JPS6253013B2 - - Google Patents
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- JPS6253013B2 JPS6253013B2 JP55170647A JP17064780A JPS6253013B2 JP S6253013 B2 JPS6253013 B2 JP S6253013B2 JP 55170647 A JP55170647 A JP 55170647A JP 17064780 A JP17064780 A JP 17064780A JP S6253013 B2 JPS6253013 B2 JP S6253013B2
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B60C1/00—Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
- B60C1/0016—Compositions of the tread
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L9/00—Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
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Landscapes
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- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Description
本発明は優れた転動抵抗性能とウエツトグリツ
プ性能を備えたタイヤ用トレツドゴム組成物、特
に、３，４結合量及び極限粘度数を特定範囲に調
整した合成イソプレンゴムを包含するゴム組成物
に関する。 近年、経済性及び省資源の観点から自動車業界
では乗用車等の走行燃費の低減が強く要求されて
いるが、かかる走行燃費に寄与する一要因として
タイヤの転動抵抗がある。タイヤの転動抵抗はタ
イヤの繰り返し変形に伴うタイヤ各部のゴム、コ
ード等によるエネルギー損失に起因するもので、
特にトレツドゴムのエネルギー損失による寄与が
大きいことが知られている。したがつてトレツド
ゴムが配合の観点からタイヤの転動抵抗を低減せ
しめるには、トレツドゴムが走行中にうける各種
の繰り返し変形、即ち圧縮変形、曲げ変形、剪断
変形によるエネルギー損失を低減させる必要があ
る。これをゴムの動的粘弾性特性面からみれば圧
縮変形によるエネルギー損失については損失コン
プライアンス（E″／（Ｅ〓）２）を、曲げ、剪
断変形によるエネルギー損失については損失モジ
ユラス（E″）を減少せしめることが必要である
ことを意味する。したがつて損失コンプライアン
ス、損失モジユラスの値が一般に低い天然ゴム、
合成シスイソプレンゴム等が転動抵抗性能では有
利である。しかしながらこれらのゴムは乗用車等
のタイヤにおいて最重要性能である湿潤路面上の
摩擦性能（以下ウエツトグリツプ性能という）が
劣る欠点がある。そこで発明者らは合成シスイソ
プレンゴム（又は天然ゴム）の優れた特性を維持
しつつ、前記ウエツトグリツプ性能を向上させる
為、ポリマーのミクロ構造の面から鋭意研究を続
けた結果、３，４結合量、極限粘度数が特定範囲
の合成イソプレンゴムについて、優れた特性が得
られることが判り本発明に至つた。 本発明は３，４結合を少なくとも15％を有し、
30℃トルエン溶液中での極限粘度数〔η〕が少な
くとも2.0である合成イソプレンゴムをゴム成分
として包含するタイヤ用トレツドゴム組成物であ
る。 本発明に用いられる３，４結合を少なくとも15
％を有する合成イソプレンゴム（以下３，４イソ
プレンゴムという）はアルカリ金属化合物、例え
ばナトリウム、カリウムあるいはそれらの有機金
属化合物を重合触媒としてイソプレン単量体を溶
液重合することにより得られる。 尚前記重合触媒としてリチウムあるいは有機リ
チウム化合物とエーテルや第三級アミン等のルイ
ス塩基とを組合せた触媒系を用いることもでき、
この場合リチウムあるいは有機リチウム化合物に
対するルイス塩基化合物の添加量の割合が増すと
ともに３，４結合の含有量が増加する為、両者の
割合を変えることによつて重合体の３，４結合量
を制御できる。本発明の３，４イソプレンゴムは
通常の溶液重合と同様にヘキサン、ヘプタン、シ
クロヘキサン、ベンゼン等の炭化水素溶剤を重合
溶媒として用いる。又重合温度は通常の溶液重合
に用いられる温度領域において任意に選定し得る
が、この場合重合温度の上昇とともに重合体中の
