JPH1045951A - シリカ強化トレッドを有するタイヤ - Google Patents

シリカ強化トレッドを有するタイヤ

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JPH1045951A
JPH1045951A JP9113718A JP11371897A JPH1045951A JP H1045951 A JPH1045951 A JP H1045951A JP 9113718 A JP9113718 A JP 9113718A JP 11371897 A JP11371897 A JP 11371897A JP H1045951 A JPH1045951 A JP H1045951A
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rubber
tire
vinyl
silica
polybutadiene rubber
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JP9113718A
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Danielle Lucas
ダニエル・ルーカス
Ghislain Adolphe Leon Thise
ギスライン・アドルフ・レオン・ティーズ
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Goodyear Tire and Rubber Co
Original Assignee
Goodyear Tire and Rubber Co
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Publication date
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L7/00Compositions of natural rubber
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
    • B60C1/0016Compositions of the tread
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L9/00Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 新規なトレッドを有するタイヤを提供する。 【解決手段】 トレッドは3種の基本的なエラストマ
ー、すなわち中シス1.4−ポリブマジエンゴム、イソ
プレン/ブタジエンコポリマー及び天然シス1,4−ポ
リイソプレンゴムを含んで成り、そしてカーボンブラッ
クまたはカーボンブラックとシリカ強化剤との組合せの
いずれかによって強化されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、3種の基本的なエラス
トマー、すなわち中(中程度のビニル含量)シス1,4
−ポリブタジエンゴム、イソプレン/ブタジエンゴム及
び天然シス1,4−ポリイソプレンを含むゴムトレッド
を有するタイヤに関する。該トレッドゴムはカーボンブ
ラックまたはシリカ及びカーボンブラック強化充填剤と
シリカのための強化充填剤との組合せによって強化され
ている。
【0002】
【従来の技術】空気入りタイヤは、カーボンブラックに
よって典型的に強化された種々のゴムのブレンドである
ことができるゴムトレッドを使用して通常製造される。
【0003】一面において、望まれるタイヤトレッド特
性、特にタイヤトレッド特性、主としてけん引力、転が
り抵抗及び耐磨耗性のバランスを達成する目的のために
評価され、選択されそしてブレンドされる。
【0004】典型的には、トレッドゴムはカーボンブラ
ックまたはカーボンブラック及びシリカ充填剤との組合
せで強化される。しばしばゴム強化目的のためにシリカ
が、シリカをエラストマーと結合させるためにシリカカ
ップリング剤と共に使用される。カーボンブラックとシ
リカのそのような使用(シリカカップリング剤の使用を
含む)はこの技術における当業者に周知である。
【0005】本明細書中において使用され慣用される用
語「phr」は「ゴム100重量部当たりのそれぞれの
材料の部数」を意味する。
【0006】「配合ゴム」、「ゴムコンパウンド」及び
「ゴム組成物」等の用語は、種々のゴム配合成分と混合
されたゴムを一般的に意味する。このような用語は(特
にタイヤについての)ゴム混合技術における当業者に周
知である。
【0007】用語「加硫された」、「加硫する」「硬化
された」及び「硬化」は、使用される場合には、「ゴム
の加硫」を意味し、このような用語はゴム加硫技術にお
ける当業者に周知である。
【0008】本明細書で使用する用語「Tg」は、特別
のエラストマーのガラス転移温度を示す。ガラス転移温
度はエラストマーの周知の性質である。これらは適切に
は20℃/分の加熱速度を使用して、DSC(示差走査
熱量計)装置によって適切に測定できる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】夏及び冬の両方におい
て多くの場合での使用のために適切であり得るトレッド
