JP2018095243A - デュアル層トレッドを有する空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
Description
空気入りタイヤは、典型的にはタイヤの転がり抵抗に相当量寄与するトレッドを含む。タイヤの動作中、トレッド溝の変形は、その後にトレッドコンパウンドの発熱をもたらすことがあり、その逆も同じであるので、転がり抵抗の増大を招く。さらに、溝の変形はタイヤ性能にも悪影響を及ぼしうる。特に、溝が変形すると、タイヤの剛性が不十分となるほか、タイヤと路面の接触にも好ましくない。
第一のゴムコンパウンドは、100重量部の少なくとも一つのジエン系エラストマー、及び1〜150phrのシリカを含み;そして
第二のゴムコンパウンドは、ジエン系エラストマー、50〜120phrのフィラー(少なくとも20phrのフィラーは少なくとも100g/kgのヨウ素吸収数を有する高表面積カーボンブラックである)、1〜45phrのメチレン受容体、1〜25phrのメチレン供与体、及び1〜30phrの少なくとも一つの添加剤(カルバミン酸樹脂、1000〜25000の範囲の数平均分子量を有する液体ジエン系ポリマー、及び芳香族炭化水素樹脂からなる群から選ばれる)を含む空気入りタイヤに向けられる。
第一のゴムコンパウンドは、100重量部の少なくとも一つのジエン系エラストマー、及び1〜150phrのシリカを含み;そして
第二のゴムコンパウンドは、ジエン系エラストマー、50〜120phrのフィラー(少なくとも20phrのフィラーは少なくとも100g/kgのヨウ素吸収数を有する高表面積カーボンブラックである)、1〜45phrのメチレン受容体、1〜25phrのメチレン供与体、及び1〜30phrの少なくとも一つの添加剤(カルバミン酸樹脂、1000〜25000の範囲の数平均分子量を有する液体ジエン系ポリマー、及び芳香族炭化水素樹脂からなる群から選ばれる)を含む空気入りタイヤを開示する。
図1は、第二のトレッド層の半径方向補強延長部が走行面まで完全に伸び、第二のトレッド層が軸方向に実質的に完全にトレッドを横断して伸びているタイヤトレッドの態様を示す。図1を参照すると、断面で示されたタイヤトレッド10は、2層の接地トレッドを含む。すなわち、第二のトレッド層としての内側トレッド16の半径方向外側に配置された、第一のトレッド層としての外側トレッド14を含む2層の接地トレッドで、トレッドベース34は内側トレッド16の半径方向内側にある。トレッドベース34は、軸方向最外部のウィング32を含んでいてもよい。
樹脂の分子量分布は、樹脂の分子量平均(Mw)対分子量数平均(Mn)の値の比として視覚化され、本明細書においては、比較的狭い範囲と見なされる約1.5/1〜約2.5/1の範囲であると考えられている。これは、ポリマーマトリックスとの選択的適合性のため、及び想定されるタイヤの使用条件(広い温度範囲にわたる湿潤及び乾燥条件下)のために有益であると考えられている。
一態様において、脂肪族カルバメートが化合物Cとして使用され、エチルカルバメート、ブチルカルバメート、ヘキシルカルバメート及び2−エチルヘキシルカルバメートからなる群から選ばれる。
一態様において、一官能性アルデヒドがアルデヒドAとして使用され、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ブチルアルデヒド、n−ペンタナール、及びn−ヘキサナールからなる群から選ばれる。
一態様において、第二のゴムコンパウンド中のカルバミン酸樹脂(存在する場合)の量は、1〜15phrの範囲である。一態様において、第二のゴムコンパウンド中のカルバミン酸樹脂(存在する場合)の量は、2〜10phrの範囲である。
一態様において、第二のゴム組成物は液体ポリマーを含む。
カルバミン酸樹脂、1000〜25000の範囲の数平均分子量を有する液体ジエン系ポリマー、及び芳香族炭化水素樹脂からなる群から選ばれる添加剤は、第二のゴムコンパウンド中に1〜30phrの範囲の量で存在する。一態様において、添加剤は第二のゴムコンパウンド中に10〜20phrの量で存在する。
本明細書中で使用され、従来の慣例に従う用語“phr”は、“100重量部のゴム、又はエラストマーあたりの各材料の重量部”を意味する。
第一及び第二のゴムコンパウンドは、独立に、約1〜約150phrのシリカを含みうる。別の態様においては、10〜100phrのシリカが使用されうる。
従来型シリカは、電子顕微鏡による測定で例えば0.01〜0.05ミクロンの範囲の平均極限粒径を有すると予測されうるが、シリカ粒子は、それよりさらに小さい、又はおそらくは大きいサイズであってもよい。
