JPS5953206A - チユ−ブレスタイヤ - Google Patents

チユ−ブレスタイヤ

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JPS5953206A
JPS5953206A JP58137942A JP13794283A JPS5953206A JP S5953206 A JPS5953206 A JP S5953206A JP 58137942 A JP58137942 A JP 58137942A JP 13794283 A JP13794283 A JP 13794283A JP S5953206 A JPS5953206 A JP S5953206A
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JP
Japan
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tire
parts
weight
tread
silica
Prior art date
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Application number
JP58137942A
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English (en)
Inventor
シヤミム・ア−マツド
ロナルド・ジエ−ムズ・シエフア−
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Goodrich Corp
Original Assignee
BF Goodrich Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by BF Goodrich Corp filed Critical BF Goodrich Corp
Publication of JPS5953206A publication Critical patent/JPS5953206A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/54Silicon-containing compounds
    • C08K5/548Silicon-containing compounds containing sulfur
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/86Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S152/00Resilient tires and wheels
    • Y10S152/905Tread composition

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Tires In General (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

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】 技術分野 本発明は、チューブレスタイヤ、特にシリカに豊むトレ
ッドを持つ節エネルギーチューブレスタイヤに係る。
従来技術 車輪自動車の全燃料消費効率が自動車の重量、fJif
面の面積、および転がり抵抗に依存することは知られて
いる。転がり抵抗は自動車のタイヤで決まるので、多く
の努力は空気「ラジアル」自動車およびトラックタイヤ
の転がり抵抗を減らすことに向けられており、例えば、
米国特許第4281703号では慣用のラジアルタイヤ
の特定のトレッド組成によって転がり抵抗が低減するこ
とを教示している。
米国特許第4.224197号、米国特許第20574
55号、同第2083486号のようなその他の特許は
タイヤに低い転がり抵抗を持つトレッドを具備させるこ
との重要性を開示する。
英国特許第2057455号はタイヤの湿潤または乾燥
トラクション(索引力)に悪影普を与えることなく転が
り抵抗を低減することは困難な仕事であることを教示し
ている。
自動車タイヤおよびトラックタイヤなどのゴムトレッド
加硫物用の主な補強剤はカーボンブラックである。カー
ボンブラックは機械的強度と摩耗抵抗を大きく向上させ
