JP3139110B2 - 複合化粒子、及びこの粒子を配合してなるゴム組成物並びにタイヤ - Google Patents

複合化粒子、及びこの粒子を配合してなるゴム組成物並びにタイヤ

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JP3139110B2 JP04059812A JP5981292A JP3139110B2 JP 3139110 B2 JP3139110 B2 JP 3139110B2 JP 04059812 A JP04059812 A JP 04059812A JP 5981292 A JP5981292 A JP 5981292A JP 3139110 B2 JP3139110 B2 JP 3139110B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ゴムとの接着性に優
れ、ゴム中に分散、配合した場合、ゴムから脱落するこ
となく安定してゴム中に複合化され、その効果を長期に
亘って発揮する複合化粒子、この粒子を配合してなるゴ
ム組成物、及びこの複合化粒子を配合したゴム組成物で
トレッド部を形成することにより、特に氷雪路面で優れ
たブレーキ性能を長期に亘り安定して発揮するタイヤに
関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
氷雪路面における自動車のスリップを防止するため、冬
期には優れた制動性能を有するスパイクタイヤが使用さ
れていた。しかし、路面に氷雪がないときでもスパイク
タイヤを装備したまま走行するため路面がスパイクで削
られて粉塵が発生し、このため環境保護の理由からスパ
イクタイヤの生産・販売が禁止されることとなった。
【0003】そこで、氷雪路面においてスパイクタイヤ
と同様の制動性能を有するタイヤの開発が要望され、こ
のため気泡やタイヤ走行時にタイヤから欠落し得る異物
を混入したコンパウンドでトレッド部を形成したタイヤ
が製造されている。ここで、コンパウンドに混入するタ
イヤから欠落し得る異物としては、氷雪路上での制動性
能をトレッドゴムに付与し得る物質が用いられ、例えば
胡桃の殻を粉砕してなる粒子などが用いられている。こ
のようにタイヤに異物を混入した場合、タイヤ走行時に
この異物がタイヤから欠落してミクロボイドを形成し、
タイヤに気泡混入した場合と同様に、このボイドによっ
て発生する排水効果により、氷雪上で制動性能を発揮す
るものである。
【0004】しかしながら、上記のゴム組成物は下記の
ような問題点がある。 (1)気泡や欠落する粒子を添加したゴムを用いたタイ
ヤは、氷温が0℃近傍、即ち、スタッドレスタイヤの使
用に際し特に重要な領域となる氷雪上に水が多量に発生
する氷温では、その水の量に対する排水効果が追い付か
ず、十分な制動性能を得ることができない。 (2)また、タイヤ走行時でも欠落しない粒子を添加し
たゴム組成物でタイヤのトレッド部を形成し、ミクロス
パイク効果を与える法も先に本出願人によりに出願され
ている(特願平2−228465号)が、この欠落しな
い粒子は基材粒子を形成する材料が一部の樹脂に限られ
てしまうということと、必要な硬度の粒子を得るために
は、多大な工数がかかるという問題点がある。
【0005】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
例えばタイヤのトレッド部を形成するゴム組成物に配合
した場合、ゴム中に接着性よく分散、配合され、ゴムか
ら脱落することなく長期に亘り安定して氷雪路面上にお
いてミクロスパイク効果を発揮し得、しかもこの場合、
ナイロン粒子等の一般にゴムとの接着性に劣る粒子をも
基材粒子として使用し得る複合化粒子、この複合化粒子
を配合したゴム組成物、及びこのゴム組成物でトレッド
部を形成してなるタイヤを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明者は上記
目的を達成するため鋭意検討を行った結果、ナイロン粒
子等の基材粒子の表面にSBブロック共重合体、1,2
ポリブタジエン、あらかじめ架橋されたSBブロック共
重合体等の樹脂やカップリング処理可能なシリカ等のゴ
ムと接着可能な粒子を、物理的衝撃力或いは更に化学的
結合力を付与して埋設又は固着した複合化粒子を配合し
てなるゴム組成物でタイヤトレッド部を形成した場合、
複合化粒子とゴムとが強固に接着して複合化粒子がタイ
ヤに接着性よく分散され、走行中にタイヤから欠落する
ことなく、長期に亘って氷雪路面においてミクロスパイ
ク効果を安定して発揮し、スパイクタイヤと同等の制動
性能を与えることを知見し、本発明をなすに至った。
【0007】従って、本発明は、基材粒子の表面にゴム
と接着可能な粒子を埋設又は固着した複合化粒子、この
複合化粒子を配合してなるゴム組成物、及びこの複合化
粒子を配合したゴム組成物をトレッド部に用いてなるタ
イヤを提供するものである。
【0008】以下、本発明を更に詳しく説明すると、本
発明の複合化粒子は基材粒子の表面にゴムと接着可能な
他の粒子を埋設又は固着してなるものである。
