JP2005517067A - タイヤ用トレッド - Google Patents

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    • C08K5/34Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring
    • C08K5/3412Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring having one nitrogen atom in the ring
    • C08K5/3415Five-membered rings

Abstract

少なくとも、(i)ジエンエラストマー、(ii)60phrを超える強化無機充填剤、(iii)2〜15phrのカップリング剤、及び(iv)4〜12phrのビスマレイミド化合物をベースとしたゴム組成物を含むタイヤトレッド(phr=エラストマー100部当りの質量部)。
このタイヤトレッドは、それを含むタイヤの機械的慣らし運転後に、トレッドの表面から内側に向けて放射状に増加する剛性勾配を有し、タイヤに、グリップ/運転性の改善された調和を与える。タイヤの製造又は再生の為のその様なトレッドの使用。その様なトレッドを含むタイヤ。

Description

本発明は、タイヤ用トレッド及びそのトレッドの製造の為に使用されるゴム組成物に関する。特に、低いローリング抵抗を有し、多量の無機充填剤で強化されたトレッドであって、特に、モーターサイクル、乗用車、バンの様な車両又は重量車両に装着されるタイヤ用のトレッドに関する。
燃料節約及び環境保護の必要性から、低減されたローリング抵抗と高い耐摩耗性の両方を有するタイヤを製造する事の必然性が明らかとなってきている。これは、特に、強化の観点から従来のカーボンブラックに対抗する事ができ、更に、タイヤトレッドの低いローリング抵抗と同義である低ヒステリシスを与える、「強化」充填剤と言われる特定の無機充填剤で強化された新しいゴム組成物の発見によって可能とされた。シリカ質又はアルミナ質タイプの強化無機充填剤をベースとしたその様な組成物は、例えば、特許又は特許出願EP−A−0501227、EP−A−0735088、EP−A−0810258、EP−A−0881252、WO−99/02590、WO99/02601、WO99/02602、WO99/28376、WO00/05300、WO00/05301、WO01/96442、WO02/30939、WO02/31041及びWO02/083782に開示されている。
然しながら、理想的には、タイヤトレッドは、特に、乾燥地面及び湿潤地面の両方、雪で覆われた又は氷の地面において極めて良好なグリップを有し、一方、極めて良好な水準の自動車の道路挙動(ハンドリング)、特に、高い横滑り推力(コーナリング)をタイヤに与えるその他の技術的要求であってその内の幾つかは矛盾する要求を満たさなければならない。
この道路挙動を改善する為には、トレッドの大きな剛性が必要である事は公知であり、この剛性化は、例えば、強化充填剤の量を増加させるか、或種の強化樹脂を、トレッドを構成するゴム組成物に導入する事によって得る事が可能である。
然しながら、トレッドのその様な剛性化は、タイヤのローリング中に地面と接触するトレッドの表面部分に極僅かではあっても、湿潤地面、雪で覆われた地面又は氷の地面でのグリップの性質にしばしば壊滅的な方法で障害を与える事が知られている。
この事が、これら二つの矛盾する要求、即ち、道路挙動とグリップに合致させる為に、異なる剛性の二つの放射状に重ね合わされた層(キャップベース構造)で形成された、異なる組成の二つのゴム組成物で形成された複合トレッド(即ち、ハイブリッドトレッド)、即ち、道路と接触する放射状の外側層は、グリップ要件に合致させる為により可撓性の組成物で形成され、放射状の内側層は、道路挙動要件に合致させる為により硬い組成物で形成されている複合トレッドを使用する事が提案されている理由である。
その様な解決方法は、然しながら、多くの欠点を有する。
第1に、複合トレッドの製造は、より複雑な定義によるので通常のトレッドよりもよりコストが掛り、特に、複合押出し装置の使用を必要とする。
