JP2001151941A - トランス１，４‐ポリブタジェン、溶液ｓｂｒ、ポリイソプレン及び限定量のカーボンブラック及び無定形シリカから成るシリカ‐補強トレッドを有するタイヤ - Google Patents

トランス１，４‐ポリブタジェン、溶液ｓｂｒ、ポリイソプレン及び限定量のカーボンブラック及び無定形シリカから成るシリカ‐補強トレッドを有するタイヤ

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JP2001151941A JP2000307047A JP2000307047A JP2001151941A JP 2001151941 A JP2001151941 A JP 2001151941A JP 2000307047 A JP2000307047 A JP 2000307047A JP 2000307047 A JP2000307047 A JP 2000307047A JP 2001151941 A JP2001151941 A JP 2001151941A
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デーヴィッド・ジョン・ザンジグ
Paul Harry Sandstrom
ポール・ハリー・サンドストローム
John Joseph A Verthe
ジョン・ジョーゼフ・アンドレ・ヴァース
Edward John Blok
エドワード・ジョン・ブローク
Gregory Martin Holtzapple
グレゴリー・マーティン・ホルツァップル
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Goodyear Tire and Rubber Co
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 タイヤの耐磨耗性を改善し、反発弾性値を高
め、転がり抵抗を下げ、そして粘着摩擦力を増大させ
る。 【解決手段】 キャップ／ベース構造のトレッドを有す
るタイヤに関し、このトレッドキャップはトランス１，
４‐ポリブタジェン、溶液重合で調製されたスチレン／
ブタジェン共重合体ゴム、シス１，４‐ポリイソプレン
ゴム及び限定量のカーボンブラック及び無定形シリカ補
強材から成る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、キャップ／ベース
構造のトレッドを有するタイヤに関し、このトレッドキ
ャップはトランス１，４‐ポリブタジェン、溶液重合で
調製されたスチレン／ブタジェン共重合体ゴム、シス
１，４‐ポリイソプレン及び限定量のカーボンブラック
及び無定形シリカ補強材から成る。
【０００２】
【従来の技術】タイヤはしばしばキャップ／ベース構造
のトレッドを用いて製造され、この場合、外側のトレッ
ドは道路に接触するように設計され、また下側のベース
はトレッドキャップを支持するように、そして道路には
接触しないように設計される。
【０００３】種々の目的のために、比較的高い耐久性を
有し、良好な比較的低い転がり抵抗を有し、良好な比較
的高い粘着摩擦力と良好な比較的低いトレッド磨耗を有
するゴム組成物を用いてタイヤトレッドキャップを提供
することが時々望まれる。
【０００４】このような目的のためには、トレッドキャ
ップゴム組成物中にシス１，４‐ポリブタジェンゴムを
用いてトレッド磨耗を高めることがむしろ一般的である
と考えられている。
【０００５】また種々の目的のために、場合によって
は、種々の量の無定形シリカ補強材とカーボンブラック
を有するタイヤトレッドキャップゴム組成物を提供する
ことが望ましい。
【０００６】特に、粘着摩擦力特性とトレッド磨耗特性
のバランスを高めたタイヤトレッドキャップを提供する
ことが求められる場合、シス１，４‐ポリイソプレンゴ
ムとシリカ補強材がその組成物中に含まれてもよい。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、種々の
目的のために、耐久性が向上し、引裂きの始まり及び伝
播に対する抵抗性があり、特にタイヤがオフロードの使
用条件で使用される場合、粘着摩擦力とトレッド磨耗と
のバランスを有することが求められる。
【０００８】従来より、トランス１，４‐ポリブタジェ
ンはタイヤ側壁（米国特許番号5,626,697及び5,386,86
5）、キャップ／ベース構造のタイヤトレッドベース
（米国特許番号5,229,195）、並びに一部が路面に接触
