JPH1191310A - タイヤトレッド用ゴム組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 揮発性、移行性の少ない特定の可塑剤を加え
ることによって、コンパウンドの柔軟性および耐摩耗性
等を向上させたタイヤ用トレッドゴム組成物を提供す
る。 【解決手段】 （Ａ）天然ゴム、ポリブタジエンゴム、
スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、ポリイソプレンゴ
ムおよびブチルゴムから選択される少なくとも一種のゴ
ム１００重量部、（Ｂ）カーボンブラックおよび／また
はシリカ３０〜８０重量部および（Ｃ）主鎖がポリイソ
ブチレン系でアルコキシシリル基を少なくとも一つ有す
る化合物および／または主鎖が式−Ｒ¹ −Ｏ−（Ｒ¹ ：
Ｃ_1-8 の２価炭化水素基）で表わされる繰り返し単位を
有するポリエーテル系でアルコキシシリル基を少なくと
も一つ有する化合物３〜５０重量部を配合してなるスタ
ッドレスタイヤ用トレッドゴム組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、揮発性、移行性の
少ない可塑剤を用いたタイヤ用トレッドゴム組成物に関
し、更には、この可塑剤を配合してなるコンパウンドの
柔軟性および耐摩耗性が改良されたタイヤ用トレッドゴ
ム組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】多くのゴム組成物からなる製品には、一
般に可塑剤が使用されているが、これらは、時間の経過
とともにマイグレートするため、製品の性能が経時で変
化するなどの問題があった。このような問題に対して
は、液状のＩＲ，ＢＲを添加することが知られている
が、このようなものは、必ずしも共加硫されずにかなり
マイグレートする。

【０００３】また、低温でのゴムの硬度を低減すること
を目的に可塑剤を添加する手法があるが（特開平６−１
１６４４３号公報参照）、可塑剤自体が揮発性およびマ
イグレート性が大きいため経時変化が大で、氷上性能が
大きく低下してしまう。また、可塑剤を多量配合すると
耐摩耗性も低下してしまうという問題もある。

【０００４】また、ブチルゴムやハロゲン化ブチルゴム
をタイヤトレッド用ゴム組成物に配合することで氷上で
のグリップ性能を向上させる手法もあるが（特開昭６０
−２１３５０６号公報、特開平５−００１１７７号公報
参照）、このようなものは、その反面耐摩耗性が低下し
てしまう欠点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明では、
（ｉ）スタッドレスタイヤ用トレッドゴム組成物に配合
して不揮発性かつ非移行性の可塑剤として作用し、ま
た、柔軟性を維持でき、氷上性能並びに耐摩耗性等をも
向上させたスタッドレスタイヤ用トレッドゴム組成物が
得られる、アルコキシシリル基を少なくとも一つ有する
主鎖がポリイソブチレン系あるいはポリアルキレンオキ
シド系のポリマーを提供すること、および（ii）汎用タ
イヤ用ゴム組成物に配合して可塑剤として作用し、耐摩
耗性とグリップ性能を共に向上したタイヤ用トレッドゴ
ム組成物が得られる、アルコキシシリル基を末端に少な
くとも一つ有する主鎖がポリイソブチレン系のポリマー
を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に従えば、（Ａ）
天然ゴム、ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエン
共重合体ゴム、ポリイソプレンゴムおよびブチルゴムか
ら選ばれる少なくとも一種のゴム１００重量部に対し
て、（Ｂ）カーボンブラックおよび／またはシリカ３０
〜８０重量部、および（Ｃ）主鎖がポリイソブチレン系
でアルコキシシリル基を少なくとも一つ有する化合物お
よび／または主鎖が式−Ｒ¹ −Ｏ−（式中、Ｒ¹ は、炭
素数が１〜８である２価の炭化水素基）で表わされる繰
り返し単位を有するポリエーテル系でアルコキシシリル
基を少なくとも一つ有する化合物３〜５０重量部を配合
してなるスタッドレスタイヤ用トレッドゴム組成物が提
供される。

