JP3349855B2 - ゴム組成物 - Google Patents

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、更に
詳しくは天然ゴム（ＮＲ）及び／又はポリイソプレンゴ
ム（ＩＲ）と、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（Ｓ
ＢＲ）とから成るゴム配合物にブタジエン又はブタジエ
ン及びスチレンと、イソプレンとから成るＡ−Ｂ型ブロ
ック共重合体を配合して成る、粘弾性特性などのＮＲ
（ＩＲ）／ＳＢＲ系の特性を低下させることなく、耐摩
耗性を向上させることができる、例えばタイヤ用キャッ
プトレッドなどに用いるのに有用なゴム組成物に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車などのタイヤ用ゴム組成物
に対しては、各種性能の改善が求められており、そのた
めタイヤトレッド用ゴムその他において、複数のポリマ
ーをブレンドして使用することが行われているが、これ
らのポリマー同士が非相溶である場合、相分離界面が存
在する。多くの場合、この界面が破壊の起点となり引張
強さ、引裂強さ、耐摩耗性などに悪影響をあたえると考
えられる。しかしながら、従来、タイヤを始めとしたゴ
ム製品におけるゴム／ゴムブレンドの相分離界面の問題
は充分検討されておらず、この問題の解決方法も見いだ
されていなかった。

【０００３】従来、ブロックポリマーを配合してポリマ
ーブレンドの非相溶性に基づく破壊強度の低下を実用的
に解決せんとする試みは認められず、天然ゴム（ＮＲ）
／ポリブタジエンゴム（ＢＲ）のブレンド系に、ポリブ
タジエン（ＢＲ）とポリイソプレン（ＩＲ）とのブロッ
ク共重合体を少量配合することが、Ｊ．Ａｐｐｌｙ．Ｐ
ｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．，４９（１９９３）及びＲＣＴ．６
６（１９９３）に記載されているに過ぎない。しかしな
がら、これらの文献には、ＮＲ／ＢＲブレンド系にポリ
ブタジエンブロックを持ったブロックポリマーが検討さ
れているだけで、工業的に重要なＮＲ／ＳＢＲブレンド
系については記載されていない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】低燃費性能及びグリッ
プ性能と耐摩耗性を両立する手段として天然ゴムと溶液
重合ＳＢＲをブレンドして使用することが一般的に行わ
れているが、これらを更なる高い次元で両立させること
は困難であった。しかしながら、耐摩耗性の更なる向上
によりトレッドゲージを薄くでき、延いては軽量化につ
ながることから昨今耐摩耗性向上要求が高まってきてい
る。従って、本発明は従来技術の問題点を排除して、粘
弾性特性などのＮＲ（ＩＲ）／ＳＢＲ配合系の他の特性
を損なうことなく、耐摩耗性を高めることができるゴム
組成物を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明に従えば、（ｉ）
天然ゴム及び／又はポリイソプレンゴム、（ii）スチレ
ン含量（Ｓｔ）が５０重量％以下、ブタジエン部分の
１，２ビニル含量（Ｖｎ）が８０モル％以下でかつＶｎ
≦２Ｓｔ＋３０の関係を満足するスチレン−ブタジエン
共重合体ゴム（ＳＢＲ）並びに(iii) スチレン含量（Ｓ
ｔ）０〜５０重量％及びブタジエン含量（Ｂｄ）５０〜
１００重量％でブタジエン部分の１，２−ビニル結合含
量（Ｖｎ）が５〜７０モル％でかつＶｎ≦２Ｓｔ＋３０
の関係を満足するポリ（スチレン−ブタジエン）ブロッ
ク（Ａ）又はポリブタジエンブロック（Ａ）と、シス含
量が７０重量％以上のポリイソプレンブロック（Ｂ）と
からなり、重量比で（Ａ）／（Ｂ）が２０〜８０／８０
〜２０のＡ−Ｂ型ブロック共重合体を配合して成り、Ａ
−Ｂ型ブロック共重合体の含量が成分（ｉ），（ii）及
び(iii) の合計量１００重量部当り２〜２０重量部であ
るゴム組成物が提供される。

【０００６】

【作用】本発明によれば、（ｉ）ＮＲ及び／又はＩＲ並
びに（ii）特定のＳＢＲのブレンド系に(iii) 特定のブ
ロック共重合体（Ａ−Ｂ）を配合することによって、グ
リップ性能、低燃費性能などの粘弾性特性を低下させる
ことなく、耐摩耗性を向上させることができる。

