JPS6099703A - 大型車両用タイヤ - 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】 この発明は、高弾性率でありながら、ムーニー粘度（Ｍ
Ｌ）が小さくて加工性に優れるゴム組成物をキャップト
レッドゴムに使用する大型車両用タイヤに関するもので
ある。

一般にタイヤは操縦性、耐久性等に優れることが要求さ
れ、特に安全性の面で湿潤路面での耐ウエツトスキツド
性に優れることが要求される。また近年の省資源化の社
会的要求に基き、タイヤにおいては動的損失の減少を図
るため、転勤抵抗の小さいタイヤ即ちエネルギー損失の
小さいタイヤの研究開発す、行なわれている。自由回転
のタイヤで消費されるエネルギー損失は、タイヤの構造
等によって変化するが、トレンド部で全体の約１／２が
消費される。従ってトレッドゴムの内部消費を減少させ
ればタイヤ転勤時のエネルギー損失が減少し、転勤抵抗
の小さいタイヤが得られる。

そこでトレッドゴムをエネルギー損失の小さくなるよう
に改質することが試みられている。しかしかかるゴムの
改質は耐ウエツトスキツド性を低下させる傾向にある。

転勤抵抗の改良と耐ウエツトスキツド性の改良は一般に
相反する事項なので。

これらを両立させるため、タイヤ構造の種々の改良工夫
が試みられている。その工夫の一つとして。

トレッドをキャップトレッドとベーストレンドと、の二
層化にすることが挙げられる。即ち耐ウエツトスキツド
性の良いキャップトレッドとエネルギー損失の小さいベ
ーストレッドとにトレッドを二層化して、全体としてタ
イヤの耐ウエツトスキツド性を高めかつエネルギー損失
を低下させようというものである。

キャップトレッド用ゴムとしては、耐ウエツトスキツド
性や耐摩耗性以外に、高速走行性からくる高弾性率及び
金型の複雑なトレンドパターンの隅々まで容易に流れる
低粘度が要求される。

高弾性率のゴムを得る方法としては、従来から種々の方
法が試みられている。カーボンブラックを多量配合する
方法は、加工工程でのゴムのまとまりが悪いこと、混線
や押出し時に電力負荷が増、　犬すること、配合物ＭＬ
が大きくなるのでタイヤ成型時に困難が伴うこと等のた
め好ましくない。

イオウを多量配合する方法は、イオウがブルームするこ
と、架橋密度の増大によって亀裂成長が速くなる等の欠
点を有する。熱硬化性樹脂の添加は、熱硬化性樹脂が通
常用いられる天然ゴムやジエン糸ゴムと相溶性が低いの
で多量に配合すると良好な分散が得られにくい。又この
練生地は未加硫時でも硬いので混練・押出しの際負荷が
太きくなったりタイヤの成型作業性が劣ったりする。短
繊維を単に配合する方法は、短繊維とゴムとの結合が不
十分なのでクリープが大きくなったり、疲労寿命が低下
したりする。

この発明者らは、成型性に優れ、高速走行性や湿潤路面
把握性及び耐摩耗性の良い大型車両用タイヤを得ること
を目的として鋭意研究した結果。

この発明において使用する特定の強化ゴム組成物を配合
し、各成分を特定の割合で配合することによって得られ
るゴム組成物をキャップトレッドゴムに使用することに
よ、って前記目的が達成されることを見出しこの発明を
完成した。

すなわち、この発明は、加硫可能なゴムにポリマー分子
中に−ｇ−１１ＪＨ−基を有する熱可塑性ポリマーの微
細な短繊維が埋封されており、かつ該繊維の界面におい
て前記ポリマーと加硫可能な、ゴムとがフェノールホル
ムアルデヒド系樹脂の初期縮合物を介してグラフトして
いる強化ゴム組成物（Ａ）１天然ゴム、ポリイソプレン
または両者の混合物（Ｂ）。

