JPH02199140A

JPH02199140A - タイヤトレッド用ゴム組成物

Info

Publication number: JPH02199140A
Application number: JP1017525A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Kikuchi; 菊地　也寸志; Masayoshi Oo; 雅義大尾; Kazuyoshi Kayama; 和義加山; Hideyuki Oishi; 英之大石; Shuichi Akita; 秋田　修一; Fumitoshi Suzuki; 鈴木　文敏
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd; Nippon Zeon Co Ltd
Current assignee: Zeon Corp; Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 1989-01-30
Filing date: 1989-01-30
Publication date: 1990-08-07
Anticipated expiration: 2013-02-16
Also published as: DE4001822C2; DE4001822A1; JP2714971B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、ヒステリシスロスが大きく、耐熱性および路
面グリップ力に優れた高性能タイヤトレッド用のゴム組
成物に関する。

（従来の技術〕近年、高速道路網の普及および車輌の高性能化がめざま
しく、このため車輌の高速走行時における操縦性やコー
ナリング性能、ブレーキ性能等の安全性がより改善され
た高性能タイヤが強く要求されている。一方、これら高
性能タイヤの極限性能をより厳しい条件下で競う競技用
タイヤにおいても、モータースポーツの普及とともに、
いっそう高い性能が求められており、限界時の操縦性や
ブレーキ性能の向上が望まれている。

高性能タイヤ、競技用タイヤに要求されるこのような性
能を改善するには、タイヤと路面とのグリップ力を向上
させるのが有効であり、例えば、路面に接するトレッド
の構成部材（ゴム組成物）を高ヒステリシスロス化する
ことにより高グリップ力を得ることができる。

従来、ゴム組成物のヒステリシスロスを大きくするには
、ガラス転移温度（Ｔｇ　）の高い高スチレン含量の乳
化重合スチレン−ブタジエン共重合体ゴムを使用するの
が一般的である。しかし、スチレン−ブタジエン共重合
体ゴムは、スチレン量の増加と共にヒステリシスロスが
大きくなるが、同時に、耐ブローアウト性が低下する。

特に、乳化重合法により製造されたスチレン−ブタジエ
ン共重合体ゴムは、分子量分布が広いため耐ブローアウ
ト性の低下が著しく、競技用タイヤのような苛酷な条件
下で用いられる場合には実用に耐えられないこともしば
しばである。

また、ヒステリシスロスを大きくするために、ブチルゴ
ム、ハロゲン化ブチルゴムをジエン系ゴムにブレンドし
て使用することも提案されている。しかし、このような
ゴム組成物は、共加硫性および破壊強度が劣り、高性能
タイヤ、さらにはより過酷な条件下の走行に使用される
競技用タイヤでは、摩耗が著しく、また、ブローアウト
をおこしやすいという欠点がある。

このように、耐熱性（耐ブローアウト性）を心配するこ
となく、レース、ラリ−等の競技用タイヤに要求される
ような高いレベルのグリップ性能を満足するゴム組成物
は得られていないのが現状である。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、耐熱性に優れ、ヒステリシスロスが大きく、
路面グリップ力が著しく向上したタイヤトレッド用ゴム
組成物を提供することを目的とする。このゴム組成物は
、高性能タイヤおよび競技用タイヤに好適に利用できる
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、結合スチレン含量が４５〜６５％、ブタジェ
ン部のビニル結合量が２０〜７０％、スチレンが８細板
上達らなった長鎖スチレンブロックが全結合スチレン量
の１０％以下である溶液重合法により製造されるスチレ
ン−ブタジエン共重合体ゴム１０〜１００重量部とガラ
ス転移温度（Ｔｇ）が−６０℃以上の１種類以上の他の
ジエン系ゴム９０〜Ｏ重量部とからなるゴム成分１００
重量部に対し、カーボンブランクを７０重量部以上配合
してなることを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物
を要旨とする。

以下、この手段につき詳しく説明する。

（１）　　ゴム成分。

溶液重合法により製造されるスチレン−ブタジエン共重
合体ゴム（以下、Ｓ−３ＢＲという）１０〜１００重量
部と１種類以上の他のジエン系ゴム９０〜０重量部から
なる。　Ｓ−５ＢＲは、単独もしくは他のジエン系ゴム
と１０重量部以上の割合でブレンドして使用されなけれ
ばならない、１０重量部未満では本発明の目的とする高
ヒステリシスロスが得られない。

