JPH11157303A - アイストラクションのためのタイヤトレッド - Google Patents

アイストラクションのためのタイヤトレッド

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JPH11157303A
JPH11157303A JP10269878A JP26987898A JPH11157303A JP H11157303 A JPH11157303 A JP H11157303A JP 10269878 A JP10269878 A JP 10269878A JP 26987898 A JP26987898 A JP 26987898A JP H11157303 A JPH11157303 A JP H11157303A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 氷結している道路上での高められたけん引力
を有するタイヤトレッドを提供する。 【解決手段】 本発明は、シリカで強化され、そしてト
レッドのためのアイスけん引力を助けるように設計され
た１種以上の添加剤を含むゴムトレッドを有するタイヤ
に関する。そのような添加剤は（ｉ）セルロース繊維及
び木材繊維から選択されるその表面上にヒドロキシル基
を有する少なくとも１種の有機繊維及び（ｉｉ）その表
面上にシラノール基を有する、小さな中空の球形セラミ
ック粒子、の少なくとも１種から選択される。ゴムは、
−３０℃未満のＴｇを有し、かつ優勢な粒状強化材とし
てのシリカ並びに他の伝統的なゴムコンパウンド成分を
含む、少なくとも１種またはそれ以上のジエンに基づく
硫黄加硫性エラストマーを含む。特に、カップリング剤
はタイヤトレッド組成物内において、シリカ及び前記添
加剤をエラストマーにカップリングするために使用され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はシリカ強化材を含
み、そして１種またはそれ以上の、−３０℃未満のガラ
ス転移温度（Ｔｇ）を有するジエンに基づく硫黄加硫性
エラストマー、並びにタイヤトレッドのためのアイスト
ラクション（ice traction）を高めるように設計された
少なくとも１種の添加剤、並びにシリカと添加剤をタイ
ヤトレッドのエラストマーにカップリングするためのカ
ップリング剤を含んで成るタイヤトレッドを有するタイ
ヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、いくつかのスカンジナビア諸国
のいくつかの地域のような比較的厳しい長い冬があるい
くつかの国において、氷結した道路上でのタイヤトレッ
ドけん引力を高めるために、スパイクタイヤが比較的広
く使用されている。しかし、スパイクタイヤ、すなわち
金属鋲を含むタイヤトレッドの使用は道路への潜在的な
損傷によって少なくとも部分的にいくらか制限されてい
る。
【０００３】長年、低いガラス転移温度（Ｔｇ’ｓ）、
すなわち−３０℃未満のガラス転移温度を有するエラス
トマーを含んで成るトレッドゴム組成物を有する鋲打ち
されていない冬用タイヤが使用されている。そのような
低いガラス転移温度のエラストマーは典型的に、非常に
低い周囲操作温度でトレッドゴム組成物の過剰な硬化を
禁止するかまたは少なくとも減じるために使用されてい
る。
【０００４】また、冬の条件のために意図されたタイヤ
トレッドのために選択されたエラストマーのシリカ強化
剤が使用されてきている。例えば米国特許第５，６１
６，６３９号を参照されたい。
【０００５】氷上のタイヤけん引力を改善するために設
計された他の冬用トレッドゴム組成物は、低いＴｇゴム
の前述の使用、並びに低温においてトレッド組成物の硬
さの一般的な減少を与えるように設計された低温可塑剤
の使用を含む。
【０００６】しかし、ここで長期間氷結している道路上
での高められたけん引力を有するタイヤトレッドを提供
することがいまだに望まれると考えられる。
【０００７】歴史的に、シリカカップリング剤と組み合
わされた実質的な量のシリカ強化材がときどき、ゴムタ
イヤトレッド中の種々のゴムブレンドのための第一のま
たは優勢な強化材として使用されてきている。例えば、
米国特許第４，５１９，４３０、５，０６６，７２１、
５，２２７，４２５及び５，６１６．６３９号を参照さ
れたい。シリカをエラストマーにカップリングすること
によるゴム組成物の強化を達成するための種々のカップ
リング剤の使用は周知である。しかし、ここでそのよう
なシリカ／カップリング剤での強化がしばしば、それら
自体ではタイヤトレッドのためのアイストラクションを
適切に高めるために完全に十分ではないと考えられる。
【０００８】タイヤトレッドゴム組成物内の切断の広が
りを減じるために大量の土を動かすための大型機械のタ
イヤトレッド内に使用するためのセルロース繊維が以前
に示唆されていること、並びにレゾルシノール／ホルム
アルデヒド型結合系がそのような繊維をタイヤトレッド
ゴム組成物コンパウンドの樹脂ネットワークに結合する
ためにときどき使用されてきていることが理解される
が、ここでそのようなトレッド組成物のためのアイスト
ラクションの問題は扱われていない。
【０００９】本発明の説明において、用語「ゴム」及び
「エラストマー」はここで使用する場合、他に規定され
