JP2008163234A - タイヤトレッド用ゴム組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】微粉砕した高炉スラグを充填剤として使用することにより、耐摩耗性を損なうこと無く、氷上摩擦性能を大幅に向上させたタイヤトレッド用ゴム組成物を提供する。
【解決手段】ガラス転移温度Tgが−50℃以下のジエン系ゴム100重量部に対して、平均粒子径1〜5μmの高炉スラグを0.1〜30重量部配合してなるタイヤトレッド用ゴム組成物。
【選択図】なし
【解決手段】ガラス転移温度Tgが−50℃以下のジエン系ゴム100重量部に対して、平均粒子径1〜5μmの高炉スラグを0.1〜30重量部配合してなるタイヤトレッド用ゴム組成物。
【選択図】なし
Description
本発明は、タイヤトレッド用ゴム組成物に関し、更に詳細には、耐摩耗性を損なうこと無く、氷上摩擦性能を大幅に向上させたタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。
近年、乗用車用スタッドレスタイヤにおいては、その氷上性能を高めることが課題となっており、各社より多くの提案がなされているが、未だ、満足するものが得られていない。従来、ゴムの加硫時に発生する発泡を防止するために、高炉スラグを充填剤としてゴムに練りこむ技術が下記の特許文献1に開示され、また、遮音シートや制振シート等に有用なゴム組成物として、電気炉酸化スラグ粒状物をゴムやエラストマーに配合する技術が下記の特許文献2に開示されている。しかしながら、これらの提案技術は、いずれも、タイヤ用ゴム組成物に関するものではない。
本発明では、スタッドレスタイヤ用ゴムコンパウンドに、微粉砕した高炉スラグを充填剤として使用することにより、耐摩耗性を損なうこと無く、氷上摩擦性能を大幅に向上させた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。
本発明によれば、ガラス転移温度Tgが−50℃以下のジエン系ゴム100重量部に対して、平均粒子径1〜5μmの高炉スラグを0.1〜30重量部配合してなるタイヤトレッド用ゴム組成物が提供される。
また、更なる本発明の態様によれば、上記ゴム組成物に、熱膨張性マイクロカプセルを更に1〜15重量部配合してなるタイヤトレッド用ゴム組成物が提供される。
即ち、本発明では、ガラス転移温度Tgが−50℃以下のジエン系ゴム100重量部に対して、平均粒子径1〜5μmの高炉スラグを0.1〜30重量部、更には熱膨張性マイクロカプセルを1〜15重量部配合したタイヤトレッド用ゴム組成物とすることにより、耐摩耗性を損なうこと無しに、氷上摩擦性能が大幅に改善できることを見出したものである。
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物に用いられるジエン系ゴムとしては、例えば、天然ゴム(NR)、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−ブタジエン共重合体ゴム(NBR)、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などが挙げられる。これらのジエン系ゴムは単独で、あるいは二種以上のブレンドゴムとして使われる。かかるジエン系ゴムは、本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物では、その低転動抵抗と耐摩耗性、低温性能を両立させるために、そのガラス転移温度(Tg)が−50℃以下のものが使用される。
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物に配合される高炉スラグとしては、従来産業廃棄物として処分されてきた高炉スラグを微粉砕したもの、即ち、平均粒子径1〜5μmに微粉砕された高炉スラグが0.1〜30重量部の量で使用される。当該高炉スラグの平均粒子径が1μm未満のものは製造が困難であり、逆に5μmを超えると耐摩耗性が低下するので好ましくない。また、当該高炉スラグの配合量が0.1重量部未満では所期の効果が発揮できず、逆に30重量部を超えると耐摩耗性が低下するので好ましくない。
また、本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物に配合される熱膨張性マイクロカプセルは、熱により気化して気体を発生する液体を熱可塑性樹脂に内包した熱膨張性熱可塑性樹脂粒子を、その膨張開始温度以上の温度で加熱して膨張させて、その熱可塑性樹脂からなる外殻中に気体を封じ込めたもので、その気体封入熱可塑性樹脂粒子の真比重が0.1以下でかつ粒径が5〜300μmであるものが好ましく用いられる。このような熱膨張性熱可塑性樹脂粒子(未膨張粒子)としては、スェーデンのエクスパンセル社製の商品名「EXPANCEL 091DU−80」または「EXPANCEL 092DU−120」等として、あるいは、松本油脂製薬製の商品名「マツモトマイクロスフェアー F−85D」又は「マツモトマイクロスフェアー F−100D」等として入手可能である。
前記気体封入熱可塑性樹脂の外殻成分を構成する熱可塑性樹脂としては、(メタ)アクリロニトリルの重合体又は(メタ)アクリロニトリル含有量の高い重合体が好適に用いられる。その共重合体の場合の相手側モノマー(コモノマー)としては、ハロゲン化ビニル、ハロゲン化ビニリデン、スチレン系モノマー、(メタ)アクリレート系モノマー、酢酸ビニル、ブタジエン、ビニルピリジン、クロロプレン等のモノマーが用いられる。なお、上記の熱可塑性樹脂は、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、1,3−ブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、アリル(メタ)アクリレート、トリアクリルホルマール、トリアリルイソシアネート等の架橋剤で架橋可能にされていてもよい。架橋形態については未架橋が好ましいが、熱可塑性樹脂としての性質を損なわない程度に架橋していてもかまわない。