■　Ｓ−５８Ｒ。

結合スチレン量が４５〜６５％、ブタジェン部のビニル
結合量が２０〜７０％の高スチレンＳ−５ＢＲである。

結合スチレン量が４５％未満ではヒステリシスロスが小
さく、目的とする高いグリップ性能が得られない、一方
、スチレン量が６５％超になるとスチレンブロックが生
成し、耐ブローアウト性が著しく悪化する。また、弾性
率の温度依存性も大きくなり、好ましくない。ブタジェ
ン部のビニル結合量は２０〜７０％であり、好ましくは
３５〜６０％である。２０％未満では十分なヒステリシ
スロスが得られない、また、７０％を超えると共重合体
を重合するのが困難となり、実用的でない、さらに、ス
チレンが８細板上達らなった長鎖スチレンブロックが全
結合スチレン量の１０％以下であることが必要である。

この長鎖スチレンブロックの割合は、例えば、ブタジェ
ン単位の二重結合を全てオゾン開裂し、得られた分解物
のゲルパーミェーションクロマトグラフ（ＧＰＣ）によ
り分析される（高分子学会予稿集、２９巻９号、２０５
５頁）、長鎖スチレンブロックの割合が１０％を越える
と、耐ブローアウト性が著しく悪化するので好ましくな
い。

このＳ−３ＢＲは、一般には炭化水素溶媒中で、開始剤
として有機リチウム化合物、ビニル化剤としてエーテル
、アミン等の極性化合物を用いて重合される。この際、
一定量のモノマーを逐次もしくは連続的に後添加しても
よいし、また昇温重合させる等により重合温度を変化さ
せても何ら問題ない、また、得られた重合体は、ハロゲ
ン化スズ等のカップリング剤でカップリングされていて
も何ら差し支えない、予め油展されていても構わない。

■　他のジエン系ゴム。

ガラス転移温度（Ｔｇ　）が−６０℃以上のものである
０例えば、乳化重合スチレン−ブタジエン共重合体ゴム
、ポリイソプレンゴム、アクリロニトリル−ブタジェン
ゴム、ブチルゴム等である。特に、引張強さ、耐摩耗性
の点から、結合スチレン量が２０〜６５％の乳化重合ス
チレン−ブタジエン共重合体ゴムが好ましい。

（２）　　カーボンブラック。

カーボンブラックとしては、特に制限されるものではな
いが、高ヒステリシスロス、耐摩耗性の観点からｌ５Ａ
ＦＳＳＡＦ等の小粒径タイプのものが好ましい。

カーボンブラックの配合量は、上記ゴム成分１００重量
部に対し７０重量部以上が必要である。

７０重量部未満では十分に高いヒステリシスロスが得ら
れない。

（３）　　このようにしてなるゴム組成物には、通常の
ゴム工業で使用される加硫剤、加硫促進剤、加硫助剤、
老化防止剤、充填剤、軟化剤、可塑剤等を必要に応じて
適宜配合しても構わない。

以下に実施例および比較例を示す。

〔実施例、比較例〕

表１に示す種々のスチレン−ブタジエン共重合体ゴム（
ＳＢＲ）を用いて、表２に示す配合内容（重量部）でゴ
ム組成物を作製し、その加硫物物性を測定した。この結
果を表２に示す。

また、このゴム組成物をトレッドに用いてタイヤを試作
し、このタイヤを実車に装着して運動性能を測定した。

この結果も表２に示す。

これらの測定法は下記の通りである。なお、表１におけ
る結合スチレン量、ブタジェン部のミクロ構造等は、赤
外法（ハンプトン法）によつて求めた。

ｍと強濾」工ＪＩＳに６３０１により測定。

ヒス−１シスロス（ｔａｎδ　：岩本製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用いて２０
℃にて測定、ｔａｎδの値が高いほどヒステリシスロス
が大きく、タイヤにした場合に高グリップが得られる。

