JP2002226631A - 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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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- 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
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Tires In General (AREA)
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】 重量平均分子量が１００万〜１５０万を
有する乳化重合スチレンブタジエンゴムをゴム成分とし
た単独配合の、または前記スチレンブタジエンゴムをゴ
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重量部以下とを含むゴム組成物に、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９０ｍ２ ／ｇ以下で
あり、ＢＥＴ法による窒素吸着比表面積（ＢＥＴ）とＣ
ＴＡＢとの比、ＢＥＴ／ＣＴＡＢが１．３０以上である
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】 重量平均分子量が１００万〜１５０万を
有する乳化重合スチレンブタジエンゴムをゴム成分とし
た単独配合の、または前記スチレンブタジエンゴムをゴ
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重量部以下とを含むゴム組成物に、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９０ｍ２ ／ｇ以下で
あり、ＢＥＴ法による窒素吸着比表面積（ＢＥＴ）とＣ
ＴＡＢとの比、ＢＥＴ／ＣＴＡＢが１．３０以上である
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が求められ、前記各性能に優れたタ
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が求められ、前記各性能に優れたタ
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が耐摩耗性や低温脆
化性を向上することができる。しかし反面、Ｔｇの高い
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、この背反する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が耐摩耗性や低温脆
化性を向上することができる。しかし反面、Ｔｇの高い
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、この背反する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
改良には限界があり容易ではない。
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
改良には限界があり容易ではない。
【０００５】上記の各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は優れるが、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、上記の各性能を充分に発揮できないのが現状
である。
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は優れるが、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、上記の各性能を充分に発揮できないのが現状
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
る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
る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】請求項１の発明は、重量平均分子量が１０
０万〜１５０万を有する乳化重合スチレンブタジエンゴ
ムをゴム成分とした単独配合の、または前記スチレンブ
タジエン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重量部以下とを含むゴム組成物
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９０
ｍ２ ／ｇ以下であり、ＢＥＴ法による窒素吸着比表面
積（ＢＥＴ）とＣＴＡＢとの比、ＢＥＴ／ＣＴＡＢが
１．３０以上であるシリカを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であ
る。
０万〜１５０万を有する乳化重合スチレンブタジエンゴ
ムをゴム成分とした単独配合の、または前記スチレンブ
タジエン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重量部以下とを含むゴム組成物
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９０
ｍ２ ／ｇ以下であり、ＢＥＴ法による窒素吸着比表面
積（ＢＥＴ）とＣＴＡＢとの比、ＢＥＴ／ＣＴＡＢが
１．３０以上であるシリカを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であ
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ブタジエン
ゴム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ブタジエン
ゴム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、高分子量ポリマーと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のでゴムの補強性をより向上
することができる。
いることで、高分子量ポリマーと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のでゴムの補強性をより向上
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℃以下）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℃以下）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
たゴム混合時の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
たゴム混合時の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、各種ブタジエンゴム、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配合することがで
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、各種ブタジエンゴム、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配合することがで
きる。
【００２０】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。
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】このゴム組成物をタイヤトレッド用に適用
する場合、他のゴムとしては低転がり抵抗性や耐摩耗性
などの観点から、ジエン系ゴムが特に好適であり、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各種スチレンブタジエンゴ
ム、各種ブタジエンゴム、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。
する場合、他のゴムとしては低転がり抵抗性や耐摩耗性
などの観点から、ジエン系ゴムが特に好適であり、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各種スチレンブタジエンゴ
