JPH04277537A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、安定した高運動性能（
高グリップ性能）を有しかつ耐摩耗性に優れる空気入り
タイヤに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、空気入りタイヤに対して高運動性
能が要求されるようになった。特にグリップ性能は重要
な要求特性であり、加速およびブレーキ性能が高いタイ
ヤほどより高速で、より安定した走行が可能となる。従
来、高運動性能、特に高グリップ性能を得るためには、
高ロスの一特性であるトレッド部分の路面把握力（グリ
ップ性）が高いことが必要であり、このためにはトレッ
ド部材の改良検討が行われていることはいうまでもない
。その一つの方法として、トレッドパターンの改良によ
るアプローチが行われている。すなわちこの方法におい
ては、トレッドに刻まれたパターンのグルーブ（溝）を
深くすることによって、路面に直接触れるトレッド部分
を踏面から受ける圧力に対して変形しやすくすることに
より、路面からの圧力をトレッド内部で熱エネルギーに
変えてしまう能力、すなわち路面からの圧力をある程度
吸収してしまう能力を増加させ、このことによりトレッ
ドの路面把握性を向上させるわけである。

【０００３】しかしながら、この方法においては、反面
ではゴムの変形を容易にすることからトレッド部分の摩
耗量が増大し、充分な耐摩耗性を得ることができないと
いう問題が生じる。又従来高運動性能、特に高グリップ
性能を得るためには、ゴム分即ちポリマーとして、高ス
チレン含有率スチレン−ブタジエン共重合ゴムを選択す
るか、軟化剤、カーボンブラックを高充填した配合系を
選択するか、粒子径の小さい（窒素比表面積Ｎ２　ＳＡ
の大きい）カーボンブラックを選択するか、またはそれ
らの組み合わせにより高運動性能（高グリップ性能）を
得ていた。しかしながら一般的に、高スチレン含有率ス
チレンブタジエン共重合ゴムを含む。ゴム組成物は、高
グリップ性が得られる反面、ガラス転移温度（Ｔｇ）が
高いため損失係数（ｔａｎ　δ）の温度依存性が激しく
、気温および路面温度が高い場合には、高運動性能が劣
り、また、耐摩耗性が劣る。一方軟化剤、カーボンブラ
ックの高充填配合系においては配合ゴムの強力が低下す
ることによりトレッドの摩耗外観が悪化し高運動性能が
著しく低下するという問題点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、タイヤト
レッドの路面把握性と耐摩耗性はこれまでに知られてい
るゴム素材を用いても、一方が改良されれば他方が損な
われるといういわゆる二律背反の関係にあり、両者をと
もに改良することは極めて困難と考えられていた。本発
明は前記従来技術の問題点を背景になされたもので、そ
の加硫物において適度な硬度、モジュラスなどの物性値
を保有した状態で優れた耐摩耗性を有し、特に路面把握
性と耐摩耗性という二律背反的な特性の要求されるタイ
ヤトレッドを有する空気入りタイヤを提供することを目
的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、トレッド
部、サイドウォール部及びビード部を備える空気入りタ
イヤにおいて、有機リチウム多官能開始剤または有機モ
ノリチウム開始剤と多官能性モノマーを少なくとも用い
て得られるポリスチレン換算重量平均分子量が１，００
０，０００以上のスチレン−ブタジエン共重合体ゴム（
Ａ）および有機リチウム開始剤を用いて得られるポリス
チレン換算重量平均分子量が２０００〜５００００の範
囲内にある低分子量スチレン−ブタジエン共重合体ゴム
（Ｂ）を含み、前記共重合体ゴム（Ａ）と前記共重合体
（Ｂ）の比が共重合体ゴム（Ａ）１００重量部に対して
共重合体（Ｂ）が２０〜１２０重量部であり、さらに、
共重合体（Ａ）１００重量部または１０重量部以上配合
したブレンドゴム１００重量部に対して窒素吸着比表面
積（Ｎ２　ＳＡ）が９０〜２５０ｍ２　／ｇのカーボン
ブラックを６０〜２５０重量部配合し、加硫して得られ
たゴム組成物をトレッドゴムに適用して構成したことを
特徴とする高運動性能を有する空気入りタイヤによって
達成することができる。

【０００６】本発明において特に特徴となる点は、特定
の開始剤を用いて重合される超高分子量の共重合体（Ａ
）と特定の低分子量の共重合体（Ｂ）、さらに特定の窒
素吸着比表面積を持つカーボンブラックを組み合わせ用
いることにより、例えば通常の共重合体ゴムとカーボン
ブラックを用いたゴム組成物をトレッドに使用した空気
入りタイヤと比較して路面把握性を向上し、かつ耐摩耗
性において著しい改善を達成することができることにあ
る。

