JPH0628964B2

JPH0628964B2 - 高性能タイヤ及びタイヤトレツド組成物

Info

Publication number: JPH0628964B2
Application number: JP60015603A
Authority: JP
Inventors: アフマドシヤミム; アランクラウスラリー; チヤールズスタブポール
Original assignee: BF Goodrich Corp
Current assignee: Goodrich Corp
Priority date: 1984-01-31
Filing date: 1985-01-31
Publication date: 1994-04-20
Anticipated expiration: 2009-04-20
Also published as: KR930010155B1; KR850005340A; US4644988A; BR8500338A; PH21533A; TR21995A; JPS60185601A; AU3766285A; EP0159469A1; CA1259740A

Description

【発明の詳細な説明】発明の背景自動車タイヤの“操縦特性”は、“高性能”タイヤにお
いて極めて重要である。“操縦特性”とは、以下に詳述
する、個々に分類した特性の組合せであり、法定の交通
スピードでの普通の自動車における平均的運転者によっ
ては容易には観察されない。このような操縦特性は、競
技場でのように非公道での高速運転用又は法定パトロー
ルカー用を含めて特殊の目的に意図して設計され、通常
の状況で普通の公道での使用のためには明らかに設計さ
れていない。

湿式及び乾式牽引力及びトレッドの摩耗抵抗を著しく失
うことなく改良された操縦特性を生じることが望まれ
た。一般に、前記の性質の一つを改良すると、それに付
随して他の性質の少なくとも一つを悪化することになる
ので、高性能タイヤにおけるこの長く探究されてきた目
的は達成できないと思われた。

本発明は、長年要求されてきた特性を有する高性能空気
入り、無チューブラジアルタイヤ及び特に、このような
タイヤ用のトレッド組成物に関する。

摩耗抵抗、引張強度及び引裂特性の改良によって証明さ
れるように、表面積が高く、粒径の小さいカーボンブラ
ックが、比較的高い強化を生じることは周知である。同
時に、超微細カーボンブラックも高い発熱性に起因する
比較的高いヒステリシス及び低い動的性能（両方とも悪
い性質）を生じる。更に、粒径の大きいカーボンブラッ
クは、ころがり抵抗を低下し、湿式及び乾式牽引力を低
下することは公知である。不利な性質、即ち高い発熱性
及びころがり抵抗を増加する低い動的性能の組合せは、
決してタイヤの操縦特性と相関しなかった。更に重要な
ことには、一般にカーボンブラックが種々の配合成分と
反応する方法に関係する表面活性は、“操縦性”、牽引
力及び摩耗抵抗に密接に関係することは知られていなか
った。

最近、耐摩耗性を犠性にすることなく燃料消費を低くす
るため、ころがりの損失を低下することが強調されてい
る。この点を補助するためタイヤの構造の変化を無視し
て、この目的を達成するため若干のアプローチがなさ
れ、例えば、特に米国特許第3,824,206号、同第4,224,1
97号及び同第4,281,703号明細書並びに英国特許出願Ｇ
Ｂ2,082,486A号及び同2,057,455A号明細書に教示されて
いる。いずれも、我々が行った、タイヤにおけるころが
り抵抗及び発熱性の意図的増加に関するものではない。

現在市販されている、主としてスチレン−ブタジエンコ
ポリマーゴム（“SBR”）からなるタイヤにおいては、
カーボンブラックは必須のゴム強化成分である。空気入
りラジアルタイヤ及び他のタイヤのトレッドには、広範
なカーボンブラックが使用されているが、他の強化成
分、例えばシリカと同様に、１種のカーボンブラックも
必要な牽引力を提供する。しかし、特定のカーボンブラ
ックの使用の効果を予測する方法は知られておらず、従
って、その効果を実験によって確認しなければならな
い。トレッド組成物中のカーボンブラックの種類及び量
の選択はタイヤの多数の性能に影響する。

下記のもの、即ちHAF（Ｎ３００）、GPF（Ｎ６００）、
FEF（Ｎ５００）、SRF（Ｎ700）、ISAF（Ｎ２００）、
サーマル及びSAF（Ｎ１００）（市場占有率の低くなる
順序で示したもので、重要な順で示したのではない）を
含めて主に約７種のカーボンブラックがある。本発明
は、現在、タイヤ用カーボンブラック市場の約１０％を
占めているSAF型カーボンブラックの使用に関する。こ
れらのＮ１００カーボンブラックは、現在、例えばすべ
ての種類の自動車用の非公道タイヤにおけるように、優
れた摩耗抵抗及び引裂特性が極めて重要であるタイヤに
使用されている。

カーボンブラックの品質の差は、広く下記のように分類
される３つの主要なファクターに基づくものである：１．粒径、特にこれは表面積に関係するので重要であ
る。

２．構造、粒子間会合の一般的測定。

３．表面の化学的組成、又は表面活性。

一般に沃素価（“Ｉ_２No.”）で測定される表面積及び
一般に空隙率の尺度である、ジブチルフタレート吸収
（“DBPA”）で測定される構造はカーボンブラックの特
性を決定する主要な特質である。

