JP2001279020A - タイヤ用ゴム組成物及びそれを用いるタイヤの製造方法 - Google Patents
タイヤ用ゴム組成物及びそれを用いるタイヤの製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐摩耗性とのバランスを保ちながら加硫ゴム
の氷上摩擦性能を高めたタイヤ用ゴム組成物の提供。 【解決手段】 ジエン系ゴム１００重量部及び粒子サイ
ズ３０〜６００μｍの膨張黒鉛１〜３０重量部を含んで
なるタイヤ用ゴム組成物。
の氷上摩擦性能を高めたタイヤ用ゴム組成物の提供。 【解決手段】 ジエン系ゴム１００重量部及び粒子サイ
ズ３０〜６００μｍの膨張黒鉛１〜３０重量部を含んで
なるタイヤ用ゴム組成物。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はタイヤ用ゴム組成物
に関し、更に詳しくはジエン系ゴムに膨張黒鉛を配合し
て、耐摩耗性能を実用レベルに保ちながら氷上摩擦性能
を向上させたタイヤ用、特に氷雪路走行用ラジアルタイ
ヤのトレッド用として使用するのに好適なタイヤ用ゴム
組成物及びそれを用いるタイヤの製造方法に関する。
に関し、更に詳しくはジエン系ゴムに膨張黒鉛を配合し
て、耐摩耗性能を実用レベルに保ちながら氷上摩擦性能
を向上させたタイヤ用、特に氷雪路走行用ラジアルタイ
ヤのトレッド用として使用するのに好適なタイヤ用ゴム
組成物及びそれを用いるタイヤの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ゴムに硬質異物、発泡剤、中空微粒子を
配合し、表面にミクロな凹凸をつくることによって、氷
の表面に発生する水膜を除去し、氷上摩擦力を向上させ
る手法が数多く検討されている。しかしながら、これら
の方法には添加剤の材質がもろいため、混合後に添加剤
の一部が微細化又は破壊されて所定の効果を発揮できな
い場合があるという問題がある。また、ゴム組成物にこ
れらの異物粉体を混入した場合には、ゴム加硫物の耐摩
耗性能が著しく低下するのが一般的である。
配合し、表面にミクロな凹凸をつくることによって、氷
の表面に発生する水膜を除去し、氷上摩擦力を向上させ
る手法が数多く検討されている。しかしながら、これら
の方法には添加剤の材質がもろいため、混合後に添加剤
の一部が微細化又は破壊されて所定の効果を発揮できな
い場合があるという問題がある。また、ゴム組成物にこ
れらの異物粉体を混入した場合には、ゴム加硫物の耐摩
耗性能が著しく低下するのが一般的である。
【０００３】例えば、前記の硬質異物を配合する例とし
ては、特開昭６０−２５８２３５号公報（セラミック微
粉末）、特開平２−２７４７４０号公報（植物の粉砕
物）および特開平２−２８１０５２号公報（金属）等が
あるが、これらの手法では、ゴムの硬度が上昇し、ゴム
のしなやかさが失われるため路面への追従性に劣るとい
う問題があった。また、前記の中空粒子を配合する事例
としては、特開平２−１７０８４０号公報、特開平２−
２０８３３６号公報および特開平４−５５４３号公報等
があるが、これらの手法では、同様にゴムの硬度が上昇
し、あるいはその混合中に中空粒子が破壊されるという
問題があった。これに対し、ゴムの硬度を上昇させるこ
となく、また混練時のせん断力によって破壊されること
なくゴムの氷上摩擦力を向上できる中空粒子として熱膨
張性マイクロカプセルの配合（特開平１１−３５７３６
号公報）が考案されているが、配合量の増加に伴うゴム
加硫物の耐摩耗性能の低下はまぬがれない。
ては、特開昭６０−２５８２３５号公報（セラミック微
粉末）、特開平２−２７４７４０号公報（植物の粉砕
物）および特開平２−２８１０５２号公報（金属）等が
あるが、これらの手法では、ゴムの硬度が上昇し、ゴム
のしなやかさが失われるため路面への追従性に劣るとい
う問題があった。また、前記の中空粒子を配合する事例
としては、特開平２−１７０８４０号公報、特開平２−
２０８３３６号公報および特開平４−５５４３号公報等
があるが、これらの手法では、同様にゴムの硬度が上昇
し、あるいはその混合中に中空粒子が破壊されるという
問題があった。これに対し、ゴムの硬度を上昇させるこ
となく、また混練時のせん断力によって破壊されること
なくゴムの氷上摩擦力を向上できる中空粒子として熱膨
張性マイクロカプセルの配合（特開平１１−３５７３６
号公報）が考案されているが、配合量の増加に伴うゴム
加硫物の耐摩耗性能の低下はまぬがれない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、耐摩耗性と
のバランスを保ちながら、加硫ゴムの氷上摩擦性能を高
めたタイヤ用ゴム組成物及びそれを用いてタイヤを製造
する方法を提供することを目的とする。
のバランスを保ちながら、加硫ゴムの氷上摩擦性能を高
めたタイヤ用ゴム組成物及びそれを用いてタイヤを製造
する方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に従えば、ジエン
系ゴム１００重量部及び粒子サイズ３０〜６００μｍの
熱によって層間内包物質が気化して膨張する膨張黒鉛１
〜３０重量部を含んでなるタイヤ用ゴム組成物が提供さ
れる。
系ゴム１００重量部及び粒子サイズ３０〜６００μｍの
熱によって層間内包物質が気化して膨張する膨張黒鉛１
〜３０重量部を含んでなるタイヤ用ゴム組成物が提供さ
れる。
【０００６】本発明に従えば、また、ジエン系ゴム１０
０重量部、粒子サイズ３０〜６００μｍの膨張黒鉛１〜
３０重量部及び加硫系を含んでなるタイヤ用ゴム組成物
を用いてタイヤを製造するに当り、まず膨張黒鉛及び加
