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JP6863060B2 - Rubber composition for tires - Google Patents

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JP6863060B2 JP2017094165A JP2017094165A JP6863060B2 JP 6863060 B2 JP6863060 B2 JP 6863060B2 JP 2017094165 A JP2017094165 A JP 2017094165A JP 2017094165 A JP2017094165 A JP 2017094165A JP 6863060 B2 JP6863060 B2 JP 6863060B2
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Description

本発明は、タイヤ用ゴム組成物に関し、更に詳しくは、氷上性能およびウェット性能に優れたタイヤ用ゴム組成物に関する。 The present invention relates to a rubber composition for a tire, and more particularly to a rubber composition for a tire having excellent on-ice performance and wet performance.

氷雪路用空気入りタイヤ(スタッドレスタイヤ)には、氷上性能およびウェット性能を高いレベルで両立させることが求められる。氷上性能を向上する構成として、トレッドゴム中に多数の気泡を形成しておくことにより、トレッドが氷面に踏み込むときにこれら気泡が氷表面の水膜を吸収除去し、トレッドが氷面から離れるときに吸収した水を遠心力で離脱させることを繰り返すようにすることが知られている。特許文献1は、このような気泡の形成手段として、スタッドレスタイヤ用ゴム組成物に熱膨張性マイクロカプセルを配合することを提案している。この熱膨張性マイクロカプセルは加硫工程での加熱によって膨張するので、加硫後のタイヤのゴムコンパウンドには膨張したマイクロカプセルの殻に被覆された気泡(樹脂被覆気泡)が多数形成される。また氷上性能を向上するためには低温状態での柔軟性を確保することが必要であり、このためベースゴムのガラス転移温度(Tg)を低く設計することが多い。しかし、ベースゴムのTgを低くするとウェット性能を確保することが難しくなる。 Pneumatic tires for ice and snow roads (studless tires) are required to have both on-ice performance and wet performance at a high level. By forming a large number of bubbles in the tread rubber as a configuration for improving the performance on ice, these bubbles absorb and remove the water film on the ice surface when the tread steps on the ice surface, and the tread separates from the ice surface. It is known that sometimes the absorbed water is repeatedly separated by centrifugal force. Patent Document 1 proposes that a heat-expandable microcapsule is blended in a rubber composition for a studless tire as a means for forming such bubbles. Since the heat-expandable microcapsules expand by heating in the vulcanization step, a large number of bubbles (resin-coated bubbles) coated on the shell of the expanded microcapsules are formed on the rubber compound of the tire after vulcanization. Further, in order to improve the performance on ice, it is necessary to secure the flexibility in a low temperature state, and for this reason, the glass transition temperature (Tg) of the base rubber is often designed to be low. However, if the Tg of the base rubber is lowered, it becomes difficult to secure the wet performance.

ウェット性能を高くするには、例えば、芳香族変性テルペン樹脂のように軟化点が高い樹脂を配合することにより、転がり抵抗(60℃のtanδ)を悪化させることなく、ウェット性能(0℃のtanδ)を向上させることが知られている。しかし、上記の通りスタッドレスタイヤのトレッド用ゴム組成物に、軟化点が高い樹脂を配合すると、低温下でのゴム硬度が高くなってしまい、ゴムのしなやかさや凝着力が損なわれ、氷上性能が低下してしまう。このため、氷上性能およびウェット性能は相反する特性が必要であり、両者を高いレベルで改良することは困難であった。 In order to improve the wet performance, for example, by blending a resin having a high softening point such as an aromatic-modified terpene resin, the wet performance (tan δ at 0 ° C.) is not deteriorated without deteriorating the rolling resistance (tan δ at 60 ° C.). ) Is known to improve. However, as described above, when a resin having a high softening point is added to the tread rubber composition of a studless tire, the rubber hardness at low temperatures becomes high, the suppleness and adhesive force of the rubber are impaired, and the performance on ice deteriorates. Resulting in. For this reason, on-ice performance and wet performance require contradictory characteristics, and it has been difficult to improve both at a high level.

したがって、スタットレスタイヤの氷上性能およびウェット性能を共に向上させる技術は未だ確立されていない。 Therefore, a technique for improving both on-ice performance and wet performance of statless tires has not yet been established.

特開平10−316801号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-316801

本発明の目的は、氷上性能およびウェット性能を従来レベル以上に向上するようにしたタイヤ用ゴム組成物を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a rubber composition for a tire having improved on-ice performance and wet performance beyond the conventional level.

上記目的を達成する本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ジエン系ゴム100質量部に架橋ポリウレタンビーズを1〜30質量部、熱膨張性マイクロカプセルを0.5〜20質量部配合してなり、前記架橋ポリウレタンビーズが、ガラス転移温度が−40℃より低い架橋ポリウレタンの微粒子の表面に被覆シリカを有し、その平均粒子径が1〜200μmであることを特徴とする。 The rubber composition for tires of the present invention that achieves the above object comprises 100 parts by mass of crosslinked polyurethane beads and 0.5 to 20 parts by mass of heat-expandable microcapsules in 100 parts by mass of diene rubber. The crosslinked polyurethane beads are characterized by having coated silica on the surface of crosslinked polyurethane fine particles having a glass transition temperature lower than −40 ° C., and having an average particle size of 1 to 200 μm.

