JPH10101848A - エラストマー組成物のトレッドを有するタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 摩耗抵抗性とヒステリシス性のバランスが良
好なタイヤトレッド用ゴム組成物と、その組成物より成
る外周トレッドを有する空気入りゴムタイヤを提供す
る。 【解決手段】 （Ａ）スチレン含有量が約３０〜約５０
％で、約−１５〜約−４５℃にＴｇを有するスチレン／
ブタジエン共重合体、ビニル含有量が約４０〜約６５％
で、約−４５〜約−６５℃にＴｇを有する中ビニル含量
ポリブタジエン、約−９５〜約−１０５℃にＴｇを有す
るシス‐１，４‐ポリブタジエンおよび約−６５〜約−
７０℃にＴｇを有するシス‐１，４‐ポリイソプレンを
含んでなるエラストマー、（Ｂ）よう素吸収値が１１０
ｇ／ｋｇより大きく、ＤＢＰ価が約１１０ｃｍ³／１０
０ｇより大きいカーボンブラック充填材、および（Ｃ）
芳香族系成分含有量が少くとも３５％の芳香族系プロセ
スオイルを含んでなり、最低ＴｇのエラストマーのＴｇ
が最高ＴｇのエラストマーのＴｇより少なくとも５０℃
低い組成物を用いて空気入りゴムタイヤのゴムトレッド
調製する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、選ばれたエラストマ
ー、強化用充填材およびオイルから成る外周トレッドを
有する空気入りゴムタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】空気入りゴムタイヤは、通常、エラスト
マーの混合物、強化用充填材およびオイルから成るゴム
トレッドで調製されるのが普通である。

【０００３】本発明は、主として、摩耗抵抗性とヒステ
リシス性のバランスが良好なタイヤトレッドゴム組成物
が切望される乗用車用タイヤを指向するものである。

【０００４】タイヤトレッド用に非常に良好な静止摩擦
特性を特に強調するように設計されたゴム組成物は、普
通、耐摩耗性が比較的低く、それに関連してトレッド耐
摩耗性が比較的悪く、そして普通−５０℃以上で、通常
約０から−５０℃の範囲内に比較的高い単一のガラス転
移温度（Ｔｇ）を有し、また、普通、例えば約４０から
約１００ｐｈｒの範囲の量のような比較的多量のゴムプ
ロセスオイルを含んでいる。

【０００５】即ち、比較的大きい摩耗抵抗性を有するト
レッドゴム組成物を提供しようとするこの努力におい
て、このようなタイヤトレッドゴム組成物を、材料、主
として新しい組み合せで配合した既知の材料を用いて提
供することが望まれる。

【０００６】イソプレンおよびブタジエンの個々の重合
体、さらにまたイソプレンおよび／またはブタジエン同
志の共重合体、または、例えばスチレンのようなビニル
芳香族材料との共重合体を含む各種のジエン系エラスト
マーが、様々なタイヤトレッド組成物に有用であること
が度々教示されてきたことは良く知られている。

【０００７】例えば、シス‐１，４‐ポリイソプレン
（天然および合成の両方）、３，４‐ポリイソプレン、
シス‐１，４‐ポリブタジエン、スチレン／ブタジエン
共重合体およびイソプレン／ブタジエン共重合体エラス
トマーが、様々な組み合せでタイヤトレッド組成物に用
いられており、或いはまた有用であることが示唆されて
きた。

【０００８】“混練ゴム”、“ゴムコンパウンド”およ
び“コンパウンド”のような用語がこの明細書で用いら
れる場合、それらは硫黄および硬化促進剤のような硬化
剤を含めて各種の構成成分とブレンドされている一種ま
たはそれ以上のエラストマーから成るゴム組成物のこと
を意味する。“エラストマー”および“ゴム”という用
語は、本明細書では互換的に用いられる。このような用
語は全てこの技術分野の習熟者には良く知られていると
考えられる。

【０００９】本明細書で参照されるエラストマー若しく
はエラストマー組成物のガラス転移温度或いはＴｇと
は、個々のエラストマー若しくはエラストマー組成物の
未硬化状態での、またはエラストマー組成物の場合には
できる限り硬化状態でのガラス転移温度（一つ若しくは
複数）を意味する。Ｔｇは示差走査熱量計（ＤＳＣ）に
より、１０℃／分の温度上昇速度でうまく測定できる。

