WO1987006246A1 - Comosition de caoutchouc pour bande de roulement de pneumatique - Google Patents

Comosition de caoutchouc pour bande de roulement de pneumatique Download PDF

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Hiroyoshi Takao
Nobuyuki Yoshida
Akio Imai
Mitsuji Tsuji
Yuichi Saito
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Sumitomo Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Rubber Industries Ltd
Sumitomo Chemical Co Ltd
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    • Y02T10/80Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/86Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

Definitions

  • the present invention relates to a rubber composition for a tire of an automobile tire, and in particular, to a fuel-efficient tire having excellent gripping ability on a wet road surface, excellent rolling resistance, and excellent gripping ability on an ice / snow road surface.
  • the present invention relates to a rubber composition for a lead. Background art
  • the characteristics required of tires are mainly abrasion resistance, cut skid resistance, low heat generation, bending resistance, chipping resistance, and group resistance.
  • the present inventors proceeded with a basic study on the slip-skid resistance and rolling resistance, which were conventionally considered to be contrary to each other. Processing such as kneading workability, roll workability, and extrusion workability required for ear manufacturing
  • Processing such as kneading workability, roll workability, and extrusion workability required for ear manufacturing
  • the structure of the polymer with excellent water resistance and the method for producing the polymer are studied, and the branched polymer having a specific structure has high anti-skid performance.
  • the company filed a patent application earlier (US Patent No. 4,523,618), finding that it has both excellent rolling resistance and excellent workability.
  • the present inventors have also proposed a rubber composition suitable for use as a tread for a fuel-efficient tire (JP-A-59-4633, JP-A-59-4633, and 53-4634, U.S. Pat. No. 4,482,678), each of which is a copolymer of a vinyl aromatic compound having a specific structure and a molecular weight distribution with butadiene, Or, it is a composition containing a mixture as the main rubber component.It has both high wear resistance and excellent rolling resistance. It is a composition that also has excellent workability and excellent practical workability in tire molding.
  • the rubber composition is obtained by compounding a plasticizer or a naphthene-based or paravine-based emulsifier. By lowering the low-temperature hardness of the object, the skid resistance on icy and snowy roads is improved.
  • these compounding agents are compounded compared to so-called aroma-based process oils conventionally used in tire-tread compositions.
  • the degree of dispersion of carbon black in the solution-polymerized SBR or BR composition may be reduced, especially in the case of fuel-efficient tires.
  • the vulcanizate When used as a head composition, the vulcanizate has a reduced breaking strength and elongation at break, or has a reduced flex cracking resistance and may have an adverse effect on the fracture characteristics of tires. There were some negative effects.
  • An object of the present invention is to maintain good low rolling resistance and high fracture resistance characteristic of a conventional rubber composition for fuel-efficient tires, and at the same time, have a good resistance to rust.
  • An object of the present invention is to provide a rubber composition for tire tires, which shows the performance of a child and the performance of the skid on ice and snow.
  • Emulsion-polymerized compositions containing SBR as the main rubber component exhibit good rolling resistance and relatively good fracture characteristics, but have high rolling resistance. Therefore, the composition of the present invention is not suitable as a composition for a fuel-efficient tire, and has a low skid resistance on ice and snow road surfaces due to its high hardness at low temperatures. Insufficient composition for the purpose of
  • a rubber mixture obtained by mixing the above two groups of rubber at a predetermined ratio is used. Although it is used, all of these characteristics are insufficient in terms of rolling resistance, skid skid resistance, and skid resistance on ice and snow surfaces. The current state of the industry is to stay at a reasonable level and to use compromises.
  • a solution-polymerized SBR having a specific molecular structure that is, a molecular weight, a branched structure, a micro-bonding mode, etc., is contained as a rubber component, and is blended in a carbon black or process.
  • the present invention has been accomplished by finding a fact that the above-mentioned purpose is satisfied in a rubber composition in which a specific oil is specified. Disclosure of the invention
  • C The intrinsic viscosity in toluene solution is 1.7 or more and less than 3.0, and the bound styrene (S) and butadiene moiety
  • V The vinyl content (V) of the polymer is defined by the following formula (1), (2) and (3), and the proportion of polymer chains modified with a 3- or 4-functional binder is 40% by weight or more.
  • Solution polymerization SBR at least 40 parts by weight, and
  • Emulsion polymerization SBE natural rubber, synthetic polyisoprene rubber or at least one of high cis-butadiene rubber, not more than 60 parts by weight
  • the present invention relates to a tire rubber composition for tires, characterized in that a rubber composition for tire tires is provided.
