyl group.
- the silane coupling agent is preferably blended in an amount of 3 to 20% by mass, preferably 5 to 15% by mass, based on the mass of silica.
- amount of the silane coupling agent blended is less than 3% by mass of the silica, the effect of improving the dispersibility of silica cannot be sufficiently obtained.
- the silane coupling agent exceeds 20% by mass, the diene rubber component tends to gel easily, making it impossible to obtain the desired effect.
- the strength of the rubber composition can be increased and tire durability can be ensured.
- other fillers include inorganic fillers such as carbon black, mica, aluminum oxide, and barium sulfate, and organic fillers such as cellulose, lecithin, lignin, and dendrimers.
- carbon black such as furnace black, acetylene black, thermal black, channel black, and graphite may be blended.
- furnace black is preferred, and specific examples thereof include SAF, ISAF, ISAF-HS, ISAF-LS, IISAF-HS, HAF, HAF-HS, HAF-LS, FEF, and the like.
- SAF SAF
- ISAF ISAF-HS
- ISAF-LS ISAF-LS
- IISAF-HS High Speed F-HS
- HAF HAF-HS
- HAF-LS HAF-LS
- FEF fluorous carbon black
- the temperature dependence of its dynamic viscoelasticity can be adjusted.
- the specific thermoplastic resin is blended in an amount of 15 parts by mass or more, preferably 20 parts by mass or more, more preferably 25 parts by mass or more, based on 100 parts by mass of the diene rubber. If the thermoplastic resin is less than 15 parts by mass, the object of the present invention, which is to have excellent abrasion resistance and wet performance and to reduce rolling resistance and its temperature dependence, cannot be achieved. Further, the amount of the specific thermoplastic resin is preferably 75 parts by mass or less, more preferably 60 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the diene rubber. If the amount of the specific thermoplastic resin exceeds 75 parts by mass, there is a risk that the wear resistance will decrease.
- the specific thermoplastic resin shall satisfy the following relationship with the diene rubber. That is, in a mixture in which the above-mentioned diene rubber and thermoplastic resin are blended at a mass ratio of 1:1, the theoretical value Tga of the glass transition temperature of the mixture calculated from the glass transition temperatures of the diene rubber and the thermoplastic resin, and the mixture
- the difference Tga ⁇ Tgm between the measured value Tgm of the glass transition temperature is set to be 10° C. or less.
- the difference Tga-Tgm is preferably 7°C or less, more preferably 5°C or less.
- the difference Tga-Tgm is 10°C or less, the diene rubber and the thermoplastic resin are compatible, and by blending a relatively large amount of the thermoplastic resin, the tensile strength at break of the rubber composition can be increased. , tan ⁇ , and other viscoelastic properties.
- the theoretical value Tga of the glass transition temperature of the mixture can be calculated as a weighted average value from the glass transition temperature and mass ratio of the diene rubber and the thermoplastic resin.
- the glass transition temperature of the diene rubber and thermoplastic resin and the glass transition temperature Tgm of the mixture are determined by measuring thermograms using differential scanning calorimetry (DSC) at a heating rate of 20°C/min. The temperature shall be measured as the midpoint temperature.
- DSC differential scanning calorimetry
- thermoplastic resin is a resin that is usually blended into a rubber composition for tires, has a molecular weight of about several hundred to several thousand, and has the effect of imparting tackiness to the rubber composition for tires.
- a thermoplastic resin a group consisting of a resin consisting of at least one selected from terpene, modified terpene, rosin, rosin ester, C5 component, and C9 component, and a resin in which at least a portion of the double bonds of these resins are hydrogenated.
- a resin consisting of at least one selected from the following is preferred.
- natural resins such as terpene resins, modified terpene resins, rosin resins, and rosin ester resins, petroleum resins consisting of C5 and C9 components, synthetic resins such as coal resins, phenolic resins, and xylene resins. , and hydrogenated resins in which at least a portion of the double bonds of these natural resins and synthetic resins are hydrogenated.
- terpene resins include ⁇ -pinene resin, ⁇ -pinene resin, limonene resin, hydrogenated limonene resin, dipentene resin, terpene phenol resin, terpene styrene resin, aromatic modified terpene resin, hydrogenated terpene resin, etc. .
- rosin-based resins examples include gum rosin, tall oil rosin, wood rosin, hydrogenated rosin, disproportionated rosin, polymerized rosin, modified rosin such as maleated rosin and fumarized rosin, glycerin esters of these rosins, pentaerythritol esters, Examples include ester derivatives such as methyl ester and triethylene glycol ester, and rosin-modified phenol resins.
- Petroleum-based resins include aromatic hydrocarbon resins and saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon resins, such as C5-based petroleum resins (such as distillates such as isoprene, 1,3-pentadiene, cyclopentadiene, methylbutene, and pentene).
- C9-based petroleum resin aromatic petroleum resin obtained by polymerizing fractions such as ⁇ -methylstyrene, o-vinyltoluene, m-vinyltoluene, and p-vinyltoluene
- C5C9 Examples include copolymerized petroleum resins and hydrogenated resins.
- the glass transition temperature (Tg) of the thermoplastic resin is preferably 40°C to 120°C, preferably 45°C to 115°C, more preferably 50°C to 110°C.
- Tg glass transition temperature
- the Tg of the thermoplastic resin can be measured by the method described above.
- Rubber Composition A which has the same composition as Rubber Composition A, except that all the thermoplastic resins contained in Rubber Composition A are replaced with oil.
- rubber composition B the maximum value of the loss tangent of rubber composition A at -40°C to 60°C
- tan ⁇ MAXB the maximum value of the loss tangent of rubber composition B at -40°C to 60°C.
- tan ⁇ MAXA and tan ⁇ MAXB satisfy the following equation (2).
- the ratio tan ⁇ MAXA / tan ⁇ MAXB of the maximum value of loss tangent is larger than 0.8, the tensile strength at break of the tire rubber composition (rubber composition A) of the present invention increases, and the wear resistance when made into a tire increases. It is preferable because it is better.
- Rubber composition B tends to have high compatibility between the diene rubber and oil it contains, and has a high tensile strength at break.
- the fact that the tan ⁇ MAXA of rubber composition A is close to the tan ⁇ MAXB of rubber composition B means that the rubber compositions have similar viscoelastic behavior, have good compatibility between the diene rubber and the thermoplastic resin, and are heat resistant.
- the ratio tan ⁇ MAXA /tan ⁇ MAXB is more preferably greater than 0.85, and still more preferably greater than 0.9.
- tan ⁇ MAXA and tan ⁇ MAXB are the dynamic viscoelasticity of cured products of rubber compositions A and B measured using a viscoelastic spectrometer at an elongation deformation strain rate of 10 ⁇ 2%, a frequency of 20 Hz, and a temperature of - The measurement was performed under the conditions of 40°C to 60°C, and a viscoelastic curve was obtained with the measured temperature as the horizontal axis and the loss tangent (tan ⁇ ) as the vertical axis, and the thickest value (peak value) of tan ⁇ was calculated as tan ⁇ MAXA and tan ⁇ , respectively.
- the rubber composition for tires may contain tire treads such as vulcanizing or cross-linking agents, vulcanization accelerators, anti-aging agents, processing aids, plasticizers, liquid polymers, thermosetting resins, etc. in accordance with conventional methods.
- Various compounding agents commonly used in rubber compositions can be blended. Such compounding agents can be kneaded in a conventional manner to form a rubber composition, which can be used for vulcanization or crosslinking.
- the amounts of these compounding agents can be any conventional and common amounts as long as they do not contradict the purpose of the present invention.
- the rubber composition for tires can be prepared by mixing the above-mentioned components using a known rubber kneading machine such as a Banbury mixer, kneader, roll, etc.
- the rubber composition for tires is suitable for forming the tread portion and side portion of a summer tire, and is particularly suitable for forming the tread portion of a summer tire.
- the summer tire obtained thereby has excellent wear resistance and wet performance, and can have rolling resistance and its temperature dependence lower than conventional levels.
