【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ用ゴム組成物に関し、とりわけ、トレッド部に用いてウェットグリップ性能と耐摩耗性を両立することのできるタイヤ用ゴム組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高性能の乗用車や自動２輪車に使われる高性能タイヤや、競技車両用のレーシングタイヤなどに使用するトレッドゴムは、様々な特性が要求される。たとえば、走行中のブレーキ、トラクション、コーナリング中のグリップ特性がある。とくにウェット路面でのグリップ性能は、路面とトレッド表面間の水膜による摩耗係数低下が問題となる。このウェット路面でのタイヤのグリップ性能の改善は、一般にヒステリシスロスの高いトレッドゴムを採用することによって達成できる。
【０００３】
ヒステリシスを表わす物性値としては、低温（０℃付近）での粘弾性特性のｔａｎδがあり、一般に、この値が高いほどウェットグリップ性能がよいといわれている。０℃付近のｔａｎδを高める方法としては、ＳＢＲを使用してガラス転移点（Ｔｇ）を高める方法があるが、低温で硬くなる特性により充分性能を発揮できない場合がある。
【０００４】
一方、ガラス転移点はそれほど高くないが、その分子構造により、ウェットグリップの良好なゴムとして、ブチル系ゴム（イソブチレンを含む共重合体）がある。ブチル系ゴムは、２重結合が少なく充填剤による補強効果が劣るため、耐摩耗性が極端にわるい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ブチル系ゴムの強度を高めることにより、ウェットグリップ性能と耐摩耗性を両立し得るタイヤ用ゴム組成物を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
ブチル系ゴムとジエン系ゴムとのブレンド物および種々のレジンを使用したゴムの実験を行ない、また、トレッドゴムに適用してタイヤを試作した結果、つぎの方法でウェットグリップ性能と耐摩耗性を両立できることがわかった。
【０００７】
すなわち、本発明は、（Ａ）ゴム成分としてイソブチレンとその他のモノマーとの共重合体１００重量部に対して、（Ｂ）充填剤４０〜５００重量部、および（Ｃ）レジン１５重量部以上を含有するタイヤ用ゴム組成物に関する。
【０００８】
前記レジンは、芳香族系石油樹脂、クロマンインデン樹脂、テルペン樹脂、芳香族変性テルペン樹脂およびロジン樹脂からなる群より選ばれた少なくとも１つであることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、（Ａ）イソブチレンとその他のモノマーの共重合体、（Ｂ）充填剤および（Ｃ）レジンからなる。
【００１０】
本発明のゴム組成物は、ゴム成分としてイソブチレンとその他のモノマーの共重合体（Ａ）（以下、ブチル系ゴムともいう）を含む。
【００１１】
ブチル系ゴム（Ａ）は、前記ゴム成分中に２０重量％以上、さらには５０重量％以上含むことが好ましい。ブチル系ゴムが２０重量％未満では、ウェットグリップ性能が不充分となる傾向がある。
【００１２】
ブチル系ゴム（Ａ）のその他のモノマーとしては、ｐ−メチルスチレン、イソプレン、イソプレンの塩素化物、イソプレンの臭素化物などがあげられる。なかでも、ウェットグリップ性能の向上の点で、ｐ−メチルスチレンが好ましい。
【００１３】
ブチル系ゴム（Ａ）に占めるイソブチレン単位量は、とくに限定されず、たとえば、通常のブチルゴムにおけるイソブチレン単位量でもよい。
【００１４】
ブチル系ゴム（Ａ）は、臭素、塩素などによってハロゲン化されていてもよい。
【００１５】
なお、本発明のゴム組成物に用いられるゴム成分としては、ブチル系ゴム（Ａ）のほかに、たとえば、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、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）などのジエン系ゴムを用いることができる。なかでも、耐摩耗性、ウェットグリップ性能の向上という点で、ＳＢＲが好ましい。
【００１６】
ゴム成分としてＳＢＲを用いる場合、ＳＢＲの結合スチレン量は、１５〜４５重量％であることが好ましい。ＳＢＲの結合スチレン量が１５重量％未満ではウェットグリップ性能が不充分となる傾向があり、４５重量％をこえると低温で硬くなり、ウェットグリップ性能が不充分となる傾向がある。
【００１７】
充填剤（Ｂ）としては、カーボンブラック、シリカ、クレー、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウムなどのゴム用充填剤を用いることができる。
【００１８】
本発明のゴム組成物に配合するカーボンブラックとしては、たとえば、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦなどがあげられる。なかでもウェットグリップ性能の向上という点でＳＡＦ、ＩＳＡＦが好ましい。
【００１９】
充填剤（Ｂ）は、ブチル系ゴム（Ａ）１００重量部に対して４０〜５００重量部、好ましくは８０〜２５０重量部配合される。充填剤の含有量が４０重量部未満ではウェットグリップ性能が不充分となり、５００重量部をこえると混練工程での製造が困難となる。
【００２０】
ブチル系ゴムは補強効果が低いため、本発明ではレジンを添加することによってブチル系ゴムによる強度低下を抑える。さらに、Ｔｇを上げる効果によってウェットグリップ性能がさらに向上する。
【００２１】
レジン（Ｃ）としては、芳香族系石油樹脂（Ｃ９留分による樹脂）、クロマンインデン樹脂、テルペン樹脂、芳香族変性テルペン樹脂、ロジン樹脂、フェノール系樹脂、石油系樹脂（Ｃ５留分による樹脂）などがあげられる。なかでも、ウェットグリップ性能の向上という点で芳香族系石油樹脂、クロマンインデン樹脂、テルペン樹脂、芳香族変性テルペン樹脂、ロジン樹脂が好ましい。
