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JP2008138140A - Rubber composition for tire tread and pneumatic tire using the same - Google Patents

Rubber composition for tire tread and pneumatic tire using the same Download PDF

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JP2008138140A
JP2008138140A JP2006328478A JP2006328478A JP2008138140A JP 2008138140 A JP2008138140 A JP 2008138140A JP 2006328478 A JP2006328478 A JP 2006328478A JP 2006328478 A JP2006328478 A JP 2006328478A JP 2008138140 A JP2008138140 A JP 2008138140A
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JP
Japan
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rubber composition
acidic
tire
rubber
tire tread
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2006328478A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazumasa Nakakita
一誠 中北
Tetsuya Kunisawa
鉄也 國澤
Takeo Nakazono
健夫 中園
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Rubber Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Sumitomo Rubber Industries Ltd filed Critical Sumitomo Rubber Industries Ltd
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Publication of JP2008138140A publication Critical patent/JP2008138140A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rubber composition for a tire tread for easily and certainly producing a pneumatic tire sustaining excellent grip performance and wear resistance in a long time use, and to provide a pneumatic tire using the same. <P>SOLUTION: The invention relates to the rubber composition for a tire tread at least composed of a rubber component and carbon black, wherein a part of the carbon particle constituting the carbon black is acidic carbon particle which has ≤4.0 of pH by having acidic groups in the particle and the content of the acidic particle is 5-50 pts.mass per 100 pts.mass of the rubber component, and the content of the acidic carbon particle is 3-30 mass% to the carbon black. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、走行時にゴム温度が上昇しても良好なグリップ性能が維持されるタイヤトレッド用ゴム組成物およびこれを用いた空気入りタイヤに関する。   The present invention relates to a rubber composition for a tire tread that maintains good grip performance even when the rubber temperature rises during traveling, and a pneumatic tire using the same.

空気入りタイヤにおいては、長期間の使用におけるグリップ性能および耐摩耗性が必要とされる。また一方でタイヤ製造時の加工性も確保しなければならない。   In a pneumatic tire, grip performance and wear resistance after long-term use are required. On the other hand, workability at the time of tire manufacture must also be secured.

特許文献1には、長期にわたって使用された際にも良好なグリップ性能と耐摩耗性とを維持する空気入りタイヤを得るためのタイヤトレッド用ゴム組成物の製造方法として、ゴム成分をイオン結合性化合物とともに混練して未加硫ゴム組成物を得る工程と、加硫工程とを含むタイヤトレッド用ゴム組成物の製造方法であって、タイヤトレッド用ゴム組成物の80〜120℃の範囲内におけるtanδ(損失正接)が、0.2以上0.6以下となるように設定される、タイヤトレッド用ゴム組成物の製造方法が提案されている。   In Patent Document 1, as a method for producing a rubber composition for a tire tread for obtaining a pneumatic tire that maintains good grip performance and wear resistance even when used over a long period of time, a rubber component is ion-bonded. A method for producing a tire tread rubber composition comprising a step of kneading together with a compound to obtain an unvulcanized rubber composition, and a vulcanization step, wherein the tire tread rubber composition is within the range of 80 to 120 ° C. A method for producing a rubber composition for a tire tread in which tan δ (loss tangent) is set to be 0.2 or more and 0.6 or less has been proposed.

しかし特許文献1の技術では、イオン結合性化合物の調製のために酸性化合物を使用する場合、酸性化合物が残留すると加硫工程における加硫が阻害され、空気入りタイヤの耐摩耗性が低下するという問題がある。   However, in the technique of Patent Document 1, when an acidic compound is used for the preparation of an ion-binding compound, if the acidic compound remains, vulcanization in the vulcanization process is inhibited, and the wear resistance of the pneumatic tire is reduced. There's a problem.

特許文献2には、高いグリップ性能を示すタイヤ用ゴム組成物を提供する目的で、(A)ジエン系ゴム100重量部に対して、(B)2,2,6,6−テトラメチルピペリジンおよびその誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物0.1〜30重量部、(C)プロトン酸およびフェノール誘導体からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物0.1〜30重量部、ならびに(D)カーボンブラック10〜200重量部を含有するタイヤ用ゴム組成物が提案されている。   In Patent Document 2, for the purpose of providing a tire rubber composition exhibiting high grip performance, (B) 2,2,6,6-tetramethylpiperidine and (B) with respect to 100 parts by weight of a diene rubber 0.1 to 30 parts by weight of at least one compound selected from the group consisting of derivatives thereof, (C) 0.1 to 30 parts by weight of at least one compound selected from the group consisting of protonic acids and phenol derivatives, and ( D) A rubber composition for tires containing 10 to 200 parts by weight of carbon black has been proposed.

しかし特許文献2の技術では、プロトン酸のような酸成分によって加硫が阻害される場合があるという問題や、ゴム混合時に配合成分がミキサーやロールに密着することによって加工性が低下するという問題がある。
特開2005−263831号公報 特開2005−112921号公報
However, in the technique of Patent Document 2, there is a problem that vulcanization may be inhibited by an acid component such as a protonic acid, and a problem that workability is deteriorated due to the compounding component adhering to the mixer or roll during rubber mixing. There is.
JP 2005-263831 A JP-A-2005-112922

本発明は上記の課題を解決し、長期にわたって使用された際にも良好なグリップ性能と耐摩耗性とを維持する空気入りタイヤを得るためのタイヤトレッド用ゴム組成物およびこれを用いた空気入りタイヤの提供を目的とする。   The present invention solves the above-mentioned problems, and a rubber composition for a tire tread for obtaining a pneumatic tire that maintains good grip performance and wear resistance even when used over a long period of time, and pneumatic using the same The purpose is to provide tires.

本発明は、ゴム成分とカーボンブラックとを少なくとも含有するタイヤトレッド用ゴム組成物であって、カーボンブラックを構成するカーボン粒子のうち一部が酸性カーボン粒子であり、該酸性カーボン粒子は、粒子中に酸性基を有することによってpHが4.0以下とされた粒子であり、該酸性カーボン粒子の含有量は、該ゴム成分の100質量部に対して5〜50質量部の範囲内であり、かつ、カーボンブラックのうち酸性カーボン粒子の占める割合が3〜30質量%の範囲内であるタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。   The present invention relates to a tire tread rubber composition containing at least a rubber component and carbon black, wherein some of the carbon particles constituting the carbon black are acidic carbon particles, and the acidic carbon particles are contained in the particles. Particles having a pH of 4.0 or less by having an acidic group, and the content of the acidic carbon particles is in the range of 5 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component, And it is related with the rubber composition for tire treads in which the ratio for which an acidic carbon particle accounts in carbon black exists in the range of 3-30 mass%.

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物においては、酸性基が、水酸基、カルボキシル基、フェニル基、フェノール性水酸基、キノニル基から選択される1種以上であることが好ましい。   In the tire tread rubber composition of the present invention, the acidic group is preferably at least one selected from a hydroxyl group, a carboxyl group, a phenyl group, a phenolic hydroxyl group, and a quinonyl group.

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物においては、酸性カーボン粒子に含まれる酸性基の量が、1〜50μモル/m2の範囲内であることが好ましい。 In the tire tread rubber composition of the present invention, the amount of acidic groups contained in the acidic carbon particles is preferably in the range of 1 to 50 μmol / m 2 .

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物においては、80℃〜120℃の範囲内におけるtanδ(損失正接)が、0.2〜0.6の範囲内であることが好ましい。   In the tire tread rubber composition of the present invention, tan δ (loss tangent) in the range of 80 ° C. to 120 ° C. is preferably in the range of 0.2 to 0.6.

本発明はまた、上述のいずれかのタイヤトレッド用ゴム組成物をトレッド部に用いた空気入りタイヤに関する。   The present invention also relates to a pneumatic tire using any one of the above-described rubber compositions for a tire tread in a tread portion.

