JP4011382B2

JP4011382B2 - Pneumatic tire

Info

Publication number: JP4011382B2
Application number: JP2002101155A
Authority: JP
Inventors: 武太田
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2002-04-03
Filing date: 2002-04-03
Publication date: 2007-11-21
Anticipated expiration: 2022-04-03
Also published as: JP2003291610A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気入りタイヤに関する。さらに詳しくは、低燃費性能を維持しながら、運動特性を向上し得る空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車の低燃費化に対する社会的要請が高まり、タイヤの転がり抵抗を低減させる技術開発が盛んに行なわれてきた。
【０００３】
一方、車両の操縦安定性や乗り心地を改善するために、タイヤの運動特性を向上させる技術もまた、種種知られている。
【０００４】
タイヤの転がり抵抗を低減するために、トレッドゴムを２層構造にし、キャップトレッドより低燃費の配合をベーストレッドに使用したキャップ／ベース２層トレッドを用いる技術が一般的にある。しかしながら、ベースゴムを使用する目的は、主としてタイヤの転がり抵抗を低減することで、車両の操縦安定性、乗り心地性などの運動特性に与える影響については、余り考慮されていない。
【０００５】
たとえば、特開平７−１０９３８４号公報には、ベーストレッド部に特定のジエン系ゴムならびにカーボンブラックを使用することにより、低燃費性能と加工性を改善しているが、タイヤの運動特性については、考慮されていない。
【０００６】
また、タイヤの運動特性を向上させるために、特開平１０−２９７２１４号公報には、ベースゴムの硬度を検討することにより、車両の操縦安定性を良好にすることが検討されているが、転がり抵抗の低減については、具体的な手法が明確でなく、不充分である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、転がり抵抗を増大させることなく、運動特性（操縦安定性、乗り心地性）を向上し得る空気入りタイヤを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために検討した結果、低シス成分含量の溶液重合ブタジエンゴム（ＢＲ）を使用した硬いベースゴムと、シリカを充分に充填させた柔らかいキャップトレッドを用いたキャップ／ベース２層構造からなるトレッドを、タイヤに使用することによって、前記課題を解決し、本発明に至った。
【０００９】
すなわち本発明は、キャップトレッド部およびベーストレッド部からなる２層構造のトレッドを有する空気入りタイヤであって、
（Ａ）前記ベーストレッド部が、ゴム成分のうち四塩化スズによるカップリング率が２５％以上であり、分子量分布Ｍｗ／Ｍｎが１．２〜３．０である溶液重合ブタジエンゴムを１０〜８０重量％配合し、７０℃における複素弾性率Ｅ^*が５．０〜８．０ＭＰａ、７０℃におけるｔａｎδが０．１２以下であるゴム組成物からなり、（Ｂ）前記キャップトレッド部が、ゴム成分１００重量部に対してシリカ４０重量部以上を配合し、アロマオイル２０重量部を配合し、７０℃における複素弾性率Ｅ^*が４．０〜６．０ＭＰａ、７０℃におけるｔａｎδが０．０８〜０．２０であるゴム組成物からなる空気入りタイヤに関する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の空気入りタイヤは、（Ａ）ベーストレッド部および（Ｂ）キャップトレッド部の２層構造を有するトレッドからなる。
【００１１】
ベーストレッド部（Ａ）におけるベースゴムのゴム成分については、ゴム成分中に、溶液重合ブタジエンゴム（ＢＲ）を１０〜８０重量％含有する。１０重量％未満では、配合の低発熱化という効果が小さく、また８０重量％をこえると、未加硫ゴムのゴム生地が悪くなり、また加工性が低下する。該溶液重合ＢＲは、前記ゴム成分中に２０〜７０重量％含有することが好ましく、３０〜６０重量％含有することがより好ましい。
【００１２】
前記溶液重合ＢＲの四塩化スズによるカップリング率は２５％以上である。カップリング率とは、反応活性末端にスズ−ブタジエニル結合を有する重合体の全重合体に対する割合のことをいう。
【００１３】
また、前記溶液重合ＢＲの分子量分布Ｍｗ／Ｍｎは１．２〜３．０である。分子量分布のＭｗは、重量平均分子量を表し、Ｍｎは数平均分子量を表す。
【００１４】
