JPH0248574B2 - - Google Patents
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- JPH0248574B2 JPH0248574B2 JP63135330A JP13533088A JPH0248574B2 JP H0248574 B2 JPH0248574 B2 JP H0248574B2 JP 63135330 A JP63135330 A JP 63135330A JP 13533088 A JP13533088 A JP 13533088A JP H0248574 B2 JPH0248574 B2 JP H0248574B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- isoprene
- bonds
- rubber
- butadiene
- amount
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
- Y02T10/86—Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction
Landscapes
- Tires In General (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Description
本発明は優れた転動抵抗性能とウエツトグリツ
プ性能を兼ね備えたイソプレン−ブタジエン共重
合体ゴム組成物及び該組成物を用いたタイヤに関
する。 最近自動車業界では経済性及び省資源の観点か
ら乗用車等の走行燃費の低減が強く要求されてい
るが、かかる走行燃費に寄与する要因としてタイ
ヤの転動抵抗がある。タイヤの転動抵抗はタイヤ
の繰り返し変形に伴うタイヤ構成各部のエネルギ
ー損失に起因するもので、そのなかでも特にトレ
ツドゴムによる寄与が大きいことが知られてい
る。したがつてタイヤの転動抵抗を低減せしめる
ためには、トレツドゴムに関してみればトレツド
ゴムが走行中にうける各種の繰り返し運動、即ち
圧縮、曲げ、剪断運動等によるエネルギー損失を
低減させる必要がある。これをトレツドゴムの動
的粘弾性面からみれば、圧縮運動によるエネルギ
ー損失について損失コンプライアンス（E″／
（E*）2）を曲げ、剪断運動によるエネルギー損失
については損失モジユラス（E″）を低減せしめ
る必要があることを意味する。したがつてトレツ
ドゴムとして損失コンプライアンス、損失モジユ
ラスの値の一般に低い天然ゴム、合成シスイソプ
レンゴム、シス１、４ポリブタジエンゴムを使用
することが転動抵抗性能の向上には有利である。
しかしながらこれらのゴムはいずれも乗用車等の
タイヤにおける最重要性能である湿潤路面上の摩
擦性能、所謂ウエツトスキツド性能が劣り安全性
が損なわれる致命的欠点を有している。 そこで本発明はかかる合成ポリイソプレンゴ
ム、シス１、４ポリブタジエンゴムの優れた転動
抵抗性能を維持しつつ、ウエツトグリツプ性能を
向上させる為に、ポリマーのミクロ構造の面から
鋭意研究を続けた結果、イソプレン−ブタジエン
共重合体の１、２結合量又は３、４結合量が特定
範囲のものを含むゴム組成物が上記の相反する両
特性についていずれも満足できるものであること
が判明し本発明に至つた。 本発明はブタジエン部分の１、２結合量が30％
以上でイソプレン部分の１、２結合量および／ま
たは３、４結合量が15％以上であつて、かつ、30
℃トルエン溶液中での極限粘度数が2.0以上4.0以
下であるイソプレン−ブタジエン共重合体を含む
タイヤトレツド用ゴム組成物及び組成物を用いた
タイヤである。 ここでイソプレン−ブタジエン共重合体は全結
合イソプレンのうち１、２結合量及び３、４結合
量の合計が15％以上（１、２結合のみ、又は３、
４結合のみが15％以上の場合も含む）であり、し
かも結合ブタジエンのうち１、２結合量は30％以
上であることが必要な理由は該範囲をはずれると
ウエツトグリツプの性能の大幅な改善は望めない
からである。 次にイソプレン−ブタジエン共重合体中のブタ
ジエン含量は20重量％以上で80重量％以下である
ことが望ましい。ブタジエン含量が20重量％より
少ないかまたは80重量％より多い場合、イソプレ
ンとブタジエンの共重合によるウエツトグリツプ
性能と転動抵抗性能のバランスの保持がくずれる
ので好ましくない。 更に前記イソプレン−ブタジエン共重合体の30
℃トルエン溶液中における極限粘度数は少なくと
も2.0を有することを必要とする。イソプレン−