ム、各種ブタジエンゴム、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
組成物の加硫後ゴム特性は良好なものであるが、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という
問題がある。
組成物の加硫後ゴム特性は良好なものであるが、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という
問題がある。
【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９０ｍ２ ／ｇ以下のものであり、さらに
ＢＥＴ法による窒素吸着比表面積（以下、ＢＥＴとい
う）とＣＴＡＢとの比、ＢＥＴ／ＣＴＡＢの値が１．３
０以上のシリカである。
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９０ｍ２ ／ｇ以下のものであり、さらに
ＢＥＴ法による窒素吸着比表面積（以下、ＢＥＴとい
う）とＣＴＡＢとの比、ＢＥＴ／ＣＴＡＢの値が１．３
０以上のシリカである。
【００２５】ＣＴＡＢはシリカ粒子の外部表面積を表
し、値が小さいほどシリカの粒子径は大きく、ポリマー
との分散性が良好となり混合加工性が向上するもので、
９０ｍ ２ ／ｇ以下が好ましい。しかし、耐摩耗性の観
点から下限は３０２ ／ｇ以上が好ましい範囲である。
また、９０ｍ２ ／ｇを越えると粒子径が小さくなって
分散性が低下する傾向にあり好ましくない。
し、値が小さいほどシリカの粒子径は大きく、ポリマー
との分散性が良好となり混合加工性が向上するもので、
９０ｍ ２ ／ｇ以下が好ましい。しかし、耐摩耗性の観
点から下限は３０２ ／ｇ以上が好ましい範囲である。
また、９０ｍ２ ／ｇを越えると粒子径が小さくなって
分散性が低下する傾向にあり好ましくない。
【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の比、すなわちＢＥＴ
／ＣＴＡＢの値を用いた。この比が大きいと、シリカ表
面の細孔数が多くなりゴムの補強性を高次に維持して耐
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の比、すなわちＢＥＴ
／ＣＴＡＢの値を用いた。この比が大きいと、シリカ表
面の細孔数が多くなりゴムの補強性を高次に維持して耐
摩耗性を向上することができる。
【００２８】上記ＢＥＴとＣＴＡＢの比は１．３０以上
である必要があり、この比が１．３０未満であると、細
孔数が少なくなりゴムの補強性が維持できず、また分散
性が悪くなり耐摩耗性が低下する。
である必要があり、この比が１．３０未満であると、細
孔数が少なくなりゴムの補強性が維持できず、また分散
性が悪くなり耐摩耗性が低下する。
【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 Ｄ３０３７−８９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 Ｄ３０３７−８９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昇
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昇
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とは言え
ず、シリカ配合の特徴を充分に活かせなかった。
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とは言え
ず、シリカ配合の特徴を充分に活かせなかった。
【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で、ゴム粘度の上昇を抑
えて高温混合を可能とすることができる。
カップリング剤を配合することで、ゴム粘度の上昇を抑
えて高温混合を可能とすることができる。
【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％の範囲である。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％の範囲である。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（ＢＲ）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（ＢＲ）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（ＢＲ）：市販品、日本ゼオン（株）製
ＮＩＰＯＬ 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（ＢＲ）：市販品、日本ゼオン（株）製
ＮＩＰＯＬ 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、ビス−［３−（トリエト
キシシリル）−プロピル］ジスルフィドである。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、ビス−［３−（トリエト
キシシリル）−プロピル］ジスルフィドである。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）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。
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、一旦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、一旦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毎にローテイションを行いながら、
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、耐摩耗性を評価した。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。
件で５，０００Ｋｍ毎にローテイションを行いながら、
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、耐摩耗性を評価した。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。
【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、ウェッ
ト性能を評価した。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。
路面のでの試験条件でトラクション試験を行い、ウェッ
ト性能を評価した。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。
【００５２】転がり抵抗 １８００ｃｃ乗用車の４輪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評価した。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。
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評価した。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の各実施例に示すように、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（Ａ）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（１〜３）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１を使用しているので、実施例
で明らかなように、従来より高い混合温度で混合するこ
とができ、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されて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。
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（Ａ）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（１〜３）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１を使用しているので、実施例
