JPS61133245A - タイヤトレツド用ゴム組成物 - 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】 く技術分野〉 本発明は、低発熱性で低乾がり抵抗性であり。

湿潤路面での制動性（ウェットスキット抵抗性）を損な
わずに、凍結した路面での制動性（アイススキッド抵抗
性）を著しく改良した空気入りタイヤのトレッドに好適
なゴム組成物に関する。

〈従来技術〉 近イ［自動！［（の低燃費化の要求と走行安全性の要求
から、タイヤトレッドゴムとして、転がり抵抗が小さく
、湿潤路面での制動性（ウェットスキッド抵抗性）が大
きいゴム材料が強く望まれるようになっている。従来、
これらの特性は相反するものであり、両特性を満足させ
ることだけでも、非常に困難であると考えられてきたが
、最近では、これらの特性に、さらに冬期におけろ水あ
るいは雪路面上での高い運動性情も併せて要求されるよ
うになってさた。

すなわち、これまでは、夏タイヤと冬タイヤとは、その
要求性ス駐が全く異なると考えられてきたために、使用
者がスノータイヤと一般夏タイヤとを必要に応じて使い
わけてきた。しかし、このタイヤ交換に要する時間と手
間は馬鹿にならず、使用者の強い要求として、一般夏タ
イヤの性能を持ち、さらに冬期の走行安全性も保証でき
るようなタイヤの出現が、タイヤ交換の不便さの解消の
ため待たれていた。

加えて、冬タイヤでは、最近、スパイクピンにおける粉
塵、騒音公害が社会問題となっているので　これらを防
止するためにも、従来の低燃費タイヤの性能に加えて、
ある程度の冬性能も兼ね備えたいわゆるオールシーズン
タイヤが必要となった。

低燃費性とウェットスキ７ド抵抗性の両特性を満足させ
る材料としては、これまでに１．２ビニル結合を５０％
以上含有する。いわゆる高ビニルポリブタジェンゴムや
、高ビニルスチレブタジエン共重合体ゴムが提案され、
ある程度の改良は見られたが、これらのゴムは、いずれ
も高いガラス転移点（Ｔｇ）を有するため、低温で硬く
なりやすく、アイススキッド抵抗に代表される低温性能
が著しく劣り、目的とする上記の三特性をすべて満たす
には不十分であった。

一方、ゴムの低温特性を改善する方法としては、ポリマ
ーとして、カラス転移点（Ｔｇ）の低い天然ゴム、ポリ
イソプレンゴム、１．２ビニル結合金右ｔ１１が少ない
ポリブタジェンゴム、ソリコーノゴム及びこれらのブレ
ンドゴムが通常用いられているが、いずれもウェットス
キッド抵抗が低すぎるため、オールシーズンタイヤ用の
トレッドゴム組成物としては実用に供せるものでなかっ
た。

〈発明の目的〉 未発明は、このような要求に応じるため、低転がり抵抗
性とウェットスキッド抵抗性とを高いレヘルに維持し、
かつ低温での硬度が小さく、アイススキッド抵抗性の大
きなゴム組成物を提供することを目的とし、夏冬を問わ
ず通年にわたって使用が可能ないわゆるオールシーズン
タイヤのトレッドゴム組成物を提供しようとするもので
ある。

〈発明の具体的構成〉 本発明者らは、１．２ビニル結合金有量の多いスチレン
−ブタジエン共重合体ゴムの中でも、ある限られた範囲
のミクロ構造を有するものを選択し、かつある特定の天
然ゴムと特定の割合でブレンドした場合にのみ、低転が
り抵抗性とウェットスキッド抵抗性とが損なわれずに低
温特性を著しく改良することを見出し１本発明にいたっ
た。

すなわち本発明は、結合スチレン含有量が５〜２５重量
％でかつブタジェン部の１．２ビニル結合量が、４５〜
８０％であるスチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢ
Ｒ）２０〜７５瓜量部と可塑度残留’ｉ　（ＰＩａｓｔ
ｉｃｉｔ７　Ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ　Ｉｎｄｅｘ　：　Ｐ
　ＲＩ）が６０％以上で、かつムーニー粘度［ＭＬ＋＋
４（１００℃）］が６５〜８５の天然ゴム８０〜２５ｆ
ｆ重量部とからなるブレンドゴム１００重量部に対し、
カーボンブラックを４５〜７５重量部配合してなること
を特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物である。

