JP3399602B2 - 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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一夫 矢川
隆次 橋本
康次 赤石
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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、タイヤトレッド用ゴム
組成物、特に、ウェット路面上での走行安定性と関係す
るウェットスキッド性能に優れたタイヤトレッド用ゴム
組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、タイヤトレッド用ゴム組成物にお
いて、ウェットスキッド性能を向上させる手段として
は、シリカを高充填配合にすること、若しくは、ゴムの
ガラス転移温度(Tg)、すなわち、0℃ tanδを
高くすること、または、カーボンブラックの粒径を細か
くして高充填配合にすることなどが知られている。
【0003】しかしながら、シリカ高充填配合のタイヤ
トレッド用ゴム組成物では、作業性(加工性)に問題点
があり、ゴムのTgを高くしたものでは、低温性能の低
下と転がり抵抗(ローリングレジスタンス、以下、「R
R」と称する)が高くなる点に問題点があり、カーボン
ブラックの粒径を細かくして高充填配合したものでは、
RRが高くなる点に問題点がある。
【0004】これらの問題点を改良した技術乃至近似し
た技術としては、例えば、 特殊なシリカと練りの工
夫でウェットスキッド性能を向上させたタイヤトレッド
用ゴム組成物及びその製造方法(ヨーロッパ特許501
227号公報)、 天然ゴム及び/又はジエン系合成
ゴム100重量部に対して、凝固点が−48℃以下であ
る低温性可塑剤10〜80重量部と、平均粒径が0.1
〜1mmである炭化珪素、窒化珪素、及び酸化アルミニウ
ム、珪石の単独又はこれらの混合物5〜40重量部とを
配合してなるアイススキッド性能の向上に効果があるタ
イヤトレッド用ゴム組成物(特開平2−135241号
公報)、 天然ゴム及び/又はジエン系合成ゴム10
0重量部に対して、凝固点が−40℃以下である低温性
可塑剤10〜80重量部と、平均粒径が0.01〜0.5
mmであるアルミナ5〜45重量部とを併用配合してなる
氷上での高摩擦特性を有するタイヤトレッド用ゴム組成
物(特開昭60−147450号公報)などが知られて
いる。
【0005】しかしながら、上記ヨーロッパ特許501
227号公報に記載されるタイヤトレッド用ゴム組成物
は、作業性(加工性)に問題点があり、上記特開平2−
135241号公報に記載されるタイヤトレッド用ゴム
組成物は、耐摩耗性に問題点があり、上記特開昭60−
147450号公報に記載されるタイヤトレッド用ゴム
組成物は、耐摩耗性及び耐破壊特性に問題点がある。従
って、上記従来の技術においては、ウェットスキッド性
能等を向上させるために、作業性、耐摩耗性及び低発熱
性の少なくとも一つ以上を犠牲にしたものとなってお
り、これらの特性とウェットスキッド性能とを同時に満
足したタイヤトレッド用ゴム組成物が未だ存在しないの
が現状である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、作業
性、耐摩耗性を低下させることなく、また、低発熱性を
維持してウェットスキッド性能を著しく向上させたタイ
ヤトレッド用ゴム組成物を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記従来
の問題点を解決するべく鋭意検討の結果、特定の無機化
合物粉体及びカーボンブラックを特定量配合すれば上記
の問題点を解決でき、上記目的のタイヤトレッド用ゴム
組成物を得ることに成功し、本発明を完成するに至った
のである。すなわち、本発明のタイヤトレッド用ゴム組
成物は、天然ゴム及び/又はジエン系合成ゴム100重
量部に対して、粒径が10μm以下である水酸化アルミ
ニウム粉体5〜30重量部と、カーボンブラック30〜
100重量部とを配合してなることを特徴とする。さら
に、前記カーボンブラックが窒素(N2)吸着比表面積
で65m2/g以上で、かつ、ジブチルフタレート(DB
P)吸油量で90cm3/100g以上のカーボンブラック
であることが好ましい。
【0008】
【作用】本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、天然
ゴム及び/又はジエン系合成ゴムに対して粒径が10μ
m以下である水酸化アルミニウム粉体及びカーボンブラ
