JPH0645727B2 - 中ビニルポリブタジエン／ゴム混合物のトレツドを有する空気入りタイヤ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の利用分野） 本発明はタイヤに関する。本発明は特にゴムトレツド組
成物を有する空気入りタイヤに関する。

（従来の技術） 乗用車およびトラツクの空気入りゴムタイヤは、通常、
ゴム組成物のトレツドを包含する諸要素から構成され
る。トレツドゴムは、回転抵抗(rolling resistance)が
比較的小さく、適度の摩擦と耐摩耗性を付与する配合が
頻々望まれるところである。

タイヤのトレツド組成物には、その摩擦性を実質的に損
うことなくタイヤの回転抵抗を減少させるような配合が
望まれるが、通常は湿時および乾時の横滑り(skid)抵抗
の減少で示されるように、タイヤの摩擦性が若干犠牲に
されることが頻繁である。

各種の目的のために各種のゴム組成物が調製されてお
り、その一部にビニル含量とも称される1,2-単量体配置
(configuration)を一定度含有するポリブタジエンから
るタイヤトレツドがある。斯かる各種組成物の代表例
は、種々の特許明細書に示されており、例えば米国特許
第３，９３７，６８１号は単量体単位の２５乃至５０パ
ーセントが1,2-位結合であるポリブタジエンのタイヤト
レツドに関連し、英国特許第1,166,832号は５０パーセ
ント以上の1,2-付加結合を含有する「高ビニル」ブタジ
エンゴムのタイヤトレツドに関連し、米国特許第４，１
９２，３６６号はポリイソプレンと中(medium)ビニルポ
リブタジエンゴムからなるタイヤトレツドに関連し、米
国特許第４，２５９，２１８号は「中ビニル」ポリブタ
ジエンおよびそれと天然ゴムとの混合物からなる組成物
に関連し（その際斯かる組成物にはある程度のカーボン
ブラツクを含有させる必要がある）、米国特許第３，９
７８，１６５号は(a)「中ビニル」ポリブタジエン、(b)
ポリブタジエンおよび(C)ブタジエン／スチレンゴムか
ら構成される組成物に関連し、該組成物はタイヤトレツ
ド用に有用であると記載されている。またドイツ特許DE
２９３６−７２号は、1,2-単位を３５−７０％含有する
ポリブタジエンとポリイソプレンゴムの混合物に関連
し、タイヤ用には選択によりシス−ポリブタジエンまた
はスチレン−ブタジエンゴムを伴なうこともある。米国
特許第３，８２７，９９１号、同第４，２２０，５６４
号および同第４，２２４，１９７号は、７０パーセント
以上の1,2-配置を含有するポリブタジエンとその他の各
種ゴムとの組合せに関する。

（発明が解決しようとする問題点） 斯かるゴム組成物は各種の利点をもたらすとは云え、タ
イヤトレツド用には回転抵抗および／またはトレツド摩
耗が改善されかつ妥当な摩擦性質を併せ持つゴムトレツ
ドからなる空気入りタイヤが相変らず望まれているとこ
ろである。

（問題点を解決するための手段） 本発明に依り、トレツドが、ゴム１００重量部基準で(p
hr)、(A)ビニル含量約３０乃至約５５％好ましくは約３
５乃至約４８パーセントの中ビニルポリブタジエンゴム
約２０乃至６０phr、好ましくは約２５乃至約５０phr、
(B)シス1,4-ポリイソプレンゴム約１０乃至約５０phr、
好ましくは約１０乃至約３０phr、および(C)スチレン／
ブタジエン共重合ゴム約３０乃至約７０phr、好ましく
は約４０乃至約６０phrからなる硫黄加硫された弾性組
成物である、接地に適した外周トレツドを有する空気入
りタイヤが提供される。

本発明の実施に際し、スチレン／ブタジエン共重合ゴム
は、水性乳化重合にて調製されるスチレン／ブタジエン
共重合物および有機溶液重合にて調製されるスチレン／
ブタジエン共重合物の少なくとも１種から選択される。