【００１０】硬化ゴム組成物で一つ以上のガラス転移温
度が存在することは、動機械的試験法で求めることがで
き、例えばタンデルタ若しくは低モジュラス（即ち、
Ｅ”）を温度の関数としてグラフに表示して、若しくは
プロットして実際に示すことができる。−９０℃と１０
℃の温度間でのそのプロットの中に少なくとも二つの山
若しくはピークが存在する場合には、このゴム組成物に
一つより多いガラス転移温度が存在することは明らかで
ある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、摩耗
抵抗性とヒステリシス性のバランスが良好なタイヤトレ
ッド用ゴム組成物を、新しい組み合せで配合した既知の
材料を用いて提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の方法によれば、
トレッドゴム１００重量部当たり、次の： （Ａ）（ｉ）約２０から約６０ｐｈｒ、或いはまた約２
５から約４０ｐｈｒの、スチレン含有量が約３０から約
５５パーセント、或いはまた約３０から約５０パーセン
トの範囲であり、そして約−１５から約−４５℃の範囲
内にＴｇを有する、乳化重合または有機溶液重合で合成
されたスチレン／ブタジエン共重合体、（ｉｉ）約５か
ら約４０ｐｈｒ、或いはまた約１５から約３０ｐｈｒ
の、ビニル含有量が約４０から約６５パーセントの範囲
であり、そして約−４５から約−６５℃の範囲内にＴｇ
を有する中ビニル含量ポリブタジエン、（ｉｉｉ）約２
０から約４０ｐｈｒ、或いはまた約２５から約３０ｐｈ
ｒの、約−９５から約−１０５℃の範囲内にＴｇを有す
るシス‐１，４‐ポリブタジエンおよび（ｉｖ）約５か
ら約３０ｐｈｒ、或いはまた約１０から約３０ｐｈｒ
の、約−６５から約−７０℃の範囲にＴｇを有するシス
‐１，４‐ポリイソプレンを含んでなるエラストマー、 （Ｂ）約６０から約１１０ｐｈｒ、或いはまた約６５か
ら約９０ｐｈｒの、よう素吸収値が１１０ｇ／ｋｇより
大、好ましくは１１５ｇ／ｋｇより大、或いはまた約１
１６から約１３５ｇ／ｋｇの範囲であり、且つＤＢＰ価
が約１１０ｃｍ^３／１００ｇより大、好ましくは１１５
ｃｍ^３／１００ｇより大、或いはまた約１２５から約１
４０ｃｍ^３／１００ｇの範囲であることを特徴とする高
構造化強化用カーボンブラック充填材、並びに （Ｃ）約２から約３０ｐｈｒ、好ましくは約５から約２
５ｐｈｒの、芳香族系成分含有量（ＡＳＴＭ Ｄ２１４
０による）が少なくとも約３５パーセント、好ましくは
約３５から約５０パーセントの範囲である芳香族系プロ
セスオイルを含んでなるゴム組成物にして、最低Ｔｇの
エラストマーのＴｇが最高ＴｇのエラストマーのＴｇよ
り少くとも５０℃低いゴム組成物である外周ゴムトレッ
ドを有する空気入りゴムタイヤが提供される。

【００１３】ここで、本発明の重要な一面は、最低Ｔｇ
のエラストマー、即ちシス‐１，４‐ポリブタジエンゴ
ムのＴｇが最高Ｔｇのエラストマー、即ちスチレン／ブ
タジエン共重合体ゴムのＴｇより少くとも５０℃低いこ
とである。本発明の一つの態様では、少くとも２０、或
いはまた少くとも２５重量パーセントのエラストマー、
即ちシス‐１，４‐ポリブタジエンが−９５℃より低い
Ｔｇを有し、そして少くとも２０重量パーセントのエラ
ストマー、即ちスチレン／ブタジエン共重合体ゴムが約
−４５℃より高いＴｇを有する。

【００１４】個々のエラストマーの、空間的に限定され
た（ｓｐａｔｉａｌｌｙ ｄｅｆｉｎｅｄ）Ｔｇにおけ
る、この少くとも５０℃と言う差が重要であると考えら
れ、実際、このゴム組成物に対応するために、本発明の
基本的に重要な面の一つは、比較的低い摩耗抵抗性と、
−３５から０℃の範囲の、そのヒステリシスにとって低
い温度における比較的大きいヒステリシスとの良好なバ
ランスを有することである。

【００１５】かくして、相対的に低いＴｇのシス‐１，
４‐ポリブタジエンエラストマーと高いＴｇのスチレン
／ブタジエン共重合体エラストマーとは、約−９０から
約１０℃の温度範囲内で、そのゴム組成物のタン・デル
タ‐温度曲線のグラフ表示若しくはプロットに、それら
が個別のタン・デルタピーク示すことにより証明される
ように、比較的非相溶性であると考えられる。

【００１６】特に、本発明の一つの態様では、本発明の
ゴム組成物での、−９０から１０℃の範囲内でのタン・
デルタ‐温度曲線のグラフプロットはその曲線中に二つ
のピークを示し、そしてその一方のピークが−９０から
−５０℃温度範囲内にその頂点を有し、第２のピークが
−３０から１０℃の温度範囲内にその頂点を有する。

【００１７】かくして、このエラストマーが非相溶性で
ある証拠は、その硫黄硬化エラストマー組成物での二重
のタン・デルタピークの存在である。その曲線中に含ま
れる複数のピークを有するタン・デルタの値は、この技
術分野の習熟者に良く知られている方法により、その硬
化コンパウンドの動機械的試験により求めることができ
る。

【００１８】かくして、この硬化混練ゴム組成物は上述
の温度範囲内に少なくとも二つのタン・デルタピークを
示すことが必要である。このことは重要なことであると
考えられる。何故なら、この硬化混練ゴムで、その低Ｔ
ｇエラストマーの低温（例えば、−９０から−５０℃）
でのタン・デルタピークとその高Ｔｇエラストマーによ
り代表される高温（例えば、−３０から１０℃）での第
２タン・デルタピークとの組み合わせは、摩耗抵抗性の
向上（即ち、タイヤのトレッド耐摩耗性の向上）の促進
を示唆し、かつその組み合わせは、特にタイヤトレッド
用として、そのような性質のより良いバランスを予測さ
せるところの約−３０から約０℃の範囲の温度での、上
述の−９０から１０℃の温度範囲内に単一のタン・デル
タピークを示す硬化ゴム組成物より大きいヒステリシス
（即ち、より大きいタイヤトレッドの静止摩擦特性）の
促進を示唆していると考えられるからである。

