JPH09316241A - タイヤトレッド用ゴム組成物 - Google Patents

タイヤトレッド用ゴム組成物

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JPH09316241A
JPH09316241A JP9068675A JP6867597A JPH09316241A JP H09316241 A JPH09316241 A JP H09316241A JP 9068675 A JP9068675 A JP 9068675A JP 6867597 A JP6867597 A JP 6867597A JP H09316241 A JPH09316241 A JP H09316241A
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Naoya Amino
直也 網野
Motoji Fujita
資二 藤田
Takeji Hashimoto
竹治 橋本
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 互いに非相溶となる2種以上のゴム、特定の
カーボンブラック、およびアロマ系油を含有させること
によりウエットスキッド抵抗性および耐摩耗性を高度に
バランスさせたタイヤトレッド用ゴム組成物を提供する
こと。 【解決手段】 異なるガラス転移温度を有する2種以上
のジエン系ゴム、特定のカーボンブラック、アロマ系油
を配合したゴム組成物であって、配合したゴム同士の相
互作用パラメータ(χeff )とそのゴムブレンド系のス
ピノーダル点の相互作用にバラメータ(χS )との差
(χeff −χS )を 2.0×10-4〜 1.2×10-2の範囲内に
し、さらに前記カーボンブラックおよび前記アロマ系油
の配合量を特定したこと。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、カーボンブラッ
ク、アロマ系油及び2種以上のジエン系ゴムを含有する
ゴム組成物に関するもので、さらに詳しくは、ガラス転
移温度の低いゴムに対し、これと相溶しない、ガラス転
移温度の高いゴムを加え、さらに、特定のカーボンブラ
ックおよびアロマ系油を特定量配合してなることを特徴
とし、ウエットスキッド抵抗性と耐摩耗性を高度にバラ
ンスさせたタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、タイヤトレッド用ゴム組成物に
は、十分なウエットスキッド抵抗性を得る為に、カーボ
ンブラック及び可塑剤を大量に配合していたが、これ
は、結果として耐摩耗性を悪化させ、さらに可塑剤が揮
発するため経時劣化も大きかった。一方、ウエットスキ
ッド抵抗性向上のために、ウエットスキッド抵抗性に優
れたゴムをブレンドする技術も知られるが、ウエットス
キッド抵抗性に優れたゴムは一般に耐摩耗性が悪いとい
う問題があった。
【0003】したがって、ウエットスキッド抵抗性と耐
摩耗性を高度にバランスさせた(すなわち、共に向上さ
せた)タイヤトレッド用ゴム組成物を得ることができな
かった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、互い
に非相溶となる2種以上のゴム、特定のカーボンブラッ
ク、およびアロマ系油を含有させることによりウエット
スキッド抵抗性および耐摩耗性を高度にバランスさせた
タイヤトレッド用ゴム組成物を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のタイヤトレッド
用ゴム組成物は、ガラス転移温度−50℃以下のジエン系
ゴム80〜20重量部に対しガラス転移温度−35℃〜0℃の
ジエン系ゴム20〜80重量部配合すると共に、N2 SAが
65〜200m2 /gで24M4DBP が90〜150ml/100gのカーボン
ブラックとアロマ系油とを配合してなり、配合したゴム
同士の相互作用パラメータ(χeff ) とそのゴムブレン
ド系のスピノーダル点の相互作用パラメータ(χs )と
の差(χeff −χs )を2.0 ×10-4〜1.2 ×10-2の範囲
内にし、かつ前記カーボンブラックと前記アロマ系油と
を、下記式(a)により定義されるφの値が0.48≦φ≦
0.70となる量で配合したことを特徴とする。
【0006】 ここで、C:カーボンブラック配合量(重量部) ρ:ゴムの比重 S:オイル配合量(重量部) このようにガラス転移温度(Tg) の異なる2種以上のジ
エン系ゴムを配合したゴム組成物において、ゴム加硫時
の温度における相互作用パラメータ(χeff )とスピノ
ーダル点の相互作用パラメータ(χs )との差(χeff
−χs )を特定範囲に定めることにより配合されたゴム
同士を非相溶にすることが可能となり、さらに、特定の
