JPH0853002A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 空気入りタイヤのウェット及びドライ操縦安
定性と耐摩耗性及び転がり抵抗特性を高次バランスさせ
る。 【構成】 本発明の空気入りタイヤは、ブタジエン部分
のビニル含量が３０〜８０％のスチレン−ブタジエン共
重合体ゴム１０〜７０部及びスチレン含量が２０〜５０
％のスチレン−ブタジエン共重合体ゴム９０〜３０部を
含むゴム１００部に対し、（ｉ）窒素比表面積（Ｎ₂ Ｓ
Ａ）が１２０m²／ｇ以上で２４Ｍ４ＤＢＰが９０ml／１
００ｇ以上のカーボンブラック（Ｉ）１０〜６０部、
（ii）Ｎ₂ ＳＡが７０〜１００m²／ｇで２４Ｍ４ＤＢＰ
が９０ml／１００ｇ以上のカーボンブラック（II）１０
〜６０部並びに（iii)シリカ１０〜４０部をカーボンブ
ラック（Ｉ）及び（II）並びにシリカの合計量としてゴ
ム１００部当り７０〜１００部配合してなるゴム組成物
からキャップトレッド部を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は空気入りタイヤに関し、
更に詳しくはキャップトレッド部を特定のゴム組成物で
構成した、ウェット及びドライ操縦性能に優れかつ摩耗
及び転がり抵抗にも優れた自動車用空気入りタイヤに関
する。

【０００２】

【従来の技術】空気入りタイヤのトレッド部は一般に外
層側のキャップトレッドと内層側のアンダートレッド部
とから構成されている。かかる空気入りタイヤは各種性
能が要求されているが、特にウェット及びドライ操縦安
定性能と耐摩耗性及び転がり抵抗とを高次バランスさせ
ることが望まれている。かかる観点から多くの提案がな
されている。例えば、特開平５−３３１３１６号公報に
は、結合スチレン２５〜６０％のＳＢＲを含むゴム１０
０重量部にシリカ及びＮ₂ ＳＡ ８０m²／ｇ以上のカー
ボンブラックを合計量で８０〜１８０重量部を配合した
組成物をタイヤトレッドに用いて高速走行時のウェット
性能を向上させることが提案されているが、この配合に
は転がり抵抗に問題がある。更に特開平５−５１４８５
号公報、特開平３−８４０４９号公報、特開昭６１−２
８７８０２号公報などに天然ゴム又はＳＢＲなどのジエ
ン系ゴムにカーボンブラックとシリカとを配合すること
が提案されているが、これらの配合では走行時のタイヤ
のグリップ特性と転がり抵抗が両立できないという問題
がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、前
述した従来技術の問題点を排除してウェット及びドライ
操縦安定性、耐摩耗性及び転がり抵抗特性を両立させた
空気入りタイヤを提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明に従えば、ブタジ
エン部分のビニル含量が３０〜８０重量％の高ビニル含
量スチレン−ブタジエン共重合体ゴム１０〜７０重量部
及びスチレン含量が２０〜５０重量％の高スチレン含量
スチレン−ブタジエン共重合体ゴム９０〜３０重量部を
含むゴム１００重量部に対し、（ｉ）窒素比表面積（Ｎ
₂ ＳＡ）が１２０m²／ｇ以上で２４Ｍ４ＤＢＰが９０ml
／１００ｇ以上のカーボンブラック（Ｉ）１０〜６０重
量部、（ii）Ｎ₂ ＳＡが７０〜１００m²／ｇで２４Ｍ４
ＤＢＰが９０ml／１００ｇ以上のカーボンブラック（I
I）１０〜６０重量部並びに（iii)シリカ１０〜４０重
量部をカーボンブラック（Ｉ）及び（II）並びにシリカ
の合計量としてゴム１００重量部当り７０〜１００重量
部配合してなるゴム組成物からキャップトレッド部を構
成した空気入りタイヤが提供される。

【０００５】以下、本発明の構成及び作用効果について
詳しく説明する。本発明に係る空気入りタイヤはその構
造には特に限定はなく、従来から知られている任意の構
造の空気入りタイヤは勿論のこと、更には現在開発中の
各種構造の空気入りタイヤ構造とすることができる。要
はキャップトレッド部を前記構成のゴム組成物から構成
すればよい。

