JPS6312646A

JPS6312646A - タイヤトレッド用ゴム組成物

Info

Publication number: JPS6312646A
Application number: JP15612886A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Kikuchi; 菊地　也寸志; Kazuyoshi Kayama; 和義加山; Atsushi Shimada; 淳島田; Akio Ueda; 上田　明男; Kohei Kasai; 笠井　浩平
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd; Nippon Zeon Co Ltd
Current assignee: Zeon Corp; Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 1986-07-04
Filing date: 1986-07-04
Publication date: 1988-01-20
Anticipated expiration: 2011-08-28
Also published as: JP2528284B2

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】〔発明の技術分野〕本発明は、高反撥弾性でヒステリシスロスが著しく低減
されたゴム組成物に関する。詳しくは、カルボキシル基
を含有するポリブタジェンゴムと天然ゴムおよび／又は
ポリイソプレンゴムとのブレンドゴムからなる組成物に
関するものである。

〔従来技術〕

最近、自動車の低燃費指向により、タイヤの転勤抵抗の
低減が非常に強（要望されている。

とりわけ、タイヤの各パーツの中で、トレッド部はタイ
ヤの転勤抵抗の約５０％近くを占めるといわれており、
したがってトレッド用ゴム材料のヒステリシスロスを低
減させることが強く望まれている。

ヒステリシスロスを少なくするということは、タイヤの
回転に伴う繰り返し変形によって生ずる発熱等のエネル
ギー損失を少なくするということであり、一般には、ゴ
ムの材料試験としては反撥弾性のような動的損失特性を
目安として評価することができる。しかも、この反撥弾
性も車の走行状態を考慮すると５０〜７０℃の温度で評
価される必要があるので、この温度付近で高い反ｔａ弾
性を示すゴム材料が望まれている。

従来、高反撥弾性のゴム材料を得る方法としては、原料
ゴムにガラス転移点の低いシスポリブタジェンゴムや天
然ゴムあるいはそれらのブレンドゴムを主として用い、
また、粒子径の大きなカーボンブラックを使用して、か
つカーボンブランクの配合量を少なくすることなどが一
最に行なわれてきている。

しかしながら、原料ゴムにシスポリブタジェンゴムを用
いるとウェットスキッド抵抗性が大幅に低下し、タイヤ
の走行安全性の点で好ましくない。また、天然ゴムを用
いた場合には耐摩耗性の低下が著しく、経済性の点では
十分満足できるものではない、さらに、シスポリブタジ
ェンゴムあるいは天然ゴムは、既存のゴム、エラストマ
ーの中で反ｔａ弾性が最も高い部類に属するものである
が、最近のタイヤに要求される低転勤抵抗のレベルを満
たすには十分なものではない。また、シスポリブタジェ
ンゴムと天然ゴムのブレンドゴムは、上記の単味のゴム
の欠点を補うためによく用いられるが、反撥弾性は単味
ゴムのレベルをこえるものでない、このブレンドゴム並
のウェットスキッド抵抗と耐摩耗性を有しながらシスポ
リブタジェンゴムあるいは天然ゴム単味よりも高い反撥
弾性を示すゴムは、これまでほとんど見つかっていない
。

一方、粒子径の大きなカーボンブランクの使用や、カー
ボンブラックの配合量を減らすことは、高い反撥弾性が
得られる反面、引張強度、引裂抵抗、耐摩耗性などの物
性を低下させるので、必ずしも満足できる方法ではない
。

（発明の目的）本発明は、高反撥弾性で、ヒステリシスロスが著しく低
減されたゴム組成物を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

このため、本発明は、天然ゴムおよび／又はポリイソプ
レンゴム２０〜８０重量部と、シス含量が１０％以上、
ムーニー粘度（ＭＬ　、　、、、１００℃）が２０以上
でカルボキシル基をゴム１００ｇあたり０．１□　モル
以下含有するポリブタジェンゴム８０〜２０重量部とか
らなる原料ゴム１００重量部に対し、カーボンブランク
を３０〜１００　！ｉ量郡部配合たことを特徴とするゴ
ム組成物を要旨とするものである。

以下、本発明の構成について詳しく説明する。

カルボキシル基を含有するポリブタジェンゴムは、該ゴ
ムの炭素原子に直接カルボキシル基が結合したもの及び
他の原子団を介してカルボキシル基が該ゴムに結合した
ものが含まれる。