、従って広く使用されている。しかしながら、チャンネ
ルブラック、高耐摩耗性ファーニスブラック(HAF)
、超耐摩耗性ファーニスブラック(SAF)、および中
超耐摩耗性ファーニスブラック(ISAF)を含む補強
用微粒子タイプのカーボンブラ、りの入手可能性は石油
に依存し、どれも炭化水素の熱分解によって作成される
石油の入手可能性への関心は多数のノンブラック補強充
填剤(rθinfOrcing fillθr)の評価
計画を開始させた。今日までに開発された最良のノンブ
ラ、り充填剤は沈降シリカ(precipifated
silica )微粒子である。M、P、ワーグナーの
論文[タイヤのトレッド、カーカス、およびM製ベルト
スギム中のシリカ微粒子J (Rubbsr○hemi
otry and Technol、ogy、 Tol
、 50. Nn2 。
1977年5〜7月号に掲a)(こ、補強用シリカが現
在の充填剤の代替物として考慮されている。
しかしながら、米国特許第4150[]14号に指摘さ
れているように、シリカやシリケート充填ポリマーから
得られる加硫物は[ボーディ(boardy )」(こ
れは低伸長時の剛性およびレジリエンスの欠如として表
わすことができる。)であることが知られている。そし
て高引張り硬化(teneile sθt)のために、
これら両方の欠陥はカーボンブラック充愼加硫物では回
避することが可能である。問題を解決するための多くの
努力にもかかわらず、今日まで、許容可能な強度、耐m
(純性、レジリエンスおよび引張り硬化特性を持つ富シ
リカトレッド加硫物は知られていない。そうした特性を
持つトレッドは、非常シリカトレッドが低転がり抵抗用
に特別に配合されているか否かにかかわりなく、湿潤ま
たは乾燥トラクシ、ンの実質的な損失なしで転がり抵抗
を低減した空気タイヤの臨界的要素である。本明細書で
は「富シリカ」というとき、カーボンブラック充填剤3
型廿部当り少なくとも1重社部のアモルファス水和シリ
カ微粒子を含有するトレッドを指している。
また、富シリカトレッドが湿潤または乾燥トラクション
の実質的な損失なく転がり抵抗を低減しかつ正当なコス
トで製造されるタイヤに使用可能であるか否かは関知し
ない。これは許容可能なシランカップリング剤の選択、
そして工場作業員に悪い影響を与えることなくトレッド
化合物にシランを配合する適当な選択をする問題に一部
分依るものである。よく知られているように、シリカ充
填トレッド加硫物に特に適していることが見い出されて
いるメルカプトシランカップリング剤は耐えがたい悪臭
がある。
いろいろな無機基材の広範囲の有機ポリマーとの接着を
強化してそれとのカップリングおよび結合を促進するた
めにいろいろな珪素含有カップリング剤を使用すること
が業界において知られている。例えば、米国特許ではと
りわけ第2832754号、第2971864号、第3
258477号、第6661628号、第367156
2号、第3705911号、第370.!5592号、
第3754971号、第4900347号、第4151
157号を挙げることができる。一般的に理解されてい
るように、シリコンカップリング剤はポリマー複合体中
の有機ポリマーと無機充填剤または他の基材の両方に対
して化学的または物理的に結合する架橋剤として働く。
有用と思われる多数のシランカップリング剤のうち、ポ
リスルフィド構造を持つものが、シリカ補強ゴム組成物
、特に高引張りおよび引裂特性、高道路摩耗係数、およ
び低熱発生(heat build−up )を要求さ
れるアースムーバ−タイヤのトレ、ドの加硫に特に良く
適合していることが見い出されたo 1980年Dug
ussa 0orporationのジ−グツリード・
ウォルフによってキャンベラでのオーストラリアゴム集
会に提出された「シリカ充填化合物中のシラン5169
の補強および加硫効果」を参照されたい。従って、富シ
リカゴムトレッド中のメルカプト置換シランが5169
 ポリスルフィドについて開示されたものに匹敵する物
理的特性を提供し、加えて、トラクションの損失なく転
がり抵抗を低減したトレッドを有するタイヤを提供する
とは予想されていなかった。これらの特性は両方とも高
品質の自動車タイヤまたはトラックタイヤの満足な性能
にとっては決定的なものである。
シリカ充填S B R用のメルカプトシランカップリン
グ剤はKlastomerics、  1981年8月
、40頁以降のM、 P、ワーグナーの論文[沈降シリ
カ−切迫する石油不足を補なう配合代替物(Preci
