JP2009073886A - 競技用タイヤ用ゴム組成物およびそれを用いたトレッドを有する競技用タイヤ - Google Patents
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Abstract
【課題】グリップ性能に優れ、グリップ性能の低下を抑制することができる競技用タイヤ用ゴム組成物およびそれを用いたトレッドを有する競技用タイヤを提供する。
【解決手段】スチレン含有量が２５〜５０重量％であるスチレンブタジエンゴムを含有するゴム成分１００重量部に対して、平均１次粒子径が２００ｎｍ以下である酸化亜鉛を０．５〜４．０重量部含有する競技用タイヤ用ゴム組成物、およびそれを用いたトレッドを有する競技用タイヤ。
【選択図】なし
【解決手段】スチレン含有量が２５〜５０重量％であるスチレンブタジエンゴムを含有するゴム成分１００重量部に対して、平均１次粒子径が２００ｎｍ以下である酸化亜鉛を０．５〜４．０重量部含有する競技用タイヤ用ゴム組成物、およびそれを用いたトレッドを有する競技用タイヤ。
【選択図】なし
Description
本発明は、競技用タイヤ用ゴム組成物およびそれを用いたトレッドを有する競技用タイヤに関する。
高性能タイヤ、とくに競技用タイヤのトレッド部には、高いグリップ性能が要求されている。
トレッド部のグリップ性能を向上させるために、例えば、（１）ガラス転移温度の高いゴム成分を使用する手法（例えば、特許文献１参照）、（２）表面積の大きなカーボンブラックを使用する手法、（３）多量の軟化剤を充填する手法などが知られている。これらの手法を用いる場合、一般に、加硫系としては硫黄加硫が用いられ、加硫助剤として、酸化亜鉛やステアリン酸が使用される。ここで、酸化亜鉛としては、通常は平均１次粒子径が２００ｎｍ以上と、大きいものが使用される。
しかし、平均１次粒子径の大きい酸化亜鉛を使用すると、（１）〜（３）のいずれの手法を用いたとしても、酸化亜鉛をゴム中に分散させるのが困難なため、酸化亜鉛がブローアウトの核となったり、架橋密度が変化し、ゴム物性が変化したりする。そのため、走行中に熱劣化により、ブローアウトしたり、ゴム物性が劣化したりして、グリップ性能が低下してしまう。
本発明は、グリップ性能に優れ、グリップ性能の低下を抑制することができる競技用タイヤ用ゴム組成物およびそれを用いたトレッドを有する競技用タイヤを提供することを目的とする。
本発明は、スチレン含有量が２５〜５０重量％であるスチレンブタジエンゴムを含有するゴム成分１００重量部に対して、平均１次粒子径が２００ｎｍ以下である酸化亜鉛を０．５〜４．０重量部含有する競技用タイヤ用ゴム組成物に関する。
また、本発明は、前記競技用タイヤ用ゴム組成物を用いたトレッドを有する競技用タイヤに関する。
本発明によれば、所定のゴム成分および所定の酸化亜鉛を所定量含有することで、グリップ性能に優れ、グリップ性能の低下を抑制することができる競技用タイヤ用ゴム組成物およびそれを用いたトレッドを有する競技用タイヤを提供することができる。
本発明の競技用タイヤ用ゴム組成物は、ゴム成分および酸化亜鉛を含有する。
前記ゴム成分は、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）を含有する。
ＳＢＲとしては、乳化重合ＳＢＲ（Ｅ−ＳＢＲ）および溶液重合ＳＢＲ（Ｓ−ＳＢＲ）があげられるが、ブローアウトが起こりにくいという理由から、Ｓ−ＳＢＲが好ましい。
ＳＢＲのスチレン含有量は２５重量％以上、好ましくは３０重量％以上である。ＳＢＲのスチレン含有量が２５重量％未満では、グリップ性能が不足する。また、ＳＢＲのスチレン含有量は５０重量％以下、好ましくは４５重量％以下である。ＳＢＲのスチレン含有量が５０重量％をこえると、発熱しやすくなり、ブローアウトが起こりやすい。
前記ゴム成分中のＳＢＲの含有率は８０重量％以上が好ましく、９０重量％以上がより好ましい。ＳＢＲの含有率が８０重量％未満では、グリップ性能が不足する傾向がある。とくに、ＳＢＲの含有率は１００重量％が最も好ましい。
ゴム成分としては、ＳＢＲ以外にも、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｘ−ＩＩＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、イソモノオレフィンとパラアルキルスチレンとの共重合体のハロゲン化物などがあげられる。ゴム成分としては、これらのなかから、１種または２種以上を選択してＳＢＲと併用することもできるが、グリップ性能、耐摩耗性、耐ブローアウト性、タイヤ内部の部材との加硫接着性に優れるという理由から、ＳＢＲを単独で用いるのが好ましい。