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物によれば、長期にわたって使用された際にも良好なグリップ性能と耐摩耗性とを維持する空気入りタイヤを得ることができる。   According to the rubber composition for a tire tread of the present invention, it is possible to obtain a pneumatic tire that maintains good grip performance and wear resistance even when used for a long period of time.

本発明においては、タイヤトレッド用ゴム組成物中に、酸性カーボン粒子を含むカーボンブラックを含有させる。一般に、タイヤのグリップ性能は、タイヤを構成するゴム組成物のtanδ(損失正接)、すなわちゴム組成物のエネルギー損失が一定以上となるように設定することで改善することができる。ある温度におけるポリマー材料のtanδを向上させる方法としては、ポリマーのTg(ガラス転移温度)を比較的高く設定する方法等が採用できるが、この場合、ポリマーのTg以上の温度においては、E’(貯蔵弾性率)およびtanδ(損失正接)が急激に低下し、脆化破壊が生じる危険性がある。よって、Tgのみが考慮されたポリマーを配合したタイヤにおいては、走行時のゴム温度の上昇に伴ってグリップ性能が大きく低下してしまうという問題がある。   In the present invention, carbon black containing acidic carbon particles is contained in the tire tread rubber composition. In general, the grip performance of a tire can be improved by setting the tan δ (loss tangent) of the rubber composition constituting the tire, that is, the energy loss of the rubber composition to be a certain level or more. As a method for improving the tan δ of the polymer material at a certain temperature, a method of setting the Tg (glass transition temperature) of the polymer to be relatively high can be adopted. In this case, at a temperature equal to or higher than the Tg of the polymer, E ′ ( There is a risk that the storage modulus) and tan δ (loss tangent) are drastically lowered and brittle fracture occurs. Therefore, in a tire blended with a polymer in which only Tg is taken into account, there is a problem that grip performance is greatly reduced as the rubber temperature increases during running.

本発明において配合される酸性カーボン粒子は、粒子中に酸性基を有することによってpHが4.0以下とされた粒子である。酸性カーボン粒子は、粒子中の酸性基の存在によってゴム組成物中で結合エネルギーの比較的大きいイオン会合体を形成するため、Tg(ガラス転移温度)を著しく上昇させることなくtanδ(損失正接)を向上させる効果を有する。   The acidic carbon particles blended in the present invention are particles having a pH of 4.0 or less by having acidic groups in the particles. Acidic carbon particles form ionic aggregates having a relatively large binding energy in the rubber composition due to the presence of acidic groups in the particles, and therefore, tan δ (loss tangent) is increased without significantly increasing Tg (glass transition temperature). Has the effect of improving.

これにより、タイヤトレッド用ゴム組成物の高温でのtanδの低下防止効果が良好に得られる。よって、本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物を用いた空気入りタイヤによれば、走行時のゴム温度の上昇によってもグリップ性能が低下せず、良好な操縦安定性が得られる。また本発明による高温でのtanδ低下防止効果は上記のイオン会合体の形成によってもたらされるものであるため、タイヤトレッド用ゴム組成物の耐摩耗性は良好に維持される。   As a result, the effect of preventing the decrease in tan δ at a high temperature of the tire tread rubber composition can be obtained. Therefore, according to the pneumatic tire using the rubber composition for a tire tread of the present invention, the grip performance is not deteriorated even when the rubber temperature is increased during traveling, and good steering stability is obtained. In addition, since the effect of preventing tan δ from being lowered at a high temperature according to the present invention is brought about by the formation of the above-mentioned ion aggregates, the wear resistance of the tire tread rubber composition is well maintained.

イオン会合体の形成に寄与する酸性基は、典型的にはカーボン粒子に対する酸性基の導入によってカーボン粒子中に含有される。すなわち、本発明においては、嵩高なカーボン粒子を会合させることとなるため、ゴム組成物中の酸性基の含有量が比較的低くても高温でのtanδ低下防止効果を顕著に得ることができ、タイヤトレッド用ゴム組成物の製造時におけるゴム成分の加硫を阻害することなく良好な高温でのtanδ低下防止効果を得ることができる。   The acidic groups that contribute to the formation of ion aggregates are typically contained in the carbon particles by introducing acidic groups into the carbon particles. That is, in the present invention, bulky carbon particles are associated, so that even if the content of acidic groups in the rubber composition is relatively low, the effect of preventing tan δ from being reduced at high temperatures can be obtained remarkably. A good effect of preventing tan δ from being lowered at high temperatures can be obtained without inhibiting the vulcanization of the rubber component during the production of the tire tread rubber composition.

本発明で用いられる酸性カーボン粒子のpHは4.0以下である。該pHが4.0以下である場合、酸性カーボン粒子が比較的多量の酸性基を含有するため、イオン会合体の形成による高温でのtanδ低下防止効果が良好である。酸性カーボン粒子のpHは、さらに3.5以下、さらに3.0以下が好ましい。一方、タイヤトレッド用ゴム組成物の製造時におけるゴム成分の加硫を良好に進行させることができる点で、酸性カーボン粒子のpHは、2.0以上、さらに2.5以上であることが好ましい。   The pH of the acidic carbon particles used in the present invention is 4.0 or less. When the pH is 4.0 or less, since the acidic carbon particles contain a relatively large amount of acidic groups, the effect of preventing tan δ from being lowered at a high temperature due to the formation of ion aggregates is good. The pH of the acidic carbon particles is preferably 3.5 or less, more preferably 3.0 or less. On the other hand, the pH of the acidic carbon particles is preferably 2.0 or more, more preferably 2.5 or more, from the viewpoint that the vulcanization of the rubber component during the production of the tire tread rubber composition can be favorably progressed. .

酸性カーボン粒子のpHは、たとえばJIS K6221に準拠して測定される値である。   The pH of the acidic carbon particles is a value measured based on, for example, JIS K6221.

酸性カーボン粒子は、カーボンブラックを構成するカーボン粒子のうち一部とされる。すなわち本発明においては、酸性基が導入された酸性カーボン粒子と、酸性基が導入されていないカーボン粒子とを組合せて用いる。カーボンブラックが全て酸性カーボン粒子からなる場合、所望のtanδ低下防止効果を得るために必要な程度にイオン会合体を形成しようとすると、カーボンブラックに含有される酸性基の量が多くなって加硫を阻害してしまうおそれがある。しかし本発明においてはカーボンブラックの一部のみを酸性カーボン粒子とするため、酸性カーボン粒子に比較的多量の酸性基を導入することによって酸性カーボン粒子によるイオン会合体の形成を良好に行なう一方、カーボンブラック全体での酸性基の含有量を比較的低く抑えることによってゴム成分の加硫を良好に進行させることができる。よって、本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物をトレッド部に用いた空気入りタイヤは、長期の使用においてもグリップ性能および耐摩耗性に優れる。   The acidic carbon particles are a part of the carbon particles constituting the carbon black. That is, in the present invention, acidic carbon particles into which acidic groups are introduced and carbon particles into which acidic groups are not introduced are used in combination. If the carbon black is entirely composed of acidic carbon particles, the amount of acidic groups contained in the carbon black will increase and vulcanization will occur if an attempt is made to form ion aggregates to the extent necessary to obtain the desired tan δ reduction prevention effect. May be disturbed. However, in the present invention, only a part of the carbon black is made into acidic carbon particles, so that a relatively large amount of acidic groups are introduced into the acidic carbon particles, so that the formation of ion aggregates by the acidic carbon particles is favorably performed. By suppressing the content of acidic groups in the entire black relatively low, the rubber component can be vulcanized well. Therefore, the pneumatic tire using the rubber composition for a tire tread of the present invention in the tread portion is excellent in grip performance and wear resistance even during long-term use.

