JPH09268238A - タイヤトレッド用ゴム組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐ウェットスキッド性、破壊特性を低下させ
ることなく、転がり抵抗を著しく低減した空気入りタイ
ヤのトレッドに好適に使用できるゴム組成物を提供す
る。 【解決手段】 有機リチウム系化合物を開始剤とする、
イソプレン重合体および／またはイソプレン・スチレン
共重合体を３０重量％以上含有し、残部がジエン系ゴム
であるゴム成分１００重量部に対して、シリカを２０〜
１２０重量部、カーボンブラックを１００重量部以下、
および特定のシランカップリング剤を０．２〜１０重量
部配合することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、タイヤトレッド用
ゴム組成物に関する。特に、耐ウェットスキッド性、耐
破壊性を低下させることなく、転がり抵抗性が著しく低
減された、空気入りタイヤのトレッドに好適に使用でき
るゴム組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、省資源、省エネルギーの社会的要
請により、自動車の燃料消費を節約するためにタイヤの
転がり抵抗を低減する研究が重要となってきている。タ
イヤの転がり抵抗を小さくすれば、自動車の燃料消費量
が軽減され、いわゆる低燃費タイヤとなることは一般に
知られており、タイヤの転がり抵抗を小さくするには、
タイヤのトレッドゴムにヒステリシスロスの小さい材料
を用いるのが一般的である。一方、走行安定性の要求か
らは、湿潤路面での摩擦抵抗（ウェットスキッド抵抗）
の大きいゴム材料が強く望まれるようになってきた。し
かしながら、これら低転がり抵抗と湿潤路面での摩擦抵
抗は、二律背反の関係があり、両特性を共に満足させる
ことは非常に困難であった。

【０００３】最近、タイヤの転がり抵抗及びウェットス
キッド抵抗とゴム組成物の粘弾性特性の対応付けが理論
的に示された。これによると、タイヤ走行時の転がり抵
抗を小さくするには、トレッドゴムのヒステリシスロス
を小さくする、すなわち、粘弾性的にはタイヤが走行時
に使用される５０〜７０℃の温度における損失正接(tan
δ) を低くすることが低燃費性に有効であることが示さ
れている。一方、ウェットスキッド抵抗性は、１０〜２
０Ｈｚの周波数下における０℃付近の損失正接と良く相
関することが知られており、このため、タイヤのグリッ
プ性能を改良するには、０℃付近の損失正接を大きくす
ることが必要である。

【０００４】また、ヒステリシスロスを減らす方法、す
なわち５０〜７０℃の温度におけるｔａｎδを低くする
方法としては、高シスポリブタジエンゴムなどのガラス
転移温度の低い材料や、天然ゴムのように反発弾性の高
い材料を用いることが一般的である。しかしながら、こ
れらのゴムではウェットスキッド抵抗が極端に低下する
ことになり、従来技術では、走行安定性と低転がり抵抗
とを両立させることが著しく困難であった。

【０００５】これに対し、特公昭４０−２０２６２号公
報によれば、ブタジエンゴム、オイルおよびカーボンブ
ラックを含むゴム組成物に、シリカを配合したトレッド
を有するタイヤは、耐すべり性が改良されることを開示
している。しかし、この場合は、モジュラスが低いこと
により耐摩耗性に劣るものと予想される。また、特公昭
３８−２６７６５号公報には、ゴムラテックスにシリカ
ゾルを混合し、次いで噴霧乾燥することにより、通常の
混練方法よりもモジュラスの高いゴムを得る方法が提案
されている。しかしながら、この方法でも、カーボンブ
ラックの補強効果には及ばないのが現状である。

【０００６】さらに、特開昭５０−８８１５０号公報に
は、シリカと硫黄原子を含むアルコキシシラン化合物に
より、耐すべり性に優れた冬季タイヤ用トレッドゴムが
提案されているが、好ましいトレッド物性を得るために
は、多量のアルコキシシラン化合物を必要としている。

【０００７】さらにまた、特公昭４９−３６９５７号公
報には、加工性改良を目的として、有機リチウム化合物
を触媒に用いて得られるリチウム末端重合体に、シリコ
ンテトラハライド、トリクロロメチルシランなどを反応
させることにより、該アルコキシシラン化合物を中心に
した枝分かれ重合体を生成する方法が提案されている
が、得られる重合体はシリカと反応性を有する官能基が
残存しないため、シリカを充填剤に用いた加硫物の引張
強度は不充分なものである。また、この重合体にシリカ
を配合したゴムは、未加硫状態では粘度やグリーン強度
を高めるので、圧延、押し出し性を改良することができ
るが、永久伸びや動的発熱が大きいという欠点を有して
いる。

