JPH1077363A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気入りタイヤ用トレッドゴム組成物の改
良によって、耐摩耗性と、走行後のＷＥＴ性能の改善を
両立した、空気入りタイヤを提供する。 【解決手段】 トレッド部と、補強部材であるカーカ
ス及びビードコアから構成される空気入りタイヤであっ
て、トレッド部を構成するゴム組成物が、ゴム成分中に
共役ジエン／ビニル芳香族炭化水素共重合体を７０重量
％以上、ゴム成分１００重量部に対してカーボンブラッ
クを４５〜１１０重量部、及び下記一般式で表される加
硫促進剤を０．５〜５．０重量部を含有し、且つ、カー
ボンブラックの窒素吸着比表面積が１００〜１６０ｍ²
／ｇであり、ジブチルテレフタレート吸油量が１２０〜
２００ｃｍ³ ／１００ｇであることを特徴とする。 【化１】 （式中、Ｒ¹ 及びＲ² はそれぞれ独立に、水素原子、ア
ルキル基又はアリール基を表す。但し、Ｒ¹ 及びＲ² が
同時に水素原子である場合を除く。）

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気入りタイヤに
関し、詳しくは、タイヤトレッド用に特定のゴム組成物
を用いた、走行後の耐摩耗、ＷＥＴ性の向上を両立した
良好な性能を発揮する乗用車用ラジアルタイヤに好適な
空気入りタイヤに関するものである。

【従来の技術】従来、タイヤトレッド用のゴム組成物に
ハイストラクチャーのカーボンブラックを用いると、タ
イヤの耐摩耗及びＷＥＴ性の向上の両立を可能とするも
のであることが知られている。しかしながら、市場にお
いてはさらなる耐摩耗向上のニーズがあり、前記特定の
カーボンブラックを添加する従来の手法によっては、耐
摩耗性を向上するために添加量を増加すると走行後の破
壊エネルギーが低下するため、これ以上の耐摩耗性の向
上が困難であった。さらに走行後、ゴムの硬化によりＷ
ＥＴ性能が低下するなどの問題点があり、経年変化に対
する性能維持としては不十分なものであった。また、特
開昭５８−８７１３８号公報には、特定の老化防止剤と
加硫促進剤とを組み合わせてゴム組成物に使用すること
によりトレッド・サイドゴムの老化を抑制し、末期外観
性を改良するという提案かなされているが、走行後のＷ
ＥＴ性能改良については不明であった。また、特開昭５
６−１３９５４２号には特定の加硫促進剤が提案され、
これを用いることによりゴム組成物の加工性が向上する
旨が記載されているが、このゴム組成物を用いたタイヤ
については検討がなされていなかった。一方、ゴムの硬
化を抑制する方法として有効加硫方式（ＥＶ加硫系）が
知られているが、その硬化抑制の効果は十分なものでは
なかく、却って初期・老化後の破壊エネルギーを低下さ
せるため、タイヤの耐久性の観点からは好ましくなかっ
た。ここで言う破壊エネルギーとは応力−歪曲線の積分
値である。

【発明が解決しようとする課題】このように、本発明の
目的は、従来技術ではなしえなかった空気入りタイヤ用
トレッドゴム組成物の改良によって、耐摩耗性と、走行
後のＷＥＴ性能とを同時に改善した空気入りタイヤを得
ることにある。

【課題を解決するための手段】本発明の空気入りタイヤ
は、ゴム成分中に共役ジエン／ビニル芳香族炭化水素共
重合体を７０重量％以上、カーボンブラックを該ゴム成
分１００重量部に対して４５〜１１０重量部、及び下記
一般式で表される加硫促進剤を該ゴム成分１００重量部
に対して０．５〜５．０重量部を含有するゴム組成物を
トレッドゴムとして用い、且つ、該カーボンブラックの
窒素吸着比表面積（以下、Ｎ₂ ＳＡと称する）が１００
〜１６０ｍ² ／ｇであり、ジブチルフタレート（以下、
ＤＢＰと称する）吸油量が１２０〜２００ｃｍ³ ／１０
０ｇである、ことを特徴とする。