pltated 5ilicas −−A Compo
undingAltsrnative with工mp
ending○11Shortage ) Jに開示さ
れた。しかしながら、加硫トレッドが転がり抵抗または
乾燥トラクシ、ンにいかなる効果を有するかについての
示唆は何も存在しない。最も重要なこととしては、メル
カプトシランは取扱いの問題があるので、実験室規模(
Ill   − 以外でメルカプトシランをトレッド配合物に如何にして
配合するかについての示唆が何もないことである。
メルカプトシランからの臭の問題は知られており、米国
特許第4184998号において簡単な付加反応でメル
カプト基を可逆的にブロッキングすることによって解決
された。これは配合条件下で比較的容易に蒸発する通常
液体のメルカプトシランを本質的に非蒸発性の固体に変
換して問題のある臭をなくす。それにはまた、補強級シ
リカを、ゴム100部と混合した超耐摩耗性ファーニス
ブラック40部当りシリカ17部の蛍で、充填剤として
使用できることが開示されているが、可逆的にブロック
されて加硫された場合にゴム100部当り5部はどの少
量から約75部の多量までの広い範囲にわたってそうし
たシリカを含むトレッド配合物が優れた乾燥トラクショ
ンと低減された転がり抵抗を持つトレッドを生じさせる
ことを予期する理由は何もない。
発明の概要 (+21 空気タイヤの加硫トレッドを作成するために用いる天然
または合成ゴム100部当り一部分水和したアモルファ
スシリカ微粒子約5〜65部と、シリカをゴムと結合さ
せるメルカプトシランカップリング剤とを、混合して有
する富シリカゴムトレッドが、メルカプトシラン結合シ
リカがより少量であるかまたはカップリング剤なしでシ
リカが等量である点を除いて同じであるタイヤと較べて
、タイヤにトラクションの実質的損失なしで転がり抵抗
を低減するということが見い出された。任意に、所望で
あれば、追加(第3)の固体粒子状補強充填剤を少量使
用することができる。
同様に、トラクションの損失なしの転がり抵抗の改良は
シリカを、メルカプトシランとの簡単な付加反応が可能
な有機化合物が少なくとも等貴存在することによって可
逆的にブロックされたメルカプト基を有するメルカプト
シランカップリング剤でトレッドのゴムと結合させた場
合に最も好ましい成果が得られることが見い出された。
従って、本発明の特別の目的は、加硫トレッドにゴム1
00重量部当り部分的水和アモルファスシリカ微粒子好
ましくは約18〜50重量部を好ましくはシリカの各重
量部毎に約0.333〜2重量部のカーボンブラックと
混合して含有する富シリカ加硫トレッドを有するブニュ
ーマチックタイヤを提供することである。このシリカは
、驚くべきことに、補強充填剤が非結合シリカまたはト
レッドゴム100部当り18部より少量のメルカプトシ
ラン結合シリカを任意に混合した一般目的のトレッド充
填カーボンブラックの慣用の混合物である点を除いて同
一のタイヤよりも、湿潤および乾燥トラクションの実質
的な損失なしでより低い転がり抵抗を持つタイヤを提供
する。
実施例 本発明は特定の構造的細部に関わりない自動車およびト
ラック用プニューマチックタイヤに特に向けられている
が、好ましい態様として、ラジアルコード!チューブレ
ス・乗用車タイヤであって、ゴムに埋設したコードで結
合されがっビードで終端するタイヤカーカスを含み、そ
のビードがタイヤを取り付けて加圧して空気を入れる車
輪のリムと結合しているものについて説明する。フード
はトレッドとライドウオールゴムによって摩耗から保護
され、カーカスの内側表面を内張すする一体の本質的に
不透気性のライナーで作られている。
図面は本発明のタイヤの断面を概略的に示す。
タイヤは全体として参照数字10で指示されている。2
ブライのカーカスコード11.11’はレーヨン、ポリ
エステル、ポリアミド、めっき鋼またはラジアルタイヤ
の構成に慣用的に用いられるような高引張強度のその他
の材料の単または複フィラメントからなることができる
。個々のコードは相互に平行に存在し、そしてそのよう
にしてベルトを作成するのに典型的に用いられる種類の
ゴムに埋設される。プライの端部は標?いのりムと結合
するよう成形された成形ビード13.13’の一部を成
す本質的に不伸長性ビードグロメット12゜12′の周
りを適当に撹む。
タイヤを使用する場合路面と接する領域であるタイヤの
クラウン内のラジアルコードプライ11゜(+51 − 11′は、2つの鋼フードからなるように図に描かれて
