JP2918265B2 - スタッドレスタイヤのトレッドゴム - Google Patents

スタッドレスタイヤのトレッドゴム

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JP2918265B2 JP2005671A JP567190A JP2918265B2 JP 2918265 B2 JP2918265 B2 JP 2918265B2 JP 2005671 A JP2005671 A JP 2005671A JP 567190 A JP567190 A JP 567190A JP 2918265 B2 JP2918265 B2 JP 2918265B2
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寛志 滝野
真 駒井
孝治 平松
浩文 林
圭司郎 織田
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は路面が氷結した道路及び通常の状態の道路
の両方を走行する車両に装着するのに適したスタッドレ
スタイヤのトレッドゴムに関する。
[従来の技術] 従来、氷雪路を走行することの多い車両には、硬合金
製スタッドの多数本をトレッドに植えたスパイクタイヤ
が一般的に使用されていたが、車両の増加に伴いスパイ
クタイヤのスタッドが道路に突き刺さってその表面を掘
り起こし、その結果生じる砂塵及び道路損傷が増加して
社会問題となっているため、近時ではトレッドゴムに特
殊なゴム組成物を使用し、スタッドを備えないで氷雪路
でも使用できるタイヤ、いわゆるスタッドレスタイヤが
提案されている、 ところでスタッドレスタイヤのトレッドには、トレッ
ドと氷、路面との間の摩擦係数が大きくなるゴム組成物
が用いられている。摩擦係数を大きくする方法として
は、特開昭60−137946号の公報に記載されている様に、
粒径が0.01〜0.5mmのアルミナのような耐摩耗性、高硬
度粒状体を配合したゴム組成物を用い、アルミナをトレ
ッド表面から突出させて、トレッド表面に微細凹凸を形
成して摩擦係数を高める方法、或は特開昭60−137945号
公報に記載される低凝固温度の油、ポリエステルのよう
な耐寒性可塑剤を大量に配合して、低硬度であって、氷
点温度よりも低温にしても硬度変化の少ないゴム組成物
を用いる方法が試みられている。特開昭62−283001号及
び特開昭63−90402号には上記方法の改良として発泡倍
率が1〜100%の発泡ゴムをトレッドに用いる方法が提
案されている。
[発明が解決しようとする課題] しかしアルミナ粒状体を配合する方法では、配合量を
多くしないと耐滑り性は改良されない。一方多量に配合
すると耐摩耗性が著しく低下するといった問題点があっ
た。また低凝固点の油、耐寒性可塑剤を配合して硬度を
下げる方法では、耐摩耗性が低下し、また長期使用中に
硬度変化が生じて耐滑り性の低下が生じる。
アルミナ粒状体を配合したゴム組成物あるいは発泡ゴ
ムをトレッドゴムに使用したタイヤのトレッド表面には
微細な凹凸が生じ、この凹凸がトレッド表面の摩擦係数
を高め耐滑り性を良くする要因の1つであると考えられ
ている。ところで、タイヤは走行中発熱して内部温度は
0℃以上になり、この熱とタイヤの接地圧の同時作用あ
るいは日射で道路を覆った圧雪の表面が融けて、その上
に薄い水膜が生じ、この水が潤滑剤として作用して、ト
レッド表面を凹凸にしたことによる防滑作用が低下する
といった問題点がある。
本発明の目的は上記した耐滑り性を高める以外の新規
な手段をも用いて、それらの相互作用で耐滑り性を改良
したスタッドレスタイヤのトレッドゴムを提供すること
にある。
[課題を解決するための手段] 発明者らは、動物が氷雪面を滑ることなく、橇を引く
ことができるのに着目して研究を行なった結果、皮革は
氷上で滑りにくくする特殊な作用があることを見出し、
皮革を粉砕した粒状体を配合したゴム組成物は、皮革の
防滑作用を保持して氷上で滑りにくくなることに基づい
て、本発明をなしたものである。更に吸水性があって、
しかも水より硬度の大きいクルミ、椿の実のような種子
の殻あるいは桃、梅の果実の核を粉砕した粒状体を配合
したゴム組成物を発泡ゴムにしてトレッドを構成するこ
とにより、氷上での耐滑り性を向上させることに基づい
て本発明をなしたものである。
すなわちこの発明は、天然ゴム及びジエン系合成ゴム
から選んだ1種以上の原料ゴム100重量部に対して、皮
革質粒状体が3〜30重量部及び種子又は果実の核を粉砕