硫系を除く他の成分をジエン系ゴムと一緒に混練し、次
にこれに膨張黒鉛及び加硫系を加えて最高到達温度が膨
張黒鉛の膨張開始温度未満となるような条件で混練及
び、同様な温度条件にてそれに続く押出し加工を行い、
そして膨張黒鉛の膨張開始温度以上の温度で加硫するこ
とを含んでなるタイヤの製造方法が提供される。
０重量部、粒子サイズ３０〜６００μｍの膨張黒鉛１〜
３０重量部及び加硫系を含んでなるタイヤ用ゴム組成物
を用いてタイヤを製造するに当り、まず膨張黒鉛及び加
硫系を除く他の成分をジエン系ゴムと一緒に混練し、次
にこれに膨張黒鉛及び加硫系を加えて最高到達温度が膨
張黒鉛の膨張開始温度未満となるような条件で混練及
び、同様な温度条件にてそれに続く押出し加工を行い、
そして膨張黒鉛の膨張開始温度以上の温度で加硫するこ
とを含んでなるタイヤの製造方法が提供される。
【０００７】
【発明の実施の形態】膨張黒鉛（Expandable）は黒鉛粒
子の層間に熱により気化する物質を内包する粒子サイズ
３０〜６００μｍ、好ましくは１００〜３５０μｍの粉
体物質であり、加硫時の熱によって膨張して黒鉛膨張体
（Expanded Graphite)となることが好ましい。
子の層間に熱により気化する物質を内包する粒子サイズ
３０〜６００μｍ、好ましくは１００〜３５０μｍの粉
体物質であり、加硫時の熱によって膨張して黒鉛膨張体
（Expanded Graphite)となることが好ましい。
【０００８】膨張黒鉛は炭素原子から形成されたシート
が層状に重なった構造をしており、硫酸や硝酸などとと
もに酸処理（インターカレーション処理）することによ
って得られる。この膨張黒鉛は例えば加熱によりその層
間物質の気化によって高膨張させて黒鉛膨張体（又は発
泡黒鉛）とすることができる。膨張処理前は材質が硬い
ために混合による品質低下が起りにくく、また一定温度
にて不可逆的に膨張するため、タイヤの加硫によってゴ
ムマトリックス内部に空間を伴う異物を容易に形成させ
ることができる。このようなゴムを用いたタイヤのトレ
ッド部は摩耗時に表面凹凸が適度に形成され、氷とタイ
ヤの接触面上の水膜を効率よく除去することによって氷
上摩擦力の向上に働く。
が層状に重なった構造をしており、硫酸や硝酸などとと
もに酸処理（インターカレーション処理）することによ
って得られる。この膨張黒鉛は例えば加熱によりその層
間物質の気化によって高膨張させて黒鉛膨張体（又は発
泡黒鉛）とすることができる。膨張処理前は材質が硬い
ために混合による品質低下が起りにくく、また一定温度
にて不可逆的に膨張するため、タイヤの加硫によってゴ
ムマトリックス内部に空間を伴う異物を容易に形成させ
ることができる。このようなゴムを用いたタイヤのトレ
ッド部は摩耗時に表面凹凸が適度に形成され、氷とタイ
ヤの接触面上の水膜を効率よく除去することによって氷
上摩擦力の向上に働く。
【０００９】一方、膨張黒鉛は炭素原子からなる骨格構
造をとっているためにゴムマトリックスやカーボンブラ
ックとの親和性が良好であり、ゴムに配合添加しても加
硫ゴムの耐摩耗性能の低下が少ないという利点がある。
造をとっているためにゴムマトリックスやカーボンブラ
ックとの親和性が良好であり、ゴムに配合添加しても加
硫ゴムの耐摩耗性能の低下が少ないという利点がある。
【００１０】本発明において使用するジエン系ゴムは、
従来よりタイヤ用として使用されている任意のジエン系
ゴム、例えば天然ゴム（ＮＲ）、ポリイソプレンゴム
（ＩＲ）、各種スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（Ｓ
ＢＲ）、各種ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、アクリロニ
トリル−ブタジエン共重合体ゴムなどをあげることがで
き、これらは単独又は任意のブレンドとして使用するこ
とができる。
従来よりタイヤ用として使用されている任意のジエン系
ゴム、例えば天然ゴム（ＮＲ）、ポリイソプレンゴム
（ＩＲ）、各種スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（Ｓ
ＢＲ）、各種ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、アクリロニ
トリル−ブタジエン共重合体ゴムなどをあげることがで
き、これらは単独又は任意のブレンドとして使用するこ
とができる。
【００１１】本発明においては、ジエン系ゴム１００重
量部に対し、前記膨張黒鉛１〜３０重量部、好ましくは
５〜１５重量部を配合する。この配合量が少な過ぎると
所望の効果が得られないので好ましくなく、逆に多過ぎ
るとゴム表面と氷結路面間のミクロレベルにおける接触
面積が低下するために、氷上摩擦力が低下するので好ま
しくない。また配合量が多すぎる場合にはゴム加硫物の
耐摩耗性および機械強度が低下するので好ましくない。
量部に対し、前記膨張黒鉛１〜３０重量部、好ましくは
５〜１５重量部を配合する。この配合量が少な過ぎると
所望の効果が得られないので好ましくなく、逆に多過ぎ
るとゴム表面と氷結路面間のミクロレベルにおける接触
面積が低下するために、氷上摩擦力が低下するので好ま
しくない。また配合量が多すぎる場合にはゴム加硫物の
耐摩耗性および機械強度が低下するので好ましくない。
【００１２】本発明においては、好ましくは、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、更に好ま
しくは５〜１０重量部、を更に含ませることができる。
この配合量が少な過ぎると所望の効果が得られないので
好ましくなく、逆に多過ぎると耐摩耗性の低下が著しく
