WO2005082995A1 - ゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤ - Google Patents

ゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤ Download PDF

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WO2005082995A1
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Naoya Amino
Misao Hiza
Takashi Shirokawa
Masao Nakamura
Koichi Endo
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Yokohama Rubber Co Ltd
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Zeon Corp
Yokohama Rubber Co Ltd
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    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L21/00Compositions of unspecified rubbers

Definitions

  • the present invention relates to a rubber composition and a pneumatic tire using the same, and more particularly, to a conjugated diene copolymer having a toluene swelling index of 16 to 70.
  • Tire (b) Pneumatic tire with improved extrusion processability and extrusion dimensional stability at both ends of the tread, (c) Extremely high wet performance, high wet performance, and wear resistance A rubber composition for tire treads that has excellent extrudability.
  • D Even if the compounding ratio of silica filler is increased in order to achieve both wet performance and low fuel consumption, there is no problem with workability during extrusion.
  • the present invention relates to a rubber composition for a red, and (e) a pneumatic tire having a high elastic modulus, a relatively thick gouge, and an excellently processable undertread, and having excellent steering stability.
  • a high hardness reinforcing rubber (bead filler) extending from the bead along the tire side wall is usually arranged inside the side wall.
  • the viscosity during extrusion is large due to the high viscosity when unvulcanized, and often causes problems such as burning, which may deteriorate the tire molding accuracy in the subsequent steps.
  • rubber having a double bond specifically, natural rubber (NR), styrene-butadiene copolymer rubber (SBR), polybutadiene rubber (BR), etc.
  • NR natural rubber
  • SBR styrene-butadiene copolymer rubber
  • BR polybutadiene rubber
  • a technique for blending particles of polybutadiene rubber lower than C specifically, a rubber gel having a toluene swelling index of 1 to 50
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-354807 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-354807. It is disclosed that blending this lowers die dies.
  • polybutadiene rubber gel particles are not sufficient for the purpose of the present invention.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-60437 discloses a novel conjugated gen-based rubber gel having a toluene swelling index of 16 to 70 and a sulfur gel containing the same. It is disclosed that a rubber composition exhibiting excellent abrasion resistance and low heat build-up while maintaining good mechanical properties can be obtained by compounding with a rubber which can be crosslinked by the above method.
  • the prior basic invention includes a technique for improving the fluidity and dimensional stability of a bead filler during extrusion molding in a high hardness reinforcing layer by blending the rubber gel together with a specific amount of carbon black into a gen-based rubber.
  • WO020007779 has a good workability with crosslinked rubber particles, low rolling resistance, excellent jet skid resistance, and good wettability.
  • a rubber composition having excellent abrasion resistance and tensile strength has been disclosed.
  • the crosslinked rubber particles of the present invention are obtained at a high polymerization conversion rate, they have a large amount of toluene-insoluble components, fail to obtain sufficient mechanical properties, deteriorate bending fatigue properties, and improve abrasion resistance. There is a problem of insufficient.
  • Tire treads are usually manufactured by extrusion molding, but cracks often occur at the ends of the tread during extrusion, and the tire forming accuracy in the subsequent process is degraded.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-200417 discloses that a rubber composition in which an SBR rubber gel (toluene swelling index: 1 to 15) is blended with a gen-based rubber is used for a tire tread. ing.
  • SBR rubber gel toluene swelling index: 1 to 15
  • the SBR rubber gel compounded in this rubber composition has a low toluene swelling index of 1 to 15, that is, a high gelation degree, which is different from that used in the present invention, and the compounding purpose is different. Things.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-139729 discloses that a gen-based rubber composition containing a gelled rubber (Truen swelling index: 16 to 150) has a wet performance, It is disclosed that the tire is used for a tire excellent in low rolling resistance.
  • this gelled rubber is used in combination with polybutadiene containing at least 90% by weight of a cis 1,4-structure, and the rubber composition is used at both ends of a tread. No disclosure.
  • Silica-bonded tread rubber is widely used to achieve both the tire's jet performance and low fuel consumption. In general, the effect increases as the silica mixing ratio with respect to the car pump rack increases. However, tread rubber containing a large amount of silica often has a problem in processability during extrusion due to the large die jewel.
  • gelled rubber is blended in order to achieve both the jet performance of the tire and low fuel consumption. Rubber composition of this gelled rubber compound The performance of the product is governed by the toluene swelling index (Q), which is an indicator of gel hardness. As disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-204214, when Q is 15 or less, the rubber gel is sufficiently hard and almost loses the properties as rubber.
  • Rubber gel fillers having a Q of 15 or less have poorer mechanical properties than commonly used rubber reinforcing agents such as carbon and silica, and therefore require additional additives for practical use.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-204217 discloses that the use of this rubber gel is intended to reduce the die gap of the silica-containing rubber composition and increase the mixing ratio of the silica filler. No disclosure.
  • a rubber gel having a toluene swelling index (Q) of 16 or more has a performance as a rubber, and is disclosed in JP-A-2001-139297 and JP-A-2001-35.
  • Q toluene swelling index
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-139729 discloses gelated rubber (T). It is disclosed that a jen-based rubber composition blended with a Rwen swelling index: 16 to 150) is used for a tire having excellent wet performance and rolling properties. However, this prior invention does not teach the use of the rubber in relation to the silica filler compounding ratio.
  • crosslinked rubber particles disclosed in the above-mentioned WO 02/07779 pamphlet have a high toluene-insoluble content and a rubber composition having a high silica filler compounding ratio are subjected to extrusion processing.
  • the problem of fuel economy was not sufficiently solved, and the balance of jet performance and fuel economy was not sufficient.
  • the viscosity when unvulcanized is high, and the heat generated during extrusion increases, so that burning tends to occur during the extrusion process. Also, when the gauge is made thicker, the heat generated during extrusion increases, which also makes it easier to burn. Further, if the viscosity is high, the extrusion die well becomes high, and the extrudate is easily shrunk.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-64037 discloses that a conjugated gen-based rubber gel having a toluene swelling index of 16 to 70 and a rubber that can be crosslinked with sulfuric acid, It is disclosed that a rubber composition exhibiting excellent abrasion resistance and low heat generation can be obtained while maintaining good mechanical properties.However, the fluidity and dimensional stability during extrusion molding of a high hardness reinforcing rubber are disclosed. Improved extrudability of rubber and under-tread at both ends of tread The technology to do so is not disclosed. Disclosure of the invention
  • the first aspect of the present invention is to provide a high-hardness reinforcing layer extending from a beat portion along the tire side wall, while maintaining sufficient hardness and flex fatigue of the high-hardness reinforcing rubber, and the fluidity and dimensions during extrusion molding.
  • An object of the present invention is to provide a pneumatic tire having greatly improved stability and a rubber composition used for the tire.
  • a second aspect of the present invention relates to a pneumatic tire and a rubber composition used for the pneumatic tire, which have improved extrusion processability and extrusion dimensional stability while maintaining flex fatigue at both ends of a tread provided in the pneumatic tire.
  • the purpose is to provide goods.
  • a specific rubber gel is selectively blended, so that the wettability is high, and the wearability is improved while maintaining the wettability high.
  • An object of the present invention is to provide a rubber composition and a pneumatic tire using the same.
  • the processability at the time of extrusion is good even if the mixing ratio of the silica filler in the silica-containing tread rubber is increased, and the excellent pet performance and low fuel consumption are maintained. It is intended to provide a rubber composition for a tire tread, and a pneumatic tire using the same.
  • the fifth aspect of the present invention eliminates the above-mentioned problems of the prior art, and arranges an under-tread having a high elastic modulus and excellent workability in a relatively thick gauge to thereby control the steering.
  • An object of the present invention is to provide a pneumatic tire having excellent stability and a rubber composition used therefor.
  • the first aspect of the present invention 30 to 85 parts by weight of a natural rubber, 0 to 65 parts by weight of an optional aromatic vinyl-conjugated gen copolymer rubber, and Rubber composition comprising 40 to 5 parts by weight of a conjugated diene rubber gel having a Rouen swelling index of 16 to 70 parts by weight and a rubber composition comprising 100 to 120 parts by weight of carbon black and It is possible to provide a pneumatic tire using this as a high-hardness reinforcing layer extending from the bead portion along the tire side wall.
  • a natural rubber 20 to 75 parts by weight of a polybutadiene rubber containing 90% by weight or more of a cis 1,4 monostructure, and a toluene swelling index of 16
  • Conjugated rubber gel containing 40 to 5 parts by weight (total rubber amount 100 parts by weight)
  • an aromatic vinyl-conjugated copolymer rubber (A) is 20 to 95 parts by weight, and a conjugated diene rubber gel (B) 5 having a toluene swelling index of 16 to 70.
  • C optional gen-based rubber
  • T of the copolymer rubber (A) g A is ⁇ 40 ° C. to ⁇ 15 ° C.
  • T g B of T g A and the conjugated-gen-based rubber gel (B) is represented by the following formula (1):
  • a rubber composition for a tire tread that satisfies T g. A ⁇ 10 ⁇ T g B ⁇ T g A + l 0 (1) is provided.
  • the conjugated diene rubber gel satisfies the above conditions, and further has a Mooney viscosity: ML 1 + 4 (100 ° C.) of 90 to 140.
  • the present invention provides a rubber composition for a tire tread, which contains:
  • the sulfur-vulcanizable rubber mainly composed of an aromatic vinyl-conjugated gen copolymer is 50 to 95 parts by weight and the toluene swelling index Q is 16 to 70.
  • a pneumatic tire using a rubber composition as an under-tread having a thickness of 1.5 mm to 6 mm is provided.
  • conjugated diene rubber gel used in the first to fifth aspects of the present invention, a conjugated diene rubber gel having a toluene swelling index of 16 to 70, preferably 20 to 70 is compounded. This improves (decreases) the diameter of the die during extrusion, suppresses the temperature rise during extrusion, and improves dimensional stability. If the toluene swelling index is less than 16, the bending fatigue property is undesirably reduced. If the toluene swelling index exceeds 70, the effect of improving additive properties is insufficient.
  • This rubber gel has many crosslinking points
  • the fine particles are not entangled with other rubber and have good fluidity during extrusion, resulting in improved dimensional stability during extrusion.
  • it since it has the same composition as ordinary gen-based rubber, it has the characteristic that it cross-links with other rubbers and that physical properties are less reduced.
  • the conjugated gen-based rubber gel having a toluene swelling index of 16 to 70 used in the first and second embodiments of the present invention comprises: 75 to 9.9% by weight of a conjugated gen monomer unit; Those comprising 25 to 1% by weight of a monomer unit are preferably used. Further, 75 to 98.95% by weight of a conjugated diene monomer unit and 25 to 1% by weight of an aromatic vinyl monomer unit are used. More preferably, one consisting of 0.05 to 1.5% by weight of a polyfunctional monomer unit and 0 to 20% by weight of another optional ethylenically unsaturated monomer unit is used.
  • Examples of the monomer used to form the conjugated diene monomer unit include 1,3-butadiene, 2-methyl-1,3-butadiene, 1,3-pentadiene, and 2_crosslinker. 1-1, 3-butadiene and the like. Of these, 1,3-butadiene and 2-methyl-1,3-butadiene are preferred, and 1,3-butadiene is most preferred.
  • the monomer unit is less than 75% by weight, the low heat build-up is deteriorated.
  • the monomer unit is more than 99% by weight, the extrusion moldability is not sufficiently improved.
  • Examples of the monomer used to constitute the unit include styrene, 0-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methinolestyrene, 2,4-dimethynolestyrene, 0-ethynolestyrene, and m-methylstyrene.
  • the monomer used to constitute the polyfunctional monomer unit at least two, preferably two to four conjugated dimers are used to efficiently form a gel structure. It is desirable to use a compound having a carbon-carbon double bond that can be copolymerized with the body.
  • polyvalent vinyl compounds such as diisopropenizolebenzene, divininolebenzene, triisopropinolebenzen, and tributylbenzene; vinyl acrylate, vinyl methacrylate, and metal acrylate.
  • ortho-form, meta-form and para-form in dibyrbensen there are ortho-form, meta-form and para-form in dibyrbensen, and they may be used alone or as an arbitrary mixture thereof.
  • the use of the polyfunctional monomer unit is optional, but a cross-linked rubber having a toluene swelling index of 16 to 70 and exhibiting desired mechanical properties, abrasion resistance and low heat generation is obtained. Is preferably 0.1 to 1.5% by weight.
  • Examples of the monomer used to constitute the other ethylenically unsaturated monomer unit include, for example, ⁇ ,] 3-ethylenically unsaturated carboxylic acid ester.
  • the amount of the other ethylenically unsaturated monomer unit of this optional component exceeds 20% by weight, a rubber crosslinked product having mechanical properties, abrasion resistance and low heat build-up is not obtained, which is not preferable.
  • the toluene swelling index of the conjugated diene rubber gel used in the first embodiment to the fifth embodiment of the present invention is obtained from the weight of the gel at the time of toluene swelling and the weight of the gel when the gel swells. Weight at the time). Specifically, it is measured as follows. That is, 250 mg of the conjugated diene rubber gel is shaken in 25 mL of toluene for 24 hours to swell. The swollen gel is centrifuged by a centrifugal separator under the condition that a centrifugal force of 400,000 mZ sec 2 or more is applied, and the swollen gel is weighed in a wet state, and then the weight is constant at 70. Dry until dry and re-weigh the dried gel. From these weighed values, calculate the toluene swelling index by calculating (wet gel weight) / (dry gel weight).
  • the conjugated diene rubber gel used in the first to fifth aspects of the present invention preferably has a toluene insoluble content of 10% by weight or more and less than 80% by weight 0 / o, more preferably 20 to 70% by weight. If the toluene-insoluble content is less than 10% by weight, the effect of compounding the rubber gel is not sufficiently exhibited, which is not preferable. If the toluene insoluble content is more than 80% by weight, the kneading processability and the mechanical properties deteriorate, which is not preferable.
  • Toluene insolubles in the conjugated gen-based rubber gel can be determined by cutting 0.5 g (W o) of the rubber gel into # 100 mesh basket (W g) into approximately 1 mm square, and placing it at room temperature (25 ° C) in toluene. C) and store for 24 hours and lift. Then, it is dried under vacuum and the weight (W) after drying is weighed. From these weighed values And toluene-insoluble matter- (W-Wg) / WoX100 (%).
  • the method for producing the conjugated diene rubber gel used in the first to fifth aspects of the present invention is not particularly limited, and (1) a method of directly using a crosslinkable monomer by emulsion polymerization.
  • a gel structure is formed in latex particles by continuing the emulsion polymerization reaction to a high conversion rate, for example, a conversion rate of about 9 °% by weight or more.
  • Emulsion polymerization (4) emulsifying an organic solvent solution of the rubber polymer obtained by the solution polymerization in water in the presence of an emulsifier, wherein the gen-based rubber latex particles having no gel structure are post-crosslinked with a compound having a crosslinking action.
