JPS60223840A - タイヤトレッドゴム組成物 - Google Patents

タイヤトレッドゴム組成物

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JPS60223840A
JPS60223840A JP59080665A JP8066584A JPS60223840A JP S60223840 A JPS60223840 A JP S60223840A JP 59080665 A JP59080665 A JP 59080665A JP 8066584 A JP8066584 A JP 8066584A JP S60223840 A JPS60223840 A JP S60223840A
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浩 古川
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祐一 斉藤
Akio Imai
昭夫 今井
Masashi Yoshida
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/10—Esters; Ether-esters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00—Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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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】 本発明はグリップ性、操縦安定性及び、低温特性を改善
したタイヤトレッドゴム組成物に関する。
近年自動車の高性能化に伴い、タイヤにも強いグリップ
力、操縦安定性能を要求されるようになり、より広い接
地面積を得るために、アスペクト比が60%、50%と
いったようなタイヤも開発市販されている。このような
タイヤは構造面から見れば、トレッド面のフラット化に
よる有効接地面積の増加、スチールベルト11]の増大
化によってトレッド部剛性向上によりレスポンスを向上
させ、管外の改善をはかっている。また、路面と直接接
地するトレッドゴム配合面から見れば、グリップの向上
を目的として、ポリマーとしては、スチレン含量の多い
ハイスチレンSBRが主体として用いられ、また、最近
では、スチレン含量、ビニル結合量が従来品乳化重合S
BRより幾分多い溶液重合SBRがこのような高性能タ
イヤ用トレッドゴム配合として提案されている。
さらに、カーボンブラックとしては、粒子径の比較的小
さいN339、N220、N110等が、多量に使用さ
れ、硬度が一般タイヤより幾分高く、応答性、操縦性の
向上をはかっている。
このような高性能タイヤは、Tgの高いハイスチレンS
BR乃至溶液重合SBRを使用してグリップ性を向上さ
せている為に、冬季のような低温状態ではゴムが硬化し
、トレッド表面が路面の微少な凹凸に沿いきれず、有効
接触面積が減少して、グリップが低下してしまう問題が
あった。従来、この点を改良する為にたとえばオイル等
の軟化剤を使用して、低温時の硬度を下げると、同時に
常温でも硬度が低下して、ハンドル応答性が悪化してし
まい問題であった。
本発明は、従来のハイスチレンSBRを主体とした高性
能タイヤ用トレッドゴムが、走行時温度で操縦性能を発
揮させるようなゴム硬度を持たせようとすると、低温時
にゴム硬化が生じてしまい、全くグリップ性能が失われ
る欠点を改良したものである。
された溶液重合SBRを使用することによって維持し、
低温特性を改善は、耐寒性可塑剤を使用して改良した全
く新しいトレッドゴム組成物である。
本発明は30℃トルエン溶液中での極限粘度が1.7以
上3.0未満であり、かつ結合スチレン量が27%以上
40%未満で、ブタジェン部分のビニル含量が37%以
上45%未満でかつ、3乃至4官能性の結合剤で変性さ
れた高分子鎮の割合が40重量%以上65重量%以下で
ある溶液重合SBRを15以上50重量部未満、乳化重
合S B R,天然ゴム、合成ポリイソプレンゴムもし
くはブタジェンゴムのうち少なくとも1種類を50以上
85重量部未満含有し、可塑剤として、セバシン酸エス
