JPH0251543A - タイヤトレッド用ゴム組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、低温特性およびウニ・７トグリツプさらに、
発熱性のバランスが改良されたタイヤトレッド用ゴム組
成物に関する。

（従来の技術） 最近、車輌の高性能化および高速道路網の普及に伴い、
自動車タイヤに対する走行安定性の要求が、非常に強い
ものとなってきた。このために、市場では、高いグリッ
プ性能を有し、冬場でも硬くならず路面をとらえるいわ
ゆるハイパーフォーマンスタイヤ（高性能タイヤ）が要
求されるようになった。

ところで、高性能タイヤにはトレッドの路面把握力やぬ
れた路面でのすべり抵抗性を向上させるために、特開昭
５５−６０５３９号、特開昭５７−１０２９３号、特開
昭５８−１７３４号、特開昭６１−１２０８３９号の各
公報に示されるように、ガラス転移温度（Ｔｇ）が−３
０℃近辺の原料ゴムを用いたり、高スチレン含有量のス
チレン−ブタジェン共重合体ゴム（以下、高スチレンＳ
ＢＲと略す）あるいはブチルゴムを使用し、カーボンブ
ラックおよびアロマチックオイルを多量に配合すること
が、通常行なわれている。

一方、冬場でも硬くならず路面をとらえる性能（以下、
低温特性と称する）とウェットグリップ性能は相反する
特性であり、Ｔｇが低いほど低温特性は優れるが、ウェ
ットグリップ性能は損なわれる。

又、高スチレンＳＢＲについては、炭化水素溶媒のみを
用いたＬｉ系触媒による溶液重合法で製造されたものは
、スチレン含有量が多くなるとスチレンブロックができ
やすく、乳化重合法で製造されたものに比して発熱性が
劣るので、−Ｃには乳化重合法で製造されたものがほと
んど使用されてきた。

このように、バイパフォーマンスタイヤ用として、低温
特性、ウェットグリップ性能および発熱性の特性がバラ
ンスしたタイヤトレッド用ゴム組成物は未だに得られて
いないのが現状である。

（発明が解決しようとする課題） 本発明の目的は、低温特性を保持しつつ、ウェットグリ
ップ性能を改良し、さらに発熱性をも改良したタイヤト
レッド用ゴム組成物を提供することにある。

（課題を解決するための手段） かくして本発明によれば、 （１）重量平均分子量（ＭＷ）と数平均分子量（Ｍ８）
の比（Ｍｗ　７Ｍ）Ｉ　）が２．８以下、（２）　　Ｇ
ＰＣによるポリスチレン換算の重量平均分子量（Ｍ８）
が６０万以上、 （３）ガラス転移温度が一３０゛ｃ以下、（４）加硫ゴ
ム配合物の０℃におけるｔａｎδが０．４以上で、 であるアニオン重合触媒を用いて得られるスチレン−ブ
タジェン共重合ゴムを原料ゴム中に６０重置部以上含有
することを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物が提
供される。

本発明で使用されるスチレン−ブタジェン共重合ゴム（
ＳＢＲと略する）は有機リチウムなどのアニオン重合触
媒を用いて炭化水素溶媒中でブタジェンとスチレンをア
ミン類、エーテル類等の極性化合物の存在下に重合して
得られるものである。

この共重合ゴムは発熱性、低温特性及びウェットグリッ
プの３特性がバランスするために以下の要件を満足する
ことが必要である。

発熱性の点からＧＰＣによる分子量分布（ＭＷ／ＭＮ）
は２．８以下である。２．８を越えると発熱が大きくな
る。好ましくは１．８以下である。また、発熱及び燃費
の点からＧＰＣによるポリスチレン換算の重量平均分子
量（π１）は６０万以上である。

