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技術 低温性能及びウェットトラクションのためのトレッドを有するタイヤ

出願人 ザ・グッドイヤー・タイヤ・アンド・ラバー・カンパニー
発明者 ニハト・アリ・イシトマンポール・ハリー・サンドストーム
出願日 2016年11月18日 (5年0ヶ月経過) 出願番号 2016-225011
公開日 2017年8月17日 (4年3ヶ月経過) 公開番号 2017-141429
状態 特許登録済
技術分野 高分子組成物 タイヤ一般
主要キーワード 連結ブリッジ リバウンド特性 土工機械 寒冷気候 ベータピネン タンジェントデルタ 物理的性 剛性特性
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課題

低温での冬季運転ウェットトラクションとの組合せを促進するための、高Tg及び低Tg合成エラストマーブレンドを含有するゴム組成物トレッドを有するタイヤの提供。

解決手段

25〜75phrの高Tgエラストマー高ビニルポリブタジエンゴム(Tgが−40〜−10℃で70〜85%のビニル1,2含量)を含み、75〜25phrの低Tgエラストマーはシス1,4−ポリブタジエンゴム(Tgが−108〜−90℃で、0〜15%のビニル1,2含量)を含み、更にスチレンアルファメチルスチレン樹脂クマロンインデン樹脂石油炭化水素樹脂テルペンポリマーテルペンフェノール樹脂並びにロジン誘導樹脂及びコポリマーの少なくとも一つから選ばれる60℃〜150℃の範囲の軟化点ASTME28)を有するトラクション促進樹脂及びゴム補強フィラーを含む組成物を使用するタイヤ。

概要

背景

イヤは、時に、湿潤表面でのトラクションを促進するためのトレッドを有することが求められることもある。そのようなタイヤトレッドのために様々なゴム組成物が提案できる。

例えば、高分子量の高Tg(高ガラス転移温度ジエン合成エラストマーを含有するタイヤトレッドゴム組成物は、そのような目的、特にウェットトラクション湿潤路面でのタイヤトレッドのトラクション)にとって望ましいであろう。そのようなタイヤトレッドは、その補強フィラーが主に沈降シリカである場合に望ましく、従って、その補強フィラーは沈降シリカに富むと見なすことができる。

一態様において、トレッドゴム組成物の改良された予測ウェットトラクション性能は、0℃におけるそのタンデルタ物性の最大化に基づく。
しかしながら、ウェットトラクションのために高Tgエラストマーを含有しながらも、寒冷気候冬季性能を促進するため、特に自動車雪道運転のために、低温で低剛性のトレッドゴム組成物を提供することも求められている。

一態様において、トレッドゴム組成物の予測寒冷気候性能は、−30℃におけるその剛性物性の最小化に基づく(例えば貯蔵弾性率E’の最小化)。
そこで、高及び低Tgエラストマーを共に含有し、0℃における最適化された(最大化された)タンデルタ特性(予測ウェットトラクション性能改良のため)と、−30℃における最適化された(最小化された)剛性特性(予測寒冷気候性能改良のため)とを兼ね備えたゴム組成物を有する自動車タイヤトレッドを提供するのが望ましい。

ウェットトラクションと冬季性能の組合せを提供するタイヤトレッドゴム組成物の提供には大きな課題があると考えられている。トレッドゴム組成物を用いて、トレッドゴム性能のそのようなバランスを提供するという課題を達成するためには、譲歩と調整が求められるであろうと認識されている。

そのような課題に対処するために、
(A)高Tgを有する高ビニルポリブタジエンゴムの利用について、
(B)低Tgを有する低ビニルポリブタジエンゴムの利用について、
(C)トレッドのウェットトラクションの促進を補助するために、トラクション促進樹脂をトレッドゴム組成物に包含させることについて、そして
(D)これもまたタイヤトレッドゴム組成物のウェットトラクションを促進するために高含量の沈降シリカを含有する補強フィラーについて
評価することが望ましい。

本発明の記載において、用語“配合”ゴム組成物及び“コンパウンド”は、適切なゴム配合成分と配合されている、又はブレンドされているゴム組成物のことを言うのに使用される。用語“ゴム”及び“エラストマー“は、別途記載のない限り、互換的に使用されうる。材料の量は、通常、ゴム100重量部あたりの材料の部(phr)で表される。

エラストマーのガラス転移温度(Tg)は、そのような分野の当業者には理解及び周知されている通り、約10℃/分の昇温速度でのDSC測定示差走査熱量測定)により決定できる。樹脂の軟化点は、ASTME28により決定できる(環球式軟化点と呼ばれることもある)。

