JP2014525369A - スノー／ドライトラクションが改善されたタイヤトレッド - Google Patents

Abstract

１つ以上の反復ピッチを有するタイヤトレッドであって、それぞれの反復ピッチは、その中にサイプが形成されたトレッドブロックを有する個別のピッチを含んでおり、それぞれのピッチは、１５ｍｍから３５ｍｍの間のピッチ長を有している。当該トレッドは、さらに、１０ｍｍ^-1から３７ｍｍ^-1の間の加重平均サイプ密度Ｄ_wを有していてもよく、これは、開示される式２で求められる。トレッドブロックは、さらに、ジエンエラストマ、可塑系および架橋系を基材としたゴム組成物で形成されており、ゴム組成物は、−４０°Ｃから−１５°Ｃの間のガラス転移温度および０．５ＭＰａから１．１ＭＰａの間の、６０°Ｃで測定した剪断弾性率Ｇ^*を有している。
【選択図】なし

Description

本発明は、概略的には、車両用タイヤに関し、より厳密には、トレッド模様およびトレッド材料に関する。

タイヤ設計者が、自身の設計しているタイヤの特定の特性に関してしばしば妥協する必要があることは、当業界では周知のことである。タイヤのある特性を改良するためにタイヤ設計を変更すると、妥協した状況、すなわち別のタイヤ特性を相殺的に低下させてしまう結果になることが多い。そのような妥協の１つが、スノートラクションとドライ制動の間には存在する。スノートラクションは、トレッド混合物のガラス転移温度を下げるおよび／またはトレッドのサイプ数を増やすことで改善され得る。しかし、こうした措置は、通常、トレッド混合物のガラス転移温度を上げるおよび／またはトレッドのサイプ数減らすことで改善されることが知られているドライ制動性能を低下させる。

タイヤ設計者およびタイヤ工業で研究を行なっている人々は、周知の妥協のいくつかを不要にすることができる材料およびタイヤ構造を探求している。ドライ制動とスノートラクションとの妥協を不要にする新規なタイヤ設計を提供することが望まれている。

本発明の特定の実施形態は、トレッドと、ドライ制動とスノートラクションとの妥協を不要にすることができるようなトレッドと、を有するタイヤを含んでいる。さらに、当該トレッドおよびタイヤを設計および製造する方法も含んでいる。

実施形態は、タイヤ用トレッドを含んでいて、トレッドは、１つ以上の反復ピッチを備えており、それぞれの反復ピッチは、その中にサイプが形成されているトレッドブロックを有し、かつタイヤトレッドに沿って縦に配置される個別のピッチを含んでいる。特定の実施形態のピッチ長は、１５ｍｍから３５ｍｍの間である。当該トレッドは、さらに、９ｍｍ^-1から３７ｍｍ^-1の間の加重平均サイプ密度Ｄ_wを有していてもよく、これは、下文で開示される式２で求められる。

トレッドは、さらに、ジエンエラストマ、可塑系および架橋系を基材としたゴム組成物を備えたトレッドブロックで形成されていてもよく、ゴム組成物は、−４０°Ｃから−１５°Ｃの間のガラス転移温度および０．５ＭＰａから１．１ＭＰａの間の、６０°Ｃで測定した剪断弾性率Ｇ^*を有している。

特定の実施形態は、さらに、道路に接触するように作られた接触面を有するトレッドブロックを含んでいてもよく、トレッドブロックの接触面は、ジエンエラストマ、可塑系および架橋系を基材としたゴム組成物を備えており、ゴム組成物は、−４０°Ｃから−１５°Ｃの間のガラス転移温度および０．５ＭＰａから１．１ＭＰａの間の、６０°Ｃで測定した剪断弾性率Ｇ^*を有している。いくつかの実施形態は、全体的にゴム組成物でできた接触面の少なくとも９０パーセントを有する当該トレッドブロックを含んでいてもよい。

本発明に関する前述および他の目的、特徴および利点は、類似の参照番号が本発明の類似部品を示している添付図面に示される、本発明の特定の実施形態についての以下のより詳細な記述から明らかとなろう。

本発明の実施形態による模様を有するタイヤの最大設計荷重および圧力時に採取されたインク付けしたタイヤフットプリントの平面図である。 図１に示されるインク付けしたフットプリントから採取されたピッチの平面図であり、サイプ密度を確定するのに有用なさまざまなピッチ寸法を示している。 タイヤのインク付けしたフットプリントから採取されたピッチの別の例の平面図である。 スノートラクションとドライ制動の間の関係を示すグラフである。

タイヤは、それに合わせてタイヤが使用されるように設計された気象条件で分類されることがある。例えば、スノータイヤは、オールシーズンタイヤや夏タイヤなどの他のタイヤより、降雪上で優れたトラクションを提供するように設計されている。夏タイヤは、温暖な気候での使用に合わせて設計されており、優秀なドライトラクションを提供するが、スノートラクションは劣っている。オールスーズンタイヤが、夏タイヤよりいくらか優れたスノートラクションと、スノータイヤよりいくらか優れたドライトラクションを提供しているという点で、オールシーズンタイヤは、夏タイヤと冬タイヤを折衷させたものである。これは、タイヤ設計者がタイヤを設計するときに、一般的に考慮する妥協点であり、−スノートラクションを改良するためにタイヤの設計に変更を加えると、一般的に、ドライ制動性能が損失されることになる。

本明細書において開示されるタイヤトレッドおよびタイヤは、驚くべきことに、このような妥協を不要にしているので、トレッドのスノートラクションは、トレッドのドライ制動性能を大きく低下させることなく改善されている。妥協は、材料および模様設計を独特に組み合わせることで行なう必要がなくなっている。トレッドは、低いガラス転移温度（Ｔｇ）を有するゴム組成物でできており、低サイプ密度を有していると表現できるトレッド模様を備えている。スノートラクションおよびドライトラクションの間のバランス改善に驚くほどに貢献しているのは、低サイプ密度を有するトレッドを形成するのに低いＴｇゴム組成物を使用するこの組み合わせである。

本明細書において使用される、「縦」方向は、タイヤ円周方向であり、タイヤ回転軸に対して直角である。

本明細書において使用される、「横」方向は、タイヤ幅に沿っており、回転軸と略平行である。しかし、本明細書において使用される、「横溝」は、純粋な横方向と４５度未満の角度を概ね成している任意の溝であり、「縦溝」は、純粋な横方向と４５度以上の角度を概ね成している任意の溝である。

本明細書において使用される、「トレッド要素」は、地面に接触するトレッドに見られる、任意の型または形状の構造上の特徴である。トレッド要素の例としては、トレッドブロックおよびトレッドリブが挙げられる。

本明細書において使用される、「トレッドブロック」は１つ以上の溝によって画定される周辺部を有しているトレッド要素であり、トレッドの分離構造を作っている。

本明細書において使用される、「リブ」は、タイヤの略縦方向に延在するトレッド要素であり、略横方向に延在するどのような溝またはそれに対して斜めになったどのような他の溝によっても遮断されないものである。

本明細書において使用される、「サイプ」は、トレッドブロックまたはリブに型成形されるまたは形成される小スリットである。サイプは、直線状、曲線状またはその他の任意の幾何学的形状に形成されてもよい。

本明細書において使用される、「ピッチ」は、トレッドの横幅方向に延在している画定された幾何学模様であり、トレッド全長に沿って縦方向に配置される複数の個別のピッチの部材である。

本明細書において使用される、「反復ピッチ」は、トレッドの円周沿いで繰り返される幾何学模様であり、トレッドの横幅方向に延在している。それぞれの反復ピッチは、全てが同じ幾何学模様を有している、複数の個別のピッチで構成されている。タイヤは、１つ以上の反復ピッチを有し得る。複数の反復ピッチがあるとき、さまざまな反復ピッチは、いくつかの反復パターンのトレッドに沿って他のものと交互になるように配列されることが多い。

