JP4646365B2

JP4646365B2 - トレッド用ゴム組成物

Info

Publication number: JP4646365B2
Application number: JP2000229722A
Authority: JP
Inventors: 康久皆川; 和幸西岡
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2000-07-28
Filing date: 2000-07-28
Publication date: 2011-03-09
Anticipated expiration: 2020-07-28
Also published as: JP2002037931A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トレッド用ゴム組成物、とりわけアイスグリップ性能の良好なトレッド用ゴム組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、タイヤのアイスグリップ性能を改善するために、トレッド用ゴム組成物にシリコーン樹脂粉末を配合することが検討されてきた。シリコーン樹脂は、撥水性が高く、凍結路面でタイヤと路面のあいだに存在する水膜を除去し、またタイヤ表面に凹凸を形成し、アイスグリップ性能を高めることができる。
【０００３】
しかし、ビニル基を含有しないシリコーン樹脂粉末では充分にはアイスグリップ性能を改善することができず、耐摩耗性が低下するという欠点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、耐摩耗性を低下させることなく、アイスグリップ性能を向上させ得るトレッド用ゴム組成物を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、トレッド用ゴム組成物において、ビニル基含有シリコーン樹脂粉末を配合することにより、ビニル基を含有しないシリコーン樹脂粉末を配合するよりも高いアイスグリップ性能を得るものである。
【０００６】
すなわち、本発明は、ジエン系ゴム１００重量部に対し、ビニル基含有シリコーン樹脂粉末を５〜４０重量部含むことを特徴とするトレッド用ゴム組成物に関する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明のトレッド用ゴム組成物は、ジエン系ゴムにビニル基含有シリコーン樹脂粉末を配合してなる。
【０００８】
本発明で用いられるジエン系ゴムとしては、とくに限定はないが、天然ゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、イソプレン−イソブチレンゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｘ−ＩＩＲ）などをあげることができるが、なかでも、ガラス転移温度が低いという点で、天然ゴム、ＢＲ、ＩＲが好適にもちいられる。ジエン系ゴムは、単独で、または２種類以上を混合して使用することができる。
【０００９】
ビニル基含有シリコーン樹脂粉末は、ビニル基を有するシリコーン樹脂の粉末である。シリコーン樹脂は、−Ｓｉ（Ｒ）₂−Ｏ−を主な構造単位としてなる。ただし、Ｒはメチル基などのアルキル基やフェニル基などの有機基を示す。シリコーン樹脂は、長鎖状ポリシロキサンの液状物を加熱処理することで、ポリシロキサン中に残存する水酸基同士の縮合をさらに進めて鎖状分子間にシロキサン結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）を形成させて３次元網目構造とすることにより得られる。さらに、シリコーン樹脂粉末は、シリコーン樹脂を微細な粉末に分散加工したものである。
【００１０】
ビニル基含有シリコーン樹脂粉末の平均粒子径は、０．５〜５０μｍであることが好ましく、１〜２０μｍであることがより好ましい。ビニル基含有シリコーン樹脂粉末の平均粒子径が０．５μｍより小さいと撥水性の効果が小さくなる傾向があり、５０μｍより大きいと耐摩耗性がわるくなる傾向がある。
【００１１】
前記ビニル基含有シリコーン樹脂粉末としては、たとえば、信越化学工業（株）製のＸ−５２−８２１などをあげることができる。
【００１２】
前記ビニル基含有シリコーン樹脂粉末の配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対して、５〜４０重量部、好ましくは５〜３０重量部、より好ましくは５〜２５重量部とすることができる。前記ビニル基含有シリコーン樹脂粉末の配合量が５重量部未満では、撥水性の効果が小さく、アイスグリップ性能の改善効果が小さくなる傾向があり、４０重量部をこえると耐摩耗性がわるくなる傾向がある。
【００１３】
