JPS62112640A

JPS62112640A - タイヤトレツド用ゴム組成物

Info

Publication number: JPS62112640A
Application number: JP60251783A
Authority: JP
Inventors: Riichiro Ohara; 大原　利一郎; Satoshi Iwama; 岩間　敏; Eiji Ida; 英二井田; Noriyuki Isobe; 磯部　典幸
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 1985-11-09
Filing date: 1985-11-09
Publication date: 1987-05-23
Also published as: US4908401A

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】（産業上の利用分野）本発明はタイヤトレッドに好適なゴム組成物に関する。

（従来の技術）最近、自動車の低燃費性の要求と走行安全性の要求から
、自動車タイヤトレッド用ゴムとして転がり抵抗が小さ
くウェットスキッド抵抗の大きいゴム材料が強く望まれ
るようになって来た。しかしこれらの特性は相反するも
のであり、さらにこれらの特性と摩耗特性を同時に満足
するとなると単一ゴムでは不可能である。そこでこれら
の特性の調和を因るため異種ゴムのブレンド組成物が用
いられて米た。例えば自動車用タイヤトレッドゴムとし
てはジエントスキッド抵抗の比較的大きい結合スチレン
が１０〜３０重且％でビニル結合が２０％以下のスチレ
ン−ブタジェン共重合ゴム（ＳＢＲ）と、転がり抵抗が
小さく耐摩耗性の良いビニル結合が２０％以下のポリブ
タジェンゴム（ＢＲ）とのブレンド組成物が用いられて
米た。しかしこのブレンド組成物では両者の特徴が薄れ
ウェットスキッド抵抗性及びころがり抵抗の面で不十分
である。

近年ウェットスキッド抵抗性、転がり抵抗性の改良を図
るべく、主として有機リチウム開始剤を用いて得られる
ＳＢＲ，ＢＲの改良が試みられている。例えばビニル結
合の多いＢＲを含むゴム組成物（英国特許第１１６５８
３２号）が上記目的に合致するものとして提案されてい
る。ビニル結合の多いｒ３Ｒはウェットスキッド抵抗性
と転がり抵抗性のバランスを取る一Ｌで優れているが、
破壊特性、摩耗特性が者しく劣っているため１．ｊｌｌ
独で使用するのは困難である。破１３特性、摩耗特性を
改善するため、ＮＲ（天然ゴム）、高シスＢＲ１乳化重
合ＳＢＲなどのジエンゴムとのブレンド組成物が提案さ
れている。しかしＮＲまたは高シスＢＲとのブレンド組
成物ではウェットスキッド抵抗性と破壊特性、摩耗特性
のバランスに劣り、ＳＢＲとのブレンド組成物では転が
り摩擦抵抗性に劣るといった欠点があった。

また特開昭５４−６２２４８では結合スチレン含有率が
２０〜４０重址％でブタジェン部のビニル結合含有率が
比較的高いランダムＳＢＲを用いることによりウェット
スキッド抵抗性と転がり抵抗性の改良が試みられでいる
。従来の乳化重合５ＢＲ１有機リチウム開始剤により得
られたＳＢＨに比べ確かにウェットスキッド抵抗性、転
がり抵抗性、摩耗特性などのバランスは良くなっている
が、実用に供するには未だ不満足であり、池のジエンゴ
ムとブレンドして使用せざるを得ない。しかしどのゴム
とのブレンド系にお、いても高ビニルＢＲ同様ウェット
スキッド抵抗性、転がり抵抗性、破壊特性、摩耗特性の
バランスが不満足である。

ウェットスキッド抵抗性、転がり抵抗性、摩耗特性等の
バランスが良好なゴム材料としては特開昭５７−１０９
．８］７、待１ｊ［１昭５７−１０９．８１８に示され
る様に、結合スチレン含有率とビニル結合含有率の異な
るランダム共重合体のブロックからなるスチレンブタジ
ェンブロック共重合体に於いて、各ブロック部の結合ス
チレン、ビニル結合を特定の範囲としたものがある。し
かしながら、タイヤに対する安全性、低燃費性の社会的
要求は益々高度になって米でおり、該ブロック共重合体
の単独使用あるいは異種ゴムとブレンドして得られたタ
イヤでは、摩耗特性、破壊特性の点で未だ改良の余地が
あった。

（発明が解決しようとする問題点）本発明の目的は特定のゴム成分と特定のカーボンブラッ
クを組合せることにより、摩耗特性、転がり抵抗性（Ｒ
Ｒ）、ウェットスキッド抵抗性（Ｗ　ｅ　ｔμ）、破壊
特性のバランスに優れたタイヤトレッド用ゴム組成物を
提供することにある。