ていない限り交換可能に使用される。用語のゴム「組成
物」及び「コンパウンド」はここで使用する場合は他に
規定されていない限り、一般的に１種または数種のゴム
が種々の成分または物質とブレンドまたは混合された組
成物を意味する。用語「配合成分」はここで使用する場
合、他に規定しない限り一般的にゴム組成物またはコン
パウンドを調製するために使用される成分を意味する。
そのような用語はゴム混合及び配合技術における当業者
に周知である。
【００１０】用語「ｐｈｒ」は、ここで使用する場合、
通常のプラクティスに従い、ゴム１００重量部あたりの
それぞれの物質の重量部を意味する。
【００１１】ゴムまたはゴムコンパウンドのＴｇはここ
で使用する場合、他に規定されていない限り、例えば１
０℃／分の加熱速度での示差走査熱量法によって通常決
定され得るガラス転移温度を意味する。そのようなＴｇ
の決定はそのような技術における当業者に周知であると
理解される。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明に従い、約４５〜
約６５、好ましくは約５０〜約６０の範囲内のショアＡ
硬度を特徴とするゴム組成物のトレッドを有する空気入
りタイヤであって、該ゴム組成物がゴム１００重量部あ
たり、（ａ）−３０℃未満のガラス転移温度を有する少
なくとも１種のジエンに基づくエラストマー約９５〜１
００ｐｈｒ、及びこれに応じて−３０℃以上、典型的に
は−３０℃〜−１０℃のガラス転移温度を有する少なく
とも１種のジエンに基づくエラストマー０〜約５ｐｈ
ｒ、（ｂ）（ｉ）表面上にシラノール基を含む沈降シリ
カ及び（ii）カーボンブラックより成る群から選択され
る強化充填材約３０〜約１１０ｐｈｒ、替わりに約５０
〜約１００ｐｈｒ、ここで強化充填材は前記シリカ約１
０〜約１０７ｐｈｒ、替わりに約３０〜約９７ｐｈｒ及
びカーボンブラック約３〜約２０ｐｈｒを含んで成り、
（ｃ）（ｉ）セルロース繊維及び木材繊維より選択され
る表面上にヒドロキシル基を有する少なくとも１種の有
機繊維、並びに（ii）表面上にシラノール基を有する、
中空、球形のセラミック粒子、より選択される少なくと
も１種の添加剤約２〜約３０ｐｈｒ、替わりに約５〜約
２５ｐｈｒ、並びに（ｄ）前記シリカ及び前記セラミッ
ク粒子上のシラノール基並びに前記セルロース及び／ま
たは木材繊維上のヒドロキシル基と反応性の部分、並び
に少なくとも１種の前記ジエンに基づくエラストマーと
相互作用性の他の部分を有する少なくとも１種のカップ
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】実際に、前記カップリング剤のシリカ＋前
記添加剤に対する重量比約１／８〜約１／２０が使用さ
れることが通常望ましいが、そのような比は、使用のた
めに選択される添加剤及びそれらの表面上のシラノール
またはヒドロキシル基の濃度またはほかの方法で反応に
利用できるものにある程度依存して、場合によってかな
り変化し得る。
【００１４】実際に、タイヤトレッドゴム組成物がその
硫黄硬化条件において、アイストラクションを高めるた
めに記載した範囲内のショアＡ硬度を有すことが必要で
ある。ショアＡ硬度はほぼ室温（すなわち約２３℃）で
決定されることが認識されるが、むしろ低い範囲のショ
アＡ硬度値が望まれ、これは比較的より柔軟な、加硫さ
れたトレッドゴム組成物の指標である。ショアＡ硬度値
の決定はそのような技術における当業者に周知である。
【００１５】本発明の一面において、有機繊維はセルロ
ース繊維であることができる。他の面において、有機繊
維はセルロース繊維の形態である木材繊維であることが
でき、これはリグニンをも含む。本発明の記述におい
て、用語「セルロース繊維」とは、たとえ木材繊維がセ
ルロース繊維の比較的不純な形態であり、物理的により
小さいアスペクト比特性を有するとしても、「木材繊
維」を除外することを意図する。
【００１６】さらに他の面において、実質的に球形の中
空の粒子が、アルミノシリケートガラス組成物のものと
して企図される。
【００１７】本発明の目的のために、セルロース繊維は
望ましくは約５０〜約５０００ミクロン、好ましくは約
１００〜約２０００ミクロンの平均繊維長さ、約５／１
〜約２００／１、好ましくは約１０／１〜約１００／１
の平均アスペクト比（長さ対直径の比）を有する。本発
明の目的のための木材繊維はセルロース繊維よりも実質
的にずんぐりとした、約２／１〜約５０／１、好ましく
は約３／１〜約２０／１の平均アスペクト比、及び約２
０〜約２５００、好ましくは約５０〜約１５００ミクロ
ンの平均繊維長さを有する。
【００１８】中空のセラミック粒子は望ましくは約３０
〜約５００、好ましくは約３０〜約１５０ミクロンの平
均直径を有する。
【００１９】タイヤトレッドゴム組成物における粒状の
沈降シリカ及び前記添加剤の組み合わせは、そのような
物質の低Ｔｇのエラストマーへのカップリング剤による
化学結合と共に、新規であり、そして過去のプラクティ
スからの有意な新発展である。実際に、タイヤトレッド
のための特徴の組み合わせはタイヤトレッドのためのア
イストラクションを高めるために設計された本発明の重
要な一面であると考えられる。
【００２０】例えば、アルコキシシランに基づくカップ
リング剤のシラン単位は、ゴム組成物の熱機械的混合の
間に、セルロースまたは木材繊維の表面上のヒドロキシ