【０００８】さらに、近年アニオン重合を利用して前記
の背反問題を解決すべく多くの発明がなされている。例
えば、特開昭５５−１２１３３号、特開昭５６−１２７
６５０号の各公報では、高ビニルポリブタジエンゴム
が、特開昭５７−５５２０４号、特開昭５７−７３０３
０号公報では、高ビニルスチレンブタジエン共重合体ゴ
ムが、前記背反問題の改善に有効であると提案されてい
る。また、特開昭５９−１１７５１４号、特開昭６１−
１０３９０２号、特開昭６１−１４２１４号、特開昭６
１−１４１７４１号各公報では、重合体の分子鎖中にベ
ンゾフェノン、イソシアナート等の官能基を導入した変
性重合体を用いることにより発熱性を低減することを開
示している。しかしながら、上記のいずれの方法も、最
近の低転がり抵抗の要求値を十分に満足するものでな
い。

【０００９】また特開平３−２５２４３１号では、ポリ
ブタジエン又はスチレンブタジエンゴムにシリカ及びシ
ランカップリング剤を配合し、諸特性を改良している
が、これらのポリマーを用いた場合、さらなる低ロス化
は難しい。

【００１０】また特開平３−２５２４３１号では、ポリ
ブタジエン又はスチレンブタジエンゴムにシリカ及びシ
ランカップリング剤を配合し、諸特性を改良し、そし
て、特許出願公開明細書ＷＯ８８／０５４４８号公報で
は、アルコキシシラン化合物変性ゴム状重合体にシリカ
を配合した系で、シランカップリング剤などの補強助剤
を多量に用いずに、引張強度が充分に高く、ウェットス
キッド特性を低下さることなく、転がり抵抗をさらに低
減したが、Ｓ−ＳＢＲ（溶液重合ＳＢＲ）を用いた場合
さらなる低ロス化の要求を満足することは難しい。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、前
記のような従来の技術の欠点を克服して耐ウェットスキ
ッド性、破壊特性を低下させることなく、転がり抵抗を
著しく低減した空気入りタイヤのトレッドに好適に使用
できるゴム組成物を提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は以下の構成とする。 〔Ｉ〕本発明のタイヤトレッド用の第１のゴム組成物
は、 （１）（ア）有機リチウム系化合物を開始剤とする、
（イ）イソプレン重合体およびイソプレン・スチレン共
重合体よりなる群から選択される少なくとも１種の重合
体を３０重量％以上有し、 （２）残部がジエン系ゴムである、ゴム成分１００重量
部に対して、 （３）シリカを２０〜１２０重量部、 （４）カーボンブラックを１００重量部以下、および （５）下記の一般式 Ｙ₃ −Ｓｉ−Ｃ_n Ｈ_2nＡ （Ｉ） （式中、Ｙは炭素数１〜４のアルキル基、アルコキシル
基または塩素原子で３個のＹは同一でも異なってもよ
く、ｎは１、２、３、４、５または６の整数を示し、Ａ
は−Ｓ_m Ｃ_n Ｈ_2nＳｉ−Ｙ₃ 基、Ｘ基または−Ｓ_m Ｚ基
であり、ここでＸはニトロソ基、メルカプト基、アミノ
基、エポキシ基、ビニル基、塩素原子またはイミド基、
Ｚは

