JP2006160812A

JP2006160812A - タイヤトレッド用ゴム組成物

Info

Publication number: JP2006160812A
Application number: JP2004350990A
Authority: JP
Inventors: Shingo Midorikawa; 真吾緑川; Hiroshi Wakamatsu; 浩史若松
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2004-12-03
Filing date: 2004-12-03
Publication date: 2006-06-22

Abstract

【課題】ウェットグリップ性能と転動抵抗のバランスを大巾に向上させたタイヤトレッド用ゴム組成物を提供する。
【解決手段】（A）スチレン量（St）＝15〜45重量％、ビニル量（Vn）＝25〜75重量％、ガラス転移温度（Tg）＝−50〜−10℃であるポリマー末端水酸基を導入した高カップリング（カップリング前後の分子量の比が1.2以上）溶液重合ＳＢＲを10〜100重量部、（B）BET＝100〜190ｍ²／ｇ、DBP＝175〜255ｃｍ³／ｇの高分散性シリカを10〜90重量部、（C）N₂SA＝70〜300ｍ²／ｇ、24M4DBP＝70〜200ｍｌ／100ｇのカーボンブラックを10〜90重量部、および（D）アルコキシシリル基またはアシルオキシシリル基をＳｉ原子に直接結合したアルコキシ基が１分子中に６個以上またはアシルオキシ基が１分子中に２個以上存在するように含有する、平均重合度が3〜10000であるポリシロキサンをシリカ配合量の1〜40重量％配合したタイヤトレッド用ゴム組成物。
【選択図】なし

Description

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、タイヤのウェットグリップ性能と転動抵抗のバランスを大巾に向上させたタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。

特許文献１には、末端変性溶液重合ＳＢＲと他のジエン系ゴム、カーボンブラック、シリカ等を配合して、ウェットスキッド抵抗の増加、転動抵抗の低減を図ったタイヤトレッド用ゴム組成物が開示され、また、特許文献２には、末端変性またはカップリング溶液重合ＳＢＲを用いて、tanδのバランスに優れたタイヤ用ゴム組成物を得ることが開示されている。しかしながら、これら末端変性溶液重合ＳＢＲを用いるタイヤ用ゴム組成物の上記性能を更に改善することが要望されている。

特開平９−７７９１２号公報特開平９−６７４６９号公報

よって、本発明では、特定の末端変性溶液重合ＳＢＲに特定のフィラーおよびポリシロキサンを選択配合することで、タイヤのウェットグリップ性能と転動抵抗のバランスを大巾に向上させたタイヤトレッド用ゴム組成物を提供することを目的とする。

本発明によれば、（Ａ）スチレン量（Ｓｔ）＝１５〜４５重量％、ビニル量（Ｖｎ）＝２５〜７５重量％、ガラス転移温度（Ｔｇ）＝−５０〜−１０℃であるポリマー末端水酸基を導入した高カップリング（カップリング前後の分子量の比が１.２以上）溶液重合ＳＢＲを１０〜１００重量部、（Ｂ）ＢＥＴ＝１００〜１９０ｍ²／ｇ、ＤＢＰ＝１７５〜２５５ｃｍ³／ｇの高分散性シリカを１０〜９０重量部、（Ｃ）Ｎ₂ＳＡ＝７０〜３００ｍ²／ｇ、２４Ｍ４ＤＢＰ＝７０〜２００ｍｌ／１００ｇのカーボンブラックを１０〜９０重量部、および（Ｄ）アルコキシシリル基またはアシルオキシシリル基をＳｉ原子に直接結合したアルコキシ基が１分子中に６個以上またはアシルオキシ基が１分子中に２個以上存在するように含有する、平均重合度が３〜１００００であるポリシロキサンをシリカ配合量の１〜４０重量％配合したタイヤトレッド用ゴム組成物が提供される。

また、本発明によれば、Ａ）スチレン量（Ｓｔ）＝１５〜４５重量％、ビニル量（Ｖｎ）＝２５〜７５重量％、ガラス転移温度（Ｔｇ）＝−５０〜−１０℃であるポリマー末端グリシジル基を導入した高カップリング（カップリング前後の分子量の比が１.２以上）溶液重合ＳＢＲを１０〜１００重量部、（Ｂ）ＢＥＴ＝１００〜１９０ｍ²／ｇ、ＤＢＰ＝１７５〜２５５ｃｍ³／ｇの高分散性シリカを１０〜９０重量部、（Ｃ）Ｎ₂ＳＡ＝７０〜３００ｍ²／ｇ、２４Ｍ４ＤＢＰ＝７０〜２００ｍｌ／１００ｇのカーボンブラックを１０〜９０重量部、および（Ｄ）アルコキシシリル基またはアシルオキシシリル基をＳｉ原子に直接結合したアルコキシ基が１分子中に６個以上またはアシルオキシ基が１分子中に２個以上存在するように含有する、平均重合度が３〜１００００であるポリシロキサンをシリカ配合量の１〜４０重量％配合したタイヤトレッド用ゴム組成物が提供される。