ル基あるいは中空の球形セラミック粒子のシラノール
基、並びにシリカ粒子の表面上のシラノール基と反応
し、一方配合成分がゴムと混合されることが考えられ
る。
【００２１】ここで、カップリング剤の追加の部分、例
えばカップリング剤中に含まれるポリスルフィド橋は、
ゴム組成物の加工及び硬化の間にジエンに基づくエラス
トマーと反応し、それによってシリカと前記繊維及び／
またはセラミック粒子をトレッドコンパウンドのゴム組
成物のエラストマーにカップリングすると考えられる。
【００２２】シリカ粒子のためのそのようなカップリン
グ反応はタイヤトレッドにおいて使用するためのゴム組
成物の有効な強化のために重要であることが既知であ
る。
【００２３】本発明において、前記繊維及び／またはセ
ラミック粒子との間の前述のカップリング反応は、場合
に応じて、タイヤトレッドゴム組成物中のそのような添
加剤を化学的に固定及び結合することに資することによ
ってタイヤトレッドのアイストラクションを高めるため
に重要であると考えられる。
【００２４】本発明のプラクティス及び一面において、
前記球形粒子及び繊維質添加剤が、氷と接触するタイヤ
トレッドの有効な表面を、例えば道路表面のタイヤトレ
ッドの摩擦がゴムを磨耗させ部分的に前記組み込まれた
添加剤を部分的に曝露させ、そのような添加剤の無い平
滑なタイヤトレッドの表面に比べてタイヤトレッドのの
表面の増加を生じることによって、増すことによって働
くと考えられる。道路上をタイヤを走行させた後に、タ
イヤトレッド表面の視覚的観察は、場合によって、部分
的に曝露された表面内にいくらか固定された多数の繊維
及び／または球形の粒子を示し得る。球形の粒子はタイ
ヤが道路上を走行するときに道路表面に対してすり減る
ので、粒子の一部はその球形の形が変形しまたは割れあ
るいは他の様式で壊れることがあり、その結果それらは
使用の間に球形のままではないことが認識される。しか
し、そのような粒子はそれでもここで球形粒子と呼ばれ
得る。さらに、そのような繊維またはセラミック粒子が
道路上でのタイヤの摩擦によって除去されたとき、タイ
ヤの曝露された表面は、タイヤトレッドゴム組成物内に
含まれるそのような添加剤の無いタイヤトレッドのもの
よりも有意に粗い。より粗いトレッドの表面が、平滑に
磨耗した伝統的なトレッド表面よりも氷と接触するため
のより大きい表面積を有することは極めて明らかであ
る。このことが、いかにして氷結道路のけん引力がタイ
ヤトレッドのために得られ得るかについての仮説であ
る。
【００２５】本発明のプラクティスにおいて、タイヤト
レッドゴム組成物のためのエラストマーが−３０℃未満
のＴｇを有することが重要であると考えられる。エラス
トマーを−３０℃未満のＴｇを有するものに限定する目
的は、非常に低い周囲温度の操作条件において過剰なト
レッドゴム組成物が硬くなるのを禁止または避けること
である。
【００２６】本発明において使用するための代表的なエ
ラストマーは、それが−３０℃未満のＴｇを有する限り
において、例えば少なくとも９２％のシス１，４−構造
を含む高シス１，４−ポリブタジエン、約３５〜約４５
％（通常は４２％）のシス１，４−構造を有する中シス
１，４−ポリブタジエン、約４０〜約７０％のビニル
１，２−含量及び約−３０〜−６０℃の範囲のＴｇを有
する中ビニルポリブタジエン、天然ゴムであり得るシス
１，４−ポリイソプレン、イソプレン／ブタジエンコポ
リマー、スチレン／ブタジエンコポリマー、スチレン／
イソプレンコポリマー及びスチレン／イソプレン／ブタ
ジエンターポリマーを含む。１種以上のそのようなエラ
ストマーは−３０℃またはそれ以上のＴｇを示す種類の
ものを有し得るが、−３０℃未満のＴｇを有する種類の
エラストマーだけを選択することが本発明の重要な一面
である。従って、３，４−ポリイソプレン、少なくとも
４０％のスチレン誘導単位を含む、乳化重合で製造され
たスチレン／ブタジエンコポリマーエラストマー、及び
７０％より多い１，２−ビニル基を含む高ビニルポリブ
タジエンエラストマーのようなエラストマー種はそのよ
うなエラストマー種のＴｇが−３０℃以上である範囲で
は本発明のためのタイヤトレッドにおける使用から除外
されることが意図される。
【００２７】−３０℃未満のＴｇのみを含むエラストマ
ーが規定されているが、本発明のプラクティスにおい
て、約５重量％までの他のエラストマー（上に列挙され
るエラストマーを含む）、そのうちのいくつかが−３０
℃以上のＴｇを有し得るものがゴム組成物中に含まれ得
るが、これは本発明のための好ましいゴム組成物ではな
い。
【００２８】本発明の目的のためのセルロース繊維は、
化学的に精製された製品、従って木材繊維と区別される
ことが意図される。化学的にセルロースの形態であり得
る木材繊維は一般にそれほど高度に精製されておらず、
前に議論したように、それらがリグニン及びそのような
技術における当業者に周知の他の有機物質をも含むとい
う意味において、比較的不純なセルロース繊維である。
セルロース繊維は種々の方法、例えば木材または木材チ
ップを磨り潰すかまたはハンマーミルで粉砕して、繊維
質の木材パルプを得て、続いて木材パルプを化学的に精
製して本質的に繊維質でリグニンが除去されたパルプを
生成するような方法によって製造し得る。セルロース繊
維の代表的な例はときどき、例えばリーフウッドセルロ
