JP2002179844A - タイヤ用ゴム組成物 - Google Patents
タイヤ用ゴム組成物Info
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- JP2002179844A JP2002179844A JP2000379408A JP2000379408A JP2002179844A JP 2002179844 A JP2002179844 A JP 2002179844A JP 2000379408 A JP2000379408 A JP 2000379408A JP 2000379408 A JP2000379408 A JP 2000379408A JP 2002179844 A JP2002179844 A JP 2002179844A
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
- Y02T10/86—Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction
Abstract
(57)【要約】
【課題】 タイヤの転がり抵抗と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重量部に対してセチルトリメチ
ルアンモニウムブロマイド比表面積（ＣＴＡＢ）が１３
０ｍ２ ／ｇ〜２２０ｍ２ ／ｇであり、ＢＥＴ法による
窒素吸着全比表面積（ＢＥＴ）とＣＴＡＢとの差、ＢＥ
Ｔ−ＣＴＡＢが１５ｍ２ ／ｇ以下であるシリカを３５
重量部〜１２０重量部、および、下記構造式で表される
でシランカップリング剤を１重量部〜２０重量部を配合
する。 【化１】
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重量部に対してセチルトリメチ
ルアンモニウムブロマイド比表面積（ＣＴＡＢ）が１３
０ｍ２ ／ｇ〜２２０ｍ２ ／ｇであり、ＢＥＴ法による
窒素吸着全比表面積（ＢＥＴ）とＣＴＡＢとの差、ＢＥ
Ｔ−ＣＴＡＢが１５ｍ２ ／ｇ以下であるシリカを３５
重量部〜１２０重量部、および、下記構造式で表される
でシランカップリング剤を１重量部〜２０重量部を配合
する。 【化１】
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、タイヤ用ゴム組成
物に関し、さらに詳しくは転がり抵抗、ウェット性能、
および耐摩耗性に優れた、特にタイヤトレッドに適した
タイヤ用ゴム組成物に関する。
物に関し、さらに詳しくは転がり抵抗、ウェット性能、
および耐摩耗性に優れた、特にタイヤトレッドに適した
タイヤ用ゴム組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車用タイヤとして、自動車の燃費の
向上の観点から転がり抵抗の低減、タイヤ寿命、安全性
などの観点から湿潤路面での制動性すなわち摩擦係数を
大きくしたウェット性能の向上、および経済性、安全性
の確保から耐摩耗性に優れたタイヤ用ゴム組成物が要求
されている。
向上の観点から転がり抵抗の低減、タイヤ寿命、安全性
などの観点から湿潤路面での制動性すなわち摩擦係数を
大きくしたウェット性能の向上、および経済性、安全性
の確保から耐摩耗性に優れたタイヤ用ゴム組成物が要求
されている。
【０００３】このような要求に対して、トレッドのゴム
組成物にヒステリシスロスの小さいポリマーを用いると
転がり抵抗の低減に効果があり、ヒステリシスロスの小
さいガラス転移温度（Ｔｇ）の低い天然ゴムやハイシス
−ブタジエンゴムのようなポリマーを用いると耐摩耗性
や低温脆化性も向上することができる。しかし反面、高
Ｔｇポリマーが有するウェット性能と両立することが困
難となり、この問題を解消するゴム組成物が種々提案さ
れているが、上記各特性の両立には未だ充分満足できる
ものではない。
組成物にヒステリシスロスの小さいポリマーを用いると
転がり抵抗の低減に効果があり、ヒステリシスロスの小
さいガラス転移温度（Ｔｇ）の低い天然ゴムやハイシス
−ブタジエンゴムのようなポリマーを用いると耐摩耗性
や低温脆化性も向上することができる。しかし反面、高
Ｔｇポリマーが有するウェット性能と両立することが困
難となり、この問題を解消するゴム組成物が種々提案さ
れているが、上記各特性の両立には未だ充分満足できる
ものではない。
【０００４】また、耐摩耗性の改良のためには、補強性
の高くな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。
の高くな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。
【０００５】上記の性能を同時に改良するものとして、
例えば、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
た配合や活性末端を特定の官能基で変性した溶液重合ス
チレンブタジエンゴムにシリカを配合したゴム組成物な
ど多くのシリカを配合したゴム組成物の提案がされてい
るが、これらのシリカを配合したゴム組成物は低発熱性
やウェット性能に優れるが、混合加工時の粘度上昇、加
硫の遅延や分散性が悪く、混合性促進のためシリカをカ
ーボンブラックなどの他の配合剤と別の混合ステップで
