JPH0718125A - タイヤ用ゴム組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 破壊特性及び低ロス性を損うことなく、作業
性を向上させたタイヤ用ゴム組成物を提供する。 【構成】 スズカップリングスチレン−ブタジエン共重
合体のような末端変性ポリマー５〜１００重量部を含有
するゴム原料１００重量部と、脱水ひまし油脂肪酸のよ
うな共役ジエン脂肪酸を含有する不飽和脂肪酸０．１〜
２０重量部と、カーボンブラック２５〜８０重量部と、
アロマオイルのような軟化剤１０重量部以下とを配合す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、タイヤ用ゴム組成物に
関し、詳しくは、破壊特性及び低ロス性を損うことな
く、作業性を向上させたタイヤ用ゴム組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車に低燃費性及び安全性が求
められるため、タイヤのトレッド部に使用されるゴム組
成物として、転がり摩擦抵抗性（ロス性）が低く、且つ
破壊特性等の物性において優れたゴムが望まれている。

【０００３】そこで、ロスの小さいゴム材料として知ら
れている天然ゴム、ポリイソプレンゴム又はポリブタジ
エンゴム等が利用されている。また、低ロスを著しく改
良した合成ゴムに、炭化水素溶媒中で有機リチウム化合
物を開始剤として重合した重合体末端にハロゲン化スズ
化合物をカップリングした重合体がある（特開昭５７−
５５９１２等）。この重合体は非常に優れた物性を有す
る重合体であり、低転がり摩擦抵抗性延いては低燃費性
タイヤのゴム組成物に使用されている。

【０００４】また、破壊特性等の物性の改良を図るため
に、ゴム組成物中のスチレン−ブタジエン共重合体にお
いて、結合スチレン含有量又はブタジエン部分のビニル
結合含有量の異なる重合体をブレンドすること（特開昭
５７−７０１３７号等）や、ゴム原料と共に配合される
例えば加硫促進助剤等の配合剤の種類及び配合量を選択
すること（特開平４−１８９８５０号等）が試みられて
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、配合剤による
破壊特性等の物性の改良は、所望の低ロス性等の物性に
おいて十分ではない。低ロス性を向上させるためにポリ
マー末端を変性すると、ゴム組成物の粘度が非常に高く
なり、そのため、カーボンブラックの分散性が低下し、
且つ混練りの際にバギーが起こるといった問題が生じ、
作業性が損なわれてしまう。これを解決する手段とし
て、従来、ゴム組成物の粘度の低下、カーボンブラック
の分散性の向上及び作業性の改良を目的として、アロマ
オイル、スピンドルオイル等の軟化剤を用いることが行
われているが、ゴム組成物中のオイルが増量されるため
に、低ロス性及び破壊特性が損なわれる。

【０００６】従って、本発明は、破壊特性及び低ロス性
を損うことなく、作業性を向上させたタイヤ用ゴム組成
物を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のタイヤ
用ゴム組成物は、末端変性ポリマー５〜１００重量部を
含有するゴム原料１００重量部と、該ゴム原料１００重
量部に対して、少なくとも１組の共役二重結合を分子内
に有する共役ジエン脂肪酸を１０重量％以上含む不飽和
脂肪酸０．１〜２０重量部と、カーボンブラックと、該
ゴム原料１００重量部に対して、軟化剤１０重量部以下
と、を含むことを特徴としている。

【０００８】請求項２に記載のタイヤ用ゴム組成物は、
請求項１において、前記不飽和脂肪酸が、前記共役ジエ
ン脂肪酸を２５重量％以上含む不飽和脂肪酸であること
を特徴としている。

【０００９】請求項３に記載のタイヤ用ゴム組成物は、
請求項１又は２において、前記カーボンブラックが、前
記ゴム原料１００重量部に対して２５〜８０重量部であ
ることを特徴としている。

【００１０】本発明者らは、ゴム組成物の物性に対する
ゴム原料及び配合剤特に反応性軟化剤の影響に着目し、
鋭意検討を行った結果、末端変性ポリマーをゴム原料と
し、これに、反応性軟化剤として上記の不飽和脂肪酸を
含有させることによって、上記課題を解決できることを
見出した。即ち、上記不飽和脂肪酸は、ゴム原料に対し
て、先ず軟化剤として作用するため、他の軟化剤と同様
に作業性の向上に寄与し、更に、得られたゴム組成物を
加硫した場合には、前記不飽和脂肪酸に含まれる共役ジ
エン脂肪酸がゴム原料に対する反応性を有するため、得
られた加硫物は所望の物性を維持し、また、場合により
破壊特性及び低ロス性に優れた物性を示す。従って、得
られたゴム組成物は、破壊特性及び低ロス性を損わず
に、作業性を向上させることができ、本発明を完成させ
るに至った。

