JPS6356261B2 - - Google Patents

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JPS6356261B2
JPS6356261B2 JP54018099A JP1809979A JPS6356261B2 JP S6356261 B2 JPS6356261 B2 JP S6356261B2 JP 54018099 A JP54018099 A JP 54018099A JP 1809979 A JP1809979 A JP 1809979A JP S6356261 B2 JPS6356261 B2 JP S6356261B2
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JP
Japan
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rubber
sec
angular frequency
temperature
rubber composition
Prior art date
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Application number
JP54018099A
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English (en)
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JPS55110136A (en
Inventor
Kazuhiko Yamamoto
Yasuyuki Shimozato
Hiroharu Ikeda
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JSR Corp
Original Assignee
Japan Synthetic Rubber Co Ltd
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Publication date
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は加硫用ゴム組成物に関する。更に詳し
くは該組成物を加硫した後では、基準温度(T0
を25℃とした場合、加振力の換算角周波数
(ωaT)1〜105sec-1の領域において低角周波数領
域の力学的損失正接(以下tanδと表わすことがあ
る)が高角周波数領域のtanδよりも大きいことを
特徴とする加硫用ゴム組成物に関する。
近年、自動車産業界において、省エネルギーや
安全性の問題がクローズアツプされている。この
問題を自動車のタイヤについてみれば、タイヤ全
体のエネルギーロスの約70%はタイヤのトレツド
ゴムで消費されているといわれ、エンジンから与
えられたエネルギーをタイヤ中で発熱として散逸
させないトレツドゴムが要求される。このために
トレツドゴムに用いられる加硫ゴムの物性として
ころがり摩擦抵抗の小さい、或いは摩耗性の小さ
いことが要求されている。一方、安全性の面から
みると、ウエツトスキツド抵抗が大きいトレツド
ゴムが好ましい。しかしながら従来の加硫ゴムに
おいてはころがり摩擦抵抗の小さいこと、又は摩
耗性の小さいこととウエツトスキツド抵抗の大き
いことは相反する性質で、両者を満足させるのが
困難であることはよく知られている。
本発明者らは加硫ゴムの物性に関する最近の研
究から、ころがり摩擦抵抗とウエツトスキツド抵
抗はトレツドゴムの内部粘性に基づくものである
が、刺激応答の条件が異なるものであるから、こ
の点に着目することにより両性能を満足させる材
料の開発が可能と考え、鋭意研究を重ねた結果本
発明に到達した。
本発明の加硫ゴムの物性に関する考え方は、以
下の理論式によつて導くことができる。
自動車の燃費を支配する主因子はタイヤのころ
がり摩擦であり、ころがり摩擦はころがり摩擦係
数で代表できるので、自動車の燃費は次式(1)のこ
ろがり摩擦係数μRに依存する〔山本、日本ゴム
協誌、43、457(1970)〕。
μR=0.16〔W/E′(ω)〕1/3(γ)-2/3tan
δ(ω)|ω=ωV(1) ここで、Wはタイヤへの荷重、γはタイヤの半
径、E′(ω)はタイヤゴムの動的弾性率の実数部、
角周波数ωの関数である。ωVは次式(2)で表わさ
れるタイヤ速度Vに対応するタイヤゴムが受ける
歪による角周波数である。
V=0.7〔W〓/E′(ω)〕1/3ω|ω=ωV (2) 今、半径13インチのタイヤ4本を装着した重量
1tonの自動車が速度100Km/hr(高速道路での平均
