JPS6363729A - 空気タイヤ - 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、空気タイヤのトレッドキャップに有用なゴム
配合物に間する。

［従来の技術および問題点］ トレッドキャップは、ころがり抵抗に寄与する主要なも
のと考えられる。そのためトレッドキャップ配合物の低
ヒステリシス及び低エネルギー損失の性質はタイヤの燃
料費を改善する最も重要な単一因子の一つと考えられる
。

配合物のヒステリシスを改良することは比較的容易であ
るが、牽引力の性質を損失すること無くこの性質を改良
することはかなり困難である。これは硬度（コーナーリ
ングに関係する）と共に及び熱間引裂き抵抗（金型の抜
取りに間係する）を保持しつつ摩擦抵抗を維持しなけれ
ばならない場合にはますます困難である。そのためにヒ
ステリシスを改良しつつ諸性質のバランスを改良したり
または維持するように配合を行なうという考えは非常に
まれであり空気タイヤ用の改良されたトレッドキャップ
を製造することが大いに探求されている。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明の目的は上で述べた困難を回避して改良したトレ
ッドキャップを有する空気タイヤを提供することである
。

本発明の他の目的は改良した空気タイヤ用トレッドキャ
ップの製造方法を提供することである。

本発明のこれらの及び他の目的及び効果は、以下におけ
る詳しい記述、実施例及びトレッドゴムＤＴＩ（乾燥牽
引力インジケーター）と乾燥道路タイヤ牽引データとの
間係を図式した添付図面から当業者にとって更に明らか
となるだろう。

［問題を解決する手段］ 本発明によれば、空気タイヤ用ゴムトレッドキャップ配
合物中に少量の細分割された高密度、高分子量ポリエチ
レンを好ましくは追加のプロセスオイルと共に用いるこ
とにより良好なｔａｎＳ値（低ころがり抵抗を示す比較
的低いヒステリシス）及び良好なウェットμ（比較的高
い湿り摩擦係数）を示し、一方良好なタイヤのハンドリ
ング、暦耗及びタイヤ−金型取り出し性等に必要な剛性
、磨耗、及び引裂き性を保持するキャップを提供する。

このようにして、通常のタイプと量のカーボンブラック
と共に補強の一部としてトレッド配合物中に高分子量（
ＨＭＷ）ポリエチレンの小粒子を使用すること、及びプ
ロセスオイルの増加によって、タイヤころがり抵抗、牽
引、摩耗、ハンドリング及び熱間型−取り出し引裂き抵
抗のバランスが改良する。又、本発明の硬化可能な配合
物は、もしも高分子量（ＨＭｌ、ｌ）ポリエチレンが密
閉式ミキサー中で通常の２−パス混合の最後のパスで、
ポリエチレンの軟化温度以下の混合温度で硬化剤等と共
に混合されると、押出された時に裂けた角を有する粗い
押し出し物を与えない。高分子ｆｆｉ　（ＨＭν）ポリ
エチレンは記載したタイヤ配合物の混合操作において、
ポリエチレンの微粒子である性質が約３６０°Ｆ（１８
２，２℃）に達する高温硬化後においても変化しないも
のである。

本発明のトレッドキャップ配合物に用いられるポリエチ
レンは、結晶質の線状ポリエチレンで、重量平均分子量
が約百万〜六百万であり、好ましくは約百五十万である
。密度（ｇ／ｃｃ）は約０．９３〜０．９５を有し、軟
化点は約２７５°Ｆ（１３５℃）よりも上であり、粒径
は粒子の約７０１が合衆国標準目盛Ｎｏ。

１００篩を通過し、粒子の９９Ｘが目盛Ｎｏ、８０篩を
通過する粒径を有する。ポリエチレンは約２〜２０、好
ましくは５〜１５ＰＨＲの量（ゴム重量で１００部当た
りの重量部）を使用する。

密閉式ミキサーに加えられるプロセスオイル、例えば、
パラフィン系、ナフテン系、芳香族又はこれらの配合物
は約４〜６５、好ましくは６〜４０ＰＨＲ量で用いられ
る。オイルの量は一部分はオイルの粘度及び特定の配合
工程の必要により決るが、望ましい場合には、該プロセ
スオイルの追加の量が高分子量（）ＩＭＷ）ポリエチレ
ンの添加によって生じた増大した剛性を補うために用い
られる。

