JP2613068B2 - タイヤトレツド用ゴム組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、低発熱性および耐摩耗性を保持しつつ雪氷
路における走行性能を改良したタイヤトレッド用ゴム組
成物に関する。

〔従来技術〕

従来、積雪寒冷地において冬期時に自動車が走行する
場合には、タイヤにスパイクを打ち込んだスパイクタイ
ヤを用いるか又はタイヤの外周にタイヤチェーンを装着
して雪上路や氷上路での安全性を確保している。しかし
ながら、スパイクタイヤやタイヤチェーンを装着したタ
イヤでは、道路の摩耗や損傷が発生し易く、それが粉塵
となって公害を引き起こし、大きな環境問題となってい
る。

このような安全問題と環境問題とを解決するために、
乗用車タイヤにおいてはスパイクやチェーンを使用せ
ず、雪上路および氷上路における制動性、駆動性能を有
したスタッドレスタイヤが現在急速に普及しつつある。
一方、トラック・バス等の重荷重用タイヤにおいては、
重荷重の状況下でタイヤが使用されるために、雪上・氷
上性能の改良が困難であると共に雪上・氷上性能を重視
すると耐久性や耐摩耗性で問題が生じ易くなるといった
問題が解決できないため、重荷重用スタッドレスタイヤ
は未だ実用化されていないのが現状である。従って、安
全問題、環境問題の大きさから重荷重用スタッドレスタ
イヤの実用化が急務となっている。

かかるスタッドレスタイヤの氷上路における制動性、
駆動性能を改良するために、従来から種々の提案が試み
られている。例えば、特開昭55−135149号公報、特開昭
60−137945号公報に開示されているように、トレッドゴ
ムとして軟化剤や可塑剤を多量配合したゴム組成物を用
いることにより低温時の硬さを下げて氷上性能を改良す
るという方法が知られている。しかし、重荷重用タイヤ
の場合、軟化剤、可塑剤を多量配合すると氷上性能は改
良されるもののトレッドゴムの発熱が高くなり、耐久性
で問題が発生したり、耐摩耗性が低下する等の欠点があ
る。

更に、特開昭58−199205号公報では、重荷重用タイヤ
用ゴム組成物として天然ゴムを主体とした原料ゴムに特
定の伸展油を配合することにより発熱性の低下を抑制す
る方法を開示しているが、この方法は低発熱を必ずしも
十分満足するものではない。

以上のようにトラック・バス用に用いられる雪上・氷
上性能、耐久性、および耐摩耗性等の性能を同時に満足
するスタッドレスタイヤが得られていないのが現状であ
る。

〔発明の目的〕

本発明は、かかる要望に応じてなされたものであっ
て、従来技術では実現が困難であった低発熱性および耐
摩耗性を保持しつつ雪上・氷上性能を満足し得るタイヤ
トレッド用ゴム組成物を提供することを目的とする。こ
のゴム組成物は、特に、トラック・バス用等の重荷重用
タイヤのトレッド用ゴムに好適に用いられる。

〔発明の構成〕

このため、本発明は、天然ゴムおよび／またはポリイ
ソプレンゴム80〜100重量部とポリブタジエンゴムを０
〜20重量部とからなる原料ゴム100重量部に対し、カー
ボンブラックを40〜70重量部、軟化剤を20重量部以下、
および天然ゴムラテックス漿液の粉末乾燥物を該粉末乾
燥物中の非ゴム成分量に換算して２〜15重量部配合して
なることを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物を要
旨とするものである。

以下、本発明の構成につき詳しく説明する。

本発明者らは、従来技術では両立することが困難であ
った発熱性と耐摩耗性とを保持しながら雪氷路面での摩
擦力を改良するために鋭意研究を行なった結果、天然ゴ
ムラテックス漿液中に含まれる非ゴム成分を特定量配合
させてなるゴム組成物をトレッドゴムとして用いること
で、上記目的を達成できることを見い出し、本発明に至
った。

すなわち、天然ゴムを原料ゴムとしたゴム組成物と該
非ゴム成分を含まれないポリイソプレンゴムを原料ゴム
としたゴム組成物との氷上摩擦力を比較したところ、驚
くべきことに低温時硬さを同一にした場合、天然ゴムを
原料ゴムとしたゴム組成物の方が優れることを見い出し
た。本発明者らは、天然ゴムとポリイソプレンゴムとの
化学構造は似通っていることから、その原因は天然ゴム
に含まれていてポリイソプレンゴムには含まれていない
非ゴム成分にあると推定した。

