JPH05411B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔発明の技術分野〕 本発明は、走行時のタイヤトレツド部の発熱が
少なく、低燃費性に優れ、しかも湿潤路面での制
動性および積雪・氷結路面での制動性を共に著し
く改善した、特にウエツト性能に優れたトレツド
用ゴム組成物に関する。 〔従来技術〕 近年、省資源、省エネルギーを目指す社会的要
請のもとに、自動車における低燃費性の要求が非
常に高まつてきている。このために、ガソリン消
費の少ないエンジンの開発など自動車本体の開発
はもちろんのこと、エネルギー損失の少ない低燃
費タイヤの検討が急速に行われてきた。 従来、低燃費タイヤのタイヤ材料用のゴムとし
てヒステリシスロスの少ないゴム材料が求めら
れ、なかでもタイヤのヒステリシスロスの50％以
上を占めるといわれるトレツド部には、ゴム成分
としてヒステリシスロスの少ない天然ゴム、ポリ
イソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、ガラス転
移点（Tg）の低いスチレン−ブタジエン共重合
体ゴム、およびこれらのブレンド物などが使用さ
れてきた。さらに、ゴム組成物としては、比較的
粒子径の大きいカーボンブラツクを比較的少ない
配合量で配合し、かつ、アロマテイツクオイル等
の軟化剤の配合量もできるだけ少なくしたゴム組
成物がこれまでは使用されてきた。 ところで、最近、タイヤに対してより多くの機
能がいっそう高いレベルで求められるようになっ
た。例えば、上述のようにした開発された低燃費
タイヤにおいて、その低燃費性能を低下させるこ
とがなく、かつ、安全性の面からは湿潤路面およ
び積雪・氷結路面などの各種路面に対応できる高
い制動性能が強く望まれている。 しかし、上述したようにヒステリシスロスの少
ない天然ゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジ
エンゴム、Tgの低いスチレン−ブタジエン共重
合体ゴムをトレツド部に使用した場合には、特に
湿潤路面での制動性（ウエツトスキツド抵抗性）
が劣り、走行安定性が極端に低下してしまうとい
う欠点があつた。また、粒子径の大きなカーボン
ブラツクを使用した場合には、低燃費性能は優れ
るものの、湿潤路面での制動性および耐摩耗性と
いつた特性の低下が避けられなかった。さらに、
これまでの低燃費タイヤのトレツド部ゴムは、軟
化剤の配合量を少なくしているため低温になると
硬くなり易く、このため積雪や氷結した路面での
制動性（アイスキツド抵抗性）も十分に満足でき
るレベルには達していなかつた。 一方、タイヤの低燃費性能とウエツトスキツド
抵抗性の両特性を満足させる材料として、最近で
は１，２−ビニル結合を50％以上含有するいわゆ
る高ビニルポリブタジエンゴムや高ビニルスチレ
ン−ブタジエン共重合体ゴムが提案されている。
しかし、これらのゴムは、いずれも高いガラス転
移点（Tg）を有するため、耐摩耗性に劣り、し
かも低温で硬化し易く、積雪・氷結路面での制動
性能に著しく劣り、したがつて上述したような全
ての特性を満たすにはやはり不十分である。 このように、現在では、低燃費性能、湿潤路面
での高い制動性、積雪・氷結路面での高い制動性
といつた特性を全て満足するタイヤは提案されて
いない。特に、これまでは、路面が積雪や氷結の
ために滑り易くなる冬期においては、低燃費タイ
ヤを含む一般タイヤでは、これらの路面における
制動性が非常に小さく、スノータイヤの使用を余
儀なくされていた。しかし、使用者のタイヤ交換
にかける時間と手間はかなりのものであり、一般
夏タイヤで上記の３つの特性を満足するオールシ
ーズン用のタイヤの出現が非常に切望されてい
る。 〔発明の目的〕 本発明は、このような要求に応じるためになさ
れたものであつて、走行時のタイヤトレツド部の
発熱が少なく、低燃費性に優れ、しかも湿潤路面
での制動性および積雪・氷結路面での制動性を共
に著しく改善した、特にウエツト性能に優れたト
レツド用ゴム組成物を提供することを目的とす