  • the obtained emulsion can be manufactured by a method such as post-crosslinking with a compound having a crosslinking action before or after removing the organic solvent, but the emulsion polymerization is carried out using the crosslinkable unit of the above (1).
  • the polymerization temperature is 0 to 6 0 ° C, preferably. 5 to 4 0 ° C, more preferably 1 0 ⁇ 3 0 ° C.
  • the polymerization conversion is usually from 10 to 90%, preferably from 50 to 80%, more preferably from 60 to 75%. If it is excessively low, a rubber gel having a predetermined toluene swelling index cannot be obtained. If it is excessively high, crosslinking proceeds, and a desired swelling index cannot be obtained.
  • a conjugated gen-based rubber gel having a toluene swelling index of 16 to 70 is added to a predetermined gen-based rubber as a high hardness reinforcing layer extending from the bead portion along the tire side wall.
  • Specific amount and force When combined with a specific amount of monobon black, the fluidity and dimensional stability at the time of extrusion molding are greatly increased while maintaining the sufficient hardness and flex fatigue of the high hardness reinforcing rubber. It was found that it improved.
  • 30 to 85 parts by weight of natural rubber and aromatic rubber must be used.
  • the rubber composition is preferably 20 parts by weight, and in particular, 25 to 1 parts by weight of an aromatic vinyl monomer unit so as not to deteriorate heat generation and rolling resistance of the tire. /. It is preferable to use a conjugated diene-based rubber gel containing the same.
  • the hardness of the high hardness reinforcing rubber is preferably from 70 to 99, more preferably from 72 to 97. If the hardness is less than 70, the retentivity is insufficient. If the hardness is more than 99, flexibility as a rubber is lost and durability is deteriorated. This hardness refers to a value measured in accordance with JISK 6253 type A durometer hardness (ISO 48: 1 994).
  • the rubber composition of the high hardness reinforcing layer according to the first embodiment of the present invention 60 to 100 parts by weight of the predetermined amount of the conjugated rubber rubber having a toluene swelling index of 16 to 70 together with It is necessary to mix carbon black.
  • This carbon black has a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) (note: measured in accordance with ASTM D3037 (ISO4652: 1981)) of 15 to: L 55 m 2 / g, preferably 20 to 150 m 2 / g, DBP adsorption amount (Note: JISK 6221 (ISO)
  • 46 5 6-1 Measured according to 199 1) but 50 to: 150 mL LZlOOg, preferably eOlOm LZlOOg Carbon black is used. It is preferable to obtain high hardness reinforcing rubber extending along the side wall from the tire bead portion.
  • the gen-based rubber gel has a great effect of being used in combination with a polybutadiene rubber containing 90% by weight or more of a cis 1,4-structure, and is merely 20 to 75% by weight of the polybutadiene rubber.
  • the rubber gel is mixed with the rubber gel alone, the bending fatigue property is improved but the extrusion processability is reduced. It is possible to improve the outgoing workability.
  • a polybutadiene rubber containing 90 to 75% by weight of a cis 1,4-structure and 20 to 75 parts by weight of a conjugated diene rubber gel having a toluene swelling index of 16 to 70 are used.
  • a rubber composition containing 5 parts by weight and a total rubber amount of 100 parts by weight is disposed on both ends of the tread, cracks at the extruded end during extrusion processing, so-called edge cuts, are suppressed.
  • edge cuts are suppressed.
  • the dimensional stability of the tread extrudate is increased to increase the molding accuracy of the tire.
  • the tire shoulder undergoes bending fatigue due to the rolling of the tire.
  • the aromatic vinyl monomer unit contained in the gel rubber is 25 to 1% by weight. Is preferred.
  • a rubber gel having a toluene swelling index Q of 16 to 70 is mixed with a gen-based copolymer rubber having an aromatic vinyl monomer unit.
  • the ability to follow the road surface was improved, and as a result, the frictional force was improved.
  • the base rubber and the rubber rubber are combined with each other, when the base rubber ⁇ g is within 10 ° C of the soil with respect to the T g of the rubber gel, a relatively small amount of the rubber gel is synergistically effective. It has been found that high jet performance can be achieved as a result.
  • the mixing of the rubber gel with the base rubber Abrasion resistance tends to deteriorate due to weak bonding force (hard to cross-link). Therefore, as a result of further intensive studies, the abrasion resistance depends on the rubber viscosity of rubber gel, and the Mooney viscosity of rubber gel: ML1 + 4 (100 ° C) (Note: JISK630) It has been found that if 0 (measured in accordance with ISO 2889: 19895) is 90 or more, a sufficient bonding force with the base rubber can be obtained and the wear resistance does not deteriorate. However, if the Mooney viscosity exceeds 140, the processability with rubber deteriorates, which is not preferable.
  • the aromatic vinyl copolymer monoconjugated genome (A) is 20 to 95 parts by weight, preferably 50 to 90 parts by weight, and has a toluene swelling index of 16 to 70 parts.
  • the copolymer rubber (A) contains 0 to 50 parts by weight, preferably 0 to 40 parts by weight, and has a glass transition temperature T g A of the copolymer rubber (A) of 140 ° C. 5 ° C., preferably Is
  • the rubber composition for tire trough which is 40 ° C. to 115 ° C. and whose glass transition temperature T g B of T g A and the conjugated diene rubber gel (B) satisfies the above relational expression (1)
  • the product is provided, and after the conjugated gen-based rubber gel satisfies the above conditions, Mooney viscosity: ML 1 + 4 (100 ° C.) (Note: measured according to JISK630) 90-: L 40 (more preferably 95-135) is preferred.
  • the wet performance may be inferior, which is not preferable. If the T g A is higher than 15 ° C., the abrasion resistance and the heat generation are low. It is not preferable because the property may be inferior.
  • the TgB of the conjugated rubber gel (B) must be in the range of TgA ⁇ 10 ° C. (preferably TgA ⁇ 8 ° C.), and TgB Below the temperature range, the jet performance may be poor, so On the contrary, if the temperature is higher than this range, the abrasion resistance and the low heat generation may be inferior.
  • the above glass transition temperature T g is a value measured in accordance with ASTM D 3 4 17.
  • the conjugated diene rubber gel having a toluene swelling index Q of 16 to 70 used in the third embodiment of the present invention has a conjugated diene monomer unit of 48.9 to 98.9% by weight, an aromatic vinyl Preferably, it is composed of 50 to 1% by weight of the monomer unit and 0.1 to 1.5% by weight of the polyfunctional monomer unit, and 5 to 5% by weight per 100 parts by weight of the total rubber. Used at 0 parts by weight. If the amount is less than 5 parts by weight, the effect of improving the wet performance is not sufficient, which is not preferable. If the amount is more than 50 parts by weight, the mixing time is unnecessarily long. .
  • the conjugated diene monomer unit is as described above. If the monomer unit is less than 48.9% by weight, the abrasion resistance is deteriorated, and if the monomer unit exceeds 98.9% by weight, the wetness is increased. The performance improvement effect becomes insufficient.
  • the aromatic vinyl monomer unit is also as described above, but the monomer unit is
  • the abrasion resistance of the cross-linked rubber is inferior. If it is less than 1% by weight, the effect of improving the jet performance becomes insufficient.
  • the polyfunctional monomer unit is also as described above, and the use of the multifunctional monomer unit is optional, has a toluene swelling index of 16 to 70, and has desired mechanical properties and In order to obtain a rubber crosslinked product exhibiting abrasion resistance and low heat build-up, it is preferable to add 0.1 to 1.5% by weight.
  • Examples of the aromatic vinyl-conjugated diene copolymer rubber used in the third embodiment of the present invention include styrene-butadiene copolymer rubber (S-1)
  • BR styrene-isoprene butadiene copolymer rubber
  • SIBR styrene-isoprene butadiene copolymer rubber
  • SNBR styrene-butadiene-acrylonitrile copolymer rubber
  • the copolymer rubber is compounded in an amount of 20 to 95 parts by weight, more preferably 25 to 95 parts by weight. 20 parts by weight If it is less than 95 parts by weight, the productivity and abrasion resistance are insufficient, and if it exceeds 95 parts by weight, the effect of improving the cut performance is not sufficient.
  • the optional other gen-based rubber used in the third embodiment of the present invention include natural rubber (NR), polyisoprene rubber (IR), various butadiene rubbers (BR), and acrylonitrile rubber.
  • butadiene copolymer rubber NBR
  • butyl rubber IIR
  • the third tire preparative column de rubber composition aspect of the present invention further, the rubber component 1 0 0 part by weight, the nitrogen adsorption specific surface area: N 2 SA is 7 0 ⁇ 3 5 0 m 2 / It is preferable to further contain 10 to 150 parts by weight of carbon black and 0 to 150 parts by weight of silica from the viewpoint of improving wet performance and abrasion resistance.
  • silica itself reinforces the rubber without impairing the flexibility of the rubber. Therefore, the rubber segment containing silica flexibly follows the unevenness of the road surface, exhibits high resistance to shearing strain received from the road surface, and exhibits excellent frictional force on wet and dry surfaces. Demonstrate.
  • carbon black and the like which are generally blended with rubber, are strongly bonded to rubber and form a network of fillers, and thus have excellent reinforcing properties, but impair the flexibility of rubber.
  • the die If the rubber gel is large and the extrusion processability is poor, but a certain amount of rubber gel having a toluene swelling index Qi of 16 to 70 is blended with the rubber gel, the die gel is reduced and the rubber gel does not take in the filler. It has been found that it always exists as a soft rubber phase in the rubber, and that the frictional force is synergistically improved, so that it can be suitably used for tire treads.
  • the conjugated diene rubber gel having a toluene swelling index of 16 to 70 used in the fourth embodiment of the present invention includes a conjugated diene monomer unit of 48.9 to 98.9% by weight, It is preferable to use a rubber gel composed of 50 to 1% by weight of a vinyl monomer unit and 0.1 to 1.5% by weight of a polyfunctional monomer unit. Used in compounding amounts. If the amount is less than 5 parts by weight, the effect of improving the die jewel is insufficient, and if it is more than 50 parts by weight, the mixing time will be unnecessarily long.
  • the conjugated diene monomer unit is as described above. If the monomer unit is less than 48.9% by weight, abrasion resistance is deteriorated, and if it exceeds 98.9% by weight, processability is increased. And the effect of improving the frictional force is insufficient. Also the aromatic vinyl monomer units, but as described above, inferior wear resistance of the rubber cross-linked product when the monomer unit is more than 5 0%, 1 weight 0 /. If it is less than this, the effect of improving workability and frictional force is insufficient.
  • the multifunctional monomer unit is as described above, and the use of the multifunctional monomer unit can provide a crosslinked rubber product exhibiting desired mechanical properties, abrasion resistance and low heat build-up. To achieve this, a blend of 0.1-1.5% by weight is preferred.
  • Examples of the sulfur-vulcanizable rubber mainly composed of a copolymer of a conjugated diene and an aromatic biel used in the fourth embodiment of the present invention include styrene-butadiene copolymer rubber (SBR) , Styrene-isoprene-butadiene copolymer rubber (SIBR) and styrene-butadiene —Acrylonitrile copolymer rubber (SNBR).
  • SBR styrene-butadiene copolymer rubber
  • SIBR Styrene-isoprene-butadiene copolymer rubber
  • SNBR styrene-butadiene —Acrylonitrile copolymer rubber
  • the aforementioned sulfur vulcanizable rubber is compounded in an amount of 50 to 95 parts by weight, more preferably 55 to 90 parts by weight. If the amount is less than 50 parts by weight, the mixing time is excessively long, which is not prefer
  • the rubber composition for tire tread according to the fourth embodiment of the present invention comprises, in addition to 100 to 150 parts by weight of silica filler per 100 parts by weight of rubber component, a nitrogen adsorption specific surface area ( N 2 SA) preferably contains 1 to 80 parts by weight of a carbon black filler having a content of 70 to 350 m 2 / g from the viewpoint of improving jet performance and abrasion resistance.
  • N 2 SA nitrogen adsorption specific surface area
  • a specific rubber gel with the rubber composition for underthread, the viscosity in the unvulcanized state is reduced, and the exothermic heat generation is further reduced.
  • the present inventors have found that the number of inks is reduced, leading to the present invention. This is ideal for improving the workability of the undertread, which is our goal, and is ideal because it provides the physical properties in the direction of increasing the elastic modulus.
  • the rubber composition used for the under-tread of the pneumatic tire according to the fifth aspect of the present invention comprises: (i) natural rubber (NR) and Z or polyisoprene rubber (IR) as rubber components. 50% by weight or more, preferably 50 to 80% by weight of the total rubber content, (ii) other optional gen-based rubbers such as various polybutadienes (BR) and various styrene-butadiene copolymer rubbers (SBR) of the total rubber 0-4 5 weight 0/0 parallel beauty in the (iii) conjugated diene-based rubber gel of the total rubber 5-3 0 weight 0 / o, preferably used 1 0-2 0% by weight.
  • NR natural rubber
  • IR polyisoprene rubber
  • the amount of NR and / or I is too small, the tack is lowered, which is not preferable. If the amount of the conjugated diene rubber gel is too small, the effect of improving the processability is not sufficiently exhibited, which is not preferable. It is not preferable because it is produced.
  • the conjugated diene rubber gel used in the fifth embodiment of the present invention has a toluene swelling index of 16 to 70, preferably 20 to 65, and more preferably 20 to 40.
  • the Toluene swelling index of the conjugated gen-based rubber gel is small, the Mooney viscosity of the rubber composition containing the reinforcing agent is increased, whereby the processability is reduced, and the elongation of the vulcanized product is reduced. Conversely, if this index is large, the elongation of the vulcanizate will decrease.
  • the conjugated diene rubber gel used in the fifth embodiment of the present invention has a conjugated diene monomer unit of 48.5 to 99% by weight, an aromatic vinyl monomer unit of 50 to 1% by weight and a polyfunctionality. Those having a monomer unit content of 0 to 1.5% by weight are preferably used.
  • the conjugated diene monomer unit is as described above. If the monomer unit is less than 48.5% by weight, the low heat build-up is deteriorated, and if it exceeds 99% by weight, the extrudability is improved. Becomes insufficient.
  • the aromatic vinyl monomer unit is also as described above. When the monomer unit exceeds 5% by weight, the low heat build-up is deteriorated, and when the monomer unit is less than 1% by weight, the effect of improving the extrudability is insufficient. It becomes.
  • conjugated gen-based rubber gel used in the fifth embodiment of the present invention, it is preferable to use a polyfunctional monomer having a crosslinking action in order to efficiently form a gel structure.
  • a polyfunctional monomer is also as described above, and has a carbon-carbon double bond capable of copolymerizing with at least two, preferably 2 to 4 conjugated diene monomers. It is a compound.
