JP2528284B2 - 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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JP2528284B2 JP61156128A JP15612886A JP2528284B2 JP 2528284 B2 JP2528284 B2 JP 2528284B2 JP 61156128 A JP61156128 A JP 61156128A JP 15612886 A JP15612886 A JP 15612886A JP 2528284 B2 JP2528284 B2 JP 2528284B2
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和義 加山
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明男 上田
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Yokohama Rubber Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、高反撥弾性でヒステリシスロスが著しく低
減されたタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。詳しく
は、カルボキシル基を含有するポリブタジエンゴムと天
然ゴムおよび/又はポリイソプレンゴムとのブレンドゴ
ムからなるタイヤトレッド用ゴム組成物に関するもので
ある。
〔従来技術〕
最近、自動車の低燃費指向により、タイヤの転動抵抗
の低減が非常に強く要望されている。とりわけ、タイヤ
の各パーツの中で、トレッド部はタイヤの転動抵抗の約
50%近くを占めるといわれており、したがってトレッド
用ゴム材料のヒステリシスロスを低減させることが強く
望まれている。
ヒシテリシスロスを少なくするということは、タイヤ
の回転に伴い繰り返し変形によって生ずる発熱等のエネ
ルギー損失を少なくするということであり、一般には、
ゴムの材料試験としては反撥弾性のような動的損失特性
を目安として評価することができる。しかも、この反撥
弾性も車の走行状態を考慮すると50〜70℃の温度で評価
される必要があるので、この温度付近で高い反撥弾性を
示すゴム材料が望まれている。
従来、高反撥弾性のゴム材料を得る方法としては、原
料ゴムにガラス転移点の低いシスポリブタジエンゴムや
天然ゴムあるいはそれらのブレンドゴムを主として用
い、また、粒子径の大きなカーボンブラックを使用し
て、かつカーボンブラックの配合量を少なくすることな
どが一般に行なわれてきている。
しかしながら、原料ゴムにシスポリブタジエンゴムを
用いるとウェットスキッド抵抗性が大幅に低下し、タイ
ヤの走行安全性の点で好ましくない。また、天然ゴムを
用いた場合には耐摩耗性の低下が著しく、経済性の点で
は十分満足できるものではない。さらに、シスポリブタ
ジエンゴムあるいは天然ゴムは、既存のゴム、エラスト
マーの中で反撥弾性が最も高い部類に属するものである
が、最近のタイヤに要求される低転動抵抗のレベルを満
たすには十分なものではない。また、シスポリブタジエ
ンゴムと天然ゴムのブレンドゴムは、上記の単味のゴム
の欠点を補うためによく用いられるが、反撥弾性は単味
ゴムのレベルをこえるものでない。このブレンドゴム並
のウェットスキッド抵抗と耐摩耗性を有しながらシスポ
リブタジエンゴムあるいは天然ゴム単味よりも高い反撥
弾性を示すゴムは、これまでほとんど見つかっていな
い。
一方、粒子径の大きなカーボンブラックの使用や、カ
ーボンブラックの配合量を減らすことは、高い反撥弾性
が得られる反面、引張強度、引裂抵抗、耐摩耗性などの
物性を低下させるので、必ずしも満足できる方法ではな
い。
〔発明の目的〕
本発明は、高反撥弾性で、ヒステリシスロスが著しく
低減され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。
〔発明の構成〕
このため、本発明は、天然ゴムおよび/又はポリイソ
プレンゴム20〜80重量部と、シス含量が10%以上、ムー
ニー粘度(ML1+4、100℃)が20以上でカルボキシル基を
ゴム100gあたり0.1モル以下含有するポリブタジエンゴ
ム80〜20重量部とからなる原料ゴム100重量部に対し、
カーボンブラックを30〜100重量部配合したことを特徴
とするタイヤトレッド用ゴム組成物を要旨とするもので