酸性カーボン粒子の含有量は、ゴム成分の100質量部に対して5〜50質量部の範囲内とされる。該含有量が5質量部以上である場合、タイヤトレッド用ゴム組成物の高温でのtanδ低下防止効果によって空気入りタイヤのグリップ性能を所望の程度向上させることができ、50質量部以下である場合、タイヤトレッド用ゴム組成物の製造時におけるゴム成分の加硫阻害を防止し、空気入りタイヤに良好な耐摩耗性が付与される。該含有量は、10質量部以上であることがより好ましく、また、30質量部以下、さらに20質量部以下であることがより好ましい。   Content of acidic carbon particle shall be in the range of 5-50 mass parts with respect to 100 mass parts of a rubber component. When the content is 5 parts by mass or more, the grip performance of the pneumatic tire can be improved to a desired degree by the effect of preventing the tan δ decrease at a high temperature of the tire tread rubber composition, and when the content is 50 parts by mass or less. Further, the rubber component is prevented from being inhibited from being vulcanized during the production of the tire tread rubber composition, and good wear resistance is imparted to the pneumatic tire. The content is more preferably 10 parts by mass or more, more preferably 30 parts by mass or less, and even more preferably 20 parts by mass or less.

カーボンブラックの含有量は、ゴム成分の100質量部に対して60〜120質量部の範囲内とされることが好ましい。該含有量が60質量部以上である場合、タイヤトレッド用ゴム組成物のゴム硬度が高く、空気入りタイヤに優れた耐摩耗性を付与することができ、120質量部以下である場合、走行時の空気入りタイヤの発熱を低く抑えることによって空気入りタイヤに良好な耐久性を付与することができる。該含有量は、70質量部以上であることがより好ましく、また、90質量部以下であることがより好ましい。   The carbon black content is preferably in the range of 60 to 120 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. When the content is 60 parts by mass or more, the rubber composition for the tire tread has a high rubber hardness and can impart excellent wear resistance to the pneumatic tire. When the content is 120 parts by mass or less, when running Good durability can be imparted to the pneumatic tire by keeping the heat generation of the pneumatic tire low. The content is more preferably 70 parts by mass or more, and more preferably 90 parts by mass or less.

カーボンブラックのうち酸性カーボン粒子の占める割合は、3〜30質量%の範囲内とされる。該割合が3質量%以上である場合、本発明によるグリップ性能の向上効果を良好に得ることができ、30質量%以下である場合、ゴム成分の加硫を阻害することなく、機械強度に優れるタイヤトレッド用ゴム組成物を得ることができる。該割合は、5質量%以上、さらに10質量%以上であることがより好ましく、また、20質量%以下、さらに15質量%以下であることがより好ましい。   The proportion of the carbon black in the acidic carbon particles is in the range of 3 to 30% by mass. When the proportion is 3% by mass or more, the effect of improving the grip performance according to the present invention can be favorably obtained, and when it is 30% by mass or less, the mechanical strength is excellent without inhibiting the vulcanization of the rubber component. A rubber composition for a tire tread can be obtained. The ratio is more preferably 5% by mass or more, and further preferably 10% by mass or more, and more preferably 20% by mass or less, and further preferably 15% by mass or less.

酸性カーボン粒子に含有される酸性基としては、水酸基、カルボキシル基、フェニル基、フェノール性水酸基、キノニル基等から選択される1種以上を例示できる。中でも、入手の容易性の点で、水酸基およびカルボキシル基の少なくともいずれかが好ましい。   Examples of the acidic group contained in the acidic carbon particles include one or more selected from a hydroxyl group, a carboxyl group, a phenyl group, a phenolic hydroxyl group, a quinonyl group, and the like. Among these, at least one of a hydroxyl group and a carboxyl group is preferable in terms of availability.

本発明においては、酸性カーボン粒子に含まれる酸性基の量を所定の範囲内に制御することによって、特に高温で良好なtanδ低下防止効果と製造時におけるゴム成分の加硫の良好な進行とを両立させることができる。すなわち、本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物においては、酸性カーボン粒子に含まれる酸性基の量が、1〜50μモル/m2の範囲内であることが好ましい。酸性カーボン粒子に含まれる酸性基の量が1μモル/m2以上である場合、高温でのtanδ低下防止効果がより良好に得られ、50μモル/m2以下である場合、製造時におけるゴム成分の加硫をより良好に進行させることができる。酸性カーボン粒子に含まれる酸性基の量は、2μモル/m2以上、さらに5μモル/m2以上であることがより好ましく、また、30μモル/m2以下、さらに20μモル/m2以下であることがより好ましい。 In the present invention, by controlling the amount of acidic groups contained in the acidic carbon particles within a predetermined range, it is possible to achieve a good tan δ reduction preventing effect particularly at high temperatures and a good progress of vulcanization of the rubber component during production. Both can be achieved. That is, in the rubber composition for a tire tread of the present invention, the amount of acidic groups contained in the acidic carbon particles is preferably in the range of 1 to 50 μmol / m 2 . When the amount of acidic groups contained in the acidic carbon particles is 1 μmol / m 2 or more, a tan δ reduction preventing effect at a high temperature is better obtained, and when it is 50 μmol / m 2 or less, the rubber component at the time of production The vulcanization can proceed more favorably. The amount of acid groups contained in the acid carbon particles, 2.mu. mol / m 2 or more, still more preferably 5μ mol / m 2 or more, also, 30.mu. mol / m 2 or less, further 20μ mol / m 2 or less More preferably.

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物においては、80℃〜120℃の範囲内におけるtanδ(損失正接)が、0.2〜0.6の範囲内であることが好ましい。該tanδが0.2以上である場合、タイヤトレッド用ゴム組成物が、たとえばTg以上の高温領域においても大きいtanδを有し、ゴム温度が高温となる走行条件においても空気入りタイヤに良好なグリップ性能を付与することができる。また、該tanδが0.6以下である場合、タイヤトレッド用ゴム組成物の製造時の加工性を損なう危険性が少なく、また空気入りタイヤの転がり抵抗の過度な上昇を防止して走行時の燃費を良好に維持でき好ましい。該tanδは、0.25以上、さらに0.3以上であることがより好ましく、また、0.5以下、さらに0.4以下であることがより好ましい。   In the tire tread rubber composition of the present invention, tan δ (loss tangent) in the range of 80 ° C. to 120 ° C. is preferably in the range of 0.2 to 0.6. When the tan δ is 0.2 or more, the tire tread rubber composition has a large tan δ even in a high temperature region of, for example, Tg or more, and has a good grip on a pneumatic tire even under running conditions where the rubber temperature is high. Performance can be imparted. Further, when the tan δ is 0.6 or less, there is little risk of impairing the workability during the production of the tire tread rubber composition, and the excessive increase in the rolling resistance of the pneumatic tire is prevented to prevent It is preferable because the fuel consumption can be maintained well. The tan δ is more preferably 0.25 or more, further 0.3 or more, and more preferably 0.5 or less, and further preferably 0.4 or less.

なお上記のtanδは、粘弾性スペクトロメーターを用い、初期歪み10%を与え、80〜120℃で2%の動的歪みを与えて測定される値である。   The tan δ is a value measured using a viscoelastic spectrometer, giving an initial strain of 10%, and giving a dynamic strain of 2% at 80 to 120 ° C.

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物のゴム硬度は、20〜50の範囲内であることが好ましい。ゴム硬度が20以上である場合空気入りタイヤにより良好な耐摩耗性が付与され、50以下である場合、空気入りタイヤにより良好なグリップ性能が付与される。該ゴム硬度は、25以上、さらに30以上であることがより好ましく、また、45以下、さらに40以下であることがより好ましい。   The rubber hardness of the rubber composition for a tire tread of the present invention is preferably in the range of 20-50. When the rubber hardness is 20 or more, good abrasion resistance is imparted by the pneumatic tire, and when it is 50 or less, good grip performance is imparted by the pneumatic tire. The rubber hardness is more preferably 25 or more and further 30 or more, and more preferably 45 or less and further 40 or less.

なお上記のゴム硬度は、JIS K6253「加硫ゴムおよび熱可塑性ゴムの硬さ試験」の方法で測定されるタイプAデュロメーター硬度の値である。   The rubber hardness is a value of type A durometer measured by the method of JIS K6253 “Hardness test of vulcanized rubber and thermoplastic rubber”.