混合するなどの生産性低下の問題や、また高温混合に限
界がありポリマーとシリカとの反応性が不足し、上記の
性能を充分に発揮出来なのが現状である。
例えば、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
た配合や活性末端を特定の官能基で変性した溶液重合ス
チレンブタジエンゴムにシリカを配合したゴム組成物な
ど多くのシリカを配合したゴム組成物の提案がされてい
るが、これらのシリカを配合したゴム組成物は低発熱性
やウェット性能に優れるが、混合加工時の粘度上昇、加
硫の遅延や分散性が悪く、混合性促進のためシリカをカ
ーボンブラックなどの他の配合剤と別の混合ステップで
混合するなどの生産性低下の問題や、また高温混合に限
界がありポリマーとシリカとの反応性が不足し、上記の
性能を充分に発揮出来なのが現状である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前述
の従来技術の問題を解決して、タイヤの転がり抵抗とウ
ェット性能および耐摩耗性の各特性がバランスよく優れ
たタイヤ用ゴム組成物を提供することにある。
の従来技術の問題を解決して、タイヤの転がり抵抗とウ
ェット性能および耐摩耗性の各特性がバランスよく優れ
たタイヤ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】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高分
子量スチレンブタジエンゴムを用いることで、転がり抵
抗やウェット性能を維持しながら耐摩耗性を大幅に向上
することができ、さらに改良シリカを配合し、特定のシ
ランカップリング剤を用いることで、上記の各特性がバ
ランスよく向上することができるタイヤ用ゴム組成物を
得ることができ、本発明に到達した。
成するため検討の結果、乳化重合により重合された高分
子量スチレンブタジエンゴムを用いることで、転がり抵
抗やウェット性能を維持しながら耐摩耗性を大幅に向上
することができ、さらに改良シリカを配合し、特定のシ
ランカップリング剤を用いることで、上記の各特性がバ
ランスよく向上することができるタイヤ用ゴム組成物を
得ることができ、本発明に到達した。
【０００８】すなわち、請求項１の発明は、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
量部に対してセチルトリメチルアンモニウムブロマイド
比表面積（ＣＴＡＢ）が１３０ｍ２ ／ｇ〜２２０ｍ
２ ／ｇであり、ＢＥＴ法による窒素吸着全比表面積
（ＢＥＴ）とＣＴＡＢとの差、ＢＥＴ−ＣＴＡＢが１５
ｍ２ ／ｇ以下であるシリカを３５重量部〜１２０重量
部、およびシランカップリング剤を１重量部〜２０重量
部を配合したことを特徴とするタイヤ用ゴム組成物にあ
る。
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
量部に対してセチルトリメチルアンモニウムブロマイド
比表面積（ＣＴＡＢ）が１３０ｍ２ ／ｇ〜２２０ｍ
２ ／ｇであり、ＢＥＴ法による窒素吸着全比表面積
（ＢＥＴ）とＣＴＡＢとの差、ＢＥＴ−ＣＴＡＢが１５
ｍ２ ／ｇ以下であるシリカを３５重量部〜１２０重量
部、およびシランカップリング剤を１重量部〜２０重量
部を配合したことを特徴とするタイヤ用ゴム組成物にあ
る。
【０００９】請求項２の発明は、前記シランカップリン
グ剤が、下記構造式で表されるシランカップリング剤で
あることを特徴とする請求項１に記載したタイヤ用ゴム
組成物にある。
グ剤が、下記構造式で表されるシランカップリング剤で
あることを特徴とする請求項１に記載したタイヤ用ゴム
組成物にある。
【化２】 請求項３の発明は、前記他のゴムがジエン系ゴムである
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載したタ
イヤ用ゴム組成物にある。
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載したタ
イヤ用ゴム組成物にある。
【００１０】
【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スチレンとブタジエ
ンの共重合体をゴム成分として配合することで、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
を向上することができる。
の大きい乳化重合により重合されたスチレンとブタジエ
ンの共重合体をゴム成分として配合することで、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
を向上することができる。
【００１１】また、改良され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従来シリ
カより一層向上することができ、タイヤの転がり抵抗、
ウェット性能を改善することができる。
で、乾燥路面をはじめ湿潤路面での摩擦係数を従来シリ
カより一層向上することができ、タイヤの転がり抵抗、
ウェット性能を改善することができる。
【００１２】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。
