JPS60236805A - 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

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】 （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ンド組
成物を有する空気入りタイヤに関する。

（従来の技術）′ 乗用車およびトラックの空気入りゴムタイヤは、通常、
ゴム組成物のトレッドを包含する諸要素かう構成される
。トレッドゴムは、回転抵抗（ｒｏｌｌｉｎｇ　ｒｅｓ
ｉｓｔａｎｃｅ）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。

タイヤのトレッド組成物には、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１定度含有するポ
リブタジェンからなるタイヤトレッドがある。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３ｉ９３７．６８１号は単量体単位
の２５乃至５ｏパーセントが１，２−位結合であるポリ
ブタジェンのタイヤレッドに関連し、英国特許第１．１
６６．８３２号は５０パ一セント以上の１，２−付加結
合を含有する「高ビニル」ブタジェンゴムのタイヤトレ
ッドに関連し、米国特許第４，１９２，３６６号はポリ
イソプレンと中（ｍｅｄｉｕｍ）ビニルポリブタジェン
ゴムからなるタイヤトレッドに関連し、米国特許第４．
２５９，２１８号は「中ビニル」ポリブタジェンおよび
それと天然ゴムとの混合物からなる組成物に関連しくそ
の際斯かる組成物にはある程度のカーボンブラックを含
有させる必要がある）、米国特許第３，９７５ｔ１６　
ｓ号は（ａ）「中ビニル」ポリブタジェン、（鴫ポリブ
タジェンおよび（Ｃ）ブタジェン／スチレンゴムから構
成される組成物に関連し、紋組成物はタイヤトレッド用
に有用であると記載さ五ている。またドイツ特許ｉ：＞
Ｅ２９３６−７２号Ｆｉ１．２−．単位を３５−７０％
含有するポリブタジェ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、Ｊ、りシス−ポリブタ
ジェンまたはスチレン−ブタジェンゴムを伴なうことも
ある。米国特許第３．８２７，９９１号、同第４．２２
０，５６４号および同第４，２２４，１９７号は、７０
パ一セント以上の１，２−配置を含有するポリブタジェ
ンとその他の各種ゴムとの組合せに関すゐ　０ （発明が解決しようとする問題点） 斯刀Ｓるゴム組成物は各種の利点をもたらすとは云え、
タイヤトレッド用には回転抵抗および／またはトレンド
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
ッドη１らな４２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、トレッドが、ゴム１００重量部基準で（
ｐｈｒ）、（Ａ）ビニル含量約３０乃至約５５ヂ好葦し
くけ約６５乃至約４８パーセントの中ビニルポリブタジ
ェンゴム約２０乃至６０ｐｈｒ、好ましくは約２５乃至
約５０　ｐｈｒ　、（Ｂ）シス１，４−ポリイソプレン
ゴム約１０乃至約５０　ｐｈｒ　、好ましくは約１０乃
至約３０　ｐｈｒ　、および（Ｃ）スチレン／ブタジェ
ン共重合ゴム約６０乃至約７０ｐｈｒ　、好ましくは約
４０乃至約６０　ｐｈｒ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ッドを有する空気入
りタイヤが提供される。

本発明の実施に際し、スチレン／ブタジェン共重合ゴム
は、水性乳化重合にて調製されるスチレン／ブタジェン
共重合物および有機溶液重合にて調製されるスチレン／
ブタジェ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ェンの中ビニル含量
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＝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東蓋パーセントである。

スチレン／ブタジェン共重合ゴムのスチレン／ツクジエ
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、通常は水性乳化共重合にて調製
されるが、目的によっては有機溶液重合にて調製される
スチレン／ブタジェン共重合物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
ッド、間隔を置いて配置されＪビード、および前記トレ
ッ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（ｔｒｏ
ｉｄａｌ）形状のカーカスからなる。

代ｉ的な中ビニルボリビタジエンは、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ｔｉ
ｃ（１，２−単簸体配置）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ェンは、更にＭ
Ｌ−４（１００℃）粘度が約４０乃至約１２０の範囲に
あることで′ｖｆ徴づけられる。

これらのポリブタジェンとくに高ＭＬ−４粘度範囲のも
のは、加工を容易にするりめ、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、ＭＬ−４（１００℃）粘度を約４Ｏ
−８ｐにするように、通常は芳香族／パラフィン油型の
ゴム加工油を、普通約１５乃至約３５　ｐｈｒ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ェンゴムを用いて実施するこ
とができる。

し力・しながら、特別の型の中ビニルポリブタジェンを
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ェンを使用すると、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、あるいは夕、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
よびトレッド摩耗の少くとも１つまたはその組合せが包
含される。

