JPS5937014B2 - タイヤ・トレツド用ゴム組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高１，２−結合単位含有量の本質的に無定形
の１，２−ポリブタジエンを基材とする新しいタイヤ・
トレツド用ゴム組成物に関するものである。

最近、自動車の低燃費指向と安全性の両観点より、特に
タイヤの転動抵抗の低減とウェット・スキッド抵抗性の
向上が強く望まれている。

一般にこのタイヤの２特性は、タイヤ・ トレツド用ゴ
ム材料の動的粘弾性特性と対応させて考えられ、互に相
反する特性であることが知られている（例えば、自動車
技術、第３２巻（第５号）、４１７〜４２０頁、１９７
８年）。すなわち、タイヤの転動抵抗を低減するには、
タイヤ・トレツド用ゴム材料としては、タイヤの回転時
に、路面との接触部の受ける荷重と、繰返し変形作用に
よつて生じる、発熱等のかたちでの車の駆動エネルギー
の損失の少いことが必要であり、ゴム材料試験としては
、動的損失弾性率（Ｅりや反ばつ弾性率、さらにグツド
リツチ・フレクソメーターによる発熱性等を転動抵抗性
の目安とすることが出来る。一方、ぬれた路面等での制
動性能としてのウニツト・スキッド抵抗を向上させるに
は、トレツドゴム材料としては、路面をすべらせた場合
に、路面の微小な凹凸に追従したゴム材料の変形によつ
て生じる摩擦抵抗等のエネルギー損失が大きいことが必
要とされる。

この２つの相反する特性を均衡させるために、従来から
乗用車用タイヤ・トレツドゴム材料としては、スチレン
−ブタジエン共重合ゴムと１，２一結合単位が２００ｔ
）以下のポリブタジエンゴムとのブレンドで一般に使用
されてきた。すなわち、結合スチレン量が１５〜２５重
量％の最も一般的なスチレン−ブタジエン共重合ゴムの
みを用いた場合は、ウエツト・スキツド抵抗性は比較的
良いが、転動抵抗性に対応する反ばつ弾性率が低いこと
と、特に耐摩耗性が低いために、従来は１，２一結合単
位含量の低いポリブタジエンゴム（特に高シス１，４−
ポリブタジエン）を２０〜３０％ブレンドして用いられ
てきた。本発明者らは、タイヤの転動抵抗の低減とウエ
ツト・スキツド抵抗性の向上に対する最近の強い要望を
満すべく、従来のスチレン−ブタジエン共重合ゴムとポ
リブタジエンゴムのブレンド系より高い水準でこの２特
性の均衡を良くした、タイヤ・トレツド用ゴム組成物を
得ることを目的に、種々検討を重ねてきた。その中で、
特公昭４８２０７７１号にある様なゴム組成物、すなわ
ち、本質的に無定形な、高１，２一結合金有量のポリブ
タジエンとシス１，４−ポリブタジエンゴムのブレンド
系は、転動抵抗性の一つの目安である反ばつ弾性率と制
動性能の目安であるウエツトスキツド抵抗の均衡におい
て、従来のスチレン−ブタジエン共重合ゴムとシス１，
４−ポリブタジエンゴムとのブレンド系より、著しく改
善されることを見い出した。

しかしこの２成分ブレンド系の場合、転動抵抗性のもう
一つの目安である、グツドリツチ・フレクソメータ一に
よる発熱性においては、スチレン−ブタジエン共重合体
とシス１，４−ポリブタジエンゴムの系とほぼ同等かむ
しろ劣る（発熱大）ものであり、さらに致命的なことに
は、反ばつ弾性率とウエツト・スキツド抵抗の釣合の特
に優れている、高１，２一結合単位含有ポリブタジエン
とシス１，４−ポリブタジエンゴムのブレンド比４０：
６０〜６０：４０の範囲で、従来のスチレン−ブタジエ
ン共重合ゴムとポリブタジエンゴムとのブレンドの系に
比較して、引張応力（３００％）及び引張強さが著しく
低くなつてしまうという問題がある。最近のタイヤのラ
ジアル化にともない、タイヤ・トレツド用ゴム材料は引
張応力が高いことと、引張強さについても、シス１，４
−ポリブタジエンゴム１０００１）の引張強さよりも高
いことが望まれている。そこで、本発明者らは、さらに
燃費低減の目安である転動抵抗性と、安全性の目安であ
るウエツトスキツド抵抗の釣合を著しく向上させ、その
上機械的性質をも損うことのないゴム材料を見い出すべ
く検討を重ねたところ、驚くべきことに、上記、高１，
２一結合金有ポリブタジエンと、ポリブタジエンゴムと
、少量のスチレン−ブタジエン共重合ゴム、あるいは天
然ゴムまたは、高シス１，４−ポリイソプレンゴムの３
成分を適当な割合にてブレンドすることにより、反ばつ
弾性率とウエツト・スキツド抵抗の著しい均衡が得られ
ると共にもう１つの転動抵抗性の目安である、グツドリ
ツチ・フレクソメータ一の発熱性も著しく改善され（低
発熱）、さらに引張応力や引張強さ等の機械的性質の低
下を抑え得ることを見い出し、本発明に至つたものであ
る。

