JPS62156145A - トレツド用ゴム組成物 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は耐摩耗性が要求されるタイヤトレッド用ゴム組
成物に関する。

（従来の技術） 自動車に装着されて回転中のタイヤのトレッドの任意の
点は、接地面に於いて圧縮と伸張をうけ、自動車の走行
中タイヤは圧縮と伸張の強制振動をしている。ゴムは強
制振動されたとき、ヒステリシス損失を生じ、これが大
きい程ウェットスキッド性能が優れるが、逆に転勤抵抗
が大きくなって好ましくない。

上記のようにヒステリシスロスが大きく関与する低転勤
抵抗性と耐ウエツトスキツド性との間には二律背反の関
係があって、その問題点を解決するため、例えば特開昭
５４−６２２４８．５７−６１０２９に開示されるよう
に高ビニル結合スチレンブタジエンゴムが提案されたが
、このゴムは耐摩耗性が悪い。

また高ビニル結合スチレンブタジエンゴムはガラス転位
温度が高いので、このゴムで形成したトレッドを持った
タイヤは氷結路面で使用したとき耐スキツド性が悪い。

（発明が解決しようとする問題魚） 本発明の目的は低転勤抵抗性とｉ子つェットスキッド性
を保持しながら、耐摩耗性及び耐氷結路面スキツド性が
向上し四季にわｔこって使用できる空気入りタイヤトレ
ッド用ゴム組成物を提供することにある。

（間厘点を解決するための手段） 本発明はスチレン含有量が１０〜２０重量％、ブタジエ
ン部分のビニル結合量が３０〜５０％、ハロゲン化錫に
よるカップリング効率が４０％以上であるスター２　ｍ
　ｌ（！重合スチレンブタンエンゴム（１）の１０〜５
０重量部、スチレン含有量が１０〜３０重景％、ブタジ
エン部分のビニル結合量力弓０〜２５重量％の直（ｒ（
型溶液重合スチレンブタジエンゴム＜１１＞の２０〜７
０重量部及び天然ゴム又はインブレンゴム（ＩＩＩ）の
１０〜５０重量部をブレンドした原料ゴム１００重量部
に対して、＋ｎ　２７　ｇの単位で計算した窒素吸着比
表面積値（Ｎ　２　Ｓ　Ａ’）７！ｌ’７５−１０５＜
７）範囲内ニア’）、Ｎ２ＳＡと＋ｎｇ／ｇの単位で計
算した沃素吸着値（Ｉ　Ａ）との差が１５以上、Ｎ２Ｓ
Ａとセチルトリメチルアンモニウムブロマイド吸着比表
面積値（ＣＴＡＢ）との差が０〜５であるカーボンブラ
ックを５０−１００重量部配合し、動的粘弾性試験機で
測定した損失正接ｔａｎδのピーク温度が−５０〜−３
０℃であることを特徴とするトレッド用ゴム組成物に係
る。

本発明のゴム組成物は各種のタイヤ用に使用できるが、
特に耐摩耗性が要求される面輪駆動車用タイヤに好適に
使用される。

本Ｑ明のスター型溶液重合スチレンブタジエンゴム（Ｓ
ＢＲ）のスチレン含有量が１０％未満では耐スキツド性
が悪く、２０％を越えると耐摩耗性が悪くなり、耐氷結
路スキツド性（耐アイススキツド性と略す）が悪くなる
。ブタジェン部分のビニル結合量が多くなるにつれ耐ウ
エツトスキツド性と低転勤抵抗性との二律背反の関係が
有利な方向に向うので、該ビニル結合量は少なくとも３
０％は必要で、これより少ないと両性能の内一方が憑く
なろ。一方ビニル結合量が増加するとカーボンとの相互
作用が低下し結合量が５０％を越えると耐摩耗性が悪く
なり、更にスチレン含有量も多くなった　′場合には、
ガラス転移温度（Ｔｇ）が高くなって、耐アイススキッ
ド性が悪くなる。

