JPH04126737A

JPH04126737A - タイヤトレッド用ゴム組成物

Info

Publication number: JPH04126737A
Application number: JP24941990A
Authority: JP
Inventors: Chineto Ebina; 蛯名　千年人; Naoki Inui; 直樹乾; Miyuki Oikawa; 幸老川; Hideo Nagasaki; 英雄長崎; Shinichi Yago; 八児　真一
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 1990-09-18
Filing date: 1990-09-18
Publication date: 1992-04-27
Anticipated expiration: 2014-06-21
Also published as: JP2906621B2

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〉本発明はタイヤトレッド用ゴム組成物に関するものであ
り、その目的とするところは、スチレン・ブタジエン共
重合ゴムの損失係数（ｔａｎδ）を向上させ、もって高
グリップ性能を有するタイヤトレッド材料を提供しよう
とするものである。

〈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
が増加している。高グリップ性能を得るためには、タイ
ヤトレッド部のゴムの変形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。

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充填する
方法などが提案されている。また特開昭６４−７０５３
９号公報には、Ｎ−メタクリロイル−Ｎ′−フェニル−
ｐ−７二二レンジアミン等の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。

〈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−ブタジェン共重合ゴム
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充
填する方法では、グリップ性能の向上はみられるものの
、高充填によりゴムの発熱性が増大し、それに伴って、
強度特性や耐摩擦性が著しく低下するという問題点があ
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。

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系を開発すべく鋭意研究を
重ねた結果、本発明に至った。

〈課題を解決するための手段〉すなわち本発明は、スチレン含有量２０〜５０重量％の
スチレン・ブタジエン共重合ゴムを主体とするベースゴ
ム１００重量部に対し、カーボンブラック４０〜２００
重量部および一般式（Ｉ）〔式中、Ｒ１は水素または炭
素数１〜４のアルキルを表し、Ｒ２およびＲ３はそれぞ
れ独立に炭素数１〜８のアルキル、シクロヘキシルまた
は無置換のもしくは置換されたフェニルを表し、Ｘは■ 酸素または式−Ｎ−で示される基を表し、ここでＲ４は
水素または炭素数１〜４のアルキルを表す）で示される化合物０．１〜２０重量部を配合してなるタ
イヤトレッド用ゴム組成物を提供する。

また本発明は、スチレン含有１２０〜５０重量％のスチ
レン・ブタジエン共重合ゴムを主体とするベースゴムに
、カーボンブラックおよび前記−般式（Ｉ）で示される
化合物を配合することにより、スチレン・ブタジエン共
重合ゴムの高温における損失係数を向上させる方法を提
供する。

ここで高温における損失係数とは、具体的には６０℃以
上の高温領域における損失係数（ｔａｎδ）をいい、タ
イヤが高温になった際のグリップ性能の対応するもので
ある。

前記一般弐Ｎ）において、Ｒ１およびＲ４はそれぞれ独
立に水素または炭素数１〜４のアルキルを表し、これら
のうち炭素数３または４のアルキルは、直鎮状であって
も分岐状であってもよい。またＲ２およびＲ３はそれぞ
れ独立に炭素数１〜８のアルキル、シクロヘキシルまた
は無置換のもしくは置換されたフェニルを表す。これら
のうち炭素数３以上のアルキルは、直鎖状でも分枝状で
もよい。

フェニルに結合しうる冒換基としては、例えば炭素数１
〜４のアルキルが挙げられる。

本発明にふいては、前記一般式（Ｉ）で示される化合物
のうち、尿素骨格のもの、すなわち次の一般式（ｎ）〔式中、Ｒ’、Ｒ”、Ｒ３およびＲ４は前記の意味を有
する〕で示される化合物が好ましい。なかでも　ＲＩＳＲ２、
Ｒ３およびＲ４がそれぞれアルキルであるもの、特にメ
チルまたはエチルであるものがより好ましい。

