JP3391868B2 - Tread rubber composition for lightweight tires - Google Patents
Tread rubber composition for lightweight tiresInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、軽量化タイヤ用トレッ
ドゴム組成物に関し、より詳細には改良された加工性を
有し、特にトラック・バス用ラジアルタイヤの薄肉化さ
れたトレッドに好適に使用され、優れた耐摩耗性、高速
耐久性並びに耐ティア性を発揮し得るゴム組成物に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tread rubber composition for a lightweight tire, and more particularly, it has improved workability, and is particularly suitable for a thinned tread of a radial tire for trucks and buses. The present invention relates to a rubber composition which is used and can exhibit excellent wear resistance, high speed durability and tear resistance.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、モータリゼーションの進展に伴い
自動車自体の省資源・省エネルギー化技術の開発とこれ
に基づく輸送コストの低減は社会的な要請であり、自動
車部品としてのタイヤの軽量化もこの目的を達成する一
つの方策として重要視されている。走行中のタイヤは摩
耗してトレッドが薄くなり、ゴムの変形量が少なくなる
と転がり抵抗が小さくなる。このことからも解るよう
に、例えばトレッドを積極的に薄くして、タイヤを軽量
化し転がり抵抗の小さいタイヤをつくれば、燃費の減少
に寄与し得るからである。また、重量規制のある車種で
は、タイヤが軽くなっただけ積載重量が増やせるので、
輸送コストの低減が図れる。更に、排ガス規制に対して
は、エンジン負荷を減小させる手段となしうるなど、タ
イヤの軽量化には数々のメリットがある。2. Description of the Related Art In recent years, with the progress of motorization, it is a social demand to develop resource-saving and energy-saving technologies for automobiles themselves and to reduce transportation costs based on them, and to reduce the weight of tires as automobile parts. Is regarded as one of the important measures to achieve. When a tire is running, the tread becomes thin and the rolling resistance decreases when the amount of rubber deformation decreases. As can be seen from this, for example, if the tread is positively thinned to make the tire lighter and the rolling resistance is small, it is possible to contribute to the reduction of fuel consumption. Also, in vehicle models with weight restrictions, the lighter the tires, the more the load can be increased, so
The transportation cost can be reduced. Furthermore, there are many merits in reducing the weight of tires, such as being a means for reducing the engine load for exhaust gas regulations.
【0003】トレッドの厚みを薄くすることはタイヤの
軽量化にとって最も有力な手段であるが、その際、従来
タイヤのトレッドゴム組成物をそのまま用いたのではタ
イヤの摩耗寿命が低下してしまう。例えば、従来より良
路を走行するトラック・バス用タイヤのトレッドには、
一般に天然ゴムまたは天然ゴムと比較的少量のシスポリ
ブタジエンよりなるゴム成分100重量部当たり比較的
粒子径の小さいSAFまたはISAFカーボンブラック
を40〜50重量部配合してなるゴム組成物が使用され
ているが、この種のタイヤトレッドの厚みを薄くして軽
量化タイヤを構成すると、ヒステリシスロスの基因であ
るゴム分の量が減少するだけ転がり抵抗は小さくなる
が、摩耗寿命が短くなって実用に耐えない。Thinning the tread is the most effective means for reducing the weight of the tire, but at that time, if the tread rubber composition of the conventional tire is used as it is, the wear life of the tire is shortened. For example, in the tread of truck / bus tires that run on good roads,
Generally, a rubber composition containing 40 to 50 parts by weight of SAF or ISAF carbon black having a relatively small particle size is used per 100 parts by weight of a rubber component composed of natural rubber or a relatively small amount of cis polybutadiene. However, if this type of tire tread is made thinner to make a lightweight tire, the rolling resistance will decrease as the amount of rubber, which is the cause of hysteresis loss, decreases, but the wear life will be shortened and it will be practically used. Absent.
