JP4028772B2

JP4028772B2 - Rubber composition

Info

Publication number: JP4028772B2
Application number: JP2002188280A
Authority: JP
Inventors: 昌次河野
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2002-06-27
Filing date: 2002-06-27
Publication date: 2007-12-26
Anticipated expiration: 2022-06-27
Also published as: JP2004027118A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴム組成物に関する。詳細には、耐摩耗性と低転がり抵抗を両立させたゴム組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤを使用する上で、経済性向上の目的から、タイヤの摩耗寿命は長い方が望ましい。また、燃費向上の目的から、タイヤの転がり抵抗は低い方が望ましい。
【０００３】
摩耗寿命向上のためには
▲１▼ハードカーボンを使用する
▲２▼カーボン量を多くする
▲３▼ポリブタジエンを多くする
▲４▼硫黄を多くする
▲５▼伸展油を少なくする
▲６▼補強剤をカーボン系にする
ことが好ましい。
【０００４】
一方、低転がり抵抗化のためには
▲１▼ソフトカーボンを使用する
▲２▼カーボン量を減少する
▲３▼天然ゴムを多くする
▲４▼硫黄を多くする
▲５▼伸展油を少なくする
▲６▼補強剤をシリカ系にする
ことが好ましい。
【０００５】
前記のとおり、耐摩耗性および低転がり特性を向上させるためには、補強剤の種類（▲６▼）、カーボンの種類（▲１▼）および量（▲２▼）などの補強剤系の面において、それぞれ相反性があり、両立は難しい。
【０００６】
さらに、ポリマー系（▲３▼）では、耐摩耗性向上のために、ブタジエンゴムを多く使用することが好ましいが、ゴム成分中に３０重量％以上使用すると悪路でのフレーキング性能が低下するため、とくに４０重量％以上は使用できない。
【０００７】
また、前記耐摩耗性および低転がり抵抗を向上させるために、伸展油を少なくする（▲５▼）、あるいは硫黄量を多くする（▲４▼）と、ゴム硬度が上昇してしまい、悪路での耐外傷性が低下する。
【０００８】
このように、耐摩耗性と低転がり抵抗化を両立させる手法は、未だない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記課題を解決するものであり、耐摩耗性を向上させ、かつ低転がり抵抗化を実現するゴム組成物を提供することを目的とする。
【００１０】
【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、カーボンブラックリッチの補強剤を含むジエン系ゴム組成物に、ポリスチレン−ビニルイソプレントリブロック共重合体を配合することにより、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明は、（ａ）ジエン系ゴムと（ｂ）補強剤とを含むゴム組成物において、補強剤（ｂ）が５５重量％以上の比率でカーボンブラックを含み、ジエン系ゴム（ａ）１００重量部に対して、（ｃ）ポリスチレン−ビニルイソプレントリブロック共重合体１４〜２８重量部および（ｄ）多価アルコールの脂肪酸エステル１〜６重量部を含有するゴム組成物に関する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明のゴム組成物は、（ａ）ジエン系ゴム、（ｂ）補強剤および（ｃ）ポリスチレン−ビニルイソプレントリブロック共重合体からなる。
【００１３】
ジエン系ゴム（ａ）としては、たとえば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）などがあげられる。これらを単独でまたは任意に組み合わせて用いてもよい。たとえば、ジエン系ゴム（ａ）中にＮＲを含有させると、転がり抵抗が低減される。
【００１４】