ゴムトレッド配合物は天然ゴム、ポリイソプレン、低、
中又は高ビニルのエマルジョン又は溶液ＳＢＲ、シスポ
リブタジェン、ビニルポリブタジェン等の１ないしそれ
以上のゴム等のタイヤトレツドに用いられる通常のゴム
を含有する。　ＳＢＲ又はポリブタジェンポリマーは油
展される。他の配合成分は、遅延剤（リターダ−）、ワ
ックス、酸化防止剤、酸化亜鉛及びステアリン酸のよう
な活性剤、強化カーボンブラック、イオウ及び促進剤を
含む。

本発明のトレッドキャップ配合物は、バイアス、ベルト
付バイアス及びラジアルの乗用、軽トラツク、トラック
、バス、オフロード、トレーラ、農場用及び飛行機用タ
イヤの製造においてトレッドキャップとして用いられる
。

以下の実施例は当業者に本発明を更に詳細に説明するも
のである。

「実施例１〕 「Ａ」と表示したトレッドキャップ配合物の調製におい
て、天然ゴム、９３Ｘシス−ポリブタジェン、中密度ビ
ニルポリブタジェン、カーボンブラック、ワックス、ア
ミン酸化防止剤、活性剤（ステアリン酸及び酸化亜鉛）
及びプロセスオイルをバンバリー中で約３２０”　Ｆ（
１６０℃）（範囲的２９０′″〜３５０°Ｆ（１４３，
３〜１７６．７℃））で混合した。この最初のバスミッ
クス、又はマスターバッチは通常実施されるように冷却
しそしてハンドリングができるようにシートに剥がすた
めに二個のロールミル上に排出する。冷却されたマスタ
ーバッチ原料は密閉ミキサー（バンバリー）に再び充填
し、硬１ヒ剤（スルフェンアミド促進剤及び不溶解性イ
オウ）を添加し、約２２０°Ｆ（１０４，４℃）の吐出
温度に混合した。もっとも温度は約２４０°Ｆ（１１５
，６℃）の高さ、又は２００’　Ｆ（９３，３℃）の低
さでもかまわない、トレッドキャップ配合物を調製し、
以下のように表示した。

ｒＡ＋５ＰＨＲ１，５ＭＭＷ　ＰＥＪ ｒＡ＋１０ＰＨＲ１，５ＭＭ１．ｌ　ＰＥＪｒＡ＋１Ｏ
ＰＨＲ１，５ＭＭ讐ｐｌ：＋ＱＰＨＲナフテン系オイル
」ｒＡ＋＋ｏＦ’ＨＲ１，５ＭＭ讐Ｐε＋１２ＰＨＲナ
フテン系オイル」（ＭＭＷ＝百万分子り これらのうちで１．５ＭＭＷ　ＰＥは常に第二のバスミ
ックスで加えた以外、上で述べたような方法で硬化剤と
共に混合した。もし使用するならば、別に６部又は１２
部のナフテン系プロセスオイルを通常良好に実施してい
るように、ブラック混合の後の最初のバスミックスのお
よそ中頃で添加する。