組成物を有するタイヤ、ときどき「オールシーズンタイ
ヤ」と呼ばれるものあを提供する技術における当業者
は、タイヤトレッドの特性の満足な組合せが、異なった
ガラス転移温度(Tg)を有するエラストマーのブレン
ドの使用によって達成されることを知っている。例え
ば、約−35〜約−50℃の範囲のTgを有するスチレ
ン/ブタジエンコポリマーゴムを約−60℃〜約−65
℃のTgを有する天然ゴム及び/または約−85℃〜約
−105℃のTgを有するシス1,4−ポリブタジエン
ゴムとブレンドして、湿った道路表面上及び氷で覆われ
た(icy)道路表面上での受容できるけん引力を有す
るタイヤトレッド組成物を得ることが可能である。
【0010】比較的高いTgのスチレン/ブタジエンコ
ポリマーゴムを他の同様のTgを有するゴムで置換する
と、湿った道路表面上及び氷で覆われた道路表面上での
同様のけん引力のタイヤトレッドを得ることができると
予期される。一方、約−35℃〜約−50℃のTgの比
較的高いTgの合成エラストマー(例えば乳化重合製造
のスチレン/ブタジエンコポリマーゴム(E−SB
R))の一部を、約−63℃のTgを有する天然シス
1,4−ポリイソプレンゴムで置換すると、氷で覆われ
た道路表面上でのけん引力のようなタイヤトレッドの性
能を改善するが、湿った道路表面上でのトレッドのけん
引力を減じると予期される。
【0011】事実、そのような技術分野における当業者
にとって、タイヤトレッド中のエラストマー混合物を調
節することによって、湿潤または冬用性能、すなわち湿
った道路表面上でのけん引力または氷で覆われた道路表
面上でのけん引力は、一般に一方を犠牲にして改善され
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明に従い、トレッド
を有する空気入りタイヤであって、該トレッドが、ゴム
100重量部を基準として、 (A)(i)約−60℃〜約−65℃の範囲のTgを有
するシス1,4−ポリイソプレン天然ゴム約20〜約5
0phr、代わりに約30〜約40phr、 (ii)(a)約−35℃〜約−50℃の範囲のTg及
び約30〜約70重量%の範囲のイソプレン含量を有す
るイソプレン/ブタジエンコポリマーエラストマー約2
0〜約50phr、代わりに約30〜約40phr、並
びに(b)約35〜約55%(好ましくは約40〜約5
0%)のシス1,4−微細構造及び7〜約15%のビニ
ル1,2−含量(残りがトランス1,4−微細構造)及
び約−85〜約−95℃の範囲のTgを有する中シス
1,4−ポリブタジエンゴム約20〜約50phr、代
わりに約20〜約35phr、から本質的に成る2種の
ジエンに基づく合成エラストマー約50〜約80ph
r、代わりに約60〜約70phrを含んで成るエラス
トマー (B)カーボンブラックまたはカーボンブラックとシリ
カ(好ましくは沈降シリカ)より成る粒状強化充填剤約
40〜約100phr、代わりに約60〜約90ph
r、ここでカーボンブラックのシリカに対する重量比が
約1/20〜約20/1、代わりに約1/5〜約5/1
の範囲範囲である、並びに (C)シリカを使用する場合には、シリカの表面と反応
性の部分とエラストマーと相互作用性の、硫黄に基づく
他の部分とを有する、少なくとも1種のシリカ用シリカ
カップリング剤を含んで成る、前記の空気入りタイヤが
提供される。
【0013】典型的には、シリカカップリング剤はシリ
カの表面と反応性のシラン部分(例えばその上のSiO
H)、及びエラストマーと相互作用性のポリスルフィド
に基づく他の部分を有し、典型的にはシリカのカップリ
ング剤に対する重量比が約7/1〜約15/1である。
例えば、カップリング剤はそのポリスルフィド橋内に2
〜約8個の硫黄原子を有するビス−(3−トリアルコキ
シシリルアルキル)ポリスルフィドであることができ
る。そのようなカップリング剤の例は、そのポリスルフ
ィド橋内に3〜4個の硫黄原子を有するビス−(3−ト
リエトキシシリルプロピル)ポリスルフィドであること
ができる。
【0014】本発明の一面において、タイヤトレッドゴ
ムのための基本的な3種のゴムエラストマーは、約5〜
約15phrの1種以上の追加のゴム、すなわち前述の
基本的な天然ゴム及び2種のジエンを基礎とする合成エ
ラストマーが存在しさえすれば、約94〜約99%のシ
ス1,4−微細構造及び約−95〜約−105℃の範囲
のTgを有する高シス1,4−ポリブタジエンゴム、約
35〜約50%のビニル1,2−基及び約−40〜約−
60℃の範囲のTgを有する中ビニルポリブタジエンゴ
ム、約55〜約70%のビニル1,2−含量及び約−3
0〜約−40℃の範囲のTgを有する高ビニルポリブタ
ジエンゴム、並びに約75〜約95%のトランス1,4
−含量、約8〜約15%のビニル1,2−含量及び約−
70〜約−80℃の範囲のTgを有する高トランス1,
4−ポリブタジエンゴムのうちの少なくとも1種の追加
のゴムをも含むことができる。
【0015】重要なことには、本トレッドゴム組成物は
認め得る含量の中シス1,4−ポリブタジエンゴムを含
むことが要求される。そのようなエラストマーは典型的
には約−85〜約−95℃の範囲のTgを有し、これは
ここでは比較的低いTgであると考えられる。
【0016】この機構は完全には理解されていないが、
中シス1,4−ポリブタジエンが、上述のイソプレン/
ブタジエンゴム及び天然ゴムと共に使用されるときにタ
