JP3352639B2 - Rubber composition for tire tread with increased frictional force on ice and pneumatic tire - Google Patents

Rubber composition for tire tread with increased frictional force on ice and pneumatic tire

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JP3352639B2
JP3352639B2 JP32836698A JP32836698A JP3352639B2 JP 3352639 B2 JP3352639 B2 JP 3352639B2 JP 32836698 A JP32836698 A JP 32836698A JP 32836698 A JP32836698 A JP 32836698A JP 3352639 B2 JP3352639 B2 JP 3352639B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はタイヤトレッド用ゴ
ム組成物に関し、更に詳しくは熱により気化、分解又は
化学反応して気体を発生する液体又は固体を封入した熱
膨張性熱可塑性樹脂粒子をゴム加硫時の熱によって膨張
せしめて中空状とした、気体封入熱可塑性樹脂並びに短
繊維、硬質粒子及び/又は液状ポリマーをジエン系ゴム
に配合したタイヤトレッド用ゴム組成物及びそれをトレ
ッドに用いた氷上摩擦力を高めた空気入りタイヤに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rubber composition for a tire tread, and more particularly, to a rubber composition comprising thermally expandable thermoplastic resin particles enclosing a liquid or a solid which generates gas by being vaporized, decomposed or chemically reacted by heat. A rubber composition for a tire tread in which a gas-encapsulated thermoplastic resin and short fibers, hard particles and / or a liquid polymer are blended with a diene rubber and made hollow by being expanded by heat at the time of vulcanization, and the rubber composition is used for a tread. The present invention relates to a pneumatic tire having increased on-ice friction.

【0002】[0002]

【従来の技術】ゴムに硬質異物や中空粒子を配合し、こ
れによりゴム表面にミクロな凹凸を形成することによっ
て氷の表面に発生する水膜を除去し、氷上摩擦を向上さ
せる手法が従来より数多く検討されているが、未だ十分
なレベルには達していない。例えば、前記の硬質異物を
配合する例としては、特開昭60−258235号公報
(セラミック微粉末)、特開平2−274740号公報
(植物の粉砕物)および特開平2−281052号公報
(金属)等があるが、これらの手法では、ゴムの硬度が
上昇し、ゴムのしなやかさが失われるため路面への追従
性に劣るという問題があった。また、前記の中空粒子を
配合する事例としては、特開平2−170840号公
報、特開平2−208336号公報および特開平4−5
543号公報等があるが、これらの手法では、同様にゴ
ムの硬度が上昇し、あるいはその混合中に中空粒子が破
壊されるという問題があった。
2. Description of the Related Art Conventionally, a method of blending hard foreign matter and hollow particles with rubber to form micro unevenness on the rubber surface to remove a water film generated on the surface of ice and improve friction on ice has been conventionally used. Many have been considered but have not yet reached a satisfactory level. For example, examples of blending the above hard foreign materials include JP-A-60-258235 (ceramic fine powder), JP-A-2-274740 (ground plant), and JP-A-2-281052 (metal However, these methods have a problem in that the hardness of the rubber increases, and the flexibility of the rubber is lost, so that the ability to follow the road surface is poor. Examples of blending the hollow particles are described in JP-A-2-170840, JP-A-2-208336 and JP-A-4-5.
No. 543, etc., these methods have a problem that the hardness of the rubber similarly increases, or the hollow particles are broken during the mixing.

【0003】かかる状況下に、我々は先きに、ジエン系
ゴムに対し、平均粒径が5〜300μmの弾力性のある
気体封入熱可塑性樹脂粒子を配合して氷上摩擦力を高め
たタイヤトレッド用ゴム組成物を開発した。この気体封
入熱可塑性樹脂配合ゴムは、トレッド表面に凹凸を形成
し、効率良く水膜を除去する作用を有し、また、弾力性
のある気体封入熱可塑性樹脂を配合するため、ゴムの硬
度が上昇することもなくゴムのしなやかさが保たれ、高
い氷上摩擦力を示す空気入りタイヤが得られる。
Under such circumstances, we have previously prepared a tire tread in which diene rubber is blended with elastic gas-filled thermoplastic resin particles having an average particle size of 5 to 300 μm to increase the frictional force on ice. Rubber composition was developed. This gas-filled thermoplastic resin compounded rubber has the effect of forming irregularities on the tread surface and efficiently removing the water film.Also, since the elastic gas-filled thermoplastic resin is compounded, the rubber hardness is reduced. A pneumatic tire that maintains the flexibility of the rubber without rising and exhibits a high frictional force on ice can be obtained.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記気
体封入熱可塑性樹脂は高い氷上摩擦力を示すものの、タ
イヤのブロック剛性を低下させるため、タイヤにした場
合に、ブロックが倒れやすく、十分な接地が得られない
という新たな問題があることが判明した。従って、本発
明の目的はタイヤのブロックを補強することにより、氷
上摩擦力を更に高めたタイヤトレッド用ゴム組成物及び
それを用いた空気入りタイヤを提供することにある。
However, although the gas-filled thermoplastic resin exhibits a high frictional force on ice, it reduces the rigidity of the block of the tire. It turned out that there was a new problem that it could not be obtained. Accordingly, an object of the present invention is to provide a rubber composition for a tire tread in which a frictional force on ice is further enhanced by reinforcing a tire block, and a pneumatic tire using the same.

【0005】本発明の目的は、また、前述の従来技術の
問題点を悉く解消することを目的として、軽くて、ゴム
の硬度が上昇することもなくゴムのしなやかさが保たれ
ると共に氷に対する引掻き効果を発揮して、水膜を除去
しつつ氷面へのスパイク効果をも併せもたせることによ
り、氷上摩擦力を一段と高めたタイヤトレッド用ゴム組
成物およびそれを用いた空気入りタイヤを提供すること
にある。
[0005] Another object of the present invention is to eliminate all the problems of the prior art described above, so that the rubber is light, does not increase the hardness of the rubber, maintains the suppleness of the rubber, and protects against ice. To provide a rubber composition for a tire tread and a pneumatic tire using the same, exhibiting a scratching effect and also having a spike effect on an ice surface while removing a water film, thereby further increasing the frictional force on ice. It is in.

【0006】本発明の目的は、更に氷上摩擦力を高める
と共に軟化剤の移行をおさえて高い氷上摩擦力を長期に
わたって維持することができるタイヤトレッド用ゴム組
成物及びそれを用いた空気入りタイヤを提供することに
ある。
An object of the present invention is to provide a rubber composition for a tire tread and a pneumatic tire using the same, which can further increase the frictional force on ice and suppress the transfer of a softener to maintain a high frictional force on ice for a long period of time. To provide.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明に従えば、ジエン
系ゴム100重量部と、(メタ)アクリロニトリルの重
合体又は共重合体に、熱により気化、分解又は化学反応
して気体を発生する液体又は固体を封入した熱膨張性熱
可塑性樹脂粒子をゴム加硫時の熱によって膨張せしめて
中空状とした、平均粒径5〜300μmの弾力性のある
気体封入熱可塑性樹脂粒子1〜20重量部と、短繊維並
びにビッカース硬度35〜1000及び平均粒径20〜
500μmの硬質粒子の少なくとも一種1〜20重量部
とを含んでなるタイヤトレッド用ゴム組成物が提供され
る。
According to the present invention, 100 parts by weight of a diene rubber and the weight of (meth) acrylonitrile are
The coalesced or copolymerized , heat-expandable thermoplastic resin particles encapsulating a liquid or solid that evaporates by heat, decomposes or chemically reacts to generate a gas, are expanded by heat during rubber vulcanization to form a hollow, Elastic gas-filled thermoplastic resin particles having an average particle size of 5 to 300 µm, 1 to 20 parts by weight, short fibers, Vickers hardness of 35 to 1000, and an average particle size of 20 to
A rubber composition for a tire tread, comprising 1 to 20 parts by weight of at least one kind of 500 μm hard particles.