３，４結合含有量は減少する傾向にある。したが
つて重合体中の３，４結合の制御は前述の二成分
系触媒における添加比率と重合温度を適宜調整す
ることにより行なうことができる。 ここで本発明で用いられる３，４イソプレンゴ
ムは３，４結合を少なくとも15％有することが必
要である。３，４結合が15％より少ない場合ウエ
ツトグリツプ性能の改善は望めない。３，４結合
量の増加とともにウエツトグリツプ性能は向上す
るが耐摩耗性は逆に低下していく為、両特性のバ
ランスを考慮して３，４結合量が特に25％〜50％
の範囲が望ましい。更に３，４イソプレンゴムの
30℃のトルエン溶液中における極限粘度数〔η〕
は少なくとも2.0を有することが必要である。
３，４イソプレンゴムを含むゴム組成物のエネル
ギー損失、即ち損失コンプライアンスE″／（Ｅ
〓）２及び損失モジユラスE″は３，４イソプレ
ンゴムの分子量、即ち30℃トルエン溶液中での極
限粘度〔η〕に依存し、分子量が大きい程、つま
り極限粘度数が大きい程エネルギー損失は小さく
なる。極限粘度数が2.0の場合天然ゴムと同程度
のエネルギー損失となる。ゴムの加工性を考慮す
れば極限粘度数は4.0未満であることが望まし
く、特に2.5〜3.5の範囲のものが好適に使用され
うる。尚極限粘度数の増加とともに耐摩耗性は向
上するがウエツトグリツプ性能にはほとんど影響
しない。 尚本発明では前記３，４イソプレンゴムを単独
で用いられることは勿論のこと、天然ゴム、合成
シスイソプレンゴム、スチレン―ブタジエンゴ
ム、ブタジエンゴム等その他のゴム成分の１種又
は２種以上の混合物としても用いることができ
る。更に本発明のゴム組成物はトレツドゴム配合
で通常用いられる充填剤、軟化剤、老化防止剤、
加硫剤等が配合される。 然して本発明のトレツドゴム組成物は二律背反
する転動抵抗性能とウエツトグリツプ性能の両特
性を同時に満足しうるものであり、しかも耐摩耗
性能も従来のトレツドゴム程度の性能を維持する
ものである。本発明のトレツドゴム組成物は最近
特に低燃費化の要求の高い乗用車用ラジアルタイ
ヤをはじめライトトラツク、大型トラツク、バス
等あらゆる種類の車両用タイヤに採用されうる。 以下実施例により本発明を説明する。 実施例 １ 第１表に種々のトレツドゴム組成物を作成し、
粘弾性特性、転動抵抗指数、ウエツトグリツプ指
数及び摩耗指数を測定した。尚第１表に示した組
成物の配合内容はいずれも第２表に示すとおりで
ある。 ここで粘弾性特性は岩本製作所製粘弾性スペク
トロメータを使用して試験片で幅４mm、長さ30
mm、厚さ２mmのものを初期歪10％、周波数10Hz、
振幅2.0％、温度70℃の条件下で測定した。 またタイヤの転動抵抗指数はトレツドゴムのエ
ネルギー損失による寄与が約半分近くを占め、特
にトレツドゴムについては一般走行の場合全エネ
ルギー損失のうち約75％が損失モジユラス
（E″）に、約25％が損失コンプライアンス（E″／
（Ｅ〓）２）に関係づけられることから転動抵抗
性能を表わす指数として下記の式により指数化し
これを転動抵抗指数として示した。 転動抵抗指数＝75×比較ゴムの損失モジユラス／基準ゴムの損失モジユラス＋25×比較ゴムの損失コンプライアン
ス／基準ゴムの損失コンプライアンス ここで基準ゴムとして比較例１の配合を採用し
た。転動抵抗指数の値が小さい程、転動抵抗性能
が優れていることを示す。 次にウエツトグリツプ指数はポータブルスキツ
ドレジスタンステスターを使用し湿潤路面上の摩
擦抵抗を測定し、比較例１の配合を基準としその
相対値として示した。ウエツトグリツプ指数の値
が大きい程ウエツトグリツプ性能が優れているこ
とを示す。 更に摩耗指数はピコ摩耗試験機を用いて測定し
た。前記の測定と同様に比較例１の配合を基準と
して荷重4.5Kgｆ、回転数60rpmで一方向20回転
づつ交互に80回転行なつて摩耗量の相対値で示し
た。摩耗指数の値が大きい程耐摩耗性能に優れて
いることを示す。 第１表において比較例１は従来一般に用いられ
ていた乗用車用ラジアルタイヤの配合例でウエツ
トグリツプ性能の優れたものの代表例を示す。ま
た比較例２はウエツトグリツプ性能の低下をでき
るだけおさえて転動抵抗性能の大幅な低減を図つ
た代表的配合例を、また比較例３は従来転動抵抗
性能の最も優れた天然ゴム配合を、比較例４はブ
タジエンゴムを用いた場合の一般的配合例をそれ
ぞれ示す。 第１表から明らかな如く本発明の実施例は転動
抵抗性能が従来最も優れた配合である比較例３と
同等以上の値を示してきわめて優れた転動抵抗性
能を示すとともにウエツトグリツプ性能は従来の
配合では全くなし得なかつた非常に高い水準を有
していることが判る。更に摩耗指数も従来の一般