するトレッド（日本の公告番号60-133; 60-101,504; 及
び60-143,453及び米国特許番号4,510,291及び5,025,05
9）を含む種々のタイヤ構成要素に使用されている。ま
た米国特許番号5,174,838、5,386,865、5,229,459、及
び5,885,389を参照。
【０００９】トランス１，４‐ポリブタジェンは加硫さ
れた場合、エラストマー状になる熱可塑性重合体に類似
するであろうことを認識することが重要である。エラス
トマーとしてのトランス１，４‐ポリブタジェンは、多
くのエラストマーと相違して、低い歪（低い伸び）の条
件下で歪んで結晶化する傾向があるため、これはタイヤ
トレッドの動的な操作を通じてモジュラス強度を高める
であろう。この現象は引裂き抵抗、特に使用状態でのタ
イヤトレッドの接地表面の不規則な磨耗に対する抵抗を
改良できる。
【００１０】トランス１，４‐ポリブタジェン樹脂の調
製及びその特性表示は米国特許番号5,089,574中に容易
に発見できる。本発明の記述において、ここで使用され
る用語の“ゴム”及び“エラストマー”は、特に断らな
い限り、互換性をもって用いられる。用語の“ゴム組成
物”、“配合ゴム”、及び“ゴム配合物”は、ここで使
用される場合、互換性をもって“種々の成分及び物質を
ブレンド又は混合されたゴム”を意味し、そしてこれら
の用語はゴム混合又はゴム配合の技術分野の当業者によ
く知られている。
【００１１】本発明で使用され、そして従来のプラクチ
スに従う用語の“ｐｈｒ”は本発明の上記トランス１，
４‐ポリブタジェン樹脂を含む“ゴム、又はエラストマ
ーの100重量部当たりのそれぞれの物質の部”を意味す
る。
【００１２】エラストマーのＴｇは毎分１０℃の加熱速
度において示差走査熱量計により良好に決定できるガラ
ス転移温度を意味する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、トレッ
ドキャップが地面に接触するゴムであることを意図され
るキャップ／ベース構造のトレッドを有するタイヤが提
供され、このトレッドキャップは１００重量部（ｐｈ
ｒ）のゴムに基づく、ゴム組成物であり、このゴム組成
物は（Ａ）、（Ｂ）、及び（Ｃ）を含み、上記（Ａ）
は、１００ｐｈｒのゴムであって、（１）約８０〜約９
０パーセントの範囲のトランス １，４‐含量を有する
約５〜約５０、又は約１０〜約３０ｐｈｒのトランス
１，４‐ポリブタジェン重合体、（２）約５〜約４０、
又は約５〜約１５重量パーセント構成単位スチレンを含
む約３０〜約７０、又は約４０〜約６０、ｐｈｒの有機
溶液重合で調製されたスチレン／ブタジェン共重合体ゴ
ム、及び（３）約５〜約５０、又は約２０〜約４０、ｐ
ｈｒのシス１，４‐ポリイソプレンゴムを含み、上記
（Ｂ）は、カーボンブラック及び無定形シリカのような
約４０〜約９５ｐｈｒの補強充填剤であって、この充填
剤は（ｉ）約３５〜約７５ｐｈｒのカーボンブラック及
び約５〜約２０ｐｈｒの上記無定形シリカ、又は（ｉ
ｉ）約５〜約３０ｐｈｒのカーボンブラック及び約３５
〜約９０ｐｈｒの上記無定形シリカを含み、そして上記
（Ｃ）は少なくとも１つのシリカカップリング剤であっ
て、上記シリカ表面上の水酸基（例えば、シラノール
基）と反応する部分及び上記エラストマーと相互作用す
る別の部分を有する。
【００１４】本発明の重要な特徴はタイヤトレッドゴム
が所定量の無定形シリカ補強材を含有し、カーボンブラ
ックとシリカに関する限りにおいて、（ｉ）シリカが半
数以下であるか、又は（ｉｉ）シリカが過半数を占める
ような環境下でタイヤトレッドゴム組成物中の通常使用
されているシス１，４‐ポリイソプレンゴムのかなりの
部分を交換するために、トランス１，４‐ポリブタジェ
ンを利用することにある。
【００１５】１つの態様では、トレッドゴム組成物の耐
磨耗性を最大にするために、カーボンブラックとシリカ
補強材に関する限りにおいて、シリカは半数以下である
ことが望ましい。
【００１６】別の態様では、タイヤ自体の転がり抵抗の
低減を最大にするために、カーボンブラックとシリカ補
強材に関する限りにおいて、シリカは過半数を占めるこ
とが望ましい。
【００１７】トレッドキャップゴム組成物中で使用され
ているシス１，４‐ポリイソプレンゴムの一部を交換す
るためには、トランス１，４‐ポリブタジェンは、例え
ば、硬化したゴム状態において、低い歪（例えば、約５
〜２０パーセントの伸びのように、低い伸び）の条件下
で歪んで結晶化する傾向があるという著しい利点がある
