JPH1017715A - 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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JPH1017715A
JPH1017715A JP8176761A JP17676196A JPH1017715A JP H1017715 A JPH1017715 A JP H1017715A JP 8176761 A JP8176761 A JP 8176761A JP 17676196 A JP17676196 A JP 17676196A JP H1017715 A JPH1017715 A JP H1017715A
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rubber
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Rie Miyawaki
理恵 宮脇
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 初期性能を長期間維持することができ、特
に、使用末期における硬度上昇が少ないタイヤトレッド
用ゴム組成物を提供すること。 【解決手段】 タイヤトレッド用ゴム組成物は、イソブ
チレン単量体単位とパラメチルスチレン単量体単位とを
有し前記パラメチルスチレン単量体単位の少なくとも一
部がハロゲン化されている共重合体2〜17.5重量%
と、ジエン系ポリマー72.5〜98重量%とからなる
ゴム成分と、下記式(1): 【化1】 (式中、R1 およびR2 はアルキル基を表し、R1 とR
2 は互いに同一でも異なっていてもよい。)で表される
加硫剤とを含む。

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。
【0002】
【従来の技術】タイヤの種々の性能を上げるために配合
開発が行われているが、ゴムの老化に伴い、性能が低下
するので、タイヤ使用末期まで性能を維持することは難
しい。特に、高荷重用車両のタイヤは、使用条件が厳し
い(荷重、内圧および発熱が大きく、しかも長期間使用
される)ため、使用末期におけるゴムの老化が著しく、
特に硬度上昇が顕著である。
【0003】悪路使用のダンプ用タイヤについては、硬
度上昇、物性低下に伴い、耐チッピング性が悪くなるた
め、外観が著しく悪くなるだけでなく、必然的に摩耗寿
命が短くなり、カットバーストや、スチールコードへの
水分透過等の損傷への引き金にもなる。これらの問題を
解消するため、使用目的に応じて、EV加硫系ゴム組成
物(イオウ含有量を減らし、モノサルファイド架橋を形
成する配合)や、種々の加硫剤を配合したゴム組成物等
が提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来のE
V加硫系ゴム組成物のみでは初期性能を維持するには不
十分なカテゴリーもある。そこで、本発明は、初期性能
を長期間維持することができ、特に、使用末期における
硬度上昇が少ないタイヤトレッド用ゴム組成物を提供す
ることを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明にかかるタイヤト
レッド用ゴム組成物は、イソブチレン単量体単位とパラ
メチルスチレン単量体単位とを有し前記パラメチルスチ
レン単量体単位の少なくとも一部がハロゲン化されてい
る共重合体2〜17.5重量%と、ジエン系ポリマー8
2.5〜98重量%とからなるゴム成分と、下記式
(1):
【0006】
【化2】
【0007】(式中、R1 およびR2 はアルキル基を表
し、R1 とR2 は互いに同一でも異なっていてもよ
い。)で表される加硫剤とを含む。前記加硫剤の配合割
合は前記ゴム成分100重量部に対して0.5〜2.0
重量部であると好ましい。
【0008】イオウをさらに含み、前記イオウの配合割
合は前記ゴム成分100重量部に対して0.5〜1.2
重量部であると好ましい。加硫促進剤をさらに含み、前
記加硫促進剤の配合割合は前記ゴム成分100重量部に
対して1.0〜2.4重量部であると好ましい。前記イ
