JP3112823B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

空気入りタイヤ

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JP3112823B2
JP3112823B2 JP08034960A JP3496096A JP3112823B2 JP 3112823 B2 JP3112823 B2 JP 3112823B2 JP 08034960 A JP08034960 A JP 08034960A JP 3496096 A JP3496096 A JP 3496096A JP 3112823 B2 JP3112823 B2 JP 3112823B2
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真吾 緑川
欽也 川上
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/86Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

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  • Tires In General (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は空気入りタイヤに関
し、更に詳しくはキャップトレッドゴムとして特定のポ
リマー及びカーボンブラック配合系のゴム組成物を用い
ることにより、tanδ特性を規定し、ドライ及びウェ
ット性能が大幅に改良され、かつ耐摩耗性及び転がり抵
抗にも優れた空気入りタイヤに関する。
【0002】
【従来の技術】空気入りタイヤのトレッド部は一般に外
層側のキャップトレッドと内層側のアンダートレッド部
とから構成されている。かかる空気入りタイヤは各種性
能が要求されているが、特にウェット及びドライ操縦安
定性能と耐摩耗性及び転がり抵抗とを高次バランスさせ
ることが望まれている。かかる観点から配合するカーボ
ンブラックやゴム成分を特定化することによる多くの提
案がなされている。例えば、特開平1−164602号
公報及び同1−315439号公報には特定のSAF級
カーボンブラックを高配合することによって操縦安定性
を向上させることが記載されているが、この配合には転
がり抵抗が十分でないという問題がある。また、特開昭
63−225639号公報及び同4−274901号公
報には特定のHAF級カーボンブラックを配合すること
によって摩耗性が向上することが記載されているが、こ
の配合にはグリップ性能が十分でないという問題があ
る。更に、特開昭59−4631号公報には高ストラク
チャーカーボンブラックと低ストラクチャーカーボンブ
ラックとのブレンドを配合することにより転がり抵抗を
改良することが記載されているが、この配合にはグリッ
プ性能が十分でないという問題がある。更に特開昭62
−156145号公報には、S−SBR/NR系でta
nδピークを−50〜−30℃とすることにより耐摩耗
性を向上させることが提案されているが、この配合に
は、グリップ性能が十分でないという問題がある。更に
特開平7−41602号公報には、大粒径のカーボンブ
ラックと小粒径のカーボンブラックとのブレンドを配合
することによって望ましい特性を有するゴム材料が得ら
れることが記載されているが必ずしも適切なカーボンブ
ラックブレンド系とはいえないものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前述の如く、適切なポ
リマー/カーボン系配合により、グリップ性能、耐摩耗
性及び転がり抵抗を高次バランスさせた技術は従来知ら
れていない。従って、本発明は、かかる従来技術の問題
点を排除してウェット及びドライ路でのグリップ性能が
大幅に改良され、かつ、耐摩耗性及び転がり抵抗特性に
優れた空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明に従えば、スチレ
ン含量が20〜50重量%で重量平均分子量が50万以
上の乳化重合スチレンブタジエン共重合ゴムを70重量
部以上含むジエン系ゴム100重量部に対し、(A)窒
素比表面積(N2 SA)が140m2 /g以上、24M
4DBP吸油量が90ml/100g以上、遠心沈降法に
より測定される凝集体分布の半値幅(ΔDst)が50
mμ以下であるカーボンブラックAと(B)N2 SAが
60〜90m2 /g、24M4DBPが100ml/10
0g以上、ΔDstが70mμ以上のカーボンブラック
Bとを、AとBの合計量が70〜100重量部でかつ
A:B(重量比)=3:1〜1:3の割合で配合して成
り、かつゴム組成物のtanδのピーク時温度が−10
〜−30℃でピーク値が0.6以上であるゴム組成物を
キャップトレッドに使用した空気入りタイヤが提供され
る。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、本発明の構成及び作用効果
について詳しく説明する。本発明に係る空気入りタイヤ
はその構造には特に限定はなく、従来から知られている
任意の構造の空気入りタイヤは勿論のこと、更には現在
開発中の各種構造の空気入りタイヤ構造とすることがで
きる。要はキャップトレッド部を前記構成のゴム組成物
から構成すればよい。
【0006】本発明に係る空気入りタイヤのキャップト
レッド部は、ドライ及びウェット性能と耐摩耗性及び転
