JP2002003647A - トレッド用ゴム組成物 - Google Patents

トレッド用ゴム組成物

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JP2002003647A
JP2002003647A JP2000183102A JP2000183102A JP2002003647A JP 2002003647 A JP2002003647 A JP 2002003647A JP 2000183102 A JP2000183102 A JP 2000183102A JP 2000183102 A JP2000183102 A JP 2000183102A JP 2002003647 A JP2002003647 A JP 2002003647A
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JP
Japan
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weight
rubber
rubber composition
parts
grip performance
Prior art date
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Pending
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JP2000183102A
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English (en)
Inventor
Yasuhisa Minagawa
康久 皆川
Kazuyuki Nishioka
和幸 西岡
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Sumitomo Rubber Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Rubber Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐摩耗性を維持しながら、アイスグリップ性
能を大きく改善することができるトレッド用ゴム組成物
を提供する。 【解決手段】 ジエン系ゴム100重量部に対し、ポリ
アクリル酸粉末を5〜40重量部含むことを特徴とする
トレッド用ゴム組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、トレッド用ゴム組
成物に関し、とくに、耐摩耗性を維持しながらアイスグ
リップ性能の良好なトレッド用ゴム組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、自動車タイヤは種々の性能が要求
されているが、とくに寒冷地用空気入りタイヤとして、
耐摩耗性を維持しながらアイスグリップ性能を向上させ
たタイヤが望まれている。従来、アイスグリップ性能を
向上させるために、各種微粒子をゴム組成物に配合させ
ることが検討されてきた。
【0003】たとえば、ポリビニルアルコールなどの水
溶性ポリマーを配合させ、氷上路面の水膜を除去してア
イスグリップ性能を改善する方法がある。しかしなが
ら、ポリビニルアルコールなどの水溶性ポリマーを配合
しても、保水性に乏しく、また、水溶性高分子は容易に
水に溶け出してしまうため、アイスグリップ性能、耐摩
耗性の改良効果は小さい。
【0004】また、この問題を解決するために、水溶性
ポリマーの代わりにポリアクリル酸ナトリウムなどの保
水性ポリマーを配合させる方法がある。この方法では、
保水性ポリマーによる水膜の除去、路面の引っかきによ
って、アイスグリップを改良することができる。しかし
ながら、その効果も充分ではなく、保水性ポリマーの配
合量を増やしてさらにアイスグリップ性能の向上を図ろ
うとすると、耐摩耗性が低下してしまう。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、耐摩耗性を
維持しながらアイスグリップ性能の良好なトレッド用ゴ
ム組成物を提供することを目的とする。
【0006】
【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、ポリアクリル酸粉末を5〜40重
量部含むことを特徴とするトレッド用ゴム組成物に関す
る。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明のゴム組成物は、ジエン系
ゴムに水溶性ポリマーとしてポリアクリル酸粉末を配合
することにより、路面とゴムの間に存在する水を強力に
吸収し、除去することにより、アイスグリップ性能を改
善することができる。
【0008】本発明に使用されるジエン系ゴムとして
は、たとえば、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエン
ゴム(BR)、イソプレンゴムなどがあり、これらの混
合物なども使用することができる。
【0009】ジエン系ゴムとしては、たとえば、ガラス
転移温度(Tg)が−120〜10℃のジエン系ゴムが
好ましい。Tgが高すぎるジエン系ゴムでは、硬くな
り、グリップ性能が出ないばかりか、耐摩耗性もわるく
なる傾向があり、低すぎるジエン系ゴムでは、ヒステリ
シス・ロスによる摩擦力が期待できない傾向がある。
【0010】最終的にトレッドゴムとなったときに、た
とえば、硬度Hs(20℃)が35〜65のジエン系ゴ
ムが好ましい。硬度が低すぎるジエン系ゴムでは耐摩耗
性がわるくなる傾向があり、高すぎるジエン系ゴムでは
グリップ性能が出ない傾向がある。
【0011】ポリアクリル酸粉末としては、平均分子量
2000〜1500000、より好ましくは4000〜
1200000のポリアクリル酸の粉末を用いることが