酸性カーボン粒子の窒素吸着比表面積(N2SA)は、25〜400m2/gの範囲内であることが好ましい。該窒素吸着比表面積が25m2/g以上である場合、タイヤトレッド用ゴム組成物の耐摩耗性および製造時の加工性が良好であり、400m2/g以下である場合、走行時の空気入りタイヤの発熱を良好に抑制できる。該窒素吸着比表面積は、100m2/g以上、さらに200m2/g以上であることがより好ましく、また、370m2/g以下、さらに300m2/g以下であることがより好ましい。 The nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of the acidic carbon particles is preferably in the range of 25 to 400 m 2 / g. When the nitrogen adsorption specific surface area is 25 m 2 / g or more, the rubber composition for tire tread has good wear resistance and processability at the time of manufacture, and when it is 400 m 2 / g or less, it is pneumatic when traveling. Tire heat generation can be suppressed satisfactorily. The nitrogen adsorption specific surface area is more preferably 100 m 2 / g or more, further preferably 200 m 2 / g or more, more preferably 370 m 2 / g or less, and further preferably 300 m 2 / g or less.

カーボンブラックを構成する酸性カーボン粒子以外のカーボン粒子の窒素吸着比表面積(N2SA)は、100〜200m2/gの範囲内であることが好ましい。該窒素吸着比表面積が100m2/g以上である場合、タイヤトレッド用ゴム組成物の耐摩耗性および製造時の加工性が良好であり、200m2/g以下である場合、走行時の空気入りタイヤの発熱を良好に抑制できる。該窒素吸着比表面積は、130m2/g以上、さらに150m2/g以上であることがより好ましく、また、180m2/g以下、さらに160m2/g以下であることがより好ましい。 The nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of carbon particles other than the acidic carbon particles constituting the carbon black is preferably in the range of 100 to 200 m 2 / g. When the nitrogen adsorption specific surface area is 100 m 2 / g or more, the wear resistance and processability of the rubber composition for tire tread are good. When the nitrogen adsorption specific surface area is 200 m 2 / g or less, it is pneumatic when traveling. Tire heat generation can be suppressed satisfactorily. The nitrogen adsorption specific surface area is preferably 130 m 2 / g or more, more preferably 150 m 2 / g or more, more preferably 180 m 2 / g or less, and further preferably 160 m 2 / g or less.

カーボンブラックを構成する酸性カーボン粒子以外のカーボン粒子のpHは、たとえば6.0〜8.0の範囲内とされることができる。   The pH of the carbon particles other than the acidic carbon particles constituting the carbon black can be set within a range of 6.0 to 8.0, for example.

酸性カーボン粒子は、カーボン粒子に目的の酸性基を導入することによって調製することができ、具体的には、たとえば加熱処理する方法等を例示できる。   The acidic carbon particles can be prepared by introducing a target acidic group into the carbon particles, and specific examples include a heat treatment method.

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物に用いられるゴム成分としては、ポリブタジエンゴム(BR)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、クロロプレンゴム(CR)、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、ブチルゴム(IIR)等を、1種類または2種類以上の混合物として好ましく使用できる。なお、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)は、エチレン−プロピレンゴム(EPM)に第三ジエン成分を含むものであるが、ここで第三ジエン成分として、炭素数5〜20の非共役ジエン、たとえば1,4−ペンタジエン、1,4−ヘキサジエン、1,5−ヘキサジエン、2,5−ジメチル−1,5−ヘキサジエンおよび1,4−オクタジエンのほか、1,4−シクロヘキサジエン、シクロオクタジエン、ジシクロペンタジエンなどの環状ジエン、さらに5−エチリデン−2−ノルボルネン、5−ブチリデン−2−ノルボルネン、2−メタリル−5−ノルボルネンおよび2−イソプロペニル−5−ノルボルネンなどのアルケニルノルボルネンなどが使用できる。   Examples of rubber components used in the rubber composition for tire treads of the present invention include polybutadiene rubber (BR), styrene-butadiene rubber (SBR), ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), chloroprene rubber (CR), and acrylonitrile-butadiene rubber. (NBR), butyl rubber (IIR) and the like can be preferably used as one kind or a mixture of two or more kinds. The ethylene-propylene-diene rubber (EPDM) contains a third diene component in the ethylene-propylene rubber (EPM). Here, as the third diene component, a non-conjugated diene having 5 to 20 carbon atoms, such as 1, In addition to 4-pentadiene, 1,4-hexadiene, 1,5-hexadiene, 2,5-dimethyl-1,5-hexadiene and 1,4-octadiene, 1,4-cyclohexadiene, cyclooctadiene, dicyclopentadiene In addition, cyclic dienes such as 5-ethylidene-2-norbornene, 5-butylidene-2-norbornene, 2-methallyl-5-norbornene and 2-isopropenyl-5-norbornene can be used.

本発明においては、酸性カーボン粒子を含むカーボンブラックがゴム成分とともにあらかじめ混練されて未加硫ゴム組成物が作製された後、加硫工程を経てタイヤトレッド用ゴム組成物が作製される。ゴム成分と混練されることにより未加硫ゴム組成物中に分散した酸性カーボン粒子は、イオン会合体を形成する。これにより、特に高温領域で高いtanδを有するタイヤトレッド用ゴム組成物が得られる。   In the present invention, after carbon black containing acidic carbon particles is kneaded together with a rubber component to prepare an unvulcanized rubber composition, a rubber composition for a tire tread is manufactured through a vulcanization step. The acidic carbon particles dispersed in the unvulcanized rubber composition by being kneaded with the rubber component form an ion aggregate. Thereby, a rubber composition for a tire tread having a high tan δ particularly in a high temperature region is obtained.

本発明においては、ゴム成分、カーボンブラックの他に、ゴム製品の製造において一般的に用いられる配合成分を適宜配合することができる。配合成分は、ゴム成分とカーボンブラックとの混練時に添加されても良く、あらかじめゴム成分とカーボンブラックとを混練した後、得られた混練生成物に対して添加されても良い。   In the present invention, in addition to the rubber component and carbon black, compounding components generally used in the manufacture of rubber products can be appropriately blended. The compounding component may be added at the time of kneading the rubber component and carbon black, or may be added to the kneaded product obtained after kneading the rubber component and carbon black in advance.

本発明で製造されるゴム組成物にはたとえばオイル成分を配合することができる。オイル成分を配合すると、ゴム組成物に柔軟性が付与されることによりタイヤのグリップ性能を向上させることができる。しかしオイル成分を多量に添加すると、高温下でのtanδが低下する等の物性低下が生じるとともに、タイヤ表面にオイル成分がブリードする場合がある。よってオイル成分の配合量は、ゴム成分100質量部に対してたとえば0〜300質量部の範囲内に設定されることができる。   For example, an oil component can be blended in the rubber composition produced in the present invention. When an oil component is blended, the grip performance of the tire can be improved by imparting flexibility to the rubber composition. However, when a large amount of the oil component is added, physical properties such as tan δ at a high temperature are lowered, and the oil component may bleed on the tire surface. Therefore, the compounding quantity of an oil component can be set in the range of 0-300 mass parts, for example with respect to 100 mass parts of rubber components.

配合され得るオイル成分としては、パラフィン系、オレフィン系、アロマ系等のプロセスオイルの他、流動パラフィン、石油アスファルト、ワセリン等の石油系、ヒマシ油、亜麻仁油、ナタネ油、ヤシ油等の脂肪油系等のオイルが例示され、市販品としては、たとえばジャパンエナジー社製のプロセスX−260(アロマ系オイル)等が挙げられる。   Oil components that can be blended include process oils such as paraffinic, olefinic, and aroma oils, petroleum oils such as liquid paraffin, petroleum asphalt, and petroleum jelly, and fatty oils such as castor oil, linseed oil, rapeseed oil, and palm oil Examples of such oils include, for example, Process X-260 (aromatic oil) manufactured by Japan Energy.

