JPH0356544A - 高速タイヤ用トレッドゴム組成物 - 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、高速道路等で時速１００ｋｍ以上で走行し得
る一般乗用車、スポーツカーおよびモータースポーツレ
ース等のクルマ等、高速で走行するタイヤのトレッドゴ
ムに関するものである。

（従来の技術） 高速タイヤのトレッドゴムは高速走行時、路面からの動
的圧縮変形を高周波数で受けるために発熱が大きくなり
、特に路面との接地圧が極度に大きい部分や、トレッド
に刻まれたブロックパターンの不均一変形により歪が集
中する部分では２００゜Ｃ以上に達し、ブローアウトす
るため、トレッドゴムの耐熱性が重要である。

特に高速タイヤのトレッドゴムの重要性は路面に確実に
ドライバーの意志を伝達し、安定した操縦性を確保する
ことにあり、従って、路面とトレッドゴムとの間のすべ
り摩擦抵抗を大きくし、ブレーキ時の車輌の運動慣性力
、コーナリング時の遠心力、また発進時の駆動タイヤの
トラクション力に十分打ち勝つことが必要である。

路面とトレッドゴムとの間のすべり摩擦抵抗を大きくす
るには、路面とトレッドゴムとの間の接地面積を向上さ
せるべくトレッドゴムのハードネスを小さくする必要が
あるが、この場合、路面からの接地圧に対してゴムの変
形歪が大きくなり、それだけ発熱量が大きくなってブロ
ーアウトの原因となる。

従来ゴムの耐熱性を向上させる方法としては、結合力の
弱いポリマーの２重結合をできるだけ少なくする方法が
ある。

また、加硫促進剤を増加し、硫黄添加量を減らして、で
きるだけポリサノレファイド架ｌｉｌ網目を減らし、結
合力の強いモノサルファイドを増加させる方法や、パー
オキサイド加硫の様に直接ボリマー間同士に強固なＣ−
Ｃ結合を形成させることによって大幅に耐熱性を向上さ
せる方法等が知られている。

（発明が解決しようとする課題） しかし、結合力の弱いボリマーの２重結合をできるだけ
少なくして耐熱性を向上させる方法は、ゴム本来の伸縮
性を失わせ、硬いゴムにするため、トレッドゴムに適用
することはできない。

また、加硫促進剤を増加し、硫黄の添加量を減らして、
できるだけモノサルファイド架橋を形成させる方法は、
多少耐熱性を向上させるものの、トレッドゴムの耐熱性
としては尚不十分である。

更に、ポリマーを直接Ｃ−Ｃ結合させる方法では大幅な
耐熱向上が見られるものの、ゴムの伸縮性が失われ、ま
た機械的疲労が著しく低下するため、トレッドゴムには
この方法を適用することができない。

上述のように、従来の耐熱化技術では、高速タイヤ用ト
レッドゴムの耐熱性を改良することは困難であった。

そこで本発明の目的は、従来技術の問題点を解消し、大
幅に耐熱性向上が図れる高速タイヤ用トレッドゴム組成
物を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達或するために、本発明の高速走行タイヤ用
トレッドゴム組成物は、スチレンーブタジエン共重合体
ゴム（ＳＢＲと略記する）単独、あるいはこれに天然ゴ
ム（ＮＲと略記する）および／またはブタジエンゴム（
ＢＲと略記する）を７０／３０　（＝　ｓ　Ｂ　Ｒ／（
Ｎ　Ｒ　十Ｂ　Ｒ））以上の割合で配合したゴム或分１
００重量部に対し、カーボンブラック７０〜１７０重量
部と、アロマティックオイル５０〜２７０重量部と、ビ
スマレイ５ド誘導体架橋剤０．２〜５重量部と、Ｎ−シ
クロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド
（ＣＺと略記する）０．３〜２重景部と、テトラメチル
チウラムジスルフィド（ＴＴと略記する）および／また
はジベンゾチアジルジスルフィド（ＤＭと略記する）Ｏ
．１〜１．５重量部とを配して或るものである。

ビスマレイ逅ド誘導体架橋剤としては次の一般式、 （式中のＲはフェニレン基もしくはアルキレン基を示す
）で表わされる化合物を挙げることができる。

また、ＣＺ，ＴＴおよびＤＭの加硫促進剤は夫々次式で
表わされる。

ＣＺ ＴＴ ＼ ＣＩ． ＤＭ 尚、本発明のゴム組成物には、ゴム工業で通常使用され
る配合剤、例えば老化防止剤、加硫促進助剤、硫黄等を
必要に応じて通常の配合量の範囲内で適宜配合すること
ができるのは勿論のことである。

（作　用） 次に、本発明の完或までの具体的経緯を示すことにより
、本発明の作用を明らかにする。

高速タイヤに要求される特性として、路面にタイヤトレ
ッドゴムを通して確実にドライバーの意志を伝達し、安
定した操縦性を確保することがある。この要求特性に対
しては路面とトレッドゴムとの間のすべり摩擦抵抗を大
きくし、ブレーキ時のクルマの運動慣性力、コーナリン
グ時の遠心力および発進時の駆動タイヤのトラクション
力に充分打ち勝つことが必要である。