前記一般式（Ｉ）で示される化合物は、いくつかが市販
されており、また例えば次のようにして、製造すること
ができる。

■ 一般式（Ｉ）においてＸが式−Ｎ−で示される基である
化合物、すなわち前記一般式（Ｉ［）で示される化合物
の製造方法の一例を挙げると、次のとおりである。まず
一般式（ＩＩ［）〔式中、Ｒ１およびＲ２は前記の意味を有する〕で示さ
れる１級または２級アミンを、酸（例えば塩酸や酢酸）
の存在下で尿素と反応させて、脱アンモニウム塩を行い
、一般式（ＩＶ）〔式中、Ｒ１およびＲ２は前記の意味を有する〕で示さ
れる化合物を得る。この化合物（ｒＶ）と−般式（Ｖ）〔式中、Ｒ３およびＲ４は前記の意味を有する〕で示さ
れる１級または２級アミンとを、酸（例えば塩酸や酢酸
）の存在下で脱アンモニウム塩反応させることにより、
前記一般式（ＩＩ）で示される化合物を得ることができ
る。

また一般式（１）においてＸが酸素である化合物、すな
わち次の一般式（Ｖｌ）〔式中、Ｒ’、Ｒ”およびＲ３は前記の意味を有する〕
で示される化合物の製造方法の一例を挙げると、次のと
ふりである。まず一般式（■）Ｈ，ＮＣ０−Ｒ’　　　　　　　（■）〔式中、Ｒ３は
前記の意味を有する〕で示されるカルバミン酸エステルと、一般式（■）Ｒ”
−Ｙ　　　　　　　　（■）〔式中、Ｒ２は前記の意味を有し、Ｙはハロゲン、例え
ばヨウ素または臭素を表す〕で示されるハロゲン化物とを、脱酸剤、例えばピリジン
やトリエチルアミンなどの存在下で反応させることによ
り、一般式（ＶＩ）におけるＲ１が水素である化合物、
すなわち次の一般式（ＩＸ）口Ｒ２−ＮＨＣＯ−Ｒ”　　　　　　　　　　（ＩＸ）〔
式中、Ｒ２およびＲ３は前記の意味を有する〕で示され
る化合物が得られる。さらに一般式（ＶＩ）におけるＲ
１が水素以外である化合物を得るには、一般式（ＩＸ）
の化合物を常法によりアルキル化すればよい。

本発明で用いることができる前記一般式（Ｉ）の化合物
として、具体的には以下のようなものが例示される。こ
れらは例示であって、なんら限定的なものでない。

（１）　　　　　　　　ＣＨ，Ｎ）ＩｃＮＨｃＨ３（２
）　　　ＣＨ３（ＣＨ２）、ＮＨＣＮＨ（ＣＨ２）３Ｃ
Ｈ３（１６）　　　　　　　ＣＨ３ＮＨＣＯＣＨ。

〇一般式（１）の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。本発明による一般式（Ｉ）の化合物は、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、前記一般式（１）で示される化
合物は、あまり少ないとｔａｎδを向上させる効果が十
分でなく、また多すぎても効果が飽和して不経済となる
ことから、ベースゴム１００重量部あたり０．１〜２０
重量部の範囲で使用される。好ましくは、ベースゴム１
００重量部あたり１〜１０重量部程置部範囲で使用され
る。

また本発明では、充填剤としてカーボンブラックを使用
する。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使用されている各種のカーボ
ンブラックを用いることができる。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
、Ｉ　ＳＡＦブラック、ＨＡＦブラックなど、窒素吸着
比表面積８０〜２５０ｍ’／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。

カーボンブラックの配合量は、ゴム１００重量部あたり
４０〜２００重量部である。

本発明で使用するゴムは、スチレン含有量２０〜５０重
量％のスチレン・ブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）を主
体とするものである。すなわち、かかるＳＢＲを５０重
量％以上含有するものがベースゴムとして用いられる。

タイヤのグリップ性能向上のために、最近では特にスチ
レン含有量の高いＳＢＲが用いられており、本発明にお
いてもこのようなスチレン含有量の高いＳＢＲが好まし
く用いられる。本発明で用いられるベースゴムの例とし
ては、ＳＢＲ単独、ＳＢＲと天然ゴムとのブレンド、Ｓ
ＢＲと他の合成ゴム、例えばイソプレンゴムやブタジェ
ンゴムとのブレンドを挙げることができる。ＳＢＲ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。

