JPS61103948A

JPS61103948A - ゴム組成物

Info

Publication number: JPS61103948A
Application number: JP22541684A
Authority: JP
Inventors: Seisuke Tomita; 誠介冨田; Yoshinori Egashira; 江頭　嘉則; Takatsugu Hashimoto; 隆次橋本
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1984-10-26
Filing date: 1984-10-26
Publication date: 1986-05-22

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野Ｊ本発明は転がり抵抗及び発熱性が小さく、良好な破壊強
度を有する。タイヤトレッド及びタイヤサイドウオール
に好適なゴム組成物に係り、詳しくはイソプレン−ブタ
ジェン共重合体でその結合様式がシス体であるランダム
共重合体を原料ゴムとして含むゴム組成物に間する。

［従来の技術］近年、自動車業界において、燃費の低減は重要な課題と
されているが、燃費の低減を目的として、タイヤに要求
される性質として、転がり抵抗が小さいことが挙げられ
る。従来、タイヤのトレッド部の転がり抵抗を小さくす
るためには、トレッドゴムとして転がり抵抗が小さく発
熱性の優れる天然ゴム、ポリブタジェンゴム又は溶液重
合型スチレン−ブタジェン共重合体、あるいは、これら
のブレンドからなるゴム組成物が使用されている。

［発明が解決しようとする問題点］これらのゴム又はゴム組成物の使用により、転がり抵抗
性１発熱性は改善されるものの、トラフ゛り用又はバス
用タイヤや比較的苛酷な条件で使用される乗用車用タイ
ヤ等としては、破壊性、耐摩耗性等の機械的強度面の性
能にいて未だ充分なものとはいえなかった。

即ち、天然ゴムを使用するタイヤにおいては、耐摩耗性
に問題を有し、特にタイヤトレッド部の一部が選択的に
摩耗し、結果的にタイヤの早期寿命をきたす、いわゆる
偏摩耗が発生する。又、ポリフタジエンゴムを使用する
タイヤにおいては。

トレッド部分に繰り返し圧縮疲労を受けることによって
力学的な異方性が発生し、トレッド部表面からゴムが剥
離して故障に至る。いわゆるチッピング（Ｃｈｉｐｐｉ
ｎｇ）を生じる。溶液重合型スチレン−ブタジェン共重
合体を含有するゴム組成物からなるタイヤにおいては、
破壊強度が低いことに起因してタイヤ製造時の加硫工程
で金型からタイヤを脱型する際に金型によってトレッド
部の模様（パターン）が破壊損傷するいわゆるモールド
欠けが発生したり、タイヤ走行時に踏面部模様の凹部に
石を咬み込んで、トレッドが損傷する石咬みなどの故障
が発生する。

このように１発熱性及び転がり抵抗性が良好なものとし
て従来使用されているゴム又はゴム組成物は、破壊強度
、耐摩耗などの疲労破壊特性が充分でなく、大型車両の
タイヤや苛酷度の厳しい条　　　　　　（。

件で使用されるタイヤ用素材としては、十分満足できる
ものではなかった。

［問題を解決するための手段］本発明は、上記従来の問題点を解決し、耐破壊性、耐摩
耗性を改良し、かつ発熱性及び転がり抵抗性を向上させ
たゴム組成物を提供することを目的とするものであって
。

原料ゴム、カーボンブラック及び加硫剤を含むゴム組成
物において、原料ゴムがシス１，４結合を９０％以上含
有するインプレン−ブタジエンランダム共重合体単独、
又は、該共重合体と他の１種以上のジエン系ゴムとの混
合物であることを特徴とするゴム組成物。

を要旨とするものである。

以下本発明につき詳細に説明する。

本発明のゴム組成物において、原料ゴムとして用いられ
るイソプレンとブタジェンのランダム共重合体は、その
イソプレン結合、ブタジェン結合は、いずれもシス型の
１．４結合が９０％以上であるようなもの（以下ｒ高シ
ス型」ということがある、）である、シス１，４結合が
９０％未満では、シス型結合以外の結合、例えばビニル
結合等は、ゴム組成物のガラス転移点を著しく上昇させ
てしまうことから、ゴムの粘性的挙動が顕著になり１発
熱性が低下して転がり抵抗が大きくなり、更には破壊特
性が低下してしまう等の欠点を有し、本発明の使用には
不適肖である。