- the additive formulations in Table 3 are expressed in parts by mass based on 100 parts by mass of the diene rubber described in Tables 1 and 2. Further, the tire rubber compositions of Examples 1 to 11 and Comparative Examples 1 to 9 described above were each referred to as Rubber Composition A, and the composition was the same as that of each rubber composition A except that all the thermoplastic resins were replaced with oil. Rubber composition B was prepared in the same manner as above. Furthermore, a mixture was prepared in which the diene rubber and thermoplastic resin constituting the tire rubber compositions of each example and comparative example were blended at a mass ratio of 1:1, and the glass transition temperature (Tgm) of the mixture was as described above. At the same time, the theoretical value Tga of the glass transition temperature was calculated, and the difference Tga - Tgm between the measured value Tgm of the glass transition temperature was calculated and is listed in Tables 1 and 2.
- the tire rubber compositions obtained above were each vulcanized in a mold of a predetermined shape at 160° C. for 20 minutes to prepare evaluation samples. Using the obtained evaluation sample, dynamic viscoelasticity (loss tangent tan ⁇ ), abrasion resistance, wet performance, rolling resistance, and temperature dependence of rolling resistance were measured by the following methods.
- Dynamic viscoelasticity (loss tangent tan ⁇ )
- the dynamic viscoelasticity of the obtained evaluation samples of the tire rubber composition (rubber composition A) and rubber composition B was measured using a viscoelastic spectrometer manufactured by Iwamoto Seisakusho Co., Ltd., at an extensional deformation strain rate of 10 ⁇ . 2%, a vibration frequency of 20 Hz, and a temperature of -40°C to 60°C, a viscoelastic curve of -40°C to 60°C was created, and the thickest value of tan ⁇ of rubber composition A and rubber composition B was determined.
- Abrasion resistance The evaluation sample of the obtained tire rubber composition was tested in accordance with JIS K6264 using a Lambourn abrasion tester (manufactured by Iwamoto Seisakusho Co., Ltd.) at a load of 15.0 kg (147.1 N) and a slip rate. The amount of wear was measured under the condition of 25%. The reciprocal of each of the obtained results was calculated and recorded in the "wear resistance" column of Tables 1 and 2 as an index that makes the reciprocal of the wear amount of the standard example 100. The larger the abrasion resistance index, the better the abrasion resistance.
- Rolling Resistance A 17-inch pneumatic tire using the tire rubber composition obtained above as a tread rubber was vulcanized and molded. Each test tire was assembled onto a wheel with a standard rim size, mounted on a rolling resistance tester equipped with a drum with a radius of 854 mm, and tested for 30 minutes at an air pressure of 210 kPa, a load of 100 N, a speed of 80 km/h, and a drum surface temperature of 20°C. After a preliminary run of 1 minute, rolling resistance was measured under the same conditions. The evaluation results are listed in the "Low rolling resistance" column of Tables 1 and 2 as an index using the reciprocal of the measured value and taking the standard example as 100. The larger the index value of rolling resistance, the lower the rolling resistance.
- ⁇ NR Natural rubber, TSR20, glass transition temperature -65°C
- SBR-1 Terminal-modified solution polymerized styrene-butadiene rubber having a polyorganosiloxane structure, Nipol NS612 manufactured by Nippon Zeon, glass transition temperature -61°C, styrene content 15% by mass, vinyl content 31% by mole
- non-oil-extended product/SBR-2 terminal-modified solution-polymerized styrene-butadiene rubber having a polyorganosiloxane structure, Nipol NS616 manufactured by Nippon Zeon, glass transition temperature -23°C, styrene content 22% by mass, vinyl content is 67 mol%
- non-oil extended product / SBR-3 End-modified solution-polymerized styrene-butadiene rubber produced by batch polymerization, HPR850 manufactured by
- BR Butadiene rubber, Nipol BR1220 manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., glass transition temperature is -105°C ⁇ Carbon black: Seast 7HM manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.
- ⁇ Silica-1 Solvay Zeosil 1165MP, nitrogen adsorption specific surface area 159 m 2 /g ⁇ Silica-2: ULTRASIL 5000GR manufactured by Evonik, nitrogen adsorption specific surface area 126 m 2 /g ⁇ Coupling agent-1: A silane coupling agent containing polysiloxane represented by the average compositional formula of general formula (1), prepared by the manufacturing method described in the WO2014/002750 pamphlet, and having the average compositional formula (-C 3 H 6 -S 4 -C 3 H 6 -) 0.083 (-C 8 H 17 ) 0.667 (-OC 2 H 5 ) 1.50 (-C 3 H 6 SH) 0.167 SiO Polysiloxane represented by 0.75
- HSR-7 glass transition temperature 72°C ⁇ Resin-2: Aromatic modified terpene resin, YS resin TO-105 manufactured by Yasuhara Chemical Co., Ltd., glass transition temperature is 57°C ⁇ Resin-3: Indene resin, FMR0150 manufactured by Mitsui Chemicals, glass transition temperature 89°C ⁇ Resin-4: Phenol-modified terpene resin, Tamanol 803L manufactured by Arakawa Chemical Industry Co., Ltd., glass transition temperature is 95°C ⁇ Resin-5: Polyterpene resin, Sylvatraxx8115 manufactured by Kraton, glass transition temperature 67°C ⁇ Oil: Shell Lubricants Japan Extract No. 4 S
- the tire rubber compositions of Examples 1 to 11 were confirmed to have excellent wear resistance, wet performance, and low rolling resistance, and to reduce the temperature dependence of rolling resistance. .
- the tire rubber composition of Comparative Example 1 has a difference Tga-Tgm of more than 10°C, so it has poor abrasion resistance and cannot reduce rolling resistance and its temperature dependence. . Since the tire rubber composition of Comparative Example 2 used a silane coupling agent (coupling agent-2) that is not represented by the average composition formula of formula (1), the rolling resistance was increased.
- the tire rubber composition of Comparative Example 3 contains less than 55% by mass of solution-polymerized styrene-butadiene rubber (SBR-1) with a Tg of -50°C or less, so it improves abrasion resistance, rolling resistance, and its temperature dependence. I can't.
- the amount of silica blended is less than 30 parts by mass, so the abrasion resistance and wet performance cannot be improved.
- Comparative Example 5 Since the rubber composition for tires contains more than 100 parts by mass of silica, its rolling resistance and its temperature dependence are poor.
- Comparative Example 6 In the tire rubber composition, the silane coupling agent (coupling agent-1) represented by the average composition formula of formula (1) is less than 3% by mass of the silica, so it has good wear resistance, wet performance, Low rolling resistance and poor temperature dependence of rolling resistance.
- Comparative Example 7 Since the tire rubber composition has a difference Tga-Tgm of more than 10°C, it has poor abrasion resistance and cannot reduce rolling resistance and its temperature dependence.
- Comparative Example 8 In the rubber composition for tires, the Tg of solution polymerized styrene butadiene rubber (SBR-3) is higher than -50°C, so the abrasion resistance, rolling resistance, and temperature dependence thereof are poor. Comparative Example 9 In the tire rubber composition, since the Tg of the solution polymerized styrene-butadiene rubber (SBR-4) is higher than -50°C, the rolling resistance and its temperature dependence are poor.