る。この組成物は、夏冬を問わず通期に亘つて使
用可能ないわゆるオールシーズン用の空気入りタ
イヤのトレツド用として有用である。 〔発明の構成〕 このため、本発明は、天然ゴムおよび／又はポ
リイソプレンゴム25〜55重量部、結合スチレン量
が10〜30重量％であつてブタジエン部の１，２−
ビニル結合量が25〜80％であるスチレン−ブタジ
エン共重合体ゴム70〜30重量部、およびハロゲン
化ブチルゴム５〜15重量部からなり、前記スチレ
ン−ブタジエン共重合体ゴムには、分子鎖末端或
いは分子鎖中に下記式、 で示される原子団が導入されていることを特徴と
する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。 本発明のトレツド用ゴム組成物は、天然ゴムお
よび／又はポリイソプレンゴム25〜55重量部、特
定のスチレン−ブタジエン共重合体ゴム70〜30重
量部、およびハロゲン化ブチルゴム５〜15重量部
からなる。この範囲外の配合割合では、低燃費
性、湿潤路面での制動性、積雪・氷結路面での制
動性のいずれかの特性が悪くなるので好ましくな
いからである。ただし、他のジエン系ゴム、例え
ば、ポリブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブ
タジエン共重合体ゴム、非変性スチレン−ブタジ
エン共重合体ゴムなどを30重量部以下含んでいて
もよい。 (1) ここで用いるスチレン−ブタジエン共重合体
ゴムには、分子鎖末端或いは分子鎖中に下記式
で示される原子団が導入されている。 上記(1)式で示される原子団の導入は、下記式
の結合 （式中Ｍは、Ｏ原子又はＳ原子を表わす）を有
する化合物（以下、化合物Ａと称する）をスチ
レン−ブタジエン共重合体と反応させることに
よつて行われる。 化合物Ａとしては、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルム
アミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド；Ｎ，
Ｎ−ジエチルアセトアミド；アミノアセトアミ
ド、Ｎ，Ｎ−ジメチル−N′，N′−ジメチルア
ミノアセトアミド、Ｎ−フエニルジアセトアミ
ド；Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ
−ジメチルメタアクリルアミド；プロピオンア
ミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピオンアミド；４
−ピリジルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル−４−ピ
リジルアミド；Ｎ，Ｎ−ジメチルベンズアミ
ド、ｐ−アミノベンズアミド、N′，N′−（ｐ−
ジメチルアミノ）ベンズアミド、Ｎ，Ｎ−ジメ
チル−N′−（ｐ−エチルアミノ）ベンズアミ
ド；Ｎ−アセチル−Ｎ−２−ナフチルベンズア
ミド；ニコチンアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルニコ
チンアミド；コハク酸アミド、マレイン酸アミ
ド、Ｎ，Ｎ，N′，N′−テトラメチルマレイン
酸アミド；コハクイミド、マレイミド、Ｎ−メ
チルマレイミド、Ｎ−メチルフタルイミド、
１，２−シクロヘキサンカルボキシミド、Ｎ−
メチル−１，２−シクロヘキサンジカルボキシ
ミド；オキサミド、２−フラミド、Ｎ，Ｎ，
N′，N′−テトラメチルオキサミド、Ｎ，Ｎ−
ジメチル−２−フラミド；Ｎ，Ｎ−ジメチル−
８−キノリンカルボキシアミド；Ｎ，Ｎ−ジメ
チル−ｐ−アミノ−ベンザルアセトアミド、
Ｎ，Ｎ−ジメチル−N′，N′−（p′−ジメチルア
ミノ）シンナミリデンアセトアミド；Ｎ，Ｎ−
ジメチル−N′，N′−（２−ジメチルアミノ）ビ
ニルアミド；N′−（２−メチルアミノ）ビニル
アミド；尿素、Ｎ，N′−ジメチル尿素、Ｎ，
Ｎ，N′，N′−テトラメチル尿素；カルバミン
酸メチル；Ｎ，N′−ジエチルカルバミン酸メ
チル；ε−カプロラクタム、Ｎ−メチル−ε−