本発明のタイヤ用ゴム組成物は、熱膨張性マイクロカプセルと共に、ガラス転移温度が−40℃以下の架橋ポリウレタンの微粒子の表面に被覆シリカを有し、平均粒子径が1〜200μmである架橋ポリウレタンビーズを配合したので、氷上性能およびウェット性能を従来レベル以上に向上することができる。 The rubber composition for a tire of the present invention has a coated silica on the surface of fine particles of crosslinked polyurethane having a glass transition temperature of −40 ° C. or lower together with heat-expandable microcapsules, and has an average particle size of 1 to 200 μm. Since the beads are blended, the performance on ice and the wet performance can be improved more than the conventional level.

本発明のタイヤ用ゴム組成物は、空気入りタイヤのトレッド部、とりわけスタッドレスタイヤのトレッド部を好適に形成することができる。このスタッドレスタイヤは、氷上性能およびウェット性能をより一層優れたものにすることができる。 The rubber composition for a tire of the present invention can suitably form a tread portion of a pneumatic tire, particularly a tread portion of a studless tire. This studless tire can further improve on-ice performance and wet performance.

本発明のタイヤ用ゴム組成物は、空気入りタイヤのトレッド部、とりわけスタッドレスタイヤのトレッド部を構成するのに好適である。 The rubber composition for a tire of the present invention is suitable for forming a tread portion of a pneumatic tire, particularly a tread portion of a studless tire.

本発明のタイヤ用ゴム組成物において、使用するジエン系ゴムは、通常スタッドレスタイヤのトレッド部を構成するジエン系ゴムであればよく、例えば天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、各種スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム等が例示される。なかでも天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴムが好ましく、より好ましくは天然ゴム及び/又はブタジエンゴムからなるとよい。天然ゴム及び/又はブタジエンゴムを含むことにより、空気入りタイヤにしたとき氷上摩擦性能を高くすることができる。 In the rubber composition for tires of the present invention, the diene-based rubber used may be any diene-based rubber that usually constitutes the tread portion of the studless tire, for example, natural rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, various styrene-butadiene rubber, and butyl rubber. , Ethylene-propylene-diene rubber and the like are exemplified. Of these, natural rubber, butadiene rubber, and styrene-butadiene rubber are preferable, and natural rubber and / or butadiene rubber is more preferable. By containing natural rubber and / or butadiene rubber, the frictional performance on ice can be improved when the tire is made into a pneumatic tire.

本発明では、ジエン系ゴムの平均ガラス転移温度(Tg)を好ましくは−50℃以下、より好ましくは−100℃〜−50℃、より好ましくは−90℃〜−60℃にするとよい。ジエン系ゴムのガラス転移温度(Tg)を−40℃以下にすることにより、スタッドレスタイヤのトレッド部における低温状態での柔軟性を確保し、氷上性能およびウェット性能を高くすることができる。 In the present invention, the average glass transition temperature (Tg) of the diene rubber is preferably −50 ° C. or lower, more preferably −100 ° C. to −50 ° C., and more preferably −90 ° C. to −60 ° C. By setting the glass transition temperature (Tg) of the diene rubber to −40 ° C. or lower, the flexibility of the tread portion of the studless tire in a low temperature state can be ensured, and the on-ice performance and the wet performance can be improved.

本明細書において、ジエン系ゴムのガラス転移温度(Tg)は、構成するジエン系ゴムのガラス転移温度に各ジエン系ゴムの質量分率を乗じた合計(ガラス転移温度の質量平均値)である。なお、すべてのジエン系ゴムの質量分率の合計を1とする。また各ジエン系ゴムのガラス転移温度(Tg)は、油展成分(オイル)を含まない状態におけるジエン系ゴムのガラス転移温度とする。ガラス転移温度(Tg)は、示差走査熱量測定(DSC)により20℃/分の昇温速度条件によりサーモグラムを測定し、転移域の中点の温度とする。 In the present specification, the glass transition temperature (Tg) of the diene rubber is the total (mass average value of the glass transition temperature) obtained by multiplying the glass transition temperature of the constituent diene rubbers by the mass fraction of each diene rubber. .. The total mass fraction of all diene rubbers is set to 1. The glass transition temperature (Tg) of each diene rubber is the glass transition temperature of the diene rubber in a state where the oil spreading component (oil) is not contained. The glass transition temperature (Tg) is set to the temperature at the midpoint of the transition region by measuring the thermogram by differential scanning calorimetry (DSC) under the heating rate condition of 20 ° C./min.

