JP2006160812A - タイヤトレッド用ゴム組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】 ウェットグリップ性能と転動抵抗のバランスを大巾に向上させたタイヤトレッド用ゴム組成物を提供する。
【解決手段】 (A)スチレン量(St)=15〜45重量%、ビニル量(Vn)=25〜75重量%、ガラス転移温度(Tg)=−50〜−10℃であるポリマー末端水酸基を導入した高カップリング(カップリング前後の分子量の比が1.2以上)溶液重合SBRを10〜100重量部、(B)BET=100〜190m2/g、DBP=175〜255cm3/gの高分散性シリカを10〜90重量部、(C)N2SA=70〜300m2/g、24M4DBP=70〜200ml/100gのカーボンブラックを10〜90重量部、および(D)アルコキシシリル基またはアシルオキシシリル基をSi原子に直接結合したアルコキシ基が1分子中に6個以上またはアシルオキシ基が1分子中に2個以上存在するように含有する、平均重合度が3〜10000であるポリシロキサンをシリカ配合量の1〜40重量%配合したタイヤトレッド用ゴム組成物。
【選択図】 なし
【解決手段】 (A)スチレン量(St)=15〜45重量%、ビニル量(Vn)=25〜75重量%、ガラス転移温度(Tg)=−50〜−10℃であるポリマー末端水酸基を導入した高カップリング(カップリング前後の分子量の比が1.2以上)溶液重合SBRを10〜100重量部、(B)BET=100〜190m2/g、DBP=175〜255cm3/gの高分散性シリカを10〜90重量部、(C)N2SA=70〜300m2/g、24M4DBP=70〜200ml/100gのカーボンブラックを10〜90重量部、および(D)アルコキシシリル基またはアシルオキシシリル基をSi原子に直接結合したアルコキシ基が1分子中に6個以上またはアシルオキシ基が1分子中に2個以上存在するように含有する、平均重合度が3〜10000であるポリシロキサンをシリカ配合量の1〜40重量%配合したタイヤトレッド用ゴム組成物。
【選択図】 なし
Description
本発明は、タイヤトレッド用ゴム組成物に関し、更に詳しくは、タイヤのウェットグリップ性能と転動抵抗のバランスを大巾に向上させたタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。
特許文献1には、末端変性溶液重合SBRと他のジエン系ゴム、カーボンブラック、シリカ等を配合して、ウェットスキッド抵抗の増加、転動抵抗の低減を図ったタイヤトレッド用ゴム組成物が開示され、また、特許文献2には、末端変性またはカップリング溶液重合SBRを用いて、tanδのバランスに優れたタイヤ用ゴム組成物を得ることが開示されている。しかしながら、これら末端変性溶液重合SBRを用いるタイヤ用ゴム組成物の上記性能を更に改善することが要望されている。
よって、本発明では、特定の末端変性溶液重合SBRに特定のフィラーおよびポリシロキサンを選択配合することで、タイヤのウェットグリップ性能と転動抵抗のバランスを大巾に向上させたタイヤトレッド用ゴム組成物を提供することを目的とする。
本発明によれば、(A)スチレン量(St)=15〜45重量%、ビニル量(Vn)=25〜75重量%、ガラス転移温度(Tg)=−50〜−10℃であるポリマー末端水酸基を導入した高カップリング(カップリング前後の分子量の比が1.2以上)溶液重合SBRを10〜100重量部、(B)BET=100〜190m2/g、DBP=175〜255cm3/gの高分散性シリカを10〜90重量部、(C)N2SA=70〜300m2/g、24M4DBP=70〜200ml/100gのカーボンブラックを10〜90重量部、および(D)アルコキシシリル基またはアシルオキシシリル基をSi原子に直接結合したアルコキシ基が1分子中に6個以上またはアシルオキシ基が1分子中に2個以上存在するように含有する、平均重合度が3〜10000であるポリシロキサンをシリカ配合量の1〜40重量%配合したタイヤトレッド用ゴム組成物が提供される。
また、本発明によれば、A)スチレン量(St)=15〜45重量%、ビニル量(Vn)=25〜75重量%、ガラス転移温度(Tg)=−50〜−10℃であるポリマー末端グリシジル基を導入した高カップリング(カップリング前後の分子量の比が1.2以上)溶液重合SBRを10〜100重量部、(B)BET=100〜190m2/g、DBP=175〜255cm3/gの高分散性シリカを10〜90重量部、(C)N2SA=70〜300m2/g、24M4DBP=70〜200ml/100gのカーボンブラックを10〜90重量部、および(D)アルコキシシリル基またはアシルオキシシリル基をSi原子に直接結合したアルコキシ基が1分子中に6個以上またはアシルオキシ基が1分子中に2個以上存在するように含有する、平均重合度が3〜10000であるポリシロキサンをシリカ配合量の1〜40重量%配合したタイヤトレッド用ゴム組成物が提供される。
本発明では、特定の末端変性溶液重合SBRに特定の高分散性シリカおよびカーボンブラックおよびポリシロキサンを配合することで、ポリマー/フィラーのインタラクションが改善され、tanδバランスが大巾に向上することを見出したものである。
