JP2002161170A - タイヤ用ゴム組成物 - Google Patents

タイヤ用ゴム組成物

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JP2002161170A
JP2002161170A JP2000358358A JP2000358358A JP2002161170A JP 2002161170 A JP2002161170 A JP 2002161170A JP 2000358358 A JP2000358358 A JP 2000358358A JP 2000358358 A JP2000358358 A JP 2000358358A JP 2002161170 A JP2002161170 A JP 2002161170A
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rubber
weight
tire
rubber composition
silica
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JP2000358358A
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English (en)
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Norio Minouchi
則夫 箕内
Masaaki Kojima
正章 小島
Riichiro Ohara
利一郎 大原
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Toyo Tire Corp
Original Assignee
Toyo Tire and Rubber Co Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/86Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

Abstract

(57)【要約】 【課題】 タイヤの転がり抵抗と湿潤路面での摩擦係数
(ウェット性能)および耐摩耗性の各特性がバランスよ
く向上するタイヤ用ゴム組成物を提供する。 【解決手段】 乳化重合により重合された重量平均分子
量が100万〜150万のスチレンとブタジエンの共重
合体ゴムをゴム成分とした単独配合の、または前記共重
合体ゴムをゴム成分として30重量部以上と他のジエン
系ゴムをゴム成分として70重量部以下とを配合したゴ
ム組成物に、前記ゴム成分100重量部に対してシリカ
を30重量部〜120重量部を配合する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、タイヤ用ゴム組成
物に関するものであり、さらに詳しくはタイヤの転がり
抵抗と湿潤路面での摩擦係数を高次に維持しながら、耐
摩耗性を向上することができるタイヤトレッドに好適な
タイヤ用ゴム組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】自動車用タイヤとしては、自動車の燃料
消費量の低減要求からタイヤの転がり抵抗の改善、また
操縦性や安全性の観点から湿潤路面での摩擦係数を大き
くしたウェット性能の改善要求に加え、省資源や環境問
題などの社会的要求がより厳しくなり、タイヤの耐摩耗
性のさらなる向上が要求されるようになってきた。
【0003】タイヤの転がり抵抗の低減には、トレッド
用ゴムにヒステリシスロスの小さいポリマーを用いるこ
とが有効であることが知られており、ガラス転移温度の
低い高シスポリブタジエンゴムや天然ゴムがヒステリシ
スロスを低減することができるが、反面では0℃付近の
低温のtanδが小さくなり、湿潤路面での摩擦係数が
低下する傾向にあり、ウェット性能を同時に満足するも
のではなかった。
【0004】また、ガラス転移温度の低いポリマーは耐
摩耗性を改良することができるが、上記と同じく摩擦係
数が低くなりウェット性能が低下してしまうという2律
背反の関係にある。
【0005】また、耐摩耗性の改良のためには、ゴムの
補強性を高くすることのできる比表面積の大きいカーボ
ンブラックを用いることも効果があるが、カーボンブラ
ックの凝集体構造の改良には限界がある。
【0006】上記の転がり抵抗、ウェット性能および耐
摩耗性を同時に改良するものとして、例えば、高ビニル
スチレンブタジエンゴムを用いたゴム組成物、有機リチ
ウム化合物を開始剤とした特定のスチレン連鎖とガラス
転移温度を持つ溶液重合スチレンブタジエンゴムとシリ
カおよびシランカップリング剤とを組み合わせたゴム組
成物や活性末端を特定のシラン化合物で変性した溶液重
合スチレンブタジエンゴムとシリカを反応させたゴム組
成物などが提示されているが、これらのゴム組成物にお
いても最近の厳しい要求には十分に満足するものではな
い。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、タイヤの転
がり抵抗と湿潤路面での摩擦係数(ウェット性能)およ
び耐摩耗性の各特性がバランスよく向上し満足すること
ができる、タイヤトレッドに好適なタイヤ用ゴム組成物
を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者は前記目的を達
成するため検討の結果、乳化重合により重合されたポリ
マーの分子量を大きくすることで、摩擦係数を高次に維
持しながら耐摩耗性を大幅に向上することができ、さら
にシリカを配合することで摩擦係数と転がり抵抗がより
改良されるという結果に基づき、タイヤの転がり抵抗と
湿潤路面での摩擦係数(ウェット性能)および耐摩耗性
の各特性がバランスよく向上するゴム組成物を得て本発
明を完成するに至った。
【0009】すなわち本発明は、乳化重合により重合さ
れた重量平均分子量が100万〜150万のスチレンと