また、本発明において、インプレン−ブタジェンランタ
ム共１ｉ合体は、インプレンモノマ一単位を４０〜９５
重量％、好ましくは５０〜９０重量％、さらに好ましく
は６５〜８０重量％含有するものであることが破壊強度
の面から好ましい。

インプレンが４０重量％未満では、充分な破壊強度が得
られず、石咬み、チッピング等の耐破壊特性に劣り、タ
イヤトレッド用ゴム組成物として優れた効果を発揮し得
ない場合がある。

、このような本発明で用いるインプレン−ブタジエンラ
ンダム共重合体は、好ましくはランタン系列希土類元素
の化合物（以下ｒＬａ化合物」と称する。）、有機アル
ミニウム化合物、ルイス塩基、必要に応じてルイス酸の
組合せよりなる触媒の存在下でインプレンとブタジェン
とを重合させて製造することができる　。

ここでＬａ化合物としては１Ｍ子番号５７〜７Ｌの金属
のハロゲン化物、カルボン斂塩、フルコラート、チオア
ルコラード、アミド等が用いられる。また、有機アルミ
ニウム化合物としては。

一般式ＡＬＡｉＬ＋　Ｒ２Ｒ３（ここで、Ｒ１，Ｒ２、
Ｒ３はそれぞれ水素又は炭素数１〜８の炭化水素残基を
表し、Ｒ＋　、Ｒ２、Ｒ３は互に同じであっても良く、
又異なっていても良い、）で示されるものが用いられる
。

ルイス塩基はＬａ化合物を錯化するのに用いられ１例え
ばアセナルアセトン、ケトンアルコール等が好適である
。

ルイス酸としては、一般式Ａ　ｆＬｘ　、　Ｒ３−ｎ（
ここで、又はハロゲンであり、Ｒは炭化水素残基であり
、ｎ−１，１，５，２又は３である。）で示されるアル
ミニウムハライド又は他の金属ハライドが用い、られる
。

また、上記触媒の存在下でイソプレンとブタジ物は通常
モル比で５×１０２〜５×ｌＯ・、特に１０３〜１０’
とすることが好ましく、またＡ　Ｌ　Ｒ＋　Ｒ２Ｒｚ　
／　Ｌ　ａ化合物はモル比で５〜５００、特にｌＯ〜３
００とすることが好ましい、更に、ルイス塩基／　Ｌ　
ａ化合物はモル比で０．５以上、特に１〜２０とするこ
とが好ましい。

また、ルイス酸を用いる場合、ルイス酸中のハライド／
　Ｌ　ａ化合物はモル比で１．０〜１０．好ましくは１
．５〜５である。

なお、上記Ｌａ化合物触媒は、イソプレン−ブタジェン
の重合に際し、溶媒に溶解した状態、又はシリカ、マグ
ネシア、塩化マグネシア等に担持させて用いることがで
きる。

重合にあたっては、溶媒を使用しても又は使用せずにバ
ルク重合しても良い０重合温度は通常−３０〜１５０℃
、好ましくは１０〜８０℃であり１重合圧力は条件によ
り任意に選択することができる。　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　ｆ・本発明のゴム組
成物は、上述のイソプレンーブ本発明のゴム組成物は、
上述のイソプレン−ブタジエンランダム共重合体の単独
或はこの共重合体と他の１！！以上のジエン系ゴムとの
混合物を原料ゴムとするものであるが、本発明において
、インプレン−ブタジエンランダム共重合体は原料ゴム
中に２０重量％以上含有されていることが望ましい、イ
ソプレン−ブタジエンランダム共重合体の含有量が２０
重量％未満であると、得られるゴム組成物の発熱性、破
壊強度の向上効果が少ない場合がある。

イソプレン−ブタジエンランダム共重合体と混合して用
いられる他のジエン系ゴムとしては天然ゴム、ポリイン
プレンゴム、ポリブタジェンゴム或はこれらの２種以上
をブレンドしたゴム組成物が挙げられる。特に、天然ゴ
ム、ポリイソプレンゴム、天然ゴムとポリイソプレンゴ
ムとのブレンドゴム組成物、ポリブタジェンゴムを用い
るのが好ましい、これらのゴムの混合割合は原料ゴム中
２０重量％以上とするのが好ましい。

