JPS61133246A - 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〉 本発明は転勤抵抗が低く、湿潤路面での摩擦抵抗（ウェ
ットスキッド）を損なうことなく、氷上摩擦抵抗（アイ
ススキッド）を大幅に改良したタイヤトレッド用ゴム組
成物に関する。

〈従来技術〉 近年自動車の低燃費性の要求と、走行安全性の要求から
、タイヤトレッド用ゴムとして、転勤抵抗が小さく湿潤
路面での摩擦抵抗（ウェットスキッド抵抗）の大きいゴ
ム材料が強く望まれるようになってきた、しかしこれら
特性は二律背反の特性であり、これら両特性をともに満
足させることは非常に困難であった。

そこで、従来は、この二律背反の問題を解決するため、
湿潤路面の摩擦抵抗（ウェットスキッド抵抗）の優れた
スチレン−ブタジェンゴムを主体として、転勤抵抗性の
優れた天然ゴムやブタジェンゴム等を配合して、転勤抵
抗性の改善を図っているが、かかる方法では何れか一方
の特性を犠牲にすることは避けられなかった。

しかし、その後、従来湿潤路面での摩擦抵抗性が悪いと
され、多量配合され得なかったブタジェンゴムがポリマ
ー構造面から改良され、このブタジェンゴムを用いるこ
とで、湿潤路面の摩擦抵抗性の最も優れたスチレン−ブ
タジェンゴム配合と同等程度の性能を維持し、且つ、タ
イヤ転勤抵抗を大幅に低減したタイヤ用ゴム組成物が発
表されている。（特開昭５６−１２７８５１号、同５６
−１２７６５２号、同５５−１０４３４３号１回５６−
１０６９３７号等）この様なゴム組成物は近年の低燃費
タイヤ用のトレッドゴム組成物としては好適であった。

しかし、最近の自動車技術の進歩は著しく、四輪駆動型
の乗用車の普及に伴ない、自動車タイヤに対する要求も
、従来の低燃費性とウェットスキッド抵抗性に加えるに
、水上摩擦抵抗（アイススキッド抵抗）や雪上摩擦抵抗
が非常に重要な特性となってきた。即ち最近のタイヤの
中には、温暖地域で通常使用する低燃費タイヤと、寒冷
な積雪地域で通常使用するスノータイヤの両性能を兼ね
備えた全天候型の所謂オールシーズンタイヤが要求され
出した。

雪上摩擦抵抗はトレッドパターンで改良することが可能
であるが、氷上摩擦抵抗は、ゴム材料の粘弾性的な特性
に大きく影響されることが知られている０以上のような
理由から、最新のトレッドゴム材料は転勤抵抗性、ウェ
ットスキッド抵抗に加えるに、氷上摩擦抵抗が重要な特
性となってきた。

従来のスチレン−ブタジェンゴムに低温特性の良いブタ
ジェンゴムを配合する系は、重速した様に、転勤抵抗性
は改善されるが、ウェー／　）スキッド抵抗が恵化して
しまう、また、最近着目されている高ビニルブタジェン
ゴムはこれらの三特性を満足するのに有効なゴムである
が、従来のスチレン−ブタジェンゴムとのブレンド系で
は、アイススキット４Ｎ、抗が悪く、最新のオールシー
ズンタイヤ用ゴム材料としては実用に供せるレベルに達
していない。

〈発明の目的〉 本発明の目的は、特定の高ビニルブタジェンゴム又は俄
質高ビニルブタジェンゴムと、特定の天然ゴム、あるい
は合成インプレンゴムを配合することで、従来のゴム配
合技術では達成し得なかった転勤抵抗が小さく、ウェッ
トスキッド抵抗とアイススキッド抵抗が共に優れ、特に
オールシーズン用として利用されるタイヤ用トレッドゴ
ム組成物を提供するものである。

〈発明の具体的構成〉 本発明は、１．２ビニル結合を６０％以上有するゲタジ
エンゴム、又は、下記一般式 （式中、Ｒ，およびＲ２は水素又は置換基を表し、ｍお
よびｎは正の整数を表す） で示される原子団の少なくとも１個を炭素−炭素結合で
、分子鎖に結合させ、ｌ、２ビニル結合を６０％以上有
する改質されたブタジェンゴムを３０〜７Ｏｉｔ量部と
天然ゴム又は合成インプレンゴムを７０〜３０重量部か
らなるブレンドゴムとカーボンブラックを配合してなる
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、前記天然ゴムのムーニー粘度（ＭＬ１ヤａ　　
１００℃）が６５〜８５の範囲にあり、可塑度残留指数
が６０以上であることが好ましい。