トレッド部を構成するゴム組成物は、上述したジエン系ゴム100質量部に対し、熱膨張性マイクロカプセルを0.5〜20質量部、好ましくは1〜18質量部、より好ましくは2〜15質量部配合する。熱膨張性マイクロカプセルの配合量が0.5質量部未満であると、トレッドゴム中の樹脂被覆気泡の容積が不足し氷上性能を充分に得ることができない。マイクロカプセルの配合量が20質量部を超えるとトレッドゴムの耐摩耗性能が悪化する。 The rubber composition constituting the tread portion contains 0.5 to 20 parts by mass, preferably 1 to 18 parts by mass, and more preferably 2 to 15 parts by mass of the heat-expandable microcapsules with respect to 100 parts by mass of the diene-based rubber described above. Mix in parts. If the blending amount of the heat-expandable microcapsules is less than 0.5 parts by mass, the volume of the resin-coated bubbles in the tread rubber is insufficient, and sufficient performance on ice cannot be obtained. If the blending amount of the microcapsules exceeds 20 parts by mass, the wear resistance performance of the tread rubber deteriorates.

熱膨張性マイクロカプセルは、熱可塑性樹脂で形成された殻材中に、熱膨張性物質を内包した構成からなる。このため、熱膨張性マイクロカプセルを混合したゴム組成物からなるトレッド部を有する未加硫タイヤを成形し、その加硫時にゴム組成物中の熱膨張性マイクロカプセルが加熱されると、殻材に内包された熱膨張性物質が膨張して殻材の粒径を大きくし、トレッドゴム中に多数の樹脂被覆気泡を形成する。このようにトレッドゴム中に多数の樹脂被覆気泡を形成することにより、トレッドが氷路面に踏み込むとき氷路面の水膜を吸収除去し、氷路面から離れると遠心力で水を離脱させて再び氷路面に踏込むことを繰り返して、水膜を除去しトレッドの氷路面に対する氷上摩擦力を向上可能にする。また、ミクロなエッジ効果が得られるため、氷上摩擦力を向上させる。 The heat-expandable microcapsules are composed of a shell material formed of a thermoplastic resin containing a heat-expandable substance. Therefore, when an unvulcanized tire having a tread portion made of a rubber composition mixed with heat-expandable microcapsules is molded and the heat-expandable microcapsules in the rubber composition are heated during vulcanization, a shell material is used. The heat-expandable substance contained in the tread expands to increase the particle size of the shell material and forms a large number of resin-coated bubbles in the tread rubber. By forming a large number of resin-coated air bubbles in the tread rubber in this way, when the tread steps on the ice road surface, it absorbs and removes the water film on the ice road surface, and when it leaves the ice road surface, the water is separated by centrifugal force and the ice again. By repeatedly stepping on the road surface, the water film can be removed and the frictional force of the tread on the icy road surface can be improved. In addition, since a micro edge effect can be obtained, the frictional force on ice is improved.

熱膨張性マイクロカプセルの殻材はニトリル系重合体により形成することができる。またマイクロカプセルの殻材中に内包する熱膨張性物質は、熱によって気化または膨張する特性をもち、例えば、イソアルカン、ノルマルアルカン等の炭化水素からなる群から選ばれる少なくとも1種が例示される。イソアルカンとしては、イソブタン、イソペンタン、2−メチルペンタン、2−メチルヘキサン、2,2,4−トリメチルペンタン等を挙げることができ、ノルマルアルカンとしては、n−ブタン、n−プロパン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン等を挙げることができる。これらの炭化水素は、それぞれ単独で使用しても複数を組み合わせて使用してもよい。熱膨張性物質の好ましい形態としては、常温で液体の炭化水素に、常温で気体の炭化水素を溶解させたものがよい。このような炭化水素の混合物を使用することにより、未加硫タイヤの加硫成形温度領域(150〜190℃)において、低温領域から高温領域にかけて十分な膨張力を得ることができる。 The shell material of the heat-expandable microcapsules can be formed of a nitrile polymer. Further, the heat-expandable substance contained in the shell material of the microcapsules has a property of being vaporized or expanded by heat, and for example, at least one selected from the group consisting of hydrocarbons such as isoalkane and normal alkane is exemplified. Examples of isoalkanes include isobutane, isopentane, 2-methylpentane, 2-methylhexane, 2,2,4-trimethylpentane, and examples of normal alkanes include n-butane, n-propane, n-hexane, and the like. Examples thereof include n-heptane and n-octane. These hydrocarbons may be used alone or in combination of two or more. As a preferable form of the heat-expandable substance, a hydrocarbon obtained by dissolving a gaseous hydrocarbon at room temperature in a liquid hydrocarbon at room temperature is preferable. By using such a mixture of hydrocarbons, a sufficient expansion force can be obtained from a low temperature region to a high temperature region in the vulcanization molding temperature region (150 to 190 ° C.) of the unvulcanized tire.