配合である比較例１及び２と同等の
プ性能を備えたタイヤ用トレツドゴム組成物、特
に、３，４結合量及び極限粘度数を特定範囲に調
整した合成イソプレンゴムを包含するゴム組成物
に関する。 近年、経済性及び省資源の観点から自動車業界
では乗用車等の走行燃費の低減が強く要求されて
いるが、かかる走行燃費に寄与する一要因として
タイヤの転動抵抗がある。タイヤの転動抵抗はタ
イヤの繰り返し変形に伴うタイヤ各部のゴム、コ
ード等によるエネルギー損失に起因するもので、
特にトレツドゴムのエネルギー損失による寄与が
大きいことが知られている。したがつてトレツド
ゴムが配合の観点からタイヤの転動抵抗を低減せ
しめるには、トレツドゴムが走行中にうける各種
の繰り返し変形、即ち圧縮変形、曲げ変形、剪断
変形によるエネルギー損失を低減させる必要があ
る。これをゴムの動的粘弾性特性面からみれば圧
縮変形によるエネルギー損失については損失コン
プライアンス（E″／（Ｅ〓）２）を、曲げ、剪
断変形によるエネルギー損失については損失モジ
ユラス（E″）を減少せしめることが必要である
ことを意味する。したがつて損失コンプライアン
ス、損失モジユラスの値が一般に低い天然ゴム、
合成シスイソプレンゴム等が転動抵抗性能では有
利である。しかしながらこれらのゴムは乗用車等
のタイヤにおいて最重要性能である湿潤路面上の
摩擦性能（以下ウエツトグリツプ性能という）が
劣る欠点がある。そこで発明者らは合成シスイソ
プレンゴム（又は天然ゴム）の優れた特性を維持
しつつ、前記ウエツトグリツプ性能を向上させる
為、ポリマーのミクロ構造の面から鋭意研究を続
けた結果、３，４結合量、極限粘度数が特定範囲
の合成イソプレンゴムについて、優れた特性が得
られることが判り本発明に至つた。 本発明は３，４結合を少なくとも15％を有し、
30℃トルエン溶液中での極限粘度数〔η〕が少な
くとも2.0である合成イソプレンゴムをゴム成分
として包含するタイヤ用トレツドゴム組成物であ
る。 本発明に用いられる３，４結合を少なくとも15
％を有する合成イソプレンゴム（以下３，４イソ
プレンゴムという）はアルカリ金属化合物、例え
ばナトリウム、カリウムあるいはそれらの有機金
属化合物を重合触媒としてイソプレン単量体を溶
液重合することにより得られる。 尚前記重合触媒としてリチウムあるいは有機リ
チウム化合物とエーテルや第三級アミン等のルイ
ス塩基とを組合せた触媒系を用いることもでき、
この場合リチウムあるいは有機リチウム化合物に
対するルイス塩基化合物の添加量の割合が増すと
ともに３，４結合の含有量が増加する為、両者の
割合を変えることによつて重合体の３，４結合量
を制御できる。本発明の３，４イソプレンゴムは
通常の溶液重合と同様にヘキサン、ヘプタン、シ
クロヘキサン、ベンゼン等の炭化水素溶剤を重合
溶媒として用いる。又重合温度は通常の溶液重合
に用いられる温度領域において任意に選定し得る
が、この場合重合温度の上昇とともに重合体中の
３，４結合含有量は減少する傾向にある。したが
つて重合体中の３，４結合の制御は前述の二成分
系触媒における添加比率と重合温度を適宜調整す
ることにより行なうことができる。 ここで本発明で用いられる３，４イソプレンゴ
ムは３，４結合を少なくとも15％有することが必
要である。３，４結合が15％より少ない場合ウエ
ツトグリツプ性能の改善は望めない。３，４結合
量の増加とともにウエツトグリツプ性能は向上す
るが耐摩耗性は逆に低下していく為、両特性のバ
ランスを考慮して３，４結合量が特に25％〜50％
の範囲が望ましい。更に３，４イソプレンゴムの
30℃のトルエン溶液中における極限粘度数〔η〕
は少なくとも2.0を有することが必要である。
３，４イソプレンゴムを含むゴム組成物のエネル
ギー損失、即ち損失コンプライアンスE″／（Ｅ
〓）２及び損失モジユラスE″は３，４イソプレ
ンゴムの分子量、即ち30℃トルエン溶液中での極
限粘度〔η〕に依存し、分子量が大きい程、つま
り極限粘度数が大きい程エネルギー損失は小さく
なる。極限粘度数が2.0の場合天然ゴムと同程度
のエネルギー損失となる。ゴムの加工性を考慮す
れば極限粘度数は4.0未満であることが望まし
く、特に2.5〜3.5の範囲のものが好適に使用され
うる。尚極限粘度数の増加とともに耐摩耗性は向
上するがウエツトグリツプ性能にはほとんど影響
しない。 尚本発明では前記３，４イソプレンゴムを単独
で用いられることは勿論のこと、天然ゴム、合成
シスイソプレンゴム、スチレン―ブタジエンゴ
ム、ブタジエンゴム等その他のゴム成分の１種又
は２種以上の混合物としても用いることができ
る。更に本発明のゴム組成物はトレツドゴム配合
で通常用いられる充填剤、軟化剤、老化防止剤、