なるので好ましくない。
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、更に好ま
しくは５〜１０重量部、を更に含ませることができる。
この配合量が少な過ぎると所望の効果が得られないので
好ましくなく、逆に多過ぎると耐摩耗性の低下が著しく
なるので好ましくない。
【００１３】前記熱膨張性熱可塑性樹脂粒子は熱により
気化、分解又は化学反応して気体を発生する液体又は固
体を熱可塑性樹脂に内包した粉体粒子であり、その膨張
開始温度以上の温度、通常１４０〜１９０℃の温度で加
熱すると膨張し、その熱可塑性樹脂からなる外殻中に気
体が封じ込められるものであり、この熱可塑性樹脂粒子
の粒径は膨張前で５〜３００μｍであるものが好まし
く、更に好ましくは粒径１０〜２００μｍのものであ
る。
気化、分解又は化学反応して気体を発生する液体又は固
体を熱可塑性樹脂に内包した粉体粒子であり、その膨張
開始温度以上の温度、通常１４０〜１９０℃の温度で加
熱すると膨張し、その熱可塑性樹脂からなる外殻中に気
体が封じ込められるものであり、この熱可塑性樹脂粒子
の粒径は膨張前で５〜３００μｍであるものが好まし
く、更に好ましくは粒径１０〜２００μｍのものであ
る。
【００１４】このような熱膨張性熱可塑性樹脂粒子とし
ては、例えば、現在、スウェーデンのＥＸＰＡＮＣＥＬ
社より商品名「エクスパンセル０９１ＤＵ−８０」また
は「エクスパンセル０９２ＤＵ−１２０」等として、あ
るいは松本油脂社より商品名「マツモトマイクロスフェ
アーＦ−８５」または「マツモトマイクロスフェアーＦ
−１００」等として入手可能である。
ては、例えば、現在、スウェーデンのＥＸＰＡＮＣＥＬ
社より商品名「エクスパンセル０９１ＤＵ−８０」また
は「エクスパンセル０９２ＤＵ−１２０」等として、あ
るいは松本油脂社より商品名「マツモトマイクロスフェ
アーＦ−８５」または「マツモトマイクロスフェアーＦ
−１００」等として入手可能である。
【００１５】前記の気体封入熱可塑性樹脂粒子の外殻成
分を構成する熱可塑性樹脂としては、その膨張開始温度
が１００℃以上、好ましくは１２０℃以上で、最大膨張
温度が１５０℃以上、好ましくは１６０℃以上のものが
好ましく用いられる。そのような熱可塑性樹脂として
は、例えば（メタ）アクリロニトリルの重合体、また
（メタ）アクリロニトリル含有量の高い共重合体が好適
に用いられる。その共重合体の場合の他のモノマー（コ
モノマー）としては、ハロゲン化ビニル、ハロゲン化ビ
ニリデン、スチレン系モノマー、（メタ）アクリレート
系モノマー、酢酸ビニル、ブタジエン、ビニルピリジ
ン、クロロプレン等のモノマーが用いられる。なお、上
記の熱可塑性樹脂は、ジビニルベンゼン、エチレングリ
コールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコー
ルジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパント
リ（メタ）アクリレート、１，３−ブチレングリコール
ジ（メタ）アクリレート、アリル（メタ）アクリレー
ト、トリアクリルホルマール、トリアリルイソシアヌレ
ート等の架橋剤で架橋可能にされていてもよい。架橋形
態については、未架橋が好ましいが、熱可塑性樹脂とし
ての性質を損わない程度に部分的に架橋していてもかま
わない。
分を構成する熱可塑性樹脂としては、その膨張開始温度
が１００℃以上、好ましくは１２０℃以上で、最大膨張
温度が１５０℃以上、好ましくは１６０℃以上のものが
好ましく用いられる。そのような熱可塑性樹脂として
は、例えば（メタ）アクリロニトリルの重合体、また
（メタ）アクリロニトリル含有量の高い共重合体が好適
に用いられる。その共重合体の場合の他のモノマー（コ
モノマー）としては、ハロゲン化ビニル、ハロゲン化ビ
ニリデン、スチレン系モノマー、（メタ）アクリレート
系モノマー、酢酸ビニル、ブタジエン、ビニルピリジ
ン、クロロプレン等のモノマーが用いられる。なお、上
記の熱可塑性樹脂は、ジビニルベンゼン、エチレングリ
コールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコー
ルジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパント
リ（メタ）アクリレート、１，３−ブチレングリコール
ジ（メタ）アクリレート、アリル（メタ）アクリレー
ト、トリアクリルホルマール、トリアリルイソシアヌレ
ート等の架橋剤で架橋可能にされていてもよい。架橋形
態については、未架橋が好ましいが、熱可塑性樹脂とし
ての性質を損わない程度に部分的に架橋していてもかま
わない。
【００１６】前記の熱により気化、分解又は化学反応し
て気体を発生する液体又は固体としては、例えば、ｎ−
ペンタン、イソペンタン、ネオペンタン、ブタン、イソ
ブタン、ヘキサン、石油エーテルのような炭化水素類、
塩化メチル、塩化メチレン、ジクロロエチレン、トリク
ロロエタン、トリクロルエチレンのような塩素化炭化水
素のような液体、または、アゾジカーボンアミド、ジニ
トロソペンタメチレンテトラミン、アゾビスイソブチロ
ニトリル、トルエンスルホニルヒドラジド誘導体、芳香
族スクシニルヒドラジド誘導体のような固体が挙げられ
る。
て気体を発生する液体又は固体としては、例えば、ｎ−
ペンタン、イソペンタン、ネオペンタン、ブタン、イソ
ブタン、ヘキサン、石油エーテルのような炭化水素類、
塩化メチル、塩化メチレン、ジクロロエチレン、トリク
ロロエタン、トリクロルエチレンのような塩素化炭化水
素のような液体、または、アゾジカーボンアミド、ジニ