本発明のゴム組成物は、カーボンブラックおよび前記ポリスチレン−ビニルイソプレントリブロック共重合体を所定の範囲で配合することにより、耐摩耗性を向上させると同時に、転がり抵抗を低減することができたものである。
【００１５】
本発明のゴム組成物は、カーボンブラックの配合比率が高い（カーボンブラックリッチ）補強剤（ｂ）を使用することにより、耐摩耗性を向上し得る。
【００１６】
本発明のゴム組成物に配合される補強剤（ｂ）は、カーボンブラックおよびシリカからなり、かつカーボンブラックおよびシリカに占めるカーボンブラックの比率は、５５重量％以上を占める。前記カーボンブラックの比率は、６０重量％以上であることが好ましい。カーボンブラックおよびシリカに占めるカーボンブラックの比率が５５重量％より少ないと、シリカの配合量が増加するため、耐摩耗性が低下する。またシリカを使用する場合にシランカップリング剤を併用するが、シリカ配合量に比例してシランカップリング剤も増加するためコスト高となる。
【００１７】
本発明で使用されるカーボンブラックとしては、とくに限定されず、たとえばＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦなどがあげられる。
【００１８】
本発明で使用されるシリカとしては、とくに限定されず、たとえば乾式法シリカ（無水ケイ酸）、湿式法シリカ（含水ケイ酸）などがあげられる。
【００１９】
また、補強剤（ｂ）は、ジエン系ゴム（ａ）１００重量部に対して４０〜１２０重量部配合されることが好ましい。補強剤（ｂ）の配合量が４０重量部より少ないと、補強効果が充分でなく耐摩耗性が低下する傾向にある。また、１２０重量部をこえると、発熱が高くなり、転がり抵抗が増大する傾向にある。
【００２０】
本発明で使用されるポリスチレン−ビニルイソプレントリブロック共重合体（ｃ）は、スチレンからなる重合体ブロックとビニルイソプレンからなる重合体ブロックを含有する共重合体であり、スチレンからなるブロック（Ａ）とビニルイソプレンモノマーからなるブロック（Ｂ）とが、（Ａ−Ｂ）_n−Ａまたは（Ｂ−Ａ）_n−Ｂ（ｎは１以上の整数）の形で共重合体となったものである。
【００２１】
ポリスチレン−ビニルイソプレントリブロック共重合体（ｃ）は、数平均分子量が５，０００〜２５０，０００の範囲であることが好ましい。分子量が５，０００より小さいと、固形ゴムと混合して得られる加硫物において発熱性改善効果が得られない傾向があり、２５０，０００よりも大きいと固形ゴムとの相溶性が乏しくなり、加工性が低下する傾向がある。
【００２２】
ポリスチレン−ビニルイソプレントリブロック共重合体（ｃ）は、スチレンユニットの含有量が１０〜３０％の範囲であることが好ましい。含有量が１０％より低いと、固形ゴムと混合して得られる加硫物において湿潤路面でのグリップ性能が低下する傾向があり、３０％よりも高いと固形ゴムと混合して得られる加硫物の発熱性を悪化させる傾向がある。
【００２３】
かかるポリスチレン−ビニルイソプレントリブロック共重合体の好適な例としては、ハイブラー５１２５（ＶＳ−３、（株）クラレ製）があげられる。
【００２４】
ポリスチレン−ビニルイソプレントリブロック共重合体（ｃ）は、ジエン系ゴム（ａ）１００重量部に対して、１４〜２８重量部配合されてなる。好ましくは１６〜２５重量部である。ポリスチレン−ビニルイソプレントリブロック共重合体（ｃ）の配合量が１４重量部より少ないと、摩耗および転がり抵抗ともに顕著な改善が見られない。また、ポリスチレン−ビニルイソプレントリブロック共重合体の配合量が２８重量部をこえると、熱可塑性エラストマーとしての特性が出て、配合ゴムのクリープが過大となる。また、加硫ゴムの圧縮セットが大きくなり、トレッド部に使用した場合にパターンつぶれなどが発生する。
【００２５】
また、本発明のゴム組成物は、さらに（ｄ）多価アルコールの脂肪酸エステルを含有する。
【００２６】
多価アルコールの脂肪酸エステル（ｄ）としては、とくに限定されず、たとえば、旭電化工業（株）製の商品名アデカプルーバーシリーズ（Ｎ−３３、Ｎ−５５、Ｎ−８０、Ｈ−１５０、Ｈ−３３３、Ｈ−４２３、Ｈ−４５０）、三新化学工業（株）製の商品名サンエイドＰＡ−ＦＥなどがあげられる。なかでも、サンエイドＰＡ−ＦＥが、多価アルコールとしてポリペンタエリスリトールを使用しているため、分子量が非常に大きく、各種ポリマーと相溶性がよい点で、好ましい。