走行タイヤのトレッドゴムと路面との摩擦抵抗を大きく
する方法として、一般的に知られていることは粘弾性特
性としての損失正接（　ｔａｎδ）を大きくし、かつゴ
ムをできるだけソフトにし、路面との接触面積を向上さ
せることであるが、高速で走行するため、上記＊擦抵抗
を大きくしたトレッドゴムは当然ながらゴムのロス特性
が大きいこととゴムが軟らかいこととによる変形が大き
くなる結果、自己発熱が大きく、ゴムの熱分解によるブ
ローアウトが生じやすい。

一般に高速タイヤ用トレッドゴムは耐熱性を確保し、ロ
ス特性としてのｔａｎδを大きくするため、ＮＲよりは
ＳＢＲが使用されているが、耐熱性の面では尚不十分で
ある。

また、ロス特性としてのｔａｎδを大きくするためカー
ボンプラン．クを７０〜１７０重量部添加することが行
われる．７０重量部未満ではその効果が得られず、一方
１７０重量部を超えると混練り作業性に影響をあたえる
．さらに、ゴムを軟らかくする為に軟化剤としてアロマ
ティックオイルを５０〜２７０重量部添加するのが好ま
しい。５０重量部未満であると、その効果が得られず、
一方２７０重量部を超えると分散等を含めた混練り作業
性が悪くなる。

このようにすることでゴムをソフトにし、ｔａｎδを大
きくすることは出来るが、本手法も耐熱性の面では尚不
充分である。

一方、従来一般に使われている硫黄による架橋は、ボリ
マーとの化学結合が弱いため、熱が加わった′場合切れ
やすく、かつ同時にボリマーの熱分解等も生じやすく、
ブローアウトしやすい．そこで、硫黄による架橋に加え
、熱に強い架橋剤としてビスマレイミド誘導体を添加す
る試みがなされた。この架橋剤はボリマー間に熱に強い
強固な加硫網目を形成し、ボリマーの熱分解をできるだ
け抑える働きがあり、かつポリマー間の結合鎖長が長く
、ボリマーの分子運動性をあまり阻外しないため、従来
のバーオキサイド加硫による直接ポリマー同士を結合す
るＣ−Ｃ結合に比べればゴムの伸縮性、耐疲労性に優れ
ている。

しかし、この架橋剤はＮＲ系ゴムに対しては容易に架橋
綱目を形成するが、高速タイヤ用トレッドゴムのような
ＳＢＲ系ゴムに対しては架橋しにくいという欠点を有す
ると共に、理由、メカニズムは分からないが、加硫速度
を著しく遅くする。

また、加硫促進剤の中でも極めて加硫速度を大きくする
、チウラム系加硫促進剤であるＴＴもしくはチアゾール
系加硫促進剤であるＤＭを夫々単独で添加してみても、
加硫速度を大きくすることができず、また効率よくビス
マレイミド誘導体を架橋することもできない． そこで本発明者らは、ビスマレイミド誘導体を添加した
ＳＢＲ系ゴムにおいて種々の加硫促進剤につき鋭意検討
した結果、上記加硫促進剤と共に、スルフェンアミド系
促進剤であるＣＺを添加すると著しく加硫速度が回復す
ると共に、ビスマレイξド誘導体架橋網目が増加する結
果、耐熱性が上昇することを見い出した。また、ＴＴ，
ＤＭおよびＣＺを同時に添加した場合にはより大きな硬
化が得られることが分かった。

すなわち、ゴム威分１００重量部に対して硫黄０．５〜
３重量部添加した高速タイヤ用ＳＢＲ系トレッドゴムに
対して、例えばＴＴ加硫促進剤のみを１重量部添加した
系においては、ビスマレイミド誘導体架橋剤を１重量部
添加すると加硫速度は約半分に低下し、３重量部添加で
は加硫速度は１／３程度まで低下する．この結果、かか
る配合系においては充分にビスマレイミド誘導体の架橋
綱目を形成させるのが困難である。このことは、加硫促
進剤にＤＭのみを用いた系でも全く同様のことがいえる
。また、ビスマレイミド誘導体を１重量部以上添加した
場合には、ＴＴもしくはＤＭを１重量部以上増量しても
その加硫速度は殆ど大きくならない。この点に関し、鋭
意基礎検討を行った結果、かかる加硫促進剤にＣＺ加硫
促進剤をさらに添加すると著しく加硫速度が改善され、
耐熱性が向上することを見出したわけだが、ビスマレイ
ミド誘導体架橋剤を１重量部添加したゴムに対してＣＺ
を０．３〜１重量部添加しないと適正な加硫速度が得ら
れず、ビスマレイ名ド誘導体架橋剤添加による耐熱性向
上が得られない。