と考えられる。これに対して、通常用いられているシス
１，４‐ポリイソプレンは上記低い歪みよりも少し高い
歪み、即ち、約２５パーセント以上の伸びで歪んで結晶
化する傾向があると考えられる。これはゴム組成物の低
い歪抵抗が、例えば、トレッド磨耗抵抗とハンドリング
のためのタイヤトレッドに求められる場合に重要であ
る。
【００１８】従って、この現象はトランス１，４‐ポリ
ブタジェン重合体を含有するトレッドゴムに対して優れ
たトレッド磨耗性と優れたタイヤハンドリング特性を付
与するであろう。
【００１９】トランス１，４‐ポリブタジェンをトレッ
ドキャップゴム組成物中に導入すると、通常使用されて
いるシス１，４‐ポリイソプレンゴムに比べて、トラン
ス１，４‐ポリブタジェン構造が耐磨耗性を改善し、反
発弾性値を高め、このようなゴム組成物のトレッドを有
するタイヤの転がり抵抗を下げるという大きな利点を生
じると考えられる。
【００２０】本発明のその他の重要な特徴は溶液重合か
ら誘導されたスチレン／ブタジェン共重合体エラストマ
ー（Ｓ‐ＳＢＲ）をトランス１，４‐ポリブタジェンと
組合せて使用することである。これは重要であると考え
られる。何故ならば、ゴム組成物中に上記Ｓ‐ＳＢＲを
存在させると、転がり抵抗の低減を増進させ、そしてこ
のようなゴム組成物のトレッドを有するタイヤの粘着摩
擦力とハンドリングを増大させると考えられるからであ
る。
【００２１】上記Ｓ‐ＳＢＲにおいて約５〜約１５重量
パーセントの範囲の比較的低い通常のスチレン含量を使
用した場合には、上記Ｓ‐ＳＢＲの比較的低いスチレン
含量がこのようなゴム組成物のトレッドを有するタイヤ
の転がり抵抗の低減を増進させると考えられるため、重
要である。
【００２２】上記Ｓ‐ＳＢＲにおいて約２５〜約４０重
量パーセントの範囲の比較的高いスチレン含量を使用し
た場合には、上記Ｓ‐ＳＢＲの比較的高いスチレン含量
がこのようなゴム組成物のトレッドを有するタイヤの粘
着摩擦力を増進させと考えられるため、重要である。
【００２３】実際には、使用される比較的少量のシス
１，４‐ポリイソプレンは好ましくは天然ゴムである。
一般に、無定形シリカは沈降シリカ及び約１００〜約３
００ｍ2／ｇの範囲のＢＥＴ表面積と約１００〜約３５
０、好ましくは約１５０〜約３００ｍ2／ｇの範囲のＤ
ＢＰ値を有する沈降アルミノシリケートから典型的に選
択される。
【００２４】約−７０℃〜約−８０℃の範囲のＴｇを有
するトランス１，４‐ポリブタジェン重合体はトレッド
キャップの粘着摩擦力を低下させることなく、耐トレッ
ド磨耗性を増大させるのに重要であり、有益であると考
えられる。これに対し、約−１００℃〜約−１０５℃の
範囲のＴｇを有するゴム組成物中においてシス１，４‐
ポリブタジェンゴムを使用すると、このゴム組成物のタ
イヤトレッドの粘着摩擦力がかなり低下することが予想
される。タイヤトレッドゴム組成物中にシス１，４‐ポ
リブタジェンゴムを使用した場合のこのような現象はこ
の技術分野の専門家によく知られていると思われる。
【００２５】本発明のトレッドキャップを補強するため
に用いられる無定形シリカは好ましくは、上述したよう
に、沈降シリカであり、そしてアルミノシリケートを含
む。このような沈降シリカは、例えば、可溶性珪酸塩、
例えば、珪酸ナトリウムの制御された酸性化により調製
されてもよい。
【００２６】表面積を測定するBET法は米国化学協会の
雑誌の６０巻、３０４頁（１９３０）に記述されてい
る。種々の商業的に入手可能なシリカが本発明のトレッ
ド、特にトレッドキャップに使用されてもよい。例え
ば、限定なしに、例えばRhodiaから商業的に入手可能な
Zeosil 1165MPのようなRhodiaから入手可能なシリカ；D
egussa AGから入手可能な、例えば、BV3370GRのような
シリカ；J.M.HuberからZeopol 8745として入手可能なシ
リカ；およびPPG工業から、例えば、HiSil 210として入
手可能なシリカが挙げられる。
【００２７】トレッドゴムのゴム組成物は、ゴム配合技
術で一般によく知られている方法により配合されるであ
ろうことは当業者により容易に理解できる。この配合方
法は、例えば、種々の硫黄-加硫可能な成分ゴムを一般
に使用される種々の添加剤物質、例えば、硫黄のような
硬化助剤、活性剤、遅延剤、促進剤、油のような加工添
加剤、粘着付与樹脂を含む樹脂、シリカ、可塑剤、充填
材、顔料、脂肪酸、酸化亜鉛、ワックス、酸化防止剤、
オゾン亀裂防止剤、及び解こう剤と混合することからな
る。当業者に知られているように、加硫可能及び加硫さ