ある。
以下、本発明の構成について詳しく説明する。
カルボキシル基を含有するポリブタジエンゴムは、該
ゴムの炭素原子に直接カルボキシル基が結合したもの及
び他の原子団を介してカルボキシル基が該ゴムに結合し
たものが含まれる。前者の例としてはリチウム等のアル
カリ金属基材触媒を用いてリビングポリブタジエンゴム
を形成せしめ、炭酸ガス等の反応させて得られる分子鎖
末端にカルボキシル基が結合したポリブタジエンゴムが
挙げられる。後者の例としては特開昭51−11291号公報
などに開示の石油樹脂や液状ジエン系オリゴマーにマレ
イン酸、フマル酸あるいはこれらの無水物などの不飽和
ジカルボン酸及びこの無水物をディールス・アルダー反
応により付加させる方法でポリブタジエンゴムにカルボ
キシル基を結合させたもの、特公昭42−13543号公報や
特開昭53−65387号公報などに開示のメルカプト基の付
加反応によりチオグリコール酸、メルカプトコハク酸及
びこのモノエステル、メルカプト安息香酸などのメルカ
プトカルボン酸をポリブタジエンゴムに付加させたも
の、あるいは特開昭59−131641号公報開示のルイス酸を
触媒としてグリオキシル酸、ホルミル酢酸、2−ホルミ
ル酪酸、2−,3−又は4−カルボキシベンズアルデヒ
ド、2−ホルミル桂皮酸、2−ホルミルシクロヘキサン
カルボン酸などのカルボキシル基及びアルデヒド基を有
する化合物を付加させたポリブタジエンゴムなどが挙げ
られる。
ポリブタジエンゴムのカルボキシル基含有量は該ゴム
100重量部当たり0.1モル以下が好ましく、更に好ましく
は0.05〜0.005モルである。0.1モルを越えると加工性が
低下すると共に反撥弾性は逆に低下し、耐摩耗性等の物
性を悪化させので好ましくない。
また、本発明では、ポリブタジエンゴムにカルボキシ
ル基が結合されていることが必要であり、ゴム組成物に
単にカルボキシル基を含む化合物を添加しただけでは目
的とする高反撥弾性は得られない。
カルボキシル基含有ポリブタジエンゴムはシス含有量
が10%以上、ムーニー粘度(ML1+4,100℃)が20以上必
要であり、シス含有量が10%未満であったり、ムーニー
粘度が20未満の場合には高い反撥弾性が得られない。
カルボキシル基を含有するポリブタジエンゴムは、単
独では効果が小さく、天然ゴムおよび/又はポリイソプ
レンゴムとのブレンドで使用されなければならない。天
然ゴムおよび/又はポリイソプレンゴムの使用比率は20
〜80重量部であり、残部がカルボキシル基含有ポリブタ
ジエンゴムから構成される。これ以外の範囲では、高い
反撥弾性を得ることができない。
このようにしてなる原料ゴム100重量部に対し、カー
ボンブラックを30〜100重量部配合する。カーボンブラ
ックの配合量が30重量部未満では引張強度、耐摩耗性等
の物性が低下し、また100重量部を越えると反撥弾性の
低下が著しく好ましくない。
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物を製造するに際
し、カルボキシル基含有ポリブタジエンゴムに予めカー
ボンブラックを10〜50重量部配合し、次いで、天然ゴム
および/又はポリイソプレンゴムとカーボンブラックの
残部を追加し、混練混合することにより、他の特性を変
えることなく反撥弾性のみがさらに改善され、本発明の
効果をより一層高めることが可能である。
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、カーボンブ
ラックの他に必要に応じて通常配合される配列剤、例え
ば、酸化亜鉛、ステアリン酸、各種老化防止剤、ワック
ス、加硫促進剤、硫黄等を適宜配合することができる。
以下に本発明を実施例により詳細に説明するが、その
っ主旨を越えない限り、本発明はこれらの実施例に限定
されるものではない。
なお、実施例において、シス含有量は赤外分光法(モ
レロ法)により、ムーニー粘度はJIS K 6300により測定
された。
実施例、比較例 (1) 実施例1。
内容積5の撹拌機付反応器に、窒素雰囲気下で沸点
150℃以上の炭化水素系溶媒(例:デカリン)2850g、シ
ス含量が98%のポリブタジエンゴム(品名:Nipol BR 12
20)150g、ゲル化防止剤としてナフテン酸銅(Cu 10
%)1.8g、アセチルアセトン1.2g、及び2,6−ジ−tert
−ブチル−4−メチルフェノール1.5gを仕込み、還流冷
却下で強力に撹拌しながら加熱し、100℃になったとき
に無水マレイン酸を1.35g(ポリブタジエンゴムに対し
