JPH06287356A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 （イ）結合スチレン含量２５〜４５重量％、
ムーニー粘度（ＭＬ₁₊₄１００℃）５５以上のスチレン
−ブタジエンゴム成分を含むゴムラテックスの固形分１
００重量部に対して、該タイヤトレッド用ゴム組成物に
含まれる全カーボンブラックの４０重量％以上のカーボ
ンブラック（ａ）（ヨウ素吸着量１００mg／ｇ以上を分
散させて得られる湿式法カーボンブラックマスターバッ
チ、および（ロ）該ゴム組成物に含まれる全カーボンブ
ラックの１０重量％以上のカーボンブラック（ｂ）（ヨ
ウ素吸着量８０mg／ｇ以下）と天然ゴムとをあらかじめ
混練りした予備練り物、を含む材料を混練りしてなる加
硫可能なタイヤトレッド用ゴム組成物をトレッド部に用
いて加工したことを特徴とするトレッドを有する空気入
りタイヤ。 【効果】 本発明はタイヤ用ゴム材料として、耐ウェッ
トスキッド性、耐摩耗性がすぐれて同時に省燃費性を保
有するトレッド用ゴム組成物および空気入りタイヤが提
供される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ジエン系共重合体ゴ
ム、天然ゴムおよびカーボンブラックを含むゴム組成物
および該組成物をトレッド部に用いて加工されたトレッ
ドを有する空気入りタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車に対する安全性および低燃
費性への要求にともなって、タイヤ用ゴム材料として耐
ウェットスキッド特性、低燃費性、補強性を同時に改良
する試みが、該ゴム材料に含むポリマーおよびカーボン
ブラックの両面からなされている。

【０００３】たとえば、特公昭６２−１０５３０には、
スチレンと１・３ブタジエンとをランダム共重合して、
主鎖中にケイ素、ゲルマニウム、錫および鉛から選ばれ
た少なくとも１種の金属とブタジエニルとの結合を有
し、さらに結合スチレン含有量が３〜３０重量％でかつ
ブタジエン部分の１．２ビニル結合含有量が６０〜９５
重量％であるスチレン−ブタジエン共重合ゴムと天然ゴ
ムとのブレンドゴムおよびカーボンブラックを配合した
タイヤ用ゴム組成物が走行安全性と転がり抵抗性が改善
されることを示している。

【０００４】また、特開昭６１−１４１７４１はイソシ
アナート化合物で変性したガラス転移温度−７０℃以上
のブタジエン共重合体を含むゴム組成物が耐ウェットス
キッド特性、転がり摩擦抵抗、引張強度にすぐれている
ことを開示している。さらに、特公昭６１−３６２に
は、ジエン系重合体ゴムのベンゾフェノン系化合物によ
る変性方法が開示され、反撥弾性が改善されることが記
されている。

【０００５】しかしながら、これらの変性技術による燃
費特性は、近年の低燃費指向には不十分なものである。
上記の変性技術によるスチレン−ブタジエンゴム（変性
ＳＢＲ）は、一般にアニオン重合法によってなされる場
合が多く、この重合法では高分子量成分が少なく耐摩耗
性に劣る場合が多い。この変性ＳＢＲと粒径の小さいカ
ーボンブラックとを組み合わせると耐摩耗性は良くなる
が低燃費性は満足できるレベルのものが得られない。一
方、カーボンブラックでは、粒径を大きくすることによ
り、低燃費性は改良されるが、この場合は耐摩耗性が大
巾に低下し、補強性が悪くなる欠点がある。

