JPS62190238A - タイヤ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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、運動性能に優れたタイヤのトレッド用ゴム組
成物に関し、詳しくは、耐摩耗性とグリップ性能（路面
把握力）を兼ね備えたうえに低温性能も向上したタイヤ
のトレンド用ゴム組成物に関する。

〔従来技術〕

一般に、自動車用タイヤに要求される性能としては、安
全性・経済性・乗心地性等がある。

近年、特に高速道路網の発達に伴い、車両の高速走行時
における操縦性やコーナリング特性・ブレーキ性能等の
安全性をより向上させたタイヤの出現が強く望まれてい
る。

タイヤの運動性能、特にグリップ性能を高める方策とし
て、トレッドゴムの高ヒステリシスロス化を図ることに
より路面との摩擦力を高めることが重要である。すなわ
ち、路面と摩擦しているトレッド表面は、路面の微細な
凹凸によって高速度の変形を受けており、この周期的変
形過程において生じるヒステリシスロスによるエネルギ
ー散逸が大きい程、摩擦力が大きくなる。しかも、摩擦
面での変形はきわめて高速であるため、ウィリアムス−
ランデルーフエリ−の温度時間換算剤によれば、タイヤ
が使用される温度よりも低い温度で測定されたヒステリ
シスロスに依存することが知られている。実際、ヒステ
リシスロスの尺度であるｔａｎδ　（損失係数）、特に
Ｏ′Ｃ付近で測定したｔａｎδとタイヤの摩擦係数とは
良い相関を示す。

従来、ゴム組成物のヒステリシスロスを大きくする手法
としては、ガラス転移温度（Ｔｇ）の高い高スチレン含
有スチレン−ブタジエン共重合体ゴムに頼っていた。し
かし、−ｉにスチレン−ブタジエン共重合体ゴムは、ス
チレン含有率が上がるに従い耐摩耗性が低下し、また、
Ｔｇが高くなるために低温特性が劣るという欠点がある
。

すなわち、低温になるに従い弾性率が急激に上昇してし
まうため、ゴムが路面の凹凸に追従できなくなり、ｔａ
ｎδは大きいにもかかわらず、ゴムとしてのエネルギー
散逸はむしろ小さくなり、結果として制動性能が低下し
てしまう。あるいはより温度が下がると脆性破壊してし
まうという危険がある。

〔発明の目的〕

本発明は、グリップ性能と耐摩耗性とを向上させ、さら
に低温特性をも改良した、高運動性能タイヤのトレッド
用として好適なゴム組成物を提供することを目的とする
。このゴム組成物は、特に、乗用車、二輪車等のタイヤ
に利用される。

〔発明の構成〕

このため、本発明は、ガラス転移温度が一２０℃〜−４
５℃のスチレン−ブタジエン共重合体ゴム一種又はそれ
以上とガラス転移温度が一４５℃以下のスチレン−ブタ
ジエン共重合体ゴム一種又はそれ以上との混合物からな
る原料ゴム１００重量部に対し、窒素吸着法による比表
面積が１２０ｍ！／　ｇ以上のカーボンブランクを８０
〜１３０重量部、粘度比重恒数が０．９０〜０．９８の
石油系軟化剤を２０〜９０重量部配合してなり、−３０
℃における貯蔵剪断弾性率が５００ＭＰａ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を要旨とす
るものである。

以下、本発明の構成について詳しく説明する。

（１１本発明では、Ｔｇが一２０℃以下のスチレン−ブ
タジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、すなわちＴｇが一２
０℃〜−４５℃のスチレン−ブタジエン共重合体ゴム（
以下、高スチレン含有スチレン−ブタジエン共重合体ゴ
ムという）と、Ｔｇが一４５℃以下のスチレン−ブタジ
エン共重合体ゴム（以下、低スチレン含有スチレン−ブ
タジエン共重合体ゴムという）を使用する。Ｔｇが一２
０℃を超えるものではＴｇがそれ以下のゴム“との相溶
性が悪くなり、相分離をおこしてしまうためブレンドの
意義が失われる。本発明者は、Ｔｇが一４５℃を境とし
て、スチレン−ブタジエン共重合体の性質に歴然とした
差があることに着目し、本発明を創出するに至った。高
スチレン含有スチレン−ブタジエン共重合体ゴムは、溶
液重合法、乳化重合法のいずれによって製造しても良い
が、有機過酸化物を開始剤とする通常の乳化重合法によ
る場合は、スチレン含有量が３０〜５０重量％であるこ
とが好ましい。同様に低スチレン含有スチレン−ブタジ
エン共重合体ゴムは、２０〜３０重量％であることが好
ましい。