トロソペンタメチレンテトラミン、アゾビスイソブチロ
ニトリル、トルエンスルホニルヒドラジド誘導体、芳香
族スクシニルヒドラジド誘導体のような固体が挙げられ
る。
【００１７】膨張黒鉛は既に公知の材料であり、公知の
製法によって製造される。一般的には強酸物質と酸化剤
との混合液に黒鉛粒子を浸漬し、インターカレーション
処理により黒鉛粒子の層間に酸を挿入させて製造する。
例えば強酸物質としては濃硫酸、酸化剤として硝酸が使
われ、これにより粒子の層間に硫酸が挿入された膨張黒
鉛が得られる。膨張黒鉛は熱処理によって層間化合物が
揮発することによって層間が開き、膨張する。層間物質
に硫酸が用いられる膨張黒鉛は通常３００℃以上での熱
処理によって膨張するが、層間物質の改質や他の低沸点
酸化合物（例えば硝酸）の使用または併用によって、膨
張開始温度を３００℃以下に下げた膨張黒鉛が製造、市
販されている。本発明で対象となるジエン系ゴムを主成
分としたゴム組成物の加工温度は２００℃以下であり、
本発明では膨張開始温度が１９０℃以下の膨張黒鉛を用
いることによって所定の効果が発揮される。
製法によって製造される。一般的には強酸物質と酸化剤
との混合液に黒鉛粒子を浸漬し、インターカレーション
処理により黒鉛粒子の層間に酸を挿入させて製造する。
例えば強酸物質としては濃硫酸、酸化剤として硝酸が使
われ、これにより粒子の層間に硫酸が挿入された膨張黒
鉛が得られる。膨張黒鉛は熱処理によって層間化合物が
揮発することによって層間が開き、膨張する。層間物質
に硫酸が用いられる膨張黒鉛は通常３００℃以上での熱
処理によって膨張するが、層間物質の改質や他の低沸点
酸化合物（例えば硝酸）の使用または併用によって、膨
張開始温度を３００℃以下に下げた膨張黒鉛が製造、市
販されている。本発明で対象となるジエン系ゴムを主成
分としたゴム組成物の加工温度は２００℃以下であり、
本発明では膨張開始温度が１９０℃以下の膨張黒鉛を用
いることによって所定の効果が発揮される。
【００１８】このような膨張開始温度が１９０℃以下の
膨張黒鉛としては、例えば巴工業より米国のＵＣＡＲ
Ｇｒａｐｈｔｅｃｈ社製の「グラフガード１６０−５
０」または「グラフガード１６０−８０」等が市販され
ており、入手可能である。
膨張黒鉛としては、例えば巴工業より米国のＵＣＡＲ
Ｇｒａｐｈｔｅｃｈ社製の「グラフガード１６０−５
０」または「グラフガード１６０−８０」等が市販され
ており、入手可能である。
【００１９】膨張黒鉛は用語的には酸処理を行った直後
の未膨張品を示すが、熱処理後の既膨張品のことを呼ぶ
場合もある。本発明にてゴム組成物として配合される膨
張黒鉛は熱処理前の未膨張品である。
の未膨張品を示すが、熱処理後の既膨張品のことを呼ぶ
場合もある。本発明にてゴム組成物として配合される膨
張黒鉛は熱処理前の未膨張品である。
【００２０】本発明においては、膨張黒鉛はゴム組成物
の混練工程、押出し成形工程で膨張せず、加硫工程にて
膨張させることが望ましく、膨張開始温度が好ましくは
１２０〜１９０℃、更に好ましくは１４０〜１７０℃の
ものが用いられる。膨張開始温度が１２０℃未満である
と、膨張黒鉛が混練り時、あるいは押出し加工時に膨張
し、ゴム比重が工程途中で変化することにより加工性が
損なわれるおそれがある。また、膨張開始温度が１９０
℃を超える場合には加硫工程での加工温度を１９０℃以
上に設定しなければならず、ゴム組成物の主成分である
ジエン系ゴム分子の熱劣化が著しくなる傾向にある。
の混練工程、押出し成形工程で膨張せず、加硫工程にて
膨張させることが望ましく、膨張開始温度が好ましくは
１２０〜１９０℃、更に好ましくは１４０〜１７０℃の
ものが用いられる。膨張開始温度が１２０℃未満である
と、膨張黒鉛が混練り時、あるいは押出し加工時に膨張
し、ゴム比重が工程途中で変化することにより加工性が
損なわれるおそれがある。また、膨張開始温度が１９０
℃を超える場合には加硫工程での加工温度を１９０℃以
上に設定しなければならず、ゴム組成物の主成分である
ジエン系ゴム分子の熱劣化が著しくなる傾向にある。
【００２１】本発明のゴム組成物には、ゴム補強剤とし
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。また沈降性又は乾式シリカはゴム成
分１００重量部に対し好ましくは０〜５０重量部、更に
好ましくは０〜２０重量部配合する。シリカは使用され
なくてもよく、使用する場合はｔａｎδなどの加硫ゴム
の粘弾性特性が改良される範囲の配合量で用いるのがよ
く、これが多過ぎると電気伝導度が低下し、また補強剤
の凝集力が強くなり、混練中の分散が不充分となるので
好ましくない。
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。また沈降性又は乾式シリカはゴム成
分１００重量部に対し好ましくは０〜５０重量部、更に
好ましくは０〜２０重量部配合する。シリカは使用され
なくてもよく、使用する場合はｔａｎδなどの加硫ゴム
の粘弾性特性が改良される範囲の配合量で用いるのがよ
く、これが多過ぎると電気伝導度が低下し、また補強剤
の凝集力が強くなり、混練中の分散が不充分となるので
好ましくない。
【００２２】本発明において使用するカーボンブラック
は、窒素吸着比表面積（Ｎ2 ＳＡ）が好ましくは７０ｍ
2 ／ｇ以上、更に好ましくは８０〜２００ｍ2 ／ｇであ
り、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量が好ましくは
９５ml／１００ｇ以上、更に好ましくは１０５〜１４０
ml／１００ｇである。
は、窒素吸着比表面積（Ｎ2 ＳＡ）が好ましくは７０ｍ