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。
【００１３】さらに、特定のシランカップリング剤を用
いることで、シリカ配合の高温混合が可能となりポリマ
ーとシリカの化学結合をより強固なものとすることがで
きる。
いることで、シリカ配合の高温混合が可能となりポリマ
ーとシリカの化学結合をより強固なものとすることがで
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。
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。
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性が難しく、ま
た加工性が悪くなり好ましくない。
Ｅ−ＳＢＲは重合反応が困難となり量産性が難しく、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。
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。
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
１種または２種以上のブレンドを選択することができ
る。
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
１種または２種以上のブレンド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の特長を活かすことが困難となりゴム組成物の
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ウェット性能や耐摩耗性の向上が
十分に発揮されない。
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の特長を活かすことが困難となりゴム組成物の
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ウェット性能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１種または２種類以上とブレンドすることが
できる。
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１種または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、シリカを配合することによ
り低発熱性、耐摩耗性や摩擦係数、特に湿潤路面でのウ
ェット性能を向上することができる。
り低発熱性、耐摩耗性や摩擦係数、特に湿潤路面でのウ
ェット性能を向上することができる。
【００２３】しかし、上述の通りシリカを配合したゴム
組成物の加硫特性は良好であるが、未加硫時の加工性に
劣るという欠点がある。これはシリカの粒子径や表面の
細孔状態に起因し、シリカ粒子の凝集力によりゴム組成
物に構造体が生成し粘度が上昇したり、シリカ表面や細
孔内のシラノール基により加硫促進剤などの極性配合剤
が吸着されて加硫が遅延したり、ポリマーとの相溶性が
不充分となり混合加工性が低下する。
組成物の加硫特性は良好であるが、未加硫時の加工性に
劣るという欠点がある。これはシリカの粒子径や表面の
細孔状態に起因し、シリカ粒子の凝集力によりゴム組成
物に構造体が生成し粘度が上昇したり、シリカ表面や細
孔内のシラノール基により加硫促進剤などの極性配合剤
が吸着されて加硫が遅延したり、ポリマーとの相溶性が
不充分となり混合加工性が低下する。
【００２４】本発明に用いられるシリカは、セチルトリ
メチルアンモニウムブロマイド比表面積（以下、ＣＴＡ
Ｂという）が１３０ｍ２ ／ｇ〜２２０ｍ２ ／ｇであ
り、ＢＥＴ法による窒素吸着全比表面積（以下、ＢＥＴ
という）とＣＴＡＢとの差、ＢＥＴ−ＣＴＡＢの値が１
５ｍ２ ／ｇ以下のものである。
メチルアンモニウムブロマイド比表面積（以下、ＣＴＡ
Ｂという）が１３０ｍ２ ／ｇ〜２２０ｍ２ ／ｇであ
り、ＢＥＴ法による窒素吸着全比表面積（以下、ＢＥＴ
という）とＣＴＡＢとの差、ＢＥＴ−ＣＴＡＢの値が１
５ｍ２ ／ｇ以下のものである。
【００２５】ＣＴＡＢはシリカ粒子の外部表面積を表
し、値が大きいほどポリマーとの相互作用が良好になり
１３０ｍ２ ／ｇ未満ではゴムの補強性が低下し、２２
０ｍ２ ／ｇを越えると粒子径が小さくなって分散性が悪
くなり混合加工性が低下し好ましくない。
し、値が大きいほどポリマーとの相互作用が良好になり
１３０ｍ２ ／ｇ未満ではゴムの補強性が低下し、２２
０ｍ２ ／ｇを越えると粒子径が小さくなって分散性が悪
くなり混合加工性が低下し好ましくない。
【００２６】なお、ＣＴＡＢはＡＳＴＭ Ｄ３７６５−
８９のカーボンブラックのＣＴＡＢ測定方法に準拠して
測定したものである。
８９のカーボンブラックのＣＴＡＢ測定方法に準拠して
測定したものである。
【００２７】本発明では、さらにゴム組成物の耐摩耗性
と加工性、分散性の向上するシリカの表面状態の指標と
して、シリカのＢＥＴとＣＴＡＢの差すなわちＢＥＴ−
ＣＴＡＢの値を用いた。この差が小さいと、シリカ表面
の細孔数が少なくなり、混合加工性や分散性が良好とな
り耐摩耗性を向上することができる。
と加工性、分散性の向上するシリカの表面状態の指標と