【００１１】以下に、本発明を詳細に説明する。本発明
のゴム組成物に含まれるゴム原料には、末端変性ポリマ
ーを５〜１００重量部及び他のゴム成分９５〜０重量部
が用いられる。

【００１２】末端変性ポリマーのポリマー部は、共役ジ
エンモノマーの重合体又は共役ジエンモノマー及びビニ
ル芳香族炭化水素モノマーの共重合体を含む。共役ジエ
ンモノマーとしては、例えば１，３−ブタジエン、イソ
プレン、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン、１，
３−ペンタジエン、オクタジエン等が挙げられ、特に
１，３−ブタジエンが好ましい。また、前記ビニル芳香
族炭化水素としては、スチレン、α−メチルスチレン、
ｐ−メチルスチレン、ｏ−メチルスチレン、ｐ−ブチル
スチレン、ビニルナフタリン及びこれらの同様物が包含
され、特にスチレンが好ましい。上記のモノマーは、単
独又は２種以上を混合して用いることができる。

【００１３】前記ゴム成分としては、ジエン系ゴムが用
いられ、天然ゴム、合成ゴム例えばポリブタジエン、ポ
リイソプレン、ブタジエン−スチレン共重合体等を、単
独又は２種以上で混合して用いることができる。

【００１４】末端変性ポリマーは、前記ポリマーに対し
て末端変性を行った全てのポリマーを含む。これまで、
ポリマー活性末端を変性剤により変性する方法を用いて
製造される末端変性ポリマーが数多く知られている。末
端変性ポリマーには、アミン末端ポリマーのような変性
剤の一部をポリマー連鎖末端に有するポリマー、スズカ
ップリングポリマーのような変性剤の金属がポリマー連
鎖の中間にあるカップリングポリマー等が含まれる。

【００１５】このような、ポリマーの末端変性方法を例
示すれば、有機リチウム化合物を開始剤としてモノマー
の重合で得られたポリマーのリチウム活性末端に、変性
剤を添加して変性する方法を挙げることができ、この変
性剤には、例えば、四塩化スズ及び四臭化スズ等のハロ
ゲン化スズ、トリブチルスズクロライド等のハロゲン化
有機スズ化合物、四塩化ケイ素及びクロロトリエチルシ
ラン等のケイ素化合物、フェニルイソシアネート等のイ
ソシアネート基含有化合物、アミド化合物、ラクタム化
合物、尿素化合物並びにイソシアヌル酸誘導体等の、ポ
リマー連鎖の活性末端と反応することができる化合物が
挙げられる。

【００１６】前記末端変性ポリマーは、分子量に関して
は、特に制限されないが、好ましくは、重量平均分子量
１０×10⁴ 以上のものを、ゴム原料１００重量部に対し
て５〜１００重量部で含有することが好ましい。

【００１７】本発明に用いられる不飽和脂肪酸は、少な
くとも１組の共役二重結合を分子内に有する共役ジエン
脂肪酸を、１０重量％以上、好ましくは２５重量％以上
で含む不飽和脂肪酸である。この共役ジエン脂肪酸が１
０重量％未満では、得られるゴム組成物の物性と作業性
とのバランスに対する効果が十分でない。また、該共役
ジエン脂肪酸は、共役関係にある炭素間二重結合が１組
のものが好ましいが、２組以上であってもよい。

【００１８】前記不飽和脂肪酸は、特に制限されない
が、好ましくは炭素数１０〜２２、更に好ましくは１２
〜２０の長鎖炭化水素基を有する不飽和脂肪酸を７５重
量％以上含有することが好ましく、この範囲外の炭素数
又は含有率では、得られるゴム組成物の破壊特性の点よ
り好ましくない。また、全不飽和脂肪酸の不飽和度がヨ
ウ素価で１３０以上であることが好ましく、ヨウ素価が
１３０以下では、ゴムの弾性率に対する効果が十分でな
い。

【００１９】また、前記不飽和脂肪酸は、前記ゴム原料
１００重量部に対して０．１〜２０重量部、好ましくは
０．３〜１５重量部、更に好ましくは０．５〜１０重量
部の範囲で含有される。０．１重量部未満では作業性に
おける効果を十分に得ることができず、また、２０重量
部を越えると破壊強度特に高温時の破壊強度が不足す
る。