【0004】そこで、軽量化タイヤ用のトレッドゴム組
成物としては必然的に耐摩耗重視配合が使用されること
になる。ところで、耐摩耗性を重視したタイヤ用途の分
野では、天然ゴムに対するシスポリプタジエンのブレン
ド比率を高めて25〜40重量%となし、かつSAFや
ISAFカーボンブラックの配合量を50重量部以上に
増量したゴム組成物を使用すると、耐摩耗性が著しく向
上することはよく知られている。しかしながら、このよ
うにシスポリブタジエンを多量に含有させ、カーボンブ
ラックを増量したゴム組成物は、上記の良路用配合に比
べると、加工性が劣る上に、ヒステリシスロスに基づく
発熱が大きく、また耐ティア性が大幅に悪化するいう欠
点が指摘されていた。かかる欠点のうち発熱性について
は、タイヤの軽量化に当たりトレッドを薄くすることで
対処し得るが、加工性と耐ティア性に劣るという問題点
まで解消することはできない。以上の通り、ゴム分が天
然ゴムまたは天然ゴムとシスポリブタジエンのブレンド
よりなり、加工性が良好で、軽量化タイヤ用トレッドと
して充分な特性を発揮し得るゴム組成物はまだ得られて
いない。Therefore, as a tread rubber composition for a lightweight tire, a wear-oriented composition is inevitably used. By the way, in the field of tire applications where wear resistance is emphasized, the blending ratio of cispolyptadiene to natural rubber is increased to 25 to 40% by weight, and the compounding amount of SAF or ISAF carbon black is set to 50 parts by weight or more. It is well known that the use of increased amounts of rubber composition significantly improves the wear resistance. However, the rubber composition containing a large amount of cis-polybutadiene and increasing the amount of carbon black as described above is inferior in processability as compared with the above-mentioned formulation for good road use, and generates a large amount of heat due to hysteresis loss, and has a high resistance to heat. It has been pointed out that there is a drawback that the tieredness is greatly deteriorated. Regarding the heat generation property of the drawbacks, it is possible to deal with the weight reduction of the tire by thinning the tread, but it is not possible to solve the problem of poor workability and tear resistance. As described above, a rubber composition having a rubber content of natural rubber or a blend of natural rubber and cis-polybutadiene, having good processability and capable of exhibiting sufficient characteristics as a tread for a lightweight tire has not yet been obtained.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる実情
に鑑みなされたものであって、その目的とするところは
タイヤの軽量化のためトレッド厚みを薄肉化した場合に
も、一般タイヤに劣らぬ耐摩耗性と高速耐久性及び耐テ
ィア性が確保され、かつ良好な加工性を有する軽量化タ
イヤ用トレッドゴム組成物を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to be inferior to general tires even when the tread thickness is reduced to reduce the weight of the tire. Another object of the present invention is to provide a lightweight tread rubber composition for tires, which has excellent wear resistance, high-speed durability, and tear resistance, and has good processability.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の目
的を達成するため鋭意研究を重ねた結果、イソプレン系
ゴムにブレンドするポリブタジエンとして特定なミクロ
及びマクロ構造を有するトランスポリブタジエンを使用
すると共に、これと特定範囲のセチルトリメチルアンモ
ニウムブロマイド吸着比表面積(CTAB)を有するカ
ーボンブラックを組み合わせてゴム組成物を構成するこ
とにより、所期の目的が達成されることを見出だし本発
明を完成するに至った。すなわち、本発明は、天然ゴム
または天然ゴムと合成ポリイソプレンとのブレンドゴム
50〜85重量部と、トランス1,4結合を60%以上
含有し、重量平均分子量(Mw)が15×104 〜35
×104 の範囲にあり重量平均分子量(Mw)と数平均
分子量(Mn)との比で示される分子量分布(Mw/M
n)が1.5〜3.0の範囲にあるトランスポリブタジ
エン15〜50重量部よりなるゴム分100重量部に対
し、セチルトリメチルアンモニウムブロマイド吸着比表
面積(CTAB)が135〜160 m2 /gの範囲にある
カーボンブラックを45〜65重量部配合してなること
を特徴とする軽量化タイヤ用トレッドゴム組成物をその
要旨とするものである。DISCLOSURE OF THE INVENTION As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have used transpolybutadiene having a specific micro and macro structure as polybutadiene to be blended with isoprene rubber. At the same time, the inventors have found that the desired object can be achieved by combining this with carbon black having a specific range of cetyltrimethylammonium bromide adsorption specific surface area (CTAB) to achieve the intended purpose, thus completing the present invention. Came to. That is, the present invention contains 50 to 85 parts by weight of natural rubber or a blend rubber of natural rubber and synthetic polyisoprene, and 60% or more of trans 1,4 bond, and has a weight average molecular weight (Mw) of 15 × 10 4 to. 35
The molecular weight distribution (Mw / M) represented by the ratio of the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) in the range of × 10 4.
n) is in the range of 1.5 to 3.0, with respect to 100 parts by weight of a rubber component consisting of 15 to 50 parts by weight of trans polybutadiene, a cetyltrimethylammonium bromide adsorption specific surface area (CTAB) of 135 to 160 m 2 / g. The gist is a tread rubber composition for a lightweight tire, which comprises 45 to 65 parts by weight of carbon black in the range.