概要

低温での冬季運転とウェットトラクションとの組合せを促進するための、高Tg及び低Tg合成エラストマーのブレンドを含有するゴム組成物のトレッドを有するタイヤの提供。25〜75phrの高Tgエラストマーは高ビニルポリブタジエンゴム(Tgが−40〜−10℃で70〜85%のビニル1,2含量)を含み、75〜25phrの低Tgエラストマーはシス1,4−ポリブタジエンゴム(Tgが−108〜−90℃で、0〜15%のビニル1,2含量)を含み、更にスチレンアルファメチルスチレン樹脂、クマロンインデン樹脂石油炭化水素樹脂テルペンポリマーテルペンフェノール樹脂並びにロジン誘導樹脂及びコポリマーの少なくとも一つから選ばれる60℃〜150℃の範囲の軟化点(ASTME28)を有するトラクション促進樹脂及びゴム補強フィラーを含む組成物を使用するタイヤ。なし

目的

しかしながら、ウェットトラクションのために高Tgエラストマーを含有しながらも、寒冷気候の冬季性能を促進するため、特に自動車の雪道運転のために、低温で低剛性のトレッドゴム組成物を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

ゴム組成物周方向ゴムトレッドを有する空気入りタイヤであって、前記ゴム組成物は、100重量部のエラストマーあたりの重量部(phr)を基にして:(A)100phrの、スチレン含有エラストマーを除く共役ジエン系エラストマー、すなわち、(1)25〜75phrの高ビニルポリブタジエンゴム(−40℃〜−10℃の範囲のTg及び70〜85パーセントの範囲の異性ビニル1,2−含量を有する)と、(2)75〜25phrの低ビニルポリブタジエンゴム(−108℃〜−90℃の範囲のTg及び0〜15パーセントの範囲の異性体ビニル1,2−含量を有する)とを含むが、前記低ビニル対高ビニルポリブタジエンの比率が少なくとも1/1である共役ジエン系エラストマー;(B)80〜200phrのゴム補強フィラー、すなわち、沈降シリカゴム補強カーボンブラック組合せ(沈降シリカ対ゴム補強カーボンブラックの比率は少なくとも9/1)と、シリカカップリング剤(前記沈降シリカ上のヒドロキシル基と反応する部分と前記ジエン系エラストマー相互作用する別の異なる部分とを有する)とを共に含むゴム補強フィラー;及び(C)10〜60phrのトラクション促進樹脂、すなわち、スチレン−アルファメチルスチレン樹脂、クマロンインデン樹脂石油炭化水素樹脂テルペンポリマーテルペンフェノール樹脂ならびにロジン誘導樹脂及びコポリマーの少なくとも一つから選ばれ、そのような樹脂は60℃〜150℃の範囲の軟化点ASTME28)を有するトラクション促進樹脂;を含むことを特徴とする空気入りタイヤ。

請求項2

前記トレッドゴム組成物がさらに、25phrまでの、スチレン含有エラストマーを除く少なくとも一つの追加のジエン系エラストマーを含有することを特徴とする、請求項1に記載のタイヤ

請求項3

前記トレッドゴム組成物がさらに、15phrまでの、シス1,4−ポリイソプレン及びイソプレンブタジエンとのコポリマーの少なくとも一つを含有することを特徴とする、請求項1に記載のタイヤ。

請求項4

前記沈降シリカとシリカカップリング剤を予め反応させてそれらの複合体を形成後、ゴム組成物にそれらを添加することを特徴とする、請求項1に記載のタイヤ。

請求項5

前記沈降シリカとシリカカップリング剤をゴム組成物に添加し、ゴム組成物内のその場で互いに反応させることを特徴とする、請求項1に記載のタイヤ。

請求項6

前記シリカカップリング剤が、(A)ビス(3−トリアルコキシシリルアルキルポリスルフィド(そのポリスルフィド連結ブリッジ中に平均2〜4個の範囲の硫黄原子を含有する)、又は(B)有機アルコキシメルカプトシラン、又は(C)それらの組合せを含むことを特徴とする、請求項1に記載のタイヤ。

請求項7

前記シリカカップリング剤が、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ポリスルフィドを含むことを特徴とする、請求項1に記載のタイヤ。

請求項8

前記シリカカップリング剤が、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ポリスルフィド(そのポリスルフィドブリッジ中に平均2〜2.6個の硫黄原子を含有する)を含むことを特徴とする、請求項1に記載のタイヤ。

