JP4594511B2 - タイヤ用ゴム組成物、その製造方法およびタイヤ - 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の製造方法、タイヤ用ゴム組成物、およびタイヤに関し、とりわけ、タイヤの低発熱性およびグリップ性能を維持しつつ、耐摩耗性能を向上させうるタイヤ用ゴム組成物の製造方法、タイヤ用ゴム組成物、およびこの組成物をトレッドゴムに用いたタイヤに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、ゴム補強用充填剤としては、高い補強性と優れた耐摩耗性能を付与するカーボンブラックが多く用いられている。空気入りタイヤの耐摩耗性能をより大きく向上させるためには、カーボンブラックの充填量をより多くすることや、より粒子径の小さいカーボンブラックを使用することが考えられる。しかし、いずれの場合においてもカーボンブラックによるヒステリシスロスが大きくなり、発熱性が高くなる。
【0003】
一方、低発熱性およびグリップ性能と耐摩耗性能とを両立させる充填剤として、含水ケイ酸が知られている。しかし、含水ケイ酸は、同程度の比表面積を有するカーボンブラックと比較してゴム組成物の貯蔵弾性率が小さく、そのため、グリップ性能を低下させる。貯蔵弾性率を高める方法としては、含水ケイ酸の増量または比表面積の増大などが考えられるが、これらの方法では発熱性が高くなる。
【0004】
これらの問題点を解決すべく、従来から種々の提案がなされているが、発熱性、グリップ性能および耐摩耗性能のバランスが高度にとれたゴム組成物は、いまだに存在しないのが現状である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような状況下で、タイヤの低発熱性およびグリップ性能を維持しつつ、耐摩耗性能を向上させうるタイヤ用ゴム組成物の製造方法、タイヤ用ゴム組成物、およびこの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】
本発明者らは、混練り工程においてブタジエンゴムの混入時間を遅らせる手法により、ブタジエンゴム中に含まれる補強用充填剤量を少なくすることで、ブタジエンゴムのエントロピー変化を小さくし、かつブタジエンゴムを適度に分散させることで、ブタジエンゴムのリニアな構造に由来する耐摩耗性能の良さを最大限に生かすことができ、低発熱性およびグリップ性能を維持しつつ、耐摩耗性能を向上させうることを見出した。
【0007】
すなわち、本発明は、
(A)天然ゴムおよび/またはブタジエンゴム以外のジエン系合成ゴム、(B)ブタジエンゴム、ならびに(C)補強用充填剤を含有するタイヤ用ゴム組成物の混練り工程において、
まず、天然ゴムおよび/またはブタジエンゴム以外のジエン系合成ゴム(A)を混練りし、
ついで、ブタジエンゴム(B)および補強用充填剤(C)を同時に混入し、または、補強用充填剤(C)を混入したのちにブタジエンゴム(B)を混入し、
かつ、ブタジエンゴム(B)を、天然ゴムおよび/またはブタジエンゴム以外のジエン系合成ゴム(A)の混練り開始後、全混練り時間の90%までの時間内に混入する
ことを特徴とするタイヤ用ゴム組成物の製造方法、
前記の製造方法によって得られるタイヤ用ゴム組成物および
前記のゴム組成物をトレッドに用いたタイヤ
に関する。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明においては、ゴム成分として、天然ゴムおよび/またはブタジエンゴム以外のジエン系合成ゴム(以下、「天然ゴムなど」という)(A)ならびにブタジエンゴム(B)を用いる。
【0009】
ブタジエンゴム以外のジエン系合成ゴムとしては、たとえば、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、イソプレン合成ゴム(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、単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0010】