カーボンブラックとアロマ系油とを配合したために、ウ
エットスキッド抵抗性と耐摩耗性を高度にバランスさせ
ることができる。
【0007】ここで、χeff は、Macromolecules, 24,
4844 (1991) に示される下記式によって計算される。 χeff =χ1 −χ2 ・・・・・・・・・・・・ また、χs は下記の熱力学の一般式により計算され
る。 2χs =1/N1φ1 +1/N2φ2 ・・・・・ N1 :1成分の重合度、N2 :2成分の重合度、φ1
1成分のモル分率 φ2 :2成分のモル分率
【0008】 χeff <χs : 相溶、 χeff >χs : 非相溶 χ1 =aeχSV+afχSB+bdχSV+bfχVB+cd
χSB+ceχVB χ2 =abχSV+acχSB+bcχVB+deχSV+df
χSB+efχVB χSV=56.5×10-3+5.62/T χSB=8.43×10-3+10.2/T χVB=2.69×10-3+1.87/T
【0009】 スチレン量 ビニル量 ブタジエン量 一方のジエン系ゴム a b c 他方のジエン系ゴム d e f χSV : スチレンユニットと1,2-結合ブタジエンユニッ
トの相互作用パラメータ χSB : スチレンユニットと1,4-結合ブタジエンユニッ
トの相互作用パラメータ χVB : 1,2-結合ブタジエンユニットと1,4-結合ブタジ
エンユニットの相互作用パラメータ χeff : ポリマー間の相互作用パラメータ χ1 : ポリマー分子間の相互作用パラメータ χ2 : ポリマー分子内の相互作用パラメータ χs : ポリマーブレンド系のスピノーダル点の相互作
用パラメータ T : ゴム加硫時の絶対温度(°K)
【0010】
【発明の実施の形態】本発明では、ガラス転移温度−50
℃以下のジエン系ゴム80〜20重量部に対しガラス転移温
度−35℃〜0℃のジエン系ゴム20〜80重量部配合する。
ガラス転移温度が−50℃以下のジエン系ゴムは、耐摩耗
性及び低温性能に優れる。また、ガラス転移温度が−35
℃〜0℃の範囲内にあるジエン系ゴムは、0℃付近に t
anδのピークを持ち、ウエットスキッド抵抗性に優れ
る。この両者が、互いに相溶しなければ両者の特性が発
現され十分な効果が期待できる。高ガラス転移温度のゴ
ム(Tgが−35℃〜0℃のジエン系ゴム)を80重量部超配
合すると耐摩耗性の悪化が大きく好ましくない。また、
20重量部未満でも高ガラス転移温度のゴムを配合した効
果はみられるが、カーボンブラック/オイルを減少した
ことにより減少したウエットスキッド抵抗性を補うには
不十分である。χeff −χsの値が 2.0×10-4未満のゴ
ムブレンドは相溶に近く、高ガラス転移温度ゴムを配合
した効果が十分に発現しない。一方、χeff −χs の値
が 1.2〜10-2超では、分散相のドメインサイズが大きく
なりすぎ、引張強度や耐摩耗性が悪化し好ましくない。
好ましくは、5.0 ×10-4〜5.0 ×10-3が良い。
【0011】ガラス転移温度−50℃以下のジエン系ゴム
は、例えば、ポリブタジエンゴム(BR)、スチレン−
ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、ポリイソプレンゴ
ム(IR)、天然ゴム(NR)、又はこれらの混合物が
好ましく挙げられるが、これに限定されるものではな
い。また、ガラス転移温度−35℃〜0℃のジエン系ゴム
は、同様に例えば、ポリブタジエンゴム(BR)、スチ
レン−ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、ポリイソプ
レンゴム(IR)、又はこれらの混合物が好ましく挙げ
られるが、これに限定されるものではない。
【0012】さらに、本発明ではN2 SAが 65 〜200m
2 /gで24M4DBP が 90 〜150ml/100gのカーボンブラック
と、アロマ系油とを、下記式(a)による定義されるφ
の値が、0.48≦φ≦0.70好ましくは0.50≦φ≦0.67とな
る量配合する。 ここで、C:カーボンブラック配合量(重量部) ρ:ゴムの比重 S:オイル配合量(重量部)
【0013】カーボンブラック及びアロマ系油の配合量
を変化させると、φの値も変化する。また、耐摩耗性に
ついても、φに伴って変化し、φの値がφ=0.5 の時、
耐摩耗性が最大となることがわかった。φの値が 0.4〜
0.7の間であれば、耐摩耗性の改良効果があるが、φが
0.48未満では、ウエットスキッド抵抗性の低下が大き
く、ウエットスキッド抵抗性と耐摩耗性を高度にバラン
スさせることができない。
【0014】
【実施例】表1に示す4種のポリマーを用いて表2に示
す配合処法(重量部)により配合し、160 ℃で30分加硫
してゴム組成物とした(実施例1〜6、比較例1〜
7)。ポリマーA〜Eは市販品であり、A:NIPOL 171
