JPS6343937A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、タイヤトレッド用ゴム組成物、特に氷上での
高耐ス中ツド特性を有するスパイクレスタイヤ用として
有用な湿式カーボンブラックマスターパッチ法によって
得られたタイヤトレッドゴム組成物に関する。

（従来技術） 一般にタイヤトレッド部を構成するゴム組成物は、低温
になると硬化しゴム本来の柔軟性を失い、路面グリップ
力が低下する。即ち雪上及び氷上で路面グリップができ
ず滑ってしまう。

また制動も効かずハンドルによる車体のコントロールも
できない状況に陥る。この点を補う目的で使用されてい
るのがスパイク付スノータイヤであるが、近年スパイク
付スノータイヤによる路面の損傷及びそれに伴う粉塵の
発生、浮遊。

さらには原音等が社会問題となっており、十分な低温特
性を有するスパイクレススノータイヤへの要請が高まっ
てきている。

そこで、低温下での硬化を防ぐためにｍガラス転移温度
（Ｔｇ）　　の低いポリマーを使用すること、（２）ア
ロマオイル、ナフテンオイルを多量に使用すること、更
には（３）ジー（２−エチルヘキシル）アジペート（Ｄ
Ｏ人）、ジー（λ−エチルヘキシル）フタジー）（ＤＯ
Ｐ）ｉの低温性可塑剤をゴム組成物に加えること等が従
来より知られていた。通常、スチレンブタジェンゴムは
ガラス転移温度（Ｔｇ）　　が高いことから、濡れた路
面での制動特性、いわゆる耐ウエツトスキツド性が優れ
るが、氷上での制動特性、いわゆる耐アイススキツド性
が劣り、またブタジェンゴムはガラス転移温度（Ｔｔ）
　　が低いことから、耐アイススキツド性は優れるもの
の、耐ウエツトスキツド性が劣るものである。したがっ
て、ガラス転移温度（Ｔｇ）　　を調節するためＫこれ
ら両者のブレンド、あるいはブタジェン部分のミクロ構
造を変えた溶液重合スチレンブタジェンゴム（ＳＢＲ）
の開発が行なわれている。

一方、これらのゴムに配合されるカーボンブラック（以
下［ｃａＪと記す。）としては、ＨＡＦ〜ｌ５ＡＦクラ
スの粒子径を有し、そのストラフチャーは、いわゆるジ
ブチル７タレート（ＤＢＰ）吸油量りＯｗｌ／１００９
以上のＣＢが使用されてきた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、一般に高ストックチャーＣＢをゴムに配
合すると動的貯蔵弾性率（Ｅ’）が高くなり、凍結した
路面等の低温下での路面グリップ力が低下してしまう。

また一方、低ストラクチャ−ＣＢをゴムに配合すると動
的貯蔵弾性率（１’）は低くなるもののＯＢ自体のゴム
中での分散が困難となるためゴム組成物としての耐摩耗
性が低下してしまう。

したがって、いずれにしても氷上での高耐スキツド特性
を有するゴム組成物が得られ難いという問題があった。

（問題点を解決するための手段） そこで、本発明者等はかかる問題点を解決するべく鋭意
検討を重ねた結果、低ストラクチャ−ＯＢをゴムに配合
する場合はＯＢの分散性の点のみを改良すればかかる問
題点を解決できるととに着目して、ＤＢＰ吸油量りＯｙ
ｄ　／　／　００２以下のＯＢを用い湿式カーボンブラ
ックマスターパッチ法によって特定組成のゴム組成物を
調製することにより、得られたゴム組成物の耐摩耗性を
低下させることなく、低温下での硬化を防ぎ、氷上での
スキッド特性を向上できるという知見を得て本発明に到
達した。

すなわち、本発明の目的は氷上での高耐スキツド特性を
有するスパイクレスタイヤ用として有用な、湿式カーボ
ンブラックマスターパッチ法によって得られたタイヤト
レッドゴム組成物を提供することにある。

