JP2002114871A - タイヤトレッド用ゴム組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 グリップ性能とグリップ持続性とをともに向
上させることのできるタイヤトレッド用ゴム組成物を提
供する。 【解決手段】 スチレン含量２０〜５０％のスチレン−
ブタジエン共重合体ゴムを５０重量％以上含むゴム１０
０重量部に対し、充填剤８０〜１８０重量部と下記式
（１）に示すチウラム系化合物０．２〜３重量部を含む
タイヤトレッド用ゴム組成物。 【化５】 （式中、Ｒ₁は炭素数１〜３のアルキレン基、Ｒ₂は、芳
香族炭化水素基、Ｒ₃は、炭化水素基または水素基を表
す。）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、タイヤトレッド用
ゴム組成物に関し、更に詳しくは、グリップ性能とグリ
ップ持続性とをともに向上させることのできるタイヤト
レッド用ゴム組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、タイヤのグリップ性能を向上させ
るために、タイヤトレッド用ゴム組成物として、ガラス
転移温度（Ｔｇ）の高いスチレン−ブタジエン共重合体
ゴム（ＳＢＲ）を配合し、小粒系カーボンブラックを比
較的多量配合するという手法が知られている。しかし、
このタイヤトレッド用ゴム組成物を用いたタイヤでサー
キットを高速度で周回するような過酷な条件で走行を行
った場合に、ゴムが熱劣化や疲労劣化を起こし、グリッ
プ力が低下してしまうという問題があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、グリップ性能とグリップ持続性とをともに向上させ
ることのできるタイヤトレッド用ゴム組成物を提供する
ことにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、スチレ
ン含量２０〜５０％のスチレン−ブタジエン共重合体ゴ
ムを５０重量％以上含むゴム１００重量部に対し、充填
剤８０〜１８０重量部と下記式（１）に示すチウラム系
化合物０．２〜３重量部を含むタイヤトレッド用ゴム組
成物が提供される。

【０００５】

【化２】 （式中、Ｒ₁は炭素数１〜３のアルキレン基、Ｒ₂は、芳
香族炭化水素基、Ｒ₃は、炭化水素基または水素基を表
す。）

【０００６】このように、スチレン含量２０〜５０％の
スチレン−ブタジエン共重合体ゴムを含むタイヤトレッ
ド用ゴム組成物に、上記式（１）のチウラム系化合物
（以下、本発明のチウラム系化合物ともいう）を加硫促
進剤として使用すると、ゴムポリマー間の架橋につい
て、従来のチウラム系加硫促進剤に比べ、モノサルファ
イド結合やジサルファイド結合のように結合数の小さな
硫黄結合が多くなり、結合数の大きな結合力の弱いポリ
サルファイド結合が少なくなるため、ポリサルファイド
結合の切断による物性の低下が抑えられ、グリップ性能
の低下が抑制されるので、グリップ性能とグリップ持続
性をバランスよく向上させることができる。

【０００７】また、本発明によれば、前記充填剤が、Ｃ
ＴＡＢ比表面積が１２０ｍ²／ｇ以上であるカーボンブ
ラックを含む前記タイヤトレッド用ゴム組成物が提供さ
れる。

【０００８】また、本発明によれば、ベンゾチアゾール
系加硫促進剤を前記チウラム系化合物とベンゾチアゾー
ル系加硫促進剤との重量比（チウラム系化合物／ベンゾ
チアゾール）が０．２〜２．０となるように含む前記タ
イヤトレッド用ゴム組成物が提供される。

【０００９】更に、本発明によれば、分子量が２０００
〜５万のスチレン−ブタジエン共重合体ゴムをゴム１０
０重量部に対し、５〜５０重量部含む前記タイヤトレッ
ド用ゴム組成物が提供される。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明のタイヤトレッド用ゴム組
成物に配合するゴムとしては、スチレン含量２０〜５０
％、好ましくは２５〜４０％のスチレン−ブタジエン共
重合体ゴムを５０重量％以上、好ましくは、５０〜７０
重量％使用し、このスチレン−ブタジエン共重合体ゴム
単独でも他のゴムとのブレンドでもよい。このスチレン
含量２０〜５０％のスチレン−ブタジエン共重合体ゴム
を配合することで、グリップ性能を向上させることがで
きる。