イヤトレッドのための氷で覆われた道路表面上のけん引
力を含む冬用の性能を促進するために働き得ると考えら
れる。
【0017】トレッドゴムはまた、約−35〜約−50
℃の範囲の比較的高いTgを有する、有意の量のイソプ
レン/ブタジエンコポリマーエラストマーを含むことも
要求される。そのようなイソプレン/ブタジエンコポリ
マーエラストマーが、中シス1,4−ポリブタジエンゴ
ム及び天然ゴムと共に使用されるとき、タイヤトレッド
のための、湿った道路表面上でのトレッドのけん引、ま
たはブレーキング(場合によって湿潤性能と呼ばれる)
及び氷に覆われた道路表面上でのけん引またはブレーキ
ング(場合によってタイヤトレッドのための冬用性能と
呼ばれる)の両方を促進するために働き得ると考えられ
る。
【0018】さらに、トレッドゴムは、ここでは比較的
低いTgであると考えられる−60〜約−65℃の範囲
のTgを典型的に有する天然ゴムを含むことが要求され
る。そのような天然ゴムは、中シス1,4−ポリブタジ
エンゴム及びイソプレン/ブタジエンゴムと共に使用さ
れるとき、氷に覆われた道路表面上のけん引力またはブ
レーキング並びにその製造中のゴム組成物の加工及びタ
イヤトレッドの加工を促進するために働き得ると考えら
れる。
【0019】前に指摘したように、少量の、高シス1,
4−ポリブタジエンゴム、中ビニルポリブタジエンゴ
ム、高ビニルポリブタジエンゴム及び/または高トラン
ス1,4−ポリブタジエンゴムを、本発明のタイヤトレ
ッドのためのエラストマーブレンドに加えることができ
る。
【0020】本発明において使用するための種々のポリ
ブタジエンゴムは、そのような技術における当業者に周
知の、1,3−ポリブタジエンモノマーのための有機溶
液重合法によって製造できる。
【0021】タイヤトレッド中のシス1,4−ポリイソ
プレン天然ゴムの使用はそのような技術における当業者
に周知である。
【0022】有機溶液重合で製造されたイソプレン/ブ
タジエンコポリマーエラストマーは、適切な触媒及び調
節剤の存在下における有機溶媒溶液中でのイソプレンと
ブタジエンとの共重合によって適切に製造できる。その
ようなイソプレン/ブタジエンコポリマーのエラストマ
ーの製造はそのような技術における当業者に周知であ
る。
【0023】タイヤトレッド組成物のためにエラストマ
ーの種々のブレンドを使用することはタイヤトレッド技
術における当業者に周知であると理解される。しかし、
基本的なゴム組成物として特定のエラストマーを特定の
量で、実質的に他のエラストマーの存在なしに、カーボ
ンブラック強化充填剤またはカーボンブラックとシリカ
の両方から成る強化充填剤と共に使用することが本発明
の重要な特徴である。ここで、そのようなエラストマー
のタイヤトレッド中での特定の組合せは新規であり独創
的であると考えられる。
【0024】タイヤトレッドのためのゴム組成物製造に
おける当業者は、エラストマーのタイヤトレッドブレン
ド内の,例えば約−42℃のTgを有するE−SBRの
ような高いTgのエラストマーを、より少ない量の、同
様のまたは同じTgを有する他のエラストマー(例えば
約−42℃のTgを有するイソプレン/ブタジエンコポ
リマーエラストマー(IBR))及び少量の約−63℃
のTgを有する天然シス1,4−ポリイソプレンゴムで
置換することによって、タイヤの湿潤スキッド性能(湿
潤道路表面上のブレーキング)が減じられ、そしてアイ
スグリップ性能(氷で覆われた道路表面のけん引力及び
ブレーキング)が改善されることを予期する。
【0025】しかし、本発明の実施において予期されな
いことに、乳化重合で製造された、約−42℃のTgの
スチレン/ブタジエンコポリマーゴム(E−SBR)3
5phr(本明細書中の実施例IのEx1)を、Tgが
約−42℃のイソプレン/ブタジエンコポリマーゴム
(IBR)30phr及び天然シス1,4−ポリイソプ
レンゴム5phr(本明細書中の実施例Iの試験A)で
置換することによって、湿潤スキッド並びにアイス加速
及びアイスブレーキングが改善されることが観察され
た。上記の観察はカーボンブラックで強化されたトレッ
ド組成物においてなされた。この観察は、ここで冬用及
び湿潤性能が改善され、かつ湿潤性能における予期され
る減少が観察されないので普通ではないと考えられる。
このことはここで冬用及びオールシーズン用タイヤのた
めのトレッドゴム組成物のために特別の利益であること
ができること、すなわち湿潤及び冬の条件について道路
上での運転制御を高める得ることが考えられる。
【0026】タイヤの湿潤性能(けん引力及びブレーキ
ング)及び転がり抵抗は、上に論じたようにカーボンブ
ラック強化剤の一部をシリカ及びシリカカップリング剤
で置換することによってさらに改善できることがここで
考えられる。しかし、本発明の実施において、驚くべき
ことに、そのようにすることによってアイスブレーキン
グ性能(氷で覆われた道路表面でのけん引力)がさらに
改善されるとこが発見された。この現象は予期されな
い。このことは、冬用及びオールシーズン用のタイヤの
氷で覆われた道路表面上でのブレーキング性能を高める
ために特に有益であることができる。
【0027】本発明の実施において、基本的な、バラン
スのとれた、天然ゴム及び2種の合成エラストマー(す
なわちイソプレン/ブタジエンコポリマーエラストマー