天然ゴムおよびポリイソプレンを除くジエン系ゴム（Ｃ
）、およびカーボンブラック（Ｄ）を配合してなり。

かつ下記（１）乃至（１ｖ）の条件を満足するゴム組成
物をキャップトレッド部に使用することを特徴とする大
型車両用タイヤに関するものである。

（１）前記熱可塑性ポリマーの量は全ゴム成分１００重
量部に対して１〜１５重量部であり。

（＋Ｑ　（Ａ）成分及び（Ｂ）成分中の天然ゴム及び／
又はポリイソプレンの割合が全ゴム成分に対して６０〜
１００重量％であり。

（ｆｉｌ）　カーボンブラックの量は全ゴム成分１００
重量部に対して４５〜７０重量部であり。

（１ｖ）前記ゴム組成物の加硫物の１００％モジ−ラス
が５０Ｋｇ／−以上である。

この発明に使用するキャップトレッド用ゴム組成物は、
高弾性率でありながらムーニー粘度ＭＬ＋−）−４（１
００℃）が小さく加工性・流動性に優れるので金型の複
雑なトレッドパターンの隅々まで容易に流れ、かつ耐ウ
エツトスキツド性や耐摩耗性身も良い。

この発明においては、加硫可能なゴムにポリマー分子中
に一〇−ＮＨ−基を有する熱可塑性ポリマーの微細な短
線′維が埋封されており、かつ該繊維の界面において前
記ポリマーと加硫可能なコ゛ムとかフェノールホルムア
ルデヒド系樹脂の初期縮合物を介してグラフトしている
強化ゴム組成物を配合することが必要であり、これによ
ってポリマーの繊維を配合するにも拘らず、成形加工性
に優れるゴム組成物が製造でき、この組成物をキャップ
トレッドに使用して湿潤路面把握性及び耐摩耗性の良い
タイヤを製造できる。

前記の加硫可能なゴムとしては、天然ゴム、シス−１，
４ポリブタジエン、ポリインプレン、スチレン−ブタジ
ェン共重合体ゴム、イソプレン−インブチレン共重合体
などを挙げることができる。

これらのゴムの中でも天然ゴムが好ましい。

前記の熱可塑性ポリマーの微細な短繊維は、融点が１９
０〜２６５℃、好ましくは１９０〜２２５℃、特に好ま
しくは２００〜２２０℃の、ナイロン６、ｆイロン６１
０．ナイロン１２．ナイロン６１１、ナイロン６１２な
どのナイロン、ポリへブタメチレン尿素、ポリウンデカ
メチレン尿素などのポリ尿素やポリウレタンなどのポリ
マー分子中に−ｃＮＨ−基を有する熱可塑性ポリマー、
好ましくけナイロンから形成されており、平均径が０．
０５〜０．８μであり１円形断面の、最短繊維長が好ま
しくは１μ以上で、繊維軸方向に分子が配列された微細
な短繊維の形態で加硫可能なゴム中に埋封されている。

加硫可能なゴムとがフェノールホルムアルデヒド系樹脂
の初期縮合物を介してグラフトしている。

前記のフェノールホルムアルデヒド系樹脂の初期縮合物
としては、レゾール型またはノボラック型フェノールホ
ルムアルデヒド系樹脂の初期縮合物を挙げることができ
る。なかでもノボラック型フェノールホルムアルデヒド
系樹脂の初期縮合物（以下単にノボラックと略記するこ
ともある）が好ましい。

前記のノボラックとは、それ自体公知の触媒。

例えば硫酸、塩酸、リン酸、ンーウ酸などの酸を触媒ト
して、フェノール、ビスフェノール類などのフェノール
類とホルムアルデヒド（パラホルムアルデヒドでもよい
）とを縮合反応させることによって得られる可溶可融の
樹脂およびその変形物（変性物）である。ノボラックと
して１例えば。

ノボラック型フェノールホルムアルデヒド初期縮合物、
ノボラック型ラクタム−ビスフェノールＦ−ホルムアル
デヒド初期縮合物２ノボラツク型スチレン化フエノール
−フェノール−ホルムアルデヒド初期縮合物などを好適
に使用できる。

この発明においては、使用する強化ゴム組成物において
加硫可能なゴムに埋封されているポリマー分子中に−ｂ
ＮＨ−基を有する熱可塑性ポリマーの微細な短繊維の強
度が大きく、シかも該短繊維の界面において前記熱可塑
性ポリマーと加硫可能−なゴムとが好適にはノボラック
を介してグラフト結合しているため、加硫物の弾性率が
太きいにも拘らずムーニー粘度が小さく加工性に優れる
ゴム組成物ができ、この組成物をキャップトレッドに使
用して湿潤路面把握性及び耐摩耗性の良いタイヤを製造
できる。

