JP2910252B2 - タイヤ用ゴム組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、タイヤのトレッド材料
として好適な高グリップ性能を有するゴム組成物に関す
るものであり、さらに詳しくは、機械強度を損なうこと
なく損失係数(tanδ) を増大させたゴム組成物に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車の高性能化、道路の舗装化
および高速道路網の発達に伴い、自動車の加速性能やブ
レーキ性能と密接な関連をもつタイヤのグリップ性能に
対する向上要請が増加してきている。高グリップ性能を
得るためには、タイヤのトレッド部と路面との間の摩擦
によるエネルギーロスを増加させればよいことが知られ
ており、これに対応して、変形時の損失係数(tanδ) の
大きいトレッドゴム材料が求められている。

【０００３】従来、変形時の tanδを大きくする技術と
しては、スチレン含有量の高いスチレン・ブタジエン共
重合ゴムをベースとして使用する方法、プロセス油を多
量に添加する方法、高補強性のカーボンブラックを大量
に添加する方法などが提案されている。また特開昭 64-
70539 号公報には、Ｎ−メタクリロイル−Ｎ′−フェニ
ル−ｐ−フェニレンジアミンなどのｐ−フェニレンジア
ミン誘導体をゴムに配合することによって、グリップ性
の改良をはかることが記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】スチレン含有量の高い
スチレン・ブタジエンゴムを用いる場合、ある程度のグ
リップ性能の向上はみられるものの、それだけでは必ず
しも十分でなかった。また、プロセス油や高補強性のカ
ーボンブラックを多量に添加する方法では、グリップ性
能の向上はみられるものの、高添加によりゴムの発熱性
が増大し、それに伴って、強度特性や耐摩耗性が著しく
低下するという問題があった。一方、特開昭 64-70539
号公報に記載されるｐ−フェニレンジアミン誘導体を配
合する方法は、ゴムの tanδを上昇させるものの、かか
る配合によって強度特性が低下するという問題が明らか
になってきた。

【０００５】このような背景から本発明者らは、 tanδ
を十分に上昇させ、もってグリップ性能、特にタイヤが
高温になった際のグリップ性能を向上させることがで
き、かつ機械強度を損なわないですむ配合剤を開発すべ
く鋭意研究を重ねた結果、本発明に至った。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、ゴム
に、充填剤および下記一般式（Ｉ）

【０００７】

【化３】

【０００８】（式中、Ｒは水素原子、炭素数１〜５のア
ルキルもしくはアルコキシ基、またはハロゲン原子であ
る）で示される４−フェニルウラゾール化合物を含有さ
せてなるゴム組成物を提供する。また本発明は、ゴム
に、充填剤および前記一般式(Ｉ)で示される４−フェニ
ルウラゾール化合物を含有させてなるゴム組成物を使用
することにより、ゴムの損失係数を増大させる方法を提
供する。

【０００９】前記一般式（Ｉ）で示される４−フェニル
ウラゾール化合物は、市販されているものをそのまま用
いることができるし、また例えば、対応する１−エトキ
シカルボニル−４−フェニルセミカルバジド化合物を、
水酸化カリウム水溶液とともに加熱し、冷却後、濃塩酸
で酸性とする脱エタノール環化反応によって製造するこ
とができる。

【００１０】前記一般式（Ｉ）においてＲは、水素原
子、炭素数１〜５のアルキル基、炭素数１〜５のアルコ
キシ基またはハロゲン原子である。アルキル基の例とし
ては、メチル、エチル、プロピル、ブチルおよびペンチ
ルが挙げられ、アルコキシ基の例としては、メトキシ、
エトキシ、プロポキシ、ブトキシおよびペンチルオキシ
が挙げられ、それぞれ炭素数３以上のものは直鎖状であ
っても分枝状であってもよい。またハロゲン原子の例
は、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素などである。一般式
（Ｉ）におけるＲは、水素または、メチル、エチル、メ
トキシ、エトキシなど炭素数の少ないアルキルもしくは
アルコキシ基が好ましい。本発明では、一般式（Ｉ）に
おけるＲが水素原子である化合物、すなわち４−フェニ
ルウラゾールが好ましく用いられる。