【０００７】本発明に係るゴム組成物に配合されるＮ
Ｒ、ＩＲ及びＳＢＲは従来から各種ゴム用途にゴム成分
として一般に使用されている任意のポリマーとすること
ができ、ＮＲ／ＩＲのブレンド比並びに（ｉ）ＮＲ及び
／又はＩＲ／（ii）ＳＢＲ又はＢＲのブレンド比はゴム
組成物の用途に従って選定することができる。かかる選
定は当業者であれば適宜なし得るところであるが好まし
くはＮＲ／ＩＲ比は１００／０〜５０／５０とすること
ができ、（ｉ）ＮＲ及び／又はＩＲ／（ii）ＳＢＲ又は
ＢＲ比は好ましくは８０〜２０／２０〜８０（重量
部）、更に好ましくは７５〜２５／２５〜７５（重量
部）である。なお、本発明で用いるＳＢＲ又はＢＲは一
般的な溶液重合法（又は乳化重合法）で得られるもの
で、スチレン含量（Ｓｔ）が５０重量％以下、好ましく
は４５重量％以下で、ブタジエン部分の１，２ビニル含
量（Ｖｎ）が８０モル％以下、好ましくは５〜８０モル
％でかつＶｎ≦２Ｓｔ＋３０の関係を満足するものであ
る。

【０００８】次に本発明によれば、上記ブレンド系に、
特定のＡ−Ｂ型ブロック共重合体を配合することによっ
て前記本発明の目的を達成することができ、このＡ−Ｂ
型ブロック共重合体の配合量が少な過ぎると、所望の改
良効果が得られず、逆に多過ぎると本来のゴム物性であ
るグリップ性能、低燃費性能などの粘弾性特性のバラン
スが失われるので好ましくない。かかる観点から本発明
で用いるＡ−Ｂ型ブロック共重合体は全ポリマー成分
（Ａ−Ｂ型ブロック共重合体も含む）１００重量部に対
して、Ａ−Ｂ型ブロック共重合体を２〜２０重量部、好
ましくは５〜１８重量部配合する。

【０００９】本発明で用いるＡ−Ｂ型ブロック共重合体
はスチレン（Ｓｔ）及びブタジエン（Ｂｄ）共重合体又
はブタジエン（Ｂｄ）重合体と、イソプレンから成り、
ブロック成分Ａ及びＢのスチレン含量（Ｓｔ）及び１，
２−ビニル結合（Ｖｎ）並びにＡ成分及びＢ成分の重量
比率（Ａ）／（Ｂ）は下記の通りである。

【００１０】ブロックＡ （ａ）スチレン含量５０重量％以下、好ましくは１〜４
５重量％、更に好ましくは５〜４５重量％（残部はブタ
ジエン含量）で、ブタジエン部の１，２−ビニル結合含
量（Ｖｎ）：５〜７０モル％、好ましくは１０〜７０モ
ル％でかつＶｎ≦２Ｓｔ＋３０（Ｓｔ：スチレン含量）
のポリ（スチレン−ブタジエン）又は（ｂ）１，２−ビ
ニル結合含量が５〜３０モル％、好ましくは１０〜３０
モル％ポリブタジエン

【００１１】ブロックＢ シス含量が７０重量％以上、好ましくは７５重量％以上
のポリイソプレン

【００１２】（Ａ）／（Ｂ）＝２０〜８０／８０〜２０
（重量部）、好ましくは３０〜７０／７０〜３０（重量
部）

【００１３】ブロック成分（Ａ）（ａ）のスチレン含量
が多過ぎると高シスＢＲと非相溶になるため目的の効果
が得られなくなるので好ましくなく、１，２−ビニル結
合含量が前記範囲外では高シスＢＲとの相溶性が不良に
なるので所望の効果が得られないので好ましくない。Ａ
−Ｂ型ブロック共重合体の配合量が２重量部未満では相
溶化剤としての作用が十分でなく、耐摩耗性などの物性
が改良されず、逆に２０重量部を超えるとブロック共重
合体自身の粘弾性特性が現れてくるので他の物性に影響
が出るので好ましくない。更に（Ａ）／（Ｂ）比が前記
範囲外ではマトリックスゴム（ＮＲ，ＳＢＲ）との絡み
合いが少なくなる、又は共架橋性が不充分となるため
か、所望の効果が得られなくなる。

【００１４】本発明において使用するＡ−Ｂ型ブロック
共重合体は公知のポリマーであり、一般的にはブチルリ
チウムなどの有機アルカリ金属化合物触媒を用いてヘキ
サンなどの有機溶媒中で、例えばスチレン及びブタジエ
ンと又はブタジエンを重合させてブロック（Ａ）を製造
し、末端リビング状態のこのブロックに更にイソプレン
を添加してブロック（Ｂ）を製造するもので、この際に
所望によりモノマー配合量比、ビニル化剤の添加、重合
条件などを適宜選定して目的のブロック共重合体を得る
ことができる。さらに、このＡ−Ｂ型ブロックポリマー
同志を例えば四塩化スズ、四塩化ケイ素などでカップリ
ングさせても良い。また、別法として、これも常法に従
って、ブロックＡとブロックＢとをそれぞれ調製し、こ
れを例えば四塩化スズ、四塩化ケイ素などのカップリン
グ剤を用いてカップリングさせることによって製造する
こともできる。なお、かかるＡ−Ｂ型ブロック共重合体
は例えば環状アミン、

【００１５】

【化１】

【００１６】結合を有する化合物、例えばアミド化合
物、イミド化合物、ラクタム化合物、尿素化合物などの
変性剤で末端変性されていてもよく、かかる末端変性ブ
ロックはＡ−Ｂ型ブロック共重合体の共重合完了後、リ
ビング状態で適当な変性剤を添加することによって製造
することができる。