ブローアラグッドリッチフレクソメーターで測定したＨｌＢ、Ｕ、
の値により比較した。ストローク４．４４ｍ。

荷重１５ｋｇ、振動数１８０Ｏｒｐｍ　、雰囲気温度１
００℃下で、２５分経過後の温度上昇をＨ，Ｂ、Ｕ、と
じ、指数で表示した。　（！が小さい程発熱が小さい。

ｌ勉ユ皿工１周４．４１ｋｍのサーキットを１０周し、ベストラッ
プタイムを指数で表示した。値が小さい程、ランプタイ
ムが短かく、グリップ力が高い。

（本頁以下余白）注）傘１シェル社製の乳化重合スチレン−ブタジェン共重合体ゴ
ム（Ｔｇ　：　−２８℃）。

率２　試作の高スチレン乳化重合スチレン−ブタジエン
共重合体ゴム（Ｔｇニー１６℃）。

＊３　内容積１０Ｉｌのステンレス製オートクレーブ型
反応器を洗浄、乾燥し、乾燥窒素で内部空気を置換した
後に、１，３−ブタジェン３８４ｇ　、スチレン４１６
ｇ及びシクロヘキサン４５００ｇを仕込む、その後、ビ
ニル化剤としてＮ、　Ｎ、　Ｎ”Ｎｌ−テトラメチルエ
チレンジアミンを２．５ｇ添加し、さらに触媒としてｎ
−ブチルリチウムを３．０ミリモル加え、内容物を攪拌
しながら５０℃で６時間重合を行った０重合転化率が１
００％に到達したことを確認した後、四塩化ケイ素を１
．５ミリモル添加し、カップリング反応を６０分間行わ
せた後、メタノールにより反応を停止させた０反応器か
ら取り出した重合体溶液にＢＩＴを７ｇ加え、スチーム
蒸気を吹きつけて溶媒を除去しポリマーを凝固した後、
ロールにて脱水し６０℃で２４時間減圧乾燥して得た。

＄４１．３−ブタジェン３２８ｇ　、スチレン４７２ｇ
、　Ｎ、Ｎ。

Ｎ’、Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン３．４ｇ以
外は全て＊３の５ＢＲ−＾と同様な方法で得た。

本５　内容積１０１のステンレス製オートクレーブ型反
応器を洗浄、乾燥し、乾燥窒素で内部空気を置換した後
に、１．３−ブタジェン３６０ｇ、スチレン２００ｇ及
びシクロヘキサン４５００ｇを仕込む、その後、ビニル
化剤としてＮ、　Ｎ、　Ｎ′Ｎ　ｌ−テトラメチルエチ
レンジアミンを０．３ｇ添加し、さらに触媒としてｎ−
ブチルリチウムを３．０ミリモル加え、内容物を攪拌し
ながら５０℃で６時間重合を行った０反応開始後３０分
から２４０ｇのブタジェンを２．０ｇ／分の速度で連続
的に添加した。転化率が１００％に到達したことを確認
した後、四塩化ケイ素の添加以降は＊３の５ＢＲ−Ａの
場合と同様に行い、目的とするポリマーを得た。

傘６　内容ａｉｏｘのステンレス製オートクレーブ型反
応器を洗浄、乾燥し、乾燥窒素で内部空気を置換した後
にシクロヘキサン４５００ｇを仕込む。その後触媒とし
てｎ−ブチルリチウムを３．０ミリモル加える０反応器
の温度を９０℃に保った後、１．３−ブタジェン４２４
ｇ及びスチレン３７６ｇを混合したモノマーブレンドを
、１．０ｇ／分の速度で連続的に添加し重合を開始する
。

転化率が１００％に到達したことを確認した後、四塩化
ケイ素の添加以降は＊３の５ＢＲ−Ａの場合と同様に行
い、目的とするポリマーを得た。

（本頁以下余白）表２から明らかなように、実施例のゴム組成物は、いず
れも比較例１．２と比較して、発熱性（耐ブローアウト
性）が悪化することな（、高いｊａｎδ値を示している
。また、実車テストの結果でも、良好な運動性能を示し
ており、路面グリップ力が著しく向上していることがわ
かる。比較例３〜６のゴム組成物は耐熱性、　ｔａｎδ
のいずれかが劣っている。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明のゴム組成物は、溶液混合法
により製造される特定のスチレン−ブタジエン共重合体
ゴムからなるものであるために、タイヤのトレッドに用
いた場合に耐熱性、ヒステリシスロス、路面グリップ力
等を著しく向上させることができる。このゴム組成物は
、特に、高性能タイヤやレース、ラリ−等の競技用タイ
ヤに好適に利用可能である。

Claims

【特許請求の範囲】

　結合スチレン含量が４５〜６５％、ブタジエン部のビ
ニル結合量が２０〜７０％、スチレンが８個以上連らな
った長鎖スチレンブロックが全結合スチレン量の１０％
以下である溶液重合法により製造されるスチレン−ブタ
ジエン共重合体ゴム１０〜１００重量部とガラス転移温
度（Ｔｇ）が−６０℃以上の１種類以上の他のジエン系
ゴム９０〜０重量部とからなるゴム成分１００重量部に
対し、カーボンブラックを７０重量部以上配合してなる
ことを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物。