本明細書において使用される、「ｐｈｒ」は、「重量ゴム百分率」であり、当技術では一般的な測定値である。ゴム組成物の構成要素が、組成物でのゴムの総重量に対して測定される、すなわち、組成物での全ゴム重量の構成要素重量の百分率である。

本明細書において使用される、エラストマとゴムは、同義用語である。

本明細書において使用される、「を基材とした」は、本発明の実施形態が、アセンブリ時には未硬化であった、加硫処理されたまたは硬化処理されたゴム組成物でできていることを認識している用語である。したがって、硬化したゴム組成物は、未硬化のゴム組成物「を基材として」いる。言い換えれば、架橋ゴム組成物は、架橋性ゴム組成物の構成成分を基材としているまたは備えている。

図１は、本発明の実施形態による模様を有するタイヤ用の最大設計荷重および圧力時に採取されたインク付けしたタイヤフットプリントの平面図である。インク付けしたタイヤフットプリント１０は、タイヤトレッドにインクをつけ、次に、インク付けしたトレッドを設定タイヤ圧および荷重で紙に押し当てることで、タイヤトレッドを紙片上に刷り込むことによって採取することができる。乗用車では、フットプリントは、タイヤ側壁上に示してある最大荷重の８５％で、３５ｐｓｉｇのタイヤ圧で採取される。軽トラックタイヤでは、フットプリントは、両方共にタイヤ側壁上に示してある、最大荷重（単一）の８５％で、最大荷重（単一）に関連したタイヤ圧で採取される。

インク付けしたタイヤフットプリント１０は、トレッドの複数のトレッドブロック１３を形成している縦溝１１および横溝１２で構成されるトレッドを示している。それぞれのトレッドブロック１３は、その中に成形されているサイプ１４をさらに含んでいる。

ピッチ１５は、インク付けしたフットプリント１０の長さ方向に沿って縦に配列されている。ピッチ１５は、図１の点線の間にあり、点線は、ピッチ１５の区別させるために加えられている。２つの反復ピッチ１５ａ、１５ｂが、図１には示されている。前述のように、反復ピッチは、幾何学模様として画定されていて、それは、トレッドの円周に沿って（縦に）繰り返され、かつトレッドの横方向に延在している。

２つの反復ピッチ１５ａ、１５ｂの最も明白な違いの１つは、トレッドブロック１３の数である。第１の反復ピッチ１５ａでは、１つのトレッドブロック１３ｂが、２つの最左の太い縦溝１１ａの間と、２つの最右の太い縦溝１１ｂの間にあるという特徴があり、第２の反復ピッチ１５ｂでは、２つのトレッドブロック１３ｂが、同じ２対の縦溝１１ａ、１１ｂの間にある。反復ピッチ１５ａ、１５ｂのそれぞれは、全トレッド長沿いの円周方向に、一般的には何らかの交互パターンで配列される、複数のピッチ１５で構成されている。

上記のように、本発明の特定の実施形態のトレッドおよびタイヤは、所与の範囲内のサイプ密度を有していると表現することができる。サイプ密度は、タイヤ上のサイプ量の指標を提供している。高いサイプ密度は、サイプが多いことを示し、低いサイプ密度は、サイプが少ないことを示す。サイプ密度は、幾何学形状およびピッチの数から確定される。

図２は、図１に示されるインク付けしたフットプリントから採取されたピッチの平面図であり、サイプ密度を確定するのに役立つさまざまなピッチ寸法を示している。

ピッチ１５の有用な寸法には、ピッチ長Ｌ_pおよびピッチ幅Ｗ_pが含まれる。ピッチ長Ｌ_pは、トレッド縁部で縦方向に測定される、ピッチの始まりと終わりの間、例えば、図２の例示的なピッチでは、最外のトレッドブロック１３を画定している横溝１２の中心間の距離として画定されている。ピッチ幅Ｗ_pは、トレッドの横軸方向に測定されるタイヤトレッドの幅として画定されている。ピッチ幅は、上記のように獲得されたインク付けしたタイヤフットプリント上で横方向に測定される最も広い距離である。

サイプ密度を確定するためのピッチの別の有用な寸法は、各サイプ１４の横方向に突出した長さＬである。各サイプ１４の突出長さＬは、トレッドの横軸に沿って測定される、サイプ１４の２つの端部間の距離として画定されている。

図３は、タイヤのインク付けしたフットプリントから採取されるピッチの別の例の平面図である。本明細書で示されるピッチ１５は、最外トレッドブロック１３を画定している横溝１２の中心間の距離によって画定されるピッチ長Ｌ_pを有している。ピッチ幅Ｗ_pは、トレッド１５の幅の横方向距離として示されており、各サイプ１４の横方向に突出する長さＬは、トレッドの横軸に沿って測定される、サイプ１４の２つの端部の間の距離として示されている。

サイプ密度Ｄ_Rは、所与のトレッド上の反復ピッチごとに以下の式（１）で確定され得る。

上式において、反復ピッチの１つでは、ｎは、１つの反復ピッチを構成している個別のピッチの１つにあるサイプ総数であり、Ｌ_iは、各サイプｉのタイヤトレッドの横軸上への突出長さであり、Ｗ_pは、ピッチ幅であり、Ｌ_pは、ピッチ長であり、Ｐ_Rは、１つの反復ピッチを構成している個別のピッチの数である。サイプ密度Ｄ_R単位は、逆元である、例えば、すべての測長がミリメータの場合には、サイプ密度単位はｍｍ^-1である。

本明細書で開示されるトレッドの特定の実施形態は、１つ以上の反復ピッチを含んでいてもよい。反復ピッチが１つだけある場合には、式（ｉ）によって画定されるサイプ密度Ｄ_Rは、トレッド用サのイプ密度を提示している。しかし、所与のトレッドデザインに複数の反復ピッチがある場合には、トレッド用サイプ密度は、それぞれの反復ピッチの加重平均サイプ密度Ｄ_wとして表現され得る。加重平均サイプ密度Ｄ_wは、以下の式（２）で画定される。

上式において、ｎはトレッドの反復ピッチの数であり、反復ピッチごとに、（Ｄ_R）ｉは式（１）から求められるサイプ密度である。Ｐ_iは、反復ピッチの数であり、（Ｌ_p）ｉは、ピッチ長である。言うまでもなく、ｎ＝１、Ｄ_w＝Ｄ_Rでは、Ｄ_Rは、式（１）の結果である。

本発明の特定の実施形態では、加重平均サイプ密度は、９ｍｍ^-1から３７ｍｍ^-1の間、またはあるいは、１０ｍｍ^-1から３０ｍｍ^-1の間、または１０ｍｍ^-1から２７ｍｍ^-1の間、１５ｍｍ^-1から３０ｍｍ^-1の間、または２０ｍｍ^-1から３０ｍｍ^-1の間である。実施形態は、１５ｍｍから３５ｍｍの間、またはあるいは、１９ｍｍから２９ｍｍの間のピッチ長を有するものを含み得る。加重平均サイプ密度またはピッチ長がこれらの画定された範囲から出ると、ドライトラクションとスノートラクションの間の妥協を不要にする利点は、小さくなるか、失われる。

述べてきたように、特定の本発明の実施形態が、材料および模様設計を独特に組み合わせることで、ドライトラクションとスノートラクションとの妥協を不要にしているのは、驚くべきことである。模様設計については、前述しており、当該模様は、加重サイプ密度と、タイヤトレッドの周囲に配列される所与の範囲のピッチ数との組み合わせを可能にしていることが開示された。