  • the rubber component (A) solution polymerization The limiting viscosity of SBB in a 30 ° C toluene solution is 1.7.
  • the intrinsic viscosity is less than 3.0 and the intrinsic viscosity is less than 1.7, rolling resistance is deteriorated, and when it is more than 3.0, workability such as kneading and extrusion is impaired. Is not preferred because of having
  • the amount of bound styrene (S) is 30% by weight or more, or the vinyl content of the butadiene portion (V) exceeds 70% by weight,
  • the sum (2.6S + V) of the value of 2.6 times the styrene content (wt%) and the value of the vinyl content exceeds 85
  • the hardness of the vulcanized rubber composition of the solution-polymerized SBR is increased, and the skid resistance on ice and snow is deteriorated, which is not preferable.
  • a 3- or 4-functional binder is required to produce a rubber composition that excels in processability, especially roll baggability during extrusion, extruded skin, and sheet adhesiveness.
  • the proportion is less than 40% by weight, the effect of improving the processability is small and unfavorable.
  • the ratio of the polymer II thus modified is 50% by weight or more.
  • the method for producing the rubber component (A) solution-polymerized SBR used in the present invention is as follows.
  • ethers or tertiary alcohols are used in copolymerizing styrene and butadiene with an organic alkali metal compound as an initiator in a hydrocarbon solvent.
  • Copolymerization was carried out in the presence of a basic basic compound such as amines, and the so-called “living active terminal” in the copolymer solution was changed to 3 It can be synthesized by reacting a functional or tetrafunctional binder.
  • Organic alkaline metallization As the compound, alkyllithiums are particularly preferably used due to the stability of the polymerization reaction, and the compound is used as a trifunctional or tetrafunctional binder.
  • Particularly preferred additives are silicon tetrachloride, tin tetrachloride and monomethylsilicon trichloride.
  • a method for producing such a polymer containing a modified branched polymer chain a known method using an alkali metal compound as a polymerization initiator is used.
  • Ganion polymerization is an effective method, and a method in which a terminal binding agent is allowed to act on a living active polymer solution to bind the active polymer ends together may be adopted.
  • the weight ratio of the polymer chains having the branched polymer chains occupied in the polymer was measured by gel-migration-chromatography (GPC). It can be read from the molecular weight distribution, that is, the peak height corresponding to the average molecular weight of the high molecular weight polymer having a linked branch and the high peak without a branch.
  • Each polymer has a relative ratio to the peak height corresponding to the average molecular weight of the molecular chain. And the weight ratio to be defined.
  • the bound polymer chains are modified by a trifunctional or tetrafunctional binder, or by a mixture of both. It can have a different shape.
  • a trifunctional or tetrafunctional binder or by a mixture of both. It can have a different shape.
  • the rubber component it is necessary that 100 parts by weight of the rubber component contain 40 parts by weight or more of the above solution-polymerized SBR. If the amount is less than 40 parts by weight, the heat-skid performance and the anti-skid performance are reduced. The skid resistance on snowy and snowy roads deteriorates, which is not desirable.
  • a particularly preferred content is 60 to 90 parts by weight.
  • natural rubber synthetic polyisoprene rubber, high cis-butadiene rubber, emulsified polymer SBR (for example, styrene) At least one of which has a vinyl content of 23.57% by weight and a vinyl content of 18.7% by weight).
  • SBR emulsified polymer
  • These polymers are preferably used in amounts of up to 60 parts by weight per 100 parts by weight of the rubber component, but a particularly preferred range is from 10 to 40 parts by weight. . If used in a larger amount than this range, natural rubber, synthetic polyisoprene rubber, and high cis-butadiene rubber can be used, but they will have a low resistance to jet skid. In addition, in the case of emulsion polymerization SBR, the skid resistance on ice and snow roads is reduced, and neither is preferred. On the other hand, the use of more than 10 parts by weight of these polymers increases the adhesiveness during tire molding of the composition, and causes inconvenience such as demolded splitting. Good for preventing phenomena 0
  • the use of the solution-polymerized SBR as described above offers excellent cut-out skid resistance, skid resistance on ice and snow roads, and low rolling resistance.
  • the pour point force is 0 as a process oil.
  • An oil having a carbon content of not less than C and less than 30 C is blended in an amount of 5 to 25 parts by weight based on 100 parts by weight of the rubber component.