すなわち、本発明の目的は、引張応力、引張強さなどの
機械的性質を損うことなくタイヤの転動抵抗性を低減し
、ウエツト・スキツド抵抗性の改良されたタイヤ・トレ
ツド用ゴム組成物を提供することにある。

本発明のこの目的は１，２一結合単位が少なくとも７０
％で、ムー[メ[粘度（ＭＬｌ＋４，１００・Ｃ）が１０
〜１００の本質的に無定形な１，２−ポリブタジエン（
１）２０〜８０重量％と、１，２一結合単位が２０％以
下で、ムー[メ[粘度（ＭＬｌ＋４，１０００ｃ）が２０
〜１３０のポリブタジエンゴム（）１０〜７５重量％と
、結合スチレン量１５〜２５重量％のスチレン−ブタジ
エン共重合ゴム、天然ゴム及びシス１，４一結合単位が
９０％以上のポリイソプレンゴムから選択される少なく
とも一種のゴム（）３〜３５重量％とを含んで成るゴム
組成物を使用することによつて達成される。

本発明で使用する１，２−ポリブタジエン（１）は、例
えば米国特許第３，３０１，８４０号に記載されている
方法すなわち、１，３−ブタジエンをベンゼン、シクロ
ヘキサンのような炭化水素溶媒中で、有機リチウム化合
物を重合触媒として、１，２結合単位調節剤としてのエ
ーテル、アミンなどの極性化合物の共存下に−８『Ｃ〜
１５０℃の範囲の温度で重合して得られる１，２一結合
高含量の本質的に無定形のポリブタジエンである。

重合体中の１，２一結合単位の含量は構造同定で通常用
いられる赤外分光分析法によつて決定される（Ｌ−Ｈａ
ｍｐｔＯｎ，ＡｎａｌｙｔｉｃａｌＣｈｅｍｉｓｔｒｙ
，２ｌ巻、９２３頁、１９４９年）。本発明の目的のた
めには、１，２一結合単位の含有量は７０％以上であり
、７０％未満では転動抵抗性の目安としての反ばつ弾性
率や発熱性は改善されるが、ウエツトスキツド抵抗は従
来の組成物以上の改善は期待できないばかりでなく、機
械的性質の低下も大となる。

好ましくは８５〜９５％である。ムー[メ[粘度（ＭＬｌ
＋４，１００・ｃ）は１０〜１００であり、１０未満で
は発熱、摩耗が大きく実用的でなく、又１００を越える
と混練性、押し出し性が悪くなり、タイヤに成形するこ
とが非常に困難となる。好ましくは３０〜６０である。
使用量は全ゴム組成物中２０〜８０重量％である。２０
重量％未満ではウエツトスキツド抵抗性が劣り、又８０
重量％を越えると摩耗量が大となり実用的でない。

好ましくは３０〜６０重量％である。本発明で使用する
ポリブタジエンゴム（）は乳化重合あるいは遷移金属触
媒、有機アルカリ金属触媒等を用いた溶液重合によつて
１，３−ブタジエンを重合することによつて得られる１
，２一結合低含量のポリブタジエンゴムである。

本発明の目的のためには１，２一結合単位含量は２０％
以下である。２０％以上では発熱、摩耗量が大となり適
さない。

又ムー[メ[粘度（ＭＬｌ＋４，１００℃）は２０〜１３
０であり、２０未満では発熱、摩耗量が大となり、また
１３０以上では加工性が劣り、タイヤへの成形が困難と
なる。好ましくは３０〜６０である。使用量は全ゴム組
成物中１０〜７５重量％である。１０重量％未満では反
ばつ弾性が低く、又７５重量％以上ではウエツト・スキ
ツド抵抗が劣り実用的でない。

好ましくは２０〜６０重量％である。本発明で使用され
る第（ｌ）成分のゴムは、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つて得られる結合スチ
レン量が１５〜２５％のスチレン−ブタジエン共重合ゴ
ム、天然ゴムあるいは遷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
シス１，４一結合単位が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一種のゴムである。

使用量は全ゴム組成物中３〜３５重量％である。３重量
％未満では本発明の目的とする引張強さ、引張応力など
の機械的性質を改善できず、３５重量％以上では耐摩耗
性が低下するので好ましくない。

本発明のゴム組成物にはゴム工業で汎用される配合剤、
例えばカーボンブラツク、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。