【００１７】本発明において配合するＡ−Ｂ型ブロック
共重合体の分子量には特に限定はないがマトリックスゴ
ム（ＮＲ（ＩＲ），ＳＢＲ（ＢＲ））との絡み合い、又
は共架橋性を考慮すれば、重量平均分子量３０，０００
以上であるのが好ましく、５０，０００〜８００，００
０が更に好ましい。

【００１８】本発明のゴム組成物には、必要に応じ、ゴ
ム成分１００重量部に対し、カーボンブラック１０〜１
００重量部、好ましくは２０〜９０重量部及び／又はシ
リカ１０〜１００重量部、好ましくは２０〜９０重量部
を配合することができる。カーボンブラック及びシリカ
とも従来ゴム組成物に一般的に配合されている任意のも
のを用いることができる。

【００１９】本発明のゴム組成物には前記ポリマー分及
び必要に応じてカーボンブラックや珪酸塩系填料に加え
て、硫黄、加硫促進剤、老化防止剤、充填剤、軟化剤、
可塑剤などの自動車タイヤ用その他のゴム組成物に一般
に配合されている各種添加剤を配合することができ、か
かる配合物は一般的な方法で加硫することができる。こ
れらの添加剤の配合量も一般的な量とすることができ
る。例えば、硫黄の配合量は１００重量部当り１．２重
量部以上、更に好ましくは１．５〜３．０重量部とする
のが好ましい。加硫条件も一般的な範囲である。

【００２０】

【実施例】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
いことは言うまでもない。なお、以下の例における物性
測定は下記方法で行った。

【００２１】粘弾性特性：東洋精機製作所製粘弾性スペ
クトロメータを用い、静的歪み＝１０％、動的歪み＝±
２％、周波数＝２０Hzで測定した（試料幅５mm，０℃，
６０℃）

【００２２】耐摩耗性試験：ランボーン摩耗試験機を用
い、スリップ率２５％、荷重５kgの条件で測定した。結
果は比較例３（表Ｉ）及び比較例１２（表II）の標準例
のゴムを１００とした指数（耐摩耗性指数）で示し、数
字の大きいものが耐摩耗性が優れている。

【００２３】実施例１〜１０及び比較例１〜９ 表Ｉに示す配合（重量部）の各成分を配合し、加硫促進
剤と硫黄を除く原料ゴム及び配合剤を１．７リットルの
バンバリミキサーで５分間混合した後、この混合物に加
硫促進剤と硫黄とを８インチの試験用練りロール機で４
分間混練し、ゴム組成物を得た。これらのゴム組成物を
１６０℃で２０分間プレス加硫して、目的とする試験片
を調製し、各種試験を行い、その物性を測定した。得ら
れた加硫物の物性は表Ｉに示す通りであった。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【表２】

【００２６】実施例１１〜１８及び比較例１０〜１８ 実施例１〜１０及び比較例１〜９において、ＳＢＲの種
類を代えた以外は同様にして実験を繰り返した。用いた
配合及び得られた結果を表IIに示す。

【００２７】

【表３】

【００２８】

【表４】

【００２９】

【表５】

【００３０】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明に従え
ば、粘弾性特性を損なうことなく、耐摩耗性（表Ｉ及び
IIの耐摩耗性指数が大きいほど良好）に優れたゴム組成
物を得ることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｃ０８Ｌ 53:02） (56)参考文献 特開 昭57−200439（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−81811（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−122945（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−45137（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−188510（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−116438（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−137945（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C08L 7/00 - 21/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ｉ）天然ゴム及び／又はポリイソプレ
   ンゴム、（ii）スチレン含量（Ｓｔ）が５０重量％以
   下、ブタジエン部分の１，２ビニル含量（Ｖｎ）が８０
   モル％以下でかつＶｎ≦２Ｓｔ＋３０の関係を満足する
   スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）並びに(i
   ii) スチレン含量（Ｓｔ）０〜５０重量％及びブタジエ
   ン含量（Ｂｄ）５０〜１００重量％でブタジエン部分の
   １，２−ビニル結合含量（Ｖｎ）が５〜７０モル％でか
   つＶｎ≦２Ｓｔ＋３０の関係を満足するポリ（スチレン
   −ブタジエン）ブロック（Ａ）又はポリブタジエンブロ
   ック（Ａ）と、シス含量が７０重量％以上のポリイソプ
   レンブロック（Ｂ）とからなり、重量比で（Ａ）／
   （Ｂ）が２０〜８０／８０〜２０のＡ−Ｂ型ブロック共
   重合体を配合して成り、Ａ−Ｂ型ブロック共重合体の含
   量が成分（ｉ），（ii）及び(iii) の合計量１００重量
   部当り２〜２０重量部であるゴム組成物。
2. 【請求項２】 Ａ−Ｂ型ブロック共重合体の分子量が３
   ０，０００以上である請求項１記載のゴム組成物。