加硫剤等が配合される。 然して本発明のトレツドゴム組成物は二律背反
する転動抵抗性能とウエツトグリツプ性能の両特
性を同時に満足しうるものであり、しかも耐摩耗
性能も従来のトレツドゴム程度の性能を維持する
ものである。本発明のトレツドゴム組成物は最近
特に低燃費化の要求の高い乗用車用ラジアルタイ
ヤをはじめライトトラツク、大型トラツク、バス
等あらゆる種類の車両用タイヤに採用されうる。 以下実施例により本発明を説明する。 実施例 １ 第１表に種々のトレツドゴム組成物を作成し、
粘弾性特性、転動抵抗指数、ウエツトグリツプ指
数及び摩耗指数を測定した。尚第１表に示した組
成物の配合内容はいずれも第２表に示すとおりで
ある。 ここで粘弾性特性は岩本製作所製粘弾性スペク
トロメータを使用して試験片で幅４mm、長さ30
mm、厚さ２mmのものを初期歪10％、周波数10Hz、
振幅2.0％、温度70℃の条件下で測定した。 またタイヤの転動抵抗指数はトレツドゴムのエ
ネルギー損失による寄与が約半分近くを占め、特
にトレツドゴムについては一般走行の場合全エネ
ルギー損失のうち約75％が損失モジユラス
（E″）に、約25％が損失コンプライアンス（E″／
（Ｅ〓）２）に関係づけられることから転動抵抗
性能を表わす指数として下記の式により指数化し
これを転動抵抗指数として示した。 転動抵抗指数＝75×比較ゴムの損失モジユラス／基準ゴムの損失モジユラス＋25×比較ゴムの損失コンプライアン
ス／基準ゴムの損失コンプライアンス ここで基準ゴムとして比較例１の配合を採用し
た。転動抵抗指数の値が小さい程、転動抵抗性能
が優れていることを示す。 次にウエツトグリツプ指数はポータブルスキツ
ドレジスタンステスターを使用し湿潤路面上の摩
擦抵抗を測定し、比較例１の配合を基準としその
相対値として示した。ウエツトグリツプ指数の値
が大きい程ウエツトグリツプ性能が優れているこ
とを示す。 更に摩耗指数はピコ摩耗試験機を用いて測定し
た。前記の測定と同様に比較例１の配合を基準と
して荷重4.5Kgｆ、回転数60rpmで一方向20回転
づつ交互に80回転行なつて摩耗量の相対値で示し
た。摩耗指数の値が大きい程耐摩耗性能に優れて
いることを示す。 第１表において比較例１は従来一般に用いられ
ていた乗用車用ラジアルタイヤの配合例でウエツ
トグリツプ性能の優れたものの代表例を示す。ま
た比較例２はウエツトグリツプ性能の低下をでき
るだけおさえて転動抵抗性能の大幅な低減を図つ
た代表的配合例を、また比較例３は従来転動抵抗
性能の最も優れた天然ゴム配合を、比較例４はブ
タジエンゴムを用いた場合の一般的配合例をそれ
ぞれ示す。 第１表から明らかな如く本発明の実施例は転動
抵抗性能が従来最も優れた配合である比較例３と
同等以上の値を示してきわめて優れた転動抵抗性
能を示すとともにウエツトグリツプ性能は従来の
配合では全くなし得なかつた非常に高い水準を有
していることが判る。更に摩耗指数も従来の一般
配合である比較例１及び２と同等の
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
チアジル スルフエンアミド
値を有しておりトレツドゴムとして好適に採用し
うることを示している。
値を有しておりトレツドゴムとして好適に採用し
うることを示している。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ３，４結合を少なくとも15％を有し、30℃ト
ルエン溶液中での極限粘度数〔η〕が少なくとも
2.0である合成イソプレンゴムをゴム成分として
包含するタイヤ用トレツドゴム組成物。 ２ ３，４結合が25％以上で50％未満である合成
イソプレンゴムを成分として包含する特許請求の
範囲第１項記載のタイヤ用トレツドゴム組成物。 ３ 30℃トルエン溶液中での極限粘度数〔η〕が
2.5以上、4.0未満である合成イソプレンゴムをゴ
ム成分として包含する特許請求の範囲第１項及び
第２項記載のタイヤトレツド用ゴム組成物。
Priority Applications (4)
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| JP55170647A JPS5794028A (en) | 1980-12-02 | 1980-12-02 | Rubber composition for tire tread |
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Applications Claiming Priority (1)
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