斯カる好適な中ビニルポリブタジェンは、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１，６−ブ
タジェンを少址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ェ
ンに関する更に詳細な事項は米国特許第４，２３０，８
４１号に記載されており、該特許を引用する。

突気入シタイヤの前記トレンド部分ならびに通常はトレ
ッ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は各種成分ゴム
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ック等の強化材
料と混合する方法がある。

タイヤの組立て、整形（ｓｈａ　ｐｉｎｇ　）、型内成
形（ｒｒｏ　ｌｄ　ｉｎｇ　）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ッドを各種のタイヤ
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１、斯かるゴム組成物の代表例は、ブタジェン
／スチレン共重合ゴム、シス１ア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
ェンの少くとも１種である。選択により、特にトレッド
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化ブチル
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
リブタジェンゴムの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（ｈ］ｉｌｄｉｎｇ
　）時に、トレッドをカーカス上に貼り付け、そのおと
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、前のトレッドをパフ磨きまたは研磨で取り
去ったあとの硬化タイヤカーカスにトレッドを貼り付け
、該トレッドを硬化させてリドレッド（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士あって本発明の範囲を
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■ 中ビニルポリブタジェン、ポリイソプレンおよび乳化重
合によるスチレン／ブタジェンゴムから構通常構成（溝
付き（ｇｒ　ａｏｖｅｄ　）　）レッド、サイドワオー
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）の空気入シ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
チールベルト旬き（強化された）ラジアルプライの乗用
車用タイヤであるＰｌ　９５／７５Ｒ’ｌ　４型であっ
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、本発明のトレッドを有する実験タイヤは実
験物Ｙとする。

対照タイヤＸのトレッドは（４）ブタジェン／スチレン
ゴム７０　ｐｈｒおよび（Ｂ）低ビニル′すなわち通常
のポリブタジェンゴム３［Ｊ　ｐｈｒ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のトレッドは、（５）中ビニルポリブクジ
エン２５　ｐｈｒ　、（Ｂ）シス１，４−ポリイソプレ
ン２５　ｐｈｒおよび（Ｃ）乳化重合にて調製されたス
チレン／ブタジェン共重合ゴム５０　ｐｈｒ　ｎ・ら構
成されたものである１、 このトレッド組成物に、カーボンブラック、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　）　’Ｔｈ　！Ｊ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。実験トレッ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。

実験トレッ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）、シかも
その湿時および乾時の横滑り抵抗はあ１ジ低下しなかっ
た。タイヤのトレッド摩耗はどちらもほぼ等しがった。

表１に、対照タイヤＸの値を１００とした場合の実験ト
レンドを有するタイヤの回転抵抗、湿時および湿時の横
滑ジ抵抗およびトレッ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ジ抵抗および／マ
タはトレッ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、１９８６年型フォード自動車で約２５，
７６０Ｋｍ（１６，ｏｏｏ−ｖイル）試験したあとのト
レッド深さの減少値である。

本実施例での回転抵抗は、タイヤ’＆　ＩＪ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（５０マイル／時）の周速度で直径１７０ｃｒｎ（
６フインチ）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Ｆｉｔｔぼ標準的な方法と思われる
。

実施例ＴＩ 中ビニルポリブタジェン、ポリイソプレンおよび溶液重
合によるスチレン／ブタジェンから構成されるトレッド
のタイヤ 通常構成（溝付きトレッド、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
ヤであゐＰ１９５．／７５Ｒ１４型であった。

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のトレッドは、（Ａ、）中ビニルポリブタ
ジェン２５　ｐｈｒ　、　（Ｂ）シス−１，４−ポリイ
ソプレン２５　ｐｈｒおよびＣＣ）水性乳化重合で調製
されたスチレン／ブタジェンゴム５　Ｑ　ｐｂｒから構
成されたものである。すなわち対照タイヤＡのトレッド
は、友軸側■の実験乗用車タイヤＹのトレッドに幾分か
類似したものであった１、 実験タイヤＢのトレッドは、（Ａ）中ビニルポリブタジ
ェン２５　ｐｈｒ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／ブタジェ
ン共重合ゴム５０　ｐｈｒから構成されたものである。

カーボンブラック、ゴム加工油、酸化亜鉛、スｔ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、このトレッド組成物を配合
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
。実験トレッ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。

実験トレッドゴム組成物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、しかもトレッド摩耗
も改善され、従っである種の　。

目的に対しては溶液重合にて調製されるスチレン／ブタ
ジェン共重合物の使用が有利なることを示　駆した。

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

これらや実施例（Ｉおよび■）の横滑ジ抵抗は、秤量さ
れたけん引トレーラ−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−に
２゛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。

