JP2001098112A - タイヤトレッド用ゴム組成物 - Google Patents

タイヤトレッド用ゴム組成物

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JP2001098112A
JP2001098112A JP27674499A JP27674499A JP2001098112A JP 2001098112 A JP2001098112 A JP 2001098112A JP 27674499 A JP27674499 A JP 27674499A JP 27674499 A JP27674499 A JP 27674499A JP 2001098112 A JP2001098112 A JP 2001098112A
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JP
Japan
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rubber
weight
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rubber composition
polyisobutylene
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JP27674499A
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Yasuhisa Minagawa
康久 皆川
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Sumitomo Rubber Industries Ltd
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Sumitomo Rubber Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は低温において柔軟で、氷上グリップ
性が高く、かつ耐摩耗性に優れたスタッドレスタイヤに
適したトレッドゴム組成物を提供する。 【解決手段】 本発明は(A)天然ゴム、ポリブタジエ
ンゴム、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、ポリイソプ
レンゴムから選ばれた少なくとも一種を90重量%以上
含むゴム成分100重量部に対して、(B)シリカをゴ
ム成分100重量部に対して20〜90重量部配合し、
さらに(C)末端にアリル基を有するポリイソブチレン
を3〜40重量部有するトレッド用ゴム組成物である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はゴムに柔軟性を付与
し、氷上でのグリップ性を改善するとともに耐摩耗性を
改善したタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、タイヤの氷上走行においてグリッ
プ性を向上するため、トレッドゴムの硬度を下げ柔軟性
を付与することが行なわれている。そのためオイル等の
可塑剤および液状イソプレンゴム、液状ブタジエンゴム
をトレッドゴムに添加することが試みられている。しか
しこれらの方法ではゴムの強度および耐摩耗性が著しく
低下することになる。また可塑剤自体が揮発性が高く、
マイグレード性が大きいため、ゴムの特性が経時的に劣
化し氷上性能も悪くなる。
【0003】また他の技術として主鎖がポリイソブチレ
ン系でアルコキシシリル基を有する液状ポリマーを添加
するものがある(特開平11−91310号公報)。し
かしこの技術でも耐摩耗性の低下は回避できない。特に
シリカ配合系では耐摩耗性の低下は著しい。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は低温において
柔軟で氷上グリップ性が高く、かつ耐摩耗性に優れたス
タッドレスタイヤに適したトレッド用ゴム組成物を提供
する。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は(A)天然ゴ
ム、ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエン共重合
ゴムまたはポリイソプレンゴムから選ばれる少なくとも
一種を90重量%以上含むゴム成分100重量部に対し
て、(B)シリカをゴム成分100重量部に対して20
〜90重量部配合し、さらに(C)末端にアリル基を有
するポリイソブチレンを3〜40重量部有するトレッド
用ゴム組成物である。
【0006】そして本発明ではさらに含硫黄シランカッ
プリング剤を配合されていることが好ましい。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明で使用されるゴム成分
(A)は通常この種のトレッドゴム組成物に使用される
ジエン系ゴム、すなわち天然ゴム、ポリブタジエンゴ
ム、乳化重合スチレン−ブタジエン共重合ゴム、溶液重
合スチレン−ブタジエン共重合ゴム、ポリイソプレンゴ
ムの一種以上を90重量%以上と、10重量%未満のそ
の他のゴム成分たとえばEPDM、ブチルゴム等で構成