この模様の他に、ドライトラクションとスノートラクションとの妥協を不要にするタイヤトレッドの材料構成要素は、例えば−４０°Ｃから−１５°Ｃの間、またはあるいは−４０°Ｃから−２５°Ｃの間、−３５°Ｃから−２０°Ｃの間、および−３５°Ｃから−２５°の間のような、低いガラス転移温度（Ｔｇ）を有するゴム組成物からトレッドを形成することを含んでいる。

特定の実施形態では、当該低いＴｇゴム組成物は、さらに、０．５ＭＰａから１．１ＭＰａの間、またはあるいは、０．５ＭＰａから１ＭＰａまたは０．６ＭＰａから０．９ＭＰａの間の６０°Ｃで測定した剪断弾性率Ｇ^*を有していることを特徴としてもよい。この後の考察では、トレッドを作るのに適切な組成物を詳述する。

トレッドを作るのに適切な組成物は、画定された範囲内のガラス転移温度を有する当該ゴム組成物を含んでおり、前述のゴム組成物は、ジエンエラストマ、可塑系および架橋系を基材としている。当該ゴム組成物に有用なジエンエラストマ類またはゴム類は、共役であるなしにかかわらず、ジエン単量体類、すなわち２つの二重炭素−炭素結合を有する単量体類から少なくとも部分的に生じているそうしたエラストマ類、すなわち単独重合体または共重合体であると理解されている。

これらのジエンエラストマ類は、「本質的な不飽和」ジエンエラストマ類または「本質的な飽和」ジエンエラストマ類のいずれかに分類され得る。本明細書において使用される、本質的な不飽和ジエンエラストマ類は、少なくとも一部が共役ジエン単量体類から生じているジエンエラストマ類であり、本質的な不飽和ジエンエラストマ類は、少なくとも１５モル％の、ジエン系（共役ジエン類）の当該部材またはユニットの含量を有している。本質的な不飽和ジエンエラストマ類のカテゴリの中では、ジエンエラストマ類は、高度に不飽和状態であり、５０モル％を越える、ジエン系（共役ジエン）のユニットの含量を有しているジエンエラストマ類である。

したがって、本質的に不飽和であるという定義に分類されないそうしたジエンエラストマ類は、本質的な飽和ジエンエラストマ類である。そのようなエラストマ類は、例えば、ブチルゴム類、ジエン類の共重合体類およびＥＰＤＭ型アルファ−オレフィン類の共重合体類を含む。これらのジエンエラストマ類は、ジエン系（共役ジエン類）のユニットの低いまたは非常に低い含量を有しており、当該含量は、１５モル％未満である。

適切な共役ジエン類の例として、１，３−ブタジエン、２−メチル−１，３−ブタジエン、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン、２，３−ｄｉ（Ｃ₁−Ｃ₅アルキル）−１，３−ブタジエン、例えば２，３−ジエチル−１，３−ブタジエン、２−メチル−３−エチル−１，３−ブタジエン、２−メチル−３−イソプロピル−１，３−ブタジエン、アリール−１，３−ブタジエン、１，３−ペンタジエンおよび２，４−ヘキサジエンが挙げられる。ビニル−芳香族化合物の例として、スチレン、オルト−、メタ−およびパラ−メチルスチレン、市販混合物「ビニルトルエン」、パラ−ｔｅｒｔ−ブチルスチレン、メトキシスチレン類、クロロ−スチレン類、ビニルメシチレン、ジビニルベンゼンおよびビニルナフタレンなどが挙げられる。

共重合体類は、９９重量％から２０重量％の間のジエンユニットおよび１重量％から８０重量％の間のビニル芳香族ユニットを含んでいてもよい。エラストマ類は、任意のミクロ構造を有していてもよく、それは、使用される重合条件の関数、特に、変更および／またはランダム化物質の有無と、変更および／またはランダム化使用物質の量の関数である。エラストマ類は、例えば、ブロック、ランダム、順次または微小順次のエラストマ類であってもよく、分散してまたは溶解して作成されてもよい。それらは、結合物質および／または星印を付与する物質または機能化物質によって結合される、および／または星印を付与されるまたは機能化され得る。

適切なジエンエラストマ類の例として、ポリブタジエン類、特に４モル％から８０モル％間の１，２−ユニットの含量を有するもの、または８０モル％より多いシス−１，４含量を有するものが挙げられる。さらに、ポリイソプレンおよびブタジエン／スチレン共重合体類、特に５重量％から５０重量％の間、または、２０重量％から４０重量％の間の、ブタジエン部分のスチレン含量、４モル％から６５モル％の間の１，２−結合の含量、２０モル％から８０モル％の間のトランス−１，４結合の含量を有するものが含まれる。さらに、ブタジエン／イソプレン共重合体類、特に５重量％から９０重量％の間のイソプレン含量および−４０°Ｃから−８０°Ｃのガラス転移温度（Ｔｇ、ＡＳＴＭＤ３４１８に従って測定される）を有するものが含まれる。

さらに、イソプレン／スチレン共重合体類、特に、５重量％から５０重量％の間のスチレン含量および−２５°Ｃから−５０°Ｃ間のＴｇを有しているものが含まれる。ブタジエン／スチレンイソプレン共重合体の場合、適切な例として、５重量％から５０重量％の間、より厳密には１０重量％から４０重量％の間のスチレン含量と、１５重量％から６０重量％の間、より厳密には２０重量％から５０重量％の間のイソプレン含量と、５重量％から５０重量％の間、より厳密には２０重量％から４０重量％の間のブタジエン含量と、４重量％から８５重量％の間のブタジエン部分の１、２−ユニットの含量と、６重量％から８０重量％の間のブタジエン部分のトランス−１，４ユニットの含量と、５重量％から７０重量％の間のイソプレン部分の１，２−プラス３，４−ユニットの含量と、１０重量％から５０重量％の間のイソプレン部分のトランス−１，４ユニットの含量と、より概括的には、−２０°Ｃから−７０°Ｃの間のＴｇを有している任意のブタジエン／スチレン／イソプレン共重合体と、を有しているものが含まれる。

本発明の特定の実施形態で使用されるジエンエラストマ類は、さらに機能化され得る、すなわち活性成分を付加される。機能化されるエラストマ類の例として、当業界では周知であるシラノール末端機能化エラストマ類が挙げられる。当該材料およびその製作方法の例は、２０００年１月１１日発行の米国特許第６，０１３，７１８号に示されており、同特許の全てを参考文献としてここに援用する。

本発明の特定の実施形態で使用されるシラノール末端機能化ＳＢＲは、ＡＳＴＭＥ１３５６に従った示差走査熱量測定（ＤＳＣ）によって確定される、例えば、−５０°Ｃから−１０°Ｃの間、またはあるいは、−４０°Ｃから−１５°Ｃの間、または−３０°Ｃから−２０°Ｃの間のガラス転移温度Ｔｇを有していることを特徴とし得る。スチレン含量は、例えば、重量で１５％から３０％の間、またはあるいは、例えば、２５％から７０％の間、またはあるいは、４０％から６５％間、または５０％から６０％の間であるブタジエン部分のビニル含量を有する重量で２０％から３０％の間、であってもよい。

要約すると、本発明の特定の実施形態に適切なジエンエラストマ類には、例えばポリブタジエン類（ＢＲ）、ポリイソプレン類（ＩＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエン共重合体類、イソプレン共重合体類およびこれらのエラストマ類の混合物などの、高度な不飽和ジエンエラストマ類が含まれる。当該共重合体類には、ブタジエン／スチレン共重合体類（ＳＢＲ）、イソプレンブタジエン共重合体類（ＢＩＲ）、イソプレン／スチレン共重合体類（ＳＩＲ）およびイソプレン／ブタジエン／スチレン共重合体類類（ＳＢＩＲ）が含まれる。適切なエラストマ類には、機能化されたエラストマ類であるこのようなエラストマ類のいずれかが含まれ得る。