【化２】 で表される群のうちいずれか１つであり、ｍ及びｎはそ
れぞれ１、２、３、４、５または６の整数を示し、Ｙは
前述の通りである。）で表されるシランカップリング剤
のうち少なくとも１種を０．２〜１０重量部、配合する
ことを特徴とする。 〔ＩＩ〕イソプレン重合体およびイソプレン・スチレン
共重合体の結合スチレン量が４０重量％以下であり、イ
ソプレン部の１，２結合および３，４結合の合計量が５
〜６０重量％であることを特徴とする。 〔ＩＩＩ〕さらに、イソプレン重合体およびイソプレン
・スチレン共重合体の重量平均分子量が２×１０⁵ 〜２
５×１０⁵ であること特徴とする。 〔ＩＶ〕さらに、本発明のタイヤトレッド用の第２のゴ
ム組成物は、 （１）（ア）結合スチレン量が４０重量％以下であり、
（イ）結合イソプレン部の１，２結合及び３，４結合の
合計量が５〜６０重量％であり、（ウ）アニオン重合に
より得られる、イソプレン重合体および／またはイソプ
レン・スチレン共重合体を３０重量％以上含有し、か
つ、前記重合体の活性末端を、下記の一般式 Ｘ_n Ｓｉ（ＯＲ）_m Ｒ_4-m-n （ＩＩ） （式中、Ｘは塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子など
のハロゲン原子、Ｒは炭素数１〜２０のアルキル基、ア
リール基、ビニル基またはハロゲン化アルキル基、ｍは
１、２、３または４、ｎは０、１または２、ｍとｎの和
は２、３または４を示す。）で表される群から選択され
る少なくとも１種のアルコキシシラン化合物で変性した
変性重合体を３０重量％以上含有するゴム成分１００重
量部に対して、 （２）シリカを２０〜１２０重量部、および （３）カーボンブラックを１００重量部以下、配合する
ことを特徴とする。 〔Ｖ〕また、前記重合体の重量平均分子量が２×１０⁵
〜２５×１０⁵ であることを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明を詳細に説明する。第１の
ゴム組成物に配合されるシランカップリング剤として
は、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラス
ルフィド、 ビス（２−トリエトキシシリルエチル）テ
トラスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピ
ル）テトラスルフィド、ビス（２−トリメトキシシリル
エチル）テトラスルフィド、３−メルカプトプロピルト
リメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキ
シシラン、２−メルカプトエチルトリメトキシシラン、
２−メルカプトエチルトリエトキシシラン、３−ニトロ
プロピルトリメトキシシラン、３−ニトロプロピルトリ
エトキシシラン、３−クロロプロピルトリメトキシシラ
ン、３−クロロプロピルトリエトキシシラン、２−クロ
ロエチルトリメトキシシラン、２−クロロエチルトリエ
トキシシラン、３−トリメトキシシリルプロピル−Ｎ，
Ｎ−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、３−
トリエトキシシリルプロピル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカ
ルバモイルテトラスルフィド、２−トリエトキシシリル
エチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイルテトラスル
フィド、３−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾ
ールテトラスルフィド、３−トリエトキシシリルプロピ
ルベンゾチアゾールテトラスルフィド、３−トリエトキ
シシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、３−
トリメトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフ
ィド等があげられ、ビス（３−トリエトキシシリルプロ
ピル）テトラスルフィド、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スルフィド等が好ましい。
また、式 (2)において３個のＹが同一でなくてもよく、
例えばその例としてビス（３−ジエトキシメチルシリル
プロピル）テトラスルフィド、３−メルカプトプロピル
ジメトキシメチルシラン、３−ニトロプロピルジメトキ
シメチルシラン、３−クロロプロピルジメトキシメチル
シラン、ジメトキシメチルシリルプロピル−Ｎ，Ｎ−ジ
メチルチオカルバモイルテトラスルフィド、ジメトキシ
メチルシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィ
ド等があげられる。

【００１４】シランカップリング剤の添加量は、０．２
〜１０重量部、好ましくは０．５〜５重量部であり、シ
リカの配合量によって調節される。シランカップリング
剤の添加量が０．２重量部未満ではカップリング効果が
極めて小さいため、転がり抵抗及び耐摩耗性の改良効果
が見られず、１０重量部を超えると補強性が低下し、耐
摩耗性、耐カット性が悪化する。

【００１５】また、本発明の第１のゴム組成物にかかる
重合体を本発明にかかる一般式（ＩＩ）で表されるアル
コキシシラン化合物で変性してもよい。

【００１６】第２のゴム組成物にかかるアルコキシシラ
ン化合物変性重合体の製造で使用される不活性有機溶媒
としては、例えば、ペンタン、ヘキサン、シクロヘキサ
ン、ヘプタン、ベンゼン、キシレン、トルエン、テトラ
ヒドロフラン、ジエチルエーテルなどが挙げられる。

【００１７】本発明のリビングポリマーと反応させるア
ルコキシシラン化合物は、一般式（ＩＩ）で表され、Ｒ
のうち、アルキル基としてはメチル基、エチル基、ｎ−
プロピル基、ｔ−ブチル基などを、アリール基としては
フェニル基、トルイル基、ナフチル基などを、ハロゲン
化アルキル基としてはクロロメチル基、ブロムメチル
基、ヨードメチル基、クロロエチル基等を挙げることが
できる。

