JPS59159838A - タイヤ用ゴム組成物 - Google Patents

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】 本発明はタイヤ用ゴム組成物Ｇこ関し、とくに低転がり
抵抗性、ウェットスキツド性、耐破壊性および耐摩耗性
を同時に満足し得る空気入りタイヤに好適に用いられる
ゴム組成物に関する。

省資源省エネルギーは最近タイヤニ業において最も重要
なテーマの一つであり、それを反映して低燃費タイヤに
関する特許出願が非常に多くなって来ている。そしてそ
の多くかブタジェン部分の３０〜９５条をビニル結合（
］、２−結合）で占める溶液重合スチレン・ブタジェン
ゴムあるいはブタジェン重合体ゴムを主成分とするゴム
組成物をタイヤトレッドのキャップあるいはベースコ°
ムに適用し低燃費化する技術である。そのような例が次
の特許明細詩または公報に記載されているＯ特開昭５４
−６２２４８号、特開昭５５−１２７６５０号、特開昭
５６−１２７６５１号、特開昭５５−１２１３３号、特
開ｔｉｊｊ　５６−１２７６５２号、特公昭４１９−４
３１１１号、米国特許第３９７８１６５号、ドイツ特許
第１９１’５１３．２号、゛英国特許第１１’　６６８
３２号、特公昭４９−４３２６７号、特開昭５５−９２
’７４９号、特開昭５７’−２５ａａｓ号、特開昭５７
−３４１３９号、特開昭５．７＝５１５０３号、特開昭
５７−５１５０８号、特開昭５７−４８６１９号、特開
昭５７−１１０６１５号、特開昭５７−１２５２２８号
、特開昭５７−８７４４４号、特開昭５７−１８７３３
１号、特開ｆｆｉ　５８−４０２号、特公昭５７−６６
３７２号、特開昭５／７−２００４３１号、特開昭５７
−２００４３２号、特開＆ａ　５７−２００４８０号０ この中で高ビニルブタジェン重合体ゴムは、比較的に初
期に注目された重合体であるが、破壊強度、耐摩耗性が
著しく劣る為、主流が溶液重合スチレン・ブタジェンゴ
ムに移って来ている。しかしながら高ビニルブタジェン
重合体ゴムが高ビニル重合体ゴムの特徴すなわち低転が
り抵抗性およびウェット時の制動性能を両立できる特徴
を最も強く有している重合体であり、上記欠点の改良の
ために多くの研究者が研究を続けているが、いまだ充分
Ｇこ破壊強度、耐摩耗性を改良した高ビニルブタジェン
重合体ゴムおよびそれを使用したゴム組成物は得られて
いない。

本発明の目的は金属との結合金有高ビニルブタジェン重
合体ゴムを使用することにより、転がり抵抗性とウェッ
ト時の制動性能を改良すると共に破壊強度及び耐摩耗性
を著しく改良したタイヤ用ゴム組成物を提供することで
ある。

不発明者らは、高ビニルブタジェン重合体ゴムが本質的
に転がり抵抗性とウェット時の制動性能をバランスよく
向上させることに着目し、スチレンまたはイソプレンを
共重合させたり、変性したり等鋭意検討を重ねた結果、
高ビニルブタジェン重合体ゴムの欠点であった破壊強度
および耐摩耗性の低さは特定の金属とブタジェン単位と
げ結合を有するブタジェン重合体を少なくとも２０重歇
チ含肴させることで飛躍的に改良出来ることを見出し本
発明に至ったものである０ 本発明は主鎖中にブタジェン単位とケイ素、ゲ・ルマニ
ウム、錫および鉛がら選ばれた少なくとも１種の金属と
の結合を有するブタジェン重合体を含むブタジェン重合
体Ｇこして、上記金属との結合を有するブタジェン重合
体の上記ブタジェン重合体中の含有量が少なくとも２０
重量係であり、がつ吐記ブタジェン重合体中の１，２−
結合含有量がブタジェン部分の６０〜９５Ｍｔｈ％であ
る金属との結合金有高ビニルブタジェン重合体ゴムを全
ゴム１００重線部中に２０重量部以上含有するターイヤ
用ゴム組成物によって上記目的を達成する。