他のフィラーも第一及び第二のゴムコンパウンドに独立に使用できる。例えば、超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)などの粒子状フィラー、米国特許第6,242,534号;6,207,757号;6,133,364号;6,372,857号;5,395,891号;又は6,127,488号(これらに限定されない)に開示されているような架橋粒子状ポリマーゲル、及び米国特許第5,672,639号(これに限定されない)に開示されているような可塑化デンプン複合フィラーなどであるが、これらに限定されない。そのようなその他のフィラーは1〜30phrの範囲の量で使用されうる。
第一のゴムとしてのESBRは、−25℃より高いガラス転移温度を有する。エラストマー又はエラストマー組成物のガラス転移温度、又はTgと言う場合、本明細書においては、各エラストマー又はエラストマー組成物のその未硬化状態か又はエラストマー組成物の場合おそらくは硬化状態のガラス転移温度を表す。Tgは、例えばASTM D7426又はその同等規格に従って、示差走査熱量計(DSC)により、10℃/分の昇温速度で、ピーク中点として適切に決定できる。
特に、この態様の第一のゴム組成物の−110℃〜150℃という広い範囲内のタンデルタ対温度曲線のグラフプロットは、曲線に2つのピークを生じうる。1つのピークは比較的低い温度範囲内にその頂点があって第二のゴムに対応し、第二のピークは高い温度範囲内にその頂点があり、第一のゴムに対応している。
本実施例では、第一及び第二のトレッド層を用いて構築されたトレッドを有するタイヤT2及びT3を、単一キャップ構造のトレッドを有する対照タイヤT1と比較する。全タイヤとも、同一の第一のゴムコンパウンドを含んでいた。タイヤT2は、図1に示されているようなトレッド設計を用いて構築された。比較タイヤT2は、米国特許第8919404号の教示に従って、補強第二層として第二のゴムコンパウンドを含んでいた。発明タイヤT3は、実施例5に示された第二のゴムコンパウンドを含んでいた。タイヤ試験の結果を表13に示す。表13から分かるように、タイヤT3は、対照タイヤT1及び比較タイヤT2と比べて優れたコーナリング剛性を示している。
本実施例では、第一のゴム組成物に使用可能な第一及び第二のゴムの組合せを例示する。
1.空気入りタイヤであって、カーカスと、カーカスの半径方向外側に位置し、タイヤのサイドウォール間に伸びるトレッドとを含み;トレッドは、半径方向最外部のトレッド走行面を提供し;トレッドは、第一のゴムコンパウンドを含む第一のトレッド層と、第二のゴムコンパウンドを含む第二のトレッド層とを含み;第二のトレッド層は、第一のトレッド層に半径方向に隣接して配置され;第一のゴムコンパウンドは、第二のゴムコンパウンドと組成的に異なり;第二のトレッド層は、トレッド走行面に向かって半径方向外側に伸びる、第二のトレッド層の一つ又は複数の一体成形された延長部を含み;第二のトレッド層の各一体成形延長部は、周方向に連続した溝と、溝の側面に配置された補強ゾーンとを含み;
第一のゴムコンパウンドは、100重量部の少なくとも一つのジエン系エラストマー、及び1〜150phrのシリカを含み;そして
第二のゴムコンパウンドは、ジエン系エラストマー、50〜120phrのフィラー(少なくとも20phrのフィラーは少なくとも100g/kgのヨウ素吸収数を有する高表面積カーボンブラックである)、1〜45phrのメチレン受容体、1〜25phrのメチレン供与体、及び1〜30phrの少なくとも一つの添加剤(カルバミン酸樹脂、1000〜25000の範囲の数平均分子量を有する液体ジエン系ポリマー、及び芳香族炭化水素樹脂からなる群から選ばれる)を含む空気入りタイヤ。
3.少なくとも一つの補強ゾーンが、溝の半径方向最内面からトレッド走行面に半径方向に伸びている、1記載のタイヤ。
5.メチレン受容体が、レソルシノール、レソルシノール誘導体、一価フェノール及びそれらの誘導体、二価フェノール及びそれらの誘導体、多価フェノール及びそれらの誘導体、未変性フェノールノボラック樹脂、変性フェノールノボラック樹脂、フェノールホルムアルデヒド樹脂、レソルシノールノボラック樹脂及びそれらの混合物からなる群から選ばれる、1記載の空気入りタイヤ。
7.メチレン供与体が、ヘキサメチレンテトラミン、ヘキサメトキシメチルメラミン、ヘキサエトキシメチルメラミン、イミノ−メトキシメチルメラミン、イミノ−イソブトキシメチルメラミン、ラウリルオキシメチルピリジニウムクロリド、エトキシメチルピリジニウムクロリドトリオキサン及びヘキサメトキシメチルメラミン、及び一般式:
9.メチレン供与体の量が2〜20phrの範囲である、1記載の空気入りタイヤ。
10.スチレンとα−メチルスチレンのコポリマー樹脂が、40〜70重量パーセントのスチレン由来単位と、60〜30重量パーセントのα−メチルスチレン由来単位を含む、1記載の空気入りタイヤ。