好ましい。ポリアクリル酸の分子量が2000未満では
耐摩耗性がわるくなる傾向があり、1500000をこ
えるとグリップ性能の改善効果が少なくなるという傾向
がある。
【0012】ポリアクリル酸粉末の平均粒径としては、
1000μm以下であることが好ましく、より好ましく
は500μm以下である。粉末の平均粒径が1000μ
mをこえると耐摩耗性がわるくなる傾向がある。
【0013】ポリアクリル酸粉末の配合量は、前記ジエ
ン系ゴム100重量部に対し、好ましくは5〜40重量
部、より好ましくは5〜30重量部、さらに好ましくは
5〜25重量部である。ポリアクリル酸粉末の配合量が
5重量部未満ではグリップ性能の改善効果が少ない傾向
があり、40重量部をこえると耐摩耗性がわるくなる傾
向がある。
【0014】本発明のゴム組成物は、さらに、充填剤と
して白色充填剤を配合することができる。白色充填剤と
しては、たとえば、シリカ、クレー、アルミナ、タル
ク、炭酸カルシウム、ゼオライトまたは酸化チタンなど
があげられ、これらは単独で、または2種以上混合して
用いることができる。とくに好ましい白色充填剤として
は、シリカ、クレー、水酸化アルミニウム、アルミナ、
ゼオライトがあげられる。
【0015】白色充填剤の配合量としては、ジエン系ゴ
ム100重量部に対して5〜50重量部が好ましく、よ
り好ましくは10〜40重量部である。白色充填剤の配
合量が5重量部未満ではグリップ性能が低い傾向があ
り、50重量部をこえると耐摩耗性がわるくなる傾向が
ある。
【0016】また、白色充填剤を使用する場合、充填剤
とジエン系ゴムの結合を高め、耐摩耗性を向上させるた
めに、カップリング剤を用いてもよい。
【0017】本発明のゴム組成物に使用されるカップリ
ング剤としては、シランカップリング剤が好適に用いら
れる。具体的には、たとえば、ビス(3−トリエトキシ
シリルプロピル)テトラスルフィド、ビス(2−トリエ
トキシシリルエチル)テトラスルフィド、ビス(3−ト
リメトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス
(2−トリメトキシシリルエチル)テトラスルフィド、
3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メル
カプトプロピルトリエトキシシラン、2−メルカプトエ
チルトリメトキシシラン、2−メルカプトエチルトリエ
トキシシラン、3−ニトロプロピルトリメトキシシラ
ン、3−ニトロプロピルトリエトキシシラン、3−クロ
ロプロピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルト
リエトキシシラン、2−クロロエチルトリメトキシシラ
ン、2−クロロエチルトリエトキシシラン、3−トリメ
トキシシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモ
イルテトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピ
ル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィ
ド、2−トリエトキシシリルエチル−N,N−ジメチル
チオカルバモイルテトラスルフィド、3−トリメトキシ
シリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、3
−トリエトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラ
スルフィド、3−トリメトキシシリルプロピルメタクリ
レートモノスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピ
ルメタクリレートモノスルフィドなどがあげられ、カッ
プリング剤添加効果とコストの両立からビス(3−トリ
エトキシシリルプロピル)テトラスルフィドなどが好ま
しい。
【0018】シランカップリング剤の配合量は前記白色
充填剤に対して5〜20重量%が好ましい。シランカッ
プリング剤の配合量が5重量%未満では耐摩耗性がわる
くなる傾向があり、20重量%をこえるとグリップ性能
がわるくなる傾向がある。
【0019】本発明のゴム組成物は、前記白色充填剤以
外にも、充填剤としてカーボンブラックなどを配合する
ことができる。本発明に使用できるカーボンブラックの
例としては、HAF、ISAF、SAFなどがあげられ
るが、とくに限定されるものではない。
【0020】カーボンブラックの配合量としては、前記
ジエン系ゴム100重量部に対して、5〜100重量部
であることが好ましい。カーボンブラックの配合量が5
重量部未満では耐摩耗性がわるくなる傾向があり、10
0重量部をこえるとグリップ性能が低下する傾向があ
る。
【0021】本発明のゴム組成物は、さらに、パラフィ
ン系オイル、ナフテン系オイル、芳香族系オイルなどの
ミネラルオイルを配合することができる。ミネラルオイ
ルの配合量としては、前記ジエン系ゴム100重量部に
対して5〜100重量部であることが好ましい。ミネラ
ルオイルの配合量が5重量部未満ではグリップ性能がわ
るくなる傾向があり、100重量部をこえると耐摩耗性
がわるくなる傾向がある。
【0022】本発明のゴム組成物は、前記配合剤の他
に、トレッド用ゴム組成物の製造に一般に使用される成
分、添加剤を必要に応じて通常使用される量、配合・添
加してもよい。前記成分、添加剤の具体例としては、た
とえば、加硫剤(硫黄、塩化硫黄化合物、有機硫黄化合
物など)、加硫促進剤(グアニジン系、アルデヒド−ア
ミン系、アルデヒド−アンモニア系、チアゾール系、ス
ルフェンアミド系、チオ尿素系、チウラム系、ジチオカ
ルバメート系、ザンデート系の化合物など)、架橋剤
(有機パーオキサイド化合物、アゾ化合物などのラジカ
ル発生剤、オキシム化合物、ニトロソ化合物、ポリアミ
ン化合物など)、補強剤(ハイインパクトポリスチレン
樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂など)、酸化
防止剤ないし老化防止剤(ジフェニルアミン系、p−フ
ェニレンジアミン系などのアミン誘導体、キノリン誘導
体、ハイドロキノン誘導体、モノフェノール類、ジフェ
ノール類、チオビスフェノール類、ヒンダードフェノー
ル類、亜リン酸エステル類など)、ワックス、ステアリ
ン酸、酸化亜鉛、軟化剤、充填剤、可塑剤などがあげら
れる。
【0023】本発明のゴム組成物は、タイヤ用ゴム組成
物として有用である。
【0024】
【実施例】以下に、実施例に基づいて本発明を詳細に説
明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではな
い。
【0025】以下に、実施例および比較例で使用した薬
品をまとめて示す。 天然ゴム:RSS♯3 BR:宇部興産(株)製のBR150B カーボンブラック;三菱化成(株)製のダイヤラックI シリカ:デグッサ製のウルトラジルVN3 シランカップリング剤:デグッサ製のSi69 ミネラルオイル:出光興産(株)製のPW−380 ポリアクリル酸粉末1:和光純薬(株)製のポリアクリ
ル酸5000 ポリアクリル酸粉末2:和光純薬(株)製のポリアクリ
ル酸25000 ポリアクリル酸ナトリウム:キシダ化学製(分子量範
囲:22000〜66000) ポリビニルアルコール1:キシダ化学製のポリビニルア
ルコール500(重合度:約500、けん化度:86.
5〜89モル%) ポリビニルアルコール2:キシダ化学製のポリビニルア
ルコール1400(重合度:約1400、けん化度:9
9モル%) 老化防止剤:大内新興化学工業(株)製のノクラック6
C(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) ステアリン酸:日本油脂(株)製 酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の酸化亜鉛2種 硫黄:鶴見化学(株)製の粉末硫黄 加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製のノクセラーC
Z(N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフ
ェンアミド)
【0026】以下に実施した試験の方法をまとめて示
す。 (ランボーン摩耗試験)ランボーン摩耗試験機を使用し
て摩耗試験を行なった。その際、測定条件は、測定温度
40℃、負荷荷重1.0kgf、スリップ率40%、落
差量20g/分、測定時間4分間とした。
【0027】各配合の重量変化より容積損失を計算し、
比較例1の容積損失(指数)を100(基準)とし、下
記計算式で各配合の容積損失量を指数表示した(ランボ
ーン摩耗指数)。指数が大きいものほど耐摩耗性に優れ
る。 (ランボーン摩耗指数)=(比較例1の容積損失量)÷
(各配合の容積損失量)×100
【0028】(氷上摩擦試験)厚さ2mmのゴムシート
の表面をバフし、試料を作成した。このゴムシートのバ
フした面が氷と接するように下向きにおき、その上に垂
直抗力が5kgf/cm2となるように重りを乗せ、こ
れを速度800mm/分である地点まで押し、そこから
自由に滑らせ、前記ある地点から試料が停止した地点ま
での距離(制動距離)を測定した。
【0029】比較例1の制動距離(指数)を100(基
準)とし、各配合の制動距離を下記計算式で指数化した
(スキッド指数)。スキッド指数が大きいものほど、ア
イスグリップ性能に優れる。 (スキッド指数)=(比較例1の制動距離)÷(各配合
の制動距離)×100 なお、測定時の氷の温度は−2℃であった。
【0030】実施例1〜5および比較例1〜5 表1に示す配合で、まず、硫黄、加硫促進剤以外の配合
を1.7Lバンバリーミキサーで混練りし、そののち、
硫黄、加硫促進剤を加えてロールで混練りし、ゴムシー
トを作った。このゴムシートを170℃で15分の条件
で加硫し、前述の試験を行なった。
【0031】結果を表1に示す。
【0032】
【表1】
【0033】ポリアクリル酸粉末を、5〜40重量部入
れると、耐磨耗性を落とさずに、アイスグリップ性能が
大きく向上することがわかった(実施例1〜5)。ポリ
ビニルアルコールやポリアクリル酸ナトリウムでも若干
アイスグリップ性能が改善されるが、その改善しろはポ
リアクリル酸粉末の場合に比べるとはるかに小さい(比
較例2〜5)。
【0034】
【発明の効果】本発明のゴム組成物によれば、タイヤの
耐摩耗性を維持しながら、アイスグリップ性能を大きく
改善することができる。

Claims (1)

    【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、ポリ
    アクリル酸粉末を5〜40重量部含むことを特徴とする
    トレッド用ゴム組成物。
JP2000183102A 2000-06-19 2000-06-19 トレッド用ゴム組成物 Pending JP2002003647A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006510504A (ja) * 2002-12-19 2006-03-30 ピレリ・プネウマティチ・ソチエタ・ペル・アツィオーニ 車輪用タイヤの生産方法
EP1900548A1 (en) * 2006-09-08 2008-03-19 The Goodyear Tire & Rubber Company Carbon black-rich rubber composition containing particulate hydrophylic water absorbing polymer and tire with tread thereof

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