JPH0470340B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は全天候性能を有する高運動性能タイヤ
に関するものであり、更に詳しくは晴天時の乾燥
路面、雨天時の湿潤路面、並びに氷および／また
は雪に覆われた（氷雪）路面等を走行できる性能
に加えて、乾燥路面においては路面とトレツドと
の間の摩擦力が十分に大きく、曲りくねつた道路
で容易にまたは高速で走行できる性能と、直線道
路で高速で走行できる性能と、サーキツト等で走
行した場合には短いラツプタイムで走行できる性
能と、更に湿潤路面でも容易にまたは高速で走行
できる性能とを併せ持つ、乗用車用ラジアルタイ
ヤ、乗用車用バイアスタイヤおよび二輪車用タイ
ヤに適用可能なタイヤ、更にはかかる性能に加え
耐摩耗性をも改善されたタイヤに関するものであ
る。 （従来の技術） 従来より高運動性能タイヤは種々知られてお
り、例えば特開昭55−60539号、同55−86827号各
公報には湿潤路面における踏面把握を改善したト
レツドゴム用組成物が開示されている。また、氷
雪路を走行するためのいわゆるスノータイヤ、ス
タツドレスタイヤも知られており、例えば特開昭
59−206209号公報にはトレツドを特定ゴム組成物
で構成することにより氷雪踏面の踏面把握力を高
めた空気入りタイヤが開示されている。 （従来技術の問題点） 従来の高運動性能タイヤトレツドは、高い踏面
把握力を確保するために室温付近におけるトレツ
ドゴムのロスを大きくする必要があり、このため
高いガラス転移温度を有するポリマー、例えばス
チレン含有量の大きいスチレンブタジエンゴムを
使用したり、あるいはカーボンとオイルを多量に
配合して目的を達成してきた。しかし、これらの
トレツドゴムは低温になると硬化し、氷雪路面上
を走行すると路面との間に十分な摩擦力を得るこ
とができず、容易に走行できないという問題点が
あり、また摩耗性も不充分であつた。 一方、氷雪路面上を容易に走行することを目的
としたいわゆるスノータイヤ、スタツドレスタイ
ヤは低温でも柔らかいトレツドゴムを使用するの
が一般的であり、このため氷雪路面では満足すべ
き性能が得られるものの、室温付近ではトレツド
ゴムの硬度が低下し過ぎる傾向があり、十分な高
運動性能が得られないという問題点があり、また
やはり耐摩耗性も不十分であつた。 本発明の目的は、上述した従来技術の問題点を
解消し、氷雪路面上でも容易に走行できる、換言
すれば全天候性能を有する高運動性能タイヤ、更
にはかかる性能に加え優れた耐摩耗性をも有する
タイヤを提供することにある。 （問題点を解決するための手段） 本発明者らは、タイヤトレツド部材の材質につ
き鋭意研究を行つた結果、室温付近で路面との間
に大きな摩擦力を得るために室温付近でのトレツ
ドゴムの粘弾性特性と、例えば−20℃の低温にお
けるトレツドゴムの弾性特性とを各々独立にかつ
自由に制御し得るゴム組成物を選定することによ
り全天候性能を有する高運動性能タイヤが得られ
ることを見出し、先の特許出願（特願昭60−
203181号）を行つた。その後本発明者らは、かか
る性能を更に向上させるべく鋭意研究を行つた結
果、前記ゴム組成物に特定の補強用カーボンブラ
ツクを所定量配合させることにより、これまで以
上に優れた性能を有するタイヤが得られることを
見出し、本発明を完成するに至つた。 すなわち本発明は、ガラス転移温度が−65℃以
下のジエン系ゴムの少なくとも１種10〜90重量部
と、ガラス転移温度が−55℃以上のジエン系ゴム
の少なくとも１種90〜10重量部とから成るゴム成
分100重量部に対し、特性として125〜145m²／ｇ
の窒素吸着量（以下N₂SAと略記する）および99
ml／100ｇ以下のジブチルフタレート吸油量（以
下DBPと略記する）でかつ24000psi（1690Kg／
cm²）で４回繰り返し圧縮した後のジブチルフタレ
ート吸油量（以下24M4DBPと略記する）75〜85
ml／100ｇを有する補強用カーボンブラツク40〜
90重量部と、エステル系低温軟化剤２〜30重量部
とを配合し加硫してなり、−20℃における100％伸
長時での弾性率が40Kg／cm²以下で、30℃における
損失係数tanδが0.3以上の加硫ゴムをトレツドに
