JP2002173556A - タイヤトレッド用ゴム組成物 - Google Patents

タイヤトレッド用ゴム組成物

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JP2002173556A
JP2002173556A JP2000370036A JP2000370036A JP2002173556A JP 2002173556 A JP2002173556 A JP 2002173556A JP 2000370036 A JP2000370036 A JP 2000370036A JP 2000370036 A JP2000370036 A JP 2000370036A JP 2002173556 A JP2002173556 A JP 2002173556A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 転がり抵抗を低減し、グリップ性能、耐摩耗
性を向上させうるタイヤトレッド用ゴム組成物を提供す
る。 【解決手段】 天然ゴムおよび/またはイソプレンゴム
20〜45重量%とガラス転移温度が−80〜−10℃
であるスチレン−イソプレン−ブタジエンゴム25〜8
0重量%とからなるゴム成分100重量部に対して、シ
リカを10重量部以上配合したタイヤトレッド用ゴム組
成物。

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、とりわけ、グリップ性能、転がり抵抗およ
び耐摩耗性のバランスに優れたタイヤトレッド用ゴム組
成物に関する。
【0002】
【従来の技術】自動車走行における排気ガスの消費を少
なくするために、タイヤの転がり抵抗を小さくすること
が望まれている。
【0003】転がり抵抗を小さくする有効な手段として
は、トレッド用ゴム組成物に配合するカーボンブラック
またはシリカなどの補強剤の重量比率を減らす方法があ
る。しかし、この手法では、耐摩耗性およびグリップ性
能の低下が懸念される。
【0004】また、特開平3−290415号公報に
は、スチレン−イソプレン−ブタジエンゴム(SIB
R)を添加することにより、グリップ性能、転がり抵
抗、耐摩耗性のバランスを向上させる技術が開示されて
いる。しかしながら、特開平3−290415号公報に
おいては、SIBRと天然ゴム(NR)および/または
イソプレンゴム(IR)を適切な比でブレンドし、これ
らの性能を大幅に向上することについては何ら述べられ
ていない。
【0005】本発明者らは、SIBRとNRまたはIR
とを適切な比でブレンドすることにより、耐摩耗性が向
上し、グリップ性能の指標となる0℃における損失正接
(tanδ)が上昇し、転がり抵抗の指標となる60℃
における損失正接(tanδ)が低下することを見出し
た。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、転が
り抵抗を低減し、グリップ性能および耐摩耗性を向上さ
せうるタイヤトレッド用ゴム組成物を提供することにあ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】SBRにNRおよび/ま
たはIRが適量配合されたゴム組成物において、SBR
をSIBRに置換し、SIBRの量を増やすとともに、
グリップ性能の指標となる0℃のtanδは上昇し、転
がり抵抗の指標となる60℃におけるtanδは低下す
る傾向がみられた。よって、SBRを配合せずに、SI
BRとNRおよび/またはIRのブレンド配合を用いる
ことは、グリップ性能と転がり抵抗の両立をするための
有効な手段となりうる。
【0008】前記配合において、SIBRとSBRが当
量付近のとき、耐ランボーン摩耗性能が著しく向上し
た。前述のように、カーボンブラック、シリカなどの補
強剤の割合を減らすことにより転がり抵抗を低減し、低
燃費化を図った場合、耐摩耗性の低下が避けられなかっ
た。よって、SIBR、SBR、NRおよび/またはI
Rのブレンド配合は、転がり抵抗の低減、グリップ性能
の向上を図りながら、耐摩耗性を大幅に向上できるとい
う点で有効であると考える。
【0009】すなわち、本発明は、NRおよび/または
IR20〜45重量%とガラス転移温度が−80〜−1
0℃であるSIBR25〜80重量%とからなるゴム成
分100重量部に対して、シリカを10重量部以上配合
したタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明のタイヤトレッド用ゴム組
成物は、ゴム成分にシリカを配合して得られる。
【0011】前記ゴム成分は、NRおよび/またはIR
とSIBRとを含む。
【0012】NRおよび/またはIRの含有量は、ゴム
成分中20〜45重量%、好ましくは25〜35重量%
である。NRおよび/またはIRの含有量が20重量%
未満では耐摩耗性の維持が困難となり、45重量%をこ
えるとグリップ性能の低下が懸念される。
【0013】SIBRとしては、ガラス転移温度(T
g)が−80〜−10℃、好ましくは−60℃〜−35
℃のSIBRが用いられる。Tgが−80℃未満のSI
BRではグリップ性能の大幅な向上が期待できず、−1
0℃をこえるSIBRでは充分な耐摩耗性を得ることが