【００１９】本発明のエラストマー組成物に有用な硬化
系は、ヘキサメチレンテトラミン硬化促進剤とＮ‐第３
‐ブチル‐２‐ベンゾチアゾールスルフェンアミド硬化
促進剤との組み合せを有する硫黄であると考えられる。
ここで、これら促進剤は、そのテトラミンとベンゾチア
ゾール系促進剤との重量比が約０．６から１．５の範囲
で、本発明において特許請求される乗用車用のタイヤト
レッドコンパウンドに対し良好な硬化をもたらすことが
分かった。このゴム組成物用の硬化系に、例えば二次促
進剤、さらにまた遅延剤（一種または複数）のような追
加の促進剤も使用することができることも認識すべきで
ある。

【００２０】このような硬化系では、通常、約０．７か
ら約２．０ｐｈｒの硫黄が約１．０から約３．５ｐｈｒ
のこの組み合わせ促進剤と共に用いられる。

【００２１】実際には、このゴム組成物に対しては、比
較的スチレン含有量の高いスチレン／ブタジエン共重合
体ゴムが、タイヤトレッドの静止摩擦特性、ヒステリシ
ス、若しくは摩擦係数を高めるのに重要であると考えら
れる。本発明では、タイヤトレッドの静止摩擦特性の向
上のためには、そのスチレン含有量が少くとも３０パー
セントであることが望まれる。このよな目的では、その
スチレン／ブタジエン共重合体は乳化重合で合成される
のが好ましい。

【００２２】本発明では、そのゴム組成物に摩耗抵抗性
とヒステリシスの良好なバランスを提供するために、特
定の中ビニル含量ポリブタジエンエラストマーを使用す
ることが重要であると考えられる。ビニル含有量は４０
から６５パーセントの範囲であることが望ましい。

【００２３】本発明では、摩耗抵抗性を高めるために、
特定のシス‐１，４‐ポリブタジエンエラストマーを使
用することが重要であると考えられる。

【００２４】本発明では、摩耗抵抗性を逆に相殺すると
考えられるプロセスオイルと加工用添加剤を最少の量で
用いてコンパウンドの加工性を上げるためには、特定の
シス‐１，４‐ポリイソプレン、好ましくは天然ゴムを
使用することが重要であると考えられる。

【００２５】本発明では、このシス‐１，４‐ポリイソ
プレン天然ゴムの添加は、そのトレッドゴム組成物の引
き裂き抵抗性に寄与することからも重要であると考えら
れる。

【００２６】本発明では、特定のよう素吸収値範囲とＤ
ＢＰ価範囲を有するゴム強化用カーボンブラック（一種
または複数）を使用することが良好な摩耗抵抗性若しく
は摩擦係数、そしてまたタイヤトレッドでの比較的良好
な静止摩擦特性のための向上した若しくは相対的に高い
ヒステリシスを提供するために重要であると考えられ
る。

【００２７】このようなゴム強化用カーボンブラックの
代表的な物は、例えばＮ１２１とＮ２０５である。この
ような代表的カーボンブラックは全て約１１０から約１
４５ｇ／ｋｇの範囲内のよう素吸収値と、約１１０から
約１４０ｃｍ^３／１００ｇの範囲のＤＢＰ価を有してい
る。エラストマー用の強化用カーボンブラックの例は、
一般に、それらのよう素価の値およびＤＢＰ（ジブチル
フタレート）吸収値と共に、ヴァンデルビルトのゴムハ
ンドブック（Ｖａｎｄｅｒｂｉｌｔ Ｒｕｂｂｅｒ Ｈ
ａｎｄｂｏｏｋ）（１９９０年）、第１３版、４１６−
４１９頁に見いだすことができる。

【００２８】本発明では、ゴム加工性と静止摩擦特性の
ためのヒステリシスを提供するために、特定の芳香族系
ゴムプロセスオイルを使用することが重要であると考え
られる。

【００２９】このような芳香族系ゴムプロセスオイルの
典型的な特性は、例えば芳香族系成分の含有量が少くと
も３５パーセントで、そのオイルの残りが主としてパラ
フィン系含有物とナフテン系含有物の組み合せであるこ
とである。少くとも約３５パーセントで、約３５から約
５０パーセントの範囲の芳香族系成分を含む芳香族系オ
イルが対象と考えられる。かくして、通常、少なくとも
３５パーセントであるその芳香族系含有物が主要成分よ
り少ないとしても、それでもこのオイルは芳香族系オイ
ルと呼ばれる。普通、ゴムの混練の目的では、ゴムプロ
セスオイルは三つの範疇、即ち最も普通である２０パー
セント未満の芳香族系成分を含むパラフィン系オイル
と、２０パーセント未満の芳香族成分を含むナフテン系
オイルと、少くとも４０パーセントの、ＡＳＴＭ Ｄ２
１４０による芳香族系成分を含む芳香族系オイルに分け
られる。このパラフィン系、ナフテン系および芳香族系
オイルは三種全てのオイルのブレンドであることがよく
ある。かくして、本発明では、芳香族系プロセスオイル
は芳香族系成分を含むことが要求される一方で、そのオ
イルの残りは、普通、パラフィン系とナフテン系の成分
から成る。また、パラフィン系ゴムプロセスオイルと呼
ばれるオイルも、ナフテン系および／または芳香族系成
分を含むと予想され、そしてナフテン系オイル若しくは
パラフィン系／ナフテン系オイルと呼ばれるプロセスオ
イルも、芳香族系成分（その芳香族系成分の含有量は３
０パーセント以下、そして恐らく２０パーセント以下で
あると予想されるが）を含んでいることもある。このよ
うなオイルは全てゴム混練目的でのこの技術分野の習熟
者に良く知られている。