請求項9

前記シリカカップリング剤が有機アルコキシメルカプトシランを含むことを特徴とする、請求項1に記載のタイヤ。

請求項10

前記トレッドゴム組成物が硫黄硬化されていることを特徴とする、請求項1に記載のタイヤ。

請求項11

前記トレッドゴム組成物が硫黄硬化されていることを特徴とする、請求項2に記載のタイヤ。

請求項12

前記トレッドゴム組成物が硫黄硬化されていることを特徴とする、請求項3に記載のタイヤ。

請求項13

前記トレッドゴム組成物が硫黄硬化されていることを特徴とする、請求項4に記載のタイヤ。

請求項14

前記トレッドゴム組成物が硫黄硬化されていることを特徴とする、請求項5に記載のタイヤ。

請求項15

前記トレッドゴム組成物が硫黄硬化されていることを特徴とする、請求項6に記載のタイヤ。

請求項16

前記トレッドゴム組成物が硫黄硬化されていることを特徴とする、請求項7に記載のタイヤ。

請求項17

前記トレッドゴム組成物が硫黄硬化されていることを特徴とする、請求項8に記載のタイヤ。

請求項18

前記トレッドゴム組成物が硫黄硬化されていることを特徴とする、請求項9に記載のタイヤ。

請求項19

前記トレッドゴム組成物が硫黄硬化されていることを特徴とする、請求項10に記載のタイヤ。

技術分野

0001

本発明は、低温での冬季トラクションウェットトラクション(湿潤牽引力)の組合せを促進するゴム組成物トレッドを有するタイヤに関する。トレッドゴム組成物は、高及び低ガラス転移温度(Tg)の合成エラストマーの組合せを含有する。高Tgエラストマーは、高ビニルポリブタジエンゴムを含み、低Tgエラストマーは、低ビニルポリブタジエンゴムを含む。

背景技術

0002

タイヤは、時に、湿潤表面でのトラクションを促進するためのトレッドを有することが求められることもある。そのようなタイヤトレッドのために様々なゴム組成物が提案できる。

0003

例えば、高分子量の高Tg(高ガラス転移温度ジエン系合成エラストマーを含有するタイヤトレッドゴム組成物は、そのような目的、特にウェットトラクション(湿潤路面でのタイヤトレッドのトラクション)にとって望ましいであろう。そのようなタイヤトレッドは、その補強フィラーが主に沈降シリカである場合に望ましく、従って、その補強フィラーは沈降シリカに富むと見なすことができる。

0004

一態様において、トレッドゴム組成物の改良された予測ウェットトラクション性能は、0℃におけるそのタンデルタ物性の最大化に基づく。
しかしながら、ウェットトラクションのために高Tgエラストマーを含有しながらも、寒冷気候冬季性能を促進するため、特に自動車雪道運転のために、低温で低剛性のトレッドゴム組成物を提供することも求められている。

0005

一態様において、トレッドゴム組成物の予測寒冷気候性能は、−30℃におけるその剛性物性の最小化に基づく(例えば貯蔵弾性率E’の最小化)。
そこで、高及び低Tgエラストマーを共に含有し、0℃における最適化された(最大化された)タンデルタ特性(予測ウェットトラクション性能改良のため)と、−30℃における最適化された(最小化された)剛性特性(予測寒冷気候性能改良のため)とを兼ね備えたゴム組成物を有する自動車タイヤトレッドを提供するのが望ましい。

0006

ウェットトラクションと冬季性能の組合せを提供するタイヤトレッドゴム組成物の提供には大きな課題があると考えられている。トレッドゴム組成物を用いて、トレッドゴム性能のそのようなバランスを提供するという課題を達成するためには、譲歩と調整が求められるであろうと認識されている。

0007

そのような課題に対処するために、
(A)高Tgを有する高ビニルポリブタジエンゴムの利用について、
(B)低Tgを有する低ビニルポリブタジエンゴムの利用について、
(C)トレッドのウェットトラクションの促進を補助するために、トラクション促進樹脂をトレッドゴム組成物に包含させることについて、そして
(D)これもまたタイヤトレッドゴム組成物のウェットトラクションを促進するために高含量の沈降シリカを含有する補強フィラーについて
評価することが望ましい。

0008

本発明の記載において、用語“配合”ゴム組成物及び“コンパウンド”は、適切なゴム配合成分と配合されている、又はブレンドされているゴム組成物のことを言うのに使用される。用語“ゴム”及び“エラストマー“は、別途記載のない限り、互換的に使用されうる。材料の量は、通常、ゴム100重量部あたりの材料の部(phr)で表される。

0009

エラストマーのガラス転移温度(Tg)は、そのような分野の当業者には理解及び周知されている通り、約10℃/分の昇温速度でのDSC測定示差走査熱量測定)により決定できる。樹脂の軟化点は、ASTME28により決定できる(環球式軟化点と呼ばれることもある)。