ース、軟木及び硬木セルロースのようなそれらの原料に
従って呼ばれる。
【００２９】上に提示した木材及びセルロース繊維の記
述は単に、例示的であることを意味し、他の方法で限定
することを意図するものではない。
【００３０】セルロース繊維は約９０％〜１００％の純
度を有し得る。木材繊維はここでそれらがリグニン並び
に他の有機物質をセルロース以外に含むという意味でセ
ルロース繊維のいくぶん純度の低い種類のものであると
みなされることが認識される。
【００３１】種々のセルロース繊維は、例えばＲｅｔｔ
ｅｎｍａｉｅｒ社からの種々の等級のＡｒｂｏｃｅｌ
（登録商標）、その例は例えばＡｒｂｏｃｅｌ Ｂ４０
０のようなものであることができる。種々の木材繊維
は、例えばＲｅｔｔｅｎｍａｉｅｒ社からの種々の等級
のＬｉｇｎｏｃｅｌ（登録商標）、その例は例えばＬｉ
ｇｎｏｃｅｌ ＨＢ１２０のようなものであることがで
きる。
【００３２】中空の、実質的に球形のセラミック粒子は
アルミノシリケートガラス組成物を含む。そのような粒
子の代表的な例は、ときどき”ｃｅｎｏｓｐｈｅｒｅ
ｓ”と呼ばれるセラミック微小球である。そのような材
料は例えば、英国のＦｉｌｔｅｃ Ｌｔｄ社からの種々
の等級のＴｅｃｆｉｌ、その例は例えばＴｅｃｆｉｌＴ
８５ＬＤ及びＴｅｃｆｉｌ １２５として得られる。
【００３３】本発明において使用するための中空の球形
セラミック粒子は、前に議論したように、約３０〜約５
００ミクロン、好ましくは約３０〜約１５０ミクロンの
平均粒子サイズを有することを特徴とする。中空の球形
粒子の壁厚さは変化し得、これは約０．７〜約１．１の
範囲のみかけ比重につながり得る。
【００３４】シリカとジエンに基づくエラストマーとを
カップリングする際に使用するために教示される多数の
カップリング剤が、本発明のプラクティスにおいて、シ
リカと前記添加剤の両方をタイヤトレッドゴム組成物の
ジエンに基づくエラストマーにカップリングするために
使用し得る。例えば、上に列挙された特許中に記載され
る、例えば約２〜８、通常は平均約２〜約５の硫黄原子
を硫黄橋内に有するビス（トリアルコキシシリルアルキ
ル）ポリスルフィドのような、ポリスルフィド橋を含
む、種々のアルコキシシランに基づくカップリング剤が
使用でき、これらにおいてアルキル基は、例えばメチ
ル、エチル及びプロピル基から選択でき、アルコキシ基
は好ましくはメトキシ及びエトキシ基から選択される。
代表的な例はビス（トリエトキシシリルプロピル）ポリ
スルフィドであり得る。
【００３５】ゴム配合用途において使用される、通常採
用されるケイ質顔料で、熱分解法シリカ及び沈降ケイ質
顔料を本発明におけるシリカとして使用し得るが、沈降
シリカが好ましい。
【００３６】本発明において好ましくは使用されるケイ
質顔料は、例えばケイ酸ナトリウムのような可溶性シリ
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。
【００３７】ケイ質顔料（シリカ）は、例えば５０〜１
００００オングストローム、好ましくは５０〜４００オ
ングストロームの範囲の極限粒子サイズを有することが
できる。窒素ガスを使用して測定される顔料のＢＥＴ表
面積は、１ｇあたり約８０〜約３００平方メーターの範
囲であるが、さらに普通には１ｇあたり約１００〜約２
００平方メートルの範囲であり、あるいは多分１ｇあた
り約３６０平方メートルまででさえある。表面積測定の
ＢＥＴ法はＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ ｔｈｅ Ａｍｅｒｉ
ｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ、第６０
巻、３０４頁（１９３０年）に記述されている。
【００３８】シリカは、典型的に１００ｇあたり約１５
０〜約３５０、そして通常は約２００〜約３００立法セ
ンチメートルの範囲のジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸
収値を有し得る。
【００３９】シリカは電子顕微鏡によって決定される、
例えば０．０１〜０．０５ミクロンの範囲の平均極限粒
子サイズを有し得るが、シリカ粒子はサイズにおいてよ
り小さくてもよい。
【００４０】種々の商業的に入手できるシリカが本発明
における使用のために考慮でき、例えばここでの例のた
めだけであって限定されないが、Ｈｉ−Ｓｉｌの商品名
の２１０、２４３等の名称でＰＰＧインダストリーズか
ら商業的に入手できるシリカ；例えばＺｅｏｓｉｌ １
１６５ＭＰのようなＲｈｏｎｅ−Ｐｏｕｌｅｎｃから入
手できるシリカ；並びにＤｅｇｕｓｓａ ＡＧから例え
ばＶＮ２、ＶＮ３，ＢＶ ３３７０ＧＲの名称で入手で
きるシリカ、並びにＪ．Ｍ Ｈｕｂｅｒ社からの例えば
Ｈｕｂｅｒｓｉｌ ８７４５のようなシリカがある。
【００４１】トレッドゴムのゴム組成物が、種々の通常
使用されている添加物質、例えば硫黄，活性剤，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、可塑剤、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
く解剤及び例えばシリカとカーボンブラックのミックス
のような強化充填材と種々の硫黄加硫性成分ゴムとを混
