JPH0464624B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔発明の技術分野〕 本発明は、走行時のタイヤトレツド部の発熱が
少なく、低燃費性に優れ、しかも湿潤路面での制
動性および積雪・氷結路面での制動性を共に著し
く改善した空気入りタイヤに関する。 〔従来技術〕 近年、省資源、省エネルギーを目差す社会的要
請のもとに、自動車における低燃費性の要求が非
常に高まつてきている。このために、ガソリン消
費の少ないエンジンの開発など自動車本体の開発
はもちろんのこと、エネルギー損失の少ない低燃
費タイヤの検討が急速に行われてきた。 従来、低燃費タイヤのタイヤ材料用のゴムとし
てヒステリシスロスの少ないゴム材料が求めら
れ、なかでもタイヤのヒステリシスロスの50％以
上を占めるといわれるトレツド部には、ゴム成分
としてヒステリシスロスの少ない天然ゴム、ポリ
イソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、ガラス転
移点（Tg）の低いスチレンーブタジエン共重合
体ゴム、およびこれらのブレンド物などが使用さ
れてきた。さらに、ゴム組成物としては、比較的
粒子径の大きいカーボンブラツクを比較的少ない
配合量で配合し、かつ、アロマテイツクオイル等
の軟化剤の配合量もできるだけ少なくしたゴム組
成物がこれまでは使用されてきた。 ところで、最近、タイヤに対してより多くの機
能がいつそう高いレベルで求められるようになつ
た。例えば、上述のようにして開発された低燃費
タイヤにおいて、その低燃費性能を低下させるこ
とがなく、かつ、安全性の面からは湿潤路面およ
び積雪・氷結路面などの各種路面に対応できる高
い制動性能が強く望まれている。 しかし、上述したようにヒステリシスロスの少
ない天然ゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジ
エンゴム、Tgの低いスチレン−ブタジエン共重
合体ゴムを使用した場合には、特に湿潤路面での
制動性（ウエツトスキツド抵抗性）が劣り、走行
安定性が極端に低下してしまうという欠点があつ
た。また、粒子径の大きなカーボンブラツクを使
用した場合には、低燃費性能は優れるものの、湿
潤路面での制動性および耐摩耗性といつた特性の
低下が避けられたかつた。さらに、これまでの低
燃費タイヤのトレツド部ゴムは、軟化剤の配合量
を少なくしているため低温になると硬くなり易
く、このため積雪や氷結した路面での制動性（ア
イススキツド抵抗性）も十分に満足できるレベル
には達していなかつた。 一方、タイヤの低燃費性能とウエツトスキツド
抵抗性の両特性を満足させる材料として、最近で
は１，２−ビニル結合を50％以上含有するいわゆ
る高ビニルポリブタジエンゴムや高ビニルスチレ
ン−ブタジエン共重合体ゴムが提案されている。
しかし、これらのゴムは、いずれも高いガラス転
移点（Tg）を有するため、耐摩耗性に劣り、し
かも低温で硬化し易く、積雪・氷結路面での制動
性能に著しく劣り、したがつて上述したような全
ての特性を満たすにはやはり不十分である。 このように、現在では、低燃費性能、湿潤路面
での高い制動性、積雪・氷結路面での高い制動性
といつた特性を全て満足するタイヤは提案されて
いない。特に、これまでは、路面が積雪や氷結の
ために滑り易くなる冬期においては、低燃費タイ
ヤを含む一般タイヤでは、これらの路面における
制動性が非常に小さく、スノータイヤの使用を余
儀なくされていた。しかし、使用者のタイヤ交換
にかける時間と手間はかなりのものであり、一般
夏タイヤで上記の３つの特性を満足するオールシ
ーズン用のタイヤの出現が非常に切望されてい
る。 〔発明の目的〕 本発明は、このような要求に応じるためになさ
れたものであつて、走行時のタイヤレツド部の発
熱が少なく、低燃費性に優れ、しかも湿潤路面で
