JPH0686551B2 - 改良されたトレツドを有する空気入りタイヤ - Google Patents

改良されたトレツドを有する空気入りタイヤ

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JPH0686551B2
JPH0686551B2 JP61064185A JP6418586A JPH0686551B2 JP H0686551 B2 JPH0686551 B2 JP H0686551B2 JP 61064185 A JP61064185 A JP 61064185A JP 6418586 A JP6418586 A JP 6418586A JP H0686551 B2 JPH0686551 B2 JP H0686551B2
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    • Y02T10/86Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は空気入りタイヤに関し、特に詳しくはトレッド
に新規なスチレン−ブタジエン共重合体ゴムを含有する
ゴム組成物を用いたことによって耐ウェットスキッド
性、転がり抵抗性、耐破壊性および耐摩耗性を同時に著
しく満足しうる空気入りタイヤに関する。
(従来の技術) 従来からスチレン−ブタジエン共重合体ゴムは潤滑路面
における耐ウェットスキッド性に優れかつ耐摩耗性に良
好のためタイヤのトレッド用として広く使用されてい
る。しかしながらエネルギーロスが大きく発熱し易いの
で大型タイヤにはほとんど適用されていない。
一方、高速道路の普及に伴ない、大型タイヤにおいては
耐ウェットスキッド性が重要となり、また既にスチレン
−ブタジエン共重合体ゴムが用いられている比較的小型
のタイヤにおいては、最近の省資源省エネルギーの観点
からエネルギーロスを小さく、すなわち転がり抵抗を小
さくすることが重要になってきた。従って耐ウェットス
キッド性に優れかつエネルギーロスが小さく、大型タイ
ヤおよび小型タイヤのどちらにも使用できるような新規
なゴムの開発が重要になってきた。
このため、1,2結合を50〜90重量%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たが、これらのゴムをト
レッドに用いたタイヤは確かに耐ウェットスキッド性と
転がり抵抗性はある程度改良されるが、その反面耐摩耗
性や耐破壊性といった性能が高ビニルポリブタジエンゴ
ムでは著しく低下し、高ビニルスチレン−ブタジエン共
重合体ゴムでも高ビニルポリブタジエンゴムほどではな
いが、やはり低下してしまい、やや厳しい条件下で使用
すると急速に摩耗が生じ、実用的には甚だ好ましくなか
った。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明者らは上記現状に鑑み、スチレン−ブタジエン共
重合体ゴムについて鋭意研究した結果、次のような知見
を得た。即ち、特定のミクロ構造と分子量分布を有する
スチレン−ブタジエン共重合体末端を特定のイソシアナ
ート化合物をもって反応変性せしめた共重合体を含有す
るトレッドゴム組成物が前述の様々なトレッドの欠点を
大いに改善することを見い出した。
本発明の目的は耐ウェットスキッド性、転がり抵抗性、
耐破壊性および耐摩耗性が全て良好で実用上極めて有用
な空気入り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) 本発明は上記問題点を解決するために 有機リチウムを開始剤としてスチレンと1,3−ブタジ
エンを共重合して得られしかも結合スチレン含有率が0
〜40重量%、ブタジエン部分中の1,2結合含有量が10〜7
0重量%で、 重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比Mw/M
nが2.0以下でかつMwが10万以下の含有率が7%以下であ
り、 上記重合末端を芳香族ポリイソシアナートでポリマー
分子の少なくとも20%以上を反応変性せしめた新規なス
チレン−ブタジエン共重合体ゴムを少なくとも30重量部
以上含有させることからなるゴム組成物をトレッド部に
用いたことを特徴とする改良されたトレッドを有する空
気入りタイヤである。
本発明に使用する新規なスチレン−ブタジエン共重合体
ゴムにおいて、結合スチレンは前記共重合体ゴムの破断
時強度と密接に関係があり、結合スチレン含有量が40重
量%程度までは、スチレンがランダムに分布していれば
前記共重合体ゴムの破断時強度は結合スチレン含有量に
比例して大きくなるが、しかし逆にエネルギーロスの見
地からみると結合スチレン含有量が少ない程、前記共重
合体ゴムのエネルギーロスは小さくなる。このため本発
明においては結合含有率が0〜40重量%、好ましくは15
