JPH0520464B2 - - Google Patents

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JPH0520464B2
JPH0520464B2 JP60284266A JP28426685A JPH0520464B2 JP H0520464 B2 JPH0520464 B2 JP H0520464B2 JP 60284266 A JP60284266 A JP 60284266A JP 28426685 A JP28426685 A JP 28426685A JP H0520464 B2 JPH0520464 B2 JP H0520464B2
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JP
Japan
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weight
parts
rubber
temperature
styrene
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JP60284266A
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JPS62143947A (ja
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Shinji Kawakami
Makoto Misawa
Yasuhiro Ishikawa
Hiroshi Hirakawa
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Yokohama Rubber Co Ltd
Original Assignee
Yokohama Rubber Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕 本発明は、運動性能に優れたタイヤのトレツド
用ゴム組成物に関し、詳しくは、耐摩耗性と常温
および低温における優れたグリツプ性能(湿潤路
面把握力)が両立した、かつ耐摩耗性と低温特性
(低温脆化特性)も向上したタイヤのトレツド用
ゴム組成物に関する。 〔従来技術〕 一般に、自動車用タイヤに要求される性能とし
ては、安全性・経済性・乗心地性等がある。近
年、特に高速道路網の発達に伴い、車両の高速走
行時における操縦性やコーナリング特性・ブレー
キ性能等の安全性をより向上させたタイヤの出現
が強く望まれている。 タイヤの運動性能、特にグリツプ性能を高める
方策として、トレツドゴムの高ヒステリシスロス
化を図ることにより路面との摩擦力を高めること
が重要である。すなわち、路面と摩擦しているト
レツド表面は、路面の微細な凹凸によつて高速度
の変形を受けており、この周期的変形過程におい
て生じるヒステリシスロスによるエネルギー散逸
が大きい程、摩擦力が大きくなる。しかも、摩擦
面での変形はきわめて高速であるため、ウイリア
ムス−ランデル−フエリーの温度時間換算則によ
れば、タイヤが使用される温度よりも低い温度で
測定されたヒステリシスロスに依存することが知
られている。実際、ヒステリシスロスの尺度であ
るtanδ(損失係数)、特に0℃付近で測定したtanδ
とタイヤの常温における摩擦係数、−40℃〜−60
℃付近で測定したtanδとタイヤの低温の摩耗係数
は良い相関を示す。一方、タイヤが使われる温度
環境は幅が広く、特に低温(0℃〜−30℃)領域
では、室温にて良好な摩擦係数を示すゴム組成物
を用いるとすべり易くなる。この原因は、低温に
おけるG′(貯蔵剪断弾性率)が高くなりすぎ、路
面の凹凸に追従できないこと、および、たとえ追
従できても、−40℃〜−60℃におけるtanδが低く
なつてしまうために、摩擦力が充分に発揮できな
いことが主因である。従つて、常温における高グ
リツプ性と低温における高グリツプ性を両立させ
るためには、0℃で付近のtanδを大きくし、同時
に低温(−40℃〜−60℃付近)のtanδを大きくす
る、即ち、tanδの温度依存性を小さくすれば良い
ことが判る。従来、ゴム組成物のヒステリシスロ
スを大きくする手法としては、高スチレン含有ス
チレン−ブタジエン共重合体ゴムに頼つていた。 即ち、スチレン−ブタジエン共重合体ゴムのス
チレン含有率を上げると、0℃付近のtanδが大き
くなるため、グリツプ性能は向上する。しかし、
低温性能の悪化、更に耐摩耗性の低下も同時にも
たらす。これは、スチレン含有率を上げることが
粘弾性温度分散曲線を単に高温側へシフトさせる
にすぎないためである。また、tanδピークに対応
する弾性率の急激な変化も高温側へ移動するので
低温特性が劣るという欠点がある。すなわち、低
温になるに従い弾性率が急激に上昇してしまうた