また、前記カーボンブラックのよう素吸着量が７０〜１
１０ｍｇ／ｇ、窒素比表面積が７０〜ｌ　Ｌ　Ｏｒｎ’
／ｇ−Ｃ’、　ＤＢＰ吸油量が９０〜１４０ｄ／ｌｏｏ
ｇ、比着色力が９０〜１２０の範囲にあることが良い。

本発明に用いられる高ビニルブタジェンゴムはそのミク
ロ構造中、１，２ビニル結合を少なくとも６０％以上、
好ましくは７０％以上有していることが必要である。ｌ
、２ビニル結合が６０％未満では、ウェットスキット抵
抗とアイススキッド抵抗の改善が望めない、尚、本発明
に使用されるｉｉＩ記高ヒニルブタジエンゴムは、米国
特許第３３０１８４０号に記載されている方法、すなわ
ち、１．３−ブタジェンをヘンイン、ンクロヘキサンの
ような炭化水素溶媒中で、有機リチウム化合物を重合触
媒として　１．２−結合単位調整剤としてエーテル、ア
ミンなどの極性化合物の共存下で、−８０〜１５０℃の
温度範囲で重合して得られる。

ゴム組成物中の１．２ビニル結合単位の含量は構造同定
で通常用いられる赤外分光分析法によって決定する（　
Ｌ、Ｈａｍｐｔｏｎ、Ａｎａｌ！ｔｉｃａｌ　Ｃｈｅｗ
、　２１９２３頁１９４９等）。

改質されたブタジェンゴム、すなわち改質高ビニルブタ
ジェンゴムは特開昭５９−１１７５１４号で開示されて
いる方法で、製造することができる。即ち、上記の重合
条件で１．３−ブタジェンを重合し、重合反応が完了し
た後、下記構造式の（ただし、（１）式中Ｒ，およびＲ
２は水素又は置換基を表し、ｍおよびｎは正の整数を表
す）ベンゾフェノン誘導体をこのブタジェンゴム溶液に
添加することで製造される。

置換基Ｒ１およびＲ２は同じであっても異っていても良
い炭素数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７基、アルキルアミノ基、ハロゲン基
、水素等である。とくに極性基を有するものが好ましく
、アミノ基、アルキルアミノ基を有するベンゾフェノン
が好ましい。

以上の高ビニルブタジェンゴム又は改質高ビニルブタジ
ェンゴムとブレンドする天然ゴムは、そ　　　　　　　
　　　、の配合割合が３０〜７０！ｉ量部の場合に、ウ
ェットスキット抵抗を損なうことなくアイススキット抵
抗を改善する。３０ｒｆｔ、１部より少ない場合には、
アイススキット抵抗の改善効果が小さい、また、７０＠
嬌部を超えるとフイスス％−、ド抵抗は向とするが、ウ
ェットスキット抵抗が悪化してしまう。

また、１．２ビニル結合が６０％未満では、天然ゴム又
は合成インプレンゴムとブレンドした場合に、ウェット
スキッド抵抗が低い、従って。

１．２ビニル結合が６０％以上あることが必要である。

また、高ビニル又は改質高ビニルブタジェンゴムにブレ
ンドする天然ゴムはムーニー粘度が６５〜８５の間にあ
ることが好ましく、６５未満では破壊特性、特に引張り
強さが低くなる。また。

８５を超えると高ビニルブタジェンゴムとのブレンド性
が悪くなるため、やはり引張り強さが低くなってしまう
、さらに、可塑度残留指数（ＰＲ工）が６０以上である
ことが必要であり、６０未満だと老化物性が悪化し問題
である。

使用スるカーボンブラックはよう素吸着量が７０〜１１
０■ｇ／ｇ、窒素比表面積が同じ（７０〜１ｌＯｒｎ’
／ｇ、ＤＢＰ吸油量が９０〜１４０ｄ／ｌｏｎｇ、比着
色力が９０〜１２０の間にあるファーネスブラックが必
要である。これらのカーボンブラック特性が規定範囲よ
り小さい場合には、転勤抵抗性は良好であるが、耐摩耗
性が悪く実用に供せるレベルではない、また規定範囲を
越える場合には、混合加工性が悪く、問題となるばかり
でなく１反発弾性が低下してしまい、即ち、転勤抵抗が
悪化してしまう。

