JP2003327745A - Rubber composition and pneumatic tire using the same - Google Patents

Rubber composition and pneumatic tire using the same

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JP2003327745A
JP2003327745A JP2002140470A JP2002140470A JP2003327745A JP 2003327745 A JP2003327745 A JP 2003327745A JP 2002140470 A JP2002140470 A JP 2002140470A JP 2002140470 A JP2002140470 A JP 2002140470A JP 2003327745 A JP2003327745 A JP 2003327745A
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rubber
rubber composition
ice
water
road surface
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Yoichi Yamaguchi
洋一 山口
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Yokohama Rubber Co Ltd
Original Assignee
Yokohama Rubber Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rubber composition which substantially does not allow snow and ice to adhere to the surface of a tire tread on an actual frozen road surface, and thus further improves the frictional force on ice by increasing the direct contact area between the tread surface and the frozen road surface. <P>SOLUTION: The rubber composition is obtained by incorporating 3-20 pts.wt. capsuled particles containing a water-repellent substance into a rubber matrix comprising at least one rubber component selected from a natural rubber and a diene rubber. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ゴム組成物、特に
タイヤトレッド用に好適なゴム組成物に関し、更に詳細
には、タイヤトレッド面と凍結路面の直接接触面積を増
加させることにより、摩擦力を向上させたタイヤトレッ
ド用ゴム組成物を用いた空気入りタイヤに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rubber composition, particularly a rubber composition suitable for a tire tread, and more specifically, by increasing a direct contact area between a tire tread surface and a frozen road surface, a frictional force is increased. The present invention relates to a pneumatic tire using a rubber composition for a tire tread having improved tire.

【0002】[0002]

【従来の技術】ゴムに硬質異物、発泡剤、中空粒子等を
配合し、表面にミクロな凹凸を形成させることによっ
て、氷の表面に発生する水膜を除去し、氷上摩擦を向上
させる手法が従来から数多く検討されている。また、特
開平9−241427号公報には、タイヤトレッド表面
に析出し易いシリコーン系高分子の微粒子をゴムに配合
し、その析出シリコーン系高分子の有する撥水性を利用
して、凍結路面でのタイヤトレッド面と路面との間に存
在する水膜を除去して路面との粘着摩擦力を向上させる
技術も報告されている。
2. Description of the Related Art A method of improving friction on ice by removing a water film generated on the surface of ice by mixing rubber with a hard foreign substance, a foaming agent, hollow particles, etc. and forming microscopic unevenness on the surface is known. It has been studied a lot in the past. Further, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-241427, fine particles of a silicone-based polymer that are easily deposited on the tire tread surface are compounded in rubber, and the water repellency of the deposited silicone-based polymer is utilized to make it possible to use on a frozen road surface. A technique has also been reported in which a water film existing between the tire tread surface and the road surface is removed to improve the adhesive frictional force with the road surface.

【0003】これら配合手法による効果は、一般に、ゴ
ムと氷との摩擦力によって確認されるが、実際には、雪
氷路を走行中のタイヤは、多くの場合トレッド面に雪や
氷が付着した状況にあるため、特に積雪路から凍結路に
進入した場合には、その付着した雪や氷がトレッド面と
凍結路面との直接接触を妨げ、上記配合剤による氷上摩
擦力改善効果を大きく阻害してしまうという結果にな
る。
The effect of these blending techniques is generally confirmed by the frictional force between rubber and ice, but in practice, tires running on snow and ice roads often have snow or ice on the tread surface. Because of the situation, especially when entering a frozen road from a snowy road, the snow or ice adhering to it interferes with the direct contact between the tread surface and the frozen road surface, and greatly inhibits the effect of improving the frictional force on ice by the above compounding agent. Will result in