本発明のゴム組成物は、さらに、充填剤としてカーボンブラック、白色充填剤などを配合することができる。充填剤の配合量としては、ジエン系ゴム１００重量部に対して３０〜７０重量部が好ましく、より好ましくは４０〜６０重量部である。
【００１４】
本発明に使用できるカーボンブラックの例としては、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡＦなどがあげられるが、とくに限定されるものではない。
【００１５】
カーボンブラックの配合量としては、前記ジエン系ゴム１００重量部に対して、３０〜６０重量部であることが好ましい。カーボンブラックの配合量が３０重量部未満では耐摩耗性がわるい傾向があり、６０重量部をこえると硬くなりアイスグリップ性能が低くなる傾向がある。
【００１６】
白色充填剤としては、たとえば、シリカ、クレー、アルミナ、タルク、炭酸カルシウム、ゼオライトまたは酸化チタンなどがあげられ、これらは単独で、または２種以上混合して用いることができる。とくに好ましい白色充填剤としては、シリカ、クレー、水酸化アルミニウム、アルミナ、ゼオライトがあげられる。
【００１７】
白色充填剤の配合量としては、ジエン系ゴム１００重量部に対して０〜４０重量部が好ましく、より好ましくは１０〜３０重量部である。白色充填剤の配合量が４０重量部をこえると耐摩耗性が悪化する傾向がある。
【００１８】
また、白色充填剤を使用する場合、充填剤とジエン系ゴムの結合を高め、耐摩耗性を向上させるために、カップリング剤を用いてもよい。
【００１９】
本発明のゴム組成物に使用されるカップリング剤としては、シランカップリング剤が好適に用いられる。具体的には、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（２−トリエトキシシリルエチル）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、ビス（２−トリメトキシシリルエチル）テトラスルフィド、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、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、２−メルカプトエチルトリエトキシシラン、３−ニトロプロピルトリメトキシシラン、３−ニトロプロピルトリエトキシシラン、３−クロロプロピルトリメトキシシラン、３−クロロプロピルトリエトキシシラン、２−クロロエチルトリメトキシシラン、２−クロロエチルトリエトキシシラン、３−トリメトキシシリルプロピル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、３−トリエトキシシリルプロピル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、２−トリエトキシシリルエチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、３−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、３−トリエトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラスルフィド、３−トリメトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、３−トリメトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィドなどがあげられ、カップリング剤添加効果とコストの両立からビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィドなどが好ましい。
【００２０】
シランカップリング剤の配合量は前記白色充填剤に対して５〜２０重量％が好ましい。シランカップリング剤の配合量が５重量％未満では耐摩耗性がわるくなる傾向があり、２０重量％をこえるとグリップ性能がわるくなる傾向がある。
【００２１】
本発明のゴム組成物は、さらに、パラフィン系オイル、ナフテン系オイル、芳香族系オイルなどのミネラルオイルを配合することができる。ミネラルオイルの配合量としては、前記ジエン系ゴム１００重量部に対して５〜４０重量部であることが好ましい。ミネラルオイルの配合量が５重量部未満ではアイスグリップ性能が低くなる傾向があり、４０重量部をこえると耐摩耗性がわるくなる傾向がある。
【００２２】