の制動性および積雪・氷結路面での制動性を共に
著しく改善した空気入りタイヤを提供することを
目的とする。このタイヤは、夏冬を問わず通期に
亘つて使用可能ないわゆるオールシーズン用の空
気入りタイヤである。 〔発明の構成〕 この目的を達成するために、本発明者らは、鋭
意研究した結果、トレツド部に新規なスチレン−
ブタジエン共重合体ゴムを含有するゴム組成物を
用いることにより低燃費性で湿潤路面および積
雪・氷結路面での制動性に優れた空気入りタイヤ
が得られることを見い出し、本発明をなすにいた
つた。 したがつて、本発明は、トレツド部が外表面側
ゴム層と内面側ゴム層の少なくとも２層からなる
空気入りタイヤにおいて、 (1) 前記外表面側ゴム層は、原料ゴム100重量部
が天然ゴムおよび／またはポリイソプレンゴム
20〜90重量部とスチレン−ブタジエン共重合体
ゴム80〜10重量部からなり、該共重合体ゴムは
結合スチレン量が５〜30重量％、ブタジエン部
の１，２−ビニル結合量が10〜85％で分子鎖末
端あるいは分子鎖中に下記式（）で示される
原子団が導入されており、 かつ、スズ−ブタジエニル結合で結合された
分岐状重合体（Ａ）と上記式（）で示される
原子団が少なくとも１個導入された重合体
（Ｂ）との割合Ａ／Ｂが0.1以上4.0未満であり、
(2)補強剤として、比表面積（N₂SA）が60〜
140m²／ｇ、ジブチルフタレート吸油量（DBP
吸油量）が100〜150ml／100gであるカーボン
ブラツクを原料ゴム100重量部に対し30〜80重
量部含有していることを特徴とする空気入りタ
イヤを要旨とするものである。 以下、本発明の構成について詳しく説明する。 第１図は、本発明のタイヤの一例の子午半断面
説明図である。第１図において、Ｔはトレツド部
であり、このトレツド部Ｔはキヤツプ層（外表面
側ゴム層）１およびアンダー層（内面側ゴム層）
２から構成される。３は左右一対のビード部４，
４間に装架されたカーカス層であり、トレツド部
Ｔにおいてはこのカーカス層３の外周を取り囲む
ようにベルト層５が配置されている。６はトレツ
ド溝、７はサイド部である。 (1) 本発明においては、外表面側ゴム層１は、天
然ゴムおよび／又はポリイソプレンゴム20〜90
重量部と特定のスチレン−ブタジエン共重合体
ゴム10〜80重量部含有するのである（ゴム分合
計100重量部）。この範囲外の配合割合では、低
燃費性、湿潤路面での制動性、積雪・氷結路面
での制動性のいずれかの特性が悪くなるので好
ましくないからである。ただし、他のジエン系
ゴム、例えば、ポリブタジエンゴム、アクリロ
ニトリル−ブタジエン共重合体ゴム、非変性ス
チレン−ブタジエン共重合体ゴムなどを30重量
部以下含んでいてもよい。 ここで用いるスチレン−ブタジエン共重合体
ゴムには、分子鎖末端或いは分子鎖中に下記式
で示される原子団が導入されている。 上記式（）で示される原子団の導入は、下
記式の結合 （式中Ｍは、Ｏ原子又はＳ原子を表わす）を
有する化合物（以下、化合物Ａと称する）をス
チレン−ブタジエン共重合体と反応させること
によつて行われる。 化合物Ａとしては、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルム
アミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド；Ｎ，
Ｎ−ジエチルアセトアミド；アミノアセトアミ
ド、Ｎ，Ｎ−ジメチル−N'，N'−ジメチルア
ミノアセトアミド、Ｎ−フエニルジアセトアミ
ド；Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ
−ジメチルメタアクリルアミド；プロピオンア
ミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピオンアミド；４
−ピリジルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル−４−ピ
リジルアミド；Ｎ，Ｎ−ジメチルベンズアミ
ド、ｐ−アミノベンズアミド、N'，N'−（ｐ−
ジメチルアミノ）ベンズアミド、Ｎ，Ｎ−ジメ
チル−N′−（ｐ−エチルアミノ）ベンズアミ
ド、Ｎ−アセチル−Ｎ−２−ナフチルベンズア
ミド；ニコチンアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルニコ
チンアミド；コハク酸アミド、マレイン酸アミ
ド、Ｎ，Ｎ，N'，N'−テトラメチルマレイン
酸アミド；コハクイミド、マレイミド、Ｎ−メ
チルマレイミド、Ｎ−メチルフタルイミド、
１，２−シクロヘキサンジカルボキシミド、Ｎ
−メチル−１，２−シクロヘキサンジカルボキ
シミド；オキサミド、２−フラミド、Ｎ，Ｎ，
N'，N'−テトラメチルオキサミド、Ｎ，Ｎ−
ジメチル−２−フラミド；Ｎ，Ｎ−ジメチル−
８−キノリンカルボキシアミド；Ｎ，Ｎ−ジメ
チル−ｐ−アミノ−ベンザルアセトアミド、
Ｎ，Ｎ−ジメチル−N'，N'−（p'−ジメチルア
ミノ）シンナミリデンアセトアミド；Ｎ，Ｎ−
ジメチル−N'，N'−（２−ジメチルアミノ）ビ
ニルアミド、N'−（２−メチルアミノ）ビニル
アミド；尿素、Ｎ，N'−ジメチル尿素、Ｎ，
Ｎ，N'，N'−テトラメチル尿素；カルバミン
酸メチル、Ｎ，Ｎ−ジエチルカルバミン酸メチ
ル；ε−カプロラクタム、Ｎ−メチル−ε−カ
プロラクタム、Ｎ−アセチル−ε−カプロラク
タム、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロ
リドン、Ｎ−アセチル−２−ピロリドン、２−
ピペリドン、Ｎ−メチル−２−ピペリドン、２
−キノロン、Ｎ−メチル−２−キノロン、２−
インドリノン、Ｎ−メチル−２−インドリノ
ン；イソシアヌル酸、Ｎ，N'，Ｎ”−トリメチ
ルイソシアヌル酸等およびこれらの対応の含硫
黄化合物が例示できる。なかでも特に好ましい
化合物は、窒素にアルキル基が結合した化合物
である。 前記式（）で示される原子団が導入された
スチレン−ブタジエン共重合体ゴムの製造方法
としては、例えば、(a)アルカリ金属基材触媒お
よび／又はアルカリ土類金属基材触媒を用いて
スチレンとブタジエンとを重合させ、重合反応
が完了した溶液中に化合物Ａを添加する方法、
(b)スチレン−ブタジエン共重合体を適当な溶剤
に溶解させた溶液中で、該共重合体にアルカリ
金属および／又はアルカリ土類金属を付加さ
せ、引き続き化合物Ａを添加して反応させる方
法等が例示できる。 この場合の重合反応および付加反応に使用さ
れるアルカリ金属基材触媒は、リチウム、ルビ
ジウム、セシウム等の金属そのもの、或いはこ
れらの炭化水素化合物もしくは極性化合物との
錯体（例えば、ｎ−ブチルリチウム、２−ナフ
チルリチウム、カリウム−テトラヒドロフラン
錯体、カリウム−ジエトキシエタン錯体等）で
ある。また、アルカリ土類金属基材触媒は、特
開昭51−115590号、特開昭52−9090号、特開昭
57−100146号などに記載されているバリウム、
ストロンチウム、カルシウム等の化合物を主成
分とする触媒系等が例示できる。いずれの金属
基材触媒も通常の溶液重合の触媒として使用さ
れるものでよく、特に制限されるものでない。 反応終了後、化合物Ａの導入された不飽和ゴ
ム状重合体は、メタノール等の凝固剤の添加、
水蒸気によるストリツピングなどの通常の分離
方法を用いて反応溶液中から回収される。得ら
れた不飽和ゴム状重合体には、分子鎖末端或い
は分子鎖中に、 なる原子団として化合物Ａが導入されてい
る。 化合物Ａが導入される部位は、分子鎖の末端
或いはそれ以外の部位であつてもよいが、好ま
しくは分子鎖の末端である。分子鎖の末端がジ
エニル構造の共重合体と化合物Ａとの反応で得
