JP5448052B2 - ゴム組成物およびタイヤ - Google Patents
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Description
本発明の一実施の形態におけるゴム組成物は、ゴム成分、熱膨張性マイクロカプセルおよび卵殻粉を含む。
ゴム成分としては、天然ゴム(NR)、ポリイソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)から選ばれるジエン系ゴムを用いることができる。これらのジエン系ゴムは単独で用いてもよく、あるいは2種以上を組み合わせてもよい。
熱膨張性マイクロカプセルは、熱可塑性ポリマーを用いて、前記熱可塑性ポリマーの軟化点以下の温度でガス状になる揮発性膨張剤をマイクロカプセル化してなるものであり、従来公知のものを使用することができる。
卵殻粉は、平均粒径が5〜100μm、好ましくは20〜30μmである。平均粒径が5μ未満であると、ゴム組成物中に存在する卵殻粉粒子の数が多くなりゴム全体の剛性を失い、氷雪路面上での操縦安定性能が低下する。一方、平均粒径が100μmを超えると大きな異物がゴム組成物中に存在し、亀裂成長の起点をゴム組成物中に多く作ることになるため、耐摩耗性能が大幅に低下する。
本発明の一実施の形態におけるゴム組成物は補強剤としてカーボンブラックを配合することが可能である。カーボンブラックの配合量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは5〜80質量部、より好ましくは30〜55質量部である。カーボンブラックの配合量が5質量部未満では十分な補強性、剛性が得られず、80質量部をこえると発熱しやすくなる。
本発明の一実施の形態におけるゴム組成物はシリカを含有することが好ましい。シリカはたとえば乾式法により得られるシリカ(無水珪酸)および/または湿式法により得られるシリカ(含水珪酸)を用いることができる。なかでも、湿式法により得られるシリカを用いることが好ましい。
本発明の一実施の形態におけるゴム組成物は、シリカとともにカップリング剤として知られているものを配合するのが好ましい。カップリング剤の例としては、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、N−β−アミノエチル−γ−アミノプロピロトリメトキシシラン、γ−クロロプロピルトシメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、ビス−(3−トリエトキシシリルプロピル)−テトラスルフィドが挙げられる。カップリング剤の配合量はシリカ配合量の5〜20%の量である。カップリング剤の量が少ないとタイヤの発熱が高くなり、逆に多すぎるとゴムの硬度が上昇し、悪路走行時のゴム欠け性能が低下する。また、コストも高くなり実用性に乏しくなる。
軟化剤としては、プロセスオイル、潤滑油、パラフィン、流動パラフィン、石油アスファルト、ワセリンなどの石油系軟化剤、大豆油、パーム油、ヒマシ油、アマニ油、ナタネ油、ヤシ油などの脂肪油系軟化剤、トール油、サブ、蜜ロウ、カルナバロウ、ラノリンなどのワックス類、リノール酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ラウリン酸などの脂肪酸、などが挙げられる。軟化剤の配合量は、ゴム成分100質量部に対してたとえば100質量部以下とされることが好ましく、この場合、該ゴム組成物がタイヤに使用された際のウェットグリップ性能を低下させる危険性が少ない。
老化防止剤としては、アミン系、フェノール系、イミダゾール系の各化合物や、カルバミン酸金属塩、ワックスなどを適宜選択して使用することが可能である。
加硫助剤としては、ステアリン酸、酸化亜鉛(亜鉛華)などを使用することができる。
加硫剤としては、有機過酸化物もしくは硫黄系加硫剤を使用できる。有機過酸化物としては、たとえば、ベンゾイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルクミルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3あるいは1,3−ビス(t−ブチルパーオキシプロピル)ベンゼン等を使用することができる。また、硫黄系加硫剤としては、たとえば、硫黄、モルホリンジスルフィドなどを使用することができる。これらの中では硫黄が好ましい。