かかる溶液重合ＢＲは、たとえば、ｎ−ヘキサン、シクロヘキサン、テトラヒドロフランなどの有機溶媒とブタジエンとを混合し、たとえばアルキルリチウムなどのリチウム系の重合開始剤などを用いて、所望の重合温度、時間で重合させ、得られた重合体をカップリング剤を用いてカップリングさせる通常の方法によって、得ることができる。
【００１５】
該溶液重合ＢＲ以外のゴム成分としては、一般にタイヤで使用されるジエン系のゴムであればとくに限定されないが、加工性が良いことと低転がり抵抗を発現するためには、天然ゴム（ＮＲ）やイソプレンゴム（ＩＲ）やスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、およびこれらのブレンド物が好ましい。とくには天然ゴムが好ましい。
【００１６】
ベーストレッド部（Ａ）のゴム組成物（ベースゴム組成物）に配合する補強剤については、とくに限定されないが、低燃費性能を発現するためには、ヨウ素吸着量が３０〜１００ｍｇＩ₂のカーボンブラックを添加することができる。具体的にはＨＡＦ、またはＦＥＦクラスのカーボンブラックやシリカを配合することが好ましい。
【００１７】
ベースゴム組成物に前記カーボンブラックを配合する場合、カーボンブラックの配合量は、前記ゴム成分１００重量部に対して、３０〜７０重量部であることが好ましい。カーボンブラックの配合量が３０重量部未満ではカーボンブラックによる補強性が劣るゴムになる傾向があり、７０重量部をこえると、未加硫ゴムの粘度が高くなり、成形加工性が悪くなる傾向がある。
【００１８】
ベースゴム組成物には、そのほかに、一般にタイヤで使用される添加剤、たとえば、ワックス、老化防止剤、ステアリン酸、酸化亜鉛、アロマオイル、加硫剤、加硫促進剤などを適宜配合できる。
【００１９】
前記ベースゴム組成物の加硫後の粘弾性物性について、７０℃における複素弾性率Ｅ^*は、５．０〜８．０ＭＰａである。Ｅ^*が５．０以下では、タイヤの運動特性、とくにハンドリングの初期応答性が劣り、また８．０ＭＰａより大きいと、乗り心地性が低下する。より好ましくは５．２５〜７．７５ＭＰａ、さらに好ましくは５．５０〜７．５ＭＰａである。
【００２０】
また、前記ベースゴム組成物の加硫後の７０℃における損失係数ｔａｎδは、０．１２以下である。ｔａｎδは０．１２をこえると、タイヤの転がり抵抗低減の効果がなくなる。好ましくは０．１０以下、さらに好ましくは０．０８以下である。タイヤの耐久性やほかの性能に悪影響がない限り、ｔａｎδの値の下限はなく、小さい方が好ましい。
【００２１】
キャップトレッド部（Ｂ）におけるキャップゴム組成物のゴム成分については、乗用車用のトレッドとして転がり抵抗、グリップ性能、耐摩耗性の諸性能を維持できればとくに限定されない。たとえば、ＮＲ、ＩＲ、ＢＲ、ＳＢＲおよびこれらのブレンド物が好ましい。
【００２２】
前記キャップゴム組成物の補強剤として、キャップゴム組成物のゴム成分１００重量部に対してシリカを４０重量部以上充填することにより、転がり抵抗とグリップ性能が両立させられる。シリカの配合量が４０重量部未満では、とくにウェットグリップ性能が低下する。シリカは、５０重量部以上配合することが好ましい。シリカの充填量の上限はとくにないが、シリカおよびシリカ以外の補強剤の全量が１００重量部をこえると、未加硫ゴムの粘度が高くなり、ゴムの成形性、加工性が低下する。補強剤量の総和は、好ましくは９５重量部未満、より好ましくは９０重量部未満である。
【００２３】
前記キャップゴム組成物には、シリカと併用してシランカップリング剤を配合することができる。シランカップリング剤としては、タイヤに一般的に使用されるものであれば、とくに限定されず、たとえば、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド、トリエトキシシリルプロピルイソシアネート、ビニルトリエトキシシラン、ビニ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、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−（ポリエチレンアミノ）−プロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ’−ビニルベンジル−Ｎ−トリメトキシシリルプロピルエチレンジアミン塩などがあげられる。これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。これらのうちでは、カップリング剤添加効果とコストの両立の点から、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフイドなどが好ましい。
【００２４】
前記シランカップリング剤の配合量は、前記シリカの配合量の６〜１０重量％使用されることが好ましい。シランカップリング剤の配合量が６重量％未満では、シリカの分散が悪化したり、ゴムの耐摩耗性能が低下する傾向があり、１０重量％をこえると、カップリング剤を添加した割に効果が少なく、コスト高になる傾向がある。
【００２５】