【0008】本発明に従えば、また、ジエン系ゴム10
0重量部と、(メタ)アクリロニトリルの重合体又は共
重合体に、熱により気化、分解又は化学反応して気体を
発生する液体又は固体を封入した熱膨張性熱可塑性樹脂
粒子をゴム加硫時の熱によって膨張せしめて中空状とし
た、平均粒径5〜300μmの弾力性のある気体封入熱
可塑性樹脂粒子1〜20重量部と、短繊維並びにビッカ
ース硬度35〜1000及び平均粒径20〜500μm
の硬質粒子の少なくとも一種1〜20重量部とを含んで
なるゴム組成物をトレッド部に用い、かつ前記短繊維が
トレッド部のブロック表面及び側面に沿って配向する
か、そして/又は前記硬質粒子がトレッド部中に三次元
的に均一に分散した空気入りタイヤが提供される。
According to the present invention, the diene rubber 10
0 parts by weight of a (meth) acrylonitrile polymer or
The polymer is expanded by heat at the time of rubber vulcanization to expand the heat-expandable thermoplastic resin particles enclosing a liquid or solid that evaporates, decomposes, or undergoes a chemical reaction to generate a gas by heat. 1 to 20 parts by weight of elastic gas-filled thermoplastic resin particles of 5 to 300 μm, short fibers, Vickers hardness of 35 to 1000, and average particle size of 20 to 500 μm
A rubber composition comprising 1 to 20 parts by weight of at least one of the hard particles of the above, and the short fibers are oriented along the block surface and side surfaces of the tread portion, and / or the hard particles Is provided three-dimensionally uniformly in the tread portion.

【0009】本発明に従えば、ジエン系ゴム100重量
部と、(メタ)アクリロニトリルの重合体又は共重合体
、熱により気化、分解または化学反応して気体を発生
する液体または固体を封入した熱膨張性熱可塑性樹脂粒
子をゴム加硫時の熱によって膨張せしめて中空状とし
た、平均粒径5〜300μmの弾力性のある気体封入熱
可塑性樹脂粒子1〜50重量部と、重量平均分子量6,
000〜100,000でかつガラス転移温度(Tg)
が−50℃以下の液状ポリマー5〜55重量部を含んで
なるタイヤトレッド用ゴム組成物及びそれをトレッドに
用いた空気入りタイヤが提供される。
According to the present invention, 100 parts by weight of a diene rubber and a polymer or copolymer of (meth) acrylonitrile
In addition, heat-expandable thermoplastic resin particles encapsulating a liquid or solid that evaporates, decomposes or undergoes a chemical reaction to generate gas by heat are expanded by heat during rubber vulcanization to form a hollow, having an average particle diameter of 5 to 5. 1 to 50 parts by weight of 300 μm elastic gas-filled thermoplastic resin particles, and a weight average molecular weight of 6,
000-100,000 and glass transition temperature (Tg)
A rubber composition for a tire tread comprising 5-55 parts by weight of a liquid polymer having a temperature of -50 ° C or lower, and a pneumatic tire using the same in a tread.

【0010】本発明に従えば、更に、ジエン系ゴムに、
(メタ)アクリロニトリルの重合体又は共重合体に、熱
により気化、分解または化学反応して気体を発生する液
体または固体を熱可塑性樹脂に封入した熱膨張性熱可塑
性樹脂粒子を配合して膨張開始温度未満の温度で均一に
配合し、得られた予備ゴム組成物を前記熱膨張性粒子の
膨張開始温度以上の温度で加熱することによって膨張せ
しめて熱膨張性熱可塑性樹脂粒子を中空状として平均粒
径5〜300μmの弾力性のある気体封入熱可塑性樹脂
をゴム中に均一分散させ、かつ所定量の、短繊維、ビッ
カース硬度35〜1000、平均粒径20〜500μm
の硬質粒子及び/又は液状ポリマーを配合するタイヤト
レッド用ゴム組成物並びにそれをトレッドに用いた空気
入りタイヤが提供される。
According to the present invention, the diene rubber further comprises:
Expansion is started by blending (meth) acrylonitrile polymer or copolymer with heat-expandable thermoplastic resin particles in which a liquid or solid that generates gas by vaporization, decomposition or chemical reaction by heat is enclosed in a thermoplastic resin. Evenly compounded at a temperature lower than the temperature, the obtained preliminary rubber composition is expanded by heating at a temperature equal to or higher than the expansion start temperature of the thermally expandable particles, so that the thermally expandable thermoplastic resin particles are hollowed out and averaged. An elastic gas-filled thermoplastic resin having a particle size of 5 to 300 μm is uniformly dispersed in rubber, and a predetermined amount of short fibers, Vickers hardness of 35 to 1000, and an average particle size of 20 to 500 μm
And a pneumatic tire using the same in a tread.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明の構成
につき詳しく説明する。図1は本発明の空気入りタイヤ
の一例の子午線方向半断面説明図である。この図1にお
いて、本発明の空気入りタイヤAは、左右一対のビード
部11,11とこれらビード部11,11に連結する左
右一対のサイドウォール部12,12とこれらサイドウ
ォール部12,12間に配されるトレッド部13からな
る。左右一対のビード部11,11間にはカーカス層1
4が装架されており、トレッド部13においては、この
外周を取り囲むようにベルト層15が配置されている。
10はトレッド表面である。本発明においては、トレッ
ド部13がゴムと気体封入熱可塑性樹脂及び短繊維から
構成される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The configuration of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a half-sectional view in the meridian direction of an example of the pneumatic tire of the present invention. In FIG. 1, a pneumatic tire A of the present invention includes a pair of left and right bead portions 11, 11, a pair of left and right side wall portions 12, 12 connected to the bead portions 11, 11, and a portion between the side wall portions 12, 12. And a tread portion 13 disposed on the tread portion 13. A carcass layer 1 is provided between the pair of left and right bead portions 11 and 11.
In the tread portion 13, a belt layer 15 is disposed so as to surround the outer periphery.
10 is a tread surface. In the present invention, the tread portion 13 is composed of rubber, a gas-filled thermoplastic resin, and short fibers.

【0012】本発明によれば、平均粒径が5〜300μ
mの弾力性のある気体封入可塑性樹脂粒子を、前記短繊
維、硬質粒子及び/又は液状ポリマーと共に、加硫ゴム
マトリックス中に均一分散させて、空気入りタイヤのト
レッド用ゴム組成物を得ることができる。このゴム組成
物は、ゴム材に予め熱により気化、分解又は化学反応し
て気体を発生する液体あるいは固体を内包した熱膨張性
熱可塑性樹脂粒子を、所定量の、前記短繊維、硬質粒子
及び/又は液状ポリマーと共に、配合して、先ず膨張開
始温度未満の温度で均一に混練して予備ゴム組成物とな
し、次いでその予備ゴム組成物をその中に含まれる熱膨
張性熱可塑性樹脂粒子が膨張開始温度以上になる温度で
加硫せしめることにより、その熱膨張性熱可塑性樹脂粒
子を膨張させて膨張中空体粒子とし、この膨張中空体粒
子である気体封入熱可塑性樹脂粒子が、前記短繊維、硬
質粒子及び/又は液状ポリマーと共に、加硫ゴムマトリ
ックス中に均一分散された空気入りタイヤトレッド用ゴ
ム組成物を得る。
According to the present invention, the average particle size is 5 to 300 μm.
m of the elastic gas-encapsulated plastic resin particles, together with the short fibers, hard particles and / or liquid polymer, is uniformly dispersed in a vulcanized rubber matrix to obtain a rubber composition for a tread of a pneumatic tire. it can. This rubber composition is prepared by preliminarily evaporating a rubber material by heat, decomposing or chemically reacting to form a gas or a liquid or solid containing a thermally expandable thermoplastic resin particles, a predetermined amount of the short fibers, hard particles and And / or compounded with a liquid polymer, and first kneaded uniformly at a temperature lower than the expansion start temperature to form a preliminary rubber composition. Then, the preliminary rubber composition contains heat-expandable thermoplastic resin particles contained therein. By vulcanizing at a temperature equal to or higher than the expansion start temperature, the thermally expandable thermoplastic resin particles are expanded into expanded hollow body particles, and the gas-filled thermoplastic resin particles as the expanded hollow body particles are used as the short fibers. To obtain a rubber composition for a pneumatic tire tread uniformly dispersed in a vulcanized rubber matrix together with hard particles and / or a liquid polymer.