用いたことを特徴とする全天候性能を有する改良
された高運動性能タイヤに関するものである。 本発明において前記(A)成分として使用する、ガ
ラス転移温度が−65℃以下のジエン系ゴムの例と
しては、（高シスまたは低ビニル）ポリブタジエ
ンゴム、スチレン含有量の小さいスチレン−ブタ
ジエンゴム、エチレン−ブタジエンゴム、プロピ
レン−ブタジエンゴム、ブタジエン−イソプレン
ゴム、プロピレン−イソプレンゴム等が挙げられ
るが、好ましくはガラス転移温度が−70℃以下の
ジエン系ゴムを使用する。尚、(A)成分にガラス転
移温度が−65℃よりも高いジエン系ゴムを使用す
ると、低温において所望弾性率を得ることが困難
とり好ましくない。 次に、前記(B)成分として使用する、ガラス転移
温度が−55℃以上のジエン系ゴムの例としては、
スチレン含有量の大きいスチレン−ブタジエンゴ
ム、α−メチルスチレン−ブタジエンゴム、ビニ
ル含有量の大きいポリブタジエンゴム、スチレン
含有量は小さいがビニル含有量の大きいスチレン
−ブタジエンゴム等が挙げられる。尚、(B)成分に
ガラス転移温度が−55℃未満のジエン系ゴムを使
用すると、所望の高運動性能を得ることが困難と
なり好ましくない。 トレツドゴムの室温付近の粘弾性特性と低温に
おける弾性特性とを前記本発明の範囲内に維持す
るためには、(A)成分と(B)成分より成る混合ゴム成
分に、特定のカーボン特性を有する補強用カーボ
ンブラツクとエステル系低温軟化剤とを配合する
必要がある。 この特定の特性を有する補強用カーボンブラツ
クとは、前述の如くN₂SAが125〜145m²／ｇでか
つDBPが99ml／100ｇ以下、好ましくは80〜99
ml／100ｇでかつ24M4DBPが75〜85ml／ｇの範
囲内にあるカーボンブラツクであるが、かかるカ
ーボンブラツクを選定することとした理由は次の
通りである。すなわち、N₂SAが125m²／ｇ未満
では常温付近での貯蔵弾性率E′が小さくて所望の
高運動性能を得ることが困難となり好ましくな
く、一方145m²／ｇを超えると配合物中でのカー
ボンブラツクの分散不良を来たしやはり好ましく
ないからである。またDBPが100ml／100ｇ以上
では弾性率が高くなり過ぎ、低温においても所望
弾性率を得ることが困難となり好ましくないから
である。更に、24M4DBPが75ml／100ｇ未満で
は耐摩耗性が悪化し、一方85ml／100ｇを超える
と優れた雪上制動性が得られない。尚、ここで
24M4DBPの測定はASTM D3493によるもので
ある。 本発明においては、前述の特性を有する補強用
カーボンブラツクの配合割合をゴム成分100重量
部に対し40〜90重量部の範囲内とするのが好まし
い。これは、40重量部未満では室温付近の損失係
数tanδおよび貯蔵弾性率E′が小さくなり過ぎ所望
の高温性能を得ることが困難となり好ましくな
く、また90重量部を超えると弾性率が高くなり過
ぎ、低温において所望弾性率を得ることが困難と
なりやはり好ましくないからである。 次にエステル系低温軟化剤としては、フタル酸
誘導体、例えばフタル酸系ジエステル、脂肪酸系
−塩基酸エステル、例えばオレイン酸誘導体、脂
肪酸系二塩基酸エステル、例えばアジピン酸誘導
体、アゼライン酸誘導体、セバシン酸誘導体およ
びリン酸誘導体等のエステル系低温性可塑剤があ
り、最も好ましいのはオレイン酸誘導体であり、
例えばブチルオレエート、オレイン酸オクチル、
オレイン酸デシル、トール油脂肪酸オクチル、オ
レイン酸オレイン、エチレングリコールオレイン
酸ジエステル、１，４−ブタンジオールオレイン
酸ジエステル、１，６−ヘキサンジオールオレイ
ン酸ジエステル、オレイン酸２−エチルヘキシ
ル、オレイン酸ドデジル、ミリストオレイン酸デ
シル、ミリストオレイン酸オレイルがあり、オレ
イン酸オクチルが特に好ましい。 本発明においては、これ等エステル系低温軟化
剤の配合割合をゴム成分100重量部に対して２〜
30重量部の範囲内とするのが好ましい。これは、
２重量部未満では十分な氷雪性能を得ることがで
きず、また30重量部を超えると弾性率が低くなり
過ぎて十分な高運動性能が得られなくなるばかり
でなく、トレツドゴムとして十分な体摩耗性能を
得ることが困難となるからである。また、更に好