６０万未満では発熱が大となり、燃費も悪くなる。

好ましくは８０万以上である。

低温特性（タイヤの低温における路面把握力）の点から
ガラス転移温度（ＤＳＣで測定し、第１図に従って求め
る。以下Ｔｇと略する）は−３０℃以下である。−３０
℃を越えると低温硬さ（−１゜℃における）が高くなり
、低温路面把握力は低下する。

好ましくは一４５℃以下である。

ウェットグリップ性能が改善されるためには本発明のＳ
ＢＲを使用したゴム配合物の加硫物のｔａｎδ（損失係
数）が最大値を示す温度からより高温域にわたって高い
水準を保つことが必要である。

すなわち、０℃でのｔａｎδが０．４以上で、０℃のｔ
ａｎδとｔａｎδ最大値との比（ｔａｎδ（０″Ｃ）／
ｌａｎδ最大値〕が０．６以上であることが望ましい。

ｔａｎδ（０℃）が０．４未満ではウェットグリップが
低下する。又前記の比が０．６未満では低温特性とウェ
ットグリップ性能のバランスが悪くなる。

さらに、高ウエツトグリップ性能を保持しっつ発熱性、
燃費性が改善される為には、０℃から高温側にわたり、
ｔａｎδが漸減することが必要である。

すなわち、０℃のｔａｎδと８０℃のｔａｎδとの比（
ｔａｎδ（０℃）　／　ｔａｎδ（８０℃））が、２、
０以上であることが好ましい。この比が２．０未満では
、発熱性、燃費性が劣り、ウェットグリップ性能とのバ
ランスが悪くなる。

以上の特徴を有する本発明のＳＢＲとしてはスチレンが
、分子鎖に沿って一様に増大または減少するテーパー状
に分布しているＳＢＩ？　　（スチレンチーバードＳＢ
Ｒと称する）が好ましくスチレンが分子鎖にランダムに
分布しているＳＢＲでは本発明の目的が達せられない。

スチレンチーバードＳＢＲは、通常、初期仕込み中のス
チレンとブタジェンを昇温しながら重合し、更にブタジ
ェンを後添加して得る方法や、仕込み中のスチレンとブ
タジェンの比率を変えて添加する方法などによって製造
することができるが、製造方法は特に限定されない。

また、本発明のＳＢＲはＴｇ及び前記の各性能のバラン
スの点から、スチレンがテーパー状に分布していること
と共に、結合スチレン量が２０〜５０重量％、さらには
３５〜４５重量％、ブタジェン部の１．２−結合量が６
０モル％以下、さらには１５〜３０モル％であることが
好ましい。

本発明の組成物は原料ゴム中に本発明のＳＢＲを６０〜
１００重量％含むことが必要である。６０重量％未満で
は本発明の目的は達せられない。好ましくは８０重量％
以上である。

ブレンドする場合の相手のゴムとしては特に制限はない
が、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジェンゴ
ム、乳化重合ＳＢＲ、本発明のＳＢＲ以外の溶液重合Ｓ
ＢＲ、ブチルゴムなどの１種以上が使用される。これら
の原料ゴム１００重量部に対し、通常ｌ５ＡＦあるいは
ＳＡＦカーボンブラック７５〜２００重量部、芳香族系
伸展油３０〜ｌｏＯ重量部、加硫剤、老化防止剤及びそ
の他の配合剤が添加される。

（発明の効果） かくして本発明によれば、従来技術に比較して低温特性
およびウェットグリップ性能さらに、発熱性のバランス
が改良されたタイヤトレッド用ゴム組成物を得ることが
できる。

（実施例） 以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する
。なお、実施例および比較例中の部及び％はとくに断り
のないかぎり重量基準である。

なお、各種物性の測定は、下記のように行なった。重量
平均分子量並びに分子量分布は、ＧＰＣ（東ソー社製型
弐１１ＬＣ−８０２Ａ　）を用いカラムは、東ソー社製
（商品名ＧＭ１１６）を２本用いて溶離液はテトラヒド
ロフランを用い、標準ポリスチレンサンプルに換算して
求めた。