ックを特定量配合することにより構成されるものであ
り、これらの条件が互いに相乗することにより初めて作
業性、耐摩耗性を低下させることなく、また、低発熱性
を維持せしめてウェットスキッド性能を著しく向上させ
ることができ、上記条件を部分的に満足しても本発明の
目的は達成されないこととなる(この点に関しては更に
実施例等で詳述する)。
【0009】以下、本発明の内容を説明する。本発明に
おけるゴム成分は、天然ゴム(NR)及び/又はジエン
系合成ゴムである。ジエン系合成ゴムとしては、例え
ば、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ポリブタジエ
ンゴム(BR)、ポリイソプレンゴム(IR)及びこれ
らの混合物等を使用することができる。
【0010】本発明で用いる無機化合物粉体は、粒径が
10μm以下の水酸化アルミニウム粉体であることが必
要である。本発明で用いる水酸化アルミニウム粉体は、
アルミナ水和物も含むものである。
【0011】上記水酸化アルミニウム粉体は、その粒径
が10μm以下であることが必要であり、好ましくは、
0.05〜5μm、さらに好ましくは、0.1〜3μmで
あることが望ましい。この水酸化アルミニウム粉体の粒
径が10μmを越えると、タイヤトレッド用ゴムの耐破
壊特性、特に耐摩耗性が極端に悪くなり好ましくない。
【0012】本発明で用いる上記特性を有する水酸化ア
ルミニウム粉体の配合量は、上記ゴム成分100重量部
に対して、5〜30重量部、好ましくは、10〜25重
量部である。この水酸化アルミニウム粉体の配合量が5
重量部未満であると、ウェットスキッド性能を向上させ
ることができず、30重量部を越えると、耐摩耗性に悪
影響を及ぼし好ましくない。
【0013】本発明において用いるカーボンブラックと
しては、窒素吸着比表面積で65m2/g以上、好ましく
は70〜145m2/g、さらに好ましくは、汎用タイヤ
では100〜200m2/g、高性能タイヤでは150〜
240m2/gであることが望ましい。窒素吸着比表面積
が65m2/g未満であると無機化合物粉体が混入される
時充分な耐摩耗性がとれなくなり好ましくない。また、
ジブチルフタレート吸油量が90cm3/100g以上、好
ましくは、100〜180cm3/g、さらに好ましく
は、汎用タイヤでは100〜160cm3/100g、高性
能タイヤでは110〜170cm3/100gであることが
望ましい。ジブチルフタレート吸油量が100cm3/1
00g未満であると無機化合物粉体が混入される時充分な
耐摩耗性がとれなくなり好ましくない。
【0014】カーボンブラックの配合量は、上記ゴム成
分100重量部に対して、30〜100重量部、好まし
くは、35〜95重量部、さらに好ましくは、40〜9
0重量部である。カーボンブラックの配合量が30重量
部未満であると、耐摩耗性が不充分となり、100重量
部を越えると、加工性(作業性)が悪化し好ましくな
い。
【0015】本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、
上記ゴム成分、水酸化アルミニウム粉体、カーボンブラ
ックを通常の加工装置、例えば、ロール、バンバリーミ
キサー、ニーダー等により混練することにより得られ
る。また、本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物におい
ては、上記成分の他に、通常ゴム配合剤として使用され
る配合剤、例えば、プロセスオイル、加硫剤、老化防止
剤等を適宜配合することができる。
【0016】
【実施例】次に、実施例、比較例によって本発明を具体
的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定される
ものではない。
【0017】(実施例1〜3、比較例1〜6) 下記表1及び表2の配合処方(配合単位:重量部)に従
い、硫黄及び加硫促進剤以外の配合剤と原料ゴム(天然
ゴムとSBR)とをバンバリー型インターナルミキサー
で混合し、得られたマスターバッチに硫黄と加硫促進剤
をオープンロール上で添加しタイヤトレッド用ゴム組成
物を調製した。各タイヤトレッド用ゴム組成物について
加工性(作業性)の評価試験を行った。次いで、空気入
りタイヤのタイヤトレッドに実施例1〜3及び比較例1
〜6のゴム組成物を使用して、ウェットスキッド性能、
耐摩耗性等について評価試験を行った。これらの評価試
験の結果を下記表1及び表2に示す。
【0018】各評価試験は、下記により行った。 ウェットスキッド性能 湿潤アスファルト路面にて、初速度40、60、80km
/hrからの制動距離を測定し、各速度で比較例1を10
