JPS6236437A - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、タイヤトレッド用ゴム組成物、特に特定の
共役ジエンモノビニル芳香族炭化水素共重合体を含有し
、ヒステリシスロスが大で、路面グリップ力にすぐれ、
破壊強度及び耐摩耗性が良好にして耐熱性にすぐれる高
性能タイヤトレッドゴム組成物に関する。

（従来の技術） 従来、高性能タイヤトレツＦにおいて路面グリップ力を
向上させるため、ヒステリシスロスの大きいブチルゴム
、ハｐゲン化ブチルゴム、高スチレン含量の乳化重合ス
チレン・ブタジェン共重合体ゴム等が用いられてきた。

また、有機リチウム化合物を開始剤とするブタジェンス
チレン共重合体を高性能トレンドゴム組成物として用い
ることも、特開昭６０−６１３１４号公報に示されてい
るが、この共重合体のブタジェン単位のビニル結合百分
率はこの発明のそれに比べて低い。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、前記のブチルゴム等のヒステリシスロスの大キ
いゴム材料は、高シスポリイソプレンゴム、天然ゴム、
高シスポリブタジエンゴム、乳化重合スチレンブタジェ
ンゴムなどのジエン系ゴムに比べてジエン糸ゴムとの共
加硫性及び破壊強度が劣る０まだ、高スチレン含量の乳
化重合スチレン・ブタジェン共重合体ゴムは、苛酷な使
用条件下においては、しばしばブローアウトを起こし好
ましくない。

また、特開昭６Ｏ−ｆｌｌａ１４号公報記載の／タジエ
ン共重合体は、ビニル結合含有量が低いので、耐熱性、
すなわち耐ブローアウト性に劣り、高性能トレッドゴム
用組成物としてはまだ不十分なレベルである０ したがって、この発明は、上記問題点の解決、°すなわ
ち、成分ゴムがすぐれた共加硫性を有し、ヒステリシス
ロスが大で耐熱性にすぐれ、かつ破壊強度及び耐摩耗性
の良好な、高性能タイヤトレッド用ゴム組成物の提供を
図る。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らは、上記問題点を解決するため、鋭意研究を
重ねた結果、特定の共役ジエンモノビニル芳香族炭化水
素共重合体を含有し、特定の物性分有するゴム組成物が
この目的に適合することを確かめ、この発明を達成する
に至った。

すなわち、この発明は共重合体分子内の共役ジエン単位
のビニル砧合自分率が５０〜９５％で、モノビニル芳香
族炭化水素単位の含有量が１０〜５０重１％である、有
機リチウム化合物を開始剤とする共役ジエンモノビニル
芳香族炭化水素共重合体企全ゴム分に対して少なくとも
３０重債％以上含有し、かつ加硫したゴム物性である２
ｏυ％の引張りモジュラスが５〜５０→ｆ／ｃ−で損失
正接の温度積分値Ｊｌｕ：：ＣｔａｎδｄＴが１６〜５
６（７）範囲内にあることを特徴とするタイヤトレッド
用ゴム組成物である。

この発明において用いられる共役ジエンモノビニル芳香
族炭化水素共重合体は、単量体であるモノビニル芳香族
炭化水素と共役ジエン化合物との共重合体である０ モノビニル芳香族炭化水素としては、スチレン、ｐ−メ
チルスチレン、ｍ−メチルスチレン、ｐ−ターシャリ−
ブチルスチレン、α−メチルスナレン、クロロメチルス
チレン、ビニルトルエン等力あげられ、スチレンが好ま
しい０共役ジ工ン化合物としては、ブタジェン、イソプ
レン、ペンタジェン、２．３−ジメチルブタジェン等が
用いられ、ブタジェンが好ましい。