同様に、例えばビスマレイξド誘導体架橋剤を３重量部
添加したゴムに対しては、ＣＺ加硫促進剤の添加が０．
６重量部から２重量部必要であり、従って（ＣＺの添加
量／ビスマレイミドの誘導体の添加量）比は０．３〜１
が好ましい。

ビスマレイミド誘導体架橋剤添加量の耐熱性への影響と
しては、０．２重量部以下になると耐熱性の向上は認め
られなくなり、一方５重量部以上の添加ではより一層の
耐熱性向上は期待できないので、添加量としては０．２
〜５重量部の範囲内が好ましい。

ＣＺ加硫促進剤と同時添加するＴＴ加硫促進剤量または
ＤＭ加硫促進量は、ＣＺ加硫促進剤量、ビスマレイミド
誘導体架橋剤の添加量にもよるが、０．１〜１．５重量
部の範囲が好ましい。また、ＴＴ加硫促進剤とＤＭ加硫
促進剤を並用するとその加硫速度向上効果は更に大きい
が、これらの合計量（ＴＴ量＋ＤＭ量）は同様に０．１
−１．５重量部の範囲が好ましい。

上記のビスマレイミド誘導体架橋剤とＴＴ，ＤＭおよび
ＣＺ加硫促進剤との関係は、全ＳＢＲ系ゴムに加え、Ｓ
ＢＲ−ＮＲブレンド系ゴムでＳＢＲ／ＮＲブレンド比が
７０／３０以上、゛同様にＳＢＲ−ＢＲ系ブレンドゴム
でＳ　Ｂ　Ｒ／Ｂ　Ｒブレンド比が７０／３０以上のゴ
ムについても成り立つ。

（実施例） 次に、本発明を実施例に基づき具体的に説明する。

高速タイヤ用トレッドゴムとして、ＳＢＲを主体とした
ＮＲ及びＢＲブレッドゴムを下記の第１表に示す配合割
合（重量部）にてバンバリーミキサーで混練し、１５種
類のコンパウンドを調製した。

耐熱架橋剤としてのビスマレイミド誘導体のうち、フエ
ニレンビスマレイミドとエチレンビスマレイミドを用い
て試験を行い、ビスマレイミド架橋効率向上による耐熱
性の向上効果をＣＺ，ＤＭ．ＴＴ加硫促進剤の組合せで
検討した。

加硫速度は東洋精機製のレオメーターを用い１６５゜Ｃ
で測定し、ＭＡＸ　｝ルク値の９０％値に達する加硫時
間ｔｏ．ｑで評価した。

ゴムの耐熱性はグッドリッチタイプのフレクソメーター
を用いゴムに３０Ｈ２で２５％の動歪を与え、ゴムの自
己発熱により温度を上昇させ、ゴムの切断面の観察によ
る泡の発生の有無を確認することにより、ブローアウト
温度とブローアウトに到る時間を測定した． 表中の物性値は、比較例１及び比較例５のゴムを夫々１
００として指数表示として示した。加硫速度の値は小さ
い程結果が良好であり、ブローアウト温度及びブローア
ウト時間の値は大きい程結果が良好である。

また、ビスマレイミド架橋剤添加により、加硫速度が低
下するため、サンプルの加硫度を合わせる意味で、サン
プルはすべて１５５゜Ｃの温度で加硫時間ｔ．．，にて
加硫した。得られた結果を第１表に示す。

（発明の効果） 第１表の試験結果からも分るように本発明の高速タイヤ
用トレッドゴム組成物におい゜ては、耐熱架橋剤として
のビスマレイミド誘導体の添加及び該ビスマレイミド誘
導体の架橋効率向上のための加硫促進剤種の組合せとそ
の配合比率の選択によって、ビスマレイミド誘導体耐熱
架橋剤の架橋を大幅に向上し得た結果、大幅に耐熱性が
向上した高速タイヤ用トレッドゴムを得ることが可能と
なる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム単独あるいはこ
   れに天然ゴムおよび／またはブタジエンゴムを７０／３
   ０（＝スチレン−ブタジエン共重合体ゴム／（天然ゴム
   ＋ブタジエンゴム））以上の割合で配合したゴム成分１
   ００重量部に対し、 カーボンブラック７０〜１７０重量部と、アロマティッ
   クオイル５０〜２７０重量部と、ビスマレイミド誘導体
   架橋剤０．２〜５重量部と、Ｎ−シクロヘキシル−２−
   ベンゾチアゾリルスルフェンアミド０．３〜２重量部と
   、テトラメチルチウラムジスルフィドおよび／またはジ
   ベンゾチアジルジスルフィド０．１〜１．５重量部とを
   配合したことを特徴とする高速タイヤ用トレッドゴム組
   成物。 ２、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフ
   ェンアミドの添加量／ビスマレイミド誘導体の添加量の
   比が０．３〜１である請求項１記載の高速タイヤ用トレ
   ッドゴム組成物。