シリカ以外の充填剤として、タイヤに一般的に使用されているカーボンブラック、クレー、炭酸カルシウムなどの無機充填剤を配合してもよい。
【００２６】
前記キャップゴム組成物にカーボンブラックを配合する場合、ヨウ素吸着量が８０〜２００ｍｇＩ₂のカーボンブラックを配合することが好ましい。具体的には、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦクラスのカーボンブラックを配合することが好ましい。
【００２７】
キャップゴム組成物に前記カーボンブラックを配合する場合、カーボンブラックの配合量は、前記キャップゴム組成物のゴム成分１００重量部に対して、３〜５０重量部であることが好ましい。カーボンブラックの配合量が３重量部未満ではゴム組成物のカーボンブラックによる補強性が劣る傾向があり、５０重量部をこえると、ゴム組成物の発熱特性が悪化し、転がり抵抗が高くなる傾向がある。
【００２８】
また、前記キャップゴムには、アロマオイルを前記ゴム成分１００重量部に対して、５〜３０重量部、さらには１０〜２０重量部配合することが好ましい。アロマオイルの配合量が５重量部未満では配合粘度が高くなり加工性が悪化する傾向があり、３０重量部をこえると、耐摩耗性が悪化する傾向がある。
【００２９】
前記キャップゴム組成物には、そのほかに、一般にタイヤで使用される添加剤、たとえば、ワックス、老化防止剤、ステアリン酸、酸化亜鉛、加硫剤、加硫促進剤などを適宜配合できる。
【００３０】
前記キャップゴム組成物の加硫後の粘弾性について、複素弾性率Ｅ^*は、４．０〜６．０ＭＰａである。Ｅ^*が４．０未満では、タイヤの操縦安定性およびゴムの耐摩耗性能が悪化し、また６．０をこえると乗り心地性が低下する。Ｅ^*は好ましくは４．２５〜５．７５、より好ましくは４．５０〜５．７０である。
【００３１】
また、前記キャップゴム組成物の加硫後の７０℃における損失係数ｔａｎδは、０．０８〜０．２０である。ｔａｎδが０．０８より小さいとグリップ性能が劣り、０．２０をこえると、転がり抵抗が高くなる。好ましくは０．０８〜０．１９、さらに好ましくは０．０９〜０．１８である。
【００３２】
本発明の空気入りタイヤは、通常の方法により製造される。すなわち、前記ベーストレッド部（Ａ）およびキャップトレッド部（Ｂ）のゴム組成物は、それぞれ通常のタイヤトレッドの加工方法、たとえば、ロール、バンバリーミキサー、ニーダーなどを用いて混練される。得られたゴム組成物を、ベーストレッド部およびキャップトレッド部からなる２層のトレッド部の形状に押し出し加工し、タイヤ成形機上で通常の方法により貼り合わせて未加硫タイヤを成形する。この未加硫タイヤを加硫機中で加硫してタイヤを得る。
【００３３】
本発明の空気入りタイヤのトレッドにおける、ベーストレッド部（Ａ）およびキャップトレッド部（Ｂ）の厚さの比は、１／９〜３／２であることが好ましい。厚さの比が１／９未満では、本発明のベーストレッドによる効果がみられない、すなわち操縦安定性が劣る傾向があり、３／２をこえると、タイヤトレッドが摩耗する際、早期にベーストレッドが露出し、タイヤのグリップ性能の低下が早くなる傾向がある。
【００３４】
また、本発明の空気入りタイヤのトレッドの厚さは、対象の車両およびタイヤの大きさにより異なるが、８〜１２ｍｍの厚さであることが好ましい。厚さが８ｍｍ未満では乗り心地性が悪化する傾向があり、１２ｍｍをこえると、タイヤトレッドの発熱が大きくなり、転がり抵抗が高くなる傾向がある。
【００３５】
本発明の空気入りタイヤは、前述の特性を有する、低シス成分含量の溶液重合ブタジエンゴム（ＢＲ）を使用した硬いベースゴムと、シリカを充分に充填させた柔らかいキャップトレッドを用いたキャップ／ベース２層構造からなるトレッドを使用することによって、転がり抵抗を増大させることなく、運動特性（操縦安定性、乗り心地性）を向上させたものである。
【００３６】
【実施例】
以下に、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、これらの実施例のみに限定されるものではない。なお、実施例および比較例で使用した原料を以下にまとめて示す。
【００３７】
ＮＲ：ＲＳＳ＃３グレード
ＳＢＲ１：住友化学（株）製のＳＢＲ１５０２（乳化重合ＳＢＲ）（スチレン量：２３．５重量％、ビニル量１８重量％、ガラス転移点：−５４℃）
ＳＢＲ２：日本ゼオン（株）製のＮＳ１１６Ｒ（溶液重合ＳＢＲ）（スチレン量：２０重量％、ビニル量６０重量％、ガラス転移点：−３３℃）
ＢＲ１：宇部興産（株）製のＢＲ１５０Ｂ（溶液重合ＢＲ）（Ｍｗ／Ｍｎ：３．３、高シス成分含量タイプ（シス成分含量：９６モル％））
ＢＲ２：日本ゼオン（株）製のＢＲ１２５０（溶液重合ＢＲ）（四塩化スズによるカップリング率：３０〜４０％、Ｍｗ／Ｍｎ：１．６〜１．７、低シス成分含量タイプ（シス成分含量：４５モル％））
カーボンブラック：
Ｎ２２０三菱化学（株）製（ヨウ素吸着量：１１８ｍｇＩ₂／ｇ）
Ｎ３５１三菱化学（株）製（ヨウ素吸着量：６８ｍｇＩ₂／ｇ）