本発明のゴム組成物のゴム成分には、スチレン量(St)が15〜45重量%、より好ましくは25〜40重量%、ビニル量(Vn)が25〜75重量%、より好ましくは30〜60重量%であり、かつガラス転移温度(Tg)が−50〜−10℃であるポリマー末端水酸基またはポリマー末端グリシジル基を導入した高カップリング(カップリング前後の分子量の比が1.2以上)溶液重合SBRが用いられる。かかる末端水酸基または末端グリシジル基を導入した高カップリング溶液重合SBRとしては、例えば、特開平9−136993号明細書に記載される以下の式(I):
(式中、D1は、ジエン系重合体を示し、R1は、炭素数1〜20の活性水素をもたない炭化水素化合物の残基、またはエーテル基、チオエーテル基、3級アミノ基もしくは置換イミノ基を有する炭化水素化合物の残基、またはケイ素化合物の残基を示し、mは、0または1〜4の整数であり、nは、0または1〜4の整数であり、m+nは、1〜4の整数であるが、n=0の場合は、mが1以上であり、m=0の場合は、nは2以上である。)
で示される化合物が含まれる。
で示される化合物が含まれる。
前記ゴム成分におけるスチレン量(St)が15重量%未満では、ウェットグリップ性能の低下を招くので好ましくなく、逆に、45重量%を超えると、転動抵抗が悪化するので好ましくない。また、当該ゴム成分におけるビニル量(Vn)が、25重量%未満では、ウェットグリップ性能の低下を招くので好ましくなく、逆に75重量%を超えると、転動抵抗が悪化するので好ましくない。当該ゴム成分のガラス転移温度(Tg)は、−50〜−10℃であることが、ウェットグリップと転動抵抗のバランスを保つ上で好ましい。
本発明のゴム組成物では、上記ゴム成分を単独で使用(100重量部配合)するか、あるいは他のジエン系ゴム、例えば、天然ゴム(NR)、各種ブタジエンゴム(BR)、各種スチレン−ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、ポリイソプレンゴム(IR)、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム等と併用して用いられてよい。併用の場合には、上記ゴム成分の配合量は、少なくとも10重量部とすることが必要である。
本発明のゴム組成物に配合されるフィラーには、BETが100〜190m2/g、DBPが175〜255cm3/gの高分散性シリカを10〜90重量部と、N2SAが70〜300m2/g、24M4DBPが70〜200ml/100gのカーボンブラックを10〜90重量部の混合フィラーが用いられる。当該シリカの配合量が10重量部未満であると、転動抵抗が悪化するので好ましくなく、逆に90重量部を超えると、加工性が著しく悪化するので好ましくない。また、当該カーボンブラックの配合量が90重量部を超えると、転動抵抗が悪化するので好ましくない。
更に、本発明のゴム組成物には、アルコキシシリル基またはアシルオキシシリル基をSi原子に直接結合したアルコキシ基が1分子中に6個以上またはアシルオキシ基が1分子中に2個以上存在するように含有する、平均重合度が3〜10000、好ましくは3〜1000であるポリシロキサンが配合される。当該ポリシロキサンのアルコキシシリル基およびアシルオキシシリル基は、例えば、以下の式(II)および式(III):
(式中、R1は、炭素数1〜18の置換もしくは非置換の1価の炭化水素基、またはエーテル結合含有有機物であり、R2は、水素または炭素数1〜21の炭化水素基である。)
で表わされ、これらの基は当該ポリシロキサンの主鎖、側鎖、末端のいずれにあってもよいが、特に主鎖にあることが好ましい。
で表わされ、これらの基は当該ポリシロキサンの主鎖、側鎖、末端のいずれにあってもよいが、特に主鎖にあることが好ましい。
当該ポリシロキサンは、そのSi原子に直接結合したアルコキシ基を1分子中に6個以上またはアシルオキシ基を1分子中に2個以上含有させることによって、前記フィラーのシリカが有するシラノール基と強固に反応させることができる。また、当該ポリシロキサンの平均重合度が3〜10000、好ましくは3〜1000であると、このポリシロキサンはシリカ表面を十分に覆って、湿潤効果を示す。更に、当該ポリシロキサンは、その分子中にSi原子に直接結合した炭化水素基、好ましくはアルキル基を1個以上有することが、ゴム成分との親和性の観点から好ましい。かかるポリシロキサンは、公知の化合物であり、例えば、特開平10−152581号公報等にその製法が開示されている。
本発明のゴム組成物における当該ポリシロキサンの配合量は、ゴム組成物中のシリカ配合量の1〜40重量%、好ましくは2〜20重量%、より好ましくは5〜10重量%である。ポリシロキサンの配合量が1重量%未満であると所望の効果が得られず、逆に40重量%を超えるとシリカと結合しない遊離ポリシロキサンが染み出す場合があるので好ましくない。
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物には、前記した成分に加えて、加硫または架橋剤、加硫または架橋促進剤、シランカップリング剤、各種オイル、老化防止剤、可塑剤などのタイヤ用に一般に配合されている各種配合剤を配合することができ、かかる配合剤は一般的な方法で混練してゴム組成物とし、加硫または架橋するのに使用することができる。これら配合剤の配合量も、本発明の目的に反しない限り、一般的な配合量とすることができる。
