JPS6061308A - 乗用車用空気入りラジアルタイヤ - 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】 るヒステリ／ス損失を低減し、サイド部力・らの外傷発
生に対して抵抗力を有する乗ｒ４−Ｉ　Ｘｌｉ　Ｊｌ空
気入りラジアルタイヤに関する。

近年、乗用車用ラジアルタイヤは社会的要請から低燃費
化および軽量化が進んでいる。イ氏［％費性を向上させ
るには、タイヤの転動抵抗をイ氏める必要があり、タイ
ヤ各部分で変形の大きい部位のヒステリメス損失をでき
る限りイ氏７威１−ることか必要になって来ている。

ところで、空気入りラジアルタイヤの形状を保持するカ
ーカス部分は、タイヤコートとその被覆ゴム（以下、カ
ーカスゴムと云う）よりなり、カーカスゴムも変形が太
きいために、全体の転勤抵抗の約２０チを占めると云わ
れている。

そこで、カーカスゴムの動的繰返し変形によるヒステリ
７ス損失をできるだけ低減する手段として、カーカスゴ
ム中に含′まれるカーボッブランクを、随性性を太きく
し、■２吸着量の大きい（たとえば５０〜１００７１１
ｉ７／グ）カーボッブランクから、補強性の小さい、■
２吸着量がたとえば２０〜５０ｍ９／ｙのカーボンブラ
ンクに変更したり、カーボンブランクの配合量を少なく
する手段が検討されている。

また、カーカス部に使用される原料ゴムとしても、天然
ゴム（以下、ＮＲと云う）、ポリブタジェノゴム（以下
、ＢＲと云う）などヒステリ７ス損失の少ない原料ゴム
を使用したいのであるが、熱によるリバージョン（加硫
もどり）、走行中における熱劣化および外傷など、強度
面からヒステリシス損失の高いスチレ／・ブタジェン共
重合体ゴム（以下、ＳＢＲと云う）を５〜５０重量係使
用せざるを得ない。

ところが、上記のように補強性の小さいカーボンブラッ
クを用い、さらに少ない配合量とすると、カーカスゴム
の強度が低下し、悪路を走行し、タイヤ側面に外傷を受
けた場合には、外傷による向１久性が不足し、問題を起
す場合があった。

一方、乗用車タイヤの軽量化は、主としてタイヤのサイ
ド部、カーカス部、最内側のライナ一部のケーシング部
分て進められているが、カーカス部を側面部からカバー
するサイドゴムの薄肉化と、カーカス部分の複合層（以
下、プライと云う）の１枚化は外傷からタイヤ側面部の
強度を低くする傾向にある。また、低燃費化のためにも
、サイド部のゴムに補強性の低いカーボンブランクを使
う試みがなされている。

かかる状況下で、軽量化と低燃費化された乗用車用ラジ
アルタイヤが悪路を走行する際に、サイド部分の強度が
低下し、これに内部の補強層であるカーカスゴムの強度
低下が重なると、深い外傷を側面部に受けた場合に、傷
がタイヤ内部のライナ一層まで進行し、タイヤの使用寿
命に影響を及ぼすバーストを引き起す可能性がある。

そこで従来は、外傷に対する］耐久性を向上させるため
に、カーカスゴム組成物としてＮ１℃を主体とし、面Ｊ
外傷性の優れたＳＤＲを５〜５０重量襲−添加し、カー
ボンブラックとしては■２吸着量が５０〜１００１ｎ！
ｉ’／ｙの補強性の高いものを使用していた。

しかしながら、かかるカーカスゴムを用いると、低燃費
性を満足することができなくなった。

すなわち、乗用車用ラジアルタイヤとして満足すべき種
々の性能に加えて、側面部からの外傷に対する耐久性と
、低燃費性を同時に／ｌ：４足させることが困難となる
欠点があった。

本発明は、かかる現状にかんがみてなされたものであり
、カーカス部の補強層が一枚である乗用車用空気入りラ
ジアルタイヤにおいて、側面部からの外傷に対して抵抗
を有すると同時Ｇこ、カーカス部のヒステリシス損失を
低減せしめて、低燃費性の向上したラジアルタイヤを得
ることを目的とするものである。