本発明では、要求されるポリブタジエンの中ビニル含量
は、重合物中で1,2-配置をとる単量体含量の重量パーセ
ントを示す。

シス1,4-ポリイソプレンゴムは、天然および合成ゴムの
少くとも１種から選択される。

シス1,4-ポリイソプレンゴムの代表的シス1,4-含量は約
９６乃至約９９重量パーセントである。

スチレン／ブタジエン共重合ゴムのスチレン／ブタジエ
ン比は、通常、約１０／９０乃至約４０／６０の範囲で
ある。この共重合物は、通常は水性乳化重合にて調製さ
れるが、目的によつては有機溶液重合にて調製されるス
チレン／ブタジエン共重合が好適なことがある。溶液共
重合物は一般に分子量範囲が狭くかつ比較的に高分子量
であり、これらのことがその物理的諸性質に影響を与え
る。乳化重合法および溶液重合法は共に、当業者には比
較的周知の方法である。

斯かる空気入りタイヤは、通常、接地に適した外周トレ
ツド、間隔を置いて配置されるビード、および前記トレ
ツドからそれに接しながら前記ビードへと半径方向に延
長するサイドウオールを有する一般にトロイド(troida
l)形状のカーカスからなる。

代表的な中ビニルポリビタジエンは、シス1,4-配置の単
量体単位を約１０乃至約４０％有し、中ビニル含量（1,
2-単量体配置）を差引いた残りの重合物はトランス1,4-
配置の単量体単位と考えられる。

未加硫状態の代表的中ビニルポリブタジエンは、更にＭ
Ｌ−４（１００℃）粘度が約４０乃至約１２０の範囲に
あることで特徴づけられる。

これらのポリブタジエンとくに高ＭＬ−４粘度範囲のも
のは、加工を容易にするため、各種のゴム配合材料と混
合する前に夫々油展してもよい。油展する場合には、Ｍ
Ｌ−４（１００℃）粘度を約４０−８０にするように、
通常は芳香族／パラフイン油型のゴム加工油を、普通約
１５乃至約３５phr使用する。

本発明は、当該技術分野で既知の各種プロセスにて製造
される中ビニルポリブタジエンゴムを用いて実施するこ
とができる。

しかしながら、特別の型の中ビニルポリブタジエンを使
用するのが、本発明の特に望ましい特徴である。斯かる
特別の中ビニルポリブタジエンを使用すると、その機
構、正確な物理的または化学的性質、あるいは重合物構
造効果は理解されてはいないけれども、タイヤ性質の少
くとも１つ、あるいはタイヤおよびその使用条件に応じ
てその組合せが更に改善されることが認められた。斯く
改善されるタイヤ性質には、回転抵抗、横滑り抵抗およ
びトレツド摩耗の少くとも１つまたはその組合せが包含
される。

斯かる好適な中ビニルポリブタジエンは、炭化水素溶剤
系、好ましくは実質的に非極性の非プロトン性溶剤中
で、アルキルリチウム触媒および重合物のビニル含量に
影響を与える１種以上の極性触媒変性剤と共に1,3-ブタ
ジエンを少量のジビニルベンゼンと重合させて調製され
る型のものである。斯かる型の中ビニルポリブタジエン
に関する更に詳細な事項は米国特許第４，２３０，８４
１号に記載されており、該特許を引用する。

空気入りタイヤの前記トレツド部分ならびに通常はトレ
ツド域に強化要素を含有する基礎(basic)カーカス内の
ゴムその他の材料がゴム配合技術分野で一般に既知の方
法により配合できることは、当業者の容易に理解すると
ころであり、斯かる方法には例えば各種成分ゴムを、促
進剤等の各種硬化助剤、油類等の加工添加剤、樹脂およ
び可塑剤、充填剤、顔料、酸化防止剤およびオゾン化防
止剤ならびに例えばカーボンブラツク等の強化材料と混
合する方法がある。

タイヤの組立て、整形(shaping)、型内成形(molding)お
よび硬化は、当業者には容易に明らかな各種方法にて実
施可能である。

本発明では、重合物ブレンドのトレツドを各種のタイヤ
カーカス基材ゴム組成物に接着させて一体物にすること
ができる。斯かるゴム組成物の代表例は、ブタジエン／
スチレン共重合ゴム、シス1,4-ポリイソプレン（天然ま
たは合成ゴム）およびシス-1,4-ポリブタジエンの少く
とも１種である。選択により、特にトレツドがタイヤの
サイドウオール域にある場合、斯かるブレンドはブチル
ゴム、塩素化ブチルゴムまたは臭素ブチルゴム等のハロ
ブチルゴムおよびエチレン／プロピレン／共役ジエン三
元共重合ゴム、ポリイソプレンならびにポリブタジエン
ゴムの１種以上を含有してもよい。

