JPH07103269B2 - タイヤ用ゴム組成物 - Google Patents

タイヤ用ゴム組成物

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JPH07103269B2
JPH07103269B2 JP62065704A JP6570487A JPH07103269B2 JP H07103269 B2 JPH07103269 B2 JP H07103269B2 JP 62065704 A JP62065704 A JP 62065704A JP 6570487 A JP6570487 A JP 6570487A JP H07103269 B2 JPH07103269 B2 JP H07103269B2
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rubber
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styrene
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也寸志 菊地
和義 加山
孝夫 村木
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Yokohama Rubber Co Ltd
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Yokohama Rubber Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、混合及び押出し等の加工時の作業性が著しく
良好で、乾燥路面及び湿潤路面でのグリップ性能に優
れ、さらに、耐ブローアウト性能が向上したタイヤ用ゴ
ム組成物に関する。
〔従来技術〕 自動車輸出の国際化に伴ない、自動車タイヤに関して
も、非常な高速時のグリップ性能や操縦安定性、または
高速耐久性等が強く要求され出している。また、これら
性能の極限を追求した自動車レースも近年ますます盛ん
になっている。特に、輸出用、なかでもヨーロッパに輸
出される乗用車に装着するタイヤや競技用タイヤには、
乾燥路面や湿潤路面でのグリップ性能と高速耐久性が特
に重要である。
この乾燥路面及び湿潤路面のグリップ性能と高速耐久性
とは、トレッド用のゴム組成物の特性に大きく影響され
るため、過去、幾多の改良検討がなされている。しか
し、このグリップ性能と高速耐久性とは一般に二律背反
の関係にある、グリップ性能を改良しようとすると、ゴ
ム組成物の発熱性が悪化し、その結果、高速耐久性が低
下してしまう。また、逆に高速耐久性を改良するため
に、ゴム組成物の発熱を低減しようとすると、どうして
もグリップ性能が悪化してしまう。
従来、ゴム組成物のグリップ性能を改良する方法とし
て、原料ゴム面からのアプローチと配合剤からのアプロ
ーチの二つの方法が一般的である。即ち、グリップ性能
を上げるためには、ブチルゴムや、ガラス転移温度の高
い高スチレン含量の乳化重合スチレン−ブタジエン共重
合体ゴムを配合するのが一般的であるが、この方法だと
グリップ性能は良くなるものの、高速耐久性が悪化して
しまう。また、配合剤面のアプローチとして、各種の樹
脂を添加したり、オイルなどの軟化剤を多量に配合する
ことが一般的に行なわれている。しかし、この場合も、
前記の場合と同様に高速耐久性が悪化するばかりでな
く、未加硫ゴムの粘度低下に起因する加工上の密着問題
が発生する。また、このようなゴム組成物は、上述のグ
リップ性能と高速耐久性との二律背反特性と加工上の問
題の外に、耐摩耗性も著しく悪いのが一般的である。こ
の耐摩耗性に関しては、例えば、特開昭58−1734号公報
等に開示されている改良されたカーボンブラックを使用
することである程度改善することは可能である。
しかし、高性能タイヤ用、更には苛酷な走行条件下で使
用されるレース、ラリー等の競技用タイヤのトレッド用
ゴム組成物であって非常に高いグリップ力と優れた高速
耐久性と良好な加工性とを併せ持つゴム組成物は、未だ
もって得られておらず、このようなゴム組成物の出現が
強く望まれていた。
ところで、過去に於いて、アルフィン触媒によるスチレ
ン−ブタジエン共重合体ゴムを乗用車のトレッド用ゴム
組成物に用いた例は多数あるが、分子量が大きいため、
ロールや内部ミキサー等による混合、押出し等の加工性
が悪く、しかも何れもカーボンブラックの使用量が50〜
80重量部程度であり、また軟化剤の量も20〜45重量部程
度であり、これらの配合量の範囲ではアルフィン触媒を
用いて製造した高分子量のゴムの特徴が十分活かせな
い。本発明者は、カーボンブラックの軟化剤が従来の範
囲以上の高配合量の場合に、アルフィン触媒による特定
のスチレン−ブタジエン共重合体ゴムがきわだった特徴
を発揮できることを発見した。すなわち、本発明者は、