【００２２】
レジン（Ｃ）は、軟化点が４０〜２００℃、とくには７０〜１５０℃であることが好ましい。軟化点が４０℃未満では製造工程での粘着性が強くなり、作業困難となる傾向があり、２００℃をこえるとウェットグリップ性能が不充分となる傾向がある。
【００２３】
レジン（Ｃ）の添加量は、ブチル系ゴム（Ａ）１００重量部に対して１５重量部以上、好ましくは２０〜８０重量部、より好ましくは２０〜５０重量部である。レジンの添加量が１５重量部未満では耐摩耗性が不充分となり、８０重量部をこえると低温で硬くなる傾向がある。
【００２４】
本発明のゴム組成物は、ウェットグリップ性能および耐摩耗性に優れるものであり、とくにタイヤトレッド部に好適に使用することができる。
【００２５】
【実施例】
以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
【００２６】
実施例１〜１０および比較例１〜６
（材料）
ＳＢＲ：旭化成（株）製のタフデン４３５０、結合スチレン量３９％
ブチル系ゴム（ＥＸＸＰＲＯ）：イソブチレン−ｐ−メチルスチレン共重合体の臭素化物、エクソンモービル製のＥＸＸＰＲＯ９０−１０（イソブチレン単位量：９９重量％）
ブチル系ゴム（ブロモブチルゴム）：エクソンモービル製のブロモブチル２２５５（イソブチレン単位量：９８重量％）
充填剤（ＩＳＡＦカーボン）：三菱化学（株）製のダイヤブラックＩ
レジン（芳香族系石油樹脂）：日本石油化学（株）製のネオポリマー１４０（Ｃ９レジン、軟化点：１４０℃）
レジン（芳香族変性テルペン樹脂）：ヤスハラケミカル（株）製のＹＳレジンＴＯ１１５（軟化点：１１５℃）
ワックス：大内新興化学工業（株）製のサンノックＮ
老化防止剤Ａ：フレキシス製のサントフレックス１３
老化防止剤Ｂ：大内新興化学工業（株）製のノクラック２２４
ステアリン酸：日本油脂（株）製の桐
亜鉛華：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛２種
アロマチックオイル：ジャパンエナジー製のプロセスＸ−２６０
硫黄：鶴見化学（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤ＮＳ：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＮＳ
加硫促進剤ＤＰＧ：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＤ
【００２７】
（製造条件）
ＢＲ型バンバリーにて表１に示す量のＳＢＲ、ＥＸＸＰＲＯ、ハロゲン化ブチルゴム、充填剤およびレジンと、ワックス１．４重量部、老化防止剤Ａ２．８重量部、老化防止剤Ｂ１．４重量部、ステアリン酸１．４重量部、亜鉛華４．２重量部およびアロマチックオイル８０重量部を、約４分１５０℃でベース練りした。得られたゴムと硫黄１．２重量部、加硫促進剤ＮＳ０．９重量部および加硫促進剤ＤＰＧ０．９重量部を、オープンロールで約５分間混練りし、シートを作製した。得られたシートを所定の形状に張り合わせてトレッドを作製した。
【００２８】
作製したトレッドを用いて１１＊７．１０−５サイズのカートタイヤを試作し、以下の評価を行なった。
【００２９】
（試験サンプルの加硫）
前記製造条件で作製したシートを所定のモールドで１７０℃で１２分間加硫し、以下の実験を行なった。
【００３０】
（引っ張り試験）
ＪＩＳ引っ張り試験法Ｋ６２５１に基づき、加硫したシートをダンベル３号サンプルに切り抜き、試験を行ない、引っ張り強度を求めた。
【００３１】
（実車テスト）
カートタイヤに１１＊７．１０−５サイズの試作タイヤを装着し、１周約２ｋｍのコースを８週走行して、ウェットグリップ性能を総合評価した。比較例１のタイヤをコントロールとし、そのグリップフィーリングを２．５点として、５点満点で評価した。
【００３２】
（摩耗試験）
試作タイヤについて、（株）上島製作所製のランボーン摩耗試験機によって荷重２．５ｋｇ、スリップ率４０％にて２分間の摩耗試験を行ない、測定前、測定後のサンプル重量の差から摩耗量を求めた。摩耗量の逆数を比較例３を１００とした指数で示し、摩耗指数とした。指数が大きいほど、耐摩耗性が優れている。
【００３３】
表１に実験結果を示す。
【００３４】
【表１】
【００３５】
ブチル系ゴムを配合していない比較例１および５では、ウェットグリップ性能が劣った。
【００３６】
ブチル系ゴムの配合比率が等しい実施例１および３と比較例２を比べると、レジンを配合した実施例１および３のほうが、引っ張り強度、耐摩耗性およびウェットグリップ性能において優れていた。
【００３７】
同様に、ブチル系ゴムの配合比率が等しい実施例２、４、６、８、９および１０と比較例３を比べると、レジンを配合した実施例のほうが、引っ張り強度、耐摩耗性およびウェットグリップ性能において優れていた。
【００３８】
また、ゴム成分がブチル系ゴムのみからなる実施例５および７と比較例４を比べると、レジンを配合した実施例のほうが、引っ張り強度、耐摩耗性およびウェットグリップ性能において優れていた。
【００３９】