前者の例としてはリチウム等のアルカリ金属基材触媒を
用いてリビングポリブタジェンゴムを形成せしめ、炭酸
ガス等と反応させて得られる分子鎖末端にカルボキシル
基が結合したポリブタジェンゴムが挙げられる。後者の
例としては特開昭５１−１１１２９１号公報などに開示
の石油樹脂や液状ジエン系オリゴマーにマレイン酸、フ
マル酸あるいはこれらの無水物などの不飽和ジカルボン
酸及びこの無水物をディールス・アルダ−反応により付
加させる方法でポリブタ、ジエンゴムにカルボキシル基
を結合させたもの、特公昭４２−１３５４３号公報や特
開昭５３’６５３８７号公報などに開示のメルカプト基
の付加反応によりチオグリコール酸、メルカプトコハク
酸及びこのモノエステル、メルカプト安息香酸などのメ
ルカプトカルボン酸をポリブタジェンゴムに付加させた
もの、あるいは特開昭５９−１３１６４１号公報開示の
ルイス酸を触媒としてグリオキシル酸、ホルミル酢酸、
２−ホルミル酪酸、２−．３−又は４−カルボキシベン
ズアルデヒド、２−ホルミル桂皮酸、２−ホルミルシク
ロヘキサンカルボン酸などのカルボキシル基及びアルデ
ヒド基を有する化合物を付加させたポリブタジェンゴム
などが挙げられる。

ポリブタジェンゴムのカルボキシル基含有量は該ゴム１
００重量部当たり０．１モル以下が好ましく、更に好ま
しくは０．０５〜ｏ、ｏｏｓモルである。

０．１モルを超えると加工性が低下すると共に反撥弾性
は逆に低下し、耐摩耗性等の物性を悪化させるので好ま
しくない。

また、本発明では、ポリブタジェンゴムにカルボキシル
基が結合されていることが必要であり、ゴム組成物に単
にカルボキシル基を含む化合物を添加しただけでは目的
とする高反損弾性は得られない。

カルボキシル基含有ポリブタジェンゴムはシス含有量が
１０％以上、ムーニー粘度（？ＩＬ、。、、１００℃）
が２０以上必要であり、シス含有量が１０％未満であっ
たり、ムーニー粘度が２０未満の場合には高い反Ｉｎ弾
性が得られない。

カルボキシル基を含有するポリブタジェンゴムは、単独
では効果が小さく、天然ゴムおよび／又はポリイソプレ
ンゴムとのブレンドで使用されなければならない。天然
ゴムおよび／又はポリイソプレンゴムの使用比率は２０
〜８０重量部であり、残部がカルボキシル基含有ポリブ
タジェンゴムから構成される。これ以外の範囲では、高
い反ｔΩ弾性を得ることができない。

このようにしてなる原料ゴム１００　！ｆｆｉ部に対し
、カーボンブラックを３０〜１００重量部配合する。カ
ーボンブランクの配合量が３０重量部未満では引張強度
、耐摩耗性等の物性が低下し、また１００重量部を越え
ると反↑θ弾性の低下が著しく好ましくない。

本発明のゴム組成物を製造するに際し、カルボキシル基
含有ポリブタジェンゴムに予めカーボンブラックを１０
〜５０重量部配合し、次いで、天然ゴムおよび／又はポ
リイソプレンゴムとカーボンブラックの残部を追加し、
混練混合することにより、他の特性を変えることなく反
撥弾性のみがさらに改善され、本発明の効果をより一層
高めることが可能である。

本発明のゴム組成物は、カーボンブラ・７りの他に必要
に応じて通常配合される配合剤、例えば、酸化亜鉛、ス
テアリン酸、各種老化防止剤、ワックス、加硫促進剤、
硫黄等を適宜配合することができる。

以下に本発明を実施例により詳細に説明するが、その主
旨を越えない限り、本発明はこれらの実施例に限定され
るものではない。

なお、実施例において、シス含有量は赤外分光法（モレ
ロ法）により、ムーニー粘度はＪＩＳＫ　６３００によ
り測定された。

実施例、比較例（１）　　実施例１゜内容積５１の攪拌機付反応器に、窒素雰囲気下で沸点１
５０℃以上の炭化水素系溶媒（例：デカリン）２８５０
ｇ、シス含量が９８％のポリブタジェンゴム（品名：　
Ｎ１ｐｏｌ　ＢＲ１２２０）　１５０ｇ１ゲル化防止剤
としてナフテン酸ｉＭ（Ｃｕ　１０％）１．８ｇ、アセ
チルアセトン１．２ｇ、及び２，６−シーｔｅｒｔ−ブ
チル−４−メチルフェノール１．５ｇを仕込み、還流冷
却下で強力に攪拌しながら加熱し、１００℃になったと
きに無水マレイン酸を１．３５ｇ（ポリブタジェンゴム
に対し０．９重量％）添加した。さらに、１２０℃で５
時間反応を続けた後、加熱を止め、冷却した。マレイン
化されたポリブタジェンゴムを水酸化ナトリウム−水−
メタノール溶液で加水分解し、さらに老化防止剤を含ん
だアセトン又はメタノールで凝固させ、真空乾燥してマ
レイン酸付加ポリブタジェンゴム（試料（■））を得た
。得られたゴムのシス含量は９８％で、ムーニー粘度は
４８であった。