0010

本発明に従って、接地を目的とした周方向ゴムトレッドを有する空気入りタイヤを提供する。前記トレッドは、100重量部のエラストマーあたりの重量部(phr)を基にして:
(A)100phrの共役ジエン系エラストマー、すなわち、
(1)約25〜約75phrの高ビニルポリブタジエンゴム(約−40℃〜約−10℃の範囲のTg及び約70〜約85パーセントの範囲の異性ビニル1,2−含量を有する)と、
(2)約75〜約25phrの低ビニルポリブタジエンゴム(約−108℃〜約−90℃の範囲のTg及び約0〜約15パーセントの範囲の異性体ビニル1,2−含量を有する)と
を含むが、低ビニル対高ビニルポリブタジエンの比率が少なくとも1/1、あるいは少なくとも1.5/1である共役ジエン系エラストマー;
(B)約80〜約200、あるいは約100〜約160phrのゴム補強フィラー、すなわち、沈降シリカ(アモルファス合成沈降シリカ)とゴム補強カーボンブラックの組合せ(沈降シリカ対ゴム補強カーボンブラックの比率は少なくとも9/1)と、シリカカップリング剤(前記沈降シリカ上のヒドロキシル基(例えばシラノール基)と反応する部分と前記ジエン系エラストマー相互作用する別の異なる部分とを有する)とを共に含むゴム補強フィラー;及び
(C)約10〜約60、あるいは約10〜約40phrのトラクション促進樹脂(例えば、前記トレッドと地面との間のトラクション)、すなわち、スチレンアルファメチルスチレン樹脂、クマロンインデン樹脂石油炭化水素樹脂テルペンポリマーテルペンフェノール樹脂ロジン誘導樹脂及びコポリマーの少なくとも一つを含み、そのような樹脂は望ましくは約60℃〜約150℃の範囲の軟化点(ASTME28)を有するトラクション促進樹脂;
を含むゴム組成物である。

0011

さらに本発明に従って、前記トレッドゴム組成物は、スチレン含有エラストマーを含まない。
さらに本発明に従って、前記タイヤトレッドは硫黄硬化ゴム組成物として提供される。

0012

一態様において、前記トレッドゴム組成物はさらに、25、あるいは約15phrまでの少なくとも一つの追加のジエン系エラストマー(スチレン含有エラストマーは除く)を含有する。そのような追加のエラストマーは、例えば、シス1,4−ポリイソプレン天然ゴム又は合成ゴム)、及びイソプレンブタジエンのコポリマーの少なくとも一つを含みうる。

0013

一態様において、前記沈降シリカとシリカカップリング剤は、予備反応させてそれらの複合体を形成後、ゴム組成物にそれらを添加することもできる。
一態様において、前記沈降シリカとシリカカップリング剤は、ゴム組成物に添加し、ゴム組成物内のその場で互いに反応させることもできる。

0014

トラクション促進樹脂は、望ましくは、スチレン−アルファメチルスチレン樹脂、クマロン−インデン樹脂、石油炭化水素樹脂、テルペンポリマー、テルペンフェノール樹脂ならびにロジン誘導樹脂及びコポリマーの少なくとも一つを含む。

0015

一態様において、樹脂はスチレン/アルファメチルスチレン樹脂である。そのようなスチレン/アルファメチルスチレン樹脂は、例えば、スチレンとアルファメチルスチレンの比較的短鎖コポリマーでありうる。一態様において、そのような樹脂は、例えば、炭化水素溶媒中でのスチレンとアルファメチルスチレンのカチオン共重合により、適切に製造できる。スチレン/アルファメチルスチレン樹脂は、例えば、約10〜約90パーセントの範囲のスチレン含量を有しうる。スチレン/アルファメチルスチレン樹脂は、例えば、約60℃〜約125℃、あるいは約80℃〜90℃の範囲の軟化点(ASTME28)を有しうる。適切なスチレン/アルファメチルスチレン樹脂は、例えば、Eastman社製Resin 2336TM又はArizona Chemical社製Sylvares SA85TMであろう。

0016

一態様において、樹脂はクマロン−インデン樹脂である。そのようなクマロン−インデン樹脂は、樹脂骨格(主鎖)を構成するモノマー成分としてクマロン及びインデンを含有し、例えば、約60℃〜約150℃の範囲の軟化点を有しうる。クマロン及びインデン以外の少量のモノマー、例えば、メチルクマロン、スチレン、アルファメチルスチレン、メチルインデン、ビニルトルエンジシクロペンタジエンシクロペンタジエン、及びジオレフィン(例えばイソプレン及びピペリレン)が骨格に組み込まれていてもよい。

0017

一態様において、樹脂は石油炭化水素樹脂である。そのような石油炭化水素樹脂は、例えば、芳香族及び/又は非芳香族系(例えばパラフィン系)樹脂でありうる。様々な石油樹脂利用可能である。一部の石油炭化水素樹脂は、低不飽和度及び高芳香族含量を有するが、一部は高不飽和のことも、さらに一部は芳香族構造を全く含有しないこともある。樹脂の差は、主に、樹脂が誘導される石油系原料中に含有されるオレフィンによる。そのような樹脂の従来のオレフィンは、何らかのC5オレフィン(平均5個の炭素原子を含有するオレフィン及びジオレフィン)、例えば、シクロペンタジエン、ジシクロペンタジエン、イソプレン及びピペリレン、及び何らかのC9オレフィン(平均9個の炭素原子を含有するオレフィン及びジオレフィン)、例えば、ビニルトルエン及びアルファメチルスチレンなどである。そのような樹脂は、そのようなC5及びC9オレフィンの混合物から製造されていてもよい。

