JP2928022B2 - タイヤトレッド用ゴム組成物 - Google Patents

タイヤトレッド用ゴム組成物

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JP2928022B2
JP2928022B2 JP4139049A JP13904992A JP2928022B2 JP 2928022 B2 JP2928022 B2 JP 2928022B2 JP 4139049 A JP4139049 A JP 4139049A JP 13904992 A JP13904992 A JP 13904992A JP 2928022 B2 JP2928022 B2 JP 2928022B2
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
    • B60C1/0016Compositions of the tread

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Tires In General (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はタイヤトレッド用ゴム組
成物に関し、一般舗装路のみならずサーキットのウェッ
ト路面上にて優れた制動性及び操縦安定性を発揮できる
タイヤトレッド用ゴム組成物に関する。本発明のゴム組
成物は用途としてウェット用レースタイヤのトレッドゴ
ムにも使用できる。
【0002】
【従来の技術】近年の自動車の高速化に伴い、タイヤに
対する要求特性のレベルもアップした。高速走行時の湿
潤路面での諸性能(ウェット性能)を向上させるために
は、ウェット条件下での制動性能を改善するためにグリ
ップ力を高めること、また、ウェット条件下での操縦安
定性を改善するためにトレッドパターンのブロック剛性
を大きくしてコーナリング性を良くすると供に排水性を
良くすること等である。
【0003】そこで、従来では、ウェット条件下でのグ
リップ力を高めるために、タイヤトレッドゴムのゴム成
分にハイスチレンSBR を使用したり、カーボンブラック
の充填量や粒径を適宜設定したり、オイル添加量を多く
したり、加硫系を調整して、加硫密度を下げたりしてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、高速走行時
のウェット性能を向上させるためには、前述の通り、グ
リップ力を高めることが必要で、このためには、−20℃
〜20℃の温度域での微少歪域(例えば0.1 %) のヒステ
リシスロスを上げる(Tanδを上げる) こと及び路面凹凸
に追従して接触面積を確保できるように、前記温度域及
び歪域での弾性率を小さくする(例えばE′を下げる)
ことが重要であることがわかった。
【0005】また、ブロック剛性を高めるためには、大
変形域でのモジュラスを従来対比維持あるいは大きくす
る(例えば50%以上のモジュラスを従来レベルに維持あ
るいは大きくする) ことも重要であることがわかった。
これは、コーナリング時のブロック変形によるふらつき
を防ぎ、同時に溝部の変形を抑えることで水流が乱流と
なることなく層流となってスムーズに排水するために重
要である。
【0006】しかしながら、従来の方法にあっては、上
記の必要性のすべてに対応したものではないため、今日
の高レベルの要求特性を満たすことができないという状
況に至った。そこで、本発明は、高速走行におけるウェ
ット性能を更に高めることができ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。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は以下の構成とする。即ち、結合スチレン量
25〜60%のスチレン‐ブタジエンゴム(SBR) を少なくと
も70重量部含むゴム成分100 重量部に対し、窒素吸着比
表面積(N2SA)が130 〜280m2/g のシリカを5重量部以上
含み、N2SAが80m2/g以上のカーボンブラック(CB)
を、シリカとのトータル量で80〜180 重量部含み、さら
にアロマチックオイルを100 重量部以上含む。また、好
ましくは、加硫後のアセトン・クロロホルム抽出分が少
なくとも80重量部であり、シリカを35重量部以上含み、
シランカップリング剤をシリカの3〜20重量%含む。更
に、アロマチックオイルをゴム成分100 重量部に対して
100 〜160 重量部含むと好ましい。
【0008】本発明において使用するゴム成分は、結合
スチレン量25〜60%のSBR を少なくとも70重量部含むこ
とを規定するが他のゴム成分としては、SBR (本発明で
規定する範囲内であることを要しない)、ブタジエンゴ
ム、イソプレンゴム、天然ゴム及びハロゲン化ブチルゴ
ム等が挙げられるが、特に限定されるものではない。
【0009】また、SBR の配合量が70重量部未満では、
タイヤ使用温度域における十分なヒステリシスロスが得
られず、もって、所望のグリップ力が得られないので不
都合である。また、結合スチレン量が25%未満では前記
と同様な理由で、グリップ力が不足する。これに対し、
結合スチレン量が60%超過では、前記温度域及び歪域で
の弾性率(E′)が高くなり、タイヤ使用温度域での十
分なウェット性能が得られず好ましくない。
【0010】また、本発明では、N2SAが130 〜280m2/g
のシリカを5重量部以上含むことを規定するが、より好
ましくは35重量部以上であり、更に好ましくは50重量部
以上である。5重量部未満では、前記温度域及び歪域に