ゴム組成物中へのカーボンブラックの配合量は、ゴム１
００重量部に対して４０〜７０重量部がよい、その理由
は、カーボンブラックの配合量が４０ｉ量部未満では、
耐摩耗性が悪くなると同時に、ダイスウェルが大きくな
り押出性が悪くなり、また７０ｆｆｉ量部をこえると、
耐摩耗性は良くなるものの１反発弾性が小さくなり、発
熱が大きくなるためである。

更に、本発明のゴム組成物は１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、老化防止
剤、オイル等を含んでいてもかまわない。

〈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−ブタジェン共重
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
、　Ｎ　２　ＳＡがＡＳＴＭ　　０３０３７．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。

（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ない、路面は、セー
フティーウオーク（３Ｍ社製）を使用し１Ｍ留水にて湿
潤させ２５℃雰囲気中で測定した。５ＢＲ１５０２を１
００とじた時の指数表示を表わす。

（アイススキッド抵抗）　ブリティッシュポータプルス
キットテスターを用い、−８℃の条件にて測定を行った
。蒸留水を用い厚さ２■■の平滑な氷結路面を作成し測
定した。５ＢＲ１５０２を１００とした時の指数で表わ
す。

（破壊強度）　　ＪＩＳ　　Ｋ８３０１に準じた。

実施例１ 第１表に示す配合処方のうち促進剤ＣＢＳと硫黄以外の
ゴムと配合剤を実験室用のＢ型バンバリーミキサ−で混
線後、８インチロールミルで促進剤ＣＢＳと硫黄を加え
ゴム組成物を得た０次いで、この組成物をプレスで、１
６０℃で２０分間加硫して試験用サンプルを作製し、引
張り特性。

反発弾性、ウェットスキッド抵抗、アイススキッド抵抗
を測定しその結果を第１表、第２表に示した。

実施例２ 実施例１の天然ゴムを６種類変更し、実施例１と同様な
混練方法、加硫方法でサンプルを作製し、加硫物の引張
り特性と老化特性を測定し、表３に示した。

実施例３ 実施例１のカーボンブラックＮ３３９の代りに、ＨＡＦ
　、ＳＡＦ　、ＦＥＦを用いて、加硫物の物性を測定し
た結果を第４表に示す。

山Ｎ１ｐｏｌ　　Ｉ　５０２ ・２＋Ｎ１ｐｏｌ　　ｌ　２２０　（１、２ビニル結合
＝１％）・Ｊジエン３５（１，２ビニル結合＝１２％）
　・４）４＋ｌ、２ビニル結合５１％（試作品）・ｇ＋
１．２ビニル結合＝７１％ ＋６１１　、２ビニル結合＝７１％ 変性剤としては本文式中Ｒ，Ｒ２がエチルアミノ＆、ｎ
＝ｍ＝１のペンゾフェノンヲ使用■Ｔ　Ｔ　Ｒ２０（Ｍ
　Ｌ　＋　＋　４　１００　＝　７８ＰＲＩ＝８１） ｉｌｌ　Ｎ−シクロへキンルー２−ヘンジチアジルスル
フェンアミド （口１ＪＩｓＫ６３０１ ｑ０ＪＩｓＫ６３０１ サンプル温度６０℃にて測定 （ゆブリティッシュポータプルスキッドテスターを用い
て、濡れたセフティ−ウオーク路面で測２、．５ＢＲｘ
５ｏ２をｌｏｏとし−ｃＷｔｔｊｔ表示・］）ブブリテ
ィッシュポータプルスキッドテスタを用い、−８°Ｃの
表面平滑な水上で測定、５ＢＲ１５０２を１００として
指数表示。

注（ＤジーストＫＨ ■ジーストＮ （コ）ジースト９ ■ジーストＳ。

（すＪＩＳ　　Ｋ６２２１に従って測定（比着色力はＩ
ＲＢ＃３対比） ■ＡＳＴＭＤ−３０３７により測定 ■ＡＳＴＭＤ−２２２８により測定 実施例１を１００とし、指数が高い方が摩耗量が少ない
ことを示し、耐摩耗性を良いことを示す。