【００１８】前記一般式（ＩＩ）において、ｎが０でｍ
が２の場合はジアルキルジアルコキシシラン、ｎが０で
ｍが３の場合はモノアルキルトリアルコキシシラン、ｎ
が０でｍが４の場合はテトラアルコキシシラン、ｎが１
でｍが１の場合はモノハロゲン化ジアルキルモノアルコ
キシシラン、ｎが１でｍが２の場合はモノハロゲン化モ
ノアルキルジアルコキシシラン、ｎが１でｍが３の場合
はモノハロゲン化トリアルコキシシラン、ｎが２でｍが
１の場合はジハロゲン化モノアルキルモノアルコキシシ
ラン、ｎが２でｍが２の場合はジハロゲン化ジアルコキ
シシランであり、いずれもリビングポリマーの活性末端
と反応性を有する化合物である。

【００１９】特に、ｎが０でｍが３であるモノアルキル
トリアルコキシシラン、ｎが０でｍが４であるテトラア
ルコキシシラン、ｎが１でｍが２であるモノハロゲン化
モノアルキルジアルコキシシランは、リビングポリマー
をカップリングさせることにより加工性を改良し、しか
もシリカなどと親和性の高い官能基を重合体に付与する
観点から好ましい。

【００２０】本発明で使用される前記一般式（ＩＩ）で
表されるアルコキシシラン化合物の具体例としては、例
えばテトラキス（２−エチルヘキシルオキシ）シラン、
テトラフェノキシシラン、メチルトリス（２−エチルヘ
キシルオキシ）シラン、エチルトリス（２−エチルヘキ
シルオキシ）シラン、エチルトリフェノキシシラン、ビ
ニルトリス（２−エチルヘキシルオキシ）シラン、ビニ
ルトリフェノキシシラン、メチルビニルビス（２−エチ
ルヘキシルオキシ）シラン、エチルビニルジフェノキシ
シラン、トリ−ｔ−ブトキシモノクロロシラン、トリフ
ェノキシモノクロロシラン、モノクロロメチルジフェノ
キシシラン、モノクロロメチルビス（２−エチルヘキシ
ルオキシ）シラン、モノブロモエチルジフェノキシシラ
ン、モノブロモビニルジフェノキシシラン、モノブロモ
イソプロペニルビス（２−エチルヘキシルオキシ）シラ
ン、ジクロロ−ジ−ｔ−ブトキシシラン、ジトリルジク
ロロシラン、ジ−ｔ−ブトキシジヨードシラン、ジフェ
ノキシジヨードシラン、メチルトリス（２−メチルブト
キシ）シラン、ビニルトリス（２−メチルブトキシ）シ
ラン、モノクロロメチルビス（２−メチルブトキシ）シ
ラン、ビニルトリス（３−メチルブトキシ）シランなど
を挙げることができる。

【００２１】これらのアルコキシシラン化合物のうち、
ｎが０または１のアルコキシシラン化合物、この中で
も、特にモノクロロメチルジフェノキシシラン、ビニル
トリス（２−エチルヘキシルオキシ）シラン、モノクロ
ロビニルビス（２−エチルヘキシルオキシ）シランが好
ましい。これらのアルコキシシラン化合物は１種単独で
使用することも、あるいは２種類以上を併用することも
できる。

【００２２】本発明のアルコキシシラン化合物変性ゴム
状重合体は、前記リビングポリマーの活性末端に上記一
般式で表されるアルコキシシラン化合物を反応させて得
られるが、この際のアルコキシシラン化合物の使用量
は、リビングポリマーの活性末端１個当たり、好ましく
は０．７分子以上、より好ましくは０．７〜５．０、さ
らに好ましくは０．７〜２．０分子反応させて得られる
ものであり、０．７モル未満では分岐ポリマーの生成が
多く、分子量分布の変動が大きく、分子量および分子量
分布のコントロールが難しくなり、５．０モルを超える
場合、物性上の改良効果は飽和しており経済上好ましく
ない。