酸化亜鉛の平均１次粒子径は２００ｎｍ以下、好ましくは１５０ｎｍ以下である。酸化亜鉛の平均１次粒子径が２００ｎｍをこえると、酸化亜鉛をゴム中に分散させにくくなるため、クラックの起点となり、ブローアウトしてしまう。また、酸化亜鉛の平均１次粒子径は２０ｎｍ以上が好ましく、３０ｎｍ以上がより好ましい。酸化亜鉛の平均１次粒子径が２０ｎｍ未満では、酸化亜鉛の粒子どうしの凝集により、かえって分散しにくい傾向がある。
酸化亜鉛の含有量は、ゴム成分１００重量部に対して０．５重量部以上、好ましくは１重量部以上である。酸化亜鉛の含有量が０．５重量部未満では、加硫反応が不足する。また、酸化亜鉛の含有量は４．０重量部以下、好ましくは３．０重量部以下である。酸化亜鉛の含有量が４．０重量部をこえると、クラックの起点になりやすく、ブローアウトが発生しやすくなる。
本発明の高性能タイヤ用ゴム組成物には、さらに、カーボンブラックを含有することもできる。
カーボンブラックとしては、とくに制限はなく、従来からタイヤ工業で使用されるＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦなどを使用することができる。
カーボンブラックの含有量は、ゴム成分１００重量部に対して５０重量部以上が好ましく、６５重量部以上がより好ましい。カーボンブラックの含有量が５０重量部未満では、耐摩耗性が低下する傾向がある。また、カーボンブラックの含有量は１５０重量部以下が好ましく、１３５重量部以下がより好ましい。カーボンブラックの含有量が１５０重量部をこえると、加工性が低下する傾向がある。
本発明の競技用タイヤ用ゴム組成物には、さらに、軟化剤を含有してもよい。
軟化剤としては、とくに制限はなく、従来からタイヤ工業で使用されるアロマオイル、ナフテンオイル、パラフィンオイルなどの低温特性改良のための可塑剤などを使用することができる。
軟化剤の含有量は、ゴム成分１００重量部に対して３０重量部以上が好ましく、５０重量部以上がより好ましい。軟化剤の含有量が３０重量部未満では、所定のグリップ性能が発揮できない傾向がある。また、軟化剤の含有量は２００重量部以下が好ましく、１５０重量部以下がより好ましい。軟化剤の含有量が２００重量部をこえると、密着により加工性が低下する傾向がある。なお、軟化剤の含有量とは、油展ゴム中に含まれるオイル分も含めた含有量のことをいう。
本発明の競技用タイヤ用ゴム組成物には、前記ゴム成分、酸化亜鉛、カーボンブラックおよび軟化剤以外にも、従来からタイヤ工業で使用される配合剤、例えば、各種老化防止剤、ステアリン酸、硫黄などの加硫剤、各種加硫促進剤などを、必要に応じて適宜配合することができる。
本発明の競技用タイヤ用ゴム組成物は、一般的な方法で製造される。すなわち、バンバリーミキサーやニーダー、オープンロールなどでジエン系ゴム、アルキルフェノール・塩化硫黄縮合物および必要に応じて前記配合剤を混練りし、その後加硫することにより、本発明の競技用タイヤ用ゴム組成物を製造することができる。
本発明の競技用タイヤ用ゴム組成物は、グリップ性能とその持続性に優れるという理由から、トレッドに好適に使用されるものである。
本発明のタイヤは、本発明の競技用タイヤ用ゴム組成物を用いて、通常の方法により製造することができる。すなわち、必要に応じて前記配合剤を配合した本発明の競技用タイヤ用ゴム組成物を、未加硫の段階でタイヤのトレッドの形状にあわせて押出し加工し、タイヤ成型機上で他のタイヤ部材とともに貼り合わせ、通常の方法にて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、本発明のタイヤを得る。
本発明のタイヤは、高いグリップ性能とその持続性に優れ、とくに初期グリップ性能に優れるという理由から、カートなどの競技用タイヤとして好適に用いられるものである。
実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
以下、実施例および比較例で使用した各種薬品をまとめて説明する。
スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）：旭化成（株）製のタフデン４３５０（スチレン含有量：４０重量％、ゴム固形分１００重量部に対してオイル分５０重量部含有）
カーボンブラック：三菱化学（株）製のダイアブラックＡ（Ｎ１１０）
アロマオイル：（株）ジャパンエナジー製のＸ−１４０