【０００７】本発明に用いられるスチレン−ブタジエン
共重合体（Ａ）は、有機リチウム多官能開始剤を用いて
共重合するか、あるいは有機モノリチウム開始剤と多官
能性モノマーを少なくとも用いて重合することに特徴を
有し、又共重合体（Ｂ）は有機モノリチウム開始剤を用
いて共重合することによって得られる。有機リチウムを
開始剤とするアニオン重合では、重合終了後、活性末端
に対して、２原子以上のハロゲン原子を有する化合物を
反応させることで分子量がジャンプする。さらに、本発
明のように有機リチウム多官能開始剤、あるいは有機−
モノリチウム開始剤を多官能モノマーを用いた場合は重
合終了後の高分子一本鎖当りの活性末端数は増加し、カ
ップリング反応により、その分子量のジャンプはさらに
増大し、高分子量化が進む。一方カップリング剤未使用
の場合は、重合終了時と同じ分子量のポリマーしか得ら
れない。

【０００８】共重合体（Ａ）の共重合は、ｎ−ヘキサン
、ｎ−ヘプタンなどの脂肪族炭化水素、トルエン、ベン
ゼンなど芳香族炭化水素あるいは、シクロヘキサンなど
を溶剤として特定の有機リチウム開始剤のもとで行う。 有機リチウム開始剤としてはテトラメチレン−１，４−
ジリチウム、ヘキサメチレン−１，６−ジリチウム、１
，３−ジリチオベンゼン、１，４−ジリチオベンゼン、
オクタメチレン−１，８−ジリチウム、１，４−ジリチ
オシクロヘキサンなどの有機リチウム多官能開始剤ある
いはこれらと有機モノリチウム開始剤を併用して用いる
ことができる。またｎ−ブチルリチウム、　ｓｅｃ−ブ
チルリチウムなどの有機モノリチウム開始剤を用い重合
前または重合時にジビニルベンゼン、ジイソプロペニル
ベンゼンなどの多官能性モノマーを添加する方法によっ
ても得られる。スチレン−ブタジエン共重合体において
スチレンのランダム化剤として重合時に三級アミン化合
物、エーテル化合物などの極性化合物を用いるのが好ま
しい。共重合体（Ｂ）についても同様の溶剤を用い、有
機モノリチウム開始剤のもとで行われる。有機モノリチ
ウム開始剤としては、ｎ−ブチルリチウム、　ｓｅｃ−
ブチルリチウム等が用いることができる。又、上記同様
のスチレンのランダム化剤を好適に用いることができる
。

【０００９】共重合体（Ａ）については、重合が終了し
た後、下記一般式で表わされる化合物、ＳｉＲｐ　Ｘｑ
　 （たゞし、Ｘは塩素原子、臭素原子または沃素原子であ
るハロゲン原子、Ｒはアルキル基、アルケニル基、シク
ロアルキル基、アリール基から成る群から選ばれた置換
基でｐは０〜２の整数、ｑは２〜４の整数でｐ＋ｑ＝４
の関係にある。）を用いてカップリングしてもよく、そ
の場合には、より高分子量成分が得られ、より好ましい
耐摩耗性が得られる。上記一般式で表わされるシラン化
合物としては、テトラクロロシラン、テトラブロモシラ
ン、メチルトリクロロシラン、ブチルトリクロロシラン
、オクチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン
、ジメチルジブロモシラン、ジエチルジクロロシラン、
ジブチルジクロロシラン、ジブチルジブロモシラン，ジ
オクチルジクロロシラン、ジフェニルジクロロシラン、
ジアリルジクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、
フェニルトリブロモシランなどが用いられる。

【００１０】本発明の空気入りタイヤのトレッドに用い
るスチレン−ブタジエン共重合体（Ａ）のポリスチレン
換算重量平均分子量は１，０００，０００以上が必要で
、好ましくは１，２００，０００以上である。ポリスチ
レン換算重量平均分子量が１，０００，０００未満では
所望の耐摩耗性が得られない。また本発明の共重合体の
分子量は製造可能な範囲内であれば高ければ高い程よく
、特に上限は定めるべきではないが共重合体製造時の作
業性及び生産性を考慮するとポリスチレン換算重量平均
分子量は５，０００，０００以下が好ましい。