及び中シス1,4−ポリブタジエンエラストマー)のゴ
ムブレンドが供給され、これはゴム強化剤としてのカー
ボンブラックまたはカーボンブラックとシリカとシリカ
カップリング剤との組合せに頼っている。次にシリカは
ゴムブレンドのためのシリカの強化効果についてシリカ
カップリング剤の使用に頼っている。
【0028】本技術における当業者に周知である種々の
エラストマー強化カーボンブラックがタイヤトレッドゴ
ム組成物のために本発明の実施において使用できること
が認識される。例えば、The Vanderbilt
Rubber Handbook(1990)417
頁に例示される、約80〜約150の範囲の沃素価及び
約90〜約150の範囲のDBP(フタル酸ジブチル)
値を有するもののような比較的高い強化カーボンブラッ
クが考えられる。例えばN121、N220、N23
4、N330及びN375カーボンブラックが考えられ
るだろう。
【0029】ゴム配合用途において使用される、通常採
用されるケイ酸質顔料は本発明のシリカとして使用で
き、熱分解法及び沈降ケイ酸質顔料(シリカ)を含む
が、沈降シリカが好ましい。
【0030】本発明において好ましくは使用されるケイ
酸質顔料は、例えばナトリウムシリケートの如き可溶性
シリケートの酸性化によって得られるもののような沈降
シリカである。
【0031】窒素ガスを使用して測定した、シリカのB
ET表面積は約100〜約250、好ましくは約120
〜約200m2/gの範囲であり得る。表面積の測定の
BET法はジャーナル オブ ザ アメリカンケミカル
ソサイエティー第60巻、304頁(1930年)に記
述されている。
【0032】シリカはまた、約100〜約400、通常
は約150〜約300mL/100gの範囲のフタル酸
ジブチル(DBP)吸収値を有し得る。
【0033】種々の商業的に入手できるシリカ、例え
ば、例示のためのみであり限定ではなく210、243
等の名称のHi−Silの商標でPPGインダストリー
ズから商業的に入手できるシリカ、Zeosil 11
65MPの名称でRhone−Poulencから入手
できるシリカ、VN2及びVN3及びBV3370GR
の名称でDegussa AGから入手できるシリカ、
並びに例えばZeopol 8745としてJ.M.H
uberからのもの等が本発明における使用のために考
慮し得る。
【0034】トレッドゴムのゴム組成物は、例えば種々
の硫黄加硫可能な成分ゴムを、例えば硫黄、活性化剤、
遅延剤及び促進剤のような硬化助剤、油のような加工添
加剤、粘着付与樹脂を含む樹脂、シリカ、並びに可塑
剤、充填剤、顔料、脂肪酸、酸化亜鉛、ワックス、抗酸
化剤及びオゾン亀裂防止剤、しゃく解剤及び例えばカー
ボンブラックのような強化剤のような種々の通常使用さ
れる添加材料と混合するような、ゴム配合技術分野にお
いて公知の方法によって配合されるだろうことは本技術
分野の当業者によって容易に理解される。本技術におけ
る当業者に既知のように、硫黄加硫可能及び硫黄加硫さ
れた材料(ゴム)の予定された用途に依存して、上記の
添加物は選択されそして慣用的な量で普通に使用され
る。
【0035】本発明のための、カーボンブラックの典型
的な添加量は本明細書中において前述した。もし使用さ
れるなら粘着付与樹脂の典型的な量は約0.5〜約10
phr、通常約1〜約5phrを構成する。加工助剤の
典型的な量は約1〜約50phrを構成する。そのよう
な加工助剤は例えば芳香族、ナフテン系、及び/または
パラフィン系加工油を含む。抗酸化剤の典型的な量は約
1〜約5phrを構成する。代表的な抗酸化剤は例えば
ジフェニル−p−フェニレンジアミン及び例えばバンダ
ービルトラバーハンドブック(Vanderbilt Rubber Hand
book)(1978年)の344〜346頁に開示される
ような他のものであり得る。オゾン亀裂防止剤の典型的
な量は約1〜約5phrを構成する。もし使用されるな
らステアリン酸を含むことができる脂肪酸の典型的な量
は約0.5〜約5phrを構成する。酸化亜鉛の典型的
な量は約2〜約5phrを構成する。ワックスの典型的
な量は約1〜約5phrを構成する。しばしばマイクロ
クリスタリンワックスが使用される。典型的なしゃく解
剤は例えば、ペンタクロロチオフェノール及びジベンザ
ミドジフェニルジスルフィドである。
【0036】加硫は硫黄加硫剤の存在下に行われる。適
切な硫黄加硫剤の例は元素硫黄(遊離硫黄)または硫黄
付与加硫剤、例えばアミンジスルフィド、高分子ポリス
ルフィド、または硫黄オレフィン付加物を含む。好まし
くは、硫黄加硫剤は元素硫黄である。本技術分野の当業
者に既知のように、硫黄加硫剤は約0.5〜約4phr
の範囲の量で使用され、ときどきは約0.5〜約2.5
の範囲が好ましい。
【0037】促進剤は加硫のために要求される時間及び
/または温度を制御するため並びに加硫物の特性を改善
するために使用される。加硫遅延剤も加硫速度を制御す
るために使用し得る。一態様において、単一の促進剤
系、すなわち一次促進剤が使用され得る。慣用的に及び
好ましくは、一次促進剤が約0.5〜約4、代わりに約
1.2〜約2.0phrの範囲の全量で用いられる。他
の態様において、一次及び二次促進剤の組み合わせを使
用することができ、二次促進剤は約0.05〜約3ph
rの量で例えば加硫物の特性を活性化しそして改善する
ために使用され得る。これらの促進剤の組合せは最終特