以下、実施例および比較例によって本発明を更に説明するが、本発明の技術的範囲をこれらの実施例によって限定するものでないことは言うまでもない。
試験サンプルの作製
以下の表1に示す各例の配合において、硫黄と加硫促進剤を除く成分を1.8Lの密閉型ミキサーで5分間混練し、160℃に達したときに放出したマスターバッチに加硫促進剤と硫黄を加えて8インチのオープンロールで混練してゴム組成物を得た。次いで、このゴム組成物を15cm×15cm×0.2cmの金型中で160℃、20分間プレス加硫して試験片(ゴムシート)を作製し、その伸張型粘弾性 tanδ(0℃、50℃)を測定、評価した。
以下の表1に示す各例の配合において、硫黄と加硫促進剤を除く成分を1.8Lの密閉型ミキサーで5分間混練し、160℃に達したときに放出したマスターバッチに加硫促進剤と硫黄を加えて8インチのオープンロールで混練してゴム組成物を得た。次いで、このゴム組成物を15cm×15cm×0.2cmの金型中で160℃、20分間プレス加硫して試験片(ゴムシート)を作製し、その伸張型粘弾性 tanδ(0℃、50℃)を測定、評価した。
試験方法
伸張型粘弾性 tanδ(0℃、50℃): 東洋精機製作所製レオログラフソリッドを用いて、初期歪=10%、動的歪=±2%、周波数=20Hzの条件下で各温度での粘弾性を測定した。tanδ(0℃)は、ウェットグリップ特性の指標であり、比較例1を100とした指数で示す。この数値が高い程良好な結果を示す。また、tanδ(50℃)は、転動抵抗の指標であり、比較例1を100とした指数で示す。この数値が高い程良好な結果を示す。
伸張型粘弾性 tanδ(0℃、50℃): 東洋精機製作所製レオログラフソリッドを用いて、初期歪=10%、動的歪=±2%、周波数=20Hzの条件下で各温度での粘弾性を測定した。tanδ(0℃)は、ウェットグリップ特性の指標であり、比較例1を100とした指数で示す。この数値が高い程良好な結果を示す。また、tanδ(50℃)は、転動抵抗の指標であり、比較例1を100とした指数で示す。この数値が高い程良好な結果を示す。
表1の結果から、本発明のタイヤ用ゴム組成物では、タイヤのウェットグリップ性能と転動抵抗とのバランスが大巾に向上していることが判る。
Claims (2)
- (A)スチレン量(St)=15〜45重量%、ビニル量(Vn)=25〜75重量%、ガラス転移温度(Tg)=−50〜−10℃であるポリマー末端水酸基を導入した高カップリング(カップリング前後の分子量の比が1.2以上)溶液重合SBRを10〜100重量部、(B)BET=100〜190m2/g、DBP=175〜255cm3/gの高分散性シリカを10〜90重量部、(C)N2SA=70〜300m2/g、24M4DBP=70〜200ml/100gのカーボンブラックを10〜90重量部、および(D)アルコキシシリル基またはアシルオキシシリル基をSi原子に直接結合したアルコキシ基が1分子中に6個以上またはアシルオキシ基が1分子中に2個以上存在するように含有する、平均重合度が3〜10000であるポリシロキサンをシリカ配合量の1〜40重量%配合したタイヤトレッド用ゴム組成物。
- (A)スチレン量(St)=15〜45重量%、ビニル量(Vn)=25〜75重量%、ガラス転移温度(Tg)=−50〜−10℃であるポリマー末端グリシジル基を導入した高カップリング(カップリング前後の分子量の比が1.2以上)溶液重合SBRを10〜100重量部、(B)BET=100〜190m2/g、DBP=175〜255cm3/gの高分散性シリカを10〜90重量部、(C)N2SA=70〜300m2/g、24M4DBP=70〜200ml/100gのカーボンブラックを10〜90重量部、および(D)アルコキシシリル基またはアシルオキシシリル基をSi原子に直接結合したアルコキシ基が1分子中に6個以上またはアシルオキシ基が1分子中に2個以上存在するように含有する、平均重合度が3〜10000であるポリシロキサンをシリカ配合量の1〜40重量%配合したタイヤトレッド用ゴム組成物。
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JPH10152581A (ja) * | 1996-11-22 | 1998-06-09 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | ゴム組成物 |
JP2000289411A (ja) * | 1999-04-09 | 2000-10-17 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | 空気入りタイヤ |
JP2002284933A (ja) * | 2001-03-26 | 2002-10-03 | Asahi Kasei Corp | 変性共役ジエン系重合体組成物及びゴム組成物 |
-
2004
- 2004-12-03 JP JP2004350990A patent/JP2006160812A/ja active Pending
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