本発明では、特定の末端変性溶液重合ＳＢＲに特定の高分散性シリカおよびカーボンブラックおよびポリシロキサンを配合することで、ポリマー／フィラーのインタラクションが改善され、tanδバランスが大巾に向上することを見出したものである。

本発明のゴム組成物のゴム成分には、スチレン量（Ｓｔ）が１５〜４５重量％、より好ましくは２５〜４０重量％、ビニル量（Ｖｎ）が２５〜７５重量％、より好ましくは３０〜６０重量％であり、かつガラス転移温度（Ｔｇ）が−５０〜−１０℃であるポリマー末端水酸基またはポリマー末端グリシジル基を導入した高カップリング（カップリング前後の分子量の比が１.２以上）溶液重合ＳＢＲが用いられる。かかる末端水酸基または末端グリシジル基を導入した高カップリング溶液重合ＳＢＲとしては、例えば、特開平９−１３６９９３号明細書に記載される以下の式（Ｉ）：

（式中、Ｄ₁は、ジエン系重合体を示し、Ｒ₁は、炭素数１〜２０の活性水素をもたない炭化水素化合物の残基、またはエーテル基、チオエーテル基、３級アミノ基もしくは置換イミノ基を有する炭化水素化合物の残基、またはケイ素化合物の残基を示し、ｍは、０または１〜４の整数であり、ｎは、０または１〜４の整数であり、ｍ＋ｎは、１〜４の整数であるが、ｎ＝０の場合は、ｍが１以上であり、ｍ＝０の場合は、ｎは２以上である。）
で示される化合物が含まれる。

前記ゴム成分におけるスチレン量（Ｓｔ）が１５重量％未満では、ウェットグリップ性能の低下を招くので好ましくなく、逆に、４５重量％を超えると、転動抵抗が悪化するので好ましくない。また、当該ゴム成分におけるビニル量（Ｖｎ）が、２５重量％未満では、ウェットグリップ性能の低下を招くので好ましくなく、逆に７５重量％を超えると、転動抵抗が悪化するので好ましくない。当該ゴム成分のガラス転移温度（Ｔｇ）は、−５０〜−１０℃であることが、ウェットグリップと転動抵抗のバランスを保つ上で好ましい。

本発明のゴム組成物では、上記ゴム成分を単独で使用（１００重量部配合）するか、あるいは他のジエン系ゴム、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、各種ブタジエンゴム（ＢＲ）、各種スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム等と併用して用いられてよい。併用の場合には、上記ゴム成分の配合量は、少なくとも１０重量部とすることが必要である。

本発明のゴム組成物に配合されるフィラーには、ＢＥＴが１００〜１９０ｍ²／ｇ、ＤＢＰが１７５〜２５５ｃｍ³／ｇの高分散性シリカを１０〜９０重量部と、Ｎ₂ＳＡが７０〜３００ｍ²／ｇ、２４Ｍ４ＤＢＰが７０〜２００ｍｌ／１００ｇのカーボンブラックを１０〜９０重量部の混合フィラーが用いられる。当該シリカの配合量が１０重量部未満であると、転動抵抗が悪化するので好ましくなく、逆に９０重量部を超えると、加工性が著しく悪化するので好ましくない。また、当該カーボンブラックの配合量が９０重量部を超えると、転動抵抗が悪化するので好ましくない。

更に、本発明のゴム組成物には、アルコキシシリル基またはアシルオキシシリル基をＳｉ原子に直接結合したアルコキシ基が１分子中に６個以上またはアシルオキシ基が１分子中に２個以上存在するように含有する、平均重合度が３〜１００００、好ましくは３〜１０００であるポリシロキサンが配合される。当該ポリシロキサンのアルコキシシリル基およびアシルオキシシリル基は、例えば、以下の式（ＩＩ）および式（ＩＩＩ）：

（式中、Ｒ¹は、炭素数１〜１８の置換もしくは非置換の１価の炭化水素基、またはエーテル結合含有有機物であり、Ｒ²は、水素または炭素数１〜２１の炭化水素基である。）
で表わされ、これらの基は当該ポリシロキサンの主鎖、側鎖、末端のいずれにあってもよいが、特に主鎖にあることが好ましい。

当該ポリシロキサンは、そのＳｉ原子に直接結合したアルコキシ基を１分子中に６個以上またはアシルオキシ基を１分子中に２個以上含有させることによって、前記フィラーのシリカが有するシラノール基と強固に反応させることができる。また、当該ポリシロキサンの平均重合度が３〜１００００、好ましくは３〜１０００であると、このポリシロキサンはシリカ表面を十分に覆って、湿潤効果を示す。更に、当該ポリシロキサンは、その分子中にＳｉ原子に直接結合した炭化水素基、好ましくはアルキル基を１個以上有することが、ゴム成分との親和性の観点から好ましい。かかるポリシロキサンは、公知の化合物であり、例えば、特開平１０−１５２５８１号公報等にその製法が開示されている。