スチレン量及びブタジェン部１−２結合量は、ＮＭＲ法
により測定した。

損失係数（ｔａｎδ）は、レオメトリクス・ダイナミッ
ク・アナライザー（レオメトリクス社製）を用いて、周
波数２０１１ｚ、動歪０．３％で、測定した（昇温速度
は毎分２℃）。

ガラス転移温度（Ｔｇ）は、ＤＳＣ（第二積玉舎社製５
ＳＣ１５６０）を用いて測定した（昇温速度は毎分１０
℃）。

低温硬さは、ＪＩＳ　Ｋ　６３０１に従い、試料を一１
０℃に１時間放置後測定した。

発熱試験は、グツドリッチフレクツメーター（上部製作
所製）を用いて、２５１ｂ荷重、１８００ｒｐｍ　、ス
トローク４．４４ｍ＋ｎにて、１００℃で２５分間試験
後の発熱（ΔＴ　’Ｃ）を測定した。

ウェットグリップ性能はブリティッシュポータプルスキ
ッドテスターによるスキッド値を測定した。路面は、セ
ーフティウオーク（３Ｍ社！！Ｊ）を使用し、水道水で
湿潤させて測定し指数で表示した。

−パー−５ＢＲの　′１　　　　１のＳＢＲ内容積１５
℃のステンレス製重合反応器を洗浄、乾燥し、乾燥窒素
で置換した後に、ブタン１０２０　ｇ、シクロヘキサン
４０８０　ｇ　、スチレン３６０　ｇ、、１．３ブタジ
エン２７０　ｇ、　Ｎ、Ｎ、Ｎ’　、Ｎ’　−テトラメ
チルエチレンジアミン１．５ミリモルをそれぞれ仕込み
、さらにｎ−ブチルリチウム（ｎ−ヘキサン溶液）１．
５ミリモルを添加し、５０℃で重合を開始した。重合開
始直後から昇温を始め、３０分後に８０℃とした。

一方、重合開始１５分後からブタジェンを連続的に添加
するが、その際に添加速度を段階的に変化させ、合計２
７０ｇブタジェンを添加した。約２時間重合した後、メ
タノールを３ミリモル添加し重合を停止した。スチーム
凝固前に伸展油としてアロマティック油（富士興産社製
Ｆｌｅｘ　Ｍ）を５０ｐｈｒ（ゴム１００部に対する部
数）を添加した。

一ン　ムＳＢＲの　″　　　−１のＳＢＲ前記と同様の
反応器に、ブタン１０２０　ｇ　、シクロヘキサン４０
８０ｇ、　Ｎ、Ｎ、Ｎ’　、Ｎ’　−テトラメチルエチ
レンジアミン１．５ミリモルをそれぞれ仕込み、さらに
ｎ−ブチルリチウム（ｎ−ヘキサン溶液）１．５ミリモ
ルを添加し、７０゛Ｃにて加温し、スチレン３６０ｇと
１．３−ブタジェン５４０ｇのモノマーブレンドを７時
間３０分にわたって連続的に添加した。スチーム凝固前
に伸展油としてアロマティック油を５０ｐｈｒ添加した
。

実施例１〜２．比較例１〜４ チーバードＳＢＲの製造例により得たＳＤＲ（実施例１
のＳＢＲ）　、スチレン量及びＮ、Ｎ、Ｎ’　、Ｎ’−
テトラメチルエチレンジアミン量を変化させる以外はチ
ーバードＳＢＨの製造例と同様にして実施例２、比較例
３，４で使用するチーバードＳＢＲを得た。

これらのＳｎＩ２　、ランダムＳＤＲの製造例により得
たＳｎＩ２ならびに乳化重合５ＩＩＲを用い、第１表の
配合処方に従って配合ゴム組成物を調製した。

注） （１）　　東海カーボン社製　シーストロ（２）Ｎ−シ
クロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド それぞれの配合ゴム組成物を１６０℃で２５分プレス加
硫して試験片を作成した。前記の測定法に従ってｔａｎ
δ、低温硬さ、ウェットスキッド抵抗性ならびに発熱性
を測定した。結果を第２表に示した。