0.9重量%)添加した。さらに、120℃で5時間反応を続
けた後、加熱を止め、冷却した。マレイン化されたポリ
ブタジエンゴムを水酸化ナトリウム−水−メタノール溶
液で加水分解し、さらに老化防止剤を含んだアセトン又
はメタノールで凝固させ、真空乾燥してマレイン酸付加
ポリブタジエンゴム(試料(I))を得た。得られたゴ
ムのシス含量は98%で、ムーニー粘度は48であった。
この試料(I)を下記の配合処法に従って混練りした
後、160℃で10分加硫し、各種物性を測定した。その結
果を表1に示す。
配合I: 天然ゴム(RSS 3号) 50 重量部 試料(I) 50 重量部 カーボンブラック(HAF) 60 重量部 酸化亜鉛 3 重量部 ステアリン酸 2 重量部 アロマチックオイル 15 重量部 加硫促進剤 TBBS*1 0.9重量部 硫 黄 1.5重量部 *1 N−tert−ブチル−2−ベンゾチアジルスルフェ
ンアミド。
(2) 実施例2。
実施例1と同様の方法により無水マレイン酸を2.7g
(ポリブタジエンゴムに対し、1.8重量%)添加して、
試料(II)を得た。実施例1と同様の配合により物性を
測定した。この結果を表1に示す。
(3) 実施例3。
実施例1において試料(I)を30重量部、天然ゴムを
70重量部としたときの物性を表1に示す。
(4) 比較例1。
実施例1の配合において試料(I)のかわりにマレイ
ン酸が付加されていない通常のハイシスポリブタジエン
ゴムを用いたときの物性を表1に示す。
(5) 比較例2。
実施例1の試料(I)を単独で配合した場合の物性を
表1に示す。
(6) 比較例3。
比較例1で混練り時にマレイン酸を0.9重量部添加し
た場合の物性を表1に示す。
(7) 実施例4。
実施例1で製造された試料(I)50重量部に予めカー
ボンブラック(HAF)を30重量部混練りし、次いで、天
然ゴム50重量部とカーボンブラック(HAF)の残部30重
量部及び他の配合剤を配合Iと同じになるように混練り
した。このときの物性を表2に示す。
表1から、実施例1〜3はいずれも比較例1に比べて
ウェットスキッド抵抗、耐摩耗性を損なうことなく高い
反撥弾性を示しており、tanδも低い値を示しているこ
とが判る。
一方、比較例2,3のように、マレイン酸付加ポリブタ
ジエンゴムを単独で用いた場合や、マレイン酸を混練り
時に添加した場合には、本発明の効果が見られない。
また、表2の実施例4に示すように、マレイン酸付加
ポリブタジエンゴムに予めカーボンブラックを混練りし
ておくことにより、本発明の効果がさらに大きなものと
なる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明のタイヤトレッド用ゴム
組成物は、ウェットスキッドの抵抗、耐摩耗性等の物性
を損なうことなく反撥弾性を向上させ、ヒステリシスロ
スを低減させることができるので、タイヤのトレッドゴ
ムとして利用される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 笠井 浩平 横浜市戸塚区秋葉町481 戸塚スカイハ イツ111号 (56)参考文献 特開 昭58−213042(JP,A) 特開 昭58−111842(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】天然ゴムおよび/又はポリイソプレンゴム
    20〜80重量部と、シス含量が10%以上、ムーニー粘度
    (ML1+4、100℃)が20以上でカルボキシル基をゴム100g
    当たり0.1モル以下含有するポリブタジエンゴム80〜20
    重量部とからなる原料ゴム100重量部に対し、カーボン
    ブラックを30〜100重量部配合したタイヤトレッド用ゴ
    ム組成物。
JP61156128A 1986-07-04 1986-07-04 タイヤトレッド用ゴム組成物 Expired - Lifetime JP2528284B2 (ja)

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JPS58111842A (ja) * 1981-12-25 1983-07-04 Yokohama Rubber Co Ltd:The トレツド用ゴム組成物
JPS58213042A (ja) * 1982-06-04 1983-12-10 Asahi Chem Ind Co Ltd 防振防音性ゴム組成物

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