ましくはかかる配合割合が３〜15重量部の範囲内
であり、この範囲に設定することにより高運動性
能と氷雪走行性能を極めてバランス良く得ること
ができる。 また本発明においては前述の如く、前記(A)成分
と(B)成分とから成るゴム成分に、N₂SAが125〜
145m²／ｇでかつDBPが99ml／100ｇ以下でかつ
24M4DBPが75〜85ml／100ｇの特性を有する補
強用カーボンブラツクとエステル系低温軟化剤と
を配合し加硫して得たトレツドゴムの−20℃にお
ける100％伸長時での弾性率が40Kg／cm²以下でか
つ30℃における損失係数tanδが0.3以上であるこ
とが要求される。この理由は、−20℃における100
％伸長時での弾性率が40Kg／cm²を超えると苛酷な
氷雪路上で所望の性能を得ることが困難となるか
らであり、好ましくは35Kg／cm²以下とする。ま
た、30℃におけるtanδは0.3未満になると所望の
高運転性能を得ることが困難となるからであり、
好ましくは0.35以上とする。 更に、30℃における貯蔵弾性率E′は110Kg／cm²
以上、好ましくは130Kg／cm²以上とする。E′が110
Kg／cm²未満となると十分な高運転性能を得ること
が困難となるからである。 本発明においては、ゴム成分として前記(B)成分
に、乳化重合によつて得られるスチレンと共役ジ
エンの共重合体であつて、その平均結合スチレン
含量が20〜40％でかつ結合スチレン含量の分布幅
が30％以上であるスチレン−共役ジエン共重合体
ゴムを使用することにより、高運動性能および氷
雪走行性能を損なうことなく、耐摩耗性を向上さ
せることが可能となる。かかるスチレン−共役ジ
エン共重合体ゴムの詳細は、例えば特開昭61−
252210号公報に開示されている。尚、スチレン含
量の分布幅は、シンヤ・テラマチの方法（J.
Macromol Sci.Chem.A4（８）1785.1970）に従つ
て、シクロヘキサン／イソオクタン混合溶媒およ
びベンゼン／メチルエチルケトンを用いてクロス
分別し測定したものである。 また、本発明においてはゴム成分として(A)成分
と(B)成分の他に、湿潤路面制動性を向上させるた
めに、ブチルゴムまたはハロゲン化ブチルゴム、
例えばクロロブチルゴム、ブロムブチルゴムを組
合せて使用することができる。ブチルゴムまたは
ハロゲン化ブチルゴムの使用量は８〜30重量部、
好ましくは10〜20重量部とする。かかる範囲に限
定することにより、トレツドゴムに要求される他
の特性である耐摩耗性の低下を迎えると共に、湿
潤路面制動性を向上させることができる。 本発明に用いるゴム組成物には加硫剤の硫黄、
加硫促進剤、加硫促進助剤、老化防止剤、軟化剤
あるいは充填剤等が適宜配合される。 （実施例） 次に本発明を実施例および比較例により説明す
る。 実施例 １〜５、比較例 １〜６ 第１表に示す配合割合（重量部）から成るゴム
組成物でタイヤ評価に先立ちスペクトロメーター
で30℃tanδおよび30℃E′を、またテンシロンで−
20℃での100％伸長時の弾性率を測定した。その
後かかるゴム組成物をトレツドゴムとして構成し
たタイヤサイズ185／70SR14の11種のタイヤをつ
くり、各タイヤにつき湿潤路面制動性、乾燥路面
操縦安定性、雪上制動性および耐摩耗性を評価し
た。得られた結果を以下の第１表に併記した。 表中、比較例１は従来の高運動性能タイヤに相
当するものである。また、比較例２は従来のスノ
ータイヤに相当するものである。更に比較例５お
よび６は、夫々前記先の特許出願（特願昭60−
203181号）の実施例６および４に相当するもので
ある。比較例１におけるサマータイヤ用高運動性
能トレツドゴムを用いたタイヤをコントロールタ
イヤとし、表中各タイヤの性能をコントロール対
比の指数で示した。 尚、前記物性の測定方法および前記性能の評価
方法は次の通りである。 (イ) ガラス転移温度（T_g） DSC（走差熱量計）を用い、昇温速度20℃／分
でサーモグラムを記録して、第１図に示す接線の
中点の温度をT_gとした。 (ロ) −20℃における100％伸長時での弾性率 JIS Ｋ 6301引張り試験法に基づき、−20℃の
恒温槽（予冷10分間とした）内て測定した。 尚、試料の加硫条件は、レオメーターにてトル