この発明において、ブレンド用に用いられるゴムとして
は、各柚ジエン系ゴムが用いられるが、特にガラス転移
温度Ｔｇが一６０℃以上のジエン系ゴムが好ましく、そ
の好適例としては高スチレン含量の乳化重合スチレン・
ブタジェン共重合体ゴム、アクリロニトリル・ブタジェ
ン共重合体ゴム及びクロロプレンゴムなどがあげられ、
特に高スチレン含量の乳化本台スチレン・ブタジェン共
重合体ゴムが好ましい。ブレンドとして用いるジエン系
ゴムにおいて、ガラス転移温度Ｔｇが−６１１”Ｃ以上
であることは、耐摩耗性、耐熱性及びグリップ性に対し
て好ましい。

この発明において、共役ジエンモノビニル芳香族炭化水
素共重合体がゴム成分のδυ本ｔ％未満の場合は、耐摩
耗性、耐熱性、グリップ性などに対して改良効果が小さ
いので、前記共重合体の８ＬＩ恵１ｉ％以上の含有・量
が必要である〇また、共役ジエンモノビニル芳香族炭化
水素共重合体において、共役ジエン恵合部全体を基準に
したビニル結合単位の百分率が５υ％未満では、耐熱性
に劣り、９５％を超えると、破壊強度が劣るので、ビニ
ル結合単位が５ｕ〜９５％の範囲内であることが必要で
あり、更に５５〜８０％の範囲内であることが好ましい
。また、共役ジエンモノビニル芳香族炭化水素共重合体
において、その結合モノビニル芳香族炭化水素単位の〜
含有量がＩｔ）％未満では、ヒステリシスロスが小すく
、かつ破壊強度も劣り、５０％を超えると、結合ビニル
芳香族炭化水素単位のブロック的連鎖が増加しやすくな
り、特に結合スチレン単位の９個以上の連鎖の割合が全
スチレン単位の５ｕ％を超えると、タイヤ使用温度領域
（２５°Ｃ〜１υ０°Ｃ）における弾性率（ＪＩＳ硬度
）の温度依存性が大きくなり、２５°Ｃとｌ　ｕＬｌ　
”Ｃでの硬度差が１４を超えるので、好ましくないＯ したがって、結合モノビニル芳香族炭化水素単位の含有
量が１０〜５０重量％であることが必要であり、２５〜
＋ｕｍｆ１％の範囲内であることが好ましい０ この発明において、共役ジエンモノビニル芳香族炭化水
素共重合体を８０重量％以上含有するトレッドゴム用組
成物の加硫物性として２００％の引張りモジュラスが５
０　ｋｇｆ／ｃ＋＋１を超えるとヒステリシスロスが小
さく、路面グリップ力に劣り、５　ｋｇｆ　／ｃｒ１未
満であれば耐摩耗、耐熱両特性に劣り適当でないｏした
がって、２０Ｕ％モジュラスとして５〜５０　ｋｇ　ｆ
　／ｃ４が必要であり、更Ｃ５ｋｇ　ｆ　／ｃｒｌ〜３
５　ｋｇｆ／ｃｄの範囲内にあるものが特に路面グリッ
プ、耐摩耗、耐熱性の点においてすぐれる。また、この
組成物の損失正接の２０℃からＩｔ）０℃までの温度積
分値Ｓ１．ｔＪ　：乏ｔａｎδｄＴが１６未満であると
路面グリップ力において劣り、５６を超えると耐摩耗性
、耐熱性に劣る。したがつ、Ｊ１ｔｌＵ°０ｔａｎδ２
ｔｌ”Ｃ （ＩＴが１６〜５６の範囲内にあることが必要であり、
更に８０〜５６の範囲内にあることが好ましい。

この発明の共役ジエンモノビニル芳香族炭化水素共重合
体のムーニー粘度（ＭＬ　　　、　１　ｕ　ｕ″Ｃ）１
＋１ は、特に限定しないが、破壊特性、加工性などの面から
、８０〜８ｕであることが好ましい。

本ゴム組成物は、高いヒステリシスロスを得るため、平
均粒子径が３υυλ以下のカーボンブラックをゴム１ｕ
υ重量部に対して６０〜２（ＩＵｉ量部置部に好ましく
は８ｕ〜１８１Ｊｉ４量部配合して好適に用いられる。