この試料（Ｉ）を下記の配合処決に従って混練りした後
、１６０℃で１０分加硫し、各種物性を測定した。その
結果を表１に示す。

配合■：天然ゴム（ＲＳＳ　３号）５０重量部試料（１）　　　　　　　　　５０重量部カーボンブラ
ック（ＩＩＡＦ）　　　６０重量部酸化亜鉛　　　　　
　　　　３重量部ステアリン酸　　　　　　　２重量部アロマチックオイル　　　１５重量部加硫促進剤ＴＢＢＳ”　　　　０．９重量部硫　黄　　
　　　　　　　１．５重量部ｍｌ　　Ｎ−ｔｅｒｔ−ブ
チル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド。

（２）実施例２゜実施例１と同様の方法により無水マレイン酸を２．７ｇ
（ポリブタジェンゴムに対し、１．８重量％）添加して
、試料（ｎ）を得た。実施例１と同様の配合により物性
を測定した。この結果を表１に示す。

（３）実施例３゜実施例１において試料（Ｉ）を３０重量部、天然ゴムを
７０重量部にしたときの物性を表１に示す。

（４）比較例１゜実施例１の配合において試料（１）のかわりにマレイン
酸が付加されていない通常のハイシスポリブタジェンゴ
ムを用いたときの物性を表１に示す。

（５）比較例２゜実施例１の試料０口を単独で配合した場合の物性を表１
に示す。

（６）比較例３゜比較例１で混練り時にマレイン酸を０．９重量部添加し
た場合の物性を表１に示す。

（７）実施例４゜実施例１で製造された試料（Ｉ）５０！量部に予めカー
ボンブラック（ＨＡＦ）を３０重量部混練りし、次いで
、天然ゴム５０重量部とカーボンブラック（ＩＩＡＦ）
の残部３０重量部及び他の配合剤を配合Ｉと同じになる
ように混練りした。このときの物性を表２に示す。

（本頁以下余白）表　　　２反撥弾性：　ＪＩＳ　Ｋ　６３０１に基づきリュプヶ反
撥弾性を６０℃にて測定。

ｔａｎδ　　：岩本製作所製の粘弾性スペクトロメータ
ーを用い、伸長変形で、初期歪１０％、歪率２％、振動数２Ｈｚの条件下で測定。

ウェットスキッド抵抗：　ＡＳＴＭ　Ｅ　３０３に基づ
き、プリティッシュポータブルスキンドテスターにより測定、比較例１を１００としたときの指
数を表示。

路面は３Ｍ社製セーフティーウォ− りを使用し、蒸留水で湿潤させ、２５ ℃雲囲気で測定。

耐摩耗性：　ＡＳＴＭ　Ｄ　２２２８によるピコ摩耗試
験で行い、比較例１の摩耗減量を１００として測定値の逆数で指数表示。値が大はど良好。

表１から、実施例１〜３はいずれも比較例１に比べてウ
ェットスキッド抵抗、耐摩耗性を損なうことなく高い反
↑Ω弾性を示しており、ｔａｎδも低い値を示している
ことが判る。

一方、比較例２．３のように、マレイン酸付加ポリブタ
ジェンゴムを単独で用いた場合や、マレイン酸を混練り
時に添加した場合には、本発明の効果が見られない。

また、表２の実施例４に示すように、マレイン酸付加ポ
リブタジェンゴムに予めカーボンブラックを混練りして
おくことにより、本発明の効果がさらに大きなものとな
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明により得られたゴム組成物
は、ウェットスキッド抵抗、耐摩耗性等の物性を損なう
ことなく反１０弾性を向上させ、ヒステリシスロスを低
減させることができるので、タイヤのトレッドゴムとし
て利用されるだけでなく、タイヤのサイドウオールや他
の工業用品にも好適に利用される。

Claims

【特許請求の範囲】

天然ゴムおよび／又はポリイソプレンゴム２０〜８０重
量部と、シス含量が１０％以上、ムーニー粘度（ＭＬ＿
１＿＋＿４、１００℃）が２０以上でかつカルボキシル
基をゴム１００ｇ当たり０．１モル以下含有するポリブ
タジエンゴム８０〜２０重量部とからなる原料ゴム１０
０重量部に対し、カーボンブラックを３０〜１００重量
部配合したことを特徴とするゴム組成物。