このような熱膨張性マイクロカプセルとしては、例えばスェーデン国エクスパンセル社製の商品名「EXPANCEL 091DU−80」又は「EXPANCEL 092DU−120」等、或いは松本油脂製薬社製の商品名「マイクロスフェアー F−85D」又は「マイクロスフェアー F−100D」等を使用することができる。 Examples of such heat-expandable microcapsules include the trade name "EXPANCEL 091DU-80" or "EXPANCEL 092DU-120" manufactured by Expandel, Sweden, or the trade name "Microsphere" manufactured by Matsumoto Yushi Pharmaceutical Co., Ltd. "F-85D" or "Microsphere F-100D" or the like can be used.

本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ガラス転移温度が−40℃より低い架橋ポリウレタンの微粒子の表面に被覆シリカを有する、平均粒子径が1〜200μmである架橋ポリウレタンビーズを配合することにより、ウェット性能および氷上性能を優れたものにすることができる。架橋ポリウレタンの微粒子の配合量は、ジエン系ゴム100質量部に対し1〜30質量部、好ましくは2〜20質量部である。架橋ポリウレタンの微粒子が1質量部未満であると、氷上性能およびウェット性能を改良する効果が十分に得られない。また架橋ポリウレタンの微粒子が30質量部を超えると、加工性が悪化しタイヤ用ゴム組成物を調製するのが困難になる。 The rubber composition for a tire of the present invention is wet by blending crosslinked polyurethane beads having an average particle size of 1 to 200 μm having coated silica on the surface of crosslinked polyurethane fine particles having a glass transition temperature lower than −40 ° C. Performance and on-ice performance can be improved. The blending amount of the fine particles of the crosslinked polyurethane is 1 to 30 parts by mass, preferably 2 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber. If the amount of the crosslinked polyurethane fine particles is less than 1 part by mass, the effect of improving the on-ice performance and the wet performance cannot be sufficiently obtained. Further, if the fine particles of the crosslinked polyurethane exceed 30 parts by mass, the workability deteriorates and it becomes difficult to prepare a rubber composition for a tire.

架橋ポリウレタンの微粒子の大きさは、平均粒子径が1〜200μm、好ましくは2〜100μm、さらに好ましくは5〜50μmである。架橋ポリウレタンの微粒子の平均粒子径が1μm未満であると、氷上性能の効果が得られなくなる。また平均粒子径が200μmを超えると、耐摩耗性が悪化する。 The size of the fine particles of the crosslinked polyurethane has an average particle size of 1 to 200 μm, preferably 2 to 100 μm, and more preferably 5 to 50 μm. If the average particle size of the crosslinked polyurethane fine particles is less than 1 μm, the effect of on-ice performance cannot be obtained. If the average particle size exceeds 200 μm, the wear resistance deteriorates.

架橋ポリウレタンビーズは、その粒子表面に被覆シリカを有する。すなわち、架橋ポリウレタンビーズの表面がシリカで被覆されている。これによりタイヤ用ゴム組成物のウェット性能を向上することができる。架橋ポリウレタンビーズの表面にシリカを被覆する方法は特に制限されるものではなく通常の方法を用いてシリカを被覆することができる。 Crosslinked polyurethane beads have coated silica on their particle surface. That is, the surface of the crosslinked polyurethane beads is coated with silica. Thereby, the wet performance of the rubber composition for a tire can be improved. The method of coating the surface of the crosslinked polyurethane beads with silica is not particularly limited, and silica can be coated by a usual method.

架橋ポリウレタンビーズの原料は、ポリウレタンであれば特に制限されず、架橋されているものとする。ウレタンビーズは弾性体とすることができる。またウレタンビーズの形状は略球状であるのが好ましい。ウレタンビーズの形状は氷上摩擦がより大きく耐摩耗性に優れるという観点から、球状(ビーズ状)であり、真球状であるのがより好ましい。更にウレタンビーズの真球度は氷上摩擦がより大きく耐摩耗性に優れるという観点から、0.9〜1.0であるのが好ましい。ウレタンビーズの真球度は粒子形状解析によって解析することができる。 The raw material of the crosslinked polyurethane beads is not particularly limited as long as it is polyurethane, and it is assumed that the crosslinked polyurethane beads are crosslinked. Urethane beads can be elastic bodies. Further, the shape of the urethane beads is preferably substantially spherical. The shape of the urethane beads is spherical (bead-shaped) and more preferably true spherical from the viewpoint of greater friction on ice and excellent wear resistance. Further, the sphericity of the urethane beads is preferably 0.9 to 1.0 from the viewpoint of greater friction on ice and excellent wear resistance. The sphericity of urethane beads can be analyzed by particle shape analysis.

