JPS5970205A - 摩耗時に良好なけん引力を有し、ころがり抵抗の少ない踏面構成体およびそれを備えているタイヤ - Google Patents

摩耗時に良好なけん引力を有し、ころがり抵抗の少ない踏面構成体およびそれを備えているタイヤ

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JPS5970205A
JPS5970205A JP58168472A JP16847283A JPS5970205A JP S5970205 A JPS5970205 A JP S5970205A JP 58168472 A JP58168472 A JP 58168472A JP 16847283 A JP16847283 A JP 16847283A JP S5970205 A JPS5970205 A JP S5970205A
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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】 この発明は摩耗(wear)時に良好なけん引力を有し
、ころがシ抵抗の少ない踏面構成体(composit
e tread)に関する。
従来、自動車用等のタイヤは通常踏面全体が1&類の構
成物からなっている。溝および様々な踏面の意匠の存在
によって、タイヤは良好な初期けん引力を持っている。
タイヤがすり減ってくると溝が役立たなくために、ころ
がり抵抗は幾分減少する。しかし溝が減少したシ、ある
いは無くなると、けん引力をも失うことになる。
従ってタイヤの踏面構成物は、低いころがり抵抗と高い
踏面けん引力との間の妥協の産物である場合が多い3、 米国特許第3,157,218号は、摩滅、溝の亀裂お
よびリブの引き裂きに対する抵抗力の高い外部層を備え
た空気タイヤに関するものである。
内部層は相対的にクールに動くゴム構成体で作られてい
る。この特許は、踏面内部の主要部がヒステリシスの高
い成分を有している本出願人の発明を教示していない点
で本発明とは無関係である。
従って本発明の特徴は、少なくとも2釉類のゴム成分を
有するタイヤの踏面構成体を提供することにある。
本発明の他の特徴は、ヒステリシスの低いゴム成分が一
般に踏面の半径方向の外側の部分の主要部を構成し、ヒ
ステリシスの高い部分が一般に踏面の半径方向内側の部
分の主要部を構成している前記のタイヤの踏面構成体を
提供することにある。
本発明の更に他の特徴は、タイヤの踏面がすシ減るとき
に良好なけん引力が保持される前記のタイヤの踏面構成
体を提供することにある。
本発明の更に他の特徴は、内側の踏面構成成分と外側の
踏面構成成分が種々の配置(configuratio
n)をとり得る前記のタイヤの踏面構成体を提供するこ
とにある。
本発明の更に他の特徴は、種々の踏面成分が二元押出成
型(dual extruction)により製造する
ことのできる前記のタイヤの踏面構成体を提供すること
にある。
本発明の更に他の特徴は、内側の踏面構成成分が一般に
カーボンブラック、オイルまたはスチレン含量の高いコ
ポリマー等を多量に含む前記のタイヤの踏面構成体を提
供することにある。
これらのおよび他の本発明の特徴は、下記の詳細な記述
から明らかになるであろう。
本発明は、少なくともヒステリシスの高い構成成分(h
igh hysteresis component)
と少なくともヒステリシスの低い構成成分(low h
ysteresiscomponen t )とからな
り、ヒステリシスの低い構成成分が踏面の最も外側の表
面において主要部をなしているタイヤ用の踏面(tre
ad)である。
また本発明は、少なくとも1徨類のころがシ抵抗性の低
い材料(low rolling resistant
materia+)と少なくとも1eI類の摩擦性材料
(frictional material)とからな
9、前記の材料は踏面中で別個の領域(separat
e domain)を形成し且つころがり抵抗性の低い
材料が踏面の最も外側の表面で主要部をなす桑ように隣
シ合せに接触している踏面を備えているタイヤである。
本発明の特徴、技術および構成を更によく理解してもら