なお、ブチル系ゴム１００重量部に対するレジンの配合量が１５重量部未満であった比較例６では、引っ張り強度および耐摩耗性が充分でなかった。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、ブチル系トレッド配合のウェットグリップ性能と耐摩耗性の両立を図ることが可能となり、高性能の乗用車タイヤ、自動２輪車用タイヤ、レース用タイヤなどにおいて、大幅なウェットグリップ性能の向上が可能となった。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a rubber composition for a tire, and more particularly to a rubber composition for a tire that can be used in a tread portion to achieve both wet grip performance and abrasion resistance.
[0002]
[Prior art]
Various characteristics are required for tread rubber used for high-performance tires used for high-performance passenger cars and motorcycles, racing tires for competition vehicles, and the like. For example, there are braking characteristics during running, traction, and grip characteristics during cornering. In particular, grip performance on a wet road surface is problematic in that the wear coefficient is reduced by a water film between the road surface and the tread surface. This improvement in tire grip performance on wet road surfaces can generally be achieved by employing tread rubber having a high hysteresis loss.
[0003]
Physical properties representing hysteresis include tan δ of viscoelastic properties at a low temperature (around 0 ° C.). Generally, it is said that the higher this value is, the better the wet grip performance is. As a method of increasing tan δ around 0 ° C., there is a method of increasing the glass transition point (Tg) using SBR, but there is a case where performance cannot be sufficiently exhibited due to the property of hardening at low temperature.
[0004]
On the other hand, although the glass transition point is not so high, butyl rubber (copolymer containing isobutylene) is a rubber having good wet grip due to its molecular structure. Butyl-based rubber has a small double bond and is inferior in the reinforcing effect of the filler, so that the abrasion resistance is extremely poor.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a rubber composition for a tire that can achieve both wet grip performance and abrasion resistance by increasing the strength of a butyl rubber.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
Experiments were conducted on rubbers using blends of butyl rubber and diene rubber and various resins, and trial production of tires applied to tread rubber showed that wet grip performance and abrasion resistance were determined by the following methods. It turns out that they can be compatible.
[0007]
That is, in the present invention, (B) 40 to 500 parts by weight of a filler and (C) 15 parts by weight or more of a resin are added to 100 parts by weight of a copolymer of isobutylene and another monomer as a rubber component. The present invention relates to a rubber composition for a tire.