【００１１】本発明で用いる、スチレン−ブタジエン共
重合体（Ｂ）のポリスチレン換算重量平均分子量は２，
０００〜５０，０００の範囲内で、好ましくは５，００
０〜３０，０００である。２０００未満では所望の耐摩
耗性とグリップの改良効果が小さく５０，０００を超え
る場合は耐摩耗性に優れるもののグリップ性が劣りこれ
らの限界値以内の分子量の共重合体（Ｂ）を含むトレッ
ドゴム組成物のみが所望の耐摩耗性及びグリップ性のい
ずれをも満足する。

【００１２】本発明では上記共重合体ゴム（Ａ）と前記
共重合体ゴム（Ｂ）の比が共重合体ゴム（Ａ）１００重
量部に対して共重合体（Ｂ）が２０〜１２０重量部必要
である。共重合体（Ａ），（Ｂ）は重合終了時、溶液状
態でブレンドし、通常の方法で乾燥し、取り出すことが
好ましい。共重合体ゴム（Ａ）１００重量部に対して共
重合体（Ｂ）が２０重量部未満では耐摩耗性とグリップ
性に対して改良効果が小さく、一方１２０重量部を超え
るとグリップ性は大きくなるが耐摩耗性が劣るのと同時
に加工性が著しく低下しタイヤとして製造するのが困難
となる。

【００１３】本発明では共重合体（Ａ）１００重量部又
は共重合体（Ａ）を１０重量部以上配合したブレンドゴ
ム１００重量部に対して窒素吸着比表面積（Ｎ２　ＳＡ
）が９０〜２５０ｍ２　／ｇのカーボンブラックを６０
〜２５０重量部配合する。カーボンブラックの窒素吸着
比表面積（Ｎ２　ＳＡ）が９０ｍ２　／ｇ未満ではグリ
ップ性に劣り、２５０ｍ２　／ｇを越すと耐熱性が好ま
しくない。 又、配合部数が６０重量部未満では補強性が十分でなく
耐摩耗性が劣るばかりでなく　ｔａｎδも大きくならず
グリップ性がとれない。又、２５０重量部を超えると混
練り作業性が著しく劣りかつ耐摩耗性や引張り強度など
も著しく低下してしまう。

【００１４】本発明のタイヤは、上記共重合体（Ａ）、
（Ｂ）、カーボンブラックを所定量配合したゴム組成物
をトレッドゴムに用いたことを特徴とするものであり、
該ゴム組成物には、上記共重合体（Ａ）、（Ｂ）及びカ
ーボンブラックの外にゴム工業において通常用いられて
いる配合剤、例えば老化防止剤、加硫促進剤、加硫剤等
を適宜配合することができる。

【００１５】

【実施例】以下本発明を実施例および比較例により説明
することがこの発明はその主旨を越えない限りこれらの
実施例によって制限されるものではない。実施例及び比
較例に用いた重合体（Ａ）、（Ｂ）は下記の方法により
得られた物である。重合体（Ａ）についての分析結果を
表１に示す。

【００１６】共重合体ゴム（Ａ）の製造（ａ）共重合体
ゴム（Ａ−１）の製造 ４０リットルオートクレーブにシクロヘキサン１６リッ
トル、ブタジエン２．７ｋｇ、スチレン１．３ｋｇを仕
込みテトラヒドロフラン２００ｇを添加後、所定のビニ
ル結合含有量、結合スチレン含有量になるように重合温
度を７０℃に調節し、テトラメチレン−１，４−ジリチ
ウム４８ミリモル添加して重合行った。重合終了後ジメ
チルジクロルシラン２４ミリモルでカップリングしてポ
リマーを得た。次いでジ−ｔｅｒｔ−ブチル−ｐ−クレ
ゾールをポリマー１００重量部に対して０．５重量部加
えた。 （ｂ）共重合体ゴム（Ａ−２）の製造 テトラメチレン−１，４−ジリチウムを２４ミリモル添
加する以外はＡ−１と同じ。 （ｃ）共重合体ゴム（Ａ−３）の製造 重合終了後、ジメチルジクロロスズでカップリングする
以外はＡ−２と同じ。 （ｄ）共重合体ゴム（Ａ−４）の製造 仕込みスチレン量、テトラヒドロフラン量を変えた以外
はＡ−２と同じこれらの共重合体の特性値を表１に示す
。

【表１】

【００１７】共重合体ゴム（Ｂ）の製造容量４０リット
ルの反応器を用いシクロヘキサン１６リットルの溶媒中
でスチレンと１，３−ブタジエン及びｎ−ブチルリチウ
ムを変量して重合を行い種々の分子量と結合スチレン含
量の共重合体を得た。これらの共重合体の特性値を表２
に示す。