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Abstract
耐摩耗性およびウェット性能に優れると共に、転がり抵抗性およびその温度依存性を小さくするようにしたタイヤ用ゴム組成物を提供する。ガラス転移温度が-50℃以下である溶液重合スチレンブタジエンゴムを55質量%以上含むジエン系ゴム100質量部に、白色充填剤を30質量部以上100質量部未満、熱可塑性樹脂を15質量部以上配合し、前記白色充填剤の質量に対し特定の平均組成式で表されるシランカップリング剤を3~20質量%配合したタイヤ用ゴム組成物であって、前記ジエン系ゴムおよび熱可塑性樹脂を質量比1:1で配合した混合物において、前記ジエン系ゴムおよび熱可塑性樹脂のガラス転移温度から計算される前記混合物のガラス転移温度の理論値Tgaと、前記混合物のガラス転移温度の測定値Tgmとの差Tga-Tgmが10℃以下であることを特徴とする。
Description
本発明は、耐摩耗性およびウェット性能に優れ、広い温度範囲で良好な低転がり抵抗性が得られるタイヤ用ゴム組成物に関する。
サマータイヤには、耐摩耗性、ウェット性能、および低転がり抵抗性を高いレベルで兼備することが求められる。ウェット性能や低転がり抵抗性を改良するタイヤ用ゴム組成物として、変性スチレンブタジエンゴムにシリカや各種樹脂成分を配合することが提案されている(例えば特許文献1,2を参照)。
しかし、近年、低転がり抵抗性をより広い温度範囲で優れたものにすることが求められている。このため、上述した特許文献1,2等に記載された発明では、転がり抵抗性の温度依存性を小さくし、低転がり抵抗性をより広い温度範囲で得るには必ずしも十分ではなかった。
本発明の目的は、耐摩耗性およびウェット性能に優れると共に、転がり抵抗性およびその温度依存性を小さくするようにしたタイヤ用ゴム組成物を提供することにある。
上記目的を達成する本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ガラス転移温度が-50℃以下である溶液重合スチレンブタジエンゴムを55質量%以上含むジエン系ゴム100質量部に、白色充填剤を30質量部以上100質量部未満、熱可塑性樹脂を15質量部以上配合し、前記白色充填剤の質量に対し下記式(1)の平均組成式で表されるシランカップリング剤を3~20質量%配合したタイヤ用ゴム組成物であって、前記ジエン系ゴムおよび熱可塑性樹脂を質量比1:1で配合した混合物において、前記ジエン系ゴムおよび熱可塑性樹脂のガラス転移温度から計算される前記混合物のガラス転移温度の理論値Tgaと、前記混合物のガラス転移温度の測定値Tgmとの差Tga-Tgmが10℃以下であることを特徴とする。
(A)a(B)b(C)c(D)d(R1)eSiO(4-2a-b-c-d-e)/2 ・・・(1)
(式(1)中、Aはスルフィド基を含有する2価の有機基、Bは炭素数5~10の1価の炭化水素基、Cは加水分解性基、Dはメルカプト基を含有する有機基を表し、R1は炭素数1~4の1価の炭化水素基を表し、a~eは、0≦a<1、0<b<1、0<c<3、0<d<1、0≦e<2、0<2a+b+c+d+e<4の関係式を満たす。)
(A)a(B)b(C)c(D)d(R1)eSiO(4-2a-b-c-d-e)/2 ・・・(1)
(式(1)中、Aはスルフィド基を含有する2価の有機基、Bは炭素数5~10の1価の炭化水素基、Cは加水分解性基、Dはメルカプト基を含有する有機基を表し、R1は炭素数1~4の1価の炭化水素基を表し、a~eは、0≦a<1、0<b<1、0<c<3、0<d<1、0≦e<2、0<2a+b+c+d+e<4の関係式を満たす。)
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、特定の溶液重合スチレンブタジエンゴムを含むジエン系ゴムに、特定の熱可塑性樹脂、シリカおよび特定のシランカップリング剤を配合するようにしたので、耐摩耗性およびウェット性能に優れ、広い温度範囲で転がり抵抗性を小さくすることができる。
タイヤ用ゴム組成物は、前記熱可塑性樹脂をすべてオイルに置き換えたことを除き前記タイヤ用ゴム組成物と同じ組成を有するゴム組成物Bとの関係で、前記タイヤ用ゴム組成物の-40℃~60℃における損失正接の最大値tanδMAXAと、前記ゴム組成物Bの-40℃~60℃における損失正接の最大値tanδMAXBが、下記式(2)を満たすとよい。
tanδMAXA/tanδMAXB > 0.8 (2)
tanδMAXA/tanδMAXB > 0.8 (2)
前記溶液重合スチレンブタジエンゴムの少なくとも1つの末端が官能基で変性されているとよく、また、前記溶液重合スチレンブタジエンゴムの油展量が、該溶液重合スチレンブタジエンゴム100質量部に対し、10質量部以下あるとよい。
前記熱可塑性樹脂は、そのガラス転移温度が40℃~120℃であるとよく、また、テルペン、テルペンフェノール、ロジン、ロジンエステル、C5成分、C9成分から選ばれる少なくとも1つからなる樹脂、およびそれら樹脂の二重結合の少なくとも一部が水添された樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1つであるとよい。
上述したタイヤ用ゴム組成物からなるトレッド部を有するタイヤは、特にサマータイヤとして好適であり、耐摩耗性およびウェット性能に優れると共に、広い温度範囲で転がり抵抗性を小さくすることができる。
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、そのゴム成分がジエン系ゴムからなり、ジエン系ゴム100質量%中、ガラス転移温度(以下、「Tg」と記載することがある。)が-50℃以下である溶液重合スチレンブタジエンゴムを55質量%以上含む。Tgが-50℃以下の溶液重合スチレンブタジエンゴムを含むことにより、シリカの分散性を良好にし、耐摩耗性および低転がり抵抗性を確保すると共に、転がり抵抗の温度依存性を小さくする。Tgが-50℃以下の溶液重合スチレンブタジエンゴムは、ジエン系ゴム100質量%中55質量%以上、好ましくは55~80質量%、より好ましくは60~75質量%であるとよい。溶液重合スチレンブタジエンゴムが55質量%未満であると、シリカの分散性を良好にする作用が十分に得られず、転がり抵抗の温度依存性を小さくすることができない。
溶液重合スチレンブタジエンゴムは、Tgが-50℃より高いと、転がり抵抗の温度依存性を小さくすることができない。Tgは、好ましくは-50℃~-65℃、より好ましくは-50℃~-60℃であるとよい。溶液重合スチレンブタジエンゴムのTgは、示差走査熱量測定(DSC)により20℃/分の昇温速度条件により得られたサーモグラムから転移域の中点の温度として測定することができる。また、ジエン系ゴムが油展品であるときは、油展成分(オイル)を含まない状態におけるジエン系ゴムのTgとする。
Tgが-50℃以下の溶液重合スチレンブタジエンゴムは、その少なくとも1つの末端が官能基で変性されているとよく、シリカの分散性を良好にし、タイヤの転がり抵抗をより小さくすることができる。官能基として、例えばエポキシ基、カルボキシ基、アミノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、シリル基、アルコキシシリル基、アミド基、オキシシリル基、シラノール基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、カルボニル基、アルデヒド基等が挙げられ、なかでもポリオルガノシロキサン構造またはアミノシラン構造を有する官能基が好ましく挙げられる。ポリオルガノシロキサン構造またはアミノシラン構造を有する官能基を有することにより、シリカの分散性を良好にし、ウェット性能および低転がり抵抗性を優れたものにすることができる。