【０００６】本発明に係る空気入りタイヤのキャップト
レッド部を構成するゴム組成物は、（イ）ブタジエン部
分のビニル含量が３０〜８０重量％、好ましくは３０〜
７０重量％で、好ましくはスチレン含量１０〜４０重量
％の高ビニル含量スチレン−ブタジエン共重合体ゴム
（ＳＢＲ）１０〜７０重量部、好ましくは２０〜６０重
量部と、（ロ）スチレン含量が２０〜５０重量％、好ま
しくは２０〜４０重量％で、好ましくはビニル含量が２
０重量％以下の高スチレン含量ＳＢＲ ９０〜３０重量
部、好ましくは８０〜４０重量部を含むゴム分を含有す
る。

【０００７】前記したｔａｎδ（０℃）／ｔａｎδ（６
０℃）特性と、高ｔａｎδ（０℃）化の両立を図るため
には、ポリマー系として前述の特定の高ビニル含量のＳ
ＢＲと、特定の高スチレン含量のＳＢＲを組み合わせる
ことが必要であり、高ビニル含量ＳＢＲの配合によりこ
のｔａｎδ特性が、そして高スチレン含量ＳＢＲの配合
により高ｔａｎδが得られる。

【０００８】本発明に係るゴム組成物に配合される、高
ビニル含量スチレン−ブタジエン共重合体ゴムとして
は、重合時にＮ，Ｎ−ジメチルニコチンアミド、Ｎ，
Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチル尿素、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，
Ｎ′−テトラメチルアミノアセトアミド、Ｎ−メチル−
２−ピロリドン、Ｎ−メチル−ε−カプロラクタム、
４，４′−ビス（ジエチルアミノベンゾフェノン）、ジ
フェニルメタンジイソシアナート等で末端変性されてい
るものを好適に用いることができる。かかる末端変性高
ビニル含量スチレン−ブタジエン共重合体ゴムを配合す
ることによって空気入りタイヤに特異な粘弾性特性（例
えばｔａｎδ（０℃）／ｔａｎδ（６０℃）比の最適
化）をもたせることができる。

【０００９】本発明の空気入りタイヤのキャップトレッ
ド部を構成するゴム組成物は、更に、必須成分として、
前記した特定のカーボンブラック（Ｉ）及び（II）並び
にシリカを含有する。

【００１０】本発明に係るゴム組成物に用いられるカー
ボンブラック（Ｉ）は、Ｎ₂ ＳＡが１２０m²／ｇ以上、
好ましくは１２０〜２００m²／ｇ、２４Ｍ４ＤＢＰ吸油
量が９０ml／１００ｇ以上、好ましくは９０〜１３０ml
／１００ｇで、ゴム組成物中に１０〜６０phr 、好まし
くは２０〜５０phr 配合する。

【００１１】本発明に係るゴム組成物に用いられるカー
ボンブラック（II）は、Ｎ₂ ＳＡが７０〜１００m²／
ｇ、好ましくは８０〜１００m²／ｇ、２４Ｍ４ＤＢＰ吸
油量が９０ml／１００ｇ以上で、ゴム組成物中に１０〜
６０phr 、好ましくは２０〜５０phr 配合する。

【００１２】本発明に係るゴム組成物に用いられるシリ
カは、ゴム配合に用いることができる任意のシリカ（又
はホワイトカーボン）を１０〜４０phr 、好ましくは１
０〜３０phr 配合する。好ましいシリカはＮ₂ ＳＡが１
００〜４００m²／ｇの湿式法シリカである。

【００１３】本発明に従ったゴム組成物中のカーボン
（Ｉ）及び（II）並びにシリカは合計量で７０〜１００
phr 、好ましくは７５〜９５phr であることが必要で、
更にシリカ／カーボンブラック（Ｉ）及び（II）の比が
０．１〜１．０であるのが望ましい。シリカの配合量が
少な過ぎるとシリカ配合の効果であるウェット性能及び
転がり抵抗の改良効果が得られにくくなり、逆にシリカ
の配合量が多過ぎると耐摩耗性及びドライ性能が低下す
るおそれがある。