（問題点を解決するための手段）本発明はゴム１００重量部に対し、カーボンブラックを
４０〜１００重量部の割合で配合されたゴム組成物にお
いて、（ａ）ＢＲ部分を１単位、ランダム共重合ＳＢＲ部分を
１単位として、各１単位づつからなる溶液重合法による
ブロック共重合体であって、かつＢＲ部分のビニル量が
１５〜５０％、ＳＢＲ部分のビニル量が２０〜７０％、
スチレ、ン量が３０〜６０％、ブロック共重合体全体と
してビニルｉｌが１５〜６０％、スチレン量が５〜３０
％であり、カップリング後の共重合体の末端がＢＲ部分
となるよう錫化合物で４０％以上カップリングされ、Ｔ
ｇが１つであり、それが−６０’Ｃ以下に表われる共重
合体を少なくとも２０重量部以上含み（ｂ）カーボンブラックは窒素吸着法による比表面積値
（略号Ｎ２ＳＡ）が７５〜１０５の範囲内で、この値と
ヨウ素吸着値（略号ＩＡ）との差が１５以上であり、さ
らに上記Ｎ　２　Ｓ　Ａとセチルトリメチルアンモニウ
ムブロマイド吸着法による比表面積値（略号ＣＴＡＢ）
との差が５以下であって、着色力（Ｔｉｎｔ）が９０〜
１１０であって、且つ、測定Ｔ　ｉｎｊから計３Ｔｉｎ
Ｌを引いｔこΔＴｉｎｔが一３以下であることを待全と
するタイヤトレッド用ゴム組成物に係る。

本発明においてはゴム成分１００部（重ｆ１部、以下同
様）中に上記に特定した溶液重合ブロック共重合体を２
０部以上、好ましくは２０〜１００部、特に好ましくは
３５〜１００部含むことが必要であり、それ未満では目
的とする開時性に優れたトレッドを得ることができない
。

上記ブロック共重合体において、ＢＲ部分のビニル量は
１５〜５０％、ＳＢＲ部分のビニル量は２０〜７０％、
スチレン量は３０〜６０％が好適であり、また共重合体
全体としてのビニル量は１５〜６０％、７．９レン量は
５〜３０％が好適である。上記の各数値の下限未Ｘｒは
Ｗｅｔμが小さくなりウェットスキッド抵抗性が低下し
、上限を越えると耐摩耗性、ＲＲが悪化してしまう。

また上記共重合体はカップリング後の共重合体の末端が
Ｂｒ（部分となるように錫化合物とカップリングされる
。錫化合物としては例えば５ｎ（ＩＴ）、Ｓｎ（■）の
ハロゲン化物が好ましく、７ツ化物、塩化物、臭化物、
ヨウ化物を挙げることができる。

カップリング効率は４０％以上、４０〜１００％が好ま
しく、特に４５〜９５％、更には５０〜７０％の範囲が
好適である。この範囲ではＷ　ｅ　ｔμを低下させずに
ＲＲを改良することができる。尚、カップリング効率は
ウォーターズ社製のデルパーミエイションクロマトグラ
フイ（ＧＰＣ）を用いて、０．５ｇ／　１００＋ａ　ｌ
のテトラヒドロ７ラン溶液にして分子量分布グラフを描
くとカップリングした高分子側のピークと未反応の低分
子側のピークの２山ができるので、高分子側の山の占め
る全面積に対する面積割合から求めた。カップリング後
の共重合体のＴｇは理学電気社製の示差熱走査熱３Ｍ計
（ＤＳＣ）を用いてＡＳＴＭ　Ｄ　３４１８に従って測
定した。本発明において上記ＴＦｌは１つであって、そ
れが−６０℃以下に表われることが必要である。Ｔｇが
一６０℃よりも高い温度領域に表われると耐摩耗性、Ｒ
Ｒの面で好ましくない。

本発明において上記ブロック共重合体以外のゴム成分と
しては天然ゴム（ＮＲ）及び合成ゴムの１種又は２種以
上が用いられる。合成ゴムとしては例えばポリイソプレ
ンゴム（Ｉ　ｎ）、ポリブタジェンゴム（ＢＲ）、スチ
レン・ブタノエンゴム（ＳＢＲ）、これらの変性物、こ
れらのブレンド物等がいずれも使用できる。