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明で
は、実際の凍結路面上においてタイヤトレッド面に雪や
氷が実質的に付着することが無く、もって、当該トレッ
ド面と凍結路面との直接接触面積を増大させることによ
って氷上摩擦力を一層向上させたゴム組成物を提供する
ことを目的とする。
Therefore, according to the present invention, snow or ice does not substantially adhere to the tire tread surface on an actual frozen road surface, and thus the direct contact between the tread surface and the frozen road surface occurs. An object of the present invention is to provide a rubber composition in which the frictional force on ice is further improved by increasing the area.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、天然ゴ
ムおよびジエン系ゴムから選ばれた少なくとも一種から
なるゴム成分を含むゴムマトリクスに、撥水性物質を内
包するカプセル粒子を3〜20重量部配合してなるゴム
組成物が提供される。
According to the present invention, 3 to 20 parts by weight of capsule particles containing a water-repellent substance in a rubber matrix containing a rubber component consisting of at least one selected from natural rubber and diene rubber. There is provided a rubber composition which is compounded in parts.

【0006】また、本発明によれば、前記撥水性物質が
シリコーンオイルであるゴム組成物が提供される。
Further, according to the present invention, there is provided a rubber composition in which the water repellent substance is silicone oil.

【0007】更に、本発明によれば、少なくともタイヤ
トレッドが前記ゴム組成物で構成されてなる空気入りタ
イヤが提供される。
Further, according to the present invention, there is provided a pneumatic tire having at least a tire tread made of the above rubber composition.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】本発明では、撥水性物質を内包す
るカプセル状粒子をゴムに配合することによって、凍結
路面と接するタイヤトレッド面における、撥水性物質を
内包するカプセルの破壊に伴うミクロな凹凸面の形成に
よる氷上摩擦力の向上と水膜の除去による凍結路面との
グリップ力の向上、並びにその破壊により放出された撥
水性物質のタイヤトレッド面における撥水性膜の形成に
伴う雪氷の付着防止とこれによる更なる水膜の除去によ
る直接接触面積の増大によって、一層大きなトレッド面
と凍結路面との摩擦力の向上が図れることを見出したも
のである。また、前記撥水性物質をそのままの状態でゴ
ムと混合するときは、当該撥水性物質の存在により混合
機中でのスリップ等加工性の大巾な悪化となり、また、
ゴム配合物中における撥水性物質のマイグレーション等
の問題も発生するので、本発明では、これをカプセル中
に内包することによりかかる問題の解決を図ったもので
ある。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present invention, by incorporating capsule-shaped particles encapsulating a water-repellent substance into rubber, a microscopic structure that accompanies the destruction of the capsule encapsulating the water-repellent substance on the tire tread surface in contact with a frozen road surface. Improvement of frictional force on ice by formation of uneven surface, improvement of grip on frozen road surface by removal of water film, and adhesion of snow and ice due to formation of water-repellent film on tire tread surface of water-repellent substance released by its destruction It has been found that the frictional force between the tread surface and the frozen road surface can be further improved by preventing and further increasing the direct contact area by removing the water film. Further, when the water-repellent substance is mixed with rubber as it is, the presence of the water-repellent substance causes a significant deterioration in workability such as slip in a mixer, and
Since a problem such as migration of the water-repellent substance in the rubber compound also occurs, the present invention intends to solve the problem by encapsulating the compound in a capsule.

【0009】本発明のゴム組成物は、上記特性を有する
ため、特に、空気入りタイヤのタイヤトレッド部材に使
用すると有用である。また、前記カプセルに内包する撥
水性物質としては、撥水性能が高く、かつ性能も安定し
ているため、特にシリコーンオイルを用いることが好ま
しい。
Since the rubber composition of the present invention has the above-mentioned characteristics, it is particularly useful when used for a tire tread member of a pneumatic tire. Further, as the water-repellent substance to be encapsulated in the capsule, silicone oil is particularly preferably used because it has high water-repellent performance and stable performance.