溶液重合スチレンブタジエンゴムのスチレン含有量は、特に限定されるものではないが、好ましくは5~30質量%、より好ましくは8~25質量%であるとよい。スチレン含有量をこのような範囲内にすることにより、タイヤを低転がり抵抗性にすることができ好ましい。溶液重合スチレンブタジエンゴムのスチレン含有量は、1H-NMRにより測定することができる。
溶液重合スチレンブタジエンゴムのビニル含有量は、特に制限されるものではないが、好ましくは9~45モル%、より好ましくは20~45モル%、さらに好ましくは25~45モル%、特に好ましくは28~42モル%であるとよい。ビニル含有量をこのような範囲内にすることにより、シリカの分散性を良好にし、転がり抵抗の温度依存性を小さくすることができ、また耐摩耗性を確保することができ好ましい。溶液重合スチレンブタジエンゴムのビニル含有量は、溶液重合スチレンブタジエンゴムのビニル含有量は、1H-NMRにより測定することができる。
溶液重合スチレンブタジエンゴムは、油展成分を含有することができる。その油展量は、溶液重合スチレンブタジエンゴム100質量部に対し、好ましくは10質量部以下であるとよい。油展量を10質量部以下にすることにより、タイヤが老化した後のグリップ性能の低下を抑制することができる。油展量は、より好ましくは8質量部以下、さらに好ましくは5質量部以下であるとよい。
タイヤ用ゴム組成物は、そのゴム成分として、溶液重合スチレンブタジエンゴム以外の他のジエン系ゴムを含むことができる。他のジエン系ゴムとして、例えばTgが-50℃超の溶液重合スチレンブタジエンゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、乳化重合スチレンブタジエンゴム、ハロゲン化ブチルゴム、アクリロニトリル-ブタジエンゴム、およびこれらゴムに官能基を付した変性ゴム等を例示することができる。これら他のジエン系ゴムは、単独又は任意のブレンドとして使用することができる。他のジエン系ゴムの含有量は、ジエン系ゴム100質量%中、好ましくは45質量%以下、より好ましくは20~45質量%、さらに好ましくは25~40質量%であるとよい。
タイヤ用ゴム組成物は、Tgが-50℃超の溶液重合スチレンブタジエンゴムを配合することにより、ウェット性能が向上し好ましい。Tgが-50℃超の溶液重合スチレンブタジエンゴムは、ジエン系ゴム100質量%中、好ましくは10~25質量%、より好ましくは10~15質量%であるとよい。Tg-50℃超の溶液重合スチレンブタジエンゴムとして、タイヤ用ゴム組成物に通常使用されるものを用いるとよい。
タイヤ用ゴム組成物は、天然ゴムを配合することにより、転がり抵抗の温度依存性を小さくすることができる。天然ゴムは、ジエン系ゴム100質量%中、好ましくは5~40質量%、より好ましくは15~30質量%であるとよい。天然ゴムとして、タイヤ用ゴム組成物に通常使用されるものを用いるとよい。
また、ブタジエンゴムを配合することにより、耐摩耗性が向上するため好ましい。ブタジエンゴムは、ジエン系ゴム100質量%中、好ましくは5~20質量%、より好ましくは5~15質量%であるとよい。ブタジエンゴムとして、タイヤ用ゴム組成物に通常使用されるものを用いるとよい。
タイヤ用ゴム組成物は、ジエン系ゴム100質量部に、白色充填剤を30質量部以上100質量部未満配合する。白色充填剤を配合することにより、ウェット性能および低転がり抵抗性を優れたものにすることができる。白色充填剤として、例えばシリカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、タルク、クレイ、アルミナ、水酸化アルミニウム、酸化チタン、硫酸カルシウムを挙げることができる。これらを単独または2種以上を組合わせて使用してもよい。なかでもシリカが好ましく、ウェット性能および低発熱性をより優れたものにすることができる。白色充填剤が30質量部未満であるとウェット性能および/または低転がり抵抗性が不足する。白色充填剤が100質量部以上であると低転がり抵抗性が却って悪化する。白色充填剤は、好ましくは40質量部以上100質量部未満、より好ましくは45質量部以上100質量部未満配合するとよい。シリカとして、タイヤ用ゴム組成物に通常使用されるものを用いるとよく、例えば湿式法シリカ、乾式法シリカあるいは、カーボンブラック表面にシリカを担持させたカーボン-シリカ(デュアル・フェイズ・フィラー)、シランカップリング剤又はポリシロキサンなどシリカとゴムの両方に反応性或いは相溶性のある化合物で表面処理したシリカなどを使用することができる。これらの中でも、含水ケイ酸を主成分とする湿式法シリカが好ましい。
また、シリカとともに下記式(1)の平均組成式で表されるシランカップリング剤を配合することによりシリカの分散性を向上し、ウェット性能および低転がり抵抗性がさらに改善されるので好ましい。
(A)a(B)b(C)c(D)d(R1)eSiO(4-2a-b-c-d-e)/2 ・・・(1)
(式(1)中、Aはスルフィド基を含有する2価の有機基、Bは炭素数5~10の1価の炭化水素基、Cは加水分解性基、Dはメルカプト基を含有する有機基を表し、R1は炭素数1~4の1価の炭化水素基を表し、a~eは、0≦a<1、0<b<1、0<c<3、0<d<1、0≦e<2、0<2a+b+c+d+e<4の関係式を満たす。)
(A)a(B)b(C)c(D)d(R1)eSiO(4-2a-b-c-d-e)/2 ・・・(1)
(式(1)中、Aはスルフィド基を含有する2価の有機基、Bは炭素数5~10の1価の炭化水素基、Cは加水分解性基、Dはメルカプト基を含有する有機基を表し、R1は炭素数1~4の1価の炭化水素基を表し、a~eは、0≦a<1、0<b<1、0<c<3、0<d<1、0≦e<2、0<2a+b+c+d+e<4の関係式を満たす。)
上記式(1)で表されるシランカップリング剤は、ポリシロキサン骨格を有することが好ましい。ポリシロキサン骨格は直鎖状、分岐状、3次元構造のいずれか又はこれらの組み合わせとすることができる。
上記式(1)において、炭化水素基のBは、炭素数5~10の1価の炭化水素基、好ましくは炭素数6~10、より好ましくは炭素数8~10の1価の炭化水素基である。例えば、ヘキシル基、オクチル基、デシル基などが挙げられる。これによりメルカプト基を保護しムーニースコーチ時間を長くし加工性(耐スコーチ性)により優れ、低転がり抵抗性をより優れたものにすることができる。炭化水素基Bの添え字bは0より大であり、好ましくは0.10≦b≦0.89であるとよい。
また、上記式(1)中、有機基のAはスルフィド基を含有する2価の有機基(以下、「スルフィド基含有有機基」ともいう。)を表す。スルフィド基含有有機基Aを有することにより、低発熱性、加工性(特にムーニースコーチ時間の維持・長期化)をより優れたものにする。このため、スルフィド基含有有機基Aの添え字aは、0より大であるとよく、より好ましくは0<a≦0.50であるとよい。スルフィド基含有有機基Aは、例えば、酸素原子、窒素原子、硫黄原子のようなヘテロ原子を有してもよい。
なかでも、スルフィド基含有有機基Aは、下記式(3)で表される基であることが好ましい。
*-(CH2)n-Sx-(CH2)n-* ・・・(3)
(上記式(3)中、nは1~10の整数、xは1~6の整数を表し、*は結合位置を示す。)
上記一般式(3)で表されるスルフィド基含有有機基Aの具体例としては、例えば、*-CH2-S2-CH2-*、*-C2H4-S2-C2H4-*、*-C3H6-S2-C3H6-*、*-C4H8-S2-C4H8-*、*-CH2-S4-CH2-*、*-C2H4-S4-C2H4-*、*-C3H6-S4-C3H6-*、*-C4H8-S4-C4H8-*などが挙げられる。
*-(CH2)n-Sx-(CH2)n-* ・・・(3)
(上記式(3)中、nは1~10の整数、xは1~6の整数を表し、*は結合位置を示す。)