【0013】本発明で使用される気体封入熱可塑性樹脂
粒子は、熱により気化、分解又は化学反応して気体を発
生する液体又は固体を熱可塑性樹脂に内包した熱膨張性
熱可塑性樹脂粒子を、その膨張開始温度以上の温度、通
常140〜190℃の温度で加熱して膨張させて、その
熱可塑性樹脂からなる外穀中に気体を封じ込めたもの
で、この気体封入熱可塑性樹脂粒子は好ましくは真比重
0.1以下で平均粒径が10〜200μm、更に好まし
くは30〜150μmである。
[0013] The gas-filled thermoplastic resin particles used in the present invention include thermally expandable thermoplastic resin particles in which a liquid or a solid that generates a gas by being vaporized, decomposed, or chemically reacted by heat is contained in the thermoplastic resin. Heating and expanding at a temperature equal to or higher than the expansion start temperature, usually at a temperature of 140 to 190 ° C., encapsulates a gas in an outer grain made of the thermoplastic resin, and the gas-encapsulated thermoplastic resin particles are preferably It has a true specific gravity of 0.1 or less and an average particle size of 10 to 200 µm, more preferably 30 to 150 µm.

【0014】得られた気体封入熱可塑性樹脂粒子の中空
状部分がゴムに占める体積比率は、好ましくは2〜40
%、更に好ましくは5〜35%、特に好ましくは10〜
30%、最も好ましくは10〜25%である。この体積
比率が小さ過ぎると、氷上摩擦力が十分に向上しない。
逆に大き過ぎると耐摩耗性が著しく悪化し、実用性に欠
くおそれがあるので好ましくない。
The volume ratio of the hollow portion of the obtained gas-filled thermoplastic resin particles to the rubber is preferably 2 to 40.
%, More preferably 5 to 35%, particularly preferably 10 to
30%, most preferably 10-25%. If the volume ratio is too small, the frictional force on ice will not be sufficiently improved.
On the other hand, if it is too large, the abrasion resistance is significantly deteriorated, and the practicability may be lacking.

【0015】このような熱膨張性熱可塑性樹脂粒子(膨
張性粒子)としては、現在、スウェーデンのEXPAN
CEL社より商品名「エクスパンセル091DU−8
0」または「エクスパンセル092DU−120」等と
して、あるいは松本油脂社より商品名「マツモトマイク
ロスフェアーF−85」または「マツモトマイクロスフ
ェアーF−100」等として市販されている。
Such thermally expandable thermoplastic resin particles (expandable particles) are currently available from Swedish EXPAN.
Product name “EXPANCEL 091DU-8” from CEL
0 "or" EXPANCEL 092DU-120 "or the like, or from Matsumoto Yushi Co., Ltd. under the trade name" Matsumoto Microsphere F-85 "or" Matsumoto Microsphere F-100 ".

【0016】前記気体封入熱可塑性樹脂粒子の外穀成分
を構成する熱可塑性樹脂は、その膨張開始温度が100
℃以上、好ましくは120℃以上で、最大膨張温度が1
50℃以上、好ましくは160℃以上のものが好まし
い。そのような熱可塑性樹脂としては、例えば、(メ
タ)アクリロニトリルの重合体、また(メタ)アクリロ
ニトリル含有量の高い共重合体が好適に用いられる。そ
の共重合体の場合の相手側モノマー(コモノマー)とし
ては、ハロゲン化ビニル、ハロゲン化ビニリデン、スチ
レン系モノマー、(メタ)アクリレート系モノマー、酢
酸ビニル、ブタジエン、ビニルピリジン、クロロプレン
等のモノマーが用いられる。なお、上記の熱可塑性樹脂
は、ジビニルベンゼン、エチレングリコールジ(メタ)
アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アク
リレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリ
レート、1,3−ブチレングリコールジ(メタ)アクリ
レート、アリル(メタ)アクリレート、トリアクリルホ
ルマール、トリアリルイソシアヌレート等の架橋剤で架
橋可能にさていてもよい。架橋形態については、未架橋
が好ましいが、熱可塑性樹脂としての性質を損わない程
度に部分的に架橋していてもかまわない。
The thermoplastic resin constituting the outer grain component of the gas-filled thermoplastic resin particles has an expansion start temperature of 100.
C. or higher, preferably 120 ° C. or higher, and a maximum expansion temperature of 1
Those having a temperature of 50 ° C. or higher, preferably 160 ° C. or higher are preferable. As such a thermoplastic resin, for example, a polymer of (meth) acrylonitrile or a copolymer having a high content of (meth) acrylonitrile is suitably used. As the partner monomer (comonomer) in the case of the copolymer, monomers such as vinyl halide, vinylidene halide, styrene-based monomer, (meth) acrylate-based monomer, vinyl acetate, butadiene, vinylpyridine, and chloroprene are used. . In addition, the above thermoplastic resins are divinylbenzene, ethylene glycol di (meth)
Crosslinking agents such as acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, 1,3-butylene glycol di (meth) acrylate, allyl (meth) acrylate, triacrylformal, triallyl isocyanurate May be made crosslinkable. The crosslinked form is preferably not crosslinked, but may be partially crosslinked so as not to impair the properties as a thermoplastic resin.

【0017】また、前記の熱により気化、分解又は化学
反応して気体を発生する液体又は固体としては、例え
ば、n−ペンタン、イソペンタン、ネオペンタン、ブタ
ン、イソブタン、ヘキサン、石油エーテルの如き炭化水
素類、塩化メチル、塩化メチレン、ジクロロエチレン、
トリクロロエタン、トリクロルエチレンの如き塩素化炭
化水素のような液体、または、アゾジカーボンアミド、
ジニトロソペンタメチレンテトラミン、アゾビスイソブ
チロニトリル、トルエンスルホニルヒドラジド誘導体、
芳香族スクシニルヒドラジド誘導体のような固体が挙げ
られる。
The liquid or solid which vaporizes, decomposes or undergoes a chemical reaction by heat to generate a gas includes, for example, hydrocarbons such as n-pentane, isopentane, neopentane, butane, isobutane, hexane and petroleum ether. , Methyl chloride, methylene chloride, dichloroethylene,
Liquids such as chlorinated hydrocarbons such as trichloroethane, trichloroethylene, or azodicarbonamide;
Dinitrosopentamethylenetetramine, azobisisobutyronitrile, toluenesulfonylhydrazide derivative,
Solids such as aromatic succinyl hydrazide derivatives are included.

【0018】本発明に係る空気入りタイヤのトレッド部
に用いられるゴム成分としては、例えば、天然ゴム(N
R)、各種ブタジエンゴム(BR)、各種スチレン−ブ
タジエン共重合体ゴム(SBR)、ポリイソプレンゴム
(IR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NB
R)、クロロプレンゴム(CR)、エチレン−プロピレ
ン−ジエン共重合体ゴム(EPDM)、スチレン−イソ
プレン共重合体ゴム、スチレン−イソプレン−ブタジエ
ン共重合体ゴム、イソプレン−ブタジエン共重合体ゴム
等のジエン系ゴムが挙げられる。これらのゴムは、単独
又は混合物として用いられ、本発明のタイヤトレッドと
して使用する場合には、その低転動抵抗と耐摩耗性、低
温性能を両立させて向上させるために、ガラス転移温度
(Tg)が平均値で−55℃以下のものを使用すること
が好ましく、更に好ましいTgは平均値で−60〜−1
00℃である。
The rubber component used in the tread portion of the pneumatic tire according to the present invention includes, for example, natural rubber (N
R), various butadiene rubbers (BR), various styrene-butadiene copolymer rubbers (SBR), polyisoprene rubbers (IR), acrylonitrile butadiene rubbers (NB
R), diene such as chloroprene rubber (CR), ethylene-propylene-diene copolymer rubber (EPDM), styrene-isoprene copolymer rubber, styrene-isoprene-butadiene copolymer rubber, isoprene-butadiene copolymer rubber System rubber. These rubbers are used alone or as a mixture. When the rubber is used as the tire tread of the present invention, the glass transition temperature (Tg) is required to improve the low rolling resistance, abrasion resistance and low-temperature performance at the same time. ) Is preferably -55 ° C or less on average, and more preferably Tg is -60 to -1 on average.
00 ° C.