【表２】

【００１８】共重合体ゴム（Ａ）（Ａ−１〜Ａ−４）の
溶液と共重合体（Ｂ）（Ｂ−１〜Ｂ−５）を表３に示す
所定量で混合したあと、脱溶媒、乾燥して各種共重合体
を得た（Ｃ−１〜Ｃ−９）。得られた重合体を表４に示
すカーボンブラックを使用し、表５に示す配合組成（配
合量は重量部）でゴム組成物を作った。さらに表５に示
す各ゴム組成物を用いてつくったトレッドを備えるタイ
ヤサイズ、フロント２０５／５１５−１３、リアー２２
５／５１５−１３のタイヤをつくり、各々装着し、運動
性能と摩耗外観を次に示す方法で測定し得た結果を表５
に示す。

【表３】

【表４】

【表５】

【００１９】運動性能 １周４．４１ｋｍからなるサーキットを２０周し、最初
の周回タイムと２０回目の周回タイムとのタイム差をコ
ントロールタイヤ（比較例２のゴム組成物を用いたもの
）のタイム差を１００として指数表示したもの。１００
より大きいとタイム差が無く高運動性能を有し１００よ
り小さいとタイム差が大きく運動性能が劣ることを意味
する。

【００２０】トレッド摩耗外観 ５点方式をとり、コントロールタイヤのトレッド摩耗外
観を３とし、数値の大なる方がよく５を最良とし数値の
大なる方がよく５を最良とし、数値の小なる方が劣り１
を不良とした。

【００２１】なお、本発明において各種の測定は下記に
拠った。ブタジエン部分のシクロ構造（ビニル含量）は
赤外法（モレロ法）によって求めた。スチレン含量は、
６９９ｃｍ−１のフェニル基の吸収に基づいた赤外法に
よる検量線より測定。分子量はＧＰＣ分析法によって東
ソー株式会社製、ＨＬＣ８０２０（商品名）でＧＭＨＸ
カラムを２本連絡して測定し、ポリスチレン換算の重量
平均分子量を求めた。カーボンブラックの窒素吸着比表
面積（Ｎ２　ＳＡ）はＡＳＴＭ　　Ｄ３０３７に準拠し
て測定した。

【００２２】

【発明の効果】以上実施例及び比較例で示した様に本発
明の高運動性能を有する空気入りタイヤは、特定の開始
剤によって重合された特定の分子量を有する超高分子量
共重合体と、特定の分子量を有する低分子量重合体とさ
らに特定の窒素吸着比表面積をもつカーボンブラックか
らなるゴム組成物をトレッドゴムとして用いることによ
り、表５から明らかな通り、摩耗外観が著しく改善され
安定した高運動性能を有するという優れた効果が得られ
る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　トレッド部を備える空気入りタイヤに
   おいて、有機リチウム多官能開始剤または有機モノリチ
   ウム開始剤と多官能モノマーを少なくとも用いて得られ
   るポリスチレン換算重量平均分子量が１，０００，００
   ０以上のスチレン−ブタジエン共重合体ゴム（Ａ）およ
   び有機リチウム開始剤を用いて得られるポリスチレン換
   算重量平均分子量が２０００〜５００００の範囲内にあ
   る低分子量スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（Ｂ）を
   含み、前記共重合体ゴム（Ａ）と前記共重合体（Ｂ）の
   比が共重合体ゴム（Ａ）１００重量部に対して共重合体
   （Ｂ）が２０〜１２０重量部であり、さらに、共重合体
   （Ａ）１００重量部または１０重量部以上配合したブレ
   ンドゴム１００重量部に対して窒素吸着比表面積（Ｎ２
   　ＳＡ）が９０〜２５０ｍ２　／ｇのカーボンブラック
   を６０〜２５０重量部配合してなるゴム組成物をトレッ
   ドゴムに適用したことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 【請求項２】　　該共重合体ゴム（Ａ）が、下記の一般
   式の化合物： ＳｉＲｐ　Ｘｑ　 （たゞし、Ｘはハロゲン原子、Ｒはアルキル基、アルケ
   ニル基、シクロアルキル基およびアリール基からなる群
   から選ばれる置換基でｐは０〜２の整数、ｑは２〜４の
   整数でｐ＋ｑ＝４の関係にある）によりその共重合体ア
   ニオンがカップリングされたものである請求項１記載の
   空気入りタイヤ。