される。前記ポリブタジエンゴムは60重量%以上のシ
ス含量のいわゆる高シスポリブタジエンゴムのほか、ビ
ニル結合を5〜50重量%含むハイビニルポリブタジエ
ンも使用できる。また前記溶液重合スチレン−ブタジエ
ンゴムはグリップ性を改善するためスチレン含量を10
〜50重量%の範囲でさらにブタジエンのビニル含量を
10〜50重量%の範囲で調整することができる。
【0008】次に本発明で使用される末端にアリル基を
有するポリイソブチレンは次の式(1)によって表わさ
れる。
【0009】
【化1】
【0010】ここで、X,Yの少なくとも一方がアリル
基を包含しており、またX,Yのアリル基を有しない他
方の末端は、水素、アルキル基、アルケニル基、カルボ
キシル基、水酸基、アミノ基、アルコシシリル基等の官
能基であり得る。
【0011】そしてnは3以上の整数であり好ましくは
5〜5000、特に10〜1000の範囲である。そし
て末端にアリル基を有するポリイソブチレンはイソブチ
レンをカチオンリビング重合で生成した末端ハロゲン化
ポリイソブチレンとアリルフェニルエーテル類とのフリ
ーデルクラフト型反応によって製造される。詳細には特
開平4−154815号公報の記載に基づき製造でき
る。
【0012】一般にポリイソブチレンはシリカとの親和
性が高いが、一方では天然ゴム、スチレン−ブタジエン
共重合ゴムあるいはポリブタジエンゴム等のジエン系ゴ
ムとの相溶性が悪く相互作用が小さい。そこでポリイソ
ブチレンの末端にアリル基を導入すると前記ジエン系ゴ
ムと共架橋が可能となり、シリカおよびジエン系ゴムと
の混合系において補強効果が一層高められる。アリル基
は主鎖の両端に有することが好ましいが、一端を他の官
能基で置換することもできる。
【0013】末端にアリル基を有するポリイソブチレン
は前記ゴム成分(A)100重量部に対して3〜40重
量部、好ましくは5〜25重量部配合される。3重量部
未満では耐摩耗性、氷上摩擦性能は十分ではなく、一方
40重量部を超えるとゴム強度とともに耐摩耗性が低下
することになる。
【0014】本発明で使用されるシリカとしては、汎用
ゴム一般に用いられるものを使用することができる。た
とえば補強剤として使用される乾式法ホワイトカーボ
ン、湿式法ホワイトカーボン、コロイダルシリカ等であ
る。中でも含水ケイ酸を主成分とする湿式法ホワイトカ
ーボンが好ましい。
【0015】シリカの比表面積は、特に制限はないが、
窒素吸着比表面積(BET法)で、通常50〜350m
2/g、好ましくは100〜280m2/g、さらに好ま
しくは110〜250m2/gの範囲である。シリカの
比表面積が過度に小さいと補強性に劣り、耐摩耗性が低
下し一方過度に大きいと加工性に劣り、さらにグリップ
性が低下する。ここで窒素吸着比表面積は、ASTM
D3037−81に準じてBET法で測定される値であ
る。
【0016】かかるシリカについて市販されているもの
として、たとえば日本シリカ(株)製のニプシルVN
3、ニプシルAQ、ローヌプーラン社製のZ1165M
P、Z1652Gr、デグッサ社のウルトラジルVN3
などがある。
【0017】シリカの配合割合は、ゴム成分100重量
部に対して20〜90重量部、好ましくは20〜60重
量部である。この配合割合が過度に少なくなると補強性
に劣り、一方過度に多くなると未加硫ゴム組成物の粘度
が上昇し加工性を損なう。
【0018】本発明のゴム組成物には、シランカップリ
ング剤、特に含硫黄シランカップリング剤を0.5〜1
0重量部好ましくは1.0〜5重量部配合される。含硫
黄シランカップリング剤としては、3−トリメトキシシ
リルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイル−テ
トラスルフィド、トリメトキシシリルプロピル−メルカ
プトベンゾチアゾールテトラスルフィド、トリエトキシ
シリルプロピル−メタクリレート−モノスルフィド、ジ
メトキシメチルシリルプロピル−N,N−ジメチルチオ
カルバモイル−テトラスルフィド、ビス−[3−(トリ
エトキシシリル)−プロピル]テトラスルフィド、3−
メルカプトプロピルトリメトキシシラン等である。
【0019】含硫黄シランカップリング剤の配合によっ
て耐摩耗性およびグリップ性は一層向上する。シランカ
ップリング剤が0.5重量部未満の場合、上記効果が期
待できず、一方10重量部を超えるとゴムの混練、押出
工程での焼け(スコーチ)が生じやすくなり好ましくな
い。
【0020】なお、本発明では充填剤としてカーボンブ
ラックをシリカとともに配合することができる。ここで
カーボンブラックはゴム成分100重量部に対して10
〜50重量部、シリカ配合量に対して10〜200重量
%の範囲で配合される。使用されるカーボンブラックの
物性はBET比表面積が40〜160m2/gの範囲、
DBP吸油量が70〜130ml/100gの範囲、ヨ
ウ素吸着量が70〜130mg/gの範囲のものが好適
である。
【0021】本発明のゴム組成物には前記配合剤に加え
て通常の加硫剤、架橋剤、または加硫促進剤、老化防止
剤、充填剤、軟化剤等のタイヤ用トレッドゴム組成物に
通常配合される各種添加剤を配合することができる。
【0022】
【実施例】表1に示す各種配合内容で、硫黄、加硫促進
