JP3531990B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

空気入りタイヤ

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JP3531990B2
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真吾 緑川
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恵理 三浦
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は空気入りタイヤに関し、
更に詳しくは特にスタッドレスタイヤなどの空気入りタ
イヤのキャップトレッド部を特定の吸水性ポリマーを配
合したゴム組成物で構成して、氷雪性能に優れかつ耐摩
耗性にも優れた自動車用空気入りタイヤに関する。 【0002】 【従来の技術】空気入りタイヤのトレッド部は一般に外
層側のキャップトレッドと内層側のアンダートレッド部
とから構成されている。かかる空気入りタイヤは各種性
能が要求されているが、特に寒冷地用空気入りタイヤと
して氷上性能と耐摩耗性とを高次バランスさせることが
望まれている。かかる観点から多くの提案がなされてお
り、特にタイヤトレッド用ゴム組成物に各種微粒子を配
合することが提案されているが、いずれも未だ十分な改
良がされておらず、更なる改良が求められている。 【0003】タイヤ用ゴム組成物中に粒状物を配合した
例として、特開昭59−142236号公報及び同60
−258235号公報にはゴム配合物中にセラミックや
砂を配合することが提案されているが、これでは氷上性
能の改良効果が十分でなく、耐摩耗性も十分でない。ま
た特開昭60−259503号公報にはゴムに吸水剤を
配合して耐スキッド性を改良した空気入りタイヤが記載
されているが、この空気入りタイヤは吸水性、保水性が
十分でないため、氷上性能の改良効果が十分でない。更
に特開平2−170840号公報にはゴム組成物中に無
機又は樹脂状中空体を配合することが記載されている
が、吸水性に乏しく、氷上性能が十分でない。更にまた
特開平3−159803号公報には平均径20〜600
μmの水溶性高分子をゴム組成物に配合することが記載
されているが、保水性に乏しく、氷上性能の改良効果が
十分でない。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】前述の如く、氷上性能
の改良などの目的でゴム組成物中に種々の微粒子を配合
する提案はあるが、いずれもその効果は十分とは言えな
かった。従って、本発明は、前述した従来技術の現状に
鑑み、氷雪性能及び耐摩耗性の両特性を両立させた空気
入りタイヤを提供することを目的とする。 【0005】 【課題を解決するための手段】本発明に従えば、(i)
ガラス転移温度(Tg)−45℃以下のジエン系ゴム1
00重量部並びに(ii)平均粒径1〜500μm、水へ
の溶出率10重量%以下及び吸水能30倍(重量)以上
の吸水性ポリマー1〜50重量部を含むゴム組成物から
キャップトレッド部を構成した空気入りタイヤが提供さ
れる。 【0006】 【作用】以下、本発明の構成及び作用効果について詳し
く説明する。本発明に係る空気入りタイヤはその構造に
は特に限定はなく、従来から知られている任意の構造の
空気入りタイヤは勿論のこと、更には現在開発中の各種
構造の空気入りタイヤ構造とすることができる。本発明
の空気入りタイヤはそのキャップトレッド部を前記組成
のゴム組成物から構成することが必須の要件である。 【0007】本発明に係る空気入りタイヤのキャップト
レッド部を構成するゴム組成物に第1の成分として配合
されるジエン系ゴムは、従来からタイヤトレッド用ゴム
として一般的に使用されてきた任意のゴムとすることが
でき、そのようなゴムとしては、例えば天然ゴム(N
R)、ポリブタジエンゴム(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)などを挙げることができ、これらは単独又は任