【００２０】前記共役ジエン脂肪酸としては、２，４−
ペンタジエン酸、２，４−ヘキサジエン酸、２，４−デ
カジエン酸、２，４−ドデカジエン酸、９，１１−オク
タデカジエン酸、９，１１，１３，１５−オクタデカテ
トラエン酸、９，１１，１３−オクタデカトリエン酸等
が挙げられ、これらは単独又は、２以上を混合して用い
られる。共役ジエン脂肪酸を含有する不飽和脂肪酸の好
ましい例としては、例えばひまし油を脱水して得られる
脱水ひまし油脂肪酸が挙げられ、脱水の方法によって共
役ジエン脂肪酸の含量を変えることができ、例えば３５
重量部、６０重量％の含量のものを得ることができる。
共役ジエン脂肪酸と共に用いられ得る非共役の不飽和脂
肪酸には、リノール酸、リノレン酸等が含まれる。

【００２１】本発明のゴム組成物に含まれるカーボンブ
ラックは、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦ等を挙げることが
できるが、特に限定されない。また、これらのカーボン
ブラックの添加量は、特に制限されないが、ゴム原料１
００重量部に対して、好ましくは２５〜８０重量部、更
に好ましくは３０〜７０重量部、最も好ましくは３５〜
６０重量部で含有される。カーボンブラックの含有量
が、２５重量部未満では破壊特性の点から、また、８０
重量部を越えると低ロス性の点から、共に好ましくな
い。

【００２２】本発明に用いられる軟化剤は、ゴム原料１
００重量部に対して１０重量部以下、好ましくは６重量
部以下で含有され、１０重量部を越えると、十分な加硫
物物性を得ることができない。ここで用いられる軟化剤
には、プロセス油が含まれ、例えばパラフィンオイル、
ナフテンオイル、アロマオイル等を挙げることができ
る。

【００２３】本発明では、これら以外にもゴム工業で通
常使用されている硫黄等の加硫剤、チアゾール系等の加
硫促進剤、シリカ等の充填剤、酸化亜鉛、ステアリン
酸、酸化防止剤、オゾン劣化防止剤、発泡剤等の配合剤
を、適宜、配合することができる。

【００２４】本発明のゴム組成物は、ロール、インター
ナルミキサー等の混練り機を用いて混練りすることによ
って得られ、成形加工後、加硫を行い、タイヤトレッ
ド、アンダートレッド、カーカス、サイドウォール、ビ
ード部分等のタイヤ用途に用いられ、特にタイヤトレッ
ド用ゴムとして好適に用いられる。

【００２５】

【実施例】以下に実施例を挙げて、本発明をより具体的
に説明するが、本発明の主旨を越えない限り、本実施例
に限定されるものではない。

【００２６】なお、実施例において、部及び％は、特に
断らない限り、重量部及び重量％を意味する。

【００２７】各種の測定は以下の方法によった。配合物
の作業性の指標として、ムーニー粘度及びバギー性を用
いた。ムーニー粘度（ＭＬ₁₊₄)の測定は、ＪＩＳ Ｋ６
３００に従って、Ｌローターを使用し、１３０℃で１分
間予熱して４分後に測定し、結果は、比較例１及び比較
例９の値を１００とした指数で示した。指数が小さい
程、作業性がよいことを表す。バギー性は、混練り時の
練り機への密着等を勘案した練りゴムに対する作業の容
易性を目視にて評価し、結果は、作業性が良であれば
○、及び不良であれば×で示した。

【００２８】破壊特性は、ＪＩＳ Ｋ６３０１に従っ
て、２５℃における伸び及び引張り弾性率（モジュラ
ス）を測定することによって評価し、比較例１及び比較
例９の値を１００とした指数で示した。指数が大きい
程、高い値を示したことを表す。

【００２９】低ロス性は、転がり摩擦抵抗として０℃で
のｔａｎδを測定することにより評価した。結果は、比
較例１及び比較例９の値を１００とした指数で示し、指
数が大きい程、低ロス性がよいこと即ち、転がり摩擦抵
抗が小さく、好ましいことを表す。