【００２７】
多価アルコールの脂肪酸エステル（ｄ）は、ジエン系ゴム（ａ）１００重量部に対して、１〜６重量部配合、好ましくは１〜５重量部である。多価アルコールの脂肪酸エステル（ｄ）の配合量が１重量部より少ないと、低発熱化の改善効果が不充分となる。また、多価アルコールの脂肪酸エステルの配合量が６重量部をこえると、配合ゴムに気泡が残り、試料作製ができない傾向がある。
【００２８】
なかでも、本発明のゴム組成物は、ジエン系ゴム（ａ）１００重量部に対して、補強剤（ｂ）、ポリスチレン−ビニルイソプレントリブロック共重合体（ｃ）１４〜２８重量部および多価アルコールの脂肪酸エステル（ｄ）１〜６重量部を含有することが好ましい。
【００２９】
従来、自動車のビートおよびその周辺部に用いるゴム組成物として、ポリスチレン−ビニルイソプレントリブロック共重合体を配合したゴム組成物が知られているが、本発明のように低転がり抵抗化を目的としてトレッドに使用するものではなく、そのためシリカを配合していない。
【００３０】
本発明のゴム組成物は、補強剤として５５重量％以上のカーボンブラックおよび前記ポリスチレン−ビニルイソプレントリブロック共重合体を所定の範囲で配合することにより、耐摩耗性を向上させると同時に、転がり抵抗を低減することができたものである。
【００３１】
本発明のゴム組成物には、前記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。
【００３２】
シランカップリング剤としては、たとえば、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフイド、ビス（トリエトキシシリルプロピル）ジスルフイド、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。
【００３３】
シランカップリング剤は、前記シリカの配合量の３〜２０重量％を配合することが好ましい。シランカップリング剤の配合量が３重量％未満であるとシリカとのカップリング量が少なくなり、練ゴムの粘度低下が不足し、加工が困難となる傾向があり、２０重量％をこえるとカップリング剤が高価格であり、経済的にみて使用できなくなる。
【００３４】
本発明のゴム組成物には、ジエン系ゴム（ａ）、補強剤（ｂ）、ポリスチレン−ビニルイソプレントリブロック共重合体（ｃ）、多価アルコールの脂肪酸エステル（ｄ）、シランカップリング剤のほかに、通常ゴム組成物として使用される配合剤、たとえば、ワックス、老化防止剤、ステアリン酸、酸化亜鉛、伸展油、加硫剤、加硫促進剤などを適宜配合することができる。
【００３５】
本発明のゴム組成物は、ジエン系ゴム（ａ）、補強剤（ｂ）、ポリスチレン−ビニルイソプレントリブロック共重合体（ｃ）、多価アルコールの脂肪酸エステル（ｄ）および必要に応じてそのほかの配合剤を、通常の加工装置、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りすることにより得られる。
【００３６】
このようにして得られた本発明のゴム組成物は、たとえば、タイヤトレッドに使用すると、耐摩耗性を向上させると同時に低発熱化を両立できるタイヤが得られる。また、２層トレッドゴム構造の下層部分に使用した場合、タイヤの寿命末期まで、良好な耐摩耗性を維持することができる。
【００３７】
【実施例】
つぎに、実施例および比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
【００３８】
実施例１〜６および比較例１〜２４
以下の各原料を用いた。
ＮＲ：ＲＳＳ＃３
ＩＲ：日本ゼオン（株）製のＩＲ２２００
ＳＢＲ：住友化学工業（株）製のＳＢＲ１５００
ＢＲ：宇部興産（株）製のＢＲ１５０Ｂ
シリカ：日本シリカ（株）製のニプシルＶＮ３
カーボンブラックＩＳＡＦ：三菱化学（株）製のＮ２２０
シランカップリング剤：デグサ製のＳｉ６９
ワックス：大内新興化学工業（株）製のサンノックＮ
老化防止剤６Ｃ：大内新興化学工業（株）製のノクラック６Ｃ
ステアリン酸：日本油脂（株）製のステアリン酸
酸化亜鉛：東邦亜鉛（株）製の亜鉛華
芳香族伸展油：出光興産（株）製のＡＨ−１６
ポリスチレン−ビニルイソプレントリブロック共重合体：