  • an oil a so-called aroma oil containing a large amount of an aromatic compound is particularly preferably used.
  • the (D) carbon black added to the composition has an average particle diameter of 30 m ⁇ or less. Something is needed. For example, carbon blacks such as ASTMN110, N220, N234, N330, and N339 are used. The average particle size is 30. If the value exceeds m ii, it is not preferable because the reinforcing property is reduced, the wear resistance is deteriorated, and the steering performance is reduced.
  • the carbon black is blended in an amount of 40 to 70 parts by weight based on 100 parts by weight of the rubber.
  • the rubber composition prepared as described above contains the wax, anti-aging agent, vulcanizing agent, vulcanization aid, vulcanization accelerator used in ordinary rubber compounding. It is a matter of course that agents can be added. do)
  • the present invention will be described with reference to examples for the purpose of further clarifying the present invention. However, the present invention is not limited to these examples.
  • Tables 2 and 3 show the contents of the rubber composition and the performance evaluation results of tires using the rubber composition, respectively.
  • Table 3 shows that the examples of the present invention have excellent performance.
  • the vehicle was run under the condition of 300 kg, and the rolling resistance was measured.
  • Table 3 shows relative values based on Comparative Example 1. The smaller the value, the better the rolling resistance performance.
  • Each of the above tires is fitted to a 51 JX13 rim, attached to a passenger car with a displacement of 1500 ce, and sprinkled on a concrete-made slippery road surface.
  • the coefficient of friction was calculated from the stopping distance from a speed of 60 km / h for a single passenger, and is shown as a relative value based on Comparative Example 1. The higher the numerical value, the better the jet skid performance.

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Description

明 細 タ イ ヤ ト レ ッ ド用 ゴム組成物 技術分野
本発明 は、 自動車 タ イ ヤ の ト レ ッ ド用 の ゴム組成物、 と く に湿潤路面の把握力、 転が り 抵抗性お よ び氷雪路面 の把握力 に優れる 低燃費 タ イ ヤの ト レ ッ ド用 ゴム組成物 に関す る も のであ る 。 背景技術
近年自動車に対す る 省燃費要請 は益々 高ま つ て き て い る が、 な かで も タ イ ヤの特性が省燃費化に対 し て重要な 影響を及ぼ し、 そ の改善が強 く 望 ま れて き た。