で明らかなように、従来より高い混合温度で混合するこ
とができ、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されて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は汎用シリカ及び従来シランカッ
プリング剤を用いた従来の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２を使用してい
るので、高温混合のためゴム粘度が上昇してしまいポリ
マーとシリカの結合力が弱く、各性能共に悪化してい
る。
プリング剤を用いた従来の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２を使用してい
るので、高温混合のためゴム粘度が上昇してしまいポリ
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
している。
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
している。
【００５６】比較例４はシリカの粒子径が小さく、耐摩
耗性は向上するが細孔が少なくバランス良く各性能が改
良されない。比較例５はシリカの粒子径が大きく、細孔
も少ないので耐摩耗性は悪化し、他の性能も満足できな
い。
耗性は向上するが細孔が少なくバランス良く各性能が改
良されない。比較例５はシリカの粒子径が大きく、細孔
も少ないので耐摩耗性は悪化し、他の性能も満足できな
い。
【００５７】比較例６はシリカ配合量が請求範囲未満で
少なく、耐摩耗性は向上するがシリカの改良効果が発揮
されず、ウェット性能、転がり抵抗が改良されない。
少なく、耐摩耗性は向上するがシリカの改良効果が発揮
されず、ウェット性能、転がり抵抗が改良されない。
【００５８】
【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
量スチレンブタジエンゴムをゴム成分として含むゴム組
成物に、特定のシリカおよび特定シランカップリング剤
を配合したものであり、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、ウェット
性能および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、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
量スチレンブタジエンゴムをゴム成分として含むゴム組
成物に、特定のシリカおよび特定シランカップリング剤
を配合したものであり、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、ウェット
性能および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、という優れた効
果がある。
Claims (3)
- 【請求項１】 重量平均分子量が１００万〜１５０万を
有する乳化重合スチレンブタジエンゴムをゴム成分とし
た単独配合の、または前記スチレンブタジエンゴムをゴ
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重量部以下とを含むゴム組成物に、 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９０ｍ
２ ／ｇ以下であり、ＢＥＴ法による窒素吸着比表面積
（ＢＥＴ）とＣＴＡＢとの比、ＢＥＴ／ＣＴＡＢが１．
３０以上であるシリカを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に記載の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に記載のタイヤ用
ゴム組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001026117A JP2002226631A (ja) | 2001-02-01 | 2001-02-01 | タイヤ用ゴム組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001026117A JP2002226631A (ja) | 2001-02-01 | 2001-02-01 | タイヤ用ゴム組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002226631A true JP2002226631A (ja) | 2002-08-14 |
Family
ID=18890994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001026117A Withdrawn JP2002226631A (ja) | 2001-02-01 | 2001-02-01 | タイヤ用ゴム組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002226631A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006335844A (ja) * | 2005-06-01 | 2006-12-14 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | タイヤ用ゴム組成物 |
| JP2009040902A (ja) * | 2007-08-09 | 2009-02-26 | Bridgestone Corp | ゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤ |
| JP2012188537A (ja) * | 2011-03-10 | 2012-10-04 | Toyo Tire & Rubber Co Ltd | ゴム組成物及び空気入りタイヤ |
| JP2014091777A (ja) * | 2012-11-02 | 2014-05-19 | Bridgestone Corp | タイヤトレッド用ゴム組成物の製造方法 |
| WO2015182563A1 (ja) * | 2014-05-28 | 2015-12-03 | 株式会社ブリヂストン | ゴム組成物の製造方法、その方法で得られたゴム組成物及びタイヤ |
| JP2016044201A (ja) * | 2014-08-20 | 2016-04-04 | 住友ゴム工業株式会社 | タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ |
-
2001
- 2001-02-01 JP JP2001026117A patent/JP2002226631A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006335844A (ja) * | 2005-06-01 | 2006-12-14 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | タイヤ用ゴム組成物 |
| JP2009040902A (ja) * | 2007-08-09 | 2009-02-26 | Bridgestone Corp | ゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤ |
| JP2012188537A (ja) * | 2011-03-10 | 2012-10-04 | Toyo Tire & Rubber Co Ltd | ゴム組成物及び空気入りタイヤ |
| JP2014091777A (ja) * | 2012-11-02 | 2014-05-19 | Bridgestone Corp | タイヤトレッド用ゴム組成物の製造方法 |
| WO2015182563A1 (ja) * | 2014-05-28 | 2015-12-03 | 株式会社ブリヂストン | ゴム組成物の製造方法、その方法で得られたゴム組成物及びタイヤ |
| JP2016006169A (ja) * | 2014-05-28 | 2016-01-14 | 株式会社ブリヂストン | タイヤトレッド用ゴム組成物の製造方法、及びその方法で得られたゴム組成物をタイヤトレッドに配設するタイヤの製造方法 |
| JP2016044201A (ja) * | 2014-08-20 | 2016-04-04 | 住友ゴム工業株式会社 | タイヤ用ゴム組成物及び空気入りタイヤ |
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