シリカ：デグッサ社製のウルトラシルＶＮ３
シランカップリング剤：デグッサ社製のＳｉ−６９
アロマオイル：出光興産（株）製のＡＨ４０
老化防止剤６Ｃ：精工化学（株）製のオゾノン６Ｃ
ワックス：大内新興化学工業（株）製のサンノックワックス
ステアリン酸：日本油脂（株）製の桐
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛２種
硫黄：軽井沢硫黄（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：住友化学（株）製のソクシノールＤ
【００３８】
実施例および比較例１〜５
製造方法
＜ベーストレッドの製造方法＞
表１記載の原材料（ベース)を、通常のバンバリーミキサーを用いて約１５０℃で５〜１０分間混練した。得られた混練物に表１記載の加硫剤を加えて再度バンバリーミキサーを用いて９０℃で５〜７分間練りこみ、ゴム組成物を得た。得られたゴム組成物を加硫したのち、粘弾性試験を実施した。結果を表１に示す。
【００３９】
＜キャップトレッドの製造方法＞
表２記載の原材料（ベース１)を通常のバンバリーミキサーを用いて約１３０℃で５〜８分間混練した。つぎに、得られた混合物と表２記載の原材料（ベース２）をバンバリーミキサーで約１５０℃で３〜５分間混練した。得られた混練物に表２記載の加硫剤を加えてさらに約９０℃で５〜７分間練りこみ、ゴム組成物を得た。得られたゴム組成物を加硫したのち、粘弾性試験を実施した。結果を表２に示す。
【００４０】
つぎに、上記方法で得られた表１および２記載のベーストレッド用とキャップトレッド用のゴム組成物を、表３記載の組み合わせで２層のトレッドに押し出し、１７５／６５Ｒ１４８２ＳサイズのダンロップＳＰ１０のタイヤを常法により成形、加硫しタイヤを製造した。得られたタイヤは、トレッドの厚さが１０ｍｍ、トレッドにおけるベーストレッド部とキャップトレッド部の厚さの比が１／４であった。得られた実施例および比較例１〜５の各タイヤを用いて、転がり抵抗および運動特性の試験をそれぞれ実施した。試験結果を表３に示す。
【００４１】
＜試験方法＞
・粘弾性試験
上記方法にて作製したタイヤから、幅４ｍｍ、長さ４０ｍｍ、厚さ２ｍｍの試験片を切り出し、岩本製作所（株）製の粘弾性測定機にて物性（複素弾性率Ｅ^*および損失係数ｔａｎδ）を測定した。測定条件は、初期歪み１０％、動歪み２％、振動周波数１０Ｈｚ、および温度７０℃とした。
【００４２】
・転がり抵抗
（株）神戸製鋼所製の転がり抵抗試験機を用い、荷重３０Ｎ、タイヤの内圧２００ｋＰａ、速度８０ｋｍ／ｈの条件で走行させて、転がり抵抗を測定した。比較例１の測定値を１００（基準）として指数で示した。指数が大きいほど、転がり抵抗が小さく、低燃費性能が良好なことを示す。
【００４３】
・運動特性
作製した１７５／６５Ｒ１４サイズのタイヤを排気量１６００ｃｃの車両に取り付け住友ゴム工業（株）岡山テストコースにおいて、テストドライバーによる官能試験を実施した。とくに、ハンドリング応答性能と乗り心地性を比較例１の場合を６点（基準）として相対評価した。点数が高いほど性能が良好なことを示す。
【００４４】
複素弾性率が低いベーストレッド部を用いた比較例１では、ハンドリング応答性能が改善されなかった。
【００４５】
複素弾性率が高いベーストレッド部を用いた比較例２では、転がり抵抗が増大し、乗り心地性が低下した。
【００４６】
分子量分布Ｍｗ／Ｍｎが大きいＢＲをベーストレッド部に用いた比較例３では、転がり抵抗が増大した。
【００４７】
シリカの配合量が少ないキャップトレッド部を用いた比較例４では、ハンドリング応答性能が改善されなかった。
【００４８】
複素弾性率が高いキャップトレッド部を用いた比較例５では、乗り心地性が低下した。
【００４９】
特定の複素弾性率および分子量分布を示すベーストレッド部と、特定の複素弾性率を示し、充分にシリカを配合したキャップトレッド部とを組み合わせた実施例は、転がり抵抗を増大させることなく、ハンドリング応答性能を向上させた。
【００５０】
【表１】

【００５１】
【表２】

【００５２】
【表３】

【００５３】
【発明の効果】
本発明によれば、低シス成分含量の溶液重合ブタジエンゴム（ＢＲ）を使用した硬いベースゴムと、シリカを充分に充填させた柔らかいキャップトレッドを用いたキャップ／ベース２層構造からなるトレッドを使用することによって、転がり抵抗を増大させることなく、運動特性（操縦安定性、乗り心地性）を向上させた空気入りタイヤが得られる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pneumatic tire. More specifically, the present invention relates to a pneumatic tire that can improve exercise characteristics while maintaining low fuel consumption performance.
