JPH1017716A - ブタジエンおよびイソプレンおよび/またはスチレンから成る共重合体をベースとするタイヤトレッド - Google Patents
ブタジエンおよびイソプレンおよび/またはスチレンから成る共重合体をベースとするタイヤトレッドInfo
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Abstract
を示すタイヤトレッド提供する。 【解決手段】 該タイヤトレッドは、トレッドゴム、殊
にはAB−ブロックコポリマーまたは特殊な高TG−タ
ーポリマーにポリブタジエンゴムをブレンドすることを
特徴とする共重合体をベースとする。 【効果】 良好な湿潤時滑り特性が得られ、ころがり抵
抗は変わらない。
Description
をベースとするタイヤトレッドに関する。
で特別の位置を占める。なかでもこれは、タイヤトレッ
ドが車両と路面の間に狭い接触面を構成することにあ
る。そのために、走行の際の車両の特性は、特にタイヤ
トレッドの種類と品質に依存する。最適なタイヤトレッ
ドは、広い範囲にわたる要求項目を満たさなければなら
ない。高い耐磨耗性および全天候性、すなわち同時に良
好な冬季特性の他にも、低いころがり抵抗を有しなけれ
ばならない。走行安全性の問題から、滑り抵抗、殊に湿
潤路面に対する滑り抵抗が著しく高い意義を有すること
になる。これにより、通例のブロックブレーキの他に、
近年次第に著しく改善され、広く使用されているアンチ
ロックブレーキシステム(ABS)が新しいタイヤトレ
ッドポリマーの開発のために重要となってきており、こ
れは特にASBブレーキにおける特殊な状態に適合しな
ければならない。欧州特許出願公開(EP−A)第04
30617号および欧州特許出願公開(EP−A)第0
500338号明細書には、柔軟化剤として通常の芳香
族油を用いる改善されたABSブレーキのためのタイヤ
トレッドゴムが記載されている。
ためには、室温弾性率が中心的な重要性を有する。これ
は、これまでエマルションSBRにおける湿潤滑り挙動
の評価の場合に実証されている。
緩衝性、すなわち殊に低い室温弾性率を有するトレッド
ポリマーの使用が必要である。このことにより一般に、
ドイツ特許出願公開(DE−A)第3724871号明
細書に基づき高いガラス転移温度を有するポリマーが製
造された。該ポリマーは、 ブタジエンをベースとするブロックA (均一に分散されたビニル基含有量8〜60%) 40〜80%、 ブタジエン 60%以下、 イソプレン 0〜60%、および スチレン 0〜45% をベースとするブロックB 60〜20% から成り、その際ジエン単位のビニル含有量が75〜9
0%である不飽和のエラストマー性AB−ブロック共重
合体である。
タジエンとスチレンから成るコポリマーも該当する。こ
れらのコポリマー(以下では溶液重合SBRと呼ぶ)
は、ブタジエンとスチレン15〜35%の混合物から成
り、その際、ブタジエン単位のビニル含有量(ブタジエ
ンに対し)は、35〜90%の間にある。
たは溶液重合SBRは、高いガラス転移温度を有する。
デルは、実施例2の表1中に現れているものである。ベ
ースゴム(実施例1)に対して、8の弾性率を有する場
合のアスファルトおよびコンクリート上のブロックブレ
ーキの値は、101および116である。しかし、全く
意外なことには、アスファルト上のABSブレーキの際
の低下は、ベースゴムに対して85%である。これは、
一体ゴム分子中に組み込まれた弱い負荷の場合の湿潤滑
りポテンシャルは、低速の場合のアスファルト上のAB
Sブレーキに現れるように道路上に転換できないことを
意味する。
ち、急激な負荷の場合には、標準水準の98%のほとん
ど標準水準に達する。
のような高いTG−ゴムとポリブタジエンゴム(BR)
とのブレンドの製造により、試験データは悪化するけれ