老化防止剤：フレキシス社製のサントフレックス１３（Ｎ−フェニル−Ｎ’−（１，３−ジメチルブチル）−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「桐」
酸化亜鉛（１）：ハクスイテック（株）製のジンコックススーパーＦ−２（平均１次粒子径：６５ｎｍ）
酸化亜鉛（２）：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛２種（平均１次粒子径：４００ｎｍ）
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−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド）
スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）：旭化成（株）製のタフデン４３５０（スチレン含有量：４０重量％、ゴム固形分１００重量部に対してオイル分５０重量部含有）
カーボンブラック：三菱化学（株）製のダイアブラックＡ（Ｎ１１０）
アロマオイル：（株）ジャパンエナジー製のＸ−１４０
老化防止剤：フレキシス社製のサントフレックス１３（Ｎ−フェニル−Ｎ’−（１，３−ジメチルブチル）−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「桐」
酸化亜鉛（１）：ハクスイテック（株）製のジンコックススーパーＦ−２（平均１次粒子径：６５ｎｍ）
酸化亜鉛（２）：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛２種（平均１次粒子径：４００ｎｍ）
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−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド）
実施例１〜２および比較例１〜３
表１に示す配合処方にしたがい、（株）神戸製鋼製の１．７Ｌバンバリーミキサーを用いて、硫黄および加硫促進剤以外の薬品を１６０℃の排出温度で混練りし、混練り物を得た。次に、オープンロールを用いて、得られた混練り物に硫黄および加硫促進剤を添加し、８０℃の条件下で４分間混練りし、未加硫ゴム組成物を得た。さらに、得られた未加硫ゴム組成物をトレッドの形状に成形し、タイヤ成型機上で他のタイヤ部材とともに貼り合わせて未加硫タイヤを形成し、１７０℃の条件下で２０分間プレス加硫することにより、実施例１〜２および比較例１〜３のカート用タイヤ（サイズ：１１／７．００−５）を製造した。
表１に示す配合処方にしたがい、（株）神戸製鋼製の１．７Ｌバンバリーミキサーを用いて、硫黄および加硫促進剤以外の薬品を１６０℃の排出温度で混練りし、混練り物を得た。次に、オープンロールを用いて、得られた混練り物に硫黄および加硫促進剤を添加し、８０℃の条件下で４分間混練りし、未加硫ゴム組成物を得た。さらに、得られた未加硫ゴム組成物をトレッドの形状に成形し、タイヤ成型機上で他のタイヤ部材とともに貼り合わせて未加硫タイヤを形成し、１７０℃の条件下で２０分間プレス加硫することにより、実施例１〜２および比較例１〜３のカート用タイヤ（サイズ：１１／７．００−５）を製造した。
（グリップ性能）
製造したカート用タイヤをカートに装着させ、１周５００ｍのサーキットを１０周走行させ、１〜５周目のグリップ性能を初期グリップ性能指数とし、１００点満点で官能評価した。なお、グリップ性能は、７０点以上が好ましいことを示す。
製造したカート用タイヤをカートに装着させ、１周５００ｍのサーキットを１０周走行させ、１〜５周目のグリップ性能を初期グリップ性能指数とし、１００点満点で官能評価した。なお、グリップ性能は、７０点以上が好ましいことを示す。
さらに、６〜１０周目のグリップ性能も初期グリップ性能指数と同様に、後半グリップ性能指数として官能評価し、初期グリップ性能指数に対する後半グリップ性能指数の比（グリップ性能低下指数、後半グリップ性能指数／初期グリップ性能指数×１００）を算出した。なお、グリップ性能低下指数は７０％以上が好ましいことを示す。
前記評価結果を表１に示す。
Claims (2)
- スチレン含有量が２５〜５０重量％であるスチレンブタジエンゴムを含有するゴム成分１００重量部に対して、
平均１次粒子径が２００ｎｍ以下である酸化亜鉛を０．５〜４．０重量部含有する競技用タイヤ用ゴム組成物。 - 請求項１記載の競技用タイヤ用ゴム組成物を用いたトレッドを有する競技用タイヤ。
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