カプロラクタム、Ｎ−アセチル−ε−カプロラ
クタム、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピ
ロリドン、Ｎ−アセチル−２−ピロリドン、２
−ピペリドン、Ｎ−メチル−２−ピペリドン、
２−キノリン、Ｎ−メチル−２−キノリン、２
−インドリノン、Ｎ−メチル−２−インドリノ
ン；イソシアヌル酸、Ｎ，N′，N″−トリメチ
ルイソシアヌル酸等およびこれらの対応の含硫
黄化合物が例示できる。なかでも特に好ましい
化合物は、窒素にアルキル基が結合した化合物
である。 前記式（）で示される原子団が導入された
スチレン−ブタジエン共重合体ゴムの製造方法
としては、例えば、(a)アルカリ金属基材触媒お
よび／又はアルカリ土類金属基材触媒を用いて
スチレンとブタジエンとを重合させ、重合反応
が完了した溶液中に化合物Ａを添加する方法、
(b)スチレン−ブタジエン共重合体を適当な溶剤
に溶解させた溶液中で、該共重合体にアルカリ
金属および／又はアルカリ土類金属を付加さ
せ、引き続き化合物Ａを添加して反応させる方
法等が例示できる。 この場合の重合反応および付加反応に使用さ
れるアルカリ金属基材触媒は、リチウム、ルビ
ジウム、セシウム等の金属そのもの、或いはこ
れらの炭化水素化合物もしくは極性化合物との
錯体（例えば、ｎ−ブチルリチウム、２−ナフ
チルリチウム、カリウム−テトラヒドロフラン
錯体、カリウム−ジエトキシエタン錯体等）で
ある。また、アルカリ土類金属基材触媒は、特
開昭51−115590号、特開昭52−9090号、特開昭
57−100146号などに記載されているバリウム、
ストロンチウム、カルシウム等の化合物を主成
分とする触媒系等が例示できる。いずれの金属
基材触媒も通常の溶液重合の触媒として使用さ
れるものでよく、特に制限されるものでない。 反応終了後、化合物Ａの導入された不飽和ゴ
ム状重合体は、メタノール等の凝固剤の添加、
水蒸気によるストリツピングなどの通常の分離
方法を用いて反応溶液中から回収される。得ら
れた不飽和ゴム状重合体には、分子鎖末端或い
は分子鎖中に、 なる原子団として化合物Ａが導入されている。 化合物Ａが導入される部位は、分子鎖の未端
或いはそれ以外の部位であつてもよいが、好ま
しくは分子鎖の未端である。分子鎖の未端がジ
エニル構造の共重合体と化合物Ａとの反応で得
られた重合体を使用することにより、低燃費性
の改善がさらに大となるからである。 スチレン−ブタジエン共重合体ゴムが前記式
（）で示される原子団を分子鎖内に有してい
ることが本発明の必須の構成要件である。この
スチレン−ブタジエン共重合体ゴムを含有する
ゴム組成物は、前記式（）で示される原子団
を有さない通常のスチレン−ブタジエン共重合
体ゴムからなるゴム組成物に比べると著しく改
善された反発弾性を示す。したがつて、このゴ
ム組成物をトレツドに用いた空気入りタイヤ
は、他の特性を高いレベルに維持しながら低燃
費性を非常に改善することが可能となる。 (2) また、本発明で用いるスチレン−ブタジエン
共重合体ゴムは、結合スチレン量が10〜30重量
％であり、また、ブタジエン部の１，２−ビニ
ル結合量が25〜80％である。 結合スチレン量が10重量％未満では、ゴム組
成物のウエツトスキツド抵抗が低下し、湿潤路
面におけるタイヤの制動性能を悪化させるので
好ましくない。一方、30重量％を越えると、湿
潤路面での制動性が大きくなる反面、積雪・氷
結路面で制動性および耐摩耗性が悪化するので
好ましくない。 １，２−ビニル結合量が25％未満では湿潤路
面での制動性の改善効果が小さく、一方、80％
を越えると発熱性が大きくなると共に氷結路面
での制動性、耐摩耗性が大幅に低下するため好
ましくない。 また、本発明で用いるスチレン−ブタジエン
共重合体ゴムは、タイヤ製造時に良好な加工性
を得るために、スズ−ブタジエニル結合で結合
された分岐状重合体を含んでいてもよい。ただ
し、スズ−ブタジエニル結合の形成のためにス
チレン−ブタジエン共重合体ゴムの分子鎖末端
が利用されすぎると前記式（）で示される原
子団を導入するための有効分子鎖末端が減少す
