JPS62221902A - 改良されたトレツドを有する空気入りタイヤ - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は空気入りタイヤに関し、特に詳しくはトレッド
に新規なスチレ／−ブタジエン共重合体ゴムを含有する
ゴム組成物を用いたことによって耐ウエツトスキツド性
、転がり抵抗性、耐破壊性および耐摩耗性を同時に著し
く満足しうる空気入シタイヤに関する。

（従来の技術） 従来からスチレン−ブタジエン共重合体ゴムは湿潤路面
における耐ウエツトスキツド性に優れかつ耐摩耗性も良
好のためタイヤのトレッド用として広く使用されている
。しかしながらエネルギーロスが大きく発熱し易いので
大型タイヤにはほとんど適用されていない。

一方、高速道路の普及に伴ない、大型タイヤにおいては
耐ウエツトスキツド性が重要となり、また既にスチレン
−ブタノエン共重合体ゴムが用いられている比較的小型
のタイヤにおいては、最近の省資源省エネルギーの観点
からエネルギーロスを小さく、すなわち転がり抵抗を小
さくすることが重要になってきた。従って耐ウェッ°ト
スキッド性に優れかつエネルギーロスが小さく、大型タ
イヤおよび小型タイヤのどちらにも使用できるような新
規なゴムの開発が重要になってきた。

このため、１，２結合を５０〜９０重量係含有する、い
わゆる高ビニルポリブタジェンゴムや高ビニルスチレン
−ブタジエン共重合体ゴムが提案されたが、これらのゴ
ムをトレッドに用いたタイヤは確かに耐ウエツトスキツ
ド性と転がり抵抗性はある程度改良されるが、その反面
耐摩耗性や耐破壊性といつた性能が高ビニルポリブタジ
ェンゴムでは著シく低下し、高ビニルスチレン−ブタジ
エン共重合体−”ムでも高ビニルポリブタジェンゴムは
どではないが、やはり低下してしまい、やや厳しい条件
下で使用すると急速に摩耗が生じ、実用的には甚だ好ま
しくなかった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明者らは上記現状に鑑み、スチレン−ブタジエン共
重合体ゴムについて鋭意研究した結果、ミ 次のような知見を得た。即ち、特定の中クロ構造と分子
量分布を有するスチレン−ブタジエン共重合体末端を特
定のインシアナート化合物をもって反応変性せしめた共
重合体を含有するトレッドゴム組成物が前述の様々なト
レッドの欠点を大いに改善することを見い出した。

本発明の目的は耐ウエツトスキツド性、転がり抵抗性、
耐破壊性および耐摩耗性が全て良好で実用上極めて有用
な空気入りタイヤを提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記問題点を解決するために ■　有機リチウムを開始剤としてスチレンと１，３−ブ
タジエンを共重合して得られしかも結合スチレン含有率
がＯ〜４０重量係、ブタノエン部分中の１，２結合金有
量が１０〜７０重量幅で、■　重量平均分子量（Ｍｗ　
）と数平均分子ｔ（Ｍｎ）の比Ｍｗ　／　Ｍｎが２．０
以下でかつＭｗが１０万以下の含有率が７％以下であり
、 ■　上記重合末端を芳香族ポリインシアナートで２リマ
一分子の少なくとも２０憾以上を反応変性せしめた新規
なスチレン−ブタジエン共重合体ゴムを少なくとも３０
重量部以上含有させることからなるゴム組成物をトレッ
ドに用いたことを特徴とする改良されたトレッドを有す
る空気入りタイヤである。

本発明に使用する新規なスチレン−ブタジエン共重合体
ゴムにおいて、結合スチレンは前記共重合体ゴムの破断
時強度と密接に関係があり、結合スチレン含有量が４０
重量係程度までは、スチレ敞 ンがランダムに分布してい（ば前記共重合体ゴムの破断
時強度は結合スチレン含有量に比例して大きくなるが、
しかし逆にエネルギーロスの見地からみると結合スチレ
ン含有量が少ない程、前記共重合体ゴムのエネルギーロ
スは小きくなる。このため本発明においては結合スチレ
ン含有率がＯ〜４０重量係、好ましくは１５〜３５憾で
あることが必要である。

尚ランダムとは１．Ｍ、Ｋｏｌｔｈ−ｏｆｆ　ｅｔ　ａ
ｌ。

Ｊ、Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｓｃｉ、、　１　、４２９（１９
４６）　、などの酸化分解法により測定した時、結合ス
チレン中のブロック含有量が１０重量係以下であること
をいう。

前記共重合体ゴムのブタジェン部分中について、１．２
結合は前記共重合体の耐ウエツトスキツド性を向上させ
る割にはエネルギーロスを余り大きくしない効果がある
ため、１，２結合金有量が多くなればなる程、耐ウエツ
トスキ、ド性と転がり抵抗性の両者を満足させるには有
利な方向にある。しかしながら１，２結合金有量が多く
なるとカーボンブラックとの相互作用が小さくなり該共
重合体ゴムの破断時強度と耐摩耗性が著しく低下してし
まう。このため本発明においては１，２結合金有量は１
０〜７０重量％、好ましくは１５〜５０重量％であるこ
とが必要である。