おけるヒステリシスロス(Tanδ) が不充分であり、弾性
率を下げられない。35重量部以上、50重量部以上では、
前記温度域及び歪域のヒステリシスロスのアップ、弾性
率のダウンに、より好ましくなり、加えて、大変形域の
モジュラスも向上する。また、N2SAが130m2/g未満で
は、補強性が小さく50%以上のモジュラスが確保できな
い。280m2/g 超過では補強性向上が望めない割に、作業
性が低下するため好ましくない。
【0011】また、本発明では、N2SAが80m2/g以上のカ
ーボンブラックを、シリカとのトータル量で80〜180 重
量部含むことを規定するが、80重量部未満では補強性が
不充分となり、180 重量部超過では混練作業性が悪化す
る。N2SAが80m2/g未満では、耐摩耗性が大幅に低下する
ため好ましくない。
【0012】更に、本発明では、加硫後のアセトン・ク
ロロホルム抽出分が少なくとも80重量部であることを規
定するが、80重量部未満では前記温度域及び歪域の弾性
率が高くなり過ぎ不都合である。
【0013】加えて、本発明では、シランカップリング
剤をシリカの3〜20重量%含むことを要する。シランカ
ップリング剤はシリカとゴム成分(ポリマー)との結合
を強める作用を有しており、大変形域でのモジュラスを
アップできる。3重量%未満では、シランカップリング
剤添加の効果が現れず、20重量%超過ではコストがアッ
プする割に効果が得られず好ましくない。
【0014】本発明において好適に使用可能なシランカ
ップリング剤は、一般式Y3−Si−C n H2n A(式中のY
は炭素数1〜4のアルキル基、アルコキシル基又は塩素
原子で3個のYは同一でも異なってもよく、nは1〜6
の整数を示し、Aは−S m C n H2n Si−Y3基、X基及び
−S m Z 基よりなる群から選ばれた基であり、ここでX
はニトロソ基、メルカプト基、アミノ基、エポキシ基、
ビニル基、塩素原子又はイミド基、Zは化1、化2又は
化3で表わされる基であり、
【0015】
【化1】
【0016】
【化2】
【0017】
【化3】 m及びnはそれぞれ1〜6の整数を示し、Yは前述の通
りである。)で表される化合物であり、具体的には、ビ
ス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィ
ド、ビス(2−トリエトキシシリルエチル)テトラスル
フィド、ビス(3−トリメトキシシリルプロピル)テト
ラスルフィド、ビス(2−トリメトキシシリルエチル)
テトラスルフィド、3−メルカプトプロピルトリメトキ
シシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラ
ン、2−メルカプトエチルトリメトキシシラン、2−メ
ルカプトエチルトリエトキシシラン、3−ニトロプロピ
ルトリメトキシシラン、3−ニトロプロピルトリエトキ
シシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3
−クロロプロピルトリエトキシシラン、2−クロロエチ
ルトリメトキシシラン、2−クロロエチルトリエトキシ
シラン、3−トリメトキシシリルプロピル−N,N−ジ
メチルチオカルバモイルテトラスルフィド、3−トリエ
トキシシリルプロピル−N,N−ジメチルチオカルバモ
イルテトラスルフィド、2−トリエトキシシリルエチル
−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィ
ド、3−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾール
テトラスルフィド、3−トリエトキシシリルプロピルベ
ンゾチナゾールテトラスルフィド、3−トリエトキシシ
リルプロピルメタクリレートモノスルフィド、3−トリ
メトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド
等が挙げられ、ビス(3−トリエトキシシルリプロピ
ル)テトラスルフィド、3−トリメトキシシリルプロピ
ルベンゾチアゾールテトラスルフィド等が好ましい。ま
た、3個のYが同一でない例としては、ビス(3−ジエ
トキシメチルシリルプロピル)テトラスルフィド、3−
メルカプトプロピルジメトキシメチルシラン、3−ニト
ロプロピルジメトキシメチルシラン、3−クロロプロピ
ルジメトキシメチルシラン、ジメトキシメチルシリルプ
ロピル−N,N−ジメチルチオカルバモイルテトラスル
フィド、ジメトキシメチルシリルプロピルベンゾチアゾ
ールテトラスルフィド等が挙げられる。
【0018】
【実施例】以下に本発明を実施例1〜16及び比較例1〜
6に基づいて説明する。下記の表1及び表2に、各実施
例及び各比較例の配合内容、物性値及び実車性能を示
す。
【0019】比較例1〜5及び実施例1〜15はゴム成分
として、本発明で規定する範囲内のハイスチレンSBR の
み使用し、比較例6及び実施例16は本発明で規定する範
囲内のハイスチレンSBR と塩素化ブチルゴム(Cl-IIR)と
を併用した。また、比較例1〜6はシリカを含まず、比
較例6及び実施例16は他の例と異なる加硫促進剤を使用
した。アセトン・クロロホルム抽出法はJIS K 6350に準
じた。
【0020】内部損失(Tan δ) 及び貯蔵弾性率
(E′)は粘弾性スペクトロメーター(たとえば岩本製
作所製)を使用し幅4.7mm 、厚さ2mm、長さ20mmの短冊
状試料について初期荷重160g、動歪0.1 %、振動数50Hz
の条件で−20℃〜20℃までを3℃/minの温度上昇速度に
て測定した時の0℃の値である。