本発明の更なる代表的実施態様では、未硬化の整形タイ
ヤを製るグリーンタイヤの組立て(building)時に、トレ
ツドをカーカス上に貼り付け、そのあと該グリーンタイ
ヤを整形し硬化させることができる。

別法として、前のトレツドをバフ磨きまたは研磨で取り
去つたあとの硬化タイヤカーカスにトレツドを貼付け、
該トレツドを硬化させてリトレツド(retread)とするこ
ともできる。

以下の実施例にて本発明の実施態法を更に詳細に説明す
るが、これらの実施例は代表例であつて本発明の範囲を
制限するものではない。特記無い限り、部数および百分
率は全て重量基準である。

実施例Ｉ 中ビニルポリブタジエン、ポリイソプレンおよび乳化重
合によるスチレン／ブタジエンゴムから構成されるトレ
ツドのタイヤ 通常構成（溝付き(grooved)トレツド、サイドウオー
ル、間隔を置いて配置されるビードおよび支持織布で強
化されたカーカス）の空気入りタイヤを通常のタイヤ型
内で組み立て、整形し、硬化させた。このタイヤは、ス
チールベルト付き（強化された）ラジアルプライの乗用
車用タイヤであるＰ１９５／７５Ｒ１４型であつた。

このタイヤのうち１個は対照物として調製し、それを対
照物Ｘとし、本発明のトレツドを有する実験タイヤは実
験物Ｙとする。

対照タイヤＸのトレツドは(A)ブタジエン／スチレンゴ
ム７０phrおよび(B)低ビニルすなわち通常のポリブタジ
エンゴム３０phrから構成され、通常の乗用車タイヤの
代表とする。

実験タイヤＹのトレツドは、(A)中ビニルポリブタジエ
ン２５phr、(B)シス1,4-ポリイソプレン２５phrおよび
(C)乳化重合にて調製されたスチレン／ブタジエン共重
合ゴム５０phrから構成されたものである。

このトレツド組成物に、カーボンブラツク、ゴム加工
油、酸化亜鉛、ステアリン酸、樹脂、分解防止剤、硫黄
および促進剤からなる入手可能な配合成分を配合した。

タイヤ（ＸおよびＹ）をリム上に載せて膨張させ、試験
に付した。比較の目的で対照物の試験値を１００とし
た。実験トレツドを有するタイヤを試験し、その試験値
を対照タイヤのそれと比較し、それを１００とする相対
値で示す。

実験トレツドゴム組成物を有するタイヤＹは、対照タイ
ヤＸと比較して回転抵抗が改善され（減少し）、しかも
その湿時および乾時の横滑り抵抗はあまり低下しなかつ
た。タイヤのトレツド摩耗はどちらもほぼ等しかつた。

表１に、対照タイヤＸの値を１００とした場合の実験ト
レツドを有するタイヤの回転抵抗、湿時および湿時の横
滑り抵抗およびトレツド摩耗の比較値を示す。

これら諸結果は、タイヤの回転抵抗が明確に改善され、
しかも通常予期されることが多い横滑り抵抗および／ま
たはトレツド摩耗のトレードオフまたは減少が無いとの
理由で重要と考えられる。

タイヤ摩耗は、１９８３年型フオード自動車で約２５，
７６０Km（１６，０００マイル）試験したあとのトレツ
ド深さの減少値である。

本実施例での回転抵抗は、タイヤをリム上に載せて膨張
させ、約８０パーセントの定格荷重下、８０Km／時（５
０マイル／時）の周速度で直径１７０cm（６７インチ）
のホイールにて回転させ、その摩擦抵抗力で測定した。
本試験はほぼ標準的な方法と思われる。

実施例II 中ビニルポリブタジエン、ポリイソプレンおよび溶液重
合によるスチレン／ブタジエンから構成されるトレツド
のタイヤ 通常構成（溝付きトレツド、サイドウオール、間隔を置
いて配置されるビードおよび支持織布で強化されたカー
カス）の空気入りタイヤを通常のタイヤ型内で組み立
て、整形し硬化させた。