すなわち本発明は、カーカス部が一枚の複合補強層であ
る乗用車用空気入りラジアルタイヤにおいて、カーカス
ゴムがスチレン・ブタジェン共重合体ゴム５〜４０重量
部、天然ゴムおよび／又はポリイソプレンゴム６０〜９
５重量部、およびカーボンブランク３０〜５５重量部ヲ
夫々コ゛ム成分１００重量部に対して含有してなり５前
記スチレン・ブタジェン共重合体ゴムのうち少なくとも
２５重量部がスチレン含有量が１０〜３０重量部で、そ
のブタジェン部分の１，２−ビニル結合含有量が５〜４
０重量部であり、かつ、炭素−炭素結合で結合した少な
くとも１個の下記式（式中、Ｒ２およびＲ２は水素又は
置換基を表わし、ｍおよびｎは整数を示す）で示される
原子団を有するスチレン・ブタジェン共重合体ゴムであ
り、前記カーボンブランクのＩ２吸着量が５０〜１ｏｏ
ｍｇ７ｙであり、前記カーカスゴムの加硫後の６０°Ｃ
における動的蓄積弾性率Ｅ′が、：３ＭＰａ≦Ｅ′≦７
ＭＰａであり、かつ動的損失率−δが、−δ≦０１３０
　であることを特徴とするものである。

本発明においては、カーカス部が一枚の複合補強層であ
る乗用車用空気入りラジアルタイヤにおいて、カーカス
ゴムがＳＢＲ５〜４０　重量　ｍ、ＮＲｔ６よび／又は
ポリイソプレンゴム（以下、ＩＲと云う）６０〜９５重
量部およびカーボンブランク３０〜５５重量部をゴム成
分１００市１１１部に対して含有している。ＳＢＲの含
有量が４０重１迂部を越えると、ヒステリシス損失が大
きくなりすぎ５５重量部以下では耐熱老化性、耐リバー
ジヨン性などに十分な効果が得られない。また、ＮＲお
よび／又はＩＲの量が６０重量部に満たないと強度が向
上せず、９５重量部を越えるとりバージョンが多くなる
。

本発明では、ＳＢＲのうち、少なくとも２５重量部がス
チレン含有量が１０〜３０重量部で、そのブタジェン部
分の１，２−ビニル結合金有量が５〜４０重量係であり
、かつ炭素−炭素結合で結合した少なくとも１個の下記
式Ａ （式中、Ｒ７およびＲ２は水素又は置換基を表し、ｍお
よびｎは整数を示す）で示される原子団を７有するスチ
レン・ブタンエン共重合体ゴム（以下、改質ＳＢＲと云
う）である。

改質ＳＢＲの含有量が２５重量部に満たないとヒステリ
シス損失の低減が十分に得られない。

また、改質ＳＢＲ中のスチレン含有量が３０重量条を越
えたシ、改質ＳＢＨのブタジェン部分の１．２−ビニル
結合金有量が４０重量より多くなると、重合体中の分子
運動性が低下し、ヒステリシス損失が高くなるので不適
当である。

スチレン含有量が１０重量部に満たなかったり、ブタジ
ェン部分の１，２−ビニル結合含有量が５重量係に満た
ないと、強度面で不十分となる。

本発明においては、使用される上記原料ゴムの３０重量
部を汎用ジエン系合成ゴノ１、たとえば種々の合成手法
により得られるＳＢＲお」：ひＢＲ等により置換するこ
とができる。

かかる改質ＳＢＲは、アルカリ金属、Ｉｌｔ月触媒を用
いてＳＢＲを重合し、重合反応完了後に得られるＳＢＲ
溶液中にベンゾフェノン類を添加することによって製造
される。

この場合、（吏用するアルカリ金属暴利触媒は、リチウ
ム、ナトリウム、ルビジウム、セ／ウムの各金属元素を
基材とするものである。寸だ、スチレン・ブタジェン共
重合体ゴム中に導入されるベンゾフェノン類は、平均し
てコ゛ム分子鎖１本当り１個以上であるくすなわち、ゴ
ム１００重量部当り０８０５〜１０重量部である）。

このベンゾフェノン類としては、前記成因において一方
あるいは両方のベンゼン環に少なくとも１つのアミン基
、アルキルアミノ基、あるいはジアルキルアミノ基を有
するベンゾフェノンが特に好ましい。このベンゾフェノ
ンとしては、例えば、４，４′−ビス（ジメチルアミン
）−ベンソフエノン、４．４’−ビス（ジエチルアミノ
）ベンゾフェノン、４，４′−ビス（ジブチルアミノ）
−゛−ベンゾフェノン、４．４′−ジアミノベンゾフェ
ノン、４−ジメチルアミノベンゾフェノンが挙げられる
。

本発明においては、上記のようにカーボンブランクを、
補強剤としてゴム成分１００重量部に対５して３０〜５
５重縫部使用し、このカーボンブランクのＩ２吸着量は
５０〜１０（１’７／９である。