オウと前記加硫促進剤との重量比(イオウ/加硫促進
剤)は0.5以下であると好ましい。
【0009】本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、
高荷重用車両のタイヤトレッドに使用されることが好ま
しい。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明にかかるタイヤトレッド用
ゴム組成物は、ゴム成分と、式(1)で表される加硫剤
とを必須成分として含んでいる。以下に本発明のタイヤ
トレッド用ゴム組成物を詳しく説明する。 〔ゴム成分〕ゴム成分は、イソブチレン単量体単位とパ
ラメチルスチレン単量体単位とを有し、パラメチルスチ
レン単量体単位の少なくとも一部がハロゲン化されてい
る共重合体(以下、この共重合体を「共重合体A」と称
することがある)と、ジエン系ポリマーとからなる。
【0011】共重合体Aは、長年使用することによるゴ
ムの劣化を防止し、特に硬度上昇を抑制する目的で配合
される。この共重合体Aは、その主鎖に2重結合を有し
ていないため、2重結合によって引き起こされる重合反
応および酸化反応等は起こらないので、耐熱性および耐
酸化性に優れる。ハロゲン化については特に限定はない
が、フッ素化、塩素化、臭素化、ヨウ素化等を挙げるこ
とができる。その中でも、臭素化が加硫時の反応性が高
いため好ましい。
【0012】共重合体Aのハロゲン化率は、特に限定さ
れるわけではないが、約1〜約10重量%ハロゲン化さ
れていると好ましく、約1〜約5重量%ハロゲン化され
ているとさらに好ましい。ハロゲン化率が低いと反応性
が低いという問題がある。ハロゲン化率が高いとコスト
が高くなるという問題がある。前記パラメチルスチレン
単量体単位の少なくとも一部のハロゲン化は、この単量
体単位中のメチル基について行われる。すなわち、パラ
メチルスチレン単量体単位に含まれるメチル基の少なく
とも一部は、下記式(2): −CH3-nn (2) (式中、nは1〜3の整数、Xはハロゲン原子。)で表
されるハロゲン置換メチル基である。
【0013】メチル基のハロゲン化の程度については、
特に限定はないが、上記式(2)において、通常、n=
1である。ハロゲン原子については特に限定はないが、
上記式(2)のXとして、たとえば、フッ素原子、塩素
原子、臭素原子、ヨウ素原子等を挙げることができる。
共重合体A中の、イソブチレン単量体単位とパラメチル
スチレン単量体単位との重量比率(イソブチレン単量体
単位:パラメチルスチレン単量体単位)については、特
に限定はないが、98:2〜85:15であることが好
ましく、97:3〜88:12であることがさらに好ま
しい。パラメチルスチレン単量体単位の比率が低すぎる
と、改善効果が小さくなるという問題がある。パラメチ
ルスチレン単量体単位の比率が高すぎると、共重合体A
の粘度が上昇し、加工性が低下するという問題がある。
【0014】共重合体Aの製造方法としては、特に限定
はされないが、たとえば、イソブチレンとパラメチルス
チレンとを共重合させて共重合体を得る共重合工程と、
得られた共重合体をハロゲンと反応させるハロゲン化工
程とを含む製造方法が挙げられる。この製造方法は、ハ
ロゲン化物を効率良く製造することができるため好まし
い。
【0015】本発明で用いられるゴム成分は、上記共重
合体Aとは別の成分としてジエン系ポリマーを含んでい
る。ジエン系ポリマーとしては特に限定はなく、たとえ
ば、天然ゴム、ジエン系合成ゴムの各単独系、または、
それらの併用系のいずれでもよいが、本発明のゴム組成
物を高荷重用車両のタイヤトレッドに用いる場合、ジエ
ン系ポリマーは、少なくとも天然ゴムを含むことが好ま
しい。上記ジエン系合成ゴムとしては、特に限定はされ
ないが、たとえば、天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレ
ン−ブタジエンゴム等が挙げられ、1種または2種以上
を用いることができる。
【0016】ゴム成分中の共重合体Aおよびジエン系ポ
リマーの配合割合は、ゴム成分全体を100重量%とす
ると、共重合体A2〜17.5重量%およびジエン系ポ
リマー82.5〜98重量%であり、好ましくは共重合
体A5〜12.5重量%およびジエン系ポリマー87.