ども、ABSブレーキが著しく改善されることを発見し
た。
低いガラス転移温度を有し、従ってポリブタジエンゴム
の添加自体では湿潤滑りの悪化が予想されるので、この
結果は意外である。
にして、例えば実施例3中のポリマーCのように一定の
前提条件下で、両方のブロックAおよびBを別々に製造
し、引き続くブレンドにより元のAB−ブロックコポリ
マーのタイヤ特性を得ることが可能であることを知るこ
とができる。すなわち、ターポリマーEは、ポリマーC
のB−ブロックの組成と完全に一致するが、しかしその
際重合は断熱操作で行われた。従って、BR50phr
とターポリマーE50phrとのブレンド(実施例5参
照)は、AB−ブロックコポリマーの組成と同等であ
る。しかし、実施例5のタイヤデータは、ブロックブレ
ーキの際に実施例3のブロックコポリマーCよりも著し
く優れている。
が等温重合により製造され(ターポリマーD参照)かつ
次いで再度同じ比率でBR50phrとブレンドすると
(実施例4参照)、改善された試験室データにもかかわ
らず(6の室温弾性率と比較)、ABSブレーキの際
に、実施例3のAB−ブロックコポリマーCのABSブ
レーキ水準に対して90%に達しない。混合処方中の芳
香族油をナフテン系油に変更して、はじめて実施例6に
おいて108%の著しく改善されたABSブレーキとな
る。同時に、転がり抵抗も102%に改善される。
よび/またはスチレンをベースとするコポリマーが用い
られる。例として下記を記載する。
れたB−ブロック(ターポリマー)、その際ジエン単位
のビニル含有量は50〜90%である。ブタジエン含有
量は、有利には30〜60%である。
むブタジエンおよびスチレンから成るコポリマーも使用
される。
ド比は、 ポリブタジエンゴム 10〜60phr、および ポリマー 90〜40phr の間にあってもよい。
(22℃において)を有するブタジエンおよびイソプレ
ンおよび/またはスチレンから成る共重合体ならびに通
常の添加物質をベースとし、ABSブレーキの際に著し
く改善されたころがり抵抗および湿潤滑り挙動を有する
タイヤトレッドにおいて、共重合体をポリブタジエンゴ
ムとブレンドすることを特徴とするタイヤトレッドが特
許請求されている。
する。
する。炭素原子6〜12個を有する炭化水素、例えばペ
ンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタンおよびデカンな
らびにこれらの環状の類似体が殊に好適である。また、
芳香族溶剤、例えばベンゼン、トルエン、キシレン等も
好適である。上記の溶剤の混合物も使用できることは勿
論である。
ン化アルキルと反応させて容易に製造できるアルキルリ
チウム化合物が使用される。これらのアルキル基は炭素
原子1〜10個を有する。いずれの水素原子もフェニル
基で置換されていてもよい。下記のアルキルリチウム化
合物が特に好適である:メチルリチウム、エチルリチウ
ム、ペンチルリチウム;有利にはn−ブチルリチウムで
ある。
段の重合工程を少量の枝分れ剤、例えばジビニルベンゼ
ン(DVB)の存在下で実施すると有利である。モノマ
ー100部に対してDVB最大0.5部を用いる。重合
後にカプリングが予想される場合には、このような添加
は行わない。
般に、得られるブロック共重合体が下記の性質を有する
ように選択する。
在下で製造される。
−および/または3,4−構造単位を有する重合体が得
られるようにすることが重要である。
調節する、すなわち、重合の経過の間にできるだけ完全
に1,2−および/または3,4−構造単位が形成され
るように制御するようにするその能力に従って行う。
ープから選択される。各種の助触媒の混合物も使用でき
ることは勿論である。
リコールのジアルキルエーテルであって、これらのアル
キル基はいずれも炭素原子4個以下を有し、例えばエチ
レングリコールジエチルエーテル(DEE)である。