本発明は、高構造及び特異な揮発性物質濃度と共に他の
市販のSAFカーボンブラックより比較的低いＩ_２No.で確
認される表面積を有するSAFカーボンブラックの特定の
性質の利用に関する。このようなカーボンブラックを、
常用のトレッド組成物に通常使用される他のカーボンブ
ラックの代わりに使用した場合に、多数のトレッド組成
物を用いて実験により見いだしたとおり、所望の性質、
特に操縦及び牽引力のそのような顕著な組合せを生じる
ことは予測されなかった。

前記の考慮事項のいくつかに関する詳細な検討は、ラバ
ー・ケミストリィ・アンド・テクノロジィ（Rubber Che
mistry and Technology）、５６巻No.２（１９８３年５
月〜６月）にヘス（Ｗ．Ｍ．Hess）及びクランプ（Ｗ.
Ｋ.Klamp）による“タイヤのころがり抵抗及び牽引力に
対するカーボンブラック及び他の配合可変物質の作用
（The Effects of Carbon Black and Other Compoundin
g Variables on Tire Rolling Resistance and Tractio
n”と題する論文に示されている。少量のポリブタジエ
ンゴム（ＢＲ）（そのほとんどすべてがシス−型であ
る）及び／又は天然ゴム（ＮＲ）を含み、高構造Ｎ２２
０カーボンブラックと７０／４０ブラック／油比以下の
油負荷を有する主としてSBRからなるタイヤを使用し
て、特にころがり抵抗及び牽引力に対するカーボンブラ
ック及び他の配合可変物質の作用を研究した。試験した
カーボンブラックは窒素表面積(N₂SA)、ASTM色相及びDB
PAにおいて変動する。

カーボンブラック粒子の表面の物理化学的性質及び特
に、粒子表面での炭素原子の性質はゴムの強化に影響し
うる。同様に、粒子の表面の化学的性質及び特に表面で
の酸素の存在は、特に表面に存在することが知られてい
るフェノール基、ケトン基及びカルボキシル基と共に、
ゴムの架橋及びその加硫性に影響する。ラバー・テクノ
ロジィ・アンド・マニュファクチャー（Rubber Technol
ogy and Manufacture）、ブロー（Ｃ．Ｍ．Blow）編集
１８０頁、CRCプレス、インターナショナル・サイエン
ティフィック・シリーズ（International Scientific S
eries）（１９７１）参照。しかし、表面の化学的性質
（即ち、粒子表面の個々の化学的基）及びカーボンブラ
ックがゴムに与える性質との間に直接的関係はないと思
われる（ブローの前掲文献１８６頁参照）。

Ｎ２３４、Ｎ２５１、Ｎ３７５及びＮ２２０カーボンブ
ラックを用いた実験結果から、カーボンブラックの窒素
表面積を増加することによって起こされる増加するころ
がり損失係数が０．９７の相関係数を生じることが判っ
た。カーボンブラックのＩ_２No.及び着色力についても
同様の説明をすることができる。カーボンブラックの圧
縮されたDBP値では、このような有意義な相関関係は認
められない。乾式牽引力の結果からはころがり損失との
相関が少ないことが判るが、Ｉ_２No.及び着色力と良好
に相関した。〔前掲ラバー・ケミストリィ・アンド・テ
クノロジィ５０９頁のウェスト（J.R.West）ら著“タイ
ヤトレッド組成物のころがり抵抗に対するカーボンブラ
ックの作用（The Effects of Carbon Black on Rolling
Resistance of a Tire Tread Compound）”参照〕。

意外なことではないが、超微細粒径及び比較的汚染され
た表面（比較的低いＩ_２No.で示される）を有する高構
造カーボンブラックから作られたトレッドを有するタイ
ヤのころがり損失が高いことが予期されるにもかかわら
ず、試験したカーボンブラックの表面活性が、牽引力、
摩耗抵抗及び操縦の組合せに関して所望の作用を有する
ことは、上記の文献には記載されていない。詳述すれ
ば、表面積の高い高構造カーボンブラックの表面上の
“揮発性物質”又は汚染（Ｉ_２No.で測定）が、優れた
操縦性、牽引力及び摩耗抵抗の提供に関して極めて重要
であることは示されていない。

発明の概要高構造及び沃素価で示される、比較的汚染された（高揮
発分）表面を有する超微細カーボンブラックを油展トレ
ッド組成物に主としてSBRからなるゴム１００部当たり
（phr）５０部を越える量で使用して、高性能タイヤに
求められる優れた摩耗抵抗、牽引力及び操縦特性を生じ
うることが判明した。

詳述すれば、ゴム１００部当たりプロセス油が少なくと
も３０部存在する油展トレッド組成物に、２０ｎｍより
小さい超微細粒径、カーボンブラック１００ｇ当たり１
２０cm³より大きいDBPA及び１３０〜１６０mg／g の範
囲のＩ_２No.を有する特殊な高構造カーボンブラック
（以下、Ｎ１０３と記す）を用いて、主としてSBRから
なるタイヤトレッドを強化しうることが判明した。その
際、高構造カーボンブラックの総量に対して主要量でこ
のＮ１０３が存在することが必要である。