2 ／ｇ以上、更に好ましくは８０〜２００ｍ2 ／ｇであ
り、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量が好ましくは
９５ml／１００ｇ以上、更に好ましくは１０５〜１４０
ml／１００ｇである。
【００２３】本発明によれば、ジエン系ゴム１００重量
部、粒子サイズ３０〜６００μｍ、好ましくは１００〜
３５０μｍの膨張黒鉛１〜３０重量部、好ましくは５〜
１５重量部及び加硫系（例えば硫黄などの加硫剤及び必
要に応じ加硫促進剤）を含んでなるタイヤ用ゴム組成物
を用いてタイヤを製造するに当り、膨張黒鉛及び加硫系
を除く他の成分をジエン系ゴムと一緒に、例えばバンバ
リーミキサーを用いて混練し、次にこれに膨張黒鉛及び
加硫系を加えて最高到達温度が膨張黒鉛の膨張開始温度
未満、好ましくは膨張開始温度よりも２０℃又はそれ以
上低い温度で混合する。更に膨張黒鉛の混練時と同様な
温度条件にて押出し加工を行い、この押出物を用いて通
常の成型加工によりグリーンタイヤを組み立てた後、膨
張黒鉛の膨張開始温度以上の温度、好ましくは膨張開始
温度より１０℃又はそれ以上高い温度でグリーンタイヤ
を加硫する。上記混練、混合又は押出し工程の温度が膨
張黒鉛の膨張開始温度以上の温度に達すると膨張黒鉛が
膨張し、加硫工程での膨張性が不十分になり、また混
合、押出し工程で膨張した膨張黒鉛が破壊したり、変形
したりするので好ましくない。また、混合又は押出し工
程の温度が膨張黒鉛の膨張開始温度以上の温度に達する
と、膨張黒鉛の膨張により加工途中でゴム組成物の比重
が変化し、加工性が損われるので好ましくない。
部、粒子サイズ３０〜６００μｍ、好ましくは１００〜
３５０μｍの膨張黒鉛１〜３０重量部、好ましくは５〜
１５重量部及び加硫系（例えば硫黄などの加硫剤及び必
要に応じ加硫促進剤）を含んでなるタイヤ用ゴム組成物
を用いてタイヤを製造するに当り、膨張黒鉛及び加硫系
を除く他の成分をジエン系ゴムと一緒に、例えばバンバ
リーミキサーを用いて混練し、次にこれに膨張黒鉛及び
加硫系を加えて最高到達温度が膨張黒鉛の膨張開始温度
未満、好ましくは膨張開始温度よりも２０℃又はそれ以
上低い温度で混合する。更に膨張黒鉛の混練時と同様な
温度条件にて押出し加工を行い、この押出物を用いて通
常の成型加工によりグリーンタイヤを組み立てた後、膨
張黒鉛の膨張開始温度以上の温度、好ましくは膨張開始
温度より１０℃又はそれ以上高い温度でグリーンタイヤ
を加硫する。上記混練、混合又は押出し工程の温度が膨
張黒鉛の膨張開始温度以上の温度に達すると膨張黒鉛が
膨張し、加硫工程での膨張性が不十分になり、また混
合、押出し工程で膨張した膨張黒鉛が破壊したり、変形
したりするので好ましくない。また、混合又は押出し工
程の温度が膨張黒鉛の膨張開始温度以上の温度に達する
と、膨張黒鉛の膨張により加工途中でゴム組成物の比重
が変化し、加工性が損われるので好ましくない。
【００２４】本発明に係るタイヤ用ゴム組成物には、更
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、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。
【００２５】
【実施例】以下、実施例及び比較例によって本発明を更
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。
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。
【００２６】比較例１〜２及び実施例１〜４ サンプルの調製 表Ｉに示す配合（重量部）に従って、１．７リットル密
閉式バンバリーミキサーを用いて、ゴム、カーボンブラ
ック等の配合剤を５分間混合した後、オープンロールに
て、加硫促進剤、硫黄、マイクロカプセル及び膨張黒鉛
を配合した。
閉式バンバリーミキサーを用いて、ゴム、カーボンブラ
ック等の配合剤を５分間混合した後、オープンロールに
て、加硫促進剤、硫黄、マイクロカプセル及び膨張黒鉛
を配合した。
【００２７】次に、この組成物を１５×１５×０．２cm
の金型中で１７５℃で１０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、加硫物性として氷上
摩擦力（−１．５℃及び−３℃）及び摩耗性能を評価し
た。結果は表Ｉに示す。
の金型中で１７５℃で１０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、加硫物性として氷上
摩擦力（−１．５℃及び−３℃）及び摩耗性能を評価し
た。結果は表Ｉに示す。
【００２８】試験方法 氷上摩擦力測定 各コンパウンドを加硫したシートを偏平円柱状の台ゴム
にはりつけ、インサイドドラム型氷上摩擦試験機にて氷
上摩擦係数を測定した。測定温度は−３．０℃と−１．
５℃、荷重５．５kg／cm3 、ドラム回転速度は２５km／
ｈ。
にはりつけ、インサイドドラム型氷上摩擦試験機にて氷
上摩擦係数を測定した。測定温度は−３．０℃と−１．
５℃、荷重５．５kg／cm3 、ドラム回転速度は２５km／
ｈ。
【００２９】摩耗性能測定 ランボーン摩耗試験機（岩本製作所（株）製）を使用し
て荷重５kg、スリップ率２５％、時間４分、室温の条件
で測定し摩耗減量から求められる耐摩耗性能を指数表示
した。
て荷重５kg、スリップ率２５％、時間４分、室温の条件
で測定し摩耗減量から求められる耐摩耗性能を指数表示
した。
【００３０】
【表１】
【００３１】比較例３〜７及び実施例５〜１２ 表IIに示す配合（重量部）に従って、１．７リットル密