れた物質（ゴム）の用途に基づいて、上記添加剤が選択
され、そして公知の量で一般に使用される。
【００２８】カーボンブラック、シリカ、及びシリカカ
ップリング剤の典型的な添加は上述されている。実際
は、上記トランス１，４‐ポリブタジェン重合体は好ま
しくは約８０〜約９０パーセントのトランス１，４‐含
量、約１０〜約１５パーセントのビニル１，２‐含量、
及び約１〜約５パーセントのシス１，４‐含量を有する
ことにより特徴づけられる微細構造を有する。
【００２９】好ましくは、上記トランス１，４‐ポリブ
タジェン重合体は約１５０，０００〜約２１０，０００
の範囲の数平均分子量（Ｍｎ）を有することにより更に
特徴づけられる。
【００３０】このようなトランス１，４‐ポリブタジェ
ン重合体は好ましくは比較的狭い不均一性指数の代表例
である約２〜約２．５の範囲の不均一性指数（ＨＩ）−
その数平均分子量（Ｍｎ）に対するその重量平均分子量
（Ｍｗ）の比率を有する。狭い不均一性指数はしばしば
種々の目的のために望ましい。
【００３１】好ましくは、上記トランス１，４‐ポリブ
タジェン重合体は毎分１０℃の加熱速度において示差走
査熱量計（ＤＳＣ）の測定により決定されるように、約
３８℃〜約４２℃の範囲の融点を有する。
【００３２】典型的には、上記トランス１，４‐ポリブ
タジェン重合体は約−７０℃〜約−８０℃の範囲のＴｇ
を有する。本発明の全ての内容が十分に理解できないと
しても、上述のトランス１，４‐ポリブタジェン重合体
の微細構造はその熱可塑性重合体型の特性、特に約２０
℃〜２５℃のように、約３０℃より低い温度におけるか
なり堅い外観特性、及び約３０℃〜約５０℃の温度範囲
内での融点特性に対して実質的に寄与する。
【００３３】またその特徴ある数平均分子量（Ｍｎ）並
びにその比較的狭い不均質性指数はそれを他のエラスト
マーと混合する前にその上述の樹脂状の性質にいくぶん
寄与できると考えられる。
【００３４】タイヤ部品の形成は一般的な手段、例え
ば、ゴム組成物を押出成形して成形された未加硫のゴム
部品、例えば、タイヤトレッドを形成することにより実
施される。このようなタイヤトレッドの成形は当業者に
よく知られている。
【００３５】従って、量的にシリカで補強され、そして
規定された微細構造を有するトランス１，４‐ポリブタ
ジェンと溶液ＳＢＲの組合せを含むタイヤトレッドゴム
組成物は新規で発明性があると考えられる。
【００３６】製造された製品としてのタイヤはその成分
の組合せ物を成形し、そして適当な型内で高温（例え
ば、１４０℃〜１６０℃）及び高圧で硫黄硬化すること
により製造されることが理解される。このような方法は
当業者によく知られている。
【００３７】従って、本発明の更に具体的な態様では、
地面に接触する外側の円周トレッドであって、本発明に
従って調製されたゴム組成物から成るトレッド成分を有
するタイヤが提供される。
【００３８】実際には、上記組成物のゴムはトランス
１，４‐ポリブタジェン、シス１，４‐ポリイソプレン
ゴム及び上記溶液ＳＢＲから実質的に成ることが好まし
いが、少量の別のジェンを主成分とするエラストマーが
特定の用途、特に粘着摩擦力の高いタイヤが求められる
場合に、使用されてもよい。
【００３９】このような別のジェンを主成分とするエラ
ストマーの代表例は、例えば、５以上の、１０を含み、
１５までのｐｈｒの１又はそれ以上の３，４‐ポリイソ
プレン及びスチレン／イソプレン／ブタジェンターポリ
マーである。
【００４０】上記タイヤトレッドキャップゴム組成物用
のゴム補強カーボンブラックの代表例は、例えば、約８
０〜約１４０、又は約１００〜約１５０ｇ／ｋｇの範囲
のヨウ素価（ＡＳＴＭＤ１５１０）を有すると共に、約
７０〜約２００又は約１００〜約１８０ｃｍ3／１００
ｇのＤＢＰ（フタル酸ジブチル）値（ＡＳＴＭＤ２４１
４）を有するものである。このようなカーボンブラック
の代表例は Vanderbiltゴム便覧、１９７８年版、４１
７頁に容易に発見できる。
【００４１】実際には、シリカはシリカカップリング剤
と組合せて使用して、シリカをエラストマーと連結し、
これによりシリカのエラストマー補強効果を高める。特
に、このようなカップリング剤は時々はシランから構成
され、このシランはシリカ表面と反応できる構成成分、
又は部分（シランの一部）を有し、またゴム、特に炭素
‐炭素二重結合、即ち不飽和結合を含有する硫黄‐加硫
可能なゴムと反応できる構成成分、又は部分を有する。
このようにして、上記カップラーはシリカとゴムとの間
の連結橋として働き、その結果シリカのゴム補強作用を