ブタジエンの共重合体ゴムをゴム成分とした単独配合
の、または前記共重合体ゴムをゴム成分として30重量
部以上と他のゴムをゴム成分として70重量部以下とを
配合したゴム組成物に、前記ゴム成分100重量部に対
してシリカを30重量部〜120重量部を配合したこと
を特徴としたタイヤ用ゴム組成物である。
【0010】前記他のゴムとしては、ジエン系ゴムがタ
イヤ用としては特に好ましく配合される。
【0011】
【作用】本発明のタイヤ用ゴム組成物によれば、分子量
の大きい乳化重合により重合されたポリマーをゴム組成
物に配合することで、ゴム組成物の補強性が高くなり耐
摩耗性が向上し、転がり抵抗を高次に維持することがで
きる。
【0012】また、シリカを配合することで、乾燥路面
をはじめ湿潤路面での摩擦係数を向上することができ、
タイヤのウェット性能を改善することができる。
【0013】特に、分子量の大きいポリマーはゴム組成
物中へのシリカの分散性を極めて良好にすることがで
き、耐摩耗性およびゴム加工性を大幅に向上することが
できる。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明に用いられる乳化重合によ
り重合されたスチレンとブタジエンの共重合体ゴム(以
下、E−SBRという)は、スチレンモノマーとブタジ
エンモノマーを、不均化ロジン酸ナトリウムなどの界面
活性剤を乳化剤とし水中に分散させ、ラジカル開始剤、
触媒、連鎖移動剤等を加え、低温での重合温度(例えば
5℃)において、一般的なコールド重合法により得られ
たものである。
【0015】このE−SBRの重量平均分子量(以下、
MWという)は、100万未満であると、ポリマーの分
子末端基数が多くなりゴム組成物に必要な強度を得るの
が困難となり、またシリカなどの充填剤の分散性が不十
分となり、耐摩耗性や転がり抵抗が向上しない。
【0016】また、MWが150万を越える高分子量の
E−SBRは重合反応が困難となり量産が難しく、また
加工性が悪くなり好ましくない。
【0017】E−SBRの結合スチレン量は特に限定さ
れないが、40重量%未満のものが好ましく、結合スチ
レン量が多くなるとガラス転移温度が上昇し、転がり抵
抗や耐摩耗性が低下する。
【0018】本発明のタイヤ用ゴム組成物に配合される
E−SBRは、ゴム成分として単独で配合し使用するこ
とができるが、他のゴムとブレンドして使用することも
できる。
【0019】前記の他のゴムとしては特に限定されない
が、例えば天然ゴム、溶液重合および乳化重合スチレン
ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴムなど
のジエン系ゴム、イソブチレンイソプレンゴム、エチレ
ンプロピレンゴムなどの非ジエン系ゴムやウレタンゴム
などを挙げることができ、ゴム組成物の要求特性により
上記の1種または2種以上のブレンド配合を選択するこ
とができる。
【0020】このゴム組成物をタイヤ用に適用する場
合、他のゴムとしてはジエン系ゴムが特に好適であり、
前記E−SBRの配合量はゴム成分として30重量部以
上が必要である。30重量部未満であると高分子量E−
SBRの特徴が充分発揮されず、ゴム組成物の補強性が
不足し、特に耐摩耗性の向上が得られず、またシリカの
分散性が劣り摩擦係数や耐摩耗性の向上が十分に発揮さ
れない。
【0021】前記ジエン系ゴムとしては、上記と同様の
例えば、天然ゴム、溶液重合および乳化重合による他の
スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレン
ゴムなどの単独または2種類以上とブレンドすることが
できる。
【0022】この発明では、シリカ配合を用いることに
より摩擦係数、特に湿潤路面での摩擦係数を上げること
ができタイヤのウェット性能を向上することができる。
【0023】配合されるシリカはゴム成分100重量部
に対して、30重量部〜120重量部、好ましくは30
重量部〜100重量部である。30重量部未満である
と、シリカの補強効果が小さく耐摩耗性が低下し、12
0重量部を越えるとゴムの加工性が劣り、また破壊強度
が低下する。
【0024】シリカとしては、ゴム配合剤として使用さ
れている任意のシリカを使用することができ、例えば湿
式シリカ、乾式シリカや表面処理シリカが挙げられる。
【0025】また、シリカとポリマーの結合補強のため
に、シランカップリング剤を配合することが好ましく、
その配合量はシリカ配合量の2重量%〜20重量%好ま
しい範囲であり、2重量%未満ではカップリングによる
補強効果が十分得られず、20重量%を越えると逆に補
強性が低下したり、ゴム混合や押し出し工程でスコーチ
しやすくなり好ましくない。
【0026】上記シランカップリング剤はゴム配合剤と
して使用されている任意のシランカップリング剤を使用
することができ、例えば、ビス−[3−(トリエトキシ
シリル)−プロピル]テトラスルフィド、ビス−[2−
(トリエトキシシリル)−エチル]テトラスルフィド、
ビス−[3−(トリメトキシシリル)−プロピル]テト
ラスルフィド、ビス−[2−(トリメトキシシリル)−
エチル]テトラスルフィド、3−メルカプトプロピルト
リメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキ
シシランなどを例示することができる。
【0027】なお、補強剤としてシリカに加えて、0重
量部〜100重量部のカーボンブラックを併用すること
ができ、シリカ単独配合に比べ耐摩耗性の向上や加工性
を改良することがでる。
【0028】このカーボンブラックは、耐摩耗性の観点
からASTM規定の100番、200番、300番台の
カーボンブラックが好ましく、配合量は100重量部を
越えると転がり抵抗が悪化するので好ましくない。
【0029】さらに、本発明のタイヤ用ゴム組成物に
は、前記配合剤に加えて必要に応じて、加硫剤、加硫促
進剤、老化防止剤、軟化剤、充填剤、可塑剤などの配合