【００３０】本発明では、特許請求されるゴム組成物、
さらに具体的には、そのゴム組成物の高Ｔｇエラストマ
ー成分であるスチレン／ブタジエン共重合体エラストマ
ーとの相溶性がより良好であるという理由から、芳香族
系成分の含有量が比較的多い芳香族系ゴムプロセスオイ
ルが、芳香族系成分の含有量がより少ないパラフィン系
ゴムプロセスオイル若しくはナフテン系ゴムプロセスオ
イルの代わりに必要とされる。

【００３１】本発明の実施において、上述のエラストマ
ーブレンドおよびゴム添加剤と硬化剤の特定の組み合せ
を使用することが、摩耗抵抗性（トレッドの耐摩耗性）
およびヒステリシス（即ち、静止摩擦特性）を最適にす
るために重要であると考えられる。

【００３２】事実、二つのタンデルタ・ピークを有する
硫黄硬化エラストマー組成物によって、規定されるよう
な非相溶性エラストマー・ブレンドを提供するために、
選んで配合したエラストマーを、比較的少量の芳香族系
オイルと組み合せて、乗用車用タイヤトレッドに使用す
ることは意義のあることであって、新規であると考えら
れ、そして少くとも５０℃離れた複数のＴｇを有する所
定の複数のエラストマーを用いることは、約−９０から
約１０℃の温度範囲内に一つのタンデルタ・ピークを有
する通常のエラストマーブレンドの硬化エラストマー組
成物を使用することから逸脱していると考えられる。

【００３３】本発明のさらなる態様では、上述の基本的
な合成エラストマー組成は維持しながら、そのトレッド
ゴム組成物が、約５から約１５ｐｈｒと言う非常に少量
の、少なくとも一種の追加のジエン系合成エラストマー
含んでいることもできると考えられる。

【００３４】このような追加の合成ジエン系エラストマ
ーは、例えば約−７０から約−８５℃の範囲にＴｇを有
するトランス‐１，４‐ポリブタジエンであることがで
きる。

【００３５】実際には、この他のエラストマーおよび追
加のエラストマーの両方を含めてこのトレッド組成物中
に用いられるエラストマーは、イソブチレンの重合体お
よび共重合体並びにそのハロゲン修飾物を含まないこと
が好ましい。

【００３６】前記で指摘したように、本発明は普通に知
られている複数のエラストマー、カーボンブラックおよ
びゴムプロセスオイルを使用することに基づいている
が、それは（ｉ）特定の個々の材料を選択し、そして
（ｉｉ）その選んだ特定の材料を、個々の量の点で、こ
れまでタイヤトレッド用に具体的に用いられるとは考え
られない様な新規な配合で混合するという点で新規な組
み合せであると考えられるものである。本発明のこの点
は、良好な静止摩擦特性、若しくは摩擦係数、若しくは
ヒステリシス性と対になった良好な耐摩耗特性を有する
タイヤトレッドゴム組成物を創るために、特に重要であ
ると考えられる。本発明のこの面は、特にそのより狭く
規定された諸態様に関するが、これをそのより狭い形で
以下に重ねて説明する。

【００３７】タイヤトレッドゴムは、通常、強化用の微
粒子状カーボンブラック充填材で強化されると考えられ
る一方、幾つかのタイヤ用途では、シリカによる強化も
望ましいことが認められている。このような場合、カー
ボンブラックとシリカとの重量比が少くとも約２：１で
ある限り、約５から約３０ｐｈｒのシリカを用いること
ができる。

【００３８】ゴムの混練用途に使用される常用のシリカ
系ピグメントは、普通、沈降シリカ系ピグメント（本明
細書ではシリカと称される）である。

【００３９】用いられるシリカ系ピグメントは、例えば
可溶性ケイ酸塩、例えばケイ酸ナトリウムの酸処理で得
られるもののような沈降シリカであることができる。

【００４０】このシリカのＢＥＴ表面積は、窒素ガスを
用いて測定して、例えば約５０から約３００ｍ^２／ｇ、
或いはまた約１２０から約２００ｍ^２／ｇの範囲である
ことができる。表面積を測定するＢＥＴ法は、米国化学
会誌（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆｔｈｅ Ａｍｅｒｉｃａｎ
Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｓｏｃｉｅｔｙ）、第６０巻、３
０４頁（１９３０年）に説明されている。

【００４１】シリカは、また、約１００から約４００、
普通は約１５０から約３００の範囲のジブチルフタレー
ト（ＤＢＰ）吸収値を有することができる。

【００４２】シリカは、電子顕微鏡で測定した平均最大
粒径が、例えば０．０１から０．０５ミクロンの範囲で
あると予想されるが、但しシリカ粒子の大きさはそれよ
り小さい場合もある。

【００４３】市場から入手できる各種のシリカが本発明
での使用に考慮することができ、例えば、単なる例とし
て制限を付けずに示すと、ＰＰＧインダストリーズ社
（ＰＰＧ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ）からハイ‐シル（Ｈ
ｉ‐Ｓｉｌ）という登録商標で、２１０、２４３などの
商品番号で市販されているシリカ；ローン・プーラン社
（Ｒｈｏｎｅ‐Ｐｏｕｌｅｎｃ）からゼオシル（Ｚｅｏ
ｓｉｌ）１１６５ＭＰという名称で市販されているシリ
カ；およびデグッサ社（Ｄｅｇｕｓｓａ ＡＧ）からＶ
Ｎ２およびＶＮ３などの名称で市販されているシリカな
どがある。