【0009】ここで、基材となる粒子としては、木材,
コラーゲン等の天然物、エポキシ樹脂,ポリフェニレン
オキサイド,ナイロン等の樹脂、シリカ,タルク等の無
機物などが挙げられる。また、基材粒子の硬さはショア
ーDスケールで50以上、特に70以上であることが好
ましい。
【0010】また、タイヤに用いる場合は、ベースゴム
の3倍以上の硬さが好適である。基材粒子の平均粒子径
は500〜10μm、特に250〜50μmとすること
が好ましい。粒子径が500μmよりも大きい場合、そ
の体積効果によりゴムコンパウンドの破壊強度を低下さ
せてしまい、また10μm未満の場合、ミクロスパイク
効果が低下し、特にタイヤに用いた場合、十分な制動特
性を得ることができない。
【0011】基材となる粒子の形状はいかなるものであ
ってもよい。ゴムに均一かつ効率的に固定化する点から
粒状であることが好ましい。
【0012】また、ゴムと接着可能な他の粒子として
は、ゴムとの接着性を有するSBブロック共重合体,ホ
ットメルト系接着剤等の固体有機物、シランカップリン
グ剤等のカップリング剤を用いることによりゴムとの接
着が可能なシリカ,ガラス等の無機物などである。この
粒子の形状はいかなるものであってもよい。
【0013】また、粒子径は基材粒子の1/10000
〜1/2がよく、特に1/1000〜1/10とするこ
とが好ましい。粒子径がこの範囲よりも大きい場合、基
材粒子上のこの粒子の分散が不均一になり、安定した接
着効果が得られない。また、この範囲よりも小さい場
合、十分な接着強度を得るための接着層の厚さを得るこ
とができないために接着強度が低下してしまい、使用に
耐えられない場合がある。
【0014】基材粒子にゴムと接着可能な粒子を物理的
衝撃力により複合化する方法としては、特開昭62−8
3029号、62−140636号、62−26273
7号公報に記載された方法を採用することができ、例え
ば図1に示すように、予め基材粒子1の表面に他の粒子
2を付着させておき、このような粒子3同士を衝突させ
ることにより生ずる衝撃力で他の粒子2を基材粒子1に
埋設又は固着し、複合化粒子4を得る方法が好適に用い
られる。具体的には、製造装置としてハイブリダイゼー
ションシステム((株)奈良機械製作所製)を用いて複
合化することができる。
【0015】このようにして得られた複合化粒子をゴム
組成物に配合した場合、このゴムと接着可能な粒子を介
して基材粒子をゴム中に強固に分散、固定することがで
きる。ここで、ゴム組成物中への複合化粒子の配合量
は、特に制限されるものではないが、ゴム組成物100
部(重量部、以下同じ)に対して0.1〜50部、特に
タイヤのトレッド部を形成する場合は0.5〜30部と
することが好ましい。
【0016】なお、ゴム組成物の原料ゴムとしては天然
ゴム、SBR(スチレンブタジエンゴム),BR(ブタ
ジエンゴム),CR(クロロプレンゴム),IIR(イ
ソブチレン・イソプレンゴム),NBR(アクリロニト
リル・ブタジエンゴム)等の合成ゴムを用いることがで
きるが、このゴム組成物を用いてタイヤトレッド部を形
成する場合、特に天然ゴム、SBR、BRを用いること
が好ましい上記ゴム組成物には通常のゴム用添加剤、例
えば充填剤、加硫剤、加硫促進助剤、老化防止剤などを
常用量で配合することができる。
【0017】このようにして得られたゴム組成物は通常
の加硫条件で加硫することができる。本発明の複合化粒
子を配合したゴム組成物はゴムに対する複合化粒子の接
着性が良好であり、ゴムと粒子とが強固に分散配合され
るので、種々の用途、例えばゴムローラ、靴底、ゴム製
チェーン等に使用することができるが、特にタイヤのト
レッド部の作製に使用することが好適である。この複合
化粒子配合ゴム組成物を用いてトレッド部を形成したタ
イヤは、氷雪路上でスパイクタイヤと同等の制動性能を
有し、また環境問題を引き起こすこともなく有用であ
る。
【0018】
【実施例】以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体
的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるも
のではない。
【0019】[実施例1]基材粒子として硬さがショア
ーDスケールで78の6ナイロン(アミラン,東レ製)
を凍結粉砕した平均粒子径が200μmのを用い、ゴム
と接着可能な粒子としてSBブロック共重合体(アサフ
レックス,旭化成工業製)を2軸混練押出機中で部分的
に加硫したものを凍結粉砕した平均粒子径が20μmの
粒子を用い、ハイブリダイゼーションシステムNHS−
1型((株)奈良機械製作所製)を用いて8000rp
mで3分間処理を行い、図1に示した場合と同様の方法
により6ナイロン粒子とSBブロック共重合体粒子とを
物理的衝撃力により複合化し、複合化粒子を得た。この
複合粒子を用いて表1に示す組成のゴム組成物を製造
し、温度140℃で30分間かけて加硫した。
【0020】
【表1】
【0021】得られた加硫ゴムについて下記の試験を行
った。測定結果を表2に示す。
【0022】(複合粒子/ゴム接着性)平板状の加硫ゴ