5〜95重量%であり、より好ましくは共重合体A7〜
10重量%およびジエン系ポリマー90〜93重量%で
ある。共重合体Aの配合割合が2重量%未満であると、
硬化の上昇を防止する効果が現れないという問題があ
る。共重合体Aの配合割合が17.5重量%を超える
と、耐摩耗性、引張強さ、引裂強さが極端に低下する。 〔加硫剤〕前記式(1)で表される加硫剤は、前記共重
合体Aとジエン系ポリマーとを共加硫させるための成分
である。この加硫剤を使用することで、耐熱性の高いモ
ノサルファイド結合が多くなり、通常の加硫系に多く見
られる熱による架橋の切断が起こりやすいポリサルファ
イド結合が少なくなる。また、加硫直後の新品時におい
ては、加硫が強固になるため、ヒステリシス損失を下げ
ることになり、LRR(低燃費化)となる。
【0017】前記式(1)で表される加硫剤の配合量
は、ゴム成分100重量部に対して0.5〜2.0重量
部であり、好ましくは0.75〜1.50重量部であ
り、より好ましくは0.8〜1.2重量部である。配合
量が0.5重量部未満だと、反応性が低く、モノサルフ
ァイド結合が多く形成されないという問題がある。配合
量が2重量部を超えると、スコーチが短くなり、コスト
も高くなるという問題がある。
【0018】前記式(1)中、R1 およびR2 はアルキ
ル基であれば、特に限定されないが、その具体例として
は、tert−ブチル基、tert−オクチル基、te
rt−アミル基等が挙げられる。前記式(1)で表され
る加硫剤の具体例としては、特に限定はされないが、た
とえば、バルタック3、バルタック4、バルタック5、
バルタック7、バルタック10(いずれもアトケム製)
等が挙げられる。 〔タイヤトレッド用ゴム組成物を構成する他の成分〕本
発明にかかるタイヤトレッド用ゴム組成物は、これを構
成する他の成分として、イオウおよび/または加硫促進
剤をさらに含むことが好ましい。
【0019】イオウを含む場合、その配合量は、特に限
定はされないが、好ましくはゴム成分100重量部に対
して0.5〜1.2重量部であり、より好ましくは0.
6〜1.0重量部である。0.5重量部未満であると、
耐機械疲労性に劣るという問題がある。1.2重量部を
超えると、耐熱疲労性に弱いポリサルファイド結合が多
く生じるという問題がある。
【0020】加硫促進剤を含む場合、その配合量は、特
に限定はされないが、好ましくはゴム成分100重量部
に対して1.0〜2.4重量部であり、より好ましくは
1.2〜2.0重量部である。1.0重量部未満である
と、耐熱疲労性に劣るという問題がある。2.4重量部
を超えると、耐機械疲労性が弱くなるという問題があ
る。
【0021】使用できる加硫促進剤としては、特に限定
はされないが、たとえば、スルフェンアミド系のN−シ
クロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド、
N−オキシジエチレン−2−ベンゾチアジルスルフェン
アミドの他、チアゾール系の2−メルカプトベンゾチア
ゾール、ジベンゾチアジルジスルフィド等が挙げられ
る。これらは、1種のみを用いてもよいし、2種以上を
併用してもよい。
【0022】イオウと加硫促進剤を両方とも含む場合、
それらの重量比(イオウ/加硫促進剤)は、0.5以下
であることが好ましい。この重量比が0.5を超える
と、モノサルファイド結合が多く発生し、耐熱疲労性に
劣るという問題がある。本発明のゴム組成物は、必要に
応じ、カーボンブラック、シリカ、クレー、炭酸カルシ
ウム等の充填剤や、老化防止剤、加硫剤、加硫助剤、粘
着剤、可塑剤等の添加剤を1種以上含んでいてもよい。
【0023】本発明のゴム組成物を製造する方法として
は、特に限定はされず、公知の方法を適用することがで
きる。具体的には、バンバリーミキサー等の混練機を使
用して、充填剤、老化防止剤、加硫助剤、可塑剤等のベ
ース薬品を100〜160℃、4〜6分間、ゴム成分と
混練し、排出した後、イオウ、加硫促進剤等のファイナ
ル薬品を加え、80〜100℃、2〜3分間、再度混練
する等の方法を用いることができる。
【0024】
【実施例】以下に、本発明の具体的な実施例および比較
例を示すが、本発明は下記実施例に限定されない。 (実施例1〜7および比較例1〜3)下記表1および表
2に示す配合のタイヤトレッド用ゴム組成物を以下の方
法により作製した。すなわち、充填剤、老化防止剤、加
硫助剤、可塑剤等のベース薬品を150℃、4分間、ゴ
ム成分と混練し、排出した後、イオウ、加硫促進剤等の
ファイナル薬品を加え、90℃、2分間、再度混練して
タイヤトレッド用ゴム組成物を製造した。
【0025】得られたタイヤトレッド用ゴム組成物を、
150℃、40分間、80kgfの条件で加硫して性能
を評価した。
【0026】
【表1】
【0027】
【表2】
【0028】共重合体A:Exxpro90−10、エ
クソン化学社製。 カーボンブラック:ダイヤブラックI、三菱化学社製。 ワックス:サンノックワックス、大内新興化学社製。 老化防止剤:オゾノン6C、精工化学社製。 ステアリン酸:日本油脂社製。