かくして得られるゴム組成物は通常の方法により容易に
タイヤ・トレツドへ成型することができる。以下、実施
例によつて本発明を具体的に説明する。

実施例 １ タイヤ・トレツド用基礎配合として、ゴム成分１００重
量部に対して第１表に示す各種配合剤をＢ型バンバリー
ミキサ一（１．８１）で混合して、各ゴム成分の配合組
成物を得た。

第２表には、本発明の比較例として、スチレン−ブタジ
エン共重合ゴム（日本ゼオン社製品 ニポールＳＢＲ一
１５０２、結合スチレン量２３．５重量％）とシス１，
４−ポリブタジエンゴム（日本ゼオン社製品ニポールＢ
Ｒ−１２２０１シス１，４一結合金有量９８％）のブレ
ンド系（７０：３０）及び各々の１００％配合物、及び
シス１，４−ポリブタジエンゴムと高１，２一結合金有
量９０％のポリブタジエンの二成分ブレンド系配合物の
１４５℃×２０分〜４５分加硫物の反ばつ弾性等、ウエ
ツト・スキツド抵抗、グツドリツチ・フレクソメータ一
による発熱、３００％引張応力、引張強さ、伸び及びピ
コ摩耗試験結果を示した。同様にして、第３表に本発明
例の高１，２一結合金有ポリブタジエン、シス１，４−
ポリブタジエン、スチレン−ブタジエン共重合ゴムから
成る三成分ブレンド系についての結果を示した。なお、
高１，２一結合金有ポリブタジエンは、通常の溶液重合
の手法によりシクロヘキサン中で、触媒としてｎ−ブチ
ルリチウムを、１，２一結合調節剤としてジエチレング
リコールジメチルエーテルを使用して１，３−ブタジエ
ンを９０℃で重合して調製した。

第２表の比較例試験番号２，３には、従来のタイヤ・ト
レツド用ゴム材料の代表的な例としての配合物の諸特性
を示しているが、特にこの例の反ばつ弾性率とウエツト
・スキツド抵抗値に比較して、比較例試験番号４〜８の
値は、前記２特性のいづれもが、かなり高い値、すなわ
ち、転動抵抗性とウエツト・スキツド抵抗のバランスが
向上していることを示している。

ところが、上記２特性のバランスが特に優れている比較
例試験番号６，７においては、発熱性が比較例試験番号
２，３に比して同等以下であるとともに、３００％引張
応力、及び引張強さの低下が著しいことがわかる。一方
、第３表の本発明例においては、反ばつ弾性率とウエツ
トスキツド抵抗のバランスに優れしかも、発熱も低く、
引張応力と引張強さの低下が抑えられている。実施例
２ 実施例１と全く同様な配合処方で、シス一１，４ポリブ
タジエンゴム（）と１，２一結合単位含有量９０％のポ
リブタジエン（１）及び第３ゴム成分として、天然ゴム
（ＲＳＳ＃３）（）の三成分ブレンド系のブレンド比率
と加硫ゴム諸物性の関係を第４表に示した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ １，２−結合単位が少なくとも７０％で、ムーニー
   粘度（ＭＬ＿１＿＋＿４、１００℃）１０〜１００の本
   質的に無定形の１，２−ポリブタジエン（ I ）２０〜
   ８０重量％と、１，２−結合単位が２０％以下で、ムー
   ニー粘度（ＭＬ＿１＿＋＿４、１００℃）２０〜１３０
   のポリブタジエンゴム（II）１０〜７５重量％と、結合
   スチレン量１５〜２５重量％のスチレン−ブタジエン共
   重合ゴム、天然ゴム及びシス１，４−結合単位が少なく
   とも９０％のポリイソブレンゴムから選択される少なく
   とも一種のゴム（III）３〜３５重量％とを含んで成る
   機械的性質を損うことなく、タイヤの転動抵抗性を低減
   し、ウェットスキッド抵抗性の改良されたタイヤ・トレ
   ツド用ゴム組成物。 ２ １，２−結合単位が８５〜９５％でムーニー粘度３
   ０〜６０の本質的に無定形の１，２−ポリブタジエン（
   I ）３０〜６０重量％と、１，２−結合単位が２０％
   以下でムーニー粘度３０〜６０の溶液重合ポリブタジエ
   ンゴム（II）２０〜６０重量％と、結合スチレン量１５
   〜２５重量％のスチレン−ブタジエン共重合ゴム、天然
   ゴム及びシス−１，４結合単位が９０％以上のポリイソ
   ブレンゴムから選択される少くとも一種のゴム（III）
   ５〜２５重量％とを含んで成る特許請求の範囲第１項記
   載のタイヤ・トレツド用ゴム組成物。 ３ 該ゴム組成物の各成分の少くとも一種がゴム用伸展
   油を１０〜３０重量％含ませて使用される特許請求の範
   囲第１項又は第２項記載のタイヤ・トレツド用ゴム組成
   物。