いる円周状ベルトによって包囲されている。
鋼コードベルトプライ15,17はプライが相互に平行
でかつタイヤの円周方向中央平面と角度を持ちそして1
プライのコードが他のプライのコードと反対の方向に延
びているコードで調製することが好ましい。最終製品タ
イヤにおけるこの角度は円周方向中央平面に関して約1
5〜30°であることができる。2つのクラウンブライ
はラジアルコードブライの周りの本質的に非伸長性ベル
トを成す。
タイヤのカーカスの内側表面にはブチルゴムまたはハロ
ゲン化ブチルゴムおよび(または)これらの混合物のよ
うな空気の拡散に高い抵抗性を有するゴム材料で作った
ライナー25があり、このライナーは一方のビート13
から他方のビード13′まで延びてリムに対して気密に
し、タイヤを膨らませる気体、典型的には、空気の損失
を最小限化する。  。
保みゴム層はタイヤを完全に包囲する。これは(16) 強力な屈曲が起きる帯域で比較的薄い層のサイドウオー
ルゴム20、および道路による摩耗に耐えかつ所望の低
転がり抵抗を与えるために比較的厚い層のゴムトレッド
21で作成することが好ましい。トレッド21は道路と
接触し、スリット、ス′ ロット、溝等の適当な滑り止
めトレッドパターン22を典型的に設けられる。
本発明のタイヤ10は、シリカの存在とシリカを加硫ト
レッドに配合する仕方のゆえにトラクションの実質的な
損失なしで予期されざる低い転がり抵抗を提供する新規
なトレッドを除いて慣用のものと同様である。
トレッド化合物は100重量部のゴム炭化水素と、トレ
ッドを形成するのに十分な量のプロセス油と、約50〜
85重量部の補強充填剤を含有する。
トレッドはスモークドシ一トプランテーシ、ンゴムとブ
レンドしてもよいポリブタジェンのような合成ゴムポリ
マー、またはポリブタジェン以外のいろいろな黄硫−加
硫合成ゴムのいずれか、好ましくけ天然ゴムと本質的に
同じシス−ポリイソプレンに基づくことが好ましい。あ
るいはゴムトレッドはブタジェン−スチレンコポリマー
弾性体、またはエチレンとプロピレンと共に少量のジー
不飽和のモノマー(これはポリマーを加硫可能にする)
の重合体であるEPDMのI MI類のようなその他の
黄硫−加硫可能合成弾性体であることができる。
上記タイプの合成ゴムは異なる種類のポリマーを生ずる
いろいろな原料から作成することが可能である。こうし
て、ブタジェン、イソプレン、ピペリレン、クロロブタ
ジェンなどのようなジエンは、水中で乳化してポリマー
ラテックスを生成するようにしながらか、あるいは揮発
性溶剤に溶解して溶液を生成するようにしながら、単独
で、またはお互いに混合して、または少量のビニルもし
くはビニリデン化合物、例えばスチレン、酢酸ビニル、
メタクリル酸メチル、ビニルピリジン、アクリル酸、ア
クリロニトリルなどと一緒に重合することができる。イ
ソブチンは少量のブタジエンまたはイソプレンと重合し
てブチルゴムを生成することができる。エチレンおよび
プロピレンはジエンと共に重合していわゆるEPDMゴ
ム栄生成する。単独またはプロピレンオキシドもしくは
エビクロ四ヒドリンと混合したエチレンオキシド、また
はテトラヒドロフラン単独を重合してポリエーテルゴム
を生成することができる。これらは既知の合成ゴムのう
ちの極く僅かの種類であるが、本発明の実施に有用であ
ると現在最も考えられるものである。上に特定したよう
にそれらを調製するための重合触媒、分散媒(水または
溶剤)、反応条件、仕上手順はよく知られているが、選
択するモノマーの性質と分散媒の性質、ラテックスをつ
くる水であるか溶液をつくる溶剤であるかに依っていく
らか異なる。
タイヤのようなゴム製品の製造に現在利用可能な原料ゴ
ムは木から採取する天然ゴム(本質的にはシス−1,4
−ポリイソプレン)、およびいろいろなモノマーやモノ
マーの混合物からラテックスか溶液かいずれかの形で作
る合成ポリマーおよ1 びコポリマーを含む。タイヤを作るのに特に適している
と考えられる合成ポリマーはブタジェンおよびスチレン
のラテックスコポリマー(SBR);ブタジェンまたは
イソプレンの溶液ポリマー;ブタジェンとスチレンの溶
液コポリマー;イソブチンのイソプレンとの溶液コポリ
マー(ブチルゴム);そしてエチレン、プロピレンおよ
びジエンの溶液ターポリマー(EPDMゴム)である。
これらは本質的に未配合ポリマー(老化防止剤以外の添
加剤は含まず、重合に用いた物質の残り少量を含む)と
して、またいろいろなグレードのカーボンブラックと、