架橋ポリウレタンのガラス転移温度(Tg)は、−40℃より低く、好ましくは−45℃より低くする。架橋ポリウレタンのTgが、−40℃以上であると、氷上性能が低下する。架橋ポリウレタンのTgは、ウレタン結合間の分子構造を変えることにより調節することができる。本明細書において、架橋ポリウレタンのTgは、示差走査熱量測定(DSC)により20℃/分の昇温速度条件によりサーモグラムを測定し、転移域の中点の温度とする。 The glass transition temperature (Tg) of the crosslinked polyurethane is lower than −40 ° C., preferably lower than −45 ° C. When the Tg of the crosslinked polyurethane is −40 ° C. or higher, the performance on ice deteriorates. The Tg of the crosslinked polyurethane can be adjusted by changing the molecular structure between the urethane bonds. In the present specification, the Tg of the crosslinked polyurethane is measured by a differential scanning calorimetry (DSC) under a heating rate condition of 20 ° C./min, and the temperature is set to the midpoint temperature of the transition region.

タイヤ用ゴム組成物は、シリカを配合することができる。シリカの配合量は、ジエン系ゴム100質量部に対し、好ましくは10〜100質量部、より好ましくは20〜90質量部であるとよい。シリカをこのような範囲内で配合することにより、所望の硬度、強度や、耐摩耗性などを得ることができる。 Silica can be blended in the rubber composition for tires. The blending amount of silica is preferably 10 to 100 parts by mass, and more preferably 20 to 90 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber. By blending silica within such a range, desired hardness, strength, wear resistance and the like can be obtained.

シリカは、ゴム組成物の混合時の加工性やスタッドレスタイヤの補強性等の観点から、CTAB比表面積が好ましくは80〜190m2/gであるのが好ましく、100〜180m2/gであるのがより好ましい。本明細書において、シリカのCTAB比表面積は、JIS K6217−3に基づいて測定するものとする。 The silica, from the viewpoint of the reinforcing property and the like of the processability and studless tires during mixing of the rubber composition, CTAB specific surface area is preferably is preferably a 80~190m 2 / g, 100~180m 2 / g Is more preferable. In the present specification, the CTAB specific surface area of silica shall be measured based on JIS K6217-3.

本発明のタイヤ用ゴム組成物において、カーボンブラックを配合することができる。カーボンブラックの配合量は、ジエン系ゴム100質量部に対し、好ましくは10〜100質量部、より好ましくは20〜90質量部であるとよい。カーボンブラックをこのような範囲内で配合することにより、所望の硬度、強度や、耐摩耗性などを得ることができる。 Carbon black can be blended in the rubber composition for tires of the present invention. The blending amount of carbon black is preferably 10 to 100 parts by mass, and more preferably 20 to 90 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber. By blending carbon black within such a range, desired hardness, strength, wear resistance and the like can be obtained.

カーボンブラックは、ゴム組成物の混合時の加工性やスタッドレスタイヤの補強性等の観点から、窒素吸着比表面積(N2SA)が10〜300m2/gであるのが好ましく、20〜200m2/gであるのがより好ましく、スタッドレスタイヤのウェット性能が向上し、氷上性能がより良好となる理由から、50〜150m2/gであるのが好ましく、70〜130m2/gであるのがより好ましい。本明細書において、カーボンブラックの窒素吸着比表面積は、JIS K6217−2に基づいて測定するものとする。 Carbon black preferably has a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of 10 to 300 m 2 / g from the viewpoint of workability when the rubber composition is mixed and the reinforcing property of the studless tire, and is 20 to 200 m 2. more preferably from / g, to improve the wet performance of the studless tire, for the reasons ice performance becomes better, is preferably from 50 to 150 m 2 / g, in the range of 70~130m 2 / g More preferred. In the present specification, the nitrogen adsorption specific surface area of carbon black shall be measured based on JIS K6217-2.

タイヤ用ゴム組成物には、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を配合することにより、ジエン系ゴムに対するシリカの分散性を向上しゴムとの補強性を高めることができる。 A silane coupling agent can be added to the rubber composition for tires. By blending a silane coupling agent, the dispersibility of silica with respect to diene-based rubber can be improved and the reinforcing property with rubber can be enhanced.

シランカップリング剤の配合量は、シリカの配合量に対し、好ましくは3〜15質量%を配合すると良く、より好ましくは5〜10質量%を配合すると良い。シランカップリング剤の配合量がシリカ配合量の3質量%未満であるとシリカの分散を十分に改良することができない。シランカップリング剤の配合量がシリカ配合量の15質量%を超えると所望の硬度、強度や、耐摩耗性を得ることができない。 The blending amount of the silane coupling agent is preferably 3 to 15% by mass, more preferably 5 to 10% by mass, based on the blending amount of silica. If the blending amount of the silane coupling agent is less than 3% by mass of the silica blending amount, the dispersion of silica cannot be sufficiently improved. If the blending amount of the silane coupling agent exceeds 15% by mass of the silica blending amount, the desired hardness, strength and wear resistance cannot be obtained.