際に一般式 R1−O−CH2−CH2−O−R2 〔式中、R1およびR2は、メチル、エチル、n−および
イソ−プロピルならびにn−、イソ−、sec−および
t−ブチルのグループからの種々の炭素原子を有するア
ルキル基である〕のエーテルが有利である。有利には、
両方の基R1およびR2の炭素原子の和が5〜7個、殊に
は6個である。殊に好適なエチレングリコールエーテル
は、R1=エチルかつR2=n−ブチルを有する化合物で
ある。グリコールエーテルは、例えばウイリアムソン合
成の法則に従い、ナトリウムアルコラートおよびハロゲ
ン化アルキルから得られる。式: R1−O−CH2−CH2−O−C(CH3)3 のエーテルは、簡単な方法により、相当するアルコール R1−O−CH2−CH2−OH をイソブテンと一緒に酸性イオン交換体の存在下におけ
る反応により製造できる。
N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,
N’,N’−テトラエチルエチレンジアミンおよびトリ
エチレンジアミンである。
モルホリンおよびN−エチルモルホリンである。
〜30:1、殊には2:1〜15:1の比率で使用され
る。高温においては、希望する微細構造制御を得るため
に一般に大量の助触媒が必要である。反応温度100℃
を越えてはならない。上昇または下降する温度において
操作することも可能である。しかし、この場合には、微
細構造が基本的には変化しないように配慮すること。
の製造の場合に、スチレンをコモノマーとして添加す
る。好適な手段により、AB−ブロック共重合体中のポ
リスチレンブロックの含有量が2質量%を越えないよう
に注意すること。ポリスチレンブロックの含有量の測定
方法に関しては、標準的参考書のホウベン−ヴァイル著
「有機化学の方法」(Houben-Weyl "Methoden der Organ
ischen Chemie 、14/1巻(1061)、698 ページ) に記載さ
れている。
は、ポリスチレンブロックの形成を抑制する性質を有す
ることが知られている。同様の性質は、ランダム化剤と
呼ばれ、多くの場合アルコラートのカリウム塩ならびに
有機カルボン酸およびスルホン酸である化合物も有して
いる。
了後に存在する「リビングポリマー」をカプリング剤を
用いて分枝状または星型ブロック共重合体に変換させる
こともできる。
例えばエポキシ化アマニ油、ポリイソシアネート、ポリ
ケトン、例えば1,3,6−ヘキサントリオン、ポリア
ンヒドリド、例えばピロメリチン酸のジアンヒドリド、
およびジカルボン酸エステル、例えばアジピン酸ジメチ
ルエステルである。殊に好適には下記である。
ラハロゲン化物、殊にはSiCl4−n=1〜6、殊に
はn=1および2である一般式Rn〔SiHal3〕nの
有機化合物。ここで、Rはn価の有機基、例えば炭素原
子6〜16個を有する脂肪族、脂環式または芳香族基で
ある。例えば1,2,4−トリス(2−トリクロロシリ
ルエチル)−シクロヘキサン、1,8−ビス(トリクロ
ロシリル)−オクタンおよび1−(トリクロロシリル)
−オクタンが挙げられる。
する有機化合物、例えばジメチルシリルクロリド。
m(Hal)4-mのハロゲンシラン化水素。
ゼン、例えば1,4−ジビニルベンゼン。
いると有利であることが知られている。
できる。
成る炭化水素混合物が使用される。この水素化C6画分
のその他の成分は、殊にはペンタン、ヘプタンおよびオ
クタンならびにこれらの異性体である。溶剤は、孔の大
きさ0.4nmのモレキュラーシーブ上を通して乾燥し
て水含有量を10ppmに低下させ、引き続きN2を用
いてストリップする。
い限り、ヘキサン中の20重量%溶液の形で使用される
n−ブチルリチウムを用いる。
その使用24時間前に還流させながら水素化カルシウム
上で煮沸、蒸留し、o−フェナントロリンの存在下でn