【0010】本発明のゴム組成物に配合される撥水性物
質を内包するカプセル状粒子は、例えば、松本油脂製薬
(株)から市販されている商品名「SIL」(シリコー
ンオイル内包カプセル)等として入手可能であり、ま
た、適宜、公知のカプセル化剤として有用な熱可塑性樹
脂材料に撥水性物質を公知方法で内包することによって
得ることができる。当該カプセル状粒子としては、μm
オーダーのもの、特に、10〜50μmのものが有効に
使用される。
The capsule-shaped particles containing the water-repellent substance incorporated in the rubber composition of the present invention are commercially available from Matsumoto Yushi-Seiyaku Co., Ltd. under the trade name "SIL" (silicone oil-encapsulating capsule) and the like. It can be obtained by appropriately encapsulating a water-repellent substance in a known method using a thermoplastic resin material useful as a known encapsulating agent. As the capsule-shaped particles, μm
Those of the order, especially those of 10 to 50 μm are effectively used.

【0011】前記カプセルに内包される撥水性物質とし
ては、例えば、シリコーンオイル、パラフィンオイル、
ナフテンオイル、アロマオイル、あるいはこれらにフッ
素樹脂微粒子を含むもの等が有効に使用される。このう
ち、シリコーンオイルの使用が、前記したように特に好
ましい。
The water-repellent substance contained in the capsule is, for example, silicone oil, paraffin oil,
Naphthene oil, aroma oil, or those containing fluorine resin fine particles are effectively used. Of these, use of silicone oil is particularly preferable as described above.

【0012】また、当該カプセル状粒子は、ゴム成分1
00重量部に対して、3〜20重量部、好ましくは5〜
15重量部、配合する。当該配合量が3重量部未満であ
る場合には、所期の効果を発揮できず、また20重量部
を超す場合には、シーティング性が劣るようになるため
好ましくない。
Further, the capsule-shaped particles are composed of the rubber component 1.
3 to 20 parts by weight, preferably 5 to 100 parts by weight
Add 15 parts by weight. When the content is less than 3 parts by weight, the desired effect cannot be exhibited, and when it exceeds 20 parts by weight, the sheeting property becomes poor, which is not preferable.

【0013】本発明のゴム組成物に用いられるゴム成分
としては、従来よりタイヤ、その他一般のゴム用部材に
使用されている任意のジエン系ゴム、例えば、天然ゴム
(NR)、および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)、アクリロニトリルブタジエンゴ
ム、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエン
共重合体ゴム、スチレン−イソプレン共重合体ゴム、ス
チレン−イソプレン−ブタジエン共重合体ゴム、イソプ
レン−ブタジエン共重合体ゴム等の合成ゴムが、単独
で、あるいは二種以上のブレンドゴムで使用される。当
該ジエン系ゴムを本発明のタイヤトレッドゴム組成物と
して使用する場合には、その低転動抵抗と耐摩耗性、低
温性能を両立させて向上させるために、ガラス転移温度
(Tg)が平均値で−55℃以下のものを使用すること
が好ましい。
As the rubber component used in the rubber composition of the present invention, any diene rubber conventionally used for tires and other general rubber members, such as natural rubber (NR), and various butadiene rubbers. (BR), various styrene-butadiene copolymer rubbers (SBR), polyisoprene rubber (IR), acrylonitrile butadiene rubber, chloroprene rubber, ethylene-propylene-diene copolymer rubber, styrene-isoprene copolymer rubber, styrene- Synthetic rubbers such as isoprene-butadiene copolymer rubber and isoprene-butadiene copolymer rubber are used alone or in a blend of two or more kinds. When the diene rubber is used as the tire tread rubber composition of the present invention, the glass transition temperature (Tg) has an average value in order to improve both low rolling resistance, abrasion resistance and low temperature performance. It is preferable to use one having a temperature of −55 ° C. or lower.

