JP2001302847A - スタッドレスタイヤ用のゴム組成物 - Google Patents

スタッドレスタイヤ用のゴム組成物

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JP2001302847A
JP2001302847A JP2000122092A JP2000122092A JP2001302847A JP 2001302847 A JP2001302847 A JP 2001302847A JP 2000122092 A JP2000122092 A JP 2000122092A JP 2000122092 A JP2000122092 A JP 2000122092A JP 2001302847 A JP2001302847 A JP 2001302847A
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weight
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rubber composition
resin
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Hirotaka Sarashi
裕貴 晒
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Ohtsu Tire and Rubber Co Ltd
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Ohtsu Tire and Rubber Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐摩耗性を高いレベルに維持しながら氷結路
面および積雪路面でのグリップ性を一層向上したスタッ
ドレスタイヤ用のゴム組成物を提供する。 【解決手段】 ジエン系ゴム100重量部に対して、樹
脂パウダー1〜10重量部と、ポリノルボルネンエラス
トマー2〜20重量部と、テルペン系樹脂3〜20重量
部を配合したことを特徴とするスタッドレスタイヤ用の
ゴム組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、氷結路面および積
雪路面の走行に適したスタッドレスタイヤのトレッド部
に用いられるタイヤ用ゴム組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、氷結路面および積雪路面を走行す
る車両には、金属のスタッドを多数トレッドゴムに埋設
した、いわゆるスパイクタイヤが使用されていた。しか
し、スパイクタイヤは一般舗装路面を走行する場合、硬
いスパイクが路面を損傷するとともに、路面から削り取
られた粉塵によって公害を招来していた。したがって、
スタッドをトレッド部に埋設しないタイヤで氷結路面、
積雪路面の走行が可能なスタッドレスタイヤの開発が望
まれていた。
【0003】スタッドレスタイヤとして、従来、トレッ
ドゴムに発泡体ゴムを使用することによりトレッドゴム
表面に凹凸を形成し、路面との摩擦を大きくする技術
(特開昭63−89547号公報)が提案されている。
しかし、発泡体ゴムは耐摩耗性に劣り実用性に乏しい。
【0004】また、トレッドゴムにクルミの殻あるいは
アルミナ等の粒体を配合し、トレッド表面から該粒体を
突出させることにより、路面のグリップ性を高める技術
(特開昭60−13956号公報)が提案されている。
しかし係る技術では、クルミの殻等の粒体がタイヤ走行
時トレッド部表面から前記粒体が容易に脱離し、氷結路
面等におけるグリップ性とさらに耐摩耗性に劣るという
問題があった。
【0005】また、トレッドゴム組成物を溶液重合スチ
レン−ブタジエンゴムを主体とするゴム成分に平均粒径
が5〜300μmの不溶性ゼラチンを配合し、親水性ゼ
ラチン粒子によってグリップ性を高める技術(特開平8
−104779)が提案されている。しかし、ゼラチン
は親水性であるため、ゴムとの親和力が弱く、タイヤ走
行時トレッドゴム表面からゼラチン粒子が脱離しやす
く、耐摩耗性に劣る。
【0006】以上のごとく、従来技術では、氷雪路での
グリップ性と耐摩耗性を同時に満足できるスタッドレス
タイヤは未だ提案されていない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は耐摩耗性を高
いレベルに維持しながら、氷結路面および積雪路面での
グリップ性を一層向上したスタッドレスタイヤ用のゴム
組成物を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、ジエン系ゴム
100重量部に対して、樹脂パウダー1〜10重量部
と、ポリノルボルネンエラストマー2〜20重量部と、
テルペン系樹脂3〜20重量部を配合することを特徴と
するスタッドレスタイヤ用のゴム組成物である。。
【0009】そして本発明のゴム組成物は、望ましく
は、ジエン系ゴム100重量部に対して、カーボンブラ
ックを10〜100重量部と、シリカを5〜50重量部
配合している。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明に使用されるジエン系ゴム
としては、特に制限はないが、たとえば、天然ゴム(N
R)、ポリイソプレンゴム(IR)、乳化重合スチレン