通常のカーボンブラック及びオイル配合量レベルでは、
その超高分量故に、余りにも加工性が悪いので過去にお
いて顧みられなかった、アルフィン触媒を用いて重合さ
せたスチレン−ブタジエン共重合体ゴムのうち特定のも
のが、今日の高性能タイヤやレーシングタイヤのトレッ
ド用等のカーボンブラック及びオイル高配合のゴム組成
物に適用すると、従来の乳化重合スチレン−ブタジエン
共重合体ゴムやリチウム触媒による溶液重合スチレン−
ブタジエン共重合体ゴムでは発現できなかった極めて優
れた性能を発見し、本発明に至った。
〔発明の目的〕
本発明は、従来において不可能とされた、乾燥路面及び
湿潤路面でのグリップ性能が良好で、かつ優れた耐ブロ
ーアウト性と良好なる加工時の作業性とを併せ持つタイ
ヤ用ゴム組成物を提供することを目的とする。このゴム
組成物は、特に、高性能タイヤ及び苛酷な条件下で使用
されるレースやラリー等の競技用タイヤに好適に利用さ
れる。
〔発明の構成〕
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、スチレン含量が10〜42
重量%、ブタジエン部の1,2ビニル結合が40〜50%、重
量平均分子量が5〜13×105の、アルフィン触媒を用い
て溶液重合されたスチレン−ブタジエン共重合体ゴムを
20重量部以上含むゴム100重量部に対し、窒素比表面積
が80m2/g以上のカーボンブラックを80超〜250重量部、
軟化剤を50〜250重量部配合してなることを特徴とす
る。
以下、本発明の構成につき詳しく説明する。
(1) 本発明で用いるスチレン−ブタジエン共重合体
ゴムのスチレン含量は10〜42重量%、ブタジエン部分の
1,2ビニル結合量は40〜50%であることが必要である。
スチレン含量が10重量%より少ないと、カーボンブラッ
クと軟化剤を多量配合してもグリップ性能が劣り、一方
42重量%を越えると低温でのグリップ性能が著しく低下
して実用できない。また、ブタジエン部の1,2ビニル結
合が40%より少ないとグリップ性能が劣り、50%を越え
ると耐摩耗性が著しく悪化する。
重量平均分子量は50万〜130万(5〜13×105)以上の必
要がある。50万より小さいとカーボンブラック及び軟化
剤の多量配合時に加工性が悪いばかりでなく、耐ブロー
アウト性も悪化する。
本発明において、ゴム100重量部におけるスチレン−ブ
タジエン共重合体ゴムの含有量は、20重量部以上であ
る。20重量部より少ないと、良好なるグリップ性能と優
れた耐ブローアウト性は発現できない。また、このゴム
とブレンドする相手のゴムはジエン系ゴムで、例えば、
天然ゴム、ポリイソプレンゴム、乳化重合スチレン−ブ
タジエン共重合体ゴム、溶液重合スチレン−ブタジエン
共重合体ゴム、ポリブタジエンゴム、ブチルゴム、アク
リロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム、スチレン−イ
ソプレン共重合体ゴム、ブタジエン−ピペリレン共重合
体ゴム、トランスポリペンテナマー、トランスポリオク
テナマーの何れか一つ、又はこれらの二種以上でも構わ
ない。
本発明で用いるスチレン−ブタジエン共重合体ゴムは、
アルフィン触媒を用いて公知の方法で溶液重合されたも
のである。アルフィン触媒は、公知のもので、アリルナ
トリウムやナトリウムイソプロポキサイド等の2種のナ
トリウム塩とアルカリ金属ハライドとからなる。このス
チレン−ブタジエン共重合体ゴムは、例えば、米国特許
3,067,187(1962)、米国特許2,841,574(1958)あるい
は米国特許3,317,437(1967)に記載された方法で重合
される。また、ブタジエン部分のミクロ構造は、触媒の
第3成分である無機塩の種類によりその調製が可能であ
る(A.A.Morton:Encyclopedia of Polymerscience & T
echnology.第1巻、629頁、1964年)。分子量の調節はR
ubber Age.第94巻No.1の中にV.L.Hansleyによって記載
された方法で行なわれる。
(2) 本発明で使用するカーボンブラックは、窒素比
表面積が80m2/g以上のものである。80m2/gより小さいと
耐摩耗性が悪化する。このカーボンブラックの配合量は
80超〜250重量部である。80重量部以下では耐摩耗性及
び乾燥路面のグリップ性能が劣る。250重量部を越える
と耐ブローアウト性が悪化する。軟化剤は50〜250重量
部配合するとよい。50重量部より少ないとグリップ性
能、特に乾燥路面グリップ性能が劣る。250重量部を越
えると耐ブローアウト性が悪化する。また、軟化剤の種
類は、例えば、石油系のオイル、植物性オイル、エステ
ル系の合成可塑剤であるが、石油系の高芳香族系のオイ
ルが特に好ましい。
以上の配合剤の外に、通常ゴム工業で使用される加硫
剤、加硫促進剤、加硫助剤、老化防止剤、充填剤等を配
