JPH02114003A - 選択的ゴムブレンドのトレッドを有するタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は選択されたゴムブレンドから構成されるトレッ
ドを有するタイヤに関するものであり。

更に詳しく述べると、粘弾性がバランスしたトレッドを
有するタイヤに関する。

（従来の技術） 乗用車及びトラックの空気入りタイヤは、通常、ゴム組
成物のトレッドを含む諸要素から構成される。トレッド
ゴムは、回転抵抗が比較的小さく摩耗性及び静止摩擦が
妥当なタイヤの提供に望ましいものとなるよう配合され
る。

トレッドゴム自身の粘弾性は重要であり、タイヤの性能
とくに回転抵抗及び滑り抵抗を基本的に決定するもので
ある。

タイヤの静止摩擦を実質上低下させずにその回転抵抗を
減少させるようタイヤトレッド組成物を配合することが
望まれるわけであるが、タイヤの静止・摩擦は、湿時及
び乾時滑り抵抗の減少にて示されるように幾分か犠牲に
なると思われる。

摩耗、静止摩擦などのトレッド特性を望ましいものにし
て回転抵抗を減少させるため、合成ゴム又は合成ゴムと
天然ゴムとのブレンドでタイヤトレッドを構成すること
が多い、このようなトレッドを有するタイヤの製造には
、スチレン／ブタジェンコポリマー（乳化重合又は溶液
重合法により調製され、ＳＢＲとも称される）、高シス
１．４−ポリブタジエンゴム並びに中及び高ビニル（１
，２−）ポリブタジェンゴムを含む各種合成ゴムが使用
されてきた。タイヤトレッド組成物では、合成シス１，
４−ボリイソプレンを、少くとも部分的に、天然ゴムに
代えて使用することがある。

（発明の解決しようとする課題） このようなゴム組成物は種々の利点を提供すると教示さ
れているが、タイヤトレッド用としては、妥当な静止摩
擦と釣合を保ちながら回転抵抗及び／又はトレッドの摩
耗抵抗を高めたゴムトレッドの空気入りタイヤが引続き
望まれている。

ゴム又はゴムブレンドの粘弾性それ自身が重要なのであ
る。タイヤの回転抵抗を低下させるには約４０乃至約６
０℃範囲でのｊａｎ、デルタの最適化が望まれるが、滑
り抵抗を良好にするには約−１０乃至約２０℃範囲での
ｊａｎ、デルタの最適化が望まれる。

前温度範囲で実質的に同時にｊａｎ、デルタを最適化す
るよう、すなわち回転抵抗と滑り抵抗を同時に最適化す
るようゴムブレンドを調整するのは困難である。

（課題を解決するための手段） 本発明により、外側円周方向トレッドを有して、前記ト
レッドが、ゴム１００重量部を基準として（ｐｈｒ）　
、（Ａ）シス１，４−ポリイソプレンゴム約３０乃至約
９０重量部、好ましくは約５０乃至約９０重量部、（Ｂ
）約２０乃至約４０モルパーセントのアクリロニトリル
誘導単位と約６０乃至約８０モルパーセントのイソプレ
ン又はブタジェンからの誘導単位を含有して、ゴムのガ
ラス転移温度が約−４０乃至約−５℃であるイソプレン
／アクリロニトリルコポリマー及びブタジェン／アクリ
ロニトリルコポリマーの少くとも一種から選択される合
成ゴム一種以上を約５乃至２０重量部、好ましくは約Ｉ
Ｏ乃至約１５重量部及び（Ｃ）スチレン／ブタジェンコ
ポリマーゴム、１０パーセントまでのビニル不飽和を有
する１、４＝ポリブタジエンゴム３０乃至７０パーセン
トのビニル不飽和を有する１、４−ポリブタジエン及び
イソプレン／ブタジェンコポリマーゴムの一種以上を約
０乃至約３５重量部含有する硫黄加硫されたゴム組成物
である空気入りタイヤが提供される。

