JP4088290B2

JP4088290B2 - タイヤトレッド用ゴム組成物およびそれからなるタイヤ

Info

Publication number: JP4088290B2
Application number: JP2004333160A
Authority: JP
Inventors: 頴銭; 道夫平山
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2004-11-17
Filing date: 2004-11-17
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2024-11-17
Also published as: JP2006143804A

Description

本発明は、タイヤトレッド用ゴム組成物およびそれからなるタイヤに関する。

近年、自動車の高速化が要求されるにつれ、タイヤについて、優れた制動性、とくに湿潤路面における制動性（ウェット制動性）が要求されている。

従来、タイヤトレッドの制動性を高めるために、タイヤトレッド用ゴム組成物には、ガラス転移温度の高いスチレンブタジエンゴムを配合する、あるいは、粒子径の小さいカーボンブラックを多量に配合することがなされてきた。しかし、制動性が向上するにつれて、タイヤトレッドの耐摩耗性が悪化し、さらに−１０℃〜−３０℃の温度条件下においてタイヤトレッドが脆化する、つまり、低温における耐脆化性が低下するという問題があった。

また、特許文献１には、液状ブタジエンゴムを配合したタイヤ用ゴム組成物が開示されている。しかし、スチレンブタジエンゴムの配合を想定したものではない。

特開２００３−１２８６０号公報

本発明は、耐摩耗性、ウェット制動性および低温における耐脆化性を高次にバランスよく向上させるタイヤトレッド用ゴム組成物、ならびにそれからなるタイヤを提供することを目的とする。

本発明は、（ａ）スチレン量が１０〜３０重量％およびビニル量が２５〜７５重量％であるスチレン−ブタジエンゴム５０〜８０重量％、（ｂ）天然ゴム５〜３０重量％、ならびに（ｃ）分子末端に水酸基を有し、数平均分子量が１５００以上である液状ブタジエンゴム５〜２０重量％からなるゴム成分１００重量部に対して、シリカを５０〜１２０重量部を含有するタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。

また、本発明は、前記タイヤトレッド用ゴム組成物からなるタイヤトレッドを有するタイヤに関する。

本発明によれば、ゴム成分として特定のスチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴムおよび天然ゴムを特定比率含有し、さらにシリカを多量に配合することにより、耐摩耗性、ウェット制動性および低温における耐脆化性を高次にバランスよく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ができる。

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、ゴム成分およびシリカからなる。

ゴム成分は、（ａ）スチレン量が１０〜３０重量％およびビニル量が２５〜７５重量％であるスチレン−ブタジエンゴム（以下、ＳＢＲ（ａ）とする）、（ｂ）天然ゴム（以下、ＮＲ（ｂ）とする）、ならびに（ｃ）分子末端に水酸基を有し、数平均分子量が１５００以上である液状ブタジエンゴム（以下、液状ＢＲ（ｃ）とする）からなる。

ＳＢＲ（ａ）におけるスチレン量は１０重量％以上、好ましくは１５重量％以上である。スチレン量が１０重量％未満では、ゴム成分全体として、充分な制動性が得られない。また、ＳＢＲ（ａ）におけるスチレン量は３０重量％以下、好ましくは２５重量％以下である。スチレン量が３０重量％をこえると、充分なウェット制動性は得られるが、低温における耐脆化性能、および耐摩耗性が悪化する。ここでスチレン量とは、ＮＭＲ装置を用いて¹Ｈ−ＮＭＲを測定し、ＳＢＲ（ａ）のスペクトルより求めた６．７〜７．２ｐｐｍのスチレン単位に基づくフェニルプロトンから計算される。