上記主鎖中の金属とブタジェン羊位との結合は、１．３
−ブタジェンを有機リチウム化合物系触媒を用いて重合
した後、金属ハライドを添加して、カップリング反応さ
せて得られるものであるが、それとともに上記結合を有
しないブタジェン重合体も一部生成する。この発明にお
いてとくに断りのない限りブタジェン重合体とは上記両
方のブタジェン重合体の混合物を指し、金属との結合金
有高ビニルブタジェン重合体ゴムともいう。またこの発
明において主鎖中にブタジェン単位と金属との結合を有
するブタジェン重合体を単に金属との結″合を有するブ
タジェン重合体という。驚くべきことに上記金属との結
合を有するブタジェン重合体を含む組成物は破壊強度、
耐摩耗性が著しく改良されることが判明した。この効果
は溶液重合スチレン・ブタジェンゴムに対しても現われ
るが、高ビニルブタジェン重合体ゴムにおいてばその効
果が特に著しく、カーボンブラック等の無機充填剤を配
合したゴム組成物で顕著である０ 上記金属ハライドの金属としてケイ素、ゲルマニウム、
錫、鉛から選ばれた少くとも１種の金属を用いることに
よって生成ブタジェン重合体として上記金属との結合を
有するブタジエン２ｘ合体が上記金属との結合を有しな
いブタジェン重合体とともに生成する。上記金属中鍋が
破壊強度、耐摩耗性の改良が特に顕者である点で好まし
い０上記金属との結合を有するブタジェン重合体はブタ
ジェン重合体中少なくとも２０箪Ｎｋ　ｔ＄含まれるこ
とが必要であり、好ましくは４０　丞Ｍ　４以上である
０上記含量が２０重量係未満のときは破壊強度およ・び
耐摩耗性の改良効果が充分でない。

本発明のブタジェン重合体は、１，２−結合含有量がブ
タジェン部分の６０〜９５重量部であるが、これは６０
重量係未満ではウェット時の制動性能が充分でなく、又
９５重量φを超すとガラス転移温度が高くなってしまい
低温脆化性が極端に低下してしまうので好ましくない為
である。

本発明において金属との結合金有高ビニルブタジェン重
合体ゴムとブレンドするゴムとしてはガラス転移温度（
Ｔｇ）が−５０℃以下のジエン糸ゴムが好適Ｇこ使用さ
れる。その理由は、上記高ビニルブタジェン重合体ゴム
はＴｇが他の通常のゴムＧこ較べて高くても、Ｔｇを１
，２−結合（ビニル結合）によって上げているために発
熱が少ないという特性を有しているが、この特性を妨げ
ずにブレンドしうる相手ゴムとしてはＴｇが一５０℃以
下のゴムが好ましいからである。すなわち、このよりな
Ｔｇが一５０°Ｃ埼下のゴムは一８５℃以下の温度領域
にメカニカルロス（ｔａｎδ）の極太値が表われるから
上記高ビニルブタジェン組合１本ゴムにブレンドしたと
しても０℃付近及び５０°Ｃ〜７０℃におけるｔａｎδ
の値に実質的に影響を与えないからである。

また、ジエン系ゴムのうち、ポリブタジェンゴム、通常
のスチレン−ブタジフェン共重合体ゴム及びエチレン−
プロピレン−ジエン三元共重合体ゴムをブレンドする場
合、金属との結合金有高ビニルブタジェン重合体ゴムと
相溶性ではないため、Ｔｇが合一化される心配がないの
で目的、用途に応じてブレンド量を自由に変えることが
可能で、これらのゴムのブレンド量はブレンドする全ゴ
ム１００重量部中２０〜８０重量部であることが好まし
く、特に悪路走行用のタイマトレッドに使用する場合は
４０〜８０重量部であり、また走行安定性と耐候性、耐
熱老化性が重視される良路用タイヤトレッドおよびサイ
ドウオールなどは２０〜６０重量部程度新都に好ましい
。

一方、ジエン系ゴムのうち天然ゴム、合成ポリイソプレ
ンゴムをブレンドする場合、これらのゴムは金属との結
合金有高ビニルブタジェン重合鐘・を任意の割合で相溶
し、Ｔｇは合一化され、これらのポリマーの体積分率に
従って平均化されたＴｇとなる。このため天然ゴム、合
成ポリイソプレンゴムのブレンド量がブレンドする全ゴ
ム１００重量部中２０〜８０重量部の範囲であれば、０
°Ｃ付近のｔａｎδを大きくかつ５０℃〜６０℃のｔａ
ｎδを小さくすることが可能となるからである。

