JPH0445136A - 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） この発明は、空気入りタイヤ、特に夏季における操縦性
能、耐久性能及び耐摩耗性を損なうことなく、氷雪路面
上における駆動性、制動性及び操縦性を著しく改良した
空気入りタイヤに関する。

（従来の技術） 従来の空気入りタイヤにおいては、氷雪路面を走行する
際の駆動性、制動性及び操縦性を確保する為にスパイク
ピンをトレッド表部に打ち込んだスパイクタイヤを多用
してきた。しかしながら、このようなタイヤは、スパイ
クピン自体の摩耗や道路の摩耗損傷により粉塵を発生さ
せ、大きな社会問題となっている。これに対処する為に
スパイクピンの突出量及び打ち込み数の規制並びにスパ
イクピンの材質等の検討がなされているが、前記社会問
題の根本的解決策とはなっていない。

一方、近年スパイクやチェーン等を使用せずに氷雪路面
上における駆動性、制動性及び操縦性を有するスタッド
レスタイヤが検討され、急速に普及しつつあるが、いま
だスパイクタイヤ対比充分な氷雪上性能が発揮されてい
るとはいい難い。

従来よりスタッドｌメスタイヤのトレッドゴム質につい
ては、低温時のゴム弾性を確保するためにガラス転移点
の低い重合体を用いた配合が使われている。しかしなが
ら、このような重合体のヒステリシス特性によっては、
氷雪温度領域ではある程度の性能が発揮されても、湿潤
路面や乾燥路面での制動性、操縦性が充分でないという
問題点がある。

また、特開昭５５−１３５１４９号、特開昭５８−１９
９２０３号、特開昭６０−１３７９４５号公報などに開
示されているようにトレッドゴムに軟化剤や可塑剤を多
量配合したゴム組成物を用いることにより、同様に低温
特性を改良する方法も知られているが、これらの手法は
氷雪上性能の改良の程度の割には、−船路を走行した際
の耐摩耗性の低下やトレッドゴムのセパレーション発生
などの問題点が大きい。

また、いずれの技術を用いた場合でも、−５°Ｃ以下の
比較的低温領域（いわゆるドライ・オン・アイス）での
氷雪上性能は良好であるものの、０℃付近の湿潤状態（
いわゆるウェット・オン・アイス）にある氷雪上におい
ては、充分な摩擦係数が得られず、駆動性、制動性及び
操縦性が全般的に改良されているとは言い難い。

（発明が解決しようとする課題） この発明の目的は、夏季における操縦性能及び耐久性能
を損なうことなく、氷雪路面上における駆動性、制動性
及び操縦性を改良した空気入りタイヤを提供することで
あり、特に耐摩耗性を低下させることなく、前記のよう
な湿潤状態にある氷雪路面上での駆動性、制動性及び操
縦性を向上させたタイヤを提供することである。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、スチレン系熱可塑性エラストマーにあら
かじめ内部架橋構造を施すことによってこれをトレッド
ゴム中に充填した際に、これが溶融流動することなくド
メインを形成し、トレッド部ゴムの氷雪上における摩擦
係数を向上させること、並びに該スチレン系熱可塑性エ
ラストマーがマトリックス部ゴムと共架橋反応を起こす
ため、この熱可塑性エラストマーの充填の有無にかかわ
らず、トレッドゴム組成物として同等の耐摩耗性を維持
することを確かめ、この発明を完成するに至った。

すなわち、この発明は、ジエン系ゴムを主体とするゴム
成分に、１００％伸び時における引張応力の増加率が１
０〜１０００％の範囲内となるまで内部架橋させたスチ
レン系熱可塑性エラストマーを配合してなるゴム組成物
をトレッドに配設した空気入りタイヤである。

（作　用） この発明に使用される内部架橋させたスチレン系熱可塑
性エラストマーは、スチレン系熱可塑性エラストマーに
従来行われる硫黄架橋系、過酸化物架橋系、放射線架橋
系などの種々の架橋系のいずれを適用してもよく、架橋
の方法とか架橋構造は特に限定されない。