本発明の特定の実施形態は、１つのジエンエラストマだけおよび／またはいくつかのジエンエラストマの混合物を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、１つ以上の高度な不飽和ジエンエラストマの使用だけに限られているが、他の実施形態では、ジエンエラストマ以外の任意の型の合成エラストマと、または、例えば熱可塑性重合体類のようなエラストマ類以外の重合体類とさえも、混ぜ合わせたジエンエラストマ類の使用を含んでいてもよい。

ゴムの他に、本明細書において開示されるゴム組成物は、補強充填剤をさらに含んでいてもよい。補強充填剤がゴム組成物に加えられると、とりわけ、引張強さおよび耐摩耗性が改善される。適切な補強充填剤であれば、本明細書において開示される組成物での使用に適している可能性がある。例えば、カーボンブラックおよび／またはカップリング剤が一般的に関連付けられる、二酸化ケイ素などの無機の補強充填剤が含まれる。

適切なカーボンブラックには、例えば、従来からタイヤで使用される、型ＨＡＦ、ＩＳＡＦおよびＳＡＦのカーボンブラックが含まれる。ＡＳＴＭ級シリーズ１００、２００および／または３００の補強ブラック、例えば、ブラックＮ１１５、Ｎ１３４、Ｎ２３４、Ｎ３３０、Ｎ３３９、Ｎ３４７、Ｎ３７５、またはあるいは、所期の用途に応じて、Ｎ６６０、Ｎ６８３およびＮ７７２などのより高いＡＳＴＭ級シリーズなどが適切である。

無機補強充填剤には、どのような色または系でも（天然であっても合成であっても）、任意の無機充填剤または鉱物質充填剤が含まれ、その充填剤は、中間のカップリング剤以外の、何らかの他の手段無しで有効である、またはタイヤ製造向けのゴム組成物を補強する。当該無機補強充填剤は、タイヤ製造向けのゴム組成物の、全体または一部で、従来型のタイヤ級カーボンブラックに取って代わることができる。一般的に、当該充填剤は、その表面上にヒドロキシル（−ＯＨ）基の存在を有していることを特徴とする。

無機補強充填剤は、多数の有用な形態をとっていてもよく、例えば、粉、ミクロビーズ、顆粒、ボールおよび／または何らかの他の適切な形態およびその混合物などが含まれる。適切な無機補強充填剤の例には、二酸化ケイ素（Ｓｉ０₂）などのケイ質型、アルミナ（ＡｌＯ₃）などのアルミニウムの型の鉱物質充填剤またはそれらの組み合わせが含まれる。

当技術では公知の有用な二酸化ケイ素補強充填剤には、燻蒸され、沈殿したおよび／または、分散性の高い二酸化ケイ素（「ＨＤ」二酸化ケイ素として周知の）が含まれる。分散性の高い二酸化ケイ素の例は、Degussa社から入手されるＵｉｔｒａｓｉｌ ７０００およびＵｌｔｒａｓｉｌ ７００５を含む、Rhodia社から入手される二酸化ケイ素Ｚｅｏｓｉｌ １１６５ＭＰ、１Ｉ３５ ＭＰおよび１１１５ＭＰ、PPG社から入手される二酸化ケイ素Ｈｉ−Ｓｉｌ ＥＺ１５０Ｇ、Huber社から入手される二酸化ケイ素Ｚｅｏｐｏｌ ８７１５、８７４５および８７５５が挙げられる。特定の実施形態において、二酸化ケイ素は、例えば、６０ｍ²／ｇから２５０ｍ²／ｇの間、またはあるいは、８０ｍ²／ｇから２３０ｍ²／ｇの間のＢＥＴ表面積を有していてもよい。

有用な補強アルミナの例は、Baikowski社から入手されるアルミナＢａｉｋａｌｏｘ Ａ１２５またはＣＲ１２５、Condea社から入手されるＡＰＡ−１００ＲＤＸ、Degussa社から入手されるＡｌｕｍｉｎｏｘｉｄＣまたは住友化学から入手されるＡＫＰ−Ｇ０１５である。

無機補強充填剤をジエンエラストマと結合させるために、少なくとも二機能性を有している結合剤が、無機補強充填剤とジエンエラストマの間に充分な化学結合性および／または物理結合性を提供している。当該結合剤の例として、二機能性を有する有機シランまたはポリオルガノシロキサンが挙げられる。当該結合剤およびそれらの使用は、周知の技術である。結合剤は、周知のように、事前にジエンエラストマ上に、または無機補強充填剤上に随意的に融合され得る。そうではない場合では、結合材は、自由状態または非融合状態のゴム組成物に混入されてもよい。１つの有用な結合剤は、Evonik Degussa社から入手可能な、Ｘ５０−Ｓ、Ｓｉ６９（活性成分）とＮ３３０カーボンブラックの重量５０−５０の混合物である。

本発明によるゴム組成物では、結合剤の含量は、２ｐｈｒから１５ｐｈｒの間であれば好ましく、４ｐｈｒから１２ｐｈｒの間（例えば３ｐｈｒから８ｐｈｒの間）であればより好ましい。しかし、一般的には、この使用をできる限り最小化することが望ましい。結合剤の量は、通常、補強無機充填剤の総重量に対して０．５重量％から１５重量％の間となる。乗用車用タイヤトレッドの場合には、結合剤は、補強無機充填剤の総重量に対して１２重量％未満、またはさらに１０重量％未満であってもよい。

特定の実施形態において、総補強充填剤（カーボンブラックおよび／または補強無機充填剤）の量は、２０ｐｈｒから２００ｐｈｒの間、またはあるいは、３０ｐｈｒから１５０ｐｈｒの間、または５０ｐｈｒから１１０ｐｈｒの間である。

ジエンエラストマおよび補強充填剤に加えて、本明細書において開示されるゴム組成物の特定の実施形態は、可塑系をさらに含み得る。可塑系は、ゴム混合物の加工性の改善および／またはゴム組成物のガラス転移温度および／または剛性を調節する手段の両方を提供し得る。適切な可塑系には、プロセスオイル、可塑化樹脂またはそれらの組み合わせが含まれ得る。

適切なプロセスオイルには、原料油から抽出されたものが含まれ、植物塩基およびそれらの組み合わせを有している。石油ベースの油の例には、当業界では周知であるように、芳香油、パラフィン油、ナフテン油、ＭＥＳ油、ＴＤＡＥ油その他が含まれる。

適切な植物油の例には、ひまわり油、ダイズ油、紅花油、とうもろこし油、亜麻仁油および綿実油が含まれる。これらの油および他の当該植物油は、単独で、または組み合わせて使用してもよい。いくつかの実施形態では、高オレイン酸含量（少なくとも７０重量パーセントまたはあるいは、少なくとも８０重量パーセント）を有するひまわり油は、有用であり、一例として、ミネソタ州、ミネアポリスに事務所があるCagill社から入手可能なＡＧＲＩ−ＰＵＲＥ８０が挙げられる。

可塑化炭化水素樹脂は、可塑化オイルなどの液体可塑化化合物とは対照的に外界温度（例えば、２３°Ｃ）では固体の炭化水素化合物である。加えて、可塑化炭化水素樹脂は、樹脂が適正に可塑剤として作用することができる濃度、例えば、一般的には少なくとも５ｐｈｒ（ゴム重量の百分率）またはそれよりもさらにかなり高い濃度で樹脂が混合されるゴム組成物との相溶性、すなわち混和性を有している。