向上させる。
【００４２】多数のカップリング剤がシリカとゴムを結
合するために使用されており、例えば、シランカップリ
ング剤は平均約２．２〜２．６又は３．５〜４の連結硫
黄原子をそのポリスルフィド橋中に有するビス‐（３‐
トリアルコキシシリルアルキル）ポリスルフィドのよう
なポリスルフィド成分、又は構造を含む。このような物
質の例はビス‐（３‐トリエトキシシリルプロピル）ポ
リスルフィドである。
【００４３】ゴム組成物は、ゴム配合技術で一般によく
知られている方法により配合されるであろうことは当業
者により容易に理解できる。この配合方法は、例えば、
種々の硫黄-加硫可能な成分ゴムを一般に使用される種
々の添加剤物質、例えば、硫黄のような硬化助剤、活性
剤、遅延剤、促進剤、油のような加工添加剤、粘着付与
樹脂を含む樹脂、シリカ、可塑剤、充填材、顔料、脂肪
酸、酸化亜鉛、ワックス、酸化防止剤、オゾン亀裂防止
剤、及び解こう剤と混合することからなる。当業者に知
られているように、加硫可能及び加硫された物質（ゴ
ム）の用途に基づいて、上記添加剤が選択され、そして
公知の量で一般に使用される。
【００４４】本発明の補強型のカーボンブラックの典型
的な量については上述の通りである。粘着付与樹脂の典
型的な量は、使用される場合、約０．５〜約１０ｐｈ
ｒ、通常は約１〜約５ｐｈｒを含む。加工助剤の典型的
な量は約１〜約５０ｐｈｒを含む。このような加工助剤
は、例えば、芳香族系、ナフテン系、及び／又はパラフ
ィン系加工油を含む。酸化防止剤の典型的な量は約１〜
約５ｐｈｒを含む。
【００４５】代表的な酸化防止剤は、例えば、ジフェニ
ル‐ｐ‐フェニレンジアミン及びその他のもの、例え
ば、Vanderbiltゴム便覧、（１９７８）、３４４〜３４
６頁に開示されているものである。オゾン亀裂防止剤の
典型的な量は約１〜約５ｐｈｒを含む。脂肪酸の典型的
な量は、使用される場合、ステアリン酸を含むことがで
き、約０．５〜約３ｐｈｒを含む。酸化亜鉛の典型的な
量は約１〜約５ｐｈｒを含む。ワックスの典型的な量は
約１〜約５ｐｈｒを含む。マイクロワックスもしばしば
使用される。解こう剤の典型的な量は約０．１〜約１ｐ
ｈｒを含む。典型的な解こう剤は、例えば、ペンタクロ
ロチオフェノール及びジベンズアミドジフェニルジスル
フィドであってもよい。
【００４６】加硫は硫黄‐加硫剤の存在下で実施され
る。適当な硫黄‐加硫剤の例は元素硫黄（遊離硫黄）又
は硫黄を生じる加硫剤、例えば、アミンジスルフィド、
高分子ポリスルフィド又は硫黄オレフィン附加物を含
む。好ましくは、硫黄‐加硫剤は元素硫黄である。当業
者にはよく知られているように、硫黄‐加硫剤は約０．
５〜約４ｐｈｒの範囲の量で使用され、ある環境下で
は、約８ｐｈｒまで使用され、約１．５〜約２．５、時
々は約２〜約２．５ｐｈｒの範囲が好ましい。
【００４７】促進剤は加硫に必要な時間及び／又は温度
を制御し、そして加硫ゴムの性質を改善するために使用
される。１つの態様では、単一の促進剤系、即ち、一次
促進剤が使用されてもよい。一般にそして好ましくは、
一次促進剤は約０．５〜約４、好ましくは約０．８〜約
１．５ｐｈｒの範囲の合計量で使用される。別の態様で
は、一次及び二次促進剤を組み合わせて使用してもよ
く、この二次促進剤は上記加硫ゴムの特性を活性化し、
そして改良するために、少量（約０．０５〜約３ｐｈ
ｒ）の量で使用される。これらの促進剤を組み合わせる
ことにより、最終的な特性に相乗効果を生じることが期
待され、この効果はどちらか一方の促進剤を用いて得ら
れるものよりも多少良好である。また遅延作用の促進剤
が使用されてもよく、これは標準加工温度で影響されず
に、通常の加硫温度で満足な硬化を生じる。加硫遅延剤
も使用できる。本発明で使用できる促進剤の好ましい典
型例はアミン、二硫化物、グアニジン、チオ尿素、チア
ゾール、チウラム、スルフェンアミド、ジチオカルバメ
ート、及びキサントゲン酸塩である。好ましくは、一次
促進剤はスルフェンアミドである。二次促進剤が使用さ
れる場合、これは好ましくはグアニジン、ジチオカルバ
メート又はチウラム化合物である。
【００４８】上記添加剤の存在及び相対量は本発明の特
徴であるとは考えられない。本発明の特徴は主にキャッ
プ／ベース構造のタイヤトレッドの製造に関するもので
ある。このトレッドキャップはトランス１，４‐ポリブ
タジェン及びＳＢＲの組合せを含有するゴム組成物であ
って、シリカ及びカーボンブラックで補強され、シリカ
又はカーボンブラックが過半数を占める。
