JP2009084482A - タイヤトレッド用ゴム組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】カーボンブラック配合コンパウンドにおいて、グリップ性能を犠牲にすることなく、耐摩耗性を大幅に向上させ、更に高いグリップ性能と耐摩耗性の両立を図る。
【解決手段】（Ａ）スチレン−ブタジエン共重合体ゴム７０重量部以上を含むジエン系ゴム１００重量部、
（Ｂ）充填剤としてＪＩＳ Ｋ６２１７に準拠して測定した窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）が２５０ｍ²／ｇ以上のカーボンブラック８０〜１５０重量部並びに（Ｃ）ビス−（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド及び／又はビス−（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド０．１〜５重量部を含んでなる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、更に詳しくはグリップ性能及び耐摩耗性が改良されたタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。

競技用タイヤトレッド用コンパウンドは、グリップ性能を上げるために小粒径カーボンブラックを多量配合することが試みられている（特許文献１）が、耐摩耗性が犠牲になってしまうという問題がある。そのため、粒径のより大きいカーボンブラックへの置換や、カーボンブラックの配合量を減らしたり、あるいはオイルなどの軟化剤配合量を減少させることによって耐摩耗性は向上できるものの、グリップ性能は低下するという問題があり、また加硫剤の配合量を増やしても耐摩耗性の改良効果は小さく、グリップ性能が低下するという問題がある。

特開平６−５７０７１号公報

従って、本発明の目的は、カーボンブラック配合コンパウンドにおいて、グリップ性能を犠牲にすることなく、耐摩耗性を大幅に向上させることができ、更には高いグリップ性能と耐摩耗性の両立を図ることができるゴム組成物を提供することにある。

本発明に従えば、（Ａ）スチレン−ブタジエン共重合体ゴム７０重量部以上を含むジエン系ゴム１００重量部、
（Ｂ）充填剤としてＪＩＳ Ｋ６２１７に準拠して測定した窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）が２５０ｍ²／ｇ以上のカーボンブラック８０〜１５０重量部並びに（Ｃ）ビス−（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド及び／又はビス−（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド０．１〜５重量部を含んでなるタイヤトレッド用ゴム組成物が提供される。

本発明によれば、カーボンブラック配合ゴム組成物において、ビス−（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド及び／又はビス−（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィドを配合することによってグリップ性能を犠牲にすることなく耐摩耗性を大幅に向上させることができ、また特定の重量平均分子量を有するスチレン−ブタジエン共重合体を配合することによって、高いグリップ性能と耐摩耗性の両立を図ることができる。

本発明者らは前記課題を解決すべく研究を進めた結果、カーボンブラック配合ゴム組成物において、ビス−（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド及び／又はビス−（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィドを配合することによって、ゴム組成物のグリップ性能を犠牲にすることなく、耐摩耗性を大幅に向上させることができることを見出し、更にスチレン−ブタジエン共重合体を配合することによって、高いグリップ性能と耐摩耗性の両立を図ったゴム組成物を提供できることを見出した。

本発明に従えば、（Ａ）スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）７０重量部以上、好ましくは８０〜１００重量部を含むジエン系ゴム１００重量部に対し、（Ｂ）島津製作所製Ｆｌｏｗ Ｓｏｒｂ ＩＩ ２３００を用いて、ＪＩＳ Ｋ６２１７に準拠して測定した窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）が２５０ｍ²／ｇ以上、好ましくは３００〜４５０ｍ²／ｇのカーボンブラックを８０〜１５０重量部、好ましくは１００〜１３０重量部、そして（Ｃ）ビス−（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド及び／又はビス−（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィドを０．１〜５重量部、好ましくは０．３〜３重量部を配合し、更に好ましい態様は重量平均分子量が２０００〜２０，０００、好ましくは４，０００〜１０，０００のスチレン−ブタジエン共重合体を１０〜１００重量部、好ましくは２０〜９０重量部配合する。