速度)で走行しているとき、この速度に対応する
ωVは(2)式に基づいて計算することができる。こ
の場合E′(ω)はωの関数であるので、ωに依存
するがこの速度に対応する角周波数領域でのタイ
ヤゴム材料のE′(ω)は、多くの実測データの平
均から108dyne/cm2と近似できる。従つて、(2)式
にE′(ω)=108dyne/cm2を代入すると、VとωV
の間には logV=logωV+0.49 の関係が得られる。V=100Km/hrに対応するωV
は890sec-1になる。
すなわち、自動車が速度100Km/hrで走行する
ときの燃費を低くするには、(1)式に基づいてωV
=890sec-1近辺でのtanδを小さくし、ころがり摩
擦係数μRを小さくすることである。
実走における自動車タイヤウエツトスキツド抵
抗は、次式(3)で表わされるポータブルスキツドレ
ジスタンステスターの結果とよく相関している
〔山本、日本ゴム協誌、43、917(1970)〕。
μW=μsurf+K〔tanδ(ω)/E′(ω)0.0
7
〕|ω=ω0(3) ここではμWは湿潤路面における摩擦係数、μsurf
は路面の形状に依存する摩擦係数、ω0はポータ
ブルスキツドレジスタンステスターによる測定角
周波数であり、実測の結果76.6sec-1(前記文献参
照)である。Kは一定値である。(3)式よりウエツ
トスキツド抵抗を大きくするには、ω=ω0(≡
76.6sec-1)でのtanδ(ω0)を大きくすることであ
る。
上記ころがり摩擦係数及びウエツドスキツド抵
抗に関する式は、タイヤ温度が一定の場合の諸因
子の関係を表わしている。このようにタイヤ温度
が一定で変化のない場合に自動車走行時の燃費を
低く、ウエツトスキツド抵抗を大きくするために
はω=890sec-1のtanδを小さく、ω=76.6sec-1
tanδを大きくするように加硫ゴム物性を設計する
必要がある。
しかし、自動車タイヤの温度は、使用環境温度
と走行時のタイヤ発熱とからおおよそ−30℃〜+
120℃の温度範囲になるとみなすことができるの
で、この温度範囲の各温度において、ω=
890sec-1のtanδを小さくし、ω=76.6sec-1での
tanδを大きくなるように加硫ゴム物性を設計しな
ければならない。ころがり摩擦係数及びウエツト
スキツド抵抗の両方に大きく影響を及ぼすtanδ
は、高分子粘弾性体の物性値であり、時間−温度
換算則に従うことが知られている。従つて、種々
の温度で角周波数を変化させて測定したtanδ値
は、基準温度に選んだ温度T0における角周波数
分数として一つの合成曲線に整理できる。この時
間−温度換算則を採用するとタイヤ温度−30℃〜
+120℃は次式のWLF式により、基準温度T0
25℃とした換算角周波数ωaTに換算できる。
logaT=−17.44(T−Tg)/51.6+T−Tg(WLF式)(4) ここで、aTは換算因子、Tは測定温度、Tg
高分子のガラス転移温度を表わす。本発明の加硫
用ゴム組成物のTgを示差走査熱量計で測定した
ところ、主成分であるゴム相のTgのみ明確に確
察されたので、(4)式のTgは、ゴム相のTg=−40
℃〜−120℃を用いた。
タイヤ温度が−30℃〜+120℃の範囲で変化す
るとき、この温度内での各温度におけるω=
890sec-1と76.6sec-1に対応する換算角周波数ωaT
はそれぞれ、 (i) Tg=−120℃の加硫ゴムの場合 ωaT=104.73〜101.48 (890sec-1に対応するωaT) ωaT=103.66〜100.41 (76.6sec-1に対応するωaT) (ii) Tg=−40℃の加硫ゴムの場合 ωaT=109.83〜10-0.51 (890sec-1に対応するωaT) ωaT=108.76〜10-1.51 (76.6sec-1に対応するωaT) である。
(i)(ii)のそれぞれの場合においてω=890、
76.6sec-1のどちらかが含まれている範囲は、 (i)の場合 ωaT=104.73〜100.41 (ii)の場合 ωaT=109.83〜10-1.51 になる。
Tg=−120℃〜−40℃のすべての加硫ゴムにお
いて、タイヤ温度が−30℃〜+120℃まで温度変
化したとき、各温度でのω=890sec-1と76.6sec-1
に対応する換算角周波数の最小範囲は100.41
104.73sec-1であり、近似的に1〜105sec-1である。
以上の結果、すなわちころがり摩擦係数、ウエ
ツトスキツド抵抗はtanδの一次式であることと、
種々のタイヤ温度における角周波数890sec-1
76.6sec-1に対応するωaTにおいて(ωaT890
(ωaT76.6であることより、燃費を小さく、ウエツ
トスキツドを大きくするためには加硫ゴムにおい