−ブチルリチウムを用いて滴定により取り出す。
を通して蒸留し、引き続きo−フェナントロリンの存在
下でn−ブチルリチウムを用いて滴定する。
ニルベンゼンおよびp−ジビニルベンゼンの混合物とし
て存在し、ヘキサン中の64%溶液として使用する。変
換率の測定は、溶剤およびモノマーの蒸発除去の後の固
体含有量を測定して行う。
行う。
反応の後に星型構造を有し、未カプリングゴムに対して
著しく高い分子量を特徴とするゴムの比率を採用する。
その測定はGPC分析を用いて行い、その際、溶剤とし
てテトラヒドロフラン、カラム物質としてポリスチレン
を用いる。重合体は、光散乱検出法を用いて特性化す
る。このために、反応器から助触媒添加前および反応終
了時に試料を採取する。デフォー硬度(DH)およびデ
フォー弾性率(DE)は、通常の測定法により測定する
(DIN53514)。
の組み合わせは、下記のようにして特性化できる(これ
に関しては、Kautschuk+Gummi Kunststoffe 39、N
o9/86年、816ページ参照)。
で使用できる。すなわち、油量は、活性で強化性の充填
剤の使用量に従ってそれぞれ定まる。
フテン系またはパラフィン系油でも、または上記の仕様
からの任意のブレンドでも含むことができる。芳香族ま
たはナフテン系油を使用すると有利である。通常の活性
カーボンブラックの代わりに、鉱物性充填剤(例えばケ
イ酸)またはこれら両者の混合物も使用できる。カーボ
ンブラックまたはケイ酸は、50〜90phrを使用す
る。両者の成分から成るブレンドの場合には、ブレンド
の量は同様に50〜90phrである。
hrおよび芳香族油10phrとの一般加硫混合物(実
施例参照)に従って製造され、試験室で試験され、その
際、室温弾性率は22℃で測定される。その際、一体ゴ
ムまたは上記のゴムから成る任意のブレンドであっても
よい。
る場合には、BRとのブレンドの製造により、ABSブ
レーキを著しく改善できる。
り、ゴム成分と添加物質との混合により行う。通常の添
加物質は、例えばカーボンブラック、ケイ酸、柔軟化
剤、促進剤、老化防止剤およびオゾン劣化防止剤および
樹脂である。混合は、通常の混合装置、例えば混練機お
よびロール機により行う。その際に調整する温度は、公
知のように化合物の組成および混合方法に関連する。
ベースゴムである実施例1に対するもので、100より
大きいすべての値はベースゴムよりも良い。
/cm2、湿潤時のブロックブレーキ。
BS−ブレーキ。
ール、荷重330kg、温度35℃においてローラー式
試験台上で測定。100より大きいすべての値はベース
ゴムよりも良い。
する。
0、プッチニ(Puccini)Q8 60P。
常のスチレン−ブタジエン−ゴムであり、油37.5部
を用いて油展してある。以後に記載する一般加硫混合物
とは異なり、ブナ・ヒュルスEM1712は下記の組成
で加硫する。
ーブ中に、ヘキサン275部、1,3−ブタジエン40
部およびDVB0.03部を装入し、モレキュラーシー
ブ(0.4mm)上で乾燥した後に熱電制御しながらn
−ブチルリチウム(BuLi)を用いて滴定する。重合
は、50℃においてn−ブチルリチウム0.032部を
加えて開始させる。冷却しているにもかかわらず温度は
短時間で最高62℃に上昇する。107分後に、装入し
た1,3−ブタジエンが実質的に完全に転換した後に、
IR−試料を採取し、最終製品のように処理する。
二のV2A攪拌オートクレーブ(40℃)中に入れる。
これにはヘキサン190部中の1,3−ブタジエン15
部、イソプレン30部およびスチレン15部のn−ブチ
ルリチウムで滴定した溶液が入っている。
ーテル2.0部を加える。温度は50℃に一定に保持す
る。開始4時間後に、含水トルエン2部中の2,2−メ
チレン−(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)