なお、インプレン−ブタジエンランダム共重合体にポリ
イソプレンゴム或はポリブタジェンゴムを混合して用い
る場合、このポリイソプレンゴム、ポリブタジェンゴム
としてはシス結合を多く、好ましくは９０％以上含有す
るものが好適である。このような高シス型のポリインプ
レンゴム或はポリブタジェンゴムは、本発明のゴム組成
物を構成する高シス型インプレン−ブタジエンランダム
共重合体と容易に相溶化し９組成物として均一な組成物
となるため、破壊強度が著しく改良されたゴム組成物が
得られる。ポリインプレンゴム及びポリブタジェンゴム
が、シス結合の含有率９０％未満の低シス型である場合
には、望ましい相溶性が得られないことから、得られる
ゴム組成物の破壊特性が低下し易い、更には、これらの
低シス型ポリマーを含むゴム組成物では、ガラス転移点
が上昇し、粘性的挙動が増加するため、発熱性が劣り、
転がり抵抗性が増加してしまうという不具合が生起する
場合もある。

本発明のゴム組成物は、上述の如き原料ゴム、カーボン
ブラック、加硫剤及び必要に応じて他の添加剤を配合し
てなるが、これらの配合方法及び配合割合は突来のゴム
組成物と同様で良い、また、この、他の添加剤としては
１通常タイヤ用ゴム組成物等に使用される種々の配合剤
を用いることがでさる。具体的には、補強剤、軟化剤、
充填剤、加硫促進剤、老化防止剤等が挙げられ、用途に
応じて適宜選択して使用される。

本発明のゴム組成物は、タイヤトレッド、サイドウオー
ル、ゴムチェファー等の外被部材以外にもカーカスゴム
、ベルトゴム等、広い範囲の用途に好適に用いられる。

［作用］原料ゴムとして、シス１，４結合を９０％以上含有する
インプレン−ブタジエンランダム共重合体を用いること
により、発熱性及び転がり抵抗性が向上し、かつ耐摩耗
性、耐破壊性等の機械的強度が大幅に改善されたゴム組
成物を得ることができる。

［実施例］以下本発明を実施例及び比較例により更に具体的に説明
するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施
例に限定されるものではない。

実施例１、比較例１〜４ ■　高シス型インプレン−ブタジエンランダム共重合体
の製造まず本実施例で用いたインプレン−ブタジエンランダム
共重合体の重合方法についで説明する。

窒素雰囲気下で５１のオートクレーブにシクロヘキサン
２５００ｇ及びイソプレン３５０ｇ。

１．３−ブタジェン１５０ｇを仕込み、６０℃に調節し
た。

別容器に２−エチルヘキサン醸ネオジム／アセチルアセ
トン／トリイソブチルアルミニウム／ジエチルアルミニ
ウムクロライドを夫々モル比で１：２：４０：４の割合
で添加混合し、少量のイソプレンの存在下、５０℃で３
０分間熟成して触媒を調製した。

この熟成触媒をイソプレイ、ブタジェンのモノ”Ｆ−１
，２Ｘ１０’七ルに対しネオジム１モルと　　　　　　
１．。

なるようにオートクレーブ中に仕込み、６０℃で７時間
型合反応を行なった０重合転化率が１００％であること
を確認した後、２．６−ジ−ターシャリ−ブチルカテコ
ール４ｇをメタノール５ｍＡにとかした溶液を添加して
反応を終了させた。

常法により、得られたポリマーセメントをメタノール中
に注ぎ、ポリマーを回収し、次いで６０℃の真空乾燥機
でポリマーを乾燥し、ポリマー４８０ｇを得た。このポ
リマーのムーニー粘１００℃ 度（ＭＬ　　　　）は５０であった。

ｌ争４得られたポリマー（以下、「ポリマーＡ」という、）の
組成及びミクロ構造をＮＭＲ（日本電子株式会社製ＪＥ
ＯＬ　　ＧＸ−４００）　にてｍ定して求めた。結果を
第１表に示す。

第　１　表　（単位：重量％） ■　タイヤトレッドの製造第２表に示すポリマーを用い第３表に示す配合処方に従
ってゴム組成物を調製した。そして、得られた組成物を
用いてタイヤトレッドを製造しく加硫条件１４５℃Ｘ２
０ｍ１ｎ）、スチールラジアルタイヤ（１６５ｓＰ１３
）にて後述の評価法に従ってタイヤ性能の評価を行なっ
た。

