JPH08283462A - ゴム組成物 - Google Patents

ゴム組成物

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JPH08283462A
JPH08283462A JP7094957A JP9495795A JPH08283462A JP H08283462 A JPH08283462 A JP H08283462A JP 7094957 A JP7094957 A JP 7094957A JP 9495795 A JP9495795 A JP 9495795A JP H08283462 A JPH08283462 A JP H08283462A
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JP
Japan
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rubber
weight
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copolymer
parts
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JP7094957A
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Masahiro Hojo
将広 北條
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Bridgestone Corp
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Bridgestone Corp
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/86Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 0℃における tanδ値に影響を与えることな
く、60℃における tanδ値を低下させる。 【構成】 イソブチレン単位、パラメチルスチレン単位
及びパラブロモメチルスチレン単位を含んでなる共重合
体並びにジエン系ポリマーをゴム成分とし、カーボンブ
ラックを含んでなるゴム成分に、特定のチアジアゾール
化合物を配合する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はゴム組成物に関し、特に
空気入りタイヤのトレッドゴム等に好適に使用できるゴ
ム組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】特開平1−207337号公報(中島氏
等)には、チアジアゾール化合物がジエン系ポリマーの
ゴム組成物を低発熱化させることが報告されている。一
方、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴムは、天然ゴム、
SBR,BRといったジエン系ポリマーに較べて、ゴム
自体が有するロスファクター(tanδ)(=動的損失
率/動的弾性率)が大きいことが知られている。従っ
て、ジエン系ポリマーにブチルゴム、ハロゲン化ブチル
ゴムをブレンドしていくと、ブレンドゴムのロスファク
ターは大きくなるので、これをタイヤのトレッドゴムと
して用いた場合、ドライグリップ性能及びウェットグリ
ップ性能を向上させることができる。
【0003】しかし、前記ブチルゴムのブレンドゴム
を、タイヤのトレッドゴムとして用いた場合、前記の通
りグリップ性能を上昇させる反面、転がり抵抗の指標で
ある50〜60℃におけるロスファクターをも上昇させ
るため、転がり抵抗が大きくなり、自動車の燃費効率を
大きく悪化させるという不都合がある。このような不都
合を解消するために、上記の低発熱化剤を用いることが
考えられるが、当該化合物はジエン系ポリマー用に設定
されたものであり、二重結合の少ないブチルゴムに対し
ては低発熱化効果は小さい。従って、ブチルゴムをジエ
ン系ポリマーと置換していくと、低発熱化剤の効果は徐
々に失なわれていき、ゴム成分中にブチルゴムを10重
量部以上配合した場合にあっては転がり抵抗の低減を図
ることは難しかった。
【発明が解決すべき課題】そこで、本発明は、0℃付近
におけるロスファクターが大きく、50〜60℃付近に
おけるロスファクターが小さいゴム組成物を提供するこ
とを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】特定のチアジアゾール化
合物をジエン系ポリマーに添加することによりロスファ
クターが低下するのは、混練り中のカーボンブラックの
分散過程において、チアジアゾール化合物がジエン系ポ
リマーの二重結合部分と反応すると共に、カーボンブラ
ックの表面官能基とも反応し、これにより、チアジアゾ
ール化合物を介してポリマーとカーボンブラックが結合
するために、カーボンブラックの分散性が改良されるた