本発明で用いられるスター型ＳＢＲはスチレン及び１，
３−ブタジエンを例えば１１−ヘキサンなどの不活性溶
剤に溶解してラングマイザー例えばテトラハイドロ７ラ
ンなどを添加してリチウム系触媒を用いて重合し、重合
反応工程の最後にハロゲン化錫を添加し錫を核にして星
型に共重合体分子をカップリングして分子量を増大させ
ることにより得られる。カップリング反応は発熱反応で
、反応時間も短いので、制御を容易にするため未反応共
重合体が残る条件でカップリングするのが好ましい。デ
ルパーミエイションクロマトグラ７などを用いで、分子
量分布曲線を求めると、カップリングした分子のピーク
と未反応分子のピークの２山を持ち、その分布曲線で囲
まれた面積に対しての高分子側の面積の比率でカップリ
ング効率を示す。カップリングされたゴムは混合中カッ
プリングした所で切断して活性化し、これがカーボンブ
ラックの活性表面と結９合して両者間に相互作用が生起
して転勤抵抗が低下し、低転勤抵抗性と耐ウエツトスキ
ツド性のバランスが改良される。

カップリング効率が４０％未満ではカーボンとの相互イ
ヤ用が小さい。またカップリング効率が９０％を越えて
も得られる効果は小さく、製造コストも高くなるので、
９０％以下が好ましい。

本発明の直鎖型溶液重合ＳＢＲのスチレン結合量が１０
％未満では、スター型ＳＤＲと同様、耐ウエツトスキツ
ド性が悪く、３０％を超えるとｉｔ摩耗性が悪くなる。

ブタジェン部分のビニル結合量は１０〜２５％にする必
要があり、１０％未満では耐ウエツトスキツド性が悪く
なり、２５％より多くなると耐アイススキツド性改良効
果が小さくなる。

本発明では上記溶液重合のＳ　Ｂ　Ｒはグリーンストレ
ングスが小さく、またタッキネスが不足して作業性が悪
いので天然ゴム（Ｎｒ（）又はイソプレンゴム（Ｉ　Ｒ
）をブレンドすることによって作業性を改良する。

本発明においてはスター型溶故重合５Ｉ３Ｒを１０〜５
０部（重量部）、好ましくは１５〜２５部、直鎖型溶液
重合ＳＢＲを２０〜７０部、好ましくは３０〜６０部及
びＮＲ又はＩＲを１０〜５０部ブレンドすることにより
原料ゴム１００部を調整する。スター型ＳＢＲが１０％
未満になればそれに応じて直鎖型ＳＢＲの配合が増加し
耐ウエツトスキツド性が悪くなる。スター型ＳＤＲが５
０％、特に３０％を越えれば、相対的に直鎖型ＳＢＲの
ブレンド量が低下するので耐アイススキツド性が悪くな
る。耐アイススキツド性を良くするためには直鎖型ＳＤ
Ｒは最低２０％必要である。

本発明のカーボンブラックの窒素の吸着量を測定してｆ
ｆ＋２７　ｇの単位で表わすように計算した窒素吸着比
表面積値（Ｎ２ＳＡ）が７５未満のものは耐摩耗性が劣
り、１１０より大さくなると転勤抵抗が増大する。沃素
吸着量を測定して＋ｎ　ｇ　／　ｇ単位で計算した沃素
吸着値（Ｉ　Ａ）は従来のカーボンではＮ２ＳＡとほぼ
等しい値であった。しかしカーボン粒子の表面に化学的
活性の大きい部分があれば、その部分では沃素の吸着が
少なくなるので、Ｎ　２　Ｓ　ＡよりＩＡが小さくなる
。Ｎ２ＳＡとＩＡの差が１５より大きくなるとカーボン
の表面活性が大きくなってゴムと、特に錫とカップリン
グしたゴムとの相互作用が太き（なって転勤抵抗が小さ
くなる。

セチルトリメチルアンモニウムブロマイド吸着法で求め
ＩＩ＋２７ｇ単位で計算したセチルトリメチルアンモニ
ウムブロマイド吸着比表面積値（ＣＴＡＢ）とＮ２ＳＡ
との差が大きいカーボンブラックは粒子表面に細孔が多
く耐ウエツトスキツド性を悪くするので５以下が望まし
い。

本発明において上記カーボンブラックの配合量は原料ゴ
ム１００重量部に灯して５０〜１００重量部とするのが
好ましい。

本発明のゴム組成物は上記成分を通常の加工装置、例え
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。また上記成分の他に公知の
加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、加硫遅延剤、補強
剤、老化防止剤等を添加できることは勿論である。