この発明においては、加硫可能々ゴムにグラフトして埋
封されているポリマー分子中に−３−ＮＨ−基を有する
熱可塑性ポリマーの微細な短繊維の割合が好ましくは加
硫可能なゴムｉｏｏ重量部当り該繊維が５〜１２０重量
部１％に好ましくは２゜〜１００重量部である強化ゴム
組成物を使用する。

特゛に、この発明において、加硫可能なゴムに埋封され
ている熱可塑性ポリマーの微細な短繊維の重量に対する
該繊維の界面においてノボラックを介して熱可塑性ポリ
マーにグラフト結合している加硫可能なゴムの重量の割
合（加硫可能なゴム／熱可塑性ポリマーの微細な短繊維
）で示されるグラフト車力弓〜２５重置部、特に５〜２
０重量％と　゛なるように繊維を形成する熱可塑性ポリ
マーと加硫可能なゴムとが好適にはノボラックを介して
グラフト結合していることが好ましい。

上述のような特徴を有するこの発明における強化ゴム組
成物は２例えば、加硫可能なゴムと２分重量２００００
０未満のポリマー分子中に−”ｃＮＨ−基を有する熱可
塑性ポリマーと、これらゴムと熱可塑性ポリマーとの合
計量ｉｏｏ重量部当り０．２〜ｓ　ｗｉｔ部のノボラッ
ク型フェノールホルムアルデヒド系樹脂の初期網金物と
ホルムアルデヒド供与体とを熱可塑性ポリマーの融点以
上でかつ２７０℃以下の温度で混練し、得られた混練物
を、混練物中のゴムと熱可塑性ポリマーとの割合がゴム
ｉｏｏ重量部当り熱可塑性ポリマーが好ましくは５〜１
２０重量部であるときはそのまま、混線物中のゴムと熱
可塑性ポリマーとの割合がゴム１００重量部当り熱可塑
性ポリマーが５重量部より多くなるときは必要であれば
追加の加硫可能なゴムを。

全部のゴム１００重量部当り熱可塑性ポリマーが好まし
くは５〜１２０重量部となるように混線物に添加して、
さらに熱可塑性ポリマーの融点以上でかつ２７０℃以下
の温度で混練した後、熱可塑性ポリマーの融点以上でか
つ２７０℃以下の温度で押出し、押出物を熱可塑性ポリ
マーの融点より低い温度で延伸する方法によって製造す
ることができる。

前記のホルムアルデヒド供与体としては、加熱によりホ
ルムアルデヒドを発生する化合物が使用される。例えば
、ホルムアルデヒド供与体として。

ヒト、α−ポリオキシメチレン、多価メチロールメラミ
ン誘導体、オキサゾリジン誘導体、多価メチロール化ア
セチレン尿素などが挙げられる。

前記の方法においては上記のノボラックおよび性ポリマ
ーとノボラックとホルムアルデヒド供与体とを前述のよ
うに混練することによって、加硫可能なゴムと前記熱可
塑性ポリマーとをノボラックを介してグラフト結合させ
るとともに、加硫可能なゴム中に前記熱可塑性ポリマー
を微細（分散した熱可塑性ポリマーの粒径は通常１〜２
μである。）に均一に分散させることができる。

また、前記の方法においては押出物を延伸することによ
って得られる強化ゴム組成物の加硫可能なゴム中の熱可
塑性ポリマーは繊維が分子配向して繊維構造に変換して
強度の大きな微細な短繊維となるのである。

けい酸マグネ／ウム、ハイスチレ／樹脂、クマロンイン
デン樹脂、フェノール樹脂、リグニン、変性メラミン樹
脂１召油樹脂などの補強剤、各種グレードの炭酸カルシ
ウム、塩基性炭酸マグネシウム、クレー、亜鉛華、けい
そう土、再生ゴム、粉末ゴム、エボナイト粉末などの充
填剤、アルデヒド、アンモニア類、アルデヒド・アミン
類、グアニジン類、〜チオウレア類、チアゾール類、チ
ウラム類、ジチオカーバメート類、キサンテート類々ど
の加硫促進剤、金属酸化物、脂肪酸力との加硫促進助剤
、アミン・アルデヒド類、アミン・ケトン類、アミン類
、フェノール類、イミダゾール類。