ムをタイヤトレッド表面に張り付け、一般路上を300
km走行した後の粒子の残存率を、ゴム表面に存在する
粒子の個数をX、粒子欠陥により生じたボイドの数をY
として次式より求めた。
【0023】
【数1】
【0024】(破断強度)JIS−K6301に準拠し
た方法で引張試験を行い、粒子を配合しない加硫ゴムの
物性を100としたときの相対値で示した。
【0025】(氷上制動性)本発明の複合化粒子を添加
したゴムを用いて作製したタイヤ(PXR185−70
R−13)を装着した車で氷路上(氷温−10℃)を2
0km/hrで走行し、タイヤロック状態にしてから停
止するまでの距離を測定し、粒子を配合しない加硫ゴム
を用いて上記と同様に測定した時の距離を100とした
ときの相対値で示した。
【0026】[実施例2]基材粒子として硬さがショア
ーDスケールで78、平均粒子径が200μmの6ナイ
ロン粒子を用い、ゴムと接着可能な粒子として平均粒子
径が5μmのSBブロック共重合体粒子を用い、実施例
1と同様にして複合化粒子及び加硫ゴムを得、同様の試
験を行った。結果を表2に併記する。
【0027】[実施例3]基材粒子として硬さがショア
ーDスケールで64、平均粒子径が200μmのUHM
PE(超高分子ポリエチレン)粒子を用い、ゴムとの接
着可能な粒子として平均粒子径が20μmのSBブロッ
ク共重合体粒子を用い、実施例1と同様にして複合化粒
子及び加硫ゴム組成物を得、同様の試験を行った。結果
を表2に併記する。
【0028】[実施例4]基材粒子として平均粒子径が
200μmの木片を用い、ゴムと接着可能な粒子として
平均粒子径が20μmのSBブロック共重合体粒子を用
い、実施例1と同様にして複合化粒子及び加硫ゴムを
得、同様の試験を行った。結果を表2に併記する。
【0029】[実施例5]基材粒子として硬さがショア
ーDスケールで80、平均粒子径が200μmのフェノ
ール樹脂を用い、ゴムと接着可能な粒子として平均粒子
径が20μmのSBブロック共重合体粒子(サンテック
−LD M6520,旭化成工業製)を用い、実施例1
と同様にして複合化粒子及び加硫ゴムを得、同様の試験
を行った。結果を表2に併記する。
【0030】[実施例6]基材粒子として硬さがショア
ーDスケールで78、平均粒子径が200μmの6ナイ
ロン粒子を用い、ゴムと接着可能な粒子として平均粒子
径が10μmのシリカ粒子(天然シリカ)を用い、実施
例1と同様にして複合化粒子を得た。この複合化粒子を
用いてシランカップリング剤(TMS,信越化学工業
製)を0.2部追加配合する以外は表1に示した組成と
同様のゴム組成物を製造し、実施例1と同様に加硫し、
同様の試験を行った。結果を表2に併記する。
【0031】[比較例1]複合化粒子の代わりに硬さが
ショアーDスケールで78、平均粒子径が200μmの
6ナイロン粒子を用い、表1に示したゴム組成物を製造
し、実施例1と同様に加硫し、同様の試験を行った。結
果を表2に併記する。
【0032】
【表2】
【0033】表2から、本発明の複合化粒子は300k
mの走行後も欠落することなくゴム組成物中に存在して
おり、複合化粒子がゴムに強固に固定化されていること
がわかり、このゴム組成物を用いてトレッド部を形成し
たタイヤは、氷雪上における制動性能に優れたものであ
ることがわかる。
【0034】
【発明の効果】本発明の複合化粒子はゴムとの接着性に
優れており、この複合化粒子を配合したゴム組成物でト
レッド部を形成したタイヤは氷雪上における制動性能に
優れたものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の複合化粒子の製造方法を説明する説明
図である。
【符号の説明】
1 基材粒子 2 ゴムと接着可能な粒子 4 複合化粒子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−91137(JP,A) 特開 平3−252432(JP,A) 特開 平4−214758(JP,A) 特開 平3−179052(JP,A) 特開 平3−273039(JP,A) 特開 平3−273040(JP,A) 特開 昭62−83029(JP,A) 特開 昭62−140636(JP,A) 特開 昭62−262737(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08K 9/04 C08L 21/00 B60C 1/00

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基材粒子の表面にゴムと接着可能な粒子
    を埋設又は固着してなることを特徴とする複合化粒子。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の複合化粒子を配合してな
    るゴム組成物。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の複合化粒子を配合したゴ
    ム組成物でトレッド部を形成してなるタイヤ。
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