本発明のゴム組成物の動的粘弾性試験機で測定した損失
正接ｔａｃｔδのピーク温度は一５０℃〜−３０℃の範
囲にあることが必要である。ｔａｎδのピーク温度とは
岩本製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用いて、１
００）１ｚ振動で毎分２℃の割合で昇温しながら損失正
接を求め、これを第１図に示すように温度に対応して損
失正接をプロットとして損失正接曲線（１）を措き、曲
線（１）の山の頂点（３）を示す温度がｔａｎδビーク
温度（４）である。

（実　施　例） 次−二実施例及び比較例を挙げて説明する。尚、単に部
とあるは重量部を示す。

ピコ摩耗試験は八ＳＴＭ　Ｄ２Ｚ２８に従って試験し、
摩耗減量の逆数を配合１２をフントロールとして指数表
示し、値の大きい方が好土しい。

アイススキツド性試験は英国のスタンレー社製のスキッ
ドテスターを用いて温度−１０℃の水面でのスキッドを
測定し、配合１２をコントロールとして指数表示し、値
の大きい方が好ましい。タイヤ転勤抵抗性、ウェットス
キツド性は１６５Ｓ　Ｒ１３ス゛チールラノアルタイヤ
を作成し、タイヤ転勤抵抗性は米国の自動車技術各協会
（Ｓ　ｏｃｉｅｔｙ　ｏｆＡｕｔｏ＋ｏｏｔｉｖｃ　Ｅ
ｎｇｉｎｅｅｒｓ、　　Ｔｎｃ、）規格ＳＡＥ　−Ｊ］
２６９に従って測定し、配合１２をコントロールとして
指数表示し、値の小さい方が好ましい。

タイヤウェットスキツド性は米国の統一タイヤ品質等級
基準（Ｕ　旧ｆｏｒｍ　Ｔ　１ｒｅＱ　ｕａｌ已ｙＧ　
ｒａｄｉｎＨＳ　Ｌａｒｄａｒｄｓ）に従って散水した
コンクリート面で試験をし、配合１２をコントロールと
して指数表示し、値の大きい方が好ましい。

実施例及び比較例で用いた成分について以下に示す。

（１）スター型５ＢＲ ＰｔＳｌ　　　　表 （２）直鎖型ＳＢＲ 第　　２　　表 （３）カーボンブラック 第　　３　　表 表においてカップリング剤としては５ｎＣｌ、を用いた
。

ゴムのスチレン含有量及びブタジェン部分のビニル結合
量は赤外分光光度計を用いて吸収スペクトルを測定しハ
ンプトンの方法によって計ヰした。

カーボンのコロイグル性質は以下に示す＾ＳＴＭに従っ
て試験した。

Ｎ　２ＳＡ：　　　八ＳＴＭ　　Ｄ３０３７■Ａ　　：
　＾ＳＴＭ　Ｄ１７６５ ＣＴ　　Ａ　　Ｂ　：　　　八ＳＴＭ　　Ｄ３７６５カ
ーボン（ホ）はＮ３３９である。

実施例及び比較例 第１表及Ｉ）ｅ第２表に示すミクロ構造のＳＢＲと天然
ゴム、第３表に示すコロイグル特性を持ったカーボンブ
ラックと芳香族系油の第４表に示す配合量に、更に亜鉛
華３部、ステアリン酸２部、Ｎ−フェニル−Ｎ’−（１
，３−ツメチル）−ｐ−７二二レンノアミン１．５部、
Ｎ−シクロへキシル−２−ベンゾチアゾリルスル７エン
アミド１育５％１，３−ジフェニルグアニジン０．４部
及び硫黄２．２部を加えて混合ゴムを作り、試験法の指
定する形に成型してビフ摩耗試験とアイススキツド性試
験を、タイヤに成型加硫してウェットスキッド試験及び
転勤抵抗試験を行い、その結果を第４表に示した。

実施例の配合Ｎｏ、１〜５は全ての試験項目が、配合１
２（コントロール）よりもよいが、スター型ＳＢＲが５
０％の配合５は１〜４に比べて耐アイススキツド性が小
さい。