特殊なＮ１０３ブラックは単独で、又は別の高構造ブラ
ック、例えばＮ２２０ブラックと混合して使用すること
もできるが、このような混合物においてＮ１０３はカー
ボンブラックの総量に対して主要量（重量で）存在しな
ければならない。

従って、本発明の一般的目的は、優れた操縦性及び牽引
力並びに比較的高いころがり抵抗を有することを特徴と
する高性能ラジアルタイヤを提供することであり、これ
らの性能はすべて下記の(a)〜(c)成分を含むトレッド組
成物によって得られるものである： (a)少なくとも約７０重量部がスチレン−ブタジエンコ
ポリマーゴム（SBR）であるゴム炭化水素１００重量
部、 (b)ゴム１００部当たり３０重量部〜約１００重量部の
プロセス油、及び (c)ゴム１００重量部当たり５０重量部〜約１００重量
部の、その大部分が２０ｎｍより小さい一次粒子径、カ
ーボンブラック１００ｇ当たり１２０cm³より大きいDBP
A及び沃素価で測定して１３０〜１６０mg／ｇの範囲の
比較的高濃度の揮発性物質を有する特殊なＮ１０３ブラ
ックである高構造カーボンブラックからなり、改良され
たかじ取り応答、スイングアウト、プラウイング、直線
性、オン−センターフィールトラッキング、復帰性、リ
フト−スロットルオーバーステア、コーナーリング安定
性及びターンインを含めて高性能の操縦特性を有するタ
イヤを生じるように含む。

好ましい実施態様の詳細な説明最も好ましい実施態様では、本発明は、優れた操縦性が
要求される、特に自動車用のラジアルタイヤに関する。
本発明は、特に、運転者に信頼性を与え、困難な又は極
端な運転条件下に相対的安全性を与えるように、タイヤ
トレッドの優れた牽引力への寄与に関する。

牽引力は高性能タイヤの操縦特性に密接に関係するの
で、超微細粒径のカーボンブラックは優れた強化を生じ
ることが予想された。一般に、構造及び多孔度はある種
のゴムの性質に直接影響するが、粒径はカーボンブラッ
クの最も重要な特徴であると考えられている。

Ｎ２２０は高い牽引力及び摩耗抵抗のため使用された高
表面積カーボンブラックであるが、所望濃度（重量で）
のＮ２２０又は他の超微細ブラックを使用すると、加工
が不所望に困難になり、トレッドゴムの油展力が減少す
る。更に、一般には不利と考えられていた加硫物の性
質、特に発熱性及び硬度が悪化する。

従って、特殊な超微細カーボンブラックの選択は、優れ
た強化、高い油展性並びに、発熱性が普通より高く、こ
ろがり損失が増加しているにもかかわらず許容しうる加
工及び加硫特性を生じるのに充分な所望の濃度、即ち５
０phr（ゴム１００部当たりの部）より多い量での使用
に基づく。

選択される特殊な高構造カーボンブラック（Ｎ１０３と
示す）は、約１０〜約２０ｎｍの粒径範囲の超微細一次
粒子及び１３０〜１６０mg/g（カーボンブラック１ｇ当
たりの沃素のミリグラム数）の範囲Ｉ_２No.を有し、こ
の範囲はトレッド組成物の処方に重要である。このＮ１
０３カーボンブラックは、その高い表面積上の揮発性物
質及び／又は抽出可能な物質に起因する特異的な表面活
性を有することが判明した。これらの“揮発性物質”
は、酸素が存在する場合と同様に、沃素の吸着を妨害
し、夾雑物（カーボンブラックの全加熱歴及び製造され
た方法に密接に関係すると思われる）と見なされる。

ＨＶ３３９６は、特殊目的用の超微細カーボンブラック
であり、優れた牽引力を生じるが、若干の理由、特に、
加工困難及び高コストのため一般的工業的用途には実用
的でないと認められる。Ｎ１０３は１２０cm³／１００
ｇより大きいDBPA（ASTM D2414に規定されているように
して測定）、１３０より大きいASTM色相、１３５m²／ｇ
を越えるCTAB 及び好ましくは１３０〜１４０mg/gの範
囲のＩ_２No.を有するSAF（超摩耗ファーネス）ブラック
であるのが好ましい。Ｎ１２１及びＮ１１０はそれぞれ
一般にＮ２９９（汎用トレッド“GPT”カーボンブラッ
ク）より小さい一次粒子径を有するが、Ｎ１０３だけ
が、後記のように油展される場合に、本発明に使用され
る量で優れた操縦特性を生じる。使用すべき高構造カー
ボンブラックの好ましい量は、約７０〜９０phrの範囲
であり、すべてのカーボンブラックの高構造である。カ
ーボンブラック含有量が７５〜８５phrの範囲であるの
が最も好ましい。