テル、アジピン酸エステル、脂肪酸エステルから選ばれ
る一種又は二種以上の化合物を配合し、かつ、平均粒子
径が30mμ以下であるカーボンブラックを含有する、
タイヤトレッドゴム組成物である。
ここで、溶液重合SBRは極限粘度が1.7未満では転
勤抵抗が悪化し、また3、0以上では混練・押出等の加
工性が損われタイヤ製造に重大な欠点を有す為に好まし
くない。また、その結合スチレン量が27%未満では、
ウェットグリップ性が損われ危険であり、また40%以
上では発熱が大きくなって高速走行時の耐久性と転勤抵
抗が悪化する為好ましくない。さらにビニル結合量が3
7%未満では同じくウェットグリップ性が損われ、逆に
45%以上であれば、高温時の引裂抗力が低下して、タ
イヤ加硫終了時のトレッド部損傷、いわゆるデモールド
スプリッティングが生じる為に好ましくない。また、加
工性、特に押出時のロールバギング性、押出肌、シート
粘着性にすぐれたゴム組成物を得る為に、3及至4官能
性の結合剤で高分子鎖を変性するが、その割合が40重
量%未満ではこれらの加工性の改良効果が小さく、また
65重量%未満では、バギング性、シート肌は改良され
るが、シート粘着性が低下する為に好ましくない。
本発明で使用される溶液重合SBRの製造方法は以下の
通りである。
即ち、炭化水素媒中で、有機アルカリ金属化合物を開始
剤として、スチレンおよびブタジェンを共重合するに際
し、エーテル類もしくは第3級アミン類の如き、ルイス
塩基性化合物を共存せしめ、共重合を実施し、該共重合
体溶液中の、いわゆる「リビング活性末端」に対して、
3官能性または4官能性の結合剤を反応せしめることに
より合成することができる。有機アルカリ金属化合物と
しては、重合反応の安定性からアルキルリチウム類が特
に好ましく使用され、また、3官能性または4官能性の
結合剤としては、メチル・トリクロロ・ケイ素、四塩化
ケイ素、四塩化スズ等のハロゲン含有化合物が結合反応
の制御性の点から好ましく使用される。
このような変性された分岐高分子鎖を含有する重合体を
製造する方法としては、アルカリ金属化合物を重合開始
剤として用いる公知のりピングアニオン重合法が有効で
あり、リビング活性重合体溶液に末端結合剤を作用させ
て活性重合体末端どうしを結合する刀 が採用し得る。
この場合に結合された分岐を有する高分子鎖の重合体中
に占める重量比率はゲル・パーミェーション・クロマト
グラフ(GPC)によって測定された分子量分布から、
読みとることができる。即ち結合された分岐を有する高
分子鎖の平均分子量に相当するピークの高さと分岐を有
しない高分子鎖の平均分子量に相当するピークの高さと
の相対比をもって、それぞれの高分子鎖の重量比率と定
義する。
スチレン−ブタジェンゴムにおいて、結合された高分子
鎖は3官能性、4官能性の結合剤のいずれか、或いはそ
れらの混合された結合剤によって変性された形状を有す
ることができる。
このような好ましい変性高分子鎖の割合を得るためには
スチレン−ブタジェンゴムの製造時において、使用する
結合剤の活性重合体末端に対するモル比を制御すべきで
あり、例えば4官能性の結合剤を使用する場合にはその
量を活性重合体末端1モルに対して0.175乃至0.
250モルとすべきである。
本発明では上記溶液重合SBRを15重量部以上50重
量部未満含有することが必要で、15重量部未満ではグ
リップ性能、操縦安定性能の改善が認められず、一方、
50重量部以上では低温時のゴム硬度が上昇して、グリ
ップ性の低下を招来し好ましくない。なお溶液重合SB
Rを混合されるポリマー種は好ましくは乳化重合SBR
(例えばスチレン含量23.57.ビニル含ill 8
.7 、 )のものが使用されるが、そのほか、天然ゴ
ム、合成ポリイソプレンゴム、ポリブタジェンゴム等の
ジエン系ゴムが使用できる。
本発明では、溶液重合SBRの使用によって得られたグ
リップ操縦性を維持し、かつ低温時のタイヤ性能を改良
せしめるために、耐寒性可塑剤として、セバシン酸エス
テル、アジピン酸エステル、脂肪酸エステルのうちから
選ばれた一種または二種以上の化合物を使用することに
よって、低温時の硬度上昇をできるだけ抑えることがで
き、低温も路面の微少な凹凸に沿いつるようになり、冬
季或いは寒冷地での操縦性が向上する。
ここで耐寒性可塑剤はゴム成分1oo重量部に対して3