【０００６】また、特開平１−２７２６４４には、乳化
重合によって得られるＳＢＲとカーボンブラックを湿式
カーボンブラックマスターバッチ法で組み合わせること
で最適な転がり抵抗と耐ウェットスキッド特性を得るこ
とが開示されている。しかしながら、乳化重合法によっ
て得られるＳＢＲは、高分子量成分を多く含み耐摩耗性
は良好であるが、低燃費性が悪い、また湿式マスターバ
ッチ法によってカーボンブラックを良好に分散させるこ
とができるが、所望の低燃費特性を得るまでには至って
いない。さらに、乳化重合法によって得られるＳＢＲ
と、天然ゴム、ポリブタジエンなどのＴｇの低いポリマ
ーをブレンドして耐ウェットスキッド特性、転がり抵
抗、耐摩耗性を試みられているが満足するものが得られ
ていない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の従来技術の問題点を解決することであり、スチレン−
ブタジエン系共重合ゴム、天然ゴムおよびカーボンブラ
ックを含むゴム組成物において、耐ウェットスキッド
性、耐摩耗性がすぐれて同時に低燃費性が改善されたタ
イヤトレッド用ゴム組成物を提供し、さらに低燃費性の
すぐたれトレッドに用いた空気入りタイヤを提供するこ
とである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題について検討を重ねた結果、カーボンブラックを分散
させたスチレン−ブタジエン共重合ゴムラテックスと、
天然ゴムをあらかじめカーボンブラックと混練りした予
備練り物とを別個に製造し、これらを混練りすることに
より低燃費性が改善されたタイヤトレッド用ゴム組成物
を得ることを見出し、本発明のタイヤトレッド用ゴム組
成物およびトレッドを有する空気入りタイヤを完成する
に至った。すなわち、

【０００９】本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、
（イ） 結合スチレン含量２５〜４５重量％、ムーニー
粘度（ＭＬ₁₊₄１００℃）５５以上のスチレン−ブタジ
エンゴム（ＳＢＲと略す）成分を含むゴムラテックス
（ＳＢＲラテックスと略す）の固形分１００重量部に対
して、該タイヤトレッド用ゴム組成物に含まれる全カー
ボンブラックの４０重量％以上のカーボンブラック
（ａ）（ヨウ素吸着量１００mg／ｇ以上を分散させて得
られる湿式法スチレン−ブタジエン−カーボンブラック
マスターバッチ（湿式カーボンブラックマスターバッチ
と略す）、および（ロ） 該ゴム組成物に含まれる全カ
ーボンブラックの１０重量％以上のカーボンブラック
（ｂ）（ヨウ素吸着量８０mg／ｇ以下）と天然ゴムとを
あらかじめ混練りした予備練り物、を含む材料を混練り
してなることを特徴とする。また、好ましくは、ＳＢＲ
ラテックスの固形分と、天然ゴムとの重量含有比率が
２：８〜８：２であり、カーボンブラックの含有量は全
ゴム成分１００重量部に対して２０〜１００重量部であ
る。

【００１０】本発明のトレッドを有する空気入りタイヤ
は、前記本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物を用いて
トレッド部を加工したことを特徴とする。

【００１１】本発明の組成物に用いるＳＢＲラテックス
は、１・３−ブタジエン単量体とスチレン単量体とを乳
化剤を用いて水性媒体中で乳化分散させ、重合開始剤の
添加により重合反応を生起させる従来知られている方法
によって製造される。使用される乳化剤としては脂肪酸
石けん、ロジン酸石けん、ナフタレンスルホン酸ナトリ
ウム、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどのア
ニオン系界面活性剤が通常用いられる。重合開始剤とし
ては、０〜２０℃で重合するコールドラバー処法ではレ
ドックス開始剤が用いられる。レドックス開始剤として
は、クメンハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベ
ンゼンハイドロパーオキサイドなどの有機酸化合物と硫
酸第一鉄の組み合わせが一般的であり、還元剤として、
スルホキシレートなどが併用される。通常、重合反応率
が５５〜６５％になったところでナトリウムジメチルジ
チオカーバメイト又はジエチルヒドロキシルアミンなど
の重合停止剤を加え重合反応を停止させる。