【００１１】本発明で用いることのできる前記一般式
（Ｉ）の４−フェニルウラゾール化合物として、例えば
次のようなものが挙げられる。 （１） ４−フェニルウラゾール （２） ４−（４−メチルフェニル）ウラゾール （３） ４−（２−メチルフェニル）ウラゾール （４） ４−（４−ｔ−ブチルフェニル）ウラゾール （５） ４−（４−ｎ−ブチルフェニル）ウラゾール （６） ４−（４−メトキシフェニル）ウラゾール （７） ４−（３−エトキシフェニル）ウラゾール （８） ４−（４−クロロフェニル）ウラゾール （９） ４−（２−クロロフェニル）ウラゾール （１０） ４−（４−ヨードフェニル）ウラゾール

【００１２】前記一般式（Ｉ）の４−フェニルウラゾー
ル化合物をゴムに添加する場合の形態としては、それぞ
れの化合物単体であってもよいし、複数化合物の混合物
であってもよいし、あるいはゴム物性に影響を与えない
クレーなどの担体と混合したものであってもよい。かか
る４−フェニルウラゾール化合物は、配合ゴムを製造す
る任意の段階で添加することができる。ゴムの配合にあ
たって、４−フェニルウラゾール化合物の使用量は限定
されないが、一般には、ゴム１００重量部あたり 0.1〜
２０重量部程度の範囲で使用するのが好ましい。

【００１３】また、本発明において使用する充填剤とし
ては、ゴム工業で使用されている種々のものが適用でき
るが、一般的にはカーボンブラックが好ましい。カーボ
ンブラックの種類は特に限定されるものでなく、従来よ
りゴム工業で採用されている各種のカーボンブラックが
本発明でも使用できる。なお、タイヤのグリップ性能を
向上させるために従来から、ＳＡＦブラック、ＩＳＡＦ
ブラック、ＨＡＦブラックなど、窒素吸着比表面積８０
〜２５０m²／ｇの高補強性カーボンブラックが用いられ
ており、本発明においてもこのような高補強性カーボン
ブラックを用いるのが好ましい。充填剤の配合量は特に
限定されないが、一般にはゴム１００重量部に対して２
０〜２００重量部程度の範囲が好ましい。

【００１４】本発明において使用しうるゴムの種類とし
ては、天然ゴムのほか、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、
スチレン・ブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）、ポリブタ
ジエンゴム（ＢＲ）、アクリロニトリル・ブタジエン共
重合ゴム（ＮＢＲ）、イソプレン・イソブチレン共重合
ゴム（ＩＩＲ）、エチレン・プロピレン・ジエン共重合
ゴム（ＥＰＤＭ）などの各種合成ゴム、天然ゴムと合成
ゴムとのブレンド、およびＳＢＲとＩＲ、ＳＢＲとＢＲ
など、合成ゴムのブレンドが例示される。なお、タイヤ
のグリップ性向上のために最近では、特にスチレン含有
量の高いＳＢＲが好ましく用いられているが、本発明に
おいてもこのようなスチレン含有量の高いＳＢＲを用い
ることができる。本発明は、スチレン含有量２０〜５０
重量％のＳＢＲに対しても効果的であり、このようなＳ
ＢＲは好ましいゴムの一つである。ＳＢＲの種類は、溶
液重合型であっても乳化重合型であっても差し支えな
い。

【００１５】タイヤトレッドゴム材料の配合にあたり、
従来からタイヤのグリップ性能を高めるためにプロセス
油を配合する手法がよく用いられているが、本発明にお
いてもプロセス油を併用することができ、かつ好まし
い。プロセス油の配合量は特に限定されないが、一般に
はゴム１００重量部あたり２００重量部以下であり、好
ましくは５〜２００重量部の範囲から選択される。プロ
セス油の種類も、本発明において限定されるものではな
く、従来からゴム工業で使用されている各種のプロセス
油を用いることができる。

【００１６】また本発明においては、ゴム工業で通常使
用されている老化防止剤、加硫剤、加硫促進剤、リター
ダー、しゃっ解剤、軟化剤などの各種ゴム薬品を従来と
同様に併用してもよいことはいうまでもない。