12.スチレンとα−メチルスチレンのコポリマー樹脂の量が5〜25phrの範囲である、1記載の空気入りタイヤ。
14.第二のゴム組成物がさらに、一官能性又は多官能性アルデヒドAと、少なくとも一つのカルバメート基−O−CO−NH2及び有機基を有する有機化合物Cとから誘導されるカルバミン酸樹脂を含み、前記有機基は、1〜30個の炭素原子を有する直鎖、分枝又は環状脂肪族基、及びアラルキル基からなる群から選ばれる一価基R、又は2〜30個の炭素原子を有する直鎖、分枝又は環状脂肪族二価基、及び8〜30個の炭素原子を有するビスアルキルアリール基からなる群から選ばれる二価有機基−R’−でありうる、1記載の空気入りタイヤ。
16.カルバミン酸樹脂の量が1〜15phrの範囲である、13記載の空気入りタイヤ。
18.第一のゴムコンパウンドが、50phr未満のフィラー、−25℃より高いガラス転移温度を有する第一のゴム、及び−40℃より低いガラス転移温度を有する第二のゴムを含む、1記載の空気入りタイヤ。
12 走行面
14 外側トレッド
16 内側トレッド
20 溝
22 溝最内面
24 補強ゾーン
25 リブ
26 補強ゾーン
28 リブゾーン
30 ショルダーゾーン
31 ショルダー部
32 ウィング
34 トレッドベース
210 タイヤトレッド
212 走行面
214
216 第二のトレッド層
220 溝
224 補強ゾーン
225 リブ
226 補強ゾーン
228 リブゾーン
310 タイヤトレッド
316 第二のトレッド層
330 ショルダーゾーン
334 トレッドベース
410 タイヤトレッド
412 走行面
414 第一のトレッド層
416 第二のトレッド層
416a 補強部分
416b 補強部分
424 補強ゾーン
426 補強ゾーン
428 リブゾーン
434 トレッドベース
510 タイヤトレッド
512 走行面
516a 補強部分
516b 補強部分
524 補強ゾーン
526a 補強ゾーン
526b 補強ゾーン
526c 補強ゾーン
534
610 タイヤトレッド
614 第一のトレッド層
616 第二のトレッド層
616a 補強部分
616b 補強部分
624 補強ゾーン
626 補強ゾーン
628a リブゾーン
628b リブゾーン
630a ショルダーゾーン
630b ショルダーゾーン
Claims (5)
- カーカスと、カーカスの半径方向外側に位置しかつタイヤのサイドウォール間に伸びるトレッドとを含む空気入りタイヤであって、
トレッドは、半径方向最外部のトレッド走行面を提供し、
トレッドは第一のゴムコンパウンドを含む第一のトレッド層と第二のゴムコンパウンドを含む第二のトレッド層とを含み、
第二のトレッド層は第一のトレッド層に半径方向に隣接して配置され、
第一のゴムコンパウンドは第二のゴムコンパウンドと組成が異なり、
第二のトレッド層は、トレッド走行面に向かって半径方向外側に伸びる、一つ又は複数の、第二のトレッド層と一体成形された延長部を含み、そして
第二のトレッド層の各一体成形された延長部は周方向に連続した溝と、溝の側面に配置された補強ゾーンとを含み、
第一のゴムコンパウンドは、100重量部の少なくとも一つのジエン系エラストマー、及び1〜150phrのシリカを含み;そして
第二のゴムコンパウンドは、
ジエン系エラストマー、
50〜120phrのフィラー、ここでフィラーのうち少なくとも20phrは少なくとも100g/kgのヨウ素吸収数を有する高表面積カーボンブラックである、
1〜45phrのメチレン受容体、
1〜25phrのメチレン供与体、及び
1〜30phrの、カルバミン酸樹脂と1000〜25000の範囲の数平均分子量を有する液体ジエン系ポリマーと芳香族炭化水素樹脂とからなる群から選ばれる少なくとも一つの添加剤
を含む
ことを特徴とする、空気入りタイヤ。 - 補強ゾーンが、溝の軸方向対向側に配置された第一及び第二の補強ゾーンを含むことを特徴とする、請求項1に記載の空気入りタイヤ。
- 少なくとも一つの補強ゾーンが、溝の半径方向最内面からトレッド走行面に半径方向に伸びていることを特徴とする、請求項1に記載のタイヤ。
- 少なくとも一つの補強ゾーンが、溝の半径方向最内面から半径方向に及び半径方向に部分的にトレッド走行面に伸びていることを特徴とする、請求項1に記載のタイヤ。
- メチレン受容体が、レソルシノール、レソルシノール誘導体、一価フェノール及びそれらの誘導体、二価フェノール及びそれらの誘導体、多価フェノール及びそれらの誘導体、未変性フェノールノボラック樹脂、変性フェノールノボラック樹脂、フェノールホルムアルデヒド樹脂、レソルシノールノボラック樹脂及びそれらの混合物からなる群から選ばれることを特徴とする、請求項1に記載の空気入りタイヤ。
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