前記スチレン−ブタジエン共重合体ゴムの配合量が、７０重量部未満であるとグリップ性能が低下してしまうので好ましくない。
このスチレン−ブタジエン共重合体ゴムと共に本発明のゴム組成物に配合することができるジエン系ゴムとしては、例えば天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴムなどをあげることができる。

本発明のゴム組成物に充填剤として配合される窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）が２５０ｍ²／ｇ以上のカーボンブラックは公知であり、例えばコロンビヤンケミカル製ＣＤ２０１９、キャボット製ＢＬＡＣＫ ＰＥＡＬＳ １０００などとして市販されている任意のカーボンブラックを用いることができる。カーボンブラックのＮ₂ＳＡが２５０ｍ²／ｇ未満であるとグリップ性能が低下してしまうので好ましくない。このカーボンブラックの配合量が少ないと、グリップ性能が低下してしまうので好ましくなく、逆に多いと耐摩耗性が低下してしまうので好ましくない。

本発明のゴム組成物に配合することができるビス−（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド及びビス−（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィドは公知の化合物であり、例えばデグッサ社製Ｓｉ６９、Ｓｉ７５などとして市販されているものを使用することができ、この配合量が少ないと耐摩耗性向上の効果が少ないので好ましくなく、逆に多いとグリップ性能が犠牲になってしまうので好ましくない。

本発明のゴム組成物に配合する前記スチレン−ブタジエン共重合体は、公知の低分子量重合体であり、具体的にはサートマー社製ＲＩＣＯＮ１００、ＲＩＣＯＮ１８１、ＲＩＣＯＮ１８４などの市販品を用いることができる。この配合量が少ないとグリップ性能向上の効果が少ないので好ましくなく、逆に多いと耐摩耗性が低下してしまうので好ましくない。

本発明に係るゴム組成物には、前記した成分に加えて、シリカなどのその他の補強剤（フィラー）、加硫又は架橋剤、加硫又は架橋促進剤、各種オイル、老化防止剤、可塑剤などのタイヤ用、その他のゴム組成物用に一般的に配合されている各種添加剤を配合することができ、かかる添加剤は一般的な方法で混練して組成物とし、加硫又は架橋するのに使用することができる。これらの添加剤の配合量は本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。

以下、実施例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲をこれらの実施例に限定するものでないことはいうまでもない。

標準例１、実施例１〜６及び比較例１〜４
サンプルの調製
表Ｉに示す配合において、加硫促進剤と硫黄を除く成分を１６リットルの密閉型ミキサーで１０分間混練し、１５０℃に達したときに放出してマスターバッチを得た。このマスターバッチに加硫促進剤と硫黄をオープンロールで混練し、ゴム組成物を得た。

次に得られたゴム組成物を所定の金型中で１５０℃で３０分間加硫して加硫ゴム試験片を調製し、以下に示す試験法で加硫ゴムの物性を測定した。結果は表Ｉに示す。

ゴム物性評価試験法
ピコ摩耗試験：ＪＩＳ Ｋ６２６４に準拠して、ＦＥＲＲＹ ＭＡＣＨＩＮＥ ＣＯ．製ピコ摩耗試験機を用いて測定した。測定結果は、標準例１を１００として指数表示した。この数値が大きいほど耐摩耗性に優れていることを示す。

グリップ性能実車走行距離：各例で得られたゴム組成物を空気入りタイヤ（寸法：１９５／５５Ｒ１５）のトレッドに用いて１周２ｋｍのサーキットでの５ラップ連続走行ラップタイムの平均値により以下の基準で評価した。
５：標準例１の値に対し、０．３秒以上の差で速い。
４：標準例１の値に対し、０．１秒以上０．３秒未満の差で速い。
３：標準例１のゴム組成物をトレッドに用いた走行結果を基準又は
それに対し±０．１秒未満である。
２：標準例１の値に対し、０．１秒以上０．３秒未満の差で遅い。
１：標準例１の値に対し、０．３秒以上の差で遅い。