本発明で使用されるカーボンブラックは窒素吸着法によ
る比表面積値（略号Ｎ２ＳＡ）が７５〜１０５の範囲内
で、この値とヨウ素吸着値（略号ＩＡ）との差が１５以
上であり、さらに上記Ｎ２ＳＡとセチルトリメチルアン
モニウムブロマイド吸着法による比表面積値（略号ＣＴ
八Ｂ）との差が５以下であって、着色力（Ｔｉｎｔ）が
９０〜１１０であって、且つ、測定Ｔｉｎｔから計算Ｔ
　ｉｎｔを引いたΔＴ　ｉｎｔが一３以下であることが
必要である。Ｎ２ＳＡが７５未満のものは、耐摩耗性が
劣り、タイヤトレッドゴム組成物としては不適当であり
、また、１０５を越えるとＲＲが増大する。Ｎ２ＳＡと
ｒＡとの差が１５以上大きければ大きいほどカーボンブ
ラックの表面活性が大きく、また、Ｎ　２　Ｓ　ＡとＣ
ＴＡＢとの差が小さいほど、特に５以下であれば、カー
ボンブラックの細孔が少なく、これらは、いずれもカー
ボンブラックとゴムとの相互作用に変化をもたらし、カ
ーボンブラックがゴムに配合されたときに良好に作用す
る。着色力（Ｔｉｎｔ値）に関しては、その値が９０未
満では耐摩耗性が劣り、１１０′？：越えるとＲＲが大
きくなる。また次式で求められる計算Ｔｉｎｔ値を測定
Ｔ　ｉｎｔ値から差し引いた△Ｔ　ｉｎｔ値が一３以下
のものは、Ｗ　ｅ　ｔμを小さくせずにＲＲを小さくす
ることができ、優れた特性を示す。

計算Ｔｉｎｔ値＝５６＋１．０５７Ｘ　（ＣＴ　Ａ　Ｂ
　）−０，００２７４５Ｘ　（ＣＴ　Ａ　Ｂ　）２−０
．２５９６ｘ　（２４Ｍ　、・Ｄ　Ｂ　Ｐ　）　−０，
２０１Ｘ（Ｎ２ＳＡ−ＣＴＡＢ）ただし２４Ｍ４・ＤＢＰはジブチル７タレート吸油量を
示す。

本発明において上記カーボンブラックはゴム成分１００
部に対して４０〜１００部、好ましくは４５〜８５部使
用するのが良い。

本発明のゴム組成物は上記成分を通常の加工装置、例工
ばロール、バンバリーミキサ−、ニーグーなどにより混
練することにより得られる。また上記成分の池に公知の
加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、加硫遅延剤、有８
！過酸化物、補強剤、充填剤、老化防止剤、粘着付与剤
、着色剤等を添加できることは勿論である。

（実　施　例）以下に実施例及び比較例により詳細に説明する。

尚、単に部とあるのは重量部を示す。

ピコ摩耗指数はΔＳＴＭ　Ｄ２２２８に従い、ピコ摩耗
試験機を用いて評価し、比較例７を１００として指数表
示した。数値の大きい程良好である。

タイヤ性能に関しては、各配合によるトレッドを作製し
、そのトレツＶを用いてタイヤサイズ１８５／７０　Ｓ
　Ｒ１４のタイヤを製作し、そのタイヤについてウェッ
トスキッド抵抗性（Ｗｅｔμ）を測定した。

測定は米国のｔｌＴＱＧｓ（タイヤ品質等級基準）で定
められた方法に従い、タイヤを試験用トレーラ−に、５
ＪＸ］４のリムを用いて装着し、充填空気圧１．８ｋｇ
７ａｍ２、荷重３３６ｋｇの条件下で、湿潤アスファル
ト密粒度路面上を走行し、タイヤの回転をロックしたと
きの摩擦抵抗を測定し、比較例７を１００として指数に
て対比したもので、数値の大きい方が良好である。

タイヤのＲＲは米国の自動車技術者協会、５ｏｃｉｅｔ
ｙ　ｏｆ　Ａｕｔｏ＋５ｏｔｉｖｅ　Ｅｎ８ｉｎｅｅｒ
ｓの規格ＳＡＥ　Ｊ　　１２６９に従って測定した。数
値の小さい程良好である。

実施例１〜２及び比較例１〜７第１表に記載のゴム成分１００部に、カーボンブラック
（イ）５５部、オイル２０部に、亜鉛華３８１Ｓ、ステ
アリン酸２部、老化防止剤（パラフェニレンジアミンＭ
）３部、加硫促進剤（チアゾール類）１．５部及び硫黄
２部をバンバリーミキサ−により均一に混練してゴム組
Ｊ＆物を得た。各ゴム！ｆｉ成物の物性及ブタイヤ特性
も第１表に示す。