【００１４】本発明に係るゴム組成物には、更に、好ま
しくは、ポリマーとシリカとの結合を強固にするため
に、シリカ配合量の５〜２０重量％のシランカップリン
グ剤を併用するのが望ましい。そのようなシランカップ
リング剤としては、例えば、ビス−（３−トリエトキシ
シリルプロピル）テトラサルファイド、３−トリメトキ
シシリルプロピルベンゾチアゾールテトラサルファイ
ド、γ−グリシドオキシプロピル−トリメトキシシラ
ン、γ−メルカプトプロピル−トリメトキシシラン等が
挙げられる。

【００１５】本発明に係るゴム組成物には、更にシリカ
の表面ＯＨ基に加硫促進剤が吸着するのを防止し、加硫
遅れを防ぐと共に、シリカの分散を助けるために、シリ
カ配合量の１〜１５重量％の活性剤を併用するのが好ま
しい。このような活性剤としては、例えば、エチレング
リコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコ
ール等のグリコール類が挙げられる。

【００１６】本発明に係るゴム組成物は、好ましくは、
ｔａｎδ（０℃）が０．６以上、更に好ましくは０．６
〜１．０、ｔａｎδ（６０℃）が０．２〜０．４、更に
好ましくは０．２５〜０．４で、かつｔａｎδ（０℃）
／ｔａｎδ（６０℃）が２〜３、更に好ましくは２．２
〜２．８である。ｔａｎδ（０℃）の値が０．６未満だ
とグリップ性能が低下する傾向にあり、逆に１．０を超
えると低温特性が劣る傾向にある。ｔａｎδ（６０℃）
の値が０．２未満の場合にはグリップ性能が劣る傾向に
あり、逆に０．４を超えると転がり抵抗が劣る傾向にあ
る。ｔａｎδ（０℃）／ｔａｎδ（６０℃）の比が３を
超えると、相対的に高温ｔａｎδが低いためか、グリッ
プが劣る傾向にあり、逆に２未満ではｔａｎδ（０℃）
が低くなるため、グリップ性能が劣るか、又はｔａｎδ
（６０℃）が高くて転がり抵抗が劣る傾向にあるので、
所望のバランスが崩れるおそれがある。

【００１７】本発明のタイヤ用ゴム組成物には前記必須
成分及び所望成分に加えて、硫黄、加硫促進剤、老化防
止剤、充填剤、軟化剤、可塑剤などのタイヤ用に一般に
配合されている各種添加剤を配合することができ、かか
る配合物は一般的な方法で加硫してタイヤトレッドを製
造することができる。これらの添加剤の配合量も一般的
な量とすることができる。例えば、硫黄の配合量はゴム
１００重量部当り１．２重量部以上とするのが好まし
く、１．５〜３．０重量部とするのが更に好ましい。

【００１８】

【実施例】以下、実施例及び比較例に従って本発明を更
に詳しく説明するが、本発明の技術的範囲をこれらの実
施例に限定するものでないことは言うまでもない。実施例及び比較例 表１に示す配合内容（重量部）でそれぞれの成分を配合
し、加硫促進剤と硫黄を除く原料ゴム及び配合剤を１．
７リットルのバンバリーミキサーで５分間混合した後、
この混合物に加硫促進剤と硫黄とを８インチの試験用練
りロール機で４分間混練し、ゴム組成物を得た。これら
のゴム組成物を１６０℃で２０分間プレス加硫して、目
的とする試験片を調製し、各種試験を行い、その物性を
測定した。得られた加硫物の物性は表１に示す通りであ
る。なお、比較例１，５及び６並びに実施例４及び５の
配合物は一般的な構造の空気入りラジアルタイヤ（サイ
ズ：１９５／６０Ｒ１４）を取り付けたテスト車（国産
のＦＦセダン車）でもって後述の条件で走行した際のド
ライ操縦安定性、ウェット制動性能、耐摩耗性及び転が
り抵抗を測定して表１に示した。