【００２３】この際、リビングポリマーの活性末端に、
先ず、少量のアルコキシシラン化合物を添加し、分岐構
造を有する重合体を形成させ、次いで残りの活性末端を
さらに別のアルコキシシラン化合物で変性するなどのア
ルコキシシラン化合物の二段添加も可能である。本発明
において、リビングポリマーの活性末端と官能基を有す
るアルコキシシラン化合物との反応は、リビングポリマ
ーの重合系の溶液中にアルコキシシラン化合物を添加す
るか、あるいはアルコキシシラン化合物を含む有機溶液
中にリビングポリマーの溶液を添加することにより実施
される。

【００２４】反応温度は、−１２０〜＋１５０℃、好ま
しくは−８０〜＋１２０℃であり、反応時間は１分〜５
時間、好ましくは５分間〜２時間である。反応終了後、
ポリマー溶液中にスチームを吹き込んで溶媒を除去する
か、あるいはメタノールなどの負溶媒を加えてアルコキ
シシラン化合物変性ゴム状重合体を凝固した後、熱ロー
ルもしくは減圧下で乾燥してアルコキシシラン化合物変
性ゴム状重合体を得ることができる。また、ポリマー溶
液を直接減圧下で溶媒を除去してアルコキシシラン化合
物変性ゴム状重合体を得ることもできる。

【００２５】第１および第２のゴム組成物にかかるイソ
プレン重合体およびスチレン・イソプレン共重合体は、
イソプレンモノマーあるいはイソプレンモノマーとスチ
レンモノマーとをアニオン重合させることにより得られ
る。第１のゴム組成物にかかる重合開始剤は有機リチウ
ム系化合物とするが、第２のゴム組成物にかかる上記重
合体の重合に際しても、リチウム系開始剤が好ましく、
例えば、メチルリチウム、エチルリチウム、プロピルリ
チウム、ｎ−ブチルリチウム、ｓｅｃ−ブチルリチウ
ム、ｔｅｒｔ−ブチルリチウム、ヘキシルリチウム、オ
クチルリチウム、フェニルリチウム、シクロヘキシルリ
チウム、１，４−ジリチオブタンなどが挙げられる。好
ましくは、ｎ−ブチルリチウム、ｓｅｃ−ブチルリチウ
ムである。

【００２６】これらの有機リチウム系化合物は、単独で
用いても２種類以上混合して用いてもよい。また、これ
らの有機リチウム系化合物は、モノマー１００ｇ当たり
０．２〜２０ｍｍｏｌの範囲で用いることができる。重
合は通常、−２０℃〜１５０℃の範囲で行われるが、好
ましくは２０℃〜１２０℃の範囲である。また、重合反
応は、上昇温度下で行っても等温下で行ってもよい。

【００２７】両発明で用いる炭化水素溶媒としては、脂
肪族炭化水素、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素から選
ばれ、好ましくは、プロパン、ｎ−ブタン、ｉ−ブタ
ン、ｎ−ペンタン、ｉ−ペンタン、シス−２−ブテン、
トランス−２−ブテン、ｉ−ブテン、１−ブテン、ｎ−
ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、ｉ−オクタ
ン、メチルシクロペンタン、シクロペンタン、シクロヘ
キサン、１−ヘキセン、２−ヘキセン、１−ペンテン、
２−ペンテン、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチル
ベンゼンなどから１種あるいは２種選んで用いる。

【００２８】溶媒中の単量体濃度は、通常５〜５０重量
％、好ましくは１０〜３５重量％である。前記重合体
は、結合スチレン量が４０重量％以下、且つイソプレン
部の１，２結合および３，４結合の合計量が５〜６０重
量％であることを特徴とする。結合スチレン量が４０重
量％超過ではヒステリシスロスが大きく低転がり抵抗性
が低下する。イソプレン部の１，２結合および３，４結
合の合計量において、５重量％未満では製造上困難であ
り、６０重量％超過ではゴム状として得ることは難しく
なり、またヒステリシスロスが大きく低転がり性が低下
する。また、両発明の重合体については、リビングポリ
マーの構造に準じてブロック共重合体あるいはランダム
共重合体であってもよい。

【００２９】なお、両発明のイソプレン重合体およびイ
ソプレン・スチレン共重合体の分子量は、広い範囲にわ
たって変化させることができるが、好ましくは、重量平
均分子量２×１０⁵ 〜２５×１０⁵ である。２×１０⁵
未満では、ヒステリシスロスが大きくなり、低転がり抵
抗性が劣り、２５×１０⁵ 超過のポリマーは製造上困難
で加工性が悪くなる傾向にある。