【０００７】また、本発明に従えば、上記（Ａ）のゴム
１００重量部に対して、（Ｂ）カーボンブラックおよび
／またはシリカ５〜１００重量部、および（Ｃ）主鎖が
ポリイソブチレン系で末端にアルコキシシリル基を少な
くとも一つ有する化合物２〜１００重量部を配合してな
るタイヤ用トレッドゴム組成物が提供される。

【０００８】また、本発明に従えば、更に含硫黄シラン
カップリング剤０．１〜１０重量部を配合してなるタイ
ヤ用トレッドゴム組成物が提供される。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の構成および作用
効果について説明する。本発明で用いる（Ｃ）成分の、
主鎖がポリイソブチレン系でアルコキシシリル基を少な
くとも一つ有する化合物としては、例えば以下の式
（１）：

【化１】 （式中、Ｒ¹ は、炭素数１〜１０の１価の炭化水素基、
Ｒ² は、炭素数１〜１０の１価のアルコキシ基であり、
ｎは１０〜３０００、ｍは０，１または２を示す。）で
表わされる第３級炭化水素シリル基を末端に有するポリ
イソブチレン単位を主体とする重合体が挙げられる。

【００１０】また、同じく（Ｃ）成分の、主鎖が式−Ｒ
¹ −Ｏ−で表わされる繰り返し単位を有するポリエーテ
ル系でアルコキシシリル基を少なくとも一つ有する化合
物としては、以下の式（２）：

【化２】 （式中、Ｒ¹ は、炭素数１〜８の２価の炭化水素基、Ｒ
² は、炭素数１〜１０の１価の炭化水素基、Ｒ³ は炭素
数１〜１０の１価のアルコキシ基であり、ｎは１０〜３
０００、ｍは０，１または２を示す。）で表わされる第
３級炭化水素シリル基を末端に有するポリエーテル単位
を主体とする重合体が挙げられる。

【００１１】前記式（１）および（２）に示される重合
体は、一般の慣用合成法により、例えば、式（１）の重
合体は、以下の反応系（Ｉ）によって、また式（２）の
重合体は、以下の反応系（II）によって容易に得ること
ができる。

【００１２】反応系（Ｉ）： １．両末端にアルケニル基を含有するポリイソブチレン
を作製する。手法としては、リビングカチオン重合によ
り生成した末端塩素化ポリイソブチレンの脱塩酸反応に
より得られ、その詳細は特開昭６３−２５４１４９号公
報に記載されている例がある。

【化３】 （Ａ，Ｂは、アルケニルを含有する官能基、ｎは、１０
〜３０００） ２．上記１で得られた末端官能基含有ポリイソブチレン
に、白金等のVIII族金属錯体触媒の存在下で、メチルジ
メトキシシランやメチルジクロルシラン等を加え、アル
コキシシリルを導入する。

【化４】 （Ａ′，Ｂ′は、それぞれＡ，Ｂのアルケニルがシラン
化合物と反応した後の形；Ｌ，ｍは、０，１または２
で、同じでも異なってもよい。）

【００１３】反応系（II）： １．両末端にアルケニルを含有するポリエーテルを作製
する。手法としては、特開昭５４−６０９７号公報に記
載されているように、ポリエーテルの末端水酸基と不飽
和基を有する化合物を反応させる例がある。

【化５】 （Ａ，Ｂは、アルケニルを含有する官能基） ２．上記１で得られた末端官能基含有ポリエーテルに、
白金等のVIII族金属錯体触媒の存在下で、メチルジメト
キシシランやメチルジクロルシラン等を加え、アルコキ
シシリルを導入する。

