JP3372489B2 - 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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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、氷雪面に対しても
優れた摩擦力を有するタイヤトレッド用のゴム組成物に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、氷雪路面上における性能を向上さ
せるために、スパイクピンを有するスパイクタイヤが用
いられていた。しかし、タイヤの粉塵が公害につなが
り、かつスパイクピンが道路を損傷させるという問題が
あった。そこで近年においては、スパイクピンを用いな
いスタッドレスタイヤの開発が行なわれている。
【0003】たとえば特開平9−302153号公報に
おいては、表面の平均孔径が40〜1000Åの多孔質
粒子をトレッド用ゴム組成物に配合する技術が開示され
ている。すなわち、タイヤトレッド表面に存在する当該
多孔質粒子の氷面に対するひっかき効果を利用して摩擦
性を向上させ、氷上制動性能、耐摩耗性および耐クラッ
ク性を向上させようとするものである。
【0004】しかし、当該技術において用いられている
多孔質粒子は孔径が比較的大きいことから、特に水模を
有する氷面上では充分な摩擦力を発現することができ
ず、このウェット・オン・アイス状態では、制動性態の
改善効果がみられないという問題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者ら
は、さらに平均孔径の小さい多孔質粒子を用いることに
より、上記問題を解決し得ることを見出した。
【0006】すなわち、本発明の目的は、氷上における
摩擦性に優れるゴム組成物を得ることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、ゴム成分10
0重量部に対して平均孔径が20Å未満である結晶性ゼ
オライトを3〜40重量部配合してなるタイヤトレッド
用ゴム組成物に関する。
【0008】
【0009】また、前記ゴム組成物は、シリカおよびシ
ランカップリング剤を配合してなるのが好ましい。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の最大の特徴は、従来技術
に比べて平均孔径の小さい多孔質粒子をタイヤトレッド
表面に存在させ、いわゆる毛細管現象によって氷上に存
在する水を選択的に吸着し、除水効果を奏するという機
構により、氷上における摩擦性に優れたタイヤトレッド
を提供し得るゴム組成物を提供する点にある。
【0011】本発明において用いる多孔質粒子として
は、有機多孔質粒子と無機多孔質粒子があげられ、これ
らのうちでも、選択的に低分子を吸着するという理由か
ら20Å未満というものをいう。平均孔径が20Å未満
の無機多孔質粒子としては、たとえば結晶性ゼオライト
などがあげられる。また、有機多孔質粒子としては、た
とえばモレキュラーシービングカーボン(平均孔径:5
Å)などがあげられる。これらはそれぞれ単独で、また
は任意に組み合わせて用いることができる。なかでも、
結晶格子内に存在する金属カチオンが極性分子である水
分子をさらに強力に吸着させ、除水効果を奏しかつ氷上
における摩擦性を向上させるという点から、結晶性ゼオ
ライトを用いるのが好ましい。
【0012】前記多孔質粒子の平均孔径は、前述のよう
に20Å未満であればよいが、下限は通常3Åである。
また、より選択的に水を吸着するという理由から、3〜
15Åであるのが好ましく、さらに、加硫を遅くしない
という理由から、3〜12Åであるのが特に好ましい。
【0013】また、前記多孔質粒子の平均粒径は、0.