さらに、前記スチレン、ブタジェン共重合体ゴムがその
重合体鎖に一〇−Ｃ−結合で結合した少なくとも１個の
一般式、 （ｈ式中Ｒ１びＲ２は水素あるいは置換基を表わし１ｍ
及びｎは正の整数を表わす） で示される原子団を有するものであることが好ましい。

また、前記スチレ７−ブタジエン共重合体ゴムか、結合
スチレン含有量が５〜１８　重量％で、かつ、ブタン二
ン部の１．２ビニル結合量が５５〜７５％であることが
好ましい。

さらに、前記カーボンブラックが、″ｉ！素比素面表面
積７０〜ｌ　５ｒｒｌ’／ｇ、　ジブチルフタレート吸
油量９０〜１４０鹸／ｌｏｏｇ、比着色力が９５〜１２
０の範囲にあるファーネスカーボンブラックであること
が好ましい。

本発明に用いられるスチレン−ブタジエン共重合体ゴム
は、結合スチレン含有量の値が５〜２５重量％、ざらに
好ましくは、５〜１８重量％、また、１．２ビニル結合
量は４５〜８０％、さらに好ましくは、５５〜７５％の
範囲にあることが必要である。結合スチレン含有量が、
５重量％未満では、ウェットスキット抵抗が低下するた
め好ましくない、一方、２５重量％より大きくなると、
ウェットスキット抵抗が大きい反面、アイススキッド抵
抗、耐摩耗性が悪化するので好ましくない。

また、１．２ビニル結合量は、４５％未満では、ウェッ
トスキッド抵抗の改善効果が小さく、８０％を越えると
１発熱性が大きくなると共に、アイススキッド抵抗が大
幅に低下するため好ましくない。

また、本発明における天然ゴムは、可慴度残留率（ＰＲ
Ｉ）が、６０％以上、ムーニー粘度［ＭＬ＋　＋　４　
（ｌ　００℃）］が、６５〜８５の範囲のものを使用す
ることが必要である。ＰＲＩが６０％未満では、天然ゴ
ムが熱劣化を起こしやすく、そのために破壊強度が低下
し１発熱性も大きくなるので、実際のタイヤトレッドと
しての使用に耐えるものではない、また、ムーニー粘度
が、６５未満でも破壊強度が低下し、さらに十分な低乾
がり１氏抗性が得られない、また８５を越えると加工性
が悪くなるばかりでなくブレンド不良による破壊強度の
低下を引き起こし好ましくない。

さらに、十分な低乾がり抵抗性とウェットスキッド抵抗
性とに加えて、低温特性の改善効果を十分に得ようとす
るには、前記スチレン−ブタジエン共重合体ゴムと前記
天然ゴムとのｆＬ量比が、２０／８０〜７５／２５の範
囲にあることが不可欠である。この範囲外では、低乾が
り抵抗性、ウェットスキッド抵抗性、アイススキッド抵
抗性の中のいずれかの特性が悪くなるので好ましくない
、とくにウェットスキッド抵抗性とアイススキッド抵抗
性は、はとんど完全な逆相関の関係を示し１本発明の目
的を達成することはできない。

本発明で用いられるスチレン−ブタジエン共２１１合体
ゴム（ＳＢＲ）は、変性されたＳＢＲであることが好ま
しい、すなわち、重合体鎖に一〇−Ｃ−結合で結合した
少なくとも１個の下記の一般式％式％（２ （上式中Ｒ１びＲ２は水素あるいは置換基を、ｍ及びｎ
は正の整数を表わす）で表わされる原子団を有するもの
が、とりわけ低乾がり抵抗性とアイススキッド抵抗性の
改善に対し、効果が大きい。

この（Ｉ）式の原子団は、スチレン−ブタジエン共重合
体を、アルカリ金属基材触媒を用いて常法の溶液重合法
で重合し、重合終了時に（Ｉ）式に相当するベンゾフェ
ノン誘導体を変性剤として所定量添加することにより容
易に、重合体鎖の末端に導入される。置換基Ｒ，及びＲ
２は同じであっても異なっていても良く、炭素数１〜５
個のアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基。

アミノ基、アルキルアミノ基、ハロゲン基、水素などが
例示される。とくに、好ましいのは、極性基を有するも
のであり、７ミノ基、アルキルアミノ基が最も好ましい
。

また、本発明のゴム組成物は、ブレンドゴム１００重量
部に対し、カーボンブラックを４５〜７５重量部配合置
部、カーボンブラックの配合量が４５重量部未満では、
ゴム組成物として十分なウェットスキット抵抗性、＃摩
耗性が得られない、一方、７５重量部を越えると、ゴム
組成物の発熱が大きくなり、転がり抵抗性が悪化するの
で好ましくない。