可塑化炭化水素樹脂は、脂肪族、芳香族またはこれらの型の組み合わせであり得る重合体類であり、樹脂の高分子塩基は、脂肪族および／または芳香族単量体から形成され得ることを意味している。これらの樹脂は、天然材料または合成材料であり得、石油ベースでもよく、この場合、樹脂は、石油可塑化樹脂と呼ばれることがある、または植物材料を主成分としてもよい。特定の実施形態では、本発明を制限するわけではなく、これらの樹脂は、本質的に、水素および炭素原子だけを含有していてもよい。

本発明の特定の実施形態で有用な可塑化炭化水素樹脂には、シクロペンタジエン（ＣＰＤ）またはジシクロペンタジエン（ＤＣＰＤ）の単独重合体類または共重合体類、テルペンの単独重合体類または共重合体類、Ｃ₅カットの単独重合体類または共重合体類、およびそれらの混合物であるものが含まれる。

概括的に上で述べられたような当該共重合体可塑化炭化水素樹脂類には、例えば、（Ｄ）ＣＰＤ／ビニル芳香族、（Ｄ）ＣＰＤ／テルペン、（Ｄ）ＣＰＤ／Ｃ₅カット、テルペン／ビニル芳香族、Ｃ₅カット／ビニル芳香族、およびそれらの組み合わせの共重合体類で構成されている樹脂類が含まれ得る。

テルペン単独重合体および共重合体樹脂類に有用なテルペン単量体類には、アルファ−ピネン、ベーターピネンおよびリモネンが含まれる。特定の実施形態は、３つの異性体類を含むリモネン単量体類の重合体類を含んでおり、すなわち、Ｌ−リモネン（左旋性鏡像体）、Ｄ−リモネン（右旋性鏡像体）またはさらにジペンテン、右旋性および左旋旋光性の鏡像体類のラセミ混合物である。

ビニル芳香族単量体類の例には、スチレン、アルファ−メチルスチレン、オルト−メチルスチレン、メタ−メチルスチレン、パラ−メチルスチレン、ビニル−トルエン、パラ−テルティオブチルスチレン、メトキシスチレン、クロロスチレン、ビニル−メシチレン、ジビニルベンゼン、ビニルナフタレン、Ｃ₉カット（より概括的に言い換えると、Ｃ₈カットからＣ₁₀カットまで）に由来する任意のビニル芳香族単量体が含まれる。ビニル芳香族共重合体を含む特定の実施形態は、モル分率で表される少数単量体のビニル芳香族を、共重合体に含んでいる。

本発明の特定の実施形態は、可塑化炭化水素樹脂として、（Ｄ）ＣＰＤ単独重合体樹脂類、（Ｄ）ＣＰＤ／スチレン共重合体樹脂類、ポリリモネン樹脂類、リモネン／スチレン共重合体樹脂類、リモネン／Ｄ（ＣＰＤ）共重合体樹脂類、Ｃ₅カット／スチレン共重合体樹脂類、Ｃ₅カット／Ｃ₉カット共重合体樹脂類およびそれらの混合物を含んでいる。

本発明の使用に適しているテルペン樹脂類を含んでいる市販される可塑化樹脂類には、デラウエア州、ウィルミントンのHercules社から、商品名Ｒｅｓｉｎ Ｒ２４９５で売買されているポリアルファピネン樹脂が含まれる。樹脂Ｒ２４９５は、約９３２の分子量、約１３５°Ｃの軟化点および約９１°Ｃのガラス転移温度を有している。本発明で使用することができる別の市販の製品には、フランスの会社DRTで販売されるＤＥＲＣＯＬＹＴＥ Ｌ１２０が含まれる。ＤＥＲＣＯＬＹＴＥ Ｌ１２０ポリテルペン−リモネン樹脂は、約６２５の数平均分子量と、約１０１０の重量平均分子量と、約１．６のＩｐと、約１１９°Ｃの軟化点を有し、かつ、約７２°Ｃのガラス転移温度を有している。本発明で使用することができるさらに別の市販のテルペン樹脂には、フロリダ州、ジャクソンビルのArizona Chemical社で販売されるＳＹＬＶＡＲＥＳ ＴＲ ７１２５および／またはＳＹＬＶＡＲＥＳ ＴＲ ５１４７ポリリモネン樹脂が含まれる。ＳＹＬＶＡＲＥＳ ７１２５ポリリモネン樹脂は、約１０９０の分子量を有し、約１２５°Ｃの軟化点を有し、約７３°Ｃのガラス転移温度を有しており、一方で、ＳＹＬＶＡＲＥＳ ＴＲ ５１４７は、約９４５の分子量と、約１２０の°Ｃの軟化点と、約７１°Ｃのガラス転移温度を有している。

市販されている他の適切な可塑化炭化水素樹脂には、Ｃ₅カット／ビニル芳香族スチレン共重合体、特に、Neville Chemical社製の商品名ＳＵＰＥＲＮＥＶＴＡＣ７８、ＳＵＰＥＲＮＥＶＴＡＣ８５およびＳＵＰＥＲＮＥＶＴＡＣ９９、Goodyear Chemicals社製の商品名ＷＩＮＧＴＡＣＫ ＥＸＴＲＡ、Kolon社製の商品名ＨＩＫＯＲＥＺ Ｔ１０９５およびＨＩＫＯＲＥＺ Ｔ１１００、およびExxon社製の商品名ＥＳＣＯＲＥＺ ２１０１およびＥＣＲ ３７３、のＣ₅カット／スチレンまたはＣ₅カット／Ｃ₉カットが含まれる。

市販されているリモネン／スチレン共重合体樹脂類である、さらに他の適切な可塑化炭化水素樹脂には、フランスのDRT社製のＤＥＲＣＯＬＹＴＥ ＴＳ １０５と、Arizona Chemical社製の商品名ＺＴ１１５ＬＴおよびＺＴ５１００が含まれる。

可塑化樹脂類のガラス転移温度は、ＡＳＴＭ Ｄ３４１８（１９９９）に従って、示差走査熱量計（ＤＣＳ）で測定され得ることを留意されたい。特定の実施形態では、有用な樹脂類は、少なくとも２５°Ｃ、あるいは、少なくとも４０°Ｃまたは少なくとも６０°Ｃ、または、２５°Ｃから９５°Ｃの間、４０°Ｃから８５°Ｃの間、または、６０°Ｃから８０°Ｃの間のガラス転移温度を、有していてもよい。

本発明の任意の特定の実施形態で有用な可塑化炭化水素樹脂の量は、特定の状況および所望の成果に依存している。一般的には、例えば、可塑化炭化水素樹脂は、５ｐｈｒから６０ｐｈｒの間、またはあるいは、１０ｐｈｒから５０ｐｈｒの間のゴム組成物に存在し得る。特定の実施形態では、可塑化炭化水素樹脂は、１０ｐｈｒから６０ｐｈｒの間、１５ｐｈｒから５５ｐｈｒの間、または１５ｐｈｒから５０ｐｈｒの間の量で存在し得る。

本明細書において開示されるゴム組成物は、過酸化物硬化系または硫黄硬化系などの任意の適切な硬化系で硬化され得る。特定の実施形態は、遊離硫黄を含み、さらに、例えば促進剤、ステアリン酸および酸化亜鉛の１つ以上を含み得る硫黄硬化系によって硬化される。適切な遊離硫黄には、例えば粉末硫黄、ゴムメーカー製硫黄、市販される硫黄および不溶性硫黄が含まれる。ゴム組成物に含まれる遊離硫黄の量は、制限されてなく、例えば、０．５ｐｈｒから１０ｐｈｒの間、またはあるいは、０．５ｐｈｒから５ｐｈｒの間、または、０．５ｐｈｒから３ｐｈｒの間の範囲でよい。特定の実施形態は、硬化系に付加される遊離硫黄を含んでいなくてもよく、その代わりに、硫黄供与体を含んでいる。