0018

一態様において、前記樹脂はテルペン樹脂である。そのような樹脂は、例えば、リモネンアルファピネン及びベータピネンの少なくとも一つのポリマーを含み、そして約60℃〜約160℃の範囲の軟化点を有しうる。

0019

一態様において、樹脂はテルペン−フェノール樹脂である。そのようなテルペン−フェノール樹脂は、例えば、フェノール系モノマーとテルペン、例えばリモネン及びピネンとのコポリマーでありうる。

0020

一態様において、樹脂はロジン及び誘導体から誘導された樹脂である。その代表は、例えば、ガムロジン及びウッドロジンである。ガムロジン及びウッドロジンは、類似の組成を有するが、ロジンの成分の量は変動しうる。そのような樹脂は、ロジン酸ペンタエリトリトール又はグリコールなどのポリオールとのエステルの形態でありうる。

0021

一態様において、前記樹脂は、部分的に又は完全に水素化されていてもよい。
沈降シリカ補強剤は、例えば、窒素ガスを用いて測定されたBET表面積が、例えば、1グラムあたり約40〜約600の範囲、より通常的には約50〜約300平方メートルの範囲であることを特徴としうる。表面積を測定するBET法は、例えば、Journal of the American Chemical Society、第60巻、ならびにASTMD3037に記載されている。

0022

そのような沈降シリカは、例えば、約100〜約400、より通常的には約150〜約300cc/100gの範囲のジブチルフタレート(DBP)吸収値を有することも特徴としうる。

0023

様々な市販沈降シリカが使用できる。例えば、PPGIndustries社製、商標Hi−Sil、規格210、243、315などのシリカ;Solvay社製の例えば規格Zeosil 1165MP及びZeosil 165GRなどのシリカ;Evonik社製の例えば規格VN2及びVN3などのシリカ;及び化学処理予備疎水化(pre-hydrophobated))された沈降シリカ、例えばPPG社製、AgilonTM 400などであるが、これらに限定されないものとする。

0024

ゴム補強カーボンブラックの代表例は、例えば、The Vanderbilt Rubber Handbook,第13版、1990年、417及び418ページにそれらのASTM規格とともに挙げられているが、これらに限定されないものとする。示されているように、そのようなゴム補強カーボンブラックは、例えば60〜240g/kgの範囲のヨウ素吸収値及び34〜150cc/100gの範囲のDBP値を有しうる。

0025

沈降シリカのための代表的シリカカップリング剤は、例えば、
(A)ビス(3−トリアルコキシシリルアルキルポリスルフィド(そのポリスルフィド連結ブリッジ中に平均約2〜約4、あるいは約2〜約2.6又は約3.2〜約3.8個の範囲の硫黄原子を含有する)、又は
(B)有機アルコキシメルカプトシラン、又は
(C)それらの組合せ
を含む。

0026

そのようなビス(3−トリアルコキシシリルアルキル)ポリスルフィドの代表は、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ポリスルフィドを含む。
当業者であれば、加硫可能ゴム組成物は、ゴム配合分野で一般的に知られている方法によって配合されるであろうことは容易に分かるはずである。さらに、前記組成物は、脂肪酸酸化亜鉛ワックス抗酸化剤オゾン劣化防止剤及びしゃく解剤も含有できる。当業者には公知の通り、硫黄加硫可能な材料及び硫黄加硫された材料(ゴム)の意図する使用に応じて、上記添加剤は選択され、従来量で一般的に使用される。硫黄供与体の代表例は、元素硫黄遊離硫黄)、アミンジスルフィドポリマー性ポリスルフィド及び硫黄オレフィン付加物などである。通常、硫黄加硫剤は元素硫黄が望ましい。硫黄加硫剤は、例えば約0.5〜8phrの範囲の量で使用でき、1.2〜6phrの範囲が多くの場合、より望ましい。ゴム組成物用の加工助剤(使用される場合)の典型的な量は、例えば約1〜約10phrを含みうる。典型的な加工助剤は、例えば、各種脂肪酸(例えば、パルミチン酸ステアリン酸及びオレイン酸の少なくとも一つ)又は脂肪酸塩の少なくとも一つでありうる。

0027

ゴムプロセスオイルは、所望の場合、未硬化ゴム組成物の加工を補助するために、例えば約10から約100まで、あるいは約15〜約45phrの量で使用できる。使用されるプロセスオイルは、エラストマー中に存在する伸展油(extending oil)と配合中に添加されるプロセスオイルの両方を含みうる。適切なプロセスオイルは、当該技術分野で公知の各種オイル、例えば芳香族系油、パラフィン系油ナフテン系油、及び低PCA油、例えばMES、TDAE、及び重ナフテン系油、そしてヒマワリ油大豆油、及びサフラワー油のような植物油などである。

