JP3486278B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents
空気入りタイヤInfo
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- Y02T10/86—Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
関し、特にトレッド部用ゴム組成物を改良した空気入り
タイヤに関する。
のタイヤトレッドゴムに対して、耐摩耗性、破壊特性、
潤滑路面でのウェットグリップ特性(ウェットスキッド
抵抗性)及びドライグリップ特性の高レベルにおける総
合的なバランスが強く要求されている。
ゴム組成物の対応付けがなされ、グリップ特性を向上さ
せるためには、トレッドゴムのヒステリシスロスを大き
くする、つまり粘弾性的にはTanδを大きくする必要
があることが分かってきた。また、耐摩耗性や高速耐久
性を向上させるためには、引張強力、特に高温(100
℃)での引張強力や破断時の伸び等の破壊特性を増大さ
せる必要があることも分かってきた。
る目的で、種々のゴム組成物が開発されている。具体的
には、(1)ゴムをブレンドする技術としては、スチレ
ン・ブタジエン共重合体に、ブチルゴム(特公昭60−
51501号公報参照)、ポリノルボルネン(特開昭6
2−143945号及び特開平2−142838号公報
参照)、あるいはポリイソプレンゴム(特開昭63−1
32949号公報参照)等をブレンドするものがあり、
また、(2)添化剤や軟化等を用いた技術としては、ク
マロンインデン樹脂(特開昭62−1735号公報参
照)等を用いたものがあり、(3)新規なスチレン・ブ
タジエン共重合体を用いる技術としては、ジフェニルメ
タノール系の化合物で末端を変性したスチレン・ブタジ
エン共重合体(特開昭60−61314号公報参照)
や、スチレンとブタジエンの組成比の異なる二つのブロ
ックからなるジブロックのスチレン・ブタジエン共重合
体(特開平1−131258号公報参照)を用いるもの
がある。
されている高レベルの耐摩耗性、破壊特性、グリップ特
性及び燃費特性、並びにこれらの高レベルでのバランス
等を充分に満足させることはできなかった。
り、グリップ特性を大きくすることはできるが、この場
合は、破壊特性及び耐摩耗性を損なう傾向にある。
めには、ゴム組成物のヒステリシスロスを大きくするこ
とが必要とされるが、この場合、転がり抵抗も大きくな
り、タイヤの燃費特性には望ましくない。従来技術で
は、特にこれら二つの特性を同時に改良することは、ほ
とんど不可能であった。
ため、本発明は、トレッド部に使用されるゴム組成物を
改良することにより、破壊特性、耐摩耗性を損なうこと
なく、低ヒステリシスロス特性(燃費特性)と高グリッ
プ特性を両立させた高性能の空気入りタイヤを提供する
ことを目的とする。
め、本発明にかかる空気入りタイヤは以下の構成とす
る。 (1)スチレン・ブタジエン共重合体(SBR)を50
重量%以上含んでなるゴム成分100重量部に対して、
10重量%以上の共役ジエン系ゴム成分と残部がガラス
転移温度(Tg)100〜160℃の樹脂成分とよりな
るゴム強化熱可塑性樹脂を2〜50重量部配合したゴム
組成物をトレッド部に使用したことを特徴とする。 (2)前記スチレン・ブタジエン共重合体(SBR)
が、スチレンを20〜50重量%含んでなることを特徴
とする。 (3)前記共役ジエン系ゴム成分が35〜65重量%で
あることを特徴とする。 (4)前記ゴム強化熱可塑性樹脂の形成に使用される共
役ジエン系ゴム成分が、5%以下のトルエン不溶分を有
するポリブタジエンまたはスチレン・ブタジエン共重合
体(SBR)であることを特徴とする。 (5)前記ゴム強化熱可塑性樹脂の樹脂成分が、アクリ
ロニトリル、スチレン、α−メチルスチレン、ジビニル
ベンゼンよりなる群から選択される少なくとも1種のビ
ニル系単量体を含んでなる重合体であることを特徴とす
る。
スゴムとしてのゴム成分は、スチレン・ブタジエン共重
合体を50重量%以上含むが、残部ゴム成分としては、