【００３０】有機リチウム系化合物を開始剤として得ら
れる重合体は、ゴム成分として単独で使用することがで
きるが、必要に応じてゴム１００重量部中７０重量％未
満、好ましくは５０重量部以下の他のジエン系ゴム、例
えば、天然ゴム又は他の合成ゴム、即ち乳化重合及び溶
液重合スチレン−ブタジエン共重合体、ポリブタジエ
ン、ポリイソプレン、アクリロニトリル−ブタジエン共
重合体（ＮＢＲ）、ブチルゴム、エチレン−プロピレン
−ジエン三元共重合体、ハロゲン化ブチルゴム等をブレ
ンドして使用することができる。また、ゴム成分中、重
合体は３０重量％以上必要であるが、３０重量％未満で
は低転がり抵抗性とウェットスキッド抵抗性が両立でき
なくなるからである。

【００３１】この発明においてゴム成分に配合されるシ
リカは、充填剤として用いられ、ゴム成分１００重量部
当たり２０〜１２０重量部である。２０重量部未満であ
ると充填補強効果が小さいため耐摩耗性が劣り、一方、
１２０重量部を超えると加工性、破壊特性が劣る。な
お、充填剤として１００重量部以下のカーボンブラック
をシリカと併用してもよく、これによりシリカ単独使用
に比べて加工性、耐摩耗性、耐カット性を改良すること
ができる。この場合、カーボンブラック／シリカの重量
比は、９５／５〜１０〜９０の範囲が耐ウェットスキッ
ド性、転がり抵抗性及び耐摩耗性のバランス上好まし
い。

【００３２】なお、この発明に使用されるゴム組成物に
は、更に必要に応じて炭酸マグネシウム、炭酸カルシウ
ム、クレーなどの粉末状充填剤、ガラス繊維、ウィスカ
ーなどの繊維状充填剤を配合することができ、もちろ
ん、亜鉛華、老化防止剤、加硫促進剤、加硫剤などの加
硫ゴム配合剤を加えることができる。

【００３３】

【実施例】先ず、第１のゴム組成物を実施例に基づいて
説明する。 (1)重合体Ａ〜Ｌの調製（表１参照） 内容量５リットルの反応器に窒素雰囲気下で、シクロヘ
キサン２２５０ｇ、イソプレン４４０ｇ、テトラヒドロ
フラン１．１ｇを仕込む。開始温度３０℃に調節した
後、ｎ−ブチルリチウム０．３０ｇを添加し、断熱下、
上昇温度下で重合を行い、重合体Ａを得た。

【００３４】以下、イソプレンモノマーの他にスチレン
モノマーを仕込み、それらの比を変えることで共重合体
Ｂ，Ｃ，Ｇを得た。さらに共重合体Ｂのｎ−ブチルリチ
ウムの量を変化させ、共重合体Ｅ，Ｆ，Ｈを得た。ま
た、重合体Ａのテトラヒドロフランの添加量を変化する
ことにより、重合体Ｄを得た。

【００３５】次に、共重合体Ｂの重合後のポリマー溶液
にモノクロロメチルジフェノキシシランのシクロヘキサ
ン溶液９．３８ｍｌ（濃度０．５０モル／リットル、ｎ
−ブチルリチウムに対するモノクロロメチルジフェノキ
シシランのモル比は、１．００に相当する）を加えたと
ころ、リビングアニオンの黄赤色が消失し、溶液粘度が
高くなった。さらに、５０℃で３０分間反応させた。所
定時間後、２，６−ジ−ｔ−ブチルフェノール（ＢＨ
Ｔ）を重合体１００ｇ当たり０．７ｇ加え、スチームで
脱溶後、１００℃の熱ロールで乾燥し、共重合体Ｉを得
た。

【００３６】また、共重合体Ｉにおいて、モノクロロメ
チルジフェノキシシランの代わりにビニルトリス（２−
エチルヘキシルオキシ）シラン（共重合体Ｊ）、テトラ
フェノキシシラン（共重合体Ｋ）、メチルトリエトキシ
シラン（共重合体Ｌ）を用い各共重合体を得た。

【００３７】

【表１】

【００３８】（２）シランカップリング剤 表２記載のシランカップリング剤を使用する。

【００３９】

【表２】

【００４０】（３）配合及び混練り 表３記載の配合処方に従い、２５０ｍｌのラボプラスト
ミル及び３インチロールにより混練り配合を行う。

【００４１】

【表３】

【００４２】（４）加硫 配合ゴムを１４５℃で３０分間加硫する。 （５）重合体Ａ〜Ｌの物性評価（結果：表４参照） 重合体のミクロ構造は、プロトンＮＭＲにより求めた。