  • These polyfunctional monomers having a cross-linking action are arbitrarily used mainly to form a gel structure in the conjugated rubber particles during the polymerization reaction and appropriately adjust the toluene swelling index of the conjugated rubber gel. It is usually used in an amount of about 1.5% by weight or less based on the total amount of the monomers. Properly is from 0.1 to 1 wt%, good Ri preferably 0.1 to 0.5 wt 0/0, particularly preferably used 0.2 to 0.4 wt%.
  • the conjugated diene rubber gel used in the fifth embodiment of the present invention contains 1,3-butadiene as a monomer constituting a conjugated diene monomer unit and an aromatic vinyl monomer unit as described above.
  • Styrene-butadiene copolymer rubber gel using styrene as a constituent monomer is preferred.
  • the styrene content is preferably from 5 to 30% by weight for improving the extrudability, more preferably from 5 to 25% by weight, and still more preferably from 5 to 20% by weight.
  • the rubber composition for under-tread according to the fifth aspect of the present invention preferably has a dynamic elastic modulus E ′ of 6 MPa or more for improving steering stability, and more preferably 7 MPa or more.
  • the dynamic elastic modulus E refers to a value measured in accordance with ISO 6721-4: 1994.
  • the rubber composition according to the first to fifth aspects of the present invention further comprises a necessary reinforcing filler, a vulcanizing or crosslinking agent, a vulcanizing or crosslinking accelerator, various kinds of oil, an antioxidant, Various additives, such as fillers, softeners, and plasticizers, to be compounded for tires can be compounded, and the amount of these additives should be a general amount as long as the object of the present invention is not adversely affected. Can be.
  • a necessary reinforcing filler e.g., a vulcanizing or crosslinking agent, a vulcanizing or crosslinking accelerator, various kinds of oil, an antioxidant,
  • additives such as fillers, softeners, and plasticizers
  • JIS hardness test The type A durometer hardness was measured in accordance with JISK 6253 (ISO48: 1994).
  • a pressure-resistant reaction vessel 180 parts by weight of water, a total of 4 parts by weight of heterogeneous potassium rosinate and fatty acid sodium as an emulsifier, 0.1 part by weight of potassium chloride, the following table
  • cumene hide peroxidase was used as a radical polymerization initiator.
  • 0.15 parts by weight of sodium 'formaldehyde' sulfoxylate and 0.04 parts by weight of ferric sulfate were added to initiate a polymerization reaction.
  • Edge break test The rubber composition was extruded on the wing tip portion of a 18/65/15 R14 size tire tread, and the presence or absence of edge breaks was examined. Large indicates that the edge crack was more than 5 mm, small indicates that the edge crack was 0 to 5 mm, and none indicates that there was no crack. Table ⁇ — 2
  • Zinc oxide 3 types (manufactured by Shodo Chemical Industry)
  • a pressure-resistant reaction vessel 180 parts by weight of water, heterogeneous rosin as an emulsifier, 4 parts by weight of acid and sodium fatty acids, and sodium chloride
  • the mixture was heated, and the residual monomer was recovered by steam distillation at about 70 ° C. under reduced pressure, and then emulsified with an emulsifier with respect to 100 parts by weight of the produced copolymer.
  • a considerable anti-aging agent IRGANO X152O L from Chipa Specialty Chemicals
  • the obtained latex was added to sodium chloride Z sulfuric acid solution and coagulated.
  • the formed crumb was taken out, washed sufficiently with water, and dried under reduced pressure at 50 ° C to obtain a conjugated diene rubber gel.
  • Abrasion test Using a 1.7 L bread palli mixer, the components shown in Table m-13 except for the vulcanization accelerator and sulfur were mixed at 160 ° C for 5 minutes, and then opened with an open roll. A rubber composition was obtained by adding and mixing a vulcanization accelerator and sulfur. The rubber composition was then treated with 15 cm X 15 cm X O. A test piece was prepared by press vulcanization at 160 for 20 minutes in a mold of 111, and measured using a Lambourn abrasion tester in accordance with JIS 6264. The wear amount of Comparative Example IE-2 was 100 and the index was displayed. The higher the value, the better the wear resistance.
  • Nipol 9528 R manufactured by Nippon Zeon
  • Tg — 35 ° C
  • Rubber gel 1 B 3) Rubber gel 1 20
  • a pressure-resistant reaction vessel 180 parts by weight of water, 4 parts by weight of non-uniform potassium diamate and fatty acid sodium as emulsifier, 0.1 parts by weight of lithium chloride, below
  • the internal temperature was adjusted to 12 ° C with stirring, and then Kumene-Dropakoxy was used as a radical polymerization initiator.
  • 0.1 part by weight of sodium chloride, 0.15 parts by weight of sodium 'formaldehyde' sulfoxylate and 0.04 parts by weight of ferric sulfate were added to initiate a polymerization reaction.
  • Nipo 1 1712 manufactured by Zeon Corporation, containing 27.2% by weight of extender oil
  • JISK 6229 method Soxhlet extraction method: Measured according to the method.
  • the vulcanization accelerator and the components other than sulfur are kneaded for 3 to 5 minutes with a 1.8 liter hermetic mixer, and released when the temperature reaches 1 65 ⁇ 5 ° C. To obtain a masterbatch.
  • This master patch was kneaded with a vulcanization accelerator and sulfur in an 8-inch open mouth to obtain a rubber composition.
  • test methods for the unvulcanized physical properties and vulcanized physical properties of the compositions obtained in each example are as follows.
  • Mooney viscosity Measured at 100 ° C with an L-shaped rotor according to JISK630 (ISO289: 1989).
  • L indicates the length of the die
  • D indicates the diameter of the die.
  • Extrusion processability was determined from Mooney viscosity, die gauge and under gauge. In general, the lower the viscosity, the lower the die gauge and the lower the under gauge, the better the extrudability.
  • Nipol 1502 Natural Zeon Styrene Butadiene Copolymer Rubber
  • Rubber gel V-1 SBR, bound styrene content 12% by weight, divinylbenzene content 0.3% by weight, toluene swelling index 22 2, toluene insoluble content: 79% by weight
  • Rubber gel V—2 SBR, bound styrene content 5 weight 0 /. , 0.3% by weight of dibylbenzene. /. , Toluene swelling index 25, toluene insoluble content: 78% by weight
  • Rubber gel V-3 SBR, bound styrene content 4 weight 0 /. , Gibiel benzene amount 1.6% by weight, toluene swelling index 4, toluene insoluble content: 92% by weight
  • the above rubber gels V-1 to V-3 were produced by the following method.
  • Zinc flower 3 types of zinc oxide manufactured by Shodo Chemical
  • Anti-aging agent Flexis anti-aging agent S AN TO F L E X 6 P P D
  • the fluidity and dimensional stability at the time of extrusion molding are greatly improved while maintaining sufficient hardness and flex fatigue of the high hardness reinforcing rubber. be able to.
  • the second aspect of the present invention it is possible to obtain a pneumatic tire having improved extrusion processability and extrusion dimensional stability while maintaining flex fatigue at both ends of the tire tread.
  • the rubber composition according to the third aspect of the present invention has extremely excellent braking performance, and as shown in Table III-3, when a rubber gel having a specific Mooney viscosity is selectively compounded.
