JP2005060441A - タイヤトレッド用ゴム組成物 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた氷上摩擦性能を発揮するスタッドレスタイヤに用いるタイヤトレッド用ゴム組成物を提供する。
【解決手段】ゴム成分１００重量部に対して、平均粒子径が３０μｍ以上のマスコバイト３〜２０重量部を含有するタイヤトレッド用ゴム組成物、およびそれを用いたスタッドレスタイヤ。前記タイヤトレッド用ゴム組成物は、シリカおよびシランカップリング剤を含むことが好ましい。前記タイヤトレッド用ゴム組成物は、ガラス繊維を含むことが好ましい。
【選択図】 なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はタイヤトレッド用ゴム組成物に関し、詳しくは氷雪路面上の走行に適した乗用車、トラック、バスなどの車両のタイヤトレッドゴム組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、乗用車用スタッドレスタイヤの氷上摩擦性能を向上させることを目的として、低温での硬度を下げることや、氷上にできる水膜の除去を目的として、発泡ゴムを用いることが提案されてきた。さらに近年では氷を引っ掻いて氷上摩擦性能を上げる試みが行なわれてきた。
【０００３】
氷への引っ掻き効果を上げるため、無機粒子をゴム成分に配合したスタッドレスタイヤが報告されている。しかし、配合する粒子が大きくなるとタイヤトレッドゴムの耐摩耗性が悪化するという問題点があった。一方、耐摩耗性を悪化させないようにするため、平均粒子径が３０μｍ以下の無機粒子を配合したゴム成分からなるスタッドレスタイヤが報告されている（特許文献１参照）。しかし、平均粒子径が３０μｍ以下の粒子では、引っ掻き効果が充分に発揮されないという問題点があった。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−３０１８３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、耐摩耗性を犠牲にすることなく、優れた氷上摩擦性能を発揮するスタッドレスタイヤに用いるタイヤ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、ゴム成分１００重量部に対して、平均粒子径が３０μｍ以上のマスコバイト３〜２０重量部を含有するタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。
【０００７】
前記タイヤトレッド用ゴム組成物は、シリカおよびシランカップリング剤を含むことが好ましい。
【０００８】
前記タイヤトレッド用ゴム組成物は、ガラス繊維を含むことが好ましい。
【０００９】
また、本発明は、前記タイヤトレッド用ゴム組成物を用いたスタッドレスタイヤに関する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に用いられるタイヤトレッド用ゴム組成物は、ゴム成分およびマスコバイトからなる。
【００１１】
前記ゴム成分としては、天然ゴム（ＮＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）などがあげられる。これらのゴム成分は、単独で用いても、２種以上組み合わせて用いてもよい。
【００１２】
本発明のゴム組成物は、マスコバイト（白雲母、組成式：Ｋ_２Ｏ・３Ａｌ_２Ｏ_３・６ＳｉＯ_２・２Ｈ_２Ｏ）を含有する。マスコバイトは、マイカの中でも特に、ＭｇＯやＦｅ_２Ｏ_３などの不純物が少ないものをいい、マスコバイトを用いることにより、高い引っ掻き効果が得られる。
【００１３】
マスコバイトとしては、平均粒子径が３０μｍ以上、より好ましくは４０〜５００μｍ、さらに好ましくは４０〜３００μｍのものを用いる。平均粒子径が３０μｍ未満では、充分な引っ掻き効果が得られない。
【００１４】
マスコバイトの配合量は、ゴム成分１００重量部に対して３〜２０重量部、好ましくは３〜１５重量部、さらに好ましくは５〜１０重量部である。マスコバイトの配合量が３重量部未満では、充分な引っ掻き効果が得られない。また、マスコバイトの配合量が２０重量部をこえると、耐摩耗性が悪化する。
【００１５】
マスコバイトのアスペクト比は１０〜１００であることが好ましく、３０〜１００であることがより好ましい。アスペクト比が１０未満では、充分な引っ掻き効果が得られない傾向がある。また、１００をこえると、マスコバイトの強度が低下することで、マスコバイトに割れが生じる傾向がある。
【００１６】
本発明のゴム組成物には、シリカおよびシランカップリング剤を配合することができる。
【００１７】