上記一般式(3)で表されるスルフィド基含有有機基Aの具体例としては、例えば、*-CH2-S2-CH2-*、*-C2H4-S2-C2H4-*、*-C3H6-S2-C3H6-*、*-C4H8-S2-C4H8-*、*-CH2-S4-CH2-*、*-C2H4-S4-C2H4-*、*-C3H6-S4-C3H6-*、*-C4H8-S4-C4H8-*などが挙げられる。
上記一般式(1)の平均組成式で表されるポリシロキサンからなるシランカップリング剤は、加水分解性基Cを有することによって、シリカとの親和性及び/又は反応性を優れたものにする。一般式(1)における加水分解性基Cの添え字cは、低発熱性、加工性(耐スコーチ性)がより優れ、シリカの分散性がより優れるというる理由から、1.2≦c≦2.0であるとよい。加水分解性基Cの具体例としては、例えば、アルコキシ基、フェノキシ基、カルボキシル基、アルケニルオキシ基などが挙げられる。加水分解性基Cとしては、シリカの分散性を良好にし、また加工性(耐スコーチ性)をより優れたものにする観点から、下記一般式(4)で表される基であることが好ましい。
*-OR2 ・・・(4)
上記一般式(4)中、*は、結合位置を示す。またR2は炭素数1~20のアルキル基、炭素数6~10のアリール基、炭素数6~10のアラルキル基(アリールアルキル基)または炭素数2~10のアルケニル基を表し、なかでも、炭素数1~5のアルキル基であることが好ましい。
*-OR2 ・・・(4)
上記一般式(4)中、*は、結合位置を示す。またR2は炭素数1~20のアルキル基、炭素数6~10のアリール基、炭素数6~10のアラルキル基(アリールアルキル基)または炭素数2~10のアルケニル基を表し、なかでも、炭素数1~5のアルキル基であることが好ましい。
上記炭素数1~20のアルキル基の具体例としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、オクタデシル基などが挙げられる。上記炭素数6~10のアリール基の具体例としては、例えば、フェニル基、トリル基などが挙げられる。上記炭素数6~10のアラルキル基の具体例としては、例えば、ベンジル基、フェニルエチル基などが挙げられる。上記炭素数2~10のアルケニル基の具体例としては、例えば、ビニル基、プロペニル基、ペンテニル基などが挙げられる。
上記一般式(1)の平均組成式で表されるポリシロキサンからなるシランカップリング剤は、メルカプト基を含有する有機基Dを有することによって、ジエン系ゴムと相互作用及び/又は反応することができ、低発熱性を優れたものにする。メルカプト基を含有する有機基Dの添え字dは、0.1≦d≦0.8であるとよい。メルカプト基を含有する有機基Dとしては、シリカの分散性を良好にし、また加工性(耐スコーチ性)をより優れたものにする観点から、下記一般式(5)で表される基であることが好ましい。
*-(CH2)m-SH ・・・(5)
上記一般式(5)中、mは1~10の整数を表し、なかでも、1~5の整数であることが好ましい。また式中、*は、結合位置を示す。
*-(CH2)m-SH ・・・(5)
上記一般式(5)中、mは1~10の整数を表し、なかでも、1~5の整数であることが好ましい。また式中、*は、結合位置を示す。
上記一般式(5)で表される基の具体例としては、*-CH2SH、*-C2H4SH、*-C3H6SH、*-C4H8SH、*-C5H10SH、*-C6H12SH、*-C7H14SH、*-C8H16SH、*-C9H18SH、*-C10H20SHが挙げられる。
上記一般式(1)において、R1は炭素数1~4の1価の炭化水素基を表す。炭化水素基R1としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基が挙げられる。
シランカップリング剤は、シリカの質量に対し3~20質量%、好ましくは5~15質量%配合するとよい。シランカップリング剤の配合量がシリカ質量の3質量%未満の場合、シリカの分散性を向上する効果が十分に得られない。また、シランカップリング剤が20質量%を超えると、ジエン系ゴム成分がゲル化し易くなる傾向があるため、所望の効果を得ることができなくなる。
タイヤ用ゴム組成物は、白色充填剤以外の他の充填剤を配合することにより、ゴム組成物の強度を高くし、タイヤ耐久性を確保することができる。他の充填剤として、例えばカーボンブラック、マイカ、酸化アルミニウム、硫酸バリウム等の無機フィラーや、セルロース、レシチン、リグニン、デンドリマー等の有機フィラーを例示することができる。
なかでもカーボンブラックを配合することにより、ゴム組成物の強度を優れたものにすることができる。カーボンブラックとしては、ファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、チャンネルブラック、グラファイトなどのカーボンブラックを配合してもよい。これらの中でも、ファーネスブラックが好ましく、その具体例としては、SAF、ISAF、ISAF-HS、ISAF-LS、IISAF-HS、HAF、HAF-HS、HAF-LS、FEFなどが挙げられる。これらのカーボンブラックは、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。また、これらのカーボンブラックを種々の酸化合物等で化学修飾を施した表面処理カーボンブラックも用いることができる。
タイヤ用ゴム組成物は、特定の熱可塑性樹脂を配合することにより、その動的粘弾性の温度依存性を調節することができる。特定の熱可塑性樹脂は、ジエン系ゴム100質量部に対し15質量部以上、好ましくは20質量部以上、より好ましくは25質量部以上配合する。熱可塑性樹脂が15質量部未満であると、耐摩耗性およびウェット性能に優れ、転がり抵抗性およびその温度依存性を小さくするという本発明の目的を達成することができない。また特定の熱可塑性樹脂は、ジエン系ゴム100質量部に対し好ましくは75質量部以下、より好ましくは60質量部以下であるとよい。特定の熱可塑性樹脂が75質量部を超えると、耐摩耗性が低下する虞がある。
特定の熱可塑性樹脂は、ジエン系ゴムとの間で以下の関係を満たすものとする。すなわち、上述したジエン系ゴムおよび熱可塑性樹脂を質量比1:1で配合した混合物において、ジエン系ゴムおよび熱可塑性樹脂のガラス転移温度から計算される混合物のガラス転移温度の理論値Tgaと、混合物のガラス転移温度の測定値Tgmとの差Tga-Tgmが10℃以下になるようにする。差Tga-Tgmを10℃以下にすることにより、耐摩耗性およびウェット性能に優れ、かつ転がり抵抗性を小さくし、その温度依存性を小さくすることができる。差Tga-Tgmは、好ましくは7℃以下、より好ましくは5℃以下であるとよい。差Tga-Tgmが10℃以下であると、ジエン系ゴムおよび熱可塑性樹脂が相溶関係にあり、その熱可塑性樹脂を比較的多量に配合することにより、ゴム組成物の引張破断強度を大きくし、tanδなどの粘弾性特性の改良に寄与すると考えられる。本明細書において、混合物のガラス転移温度の理論値Tgaは、ジエン系ゴムおよび熱可塑性樹脂のガラス転移温度および質量比から加重平均値として算出することができる。また、ジエン系ゴムおよび熱可塑性樹脂のガラス転移温度、並びに混合物のガラス転移温度Tgmは、示差走査熱量測定(DSC)により20℃/分の昇温速度条件によりサーモグラムを測定し、転移域の中点の温度として測定するものとする。なお、サーモグラムに複数の転移域があるときは、最も大きな転移域における中点を混合物のガラス転移温度Tgmとする。
熱可塑性樹脂とは、タイヤ用ゴム組成物へ通常配合する樹脂であり、分子量が数百から数千くらいで、タイヤ用ゴム組成物に粘着性を付与する作用を有する。熱可塑性樹脂として、テルペン、変性テルペン、ロジン、ロジンエステル、C5成分、C9成分から選ばれる少なくとも1つからなる樹脂、およびそれら樹脂の二重結合の少なくとも一部が水添された樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1つからなる樹脂が好ましい。例えば、テルペン系樹脂、変性テルペン系樹脂、ロジン系樹脂、ロジンエステル系樹脂などの天然樹脂、C5成分、C9成分からなる石油系樹脂、石炭系樹脂、フェノール系樹脂、キシレン系樹脂などの合成樹脂、並びにこれら天然樹脂および合成樹脂二重結合の少なくとも一部を水素添加した水添樹脂が挙げられる。