次に、分子量分布に関する重量平均分子量（Ｍｗ）と数
平均分子量（Ｍｎ）の比Ｍｗ　／　Ｍｎが小さい程耐摩
耗性、発熱性は良好であり、本発明においては２．０以
下、好ましくは１．８以下であることが必要である。

又、同様な間怠からＭｗが１０万以下の含有率が７係を
越えると耐摩耗性、発熱性が劣り７係以下であることが
必要である。

本発明においてもつとも重要なことは、前記スチレン−
ブタノエン共重合末端を２つ以上インシアナートを有す
る芳香族ポリイソシアナートで共重合体分子の少なくと
も２０１以上を反応変性せしめることであり、これによ
り、発熱性、破壊特性、耐摩耗性が著しく改善され、２
０％以下の反応変性ではその効果が小さい。

本発明で使用する芳香族ポリイソシアナートとしては例
工ば、２，４−トリレンジイソンアナート、２．６−　
）リレンジイソシアナート、ジフェニルメタンジイソシ
アナート、ナフタレンジイソシアナート、トリフェニル
メタントリイソシアナート、Ｐ−フェニレンジイノシア
ナート、キシレンジイソ７アナート、ポリメリックジフ
ェニルメタンインシアナート、ナフタレン−１，３，７
−インシアナート等が有るが、このうち、ポリメリック
ジフェニルメタンイソシアナートが最も好適に用いられ
る。

また前記共重合体ゴムは、単独でトレッドに用いること
も可能であるが、必要に応じて、ゴム１００重量部中７
０重１部以下、好ましくは５０重量部以下の天然ゴム、
ポリブタジェン、合成ポリインプレンゴム、ブタノエン
−アクリロニトリル共重合体ゴム、前記共重合体以外の
スチレン−ブタジエン共重合体ゴム等のジエン系ゴムが
ブレンドされてもかまわない。

又、本発明をさらに効果的にするにはウェットスキッド
特性を必要としないトレッドペース部において、該共重
合体のガラス転移温度を下げることにより達成される。

この場合、発熱性に対して大きな影響を及ぼすスチレン
含有量、ビニル含有量を少なくすることによりタイヤの
他の性能をそこなうことなく転がり抵抗が更に改善され
る。

即ち、本発明に於て、好ましい実施態様は、トレッド部
がキャッジとペースの２層構造からなる空気入りタイヤ
に於て、 １）有機リチウムを開始剤としてスチレンと１．３ブタ
ジエンをランダムに共重合して得らし、シかも結合スチ
レン含有量が０〜１０重量％、ブタジエン部分中の１．
２結合貴が１０〜５０重量係２　）　　Ｍｗ　／Ｍｎが
２．０以下でかつＭｗが１０万以下の分子の含有率が７
係以下 ３）　上記重合体末端を芳香族ポリイソシアナートで該
共重合体分子の少なくとも２０係以上を反応変性せしめ
たスチレン−ブタノエン共重合体ゴムを少なくとも３０
］ｉｔ部以上含有させることからなるゴム組成物をペー
ス部に有する空気入りタイヤである。

本発明に用いられるスチレン−ブタジエン共重合体は種
々の方法で得られるが、例えば炭化水素溶媒中で回分方
式で有機リチウム重合開始剤を用いてスチレン、１，３
−ブタノエンをエーテル、３級アミンを必要量添加し一
１０℃〜１００℃の温度下で重合を行なったのち、芳香
族ポリイソシアナートをリチウム濃度対比０．２モル〜
２モル、好ましくは０．５〜１モル添加することによっ
て得られる。

又、本発明に用いられるトレッドゴム組成物は必要に応
じて通常使用されているカービンブラック、プロセスオ
イル充填剤、加硫促進剤、加硫剤を適当量配合して作成
される。

一ドやスチール、ガラス、炭素といった無機繊維コード
のいずれで補強されていてもよく、またカーカスがラジ
アル構造かバイアス構造のいずれであってもよいが、好
ましくはラジアル構造である。

（実施例） 以下、本発明の空気入りタイヤを実施例によって更に詳
細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって制限
されるものではない。

尚、評価方法およびスチレン−ブタジエン共重合体ゴム
のミクロ構造については次の方法で行った。

（耐ウェツト・スキツド性） 水深３Ｉの湿潤コンクリート路面において、８０　ｋｍ
／　ｈｒの速度から急制動し、車輪がロックされてから
停止するまでの距離を測定。第１表のサンプル黒２０の
スチレン−ブタジエン共重合体を用いたタイヤをコント
ロールとし、下式によってテストタイヤの耐スキツド性
を評価した。

（コントロールタイヤ　　　（テストタイヤ（転がり抵
抗性） 惰行法にて測定。測定条件はタイヤ内圧１．７に９７ｃ
ｍ”　、荷重ＪＩＳ　１００　％荷重、惰行開始速度１
００　ｋｍ／　ｈｒ　、耐ウエツトスキツド性の評価と
同様に下式によってテストタイヤの転がり抵抗を評価し
た。