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。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
配合量は特に限定しないが、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
発明において特定されるものでなく、従来よりゴム工業
、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。

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−１しゃっ
解剖、軟化剤等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。

〈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
がない限り、それぞれ重量％および重量部を意味する。

また、実施例および比較例で添加剤として用いた化合物
は次のとおりであり、以下それぞれの記号で表示する。

Ｂ　　：　　　　　　　　Ｃ）ｌ、Ｎ）ＩｃＮＨｃ）ｌ
。

■ Ｃ：　　　ＣＨ３（ＣＨ２）３〜ＨＣＮＨ（Ｃ）１２）
　３Ｃ）ｌ。

実施例１〔配合処方〕ブタジェンゴム（ＢＲ−０１）　　　表−１記載天然ゴ
ム　　　　　　表−１記載Ｉ　ＳＡＦカーボンブラック　　　　　８０部ステアリ
ン酸　　　　　　　　　　　　３部亜　　鉛　　華　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　５部芳香族系プロ
セス油　　　　　　　表−工記載イ　　　　オ　　　　
ウ　　　　　　　　　′　　　　　　　　　　　　　　
　　　　２　部化　　合　　物　　　　　　　　　　　
　　　　表−１記載バンバリーミキサ−として東洋精機
製２５０ｄラボプラストミル■を用い、オイルバス温度
１７０℃で、上記配合処方に基づき、ゴムに、本発明で
対象とする化合物または比較化合物、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、５
Ｑｒｐｍ　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
ム配合物をオーブンミルに移し、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。

さらに加硫プレスにより加硫し、所定の形状にし、た後
、ｔａｎδの測定に供した。ｔａｎδの測定は、合本製
作所製の粘弾性スペクトロメーターを用い、周波数１０
七の条件下、−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、室温でＭｌ。。およびＭ　３ｏ　。

を測定した。

得られた結果のうち、８０℃におけるｔａｎδ、室温に
おけるＭｌ。。およびＭ、。。を表−１に示した。

〈発明の効果〉本発明によれば、スチレン・ブタジエン共重合ゴムを主
体とするベースゴムにカーボンブラックおよび特定の化
合物を配合することにより、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を効果的に向上させることができ、しかも強度
特性の低下をほとんどきたすことがない。したがって、
本発明のゴム組成物をタイヤの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
グリップ性能に優れたタイヤとすることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）スチレン含有量２０〜５０重量％のスチレン・ブ
タジエン共重合ゴムを主体とするベースゴム１００重量
部に対し、カーボンブラック４０〜２００重量部および
一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、Ｒ＾１は水素または炭素数１〜４のアルキルを
表し、Ｒ＾２およびＲ＾３はそれぞれ独立に炭素数１〜
８のアルキル、シクロヘキシルまたは無置換のもしくは
置換されたフェニルを表し、Ｘは酸素または式▲数式、
化学式、表等があります▼で示される基を表し、ここで
Ｒ＾４は水素または炭素数１〜４のアルキルを表す〕で示される化合物０．１〜２０重量部を配合してなるタ
イヤトレッド用ゴム組成物。
（２）Ｘが▲数式、化学式、表等があります▼であり、
Ｒ＾１、Ｒ＾２、Ｒ＾３およびＲ＾４がそれぞれ独立に
メチルまたはエチルである化合物が配合された請求項１
記載のゴム組成物。
（３）スチレン含有量２０〜５０重量％のスチレン・ブ
タジエン共重合ゴムを主体とするベースゴム１００重量
部に対し、カーボンブラック４０〜２００重量部および
一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、Ｒ＾１は水素または炭素数１〜４のアルキルを
表し、Ｒ＾２およびＲ＾３はそれぞれ独立に炭素数１〜
８のアルキル、シクロヘキシルまたは無置換のもしくは
置換されたフェニルを表し、Ｘは酸素または式▲数式、
化学式、表等があります▼で示される基を表し、ここで
Ｒ＾４は水素または炭素数１〜４のアルキルを表す〕で示される化合物０．１〜２０重量部を配合することを
特徴とするスチレン・ブタジエン共重合ゴムの高温にお
ける損失係数を向上させる方法。