測定した表面の性質の比較を下記の第Ｉ表に示す。

ゴム及びカーボンブラックの他に、トレッド組成物中に
多量に存在する別の必須成分は、プロセス油である。使
用するプロセス油の量は、狭く限定するものではない
が、ゴム１００部当たり３０〜約６０重量部(phr)の量
で、更に好ましくは約３５〜約５０phrの範囲で常に存
在する。プロセス油は芳香族油、ナフテン油及び／又は
パラフィン油であってよく、パラフィン油が最も好まし
くない。４０〜４５phrの最も好ましい範囲の濃度で、
発熱は、通常のタイヤで起こるよりはるかに多いが、こ
の発熱を優れた牽引及び摩耗抵抗のため使用される許容
水準に保持する。

比較のため、カーボンブラックが第Ｉ表に挙げた高構
造、高表面積の他のブラックを使用した種々の処方と同
じ重量で、即ちゴム１００部当たり８０部存在するGPT
ブラック（Ｎ２９９）である対照トレッドの処方を使用
した。下記の対照トレッドの処方においては、プロセス
油を３７重量部しか使用しなかった。各試験処方を、カ
ーボンブラックの種類を除いて成分の同じ組成を有する
ようにして、トレッドの性質に対する特定のカーボンブ
ラックの作用及び各トレッドを用いて作ったタイヤの操
縦性を試験できるようにした。ゴム中のSBRの割合（重
量）が小さい化合物に比べて、良好な操縦特性に関して
優れた性質を生じることが知られているため、処方にSB
R/BRの比、即ち８０／２０を選択した。従って、本発明
は、特に、SBRを少なくとも８０phr含むゴムを有するト
レッド組成物に関する。

SBRを少なくとも８０phr、“SBRだけ”（即ちSBR１００
phr）まで含む多数のトレッド組成物を同様に処方し
た。これらのトレッド組成物を使用して、常用の折り畳
まれたベルト及び非折り畳みベルト構造の無チューブ空
気入りラジアルタイヤ中に組み込まれるタイヤトレッド
を形成した。このようなタイヤは、一般に、膨脹ガス圧
に耐えるため、各側縁で車輪のリムとかみ合うビードに
よって終わる可撓性コードカーカスを含む。コードはゴ
ム中に埋め込まれ、トレッド及び側壁ゴムによる摩耗か
ら保護され、好ましくはカーカスの内側に一体構造のほ
とんど非透過性のライナーを有することによって空気を
保有する。

好ましい実施態様においては、２つの離れた非伸長性ビ
ード、路面と接触するトレッド部分、それぞれのビード
を接続するため前記トレッド部分の軸方向の外側端部か
ら半径方向で内側に延びる一対の個々の側壁、本質的に
半径方向の平面にあるゴム引きコードを少なくとも１層
有し、前記コードが前記ビードのまわりを包囲している
カーカス部分、各層のコードが相互に平行で、タイヤの
円周方向の中心平面に対してある角度をなし、一つの層
のタイヤコードが隣接する層のコードとは反対の方向に
延びる、少なくとも２層のゴム被覆ガラス繊維コードを
含む円周方向のベルトからなり、前記の各ベルト層が折
り畳まれた縁部を少なくとも一つ有する空気入りラジア
ルタイヤ用のトレッドを製造するため、トレッド組成物
を使用する。

第１図は、本発明の新規トレッド組成物を、タイヤの肩
部に交差するコード角を有する折り畳まれたガラス繊維
ベルトを含むベルトを有するタイヤ中にいかに配合する
かを説明する、典型的無チューブ高性能自動車ラジアル
タイヤの断面図であり、第２図は、折り畳まれていない
スチールコードベルトを含むベルトを有するタイヤのト
レッドにトレッド組成物を利用した別の典型的高性能タ
イヤの断面図である。一方の図中の要素に関する参照番
号は、他方の図に関する番号とは独立である。

更に詳述すれば、第１図は２層のカーカスコード１０及
び１２を有するタイヤを示すもので、これらのコード
は、半径方向の平面に個々のゴム引きコードと共に存在
する高強靭レーヨン、ポリエステル又は他の適当な材料
のものであってよい。層の端部は、標準リムと嵌合する
ように成形された成形ビードの一部を構成する非伸長性
ビードグロメットの周りを包囲する。

道路とかみ合いうる領域であるタイヤのクラウン中のラ
ジアルコード層１０及び１２は、この場合、折り畳まれ
た２層２０及び２２からなるものとして示した折り畳ま
れた円周ガラス繊維ベルトによって囲まれている。各層
におけるガラス繊維コードは相互に平行であり、タイヤ
の円周中心面に対してある角度をなしており、層２０に
おけるコードは層２２中のコードとは反対の方向に伸び
る。層２０及び２２のそれぞれの縁部２４及び２６は折
り畳まれている。層２０及び２２のそれぞれの折り畳ま
れた縁部２４及び２６は、それぞれ層２２及び２０の切
断末端（２８及び３０）から約０．５〜約２．０cm軸方
向に外側に存在する。耐久性を向上するため、ベルトの
軸方向に最も外側の部分を縁部を折り畳んで有すること
が必要である。折り畳み縁部は、切断端部よりゴム被覆
から分離する傾向が少ない。第１図のベルト層２０及び
２２は、ベルト層の隣接層がタイヤの肩部のコード角に
おいて交互になるように折り畳まれる。肩部の交互の層
が異なるコード角を有する場合、より強い強化、従って
タイヤのより強い肩部が得られる。この強度によりタイ
ヤにおける改良された操縦特性が生じる。