架橋反応の対象であるスチレン系熱可塑性エラストマー
は、スチレンを主体とする非ゴム重合体ブロックセグメ
ント（以下ポリスチレンブロックという。）を少なくと
も１個、好ましくは１〜２個、ゴム状重合体ブロックセ
グメント（以下ゴムブロックという。）を少なくとも１
個含有するものである。このようなスチレン系熱可塑性
エラストマーは、例えばポリスチレンブロックを両端部
に有し、中間にゴムブロックを有する分子構造、ポリス
チレンブロックが一方だけで他方がゴムブロックからな
る構造、ポリスチレン端部が３個以上あって、これらを
ゴムブロックで結ぶ構造、更に、上記構造においてポリ
スチレンブロックとゴムブロックが交互に更に導入され
た構造ツマどである。ゴムブロックとしては、ポリブタ
ジェンブロックやポリイソプレンブロックなどのポリオ
レフィン系のエラストマーブロックであればよく、特に
限定されるものではないが、これらの中で有機リチウム
化合物触媒によるスチレン−ブタジェン−スチレン（Ｓ
−Ｂ−３）型ブロツク共重合体エラストマー又はスチレ
ン−ブタジェン（Ｓ−Ｂ）型ブロツク共重合体エラスト
マーが好ましい。

これらのスチレン系熱可塑性エラストマーの製造法は、
よく知られており、例えば特開昭６０−２４３１０９号
公報及び特公昭４８−２４２３号公報には、有機Ｌｉ化
合物触媒による５−Ｂ−３型ブロック共重合体エラスト
マーが、特公昭３６−１９２８６号公報には同様な触媒
によるＳ−Ｂ型及び５−Ｂ−８型ブロック共重合体エラ
ストマーの製造が記載されている。

スチレン系熱可塑性エラストマーの内部架橋の必要な程
度は、ＡＳＴＭ　Ｄ　６３８により測定した１００％伸
び時における引張応力の増加率が１０−１０００％の範
囲内となることにより知ることができる。この程度以上
の内部架橋を施すことにより、この内部架橋スチレン系
熱可塑性エラストマーは、トレッド部ゴムに充填された
場合、マトリックス中で１μｍ以上の平均ドメイン径を
有する粒子として分散することができる。この粒子の平
均ドメイン径が１μｍ未満であると、タイヤの前記氷雪
上性能が充分でない。しかし、内部架橋反応を過剰に行
うと、この平均ドメイン径が１０００μｍを超えるに至
り、その場合は、トレッドの耐摩耗性が低下するのでよ
くない。

この内部架橋させたスチレン系熱可塑性エラストマーは
、ゴム成分１００重量部に対して１〜５０重量部配合す
るのが好ましく、５〜４０重量部の配合が更に好ましい
。１重量部未満の配合では、氷雪路面上での駆動性、制
動性及び操縦性の向上効果が小さく、５０重量部を超え
る配合はゴム組成物の混練作業性を低下させる。

ゴム成分としては、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、ポ
リブタジェンゴム、スチレン−ブタジェン共重合体ゴム
、スチレン−イソプレン−ブタジェン三元共重合体ゴム
、スチレン−イソプレン共重合体ゴム、イソプレン−ブ
タジェン共重合体ゴム等が主要部分を占める。主要部分
とは、これらのゴムの１種以上がゴム成分全体の５０〜
１００％を占めることを意味する。

この発明の空気入りタイヤのトレッドに配設される組成
物には、前記ジエン系ゴム及び内部架橋スチレン系熱可
塑性エラストマーのほかに通常トレッドゴムに用いられ
る他のゴムや配合剤、例えば、充填剤、老化防止剤、加
硫剤、加硫促進剤を含んでよく、これらの種類、量につ
いては通常トレッドゴムに用いられる範囲であって特に
限定されるものでない。

（実施例） 以下、実施例及び比較例によってこの発明を更に詳細に
説明する。

以下に示すトレッドゴムの性質及び試験タイヤによるタ
イヤ性能の試験は、下記の方法で行った。

（１）トレッド部ゴム中における内部架橋スチレン系熱
可塑性エラストマーの平均ドメイン径サンプルから１０
ロツトの試料を選び、光学顕微鏡の視野内の内部架橋ス
チレン系熱可塑性エラストマーのドメイン２０個の直径
を測定し、各ロット毎に平均ドメイン径を算出し、更に
１０ロツトの平均ドメイン径の平均を算出した。