うために添付図面をも参照しながら以下に詳述する。
この発明は踏面がすシ減るときに良好な初期の低いころ
がり抵抗(、。fling resistance)と
良好なけん引力(traction)とを有する踏面を
備えたタイヤに関する。この踏面は2wiの異なる組成
の少なくとも2つの構成成分を有する。1つの構成成分
は、一般に低いころがり抵抗または低いヒステリシスを
有する材料に関する。低いヒステリシスの構成物は弾性
エネルギー容量(resilience)が高く、また
高いものはその逆である。この構成物は一般に踏面の半
径方向の外側の部分の方向に位置し、一般に摩・耗の速
度は遅い。他の構成成分は、道路面上で良好なけん引時
性を持つ高いヒステリシスを有するが、摩耗の速度は速
い。この構成物は一般には踏面の内側め部分すなわち半
径方向での内側の部分に位置する。一般に踏面の摩耗時
にヒステリシスの高い構成物がよシ多く露出して道路面
との良好なけん引力がタイヤの踏面の全てで保持される
ように種々の踏面構成成分が位置を占める。
一般に、任意の多くの形状または意匠の様々な踏面構成
成分が利用される。
第1図ではタイヤの道路をとらえる部分は一般に10で
示されている。すなわち、タイヤの側壁(sidewa
ll)およびタイヤビード(tire bead)の領
域は削除されている。踏面部以外、タイヤ10は任意の
普通のタイヤあるいは慣用的なタイヤであってよい。従
ってタイヤコード(tirecord) 14に沿って
内部ライナー域(innetliner area) 
12がある。第1図では、タイヤの踏面部の下にのみス
チールベルトのようなタイヤベルト(tire bel
t) 16がコードの上に設けられている。踏面部は一
般に20で示されている。第1図の踏面20の内部には
2種の異なるゴ′ム構成物、すなわち一般に24で示さ
れるヒステリシスの低い構成物および一般に26で示さ
れるヒステリシスの高い構成物が存在する。
2種の異なる踏面材料または構成物のみが示されている
けれども、踏面部分は、2から約4また5層のような分
離した別個の踏面材料を有し得ることがわかるであろう
。しかし、2層であることが製造の容易さ、品質制御等
の点から好ましい。
ヒステリシスの低い材料24は、ころがシ抵抗が低く、
摩耗の遅い踏面構成物であって、)イヤの踏面表面28
と道路との接触でのころがシ抵抗が低くなる。このよう
な性質は、運搬具(vehicle)を推進するのに必
要な燃料のコストが一般に上昇してきていること等の点
から、現代のタイヤの製造においてますます重要となっ
ている。何故ならば、ころがシ抵抗の低いタイヤはガソ
リンおよび他の燃料の消費を著しく減らすことがわかっ
ているからである。
第1図に示すよう゛に、踏面20は多数の溝(groo
ve)32を持っている。タイヤの技術でよく知ら゛れ
ているように、溝は乾燥面のみモなく湿った面でも夕、
イヤにけん引力を与えるために必須のものである。しか
し、タイヤがすシ減ると、溝の深さが減少し表面あるい
はエツジをとらえるその効力、すなわちけん引力も減少
する。
本発明によれば、ヒステリシスの高い構成物または材料
26がタイヤ踏面の内部または内部に向って、すなわち
タイヤ踏面の半径方向の内部で主要部を占めるように利
用され、タイヤが摩耗するとき献構成物26が露・州す
ることによって良好なけん引力が踏面との間に保たれる
上記したように、けん引力材料または高ヒステリシス材
料26の一般的な形状はタイヤの摩耗時に、ヒステリシ
スの高い材料26が徐々に、よシ多量に゛またはよシ大
量に路面とかみあい、踏面20が摩耗される間良好なけ
ん引力が得られるようなものである。
路面とのかみ合い性能、例えば踏面領域の摩耗中低いこ
ろがシ抵抗を有し、かつ良好表けん引力を示す性能を一
定に保つためには、内側の層26は一般に踏面の摩耗に
つれて表面領域がよシ多く露出するような意匠または形
状である。
従って、例えばヒステリシスの高い材料26は第1図に
示すように三角形状(triangular)であるこ
とが好ましい。他の形状には、第2図に示すような台形
(truncated frustrum)があシ、こ
れも好ましい形状である。第3図に断面図を示すような