このタイヤは、ベルト付きラジアルプライ乗用車用タイ
ヤであるｐ１９５／７５Ｒ１４型であつた。

このタイヤの１個を対照物Ａとし、他のタイヤを実験物
Ｂとする。

対照タイヤＡのトレツドは、(A)中ビニルポリブタジエ
ン２５phr、(B)シス-1,4-ポリイソプレン２５phrおよび
(C)水性乳化重合で調製されたスチレン／ブタジエンゴ
ム５０phrから構成されたものである。すなわち対照タ
イヤＡのトレツドは、実施例Ｉの実険乗用車タイヤＹの
トレツドに幾分か類似したものであつた。

実験タイヤＢのトレツドは、(A)中ビニルポリブタジエ
ン２５phrおよび(B)シス1,4-ポリイソプレンおよび溶液
重合にて調製されたスチレン／ブタジエン共重合ゴム５
０phrから構成されたものである。

カーボンブラツク、ゴム加工油、酸化亜鉛、ステアリン
酸、樹脂、分解防止剤、硫黄、および促進剤からなる入
手可能な配合成分を用いて、このトレツド組成物を配合
した。

タイヤＡおよびＢをリム上に載せ、膨張させて試験に付
した。比較目的のため、対照物の試験値を１００にし
た。実験トレツドのタイヤを試験し、その試験値を対照
タイヤのそれと比較し、対照タイヤ試験値を１００とし
た相対値で示した。

実験トレツドゴム組成物Ｂのタイヤは、対照タイヤＡと
比較して回転抵抗が改善され（減少し）、しかも横滑り
抵抗は実質的に低下（減少）せず、しかもトレツド摩耗
も改善され、従つてある種の目的に対しては溶液重合に
て調製されるスチレン／ブタジエン共重合物の使用が有
利なることを示した。

表２は、タイヤの回転抵抗、湿時の横滑り抵抗値および
トレツド摩耗の比較を示す。

これらの実施例（ＩおよびII）の横滑り抵抗は、秤量さ
れたけん引トレーラーの相対する側にタイヤ（Ａおよび
Ｂ）を夫々取り付け、各速度で回転させ、トレーラーに
ブレーキをかけて横滑り力（ピークおよびスライド）を
測定する標準試験で測定した。

トレツド摩耗は、対照タイヤと実験タイヤを別別の自動
車に実際に取り付けて調節条件下で駆動させ、定期的に
各自動車のタイヤを交換して比較した。

これらの実施例では、好適な中ビニルポリブタジエンゴ
ムを使用した。斯かるタイヤは、これまで説明してまた
引用特許の米国特許第４，２３０，８４１号にて一般に
調製される型のものであつた。該引用特許に記載のよう
に、中ビニルポリブタジエンは、実質的に非極性の芳香
族溶剤中、アルキルリチウム触媒および少くとも１種の
極性触媒変性剤にて1,3-ブタジエンを極く少量のジビニ
ルベンゼンと共重合させることにより調製される。

斯かる溶剤の代表例は、ペンタン、ヘキサン、ヘプタ
ン、オクタン、イソオクタンおよびシクロヘキセンであ
り、こうのうヘキサンが好適である。

アルキルリチウムの代表例は、メチルリチウム、エチル
リチウム、プロピルリチウム、ｎ−ブチルリチウム、ｓ
−ブチルリチウム、ｔ−ブチルリチウムおよびアミルブ
チルリチウムである。ｎ−ブチルリチウムが好適であ
る。

触媒量は、その重合に所望される分子量に関連する。ジ
ビニルベンゼンの量は、活性リチウム触媒の水準に関連
する。極性化合物の量は、重合物中の所望ビニル含量に
関連する。例えば、前記の特許には、ブタジエン１００
グラム当り約0.10乃至1.0ミリモルの活性アルキルリチ
ウムが使用可能なこと、およびアルキルリチウムに対す
るジビニルベンゼン（ＤＶＢ）のモル比を約0.1乃至約
0.9の範囲にすることができることが記載されている。
重合温度は、重合の間中、実質的に一定に維持されるこ
とが好ましい。各種極性変性剤は前に説明したが、その
うち強い触媒変性剤の例には、ヘキサメチルりん酸トリ
アミド（ＨＭＰＡ）、N,N,N′,N′−テトラメチルエチ
レンジアミン（ＴＭＥＤＡ）、エチレングリコールジメ
チルエーテル（グリム、glyme）、ジエチレングリコー
ルジメチルエーテル（ジグリム）、トリエチレングリコ
ールメチルエーテル（トリグリム）およびテトラエチレ
ングリコールジメチルエーテル（テトラグリム）があ
る。