本発明においては、上記高スチレン含有スチレン−ブタ
ジエン共重合体ゴム一種又はそれ以上を９０〜４０重量
部、上記低スチレン含有スチレン−ブタジエン共重合体
ゴム一種又はそれ以上を１０〜６０重量部配合して原料
ゴムとする。高スチレン含有スチレン−ブタジエン共重
合体ゴムが９０重量部超、あるいは低スチレン含有スチ
レン−ブタジエン共重合体ゴムが１０重量部未満の場合
には、耐摩耗性、低温特性の向上が望めなく、逆に高ス
チレン含有スチレン−ブタジエン共重合体ゴムが４０重
量部未満あるいは低スチレン含有スチレン−ブタジエン
共重合体が６０重量部超の場合には、グリップ性能が低
下してしまい好ましくない。

また、本発明において補強剤として用いるカーボンブラ
ックは、窒素吸着法による比表面積（Ｎ、ＳＡ）が１２
０ｍ２／ｇ以上のものである。ＮＡＳＡが１２０ｍ２／
ｇ未満では、グリップ性能・耐摩耗性が劣り好ましない
。

さらに、本発明で用いる軟化剤は、粘度比重恒数（■Ｇ
Ｃ）が０．９０〜０．９８の石油系軟化剤、好ましくは
芳香族系プロセス油である。軟化剤のＶＧＣ値は、配合
ゴムのＴｇに大きく影響し、ＶＧＣ値が０．９０未満の
ものではグリップ性能が低下してしまうため好ましくな
い。

本発明においては、上記原料ゴム１００重量部に対し、
上記カーボンブランクを８０〜１３０重量部配合する。

８０重足部未満では、グリップ性能・耐摩耗性が充分で
なく、１３０重量部を超える場合には配合ゴムの強度低
下・カーボンブラック分散性の低下等が生じ、好ましく
ない。さらに、この原料ゴム１００重足部に対し、上記
軟化剤を２０〜９０重量部配合する。この配合量はカー
ボンブラックの配合量に合わせて適宜、変量してよいが
、２０重量部未満では配合ゴムの伸びがです、耐チッピ
ング性において好ましくなく、９０重量部を超える場合
には強度が低下してしまい、やはり好ましくない。

（２）　　このようにしてなるゴム組成物は一３０’ｃ
における貯蔵剪断弾性率（Ｇ゛）が５００ＭＰａ以下で
なければならない。

−ｉに、ゴム状物質は低温になるに従って弾性率が急激
に上昇する。これは、ゴム分子の熱運動が凍結されてし
まい、ガラス状態になる現象（ガラス転移現象）として
知られている。このようにガラス状になってしまうと、
ゴムはその柔軟性を失い、もろくなってしまい、わずか
の歪で破壊するようになる。この時の温度を低温脆化温
度といい、弾性率と密接な関係がある。

第１図は、種々のゴム組成物について低温脆化温度とそ
の温度における貯蔵剪断弾性率（Ｇ゛）をプロットした
ものである。これより、どの試料も脆化温度におけるＧ
°値が５００ＭＰａを越えていることが判る。

したがって、５００ＭＰａ以下であれば脆化温度を越え
ないことになるので、本発明では、５００ＭＰａ以下と
したのである。また、−３０℃における貯蔵剪断弾性率
としたのは、−３０℃よりも低温でタイヤが使用される
ことは、通常ないからである。

なお、この剪断弾性率は、動的ねじり試験機を用いて、
歪０．５％、周波数２０）１ｚで測定されるものである
。

（３）　　さらに、本発明のゴム組成物は、ゴム工業分
野で通常用いられる配合剤である加硫剤、加硫促進剤、
老化防止剤、あるいは加工助剤を配合することができる
。

以下、実施例および比較例により本発明の効果を具体的
に説明する。

実施例、比較例 下記の第１表、第２表および第３表に示す配合内容（重
量部）による各種ゴム組成物を調製し、加硫後、粘弾性
特性値を評価し、かつ摩耗試験を行った。この結果を第
１表、第２表および第３表に示す。なお、これらの表に
記載以外の配合剤は下記の通りである。

β−Δし一氾 酸化亜鉛　　　　　３．０重量部 ステアリン酸　　　２．０重量部 老化防止剤（１０）　　　２．０重量部イオウ　　　　
　　１．８重量部 加硫促進剤（１１）　　　１．５重量部（ｔａｎ　　δ
〉 若木製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用い、周波
数２０Ｈｚ、初期歪１０％、動歪±２％で測定した。

く摩耗試験〉 グツドリッチ弐ピコ摩耗試験機により摩耗減量を測定し
た。実験隘３の測定値を基準とし、指数で示した。値が
大なる程、良好であることを示す。

くＧ″　〉 ＲＩＩＥＯＭＥＴＲＩＣＳ社製の動的粘弾性測定装置を
用い、周波数２ＱＨｚ、剪断歪０，５％で測定した。単
位はＭＰａ　ａ ＜Ｔｇ　　＞ Ｄｕ　Ｐｏｎｔ社製のＴＩＩＥＲＭＡＬ　ＡＮＡＬＹＺ
ＥＲを用い、昇温速度１０°Ｃ／分で測定し、ガラス転
移の変曲点の接線とベースラインの外挿との交点（外挿
開始温度）を’ｒｇとした。