含イオウ系あるいは含すン系老化防止剤、ナフテン系や
アロマティック系のプロセス油などをこの発明の効果を
損わない範囲で配合して組成物を調製することができる
。

この発明の大型車両用タイヤは、前記のキャップトレッ
ド用ゴム組成物を使用して、これとタイヤ、の他の各部
（例えばベーストレッド、サイドウオール、ビード、カ
ーカスなど）と組み合わせてそれ自体公知の方法によっ
て、製造することができる。

以下に実施例と比較例を示す。以下の各側において部は
重量部を意味する。

ゴム組成物のムーニー粘度Ｍ　Ｌｌ＋４（１００℃）は
Ｊ工５Ｋ６３００に従い、加硫物の引張弾性率。

引張強さはＪ工５Ｋ６３０１に従い、ピコ摩耗はＡＳＴ
Ｍ　Ｄ２２２８に従って測定した。耐ウエツトスキツド
性はボータプルスキッドテスターを使用し、スリーＭ社
のセーフティーウオーク（タイプＢ）を用いて測定した
。

実施例１ １５０℃のバンバリーミキサ−に天然コ゛ム１００部、
老化防止剤（大向新興製ツクラックＧ−１）１．０部、
および６−ナイロン５０部を投入し、４分間混練した。

この間にミキサー内の温度は２３０℃まで上昇し、６−
ナイロンは溶融した。次にノボラック型フェノール−ホ
ルムアルデヒド初期縮合物（明和化成■製、商品名５５
０ＰＬ）２．２５部を添加して７分間混線後、ヘキサメ
チレンテトラミン０．２’２５部を投入し、２．５分間
混練してグラフト反応させた後ダンプした。得られた混
練物を内径２咽のダイを用いて押出機から押出し後ドラ
フト比９で６５ｍ／分の速度で延伸した。更にこの延伸
物をロール間隙０．２罪で約１０倍に圧延して強化ゴム
組成物（試料１）を得た。

９０℃にセットしたイくンバリーで第２表に示す配合処
決のうち加硫促進剤、イオウを除く配合剤を混練し、そ
の後ロールで加硫促進剤、イオウを添加してキャップト
レッド用配合物を得た。加硫は１４５℃で行い、結果を
まとめて第１表および第２表に示す。

分別、グラフト率測定 実施例１で得られた強化ゴム組成物２グをベンゼン２０
０ＷＬｅに室温で添加し２強化ゴム組成物中のゴム分を
溶解させ、得られたスラリーを室温で遠心分離して溶液
部分と沈殿部分とに分けた。沈殿部分について前記の操
作を７回繰りかえし行なった後、沈殿部分を乾燥してナ
イロン繊維を得だ。

このナイロン繊維をフェノールとオルノジクロルベンゼ
ンの１：６（重量比）の混合溶媒に溶解させてＬＨの核
磁気共鳴スペクトル（ＮＭＲ）で分析（内部標準テトラ
メチルンラ７）Ｌ、ＮＭＲチャートから天然ゴムに起因
するメチル基およびメチレン基、６−ナイロンに起因す
るＣＯ基に隣接したメチレン基、　− ＮＨ基に隣接したメチレン基および他のろ個のメチレン
基の各々のピークについて、切り取り面積法により６−
ナイロンと天然ゴムとのモル比をめて、グラフト率を算
出した。

壕だ前記のナイロン繊維の形状を、繊維約２００本につ
いて１００００倍の倍率で走査型顕微鏡を用いて測定し
た。繊維は断面円形の極めて細い短繊維であった。結果
を第１表に示す。

実施例２ ε−カプロラクタムーホルムアルテヒド付加物とビスフ
ェノールＦとを塩酸の存在下に反応させルムアルデヒド
初期縮合物を使用した他は実施例１と同様にして強化ゴ
ム組成物（試料２）を得。

この強化ゴム組成物を使用した他は実施例１と同様にし
てキャップトレッド用ゴム組成物を得た。

結果をまとめて第１表および第２表に示す。

実施例ろ メチロール化されたスチレン化フェノールとフェノール
とをシーウ酸の存在下に反応させたスチレン化フェノー
ル−フェノール−ホルムアルデヒド初期給金物を使用し
た他は実施例１と同様にして強化ゴム組成物（試料３）
を得、この強化ゴム組成物を使用した他は実施例Ｉと同
様にしてキャップトレッド用ゴム組成物を得た。結果を
まとめて第１表および第２表に示す。