促進剤は、加硫に必要な時間および／または温度を制御して、硬化したゴム組成物の特性を改善するのに使用される。特定の本発明の実施形態は、１つ以上の促進剤を含んでいる。本発明において有用である、適切な一次促進剤の１つの例は、スルフェンアミドである。好適なスルフェンアミド促進剤の例としては、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）、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド（ＴＢＢＳ）、Ｎ−オキシジエチル−２−ベンズチアゾルスルフェンアミド（ＭＢＳ）、およびＮ’−ジシクロヘキシル−２−ベンズチアゾールスルフェンアミド（ＤＣＢＳ）が挙げられる。促進剤を組み合わせることは、硬化したゴム組成物の特性を改良するのに有用であることが多く特定の実施形態は、二次促進剤の添加を含んでいる。

特定の実施形態は、第２の触媒として適度な速効性の促進剤、例えばジフェニルグアニジン（ＤＰＧ）、トリフェニルグアニジン（ＴＰＧ）、ジオルトトリルグアニジン（ＤＯＴＧ）、ｏ−トリルビグアニド（ＯＴＢＧ）またはヘキサメチレンテトラミン（ＨＭＴＡ）などの使用を含んでいてもよい。当該促進剤は、最大で４ｐｈｒ、０．５ｐｈｒから３ｐｈｒの間、０．５ｐｈｒから２．５ｐｈｒの間、または１ｐｈｒから２ｐｈｒの間の量で加えられてもよい。特定の実施形態は、速効性の促進剤および／または極めて高い速効性の促進剤、例えば、速効性の促進剤として、ジスルフィドおよびベンゾチアゾール、および極めて高い速効性の促進剤として、チウラム、ザンセート、ジチオカルバメートおよびジチオリン酸塩、の使用を除外してもよい。

他の添加剤を、周知のように、本明細書に開示されるゴム組成物に加えることができる。当該添加剤には、例えば、以下の、劣化防止剤、抗酸化剤、脂肪酸、ワックス、ステアリン酸および酸化亜鉛の内のいくつかまたは全部が含まれ得る。劣化防止剤および抗酸化剤の例は、６ＰＰＤ、７７ＰＤ、ＩＰＰＤおよびＴＭＱを含んでおり、例えば０．５ｐｈｒから５ｐｈｒの量でゴム組成物に加えられ得る。酸化亜鉛は、例えば１ｐｈｒから６ｐｈｒの間、またはあるいは、１．５ｐｈｒから４ｐｈｒの間の量で加えられてもよい。ワックスは、例えば１ｐｈｒから５ｐｈｒの間の量で加えられてもよい。

本発明の実施形態であるゴム組成物は、当業者に周知の方法で、適切な混合機を用いて生産することができ、一般的には、２つの連続した製造段階、高温での熱機械加工の第１段階、その後の低温度での機械加工の第２段階が用いられる。

熱機械的加工の第１段階（「非生産的」段階と呼ばれることもある）は、加硫系以外の、組成物のさまざまな成分を混練することによって、完全に混ぜることを目的とする。この段階は、密閉式混合機または押し出し機などの適切な混練機で実行され、ついには、機械加工および高剪断の作用が混合物に及ぼされた状態で、通常１２０°Ｃから１９０°Ｃの間、より限定すると１３０°Ｃから１７０°Ｃの間の最高温度に達する。

混合物を冷却後、機械加工の第２段階が、低温で実施される。「生産的な」段階と呼ばれこともあるこの仕上げ段階は、加硫（または架橋）系（硫黄または他の加硫剤および加硫促進剤）を、例えば開放型ミルなどの好適な装置で混合することによって取り入れることで構成される。この段階は、過早加硫を防止するように、適切な時間（一般的に１分から３０分の間、例えば２分から１０分の間）をかけて、混合物の加硫温度より低い、十分に低い温度で実行される。

ゴム組成物は、車両タイヤで使用されるトレッドなどの有用な物品に形成され得る。トレッドは、トレッドバンドとして形成された後、タイヤの一部になってもよく、または例えば押し出し成形法でタイヤカーカス上に直接形成され、その後鋳型で硬化されてもよい。このように、トレッドバンドは、タイヤカーカス上に配列される前に硬化されてもよく、あるいは、タイヤカーカス上に配列された後で硬化されてもよい。一般的に、タイヤトレッドは、周知の方法で、例えばトレッドブロックの中に成形されるサイプなどのトレッド要素をトレッドの中に成形する鋳型の中で硬化される。

トレッドは、１つのゴム組成物だけから、または２層以上の異なるゴム組成物、例えばキャップとベース構造で形成されていてもよいと認知されている。キャップとベース構造において、トレッドのキャップ部は、道路と接触するように設計された１つのゴム組成物でできている。キャップは、トレッドのベース部上で支持されており、ベース部は、異なるゴム組成物でできている。本発明の特定の実施形態では、トレッド全体が、本明細書で開示されるゴム組成物からできていてもよく、一方で、他の実施形態では、トレッドのキャップ部だけが、当該ゴム組成物からできていてもよい。

トレッドブロックの接触面、すなわち道路と接触するトレッドブロックのその部分は、全体的に、本明細書において開示されるような低いＴｇを有するゴム組成物から形成されてもよく、全体的に、別のゴム組成物から形成されてもよく、あるいは、それらを組み合わせて形成されてもよいと認知されている。例えば、トレッドブロックは、ブロックの横方向の半分が、低Ｔｇゴム組成物の層であり、ブロックの横方向の残り半分が、代替ゴム組成物の層であるように、層状ゴム組成物の複合物として形成されてもよい。当該構造は、その接触面の少なくとも８０パーセントが低Ｔｇゴム組成物で形成されているトレッドブロックを提供している。

このように、本発明の特定の実施形態では、トレッド上のすべてのトレッドブロックの総接触面の内少なくとも８０パーセントは、本明細書において開示される低Ｔｇを有するゴム組成物から形成され得る。あるいは、トレッド上ですべてのトレッドブロックの総接触面の少なくとも８５パーセント、少なくとも９５パーセントまたは１００パーセントが、当該ゴム組成物から形成され得る。

本明細書において開示されるタイヤトレッドは、多種な車両に適しているが、特定の実施形態は、乗用車および／または軽トラックなどの車両で使用されるタイヤトレッドを含んでいる。当該タイヤトレッドは、同様に、全天候型のタイヤおよび／またはスノータイヤにも有用である。

本発明の特定の実施形態は、本明細書において開示されるタイヤおよびトレッドを設計および製造するための方法をさらに含み得る。当該方法は、１つ以上の反復ピッチを設計する段階を含み得、反復ピッチはそれぞれ、その中にサイプが形成されたトレッドブロックを有していて、タイヤトレッド沿いに縦方向に配列される個別のピッチを備えている。方法は、１つ以上の反復ピッチを作り上げる、合計で少なくとも６５個の個別のピッチを含んでいる設計を提供することをさらに含み得る。