試料を最後の材料から切取り、金型に詰めて３２０°Ｆ
（１６０℃）で硬化した。十分に硬化し、冷却した試料
を次いで試験した。得られた結果を以下の表−１に示す
。

表−１ 配合変化　　　　　　　　イース゛シイ　　　　ＭＴＳ
　　　　　　　シー１０（ＰＨＲｊｌ）　　　　　　　
　　　ｔａｎδ　　　　　　ｔａｎδ　　　　　　メー
タ１２へ５フ　　　　　′Ｊａ　？　−Ａ１ヤブフ０配
合Ａ、対照　　　　　、２５６　　　　　　．２０５　
　　　　　６３１ヤッフ０配合Ａ　　　　　　　　　　
、２６５　　　　　　．２００　　　　　　６６＋５Ｐ
ＨＲ１，５門ＭＷ　　ＰＥ 鳥ヤブフ０配合Ａ　　　　　　、２５５　　　．１９９
　　　７０＋ｌＯＰＨＲ１，５ＭＭ讐 Ｅ キ十プフ０配合Ａ　　　　　　　　　　、２４６　　　
　　　．１９１　　　　　　６６＋ＩＯＰＨＲ１，５Ｍ
Ｍ讐 ＰＥ　　　　÷６　　ＰＨＲ ナフテン系オイル Ｎヤブフ０配合Ａ　　　　　　　　　　　、２４２　　
　　　　　．１９４　　　　　　６４＋ＩＯＰＨＲ１，
５ＭＭす ＰＥ　＋１２　　ＰＨＲ ナフテシ系オイル 物質　　　　　　　動的　　熱間　　　ピコ弾性率　型
引裂き　指数 ＭＴＳ　　　３５０＠Ｆ １２ヘルプ ヘヤプフ０配合Ａ、　　　　　　　　　２１３０　　　
　．３９”　　　　　１３３対照 夷ヤッフ０配合Ａ　　　　　　　　　　２４８０　　　
　．４１”　　　　　１５６÷５ＰＨＲ１，５ＭＭ讐Ｐ
Ｅ Ａヤフフ０配合Ａ　　　　　　　　　　２７８０　　　
　．４４”　　　　　１８２＋ｌＯＰＨＲ１，５ＭＭ讐 ＰＥ １ヤブフ６配合Ａ　　　　　　　　　　２＋９０　　　
　．４４”　　　　　１５７＋１０　ＰＨＲ１，５ＭＭ
讐ＰＥ ＋６　　ＰＨＲナフテン系オイル キャフフ０配合Ａ　　　　　　　　　　２０５０　　　
　．１９”　　　　　１５９＋ｌＯＰＨＲ１，５ＭＭ讐 ＰＥ　　４１２　　ＰＨＲ ナフテン系オイル ＃Ｊ質　　　　　　　　実験室乾燥　　Ｉ　ＰＳＴ牽引
力　　　　　　ウェットλキッド イシシ゛ケータ−摩擦係数 （μ　） １ヤフフ６配合Ａ、　　　　　　　　　　　、０３７　
　　　　　　　　　　．４５対照 ｈフッ０配合Ａ　　　　　　　　　　　　、０３７　　
　　　　　　　　　．４７＋５ＰＨＲ１，５ＭＭ讐ＰＥ キャップ０配合Ａ　　　　　　　　　　　　、０３４　
　　　　　　　　　　．４６４１０　ＰＨＲ１，５ＭＭ
Ｗ　ＰＥ４ ヤフフ０配合Ａ　　　　　　　　　　　　、０４０　　
　　　　　　　　　．４６÷１０　ＰＨＲ１，５ＭＭ讐 ＰＥ　　÷６　ＰＨＲ ナフテン系オイル Ａヤッフ９配合Ａ　　　　　　　　　　　　、０４５　
　　　　　　　　　　．４６＋１０　　ＰＨＲ１，５Ｍ
Ｍ讐Ｐ Ｅ　　４１２　　ＰＨＲ ナフテン系オイル 実験室牽引試験又はピコ磨耗試験のΔ粍表面には肉眼で
見えるようなポリエチレンの粒子は存在しない。

上で述べた実験において、ｌ０ＰＨＲポリエチレンと１
２ＰＨＲオイルを用いる最後の実験は、「Ａ」対照配合
と比べころがり抵抗と牽引力を改良し、一方それ以外の
、ハンドリング、熱間型取り出し引裂き抵抗の性質は少
なくとも対照と同等に保持されることが望まれる場合に
於けるトレッドの性質の最も優れたバランスを達成する
のに最善であることを示している。

その代りに、タイヤハンドリング応答を増大するための
堅さを有意義に増大させ、磨耗抵抗を改良させるがころ
がり抵抗とウェット牽引に悪影響を生しることなく、か
つ乾燥牽引及び熱間型引裂き抵抗への悪影響は最小にと
どめることが望まれる場合に於てはキャップ配合Ａ＋１
０ＰＨＲ１，５ＭＭＷ　ＰＥは、上で述べた実験のなか
から選ばれる最善のものを示している。

表−１の注釈 ｎ　　： 計測イエ−ズリ−オシログラフを用いて、室温で約５ヘ
ルツで、又はＭＴＳダイナミック　スペクトロメータ　
モデル８３０で室温て１２ヘルツで測定したエネルギー
損失の用語である。これはころがり抵抗と比例関係があ
る。　ｔａｎδが低い程ころがり抵抗が低くなる。

ψ　　　　　−「Ａ　９　　　口　　−−：ＡＳ７Ｍ　
０２２４０の記載に準じて実施した。大きい数字は高い
硬度を意味する。トレッド硬度は、要求されたタイヤの
ハンドリング性に効果を与えるために用いられる幾つか
のパラメーターの一つである。トレッド硬度が高いとコ
ーナーリング係数が多少高くなる。