【００１９】

【表１】

【００２０】

【表２】

【００２１】（１）比較例及び実施例中の配合剤につい
て ＳＢＲ−１…日本ゼオン（株）製“Ｎｉｐｏｌ １７１
２”（３７．５phr 油展）（スチレン含量：２３．５
％，ビニル含量：１５％） ＳＢＲ−２…日本ゼオン（株）製“Ｎｉｐｏｌ ９５２
０”（３７．５phr 油展）（スチレン含量：３８％，ビ
ニル含量：１４％） ＳＢＲ−３…Ｎ−メチル−２−ピロリドンで末端変性し
た高ビニル含量ＳＢＲ（スチレン含量：２３％，ビニル
含量：３７％） ＳＢＲ−４…４，４′−ビス（ジエチルアミノベンゾフ
ェノン）で末端変性した高ビニル含量ＳＢＲ（スチレン
含量：２１％，ビニル含量：６７％） カーボンブラック−１…Ｎ₂ ＳＡ＝１３２ｍ／ｇ，２４
Ｍ４ＤＢＰ＝１００ml／１００mg カーボンブラック−２…Ｎ₂ ＳＡ＝１１１ｍ／ｇ，２４
Ｍ４ＤＢＰ＝９７ml／１００mg カーボンブラック−３…Ｎ₂ ＳＡ＝９２ｍ／ｇ，２４Ｍ
４ＤＢＰ＝１０１ml／１００mg カーボンブラック−４…Ｎ₂ ＳＡ＝４４ｍ／ｇ，２４Ｍ
４ＤＢＰ＝７５ml／１００mg シリカ…日本シリカ（株）製“ニップシールＡＱ” シランカップリング剤…デグッサ製“Ｓｉ６９” 活性剤…ジエチレングリコール アロマチックオイル…共同石油（株）製“プロセスオイ
ル Ｘ−１４０” 亜鉛華…正同化学（株）製“亜鉛華３号” ステアリン酸…花王石鹸（株）製“Ｌｕｎａｃ ＹＡ” 老化防止剤…Ｎ−フェニル−Ｎ′−（１，３−ジメチ
ル）−ｐ−フェニレンジアミン（住友化学工業（株）製
“アンチゲン６Ｃ”） ワックス…大内新興化学（株）製“サンノック” イオウ…油処理イオウ 加硫促進剤…Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾ
リル−スルフェンアミド（大内新興化学（株）製“ノク
セラー ＮＳ−Ｆ”）

【００２２】（２）性能評価方法について 〔１〕ｔａｎδ（０℃）及びｔａｎδ（６０℃） 粘弾性スペクトロメーター（東洋精機（株）製）を用い
て、温度０℃及び６０℃、初期歪１０％、動的歪±２
％、周波数２０Hzの条件で測定した値である。 〔２〕ドライ及びウェットスキッド ブリテッシュ・ポータブル・スキッドテスターを用い
て、乾燥路面及び湿潤路面、温度２０℃の条件下で測定
し、比較例１を１００として指数表示した。数値が大き
い程、スキッド抵抗が優れていることを示す。 〔３〕ランボーン摩耗 ランボーン摩耗試験機（岩本製作所（株）製）を用い
て、温度２０℃，スリップ率５０％の条件で摩耗減量を
測定し、比較例１を１００として指数表示した。数値が
大きい程、耐摩耗性が良好であることを示す。 〔４〕反発弾性 ＪＩＳ−Ｋ−６３０１に準じて、温度６０℃のときの反
発弾性を測定した。 〔５〕ドライ操縦安定性 乾燥路面でテストドライバーによる各タイヤのフィーリ
ングを採点し、比較例１を１００として指数表示した。
数値が大きい程、操縦安定性が良好であることを示す。 〔６〕ウェット制動性能 撒水したアスファルト路面を初速４０km／ｈで走行し、
制動したときの制動距離を測定し、比較例１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。 〔７〕耐摩耗性 ＪＡＴＭＡに規定されている設計常用荷重、空気圧の条
件で、乾燥路面を１００００km走行した後、各タイヤの
摩耗量を比較例１のタイヤの摩耗量に対する指数で示し
た。数値が大きい程、耐摩耗性が良好であることを示
す。 〔８〕転がり抵抗 速度８０km／ｈでの転がり抵抗値を計測し、比較例１を
１００として指数表示した。数値が大きい程、転がり抵
抗値が低いことを示す。