【００１１】このスチレン−ブタジエン共重合体ゴム以
外の他のゴムとしては、特に限定されないが、天然ゴム
（ＮＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、ポリイソプレ
ンゴム（ＩＲ）、上記以外のスチレン−ブタジエン共重
合体ゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴ
ム、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエン
共重合体ゴム、スチレン−イソプレン共重合体ゴム、イ
ソプレン−ブタジエン共重合体ゴム等を挙げることがで
きる。

【００１２】さらには、分子量が２０００〜５万、さら
には３０００〜４万の低分子量のスチレン−ブタジエン
共重合体ゴムをゴム１００重量部に対し、５〜５０重量
部配合するのが、グリップ性をさらに向上させるという
点で好ましい。

【００１３】また、本発明の充填剤は、ゴム１００重量
部に対し、充填剤が８０〜１８０重量部、好ましくは、
９０〜１４０重量部となるように配合される。充填剤量
が８０重量部未満ではグリップ性能が低下してしまい、
１８０重量部を超えると混合加工性が悪化してしまうか
らである。

【００１４】充填剤としては、カーボンブラック、シリ
カ、シリカ表面処理カーボンブラック等の任意の充填剤
が使用可能であり、２種以上の併用としてもよい。カー
ボンブラックとしては、ＣＴＡＢ比表面積が１２０ｍ²
／ｇ以上、さらには１３０〜２５０ｍ²／ｇであるの
が、充填剤のゴム補強性が向上し、グリップ性能をさら
に改良することができるという点で好ましい。

【００１５】本発明で使用するシリカとしては、通常こ
の種のゴム組成物に配合使用される任意のシリカ、例え
ば、湿式法シリカ、乾式法シリカあるいは表面処理シリ
カなどを用いることができる。これらのシリカを用いる
ときには、ゴムとの補強性を高めるためにシランカップ
リング剤と併用することが好ましい。

【００１６】本発明で使用するシリカ表面処理カーボン
ブラックは、カーボンブラックの表面にシリカを付着さ
せたものであり、シリカに比べゴム中での分散性に優
れ、未加硫ゴムの加工性を改良したものとして、特開平
９−１１８７８０号公報等に記載されている。

【００１７】本発明のチウラム系化合物は、下記式
（１）に示す化合物である。

【００１８】

【化３】

【００１９】式中、Ｒ₁は炭素数１〜３のアルキレン基
を表し、直鎖または分岐鎖でもよく、同じであっても異
なっていてもよい。Ｒ₂は、芳香族炭化水素基を表し、
炭素数が６〜１４であるのが好ましく、種々の置換基を
有する誘導体であってもよく、同じであっても異なって
いてもよい。Ｒ₃は、炭化水素基または水素基を表し、
炭化水素基としては、Ｒ₂と同様の芳香族炭化水素基
や、直鎖または分岐鎖でもよい脂肪族炭化水素基若しく
は脂環式炭化水素基であればよく、種々の置換基を有す
る誘導体であってもよく、同じであっても異なっていて
もよい。脂肪族炭化水素基の炭素数は、１〜８であるの
が好ましい。Ｒ₃は全て芳香族炭化水素基であるのが特
に好ましい。

【００２０】芳香族炭化水素基としては、具体的には、
例えば、フェニル基、ナフチル基、アントリル基等を挙
げることができ、なかでも、フェニル基が好ましい。

【００２１】この本発明のチウラム系化合物の配合量
は、ジエン系ゴム１００重量部に対し、０．２〜３重量
部、好ましくは０．２〜２．５重量部である。０．２重
量部未満では、本発明の効果が十分でなく、３重量部を
超えると焼け（早期加硫）が発生しやすくなってしま
う。