ベルト層２０及び２２の折り畳まれた末端３２及び３４
はそれぞれ、最も外側の溝３６及び３８から軸方向で内
側の点で終わる。これはガラス繊維コードの破壊を防止
するのを補助する。一定の運転条件（例えば低い速度及
び頻繁な方向転換）の下では、ガラス繊維コードは最も
外側の溝の下で破壊する傾向を有し、従って、折り畳み
層を軸方向で溝の内側で終わらせることによって、ベル
トは溝の部分で一層強くなり、これによって曲がりが少
なくなり、ガラス繊維の破壊が少なくなる。

ベルト層２０及び２２はタイヤの円周中心線に対して約
１５度〜約２５度のコード角を有する。この角度が１５
度より小さい場合には、ベルトは肩部における撓みに耐
えるのに充分に強くない。２５度より大きい場合には、
折り畳みが鋭角すぎ、これによって折り畳み部でガラス
繊維の破壊が起こりやすい。

一対のベルト端部クッション４０及び４２は、半径方向
でベルト端部の内側に存在する。ベルト端部クッション
４０及び４２は、この分野に周知の適当なゴム組成物及
びトレッド組成物から作られる。

ゴムの保護層が完全にタイヤを包囲している。これは、
好ましくは、強い曲げが起こる領域で適度な厚さの側壁
ゴム５０及び道路の摩耗に耐えるための厚いトレッドゴ
ム層５４からなる。トレッド層は適当な滑り止め型のス
リット、スロット、溝等を有する。

タイヤの内面には、リムに対してシールし、膨脹ガスの
損失及びタイヤ本体へのその侵入を減少するように、空
気の拡散に対する抵抗性を有するゴム材料、例えばブチ
ルゴム又はハロゲン化ブチルゴム、及び／又はその混合
物からなり、一方のビード１６から他方のビードに向か
って延びるライナー５８が存在する。

タイヤのビード部分には、一対の非吸上性仕上ストリッ
プ６０及び６２が存在する。これらの仕上げストリップ
は、ビードのshafing を防止し、タイヤのビード部分及
び下側側壁を更に強くするため役立つ。ビード充填材６
４及び６６もビード部分に存在する。これらの充填材は
下側側壁の強さを増加するのに役立ち、これによって改
良された自動車操縦性を生じる。

別の好ましい実施態様では、トレッド組成物を使用し
て、２個の離れた非伸長性ビード、路面と接触するトレ
ッド部分、各ビードを接続するため前記トレッド部分の
軸方向の外側端部から半径方向で内側に伸びる一対の個
々の側壁、ほぼ半径方向の平面にあるゴム引きコードを
少なくとも１層有し、前記コードが前記ビードに包囲さ
れているカーカス部分、前記カーカス部分の内側に配置
された空気非透過性の一体形成ライナー、各層のコード
が相互に平行で、タイヤの円周中心平面に対してある角
度をなしている低伸長性コードを少なくとも２層含み、
一方の層のコードが他の層のコードとは反対の方向に延
びる円周ベルトからなる空気入りラジアルタイヤ用トレ
ッドを製造する。

第２図には、２層のカーカスコード１１及び１３が示さ
れ、これらは高強靭レーヨン、ポリエステル又は他の適
当な材料からなるものであってよい。層は、ほぼ半径方
向の平面に個々のゴム引きコードと共に存在する。層の
端部は、標準リムと嵌合するように成形された成形ビー
ド１７の一部を構成する非伸長性ビードのグロメット１
５を包囲するのが適当である。

道路とかみ合いうる領域であるタイヤのクラウン中のラ
ジアルコード層１１及び１３は、この場合、２枚のスチ
ールコードからなるものとして示したが、４枚の折り畳
まれた、レーヨン又はガラス繊維ベルト又は他の低伸長
性材料、例えば“アラミド（aramid）”繊維として知ら
れている芳香族ポリアミド繊維のベルトであってもよい
円周ベルトによって囲まれている。スチールコードベル
ト層１９及び２１は、各層におけるコードが相互に平行
であり、タイヤの円周中心面に対してある角度をなして
おり、一方の層におけるコードが他方の層中のコードと
は反対の方向に延びるように製造するのが好ましい。完
成したタイヤにおけるこの角度は円周中心平面に対して
約１５゜〜３０゜であってよい。二つのクラウン層はラ
ジアルコード層の周りにほとんど非伸長性のベルトを形
成する。