（株）クラレ製のハイブラー５１２５（ＶＳ−３）（スチレンユニット含有量：２０％、ｔａｎδピーク温度：−３℃、ガラス転移温度Ｔｇ：−１７℃、溶液粘度（３０重量％トルエン溶液、３０℃）：７１０ｃＰｓ）
多価アルコールの脂肪酸エステル：三新化学工業（株）製のサンエイドＰＡ−ＦＥ（ポリペンタエリスリトールステアリン酸ハーフエステル、酸価：２以下、軟化点：５５℃以上、みかけ比重：１．９２ｍｌ／ｇ）
硫黄：鶴見化学工業（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ＣＺ：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＣＺ−Ｇ
加硫促進剤ＤＰＧ：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＤ
【００３９】
（加工方法）
表１および表２の配合割合にしたがい、硫黄および加硫促進剤以外の成分をバンバリー型インターナルミキサーを用いて１６０℃で３．５分間混合し、得られたマスターバッチに硫黄および加硫促進剤をオープンロール上で添加し、８０〜９０℃で３分間混練りしてゴム組成物を得た。ついで、得られたゴム組成物を、１７０℃で１５分間加硫した。
【００４０】
得られた加硫したゴム組成物を使用して、以下に示す各特性の評価試験を行なった。
【００４１】
（耐摩耗性）
（株）岩本製作所製のランボーン式摩耗試験機により、表面回転速度５０ｍ／分、負荷荷重２．５ｋｇｆ、落砂量１６．０ｇ／分、スリップ率４０％の条件で、加硫した各ゴム組成物の摩耗減量を測定した。この測定値の逆数を求め、比較例１を表１の基準値（１００）とした指数で示し、同様に比較例１１を表２の基準値とした指数で示した。この指数値が大きいほど耐摩耗性が優れている。
【００４２】
（フレクソ温度）
上島製作所製のフレクソメータにより静荷重２５ｋｇｆ、動荷重６０ｋｇｆ、試験周波数２０Ｈｚ、試験開始温度３５℃の条件で、加硫したゴム組成物の２５分後の温度を測定した。ゴム組成物が発熱するのは、加えられたエネルギーの一部がゴム組成物の内部にて消費され、このエネルギーが温度上昇の形で放出されるためである。温度の上昇が低いことは、加えられたエネルギーの内部摩擦によるロスが少ないことを示し、低転がり抵抗を示す。
【００４３】
（クリープ量）
上島製作所製のフレクソメータにより静荷重２５ｋｇｆ、動荷重６０ｋｇｆ、試験周波数２０Ｈｚ、試験開始温度３５℃の条件で、加硫したゴム組成物の２５分後のクリープ量を測定した。試験片の測定開始時の高さに対して２５分後の高さを測定し、低くなった高さを元の試験片の高さで割った量を％で表示した。数値が大きい方が、クリープ量が大きい。
試験片寸法：直径３０ｍｍ、高さ２５．４ｍｍの円柱状
【００４４】
結果を表１および表２に示す。
【００４５】
表１において、ポリスチレン−ビニルイソプレントリブロック共重合体および多価アルコールを特定量配合した実施例１〜３では、ポリスチレン−ビニルイソプレントリブロック共重合体および多価アルコールを配合しなかった比較例１と比べて、耐摩耗性が向上し、フレクソ温度によると低転がり抵抗も向上した。実施例４〜６も同様に比較例１１と比べて、耐摩耗性が向上し、低転がり抵抗も向上した。
【００４６】
一方、多価アルコールの脂肪酸エステルのみ配合した比較例２〜４、１２〜１４では、耐摩耗性が向上せず、低転がり抵抗化も向上しなかった。
【００４７】
また、ポリスチレン−ビニルイソプレントリブロック共重合体を２８重量部をこえて配合した比較例９、１０、２０〜２４では、クリープ量が高く、パターンつぶれの発生などが懸念され、実用化できない。
【００４８】
【表１】

【００４９】
【表２】

【００５０】
【発明の効果】
本発明のゴム組成物をタイヤのトレッドゴムに採用した場合、耐摩耗性を向上させると同時に低転がり抵抗化を両立できる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rubber composition. Specifically, the present invention relates to a rubber composition that achieves both wear resistance and low rolling resistance.