〜20重做部、好ましくは5〜10重量部配合される。
次に本発明では、操縦性能及び耐摩耗性の改良のため、
組成物に配合されるカーボンブラックは平均粒子径が3
0mμ以下のものであることが必要である。例えばAS
TM呼称Nll0.N220゜N234、N330、N
339等のカーボンブラックが使用される。平均粒子径
が30mμを越えると、補強性が低下し、耐摩耗性が劣
り、また操縦性能が低下するため好ましくない。
なおり−ボンブラックは好ましくはゴム100重量部に
対して、40〜80重量部配合される。
以上のように調整されたゴム組成部物には、通常のトレ
ッドゴム配合に使用されるプロセスオイル、ワックス、
老化防止剤、加硫剤、加硫助剤、加硫促進剤等が配合さ
れるのは勿論の事である。
次に本発明をより明確にする為、実施例をあげて説明す
るが、本発明はこれにより何ら限定されるものでない。
なお実施例、比較例における各種物性の測定は以下の条
件で実施した。
極限粘度〔η〕 オストワルド型溶液粘度測定器を用い、トルエん溶媒で
30℃において測定した。
東洋曹達製HLC−802URを使用、分配カラムとし
て103.10’、10’、101のカラムを選択し、
屈折計を検出器として用いた。展開溶媒としてテトラヒ
ドロフラン(1’ HF )を用いて40℃で重合体の
分子量分布を測定した。変性膜れた高分子鎖と変性され
ない高分子鎖のそれぞれの平均分子量に相当するピーク
の高さの相対比を以って、それぞれの高分子鎖の重量比
率とした。
第1表に示す配合処方の組成物を用いて、タイヤサイズ
185/70HR/13のスチールタイヤを試作し、転
勤抵抗、ウェットグリップ、操縦安定性の評価を行なっ
た。これらの評価方法は下記の通りである。
ゴム組成物の内容き、それを用いたタイヤの性能評価結
果をそれぞれ第2表、第3表に示す。第3表から本発明
の実施例は諸性能が優れていることが認められる。
転勤抵抗指数 上記タイヤを5AJx13のリムに嵌合し、60インチ
ドラム上にて速度80km/h、内圧2.10kgf/
cnf、荷重300kgの条件下で走行させ、転勤抵抗
を測定した。表には、比較例1を基準として相対値で示
す。数値の小さい程転勤抵抗性能はすぐれている。
つ坊トゲリップ指数 上記タイヤをそれぞれ5′AJX13のリムに、嵌合し
、これを排気量1500ccの乗用車に装着し、コンク
リート性の滑りやすい路面に散水した状態において1名
乗車時の速度60km/’hからの停止距離から摩擦係
数μを算出し、比較例1を基準として相対値でしめす。
操縦安定性能 上記タイヤを排気量1500ccの乗用車に装着し、J
ARI総合試験路において空気圧1.8kgf/d、1
名乗車時の走行時における操縦安定性能を、比較例1を
基準値3.0として相対値でしめす。
操縦安定性能は、直進安定性、ハンドノリ応答性、接地
性、収斂性から評価し、各評価の総合評価を示し、数値
の大きい程すぐれている。表中数字右肩の+は若干優れ
ること、−は若干劣ることを意味する。また、走行する
ことによってトレッドゴムが発熱し、ゴム硬度が低下し
て、応答性低下腰くだけ等生じるが、それを性能安定性
としてしめした。
冬季走行性能 気温約−5℃での走行時の性能を、雪のない一般路面、
及び、踏み固められた積雪上で5点法の評価を行った。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 30℃トルエン溶液中での極限粘度が1.7以上3.0
    未満であり、かつ結合スチレン量が27%以」二40%
    未満で、ブタジェン部分のビニル含量が37%以上45
    %未満でかつ、3乃至4官能性の結合剤で変性された高
    分子鎖の割合が40重量%以」−65重量%以下である
    溶液重合SBRを15以上50重量部未満、乳化重合S
     B R,天然ゴム、合成ポリイソプレンゴムもしくは
    ブタジェンゴムのうち少なくとも1種類を50以上85
    重量部未満含有し、可塑剤として、セバシン酸エステル
    、アジピン酸エステル、脂肪酸エステルから選ばれる一
    種又は二種以上の化合物を配合し、かつ、平均粒子径が
    30mμ以下であるカーボンブラックを含有するタイヤ
    トレッドゴム組成物。
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