  • the rubber composition of the present invention can increase abrasion resistance while maintaining excellent braking performance.
  • a rubber composition having excellent wet braking performance and reduced die swell it is possible to obtain a rubber composition having excellent wet braking performance and reduced die swell. Furthermore, according to the fifth aspect of the present invention, a rubber composition having a high elastic modulus and improved processability can be obtained. As described above, according to the present invention, for example, various members of a pneumatic tire can be usefully used by making use of their characteristics.

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Abstract

(i)トルエン膨潤指数が16~70である共役ジエン系ゴムゲル、(ii)天然ゴム、ポリイソプレンゴム、芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴム及び/又はポリブタジエンゴムなどのジエン系ゴム並びに(iii)任意的なカーボンブラック及び/又はシリカを含むゴム組成物並びにその組成物を、(a)高硬度補強ゴムの十分な硬度を保持したままで、押出成形時の流動性及び寸法安定性を改良したビード部からタイヤサイドウォールに沿って延びる高硬度補強層に用いた空気入りタイヤ、(b)タイヤトレッド押出物の両端部に用いた、トレッドの両端部における屈曲疲労性を維持しつつ、その押出加工性及び押出寸法安定性を改良した空気入りタイヤ、そして(c)厚さ1.5mm~6mmのアンダートレッドとして用いた、高弾性率で比較的厚いゲージのアンダートレッドを配置した加工性及び操縦安定性に優れた空気入りタイヤを開示している。

Description

ゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤ
技術分野
本発明は、 ゴム組成物及びそれを用いた空気入り タイヤに関し、 更に詳しく は、 トルエン膨潤指数が 1 6〜 7 0の共役ジェン共重合 明
体ゴムを配合した、 ( a ) ビート部からタイヤサイ ドウォールに沿 つて延びる高硬度補強層の屈曲疲労性を維持しながら製造時におけ る押出流動性及び押出寸法安定性の改書良された空気入り タイヤ、 ( b ) ト レツ ドの両端部における押出加工性及び押出寸法安定性の改 良された空気入り タイヤ、 ( c ) 極めてウエッ ト性能の高い、 また 、 ウエッ ト性能が高く、 かつ耐摩耗性にも優れたタイヤト レ ッ ド用 ゴム組成物、 ( d ) ウエッ ト性能と低燃費性を両立させるためにシ リカフィラーの配合率を高めても、 押出時の加工性の問題がないタ ィャト レッ ド用ゴム組成物並びに ( e ) 高弾性率で比較的厚いグー ジの加工性の良いァンダー ト レ ツ ドを配置した、 操縦安定性に優れ た空気入り タイヤに関する。
背景技術
タイヤの剛性を高めるために、 通常、 サイ ドウオールの内側にビ ー ド部からタイヤサイ ドウォールに沿って延びる高硬度補強ゴム ( ビー ドフイラ一) を配置している。 この従来の高硬度ゴム組成では 、 未加硫時の粘度が高いために押出加工時の温度上昇が大きく、 屡 、 焼けなどの問題を起こし、 その後の工程におけるタイヤ成形精度 を悪化させることがあった。
高硬度ゴムの良好な加工性及び高いスコーチ耐性などを改良する ために、 二重結合を有するゴム (具体的には、 天然ゴム (N R ) 、 スチレン一ブタジエン共重合体ゴム ( S B R ) 、 ポリ ブタジエンゴ ム (B R ) 等) に、 ガラス転移温度が一 6 0 °Cよ り低いポリブタジ ェンゴムの粒子 (具体的には、 トルエン膨潤指数が 1〜 5 0 のゴム ゲル) を配合する技術が提案されており (特開 2 0 0 1 — 3 5 4 8 0 7号公報) 、 これを配合することによってダイスゥヱルが低下す ることが開示されている。 しかしながら、 ポリブタジエンゴムゲル 粒子では、 本発明の目的に対しては不十分である。
また、 本発明の基礎と して、 特開 2 0 0 2— 6 0 4 3 7号公報に は、 新規な トルエン膨潤指数が 1 6〜 7 0である共役ジェン系ゴム ゲル並びにそのゴムゲルを硫黄で架橋し得るゴムに配合して、 良好 な機械特性を保持したまま、 優れた耐摩耗性、 低発熱性を示すゴム 組成物が得られることが開示されている。 しかしながら、 この先行 基礎発明には、 そのゴムゲルを特定量のカーボンブラック と共に、 ジェン系ゴムに配合してビー ドフィラーの高硬度補強層における押 出成形時の流動性及び寸法安定性を改良する技術を提示されておら ず、 更にそのゴムゲルを、 特定量のシス 1 , 4 _構造を 9 0重量0 /0 以上含むポリブタジエンゴムと共にジェン系ゴムに配合して、 ト レ ッ ド押出物の両端部における押出加工性及び寸法安定性を改良する 技術は提示されていない。
また、 国際公開第 0 2 0 0 0 7 7 9号パンフ レッ ト には、 架橋 ゴム粒子を配合した良好な加工性を有し、 転がり抵抗が小さく、 優 れた耐ゥエツ トスキッ'ド性及び良好な耐摩耗性や引張強度等を有す るゴム組成物が開示されている。 しかしながら、 この発明の架橋ゴ ム粒子が高重合転化率で得られているため、 トルエン不溶分が多く 、 十分な機械的特性が得られず、 屈曲疲労性が悪化し、 耐摩耗性の 改良が不十分であるという問題がある。 タイヤト レッ ドは、 通常押出成形によって作製されるが、 押出時 に ト レツ ド端部にひび割れが度々発生し、 その後工程におけるタイ ャ成形精度が悪化する問題点があった。 この押出加工性を改善する ために、 1, 2 _シンジオタクティ ックポリブタジエンなどの微結晶 を配合する技術が知られているが、 ト レツ ド端部やサイ ド部のよ う に大きな変形が加わる部分に使用する場合には、 耐久性が問題にな ることが多かった。
また、 特開平 1 0 -2 0 4 2 1 7号公報には、 S B Rゴムゲル ( トルエン膨潤指数 : 1〜 1 5 ) をジェン系ゴムに配合したゴム組成 物をタイヤト レツ ドに用いることが開示されている。 しかしながら 、 このゴム組成物に配合される S B Rゴムゲルは、 トルエン膨潤指 数が 1〜 1 5 と低い、 即ちゲル化度が高いもので、 本発明に使用す るものと異なり、 その配合目的も異なるものである。
更に、 特開 2 0 0 1— 1 3 9 7 2 9号公報には、 ゲル化ゴム ( ト ルェン膨潤指数 : 1 6〜 1 5 0 ) を配合したジェン系ゴム組成物を 、 ウエッ ト性能、 低転動抵抗性に優れたタイヤに用いることが開示 されている。 しかしながら、 この発明では、 このゲル化ゴムをシス 1, 4一構造を 9 0重量%以上含むポリ ブタジエンと併用すること 、 及び当該ゴム組成物を トレツ ドの両端部に配して使用することの 開示はない。
タイヤのゥエツ ト性能と低燃費性を両立させるために、 シリカ配 合ト レツ ドゴムが幅広く使われている。 一般に、 カーポンプラック に対するシリカ配合比率を大きくするほどその効果は大きい。 しか しながら、 シリカを多量配合した ト レッ ドゴムは、 ダイスゥエルが 大きいために、 押出時の加工性が問題となることがしばしばあつた 。 このタイャのゥェッ ト性能と低燃費性とを両立させるためにゲル 化ゴムを配合した先行技術がある。 このゲル化ゴム配合のゴム組成 物の性能は、 ゲルの硬さの指標である トルエン膨潤指数 (Q) によ つて左右される。 前述の特開平 1 0— 2 0 4 2 1 7号公報に開示さ れるように、 Qが 1 5以下の場合には、 ゴムゲルが十分に硬く、 ゴ ムと しての性質を殆ど失うためにフイラ一として配合することが可 能である。 しかしながら、 Qが 1 5以下のゴムゲルフイラ一は、 一 般に使用されているカーボンやシリカ等のゴム補強剤に比べて力学 特性が劣るために、 実用化のためには更なる添加剤が必要である ( 例えば特開 2 0 0 0— 7 2 9 2 0号公報、 特開 2 0 0 0— 7 2 9 2 1号公報、 特開 2 0 0 0— 8 6 8 2 5号公報、 特開 2 0 0 1 — 3 1 7 9 8号公報、 特開 2 0 0 1— 8 9 6 0 6号公報及び特開 2 0 0 1 - 1 8 7 8 4 1号公報参照) 。 このことは、 加工性やコス トなどの 新たな問題が生じるため、 未だ十分な技術であるとはいえない。 ま た、 特開平 1 0— 2 0 4 2 1 7号公報には、 シリカ配合ゴム組成物 のダイスゥエルを低下させ、 かつシリカフィラーの配合比率を大き くするとの関係で、 このゴムゲルを用いることの開示はない。
一方、 トルエン膨潤指数 (Q) が 1 6以上のゴムゲルは、 ゴムと しての性能を持ち、 特開 2 0 0 1 — 1 3 9 7 2 9号公報及び特開 2 0 0 1 - 3 5 4 8 0 7号公報などに見られるよ うに、 適度なガラス 転移温度 T gをもつゴムゲルを選択することによって比較的容易に タイャ性能を向上させることが可能であるが、 ゴムゲルがフイラ一 を取り込まないために、 多量にフィラーを配合すると混合時間が余 計にかかり、 生産性を悪化させてしまう。 従って、 単純にゴムゲル を配合するだけでは、 大幅な性能向上を期待することはできなかつ た。 また、 Qが 1 6以上のゴムゲルは、 ウエッ ト性能と低燃費性を 改良するが、 タイヤト レッ ド用として使用するには耐摩耗性が不十 分であるという問題があった。
更に、 特開 2 0 0 1 -1 3 9 7 2 9号公報には、 ゲル化ゴム (ト ルェン膨潤指数 : 1 6〜 1 5 0 ) を配合したジェン系ゴム組成物を 、 ウエッ ト性能、 転動性に優れたタイヤに用いることが開示されて いる。 しかしながら、 この先行発明にも、 シリカフィラーの配合比 率との関係でそのゴムを使用することの教示はない。
また、 前記国際公開第 0 2 / 0 0 0 7 7 9号パンフ レツ トに開示 の架橋ゴム粒子は、 トルエン不溶分が多く、 シリ カ フィラーの配合 率の高いゴム組成物では、 押出時の加工性の問題が十分解決された とは言えず、 またゥエ ツ ト性能と低燃費性のパランスの点で十分と は言えなかった。
制動性能の向上、 操縦安定性の向上及び低燃費化の目的で、 高弾 性率でかつ比較的厚ゲージのアンダート レツ ドを用いることが一般 的に行われている (例えば特開平 5— 1 7 8 0 1 1号公報、 特開平 9 - 1 7 6 3 8 4号公報、 特開平 9一 2 2 7 7 2 0号公報及び特開 平 9一 1 5 0 6 0 6号公報参照) 。 しかしながら、 高弾性率でゲー ジを厚くするとアンダート レッ ドの加工性において問題が生じる。 高弾性率にするためには、 一般的には例えば小粒径のカーボンブラ ックを多量配合することが行われている。 その結果、 未加硫時の粘 度が高く、 押出時の発熱が多くなるため、 押出加工中に焼けが発生 し易くなる。 また、 ゲージを厚くすると、 押出時の発熱が多くなる ため、 やはり焼け易く なる。 更に、 粘度が高いと押出ダイスゥエル も高くなり 、 押出物がシュ リ ンク し易くなる。
また、 特開 2 0 0 2— 6 0 4 3 7号公報には、 トルエン膨潤指数 が 1 6〜 7 0である共役ジェン系ゴムゲル並びにそのゴムゲルを硫 黄で架橋し得るゴムに配合して、 良好な機械特性を保持したまま、 優れた耐摩耗性、 低発熱性を示すゴム組成物が得られることが開示 されているが、 高硬度補強ゴムの押出成形時の流動性及び寸法安定 性、 トレツ ド両端部のゴムやアンダー トレツ ドの押出加工性を改良 する技術は開示されていない。 発明の開示
本発明の第 1の態様は、 ビー ト部からタイヤサイ ドウオールに沿 つて延びる高硬度補強層における高硬度補強ゴムの十分な硬度と屈 曲疲労性を保ったままで、 押出成形時の流動性及び寸法安定性を大 巾に改良した空気入り タイヤ及びそれに用いるゴム組成物を提供す ることを目的とする。
本発明の第 2の態様は、 空気入り タイヤに備えられる ト レッ ドの 両端部における屈曲疲労性を維持しつつ、 その押出加工性及び押出 寸法安定性を改良した空気入り タイヤ及びそれに用いるゴム組成物 を提供することを目的とする。
本発明の第 3の態様は、 特定のゴムゲルを選択配合することによ つて、 ウエッ ト性能が高く、 また、 ウエッ ト性能を高く維持したま ま耐摩耗性をも向上させたタイャト レツ ド用ゴム組成物及びそれを 用いた空気入りタイャを提供することを目的とする。
本発明の第 4 の態様は、 シリ カ配合ト レッ ドゴムにおけるシリ カ フィラーの配合比率を高めても押出時の加工性が良好であり、 かつ その優れたゥヱツ ト性能や低燃費性も維持されるタイヤト レツ ド用 ゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤを提供することを目的 とする。
本発明の第 5の態様は、 前述の従来技術の問題点を排除して、 高 弾性率で加工性に優れたアンダート レツ ドを、 比較的厚いゲージに て配置することによ り、 操縦安定性に優れた空気入り タイヤ及びそ れに用いるゴム組成物を提供することを目的とする。
本発明の第 1 の態様によれば、 天然ゴム 3 0〜 8 5重量部、 任意 的な芳香族ビニルー共役ジェン共重合体ゴム 0〜 6 5重量部及びト ルェン膨潤指数が 1 6〜 7 0である共役ジェン系ゴムゲル 4 0〜 5 重量部を含むゴム組成物 1 0 0重量部並びにカーボンブラック 6 0 〜 1 2 0重量部を含んでなるゴム組成物並びにそれをビード部から タイヤサイ ドウオールに沿って延びる高硬度補強層に用いた空気入 りタイャが提供きれる。
本発明の第 2の態様によれば、 天然ゴム 1 0〜 6 0重量部、 シス 1 , 4一構造を 9 0重量%以上含むポリブタジエンゴム 2 0〜 7 5 重量部及びトルェン膨潤指数が 1 6〜 7 0の共役ジェン系ゴムゲル 4 0〜 5重量部を含む (但し、 合計ゴム量 1 0 0重量部) ゴム組成 物並びにそれをタイヤト レツ ド押出物の両端部に配した空気入りタ ィャが提供される。
本発明の第 3の態様によれば、 芳香族ビニルー共役ジェン共重合 体ゴム (A) 2 0〜 9 5重量部、 トルエン膨潤指数が 1 6〜 7 0で ある共役ジェン系ゴムゲル (B) 5〜 5 0重量部及びその他の任意 的なジェン系ゴム (C) 0〜 5 0重量部を含み (但し、 合計ゴム量 1 0 0重量部) 、 共重合体ゴム (A) のガラス転移温度 T g Aがー 4 0 °C〜一 5 °Cであり、 かつ T g Aと共役ジェン系のゴムゲル (B ) のガラス転移温度 T g Bが、 以下の式 ( 1 ) :
T g. A- 1 0 < T g B < T g A+ l 0 ( 1 ) を満たすタイヤト レッ ド用ゴム組成物が提供される。
本発明の第 3の態様によれば、 また、 前記共役ジェン系ゴムゲル が上記諸条件を満足した上で、 更にムーニー粘度 : ML1 + 4 ( 1 0 0 °C) が 9 0〜 1 4 0であるものを配合したタイヤト レツ ド用ゴム 組成物が提供される。
本発明の第 4の態様によれば、 芳香族ビニルー共役ジェン共重合 体を主体とする硫黄加硫可能なゴム 5 0〜 9 5重量部及びトルェン 膨潤指数 Qが 1 6〜 7 0である共役ジェン系ゴムゲル 5〜 5 0重量 部 (伹し、 合計ゴム量 1 0 0重量部) 並びにシリカ 1 0〜 1 5 0重 量部を含み、 下記式 ( 2 ) 及び ( 3 ) :
F = (R + S ) / (R + T + A) " ( 2 )
0. 6 < F≤ 0. 9 ( 3 )
(式中、 F : フ レキシブル ' セグメ ン ト · フラク ショ ン、 R : ゴム 配合量、 S : シリ カ配合量、 T : シリ カを含む全フィ'ラー量、 A : ァセ トン抽出量である。 )
の関係を満たすタイヤ トレツ ド用ゴム組成物が提供される。