して、シリカのＢＥＴとＣＴＡＢの差すなわちＢＥＴ−
ＣＴＡＢの値を用いた。この差が小さいと、シリカ表面
の細孔数が少なくなり、混合加工性や分散性が良好とな
り耐摩耗性を向上することができる。
【００２８】上記ＢＥＴとＣＴＡＢの差は１５ｍ２ ／
ｇ以下である必要があり、さらには１３ｍ２ ／ｇ未満
が好ましく、この差が１５ｍ２ ／ｇより大きくなる
と、細孔数が多くなって両者のバランスが崩れ上記効果
を発現できない。
ｇ以下である必要があり、さらには１３ｍ２ ／ｇ未満
が好ましく、この差が１５ｍ２ ／ｇより大きくなる
と、細孔数が多くなって両者のバランスが崩れ上記効果
を発現できない。
【００２９】なお、ＢＥＴはシリカ粒子の細孔を含む全
比表面積を表し、ＡＳＴＭ Ｄ−３０３７ ８９のカー
ボンブラックのＢＥＴ測定方法に準拠して測定したので
ある。
比表面積を表し、ＡＳＴＭ Ｄ−３０３７ ８９のカー
ボンブラックのＢＥＴ測定方法に準拠して測定したので
ある。
【００３０】上記のシリカはゴム成分１００重量部に対
して、３５重量部〜１２０重量部の範囲で配合され、好
ましくは３５重量部〜１００重量部の範囲である。３５
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、１２０重量部を越えると粘度や発熱が上層
しゴム組成物の加工性が劣り、また破壊強度が低下す
る。
して、３５重量部〜１２０重量部の範囲で配合され、好
ましくは３５重量部〜１００重量部の範囲である。３５
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、１２０重量部を越えると粘度や発熱が上層
しゴム組成物の加工性が劣り、また破壊強度が低下す
る。
【００３１】シリカを配合したゴム組成物には、通常シ
ランカップリング剤が併用され、ゴムとポリマーをカッ
プリングし、ゴム組成物の補強性、転がり抵抗、耐摩耗
性などを向上する役割をしている。
ランカップリング剤が併用され、ゴムとポリマーをカッ
プリングし、ゴム組成物の補強性、転がり抵抗、耐摩耗
性などを向上する役割をしている。
【００３２】ゴム配合剤として使用されるシランカップ
リング剤としては、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多くを例示することができ、この１
種または２種以上を使用することができる。
リング剤としては、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多くを例示することができ、この１
種または２種以上を使用することができる。
【００３３】上記の中で、ビス−［３−（トリエトキシ
シリル）−プロピル］テトラスルフィドが加工性の面か
ら好ましいものであり、市販品としては、デグッサ社製
の「Ｓｉ−６９」を挙げることができる。
シリル）−プロピル］テトラスルフィドが加工性の面か
ら好ましいものであり、市販品としては、デグッサ社製
の「Ｓｉ−６９」を挙げることができる。
【００３４】しかし、上記の従来のシランカップリング
剤を用いてシリカ配合のゴム組成物を混合すると、ゴム
の粘度が上昇しやすく高温で混合することができないた
め、ポリマーとシリカのカップリングが充分でなく、シ
リカ配合の特徴を活かせなかった。
剤を用いてシリカ配合のゴム組成物を混合すると、ゴム
の粘度が上昇しやすく高温で混合することができないた
め、ポリマーとシリカのカップリングが充分でなく、シ
リカ配合の特徴を活かせなかった。
【００３５】本発明では、下記構造式で表されるシラン
カップリング剤を配合することができる。
カップリング剤を配合することができる。
【００３６】
【化３】 ここで、ｎは１．５〜２．５の範囲であって、平均で約
２である。
２である。
【００３７】このシランカップリング剤は、化合物中の
Ｓがｎ＝１．５〜２．５の範囲で含まれるので、シリカ
配合ゴム組成物の粘度上昇を抑えることができ、高温で
のゴム混合が可能となる。そのため、カップリング効果
が向上し、ポリマーとシリカの化学結合が強固となりシ
リカ配合の特徴を従来のシランカップリング剤に比べて
著しく発揮することができる。
Ｓがｎ＝１．５〜２．５の範囲で含まれるので、シリカ
配合ゴム組成物の粘度上昇を抑えることができ、高温で
のゴム混合が可能となる。そのため、カップリング効果
が向上し、ポリマーとシリカの化学結合が強固となりシ
リカ配合の特徴を従来のシランカップリング剤に比べて
著しく発揮することができる。
【００３８】特に高分子量のポリマーとシリカとのゴム
組成物では混合温度が上昇しやすく、このシランカップ
リング剤の使用によって高温混合が可能となり、上記カ
ップリング効果を得ることが容易になる。
組成物では混合温度が上昇しやすく、このシランカップ
リング剤の使用によって高温混合が可能となり、上記カ
ップリング効果を得ることが容易になる。
【００３９】このシランカップリング剤の配合量は、従
来のシランカップリング剤と同じ配合量であって、シリ
カ配合量の１重量％〜３０重量％、好ましくは２重量％
〜２０重量％のはんいである。１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、３０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。