【0019】本発明の空気入りタイヤのトレッド部用ゴ
ム組成物には上記ゴム及び気体封入熱可塑性樹脂に加え
て短繊維、硬質粒子及び/又は液状ポリマーを配合す
る。短繊維を用いる場合には、短繊維は、実質的にトレ
ッド部のブロック表面及び側面に沿って配向しているこ
とが必要である。即ち、本発明では、この短繊維がトレ
ッド部13のブロック表面および側面に沿って配向して
いる。短繊維の配向の様子を図2および図3に示す。図
2は本発明の空気入りタイヤの一例のトレッド部の平面
視説明図、図3はそのK−K′線断面図である。図2お
よび図3に示すように短繊維17は、トレッド部13の
ブロック16の表面aおよび側面bに沿ってタイヤ周方
向EE′に配向している。
The rubber composition for the tread portion of the pneumatic tire of the present invention contains short fibers, hard particles and / or a liquid polymer in addition to the rubber and the gas-filled thermoplastic resin. When short fibers are used, the short fibers need to be substantially oriented along the block surface and side surfaces of the tread portion. That is, in the present invention, the short fibers are oriented along the block surface and the side surface of the tread portion 13. FIGS. 2 and 3 show the state of the short fiber orientation. FIG. 2 is an explanatory plan view of a tread portion of an example of the pneumatic tire of the present invention, and FIG. 3 is a sectional view taken along line KK 'of FIG. As shown in FIGS. 2 and 3, the short fibers 17 are oriented in the tire circumferential direction EE ′ along the surface a and the side surface b of the block 16 of the tread portion 13.

【0020】このような短繊維の配向を得るためには、
トレッド部13の押出成形に際して、ある程度の長/径
比を持った繊維はマトリックスであるゴムの流れ方向に
並ぶ傾向があることを利用する。このような傾向は、タ
イヤが加硫されるとき、モールドの突起部によって未加
硫トレッドゴムがモールドに沿って流れ、結果としてモ
ールド突起部に沿って短繊維17が配向する。これによ
り、トレッド部13のブロック16の表面aおよび側面
bに沿って短繊維17が配向することになる。ただし、
短繊維17は、その長さが短すぎると、トレッドゴム中
でランダムに配列し、配向が行われないことになる。
In order to obtain such short fiber orientation,
At the time of extrusion molding of the tread portion 13, the fact that fibers having a certain length / diameter ratio tend to be arranged in the flow direction of the matrix rubber is used. This tendency is such that when the tire is vulcanized, the unvulcanized tread rubber flows along the mold by the protrusions of the mold, and as a result, the short fibers 17 are oriented along the mold protrusions. Thereby, the short fibers 17 are oriented along the surface a and the side surface b of the block 16 of the tread portion 13. However,
If the length of the short fibers 17 is too short, the short fibers 17 will be randomly arranged in the tread rubber and will not be oriented.

【0021】このように表面aおよび側面bに短繊維1
7を配向させたブロック16は、ブロック全体の剛性は
著しく高いが配向方向と直角方向、すなわち表面から内
部方向への弾性率はそれ程高くないという弾性率の異方
性が発現する。この異方性の発現により凝着効果の高い
軟質ベースゴムのブロック剛性が補強でき、ブロックエ
ッジ効果とゴムの凝着効果が最大限に両立できるため、
氷雪路での性能はむろん一般路での性能をも向上させる
ことができる。このため、本発明では、ブロック周方向
の動的ヤング率E1 とブロック径方向の動的ヤング率E
2 とが、次の(1)式および(2)式を満足するように
短繊維17の配向を行うことが好ましい。
As described above, the short fiber 1 is applied to the surface a and the side surface b.
The block 16 in which the 7 is oriented exhibits anisotropy of the elastic modulus such that the rigidity of the entire block is extremely high but the elastic modulus in the direction perpendicular to the orientation direction, that is, the direction from the surface to the inside is not so high. The expression of this anisotropy reinforces the block rigidity of the soft base rubber, which has a high adhesion effect, and maximizes both the block edge effect and the rubber adhesion effect.
Performance on icy and snowy roads can of course improve performance on general roads. Therefore, in the present invention, the dynamic Young's modulus E 1 in the block circumferential direction and the dynamic Young's modulus E
2 and is, it is preferable to carry out the orientation of the short fibers 17 so as to satisfy the following equations (1) and (2) below.

【0022】1.03≦E1 /E2 … (1) 3〔MPa 〕≦E2 ≦20〔MPa 〕 … (2)1.03 ≦ E 1 / E 2 (1) 3 [MPa] ≦ E 2 ≦ 20 [MPa] (2)

【0023】前記短繊維は平均直径0.1μm以上で平
均長が50〜5000μmであるのが好ましい。更に好
ましくは、それぞれ、0.1〜50μm及び100〜2
000μmで、長さ/径の比が10〜1000であるの
が好ましく、更に好ましくは100〜1000である。
かかる短繊維は例えば綿、絹などの天然繊維、セルロー
ス系繊維、ナイロン繊維に代表されるポリアミド系繊
維、ポリエステル系繊維、ビニロン等のポリビニルアル
コール系繊維などの化学繊維、カーボン繊維等の無機繊
維を用いることができる。好ましくはレーヨン等のセル
ロース系の短繊維がよい。スチール短繊維、銅系金属短
繊維等の金属短繊維を用いてもよい。更に、ゴムへの分
散性を高める為に表面処理をほどこしたものや、SB
R,NR等にあらかじめ分散させたマスターバッチの状
態のものを使用することが好ましい。
The short fibers preferably have an average diameter of 0.1 μm or more and an average length of 50 to 5000 μm. More preferably, 0.1 to 50 μm and 100 to 2 respectively.
Preferably, the length / diameter ratio is from 10 to 1,000, more preferably from 100 to 1,000.
Such short fibers include, for example, natural fibers such as cotton and silk, cellulosic fibers, polyamide fibers represented by nylon fibers, polyester fibers, chemical fibers such as polyvinyl alcohol fibers such as vinylon, and inorganic fibers such as carbon fibers. Can be used. Preferably, cellulosic short fibers such as rayon are used. Short metal fibers such as steel short fibers and copper-based metal short fibers may be used. Furthermore, a material that has been subjected to a surface treatment to enhance dispersibility in rubber, SB
It is preferable to use a masterbatch dispersed in R, NR, or the like in advance.

【0024】本発明の空気入りタイヤのトレッド部用ゴ
ム組成物に含まれる気体封入熱可塑性樹脂は、好ましく
はゴム100重量部に、気体封入熱可塑性樹脂1〜20
重量部、更に好ましくは2〜15重量部である。また短
繊維はジエン系ゴム100重量部に対し短繊維1〜20
重量部、更に好ましくは1〜10重量部を配合する。
The gas-filled thermoplastic resin contained in the rubber composition for the tread portion of the pneumatic tire of the present invention is preferably 100 parts by weight of rubber and 1 to 20 parts of the gas-filled thermoplastic resin.
Parts by weight, more preferably 2 to 15 parts by weight. The short fibers are 1 to 20 short fibers per 100 parts by weight of the diene rubber.
Parts by weight, more preferably 1 to 10 parts by weight.