タイヤの内面には、リムに対してシールし、膨脹ガスの
損失及びタイヤ本体へのその侵入を減少するように、空
気の拡散に対する抵抗性を有するゴム材料、例えばブチ
ルゴム又はハロゲン化ブチルゴム、及び／又はその混合
物からなり、一方のビード１７から他方のビードに向か
って延びるライナー２９が存在する。

ゴムの保護層が完全にタイヤを包囲している。これは、
好ましくは、強い曲げが起こる領域の適度な厚さの側壁
ゴム２３及び道路の摩耗に耐えるための厚いトレッドゴ
ム層２５からなる。トレッドゴム２５は、これがタイヤ
の道路との接触部分にあるように位置する。トレッド層
は適当な滑り止め型２７のスリット、スロット、溝等を
有する。

ゴム、プロセス油及び前記のカーボンブラックの他に、
新規トレッド組成物はゴム組成物を適切に加硫するのに
充分な量で加硫剤を含まなければならない。本発明に使
用するのに適当な加硫剤の量及び種類は、この分野で周
知である。典型的な加硫系は硫黄及びスルフェンアミド
促進剤の組合せであろう。

新規トレッド組成物に、ゴム、油、カーボンブラック及
び加硫剤の他に多数の配合成分を使用することができ
る。このような成分は、活性化剤、例えば亜鉛、カルシ
ウム及びマグネシウムの酸化物、脂肪酸、例えばステア
リン酸及びラウリン酸及びその塩、例えばステアリン酸
カドミウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸銅及びオ
レイン酸鉛を含む。酸化防止剤、オゾン亀裂防止剤、ワ
ックス及び安定剤を新規組成物に使用することができ
る。

密閉式ミキサー、例えばバンバリーミキサー、２本ロー
ルミル等を使用してゴムに配合成分を添加する。硫黄及
び促進剤は、早期の加硫を減少するため混合サイクルの
終わり近くにゴム混合物に添加する。

本発明のトレッドを用いて、周知の常用のラジアルタイ
ヤ加工操作を使用してタイヤを製造することができる。
タイヤを形成したら直ちに、同様に周知の標準的タイヤ
硬化法及び条件を使用してプレス中で加硫する。

タイヤの操縦特性は、苛酷な条件下に運転することに慣
れた人によって極めて容易に認識されるが、これらの特
性は客観的に、定量的には容易に定義されない。要する
に、これらの特性を同じ自動車で、規定された同じ運転
条件パターンを使用して、同一のコース上を同じ運転者
によって運転して、他の同等なタイヤとの比較によって
判定する。総括して“操縦特性”と言われる種々のカテ
ゴリーの特性のそれぞれを各運転者が１０点のスケール
で（１０は“完全”を示す）評価する。他方、牽引力及
びころがり抵抗は周知の試験によって容易に測定され
る。

自動車を良好に操縦するのに全体として助けになる主な
個々の特性は、一般に、定義とともに以下に列挙する下
記のものと認識されており、その用語はこのような特性
を試験する当業者に使用されているものである。

かじ取り応答：運転者のかじ取り入力に対する自動車の
応答・所定の操縦を行うのに必要なかじ取り角の程度と
運転者のかじ取り入力に対する自動車の応答の時間を含
む。

スイングアウト（swingout）：自動車の後部のコーナリ
ング可能性の損失・評価は後部解放の程度及び制御性を
含む。

プラウイング（plowing）：自動車の前部のコーナリン
グ可能性の損失・評価は前部解放の程度及び制御性を含
む。更にかじ取り入力しても、付加的な横加速を生じな
い。

リフト−スロットル・オーバーステア（lift-throttle
oversteer）：スロットルを上げるため定常状態のコー
ナリングの間の自動車の姿勢の変化・これは、一般に自
動車を更にオーバーステア（後部スイングアウト）の姿
勢に移動させ、曲がり角でスロットルで自動車を操縦す
るため使用することができる。この評価は、示されたリ
フトスロットルオーバーステアの量だけを示す。評価数
が高い程、低いリフト−スロットルオーバーステアが示
される。