[0002]
[Prior art]
In recent years, social demands for reducing fuel consumption of automobiles have increased, and technology development for reducing rolling resistance of tires has been actively conducted.
[0003]
On the other hand, in order to improve the steering stability and riding comfort of the vehicle, various techniques for improving the tire motion characteristics are also known.
[0004]
In order to reduce the rolling resistance of a tire, there is a general technique using a cap / base two-layer tread in which a tread rubber is made into a two-layer structure and a fuel consumption is lower than that of the cap tread. However, the purpose of using the base rubber is mainly to reduce the rolling resistance of the tire, and the influence on the motion characteristics such as the handling stability and the riding comfort of the vehicle is not considered much.
[0005]
For example, in JP-A-7-109384, a specific diene rubber and carbon black are used for the base tread portion to improve fuel efficiency performance and processability. Not considered.
[0006]
In order to improve the motion characteristics of the tire, Japanese Patent Laid-Open No. 10-297214 discusses improving the steering stability of the vehicle by examining the hardness of the base rubber. For reducing the resistance, the specific method is not clear and insufficient.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a pneumatic tire capable of improving motion characteristics (steering stability, riding comfort) without increasing rolling resistance.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
As a result of studying to solve the above problems, a cap / base two-layer structure using a hard base rubber using a solution polymerized butadiene rubber (BR) having a low cis component content and a soft cap tread sufficiently filled with silica. By using a tread composed of the tire for a tire, the above-mentioned problems have been solved and the present invention has been achieved.
[0009]
That is, the present invention is a pneumatic tire having a tread having a two-layer structure including a cap tread portion and a base tread portion,
(A) The base tread portion is a solution-polymerized butadiene rubber having a coupling ratio of 25% or more of tin tetrachloride among rubber components and a molecular weight distribution Mw / Mn of 1.2 to 3.0. and wt% blend, complex elastic modulus E ^* is 5.0~8.0MPa at 70 ° C., tan [delta is the rubber composition is 0.12 or less at 70 ° C., the cap tread portion (B), the rubber component 40 parts by weight or more of silica is blended with 100 parts by weight, 20 parts by weight of aroma oil is blended, the complex elastic modulus E ^* at 70 ° C. is 4.0 to 6.0 MPa, and tan δ at 70 ° C. is 0.08 to The present invention relates to a pneumatic tire made of a rubber composition that is 0.20.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The pneumatic tire of the present invention comprises a tread having a two-layer structure of (A) a base tread portion and (B) a cap tread portion.
[0011]
About the rubber component of the base rubber in the base tread portion (A), 10-80% by weight of solution-polymerized butadiene rubber (BR) is contained in the rubber component. If it is less than 10% by weight, the effect of reducing the heat generation of the blending is small, and if it exceeds 80% by weight, the rubber fabric of unvulcanized rubber is deteriorated and the processability is lowered. The solution-polymerized BR is preferably contained in the rubber component in an amount of 20 to 70% by weight, more preferably 30 to 60% by weight.
[0012]
The coupling rate of the solution polymerization BR with tin tetrachloride is 25% or more. A coupling rate means the ratio with respect to all the polymers of the polymer which has a tin- butadienyl bond in the reaction active terminal.
[0013]
The molecular weight distribution Mw / Mn of the solution polymerization BR is 1.2 to 3.0. Mw of the molecular weight distribution represents a weight average molecular weight, and Mn represents a number average molecular weight.
[0014]
Such solution polymerization BR is performed by mixing an organic solvent such as n-hexane, cyclohexane, and tetrahydrofuran with butadiene, for example, and using a lithium-based polymerization initiator such as alkyl lithium at a desired polymerization temperature and time. And the obtained polymer can be obtained by a usual method of coupling using a coupling agent.
[0015]
The rubber component other than the solution-polymerized BR is not particularly limited as long as it is a diene rubber generally used in tires, but natural rubber (NR) is used in order to exhibit good processability and low rolling resistance. And isoprene rubber (IR), styrene butadiene rubber (SBR), and blends thereof are preferred. In particular, natural rubber is preferable.