[0002]
[Prior art]
When a tire is used, it is desirable that the tire has a long wear life for the purpose of improving economy. For the purpose of improving fuel efficiency, it is desirable that the rolling resistance of the tire is low.
[0003]
(1) Use hard carbon (2) Increase carbon content (3) Increase polybutadiene (4) Increase sulfur (5) Reduce extension oil (6) Reinforcing agent Is preferably made of carbon.
[0004]
On the other hand, to reduce rolling resistance, (1) use soft carbon, (2) reduce carbon content, (3) increase natural rubber, (4) increase sulfur, (5) reduce extension oil, and reduce 6) It is preferable that the reinforcing agent is made of silica.
[0005]
As described above, in order to improve wear resistance and low rolling characteristics, the surface of the reinforcing agent system such as the type of reinforcing agent (6), the type of carbon (1) and the amount (2) However, there are reciprocity in each and it is difficult to achieve both.
[0006]
Furthermore, in the polymer system ((3)), it is preferable to use a large amount of butadiene rubber in order to improve the wear resistance. However, if it is used in an amount of 30% by weight or more in the rubber component, the flaking performance on a rough road is lowered. Therefore, 40% by weight or more cannot be used.
[0007]
Further, in order to improve the wear resistance and low rolling resistance, if the extension oil is decreased ((5)) or the sulfur amount is increased ((4)), the rubber hardness increases, and a rough road. The trauma resistance at is reduced.
[0008]
Thus, there is still no method for achieving both wear resistance and low rolling resistance.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention solves the above-described problems, and an object thereof is to provide a rubber composition that improves wear resistance and realizes low rolling resistance.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
As a result of studies to solve the above problems, the present invention has been completed by blending a polystyrene-vinylisoprene triblock copolymer with a diene rubber composition containing a carbon black-rich reinforcing agent.
[0011]
That is, the present invention provides a rubber composition containing (a) a diene rubber and (b) a reinforcing agent, wherein the reinforcing agent (b) contains carbon black in a ratio of 55% by weight or more, and the diene rubber (a) The present invention relates to a rubber composition containing (c) 14 to 28 parts by weight of a polystyrene-vinylisoprene triblock copolymer and (d) 1 to 6 parts by weight of a fatty acid ester of a polyhydric alcohol with respect to 100 parts by weight.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The rubber composition of the present invention comprises (a) a diene rubber, (b) a reinforcing agent, and (c) a polystyrene-vinylisoprene triblock copolymer.
[0013]
Examples of the diene rubber (a) include natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), styrene-butadiene rubber (SBR), and the like. You may use these individually or in arbitrary combinations. For example, when NR is contained in the diene rubber (a), rolling resistance is reduced.
[0014]
The rubber composition of the present invention was able to improve wear resistance and reduce rolling resistance by blending carbon black and the polystyrene-vinylisoprene triblock copolymer within a predetermined range. It is.
[0015]
The rubber composition of the present invention can improve wear resistance by using a reinforcing agent (b) having a high carbon black compounding ratio (carbon black rich).
[0016]
The reinforcing agent (b) blended in the rubber composition of the present invention is composed of carbon black and silica, and the ratio of carbon black to carbon black and silica accounts for 55% by weight or more. The ratio of the carbon black is preferably 60% by weight or more. If the ratio of carbon black to carbon black and silica is less than 55% by weight, the compounding amount of silica increases and wear resistance decreases. In addition, when silica is used, a silane coupling agent is used in combination. However, since the silane coupling agent increases in proportion to the amount of silica, the cost increases.