性上に相乗効果を生ずると期待され、そしてどちらかの
促進剤単独の使用によって生じたものよりもいくらか良
好である。さらに、普通の加工温度においては影響され
ないが、通常の加硫温度においては満足な硬化を生ずる
遅効性促進剤も使用され得る。本発明において使用され
得る適切なタイプの促進剤はアミン類、ジスルフィド
類、グアニジン類、チオウレア類、チアゾール類、チウ
ラム類、スルフェンアミド類、ジチオカルバメート類及
びキサンテート類である。好ましくは一次促進剤はスル
フェンアミドである。もし二次促進剤が使用されるな
ら、二次促進剤は好ましくはグアニジン、ジチオカルバ
メートまたはチウラム化合物である。
【0038】硫黄加硫剤及び促進剤の存在と相対量は、
特定の量での、カーボンブラック及び/またはシリカの
ためのカップリング剤と組み合わせたシリカのような特
定の強化充填剤と一緒にした、天然ゴム、イソプレン/
ブタジエンエラストマー及び中シス1,4−ポリブタジ
エンゴムの特定のブレンドの、使用にさらに第一に関す
る本発明の一面であるとはみなされない。
【0039】タイヤは、そのような技術の当業者に容易
に明らかな方法によって構築され、付形され成形されそ
して硬化されることができる。
【0040】本発明は次の実施例の参照によってより良
く理解され得る。実施例において部及び百分率は他に示
さない限り重量による。
【0041】
【実施例】実施例I シス1,4−ポリイソプレン天然ゴム、イソプレン/ブ
タジエンコポリマー合成エラストマー及び中シス1,4
−ポリブタジエン合成ゴムのブレンドのゴム組成物(配
合ゴム)を製造し、これをここで試験A、B、C及びD
と呼ぶ。
【0042】シス1,4−ポリイソプレン天然ゴム、結
合スチレン含量31%の乳化重合製造のスチレン/ブタ
ジエンコポリマーゴム(E−SBR)、及び中シス1,
4−ポリブタジエンエラストマーの対照ゴム組成物を製
造し、ここで「実施例1(Ex.1」と呼ぶ。
【0043】成分をいくつかの段階、すなわち硬化剤な
しの2〜4の逐次密閉混合段階(通常ノンプロダクティ
ブ段階と呼ばれる)及び硬化剤の添加のための最終の密
閉混合段階(通常プロダクティブ混合段階と呼ばれる)
において成分を混合することによってゴム組成物を製造
した。次に、得られた組成物を、高温及び高圧条件下に
成形しそして硬化した。
【0044】ゴム組成物のこのような混合はこのような
技術における当業者に周知である。
【0045】このゴム組成物は表1に示した成分を含
む。材料の量はphr、または乾燥ゴム100重量部当
たりの材料の重量部数によって表示される。
【0046】
【表1】 ノンプロダクティブ段階において慣用量の酸化亜鉛及び
ステアリン酸及び抗分解剤を使用;このノンプロダクテ
ィブ混合物に、プロダクティブ混合段階において慣用量
の硫黄及びスルフェンアミド及びグアニジン型の促進剤
(単または複)を混合; 1)シス1,4−ポリイソプレン天然ゴム; 2)シェルカンパニーからCariflex S582
0(商標と考えられる)として得た、結合スチレン含量
約31%及び−42℃のTgの乳化重合で製造のスチレ
ン/ブタジエンコポリマーゴム 3)ザ・グッドイヤータイヤアンドラバーカンパニーか
ら得られる、約50%のイソプレン含量、約−42℃の
Tgを有する、イソプレン/ブタジエンコポリマーエラ
ストマー 4)ザ・グッドイヤータイヤアンドラバーカンパニーか
らBUD1209として得られる、約42%のシス1,
4−含量、約10重量%のビニル1,2−含量及び約4
8%のトランス1,4−含量及び約−92℃のTgを有
する中シス1,4−ポリブタジエンゴム 5)ISAFカーボンブラック(N234) 6)Rhone−PoulencカンパニーからZeo
sil 1165MPとして得られるシリカ 7)DegussaからVN2として得られるシリカ 8)DegussaからX50Sとして商業的に入手で
きる、ビス−3−トリエトキシシリルプロピルテトラス
ルフィド及びN330カーボンブラックとの50/50
のブレンド(従って50%活性と考えられる)。これは
表1において50/50混合物として報告されている 9)エラストマー中に含まれる油及び添加した加工油の
両方を含むゴム組成物中の合計油。エラストマーはその
乾燥重量に基づき表中に報告。ただしE−SBRゴムは
37.5phrの油をも含む。
【0047】実施例II 実施例I(Ex.1)の試験A、試験B、試験C及び試
験Dびゴム組成物のゴムトレッドを有するサイズ17
5.70R13のタイヤを製造し、このタイヤをそれら
のゴム組成物に応じた呼称で呼ぶ。Ex.1のタイヤに
ついての試験結果を100に標準化し、表2に示すよう
に、残りの試験タイヤについての関連した試験値をその
ように標準化された値と比較してここに報告する。
【0048】
【表2】 転がり抵抗、湿潤スキッド、アイス加速及びアイスブレ
ーキングの各々についての上に報告した試験結果が高い
程、改善と考えられる。
【0049】これらの結果は、湿潤及びアイス性能にお
ける有意の改善が、より慣用的なE−SBR/天然ゴム
/ポリブタジエンエラストマーブレンドとカーボンブラ
ック強化充填剤との代わりに、前述の3種の基本的ゴム
組成物、すなわちカーボンブラックまたはカーボンブラ
ック及びシリカ充填剤の組合せと組み合わせた天然ゴム
及び2種の特定の合成のブタジエンに基づくエラストマ