加えて、低温での硬度も高くなるためアイススキッド抵
抗性が小さくなり、すべりやすくなるので好ましくない
。

さらにカーボンブラックとして好ましくは、窒素吸着法
による比表面積（Ｎ２　ＳＡ）が７０〜１２５ｒｎ’／
ｇジブチルフタレート吸油量（ＤＢＰ吸油量）が９０〜
１４０ａｉ／１００ｇ、比着色力（Ｔｉｎｔ）が９５〜
１２０のファーネスカーボンブラックが、本発明の目的
とする低乾がり抵抗性、ウェットスキッド抵抗性、アイ
ススキッド抵抗性の三特性をバランスよく改善するのに
最も効果がある。この範囲外のカーボンブラックは、上
記３特性のいずれかを悪く′することは避けられず、と
くに、Ｎ２５Ａが７０ｍ’／ｇ以下のカーボンブランク
は、耐摩耗性の低下も伴うので、とくに好ましくない。

さらに、本発明のゴムＡｌｌ酸物は、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、加硫助剤、也
化防止剤、オイル等を含んでいてもかまわない。

く、実　施　例〉 次に、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明す
る。なお、本発明において、スチレン−ブタジエン共重
合体の構造同定は、赤外分光法により測定した。また、
天然ゴムのＰＲＩは、５ＲＩＳ３１０３．ムーニー粘度
は、ＩＳＯＲ２８９、カーボンブラックの特性値につい
ては。

ＮＡＳＡがＡＳＴＭ　　Ｄ３０３７．ＤＢＰ吸油量と比
着色力がＪＩＳ　　Ｋ６２２１の方法に従ってそれぞれ
測定を行った。比着色力はＩＲＢ＃３対比である。

また、各特性値の評価方法およびデーターの見方は以下
の通りである。

（転がり抵抗性） ６０℃の条件にて、ＪＩＳ　　Ｋ６３０１の方法に準じ
て測定した。ＳＢＲ１５０２を１００とした時の逆数で
指数表示したので、値が大きいほど転がり抵抗性が小さ
いことを示す。

（ウェットスキッド抵抗性） ブリティッシュポータプルスキッドテスターによる測定
で行い、路面は、セーフティーウオーク（３Ｍ社Ｍ）を
使用し、茄留水にて湿間させ、２５℃雰囲気中で測定し
た。５ＢＲ１５０２をｌＯＯとした時の指示表示で表わ
す。

（アイススキンド抵抗） ブリティッシュポータプルスキッドテスターを用い、−
８℃の条件にて測定を行った。′ｌＪｉ留水を用い、厚
さ２一層の平滑な氷結路面を作製して測定した。５ＢＲ
１５０２を１００とした時の指数で表わす。

（低温の硬度） 一１０″Ｃの雰囲気中に少なくとも１時間放置後、Ｊ　
ｌ５Ｋ６３０１に準じて測定した。値が小さいほどアイ
ススキットがよい。

（破壊強度） ＪＩＳＫ６３０１に準じて測定した。

■、実施例１〜８．比較例１−１６ 配合処法は、 一五一一一一立一　　　　−１−」Ｌ−盤一ポリマー　
　　　　１００．０ Ｎ３３９カーポ゛ン　　　　　５０．０亜鉛華　　　　
　　　３．０ ステアリン酸　　　　　　　１．５ アロマチツクオイル　　　５．０ 促進剤　ＣＢＳｔ　　　　　１．０ 硫　　黄　　　　　　　　　　　１．７５ｔ　Ｎ−シク
ロヘキシル−２へンゾチアジルスルフェンアミド に従い、各種ゴム組成物を調製した。この組成物を１６
０℃で２５分間加硫して試験用サンプルを作成し、測定
に用いた。その結果を表１に示す。