【化２】 前記式中、Ｒ¹ 及びＲ² はそれぞれ独立に、水素原子、
アルキル基又はアリール基を表すが、Ｒ¹ 及びＲ² が同
時に水素原子である場合は除かれる。ここで、Ｒ¹ 、Ｒ
² がそれぞれ独立に、水素原子、メチル基、エチル基又
はフェニル基を表すものであることが好ましい。また、
この加硫促進剤としては、具体的には、メルカプト−４
メチルベンゾチアゾール、メルカプト−５−メチルベン
ゾチアゾール、ビス（４−メチルベンゾチアゾリル−
２）−ジサルファイド及びビス（５−メチルベンゾチア
ゾリル−２）−ジサルファイドからなる群より選択され
る少なくとも１種であることが好ましい。

【発明の実施の形態】本発明の空気入りタイヤは、その
トレッドゴム用のゴム組成物として、ゴム成分中に共役
ジエン／ビニル芳香族炭化水素共重合体７０重量％以
上、カーボンブラックを該ゴム成分中に１００重量部に
対して４５〜１１０重量部、及び前記一般式で表される
加硫促進剤を該ゴム成分中に１００重量部に対して０．
５〜５．０重量部を含有するものである。ここで、ゴム
組成物の主材であるゴム成分について説明するに、ここ
でゴム成分は共役ジエン／ビニル芳香族炭化水素共重合
体を７０重量％以上含むことが必要である。ゴム組成物
に対して共役ジエン／ビニル芳香族炭化水素共重合体含
有量が７０重量％未満であると、目的とする操安性能が
得られず、特に初期のＷＥＴ性能が低下してしまうため
好ましくない。本発明において、タイヤトレッド用ゴム
組成物の主材として用いられるゴム成分は、ビニル芳香
族炭化水素モノマー及び共役ジエンモノマーを共重合さ
せて得られる共役ジエン／ビニル芳香族炭化水素共重合
体を７０重量％以上含有するものであり、このうち、共
役ジエンモノマーとは１分子当たり炭素原子４〜１２
個、好ましくは、４〜８個を含有する共役ジエン炭化水
素である。具体的には、例えば１，３−ブタジエン、イ
ソプレン、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン、
１，３−ペンタジエン、オクタジエン等が挙げられる。
これらは単独でも２種以上混合して用いても良い。特に
耐摩耗性等に優れている１，３−ブタジエンモノマーを
用いることが好ましい。共役ジエンモノマーと共重合す
るビニル芳香族炭化水素モノマーとしては、スチレン、
α−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｏ−メチル
スチレン、ｐ−ブチルスチレン、ビニルナフタリン及び
これらの誘導体が包含され、特にスチレンが好ましい。
本発明に用いられる共役ジエン／ビニル芳香族炭化水素
共重合体の製造方法には特に制限はないが、有機リチウ
ム触媒等による溶液重合法、乳化重合法、懸濁重合法等
により、共役ジエンモノマーとビニル芳香族炭化水素モ
ノマーとを共重合する方法等を採用することができる。
この共重合体としては、耐摩耗性及び耐老化性等に優れ
ているブタジエン／スチレン共重合体（以下、適宜、Ｓ
ＢＲと称する）が好ましい。ブタジエン／スチレン共重
合体中のブタジエン部のミクロ構造（シス−１，４結
合、トランス−１，４結合、ビニル結合）は特に制限さ
れないが、通常、有機リチウム触媒系で得られる範囲の
ミクロ構造を取ることができる。また、共役ジエン／ビ
ニル芳香族炭化水素共重合体、例えばＳＢＲの組成は特
に制限されないが、３０／７０〜８０／２０の重量比が