困難となる。
【0014】SIBRの含有量は、ゴム成分中25〜8
0重量%、好ましくは40〜70重量%である。SIB
Rの含有量が25重量%未満でも、80重量%をこえて
も、目的とするグリップ性能が得られず、転がり抵抗の
大幅な改善が期待できない。
【0015】本発明におけるゴム成分は、その他のゴム
成分としてSBR、ブタジエンゴム(BR)、イソプレ
ン−ブタジエンゴム(IBR)などを含むことができ
る。これらのゴム成分の含有量は、ゴム成分中、0〜5
5重量%、さらには0〜40重量%であることが好まし
い。これらのゴム成分の含有量が55重量%をこえると
目的とするグリップ性能が得られず、転がり抵抗の大幅
な改善が期待できない傾向がある。
【0016】また、前記その他のゴム成分の含有量は、
前記SIBRの含有量との重量比で0/100〜75/
25、さらには0/100〜55/45であることが好
ましい。その他のゴム成分の含有量が75/25をこえ
るとSIBRの特徴が充分に活かされず、グリップ性能
と転がり抵抗の改善が期待できない傾向がある。
【0017】本発明において使用されるシリカの配合量
は、前記ゴム成分100重量部に対して10重量部以
上、好ましくは30〜100重量部である。シリカの配
合量が10重量部未満ではグリップ性能と転がり抵抗の
両立が困難となり、100重量部をこえると混練り時の
粘度が高くなり、作業性が低下する傾向がある。
【0018】本発明において用いられるシリカとして
は、とくに制限はないが、乾式法シリカ(無水ケイ
酸)、湿式法シリカ(無水ケイ酸)などがあげられ、湿
式法シリカが好ましい。湿式法シリカの好適例として
は、デグッサ社製ウルトラジルVN3、日本シリカ
(株)製ニップシールVN3 AQなどがあげられる。
【0019】本発明において用いられるシリカのチッ素
吸着比表面積(N2SA)は50〜300m2/gである
ことが好ましい。シリカのN2SAが50m2/g未満で
はシリカの補強効果が得られにくい傾向があり、300
2/gをこえるとゴム中のシリカの分散性がわるくな
ることで、耐摩耗性が低下しやすい傾向がある。
【0020】本発明のゴム組成物には、従来からシリカ
と併用される任意のシランカップリング剤を配合するこ
とができる。具体的には、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、2−メルカプトエチルト
リメトキシシラン、2−メルカプトエチルトリエトキシ
シラン、3−ニトロプロピルトリメトキシシラン、3−
ニトロプロピルトリエトキシシラン、3−クロロプロピ
ルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルトリエトキ
シシラン、2−クロロエチルトリメトキシシラン、2−
クロロエチルトリエトキシシラン、3−トリメトキシシ
リルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテト
ラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピル−N,
N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、2−
トリエトキシシリルエチル−N,N−ジメチルチオカル
バモイルテトラスルフィド、3−トリメトキシシリルプ
ロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、3−トリエ
トキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィ
ド、3−トリエトキシシリルプロピルメタクリレートモ
ノスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピルメタク
リレートモノスルフィドなどがあげられる。これらは単
独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよ
い。これらのうちでは、カップリング剤添加効果とコス
トの両立の点から、ビス(3−エトキシシリルプロピ
ル)テトラスルフィドなどが好ましい。
【0021】前記シランカップリング剤は、シリカに対
して4〜12重量%配合することが好ましい。シランカ
ップリング剤の配合量が4重量%未満では耐摩耗性が著
しく低下する傾向がある。
【0022】本発明のゴム組成物には、補強剤として、
さらにカーボンブラックを配合することができる。
【0023】カーボンブラックとしては、N2SAが7
0〜200m2/gで圧縮ジブチルフタレート吸油量が
100〜150ml/100gの範囲のものが好まし
い。カーボンブラックのN2SAが70m2/g未満では
充分な補強性が得られにくい傾向があり、200m2
gをこえると混練り中の粘度が高くなるので、作業性が
低下する傾向がある。
【0024】前記カーボンブラックの例としては、HA
F、ISAF、SAFなどがあげられるが、とくに制限
されるものではない。
【0025】前記カーボンブラックの配合量はゴム成分
100重量部に対し、0〜120重量部であることが好
ましい。カーボンブラックの配合量が120重量部をこ
えるとゴム中の分散性がわるくなる傾向がある。