【００４４】ゴムタイヤトレッドに対してシリカ強化材
を使用する場合、そのシリカはカップリング剤、或い
は、時には強化剤と呼ばれる物と一緒に通常用いられ
る。

【００４５】カップリング剤、即ちカップラーとして、
シリカにゴムに対する強化効果を持たせるようにシリカ
表面およびゴムエラストマー分子の両方と反応する能力
のある化合物がよく用いられ、その多くはこの技術分野
の習熟者に一般に知られている。このようなカップリン
グ剤は、例えばシリカ粒子と前混合させることも、或い
は前反応させることもできるし、或いはまたゴム／シリ
カ加工段階または混合段階でゴム混合物に添加すること
もできる。カップリング剤とシリカが、ゴム／シリカ混
合若しくは加工段階で別々にゴム混合物に添加される場
合、カップリング剤はその場でシリカと結合すると考え
られる。

【００４６】特に、そのようなカップリング剤は、例え
ば、シリカ表面と反応する能力のある構成成分若しくは
部位（シラン部分）と、ゴム、特に炭素−炭素二重結
合、即ち不飽和結合を含む硫黄硬化できるゴムと反応す
る能力のある構成成分若しくは部位とを含むシランから
成る。この場合、このカップラーは、次いで、シリカと
ゴムとの間の結合橋として作用し、それによってシリカ
のゴム強化性能が高められる。

【００４７】一つの態様では、このカップリング剤のシ
ランは、多分、加水分解によって、シリカ表面で明らか
に結合を生成し、このカップリング剤のゴム反応性の成
分がゴム自身と結合する。

【００４８】非常に多数のカップリング剤、例えば、ビ
ス‐（３‐トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフ
ィドのようなポリスルフィド成分または構造を含むシラ
ンカップリング剤が、シリカとゴムとの結合に用いられ
ることが教示されている。

【００４９】この技術分野の習熟者にはすぐに理解され
るように、このトレッドのゴム組成物は、普通、シリカ
カップリング剤と併用される少量の沈降シリカが多分追
加された、上に規定したカーボンブラックのような上述
の強化用充填材、さらにまた分解防止剤（一種または複
数）、上に規定したようなプロセスオイル、ステアリン
酸或いはステアリン酸亜鉛、酸化亜鉛、硫黄供給材料
（一種または複数）および上に規定したような硬化促進
剤（一種または複数）を含めて常用の混練成分と混練さ
れる。

【００５０】ゴムのこのような混練はこの技術分野の習
熟者には良く知られている。分解防止剤は、通常、アミ
ンタイプまたはフェノールタイプのものである。ステア
リン酸は普通ゴム混練成分と呼ばれるが、この成分自身
は、通常、主としてオレイン酸、リノレイン酸並びに
（一般に使用されるステアリン酸に通常含まれている）
パルミトール酸および／またはパルミチン酸の少くとも
一種を含むステアリン酸から成る有機酸の混合物として
入手され、使用される。この混合物は少量（約６重量パ
ーセント以下）のミリスチン酸、アラキン酸および／ま
たはアラキドン酸を含んでいてもよい。このような材料
若しくは混合物は、ゴム混練技術分野では通常ステアリ
ン酸と称されている。

【００５１】かかる添加剤が標準の若しくは代表的なゴ
ム混練量若しくは量範囲で使用される場合、他に何もな
ければ、それらは、本発明の一部を構成するとは考えら
れない。例えば、これら添加成分の幾つかは、一つの面
では、加工助剤として分類することができるだろう。か
かる加工助剤は、例えば通常約１から５ｐｈｒの範囲
で、そしてしばしば約１から約３ｐｈｒの範囲で用いら
れる、マイクロクリスタリンワックスおよびパラフィン
ワックスのようなワックス；および、普通粘着性付与剤
として通常約１から５ｐｈｒの範囲で、そしてしばしば
約１から約３ｐｈｒの範囲で用いられる、例えば合成炭
化水素および天然樹脂のような樹脂であることができ
る。硬化剤は、硫黄とゴムコンパウンド用の硫黄硬化促
進剤（一種または複数で、普通単に促進剤と称される）
との組み合わせとして、または硫黄供給剤／促進剤とし
て分類されることもある。硫黄と促進剤（一つまたは複
数）からの硬化剤では、使用される硫黄の量は約０．５
から５ｐｈｒの範囲、通常約０．５から約３ｐｈｒの範
囲であり；スルフェンアミド系であることが多い促進剤
（一種または複数）は約０．５から約３ｐｈｒの範囲
で、そしてしばしば約１から約２ｐｈｒの範囲で用いら
れる。しかし、推奨される硫黄と促進剤の硬化系は、既
に前記で規定して示し通りである。

【００５２】エラストマーを含めて、しかし硫黄と促進
剤硬化剤を除いた諸成分は、先ず、一つの混合工程が用
いられることもあるが、普通一連の少くとも二つの逐次
混合工程で、約１４５℃から約１８０℃の範囲の温度で
一緒に混合される。そして、このような混合工程は、通
常、非硬化発現混合工程と呼ばれる。その後、硫黄と促
進剤、そして多分一種またはそれ以上の遅延剤および一
種またはそれ以上の分解防止剤が、約９０℃から約１２
０℃の温度で混合される。この混合工程は、普通、硬化
発現混合工程と呼ばれる。このような混合法はこの技術
分野の習熟者には良く知られている。