0028

抗酸化剤の典型的な量は、例えば約1〜約5phrを含みうる。代表的抗酸化剤は、例えばジフェニルp−フェニレンジアミン及びその他、例えばThe Vanderbilt Rubber Handbook(1978),344〜346ページに開示されているものなどでありうる。オゾン劣化防止剤の典型的な量は、例えば約1〜5phrを含みうる。脂肪酸の典型的な量は、使用される場合、ステアリン酸などでありうるが、約0.5〜約5phrを含む。酸化亜鉛の典型的な量は、例えば約2〜約5phrを含みうる。ワックスの典型的な量は約1〜約5phrを含む。微晶質ワックスが使用されることが多い。しゃく解剤の典型的な量は、使用される場合、例えば約0.1〜約1phrの量で使用できる。典型的なしゃく解剤は、例えば、ペンタクロロチオフェノール及びジベンズアミドジフェニルジスルフィドであろう。

0029

硫黄加硫促進剤は、加硫に要する時間及び/又は温度を制御するため、及び加硫物性質を改良するために使用される。一態様において、単一促進剤系、すなわち一次促進剤が使用されうる。一次促進剤(一つ又は複数)は、例えば約0.5〜約4、時に望ましくは約0.8〜約2.5phrの範囲の総量で使用されうる。別の態様では、活性化及び加硫物の性質を改良するために、一次及び二次促進剤の組合せが使用されうる。その場合、二次促進剤は少量、例えば約0.05〜約4phrの量で使用される。これらの促進剤の組合せは、最終性質に対して相乗効果をもたらすことが期待され、いずれかの促進剤を単独で使用して製造されたものよりも多少良好である。さらに、標準的な加工温度には影響されないが、通常の加硫温度満足のいく硬化をもたらす遅延作用促進剤を使用することもできる。加硫遅延剤も使用できる。本発明で使用できる適切なタイプの促進剤は、アミン、ジスルフィド、グアニジンチオウレアチアゾールスルフェンアミド、及びキサンテートである。多くの場合望ましくは、一次促進剤はスルフェンアミドである。二次促進剤を使用する場合、二次促進剤は、多くの場合望ましくは、グアニジン、例えばジフェニルグアニジンである。

0030

加硫可能ゴム組成物の混合は、ゴム混合分野の当業者に公知の方法によって達成できる。例えば、成分は典型的には少なくとも二つの段階、すなわち、少なくとも一つのノンプロダクティブ段階とそれに続くプロダクティブ混合段階で混合される。硫黄加硫剤を含む最終硬化剤は典型的には最終段階で混合される。この段階は従来、“プロダクティブ”混合段階と呼ばれ、そこでは混合が典型的にはその前のノンプロダクティブ混合段階(一つ又は複数)の混合温度より低い温度、又は極限温度で行われる。“ノンプロダクティブ”及び“プロダクティブ”混合段階という用語は、ゴム混合分野の当業者には周知である。ゴム組成物は、熱機械的混合工程に付されてもよい。熱機械的混合工程は、一般的に、140℃〜190℃のゴム温度を生ずるために適切な時間、ミキサー又は押出機内での機械的作業を含む。熱機械的作業の適切な時間は、運転条件、ならびに成分の容量及び性質に応じて変動する。例えば、熱機械的作業は1〜20分であろう。

0031

本発明の空気入りタイヤは、例えば、乗用車用タイヤトラック用タイヤレース用タイヤ航空機用タイヤ農業用タイヤ土工機械用タイヤ及びオフロード用タイヤなどでありうる。通常望ましくは、タイヤは乗用車又はトラック用タイヤである。タイヤはラジアルプライタイヤでもバイアスプライタイヤでもよいが、ラジアルプライタイヤが通常望ましい。

0032

本発明のタイヤトレッドを含有する空気入りタイヤの加硫は、一般的に、例えば約140℃〜200℃の範囲の従来温度で実施される。多くの場合、加硫は約150℃〜180℃の範囲の温度で実施されるのが望ましい。プレス機又は金型内での加熱、過熱蒸気又は熱風による加熱といった通常の加硫法のいずれが使用されてもよい。そのようなタイヤは、当業者に公知の、そして容易に明らかな様々な方法によって構築付形成型及び硬化できる。

0033

以下の実施例は、本発明を説明する目的のために提示される。制限を目的としたものではない。部及びパーセンテージは、特に明記されない限り、重量部、通常ゴム100重量部あたりの重量部(phr)である。

0034

実施例I
本実施例では、タイヤトレッド用の例示的ゴム組成物を製造し、ウェットトラクションと寒冷気候(冬季)性能の組合せを促進するための使用について評価した。

0035

対照ゴム組成物を製造し、ゴムサンプルAとした。これは、約−60℃という中間的Tgを有するスチレン/ブタジエンゴムと約−106℃の低Tgを有するシス1,4−ポリブタジエンゴムの組合せとしての合成エラストマー、トラクション樹脂、及び沈降シリカ用シリカカップリング剤を含有する沈降シリカ補強ゴム組成物であった。