2、B:NIPOL 9528、C:NS 116、D:NIPOL 9529、
E:NIPOL 1220で、いずれも日本ゼオン(株)製であ
る。
【0015】ポリマーA〜Eのスチレン量、ビニル量
は、常法の赤外分光分析法(スチレン量:ハンプトン
法、ビニル量:モレロ法)により測定した。分子量(Mw)
はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)
を用いて測定した。ガラス転移温度(Tg)は、示差走査熱
量計(DSC)を用い、昇温速度10℃/min で測定し
た。
【0016】
【表1】
【0017】
【表2】
【0018】表3に、実施例1〜6と本発明の範囲外で
ある比較例1〜7のχeff −χs の計算値と、実施例1
〜6と比較例1〜7の加硫物の tanδ(0℃)と耐摩耗
性指数の値をそれぞれ示した。tanδは、周波数20Hz
、初期歪10%、振幅±2%の条件で測定した。このと
きの tanδ(0℃)の値はウエットスキッド抵抗性に相
関する。数値の大きい方がウエットスキッド抵抗性に優
れる。
【0019】耐摩耗性は、ランボーン摩耗試験機を用
い、JIS K6301に規定の試験方法に準拠し、測
定を行った。比較例1を100とする指数で示す。数値
の大きい方が耐摩耗性に優れる。
【0020】
【表3】
【0021】比較例1、5と比較例2、4との比較か
ら、φの値を本発明の範囲内とすることにより、耐摩耗
性が向上するものの、ウエットスキッド抵抗性が悪化す
ることがわかる。また、比較例3のように、他のポリマ
ーをブレンドしても、χeff −χs の値が本発明の範囲
外のものでは十分にウエットスキッド抵抗性を改善しな
い。実施例5と比較例6との比較から、φの値およびχ
eff −χs の値が本発明の範囲内であっても本発明の範
囲外のカーボンブラックを使用すると耐摩耗性が著しく
低下する。さらに、実施例6と比較例7との比較から、
φの値およびχef f −χs の値が本発明の範囲内であっ
てもポリマーのTgが本発明の範囲外であるとウエット
スキッド抵抗性が大きく低下する。
【0022】実施例1〜6のように本発明の範囲内のφ
の値とし、本発明の範囲内のポリマーをブレンドするこ
とにより、ウエットスキッド抵抗性を高いレベルに保ち
つつ、耐摩耗性を大きく向上させることができる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、異
なる Tg を有する2種以上のジエン系ゴム、充てん剤、
ゴム用伸展油を配合したゴム組成物において、配合した
ゴム同士の相互用パラメータ(χeff )とそのゴムブレ
ンド系のスピノーダル点の相互作用パラメータ(χs
との差(χeff −χs )が 2.0×10-4×〜 1.2×10-2
範囲内にあり、また、特定のカーボンブラックとアロマ
系油とを配合したために、ウエットスキッド抵抗性と耐
摩耗性を高度にバランスさせることが可能となる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガラス転移温度−50℃以下のジエン系ゴ
    ム80〜20重量部に対しガラス転移温度−35℃〜0℃のジ
    エン系ゴム20〜80重量部配合すると共に、N 2 SAが65
    〜200 m2 /gで24M4DBP が90〜150ml/100gのカーボン
    ブラックとアロマ系油とを配合してなり、配合したゴム
    同士の相互作用パラメータ(χeff )とそのゴムブレン
    ド系のスピノーダル点の相互作用パラメータ(χs )と
    の差(χeff −χs )を2.0 ×10-4〜1.2 ×10-2の範囲
    内にし、かつ前記カーボンブラックと前記アロマ系油と
    を、下記式(a)により定義されるφの値が0.48≦φ≦
    0.70となる量で配合したタイヤトレッド用ゴム組成物。 ここで、C:カーボンブラック配合量(重量部) ρ:ゴムの比重 S:オイル配合量(重量部)
  2. 【請求項2】 ガラス転移温度−50℃以下のジエン系ゴ
    ムがポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエン共重合
    体ゴム、ポリイソプレンゴム、天然ゴム、又はこれらの
    1種以上の混合物である請求項1記載のタイヤトレッド
    用ゴム組成物。
  3. 【請求項3】 ガラス転移温度−35℃〜0℃のジエン系
    ゴムがポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエン共重
    合体ゴム、ポリイソプレンゴム、又はこれらの1種以上
    の混合物である請求項1又は2記載のタイヤトレッド用
    ゴム組成物。
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