JPS58167632A - タイヤ用ゴム配合組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ゴム状重合体に、ガラス転移温度（以下Ｔ９
と略称する）の高い樹脂状重合体を添加することを必須
とするタイヤ用ゴム配合組成物に関し、さらに詳しくは
、高速走行時における操縦性及び安定性を飛躍的に向上
させた高運動性能を（・・有するタイキ用として好適な
ゴム配合組成物に関する。

従来、自動車タイヤに要求される性能としては、安全性
、経済性、乗心地等があり、近年特に安全性及び経済性
についての要求はより厳しいものに１・なっており、タ
イヤ素材に対しても上記特性を具備したものが求められ
ている。タイヤ素材としてゴムに要求はれる具体的な性
能として、高い引張強さ、高い引張応力、引張応力の低
温度依存性、硬度の低温度依存性、接着性、耐摩耗性、
低発熱・・・性、高スキッド抵抗などがある。

また近年、高速道路網の発達に伴い、車両の高速走行時
における走行レーン変更や直進またはカーブでの危険物
回避などに要求される微少蛇行のハンドルの応答性を主
体とした操縦性やコーナリング特性等の安定性をより向
上したタイヤが強く望１れて来ている。

このタイヤの運動性能を高める方策としてゴム配合組成
物、特にトレッド配合組成物の高硬度化（高弾性率化）
、高破壊強度化、特に高温時の高硬Ｉ・・変化、高破壊
強度化をはかると共に高ヒステリシス・ロス化をばがる
必要がある。特に高硬度化は操縦性向上に重要で、高ヒ
ステリシス・ロス化は安定性向上特にコーナリング特性
などのグリップ性向上に重要である。

これに対し従来の配合手法ではゴム組成物の高硬度化、
高破壊強度及び高ヒステリシス・ロス化を同時に満足す
ることが極めて困難であった。例えば結合スチレン量の
多いハイスチレンＳＢＲの嚇独使用では弾性率、特に高
温時の弾性率が不充２・・分であり、スチレン樹脂の添
加やスチレン−ブタ・ジエンブロック共重合ゴムの配合
も高速走行中でのタイヤの発熱により硬度や動的貯蔵弾
性率が低下するのでタイヤの操縦性が悪くなり耐摩耗性
も大幅に悪くなるため高運動性能タイヤ用として受′け
入れられていない。またカーボン・ブラック増量や硫黄
増量という従来より一般的な手法も醜名は破壊強度の低
下や作業性の著しい低下（押出時や圧延時の焦は発生）
を引起こし、後者はヒステリシス・ロスが低下し、さら
にいづれも耐摩耗性１゛・を低下させてしまうので共に
本発明の目的に合致し得ない。

そこで本発明者らは、常温において高引張強さ、高引張
応力、高硬度を持ち、とくに高温において高硬度、高引
張強さ、高弾性率を有すると共にヒトステリシス・ロス
の大きいタイヤ用ゴム素材を見出すべく、種々研究した
結果、ガラス転移温度（Ｔｇ　）の高い樹脂状重合体を
特徴とする特定のゴム配合組成物が、この目的に好適で
あることを見出し、本発明を達成するに至った。　　　
　　・・・本発明のゴム配合組成物はＴ９が１１０°Ｃ
以上で□ある非品性樹脂状重合体（Ｉ）１〜３０重量％
と、結合メチ１２６０重量襲以下のスチレン−ブタジェ
ン共重合ゴム、天然ゴム、１．４結合単位が８０％以上
のポリブタジェンゴム、１，２結合単位が５０チ以上の
ポリブタジェンゴム、ハロゲン化ブチルゴム、ブチルゴ
ム及びシス−１，４結合単位が９゜チ以上のポリイソプ
レンゴムから成る群から選択された少なくともｌ稲のゴ
ム（ｎ）７０〜９９重量％とを含むことを特徴とするも
のである。　　　　”゛本発明で使用する非品性樹脂状
重合体は、Ｔヒが１１０°Ｃ以上のものである。Ｔｇが
１１．０°Ｃ未満の樹脂状重合体を使用した場合は、常
温においては高弾性率、高硬度を与えるが、高温におけ
る弾性率、硬度、引張強さは、樹脂状重合体未添加のも
１のに比べて特に改良されない。従って樹脂状重合体の
Ｔ９は１１０°Ｃ以上であることが必要である。