0036

実験ゴム組成物を製造し、ゴムサンプルB〜Dとした。これは、約77パーセントの異性体ビニル含量及び約−30℃のTgを有する高ビニルポリブタジエンゴム(対照ゴムサンプルAのスチレン/ブタジエンゴムの代わり)と4パーセント未満の異性体ビニル含量及び96パーセントを超えるシス1,4−含量及び約−106℃の低Tgを有するシス1,4−ポリブタジエンゴムの組合せとしての合成エラストマー、トラクション樹脂、及び沈降シリカ用シリカカップリング剤を含有する沈降シリカ補強ゴム組成物であった。

0037

ゴム組成物を以下の表1に示す。

0038

0039

1スチレン/ブタジエンゴムとして、ENI Versalis社製SSBR LSLV−60TM(約14パーセントのスチレン含量及び約38パーセントのビニル含量と、約−60℃のTg及び約65のムーニー粘度(ML1+4)を有する)
2高ビニルポリブタジエンゴムとして、ENI Versalis社製BRHV80TM(約−30℃のTg及び約77パーセントのビニル1,2−含量を含む異性体微細構造を有する)
3高シス1,4−ポリブタジエンゴム(低ビニル)として、The Goodyear Tire & Rubber Company社製Budene1229TM(約−106℃のTg、約4パーセント未満のビニル1,2−含量及び約96パーセントを超えるシス1,4−含量を有する)
4トラクション樹脂としてスチレン−アルファメチルスチレンコポリマー(約80℃〜90℃の範囲の軟化点(ASTME28)を有する)(ArizonaChemicals社製Sylvares SA85TMとして入手
5ゴムプロセスオイルとしてTDAE型石油系オイル
6沈降シリカとしてPPG社製HiSil315G−DTM
7ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ポリスルフィド(そのポリスルフィドブリッジ中に平均約2〜約2.6個の範囲の連結硫黄原子を含有する)を含むシリカカップリング剤として、Evonik社製Si266
8脂肪酸(ステアリン酸、パルミチン酸及びオレイン酸を含む)
硫黄硬化促進剤としてスルフェンアミド一次促進剤及びジフェニルグアニジン二次促進剤
ゴムサンプルは、第一のノンプロダクティブ混合段階(NP1)で、硫黄硬化剤以外の成分を密閉式ゴムミキサーにて約4分間、約160℃の温度までブレンドすることにより製造した。得られた混合物はその後、連続した第二のノンプロダクティブ混合段階(NP2)で密閉式ゴムミキサーにて約140℃の温度まで個別に混合した。ゴム組成物はその後、プロダクティブ混合段階(P)で密閉式ゴムミキサーにて、硫黄硬化剤(硫黄と硫黄硬化促進剤を含む)と約2分間、約115℃の温度まで混合した。ゴム組成物は、各混合段階後、密閉式ミキサーからそれぞれ取り出し、各個別のノンプロダクティブ混合段階の合間及び最終のプロダクティブ混合段階の前に40℃未満に冷却した。

0040

以下の表2に、表1の基本的配合に基づくゴム組成物(ここでは対照ゴムサンプルA及び実験ゴムサンプルB〜Dとして報告)の硬化挙動及び様々な物理的性質を示す。応力−歪、ホットリバウンド及び硬度値など、硬化ゴムサンプルについて報告されている場合、ゴムサンプルは約10分間、約170℃の温度で硬化された。

0041

予測ウェットトラクションを確立するために、タンジェントデルタ(タンデルタ)試験を0℃で実施した。
予測低温(冬季雪道)性能を確立するために、ゴムの剛性試験(貯蔵弾性率E’)を−30℃で実施し、低い運転温度でのコンパウンド(ゴム組成物)の剛性値を求めた。

0042

0043

表2から、実験サンプルDは、0℃のタンデルタ特性に基づき、対照サンプルAに等しいと予測されるウェットトラクションを有し、そしてまた対照サンプルAと比べて類似した予測転がり抵抗リバウンド特性に基づく)及びトレッド耐摩耗性耐摩耗特性に基づく)も有することが分かる。他の実験サンプルBとCも、同等〜良好なウェットトラクション及び等しい予測転がり抵抗(リバウンド)特性を有するが、トレッドの耐摩耗性(摩耗抵抗)の予測は多少悪いようである。

0044

表2から、さらに、実験サンプルDは、−30℃におけるE’剛性がサンプルAより低いことから、良好な冬季性能が予測されるが、サンプルBとCは、−30℃における高いE’値に基づき、対照サンプルAより劣悪な予測冬季性能を示すであろうことも分かる。

0045

65phrの低ビニルと35phrの高ビニルポリブタジエンゴムの組合せを有する実験サンプルDは、対照サンプルAに類似した予測ウェットトラクション(0℃におけるタンデルタ)、転がり抵抗(リバウンド)及びトレッド耐摩耗性(摩耗抵抗性)の性質の組合せを提供するとともに、一方で、−30℃における著しく低いE’剛性に基づき、予期せぬ有意の、従って新発見の、冬季トレッド性能における予測改良も提供すると結論づけられる。