−ブタジエン共重合ゴム(SBR)、溶液重合スチレン
−ブタジエン共重合ゴム(SBR:結合スチレン量5〜
40重量%、ブタジエン単位の1,2結合量10〜60
%)、高トランススチレン−ブタジエン共重合ゴム(ブ
タジエン単位のトランス含量70〜90%)、低シスポ
リブタジエンゴム(BR)、高シスポリブタジエンゴム
(BR)、高トランスポリブタジエンゴム(ブタジエン
単位のトランス含量70〜90%)、スチレン−イソプ
レン共重合ゴム(SIR)、ブタジエン−イソプレン共
重合ゴム、溶液重合スチレン−ブタジエン−イソプレン
共重合ゴム(SIBR)、乳化重合スチレン−ブタジエ
ン−イソプレン共重合ゴム(SIBR)、乳化重合スチ
レン−アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、アク
リロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、高ビニルSBR
−低ビニルSBRブロック共重合ゴム、ポリスチレン−
ポリブタジエン−ポリスチレンブロック共重合体などが
使用できる。
【0011】そして、ゴム組成物の要求特性に応じて、
これらのゴム成分の2種類以上を所定の混合割合で使用
することもできる。
【0012】次に本発明で使用される樹脂パウダーは、
熱可塑性樹脂および/または熱硬化性樹脂の微粉砕品で
粒子径20メッシュ以下のものである。好ましくは5〜
15メッシュの範囲である。樹脂パウダーはジエン系ゴ
ム100重量部に対して1〜10重量部配合される。樹
脂パウダーは、ゴム組成物中に均一に分散し、トレッド
表面に露出した樹脂パウダーは氷上面を引っかく効果を
有し、また樹脂パウダーがトレッドゴム表面から脱落し
た後にトレッド表面に微小な細孔が形成され、氷表面と
トレッド表面間の水膜を除去し、氷上でのグリップ性を
一層向上することができる。樹脂パウダーの粒子径が2
0メッシュを超えるとトレッド表面の樹脂パウダーの粒
子が脱離しやすく、また耐摩耗性が低下する傾向にあ
る。また樹脂パウダーの配合量が1重量部未満の場合
は、グリップ性向上の効果は期待できず、一方、10重
量部を超えると樹脂パウダーがトレッド表面から離脱す
るのが激しくなり、耐摩耗性が低下する。
【0013】ここで樹脂パウダーに用いられる樹脂は、
ナイロン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、
ポリプロピレン樹脂、メタクリル樹脂、ABS樹脂、ポ
リ塩化ビニル樹脂等の熱可塑性樹脂の他、エポキシ樹
脂、ポリウレタン樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メ
ラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂
がある。特に好ましくはナイロン樹脂である。
【0014】次に、本発明のゴム組成物に用いられるポ
リノルボルネンエラストマーは、ノルボルネンの開環重
合によって得ることができる重合体で分子量が200万
以上、好ましくは300万以上である。そして分子鎖に
は、トランス含量が50〜80%、好ましくは60〜8
5%のもので、ガラス転移温度(Tg)が0〜50℃、
好ましくは20〜40℃である。
【0015】このようなポリノルボルネンエラストマー
は、日本ゼオン(株)から商品名ノーソレックスとして
販売されている。そしてポリノルボルネンエラストマー
は油展品として配合されることが好ましい。ここで油展
の量は、ポリノルボルネンエラストマー100重量部に
対して100〜500重量部の範囲である。
【0016】ポリノルボルネンエラストマーをゴム組成
物に配合することにより、低温においてもゴム組成物に
柔軟性を付与し、ヒステリシスロスを大きく、かつ動的
弾性率(E′)を小さくする特性がある。
【0017】この特性によりゴム組成物のヒステリシス
摩擦力と凝着(粘着)摩擦力を高め、氷結路面、積雪路
面でのグリップ性を向上することができる。またトレッ
ドに用いられるジエン系ゴム成分との親和性も高いた
め、ポリノルボルネンエラストマーの配合による耐摩耗
性を損なうこともない。
【0018】ポリノルボルネンエラストマーの配合量は
ジエン系ゴム100重量部に対して2〜20重量部、好
ましくは4〜15重量部である。2重量部より少ないと
摩擦力を高める効果は少なく、一方20重量部を超える
と、ゴム組成物の基本特性である引張強度、伸び率等が
低下する。
【0019】本発明のゴム組成物に用いられるテルペン
系樹脂とは、テルペン単量体の重合体、またはこの重合
体に第2成分を含むポリマーであり、一般式(1)で基
本構造が示されるテルペン樹脂の他、スチレン系テルペ
ン樹脂、フェノール系テルペン樹脂、、さらにこれらの
樹脂を水素化した水添テルペン樹脂がある。このような
樹脂を商品名で示すとフェノール系テルペン樹脂として
住友化学工業(株)のタッキロール101、タッキロー
ル160、タッキロールEP20、タッキロールEP3
0、住友デュレズ(株)のスミライトレジンPR199
00、三菱瓦斯化学(株)のニカノールHP70等があ
る。
【0020】
【化1】
【0021】式中mは整数を示す。テルペン系樹脂はゴ
ム組成物に適度の柔軟性と粘着性を付与し、氷結路面で
のバランスのとれたグリップ性と耐摩耗性を得ることを
可能とする。そして、テルペン系樹脂のジエン系ゴム1
00重量部に対して3〜20重量部配合される。3重量