好ましい。ビニル芳香族炭化水素含量２０％未満では、
ウエット時、ドライ時のグリップ性能が十分に得られな
いため好ましくない。また、共役ジエン／ビニル芳香族
炭化水素共重合体の組成分布はランダム構造、ブロック
構造又はその中間構造を取ることができるが、ランダム
構造又は中間構造が好ましい。本発明において、ゴム組
成物の主材として用いられるゴム成分中に共役ジエン／
ビニル芳香族炭化水素共重合体を７０重量％以上含有す
ることが必要であるが、８０重量％以上含有すること
が、効果の観点からさらに好ましい。また、ゴム成分が
１００％共役ジエン／ビニル芳香族炭化水素共重合体か
ら成ってもよい。本発明のタイヤトレッド用として用い
られるゴム組成物のゴム成分のうち、前記共役ジエン／
ビニル芳香族炭化水素共重合体とともに用い得る重合体
としては、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴ
ム、ブチルゴム（ハロゲン化ブチルゴムを含む）、エチ
レン−プロピレンゴム等の合成ゴム等が挙げられる。こ
の併用されるゴム成分は、３０重量％未満であれば、本
発明の効果を損なわない範囲において、いずれの含有量
でも、また、１種のみならず２種以上を組み合わせても
使用することができる。また、本発明のタイヤのトレッ
ドに用いられるゴム組成物には、前記ゴム成分１００重
量部に対して、特定のカーボンブラックが４５〜１１０
重量部配合される。カーボンブラックは補強性充填剤と
して用いられるものであり、これによって、諸物性の改
良効果は大きくなる。使用されるカーボンブラックの総
量が４５重量部より少ないと、初期の操縦安定性（ＤＲ
Ｙ性能、ＷＥＴ性能）確保が困難となり、１１０重量部
を超えると、耐摩耗が低下し、製造時の作業性も悪化す
る。より好ましい含有量は６０〜１００重量部である。
ここで使用するカーボンブラックは、ＡＳＴＭ Ｄ３０
３７に準拠して測定したＮ₂ ＳＡが１００〜１６０ｍ²
／ｇであり、且つＡＳＴＭ Ｄ２４１４に準拠して測定
したＤＢＰ吸油量が１２０〜２００ｃｍ³ ／１００ｇの
特性を有するものを使用する必要がある。好ましくは、
Ｎ₂ ＳＡが１００〜１５０ｍ² ／ｇであり、且つ、ＤＢ
Ｐ吸油量が１３０〜１８０ｃｍ³ ／１００ｇの特性を有
するものである。Ｎ₂ ＳＡが１００ｍ² ／ｇ未満のカー
ボンブラックではトレッドの剛性の保持が困難になり１
６０ｍ² ／ｇを超えると発熱性悪化による耐久性の低下
が問題となる。同様にＤＢＰ吸油量が１２０ｃｍ³ ／１
００ｇ未満であるカーボンブラックを用いるとトレッド
の剛性保持が困難となり、２００ｃｍ³ ／１００ｇを超
えると、作業性の悪化及び弾性率の著しい上昇がおこ
る。通常、汎用されるカーボンブラックであるＩＳＡＦ
（ＡＳＴＭ旧分類による）においては、Ｎ₂ ＳＡは１１
６〜１２５ｍ² ／ｇであるが、ＤＢＰ吸油量は７８〜１
２６ｃｍ³ ／１００ｇと比較的低く、これらのカーボン
ブラックを併用しても本発明の所望の効果は達成するこ
とが困難である。本発明のタイヤに用いるゴム組成物の
補強剤としてシリカを併用してもよい。シリカを併用す
る場合はさらにシランカップリング剤を併用すると補強
効果が高くなり好ましい。また、本発明に用いられる加
硫促進剤は前記一般式に示した構造の加硫促進剤であ
り、ゴム組成物にゴム成分１００重量部に対して０．５
〜５．０重量部の範囲で含有される。含有量が０．５重
量部より少ないと、走行後の破壊エネルギー低下の抑制