動」Ｌ弾４Ｌ里≦− ＭＴＳモデル８３０ダイマミック　スペクトルメーター
を用いて、室温で１２ヘルツで操作して測定した。動的
モードの相対的強化の指針。大きな弾性率は大きな強化
を示す。

Ｂ　　ＩＩ　　　　ｌ　虫　　　　　　　：３５０°Ｆ
（１７６，７℃）で硬化した試料を一般的なラジアル乗
用自動車タイヤトレッドの典型的なトレッッドパターン
を模擬した型から抜出して測定した。引裂きの全長は直
接工場引裂き経験と関係する。低い数字が墾ましい。

旦二口１１」ｉ数ニー ＡＳＴＭ　Ｄ２２２８の記載に準じて実施した。高い数
字はこの試験において良好な摩耗抵抗を示し、そして路
面上でのより長時間の摩擦ポテンシャルを指示する。こ
の試験は一般にラジアルブライタイヤの通常の懲耗にお
いて観測されるよりも更に厳しいものである。

工・・、・・　ゝ　　　・　　　　工・・　　：ブリテ
ッシュポータブルスキッドテスター（ｌ　ＰＳＴ）機器
で湿った道路を模擬するため：こ湿った平滑なコンクリ
ート表面を用いて測定した。ウェット−スキッド値は６
５／３５ＥＳＢＲ／ＢＲ対照トレツド処方の標準μｍウ
ェット値の０．６００に対するものである。それはウェ
ットタイヤ牽引力データと比例関係がある０μｍウェッ
トが高い程、湿った道路上の牽引力性能が良い。

Ｅｕ邦≦− ブタジエン−１，３とスチレン（約２３．５Ｘスチレン
）の乳化重合共重合体。

Ｕ二 ポリブタジェン、約９３χシス。

ＤＴＩは東軸としてタンジェントδ対各配合物のｌｏｇ
−周波数−平方の線型プロットの勾配である。

ここでタンジェントδはＭＴＳモデル８３０ダイナミッ
ク　スペクトロメータにより周波数４’］１−３０ヘル
ツの範囲で室温７３°Ｆ（２２，８℃）で測定した。機
器をＨｖａした牽引トレーラで測定したように、ＤＴＩ
が大きい程、ラジアル乗用自動車タイヤ上のあるトレッ
ド配合物の乾燥牽引力のピークが大きくなる。

タイヤ乾燥牽引力が上記インジケーターで予想されるこ
とはノルドシークによって提案された理想的トレッドゴ
ムプロット「理想的トレッドゴムの開発に関するモデル
研究」、Ａ、Ｃ，Ｓラバ一部門報告、１９８４年春季年
会）及びその池で証明されろ。

即ち、乾燥牽引力及び低ころがり抵抗の改良された向合
を有する新規トレッドゴムのｔａｎδにおけろ望ましい
変化くすなわち、同じ又は低いころがり抵抗での大きな
乾燥牽引力）は、 乾燥牽引力の周波数範囲における増加したｔａｎδ及び
／又は； タイヤころがり抵抗測定の周波数範囲におけるｔａｎδ
の減少［これは関係する周波数の間のｊａｎδ対周波数
（又はＶＬＦ（ウィリアムスーランデルーフェリイ）周
波数；Ｈ度変化当りの温度〉の線型関数の絶対勾配の増
加と同等である］ によって得られる。

１−３０ヘルツの容易に測定できる範囲におけるｔａｎ
δの線型間数からの勾配決定は、問題の周波数量（６７
”自動車用車輪上での乾燥牽引力及びころがり抵抗測定
でのもの）の勾配を予知するのに実際の配合物に対し十
分である。