６０重量部未満ではヒステリシスロスが小さく、ｇｕｕ
ｌｉｉ部を超えると弾性率の温度依存性が大きくなり好
ましくない。

また、同様に高いヒステリシスロスを得るため、該ゴム
組成物は、ゴム成分中の油を除いたゴム分１０υ重量部
に対し、伸展油を８０〜２００重量部配合す置部とが好
ましい０２００重量部を超えると、破壊強度、耐摩耗性
が劣り、特に５０〜２００重量部の範囲の配合量が好ま
しい０また高い破壊特性を得る為に、本ゴム組成物中に
含まれる全伸展油の３０重量％以上を油展としてあらか
じめゴム中に含んでいることが好ましいＯ前記伸展油と
しては芳香族油を用い、ＡＳＴＭＩＩ　２５０１で示さ
れる粘度比重恒数で（ｊ、ｆＨＪ（ｊ〜Ｕ、９９９のも
のが好ましい。

その他の配合剤としては、通常使用される配合剤、例え
ば老化防止剤、加硫促進剤、加硫剤等を使用することが
できる０ 以上、これまで詳細に述べてきたゴム組成物は、乗用車
等の一般用高性能タイヤトレッドゴムとして好適に用い
られるが、特に最もか酷な使用条件下において使われる
競技用高性能タイヤトレッドゴムとして最も好適に用い
られる０ この発明の共役ジエンモノビニル芳＠族炭化水鷹共重合
体は、種々の製造方法により得られる０その工業的な製
造方法としては、連続重合方法及び／又は回分重合方式
のいずれでもよく、炭化水素溶媒の存在下又は不存在下
で有機リチウム開始剤をエーテル又は第８級アミンの存
在下に用いて、共役ジエンとモノビニル芳香族炭化水素
とを共重合させることにより共重合体を得る方法をあげ
ることができる。更に所望により、前記共重合反応の最
終段階でハロゲン化ケイ素等のポリハロゲン化物、アジ
ピン酸ジエステル等のポリエステル、エチレンカーボネ
ート等のポリカーボネート、ビス（Ｎ、Ｎ、Ｎ’　　、
Ｎ’　−テトラグリシジルアミノメチル）ベンゼン等の
ポリエポキシド、ポリケトン、トリレンジイソシアナー
ト、ジフェニルメタンジイソシアナート、クルードジフ
ェニルメタンジイソシアナート等のポリイソシアナート
、ジビニルベンゼン等を適当量添加してカップリング反
応を行い前記共重合体を改質したり、触媒、単量体のい
ずれか又は両方を追加すること等種々の変化が可能であ
る０ なお、この発明において、ガラス転移温度Ｔｇとは、Ｄ
ＳＯ（示差走査熱楡計）によってゴムの熱容量を洞定し
、これを温度に対してプロットした場合、熱容量の曲線
が変化するときの湿度と定義する０ （実施例） 以下に実施例をあげてこの発明をさらに具体的に説明す
るが、この発明は、その主旨を越えない限り、これらの
実施例によって制限されるものではない０ 実施例及び比較例に用いた重合体は、下記の方法により
得られた物であり、その分析結果を表１に示す０ 試料Ａ 攪拌器及びジャケットを備えた内部容積２ｕｔの反応器
へ単量体として１，２−ブタジェンを’ｔ　ｕ　ｕ　ｐ
ｐｍ含んだブタジェン２ｕ９／ｍｉｎ、スチレン１υ９
　／　！ｎｉｎ　、溶媒として、シクロヘキサン１　ｓ
　ｕ　ｇ／ｍｉｎ、　？）ラヒド′ｃ１７ラン２．’ｌ
　９　／　ｍｉｎ触媒として単量体１υ０に対してｎ−
ブチルリチウムｕ、ＬＩ４１　ｇを連続的にポンプで供
給し、反応器の温度を？ｔｊ”Ｃに制御した。反応器頂
部出口にお１／”’ｌ！［化ケイ素をｎ−ブチルリチウ
ム１モルに対して１モルの割合で連続的に添加し、これ
を反応器の上部に連結した第２反応器に導入してカップ
リング反応を行ったｏ　ｇＩＸ２反応器出口において、
ゴム１υυ重量部に対しジーｔａｒｔ−ブチルーｐ−ク
レゾール０．５　重ｆｉ１部、次いでアロマオイル６０
重量部を加え、常法にて脱溶媒及び乾燥を行った。