正弦波形状(sinusoidal 5hape)のも
の等も好ましい・。更に他の形状は第4図に示すような
逆U字形(inverted U 5hape)であシ
、Uの上部i平らであるか、ま、たけ平らにされた(s
quared−off)ものである。当然、2成分構成
体では、残シの材料またはヒステリシスの低い材料は、
タイヤの踏面の領域を完成する形状を持っている。各構
成成分は一般に別個の領域として存在し、互に隣り合せ
に接触するが、1つの成分が他の成分に若干溶は込む(
”bleed in”)であろう。多数の他の形状が存
在すること、および異なったヒステリシスまたはころが
シ抵抗およびけん引力を有する3種類以上の材料を利用
するときには、更に多くの形状が存在しうろことが理解
されるべきである。鍵は、けん引力がタイヤの摩耗中一
般に一定に保たれること、および一般にヒステリシスの
高いけん引力の良好な材料がよシ多く踏面の摩耗時に路
面とかみあうことにある。
更に、摩耗速度(wear rate)の差によって、
高ヒステリシス構成物の摩耗が低ヒステリシス構成物の
摩耗よシも速度が早いために、僅かなうね(sligh
t ridging)が踏面を横切るように生ずる。
このようなうねは踏面のけん列特性(traction
property)を助けかつ増大させる。
ヒステリシスの低いまたはころがシ抵抗の低い材料は一
般にそのような性質を持つ任意の踏面またはゴム構成物
である。代表的なエラストマーには炭素原子数4〜12
、好ましくは4〜8のジエン類から製造される・・イン
タエラストマー(high cis elastome
r)があげられる0更に・そのような材料のコポリマー
またはインターポリマーも用いることができる。1ノ・
インタ″(”high cis”)は繰返し単位の少な
くとも75%、望ましくは90%以上、好壕しくけ95
%以上がシス型の微細構造を有することを意味する。
そのようなジエン類から製造される具体的なエラストマ
ーの例には、ポリピはリレン、ポリへキサジエン、ポリ
オクタジエン等がある。天然および合成のシス−1,4
−イソプレンから製造されるエラストマーであるポリイ
ソプレン、およびポリブタジェン溶液またはエマルジョ
ンが好ましい。
ヒステリシスの高い材料またはけん引力の良好な材料ま
たは摩擦性材料(frictional materi
al)に関しては、構成物はそのような性質を有する種
々のニジストマーまたはカーボンブラックあるいは第1
゛ルを多量に含む通常のニジストマーでよい。代表的な
そのようなエラストマーには、炭素原子数が4〜12、
好ましくは4〜8のジエン類と炭素原子数が8〜12の
ビニル置換芳香族化合物とのコポリマーがあげられる。
種々のジエン化合物の具体例は前記したものである。
具体的なビニル置換芳香族モノマーの例には、スチレン
、1−ビニルナフタレン、2−ビニルナフタレン、α−
メチルスチレン、6−゛メチル−スチレン、ビニルトル
エン、4−1−’−F”/レスチレン等があげられる。
それから製造されるコ41Jマーにおいては、ビニル置
換芳香族化合物は一般にコポリマーの約15〜約50重
量係、好ましくは約15〜約65重量係の範囲である。
更に、ヒステリシスの高い材料は、高いオイル充填(o
il loading)量または高いカーボンブラック
充填(carbon black loading)量
、またはこの両者を有することができる。そのような高
い充填量によりエラストマーに高いヒステリシスを付与
することができる。高いオイル充填量は、一般にゴム1
00部に対して約40〜約70部、好ましくは約50〜
約60部の範囲である。使用されるオイルはこの分野で
知られている任意の通常のあるいは慣用のオイルであり
、芳香族型のものが望ましい。一般に任意の型のカーボ
ンブラックが用いられるが、表面積が大きいものが望ま
しい。そのようなカーボンブラックは一般に以下のAs
 TMで指定されるN−121、N−219、N−22
0,N−230,N−234等である。
カーボンブラックの充填量は、一般にゴム100部に対
して約70〜約100、好ましくは約80〜90部の範
囲である。
オイル、カーボンブラックまたはその両者が前記の量存