【0007】本発明において使用するトランスポリブタ
ジエンとしては、トランス結合を60%以上、好ましく
は65〜90%の範囲で含有したものが好適である。か
かるトランスポリブタジエンは、粘度の温度依存性が大
きく、高温になれば粘度が急激に低下し、また変形の速
度が大きくなれば見掛け粘度が低下する特有の性質を備
えるので、天然ゴムに比較的多量にブレンドした場合に
も、シスポリブタジエンをブレンドした場合に比べ、混
合、押出し、ロール加工性等が著しく良好である。ま
た、この種のトランスポリブタジエンは天然ゴムに似た
伸長結晶性を有するので、シスポリブタジエンを含有す
る加硫ゴムに比べると、破壊特性が改善されて耐リブテ
ィア性、耐チッピ性が向上する。The trans polybutadiene used in the present invention preferably contains trans bonds in an amount of 60% or more, preferably 65 to 90%. Such trans-polybutadiene has a large temperature dependence of viscosity, and has a characteristic that the viscosity sharply decreases at high temperatures, and the apparent viscosity decreases as the deformation speed increases, so that a relatively large amount of natural rubber is included in natural rubber. Also in the case of blending with, the mixing, extrusion, roll processability, etc. are remarkably better than those with cis-polybutadiene. Further, since this type of trans polybutadiene has elongation crystallinity similar to that of natural rubber, the fracture characteristics are improved and the rib tear resistance and the chipping resistance are improved as compared with the vulcanized rubber containing cis polybutadiene.
【0008】トランス1.4結合が60%以下になる
と、伸長結晶性が乏しくなって破壊特性が低下する。M
wが15×104 未満では、引張強度、引裂強度などの
耐破壊特性が低下して早期摩耗や偏摩耗或いはリブティ
アが生じ易くなると共に、ヒステリシスロスが大きくな
って発熱温度が上昇し高速耐久性が低下する。Mwが3
5×104 より大きくなると、カーボンブラックやポリ
マーの分散性、ゴムの纏まりと柔らかさ、ロール巻き付
き性、表面肌等で評価される加工性が低下する。また、
分子量分布が1.5未満になると、コールドフローが生
じ易くて貯蔵安定性に欠けるばかりでなく、上記のごと
き加工性が低下し、3.0以上では低分子量領域の含有
率が増加してヒステリシスロスが大きくなり発熱温度が
上昇すると共に、耐破壊特性が低下して耐摩耗性が低下
するので好ましくない。したがって本発明においては、
ポリマーの分子構造が下記の範囲で示されるトランスポ
リブタジエンを使用する。
トランス1.4結合の含有率 > 60%
15×104 < Mw < 35×104
1.5 < Mw/Mn < 3.0When the transformer 1.4 bond is 60% or less, the elongation crystallinity becomes poor and the fracture characteristics deteriorate. M
When w is less than 15 × 10 4 , the fracture resistance such as tensile strength and tear strength deteriorates, and early wear, uneven wear, or rib tears easily occur, and the hysteresis loss increases and the heat generation temperature increases, resulting in high-speed durability. Is reduced. Mw is 3
If it is larger than 5 × 10 4, the dispersibility of carbon black or polymer, the cohesion and softness of rubber, the roll winding property, and the workability evaluated by the surface texture and the like deteriorate. Also,
If the molecular weight distribution is less than 1.5, not only cold flow tends to occur, resulting in poor storage stability, but also the processability as described above decreases, and if 3.0 or more, the content in the low molecular weight region increases and hysteresis occurs. It is not preferable because the loss becomes large, the heat generation temperature rises, the fracture resistance deteriorates, and the wear resistance decreases. Therefore, in the present invention,
The trans polybutadiene whose molecular structure of the polymer is shown below is used. Content of trans 1.4 bond> 60% 15 × 10 4 <Mw <35 × 10 4 1.5 <Mw / Mn <3.0
【0009】かかるトランスポリブタジエンとブレンド
するゴム成分としては通常天然ゴムが好ましく使用され
るが、場合によりこの天然ゴムに所定量の合成ポリイソ
プレンをブレンドすることも可能である。トランスポリ
ブタジエンのブレンド比率は上記のイソプレン系ゴム成
分85〜50重量部当たり15〜50重量部が適当であ
る。ブレンド比率が15重量部未満では耐摩耗性向上効
果が乏しく、また、50重量部を越えて大きくなると加
工性が悪くなり、高速耐久性と耐ティア性が低下するの
で好ましくない。Natural rubber is usually preferably used as the rubber component to be blended with the trans polybutadiene, but it is also possible to blend a predetermined amount of synthetic polyisoprene with the natural rubber in some cases. A suitable blending ratio of trans polybutadiene is 15 to 50 parts by weight per 85 to 50 parts by weight of the above isoprene-based rubber component. If the blend ratio is less than 15 parts by weight, the effect of improving wear resistance is poor, and if it exceeds 50 parts by weight, the workability becomes poor and the high-speed durability and tear resistance are deteriorated.