して得た植物性粒状体が3〜30重量部配合されたゴム組
成物の発泡体で、少なくとも表層部を構成したスタッド
レスタイヤのトレッドゴムである。
本発明で用いられる原料ゴムとしては、天然ゴム、ガ
ラス転位温度−50℃以下のイソプレンゴム、スチレン・
ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、ブタジエン・イソプ
レン共重合体、ブタジエン・イソプレン・スチレン共重
合体の合成ゴムの群より選ばれる。また少量のハロゲン
化ブチルゴム、高スチレン含有量のスチレン・ブタジエ
ン共重合体、ニトリルゴムが改質剤として使用されても
よい。
本発明においては上記成分以外に公知の加硫剤、加硫
促進剤、加硫促進助剤、軟化剤、補強剤、発泡剤、発泡
助剤、老化防止剤が添加され、必要に応じて加硫遅延
剤、粘着付与剤が添加される。補強剤としてはカーボン
ブラック、シリカ、クレーが用いられ、原料ゴム100重
量部に対してカーボンブラックは20〜100重量部、シリ
カを用いる場合には5〜20重量部が好ましい範囲であ
る。
[作用] この発明は上述の通りであるので、たとえ日射又は走
行中発熱して温度が0℃以上になっているタイヤの熱と
接地圧による融点降下によって圧雪上に水の薄膜が形成
され、タイヤは水膜に浮いた状態になっているとして
も、トレッド表面に露出している皮革質粒状体は、水と
の親和性が大きく濡れやすいのでこの水膜を破ってタイ
ヤ表面を氷の表面に接触させる作用があり、従来使用し
ていた水に濡れにくいアルミナ粒状体では得られなかっ
た耐滑り性の向上が得られると考えられる。
従ってこの水膜を破る作用は、皮革質粒状体の粒径が
大きい程好ましいが、大きくなり過ぎると、トレッドの
製造工程での作業性が悪くなり、又加硫中に皮革に含ま
れる水分によって皮革粉砕物が発泡して脆くなるので、
平均粒径は0.01〜0.5mmの範囲が好ましく、特に粒径が
0.5mmを越えるとゴムの加硫反応を妨害するので好まし
くない。更に皮革中に含まれる水分が多いと混合中に発
揮せず残り、加硫中に発泡するのを防止する目的から皮
革の水分率は、皮革重量の25%以下にするのが好まし
い。
原料ゴム100重量部に対して3〜30重量部配合するの
が好ましく、3部より少ないと防滑作用が小さく、30重
量部より多くなると、増量しても増量に見合った効果が
得られず、かえって耐摩耗性が低下するので好ましくな
い。
本発明の作用は皮革の親水性を応用したものであるか
ら、皮革を物理的に破砕した粒状体に限らず、物理化学
的処理によって粒状にしたもの例えばゼラチンの粒状体
であってもよい。
一方、圧雪表面は日射又は気温の上昇によって溶融し
て生じた水が圧雪内に滲み込み、夜になると再凍結する
が、この水が氷になるとき体積が増加するので、溶融、
凍結を繰返している間に圧雪表面に凹凸が生じる。本発
明のトレッドゴムは発泡ゴムになっているので、容易に
圧縮変形ができ、路面の凹凸に応じてトレッド表面が変
形し、路面との接触面積が増加することによってタイヤ
全体としての摩擦抵抗が大きくなる。
更に接地したときトレッド表面は圧縮するが、植物性
粒状体は圧雪表面の硬度より大きいのでトレッド表面よ
り突出した状態になって圧雪表面に含まれる気泡を破壊
して微細な凹凸を形成させて路面の摩擦係数を大きくさ
せ、続いて接触するトレッド表面との間に大きい摩擦抵
抗を生じさせる。
トレッドゴム組成物の真比重をdo、トレッド模様に溝
深さの30%に相当するトレッド表面層の見掛比重をdと
したとき、(do/d−1)×100%で表わされる発泡倍率
は、小さい程圧縮変形しにくいので耐滑り性改良効果が
小さく、一方発泡倍率が大きくなると見掛けの耐摩耗性
が低下するので、実用上発泡倍率は0.1〜20%、好まし
くは1〜5%の範囲の発泡ゴムが使用される。
植物性粒状体の大きさは圧雪の気泡とほぼ同じ大きさ
か、やや小さいものが好ましく、平均粒径が0.01〜0.5m
mのものが使用される。粒径が0.01mmより小さいと耐滑
り性改良効果は小さく、又0.5mmより大きいと耐滑り性
改良効果が小さく、耐摩耗性が低下する。配合量は多い
程耐滑り性改良効果は大きいが、一方配合量が増加する
とトレットゴムの製造工程での作業性が低下し、耐摩耗
性が低下する傾向にあるので、実用上原料ゴム100重量
部に対して3〜30重量部が好ましい。なお耐摩耗性及び
作業性の点から皮革粉砕物と植物性粒状体との合計配合
量は6〜40の重量部が好ましい。
なお、植物性粒状体は親水性で、水膜の水で容易に濡
れるのでアルミナ、硅砂等の撥水性粒状体よりも水膜を