パラフィン油、ナフテン油または芳香油とを含むマスタ
ーバッチとしてその両方の形で供給される。幾年もの間
市販されている下記の種類のマスターバッチがタイヤの
トレッドとして特に有用である。特にマスターバッチの
補強充填剤または油の量はゴムポリマーの100部に添
加される重量部を意味する「部」として表わす。
マスターバッチ            部油およびカ
ーボンブラックを含むsBR30〜85(20)   
 − (ラテックスから) 油およびカーボンブラックを含む  10〜70ポリブ
タジエン(溶液から) シリカとカーボンブラックの混合補強充填剤でiff者
が常にゴム100重量部基準に少なくとも5重量部、好
ましくは約18〜50重量部存在するものを提供するこ
とが好ましいので、上に列挙したもののような、カーボ
ンブラックを含むマスターバッチを一般的には用いる。
まったく予期せざることに、マスターバッチの組成物は
メルカプトシランカップリング剤の作用に影響がないよ
うであり、イソシアナートブロッキング剤の作用に影響
することもないようである。
ゴムポリマーが本質的に大重量部のSBRと小重量部の
ポリブタジェンまたはその他のゴムポリマーからなり、
使用する補強充填剤の量またはシリカとカーボンブラッ
クの混合充填物を使用できる割合に無関係に混合ゴム中
に約15〜45部の油が存在する、マスターバッチを有
することが最も好ましい。
カーボンブラック3重量部当り水和アモルファスシリカ
微粒子少なくとも1重量部、そしてカーボンブラック1
重量部当りシリカ3重量部以下を用いることが好ましく
、そして天然または合成ゴムポリマー100重量部当り
シリカ少なくとも18重量部が常に存在することが好ま
しい。トレッド配合物が大重量部のシリカと小重量部の
カーボンブラ、り即ちカーボンブラック1重量部当り1
重量部より多くのシリカを補強充填剤として含んだ後は
配合物の処理が次第に困難になることが見い出されるで
あろうが、約1重量部のシリカから2.5重量部未満の
カーボンブラックまでが最も好ましい。処理を容易化す
るために、小重量部のシリカ充填剤と大重量部のカーボ
ンブラックを用い、混合充填剤がゴムポリマー100部
当り約60〜75部の量存在することが好ましい。
加硫トレッドは適度に高い曲げ係数と高い引裂抵抗に寄
与するために十分なmlのシリカおよびカーボン補強充
填剤の両方を含むべきである。充填剤の合計量はゴム1
00部当り約35部の低さであることができるが、約5
0〜85部であることが好ましい。シリカ充填剤は、ト
レッド配合物用の補強ゴム組成物にカップリング剤なし
でトレッドゴム100重量部当り20重r部より少ない
量の充填剤として普通に用いられる、アモルファスで部
分的に水和した沈降シリカ(precipitatθd
silica )である。このシリカ充填剤はPPGイ
ンダストリーズ社から商標H1−3ilの記号EP。
233.210.等として市販されている。シリカ自体
はトレッドゴムに比較的少開用いた場合満足な充填剤で
あるが、充填剤の所望合=titがゴム100部当り5
3部である場合、シリカの量が約18〜50部でありか
つ65部のカーボンブラック(例えば、N−299)を
添加すると、乗用車のタイヤの転がり抵抗は低減する。
充填剤の所望合計量がゴム100部当り84部のとき、
使用するシリカの量はカーボンブラ、り21部と混合し
て約63部であることができる。
平均主要粒子(最終)直径約022マイクpメートルお
よび窒素rJ&着で測定した公称比表面積的t23) 150m’/グを有する超微細球状粒子を含むHl−8
11■210が最も好ましい。少量のカーボンブラック
、例えばSRF’ブラック、HATi”ブラック、5A
17′ブラツクを含む場合、at−st1210  の
これらカーボンブラックとの混和性は硬化速度の作かな
相違を補fi3する二次的促進剤の添加など処方上の僅
かな変更を要求する。
加硫成分は使用する特定の合成ゴムを架橋可能なすべて
の物質であることができる。ジエンゴムの場合、硫黄と
共に僅かの酸化亜鉛、ステアリンrj(または類似の脂
肪酸、および加硫促進剤が一般に最も便宜である。化学
的に飽和したゴム例えばポリエーテルと共に、パーオキ
シド例えばジクメンバーオキシドを一般に用いる。いず
れにしろ、すべての適当な加碌剤を用いることができ、
場合によっては輻射(イラディエーション)を利用して
もよい。タイヤの所望な加硫を生じさせるのに有効な加