本発明を説明する目的で幾つかの代表的実施態様および
詳細を示してきたが、当業者には、本発明の精神または
範囲から逸脱することなく、各種の変更ならびに修正が
可能なることは明らかであろう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−122939（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−87441（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−87442（ＪＰ，Ａ)

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トレッドゴムが、ゴム１００重量部基準で
   （ｐｈｒ）、（Ａ）ビニル含量が約３０乃至約５５％の
   中ビニルポリブタジエンゴム約２０乃至約６０ｐｈｒ、
   （Ｂ）シス1,4-ポリイソプレンゴム約１０乃至約５０ｐ
   ｈｒおよび（Ｃ）スチレン／ブタジエン共重合ゴム約３
   ０乃至約７０ｐｈｒからなる硫黄硬化された弾性組成物
   である、接地に適した外周トレッドを有する空気入りタ
   イヤであって、 前記の中ビニルポリブタジエンゴムは、炭化水素溶剤系
   中、アルキルリチウム触媒で、少なくとも１種の極性触
   媒変性剤の存在下に1,3-ブタジエンを少量のジビニルベ
   ンゼンと重合させることにより調製される型のものであ
   る、前記空気入りタイヤ。
2. 【請求項２】前記のスチレン／ブタジエン共重合ゴム
   を、スチレンと1,3-ブタジエンの水性乳化共重合物およ
   びスチレンと1,3-ブタジエンの溶液共重合物からなる群
   の少なくとも１種から選択し、かつ、シス1,4-ポリイソ
   プレンゴムを、天然ゴムおよび合成ゴムからなる群の少
   なくとも１種から選択する特許請求の範囲第１項に記載
   のタイヤ。
3. 【請求項３】前記ゴムの１種以上を、その他のいずれか
   のゴムと混合する前に、約１５乃至約３５重量％のゴム
   加工油で油展する特許請求の範囲第２項に記載のタイ
   ヤ。
4. 【請求項４】前記のスチレン／ブタジエンゴムを、水性
   乳化重合で調製する特許請求の範囲第２項に記載のタイ
   ヤ。
5. 【請求項５】前記のスチレン／ブタジエンゴムを、有機
   溶液重合で調製する特許請求の範囲第２項に記載のタイ
   ヤ。
6. 【請求項６】前記のスチレン／ブタジエンゴムを、水性
   乳化重合で調製する特許請求の範囲第２項に記載のタイ
   ヤ。
7. 【請求項７】前記のスチレン／ブタジエンゴムを、有機
   溶剤溶液重合で調製する特許請求の範囲第２項に記載の
   タイヤ。
8. 【請求項８】トレッドが、ゴム１００重量部基準(phr)
   で、（Ａ）ビニル含量が約３５乃至約４８％の中ビニル
   ポリブタジエンゴム約２５乃至約５０ｐｈｒ、（Ｂ）シ
   ス1,4-ポリイソプレンゴム約１０乃至約３０ｐｈｒおよ
   び（Ｃ）スチレン／ブタジエン共重合ゴム約４０乃至約
   ６０ｐｈｒからなる硫黄硬化された弾性組成物であり；
   前記の中ビニルポリブタジエンゴムは未加硫状態でのＭ
   Ｌ４（１００℃）が約４０乃至約１２０の範囲にあり、
   かつ炭化水素溶剤中、アルキルリチウム触媒で、極性触
   媒変性剤の存在下に1,3-ブタジエンを少量のジビニルベ
   ンゼンと重合させることにより調製される型のものであ
   り；かつ、前記トレッドが、ブタジエン／スチレン共重
   合ゴム、シス1,4-ポリイソプレンゴムおよびシス1,4-ポ
   リブタジエンゴムの少なくとも１種からなるカーカス基
   材ゴム組成物に接着されて一体となったものであること
   を特徴とする、接地に適した外周トレッドを有するほぼ
   トロイド形状のカーカス、間隔を置いて配置されるビー
   ドならびに前記トレッドから前記ビードまで半径方向に
   延在しかつ前記トレッドを前記ビードに連結するサイド
   ウォールからなる空気入りタイヤ。
9. 【請求項９】前記のスチレン／ブタジエンゴムを、水性
   乳化重合で調製する特許請求の範囲第８項に記載のタイ
   ヤ。
10. 【請求項１０】前記のスチレン／ブタジエンゴムを、炭
    化水素溶剤溶液重合で調製する特許請求の範囲第９項に
    記載のタイヤ。