めと推定される。これに対して、ブチルゴムは二重結合
部分が少なく、チアジアゾール化合物との反応がほとん
ど無いために、低発熱化効果は小さい。そこで、本発明
者は、反応性の高いパラブロモメチルスチレンを含んだ
イソブチレン/パラメチルスチレン/パラブロモメチル
スチレン共重合体を、ブチルゴム代替としてジエン系ポ
リマー及びチアジアゾール化合物と組合わせて検討した
ところ、0℃付近でのロスファクターはブチルゴムと同
等で、60℃付近のロスファクターを大きく低減させる
ことを見い出し、発明を完成させるに至った。本発明の
構成は以下の通りである。本発明のゴム組成物は、
(1)イソブチレン単位、パラメチルスチレン単位及び
パラブロモメチルスチレン単位を含んでなる共重合体を
10〜50重量部と、(2)天然ゴム及び/又はジエン
系合成ゴムを、前記共重合体の配合量をXとした場合
に、(100−X)重量部と、(3)カーボンブラック
を20〜150重量部と、(4)下記の一般式
【化2】 (式中、R1 及びR2 は同一でも異なっていてもよく、
それぞれメルカプト基、アミノ基またはトリフルオロメ
チル基を表す。)で表されるチアジアゾール化合物より
なる群から選択される少なくとも1種を0.1〜5.0
重量部と、を含んでなることを特徴とする。また、本発
明のゴム組成物は、前記共重合体中、パラメチルスチレ
ン単位とパラブロモメチルスチレン単位との合計含有量
が0.5〜20重量%であり、パラブロモメチルスチレ
ン単位の含有量が臭素原子含量で0.1〜7.5重量%
であることを特徴とする。また、本発明のゴム組成物
は、前記チアジアゾール化合物が、2.5 −ジメルカプト
−1,3,4−チアジアゾール、2−アミノ−5−メル
カプト−1,3,4−チアジアゾール及び2−アミノ−
5−トリフルオロメチル−1,3,4−チアジアゾール
よりなる群から選択される少なくとも1種であることを
特徴とする。以下に、本発明を詳細に説明する。本発明
にかかる共重合体を構成するイソブチレン単位とはイソ
ブチレンモノマーの重合で得られる単位をいい、パラメ
チルスチレン単位とはパラメチルスチレンモノマーの重
合で得られる単位をいう。当該共重合体は、通常イソブ
チレンモノマーとパラメチルスチレンモノマーを共重合
させた後に、ルイス酸の存在下で一部のパラメチルスチ
レン単位のメチル部分を臭素化することで得られる。
【0005】共重合体とブレンドされるジエン系ゴムと
しては天然ゴムの他、シス−1.4−ポリイソプレン、
スチレンブタジエン共重合体、低シス−1.4 −ポリブタ
ジエン、高シス− 1.4−ポリブタジエン、エチレン−プ
ロピレン−ジエン共重合体、クロロプレン、ハロゲン化
ブチルゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム等が挙
げられ、これらのうち少なくとも1種を配合可能であ
る。
【0006】配合に関し、本発明にかかる共重合体が1
0重量部より少ないとジエン系ゴム量が多いため、チア
ジアゾール化合物による低発熱化効果が当該共重合体で
もブチルゴムでも大きな差は無くなり、本発明による固
有の効果はほとんど得られない。また共重合体が50重
量部より多いとゴム組成物として要求される他物性が著
しく低下する。カーボンブラックの量は20重量部より
少ないとチアジアゾール化合物によるカーボンブラック
分散効果が小さいので、十分な本発明による効果は得ら
れない。カーボンブラックが150重量部より多いと作
業性等の他物性が低下するので良くない。チアジアゾー
ル化合物の量は 0.1重量部より少ないと低発熱化効果が
十分得られないし、 5.0重量部より多いとスコーチ性な
どの作業性が悪化する。チアジアゾール化合物は共重合
体のパラブロモメチルスチレン部分に求核置換反応し、
ジエン系ゴムと同様にポリマーと結合してカーボン分散
を向上させることで tanδを低減させると考えられる。
この tanδ低減効果は、共重合体、ジエン系ポリマーに
影響を受けるが総じて0℃付近では小さく50〜60℃
付近で大きい。共重合体中パラメチルスチレン単位とパ
ラブロモメチルスチレン単位の含量の和が 0.5重量%よ
り少ないとパラブロモメチルスチレン単位の量が少ない
ためにチアジアゾール化合物による低発熱化効果が得ら
れず、また20重量%より多いとガラス転位温度が高くな
りゴムとしての物理的物性が低下すると共に本発明の目
的も達成できない。同様にパラブロモメチルスチレン単
位に含まれる臭素原子含量が 0.1重量%より小さくて
も、チアジアゾール化合物による低発熱化効果は得られ
ないし、7.5 重量%より大きいと未加硫時の作業性が低
下する。
【0007】本発明におけるカーボンブラックの配合量
は、前記ゴム原料100重量部に対して、20〜150
重量部であり、好ましくは25〜80重量部である。2
0重量部より少ないと、加硫物の破壊特性及び耐摩耗性
等が十分でなく、また150重量部より多いと、低ヒス
テリシスロス性(低転がり抵抗性)等において好ましく
ない。使用されるカーボンブラックとしては、HAF、