実施例１，２．３の結果を示す表１〜表３によれば１本
発明の効果が明らかである。

すなわち１表１から、単味ポリマーでは、天然ゴム（比
較例１２）はアイススキッド抵抗は良好であるが、ウェ
ットスキッドが劣る。高ビニルブタジェンゴム（比較例
１０）は逆にウェー／　）スキッド抵抗は良好であるが
、アイススキッド抵抗が極端に悪い。

本発明例１〜５は比較例６〜１８と比較すれば明らかな
ように、天然ゴムに高ビニルブタジェンゴムをブレンド
することで、高ビニルブタジェンゴムのウェットスキッ
ド抵抗レベルに近い値を維持しながら、アイススキッド
抵抗が大幅に改良される。この現象は、他の比較例から
分るように。

天然ゴムに高シスブタジェンゴムをブレンド（比較例１
８）しても、また、ＳＢＲに高ビニルブタジェンゴムを
ブレンド（比較例１４）しても現われない、これは高ビ
ニルブタジェンゴムと天然ゴムブレンドの系（本発明）
に特異な現象である。

また本発明サンプル１〜５は５ＢＲ１５０２と同等以上
の反発弾性を示し、転勤抵抗性も優れている。

表２によれば、／を発明サンプル１，１９．２０は比較
例に比し、高い初期引張り強さと老化後の保持率を示す
、天然ゴムのムーニー粘度が高過ぎる（比較例２３）と
、たとえ、天然ゴムが高品位品でもブレンド性が悪く引
張り強さが出ない、また、可塑度残留指数（ＰＲＩ）の
低い天然ゴムをブレンドする（比較例２２．２４）と、
老化後の物性低下が大きく、実際のタイヤへの適用は難
しい。

表３によれば、カーボンブラックＮ３３９とＨＡＦは反
発弾性が高く（本発明Ｎｏｌ、２５）、低燃費タイヤト
レッド用に好適である。一方、比較例に示す５ＡＦ（比
較例２６）は耐摩耗性はＮ３３９よりも良好であるが、
反発弾性がＮ３３９′よりも７ポイントも低く、本発明
用のカーポンプラックとしては不適である。また、比較
例のＦＥＦ（比較例２７）は反発弾性はＮ３３９よりも
９ポイントも高く転勤抵抗性は良好であるが、耐摩耗性
がＮ３３９の６０％程度にまで低下し、実用に併せるレ
ベルに達していない。

〈発明の効果〉 以上の構成から成る本発明のタイヤトレッド用ゴム組成
物は、低発熱で、即ち、転勤抵抗が小さり、、其つ、ウ
ェットスキッド抵抗が優れ耐摩耗性も良好で、更にアイ
ススキッド抵抗が改良され。

タイヤ製造時の混線工程の変動も少なく、これら性能が
安定して得られるタイヤトレッド用ゴム組成物であり、
とくにオールシーズン用タイヤトレッドゴム材料として
好適に利用される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）１，２ビニル結合を６０％以上有するブタジエンゴ
   ム、又は、下記一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （式中、Ｒ＿１およびＲ＿２は水素又は置換基を表し、
   ｍおよびｎは正の整数を表す） で示される原子団の少なくとも１個を炭素−炭素結合で
   、分子鎖に結合させ、１，２ビニル結合を６０％以上有
   する改質されたブタジエンゴムを３０〜７０重量部と天
   然ゴム又は合成イソプレンゴムを７０〜３０重量部から
   なるブレンドゴムとカーボンブラックを配合してなるこ
   とを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物。 ２）前記天然ゴムのムーニー粘度（ＭＬ＿１＿＋＿４１
   ００℃）が６５〜８５の範囲にあり、可塑度残留指数（
   ＰＲＩ）が６０以上であ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）前記カーボンブラックは、そのよう素吸着量が７０
   〜１１０ｍｇ／ｇ、窒素比表面積（Ｎ＿２ＳＡ）が７０
   〜１１０ｍ＾２／ｇで、ジブチルフタレート吸油量（Ｄ
   ＢＰ吸油量）が９０〜１４０ｍｌ／１００ｇ、比着色力
   （Ｔｉｎｔ）が９０〜１２０の範囲にあることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項又は第２項に記載のタイヤト
   レッド用ゴム組成物。