め、ゴムが路面の凹凸に追従できなくなり、tanδ
は大きいにもかかわらずゴムとしてのエネルギー
散逸はむしろ小さくなり、結果として制動性能が
低下してしまう。あるいはより温度が下がると脆
性破壊してしまうという危険がある。 〔発明の目的〕 本発明は、常温および低温のグリツプ性能と耐
摩耗性とを向上させ、さらに低温脆化特性をも改
良した、高運動性能タイヤのトレツド用として好
適な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、特に、乗用車および二輪車のタ
イヤ等に利用される。 〔発明の構成〕 このため、本発明は、ガラス転移温度が−20℃
〜−40℃のスチレン−ブタジエン共重合体ゴムの
1種以上の10〜50重量部、ガラス転移温度が−40
℃〜−70℃のスチレン−ブタジエン共重合体ゴム
の1種以上の10〜60重量部およびガラス転移温度
が−70℃以下のポリブタジエンゴムの10〜50重量
部との混合物から成る原料ゴム100重量部に対し、
窒素吸着法による比表面積が120m2/g以上のカ
ーボンブラツクを70〜130重量部、粘度比重恒数
が0.90〜0.98の石油系軟化剤を20〜120重量部配
合してなり、−30℃における貯蔵剪断弾性率が
500MPa以下であることを特徴とするタイヤトレ
ツド用ゴム組成物を要旨とするものである。 以下、本発明の構成について詳しく説明する。 本発明は、発熱特性、グリツプ性能、低温特性
を高度にバランスさせることを目的とするが、そ
のためには0℃付近のtanδを大きく、また−40〜
−60℃付近のtanδを大きくし、かつ、−10℃以下
の弾性率の急上昇を抑えることが必要である。そ
こで本発明者らは、粘弾性の温度分散を制御する
配合技術について詳細な研究を重ねた結果、次の
ような結論に到達した。即ち、スチレン−ブタジ
エン共重合体ゴムとポリブタジエンゴムとをブレ
ンドすることにより、tanδのピーク温度をあまり
移動させずに低温における弾性率の急激な上昇を
緩和することができる。 さらに、ガラス転移温度の高いスチレン−ブタ
ジエン共重合体ゴムをブレンドすることによつ
て、0℃近辺のtanδも上昇させることができる。
従つて、これら3種類のポリマーをブレンドする
ことにより、粘弾性温度分散曲線を望ましい形状
に制御することに成功し、本発明をなすに到つ
た。 (1) 本発明で用いるスチレン−ブタジエン共重合
体ゴム(SBR)は、ガラス転移温度(Tg)が
−20℃〜−70℃のものである。Tgが−20℃よ
り高いものではポリブタジエン(BR)との相
溶性が悪くなり、相分離をおこしてしまうため
ブレンドの意義が失われる。また、−70℃より
低いものでは、従来使用されているSBRと何
等変わりはなくなつてしまう。このTgが−20
℃〜−70℃のSBRは、溶液重合法、乳化重合
法のいずれによつて製造しても良いが、有機過
酸化物を開始剤とする通常の乳化重合法による
場合はスチレン含有量が15〜48重量%であるこ
とが好ましい。 本発明で用いるポリブタジエンゴム(BR)
は、Tgが−70℃以下であることが必要である。
Tgが−70℃より高いものでは、耐摩耗性・低
温特性を改良することができない。このような
BRとしては、チーグラー型あるいはリチウム
系触媒を用いた溶液重合型や乳化重合型などが
あるが、中でもcis1−4結合が90%以上のもの
が好ましい。 また、本発明において補強剤として用いるカ
ーボンブラツクは、窒素吸着法による比表面積
(N2SA)が120m2/g以上のものである。
N2SAが120m2/g未満では、グリツプ性能・
耐摩耗性が劣り好ましくない。 さらに、本発明で用いる軟化剤は、粘度比重
恒数(VGC)が0.90〜0.98の石油系軟化剤、好
ましくは芳香族系プロセス油である。軟化剤の
VGC値は、配合ゴムのTgに大きく影響し、
VGC値が0.90未満のものではグリツプ性能が
低下してしまうため好ましくない。 本発明においては、上記SBRのうちでTgが
−20℃〜−40℃である高スチレン含有SBR(以
下、ゴムAという)の1種以上を10〜50重量
部、Tgが−40℃〜−70℃のSBR(以下、ゴム
Bという)の1種以上を10〜60重量部、上記
BRを10〜50重量部配合して原料ゴムとする。 ゴムAは主に常温のグリツプ能力を向上さ
せ、ゴムBは低温のグリツプ性能を向上させ、
BRは低温脆化性と耐摩耗性を向上させる。 ゴムAが50重量部超では、低温で脆化してし
まい使用にたえない。また、10重量部未満で
は、常温のグリツプが期待できない。 また、ゴムBが10重量部未満では低温のグリ
ツプ性が不良となり、60重量部超では他のブレ
ンドゴムの特性を殺してしまい、ブレンドの意
義が失われる。 BRが10重量部以下では、耐摩耗性と低温脆
化性能を改良することはできず、また、50重量
部以上では常温のグリツプ性能がたえがたい程
低下してしまう。 この原料ゴム100重量部に対し、上記カーボ