【0029】亜鉛華:三井金属社製。 イオウ:鶴見化学社製。 加硫促進剤:ノクセラーNS、大内新興化学社製。 加硫剤:バルタック5、住友化学社製。 前記実施例および比較例の各ゴム組成物を加硫して得ら
れるタイヤトレッドの諸物性を、以下の方法により測定
した。
【0030】硬度変化量:オーブンで100℃、72時
間老化させた後、JIS−Aに準拠した方法で硬度を測
定した。 オリジナル tanδ指数:岩本製作所(株)製の粘弾性ス
ペクトルメーターで、70℃、10Hz、歪み0.2%
でのデータを測定した。比較例1を100としてここで
は、数字が小さいほど低ヒステリシスで望ましい。
【0031】引張試験指数:JIS K−6251に準
じて測定した。 ランボーン摩耗指数:岩本製作所(株)製のランボーン
摩耗試験機を用い、荷重5kg、スリップ率60%の条
件下で試験片の摩耗を測定した。比較例1を100とし
て、数字が大きいほど性能が良好であることを示す。 実施例のゴム組成物は、比較例1のゴム組成物と比べ
て、硬度上昇が抑えられ、tan δも低くなり、引っ張り
物性、摩耗指数の低下も最小限に抑えることができるこ
とが確認された。また、実施例と比較例2および3とを
比べると、共重合体Aの配合量がゴム成分中20重量%
以上となると、硬度の硬度上昇を抑える効果はあるもの
の、摩耗および引っ張り物性が大きく低下する。
【0032】
【発明の効果】本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物
は、初期性能を長期間維持することができ、特に、使用
末期における硬度上昇が少ない。また、本発明のタイヤ
トレッド用ゴム組成物は、ヒステリシスロスも低くな
り、低燃費化を達成できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 23:22)

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】イソブチレン単量体単位とパラメチルスチ
    レン単量体単位とを有し前記パラメチルスチレン単量体
    単位の少なくとも一部がハロゲン化されている共重合体
    2〜17.5重量%と、ジエン系ポリマー82.5〜9
    8重量%とからなるゴム成分と、 下記式(1): 【化1】 (式中、R1 およびR2 はアルキル基を表し、R1 とR
    2 は互いに同一でも異なっていてもよい。)で表される
    加硫剤と、を含むタイヤトレッド用ゴム組成物。
  2. 【請求項2】前記加硫剤の配合割合は前記ゴム成分10
    0重量部に対して0.5〜2.0重量部である請求項1
    に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
  3. 【請求項3】イオウをさらに含み、前記イオウの配合割
    合は前記ゴム成分100重量部に対して0.5〜1.2
    重量部である請求項2に記載のタイヤトレッド用ゴム組
    成物。
  4. 【請求項4】加硫促進剤をさらに含み、前記加硫促進剤
    の配合割合は前記ゴム成分100重量部に対して1.0
    〜2.4重量部である請求項2または3に記載のタイヤ
    トレッド用ゴム組成物。
  5. 【請求項5】前記イオウと前記加硫促進剤との重量比
    (イオウ/加硫促進剤)は0.5以下である請求項4に
    記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
  6. 【請求項6】高荷重用車両のタイヤトレッドに使用され
    る請求項1から5までのいずれかに記載のタイヤトレッ
    ド用ゴム組成物。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002532328A (ja) * 1998-12-22 2002-10-02 ピレリ・プネウマティチ・ソチエタ・ペル・アツィオーニ 高い耐磨耗性を備える車両用タイヤおよび前記タイヤを製造するための加硫可能なゴム組成物
JP2011190328A (ja) * 2010-03-12 2011-09-29 Sumitomo Rubber Ind Ltd トレッド用ゴム組成物及び二輪車用タイヤ
JP2011190327A (ja) * 2010-03-12 2011-09-29 Sumitomo Rubber Ind Ltd トレッド用ゴム組成物及び空気入りタイヤ

Cited By (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002532328A (ja) * 1998-12-22 2002-10-02 ピレリ・プネウマティチ・ソチエタ・ペル・アツィオーニ 高い耐磨耗性を備える車両用タイヤおよび前記タイヤを製造するための加硫可能なゴム組成物
JP2011190328A (ja) * 2010-03-12 2011-09-29 Sumitomo Rubber Ind Ltd トレッド用ゴム組成物及び二輪車用タイヤ
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