JPS58204036A - タイヤ組成物 - 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】 この発明は、タイヤトレッドの湿潤グリップ性能、低転
勤性能にづぐれ且つ耐摩耗性を有するタイヤ組成物に関
するものである。

従来、省資源のために自動車の燃料消費を低減すること
が社会的に強く要求されており、これには、自動車タイ
ヤの転勤抵抗を低減させることが自効であることが従来
から知られている。

また、タイヤ転勤抵抗のうちトレッド部が寄りするもの
が約５０％にも達づるため、タイヤの転勤抵抗を低減す
るにはトレッド部を改善することが効果的であるといわ
れている。

なお、自動車タイヤの転勤抵抗は、タイヤの走行時に受
εノる繰り返し変形に伴−うタイｔ７Ｕ料の１ネルギー
損失によって生ずるものとされている。

−ｈ、自動車の安全性の上から、ぬれた路面での制動性
能（以下ウェット制動性能と略称する）が＾いことが必
要である。

このウェット１Ｉ１１１動性能は、タイヤ材料としては
、タイヤに制動をかけて路面上をすべらせる際に、路面
の微小な凹凸に追従したトレッドゴム材料の変形に伴う
摩擦抵抗としてのエネルギー損失により決まるものとさ
れている。

上記のとおり、転動抵抗とウェット制動性能は、いずれ
もトレッドゴム材料のエネルギー損失に起因するところ
が大きく、タイヤのトレッド部における転勤抵抗を低減
させることと、ウェット制動性能を向上させることとは
、一般には二律背反関係にあり、両性能を高い水準でバ
ランスさせるには、従来用いられていた原料ゴムを使用
する範囲では非常に困難て゛あった。

この国難を克服Ｊべく、新しいキャップトレッド用ゴム
素材として種々のポリマーが提案されてきた。そのなか
で、英国特許第１，１６６．８３２号および第１，２６
１，３７１号に示されたようなな１，２−結合単位含有
−の多い本質的に無定形なポリブタジェンゴム〔以トビ
ニルブタジェンゴム（略号ｖ−１３Ｆ＜　’）ど略称す
る。〕ど人天然ゴムポリイソプレンゴム、スＦレン・ブ
タン１ン共重合ゴムおよび１．２−結合単位含有儂の少
ないポリブタジェンゴム（略号ＢＲ）のなかの一種また
はそれらのブレンドとからなるゴム組成物をギャップト
レッドに用いたタイヤがウェット制動性能がすぐれてお
り、特に、特願昭５４−１１３８８号の明ｍ備に示され
ているように、１．２−結合単位が６５〜９０モル％の
Ｖ−ＢＲが２５〜７５重間％と天然ゴムおよび／または
ポリイソプレンゴム７５〜２５重量％とからなるゴム組
成物をトレッドに用いた場合には低転勤抵抗性とつ］−
ット制動性能が背反関係より脱し、高い水準（・バラン
スしていることが知られている。

しかしながら、上記原料ゴムからなるゴム組成物をトレ
ッドキャップに用いた場合、耐摩耗性において、汎用の
キャップトレッドに比較して劣つ（いた。

因って、この発明は、上記の耐摩耗性を改良して、湿潤
グリップ性（ウェット制動性、耐スキット性）、低転動
抵抗性（低燃費性）、耐摩耗性の二つのバランスの得ら
れるタイヤ組成物を探究したものである。

寸なわら、原料ポリ７−としては、特に、スチレン・−
イソプレン共重合ゴムの有効性を示したものである。

従来、一般的にトレッドに使用されているポリン−（よ
、乳化重合スチレン・ブタン１ンゴム（略号Ｆ−１１−
Ｓ　［Ｉ　Ｒ）を使用づることを１流としているもので
あるが、このＥ　Ｐ　−Ｓ　Ｂ　Ｒおよび、前記の転勤
抵抗性および湿潤グリップ性のバランスのとれたビニル
ブタン１ンゴム（Ｖ＝ＢＲ）と、、本発明に使用するス
チレン・イソプレンゴム（略号Ｓ　Ｉ　Ｒ）どの比較に
に及する。

従来、転勤抵抗セ１については、高温時の反発弾性が高
い方がより低転動抵抗性であることが知られているので
、６０　°Ｃでのｌ−Ｕ　Ｐ　Ｋ　Ｅ弐反５を弾性（Ｊ
　Ｉ　Ｓ　　Ｋ　６３０１−１９７５の測定、法）の鎗
が高いほど低燃費性が良いと判断されうるむのである。