当該方法は、トレッドが１５ｍｍ^-1から２７ｍｍ^-1の間の加重平均サイプ密度Ｄ_wを有するように、トレッド設計の多くのサイプを決定する段階をさらに含んでいてもよく、Ｄ_wおよびＤ_Rは共に、本明細書において画定されている。当該方法の他の段階は、トレッドブロックを形成するゴム組成物を特定することを含んでいてもよく、ゴム組成物は、ジエンエラストマ、可塑系および架橋系を基材としたゴム組成物であり、ゴム組成物は、−３０°Ｃから−１５°Ｃの間のガラス転移温度および６０の°Ｃで測定した、０．５ＭＰａから１．５ＭＰａの間の剪断弾性率Ｇ^*を有している。当該方法の他の段階は、さらに、当該ゴム組成物を混合するおよび／または硬化させることを含んでいてもよい。

当該方法の特定の実施形態は、決定された数のピッチおよびサイプを備えたトレッドを、特定されたゴム組成物から形成することをさらに含んでいてもよい。他の段階は、トレッドブロックが、全体的に、特定されたゴム組成物でできている接触面を有している、またはあるいは、接触面積の少なくとも９０パーセントが、全体的に、特定されたゴム組成物でできているように、設計または指示することを含んでいてもよい。

トレッドを形成する段階は、トレッドを型成形するまたはトレッドを押し出し成形することをさらに含んでいてもよい。

本発明のさらなる実施例を以下に示すが、これらの実施例は、単なる具体例とみなされ、本発明の境界を何ら決めるものではない。実施例で開示される組成物の特性は、後述のように評価されたものであり、ここで利用した方法は、本発明の請求される特性の測定に適している。

伸び弾性率（ＭＰａ）は、ＡＳＴＭ規格Ｄ４１２に基づき、１０％（ＭＡ１０）、２３°Ｃの温度で、ダンベル試験片上で測定された。測定値は、第２の伸長時に、すなわち適応サイクル後に採取された。これらの測定値は、ＭＰａの正割係数であり、試験片の元の横断面に基づいている。

雪に覆われた地面でのスノーグリップ（％）は、積雪の中でシングル駆動試験タイヤにかかる力をＡＳＴＭＦ１８０５試験方法に従って測定することで評価された。車両は、一定速度５ｍｐｈで走行し、ターゲットスリップ時の、シングル試験タイヤにかかる力が測定される。任意に１００に設定されている規格標準試験タイヤ（ＳＲＴＴ）の値よりも値が大きい場合には、結果が改善されたこと、すなわち降雪上でのグリップが改善されたことを示す。

ＡＢＳブレーキ系を装着した自動車に取り付けられたタイヤのドライグリップ性能（％）は、ドライアスファルト面上での急ブレーキ時に６０ｍｐｈから完全停止するまでに必要な距離を確定することによって測定された。任意に１００に設定されている制御値よりも値が大きい場合には、結果が改善されたこと、すなわち制動距離が短縮されたことおよびドライグリップ性能が改善されたことを示す。

硬化後の組成物のショアＡ硬度を、ＡＳＴＭよって規格Ｄ ２２４０−８６に従って評価した。

ゴム組成物用最大タンデルタ動的性質は、ＡＳＴＭＤ５９９２−９６に従って、２３°Ｃで、Ｍｅｔｒａｖｉｂ Ｍｏｄｅｌ ＶＡ４００ビスコアナライザ試験システムで測定された。加硫処理材料の試料が、２３°Ｃの制御温度下で１０Ｈｚの周波数で交互シングル正弦波剪断応力に曝されていた間に、加硫処理材料の試料（２つの１０ｍの直径円柱形試料のそれぞれが２ｍｍ厚さである二面剪断幾何形状）の反応が記録された。走査は、０．０５％から５０％の変形（外向きサイクル）の振幅、その後５０％から０．０５％の変形（戻りサイクル）の振幅で遂行された。損失正接タンデルタ（最大タンδ）の最大値は、戻りサイクルの間に確定された。

ゴム組成物での動的特性（ＴｇおよびＧ^*）は、ＡＳＴＭＤ５９９２−９６に従って、Ｍｅｔｒａｖｉｂ Ｍｏｄｅｌ ＶＡ４００ビスコアナライザ試験システムで測定された。加硫処理材料の試料が、一定の０．７ＭＰａの交互シングル正弦波剪断応力に、１０Ｈｚの周波数で、−６０°Ｃから１００°Ｃまでの温度掃引の間、１．５°Ｃ／ｍｉｎの上昇速度で曝されていた間に、加硫処理材料の試料（２つの１０ｍの直径円柱形試料のそれぞれが２ｍｍ厚さである二面剪断幾何形状）の反応が記録された。６０°Ｃでの剪断弾性率Ｇ^*が獲得され、最大タンデルタが発生した温度は、ガラス転移温度、Ｔｇとして記録された。
例１

ゴム組成物は、表１に示される構成要素を使用して作成された。表１に示される、ゴム組成物を構成する各構成要素の量は、ゴム重量の百分率（ｐｈｒ）で提示されている。ＳＢＲは−２７°ＣのＴｇを有する油展ゴム（１０ｐｈｒ ＭＥＳの）であり、ＢＲは、−１０４°ＣのＴｇを有していた。

テルペン樹脂は、ジョージア州サバンナのArizona Chemical社から入手可能なポリリモネン樹脂、ＳＹＬＶＡＲＥＳＴＲ−５１４７であった。可塑化オイルは、ナフテン油またはひまわり油であった。二酸化ケイ素は、Rhodia社から入手可能な、１６０ｍ²／ｇ．のＢＥＴを有する高分散性二酸化ケイ素、ＺＥＯＳＩＬ １６０であった。シラン結合剤は、Evonik Degussa社から入手可能なＸ ５０−Ｓであった。硬化剤パッケージは、硫黄、促進剤、酸化亜鉛およびステアリン酸を含んでいた。

１３０°Ｃから１７０°Ｃの間の温度まで２５ＲＰＭから６５ＲＰＭの間で作動しているバンブリーミキサで、硫黄および促進剤を除いて、表１に示される構成要素を混合することによって、ゴム製剤は作成された。促進剤および硫黄は、第２の段階にミルに加えられた。加硫は、４０分の間、１５０°Ｃで遂行された。次いで、配合物に、物理的特性を測定する試験が実施され、その物理的特性を表２に示している。
ゴム配合物

特性

第１の配合物Ｆ１は、一般的には夏タイヤに適切であり得る−１４°ＣのＴｇを有している。第２の配合物Ｆ２は、一般的にはオールシーズンタイヤに適切であり得る−２１°ＣのＴｇを有している。第３の配合物Ｆ３は、一般的には冬タイヤに使用される低いＴｇである、−３１°ＣのＴｇを有している。可塑化オイルおよび樹脂の量は、ゴム組成物のＴｇを調節しながら、適正な一定弾性係数を維持するように調節された。

タイヤＴ１−Ｔ５は、トレッドを形成するのに表１に示される配合物を使用して製造された（２４５／４５Ｒ１７）。タイヤは、７５ｍｍ^-1、５０ｍｍ^-1および２５ｍｍ^-1のサイプ密度で作成され、上記の試験手順を用いて試験車を用いて試験が行なわれた。表３は、タイヤテスト結果を示している。
タイヤテスト結果

図４は、表２から得られるタイヤ結果に基づく、スノートラクションとドライ制動間の関係を示しているグラフである。図４では、冬タイヤＴ１（高サイプ密度７５ｍｍ^-1を有する低Ｔｇ組成物Ｆ３）、オールシーズンタイヤＴ２（中間サイプ密度５０ｍｍ^-1を有する中間Ｔｇ組成物Ｆ２）および夏タイヤＴ３（低サイプ密度を有する高Ｔｇ組成物Ｆ１）のテスト結果をプロットすることで、周知の妥協を示している。第４のタイヤＴ４は、高Ｔｇを有し、かつ高サイプ密度のトレッド模様を有しているゴム組成物から形成されるタイヤトレッドの性能が不十分であることを示している。驚くべきことに、低Ｔｇを有し、かつ低サイプ密度のトレッド模様を有しているゴム組成物から形成されるトレッドを備えたタイヤＴ５から得られた結果によれば、当該設計では、オールシーズンタイヤＴ２と比べて、スノートラクション性能を１５パーセント高めながらも、ドライトラクション性能を維持するタイヤを提供しているので、スノー／ドライトラクション間の妥協を行なう必要はない。