[0008]
The resin is preferably at least one selected from the group consisting of an aromatic petroleum resin, a chromanindene resin, a terpene resin, an aromatic modified terpene resin, and a rosin resin.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The rubber composition for a tire of the present invention comprises (A) a copolymer of isobutylene and another monomer, (B) a filler, and (C) a resin.
[0010]
The rubber composition of the present invention contains a copolymer (A) of isobutylene and another monomer (hereinafter also referred to as butyl rubber) as a rubber component.
[0011]
The butyl rubber (A) is preferably contained in the rubber component in an amount of 20% by weight or more, more preferably 50% by weight or more. If the butyl rubber is less than 20% by weight, wet grip performance tends to be insufficient.
[0012]
Other monomers of the butyl rubber (A) include p-methylstyrene, isoprene, chlorinated isoprene, bromide of isoprene, and the like. Above all, p-methylstyrene is preferred from the viewpoint of improving wet grip performance.
[0013]
The isobutylene unit amount in the butyl rubber (A) is not particularly limited, and may be, for example, the isobutylene unit amount in normal butyl rubber.
[0014]
The butyl rubber (A) may be halogenated with bromine, chlorine, or the like.
[0015]
The rubber component used in the rubber composition of the present invention includes, in addition to butyl rubber (A), for example, styrene-butadiene rubber (SBR), natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), diene rubbers such as acrylonitrile butadiene rubber (NBR) and chloroprene rubber (CR) can be used. Above all, SBR is preferable in terms of improvement in wear resistance and wet grip performance.
[0016]
When SBR is used as the rubber component, the amount of bound styrene in the SBR is preferably 15 to 45% by weight. If the amount of bound styrene in the SBR is less than 15% by weight, wet grip performance tends to be insufficient, and if it exceeds 45% by weight, it becomes hard at low temperatures and the wet grip performance tends to be insufficient.
[0017]
As the filler (B), rubber fillers such as carbon black, silica, clay, calcium carbonate, and aluminum hydroxide can be used.
[0018]
Examples of the carbon black blended in the rubber composition of the present invention include HAF, ISAF, SAF and the like. Among them, SAF and ISAF are preferable from the viewpoint of improving wet grip performance.
[0019]
The filler (B) is compounded in an amount of 40 to 500 parts by weight, preferably 80 to 250 parts by weight, based on 100 parts by weight of the butyl rubber (A). When the content of the filler is less than 40 parts by weight, the wet grip performance becomes insufficient, and when it exceeds 500 parts by weight, the production in the kneading step becomes difficult.
[0020]
Since butyl rubber has a low reinforcing effect, in the present invention, a resin is added to suppress a decrease in strength due to butyl rubber. Further, the wet grip performance is further improved by the effect of increasing Tg.
[0021]
As the resin (C), aromatic petroleum resin (resin by C9 fraction), chromanindene resin, terpene resin, aromatic modified terpene resin, rosin resin, phenolic resin, petroleum resin (resin by C5 fraction) And so on. Among them, aromatic petroleum resins, chromanindene resins, terpene resins, aromatic modified terpene resins, and rosin resins are preferred from the viewpoint of improving wet grip performance.
[0022]
The resin (C) preferably has a softening point of 40 to 200 ° C, particularly preferably 70 to 150 ° C. If the softening point is less than 40 ° C., the adhesiveness in the production process tends to be high, and the work tends to be difficult. If the softening point exceeds 200 ° C., the wet grip performance tends to be insufficient.
[0023]
The amount of the resin (C) added is 15 parts by weight or more, preferably 20 to 80 parts by weight, more preferably 20 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the butyl rubber (A). When the amount of the resin is less than 15 parts by weight, the abrasion resistance becomes insufficient, and when it exceeds 80 parts by weight, the resin tends to be hardened at a low temperature.
[0024]
The rubber composition of the present invention has excellent wet grip performance and abrasion resistance, and can be suitably used particularly for a tire tread portion.
[0025]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited only to these.