テルペン系樹脂としては、例えばα-ピネン樹脂、β-ピネン樹脂、リモネン樹脂、水添リモネン樹脂、ジペンテン樹脂、テルペンフェノール樹脂、テルペンスチレン樹脂、芳香族変性テルペン樹脂、水素添加テルペン樹脂等が挙げられる。ロジン系樹脂としては、例えばガムロジン、トール油ロジン、ウッドロジン、水素添加ロジン、不均化ロジン、重合ロジン、マレイン化ロジンおよびフマル化ロジン等の変性ロジン、これらのロジンのグリセリンエステル、ペンタエリスリトールエステル、メチルエステルおよびトリエチレングリコールエステルなどのエステル誘導体、並びにロジン変性フェノール樹脂等が挙げられる。
石油系樹脂としては、芳香族系炭化水素樹脂あるいは飽和または不飽和脂肪族系炭化水素樹脂が挙げられ、例えばC5系石油樹脂(イソプレン、1,3-ペンタジエン、シクロペンタジエン、メチルブテン、ペンテンなどの留分を重合した脂肪族系石油樹脂)、C9系石油樹脂(α-メチルスチレン、o-ビニルトルエン、m-ビニルトルエン、p-ビニルトルエンなどの留分を重合した芳香族系石油樹脂)、C5C9共重合石油樹脂、およびそれら樹脂を水素添加した樹脂などが例示される。
熱可塑性樹脂は、そのガラス転移温度(Tg)が好ましくは40℃~120℃、好ましくは45℃~115℃、より好ましくは50℃~110℃であるとよい。熱可塑性樹脂のTgを40℃以上にすることにより、ウェット性能が向上し好ましい。また。120℃以下にすることにより、耐摩耗性が向上し好ましい。熱可塑性樹脂のTgは、上述した方法で測定することができる。
以下の説明に際し、本発明のタイヤ用ゴム組成物をゴム組成物Aとし、ゴム組成物Aに含まれる熱可塑性樹脂をすべてオイルに置き換えたことを除き、ゴム組成物Aと同じ組成を有するものをゴム組成物Bとする。また、ゴム組成物Aの-40℃~60℃における損失正接の最大値をtanδMAXA、ゴム組成物Bの-40℃~60℃における損失正接の最大値をtanδMAXBとする。このとき、tanδMAXAおよびtanδMAXBが、下記式(2)の関係を満たすことが好ましい。
tanδMAXA/tanδMAXB > 0.8 (2)
tanδMAXA/tanδMAXB > 0.8 (2)
損失正接の最大値の比tanδMAXA/tanδMAXBが0.8より大きいと本発明のタイヤ用ゴム組成物(ゴム組成物A)の引張破断強度が大きくなり、タイヤにしたときの耐摩耗性がより優れたものになり好ましい。ゴム組成物Bは含有するジエン系ゴムおよびオイルの相溶性が高く引張破断強度が大きい傾向がある。ゴム組成物AのtanδMAXAが、ゴム組成物BのtanδMAXBに近い値であることは、ゴム組成物の粘弾性挙動が類似し、ジエン系ゴムおよび熱可塑性樹脂の相溶性が良好で、熱可塑性樹脂が破壊の起点になるのが抑制され引張破断強度が大きくなるものと推測される。比tanδMAXA/tanδMAXBは、より好ましくは0.85より大、さらに好ましくは0.9より大であるとよい。本明細書において、tanδMAXAおよびtanδMAXBは、ゴム組成物AおよびBの硬化物の動的粘弾性を、粘弾性スペクトロメーターを用い、伸張変形歪率10±2%、振動数20Hz、温度-40℃~60℃の条件にて測定し、測定温度を横軸、損失正接(tanδ)を縦軸にした粘弾性カーブを求め、tanδの最太値(ピーク値)を、それぞれtanδMAXAおよびtanδMAXBとすることができる。
タイヤ用ゴム組成物には、上記成分以外に、常法に従って、加硫又は架橋剤、加硫促進剤、老化防止剤、加工助剤、可塑剤、液状ポリマー、熱硬化性樹脂などのタイヤトレッド用ゴム組成物に一般的に使用される各種配合剤を配合することができる。このような配合剤は一般的な方法で混練してゴム組成物とし、加硫又は架橋するのに使用することができる。これらの配合剤の配合量は本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。タイヤ用ゴム組成物は、公知のゴム用混練機械、例えば、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール等を使用して、上記各成分を混合することによって調製することができる。
タイヤ用ゴム組成物は、サマータイヤのトレッド部やサイド部を形成するのに好適であり、とりわけサマータイヤのトレッド部を形成するのに好適である。これにより得られたサマータイヤは、耐摩耗性およびウェット性能に優れると共に、転がり抵抗性およびその温度依存性を従来レベル以上に小さくすることができる。
以下、実施例によって本発明をさらに説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
表3に示す共通の添加剤処方を有し、表1,2に示す配合からなる21種類のタイヤ用ゴム組成物(標準例,実施例1~11、比較例1~9)を調製するに当たり、それぞれ硫黄および加硫促進剤を除く成分を秤量し、1.7リットルの密閉式バンバリーミキサーで5分間混練した後、そのマスターバッチをミキサー外に放出し室温冷却した。このマスターバッチを同バンバリーミキサーに供し、硫黄および加硫促進剤を加えて混合し、タイヤ用ゴム組成物を得た。表1の比較例9に関し、SBR-4が25質量部の油展品であるため、下段の括弧内に油展成分抜きの配合量を記載した。なお、表3の添加剤処方は、表1,2に記載したジエン系ゴム100質量部に対する質量部で記載している。また、上述した実施例1~11、比較例1~9のタイヤ用ゴム組成物をそれぞれゴム組成物Aとし、熱可塑性樹脂をすべてオイルに置き換えたことを除き、各ゴム組成物Aと同じ組成を有するものをゴム組成物Bとして、上記と同様に調製した。さらに、各実施例および比較例のタイヤ用ゴム組成物を構成するジエン系ゴムおよび熱可塑性樹脂を質量比1:1で配合した混合物を調製し、その混合物のガラス転移温度(Tgm)を上述した方法で測定すると共に、ガラス転移温度の理論値Tgaを算出し、ガラス転移温度の測定値Tgmとの差Tga-Tgmを算出し、表1,2に記載した。
上記で得られたタイヤ用ゴム組成物を、それぞれ所定形状の金型中で、160℃、20分間加硫して評価用試料を作製した。得られた評価用試料を使用し、動的粘弾性(損失正接tanδ)、耐摩耗性、ウェット性能、転がり抵抗性および転がり抵抗の温度依存を以下の方法で測定した。
動的粘弾性(損失正接tanδ)
得られたタイヤ用ゴム組成物(ゴム組成物A)およびゴム組成物Bの評価用試料の動的粘弾性を、岩本製作所(株)製の粘弾性スペクトロメーターを用い、伸張変形歪率10±2%、振動数20Hz、温度-40℃~60℃の条件にて測定し、-40℃~60℃の粘弾性カーブを作成し、ゴム組成物Aおよびゴム組成物Bのtanδの最太値(ピーク値)をtanδMAXAおよびtanδMAXBとし、tanδMAXA/tanδMAXBを算出し、得られた結果を表1,2に記載した。
また、ウェット性能の指標として、タイヤ用ゴム組成物(ゴム組成物A)の0℃のtanδの測定値を用い、標準例の0℃のtanδを100にする指数として表1,2の「ウェット性能」の欄に記載した。この指数が大きいほど、ウェット性能に優れていることを意味する。
得られたタイヤ用ゴム組成物(ゴム組成物A)およびゴム組成物Bの評価用試料の動的粘弾性を、岩本製作所(株)製の粘弾性スペクトロメーターを用い、伸張変形歪率10±2%、振動数20Hz、温度-40℃~60℃の条件にて測定し、-40℃~60℃の粘弾性カーブを作成し、ゴム組成物Aおよびゴム組成物Bのtanδの最太値(ピーク値)をtanδMAXAおよびtanδMAXBとし、tanδMAXA/tanδMAXBを算出し、得られた結果を表1,2に記載した。