【0010】本発明においては、上記のごとき特定なゴ
ム成分に、従来より更に粒子径の小さい(CTABの大
きい)カーボンブラックを組み合わせて、軽量化タイヤ
用トレッドの耐摩耗性向上を図ろうとするものであり、
そのコロイダル特性と配合量の範囲は、つぎのような理
由により定めたものである。即ち、CTABが135m
2 /g以下の場合は耐摩耗性向上効果に乏しく、155 m
2 /g以上では加工性が悪化して、配合ゴムの発熱温度が
上昇し、耐ティア性も低下してしまうのでCTABは1
35〜155 m2 /gの範囲のものを使用する。また、本
発明においてはカーボンブラックのCTABが大きくな
るので、カーボンブラックの分散性と関係するDBPを
110cm3 /100g 以上とし、かつ、混合、押出し等の加
工工程でのストラクチャーの破壊を少なくし、高次のス
トラクチャーを保持して耐摩耗性を良くするため、DB
Pに対する24M4 DBPの比(24M4 DBP/DBP)
が0.85以上であるカーボンブラックを使用するのが
好ましい。カーボンブラックの配合量が45重量部未満
の場合は耐摩耗効果が劣り、65重量部を越えると加工
性が悪化すると同時に、発熱が高くなって高速耐久性が
低下し、かつリブティアやブロックティアが生じ易くな
るので配合量は45〜65重量部の範囲とする。In the present invention, carbon black having a smaller particle diameter (larger CTAB) than that of the conventional rubber component is combined with the above-mentioned specific rubber component to improve the wear resistance of the tread for a lightweight tire. And
The colloidal characteristics and the range of the compounding amount are determined for the following reasons. That is, CTAB is 135m
If it is less than 2 / g, the effect of improving wear resistance is poor and 155 m
When it is 2 / g or more, the workability deteriorates, the heat generation temperature of the compounded rubber rises, and the tear resistance also decreases, so CTAB is 1
The one in the range of 35 to 155 m 2 / g is used. Further, since the CTAB of the carbon black becomes large in the present invention, the DBP associated with dispersibility of carbon black and 110 cm 3/100 g or more, and mixing, the structure of the destruction in the processing steps of extruding such reduced, In order to maintain high-order structure and improve wear resistance, DB
Ratio of 24M4 DBP to P (24M4 DBP / DBP)
It is preferable to use carbon black having a ratio of 0.85 or more. If the blending amount of carbon black is less than 45 parts by weight, the abrasion resistance effect will be poor, and if it exceeds 65 parts by weight, workability will be deteriorated, and at the same time, heat generation will be high and high-speed durability will be deteriorated, and rib tear and block tear will be reduced. Since it is likely to occur, the compounding amount is in the range of 45 to 65 parts by weight.
【0011】なお、本発明においては、上記成分の他に
通常用いられている配合剤、例えば加硫剤、加硫促進
剤、加硫促進助剤、老化防止剤、プロセス油、その他の
加工助剤等が適宜添加されることはいうまでもない。In the present invention, in addition to the above-mentioned components, commonly used compounding agents such as vulcanizing agents, vulcanization accelerators, vulcanization accelerating aids, antioxidants, process oils, and other processing aids. It goes without saying that agents and the like are added as appropriate.
【0012】[0012]
【作用】本発明においては、天然ゴム等のイソプレン系
ゴムにポリブタジエンをブレンドしてなる耐摩耗性配合
において、従来使用してきたシスポリブタジエンに替え
て、特定な分子構造を有するトランスポリブタジエンを
使用したので比較的多量にブレンドした場合にも良好な
ロール加工性や押出加工性が得られる。また、かかるト
ランスポリブタジエンは天然ゴムに似た伸長結晶性を有
するので、加硫ゴムの耐ティア性が向上する。更に本発
明においては、上記のゴム成分にSAFよりも粒子径の
小さいカーボンブラックを組み合わせてトレッドゴム組
成物を構成したので、タイヤ軽量化のためトレッドを薄
くした場合にも、一般タイヤに劣らぬ摩耗寿命が達せら
れる。In the present invention, transpolybutadiene having a specific molecular structure is used in place of the conventionally used cis-polybutadiene in the wear-resistant composition prepared by blending polybutadiene with isoprene-based rubber such as natural rubber. Good roll processability and extrusion processability can be obtained even when blended in a relatively large amount. Further, since such trans polybutadiene has stretch crystallinity similar to natural rubber, the tear resistance of the vulcanized rubber is improved. Further, in the present invention, the above rubber component is combined with carbon black having a smaller particle size than SAF to form a tread rubber composition, so that even if the tread is thinned to reduce the weight of the tire, it is not inferior to a general tire. Wear life is reached.