ブタジエン共重合体を含むゴム組成物の転動抵抗
性能は該共重合体の分子量即ち30℃トルエントル
エン溶液中での極限粘度数に依存し、分子量即
ち、極限粘度数の値が大きい程転動抵抗性能は向
上する。極限粘度数が2.0以下であれば従来、転
動抵抗性能の優れていた天然ゴム組成物より優れ
た性能が得られない。しかしながらゴムの加工性
を考慮して特に極限粘度数が2.5〜4.0の範囲のも
のが好適に採用される。尚極限粘度数はウエツト
グリツプ性能にはほとんど影響しない。 本発明で用いられるイソプレン−ブタジエン共
重合体はアルカリ金属化合物、例えばナトリウ
ム、カリウム、あるいはこれらの有機金属化合物
を重合触媒としてイソプレン単量体とブタジエン
単量体を無極性炭化水素溶剤中で重合する所謂リ
ビングアニオン重合法によつて得ることができ
る。尚前記重合触媒としてリチウムあるいは有機
リチウム化合物とエーテルや第三級アミン等のル
イス塩基とを組合せた触媒系を用いることが重合
反応の安定性から好ましく、この場合リチウムあ
るいは有機リチウム化合物に対するルイス塩基化
合物の添加量の割合が増すとともに１、２結合量
あるいは３、４結合量が増加する為、両者の割合
を変えることによつて共重合体中の１、２結合
量、３、４結合量を調整できる。共重合体中のブ
タジエンとイソプレンとの結合量比率は各々の単
量体の仕込み量で調整しうるが、共重合反応に際
して双方の単量体を同時に重合系に添加した場
合、共重合反応速度の相違によりブタジエンの重
合が優先し残存モノマー濃度比の変化にしたがつ
てイソプレンの結合組成が増加する所謂テーパー
ド共重合体が生成する。したがつてこれを防止す
る為ブタジエンを重合系に除々に添加する方法等
を採用することによつて、所謂非テーパード共重
合体を得ることができるが、いずれの共重合体も
本発明の目的を損わない限りにおいて採用しう
る。尚前記重合に用いられる溶剤としてヘキサ
ン、ヘプタン、シクロヘキサン、ベンゼン等があ
る。又重合温度は通常の溶液重合に用いられる温
度領域で任意に選定しうるが、この場合重合温度
の上昇とともに共重合体中の１、２結合量及び
３、４結合量が減少する傾向にある。したがつて
共重合体中の１、２結合量及び３、４結合量の制
御は前述の二成分系触媒における添加比率と重合
温度を適宜調整することにより行なうことができ
る。 尚本発明では前記イソプレン−ブタジエン共重
合体を単独で用いられることは勿論のこと、天然
ゴム、合成シスイソプレンゴム、スチレン−ブタ
ジエン共重合体ゴム、シス１、４ブタジエン等の
その他のゴム成分の１種又は２種以上と混合して
用いることができるが、この場合イソプレン−ブ
タジエン共重合体は30重量部以上、包含すること
が望ましい。更に本発明のゴム組成物はゴム配合
で通常用いられる充填剤、軟化剤、老化防止剤、
加硫剤等が廃合されうることは勿論である。 上述の如く本発明のゴム組成物は二律背反する
転動抵抗性能とウエツトグリツプ性能の両性能を
従来の各種ゴム配合ではなし得なかつた高いレベ
ルで両立せしめたものである。然して本発明のゴ
ム組成物は最近特に低燃費化の要求の高い乗用車
用ラジアルタイヤをはじめライトトラツク、大型
トラツク、バス等あらゆる種類の車両用タイヤ、
特にトレツドゴムに好適に使用される。 以下実施例により本発明を説明する。第１表及
び第２表に本発明の共重合体を用いて種々のトレ
ツドゴム組成物を作成し粘弾性特性、転動抵抗指
数、ウエツトグリツプ指数を測定した結果を示
す。なお第１表に示す組成物の配合内容はいずれ
も第３表に示す通りである。 ここで粘弾性特性は岩本製作所(株)製粘弾性スペ
クトロメータを使用し、幅４mm、長さ30mm、厚さ
２mmの試験片を初期歪10％、周波数10Hz、振幅
2.0％、温度70℃の条件下で測定した。 タイヤの転動抵抗は、トレツドゴムのエネルギ
ー損失からの寄与が約半分近く占め、特にトレツ
ドゴムについては、一般走行の場合、全エネルギ
ー損失のうち、約75％が損失モジユラス（E″）
に、約25％が損失コンプライアンス（E″／（E*）
2）に関係づけられることから、転動抵抗性能を
表わす指数として、下記の式により、粘弾性特性
値から、指数化し、これを転動抵抗指数として示
した。 転動抵抗指数＝75×比較ゴムの損失モ
ジユラス（E″）／基準ゴムの損失モジユラス（E″） ＋25×比較ゴムの損失コンプラ
イアンス（E″／（E*2）／基準ゴムの損失コンプライア
ンス（E″／（E*2） ここで基準ゴムとして、比較例２の配合を採用
した。転動抵抗指数の値の小さい程転動抵抗性能
がすぐれていることを示す。 次にウエツトグリツプ指数は、ポータブルスキ