本発明の第 5の態様に従えば、 天然ゴム及び Z又はポリイ ソプレ ンゴム 5 0重量%以上並びに トルェン膨潤指数が 1 6〜 7 0の共役 ジェン系ゴムゲル 5〜 3 0重量0 /。を含む (但し、 合計ゴム量 1 0 0 重量0 /。) ゴム組成物を厚さ 1. 5 mm〜 6 mmのアンダー ト レッ ドと し て用いた空気入り タイャが提供される。 この本発明の第 5の態様に よれば、 加工性を改善しつつ、 高弾性率なアンダート レッ ドを比較 的厚いゲージで配置して、 操縦安定性に優れた空気入りタイヤを得 ることができる。 発明を実施するための最良の形態
本明細書及び請求の範囲の記載において、 単数形は前後の記載か ら単数形であることが明確でない限り、 複数形も含むものとする。 本発明の第 1の態様〜第 5の態様で使用する共役ジェン系ゴムゲ ルと しては、 トルェン膨潤指数が 1 6〜 7 0、 好ましくは 2 0〜 7 0の共役ジェン系ゴムゲルを配合することによ り、 押出加工時のダ イスゥエルが向上 (減少) し、 押出時の温度上昇が抑制され、 寸法 安定性が向上する。 この トルエン膨潤指数が 1 6未満では、 屈曲疲 労性が低下し好ましくない。 トルエン膨潤指数が 7 0を超えると加 ェ性改良効果が不充分である。 このゴムゲルは、 架橋点を多く持つ た微粒子で、 他のゴムとの絡み合いを持たないために押出時の流動 性がよく、 その結果、 押出時の寸法安定性が向上する。 また、 これ は、 通常のジェン系ゴムと同一組成であるために、 他のゴムと共架 橋し、 物性の低下が少ないという特徴を有する。
本発明の第 1 の態様及び第 2の態様で使用する トルエン膨潤指数 が 1 6 〜 7 0である前記共役ジェン系ゴムゲルは、 共役ジェン単量 体単位 7 5 〜 9 9重量%及び芳香族ビュル単量体単位 2 5 〜 1重量 %からなるものが好ましく用いられ、 更に、 共役ジェン単量体単位 7 5 〜 9 8 . 9 5重量%及び芳香族ビニル単量体単位 2 5 〜 1重量 %、 多官能単量体単位 0 . 0 5 〜 1 . 5重量%及びその他の任意的な ェチレン性不飽和単量体単位 0 〜 2 0重量%からなるものがよ り好 ましく用いられる。
前記共役ジェン単量体単位を構成するために用いられる単量体と しては、 例えば 1 , 3 —ブタジエン、 2—メチルー 1 , 3 —ブタジェ ン、 1 , 3 —ペンタジェン、 2 _ク ロ 口 一 1 , 3 —ブタ ジエン等が挙 げられる。 これらの中では 1 , 3 —ブタジエン、 2 —メ チル一 1 , 3 —ブタジエンが好ましく、 1 , 3—ブタジエンが最も好ましい。 前 記単量体単位が 7 5重量%未満であると低発熱性が悪化し、 9 9重 量%を超えると押出成型性の改善が不十分であるので好ましく ない 前記芳香族ビニル単量体単位を構成するために用いられる単量体 と しては、 例えばスチレン、 0—メ チルスチレン、 m—メチルスチ レン、 p —メ チノレスチレン、 2 , 4ージメチノレスチレン、 0—ェチノレ スチレン、 m—ェチノレスチレン、 p —ェチノレスチレン、 p _ t —ブ チノレスチレン、 α —メ チノレスチレン、 ひーメ チノレ一 ρ —メ チノレスチ レン、 0—ク ロノレスチレン、 ρ —ク ロノレスチレン、 m—ク ロノレスチ レン、 p —ブロモスチレン、 2 —メ チノレ _ 4, 6 —ジク ロノレスチレ ン、 2, 4 —ジブ口モスチレン、 ビニルナフタ レン等が挙げられ、 これらの中ではスチレンが好ましい。 前記単量体単位が 1重量%未 満であると押出成型性の改善が不十分であり、 2 5重量%を超える と低発熱性が悪化するおそれがあるので好ましくない。
前記多官能性単量体単位を構成するために用いられる単量体とし ては、 ゲル構造を効率よく形成するために用いられ、 少なく とも 2 個、 好ましく は 2〜 4個の共役ジェン単量体と共重合しうる炭素一 炭素二重結合をもつ化合物が用いるのが望ましい。 例えばジイソプ ロぺニゾレベンゼン、 ジビニノレベンゼン、 ト リ イ ソプロぺニノレべンゼ ン、 ト リ ビュルベンゼンなどの多価ビニル化合物 ; ァク リ ル酸ビニ ル、 メ タク リ ル酸ビュル、 メ タ ク リ ル酸ァ リ ルなどのひ, ]3 —ェチ レン性不飽和カルボン酸の不飽和エステル化合物 ; フタル酸ジァリ ル、 シァヌル酸ト リ ア リ ル、 イ ソシァヌル酸ト リ ア リ ル、 ト リ メ リ ッ ト酸ト リアリル等の多価カルボン酸の不飽和エステル化合物 ; ェ チレングリ コールジァク リ レー ト、 エチレングリ コーノレジメ タク リ レー ト、 プロ ピレングリ コールジメ タ ク リ レー トなどの多価アルコ ールの不飽和エステル化合物 ; 1 , 2 —ポリ ブタ ジエン、 ジビニル エーテノレ、 ジビニノレスノレホン、 N,N ,— m—フエ二ノレマレイ ミ ド 等が挙げられる。 これらは単独又は任意の混合物と して使用するこ とができる。 なかでも、 ジビニルベンゼンが好ましい。 ジビュルべ ンゼンには、 オルト体、 メタ体及びパラ体があるが、 単独で使用し ても、 これらの任意の混合物と して使用してもよい。 前記多官能性 単量体単位の使用は任意であるが、 1 6〜 7 0の トルエン膨潤指数 を有し、 所望の機械的特性、 耐摩耗性及び低発熱性を発揮するゴム 架橋物を得るには 0 . 1〜 1 . 5重量%の配合が好ましい。
前記他のェチレン性不飽和単量体単位を構成するために用いられ る単量体と しては、 例えば α, ]3—ェチレン性不飽和カルボン酸ェ ステル単量体、 ひ, —エチレン性不飽和二 ト リ ル単量体、 α, 3 — ェチレン性不飽和カルボン酸単量体、 α, /3—ェチレン性不飽和力 ルボン酸アミ ド単量体及びォレフィ ン単量体等が挙げられる。 この 任意成分の他のェチレン性不飽和単量体単位が 2 0重量%を超える と、 機械的特性、 耐摩耗性及び低発熱性を併せ有するゴム架橋物が 得られないので、 好ましくない。
本発明の第 1の態様〜第 5の態様で用いる共役ジェン系ゴムゲル における トルエン膨潤指数は、 ゲルの トルエン膨潤時の重量と乾燥 時の重量から、 (ゲルの トルエン膨潤時の重量) Ζ (乾燥時の重量 ) と して計算して得られるものである。 具体的には、 以下のように して測定する。 即ち、 共役ジェン系ゴムゲル 2 5 0 m gを トルエン 2 5 m L中で 2 4時間振とう して膨潤させる。 膨潤したゲルを遠心 分離機によ り、 4 0 0, 0 0 0 m Z s e c2以上の遠心力がかかる条件 で遠心分離し、 膨潤したゲルを湿潤状態で秤量し、 次いで 7 0でで 恒量になるまで乾燥し、 乾燥後のゲルを再秤量する。 これらの秤量 値から、 (湿潤状態でのゲル重量) / (乾燥後のゲル重量) で計算 して トルエン膨潤指数を求める。
本発明の第 1の態様〜第 5の態様で使用する共役ジェン系ゴムゲ ルと しては、 好ましく は、 トルエン不溶分が 1 0重量%以上 8 0重 量0 /o未満、 よ り好ましくは 2 0〜 7 0重量%である。 トルエン不溶 分が 1 0重量%未満では、 ゴムゲルを配合した効果が十分に発揮さ れないので好ましくない。 トルェン不溶分が 8 0重量%以上では混 練加工性や機械的特性が低下するので好ましくない。 共役ジェン系 ゴムゲルにおける トルエン不溶分は、 # 1 0 0メ ッシユカゴ (W g ) にゴムゲル 0 . 5 g ( W o ) を 1 m m角程度に裁断して入れ、 ト ルェン中に室温 ( 2 5 °C ) で 2 4時間保管し、 引き上げる。 次いで 真空乾燥して乾燥後の重量 (W ) を秤量する。 これらの秤量値から 、 トルエン不溶分- ( W - W g ) / W o X 1 0 0 ( % ) を求める。 本発明の第 1の態様〜第 5の態様で使用する共役ジェン系ゴムゲ ルの製造方法は、 特に限定されるものではなく、 ( 1 ) 架橋性単量 体を用いて乳化重合によ り直接重合する、 ( 2 ) 乳化重合反応を高 転化率、 例えば、 転化率 9 ◦重量%程度以上まで継続することによ り ラテックス粒子中でゲル構造を生成させる、 ( 3 ) 乳化重合で製 造されたゲル構造をもたないジェン系ゴムラテツクス粒子を架橋作 用を有する化合物で後架橋させる、 ( 4 ) 溶液重合で得られたゴム 重合体の有機溶剤溶液を水中で乳化剤の存在下に乳化し、 得られた 乳化物を、 有機溶剤を除去する前又は除去した後に、 架橋作用を有 する化合物で後架橋させるなどの方法によって製造できるが、 前記 ( 1 ) の架橋性単位体を用いて乳化重合によ り直接製造する方法が 好ましく、 その場合、 重合温度は 0〜 6 0 °C、 好ましくは 5〜 4 0 °C、 更に好ましく は 1 0〜 3 0 °Cである。 過度に温度が高いと架橋 の制御が難しくなり、 低いと生産性が落ちる。 重合転化率は、 通常 1 0〜 9 0 %で、 好ましく は 5 0〜 8 0 %、 更に好ましくは 6 0〜 7 5 %である。 過度に低いと所定の トルェン膨潤指数をもつたゴム ゲルが得られず、 過度に高いと架橋が進み、 所望の膨潤指数が得ら れないため、 機械的特性が悪化するので好ましくない。
本発明の第 1の態様では、 ビード部からタイヤサイ ドウォールに 沿って延びる高硬度補強層と して、 所定のジェン系ゴムに、 トルェ ン膨潤指数が 1 6〜 7 0である共役ジェン系ゴムゲルの特定量と力 一ボンブラックの特定量とを組み合わせ配合すると、 前記高硬度補 強ゴムの十分な硬度と屈曲疲労性を保ったままで、 押出成形時の流 動性及び寸法安定性が大巾に向上することを見出したものである。 本発明の第 1の態様における高硬度補強層のゴムが十分な硬度を 有するためには、 天然ゴム 3 0〜 8 5重量部と芳香族ビュル一ジェ ン共重合体ゴム 0〜 6 5重量部のブレンドゴムに前述の共役ジェン 系ゴムゲルを 4 0〜 5重量部添加して得たゴム 1 0 0重量部に、 更 にカーボンブラックを 6 0〜 1 2 0重量部配合したゴム組成物とす ることが好ましく、 特に、 タイヤの発熱や転がり抵抗を悪化させな いためには、 芳香族ビュル単量体単位を 2 5〜 1重量。/。含む共役ジ ェン系ゴムゲルを使用することが好ましい。 前記高硬度補強ゴムの 硬度は、 7 0〜 9 9が好ましく、 更に好ましくは 7 2〜 9 7である 。 硬度が 7 0未満では捕強性が不十分であり、 9 9を超えるとゴム と しての柔軟性が失われ耐久性が悪化する。 なお、 この硬度は J I S K 6 2 5 3タイプ Aデュロメータ硬さ ( I S O 4 8 : 1 9 9 4 ) に準拠して測定した値をいう。
本発明の第 1 の態様に係る高硬度補強層のゴム組成物には、 前記 所定量の トルェン膨潤指数が 1 6〜 7 0の共役ジェン系ゴムゲルと 共に 6 0〜 1 '2 0重量部のカーボンブラックを配合することが必要 である。 このカーボンブラック と しては、 窒素吸着比表面積 (N2 S A) (注 : A S TM D 3 0 3 7 ( I S O 4 6 5 2 : 1 9 8 1 ) に準拠して測定) が 1 5〜: L 5 5 m2/ g、 好ましくは 2 0〜 1 5 0 m2/ gで、 D B P吸着量 (注 : J I S K 6 2 2 1 ( I S O
4 6 5 6 - 1 : 1 9 9 1 ) に準拠して測定) が 5 0〜: 1 5 0 m L Zl O O g、 好ましく は e O l O m LZ l O O gであるカーボ ンブラックを使用することが、 タイヤビー ド部からサイ ドウオール に沿って延びる高硬度補強ゴムを得る上で好ましい。
本発明の第 2の態様では、 特に、 前記ジェン系ゴムゲルは、 シス 1 , 4—構造を 9 0重量%以上含むポリブタジエンゴムとの併用効 果が大きく、 単にこのポリブタジエンゴム 2 0〜 7 5重量部の単独 配合では、 屈曲疲労性は向上するも押出加工性が低下するのに対し て、 それに前記ゴムゲルを配合する と、 屈曲疲労性を維持しつつ押 出加工性を向上させることが可能となる。
本発明の第 2の態様では、 シス 1, 4—構造を 9 0重量%以上含 むポリブタジエンゴム 2 0〜7 5重量部と トルェン膨潤指数が 1 6 〜 7 0の共役ジェン系ゴムゲル 4 0〜 5重量部と (但し、 合計ゴム 量は 1 0 0重量部) を配合したゴム組成物を ト レツ ドの両端部に配 すると、 押出加工時に押出端部のひび割れ、 いわゆるエッジ切れを 抑制し、 かつ ト レッ ド押出物の寸法安定性を高めてタイヤの成形精 度を高めることを見出したものである。
タイヤショルダー部は、 タイ ヤの転動によ り屈曲疲労を受ける。 本発明の空気入り タイヤでは、 トレツ ドの両端部に十分な耐疲労性 を備えさせるために、 天然ゴム 1 0〜 6 0重量部とシス 1, 4一構 造を 9 0重量0/。以上含むポリブタジエンゴム 2 0〜7 5重量部のブ レン ドゴムに トルェン膨潤指数が 1 6〜 7 0 の共役ジェン系ゴムゲ ル 4 0〜 5重量部 (但し、 合計ゴム量は 1 0 0重量部) を配合した ゴム組成物を配することが好ましく、 また、 タイ ヤの発熱や転がり 抵抗を悪化させないためには、 当該ゲルゴムに含まれる芳香族ビニ ル単量体単位は 2 5〜 1重量%とすることが好ましい。
本発明の第 3の態様によると、 トルェン膨潤指数 Qが 1 6〜 7 0 であるゴムゲルを、 芳香族ビニル単量体単位を有するジェン系共重 合体ゴムに配合したゴム組成物では、 前記ゴムゲルがフイラ一を取 り込まない柔らかいゴム相として存在するために、 路面凹 ώへの追 随性を向上させ、 結果と して摩擦力が向上することがわかった。 ま た、 そのベースゴムとゴムゲノレとの配合において、 ベースゴムの Τ gがゴムゲルの T gに対して土 1 0 °cの範囲にある場合に、 比較的 少ないゴムゲルの配合量でも相乗的に効果を発揮するこ とができ、 その結果高いゥエツ ト性能が達成できることを見出した。
一方、 上記ベースゴムへのゴムゲルの配合は、 これらゴム同士の 結合力が弱い (共架橋し難い) ことが原因で、 耐摩耗性を悪化させ る傾向にある。 そこで、 更に鋭意研究の結果、 耐摩耗性は、 ゴムゲ ルのム一二一粘度に依存しており、 ゴムゲルのムーニー粘度 : ML 1 + 4 ( 1 0 0 °C) (注 : J I S K 6 3 0 0 ( I S O 2 8 9 : 1 9 8 5 ) に準拠して測定) が 9 0以上であればベースゴム との結合 力が十分に得られ、 耐摩耗性が悪化しないことを見出した。 しかし 、 前記ムーニー粘度が 1 4 0を超え と、 ゴム との加工性が悪化す るために好ましくない。
本発明の第 3の態様では、 芳香族ビニル共重合体一共役ジェンゴ ム (A) 2 0〜 9 5重量部、 好ましくは 5 0〜 9 0重量部、 トルェ ン膨潤指数が 1 6〜 7 0、 好ましく は 2 5〜 5 0、 更に好ましく は 3 0〜 5 0である共役ジェン系ゴムゲル ( B ) 5〜 5 0重量部、 好 ましくは 1 0〜 5 0重量部及びその他の任意的なジェン系ゴム (C ) 0〜 5 0重量部、 好ましくは 0〜 4 0重量部を含み、 共重合体ゴ ム (A) のガラス転移温度 T g Aが一 4 0 °C 5 °C、 好ましく は
— 4 0 °C〜一 1 5 °Cであり、 かつ T g Aと共役ジェン系のゴムゲル (B) のガラス転移温度 T g Bが、 前記関係式 ( 1 ) を満たすタイ ャトレツ ド用ゴム組成物が提供され、 前記共役ジェン系ゴムゲルが 上記諸条件を満足した上で、 更にムーニー粘度 : ML1 + 4 ( 1 0 0 °C) (注 : J I S K 6 3 0 0に準拠して測定) が 9 0〜 : L 4 0 ( 更に好ましくは 9 5〜 1 3 5 ) であるのが好ましい。
前記共重合体ゴム (A) の T g Aが一 4 0 °Cよ り低いとウエッ ト 性能に劣るおそれがあるので好ましくなく、 逆に一 5 °Cよ り高いと 耐摩耗性及び低発熱性に劣るおそれがあるので好ましく ない。 また 本発明では前記共役ジェン系ゴムゲル (B) の T g Bが T g A± l 0 °C (好ましく は T g A ± 8 °C ) の範囲内になければならず、 T g Bがこの温度範囲以下ではゥェッ ト性能に劣るおそれがあるので好 ましくなく、 逆にこの温度範囲以上では耐摩耗性及び低発熱性に劣 るおそれがあるので好ましくない。 なお、 上記ガラス転移温度 T g は A S T M D 3 4 1 7に準拠して測定した値である。
本発明の第 3の態様で使用される トルェン膨潤指数 Qが 1 6〜 7 0である共役ジェン系ゴムゲルは、 共役ジェン単量体単位 4 8 . 9 〜 9 8 . 9重量%、 芳香族ビニル単量体単位 5 0〜 1重量%及び多 官能性単量体単位 0 . 1 〜 1 . 5重量%からなるものであることが好 ましく、 合計ゴム量 1 0 0重量部当り 5〜 5 0重量部の配合量で用 いられる。 この配合量が 5重量部未満ではウエッ ト性能向上効果が 不十分のため好ましくなく、 逆に 5 0重量部を超えると混合時間が 余計にかかるため好ましくない。 .