カーボンブランクの含有量が３０重量部に渦たないと剛
性率を高めることができず、５５重量部を越えると、ヒ
ステリシス損失が高くなりすぎて不適当である。

１だ、■、吸着量が５０ｍ９７ｙに満たないと、外傷に
対する破壊特性が不足するし、１．ｏｏ　”’９／ｙを
越えると強度特性は向上するが、ヒステリ７ス損失が高
くなりすぎて不適当である。

更に本発明においては、上記カーカスゴムの加硫後の６
０°Ｃにおける動的蓄積弾性率Ｅ′が、３ＭＰａ≦Ｅ′
≦７　ＭＰａ　（ＭＰａ　：メガパスカル）であり、か
つ動的損失率ｔａｎδが、ｆｊｎδ≦０１３０である。

Ｅ′が７ＭＰａより高くなると、強度！１．！ｌ性、特
に破壊伸びが低下するので不適当であり、３ＭＰａに満
たないと、変形が大きくなりすきる。

また、誦δが０１３０より大きくなると、ヒステリ７ス
損失が高くなるために転勤抵抗が期待値よりも大きくな
ってしまう。

更にまた本発明においては、−リーイド部に用いるゴム
としては、ＮＲ７０〜３０重量部、ＢＲ３０〜７０重量
部の範囲の配合が良く、耐外傷性を重視するときはＮＲ
を多くし、耐疲労性を重視するときは、ＢＲを多くする
のが良い。

サイド部に用いるカーボンブラン２りとしては、■、吸
着量２０〜５０ｍり／７のカーボンブランクを原料ゴム
１００重量部に対して３５〜６５重量部配合することが
できる。

サイド部はカーカス部よねも体積が大きいので、これに
よりサイド部全体を低ヒステリシス損失とすることがで
きる。

このカーボンブラックの１２吸着量が５０　”９／ｙを
越えると、ヒステリメス損失が大きくなりずきて不適当
であり、２０ｍ９／７に達しないと、サイド部と云えど
も強度および剛性率が不足する。

寸だ、カーボンブラック含有量が３５重量部より小さい
と、剛性および強度が不足し、６５重量部を越えるとヒ
ステリメス損失が大きくなりすきて不適当である。

本発明の乗用車用空気入りラジアルタイヤにおいては、
カーカス部およびサイト部以外は、その他の追加される
目的に適した加硫ゴム物性を有するものを使用すること
ができる。

寸だカーカス部およびサイド部を含むすべての部分に、
ゴム工業で汎用きれる各種配合剤を適宜使用することが
できる。

次に本発明のラジアルタイヤにおける機構を述べる。

カーカス部の補強層が一枚であるラジアルタイヤにおい
ては、側面部からの外傷に対して抵抗性を保持するため
にカーカスゴムとしてＮＲトＳＢＨのブレンド配合を用
い、カーホンブラックとして■２吸着量が５０〜１．０
０　”９／ｙのものを使わねばならないが、かかるカー
カス配合を用いると、ヒステリ７ス損失が増大する。

本発明においては、原料ゴムの主鎖どしてはＳＢＲであ
るが、その分子内に特定官能基を崩しており、この官能
基により補強性の大きなカーボンブランクを用いてもカ
ーボンブランクのミクロな粒子間の接触摩擦を起さない
ようにしてヒステリシスを低減し、主鎖はガラス転イＶ
７／＋Ａ度が比穀的高いために、外傷などによる破壊現
象には抵抗性をＳＢＲと同様に示し、さらにリバー／コ
ンに対してもＳＢＲと同様の抵抗性を示すのである。

以上述べたように本発明によれば、カーカス部が一枚の
複合補強層である乗用車用空気入りラジアルタイヤにお
いて、特定の組成を有するカーカスゴムを用いて′ヒス
テリ７ス損失を低減し、サイド部からの外傷発生に対し
て適切な抵抗力を付与すると同時に低燃費化を達成する
ことができる。

以下、本発明の実施例を述べる。

実施例 ステンレス製重合反応器に、乾燥窒素で置換後、１．．
３−ブタジェン１１．６重量％、スチレン３９重量％、
ベンゼア　８４．４重量％、およびテトラヒドロフラン
００８重量係の混合溶液にｎ−ヘギサン溶液となったロ
ーブチルリチウム０．２１ミリモル／全重合溶液１００
７を入れ、４ｙｌ拌しなから４５°Ｃで２時間重合をお
こなった。重合反応後ニ４　、４’−ビス（ジメチルア
ミノ）ベンゾフェノン（以下、ＭＡＲと称する）を０３
１ミリモル／全重合溶液１００７を添加し、５分間攪拌
し、重合体１００重量部当り１重量部となるように２，
６−ジー１−ブチル−ｐ−クレゾ一ル（以下、Ｂ　ＨＴ
と称する）を添加したメタノール溶液中に反応器中の内
容物を取り出し、生成重合体を凝固後、２日間減圧乾燥
することにより、改質ＳＤＲを調製した。