天然ゴム、ポリイソプレンゴム、またはポリブタジエン
ゴム等のジエン系ゴムを単独でまたはこれらを混合して
好適に使用できる。
ボンブラック、シリカ等の充填剤、アロマ油、スピンド
ル油等の軟化剤、老化防止剤、加硫剤、加硫促進剤、加
硫促進助剤等、通常配合される適当量の配合剤を適宜配
合することができるのは勿論のことである。
にかかるゴム組成物に配合されるゴム強化熱可塑性樹脂
は、通常のタイヤ使用条件では、カーボンブラック等の
充填剤と同様の働きをし、また、樹脂・マトリックスゴ
ム界面の相容性、共加硫性に優れているため、弾性体と
して働き、低ヒステリシスロスの特性を有するが、グリ
ップ力を必要とするような高歪み・高入力領域では、樹
脂相が塑性変形を起こすことで高ヒステリシスロスの特
性を引き出すことができる。この樹脂相が弾性変形から
塑性変形へと変化する条件をコントロールしたゴム組成
物をタイヤトレッドに用いることによって、破壊特性、
耐摩耗性を損なうことなく、低ヒステリシスロス特性
(燃費特性)と高グリップ特性を両立する空気入りタイ
ヤを得ることを可能としたものである。
ない場合、マトリックスゴムとの共加硫性が著しく低下
し、ゴム強化熱可塑性樹脂が単なる異物として働き、破
壊特性の大幅な低下をもたらす。また、同様の理由で、
グリップ特性の向上にも寄与しない。望ましくは、共役
ジエン系ゴム成分が35〜65重量%の範囲である。こ
れは、共役ジエン系ゴム成分が65重量%を超えた場
合、樹脂としての特性が低下し、グリップ特性の向上が
顕著でなくなるからである。
ガラス転移温度(Tg)は、100〜160℃の範囲で
あることを要する。これは、100℃よりも低い場合
は、タイヤの通常使用温度領域において、この樹脂成分
が軟化する傾向にあり、このために転がり抵抗、及び耐
摩耗性の悪化をもたらすからである。また、160℃を
超える場合は、通常のゴムの混練手法では、ゴム強化熱
可塑性樹脂のマトリックスゴム中への良好な分散を得る
のが困難であり、これは、破壊特性の低下をもたらし、
また、樹脂が塑性変形を容易に起こすことができず、グ
リップ特性の向上が充分でないからである。また、この
ゴム強化熱可塑性樹脂の配合量をゴム成分100重量部
に対して2〜50重量部と規定したのは、2重量部に満
たない場合は、樹脂の効果が極めて小さく、50重量部
を超える場合は、ゴム組成物としての機能が薄れ、樹脂
として働くために、耐摩耗性の著しい低下を招くからで
ある。
5%よりも高い架橋状態にある場合は、ゴムマトリック
スとの界面の補強が十分でなく、このために全体の破壊
特性が低下傾向となる。
体(SBR)が50重量%に満たない場合は、ゴム組成
物としてのグリップ特性が充分でなく、また、SBRの
スチレン部が20重量%に満たない場合も、グリップ特
性が充分でなく、50重量%を超えた場合、破壊特性の
低下が顕著であり、また、ゴム組成物としての硬度が高
くなり過ぎる傾向にある。
本発明を説明する。
J)および表2記載のSBR(ア〜オ)を使用して、表
3および表4に示す配合処方にてゴム組成物を調製し
た。尚、表4中、樹脂量およびアロマ油の配合量は、ゴ
ム成分(SBRおよびBR)を100重量部とした場合
の重量部数で示す。
に使用し、常法に従い、165SR13の各種試験タイ
ヤを作製して、各種測定を下記の方法に従い行った。
尚、破壊特性、耐摩耗性に関しては、表3および表4記
載のゴム組成物を145℃、30分の条件で加硫したも
のを用いた。
トルエン不溶分およびガラス転移温度(Tg)の測定法
は下記の通りである。
して後、ガスクロマトグラフィー(GC)にて各イオン
を分離し、水素炎イオン化検出器(Flame lonization D
etector:FDI)を用いて、予めブタジエンゴムを用いて用
意した検量線にてブタジエンの量を定量した(従って、
ゴムがSBRの場合は、予めゴム成分中のスチレン量が
分かっていることを要する。) 熱分解装置 日本分析工業社製JHP−3型 分解条件 590℃、3秒 GC HP5890A カラム DB1(J&W Scientific社製 長さ