本発明において製造されるゴム組成物にはアイオノマー樹脂等が配合され得る。アイオノマー樹脂は分子中にイオン結合を有する。アイオノマー樹脂は、ゴム成分との混練時に添加されても良いし、混練後に共架橋剤として添加されても良い。アイオノマー樹脂の具体例としては、たとえば、α−オレフィンと炭素数3〜8のα,β−不飽和カルボン酸との共重合体中のカルボキシル基の少なくとも一部を金属イオンで中和して得られるもの、α−オレフィンと炭素数3〜8のα,β−不飽和カルボン酸と炭素数2〜22のα,β−不飽和カルボン酸エステルとの三元共重合体中のカルボキシル基の少なくとも一部を金属イオンで中和して得られるものなどが挙げられる。上記のα−オレフィンとしては、たとえば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテンなどが使用でき、中でもエチレンが好ましく、炭素数3〜8のα,β−不飽和カルボン酸としては、たとえば、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、マレイン酸、クロトン酸などが使用でき、中でもアクリル酸、メタクリル酸が好ましい。また、炭素数2〜22の不飽和カルボン酸エステルとしては、たとえば、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、マレイン酸などのメチル、エチル、プロピル、n−ブチル、イソブチルエステルなどが使用でき、中でもアクリル酸エステル、メタクリル酸エステルが好ましい。   An ionomer resin or the like can be blended in the rubber composition produced in the present invention. The ionomer resin has an ionic bond in the molecule. The ionomer resin may be added during kneading with the rubber component, or may be added as a co-crosslinking agent after kneading. As a specific example of the ionomer resin, for example, it is obtained by neutralizing at least a part of a carboxyl group in a copolymer of an α-olefin and an α, β-unsaturated carboxylic acid having 3 to 8 carbon atoms with a metal ion. At least a carboxyl group in a terpolymer of an α-olefin, an α, β-unsaturated carboxylic acid having 3 to 8 carbon atoms, and an α, β-unsaturated carboxylic acid ester having 2 to 22 carbon atoms Examples thereof include those obtained by neutralizing a part with metal ions. As said alpha olefin, ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene etc. can be used, for example, ethylene is preferable, As C3-C8 alpha, beta-unsaturated carboxylic acid, for example, Acrylic acid, methacrylic acid, fumaric acid, maleic acid, crotonic acid and the like can be used, among which acrylic acid and methacrylic acid are preferred. Examples of the unsaturated carboxylic acid ester having 2 to 22 carbon atoms include methyl, ethyl, propyl, n-butyl and isobutyl esters such as acrylic acid, methacrylic acid, fumaric acid and maleic acid. Acid esters and methacrylic acid esters are preferred.

上記α−オレフィンと炭素数3〜8のα,β−不飽和カルボン酸との共重合体またはα−オレフィンと炭素数3〜8のα,β−不飽和カルボン酸と炭素数2〜22のα,β−不飽和カルボン酸エステルとの三元共重合体中のカルボキシル基の少なくとも一部を中和する金属イオンとしては、たとえば、ナトリウムイオン、リチウムイオン、亜鉛イオン、マグネシウムイオン、カリウムイオンなどが挙げられる。   Copolymer of the α-olefin and an α, β-unsaturated carboxylic acid having 3 to 8 carbon atoms or an α-olefin and an α, β-unsaturated carboxylic acid having 3 to 8 carbon atoms and a carbon number of 2 to 22 Examples of the metal ion that neutralizes at least a part of the carboxyl group in the terpolymer with the α, β-unsaturated carboxylic acid ester include sodium ion, lithium ion, zinc ion, magnesium ion, potassium ion, and the like. Is mentioned.

アイオノマー樹脂の具体例を商品名で例示すると、三井デュポンケミカル(株)から市販されている二元共重合体のアイオノマー樹脂としてハイミラン1555(Na)、ハイミラン1557(Zn)、ハイミラン1605(Na)、ハイミラン1706(Zn)、ハイミラン1707(Na)、また三元共重合体のアイオノマー樹脂として、ハイミラン1856(Na)、ハイミラン1855(Zn)、ハイミランAM7316(Zn)などがある。さらにデュポン社から市販されているアイオノマー樹脂としては、サーリン8940(Na)、サーリン8945(Na)、サーリン9910(Zn)、三元共重合体系アイオノマー樹脂として、サーリンAD8265(Na)、サーリンAD8269(Na)などがある。なお、上記アイオノマー樹脂の商品名の後の括弧内に記載したNa、Zn、K、Li、Mgなどは、これらの中和金属イオンの金属種を示している。また、本発明に用いられるアイオノマー樹脂は、上記例示のものを2種以上混合してもよいし、上記例示の1価の金属イオンで中和したアイオノマー樹脂と2価の金属イオンで中和したアイオノマー樹脂を2種以上混合して用いてもよい。   Specific examples of the ionomer resin are exemplified by trade names. As the ionomer resin of a binary copolymer commercially available from Mitsui DuPont Chemical Co., Ltd., Himiran 1555 (Na), Himiran 1557 (Zn), Himiran 1605 (Na), HiMilan 1706 (Zn), HiMilan 1707 (Na), and ternary copolymer ionomer resins include HiMilan 1856 (Na), HiMilan 1855 (Zn), and HiMilan AM7316 (Zn). Further, as ionomer resins commercially available from DuPont, Surlyn 8940 (Na), Surlyn 8945 (Na), Surlyn 9910 (Zn), and Terpolymeric ionomer resins, Surlyn AD8265 (Na), Surlyn AD8269 (Na )and so on. Note that Na, Zn, K, Li, Mg, and the like described in parentheses after the trade name of the ionomer resin indicate the metal species of these neutralized metal ions. The ionomer resin used in the present invention may be a mixture of two or more of those exemplified above, or neutralized with an ionomer resin neutralized with a monovalent metal ion exemplified above and a divalent metal ion. Two or more ionomer resins may be mixed and used.

さらに、本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物には以下に示すような配合成分を適宜配合し得る。   Furthermore, the following compounding components can be appropriately blended in the tire tread rubber composition of the present invention.

加硫剤としては、有機過酸化物系加硫剤または硫黄系加硫剤のいずれも使用可能であり、これらの混合物として用いても良い。有機過酸化物系加硫剤としては、たとえば、ベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルクミルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3あるいは1,3−ビス(t−ブチルパーオキシプロピル)ベンゼン、ジ−t−ブチルパーオキシ−ジイソプロピルベンゼン、t−ブチルパーオキシベンゼン、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、1,1−ジ−t−ブチルパーオキシ−3,3,5−トリメチルシロキサン、n−ブチル−4,4−ジ−t−ブチルパーオキシバレレートなどを使用することができる。これらの中で、ジクミルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシベンゼンおよびジ−t−ブチルパーオキシ−ジイソプロピルベンゼンが好ましい。また、硫黄系加硫剤としては、たとえば、硫黄、モルホリンジスルフィドなどを使用することができる。これらの中では硫黄が好ましい。   As the vulcanizing agent, either an organic peroxide-based vulcanizing agent or a sulfur-based vulcanizing agent can be used, and a mixture thereof may be used. Examples of the organic peroxide vulcanizing agent include benzoyl peroxide, dicumyl peroxide, di-t-butyl peroxide, t-butyl cumyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, cumene hydroperoxide, 2,5- Dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane, 2,5-dimethyl-2,5-di (benzoylperoxy) hexane, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) Oxy) hexyne-3 or 1,3-bis (t-butylperoxypropyl) benzene, di-t-butylperoxy-diisopropylbenzene, t-butylperoxybenzene, 2,4-dichlorobenzoyl peroxide, 1, 1-di-t-butylperoxy-3,3,5-trimethylsiloxane, n-butyl And the like can be used 4,4--t- butyl peroxy valerate. Of these, dicumyl peroxide, t-butylperoxybenzene and di-t-butylperoxy-diisopropylbenzene are preferred. Moreover, as a sulfur type vulcanizing agent, sulfur, morpholine disulfide, etc. can be used, for example. Of these, sulfur is preferred.