ツトレジスタンステスターを使用し、湿潤路面上
の摩擦抵抗を測定し、比較例２の配合を基準と
し、その相対値で示した。ウエツトグリツプ指数
の値が大きい程ウエツトグリツプ性能がすぐれて
いることを示す。 第１表においてブタジエン部分の１、２結合量
及びイソプレン部分の１、２結合量、３、４結合
量のいずれも少ないイソプレン−ブタジエン共重
合体を用いたゴム組成物（比較例１）はウエツト
グリツプ性能はかなり劣つていることが明らかで
ある。又本発明の実施例はいずれも転動抵抗に関
しては従来最も優れていた天然ゴム配合（比較例
３）と同等以上の性能を維持しながら、ウエツト
グリツプに関しては従来最も優れていたスチレン
−ブタジエンゴム配合（比較例３）よりもかなり
高い性能を示している。
プ性能を兼ね備えたイソプレン−ブタジエン共重
合体ゴム組成物及び該組成物を用いたタイヤに関
する。 最近自動車業界では経済性及び省資源の観点か
ら乗用車等の走行燃費の低減が強く要求されてい
るが、かかる走行燃費に寄与する要因としてタイ
ヤの転動抵抗がある。タイヤの転動抵抗はタイヤ
の繰り返し変形に伴うタイヤ構成各部のエネルギ
ー損失に起因するもので、そのなかでも特にトレ
ツドゴムによる寄与が大きいことが知られてい
る。したがつてタイヤの転動抵抗を低減せしめる
ためには、トレツドゴムに関してみればトレツド
ゴムが走行中にうける各種の繰り返し運動、即ち
圧縮、曲げ、剪断運動等によるエネルギー損失を
低減させる必要がある。これをトレツドゴムの動
的粘弾性面からみれば、圧縮運動によるエネルギ
ー損失について損失コンプライアンス（E″／
（E*）2）を曲げ、剪断運動によるエネルギー損失
については損失モジユラス（E″）を低減せしめ
る必要があることを意味する。したがつてトレツ
ドゴムとして損失コンプライアンス、損失モジユ
ラスの値の一般に低い天然ゴム、合成シスイソプ
レンゴム、シス１、４ポリブタジエンゴムを使用
することが転動抵抗性能の向上には有利である。
しかしながらこれらのゴムはいずれも乗用車等の
タイヤにおける最重要性能である湿潤路面上の摩
擦性能、所謂ウエツトスキツド性能が劣り安全性
が損なわれる致命的欠点を有している。 そこで本発明はかかる合成ポリイソプレンゴ
ム、シス１、４ポリブタジエンゴムの優れた転動
抵抗性能を維持しつつ、ウエツトグリツプ性能を
向上させる為に、ポリマーのミクロ構造の面から
鋭意研究を続けた結果、イソプレン−ブタジエン
共重合体の１、２結合量又は３、４結合量が特定
範囲のものを含むゴム組成物が上記の相反する両
特性についていずれも満足できるものであること
が判明し本発明に至つた。 本発明はブタジエン部分の１、２結合量が30％
以上でイソプレン部分の１、２結合量および／ま
たは３、４結合量が15％以上であつて、かつ、30
℃トルエン溶液中での極限粘度数が2.0以上4.0以
下であるイソプレン−ブタジエン共重合体を含む
タイヤトレツド用ゴム組成物及び組成物を用いた
タイヤである。 ここでイソプレン−ブタジエン共重合体は全結
合イソプレンのうち１、２結合量及び３、４結合
量の合計が15％以上（１、２結合のみ、又は３、
４結合のみが15％以上の場合も含む）であり、し
かも結合ブタジエンのうち１、２結合量は30％以
上であることが必要な理由は該範囲をはずれると
ウエツトグリツプの性能の大幅な改善は望めない
からである。 次にイソプレン−ブタジエン共重合体中のブタ
ジエン含量は20重量％以上で80重量％以下である
ことが望ましい。ブタジエン含量が20重量％より
少ないかまたは80重量％より多い場合、イソプレ
ンとブタジエンの共重合によるウエツトグリツプ
性能と転動抵抗性能のバランスの保持がくずれる
ので好ましくない。 更に前記イソプレン−ブタジエン共重合体の30
℃トルエン溶液中における極限粘度数は少なくと
も2.0を有することを必要とする。イソプレン−
ブタジエン共重合体を含むゴム組成物の転動抵抗
性能は該共重合体の分子量即ち30℃トルエントル
エン溶液中での極限粘度数に依存し、分子量即
ち、極限粘度数の値が大きい程転動抵抗性能は向
上する。極限粘度数が2.0以下であれば従来、転
動抵抗性能の優れていた天然ゴム組成物より優れ
た性能が得られない。しかしながらゴムの加工性
を考慮して特に極限粘度数が2.5〜4.0の範囲のも
のが好適に採用される。尚極限粘度数はウエツト
グリツプ性能にはほとんど影響しない。 本発明で用いられるイソプレン−ブタジエン共
重合体はアルカリ金属化合物、例えばナトリウ
ム、カリウム、あるいはこれらの有機金属化合物
を重合触媒としてイソプレン単量体とブタジエン