本発明の説明では、シス１．４−ポリイソプレンは天然
ゴムと合成ゴムの両者を包含するものとする。

天然ゴムが好適なことが多い、このシス１，４−ポリイ
ソプレンゴムは、天然物であっても合成物であっても、
その代表的シス含量は約９６乃至約９９重量パーセント
である。

組成物のイソプレン／アクリロニトリル及び／又はブタ
ジェン／アクリロニトリルゴムとしては、インプレン／
アクリロニトリルゴムが好適であるが、両ゴム共当業者
には周知のものである。

任意選択成分としてのポリブタジェンゴムは、チーグラ
ー型触媒で調製した際には９５％以上のシス１．４構造
を有し、アルキルリチウム触媒で調製しな際には９０％
以上のシス及びトランス１．４構造を有する０両タイプ
のゴム共周知のものである。

中（３０−５０％）乃至高（５０−７０％）ビニルポリ
ブタジェンも周知である。

スチレン／ブタジェンゴム（ＳＢＲ）は、溶液重合又は
乳化重合により調製可能である。中及び高ビニルポリブ
タジェンも当業者には周知である。

トレッド組成物の成分（Ｃ）を使用する際には、一般に
約１０乃至約３５部（ｐｈｒ）使用することが好ましい
。

本発明の一好適実施態様とくに乗用車タイヤのように通
常の荷重及び速度用に使用するタイヤ（実施態様は斯か
る用途に必ずしも限定されるわけではない）の実施態様
は、１００重量部のゴムを基準として（ｐｈｒ）　、　
（Ａ）天然ゴム約５０乃至約９０ｐｈｒ、（Ｂ）前記の
イソプレン／アクリロニトリルゴム約５乃至約２０ｐｈ
ｒ及び（Ｃ）ＳＢＲ１１，４ポリブタジエン及びビニル
含量が３０−７０パーセントの１．４−ポリブタジエン
から選択される一種以上のその他ゴム約０乃至約３５ｐ
ｈｒを含有する加硫されたゴム組成物物のトレッドを備
えた空気入りタイヤである。

斯かるタイヤは、通常、接地に適した外側円周方向のト
レッド、相隔たったビード及び前記トレッドから前記ビ
ードに向かって放射状に伸長するサイドウオールを備え
た一般にトロイド形状のカーカスからなる。

本発明で使用するゴム特に高ＭＬ−４（ムーニー）粘度
範囲のゴムは、任意選択的に、混合前又は混合時に加工
を容易にするため各種ゴム配合材料でそれぞれ油展する
ことができる。油展する場合、普通は芳香族又は芳香族
／パラフィン油タイプのゴム加工油を普通約１０乃至約
５０ｐｈｒを使用して未硬化ゴム組成物のＭＬ−４（１
００℃）粘度を約４０−１００、好ましくは約６０乃至
約９０にする。

空気入りタイヤの前記トレッド部分並びに通常はトレッ
ド域内に強化要素を含有する基本カーカス内のゴムその
他の材料は、ゴム配合技術で一般に知られている方法、
たとえば各種成分ゴムを例えば硫黄や促進剤などの硬化
助剤；オイル、樹脂、シリカ及び可塑剤などの加工添加
剤；フィラー顔料、酸化防止剤やオゾン化防止剤及び例
えばカーボンブラックなどの強化材料と混合することに
より配合可能なことは、当業者が容易に理解するところ
であろう。

このタイヤは、当業者に容易に明らかな各種方法により
組立、賦形、成形及び硬化できる。

本発明の実施に際しては、ポリマーブレンド−トレッド
を各種タイヤカーカス基材ゴム組成物に接着してそれと
一体にすることができる。このようなゴム組成物の代表
例は、ブタジェン／スチレンコポリマーゴム、シス１．
４−ポリイソプレン（天然又は合成ゴム）及び１．４−
ポリブタジエンの一種以上のものである。

更には、未硬化の賦形されたトレッドを組み立てるグリ
ーンタイヤ組立時に、トレッドをカーカス上に貼り付け
、そのあとそのグリーンタイヤを賦形・硬化させること
もできる。