この知見から、更に、あらかじめアセトン抽出により
アセトン可溶分を抽出した後の天然ゴムを原料ゴムとし
たゴム組成物について調べたところ、アセトン抽出処理
を行なわない天然ゴムを原料ゴムとしたゴム組成物に比
較して氷上での摩擦力が低下することが判明した。この
ことから、アセトン抽出された非ゴム成分は氷上での摩
擦力向上効果を有することが裏付けられた。

更に、この非ゴム成分の氷上摩擦力向上効果を確認す
るため、天然ゴムに含まれる非ゴム成分を抽出し、その
特定量をゴム組成物に配合したところ、氷上摩擦力が向
上すると共に、同等の氷上摩擦力を得るべく軟化剤、可
塑剤を多量配合したゴム組成物よりも発熱性が改良さ
れ、かつ耐摩耗性の低下が抑制される事実を見い出し
た。

本発明者らは、かかる知見を得て本発明に到達したの
である。

（１） 原料ゴム。

原料ゴムとしては、天然ゴムおよび／またはポリイソ
プレンゴムが80〜100重量部、ポリブタジエンゴムが０
〜20重量部からなるブレンド物を用いる。ポリブタジエ
ンゴムが20重量部を超えると破断強力が低下し、好まし
くない。

（２） カーボンブラック。

本発明で使用されるカーボンブラックは、通常、トレ
ッド用として使用されるものであれば特にその種類は限
定されない。カーボンブラックの配合量は、原料ゴム10
0重量部に対して40〜70重量部、更に好ましくは45〜55
重量部である。カーボンブラックは耐摩耗性を向上させ
るが、70重量部を超えて配合すると氷上性能を著しく低
下させるばかりでなく、発熱性に劣るため好ましくな
く、40重量部未満では氷上性能および発熱性を改良する
が耐摩耗性が低下し、実用的でない。

（３） 軟化剤。

本発明で使用する軟化剤としては、芳香族系オイル、
パラフィン系オイル、ナフテン系オイルのようなプロセ
スオイルや有機酸エステル、ポリエーテル等であるが、
これらのうちいずれかを単独あるいは２種以上混用して
もよい。軟化剤の配合量は、原料ゴム100重量部に対し
て200重量部以下である。20重量部を超えると氷上路面
との摩擦力は改良されるが、発熱が高くなり、耐摩耗性
も低下し、好ましくない。

（４） 天然ゴムラテックス漿液の粉末乾燥物。

天然ゴムラテックス漿液とは、天然ゴムラテックスか
らゴム分を凝固させ、取り除いた残りの水溶液である。
これは、一般的に約0.5重量％のゴム成分と非ゴム成分
約2.0重量％を含む。本発明において用いる天然ゴムラ
テックス漿液の粉末乾燥物は、天然ゴムラテックス漿液
から例えばスプレードライ法によりその水分を蒸発させ
て乾燥させたもので、平均粒径10〜100μｍの粉末状の
ものである。10μｍ未満あるいは100μｍ超の平均粒径
では、混合加工時の分散が悪くなり、破断強力の低下、
耐摩耗性が低下し望ましくない。

この粉末乾燥物の配合量は、該粉末乾燥物中の非ゴム
成分量に換算して原料ゴム100重量部に対し２〜15重量
部である。２重量部未満では本発明の目的である氷上摩
擦力の向上効果が少なく、15重量部を超えて配合すると
氷上摩擦力の改善効果はむしろ低下し、耐摩耗性の低下
が著しい。

なお、本発明のゴム組成物においては、前記した原料
ゴム、カーボンブラック、軟化剤、天然ゴムラテックス
漿液の粉末乾燥物に加えて、酸化亜鉛、ステアリン酸、
老化防止剤、ワックス、加硫促進剤、イオウ等の配合剤
が当業界の慣行に従い適宜適量配合される。

以下に実施例および比較例を示す。

実施例、比較例 下記表１に示す配合処方（重量部）により、表２に示
す各ゴム組成物（実施例１〜５、比較例１〜10）を調製
し、それぞれのゴム組成物につき加硫物物性を評価し
た。この結果を表２に示す。なお、粉末乾燥物の配合量
は、その非ゴム成分量に換算した量である。各ゴム組成
物の調製は、通常のバンバリー型ミキサーを用いて、硫
黄、加硫促進剤以外の配合剤と原料ゴムとを混合して得
たマスターバッチに、オープンロールで硫黄、加硫促進
剤を加えて、所定のゴム組成物とすることによった。こ
のゴム組成物を150℃、30分間加硫して、各々の評価用
試料を作製し、その物性の測定に供した。