（２）氷上摩擦係数 ゴムの氷上摩擦係数、特に０℃付近の湿潤状態における
氷上摩擦係数は、表面温度が−０，５００の氷上に、試
料（試料寸法：長さ１０ｍｍ、幅１０ｍｍ厚さ５ｍｍ）
の表面と氷を接触させ、協和界面科学株式会社製の動・
静摩擦係数針を用いて測定した。測定条件として荷重２
ｋｇ／ｃｍ２、滑り速度１１０１ｎ／５ｅＣ１雰囲気温
度−２℃、表面状態は鏡面に近似して行った。

（３）氷上制動性能 試験タイヤ、乗用車用ラジアルタイヤＰＳＲ（１６５Ｓ
Ｒ１３）をつくり、ならし走行として５０ｋｍ通常走行
を行った後、テストに供した。（次の摩耗試験も同様で
ある。）各試験タイヤ４本を排気量１５００　ｃｃの乗
用車に装着し、外気温−５°Ｃの氷上で制動距離を測定
した。比較例１のタイヤを１００として指数表示した。

数値が大きい程、制動性が良好であることを示す。

（４）摩耗試験 各試験タイヤ２本を排気量１５００　ｃｃの乗用車のド
ライブ軸に取り付け、テストコースのコンクリート路面
上を所定の速度で走行させた。溝深さの変化量を測定し
、比較例１のタイヤを１００として指数表示した。数値
が大きい程、耐摩耗性能が良好であることを示す。

実施例１〜５、比較例１〜４ Ｓ−Ｂ−８型及びＳ−Ｂ型スチレン系熱可塑性エラスト
マーを表１に示す配合内容又は放射線照射量で内部架橋
反応を行わせ、硫黄架橋又は放射線架橋構造を形成した
。

サンプルＡ−Ｄの調製は、表１に示す配合にて混練後、
１４５℃×４０分加圧加硫して硫黄架橋を導入すること
により行った。

上記内部架橋スチレン系熱可塑性エラストマーを配合し
たゴム組成物及び比較のためこれを含まないゴム組成物
を表２に示す配合内容で調製し、加硫物の氷上摩擦係数
及び平均ドメイン径を測定した。また、これらのゴム組
成物をトレッドに配設したタイヤの氷上制動性能及び耐
摩耗性能を測定した。結果を表２に示す。

表２から明らかなように内部架橋を施すことによって、
スチレン系熱可塑性エラストマーのゴム組成物中の平均
ドメイン径を１〜１０００μｍの範囲内にした実施例１
〜５の組成物は、比較例）に示す通常のトレッドゴム組
成物に比べて氷上摩擦係数を向上させ、これらをトレッ
ドに用いたタイヤも、比較例１のタイヤに比べて耐摩耗
性能が同等以上であり、しかもいずれも氷上制動性能が
顕著に向上している。

これに対して、比較例２及び３に見られるように、スチ
レン系熱可塑性エラストマーの内部架橋が不十分でゴム
組成物中での平均ドメイン径が１μｍに満たない場合は
、ゴム組成物の氷上摩擦係数、タイヤの氷上制動性能の
いずれもほとんど向上が認められない。比較例４では、
スチレン系熱可塑性エラストマーに過剰な内部架橋反応
を施したため、ゴム組成物中での平均ドメイン径が１０
００μｍを越えてしまい、耐摩耗性を著しく低下させて
いることが分かる。

（発明の効果） 実施例及び比較例から明らかなように、ジエン系ゴムを
主体とするゴム成分に、１００％伸び時における引張応
力の増加率が少なくとも１０％となるまで内部架橋させ
たスチレン系熱可塑性エラストマーを配合してなるゴム
組成物をトレッドに配設した空気入りタイヤは、耐摩耗
性を低下させることなく湿潤状態及び乾燥状態にある氷
雪路面上での駆動性、制動性及び操縦性を顕著に向上さ
せることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ジエン系ゴムを主体とするゴム成分に、１００％伸
   び時における引張応力の増加率が１０〜１０００％の範
   囲内となるまで内部架橋させたスチレン系熱可塑性エラ
   ストマーを配合してなるゴム組成物をトレッドに配設し
   たことを特徴とする空気入りタイヤ。 ２、スチレン系熱可塑性エラストマーが１〜１０００μ
   ｍの範囲内の平均ドメイン径を有する請求項１記載の空
   気入りタイヤ。