られた重合体を使用することにより、低燃費性
の改善がさらに大となるからである。 スチレン−ブタジエン共重合体ゴムが前記式
（）で示される原子団を分子鎖内に有してい
ることが本発明の必須の構成用件である。この
スチレン−ブタジエン共重合体ゴムを含有する
ゴム組成物は、前記式（）で示される原子団
を有さない通常のスチレン−ブタジエン共重合
体ゴムからなるゴム組成物に比べると著しく改
善された反発弾性を示す。したがつて、このゴ
ム組成物をトレツドに用いた空気入りタイヤ
は、他の特性を高いレベルに維持しながら低燃
費性を非常に改善することが可能となる。 また、本発明で用いるスチレン−ブタジエン
共重合体ゴムは、結合スチレン量が５〜30重量
％、好ましくは10〜30重量％であり、また、ブ
タジエン部の１，２−ビニル結合量が10〜85
％、好ましくは30〜75％である。 結合スチレン量が５重量％未満では、ゴム組
成物のウエツトスキツド抵抗が低下し、湿潤路
面におけるタイヤの制動性能を悪化させるので
好ましくない。一方、30重量％を越えると、湿
潤路面での制動性が大きくなる反面、積雪・氷
結路面での制動性および耐摩耗性が悪化するの
で好ましくない。 １，２−ビニル結合量が10％未満では製造が
困難な上に湿潤路面での制動性の改善効果が小
さく、一方、85％を越えると発熱性が大きくな
ると共に氷結路面での制動性、耐摩耗性が大幅
に低下するため好ましくない。 また、本発明で用いるスチレン−ブタジエン
共重合体ゴムは、タイヤ製造時に良好な加工性
を得るために、スズ−ブタジエニル結合で結合
された分岐状重合体を含んでいてもよい。ただ
し、スズ−ブタジエニル結合の形成のためにス
チレン−ブタジエン共重合体ゴムの分子鎖末端
が利用されすぎると前記式（）で示される原
子団を導入するための有効分子鎖末端が減少す
るので、タイヤ製造時に良好な加工性を保ちな
がら本発明の目的であるタイヤ性能を得ようと
するには、スズ−ブタジエニル結合で結合され
た分岐状重合体（Ａ）と分子鎖内に前記式
（）で示される原子団が少なくとも１個導入
された重合体（Ｂ）との割合Ａ／Ｂが0.1以上
4.0未満の範囲にあることが好ましい。 (2) また、本発明においては、外表面側ゴム層１
が、補強剤として、カーボンブラツクを原料ゴ
ム100重量部に対して30〜80重量部含有してい
るのである。 カーボンブラツクの配合量が30重量部未満で
は、タイヤとして十分な湿潤路面での制動性、
耐摩耗性が得られない。一方、80重量部を越え
るとタイヤの低燃費性が悪化し、加えて、トレ
ツド部の硬度が低温で高くなるため氷結路面で
滑り易くなり、好ましくないからである。 ここで用いるカーボンブラツクの特性として
は、窒素吸着法による比表面積（N₂SA）が60
〜140m²／ｇ、好ましくは75〜120m²／ｇで、ジ
ブチルフタレート吸油量（DBP吸油量）が100
〜150ml／100g、好ましくは110〜140ml／100g
の範囲にあることが必要である。 N₂SAが60m²／ｇ未満では、タイヤの低燃費
性に優れるものの、湿潤路面での制動性、耐摩
耗性が著しく悪化する。一方、N₂SAが140
m²／ｇを越えるとタイヤの低燃費性が劣ること
になるで好ましくない。 DBP吸油量が100ml／100g未満では、タイヤ
の耐摩耗性が低下し、さらに操縦安定性が悪く
なるので好ましくない。150ml／100gを越える
と、低温でトレツド部が硬化し易く、積雪・氷
結路面での制動性が低下するので好ましくな
い。 さらに、このカーボンブラツクとしては、遠
心沈降法により測定される凝集体分布の半値幅
（ΔDst）が85〜130mμのものが、低燃費性の改
善にはよりいつそうの効果があるので好まし
い。 本発明では、トレツド部は少なくとも２層か
らなる空気入りタイヤの外表面側ゴム層に上述
したようなゴム成分、カーボンブラツクからな
るゴム組成物を使用したことを特徴とするが、