【００５３】混合後、この混練ゴムは、例えば適当な口
金を通して押し出す等の方法でタイヤトレッドに成形さ
れる。このタイヤトレッドは、次いで、普通、硫黄硬化
性タイヤカーカスの上に組み立てられ、そのアセンブリ
ーが適切な型の中で、この技術分野の習熟者に良く知ら
れた方法で、高温高圧の条件下で硬化される。タイヤの
トレッドを貼り替える（ｒｅｔｅｒｅａｄｉｎｇ）その
ような場合には、そのタイヤトレッドは先ず前硬化さ
れ、次いで既に硬化されているタイヤカーカスに、硬化
性ゴムストリップでそのトレッドとカーカスとの間を貼
り付け、次いでそのアセンブリーがそのゴムストリップ
を硬化するための硬化条件で処理される。

【００５４】

【実施例】本発明は、以下の実施例を参照することによ
りさらに良く理解できるであろう。これらの実施例にお
いて、部およびパーセントは、特に断らない限り、重量
で与えられる。

【００５５】実施例１ 表１に実験Ａ、Ｂ、ＣおよびＤとして示される処方から
成るジエン系ゴム組成物の混合物を調製した。実験Ａは
対照実験と見なされるものであり、そして実験Ｂ、Ｃお
よびＤは高スチレン含有のスチレン／ブタジエンゴム、
中ビニル含量のポリブタジエン、シス‐１，４‐ポリブ
タジエンおよび天然ゴムと、特定のカーボンブラック、
芳香族系オイルおよび促進剤とのブレンドを使用してい
るものである。

【００５６】

【表１】

【００５７】通常推奨される量の分解防止剤（一種また
は複数）（パラ‐フェニレンジアミンタイプ）、粘着性
付与樹脂、脂肪酸、酸化亜鉛、しゃく解剤が用いられ
た。次の上記表の脚注として与えられる芳香族系プロセ
スオイルは、芳香族系成分含有量約４０パーセント、パ
ラフィン系成分含有量約３６パーセントおよびナフテン
系成分含有量約２４パーセントから成るものである。総
芳香族系オイル（油展エラストマー中に含まれるオイル
およびゴム組成物に加えられた追加のオイル）は、実験
Ａ（対照）、Ｂ、ＣおよびＤでそれぞれ約４４、２２、
２２および１４ｐｈｒであった。

【００５８】１．グッドイヤー タイヤ アンド ラバ
ー社（Ｇｏｏｄｙｅａｒ Ｔｉｒｅ＆ Ｒｕｂｂｅｒ
Ｃｏｍｐａｎｙ）から入手した、スチレン含有量約２
３．５パーセント、Ｔｇ約−５２℃である、３７．５ｐ
ｈｒの芳香族系ゴムプロセスオイルで油展された、乳化
重合で合成したスチレン／ブタジエン共重合体エラスト
マー。

【００５９】２．グッドイヤー タイヤ アンド ラバ
ー社からブデン（Ｂｕｄｅｎｅ：登録商標）１２５５と
して入手した、ビニル‐１，２含有量約４５パーセン
ト、Ｔｇ約−５５℃である、３７ｐｈｒの芳香族系ゴム
プロセスオイルで油展された中ビニル含量ポリブタジエ
ンエラストマー。このゴムは約５０のムーニー大粘度
（ＭＬ‐４）を有する。

【００６０】３．グッドイヤー タイヤ アンド ラバ
ー社からブデン１２５４として入手した、シス‐１，４
含有量が大きく、Ｔｇが約−１００℃であるシス‐１，
４‐ポリブタジエンエラストマー（２０ｐｈｒの芳香族
系ゴムプロセスオイルで油展されている）。

【００６１】４．グッドイヤー タイヤ アンド ラバ
ー社から入手した、Ｔｇが約−１００℃の高シス‐ポリ
ブタジエンであるブデン１２０７。

【００６２】５．グッドイヤー タイヤ アンド ラバ
ー社から入手した、４０パーセントの結合スチレン（Ｂ
Ｓ）を含み、Ｔｇが約−３５℃である乳化重合スチレン
／ブタジエン共重合体エラストマー（Ｅ‐ＳＢＲ）（３
７．５ｐｈｒの芳香族系ゴムプロセスオイルで油展され
ている）。

【００６３】６．グッドイヤー タイヤ アンド ラバ
ー社から入手した、３６パーセントの結合スチレン（Ｂ
Ｓ）を含み、Ｔｇが約−４０℃である乳化重合スチレン
／ブタジエン共重合体エラストマー（Ｅ‐ＳＢＲ）（３
７．５ｐｈｒの芳香族系ゴムプロセスオイルで油展され
ている）。

【００６４】７．グッドイヤー タイヤ アンド ラバ
ー社から入手した、５２パーセントの結合スチレン（Ｂ
Ｓ）を含み、Ｔｇが約−２５℃である乳化重合スチレン
／ブタジエン共重合体エラストマー（Ｅ‐ＳＢＲ）。

【００６５】８．約−６５から約−７０℃の範囲にＴｇ
を有する、工業用品種のシス‐１，４‐ポリイソプレン
天然ゴム。

【００６６】９．よう素価が約１２２、ＤＢＰ値が約１
１５であるカーボンブラックＮ２０５（ＡＳＴＭによる
標示）。

【００６７】１０．よう素価が約１２１、ＤＢＰ値が約
１３２であるカーボンブラックＮ１２１。

【００６８】１１．ＡＳＴＭ Ｄ２１４０による芳香族
系成分含有量が約４０パーセントで、オイルの残りがパ
ラフィン系およびナフテン系の含有物であると報告され
ている芳香族系プロセスオイル。