すなわち耐摩耗性向上効果が不十分であり、走行による
硬化及び走行後ＷＥＴ性能の低下を抑制し得ない。ま
た、５重量部を超えて配合しても、効果のさらなる向上
は認められず、経済的な観点からもこれ以上の増量は効
果的ではない。前記一般式中、Ｒ¹ 及びＲ² は同時に水
素原子である場合を除き、それぞれ独立に、水素原子、
アルキル基又はアリール基を表す。好ましくは、水素原
子、炭素原子数１〜６のアルキル基又は炭素原子数６〜
１０のアリール基であり、それぞれ水素原子、メチル
基、エチル基又はフェニル基であることがより好まし
い。これらの加硫促進剤としては、具体的には、例え
ば、２−メルカプト−４−メチルベンゾチアゾール、２
−メルカプト−４−エチルベンゾチアゾール、２−メル
カプト−５−メチルベンゾチアゾール、２−メルカプト
−５−エチルベンゾチアゾール、２−メルカプト−６−
メチルベンゾチアゾール、２−メルカプト−６−エチル
ベンゾチアゾール、２−メルカプト−４，５−ジメチル
ベンゾチアゾール、２−メルカプト−４，５−ジエチル
ベンゾチアゾール、２−メルカプト−４−フェニルベン
ゾチアゾール、２−メルカプト−５−フェニルベンゾチ
アゾール、２−メルカプト−６−フェニルベンゾチアゾ
ール、ビス（４−メチルベンゾチアゾリル−２）−ジサ
ルファイド、ビス（４−エチルベンゾチアゾリル−２）
−ジサルファイド、ビス（５−メチルベンゾチアゾリル
−２）−ジサルファイド、ビス（５−エチルベンゾチア
ゾリル−２）−ジサルファイド、ビス（６−メチルベン
ゾチアゾリル−２）−ジサルファイド、ビス（６−エチ
ルベンゾチアゾリル−２）−ジサルファイド、ビス
（４，５−ジメチルベンゾチアゾリル−２）−ジサルフ
ァイド、ビス（４，５−ジエチルベンゾチアゾリル−
２）−ジサルファイド、ビス（４−フェニルベンゾチア
ゾリル−２）−ジサルファイド、ビス（５−フェニルベ
ンゾチアゾリル−２）−ジサルファイド、ビス（６−フ
ェニルベンゾチアゾリル−２）−ジサルファイドなどが
挙げられる。なかでも、メルカプト−４メチルベンゾチ
アゾール、メルカプト−５−メチルベンゾチアゾール、
ビス（４−メチルベンゾチアゾリル−２）−ジサルファ
イド及びビス（５−メチルベンゾチアゾリル−２）−ジ
サルファイドからなる群より選択される少なくとも１種
であることが効果の観点から好ましい。これらの加硫促
進剤は単独で用いることも、２種以上の混合物として用
いることもできる。これらの加硫促進剤の製造方法は特
に制限されないが、例えば、特開昭４９−９３３６１号
公報に記載の方法等により容易に製造することができ
る。なお、本発明の空気入りタイヤのトレッドに用いら
れるゴム組成物には、前記必須成分とともに、通常ゴム
組成物に用いられる加硫剤、軟化剤、酸化亜鉛、ステア
リン酸、老化防止剤としての酸化防止剤、オゾン劣化防
止剤などを本発明の効果を損なわない範囲において適宜
配合することができる。加硫剤としては、硫黄等が挙げ
られ、これらの使用量は、ゴム成分１００重量部に対し
て硫黄分として０．１〜５重量部、好ましくは０．５〜
２重量部である。０．１重量部未満では加硫ゴムの破壊
強度、耐摩耗性が低下し、５重量部を越えるとゴム弾性
が失われる。本発明に係るゴム組成物は、ロール、イン
ターナルミキサー等の混練り機を用いて混練りすること
によって得られ、成形加工後、加硫を行い、タイヤトレ
ッド、アンダートレッド等に用いられて本発明の空気入
りタイヤを構成する。

