JP2005053977A - タイヤ用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】氷上摩擦性能を向上させたタイヤ用ゴム組成物およびそれをタイヤトレッドに用いた空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】ジエン系ゴム１００重量部に対して、２個以上の突起を有するフィラー１〜３０重量部を含有するタイヤ用ゴム組成物、および該ゴム組成物を用いたスタッドレスタイヤ。前記ゴム組成物はフィラーとして酸化亜鉛ウィスカを含有することが好ましい。
【選択図】 なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ジエン系ゴムに、２個以上の突起を有するフィラーを配合することで、タイヤ走行時におけるフィラー脱落を防ぎ、氷雪路面での氷上摩擦性能を向上させたタイヤ用ゴム組成物、およびそれをタイヤトレッドに用いた空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
氷雪路面走行用としてスパイクタイヤの使用やタイヤへのチェーンの装着がなされてきたが、粉塵問題などの環境問題が発生するため、これにかわる氷雪路面走行用タイヤとしてスタッドレスタイヤが開発された。スタッドレスタイヤは一般路面に比べ、氷雪路面では著しく摩擦係数が低下し滑りやすくなるので、材料面および設計面での工夫がされている。例えば、氷上摩擦性能を向上させるため、引っ掻き効果を有する短繊維を配合したゴム組成物が報告されている（特許文献１参照）。しかし、走行等の刺激や摩耗により短繊維が脱落することで、引っ掻き効果が失われるという問題があった。また、低温特性に優れたジエン系ゴムを配合したゴム組成物、およびタイヤ表面を凹凸に変え、表面エッジ成分を増したゴム組成物が報告されている。しかし、依然スパイクタイヤに比べ、スタッドレスタイヤの氷雪路面での摩擦性能は充分とはいえず、さらなる改善が求められている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１１４８６８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、氷上摩擦性能を向上させたタイヤ用ゴム組成物、およびそれをタイヤトレッドに用いた空気入りタイヤ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】
本発明は、ジエン系ゴム１００重量部に対して、２個以上の突起を有するフィラー１〜３０重量部を含有するタイヤ用ゴム組成物に関する。
【０００６】
前記フィラーが、酸化亜鉛ウィスカであることが好ましい。
【０００７】
また、本発明は、前記タイヤ用ゴム組成物を用いたスタッドレスタイヤに関する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ジエン系ゴムおよび２個以上の突起を有するフィラーからなる。
【０００９】
本発明のジエン系ゴム成分としては、任意のジエン系ゴムが用いられ、例えば天然ゴム（ＮＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、各種ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、各種スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム、ポリクロロプレン（ＣＲ）などのジエン系ゴムを単独で、あるいは任意のブレンドとして使用できる。
【００１０】
本発明で用いられるフィラーは２個以上、好ましくは３個以上の突起を有する。突起がない、あるいは突起を１個有するフィラーでは、フィラーがアンカー効果を示すことができず、タイヤ走行などによる刺激や摩耗によってフィラーが脱落する。
【００１１】
複数突起フィラーとしては、酸化亜鉛ウィスカや沖縄県産の星の砂などがあげられる。なかでも、氷よりも硬くアスファルトより柔らかい材料であるという理由から、酸化亜鉛ウィスカを用いることが好ましい。
【００１２】
