JP2005068357A - タイヤゴム組成物およびそれをタイヤトレッドゴムに用いた空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】スタッドレスタイヤの氷雪路面での摩擦係数を高め、スタッドレスタイヤの氷雪路面性能を向上させることのできるゴム組成物を提供する。
【解決手段】本発明は、ポリブタジエンゴムを１０〜８０重量％含むゴム成分１００重量部に対して、下記一般式（１）を満足するフッ化黒鉛を０．１〜５０重量部含有するタイヤ用ゴム組成物、ならびに、該ゴム組成物を用いたスタッドレスタイヤ。
−（ＣＦｘ）ｎ− （１）
（式（１）中、ｎは整数、ｘは１または２である。）
【選択図】なし

Description

本発明は、ジエン系ゴムに、フッ化黒鉛化合物を配合し、加硫ゴムの氷雪路面での摩擦性能を高めたゴム組成物、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。

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、粉塵問題等の環境問題が発生するため、これに代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、低温特性に優れたジエン系ゴム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、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ではないという問題があった。

特開平４−１１０２１１号公報

本発明は、スタッドレスタイヤの氷雪路面での摩擦係数を高め、スタッドレスタイヤの氷雪路面性能を向上させることのできるゴム組成物を提供することを目的とする。

本発明は、ポリブタジエンゴムを１０〜８０重量％含むゴム成分１００重量部に対して、下記一般式（１）を満足するフッ化黒鉛を０．１〜５０重量部含有するタイヤ用ゴム組成物に関する。

−（ＣＦｘ）ｎ− （１）
（式（１）中、ｎは整数、ｘは１または２である。）
前記ポリブタジエンゴムの１，４−シス含量が９２％以上であることが好ましい。

前記ゴム組成物には、シリカを５〜１００重量部含有することが好ましい。

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。

本発明によれば、ジエン系ゴムにフッ化黒鉛化合物を配合することにより、氷雪路面での摩擦力を向上させ、耐摩耗性および走行安定性の良いゴム組成物を提供することができる。

本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）を含むゴム成分およびフッ化黒鉛からなる。

ＢＲはゴム成分中に１０〜８０重量％、好ましくは１５〜７０重量％含まれる。ＢＲが１０重量％未満では、低温特性を発揮しない。また、８０重量％をこえると、破壊特性が悪化する。

ＢＲの１，４−シス含量は、９２％以上であることが好ましい。９２％未満では、低温特性および耐摩耗性が悪化する傾向がある。

本発明で用いられるゴム成分としては、ＢＲの他に、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、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、ポリクロロプレンゴム（ＣＲ）などの任意のゴムなどが用いられ、単独で、あるいは任意のブレンドとして使用できる。

本発明で用いられるフッ化黒鉛は式（１）で表される。

−（ＣＦｘ）ｎ− （１）
（式（１）中、ｎは整数、ｘは１または２である。）

フッ化黒鉛の配合量は、ゴム成分１００重量部に対して、０．１〜５０重量部、好ましくは０．１〜１０重量部である。フッ化黒鉛の配合量が０．１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。また、５０重量部をこえると、硬度が高く氷上摩擦性能が低下し、また耐摩耗性が悪くなる。

本発明のゴム組成物は、補強剤として、シリカおよび／または一般式（２）で表わされる無機充填剤を配合することができる。

ｍＭ・ｘＳｉＯｙ・ｚＨ₂Ｏ （２）
（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）

シリカのチッ素吸着比表面積は、１００〜２８０ｍ²／ｇであることが好ましく、１２０〜２７０ｍ²／ｇであることがより好ましい。チッ素吸着比表面積が１００ｍ²／ｇ未満では、耐摩耗性が悪くなる傾向がある。また、２８０ｍ²／ｇをこえると、加工性が悪くなる傾向がある。

シリカの配合量は、ゴム成分１００重量部に対して、５〜１００重量部であることが好ましく、５〜８０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、氷上摩擦性能の改善効果がみられない傾向がある。また、１００重量部をこえると、加工性が悪化する傾向がある。

シリカに対してシランカップリング剤を配合してもよい。シランカップリング剤としては、たとえば、ビス（トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、トリエトキシシリルプロピルイソシアネート、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−（ポリエチレンアミノ）プロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ´−ビニルベンジル−Ｎ−トリメトキシシリルプロピルエチレンジアミン塩などがあげられるが、ビス（トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、トリエトキシシリルプロピルイソシアネート、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシランが好ましく、ビス（トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィドがより好ましい。

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、未加硫ゴム組成物と路面との粘着効果が低い傾向がある。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、コストもかかる傾向がある。

補強剤としては、他にカーボンブラックを配合することができる。

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。

本発明のゴム組成物には、前記ゴム成分および補強充填剤のほかに、さらに、ゴム工業で通常使用されている各種薬品、たとえば、硫黄などの加硫剤、各種加硫促進剤、各種軟化剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、酸化防止剤オゾン劣化防止剤などの添加剤を配合することができる。

本発明では軟化剤として、オイルを配合することができる。

オイルとしては、具体的にはプロセスオイル、アロマオイル、植物性オイルがあげられる。

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。

加硫剤として用いられる硫黄の配合量は、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、架橋密度が高くなりすぎることにより、硬度が高く氷上摩擦性能が低下する傾向がある。

本発明で用いられ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重量部であることが好ましく、１〜５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、ゴム焼けが起こり、物性を低下させる傾向がある。

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。

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。

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（Ｎ₂ＳＡ：２１０ｍ²／ｇ）
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
フッ化黒鉛：セントラルガラス（株）製のセフボン−ＣＭＡ
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）

実施例１〜４および比較例１〜２
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、得られた混練り物を加硫することでゴム組成物を得る。
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−２℃および−５℃、速度２０ｋｍ／ｈ、設置圧力２ｋｇ／ｃｍ²となるように加重をかける。なお、結果は比較例を１００とし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。結果を表１に示す。

Claims (4)

1. ポリブタジエンゴムを１０〜８０重量％含むゴム成分１００重量部に対して、下記一般式（１）を満足するフッ化黒鉛を０．１〜５０重量部含有するタイヤ用ゴム組成物。
   −（ＣＦｘ）ｎ− （１）
   （式（１）中、ｎは整数、ｘは１または２である。）
2. 前記ポリブタジエンゴムの１，４−シス含量が９２％以上である請求項１記載のタイヤ用ゴム組成物。
3. シリカを５〜１００重量部含有する請求項１または２記載のタイヤ用ゴム組成物。
4. 請求項１、２または３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。