【００６９】１２．Ｎ‐シクロヘキシル‐２‐ベンゾチ
アゾールスルフェンアミド（ＣＢＳ）とテトラメチルチ
ウラムジスルフィド（ＴＭＴＤ）それぞれの重量比が４
対１である硬化促進剤。

【００７０】１３．ヘキサメチレンテトラミンとＮ‐第
３‐ブチル‐２‐ベンゾチアゾールスルフェンアミド
（ＴＢＢＳ）それぞれの重量比が０．９５対１である硬
化促進剤。

【００７１】実施例２ 調製されたゴム組成物を約１５０℃の温度で約１８分間
硬化させ、得られた硬化ゴム試料の物理的性質を評価
し、それを次の表２に示した（ここでは、丸めた数値が
示される）。ゴム組成物の試料Ａ、Ｂ、ＣおよびＤは実
施例１の実験試料Ａ、Ｂ、ＣおよびＤに対応する。

【００７２】

【表２】

【００７３】上記のこれらゴム複合物の物理的性質を観
ると、Ａに比べてＢ、Ｃ、ＤのＤＩＮ摩耗抵抗性に有意
な向上（より少ないゴムの損失）があることが示されて
いる。このことはタイヤのトレッド摩耗抵抗性の向上
（より少ないトレッドの摩耗）を示すか、少くとも示唆
するものであるから、それは本発明において意義のある
ものと考えられる。

【００７４】試料Ｂ、ＣおよびＤはＡに比べて有意に大
きいモジュラスと硬度を有し、これは、このゴム組成物
がタイヤトレッドとして用いられる場合、より良好なタ
イヤのハンドリングとコーナリングを予測させるもので
ある。

【００７５】これらゴム組成物は、全て、即ち実験Ａ
（対照実験）、実験Ｂ、実験Ｃおよび実験Ｄで、タイヤ
トレッドとして用いた場合、２３℃での反発弾性値は同
様の静止摩擦特性を予測させ、そして１００℃での反発
弾性値は同様のころがり抵抗性を予測させる。

【００７６】試料Ａ，Ｂ，ＣおよびＤでのレオメーター
のデータ（１５０℃）を次の表３に報告する。

【００７７】

【表３】

【００７８】レオメーターで得られたデータは、二種の
促進剤から成る実験硬化系はタイヤトレッドゴム組成物
用として適した硬化度を提供することを示している：即
ち、２０分未満のＴ₉₀の値、および許容できるスコーチ
安定性（７分以上の１ポイント上昇時間および２５以上
のデルタ・トルク値）を提供する。硫黄硬化ゴム組成物
（実験Ａおよび実験Ｂ）でのタン・デルタ対温度の曲線
を図１に示す。

【００７９】図１において、実験Ａ（対照実験）のゴム
組成物のタン・デルタ曲線は点線で示され、約−４０℃
に単一ピークの山を示す；一方、実験Ｂのゴム組成物の
タン・デルタ曲線は実線で示され、約−１８℃と約−６
０℃にそれぞれそれらの頂点を有する二つの別のピーク
を示す。この二つのタン・デルタピークの存在は、この
ゴム組成物において上述のエラストマーが非相溶性であ
ることを示している。より低温（−６０℃）でのタン・
デルタピークは比較的大きい摩耗抵抗性を示し、他方よ
り高温（−１８℃）での第２のタン・デルタピークはそ
のゴム組成物が比較的大きいヒステリシスをを有するこ
とを示している。

【００８０】以上、本発明を例証する目的で特定の代表
的態様とその細部を示したが、この技術分野の習熟者に
は、本発明の精神または範囲から逸脱することなしに、
その中で様々な変更と修正をなし得ることは明らかであ
ろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明によるゴム組成物（実線）の、
２つのピークを持つタン・デルタ‐温度曲線と、本発明
によらないゴム組成物（点線）の、単一のピークを持つ
タン・デルタ‐温度曲線を示すグラフである。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｃ０８Ｋ 5/17 Ｃ０８Ｋ 5/17 5/47 5/47 Ｃ０８Ｌ 9/06 Ｃ０８Ｌ 9/06 91/00 91/00 (71)出願人 590002976 1144 Ｅａｓｔ Ｍａｒｋｅｔ Ｓｔｒｅ ｅｔ，Ａｋｒｏｎ，Ｏｈｉｏ 44316− 0001，Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ポール・ハリー・サンドストロム アメリカ合衆国オハイオ州44278，トール マッジ，ミルトン・ドライブ 96 (72)発明者 エドワード・ジョン・ブロック アメリカ合衆国オハイオ州44281，ワズワ ース，デュアリング・ドライブ 154

