JP2001072802A - タイヤ用ゴム組成物 - Google Patents
タイヤ用ゴム組成物Info
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Abstract
ゴム組成物の提供。 【解決手段】 天然ゴム及びガラス転移点が−50℃以
下の合成ゴムから選ばれた少なくとも1種のゴム成分1
00重量部に、イノケイ酸塩類を除く粘土鉱物からな
り、平均粒子サイズが5〜2000μm、BET窒素吸
着比表面積が50〜800m2 /gである粉体を3〜5
0重量部配合してなるタイヤ用ゴム組成物。
Description
に関し、更に詳しくはゴム成分にイノケイ酸塩類(セピ
オライト等)を除く粘土鉱物を主成分とする粉体を配合
することによって、氷上摩擦力などのタイヤの氷上性能
を高めたタイヤ用ゴム組成物に関する。
いたスパイクタイヤは優れたグリップ力を発揮するが、
粉塵公害のため近年スパイクタイヤに代えてスパイクの
ないスタッドレスタイヤが氷雪路面用として使用されて
いる。しかしながら、スパイクタイヤに比較してスタッ
ドレスはトレッド面と氷雪路面との摩擦力が十分でな
く、種々の改良が提案されている。
は、ゴムに多孔質粒子を配合することによって氷上制動
性能等の優れたゴム組成物を得ることが提案されてい
る。また特開平8−3373号公報には、ゴムにカオリ
ナイトを主成分とするクレーを配合することによって、
低温でしなやかな、氷上性能に優れたゴム組成物を開示
している。更に本発明者らの一部は、先きに、セピオラ
イト(珪酸および酸化マグネシウムを主成分とするイノ
ケイ酸塩類の粘土)をジエン系ゴムに配合することによ
ってゴムを柔軟化させることなくゴムの氷上摩擦力を高
めることのできるスタッドレスタイヤ用ゴム組成物を提
案した(特願平10−973614号出願参照)。
酸塩類以外の粘土鉱物を用いて、タイヤの氷上摩擦力を
高める方法を開発すべく更に研究開発をすすめた。多孔
質球体の添加による方法では、粒子の分散性が良すぎる
ためにゴム表面での良好な凹凸形成効果が得られず、0
℃近傍の滑りやすい条件での氷上性能を向上させること
は難しい。これに対して、フィロ珪酸類を主成分とする
粘土鉱物系粉体は、ミクロレベルでの分散性が適度に悪
く、ゴムの表面に凹凸も適度に形成されることにより、
氷上性能を大幅に向上させることが期待できる。フィロ
珪酸類に分類される前記したカオリナイト(珪酸および
酸化アルミニウムを主成分とする粘土鉱物)を主成分と
するクレーでは表面活性が低く、ゴム表面に十分な表面
凹凸を形成させることができない。粘土鉱物系粉体の中
でも、セピオライトを例とするイノケイ酸塩は繊維状の
性状をしているために分散性が極度に悪く、ゴム表面で
の凹凸形成には良いが、混合不足による分散不良が問題
となる。
物を、加工性を損ねること無く、滑りやすい0℃近傍で
の氷上性能を高めることを目的とする。
ム及びガラス転移点Tgが−50℃以下の合成ゴムから選
ばれた少なくとも1種のゴム成分100重量部に、イノ
ケイ酸塩類(セピオライト等)を除く粘土鉱物からな
り、平均粒子サイズが5〜2000μm、BET窒素吸
着比表面積が50〜800m2 /gである粉体3〜50
重量部を配合してなるタイヤ用ゴム組成物が提供され
る。
びカーボンブラックを含むゴム配合系に比表面積の高い
粘土鉱物の特定の粉体を配合することによって、驚くべ
きことに、氷上摩擦力を効果的に高めることができる。
前述のカオリナイトはアルミノケイ酸塩鉱物を成分とす
る粘土鉱物であり、セピオライトは珪酸及び酸化マグネ
シウムを主成分とする、マグネシウム含有の含水イノケ
イ酸塩鉱物である。本発明において使用する粘土鉱物
は、好ましくはいわゆるフィロケイ酸塩を主成分とする
もので、2次元に無限に拡がった層状構造の巨大イオン
(Si2 O5)n 2n- を含むものであり、窒素吸着比表面
積が50m2 /g以上であることを特徴とするものであ
る(注:イノケイ酸塩は繊維状構造を有する)。具体例
としては、モンモリロナイト、活性白土、アスベスト活
性ベントナイト、酸処理モンモリロナイトなどをあげる
ことができる。
成ゴムとしては、具体的にはTgが−50℃以下の従来
よりタイヤ用ゴム組成物に一般的に配合されている架橋
可能な任意のジエン系ゴムをあげることができ、具体的
には、各種ブタジエンゴム(BR)、各種スチレン−ブ
タジエン共重合体ゴム(SBR)、ポリイソプレンゴム
(IR)、ブチルゴム(IIR)などを単独又は任意の
ブレンドとして用いることができる。低温脆化性や耐摩
耗性の観点から天然ゴム(NR)又はポリイソプレンゴ
ムとポリブタジエンゴムとの混合物を用いるのがより好
ましく、その重量比をNR又はIR/BR=70/30
〜30/70、特に70/30〜50/50とするのが
さらに好ましい。
て、通常ゴム組成物に配合される任意のカーボンブラッ
クを配合することができる。また、シリカで表面処理を
施したカーボンブラックも使用可能である。またシリカ
も使用することができる。カーボンブラックの配合量と
しては、ゴム成分100重量部に対し、20〜80重量
部、好ましくは30〜60重量部で使用される。この配
合量が少な過ぎるとゴムを十分に補強できないため、例
えば耐摩擦性が悪化するので好ましくなく、逆に多過ぎ