【0013】[0013]
【実施例】次ぎに実施例及び比較例を挙げて本発明を更
に詳細に説明する。表1に使用したポリブタジエン(B
R)の種類とその特性を示す。EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. The polybutadiene used in Table 1 (B
The type of R) and its characteristics are shown.
【表1】
表1におけるシス含量とトランス含量は赤外分光光度計
により測定された。また、重量平均分子量(Mw)と分
子量分布(Mw/Mn)はTHFを展開溶媒としてゲル
パーミエーションクロマトグラフィーにより測定された
値である。[Table 1] The cis and trans contents in Table 1 were measured by an infrared spectrophotometer. The weight average molecular weight (Mw) and the molecular weight distribution (Mw / Mn) are values measured by gel permeation chromatography using THF as a developing solvent.
【0014】表2に使用したカーボンブラックの種類と
コロイダル特性値を示す。Table 2 shows the types of carbon black used and the colloidal characteristic values.
【表2】
表2に示すカーボンブラックのセチルトリメチルアンモ
ニウムブロマイド吸着比表面積(CTAB)はASTM
D3765 に、ジブチルフタレート吸油量(DBP)と
よう素吸着比表面積(IA)はJIS K6221に、圧縮
ジブチルフタレート吸油量(24M4 DBP)はASTM
D3493、窒素吸着比表面積(N2 SA)はASTM
D3037にそれぞれ準拠して測定された値である。[Table 2] The cetyltrimethylammonium bromide adsorption specific surface area (CTAB) of carbon black shown in Table 2 is ASTM
D3765, dibutyl phthalate oil absorption (DBP) and iodine adsorption specific surface area (IA) are JIS K6221, compressed dibutyl phthalate oil absorption (24M4 DBP) is ASTM
D3493, nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) is ASTM
The values are measured according to D3037.
【0015】表3は、各トレッドゴム組成物に共通な配
合剤組成を示したものである。Table 3 shows the compounding agent composition common to each tread rubber composition.
【表3】 [Table 3]
【0016】この配合剤組成表中のゴム分とカーボンブ
ラックに、それぞれ表4及び表5に示す天然ゴム/BR
ブレンド比率並びにカーボンブラックの各部を適用し、
得られるゴム組成物をトレッドゴムとするタイヤサイズ
1000 R 20 14PR の一般ないし軽量化ラジアルタイヤを
常法により作成して、各ゴム組成物の加工性とタイヤの
性能を下記の方法により評価した。
加工性: 各ゴム組成物をバンバリーミキサーにより混
練した際の排出ゴムの纏りや柔らかさ、ロール巻き付き
性及びゴム肌から総合的に評価し、A(極めて良好)、
B(良好)、C(やや劣る)、D(悪い)、E(極めて
悪い)の5段階で表示したものである。
耐ティア性: 上記タイヤを装着した車を乗り上げ試験
用縁石に対し10回乗り上げテストを繰り返した後、ト
レッド表面に受けたティアの数と個々の傷の大きさ(長
さ×深さ)の積(面積和)を求め、次式で換算して相対
比較したものであり、数値が大きいほど良好である。
耐ティア性=(A/B)×100
(但し、式中Aは比較例1のタイヤの面積和であり、B
は被試験タイヤの面積和である。)
耐摩耗性: 高速道路を10万km走行させた後、リヤ装
着タイヤのトレッド溝の摩耗ミリ当たり走行距離を求
め、比較例1の一般タイヤの値を100として指数表示
したもので、数値の大きい方が良好である。
高速耐久性: FMVSS 119 に規定する高速耐久試
験条件(ステップスピード)にてドラム走行させ、所定
時間完走して安全基準条件をクリアした後、引き続き同
条件にて走行させ、故障するまでの時間を下記の5段階
にランク付けし、比較例1の一般タイヤの該当するラン
クを標準レベルとして相対表示したものである。
◎;1ランク上、○;0.5 ランク上、△;標準レベル、
×;0.5 ランク下、××;1ランク下
結果は表4及び表5に纏めて示す。表中「実−」は実施
例、「比−」は比較例を示している。The natural rubber / BR shown in Tables 4 and 5 are added to the rubber component and carbon black in the composition table of the compounding agent, respectively.