また、ウェット性能の指標として、タイヤ用ゴム組成物(ゴム組成物A)の0℃のtanδの測定値を用い、標準例の0℃のtanδを100にする指数として表1,2の「ウェット性能」の欄に記載した。この指数が大きいほど、ウェット性能に優れていることを意味する。
耐摩耗性
得られたタイヤ用ゴム組成物の評価用試料をJIS K6264に準拠し、ランボーン摩耗試験機(岩本製作所株式会社製)を使用して、荷重15.0kg(147.1N)、スリップ率25%の条件にて、摩耗量を測定した。得られた結果それぞれの逆数を算出し、標準例の摩耗量の逆数を100にする指数として表1,2の「耐摩耗性」の欄に記載した。耐摩耗性の指数が大きいほど、耐摩耗性に優れていることを意味する。
得られたタイヤ用ゴム組成物の評価用試料をJIS K6264に準拠し、ランボーン摩耗試験機(岩本製作所株式会社製)を使用して、荷重15.0kg(147.1N)、スリップ率25%の条件にて、摩耗量を測定した。得られた結果それぞれの逆数を算出し、標準例の摩耗量の逆数を100にする指数として表1,2の「耐摩耗性」の欄に記載した。耐摩耗性の指数が大きいほど、耐摩耗性に優れていることを意味する。
転がり抵抗性
上記で得られたタイヤ用ゴム組成物をトレッドゴムに使用した17インチの空気入りタイヤを加硫成形した。各試験タイヤを標準リムサイズのホイールに組み付けて、半径854mmのドラムを備えた転がり抵抗試験機に装着し、空気圧210kPa、荷重100N、速度80km/h、ドラムの表面温度20℃の条件にて、30分間の予備走行を行った後、同条件にて転がり抵抗を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用い、標準例を100とする指数として表1,2の「低転がり抵抗性」の欄に記載した。転がり抵抗の指数値が大きいほど転がり抵抗が小さく優れることを意味する。
上記で得られたタイヤ用ゴム組成物をトレッドゴムに使用した17インチの空気入りタイヤを加硫成形した。各試験タイヤを標準リムサイズのホイールに組み付けて、半径854mmのドラムを備えた転がり抵抗試験機に装着し、空気圧210kPa、荷重100N、速度80km/h、ドラムの表面温度20℃の条件にて、30分間の予備走行を行った後、同条件にて転がり抵抗を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用い、標準例を100とする指数として表1,2の「低転がり抵抗性」の欄に記載した。転がり抵抗の指数値が大きいほど転がり抵抗が小さく優れることを意味する。
転がり抵抗の温度依存性
転がり抵抗の測定条件と同様の条件で、タイヤの表面温度が20℃の際の転がり抵抗、および40℃の際の転がり抵抗を評価した。測定された転がり抵抗を温度に対しプロットし、各温度での転がり抵抗の差の傾きを転がり抵抗の温度依存性として評価した。ここで、転がり抵抗の傾きが小さいほど、転がり抵抗の温度依存性が低いことを意味する。評価結果は、転がり抵抗の温度依存性(傾き)の逆数を用い、標準例を100とする指数として表1,2の「低転がり抵抗性の温度依存性」の欄に記載した。転がり抵抗の温度依存性の指数値が大きいほど転がり抵抗の温度依存性が小さく優れることを意味する。
転がり抵抗の測定条件と同様の条件で、タイヤの表面温度が20℃の際の転がり抵抗、および40℃の際の転がり抵抗を評価した。測定された転がり抵抗を温度に対しプロットし、各温度での転がり抵抗の差の傾きを転がり抵抗の温度依存性として評価した。ここで、転がり抵抗の傾きが小さいほど、転がり抵抗の温度依存性が低いことを意味する。評価結果は、転がり抵抗の温度依存性(傾き)の逆数を用い、標準例を100とする指数として表1,2の「低転がり抵抗性の温度依存性」の欄に記載した。転がり抵抗の温度依存性の指数値が大きいほど転がり抵抗の温度依存性が小さく優れることを意味する。
表1,2において使用した原材料の種類を下記に示す。
・NR:天然ゴム、TSR20、ガラス転移温度が-65℃
・SBR-1:ポリオルガノシロキサン構造を有する末端変性の溶液重合スチレンブタジエンゴム、日本ゼオン社製Nipol NS612、ガラス転移温度が-61℃、スチレン含有量が15質量%、ビニル含有量が31モル%、非油展品
・SBR-2:ポリオルガノシロキサン構造を有する末端変性の溶液重合スチレンブタジエンゴム、日本ゼオン社製Nipol NS616、ガラス転移温度が-23℃、スチレン含有量が22質量%、ビニル含有量が67モル%、非油展品
・SBR-3:バッチ重合で製造された末変性の溶液重合スチレンブタジエンゴム、JSR社製HPR850、ガラス転移温度が-25℃、スチレン含有量が27質量%、ビニル含有量が59モル%、非油展品
・SBR-4:連続重合で製造されたアルコキシシラン変性の溶液重合スチレンブタジエンゴム、LG社製M2520、ガラス転移温度が-48℃、スチレン含有量が27質量%、ビニル含有量が27モル%、油展量が25質量部
・BR:ブタジエンゴム、日本ゼオン社製 Nipol BR1220、ガラス転移温度が-105℃
・カーボンブラック:東海カーボン社製 シースト7HM
・シリカ-1:Solvay社製 Zeosil 1165MP、窒素吸着比表面積が159m2/g
・シリカ-2:Evonik社製 ULTRASIL 5000GR、窒素吸着比表面積が126m2/g
・カップリング剤-1:一般式(1)の平均組成式で表されるポリシロキサンを含むシランカップリング剤、WO2014/002750号パンフレットに記載された製法により調整され、平均組成式(-C3H6-S4-C3H6-)0.083(-C8H17)0.667(-OC2H5)1.50(-C3H6SH)0.167SiO0.75で表されるポリシロキサン、平均分子量が860
・カップリング剤-2:シランカップリング剤、Evonik Degussa社製 Si69
・樹脂-1:芳香族変性テルペン樹脂、ヤスハラケミカル社製 HSR-7、ガラス転移温度が72℃
・樹脂-2:芳香族変性テルペン樹脂、ヤスハラケミカル社製YSレジンTO-105、ガラス転移温度が57℃
・樹脂-3:インデン樹脂、三井化学社製 FMR0150、ガラス転移温度が89℃
・樹脂-4:フェノール変性テルペン樹脂、荒川化学工業社製 タマノル803L、ガラス転移温度が95℃
・樹脂-5:ポリテルペン樹脂、Kraton社製 Sylvatraxx8115、ガラス転移温度が67℃
・オイル:シェルルブリカンツジャパン社製エキストラクト4号S
・NR:天然ゴム、TSR20、ガラス転移温度が-65℃
・SBR-1:ポリオルガノシロキサン構造を有する末端変性の溶液重合スチレンブタジエンゴム、日本ゼオン社製Nipol NS612、ガラス転移温度が-61℃、スチレン含有量が15質量%、ビニル含有量が31モル%、非油展品
・SBR-2:ポリオルガノシロキサン構造を有する末端変性の溶液重合スチレンブタジエンゴム、日本ゼオン社製Nipol NS616、ガラス転移温度が-23℃、スチレン含有量が22質量%、ビニル含有量が67モル%、非油展品
・SBR-3:バッチ重合で製造された末変性の溶液重合スチレンブタジエンゴム、JSR社製HPR850、ガラス転移温度が-25℃、スチレン含有量が27質量%、ビニル含有量が59モル%、非油展品
・SBR-4:連続重合で製造されたアルコキシシラン変性の溶液重合スチレンブタジエンゴム、LG社製M2520、ガラス転移温度が-48℃、スチレン含有量が27質量%、ビニル含有量が27モル%、油展量が25質量部
・BR:ブタジエンゴム、日本ゼオン社製 Nipol BR1220、ガラス転移温度が-105℃
・カーボンブラック:東海カーボン社製 シースト7HM
・シリカ-1:Solvay社製 Zeosil 1165MP、窒素吸着比表面積が159m2/g
・シリカ-2:Evonik社製 ULTRASIL 5000GR、窒素吸着比表面積が126m2/g
