JP2006077050A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】氷雪路面における摩擦性能および耐摩耗性を両立させた空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】シス１，４結合含量が９５％以上のポリブタジエンゴムを５０重量％以上含むジエン系ゴム１００重量部に対して、シリカを５重量部未満、ならびにヨウ素吸着量が１００ｇ／ｋｇ以上および２４Ｍ４ジブチルフタレート吸油量が９０ｍｌ／１００ｇ以上のカーボンブラックを含有し、該シリカおよびカーボンブラックの合計含有量が３０〜４０重量部であるゴム組成物からなるトレッド部を有する空気入りタイヤであって、該ゴム組成物の０℃における硬度が３５〜４７である空気入りタイヤ。
【選択図】なし

Description

本発明は空気入りタイヤに関し、とりわけ、氷雪路面において使用される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、粉塵問題など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て滑りやすく、スパイクタイヤと比較して氷雪路面での摩擦性能が劣るため、材料面および設計面での工夫がなされてきた。

スタッドレスタイヤの氷雪路面での摩擦性能を向上させるため、例えば、低温において優れた性質を示す（低温特性に優れる）低硬度ゴムの粉末を配合する方法、氷への引っ掻き効果を有する無機フィラーを配合する方法、またはオイルなどの軟化剤を多量に配合してゴムの硬度を低下させる方法などの手法がとられてきた。しかし、氷雪路面での摩擦性能とタイヤの耐摩耗性は２律背反の関係にあるため、いずれの方法も、氷雪路面での摩擦性能と耐摩耗性との両立を達成することは困難であった。

特許文献１には、シリカを含有するカーボンブラックおよび粉体加工品を配合したゴム組成物をトレッドに用いたスタッドレスタイヤが開示されているが、摩擦性能および耐摩耗性の両立は充分なものではなかった。

特開２０００−１２９０３８号公報

本発明は、氷雪路面における摩擦性能および耐摩耗性を両立させた空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明は、シス１，４結合含量が９５％以上のポリブタジエンゴムを５０重量％以上含むジエン系ゴム１００重量部に対して、シリカを５重量部未満、ならびにヨウ素吸着量が１００ｇ／ｋｇ以上、および２４Ｍ４ジブチルフタレート吸油量が９０ｍｌ／１００ｇ以上のカーボンブラックを含有し、該シリカおよびカーボンブラックの合計含有量が３０〜４０重量部であるゴム組成物からなるトレッド部を有する空気入りタイヤであって、該ゴム組成物の０℃における硬度が３５〜４７である空気入りタイヤに関する。
さらに、前記ゴム組成物は、加硫剤を１重量部以下含有することが好ましい。

本発明によれば、特定のポリブタジエンゴム、ならびに特定のカーボンブラックおよびシリカを含有し、さらに硬度を低くしたゴム組成物によってトレッドを構成することにより、氷雪路面での摩擦性能と耐摩耗性とを両立させた空気入りタイヤを提供することができる。

本発明の空気入りタイヤは、トレッド部を有する。

トレッド部は、１層構造、あるいはキャップトレッドおよびベーストレッドからなる２層構造とすることができる。本発明の空気入りタイヤは、キャップトレッドゴムの０℃における硬度が３５〜４７と非常に近く、ハンドリングなどの操縦安定性に対して不利であるため、とくに２層構造とすることが好ましい。

本発明の空気入りタイヤのトレッド部はゴム組成物からなり、該ゴム組成物はジエン系ゴムおよび充填剤からなる。

ジエン系ゴムは、シス１，４結合を多く含有するポリブタジエンゴム（高シスＢＲ）からなる。

高シスＢＲのシス１，４結合含量は９５％以上、好ましくは９６％以上である。シス１，４結合含量が９５％未満では、低温特性や耐摩耗性が劣る。高シスＢＲは、低温特性と耐摩耗性に優れるものである。

ジエン系ゴム中の高シスＢＲの含有率は５０重量％以上、好ましくは６０重量％以上である。該含有率が５０重量％未満では、低温特性や耐摩耗性に対する効果が充分に得られない。

ジエン系ゴムとしては、高シスＢＲのほかに、天然ゴム（ＮＲ）、１，４結合含量が９５％未満のポリブタジエンゴム（低シスＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、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）などを用いることができる。