Apply the blend ratio and each part of carbon black,
Tire size using the obtained rubber composition as a tread rubber
A general or lightweight radial tire of 1000 R 20 14PR was prepared by a conventional method, and the processability of each rubber composition and the performance of the tire were evaluated by the following methods. Workability: Comprehensively evaluated from the collective and softness of discharged rubber when kneading each rubber composition with a Banbury mixer, roll wrapping property and rubber skin, A (very good),
It is displayed in five stages of B (good), C (somewhat inferior), D (bad), and E (extremely bad). Tear resistance: The product of the number of tiers received on the tread surface and the size of each scratch (length x depth) after the vehicle equipped with the above tires was ridden on the curb for testing 10 times and the test was repeated. (Sum of area) was calculated, converted by the following formula, and relative comparison was made. The larger the value, the better. Tier resistance = (A / B) × 100 (where A is the sum of the areas of the tires of Comparative Example 1 and B
Is the sum of the areas of the tested tires. ) Abrasion resistance: After traveling 100,000 km on a highway, the travel distance per wear millimeter of the tread groove of the rear mounted tire was obtained, and the value was expressed as an index with the value of the general tire of Comparative Example 1 as 100, The larger the better. High-speed endurance: After running the drum under the high-speed endurance test conditions (step speed) specified in FMVSS 119, completing the predetermined time and clearing the safety standard conditions, continue running under the same conditions, and the time until failure occurs. The following five ranks are ranked, and the corresponding rank of the general tire of Comparative Example 1 is relatively displayed as a standard level. ◎: 1 rank up, ○: 0.5 rank up, △: Standard level,
×: 0.5 rank down, XX; 1 rank down The results are summarized in Tables 4 and 5. In the table, "actual-" indicates the example, and "ratio-" indicates the comparative example.
【0017】[0017]
【表4】 [Table 4]
【表5】 [Table 5]
【0018】なお、比較例1と2に示した一般タイヤの
トレッド有効接地面積を100とすると、以下に述べる
軽量化タイヤ(実施例1〜10並びに比較例3〜14の
タイヤを含む)の有効接地面積比は95であり、また、
一般タイヤの溝デプス14.5mmに対しこれら軽量化タイヤ
の溝デプスはいずれも12mmに設定されている。これによ
り 1000 R 20 14PR のタイヤ一本当たり約6%の軽量化
が可能であった。When the tread effective ground contact area of the general tires shown in Comparative Examples 1 and 2 is 100, the weight saving tires described below (including the tires of Examples 1 to 10 and Comparative Examples 3 to 14) are effective. The ground contact area ratio is 95, and
The groove depth of these lightweight tires is set to 12 mm in comparison to the groove depth of 14.5 mm for general tires. As a result, it was possible to reduce the weight by about 6% per 1000 R 20 14PR tire.
【0019】表4及び表5から判るように、前記のごと
き本発明の構成要件を満足するゴム組成物よりなる軽量
化タイヤ(実施例1〜10)は、トランスポリブタジエ
ンを多量に含有するにも係わらず、シスポリブタジエン
を用いた場合(比較例3)に比べると、加工性と耐ティ
ア性が著しく改良され、かつ天然ゴム配合からなる一般
タイヤ(比較例1)と同等かそれ以上の耐摩耗性と高速
耐久性を備えている。As can be seen from Tables 4 and 5, the lightweight tires (Examples 1 to 10) made of the rubber composition satisfying the constitutional requirements of the present invention as described above contain a large amount of trans polybutadiene. Regardless, compared with the case of using cis polybutadiene (Comparative Example 3), the workability and tear resistance are remarkably improved, and the wear resistance is equal to or higher than that of a general tire composed of natural rubber (Comparative Example 1). And high speed durability.
【0020】更に詳細に説明すると、比較例1はトレッ
ドにSAFカーボンブラックを含有する天然ゴム組成物
を配した従来型の一般タイヤであり、これを特性評価用
のコントロールタイヤとした。比較例2は、比較例1の
トレッドゴムにシスポリブタジエン(BR−J)をブレ
ンドすると共に、SAFを粒子径の更に小さい(CTA
Bの大きい)カーボンブラックで置換し、かつ増量して
なるゴム組成物を使用したものである。この場合、耐摩
耗性は改良されるが、加工性が悪くなる上に耐ティア性
と高速耐久性が著しく低下してしまう。また、かかるゴ
ム組成物を用いてトレッドの肉厚を薄くし軽量化タイヤ
を構成すると、比較例3に示すように、高速耐久性は3
ランク向上するが、シスポリブタジエンに基因する加工
性の悪さと耐ティア性の低さは改良されない。Explaining in more detail, Comparative Example 1 is a conventional general tire in which a natural rubber composition containing SAF carbon black is arranged in a tread, which was used as a control tire for characteristic evaluation. In Comparative Example 2, cis-polybutadiene (BR-J) was blended with the tread rubber of Comparative Example 1, and SAF was added to have a smaller particle size (CTA).