単量体を無極性炭化水素溶剤中で重合する所謂リ
ビングアニオン重合法によつて得ることができ
る。尚前記重合触媒としてリチウムあるいは有機
リチウム化合物とエーテルや第三級アミン等のル
イス塩基とを組合せた触媒系を用いることが重合
反応の安定性から好ましく、この場合リチウムあ
るいは有機リチウム化合物に対するルイス塩基化
合物の添加量の割合が増すとともに１、２結合量
あるいは３、４結合量が増加する為、両者の割合
を変えることによつて共重合体中の１、２結合
量、３、４結合量を調整できる。共重合体中のブ
タジエンとイソプレンとの結合量比率は各々の単
量体の仕込み量で調整しうるが、共重合反応に際
して双方の単量体を同時に重合系に添加した場
合、共重合反応速度の相違によりブタジエンの重
合が優先し残存モノマー濃度比の変化にしたがつ
てイソプレンの結合組成が増加する所謂テーパー
ド共重合体が生成する。したがつてこれを防止す
る為ブタジエンを重合系に除々に添加する方法等
を採用することによつて、所謂非テーパード共重
合体を得ることができるが、いずれの共重合体も
本発明の目的を損わない限りにおいて採用しう
る。尚前記重合に用いられる溶剤としてヘキサ
ン、ヘプタン、シクロヘキサン、ベンゼン等があ
る。又重合温度は通常の溶液重合に用いられる温
度領域で任意に選定しうるが、この場合重合温度
の上昇とともに共重合体中の１、２結合量及び
３、４結合量が減少する傾向にある。したがつて
共重合体中の１、２結合量及び３、４結合量の制
御は前述の二成分系触媒における添加比率と重合
温度を適宜調整することにより行なうことができ
る。 尚本発明では前記イソプレン−ブタジエン共重
合体を単独で用いられることは勿論のこと、天然
ゴム、合成シスイソプレンゴム、スチレン−ブタ
ジエン共重合体ゴム、シス１、４ブタジエン等の
その他のゴム成分の１種又は２種以上と混合して
用いることができるが、この場合イソプレン−ブ
タジエン共重合体は30重量部以上、包含すること
が望ましい。更に本発明のゴム組成物はゴム配合
で通常用いられる充填剤、軟化剤、老化防止剤、
加硫剤等が廃合されうることは勿論である。 上述の如く本発明のゴム組成物は二律背反する
転動抵抗性能とウエツトグリツプ性能の両性能を
従来の各種ゴム配合ではなし得なかつた高いレベ
ルで両立せしめたものである。然して本発明のゴ
ム組成物は最近特に低燃費化の要求の高い乗用車
用ラジアルタイヤをはじめライトトラツク、大型
トラツク、バス等あらゆる種類の車両用タイヤ、
特にトレツドゴムに好適に使用される。 以下実施例により本発明を説明する。第１表及
び第２表に本発明の共重合体を用いて種々のトレ
ツドゴム組成物を作成し粘弾性特性、転動抵抗指
数、ウエツトグリツプ指数を測定した結果を示
す。なお第１表に示す組成物の配合内容はいずれ
も第３表に示す通りである。 ここで粘弾性特性は岩本製作所(株)製粘弾性スペ
クトロメータを使用し、幅４mm、長さ30mm、厚さ
２mmの試験片を初期歪10％、周波数10Hz、振幅
2.0％、温度70℃の条件下で測定した。 タイヤの転動抵抗は、トレツドゴムのエネルギ
ー損失からの寄与が約半分近く占め、特にトレツ
ドゴムについては、一般走行の場合、全エネルギ
ー損失のうち、約75％が損失モジユラス（E″）
に、約25％が損失コンプライアンス（E″／（E*）
2）に関係づけられることから、転動抵抗性能を
表わす指数として、下記の式により、粘弾性特性
値から、指数化し、これを転動抵抗指数として示
した。 転動抵抗指数＝75×比較ゴムの損失モ
ジユラス（E″）／基準ゴムの損失モジユラス（E″） ＋25×比較ゴムの損失コンプラ
イアンス（E″／（E*2）／基準ゴムの損失コンプライア
ンス（E″／（E*2） ここで基準ゴムとして、比較例２の配合を採用
した。転動抵抗指数の値の小さい程転動抵抗性能
がすぐれていることを示す。 次にウエツトグリツプ指数は、ポータブルスキ
ツトレジスタンステスターを使用し、湿潤路面上
の摩擦抵抗を測定し、比較例２の配合を基準と
し、その相対値で示した。ウエツトグリツプ指数
の値が大きい程ウエツトグリツプ性能がすぐれて
いることを示す。 第１表においてブタジエン部分の１、２結合量
及びイソプレン部分の１、２結合量、３、４結合
量のいずれも少ないイソプレン−ブタジエン共重
合体を用いたゴム組成物（比較例１）はウエツト
グリツプ性能はかなり劣つていることが明らかで
ある。又本発明の実施例はいずれも転動抵抗に関
しては従来最も優れていた天然ゴム配合（比較例
３）と同等以上の性能を維持しながら、ウエツト
グリツプに関しては従来最も優れていたスチレン
−ブタジエンゴム配合（比較例３）よりもかなり