硫成分の凰はゴムの量と比較して非常に少ないので本明
細書で「加硫ゴム、Jの参照は本発明を規定する目的の
ためにその存在を無視する。
r241  、− 加えて、使用中の元素暴露による早期劣化からトレッド
ゴムを保獲するのに十分に、有装置の老化防止剤を使用
すべきである。この目的のために用いる普通の物質は約
1〜5部の量のフェニル−ベーターナフチルアミン、ジ
フェニル−p−フェニレンジアミン、重合トリメチル−
ジヒドロキノリン、ヒドロキノン−モノベンジルエーテ
ル、ポリブチルビスフェノールA1などである。
最後に、オゾン亀裂防止剤例えばN−フェニル−R′−
イソプロピル−p−7エニレンジアミン、潤滑剤、加工
助剤などを含むことも望ましく、これらはすべて配合技
術分野の経験から学ばれる特別の処方要件に基づいて慣
用的に選択する。
富シリカタイヤトレッドに驚くべき所望な特性を与える
カップリング剤は弐R’5i(OR) (式中、R′は
メルカプト有機官能基そしてORは珪素に結合した加水
分解性アルコキシ基を表わす。〕を有するメルカプトシ
ランである。R′は、典型的には、炭素原子約1〜6個
を持つ短アルキル鎖で珪素原子と結合している。使用中
に、官能性メルカプト基はポリマーマトリックスと反応
する。アルコキシ基は典型的に水和シリカ粒子の表面に
見られる水分の存在によって加水分解し、シラノールを
生成し、それはシリカの存在において凝縮するか反応す
ると考えられる。
メルカプトシランの有効性はゴムポリマーとシリカ充填
剤の両方との反応性に基づく。カーボンブラックが同様
に存在すると、カーボンブラックはメルカプトシランと
反応しないと予想されるであろうし、また大量のシラン
を吸着してその有効性を実質的に低減するとも予想され
るであろう。
しかし、全く予想に反して、約3部より多くなく、一般
に2部未満で、好ましくは約0.5〜2.0部はシリカ
補強の利益を生ずるのに有効であるので、上記のことは
加硫の条件下で起こらないようである。加硫は、典型的
には、約300〜500Fの温度で起きるので、インシ
アナートの存在もシランのカーボンへの吸着も加硫の時
間やその有効性に恕く影響しない。
例1〜3 本発明を説明するために、シス−1,4−ブタジェン(
OB)ポリマー40重量部と約1/4スチレンおよび3
/4ブタジエンのコポリマー60重に部を含む最高品質
の典型的自動車タイヤトレッド組成物を選択した。これ
に、Paraflux 石油(petroleum o
il ) 37重量部、普通の少量の加硫剤、即ち硫黄
、ステアリン酸および加硫促進剤、ならびに保護のため
の老化防止剤およびオゾン亀裂防止剤を添加ひた。組成
物はパンバリミキサで予め機械的に混合し、2本ロール
混合ミルで混合して仕上げ、それからトレッドに成形し
、ベルトを付したタイヤカーカスに適用し、タイヤを加
硫が所望の程度に生ずるのに十分な時間モールド巾約1
00〜500 psiの圧力下で加熱して約400Fで
加硫した。
例1では、慣用のN−299カーボンブラツクを唯一の
補強充填剤として用いたのでカップリング剤を添加する
ことは不必要であった。例2、例3では、次第に多量の
Hl−3il IF シリカを用いたので、液体メルカ
プトシランを固体に変換するように少なくとも等量存在
するイソシアナート、好ましくは芳香族イソシアナート
、例えばトルエンジイソシアナートとの反応で可逆的に
ブロックされた3−メルカプトプロピルトリメトキシシ
ランカップリング剤(例えばユニオンカーバイド社から
市販のA−189)の添加が必要になった。
メルカプトシランは加硫トレッドゴムに残る。
類似の結果は、トルエンジイソシアナートで臨時の付加
化合物を生成することによって他のメルカプト−アルキ
ルシランエステルによって、あるいは活性官能基を臨時
にブロックするが十分に高い加硫温度で付加反応のため
に容易にブロックを解除する付加化合物を生成可能であ
ることが知られているその他の有機化合物によって、達
成される。
次の第1表に慣用のカーボンブラック補強トレッドおよ
び本発明の2つのトレッドの処方が掲載されている。そ
れらのトレッドの各々の特別の物理的特性も掲載されて
いる。
以−ト輸1白 第  1  表 成 分    例1  例2  例6 ポリブタジエン    40.    40.   4
0゜SBR6o、     60.   6o。
酸化亜鉛      3.    3.    !l。
ステアリン酸     2.    2.    2゜
5antoflex 13老化防止剤2.    2.