閉式バンバリーミキサーを用いて、ゴム、カーボンブラ
ック等の配合剤を５分間混合した後、オープンロールに
て、加硫促進剤、硫黄、ナイロン微粒子、シラスバルー
ン、マイクロカプセル及び膨張黒鉛を配合した。
閉式バンバリーミキサーを用いて、ゴム、カーボンブラ
ック等の配合剤を５分間混合した後、オープンロールに
て、加硫促進剤、硫黄、ナイロン微粒子、シラスバルー
ン、マイクロカプセル及び膨張黒鉛を配合した。
【００３２】次に、この組成物を１５×１５×０．２cm
の金型中で１７５℃で１０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、加硫物性として氷上
摩擦力（−１．５℃及び−３℃）及び摩耗性能を前記試
験方法に従って評価した。結果は表IIに示す。表Ｉと表
IIに示される試験は同一時に行われたものではないた
め、試験コンディションの微妙なズレ、測定誤差等のた
め、同一サンプルを試験した場合においても両試験間で
結果の絶体値は必ずしも一致しない。特に氷上摩擦試験
機の氷を作成するのに用いられる水の誘電率のバラツキ
はゴム／氷間の摩擦係数に大きく影響し、各試験毎に基
準とテスト品の間の性能差に変化のあることがある。た
だし、サンプル間の性能順位は試験時によらず常に一定
である。
の金型中で１７５℃で１０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、加硫物性として氷上
摩擦力（−１．５℃及び−３℃）及び摩耗性能を前記試
験方法に従って評価した。結果は表IIに示す。表Ｉと表
IIに示される試験は同一時に行われたものではないた
め、試験コンディションの微妙なズレ、測定誤差等のた
め、同一サンプルを試験した場合においても両試験間で
結果の絶体値は必ずしも一致しない。特に氷上摩擦試験
機の氷を作成するのに用いられる水の誘電率のバラツキ
はゴム／氷間の摩擦係数に大きく影響し、各試験毎に基
準とテスト品の間の性能差に変化のあることがある。た
だし、サンプル間の性能順位は試験時によらず常に一定
である。
【００３３】
【表２】 表II脚注 *1 ：表Ｉの脚注参照*2 ：ナイロン微粒子：アラミン（東レ）*3 ：シラスバルーン：シラス社製*4 ：マイクロスフェア：Ｆ１００Ｄ（松本油脂、熱膨張
性マイクロカプセル）*5：ＧＧ５０Ｎ：GRAFGuard 160-
50N(UCAR Graphtech製、巴工業より市販、膨張黒鉛・平
均粒径３００μｍ、膨張開始温度１６０℃）*6 ：−３℃μ：氷上摩擦力（インサイドドラム型室内氷
上試験機）の性能指数、試験温度−３℃（比較的固くて
しまった氷状態を再現）*7 ：−１．５℃μ：氷上摩擦力（インサイドドラム型室
内氷上試験機）の性能指数、試験温度−１．５℃（比較
的融けやすく、ゴムが滑りやすい状態を再現）*8 ：摩耗：一連ランボーン摩耗試験による性能指数
性マイクロカプセル）*5：ＧＧ５０Ｎ：GRAFGuard 160-
50N(UCAR Graphtech製、巴工業より市販、膨張黒鉛・平
均粒径３００μｍ、膨張開始温度１６０℃）*6 ：−３℃μ：氷上摩擦力（インサイドドラム型室内氷
上試験機）の性能指数、試験温度−３℃（比較的固くて
しまった氷状態を再現）*7 ：−１．５℃μ：氷上摩擦力（インサイドドラム型室
内氷上試験機）の性能指数、試験温度−１．５℃（比較
的融けやすく、ゴムが滑りやすい状態を再現）*8 ：摩耗：一連ランボーン摩耗試験による性能指数
【００３４】
【発明の効果】以上の通り、本発明に従えば、ジエン系
ゴムに膨張黒鉛、及び場合によっては、熱膨張性気体封
入熱可塑性樹脂、を配合することによって、耐摩耗性と
のバランスを保ちながら加硫ゴムの氷上摩擦性能を高め
ることができる。
ゴムに膨張黒鉛、及び場合によっては、熱膨張性気体封
入熱可塑性樹脂、を配合することによって、耐摩耗性と
のバランスを保ちながら加硫ゴムの氷上摩擦性能を高め
ることができる。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１３年７月１９日（２００１．７．１
９）
９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】膨張黒鉛は炭素原子から形成されたシート
が層状に重なり、その層間に気化性層間物質を含む構造
をしており、例えば加熱によりその層間物質が気化膨張
し、黒鉛膨張体となる。膨張処理前は材質が硬いために
混合による品質低下が起りにくく、また一定温度にて不
可逆的に膨張するため、タイヤの加硫によってゴムマト
リックス内部に空間を伴う異物を容易に形成させること
ができる。このようなゴムを用いたタイヤのトレッド部
は摩耗時に表面凹凸が適度に形成され、氷とタイヤの接
触面上の水膜を効率よく除去することによって氷上摩擦
力の向上に動く。
が層状に重なり、その層間に気化性層間物質を含む構造
をしており、例えば加熱によりその層間物質が気化膨張
し、黒鉛膨張体となる。膨張処理前は材質が硬いために
混合による品質低下が起りにくく、また一定温度にて不
可逆的に膨張するため、タイヤの加硫によってゴムマト
リックス内部に空間を伴う異物を容易に形成させること
ができる。このようなゴムを用いたタイヤのトレッド部
は摩耗時に表面凹凸が適度に形成され、氷とタイヤの接
触面上の水膜を効率よく除去することによって氷上摩擦
力の向上に動く。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１７】膨張黒鉛は既に公知の材料であり、公知の
製法によって製造される。このような膨張黒鉛は一般に
層間化合物を含み、それが熱処理で揮発することによっ