加硫促進剤としては、スルフェンアミド系、チアゾール系、チウラム系、チオウレア系、グアニジン系、ジチオカルバミン酸系、アルデヒド−アミン系またはアルデヒド−アンモニア系、イミダゾリン系、もしくは、キサンテート系加硫促進剤のうち少なくとも1つを含有するものを使用することが可能である。具体的には、たとえばCBS(N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド)、TBBS(N−tert−ブチル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド)、N,N−ジシクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド、N−オキシジエチレン−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド、N,N−ジイソプロピル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド等のスルフェンアミド系化合物、MBT(2−メルカプトベンゾチアゾール)、MBTS(ジベンゾチアジルジスルフィド)、2−メルカプトベンゾチアゾールのナトリウム塩、亜鉛塩、銅塩、シクロヘキシルアミン塩、2−(2,4−ジニトロフェニル)メルカプトベンゾチアゾール、2−(2,6−ジエチル−4−モルホリノチオ)ベンゾチアゾール等のチアゾール系化合物、TMTD(テトラメチルチウラムジスルフィド)、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィド、ジペンタメチレンチウラムジスルフィド等のチラウム系化合物、ジエチルチオ尿素、ジブチルチオ尿素、トリメチルチオ尿素、ジオルトトリルチオ尿素等のチオ尿素化合物、ジフェニルグアニジン、ジオルトトリルグアニジン、トリフェニルグアニジン、オルトトリルビグアニド、ジフェニルグアニジンフタレート等のグアニジン系化合物、エチルフェニルジチオカルバミン酸亜鉛、ブチルフェニルジチオカルバミン酸亜鉛、ジメチルジチオカルバミン酸ナトリウム、ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジアミルジチオカルバミン酸亜鉛、ジプロピルジチオカルバミン酸亜鉛、ペンタメチレンジチオカルバミン酸亜鉛とピペリジンの錯塩、ヘキサデシル(またはオクタデシル)イソプロピルジチオカルバミン酸亜鉛、ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム、ジメチルジチオカルバミン酸セレン、ジエチルジチオカルバミン酸テルル等のジチオカルバミン酸系化合物、アセトアルデヒド−アニリン反応物、ブチルアルデヒド−アニリン縮合物、ヘキサメチレンテトラミン、アセトアルデヒド−アンモニア反応物等のアルデヒド−アミン系またはアルデヒド−アンモニア系化合物、2−メルカプトイミダゾリンなどのイミダゾリン系化合物、ジブチルキサントゲン酸亜鉛などのキサンテート系化合物、等が使用できる。   Vulcanization accelerators include sulfenamide, thiazole, thiuram, thiourea, guanidine, dithiocarbamic acid, aldehyde-amine, aldehyde-ammonia, imidazoline, or xanthate vulcanization accelerators. It is possible to use one containing at least one of them. Specifically, for example, CBS (N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide), TBBS (N-tert-butyl-2-benzothiazylsulfenamide), N, N-dicyclohexyl-2-benzothia Sulfenamide compounds such as dilsulfenamide, N-oxydiethylene-2-benzothiazylsulfenamide, N, N-diisopropyl-2-benzothiazole sulfenamide, MBT (2-mercaptobenzothiazole), MBTS (Dibenzothiazyl disulfide), sodium salt of 2-mercaptobenzothiazole, zinc salt, copper salt, cyclohexylamine salt, 2- (2,4-dinitrophenyl) mercaptobenzothiazole, 2- (2,6-diethyl-4 -Morpholinothio) thiazoles such as benzothiazole Compounds, TMTD (tetramethyl thiuram disulfide), tetraethyl thiuram disulfide, tetramethyl thiuram monosulfide, dipentamethylene thiuram disulfide and other thyllium compounds, diethylthiourea, dibutylthiourea, trimethylthiourea, diortolylthiourea and other thiols Guanidine compounds such as urea compounds, diphenylguanidine, diortolylguanidine, triphenylguanidine, orthotolylbiguanide, diphenylguanidine phthalate, zinc ethylphenyldithiocarbamate, zinc butylphenyldithiocarbamate, sodium dimethyldithiocarbamate, zinc dimethyldithiocarbamate, Zinc diamyldithiocarbamate, zinc dipropyldithiocarbamate, pentamethylenedithiocarbamate Complex salts of zinc acid and piperidine, zinc hexadecyl (or octadecyl) isopropyl dithiocarbamate, sodium diethyldithiocarbamate, selenium dimethyldithiocarbamate, dithiocarbamate compounds such as tellurium diethyldithiocarbamate, acetaldehyde-aniline reactant, butyraldehyde-aniline condensation Aldehyde-amine compounds or aldehyde-ammonia compounds such as hexamethylenetetramine, acetaldehyde-ammonia reactant, imidazoline compounds such as 2-mercaptoimidazoline, xanthate compounds such as zinc dibutylxanthate, and the like.

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物には、短繊維、樹脂粉体、植物セルロース粉体、無機物粉体等の添加剤を、単独または2種以上の混合物として含有させることができる。これらの添加剤は、タイヤトレッド用ゴム組成物のゴム成分100質量部に対して、たとえば0.5〜5質量部の範囲内で配合することができる。   The rubber composition for a tire tread of the present invention may contain additives such as short fibers, resin powder, vegetable cellulose powder, inorganic powder and the like alone or as a mixture of two or more. These additives can be mix | blended within the range of 0.5-5 mass parts with respect to 100 mass parts of rubber components of the rubber composition for tire treads, for example.

本発明で製造されるタイヤトレッド用ゴム組成物には、ゴム成分100質量部に対してシリカをたとえば60質量部以下の範囲内で配合することができる。ここでシリカは、好ましくは窒素吸着比表面積150〜200m2/g程度の沈降シリカが通常使用できる。窒素吸着比表面積が上記の範囲内である場合、タイヤトレッドの耐摩耗性と未加硫ゴムの加工性とを同時に満足できる。なおシリカを配合する場合には、カップリング剤をも併せて配合することが好ましい。カップリング剤の含有量は、空気入りタイヤの加工性を低下させない範囲内で適宜調整され得る。カップリング剤としてはたとえばアセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート等のアルミネート系カップリング剤、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリス(2−メトキシエトキシ)シラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、等のシラン系カップリング剤、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリデシルベンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルトリス(ジオクチルパイロホスフェート)チタネート、テトラ(2,2−ジアリルオキシメチル−1−ブチル)ビス(ジ−トリデシル)ホスファイトチタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)エチレンチタネート、イソプロピルトリオクタノイルチタネート等のチタン系カップリング剤、等を使用することができる。 In the rubber composition for a tire tread produced in the present invention, silica can be blended within a range of, for example, 60 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the rubber component. As the silica, a precipitated silica having a nitrogen adsorption specific surface area of about 150 to 200 m 2 / g can usually be used. When the nitrogen adsorption specific surface area is within the above range, the wear resistance of the tire tread and the processability of the unvulcanized rubber can be satisfied at the same time. In addition, when mix | blending a silica, it is preferable to mix | blend a coupling agent together. The content of the coupling agent can be appropriately adjusted within a range that does not deteriorate the workability of the pneumatic tire. Examples of coupling agents include aluminate coupling agents such as acetoalkoxyaluminum diisopropylate, vinyltrichlorosilane, vinyltris (2-methoxyethoxy) silane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, and γ-methacryloxypropyltri Silane coupling agents such as methoxysilane, isopropyl triisostearoyl titanate, isopropyl tridecylbenzenesulfonyl titanate, isopropyl tris (dioctylpyrophosphate) titanate, tetra (2,2-diallyloxymethyl-1-butyl) bis (di -Titanium couplings such as tridecyl) phosphite titanate, bis (dioctylpyrophosphate) ethylene titanate, isopropyl trioctanoyl titanate Agents, etc. can be used.