【0026】さらに、本発明のゴム組成物には、必要に
応じて、軟化剤、老化防止剤、加硫剤、加硫促進剤、加
硫促進助剤などの通常ゴム工業で使用される配合剤を適
宜配合することができる。
【0027】本発明のゴム組成物は、グリップ性能、転
がり抵抗および耐摩耗性のバランスに優れ、タイヤトレ
ッドとして好適に用いることができる。
【0028】
【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を詳細に説明
するが、本発明はこれらのみに限定されるものではな
い。
【0029】以下に実施例および比較例で用いた試薬お
よび試験方法をまとめて示す。
【0030】(試薬) SIBR:グッドイヤー ケミカル(GOODYEAR CHEMICA
L)社製のブデン SIBRフレックス2550(BUDEN
E SIBRFLEX2550)(Tg:−30℃) NR:RSS♯3 SBR:JSR(株)製のNS116 シリカ:デグッサ社製のウルトラジルVN3 カーボンブラック:東海カーボン(株)製のN220 プロセスオイル:出光興産(株)製のダイアナプロセス
PS32 ワックス:大内新興化学工業(株)製のサンノワックス 老化防止剤:フレキシス社製のサントフレックス13
((N−1,3−ジメチルブチル)−N’−フェニル−
p−フェニレンジアミン) ステアリン酸:日本油脂(株)の桐 亜鉛華:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛2号 硫黄:軽井沢化学製の粉末硫黄 加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製のノクセラーN
【0031】(試験方法) 実施例1〜4および比較例1〜2 表1に示す配合にしたがって、硫黄と加硫促進剤の成分
を、(株)神戸製鋼所製1.7Lバンバリーミキサーを
用いて約150℃で4分間混練りした。つぎに、得られ
た混練り物に硫黄と加硫促進剤を加えて二軸ローラーに
て80℃で約4分間練りこんだ。得られた混合物を17
0℃で12分間加硫することにより、加硫ゴムサンプル
を調製した。
【0032】(摩耗試験)前記加硫ゴムサンプルより試
験片を作製し、(株)岩本製作所製のランボーン摩耗試
験機を用い、表面回転速度50m/分、負荷荷重1.5
kg、かつ落砂量15g/分でスリップ率50%にて摩
耗量を測定した。比較例1の摩耗量を100として指数
で表わした。摩耗指数が大きいほど、耐摩耗性に優れ
る。
【0033】(転がり抵抗)前記加硫ゴムサンプルより
試験片を作製し、(株)岩本製作所製の粘弾性スペクト
ロメーターを用い、周波数10Hz、動歪み2.0%の
条件下で60℃での損失正接(tanδ)の測定を行な
った。比較例1のtanδを100として指数で示し
た。数値が大きいほどtanδが小さく転がり抵抗が低
く良好である。
【0034】(グリップ性能)前記加硫ゴムサンプルよ
り試験片を作製し、(株)岩本製作所製の粘弾性スペク
トロメーターを用い、周波数10Hz、動歪み2.0%
の条件下で0℃での損失正接(tanδ)の測定を行な
った。比較例1のtanδを100として指数で示し
た。数値が大きいほどtanδが大きくグリップ性能が
良好である。
【0035】結果を表1に示す。
【0036】
【表1】
【0037】NRを30重量部に固定し、SBRをSI
BRで置換したところ、SIBRの配合量を増やすこと
により、60℃におけるtanδの低下と0℃における
tanδの上昇がみられた。すなわち、SIBRの配合
量を増やすことにより、タイヤの転がり抵抗を下げ、グ
リップ性能を向上することができる。なお、このような
結果は、NRの配合量が少ない、または配合していない
場合には、明確に現れない。
【0038】転がり抵抗低減とグリップ性能向上の目的
では、SBRを全量SIBRに置換することが望ましい
が、耐摩耗性は、SBRの半量をSIBRに置換した場
合に最もよい結果が得られた。
【0039】すなわち、転がり抵抗とグリップ性能の両
立においては、NRとSIBRの組み合わせが最もよ
く、従来のNRとSBRの組み合わせよりも良好な耐摩
耗性を有する。
【0040】さらに耐摩耗性を高次元で達成するために
は、NR、SBRおよびSIBRの適切な量の組み合わ
せが望ましいことがわかる。
【0041】
【発明の効果】NRおよび/またはIRを含むゴム組成
物に、適量のSIBRを添加することにより、転がり抵
抗を低減し、グリップ性能および耐摩耗性を向上させう
るタイヤトレッド用ゴム組成物を得ることができる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 天然ゴムおよび/またはイソプレンゴム
    20〜45重量%とガラス転移温度が−80〜−10℃
    であるスチレン−イソプレン−ブタジエンゴム25〜8
    0重量%とからなるゴム成分100重量部に対して、シ
    リカを10重量部以上配合したタイヤトレッド用ゴム組
    成物。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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