[0017]
The carbon black used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include HAF, ISAF, and SAF.
[0018]
The silica used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include dry method silica (anhydrous silicic acid) and wet method silica (hydrous silicic acid).
[0019]
The reinforcing agent (b) is preferably blended in an amount of 40 to 120 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the diene rubber (a). When the blending amount of the reinforcing agent (b) is less than 40 parts by weight, the reinforcing effect is not sufficient and the wear resistance tends to be lowered. On the other hand, if it exceeds 120 parts by weight, the heat generation becomes high and the rolling resistance tends to increase.
[0020]
The polystyrene-vinylisoprene triblock copolymer (c) used in the present invention is a copolymer containing a polymer block made of styrene and a polymer block made of vinylisoprene, and the block (A) made of styrene. And a block (B) composed of a vinyl isoprene monomer is a copolymer in the form of (AB) _n -A or (BA) _n -B (n is an integer of 1 or more). .
[0021]
The polystyrene-vinylisoprene triblock copolymer (c) preferably has a number average molecular weight in the range of 5,000 to 250,000. If the molecular weight is less than 5,000, the vulcanizate obtained by mixing with the solid rubber tends not to have an exothermic improvement effect, and if it is greater than 250,000, the compatibility with the solid rubber becomes poor. There is a tendency for workability to decrease.
[0022]
The polystyrene-vinylisoprene triblock copolymer (c) preferably has a styrene unit content of 10 to 30%. If the content is lower than 10%, the vulcanizate obtained by mixing with the solid rubber tends to deteriorate the grip performance on the wet road surface. If the content is higher than 30%, the vulcanized product obtained by mixing with the solid rubber. There is a tendency to exacerbate the exothermic nature of things.
[0023]
A preferred example of such a polystyrene-vinylisoprene triblock copolymer is Hibler 5125 (VS-3, manufactured by Kuraray Co., Ltd.).
[0024]
The polystyrene-vinylisoprene triblock copolymer (c) is blended in an amount of 14 to 28 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the diene rubber (a). Preferably it is 16-25 weight part. When the blending amount of the polystyrene-vinylisoprene triblock copolymer (c) is less than 14 parts by weight, no significant improvement is observed in both wear and rolling resistance. Moreover, when the compounding quantity of a polystyrene-vinyl isoprene triblock copolymer exceeds 28 weight part, the characteristic as a thermoplastic elastomer will come out and the creep of compounded rubber will become excessive. Further, the compression set of the vulcanized rubber becomes large, and pattern collapse occurs when it is used for the tread portion.
[0025]
The rubber composition of the present invention further contains (d) a fatty acid ester of a polyhydric alcohol.
[0026]
The fatty acid ester (d) of the polyhydric alcohol is not particularly limited. For example, trade name Adeka Prover series (N-33, N-55, N-80, H-150, manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.) H-333, H-423, H-450), trade name Sun Aid PA-FE manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd., and the like. Of these, Sun-Aid PA-FE is preferable in that it uses polypentaerythritol as a polyhydric alcohol, and therefore has a very large molecular weight and good compatibility with various polymers.
[0027]
The fatty acid ester (d) of the polyhydric alcohol is 1 to 6 parts by weight, preferably 1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the diene rubber (a). When the blending amount of the fatty acid ester (d) of the polyhydric alcohol is less than 1 part by weight, the effect of improving the low heat generation becomes insufficient. Moreover, when the blending amount of the fatty acid ester of polyhydric alcohol exceeds 6 parts by weight, there is a tendency that bubbles remain in the blended rubber and the sample cannot be prepared.
[0028]
Among them, the rubber composition of the present invention comprises a reinforcing agent (b), 14 to 28 parts by weight of a polystyrene-vinylisoprene triblock copolymer (c) and a polyvalent amount with respect to 100 parts by weight of the diene rubber (a). It is preferable to contain 1-6 weight part of fatty acid ester (d) of alcohol.