【実施例】以下に実施例を挙げて、本発明をより具体的
に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるもので
はない。なお、実施例において、部及び％は特に断らな
い限り、重量部及び重量％を意味する。本発明を実施例
および比較例を以下に説明する。下記表１に示す配合で
実施例、比較例の空気入りタイヤに用いるゴム組成物
［１］〜［５］を常法により作製した。なお、用いたＳ
ＢＲは、以下のとおりである。 ＳＢＲ（Ａ）：タフデン２５３０（商品名）旭化成工業
(株)製、スチレン含有量２５％、 ＳＢＲ（Ｂ）：Ｔ０１２０（商品名）日本合成ゴム(株)
製、スチレン含有量３５％、 また、用いたカーボンブラックの特性は以下のとおりで
ある。 カーボンブラックＮ１３５：Ｎ₂ ＳＡ １４５ｍ² ／
ｇ、ＤＢＰ吸油量 １３５ｃｍ³ ／１００ｇ カーボンブラックＮ２３４：Ｎ₂ ＳＡ １２６ｍ² ／
ｇ、ＤＢＰ吸油量 １２５ｃｍ³ ／１００ｇ

【表１】 次に表１のゴム組成物［１］〜［５］からなるトレッド
ゴムを備えたタイヤ：サイズ２２５／５０Ｒ１６を試作
してそれぞれ実施例１〜３、比較例１、２としてリム８
Ｊ−１６を使用してテストを行った。各種の評価は下記
の方法によった。 評価方法 （イ）ＷＥＴ操縦安定性評価 湿潤路面のテストコースにて、実車評価を行い、駆動
性、制動性、ハンドル応答性、操舵時のコントロール性
をテストドライバーが総合評価して、初期ＷＥＴ時の操
縦安定性の評価とした。さらに、同一のタイヤを２万ｋ
ｍ走行させた後に同様の湿潤路面での実車評価を行い、
走行後ＷＥＴ時の操縦安定性の評価とした。評価結果
は、実施例１は比較例１の、実施例２、３は比較例２の
初期ＷＥＴ時の操縦安定性評価をそれぞれ１００とした
指数で示した。数値が大きいＷＥＴ操縦安定性が優れて
いることを示す。 （ロ）耐摩耗性評価 実車評価にて市場を２万ｋｍ走行させ、そのときのタイ
ヤ（２万ｋｍ走行品）の残溝の高さを測定するより耐摩
耗性を評価した。比較例２の結果を１００として指数で
示した。数値が大きい程耐摩耗性が優れていることを示
す。評価結果を下記表２に示した。

【表２】 表２の結果より明らかなように、実施例の空気入りタイ
ヤは、いずれも優れた耐摩耗性とＷＥＴ時の操縦安定性
を示し、２万ｋｍ走行後もＷＥＴ時の操縦安定性の低下
は殆ど見られなかった。一方、本発明に係る加硫促進剤
を使用しなかった比較例により得られた空気入りタイヤ
は、初期ＷＥＴ時の操縦安定性は優れるものの、２万ｋ
ｍ走行後のＷＥＴ性能は大きく低下することがわかっ
た。

【発明の効果】本発明の空気入りタイヤは前記構成とし
たため、耐摩耗性と走行後のＷＥＴ性能のいずれにも優
れているという効果を示した。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 路面に接触するゴム組成物からなるトレ
   ッド部と、補強部材であるカーカス及びカーカスの端部
   を巻付け固定するとともに、タイヤの内寸を規定するビ
   ードコアから構成される空気入りタイヤであって、 前記ゴム組成物が、ゴム成分中に共役ジエン／ビニル芳
   香族炭化水素共重合体を７０重量％以上、カーボンブラ
   ックを該ゴム成分１００重量部に対して４５〜１１０重
   量部、及び下記一般式で表される加硫促進剤を該ゴム成
   分１００重量部に対して０．５〜５．０重量部を含有
   し、 且つ、該カーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ₂ Ｓ
   Ａ）が１００〜１６０ｍ² ／ｇであり、ジブチルフタレ
   ート（ＤＢＰ）吸油量が１２０〜２００ｃｍ³／１００
   ｇである、 ことを特徴とする空気入りタイヤ。 【化１】 （式中、Ｒ¹ 及びＲ² はそれぞれ独立に、水素原子、ア
   ルキル基又はアリール基を表す。但し、Ｒ¹ 及びＲ² が
   同時に水素原子である場合を除く。）
2. 【請求項２】 前記一般式で表される加硫促進剤におい
   て、Ｒ¹ 及びＲ² はそれぞれ独立に、水素原子、メチル
   基、エチル基又はフェニル基を表すことを特徴とする請
   求項１記載の空気入りタイヤ。（但し、Ｒ¹ 及びＲ² が
   同時に水素原子である場合を除く。）
3. 【請求項３】 前記加硫促進剤が、メルカプト−４−メ
   チルベンゾチアゾール、メルカプト−５−メチルベンゾ
   チアゾール、ビス（４−メチルベンゾチアゾリル−２）
   −ジサルファイド及びビス（５−メチルベンゾチアゾリ
   ル−２）−ジサルファイドからなる群より選択される少
   なくとも１種であることを特徴とする請求項１記載の空
   気入りタイヤ。