フィラーの針状短繊維長は、１〜５０００μｍであることが好ましく、１０〜１０００μｍであることがより好ましい。フィラーの針状短繊維長が１μｍ未満では、氷雪路面での氷上摩擦性能の向上がみられない傾向がある。また、５０００μｍをこえると、耐摩耗性が著しく低下する傾向がある。
【００１３】
フィラーの針状短繊維径（平均値）は、０．５〜２０００μｍであることが好ましく、０．５〜２００μｍであることがより好ましい。フィラーの針状短繊維径が０．５μｍ未満では、充分な引っ掻き効果が得られず、氷上摩擦性能の向上がみられない傾向がある。また、２０００μｍをこえると、耐摩耗性が著しく低下する傾向がある。
【００１４】
フィラーの配合量は、ゴム成分１００重量部に対して１〜３０重量部、好ましくは０．５〜２５重量部、より好ましくは０．５〜１０重量部であり、該フィラーはゴム成分に配合した際、耐摩耗性、耐熱性、熱伝導性などの優れた効果を示す。配合量が１重量部未満では、氷雪路面での氷上摩擦性能の向上がみられない傾向がある。また、３０重量部をこえると、耐摩耗性が低下する傾向がある。
【００１５】
複数突起を有するフィラーとジエン系ゴムとの接着力を向上させるために、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）およびシランカップリング剤やシリル化剤などでフィラーを表面処理してもよい。
【００１６】
本発明のタイヤ用ゴム組成物には、上記ゴム成分およびフィラーの他に、シリカ、カーボンブラックなどの補強剤、加硫剤、架橋剤、加硫促進剤、各種オイル、老化防止剤、充填剤、軟化剤、可塑剤、カップリング剤などのタイヤ用または一般のゴム組成物用に配合される各種配合剤および添加剤を配合することができ、これら配合剤、添加剤の配合量も一般的な量とすることができる。
【００１７】
本発明に用いられるタイヤ用ゴム組成物には、補強剤としてシリカおよび／または一般式（１）で表わされる無機充填剤を配合することができる。
ｍＭ・ｘＳｉＯｙ・ｚＨ_２Ｏ （１）
（Ｍは、アルミニウム、マグネシウム、チタン、カルシウムおよびジルコニウムからなる群から選ばれる金属、これら金属の酸化物および水酸化物およびそれらの水和物、およびこれらの金属の炭酸塩から選ばれる少なくとも１種であり、ｍ、ｘ、ｙおよびｚは定数）
【００１８】
無機充填剤の配合量は、ゴム成分１００重量部に対して０〜１５０重量部であることが好ましく、５〜１００重量部であることがより好ましい。１５０重量部をこえると、加工性が悪くなる傾向がある。
【００１９】
本発明に用いられるタイヤ用ゴム組成物は、さらにシランカップリング剤を配合することが好ましい。
【００２０】
シランカップリング剤の配合量は、シリカ１００重量部に対して１〜２０重量部であることが好ましく、２〜１５重量部であることがより好ましい。シランカップリング剤が１重量部未満では、未加硫ゴム組成物の粘度が高い傾向がある。また、２０重量部をこえると、配合量に対してシランカップリング剤を配合した効果が無く、コストがかかる傾向がある。
【００２１】
本発明に用いられるタイヤ用ゴム組成物には、補強剤としてカーボンブラックを配合することができる。
【００２２】
カーボンブラックの配合量は、ゴム成分１００重量部に対して５〜１５０重量部であることが好ましく、１０〜１００重量部であることがより好ましい。５重量部未満では、充分な補強性が得られず耐摩耗性が劣る傾向がある。また、１５０重量部をこえると、加工性が悪くなり硬度が高いことから氷上摩擦性能が低下する傾向がある。
【００２３】
本発明におけるオイルの配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対して５〜１５０重量部であることが好ましく、１０〜１００重量部であることがより好ましい。配合量が５重量部未満では、硬度が低くならず、氷上摩擦性能が悪くなる傾向がある。また、１５０重量部をこえると、耐摩耗性が低下する傾向がある。
【００２４】
本発明に用いられるタイヤ用ゴム組成物には、加硫剤として硫黄を配合することができる。
【００２５】
硫黄の配合量は、ゴム成分１００重量部に対して０．２〜１０重量部であることが好ましく、０．５〜４重量部であることがより好ましい。０．２重量部未満では、架橋密度が低く、強度が得られない傾向がある。また、１０重量部をこえると、架橋密度の上昇にともない硬度が高くなることで、氷上摩擦性能が低下する傾向がある。