・カップリング剤-1:一般式(1)の平均組成式で表されるポリシロキサンを含むシランカップリング剤、WO2014/002750号パンフレットに記載された製法により調整され、平均組成式(-C3H6-S4-C3H6-)0.083(-C8H17)0.667(-OC2H5)1.50(-C3H6SH)0.167SiO0.75で表されるポリシロキサン、平均分子量が860
・カップリング剤-2:シランカップリング剤、Evonik Degussa社製 Si69
・樹脂-1:芳香族変性テルペン樹脂、ヤスハラケミカル社製 HSR-7、ガラス転移温度が72℃
・樹脂-2:芳香族変性テルペン樹脂、ヤスハラケミカル社製YSレジンTO-105、ガラス転移温度が57℃
・樹脂-3:インデン樹脂、三井化学社製 FMR0150、ガラス転移温度が89℃
・樹脂-4:フェノール変性テルペン樹脂、荒川化学工業社製 タマノル803L、ガラス転移温度が95℃
・樹脂-5:ポリテルペン樹脂、Kraton社製 Sylvatraxx8115、ガラス転移温度が67℃
・オイル:シェルルブリカンツジャパン社製エキストラクト4号S
表3において使用した原材料の種類を下記に示す。
・老化防止剤:LANXESS社製VULANOX 4020
・ワックス:NIPPON SEIRO社製 OZOACE-0015A
・硫黄:鶴見化学工業社製サルファックス5
・加硫促進剤:大内振興化学工業社製ノクセラーTOT-N
・老化防止剤:LANXESS社製VULANOX 4020
・ワックス:NIPPON SEIRO社製 OZOACE-0015A
・硫黄:鶴見化学工業社製サルファックス5
・加硫促進剤:大内振興化学工業社製ノクセラーTOT-N
表2から明らかなように、実施例1~11のタイヤ用ゴム組成物は、耐摩耗性、ウェット性能および低転がり抵抗性に優れると共に、転がり抵抗の温度依存性を小さくすることが確認された。
表1から明らかなように、比較例1のタイヤ用ゴム組成物は、差Tga-Tgmが10℃を超えるので、耐摩耗性が劣り、転がり抵抗性およびその温度依存性を小さくすることができない。
比較例2のタイヤ用ゴム組成物は、式(1)の平均組成式で表されないシランカップリング剤(カップリング剤-2)を使用したので、転がり抵抗が大きくなる。
比較例3のタイヤ用ゴム組成物は、Tgが-50℃以下の溶液重合スチレンブタジエンゴム(SBR-1)が55質量%未満なので、耐摩耗性、転がり抵抗性およびその温度依存性を改良することができない。
比較例4のタイヤ用ゴム組成物は、シリカの配合量が30質量部未満なので、耐摩耗性、およびウェット性能を改良することができない。
比較例5タイヤ用ゴム組成物は、シリカの配合量が100質量部を超えるので、転がり抵抗性およびその温度依存性が劣る。
比較例6タイヤ用ゴム組成物は、式(1)の平均組成式で表されるシランカップリング剤(カップリング剤-1)がシリカ質量の3質量%未満なので、耐摩耗性、ウェット性能、低転がり抵抗性および転がり抵抗の温度依存性が劣る。
比較例7タイヤ用ゴム組成物は、差Tga-Tgmが10℃を超えるので、耐摩耗性が劣り、転がり抵抗性およびその温度依存性を小さくすることができない。
比較例8タイヤ用ゴム組成物は、溶液重合スチレンブタジエンゴム(SBR-3)のTgが-50℃より高いので、耐摩耗性、転がり抵抗性およびその温度依存性が劣る。
比較例9タイヤ用ゴム組成物は、溶液重合スチレンブタジエンゴム(SBR-4)のTgが-50℃より高いので、転がり抵抗性およびその温度依存性が劣る。
比較例2のタイヤ用ゴム組成物は、式(1)の平均組成式で表されないシランカップリング剤(カップリング剤-2)を使用したので、転がり抵抗が大きくなる。
比較例3のタイヤ用ゴム組成物は、Tgが-50℃以下の溶液重合スチレンブタジエンゴム(SBR-1)が55質量%未満なので、耐摩耗性、転がり抵抗性およびその温度依存性を改良することができない。
比較例4のタイヤ用ゴム組成物は、シリカの配合量が30質量部未満なので、耐摩耗性、およびウェット性能を改良することができない。
比較例5タイヤ用ゴム組成物は、シリカの配合量が100質量部を超えるので、転がり抵抗性およびその温度依存性が劣る。
比較例6タイヤ用ゴム組成物は、式(1)の平均組成式で表されるシランカップリング剤(カップリング剤-1)がシリカ質量の3質量%未満なので、耐摩耗性、ウェット性能、低転がり抵抗性および転がり抵抗の温度依存性が劣る。
比較例7タイヤ用ゴム組成物は、差Tga-Tgmが10℃を超えるので、耐摩耗性が劣り、転がり抵抗性およびその温度依存性を小さくすることができない。
比較例8タイヤ用ゴム組成物は、溶液重合スチレンブタジエンゴム(SBR-3)のTgが-50℃より高いので、耐摩耗性、転がり抵抗性およびその温度依存性が劣る。
比較例9タイヤ用ゴム組成物は、溶液重合スチレンブタジエンゴム(SBR-4)のTgが-50℃より高いので、転がり抵抗性およびその温度依存性が劣る。
Claims (7)
- ガラス転移温度が-50℃以下である溶液重合スチレンブタジエンゴムを55質量%以上含むジエン系ゴム100質量部に、白色充填剤を30質量部以上100質量部未満、熱可塑性樹脂を15質量部以上配合し、前記白色充填剤の質量に対し下記式(1)の平均組成式で表されるシランカップリング剤を3~20質量%配合したタイヤ用ゴム組成物であって、前記ジエン系ゴムおよび熱可塑性樹脂を質量比1:1で配合した混合物において、前記ジエン系ゴムおよび熱可塑性樹脂のガラス転移温度から計算される前記混合物のガラス転移温度の理論値Tgaと、前記混合物のガラス転移温度の測定値Tgmとの差Tga-Tgmが10℃以下であることを特徴とするタイヤ用ゴム組成物。
(A)a(B)b(C)c(D)d(R1)eSiO(4-2a-b-c-d-e)/2 ・・・(1)
(式(1)中、Aはスルフィド基を含有する2価の有機基、Bは炭素数5~10の1価の炭化水素基、Cは加水分解性基、Dはメルカプト基を含有する有機基を表し、R1は炭素数1~4の1価の炭化水素基を表し、a~eは、0≦a<1、0<b<1、0<c<3、0<d<1、0≦e<2、0<2a+b+c+d+e<4の関係式を満たす。) - 前記熱可塑性樹脂をすべてオイルに置き換えたことを除き前記タイヤ用ゴム組成物と同じ組成を有するゴム組成物Bとの関係で、前記タイヤ用ゴム組成物の-40℃~60℃における損失正接の最大値tanδMAXAと、前記ゴム組成物Bの-40℃~60℃における損失正接の最大値tanδMAXBが、下記式(2)を満たすことを特徴とする請求項1に記載のタイヤ用ゴム組成物。
tanδMAXA/tanδMAXB > 0.8 (2) - 前記溶液重合スチレンブタジエンゴムの少なくとも1つの末端が官能基で変性されていることを特徴とする請求項1または2に記載のタイヤ用ゴム組成物。
- 前記熱可塑性樹脂のガラス転移温度が40℃~120℃であることを特徴とする請求項1~3いずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
- 前記熱可塑性樹脂が、テルペン、変性テルペン、ロジン、ロジンエステル、C5成分、C9成分から選ばれる少なくとも1つからなる樹脂、およびそれら樹脂の二重結合の少なくとも一部が水添された樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1つであることを特徴とする請求項1~4いずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
- 前記溶液重合スチレンブタジエンゴムの油展量が、該溶液重合スチレンブタジエンゴム100質量部に対し、10質量部以下あることを特徴とする請求項1~5いずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
- 請求項1~6のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物からなるトレッド部を有するタイヤ。
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