0.5部の溶液を加えて重合を停止させる。溶剤を水蒸
気を用いて留去し、重合体を24時間70℃で通風乾燥
機中で乾燥させる。
ーブ中に、ヘキサン275部、1,3−ブタジエン50
部およびDVB0.03部を装入し、モレキュラーシー
ブ(0.4mm)上で乾燥した後に熱電制御しながらn
−ブチルリチウム(BuLi)を用いて滴定する。重合
は、50℃においてn−ブチルリチウム0.032部を
加えて開始させる。冷却しているにもかかわらず温度は
短時間で最高62℃に上昇する。107分後に、装入し
た1,3−ブタジエンが実質的に完全に転換した後に、
IR−試料を採取し、最終製品のように処理する。
二のV2A攪拌オートクレーブ(40℃)中に入れる。
これにはn−ブチルリチウムで滴定したヘキサン190
部中の1,3−ブタジエン20部、イソプレン15部お
よびスチレン15部の溶液が入っている。
ーテル2.0部を加える。温度は50℃に一定に保持す
る。開始4時間後に、含水トルエン2部中の2,2−メ
チレン−(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)
0.5部の溶液を加えて重合を停止させる。溶剤を水蒸
気を用いて留去し、重合体を24時間、70℃で通風乾
燥機中で乾燥させる。
に、ヘキサン400部、1,3−ブタジエン40部、イ
ソプレン30部、スチレン30部、DVB0.02部お
よびエチレングリコール−t−ブチルエーテル1.0部
から成るモノマー混合物を装入し、モレキュラーシーブ
(0.4mm)上で乾燥した後に熱電制御しながらn−
ブチルリチウムを用いて滴定する。重合は、40℃にお
いてn−ブチルリチウム0.054部を加えて開始させ
る。冷却して温度を40〜60℃の間に保持する。この
最終温度で内容物を2時間後反応できる。50℃に冷却
した後に、含水トルエン2部中の2,2’−メチレン−
(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)0.5部の
溶液を加えて重合を停止させる。溶剤を水蒸気を用いて
留去し、重合体を24時間、70℃で通風乾燥機中で乾
燥させる。
ただし、n−ブチルリチウム0.054部添加の後の温
度を冷却しないで約120℃に上昇させる。この温度で
内容物を30分間後反応できる。
を製造する(第1表参照)。
20、ヴルカチットCZおよびヴルカチットDZはバイ
エル株式会社、レフェルクーゼン(Bayer AG,Leverkuse
n)、またコレシンはベー・アー・エス・エフ株式会
社、ルードヴィッヒスハーフェン(BASF AG、Ludwigsha
fen)から入手できる。
Claims (4)
- 【請求項1】 5から35%の室温弾性率(22℃にお
いて)を有するブタジエンおよびイソプレンおよび/ま
たはスチレンから成る共重合体ならびに通常の添加物質
をベースとし、ABSブレーキの際に著しく改善された
ころがり抵抗および湿潤滑り挙動を有するタイヤトレッ
ドにおいて、共重合体をポリブタジエンゴムとブレンド
することを特徴とするタイヤトレッド。 - 【請求項2】 共重合体が、 ブタジエン 5〜60% イソプレン 60%以下、および スチレン 45%以下 から成り、その際ジエン単位のビニル含有量が50〜9
0%である、請求項1記載のタイヤトレッド。 - 【請求項3】 トレッドゴムが、カーボンブラックおよ
び/または鉱物性充填剤を含む芳香族および/またはナ
フテン系および/またはパラフィン系油を含む、請求項
1または2に記載のタイヤトレッド。 - 【請求項4】 コポリマーのポリブタジエンゴムに対す
るブレンド比が90:10から40:60にある、請求
項1から3までのいずれか1項記載のタイヤトレッド。
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