【0025】本発明で使用される硬質粒子は、氷に対す
る引掻き効果をねらって配合するものであり、その意味
でこの硬質粒子は氷(ビッカース硬度Hv=30)より
硬く、アスファルト(Hv=1000)より柔らかいビ
ッカース硬度35〜1000、好ましくは40〜800
のもので、またその平均粒径が20〜500μm、好ま
しくは40〜200μmのものが用いられる。硬質粒子
の粒径が20μm未満であると前記の氷への引掻き効果
が十分でなく、また、500μm超であると氷面上での
実接地面積が小さくなりすぎて氷上摩擦力が小さくなり
好ましくない。
The hard particles used in the present invention are blended for the purpose of scratching against ice. In this sense, the hard particles are harder than ice (Vickers hardness Hv = 30) and asphalt (Hv = 1000). Softer Vickers hardness 35-1000, preferably 40-800
Having an average particle diameter of 20 to 500 μm, preferably 40 to 200 μm. If the particle size of the hard particles is less than 20 μm, the effect of scratching the ice is not sufficient, and if it is more than 500 μm, the actual ground contact area on the ice surface becomes too small, and the frictional force on ice is preferably reduced. Absent.

【0026】また、本発明に用いられる前記硬質粒子の
素材としては、前記の硬度範囲にあるものであればいず
れを用いてもよいが、中でもウッドセラミックス粒子、
活性炭粒子等の炭素質粉体、ナイロン樹脂、ポリエチレ
ン樹脂、フェノール樹脂等の硬質合成樹脂粒子、アルミ
ニウム、銅、鉄等の金属粉体、方解石、ホタル石等の鉱
物粉体またはこれらの混合物等を有効に使用することが
できる。
As the material of the hard particles used in the present invention, any material may be used as long as it is within the above hardness range.
Carbonaceous powders such as activated carbon particles, hard synthetic resin particles such as nylon resin, polyethylene resin and phenol resin, metal powders such as aluminum, copper and iron, mineral powders such as calcite and fluorite, or mixtures thereof. Can be used effectively.

【0027】本発明に係るタイヤトレッド用ゴム組成物
中に配合する硬質粒子の配合量は、ジエン系ゴム100
重量部に対して、好ましくは硬質粒子が1〜20重量
部、更に好ましくは1〜10重量部とする。これらの範
囲外の配合量では、いずれも所望の作用効果が十分に得
られない。
The amount of the hard particles to be compounded in the rubber composition for a tire tread according to the present invention is as follows.
The hard particles are preferably used in an amount of 1 to 20 parts by weight, more preferably 1 to 10 parts by weight, based on parts by weight. If the amount is outside these ranges, the desired effects cannot be obtained sufficiently.

【0028】本発明に係るタイヤトレッド用ゴム組成物
中に配合する液状ポリマー(軟化剤)は、重量平均分子
量6000〜100000、好ましくは8,000〜8
0,000でかつTgが−50℃以下、好ましくは−1
20〜−55℃の液状ポリマー(好ましくは液状ポリブ
タジエン、液状ポリイソプレン)である。
The liquid polymer (softening agent) to be incorporated into the rubber composition for a tire tread according to the present invention has a weight average molecular weight of 6,000 to 100,000, preferably 8,000 to 8,
000 and Tg of -50 ° C or less, preferably -1
It is a liquid polymer (preferably liquid polybutadiene, liquid polyisoprene) at 20 to -55 ° C.

【0029】気体封入熱可塑性樹脂配合ゴムは、トレッ
ド表面に凹凸を形成し、効率良く水膜を除去する。ま
た、弾力性のある気体封入熱可塑性樹脂を配合するた
め、ゴムの硬度が上昇することもなくゴムのしなやかさ
が保たれ、高い氷上摩擦力を示す。しかしなが、本発明
によれば、ゴムの硬度は経時変化によって上昇する。そ
の主な理由は、軟化剤のタイヤ内部への移行、或いは、
大気中への拡散である。そこで、移行・拡散性の低い液
状ポリマーを配合する事により経時変化を抑制すること
ができる。
The gas-filled thermoplastic resin-containing rubber forms irregularities on the tread surface, and efficiently removes a water film. In addition, since an elastic gas-filled thermoplastic resin is compounded, the flexibility of the rubber is maintained without increasing the hardness of the rubber, and a high frictional force on ice is exhibited. However, according to the present invention, the hardness of rubber increases with time. The main reason is the migration of the softener into the tire, or
Diffusion into the atmosphere. Therefore, by adding a liquid polymer having low migration / diffusion property, a change with time can be suppressed.

【0030】本発明に係る空気入りタイヤのトレッド用
ゴム組成物には、通常当該ゴム組成物に配合される補強
剤としてのカーボンブラックまたはカーボンブラックお
よびシリカを配合することができる。本発明のタイヤト
レッド用ゴム組成物に使用するカーボンブラックとして
は、N2 SA(窒素吸着比表面積)が70m2 /g、D
BP吸油量が105ml/100g以上であるものが好ま
しく、更にN2 SAが80〜200m2 /g、DBP吸
油量が110〜150ml/100gであるものが一層好
ましい。この値が低過ぎると引張強さ、モジュラスなど
が低くなるので好ましくなく、逆に高過ぎるとN2 SA
では発熱量が大きくなるので好ましくなく、DBP吸油
量ではカーボンとして製造が難しいので好ましくない。
また、シリカとしては、湿式シリカ、乾式シリカあるい
は表面処理シリカなどが使用される。そのうち、湿式シ
リカを用いるのが好ましい。これら補強剤の配合量とし
ては、ゴム100重量部に対して、カーボンブラックが
20〜80重量部、シリカが0〜50重量部使用され
る。シリカが使用されなくてもよく、使用する場合は、
tanδのバランスが改良される範囲の配合量で用いる
のが良く、これが多過ぎると電気伝導度が低下し、また
補強剤の凝集力が強くなり、混練中の分散が不充分とな
るので好ましくない。
The rubber composition for a tread of a pneumatic tire according to the present invention may contain carbon black or carbon black and silica as a reinforcing agent usually added to the rubber composition. The carbon black used in the rubber composition for a tire tread of the present invention has an N 2 SA (nitrogen adsorption specific surface area) of 70 m 2 / g,
Those having a BP oil absorption of 105 ml / 100 g or more are preferable, and those having an N 2 SA of 80 to 200 m 2 / g and a DBP oil absorption of 110 to 150 ml / 100 g are more preferable. If this value is too low, the tensile strength, modulus, etc. decrease, which is not preferable. Conversely, if this value is too high, N 2 SA
In this case, the calorific value becomes large, which is not preferable, and the DBP oil absorption is not preferable because it is difficult to produce carbon as carbon.
As the silica, wet silica, dry silica, surface-treated silica, or the like is used. Among them, it is preferable to use wet silica. As the compounding amount of these reinforcing agents, 20 to 80 parts by weight of carbon black and 0 to 50 parts by weight of silica are used based on 100 parts by weight of rubber. Silica may not be used, and if used,
It is preferable to use a compounding amount in a range in which the balance of tan δ is improved, and if this amount is too large, the electric conductivity is reduced, and the cohesive force of the reinforcing agent is increased, and the dispersion during kneading becomes insufficient. .

【0031】本発明に係る空気入りタイヤのトレッドを
構成するゴム組成物には、更に、通常の加硫または架橋
剤、加硫または架橋促進剤、各種オイル、老化防止剤、
充填剤、可塑化剤、軟化剤、その他当該ゴム用に一般的
に配合されている各種配合剤を配合することができる。
これら添加剤の配合量も本発明の目的に反しない限り、
従来の一般的な配合量とすることができる。
The rubber composition constituting the tread of the pneumatic tire according to the present invention may further contain a usual vulcanizing or crosslinking agent, a vulcanizing or crosslinking accelerator, various oils, an antioxidant,
Fillers, plasticizers, softeners, and other various additives commonly used for the rubber can be added.
As long as the amount of these additives is not contrary to the object of the present invention,
A conventional general compounding amount can be used.