【００１７】

【実施例】次に、前記一般式（Ｉ）で示される化合物を
ゴムに配合して物性を評価した実施例により、本発明を
さらに具体的に説明するが、本発明はこれらによって限
定されるものではない。以下の例中、％および部は、特
にことわりがないかぎり、いずれも重量基準である。

【００１８】また、例中で用いた供試化合物は次のとお
りであり、以下それぞれの記号で表示する。 Ａ： ４−フェニルウラゾール Ｂ： ４−（４−メチルフェニル）ウラゾール Ｃ： ４−（４−ｔ−ブチルフェニル）ウラゾール Ｄ： ４−（２−メチルフェニル）ウラゾール Ｅ： ４−（３−エトキシフェニル）ウラゾール Ｆ： ４−（４−クロロフェニル）ウラゾール Ｘ： Ｎ−メタクリロイル−Ｎ′−フェニル−ｐ−フェ
ニレンジアミン

【００１９】実施例１ 〔配合処方〕 スチレン・ブタジエン共重合ゴム 表−１記載 （スチレン含有量35％、ゴム100部あたり芳香族油37.5部含有） ブタジエンゴム（ＢＲ−０１） 表−１記載 天 然 ゴ ム 表−１記載 ＩＳＡＦカーボンブラック 表−１記載 ス テ ア リ ン 酸 ３部 亜 鉛 華 ５部 芳香族系プロセス油 表−１記載 加 硫 促 進 剤 １部 （Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド） イ オ ウ ２部 供 試 化 合 物 表−１記載

【００２０】バンバリーミキサーとして東洋精機製の２
５０mlラボプラストミル^R を用い、オイルバス温度１７
０℃で、上記配合処方に基づき、ゴムに、供試化合物、
カーボンブラック、ステアリン酸、プロセス油、および
亜鉛華を投入し、５０rpm のミキサー回転数で５分間混
練した。この時のゴム温度は１６０〜１７０℃であっ
た。次にこのゴム配合物をオープンミルに移し、４０〜
５０℃の温度で、上記配合処方に示した加硫促進剤およ
びイオウを添加し混練した。

【００２１】さらに、加硫プレスにより加硫し、所定の
形状としたあと、 tanδの測定に供した。 tanδの測定
は、岩本製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用い、
周波数１０Hzの条件下、−５０℃から１００℃までの温
度で行った。また、機械強度の試験として、前記ゴム組
成物から作成した加硫ゴム試験片(JIS K 6301 によるダ
ンベル３号）を用いて、室温でＭ₁₀₀ およびＭ₃₀₀ を測
定した。得られた結果のうち、８０℃における tanδ、
室温でのＭ₁₀₀ およびＭ₃₀₀ を表−１に示した。表中、
Ｍ₃₀₀ の欄が空欄のものは測定不可能だったことを意味
する。

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【発明の効果】本発明により４−フェニルウラゾール化
合物を配合したゴム組成物は、タイヤが高温になった際
のグリップ力に対応する６０℃以上の高温領域における
tanδが効果的に向上しており、しかも強度特性の低下
がほとんどない。したがって、本発明のゴム組成物をタ
イヤの特にトレッド部に適用すれば、自動車の加速性能
やブレーキ性能と密接な関連をもつグリップ性能の優れ
たタイヤとすることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長崎 英雄 大阪市此花区春日出中３丁目１番98号 住友化学工業株式会社内 (72)発明者 八児 真一 大阪市此花区春日出中３丁目１番98号 住友化学工業株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) C08L 7/00 - 21/02 C08K 5/3472 ＣＡ（ＳＴＮ) ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ゴムに、充填剤および下記一般式 【化１】 （式中、Ｒは水素原子、炭素数１〜５のアルキルもしく
   はアルコキシ基、またはハロゲン原子である） で示される４−フェニルウラゾール化合物を含有させて
   なるゴム組成物。
2. 【請求項２】４−フェニルウラゾール化合物が、４−フ
   ェニルウラゾールである請求項１記載のゴム組成物。
3. 【請求項３】ゴムに、充填剤および下式一般式 【化２】 （式中、Ｒは水素原子、炭素数１〜５のアルキルもしく
   はアルコキシ基、またはハロゲン原子である）で示され
   る４−フェニルウラゾール化合物を含有させてなるゴム
   組成物を使用することを特徴とするゴムの損失係数を増
   大させる方法。