【００２２】本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物で
は、ジエン系ゴム１００重量部に対し、さらにベンゾチ
アゾール系加硫促進剤を前記チウラム系化合物とベンゾ
チアゾール系加硫促進剤との重量比（チウラム系化合物
／ベンゾチアゾール）が０．２〜２．０、さらには０．
２〜１．５となるように含むのが、ゴムポリマー間の架
橋のモノサルファイド結合の割合が増加するため、ポリ
サルファイド結合の切断による物性の低下を抑え、グリ
ップ持続性をさらに向上させるという点で好ましい。

【００２３】このベンゾチアゾール系加硫促進剤として
は、メルカプトベンゾチアゾール（ＭＢＴ）、ジベンゾ
チアジルジスルフィド（ＭＢＴＳ）、Ｎ−ｔ−ブチル−
２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＴＢＢＳ）、
Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェン
アミド（ＣＢＳ）、Ｎ−オキシジエチレン−２−ベンゾ
チアゾリルスルフェンアミド（ＭＢＳ）、Ｎ，Ｎ−ジシ
クロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド
（ＤＣＢＳ）、メルカプトベンゾチアゾールの亜鉛塩、
２−（４−モルフォリノジチオ）ベンゾチアゾール、２
−（２，４−ジニトロ−フェニル）−メルカプトベンゾ
チアゾール、メルカプトベンゾチアゾールとシクロヘキ
シルアミンの塩、Ｎ，Ｎ−ジエチルチオカルバモイル−
２−ベンゾチアゾリルスルフィド等が使用されるが、こ
の中でも、スルフェンアミド系のものが好ましく用いら
れる。

【００２４】本発明のゴム組成物には、上記各成分に加
えて、さらに、硫黄、老化防止剤、軟化剤、可塑剤など
のタイヤ用に一般に配合されている各種添加剤を配合す
ることができ、かかる配合物は、一般的な方法で加硫し
てタイヤトレッドを製造することができる。これらの配
合量も一般的な量とすることができる。例えば、硫黄の
配合量は、ジエン系ゴム１００重量部当り１．０重量部
以上とするのが好ましく、１．２〜２．５重量部とする
のがさらに好ましい。

【００２５】

【実施例】以下、実施例によって本発明をさらに説明す
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１〜９及び比較例１〜４ 下記表１に示す成分（重量部）のうち、チウラム系化合
物、加硫促進剤および硫黄を除く成分を１．８リットル
の密封型ミキサーで４〜５分間混練したマスターバッチ
に、加硫促進剤もしくはチウラム系化合物および硫黄を
８インチのオープンロール混練したシリカ配合のゴム組
成物を得た。次に、この組成物を１５×１５×０．２ｃ
ｍの金型中で１６０℃、２０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、これを以下のＭ３
００変化率の測定に供し、その結果を表１に明記した。
また、このゴム組成物をトレッドに用いて、１９５／５
５Ｒ１５のサイズの乗用車用空気入りタイヤを作製し、
以下のグリップ性、グリップ持続性の評価を行い表１に
示した。

【００２６】Ｍ３００変化率 ＪｌＳ Ｋ ６２５１に基づき、初期の３００％モジュ
ラスと、１００℃、４８時間の条件で熱老化させた後の
３００％モジュラスとを測定し、初期値に対する熱老化
後の値の差を求め、その差を初期の値で除して変化率
（％）とした。値が小さいほど、変化率が小さく耐熱老
化性が良好であり、グリップ持続性の向上につながる。グリップ性 作製したタイヤを１．６リットルクラスの国産乗用車に
装着し、一周４．４１ｋｍのコースを走行した際のグリ
ップ性能（グリップ感、ブレーキ性能、トラクション性
能）について、以下の５段階のフィーリング評価を行っ
た。値が大きいほどグリップ性に優れる。 ５：非常に良好、４：良好、３：普通、２：やや劣る、
１：非常に劣る また、５は５^-よりも、４⁺は４よりも、グリップ性が良
好であることを示す。グリップ持続性 作製したタイヤを１．６リットルクラスの国産乗用車に
装着し、一周４．４１ｋｍのコースを５周連続走行した
際の最速ラップタイムと最終（５周目）ラップタイムと
のタイム差を算出し、各タイヤのグリップ持続性を以下
の計算式にて求めた。（比較例１のタイヤのタイム差）
／（各タイヤのタイム差）×１００この値が大きいほど
グリップ持続性に優れる。