【００３０】ポリマーとしては、スズで末端変性された
重量平均分子量４３×10⁴ のスチレン−ブタジエン共重
合体（商品名；ＳＬ５９９、日本合成ゴム社製）及び未
変性の重量平均分子量４６×10⁴ のスチレン−ブタジエ
ン共重合体（商品名；ＳＬ５５２、日本合成ゴム社製）
を用いた。また、重量平均分子量１００×10⁴ の高分子
量スチレン−ブタジエン共重合体（未変性高分子ＳＢ
Ｒ）を製造し、四塩化スズで末端変性したポリマー（変
性高分子ＳＢＲ）を得、両高分子ＳＢＲも同様に使用し
た。

【００３１】〔実施例１〜５及び比較例１〜９〕表１の
配合物をバンバリーミキサーにおいて混練りし、各種ゴ
ム組成物を得、作業性、即ちムーニー粘度及びバギー性
を評価した。評価後、１４５℃３０分間の条件で加硫を
行い、得られた加硫物について破壊特性即ち２５℃にお
ける伸び及び引張り弾性率（モジュラス）と、低ロス性
即ち転がり摩擦抵抗とを、評価した。

【００３２】上記の作業性並びに破壊特性及び低ロス性
における比較例と実施例との指数による評価は、用いた
上記ポリマーにより、実施例１〜４及び比較例２〜８に
対しては比較例１の指数が基準とされ、実施例５に対し
ては比較例９の指数が基準とされる。

【００３３】

【表１】

【００３４】表１に示すように、本発明のゴム組成物
は、加硫前の配合物の作業性に優れ、加硫物の破壊特性
及び低ロス性を損うことなく、作業性とこれらの特性と
のバランスを高いレベルで維持されたゴム組成物である
ことが示された（実施例１〜５）。軟化剤を添加しない
場合（比較例１）と比較して、通常行われている配合で
ある軟化剤を添加した場合（比較例２及び比較例９）、
ゴム組成物に含有される不飽和脂肪酸が、炭素−炭素二
重結合を１つ含む場合（比較例３）及び非共役ジエン脂
肪酸を含有する場合（比較例４）では、作業性の向上は
認められるが、破壊特性特にモジュラス及び低ロス性を
維持することができない。また、特に低ロス性に対する
効果は、末端が変性されていない場合（比較例８）で
は、かなり劣ることが明らかとなった。

【００３５】また、作業性の向上と破壊特性の維持の効
果は、特定の共役ジエン脂肪酸を含有する不飽和脂肪酸
を所定の含有量で配合した場合（実施例１〜４）に認め
られ、この範囲外（比較例５、６）の含有量では、作業
性が向上されないこと又はモジュラス及び低ロス性が維
持できないことの、いずれかが示された。

【００３６】更に、上記の効果は、同様に、共役ジエン
脂肪酸を含有した不飽和脂肪酸と軟化剤（アロマオイ
ル）とを所定の割合で配合した場合（実施例４）に認め
られ、軟化剤の量を範囲外の量で配合した場合（比較例
７）では、作業性の向上は認められるものの、オイル量
の増加によりモジュラスの大きな低下が認められた。

【００３７】その上、変性ポリマーの分子量が５０×10
⁴ 程度であっても（実施例１等）、１００×10⁴ 以上
（実施例５）であっても、比較例に比べて（各々、比較
例１及び比較例９）、作業性の向上並びに破壊特性及び
低ロス性の維持が同様に認められたことから、本発明の
効果は、末端変性ポリマーの分子量の大きさに特に拘束
されないことが示された。

【００３８】

【発明の効果】本発明は、上記構成としたので、破壊特
性及び低ロス性を損うことなく、作業性を向上させるこ
とができるという優れた効果を有する。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 末端変性ポリマー５〜１００重量部を含
   有するゴム原料１００重量部と、 該ゴム原料１００重量部に対して、少なくとも１組の共
   役二重結合を分子内に有する共役ジエン脂肪酸を１０重
   量％以上含む不飽和脂肪酸０．１〜２０重量部と、 カーボンブラックと、 該ゴム原料１００重量部に対して、軟化剤１０重量部以
   下と、を含むことを特徴とするタイヤ用ゴム組成物。
2. 【請求項２】 前記不飽和脂肪酸が、前記共役ジエン脂
   肪酸を２５重量％以上含む不飽和脂肪酸であることを特
   徴とする、請求項１に記載のタイヤ用ゴム組成物。
3. 【請求項３】 前記カーボンブラックが、前記ゴム原料
   １００重量部に対して２５〜８０重量部であることを特
   徴とする、請求項１又は２に記載のタイヤ用ゴム組成
   物。