この樹脂状重合体の重合方法は問わないが、有機過酸化
物を開始剤とする通常のラジカル、重合で得られ、乳化
重合スチレン−ブタジェン共重合ゴム・・・ラテックス
と混合してゴム配合組成物を得る場合１は、乳化重合が
好ましい。

上記樹脂状重合体にはα−メチルスチレン、核置換スチ
レン、核置換α−メチルスチレン（これ等の核置換基と
しては例えばメチル基が好ましい）等の芳香族ビニルモ
ノマー、アクリロニトリル、ビニルピロリドン、ビニル
カルバゾール等の単独重合体及び、これら重合体構成単
量体同士及び該単量体と該単量体以外の単量体との二成
分またはそれ以上の成分の共重合体も含まれる。このう
ち１゛芳芳香族ビニル系樹脂型合体が本発明の目的に好
ましく、例示すれば、α−メチルスチレン単独重合体、
α−メチルスチレン−スチレン共重合体、核置換スチレ
ン単独重合体、核置換α−メチルスチレン単独重合体、
スチレン−核置換スチレン共１・重合体、スチレン−核
置換α−メチルスチレン共重合体及びこれら重合体中に
ジエン系モノマー成分を含む共重合体である。ここでジ
エン系モノマーとはブタジェン、イソプレン、シクロペ
ンタジェン、ジシクロペンタジェン、エチリデンツルボ
２１１−ネン、ｌ、４−ヘキサジエン等である。またこ
れ１ら重合体中にジエン系モノマー成分を含む共重合体
とはα−メチルスチレン−スチレン−ブタジェン三元共
重合体、α−メチルスチレン−スチレン−イソプレン三
元共重合体、α−メチルスチレン゛−イソプレン共重合
体等であり、前記芳香族ビニル系樹脂状重合体のうちジ
エン系千ツマー１種以上をＴｇが１１０°Ｃ未満となら
ない範囲で含む共重合体である。

上記芳香族ビニル系樹脂状重合体の内、特に単１“□量
体の入手難易、反応性及び得られる重合体のＴｇの兼ね
合いから、Ｔｇが１１０’Ｃ以上である、α−メチルス
チレン単独重合体、α−メチルスチレン−スチレン共重
合体、α−メチルスチレン−ブタジェン共重合体、α−
メチルスチレン−イソプレン三元共重合体、α−メチル
スチレン−スチレン−ブタジェン三元共重合体、α−メ
チルスチレン−スチレン−イソプレン三元重合体が好ま
しい。

本発明で使用するゴム（Ｈ）は、乳化重合あるいは有機
アルカリ金属触媒を用いた溶液重合によって２・得られ
る結合スチレン量が６０重量％以下のスチ゛レンーブタ
ジエン共重合ゴム、天然ゴム、遷移金属触媒もしくは有
機アルカリ金属触媒を用いてブタジェンを溶液重合して
得られる１、４結合単位が８０ｑ６以上のポリブタジェ
ンゴム、有機アルカリ金属触媒を用いてブタジェンを溶
液重合して得られる１、２結合単位が５０％以上のポリ
ブタジェンゴム、還移金属触媒もしくは有機アルカリ金
属触媒を用いてイソプレンを溶液重合して得られるシフ
、−１１４結合単位が９０チ以上のポリイソプレン１°
□ゴム、ハロゲン化ブチルゴム及ヒフチルゴムかう選択
される少なくとも１種のゴムである。

ゴム（Ｉ［）の使用量は、７０〜９９重量％であり、７
０重量％未満では高温における引張強さ、引張応力、硬
度が改良されず、９９重量％を超えるとパ常温における
弾性率、硬度及び高温における引張強さ、弾性率、硬度
などの物理的性質が改良でれないので好筐しくない。