【００１２】該ＳＢＲの結合スチレン含量は、２５〜４
５重量％である。２５重量％未満ではＴｇは低くなり、
耐ウェットスキッド特性は悪くなる。４５重量％をこえ
ると転がり抵抗、耐摩耗性が悪くなる。またムーニー粘
度は５５ＭＬ₁₊₄（１００℃）以上である。５５未満で
は低分子量成分が多くなり低燃費性が悪くなり、転がり
抵抗が低下する。

【００１３】本発明の組成物は、前記のＳＢＲラテック
スにカーボンブラック（ａ）をあらかじめ分散させて得
られる湿式カーボンブラックマスターバッチと天然ゴム
にカーボンブラック（ｂ）をあらかじめ混練りした予備
練り物（ロ）とを別個に製造し、カーボンブラックを偏
在させた状態で混練りすることが特徴である。

【００１４】この湿式ＳＢＲカーボンブラックマスター
バッチは、ＳＢＲラテックスの固形分１００重量部に対
して、所望のカーボンブラック（ａ）２０〜９０重量部
を混合して造る。この場合、混合するカーボンブラック
は水性分散液（スラリー）の状態でゴムラテックスに加
え、得られたカーボンブラックが分散されたゴムラテッ
クスマスターバッチを硫酸などの酸で凝固し、次いで水
洗・濾過および乾燥処理をして湿式カーボンブラックマ
スターバッチを得る。ゴムラテックスマスターバッチに
は通常アロマオイルを混合することもできる。

【００１５】また、天然ゴムにカーボンブラック（ｂ）
をあらかじめ混練りした予備練り物（ロ）は、通常用い
られるバンバリーミキサーで混練りして得られる。

【００１６】ＳＢＲラテックスに分散させるカーボンブ
ラック（ａ）はヨウ素吸着量が１００mg／ｇ以上を有す
る必要がある。１００mg／ｇ未満では粒径が大きくてＳ
ＢＲ補強性が劣り、そのため全体のゴム組成物の耐摩耗
性が低下する。湿式カーボンマスターバッチを用いずに
単にＳＢＲとカーボンブラックをドライブレンドする
と、ムーニー粘度が５５以上と高くなり、カーボンブラ
ックが微粒子のために、混練性が悪くなってカーボンブ
ラックがＳＢＲに均一に分散しない。そのため発熱が高
くなり、低燃費性、耐摩耗性が劣る。また、カーボンブ
ラックの量はタイヤトレッド用ゴム組成物に含まれる全
カーボンブラックの４０重量％以下では低燃費性、耐摩
耗性の改良効果が小さい。

【００１７】天然ゴムと予備練りをするカーボンブラッ
ク（ｂ）はヨウ素吸着量が８０mg／ｇ以下である必要が
ある。８０mg／ｇをこえると発熱量が大きくなり、低燃
費性改良の効果がない。また、その含有量は全組成物中
に含まれるカーボンブラック量の１０重量％以上であ
る。１０重量％未満ではカーボンブラック偏在の効果な
く、発熱量が大きくなり好ましくない。

【００１８】組成物中の全カーボンブラックの含有量
は、全ゴム１００重量部に対して２０〜１００重量部で
あり、１００重量部をこえるとカーボンブラックの分散
が不十分で耐破壊特性と耐摩耗性が低下し、２０重量部
未満であると補強性が劣り好ましくない。また、組成物
中のＳＢＲ成分を含むゴムラテックスの同形分と天然ゴ
ムとの重量比は２：８〜８：２、好ましくは４：６〜
６：４である。

【００１９】本発明の組成物の製造の際のカーボンブラ
ック分散ＳＢＲラテックスと予備練り物とを混練り（本
練りということがある）する場合、必要に応じてアロマ
ティックオイル、ステアリン酸、老化防止剤を混入する
ことができる。また、全組成物のカーボンブラックの一
部分は本練りで混合してもよいが、その量は組成物中の
全カーボンブラックの５０重量％以下にすることが好ま
しい。