在するとゴムに高いけん列特性を与えることが判明した
。けん列特性は多くのテストによって、例えば連邦品質
グレード規則(Federal Quality Gr
ade Regulation) 49 CFR575
゜104に記載されているタイヤスキッド抵抗(tir
e 5kid resistance)によって測定す
ることができる。
ころがり抵抗は代表的なものとしてゼネラルモーターズ
 エンジニャリング /ξブリケーション(Gener
al motors Engineering pub
lication)中の、TPC(Tire I?er
formance Cr1teria、タイヤ性能標準
)操1作法と仕様: A−4082:操作#TWS 、
 1−80. March 1982に記載されている
テストにより測定される。
”ヒステリシス” (”hysteresis”)  
はエネルギーロスを意味する。従ってヒステリシスの高
いゴムはエネルギーロスが大きく、ヒステリシスの低い
ゴムはエネルギーロスが小さい。ゴム構成物のヒステリ
シスは反発に密接に関連する傾向があシ、従ってしばし
ば反発値(reboundvalue)で測定される。
更に、反発値の高いゴム構成物はころがシ抵抗が低いが
、けん引力は若干犠牲になり、一方低い反発値はゴム構
成物のけん引力が良好で高いころが9抵抗を示すことは
、ゴム技術の当業者によく知られている。従って、本発
明においては、スチレン−ブタジェンコポリマーのよう
なヒステリシスの高い踏面構成物を利用する場合、一般
に室温で約50〜約60の反発値を持つ。反発値は約4
5〜約60が望ましく、約65〜約45が好ましい。
ヒステリシスの低い構成物は一般に約50〜約80、好
ましくは約60〜約70の反発値を持つ。反発はAsT
MテストD1054−45によって測定される。
個々のゴム層またはゴム材料は、種々の成分を所望の量
で一緒に混合するバンバリー(Banbury)’のよ
うな任意の通常あるいは慣用の方法で作ることができる
。踏面を形成するためには、種々の意匠が押出し成型、
成型、鋳造等によシ作られるが、押出し成型が好ましい
。付言すれば、種々のヒステリシス特性を有する2また
はそれ以上の層を、二元押出し器(dualextru
der)を通すなどして一緒に押出成型することが極め
て好ましい。従って押出し器は適当な意匠のダイス型を
備えたものを用いることができる。押出し成型の際には
、構成体層を直接適当なタイヤに付けることができ、タ
イヤの構築作業はそれを硬化させる通常の方法で実施さ
れて、踏面がタイヤのカーカス(tire Carca
ss)に対して完全に硬化せしめられる。
コノ発明は、低い初期ころがり抵抗が望まれ、製品が摩
耗されるときに良好なけん引時性が維持される任意の物
体または製品に利用することができる。従って種々の運
搬具用のタイヤ、特に前記の物理特性が望まれる乗用車
(passengσautomobi Ie)、ライト
バンまたはトラックのタイヤは極めて適した分野である
。更に、本発明の構成体は、トラックタイヤ、またはブ
ルドーザ−1土壌運搬車(earth mover)等
のような道路から物体を取り去る大規模な装置(lar
ge off−1he−road equipment
)用のタイヤに利用することができる。
本発明は下記の実施例によって一層よく理解されるであ
ろう。
〈実施例〉 下記の表1に示/す処方に従って高ヒステリシス構成物
および低ヒステリシス構成物を調製した。表1では、オ
イルまたはオイル以外で伸展した通常の、または市販の
ゴムが利用されている。
前記の構成物は常法によシ調製した。例えば、硫黄と反
応促進剤以外の全構成物をバンバリー中で約4〜6分間
、約280−330°Fで混合した。冷却後、硫黄と反
応促進剤を加えて約200°〜225°Fにて約2分間
混合した。次いでゴムをAs TM反発ブロックの形に
して、′反発テストを行った。表から明らかなように、
天然ゴムまたはスチレン−ブタジェンゴムとポリブタジ
ェンとの混合物のいずれかを含む低ヒステリシス構成物
は約59−60の高い反発値を持っていた。そのような
構成物はころがシ抵抗が低く、摩耗が遅いことが知られ
ている。これに対して、スチレン−ブタジェンコポリマ
ー1o。