タ イ ヤ に要求 さ れ る 特性 と し て は主に耐摩耗性、 耐ゥ ュ ッ ト ス キ ッ ド性、 低発熱性、 耐屈 曲性、 耐チ ッ ビ ン グ 性、 耐 グループク ラ ッ キ ン グ性な どがあ る が各種物性が バ ラ ン ス良 く 具備 さ れ る 必要があ る 。 と く に省資源、 省 エネ ルギー と い う 観点か ら はエネ ルギー ロ スが小 さ く 、 転動抵抗の小 さ い こ と が重要であ る 。
こ れ ら の諸物性の う ち 、 操縦安定性の た めの高い耐ゥ エ ツ ト ス キ ッ ド性 と省燃費の た めの低い転動抵抗性が と く に重要な特性であ る が、 従来の知見か ら は こ の両特性 は相反す る 特性 と 認識さ れていた。
本発明者 ら は、 従来、 二律背反す る と考え られて い た 耐 ゥ ヱ ッ ト ス キ ッ ド性と転動抵抗性につ い て の基礎的な 検討を進め る一方、 実用上、 タ イ ヤ製造に 際 し て要求さ れる 混練加工性、 ロ ール加工性、 押出加工性な どの加工 性に優れた重合体の構造お よ びかか る重合体の製造方法 につ いて検討を行な い、 特定の構造を有す る分岐重合体 が高い耐ゥ ュ ッ ト ス キ ッ ド性能 と優れた転動抵抗性能を 兼ね備えた う え に さ ら に優れた加工性を示す こ と を見出 して先に特許出願を行な っ た (米国特許第 4, 523, 618 号) 。
さ ら に、 同様に低燃費 タ イ ヤの ト レ ツ ド用途に適す る ゴム組成物が本発明者 ら に よ り 提案さ れてお り (特開昭 59-4633号公報、 特開昭 53-4634号公報、 米国特許第 4, 482, 678号明細書) 、 こ れ ら はいずれ も特定の構造、 分子量分布を有す る ビニル芳香族化合物 と ブタ ジ エ ン と の共重合体、 ま た は、 混合物を主た る ゴム成分 とす る 組 成物であ り 、 高い耐ゥ ヱ ッ ト ス キ ッ ド性能 と 俊れた転動 抵抗性能を兼ね備え た う え に、 さ ら に優れた加工性お よ びタ イ ヤ成形時の優れた実用成形加工性を も具備 し た組 成物であ る 。
最近、 低燃費タ イ ヤ に は、 新た に氷雪路面上での耐ス キ ッ ド性能が要求 さ れてお り 、 上掲の ご と き ゴム組成物 に よ っ て も、 こ の氷雪路面上におけ る 耐スキ ッ ド性能の 改良は、 必ず し も充分 と はいえ な い水準に留ま っ てい た 一方、 冬季の低温路面上の走行時の操縦安定性を向上 さ せ る方法の例 と し て は、 いわゆ る 高性能タ イ ヤの ト レ ッ ド用組成物 と して本発明者 ら に よ り 、 比較的高い ス チ レ ン含量を有す る溶液重合 SBR に、 セバ シ ン酸エス テ ル ア ジ ピ ン酸エス テ ル、 脂肪酸.ェス テ ル な ど の可塑剤 と 、 特定の形態を有す る カ ーボ ン ブラ ッ ク と を配合す る方法 が提案さ れてい る ( W0 85/04888 号公報) 。 ま た、 本発 明者 ら以外の 出願に よ る 例 と し て、 特開昭 60-215403号 公報な どに記載 さ れてい る も の も知 ら れてい る 。 こ れ ら の例 にお いて は、 可塑剤あ る い は、 ナ フ テ ン系 も し く は パ ラ ブ イ ン系钦化剤な どを配合す る こ と に よ り 、 ゴム組 成物の低温硬度を低下 さ せ る こ と に よ り 、 氷雪路面上の 耐ス キ ッ ド性を向上 さ せて い る。
一方、 こ れ ら の配合剤は、 従来タ イ ヤ ト レ ッ ド用組成 物に通常使用 さ れてい る 、 いわ ゆ る ァ ロ マ系の プロ セ ス 油 に比べて、 それ ら が配合 さ れた溶液重合 SB R ま た は B R の組成物に お け る 、 カ ーボ ン ブラ ッ ク の分散の度合が低 下す る こ と があ り 、 と く に低燃費 タ イ ヤ の ト レ ッ ド用組 成物 と し て使用 さ れ る 際に は、 加硫物の破断強度や破断 時の伸び、 あ る い は耐屈 曲亀裂性が低下 し て タ イ ヤ の破 壊特性に悪影響を お よ ぼす こ と があ っ た。
本発明 の 目 的 は、 従来の低燃費 タ イ ヤ用 ゴ ム組成物が 有す る 優れた低転動抵抗性 と 、 高い耐破壊特性 と を維持 しつつ、 良好な耐 ゥ エ ツ ト ス キ ッ ド性能 と 、 氷雪路面上 での耐ス キ ッ ド性能 と を示す タ イ ヤ ト レ ツ ド用 の ゴム組 成物を提供す る こ と に あ る 。
従来、 市販の各種 ゴム を使用す る組成物につ い て、 こ れ ら の特性を吟味す る 。 乳化重合 SBR を主た る ゴ ム成分 と す る組成物で は、 良好な耐ゥ ヱ ッ ト ス キ ッ ド性能 と 、 比較的良好な破壊特性 と を示す も の の、 転動抵抗が高い ゆえ に、 低燃費 タ イ ヤ用組成物 と し て は不適当であ り 、 ま た、 低温に お け る 硬度が高い ゆえ に氷雪路面上の耐ス キ ッ ド性能が低 く 、 本発明の 目 的 に照 ら し て不满足な組 成物であ る 。 ま た、 高 シ ス ポ リ ブ タ ジ エ ン ゴ ム 、 高 シ ス ポ リ イ ソ プ レ ン ゴム、 天然ゴム の いずれか一種、 も し く は二種以上の混合物を主た る ゴ ム成分 と す る組成物では 優れた低転動抵抗性と良好な氷雪路面上での耐ス キ ッ ド 性能を示すが、 耐ゥ ュ ッ ト ス キ ッ ド性が劣る ゆ え、 自 動 車走行の安全性の観点か ら好ま し く な い。