0046

さらに、高ビニルポリブタジエンゴムはゴム組成物の約25〜約75phrの範囲で使用でき、それに応じて低ビニルポリブタジエンゴムはゴム組成物の約75〜約25phrの範囲で使用できるが、低ビニル対高ビニルポリブタジエンの比率は少なくとも1/1、あるいは少なくとも1.5/1であるという結論にも達した。

0047

本発明を例示する目的で一定の代表的態様及び詳細を示してきたが、本発明の精神又は範囲から逸脱することなく、その中で多様な変更及び修正が可能であることは当業者には明らかであろう。

実施例

0048

[発明の態様]
1.ゴム組成物の周方向ゴムトレッドを有する空気入りタイヤであって、前記ゴム組成物は、100重量部のエラストマーあたりの重量部(phr)を基にして:
(A)100phrの、スチレン含有エラストマーを除く共役ジエン系エラストマー、すなわち、
(1)約25〜約75phrの高ビニルポリブタジエンゴム(約−40℃〜約−10℃の範囲のTg及び約70〜約85パーセントの範囲の異性体ビニル1,2−含量を有する)と、
(2)約75〜約25phrの低ビニルポリブタジエンゴム(約−108℃〜約−90℃の範囲のTg及び約0〜約15パーセントの範囲の異性体ビニル1,2−含量を有する)と
を含むが、前記低ビニル対高ビニルポリブタジエンの比率が少なくとも1/1である共役ジエン系エラストマー;
(B)約80〜約200phrのゴム補強フィラー、すなわち、沈降シリカとゴム補強カーボンブラックの組合せ(沈降シリカ対ゴム補強カーボンブラックの比率は少なくとも9/1)と、シリカカップリング剤(前記沈降シリカ上のヒドロキシル基と反応する部分と前記ジエン系エラストマーと相互作用する別の異なる部分とを有する)とを共に含むゴム補強フィラー;及び
(C)約10〜約60phrのトラクション促進樹脂、すなわち、スチレン−アルファメチルスチレン樹脂、クマロン−インデン樹脂、石油炭化水素樹脂、テルペンポリマー、テルペンフェノール樹脂ならびにロジン誘導樹脂及びコポリマーの少なくとも一つから選ばれ、そのような樹脂は約60℃〜約150℃の範囲の軟化点(ASTME28)を有するトラクション促進樹脂;
を含む空気入りタイヤ。
2.前記トレッドゴム組成物がさらに、約25phrまでの、スチレン含有エラストマーを除く少なくとも一つの追加のジエン系エラストマーを含有する、1記載のタイヤ。
3.前記トレッドゴム組成物はさらに、約15phrまでの、シス1,4−ポリイソプレン及びイソプレンとブタジエンとのコポリマーの少なくとも一つを含有する、1記載のタイヤ。
4.前記沈降シリカとシリカカップリング剤を予め反応させてそれらの複合体を形成後、ゴム組成物にそれらを添加する、1記載のタイヤ。
5.前記沈降シリカとシリカカップリング剤をゴム組成物に添加し、ゴム組成物内のその場で互いに反応させる、1記載のタイヤ。
6.前記シリカカップリング剤が、
(A)ビス(3−トリアルコキシシリルアルキル)ポリスルフィド(そのポリスルフィド連結ブリッジ中に平均約2〜約4個の範囲の硫黄原子を含有する)、又は
(B)有機アルコキシメルカプトシラン、又は
(C)それらの組合せ
を含む、1記載のタイヤ。
7.前記シリカカップリング剤が、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ポリスルフィドを含む、1記載のタイヤ。
8.前記シリカカップリング剤が、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ポリスルフィド(そのポリスルフィドブリッジ中に平均約2〜約2.6個の硫黄原子を含有する)を含む、1記載のタイヤ。
9.前記シリカカップリング剤が有機アルコキシメルカプトシランを含む、1記載のタイヤ。
10.前記トレッドゴム組成物が硫黄硬化されている、1記載のタイヤ。
11.前記トレッドゴム組成物が硫黄硬化されていr、2記載のタイヤ。
12.前記トレッドゴム組成物が硫黄硬化されている、3記載のタイヤ。
13.前記トレッドゴム組成物が硫黄硬化されている、4記載のタイヤ。
14.前記トレッドゴム組成物が硫黄硬化されている、5記載のタイヤ。
15.前記トレッドゴム組成物が硫黄硬化されている、6記載のタイヤ。
16.前記トレッドゴム組成物が硫黄硬化されている、7記載のタイヤ。
17.前記トレッドゴム組成物が硫黄硬化されている、8記載のタイヤ。
18.前記トレッドゴム組成物が硫黄硬化されている、9記載のタイヤ。
19.前記トレッドゴム組成物が硫黄硬化されている、10記載のタイヤ。

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