A rubber composition obtained by substituting carbon black (having a large B) and increasing the amount thereof is used. In this case, the wear resistance is improved, but the workability is deteriorated, and the tear resistance and the high speed durability are significantly lowered. Further, when a tire having a thin tread and a lightweight tire is formed by using such a rubber composition, as shown in Comparative Example 3, high-speed durability is 3
Although the rank is improved, poor processability and low tear resistance due to cis-polybutadiene are not improved.
【0021】比較例4はBR成分のトランス含量が低す
ぎるために、耐ティア性が改良できない。比較例5はM
wが小さいので耐ティア性、耐摩耗性、高速耐久性の全
てにおいてタイヤ性能が低下する。また、比較例6のよ
うにMwが35×104 を越えて大きくなると、加工性
とティア性の改良効果がなくなる。比較例7のようにM
w/Mnが1.5以下と分子量分布がシャープな場合
も、同様に加工性とティア性に改良効果がみられない。
比較例8はMw/Mnが3.0より大きいので加工性は
良好であるが、比較例1の一般タイヤに比して耐摩耗性
に劣り好ましくない。比較例9は加工性や耐ティア性、
高速耐久性に問題はないが、カーボンブラックのCTA
Bが小さいために、比較例1のカーボンブラック(SA
F)を増量して用いているにも拘らず、耐摩耗性が低
い。比較例10では、逆にCTABが大きすぎるので、
極めて加工性し難く、かつ耐ティア性と高速耐久性が悪
化する。In Comparative Example 4, the tear resistance cannot be improved because the trans content of the BR component is too low. Comparative Example 5 is M
Since w is small, tire performance deteriorates in all of tear resistance, wear resistance, and high-speed durability. Further, when Mw exceeds 35 × 10 4 and becomes large as in Comparative Example 6, the effect of improving workability and tearability is lost. M as in Comparative Example 7
Even when the w / Mn is 1.5 or less and the molecular weight distribution is sharp, the effect of improving the workability and tearing property is not similarly observed.
Comparative Example 8 has an Mw / Mn of more than 3.0 and therefore has good workability, but is inferior in wear resistance to the general tire of Comparative Example 1 and is not preferable. Comparative Example 9 has workability and tear resistance,
There is no problem in high speed durability, but carbon black CTA
Since B is small, carbon black of Comparative Example 1 (SA
Despite the increased use of F), wear resistance is low. On the contrary, in Comparative Example 10, since CTAB is too large,
It is extremely difficult to process, and the tear resistance and high-speed durability deteriorate.
【0022】比較例11は、本発明に係わるトランスポ
リブタジエン(BR−A)のブレンド比率が高すぎるた
め、加工性と高速耐久性並びに耐ティア性が劣る。また
比較例12のように、同ゴム(BR−A)のブレンド比
率が低くなると、耐摩耗性が低下するので好ましくな
い。一方、カーボンブラックのCTABが所定の範囲に
ある場合でも、比較例13のように、配合量が少ないと
耐摩耗性が向上せず、逆に多すぎると加工し難くなり、
タイヤの発熱温度が上昇して高速耐久性が低下し、かつ
リブティアやブロックティアが生じ易くなる(比較例1
4)。In Comparative Example 11, since the blending ratio of the trans polybutadiene (BR-A) according to the present invention is too high, the processability, the high speed durability and the tear resistance are poor. Further, when the blending ratio of the rubber (BR-A) is low as in Comparative Example 12, the abrasion resistance is reduced, which is not preferable. On the other hand, even when the CTAB of carbon black is within the predetermined range, as in Comparative Example 13, when the blending amount is small, the wear resistance is not improved, and when it is too large, it becomes difficult to process.
The heat generation temperature of the tire rises, high-speed durability deteriorates, and rib tears and block tears easily occur (Comparative Example 1).
4).