【化６】 （Ａ′，Ｂ′は、それぞれＡ，Ｂのアルケニルがシラン
化合物と反応した後の形；Ｌ，ｍは、０，１または２で
同じでも異なってもよい。）

【００１４】前記（Ｃ）の配合成分は、スタッドレスタ
イヤ用の場合には、ゴム１００重量部に対して３〜５０
重量部、好ましくは５〜３０重量部が配合される。３重
量部以下では、所望の作用効果が得られないし、また５
０重量部を超えると、トレッドゴムの特性を損うことに
なるので好ましくない。また、他のタイヤ用トレッドゴ
ムの場合には、（Ｃ）成分のうち、主鎖がポリイソブチ
レン系で末端にアルコキシシリル基を少なくとも一つ有
する化合物が２〜１００重量部配合される。２重量部以
下では、所望の作用効果が得られないし、また１００重
量部を超えると、トレッドゴムの特性を損うことになる
ので好ましくない。

【００１５】本発明に係るタイヤ用トレッドゴム組成物
に配合されるゴム成分は、通常この種のトレッド用ゴム
として使用される加硫性ジエン系ゴム、例えば、天然ゴ
ム（ＮＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−
ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、ポリイソプレンゴ
ム（ＩＲ）およびブチルゴム（ＩＩＲ）が好ましく使用
できる。これらのゴムは２種以上をブレンドして使用し
てもよく、その場合のブレンド比には特に制限はない。

【００１６】本発明に従って、スタッドレスタイヤ用ト
レッドゴム組成物には、通常ゴム組成物に配合される任
意のカーボンブラックおよび／またはシリカを配合す
る。その配合量としては、ゴム成分１００重量部に対し
３０〜８０重量部が使用される。また、他のタイヤ用ト
レッドゴム組成物には、通常ゴム組成物に配合される任
意のカーボンブラックおよび／またはシリカを配合す
る。その配合量としては、ゴム成分１００重量部に対し
５〜１００重量部が使用される。

【００１７】また、本発明に従えば、（Ｃ）成分の主鎖
がポリイソブチレン系あるいは特定のポリエーテル系で
アルコキシシリル基を少なくとも一つ有する化合物の所
定量と共に、更に共加硫可能な含硫黄シランカップリン
グ剤を０．１〜１０重量部配合使用することが好まし
い。本発明において使用される含硫黄シランカップリン
グ剤としては、例えば、以下の表Ｉに示したものを挙げ
ることができる。本発明に係る加硫性ジエン系ゴム組成
物にこの含硫黄シランカップリング剤を配合すると、耐
摩耗性およびドライ性能を更に改良することができる。
本発明における含硫黄シランカップリング剤の使用量
は、０．１〜１０重量部であり、更に好ましくは１〜８
重量部であるが、この使用量は、前記（Ｃ）成分の配合
量との関係によって適宜定めればよい。含硫黄シランカ
ップリング剤の配合量が少な過ぎると所望の効果が得ら
れず、逆に多過ぎると混合や押出工程での焼け（スコー
チ）が生じ易くなるので好ましくない。

【００１８】

【表１】

【００１９】本発明に係る加硫性ジエン系ゴム組成物に
は、前記した必須成分に加えて、通常の加硫または架橋
剤、加硫または架橋促進剤、老化防止剤、充填剤、軟化
剤などのタイヤ用に一般的に配合されている各種添加剤
を配合することができ、かかる配合物は、一般的な方法
で混練、加硫して組成物とし、加硫または架橋するのに
使用することができる。これら添加剤の配合量も、本発
明の目的に反しない限り従来の一般的な配合量とするこ
とができる。