がり抵抗とを高次バランスさせるため、空気入りタイヤ
のキャップトレッドに特定のポリマー(ゴム成分)と特
定カーボンを配合する。
【0007】本発明の空気入りタイヤのキャップトレッ
ド部に使用されるゴム組成物に配合されるポリマーはス
チレン含量が20〜50重量%、好ましくは20〜40
重量%で、重量平均分子量が50万以上、好ましくは6
0万以上の乳化重合スチレンブタジエン共重合ゴム(S
BR)を70重量部以上、好ましくは80重量部以上含
むジエン系ゴム(例えば、天然ゴム、ポリブタジエンゴ
ム、ポリイソプレンゴムなど)であり、これらは任意の
ブレンドで用いることもできる。かかるゴム成分の使用
は、グリップ性能と耐摩耗性の両立のために必要で特に
BR、好ましくはシス1,4結合が90%以上のBRを
併用するとその効果が大きいので好ましい。
【0008】本発明の空気入りタイヤのキャップトレッ
ド部に使用されるゴム組成物に配合されるカーボンブラ
ックは、(A)N2 SAが140m2 /g以上、好まし
くは140〜200m2 /g,24M4DBP吸油量が
(B)90ml/100g以上、好ましくは90〜130
ml/100gでΔDstが50mμ以下、好ましくは3
0〜50mμのカーボンブラックAphr (ゴム100重
量部当りの重量部)と、(B)N2 SAが60〜90m
2 /g、好ましくは70〜90m2 /g,24M4DB
P吸油量が100ml/100g以上、好ましくは100
〜140ml/100gでΔDstが70mμ以上、好ま
しくは80〜130mμのカーボンブラックBphr を配
合し、A及びBの合計が70〜100phr でかつA:B
=3:1〜1:3、好ましくは2:1〜1:2である特
定のカーボンブラックA及びBの組み合せを用いる。か
かる特定のSAF級カーボンブラックとHAF級カーボ
ンブラックのブレンドにより、ゴム組成物のグリップ性
能、耐摩耗性及び転がり抵抗が高次バランスされる。
【0009】本発明に係る空気入りタイヤのキャップト
レッド部を構成するゴム組成物は、好ましくは、tan
δのピーク時温度が−10〜−30℃、好ましくは−1
5〜−25℃でピーク値が0.6以上、好ましくは0.
7以上であるのがドライ及びウェットグリップ性能の改
良のため好ましい。更に好ましいゴム組成物はtanδ
のピーク値/60℃におけるtanδ値の比が2〜4で
ある。
【0010】本発明に係るゴム組成物には、前記必須成
分に加えて、硫黄、加硫促進剤、老化防止剤、充填剤、
軟化剤、可塑剤などのタイヤ用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
的な方法で加硫してタイヤトレッドを製造することがで
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、硫黄の配合量はゴム100重量部当
り1.0重量部以上とするのが好ましく、1.0〜3.
0重量部とするのが更に好ましい。
【0011】
【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。実施例1〜7及び比較例1〜13 表Iに示す配合内容(重量部)でそれぞれの成分を配合
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Iに示す通りであ
る。
【0012】以下の比較例及び実施例に用いた配合剤は
次の通りである。 SBR−1--乳化重合SBR(37.5phr 油展、分子
量Mw:64万、スチレン含量:24%、ビニル含量:1
5%) SBR−2--乳化重合SBR(37.5phr 油展、分子
量Mw:84万、スチレン含量:38%、ビニル含量:1
4%) SBR−3--乳化重合SBR(37.5phr 油展、分子
量Mw:91万、スチレン含量:47%、ビニル含量:1
3%) SBR−4--溶液重合SBR(非油展、スチレン含量:
21%、ビニル含量:67%) BR--シス含量:98%、37.5phr 油展
【0013】カーボンブラック−1--N2 SA=142
2 /g,24M4DBP=101ml/100mg,ΔD
st=48mμ カーボンブラック−2--N2 SA=84m2 /g,24
M4DBP=107ml/100mg,ΔDst=85mμ カーボンブラック−3--N2 SA=153m2 /g,2
4M4DBP=100ml/100mg,ΔDst=53m
μ カーボンブラック−4--N2 SA=111m2 /g,2
4M4DBP=97ml/100mg,ΔDst=61mμ カーボンブラック−5--N2 SA=106m2 /g,2
4M4DBP=101ml/100mg,ΔDst=81m
μ カーボンブラック−6--N2 SA=92m2 /g,24
M4DBP=101ml/100mg,ΔDst=68mμ カーボンブラック−7--N2 SA=44m2 /g,24
M4DBP=75ml/100mg,ΔDst=140mμ
【0014】アロマチックオイル--共同石油(株)製
“プロセスオイルX−140” 亜鉛華--正同化学(株)“亜鉛華3号” ステアリン酸--花王石鹸(株)製“ルナックYA” 老化防止剤--N−フェニル−N′−(1,3−ジメチ
ル)−p−フェニレンジアミン(住友化学工業(株)製
“アンチゲン6C”) ワックス--大内新興化学(株)製“サンノック” イオウ--油処理イオウ 加硫促進剤--N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾ
リルスルフェンアミド(大内新興化学(株)製“ノクセ
ラー−NS−F”)
【0015】以下の比較例及び実施例に用いた性能評価
