JP4057466B2 - タイヤトレッド用ゴム組成物およびそれを用いたタイヤ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ用ゴム組成物およびそれを用いたタイヤに関する。詳細には、タイヤのグリップ性能を向上させ得るタイヤ用ゴム組成物、および、このゴム組成物を用いたタイヤに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、タイヤに要求されるグリップ性能を向上させるために、様々な検討が行なわれている。グリップ性能を向上させるために、スチレンブタジエンゴム(SBR)のスチレンおよびビニルの配合量を多くすることで、ガラス転移点をより高くする方法が報告されているが、耐摩耗性が低下する。また、オイルを多量に用いてグリップ性能を向上させる方法が報告されているが、この場合も、耐摩耗性が低下する。さらに、微粒子のカーボンブラックを使う方法が報告されているが、多量のカーボンブラックを用いるとカーボンブラックの分散不良を起こして耐摩耗性が低下する。
【0003】
これらの問題点を解決するために、ゴム組成物にタングステンなどの無機化合物を添加する方法(特許文献1参照)、アクリル系樹脂を添加する方法(特許文献2参照)およびウレタン系粒子を添加する方法(特許文献3参照)が提案されているが、充分なグリップ性能を示すゴム組成物は、未だに存在していないのが現状である。
【0004】
【特許文献1】
特開2000−319447号公報
【特許文献2】
特開2002−80642号公報
【特許文献3】
特開2002−97303号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、タイヤのグリップ性能を向上させ得るタイヤ用ゴム組成物、およびそのゴム組成物を用いた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】
すなわち、本発明は、天然ゴムおよび/またはジエン系合成ゴム100重量部に対して、BaTiO 3 、(Ba、Pb)TiO 3 、(Ba、Ca)TiO 3 、(K、Na)NbO 3 、(K、Li)NbO 3 、Pb(Zr、Ti)O 3 (すなわちPZT)、複合ペロブスカイトを配合したPZT、PLZT(LaをドープしたPZT)、Bi 4 Ti 3 O 12 、LiNbO 3 、LiTiO 3 、AlN、PbTiO 3 、フッ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとの共重合体、ビニリデンシアナイドと酢酸ビニルとの共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、ヨウ素化ポリ酢酸ビニル、ポリウレアからなる群より選ばれる少なくとも1種の圧電材料を10〜150重量部含有するタイヤ用ゴム組成物に関する。
前記圧電材料がPZTであることが好ましい。
【0007】
前記圧電材料の平均粒径が0.01〜50μmであることが好ましい。
【0008】
また、本発明は、前記タイヤ用ゴム組成物を用いたタイヤに関する。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、ゴム成分および圧電材料からなる。
【0010】
本発明に用いられるゴム成分は、天然ゴムおよび/またはジエン系合成ゴムからなる。ここで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)、イソプレンゴム(IR)、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、イソブチレン−イソプレンゴム(IIR)、クロロプレンゴム(CR)などがあげられる。これらのゴムは単独で用いてもよく、あるいは2種以上組み合わせて用いてもよい。
【0011】
本発明に用いられる圧電材料は、振動エネルギーを電気エネルギーに変換する機能を果たすものである。このような圧電材料としては、圧電セラミックスまたは圧電性ポリマーなどが使用される。具体的には、BaTiO3、(Ba、Pb)TiO3、(Ba、Ca)TiO3、(K、Na)NbO3、(K、Li)NbO3、Pb(Zr、Ti)O3(すなわちPZT)、複合ペロブスカイトを配合したPZT、PLZT(LaをドープしたPZT)、Bi4Ti3O12、LiNbO3、LiTiO3などのほか、ZnO、AlN、PbTiO3などの圧電セラミックス、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデンとトリフルオロエチレンとの共重合体、ビニリデンシアナイドと酢酸ビニルとの共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、ヨウ素化ポリ酢酸ビニルなどのほか、ポリウレアなどの高分子圧電体などがある。
【0012】
圧電材料の配合量は、ゴム成分100重量部に対して1〜150重量部、好ましくは5〜100重量部、より好ましくは10〜50重量部である。配合量が1重量部未満であると、タイヤのグリップ性能を向上させる効果が不充分である。また、150重量部をこえると耐摩耗性が低下する。
【0013】
圧電材料の平均粒径は、0.01〜50μmであることが好ましく、0.01〜10μmであることがより好ましい。平均粒径が0.01μm未満では、タイヤのグリップ性能を向上させる効果が充分でない傾向がある。また、平均粒径が50μmをこえると、耐摩耗性が低下する傾向がある。圧電材料の形状は球形である必要はなく、板状、薄膜状、あるいは不規則な形状であることもできるが、いずれの場合であっても、粉砕、切断などにより、最大径が上記平均粒径の範囲内とすることが好ましい。
【0014】
圧電材料のキュリー温度は、100℃以上であることが好ましい。キュリー温度が100℃未満では、圧電性消失によりグリップ性能を向上させる効果が得られない傾向がある。