部またはスチレン−ブタジェンゴム構成物を高含量で含
む高ヒステリシス構成物は反発値が40′sの低さであ
る。そのような反発値ではけん引力は良好となる。
上記の例から、高ヒステリンス成分を低ヒステリシス成
分と共に持ち、一般に踏面の摩耗時ヒステリシス成分が
より多く露出する、本発明により製造されるタイヤはほ
ぼ一定の低いころがり抵抗と良好なけん引力を持ちつづ
けることが明らかである。
特許の規定に従って最良の形態と好ましい具体例全速べ
たが、本発明の精神またはI屹囲内で、本発明について
種々の変化と変更が行われうるものであることは当業者
には明らかであろう。
従って本発明は特許請求の範囲によって定まるものであ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるタイヤの踏面部のコード、ベルト
および具体的踏面構成成分の配置を示す断面図、第2図
は他の踏面構成−成分の配置を示す断面図、第3図は更
に他の踏面構成成分の配置を示す断面図、第4図は更に
他の踏面構成成分の配置を示す断面図である。 図中符舟: 10・・・タイヤ、12・・・内部ライナー域、14・
・・タイヤコード、16・タイヤベルト、20・・・踏
面、24・・低ヒステリシス構成物、26・・・高ヒス
テリシス構成物、28・踏面表面、62・・・溝。 特許出願人  ザ グツドイア−タイヤ アンドラバー
 コンノξ二一 第1頁の続き ’W  明 者 ロバート・マシューズ・ピアソン アメリカ合衆国44236オハ、イオ 州ハドソン・イースト・ボスト ン・ミルズ・ロード44

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)少なくともヒステリシスの高い構成成分と少なく
    ともヒステリシスの低い構成成分とからなり、ヒステリ
    シスの低い構成成分が半径方向で最も外側の踏面の表面
    において主要部をなしているタイヤ用の踏面。
  2. (2)  前記ヒステリシスの高い構成成分が前記踏面
    の半径方向の内部部分において主要部をなしている特許
    請求の範囲第1項に記載のタイヤ用の踏面。
  3. (3)  前記ヒステリシスの高い構成成分の反発数(
    rebound number)が約50〜約60で、
    ヒステリシスの低い構成成分の反発数が約50〜約80
    である゛特許請求の範囲第2項に記載のタイヤ用踏面。
  4. (4)前記ヒステリシスの低い構成成分が、炭素原子数
    4〜12のジエン類、天然のシス−1゜4−ポリイソプ
    レンおよびこれらの組み合せからなる群よシ選択される
    モノマーから作られるエラストマーからなり、前記ヒス
    テリシスの高い構成成分が、ビニル置換芳香族化合物が
    約15〜約50重量係の範囲にある炭素原子数4〜12
    のジエン類および炭素原子数8〜12のビニル置換芳香
    族化合物から作られるコポリマー並びにこれらの組み合
    せからなる特許請求の範囲第6項に記載のタイヤ用の踏
    面。
  5. (5)  前記ヒステリシスの高い構成成分が、前記踏
    面の摩耗時に前記ヒステリシスの高い構成成分が一般的
    により多く露出されるような配置を前記踏面において有
    している特許請求の範囲第4項に記載のタイヤ用の踏面
  6. (6)  前記踏面が2つの構成成分の材料を含み、前
    記ヒステリシスの高い構成成分の材料の反発値が約45
    〜約35であシ、前記ヒステリシスの低い構成成分の材
    料の反発値が約60〜約70である特許請求の範囲第5
    項に記載のタイヤ用の踏面。
  7. (7)  前記ヒステリシスの高い構成成分が前記ニジ
    ストマー100重量部につき約40重量部〜約70重量
    部のオイル充填l°を有しているか、または前記のニジ
    ストマー100重量部につき約70重量部〜約100重
    量部のカーボンブラック充填量を有しているか、または
    両者を共に含有している特許請求の範囲第1項、3項、
    4項または6項に記載のタイヤ用の踏面。
  8. (8)前記ヒステリシスの低い構成成分の材料が、ポリ