し たが っ て、 氷雪路面上の耐ス キ ッ ド性能を改良 し た 低燃費 タ イ ヤ用組成物と し て は、 上掲二群の ゴム を所定 の比率で混合 し た ゴム混合物が用 い られてい る が、 こ の ばあ い に は、 転動抵抗性能、 耐ゥ ヱ ッ ト スキ ッ ド性能、 氷雪路面上での耐ス キ ッ ド性能の各特性が、 いずれ も 不 满足な水準に留 ま っ てお り 、 妥協 し て使用 し て い る のが 当業界の現状であ る。
こ の よ う に 、 乳化重合 SBR と 同程度以上の優れた耐ゥ エ ツ ト スキ ッ ド性を有 しつつ、 かつ、 優れた低転動抵抗 性お よ び改良 さ れた氷雪路面上の耐ス キ ッ ド性を示す 夕 ィ ャ ト レ ツ ド用 ゴム組成物は、 当業界に お い て強 く 要請 さ れて い る も ので あ る 。
本発明の発明者 ら は、 かか る 背景に鑑みて各種ゴム組 成物の特性 と ゴム成分の重合体の構造、 な ら びに配合剤 の性格 と の関係につ いて鋭意検討 し た結果、 特定の分子 構造、 即 ち分子量、 分岐構造、 ミ ク ロ結合様式な どを有 す る溶液重合 SBR を ゴム成分 と し て含有 し、 かつ、 配合 す る カ ーボ ン ブラ ッ ク やプロ セ スオ イ ルを特定 し た ゴム 組成物において は、 前述の 目 的を满足す る事実を見出 し て本発明 に到達 し た。 発明の開示
すなわ ち本発明 は、
(A) 3 0。C ト ルエ ン溶液中での極限粘度が、 1 . 7以上 3 . 0 未満であ り 、 結合ス チ レ ン量 (S ) お よ びブタ ジ エ ン部 分の ビニル含量 (V) が下記式ひ)、 ( 、 啣で規定 さ れ、 かつ、 3 な い し 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%以上で あ る溶液重合 SBR を 40重量 部以上、 お よ び
(B) 乳化重合 SBE 、 天然ゴ ム 、 合成ポ リ イ ソ プ レ ン ゴ ム も し く は高 シ ス ブタ ジエ ン ゴ ム の う ち少な く と も 1 種 を 60重量部以下
を含む ゴ ム成分 100重量 §1Πこ対 し、
(C) 流動点が 0 。C以上 30。C未满であ る プ ロ セ ス オ イ ル 5 〜 25重量部お よ び、
(D) 平均粒子径 30 m/z 以下であ る カ ーボ ン ブラ ッ ク 40〜 70重量部
を配合 し て な る こ と を特徴 と す る タ イ ヤ ト レ ッ ド用 ゴ ム 組成物に関す る も のであ る 。
(0 0 ≤ S < 30 (単位 重量% )
(S) 10≤ V ≤ 70 (単位 重量% )
70≤ 2.6 S + V ≤ 85 発明を実施す る た めの最良の形態 本発明 に お い て 、 ゴ ム成分 (A〉 溶液重合 SBB の 30°C ト ルェ ン溶液中での極限粘度は 1.7以上、 3.0未满であ る 極限粘度が 1.7未满で は転動抵抗が悪化 し、 ま た 3.0以 上で は混練 · 押出な どの加工性が損われ.タ イ ャ製造に重 犬な欠点を有すた め に好ま し く な い。
ま た、 そ の結合ス チ レ ン量(S) が 30重量%以上で あ る か、 あ る い は、 ブ タ ジエ ン部 ビニル含量 (V) が 70重量% を超え た り 、 結合ス チ レ ン量 (重量% ) の 2.6倍の数値 と ビニル含量の数値 と の合計 ( 2.6S + V ) が 85を超え る ばあ い に は、 そ の溶液重合 SBR の加硫ゴ ム組成物の硬 度が上昇 し て、 氷雪路面上での耐ス キ ッ ド性能が悪化 し て好ま し く ない。
一方 、 V く 10 (重量% ) 、
あ る い は、 2.6 S + V く 70
であ る ばあ い に は、 耐ゥ エ ツ ト ス キ ッ ド性が低下 し て好 ま し く な い。
かか る 観点か ら さ ら に好ま し い範囲 は、 つ ぎの と お り であ る
0v〕 10≤ S < 30 (単位 重量% )
(v〕 10≤; V ≤ 60 (単位 重量% )
75≤ 2.6 S + V ≤ 85
ま た、 加工性、 と く に押出時の ロ ールバギ ン グ性、 押 出肌、 シー ト 粘着性にす ぐれた ゴ ム組成物を う る た め に 3 な い し 4 官能性の結合剤で高分子鎮を変性す る が、 そ の割合が 40重量 %未満で は こ れ ら の加工性の改良効果が 小 さ く 好ま し く な い。 加ェ性の改良効果の点で、 こ の よ う に変性 ざれた高分子鍰の割合が 50重量%以上であ る こ と が、 さ ら に好ま し い。