破る作用が大きく、湿った圧雪面での耐滑り性改良効果
が大きい。
[実施例] 以下に実施例及び比較例を挙げて説明する。単に部と
あるのは重量部を示す、なおこの発明は以下の実施例に
限定されるものではない。
天然ゴム30部、溶液重合スチレンブタジエンゴム70
部、亜鉛華3部、ステアリン酸2部、老化防止剤(N−
(1,3−ジメチル−ブチル)−N−フェニール−P−フ
ェニレンジアミン)1部、加硫促進剤(N−シクロヘキ
シル−2−ベゾチアジル−スルフェンアマイド)1.4
部、硫黄2部、パラフィンワックス1部、ナフテン系プ
ロセスオイル50部の基本配合の他に、第1表に示す配合
剤を加えて混合し、通常の方法に従ってタイヤサイズ18
5〜70R13の乗用車用ラジアルタイヤを製造し、氷上制動
試験と摩耗試験を行なった。第1表にその結果を示す。
氷上制動試験は試験車に供試タイヤを装着し、圧雪路
上を時速40kmで走行中急ブレーキをかけブレーキをかけ
た地点から停車するまで滑った距離を測定し、逆数を比
較例タイヤ11を100として指数で示した(大きい方が好
ましい)。
なお試験中の気温は−7〜−8℃であった。
摩耗試験は乾燥路面を10000km走行してトレッド模様
の溝深さの変化から摩耗量を求め、その逆数を比較例タ
イヤ11を100として指数表示した(大きい方が耐摩耗性
がよい)。
皮革質粒状体1:牛皮を機械的に粉砕したもので平均粒径
0.1mm. 皮革質粒状体2:ゼラチン粒状体で平均粒径0.05mm. 皮革質粒状体3:牛皮を粉砕したもので粒径は0.4mm超
過. クルミ殻粒状体:機械的に粉砕、平均粒径0.1mm. (注)比較例タイヤ5は加熱硬化せず。
第1表の実施例タイヤ1、2、3及び比較例タイヤ
9、10から明らかなように、皮革質粒状体の配合されて
いないタイヤは制動性能が悪い。また実施例タイヤ1、
2、3と比較例タイヤ7から、クルミ殻粒状体が混入さ
れていないタイヤは制動性能が悪く、皮革質粒状体と植
物性粒状体の両者が使用されたタイヤの制動性能がよい
ことを示している。
一方、実施例タイヤ1、2、3及び比較例タイヤ6か
ら皮革質粒状体の配合量が多くなるに伴い制動性能はよ
くなるが、30部で飽和に達し、耐摩耗性は配合量の増加
に従い悪くなり、制動性能のように飽和には達しないの
で、制動性能と耐摩耗性から30部までにするのが好まし
い。
実施例タイヤ1、3及び比較例タイヤ8からクルミ殻
粒状体についても皮革質粒状体と同様の傾向があり、30
部までにするのが好ましい。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、耐摩耗性能を
ほとんど損うことなく、氷結路面上における制動性能、
駆動性能を大幅に向上することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C08L 9/00 C08L 9/00 //(C08L 7/00 89:06 97:02) (72)発明者 駒井 真 大阪府茨木市西中条町5番7号 東洋ゴ ム工業株式会社技術開発研究所内 (72)発明者 平松 孝治 大阪府茨木市西中条町5番7号 東洋ゴ ム工業株式会社技術開発研究所内 (72)発明者 林 浩文 大阪府茨木市西中条町5番7号 東洋ゴ ム工業株式会社技術開発研究所内 (72)発明者 織田 圭司郎 兵庫県伊丹市天津字藤ノ木100番地 東 洋ゴム工業株式会社タイヤ技術センター 内 (56)参考文献 特開 平2−167353(JP,A) 特開 平2−227303(JP,A) 特開 平2−219836(JP,A) 実開 昭54−97904(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08J 9/00 - 9/42 C08L 1/00 - 101/14 C08K 3/00 - 13/08 B29C 67/20 - 67/22 B29D 30/00 - 30/72 B60C 1/00 B60C 11/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】天然ゴム及びジエン系合成ゴムから選んだ
    1種以上の原料ゴム100重量部に対して皮革質粒状体が
    3〜30重量部及び種子の殻又は果実の核を粉砕して得た
    植物性粒状体が3〜30重量部配合されたゴム組成物の発
    泡ゴムで、少なくとも表層部を構成したことを特徴とす
    るスタッドレスタイヤのトレッドゴム。
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