（Ｖ、　　Ｇ、　　Ｃ，＞ 八ＳＴＭ　０２１４０−８１に準拠。

（本頁以下余白） 第　　　２　　　表 （本頁以下余白） 第　　　３　　　表 （本頁以下余白） 註： （１）乳化重合ＳＢＲ、スチレン含有量２３．５％、Ｔ
ｇ　−５４℃、日本ゼオン類ＮＩＰＯＬ　１７１２゜（
２）乳化重合ＳＢＲ、スチレン含有量３５％、Ｔｇ　−
４３℃、日本ゼオン類ＮＩＰＯＬ　９５２０゜（３）乳
化重合ＳＢＲ、スチレン含有量４５％、Ｔｇ　−３３℃
、日本ゼオン類ＮＩＰＯＬ　９５２５゜（４）溶液重合
ＳＢＲ、スチレン含有量３１％、Ｔ、　−４６°Ｃ１旭
化成製。

以上のゴムは、いずれもアロマ系オイ ル３７．５重量部を含む油展ゴムである。

（５）ＨＡＰカーボンブラックＮ３３９、Ｎ２５Ａ　　
８０ｍ”／ｇ。

（６）ＳＡＦカーボンブラックＮｌｌ０１Ｎ、ＳＡ　１
６０ｍ２／ｇ− （７）超ＳＡＦカーボンブラック、 Ｎ、ＳＡ　２００ｍ”／ｇ− （８）？１：１７系オイル、ＶＧＣＯ，９５、富士興産
製。

（９）パラフィン系オイル、ＶＧＣＯ，８４、富士興産
製。

（１０）　Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ゛−フ
ェニル−ｐ−フェニレンジアミン。

（１１）　Ｎ−シクロへキシル−ベンゾチアジルスルフ
ェンアミド。

実験ＮＱ１〜３は、スチレン含有量の効果を示すもので
あり、スチレン含有量が多くなる程、グリップ性能の指
標であるｔａｎδは大きくなるが、耐摩耗性、低温特性
は悪くなることがわかる。一方、実験１１ｈ５，６．７
は本発明例であるが、これらはいずれも従来配合である
実験ｔｔ、　１　。

２あるいはＮ１１３と比べ、ｔａｎδ、耐摩耗性は同等
であり、Ｇ゛の値が示すように低温特性に優れる。

実験＆９．１０は、カーボンブラックの効果を示したも
のであり、比表面積（ＮＡＳＡ）が１２０ｍ”／ｇ以下
であるＮ３３９ではｔａｎδが充分ではない。

実験階１１は、軟化剤の効果を示したものであり、ＶＧ
Ｃ値が０．９０以下であるパラフィン系オイルでは低温
特性は向上するものの、ｔａｎδが不足してしまうこと
がわかる。

実験１ｔ１２．１３は、カーボンブランク、オイルの配
合量の効果を示したものである。カーボンブラックおよ
び軟化剤の配合量が本発明にて規定する範囲を超えてい
る鳩１３は、耐摩耗性が低下してしまうことがわかる。

実験階１４は、原料ゴムのブレンド比の効果を示したも
のであり、高スチレン含有スチレン−ブタジエン共重合
体ゴムが多すぎるとｔａｎδは向上するものの、Ｇ′　
も大きくなって低温特性が低下してしまうことがわかる
。

実験階１５．１６．１７．１８は、高スチレン含有スチ
レン−ブタジエン共重合体と低スチレン含有スチレン−
ブタジエン共重合体ゴムとのブレンド比を変えた効果を
示している。

本実施例に比べ、低スチレン含有スチレン−ブタジエン
共重合体の比率の高い比較例１８では、実験隘１に示し
た単味ポリマーの比較例と比べそれ程の優位性は認めが
たい。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明のゴム組成物は、グリップ
性能、耐摩耗性共に優れていることから、空気入りタイ
ヤのトレッド部に使用することができる。また、低温特
性にも優れていることから、寒冷地で使用されるタイヤ
にも利用できる。

【図面の簡単な説明】 第１図はゴム組成物の低温脆化温度とその温度における
剪断貯蔵弾性率との関係図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ガラス転移温度が−２０℃〜−４５℃のスチレン−ブタ
   ジエン共重合体ゴム一種又はそれ以上とガラス転移温度
   が−４５℃以下のスチレン−ブタジエン共重合体ゴム一
   種又はそれ以上との混合物からなる原料ゴム１００重量
   部に対し、窒素吸着法による比表面積が１２０ｍ＾２／
   ｇ以上のカーボンブラックを８０〜１３０重量部、粘度
   比重恒数が０．９０〜０．９８の石油系軟化剤を２０〜
   ９０重量部配合してなり、−３０℃における貯蔵剪断弾
   性率が５００ＭＰａ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。