来のシランカップリング剤と同じ配合量であって、シリ
カ配合量の１重量％〜３０重量％、好ましくは２重量％
〜２０重量％のはんいである。１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、３０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。
【００４０】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。
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。
【００４１】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。
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。
【００４２】さらに、本発明のタイヤ用ゴム組成物に
は、前記配合剤に加え必要に応じて、通常のゴム工業で
使用されている加硫剤、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。
は、前記配合剤に加え必要に応じて、通常のゴム工業で
使用されている加硫剤、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。
【００４３】（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。
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。
【００４４】実施例および比較例のゴム組成物に配合し
たポリマー成分は、下記の通りであり、表２に配合量
（重量部）を示した。なお、ＳＢＲ（Ａ）は試作品、Ｓ
ＢＲ（Ｂ）およびブタジエンゴムは市販品である。
たポリマー成分は、下記の通りであり、表２に配合量
（重量部）を示した。なお、ＳＢＲ（Ａ）は試作品、Ｓ
ＢＲ（Ｂ）およびブタジエンゴムは市販品である。
【００４５】ＳＢＲ（Ａ）：試作品、乳化重合スチレン
ブタジエンゴム、重量平均分子量＝１２０万、結合スチ
レン量＝３９重量％。 ＳＢＲ（Ｂ）：市販品、乳化重合スチレンブタジエンゴ
ム、重量平均分子量＝８０万、結合スチレン量＝３５重
量％（ＪＳＲ社製、ＳＢＲ ０１２０） ブタジエンゴム：市販品、日本ゼオン（株）製 ＮＩＰ
ＯＬ ＢＲ１２２０ 実施例および比較例のゴム組成物に配合したシリカのＣ
ＴＡＢおよびＢＥＴを表１に示し、表２に各配合量（重
量部）を示した。
ブタジエンゴム、重量平均分子量＝１２０万、結合スチ
レン量＝３９重量％。 ＳＢＲ（Ｂ）：市販品、乳化重合スチレンブタジエンゴ
ム、重量平均分子量＝８０万、結合スチレン量＝３５重
量％（ＪＳＲ社製、ＳＢＲ ０１２０） ブタジエンゴム：市販品、日本ゼオン（株）製 ＮＩＰ
ＯＬ ＢＲ１２２０ 実施例および比較例のゴム組成物に配合したシリカのＣ
ＴＡＢおよびＢＥＴを表１に示し、表２に各配合量（重
量部）を示した。
【００４６】
【表１】 また、シランカップリング剤１は上記構造式において、
ｎの値が平均で約２を有するものである。また、シラン
カップリング剤２は従来のシランカップリング剤であ
り、デグッサ社製「Ｓｉ−６９」を使用し、その配合量
を表２に示した。
ｎの値が平均で約２を有するものである。また、シラン
カップリング剤２は従来のシランカップリング剤であ
り、デグッサ社製「Ｓｉ−６９」を使用し、その配合量
を表２に示した。
【００４７】表２の各ゴム組成物に共通に使用した配合
成分、配合量は下記の通りである。
成分、配合量は下記の通りである。
【００４８】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（配合量は表２参照） 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６
Ｃ 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Ｎ
Ｓ １重量部 加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製 ノクセラーＤ
０．３重量部 表２に示した各ゴム組成物を下記混合方法により作成
し、混合後の排出温度を測定した。また、作成した各ゴ
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耐摩耗性、ウェット性能、
転がり抵抗の各タイヤ性能を評価した。その結果を表２
に示した。
製 ショウブラック Ｎ２３４（配合量は表２参照） 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６
Ｃ 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Ｎ
Ｓ １重量部 加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製 ノクセラーＤ
０．３重量部 表２に示した各ゴム組成物を下記混合方法により作成
し、混合後の排出温度を測定した。また、作成した各ゴ
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耐摩耗性、ウェット性能、
