JP2007154132A - タイヤ用ゴム組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】軽量化、高硬度、低転がり抵抗のゴム組成物を提供する。
【解決手段】ジエン系ゴム９５〜５０重量部と、芳香族ビニル重合体を含むセグメントＡとエラストマーソフトセグメントＢを含むＡ−Ｂ−Ａトリブロックポリマー５〜５０重量部（両者の合計１００重量部）を含んでなり、前記Ａ−Ｂ−Ａトリブロックポリマーが１９０℃及び２．１６kgfの条件で測定したＭＦＲ値が１０ｇ／１０min以下であるタイヤ用ゴム組成物。
【選択図】なし

Description

本発明はタイヤ用ゴム組成物に関し、更に詳しくは軽量でヒステリシスロスが小さくかつ転がり抵抗の改良されたタイヤ用ゴム組成物に関する。

タイヤ業界においては、転がり抵抗とウェット性能の改善に対するニーズが依然として高い（例えば特許文献１参照）。この目的のために、新しいフィラーの探索が進められている。そのような新規フィラーとしては、軽量で且つヒステリシスロスが小さいものが求められ、カーボンブラックやシリカの一部又は全部を置き換えて使用することができる。

特開２００５−２８１３８４号公報

従って、本発明の目的は、軽量化、高硬度、低転がり抵抗のゴム組成物を提供することにある。

本発明に従えば、ジエン系ゴム９５〜５０重量部と、芳香族ビニル重合体を含むセグメントＡとエラストマーソフトセグメントＢを含むＡ−Ｂ−Ａトリブロックポリマー５〜５０重量部（両者の合計１００重量部）を含んでなり、前記Ａ−Ｂ−Ａトリブロックポリマーが１９０℃及び２．１６kgfの条件で測定したＭＦＲ値が１０ｇ／１０min以下であるタイヤ用ゴム組成物が提供される。
本発明に従えば、また、前記Ａ−Ｂ−ＡトリブロックポリマーのエラストマーソフトセグメントＢがエチレン−ブチレン共重合体又はブタジエン−ブチレン共重合体であるタイヤ用ゴム組成物が提供される。

本発明に従えば、更に前記Ａ−Ｂ−Ａトリブロックポリマーが芳香族ビニル重合体からなるセグメントＡを１０〜４０重量％含むタイヤ用ゴム組成物が提供される。

本発明に従えば、更に前記ジエン系ゴムがガラス転移温度Ｔｇが−４０℃〜０℃である芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムを５０重量％以上含むタイヤ用ゴム組成物が提供される。

本発明によれば、ジエン系ゴム９５〜５０重量部に、芳香族ビニル重合体からなるセグメントＡとエラストマーソフトセグメントＢからなるＡ−Ｂ−Ａトリブロックポリマー５〜５０重量部を配合し（合計量１００重量部）、Ａ−Ｂ−Ａトリブロックポリマーの、１９０℃で２．１６kgfの条件で測定したＭＦＲ値を１０ｇ／１０min以下とすることによって、軽量で、ヒステリシスロスが小さく、かつ転がり抵抗の改良されたタイヤ用ゴム組成物を得ることができる。

本発明者らは前記課題を解決すべく研究を進めた結果、ジエン系ゴム９５〜５０重量部、好ましくは９３〜６０重量部と、芳香族ビニル重合体からなるセグメントＡとエラストマーソフトセグメントＢからなるＡ−Ｂ−Ａトリブロックポリマー５〜５０重量部、好ましくは７〜４０重量部からなり、Ａ−Ｂ−Ａトリブロックポリマーの、１９０℃×２．１６kgfの条件で測定したＭＦＲ値を１０ｇ／１０min以下、好ましくは９〜０ｇ／１０minとすることによって、所望のタイヤ用ゴム組成物を得ることに成功した。
ここでＭＦＲ値は、耐熱性を示す数値であり、ＪＩＳ Ｋ ７２１０に従って１９０℃×２．１６kgfで測定した値で測定温度における流動性を示す。