ーを利用することによって、観察されることを示す。
【0050】特に、試験Aのタイヤについての試験結果
は、Ex−1のゴム組成物のE−SBR(Tg −42
℃)をより少ない量のIBR(Tg −42℃)及び少
量の天然ゴム(Tg −63℃)によって置換すること
によって、湿潤スキッド、アイス加速及びアイスブレー
キング値が改善されると共に転がり抵抗が基本的に等し
いことが観察されたことを示す。湿潤スキッド性能の減
少が冬用性能における改善と共に観察されるだろうと予
期されたので、このことはここで重要である。従って、
湿潤スキッドにおける改善は予想と反対であった。
【0051】さらに、試験B及びCのタイヤについての
試験結果は、タイヤトレッドのための試験Aのゴム組成
物において、カーボンブラックの一部を、シリカとシリ
カカップリング剤とで置換することによって、転がり抵
抗及び湿潤スキッド抵抗が予期されたように改善される
のが観察され、そして予期されないことにアイスブレー
キング性能も改善されたことを示す。
【0052】さらに、試験Cのタイヤについての試験結
果は、代替のシリカ、すなわちより低いBET表面積の
シリカを、タイヤトレッドのための試験Bゴム組成物の
ために使用したシリカの代わりに使用することによっ
て、転がり抵抗は低かったがタイヤについてのより良好
な湿潤ブレーキング及びアイス性能特性が観察されたこ
とを示す。、これはむしろ広い範囲の沈降シリカが本発
明の実施において使用され得るが、シリカの型の選択に
より望まれる特性のバランスが、特別の目的または望ま
れるタイヤ特性のために調節または最適化され得ること
を示すので、このことはここで重要であると考えられ
る。
【0053】試験Dのタイヤについての試験の結果は、
さらに多い量のカーボンブラックをタイヤトレッドのた
めの試験B組成物のための使用したシリカで置換するこ
とによって、転がり抵抗、湿潤ブレーキング及びアイス
ブレーキング性能が、試験Bのタイヤと比較して、特に
Ex.1のタイヤの点から改善されたことが観察された
ことを示す。従って追加の乗り物燃料経済及び運転の安
全性が高められ得るので、このことはここで重要である
と考えられる。
【0054】従って、本発明の実施において、本発明が
必要とする天然ゴム及び2種の定義されたポリブタジエ
ンに基づくエラストマーのゴム組成物を含むトレッドを
有するタイヤを提供するときに、湿潤及び冬の道路上の
両方での乗り物の運転安全性が有意に改善され、そして
高められた燃料経済性がファクターであり得ることが結
論できる。また、このようなトレッドゴムがカーボンブ
ラック強化剤またはカーボンブラック及びシリカの組合
せのいずれかを有することができることが結論できる。
【0055】湿潤スキッドは湿潤表面上での自動車のブ
レーキング距離の尺度である。アイスクレーキングは自
然または人工のアイス表面でのブレーキング距離の尺度
である。従って、これらはある種のけん引力の尺度であ
る。
【0056】アイス加速は、自然または人工のアイス表
面上での、一定の速度の乗り物速度Aから一定の速度B
へ加速する時間の尺度である。従って、これは一種のけ
ん引力である。
【0057】転がり抵抗はISOの8797法によって
決定した。転がり抵抗の報告値が高い程、より低いまた
は改善された転がり抵抗を意味し、これは乗り物につい
てのより良好な燃料経済性と説明され得る。値が高い程
好ましく、より低い転がり抵抗を示す。
【0058】ある代表的な態様と詳細を本発明を例示す
る目的のために示して来たが、本発明の精神、または範
囲から逸脱することなく、種々の変更及び修正がなされ
得ることは本技術の当業者にとって明白である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08K 5/54 C08K 5/54 C08L 9/00 C08L 9/00 (71)出願人 590002976 1144 East Market Stre et,Akron,Ohio 44316− 0001,U.S.A. (72)発明者 ギスライン・アドルフ・レオン・ティーズ ベルギー王国ベ−6600,ヴァルディン,ブ ラー 50

Claims (33)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トレッドを有する空気入りタイヤであっ
    て、該トレッドが、ゴム100重量部を基準として、 (A)(i)シス1,4−ポリイソプレン天然ゴム約2
    0〜約50phr、 (ii)(a)約−35℃〜約−50℃の範囲のTg及
    び約30〜約70重量%の範囲のイソプレン含量を有す
    るイソプレン/ブタジエンコポリマーエラストマー約2
    0〜約50phr、並びに(b)約35〜約55%のシ
    ス1,4−微細構造及び7〜約15%のビニル1,2−
    含量、ここで残部がトランス1,4−微細構造、及び約
    −85〜約−95℃の範囲のTgを有する中シス1,4
    −ポリブタジエンゴム約20〜約50phr、から本質
    的に成るジエンに基づく2種の合成エラストマー約50
    phr〜約80phrを含んで成るエラストマー (B)カーボンブラックまたはカーボンブラックとシリ
    カより成る粒状強化充填剤約40〜約100phr、こ
    こでカーボンブラックのシリカに対する重量比が約20