ンブラツクを70〜130重量部配合する。70重量
部未満では、グリツプ性能・耐摩耗性が充分で
なく、130重量部を超える場合には配合ゴムの
強度低下・カーボンブラツク分散性の低下等が
生じ、好ましくない。さらに、この原料ゴム
100重量部に対し、上記軟化剤を20〜120重量部
配合する。この配合量はカーボンブラツクの配
合量に合わせて適宜、変量してよいが、20重量
部未満では配合ゴムの伸びがでず、耐チツピン
グ性において好ましくなく、120重量部を超え
る場合には強度が低下してしまい、やはり好ま
しくない。 (2) このようにしてなるゴム組成物は−30℃にお
ける貯蔵剪断弾性率(G′)が500MPa以下でな
ければならない。 一般に、ゴム状物質は、Tg以下の温度では
弾性率が常温下の100倍以上にもなるガラス状
態になり、その柔軟性を失い、もろく、わずか
の歪で破壊するようになる。このときの温度を
低温脆化温度といい、弾性率と密接な関係があ
る。一般に、G′が500MPaを越えると脆性破壊
する傾向にある。従つて、G′が500MPaを越え
る場合には、脆性破壊の危険があり好ましくな
い。 したがつて、500MPa以下であれば脆化温度
を越えないことになるので、本発明では、
500MPa以下としたのである。また、−30℃に
おける貯蔵剪断弾性率としたのは、−30℃より
も低温でタイヤが使用されることは、通常ない
からである。 このように、ゴム組成物の−30℃における貯
蔵剪断弾性率を500MPa以下とするには、ゴム
組成物の配合に際し、SBR、BR、カーボンブ
ラツク、軟化剤の量を適宜勘案すればよい。 なお、この剪断弾性率は、動的ねじり試験機
を用いて、歪0.5%、周波数20Hzで測定される
ものである。 (3) さらに、本発明のゴム組成物は、ゴム工業分
野で通常用いられる配合剤である加硫剤、加硫
促進剤、老化防止剤、あるいは加工助剤を配合
することができる。 以下、実施例および比較例により本発明の効果
を具体的に説明する。 実施例、比較例 下記の第1表、第2表および第3表に示す配合
内容(重量部)による各種ゴム組成物を調製し、
加硫後、粘弾性特性値を評価し、かつ摩耗試験を
行つた。この結果を第1表、第2表および第3表
に示す。なお、これらの表に記載以外の配合剤は
下記の通りである。 配 合 剤 酸化亜鉛 3.0重量部 ステアリン酸 2.0重量部 老化防止剤(12) 2.0重量部 イオウ 1.8重量部 加硫促進剤(13) 1.5重量部 <摩耗試験> グツドリツチ式ピコ摩耗試験機により摩耗減量
を測定した。実験No.1の測定値を基準とし、指数
で示した。値が大なる程、良好であることを示
す。 <G′、tanδ> RHEOMETRICS社製の動的粘弾性測定装置
を用い、周波数20Hz、剪断歪0.5%で測定した。
単位はMPa。 <Tg> Du Pont社製のTHERMAL ANALYZERを
用い、昇温速度10℃/分で測定し、ガラス転移の
変曲点の接線とベースラインの外挿との交点(外
挿開始温度)をTgとした。 <V.G.C.> ASTM D2140−81に準拠。
【表】
【表】
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明のゴム組成物は、
優れた常温グリツプ性と優れた低温グリツプ性が
両立しており、かつ耐摩耗性も優れているので、
空気入りタイヤのトレツド部に使用することがで
きる。また、低温特性にも優れていることから、
寒冷地で使用されるタイヤにも利用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、ゴム組成物の貯蔵剪断弾性率、tanδ
と測定温度との関係図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 ガラス転移温度が−20℃〜−40℃のスチレン
    −ブタジエン共重合体ゴムの1種以上の10〜50重
    量部、ガラス転移温度が−40℃〜−70℃のスチレ
    ン−ブタジエン共重合体ゴムの1種以上の10〜60
    重量部およびガラス転移温度が−70℃以下のポリ
    ブタジエンゴムの10〜50重量部との混合物から成
    る原料ゴム100重量部に対し、窒素吸着法による
    比表面積が120m2/g以上のカーボンブラツクを
    70〜130重量部、粘度比重恒数が0.90〜0.98の石
    油系軟化剤を20〜120重量部配合してなり、−30℃
    における貯蔵剪断弾性率が500MPa以下であるこ
    とを特徴とするタイヤトレツド用ゴム組成物。
JP60284266A 1985-12-19 1985-12-19 タイヤトレツド用ゴム組成物 Granted JPS62143947A (ja)

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