ＳＢＲ（ａ）におけるビニル量は２５重量％以上、好ましくは３０重量％以上である。ビニル量が２５重量％未満では、ゴム成分全体として、充分な制動性が得られない。また、ＳＢＲ（ａ）におけるビニル量は７５重量％以下、好ましくは６５重量％以下である。ビニル量が７５重量％をこえると、充分なウェット制動性は得られるが、低温における耐脆化性能、および耐摩耗性、転がり抵抗が悪化する。ここでビニル量とは、ＮＭＲ装置を用いて¹Ｈ−ＮＭＲを測定し、ＳＢＲ（ａ）のスペクトルより求めた４．７〜５．２ｐｐｍのブタジエン単位に基づくビニル結合のメチレンプロトンから計算される。

ゴム成分中におけるＳＢＲ（ａ）の含有率は５０重量％以上、好ましくは６０重量％以上である。含有率が５０重量％未満では、充分な制動性が得られない。また、ゴム成分中におけるＳＢＲ（ａ）の含有率は８０重量％以下、好ましくは７５重量％以下である。含有率が８０重量％をこえると、低温における耐脆化性能および耐摩耗性が悪化する。

ＮＲ（ｂ）としては、一般のゴム工業において使用されるもの、例えば、ＲＳＳ♯３、ＴＳＲ２０などがあげられる。

ゴム成分中におけるＮＲ（ｂ）の含有率は５重量％以上、好ましくは１５重量％以上である。含有率が５重量％未満では、耐摩耗性が悪化する。また、ゴム成分中におけるＮＲ（ｂ）の含有率は３０重量％以下である。

液状ＢＲ（ｃ）は、分子末端に水酸基を有する。水酸基を分子末端に有することで、親水性の水酸基部分と疎水性のポリブタジエン部分の両方を持つため、親水性のシリカと疎水性のポリマーやオイルなどをうまく混合させるという効果が得られる。

液状ＢＲ（ｃ）の水酸基含有量は０．２〜３ｍｏｌ／ｋｇであることが好ましい。水酸基含有量が０．２ｍｏｌ／ｋｇ未満では、前記したような水酸基を含有させることで得られる効果が得られない。また、水酸基含有量が３ｍｏｌ／ｋｇをこえると、ブルーミングが生じる傾向がある。なお、水酸基含有量は、ＪＩＳＫ１５５７にもとづいて測定される。

液状ＢＲ（ｃ）の数平均分子量は１５００以上、好ましくは２０００以上である。数平均分子量が１５００未満では、他のゴム成分との相容性が悪化する。また、液状ＢＲ（ｃ）の数平均分子量は５０００以下であることが好ましく、４０００以下であることがより好ましい。

ゴム成分中における液状ＢＲ（ｃ）の含有率は５重量％以上である。含有率が５重量％未満では、良好な低温脆化温度が得られない。また、ゴム成分中におけるＢＲ（ｃ）の含有率は２０重量％以下、好ましくは１５重量％以下である。含有率が２０重量％をこえると、ウェット制動性が低下する。

シリカとしては、とくに制限はなく、湿式法または乾式法により調製されたものを用いることができる。

シリカの含有量は、ゴム成分１００重量部に対して５０重量部以上、好ましくは７０重量部以上である。含有量が５０重量部未満では、ゴムの強度が下がる、あるいは、耐摩耗性も悪化する。また、シリカの含有量は１２０重量部以下、好ましくは１００重量部以下である。含有量が１２０重量部をこえると、ゴムが硬くなる。

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、前記成分をバンバリー、ロールで混合することにより製造することができる。また、必要であれば、その性能を損なわない範囲で、さらに他の酸化亜鉛、ステアリン酸、老化防止剤、軟化剤、ワックス、加硫促進剤、硫黄などの添加剤を配合してもよい。

本発明のタイヤは、本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物からなるタイヤトレッドを用いて通常の方法により製造される。すなわち、前記ゴム成分およびシリカ、ならびに必要に応じて前記各種添加剤を配合した本発明のサイドウォール用ゴム組成物を未加硫の段階でタイヤのタイヤトレッドの形状に合わせて押し出し加工し、タイヤ成型機上にて通常の方法にて成形し、未加硫タイヤを形成する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧してタイヤを製造することができる。