ISAF、SAF等のカーボンブラックが挙げられる。
【0008】加硫剤としては、硫黄等が挙げられ、これ
らの使用量は、ゴム原料100重量部に対して 0.1〜5
重量部、好ましくは1〜2重量部である。0.1 重量部よ
り少ないと加硫ゴムの破壊特性、耐摩耗性が低下し、5
重量部より多いとゴム弾性が失われる。
【0009】本発明で使用できるプロセス油としては、
例えば、パラフィン系、ナフテン系、アロマチック系等
を挙げることができる。破壊特性、耐摩耗性を重視する
用途にはアロマチック系が、ヒステリシスロス、低温特
性を重視する用途にはナフテン系またはパラフィン系が
それぞれ用いられ、その使用量は、ゴム原料100重量
部に対して0〜100重量部であり、100重量部を越
えると加硫ゴムの破壊特性、低ヒステリシスロス性が著
しく悪化する。
【0010】本発明で使用できる加硫促進剤は、特に限
定されるものではないが、好ましくはMBT(2−メル
カプトベンゾチアゾール)、DM(ジベンゾチアジルジ
サルファイド)、CBS(N−シクロヘキシル−2−ベ
ンゾチアジルスルフェンアミド)等のチアゾール系の加
硫促進剤、DPG(ジフェニルグアニジン)等のグアニ
ジン系の加硫促進剤等を挙げることができ、その使用量
は、ゴム原料100重量部に対して 0.1〜5重量部、好
ましくは 0.2〜3重量部である。
【0011】本発明では、これら以外にもゴム工業で通
常使用されている老化防止剤、カーボンブラック以外の
例えばシリカ、炭酸カルシウム、酸化チタン等の充填
剤、亜鉛華、ステアリン酸、酸化防止剤、オゾン劣化防
止剤、シランカップリング剤等の添加剤を配合すること
もできる。
【0012】本発明のゴム組成物は、ロール、インター
ナルミキサー等の混練り機を用いて混練りすることによ
って得られ、成形加工後、加硫を行い、タイヤトレッ
ド、アンダートレッド、カーカス、サイドウォール、ビ
ード部分等のタイヤ用途を始め、防振ゴム、ベルト、ホ
ースその他工業品等の用途にも用いることができるが、
特にタイヤトレッド用ゴムとして好適に使用される。
【0013】
【実施例】本発明を実施例に基づいて説明する。各実施
例及び比較例とも、表1,表2及び表3に示す配合に従
って、250mlのラボプラストミル及び3インチロール
で混練り配合を行った。配合ゴムを、145℃で35分
間加硫した後、物性評価を行い、結果を表2及び表3に
併記する。
【0014】タイヤの低転がり抵抗性につながる低ヒス
テリシスロス性の指標として60℃における tanδを測
定し評価した。tan δ(60℃)は、米国レオメトリッ
クス社製の動的スペクトロメータを使用し、温度60
℃、引張りの動的歪1%、周波数10Hzの条件で測定
し、その逆数の値を用いて、比較例1における値(逆
数)を100とした場合の指数で表示した。従って、数
値が大きい程、ヒステリシスロスが小さく、タイヤの転
がり抵抗が小さくなるので良好であると評価する。
【0015】尚、低発熱化剤を含まない場合と比較する
ために、各例において、チアジアゾール化合物のみを配
合せず、他の配合を同じくする配合ゴム(相当する比較
例Noを表中に併記)についての逆数を100とした場
合についても指数表示した。
【0016】ウェットグリップ特性の指標として0℃の
tanδを測定し評価した。 tanδ(0℃)は、米国レオ
メトリックス社の動的スペクトロメータを使用し、温度
0℃、引張りの動的歪1%、周波数10Hzの条件で測
定し、その測定値を用いて、比較例1における値を10
0とした指数で表示した。従って数値が大きい程ウェッ
トグリップ性は高く良好であると評価する。
【0017】
【表1】 *1:ゴム原料中、本発明にかかる共重合体の成分は、表
2及び表3中で特に断りのない限り、臭素原子含量2.0
重量%、パラメチルスチレンとパラブロモメチルスチレ
ンとの合計含有量10.0重量%である。 *2 : ジフェニルグアニジン *3 : ジベンゾチアジルジサルファイド
【0018】
【表2】 比較例1〜5は、ブチルゴム(IIR)の配合量を変化
させた例であるが、IIRの増加とともに、0℃及び6
0℃における tanδがともに大きくなるため、ウェット
グリップ性が高まるのみならず、ヒステリシスロスも大
きくなる。比較例6〜10は、IIRを変量とし、これに
定量のチアジアゾール化合物(2,5−ジメルカプト−
1,3,4−チアジアゾール)を配合した例であるが、
チアジアゾール化合物を含まない比較例1〜5に比べ、
60℃ tanδを低下させ、低発熱化効果は認められる
が、IIRの増加に伴いその効果は減少する。また、0
℃における tanδの低下は少なく、ウェットグリップ性
に与える影響は殆どない。比較例11,12 より、IIRよ
り反応性の高いブロモ基のついたBr−IIRにすると
低発熱化効果は認められるものの、不十分である。比較
例13〜16より、共重合体は0℃における tanδを上げる
ものの、60℃における tanδも大きくする。比較例17
は、ゴム成分を、NR/共重合体/SBRとした例であ
