JPH0481621B2

JPH0481621B2 -

Info

Publication number: JPH0481621B2
Application number: JP59188697A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Furukawa; Juichi Saito; Akio Imai; Masashi Yoshida
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd; Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd; Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 1984-09-07
Filing date: 1984-09-07
Publication date: 1992-12-24
Also published as: JPS6166733A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）この発明はグリツプ性、耐摩耗性、低転動抵抗
性及び低温特性を総合的に改善したオールシーズ
ン用タイヤのトレツドゴム組成物に関する。（従来技術）冬期に路面が氷結もしくは積雪する地域におい
ては、自動車の走行安定性を確保するため夏期に
装着していたタイヤを取外してスノータイヤ或い
はスパイクタイヤ等を装着することが一般的に行
われているがタイヤの交換の手間及び保管の必要
を生ずる欠点がある。また年間を通して交換せずに走行できるタイヤ
として夏タイヤ及びスノータイヤの中間的な特性
を有するいわゆるオールシーズンタイヤがある
が、一般に低温特性、ウエツトグリツプ性あるい
は耐摩耗性の諸特性のうちどれかの特性の犠牲を
伴うものである。例えば、路面と直接接地するトレツドゴム配合
面から見れば、グリツプ性の向上を目的として、
ポリマーとしては、スチレン含量の多いハイスチ
レンSBRが主体として用いられることがある。
最近では、スチレン含量、ビニル結含量が従来の
乳化重合SBRより幾分多い溶液重合SBRもタイ
ヤ用トレツドゴム配合として提案されている。このようなタイヤは、Tgの高いハイスチレン
SBR乃至溶液重合SBRを使用してグリツプ性を
向上させている為に、冬季のような低温状態では
ゴムが硬化し、トレツド表面が路面の微少な凹凸
に沿いきれず、有効接触面積が減少して、グリツ
プ性が低下してしまう問題があつた。従来、この
点を改良する為に例えばオイル等の軟化剤を使用
して、低温時の硬度を下げると、同時に常温でも
硬度が低下して、ハンドル応答性が悪化してしま
う問題があつた。（解決しようとする問題点）この発明は操縦安定性を高めるため、従来多用
されていたハイスチレンSBRを主体としたトレ
ツドゴム配合のタイヤが冬期においてゴムが硬化
し、グリツプ性が著しく低下するという欠点を改
善するもので、スチレン含量、ビニル含量及び粘
度が特定範囲に限定されたSBRをポリマーの主
体として用いたゴム配合を採用することにより、
グリツプ性、耐摩耗性、低転動抵抗性及び低温特
性が総合的に改善されたオールシーズン用タイヤ
を提供することを目的とする。（問題点を解決するための手段）本発明はグリツプ性能、操縦安定性能、低転動
抵抗性能は改質された溶液重合SBRを使用する
ことによつて維持し、低温特性の改善は、耐寒性
可塑剤を使用して改良した全く新しいトレツドゴ
ム組成物である。本発明は30℃トルエン溶液中での極限粘度が
1.7以上3.0未満であり、かつスチレン含量が22％
以上28％未満で、ブタジエン部分のビニル含量が
36％以上42％未満でかつ、３乃至４官能性の結合
剤で変性された高分子鎖の割合が40重量％以上65
重量％以下である溶液重合SBRを25以上70重量
部未満、スチレン含量が22％以上で25％未満の乳
化重合SBRを30重量部以上75重量部未満でゴム
成分の合計で100重量部含有し、このゴム成分100
重量部に対して平均粒子径が20〜30μの範囲のカ
ーボンブラツクを40〜70重量部配合したことを特
徴とするタイヤトレツドゴム組成物である。ここで、溶液重合SBRは極限粘度が1.7未満で