転がり抵抗の各タイヤ性能を評価した。その結果を表２
に示した。
【００４９】排出温度の測定方法：硫黄と加硫促進剤を
除く配合成分を１．７リットル密閉式バンバリーミキサ
ーで５分間混合し、いったん排出したマスターバッチを
冷却し、硫黄と加硫促進剤を加え再度上記バンバリーミ
キサーを用いて４分間混合し、排出したゴム組成物の最
高温度を測定し、排出温度とし表２に示した。
除く配合成分を１．７リットル密閉式バンバリーミキサ
ーで５分間混合し、いったん排出したマスターバッチを
冷却し、硫黄と加硫促進剤を加え再度上記バンバリーミ
キサーを用いて４分間混合し、排出したゴム組成物の最
高温度を測定し、排出温度とし表２に示した。
【００５０】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。
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。
【００５１】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１
００とした指数で示した。数値が大きい程良好である。
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１
００とした指数で示した。数値が大きい程良好である。
【００５２】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。
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。
【００５３】
【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、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他のジエン系ゴムとブ
レンドしたゴム成分に、特定の改良されたシリカを配合
し、さらに高温混合が可能なシランカップリング剤を使
用しているので、実施例で明らかなように従来より高い
排出温度で混合されたにもかかわらず、高分子量の乳化
重合スチレンブタジエンゴムとシリカが強固に結合し、
各特性を満足するゴム組成物が得られ、このゴム組成物
をトレッドに適用したタイヤは転がり抵抗、ウェット性
能、耐摩耗性の各性能がバランスよく向上することが分
かる。
は、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他のジエン系ゴムとブ
レンドしたゴム成分に、特定の改良されたシリカを配合
し、さらに高温混合が可能なシランカップリング剤を使
用しているので、実施例で明らかなように従来より高い
排出温度で混合されたにもかかわらず、高分子量の乳化
重合スチレンブタジエンゴムとシリカが強固に結合し、
各特性を満足するゴム組成物が得られ、このゴム組成物
をトレッドに適用したタイヤは転がり抵抗、ウェット性
能、耐摩耗性の各性能がバランスよく向上することが分
かる。
【００５４】比較例１は従来ゴム組成物の配合例であ
り、比較例２は従来のシランカップリング剤での高温混
合のためポリマーとシリカの結合力が弱く、各性能共に
悪化している。
り、比較例２は従来のシランカップリング剤での高温混
合のためポリマーとシリカの結合力が弱く、各性能共に
悪化している。
【００５５】比較例３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、シリカによるウェット
性能と転がり抵抗の改良は見られるが、耐摩耗性が悪化
し、比較例４はシリカの粒子径が小さく補強性が不足し
耐摩耗性が改良されない。
タジエンゴムの配合量が少なく、シリカによるウェット
性能と転がり抵抗の改良は見られるが、耐摩耗性が悪化
し、比較例４はシリカの粒子径が小さく補強性が不足し
耐摩耗性が改良されない。
【００５６】
【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高分子
量スイレンブタジエンゴムをゴム成分としたゴム組成物
に、特定のシリカおよび特定シランカップリング剤を配
合したゴム組成物であり、このゴム組成物をタイヤのト
レッドに適用することで、タイヤの転がり抵抗とウェッ
ト性能および耐摩耗性を著しく向上することができ、か
つバランスのとれたタイヤ性能を得ることができる、と
いう優れた効果がある。
ヤ用ゴム組成物では、乳化重合により重合された高分子
量スイレンブタジエンゴムをゴム成分としたゴム組成物
に、特定のシリカおよび特定シランカップリング剤を配
合したゴム組成物であり、このゴム組成物をタイヤのト
レッドに適用することで、タイヤの転がり抵抗とウェッ
ト性能および耐摩耗性を著しく向上することができ、か
つバランスのとれたタイヤ性能を得ることができる、と
いう優れた効果がある。
Claims (3)
- 【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重量部に対してセチルトリメチルア
ンモニウムブロマイド比表面積（ＣＴＡＢ）が１３０ｍ
２ ／ｇ〜２２０ｍ２ ／ｇであり、ＢＥＴ法による窒
素吸着全比表面積（ＢＥＴ）とＣＴＡＢとの差、ＢＥＴ
−ＣＴＡＢが１５ｍ２ ／ｇ以下であるシリカを３５重
量部〜１２０重量部、およびシランカップリング剤を１
