JP3143753B2 - 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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JP3143753B2 JP03260710A JP26071091A JP3143753B2 JP 3143753 B2 JP3143753 B2 JP 3143753B2 JP 03260710 A JP03260710 A JP 03260710A JP 26071091 A JP26071091 A JP 26071091A JP 3143753 B2 JP3143753 B2 JP 3143753B2
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英之 大石
和義 加山
島田  淳
孝夫 村木
浩平 笠井
修一 秋田
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Yokohama Rubber Co Ltd
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、路面グリップ力(乾燥
路、湿潤路)に優れたタイヤトレッド用ゴム組成物、特
にレーシングタイヤ等の高速走行用タイヤのトレッドに
用いられるゴム組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に高速走行用タイヤは、走行安全性
の面からみて路面グリップ力に優れていなければならな
い。この路面グリップ力は、トレッド用ゴム組成物の60
〜100℃の損失正接(tan δ)が大きくかつ60〜100 ℃
の損失コンプライアンス(E”/(E* 2 )が大きい
ほど向上するということが知られている。そこで、従
来、路面グリップ力を向上させるためにアロマティック
オイルなどの軟化剤を多量に配合したゴム組成物が使用
されてきた。しかし、このように軟化剤を多量に配合す
るのは損失コンプライアンスを大きくする一方、破壊強
度を著しく損なうため好ましいことではない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、上記問題点の解決をはかることであって、すな
わち成分ゴムのヒステリシスロス、損失コンプライアン
スが大でかつ破壊強度が良好なタイヤトレッド用ゴム組
成物、特に高性能タイヤのトレッド用ゴム組成物を提供
することにある。
【0004】
【課題を解決する野ための手段】本発明のタイヤトレッ
ド用ゴム組成物は、ゴム成分が、アニオンリビングビニ
ル芳香族・ジエン共重合体と、N−置換アミノアルデヒ
ド類、N−置換アミノチオアルデヒド類、N−置換アミ
ノケトン類、N−置換アミノチオケトン類、および分子
中に>C(=M)−N<結合を有する化合物(式中のM
は酸素原子又は硫黄原子を表わす)から選択される少な
くとも1種の化合物とを反応させて得られる重量平均分
子量が2,000 〜50,000の末端変性ビニル芳香族・ジエン
共重合体の5〜40重量部と、乳化重合法で製造されたス
チレン−ブタジエン共重合体ゴムおよび/又は溶液重合
法で製造された重量平均分子量800,000 以上のスチレン
−ブタジエン共重合体ゴムの95〜60重量部とからなり、
前記末端 変性ビニル芳香族・ジエン共重合体がビニル芳
香族化合物とブタジエンの共重 合体であり、かつその共
重合体中の結合ビニル芳香族の重量%Aとブタジエン
位中のビニル結合ブタジエン単位の百分率Bとが下記式
(1)〜(3)の関 係を満足することを特徴とする。 2A+B>140 ・・・・・・(1) 25<A ・・・・・・(2) 30<B ・・・・・・(3)
【0005】このように本発明では、重量平均分子量2,
000 〜50,000の末端変性ビニル芳香族・ジエン共重合体
と乳化重合法又は溶液重合法で製造されたスチレン−ブ