[0029]
Conventionally, a rubber composition containing a polystyrene-vinylisoprene triblock copolymer has been known as a rubber composition used for beets of automobiles and the periphery thereof, but for the purpose of reducing rolling resistance as in the present invention. It is not used for treads and therefore does not contain silica.
[0030]
The rubber composition of the present invention improves wear resistance and rolling resistance at the same time by blending 55% by weight or more of carbon black as a reinforcing agent and the polystyrene-vinylisoprene triblock copolymer in a predetermined range. Can be reduced.
[0031]
The rubber composition of the present invention can contain a silane coupling agent in combination with the silica.
[0032]
Examples of the silane coupling agent include bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide, bis (triethoxysilylpropyl) disulfide, triethoxysilylpropyl isocyanate, vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, and γ-methacryloxypropyl. Trimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ- (polyethyleneamino) -propyltrimethoxysilane, N-β- (amino Ethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, N′-vinylbenzyl-N-trimethoxysilylpropylethylenediamine salt 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.
[0033]
The silane coupling agent is preferably blended in an amount of 3 to 20% by weight of the amount of silica. When the amount of the silane coupling agent is less than 3% by weight, the amount of coupling with silica decreases, the viscosity of the kneaded rubber tends to be insufficient, and the processing tends to be difficult. The ring agent is expensive and cannot be used economically.
[0034]
The rubber composition of the present invention includes diene rubber (a), reinforcing agent (b), polystyrene-vinylisoprene triblock copolymer (c), fatty acid ester of polyhydric alcohol (d), and silane coupling agent. In addition, compounding agents that are usually used as rubber compositions, for example, waxes, anti-aging agents, stearic acid, zinc oxide, extender oils, vulcanizing agents, vulcanization accelerators, and the like can be appropriately blended.
[0035]
The rubber composition of the present invention comprises a diene rubber (a), a reinforcing agent (b), a polystyrene-vinylisoprene triblock copolymer (c), a fatty acid ester (d) of a polyhydric alcohol and other components as required. It can be obtained by kneading the compounding agent using a usual processing apparatus such as a roll, a Banbury mixer, a kneader or the like.
[0036]
When the rubber composition of the present invention thus obtained is used, for example, in a tire tread, a tire capable of improving wear resistance and simultaneously achieving low heat generation can be obtained. Further, when used in the lower layer portion of the two-layer tread rubber structure, good wear resistance can be maintained until the end of the tire life.
[0037]
【Example】
Next, the present invention will be specifically described by way of examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples.
[0038]
Examples 1-6 and Comparative Examples 1-24
The following raw materials were used.
NR: RSS # 3
IR: IR2200 manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.
SBR: SBR1500 manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.
BR: BR150B manufactured by Ube Industries, Ltd.
Silica: Nipsil VN3 manufactured by Nippon Silica Co., Ltd.
Carbon black ISAF: N220 manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation
Silane coupling agent: Si69 made by Degussa
Wax: Sunnock N manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.
Anti-aging agent 6C: Nocrack 6C manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.
Stearic acid: Zinc stearate manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd .: Zinc Hua aromatic extension oil manufactured by Toho Zinc Co., Ltd .: AH-16 manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.
Polystyrene-vinyl isoprene triblock copolymer:
Hybra 5125 (VS-3) manufactured by Kuraray Co., Ltd. (styrene unit content: 20%, tan δ peak temperature: -3 ° C, glass transition temperature Tg: -17 ° C, solution viscosity (30 wt% toluene solution, 30 ° C) ): 710 cPs)
Fatty acid ester of polyhydric alcohol: San-Aid PA-FE (polypentaerythritol stearic acid half ester, manufactured by Sanshin Chemical Industry Co., Ltd., acid value: 2 or less, softening point: 55 ° C. or higher, apparent specific gravity: 1.92 ml / g )
Sulfur: Powder sulfur vulcanization accelerator NS manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd. NS: Noxeller NS manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.
Vulcanization accelerator CZ: Noxeller CZ-G manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.