【0032】本発明の空気入りタイヤのトレッド部用ゴ
ム組成物における熱膨張性熱可塑性樹脂粒子の混練およ
び予備成形は、膨張開始温度未満の温度、好ましくはそ
の膨張開始温度よりも10℃以上低い温度、更に好まし
くは15℃以上低い温度で行われる。そうでないと、該
熱膨張性樹脂粒子がこの段階で一部膨張してしまい、次
の工程で膨張した粒子が潰れてしまうおそれがある。混
練および予備成形後は、その予備成形物をその中に含ま
れる熱膨張性樹脂粒子が膨張開始温度以上になる温度で
加熱成形することにより熱膨張性樹脂粒子を膨張させて
気体封入熱可塑性樹脂粒子となす。この時の加熱成形温
度は、充分な膨張を達成すると共にゴム剤の最適の物性
が得られるように、熱膨張性樹脂粒子の最大膨張温度T
maxの±20℃(好ましくはTmax−20℃〜Tm
ax+5℃)の範囲内の温度で行うと良い。なお、前記
加熱時にマトリックスを構成するゴム組成物は加硫され
て硬化する。また、この熱膨張性樹脂粒子が膨張して気
体封入熱可塑性樹脂粒子となっても、膨張の前後でそれ
自身の重量は僅かしか変化しない。
The kneading and preforming of the thermally expandable thermoplastic resin particles in the rubber composition for a tread portion of the pneumatic tire of the present invention are carried out at a temperature lower than the expansion start temperature, preferably at least 10 ° C. lower than the expansion start temperature. It is carried out at a temperature, more preferably at a temperature lower by 15 ° C. or more. Otherwise, the thermally expandable resin particles may partially expand at this stage, and the particles expanded in the next step may be crushed. After kneading and pre-molding, the pre-molded product is heat-molded at a temperature at which the thermally expandable resin particles contained therein are at or above the expansion start temperature to expand the thermally expandable resin particles, thereby forming a gas-filled thermoplastic resin. Make particles. The heat molding temperature at this time is set at the maximum expansion temperature T of the heat-expandable resin particles so as to achieve sufficient expansion and to obtain the optimum physical properties of the rubber agent.
± 20 ° C. of max (preferably Tmax−20 ° C. to Tm
(ax + 5 ° C.). At the time of the heating, the rubber composition constituting the matrix is vulcanized and cured. Even if the thermally expandable resin particles expand to become gas-filled thermoplastic resin particles, the weight of the resin itself changes only slightly before and after the expansion.

【0033】前記の加熱加硫成形によって、加硫ゴムか
らなるマトリックス中に粒径が5〜300μmのミクロ
の大きさの球穀状の気体封入熱可塑性樹脂粒子が三次元
的に均一に分散配置した構造のゴム成形物を得ることが
できる。このようにして得られた構造のタイヤトレッド
用ゴム組成物は、その構造、物性からして、これをタイ
ヤとして使用するとき、トレッド部が摩耗するに従い配
合された気体封入熱可塑性樹脂が表面に現われ、それが
凸部を形成すると共に、一部の該気体封入熱可塑性樹脂
が脱落するため凹部も形成され、それによって効率良く
水膜が除去されて実接地性が向上し、また氷上摩擦性能
が向上する。また、弾力製のある気体封入熱可溶性樹脂
を配合したため、タイヤゴムの硬度が上昇することもな
く、そのしなやかさは保持される。
By the above-mentioned heat vulcanization molding, sphere-like gas-filled thermoplastic resin particles having a particle size of 5 to 300 μm and having a particle size of 5 to 300 μm are uniformly dispersed three-dimensionally in a matrix made of vulcanized rubber. A rubber molded product having the above structure can be obtained. The rubber composition for a tire tread having the structure obtained in this manner has a structure in which, when used as a tire, the gas-filled thermoplastic resin compounded as the tread wears on the surface due to its structure and physical properties. Appearing and forming a convex part, a concave part is formed because a part of the gas-filled thermoplastic resin falls off, whereby the water film is efficiently removed, and the actual ground contact property is improved, and the friction performance on ice is improved. Is improved. In addition, the elasticity of the gas-filled heat-soluble resin is compounded, so that the hardness of the tire rubber does not increase and its flexibility is maintained.

【0034】[0034]

【実施例】以下、実施例によって本発明を更に説明する
が、本発明の範囲をこれらの実施例に限定するものでな
いことは言うまでもない。
EXAMPLES The present invention will be further described with reference to the following examples, but it goes without saying that the scope of the present invention is not limited to these examples.

【0035】実施例1〜7及び比較例1〜7 サンプルの調製 16リットルの密閉式バンバリーミキサーを用いて、加
硫促進剤、硫黄、中空ポリマーを除くゴム、カーボンブ
ラック等の配合剤を5分間混合し、マスターバッチを作
製した。このマスターバッチを室温まで冷却した後、こ
のマスターバッチと残りの配合剤を16リットルの密閉
式バンバリーミキサーで混合し、ゴムの温度が110℃
に達した時点で放出した。一方、前記ゴム組成物を室温
まで冷却した後、口径3.5インチの押出機にて、ヘッ
ド温度92℃にて押出し、トレッドを作製した。このト
レッドから作製したグリーンタイヤ(未加硫成型タイ
ヤ)を金型に入れ、165℃の温度で15分間加硫し、
サイズ185/65R14の試験タイヤを作製し、氷上
制動試験に供した。氷上制動試験方法は、以下の通りで
あり、結果を表Iに示す。
Preparation of Samples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 7 Using a 16-liter closed Banbury mixer, a compounding agent such as a vulcanization accelerator, sulfur, rubber excluding hollow polymer, carbon black, etc. was added for 5 minutes. After mixing, a master batch was prepared. After cooling the masterbatch to room temperature, the masterbatch and the remaining ingredients were mixed in a 16 liter hermetic Banbury mixer and the rubber temperature was set to 110 ° C.
At the time it was reached. On the other hand, after the rubber composition was cooled to room temperature, it was extruded with a 3.5-inch extruder at a head temperature of 92 ° C. to produce a tread. A green tire (unvulcanized molded tire) produced from this tread is put in a mold and vulcanized at a temperature of 165 ° C. for 15 minutes.
A test tire having a size of 185 / 65R14 was prepared and subjected to a braking test on ice. The on-ice braking test method is as follows, and the results are shown in Table I.

【0036】1)中空ポリマー体積比率(%):中空ポ
リマーを除いたゴムの比重ρと中空ポリマー配合ゴムの
比重ρ′から、(1−ρ′/ρ)×100により計算す
る。なお、比重ρ及びρ′はJIS K 0061の
5.1の天びん法によって測定した。 2)氷上制動試験:各試験タイヤ4本を排気量1800
ccの乗用車に装着し、外気温−5℃の氷板路面上で、初
速度40km/hからの制動距離を測定した。なお、距離
を指数化して示し(比較例1のものを100とする)、
数値の小さいもの程優れていることを示す。
1) Volume ratio of hollow polymer (%): Calculated from (1−ρ ′ / ρ) × 100 from the specific gravity ρ of the rubber excluding the hollow polymer and the specific gravity ρ ′ of the rubber mixed with the hollow polymer. The specific gravity ρ and ρ ′ were measured by the balance method of 5.1 of JIS K0061. 2) Brake test on ice: 4 tires for each test were used for displacement of 1800
The vehicle was mounted on a cc passenger car, and the braking distance from an initial speed of 40 km / h was measured on an ice sheet road at an outside temperature of -5 ° C. The distance is shown as an index (the value of Comparative Example 1 is set to 100).
The smaller the value, the better.