【0014】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、あるいはシリカで表面処理を施したカーボンブラッ
クを配合することができる。また、シリカを配合するこ
ともできる。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、例えば耐摩耗性
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、シリカは、ゴム成分100重量部に対し0
〜50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のバランスが改良される範
囲の配合量で用いられるのがよく、多過ぎると電気伝導
度が低下し、また凝集力が強くなり、混練中の分散が不
十分となるので好ましくない。本発明で使用するカーボ
ンブラックは、窒素吸着比表面積(NSA)が70m
/g以上、好ましくは80〜200m/gで、ジブ
チルフタレート吸油量(DBP)が95ml/100g
以上、好ましくは110〜140ml/100gのもの
を用いることが好ましい。
The rubber composition of the present invention may contain, as a rubber reinforcing agent, any carbon black usually added to a rubber composition or carbon black surface-treated with silica. Further, silica can be blended. The amount of carbon black used is 20 to 80 parts by weight, preferably 30 to 60 parts by weight, based on 100 parts by weight of the rubber component. If the blending amount is too small, the rubber cannot be sufficiently reinforced, and therefore, for example, abrasion resistance is deteriorated, which is not preferable, and conversely, if the blending amount is too large, the hardness becomes too high or the workability is deteriorated. Further, silica is 0 based on 100 parts by weight of the rubber component.
˜50 parts by weight. Silica does not have to be used, and when it is used, it is preferable to use it in a blending amount within a range where the balance of tan δ is improved. If it is too large, the electric conductivity will decrease, and the cohesive force will become strong. Is not preferable because the dispersion of is insufficient. The carbon black used in the present invention has a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of 70 m.
2 / g or more, preferably 80 to 200 m 2 / g, and dibutyl phthalate oil absorption (DBP) of 95 ml / 100 g
As described above, it is preferable to use one having a volume of 110 to 140 ml / 100 g.

【0015】本発明のゴム組成物には、更に、タイヤ用
及びその他一般ゴム用に一般的に配合されている、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、その他各種添加材
を配合することができ、かかる配合剤は、一般的な方法
で混練、加硫してゴム組成物とし、これを加硫または架
橋することができる。これら添加剤の配合量も、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。
The rubber composition of the present invention is further blended with usual vulcanizing or crosslinking agents, vulcanizing or crosslinking accelerators, various oils, anti-aging agents, which are generally blended for tires and other general rubbers. Agents, fillers, plasticizers, and other various additives can be compounded, and such compounding agents can be kneaded and vulcanized into a rubber composition by a general method, and vulcanized or crosslinked it can. The amounts of these additives to be added can also be the conventional amounts generally used unless the object of the present invention is violated.

【0016】[0016]

【実施例】以下、実施例およ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。
EXAMPLES The present invention will be further described below with reference to Examples and Comparative Examples, but it goes without saying that the scope of the present invention is not limited to these Examples.

【0017】サンプルの作製 表1に示す配合にしたがって、1.7リットル密閉式バ
ンバリーミキサーを用いて、硫黄、加硫促進剤およびシ
リコーンオイル内包カプセルを除く配合剤を5分間混合
した後、前記バンバリーミキサーにて3分間、硫黄、加
硫促進剤およびシリコーンオイル内包カプセルを配合、
混練してゴム組成物を得た。この未加硫ゴム組成物の混
合加工性について観察した。次いで、このゴム組成物を
15cm×15cm×0.2cmの金型内で、170℃
で12分間プレス加硫して目的とする試験片(ゴムシー
ト)を作製し、氷上μ値を測定した。
Preparation of Samples According to the formulation shown in Table 1, a compounding agent other than sulfur, a vulcanization accelerator and a silicone oil encapsulating capsule was mixed for 5 minutes using a 1.7 liter closed Banbury mixer, and then the above Banbury was prepared. Mix sulfur, vulcanization accelerator and capsule containing silicone oil for 3 minutes in a mixer,
A rubber composition was obtained by kneading. The mixing processability of this unvulcanized rubber composition was observed. Then, this rubber composition was heated at 170 ° C. in a mold of 15 cm × 15 cm × 0.2 cm.
Then, the desired test piece (rubber sheet) was prepared by press vulcanization for 12 minutes and the μ value on ice was measured.