方法は次の通りである。(1)tanδピーク温度及びピーク値 粘弾性スペクトロメーター(東洋精機(株)製)を用い
て、初期歪10%、動的歪±0.5%、周波数20Hzの
条件で測定した時の値である。(2)ランボーン摩耗 ランボーン摩耗試験機(岩本製作所(株)製)を用い
て、温度20℃の所定の条件で摩耗減量を測定し、比較
例1を100として指数表示した。数値は大なる程、耐
摩耗性が良好であることを示す。(3)反発弾性 JIS K 6301に準じて、温度60℃のときの反
発弾性を測定した。
【0016】以下の試験はタイヤサイズ195/60R
14のタイヤを用いて行なった。(4)ドライ操縦安定性 乾燥路面でテストドライバーによる各タイヤのフィーリ
ングを採点し、比較例1を100として指数表示した。
数値は大なる程、操縦安定性が良好であることを示す。(5)ウェット制動性能 撤水したアスファルト路面を初速40km/hで走行し、
制動したときの制動距離を測定し、比較例1を100と
して指数表示した。数値は大なる程、制動性が良好であ
ることを示す。(6)耐摩耗性 JATMAに規定されている設計常用荷重、空気圧の条
件で、乾燥路面を10000km走行した後、各タイヤの
摩耗量を比較例1のタイヤの摩耗量に対する指数で示し
た。数値は大なる程、耐摩耗性が良好であることを示
す。(7)転がり抵抗 速度80km/hでの転がり抵抗値を計測し、比較例1を
100として指数表示した。数値は大なる程、転がり抵
抗値が低いことを示す。
【0017】比較例及び実施例に用いたカーボンブラッ
クの特性の測定方法は以下の通りである。(a)窒素比表面積(N2 SA) ASTM-D3037-78 Method C“Standard Methods of Treati
ng Carbon Black-Surface Area by Nitrogen Adsorpti
on”による。(b)24M4DBP吸油量 ASTM−D−3493による。(c)凝集耐分布の半値幅(ΔDst) ディスクセントリフュージ(英国 Joice Loe
bl社製)を用いて次の方法により測定。すなわち、カ
ーボンブラックを精秤し、20容量%エタノール水溶液
と界面活性剤とを加え、カーボンブラック濃度を5mg/
100ccになるように超音波で分散させて試料溶液を作
製する。次に、ディスクセントリフュージの回転速度を
8000rpm に設定し、スピン液(蒸留水)10mlをこ
のディスクセントリフュージに加えた後に0.5mlのバ
ッファー液(20容量%エタノール水溶液)を注入す
る。ついで、これに試料溶液0.5〜1.0mlを注射器
で加え、遠心沈降を開始させ、光沈降法によりストーク
ス径で換算された凝集体分布曲線を作成する。そのヒス
トグラムにおける最多頻度(最大吸光度)の1/2のと
きの凝集体の分布値を半値幅(ΔDst)とする。
【0018】
【表1】
【0019】
【表2】
【0020】
【発明の効果】表Iに示すように、比較例1は従来のキ
ャップコンパウンドの典型例で、この結果を標準として
以下の実施例及び比較例を評価した。表Iに示すよう
に、本発明に従った実施例1〜7は操縦安定性、ウェッ
ト性能、耐摩耗性及び転がり抵抗の各性能が明らかに向
上している。これらに対し、比較例2及び3は実施例1
に対し、特定のカーボンブラックのブレンド比が本発明
の規定外であるため操縦安定性又は転がり抵抗が低下し
ている。比較例4及び5は実施例1に対し、カーボンブ
ラックのブレンドを用いないため、操縦安定性が改良さ
れない。比較例6〜9は実施例1に対し、規定外のカー
ボンブラックをブレンドしたため、各性能のバランスが
とれていない。比較例10は規定外のカーボンブラック
を配合した系で操縦安定性が改良できず、比較例11〜
13は実施例1に対し、tanδ特性あるいはポリマー
系が規定外であるため、操縦安定性が改良できない。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平8−259738(JP,A) 特開 平8−176348(JP,A) 特開 平3−281551(JP,A) 特開 平1−313545(JP,A) 特開 平6−172587(JP,A) 特開 平7−41600(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60C 1/00 C08K 3/04 C08L 9/06,9/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スチレン含量が20〜50重量%で重量
    平均分子量が50万以上の乳化重合スチレンブタジエン
    共重合ゴムを70重量部以上含むジエン系ゴム100重
    量部に対し、(A)窒素比表面積(N2 SA)が140
    2 /g以上、24M4DBP吸油量が90ml/100
    g以上、遠心沈降法により測定される凝集体分布の半値
    幅(ΔDst)が50mμ以下であるカーボンブラック
    Aと(B)N2 SAが60〜90m2 /g、24M4D
    BPが100ml/100g以上、ΔDstが70mμ以
    上のカーボンブラックBとを、AとBの合計量が70〜
    100重量でかつA:B(重量比)=3:1〜1:3
    の割合で配合して成り、かつゴム組成物のtanδのピ
    ーク時温度が−10〜−30℃でピーク値が0.6以上
    であるゴム組成物をキャップトレッドに使用した空気入
    りタイヤ。
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