JP5244444B2 - 冬用タイヤ - Google Patents

Description

本発明は、冬用タイヤ、特には、氷雪路面及び湿潤路面の双方での性能を向上させた冬用タイヤに関するものである。

現在、車両の安全性を向上させる観点から、乾燥路面のみならず、湿潤路面、氷雪路面等の様々な路面上でのタイヤの制動性や駆動性を向上させるために、種々の検討がなされている。例えば、スタッドレスタイヤ等においては、低温下におけるトレッドの柔軟性を確保する観点から、トレッドゴムに、天然ゴム（ＮＲ）やポリブタジエンゴム（ＢＲ）等のガラス転移温度（Ｔｇ）が低いゴムが用いられるが、ＮＲやＢＲを用いたトレッドは、Ｔｇが低いため、湿潤路面での性能が不足する傾向がある。

これに対して、湿潤路面での性能を向上させるために、ＮＲやＢＲと共にアロマオイルを配合したゴム組成物をトレッドに用いる手法が知られているが、アロマオイルは、ＮＲやＢＲとの相溶性が悪いため、湿潤路面での性能を向上させる効果が小さく、また、軟化温度が高いため、氷雪路面での性能が悪化したり、転がり抵抗が上昇するなどの問題がある。

また、湿潤路面での性能を向上させるために、シリカを配合したゴム組成物をトレッドに用いる手法が知られているが、この場合、トレッドの耐摩耗性が低下する問題がある。また、シリカを配合したゴム組成物には、加工性が悪いという問題もある。

特開平５−２６９８８４号公報

そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決し、氷雪路面及び湿潤路面の双方での性能を向上させた冬用タイヤを提供することにある。

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、ゴム成分中の天然ゴム及び／又はポリイソプレンゴムの含有量が一定値以上で、且つＣ₅系樹脂が特定量配合されたゴム組成物をトレッドゴムに用いることで、タイヤの氷雪路面及び湿潤路面の双方での性能が向上することを見出し、本発明を完成させるに至った。

即ち、本発明の冬用タイヤは、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、スチレン-ブタジエン共重合体ゴム、ポリブタジエンゴム及びイソブチレン-イソプレン共重合体ゴムからなる群から選択される少なくとも一種のジエン系ゴムを含み、天然ゴム及び／又はポリイソプレンゴムを合計30質量％以上含むゴム成分100質量部に対して、Ｃ₅系樹脂を5〜50質量部配合してなるゴム組成物をトレッドゴムに用いた冬用タイヤであって、前記トレッドゴムが気泡を含有することを特徴とする。

本発明の冬用タイヤにおいて、前記トレッドゴムは、気泡率が5〜35％であることが好ましい。また、前記気泡は、発泡性気泡であることが好ましい。

本発明の冬用タイヤの他の好適例においては、前記トレッドゴムが微粒子を含有する。

本発明によれば、ゴム成分中の天然ゴム及び／又はポリイソプレンゴムの総含有量が30質量％以上で、且つＣ₅系樹脂がゴム成分100質量部に対して5〜50質量部配合されたゴム組成物をトレッドゴムに用いることで、氷雪路面及び湿潤路面の双方での性能を向上させた冬用タイヤを提供することができる。

以下に、本発明を詳細に説明する。本発明の冬用タイヤは、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、スチレン-ブタジエン共重合体ゴム、ポリブタジエンゴム及びイソブチレン-イソプレン共重合体ゴムからなる群から選択される少なくとも一種のジエン系ゴムを含み、天然ゴム及び／又はポリイソプレンゴムを合計30質量％以上含むゴム成分100質量部に対して、Ｃ₅系樹脂を5〜50質量部配合してなるゴム組成物をトレッドゴムに用いた冬用タイヤであって、前記トレッドゴムが気泡を含有することを特徴とする。

本発明のタイヤのトレッドゴムに用いるゴム組成物においては、Ｃ₅系樹脂の配合によって0℃での損失正接（tanδ）が向上するため、タイヤの湿潤路面での性能を向上させることができる。なお、該ゴム組成物においては、天然ゴム及び／又はポリイソプレンゴムを合計30質量％以上含むゴム成分とＣ₅系樹脂との相溶性が高いため、Ｃ₅系樹脂の配合効果が顕著に現れる。また、理由は明らかではないが、Ｃ₅系樹脂を配合したゴム組成物をトレッドゴムに用いることで、タイヤの氷雪路面での性能も向上する。なお、冬用タイヤは、低弾性で変形が大きいため、Ｃ₅系樹脂の配合によるtanδの向上が、氷雪路面及び湿潤路面の双方での性能の向上に大きく寄与したものと思われる。