【0018】試験法 1)混合加工性:混合加工性は、混合物の分散状態およ
びロール作業時のシーティング性から定性的に判断し
た。“良”は、混合物の分散状態(加硫ゴム切断面の光
学的観察により不良分散塊を測定)、シーティング性に
問題がない場合、“悪”は、分散状態あるいはシーティ
ング性に問題があることを示す。 2)氷上μ:回転ドラム内に作製した氷路面(氷温−3
℃)上に雪に見立てた一定量の切削氷を散布した後、円
筒状ゴムサンプルを氷路面に対して80%のスリップ率
(ドラム回転速度20km/h)で回転させた時に生じ
るトルクとゴムサンプルへの付加荷重(接地圧力2.5
kg/cm)より摩擦係数を求めた。結果を指数で示
す。指数が大きい程、氷上μが優れていることを示して
いる。
Test method 1) Mixing processability: The mixing processability was qualitatively judged from the dispersed state of the mixture and the sheeting property during roll work. “Good” means that the mixture is in a dispersed state (poor dispersion mass is measured by optical observation of the cut surface of the vulcanized rubber), and if there is no problem in sheeting property, “Bad” means that there is a problem in dispersed state or sheeting property. Indicates. 2) On ice μ: ice road surface prepared in a rotating drum (ice temperature -3
After spraying a certain amount of cutting ice like snow on top of the above, the torque and rubber generated when the cylindrical rubber sample was rotated at a slip ratio of 80% (drum rotation speed 20 km / h) against the ice road surface. Additional load to the sample (ground pressure 2.5
The friction coefficient was determined from kg / cm 2 ). The result is shown as an index. The larger the index, the better the μ on ice.

【0019】比較例1〜4および実施例1〜2 結果を表1に示す。The results of Comparative Examples 1 to 4 and Examples 1 and 2 are shown in Table 1.

【表1】 [Table 1]

【0020】表1によると、シリコーン内包カプセルを
所定量配合するときは、混合加工性と氷上μが共に向上
していることがわかる。
According to Table 1, when a predetermined amount of silicone-containing capsules is blended, both the mixing processability and the μ on ice are improved.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上のとおり、本発明によると、雪氷が
トレッド面に付着することを回避できて、それによるト
レッド面と凍結面との直接接触面積の増加により摩擦力
を一層向上させることができる。よって、当該ゴム組成
物は、これをタイヤトレッドゴム組成物として使用する
ときは、極めて有用である。
As described above, according to the present invention, it is possible to prevent snow and ice from adhering to the tread surface, and to increase the direct contact area between the tread surface and the frozen surface, thereby further improving the frictional force. it can. Therefore, the rubber composition is extremely useful when used as a tire tread rubber composition.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 天然ゴムおよびジエン系ゴムから選ばれ
た少なくとも一種からなるゴム成分を含むゴムマトリク
スに、撥水性物質を内包するカプセル粒子を3〜20重
量部配合してなるゴム組成物。
1. A rubber composition comprising 3 to 20 parts by weight of capsule particles containing a water-repellent substance in a rubber matrix containing a rubber component consisting of at least one selected from natural rubber and diene rubber.
【請求項2】 前記撥水性物質がシリコーンオイルであ
る、請求項1に記載のゴム組成物。
2. The rubber composition according to claim 1, wherein the water-repellent substance is silicone oil.
【請求項3】 少なくともタイヤトレッドが請求項1ま
たは2に記載のゴム組成物で構成されてなる空気入りタ
イヤ。
3. A pneumatic tire comprising at least a tire tread made of the rubber composition according to claim 1.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006264637A (en) * 2005-03-25 2006-10-05 Cci Corp Polyurethane composition and solid tire
KR100920702B1 (en) 2007-11-06 2009-10-07 한국타이어 주식회사 Rubber composition for summer tire tread
US7902265B2 (en) 2007-10-17 2011-03-08 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Rubber composition for tire

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