本発明で使用 さ れる ゴム成分(A) 溶液重合 SBR の製造 方法は以下の と お り であ る o
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 ジエ ン を共重合す る に際 し、 エーテル類 も し く は第 3 級ァ ミ ン類の ごと き 、 ノレ イ ス塩基性化合物を共存せ し め、 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 官能性ま 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 。 有機ァ ルカ 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 と く に好ま し く 使用 さ れ、 ま た、 3 官能性ま た は 4 官能性の結合剤 と し て は、 四塩化硅素、 四塩化錫、 四塩 化ゲルマニ ウ ム、 三塩化モ ノ メ チ ル硅素、 ア ジ ピ ン酸 ジ メ チ ル、 ア ジ ピ ン 酸 ジ ェ チ ノレ、 ア ジ ピ ン 酸 ジ - n— ブ チ ル マ レ イ ン酸 ジ メ チ ノレ 、 マ レ イ ン酸 ジ - n - プ チ ル 、 マ レ イ ン酸 ジ - n - ォ ク チ ルの う ち、 いずれか一種の化合物、 も し く は二種以上の化合物の混合物を使用す る こ と が、 結 合反応の制御性の点か ら好ま し い。 と く に好ま し い锆合 剤は、 四塩化硅素、 四塩化錫、 三塩化モ ノ メ チ ル硅素で あ 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 リ ビ ン グァ 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 ど う し を結合す る 方法が採用 し う る こ の ばあ い 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 · 一 ミ エー シ ョ ン · ク ロ マ ト グラ フ (G P C〉 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 高分子鎮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 。
溶液重合 S B R 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、 あ る い は それ ら の混 合 さ れた結合剤に よ つ て変性 さ れた形状を有す る こ と が で き る 。 こ の よ う な好ま し い変性高分子鎮の割合を う る た め に は、 溶液重合 SBR 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 、 た と えば 4 官能性の結合剤を使用す る ばあ い に はそ の量を 活性重合体末端 1 モ ル に対 し て 0.1モ ル以上 と すべ き で め る o
本発明では ゴム成分 100重量部中 に上記溶液重合 SBR を 40重量部以上含有す る こ と が必要で、 40重量部未满で は、 耐 ゥ エ ツ ト ス キ ッ ド性能、 お よ び氷雪路面上での耐 ス キ ッ ド性能が悪化 し て好ま し く な い。 と く に好ま し い 含有量は 60〜 90重量部で あ る ό
本発明 において ゴム成分 (Β) と し ては、 天然ゴム、 合 成ポ リ イ ソ プ レ ン ゴム 、 高 シ ス ブ タ ジ エ ン ゴム 、 乳化重 合 SBR ( た と え ば、 ス チ レ ン含量 23.57 重量%、 ビニ ル 含量 18.7重量% の も の ) の う ち少な く と も 1 種を使用す る こ と がで き る 。
こ れ ら の ポ リ マーは、 ゴム成分 100重量部中 に 60重量 部以下の量で使用 さ れ る こ と が好ま し いが、 と く に好ま し い範囲 は 10〜 40重量部であ る 。 こ の範囲 よ り 多量に使 用 さ れる と 天然ゴム、 合成ポ リ イ ソ プ レ ン ゴム 、 高 シ ス ブタ ジ エ ン ゴム の ばあ い に は、 耐ゥ エ ツ ト ス キ ッ ド性能 が低下 し、 ま た、 乳化重合 SBR のばあ い に は氷雪路面で の耐ス キ ッ ド性能が低下 して、 いずれ も好ま し く な い。 —方、 こ れ ら ポ リ マ一は 10重量部以上使用す る こ と が組 成物の タ イ ヤ成形時に、 粘着性を増 し、 デモール ドス プ リ ッ テ ィ ン グな どの不都合な現象を防止す る 点で好ま し い 0
本発明で は、 上述の ご と き溶液重合 SBR の使用 に よ つ てえ ら れた、 優れた耐ゥ ュ ッ ト ス キ ッ ド性能 と 氷雪路面 上での耐ス キ ッ ド性、 お よ び低転動抵抗性を発現せ し め、 かつ、 従来の タ イ ヤ用組成物でえ ら れてい た耐破壌特性 を も維持す る た め に、 (C ) プ ロ セ スオ イ ル と し て流動点 力、' 0 。C以上、 3 0 C未满で あ る オ イ ルが ゴム成分 1 0 0重量 部に対 し て、 5 〜 2 5重量部配合 さ れ る 。