前記共役ジェン単量体単位は、 前述の通りであるが、 その単量体 単位が 4 8 . 9重量%未満であると耐摩耗性が悪化し、 9 8 . 9重量 %を超えるとウエッ ト性能向上効果が不十分となる。 一方、 前記芳 香族ビニル単量体単位も、 前述の通りであるが、 その単量体単位が
5 0重量%を超えるとゴム架橋物の耐摩耗性が劣り、 1重量%未満 であるとゥエツ ト性能向上効果が不十分となる。
前記多官能性単量体単位も、 前述の通りであり、 この多官能性単 量体単位の使用は任意であり 、 1 6〜 7 0 の トルエン膨潤指数を有 し、 所望の機械的特性、 耐摩耗性及び低発熱性を発揮するゴム架橋 物を得るには 0 . 1〜 1 . 5重量%の配合が好ましい。
本発明の第 3の態様で使用される芳香族ビニルー共役ジェン共重 合体ゴムと しては、 例えばスチレン—ブタジエン共重合体ゴム ( S
B R ) 、 スチレン一イソプレンーブタジェン共重合体ゴム ( S I B R ) 及びスチレン一ブタジエンーァク リ ロニ ト リル共重合体ゴム ( S N B R ) などが挙げられる。 前記共重合体ゴムは、 2 0〜 9 5重 量部、 よ り好ましく は 2 5〜 9 5重量部で配合される。 2 0重量部 未満では生産性、 耐摩耗性が不十分のため好ましく なく、 9 5重量 部を超えるとゥ ッ ト性能向上効果が不十分のため好ましくない。 本発明の第 3の態様で使用される任意的な他のジェン系ゴムと し ては、 例えば天然ゴム (NR) 、 ポリイ ソプレンゴム ( I R) 、 各 種ブタジエンゴム (B R) 、 アク リ ロニト リル一ブタジエン共重合 体ゴム ( N B R ) 及びブチルゴム ( I I R ) などが挙げられる。 当 該ゴム成分は必ずしも配合されることを要しないが、 この配合量が 5 0重量部を超えると、 タイヤトレツ ド用ゴム組成物のゥヱッ ト性 能向上効果が不十分となるので好ましくない。
本発明の第 3の態様のタイヤ ト レツ ド用ゴム組成物には、 更に、 ゴム成分 1 0 0重量部に対して、 窒素吸着比表面積 : N2 S Aが 7 0〜3 5 0 m2/ gのカーボンブラック 1 0〜 1 5 0重量部及びシ リカ 0〜 1 5 0重量部が更に含まれていることが、 ウエッ ト性能及 び耐摩耗性を向上させる点で好ましい。
本発明の第 4の態様では、 シリカ自体は、 ゴムの柔軟性を損なう ことなく ゴムを補強することがわかった。 従って、 シリカを含んだ ゴムのセグメ ントは、 しなやかに路面の凹凸に追従し、 かつ、 路面 から受ける剪断歪に対しても高い抵抗力を発揮し、 濡れ面 · 乾燥面 において優れた摩擦力を発揮する。 一方、 一般的にゴムに配合され るカーボンブラック等は、 ゴムと強固に結合してフィラーのネッ ト ワークを形成するために補強性には優れるものの、 ゴムの柔軟性を 損なう ことがわかった。 このような観点から、 ゴム及びシリカ量の ゴム、 シリカを含む全フイラ一及びアセ ト ン抽出量の合計量に対す る分率をフレキシブル . セグメ ント · フラクショ ン Fと定義したと ころ、 それが 0. 6 < F≤ 0. 9のときに高い摩擦力を発揮すること を見出した。
しかし、 単に 0. 6 く F≤ 0. 9を満たすゴム組成物では、 ダイス ゥエルが大きく、 押出加工性が悪いが、 そこにトルエン膨潤指数 Q iが 1 6〜 7 0であるゴムゲルを所定量配合すると、 ダイスゥエル が低下し、 また、 ゴムゲルは、 フィ ラーを取り込まないためにゴム 中で常に柔軟なゴム相と して存在し、 相乗的に摩擦力が向上してタ ィャトレッ ドに好適に用いることができることを見出した。
本発明の第 4の態様で使用する トルエン膨潤指数が 1 6〜 7 0で ある共役ジェン系ゴムゲルと しては、 共役ジェン単量体単位 4 8. 9〜 9 8. 9重量%、 芳香族ビニル単量体単位 5 0〜 1重量%、 及 び多官能性単量体単位 0. 1〜 1. 5重量%からなるゴムゲルを用い ることが好ましく、 これは、 5〜 5 0重量部の配合量で用いられる 。 配合量が 5重量部未満では、 ダイスゥエル改善効果が不十分であ るので好ましくなく、 逆に 5 0重量部を超えると、 混合時間が余計 にかかるので好ましくない。
前記共役ジェン単量体単位は、 前述の通りであり、 その単量体単 位が 4 8. 9重量%未満であると耐摩耗性が悪化し、 9 8. 9重量% を超えると加工性及び摩擦力改良効果が不十分である。 前記芳香族 ビニル単量体単位も、 前述の通りであるが、 その単量体単位が 5 0 重量%を超えるとゴム架橋物の耐摩耗性が劣り、 1重量0/。未満であ ると加工性及び摩擦力改良効果が不十分である。
前記多官能性単量体単位と しても前述の通りであり、 多官能性単 量体単位の使用は、 所望の機械的特性、 耐摩耗性及び低発熱性を発 揮するゴム架橋物を得るためには、 0. 1〜 1. 5重量%の配合が好 ま しい。
本発明の第 4の態様で使用される共役ジェンと芳香族ビエルと の 共重合体を主体とする硫黄加硫可能なゴム と しては、 例えば、 スチ レン一ブタジエン共重合体ゴム ( S B R) 、 スチレン一イ ソプレン 一ブタジエン共重合体ゴム ( S I B R) 及びスチレン一ブタジエン —アク リ ロニ ト リ ル共重合体ゴム ( S N B R) などが挙げられる。 前述の硫黄加硫可能なゴムは、 5 0〜 9 5重量部、 よ り好ましく は 5 5〜 9 0重量部で配合される。 5 0重量部未満では混合時間が余 計にかかるため好ましくなく、 9 5重量部を超えるとダイスゥエル 改善効果が不十分であるため好ましくない。
本発明の第 4の態様のタイャトレツ ド用ゴム組成物には、 ゴム成 分 1 0 0重量部に対して 1 0〜 1 5 0重量部のシリカフィラーに加 えて、 更に、 窒素吸着比表面積 (N2 S A) が 7 0〜 3 5 0 m2/ g のカーボンブラックフィラー 1〜 8 0重量部が含まれていることが 、 ゥエツ ト性能及び耐摩耗性等を向上させる点で好ましい。
本発明の第 5の態様では、 アンダート レッ ド用ゴム組成物に特定 のゴムゲルを配合することによ り、 未加硫時の粘度が低減し、 更に 押出発熱性が低減し、 そして押出シユリ ンクが低減することを見出 し、 本発明に至った。 これは我々の目的とするアンダート レッ ドの 加工性改善に最適であり、 しかも、 弾性率を上げる方向の物性が得 られるので理想的である。
本発明の第 5の態様の空気入りタイャのアンダート レッ ド用と し て使用する ゴム組成物は、 ゴム成分と して、 ( i ) 天然ゴム (NR ) 及び Z又はポリイ ソプレンゴム ( I R) をゴム分全体の 5 0重量 %以上、 好ましく は 5 0〜 8 0重量%、 ( i i ) その他の任意的な ジェン系ゴム、 例えば各種ポリブタジエン (B R) 、 各種スチレン ブタジエン共重合体ゴム ( S B R) をゴム全体の 0〜 4 5重量0 /0並 びに ( i i i ) 共役ジェン系ゴムゲルをゴム全体の 5〜 3 0重量0 /o 、 好ましく は 1 0〜 2 0重量%を使用する。 NR及び/又は I の 配合量が少な過ぎるとタックが低下するので好ましくない。 共役ジ ェン系ゴムゲルの量が少な過ぎると加工性改良効果が十分に発現し ないので好ましくなく、 逆に多過ぎると加硫物の伸びの低下等が発 生するので好ましくない。
本発明の第 5の態様において使用する共役ジェン系ゴムゲルは、 トルェン膨潤指数が 1 6 〜 7 0、 好ましく は 2 0 〜 6 5、 よ り好ま しく は 2 0 〜 4 0のものである。 共役ジェン系ゴムゲルの トルェン 膨潤指数が小さいと、 補強剤を配合したゴム組成物のムーニー粘度 が上昇して加工性が低下したり、 加硫物の伸びが低下したりする。 また、 逆にこの指数が大きいと、 加硫物の伸びが低下する。
本発明の第 5の態様で使用される共役ジェン系ゴムゲルは、 共役 ジェン単量体単位 4 8 . 5 〜 9 9重量%、 芳香族ビニル単量体単位 5 0 〜 1重量%及び多官能性単量体単位 0 〜 1 . 5重量%からなる ものが好ましく用いられる。
前記共役ジェン単量体単位は前述の通りであり、 その単量体単位 が 4 8 . 5重量%未満であると低発熱性が悪化し、 9 9重量%を超 えると押出加工性改善効果が不十分となる。 前記芳香族ビニル単量 体単位も前述の通りであり、 その単量体単位が 5 ◦重量%を超える と低発熱性が悪化し、 1重量%未満であると押出加工性改善効果が 不十分となる。
本発明の第 5の態様で使用する共役ジェン系ゴムゲルにおいては 、 ゲル構造を効率よく形成させるために、 架橋作用を有する多官能 性単量体を用いることが好ましい。 そのような多官能性単量体も前 述の通りであり、 少なく とも 2個の、 好ましくは 2 〜 4個の共役ジ ェン単量体と共重合し得る炭素一炭素 2重結合を有する化合物であ る。
これらの架橋作用を有する多官能性単量体は、 主に重合反応時に 共役ジェン系ゴム粒子内でゲル構造を生成させ、 共役ジェン系ゴム ゲルの トルエン膨潤指数を適宜調製するために任意的に使用するも のであり、 通常、 全単量体に対して 1 . 5重量%程度以下で、 好ま しく は 0 . 1 〜 1重量%、 よ り好ましく は 0 . 1 〜 0 . 5重量0 /0、 特に好ましく は 0 . 2〜 0 . 4重量%使用される。
本発明の第 5の態様において使用する共役ジェン系ゴムゲルは、 上述したように共役ジェン単量体単位を構成する単量体と して 1 , 3—ブタジエンを、 芳香族ビニル単量体単位を構成する単量体と し てスチレンを使用したスチレン一ブタジエン共重合体ゴムゲルが好 ましい。 当該スチレン含量は 5〜 3 0重量%であるのが、 押出加工 性向上のために好ましく、 よ り好ましくは 5 〜 2 5重量%、 更に好 ましく は 5〜 2 0重量%である。
本発明の第 5の態様に係るアンダー トレツ ド用ゴム組成物は動的 弾性率 E ' が 6 MPa 以上であるのが操縦安定性向上のため好ましく 、 7 MPa 以上であるのが更に好ましい。 なお、 この動的弾性率 E, は I S O 6 7 2 1 - 4 : 1 9 9 4に準拠して測定した値をいう。 本発明の第 1の態様〜第 5の態様に係るゴム組成物には、 更に、 必要な補強充填剤、 加硫又は架橋剤、 加硫又は架橋促進剤、 各種ォ ィル、 老化防止剤、 充填剤、 軟化剤、 可塑剤等のタイヤ用に配合さ れる各種添加剤を配合することができ、 これら添加剤の配合量も、 本発明の目的に反しない限り、 一般的な量とすることができる。 実施例
以下、 実施例及び比較例によって本発明を更に説明するが、 本発 明の範囲をこれらの実施例に限定するものでないことは言うまでも ない。
実施例 I 一 1 〜 I — 4及び比較例 I 一 1 〜 : [ 一 4
共役ジェン系ゴムゲルの製造
耐圧反応容器中に、 水 1 8 0重量部、 乳化剤と して不均一口ジン 酸カ リ ゥム及び脂肪酸ナト リ ウムを合計で 4重量部、 塩化力 リ ウム 0 . 1重量部、 以下の表 I 一 1 に示す各単量体及び連鎖移動剤 (タ ーシャリー ドテシルメルカブタン) を仕込み、 攪拌しながら内温を
1 2 °Cとした後、 ラジカル重合開始剤と してタメ ンハイ ド口パーォ キサイ ド 0 . 1重量部、 ソジゥム · ホルムアルデヒ ド ' スルホキシ レート 0 . 1 5重量部及び硫酸第二鉄 0 . 0 4重量部を添加して重 合反応を開始した。 重合転化率がおよそ 5 0 %の時に、 追加連鎖移 動剤を表 I 一 1 のとおり添加した。 重合転化率が約 7 0 %になるま で 1 2 °Cで反応を継続した後、 ジェチルヒ ドキシルァミ ン 0 . 1重 量部を添加して重合反応を開始した。 次いで、 加温し、 減圧下で約 7 0 °Cにて水蒸気蒸留によ り残存単量体を回収した後、 生成共重合 体 1 0 0重量部に対して、 乳化剤で乳化した 0 . 1重量部相当の老 化防止剤 (チパ · スペシャルティ ' ケミカルズ製 I R G A N O X 1 5 2 0 L ) を添加した。 次いで、 得られたラテックスを塩化ナ ト リ ゥムノ硫酸溶液中に加え凝固した。 生成したクラムを取り出し、 十分に水洗した後、 5 0 °C減圧下で乾燥し、 共役ジェン系ゴムゲル を得た。
表 I 一 1
Figure imgf000024_0001
試験サンプルの作製
以下の表 I 一 2に示す硫黄と加硫促進剤を除く配合成分を 1 - 7 L の密閉型パンパリーミキサーで 5分間混練して、 1 6 0 °Cの温度 に達したときに放出したマスターパツチに硫黄と加硫促進剤を加え 、 8イ ンチのオープンロールで混練してゴム組成物を得た。 このゴ ム組成物の一部を 「ダイスゥエル試験」 の測定試料に供した。 次い で、 残余のゴム組成物を直径 3 c m、 高さ 1. 2 c mの円柱状金型 及び J I S K 6 2 6 0に記載された寸法のデマチヤ屈曲試験片用 金型中において 1 6 0 °Cで、 3 0分間プレス加硫して試験片を作製 し、 これを 「 J I S硬度試験」 及び 「クラック成長試験」 に供した 。 結果を表 I 一 2に示す。
試験方法
1 ) J I S硬度試験 : J I S K 6 2 5 3 ( I S O 4 8 : 1 9 9 4) に準拠してタイプ Aデュロメータ硬さを測定した。
2 ) クラック成長試験 : J I S K 6 2 6 0に準拠じて、 デマ チヤ屈曲試験機を用いて繰返し屈曲による亀裂成長を測定した。 ス トローク 2 0 mm、 速度 3 0 0土 1 0 r p m、 屈曲回数 1万回での 亀裂成長を、 比較例 1 を 1 0 0 として指数で示した。 数値が大きい 程、 良好であることを示す。
3 ) ダイスゥエル試験 : モンサン ト プロセサビリ ティーテスタ 一を用いて、 温度 1 0 0 °C、 L / D = 2 0 : 1、 剪断速度 1 0 0 se c一 1の条件下でダイスゥエルを測定した ( L : キヤビラリ一の長さ
、 D : キヤビラリ一の直径) 。
表 I — 2
CO
Figure imgf000026_0001
(註)
1) RSS#3
2) Nipol 1502 (日本ゼオン製)
3) 結合スチレン量 12重量%、 ジビュルべンゼン量: 0.3重量%、 トルェン膨潤指数: 22、 トルエン不溶分: 7 4) 結合スチレン量 5重量%、 ジビニルベンゼン量: 0.3重量%、 トルエン膨潤指数: 25、 トルェン不溶分: 78重量% 5) 結合スチレン量 4重量%、 ジビュルベンゼン量: 1.6重量%、 トルエン膨潤指数: 4、 トルエン不溶分: 92重量0 /0 6) ジビニルベンゼン量一 : 0.3重―量0 /0 トルエン膨潤指数: 23、 トルエン不溶分: 7
7) DIA-HA (三菱化学製)
8) SANTOFLEX 6 PPD (FLEXSYS製)
9) 酸化亜鉛 3種 (正同化学工業製)
0) ビーズステアリン酸 (日本油脂製)
1) デゾレックス 3号 (昭和シヱル石油製)
2) SANTOCURE NS (FLEXSYS製)
3) 金華印油入微粉硫黄 (鶴見化学工業製)
実施例 Π — 1 〜 !! 一— 4及び比較例 Π — 1 - Π - 4