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物には、酸化亜鉛、ステアリン酸、老化防止剤、ワックス、粘着剤、無機充填剤、可塑剤等の配合剤を適宜、含有させることができる。   The rubber composition for a tire tread of the present invention can appropriately contain compounding agents such as zinc oxide, stearic acid, anti-aging agent, wax, pressure-sensitive adhesive, inorganic filler, and plasticizer.

老化防止剤としては、アミン系、フェノール系、イミダゾール系の化合物の他、カルバミン酸金属塩、ワックスなどを使用することができる。また粘着剤として、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂、テルペンフェノール系樹脂、フェノール系樹脂、クマロンインデン系樹脂、石油系樹脂などの粘着剤を使用することができる。   As the antioxidant, amine-based, phenol-based, and imidazole-based compounds, carbamic acid metal salts, waxes, and the like can be used. As the adhesive, adhesives such as rosin resin, terpene resin, terpene phenol resin, phenol resin, coumarone indene resin, petroleum resin and the like can be used.

可塑剤としては、DMP(フタル酸ジメチル)、DEP(フタル酸ジエチル)、DBP(フタル酸ジブチル)、DHP(フタル酸ジヘプチル)、DOP(フタル酸ジオクチル)、DINP(フタル酸ジイソノニル)、DIDP(フタル酸ジイソデシル)、BBP(フタル酸ブチルベンジル)、DLP(フタル酸ジラウリル)、DCHP(フタル酸ジシクロヘキシル)、無水ヒドロフタル酸エステル、TCP(リン酸トリクレジル)、TEP(トリエチルホスフェート)、TBP(トリブチルホスフェート)、TOP(トリオクチルホスフェート)、TCEP(リン酸トリ(クロロエチル))、TDCPP(トリスジクロロプロピルホスフェート)、TBXP(リン酸トシブトキシエチル)、TCPP(トリス(β−クロロプロピル)ホスフェート)、TPP(トリフェニルホスフェート)、オクチルジフェニルホスフェート、リン酸(トリスイソプロピルフェニル)、DOA(ジオクチルアジペート)、DINA(アジピン酸ジイソノニル)、DIDA(アジピン酸ジイソデシル)、D610A(アジピン酸ジアルキル610)、BXA(ジブチルジグリコールアジペート)、DOZ(アゼライン酸ジ−2−エチルヘキシル)、DBS(セバシン酸ジブチル)、DOS(セバシン酸ジオクチル)、クエン酸アセチルトリエチル、クエン酸アセチルトリブチル、DBM(マレイン酸ジブチル)、DOM(マレイン酸−2−エチルヘキシル)、DBF(フマル酸ジブチル)などを使用することができる。   As plasticizers, DMP (dimethyl phthalate), DEP (diethyl phthalate), DBP (dibutyl phthalate), DHP (diheptyl phthalate), DOP (dioctyl phthalate), DINP (diisononyl phthalate), DIDP (phthalate) Diisodecyl acid), BBP (butylbenzyl phthalate), DLP (dilauryl phthalate), DCHP (dicyclohexyl phthalate), hydrophthalic anhydride ester, TCP (tricresyl phosphate), TEP (triethyl phosphate), TBP (tributyl phosphate), TOP (trioctyl phosphate), TCEP (tri (chloroethyl phosphate)), TDCPP (tris dichloropropyl phosphate), TBXP (tosibutoxyethyl phosphate), TCPP (tris (β-chloropropyl) phosphate) G), TPP (triphenyl phosphate), octyl diphenyl phosphate, phosphoric acid (trisisopropylphenyl), DOA (dioctyl adipate), DINA (diisononyl adipate), DIDA (diisodecyl adipate), D610A (dialkyl adipate 610), BXA (dibutyl diglycol adipate), DOZ (di-2-ethylhexyl azelate), DBS (dibutyl sebacate), DOS (dioctyl sebacate), acetyl triethyl citrate, acetyl tributyl citrate, DBM (dibutyl maleate), DOM (2-ethylhexyl maleate), DBF (dibutyl fumarate), or the like can be used.

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、乗用車用、バス用、トラック用等の空気入りタイヤに対して好適に用いられ得る。図1は、本発明が適用される空気入りタイヤの右半分を示す断面図である。図1において、空気入りタイヤTは、一対のビード部1と、一対のサイドウォール部2と、両サイドウォール部に連なるトレッド部3とを有し、一対のビード部1内に埋設したビードコア4相互間にわたるカーカス5と、カーカス5の外周でトレッド部3を強化するベルト6とを備える。カーカス5は、一対のビードコア4相互間にわたり延びるカーカス本体部と、ビードコア4の周りをタイヤ半径方向内側から外側に向け巻上げた折返し部5aとを有する。カーカス5は、スチールコードまたはアラミドのような超高強度有機繊維コードのようラジアル配列コードをゴム被覆したプライからなる。本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、上記のような基本構造を有する空気入りタイヤのトレッド部3に好適に使用される。   The rubber composition for tire treads of the present invention can be suitably used for pneumatic tires for passenger cars, buses, trucks and the like. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the right half of a pneumatic tire to which the present invention is applied. In FIG. 1, a pneumatic tire T has a pair of bead portions 1, a pair of sidewall portions 2, and a tread portion 3 that is continuous with both sidewall portions, and a bead core 4 embedded in the pair of bead portions 1. A carcass 5 extending between each other and a belt 6 that reinforces the tread portion 3 on the outer periphery of the carcass 5 are provided. The carcass 5 has a carcass main body portion extending between the pair of bead cores 4 and a turn-up portion 5a wound around the bead core 4 from the inner side to the outer side in the tire radial direction. The carcass 5 is composed of a ply in which a radial arrangement cord such as a steel cord or an ultrahigh strength organic fiber cord such as aramid is covered with rubber. The rubber composition for a tire tread of the present invention is suitably used for the tread portion 3 of the pneumatic tire having the basic structure as described above.

[実施例]
以下、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
[Example]
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated in detail, this invention is not limited to these.

表1に示す成分のうち、硫黄および加硫促進剤以外の成分をBP型バンバリーにて150℃排出で3分間ベース練りした後、硫黄および加硫促進剤を加えて、オープンロールで約5分間混練した。得られたゴム組成物でシートを作製し、所定のモールドを用い、170℃において12分間加硫して加硫シートを得た。   Among the components shown in Table 1, components other than sulfur and vulcanization accelerator were kneaded for 3 minutes at 150 ° C. in a BP-type banbury, added with sulfur and vulcanization accelerator, and about 5 minutes in an open roll. Kneaded. A sheet was prepared from the obtained rubber composition and vulcanized at 170 ° C. for 12 minutes using a predetermined mold to obtain a vulcanized sheet.

(1) 粘弾性評価
上記で得られた加硫シートを測定サンプルとし、岩本製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用いて、初期歪み10%を与え、100℃で2%の動的歪みを与えたときのtanδ(損失正接)を測定した。tanδは大きい程物性に優れる。結果を表1に示す。
(1) Viscoelasticity evaluation The vulcanized sheet obtained above was used as a measurement sample, and an initial strain of 10% was given using a viscoelasticity spectrometer manufactured by Iwamoto Seisakusho, and a dynamic strain of 2% was given at 100 ° C. Tan δ (loss tangent) was measured. The larger tan δ, the better the physical properties. The results are shown in Table 1.

(2) T95
表1に示す成分のうち、硫黄および加硫促進剤以外の成分をBP型バンバリーにて150℃排出で3分間ベース練りした後、硫黄および加硫促進剤を加えて、オープンロールで混練した時の、ゴム成分の加硫度が95%に達するまでの時間を測定した。結果を表1に示す。
(2) T95
Among the components shown in Table 1, when components other than sulfur and a vulcanization accelerator are kneaded with a BP type Banbury at 150 ° C. for 3 minutes and then added with sulfur and a vulcanization accelerator, they are kneaded with an open roll. The time until the vulcanization degree of the rubber component reached 95% was measured. The results are shown in Table 1.