1〜500μmであればよいが、比表面積を大きくする
という理由から、0.1〜100μmであるのが好まし
い。
【0014】本発明において用いることのできる「平均
孔径20Å未満の多孔質粒子」のうち市販されているも
のとしては、たとえば、ユニオン昭和(株)製のモレキ
ュラーシーブ4A(結晶性ゼオライト、平均孔径4Å、
平均粒径5μm)、モレキュラーシーブ3A(結晶性ゼ
オライト、平均孔径3Å、平均粒径5μm)モレキュラ
ーシーブ5A(結晶性ゼオライト、平均孔径5Å、平均
粒径5μm)モレキュラーシーブ13X(結晶性ゼオラ
イト、平均孔径10Å、平均粒径4μm)などがあげら
れる。
【0015】平均孔径20Å以下の多孔質粒子の配合量
としては、耐摩耗性を低くさせないという点から、後述
するゴム成分100重量部に対して3〜40重量部であ
ればよいが、ウェット・オン・アイス制動性態の効果が
高いという点から、5〜30重量部であるのが好まし
い。
【0016】つぎに、本発明において用いるゴム成分
は、従来からタイヤの分野において用いられているもの
であれば特に制限はなく、たとえば天然ゴム(NR)、
ブタジエンゴム(BR)、スチレン−ブタジエンゴム
(SBR)などがあげられ、それぞれ単独でまたは任意
に組み合わせて用いることができる。なかでも、ガラス
転移点(Tg)が低いという理由から、天然ゴムとブタ
ジエンゴムとを組み合わせて用いるのが好ましい。
【0017】また、本発明のタイヤトレッド用ゴム組成
物には、前述のように氷上の水膜を除去する役割を果た
す前記多孔質粒子に加えて、補強のためにシリカを配合
するのが好ましい。
【0018】かかるシリカとしては、チッ素吸着比表面
積が50〜300m2/gであるのが好ましい。またD
BP吸着量は100〜300ml/100gであるのが
好ましい。チッ素吸着比表面積が50m2/g未満の場
合は、シリカのゴム組成物に対する分散性およびゴム組
成物の補強性に劣り、チッ素吸着比表面積が300m2
/gを超える場合およびDBP吸着量が300ml/1
00gを超える場合は、シリカのゴム組成物への分散性
に劣るからである。
【0019】本発明において用いることのできるシリカ
のうち市販のものとしては、たとえば日本シリカ工業
(株)製のニプシールVN3、ニプシールAQ、デグサ
(Degussa)社製のウルトラジルVN3などがあ
げられる。
【0020】シリカの配合量としては、ゴムの充分な補
強効果を得るという点から、ゴム成分100重量部に対
して10〜100重量部であればよく、さらに氷雪面に
対して優れた摩擦力を得るために、ゴムの硬度をある程
度低下させるという点から、10〜50重量部であるの
が好ましい。
【0021】また、シリカを用いる場合は、得られるゴ
ム組成物中における分散性を高め、かつ加硫物の強度を
向上させるためにシランカップリング剤を併用するのが
好ましい。
【0022】本発明において用いることのできるシラン
カップリング剤としては、従来からシリカと併用されて
いるものであれば特に制限はなく、たとえばビス(3−
トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフィド、ビス
(3−トリメトキシシリルプロピル)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などがあげられ、
なかでも加硫ゴム物性の改善効果が高いという点から、
ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスルフ
ィドを用いるのが好ましい。
【0023】シランカップリング剤の配合量としては、
シリカの分散性を高め、加硫ゴムの物性を改善するとい
う点から、シリカの配合量の2〜20重量%であればよ
く、さらに、経済性という点から、シリカの配合量の2
〜15重量%であるのが好ましい。
【0024】本発明のゴム組成物には、前記成分のほか
に、たとえばパラフィン系、アロマ系、ナフテン系のプ
ロセスオイルなどの軟化剤、クマロンインデン樹脂、ロ
ジン系樹脂、シクロペンタジエン系樹脂などの粘着付与
剤、イオウ、過酸化物などの加硫剤、加硫促進剤、ステ
アリン酸、酸化亜鉛などの加硫助剤、老化防止剤など
を、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて適
宜配合することができる。
【0025】本発明のゴム組成物は、たとえばバンバリ
ーミキサー、ニーダーなどの密閉式の混練り機、オープ
ンロールなどを用いて、常法によりうることができる。
【0026】以上のようにしてえられる本発明のゴム組