剤以外の薬品を1.7リッターのバンバリーミキサーで
混練し、その後ロールで硫黄、加硫促進剤を混入して未
加硫ゴムシートを作製し170℃で150分間プレス加
硫し所定の試験片を作製した。表1で使用した配合剤の
詳細は次のとおりである。
【0023】
【表1】
【0024】注1)NR:天然ゴムRSS3 注2)BR:ポリブタジエンゴムNipol1220
(日本ゼオン(株)製) 注3)シリカ:ウルトラジルVN3(デグサ社製)(B
ET比表面積180m 2/g) 注4)カーボンブラック:ダイヤブラックI(三菱化学
(株)製)(BET;115m2/g、DBP吸油量;
114ml/100g、ヨウ素吸着量;118mg/
g) 注5)シランカップリング剤:Si69(デグサ社製) 次の式(2)の化学構造を有する。
【0025】
【化2】
【0026】注6)老化防止剤:ノクセラー6C(N−
フェニル−N′−(1,3−ジメチルブチル)−P−フ
ェニレンジアミン)大内新興化学工業(株)製 注7)加硫促進剤:ノクセラーCZ(N−シクロヘキシ
ル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド) 注8)エピオン203A(主鎖:ポリイソブチレン、両
末端:アリル基、数平均分子量:5000、オイル23
wt%含有)(鐘淵化学(株)製) 注9)エピオン103S(主鎖:ポリイソブチレン、両
末端:ジメトキシシリル基、数平均分子量:5000、
オイル23wt%含有)(鐘淵化学(株)製)これらの
試験片を次の方法で評価した。
【0027】(1) 磨耗試験 ランボーン磨耗試験で評価した。サンプルを荷重1.5
kgfでスリップ率40%の条件で磨耗量を測定した。
比較例1の結果を100として指数で表示している。指
数が大きいほど磨耗量が少ないことを示す。
【0028】(2) 氷上摩擦試験 厚さ2mmの氷上摩擦試験用ゴムシートを作製した。そ
してゴムシートの表面をバフして試験に用いた。垂直抗
力5kgf/cm2になるようにゴムの上に重りを乗
せ、速度800mm/minの速度で氷の上を滑らせ、
一定の地点から自由に滑らせ(押出力をなくす)、その
地点からサンプルが止まった地点までの距離を測定し
た。そして比較例1の値を100とし指数で評価した。
指数が大きいほど制動距離が短く、氷上摩擦性能に優れ
る。
【0029】表1から末端アリル基を有するポリイソブ
チレン(エピオン203A)を配合した実施例1〜4は
いずれもランボーン磨耗性、氷上摩擦性能が優れている
ことがわかる。また末端アリル基を有するポリイソブチ
レン(エピオン203A)を50重量部含む比較例3は
ランボーン磨耗性が著しく悪くなっている。
【0030】さらに末端ジメトキシシリルを有するポリ
イソブチレン(エピオン103S)を10重量部配合し
た比較例2はランボーン磨耗性が悪い。
【0031】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
【0032】
【発明の効果】本発明はゴム組成物にシリカとともに末
端にアリル基を有するポリイソブチレンを所定量配合し
たため、ジエン系ゴムと前記アリル基共架橋が可能とな
り、さらにポリイソブチレンのシリカとの親和力によっ
てゴム組成物の補強効果は一層高められグリップ性およ
び耐摩耗性は改善される。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A) 天然ゴム、ポリブタジエンゴ
    ム、スチレン−ブタジエン共重合ゴムまたはポリイソプ
    レンゴムから選ばれる少なくとも一種を90重量%以上
    含むゴム成分100重量部に対して、 (B) シリカをゴム成分100重量部に対して20〜
    90重量部配合し、さらに (C) 末端にアリル基を有するポリイソブチレンを3
    〜40重量部有するトレッド用ゴム組成物。
  2. 【請求項2】 含硫黄シランカップリング剤を配合して
    なる請求項1記載のトレッド用ゴム組成物。
  3. 【請求項3】 両末端にアリル基を有するポリイソブチ
    レンを有する請求項1記載のトレッド用ゴム組成物。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007112928A (ja) * 2005-10-21 2007-05-10 Bridgestone Corp ゴム組成物及びそれを用いたタイヤ
JP2007302865A (ja) * 2006-04-11 2007-11-22 Sumitomo Rubber Ind Ltd ビードエイペックス用ゴム組成物およびそれを用いたビードエイペックスを有するタイヤ
JP2013224356A (ja) * 2012-04-20 2013-10-31 Yokohama Rubber Co Ltd:The タイヤトレッド用ゴム組成物および空気入りタイヤ
JP2013224355A (ja) * 2012-04-20 2013-10-31 Yokohama Rubber Co Ltd:The タイヤ用ゴム組成物およびスタッドレスタイヤ

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Effective date: 20061107