実施例にもとづいて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。

以下に、本発明において使用した各種薬品について説明する。
ＳＢＲ１：ＪＳＲ（株）製のＳＬ５７４（スチレン量：１５重量％、ビニル量：５７重量％）
ＳＢＲ２：旭化成（株）製のＴ２３３０（スチレン量：２５重量％、ビニル量：３０重量％）
ＳＢＲ３：住友化学工業（株）製のＳＥ９５９９（スチレン量：４０重量％、ビニル量：５０重量％）
ＳＢＲ４：住友化学工業（株）製のＮ９５２０（スチレン量：３５重量％、ビニル量：１８重量％）
ＮＲ：ＴＳＲ２０
ＢＲ：出光興産（株）製のＲ４５ＨＴ（水酸基末端液状ポリブタジエン、数平均分子量：２８００、水酸基含有量：０．８３ｍｏｌ／ｋｇ）
シリカ：デグッサ社製のウルトラシルＶＮ３
カップリング剤：デグッサ社製のＳｉ６９
ステアリン酸：日本油脂（株）製のステアリン酸
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛
老化防止剤：大内新興化学工業（株）製のノクラック６Ｃ（Ｎ−１，３−ジメチルブチル−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン）
オイル：出光興産（株）製のダイナプロセスオイルＰＷ３２
Ｗａｘ：大内新興化学工業（株）製のサンノックワックス
硫黄：鶴見化学工業（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＣＺ（Ｎ−ｃｙｃｌｏｈｅｘｙｌ−２−ｂｅｎｚｏｔｈｉａｚｙｌ−ｓｕｌｆｅｎａｍｉｄｅ）

実施例１〜３および比較例１〜３
（ゴム組成物の調製）
硫黄および加硫促進剤を除く表１の配合内容を（株）神戸製鋼製の１．７Ｌバンバリーを用いて１６５℃で混練りした後、得られた混練り物に硫黄、加硫促進剤を加えて、二軸ローラーにて１１０℃で練り込み、未加硫混合物を得た。未加硫混合物を１７５℃において１０分間加硫することでゴム組成物を調製した。調製したゴム組成物を用いて、以下の試験に使用した。

（低温脆化試験）
ＪＩＳＫ３６０１の低温脆化破壊試験法にしたがって、低温脆化試験をおこなった。脆化温度が−３５度以上では、低温において充分な耐脆化性が得られない。

（耐摩耗性）
ランボーン型摩耗試験機を用いて、室温、負荷荷重２．５ｋｇｆ、スリップ率４０％、２分間の条件で、調製したゴム組成物の摩耗量を測定した。比較例１の摩耗量の逆数を１００として、それぞれ指数で表わした。数値が大きいほど耐摩耗性が良好であり、数値が９５以下では充分な耐摩耗性が得られていないことを示す。

（タイヤの調製）
前記ゴム組成物からなるトレッドを有するサイズ１８５／６５Ｒ１４のタイヤを作製し、車に装着してウェット制動性試験をおこなった。

（ウェット制動性）
前記タイヤを排気量１８００ｃｃの乗用車に装着して、散水した路面上で初速度１００ｋｍ／ｈからの制動距離を測定し、比較例１を１００として、それぞれ指数表示した。数値が大きいほど、ウェット制動性が良好であり、数値が９５以下では充分なウェット制動性が得られていないことを示す。

試験結果を表１に示す。

Claims

（ａ）スチレン量が１０〜３０重量％およびビニル量が２５〜７５重量％であるスチレン−ブタジエンゴム５０〜８０重量％、
（ｂ）天然ゴム５〜３０重量％、ならびに
（ｃ）分子末端に水酸基を有し、数平均分子量が１５００以上である液状ブタジエンゴム５〜２０重量％
からなるゴム成分１００重量部に対して、
シリカを５０〜１２０重量部を含有するタイヤトレッド用ゴム組成物。
請求項１記載のタイヤトレッド用ゴム組成物からなるタイヤトレッドを有するタイヤ。