成物は、タイヤのトレッドに好適に用いることができ
る。
【0027】以下に、実施例を用いて本発明をさらに詳
細に説明するが、本発明はこれらのみに制限されるもの
ではない。
【0028】
【実施例】実施例1 表1に示す配合割合にしたがい、バンバリーミキサーを
用いて、常法により、混練りして本発明のゴム組成物1
を製造した。カーボンブラックとしては三菱化学(株)
製のダイヤブラックI、シリカとしてはデグサ(Deg
ussa)社製ウルトラジルVN3、シランカップリン
グ剤としてはデグサ(Degussa)社製のSi69
(ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)テトラスル
フェン)、多孔質粒子Aとしては、ユニオン昭和(株)
製のモレキュラーシーブ4A(Na12[AlO2
12(SiO212]・27H2O、平均孔径4Å、平均粒
径5μm)を用いた。また、老化防止剤としては大内新
興化学工業(株)製のノクラック6C(N−フェニル−
N′−(1,3−ジメチルブチル)−p−フェニレンジ
アミン)を用いた。得られたゴム組成物1を以下の方法
にしたがって評価した。結果を表1に示す。
【0029】[評価方法] 氷上摩擦試験 得られたゴム組成物から170℃で15分間加硫したゴ
ムシートを、表面バフするという方法で試験用サンプル
を作成した。垂直抗力5kgf/cm2 、押し出し速度
800mm/minの条件でサンプル上に置いたおもり
ごと押し出し、ウェットな氷上(0℃)およびドライな
氷上(−5℃)で押し出した地点から止まった地点まで
の距離を測るという方法で、サンプルの制動距離を測定
した。後述する比較例1の結果を100として指数で評
価した。指数が大きいほど氷上における摩擦性に優れ
る。
【0030】ランボーン摩耗試験 ランボーン試験機を用い、前記サンプルについて、荷重
1.5kgfおよびスリップ率40%の条件で摩耗量を
測定した。後述する比較例1の結果を100として指数
で評価した。指数が大きいほど摩耗量が少なく、耐摩耗
性に優れる。
【0031】比較例1〜4 平均孔径20Å未満の多孔質粒子を後述するシリカゲル
にかえたほかは、実施例1と同様にして比較ゴム組成物
1〜4を製造し、評価を行なった。結果を表1に示す。
【0032】なお、シリカゲルAとしては、メルク(M
erck)社製の9385−2M(シリカゲル、平均孔
径60Å、平均粒径50μm)、シリカゲルBとしては
メルク(Merck)社製の10180−2M(シリカ
ゲル、平均孔径40Å、平均粒径10μm)、シリカゲ
ルCとしてはメルク(Merck)社製の10184−
M(シリカゲル、平均孔径100Å、平均粒径10μ
m)を用いた。
【0033】
【表1】
【0034】表1より、平均孔径が40Å、60Å、1
00Åと大きいシリカゲルなどを用いた場合(比較例2
および3)、−5℃における摩耗性は向上するが、0℃
における摩耗性の向上は充分でないことがわかる。
【0035】実施例2〜4 多孔質粒子の配合量をかえたほかは、実施例1と同様に
してゴム組成物2〜4を製造し、評価を行なった。結果
を表2に示す。表2には比較のために実施例1の結果も
示す。
【0036】比較例5〜6 多孔質粒子の配合量をかえたほかは、実施例1と同様に
して比較ゴム組成物5〜6を製造し、評価を行なった。
結果を表2に示す。
【0037】
【表2】
【0038】表2より、平均孔径が20Å未満である多
孔質粒子の配合量が4重量部未満の場合、および40重
量部を超える場合は、摩擦性および耐摩耗性のバランス
よい向上が達成されないということがわかる。
【0039】
【発明の効果】本発明によれば、氷上における摩擦性に
優れるゴム組成物を得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C08K 7/24 C08K 5/54 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 9/00 - 21/00 C08K 3/34 C08K 3/36 C08K 5/541 C08K 7/24

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ゴム成分100重量部に対して平均孔径
    が20Å未満である結晶性ゼオライトを3〜40重量部
    配合してなるタイヤトレッド用ゴム組成物。
  2. 【請求項2】 シリカおよびシランカップリング剤を配
    合してなる請求項1記載のゴム組成物。
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