タジエン共重合体ゴムを用いるために、路面グリップ力
の向上をはかることが可能となる。以下、本発明の構成
につき詳しく説明する。
【0006】 重量平均分子量が2,000 〜50,000の末
端変性ビニル芳香族・ジエン共重合体。 ここで、末端変性ビニル芳香族・ジエン共重合体は、単
量体であるビニル芳香族化合物と単量体であるジエン化
合物とをアニオン重合触媒を用いて共重合させ、得られ
る活性末端を有するアニオンリビング共重合体の末端を
変性したものである。分子量が2,000 未満では路面グリ
ップ力の改良効果は大きいが破壊強度の低下も大きく、
タイヤに用いることは不味である。また、50,000を超え
ると分子量が大きくなり過ぎて60〜100 ℃における損失
正接および損失コンプライアンスを高めるのが困難とな
る。
【0007】ビニル芳香族化合物は、例えば、スチレ
ン、p-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-tert- ブ
チルスチレン、α- メチルスチレン、クロロメチルスチ
レン、ビニルトルエンである。スチレン、p-メチルスチ
レン、α- メチルスチレンが好ましい。ジエン化合物
、ブタジエンである
【0008】アニオンリビング共重合体と反応させる変
性剤は、例えば、N−置換アミノケトン、N−置換チオ
アミノケトン、N−置換アミノアルデヒド、N−置換チ
オアミノアルデヒド、下記式(式中、Mは酸素又は硫黄
原子を表わす)で示される原子団を有する化合物であ
る。
【0009】
【0010】この変性剤としては、例えば、4−ジメチ
ルアミノベンゾフェノン、4−ジエチルアミノベンゾフ
ェノン、4−ジ−t−ブチルアミノベンゾフェノン、4
−ジフェニルベンゾフェノン、4,4'−ビス (ジメチルア
ミノ) ベンゾフェノン、4,4'−ビス (ジエチルアミノ)
ベンゾフェノン、4,4'−ビス (ジ−t−ブチルアミノ)
ベンゾフェノン、4,4'−ビス (ジフェニルアミノ) ベン
ゾフェノン、4,4'−ビス (ジビニルアミノ) ベンゾフェ
ノン、4−ジメチルアミノアセトフェノン、4−ジエチ
ルアミノアセトフェノン、1,3−ビス (ジフェニルアミ
ノ) −2−プロパノン、1,7−ビス (メチルエチルアミ
ノ) −4−ヘプタノン等のN−置換アミノケトン類およ
び対応するN−置換アミノチオケトン類;4−ジメチル
アミノベンズアルデヒド、4−ジフェニルアミノベンズ
アルデヒド、4−ジビニルアミノベンズアルデヒド等の
N−置換アミノアルデヒド類および対応するN−置換ア
ミノチオアルデヒド類;N−メチル−β−プロピオラク
タム、N−t−ブチル−β−プロピオラクタム、N−フ
ェニル−β−プロピオラクタム、N−メトキシフェニル
−β−プロピオラクタム、N−ナフチル−β−プロピオ
ラクタム、N−メチル−2−ピロリドン、N−t−ブチ
ル−2−ピロリドン、N−フェニル−ピロリドン、N−
メトキシフェニル−2−ピロリドン、N−ビニル−2−
ピロリドン、N−ベンジル−2−ピロリドン、N−ナフ
チル−2−ピロリドン、N−メチル−5−メチル−2−
ピロリドン、N−t−ブチル−5−メチル−2−ピロリ
ドン、N−フェニル−5−メチル−2−ピロリドン、N
−メチル−3,3'−ジメチル−2−ピロリドン、N−t−
ブチル−3,3'−ジメチル−2−ピロリドン、N−フェニ
ル−3,3'−ジメチル−2−ピロリドン、N−メチル−2
−ピペリドン、N−t−ブチル−2−ピロリドン、N−
フェニル−2−ピペリドン、N−メトキシフェニル−2
−ピペリドン、N−ビニル−2−ピペリドン、N−ベン
ジル−2−ピペリドン、N−ナフチル−2−ピペリド
ン、N−メチル−3,3'−ジメチル−2−ピペリドン、N
−フェニル−3,3'−ジメチル−2−ピペリドン、N−メ
チル−ε−カプロラクタム、N−フェニル−ε−カプロ
ラクタム、N−メトキシフェニル−ε−カプロラクタ
ム、N−ビニル−ε−カプロラクタム、N−ベンジル−