【００２０】

【実施例】以下、実施例および比較例に従って本発明を
更に詳しく説明するが、本発明の技術的範囲をこれらの
実施例に限定するものでないことは言うまでもない。

【００２１】以下の実施例及び比較例の各例の配合に使
用した配合成分は、以下の市販品を用いた。 ＮＲ：ＳＩＲ−２０ ＢＲ：Ｎｉｐｏｌ １２２０（日本ゼオン（株）製） ＩＳＡＦ（カーボンブラック）：ダイアブラックＩ（三
菱化学（株）製） 亜鉛華：亜鉛華３号（正同化学（株）製） ステアリン酸：Ｌｕｎａｃ ＹＡ（花王石鹸（株）製） 老化防止剤：アンチゲン６Ｃ（Ｎ−フェニル−Ｎ′−
（１，３−ジメチル）−ｐ−フェニレンジアミン）（住
友化学工業（株）製） ワックス：サンノック（大内新興化学（株）製） アロマオイル：プロセスオイルＸ−１４０（共同石油
（株）製） 可塑剤−１（Ａ）：ＥＰＩＯＮ ＥＰ１０３Ｓ（主鎖：
ポリイソブチレン、末端：ジメトキシシリル、分子量５
０００、ポリマー１００重量部に対してパラフィンオイ
ルを３０重量部含有）（鐘ヶ淵化学（株）製） 可塑剤−１（Ｂ）：ＥＰＩＯＮ ＥＰ５０５Ｓ（主鎖：
ポリイソブチレン、末端：ジメトキシシリル、分子量２
０，０００、ポリマー１００重量部に対してパラフィン
オイルを５０重量部含有）（鐘ヶ淵化学（株）製） 可塑剤−２：ＭＳポリマー（主鎖：ポリプレンオキシ
ド、末端：ジメトキシシリル、分子量８０００）（鐘ヶ
淵化学（株）製） 硫黄：油処理イオウ（軽井沢製錬所（株）製） 加硫促進剤：ノクセラ−ＮＳ（Ｎ−ｔ−ブチル−２−ベ
ンゾチアゾリル−スルフェンアミド）（大内新興化学
（株）製） ＩＲ：Ｎｉｐｏｌ ＩＲ−２２００（日本ゼオン（株）
製） 油展ＳＢＲ：Ｎｉｐｏｌ １７１２（日本ゼオン（株）
製） カーボンブラック：ショウブラック Ｎ３３９（昭和キ
ャボット（株）製） シリカ：ニップシールＡＱ（日本シリカ工業（株）製） シランカップリング剤：Ｓｉ６９（ＤＥＧＵＳＳＡ製） ジエチレングリコール：（日本触媒化学（株）製） 加硫促進剤ＣＺ：ノクセラーＣＺ−Ｇ（大内新興化学
（株）製） 加硫促進剤ＤＰＧ：サンセラーＤ−Ｇ（三新化学工業
（株）製）

【００２２】試験サンプルの調製 加硫促進剤と硫黄を除く成分を１．５リットルの密封型
ミキサーで３〜５分間混練し、１６５±５℃に達したと
きに放出したマスターバッチに加硫促進剤と硫黄を８イ
ンチのオープンロール混練し、ゴム組成物を得た。この
ゴム組成物を金型中でＮＲ／ＢＲのコンパウンドに関し
ては１６０℃で２０分間プレス加硫して目的とする試験
片（ゴムシート）を調製し、これを「伸張型粘弾性
Ｅ′」、「アイススキッドレジスタンス」、「耐摩耗
性」および「アセトン抽出率」の評価に付した。また、
ＩＲのコンパウンドは１６０℃で１５分間、ＳＢＲのコ
ンパウンドは１６０℃で２０分間加硫して試験片（ゴム
シート）を調製し、これを「伸長型粘弾性」、「耐摩耗
性」および「硬度」の評価に付した。