【００２６】
本発明における加硫促進剤の配合量は、ゴム成分１００重量部に対して０．１〜１０重量部重量部重量部であることが好ましく、１〜５重量部重量部であることが好ましい。０．１重量部未満では、加硫速度が遅く生産性が低下する傾向がある。また、１０重量部をこえると、ゴム焼けが生じ、物性を低下させる傾向がある。
【００２７】
本発明のタイヤは、本発明のゴム組成物を用いて通常の方法で製造される。すなわち、必要に応じて前記添加剤を配合した本発明のゴム組成物を、未加硫の段階でタイヤの各部材の形状にあわせて押出し加工し、タイヤ成型機上にて通常の方法で成形することにより、未加硫タイヤを形成する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧することによりスタッドレスタイヤを得る。
【００２８】
【実施例】
以下、実施例にもと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制限されるものではない。
【００２９】
実施例１〜３および比較例
実施例および比較例で使用した原料を以下にまとめて示す。
天然ゴム：テックビーハング社製のＲＳＳ＃３
ポリブタジエンゴム：宇部興産（株）製のＵＢＥＰＯＬ−ＢＲ１５０Ｂ
カーボンブラック：昭和キャボット（株）製のショウワブラックＮ２２０
シリカ：デグサ社製のウルトラシルＶＮ３
シランカップリング剤：デグサ社製のＳｉ６９（ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド）
老化防止剤：大内新興化学工業（株）製のノクラック６Ｃ（Ｎ−１，３−ジメチルブチル−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン）
ワックス：大内新興化学工業（株）製のサンノックワックス
オイル：出光興産（株）製のダイナプロセスオイルＰＳ３２３
ステアリン酸：日本油脂（株）製のステアリン酸
亜鉛華：三井金属鉱業（株）製の亜鉛華１号
酸化亜鉛ウィスカ：松下アムテック（株）製のパナテトラＷＺ−０５０１（突起の数：４個、針状短繊維長：２〜５０μｍ、針状短繊維径（平均値）：０．２〜３．０μｍ）
硫黄：鶴見化学（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤１：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＣＺ（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）
加硫促進剤２：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＤ（Ｎ，Ｎ’−ジフェニルグアニジン）
【００３０】
（加工方法）
硫黄、加硫促進剤を除く配合成分を、１．７リットルの密閉型バンバリーミキサーで３〜５分混練りし、温度が１５０℃以上に達したら配合ゴムを排出し、ベース練りゴムとする。ベース練りゴムと硫黄および加硫促進剤をオープンロールで混練りし、加硫することでゴム組成物を得る。
【００３１】
（試験方法）
氷上摩擦試験方法は、温度制御された恒温室内に設置された氷面上にゴム試験片を一定加重で押しつけ、一定速度で滑らせるときの抵抗（摩擦力）を検出することにより行なった。試験条件は、氷温および恒温室温度を−５℃、速度２０ｋｍ／ｈ、設置圧力２ｋｇ／ｃｍ^２となるように加重をかける。なお、結果は比較例を１００として、指数表示で行なった。数値が大きいほど、摩擦力が高いことを示す。
【００３２】
【表１】

【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、ジエン系ゴムに２個以上の突起を有するフィラーを配合することで、フィラーのアンカー効果によりタイヤ走行時におけるフィラーの脱落を防ぎ、かつ氷上摩擦性能を向上させたタイヤ用ゴム組成物を提供することができる。

Claims (3)

1. ジエン系ゴム１００重量部に対して、２個以上の突起を有するフィラー１〜３０重量部を含有するタイヤ用ゴム組成物。
2. 前記フィラーが、酸化亜鉛ウィスカである請求項１記載のタイヤ用ゴム組成物。
3. 請求項１または２記載のタイヤ用ゴム組成物を用いたスタッドレスタイヤ。