さらに本発明において、非品性樹脂状重合体（１）１〜
８０重量％と、結合スチレンが８０重量％を”・・超え
て、５０重量％以下であるスチレン−ブタジ−エン共重
合ゴム１５〜９９重量％とを含み、がっ結合スチレン８
０重ｔ％以下のスチレン−ブタジェン共重合ゴム、天然
ゴム、１，４結合単位が８゜チ以上のポリブタジェンゴ
ム、１，２結合単位が　゛□５０チ以上のポリブタジェ
ンゴム、シス−ｘｔ＋　結合単位が９０チ以上のポリイ
ソプレンゴム、ハロゲン化ブチルゴム及びブチルゴムか
ら選択された少なくとも１種のゴム（Ｉ）を０〜８４重
量％含むタイヤ用ゴム配合組成物が高硬度、高弾性率、
高ヒ゛□。

ステリシス・ロスの点で特に優れ、タイヤの操縦安定性
、高速安定性を著しく向上させることができる。

また非品性樹脂状重合（Ｉ）１〜３０重量％と結合スチ
レンが１６〜８０重ｉｑ６のスチレンーブタジ１゛エン
共重合ゴム８０〜９０重量％とを含み、式らに天然ゴム
、ｌ、４結合単位がｓｏｂ以上のポリブタジェンコム、
１，２結合単位が５０％以上のポリブタジェンゴム、ハ
ロゲン化ブチルゴム、ブチルゴム及びシス−１，４結合
単位が９０％以上のポリ！・・イソプレンゴムから選択
される少なくとも１種の゛ゴムを０〜６９重量％含むタ
イヤ用ゴム配合組成物はタイヤの操縦安定性、高速安定
性を向上させると同時に耐摩耗性を高めることができる
ｆ（め、耐摩耗性をも重視する用途においては有利であ
る二本発明のタイヤ用ゴム配合組成物には、ゴム工業で
使用される配合剤、例えばカーボンブラック、プロセス
オイル、硫黄、加硫促進剤、加硫助剤、老化防止剤等を
適宜添加することができる。

この様にして得られるゴム配合組成物を加工、パ加硫す
る方法は、特に制限はなく、上記各成分をロール、バン
バリーなどの混合機で良く混合配合したのち、加硫プレ
ス、加硫釜などの通常の方法を用いて加硫することがで
きる。

本発明のタイヤ用ゴム配合組成物はフジアルタ１゛イヤ
、特に乗用車用ラジアルタイヤ、トラック・バス等の重
車両用ラジアルタイヤ、自動二輪車用タイヤのトレッド
ゴムやサイドウオールゴムとして好適に使用はれるが、
用途はこれに限定されるものではなく、ビード部等の他
のタイヤ用部材にも・・・使用される。また建設用タイ
ヤ、農業用タイヤ、１トラツク・バス等の重車両用バイ
アスタイヤにも用いられ得る。また実施例２、実施例４
に示したゴム配合組成物（Ｎ〜（Ｅ）も本発明タイヤ用
ゴム配合組成物の実施態様であることは言うまでもない
。”次に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが
、実施例で請求範囲を限定するものではない。

実施例１ 重合用処理水２００重量部にオレイン酸カリウム５　Ｍ
置部を溶解後、α−メチルスチレン１００　”重量部を
添加して乳化し、エチレンジアミンテトラアセテ−）４
Ｎａ塩（）、１重量部、硫酸第一鉄７含水物０．０２重
陰部、ナトリウムジメチルスルホキシレート０．１重量
部を訪活性剤を添加し、次いでクメンハイドロパーオキ
サイド０．１重量部を添加し１゛で、１５°Ｃで重合を
行った。８０時間後のα−メチルスチレン重合体の収率
は２７％であった。未反応単量体を水蒸気蒸留した後、
酸で凝固し、遠心脱水し、次いで通風乾燥した。得られ
たα−メチルスチレン重合体の走査示差熱分析計（ＤＳ
Ｏ）２・・によるＴノは１８０°Ｃであった。

またアクリロニトリルを同様な方法で重合し、１　’Ｏ
時間後の転化率は９０％であった。乾燥後のアクリロニ
トリル重合体のＴｇは１２５°Ｃであった。

上記の方法で製造したα−メチルメチレン重合゛体及び
アクリロニトリル重合体を用い、第１表に示す配合処方
で配合し、それを１４５°Ｃで３５分間加硫した加硫物
の物性を第２表に本発明例１及び２として示した。第２
表には比較例１及び２として樹脂状重合体を添加しない
場合（比較例１）□”及びＴノが１００°Ｃである乳化
重合ポリスチレン（比較例２）を含む配合物の物性を本
発明例と共に示した。