上記＊６〜＊９の評価項目は全て標準試料（比較例
１）の測定値を100として指数表示した。

通常の天然ゴム中には本発明でいうところの粉末乾燥
物中の非ゴム成分が1.5〜４重量％含まれている。アセ
トン抽出により該非ゴム成分を抽出せしめた天然ゴムを
原料ゴムとして用いた場合（比較例２）は、非ゴム成分
を抽出しない天然ゴムを原料ゴムとして用いた場合（比
較例１）に較べると氷上摩擦力が低下する。このことか
ら該非ゴム成分には氷上摩擦力を改良する効果が有すこ
とが判る。そこで、比較例２〜４、実施例1,2に該非ゴ
ム成分の配合量の効果について示す。２重量部未満（比
較例３）では、耐摩耗性の低下は少ないものの氷上摩擦
力の改良効果が少ない。一方、20重量部配合（比較例
４）すると氷上摩擦力は保持されるものの耐摩耗性が著
しく低下し好ましくない。粉末乾燥物の配合量が非ゴム
成分量に換算して２重量部以上15重量部以下の範囲（実
施例1,2）では、耐摩耗性の低下が小さく、発熱性も保
たれ、かつ氷上摩擦力に著しい改良が見られる。

また、軟化剤を多量配合した従来技術による配合（比
較例５）では、氷上摩擦力は満足するものの破断強力の
低下、耐摩耗性の低下、発熱性で不利となり、これらの
特性のバランスに欠ける。

粉末乾燥物の平均粒子径の効果は、分散性との関係か
ら無視できない。平均粒子径が100μｍを超えると（比
較例６）著しく分散が悪化し、破断強力および耐摩耗性
が低下する。一方、平均粒子径が10〜100μｍの範囲内
であれば（実施例2,3）、本発明の目的を満足すること
ができる。

ポリブタジエンゴムのブレンド比率を高める程、氷上
摩擦力を改善できるが、一方、破断強力の低下が著しい
（比較例７）。このため、ポリブタジエンゴムのブレン
ド比率は限定される。

比較例8,9、実施例２は、カーボンブラック配合量を
比較した例であるが、カーボンブラック配合量が少ない
場合（比較例８）は、氷上摩擦力の改善効果が著しい
が、耐摩耗性の低下も大きい。また、カーボンブラック
配合量を多くした場合（比較例９）では、発熱性が著し
く高くなり、破断強力、氷上摩擦力の低下も大きく、好
ましくない。

実施例2,3、比較例９は、軟化剤と該非ゴム成分とを
併用した場合の例であるが、軟化剤を併用することによ
り氷上摩擦力が更に改善されることが判る、しかしなが
ら、軟化剤の配合量を増やし過ぎると（比較例10）、軟
化剤単独の多量配合した場合と同様に破断強力の低下、
耐摩耗性の低下および発熱性で著しく劣り、好ましくな
い。

上述の実施例および比較例は、従来配合技術では実現
困難であった雪氷路面での摩擦力を著しく高め、かつ発
熱体の増大と耐摩耗性の低下を抑えるために、天然ゴム
ラテックス漿液より得られる粉末乾燥物を特定量配合す
ることが有効であることを例示したものである。

〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明のゴム組成物を重荷重用
タイヤのトレッド部に使用することにより、タイヤの耐
久性および耐摩耗性を保持しながら雪氷路面でのタイヤ
の制動および駆動性能を著しく改善することができる。
また、本発明のゴム組成物は、重荷重用タイヤのみなら
ず耐久性又は耐摩耗性が要求される乗用車用タイヤにも
適用できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−22837（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−34141（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】天然ゴムおよび／またはポリイソプレンゴ
   ムを80〜100重量部とポリブタジエンゴムを０〜20重量
   部とからなる原料ゴム100重量部に対し、カーボンブラ
   ックを40〜70重量部、軟化剤を20重量部以下、および天
   然ゴムラテックス漿液の粉末乾燥物を該粉末乾燥物中の
   非ゴム成分量に換算して２〜15重量部配合してなること
   を特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物。