    2゜Paraflux油     37.  
  37.   37゜硫黄          1.
75   1.75  2.250BTS促進剤   
  1.75  0.10  0.200ureR1t
e 1B促進剤  0.0   1.75  1.75
PVI遅延剤     0.1[10,100,10力
、プリング剤*     0.0   1.05  2
.06at−st:c210水和シリカ0.0   1
B、    36゜*カップリング剤はTD工(467
%)と反応したA−189シラン(52,7%)である
第2表−物理的特性 例1   例2  例3 応力/歪15’(1320F: 引張り       2175  2225  200
0600%モジュラス  1100   1150  
 1000% 伸び      500   500 
  500EFGFlexometer、 45′cL
300 F、 1 ’%i/15/118工nit、 
Oomp、   20.3% 22.3% 23.2%
Flex、Oomp、    0.179  0!67
 0.174永久硬化      5.2%  1.3
%  1.2%熱発生       787760F 
  52″Fジユロメータ     66    65
    65Roelig Hysteresis、 
45’@ 300FTarL6      0.220
3 0.16730.1408以丁館− 例3−タイヤ性能特性8 例1   例2  例3 転がり抵抗*8 67’RR係数    100    78   73
対四−ルRR係数   100    84   80
トラクシ、/ 湿潤:平j@ 20 mph+60mph係数    
   100   96   97乾燥:40mph 係数       100   103   1059
タイヤ寸法/デザインP215/75R15P595*
 * G M処理 以上のデータから屡々乾燥トラクションの改良と湿潤ト
ラクションの極く僅η)な損失で転がり抵抗の低減が得
られることがわかる。これらの特徴は特定の低転がり抵
抗トレッド配合物が本発明に依りシリカを富まされた場
合にも見られる。ここで「低転がり抵抗トレッド配合物
」というのは、例えば米国特許第4281705号およ
び同第4224197号に開示された配合物のように転
がり抵抗を低減するために特別に配合されたもの、ある
いは商標0ariflex 5SOP  901として
最近市販されている高ビニル含有姑ならびに独特の微構
造ヲ持つストレートスヂレンーブタジエンゴムを指して
いる。
【図面の簡単な説明】
第1図は富シリカトレッドを利用する本発明の好ましい
態様である典型的なチューブレス、ラジアル東用車タイ
ヤの断面概略図である。 10・・・タイヤ、11.11’・・・カーカスコード
、12、12’・・・ビードグロメット、13.13’
・・・ ビード、15,17・・・鋼コード(ベルトプ
ライ)、20・・・サイドウオール、21・・・トレッ
ド、25・・・ライナー。 以ト栄白

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.2つの隔置された本質的に非伸延性のビード;補強
    充填剤少なくとも2種類と老化防止剤を含む加硫ゴムを
    含む接地部トレッド部分;該トレッド部分の軸方向外側
    の両端部から半径方向内側に延びて前記ビードの各々と
    結合する一対のサイドウオール;前記ビードを外装し少
    なくとも1プライのゴム引きコードを有するカーカス部
    分;および、相互に並行な少なくとも2ブライの本質的
    に非伸延性のコードを含む円周状ベルト;を含んで成る
    チューブレスプニューマチックタイヤであって、前記ト
    レッドが (1)該トレッドに用いる天然または合成ゴムの合計重
    量を基準に、1重量部毎に約0.333〜2重量部のカ
    ーボンブラ、りと混合して約5〜65重量部存在するア
    モルファス水和シリカ微粒子、および (II)  メルカプト化合物への単純な付加反応が可
    能な有機化合物の少なくとも等量の存在によってメルカ
    プト基の反応性を可逆的にブロックされた、前記シリカ
    を前記トレッドの前記ゴムと結合するためのメルカプト