ｒｔ　、実施例６と９、比較例１７〜１９実施例６の天
然ゴムを５種類変更し、各種ゴム組成物を調製した結果
を表２に示す。

■、実施例６と１０、比較例２０〜２３実施例６のカー
ボンブラックの種類及び、配含量を変更し、各種ゴム組
成物を調製したときの物性値の試験結果を表３に示す。

以上の実施例と比較例の物性値を示す表１〜表３によっ
て本発明の効果が明らかである。

すなわち１表１から単味ポリブーでは、転がり抵抗性、
ウェットスキッド抵抗性アイススキー２ド抵抗性をすべ
て満足する組成物は得られていない（比較例１，３，４
，５，６，７，８，９゜１０）、一方、スチレン−ブタ
ジエン共重合体ゴムと天然ゴムのブレンド系においては
、実施例１〜８に見られるように、転がり抵抗性とウェ
ットスキッド抵抗性を５ＢＲ１５０２よりも高いレベル
に保ちながら、アイススキッド抵抗性が著しく改良され
ていることがわかる。ただし、ブレンド系でもＳＢＲ１
〜４を用いた場合（比較例１１〜１４）あるいは、ブレ
ンド比が一方に片寄っている場合（比較例１５．１６）
にはウェットスキット抵抗とフイススキット抵抗のいず
れかが劣り。

満足できるゴム組成物とは言えない。

とくに、実施例７と８は、スチレン−ブタジエン共重合
体鎖の末端に、前記の（１）式の原子団を有する共重合
体を用いた本発明例であるが、転がり抵抗性とアイスス
キッド抵抗性との改善に一層有効であることがわかる。

実施例６と９は、比較例に比し、高い初期の引張強度と
老化後の保持率を示す、ＰＲＩが低い天然ゴムとのブレ
ンド（比較例１７．１９）は、老化後の保持率が低く、
また転がり抵抗性の悪化も避けられない、ムーニー粘度
が低い天然ゴムの場合にも（比較例１９）、引張強度が
低下し、転がり抵抗性が悪化する。一方、ムーニー粘度
が高すぎる場合（比較例１８）には、ブレンド性が悪く
、初期の引張強度が低下する。

実施例６．ｌＯは、転がり抵抗性、ウェットスキッド抵
抗性、アイススキッド抵抗性がすべて優れているが、カ
ーボンブラックの特性や量比が本発明の範囲内にない比
較例２０と２３では転がり抵抗性とアイススキッド抵抗
性が大幅に劣り、比較例２１と２２では、ウェ、ｈスキ
ッド抵抗性の改善がなされないばかりか＃摩耗性の低下
も著しく、実用的でないことがわかる。

〈発明の効果〉 以上のように１本発明によれば、これまで不可能とされ
ていた低発熱性で、低乾がり抵抗性、ウェットスキット
抵抗性、アイススキット抵抗性のすべてを満足するオー
ルシーズンタイヤ用のトレンドに好適なゴム組成物が提
供され、自動車の低燃費化と湿潤及び氷上路面での安全
な走行性能に大きく寄与できるようになった。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）結合スチレン含有量が５〜２５重量％でかつブタ
   ジエン部の１，２ビニル結合量が、４５〜８０％である
   スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）２０〜７
   ５重量部と可塑度残留率（ＰｌａｓｔｉｃｉｔｙＲｅｔ
   ｅｎｔｉｏｎＩｎｄｅｒ：ＰＲＩ）が６０％以上で、か
   つムーニー粘度［ＭＬ＿１＿＋＿４（１００℃）］が６
   ５〜８５の天然ゴム８０〜２５重量部とからなるブレン
   ドゴム１００重量部に対し、カーボンブラックを４５〜
   ７５重量部配合してなることを特徴とするタイヤトレッ
   ド用ゴム組成物。
2. （２）前記スチレン−ブタジエン共重合体（ＳＢＲ）が
   、その重合体鎖に炭素−炭素結合で結合した少なくとも
   １個の ▲数式、化学式、表等があります▼ （上式中Ｒ＿１びＲ＿２は水素あるいは置換基を表わし
   、ｍ及びｎは正の整数を表わす） で示される原子団を有する特許請求の範囲第１項に記載
   のタイヤトレッド用ゴム組成物。
3. （３）前記スチレン−ブタジエン共重合体ゴムが結合ス
   チレン含有料が５〜１８重量％でかつ、ブタジエン部の
   １，２ビニル結合量が、５５〜７５％である特許請求の
   範囲第１項または第２項に記載のタイヤトレッド用ゴム
   組成物。
4. （４）前記カーボンブラックが窒素比表面積（Ｎ＿２Ｓ
   Ａ）７０〜１２５ｍ＾２／ｇ、ジブチルフタレート吸油
   量（ＤＢＰ吸油量）９０〜１４０ｍｌ／１００ｇ、比着
   色力（Ｔｉｎｔ）が９５〜１２０の範囲にある、ファー
   ネスカーボンブラックであることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載のタイヤト
   レッド用ゴム組成物。