１だ、上記と同様に重合を行い、Ｍ　Ａ　１３を添加せ
ずにＢ　ＨＴを含む溶液で凝固させてＳ　Ｂ　Ｒを調製
した。

このようにして得られる重合体の組成、ミクロ構造、ム
ーニー粘度を下記第１表に示す。

第　１　表 捷た、第２表にＳＢＲ，改質ＳＢＲを用いたカーカス部
配合を示す。

供試タイヤサイズは、１６５ＳＲ１３であり、そのベル
ト部にはＩ　Ｘ　５　（０，２５ｍｍ　）のスチールコ
ードを用い、カーカス部は補強層が１プライであり、そ
のタイヤコードとして１５００　ｄ／２のポリエステル
コードを用いた。

加硫ゴムの粘弾性測定には老木製作所製の粘弾性スペク
トロメーターを用い、測定柴件として２０Ｈ２，１０±
２飴の動的伸長変形を加え、６０°Ｃの温度雰囲気で測
定した。

（本質以下余白） 第２表に示しだ本発明におけるカーカス配合、比較例の
カーカス配合およびサイド部配合を用いてタイヤを製作
し、タイヤ性能の評価を行なった。結果を第３表に示す
。

第　３　表 （注１）　１７０６ｍｍドラム径による転勤抵抗を、４
０−１００１（ｍ／ｈｒ　（Ｄ走行、ａ　ｉ　＜　’＝
気圧１８１（り／ａｄ　。

荷重３００に９）にて６１１１定し、これｉ、　２０　
Ｋり／ｃｎＩ毎に平均値として得て、タイ−＼’　（Ｉ
ｌ、　）を１００とした指数にて表示。

（注２）サイド部への衝撃による破壊抵抗は、空気圧１
．８　Ｋ９／ｄのタイヤに図に示す先端形状で、全体の
荷重が１５に７の重りを１ｍ離れた高さより落下し、破
壊壕での回数をタイヤ（ＩＩ）を１００として指数で示
しだ。（落下方式は先端形状の長さ方向をカーカスコー
ドの方向と一致させている。） なお、図において、Ｌ　−＝　２５　ｍｍ　、φ””　
５　ｍｍ　。

Ｔ＝５ｍｍである。

第３表から本発明の乗用車用空気入りう７アルタイヤは
、タイヤの外層部からの外傷に対する破壊抵抗を害さず
に転動抵抗を低減したタイヤであることが明らかである
。

【図面の簡単な説明】

図は本発明のタイヤの、サイド部への衝撃による破壊抵
抗の測定に用いた重りの部分斜視説明図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 カーカス部が一枚の複合補強層である乗用車用空気入り
   ラジアルタイヤにおいて、カーカスゴムがスチレン・ブ
   タジェン共重合体ゴム５〜４０重量部、天然ゴムおよび
   ／又はポリイソプレンゴム６０〜９５重量部、およびカ
   ーボンブラック３０〜５５重量部を夫々ゴム成分１００
   重金部に対して含有してなり、前記スチレン・ブタジェ
   ン共重合体ゴムのうち少なくとも２５重量部がスチレン
   含有量が１０〜３０重Ｒ％で、そのブタジェン部分の１
   ，２−ビニル結合金有量が５〜４０重量％であり５かつ
   、炭素−炭素結合で結合した少なく古も１個の下記式 （式中、Ｒ，およびＲ２は水素又は置換基を表し、ｍお
   よびｎは整数を示す）で示さね、る原子団を有するスチ
   レ／・ブタジェノ共重合体コ゛ムであり、前記カーボン
   ブランクの■２吸着量７５；　５０〜１００Ｉｎりｈで
   あシ、前記カーカスゴムのカロ硫後の６０°Ｃにおける
   動的蓄積弾性率Ｅ′が、３　ＭＰａ≦Ｅ′≦７ＭＰ’ａ
   であり、かつ動的損失率１−Ｉｎδカ鷲、ｒａｎδ≦０
   １３０であることを特徴とする乗用月１用空気入りラジ
   アルタイヤ。