ビニル結合量の少ない直鎖型ＳＢＲがブレンドされてい
ない配合１１は直鎖型ＳＢＲの損失正接ビーク温度低下
作用効果がないので耐アイススキツド性が悪い。

スター型ＳＢＲのスチレン量が１０重呈％未Ｔ悶の５Ｂ
Ｒ（Ｄ）を使用した配合７は耐ウエツトスキツド性が悪
い、スチレン量が２０％を超過した５ＢＲ（Ｃ）を配合
した配合６は摩耗及び耐アイススキツド性が悪い。

スター型ＳＤＲのビニル結合量が３０％未満の５ＢＲ（
Ｄ＞を使用した配合７はウェットスキッド十転勤抵抗の
比が指標となる転勤抵抗と耐ウエツトスキツド性とのバ
ランスが悪い。ビニル結合量が５０％を越えている５Ｂ
Ｒ（Ｃ）を使用した配合６はＮ２ＳＡの大きいカーボン
を使用しているにもかかわらず耐摩耗性が悪い。

カップリング効率が４０％未満の５ＢＲ（Ｃ）又は５Ｂ
Ｒ（Ｄ）を使用した配合６，７は転勤抵抗の耐ウエツト
スキツド性に対する比が小さく両者のバランスは悪い。

直鎖型ＳＤＲの配合量が７０％を越えた配合８は損失正
接ビーク温度が低く耐ウエツトスキツド性が悪く、転勤
抵抗とのバランスも悪い。

スチレン含有量及びビニル結合量がそれぞれ：（０％及
び２５％を越えた直鎖型５ＢＲ（ＩＩＩ）を使用した配
合９は損失正接ビーク温度が高くなりすぎて、耐アイス
スキツド性が低下し耐摩耗性の良いカーボンブラックを
使用しているにも拘らず耐摩耗性が悪くなる。　Ｎ２Ｓ
Ａが７５未満のカーボンブラック（ニ）を配合した配合
７はスチレン量の少ないスター型及び直鎖型ＳＢＲを使
用しているが耐摩耗性が劣り、１０５を越える（ハ）を
使用した配合６は転勤抵抗が悪い。

Ｎ２ＳＡとＩＡの差が１５未満のカーボンブラック（ハ
）及び（ホ）を配合した配合６，１０は転勤抵抗に対す
る耐ウエツトスキツド性は小さく両者のバランスはよく
ない。

（発明の効果） 本発明の特定のミクロ構造のスター型５ＢＲ１直頻型Ｓ
ＢＲを一成分とするゴム成分に、特定のコロイグル特性
を有するカーボンブラックを配合し、ｔａｎδのビーク
温度を特定の範囲としたトレッド用ゴム組成物は低転勤
低抗性と耐ウエツトスキツド性を保持しながら、耐摩耗
性及び耐氷結路面スキツド性が向上し四季にわたって使
用できる空気入りタイヤ、特に耐摩耗性が要求される前
輪駆動車に装着されるタイヤのトレッド用ゴム組成物と
して好適である。

【図面の簡単な説明】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）スチレン含有量が１０〜２０重量％、ブタジエン
   部分のビニル結合量が３０〜５０％、ハロゲン化錫によ
   るカツプリング効率が４０％以上であるスター型溶液重
   合スチレンブタジエンゴム（ I ）の１０〜５０重量部
   、スチレン含有量が１０〜３０重量％、ブタジエン部分
   のビニル結合量が１０〜２５重量％の直鎖型溶液重合ス
   チレンブタジエンゴム（II）の２０〜７０重量部及び天
   然ゴム又はイソプレンゴム（III）の１０〜５０重量部
   をブレンドした原料ゴム１００重量部に対して、ｍ＾２
   ／ｇの単位で計算した窒素吸着比表面積値（Ｎ＿２ＳＡ
   ）が７５〜１０５の範囲内にあり、Ｎ＿２ＳＡとｍｇ／
   ｇの単位で計算した沃素吸着値（ＩＡ）との差が１５以
   上、Ｎ＿２ＳＡとセチルトリメチルアンモニウムブロマ
   イド吸着比表面積値（ＣＴＡＢ）との差が０〜５である
   カーボンブラツクを５０〜１００重量部配合し、動的粘
   弾性試験機で測定した損失正接ｔａｎδのピーク温度が
   −５０〜−３０℃であることを特徴とするトレツド用ゴ
   ム組成物。