このゴム組成物は、通常のゴム工業で用いられ
る配合剤である加硫剤、加硫促進剤、加硫助
剤、老化防止剤、軟化剤等を含んでいてもよ
い。また、本発明のタイヤは、乗用車用タイヤ
をはじめ、トラツク・バス用タイヤなど全ての
タイヤに適用できるものであり、タイヤの種類
には特に限定されるものではない。 以下に実施例、比較例を示す。 実施例、比較例 ここで用いたスチレン−ブタジエン共重合体ゴ
ム（SBR）の特性を第１表に、カーボンブラツ
クの特性を第表に示した。 第表に示す配合のゴムを第１図に示す２層ト
レツド構造を有するタイヤのキヤツプ層に用い、
165SR13のタイヤを18種作製した。各タイヤにつ
いて、湿潤路制動試験、氷結路制動試験、転がり
抵抗試験を実車試験により下記の方法で行い評価
した。この結果を第表に併記した。 (1) 湿潤路制動試験： アスフアルト舗装路面に散水し、40Km／hrから
の制動距離を測定し、比較例１のタイヤを100と
したときの指数で評価した。指数が大きいほど制
動性能は良好である。 (2) 氷結路制動試験： 気温−５〜−10℃の雰囲気下、完全に凍結した
路面において速度40Km／hrで走行中にブレーキを
かけ、完全に停止するまでの距離を測定し、比較
例１のタイヤを100としたときの指数で評価した。
指数が大きいほど制動性能は良好である。 (3) 転がり抵抗試験： 径707mmの室内試験用ドラム上にて、タイヤ内
圧1.9Kg／cm²、荷重420Kgを負荷し、100Km／hrの
速度で予備走行を30分行つた後、60Km／hrの速度
で転がり抵抗を測定し、比較例１のタイヤを100
としたときの指数で評価した。指数が小さいほど
転がり抵抗が低く、低燃費性に優れる。

【表】

【表】

【表】

【表】

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、トレツド
部に新規なスチレン−ブタジエン共重合体ゴムを
含有したゴム組成物を用いると共に、この共重合
体ゴムにおけるスズ−ブタジエニル結合で結合さ
れた分岐状重合体の含有量を特定の範囲内とした
ので、タイヤ製造時における良好な加工性を保持
しながら、低燃費性に優れ、しかも湿潤路面およ
び積雪・氷結路面での制動性を同時に満足するオ
ールシーズン用の空気入れタイヤを得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のタイヤの一例の子午半断面説
明図である。 １……外表面側ゴム層、２……内面側ゴム層、
３……カーカス層、４……ビード部、５……ベル
ト層、６……トレツド溝、７……サイド部、Ｔ…
…トレツド部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ トレツド部が外表面側ゴム層と内面側ゴム層
   の少なくとも２層からなる空気入りタイヤにおい
   て、 (1) 前記外表面側ゴム層は、原料ゴム、100重量
   部が天然ゴムおよび／またはポリイソプレンゴ
   ム20〜90重量部とスチレン−ブタジエン共重合
   体ゴム80〜10重量部からなり、該共重合体ゴム
   は結合スチレン量が５〜30重量％、ブタジエン
   部の１，２−ビニル結合量が10〜85％で分子鎖
   末端あるいは分子鎖中に下記式（）で示され
   る原子団が導入されており、 かつ、スズ−ブタジエニル結合で結合された
   分岐状重合体（Ａ）と上記式（）で示される
   原子団が少なくとも１個導入された重合体
   （Ｂ）との割合Ａ／Ｂが0.1以上4.0未満であり、 (2) 補強剤として、比表面積（N₂SA）が60〜
   140m²／ｇ、ジブチルフタレート吸油量（DBP
   吸油量）が100〜150ml／100gであるカーボン
   ブラツクを原料ゴム100重量部に対し30〜80重
   量部含有している、 ことを特徴とする空気入りタイヤ。