表Ｉ脚注
（１）：日本ゼオン製 Ｅ（乳化重合）−ＳＢＲ（油展量：５０ｐｈｒ）
（２）：天然ゴム（ＳＴＲ−２０）
（３）：日本ゼオン製ＢＲ（Ｎｉｐｏｌ ＢＲ１２２０）
（４）：コロンビヤンカーボン製 カーボンブラック（Ｎ₂ＳＡ：３９０ｍ²／ｇ）
（５）：東海カーボン製 カーボンブラック（Ｎ₂ＳＡ：１４２ｍ²／ｇ）
（６）：ジャパンエナジー製 プロセスＸ１４０
（７）：サートマー社製 ＲＩＣＯＮ １００（重量平均分子量：４，５００）
（８）：ＦＬＥＸＳＹＳ製 老化防止剤ＳＡＮＴＯＦＬＥＸ ６ＰＰＤ
（９）：正同化学工業製 酸化亜鉛 ３種
（１０）：日本油脂製 ビーズステアリン酸ＹＲ
（１１）：ＦＬＥＸＳＹＳ製 加硫促進剤ＰＥＲＫＡＣＩＴ ＴＢＺＴＤ
（１２）：大内新興化学工業製 加硫促進剤ノクセラー ＣＺ−Ｇ
（１３）：デグッサ社製 Ｓｉ６９（ビス−（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド）
（１４）：デグッサ社製 Ｓｉ７５（ビス−（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド）
（１５）：鶴見化学工業製 金華印油入微粉硫黄

表Ｉの結果から明らかなように、基準となる標準例１に比較して比較例１はカーボンブラック及びオイル量が少ないため、耐摩耗性は良好であるが、グリップ性能が低下する。比較例２はカーボンブラックの半量を大粒径化したもので、耐摩耗性は向上するが、グリップ性能は低下する。比較例３は硫黄の配合量を増大させたもので、耐摩耗性は向上するが、グリップ性能は低下する。比較例４はスチレン−ブタジエン共重合体を配合した例ではあるが、グリップ性能は向上するが、耐摩耗性が低下する。

これに対し、実施例１は標準例１にＳｉ６９を配合した例で、グリップ性能を低下させることなく、耐摩耗性が向上する。実施例２及び３は標準例１にスチレン−ブタジエン共重合体及びＳｉ６９の両方を配合した例で、この場合には、耐摩耗性及びグリップ性能のいずれも向上する。実施例４は実施例３のＳｉ６９をＳｉ７５配合とした例で同様に耐摩耗性、グリップ性能いずれも向上する。実施例５及び６は、実施例３のＳＢＲの一部をそれぞれＮＲ、ＢＲにした例で特に耐摩耗性の向上が図れる。

カーボンブラック配合コンパウンドにおいて、ビス−（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド及び／又はビス−（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィドを配合することによって、グリップ性能を犠牲にすることなく、耐摩耗性を大幅に向上させることができ、更にスチレン−ブタジエン共重合体を配合することによって、高いグリップ性能と耐摩耗性の両立を図ることができるので、空気入りタイヤ、特に競技用タイヤのトレッド用として有用である。

Claims (2)

1. （Ａ）スチレン−ブタジエン共重合体ゴム７０重量部以上を含むジエン系ゴム１００重量部、
   （Ｂ）充填剤としてＪＩＳ Ｋ６２１７に準拠して測定した窒素吸着比表面積（Ｎ₂ＳＡ）が２５０ｍ²／ｇ以上のカーボンブラック８０〜１５０重量部並びに（Ｃ）ビス−（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド及び／又はビス−（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド０．１〜５重量部を含んでなるタイヤトレッド用ゴム組成物。
2. 前記ジエン系ゴム１００重量部に対し、重量平均分子量が２，０００〜２，００００のスチレン−ブタジエン共重合体１０〜１００重量部を更に含む請求項１に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。