    /1〜約1/20の範囲である、並びに (C)シリカを使用する場合には、前記シリカの表面と
    反応性の部分と前記エラストマーと相互作用性の、硫黄
    に基づく他の部分とを有する、少なくとも1種のシリカ
    用シリカカップリング剤を含んで成る、前記の空気入り
    タイヤ。
  2. 【請求項2】 強化充填剤がカーボンブラックである、
    請求項1に記載のタイヤ。
  3. 【請求項3】 カーボンブラックが約80〜約150の
    範囲の沃素価及び約90〜約150g/100mLの範
    囲のDBP値を有することを特徴とする、請求項2に記
    載のタイヤ。
  4. 【請求項4】 強化充填剤がカーボンブラックとシリカ
    との組合せであり、シリカのシリカカップリング剤に対
    する重量比が約7/1〜約15/1の範囲であり、そし
    てシリカが約100〜約250m2/gの範囲のBET
    表面積及び約100〜約400vg/100mLの範囲
    のDBP吸収値を有することを特徴とする、請求項1に
    記載のタイヤ。
  5. 【請求項5】 カーボンブラックのシリカに対する重量
    比が約5/1〜1/5の範囲である、請求項4に記載の
    タイヤ。
  6. 【請求項6】 シリカカップリング剤がシリカの表面と
    反応性のシラン部分、及びエラストマーと相互作用性の
    ポリスルフィドに基づく他の部分とを有する、請求項4
    に記載のタイヤ。
  7. 【請求項7】 シリカカップリング剤が、そのポリスル
    フィド橋内に2〜約8個の硫黄原子を有するビス−(3
    −トリアルコキシシリルアルキル)ポリスルフィドであ
    る、請求項4に記載のタイヤ。
  8. 【請求項8】 シリカカップリング剤が、そのポリスル
    フィド橋内に平均2〜4個の硫黄原子を有するビス−
    (3−トリエトキシシリルプロピル)ポリスルフィドで
    ある、請求項4に記載のタイヤ。
  9. 【請求項9】 トレッドがさらに、約94〜約99%の
    シス1,4−微細構造及び約−95〜約−105℃の範
    囲のTgを有する高シス1,4−ポリブタジエンゴム、
    約35〜約50%のビニル1,2−基及び約−40〜約
    −60℃の範囲のTgを有する中ポリブタジエンゴム、
    約55〜約70%のビニル1,2−基及び約−30〜約
    −40℃の範囲のTgを有する高ビニルポリブタジエン
    ゴム、並びに約75〜約95%のトランス1,4−含
    量、約8〜約15%のビニル1,2−含量及び約−70
    〜約−80℃の範囲のTgを有する高トランス1,4−
    ポリブタジエンゴムのうちの少なくとも1種の追加のゴ
    ム約5〜約15phrをも含む、請求項1に記載のタイ
    ヤ。
  10. 【請求項10】 追加のゴムが高シス1,4−ポリブタ
    ジエンゴムである、請求項9に記載のタイヤ。
  11. 【請求項11】 追加のゴムが前記の中ビニルポリブタ
    ジエンゴムである、請求項9に記載のタイヤ。
  12. 【請求項12】 追加のゴムが前記の高ビニルポリブタ
    ジエンゴムである、請求項9に記載のタイヤ。
  13. 【請求項13】 追加のゴムが前記の高トランス1,4
    −ポリブタジエンゴムである、請求項9に記載のタイ
    ヤ。
  14. 【請求項14】 トレッドがさらに、約94〜約99%
    のシス1,4−微細構造及び約−95〜約−105℃の
    範囲のTgを有する高シス1,4−ポリブタジエンゴ
    ム、約35〜約50%のビニル1,2−基及び約−40
    〜約−60℃の範囲のTgを有する中ビニルポリブタジ
    エンゴム、約55〜約70%のビニル1,2−基及び約
    −30〜約−40℃の範囲のTgを有する高ビニルポリ
    ブタジエンゴム、並びに約75〜約95%のトランス
    1,4−含量、約8〜約15%のビニル1,2−含量及
    び約−70〜約−80℃の範囲のTgを有する高トラン
    ス1,4−ポリブタジエンゴムのうちの少なくとも1種
    の追加のゴム約5〜約15phrをも含む、請求項2に
    記載のタイヤ。
  15. 【請求項15】 追加のゴムが高シス1,4−ポリブタ
    ジエンゴムである、請求項14に記載のタイヤ。
  16. 【請求項16】 追加のゴムが前記の中ビニルポリブタ
    ジエンゴムである、請求項14に記載のタイヤ。
  17. 【請求項17】 追加のゴムが前記の高ビニルポリブタ
    ジエンゴムである、請求項14に記載のタイヤ。
  18. 【請求項18】 追加のゴムが前記の高トランス1,4
    −ポリブタジエンゴムである、請求項14に記載のタイ
    ヤ。
  19. 【請求項19】 トレッドがさらに、約94〜約99%
    のシス1,4−微細構造及び約−95〜約−105℃の
    範囲のTgを有する高シス1,4−ポリブタジエンゴ
    ム、約35〜約50%のビニル1,2−基及び約−40
    〜約−60℃の範囲のTgを有する中ビニルポリブタジ
    エンゴム、約55〜約70%のビニル1,2−基及び約
    −30〜約−40℃の範囲のTgを有する高ビニルポリ
    ブタジエンゴム、並びに約75〜約95%のトランス