また、前記熱により気化して気体を発生する液体としては、例えば、n−ペンタン、イソペンタン、ネオペンタン、ブタン、イソブタン、ヘキサン、石油エーテルの如き炭化水素類、塩化メチル、塩化メチレン、ジクロロエチレン、トリクロロエタン、トリクロルエチレンの如き塩素化炭化水素のような液体等が挙げられる。
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物に配合される前記熱膨脹性マイクロカプセルの配合量は、前記ジエン系ゴム100重量部に対して、1〜15重量部、より好ましくは5〜10重量部とすることが好ましい。この配合量が1重量部未満であると、所期の効果を発揮できず、また15重量部を超えると、耐摩耗性の低下が起こるので好ましくない。
本発明に係るタイヤトレッド用ゴム組成物には、更に、補強剤としてのカーボンブラック及び/又はシリカ、シランカップリング剤、加硫又は架橋剤、加硫又は架橋促進剤、各種オイル、老化防止剤、可塑剤、その他タイヤゴム用に配合されている各種配合剤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、加硫または架橋することができる。これら配合剤の配合量も、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。
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。
サンプルの調製
表1に示す配合(重量部)に従って、1.7Lの密閉式バンバリーミキサーを用いて、硫黄、加硫促進剤及び熱膨張性マイクロカプセルを除く、ゴム、カーボンブラック、シリカ、高炉スラグ等の配合剤を5分間混合し、150℃に達したときにゴムを混合機外に放出して室温まで冷却した後、同バンバリーミキサーにて、加硫促進剤、硫黄、熱膨張性マイクロカプセル等を配合、混合してゴム組成物を得た。次いで、このゴム組成物を所定の金型中で、160℃、30分間加硫して加硫ゴムシートを作製し、以下の耐摩耗性及び氷上摩擦力の試験に供した。
表1に示す配合(重量部)に従って、1.7Lの密閉式バンバリーミキサーを用いて、硫黄、加硫促進剤及び熱膨張性マイクロカプセルを除く、ゴム、カーボンブラック、シリカ、高炉スラグ等の配合剤を5分間混合し、150℃に達したときにゴムを混合機外に放出して室温まで冷却した後、同バンバリーミキサーにて、加硫促進剤、硫黄、熱膨張性マイクロカプセル等を配合、混合してゴム組成物を得た。次いで、このゴム組成物を所定の金型中で、160℃、30分間加硫して加硫ゴムシートを作製し、以下の耐摩耗性及び氷上摩擦力の試験に供した。
試験方法
1)耐摩耗性: JIS K6264に準拠して、ランボーン摩耗試験機(岩本製作所製)を使用し、試験温度23℃、スリップ率50%、荷重15Nで測定した。比較例1を100として、結果を指数で表示した。数値が大きい程、耐摩耗性が良好であることを示す。
2)氷上摩擦力: 各コンパウンドを加硫したシート状ゴム片を、扁平円柱状の台ゴムに貼り付け、インサイドドラム型氷上摩擦試験機を用いて氷上摩擦係数を測定した。測定温度は、−1.5℃、荷重0.54MPa、ドラム回転速度は25km/時間であった。比較例1を100として、結果を指数で表示した。数値が大きい程、氷上摩擦力に優れていることを示す。
1)耐摩耗性: JIS K6264に準拠して、ランボーン摩耗試験機(岩本製作所製)を使用し、試験温度23℃、スリップ率50%、荷重15Nで測定した。比較例1を100として、結果を指数で表示した。数値が大きい程、耐摩耗性が良好であることを示す。
2)氷上摩擦力: 各コンパウンドを加硫したシート状ゴム片を、扁平円柱状の台ゴムに貼り付け、インサイドドラム型氷上摩擦試験機を用いて氷上摩擦係数を測定した。測定温度は、−1.5℃、荷重0.54MPa、ドラム回転速度は25km/時間であった。比較例1を100として、結果を指数で表示した。数値が大きい程、氷上摩擦力に優れていることを示す。
表1によれば、所定粒度の高炉スラグを所定量配合した実施例1のタイヤトレッド用ゴム組成物では、耐摩耗性を略維持したまま、氷上摩擦力が向上し、また、これと併用して熱膨張性マイクロカプセルを所定量配合すると(実施例2及び3)、顕著に氷上摩擦力が向上していることが分る。これに比して、所定粒度が平均5μmを超える高炉スラグを所定量配合した比較例3及び所定粒度の高炉スラグを所定量を超える量で配合した比較例4では、氷上摩擦性の向上は認められるものの耐摩耗性が極度に低下していることが分る。
Claims (2)
- ガラス転移温度Tgが−50℃以下のジエン系ゴム100重量部に対して、平均粒子径1〜5μmの高炉スラグを0.1〜30重量部配合してなるタイヤトレッド用ゴム組成物。
- 熱膨張性マイクロカプセルを1〜15重量%更に配合してなる請求項1に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006355621A JP2008163234A (ja) | 2006-12-28 | 2006-12-28 | タイヤトレッド用ゴム組成物 |
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KR20160039862A (ko) * | 2014-10-02 | 2016-04-12 | 금호타이어 주식회사 | 고로 슬래그를 이용한 타이어 컴파운드 조성물 |
CN106832471A (zh) * | 2015-12-04 | 2017-06-13 | 上海中冶环境工程科技有限公司 | 一种采用冶金副产品制备的橡胶制品 |
CN106947168A (zh) * | 2017-05-16 | 2017-07-14 | 南昌航空大学 | 一种三元乙丙橡胶的制备方法 |
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CN111423620A (zh) * | 2020-03-20 | 2020-07-17 | 河北旭龙液压密封件有限公司 | 一种橡胶耐磨剂及其制备方法、耐磨耐老化硫化橡胶及其制备方法和应用 |
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2006
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