ブタジエンゴム(B)としては、各種ブタジエンゴムを用いることができる。ブタジエンゴム(B)の配合量は、天然ゴムなど(A)との合計量の好ましくは1〜50重量%、より好ましくは10〜30重量%とすることができる。ブタジエンゴム(B)が1重量%未満では耐摩耗性能が低下する傾向があり、50重量%以上では発熱性が高くなる傾向がある。
【0011】
本発明においては、補強用充填剤(C)を用いる。補強用充填剤(C)としては、従来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やシリカ粒子が好ましく、とくにカーボンブラックが好ましい。
【0012】
前記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い。カーボンブラックのチッ素吸着比表面積が80m2/g未満では耐摩耗性能が低下する傾向があり、280m2/gをこえると発熱性が高くなる傾向がある。
【0013】
前記シリカのチッ素吸着比表面積は100〜280m2/gであることが好ましい。シリカのチッ素吸着比表面積が100m2/g未満では耐摩耗性能が低下する傾向があり、280m2/gをこえると発熱性が高くなる傾向がある。
【0014】
補強用充填剤(C)の配合量は、天然ゴムなど(A)とブタジエンゴム(B)の合計量100重量部に対して、好ましくは20〜200重量部、より好ましくは50〜100重量部とすることができる。補強用充填剤(C)の配合量が20重量部未満では耐摩耗性能が低下する傾向があり、200重量部をこえると発熱性が高くなる傾向がある。本発明においては(C)成分の補強用充填剤は単独で用いてもよく、または2種以上組み合わせて用いてもよい。
【0015】
本発明のタイヤ用ゴム組成物の製造方法においては、まず、天然ゴムなど(A)を混練りし、つぎに、ブタジエンゴム(B)および補強用充填剤(C)を混入し、混練りする。
【0016】
ブタジエンゴム(B)は、天然ゴムなど(A)の混練り開始後、全混練り時間の90%まで、好ましくは10〜90%、より好ましくは40〜80%の時間内に混入する。ここで、全混練り時間とは、加硫剤や加硫促進剤などの加硫系材料を混入したのちの混練り時間を除く混練り時間である。全混練り時間を仮に10分間とすると、ブタジエンゴム(B)の混入時期は、好ましくは1〜9分後、より好ましくは4〜8分後である。1分後よりも早く混入すると耐摩耗性能が向上しにくく、逆に9分を過ぎてから混入すると低発熱性、グリップ性能および耐摩耗性能がいずれも低下する傾向がある。
【0017】
補強用充填剤(C)は、ブタジエンゴム(B)と同時に混入することができ、また、ブタジエンゴム(B)を混入する前に混入することができる。
【0018】
なお、本発明のタイヤ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各種薬品、たとえば硫黄などの加硫剤、各種加硫促進剤、各種軟化剤、各種老化防止剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、酸化防止剤、オゾン劣化防止剤などの添加剤を配合することができる。
【0019】
本発明のタイヤは、本発明のゴム組成物を用いて、通常の方法によって製造される。すなわち、必要に応じて前記各種薬品を配合した本発明のゴム組成物を、未加硫の段階でトレッドの形状に押し出し加工する。得られた未加硫ゴムをトレッドに用い、タイヤ成型機上にて通常の方法にて未加硫タイヤを成形する。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。
【0020】
このようにして得られた本発明のタイヤは、低発熱性、グリップ性能および耐摩耗性能などのバランスに優れるものである。
【0021】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、これは本発明の目的を限定するものではない。
【0022】
実施例1〜4および比較例1〜2
混練り機は1.7Lバンバリー型ミキサーを用いた。配合内容を表1に示す。また、各例の混練りパターン(各薬品のバンバリー型ミキサーへの混入時間)を表2に示す。
【0023】
比較例1では、まず、ブタジエンゴムおよび天然ゴムの予備練りを1分間行なった。予備練り後、ラムを上昇させて、硫黄および加硫促進剤以外の各種材料を投入し、ラムを下降させて混練りを行ない、途中、混練り開始後3分30秒から4分までの30秒間クリーニングを実施し、トータル5分で混練りを終えた。