【００４９】ゴム組成物の混合はゴム混合技術の専門家
により公知の方法で実施できる。例えば、上記各構成成
分は少なくとも２段階で、即ち、少なくとも１つの非-
生産的な工程と次の生産的な混合工程で混合される。最
終の硬化剤は一般に“生産的な”混合段階と呼ばれる最
終段階で典型的に混合され、ここで、上記混合が特定の
温度、即ち、先行の非-生産的な混合段階よりも低い混
合温度である最終温度で生じる。用語の“非-生産的
な”及び“生産的な”混合段階はゴム混合技術分野の専
門家によく知られている。
【００５０】本発明は下記の実施例を参照して更によく
理解できるであろう。実施例において、部およびパーセ
ントは特に指定しない限り重量である。実施例Ｉ この実施例では、溶液ＳＢＲ及びシス１，４‐ポリイソ
プレン天然ゴムから成る第１のゴム組成物を調製し、こ
れを“比較例サンプルＡ”と呼ぶ。
【００５１】シス１，４‐ポリイソプレンゴムの一部を
トランス１，４‐ポリブタジェンゴムと置き換えた類似
のゴム組成物を調製し、これを“サンプルＢ〜Ｄ”と呼
ぶ。ゴムサンプルを補強するために、カーボンブラック
及び無定形シリカが使用され、この場合、この無定形シ
リカは半数以下、即ち、シリカは１７ｐｈｒであり、カ
ーボンブラックは４３ｐｈｒに、カップリング剤複合物
に含有される１．８ｐｈｒのカーボンブラックの量をプ
ラスしたものである。
【００５２】ゴム組成物を独立した添加（混合）の３工
程、即ち、約１５０℃の温度まで２つの連続する非生産
的混合工程（硫黄及び硬化促進剤を用いない）及び約１
１５℃の温度までの１つの最終の生産的混合工程（硫黄
及び硬化促進剤を用いた）を用いて密閉式ゴムミキサー
中で調製した。
【００５３】
【表１】
【００５４】１．約−７５℃のＴｇ及び約４０℃の融点
を有するトランス１，４‐ポリブタジェンエラストマ
ー。 ２．グッドイヤータイヤ＆ゴム社のＳＯＬＦＬＥＸ１２
１６（登録商標）のように、約１２パーセントのスチレ
ン含量と約−４２℃のＴｇを有する有機溶液重合で調製
されたスチレン／ブタジェン共重合体エラストマー。 ３．天然ゴム。 ４．Ｎ２９９カーボンブラック、ＡＳＴＳＭ表示。 ５．パラフィン系ゴムプロセス油及び微結晶質パラフィ
ンワックス。 ６．フェニレンジアミン型。 ７．ＰＰＧ Industries社からＨｉＳｉｌ ２１０とし
て得られる沈降シリカ。 ８．ビス（３‐トリエトキシシリルプロピル）テトラス
ルフィド（上記テトラスルフィドはDegussa S.A.から別
々にＳｉ６９として入手できる）とカーボンブラックと
の５０／５０ブレンドの形状のＸ５０ＳとしてDegussa
S.A.から商業的に入手できる複合材料であり、従って、
上記テトラスルフィドは上記表１に記載された複合材料
の５０％であると考えられる。
【００５５】ゴムサンプルの物理的性質を加硫ゴムサン
プルについて実施される応力‐歪、反発弾性、硬度、Ｄ
ＩＮ磨耗、及び引裂抵抗の試験を有する下記の表２に示
す。
【００５６】
【表２】
【００５７】トランス１，４‐ポリブタジェン重合体を
添加すると反発弾性値が改良され、従って、それぞれの
サンプルＢ〜Ｄのヒステリシスが改良されることが表２
から容易に判明する。これはこのような組成のトレッド
を有するタイヤの転がり抵抗の低下を示し、従って、こ
のタイヤを装着した車の良好な燃料節約を示す。
【００５８】またサンプルＢ〜Ｄに示すように、トラン
ス１，４‐ポリブタジェン重合体を添加すると磨耗抵抗
が改良されることが表２から判る。更に、サンプルＢ〜
Ｄに示すように、トランス１，４‐ポリブタジェン重合
体を添加すると引裂抵抗が改良されることが表２から判
る。これはこのようなゴム組成物のトレッドを有するタ
イヤの良好なタイヤ耐久性を示すものとして重要である
と考えられる。
【００５９】実施例ＩＩ カーボンブラックが補強充填物の過半数を占める実施例
ＩのサンプルＡ〜Ｄにそれぞれ相当するゴム組成物のト
レッドを用いて、Ｐ１９５／７５Ｒ１４サイズのタイヤ
を製造した。
【００６０】サンプルＡのトレッドを有する比較例タイ
ヤＡのそれぞれの特性に割り当てられた１００の値に標
準化された値を有する下記の表３にそれぞれのタイヤの
試験情報を示す。
【００６１】
【表３】
【００６２】１．トレッド磨耗はトレッド幅を横断して
トレッド溝の上面から底まで測定したトレッド深さの平
均的な減少として測定した。高い値はトレッドがより少
なく失われたことを意味し、従ってトレッドの少ない磨
耗を示し、これはより好ましい。
【００６３】上記表３において、転がり抵抗は比較例タ