第２表に示した比較例１及び本発明例１及び２の結果か
ら、高いＴ９の非品性樹脂状重合体を含１゛・むゴム配
合組成物は、樹脂状重合体を含まない配合物に比べて、
常温における弾性率、硬度が著しく向上し、さらに高温
における硬度、引張強さ、弾性率（引張応力）が改良さ
れていることがわかる。　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　２．。

比較例２と本発明例１及び２の結果から、樹脂゛状重合
体のＴ７が１００°Ｃでは、高温における硬度、引張強
さ、弾性率（引張応力）の改良がほとんどみられない。

実施例２ 実施例１と同じ乳化重合方法で、α−メチルスチレンと
スチレンとの共重合を行った。α−メチルスチレン３５
重量部とスチレン６５重量部を添加して、１５°Ｃ１１
０時間後に転化率９０％で７９１１４°Ｃの共重合体を
得た。またα−メチルスチ１（゛シン６５重量部とスチ
レン４５重量部を１５°ｃ１２０時間共重合して、転化
率６０％でＴ９１２９°Ｃの共重合体を得た。さらにα
−メチルスチレン８５重量部とスチレン１５重量部を１
５°Ｃ，ａＯ時間共重合して、転化率４０％でＴ９１４
９°Ｃの共Ｉ・重合体を得た。

この様にして得たα−メチルスチレンとスチレンの共重
合体ラテックスと、結合スチレン量２８．５重量％の乳
化重合スチレン−ブタジェン共重合ゴムラテックスとを
第１表の樹脂状重合体とメチル！（）ンーブタジエン共
重合ゴムの比率で混合し、次い１で酸−塩凝固後、脱水
、通風乾燥してゴム配合組成物（Ａ）　、　（Ｂ）　、
　（０）を得た。このゴム配合組成物（Ａ）。

（Ｂ）　、　（０）を第１表の処方で配合し実施例１と
同様に加硫した加硫物の物性を第８表に本発明例ａ〜５
として示した。比較例２と本発明例３〜５及びｌの結果
から、α−メチルスチレン−スチレン共重合体のＴりが
１．１０″Ｃ以上であれば、高温における引張強さ、弾
性率（引張応力）、硬度は改良され、樹脂状重合体のＴ
ｇは１１０°Ｃ以上が必要であるこ１・・とがわかる。

この様に本発明の高ガラス転移温度樹脂状重合体を含む
ゴム配合組成物は、改良された高引張強さ、高硬度を持
ち、改良された高温における高引張強さ、高弾性率（高
引張応力）、高硬度を与えｌることかわかる。

実施例４ 第１表の配合処方のうち、樹脂状重合体とスチレン−ブ
タジェン共重合ゴムの比率のみを変え他は実施例１と同
様な条件で配合、加硫した加硫物！・・の物性を第４表
に示した。比較例８と本発明例１１６〜７の結果から、
樹脂状重合体の混合割合が１．０重量％未満では本発明
の特徴が出ない。逆に比較例４の結果から、樹脂状重合
体の混合割合が８０重１ｍ％を超えると、引張強さが低
下する。従゛つて樹脂状重合体の混合割合は１〜３０重
欺襲が好ましいことがわかる。

＊１結合スチレ２８．５重量％の乳化重合スチレン−ブ
タジェン共重合ゴム ＊２大内新興化学株式会社製 Ｎ−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミ
ド　　　　　　　　　　　　　、１゜実施例４ 実施例２におし・て、α−メチルスチレン５５重量部と
スチレン４５重量部を１５°Ｃ，２０時間共車台して得
たＴ、　１２９°Ｃの共重合体を用いて、実施例２と同
様にしてゴム配合組成物［Ｄ）　、　（Ｅ’ｌ・を得た
。

：Ｉ’　Ａ　配合組成物（Ｄ）はα−メチルスチレン−
スチレン共重合体と結合スチレン量２８．５重量係の乳
化重合スチレン−ブタジェン共重合ゴムとの比率（重量
比）を１５　／　ｓ　５とし・ −ｔム配合組成物（Ｂ）は同じα−メチルスチレン−ス
チレン共重合体と結合スチレン置８５．０重量％の乳化
重合スチレン−ブタジェン共重合ゴムとの比率（重量比
〕を同じ＜１５／８５として得た。