共役ジェン系ゴムゲルの製造
耐圧反応容器中に、 水 1 8 0重量部、 乳化剤として不均一ロ ジン 酸カ リ ゥム及び脂肪酸ナト リ ゥムを合計で 4重量部、 塩化カ リ ウム 0 . 1重量部、 以下の表 Π— 1に示す各単量体及び連鎖移動剤 (タ ーシャリードデシルメルカブタン) を仕込み、 攪拌しながら内温を 1 2 °Cとした後、 ラジカル重合開始剤としてクメ ンハイ ド口パーォ キサイ ド 0 . 1重量部、 ソジゥム ' ホルムアルデヒ ド ' スルホキシ レート 0 . 1 5重量部及び硫酸第二鉄 0 . 0 4重量部を添加して重 合反応を開始した。 重合転化率がおよそ 5 0 %の時に、 追加連鎖移 動剤を表 Π— 1のとおり添加した。 重合転化率が約 7 0 %になるま で 1 2 °Cで反応を継続した後、 ジェチルヒ ドキシルァ ミ ン 0 . 1 重 量部を添加して重合反応を開始した。 次いで、 加温し、 減圧下で約 7 0 °Cにて水蒸気蒸留によ り残存単量体を回収した後、 生成共重合 体 1 0 0重量部に対して、 乳化剤で乳化した 0 . 1重量部相当の老 化防止剤 (チパ · スペシャルティ · ケミカルズ製 I R G A N O X 1 5 2 0 L ) を添加した。 次いで、 得られたラテックスを塩化ナト リ ゥム/硫酸溶液中に加え凝固した。 生成したクラムを取り出し、 十分に水洗した後、 5 0 °C減圧下で乾燥し、 共役ジェン系ゴムゲル を得た。
表 Π— 1
スチレン一ブタスチレン一ブタスチレンープタ ポリブタジエン ジェンゴムゲノレジェンゴムゲノレジェンゴムゲノレゴムゲル Π - 1
Π - 1 Π— 2 Π— 3
(重量部) (重量部) (重量部) (重量部)
1 , 3—ブタジエン 92. 7 85 93. 4 99. 7 スチレン 7 14. 7 5 ― ジビニノレベンゼン 0. 3 0. 3 1. 6 0. 3 連鎖移動剤 0. 29 0. 28 0. 29 0. 29 追加連鎖移動剤 0. 01 0. 01 0. 01 0. 01 試験サンプルの作製
以下の表 Π— 2に示す硫黄と加硫促進剤を除く配合成分を 1 - 7 Lの密閉型パンパリーミキサーで 5分間混練して、 1 6 0 °Cの温度 に達したときに放出したマスターパッチに硫黄と加硫促進剤を加え 、 8インチのオープンロールで混練してゴム組成物を得た。 このゴ ム組成物の一部を 「ダイスゥエル試験」 及び 「エッジ切れ試験」 の 測定試料に供した。 次いで、 残余のゴム組成物を 1 5 c m X 1 5 c m X 0. 2 c mの金型中において 1 6 0 °Cで、 3 0分間プレス加硫 して試験片 (ゴムシー ト) を作製し、 これを 「定歪疲労試験」 に供 した。 結果は表 Π— 2に示す。
試験方法
1 ) 定歪疲労試験 : J I S K 6 2 7 0に準拠して、 3号ダン ベルに 1 0 0 %の歪を繰返し与え、 破断回数を測定した。 破断回数 の測定は、 η = 6で行い、 それぞれの破断回数よ り正規確率分布に よる 5 0 %残存確率を求め、 比較例 Π— 1 を 1 0 0 と して指数で示 した。 数値が大きい程、 疲労寿命が長い。
2 ) ダイスゥエル試験 : モンサン トプロセサピリ ティーテスタ 一を用いて、 温度 1 0 0 °C、 L /D = 2 0 : 1、 剪断速度 1 0 0 se c一1の条件下でダイスゥエルを測定した (L : キヤビラ リ一の長さ
、 D : キヤビラ リ 一の直径) 。
3 ) エツジ切れ試験 : 1 8 5 / 6 5 R 1 4サイズのタイヤ ト レ ッ ドのウィ ングチップ部に、 上記ゴム組成物を用いて押出を実施し 、 エッジ切れの有無を調べた。 大は、 エッジ部の亀裂が 5 mmを超 え、 小は、 エッジ部の亀裂が 0〜 5 m m、 無は、 亀裂が無かったこ とを示す。 表 Π— 2
t
Figure imgf000029_0001
(註) 1) RSS#3 2) : Nipol 1220 BR (シス含量 =98重量%) (日本ゼオン製)
3) VCR 412 : 1 , 2 シンジオタクチックポリブタジエン結晶 12重量%含有 BR (シス =98重量%)
4) 結合スチレン量 5重量%、 ジビ 3重量%、 トルエン膨潤指数 25 トルェン不溶分: 78重量% 5) 結合スチレン量 12重量%、 ジビニルベンゼン量 3重量%、 トルエン膨潤指数 22 トルエン不溶分: 79重量% 6) 結合スチレン量 4重量%、 ジビュルベンゼン量 6重量%、 トルエン膨潤指数 4 トルエン不溶分: 9
7) ジビュルベンゼン : 0.3重量%、 トルェン膨潤指数 23、 トルエン不溶分: 78重量%
8) SHOB L ACK N339 (昭和キャボット製)
9) SA TOFLEX 6 PPD (FLEXSYS製)
10) サンノック (大内新興化学工業製)
酸化亜鉛 3種 (正同化学工業製)
12) ビーズステアリン酸 (日本油脂製)
13) デゾレックス 3号 (昭和シェル石油製)
14) SA TOCURE NS (FLEXSYS製)
15) 金華印油入微粉硫黄 (鶴見化学工業製)
実施例 ΙΠ— 1〜! Π_ 1 0及び比較例 m— 1〜! g— 4
共役ジェン系ゴムゲルの製 _
耐圧反応容器中に、 水 1 8 0重量部、 乳化剤と して不均一ロジン 酸力 リ ゥム及び脂肪酸ナト リ ウムを合計で 4重量部、 塩化力リ ウム
0. 1重量部、 以下の表 m— 1 に示す各単量体及び連鎖移動剤 (タ ーシャリー ドデシルメルカブタン) を仕込み、 攪拌しながら内温を
1 2 °Cと した後、 ラジカル重合開始剤と してタメ ンハイ ド口パーォ キサイ ド 0. 1重量部、 ソジゥム ' ホルムアルデヒ ド ' スルホキシ レー ト 0. 1 5重量部及び硫酸第二鉄 0. 0 4重量部を添加して重 合反応を開始した。 重合転化率がおよそ 5 0 %の時に、 追加連鎖移 動剤を表 m— 1のとおり添加した。 重合転化率が約 7 0 %になるま で 1 2 °Cで反応を継続した後、 ジェチルヒ ドキシルァミン 0. 1重 量部を添加して重合反応を開始した。
次いで、 加温し、 減圧下で約 7 0 °Cにて水蒸気蒸留により残存単 量体を回収した後、 生成共重合体 1 0 0重量部に対して、 乳化剤で 乳化した 0. 1重量部相当の老化防止剤 (チパ · スペシャルティ · ケミカルズ製 I R GANO X 1 5 2 0 L ) を添加した。 次いで、 得られたラテックスを塩化ナト リ ゥム Z硫酸溶液中に加え凝固した
。 生成したクラムを取り出し、 十分に水洗した後、 5 0 °C減圧下で 乾燥し、 共役ジェン系ゴムゲルを得た。
表 m— l ゴムゲル一 1 ゴムゲル一 2 ゴムゲル一 A ゴムゲル一 B ゴムゲル一 C ゴムゲノレ一 D
(重量部) (重量部) (重量部) (重量部) (重量部) (重量部)
1 , 3—ブタジエン 54 44 49 54 49 54 スチレン 45. 75 55. 75 50. 75 45. 75 50. 86 45. 86 ジビニノレベンゼン 0. 25 0. 25 0. 25 0. 25 0. 14 0. 14 連鎖移動剤 0. 27 0. 27 0. 27 0. 27 0. 13 0. 12 追加連鎖移動剤 0. 01 0. 01 0. 01 0. 01 0. 05 0. 01
試験方法
1 ) ウエッ ト制動試験 : 表 m— 2及び LI一 3に示す各ゴムコン パウンドを トレツ ド部に使用したサイズ 1 9 5 / 6 5 R 1 5のタイ ャを作製し、 アスフ ァル ト路面で、 初速度 l O O k mZ hからの制 動距離を測定して、 比較例 m— 1及び m— 2を 1 0 0と した指数で 示した。 数値が大きい程、 制動距離が短く、 優れていることを示す
2 ) 摩耗試験 : 1 . 7 Lのパンパリーミキサーを用いて、 表 m 一 3に示す加硫促進剤及び硫黄を除く配合成分を 1 6 0 °Cで 5分間 混合した後、 オープンロールにて加硫促進剤及び硫黄を加えて混合 してゴム組成物を得た。 次いで、 このゴム組成物を 1 5 c m X 1 5 c m X O . 5 。 111の金型中で 1 6 0で、 2 0分間プレス加硫して、 試験片を作製し、 ランボーン摩耗試験機を用いて、 J I S K 6 2 6 4に準拠して測定した。 比較例 IE— 2の摩耗量を 1 0 0 と して指 数表示した。 数値が大きい程、 耐摩耗性が良好である。
結果は以下の表 III一 2及び ΠΙ _ 3に示す。
1111 表 m— 2
註 4502323678911
Figure imgf000033_0001
: N i p o l 9528 R (日本ゼオン製) 、 27.2重量%伸展油含有、 Tg=— 35°C
: N i p o l 1712 (日本ゼオン製) 、 27.2重量%伸展油含有、 T g=— 51°C
:結合スチレン量 =37重量%、 ジビニルベンゼン量 =0.25重量%、 トルエン膨潤指数 =36 ムーニー粘度 =84、 トルエン不溶分: 63重量%
:結合スチレン量 =48重量%、 ジビュルベンゼン量 =0.25重量0/。、 トルエン膨潤指数 =34 ムーニー粘度 =85、 トルエン不溶分: 64重量%
: D IAA (三菱化学製) 、 N2SA=142m2Zg
: N i p s i l AQ (日本シリカ工業製) 、 湿式シリカ
: S i 69 (デグッサ製)
: SANTOFLEX 6 P P D ( F L E X S Y S製)
:酸化亜鉛 3号 (正同化学工業製)
: ビーズステアリン酸 (日本油脂製)
:デゾレックス 3号 (昭和シェル石油製)
: SANTOCURE NS (FLEXSYS製)
:金華印油入微粉硫黄 (鶴見化学工業製)
比較例 実施例 実施例
4230897146523 実施例 実施例 実施例 実施例
Π-2 Π- 5 Π- 6 Π- 7 m- 8 m- 9 m— 10 配合 (重量部)
S BR- 1 137.5 110 110 110 110 96. 25
ゴムゲノレ一 A 2) 110
20
ゴムゲル一 B3) (=ゴムゲル 1) 20
ゴムゲル一 C4) 20
ゴムゲノレ一 D5) 30 20
20
カーボンブラック 6) 80 80 80 80 80
シリカ7) 80 40 シランカツプリ ング剤 8) 40 老化防止剤 9〕 3.2
1 1 1 1 1
亜鉛華10) 1 1
3 3 3 3 3 3 3 ステアリ ン酸11) 1 1 1 1 1 1 プロセスオイル12) 1
7.5 7.5 7.5 7.5 7.5
加硫促進剤 13) 7.5
1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
硫黄14) 1.5 1.5
2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 ウエット制動性能 (指数) 100 105 105 106 105 108 109 耐摩耗性 (指数) 100 96 98 103 108 103
0 7 28 °C、 31 °C、 31°C、 31 C、
Figure imgf000034_0001
実施例 IV— 1〜! V_ 4及び比較例 IV— 1〜! V— 4
共役ジェン系ゴムゲルの製造
耐圧反応容器中に、 水 1 8 0重量部、 乳化剤と して不均一口ジン 酸カ リ ゥム及び脂肪酸ナト リ ゥムを合計で 4重量部、 塩化力リ ウム 0. 1重量部、 以下の表 IV— 1 に示す各単量体及び連鎖移動剤 (タ ーシャリー ドデシルメルカブタン) を仕込み、 攪拌しながら内温を 1 2 °Cと した後、 ラジカル重合開始剤と してクメ ンハイ ドロパーォ キサイ ド 0. 1重量部、 ソジゥム ' ホルムアルデヒ ド ' スルホキシ レー ト 0. 1 5重量部及び硫酸第二鉄 0. 0 4重量部を添加して重 合反応を開始した。 重合転化率がおよそ 5 0 %の時に、 追加連鎖移 動剤を表 IV— 1のとおり添加した。 重合転化率が約 7 0 %になるま で 1 2 °Cで反応を継続した後、 ジェチルヒ ドキシルァミ ン 0. 1重 量部を添加して重合反応を開始した。 次いで、 加温し、 減圧下で約 7 0 °Cにて水蒸気蒸留により残存単量体を回収した後、 生成共重合 体 1 0 0重量部に対して、 乳化剤で乳化した 0. 1重量部相当の老 化防止剤 (チパ · スペシャルティ · ケミカルズ製 I R G A N O X 1 5 2 0 L ) を添加した。 次いで、 得られたラテックスを塩化ナト リ ゥム /硫酸溶液中に加え凝固した。 生成したクラムを取り出し、 十分に水洗した後、 5 0 °C減圧下で乾燥し、 共役ジェン系ゴムゲル を得た。
表 IV—— 1
ゴムゲル IV— 1 ゴムゲル IV— 2
(重量部) (重量部)
1, 3—ブタジエン 54 54
スチレン 45.75 45.7
ジビニノレベンゼン 0.25 0.3
連鎖移動剤 0.27 0.28
追加連鎖移動剤 0.01 0.01 試験方法
1 ) ウエッ ト制動試験 : 表 IV— 2に示す各ゴムコンパウンドを トレツ ド部に使用したサイズ 1 9 5 / 6 5 R 1 5 のタイャを作製し 、 アスフ ァル ト路面で、 初速度 1 0 0 k m Z hからの制動距離を測 定して、 比較例 IV— 1 を 1 0 0 と した指数で示した。 数値が大きい 程、 制動距離が短く、 優れていることを示す。
2 ) ダイスゥエル試験 : 1 . 7 Lのパンパリーミキサーを用レヽ て、 表 IV— 2に示す加硫促進剤及び硫黄を除く配合成分を 1 6 0 °C で 5分間混合した後、 オープン口ールにて加硫促進剤及び硫黄を加 えて混合し、 ダイスゥエル試験に供した。 この各例のゴム組成物に ついて、 モンサントプロセサピリティーテスターを用いて、 温度 1 0 0 °C、 L / D = 2 0 : 1、 剪断速度 1 0 0 sec— 1の条件下でダイ スゥヱルを測定した。
結果を以下の表 IV— 2に示す。
表 IV— 2
CO
Figure imgf000037_0001
(註)
1) N i p o 1 1712 (日本ゼオン製) 、 27.2重量%伸展油含有
2) 結合スチレン量 =37重量%、 ジビュルベンゼン量 =0.25重量0/。、 トルエン膨潤指数 =36、 トルエン不溶分: 63重量0 /0 3) 結合スチレン量 = 37重量%、 ジビエルべンゼン量 = 0.3重量0 /0、 トルェン膨潤指数 = 22、 トルェン不溶分: 78重量0 /0 4) SEAST 6 (東海カーボン製)
5) N i p s i 1 AQ (日本シリカ工業製) 、 湿式シリカ
6) S i 69 (デグッサ製)
7) S ANTOFLEX 6 P PD (FLEXSYS製)
8) 酸化亜鉛 3号 (正同化学工業製)
9) ビーズステアリン酸 (日本油脂製)
10) デゾレックス 3号 (昭和シェル石油製)
11) SANTOCURE NS (FLEXSYS製)
12) 金華印油入微粉硫黄 (鶴見化学工業製)
13) J I S K 6229の Α法 (ソックスレー抽出法) :準拠して測定した。
実施例 V— 1〜 V— 2及び比較例 V— 1 ~ V— 5.