そして、その目的は湿式カーボンブラックマスターパッ
チ法を用いて、スチレン含有量３゜−以下のジエン系ゴ
ムを少なくとも１０％以上含むゴム成分ｉｏｏ重量部に
対して、窒素吸着比表面積が６０〜ｂ レート吸油量がＰ　Ｏｍｌ　／　１００　ｆ以下である
カーボンブラックを３０〜９０重量部、芳香族プロセス
油及び／またはエステル系可塑剤を２〜！Ｏ重量部を配
合してなるタイヤ用ゴム組成物により容易に達成される
。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明で用いるジエン系ゴムは／、Ｊ−ブタジエン単量
体とスチレン単量体とを、乳化剤を用いて水性媒体中で
乳化分散させ、重合開示剤の添加により重合反応を生起
させる従来知られている方法で製造されたものであり、
その際ジエン系ゴムのスチレン含有量を３０−以下とし
たものである。スチレン含有量が３０％以上であると、
ガラス転移温度（Ｔｇ　）　　が高くなり低温下でのゴ
ムの硬化を招くことから耐アイススキツド性の低下が生
じ好ましくない。

また１本発明ではスチレン含有量が３０％以下のジエン
系ゴムの割合は少なくとも５０％以上であることが必要
である。これは、本発明でハシエン系コム成分を湿式法
カーボンマスターパラｆ（ｗ−ｃａｖＢ）化しているこ
とからジエン系ゴム成分の割合が！０４以下ではゴム組
成物のＣＢ分散度が低下し、耐摩耗性の低下を引き起こ
すこととなるからである。

なお１本発明ではシス−ブタジェンゴム、天然ゴムある
いはイソプレンゴム等の他のゴムを上記の範囲内でかか
るジエン系ゴムとともに使用してもよい。

次に本発明で用いられる芳香族プロセス油及びエステル
系可塑剤としては、通常タイヤ用ゴム組成物に用いられ
るものであれば特に限定されるものではないが、具体的
には芳香族プロセス油としてはアロマティックオイル、
す７テンオイル、パラフィンオイル等であり、またエス
テル系可塑剤としてはジー（２−エチルヘキシル）アジ
ペート（ＤＯＡ）、ジー（２−エチルヘキシル）フタレ
ート（ＤＯＰ）等を用いるのがよい。

芳香族プロセス油及び／またはエステル系可塑剤の使用
量としては、ゴム成分１００！！量部に対して２〜５０
重量部で用いるのがよい。使用量が２重量部以下である
とゴム組成物のガラス転移温度（Ｔｇ）　　が充分に低
下せず、また５０重量部以上であると混線操作が困難と
なるので好ましくない。

また、本発明で用いるＣＢとしては、窒素吸着比表面積
（ＳＮ＊）がｔθ〜／　２０．、／／ｆ、　ＤＢＰ吸油
量が９０ｍｌ／１ｏｏｙ以下のものが用いられる。窒素
吸着比表面積（ＳＮ雪）がｔＯｄ／？以下であるとゴム
に対する補強性が低下し、／２０ｒｒ？／？以上では動
的貯蔵弾性率（ビ）が高くなりすぎて好ましくなく、ま
たＤＢＰ吸油量がＰＯプ／／　００７以上であると動的
貯蔵弾性率（Ｆ：）が高くなり耐アイススキツド性が低
下するので好ましくない。

なお、ＣＢの使用量としてはゴム成分ｉｏ。

重量部に対して３０〜２０重量部°で用いるのがよい。

本発明では、前述したゴムラテックスに窒素吸着比表面
積（ＳＮり　　がｔ　Ｏ−／　２０　ｉ　／　ｆ、ＤＲ
ＰがＰ　ＯｙＪ／　／　００　ｆ以下の低ストラクチー
？−ＣＢ並びにゴムの加工性を改善するために通常用い
られる。芳香族プロセス油及び／又はエステル系可塑剤
、を混合してＣＢ−ゴムラテックスマスターバッチを作
る。この場合、混合するＣＢは、水性分散液（スラリー
）の形でゴムラテックスに加える。以上のようにゴムラ
テックス、ＱＢスラリー並びに芳香族プロセス油及び／
又はエステル系可塑剤の混合液を混合して得られたＣＢ
−ゴム混合物を酸で凝固し、次いで水洗、ろ過、及び乾
燥の処理に付し、湿式カーボンブラックマスターバッチ
（Ｗ−ＣＢｌｊＢと記す。）を得る。