0(コントロール)とし、他の配合比については、下式 比較例1の制動距離÷供試タイヤの制動距離×100 にて指数を求め、その三水準の平均値にて指数表示し
た。従って、数値が大なる程良好である。 耐摩耗性 実車にて舗装路面を1万km走行後、残溝を測定し、トレ
ッドが1mm摩耗するのに要する走行距離を相対比較し、
比較例1を100(8000km/mmに相当)として指数表示
した。指数が大きい程、耐摩耗性が良好なことを示す。
【0019】 低発熱性 低発熱性は、発熱試験により低発熱性指数で評価した。
発熱試験は、東洋精機社製スペクトロメータ(動的歪振
幅0.1%、周波数52Hz、測定温度25℃)を使用
して、tanδを求め、下記式により算出した。 低発熱性指数=(比較例1の試験片のtanδ)/(供
試試験片のtanδ) この低発熱性指数が大きい程、低発熱性が良好なことを
示す。ゴム物性供試用サンプル(実施例1〜3、比較例
2〜7)の加硫条件は、145℃、35分である。 加工性(作業性) ムーニー粘度により加工性を評価した。ムーニー粘度
は、島津製作所製ムーニー粘度計を使用して、100℃
で測定した。試験法は、JIS K6300に準拠して
行い、ML1+4(1分予熱後、4分稼動後のムーニー粘
度値)を求めた。指数が小さい程、加工性が良好なこと
を示す。
【0020】
【表1】
【0021】
【表2】
【0022】〔上記表1及び表2の考察〕 実施例1及び2は、ゴム成分(天然ゴムとSBR)10
0重量部に対し、本発明範囲の特性値及び配合量を有す
る水酸化アルミニウム粉体及びカーボンブラックを配合
したタイヤトレッド用ゴム組成物であり、耐摩耗性、加
工性を低下させることなく、また、低発熱性を維持せし
めてウェットスキッド性能を著しく向上させることがで
きることが判明した。実施例3においては、耐摩耗性が
低下するが、加工性を低下させることなく、低発熱性及
びウェットスキッド性能を著しく向上させることができ
ることが判明した。これに対して、比較例1は、コント
ロールであり、比較例2及び3は、シリカ(ホワイトカ
−ボン)を使用した場合である。比較例2はシリカの配
合量を多くした場合(50重量部)であり、この場合は
耐摩耗性及び加工性が劣り、比較例3はシリカの配合量
を少なくした場合(20重量部)であり、この場合は低
発熱性及び加工性が劣ることが判明した。
【0023】比較例4は、ガラス転移温度が高いゴム成
分(SBR)を使用した場合であり、耐摩耗性が劣り、
また、表2で評価していないが低温性も劣り、比較例5
は、炭酸カルシウムを使用した場合であり、耐摩耗性が
劣り、比較例6は、本発明の範囲外となる粒径が100
μmとなる水酸化アルミニウムを使用した場合であり、
耐摩耗性が劣ることが判明した。
【0024】上記表1及び表2の結果から明らかなよう
に、本発明の条件を満足する水酸化アルミニウム粉体及
び特定量のカーボンブラックを配合して初めて加工性
(作業性)、耐摩耗性を低下させることなく、また、低発
熱性を維持せしめてウェットスキッド性能を著しく向上
させることができ、それぞれの各条件を部分的に満足し
ても本発明の目的は達成されないことが判明した。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、加工性、耐摩耗性を低
下させることなく、また、低発熱性を維持せしめてウエ
ットスキッド性能を著しく向上させることができるタイ
ヤトレッド用ゴム組成物が提供される。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−234802(JP,A) 特開 昭60−139728(JP,A) 特開 昭57−2346(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 7/00 - 21/00 C08K 3/04 C08K 3/22

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 天然ゴム及び/又はジエン系合成ゴム1
    00重量部に対して、粒径が10μm以下である水酸化
    アルミニウム粉体5〜30重量部と、カーボンブラック
    30〜100重量部とを配合してなるタイヤトレッド用
    ゴム組成物。
  2. 【請求項2】 前記カーボンブラックが窒素吸着比表面
    積で65m2/g以上で、かつ、ジブチルフタレート吸油
    量で90cm3/100g以上のカーボンブラックである請
    求項1に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
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