【００２３】（３）カーボンブラックの特性の測定方法 （ａ）窒素比表面積（Ｎ₂ ＳＡ） ＡＳＴＭ−Ｄ３０３７−７８「窒素吸着によるカーボン
ブラック表面積処理標準法」の方法Ｃによる。 （ｂ）２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量 ＡＳＴＭ−Ｄ−３４９３による。

【００２４】表１の結果から明らかなように、比較例１
は従来のキャップコンパウンドの例を示し、これを標準
として他の実施例及び比較例の評価をした。実施例１〜
８は本発明例を示し、表１に示すように、ドライ及びウ
ェットスキッド、ランボーン摩耗、転がり抵抗などの各
性能が向上する。

【００２５】これに対し、比較例２〜４は本発明の規定
外のポリマー系を用いた例で、表２に示すように、ドラ
イ性能が低く、ウェット性能の改良効果も小さい。また
比較例５は実施例４においてシリカを配合しない例であ
り、表２に示すように、ドライ性能をはじめ、各性能の
改良効果が小さい。比較例６及び７は実施例４に対し、
シリカの配合量を本発明の規定量を超えた場合には、ラ
ンボーン摩耗及びドライ性能が低下する。比較例８及び
９は実施例４に対し、カーボンをブレンドしない例であ
り、それぞれ転がり抵抗及びドライ性能が低い。比較例
１０〜１２は実施例４に比較して、本発明の規定範囲外
のカーボンブラックをブレンドした例で目的とする性能
バランスが得られない。

【００２６】

【発明の効果】実施例にも示したように、本発明に従え
ば、特定のポリマー系及びカーボンブラック／シリカ系
を配合したゴム組成物により特異な粘弾性特性をもた
せ、特にウェット及びドライ性能の向上に加え、耐摩耗
性及び転がり抵抗の改良も図り、これらの高次バランス
を図ることができる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブタジエン部分のビニル含量が３０〜８
   ０重量％の高ビニル含量スチレン−ブタジエン共重合体
   ゴム１０〜７０重量部及びスチレン含量が２０〜５０重
   量％の高スチレン含量スチレン−ブタジエン共重合体ゴ
   ム９０〜３０重量部を含むゴム１００重量部に対し、
   （ｉ）窒素比表面積（Ｎ₂ ＳＡ）が１２０m²／ｇ以上で
   ２４Ｍ４ＤＢＰが９０ml／１００ｇ以上のカーボンブラ
   ック（Ｉ）１０〜６０重量部、（ii）Ｎ₂ ＳＡが７０〜
   １００m²／ｇで２４Ｍ４ＤＢＰが９０ml／１００ｇ以上
   のカーボンブラック（II）１０〜６０重量部並びに（ii
   i)シリカ１０〜４０重量部をカーボンブラック（Ｉ）及
   び（II）並びにシリカの合計量としてゴム１００重量部
   当り７０〜１００重量部配合してなるゴム組成物からキ
   ャップトレッド部を構成したことを特徴とする空気入り
   タイヤ。
2. 【請求項２】 高ビニル含量スチレン−ブタジエン共重
   合体ゴムが重合時にＮ，Ｎ−ジメチルニコチンアミド、
   Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラメチル尿素、Ｎ，Ｎ，
   Ｎ′，Ｎ′−テトラメチルアミノアセトアミド、Ｎ−メ
   チル−２−ピロリドン、Ｎ−メチル−ε−カプロラクタ
   ム、４，４′−ビス（ジエチルアミノベンゾフェノン）
   及びジフェニルメタンジイソシアナートで末端変性され
   ている請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 【請求項３】 前記ゴム組成物のｔａｎδ（０℃）が
   ０．６以上、ｔａｎδ（６０℃）が０．２〜０．４で、
   かつｔａｎδ（０℃）／ｔａｎδ（６０℃）が２〜３で
   ある請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。