また、耐摩耗性については、ＲｔＪ　Ｆ３　ＢＥ　ＲＣ
ＩＩＥＭＩＳＩ−ＲＹ　　ＡＮＤ　　Ｔ”Ｅ　ＣＨＮ　
ＯＬ　−０ＧＹ（Ｒ−Ｃ−Ｔ）、３４．１　（１９６１
）の文献にて開示されているように、ｐｉｃｏ摩耗試験
とタイヤ実走摩耗テストが相関性が高いと言われている
ので、ｐｉｃｏ摩耗が良ければ実走摩耗も良好と言える
ことがらＰｉｃｏ摩耗テストを行なったしである。

また、湿潤グリップ性についても、Ｒ−Ｃ−Ｔ。

３８．８４０　（１９６５）の文献にて開示されている
とおり、英国のスタンレー社製のポータブルウェットス
キンドテスターを用い、このテスト数輪が大きいほど実
走にａ３いて−し、そのゴムを用いた１−レッドを有す
るタイヤは、湿潤グリップ性が長いとされているため、
このテスト数値によって対比することにしたものである
。

つ１−ットスキッド（ＷＥＴ　　５ＫＩＤ＞と転勤抵抗
のバランスについての考え方においては、転勤抵抗は１
０２１−ＩＺ、ウェットスキッドは１０６ｔ＋ｚのオー
ダーのものであり、次元の異なった領域での現象である
と言われている。この周波数を湯度的に考えてみると、
はぼ１オーダーのＨＺが温度にして約１０℃と考えられ
るので、上記の１０６　ｔｌｚと１０２１１ｚの差は４
０℃＋７）　ｍ　ｒｆＩ差と考えられる。これを、反発
弾性での温度依存性を考えると、転勤抵抗が約６０℃で
あると仮定すると、つ■ットスキッド（よ、これから４
０℃低い２０℃イ・１近の反発弾性の値に相当するもの
と考えられる。

従って、これらの二つのバランスが良いと言うことは、
２０　℃（＝Ｊ近での反発弾性が低く、６０℃での反発
弾性の値が高いしのが良いものと考えられる。換＠すれ
ば、この範囲での温度依存性が大きいｂのほど良いと名
うことになる。

次に、各種の１ラストマーについて、下記の標準配合に
基づいて、各種の１ラストン−配合物のそれぞれの物性
を対比した結果を次の第１表に示す。

標準配合例。

１ラストマー１００．７ｎ０３、スデアリン酸２、名防
〔Ｎ−）Ｊニル−Ｎ’−＜１．３−ラメ１−ルブチル）
−ト〕−フェニレンジアミン〕２、カーボン（Ｎ−３３
９）４５、高芳香族系油５、促進剤Ｄ（ジフェニルグア
ニジン）０．２、促進剤ＭＳＡ　（Ｎ−オキシジエチレ
ン−２−ベンゾチアゾール　スルフェンアミド）１，５
、 いおう２．０゜ 第　１　表〈物性比較表） く注） ＥＰ−８ＢＲ・・・乳化重合スチレン・ブタジェンゴム
。

Ｖ−ＢＲ・・・ビニル　ブタジェンコム（１，２形付加
％旬多い［３Ｒ”）　。

ＳＩＲ・・・スチレン・イソプレンゴム。

ＴＤＲ・・・温度依存性反発弾性（６０℃反発弾性（２
＊）−２３℃反発弾性 （１″ｌ；）〕 上記各物性は、下記の７！ｊ法によって測定したちのぐ
ある。

１）　　発熱−性（℃）。

発熱性は、グツドリッチ　フレクツメーター−にて、ス
トローク４．４＋ｎｏ＋、荷ｆｆ１１０．８８６ＫＯ（
２４ポンド）、温度４０℃で、２５分間振動後のゴム表
面部の温度を測定。

２）　反発弾性（％）。

反発弾性は、ＪＩＳ　　Ｋ６３０１−１９７５の反発弾
性試験の方法にて行なった。

３）　耐摩耗性。

Ｐｉｃｏ摩耗試験機使用、ＡＳＴＭ−Ｄ２２２８法に準
じて行ない、指数値によって対比り、た。ビー］摩耗指
数の大きいものが良好である。

４）　湿潤グリップ性。

この測定は、イギリスのスタンレー社製ポータプルウェ
ットスキッドデスタ−を使用、アスノフ・ル１へ密粒磨
試験面に１１ＩＩＭの水膜を張り、コム片で面１を滑ら
した時の値を測定したものである。このホータブルウエ
ラトス−１ツド値の高いものほど湿潤グリップ性は良好
である。

