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JP3349806B2 - ゴム組成物 - Google Patents

ゴム組成物

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JP3349806B2
JP3349806B2 JP33185993A JP33185993A JP3349806B2 JP 3349806 B2 JP3349806 B2 JP 3349806B2 JP 33185993 A JP33185993 A JP 33185993A JP 33185993 A JP33185993 A JP 33185993A JP 3349806 B2 JP3349806 B2 JP 3349806B2
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rubber
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哲司 川面
貞文 相部
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Yokohama Rubber Co Ltd
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Yokohama Rubber Co Ltd
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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−ブタジエン共重合ゴム(SB
R)及び/又はポリブタジエンゴム(BR)とから成る
ゴム配合にブタジエン又はブタジエン及びスチレンから
成るA−B型ブロック共重合体を配合して成る、低発熱
性やグリップ性能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、更に耐疲労性や耐外傷性を向上させ
ることができる、タイヤトレッド用やサイドウォール用
などとして、更にはトラックベルトのカバー材、ダイヤ
フラム、コンベアベルトなどにも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、走行安定性、低燃費性などの各種性能の改
善が求められており、例えばタイヤトレッド用ゴム組成
物として低発熱性と共にグリップ性能及び耐摩耗性の良
好なことが要求され、またタイヤサイドウォール用ゴム
組成物として軽量化をはかりながら、耐外傷性や繰り返
し伸張における疲労寿命の向上が要求されている。
【0003】低燃費タイヤ用キャップトレッド用ゴム組
成物として、例えば特開昭61−218404号公報に
は、補強剤としてシリカを配合して低発熱化することが
提案されているが、この配合物は耐摩耗性が問題であ
る。また特開平5−1298号公報には末端変性(芳香
族第3級アミノ基)ポリマーを用いて低発熱化すること
が提案されているが、これも耐摩耗性が問題である。更
に、特開平4−356544号公報には、特定の低発熱
化剤(ジニトロジアミノ化合物)を配合して転動抵抗を
低下させ、低温特性を向上させているが、これはポリイ
ソプレンにしか有効でなく、一般的な実用性に欠けると
いう問題がある。
【0004】更に特開平5−170973号公報には特
定の改良されたカーボンブラックを配合することによっ
て高度の耐摩耗性を保持しながら、改善された低発熱性
を有するタイヤトレッド用ゴム組成物が提案されている
が、ますます高まる高耐摩耗性、低燃費性の要求により
ポリマー側からの更なる改良が必要である。
【0005】一方、タイヤサイドウォール用ゴム組成物
として従来は天然ゴム/ブタジエン重合体ゴムのブレン
ド系が主体であったが、軽量化の要求に伴ってゲージダ
ウンさせると、耐外傷性が低下するという問題があっ
た。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は前記
した従来技術の問題点を排除してグリップ性能及び低燃
費性を良好な状態に保持したまま、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。
【0007】本発明は、また、軽量化の要求に応えなが
ら、耐外傷性や繰り返し伸張における疲労寿命を向上さ
せ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。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に従えば、(i)
天然ゴム(NR)及び/又はポリイソプレンゴム(I
R)並びに(ii)スチレン−ブタジエン共重合ゴム(S
BR)及び/又はポリブタジエンゴム(BR)に、(ii
i)スチレン含量0〜30重量%及びブタジエン含量10
0〜70重量%で1,2−ビニル結合含量5〜40%の
ブロック(A)と、スチレン含量0〜30重量%及びブ
タジエン含量100〜70重量%で1,2−ビニル結合
含量が70%以上のブロック(B)とからなり、重量比
で(A)/(B)が20〜8 0/80〜20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1
00重量部当り0.5〜20重量部であるゴム組成物が
提供される。
【0009】
【作用】本発明によれば、(i)NR及び/又はIR並
びに(ii)SBR及び/又はBR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、低発熱性及びグリップ性能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、更に耐疲労性や耐外傷
性を向上させることができる。
【0010】本発明に係るゴム組成物に配合されるN
R、IR、SBR及びBR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及びSBR/BRのブレンド
比並びに(i)NR及び/又はIR/(ii)SBR及び
/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、例えば乗用車用タイヤトレッ
ド用ゴム組成物としてはNR/SBR=20〜80/8
0〜20、タイヤサイドウォール用ゴム組成物としては
NR/BR=40〜60/60〜40、トラック、バス
用タイヤトレッド用ゴム組成物としてはNR/BR=8
0〜95/20〜5などが選定できる。
【0011】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
る低発熱性やグリップ性能など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0.5〜20重量部、好ましくは1〜15重量部
配合する。
【0012】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。 (A)ST/VN=0〜30重量%/5〜40%、好ま