イヤに割り当てられた値の１００に比較した相対等級と
して示される。これらの報告された結果から、高い値は
低い転がり抵抗に等しく、従ってより好ましい。
【００６４】その結果、この実施例においては、報告さ
れた高い転がり抵抗の値は比較例のタイヤに比べて、そ
れぞれのタイヤの低い転がり抵抗を示すものとしてより
優れている。
【００６５】表３において、車が“ピーク”及び“スラ
イド”の両方に関して停止するまで、それぞれの車の速
度の３２ｋｐｈ、６４ｋｐｈ、及び９６ｋｐｈで車にブ
レーキをかけることによりタイヤの湿潤粘着摩擦力を測
定する。上記“ピーク”は粘着摩擦力測定のピーク部分
を得るためのピーク又は最大の粘着摩擦力の値を意味
し、また上記“スライド”は車がタイヤ粘着摩擦力測定
の滑り部分を得るために停止するまでの滑り距離を意味
する。従って、より高く報告された値は比較例のタイヤ
に比べて、横滑り抵抗が大きいことを示すものとして優
れている。
【００６６】表３において、特定のタイヤのトレッド磨
耗に関する用語の“ｎ／ａ”はトレッド磨耗がそれぞれ
のタイヤについて評価されなかったことを単に意味す
る。タイヤトレッドゴム組成物にトランス１，４‐ポリ
ブタジェンを添加すると、トレッド磨耗ならびにこのよ
うなゴム組成物を有するタイヤについて良好な燃料経済
性を示唆する転がり抵抗が大幅に向上することが表３か
ら容易に判る。
【００６７】実施例ＩＩＩ この実施例では、溶液ＳＢＲとシス１，４‐ポリイソプ
レン天然ゴムから成るゴム組成物が調製され、これは下
記の表４で示すように“比較例サンプルＩ”と呼ばれ
る。上記シス１，４‐ポリイソプレンゴムの一部がトラ
ンス１，４‐ポリブタジェンゴムで置換され、そして下
記の表５に示すように“サンプルＥ−Ｇ”と呼ばれる類
似のゴム組成物が調製される。
【００６８】上記ゴムサンプルを補強するために、カー
ボンブラック及び無定形シリカが使用され、ここで上記
シリカは過半数、即ち、５４ｐｈｒを占め、そして６ｐ
ｈｒのカーボンブラックに加えてカップリング剤中に含
まれる５ｐｈｒのカーボンブラックが存在する。
【００６９】３つの連続的な内部ゴム混合段階、即ち、
約１６０℃の温度で加工熱混合を用いた２つの非‐生産
的混合段階（硫黄及び硬化促進剤を用いない）及びこれ
に続く約１１０℃の温度までの１つの最終内部混合生産
的混合段階（硫黄及び硬化促進剤を用いる）を用いた内
部ゴム混合機中でゴム組成物を調製した。
【００７０】
【表４】
【００７１】１．グッドイヤータイヤ＆ゴム社からの約
−７５℃のＴｇを有するトランス１，４‐ポリブタジェ
ンエラストマー。 ２．グッドイヤータイヤ＆ゴム社のＳＯＬＦＬＥＸ１２
１６（登録商標）のように、約１２パーセントのスチレ
ン含量と約−４２℃のＴｇを有する有機溶液重合で調製
されたスチレン／ブタジェン共重合体エラストマー。 ３．シス１，４‐ポリイソプレン天然ゴム。 ４．ＰＰＧ Industries社からＨｉＳｉｌ ２１０とし
て得られる沈降シリカ。 ５．ビス（３‐トリエトキシシリルプロピル）テトラス
ルフィド（上記テトラスルフィドはDegussa S.A.から別
々にＳｉ６９として入手できる）とカーボンブラックと
の５０／５０ブレンドの形状のＸ５０ＳとしてDegussa
S.A.から商業的に入手できる複合材料であり、従って、
上記テトラスルフィドは上記表４に記載された複合材料
の５０％であると考えられる。 ６．パラフィン系ゴムプロセス油及び微結晶質パラフィ
ンワックス。 ７．フェニレンジアミン型。 ８．Ｎ２９９カーボンブラック、ＡＳＴＳＭ表示。
【００７２】表４のサンプルを約１５０℃、約１８分間
で加硫（硬化）した。次の表５は硬化したサンプルの種
々の物理的特性を示す。
【００７３】
【表５】
【００７４】トランス１，４‐ポリブタジェン重合体を
添加すると、比較例サンプルＥと比べて、サンプルＦお
よびＧに示されるゴム組成物の磨耗抵抗が改良されるこ
とが表５から容易に判る。
【００７５】これは重要であると考えられる。なぜなら
ば、ゴム組成物の磨耗抵抗が増大することはこのゴム組
成物のタイヤトレッド磨耗が改良されてタイヤの寿命が
延びることを示すからである。
【００７６】また比較例サンプルＥと比べて、サンプル
ＦおよびＧの引裂抵抗が高いことから明らかなように、
トランス１，４‐ポリブタジェン重合体を添加すると硬
化したゴム組成物の引裂抵抗が改良されることが表５か
ら容易に判る。
【００７７】引裂抵抗が増大することはタイヤの良好な
タイヤ耐久性を示すものとして重要であると考えられ
る。代表的な具体例と詳細な記述が本発明を説明するた