【0015】
圧電材料の圧電定数(g33)は5×10-3Vm/N以上であることが好ましい。5×10-3Vm/N未満では、グリップ性能を向上させる効果が得られない傾向がある。
【0016】
圧電材料は、加熱したシリコンオイル中で高電圧を印加する操作を行なうなどのポーリング処理により、分極を揃えておくことができる。
【0017】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、さらに補強用充填剤を含有することができる。補強用充填剤は単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。補強用充填剤としては、従来のタイヤ用ゴム組成物において、慣用されるもののなかから任意に選択して用いることができるが、主としてカーボンブラックが好ましい。
【0018】
カーボンブラックの含有量は、ジエン系ゴム成分100重量部に対して10〜200重量部であることが好ましく、20〜150重量部であることがより好ましい。カーボンブラックの含有量が10重量部未満では、耐摩耗性が低下する傾向がある。また、200重量部をこえると、加工性が悪化する傾向がある。カーボンブラックのチッ素吸着比表面積は、80〜280m2/gであることが好ましく、100〜200m2/gであることがより好ましい。チッ素吸着比表面積が80m2/g未満では、グリップ性能および耐摩耗性が低下する傾向がある。また、チッ素吸着比表面積が280m2/gをこえると、良好な分散が得られにくく、耐摩耗性が低下する傾向がある。
【0019】
本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物には、前記成分の他にゴム工業で通常使用されている硫黄などの加硫剤、各種加硫促進剤、各種軟化剤、各種老化防止剤、ステアリン酸、酸化防止剤、オゾン劣化防止剤、酸化亜鉛などの添加剤を配合することができる。
【0020】
本発明のタイヤは、本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物を用いて通常の方法で製造される。すなわち、必要に応じて前記添加剤を配合した本発明タイヤトレッド用ゴム組成物を、未加硫の段階でタイヤの各部材の形状に合わせて押し出し加工し、タイヤ成型機上にて通常の方法で成形することにより、未加硫タイヤを形成する。この未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧して、タイヤを得る。このようにして得られた本発明のタイヤは、グリップ性能に優れるものである。
【0021】
【実施例】
以下、本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物を、実施例に基づいて具体的に説明するが、これらの実施例は本発明を限定するものではない。
【0022】
以下に実施例および比較例で用いた各種薬品について説明する。
SBR:住友化学工業(株)製のSBR1502
カーボンブラック:昭和キャボット(株)製のN220(チッ素吸着比表面積:125m2/g)
圧電材料1:テイカ(株)製のPZT(平均粒径:3.5μm、キュリー温度:300℃、圧電定数:2.2×10-2Vm/N)
圧電材料2:呉羽化学(株)製のポリフッ化ビニリデン(平均粒径:5μm、キュリー温度:120℃、圧電定数:7.0×10-2Vm/N)
老化防止剤:大内新興化学工業(株)製のノクラック6C
ステアリン酸:日本油脂(株)製のステアリン酸
酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)製の亜鉛華1号
硫黄:鶴見化学(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤:大内新興化学工業(株)製のノクセラーNS
【0023】
表1の配合内容にしたがって、混練り配合し、各種ゴム組成物を得た。これらのゴム組成物を170℃で20分間プレス加硫して加硫物を得た。得られたゴム組成物について、以下に示す各特性の評価を行なった。
【0024】
実施例1および比較例1〜4
以下に評価方法について説明する。
(1)グリップ性能(ゴム)
(株)上島製作所製スペクトロメーターを用いて、動的歪振幅1%、周波数10Hz、温度40℃で損失正接(tanδ)を測定した。tanδの値について比較例1を100として指数表示した。数値が大きいほどグリップ性能が良好であることを示している。
【0025】
(2)グリップ性能(実車)
前記ゴム組成物からなるトレッドを有する195/65R15のサイズのタイヤを作製し、このタイヤを用いて、アスファルト路面のテストコースで実車走行を行なった。その際における操舵時のコントロールの安定性をテストドライバーが評価し、5点満点(5;良い、4;やや良い、3;普通、2;やや悪い、1;悪い)で評価した。
【0026】
【表1】
【0027】
表1から明らかなように、実施例1の圧電材料を含むゴム組成物は、比較例1〜4に対して、ゴムおよび実車におけるグリップ性能を向上させることができた。
【0028】
【発明の効果】
本発明によれば、タイヤのグリップ性能を向上させ得るタイヤ用ゴム組成物、およびそのゴム組成物を用いたタイヤを提供することができる。
Claims (3)
- 天然ゴムおよび/またはジエン系合成ゴム100重量部に対して、Pb(Zr、Ti)O 3 を10〜150重量部含有するタイヤトレッド用ゴム組成物。
- 前記圧電材料の平均粒径が0.01〜50μmである請求項1記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
- 請求項1または2記載のタイヤトレッド用ゴム組成物を用いたタイヤトレッドを有するタイヤ。
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