ε−カプロラクタム、N−ナフチル−ε−カプロラクタ
ム、N−メチル−ω−ラウリロラクタム、N−フェニル
−ω−ラウリロラクタム、N−t−ブチル−ラウリロラ
クタム、N−ビニル−ω−ラウリロラクタム、N−ベン
ジル−ω−ラウリロラクタム等のN−置換ラクタム類お
よびこれらの対応するチオラクタム類;1,3−ジメチル
エチレン尿素、1,3−ジフェニルエチレン尿素、1,3−
ジ−t−ブチルエチレン尿素、1,3−ジビニルエチレン
尿素等のN−置換エチレン尿素類および対応するN−置
換チオエチレン尿素類などが挙げられる。
【0011】変性反応は、アルカリ金属および/又はア
ルカリ土類金属を用いる公知のアニオン重合触媒を用い
てアニオンリビング共重合体を製造し、該共重合体を含
む溶液に上記の変性剤を該共重合体の末端に結合した前
記金属の濃度(モル濃度)に見合った量又はそれ以上の
量を添加し、攪拌することによって生じる。反応終了
後、反応生成物を加水分解することにより末端変性共重
合体が得られる(詳細は特開昭58-162604 号公報、特開
昭60-137913 号公報参照)。
【0012】本発明で用いる末端変性ビニル芳香族・ジ
エン共重合体は、ビニル芳香族化合物とブタジエンの共
重合体であって、その共重合体中の結合ビニル芳香族の
重量%Aとブタジエン単位中のビニル結合ブタジエン単
位の百分率Bとが下記式(1)〜(3)の関係を満足す
る。 2A+B>140 ・・・・・・(1) 25<A ・・・・・・(2) 30<B ・・・・・・(3) スチレン−ブタジエン共重合体ゴム(SBR)。
【0013】乳化重合法で製造されたスチレン−ブタジ
エン共重合体ゴム(SBR)および/又は溶液重合法で
製造された重量平均分子量800,000 以上のスチレン−ブ
タジエン共重合体ゴム(SBR)を使用する。溶液重合
法で製造されたSBRについて重量平均分子量800,000
以上としたのは、これ未満では破壊強度の低下が大きい
からである。
【0014】 本発明のゴム組成物は、ゴム成分が前
記末端変性ビニル芳香族・ジエン共重合体の5〜40重量
部と上記SBRのゴムの95〜60重量部とからなる。末端
変性ビニル芳香族・ジエン共重合体が5重量部未満では
路面グリップ力の向上を期すことができず、一方、40重
量部を超えると路面グリップ力は向上するが耐摩耗性、
耐熱性等の他の性能が損なわれてしまう。なお、本発明
のゴム組成物には、必要に応じて、カーボンブラック、
硫黄、老化防止剤等の配合剤を適宜配合することができ
る。
【0015】
【実施例】下記の表1に示す配合内容(重量部)でゴム
組成物を作製し、これを加硫した後、その抗張力、伸
び、tan δ、損失コンプライアンス(E”/
(E* 2)、およびリュプケ反発弾性を評価した
(E”:損失弾性率、E* :複素弾性率)。この結果を
表3に示す。また、使用したSBRの重合法、ミクロ構
造、分子量を表2に示す。なお、溶液重合SBR(1)
〜SBR(4)はモノマー全量1000 gに対し、重合触媒
であるn-ブチルリチウムを4.7 ないし6.0 ミリモル使用
して製造したものである。また、変性溶液重合SBR
(5)〜SBR(8)はモノマー全量1000 gに対して上
記触媒を23〜100 ミリモル用いてリビングSBRを製造
し、触媒量と等量(ミリモル)の変性剤を添加して変性
させたものである。表2において、SBR(5)および
SBR(6)は本発明における末端変性 ビニル芳香族・
ジエン共重合体に相当し、SBR(1)は本発明におけ
る乳化 重合SBRに、SBR(2)およびSBR(3)
は本発明における溶液重合S BRにそれぞれ相当する表 1 SBR 100 重量部 カーボンブラックN220 95 重量部 ZnO 3 重量部 ステアリン酸 2 重量部 老化防止剤 *1 1 重量部 アロマオイル 50 重量部 加硫促進剤 *2 1.5重量部 硫黄 2 重量部 注) *1 N-(1,3-ジメチルブチル)-N-フェニル-p-フェニレ ンジアミン *2 N-シクロヘキシル-ベンゾチアジルスルフィド(CBS)