単量体の仕込み組成を変えた以外は、試料Ａと同じ方法
により重合体を得た。

試料Ｃ ｎ−ブチルリチウムを単量体ｉｕｕｇに対してＵ、Ｕａ
ｕ　９使用したこと及びカップリング反応は行わなかっ
たこと以外は試料Ａと同一の方法により重合体を得た。

試料り 試料Ａと同一の処方により第１の反応器において重合反
応を行い、第２反応器においてはカップ表　　１ ※ｌブタジェン重合部を基準にしたビニル結合ブタジェ
ン単位の百分率 ※２油展重合体のムーニー粘度 前記及び表１に示す各試料から表２の配合処方に従って
ゴム配合物を得た０これらの配合物を１４５℃Ｘ３（３
分の加硫条件で加硫した加硫物のδｄＴ　、ブローアウ
ト温度及び実車テスト結果を表８に示す。この場合加硫
物性である２００％モジュラスはＪＩＳＫ６３Ｕ１に準
じて求め、損失正接の温度積分値）ｉ　ｕ：：ｇ　ｔａ
ｎδｄＴは、レオメトリックス社製メカニカルスペクト
ロメーターにより、せん断歪１％、周波数１１１　Ｈｚ
で測定した。

実施例１〜７に見られるように、この発明のゴム組成物
は苛酷な使用条件下で用いられる高性能タイヤのトレン
ドゴム組成物として耐熱性、耐摩耗性、路面グリップ性
にすぐれ、好適に使用されるＯ こねに対して、比較例は、ブローアウト温度が低く、耐
熱性、耐摩耗性、路面グリップ性に劣る。

（発明の効果） 以上実施例及び比較例で示したように、この発明は、苛
酷な使用条件下で用いられる高性能タイヤのトレッドゴ
ム用組成物として、有機リチウム化合物を開始剤とし、
特定構造を有する共役ジエンモノビニル芳香族炭化水素
共重合体を単独又は特定量比でジエン糸ゴムとブレンド
し、特定の加硫物性を有するようにすることにより耐熱
性、耐摩耗性及び路面グリップ性を同時に満足すること
ができた。これは従来の材料では、実現することのでき
なかったことである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、共重合体分子内の共役ジエン単位のビニル結合百分
   率が５０〜９５％で、モノビニル芳香族炭化水素単位の
   含有量が１０〜５０重量％である、有機リチウム化合物
   を開始剤とする共役ジエンモノビニル芳香族炭化水素共
   重合体を全ゴム分に対して少なくとも３０重量％以上含
   有し、かつ加硫したゴム物性である２００％の引張りモ
   ジユラスが５〜５０ｋｇｆ／ｃｍ＾３で損失正接の温度
   積分値▲数式、化学式、表等があります▼が１６ 〜５６の範囲内にあることを特徴とするタイヤトレツド
   用ゴム組成物。 ２、共役ジエンモノビニル芳香族炭化水素共重合体がブ
   タジエンスチレン共重合体であり、かつ結合スチレン単
   位の９個以上の連鎖の割合が全スチレン単位の５０％以
   下である特許請求の範囲第１項記載のゴム組成物。 ３、ゴム分１００重量部に対して平均粒子径が３００Å
   以下のカーボンブラック充填剤６０〜２００重量部、粘
   度比重恒数０．９００〜０．９９９のプロセス油３０〜
   ２００重量部を含む特許請求の範囲第１項又は第２項記
   載のゴム組成物。