JPS6060142A - 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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JPS6060142A
JPS6060142A JP16871983A JP16871983A JPS6060142A JP S6060142 A JPS6060142 A JP S6060142A JP 16871983 A JP16871983 A JP 16871983A JP 16871983 A JP16871983 A JP 16871983A JP S6060142 A JPS6060142 A JP S6060142A
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styrene
less
rubber
butadiene
grip
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Hiroshi Furukawa
浩 古川
Yuichi Saito
祐一 斉藤
Akio Imai
昭夫 今井
Masashi Yoshida
誠志 吉田
Yasushi Okamoto
康 岡本
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Sumitomo Rubber Industries Ltd
Sumitomo Chemical Co Ltd
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Sumitomo Rubber Industries Ltd
Sumitomo Chemical Co Ltd
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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、タイヤトレッドゴム組成物詳しくは、発熱特
性およびグリップ操縦性能の改善された乗用車ラジアル
タイヤ用トレッドゴム組成物に関する。
さらに詳しくは溶液重合法によって得られたスチレン−
ブタジェンゴムであって、30℃トルエン溶液中におけ
る極限粘度が1.7以上3.0以下であり、かつ、結合
スチレン量が27%以上40%以下で、ブタジェン部分
のビニル結合量が37%以上45%以下でかつ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
%以上65重量%以下であるスチレン−ブタジェンゴム
を主たるゴム成分として用い、平均粒子径が30mμ以
下であるカーボンブラックを含有しかつ温度70℃、周
波数1〇七振巾2%で測定したM!、素弾性率が、80
 kg f / 0111以上150kgf/cut以
下であり、かつ損失係数が0.250以上0.400以
下である乗用車用ラジアルタイヤ用ゴム組成物に関する
。
近年、高速道路網の発達と自動車の走行性能向上に伴い
、タイヤに対して高速走行時における低発熱性と、より
安全に走行する為に、自動車の走行性能を充分引き出し
うる操縦特性を有するタイヤの要求がでてきている。
従来、乗用車用タイヤとしての変遷をみると、バイアス
タイヤから扁平率82%のラジアルタイヤ、扁平率70
%のラジアルタイヤに移り変わりさらに近年では60%
、50%といったラジアルタイヤも出現し、ラジアル化
扁平化による有効接地面積及び接地圧分布の向上によっ
て、グリップ操縦性能の向上をはかる試みがなされてき
ている。
またトレッドゴム配合面からは、ゴム成分として、乳化
重合スチレンーブクジェンゴムを主体として、カーボン
ブラックを多量に配合したものが使用されてきている。
即ち、前者はグリップ特性が従来の各種ゴム、例えば天
然ゴム、ブタジェンゴム等に比べて優れている点からの
選択であり、特にスチレン結合量の多い所謂ハイスチレ
ンSBRはウェットグリップ特性、操縦性能の点で優れ
ていた。また後者は補強性の向上によって、ゴト変形時
のねばりを増して操縦性を向上させると共に耐摩耗性の
向上をはかっている。
しかじから、これらの従来配合は、上記特性、性能面で
は良好であるものの、発熱特性、及び転勤抵抗性能の面
においては劣っており、前者については高速耐久性能の
低下のみならず、操縦性においても悪影響を与えている
。即ち、トレッドゴムが発熱することによって、剛性が
低下しコーナリング時にいわゆる腰くだけの状態となり
、挙動が不安定で好ましくない。後者については、ポリ
マー種カーボン量ともにエネルギーロスの大きいものを
使用する為に、転勤抵抗性能の悪化をきたす。
そこで、発明者らは詳細に研究を重ねた結果、次のよう
な結論に到達した。即ち、下記のように調整されたスチ
レンーブクジエンゴムをトレッドゴム組成物として適用
することによって、グリップ、操縦性が飛躍的に向上す
るばかりでなく、従来のゴム配分では致命的な欠点とさ
れていた発熱特性、転勤抵抗性能の低下をも克服し、き
わめて高度にバランスのとれたタイヤを生み出せるに至
った。ここでいう、SBRとは、溶液重合法によって得
られたスチレンーブクジエンゴムであって、30℃トル
エン溶液中における極限粘度が1.7以上、3.0以下