て層間が開き、膨張する。従来は、通常３００℃以上で
の熱処理によって膨張する膨張黒鉛が知られていたが、
層間物質の改質や他の低沸点酸化合物の使用または併用
によって、膨張開始温度を３００℃以下に下げた膨張黒
鉛が製造、市販されている。本発明で対象となるジエン
系ゴムを主成分としたゴム組成物の加工温度は２００℃
以下であり、本発明では膨張開始温度が１９０℃以下の
膨張黒鉛を用いることによって所定の効果が発揮され
る。
製法によって製造される。このような膨張黒鉛は一般に
層間化合物を含み、それが熱処理で揮発することによっ
て層間が開き、膨張する。従来は、通常３００℃以上で
の熱処理によって膨張する膨張黒鉛が知られていたが、
層間物質の改質や他の低沸点酸化合物の使用または併用
によって、膨張開始温度を３００℃以下に下げた膨張黒
鉛が製造、市販されている。本発明で対象となるジエン
系ゴムを主成分としたゴム組成物の加工温度は２００℃
以下であり、本発明では膨張開始温度が１９０℃以下の
膨張黒鉛を用いることによって所定の効果が発揮され
る。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０８Ｋ 3/04 Ｃ０８Ｋ 3/04 3/36 3/36 9/00 9/00 // Ｂ２９Ｋ 7:00 Ｂ２９Ｋ 7:00 105:24 105:24 Ｂ２９Ｌ 30:00 Ｂ２９Ｌ 30:00
Claims (6)
- 【請求項１】 ジエン系ゴム１００重量部及び粒子サイ
ズ３０〜６００μｍの膨張黒鉛１〜３０重量部を含んで
なるタイヤ用ゴム組成物。 - 【請求項２】 ジエン系ゴム１００重量部に対し、熱に
よって膨張して気体封入熱可塑性樹脂となるマイクロカ
プセル１〜２０重量部を更に含む請求項１に記載のゴム
組成物。 - 【請求項３】 前記ジエン系ゴムのガラス転移温度が平
均値で−５５℃以下である請求項１又は２に記載のゴム
組成物。 - 【請求項４】 ゴム１００重量部に対し、窒素吸着比表
面積（Ｎ2 ＳＡ）が７０ｍ2 ／ｇ以上で、ジブチルフタ
レート（ＤＢＰ）吸油量が９５ml／１００ｇ以上である
カーボンブラック２０〜８０重量部並びに沈降又は乾式
シリカ０〜５０重量部を更に含む請求項１〜３のいずれ
か１項に記載のゴム組成物。 - 【請求項５】 ジエン系ゴム１００重量部、粒子サイズ
３０〜６００μｍの膨張黒鉛１〜３０重量部及び加硫系
を含んでなるゴム組成物を用いてタイヤを製造するに当
り、まず膨張黒鉛及び加硫系を除く他の成分をジエン系
ゴムと一緒に混練し、次にこれに膨張黒鉛及び加硫系を
加えて最高到達温度が膨張黒鉛の膨張開始温度未満とな
るような条件で混合及び同様な温度条件にてそれに続く
押出し加工を行い、そしてゴム混合物の押出物でグリー
ンタイヤを組み立て、次に膨張黒鉛の膨張開始温度以上
の温度でグリーンタイヤを加硫することを特徴とするタ
イヤの製造方法。 - 【請求項６】 請求項１〜４のいずれか１項に記載のゴ
ム組成物をタイヤのトレッドに用いた氷雪路走行用ラジ
アルタイヤ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001019089A JP3553890B2 (ja) | 2000-01-27 | 2001-01-26 | タイヤ用ゴム組成物及びそれを用いるタイヤの製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000-23349 | 2000-01-27 | ||
| JP2000023349 | 2000-01-27 | ||
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001279020A true JP2001279020A (ja) | 2001-10-10 |
| JP3553890B2 JP3553890B2 (ja) | 2004-08-11 |
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|---|---|---|---|
| JP2001019089A Expired - Fee Related JP3553890B2 (ja) | 2000-01-27 | 2001-01-26 | タイヤ用ゴム組成物及びそれを用いるタイヤの製造方法 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3553890B2 (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002055597A1 (fr) * | 2001-01-10 | 2002-07-18 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Composition de caoutchouc pour pneumatique |
| US6730710B2 (en) | 2001-12-14 | 2004-05-04 | The Yokohama Rubber Co, Ltd. | Rubber composition for tire and process of production thereof |
| US7414087B2 (en) | 2003-08-20 | 2008-08-19 | Sumitomo Rubber Industries, Ltd. | Rubber composition and pneumatic tire using the same |
| JP2008266498A (ja) * | 2007-04-23 | 2008-11-06 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | タイヤ用ゴム組成物 |