重量部〜２０重量部を配合したことを特徴とするタイヤ
用ゴム組成物。 - 【請求項２】 前記シランカップリング剤が、下記構造
式で表されるシランカップリング剤であることを特徴と
する請求項１に記載したタイヤ用ゴム組成物。 【化１】 - 【請求項３】 前記他のゴムがジエン系ゴムであること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載したタイヤ
用ゴム組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000379408A JP2002179844A (ja) | 2000-12-13 | 2000-12-13 | タイヤ用ゴム組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000379408A JP2002179844A (ja) | 2000-12-13 | 2000-12-13 | タイヤ用ゴム組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002179844A true JP2002179844A (ja) | 2002-06-26 |
Family
ID=18847787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000379408A Withdrawn JP2002179844A (ja) | 2000-12-13 | 2000-12-13 | タイヤ用ゴム組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002179844A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005047963A (ja) * | 2003-07-29 | 2005-02-24 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | ゴム組成物 |
| JP2005179436A (ja) * | 2003-12-17 | 2005-07-07 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | シリカマスターバッチ、その製造方法およびシリカマスターバッチを用いてなるゴム組成物 |
| JP2006131682A (ja) * | 2004-11-02 | 2006-05-25 | Bridgestone Corp | ゴム組成物および空気入りタイヤ |
| JP2006131681A (ja) * | 2004-11-02 | 2006-05-25 | Bridgestone Corp | ゴム組成物および空気入りタイヤ |
| 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 |
| CN106459514A (zh) * | 2014-07-02 | 2017-02-22 | 住友橡胶工业株式会社 | 胎面胶组合物和充气轮胎 |
-
2000
- 2000-12-13 JP JP2000379408A patent/JP2002179844A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005047963A (ja) * | 2003-07-29 | 2005-02-24 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | ゴム組成物 |
| JP4543630B2 (ja) * | 2003-07-29 | 2010-09-15 | 横浜ゴム株式会社 | ゴム組成物 |
| JP2005179436A (ja) * | 2003-12-17 | 2005-07-07 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | シリカマスターバッチ、その製造方法およびシリカマスターバッチを用いてなるゴム組成物 |
| JP4573523B2 (ja) * | 2003-12-17 | 2010-11-04 | 住友ゴム工業株式会社 | シリカマスターバッチ、その製造方法およびシリカマスターバッチを用いてなるゴム組成物 |
| JP2006131682A (ja) * | 2004-11-02 | 2006-05-25 | Bridgestone Corp | ゴム組成物および空気入りタイヤ |
| JP2006131681A (ja) * | 2004-11-02 | 2006-05-25 | Bridgestone Corp | ゴム組成物および空気入りタイヤ |
| 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 |
| CN106459514A (zh) * | 2014-07-02 | 2017-02-22 | 住友橡胶工业株式会社 | 胎面胶组合物和充气轮胎 |
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Legal Events
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