【００２７】

【表１】 上記表１に使用した配合成分は、以下のものを使用し
た。なお、ＳＢＲ１およびＳＢＲ２は、油展品であるの
で、ゴム成分量はＳＢＲ１およびＳＢＲ２の項に記載
し、オイル成分量はプロセスオイルの項に含めて記載し
た。 ＳＢＲ１：Ｎｉｐｏｌ ９５２６、日本ゼオン社、スチ
レン含量＝３５％ ＳＢＲ２(Tg=-51℃)：ＳＢＲ １７１２、日本ゼオン
社、スチレン含量＝２５％ ＳＢＲ３：日本ゼオン社、分子量＝６０００、スチレン
含量＝４５％ カーボンブラック１：ＳＡＦ級、ＣＴＡＢ＝１４０ｍ²
／ｇ カーボンブラック２：Ｎ２３４、ＣＴＡＢ＝１１４ｍ²
／ｇ シリカ：ニップシールＡＱ、日本シリカ社製 チウラム系化合物：下記式（２）に示す化合物

【００２８】

【化４】 （式中、Ｒ₁はメチレン基、Ｒ₂およびＲ₃はフェニル基
を表す。）

【００２９】加硫促進剤ＣＢＳ：Ｎ−シクロヘキシル−
２−ベンゾチアジルスルフェンアミド 加硫促進剤ＴＯＴ−Ｎ：ノクセラーＴＯＴ−Ｎ、テトラ
（２−エチルヘキシル） 老化防止剤６Ｃ：アンチゲン６Ｃ（Ｎ−フェニル−Ｎ′
−（１，３−ジメチル）−ｐ−フェニレンジアミン）、
住友化学社製

【００３０】上記表１に示すように、本発明のチイラム
系化合物を配合しなかった比較例１および比較例４につ
いては、Ｍ３００変化率が大きくなり耐熱老化性に劣る
ため、グリップ持続性が良好でない。また、スチレン含
量２０〜５０％のスチレン−ブタジエン共重合体ゴムの
量が少ない比較例２や全充填剤量が少ない比較例３につ
いては、グリップ性に劣るものであった。

【００３１】それに対して、本発明のチウラム系化合物
を配合した実施例１〜９は、Ｍ３００変化率に優れ、グ
リップ性およびグリップ持続性ともにバランスよく向上
させることができた。

【００３２】

【発明の効果】本発明に従って、タイヤトレッド用ゴム
組成物について、スチレン含量２０〜５０％のスチレン
−ブタジエン共重合体ゴムを５０重量％以上含むゴム１
００重量部に対し、充填剤８０〜１８０重量部と本発明
のチウラム系化合物０．２〜３重量部を配合することに
よって、グリップ性能とグリップ持続性とをともに向上
させることができる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スチレン含量２０〜５０％のスチレン−
   ブタジエン共重合体ゴムを５０重量％以上含むゴム１０
   ０重量部に対し、充填剤８０〜１８０重量部と下記式
   （１）に示すチウラム系化合物０．２〜３重量部を含む
   タイヤトレッド用ゴム組成物。 【化１】 （式中、Ｒ₁は炭素数１〜３のアルキレン基、Ｒ₂は、芳
   香族炭化水素基、Ｒ₃は、炭化水素基または水素基を表
   す。）
2. 【請求項２】 前記充填剤が、ＣＴＡＢが１２０ｍ²／
   ｇ以上であるカーボンブラックを含む請求項１に記載の
   タイヤトレッド用ゴム組成物。
3. 【請求項３】 さらに、ベンゾチアゾール系加硫促進剤
   を前記チウラム系化合物とベンゾチアゾール系加硫促進
   剤との重量比（チウラム系化合物／ベンゾチアゾール）
   が０．２〜２．０となるように含む請求項１または２に
   記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
4. 【請求項４】 分子量が２０００〜５万のスチレン−ブ
   タジエン共重合体ゴムをゴム１００重量部に対し、５〜
   ５０重量部含む請求項１〜３のいずれか１項に記載のタ
   イヤトレッド用ゴム組成物。