このゴム配合組成物ＩＤ）　、　（Ｎ）を用いて乗用車
°″ラジアルタイヤ用トレッドゴム配合組成物を配合Ｎ
ｔ製した。比較のため高スチレン含量スチレンブタジェ
ン共重合ゴム、スチレンブタジェンブロック共重合ゴム
（結合スチレン１１４８重量％）、スチレン樹脂を配合
したもの及びカーボンブラック゛０量又は硫黄量を増量
したトレッドゴム配合組成物１も準備し合わせて評価し
た。これら１７種のトレッドゴム配合組成物を各々タイ
ヤサイズ１８５／７０　ＨＲ１４なる乗用車用ラジアル
タイヤのトレッドゴムとして用い１７種のタイヤを試作
した。こ□れらトレッドゴム配合組成物の硬度、引張最
大伸び、引張強さ、動的貯蔵弾性率Ｉ′、損失圧切ｔａ
ｎδを　評価すると共に、タイヤの操縦性、安定性（特
ニコーナリング安宇性）、耐摩耗性、耐クラツク・チッ
ピン％”６を下記する０　□°°′（操縦性） タイヤを標準内圧、標準荷重とし、コンクリート路面に
おいて５０ｍ間隔にバイロンを設置し、走行速度１２０
１ｍ／Ｈで一定区間を通過したときの試乗者のフィーリ
ングで評価した。結果はトレｊ′ツドゴム配合組成物Ａ
　１０を１００とし指数表示した。指数穴なるほど良好
。

（安定性） タイヤを標準内圧、標準荷重とし、実車周回テストコー
スにてサーキット走行を実施し、３同周°゛回したとき
の平均ラップ・タイムを実測し、次式１により指数表示
した。

トレッドゴム配合組成物４１０の 供試タイヤの平均ラップ・タイム 指数穴なるほど良好。

（耐摩耗性） 操縦性、安定性を評価したタイヤとは別途にトレッドを
タイヤ周上で２分割して、一方はトレッドゴム配合組成
物Ａ１０によってトレッドを形成、。

したタイヤを試作し、舗装路面を５万一走行した後の浅
溝を測宇し、次式により指数表示した。指数穴なるほど
良好。

トレッドゴム配合組成物４１０の浅溝 （耐クラッチ・チッピング４１１） 耐摩耗性評価に用いた２分割トレッドなるタイヤを未舗
装路７０％、舗装路８０％の悪路で６万一走行させた後
のトレッド外観をトレッドゴム配合組成物Ａ　１０を基
準として目視による相対評価５．。

を行った。○、△、×の三段評価で、○は良好で１あり
、×は劣悪で、△はその中間であった。

結果を第６表に示す。本実施例より明らかな如く本発明
なるタイヤ用トレッドゴム配合組成物の適用により耐摩
耗性や耐クラツク・チッピング性゛・を低下させること
なく、タイヤの操縦性と安定性を飛躍的に高めることが
可能となった。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｔ　ガラス転移温度が１１０°Ｃ以上である非品性樹脂
   状重合体（■）１〜８０重量％と、結合ス゛チレン６０
   重−ｔ　％以下のスチレン−ブタジェン共重合ゴム、天
   然ゴム、■、４結合単位が８０％以上のポリブタジェン
   ゴＡ、１．２結合単位が５０チ以上のポリブタジェンゴ
   ム、ハロゲン化ブチルゴム、ブチルゴム及びシス−１１
   １１，４結合単位が９０チ以上のポリイソプレンゴムか
   らなる群から選択された少なくとも１種のゴム（１１）
   　７０〜９９重量％とを含むタイヤ用ゴム配合組成物。 ＆　樹脂状重合体（Ｉ）がα−メチルスチレン単独１パ
   重合体、α−メチルスチレン−スチレン共重合体、核置
   換スチレン単独重合体、核置換α−メチルスチレン単独
   重合体、スチレン−核置換スチレン共重合体、スチレン
   −核置換α−メチルスチレン共重合体及びこれら重合体
   ！・・中にジエン系モノマー成分を含む共重合体か１ら
   成る群から選ばれた１種以上である特許請求の範囲第１
   項記載のタイヤ用ゴム配合組成物。