なお、得られたＷ−ＣＢＭＢに対して更にＣＢ、芳香族
プロセス油等を配合してもよいが、その際、目的のゴム
組成物におけるＣＢ、芳香族プロセス油及びエステル系
可塑剤の配合割合が夫々前記した範囲内となるようにす
ることが重要である。

次いで、必要に応じてこの分野で通常用いられる配合剤
を加えパンパリ＋　ミキサーで混練し、公知の常套手段
により加硫して本発明のゴム組成物を得る。

（効　ＪＪ！、） 以上のようにして本発甲によれば、低ストラクチヤーＣ
Ｂを用い、湿式法により、ゴム成分その他の配合成分と
混和してマスターバッチを作ることにより、従来のドラ
イミックス法に比べて少ない工糧数、少ない所要混線エ
ネルギーで、良好なＣＢ分散度を達成し、優れた耐摩耗
性を保持し、低温下での硬化を防ぎ、氷上でのスキッド
特性を向上させることができる。

以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発
明はその要旨をこえない限り、下記の実施例に限定され
るものではない。

（実施例） 実施例−７ ／、！−ブタジェン単量体とスチレン単量体を脂肪酸石
鹸とロジン酸石鹸の混合乳化剤を用いて水性媒体中に乳
化分散させ、重合開始剤はパラメンタンハイドロパーオ
キサイドと硫酸第一鉄の組合わせとし、還元剤としてソ
ジウムホルムアルデヒドスルホキシレートヲ用い、１０
℃以下で重合を行なった。このようにして結合スチレン
量コＪ、ｊ％のスチレンブタジェンゴムを得た。

このスチレン会ブタジェンゴムラテックス１００重量部
（固形分として）に対し、芳香族プロセス油弘Ｑ重量部
、及び、低ストラクテヤ−ｃ　Ｂ　（ＳＮ、　ＩＯｎ？
／　９％　ＤＢＰ７弘ゴ／１００２〕７０重量部を超分
散法（米国特許第２．７６り、７Ｆ！号明細書記載方法
による）によって水に分散させてＣＢスラリー状態にし
たものを加えて１０〜７０℃で十分混合し、硫酸で凝固
を行ない１次いで水洗、ろ過した後、　１００〜／２０
℃で乾燥する。

このようにして得られたＷ−Ｃ！ＢＭＢに、このＷ　−
Ｉ　Ｂ　Ｍ　Ｂ中のゴム成分１００重量部に対する割合
で（！Ｂ（ＨＡＦ）１０重量部、ステアリン酸１．０重
量部、及び酸化亜鉛３．０重量部を配合し、ｏＯＣ型バ
ンバリーミキサ−〔循環水温７０２％　ローター回転数
ｊμ、≠（前）／６コ、ｊ（後）　ｒｐｍ　）で混練し
、混練された配合物を７０インチ（２！、≠ｃｗＬ）ロ
ールで冷却し、シート化した。

このようにして得られたゴムシートに硫黄１．７１重量
部及び加硫促進剤（三新化学社裂サンセラーＮ０Ｂ１有
効成分Ｎ−オキシジエチレンーコーペンゾチアジルスル
フエンアミド）コ、Ｑ重１部？加え、上記と同じ（００
０型パンバリ＋　ミキサーで混練し、次いでその混練物
を１０インチロールで冷却、シート化する。このゴムシ
ートを成型し、超グレスを用い、／！！℃、３０分で加
硫した。このものの物性を後記第２表に示す。

実施例−２ 実施例−ｌと同様にして得られたスチレン・ブタジェン
ゴムラテックス１００重量部（固形分として）に対し、
芳香族プロセス油ｕｏｔＬＪｉｋ部、及び、低ストラク
チャー〇　Ｂ　（ＳＮ、　　１０２ｍ？／ｆ％　Ｄ　Ｉ
ｌ　Ｐ　７６　ｍｌ　／　／　００　ｆ　）　７０重量
部を、比較例−／と＠１様の方法により混合、凝固、水
先、ろ過した俵、乾燥した。