は転動抵抗性が悪化し、また3.0以上では混練・
押出等の加工性が損なわれタイヤ製造に重大な欠
点を有する為に好ましくない。また、そのスチレ
ン含量が22％未満では、ウエツトグリツブ性が損
なわれ危険であり、また28％以上では発熱が大き
くなつて高速走行時の耐久性と転動抵抗性が低下
するため好ましくない。さらにビニル含量が36％
未満では同じくウエツトグリツプ性が損なわれ、
逆に42％以上であれば、高温時の引裂抗力が低下
して、タイヤ加硫終了時のトレツド部損傷、いわ
ゆるデモールドスプリツテイングが生じる為に好
ましくない。また、加工性、特に押出時のロール
バギング性、押出肌、シート粘着性にすぐれたゴ
ム組成物を得る為に、３乃至４官能性の結合剤で
高分子鎖を変性するが、その割合が40重量％未満
ではこれらの加工性の改良効果が小さく、また、
65重量％より大きいと、バギング性、シート肌は
改良されるが、シート粘着性が低下する為に好ま
しくない。本発明で使用される溶液重合SBRの製造方法
は以下の通りである。即ち、炭化水素溶媒中で、有機アルカリ金属化
合物を開始剤として、スチレンおよびブタジエン
を共重合するに際し、エーテル類もしくは第３級
アミン類の如き、ルイス塩基性化合物を共存せし
め、共重合を実施し、該共重合体溶液中の、いわ
ゆる「リビング活性末端」に対して、３官能性ま
たは４官能性の結合剤を反応せしめることにより
合成することができる。有機アルカリ金属化合物
としては、重合反応の安定性からアルキルリチウ
ム類が特に好ましく使用され、また、３官能性ま
たは４官能性の結合剤としては、メチル・トリク
ロロ・ケイ素、四塩化ケイ素、四塩化スズ等のハ
ロゲン含有化合物が結合反応の制御性の点から好
ましく使用される。このような変性された分岐高分子鎖を含有する
重合体を製造する方法としては、アルカリ金属化
合物を重合開始剤として用いる公知のリビングア
ニオン重合法が有効であり、リビング活性重合体
溶液に末端結合剤を作用させて活性重合体末端ど
うしを結合する方法が採用し得る。この場合に結合された分岐を有する高分子鎖の
重合体中に占める重量比率はゲル・パーミエーシ
ヨン・クロマトグラフ（GPC）によつて測定さ
れた分子量分布から、読み取ることができる。即
ち結合された分岐を有する高分子鎖の平均分子量
に相当するピークの高さと分岐を有しない高分子
鎖の平均分子量に相当するピークの高さとの相対
比をもつて、それぞれの高分子鎖の重量比率と定
義する。スチレン−ブタジエンゴムにおいて、結合され
た高分子鎖は３官能性、４官能性の結合剤のいず
れか、或いはそれらの混合された結合剤によつて
変性された形状を有することができる。このような好ましい変性高分子鎖の割合を得る
ためにはスチレン−ブタジエンゴムの製造時にお
いて、使用する結合剤の活性重合体末端に対する
モル比を制御すべきであり、例えば４官能性の結
合剤を使用する場合にはその量を活性重合体末端
１モルに対して0.175乃至0.250モルとすべきであ
る。本発明では上記溶液重合SBRを30重量部以上
75重量部未満含有することが必要で、30重量部未
満ではグリツプ性能、操縦安定性能の改善が認め
られず、一方、75重量部以上では低温時のゴム硬
度が上昇して、グリツプ性の低下を招来し好まし
くない。次に本発明では、乳化重合SBRが混入
される。ここで乳化重合SBRは、スチレン含量
が22％以上で25％未満で、ゴム成分100重量部の
うち30重量部以上で75重量部未満である。この乳
化重合SBRの配合量を上記の範囲に限ることに
よりグリツプ性と転動抵抗、耐摩耗性を最適に保
つことができる。このスチレン含量が22％より少
ないとウエツトグリツプが悪くなる。また、これ
が25％より多いと転動抵抗および耐摩耗性が悪く
なる。また、本発明ではシス１，４ポリブタジエ
ンゴムを少なくとも10重量部配合することが好ま
しく25重量部未満の範囲に止めることが必要であ
る。これによつて耐摩耗性を一層向上することが
できる。シス１，４ポリブタジエンゴムが10重量
部より少なくてもまた、25重量部より多くても摩
耗性が低下する傾向があり好ましくない。次に本発明では、転動抵抗性及び耐摩耗性の改
良のため、組成物に配合されるカーボンブラツク
は平均粒子径が20〜30μのものであることが必要