合するような、ゴム配合技術において一般に既知の方法
によって配合されることは、本技術の当業者によって容
易に理解される。本技術の当業者に既知のように、硫黄
加硫性及び硫黄加硫されたコンパウンドまたはトレッド
コンパウンドの意図される用途に依存して、上述の添加
剤は選択され、そして慣用の量で通常使用される。
【００４２】本発明のためのカーボンブラック及びシリ
カの典型的な添加は、前述した。種々のカーボンブラッ
ク、特にゴム強化ブラックが使用され得る。例えば、そ
のような例は限定される意図ではないが、ＡＳＴＭ名
称、タイプＮ−２９９、Ｎ−２３４、Ｎ−２２０、Ｎ−
１３４，Ｎ−１１５及びＮ−１１０のものである。カー
ボンブラックのタイプの選択は、十分に、タイヤトレッ
ドのための意図される使用、目的及び特性にいくらか依
存してタイヤトレッドのためのゴム配合における当業者
による最適化の範囲内である。もし使用されるのであれ
ば、粘着付与樹脂の典型的な量は約０．５〜約１０ｐｈ
ｒ、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８０ｐｈｒを構成し得る。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
ラフィン系加工油または可塑剤、または中程度分子量の
ポリエステルを含み得る。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Ｔｈｅ Ｖａ
ｎｄｅｒｂｉｌｔ Ｒｕｂｂｅｒ Ｈａｎｄｂｏｏｋ
（１９７８）の３４４〜３４６頁に開示されるような他
のものであることができる。オゾン亀裂防止剤の典型的
な量は約１〜５ｐｈｒを構成する。もし使用されるので
あれば、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４ｐｈｒ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。しばしばミ
クロクリスタリンワックスが使用される。しゃく解剤の
典型的な量は約０．１〜約１ｐｈｒを構成する。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ことができ
る。抗酸化剤は、例えばパラ−フェニレンジアミン及び
／またはジヒドロトリメチルキノリン型のものであり得
る。
【００４３】加硫は硫黄加硫剤の存在下に実施される。
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
囲の量で使用されるが、約１〜約２．５ｐｈｒの範囲が
好ましい。
【００４４】促進剤が加硫に必要な時間及び／または温
度を制御するために、及び加硫物の特性を改善するため
に使用される。遅延剤も加硫の開始を制御するために使
用される。
【００４５】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できる。慣用的にそして好ましく
は、一次促進剤は約０．５〜約４ｐｈｒ、好ましくは約
０．８〜約２．５ｐｈｒの範囲の全量で使用される。他
の態様において、一次及び／または二次促進剤の組み合
わせが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、二次促進剤は約０．０５〜約３ｐｈｒの量で使
用される。本発明において使用し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
オ尿素類、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のであれば、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。
【００４６】種々の配合成分の選択及び量は、それらが
この記述中の他の部分で特に強調され得る場合を除き、
本発明の目的のために重要であると考えられず、そして
望まれるタイヤトレッド特性のために適切であるとみな
されるように、従業者によって調節または修飾され得
る。
【００４７】タイヤは、そのような技術における当業者
に容易に明らかな種々の方法及び代表的な例において説
明するゴムコンパウンドによって、構築され、付形さ
れ、成形されそして硬化される。部数及び百分率は他に
示さない限り重量による。
【００４８】以下の実施例において、ゴム組成物は表
１、２及び３に示される物質で調製された。これらの物
質についての表における値は「ｐｈｒ」によって示さ
れ、これはほとんどの部分について、値は最も近い整数
の部分にまるめられた。
【００４９】ゴム組成物またはコンパウンドの物理的特
性も表１、２及び３に与えられる。そのような特性は、
その３００％モジュラスによって反映されるコンパウン
ドの剛性、並びにそのショアＡ硬度によって反映される
コンパウンドの硬度を含む。そのような特性はそのよう
な技術の当業者に周知である。
【００５０】氷上の加速及びブレーキングに関するタイ
ヤの性能も表１、２及び３に反映され、標準化された値
として与えられる。１００を超える比較値は改善された
タイヤ性能を示す。人工または天然の氷上でのアイス加
速値は、設定された一つの速度から一定のそれより高い
速度に加速するための時間によって測定され、試験の開
始速度及び終了速度は試験を行うために使用したトラッ
ク（例えば試験レーンの長さ及び利用できるブレーキン