剤を通常の配合量の範囲で配合することができ、バンバ
リーミキサーやニーダーなどのゴム工業で通常使用され
る混合機を用いてゴム組成物を得ることができる。
【0030】(実施例)以下、実施例によって本発明を
さらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定される
ものではない。
【0031】実施例および比較例に使用した、乳化重合
スチレンブタジエンゴム(E−SBR)の重量平均分子
量(MW)と結合スチレン量(重量%)を表1に示す。
【0032】
【表1】 E−SBR(A),(B),(C)はMWが100万〜
150万の範囲にある本発明に係わる乳化重合ポリマー
であり、スチレンとブタジエンの各モノマーの仕込量、
ラジカル開始剤、触媒、連鎖移動剤を調整し、重合反応
を調節して得た試作品ポリマーである。
【0033】SBR(D),(E)はMWが本発明の範
囲外のE−SBRであり、SBR(D)はMWが80万
(JSR社製、SBR 0120)、SBR(E)はM
Wが68万(日本ゼオン社製、SBR 1712)のポ
リマーである。
【0034】表1におけるMWと結合スチレン量は下記
の方法で測定した値である。
【0035】MW:ゲルパーミエイションクロマトグラ
フィ(GPC):東ソー製HLC−8020、カラム:
東ソー製GMH−XLにより、示差屈折率(RI)を用
いて、単分散ポリスチレンを標準としたポリスチレン換
算で求めた。
【0036】結合スチレン量:赤外吸収スペクトル法に
よる699cm−1 フェニル基の吸収により、予め
求めておいた検量線を用いて測定した。
【0037】表1の各E−SBRを用いて、表2に示し
た各配合を常法に従い容量1.7リットルの密閉式バン
バリーミキサーを用いて混合し、各実施例および比較例
のゴム組成物を作成した。
【0038】表2に使用した配合剤は下記の通りであ
る。
【0039】・ブタジエンゴム:日本ゼオン(株)製
NIPOL BR1220 ・シリカ:日本シリカ(株)製 NIPSIL AQ ・シランカップリング剤:デグッサ社製 Si−69 ・カーボンブラック:昭和キャボット(株)製 ショウ
ブラック N234 なお、各実施例、比較例には共通の配合剤として下記の
配合剤をそれぞれ配合した。
【0040】・亜鉛華:3重量部 ・ステアリン酸:1重量部 ・プロセスオイル(トータル換算量):37.5重量部 ・老化防止剤:大内新興化学工業(株)製 ノクラック
6C 2重量部 ・硫黄:2重量部 ・加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製 ノクセラー
NS 1重量部 ・加硫促進剤:大内新興化学工業(株) ノクセラーD
0.3重量部 このゴム組成物を通常のキャップ/ベース構造のトレッ
ドを有するサイズが185/65R14試験用ラジアル
タイヤのキャップトレッドに適用し、各タイヤを常法に
従い製造し、下記の評価方法によりタイヤ性能を評価し
た。その結果を表2に示した。
【0041】耐摩耗性:1800cc乗用車に各タイヤ
を装着し、同一の走行条件で5,000Km毎にタイヤ
の位置交換を行いながら、20,000Km走行後の残
溝深さからトレッドゴムの摩耗量を求め、比較例1を1
00とした指数で示した。数値が大きい程良好である。
【0042】湿潤路面性能(ウェット性能):米国の統
一タイヤ品質等級基準UTQGのアスファルト路面ので
の試験条件でトラクション試験を行い、トラクション性
能を比較例1を100とした指数で示した。数値が大き
い程良好である。
【0043】転がり抵抗性:1800cc乗用車に各タ
イヤを装着し、同一の走行条件で5,000Km走行す
るのに要した燃料消費量から、タイヤの転がり抵抗性を
求め、比較例1を100とした指数で示した。数値が大
きい程良好である。
【0044】
【表2】 表2に示すように、本発明によるタイヤ用ゴム組成物で
は、実施例1〜4に示す分子量が100万〜150万で
ある乳化重合スチレンブタジエンゴムを単独あるいは従
来の乳化重合スチレンブタジエンゴムまたはブタジエン
ゴムとブレンドした配合であり、実施例で明らかなよう
にシリカを配合してタイヤのトレッドに適用すること
で、湿潤路面性能(ウェット性能)と転がり抵抗性を維
持して、耐摩耗性が向上することが分かる。
【0045】比較例1は従来ゴム組成物の配合例であ
り、比較例2は分子量が低い乳化重合のスチレンブタジ
エンゴムを使用し、耐摩耗性の改良が見られず、比較例
3はシリカを配合していないので、耐摩耗性が劣り、転
がり抵抗も悪化している。
【0046】比較例4は高分子量の乳化重合スチレンブ
タジエンゴムの配合量が少なく、耐摩耗性が改善され
ず、比較例5はシリカの配合量が不足でありタイヤ性能
が向上していない。
【0047】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるタイ
ヤ用ゴム組成物では、乳化重合により重合された重量平
均分子量が100万〜150万のスチレンとブタジエン
の共重合体ゴムをゴム成分として単独配合した、または
前記共重合体ゴムをゴム成分として30重量部以上と他
のジエン系ゴムをゴム成分として70重量部以下とを配
合したタイヤ用ゴム組成物であり、かつ前記ゴム成分1
00重量部に対してシリカを30重量部〜120重量部
を配合したことを特徴としたものであるので、タイヤの
トレッドに適用することで、タイヤの転がり抵抗性と湿
潤路面での摩擦係数(ウェット性能)を高次に維持しな
がら耐摩耗性を向上することができ、バランスのとれた
タイヤ性能を得ることができる、優れた効果がある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大原 利一郎 大阪府大阪市西区江戸堀1丁目17番18号 東洋ゴム工業株式会社内 Fターム(参考) 4J002 AC01X AC03X AC06X AC08W AC08X BC05W BC05X DJ016 FD016 GN01