めに示されたが、種々の変更と修正を本発明の精神又は
範囲を逸脱することなく行うことができることは当業者
にとって明らかであろう。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０８Ｋ 3/36 Ｃ０８Ｋ 3/36 5/548 5/548 //(Ｃ０８Ｌ 9/06 (Ｃ０８Ｌ 9/06 9:00） 9:00） (71)出願人 590002976 1144 Ｅａｓｔ Ｍａｒｋｅｔ Ｓｔｒｅ ｅｔ，Ａｋｒｏｎ，Ｏｈｉｏ 44316− 0001，Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ポール・ハリー・サンドストローム アメリカ合衆国オハイオ州44278，トール マッジ，ミルトン・ドライブ 96 (72)発明者 ジョン・ジョーゼフ・アンドレ・ヴァース アメリカ合衆国オハイオ州44240，ケント, シルバー・メドウズ・ブールバード 509 (72)発明者 エドワード・ジョン・ブローク アメリカ合衆国オハイオ州44281，ワヅワ ース，ダーリング・ドライブ 154 (72)発明者 グレゴリー・マーティン・ホルツァップル アメリカ合衆国オハイオ州44240，ケント, サンディー・レイク・ロード 800

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 トレッドキャップが地面に接触するゴム
    であることを意図されるキャップ／ベース構造のトレッ
    ドを有するタイヤであって、１００重量部（ｐｈｒ）の
    ゴムに基づく、ゴム組成物を含むトレッドキャップによ
    り特徴づけられ、このゴム組成物は、（Ａ）、（Ｂ）、
    及び（Ｃ）を含み、 （Ａ）は１００ｐｈｒのゴムであって、このゴムは （１）８０〜９０パーセントの範囲のトランス １，４
    ‐含量を有する５〜５０ｐｈｒのトランス１，４‐ポリ
    ブタジェン重合体、 （２）スチレンから誘導された５〜４０重量パーセント
    の構成単位を含む３０〜７０ｐｈｒの有機溶液重合で調
    製されたスチレン／ブタジェン共重合体ゴム、及び （３）５〜５０ｐｈｒのシス１，４‐ポリイソプレンゴ
    ム、から構成され、 （Ｂ）はカーボンブラック及び無定形シリカのような４
    ０〜９５ｐｈｒの補強充填剤であって、上記無定形シリ
    カは沈降シリカ及び沈降アルミノシリケートの少なくと
    も１つから選ばれ、上記充填剤は（１）２５〜７５ｐｈ
    ｒのカーボンブラック及び５〜２０ｐｈｒの上記無定形
    シリカ、又は（２）５〜３０ｐｈｒのカーボンブラック
    及び３５〜９０ｐｈｒの上記無定形シリカを含み、そし
    て（Ｃ）は上記シリカ表面上の水酸基と反応する部分及
    び上記エラストマーと相互作用する別の部分を有する少
    なくとも１つのシリカカップリング剤であることを特徴
    とするゴム組成物のトレッドキャップにより特徴づけら
    れる上記タイヤ。
  2. 【請求項２】 （Ａ）上記カーボンブラックは２５〜７
    ５ｐｈｒの量で存在し、そして上記無定形シリカは５〜
    ２０ｐｈｒの量で存在し、これにより、上記カーボンブ
    ラックと上記シリカに関する限りにおいて、上記カーボ
    ンブラックは過半数を占め、又は（Ｂ）上記カーボンブ
    ラックは５〜３０ｐｈｒの量で存在し、そして上記無定
    形シリカは３５〜９０ｐｈｒの量で存在し、これによ
    り、上記カーボンブラックと上記シリカに関する限りに
    おいて、上記シリカは過半数を占め、そして上記トラン
    ス１，４‐ポリブタジェンは−７０℃〜−８０℃の範囲
    のＴｇを有し、１５０，０００〜２１０，０００の範囲
    の分子量（Ｍｎ）を有し、２〜２．５の範囲の不均一性
    指数を有し、そして８０〜９０パーセントのトランス
    １，４‐含量、１０〜１５パーセントのビニル１，２‐
    含量、及び１〜５パーセントのシス１，４‐含量から成
    る微細構造を有することを特徴とする請求項１のタイ
    ヤ。
  3. 【請求項３】 上記カップリング剤はポリスルフィド架
    橋中に平均２．２〜２．６又は３．５〜４の連結硫黄原
    子を有するビス（３‐トリアルコキシシリルアルキル）
    ポリスルフィドである前述の請求項のいずれかのタイ
    ヤ。
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