グ空間）及び使用した試験乗り物に依存する。アイスブ
レーキング値は、乗り物を一定の出発速度から完全に停
止させるブレーキング距離を測定することによって決定
され、加速値の場合には出発速度は試験を行うために使
用した試験トラックに依存した。異なるタイヤゴム組成
物の比較の加速及びブレーキング試験のために、試験条
件は試験及び対照タイヤについて同一であった。
【００５１】ゴム組成物またはコンパウンドは、成分を
いくつかの逐次ノンプロダクティブ（nonproductive）
段階（硫黄及び関連する促進剤硬化剤並びに抗分解剤が
無い）において約１６５℃の温度に混合し、その後１０
５℃の温度へ、硬化剤及び抗分解剤が加えられる最終の
プロダクティブ混合段階で混合することによって調製し
た。密閉式ゴムミキサー（バンバリー型）を使用した。
【００５２】得られたゴムコンパウンドを次に押し出し
て、トレッドストリップを形成し、順にタイヤカーカス
上に構築し、得られたアセンブリーを適切な成形型内で
約１６０℃の温度で加硫してサイズ１９５／６５Ｒ１５
のタイヤを形成した。
【００５３】実施例Ｉ 対照ゴム組成物Ａはシリカ強化ゴム組成物である。これ
は木材またはセルロース繊維またはセラミック球を含ん
でいない。この組成物は通常冬様タイヤトレッド組成物
のために望ましいと考えられるショアＡ硬度および動的
剛性（３００％モジュラス）特性を有する。
【００５４】対照ゴム組成物Ｂはシリカ及びシリカカッ
プリング剤で強化された比較的低いＴｇのエラストマー
から成り、これは対照ゴム組成物Ａのものよりも低い硬
度及び動的剛性値を有する。タイヤ（タイヤトレッド）
のアイス性能を改善するためのそのような手段はここで
そのような技術における当業者に周知であると考えられ
る。組成物Ｂはいかなる木材またはセルロース繊維また
はセラミック球をも含まない。表１に示すデータから明
らかなように、組成物Ｂのトレッドのタイヤは組成物Ａ
のトレッドのタイヤと比較してほぼ１８％の氷上の加速
の有意な加速の改善を与えた。しかし、組成物Ｂではア
イスブレーキングのおいて何らの有意な改善も得られな
かった。従って、ここで、氷上のタイヤ性能を改善する
ためのそのような古典的配合手段は、組成物Ａと比較し
て組成物Ｂのトレッドによって示されるように、アイス
加速を改善できるだけであり、アイスブレーキングを改
善できない。
【００５５】試験組成物Ｃ及びＤは２０ｐｈｒのシリカ
の代わりに２０ｐｈｒの木材またはセルロース繊維を含
めることによる組成物Ｂの修正を示す。組成物Ｃ及びＤ
はまた、組成物Ｂに似たショアＡ硬度を維持するために
追加の２０ｐｈｒのゴム加工油を含んでいた。表１のデ
ータから、繊維を含むトレッド組成物（コンパウンドＣ
及びＤ）が、繊維の無い組成物Ｂのトレッドのタイヤと
比較してアイス加速及びブレーキングにおける有意な改
善を与えることが明らかである。従って、ここで、木材
またはセルロース繊維を、一部のシリカの代わりに含め
ることが、タイヤのアイスブレーキング性能を改善する
ことが結論される。
【００５６】組成物Ｅは、２０ｐｈｒのシリカの代わり
に２０ｐｈｒの中空セラミック球を含めることによる組
成物Ｂの修正である。セラミック球の使用が、セラミッ
ク球の無い対照Ｂに比較して組成物Ｅのアイス性能を改
善することが明白である。
【００５７】対照Ｂと比較して、コンパウンドＣ、Ｄ及
びＥのアイス性能試験結果から明らかなように、トレッ
ドゴム組成物中のシリカ充填剤の繊維または中空セラミ
ック球による部分的置換がトレッドゴム組成物中にこれ
らの添加剤を含むタイヤの一般的なアイス性能を改善
し、特に天然の氷上のブレーキングを改善する。
【００５８】
【表１】 １．ＩＢＲ−１はイソプレンから誘導される約５０％の
単位を含み、そして約−４５℃のＴｇを有するイソプレ
ン／ブタジエンコポリマーゴムでザ・グッドイヤー・タ
イヤ・アンド・ラバー・カンパニーから入手した； ２．ＩＢＲ−２はイソプレンから誘導される約３０％の
単位を含み、そして約−８５℃のＴｇを有するイソプレ
ン／ブタジエンコポリマーゴムでザ・グッドイヤー・タ
イヤ・アンド・ラバー・カンパニーから入手した； ３．約５３％のビニル含量及び約−５５℃のＴｇを有す
る油で増量した中ビニルポリブタジエンゴムで、ザ・グ
ッドイヤー・タイヤ・アンド・ラバー・カンパニーから
ＢＵＤＥＮＥ（登録商標）１２５５として入手した； ４．約９５％のシス１，４−含量及び約−９８℃のＴｇ
を有するシス−１，４−ポリブタジエンゴムで、ザ・グ
ッドイヤー・タイヤ・アンド・ラバー・カンパニーから
入手した；このゴムは３７．５ｐｈｒのゴム加工油を含
んでいた； ５．Ｒｈｏｎｅ ＰｏｕｌｅｎｃからＺｅｏｓｉｌ １
１６５ＭＰとして入手できるシリカ； ６．Ｊ．Ｒｅｔｔｅｎｍａｉｅｒ ＆ Ｓｏｈｎｅ Ｇ
ＭＢＨ ＆ Ｃｏ ＣｏｍｐａｎｙからのＬｉｇｎｏｃ
ｅｌ（登録商標）１２０は、いくらかのリグニン及び木
材ポリオース（ｐｏｌｙｏｓｅｓ）を含むと考えられる
天然の木材繊維であり、そして約４０〜約１２０ミクロ
ンの繊維長及び約１０／１の平均アスペクト比を有する
と理解される； ７．Ｊ．Ｒｅｔｔｅｎｍａｉｅｒ ＆ Ｓｏｈｎｅ Ｇ
ＭＢＨ ＆ Ｃｏ ＣｏｍｐａｎｙからのＡｒｂｏｃｅ
ｌ（登録商標）Ｂ４００は、報告によると約９５％〜９
９．５％の純度を有する高度に純粋なセルロース繊維で