（コントロールタイヤの　　　（テストタイヤ（耐摩耗
性） １０、ＯＯＯｋｍ走行後、浅溝を測定し、トレッドが１
瓢李耗するのに要する走行距離を相対比較する。

コントロールタイヤを１００として指数で表示。

値が大なる程良好。　。

（ミクロ構造） 結合スチレン含有量は分光光度計を用い６９９ｚ１の吸
光度を用いた検量線を利用、ブタノエン部分のミクロ構
造はり、Ｍｏｒｅｒｏの方法（Ｃｈｅｍ、　＆　１　ｎ
ｄ、。

４１．７５８（１９５９））により求めた。またＭｗ／
Ｍｎは０．５１　／　１００　ｍｌテトラヒドロフラン
溶液でウォーターズＧＰＣ２００を用いて求めた。

実施例１ 第１表に示しだ１３種類のスチレン−ブタジエン共重合
体ゴムを準備した。次いでこれら各々のスチレン−ブタ
ジエン共重合体ゴム１００１肴部に対し、ＨＡＦカーゴ
ンブラック５０重量部、アロマオイル１０ＴＬ′ｌｔ部
、ステアリン酸２重１部、Ｎ−フェニル−Ｎ’−１ソプ
ロピル−Ｐ′−フェニレンジアミン１重量部、亜鉛華４
．０重量部、Ｎ−オキシジエチレン−２−−２７７”チ
アソールスルフェンアミド０．６重−１部、ノー２−ペ
ンゾチアノルノスルフィド０．８重１部および硫黄１．
５重量部を配合した１９種類のゴム組成物を作成した。

これらのゴム組成物についてＪＩＳＫ６３０１に従って
破壊時強度（Ｔｏ　）を評価した。次いでこれらのゴム
組成物をタイヤサイズ１６５ＳＲ１３のトレッドに用い
てタイヤを作成し、耐ウエツトスキツド性、転がり抵抗
性および耐摩耗性を評価した。結果を第１表に示す。

第１表から明らかなように結合スチレン含有量がＯ〜４
０重量憾ブタノエン部の１，２結合金有量が１０〜７０
重量ヂ、Ｍｗ　／Ｍｎが２．０以下でかつＭｗが１０万
以下の含有率が７係以下、さらに、重合体末端を芳香族
ポリイソシアナートで共重合体分子の少なくとも２０％
以上を反応変性せしめた新規ナスチレンーブタ・ゾエン
ラ／ダム共重合体ゴムをトレッドに用いた本発明の空気
入りタイヤは耐ウエツトスキツド性、転がり抵抗性、耐
破壊性および耐摩耗性が同時に著しく優れていることが
わかる。

実施例２ 第１表に示した配合内容のゴム組成物を作成し、実施例
１と同様に検討した。

第２表から明らかなように新規な共重合体ゴムは少なく
ともゴム１００重量部中に３０重量部ブレンドされてい
れば、本発明の目的を達成することが可能である。

実施例３ 第１表に示した配合内容のゴム組成物を作成し、トレッ
ドキャップ部に使用し、さらに第３表に示した配合内容
のゴム組成物をトレッドペース部に使用し、実施例１と
同様に検討した。

第３表 第４表から明らかなように、結合スチレン量０〜１０重
量％ブタジェン部分中の１，２結合量が１０〜５０重量
係、Ｍｗ　／　Ｍｎ　２．０以下Ｍｗが１０万以下の含
有率が７ｑｂ以下さらに重合体末端を芳香族ぼりイソシ
アナートで共重合体分子の少なくとも２０％以上を反応
変性せしめたスチレン−ブタジエン共重合体をトレッド
ペース部に用いるとりｌ） イヤの転がｂ抵抗性部ち、発熱性だ対してさらに優れて
いることがわかる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の空気入りタイヤでは、耐
ウエツトスキツド性、転がり抵抗性、耐破壊性および耐
摩耗性が同時に著しく優れた効果が得られ、実用上極め
て有用な空気入りタイヤを提供することができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）有機リチウムを開始剤としてスチレンと１，３−ブ
   タジエンをランダムに共重合して得られしかも結合スチ
   レン含有率が０〜４０重量％、ブタジエン部分中の１，
   ２結合含有量が１０〜７０重量％で、 ２）重量平均分子量（Ｍｗ）と数平均分子量（Ｍｎ）の
   比Ｍｗ／Ｍｎが２．０以下でかつＭｗが１０万以下の分
   子含有率が７％以下であり、 ３）上記重合末端を芳香族ポリイソシアナートで該共重
   合体分子の少なくとも２０％以上を反応変性せしめたス
   チレン−ブタジエン共重合体ゴムを少なくとも３０重量
   部以上含有させることからなるゴム組成物をトレッド部
   に用いたことを特徴とする改良されたトレッドを有する
   空気入りタイヤ。