て、上記の低角周波数領域におけるtanδが、高角
周波数領域のtanδよりも大きくなるように加硫ゴ
ム物性を設計することが必要である。すなわち本
発明における加硫ゴムは、加振力の換算角周波数
1〜105sec-1の領域において、 (1) 換算角周波数1sec-1におけるtanδが換算角周
波数105sec-1におけるtanδよりも大きい、tanδ
の温度依存性はよく知られているように、ゴム
状領域では一般にtanδは温度上昇とともに減小
する。またtanδは周波数の低下とともに減小す
る、 (2) tanδの最小値が0.05よりも大きい、 ことが必要である。
tanδが0.05より小さくなるとウエツトスキツド
抵抗が小さくなりすぎ、走行時の安全性に問題が
発生する。又換算角周波数1〜105sec-1の領域に
おけるtanδに、極大値や極小値が存在する場合に
は、 (1) tanδの極大値は換算角周波数が1sec-1のとき
のtanδ値を越えないこと、 (2) tanδの極小値は換算角周波数が105sec-1のと
きのtanδ値よりも小さくならないこと が好ましい。
このような物性を有する加硫用ゴム組成物は、
通常の汎用ゴム単独もしくはこれらのブレンドで
得ることは困難である。しかしながら、本発明者
らは鋭意検討の結果、次のポリマーからなる加硫
物が本発明の条件を満足させることを見出し、本
発明に到達した。
本発明において用いられる原料ゴムは、加硫後
−30℃以上の温度でゴム弾性体であることが必要
条件であることから原料ゴムとしては、 (1) Tg−120℃〜−40℃のゴム部分50〜80%と、
Tg0℃以上のポリマー部分50〜20%とからな
るブタジエン、イソプレン及びペンタジエンか
ら選ばれた少なくとも1種を含有する重合体ブ
ロツクと、オレフイン及びビニル化合物から選
ばれた少なくとも1種を含有する重合体ブロツ
クとのブロツク共重合体、具体的にはスチレン
−ブタジエン−スチレンブロツク共重合体また
はスチレン−イソプレン−スチレンブロツク共
重合体等、 (2) Tg−120℃〜−40℃のゴム部分50〜80℃と、
Tg0℃以上のポリマー部分50〜20%とからな
るポリブタジエンまたはエチレンプロピレン共
重合体にオレフイン及びビニル化合物から選ば
れた少なくとも1種をグラフトした共重合体、
具体的にはスチレン−グラフトポリブタジエン
共重合体またはスチレン−グラフトエチレンプ
ロピレン共重合体である。
スチレン−ブタジエン−スチレン、スチレン−
イソプレン−スチレンブロツク共重合体では、ま
ずスチレンを重合し、ついでジエンモノマーを添
加し、スチレン−ジエンブロツク重合体をつく
り、この段階で2官能以上のカツプリング剤でカ
ツプリング反応させてつくる方法で、更にスチレ
ン−ジエンの次にスチレンモノマーを添加する方
法があり、いずれでもよい。
高スチレンのスチレン−ブタジエンブロツク共
重合体は、スチレン全量に所望量のジエンを添加
し、重合を開始し、ついで、ジエンを連続的に反
応させることで作製できる。必要に応じて、エー
テルや三級アミン等のランダマイザーを添加する
ことができる。
またグラフト共重合体は通常のラジカル開始剤
によるグラフトでもよいし、ジエンポリマーに三
級アミンを添加し、メタレーシヨンし、しかるの
ちスチレンあるいはスチレン/ジエンをグラフト
する手法が利用できる。
本発明の加硫用ゴム組成物においては、Tg
−120℃〜−40℃のゴム相が海、Tgが0℃以上の
ポリマー相が島部分を形成するが、加硫用ゴム組
成物のクリープ特性の点から島部分のポリマーが
架橋されていることが望ましく、特にTgが約120
℃以下のポリマーの場合には必須である。
なお、本発明において原料ゴムに対し、通常ゴ
ムに配合される配合剤が使用され加硫される。本
発明における加硫ゴムは硫黄による加硫物が主で
あるが、このほかに過酸化物、アミン、金属塩及
び/又は放射線などによる架橋物を含んでいる。
本発明の加硫用ゴム組成物はころがり摩擦抵抗が
小さく、又ウエツトスキツド抵抗が大きく、バラ
ンスがとれているので特にタイヤトレツドとして
使用することにより、自動車の燃費と安全性を向
上させることができる。
以下、実施例により本発明の様態を説明する
が、本発明はこれに制限されるものではない。
実施例 1 窒素置換した撹拌羽根付き5オートクレーブ
に2500gの脱水、脱気したシクロヘキサンと350
gのブタジエンを添加した。n−ブチルリチウム
を0.35g加え60℃で重合を行つた。2時間後に重
合転化率は100%に達した。次にスチレン112.5
g、ブタジエン37.5gの混合モノマーを連続的に
90分間で添加した。添加直後に重合は終了してい
た。老化防止剤として2,6−ジ−t−ブチルク
レゾールを1PHR添加後脱溶剤乾燥を行つた。得