[0016]
The reinforcing agent to be blended in the rubber composition (base rubber composition) of the base tread part (A) is not particularly limited, but carbon black having an iodine adsorption amount of 30 to 100 mg I ₂ in order to exhibit low fuel consumption performance. Can be added. Specifically, it is preferable to blend HAF or FEF class carbon black or silica.
[0017]
When the carbon black is blended in the base rubber composition, the blending amount of the carbon black is preferably 30 to 70 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component. When the blending amount of carbon black is less than 30 parts by weight, the rubber tends to be inferior in reinforcement with carbon black, and when it exceeds 70 parts by weight, the viscosity of the unvulcanized rubber tends to be high and the moldability tends to deteriorate. is there.
[0018]
In addition to the above, additives generally used in tires such as waxes, anti-aging agents, stearic acid, zinc oxide, aroma oil, vulcanizing agents, vulcanization accelerators and the like can be appropriately blended with the base rubber composition.
[0019]
Regarding the viscoelastic properties after vulcanization of the base rubber composition, the complex elastic modulus E ^{* at} 70 ° C. is 5.0 to 8.0 MPa. If E ^* is 5.0 or less, the tire motion characteristics, particularly the initial response of handling, are poor, and if it is greater than 8.0 MPa, the ride comfort is reduced. More preferably, it is 5.25-7.75 MPa, More preferably, it is 5.50-7.5 MPa.
[0020]
The loss coefficient tan δ at 70 ° C. after vulcanization of the base rubber composition is 0.12 or less. When tan δ exceeds 0.12, the effect of reducing the rolling resistance of the tire is lost. Preferably it is 0.10 or less, More preferably, it is 0.08 or less. As long as the durability and other performances of the tire are not adversely affected, there is no lower limit of the value of tan δ, and a smaller one is preferable.
[0021]
The rubber component of the cap rubber composition in the cap tread portion (B) is not particularly limited as long as the rolling tread, grip performance, and wear resistance can be maintained as a tread for a passenger car. For example, NR, IR, BR, SBR and blends thereof are preferred.
[0022]
By filling 40 parts by weight or more of silica with respect to 100 parts by weight of the rubber component of the cap rubber composition as a reinforcing agent for the cap rubber composition, both rolling resistance and grip performance can be achieved. When the amount of silica is less than 40 parts by weight, wet grip performance is particularly deteriorated. Silica is preferably blended in an amount of 50 parts by weight or more. There is no particular upper limit for the amount of silica to be filled, but if the total amount of silica and the reinforcing agent other than silica exceeds 100 parts by weight, the viscosity of the unvulcanized rubber increases, and the moldability and processability of the rubber deteriorate. The total amount of reinforcing agents is preferably less than 95 parts by weight, more preferably less than 90 parts by weight.
[0023]
A silane coupling agent can be blended with the cap rubber composition in combination with silica. The silane coupling agent is not particularly limited as long as it is generally used in tires. For example, bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (triethoxysilylpropyl) disulfide, triethoxy Silylpropyl isocyanate, vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane , Γ- (polyethyleneamino) -propyltrimethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, N′-vinylbenzyl-N-trimethoxysilylpropylethylenediamine salt Etc., and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide and the like are preferable from the viewpoint of both the effect of adding a coupling agent and the cost.
[0024]
The blending amount of the silane coupling agent is preferably 6 to 10% by weight of the blending amount of the silica. If the amount of the silane coupling agent is less than 6% by weight, the dispersion of silica tends to deteriorate or the wear resistance of the rubber tends to deteriorate. If the amount exceeds 10% by weight, it is effective for adding the coupling agent. There is little and there is a tendency for the cost to be high.
[0025]
As fillers other than silica, inorganic fillers such as carbon black, clay, and calcium carbonate generally used for tires may be blended.
[0026]
Case of blending carbon black into the cap rubber composition, it is preferred that the iodine adsorption amount compounding carbon black 80~200mgI _2. Specifically, it is preferable to blend SAF, ISAF, and HAF class carbon black.
[0027]
When the carbon black is blended in the cap rubber composition, the blending amount of the carbon black is preferably 3 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the rubber component of the cap rubber composition. If the blending amount of the carbon black is less than 3 parts by weight, the reinforcing property of the rubber composition by the carbon black tends to be inferior, and if it exceeds 50 parts by weight, the heat generation characteristics of the rubber composition deteriorate and the rolling resistance tends to increase. is there.
[0028]
The cap rubber preferably contains 5 to 30 parts by weight, more preferably 10 to 20 parts by weight, of aroma oil based on 100 parts by weight of the rubber component. If the blending amount of the aroma oil is less than 5 parts by weight, the blending viscosity tends to be high and the workability tends to deteriorate, and if it exceeds 30 parts by weight, the wear resistance tends to deteriorate.