本発明のゴム組成物に配合するジエン系ゴムとしては、例えば天然ゴム（ＮＲ）、芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴム（特にスチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、スチレン−イソプレン共重合体ゴム）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、ポリイソプレンゴム、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重合体ゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴムなどをあげることができ、特に芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムの使用が好ましい。

本発明のゴム組成物に配合するＡ−Ｂ−ＡトリブロックポリマーのエラストマーソフトセグメントＢとしては、例えばエチレン−ブチレン共重合体、ブタジエン−ブチレン共重合体が耐熱性の観点から好ましい。一方、セグメントＡは、擬似フィラー及び架橋点として働き、セグメントＡを構成する芳香族ビニル重合体としては、例えばポリスチレン、ポリα−メチル−スチレンなどをあげることができる。

Ａ−Ｂ−Ａトリブロックポリマーは、ジエン系ゴム９５〜５０重量部に対し、５〜５０重量部（合計１００重量部）を配合するが、５重量部未満では、所望の改善効果が十分でなく、逆に５０重量部を超えると機械的特性が不十分となる。Ａ−Ｂ−ＡトリブロックポリマーのＭＦＲ値が１０ｇ／１０minを超えると、耐熱性が不十分となり、タイヤ走行時の発熱によって、補強性が低下するおそれがある。このＭＦＲ値は芳香族ビニル共重合体ブロック（Ａ）の分子量やＢブロックのエチレン、ブチレン、ブタジエンの構成比率等によって制御することができる。

Ａ−Ｂ−ＡトリブロックポリマーのセグメントＡはトリブロックポリマーの全重量に対し１０〜４０重量％であるのが好ましく、このセグメントＡが１０重量％未満では、セグメントＡによる補強効果が不十分となるおそれがあり、逆に４０重量％を超えると、セグメントＡドメインが大きくなりすぎて、機械的特性が悪化するおそれがあるので好ましくない。Ａ−Ｂ−Ａトリブロックの両端の各ブロックＡの種類やサイズには特に限定はないが、両者がバランスする方が好ましい。

本発明のゴム組成物をタイヤトレッド用として使用する場合には、ガラス転移温度Ｔｇ（示差走査熱量計を用いて、昇温速度１０℃の条件で中点法で測定した）が高い（例えば−４０℃〜０℃、更に好ましくは−３８℃〜−５℃）ゴムを使用するのがウェット性能の観点から好ましく、Ｔｇが−４０℃未満では、ウェット性能が十分でなく、逆に０℃を超えると、低温でゴムが硬くなりすぎるために、かえってウェット性能が悪化する場合があるために好ましくない。芳香族ビニルとしては、スチレンが好ましく、共役ジエンとしては、ブタジエン、イソプレンが好ましい。

本発明のタイヤ用ゴム組成物においては、前記ジエン系ゴムがガラス転移温度Ｔｇが−４０℃〜０℃である芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムを５０重量％以上含むのがウェット性能改善の観点から好ましく、９５〜５５重量％含むのが更に好ましい。

本発明に係るゴム組成物には、前記した成分に加えて、カーボンブラックやシリカなどのその他の補強剤（フィラー）、加硫又は架橋剤、加硫又は架橋促進剤、各種オイル、老化防止剤、可塑剤などのタイヤ用、その他のゴム組成物用に一般的に配合されている各種添加剤を配合することができ、かかる添加剤は一般的な方法で混練して組成物とし、加硫又は架橋するのに使用することができる。これらの添加剤の配合量は本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。

以下、実施例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲をこれらの実施例に限定するものでないことはいうまでもない。

標準例１、実施例１〜４及び比較例１〜２
サンプルの調製
表Ｉに示す配合において、硫黄と加硫促進剤を除くその他の配合剤を、１．７Ｌのバンバリーミキサーにて、約５分間混合した。ローターの回転数を変化させて、放出時の温度が１５０℃になるように調節した。次に、得られたマスターバッチに、８×１６inchロールにて、硫黄と加硫促進剤を添加して約３分間混合し、未加硫ゴム試料を作製した。この未加硫ゴムを１５×１５×０．２cmの金型中で、温度１６０℃で３０分間加硫し、比重測定用及び引張試験用の加硫ゴムを得た。また、直径３cm×厚さ１．２cmの円筒状のモールドを用いて、温度１６０℃で３０分間加硫し、硬度測定用の加硫ゴムを得た。これらの加硫ゴムの物性を、以下に示す試験法を用いて、測定した。結果は表Ｉに示す。