    ブタジェン、天然または合成のポリイソプレンおよびこ
    れらの組み合せからなる群から選択されるものであって
    、前記ヒステリシスの低い構成成分の材料の繰返し単位
    の少なくとも90%がシス配位であり、前記ヒステリシ
    スの高い構成成分の材料が、スチレンを15〜35重量
    係含むスチレン−ブタジェンコポリマーであって、前記
    オイル充填量がエラストマー100部あたシ約50〜約
    60であシ、前記カーボンブラック充填蓋がニジストマ
    ー100部あたり約80〜約90部である特許請求の範
    囲第7項に記載のタイヤ用の踏面。
  9. (9)  前記ヒステリシスの高い構成成分の材料が、
    前記踏面の摩耗時に前記表面におけるヒステリシスの嵩
    い構成成分の材料の量が一般に増大するよう分布してい
    る特許請求の範囲第8項に記載のタイヤ用の踏面。 αリ 少なくとも1種類のころがり抵抗性の低い材料と
    少なくとも1種類の摩擦性材料とからなり、前記材料は
    踏面中で別個の領域を形成し且つころがシ抵抗性の低い
    材料が半径方向で最も外側の踏面の表面において主要部
    をなす壺ように隣シ合せに接触している踏面を備えてい
    るタイヤ。 aυ 前記摩擦性材料が、一般に前記踏面の半径方向の
    内部側で増加している特許請求の範囲第10項に記載の
    踏面を備えているタイヤ。 αり 前記摩擦性材料の反発数が約50〜約60であシ
    、前記ころが9抵抗性の低い材料の反発数が約50〜約
    80である特許請求の範囲第11項に記載の踏面を備え
    ているタイヤ。 α四 前記ころがり抵抗性の低い材料が、炭素原子数4
    〜12のジエン類、天然のシス−1゜4−ポリイソプレ
    ンおよびこれらの組み合せからなる群より選択されるモ
    ノマーから作られるエラストマーからなシ、前記摩擦性
    材料が、ビニル置換芳香族化合物が約15〜約50重量
    %の範囲にある炭素原子数4〜12のジエン類および炭
    素原子数8〜12のビニル置換芳香族化合物から作られ
    るコポリマー並びにこれらの組み合せからなる特許請求
    の範囲第12項に記載の踏面を備えているタイヤ。 α滲 前記踏面が2つの構成成分の材料を含み、前記摩
    擦性材料の反発値が約45〜約30であシ、ころがシ抵
    抗性の低い材料の反発値が約60〜約70である特許請
    求の範囲第16項に記載の路面を備えているタイヤ。 (19前記摩擦性材料が前記のエラストマー100部に
    つき約80〜約90部のオイル充填量を有しているか、
    または前記のエラストマー100部につき約80〜約9
    00部のカーボンブラック充填量を有しているか、また
    は両者を共に含有している特許請求の範囲第10項、1
    2項、13項または14項に記載の踏面を備えているタ
    イヤ。 α6)前記ころがシ抵抗性の低い材料が、ポリブタジェ
    ン、天然または合成のポリイソプレンおよびこれらの組
    み合せからなる群から選択されるものであって、前記こ
    ろが)抵抗比の低い材料の繰返し単位の少なくとも90
    %がシス配位であり、前記摩擦性材料が、スチレンを1
    5〜65モルチ含むスチレン−ブタジェンコポリマーで
    あって、前記オイル充填量がエラストマー100部につ
    き約80〜約90部であシ、前記カーボンブラック充填
    量がエラストマー100部につき約80〜約90部であ
    る特許請求の範囲第15項に記載の踏面を備えているタ
    イヤ。 αη 前記摩擦性材料が、前記踏面の摩耗時に前記表面
    における摩擦性材料の量が一般に増加するように分布し
    ている特許請求の範囲第16項に記載のタイヤを備えて
    いるタイヤ。
JP58168472A 1982-09-17 1983-09-14 摩耗時に良好なけん引力を有し、ころがり抵抗の少ない踏面構成体およびそれを備えているタイヤ Granted JPS5970205A (ja)

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