であり、かつ結合スチレン量が27%以上40%以下で
、ブクジエン部分のビニル結合量が37%以上45%以
下でかつ、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%以上65重量%以下であるスチ
レンーブクジエンゴムを主たるゴム成分として用いたも
のであって平均粒子径が30整以下であるカーボンブラ
ックを含有し、かつ温度70℃、周波数10 Hz、振
巾2%で測定した複素弾性率が80kg f / cr
1以上15’ Okg f /crl以下であり、かつ
損失係数が0.250以上、0.400以下であるトレ
ッドゴムを調整することによって得られるトレッドゴム
組成物ある。
ここでスチレンーブクジエンゴムの30℃のトルエン中
で測定した極限粘度は、発熱特性、転勤抵抗性能に深く
関係し、1.7未満であれば、これらの性能が大きく低
下するために好ましくない。
また、極限粘度が大きければ、ゴム混練、押出等加工時
の作業性が著しく低下する為、3.0以下であることが
必要であるが、ポリマー重合終了層に、プロセスオイル
を必要量添加すること、即し油展ポリマーとすることに
より、作業性は格段に改良される。
また、結合スチレン量及びブクジエン部のビニル結合量
は、ウェットグリ・ツブ性能、操縦性能及び耐摩耗性能
に深く関係づけられており、結合スチレンが27%未満
、またビニル結合量が37%未満であれば、前二者の性
能の低下を招き好ましくない。また結合スチレンが40
%、またビニル結合量が45%をこえると、後者の物性
低下が大きく、さらに特にビニル結合量の大きいものは
、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。これ
らの値が特に好ましいのは、結合スチレンが27%以上
35%以下の範囲である。
又、本発明においては加工性の優れたゴム組成物を得る
ために、スチレンーブクジエンゴムにおいて、3官能性
或いは4官能性の結合剤で変性された高分子鎖は、該ス
チレン−ブタジェンゴムの高分子鎖の内、少なくとも4
0重量%となるように制御される。この場合3官能性あ
るいは4官能性の結合剤で変性された高分子鎮とは、そ
の高分子鎮中の原子又は原子団から3方向或いは4方向
に化学結合により結合された高分子鎖が存在する如き形
状を有する高分子鎖を意味する。
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
て活性重合体末端同士を結合する方法が採用し得る。
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。
この変性された高分子鎖の割合は高い程ロール加工性が
良好であり、少なくとも40重量%、好ましくは50重
量%以上となるように制御される。
変性された高分子鎮の割合が40重量%以上であれば、
ロール加工時のゴムシートの巻付安定性が良好で加工操
作が容易である。一方変性された高分子鎖の割合が65
重量%をこえると、ゴムシートの粘着性が乏しくなり、
タイヤの成型加工時にシートの貼り合せが困難となるな
ど、実用成型性が低下する。
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。
本発明のスチレン−ブタジェンゴムは以下のように、公
知のりピングアニオン重合処決により重合される。
即ち、炭化水素溶媒中で、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、エーテル頚もしくは第3級アミン類の如き、ルイ
ス塩基性化合物を共存せしめて共重合を実施し、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。有機アリカリ金属化合物と
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。
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
Qrnμ以下のものであることが必要である。例えばA
STM呼称N110、N220、N234、N330、
N339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。
以上のように調整されたゴム組成細物には、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。
さらに、上記ゴム組成物は、温度70℃、周波数101
1z、振巾2%で測定した複素弾性率が80kg f 
/ cat以上150kgf /crl以下であること
が必要である。トレッドゴムの複素弾性率は、ゴムの剛
性を表わすものと考えられ、複素弾性率の高い程、操縦
性能、特にコーナリング性能或いは高速走行時の走行安
定性等良好である。
複素弾性率が80 kg f /cut以下であれば、
」−配性能が著しく劣るため好ましくなく、逆に150
1(g f / Cn(以上では弾性即ち硬度の著しい
上昇の為、路面の凹凸に沿うことができず、グリップ性
能が極端に低下し好ましくない。より好ましい範囲は1
00〜130kgf /crlである。
また、損失係数が0.250以上0.400以下である
ことが必要である。トレッドゴムの損失係数は、ゴムの