【００２３】各例において得られた組成物の加硫物性の
試験方法は、以下のとおりである。 １）伸張型粘弾性：粘弾性スペクトロメーター（東洋精
機（株）製）を用いて、温度０℃、初期歪１０％、動的
歪±２％、周波数２０Hzの条件で測定した。Ｅ′が低い
程低温での柔軟性に富み、氷上摩耗性能がよいことを示
す。０℃の tanδ値は、ウェットグリップ性能に対応
し、高い方がよい。60℃の tanδ値は、低燃費性に対応
し、低い方がよい。tanδバランス（０℃／６０℃）と
は、０℃ tanδ値を６０℃ tanδ値で割った値である。 ２）アイススキッドレジスタンス：ブリティッシュ・ポ
ータブル・スキッドテスターを用いて、氷上路面（温
度；−３℃）の条件下で測定し、比較例１および２を１
００として指数表示した。数値は大なる程、スキッド抵
抗性が優れていることを示す。 ３）耐摩耗性：ランボーン摩耗試験機（岩本製作所
（株）製）を用いて、温度２０℃、スリップ率５０％の
条件で摩耗減量を測定し、比較例１および２を１００と
して指数表示した。数値は大なる程、耐摩耗性が良好で
あることを示す。 ４）硬度：ＪＩＳ−Ａ硬度計にて測定。 ５）アセトン抽出率：ゴム０．５ｇを、ｎ−ヘキサンを
抽出溶媒として８時間ソックスレー抽出した。

【００２４】実施例１〜６および比較例１〜３ これらの例は、ＮＲおよびＢＲの所定ブレンド比のゴム
組成物に前記の可塑剤−１（Ａ）または可塑剤−２を配
合したゴム組成物についての評価結果を示すものであ
る。各例における配合およびその結果を以下の表IIに示
す。

【００２５】

【表２】

【００２６】

【表３】

【００２７】実施例７〜１１および比較例４〜８ これらの例は、ＩＲまたはＳＢＲのゴム組成物に前記の
可塑剤−１（Ｂ）を配合したゴム組成物についての評価
結果を示すものである。各例における配合およびその結
果を以下の表III に示す。

【００２８】

【表４】

【００２９】

【表５】

【００３０】

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明に従えば、
ゴム組成物に（Ｃ）成分を加えることで、マイグレート
がなくて柔軟性を維持でき、しかも氷上性能並びに耐摩
耗性をも向上させたスタッドレスタイヤ用トレッドゴム
組成物を得ることができる。また、（Ｃ）成分を加える
ことで、ウェットグリップ性能と低燃費性能のバラン
ス、並びに耐摩耗性をも向上した汎用タイヤ用トレッド
ゴム組成物を得ることができる。更に、前記（Ｃ）成分
と共に含硫黄シランカップリング剤を所定量配合するこ
とにより、一層前記諸効果を向上させることができる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （Ａ）天然ゴム、ポリブタジエンゴム、
   スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、ポリイソプレンゴ
   ムおよびブチルゴムから選ばれる少なくとも一種のゴム
   １００重量部に対して、（Ｂ）カーボンブラックおよび
   ／またはシリカ３０〜８０重量部、および（Ｃ）主鎖が
   ポリイソブチレン系でアルコキシシリル基を少なくとも
   一つ有する化合物および／または主鎖が式−Ｒ¹ −Ｏ−
   （式中、Ｒ¹ は、炭素数が１〜８である２価の炭化水素
   基）で表わされる繰り返し単位を有するポリエーテル系
   でアルコキシシリル基を少なくとも一つ有する化合物３
   〜５０重量部を配合してなるスタッドレスタイヤ用トレ
   ッドゴム組成物。
2. 【請求項２】 （Ａ）天然ゴム、ポリブタジエンゴム、
   スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、ポリイソプレンゴ
   ムおよびブチルゴムから選ばれる少なくとも一種のゴム
   １００重量部に対して、（Ｂ）カーボンブラックおよび
   ／またはシリカ５〜１００重量部、および（Ｃ）主鎖が
   ポリイソブチレン系でアルコキシシリル基を少なくとも
   一つ末端に有する化合物２〜１００重量部を配合してな
   るタイヤ用トレッドゴム組成物。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載のタイヤ用トレ
   ッドゴム組成物に、更に含硫黄シランカップリング剤
   ０．１〜１０重量部を配合してなるタイヤ用トレッドゴ
   ム組成物。