| JP2010500446A (ja) * | 2006-08-10 | 2010-01-07 | ダウ グローバル テクノロジーズ インコーポレイティド | 高膨張黒鉛を充填したポリマー |
| US7767734B2 (en) | 2006-05-17 | 2010-08-03 | Sumitomo Rubber Industries, Ltd. | Rubber composition for bead apex and tire using same |
| US7902265B2 (en) | 2007-10-17 | 2011-03-08 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Rubber composition for tire |
| JP2011184501A (ja) * | 2010-03-05 | 2011-09-22 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | タイヤトレッド用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ |
| JP2012012435A (ja) * | 2010-06-29 | 2012-01-19 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | 空気入りスタッドレスタイヤ用ゴム組成物 |
| JP2015137332A (ja) * | 2014-01-23 | 2015-07-30 | 横浜ゴム株式会社 | タイヤ用加硫ゴム組成物 |
| US9353248B2 (en) | 2011-04-08 | 2016-05-31 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Rubber composition for use in tire treads and pneumatic tire using the same |
| JP6302144B1 (ja) * | 2016-05-02 | 2018-03-28 | 横浜ゴム株式会社 | ゴム部材、タイヤおよびゴム部材の製造方法 |
-
2001
- 2001-01-26 JP JP2001019089A patent/JP3553890B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002055597A1 (fr) * | 2001-01-10 | 2002-07-18 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Composition de caoutchouc pour pneumatique |
| US6730710B2 (en) | 2001-12-14 | 2004-05-04 | The Yokohama Rubber Co, Ltd. | Rubber composition for tire and process of production thereof |
| US7414087B2 (en) | 2003-08-20 | 2008-08-19 | Sumitomo Rubber Industries, Ltd. | Rubber composition and pneumatic tire using the same |
| US7767734B2 (en) | 2006-05-17 | 2010-08-03 | Sumitomo Rubber Industries, Ltd. | Rubber composition for bead apex and tire using same |
| JP2010500446A (ja) * | 2006-08-10 | 2010-01-07 | ダウ グローバル テクノロジーズ インコーポレイティド | 高膨張黒鉛を充填したポリマー |
| JP2008266498A (ja) * | 2007-04-23 | 2008-11-06 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | タイヤ用ゴム組成物 |
| US7902265B2 (en) | 2007-10-17 | 2011-03-08 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Rubber composition for tire |
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| US9353248B2 (en) | 2011-04-08 | 2016-05-31 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Rubber composition for use in tire treads and pneumatic tire using the same |
| JP2015137332A (ja) * | 2014-01-23 | 2015-07-30 | 横浜ゴム株式会社 | タイヤ用加硫ゴム組成物 |
| JP6302144B1 (ja) * | 2016-05-02 | 2018-03-28 | 横浜ゴム株式会社 | ゴム部材、タイヤおよびゴム部材の製造方法 |
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