【００２０】本発明の組成物は、カーボンブラックの他
にアロマオイル、スピンドルオイルなどの軟化剤、老化
防止剤、加硫促進剤、ステアリン酸、亜鉛華などの加硫
促進剤、加硫剤などのゴム用配合剤を通常の範囲内でゴ
ムに配合することができる。これらの配合剤は、本練り
の際に第一段階において軟化剤、老化防止剤、ステアリ
ン酸などを混入し、第二段階において加硫促進剤、加硫
剤を低温で混練りするのが好ましい。

【００２１】本発明のトレッドを有する空気入りタイヤ
の好ましい態様は、トレッド部がキャップとベースの２
層構造からなる空気入りタイヤにおいて、ベース部に前
記組成物を用いて加工される。また、該空気入りタイヤ
は、ナイロン、ビニロン、ポリエステル、ケプラーとい
った有機繊維コードやスチール、ガラス、炭素といった
有機繊維コードのいずれで補強されていてもよく、また
カーカスがラジアル構造かバイアス構造のいずれであっ
てもよいが、好ましくはラジアル構造である。

【００２２】

【実施例】以下に実施例をあげて本発明を説明するが、
本発明はこれらの実施例に限定されるものでない。実施
例中の各種の測定は、下記によって行なった。

【００２３】結合スチレン含量：共重合体特性のスチレ
ン含有量は赤外分光計による６９９ｃｍ^-1のフェニル基
の吸光度を用いた検量線を利用して求めた。

【００２４】耐摩耗性：ランボーン摩耗試験機を用いて
摩耗損失量を測定し、比較例１を１００として指数表示
し、数値が大きい方を良好とした。 耐ウェットスキッド性：スタンレイ社製ポータブルスキ
ッドレジスタンステスターを用いて室温（２５℃）で測
定した。接触路面として２０℃の水を噴霧したアスファ
ルト面を選定した。比較例１を１００として指数表示
し、数値が大きい方を良好とした。 低燃費性（転がり摩擦抵抗性）：転がり摩擦抵抗性の指
標として６０℃でのｔａｎδを示した。ｔａｎδは、岩
本製作所製スペクトロメーターにて１％で測定した。実
施例に用いる共重合体は下記の方法で調製した。

【００２５】実施例１ 湿式カーボンブラックマスターバッチの調製：結合スチ
レン含量４０％、ムーニー粘度８０ＭＬ₁₊₄（１００
℃）のＳＢＲを含むＳＢＲラテックス（固形分１００重
量部）に、ＩＳＡＦカーボンブラック（ヨウ素吸着量１
１９mg／ｇ）５０重量部が水に分散されているスラリー
を加え、カーボンブラック−ＳＢＲラテックスマスター
バッチを得た。これに硫酸を加えて凝固し、水洗後濾過
および・乾燥して、湿式カーボンブラックマスターバッ
チを得た。 予備練り物の調製：天然ゴム１００重量部とＦＥＦカー
ボンブラック（ヨウ素吸着量４５mg／ｇ）５０重量部と
をＯＯＣ型バンバリーミキサーを用いて５０ｒｐｍ、充
填率６０％、スタート温度７０℃で３分間混練し、予備
練り物を造った。 本練り：ついでこれらの湿式カーボンブラックマスター
バッチと予備練り物とをまとめ、これにアロマティック
オイル５重量部、ステアリン酸３重量部および老化防止
剤（大内新興化学工業株式会社、商品名“８１０ＮＡ”
１．０重量部を加えて、６０ｒｐｍ、充填率７０％、ス
タート温度１００℃で３分間混練した。得られた混練物
１００重量部に亜鉛華３．０重量部、硫黄１．５重量
部、加硫促進剤（大内新興化学工業株式会社、商品名
“ＭＳＡ”）１．０重量部を加え、８０℃スタートで５
０ｒｐｍ、１分間混練しタイヤトレッド用ゴム組成物を
得た。この組成物を１５０℃、４０分間プレス加硫後、
室温にて所定の試験を行った。その結果を表１に示す。