高い性能を示している。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
アジルスルフエンアミド
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ブタジエン部分の１、２結合量が30％以上で
イソプレン部分の１、２結合量および／または
３、４結合量が15％以上であつて、かつ、30℃ト
ルエン溶液中での極限粘度数が2.0以上4.0以下で
あるイソプレン−ブタジエン共重合体を含むタイ
ヤトレツド用ゴム組成物。 ２ イソプレン−ブタジエン共重合体のブタジエ
ン含量は20重量％以上80重量％以下である特許請
求の範囲第１項記載のゴム組成物。 ３ ブタジエン部分の１、２結合量が30％以上で
イソプレン部分の１、２結合量および／また３、
４結合量が15％以上であつて、かつ、30℃トルエ
ン溶液中での極限粘度数が2.0以上4.0以下である
イソプレン−ブタジエン共重合体を含むタイヤト
レツド用ゴム組成物を用いたタイヤ。 ４ ゴム組成物はイソプレン−ブタジエン共重合
体が30重量部以上包含されている特許請求の範囲
第３項のタイヤ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63135330A JPH01193343A (ja) | 1981-01-23 | 1988-06-01 | イソプレン―ブタジエン共重合体ゴム組成物及び該組成物を用いたタイヤ |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56009387A JPS57123236A (en) | 1981-01-23 | 1981-01-23 | Isoprene-butadiene copolymer rubber composition and tire using said composition |
| JP63135330A JPH01193343A (ja) | 1981-01-23 | 1988-06-01 | イソプレン―ブタジエン共重合体ゴム組成物及び該組成物を用いたタイヤ |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56009387A Division JPS57123236A (en) | 1981-01-23 | 1981-01-23 | Isoprene-butadiene copolymer rubber composition and tire using said composition |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01193343A JPH01193343A (ja) | 1989-08-03 |
| JPH0248574B2 true JPH0248574B2 (ja) | 1990-10-25 |
Family
ID=26344090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63135330A Granted JPH01193343A (ja) | 1981-01-23 | 1988-06-01 | イソプレン―ブタジエン共重合体ゴム組成物及び該組成物を用いたタイヤ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01193343A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN119101195A (zh) * | 2023-06-09 | 2024-12-10 | 中国石油天然气股份有限公司 | 丁二烯-异戊二烯橡胶及其制备方法和应用 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0247485B2 (ja) * | 1980-11-20 | 1990-10-19 | Japan Synthetic Rubber Co Ltd | Butajennisopurenkyojugotaigomu |
-
1988
- 1988-06-01 JP JP63135330A patent/JPH01193343A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01193343A (ja) | 1989-08-03 |
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