〜35%であることが必要である。
尚ランダムとはI.M.Kolth−off et al,J.Polymer Sci.,
,429(1946).などの酸化分解法により測定した時、
結合スチレン中のブロック含有量が10重量%以下である
ということをいう。
前記共重合体ゴムのブタジエン部分中について、1,2結
合は前記共重合体の耐ウェットスキッド性を向上させる
割にはエネルギーロスを余り大きくしない効果があるた
め、1,2結合含有量が多くなればなる程、耐ウェットス
キッド性と転がり抵抗性の両者を満足させるには有利な
方向にある。しかしながら1,2結合含有量が多くなると
カーボンブラックとの相互作用が小さくなり該共重合体
ゴムの破断時強度と耐摩耗性が著しく低下してしまう。
このため本発明においては1,2結合含有量は10〜70重量
%、好ましくは15〜50重量%であることが必要である。
次に、分子量分布に関する重量平均分子量(Mw)と数平
均分子量(Mn)の比Mw/Mnが小さい程耐摩耗性、発熱性
は良好であり、本発明においては2.0以下、好ましくは
1.8以下であることが必要である。
又、同様な関点からMwが10万以下の含有率が7%を越え
ると耐摩耗性、発熱性が劣り7%以下であることが必要
である。
本発明においてもっとも重要なことは、前記スチレン−
ブタジエン共重合末端を2つ以上イソシアナートを有す
る芳香族ポリイソシアナートで共重合体分子の少なくと
も20%以上を反応変性せしめることであり、これによ
り、発熱性、破壊特性、耐摩耗性が著しく改善され、20
%以下の反応変性ではその効果が小さい。
本発明で使用する芳香族ポリイソシアナートとしては例
えば、2,4−トリレンジイソシアナート、2,6−トリレン
ジイソシアナート、ジフェニルメタンジイソシアナー
ト、ナフタレンジイソシアナート、トリフェニルメタン
トリイソシアナート、P−フェニレンジイソシアナー
ト、キシレンジイソシアナート、ポリメリックジフェニ
ルメタンイソシアナート、ナフタレン−1,3,7−イソシ
アナート等が有るが、このうち、ポリメリックジフェニ
ルメタンイソシアナートが最も好適に用いられる。
また前記共重合体ゴムは、単独でトレッドに用いること
も可能であるが、必要に応じて、ゴム100重量部中70重
量部以下、好ましくは50重量部以下の天然ゴム、ポリブ
タジエン、合成ポリイソプレンゴム、ブタジエン−アク
リロニトリル共重合体ゴム、前記共重合体以外のスチレ
ン−ブタジエン共重合体ゴム等のジエン系ゴムがブレン
ドされてもかまわない。
又、本発明をさらに効果的にするにはウェットスキッド
特性を必要としないトレッドベース部において、該共重
合体のガラス転移温度を下げることにより達成される。
この場合、発熱性に対して大きな影響を及ぼすスチレン
含有量、ビニル含有量を少なくすることによりタイヤの
他の性能をそこなうことなく転がり抵抗が更に改善され
る。
即ち、本発明に於て、好ましい実施態様は、トレッド部
がキャップとベースの2層構造からなる空気入りタイヤ
に於て、 1)有機リチウムを開始剤としてスチレンと1,3ブタジ
エンをらランダムに共重合して得られ、しかも結合スチ
レン含有量が0〜10重量%、ブタジエン部分中の1,2結
合量が10〜50重量% 2)Mw/Mnが2.0以下でかつMwが10万以下の分子の含有率
が7%以下 3)上記重合体末端を芳香族ポリイソシアナートで該共
重合体分子の少なくとも20%以上を反応変性せしめたス
チレン−ブタジエン共重合体ゴムを少なくとも30重量部
以上含有させることからなるゴム組成物をベース部に有
する空気入りタイヤである。
本発明に用いられるスチレン−ブタジエン共重合体は種
々の方法で得られるが、例えば炭化水素溶媒中で回分方
式で有機リチウム重合開始剤を用いてスチレン、1,3−
ブタジエンをエーテル、3級アミンを必要量添加し−10
℃〜100℃の温度下で重合を行なったのち、芳香族ポリ
イソシアナートをリチウム濃度対比0.2モル〜2モル、
好ましくは0.5〜1モル添加することによって得られ
る。
又、本発明に用いられるトレッドゴム組成物は必要に応
じて通常使用されているカーボンブラック、プロセスオ
イル充填剤、加硫促進剤、加硫剤を適当量配合して作成
される。
本発明の空気入りタイヤは、ナイロン、ビニロン、ポリ
エステル、ケブラーといった有機繊維コードやスチー
ル、ガラス、炭素といった無機繊維コードのいずれで補
強されていてもよく、またカーカスがラジアル構造かバ
イアス構造のいずれであってもよいが、好ましくはラジ
アル構造である。
(実施例) 以下、本発明の空気入りタイヤを実施例によって更に詳
細に説明するが、本発明はこれらの実施例によって制限
されるものではない。
尚、評価方法およびスチレン−ブタジエン共重合体ゴム
のミクロ構造については次の方法で行った。
(耐ウェット・スキッド性) 水深3mmの湿潤コンクリート路面において、80km/hrの速