本発明で使用するシリカとしては、湿式法または乾式法により製造されたシリカがあげられるが、とくに制限はない。
【００１８】
シリカのチッ素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）は１００〜３００ｍ^２／ｇであることが好ましく、１３０〜２８０ｍ^２／ｇであることがより好ましい。シリカのＮ_２ＳＡが１００ｍ^２／ｇ未満では、補強効果が小さい傾向がある。また、３００ｍ^２／ｇをこえると、分散性が低下し、ゴム組成物の発熱性が増大する傾向がある。
【００１９】
シリカの配合量は、ゴム成分１００重量部に対して、５〜５０重量部であることが好ましく、１０〜４０重量部であることがより好ましく、１０〜３５重量部であることがさらに好ましい。配合量が５重量部未満では、シリカの特徴であるゴムの柔軟性を引き出すというシリカの特徴が充分でない傾向がある。また、５０重量部をこえると、ゴムがかえって硬くなってしまう傾向がある。
【００２０】
本発明で使用できるシランカップリング剤としては、たとえば、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ポリスルフィド、ビス（２−トリエトキシシリルエチル）ポリスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）ポリスルフィド、ビス（４−トリエトキシシリルブチル）ポリスルフィド、ビス（４−トリメトキシシリルブチル）ポリスルフィドなどがあげられる。これらのシランカップリング剤の中では、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）ジスルフィドなどが好適に用いられる。これらのシランカップリング剤は１種または２種以上組み合わせて用いてもよい。
【００２１】
シランカップリング剤の配合量は、前記シリカの配合量の２〜１５重量％であることが好ましく、４〜１０重量％であることがより好ましく、５〜８重量％であることがさらに好ましい。配合量が２重量％未満では、シランカップリング剤の配合効果が充分でない傾向がある。また、１５重量％をこえると、コストの割にカップリング効果が得られず、補強性、耐摩耗性が低下する傾向がある。
【００２２】
本発明のゴム組成物には、ガラス繊維を配合することができる。
【００２３】
ガラス繊維の繊維径は、１〜１００μｍであることが好ましく、３〜７０μｍであることがより好ましく、３〜５０μｍであることがさらに好ましい。ガラス繊維径が１μｍ未満では、充分な引っ掻き効果が得られず、また、１００μｍをこえると、ゴム中への分散性が低下する傾向がある。
【００２４】
ガラス繊維の繊維長は、０．１〜５ｍｍであることが好ましく、０．１〜３ｍｍであることがより好ましい。ガラス繊維長が０．１ｍｍ未満では、走行にともなって、ガラス繊維がトレッドから脱落しやすくなる傾向がある。また、５ｍｍをこえると、ゴム中への分散性が低下する傾向がある。
【００２５】
なお、本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物には、ゴム成分、マスコバイト、シリカ、シランカップリング剤およびガラス繊維のほかに、必要に応じて、カーボンブラック、軟化剤、老化防止剤、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤などの通常のゴム工業で使用される添加剤を適宜配合することができる。
【００２６】
カーボンブラックのチッ素吸着比表面積は５０〜１８０ｍ^２／ｇであることが好ましく、１３０〜１６０ｍ^２／ｇであることがより好ましく、１４０〜１５０ｍ^２／ｇであることがさらに好ましい。カーボンブラックのチッ素吸着比表面積が５０ｍ^２／ｇ未満では、良好な耐摩耗性が得られない傾向がある。また、１８０ｍ^２／ｇをこえると、加工性が悪化する傾向がある。
【００２７】
カーボンブラックの配合量は、前記ゴム成分１００重量部に対して、１０〜７０重量部であることが好ましく、２０〜７０重量部であることがより好ましい。
２０重量部未満では、良好な補強性が得られない傾向がある。また、７０重量部をこえると、硬度が高くなり、良好な氷上性能が得られない傾向がある。
【００２８】
加硫促進剤は、シリカを配合したときにおける加硫速度が遅くなる傾向を是正するために、ＤＰＧを配合するのが好ましい。
【００２９】
本発明のスタッドレスタイヤは、本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物を用いて製造される。すなわち、必要に応じて前記各種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合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。