コーナリング安定性：コーナリング中の自動車の安定性
の評価者の全体的印象・これは、自動車をそのコーナリ
ング限界で運転しうる比較的容易さを示す。

ターン−イン（turn-in）：自動車の前部を曲がり角の
最初の部分に回転させる能力・自動車の過渡的応答を強
調する。

過渡安定性：過渡的−事故回避動作の間の自動車の安定
性の評価者の全体的印象。

ブレーキ：自動車を減速又は停止する能力・評価は減速
の程度及びピーク制動点付近で制動を変調しうる容易さ
を含む。

下記の３種の性質は、街路で評価することができ、極め
て低いコーナリングレベルで評価される。これらは競技
場又はオートクロスで最大操縦試験の間に評価されな
い。

直線性：低いコーナリングレベルで運転者のかじ取り入
力に対して自動車が直線的に応答する能力トラッキング：運転者が角に修正することなく平坦な舗
装道路上で真直ぐ前向きの姿勢を保持する自動車の能力復帰性：運転者が小さいかじ取り入力を導入し、次いで
解除した後に最少の振幅で自動車が迅速かつ直線的に真
直ぐ前向きの姿勢に戻る能力下記の第Ｉ表は、対照のタイヤが、トレッド処方におい
て“対照”と示したトレッド組成物で作ったトレッドを
有する以外は、同じ構造のタイヤを比較する異なる運転
者によって定量的に評価された各カテゴリーの操縦特性
の平均評価を示すもので、他のタイヤのトレッドには実
験トレッ組成物を使用する。各カテゴリーを１０のスケ
ールで評価し、１０は完全であることを示す。あるカテ
ゴリーは、競技場又はオートクロスで評価し、第Ｉ表に
“トラック”として示し、他のカテゴリーは二車線変更
試験（Double Lane Change test）で試験し“DLC”と示
し、その他（最初の３つ）はトラック及びDLC試験で評
価する。

二車線変更試験は、一つの車線に沿って直線で走行する
自動車を二つの車線にわたって横切るように急速に転換
し、次いで所定の時間に元の走行車線に戻す特定の速度
で行う。

各カテゴリーを比較した第Ｉ表から明らかなとおり、実
験タイヤは常に、対照と少なくとも同程度と評価され、
ほとんどのカテゴリーは対照より好適と評価された。換
言すれば、実験タイヤはほとんどのカテゴリーにおいて
一層良好な操縦特性を有し、他のカテゴリーにおいては
同程度に良好と見なされた。

下記の第II表は、“対照１”及び“実験１”として挙げ
たタイヤ（前記のトレッド組成に対照及び実験として示
した組成物のトレッドを有するタイヤ）及び組成物が、
SBR含有量が“SBRだけ”、即ち、SBR１００であること
を除いて同じである、“対照２”及び“実験２”として
挙げたタイヤについて種々の速度で湿式及び乾式牽引力
を測定した結果を対比して示す。

第II表において、括弧内にない数値はすべて、タイヤ製
造業者に提供された“ＧＭタイヤ・パーフォーマンス・
クリテリヤ・プロシデュアズ・アンド・スペシフィケイ
ションズ・マニュアル（GM Tire performance Criteria
Procedures and Specifications Manual）”に示され
ている牽引力の評価に関する標準ジェネラル・モーター
ステスト法TWS１−１００により、それぞれ対照及び実
験組成物のトレッドを用いた２個のタイヤについて測定
したものである。括弧内の数値は、１００の等級にわけ
たASTM基準に対して指数化した指数値である。数値はす
べて試験した２個のタイヤの平均値であり、すべてのタ
イヤは２０５／６０HR１３Ｐ７８８Ｔサイズである。
実験タイヤ１及び２に関する指数値は、実験タイヤに関
する数値を対照に関する数値で割ることによって、それ
ぞれ対照１及び２に対して指数化されたものである。

前記の湿式及び乾式牽引データから、実験トレッド組成
物の牽引力は、SBRを８０部を含んでいても、１００部
含んでも、その他が同一の処方であれば、Ｎ２９９カー
ボンブラックを同じ重量で含む対照より良好な結果を生
じることは明らかである。

対照タイヤ及び実験タイヤのトレッド摩耗を、各組成物
のトレッドを有する２個のタイヤをアスファルト試験ト
ラックで公道と類似の条件で運転することによって比較
した。与えられる数値は、客観化されたマイル指数（２
個のタイヤの平均）である。第一欄の数値は、トレッド
の幅全体にわたるすべての溝に関するものであり、“全
溝”と示す。第二欄の数値は最も早く摩耗する溝に関す
るもので、FWGと示す。トレッド摩耗に関する実験室試
験によって得られる結果は信頼できないので、現実の運
転条件を使用した。