    1,4−含量、約8〜約15%のビニル1,2−含量及
    び約−70〜約−80℃の範囲のTgを有する高トラン
    ス1,4−ポリブタジエンゴムのうちの少なくとも1種
    の追加のゴム約5〜約15phrをも含む、請求項14
    に記載のタイヤ。
  20. 【請求項20】 トレッドがさらに、約94〜約99%
    のシス1,4−微細構造及び約−95〜約−105℃の
    範囲のTgを有する高シス1,4−ポリブタジエンゴ
    ム、約35〜約50%のビニル1,2−基及び約−40
    〜約−60℃の範囲のTgを有する中ビニルポリブタジ
    エンゴム、約55〜約70%のビニル1,2−基及び約
    −30〜約−40℃の範囲のTgを有する高ビニルポリ
    ブタジエンゴム、並びに約75〜約95%のトランス
    1,4−含量、約8〜約15%のビニル1,2−含量及
    び約−70〜約−80℃の範囲のTgを有する高トラン
    ス1,4−ポリブタジエンゴムのうちの少なくとも1種
    の追加のゴム約5〜約15phrをも含む、請求項4に
    記載のタイヤ。
  21. 【請求項21】 追加のゴムが高シス1,4−ポリブタ
    ジエンゴムである、請求項20に記載のタイヤ。
  22. 【請求項22】 追加のゴムが前記の中ビニルポリブタ
    ジエンゴムである、請求項20に記載のタイヤ。
  23. 【請求項23】 追加のゴムが前記の高ビニルポリブタ
    ジエンゴムである、請求項20に記載のタイヤ。
  24. 【請求項24】 追加のゴムが前記の高トランス1,4
    −ポリブタジエンゴムである、請求項20に記載のタイ
    ヤ。
  25. 【請求項25】 トレッドを有する空気入りタイヤであ
    って、該トレッドが、ゴム100重量部を基準として、 (A)(i)約−60〜約−65℃の範囲のTgを有す
    るシス1,4−ポリイソプレン天然ゴム約30〜約40
    phr、 (ii)(a)約−35℃〜約−50℃の範囲のTg及
    び約30〜約70重量%の範囲のイソプレン含量を有す
    るイソプレン/ブタジエンコポリマーエラストマー約3
    0〜約40phr、並びに(b)約35〜約55%のシ
    ス1,4−微細構造及び7〜約15%のビニル1,2−
    含量(残りがトランス1,4−微細構造)及び約−85
    〜約−95℃の範囲のTgを有する中シス1,4−ポリ
    ブタジエンゴム約20〜約35phr、から本質的に成
    る2種のジエンに基づく合成エラストマー約60〜約7
    0phrを含んで成るエラストマー (B)カーボンブラックまたはカーボンブラックとシリ
    カより成る粒状強化充填剤約40〜約100phr、こ
    こでカーボンブラックのシリカに対する重量比が約20
    /1〜約1/20の範囲である、並びに (C)シリカを使用する場合には、シリカの表面と反応
    性の部分とエラストマーと相互作用性の、硫黄に基づく
    他の部分とを有する、少なくとも1種のシリカ用シリカ
    カップリング剤を含んで成る、前記の空気入りタイヤ。
  26. 【請求項26】 強化充填剤が約40〜約90phrの
    量のカーボンブラックである、請求項25に記載のタイ
    ヤ。
  27. 【請求項27】 強化充填剤が約40〜約90phrの
    量の、カーボンブラックとシリカとの組合せであり、シ
    リカのシリカカップリング剤に対する重量比が約7/1
    〜約15/1の範囲である、請求項25に記載のタイ
    ヤ。
  28. 【請求項28】 シリカカップリング剤が、そのポリス
    ルフィド橋内に2〜約8個の炭素原子を有するビス−
    (3−トリアルコキシシリルアルキル)ポリスルフィド
    である、請求項27に記載のタイヤ。
  29. 【請求項29】 トレッドがさらに、約94〜約99%
    のシス1,4−微細構造及び約−95〜約−105℃の
    範囲のTgを有する高シス1,4−ポリブタジエンゴ
    ム、約35〜約50%のビニル1,2−基及び約−40
    〜約−60℃の範囲のTgを有する中ビニルポリブタジ
    エンゴム、約55〜約70%のビニル1,2−基及び約
    −30〜約−40℃の範囲のTgを有する高ビニルポリ
    ブタジエンゴム、並びに約75〜約95%のトランス
    1,4−含量、約8〜約15%のビニル1,2−含量及
    び約−70〜約−80℃の範囲のTgを有する高トラン
    ス1,4−ポリブタジエンゴムのうちの少なくとも1種
    の追加のゴム約5〜約15phrをも含む、請求項25
    に記載のタイヤ。
  30. 【請求項30】 追加のゴムが高シス1,4−ポリブタ
    ジエンゴムである、請求項29に記載のタイヤ。
  31. 【請求項31】 追加のゴムが前記の高ビニルポリブタ
    ジエンゴムである、請求項29に記載のタイヤ。
  32. 【請求項32】 追加のゴムが前記の中ビニルポリブタ
    ジエンゴムである、請求項29に記載のタイヤ。
  33. 【請求項33】 追加のゴムが前記の高トランス1,4
    −ポリブタジエンゴムである、請求項29に記載のタイ
    ヤ。
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