クが最大値をとる時間の1.2倍の時間で加硫する
こととした。 (ハ) 貯蔵弾性率E′および損失係数tanδ 岩本製作所製粘弾性スペクトロメーターを使用
して周波数50cps、静歪率５％の伸長下にて動歪
率１％の条件で測定した。尚、試料はチヤツク間
長さ20mm、幅５mm、厚さ２mmの短冊状とした。加
硫条件は前記(イ)項と同じにした。 (ニ) 湿潤路面耐制動性 濡れたアスフアルト路面において速度40Km／
時、70Km／時および100Km／時の各速度から急制
動を与え、完全に停止するまでの走行距離を求
め、その平均値を比較例１を100として指数表示
した。数値の大きい程良好である。 (ホ) 乾燥路面操縦安定性 晴れた日に直線路、カーブ、バンク等より成る
周回路走行ラツプタイムを測定し、比較例１のタ
イヤのタイムを100として指数表示した。数値の
大きい程良好である。 (ヘ) 雪上耐制動性 雪上でのブレーキ性能につき、速度20Km／時、
30Km／時および40Km／時で走行中にブレーキをか
け停止距離を測定してその平均値を算出し、比較
例１のタイヤの値を100として指数表示した。数
値の大きい程良好である。 (ト) 耐摩耗性 実車にて一般道路４万Km走行後の残溝より耐摩
耗性として摩耗１mm当りの走行距離を算出し、比
較例１のタイヤの値を100として指数表示した。
数値の大きい程良好である。

【表】

【表】

【表】 第１表中のタイヤ性能において、115以下の雪
上制動性および110以下の耐摩耗性能では実用性
に乏しいが、本発明のタイヤでは総て115を超え
る雪上制動性と110を超える耐摩耗性を有してい
た。すなわち、本発明のタイヤでは、比較例２の
如く湿潤路面制動性と乾燥路面操縦安定性を悪化
させることなく、雪上制動性および耐摩耗性能を
著しく改善することができた。 （発明の効果） 以上説明してきたように、本発明のタイヤは、
室温付近でのトレツドゴムの粘弾性特性と、例え
ば−20℃の低温におけるトレツドゴムの弾性特性
とを各々独立にかつ自由に制御し得る所定のゴム
組成物を選定し、該ゴム組成物に特定の補強用カ
ーボンブラツクを所定量配合させることにより、
雪上制動性の一層向上した全天候性能を有する高
運動性能タイヤを得ることができるという効果が
得られる。また、該ゴム組成物の特定ゴム成分と
して、平均結合スチレン含量が20〜40％で、かつ
結合スチレン含量の分布幅が30％以上であるスチ
レン−共役ジエン共重合体ゴムを使用することに
より、高運動性能および氷雪走行性能を損なうこ
となく耐摩耗性を向上させることができるという
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ガラス転移温度（T_g）を得るため
に用いた温度と比熱との関係を示す線図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ガラス転移温度が−65℃以下のジエン系ゴム
   の少なくとも１種10〜90重量部と、ガラス転移温
   度が−55℃以上のジエン系ゴムの少なくとも１種
   90〜10重量部とから成るゴム成分100重量部に対
   し、特性として125〜145m²／ｇの窒素吸着量およ
   び99ml／100ｇ以下のジブチルフタレート吸油量
   でかつ24000psi（1690Kg／cm²）で４回繰り返し圧
   縮した後のジブチルフタレート吸油量75〜85ml／
   100ｇを有する補強用カーボンブラツク40〜90重
   量部と、エステル系低温軟化剤２〜30重量部とを
   配合し加硫してなり、−20℃における100％伸長時
   での弾性率が40Kg／cm²以下で、30℃における損失
   係数tanδが0.3以上の加硫ゴムをトレツドに用い
   たことを特徴とする全天候性能を有する改良され
   た高運動性能タイヤ。 ２ ガラス転移温度が−55℃以上のジエン系ゴム
   として、乳化重合によつて得られるスチレンと共
   役ジエンの共重合体であつて、その平均結合スチ
   レン含量が20〜40％でかつ結合スチレン含量の分
   布幅が30％以上であるスチレン−共役ジエン共重
   合体ゴムを使用した特許請求の範囲第１項記載の
   全天候性能を有する改良された高運動性能タイ
   ヤ。