結果を第４表に示す。

第　　２　　麦零１：ポリブタジエン（日本合成ゴムＣ株）製ＢＲＯＩ）本２：ポリイソプレン（日本合成ゴム（株）製ＩＲ２２００）ｔ３：イソプレ
ン−ブタジェン共重合体（不活性＊機溶媒中で有機リチ
ウム開始剤を用いて重合させたポリマー）！４＝ブロック共重合体第　　３　　表　　（１ｉ量部） ■　評価法１区立１五上転がり抵抗性はドラム慣性法（内圧２Ｋｇ／ゴ、荷重３
００Ｋｇ）により測定し、指数で表示した。指数１００
＝２．７Ｋｇであり、低い指数程良好な性能を示す。

献】すを立耐摩耗性はタクシ−に装着して実地に走行したタイヤに
ついて走行距離５万Ｋｍの時点で溝深さを計測し、指数
で表示した。指数１００＝３．５ｍｍに相当し、指数が
高い程良好な性能を示す。

なお新品タイヤの溝深さは８ｍｍであった。

糺龜皇上耐石咬み破壊性は上記実地走行試験において。

石咬みによるパターンの破壊の有無を観察した。

に亙上玉よモールド欠けは同一タイヤを３本製造し、モールドによ
るパターンの損傷の有無を観察した。

第　４　表　（タイヤ性能）第４表より本発明のゴム組成物により良好な性能を有す
るタイヤが製造されることが認められる。

実施例２〜４第５表に示す組成のポリマーを用いたこと以外は実施例
１と同様にして調製したゴム組成物によりタイヤを製造
し、同様の方法でタイヤ性能を評価した。

結果を第６表に示す。

第　　５　　表　　（重量％）す：第２表のものと同じ。

攻６エ旭化成（株）製Ｓ。Ｉｐｒｅｎｅ”１２０４第　
６　表　（タイヤ性能）第６表より本発明のゴム組成物により良好な性能を有す
るタイヤが製造されることが認められる。とりわけ高シ
ス型イソプレン−ブタジエンランダム共重合体の原料ゴ
ム中における含有割合が２０重量％以上である場合にお
いて、極めて良好なゴム組成物が得られる。

［効果］以上詳述した通り、本発明のゴム組成物は、［料ゴムと
してシス１，４結合を９０％以上含有するイソプレン−
ブタジエンランダム共重合体単独、又は、該共重合体と
他の１種以上のジエン系ゴムとの混合物を用いるもので
あり１発熱性及び転がり抵抗性が向上され、かつ耐破壊
性、耐摩耗性等の機械的特性が著しく改良される。

従って本発明のゴム組成物は、大型車両用タイヤや苛酷
な条件で使用されるタイヤ等にも適し、タイヤトレッド
、サイドウｔ−ル、ゴムチェファー等の外被部材、その
他力−カスゴム、ベルトゴム等、広い範囲の用途に好適
に用し）られる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）原料ゴム、カーボンブラック及び加硫剤を含むゴ
ム組成物において、原料ゴムがシス１．４結合を９０％
以上含有するインプレン−ブタジエンランダム共重合体
単独、又は、該共重合体と他の１種以上のジエン系ゴム
との混合物、であることを特徴とするゴム組成物。
（２）イソプレン−ブタジエンランダム共重合体はイソ
プレンを４０〜９５重量％含有するものであることを特
徴とする特許請求の範囲第１項に記載のゴム組成物。
（３）イソプレン−ブタジエンランダム共重合体が原料
ゴム中に２０重量％以上含有されてなることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項又は第２項に記載のゴム組成物
。
（４）イソプレン−ブタジエンランダム共重合体以外の
ジエン系ゴムが天然ゴム、ポリイソプレンゴム又はポリ
ブタジエンゴムから選ばれるものであることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか１項に
記載のゴム組成物。
（５）ポリイソプレンゴム及びポリブタジエンゴムはシ
ス型結合を９０％以上含有するものであることを特徴と
する特許請求の範囲第４項に記載のゴム組成物。
（６）原料ゴム中に、イソプレン−ブタジエンランダム
共重合体以外のジエン系ゴムが２０重量％以上含有され
てなることを特徴とする特許請求の範囲第４項又は第５
項に記載のゴム組成物。