本発明のゴム組成物における当該ポリシロキサンの配合量は、ゴム組成物中のシリカ配合量の１〜４０重量％、好ましくは２〜２０重量％、より好ましくは５〜１０重量％である。ポリシロキサンの配合量が１重量％未満であると所望の効果が得られず、逆に４０重量％を超えるとシリカと結合しない遊離ポリシロキサンが染み出す場合があるので好ましくない。

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物には、前記した成分に加えて、加硫または架橋剤、加硫または架橋促進剤、シランカップリング剤、各種オイル、老化防止剤、可塑剤などのタイヤ用に一般に配合されている各種配合剤を配合することができ、かかる配合剤は一般的な方法で混練してゴム組成物とし、加硫または架橋するのに使用することができる。これら配合剤の配合量も、本発明の目的に反しない限り、一般的な配合量とすることができる。

以下、実施例および比較例によって本発明を更に説明するが、本発明の技術的範囲をこれらの実施例によって限定するものでないことは言うまでもない。

試験サンプルの作製
以下の表１に示す各例の配合において、硫黄と加硫促進剤を除く成分を１.８Ｌの密閉型ミキサーで５分間混練し、１６０℃に達したときに放出したマスターバッチに加硫促進剤と硫黄を加えて８インチのオープンロールで混練してゴム組成物を得た。次いで、このゴム組成物を１５ｃｍ×１５ｃｍ×０.２ｃｍの金型中で１６０℃、２０分間プレス加硫して試験片（ゴムシート）を作製し、その伸張型粘弾性 tanδ（０℃、５０℃）を測定、評価した。

試験方法
伸張型粘弾性 tanδ（０℃、５０℃）：東洋精機製作所製レオログラフソリッドを用いて、初期歪＝１０％、動的歪＝±２％、周波数＝２０Ｈｚの条件下で各温度での粘弾性を測定した。tanδ（０℃）は、ウェットグリップ特性の指標であり、比較例１を１００とした指数で示す。この数値が高い程良好な結果を示す。また、tanδ（５０℃）は、転動抵抗の指標であり、比較例１を１００とした指数で示す。この数値が高い程良好な結果を示す。

実施例１〜２および比較例１〜３
結果を以下の表１に示す。

表１の結果から、本発明のタイヤ用ゴム組成物では、タイヤのウェットグリップ性能と転動抵抗とのバランスが大巾に向上していることが判る。

Claims

（Ａ）スチレン量（Ｓｔ）＝１５〜４５重量％、ビニル量（Ｖｎ）＝２５〜７５重量％、ガラス転移温度（Ｔｇ）＝−５０〜−１０℃であるポリマー末端水酸基を導入した高カップリング（カップリング前後の分子量の比が１.２以上）溶液重合ＳＢＲを１０〜１００重量部、（Ｂ）ＢＥＴ＝１００〜１９０ｍ²／ｇ、ＤＢＰ＝１７５〜２５５ｃｍ³／ｇの高分散性シリカを１０〜９０重量部、（Ｃ）Ｎ₂ＳＡ＝７０〜３００ｍ²／ｇ、２４Ｍ４ＤＢＰ＝７０〜２００ｍｌ／１００ｇのカーボンブラックを１０〜９０重量部、および（Ｄ）アルコキシシリル基またはアシルオキシシリル基をＳｉ原子に直接結合したアルコキシ基が１分子中に６個以上またはアシルオキシ基が１分子中に２個以上存在するように含有する、平均重合度が３〜１００００であるポリシロキサンをシリカ配合量の１〜４０重量％配合したタイヤトレッド用ゴム組成物。
（Ａ）スチレン量（Ｓｔ）＝１５〜４５重量％、ビニル量（Ｖｎ）＝２５〜７５重量％、ガラス転移温度（Ｔｇ）＝−５０〜−１０℃であるポリマー末端グリシジル基を導入した高カップリング（カップリング前後の分子量の比が１.２以上）溶液重合ＳＢＲを１０〜１００重量部、（Ｂ）ＢＥＴ＝１００〜１９０ｍ²／ｇ、ＤＢＰ＝１７５〜２５５ｃｍ³／ｇの高分散性シリカを１０〜９０重量部、（Ｃ）Ｎ₂ＳＡ＝７０〜３００ｍ²／ｇ、２４Ｍ４ＤＢＰ＝７０〜２００ｍｌ／１００ｇのカーボンブラックを１０〜９０重量部、および（Ｄ）アルコキシシリル基またはアシルオキシシリル基をＳｉ原子に直接結合したアルコキシ基が１分子中に６個以上またはアシルオキシ基が１分子中に２個以上存在するように含有する、平均重合度が３〜１００００であるポリシロキサンをシリカ配合量の１〜４０重量％配合したタイヤトレッド用ゴム組成物。