別法として、前のトレッドをパフ磨き又は研磨して除去
したあとの硬化タイヤカーカスにトレッドを貼り付け、
その上でトレッドを硬化させて新トレッドとすることも
できる。

本発明の実施に際し、アクリロニトリルコポリマーゴム
は特に望ましいものであって、ゴムトレッドとしての所
要特徴を有する。このゴム自身の正確な構造は、全面的
に解っているわけではないが、ゴム中のアクリロニトリ
ル単位はランダム、ブロック又はテーパー構造のいずれ
かにある。タイヤトレッドのゴムブレンド中にアクリロ
ニトリルが含まれていると１回転抵抗、滑り抵抗及びト
レッド摩耗が望ましい組合せになって諸性能が向上した
タイヤを与えることが観察されている。

イソプレン／アクリロニトリルゴムは、更に詳しくはラ
ンダム乳化重合で調製されたコポリマーである。

ブタジェン／アクリロニトリルゴムは、更に詳しくはラ
ンダム乳化重合で調製されたコポリマーである。

本発明を更に説明し理解を得るため、本発明の硫黄硬化
ゴムブレンドのｊａｎ、デルタと温度との関係を、天然
ゴムと高ビニル含量（約４０−６０バーセント）の溶液
重合ＳＢＲとの５０／　５０ブレンド対照品と比較して
図示する。

図中、対照ブレンド（Ａ〉、実験ブレンド（Ｂ）及び（
Ｃ）の三種の硬化ゴムブレンドの曲線を示ているが、こ
のブレンドは次表に示す通りである。

ゴムブレンド アクリロニトリルゴム２ Ｉ−溶液重合で調製したｓＢＲ、ビニル含量４ｏ乃至６
０％のコポリマー ２−イソプレン／アクリロニトリル比が約７０／３０範
囲のイソプレン／アクリロニトリルコポリゴム この加硫ゴムブレンド試料を調製し、レオメトリックス
社（Ｒｅｈｅｏｍｅｔｒｉｃｓ　Ｃｏｍｐａｎｙ）製の
レオメトリックス粘度計（システムＩＶ）で試験して、
ｊａｎ、デルタと温度との関係を測定した。試験中、試
料は５分間にわたって圧縮を受け（たわみ０．５％）（
周波数ＩＨｚ）、その間試料温度を徐々に高めた（温度
上昇は、先ず予備冷却したあと自動調節ステップで増大
する）。

レオメトリックス装置がｊａｎ、デルタ値を測定した後
それを温度に対してプロットした。

この仁ａｎ、デルタは、基本的には、モジュラス損失（
Ｅ”）／残存モジュラス（Ｅｏ）の比である　Ｅｌはゴ
ムがエネルギーを散逸する能力の尺度、Ｅ”はゴムがエ
ネルギーを吸収する能力の尺度であると考えられる。実
際、このｊａｎ、デルタは配合物の粘弾性の尺度であっ
て、タイヤ性能に関することが観察されている。

実際、回転抵抗が良好なタイヤを得るには、タイヤトレ
ッドは４ｏ乃至６０’Ｃ域で低ｊａｎ、デルタであるこ
とが望ましく、一方、湿静止摩擦が良好なタイヤを得る
には、タイヤトレッドは１０乃至２０”Ｃ域で高ｊａｎ
、デルタであることが望ましい。

対照トレッドゴム（Ａ）の曲線は、−１０℃乃至＋２０
℃域内で高いｊａｎ、デルタを示し、従ってこのゴムブ
レンドは湿時静止摩擦が良好なタイヤの提供に好適と予
測され、かつ、４０℃乃至６０℃域内で低いｊａｎ、デ
ルタを示し、従って回転抵抗が良好なタイヤ用に好適で
あると予測される。