トレッド摩耗は、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ェンゴ
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４．２ｉ帆８４１用特許に記載の
ように、中ビニルポリブタジェンは、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１．６−ブタジェンを極く少量
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、ブタジェン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（Ｄ　Ｖ’Ｂ　）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門には、ヘキサ
メチルりん酸トリアミド（Ｈ”Ｍ’　Ｐ、　Ａ　’　）
、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ニ
ー　テ）Ｌ、　（ｆ　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
チレングリコールジメチルエーテル（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）瀘ある。

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力・であろう。

特許出願人　ザーグツドイヤー・タイヤ・アンドやラバ
ー・カンパニー 第１頁の続き ■Ｉｎｔ、ＣＩ、’　識別記号　庁内整理番号［相］発
　明　者　リチャード・マーチ　ルクセンブルン・スフ
リバー　ゲン　１３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）トレッドが、ゴム１００重量部基準で（ｐｈｒ）、
   囚ビニル含量が約３０乃至約５５パーセントの中　゛ビ
   ニルポリブタジェンゴム約２０乃至約６０ｐｈｒ、ＣＢ
   ）シス１．４−ポリイソプレンゴム約１０乃至約５０　
   ｐｈｒおよび（Ｃ）スチレン／ブタジェン共重合ゴム約
   ６０乃至約７．０ｐｈｒ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
   Ｖタイヤ。 ２）前記のスチレン／ブタジェン共重合ゴムを、スチレ
   ンと１，３−ブタジェンの水性乳化共重合物およびスチ
   レンと１，６−ブタジェンの溶液共重合物からなる群の
   少くとも１種から選択し、〃・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
   少くとも゛１種力・ら選択する特許請求の範囲第１項に
   記載のタイヤ。 ６）前記ゴムの１種以上を、その他のいずれ力・のゴム
   と混合する前に、約１５乃至約５５パーセントのゴム加
   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）前記のスチレン／ブタジエンケ、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）前記のスチレン／ブタジェンゴムを、壱機溶液重合
   で調製する特許請求の範囲第２項に記載のタイヤ。 ６）前記の中ビニルポリブタジェンは、未硬化状態での
   ＭＬ４（１００℃）が約４０乃至約１２０の範囲にあり
   、かつ、炭化水素溶剤系中、アルキルリチウム触媒で、
   少くとも１種の極性触媒変性剤の存在下に１，３−ブタ
   ジェンを少鰍のジビニルベンゼンと重合させることによ
   ！ｌｌ調製される型のものである特許請求の範囲第２項
   に記載の空気入りタイヤ。 ７）前記の中ビニルポリブタジェンは、未硬化状態での
   ＭＬ４（１００℃）が約４０乃至約１２０の範囲にあり
   、かつ、炭化水素溶剤系中、アルキルリチウム触媒で、
   少くとも１種の極性触媒変性剤の存在下に１．３−ブタ
   ジェンを少量のジビニルベンゼンと重合さ１せることに
   ょシ調製される型のものである特許請求の範囲第６項に
   記載の空気タイヤ。 ８）前記のスチレン／ブタジェンゴムを、杢性乳化重合
   で調製する特許請求の範囲第６項に記載のタイヤＣ ９）前記のスチレン／ブタジェンゴムヲ、有機溶剤溶液
   重合で調製する特許請求の範囲第６項に記載のタイヤ。 １０）トレッドが、ゴム１００重量部基準（ｐｈｒ）で
   、（Ａ）ビニル含量が約６５乃至約４８パーセントの中
   ビニルポリブタジェンゴム約２５乃至約５０ｐｈｒ　、
   （Ｂ）シス１，４−ポリイソプレンゴム約１０乃至約３
   Ｑ、ｐｈｒおよび（Ｃ’）スチレン／ブタジェン共重合
   ゴム約４０乃至約／）　Ｄ　ｐｈｒからなる硫黄硬化さ
   れた弾性組成物であジ；前記の中ビニルポリブタジェン
   ゴムは未加硫状態でのＭＬ４（１’００℃）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、極性触媒で、極性触媒変性剤の存
   在下に１，６−ブタジェ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す；かつ
   、前記トレッドが、ブタジェン／スチレン共重合ゴム、
   シス１，４−ポリインプレンゴムおよびシス１，４−ポ
   リブタジエ７−ｆムの少くとも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
   ｅ特徴とする、接地に適した外周トレッドを有する一般
   にトロイド形状のカーカス、間隔を置いて配置されるビ
   ードならびに前記ビードから半径方向に延長しかつ前記
   トレッドを前記ビードに連結するサイドウオールからな
   る空気入りタイヤ。 １１）前記のスチレン／ブタジェンゴムを、水性乳化重
   合で調製する特許請求の範囲第１０項に記載のタイヤ。 １２）前記のスチレン／ブタジェンゴムを、炭化水素溶
   剤溶液重合で調製する特許請求の範囲第１′０項に記載
   のタイヤ。