本発明のトレッド用ゴム組成物は、前記ジエン系ゴム、ビニル基含有シリコーン樹脂粉末、充填剤およびカップリング剤を通常の加工装置、たとえばロール、バンバリーミキサー、ニーダーなどにより混練りすることにより得られる。本発明のトレッド用ゴム組成物には、前記成分のほかにトレッド用ゴム組成物の製造に一般に使用される成分、添加剤を必要に応じて通常使用される量、配合・添加してもよい。前記成分、添加剤の具体例としては、たとえば、加硫剤（硫黄、塩化硫黄化合物、有機硫黄化合物など）、加硫促進剤（グアニジン系、アルデヒド−アミン系、アルデヒド−アンモニア系、チアゾール系、スルフェンアミド系、チオ尿素系、チウラム系、ジチオカルバメート系、ザンデート系の化合物など）、架橋剤（有機パーオキサイド化合物、アゾ化合物などのラジカル発生剤や、オキシム化合物、ニトロソ化合物、ポリアミン化合物など）、補強剤（ハイインパクトポリスチレン樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂など）、酸化防止剤ないし老化防止剤（ジフェニルアミン系、ｐ−フェニレンジアミン系などのアミン誘導体、キノリン誘導体、ハイドロキノン誘導体、モノフェノール類、ジフェノール類、チオビスフェノール類、ヒンダードフェノール類、亜リン酸エステル類など）、ワックス、ステアリン酸、酸化亜鉛、軟化剤、短繊維、可塑剤、発泡剤などがあげられる。
【００２３】
【実施例】
以下に実施例に基づいて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらのみに制限されるものではない。
【００２４】
以下に実施例および比較例で用いた薬品をまとめて示す。
天然ゴム：ＲＳＳ＃３
ＢＲ：宇部興産（株）製のＢＲ１５０Ｂ
カーボンブラック：三菱化学（株）製のダイヤブラックＩ
シリカ：デグッサ製のウルトラジルＶＮ３
シランカップリング剤：デグッサ製のＳｉ６９
シリコーン樹脂粉末：信越化学工業（株）製のＫＭＰ５９０（平均粒子径２μｍ）
ビニル基含有シリコーン樹脂粉末：信越化学工業（株）製のＸ−５２−８２１（平均粒子径２μｍ）
老化防止剤：大内新興化学工業（株）製のノクラック６Ｃ（化合物名；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）
ステアリン酸：日本油脂（株）製
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛２種
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ＣＺ（化合物名；Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド）
【００２５】
以下に実施例および比較例で用いた試験方法をまとめて示す。
（ランボーン摩耗試験）
測定温度４０℃、負荷荷重１．０ｋｇｆ、スリップ率４０％、落砂量２０ｇ／分、測定時間４分の条件で、重量変化を測定し、各配合の重量変化より容積損失量を計算し、比較例１の指数を１００として下記計算式により各配合の容積損失量を指数（ランボーン摩耗指数）表示した。指数が大きいものほど耐摩耗性に優れる。
【００２６】
(ランボーン摩耗指数）＝（比較例１の容積損失量）÷（各配合の容積損失量)×１００
【００２７】
（氷上摩擦試験）
厚さ２ｍｍのゴムシートの表面をバフし、試料を作製した。このゴムシートのバフ面が氷と接するように下向きに置き、その上に垂直抗力が５ｋｇｆ／ｃｍ²となるように重りを乗せ、これを速度８００ｍｍ／分である地点まで押し、そこから自由に滑らせ、前記ある地点から試料が停止した地点までの距離（制動距離）を測定した。
【００２８】
比較例１の指数を１００として各配合のスキッド指数を下記計算式により算出し、指数（アイススキッド指数）表示した。指数が大きいものほどアイススキッド性能に優れる。なお、測定時の氷の温度は−２℃であった。
【００２９】
（アイススキッド指数）＝（比較例１の制動距離）÷（各配合の制動距離）×１００
【００３０】
実施例１〜４および比較例１〜３
表１に示す配合で、加硫剤および加硫促進剤を除く成分を、１．７Ｌバンバリーミキサーで混練りし、そののち、加硫剤および加硫促進剤はロールで混練りし、ゴムシートを作製した。この未加硫のゴムシートを１７０℃、１５分間の条件で加硫し、前記試験を行なった。
結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】

【００３２】
ビニル基含有シリコーン樹脂粉末を５〜４０重量部配合した実施例１〜４では、耐摩耗性を低下させずに、アイススキッド性能を大きく向上することができた。ビニル基を含有しないシリコーン樹脂粉末を配合した比較例３も若干アイススキッド性能が改善されたが、その効果はビニル基含有樹脂粉末に比べて小さかった。
【００３３】
【発明の効果】
ビニル基含有シリコーン樹脂粉末を適量ゴムに配合することにより、耐摩耗性を低下させることなくアイスグリップ性能の改善をはかることができる。

Claims

ジエン系ゴム１００重量部に対し、平均粒子径が０．５〜５０μｍのビニル基含有シリコーン樹脂粉末を５〜４０重量部含むことを特徴とするトレッド用ゴム組成物。