こ の よ う なオ イ ル と し て は、 芳香族系の化合物の含量 の多い、 い わ ゆ る ァ ロ マ系オ イ ノレが と く に好 ま し く 用 い ら れ る 。
流動点が 3 0で以上であ る オ イ ルを使用す る と 、 氷雪路 面上での耐ス キ ッ ド性が悪化す る う え に、 組成物の粘度 が上昇 し 、 取扱い上操作性 も悪化 し て好ま し く な い。
—方、 流動点が 0 で未满のオ イ ルを使用す る と 、 耐ス ゥ ュ ッ ト ス キ ッ ド性能が悪化す る う え に、 加硫組成物の 破断強度や破断時の最大伸 びが低下 し て好ま し く な い。
つ ぎに本発明では、 操縦性能お よ び耐摩耗性の改良の た め、 組成物に配合さ れ る (D ) カ ーボ ン ブラ ッ ク は平均 粒子径 3 0 m ^ 以下の も のであ る こ と が必要であ る 。 た と え ( A S T M N 1 1 0、 N 2 2 0 、 N 2 3 4 、 N 3 3 0 、 N 3 3 9 な ど の カ ーボ ン ブラ ッ ク が使用 さ れ る 。 平均粒子径が 3 0 m ii を超え る と 、 補強性が低下 し 、 耐摩耗性が劣 り 、 ま た操 縱性能が低下す る た め好ま し く な い。
な お カ ーボ ン ブラ ッ ク は ゴム 1 0 0重量部に対 し て、 4 0 〜 7 0重量部配合さ れ る 。
以上の よ う に調製 さ れた ゴ ム組成物に は、 通常の ト レ ッ ド ゴム配合に使用 さ れ る ワ ッ ク ス 、 老化防止剤、 加硫 剤、 加硫助剤、 加硫促進剤な どが配合さ れ う る の は も ち ろ ん の こ と であ る。 do) つ ぎに本発明を よ り 明確にす る た め、 実施例をあ げて 説明す る が、 本発明 は こ れに よ り なん ら 限定さ れ る も の では な い。
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。
極限粘度 [ ?? ]
ォ ス ト ワ イ ド型溶液粘度測定器を用 い、 ト ル エ ン溶媒 で 30。Cにお いて測定 し た。
溶液重合 SBR にお け る 変性 さ れた、 高分子鎖の割会の測 ゲ ノレ · ノ、。一 ミ エ 一 シ ヨ ン · ク ロ マ ト グ ラ ム (東洋曹達 ㈱製 HLC-802UR)を使用、 分配カ ラ ム と し て 103 、 104 、 106 、 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 (THF) を用 い て 40°C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 れな い高分子鎮の 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 も っ て、 それぞれの 高分子鑌の重量比率 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 ズ 185 70HRZ 13の ス チール タ イ ヤを試作 し 、 転動抵抗 耐 ゥ エ ツ ト ス キ ッ ド性、 氷雪路面上での耐ス キ ッ ド性、 の評価を行な っ た。 こ れ ら の評価方法は、 下記の と お 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 が認め ら れる。 転動抵抗指数
上記タ イ ヤを 5 J X 13の リ ム に嵌合 し、 60イ ン チ ド ラ ム上 にて速度 8 OkmZ h 、 内圧 2.10 kg ΐ/ ci , 荷重
300 kgの条件下で走行 さ せ、 転動抵抗を測定 し た。 第 3 表に は、 比較例 1 を基準 と す る 相対値で示す。 数値の小 さ い ほ ど転動抵抗性能は優れて い る。
耐 ゥ エ ツ ト ス キ ッ ド指数
上記タ イ ヤを それぞれ 5 1 J X 13の リ ム に 、 嵌合 し 、 こ れを排気量 1500 ce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 60km/ h か ら の停止距離か ら摩擦係数 を算出 し 、 比較例 1 を基準 と す る相対値で示す。 数値が大 き い ほ ど ί ゥ ェ ッ ト ス キ ッ ド性能は優れて い る 。
氷雪路面上 の耐ス ャ ッ ド性
気温約 - 5 で、 踏み固め ら れた積雪上での走行時の性 能を測定 し 、 5 段階評価を行な っ た。
) ― 5 , 4 , 3 , 2 , 1 ·→ (劣)
1 ポ リ マ 100重量部 力 一 ボ ン (変量) ォ ル (変量) フ ッ ク ス 2
老 化 防 止 剤 2
ス テ ア リ ン 酸 1
酸 化 亜 鉛 3
硫 黄 1.75 促 進 剤注丄) 1
注 1) Ν-シ ク ロ へ キ シ ノレ - 2- ベ ン ゾ チ ア ジ ル
ス ノレ フ ェ ン ア ミ ド 2 表 .