(3) グリップ性能
上記で得られた加硫シートをタイヤに貼り合わせて11X7.10−5サイズのカートタイヤを作製した。カートに上記のカートタイヤを装着し、官能評価にてグリップ性能を評価した。結果は、比較例1を3点とし、下記の基準で3点満点で表わした。結果を表1に示す。
(グリップ評価および耐摩耗性評価の基準)
3:良好である。
2:中庸である。
1:悪い。
(3) Grip performance The vulcanized sheet obtained above was bonded to a tire to produce an 11X 7.10-5 size cart tire. The cart tire was mounted on the cart, and the grip performance was evaluated by sensory evaluation. The results were expressed as 3 points on the basis of the following criteria, with Comparative Example 1 as 3 points. The results are shown in Table 1.
(Grip evaluation and wear resistance evaluation criteria)
3: Good.
2: Moderate.
1: Bad.

Figure 2008138140
Figure 2008138140

注1:SBRは、旭化成工業社製「タフデン4350」(スチレンブタジエンゴム:結合スチレン量39%)である。
注2:カーボン粒子(A)は、三菱化学社製のカーボンブラック「ダイヤブラックA」(N110)である。
注3:酸性カーボン粒子(B)は、三菱化学社製のカーボンブラック「ダイヤブラック♯2400B」(pH=2.5、窒素吸着比表面積:320)である。
注4:カーボン粒子(C)は、三菱化学社製のカーボンブラック「ダイヤブラック♯2300B」(pH=8.0、窒素吸着比表面積:320)である。
注5:メタクリル酸は、日本触媒社製「メタクリル酸(MMA)」である。
注6:窒素化合物は、四国化成社製、キュアゾール「1,2DMZ」である。
注7:オイルは、ジャパンエナジー社製「プロセスX−260」である。
注8:ステアリン酸は、日本油脂社製ステアリン酸である。
注9:老化防止剤6Cは、フレキシス社製「サントフレックス13」である。
注10:老化防止剤224は、フレキシス社製「ノクラック224」である。
注11:亜鉛華は、三井金属工業社製「酸化亜鉛2種」である。
注12:硫黄は、鶴見化学社製「粉末硫黄」である。
注13:加硫促進剤は、大内新興化学社製「ノクセラーNS」である。
Note 1: SBR is “Toughden 4350” (styrene butadiene rubber: bound styrene content 39%) manufactured by Asahi Kasei Corporation.
Note 2: Carbon particles (A) are carbon black “Dia Black A” (N110) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation.
Note 3: The acidic carbon particles (B) are carbon black “Dia Black # 2400B” (pH = 2.5, nitrogen adsorption specific surface area: 320) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation.
Note 4: Carbon particles (C) are carbon black “Dia Black # 2300B” (pH = 8.0, nitrogen adsorption specific surface area: 320) manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation.
Note 5: Methacrylic acid is “Methacrylic acid (MMA)” manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.
Note 6: The nitrogen compound is Curesol “1,2DMZ” manufactured by Shikoku Chemicals.
Note 7: Oil is “Process X-260” manufactured by Japan Energy.
Note 8: Stearic acid is stearic acid manufactured by NOF Corporation.
Note 9: Anti-aging agent 6C is “Sant Flex 13” manufactured by Flexis.
Note 10: Anti-aging agent 224 is “NOCRACK 224” manufactured by Flexis.
Note 11: Zinc flower is "Zinc oxide 2 types" manufactured by Mitsui Kinzoku Kogyo.
Note 12: Sulfur is “powder sulfur” manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd.
Note 13: The vulcanization accelerator is “Noxeller NS” manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.

まず、比較例1と比較例2とを比べると、メタクリル酸のような酸性成分の配合によってグリップ性能の向上効果は得られるが、同時に加硫阻害も生じたことが分かる。一方、メタクリル酸を配合した比較例1、メタクリル酸を配合していない比較例2、pH=8.0のカーボン粒子およびメタクリル酸を配合した比較例3,4と比べ、酸性カーボン成分を配合した実施例1,2においては、T95の値、およびグリップ性能の評価結果がいずれも良好であった。すなわち、酸性カーボン粒子を含有する本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物を用いた場合、製造時におけるゴム成分の加硫阻害を生じさせることなく空気入りタイヤのグリップ性能を顕著に向上させることができることが分かる。   First, when Comparative Example 1 and Comparative Example 2 are compared, it can be seen that the effect of improving grip performance can be obtained by blending an acidic component such as methacrylic acid, but at the same time, vulcanization inhibition has occurred. On the other hand, compared with Comparative Example 1 in which methacrylic acid was blended, Comparative Example 2 in which methacrylic acid was not blended, and Comparative Examples 3 and 4 in which carbon particles of pH = 8.0 and methacrylic acid were blended, an acidic carbon component was blended. In Examples 1 and 2, the value of T95 and the evaluation results of grip performance were both good. That is, when the tire tread rubber composition of the present invention containing acidic carbon particles is used, the grip performance of the pneumatic tire can be remarkably improved without causing vulcanization inhibition of the rubber component during production. I understand.

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明によれば、酸性カーボン粒子を含有するタイヤトレッド用ゴム組成物を用いることにより、長期にわたってグリップ性能および耐摩耗性が維持できる空気入りタイヤの提供が可能となる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the pneumatic tire which can maintain grip performance and abrasion resistance over a long period of time by using the rubber composition for tire treads containing acidic carbon particles.

本発明が適用される空気入りタイヤの右半分を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the right half of the pneumatic tire with which this invention is applied.

符号の説明Explanation of symbols

1 ビード部、2 サイドウォール部、3 トレッド部、4 ビードコア、5 カーカス、5a 折返し部、6 ベルト。   1 bead part, 2 side wall part, 3 tread part, 4 bead core, 5 carcass, 5a folded part, 6 belt.

Claims (5)

ゴム成分とカーボンブラックとを少なくとも含有するタイヤトレッド用ゴム組成物であって、
前記カーボンブラックを構成するカーボン粒子のうち一部が酸性カーボン粒子であり、
前記酸性カーボン粒子は、粒子中に酸性基を有することによってpHが4.0以下とされた粒子であり、
前記酸性カーボン粒子の含有量は、前記ゴム成分の100質量部に対して5〜50質量部の範囲内であり、
前記カーボンブラックのうち前記酸性カーボン粒子の占める割合が3〜30質量%の範囲内である、タイヤトレッド用ゴム組成物。
A rubber composition for a tire tread containing at least a rubber component and carbon black,
Some of the carbon particles constituting the carbon black are acidic carbon particles,
The acidic carbon particles are particles having a pH of 4.0 or less by having acidic groups in the particles,
The content of the acidic carbon particles is in the range of 5 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component,
A rubber composition for a tire tread, wherein the proportion of the acidic carbon particles in the carbon black is in the range of 3 to 30% by mass.
前記酸性基が、水酸基、カルボキシル基、フェニル基、フェノール性水酸基、キノニル基から選択される1種以上である、請求項1に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。   The rubber composition for a tire tread according to claim 1, wherein the acidic group is at least one selected from a hydroxyl group, a carboxyl group, a phenyl group, a phenolic hydroxyl group, and a quinonyl group. 前記酸性カーボン粒子に含まれる酸性基の量が、1〜50μモル/m2の範囲内である、請求項1または2に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。 The rubber composition for a tire tread according to claim 1 or 2, wherein an amount of acidic groups contained in the acidic carbon particles is within a range of 1 to 50 µmol / m 2 . 80℃〜120℃の範囲内におけるtanδ(損失正接)が、0.2〜0.6の範囲内である、請求項1〜3のいずれかに記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。   The rubber composition for a tire tread according to any one of claims 1 to 3, wherein tan δ (loss tangent) within a range of 80 ° C to 120 ° C is within a range of 0.2 to 0.6. 請求項1〜4のいずれかに記載のタイヤトレッド用ゴム組成物をトレッド部に用いた空気入りタイヤ。   The pneumatic tire which used the rubber composition for tire treads in any one of Claims 1-4 for the tread part.
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