【0024】
実施例1〜4および比較例2では、比較例1をもとに、表2にしたがってブタジエンゴムのバンバリー型ミキサーへの混入時間を遅らせて混練りを行なった。
【0025】
これらの配合物を170℃で20分間プレス加硫して加硫ゴムを得、これらについて以下に示す各特性の試験を行なった。
【0026】
以下に、実施例および比較例で用いた薬品について説明する。
ブタジエンゴム:JSR(株)製のBR150B
天然ゴム:テックビーハング社製のRSS#3
カーボンブラック:昭和キャボット(株)製のショウブラックN375(チッ素吸着比表面積:90m2/g)
アロマオイル:(株)ジャパンエナジー製のJOMOプロセスX140
老化防止剤:大内新興化学工業(株)製のノクラック6C
(N−(1,3−ジメチルブチル)−N’−フェニル−p−フェニレンジアミン)
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D
(N,N’−ジフェニルグアニジン)
【0027】
以下に、各特性の評価方法について説明する。
(1)ドライグリップ性能
前記加硫ゴムをトレッドに有するサイズ195/65R15のタイヤを常法により作製した。このタイヤを用い、ドライアスファルト路面にて実車走行を行なった。その際の操舵時の操縦安定性をテストドライバーが評価し、比較例1を100として指数表示した。数値が大きいほどドライグリップ性能(ドライ路面におけるグリップ性能)が高いことを示す。
【0028】
(2)ウェットグリップ性能
ウェットグリップ性能(ウェット路面におけるグリップ性能)はブリティッシュスタンダードポータブルスキッドテスター(スタンレイロンドン社製)を用いて測定し、比較例1を100として指数表示した。数値が大きいほどウェットグリップ性能が高いことを示す。
【0029】
(3)発熱性
(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2%、周波数10%、温度70℃の条件で損失正接(tanδ)を測定した。tanδの値の逆数を、比較例1を100として指数表示した。数値が大きいほど発熱性が低いことを示す。
【0030】
(4)耐摩耗性能
ランボーン型摩耗試験機を用いて、室温にてスリップ率20%の条件で摩耗量を測定した。摩耗量の逆数を、比較例1を100として指数表示をした。数値が大きいほど耐摩耗性能が高いことを示す。
【0031】
結果は表2に示す。表2から明らかなように、特定の時間にブタジエンゴムを混入した実施例1〜4では、比較例1および2に比べ、低発熱性およびグリップ性能を維持しつつ、耐摩耗性能を向上させることができた。
【0032】
【表1】
【0033】
【表2】
【0034】
【発明の効果】
本発明のタイヤ用ゴム組成物の製造方法およびタイヤ用ゴム組成物によれば、低発熱性およびグリップ性能を維持しつつ、耐摩耗性能を向上させたタイヤを与えることができる。
Claims (3)
- (A)天然ゴムおよび/またはブタジエンゴム以外のジエン系合成ゴム、(B)ブタジエンゴム、ならびに(C)補強用充填剤を含有するタイヤ用ゴム組成物の混練り工程において、
まず、天然ゴムおよび/またはブタジエンゴム以外のジエン系合成ゴム(A)を混練りし、
ついで、ブタジエンゴム(B)および全ての補強用充填剤(C)を同時に混入し、または、全ての補強用充填剤(C)を混入したのちにブタジエンゴム(B)を混入し、
かつ、ブタジエンゴム(B)を、天然ゴムおよび/またはブタジエンゴム以外のジエン系合成ゴム(A)の混練り開始後、全混練り時間の90%までの時間内に混入する
ことを特徴とするタイヤ用ゴム組成物の製造方法。 - 請求項1記載の製造方法によって得られるタイヤ用ゴム組成物。
- 請求項2記載のゴム組成物をトレッドに用いたタイヤ。
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- 2000-11-09 JP JP2000342150A patent/JP4594511B2/ja not_active Expired - Fee Related
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