５））　　ガラス転移点（Ｔｇ、） この測定は、東洋理化製測定機にて１、貸温速度り０℃
、−／ｍ１ｎ−ｃ測定。

Ｉ記第１表の物性を観察するに、耐摩耗性については、
摩耗が一神の破壊である以上、破壊強度が１ν粍に関連
することは当然であり、一般的に破墳強商人なるゴムが
耐摩耗性がよいことが知られている。また、文献ＩＲ１
，２２，６８（１９４６）にてＢ　ｕｉｓｔ氏は摩耗を
破壊強度で表わす関係式を提案している。従って、資料
すの、ニラストン−Ｖ−ＢＲの配合ゴムの引張り強度が
低いことは、耐摩耗性が悪いことを示１ものであること
は明らかである。

また、発熱性については、トレッドゴムの転動抵抗に関
連があり、転勤抵抗が低いｈがより飼い低発熱が得られ
る。さらに、転動抵抗とウェットスキッドとのバランス
の面については、前記において説明したとおり、温度依
存性が大きいものが良いことになる。従って、第１表に
おいて、６０℃の反発弾性と２３℃の反発弾性との差（
６０℃反発弾牲−２３℃反発弾性）すなわち温度依存性
反発弾性（略号ＴＤＲ）の鎗を表示した。

その結果は、エラストマーＥＰ−８ＢＲ（ＳＢＲ−１５
０２）を使用した資料ａはＴＤＲ＝１２であるに比較し
て、■ラストマーＶ−ＢＲ（１゜２形ＭＭ８３％）を使
用した資料すと１ラストマＳ　Ｉ　Ｒを使用した資料ｃ
　、　ｄ　、　ｅ　Ｌ；ｔＴｌ）Ｒ＝２８以上ぐあり、
バランスは十分であると考えられるが、しかし、６０℃
の時の反発弾性の伯は、実際トの転勤抵抗の稈１１ｆを
示すものであり、資料ａ（■う；１．トン−［二Ｐ−８
１３１’＜　（Ｓ［３Ｒ−１５０２＞）を１００として
反発弾性指数を承りと、資料ｂ（１−２スト？−Ｖ−１
３Ｒ）ｔ、１９６、’Ｒ料ｄ　　（］ニラスｌ”ｚ−８
Ｔ　Ｒ（２０／８０　）　）は９２、資料ｅ（，１−ン
ストマーＳ　ＩＲ（１８／８２））は８８となり、資料
Ｃ（−ＩラストマーＳ　ＩＲ（２４／７６））　ハ１０
２となっ”Ｃ１［Ｐ−８ＩＲより悪くなる。

ゆえに、■フストマーＳＩＲは、スチレン量は２０％以
−トぐな（〕れば転動抵抗の有意性が出−てぃないこと
が判明したしのぐある。また、このスチレン−が２０％
以上のものは、ガラス転移点（Ｔｇ）が−５０°０以下
にｂることも明らかになった（第１表参照）。

また、耐摩耗性については、前記にｐｉｃｏ摩耗の指数
が大きいほど、実走摩耗も良好であると言えることから
、第１表の資料ｂ　（丁ラストマーＶ−１３Ｒ）は、ピ
ー１＃耗指数が６６どなり最ム悪い値を示しているが、
エラストマーＳＩＲの配合ゴムについては、一般的に使
用されているエラストマーＥＰ−８ＢＲ（ＳＢＲ−１５
０２）とほぼ同等の給を承りもので、摩耗については悪
くないものと判断されるものである。特に、スチレン量
２０％以下のＳＩＲが良好である。

また、ウッドスキッドの指標どしては、前記の２０℃イ
」近の反発弾性（０２３℃）以外に、ポータブルウェッ
トスキンドテスターの測定値が湿潤グリップ性として考
えられる。

一般的に使用されている■ラストマーＥＰ−８［３Ｒ（
ＳＢＲ−１５０２＞の湿潤グリップ性（ポータプルウェ
ットスキッド値）の値が４７に対し、１ラストマーＶ−
ＢＲ，■ラストマーＳＩＲは共に高い値を示し、ト分に
湿潤グリップ性が良いものと判断されるものである。