前記ゴム組成物は、シリカおよびカーボンブラックからなる充填剤を含有する。

シリカとしては特に制限はなく、湿式法により製造されるシリカ（湿式シリカ）または乾式法により製造されるシリカ（乾式シリカ）を用いることができる。

前記ゴム組成物におけるシリカの含有量は、ジエン系ゴム１００重量部に対して５重量部未満である。シリカの含有量が５重量部以上では、加工性が悪化し、耐摩耗性も低下する。

カーボンブラックのヨウ素吸着量は１００ｇ／ｋｇ以上である。ヨウ素吸着量が１００ｇ／ｋｇ未満では、耐摩耗性が低下する。

カーボンブラックの２４Ｍ４ジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸油量は９０ｍｌ／１００ｇ以上である。２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量が９０ｍｌ／１００ｇ未満では、耐摩耗性が低下する。ここで、２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量とは、カーボンブラックを１６５ＭＰａで１秒間圧縮するという作業を４回繰り返す、という条件で測定された、ＪＩＳ Ｋ６２１７−４に準じるジブチルフタレートの吸油量を示す。

ゴム組成物における前記カーボンブラックの含有量は、ジエン系ゴム１００重量部に対して２５重量部以上であることが好ましく、３０重量部以上であることがより好ましい。カーボンブラックの含有量が２５重量部未満では、ゴムの補強性が十分でなく、耐摩耗性が低い。また、カーボンブラックの含有量は４０重量部以下であることが好ましい。カーボンブラックの含有量が４０重量部をこえると、ゴムが硬くなり氷雪路面の表面の凹凸に対するゴムの追従性が悪くなるため、摩耗性能が低下する。

前記ゴム組成物中におけるカーボンブラックとシリカの合計含有量はジエン系ゴム１００重量部に対して３０重量部以上である。該合計量が３０重量部未満では、耐摩耗性が低下する。また、該合計量は４０重量部以下である。該合計量が４０重量部をこえると、ゴムが硬くなり、氷雪路面の表面の凹凸に対するゴムの追従性が悪化するため、摩擦性能が悪化する。耐摩耗性に優れるカーボンブラックとシリカの合計量を規定することにより、硬度が低くても耐摩耗性が良好な空気入りタイヤを提供することが可能である。

前記充填剤としては、カーボンブラック、シリカ以外にもクレー、アルミナ、タルク、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、ウイスカーなどを含有することができる。

前記ゴム組成物は、シリカの使用とともにシランカップリング剤を配合することができる。

前記ゴム組成物は、ジエン系ゴム、充填剤およびシランカップリング剤以外にもオイルなどの軟化剤、硫黄などの加硫剤、老化防止剤、ワックス、ステアリン酸、酸化亜鉛、加硫促進剤を配合することができる。

軟化剤としては、プロセスオイルなどの一般的なものが用いられ、これらは単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。

加硫剤としては、硫黄などの一般的なものが用いられ、これらは単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。

加硫剤の配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対して１重量部以下であることが好ましい。配合量が１重量部をこえると、ゴム組成物の硬度が増大するため、氷雪路面の凹凸に対してのタイヤの追従性が悪化し、摩擦性能が低下する傾向がある。なお、ゴム組成物の硬度は、タイヤ走行や経年により変化によって硫黄などの加硫剤が再架橋することで上昇する。

前記ゴム組成物の０℃における硬度は３５以上、好ましくは３８以上である。硬度が３５未満では、ゴムがやわらかすぎるため操縦安定性が悪く、また、耐摩耗性も確保できない。また、硬度は４７以下、好ましくは４５以下である。硬度が４７をこえると、氷雪路面の表面の凹凸に対する、ゴムの追従性が悪くなるため、摩耗性能が低下する。前記ゴム組成物は０℃における硬度が３５〜４７と非常に低いため、氷雪路面の表面の凹凸に対するゴムの追従性がよく、摩擦性能が良好となる。

前記ゴム組成物は、通常の方法を用いてトレッド部に成型される。すなわち、バンバリーミキサーおよびオープンロールを用いて、配合したジエン系ゴム、カーボンブラックおよびシリカ、ならびに、必要に応じてシランカップリング剤、軟化剤、加硫剤、老化防止剤、ワックス、ステアリン酸、酸化亜鉛、加硫促進剤を混練し、タイヤ成型機上にてトレッド形状にすることによりトレッドとすることができる。