特許請求の範囲および明細書の中でここにおいて使用される、用語「備えている」、「含んでいる」および「有している」は、特定されない他の要素を含み得る開いたグループを示しているとみなされるものとする。特許請求の範囲および明細書の中でここにおいて使用される、用語「から本質的に成っている」は、特定されない他の要素が、請求される本発明の基本的特性および新規特性を物質的に変えないのであれば、特定されない他の要素を含み得る、部分的に開いたグループを示しているとみなされるものとする。用語、「１つの」（定冠詞）および単語の単数形は、同じ単語の複数形を含んでいると解釈されるものとし、したがって、それらの用語は、何かの１つ以上のものが提示されていることを意味している。用語「少なくとも１つ」、「１つ以上」は、同義的に使用されている。用語「１つ」または「単一」は、１つおよび何かの１つだけを意図していることを示すのに使用されるものとする。同様に、物の特定の数が意図されるときには、他の特定の整数値、「２」などが使用されている。用語、「好ましくは」、「好まれて」、「好む」、「随意的に」、「し得る」および類似の用語は、言及される品目、状態または段階が、本発明の随意的な（必須ではない）特徴であることを示すのに使用されている。「ａからｂの間」であると記述されている範囲は、「ａ」と「ｂ」に該当する値を含んでいる。

前述の説明から、本発明の真の精神から逸脱することなく、さまざまな修正および変更を、本発明の実施形態に加えることが可能であると理解されたい。前述の説明は、単に例示目的で提示されており、限定的な意味で解釈されるべきではない。以下の特許請求の範囲の文言だけが、本発明の範囲を制限するべきものである。

Claims (20)

1. タイヤ用トレッドにおいて、
   １つ以上の反復ピッチを備えていて、それぞれの反復ピッチは、その中にサイプが形成されているトレッドブロックを有しており、かつ前記タイヤトレッドに沿って縦に配置される個別のピッチを含んでいて、それぞれのピッチは、１５ｍｍから３５ｍｍの間のピッチ長を有しており、
   前記トレッドは、９ｍｍ^-1から３７ｍｍ^-1の間の加重平均サイプ密度Ｄ_wを有しており、前記１つ以上の反復ピッチのそれぞれのサイプ密度Ｄ_Rは、
   

   

   であり、上式では、１つの反復ピッチでは、ｎは、前記１つの反復ピッチを構成している前記個別のピッチの１つにあるサイプ総数であり、Ｌ_iは、各サイプｉの前記タイヤトレッドの横軸上への突出長さであり、Ｗ_pは、ピッチ幅であり、Ｌ_pは、ピッチ長であり、Ｐ_Rは、前記１つの反復ピッチを構成している個別のピッチ数であり、
   前記トレッドブロックは、ジエンエラストマ、可塑系および架橋系を基材としたゴム組成物を備えており、前記ゴム組成物は、−４０°Ｃから−１５°Ｃの間のガラス転移温度および０．５ＭＰａから１．１ＭＰａの間の、６０°Ｃで測定した剪断弾性率Ｇ^*を有している、トレッド。
2. １つの反復ピッチがある、請求項１に記載のトレッド。
3. ２つから５つの間の反復ピッチがある、請求項１に記載のトレッド。
4. 前記反復ピッチのそれぞれからの前記個別のピッチが、前記タイヤトレッド全体に沿って模様で交互になっている、請求項３に記載のトレッド。
5. 前記ピッチ長が、１９ｍｍから２９ｍｍの間である、請求項１に記載のトレッド。
6. 前記剪断弾性率Ｇ^*が、０．５ＭＰａから０．９ＭＰａの間の、６０°Ｃで測定される、請求項１に記載のトレッド。
7. Ｄ_wが、２０^-1ｍｍから３０ｍｍ^-1の間である、請求項１に記載のトレッド。
8. 前記ゴム組成物の前記ガラス転移温度が、−３５°Ｃから−２５°Ｃの間である、請求項１に記載のトレッド。
9. 前記ゴム組成物の前記ガラス転移温度が、−４０°Ｃから−２５°Ｃの間である、請求項１に記載の前記トレッド。
10. 前記剪断弾性率Ｇ^*が、０．５ＭＰａから１ＭＰａの間である、請求項１に記載の前記トレッド。
11. 前記ジエンエラストマが、天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、合成ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴムおよびそれらを組み合わせたものから選択される、請求項１に記載のトレッド。
12. 前記可塑系が、可塑化オイル、可塑化樹脂またはそれらを組み合わせたものから選択される可塑剤を備えている、請求項１に記載のトレッド。
13. 前記可塑化樹脂が、ポリリモネン樹脂である、請求項１１に記載のトレッド。
14. 前記可塑化オイルが、石油ベース油、植物油またはそれらを組み合わせたものから選択される、請求項１１に記載のトレッド。
15. 前記個別のピッチの１つ以上で形成される追加のトレッドブロックであって、第２のゴム組成物を備えている前記追加のトレッドブロックをさらに備えており、前記トレッド上のすべての前記トレッドブロックの総接触面の少なくとも８０パーセントが、前記ゴム組成物から形成されている、請求項１に記載のトレッド。
16. 前記トレッドブロックが、第２のゴム組成物をさらに備えており、前記トレッド上のすべての前記トレッドブロックの総接触面の少なくとも８０パーセントが、前記ゴム組成物から形成されている、請求項１に記載のトレッド。
17. 前記タイヤが、乗用車用タイヤまたは軽トラック用タイヤから選択される、請求項１に記載のトレッド。
18. タイヤ用トレッドにおいて、
    １つ以上の反復ピッチを備えていて、それぞれの反復ピッチは、その中にサイプが形成されているトレッドブロックを有しており、かつ前記タイヤトレッドに沿って縦に配置される個別のピッチを含んでいて、それぞれのピッチは、１５ｍｍから３５ｍｍの間のピッチ長を有しており、前記トレッドブロックは、道路に接触するように作られた接触面を有しており、
    前記トレッドは、９ｍｍ^-1から３７ｍｍ^-1の間の加重平均サイプ密度Ｄ_wを有しており、前記１つ以上の反復ピッチのそれぞれのサイプ密度Ｄ_Rは、
    

    

    であり、上式では、１つの反復ピッチでは、ｎは、前記１つの反復ピッチを構成している前記個別のピッチの１つにあるサイプ総数であり、Ｌ_iは、各サイプｉの前記タイヤトレッドの横軸上への突出長さであり、Ｗ_pは、ピッチ幅であり、Ｌ_pは、ピッチ長であり、Ｐ_Rは、前記１つの反復ピッチを構成している個別のピッチ数であり、
    前記トレッドブロックの前記接触面は、ジエンエラストマ、可塑系および架橋系を基材としたゴム組成物を備えており、前記ゴム組成物は、−４０°Ｃから−１５°Ｃの間のガラス転移温度および０．５ＭＰａから１．１ＭＰａの間の、６０°Ｃで測定した剪断弾性率Ｇ^*を有している、トレッド。
19. 前記接触面は、全体的に前記ゴム組成物でできている、請求項１８に記載のトレッド。
20. 前記接触面の少なくとも９０パーセントが、全体的に前記ゴム組成物でできている、請求項１８に記載のトレッド。

Images