意の比率のブレンドとして使用することができる。但
し、本発明に用いるジエン系ゴムとしては、低温特性及
び耐摩耗性の観点から、ガラス転移温度(Tg)が−4
5℃以下であることは必要で、Tgが−50℃以下のジ
エン系ゴムの使用が好ましい。また硬度Hs(0℃)は
70以下であるのが好ましく、45〜65であるのが更
に好ましい。硬度Hs(0℃)が70を超えると氷雪性
能が十分でなくなるおそれがあり、逆に45未満では耐
摩耗性に劣る傾向にあるのであまり好ましくない。 【0008】本発明の空気入りタイヤのキャップトレッ
ド部を構成するゴム組成物に第2の必須成分として配合
される吸水性ポリマーは、平均粒径1〜500μm、好
ましくは1〜300μm、水への溶出率10重量%以
下、好ましくは5重量%以下及び吸水能30倍(重量)
以上、好ましくは50〜500倍(重量)である。この
ような特性を有する吸水性ポリマーの使用によって、ゴ
ム組成物中の吸水性ポリマー粒子の水への溶解度が少な
く、また吸水状態でもゲル状にならず、タイヤキャップ
トレッド部において微粒状を保つため、特に水膜のある
滑りやすい路面での摩擦力が高くなる。またこの粒子は
キャップトレッド部から脱落してもその跡の凹凸部が路
面との引っかかり効果により氷上性能が高くなる。 【0009】本発明において使用する吸水性ポリマー
は、前述の如く、吸水した後も粒状の形状を保つことが
必要であるが、好ましい具体例としては、ポリアクリル
酸塩、イソブチレンと無水マレイン酸との共重合体ケン
化物からなる高吸水性樹脂などを多価エポキシや多価ア
ミンなどの適当な架橋剤により架橋させて粒状にしたも
のを挙げることができ、特にポリアクリル酸ナトリウム
塩の球状体が好ましい。 【0010】本発明の空気入りタイヤのキャップトレッ
ド部を構成するゴム組成物に配合されるカーボンブラッ
クは、好ましくは、N2 SA(窒素比表面積)が70m2
/g以上、更に好ましくは100m2/g以上、特に好ま
しくは120〜200m2/g、24M4DBP(ジブチ
ルフタレート)吸油量が80ml/100g以上、更に好
ましくは90ml/100g以上、特に好ましくは90〜
150ml/100gで、ゴム組成物中に好ましくは30
〜70phr 、更に好ましくは35〜65phr 配合する。
カーボンブラックが前記物性を満足しない場合には耐摩
耗性並びにドライ及びウェット操縦性に劣るようになる
おそれがある。カーボンブラックの配合量が少な過ぎる
と耐摩耗性並びにドライ性能及びウェット性能が十分で
なくなるおそれがあり、逆に多過ぎるとゴムのHsが上
昇して氷上性能が低下するし、このHsを調整するため
に軟化剤を増量すると耐摩耗性が低下するおそれがある
ので好ましくない。 【0011】本発明の空気入りタイヤのキャップトレッ
ド用ゴム組成物には前記成分に加えて、硫黄、加硫促進
剤、老化防止剤、充填剤、軟化剤、可塑剤などのタイヤ
用に一般に配合されている各種添加剤を配合することが
でき、かかる配合物は一般的な方法で加硫してタイヤト
レッドを製造することができる。これらの添加剤の配合
量も一般的な量とすることができる。例えば、硫黄の配
合量はゴム100重量部当り0.5重量部以上とするの
が好ましく、0.8〜2.0重量部とするのが更に好ま
しい。 【0012】本発明に従えば、前述の如く、ゴム組成物
中に特定の特性を有する微粒状吸水性ポリマーを配合し
てタイヤの氷雪性能を向上させる。自動車タイヤ下の氷
雪路面の水膜は、主としてタイヤによる圧力と熱により
氷が溶解してできるが、本発明では前記吸水性ポリマー
が水への溶出率が低く、吸水能が高いため、吸水した状
態でもゲル状にならず、微粒状を保つので、特に水膜の
ある滑りやすい路面での摩擦力が高くなり、氷雪性能を
向上させるものである。 【0013】 【実施例】以下、実施例及び比較例に従って本発明を更
に詳しく説明するが、本発明の技術的範囲をこれらの実
施例に限定するものでないことは言うまでもない。実施例及び比較例 表Iに示す配合内容(重量部)でそれぞれの成分を配合
し、加硫促進剤と硫黄を除く原料ゴム及び配合剤を1.