第III表に示した前記のデータから、実験タイヤの耐摩
耗性は、Ｎ２９９ブラックを使用した対照のそれより約
１０％良好であることが判る。また、耐摩耗性は油含有
量が増加すると共に徐々に悪化することも明らかであ
る。最低のトレッド摩耗、即ち最良の耐摩耗性はSBRだ
けのトレッドゴム組成物を用いて得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、典型的無チューブ高性能自動車ラジアルタイ
ヤの断面図、第２図は、折り畳まれていないスチールコ
ードベルトを含むベルトを有するタイヤのトレッドにト
レッド組成物を利用した別の典型的高性能タイヤの断面
図である。１０，１２……カーカスコード層、２０，２２……ベル
ト層、４０，４２……端部クッション、５０……側壁ゴ
ム、５４……トレッドゴム層、５８……ライナー、６
０，６２……仕上ストリップ、１１，１３……カーカス
コード層、１９，２１……スチールコードベルト層、２
３……側壁ゴム、２５……トレッドゴム層。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２つの離れた非伸長性ビード、路面と接触
するトレッド部分、それぞれのビードを接続するため前
記トレッド部分の軸方向の外側端部から半径方向で内側
に延びる一対の個々の側壁、本質的に半径方向の平面に
あるゴム引きコードを少なくとも一層有し、前記コード
は前記ビードのまわりを包囲しているカーカス部分、各
層のコードが相互に平行で、タイヤの円周方向の中心平
面に対してある角度をなし、一つの層のタイヤコードが
隣接する層のコードとは反対の方向に延びる、少なくと
も２層のゴム被覆ガラス繊維コードを含む円周方向のベ
ルトからなる無チューブ空気入りラジアルタイヤにおい
て、前記の各ベルト層が折り畳まれた縁部を少なくとも
一つ有し、 (a) 少なくとも約７０重量部がスチレン−ブタジエン
コポリマーゴム（SBR）であるゴム炭化水素１００重量
部、 (b) ゴム１００部当たり３０重量部〜約１００重量部
のプロセス油、及び (c) ゴム１００重量部当たり５０重量部〜約１００重
量部の、その大部分が２０ｎｍより小さい一次粒子径、
カーボンブラック１００ｇ当たり１２０cm^３より大きい
DBPA及び沃素価（Ｉ_２No.）で測定して１３０〜１６０m
g／g の範囲の比較的高濃度の揮発性物質を有する特殊
なＮ１０３ブラックである高構造カーボンブラックから
なり、改良されたかじ取り応答、スイングアウト、プラ
ウイング、直線性、オン−センターフィールトラッキン
グ、復帰性、リフト−スロットオーバーステア、コーナ
ーリング安定性及びターンインを含めて高性能の操縦特
性を有するタイヤを生じるようにしたラジアルタイヤ。
【請求項２】前記トレッドの前記ゴム炭化水素が主とし
てSBR約７０部〜１００部からなり、残りがある場合に
は、残りがシス−ポリブタジエン（ＢＲ）ゴムである特
許請求の範囲第１項記載のタイヤ。
【請求項３】前記のプロセス油が前記ゴム１００重量部
当たり４０〜５０重量部の範囲の量で存在する特許請求
の範囲第１項記載のタイヤ。
【請求項４】前記のカーボンブラックが前記ゴム１００
重量部当たり約７０重量部〜約９０重量部の範囲の量で
存在する特許請求の範囲第３項記載のタイヤ。
【請求項５】前記Ｎ１０３ブラックがトレッド組成物中
のカーボンブラックの主成分である特許請求の範囲第４
項記載のタイヤ。
【請求項６】前記Ｎ１０３が前記ゴム１００部当たり約
８０部の量で存在する単一のカーボンブラックである特
許請求の範囲第５項記載のタイヤ。
【請求項７】前記Ｎ１０３が１２０より大きいジブチル
フタレート吸収（DBPA ）、１３０より大きいASTM 色
相、１３５を越えるセチルトリメチルアンモニウムブロ
ミド（CTAB ）吸着及び１３０〜１６０の範囲の沃素価
（Ｉ_２No.）を有する特許請求の範囲第５項記載のタイ
ヤ。
【請求項８】(a)少なくとも約７０重量部がスチレン−
ブタジエンコポリマーゴム(SBR)であるゴム炭化水素１
００重量部、 (b)ゴム１００部当たり３０重量部〜約１００重量部の
プロセス油、及び (c)ゴム１００重量部当たり、大部分が20ｎｍより小さ
い一次粒子径、カーボンブラック１００ｇ当たり120cm
^３より大きいDBPA及び沃素価で測定して130〜160mg／g
の範囲の比較的高濃度の揮発性物質を有する特殊なＮ10
3ブラックである高構造カーボンブラック５０重量部〜
約１００重量部、及び (d)加硫するのに充分な硬化剤を含むタイヤトレッド組成物。
【請求項９】前記のトレッドの前記のゴム炭化水素が主
として約７５部〜約９０部のSBRからなり、残りがシス
−ポリブタジエンである特許請求の範囲第８項記載のト
レッド組成物。
【請求項１０】前記のプロセス油が前記ゴム１００重量
部当たり４０〜５０重量部の範囲の量で存在する特許請
求の範囲第８項記載のトレッド組成物。
【請求項１１】前記のカーボンブラックが、前記のゴム
１００重量部当たり約７０重量部〜約９０重量部の範囲
の量で存在する特許請求の範囲第８項記載のトレッド組
成物。
【請求項１２】前記Ｎ１０３ブラックがトレッド組成物
中のカーボンブラックの主成分である特許請求の範囲第
８項記載のトレッド組成物。
【請求項１３】前記Ｎ１０３が前記ゴム１００部当たり
約８０部の量で存在する単一のカーボンブラックである
特許請求の範囲第８項記載のトレッド組成物。
【請求項１４】前記Ｎ１０３が１２０より大きいジブチ
ルフタレート吸収（DBPA ）、１３０より大きいASTM 色
相、１３５を越えるセチルトリメチルアンモニウムブロ
ミド（CTAB ）吸着及び１３０〜１６０の範囲の沃素価
（Ｉ_２No.）を有する特許請求の範囲第８項記載のトレ
ッド組成物。