[0029]
In addition to the cap rubber composition, additives generally used in tires, for example, wax, anti-aging agent, stearic acid, zinc oxide, vulcanizing agent, vulcanization accelerator and the like can be appropriately blended.
[0030]
With respect to the viscoelasticity of the cap rubber composition after vulcanization, the complex elastic modulus E ^* is 4.0 to 6.0 MPa. When E ^* is less than 4.0, the steering stability of the tire and the wear resistance of the rubber are deteriorated, and when it exceeds 6.0, the ride comfort is deteriorated. E ^* is preferably 4.25 to 5.75, more preferably 4.50 to 5.70.
[0031]
Further, the loss coefficient tan δ at 70 ° C. after vulcanization of the cap rubber composition is 0.08 to 0.20. When tan δ is less than 0.08, grip performance is inferior, and when it exceeds 0.20, rolling resistance increases. Preferably it is 0.08-0.19, More preferably, it is 0.09-0.18.
[0032]
The pneumatic tire of the present invention is manufactured by a usual method. That is, the rubber compositions of the base tread portion (A) and the cap tread portion (B) are kneaded using a normal tire tread processing method, for example, a roll, a Banbury mixer, a kneader or the like. The obtained rubber composition is extruded into the shape of a two-layered tread portion consisting of a base tread portion and a cap tread portion, and bonded together by a normal method on a tire molding machine to form an unvulcanized tire. This unvulcanized tire is vulcanized in a vulcanizer to obtain a tire.
[0033]
The ratio of the thickness of the base tread portion (A) and the cap tread portion (B) in the tread of the pneumatic tire of the present invention is preferably 1/9 to 3/2. When the thickness ratio is less than 1/9, the effect of the base tread of the present invention is not observed, that is, the steering stability tends to be inferior. The tread is exposed, and the tire grip performance tends to decrease quickly.
[0034]
Moreover, although the thickness of the tread of the pneumatic tire of the present invention varies depending on the size of the target vehicle and the tire, the thickness is preferably 8 to 12 mm. If the thickness is less than 8 mm, the ride comfort tends to deteriorate, and if it exceeds 12 mm, the tire tread tends to generate more heat and the rolling resistance tends to increase.
[0035]
The pneumatic tire of the present invention is a cap / base using a hard base rubber using a solution-polymerized butadiene rubber (BR) having a low cis component content and a soft cap tread sufficiently filled with silica. By using a tread having a two-layer structure, motion characteristics (maneuvering stability and riding comfort) are improved without increasing rolling resistance.
[0036]
【Example】
EXAMPLES The present invention will be specifically described below based on examples, but the present invention is not limited to only these examples. In addition, the raw material used by the Example and the comparative example is shown collectively below.
[0037]
NR: RSS # 3 grade SBR1: SBR1502 (emulsion polymerization SBR) manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. (styrene content: 23.5 wt%, vinyl content 18 wt%, glass transition point: −54 ° C.)
SBR2: NS116R (solution polymerization SBR) manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd. (styrene content: 20% by weight, vinyl content 60% by weight, glass transition point: −33 ° C.)
BR1: BR150B (solution polymerization BR) manufactured by Ube Industries, Ltd. (Mw / Mn: 3.3, high cis component content type (cis component content: 96 mol%))
BR2: BR1250 (solution polymerized BR) manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd. (coupling ratio with tin tetrachloride: 30 to 40%, Mw / Mn: 1.6 to 1.7, low cis component content type (cis component content) : 45 mol%))
Carbon black:
N220 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation (iodine adsorption amount: 118 mg I ₂ / g)
N351 manufactured by Mitsubishi Chemical Corp. (iodine adsorption: 68mgI ₂ / g)
Silica: Ultrasil VN3 manufactured by Degussa
Silane coupling agent: Si-69 manufactured by Degussa
Aroma oil: AH40 made by Idemitsu Kosan Co., Ltd.
Anti-aging agent 6C: Ozonon 6C manufactured by Seiko Chemical Co., Ltd.
Wax: Sannox wax manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd. Stearic acid: Tungsten zinc oxide manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd .: Zinc oxide manufactured by Mitsui Kinzoku Mining Co., Ltd. Powder sulfur vulcanization accelerator NS: Noxeller NS manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.
Vulcanization accelerator DPG: Soxinol D manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
[0038]
Examples and Comparative Examples 1-5
Manufacturing Method <Base Tread Manufacturing Method>
The raw materials (bases) listed in Table 1 were kneaded at about 150 ° C. for 5 to 10 minutes using an ordinary Banbury mixer. To the obtained kneaded product, the vulcanizing agent shown in Table 1 was added and kneaded again at 90 ° C. for 5 to 7 minutes using a Banbury mixer to obtain a rubber composition. After the obtained rubber composition was vulcanized, a viscoelasticity test was performed. The results are shown in Table 1.