シランカップリング剤の種類は、シリカ配合のゴム組成物に使用可能なものであれば特に制限されるものではないが、例えば、ビス−(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラサルファイド、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジサルファイド、3−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラサルファイド、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3−オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン等の硫黄含有シランカップリング剤を例示することができる。 The type of silane coupling agent is not particularly limited as long as it can be used in a rubber composition containing silica, and for example, bis- (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide and bis (3-) Sulfur-containing silane coupling agents such as triethoxysilylpropyl) disulfide, 3-trimethoxysilylpropylbenzothiazoletetrasulfide, γ-mercaptopropyltriethoxysilane, and 3-octanoylthiopropyltriethoxysilane can be exemplified. ..

タイヤ用ゴム組成物には、本発明の課題を達成するのを損なわない範囲で、カーボンブラック、シリカ以外の他のフィラーを配合することができる。他のフィラーとしては、例えばクレー、マイカ、タルク、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化チタン等が例示される。 The rubber composition for a tire may contain a filler other than carbon black and silica as long as it does not impair the achievement of the subject of the present invention. Examples of other fillers include clay, mica, talc, calcium carbonate, aluminum hydroxide, aluminum oxide, titanium oxide and the like.

タイヤ用ゴム組成物には、加硫又は架橋剤、加硫促進剤、老化防止剤、可塑剤、加工助剤、液状ポリマー、粘着性付与樹脂、熱硬化性樹脂などのタイヤ用ゴム組成物に一般的に使用される各種配合剤を配合することができる。このような配合剤は一般的な方法で混練してゴム組成物とし、加硫又は架橋するのに使用することができる。これらの配合剤の配合量は本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量にすることができる。タイヤ用ゴム組成物は、通常のゴム用混練機械、例えば、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール等を使用して、上記各成分を混練、混合することによって製造することができる。調製されたゴム組成物を通常の方法により、スタッドレスタイヤのトレッド部に使用して加硫成形することができる。 Rubber compositions for tires include vulcanization or cross-linking agents, vulcanization accelerators, anti-aging agents, plasticizers, processing aids, liquid polymers, tackifying resins, thermosetting resins and the like. Various commonly used compounding agents can be blended. Such a compounding agent can be kneaded by a general method to form a rubber composition, which can be used for vulcanization or cross-linking. The blending amount of these blending agents can be a conventional general blending amount as long as it does not contradict the object of the present invention. The rubber composition for a tire can be produced by kneading and mixing each of the above components using a normal rubber kneading machine, for example, a Banbury mixer, a kneader, a roll, or the like. The prepared rubber composition can be vulcanized by using it in the tread portion of a studless tire by a usual method.

本発明のタイヤ用ゴム組成物は、スタッドレスタイヤのトレッド部を好適に形成することができる。このタイヤ用ゴム組成物からなるスタッドレスタイヤは、氷上性能およびウェット性能を従来レベル以上に優れたものにすることができる。 The rubber composition for a tire of the present invention can preferably form a tread portion of a studless tire. The studless tire made of this rubber composition for a tire can have better on-ice performance and wet performance than the conventional level.

以下、実施例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be further described with reference to Examples, but the scope of the present invention is not limited to these Examples.

表2に示す配合剤を共通配合とし、表1に示す配合からなる11種類のゴム組成物(実施例1〜5、標準例、比較例1〜5)を、熱膨張性マイクロカプセル、硫黄、加硫促進剤を除く成分を1.8Lの密閉型ミキサーで5分間混練し放出・冷却し、これに熱膨張性マイクロカプセル、硫黄、加硫促進剤を加えてオープンロールで混合することによりゴム組成物を調製した。なお表2に記載した配合剤の配合量は、表1に記載したジエン系ゴム100質量部に対する質量部で示した。 Eleven kinds of rubber compositions (Examples 1 to 5, Standard Examples, Comparative Examples 1 to 5) having the compounding agents shown in Table 2 as a common composition and having the composition shown in Table 1 were prepared by using heat-expandable microcapsules, sulfur, and the like. The ingredients excluding the vulcanization accelerator are kneaded in a 1.8 L closed mixer for 5 minutes, released and cooled, and then heat-expandable microcapsules, sulfur, and the vulcanization accelerator are added and mixed with an open roll to make rubber. The composition was prepared. The blending amount of the compounding agent shown in Table 2 is shown in parts by mass with respect to 100 parts by mass of the diene rubber shown in Table 1.

得られた9種類のゴム組成物を所定の金型中で、170℃で10分間プレス加硫してタイヤ用ゴム組成物からなる所定形状の試験片を作製した。得られた試験片のウェット性能(0℃のtanδ)および氷上性能(氷上摩擦係数)を下記に示す方法により測定した。 The obtained nine kinds of rubber compositions were press-vulcanized at 170 ° C. for 10 minutes in a predetermined mold to prepare a test piece having a predetermined shape composed of a rubber composition for a tire. The wet performance (tan δ at 0 ° C.) and the on-ice performance (friction coefficient on ice) of the obtained test piece were measured by the methods shown below.