あり、そして約９００ミクロンの平均繊維長さ及び約４
５／１の平均アスペクト比を有すると理解される； ８．Ｆｉｌｔｅｃ Ｌｔｄ ＣｏｍｐａｎｙからのＴｅ
ｃｆｉｌ Ｔ８５ＬＤとしての、約６５ミクロンの平均
直径を有する中空セラミック球； ９．カップリング剤は、ＤｅｇｕｓｓａからＸ５０Ｓと
して商業的に入手できる、テトラスルフィドとＮ３３０
カーボンブラックの５０／５０のブレンド（従って５０
％活性と考えられる）としてのビス−３−（トリエトキ
シシリルプロピル）テトラスルフィド（５０％活性）；
技術的にテトラスルフィドは、ポリスルフィド橋内に約
３．５〜約４個の結合硫黄原子の範囲の平均硫黄原子数
を有する複合物または混合物としての有機シランポリス
ルフィドと考えられるが、該複合物または混合物は約２
〜約８個の結合硫黄原子の個々の有機シランポリスルフ
ィドを含み得る； １０．Ｃａｌｄｉｃ ｃｏｍｐａｎｙからのＢｅｒｏｘ
４０００としての、約５５〜６１℃の軟化点範囲（間
隔）及び約４０００の分子量を有するポリ（エチレング
リコール）。
【００５９】実施例ＩＩ 次の表２は、対照組成物Ｆ及び試験組成物Ｇを示す。対
照組成物Ｆは試験組成物Ｇに含まれる特別の添加物質無
しに示される。試験Ｇ組成物は、シリカのいくらかがセ
ルロース及び木材繊維によって置換されたことを除き、
対照Ｆ組成物に類似している。
【００６０】木材繊維及びセルロース繊維は、注記した
場合を除き、ゴム配合成分として、実施例Ｉに使用した
もの同一であった。
【００６１】結果によって、セルロース及び木材繊維を
一部のシリカ充填剤の代わりに含む（試験組成物Ｇ）タ
イヤのアイス性能の、繊維を含まない類似のシリカ強化
ゴム組成物（対照Ｆ）に比較しての改善が確認された。
【００６２】試験Ｉの組成物におけるよりも、異なる組
み合わせのエラストマー種並びにシリカ及び繊維の異な
る濃度が使用されたことが分かる。このことは、アイス
性能を高める物質の添加が実施例１のエラストマーブレ
ンド並びに繊維及び充填剤レベルに限定されないという
本発明の一面を支持する。
【００６３】
【表２】 実施例ＩＩＩ 次の表３において、対照ゴム組成物Ｈは実施例Ｉにおい
て使用した対照組成物Ｂに類似している。
【００６４】記載した試験ゴム組成物Ｉ及びＪは、少量
の木材繊維またはセルロース繊維を少量の追加のカップ
リング剤に加えて使用したことを除き、対照ゴム組成物
Ｈと同じ組成のものである。添加された繊維によってシ
リカは置換されなかった。また、追加のゴム加工油は加
えなかったので、それによって対照組成物Ｈに比較し
て、より高いショアＡ硬度値を有すゴム組成物が生じ
た。
【００６５】木材繊維及びセルロース繊維は、注記しな
い限り配合成分である、上の試験において使用したもの
である。
【００６６】繊維を添加した試験ゴム組成物Ｉ及びＪか
ら成るトレッドのタイヤが、試験ゴム組成物Ｈのトレッ
ドを有するタイヤと比較してアイス加速において非常に
有意な改善を証明したことは容易に観察できる。
【００６７】しかし、アイスブレーキングについては、
木材繊維を含む試験組成物Ｋのトレッドを有するタイヤ
が性能においてわずかな低下を、そしてセルロース繊維
を含む試験組成物Ｊが性能において有意な改善を、証明
した。
【００６８】
【表３】 ある代表的な態様と詳細を本発明を示す目的のために示
してきたが、種々の変更及び修正が本発明の精神または
範囲から逸脱することなくその中で行われ得ることは本
技術における当業者にとって明らかである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ０８Ｋ 7/22 Ｃ０８Ｋ 7/22 Ｃ０８Ｌ 9/00 Ｃ０８Ｌ 9/00 //(Ｃ０８Ｌ 9/00 1:00 97:02） (71)出願人 590002976 1144 Ｅａｓｔ Ｍａｒｋｅｔ Ｓｔｒｅ ｅｔ，Ａｋｒｏｎ，Ｏｈｉｏ 44316− 0001，Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ジョルジョ・アゴスティーニ ルクセンブルク大公国エル−7733 コルマ ー−ベルク，リュー・ドゥ・ルクセンブル ク ７ (72)発明者 フィロメノ・ジャンナロ・コルヴァセ ルクセンブルク大公国エル−9167 メルト ジグ，リュー・ヴェヒェン 14ア (72)発明者 ジェイムズ・オーラル・ハント アメリカ合衆国オハイオ州44303，アクロ ン，ベリュー・ウッド・ドライブ 837 (72)発明者 オリヴィエ・ルイ ベルギー王国ベ−6700 フラッサム／アル ロン，リュー・デュ・ヴァロン 60

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 約４５〜約６５の範囲内のショアＡ硬度
    のゴム組成物のトレッドを有することを特徴とする空気
    入りタイヤであって、該ゴム組成物がゴム１００重量部
    あたり、（ａ）−３０℃未満のガラス転移温度を有する
    少なくとも１種のジエンに基づくエラストマー約９５〜
    １００ｐｈｒ、及びこれに応じて−３０℃以上のガラス
    転移温度を有する少なくとも１種の追加のジエンに基づ
    くエラストマー０〜約５ｐｈｒ、（ｂ）（ｉ）表面上に
    シラノール基を含む沈降シリカ及び（ii）カーボンブラ
    ックより成る群から選択される強化充填材約３０〜約１