【0037】[0037]

【表1】 [Table 1]

【0038】[0038]

【表2】 [Table 2]

【0039】[0039]

【表3】 [Table 3]

【0040】標準例1、実施例8〜14および比較例8
〜13 サンプルの調製 16リットルの密閉式バンバリーミキサーを用いて、加
硫促進剤、硫黄、中空ポリマーを除くゴム、カーボンブ
ラック等の配合剤を5分間混合し、マスターバッチを作
製した。このマスターバッチを室温まで冷却した後、こ
のマスターバッチと残りの配合剤を16リットルの密閉
式バンバリーミキサーで混合し、ゴムの温度が110℃
に達した時点で放出した。一方、前記ゴム組成物を室温
まで冷却した後、口径3.5インチの押出機にて、ヘッ
ド温度92℃にて押出し、トレッドを作製した。このト
レッドから作製したグリーンタイヤ(未加硫成型タイ
ヤ)を金型に入れ、165℃の温度で15分間加硫し、
サイズ185/65R14の試験タイヤを作製し、氷上
制動試験に供した。氷上制動試験方法は、前述のとおり
であり、結果を表IIに示す。
Standard Example 1, Examples 8 to 14 and Comparative Example 8
Preparation of 1313 Samples Using a 16-liter closed Banbury mixer, a compounding agent such as a vulcanization accelerator, sulfur, rubber excluding a hollow polymer, and carbon black was mixed for 5 minutes to prepare a master batch. After cooling the masterbatch to room temperature, the masterbatch and the remaining ingredients were mixed in a 16 liter hermetic Banbury mixer and the rubber temperature was set to 110 ° C.
At the time it was reached. On the other hand, after the rubber composition was cooled to room temperature, it was extruded with a 3.5-inch extruder at a head temperature of 92 ° C. to produce a tread. A green tire (unvulcanized molded tire) produced from this tread is put in a mold and vulcanized at a temperature of 165 ° C. for 15 minutes.
A test tire having a size of 185 / 65R14 was prepared and subjected to a braking test on ice. The on-ice braking test method was as described above, and the results are shown in Table II.

【0041】[0041]

【表4】 [Table 4]

【0042】[0042]

【表5】 [Table 5]

【0043】実施例15〜22及び比較例14〜19 サンプルの調製 16リットルの密閉式バンバリーミキサーを用いて、表
III に示す配合で加硫促進剤、硫黄、中空ポリマーを除
くゴム、カーボンブラック等の配合剤を5分間混合し、
マスターバッチを作製した。このマスターバッチを室温
まで冷却した後、このマスターバッチと残りの配合剤を
16リットルの密閉式バンバリーミキサーで混合し、ゴ
ムの温度が110℃に達した時点で放出した。得られた
ゴム組成物のICE−μ(氷上摩擦試験)及び80℃の
オーブン中で96時間老化させた後の老化ICE−μを
測定して結果を表III に示す。
Examples 15 to 22 and Comparative Examples 14 to 19 Preparation of Samples Tables were prepared using a 16-liter closed Banbury mixer.
Vulcanization accelerator, sulfur, rubber excluding hollow polymer, compounding agents such as carbon black, etc. were mixed for 5 minutes in the composition shown in III,
A master batch was prepared. After cooling the masterbatch to room temperature, the masterbatch and the remaining ingredients were mixed in a 16 liter hermetic Banbury mixer and released when the rubber temperature reached 110 ° C. ICE-μ (rubbing test on ice) of the obtained rubber composition and aged ICE-μ after aging in an oven at 80 ° C. for 96 hours were measured, and the results are shown in Table III.

【0044】[0044]

【表6】 [Table 6]

【0045】[0045]

【表7】 [Table 7]

【0046】表III 脚注 *1:表I脚注参照 *2:NIPOL1502:日本ゼオン(株)製スチレ
ン−ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、Tg=−51
℃ *3:RICON−154:RICON RESIN製
液状ポリブタジエンゴム Tg:−17℃、Mw:13
000 *4:POLYOIL 130:HULS製液状ポリブ
タジエンゴム Tg:−82℃、Mw:16000 *5:宇部興産(株)製6ナイロン繊維/天然ゴム/ポ
リエチレンマスターバッチ(直径0.3μm、長さ12
0μm) *6:ウッドセラミックス粒子:木質材料100重量部
にフェノール樹脂100重量部を含浸した後、無酸素雰
囲気中800℃で4時間焼成後、粉砕し100μmと4
5μmのふるいで分粒。(Hv=100)
Table III Footnote * 1: See Table I Footnote * 2: NIPOL1502: Styrene-butadiene copolymer rubber (SBR) manufactured by Zeon Corporation, Tg = -51
* 3: RICON-154: Liquid polybutadiene rubber manufactured by RICON RESIN Tg: -17 ° C, Mw: 13
000 * 4: POLYOIL 130: HULS liquid polybutadiene rubber Tg: -82 ° C, Mw: 16000 * 5: Ube Industries, Ltd. 6 nylon fiber / natural rubber / polyethylene masterbatch (diameter 0.3 μm, length 12)
* 6: Wood ceramic particles: After impregnating 100 parts by weight of a wood material with 100 parts by weight of a phenol resin, baking at 800 ° C. for 4 hours in an oxygen-free atmosphere, pulverizing to 100 μm and 4 μm.
Sizing with 5μm sieve. (Hv = 100)

【0047】氷上摩擦試験(ICE−μ)は以下の通り
行なった。氷上摩擦試験は温度制御された恒温室内に設
置された氷面上にゴム試験片を一定荷重で押し付け、一
定速度で滑らせる時の抵抗(摩擦力)を検出することに
よって行われ、実施例、比較例に示した氷上摩擦試験条
件は、氷温−3℃、速度20km/h、接地圧3kg/cm2
である。なお、結果は、対比となる比較例14の老化前
の値を100とした指数で表示し、数値が大きいほど摩
擦係数が高いことを示す。
The on-ice friction test (ICE-μ) was performed as follows. The friction test on ice is performed by pressing a rubber test piece with a constant load on an ice surface installed in a temperature-controlled constant temperature chamber and detecting a resistance (friction force) when the rubber test piece slides at a constant speed. The conditions of the friction test on ice shown in the comparative example were as follows: ice temperature −3 ° C., speed 20 km / h, contact pressure 3 kg / cm 2.
It is. In addition, the result is shown by the index which made the value before the aging of the comparative example 14 used as a contrast 100, and shows that a coefficient is so large that a numerical value is large.

【0048】[0048]

【発明の効果】表Iの結果からもみられるように、本発
明に従ってジエン系ゴムに所定の気体封入熱可塑性樹脂
粒子並びに短繊維又は硬質粒子を配合したゴム組成物か
ら得られる空気入りタイヤは、従来のものに比して、氷
上摩擦力が優れていることが明らかである。
As can be seen from the results of Table I, the pneumatic tire obtained from the rubber composition in which the predetermined gas-encapsulated thermoplastic resin particles and the short fibers or hard particles are blended with the diene rubber according to the present invention, It is clear that the frictional force on ice is superior to the conventional one.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の空気入りタイヤの一例の子午線方向半
断面説明図である。
FIG. 1 is a half sectional view in the meridian direction of an example of a pneumatic tire of the present invention.

【図2】本発明の空気入りタイヤの一例のトレッド部の
平面視説明図である。
FIG. 2 is an explanatory plan view of a tread portion of an example of the pneumatic tire of the present invention.

【図3】図2におけるK−K′線断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along the line KK 'in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…トレッド表面 11…ビード部 12…サイドウォール 13…トレッド部 14…カーカス層 15…ベルト層 16…ブロック 17…短繊維 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Tread surface 11 ... Bead part 12 ... Side wall 13 ... Tread part 14 ... Carcass layer 15 ... Belt layer 16 ... Block 17 ... Short fiber

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C08K 3/36 C08K 3/36 7/02 7/02 7/22 7/22 (56)参考文献 特開 平4−198241(JP,A) 特開 平6−328907(JP,A) 特開 平8−217918(JP,A) 特開 平9−255813(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 9/00 C08K 7/22 C08K 7/02 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI C08K 3/36 C08K 3/36 7/02 7/02 7/22 7/22 (56) References JP-A-4-198241 ( JP, A) JP-A-6-328907 (JP, A) JP-A-8-217918 (JP, A) JP-A-9-255813 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , (DB name) C08L 9/00 C08K 7/22 C08K 7/02