前記ゴム組成物を、２層構造としたトレッド部のキャップトレッドに用いる場合も、前記と同様に混練して、キャップトレッドとすることができる。

本発明の空気入りタイヤは、前記トレッドまたはキャップトレッドをタイヤの各部材と貼り合せて未加硫タイヤとし、それを加硫することにより製造される。

以下に実施例にもとづいて、本発明を詳細に説明する。

実施例において用いた各種薬品を以下に示す。
ＮＲ：ＲＳＳ＃３
ＢＲ１：宇部興産（株）製のＵＢＥＰＯＬ−ＢＲ１５０Ｂ（シス−１，４結合含量：９６％）
ＢＲ２：旭化成（株）製のＡＳＡＤＥＮＥ−ＢＲＮＦ５０Ｒ（シス−１，４結合含量：３５％）
カーボンブラック１：東海カーボン（株）製のシースト９（ヨウ素吸着量：１４０ｇ／ｋｇ、２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量：９７ｍｌ／１００ｇ）
カーボンブラック２：東海カーボン（株）製のシースト３（ヨウ素吸着量：８０ｇ／ｋｇ、２４Ｍ４ＤＢＰ吸油量：８７ｍｌ／１００ｇ）
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
オイル：出光興産（株）製のダイナプロセスオイル
ワックス：大内新興化学工業（株）製のサンノックワックス
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）
ステアリン酸：日本油脂（株）製のステアリン酸
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の亜鉛華１号
硫黄：鶴見化学工業（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ＣＺ（N-cyclohexyl-2-benzothiazyl-sulfenamide）

実施例１〜３および比較例１〜６
＜試験サンプルの作製＞
硫黄および加硫促進剤を除く表１の配合内容にしたがって、各種薬品をバンバリーミキサーによって混練し、その後、硫黄および加硫促進剤を添加してオープンロールにて混練することにより混練物を得た。得られた混練物を加硫（加硫温度：１７５℃、加硫時間：１０分間）することにより試験サンプルを作製した。得られた試験サンプルを用いて、以下に示すようにゴム硬度を測定した。

（ゴム硬度の測定）
ＪＩＳ−Ｋ６２５３に準じて、ＪＩＳ−Ａ硬度計を用い、０℃における試験サンプルの硬度を測定した。

＜タイヤの作製＞
硫黄および加硫促進剤を除く表１の配合内容にしたがって、各種薬品をバンバリーミキサーによって混練し、その後、硫黄および加硫促進剤を添加してバンバリーミキサーにて混練することにより混練物を得た。得られた混練物をタイヤ成型機上にてキャップトレッドとして成形し、他のタイヤ部材と貼り合わせて未加硫タイヤとし、それを加硫することにより１９５／６５Ｒ１５サイズのスタッドレスタイヤを作製した。作製したタイヤについて以下に示す試験を行なった。

（氷雪路面における摩擦性能）
前記タイヤを排気量２０００ｃｃの国産ＦＲ車に装着し、時速３０ｋｍ／ｈからの氷盤上での制動停止距離を求めた。比較例１の値を１００とし、それぞれ指数で示した。指数が大きいほど、氷雪路面における摩擦性能に優れている。

（耐摩耗性）
前記タイヤを排気量２０００ｃｃの国産ＦＲ車に装着し、３０，０００ｋｍ走行した後の摩耗量を測定した。比較例１の値を１００とし、それぞれ指数で示した。指数が大きいほど、耐摩耗性に優れている。

結果をそれぞれ表１に示す。

Claims (2)

1. シス１，４結合含量が９５％以上のポリブタジエンゴムを５０重量％以上含むジエン系ゴム１００重量部に対して、
   シリカを５重量部未満、ならびに
   ヨウ素吸着量が１００ｇ／ｋｇ以上、および２４Ｍ４ジブチルフタレート吸油量が９０ｍｌ／１００ｇ以上のカーボンブラックを含有し、
   該シリカおよびカーボンブラックの合計含有量が３０〜４０重量部であるゴム組成物からなるトレッド部を有する空気入りタイヤであって、
   該ゴム組成物の０℃における硬度が３５〜４７である空気入りタイヤ。
2. 前記ゴム組成物がさらに、加硫剤を１重量部以下含有する請求項１記載の空気入りタイヤ。