このようにして得られたＷ−ＣＢＭＢに、このＷ−（！
ＢＭＢ中のゴム成分ｉｏｏ重量部に対する割合でＣＢ（
ＩＳＡＦ）１０重量部、ステアＩＪ　ン酸／、ＯＮ量部
、及び酸化亜鉛３．０重量部を配合し、実施例−ｌと同
様にし、組成物を得九。このものの物性を第２衆に示す
。ロールで冷却し、シート化した。

比較例−７〜７ これは従来のドライミックス法によるものである。

ｉ、３−７’タジエンとスチレンカラハイスチレンスチ
レンブタジェンゴムラテックスを得るまでは実施例−１
と同様にし、このスチレンブタジェンゴムラテックスに
、このものの固形分１００重量部に対し３７．１重量部
の割合の芳香族プロセス油を！Ｏ〜７０℃で混合し、ｉ
ｏ。

〜ｌ、２０℃で乾燥する。

このようにして得られたプロセス油含有スチレンブタジ
ェンゴムに、このもののゴム成分１００重量部を基準と
して、ＯＢ：Ｎ／１０、Ｎ、、２コ０．Ｎ３３０％　Ｎ
　Ｊ’Ｊり、Ｎ、２弘コ。

ＮｊＪ！、Ｎコ／Ｐを各々１０重量部、芳香族プロセス
油を２．！重量部配合する。即ち最終の全配合量は、ｃ
Ｂｒｏ重量部、プロセス油ｐ。

重量部となるようにし、ステアリン酸１．０重量部及び
酸化亜鉛Ｊ、０重量部をＯＯＣ型バンバリーミキサ−で
混練し、このものを１０インチロールで冷却、シート化
する。

このシートと、／、７Ｊ−重量部及び加硫促進剤（サン
セラーＮ　ＯＢ　）　２．０重量部とを同様にＯＯＣ型
バンバリーミキサ−で混練し、この混線物をｉｏインチ
ロールで冷却、シート化する。

次にこのゴムシートを成型し、熱プレスを用い、／！ｊ
℃、２０分間で加硫した。このものの物性を第２表に示
す。

上記の各ゴム組成物についての物性その他を第１表に示
すが、この表における各項目の測定は次の方法によった
。

ＣＢの分散度はスレッジ型ミクロトーム（ム５ｉ１１社
製）を用いて測定する。

粘弾性特性を示す動的貯蔵弾性率（Ｅ’）Ｋりいては粘
弾性スペクトロメーター（老木製作所製）を用い、温度
−３０℃、周波数／　ＯＨ２。

歪ｊ％の動的貯蔵弾性率Ｃ１）を求めた。

反撥弾性ＪＩＳ　Ｋ−１，３０／　で、リュブケ式（振
子衝撃式）を使用して測定する。

耐摩耗性はアクロン摩耗（ＢＳ規格９０３ｐａｒｔ　Ａ
りＣ）及びビフ摩耗（人ＳＴＭ　　Ｄ２２２１）の両方
を測定した。前者はアクロン摩耗試験機（上島製作所製
）、後者はピコ摩耗試験機〔フエリイマシ７　（Ｆｅｒ
ｒｙ　Ｍａｃｈｉｎｅ　）社製〕で測定した。

ウェットスキッド抵抗値（インｆ７り、＜）Ｈボータプ
ルウェットスキッドテスター（英国５ｔａｎｌｅｙ社製
、路面：住友スリーエム社展セーフティウオークタイプ
Ｂ１水温２０℃）を用いて測定した。

アイススキッド抵抗値（インデックス）はポータプルウ
ェットスキッドテスター（英国５ｔａｎｌｅｙ社製）を
用い一３０℃雰囲気下の氷上にて測定した。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）湿式カーボンブラツクマスターパツチ法を用いて
   、スチレン含有量３０％以下のジエン系ゴムを少なくと
   も５０％以上含むゴム成分１００重量部に対して、窒素
   吸着比表面積が６０〜１２０ｍ＾２／ｇ、ジブチルフタ
   レート吸油量が９０ｍｌ／１００ｇ以下であるカーボン
   ブラツクを３０〜９０重量部、芳香族プロセス油及び／
   またはエステル系可塑剤を２〜 ５０重量部を配合してなるタイヤトレツド用ゴム組成物
   。