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ジエン系ゴム100重量部と、(メタ)
アクリロニトリルの重合体又は共重合体に、熱により気
化、分解又は化学反応して気体を発生する液体又は固体
を封入した熱膨張性熱可塑性樹脂粒子をゴム加硫時の熱
によって膨張せしめて中空状とした、平均粒径5〜30
0μmの弾力性のある気体封入熱可塑性樹脂粒子1〜2
0重量部と、短繊維並びにビッカース硬度35〜100
0及び平均粒径20〜500μmの硬質粒子の少なくと
も一種1〜20重量部とを含んでなるタイヤトレッド用
ゴム組成物。
1. 100 parts by weight of a diene rubber and (meth)
A polymer or copolymer of acrylonitrile is filled with a heat-expandable thermoplastic resin particle that encapsulates a liquid or solid that generates gas by vaporization, decomposition or chemical reaction by heat, and is expanded by the heat of rubber vulcanization to form a hollow body. Average particle size of 5 to 30
0 μm elastic gas-filled thermoplastic resin particles 1-2
0 parts by weight, short fibers and Vickers hardness 35-100
0 and at least one kind of hard particles having an average particle diameter of 20 to 500 μm, and 1 to 20 parts by weight of the rubber composition for a tire tread.
【請求項2】 前記気体封入熱可塑性樹脂の中空状部分
のゴムに対する体積比率が2〜40%である請求項1に
記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
2. The rubber composition for a tire tread according to claim 1, wherein the volume ratio of the hollow portion of the gas-filled thermoplastic resin to the rubber is 2 to 40%.
【請求項3】 前記ジエン系ゴムのガラス転移温度(T
g)の平均値が−55℃以下である請求項1又は2に記
載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
3. The glass transition temperature (T) of the diene rubber.
The rubber composition for a tire tread according to claim 1 or 2, wherein the average value of g) is -55 ° C or less.
【請求項4】 前記ジエン系ゴム100重量部に対し、
窒素吸着比表面積(N2 SA)70m2 /g以上及びD
BP吸油量105ml/100g以上のカーボンブラック
20〜80重量部並びに湿式シリカ0〜50重量部を更
に含んでなる請求項1,2又は3に記載のタイヤトレッ
ド用ゴム組成物。
4. With respect to 100 parts by weight of the diene rubber,
Nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) 70 m 2 / g or more and D
The rubber composition for a tire tread according to claim 1, 2, or 3, further comprising 20 to 80 parts by weight of carbon black having a BP oil absorption of 105 ml / 100 g or more and 0 to 50 parts by weight of wet silica.
【請求項5】 前記短繊維が0.1μm以上の平均直径
及び50〜5000μmの平均長を有する請求項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。
5. The staple fiber has an average diameter of 0.1 μm or more and an average length of 50 to 5000 μm.
The rubber composition for a tire tread according to any one of the above.
【請求項6】 請求項1〜5のいずれか1項に記載のタ
イヤトレッド用ゴム組成物をタイヤのトレッド部に用
い、かつ前記短繊維がトレッド部のブロック表面および
側面に沿って配向するかそして/又は前記硬質粒子がト
レッド部中に三次元的に均一に分散した空気入りタイ
ヤ。
6. The method according to claim 1, wherein the rubber composition for a tire tread is used for a tread portion of a tire, and the short fibers are oriented along a block surface and a side surface of the tread portion. And / or a pneumatic tire in which the hard particles are three-dimensionally and uniformly dispersed in a tread portion.
【請求項7】 ジエン系ゴムに、(メタ)アクリロニト
リルの重合体又は共重合体に、熱により気化、分解又は
化学反応して気体を発生する液体又は固体を封入した
膨張性熱可塑性樹脂粒子を配合して膨張開始温度未満の
温度で均一に混合し、得られた予備ゴム組成物を前記熱
膨張性粒子の膨張開始温度以上の温度で加熱することに
よって膨張せしめて熱膨張性熱可塑性樹脂粒子を中空状
として平均粒径5〜300μmの弾力性のある気体封入
熱可塑性樹脂をゴム中に均一に分散させかつ短繊維並び
にビッカース硬度35〜1000及び平均粒径20〜5
00μmの硬質粒子の少なくとも一種を配合するタイヤ
トレッド用ゴム組成物の製造方法。
7. A thermally expandable thermoplastic resin particle in which a diene rubber and a (meth) acrylonitrile polymer or copolymer are encapsulated with a liquid or a solid which generates a gas by being vaporized, decomposed or chemically reacted by heat. Are mixed uniformly at a temperature lower than the expansion start temperature, and the obtained preliminary rubber composition is expanded by heating at a temperature equal to or higher than the expansion start temperature of the thermally expandable particles to thereby form a thermally expandable thermoplastic resin. The particles are hollow, and an elastic gas-filled thermoplastic resin having an average particle size of 5 to 300 μm is uniformly dispersed in rubber, and short fibers and Vickers hardness of 35 to 1000 and an average particle size of 20 to 5 are used.
A method for producing a rubber composition for a tire tread, comprising at least one kind of hard particles having a size of 00 μm.
【請求項8】 ジエン系ゴム100重量部と、(メタ)
アクリロニトリルの重合体又は共重合体に、熱により気
化、分解または化学反応して気体を発生する液体または
固体を封入した熱膨張性熱可塑性樹脂粒子をゴム加硫時
の熱によって膨張せしめて中空状とした、平均粒径5〜
300μmの弾力性のある気体封入熱可塑性樹脂粒子1
〜50重量部と、重量平均分子量6,000〜100,
000でかつガラス転移温度(Tg)が−50℃以下の
液状ポリマー5〜55重量部を含んでなるタイヤトレッ
ド用ゴム組成物。
8. 100 parts by weight of a diene rubber and (meth)
A heat-expandable thermoplastic resin particle enclosing a liquid or solid that generates a gas by vaporizing, decomposing, or chemically reacting with heat in a polymer or copolymer of acrylonitrile is expanded by the heat of rubber vulcanization to form a hollow Average particle size 5
300 μm elastic gas-filled thermoplastic resin particles 1
5050 parts by weight and a weight average molecular weight of 6,000-100,
A rubber composition for a tire tread, comprising 5 to 55 parts by weight of a liquid polymer having a glass transition temperature (Tg) of 000 or less and -50 ° C or less.
【請求項9】 短繊維並びにビッカース硬度35〜10
00及び平均粒径20〜500μmの硬質粒子の少なく
とも一種1〜20重量部とを更に含んでなる請求項8に
記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
9. Short fibers and Vickers hardness of 35 to 10
9. The rubber composition for a tire tread according to claim 8, further comprising 1 to 20 parts by weight of hard particles having an average particle diameter of 20 to 500 μm.
【請求項10】 前記気体封入熱可塑性樹脂の中空状部
分のゴムに対する体積比率が5〜35%である請求項8
又は9に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
10. The volume ratio of the hollow portion of the gas-filled thermoplastic resin to rubber is 5 to 35%.
Or a rubber composition for a tire tread according to item 9.
【請求項11】 前記ジエン系ゴムのガラス転移温度
(Tg)の平均値が−55℃以下である請求項8,9又
は10に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
11. The rubber composition for a tire tread according to claim 8, wherein the diene rubber has an average glass transition temperature (Tg) of -55 ° C. or less.
【請求項12】 前記ジエン系ゴム100重量部に対
し、窒素吸着比表面積(N2 SA)70m2 /g以上お
よびDBP吸油量105ml/100g以上のカーボンブ
ラック20〜80重量部並びに湿式シリカ0〜50重量
部を更に含んでなる請求項8〜11のいずれか1項に記
載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
12. 20 to 80 parts by weight of carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area (N 2 SA) of 70 m 2 / g or more and a DBP oil absorption of 105 ml / 100 g or more and wet silica 0 to 100 parts by weight of the diene rubber. The rubber composition for a tire tread according to any one of claims 8 to 11, further comprising 50 parts by weight.
【請求項13】 請求項8〜12のいずれか1項に記載
のタイヤトレッド用ゴム組成物をタイヤのトレッド部に
用いた空気入りタイヤ。
13. A pneumatic tire using the rubber composition for a tire tread according to any one of claims 8 to 12 in a tread portion of the tire.
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