しくはST/VN=5〜30重量%/5〜30% (B)ST/VN=0〜30重量%/70%以上、好ま
しくはST/VN=5〜30重量%/73〜80% (A)/(B)=20〜80/80〜20、好ましくは
25〜65/65〜25
【0013】ブロック成分(A)のスチレン含量が少な
過ぎるとブロックポリマー自体の強度が低下し得られる
耐摩耗性の向上効果が小さくなってしまう。逆に多過ぎ
るとBR系又は低スチレン含量のSBR系での効果がな
くなるので好ましくない。またブロック成分(A)中の
1,2−ビニル結合含量が少な過ぎるものは製造がむず
かしく、多過ぎると耐摩耗性向上等の効果がなくなって
しまうので好ましくない。
【0014】一方、ブロック成分(B)のスチレン含量
が多過ぎるとNRとの相溶性が悪くなり、ひいては耐摩
耗性の向上効果が低下するので好ましくない。またブロ
ック成分(B)中の1,2−ビニル結合含量が少な過ぎ
ると同様に、耐摩耗性等の向上効果が低下する。また多
いものは製造が困難である。
【0015】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例えばスチレン及びブタジエ
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。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、
【0016】
【化1】
【0017】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。
【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】1)反撥弾性:JIS K6301の方法
に準じて測定。
【0022】2)摩耗ランボーン:ランボーン摩耗試験
機を用いて表示の条件で測定した。比較例4及び比較例
7の値を100としてそれぞれ指数表示した。
【0023】3)定歪疲労寿命指数 実施例及び比較例の配合物を160℃で20分間加硫後
JIS K6301に規定の3号ダンベルを作成し、こ
の3号ダンベルに100%の一定歪を繰り返し与え、破
断回数を調べることにより疲労寿命を測定した。測定は
それぞれn=6で行い、それぞれの破断回数より正規確
率分布による50%残存確率を求めた。結果は比較例7
の値を100とした指数で表示した。数字の大きい方が
疲労寿命が長いことを示す。
【0024】4)耐外傷性指数 実施例及び比較例の配合物を160℃で20分間加硫し
て、厚さ約6cmの加硫物サンプルを作成し、このサンプ
ルにスチール製の針を15cmの高さより荷重2kgで落下
させた。この時の針がサンプルへささった深さを測定し
た。測定はそれぞれn=5で行い、その平均値を求め
た。結果は比較例7の値を100とした指数で表示し
た。数字の大きい方が耐外傷性が高い(すなわち針のさ
さる深さが浅い)ことを示す。
【0025】実施例1〜16及び比較例1〜5 表1及び表2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1及び表2に示す通りで
あった。
【0026】
【表1】
【0027】
【表2】
【0028】実施例17〜28及び比較例6〜9 表3及び表4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
ットルのバンバリーミキサーで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3及び表4に示す通り
であった。
【0029】
【表3】
【0030】
【表4】
【0031】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明に従え
ば、低発熱性(60℃における反撥弾性が高いほど良
好)、グリップ性能(0℃における反撥弾性が低いほど
ウェットグリップ良好)を低下させることなく、耐摩耗
性(表1〜4の耐摩耗性指数が大きいほど良好)を向上
させることができ、更に耐摩耗性が良好で、定歪疲労寿
命及び耐外傷性に優れた(表3及び4において、いずれ
も指数が高い方が良好)ゴム組成物を得ることができ
る。
【0032】例えば、表1及び表2に示すように、本発
明に従った実施例1〜12の配合(NR/SBR=50
/50の配合にブロック共重合体を添加)を比較例4
(NR/SBR=50/50)と比較すると明らかなよ
うに、本発明例ではブロック共重合体の配合により反撥
弾性(0℃及び60℃)が同等以上で耐摩耗性を高める
ことができる。同じことはNR/SBR=70/30の
比較例3と実施例13及び15並びにNR/SBR=3
0/70の比較例5と実施例14及び16の結果につい
てもいえる。なお、比較例1の天然ゴム単味の場合には
耐摩耗性には優れるが、0℃の反撥弾性に劣り、SBR
単味の場合には反撥弾性(0℃及び60℃)は良好であ
るが耐摩耗性に劣る。
【0033】一方、表3及び表4に示すように、本発明
に従った実施例17〜25と比較例7及び8との比較か
ら明らかなように、ブロック共重合体の配合により、定
歪疲労寿命、耐外傷性及び耐摩耗性のいずれの点におい
ても優れた組成物が得られる。また比較例9と実施例2
6〜28の結果から、BRが多いNR/BRブレンド系
においてもブロック共重合体の配合により定歪疲労寿
命、耐外傷性及び耐摩耗性の良好なゴム組成物が得られ
ることが明らかである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−116438(JP,A) 特開 昭62−240347(JP,A) 特開 平1−301734(JP,A) 特開 平4−255733(JP,A) 特開 平1−146938(JP,A) 特開 平4−45137(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
    ンゴム並びに(ii)スチレン−ブタジエン共重合ゴム及
    び/又はポリブタジエンゴムに、(iii)スチレン含量0
    〜30重量%及びブタジエン含量100〜70重量%で
    1,2−ビニル結合含量5〜40%のブロック(A)
    と、スチレン含量0〜30重量%及びブタジエン含量1
    00〜70重量%で1,2−ビニル結合含量が70%以
    上のブロック(B)とからなり、重量比で(A)/
    (B)が20〜8 0/80〜20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0.5〜20重量部であるゴム組成物。
  2. 【請求項2】 補強剤としてカーボンブラック及び/又
    はシリカを前記成分(i), (ii)及び(iii)の合計量1
    00重量部当り20〜100重量部を更に配合して成る
    請求項1に記載のゴム組成物。
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