本発明のゴムブレンドが前記の温度でｊａｎ、デルタの
性質を比較的最適にし、同時にタイヤの回転抵抗及び湿
時滑り抵抗の性質を維持乃至最適化する現象は重要であ
る。

ゴム（Ｂ）の曲線は、−１０℃乃至＋２０℃範囲で高い
ｊａｎ、デルタを示し、従ってこのゴムブレンドは（Ａ
）より静止牽擦が良好なることが予測され、かつ、ｊａ
ｎ、デルタは曲線（Ａ）と比較して同程度に低く、回転
抵抗が等しいことを示している。

曲線（Ｃ）は前記の温度範囲では更に高いｊａｎ、デル
タを示しているが、４０℃乃至６０℃では代かに高目で
あって、このゴムブレンドは回転抵抗が若干増大するこ
とが予期される。

この二重最適化の利点は、特に回転抵抗と滑り抵抗を含
めて何倍にもなる。

本発明ゴムブレンドの更なる重大な利点として、トレッ
ド摩耗の改善とくに不規則な摩耗の改善が観察された。

組成物の各種要素又は成分の寄与については常に完全に
理解されているわけではないが、ブレンド中の重要成分
はイソプレン／アクリロニトリルゴム及びブタジェン／
アクリロニトリルゴムであって、明らかに残りのゴムと
相まって独特の粘弾性を与えると考えられる。

本発明の実施について以下の実施例で更に説明するが、
これら実施例は本発明の範囲を限定するものではなく、
その代表例に過ぎない、特記ない限り、部数及び百分率
は全て重量基準である。

実施例Ｔ 天然ゴムとブタジェン／スチレンゴム（ＳＢＲ）がら構
成されるゴム配合物（配合物Ｘ、対照）：天然ゴムとイ
ソプレン／アクリロニトリルコポリマー　（ＩＡＲ）か
ら構成されるゴム配合物（配合物Ｙ）及び天然ゴムとブ
タジェン／アクリロニトリルコボリマーゴム（ＢＡＲ）
から構成されるゴム配合物（配合物Ｚ）を下記第１表に
示した処決で調製した。

レオメータ試験機による １−通常のゴム処決で測定した性質 及ｆｆ１ 通常構成（溝付きトレッド、サイドウオール、間隔をあ
けたビード及び織布強化支持カーカス）の空気入りタイ
ヤを通常の型内で組立て、賦形及び硬化した。このトレ
ッドは、予備押出し要素として未硬化カーカス上に組立
てた。このタイヤは、ＬＴ２１５／７５Ｒ１５ＷＲＡＮ
ＧＬＥＲＳＴ　、荷重範囲りなる型のものであり、これ
はベルト付、ラジアルプライ軽量トラック型のタイヤで
あることを示す。

一方のタイヤをここでは対照ＸＸとし、もう一方のタイ
ヤを実験ＹＹとする。

対照タイヤＸｘは、（Ａ）ブタジェン／スチレンゴム（
高ビニル−４０乃至６０パーセント−溶液重合５ＢＲ）
７０ｐｈｒ　、　（Ｂ）天然ゴム２０ｐｈｒ　、及び（
Ｃ）１．４−ポリブタジエンゴム１０ｐｈｒからなるト
レッドを有し、これは通常の軽量トラックタイヤトレッ
ドを意図する。

実験タイヤＹＹは、（Ａ）Ｔｇ範範囲−３０℃乃至約−
４０℃のイソプレン／アクリロニトリル１０ｐｈｒ、（
Ｂ）天然ゴム５Ｑｐｂｒ　、及び（Ｃ）ＳＢＲ４０ｐｂ
ｒからなるトレッドを有した。

このタイヤ（ＸＸ及びＹＹ）をリム上に搭載し、膨張さ
せて試験に付した。対照物の試験値は、比較の基準とし
て値を１００にした。実験トレッド付タイヤを試験し、
その試験値を対照タイヤの値と比較して対照タイヤの値
を１００としたときの相対値として示す。

驚くべきことに、実験トレッドゴム組成のタイヤＹＹは
、湿時滑り抵抗が改善され（増大し）、回転抵抗は対照
タイヤｘｘと同程度を維持した。この事実は普通に期待
される結果から大いに離れており、この粘弾性挙動は主
として本明細書の図面に提示した曲線から予測されるよ
うにイソプレン／アクリルニトリルに帰せられる。