【0023】以上の結果からも判るように、本発明に係
わるトレッドゴム組成物の加工性並びにタイヤ性能のコ
ロイダル特性依存性はCTABについて顕著であるが、
表2に併記した他のコロイダル特性の範囲内では、それ
ほど大きな相関は認められなかった。また、軽量化タイ
ヤにおける上記溝デプスの設定値は、タイヤの安全性が
保証される限り適宜変更し得る設計的要因である。As can be seen from the above results, the processability of the tread rubber composition according to the present invention and the colloidal property dependence of tire performance are remarkable for CTAB.
Within the range of the other colloidal properties also shown in Table 2, no significant correlation was observed. Further, the set value of the groove depth in the lightweight tire is a design factor that can be appropriately changed as long as the safety of the tire is guaranteed.
【0024】[0024]
【発明の効果】以上の通り、本発明においては、天然ゴ
ム等イソプレン系ゴムに特定な分子構造を有するトラン
スポリブタジエンを比較的多量にブレンドし、かつ粒子
径の小さいカーボンブラックの所定量を配合してトレッ
ドゴム組成物を構成したので、シスポリブタジエンをブ
レンドする場合に比べ加工し易く、かつ、軽量化のため
トレッド厚みを薄肉化した場合にも、天然ゴム配合の一
般タイヤに劣らぬ耐摩耗性と高速耐久性及び耐ティア性
を備えた軽量化タイヤを得ることができる。As described above, in the present invention, a relatively large amount of trans-polybutadiene having a specific molecular structure is blended with isoprene-based rubber such as natural rubber, and a predetermined amount of carbon black having a small particle size is blended. Since the tread rubber composition was constructed by using the above, it is easier to process than the case of blending cis polybutadiene, and even when the tread thickness is thinned for weight reduction, it has wear resistance comparable to general tires with natural rubber. It is possible to obtain a lightweight tire having high-speed durability and tear resistance.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−242642(JP,A) 特開 平1−182332(JP,A) 特開 平3−190944(JP,A) 特開 平1−135847(JP,A) 特開 平2−24334(JP,A) 特開 平2−308834(JP,A) 特開 平3−149236(JP,A) 特開 昭61−16753(JP,A) 特開 昭61−168637(JP,A) 特表 平5−506870(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 7/00 C08L 9/00 C08K 3/04 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-1-242642 (JP, A) JP-A-1-182332 (JP, A) JP-A-3-190944 (JP, A) JP-A-1- 135847 (JP, A) JP 2-24334 (JP, A) JP 2-308834 (JP, A) JP 3-149236 (JP, A) JP 61-16753 (JP, A) JP-A-61-168637 (JP, A) Tokuhyo 5-506870 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) C08L 7/00 C08L 9/00 C08K 3/04
Claims (2)
レンとのブレンドゴム50〜85重量部と、トランス
1,4結合を60%以上含有し重量平均分子量(Mw)
が15×104 〜35×104 の範囲にあり、重量平均
分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比で示され
る分子量分布(Mw/Mn)が1.5〜3.0の範囲に
あるトランスポリブタジエン15〜50重量部よりなる
ゴム分100重量部に対し、セチルトリメチルアンモニ
ウムブロマイド吸着比表面積(CTAB)が135〜1
60 m2 /gの範囲にあるカーボンブラックを45〜65
重量部配合してなることを特徴とする軽量化タイヤ用ト
レッドゴム組成物。1. A weight average molecular weight (Mw) containing 50 to 85 parts by weight of a natural rubber or a blend rubber of a natural rubber and a synthetic polyisoprene and 60% or more of trans 1,4 bonds.
Is in the range of 15 × 10 4 to 35 × 10 4 , and the molecular weight distribution (Mw / Mn) represented by the ratio of the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) is 1.5 to 3.0. Cetyltrimethylammonium bromide adsorption specific surface area (CTAB) of 135 to 1 with respect to 100 parts by weight of a rubber content of 15 to 50 parts by weight of trans polybutadiene in the range.
45 to 65 carbon black in the range of 60 m 2 / g
A tread rubber composition for a lightweight tire, which is characterized by being mixed in parts by weight.
吸油量(DBP)が110cm3 /100g 以上であり、か
つ、ジブチルフタレート吸油量(DBP)に対する圧縮
ジブチルフタレート吸油量(24M4 DBP)の比(24M
4 DBP/DBP)が0.85以上である請求項1記載
の軽量化タイヤ用トレッドゴム組成物。Wherein is the dibutyl phthalate absorption of the carbon black (DBP) is 110 cm 3/100 g or more, and the ratio (24M dibutyl phthalate absorption (DBP) compressed dibutyl phthalate oil absorption for (24M4 DBP)
4. The tread rubber composition for a lightweight tire according to claim 1, having a 4 DBP / DBP) of 0.85 or more.
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