Figure imgf000014_0001
(次頁へ続く )
(前頁よ り 続 く )
Figure imgf000015_0001
注 3)ゴム成分 100 重量部に対す る 重量部
3 表
Figure imgf000016_0001
注 1)ゴム組成物の混練、 押出、 成形時の加工性を総合的に評価した。 〇が良く、 Xが悪い 注 2) 3+ とは、 3よりすぐれることをあらわす (

Claims

請求の範囲
(A) 30°C ト ルエ ン溶液中での極限粘度が 1.7 以上、 3.0 未満であ り 、 結合ス チ レ ン量(S) お よ びブタ ジ ェ ン部分の ビニル含量 (V) が下式 ω、 (¾、 05で規定 さ れ、 かつ、 3 な い し 4 官能性の結合剤で変性 さ れ た高分子鎮の割合が 40重量%以上であ る 溶液重合 SBR を 40重量部以上、 お よ び
(Β) 乳化重合 SBR 、 天然 ゴム 、 合成ボ リ イ ソ プ レ ン ゴ ム 、 も し く は高 シ ス ブ タ ジ エ ン ゴム の う ち 少な く と も 1 種を 60重量部以下
を含む ゴム成分 10 D 重量部に対 し 、
(C) 流動点が 0 で以上 30で未满であ る プ ロ セ ス オ イ ル 5 〜 25重量部お よ び、
(D) 平均粒子径が 30 以下で あ る カ ー ボ ン プ 'ソ ク
40〜 70重量部
を配合 し てな る こ と を特徴 と す る タ イ ヤ ト レ ツ ド用 ゴム組成物。
(Ό 0 ≤ S < 30 (単位 重量 % )
(a) ιο≤ V ≤ 70 (単位 重量 % )
5 70≤ 2.6S+ V ≤ 85
ゴ ム成分(A) が、 3 な い し 4 官能性の結合剤で変性 さ れた高分子鎮の割合が、 50重量%以上であ る 溶液重 合 SBR であ る 請求の範囲第 1 項記載の ゴム組成物。
ゴム成分 (A) が、 結合ス チ レ ン量(S) お よ びブ 夕 ジ ェ ン部分の ビニル含量 (V) が下式(½、 (V)、 Wで規定さ れ る 溶液重合 SBR であ る 請求の範囲第 1 項記載の ゴム 組成物。
U 10≤ S < 30 (単位 重量% ) (v) 10 ^ V ≤ 60 (単位 重量% )
75 ^ 2.6S+ V ≤ 85
ゴ ム成分 (A) の 3 な い し 4 官能性の結合剤が、 四塩 化硅素、 四塩化錫、 四塩化ゲルマニ ウ ム 、 三塩化モ ノ メ チル硅素、 ア ジ ピ ン酸 ジ メ チル、 ア ジ ピ ン酸 ジェ チ ル、 ア ジ ピ ン酸 ジ -n- ブチ ル、 マ レ イ ン酸 ジ メ チ ノレ、 マ レ イ ン酸 ジ -π- ブチ ルお よ びマ レ イ ン酸 ジ -n- ォ ク チ ルか ら選ばれ る 少な く と も一種の化合物であ る 請求 の範囲第 1 項記載の ゴム組成物。
ゴ ム成分が、 ゴ ム成分 (A) 60 〜 90重量部お よ びゴ ム 成分 (B)10 〜 40重量部か ら な る 請求の範囲第 1 項記載 の ゴ ム組成物。
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