    置換シランカップリング剤、を含むことを特徴とするタ
    イヤ。 2、前記タイヤの転がり抵抗が、前記トレッドに用いる
    天然または合成ゴム100重量部を基準に18重量部よ
    り少ない前記シリカを含む以外同一のタイヤの転がり抵
    抗より小さい特許請求の範囲第1項記載のタイヤ。 3 前記タイヤの乾燥トラクシ、ンが、前記(レッドに
    用いる天然または合成ゴム100重量部を基準に18重
    量部より少ない前記シリカを含む以外同一のタイヤの乾
    燥トラクションと実質的に同じ特許請求の範囲第1項記
    載のタイヤ。 4、 前記シリカおよびカーボンブラック充填剤の合計
    量が、前記トレッドに用いる天然または合成ゴムの10
    0重量部当り約50〜85重量部である特許請求の範囲
    第1項記載のタイヤ。 5、前記メルカプトシランが下記構造:R’5i((’
    JR) 〔式中、R′はメルカプト有機官能基、ORはSlに結
    合した加水分解性アルコキシ基を表わす。〕を有する特
    許請求の範囲第1項記載のタイヤ。 6、 前記有機化合物が芳香族ジイソシアナートである
    特許請求の範囲第1項記載のタイヤ。 Z 前記ジイソシアナートがトルエンジイソシアナート
    である特許請求の範囲第1項記載のタイヤ。 8.2つの隔置された本質的に非伸延性のビード;補強
    充填剤少なくとも2柚類と老化防止剤を含む加硫ゴムを
    含む接地部トレッド部分;該トレッド部分の軸方向外側
    の両端部から半径方向内側に延びて前記ビードの各々と
    結合する一対のサイドウオール;本質的に半径方向の平
    面として存在するゴム引きコード少なくとも1プライを
    有しかつ該コードが前記ビードを包むカーカス部分;前
    記カーカス部分の内側に設けられた一体の不透気性ライ
    ナー;および、相互に平行でタイヤの円周方向中央平面
    に対して角度を持ちかつ1ブライのコードが他のプライ
    のコードと対向する方向に延びている少なくとも2プラ
    イの本質的に非沖長性のコードを含む円周状ベルト;を
    含んで成るチューブレスプニューマチックタイヤであっ
    て、前記トレッ ドが (1)該トレッドに用いる天然または合成ゴムの合計7
    nftを基準に、1重量部毎に約0.333〜2重鼠部
    のカーボンブラックと混合して約5〜65重量部存在す
    るアモルファス水和シリカ微粒子、および (11)  メルカプト化合物への単純な付加反応が可
    能な有機化合物の少なくとも専属の存在によってメルカ
    プト基の反応性を可逆的にブロックされた、前記シリカ
    を前記トレッドの前記ゴムと結合するためのメルカプト
    置換シランカップリング剤、を含むことを特徴とするタ
    イヤ。 9 前記タイヤの転がり抵抗が、前記トレッドに用いる
    天然または合成ゴム100重量部を基準に18重量部よ
    り少ない前記シリカを含む以外同一のタイヤの転がり抵
    抗より小さい特許請求の範囲第8項記載のタイヤ。 10  前記タイヤの乾燥トラクションが、前記トレッ
    ドに用いる天然または合成ゴム100重M部を基準に1
    8重相部より少ない前記シリカを含む以外同一のタイヤ
    の乾燥トラクシ、ンと実質的に等しい特許請求の範囲第
    8項記載のタイヤ。 11、前記シリカおよびカーボンブラック充填物の合計
    量が前記トレッドに用いる天然または合成ゴム100重
    +11部当り約50〜85重量部である特許請求の範囲
    第8項記載のタイヤ。 ・12、前記メルカプトシラン
    が下記構造:R’ 5i(OR) 〔式中、R′はメルカプト有機官能基、ORはSlに結
    合した加水分解性アルコシ基を表わす。〕を有する特許
    請求の範囲第8項記載のタイヤ。 13、前記有機化合物が芳香族ジイソシアナートである
    特許請求の範囲第8項記載のタイヤ。 14、前記芳香族イソシアナートがトルエンジイソシア
    ナートである特許請求の範囲第13項記載のタイヤ。
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