合しても構わない。
以下に実施例および比較例を示す。
実施例、比較例 下記の表1に示すポリマー(スチレン−ブタジエン共重
合体ゴム(SBR))A〜Gを表2に示す配合内容(重量
部)で配合し、1.7のバンバリーミキサーで6分間混
練し、排出後8インチの試験用練りロール機で、加硫剤
及び加硫促進剤を添加し、4分間混練してゴム組成物を
調製した。これらのゴム組成物を160℃で25分間プレス
加硫して目的とする試験片を調製し、各種試験を行い、
その物性を測定した。この結果を表3に示す。試験方法
は下記の通りである。
〈引張特性〉: JIS K 6301に準拠。
〈ウェットスキッド抵抗〉(グリップ性能(ウェッ
ト)):英国スタンレー社製ポータブルスキッドテスタ
ーを用いて、濡れたスリーエム社製セーフティウォーク
路面で測定し、SBR 1712を100として指数表示した。従
って、数値の大きい程良好。
〈スキッド抵抗(ドライ)〉(グリップ性能(ドラ
イ)):英国スタンレー社製ポータブルスキッドテスタ
ーを用いて、スリーエム社製セーフティウォーク路面で
測定し、SBR 1712を100として指数表示。従って、数値
の大きい程良好。
〈耐摩耗性〉: Pico摩耗試験機を用いて、ASTM D2228に準拠して測定。
(SBR 1712の摩耗量×100)/(試料の摩耗量)で表
示。従って、値が大きい程良好。
〈tanδ〉: 岩本製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用い、伸長
変形で歪率10±2%、振動数20Hzの条件下で測定。
〈ロール加工性〉: 後ロールと前ロールの回転比が1.08の直径8インチの試
験用練りロール機を用い、ロール表面温度を70±5℃に
保持し、作業性を評価した。評価は5点法で行ない、通
常の切り換えし作業ができるレベルを5点、密着して作
業が著しく困難な場合を1点とした。
〈ブタジエン部の1,2ビニル結合量〉:赤外分光分析法
で、L.H.Hampton,Analytical Chem,21 923頁(1949)の
方法で計算。
〈平均分子量〉: ウォーターズ社製ALC/GPC 150−C型で、検出器は示差
屈折計。カラムはウォーターズ社製ウルトラスタイラジ
ェルを4本、移動相としてテトラヒドロフランを用いて
40℃下で測定。ウォーターズ社製単分散スチレン重合体
により予め求めた検量線を用い、ポリスチレン換算で求
めた。
〈耐ブローアウト性〉: Goodrich式フレクソメーターを用い、荷重7kg、ストロ
ーク4.44mm、振動数1800rpm、雰囲気温度100℃の条件下
で測定し、ブローアウトするまでの時間を測定し、SBR1
712の値を100として表示。従って、数値が小程良好。
表 2 SBR 137.5 SAFカーボンブラック*2 120.0 酸化亜鉛 3.0 ステアリン酸 2.0 芳香族系オイル 117.5 加硫促進剤OBS*3 1.7 硫黄 2.5 注) *2:三菱化成工業製 ダイアブラックA。
*3:N−オキシジエチレン−2−ベンゾシアジルスルフ
ェンアミド。
表3から明らかなように、実施例の1〜3は何れもグリ
ップ性能、耐摩耗性、耐ブローアウト性のバランスが良
好であるばかりでなく、実際のタイヤを作る際、物性と
同様に重要な加工性も優れている。従来の乳化重合SBR
や溶液重合SBRはグリップ性能が良ければ耐ブローアウ
ト性が劣り、両特性が両立しているものはなく、また、
加工性においては、従来のSBRは本発明のSBRよりも何れ
も劣っている。
本発明のゴム組成物がこのようにカーボンブラック及び
軟化剤の高配合系に於いて如何に優れているかは明白で
ある。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明のゴム組成物は、グリップ
性、耐ブローアウト性、加工性において極めて優れてい
る。したがって、本発明のゴム組成物は、高性能タイヤ
やレーシングタイヤのトレッド用には特に向いている。
即ち、最適な組成物である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スチレン含量が10〜42重量%、ブタジエン
    部の1,2ビニル結合が40〜50%、重量平均分子量が5〜1
    3×105の、アルフィン触媒を用いて溶液重合されたスチ
    レン−ブタジエン共重合体ゴムを20重量部以上含むゴム
    100重量部に対し、窒素比表面積が80m2/g以上のカーボ
    ンブラックを80超〜250重量部、軟化剤を50〜250重量部
    配合したタイヤ用ゴム組成物。
JP62065704A 1987-03-23 1987-03-23 タイヤ用ゴム組成物 Expired - Lifetime JPH07103269B2 (ja)

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