第３表は、対照タイヤＸＸの値を１００にしたときの実
験タイヤＹＹの回転抵抗、湿時滑り抵抗を示すものであ
る。

洟」ｊ（ １、通常のタイヤテスト法で測定した。

本実施例では、タイヤを金属リム上に搭載して膨張させ
、１７０　ａｒｍ　（６フインチ）径のダイナモメータ
によりその定格荷重の約８０％を加え、　８０ｋｍ／時
（５０■ｐｈ）の車速に相当する速度で回転させ、その
引張り力を測定して回転抵抗を測定した。この試験は、
標準に近いと考えられる。

滑り抵抗は標準試験法で実施した。すなわち、重量物を
載せた牽引トレーラの対向両側にタイヤを搭載し、種々
の速度で走らせてブレーキをかけ、滑り力（最高及びス
ライド）を測定した。

本実施例では、イソプレンとアクリロニトリルを乳化重
合させてイソプレン／アクリロニトリルゴムを調製した
。ブタジェン／アクリロニトリルゴムも同様に調製する
と同様な結果が得られると期待される。

本発明を説明する目的で幾つかの代表的実施態様及び詳
細を示してきたが、当業者には、本発明の精神又は範囲
から逸脱することなく各種の変法及び変更が可能なるこ
とは明らかであろう。

４、　　［図面の簡単な説明］ 図面は、本発明硫黄硬化ゴムブレンドのｊａｎ、デルタ
と温度との関係を、天然ゴムと高ビニル含量（約４０−
６０　バーセント）溶液重合ＳＢＲ（７）５０１５０ブ
レンド対照品と比較して示したものである。

ＴＡＮ、　　テ′ｌレタ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、外側円周方向トレッドを有する空気入りタイヤであ
   って、前記トレッドが、ゴム１００重量部を基準にして
   （ｐｈｒ）、（Ａ）シス１，４−ポリイソプレンゴム約
   ３０乃至約９０重量部、（Ｂ）アクリロニトリル由来単
   位を約２０乃至約４０モルパーセント及びイソプレン又
   はブタジエンに由来する単位を約６０乃至約８０モルパ
   ーセント含有して、ゴムのガラス転移温度が約−４０℃
   乃至約−５℃であるイソプレン／アクリロニトリルコポ
   リマー及びブタジエン／アクリロニトリルコポリマーの
   一種以上から選択される一種以上の合成ゴム約５乃至約
   ２０重量部、及び（Ｃ）スチレン／ブタジエンコポリマ
   ーゴム、１０パーセント迄のビニル不飽和を有する１，
   ４−ポリブタジエンゴム及び３０乃至７０パーセントの
   ビニル不飽和を有する１，４−ポリブタジエンゴム、イ
   ソプレン／ブタジエンゴム及びスチレン／イソプレン／
   ブタジエンゴムの一種以上約０乃至約３５重量部を含有
   する加硫ゴム配合物である空気入りタイヤ。 ２、前記トレッド組成物の成分（Ｂ）がイソプレン／ア
   クリロニトリルゴムである請求項１記載のタイヤ。 ３、前記トレッド組成物の成分（Ｃ）が約１０乃至約３
   ５重量部量存在する請求項１記載のタイヤ。 ４、前記のトレッド組成物が、ゴム１００重量部を基準
   として（ｐｈｒ）、（Ａ）天然ゴム約５０乃至約９０ｐ
   ｈｒ、（Ｂ）前記のイソプレン／アクリロニトリルゴム
   約５乃至約２０ｐｈｒ、及び（Ｃ）ＳＢＲ、１，４−ポ
   リブタジエン及びビニル含量３０乃至７０パーセントの
   １，４−ポリブタジエンから選択される一種以上のその
   他ゴム約０乃至約３５ｐｈｒを含有する請求項１記載の
   タイヤ。 ５、前記トレッド組成物の成分（Ｃ）が約１０乃至約３
   ５ｐｈｒ量存在する請求項４記載のタイヤ。