ると硬度が高くなり過ぎたり、加工性が低下したりする
ので好ましくない。
は、窒素吸着比表面積(N2 SA)が80〜160(m
2 /g)で、ジブチルフタレート吸油量(DBP)が1
00〜140(cc/100g) であるのが好ましく、更
に好ましくはN2 SAが100〜140(m2 /g)で
DBPが110〜130(cc/100g)である。
100重量部当り、イノケイ酸塩類を除く粘土鉱物を主
成分(90重量%以上)とする粘土鉱物3〜50重量
部、好ましくは5〜30重量部を配合する。この配合量
が少な過ぎると氷上摩擦力を高める効果が表れにくくな
るので好ましくなく、逆に多過ぎると硬度が高くなり過
ぎたり、タイヤの耐摩耗性が極度に悪化するので好まし
くない。
子サイズが5〜2000μm、好ましくは20〜300
μm、BET窒素吸着比表面積が50〜800m2 /
g、好ましくは60〜300m/gである。これらの要
件を満たさないと粒子径が小さかったり、比表面積が小
さいと粒子がゴム中に良好に分散しすぎて、ゴム表面に
凹凸形成が十分になされない。また粒子径が大きすぎた
り、比表面積が大きすぎると分散性が極度に悪く、加工
性に問題が生じる。
に軟化剤をゴム成分100重量部当り0〜20重量部配
合する。かかる軟化剤としては工業用パラフィン系プロ
セスオイル、アロマ系プロセスオイル、ロジン系プロセ
スオイルおよび天然植物性プロセスオイルなどをあげる
ことができ、かかる軟化剤の配合によって未加硫ゴムの
加工性を良くすることができるが、多く配合しすぎると
粘土鉱物粉体に吸着して氷上摩擦性能に悪影響を及ぼす
ことがあるのであまり好ましくない。
に、通常の加硫または架橋剤、加硫または架橋促進剤、
各種オイル、老化防止剤、充填剤、可塑化剤、その他一
般ゴム用に一般的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、一般的な方法で混練、
加硫して組成物とし、加硫または架橋することができ
る。これらの添加剤の配合量も、本発明の目的に反しな
い限り、従来の一般的な配合量とすることができる。
に説明するが、本発明の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。
試験方法は以下の通りである。
製) カオリナイト:エードプラスSP(水澤化学製) セピオライト:Tクレー(日本タルク製)(SiO2 7
6.65%、Al2 O 3 17.98%、MgO0.9
%) 活性ベントナイト:ベンクレイMK−101(水澤化学
製) モンモリロナイト:ミズカエース(水澤化学製) 酸処理モンモリロナイト:ガレオンアース(水澤化学
製) カーボンブラック:N2 SA(m2 /g)が112、D
BP吸油量(ml/100g)が112のISAF級カー
ボンブラック シリカ:ニップシールAQ(日本シリカ工業製) シランカップリング剤:ビス−(3−(トリエトキシシ
リル)−プロピル)テトラスルフィド 亜鉛華:亜鉛華3号 ステアリン酸:工業用ステアリン酸 老化防止剤:N−フェニル−N′−(1,3−ジメチル
ブチル)−p−フェニレンジアミン ワックス:工業用パラフィンワックス 芳香族油:工業用アロマ系プロセスオイル マイクロスフェア:マツモトマイクロスフェア−F10
0 硫 黄:5%油処理の粉末硫黄 加硫促進剤:N−tert−ブチル−2−ベンゾチアジ
ルスルフェンアミド
1.8リットルの密閉型ミキサーで3〜5分間混練し、
165±5℃に達したときに放出したマスターバッチに
加硫促進剤と硫黄を8インチのオープンロール混練し、
ゴム組成物を得た。次に、この組成物を15×15×
0.2cmの金型中で160℃で20分間プレス加硫して
目的とする試験片(ゴムシート)を調製し、加硫物性と
してアイススキッドレジスタンス(−1.5℃及び−3
℃)を評価した。また加工性パラメーターを評価した。
結果は表Iに示す。
ブル・スキッドテスターを用いて、氷上路面条件下(温
度:−1.5℃及び−3℃)で測定し、標準例である比
較例1の値を100として指数表示した。数値が大きい
ほど、氷上性能が優れていることを示す。 加工性パラメーター:ガーロックモールドでの加硫時
に、2mm幅の溝が分散不良塊で埋まるかどうかの評価。
1000回加硫して埋まらなければ○、1000回まで
に埋まってしまえば×とした。
イススキッドレジスタンスの結果から明きらかなよう
に、氷上摩擦力を著しく高めることができ、例えばスタ
ッドレスタイヤ用トレッドなどとして好適なタイヤ用ゴ
ム組成物を得ることができる。
Claims (2)
- 【請求項1】 天然ゴム及びガラス転移点Tgが−50℃
以下の合成ゴムから選ばれた少なくとも1種のゴム成分
100重量部に、イノケイ酸塩類を除く粘土鉱物を主成
分とし、平均粒子サイズが5〜2000μm、BET窒
素吸着比表面積が50〜800m2 /gである粉体3〜
50重量部を配合してなるタイヤ用ゴム組成物。 - 【請求項2】 前記ジエン系ゴム100重量部に対し、
熱により気化、分解または化学反応して気体を発生する
液体または固体を封入した熱膨張性熱可塑性樹脂粒子1
〜20重量部を更に含んでなる請求項1記載のタイヤ用
ゴム組成物。
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