【００４３】（６）加硫ゴムの物性評価（結果：表４参
照）破壊強度の測定 ＪＩＳ Ｋ−６３０１に準拠し、比較例１における値を
１００として指数表示した。ｔａｎδ（５０℃）の測定 米国レオメトリックス社製の動的スペクトロメーターを
使用し、５０℃にて、動的せん断歪み（振幅１．０％、
周波数１５Ｈｚ）を与えてｔａｎδを測定し、これの逆
数を、比較例１における値を１００として指数表示し
た。従って、数値が大きいほどヒステリシスロスが小さ
く良好であることを示す。耐ウェットスキッド性の測定 測定温度を０℃とし、上記と同様にｔａｎδを測定し、
比較例１における値を１００として指数表示した。数値
が大きい程、ウェットスキッド抵抗が大きく、良好であ
る。

【００４４】

【表４】

【００４５】尚、比較例２は、ゴム成分として日本合成
ゴム（株）のＩＲ２２００、比較例３は同社のＥ−ＳＢ
Ｒ（＃１５００）、比較例４は同社のＳ−ＳＢＲ（ＳＬ
５５２）を使用した。

【００４６】次に、第２のゴム組成物を実施例に基づい
て説明する。 （１）重合体Ｍ、Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｑ、Ｒ、Ｓの調製（表５
参照） 内容量５リットルの反応器に窒素雰囲気下で、シクロヘ
キサン２２５０ｇ、イソプレン４４０ｇ、テトラヒドロ
フラン１．１ｇを仕込む。開始温度３０℃に調節した
後、ｎ−ブチルリチウム０．３０ｇを添加し、断熱下、
上昇温度下で重合を行った。

【００４７】次に、このポリマー溶液にモノクロロメチ
ルジフェノキシシランのシクロヘキサン溶液９．３８ｍ
ｌ（濃度０．５０モル／リットル、ｎ−ブチルリチウム
に対するモノクロロメチルジフェノキシシランのモル比
は、１．００に相当する）を加えたところ、リビングア
ニオンの黄赤色が消失し、溶液粘度が高くなった。さら
に、５０℃で３０分間反応させた。所定時間後、２，６
−ジ−ｔ−ブチルフェノール（ＢＨＴ）を重合体１００
ｇ当たり０．７ｇ加え、スチームで脱溶後、１００℃の
熱ロールで乾燥し、重合体Ｍを得た。また、重合体Ｍの
テトラヒドロフランの添加量を変化することにより、重
合体Ｏを得た。

【００４８】以下、イソプレンモノマーの他にスチレン
モノマーを仕込み、それらの比を変えることで共重合体
Ｎ，Ｓを得た。さらに共重合体Ｉのｎ−ブチルリチウム
の量を変化させ、共重合体Ｐ，Ｑ，Ｒを得た。尚、比較
例２４は、アルコキシシラン変性のＳＢＲを使用した。
結合スチレン量は２０重量％、ビニル結合含有量は６０
重量％である。

【００４９】

【表５】

【００５０】（２）配合及び混練り 表６記載の配合処方に従い、２５０ｍｌのラボプラスト
ミル及び３インチロールにより混練り配合を行う。

【００５１】

【表６】

【００５２】（３）加硫 配合ゴムを１４５℃で３０分間加硫する。 （４）重合体の物性評価（結果：表７参照） 重合体のミクロ構造は、プロトンＮＭＲにより求めた。

【００５３】（５）加硫ゴムの物性評価（結果：表７参
照）破壊強度の測定 ＪＩＳ Ｋ−６３０１に準拠し、比較例２１における値
を１００として指数表示した。ｔａｎδ（５０℃）の測定 米国レオメトリックス社製の動的スペクトロメーターを
使用し、５０℃にて、動的せん断歪み（振幅１．０％、
周波数１５Ｈｚ）を与えてｔａｎδを測定し、これの逆
数を、比較例２１における値を１００として指数表示し
た。従って、数値が大きいほどヒステリシスロスが小さ
く良好であることを示す。耐ウェットスキッド性の測定 測定温度を０℃とした他は、上記と同様にｔａｎδを測
定し、比較例２１における値を１００として指数表示し
た。数値が大きい程、ウェットスキッド抵抗が大きく、
良好である。