るが、低発熱化効果及びウェットグリップ性共に好まし
くない。比較例18は、チアジアゾール化合物の種類を変
えた例である。IIRを含むためウェットグリップ性は
認められるが、共重合体を含まないため、低発熱化効果
は低い。比較例19〜21は、カーボンブラック等の配合を
変化させた例である。低発熱化効果が認められない。比
較例22は、共重合体中のBr含量を減量した例である。
同様に低発熱化効果は認められない。
【0019】
【表3】 実施例1〜4は、2,5−ジメルカプト−1,3,4−
チアジアゾール定量に対し、共重合体を変化させた場合
であり、比較例13〜16と比較した場合、低発熱化効
果が大幅に向上することがわかる。一方、ウェットグリ
ップ性への影響は殆どなく、両特性を両立できることが
わかる。実施例5〜7は、チアジアゾール化合物量の多
少による効果への影響を調べた例であるが、チアジアゾ
ール化合物を増加すると、60℃における tanδは下が
ることを示している。実施例8は、ゴム成分として、天
然ゴム/SBR#1500/共重合体を用いた例である
が、この系においても効果を有することがわかる(比較
例17参照)。実施例9は、チアジアゾール化合物の種
類を変えた例であるが、同様に効果のあることがわか
る。実施例10は、共重合体中のBr量を減量すると、低
発熱化効果は低下するものの、IIRを30重量部含む
場合(比較例8)に比べ、十分低い tanδ値(60℃)
が得られる。実施例11は、シリカ配合(カーボン30重
量部)の場合も同様にウェットグリップ性と低ヒステリ
シスロス性を両立することを示す。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
イソブチレン、パラメチルスチレン及びパラブロモメチ
ルスチレン単位を含んでなる共重合体と、ジエン系ポリ
マーとの両方に低発熱化効果を示す特定のチアジアゾー
ル化合物を配合することとしたため、0℃における tan
δ領域はほぼ変化させることなく、60℃における tan
δを低下させることのできるゴム組成物を具現化可能と
なった。更に、本発明のゴム組成物を空気入りタイヤの
トレッドゴムとして使用した場合、ウェットグリップ性
と低転がり抵抗を両立することができるこという効果を
得ることができる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (1)イソブチレン単位、パラメチルス
    チレン単位及びパラブロモメチルスチレン単位を含んで
    なる共重合体を10〜50重量部と、 (2)天然ゴム及び/又はジエン系合成ゴムを、前記共
    重合体の配合量をXとした場合に、(100−X)重量
    部と、 (3)カーボンブラックを20〜150重量部と、 (4)下記の一般式 【化1】 (式中、R1 及びR2 は同一でも異なっていてもよく、
    それぞれメルカプト基、アミノ基またはトリフルオロメ
    チル基を表す。)で表されるチアジアゾール化合物より
    なる群から選択される少なくとも1種を0.1〜5.0
    重量部と、 を含んでなることを特徴とするゴム組成物。
  2. 【請求項2】 前記共重合体中、パラメチルスチレン単
    位とパラブロモメチルスチレン単位との合計含有量が
    0.5〜20重量%であり、パラブロモメチルスチレン
    単位の含有量が臭素原子含量で0.1〜7.5重量%で
    あることを特徴とするゴム組成物。
  3. 【請求項3】前記チアジアゾール化合物が、2.5 −ジメ
    ルカプト−1,3,4−チアジアゾール、2−アミノ−
    5−メルカプト−1,3,4−チアジアゾール及び2−
    アミノ−5−トリフルオロメチル−1,3,4−チアジ
    アゾールよりなる群から選択される少なくとも1種であ
    ることを特徴とする請求項1記載のゴム組成物。
JP7094957A 1995-04-20 1995-04-20 ゴム組成物 Pending JPH08283462A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0905156A1 (en) * 1997-09-25 1999-03-31 Kuraray Co., Ltd. Block copolymer, process for producing the same and resin composition of the same
JPH11315171A (ja) * 1998-03-04 1999-11-16 Bridgestone Corp ゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤ
JP2008525628A (ja) * 2004-12-29 2008-07-17 エクソンモービル・ケミカル・パテンツ・インク 加工可能な充填硬化性ハロゲン化イソオレフィン・エラストマー
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