[0039]
<Method for producing cap tread>
The raw materials shown in Table 2 (Base 1) were kneaded at about 130 ° C. for 5 to 8 minutes using a normal Banbury mixer. Next, the obtained mixture and the raw material (base 2) shown in Table 2 were kneaded at about 150 ° C. for 3 to 5 minutes with a Banbury mixer. The vulcanizing agent shown in Table 2 was added to the kneaded material obtained and further kneaded at about 90 ° C. for 5 to 7 minutes to obtain a rubber composition. After the obtained rubber composition was vulcanized, a viscoelasticity test was performed. The results are shown in Table 2.
[0040]
Next, the rubber composition for base tread and cap tread described in Tables 1 and 2 obtained by the above method is extruded into a two-layer tread in the combination described in Table 3, and 175 / 65R14 82S size Dunlop SP10 The tire was molded and vulcanized by a conventional method to produce a tire. The obtained tire had a tread thickness of 10 mm, and the ratio of the thickness of the base tread portion to the cap tread portion in the tread was 1/4. Using each of the tires obtained in Examples and Comparative Examples 1 to 5, tests for rolling resistance and motion characteristics were performed. The test results are shown in Table 3.
[0041]
<Test method>
Viscoelasticity test A test piece having a width of 4 mm, a length of 40 mm, and a thickness of 2 mm was cut out from the tire produced by the above method, and the physical properties (complex elastic modulus E ^* and Iwamoto Seisakusho Co., Ltd.) were used. Loss coefficient tan δ) was measured. The measurement conditions were initial strain 10%, dynamic strain 2%, vibration frequency 10 Hz, and temperature 70 ° C.
[0042]
Rolling resistance Using a rolling resistance tester manufactured by Kobe Steel, Ltd., the rolling resistance was measured while running under conditions of a load of 30 N, a tire internal pressure of 200 kPa, and a speed of 80 km / h. The measured value of Comparative Example 1 was shown as an index with 100 (reference). The larger the index, the lower the rolling resistance and the better the fuel efficiency.
[0043]
・ Motor characteristics A prepared 175 / 65R14 size tire was attached to a vehicle with a displacement of 1600 cc, and a sensory test was conducted by a test driver at Okayama Test Course, Sumitomo Rubber Industries, Ltd. In particular, the handling response performance and the ride comfort were evaluated relative to the case of Comparative Example 1 as 6 points (reference). The higher the score, the better the performance.
[0044]
In Comparative Example 1 using the base tread portion having a low complex elastic modulus, the handling response performance was not improved.
[0045]
In Comparative Example 2 using the base tread portion having a high complex elastic modulus, the rolling resistance increased and the riding comfort decreased.
[0046]
In Comparative Example 3 in which BR having a large molecular weight distribution Mw / Mn was used for the base tread portion, the rolling resistance increased.
[0047]
In Comparative Example 4 using a cap tread portion with a small amount of silica, handling response performance was not improved.
[0048]
In Comparative Example 5 using the cap tread portion having a high complex elastic modulus, the ride comfort was lowered.
[0049]
An embodiment in which a base tread portion exhibiting a specific complex elastic modulus and molecular weight distribution and a cap tread portion exhibiting a specific complex elastic modulus and sufficiently blended with silica are combined to increase handling resistance without increasing rolling resistance. Improved performance.
[0050]
[Table 1]

[0051]
[Table 2]

[0052]
[Table 3]

[0053]
【The invention's effect】
According to the present invention, a hard base rubber using a solution-polymerized butadiene rubber (BR) having a low cis component content and a tread having a cap / base two-layer structure using a soft cap tread sufficiently filled with silica are used. By doing so, a pneumatic tire with improved motion characteristics (steering stability, riding comfort) can be obtained without increasing rolling resistance.

Claims

A pneumatic tire having a tread having a two-layer structure including a cap tread portion and a base tread portion,
(A) The base tread portion is a solution-polymerized butadiene rubber having a coupling ratio of 25% or more of tin tetrachloride among rubber components and a molecular weight distribution Mw / Mn of 1.2 to 3.0. And a rubber composition containing 70% by weight of a complex elastic modulus E ^* of 5.0 to 8.0 MPa and tan δ of 70 ° C. of 0.12 or less. (B) The cap tread portion is a rubber component. 40 parts by weight or more of silica is blended with 100 parts by weight, 20 parts by weight of aroma oil is blended, the complex elastic modulus E ^* at 70 ° C. is 4.0 to 6.0 MPa, and tan δ at 70 ° C. is 0.08 to A pneumatic tire made of a rubber composition having a value of 0.20.