更に本発明に用いられる金属との結合金有高ビニルブタ
ジェン共重合体ゴムは前述の特開昭５６−１４１９４４
１５号公報によって提案されたようなブタジェン部分の
１，２−結合の平均含有量が６０重量条以上で且つ１，
２−結合含有量を分子鎖に沿って一様に変化させること
によって更に性能を改良することもできる。

本発明Ｇこおいて好適に使用されるジエン糸ゴムとは、
金属ｆ合金有高ビニルブタジェン重合体と相溶しＴｇが
一５０℃以下の天然ゴム、合成ポリイソプレンゴム、ブ
タジェン部分の１，２−結合含有量が５０重＠係以下の
ブタジェン重合体ゴムあるいはスチレン、ブタジェン共
重合体ゴムであっ・つて、目的、用途に応じて、これら
のゴムの少なくとも１種を本発明に用いられる金属との
結合含有ブタジェン重合体ゴムとブレンドして用いる。

本発明においては、ブレンドする全ゴム１００重斌部に
対して１〜４０重量部の軟化剤、５〜７０重量部のカー
ボンブラックを配合することが望ましく、軟化剤が４０
重量部を越えたりカーボンブラックが７０重量部を越え
るとコ°ム組成物の発熱性が悪化し、転がり抵抗性が大
きくなるため好ましくない０ 更に本発明のゴム組成物は通常のゴム工業で用いられる
配合剤である加硫剤、促進剤、促進助剤、老化防止剤等
を含んでいてもかまわない０以上の構成からなる本発明
のタイヤ用コ゛ム組成物は、耐摩耗性、耐破壊性が極め
て良好で、走行安定性が著しく改善される。

本発明のタイヤ用ゴム組成物は上記特徴を有する為にト
レッド部（こ適用されるのが最もよいが、キャップ／ベ
ース構造のベースゴムまたはサイドウオールに適用する
ことも可能であるＯ特にべ−・スゴムに本発明ゴム組成
物を用いれば低燃費性の点で有利なタイヤが得られる。

以下実施例により本発明の詳細な説明するが実施例によ
って本発明が限定されるものではない。

実施例］ 第１表に示した各種の重合体を準備した。

重合体Ａ−Ｊは触媒としてｎ−ブチルリチウムを用いて
シクロヘキサン溶媒中で重合されたものであり、Ａ、０
−Ｊは昇温断熱不活性ガス雰囲気で、Ｂは定温不活性ガ
ス雰囲気にて重合された。

この後触媒が生きている状態で重合体Ａ〜工はＳ　ｎ　
Ｃ１４を用いてカップリングさせてブタジェン単位−場
結合を主鎖に導入し、重合体Ｊはカップリングを行なう
ことなく重合体を回収した。重合体にはスチレンブタジ
ェン共重合体ゴムＳＢＲ】５００であり、重合体りは高
ビニルブタジェン重合体　日本ゼオン株式会社製、商品
名Ｖ−ＢＲ１２４０である。

尚、１，２−結合金量については、赤外分光計にて測定
した値であり、ｔａｎδＧこついてはレオメトリックス
社製メカニカルスペクトロメーター（動的剪断歪機幅０
．５％）を使用して測定した値である。又ブタジェン単
位−金属結合を有するブタジェン重合体の重合体中の重
量百分羊は、ゲルパーミェーションクロマトグラフィー
を用いてｉｔｔ＋　ｇされた。

重合体Ａ−Ｌを使用して第２表に示す組成内容により１
５０℃で３０分間加硫して各種ゴム組成物を調整した。

第　　２　　表 ト ■ これらのゴム組成物（こついてｔａｎδ、破壊強度゛お
よび耐摩耗性を測定した。次に乗用車用ラジアルタイヤ
サイズ１６５ＳＲ］３のタイヤトレッドにこれらのゴム
組成物を用い、転がり抵抗性、ウェット時の制動性能、
悪路耐久性について評価した。結果を第３表に示す。

評価方法は下記の通りである０ （破壊強度） ＪＩＳ　　Ｋ６８０１に準じた。測定結果を指数で表示
し、指数が大きいほど破壊強度大である。

コントロールに配合ＡＩＯを用いた０ （耐摩耗性） 実車にて１０．００．ＯＫｍ走行後、浅溝を測定し、ト
レッドが１朋摩耗するのに要する走行距離を相対比較す
る。コントロールゴム（配合、％１０　）を１００とし
て指数で表示した０値が大きくなる程゛良好であること
を示す。