タイヤ乾燥牽引の予知をするものとして上記のラド配合
物の添付図面で示した相関試験によって証明された。

［実施例２］ ころがり抵抗を維持又は減少しつつ、乾燥牽引力を少し
改良することが望まれる場合のタイヤ試験で、一方が上
で述べたと同様のＨＭ−ポリエチレン及び別のプロセス
オイルを含有すること以外同じ成分と量を含む二つのト
レッドキャップ配合物を用いて、寸法ＬＴ２４５／７５
Ｒ１６の軽トラツクタイヤをつくった。ｒＣＪと表示し
たＨＭＷポリエチレン無しの配合物は、密閉ミキサー中
で通常のニバス混合で天然ゴム、カーボンブラック、芳
香族プロセスオイル、アミン酸化防止剤、活性剤〈ステ
アリン酸及び酸化亜鉛〉及び硬化剤（スルフェンアミド
（足進剤及びイオウ）からなる。「Ｄ」と表示した配合
物は、）ＩＭ讐ポリエチレン４部（ＰＨＲ）と、最後の
バス混合くすでに「Ｃ」配合で使われた全以上を越えて
）に添加された追加の芳香族プロセスオイル５部を含む
、以下の表−２は乾燥−路面牽引力と、ころがり抵抗デ
ータを含む。

表−２ Ｄ 相対４０ＭＰＨ乾燥牽引力、　　　　１００　　１０５
ビーク／スライド　平均 ６フインチ路面車輪　　　　　　４４．９　　４３．７
ころがり抵抗、二】−トシ 表−２の注釈 ＭＨ↑　　： オウトモチブブルーブインググランド、ペコス、テキサ
スの表面「Ｓ」の牽引トレーラ試験。

報告した値は２タイヤの平均である。夫々のタイヤは数
回の走行について試験をした。牽引のピークとスライド
値の両方を測定し、平均してビークｌスライド複合とし
た。試験タイヤの値は制御出来ない変数による牽引力変
化をモニターするために内部対照タイヤを用いて正規化
した。

試験タイヤ荷重及びタイヤ圧＝１２５０ボンド及び５０
ｐｓ　ｉ　＊ こ　　　　Ｓ　　　　　　　−： ６フインチ路面車輪試験；路面の感触を模擬するために
ｒ３Ｍセイフテイ　ウオーク」を表面に付けた。

定常−状態；報告した平衡値；タイヤがブレークインウ
オームアツプ後。

試験室温度＝７５°Ｆ（２３，９℃）。

試験タイヤ荷重及びタイヤ圧＝１３００ボンド及び５ｐ
ｓＬ

【図面の簡単な説明】

第１図は、トレッドゴムＤＴＩと乾燥道路タイヤ牽引力
データとの関係を示すための説明図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）約２９０°〜３５０°Ｆ（１４３．３°〜１
   ７６．７℃）の温度で、ゴム、カーボンブラック、芳香
   族、ナフテン系及びパラフィン系オイル及びそれらの配
   合物からなる群から選ばれたプロセスオイル、酸化防止
   剤、ワックス及び活性剤を混合してマスターバッチを形
   成し、該マスターバッチを冷却し、そして （ｂ）該マスターバッチと約２００°〜２４０°Ｆ（９
   ３．３℃〜１１５．６℃）の温度で、重量平均分子量が
   約百万〜六百万であり、密度（ｇ／ｃｃ）が約０．９３
   〜０．９５であり、軟化点が約２７５°Ｆ（１３５℃）
   以上でありそして粒径が粒子の約７０％合衆国標準目盛
   Ｎｏ．１００篩を通過し、粒子の９９％が目盛Ｎｏ．８
   ０篩を通過する約２〜２０ＰＨＲの結晶質及び線状ポリ
   エチレン、及び加硫性ゴム配合物を形成するための硬化
   剤、及び任意付加的に添加することもありうる該プロセ
   スオイルの追加の量を混合することからなるが、 但し使用する該プロセスオイルの全量が約４〜６５ＰＨ
   Ｒでありそして（ｂ）の混合中の温度はポリエチレンン
   の寸法と形態を有意に変えてしまう量より少ない量であ
   り、そして又エッジ引裂のある粗い押出し状態を生じる
   ゴムに対するポリエチレンの相互作用状態を生じてしま
   うより少ない量であることを条件とすることを特徴とす
   る、 空気タイヤ用トレッドキャップの製造において有益な加
   硫性ゴム配合物を調製する方法。 ２、該ポリエチレンが約５〜１５ＰＨＲの量用いられ、
   そして該ポリエチレンの重量平均分子量が約百五十万で
   あり、該プロセスオイルが該配合物中で全量で約６−４
   ０ＰＨＲ用いられ、そして（ａ）の混合温度が約３２０
   °Ｆ（１６０℃）であり、（ｂ）の混合温度が約２２０
   °Ｆ（１０４．４℃）である特許請求の範囲第１項に記
   載の方法。