30m) 測定温度範囲 70℃〜300℃ 昇温速度 15℃/分 (イ)樹脂C〜I 樹脂成分の単量体とゴム成分との仕込み比、および重合
度より計算した。
え、48時間室温にて放置する。不溶分を100メッシ
ュ金網にて濾過分別した後、ろ液をとり、トルエンを除
去、乾燥し、トルエン可溶分(Xg)を得て、下記式か
らトルエン不溶分を算出した。 トルエン不溶分(%)={(1−X)(g)/1
(g)}×100
示差熱分析装置(DSC200)を用いて、窒素流量2
0ml/min.で10℃/min.の昇温速度で−1
20〜180℃について測定した。
SBR共重合体) C〜G、I:合成品 合成法は以下の通りである。還流冷却器、温度計および
攪拌機を備えた反応容器に、あらかじめ乳化重合で合成
した表1記載の共役ジエン系ゴム成分、不均化ロジン酸
石鹸3部、t−ドデシルメルカプタン0.2部、および
表1記載のビニル系単量体成分を仕込み、ピロリン酸ナ
トリウム0.25部、ぶどう糖0.35部、硫酸第一鉄
0.005部、およびキュメンハイドロパーオキサイド
0.6部を加えて重合を開始し、4時間反応を行った。
得られた共重合体ラテックスに硫酸を加えて凝固し、水
洗、乾燥してゴム強化熱可塑性樹脂(C〜G、I)を得
た。 H:合成品、スチレン・ポリ−α−メチルスチレン共重
合体(ゴム成分が0であり、ビニル系単量体としてスチ
レンとα−メチルスチレンを用いた以外は、樹脂C〜
G、Iと同様の方法で合成した。) J:商品名AS230(アクリロニトリル・スチレン樹
脂、日本合成ゴム株式会社製)
抵抗性およびグリップ性能の測定は以下の通りである。
けるスリップ率25%の摩耗量を測定し、その逆数の値
を用いて、比較例4における値を100とした指数で表
示した。従って、数値が大きいほど耐摩耗性は良好であ
ることを示す。 (6)転がり抵抗指数 外径1.7mのドラム上にタイヤを接触させてドラムを
回転させ、定速度まで上昇後、ドラムを惰行させて所定
速度での慣性モーメントから算出した値から下式によっ
て評価した。表には、比較例4の値を100として指数
表示した。従って、値が大きいほど転がり抵抗が小さ
く、転がり抵抗性が優れていることを示す。
いて評価した。これは、晴れた日に、直線路、カーブ及
びバンク等よりなる周回路走行ラップタイムを測定し、
その逆数の値を用いて、比較例4の場合のタイムを10
0とした指数で表示した。従って、数値が大きいほど、
ラップタイムが短く、ドライグリップ性能が優れている
ことを表す。
よび耐摩耗性を損なうことなく、転がり抵抗およびドラ
イグリップ性能が向上したことがわかる。
破壊特性および耐摩耗性を損なうことなく、転がり抵抗
およびドライグリップ性能を向上させた高性能の空気入
りタイヤを提供することができる。
Claims (5)
- 【請求項1】 スチレン・ブタジエン共重合体(SB
R)を50重量%以上含んでなるゴム成分100重量部
に対して、10重量%以上の共役ジエン系ゴム成分と残
部がガラス転移温度(Tg)100〜160℃の樹脂成
分とよりなるゴム強化熱可塑性樹脂を2〜50重量部配
合したゴム組成物をトレッド部に使用したことを特徴と
する空気入りタイヤ。 - 【請求項2】 前記スチレン・ブタジエン共重合体(S
BR)が、スチレンを20〜50重量%含んでなること
を特徴とする請求項1記載の空気入りタイヤ。 - 【請求項3】 前記共役ジエン系ゴム成分が35〜65
重量%であることを特徴とする請求項1または2記載の
空気入りタイヤ。 - 【請求項4】 前記ゴム強化熱可塑性樹脂の形成に使用
される共役ジエン系ゴム成分が、5%以下のトルエン不
溶分を有するポリブタジエンまたはスチレン・ブタジエ
ン共重合体(SBR)であることを特徴とする請求項
1、2または3記載の空気入りタイヤ。 - 【請求項5】 前記ゴム強化熱可塑性樹脂の樹脂成分
が、アクリロニトリル、スチレン、α−メチルスチレ
ン、ジビニルベンゼンよりなる群から選択される少なく
とも1種のビニル系単量体を含んでなる重合体であるこ
とを特徴とする請求項1〜4のうちいずれか1項に記載
の空気入りタイヤ。
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