7リットルのバンバリーミキサーで5分間混合した後、
この混合物に加硫促進剤と硫黄とを8インチの試験用練
りロール機で4分間混練し、ゴム組成物を得た。これら
のゴム組成物を160℃で15分間プレス加硫して、目
的とする試験片を調製し、各種試験を行い、その物性を
測定した。得られた加硫物の物性は表Iに示す通りであ
る。更に実施例1〜7及び比較例1〜8の配合物を一般
的な構造の空気入りラジアルタイヤ(サイズ:185/
70R13)を取り付けたテスト車(国産のFFセダン
車)でもって後述の条件で走行した際の氷上制動、雪上
制動及び耐摩耗性を評価して表Iに示した。 【0014】(1)比較例及び実施例中の配合剤につい
て 1)NR … SIR−20(Tg=−71℃) 2)BR … 日本ゼオン(株)製“Nipol 12
20”(Tg=−106℃) 3)SBR … 日本ゼオン(株)製“Nipol 9
520”(Tg=−32℃,37.5phr 油展) 4)カーボンブラック−1 … N2 SA=132m2
g,24M4DBP=100ml/100mg 5)カーボンブラック−2 … N2 SA=92m2
g,24M4DBP=101ml/100mg 【0015】(注)カーボンブラックの特性の測定方法 (a)窒素比表面積(N2 SA) ASTM-D3037-78 "Standard Methods of Treating Carbon
Black-Surface Area by Nitrogen Adsorption" Method
Cによる。 (b)24M4DBP吸油量 ASTM−D−3493による。 【0016】6)吸水性ポリマー−1 … 平均粒径=
約110μm、溶出率=1%以下、吸水能力=約100
倍、ポリアクリル酸塩系(大阪有機化学工業(株)製
“PQポリマー BL−100”) 7)吸水性ポリマー−2 … 平均粒径=約200μ
m、溶出率=10%未満、吸水能力=約200倍、イソ
ブチレン/無水マレイン酸共重合体ケン化物 8)水溶性粒子 … PVA(平均粒径=約100μ
m) 9)非吸水粒子 … 砂粒(平均粒径=約100μm) (注)吸水性ポリマーの特性の測定方法 (a)溶出率 20℃の水へ0.1%分散させて、24時間静置後に溶
解した量を測定する。 (b)吸水能力 1リットルのイオン交換水へ0.5g分散させて、20
℃で24時間静置後に60メッシュの金網で濾過し得ら
れた水膨潤体重量を測定し、この値を初めの乾燥重量で
割って算出する。 10)アロマチックオイル … 共同石油(株)製“プ
ロセスオイル X−140” 11)亜鉛華 … 正同化学(株)製“亜鉛華3号” 12)ステアリン酸 … 花王石鹸(株)製“Luna
c YA” 13)老化防止剤 … N−フェニル−N′−(1,3
−ジメチル)−p−フェニレンジアミン(住友化学工業
(株)製“アンチゲン6C”) 14)ワックス … 大内新興化学(株)製“サンノッ
ク” 15)イオウ … 油処理イオウ 16)加硫促進剤 … N−tert−ブチル−2−ベ
ンゾチアゾリル−スルフェンアミド(大内新興化学
(株)製“ノクセラー NS−F”) 【0017】(2)性能評価方法について (a)Hs(0℃) JIS K−6301に準じて、温度0℃のときの硬度
を測定した。 (b)氷上制動 予め200km予備走行した後のタイヤについて、氷盤上
を初速30km/hで走行し、制動した時の制動距離を測
定し、比較例1を100として指数表示した。数値が大
きい程、制動性が良好であることを示す。 (c)雪上制動 予め200km予備走行した後のタイヤについて、圧雪上
を初速40km/hで走行し、制動した時の制動距離を測
定し、比較例1を100として指数表示した。数値が大
きい程、制動性が良好であることを示す。 (d)耐摩耗性 JATMAに規定されている設計常用荷重、空気圧の条
件で、乾燥路面を10000km走行した後、各タイヤの
摩耗量を比較例1のタイヤの摩耗量に対する指数で示し
た。数値が大きい程、耐摩耗性が良好であることを示
す。 【0018】 【表1】【0019】 【表2】 【0020】 【発明の効果】表Iの結果から明らかなように、比較例
1は従来のキャップコンパウンドの標準配合を示し、こ
れを標準として他の実施例及び比較例の評価をした。実
施例1〜6は本発明例を示し、表Iに示すように、比較
例1と同等以上の耐摩耗性を示しつつ氷雪性能が著しく
改良される。 【0021】これに対し、比較例2は実施例に対し、吸
水ポリマーを配合しない例で、氷雪性能が改良されてい
ない。比較例3及び4は吸水能はあるが、使用ポリマー
が水に溶けてしまう粒子を配合したため、氷雪性能の改
良効果は小さく耐摩耗性も悪い。比較例5及び6は吸水
効果のない粒子を配合した例であり、そのため氷雪性能
の改良効果が小さく耐摩耗性も悪い。比較例7は吸水ポ
リマーを本発明の規定量を超えて配合した例で、氷雪性
能は良いが、耐摩耗性が低下するので好ましくない。
フロントページの続き (72)発明者 落合 哲夫 神奈川県平塚市追分2番1号 横浜ゴム 株式会社 平塚製造所内 (56)参考文献 特開 平3−266705(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 9/00 - 21/02

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 (i)ガラス転移温度(Tg)−45℃
    以下のジエン系ゴム100重量部並びに(ii)平均粒径
    1〜500μm、水への溶出率10重量%以下及び吸水
    能30倍(重量)以上の吸水性ポリマー1〜50重量部
    を含むゴム組成物からキャップトレッド部を構成したこ
    とを特徴とする空気入りタイヤ。
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JP6420206B2 (ja) * 2015-05-27 2018-11-07 東洋ゴム工業株式会社 タイヤトレッド用ゴム組成物
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