以上、第１表の試験結果から１ラストマーとしくはＳ　
Ｉ　Ｒのスチレン量２０％以下のものが良好な結果が得
られることが判明したので、次に、スチレン量２０％以
下のＳ　Ｉ　Ｒと仙の］フスト・マーとのブレンドにつ
いで、第１表と同様、標準配合において、物性の変化を
探究した結果を第２表に示４゜ ２　表（物性比較表） （汀） Ｎ　ｌ’＜・・・天然ゴノ、 ＩＲ・・・イソプレンゴム Ｓ　ＩＲｓＬ’１ｓ−＝２０／８０・・・スチレン・イ
ソプレンゴムで、ｓｔ−スチレン重量％、１ｓ−−イ゛
ノプレンΦ石％である。

第２表の結果を観察するに、資料ｏ、ｈ、ｊは、ＳＩＲ
とＮ（”？、（又はＩＲ）とのブレンド１ラスト？−（
１’ＲはＮ　Ｒと同程度の効果）を使用したしのぐ、ぞ
の反発弾性（ｅ　６０　℃）の値も、資料ａの汎用の５
ＢＲ−１５０２よりも高く、ＴＤＲ【６０℃反発弾竹（
２１：　）　−２３℃反梵弾ｔ’ｔ（１１；）〕の値ム
２０以［あり、転動抵抗どウェットス〜ツドどのバラン
スは１＝分とれているものと判断ぐきる。また、摩耗に
ついてのピコ摩耗指数もＳ　１３　ｒ＜　−Ｉ　Ｅ５０
２と同程庶と見なされる。

しかし、Ｎ　Ｒどのブレンドで、５ＩＲ２５φ姐部の資
料ｆは、’ｌ　Ｉ）　＋≧（２＊−１＊）”−１４で、
汎用のＳ　ｆｌ　Ｒ−１５０２の資料ａと近似植を示し
ており、２０以Ｉ・の数賄であっ°（、転動抵抗どつＪ
ットスキッドとのバランスの面で有効であるとは考え難
い。ゆえに、ＳＩＲのブレンド比率は３０重量部以りが
必要であると考えられる。

また、ＮＲ／５ＢＲ−１５０２／Ｓ　ＩＲの三元ブレン
ド系においても、Ｔｌ）Ｒ（２＊−１＊）＝２３であり
、６０℃反発弾竹が６２、ピコ摩耗指数が９３、ポータ
ブルウユツトスキッド値が５４ぐあって、ＴＤＲ値も２
０１ストであり、湿潤グリップ性のポータプルウェット
スキッド値も５０以ｌ−であり、転動抵抗とつＴツ］・
スキッドとのバランス及び湿潤グリップ性も良好と占え
るものであり、また、耐摩耗性も、汎用のＳＢＲと同程
瓜であって低下は認められないものである。

以［第１表のスチレン・イソプレンゴム（略号５ＩＲ）
単独および１２表のスチレン・イソプレンゴムと他のジ
エン系ゴムとのブレンド組成において示すように、配合
ゴム用エラストマーとしては、スチレンを２０Φ樋％以
下を含有するスチレン・イソプレンゴム単独又は、この
スチレン・イソブレンゴムヲ３０φ量部以上と天然ゴム
又はジ１ン系合成ゴムの一種または二種以１−とのブレ
ンドした１ラストマーを使用づることによって、タイ１
１１−レッドの湿潤グリップ性能と低転動性能に４ぐれ
、口っ耐摩耗性を有する寸ぐれたタイヤ組成物を得るこ
とを可能にしたものである。

代理人　弁理士　大　島　泰　市

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）　配合ゴム用Ｔラストマーとして、スチレンを２
   ０重φ％以下を含有するスチレン・イソプレンゴムを１
   ００・−３０重量部と、天然ゴムまたはジエン系合成ゴ
   ムの一種または二種以ヒをＯ〜７０Φ一部とからなるＪ
   ラストマー組成を原料としく配合ゴムを槙成することを
   特徴とするターイヤ組成物。
2. （２）　タイヤ組成物の物性のガラス転移点が−Ｅ〕（
   ’１　℃より低値にある特許請求の範囲第１項記載のタ
   イヤ組成物。
3. （３）　タイヤ組成物の物性の温度依存性反発弾竹偵が
   ２０以１である特許請求の範囲第１項又は第２項記載の
   り・イ■組成物。
4. （４）　タイヤ組成物の物性の湿潤グリップ性値が５）
   Ｏ以ｌて・ある４、′＋　ａ’ｌ請求の範囲第１項又は
   第２項又は第３項記載のタイヤ組成物。