である。例えばASTM呼称N110、N220、N234、
N330、N339等のカーボンブラツクが使用され
る。平均粒子径が30μを越えると、補強性が低下
し、耐摩耗性が劣るため好ましくない。平均粒子
径が20μより小さいと混練加工性に劣り、また走
行時に発熱が大きく、転動抵抗が悪くなる。なおカーボンブラツクは好ましくはゴム100重
量部に対して、40〜70重量部配合される。40重量
部より少ないと耐摩耗性およびグリツプ性能が悪
化しまた、70重量部より多いと発熱が大きく、転
動抵抗が悪化するためである。本発明では、溶液重合SBRの使用によつて得
られたグリツプ、操縦性を維持し、かつ低温時の
タイヤ性能を改良せしめるために、耐寒性可塑剤
として、セバシン酸エステル、アジピン酸エステ
ル、樹脂酸エステルのうちから選ばれた一種また
は二種以上の化合物を使用することによつて、低
温時の硬度上昇を出来るだけ抑えることができ、
低温も路面の微少な凹凸に沿いうるようになり、
冬季或いは寒冷地での操縦性が向上する。ここで耐寒性可塑剤はゴム成分100重量部に対
して３〜20重量部、好ましくは５〜10重量部配合
される。以上のように調整されたゴム組成物には、通常
のトレツドゴム配合に使用されるプロセスオイ
ル、ワツクス、老化防止剤、加硫剤、加硫助剤、
加硫促進剤等が配合されるのは勿論の事である。次に本発明をより明確にする為、実施例を上げ
て説明するが、本発明はこれにより何等限定され
るものではない。なお実施例、比較例における各種物性の測定は
以下の条件で実施した。極限粘度〔η〕オスワルド型溶液粘度測定器を用い、トルエン
溶媒で30℃において測定した。スチレン−ブタジエンゴムにおける変性された、
高分子鎖の割合の測定東洋曹達製HLC−802URを使用、分配カラム
として10³、10⁴、10⁶、10⁷のカラムを選択し、屈
折計を検出器として用いた。展開溶媒としてテト
ラヒドロフラン（THF）を用いて40℃で重合体
の分子量分布を測定した。変性された高分子鎖と
変性されない高分子鎖のそれぞれの平均分子量に
相当するピークの高さの相対比を持つて、それぞ
れの高分子鎖の重量比率とした。ウエツトグリツプ性組成物をプレス加硫して得られた厚さ6.5mmの
シートについてスタンレイ社製ポータブルスキツ
ドレジスタンステスターを用いて測定した。接触路面として温度20℃の水を噴射したアスフ
アルト面を測定した。 tan δ 粘弾性特性はバイブロンDDV−型の粘弾性
スペクトロメーターを使用し、試験片で巾４mm、
長さ30mm、厚さ２mmのものを初期歪み10％、周波
数11Hz、振巾2.0％、温度60℃の条件下で測定し
た値である。摩耗損量アクロン摩耗試験機で荷重4.5Kg、傾斜角25°で
測定した。1000回転当りの摩耗損量（mg）で表し
た。本発明の各実施例は第１表に示す基本配合のも
を用い、ゴム成分として各種のポリマーを変量用
いて試料を作成した。特性の測定結果を第２表に示す。本発明の実施例は、いずれも温度変化に伴いト
レツドゴム硬度の変化、ウエツトグリツプ性、耐
摩耗性、及び転動抵抗性の総合的バランスがとれ
ていることが認められる。尚、tan δの値は転動抵抗性と関係し、数値が
小さい程転動抵抗性に優れている。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】１ 30℃トルエン溶液中での極限粘度が1.7以上
3.0未満であり、かつスチレン含量が22％以上28
％未満で、ブタジエン部分のビニル含量が36％以
上42％未満でかつ、３乃至４官能性の結合剤で変
性された高分子鎖の割合が40重量％以上65重量％
以下である容液重合SBRを25重量部以上70重量
部未満、スチレン含量が22％以上25％未満の乳化
重合SBRを30重量部以上75重量部未満、シス１，
４ブタジエンゴムを10重量部以上25重量部未満で
ゴム成分の合計で100重量部含有し、このゴム成
分100重量部に対して平均粒子径が20〜30μの範
囲のカーボンブラツクを40重量部以上70重量部未
満配合したことを特徴とするタイヤトレツドゴム
組成物。２可塑剤として、セバシン酸エステル、アジピ
ン酸エステル、脂肪酸エステルの内少なくとも１
種以上を含む特許請求の範囲第１項記載のトレツ
ドゴム組成物。