サンプルの調製
表 V _ 1に示す配合において、 加硫促進剤と硫黄を除く成分を 1 . 8 リ ッ トルの密閉型ミキサーで 3〜 5分間混練し、 1 6 5 ± 5 °C に達したときに放出してマスターバッチを得た。 このマスターパッ チに加硫促進剤と硫黄を 8インチのオープン口ール混練し、 ゴム組 成物を得た。
得られたゴム組成物の未加硫物性 (ム一二一粘度) を測定した。 次に、 この組成物を 1 5 X 1 5 X 0. 2 cmの金型中で 1 6 0 °Cで 2 0分間プレス加硫して目的とする試験片 (ゴムシー ト) を調製し、 加硫物性を評価した。 結果を表 V— 1に示す。
各例において得られた組成物の未加硫物性及び加硫物性の試験方 法は以下の通りである。
評価試験法
E ' (動的弾性率) : 2 0 °Cにおける動的弾性率を、 岩本製作所製 の動的粘弾性測定用スぺク トロメーターを使用して、 初期歪み 1 0 %、 動歪み ± 2 %、 周波数 2 0Hzで測定。
ムーニー粘度 : J I S K 6 3 0 0 ( I S O 2 8 9 : 1 9 8 5 ) に従い、 L型ローターにて 1 0 0 °Cにおいて測定。
ダイスゥエル : モンサント製プロセッサビリティテスター (MPT) を用い、 温度 1 0 0 °C、 L/D = 2 0、 せん断速度 1 0 0 SEC—1 に てダイスゥヱルを測定した。 Lはダイスの長さを、 Dはダイスの直 径を示す。
押出加工性 : ムーニー粘度、 ダイスゥエル及びアンダーゲージよ り、 押出加工性を判定した。 低ム一二一粘度、 低ダイスゥエル、 低 アンダーゲージであるほど、 一般に押出加工性は良好である。
非常に良い : + +、 良い : 十、 悪い : —で評価した。 操縦安定性 : 乾燥路面におけるテス ト ドライバーによる実車官能 試験 (条件 : タイヤサイズ : 1 9 5Z6 5 R 1 5、 テス ト ドライバ 一 2人による、 実車フィーリ ングの平均) 。
良い : 十、 やや悪い : 土、 悪い : 一で評価した。
表 V— 1
Figure imgf000040_0001
表 V— 1脚注
R S S # 3 : 天然ゴム
S B R : N i p o l 1 5 0 2 (日本ゼオン製スチレンブタジ ェン共重合体ゴム)
B R : N i p o l 1 2 2 0 (日本ゼオン製ポリ ブタジエン
)
ゴムゲル V— 1 : S B R、 結合スチレン量 1 2重量%、 ジビニルべ ンゼン量 0. 3重量%、 トルエン膨潤指数 2 2、 トルエン不溶分 : 7 9重量%
ゴムゲル V— 2 : S B R、 結合スチレン量 5重量0 /。、 ジビュルベン ゼン量 0. 3重量。/。、 トルエン膨潤指数 2 5、 トルエン不溶分 : 7 8重量%
ゴムゲル V— 3 : S B R、 結合スチレン量 4重量0/。、 ジビエルベン ゼン量 1. 6重量%、 トルエン膨潤指数 4、 トルエン不溶分 : 9 2 重量%
なお、 トルェン膨潤指数及びトルエン不溶分は前述の方法を述し た。
上記ゴムゲル一 V— 1〜ゴムゲル一 V— 3は、 以下の通りの方法 で製造した。
ゴムゲル V— 1〜ゴムゲル V— 3の製造
耐圧反応容器中に、 水 1 8 0重量部、 乳化剤と して不均一ロジン 酸カ リ ゥム及び脂肪酸ナト リ ゥムを合計で 4重量部、 塩化力 リ ウム 0. 1重量部、 表 V— 2に示す各単量体 (重量部) 及び連鎖移動剤 ( t ー ドデシルメルカブタ ン) (重量部) を仕込み、 攪拌しながら 内温を 1 2 °Cと した後、 ラジカル重合開始剤と してクメ ンハイ ドロ パーオキサイ ド 0. 1重量部、 ソジゥム ' ホルムアルデヒ ド . スル ホキシレー ト 0. 1 5重量部及び硫酸第二鉄 0. 0 4重量部を添加 して重合反応を開始した。 重合転化率がおよそ 5 0 %の時に、 追加 連鎖移動剤 ( t ー ドデシルメルカブタン) を表 V— 2の通り添加し た。 重合転化率が約 7 0 %になるまで 1 2 °Cで反応を継続した後、 ジェチルヒ ドキシルァ ミ ン 0. 1重量部を添加して重合反応を開始 した。
次いで、 加温し、 減圧下で約 7 0 °Cにて水蒸気蒸留によ り残存単 量体を回収した後、 生成共重合体 1 0 0重量部に対して、 乳化剤で 乳化した 0. 1重量部相当の老化防止剤 (チパ . スペシャルティ . ケミカルズ社製 I R GANOX 1 5 2 0 L ) を添加した。 次いで 、 得られたラテックスを塩化ナト リ ゥム /硫酸溶液中に加え凝固し た。 生成したクラムを取り出し、 十分に水洗した後、 5 0 °C減圧下 で乾燥し、 ゴムゲル V一 1〜ゴムゲル V _ 3を得た。
表 V— 2 * ゴムゲル V— 1 ゴムゲル V— 2 -ゴムゲル V— 3
1 , 3—ブタジエン 85 92.7 93.4 スチレン 14.7 7 5 ジビ二/レべンゼン 0.3 0.3 1.6 連鎖移動剤 0.28 0.29 0.29 追加連鎖移動剤 0.01 0.01 0.01 ァロマオイル : 昭和シェル石油製デソレックス 3号
亜鉛華 : 正同化学工業製酸化亜鉛 3種
ステアリ ン酸 : 日本油脂製
老化防止剤 : フレキシス製老化防止剤 S AN T O F L E X 6 P P D
硫黄 : 鶴見化学工業製金華印油入微粉硫黄
促進剤 C B S : フ レキシス製 S AN T O C U R E C Z
産業上の利用可能性 以上の通り、 本発明の第 1の態様によれば、 高硬度補強ゴムの十 分な硬度と屈曲疲労性を保ったままで、 押出成形時の流動性及び寸 法安定性を大巾に改良することができる。 また本発明の第 2の態様 によれば、 タイヤト レ ツ ドの両端部における屈曲疲労性を維持しつ つ、 その押出加工性及び押出寸法安定性を改良した空気入り タイヤ を得ることができる。 更に本発明の第 3の態様に係るゴム組成物は 、 極めて制動性能が優れており、 また、 表 ΠΙ— 3にも示したように 、 特定のムーニー粘度を有するゴムゲルを選択配合した場合には、 本発明のゴム組成物は、 優れた制動性能を維持したまま、 耐摩耗性 を増大させることができる。 更にまた本発明の第 4の態様によれば 、 ウエッ ト制動性能が優れ、 かつダイスゥエルも低下したゴム組成 物を得ることができる。 更にまた本発明の第 5の態様によれば、 高 弾性率で加工性も改善されたゴム組成物を得ることができる。 この ように、 本発明によれば、 例えば空気入りタイヤの各種部材にそれ ぞれの特性を生かして有用に使用することができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 天然ゴム 3 0〜 8 5重量部、 任意的な芳香族ビニルー共役ジ ェン共重合体ゴム 0〜 6 5重量部及びトルェン膨潤指数が 1 6〜 7 0である共役ジェン系ゴムゲル 4 0〜 5重量部を含むゴム 1 0 0重 量部並びにカーボンブラック 6 0〜 1 2 0重量部を含んでなるゴム 組成物。
2. 前記共役ジェン系ゴムゲルが共役ジェン単量体単位 7 5〜 9 9重量%及び芳香族ビニル単量体単位 2 5〜 1重量%を含む請求項 1に記載のゴム組成物。
3. 前記共役ジェン系ゴムゲルが共役ジェン単量体単位 7 5〜 9 8. 9 5重量%、 芳香族ビニル単量体単位 2 5〜 1重量%、 多官能 性単量体単位 0. 0 5〜 1. 5重量%及び任意的な他のエチレン性不 飽和単量体単位 0〜 2 0重量%からなる請求項 1又は 2に記载のゴ ム耝成物。
4. 請求項 1 〜 3のいずれか 1項に記載のゴム組成物をビー ド部 からタイャサイ ドウオールに沿って延びる高硬度補強層に用いた空 気入りタイヤ。
5. 前記高硬度補強層の高さが 3 0〜 1 2 0 mmである請求項 4 に記載の空気入りタイヤ。
6. 天然ゴム 1 0〜 6 0重量部、 シス 1 , 4—構造を 9 0重量0 /0 以上含むポリブタジエンゴム 2 0〜 7 5重量部及びトルェン膨潤指 数が 1 6〜 7 0の共役ジェン系ゴムゲル 4 0〜 5重量部 (但し合計 ゴム量は、 1 0 0重量部) を含んでなるゴム組成物。
7. 前記共役ジェン系ゴムゲルが共役ジェン単量体単位 7 5〜 9 9重量%及び芳香族ビニル単量体単位 2 5〜 1重量%を.含む請求項 6に記載のゴム組成物。
8. 前記共役ジェン系ゴムゲルが共役ジェン単量体単位 7 5〜 9 8. 9 5重量%、 芳香族ビニル単量体単位 2 5〜 1重量%、 多官能 性単量体単位 0. ◦ 5〜 1. 5重量%及び任意的な他のェチレン性不 飽和単量体単位 0〜 2 0重量%からなる請求項 6又は 7に記载のゴ ム組成物。
9. 請求項 6〜 8のいずれか 1項に記載のゴム組成物をタイヤト レッ ド押出物の両端部に配した空気入りタイヤ。
1 0. 芳香族ビュル一共役ジェン共重合体ゴム (A) 2 0〜 9 5 重量部、 トルエン膨潤指数が 1 6〜 7 0である共役ジェン系ゴムゲ ル (B) 5〜 5 0重量部及び他のジェン系ゴム (C) 0〜 5 0重量 部を含み (但し、 合計ゴム重量は 1 0 0重量部) 、 共重合体ゴム (
A) のガラス転移温度 T g Aがー 4 0 °C 5 °Cであり、 かつ T g
Aと共役ジェン系のゴムゲル (B) のガラス転移温度 T g Bが、 以 下の式 ( 1 ) :
T g A- 1 0 < T g B < T g A+ l 0 ( 1 ) を満たすタイヤト レツ ド用ゴム組成物。
1 1 . 前記共役ジェン系ゴムゲルのムーニー粘度 ML1 + 4 ( 1 0 0 °C) が 9 0〜 1 4 0である請求項 1 0に記載のタイャトレツ ド用 ゴム組成物。
1 2. 前記共役ジェン系ゴムゲルが共役ジェン単量体単位 4 8. 9〜 9 8. 9重量%、 芳香族ビニル単量体単位 5 0〜 1重量%及び 多官能性単量体単位 0. 1〜 1. 5重量%を含む請求項 1 0又は 1 1 に記载のタィャト レッ ド用ゴム組成物。
1 3. 前記ゴム組成物が、 窒素吸着比表面積 N2 S Aが 7 0〜 3 5 0 m2Zgのカーボンブラック 1 0〜 1 5 0重量部及びシリカ 0 〜 1 5 0重量部を更に含む請求項 1 0〜 1 2のいずれか 1項に記載 のタイヤ ト レツ ド用ゴム組成物。
1 4. 芳香族ビュル一共役ジェン共重合体を主体とする硫黄加硫 可能なゴム 5 0〜 9 5重量部及びトルェン膨潤指数 Qが 1 6〜 7 0 である共役ジェン系ゴムゲル 5〜 5 0重量部 (伹しゴムの合計量 1 0 0重量部) 並びにシリカ 1 0〜 1 5 0重量部を含み、 下記式 ( 2 ) 及び ( 3 ) :
F = (R + S ) / (R + T + A) ( 2 )
0. 6 < F≤ 0. 9 ( 3 )
(式中、 F : フ レキシブル . セグメ ン ト · フラク ショ ン、 R : ゴム 配合量、 S : シリカ配合量、 T : シリカを含む全フイラ一量、 A : ァセ トン抽出量である。 )
の関係を満たすタイヤトレツ ド用ゴム組成物。
1 5. 前記共役ジェン系ゴムゲルが共役ジェン単量体単位 4 8. 9〜 9 8. 9重量%、 芳香族ビニル単量体単位 5 0〜 1重量%及び 多官能性単量体単位 0. 1〜 1. 5重量%を含む請求項 1 4に記載の タイヤト レツ ド用ゴム組成物。
1 6. 天然ゴム及び/又はポリイ ソプレンゴム 5 0重量0 /。以上並 びに トルエン膨潤指数が 1 6〜 7 0の共役ジェン系ゴムゲル 5〜 3 0重量0 /0を含むゴム組成物を厚さ 1 . 5 nut!〜 6 mmのアンダー ト レツ ドと して用いた空気入りタイヤ。
1 7. 前記共役ジェン系ゴムゲルが共役ジェン単量体単位 4 8. 5〜 9 9重量%、 芳香族ビュル単 4体単位 5 0〜 1重量%及び任意 的な多官能性単量体単位 0〜 1. 5重量%を含む請求項 1 6に記載 の空気入 り タイヤ。
1 8. 前記共役ジェン系ゴムゲルがスチレン含量が 5〜 3 0重量 %のスチレン—ブタジェン共重合体ゴムゲルである請求項 1 6又は 1 7に記載の空気入りタイヤ。
1 9. ゴム組成物の動的弾性率 E ' が 6 MPa 以上である請求項 1 〜 1 8のいずれか 1項に記載の空気入りタイヤ
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