ウェット性能(0℃のtanδ)
得られた試験片の動的粘弾性を、上島製作所社製全自動粘弾性アナライザを用いて、初期歪み10%、振幅±0.5%、周波数20Hzで測定し、雰囲気温度0℃におけるtanδを算出した。得られた結果は、標準例の値を100とする指数で表わし表1の「ウェット性能」の欄に示した。この指数が大きいほど0℃のtanδが大きく、タイヤにしたときのウェット性能が優れることを意味する。
Wet performance (tan δ at 0 ° C)
The dynamic viscoelasticity of the obtained test piece was measured at an initial strain of 10%, an amplitude of ± 0.5%, and a frequency of 20 Hz using a fully automatic viscoelasticity analyzer manufactured by Ueshima Seisakusho, and tan δ at an ambient temperature of 0 ° C. was measured. Calculated. The obtained results are represented by an exponent with the value of the standard example as 100, and are shown in the “Wet performance” column of Table 1. The larger this index is, the larger the tan δ at 0 ° C. is, which means that the wet performance when made into a tire is excellent.

氷上性能(氷上摩擦係数)
得られたシート状ゴム試験片を偏平円柱状台ゴムに貼り付け、インサイドドラム型氷上摩擦試験機にて氷上摩擦係数を測定した。測定条件は、温度−3℃、荷重5.5kg/cm2、ドラム回転速度25km/hとした。得られた結果は、標準例の値を100とする指数で表わし表1の「氷上性能」の欄に示した。この指数が大きいほど氷上摩擦係数が大きく、タイヤにしたときの氷上性能が優れることを意味する。
Performance on ice (coefficient of friction on ice)
The obtained sheet-shaped rubber test piece was attached to a flat cylindrical base rubber, and the coefficient of friction on ice was measured with an inside drum type friction tester on ice. The measurement conditions were a temperature of -3 ° C, a load of 5.5 kg / cm 2 , and a drum rotation speed of 25 km / h. The obtained results are represented by an index with the value of the standard example as 100, and are shown in the “Performance on ice” column of Table 1. The larger this index is, the larger the coefficient of friction on ice is, which means that the performance on ice when made into a tire is excellent.

Figure 0006863060
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なお、表1において使用した原材料の種類を下記に示す。
・NR:天然ゴム、RSS#3、ガラス転移温度が−65℃
・BR:ブタジエンゴム、日本合成ゴム社製Nipol BR1220、ガラス転移温度が−110℃
・シリカ:日本シリカ工業社製Nipsil AQ
・カップリング剤:シランカップリング剤、デクサ社製Si69
・ウレタン微粒子−1:粒子表面に被覆シリカを有する架橋ポリウレタンビーズ、根上工業社製架橋ウレタンビーズ アートパールJB800T、平均粒径6μm、ガラス転移温度−52℃
・ウレタン微粒子−2:粒子表面に被覆シリカを有する架橋ポリウレタンビーズ、根上工業社製架橋ウレタンビーズ アートパールJB600T、平均粒径10μm、ガラス転移温度−52℃
・ウレタン微粒子−3:粒子表面に被覆シリカを有する架橋ポリウレタンビーズ、根上工業社製架橋ウレタンビーズ アートパールJB400T、平均粒径15μm、ガラス転移温度−52℃
・ウレタン微粒子−4:粒子表面に被覆シリカを有する架橋ポリウレタンビーズ、根上工業社製架橋ウレタンビーズ アートパールBP892T、平均粒径6μm、ガラス転移温度−38℃
・ウレタン微粒子−5:被覆シリカを有しない架橋ポリウレタンビーズ、大日精化工業社製架橋ウレタンビーズ ダイミックビーズUCN−8150CM、平均粒径15μm、ガラス転移温度−20℃
・マイクロカプセル:熱膨張性マイクロカプセル、松本油脂製薬社製マイクロスフェアF100
The types of raw materials used in Table 1 are shown below.
-NR: Natural rubber, RSS # 3, glass transition temperature is -65 ° C
-BR: butadiene rubber, Nipol BR1220 manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd., glass transition temperature of -110 ° C.
・ Silica: Nippon Silica AQ manufactured by Japan Silica Industry Co., Ltd.
-Coupling agent: Silane coupling agent, Si69 manufactured by Dexa
-Urethane fine particles-1: Crosslinked polyurethane beads having coated silica on the particle surface, crosslinked urethane beads Artpearl JB800T manufactured by Negami Kogyo Co., Ltd., average particle size 6 μm, glass transition temperature -52 ° C.
-Urethane fine particles-2: Crosslinked polyurethane beads having coated silica on the particle surface, crosslinked urethane beads Artpearl JB600T manufactured by Negami Kogyo Co., Ltd., average particle size 10 μm, glass transition temperature -52 ° C.
-Urethane fine particles-3: Crosslinked polyurethane beads having coated silica on the particle surface, crosslinked urethane beads Artpearl JB400T manufactured by Negami Kogyo Co., Ltd., average particle size 15 μm, glass transition temperature -52 ° C.
-Urethane fine particles-4: Crosslinked polyurethane beads having coated silica on the particle surface, crosslinked urethane beads Artpearl BP892T manufactured by Negami Kogyo Co., Ltd., average particle size 6 μm, glass transition temperature -38 ° C.
-Urethane fine particles-5: Cross-linked polyurethane beads without coated silica, cross-linked urethane beads manufactured by Dainichiseika Kogyo Co., Ltd. Dimic beads UCN-8150CM, average particle size 15 μm, glass transition temperature -20 ° C
-Microcapsules: Thermally expandable microcapsules, Microsphere F100 manufactured by Matsumoto Yushi Pharmaceutical Co., Ltd.