ヒステリシスロスを表わすものと考えられ、ヒステリシ
スロスの小さい程、発熱特性、転勤抵抗性能にすぐれて
いる。しかし、損失係数が0.250未満では、逆に、
グリップ性能に影響が出る為に好ましくなく、0.40
0以上では、発熱特性が悪化する為に好ましくない。よ
り好ましくは、0.260以上0.350以下の範囲で
ある。
また、本発明の組成物には上述の如きスチレン−ブタジ
ェンゴム100乃至50重量部に対して天然コム及び/
又は、合成インプレンゴム、ビニル結合量の少ないスチ
レン−ブタジェンゴムをO乃至50重量部を混合するこ
とが好ましい。ここで、天然ゴム及び/又は合成イソプ
レンゴムの配合量が50重量部を越すと、ウニ、7 )
・ブレーキ性能が低下する為に好ましくなく、より優れ
た加工性、転勤抵抗性能、ウェット・ブレーキ性能をバ
ランスよく維持する為には、5乃至40重量部含有する
事がより好ましい。
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。
掻10割度×ュD− オストワルド型溶液粘度測定器を用い、トルエン溶媒で
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103.10.10G 、107 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(T II F )を用いて40℃で重合
体の分子量分布を測定した。変性された高分子鎖と変性
されてい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、タイヤサイス
゛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。
ゴム組成物の内容と、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8忍められる。
第1表 1史用し1こ。
LIl■M1敗 上記タイヤを5!、4Jx13のリムに嵌合し、60イ
ンチドラム上にて速度3 Q Km/ )1、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。
C工 ・・ 2ノゞ 1 、、 ヒラ。
上記タイヤをそれぞれ5y2JX13のIJ l、に嵌
合し、これを排気量1500CCの乗用車に装着し、コ
ンクリート製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5 Q Km/ 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2(IXとして相
対値で示す。
1硬変定住皿 上記タイヤを排気量1500ccの乗用車に装若し、J
ARI総合試験路において空気圧1.8kgf/cut
、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として相対値で示す。操縦安定性能
は、直進安定性、ハンドル応答性、接地性、収斂性から
評価し、各評価の総合評価を示し、数値の大きい程ずく
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。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)溶液重合法によって得られたスチレンーブクジエ
    ンゴトであって、30℃トルエン溶液中における極限粘
    度が1,7以上3. 0以下−ごあり、かつ、結合スチ
    レン量が27%以上40%以下で、ブタジェン部分のビ
    ニル結合量が37%以上45%以下でかつ、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
    %以上65重量%以下であるスチレン−ブタジェンゴム
    を主たるゴム成分として用い、平均粒子径が30ny以
    下であるカーボンブラックを含有し、かつ、温度70℃
    、周波数10Hz、振巾2%で測定した複素弾性率が8
    0 kg f /crd以上150kgf/cn!以下
    であり、かつ、損失係数が0.250以上、0.400
    以下であるタイヤトレッドゴム組成物。
JP16871983A 1983-09-12 1983-09-12 タイヤトレッドゴム組成物 Granted JPS6060142A (ja)

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JPH0373581B2 JPH0373581B2 (ja) 1991-11-22

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5787444A (en) * 1980-11-21 1982-05-31 Sumitomo Rubber Ind Ltd Tread rubber composition for tire
JPS57179212A (en) * 1981-04-28 1982-11-04 Asahi Chem Ind Co Ltd Styrene-butadiene copolymer rubber
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