製造中に、一度正確な寸法にトレッドを切断し押出機から出された後に、更に、異なる性質の材料の処分を管理する必要があり、これは更に実質的に製造コストを増加させる。
最後に、そしてこれは欠点とは言えないが、一度、トレッドの放射状の外側(可撓性の)部分が摩耗してしまうと、道路と接触する事になるのがトレッドの最初の内側部分であり、その結果、初めに意図した技術的調和の観点からは不充分な性能を伴う、過度に硬いトレッドの欠点を持つことになる。
本発明者は、研究の過程において、多量の強化無機充填剤とビスマレイミド化合物をベースとした特定のゴム組成物が、予期せぬ「自己調節」現象によって、トレッドの表面から内側に向けて放射状に増加する真の剛性勾配を有するトレッドを得る事を可能とする事を見出した。この剛性勾配は、簡単且つ経済的であるばかりでなく永続的に得られ、従って、タイヤの寿命の間中、極めて高い水準でタイヤのグリップと道路挙動との間の調和を維持する事を可能にする。
従って、本発明の第1の対象は、少なくとも、(i)ジエンエラストマー、(ii)60phrを超える強化無機充填剤、(iii)2〜15phrのカップリング剤及び(iv)4〜12phrのビスマレイミド化合物をベースとしたゴム組成物を含むタイヤトレッドに関する(phr=エラストマー100部当りの質量部)。
ビスマレイミド化合物が、重合によって、硬化操作に基づいて三次元強化樹脂格子(以後、ビスマレイミド格子と称する)を形成する能力を持つ事は当業者には公知である。それらは、ゴム組成物、特にタイヤ用ゴム組成物において、接着、補強、引裂き抵抗及び加硫と言った様々に変化する用途の為に使用されている。これらの化合物、それらを得る為の方法又はそれらの様々な用途、特にタイヤゴム組成物における用途の詳細については、次の文献を参照にしても良い:FR−A−1257913、FR−A−2611209、EP−A−0345825、EP−A−0410152、EP−A−0475222、EP−A−0536701、EP−A−0564966、EP−A−1083199、US−A−2,289,504、US−A−3,219,091、US−A−4,803,250、US−A−4,818,601、US−A−5,109,055、US−A−5,153,248、US−A−5,262,488、US−A−5,300,585、US−A−5,985,963、JP1989/62338、JP1989/278543及びJP1991/54235。
然しながら、本発明者が知る限りでは、タイヤトレッドにおいて、ここに示された割合(4〜12phr)でビスマレイミド化合物を、多量の(60phrを超え、好ましくは70phrを超える)シリカの様な強化無機充填剤と組合せて使用する事を開示する先行文献は存在しない。カーボンブラックで多量に充填されたゴム組成物の分野において本質的に獲得される当業者の知識は、特に、上述のグリップ性に関して大きな欠点と思われる、このタイプのビスマレイミド化合物の剛性化能力による使用からは逆に懸け離れている。この見解を例証する為には、例えば、実施態様の実施例が、1〜4phrの範囲内のビスマレイミド化合物の量に限定されていて、あらゆるタイプの強化充填剤が使用されている前述のEP−A−1083199が参照されても良い。
又、本発明の対象は、新しいタイヤの製造又は摩耗タイヤの再生の為のその様なトレッドの使用にある。本発明のトレッドは、乗用車、4x4車両(4つの駆動車輪を有する)、モーターサイクル、バン及び重量車両(即ち、地下鉄、バス、路上運搬機械、オフ−ロード車両)に装着する為のタイヤ用として特に適している。
又、本発明の対象は、本発明のトレッドを含むタイヤそれ自身である。特に、雪で覆われた道路または氷の道路の為の「冬」型タイヤに関する。
本発明のその他の対象は、タイヤトレッドを含むタイヤの硬化後で且つ機械的慣らし運転をした後に、トレッドの表面から内側に向けて放射状に増加する剛性勾配を有するタイヤトレッドの製造方法であり、この方法は、(1)「非生産的」第1工程において、60phrを超える強化無機充填剤、2〜15phrのカップリング剤及び4〜12phrのビスマレイミド化合物を、混合機中で、ジエンエラストマーに導入し、130℃〜200℃の最大温度に達するまで、1段階以上で全体の混合物を熱機械的に混練する工程、(