Figure 0006863060
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表2において使用した原材料の種類を下記に示す。
・カーボンブラック:東海カーボン社製シースト6
・酸化亜鉛:正同化学工業社製酸化亜鉛3種
・ステアリン酸:日油社製ビーズステアリン酸
・老化防止剤:フレキシス社製6PPD
・ワックス:大内新興化学社製パラフィンワックス
・プロセルオイル:昭和シェル石油社製エキストラクト4号S
・硫黄:鶴見化学工業社製金華印油入微粉硫黄
・加硫促進剤:大内新興化学社製ノクセラーCZ−G
The types of raw materials used in Table 2 are shown below.
・ Carbon black: Tokai Carbon Co., Ltd. Seest 6
・ Zinc oxide: Zinc oxide 3 types manufactured by Shodo Chemical Industry Co., Ltd. ・ Stearic acid: Bead stearic acid manufactured by NOF Corporation ・ Anti-aging agent: 6PPD manufactured by Flexis Co., Ltd.
・ Wax: Paraffin wax manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Co., Ltd. ・ Procell oil: Extract No. 4 S manufactured by Showa Shell Sekiyu Co., Ltd.
・ Sulfur: Fine powder sulfur containing Jinhua stamp oil manufactured by Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd. ・ Vulcanization accelerator: Noxeller CZ-G manufactured by Ouchi Shinko Kagaku Co., Ltd.

表1から明らかなように実施例1〜5のタイヤ用ゴム組成物は、ウェット性能および氷上性能が従来レベル以上に優れることが確認された。 As is clear from Table 1, it was confirmed that the rubber compositions for tires of Examples 1 to 5 were superior in wet performance and on-ice performance to the conventional level or higher.

表1から明らかなように比較例1のゴム組成物は、架橋ポリウレタンビーズが1質量部未満であるので、ウェット性能および氷上性能を改良することができない。
比較例2のゴム組成物は、架橋ポリウレタンビーズが30質量部を超えるので、タイヤ用ゴム組成物を調製することができなかった。このためウェット性能および氷上性能を評価することができない。
比較例3のゴム組成物は、架橋ポリウレタンビーズのガラス転移温度が−40℃以上であるので、氷上性能が劣る。
比較例4のゴム組成物は、架橋ポリウレタンビーズの表面にシリカ被覆を有しないのでウェット性能が劣る。
比較例5のゴム組成物は、熱膨張性マイクロカプセルを配合しなかったので氷上性能が劣る。
As is clear from Table 1, the rubber composition of Comparative Example 1 cannot improve the wet performance and the on-ice performance because the crosslinked polyurethane beads are less than 1 part by mass.
In the rubber composition of Comparative Example 2, since the crosslinked polyurethane beads exceeded 30 parts by mass, the rubber composition for a tire could not be prepared. Therefore, wet performance and on-ice performance cannot be evaluated.
The rubber composition of Comparative Example 3 is inferior in performance on ice because the glass transition temperature of the crosslinked polyurethane beads is −40 ° C. or higher.
The rubber composition of Comparative Example 4 is inferior in wet performance because it does not have a silica coating on the surface of the crosslinked polyurethane beads.
Since the rubber composition of Comparative Example 5 did not contain the heat-expandable microcapsules, the performance on ice was inferior.

Claims (2)

ジエン系ゴム100質量部に架橋ポリウレタンビーズを1〜30質量部、熱膨張性マイクロカプセルを0.5〜20質量部配合してなり、前記架橋ポリウレタンビーズが、ガラス転移温度が−40℃より低い架橋ポリウレタンの微粒子の表面に被覆シリカを有し、その平均粒子径が1〜200μmであることを特徴とするタイヤ用ゴム組成物。 1 to 30 parts by mass of crosslinked polyurethane beads and 0.5 to 20 parts by mass of heat-expandable microcapsules are blended with 100 parts by mass of diene rubber, and the crosslinked polyurethane beads have a glass transition temperature lower than -40 ° C. A rubber composition for a tire, which has coated silica on the surface of fine particles of crosslinked polyurethane and has an average particle size of 1 to 200 μm. 請求項1に記載のタイヤ用ゴム組成物からなるトレッド部を有することを特徴とするスタッドレスタイヤ。 A studless tire having a tread portion made of the rubber composition for a tire according to claim 1.
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