【0021】そして、Tan δ、E′について、比較例2
又は6の値を100 として指数表示した。例示すると、
(実施例1のTan δ値/比較例2のTan δ値)×100 で
ある。Tan δ指数は大きい程、またE′指数は小さい程
好ましい。25 ℃における300 %モジュラスの値は、JIS
K 6301に準じて測定し、比較例2又は6の値を100 と
して指数表示した。例示すると(実施例1のモジュラス
/比較例2のモジュラス)×100 である。この値は大き
い程好ましい。
【0022】ウェットブレーキ指数は、各配合のタイヤ
(タイヤサイズ:215 /635 R 18)を排気量2500ccの乗
用車の駆動輪に取りつけて、外気温25℃におけるウェッ
ト路面において、60km/hの直進状態で、制動を開始して
から完全に停止するまでの距離を測定し、比較例2及び
6を基準として指数表示した。例示すると、(比較例2
の距離/実施例1の距離)×100 である。この値が大き
い程好ましい。
【0023】ウェットコーナーリング指数は各配合のタ
イヤ(タイヤサイズ215 /635 R 18) を排気量2500ccの
乗用車に(4輪)装着し、外気温25℃においてウェット
路面にした図1に破線で示す8の字旋回走行路(γ=20
m 、d=10m)を可能限界スピードで5周し、3〜5周の
ラップタイムの合計を測定し、比較例2を基準として指
数表示した。例示すると(比較例2のラップタイム合計
/実施例8のラップタイムの合計)×100 である。この
値が大きい程好ましい。尚、実施例1〜15の基準は比較
例2、実施例16の基準は比較例6である。
【0024】
【表1】
【0025】
【表2】
【0026】*1 日本シリカ(株)製の商品名ニップ
シールAQを使用。N2SAは200m2/g である。 *2 ビス−(3−トリエトキシシリルプロピル)−テ
トラスルフィド *3 抽出分にはオイル分の他に、ワックス、老化防止
剤、加硫促進剤等が含まれる。 *4 N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾルスルフ
ェンアミド *5 テトラメチルチウラムモノスルフィド *6 テトラメチルチウラムジスルフィド
【0027】上記の通り、各実施例とも、微少歪域での
Tan δ指数が高く、E′指数が低くなっていることか
ら、グリップ力の向上が図れることが分かる。また、各
実施例について、300 %モジュラスが大きくなっている
ことから、ブロック剛性が確保されることが分かる。こ
れにより排水が良好になされること等が分かる。
【0028】更に、実車性能であるウェットブレーキ指
数が各実施例とも大きくなっていることから、ウェット
条件下での制動性能が向上することが確認された。また
同じく実車性能であるウェットコーナリング指数が大き
くなっていることから、ウェット条件下での操縦安定性
が向上することが確認された。加えて、本発明のゴム組
成物によると、パターンに制限されることなく、ウェッ
ト性能の向上を図ることができるが、タイヤの取付方向
を限定した方向性パターンと組み合わせると、一層効果
的である。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
一般舗装路のみならずサーキットのウェット路面上を高
速走行する際にも、優れたウェット性能を発揮するタイ
ヤのトレッドゴム用のゴム組成物を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】8の字旋回走行路を示す図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C08L 57/02 C08L 57/02 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08L 7/00 - 21/02 B60C 1/00 C08K 3/04,3/36,5/54

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 結合スチレン量25〜60%のスチレン‐ブ
    タジエンゴム(SBR) を少なくとも70重量部含むゴム成分
    100 重量部に対し、 窒素吸着比表面積(N2SA)が130 〜280m2/g のシリカを5
    重量部以上含み、 N2SAが80m2/g以上のカーボンブラックを、シリカとのト
    ータル量で80〜180 重量部含み、 さらにアロマチックオイルを100 重量部以上含むことを
    特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物。
  2. 【請求項2】 加硫後のアセトン・クロロホルム抽出分
    が少なくとも80重量部であることを特徴とする請求項1
    記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
  3. 【請求項3】 シリカを35重量部以上含むことを特徴と
    する請求項1または2記載のタイヤトレッド用ゴム組成
    物。
  4. 【請求項4】 シランカップリング剤をシリカの3〜20
    重量%含むことを特徴とする請求項1、2または3記載
    のタイヤトレッド用ゴム組成物。
  5. 【請求項5】 アロマチックオイルをゴム成分100 重量
    部に対して100 〜160 重量部含むことを特徴とする請求
    項1〜4のいずれか1項に記載のタイヤトレッド用ゴム
    組成物。
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