られた共重合体の分子量はムーニー粘度
(ML1+4、100℃)が45でDSCによるTgは−106℃
と45℃に2つ存在した。
このポリマーを表1に示す配合処方及び条件下
で混練り、プレス成形し、厚さ2mmのシートを作
製した。
表 1 ブロツク共重合体 100部 ステアリン酸 1 酸化亜鉛 3 カーボンブラツク(ISAF) 50 軟化剤(JSR AROMA) 20 促進剤(NOBS) 1.5 硫 黄 2.5 加工条件 混練温度(℃) 70 加硫条件 145℃×30分間 このシートから試験片をつくり粘弾性スペクト
ロメーターによつて温度範囲−100〜−150℃及び
周波数1〜70C.P.Sで動的測定を行い、力学的損
失正接tanδを求め、その結果を第1図曲線1に示
す。
実施例 2 窒素置換した撹拌羽根付き5オートクレーブ
に500gのアルキルリチウム触媒により得たBR*1
のシクロヘキサン溶液3500gを加えた。5gのn
−ブチルリチウムと12gのt−ブトキシカリウム
を加えて30℃で30分間撹拌した。次にスチレン
165g、ブタジエン55gの混合モノマーを加えて
50℃で1時間重合を行つた。重合転化率が100%
に達したことを確認した後、老化防止剤として
2,6−ジ−t−ブチルクレゾールを1PHR添加
し脱溶剤乾燥を行つた。共重合体の分子量はムー
ニー粘度(ML1+4、100℃)が41でDSCによるTg
は−106℃と42℃に2つ存在した。
(*1Tgが−106℃、ムーニー粘度(ML1+4
100℃)が55) 得られた共重合体を実施例1のように処理し、
測定し第1図曲線2を得た。
【図面の簡単な説明】
第1図の曲線1は実施例1(スチレン−ブタジ
エン−スチレンブロツク共重合体)、曲線2は実
施例2(スチレン−グラフトポリブタジエン共重
合体)のlogωaTとtanδとの関係をいずれも基準温
度25℃にて表わしたものである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ブロツク共重合体またはグラフト共重合体か
    らなる原料ゴムにおいて、ガラス転移温度(Tg)
    が−120℃から−40℃の範囲にあるゴム部分50〜
    80%、Tgが0℃以上のポリマー部分50〜20%で
    ある原料ゴムに加硫剤を配合した加硫用ゴム組成
    物であつて、該加硫用ゴム組成物を加硫したもの
    が、基準温度(T0)を25℃にしたときの加振力
    の換算角周波数1〜105sec-1の領域において、(i)
    換算角周波数1sec-1における力学的損失正接
    (tanδ)が換算角周波数105sec-1における力学的
    損失正接より大きくかつ、(ii)力学的損失正接の最
    小値が0.05より大きいことを特徴とする加硫用ゴ
    ム組成物。 2 ブロツク共重合体がブタジエン、イソプレン
    及びペンタジエンから選ばれた少なくとも1種を
    含有する重合体ブロツクと、オレフイン及びビニ
    ル化合物から選ばれた少なくとも1種を含有する
    重合体ブロツクとのブロツク共重合体である特許
    請求の範囲第1項記載の加硫用ゴム組成物。 3 グラフト共重合体がポリブタジエンまたはエ
    チレンプロピレン共重合体にオレフイン及びビニ
    ル化合物から選ばれた少なくとも1種をグラフト
    した共重合体である特許請求の範囲第1項記載の
    加硫用ゴム組成物。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6072940A (ja) * 1983-09-30 1985-04-25 Yokohama Rubber Co Ltd:The ゴム組成物
JPS63132042A (ja) * 1986-11-25 1988-06-04 横浜ゴム株式会社 耐薬品性接着構造

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5450545A (en) * 1977-09-09 1979-04-20 Dunlop Co Ltd Elastomer composition vulcanizable composition and tire

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5450545A (en) * 1977-09-09 1979-04-20 Dunlop Co Ltd Elastomer composition vulcanizable composition and tire

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