第１表に記載のゴム組成物に関して、ポリマーとしてエ
マルノヨン重合５ＢＲ（Ｅ−３ＢＲ）の一種である５Ｂ
Ｒ１５０２（日本合成ゴム製）を用いた比較例７をコン
トロールとした。尚、カーボン成分（イ）の詳細は１５
２表に示す。

第１表第１表より実施例１〜２はいずれもコントロールに比べ
てピコ摩耗指数、ＲＲ，Ｗｅｔμの全ての点で優れてい
る。比較例１はカップリング後のポリマー末端がＳＢＲ
であり、ピコ摩耗指数が小さい。比較例２はランダム共
重合体を使用しているため、やけりピコ摩耗指数が小さ
い。比較例３はカップリング効率が２５％と低いために
ＲＲの改善効果が不十分である。比較例４はＢＲ部分、
ＳＢＲ部分及び共重合体全体としてのビニル量が多すぎ
、またＴｇが一６０℃以上に表われるため耐摩耗性に劣
る。比較例５は共重合体全体のスチレン量が多すぎ、Ｔ
ｇも一６０℃以上にも表われるのでＲＲ，耐摩耗性が不
十分である。比較例６はＳＢＲ部分及び共重合体全体の
スチレン量が少なすぎＷ　ｅ　ｔμが小さくなってしま
う。

実施例３〜４及び比較例８〜１５第２表に記載のゴム成分及びカーボン成分を陛泪した以
外は実施例１と同様にしてゴム組成物を得て、その物性
及びタイヤ特性を同様にして測定した。

第　　　２　　　表第２表より実施例３〜４はコントロールに比べて全ての
魚で優れており良好なバランスを示す。

比較例８はＮ２ＳＡ−ＩＡの値が小さく且っΔＴ　ｉｎ
ｔが大きいため、ＲＲが実施例に比べて改良効果が小さ
い。比較例９はＮ２ＳＡが小さく、ΔＴ　ｉｎｔ、も大
きいため耐摩耗性が不十分である。比較例１０はＮ２Ｓ
Ａ−ＩＡの値が小さく、ＲＲと’１ＶｅＬμのバランス
が悪い。比較例１１はＴｉｎｊが大きく、またΔＴ　ｉ
ｎｔも太きいためＲＲの改善効果が不十分である。比較
例１２はＮ２ＳＡ−ＣＴＡＢの値が大きく、ΔＴｉｎｔ
も大きいため、ＲＲとＷｅｔμのバランスが悪い。比較
例１３〜１４はカーボン成分の配合が範囲外のため、耐
摩耗性に劣り、比較例１３の場合はＷ　ｅ　ｔμも小さ
い。比較例１５はゴム成分及びカーボン成分が本発明の
範囲外のものの組合せでＲＲの改善効果が不十分である
。

実施例５〜７及び比較例１６第３表に記載のゴム成分及びカーボン成分を（史用した
以外は実施例１と同様にしてゴム組成物を得て、その物
性及びタイヤ特性を同様にして測定した。

第　　　３　　　表第３表より実施例５〜７はピコ摩耗指数、ＲＲ。

Ｗｅｔμの全ての点でコントロールより優れているが、
比較例１６はＲＲが大きくなっている。

（以　上）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ゴム１００重量部に対し、カーボンブラックを４
０〜１００重量部の割合で配合されたゴム組成物におい
て、（ａ）ＢＲ部分を１単位、ランダム共重合ＳＢＲ部分を
１単位として、各１単位づつからなる溶液重合法による
ブロック共重合体であつて、かつＢＲ部分のビニル量が
１５〜５０％、ＳＢＲ部分のビニル量が２０〜７０％、
スチレン量が３０〜６０％、ブロック共重合体全体とし
てビニル量が１５〜６０％、スチレン量が５〜３０％で
あり、カップリング後の共重合体の末端がＢＲ部分とな
るよう錫化合物で４０％以上カップリングされ、Ｔｇが
１つであり、それが−６０℃以下に表われる共重合体を
少なくとも２０重量部以上含み（ｂ）カーボンブラックは窒素吸着法による比表面積値
（略号Ｎ＿２ＳＡ）が７５〜１０５の範囲内で、この値
とヨウ素吸着値（略号ＩＡ）との差が１５以上であり、
さらに上記Ｎ＿２ＳＡとセチルトリメチルアンモニウム
ブロマイド吸着法による比表面積値（略号ＣＴＡＢ）と
の差が５以下であつて、着色力（Ｔｉｎｔ）が９０〜１
１０であって、且つ、測定Ｔｉｎｔから計算Ｔｉｎｔを
引いたΔＴｉｎｔが−３以下であることを特徴とするタ
イヤトレッド用ゴム組成物。