【００５４】

【表７】

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１のゴ
ム組成物によると、以下の効果を得ることができる。有
機リチウム系化合物を開始剤として得られる重合体にシ
リカを配合し、シランカップリング剤を使用すること
で、ウェットスキッド性能を維持しながら、イソプレン
の低ロス性を活かして、低ヒステリシスロス性が顕著に
向上されたゴム組成物を提供することができる。すなわ
ち、ウェットスキッド抵抗性、破壊特性を失うことな
く、低ヒステリシスロス性に優れたタイヤトレッドに好
適に使用することができる。

【００５６】また、本発明の第２のゴム組成物による
と、以下の効果を得ることができる。本発明におけるア
ルコキシシラン化合物変性重合体は、シリカを配合する
ことでウェットスキッド性能を維持しながら、イソプレ
ンの低ロス性及び変性による効果で、低ヒステリシスロ
ス性が顕著に向上された重合体である。よって、本発明
のゴム組成物は、ウェットスキッド抵抗性、破壊特性を
失うことなく、低ヒステリシスロス性に優れたタイヤト
レッドに好適に使用することができる。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （１）（ア）有機リチウム系化合物を開
   始剤とする、（イ）イソプレン重合体およびイソプレン
   ・スチレン共重合体よりなる群から選択される少なくと
   も１種の重合体を３０重量％以上有し、 （２）残部がジエン系ゴムである、ゴム成分１００重量
   部に対して、 （３）シリカを２０〜１２０重量部、 （４）カーボンブラックを１００重量部以下、および （５）下記の一般式 Ｙ₃ −Ｓｉ−Ｃ_n Ｈ_2nＡ （Ｉ） （式中、Ｙは炭素数１〜４のアルキル基、アルコキシル
   基または塩素原子で３個のＹは同一でも異なってもよ
   く、ｎは１、２、３、４、５または６の整数を示し、Ａ
   は−Ｓ_m Ｃ_n Ｈ_2nＳｉ−Ｙ₃ 基、Ｘ基または−Ｓ_m Ｚ基
   であり、ここでＸはニトロソ基、メルカプト基、アミノ
   基、エポキシ基、ビニル基、塩素原子またはイミド基、
   Ｚは 【化１】 で表される群のうちいずれか１つであり、ｍ及びｎはそ
   れぞれ１、２、３、４、５または６の整数を示し、Ｙは
   前述の通りである。）で表されるシランカップリング剤
   のうち少なくとも１種を０．２〜１０重量部、配合する
   ことを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物。
2. 【請求項２】 イソプレン重合体およびイソプレン・ス
   チレン共重合体の結合スチレン量が４０重量％以下であ
   り、イソプレン部の１，２結合および３，４結合の合計
   量が５〜６０重量％であることを特徴とする請求項１記
   載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
3. 【請求項３】 イソプレン重合体およびイソプレン・ス
   チレン共重合体の重量平均分子量が２×１０⁵ 〜２５×
   １０⁵ であること特徴とする請求項１または２記載のタ
   イヤトレッド用ゴム組成物。
4. 【請求項４】 （１）（ア）結合スチレン量が４０重量
   ％以下であり、（イ）結合イソプレン部の１，２結合及
   び３，４結合の合計量が５〜６０重量％であり、（ウ）
   アニオン重合により得られる、イソプレン重合体および
   ／またはイソプレン・スチレン共重合体を３０重量％以
   上含有し、かつ、前記重合体の活性末端を、下記の一般
   式 Ｘ_n Ｓｉ（ＯＲ）_m Ｒ_4-m-n （ＩＩ） （式中、Ｘは塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子、Ｒ
   は炭素数１〜２０のアルキル基、アリール基、ビニル基
   またはハロゲン化アルキル基、ｍは１、２、３または
   ４、ｎは０、１または２、ｍとｎの和は２、３または４
   を示す。）で表される群から選択される少なくとも１種
   のアルコキシシラン化合物で変性した変性重合体を３０
   重量％以上含有するゴム成分１００重量部に対して、 （２）シリカを２０〜１２０重量部、および （３）カーボンブラックを１００重量部以下、配合する
   ことを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物。
5. 【請求項５】 前記重合体の重量平均分子量が２×１０
   ⁵ 〜２５×１０⁵ であることを特徴とする請求項４記載
   のタイヤトレッド用ゴム組成物。