【００３０】
【実施例】
以下、実施例および比較例で用いた各種材料について説明する。
ポリブタジエンゴム：宇部興産（株）製のＢＲ１５０Ｂ
天然ゴム：テックビーハング社製のＲＳＳ♯３
マスコバイトＡ：（株）山口雲母工業所製湿式粉砕マイカＡ−１１（平均粒子径：５．２μｍ）
マスコバイトＢ：（株）山口雲母工業所製湿式粉砕マイカＡ−２１（平均粒径２２．５μｍ）
マスコバイトＣ：（株）山口雲母工業所製湿式粉砕マイカＡ−４１（平均粒子径４２．８μｍ）
マスコバイトＤ：（株）山口雲母工業所製湿式粉砕マイカＡ−６１（平均粒子径５１．１μｍ）
カーボンブラック：三菱化学（株）製のダイヤブラックＩ（チッ素吸着比表面積：１４２ｍ^２／ｇ）
シリカ：デグサ社製のウルトラジルＶＮ３（Ｎ_２ＳＡ：２１０ｍ^２／ｇ）
シランカップリング剤：デグサ社製のＳｉ２６６（ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド）
ミネラルオイル：出光興産（株）製のパラフィン系プロセスオイルＰＳ−３２
ガラス繊維：日本硝子繊維（株）製のマイクログラス・チョップドストランド（繊維径１０μｍ、繊維長０．３ｍｍ）
ワックス：大内新興化学工業（株）製のサンノックＮ
老化防止剤：大内新興化学工業（株）製のノクラック６Ｃ
酸化亜鉛：住友金属化学工業（株）製の亜鉛華１号
ステアリン酸：日本油脂（株）製のつばき
硫黄：軽井沢硫黄（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤ＮＳ：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＮＳ
加硫促進剤ＤＰＧ：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＤ
【００３１】
実施例１〜６および比較例１〜４
試験方法
表１の配合内容にしたがい、硫黄および加硫促進剤を除く配合成分をバンバリーミキサーにて混練りし、その後ロールにて加硫剤および加硫促進剤を混練りする。そして、その混練り物を１７０℃１５分間加硫し、下記試験に用いた。
【００３２】
（ランボーン摩耗試験）
ランボーン摩耗試験機を用いて、荷重１．５ｋｇｆ、スリップ率４０％で３分間摩耗させて摩耗重量を測定した。この摩耗重量を比重より摩耗体積（以下摩耗量）に変換した。そして比較例１の値を１００として、指数で表示した。指数が大きいほど摩耗量が少なく、耐摩耗性に優れる。
【００３３】
（氷上摩擦試験）
上島製作所製の高速氷上摩擦試験機ＦＲ−６０１０を用いて、−５℃の表温上で荷重１０ｋｇｆをかけ、時速２０ｋｍ／ｈから制動をかけることで、スリップ率と摩擦係数μのデータを取り、最大摩擦係数ｐｅｅｋμを測定した。数値が大きいほど、氷上摩擦性能に優れる。
【００３４】
試験結果
【００３５】
【表１】

【００３６】
表１に示すように平均粒子径３０μｍ以上のマスコバイト（Ａ−４１，Ａ−６１）を配合することにより、耐摩耗性を犠牲にすることなく、氷上摩擦性能を大きく改善できることがわかった（実施例１および２）。また、マスコバイトの配合量が３重量部以上で、配合量が多いほど氷上摩擦性能が改善できた（実施例３、４および５）。ただし、配合量の増加とともに耐摩耗性が悪化し、２０重量部をこえると、著しく悪化することがわかった（比較例４）。このことから、平均粒子径３０μｍ以上のマスコバイトを３〜２０重量部配合することにより、耐摩耗性を犠牲にすることなく、氷上摩擦性能を大きく改善できることがわかった。
【００３７】
さらにガラス繊維を入れることにより、氷上摩擦性能がさらに改善されることもわかった（実施例６）。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、平均粒子径３０μｍ以上のマスコバイトを特定量配合することにより、耐摩耗性を犠牲にすることなく、優れた氷上摩擦性能を発揮するスタッドレスタイヤに用いるタイヤトレッド用ゴム組成物を提供することができる。

Claims (4)

1. ゴム成分１００重量部に対して、平均粒子径が３０μｍ以上のマスコバイト３〜２０重量部を含有するタイヤトレッド用ゴム組成物。
2. シリカおよびシランカップリング剤を含む請求項１記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
3. ガラス繊維を含む請求項１または２記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
4. 請求項３記載のタイヤトレッド用ゴム組成物を用いたスタッドレスタイヤ。