本発明のタイヤのトレッドゴムに用いるゴム組成物のゴム成分は、天然ゴム（ＮＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、スチレン-ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）及びイソブチレン-イソプレン共重合体ゴム（ＩＩＲ）からなる群から選択される少なくとも一種のジエン系ゴムを含み、天然ゴム（ＮＲ）及び／又はポリイソプレンゴム（ＩＲ）を合計で30質量％以上含み、30〜80質量％含むことが好ましい。ゴム成分中の天然ゴム（ＮＲ）及び／又はポリイソプレンゴム（ＩＲ）の総含有量が30質量％未満では、低温での柔軟性が不十分で、氷雪路面での性能を向上させる効果が小さくなる。

本発明のタイヤのトレッドゴムに用いるゴム組成物には、Ｃ₅系樹脂を前記ゴム成分100質量部に対して5〜50質量部配合する。Ｃ₅系樹脂の配合量が5質量部未満では、氷雪路面及び湿潤路面の双方での性能を向上させる効果が不十分であり、一方、50質量部を超えると、耐摩耗性や破壊特性が悪化する。

上記Ｃ₅系樹脂としては、石油化学工業のナフサの熱分解によって得られるＣ₅留分を（共）重合して得られる脂肪族系石油樹脂が挙げられる。上記Ｃ₅留分には、通常１-ペンテン、２-ペンテン、２-メチル-１-ブテン、２-メチル-２-ブテン、３-メチル-１-ブテン等のオレフィン系炭化水素、２-メチル-１,３-ブタジエン、１,２-ペンタジエン、１,３-ペンタジエン、３-メチル-１,２-ブタジエン等のジオレフィン系炭化水素等が含まれる。なお、上記Ｃ₅系樹脂としては、市販品を利用することができる。

上記トレッドゴム用ゴム組成物は、更に、発泡剤を含むことが好ましい。該発泡剤としては、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）、ジニトロソペンタスチレンテトラミンやベンゼンスルホニルヒドラジド誘導体、ｐ,ｐ'-オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド（ＯＢＳＨ）、二酸化炭素を発生する重炭酸アンモニウム、重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム、窒素を発生するニトロソスルホニルアゾ化合物、Ｎ,Ｎ'-ジメチル-Ｎ,Ｎ'-ジニトロソフタルアミド、トルエンスルホニルヒドラジド、ｐ-トルエンスルホニルセミカルバジド、ｐ,ｐ'-オキシビスベンゼンスルホニルセミカルバジド等が挙げられる。これら発泡剤の中でも、ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）が好ましい。これら発泡剤は、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。また、該発泡剤の配合量は、特に限定されるものではないが、ゴム成分100質量部に対して1〜20質量部の範囲が好ましい。

また、上記発泡剤には、発泡助剤として尿素、ステアリン酸亜鉛、ベンゼンスルフィン酸亜鉛や亜鉛華等を併用することが好ましい。これらは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。発泡助剤を併用することにより、発泡反応を促進して反応の完結度を高め、経時的に不要な劣化を抑制することができる。また、該発泡助剤の配合量は、特に限定されるものではないが、ゴム成分100質量部に対して1〜30質量部の範囲が好ましい。

上記トレッドゴム用ゴム組成物は、更に微粒子を含有することが好ましい。この場合、トレッドゴムが微粒子を含有することとなり、エッジ効果及びスパイク効果により氷上性能が向上する。上記微粒子の配合量は、特に限定されるものではないが、ゴム成分100質量部に対して5〜80質量部の範囲が好ましい。

上記微粒子は、無機微粒子でも有機微粒子でもよいが、モース硬度が２以上であることが好ましく、５以上であることが更に好ましい。微粒子のモース硬度が氷の硬度、即ち、２以上であれば、一層の引っ掻き効果がタイヤのトレッド面で発揮され、得られるタイヤは、氷雪路面との間の摩擦係数が大きく、氷上性能に優れる。硬度の高い微粒子としては、例えば、石膏、方解石、蛍石、正長石、石英、金剛石等が挙げられ、これらの中でも、モース硬度５以上のシリカガラス（硬度６.５）、石英（硬度７.０）、溶融アルミナ（硬度９.０）等が好ましい。また、これらの中でも、シリカガラス、アルミナ（酸化アルミニウム）等は、安価で容易に使用することができる。なお、上記微粒子は、平均粒径が10〜30μmの範囲にあることが好ましい。微粒子の平均粒径が10μm未満では、微粒子を含有させた効果が小さく、タイヤのトレッド面で引っ掻き効果が小さい。

本発明のタイヤのトレッドゴムに用いるゴム組成物は、上記ゴム成分、Ｃ₅系樹脂、発泡剤、発泡助剤、微粒子の他に、ゴム工業界で通常使用される配合剤、例えば、補強性充填剤、老化防止剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、加硫剤等を、本発明の目的を害しない範囲内で適宜選択して、通常の配合量の範囲内で配合することができる。これら配合剤としては、市販品を好適に使用することができる。なお、本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ＮＲ及び／又はＩＲを含むゴム成分に、Ｃ₅系樹脂と、必要に応じて適宜選択した各種配合剤とを配合して、混練り、熱入れ、押出等することにより製造することができる。