ゴム物性評価試験法
比重：ＪＩＳ Ｋ ６２６８に準拠して測定した。この値が小さいほどタイヤ軽量化の観点から好ましい。
硬さ試験：ＪＩＳ Ｋ ６２５３に準拠して２０℃でタイプＡデュロメータ硬度ＨＳを測定した。この値が大きいほどフィラーとしての補強性が高いことを示し好ましい。
引張試験：ＪＩＳ Ｋ ６２５１に従って、ダンベル状３号形の試験片を用いて、引張試験を破断するまで実施し、応力−ひずみ曲線の囲む面積から、破断エネルギー密度（単位：ＭＰａ）を求めた。この値が大きいほどフィラーとしての補強性が高いので好ましい。

粘弾性試験：東洋精機製粘弾性スペクトロメータを用いて、静的なひずみを１０％加えた状態で、±２％の動的なひずみを２０Hzの周波数で与え、温度６０℃のｔａｎδを測定した。この値が小さいほど、転がり抵抗が小さいことを示す。

表Ｉ脚注
Ｈ−１０５３：旭化成ケミカルズ（株）製ＳＥＢＳ（スチレン量：３０重量％、ＭＦＲ（１９０℃×２．１６kgf）＝０ｇ／１０min）
Ｈ−１０３１：旭化成ケミカルズ（株）製ＳＥＢＳ（スチレン量：３０重量％、ＭＰＲ（１９０℃×２．１６kgf）＝１７ｇ／１０min）
Ｐ１０００：旭化成ケミカルズ（株）製ＳＢＢＳ（スチレン量：３０重量％、ＭＦＲ（１９０℃×２．１６kgf）＝４ｇ／１０min）
Ｎｉｐｏｌ ９５２８Ｒ：日本ゼオン（株）製ＳＢＲ（３７．５phr油展）

Ｓｅａｓｔ ＫＨ：東海カーボン（株）製カーボンブラック
ＳＡＮＴＯＦＬＥＸ ６ＰＰＤ：ＦＬＥＸＳＹＳ製老化防止剤
酸化亜鉛３種：正同化学工業（株）製
ビーズステアリン酸：日本油脂（株）製
プロセスオイル：プロセスＸ−１４０、ジャパンエナジー（株）製石油系軟化剤
粉末硫黄：（株）鶴見化学工業製
ＮＳ：ノクセラーＮＳ−Ｐ、大内新興化学工業（株）製加硫促進剤

本発明によれば、ジエン系ゴム９５〜５０重量部と、前記Ａ−Ｂ−Ａトリブロックポリマー５〜５０重量部を配合することにより、軽量化、高硬度及び低転がり抵抗のタイヤ用ゴム組成物を得ることができる。

Claims (4)

1. ジエン系ゴム９５〜５０重量部と、芳香族ビニル重合体を含むセグメントＡとエラストマーソフトセグメントＢを含むＡ−Ｂ−Ａトリブロックポリマー５〜５０重量部（両者の合計１００重量部）を含んでなり、前記Ａ−Ｂ−Ａトリブロックポリマーが１９０℃及び２．１６kgfの条件で測定したＭＦＲ値が１０ｇ／１０min以下であるタイヤ用ゴム組成物。
2. 前記Ａ−Ｂ−ＡトリブロックポリマーのエラストマーソフトセグメントＢがエチレン−ブチレン共重合体又はブタジエン−ブチレン共重合体である請求項１に記載のタイヤ用ゴム組成物。
3. 前記Ａ−Ｂ−Ａトリブロックポリマーが芳香族ビニル重合体からなるセグメントＡを１０〜４０重量％含む請求項１又は２に記載のタイヤ用ゴム組成物。
4. 前記ジエン系ゴムがガラス転移温度Ｔｇが−４０℃〜０℃である芳香族ビニル−共役ジエン共重合体ゴムを５０重量％以上含む請求項１〜３のいずれか１項に記載のタイヤ用ゴム組成物。