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 乳化重合により重合された重量平均分子
    量が100万〜150万のスチレンとブタジエンの共重
    合体ゴムをゴム成分とした単独配合の、または前記共重
    合体ゴムをゴム成分として30重量部以上と他のゴムを
    ゴム成分として70重量部以下とを配合したゴム組成物
    に、前記ゴム成分100重量部に対してシリカを30重
    量部〜120重量部を配合したことを特徴としたタイヤ
    用ゴム組成物。
  2. 【請求項2】 前記他のゴムがジエン系ゴムであること
    を特徴とした請求項1に記載したタイヤ用ゴム組成物。
JP2000358358A 2000-11-24 2000-11-24 タイヤ用ゴム組成物 Withdrawn JP2002161170A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005023296A (ja) * 2003-06-30 2005-01-27 Goodyear Tire & Rubber Co:The 低pcaオイル成分を含有する空気入りタイヤ
JP2006273588A (ja) * 2005-03-25 2006-10-12 Toyo Tire & Rubber Co Ltd 表面改質シリカ、それを含むゴム組成物及びシリカの改質方法
JP4997100B2 (ja) * 2005-03-14 2012-08-08 株式会社ブリヂストン ゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤ
JP2018177909A (ja) * 2017-04-07 2018-11-15 住友ゴム工業株式会社 タイヤ

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005023296A (ja) * 2003-06-30 2005-01-27 Goodyear Tire & Rubber Co:The 低pcaオイル成分を含有する空気入りタイヤ
JP4997100B2 (ja) * 2005-03-14 2012-08-08 株式会社ブリヂストン ゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤ
US8800615B2 (en) 2005-03-14 2014-08-12 Bridgestone Corporation Rubber composition and pneumatic tire using the same
JP2006273588A (ja) * 2005-03-25 2006-10-12 Toyo Tire & Rubber Co Ltd 表面改質シリカ、それを含むゴム組成物及びシリカの改質方法
JP2018177909A (ja) * 2017-04-07 2018-11-15 住友ゴム工業株式会社 タイヤ
JP7013670B2 (ja) 2017-04-07 2022-02-01 住友ゴム工業株式会社 タイヤ

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