[0026]
Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 6
(material)
SBR: Toughden 4350 manufactured by Asahi Kasei Corporation, bound styrene content 39%
Butyl rubber (EXXPRO): bromide of isobutylene-p-methylstyrene copolymer, EXXPRO90-10 manufactured by ExxonMobil (isobutylene unit amount: 99% by weight)
Butyl rubber (bromobutyl rubber): ExxonMobil's bromobutyl 2255 (isobutylene unit amount: 98% by weight)
Filler (ISAF carbon): Diamond Black I manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation
Resin (aromatic petroleum resin): Neopolymer 140 (C9 resin, softening point: 140 ° C) manufactured by Nippon Petrochemical Co., Ltd.
Resin (aromatic modified terpene resin): YS resin TO115 manufactured by Yashara Chemical Co., Ltd. (softening point: 115 ° C.)
Wax: Sannoc N manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.
Anti-aging agent A: Santoflex 13 manufactured by Flexis
Anti-aging agent B: Nocrack 224 manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.
Stearic acid: Tung zinc flower manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd .: Two types of zinc oxide manufactured by Mitsui Kinzoku Mining Co., Ltd .: Process X-260 manufactured by Japan Energy
Sulfur: powder sulfur vulcanization accelerator NS manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd. NS: Noxeller NS manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.
Vulcanization accelerator DPG: Noxeller D manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.
[0027]
(Manufacturing conditions)
In a BR type Banbury, SBR, EXXPRO, halogenated butyl rubber, filler and resin in the amounts shown in Table 1, 1.4 parts by weight of wax, 2.8 parts by weight of antioxidant A, 1.4 parts by weight of antioxidant B, 1.4 parts by weight of stearic acid, 4.2 parts by weight of zinc white and 80 parts by weight of an aromatic oil were base-kneaded at 150 ° C. for about 4 minutes. The obtained rubber was kneaded with 1.2 parts by weight of sulfur, 0.9 parts by weight of a vulcanization accelerator NS and 0.9 parts by weight of a vulcanization accelerator DPG for about 5 minutes using an open roll to prepare a sheet. The obtained sheet was laminated in a predetermined shape to produce a tread.
[0028]
An 11 * 7.10-5 size cart tire was prototyped using the produced tread, and the following evaluation was performed.
[0029]
(Vulcanization of test sample)
The sheet produced under the above manufacturing conditions was vulcanized at 170 ° C. for 12 minutes in a predetermined mold, and the following experiment was performed.
[0030]
(Tensile test)
Based on JIS tensile test method K6251, the vulcanized sheet was cut out into a dumbbell No. 3 sample, and a test was performed to determine the tensile strength.
[0031]
(Actual car test)
A prototype tire of 11 * 7.10-5 size was attached to a cart tire, and a course of about 2 km per lap was run for 8 weeks to evaluate the wet grip performance comprehensively. The tire of Comparative Example 1 was used as a control, and the grip feeling was evaluated as 2.5 points.
[0032]
(Wear test)
The prototype tire was subjected to a 2-minute wear test at a load of 2.5 kg and a slip rate of 40% for 2 minutes using a Lambourn abrasion tester manufactured by Kamishima Seisakusho, and the amount of wear was determined from the difference in sample weight before and after measurement. Was. The reciprocal of the amount of abrasion was indicated by an index with Comparative Example 3 being 100, which was taken as the abrasion index. The larger the index, the better the wear resistance.
[0033]
Table 1 shows the experimental results.
[0034]
[Table 1]
In Comparative Examples 1 and 5 in which the butyl rubber was not blended, the wet grip performance was inferior.
[0036]
When Examples 1 and 3 having the same compounding ratio of butyl rubber were compared with Comparative Example 2, Examples 1 and 3 in which the resin was mixed were superior in tensile strength, abrasion resistance and wet grip performance.
[0037]
Similarly, comparing Examples 2, 4, 6, 8, 9 and 10 with Comparative Example 3 in which the proportions of the butyl-based rubbers are the same, the examples in which the resin is blended have a higher tensile strength, abrasion resistance and wet grip. Excellent in performance.
[0038]
In addition, comparing Examples 5 and 7 in which the rubber component was composed of only butyl rubber and Comparative Example 4, the examples in which the resin was blended were superior in tensile strength, abrasion resistance and wet grip performance.
[0039]
In Comparative Example 6 in which the amount of the resin was less than 15 parts by weight based on 100 parts by weight of the butyl rubber, the tensile strength and the abrasion resistance were not sufficient.
[0040]
【The invention's effect】
Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to achieve both wet grip performance and abrasion resistance of a butyl-based tread combination, and a great wet grip can be obtained in high-performance passenger car tires, motorcycle tires, racing tires, and the like. Performance can be improved.