度から急制動し、車輪がロックされてから停止するまで
の距離を測定。第1表のサンプルNo.20のスチレン−ブ
タジエン共重合体を用いたタイヤをコントロールとし、
下式によってテストタイヤの耐スキッド性を評価した。
(転がり抵抗性) 楕行法にて測定。測定条件はタイヤ内圧1.7kg/cm2、荷
重JIS100%荷重、楕行開始速度100km/hr。耐ウェットス
キッド性の評価と同様に下式によってテストタイヤの転
がり抵抗を評価した。
(耐摩耗性) 10,000km走行後、残溝を測定し、トレッドが1mm摩耗す
るのに要する走行距離を相対比較する。コントロールタ
イヤを100として指数で表示。値が大なる程良好。
(ミクロ構造) 結合スチレン含有量は分光光度計を用い699cm-1の吸光
度を用いた検量線を利用、ブタジエン部分のミクロ構造
はD.Moreroの方法〔Chem.&1nd.,41,758(1959)〕によ
り求めた。またMw/Mnは0.5g/100mlテトラヒドロフラン
溶液でウォーターズGPC200を用いて求めた。
実施例1 第1表に示した13種類のスチレン−ブタジエン共重合体
ゴムを準備した。次いでこれら各々のスチレン−ブタジ
エン共重合体ゴム100重量部に対し、HAFカーボンブラッ
ク50重量部、アロマオイル10重量部、ステアリン酸2重
量部、N−フェニル−N′−イソプロピル−P′−フェ
ニレンジアミン1重量部、亜鉛華4.0重量部、N−オキ
シジエチレン−2−ベンゾチアゾールスルフェンアミド
0.6重量部、ジ−2−ベンゾチアジルジスルフィド0.8重
量部および硫黄1.5重量部を配合した19種類のゴム組成
物を作成した。これらのゴム組成物についてJIS K6301
に従って破壊時強度(TD)を評価した。次いでこれらの
ゴム組成物をタイヤサイズ165SR13のトレッドに用いて
タイヤを作成し、耐ウェットスキッド性、転がり抵抗性
および耐摩耗性を評価した。結果を第1表に示す。
第1表から明らかなように結合スチレン含有量が0〜40
重量%ブタジエン部の1,2結合含有量が10〜70重量%、M
w/Mnが2.0以下でかつMwが10万以下の含有率が7%以
下、さらに、重合体末端を芳香族ポリイソシアナートで
共重合体分子の少なくとも20%以上を反応変性せしめた
新規なスチレン−ブタジエン共重合体ゴムをトレッドに
用いた本発明の空気入りタイヤは耐ウェットスキッド
性、転がり抵抗性、耐破壊性および耐摩耗性が同時に著
しく優れていることがわかる。
実施例2 第1表に示した配合内容のゴム組成物を作成し、実施例
1と同様に検討した。
第2表から明らかなように新規な共重合体ゴムは少なく
ともゴム100重量部中に30重量部ブレンドされていれ
ば、本発明の目的を達成することが可能である。
実施例3 第1表に示した配合内容のゴム組成物を作成し、トレッ
ドキャップ部に使用し、さらに第3表に示した配合内容
のゴム組成物をトレッドベース部に使用し、実施例1と
同様に検討した。
第4表から明らかなように、結合スチレン量0〜10重量
%ブタジエン部分中の1,2結合量が10〜50重量%、Mw/Mn
が2.0以下Mwが10万以下の含有率が7%以下さらに重合
体末端を芳香族ポリイソシアナートで共重合体分子の少
なくとも20%以上を反応変性せしめたスチレン−ブタジ
エン共重合体をトレッドベース部に用いるとタイヤの転
がり抵抗性即ち、発熱性に対してさらに優れていること
がわかる。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明の空気入りタイヤでは、耐
ウェットスキッド性、転がり抵抗性、耐破壊性および耐
摩耗性が同時に著しく優れた効果が得られ、実用上極め
て有用な空気入りタイヤを提供することができる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】有機リチウムを開始剤としてスチレンと1,
    3−ブタジエンをランダムに共重合して得られしかも結
    合スチレン含有率が0〜40重量%、ブタジエン部分中の
    1,2結合含有量が10〜70重量%で、
  2. 【請求項2】重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(M
    n)の比Mw/Mnが2.0以下でかつMwが10万以下の分子含有
    率が7%以下であり、
  3. 【請求項3】上記重合末端を芳香族ポリイソシアナート
    で該共重合体分子の少なくとも20%以上を反応変性せし
    めたスチレン−ブタジエン共重合体ゴムを少なくとも30
    重量部以上含有させることからなるゴム組成物をトレッ
    ド部に用いたことを特徴とする改良されたトレッドを有
    する空気入りタイヤ。
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