【００２６】実施例２〜５ 表１のごとく、使用するＳＢＲラテックス、配合をかえ
て実施例１と同様に行った。実施例３のみ、本練りでＩ
ＳＡＦカーボンの一部を加えた。

【００２７】比較例１〜３，５ 表２に基づいて、実施例１と同様に行った。 比較例４ 湿式マスターバッチを造らず、ＳＢＲと予備練り物を混
練りした。その他は実施例１と同様に行った。

【００２８】比較例６〜７ 表２のごとく、マスターバッチ、予備練り物を造らず、
天然ゴム、ＳＢＲ、およびカーボンブラックをドライブ
レンドした。その他は実施例１と同様である。

【００２９】

【表１】

【００３０】

【表２】

【００３１】

【発明の効果】本発明はタイヤ用ゴム材料として、耐ウ
ェットスキッド性、耐摩耗性がすぐれて同時に省燃費性
を保有するトレッド用ゴム組成物および空気入りタイヤ
が提供される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｌ 9/06 // Ｂ２９Ｋ 9:06

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スチレンブタジエン共重合体と天然ゴム
   のブレンド系でカーボンブラックを含む加硫可能なタイ
   ヤトレッド用ゴム組成物において、 （イ） 結合スチレン含量２５〜４５重量％、ムーニー
   粘度（ＭＬ₁₊₄１００℃）５５以上のスチレン−ブタジ
   エンゴム成分を含むゴムラテックスの固形分１００重量
   部に対して、該タイヤトレッド用ゴム組成物に含まれる
   全カーボンブラックの４０重量％以上のカーボンブラッ
   ク（ａ）（ヨウ素吸着量１００mg／ｇ以上）を分散させ
   て得られる湿式法スチレン−ブタジエン−カーボンブラ
   ックマスターバッチ、および （ロ） 該ゴム組成物に含まれる全カーボンブラックの
   １０重量％以上のカーボンブラック（ｂ）（ヨウ素吸着
   量８０mg／ｇ以下）と天然ゴムとをあらかじめ混練りし
   た予備練り物、 を含む材料を混練りしてなることを特徴とするタイヤト
   レッド用ゴム組成物。
2. 【請求項２】 スチレン−ブタジエンゴム成分を含むゴ
   ムラテックスの固形分と天然ゴムとの重量含有比率が
   ２：８〜８：２であり、カーボンブラックの含有量は全
   ゴム成分１００重量部に対して２０〜１００重量部であ
   る請求項１記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
3. 【請求項３】 （イ） スチレン結合含量２５〜４５重
   量％、ムーニー粘度（ＭＬ₁₊₄１００℃）５５以上のス
   チレン−ブタジエンゴム成分を含むゴムラテックスの固
   形分１００重量部に対して、該タイヤトレッド用ゴム組
   成物に含まれる全カーボンブラックの４０重量％以上の
   カーボンブラック（ａ）（ヨウ素吸着量１００mg／ｇ以
   上）を分散させて得られる湿式法スチレン−ブタジエン
   −カーボンブラックマスターバッチ、および （ロ） 該ゴム組成物に含まれる全カーボンブラックの
   １０重量％以上のカーボンブラック（ｂ）（ヨウ素吸着
   量８０mg／ｇ以下）と天然ゴムとをあらかじめ混練りし
   た予備練り物、 を含む材料を混練りしてなる加硫可能なタイヤトレッド
   用ゴム組成物をトレッド部に用いて加工したことを特徴
   とするトレッドを有する空気入りタイヤ。
4. 【請求項４】 スチレン−ブタジエンゴム成分を含むゴ
   ムラテックスの固形分と天然ゴムとの重量比率が２：８
   〜８：２であり、カーボンブラックの含有量は全ゴム成
   分１００重量部に対して２０〜１００重量部である請求
   項３記載のトレッドを有する空気入りタイヤ。