なお、チーバードＳＢＩ？とランダムＳＢＲはＤＳＣで
Ｔｇを測定した場合のＴｇの温度領域（第１図のΔＴｇ
で示される温度域）により区別できる。すなわち第２表
に示されている如く、チーバードＳＢＲのＴｇ温度領域
は２２〜２５℃の幅を有するが、ランダムＳＢＲでは７
℃の幅を有するに過ぎない。

比較例１は、テーパー化していない為、ｔａｎ　δ（０
℃）が低く、ウェットグリップ性能が劣る。

比較例２は、Ｔｇが高く、分子量分布が広い為、低温硬
度、発熱性が劣る。比較例３は、重量平均分子量が低く
、ｔａｎδ（０°（）　／　ｔａｎδ（８０℃）が２．
０未満であるのでウェットグリップ性能と発熱性とのバ
ランスが劣る。比較例４は、ｔａｎδ（０℃）　／　ｔ
ａｎδ最大値が０．６未満で、分子量分布が広いため、
ウェットグリップ性能と発熱性が劣る。

実施例３〜４．比較例５〜６ 実施例２及び比較例１のＳＵＲと第４表に示したポリマ
ーをゴム分として第４表記載の部数となる様にブレンド
して用い、第３表の配合処方に従って配合ゴム組成物を
調製した。１６０℃で２５分プレス加硫して試験片を作
成し、物性を測定した。

その結果を第４表に示した。

第３表 注） （１）富士興産社製　Ｆｌｅｘ　Ｍ （２）東海カーボン社製　シーストロ （３）Ｎ−シクロへキシル−２−ベンゾチアジルスルフ
ェンアミド （５）ゴム成分中に油展ゴムが存在する場合には全進展
油量が５０部となる様に不足分のみを使用。

比較例５はランダムＳＢＲを使用しているので、天然ゴ
ムとブレンドしても低温硬さ、ウェットスキッド抵抗性
及び発熱性のバランスはチーバードＳＢＲを使用した実
施例３，４より劣る。またチーバードＳＢＲを使用して
も、その使用割合が本発明範囲外（比較例６）ではウェ
ットスキッド抵抗性と発熱性が劣る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明で定義するＤＳＣ測定によるガラス転移
温度（Ｔｇ）及びガラス転移温度領域（ΔＴｇ）を示す
。 特許出願人　日本ゼオン株式会社 温度□高

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（１）重量平均分子量（＠Ｍ＠＿Ｗ）と数平均分子
   量（＠Ｍ＠＿Ｎ）の比（＠Ｍ＠＿Ｗ／＠Ｍ＠＿Ｎ）が２
   ．８以下、（２）ＧＰＣによるポリスチレン換算の重量
   平均分子量（＠Ｍ＠＿Ｗ）が６０万以上、 （３）ガラス転移温度が−３０℃以下、 （４）加硫ゴム配合物の０℃におけるｔａｎδが０．４
   以上で、 （０℃のｔａｎδ）／（ｔａｎδの最大値）≧０．６、
   （０℃のｔａｎδ）／（８０℃のｔａｎδ）≧２．０、
   であるアニオン重合触媒を用いて得られるスチレン−ブ
   タジエン共重合ゴムを原料ゴム中に６０重量％以上含有
   することを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物。 ２、スチレン−ブタジエン共重合ゴムが、結合スチレン
   が分子鎖に沿って一様に増加または減少するスチレンテ
   ーパード共重合体である請求項１記載のタイヤトレッド
   用ゴム組成物。 ３、スチレン−ブタジエン共重合ゴムが結合スチレン２
   ０〜５０重量％、ブタジエン部の１，２−結合量が６０
   モル％以下である請求項１及び２記載のタイヤトレッド
   用ゴム組成物。