実施例４ 天然ゴムに投入する６−ナイロンの量を１００部にかえ
た他は実施例１と同様にして強化ゴム組成物（試料４）
を得、この強化ゴム組成物を使用し、第２表に示す配合
のキャップトレッド用ゴム組成物を得た。結果をまとめ
て第１表および第２表に示す。

実施例５ 天然ゴムに投入する６−ナイロンの量を２０部にかえた
他は実施例１と同様にして強化ゴム組成物（試料５）を
得、この強化ゴム組成物を使用して第２表に示す配合の
キャンプトレッド用ゴム組成物を得た。結果をまとめて
第１表および第２表に示す。

実施例６〜８ 各成分の配合割合を第２表に示すように変えた他は実施
例１と同様にしてキャンプトレッド用ゴム組成物を得た
。結果をまとめて第２表に示す。

実施例９〜１２ 配合するカーボンブラックの種類および各成分の割合を
第２表に示す割合に変えた他は実施例１と同様に実施し
た。結果をまとめて第２表に示す。

比較例１ 強化ゴム組成物を使用しないで各成分の割合を第２表に
示すように変えた他は実施例１と同様にしてキャップト
レッド用ゴム組成物を得た。結果をまとめて第２表に示
す。

第　１　表 なお、試料１〜５の各強化ゴム組成物中に埋包されてい
るナイロン繊維の繊維長はいずれも約２００μ以下（計
算による）である。

（注１）ＢＲ：ポリブタジェン（ＵＢＫＰＯＬ−ＢＲｌ
　００゜宇部興産■製） （注２）　゛ Ｎ−１１０：ＳＡＦ、粒子径１８ｍμ、ＤＢＰ吸油量１
ｙｔｒｔｔＶ１ｏｏｙＮ−２２０：ｌ５ＡＦ、＃　２１
が、＃１１７□１００１Ｎ−３６０　’、Ｉ（ＡＰ、　
Ｉ’　３０ｍ＋”＋　ｌ　１１０ｍＪ／１００＋７’Ｎ
−４４０：ＦＦ、　＃　３８幅、　〃７５ｍｇ／ｌ　０
０Ｓ’Ｎ−５５０：ＦＫＦ、　Ｉ’　４１−、　’　１
２２尻Ｊ１ｏｏｙ（注３）他の配合剤 亜鉛華　６部、ステアリン酸　２部。

老化防止剤　Ｎ−フェニル−Ｎ′−イソプロピル−ｐ−
フェニレンジアミン　１部 加硫促進剤　Ｎ−オキシジエチレンベンゾチアジル−２
−スルフェンアミド　０．８部 イオウ　１．５部 特許出願人　宇部興産株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）加硫可能々ゴムにポリマー分子中に一０ＮＨ−基
   を有する熱可塑性ポリマーの微細な短繊維が埋封されて
   おり、かつ該横細の界面において前記ポリマーと加硫可
   能なゴムとがフェノールホルムアルデヒド系樹脂の初期
   縮合物を介してグラフトしている強化ゴム組成物（Ａ）
   、天然ゴム、ポリイソプレンまたは両者の混合物（Ｂ）
   、天然ゴムおよびポリイソプレンを除くジエン系ゴム（
   Ｃ）、およびカーボンブラック（Ｄ）を配合してなり、
   かつ下記（１）乃至（１ｖ）の条件を満足するゴム組成
   物をキャップトレッド部に使用することを特徴とする大
   型車両用タイヤ。 （１）前記熱可塑性ポリマーの量は全ゴム成分１００重
   量部に対して１〜１５重量部であり。 Ｑ＋）　（Ａ）成分及び（Ｂ）成分中の天然ゴム及び／
   又はポリイソプレンの割合が全ゴム成分に対して６０〜
   １００重量％であり。 （Ｉｌ＋）　カーボンブランクの量は全ゴム成分１００
   重量部に対して４５〜７０重量部であり。 （１ｖ）前記ゴム組成物の加硫物の１００％モジュラス
   が５０Ｋｇ／ａＡ以上である。
2. （２）　フェノールホルムアルデヒド系樹脂の初期縮合
   物がノボラック型フェノールポルムアルテヒド系樹脂の
   初期縮合物であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の大型車両用タイヤ。