Vulcanization accelerator DPG: NOCELLER D manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.
[0039]
(Processing method)
According to the blending ratios in Table 1 and Table 2, components other than sulfur and a vulcanization accelerator are mixed at 160 ° C. for 3.5 minutes using a Banbury internal mixer, and sulfur and vulcanization acceleration are added to the obtained master batch. The agent was added on an open roll and kneaded at 80 to 90 ° C. for 3 minutes to obtain a rubber composition. Subsequently, the obtained rubber composition was vulcanized at 170 ° C. for 15 minutes.
[0040]
Using the obtained vulcanized rubber composition, evaluation tests of the following characteristics were conducted.
[0041]
(Abrasion resistance)
Each rubber composition vulcanized with a lambone type abrasion tester manufactured by Iwamoto Seisakusho under the conditions of a surface rotation speed of 50 m / min, a load load of 2.5 kgf, a falling sand amount of 16.0 g / min, and a slip rate of 40%. The weight loss of objects was measured. The reciprocal of this measured value was obtained, and Comparative Example 1 was shown as an index with the reference value (100) in Table 1, and similarly Comparative Example 11 was shown as an index with the reference value in Table 2. The higher the index value, the better the wear resistance.
[0042]
(Flexo temperature)
The temperature after 25 minutes of the vulcanized rubber composition was measured with a flexometer manufactured by Ueshima Seisakusho under the conditions of a static load of 25 kgf, a dynamic load of 60 kgf, a test frequency of 20 Hz, and a test start temperature of 35 ° C. The rubber composition generates heat because a part of the applied energy is consumed inside the rubber composition and this energy is released in the form of a temperature increase. A low temperature rise indicates a small loss due to internal friction of the applied energy, indicating a low rolling resistance.
[0043]
(Creep amount)
The amount of creep of the vulcanized rubber composition after 25 minutes was measured with a flexometer manufactured by Ueshima Seisakusho under the conditions of a static load of 25 kgf, a dynamic load of 60 kgf, a test frequency of 20 Hz, and a test start temperature of 35 ° C. The height after 25 minutes was measured with respect to the height at the start of measurement of the test piece, and the amount obtained by dividing the lowered height by the height of the original test piece was displayed in%. The larger the value, the larger the creep amount.
Test piece dimensions: cylindrical shape with a diameter of 30 mm and a height of 25.4 mm
The results are shown in Tables 1 and 2.
[0045]
In Table 1, in Examples 1 to 3 in which specific amounts of polystyrene-vinyl isoprene triblock copolymer and polyhydric alcohol were blended, Comparative Example 1 in which polystyrene-vinyl isoprene triblock copolymer and polyhydric alcohol were not blended Compared to, the wear resistance was improved and the rolling resistance was also improved according to the flexo temperature. In Examples 4 to 6, similarly to Comparative Example 11, the wear resistance was improved and the low rolling resistance was also improved.
[0046]
On the other hand, in Comparative Examples 2 to 4 and 12 to 14 in which only a polyhydric alcohol fatty acid ester was blended, the wear resistance was not improved, and the low rolling resistance was not improved.
[0047]
Moreover, in Comparative Examples 9, 10, and 20-24 in which the polystyrene-vinylisoprene triblock copolymer was compounded in an amount exceeding 28 parts by weight, the creep amount is high, and the occurrence of pattern crushing is concerned, so that it cannot be put into practical use.
[0048]
[Table 1]

[0049]
[Table 2]

[0050]
【The invention's effect】
When the rubber composition of the present invention is used for a tread rubber of a tire, it is possible to improve wear resistance and at the same time achieve low rolling resistance.

Claims

In the rubber composition containing (a) diene rubber and (b) reinforcing agent, the reinforcing agent (b) contains carbon black in a ratio of 55% by weight or more, and is 100 parts by weight of the diene rubber (a). (C) A rubber composition containing 14 to 28 parts by weight of a polystyrene-vinylisoprene triblock copolymer and (d) 1 to 6 parts by weight of a fatty acid ester of a polyhydric alcohol.