部未満では、グリップ性は十分ではなく、一方20重量
部を超えると耐摩耗性が低下する。好ましくは5〜15
重量部の範囲である。
【0022】さらに、本発明のゴム組成物には、補強剤
としてカーボンブラックを配合することが望ましい。カ
ーボンブラックとしては窒素吸着比表面積(N2SA)
が60〜250m2/g、DBP吸油量が70〜150
ml/100gの特性のものが好ましい。窒素吸着比表
面積が60m2/g未満、DBP吸油量が70ml/1
00g未満では耐摩耗性が劣り、窒素吸着比表面積が2
50m2/gを超えるとカーボンブラックのゴム組成物
での分散が悪くなる。またDBP吸油量が150ml/
100gを超えると粘度が上昇して、加工性が悪くなる
傾向にある。
【0023】カーボンブラックの配合量は、ジエン系ゴ
ム100重量部に対して10〜100重量部の範囲で配
合される。10重量部未満の場合、補強効果が重量部で
はなく、一方100重量部を超えるとゴム組成物の加工
性が悪くなり、さらに、ゴム硬度が高くなりすぎるので
好ましくない。
【0024】次に本発明では、シリカはタイヤ用に用い
られる一般的な特性のものが使用できるが、たとえば、
乾式法ホワイトカーボン、、湿式法ホワイトカーボン、
コロイダルシリカ、あるいは、沈降シリカがあるが、特
に含水ケイ酸を主成分とする湿式法ホワイトカーボンが
好ましい。シリカの窒素吸着比表面積は、補強性、加工
性および耐摩耗性の観点から120〜200m2/gの
範囲が好ましい。またシリカはジエン系ゴム成分100
重量部に対して、5〜50重量部配合される。5重量部
未満の場合、補強性に劣り、50重量部を超えると耐摩
耗性が低下する傾向にある。
【0025】なお、シリカを配合する場合、補強効果を
高めるためシランカップリング剤を適宜配合することが
できる。
【0026】本発明に係るゴム組成物には、前記した必
須成分に加えて、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、可塑性
剤、軟化剤などのタイヤ用に用いられる配合剤が使用で
きる。
【0027】
【実施例】表1に示す基本配合で、表2に示す配合剤の
量を変更して、ゴム組成物を調整した。得られたゴム組
成物の氷上グリップ性と耐摩耗性を評価し、その結果を
表2に示している。なお、性能評価方法は次のとおりで
ある。
【0028】
【表1】
【0029】(1) 氷上グリップ性能 温度−10℃の氷面上のスキッド抵抗を、Rubber Chemi
stry and Technology38巻840頁(1965年)に
記載する方法に準じて測定した。比較例1の値を100
として指数表示をした。数字が大きいほど優れているこ
とを示す。
【0030】(2) 耐摩耗性 ASTMD2228に準拠して測定し、比較例1の値を
100として指数表示をした。値が大きいほど優れてい
ることを示す。
【0031】
【表2】
【0032】表2において比較例2、比較例3にナイロ
ンパウダーおよび油展ポリノルボルネンを単独に用いる
ことにより、氷上グリップ性能は若干改善されるが十分
ではない。実施例1、2、3はナイロンパウダー、油展
ポリノルボルネンエラストマーおよびテルペン系樹脂を
配合しており、その結果、氷上グリップ性能および耐摩
耗性が大幅に改善していることがわかる。
【0033】今回開示された実施の形態および実施例は
すべての点で例示であって制限的なものではないと考え
られるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではな
くて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と
均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれるこ
とが意図される。
【0034】
【発明の効果】上述のごとく、本発明はゴム組成物に樹
脂パウダー、ポリノルボルネンエラストマーおよびテル
ペン系樹脂を所定量配合することにより、氷結路面にお
けるグリップ性と耐摩耗性を同時に改善することができ
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) C08L 77:00 C08L 77:00 65:00 65:00 45:00) 45:00)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ジエン系ゴム100重量部に対して、樹
    脂パウダー1〜10重量部と、ポリノルボルネンエラス
    トマー2〜20重量部と、テルペン系樹脂3〜20重量
    部を配合したことを特徴とするスタッドレスタイヤ用の
    ゴム組成物。
  2. 【請求項2】 ジエン系ゴム100重量部に対して、カ
    ーボンブラックを10〜100重量部と、シリカを5〜
    50重量部配合していることを特徴とする請求項1記載
    のスタッドレスタイヤ用のゴム組成物。
  3. 【請求項3】 樹脂パウダーはナイロンパウダーである
    ことを特徴とする請求項1記載のスタッドレスタイヤ用
    のゴム組成物。
  4. 【請求項4】 樹脂パウダーの粒子径は20メッシュ以
    下である請求項1記載のスタッドレスタイヤ用のゴム組
    成物。
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