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トレッドゴム１００重量部当たり、次
   の： （Ａ）（ｉ）約２５から約６０ｐｈｒの、スチレン含有
   量が約３０から約５５パーセントの範囲であり、そして
   約−１５から約−４５℃の範囲内にＴｇを有するスチレ
   ン／ブタジエン共重合体エラストマー、（ｉｉ）約５か
   ら約４０ｐｈｒの、ビニル含有量が約４０から約６５パ
   ーセントの範囲であり、そして約−４５から約−６５℃
   の範囲内にＴｇを有する中ビニル含量ポリブタジエン、
   （ｉｉｉ）約２０から約４０ｐｈｒの、約−９５から約
   −１０５℃の範囲内にＴｇを有するシス‐１，４‐ポリ
   ブタジエンおよび（ｉｖ）約５から約３０ｐｈｒの、約
   −６５から約−７０℃の範囲内にＴｇを有するシス‐
   １，４‐ポリイソプレンを含んでなるエラストマー、 （Ｂ）約６０から約１１０ｐｈｒの、よう素吸収値が約
   １１６から約１４５の範囲で、且つＤＢＰ価が約１１５
   から約１４０の範囲であることを特徴とする強化用カー
   ボンブラック充填材、並びに （Ｃ）約２から約３０ｐｈｒの、芳香族系成分含有量が
   少くとも３５パーセントである芳香族系プロセスオイル
   を含んでなるゴム組成物にして、該シス‐１，４‐ポリ
   ブタジエンエラストマーのＴｇが該スチレン／ブタジエ
   ン共重合体エラストマーのＴｇより少くとも５０℃低い
   該ゴム組成物であるゴムトレッドを有する空気入りゴム
   タイヤ。
2. 【請求項２】 トレッド組成物用の硬化系が、硫黄約
   ０．７から約２．０ｐｈｒ、およびヘキサメチレンテト
   ラミン硬化促進剤とＮ‐第３‐ブチル‐２‐ベンゾチア
   ゾールスルフェンアミド硬化促進剤との組み合わせにし
   て、その一方の促進剤と他方の促進剤との重量比がそれ
   ぞれ約０．９０から約１．５である該促進剤約１．０か
   ら約３．５ｐｈｒを含んでなるものである、請求項１に
   記載のタイヤ。
3. 【請求項３】 トレッドゴム１００重量部当たり、次
   の： （Ａ）（ｉ）約２５から約４０ｐｈｒの、スチレン含有
   量が約３５から約５５パーセントの範囲であり、そして
   約−１５から約−４５℃の範囲内にＴｇを有する乳化重
   合で合成されたスチレン／ブタジエン共重合体エラスト
   マー、（ｉｉ）約１５から約３０ｐｈｒの、ビニル含有
   量が約４０から約６５パーセントの範囲であり、そして
   約−４５から約−６５℃の範囲内にＴｇを有する中ビニ
   ル含量ポリブタジエン、（ｉｉｉ）約２０から約３０ｐ
   ｈｒの、約−９５から約−１０５℃の範囲にＴｇを有す
   るシス‐１，４‐ポリブタジエンおよび（ｉｖ）約１０
   から約３０ｐｈｒの、約−６５から約−７０℃の範囲内
   にＴｇを有するシス‐１，４‐ポリイソプレンを含んで
   なるエラストマー、 （Ｂ）約６５から約９０ｐｈｒの、よう素吸収値が約１
   １０から約１４５ｇ／ｋｇの範囲で、且つＤＢＰ価が約
   １１０から約１４０ｃｍ³／１００ｇの範囲であること
   を特徴とする強化用カーボンブラック充填材、 （Ｃ）約５から約３０ｐｈｒの、芳香族系成分含有量が
   少なくとも約３５パーセントである芳香族系プロセスオ
   イル、並びに （Ｄ）約０．７から約２．０ｐｈｒの硫黄、および約
   １．０から約３．５ｐｈｒの、ヘキサメチレンテトラミ
   ンとＮ‐第３‐ブチル‐２‐ベンゾチアゾールスルフェ
   ンアミドとの組み合わせからなる硬化促進剤にして、そ
   れら促進剤成分の比がそれぞれ約０．９０から約１．５
   の範囲である該硬化促進剤を含んでなる硬化系を含んで
   なるゴム組成物にして、該シス‐１，４‐ポリブタジエ
   ンエラストマーのＴｇが該スチレン／ブタジエン共重合
   体エラストマーのＴｇより少くとも５０℃低く；且つ−
   ９０から１０℃の範囲内でのそのゴム組成物のタン・デ
   ルタ‐温度曲線の図上プロットがその曲線中に二つのピ
   ーク有し、そしてその一方のピークが−９０から−５０
   ℃の温度範囲にその頂点を有し、第２のピークが−３０
   から１０℃の温度範囲にその頂点を有する該ゴム組成物
   である外周ゴムトレッドを有する空気入りゴムタイヤ。
4. 【請求項４】 スチレン／ブタジエン共重合体エラスト
   マーが乳化重合で合成されたエラストマーであり、そし
   て芳香族系オイルが約３５から約５０パーセントの範囲
   の芳香族系成分を含み、該オイルの残りがＡＳＴＭ Ｄ
   ２１４０によるパラフィン系およびナフテン系含有物か
   ら構成され；そして−９０から１０℃の範囲でのそのゴ
   ム組成物のタン・デルタ‐温度曲線の図上プロットがそ
   の曲線中に二つのピーク有し、そしてその一方のピーク
   が−９０から−５０℃の温度範囲内にその頂点を有し、
   第２のピークが−３０から１０℃の温度範囲内にその頂
   点を有する、請求項１に記載の空気入りゴムタイヤ。
5. 【請求項５】 スチレン／ブタジエン共重合体エラスト
   マーが有機溶液重合で合成されたエラストマーであり、
   そして芳香族系オイルが約３５から約５０パーセントの
   範囲の芳香族系成分を含み、該オイルの残りがＡＳＴＭ
   Ｄ２１４０によるパラフィン系およびナフテン系含有
   物から構成され；そして−９０から１０℃の範囲でのそ
   のゴム組成物のタン・デルタ‐温度曲線の図上プロット
   がその曲線中に二つのピーク有し、そしてその一方のピ
   ークが−９０から−５０℃の温度範囲内にその頂点を有
   し、第２のピークが−３０から１０℃の温度範囲内にそ
   の頂点を有する、請求項１に記載の空気入りゴムタイ
   ヤ。