るので、タイヤ製造時に良好な加工性を保ちな
がら本発明の目的であるタイヤ性能を得ようと
するには、スズ−ブタジエニル結合で結合され
た分岐状重合体(A)と分子鎖内に前記式（）で
示される原子団が少なくとも１個導入された重
合体(B)との割合Ａ／Ｂが0.1以上4.0未満の範囲
にあることが好ましい。 (3) 本発明で用いるハロゲン化ブチルゴムは、例
えば、クロロブチルゴム、臭素化ブチルゴムな
どである。 (4) さらに、本発明においては、補強剤として、
カーボンブラツクをゴム分100重量部に対して
30〜80重量部添加してもよい。 カーボンブラツクの配合量が30重量部未満で
は、タイヤとして十分な湿潤路面での制動性、耐
摩耗性が得られない。一方、80重量部を越えると
タイヤの低燃費性が悪化し、加えて、トレツド部
の硬度が低温で高くなるため氷結路面で滑り易く
なり、好ましくないからである。 ここで用いるカーボンブラツクの特性として
は、窒素吸着法による比表面積（N₂SA）が60〜
140m²／ｇ、好ましくは75〜120m²／ｇで、ジブチ
ルフタレート吸油量（DBP吸油量）が100〜150
ml／100ｇ、好ましくは110〜140ml／100ｇの範囲
にあることが必要である。 N₂SAが60m²／ｇ未満では、タイヤの低燃費性
に優れるものの、湿潤路面での制動性、耐摩耗性
が著しく悪化する。一方、N₂SAが140m²／ｇを
越えるとタイヤの低燃費性が劣ることになるので
好ましくない。 DBP吸油量が100ml／100ｇ未満では、タイヤ
の耐摩耗性が低下し、さらに操縦安定性が悪くな
るので好ましくない。150ml／100ｇを越えると、
低温でトレツド部が硬化し易く、積雪・氷結路面
での制動性が低下するので好ましくない。 本発明のゴム組成物は、通常のゴム工業で用い
られる配合剤である加硫剤、加硫促進剤、加硫助
剤、老化防止剤、軟化剤等を含んでいてもよい。
また、このゴム組成物は、乗用車用タイヤをはじ
め、トラツク・バス用タイヤなど全てのタイヤに
適用できるものであり、タイヤの種類には特に限
定されるものではない。 以下に実施例、比較例を示す。 実施例、比較例 ここで用いたスチレン−ブタジエン共重合体、
ゴム（SBR）の特性を表１に、これを用いたゴ
ム組成物の配合内容（重量部）およびその物性を
表２に示す。 混合方法としては、表２に示したゴム及び配合
剤を1.7のバンバリーミキサーを使用し、４分
間混合し、ロールでイオウ及び加硫促進剤を加え
て４分間混合した。加硫は160℃×15分でおこな
い、リユプケ反撥弾性、−10℃の硬度及びピコ摩
耗を測定した。リユプケ反撥弾性及びピコ摩耗
は、それぞれ、比較例２を100として指数で示し
た。リユプケ反撥弾性は、０℃、50℃とも指数値
が低いほどリユプケ弾性の値が小さく、０℃の指
数値が小さくなるとウエツト性能は良くなり、50
℃の指数値が大きくなると転がり抵抗が良くなる
ことを示している。ピコ摩耗は、耐摩耗性指数で
示し、値が大きいほど耐摩耗性が良いことを示し
ている。また、−10℃の硬度は、値が小さいほど
低温でやわらかく、積雪、氷結路面での制動性が
良いことを示す。

【表】

【表】

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、低燃費性
に優れ、しかも湿潤路面および積雪・氷結路面で
の制動性を同時に満足するオールシーズン用の空
気入りタイヤのトレツド用として好適なゴム組成
物を得ることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 天然ゴムおよび／又はポリイソプレンゴム25
   〜55重量部、結合スチレン量が10〜30重量％であ
   つてブタジエン部の１，２−ビニル結合量が25〜
   80％であるスチレン−ブタジエン共重合体ゴム70
   〜30重量部、およびハロゲン化ブチルゴム５〜15
   重量部からなり、前記スチレン−ブタジエン共重
   合体ゴムには、分子鎖末端或いは分子鎖中に下記
   式、 で示される原子団が導入されていることを特徴と
   するトレツド用ゴム組成物。