    １０ｐｈｒ、ここで強化充填材は前記シリカ約１０〜約
    １０７ｐｈｒ及びカーボンブラック約３〜約２０ｐｈｒ
    を含んで成り、（ｃ）（ｉ）セルロース繊維及び木材繊
    維より選択される表面上にヒドロキシル基を有する少な
    くとも１種の有機繊維、並びに（ii）表面上にシラノー
    ル基を有する、中空、球形のセラミック粒子、より選択
    される少なくとも１種の添加剤約２〜約３０ｐｈｒ、並
    びに（ｄ）前記シリカ及び前記セラミック粒子上のシラ
    ノール基並びに前記セルロース及び／または木材繊維上
    のヒドロキシル基と反応性の部分、並びに少なくとも１
    種の前記ジエンに基づくエラストマーと相互作用性の他
    の部分を有する少なくとも１種のカップリング剤を含ん
    で成ることを特徴とする、前記の空気入りタイヤ。
  2. 【請求項２】 前記シリカが、約８０〜約３６０平方メ
    ートル／ｇの範囲のＢＥＴ表面積及び約１５０〜約３５
    ０立法センチメーター／１００ｇ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。
  3. 【請求項３】 前記トレッドのために、前記セルロース
    繊維が約５／１〜約２００／１の範囲の平均アスペクト
    比、約５０〜約５０００ミクロンの範囲の平均長さを有
    することを特徴とする、請求項１または２に記載のタイ
    ヤ。
  4. 【請求項４】 前記トレッドのために、前記木材添加剤
    が、リグニンを含み、約２／１〜約５０／１の範囲の平
    均アスペクト比及び約２０〜約２５００ミクロンの範囲
    の平均長さを有する繊維であ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】 前記トレッドのために、前記添加剤が約
    ３０〜約５００ミクトンの範囲の平均直径を有する球形
    で中空のセラミック粒子であり、そしてアルミノシリケ
    ート組成物のものであることを特徴とする、請求項１に
    記載のタイヤ。
  6. 【請求項６】 前記トレッドのために、前記セルロース
    繊維が約５／１〜約２００／１の範囲の平均アスペクト
    比、約５０〜約５０００ミクロンの範囲の平均長さを有
    し；前記木材繊維がリグニンを含み、約２／１〜約５０
    ／１の範囲の平均アスペクト比及び約２０〜約２５００
    ミクロンの範囲の平均長さを有し；そして前記球形で中
    空のセラミック粒子が約３０〜約５００ミクロンの範囲
    の平均直径を有し、かつアルミノシリケート組成物のも
    のであることを特徴とする、請求項１または２に記載の
    タイヤ。
  7. 【請求項７】 前記セルロース繊維が約９０〜約１００
    重量％純度のものであることを特徴とする、請求項６に
    記載の空気入りタイヤ。
  8. 【請求項８】 前記トレッドのために、前記セルロース
    繊維が約１０／１〜約１００／１の範囲の平均アスペク
    ト比、約１００〜約２０００ミクロンの範囲の平均長さ
    を有し；前記木材繊維がリグニンを含み、約３／１〜約
    ２０／１の範囲の平均アスペクト比及び約５０〜約１５
    ００ミクロンの範囲の平均長さを有し；そして前記球形
    で中空のセラミック粒子が約３０〜約１５０ミクロンの
    範囲の平均直径を有し、かつアルミノシリケート組成物
    のものであることを特徴とする、請求項１または２に記
    載のタイヤ。
  9. 【請求項９】 前記トレッドのために、−３０℃未満の
    Ｔｇを有する前記ジエンに基づくエラストマーが、少な
    くとも９２％のシス１，４−構造を含む高シス１，４−
    ポリブタジエン、約３５〜約４５％のシス１，４−構造
    を有する中シス１，４−ポリブタジエン、約４０〜約７
    ０％のビニル１，２−含量を有する中ビニルポリブタジ
    エン、シス１，４−ポリイソプレン、イソプレン／ブタ
    ジエンコポリマー、スチレン／ブタジエンコポリマー、
    スチレン／イソプレンコポリマー及びスチレン／イソプ
    レン／ブタジエンターポリマーから選択される少なくと
    も１種のエラストマーであることを、それが−３０℃未
    満のＴｇを有する限りにおいて特徴とする、請求項１〜
    ８のいずれかに記載のタイヤ。
  10. 【請求項１０】 前記カップリング剤が、その硫黄橋内
    に約２〜約８個の結合硫黄原子を有するビス−（トリア
    ルコキシシリルアルキル）ポリスルフィドであり、カッ
    プリング剤のシリカ＋前記添加剤に対する重量比が約１
    ／８〜約１／２０の範囲であることを特徴とする、請求
    項１〜９のいずれかに記載のタイヤ。
  11. 【請求項１１】 前記カップリング剤が、その硫黄橋内
    に約２〜約５個の結合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
    を特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載のタイ
    ヤ。
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