【0016】
【0017】抗張力(kg/ cm2)の評価方法:JIS K 630
1に準拠。伸び(%)の評価方法 :JIS K 6301に準拠。tan δ、損失コンプライアンス(E”/(E* 2 )評
価方法 :東洋精機製作所製の粘弾性スペクトロメータを
用い、歪10±2 %、周波数20Hzの条件で測定。
【0018】リュプケ反発弾性の評価方法:60℃、100
℃の温度でJIS K 6301に準拠して測定。
【0019】
【0020】表3から明らかなように、本発明ゴム組成
物(実施例1)は、従来ゴム組成物(比較例1)に比し
てtan δが大きくかつ損失コンプライアンスも大きい。
また、リュプケ反発弾性は小さくなっていることから路
面グリップ力に優れている。実施例2〜5も比較例2に
比して抗張力、伸びを大きく変えることなくtan δ、損
失コンプライアンスを大きくし、リュプケ反発弾性を小
さくしている。しかし、比較例3,5,6,7のように
低分子量ポリマーの配合量が多くなったり、分子量が本
発明の範囲外か又は変性されていない場合には、いずれ
かの物性が悪くなるので好ましくない。さらに、配合す
る溶液重合SBRの重量平均分子量が800,000 未満では
物性の低下が大きく好ましくない。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、重
量平均分子量2,000 〜50,000の末端変性ビニル芳香族・
ジエン共重合体と乳化重合法又は溶液重合法で製造され
たSBRを用いるために、破壊強度(抗張力)、伸び等
の物性を実質的に損なうことなしに路面グリップ力を向
上させることが可能となる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村木 孝夫 神奈川県平塚市大神2573−6−708 (72)発明者 笠井 浩平 神奈川県横浜市戸塚区秋葉町481 戸塚 スカイハイツ111 (72)発明者 秋田 修一 神奈川県横浜市戸塚区品濃町553−1 パークヒルズN−204 (56)参考文献 特開 平1−230647(JP,A) 特開 昭60−137913(JP,A) 特開 平3−281645(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 9/06 B60C 1/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ゴム成分が、アニオンリビングビニル芳香
    族・ジエン共重合体と、N−置換アミノアルデヒド類、
    N−置換アミノチオアルデヒド類、N−置換アミノケト
    ン類、N−置換アミノチオケトン類、および分子中に>
    C(=M)−N<結合を有する化合物(式中のMは酸素
    原子又は硫黄原子を表わす)から選択される少なくとも
    1種の化合物とを反応させて得られる重量平均分子量が
    2,000 〜50,000の末端変性ビニル芳香族・ジエン共重合
    体の5〜40重量部と、乳化重合法で製造されたスチレン
    −ブタジエン共重合体ゴムおよび/又は溶液重合法で製
    造された重量平均分子量800,000 以上のスチレン−ブタ
    ジエン共重合体ゴムの95〜60重量部とからなり、前記末
    端変性ビニル芳香族・ジエン共重合体がビニ ル芳香族化
    合物とブタジエンの共重合体であり、かつその共重合体
    中の結合ビ ニル芳香族の重量%Aとブタジエン単位中の
    ビニル結合ブタジエン単位の百分 率Bとが下記式(1)
    〜(3)の関係を満足するタイヤトレッド用ゴム組成
    物。 2A+B>140 ・・・・・・(1) 25<A ・・・・・・(2) 30<B ・・・・・・(3)
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