本発明の冬用タイヤは、上述したゴム組成物をトレッドゴムに用い、該トレッドゴムが気泡を含有することを特徴とする。本発明のタイヤは、上述のゴム組成物をトレッドゴムに用いて生タイヤを成形し、常法に従って生タイヤを加硫することで製造できる。なお、本発明のタイヤのトレッドゴムには、上述のゴム組成物が用いられているため、本発明のタイヤは、氷雪路面及び湿潤路面の双方での性能が特に良好である。また、本発明のタイヤに充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を調整した空気の他、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを用いることができる。

本発明の冬用タイヤのトレッドゴムは気泡を含有し、気泡率は5〜35％の範囲が好ましい。トレッドゴムの気泡率が5％未満では、氷雪路面での性能を向上させる効果が小さく、一方、35％を超えると、破壊特性及び耐摩耗性が低下する。なお、気泡率（Ｖｓ）は、次式により算出できる。
Ｖｓ＝（ρ₀／ρ₁−１）×１００（％）
［式中、ρ₁はトレッドゴムの密度（g/cm³）を表し、ρ₀はトレッドゴムの固相部の密度（g/cm³）表す］。なお、トレッドゴムの密度及びトレッドゴムの固相部の密度は、エタノール中の質量と空気中の質量を測定し、これから算出される。また、気泡率は、発泡剤や発泡助剤の種類、量等により適宜変化させることができる。

以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。

表１に示す配合処方に従ってゴム組成物を調製し、該ゴム組成物をトレッドゴムに用いて、サイズ１８５／７０Ｒ１３の冬用タイヤを作製した。次に、該タイヤに対して、下記の方法で、氷雪路面及び湿潤路面での性能を評価した。結果を表１に示す。

（１）氷雪路面での性能評価
排気量1600 ccクラスの乗用車に供試タイヤ４本を装着し、該乗用車を一般アスファルト路上で200 km走行させた後、-1℃の氷雪路面上において時速40 km/hrからタイヤをロックさせ、停止するまでの制動距離を測定し、比較例１のタイヤの制動距離を100として指数表示した。指数値が大きい程、氷雪路面での性能に優れることを示す。

（２）湿潤路面での性能評価
供試ゴム組成物をトレッドに用いた各種タイヤを試験車に装着し、湿潤路面での実車試験にて、操縦安定性をドライバーのフィーリング評点で表し、比較例１のタイヤのフィーリング評点を100として指数表示した。指数値が大きい程、湿潤路面での性能に優れることを示す。

*1 シス-１,４-ポリブタジエン, 宇部興産製, ＵＢＥＰＯＬ ＢＲ１５０Ｌ
*2 Ｎ２２０
*3 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
*4 ジベンゾチアジルジスルフィド
*5 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
*6 Ｃ₅系樹脂, Ｅｘｘｏｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ製, 商品名「ＥＳＣＯＲＥＺ １１０２」
*7 ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）と尿素の質量比１：１の混合物
*8 単結晶アルミナ, 平均粒径＝20μm

表１中の実施例と比較例の結果から、天然ゴムを30質量％以上含むゴム成分100質量部に対し、アロマオイルに代えてＣ₅系樹脂を5〜50質量部配合したゴム組成物をトレッドゴムに用いることで、氷雪路面及び湿潤路面の双方での性能が向上することが分かる。

また、表１中の実施例と比較例の結果から、トレッドゴムが気泡を含有する場合、アロマオイルに代えてＣ₅系樹脂を配合することによる氷雪路面及び湿潤路面の双方における性能の向上効果が大きくなることが分かる。

Claims (4)

1. 天然ゴム、ポリイソプレンゴム、スチレン-ブタジエン共重合体ゴム、ポリブタジエンゴム及びイソブチレン-イソプレン共重合体ゴムからなる群から選択される少なくとも一種のジエン系ゴムを含み、天然ゴム及び／又はポリイソプレンゴムを合計30質量％以上含むゴム成分100質量部に対して、Ｃ₅系樹脂を5〜50質量部配合してなるゴム組成物をトレッドゴムに用いた冬用タイヤにおいて、
   前記トレッドゴムが気泡を含有することを特徴とする冬用タイヤ。
2. 前記トレッドゴムは、気泡率が5〜35％であることを特徴とする請求項１に記載の冬用タイヤ。
3. 前記気泡が発泡性気泡であることを特徴とする請求項１に記載の冬用タイヤ。
4. 前記トレッドゴムが微粒子を含有することを特徴とする請求項１に記載の冬用タイヤ。