（転がり抵抗性） 惰行法にて測定、測定条件はタイヤ内圧１．７４ｇ／ｃ
ＩｒＬ２、荷１ＪＩｓｌｏｏ％荷重、惰行開始速度１１
００Ｋ／Ｈである。転がり抵抗性指数は次式（１）％式
％（１） で示され指数１００は転がり抵抗５．２　ｔｃｇに相当
し、値が大なる程良好であることを示すＯ （ウェット時制動性能） 水深３１ｎＴＬの湿潤コンクリート路面において、８０
　Ｋｍ　／　Ｈの速度にて急制動し、車輪がロックされ
てから停止するまでの距離を測定し、次式（２）により
算出した。

（２） 指数１００は制動距離４５７７１に相当し、値が大なる
程良好である。

（悪路耐久性） 玉砂利を主体とする路面が全行程の７０％を占める走行
路にて１０．０００１＜Ｉ１１走行後、タイヤを回収し
、トレッド表面の外傷カットの有無を観察した。

第３云から明らかなように、本発明の組成物は従来の高
ビニルブタジェン重合体（配合／１Ｉｌｉｌｏおよび１
１）対比、転がり抵抗性とウェット時の制動性能のバラ
ンスが良好で、かつ破壊強度と耐摩耗性が著しく改良さ
れていることがわかる〇・実施例２ 第４表に示した配合内容の各種ゴム組成物を調整し実施
例１と同様に評価した。結果を第４表に示す。

第４表から明らかなように、本発明のタイヤ組成物は、
破壊強度と耐摩耗性が大ｒｌｊに改善され、ウェット時
の制動性能と転がり抵抗性も良好なことがわかる。

実施例３ 第５表に示したケイ素、ゲルマニウム又は鉛との結合を
有するブタジェン重合体を用いて第２表の配合内容にて
１５０℃で８０分間加硫して組成物を調整し実施例】と
同様に評価した。結果を第５表【こ示す。

第　　５　　表 ×１　ブタジェン重合体【こ基づく含量第５表から明ら
かなように本盆明のタイヤ組成物は破壊強度、耐摩耗性
、ウェット時の制動性能、転がり抵抗性が大巾に改善さ
れていることがわかる。

実施例４ 本発明のタイヤ用ゴム組成物をトレッドベースゴムに使
用したタイヤが従来のゴム組成物に比較して著しく転が
り抵抗性を小さくすることを第６表に示す。

重合体Ｈは第１表に示す重合体であり、重合体Ｎはスチ
レン含量１２％のスチレン・ブタジェン共重合体であっ
てブタジェン単位と錫との結合を有する重合体を全共重
合体中３０重量係含有するスーター型重合体でブタジェ
ン単位の１，２−結合金量は全共重合体のブタジェン部
分の３０重）１１係を占めるものであり、特開昭５８−
４０２の実施例に記載されるものである０ これらの組成物は乗用車用ラジアルタイヤのサイズ１６
５ＳＲ１３のトレッドベースゴムＱこ適用しキャップに
は配合屑１２のゴム組成物を使用した。

配合および結果を第６表に示す。測定方法（ま実施例１
に示した方法によったがコントロールｌま第６表左端列
の天然ゴム／シス−１、４−ｉｉ　’）ブタジェンブレ
ンドを用いる配合のものとした。

第　　６　　表 ×１　日本合成ゴム株式会社製商品名ＢＲＯＩ※２　特
開昭５８−４．０２実施例 ※３　三菱モンサンド化成株式会社製老化防止剤※４　
カーボンブラックＮ−６６０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　主鎖中にブタジェン単位とケイ素、ゲルマニウム、
   錫および鉛から選ばれた少なくとも１種の金属との結合
   を有するブタジェン重合体を含むブタジェン重合体にし
   て、上記金属との結合を有するブタジェン重合体の上記
   ・ブタジェン重合体中の含有量が少な゛くとも２０重ｈ
   ｔ係であり、かつ上記ブタジェン重合体中の１，２−結
   合含有量がブタジェン部分の６０〜９５重風条である金
   属との結合金有高ビニルブタジェン重合体ゴムを全ゴム
   １００　Ｑ　％（部中に２０点量部以上含有することを
   特徴とするタイヤ用ゴム組成物。 ム　全ゴムが金属との結合金有高ビニルブタジェン重合
   体ゴム２０〜８０本量部およびガラス転移温度が一５０
   ℃以下のジエン糸ゴム８０〜２０重量部から成るブレン
   ドゴムである特許請求の範囲第］項記載のタイヤ用ゴム
   組、成物。