加硫促進剤としては、スルフェンアミド系、チアゾール系、チウラム系、チオウレア系、グアニジン系、ジチオカルバミン酸系、アルデヒド−アミン系またはアルデヒド−アンモニア系、イミダゾリン系、もしくは、キサンテート系加硫促進剤のうち少なくとも一つを含有するものを使用することが可能である。
本発明の一実施の形態におけるゴム組成物の製造方法としては、従来から公知の方法を用いることができ、たとえば上記各材料を所定の配合割合となるように秤量した後、オープンロール、バンバリーミキサー等のゴム混練装置を用いて、100〜250℃で5〜60分間混練する方法等がある。
本発明の一実施の形態におけるタイヤの構造は、たとえば図1のタイヤ断面の右半分に例示されるものである。タイヤ1は、トレッド部7を構成するキャップトレッド部7aとベーストレッド部7b、その両端からタイヤ半径方向内方にのびる一対のサイドウォール部8と、各サイドウォール部8の内方端に位置するクリンチ部を構成するクリンチ部3およびリム上部に位置するチェーファー2とを備える。またクリンチ部3、チェーファー2間にはカーカス5が架け渡されるとともに、このカーカス5のタイヤ半径方向外側にブレーカー部9が配される。該カーカス5は、カーカスコードを配列する1枚以上のカーカスプライから形成され、このカーカスプライは、トレッド部7からサイドウォール部を経て、ビードコア6と、該ビードコア6の上端からサイドウォール方向に延びるビードエーペックス4との廻りをタイヤ軸方向の内側から外側に折返され、折返し部によって係止される。ブレーカー部9は、ブレーカーコードを配列した2枚以上のブレーカープライからなり、各ブレーカーコードがブレーカープライ間で交差するよう向きを違えて重置している。
本発明の一実施の形態におけるタイヤは、前記ゴム組成物の配合成分を、たとえばバンバリーミキサーやニーダー等により130℃以上160℃以下で混練して、ゴム組成物の未架橋物を調製し、該未架橋物を空気入りタイヤのキャップトレッド部7aに適用して加硫成形することによって形成することができる。
(未加硫ゴム組成物の調整)
表1に示す配合処方にしたがい、硫黄および加硫促進剤を除く配合成分を、1.7リットルの密閉型バンバリーミキサーで3〜5分間混練りし、温度が150℃以上に達した時に配合ゴムを排出しベース練りゴムとした。該ベース練りゴムと硫黄および加硫促進剤をオープンロールで100℃の条件下で5分間混練りして、未加硫ゴム組成物を得た。
前記未加硫ゴム組成物をキャップトレッド部に適用して、スタッドレスタイヤを加硫成形して、実施例1〜4、比較例1〜4のタイヤを得た。得られたタイヤについて、以下の評価を行った。
前記タイヤを排気量2000ccの国産FF車に装着して実車走行をおこない、時速30km/時間からの氷上路面での制動停止距離を求めた。比較例1の制動停止距離の値を100としてそれぞれ指数で示した。指数が大きいほど氷上摩擦性能に優れることを示す。
前記タイヤを排気量2000ccの国産FF車に装着して実車走行をおこない、30000km走行後の摩耗量を測定した。比較例1の摩耗量を値を100として指数で示した。指数が大きいほど耐摩耗性能に優れている。
ブタジエンゴム:宇部興産(株)製のUBEPOL−BR150B
熱膨張性マイクロカプセル:積水化学製のADVANCECELL EM(熱可塑性ポリマー:アクリロニトリルコポリマー、膨張剤:液状炭化水素、膨張前平均粒径:15〜40μm、膨張後平均粒径:40〜120μm)
卵殻粉:キューピータマゴ(株)製の卵殻粉(平均粒径:10μm)
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N220(N2SA:111m2/g)
シリカ:日本シリカ工業製のNipsil AQ
カップリング剤:デグサ製のSi69
プロセスオイル:出光興産製のダイアナプロセスオイルPS323
ワックス:大内新興化学工業(株)製のサンノックワックス
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CZ(N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジル−スルフェンアミド)
(評価結果)
実施例1〜4は、ゴム成分100質量部に対して、熱膨張性マイクロカプセルを5〜15質量部および卵殻粉を5〜15質量部含むゴム組成物を用いたタイヤである。熱膨張性マイクロカプセルおよび卵殻粉のいずれも含まない比較例1に比べて、耐摩耗性能を維持したまま、氷上摩擦性能が向上した。
Claims (3)
- 天然ゴム、ポリイソプレンゴムおよびブタジエンゴムから選ばれる1種以上からなるゴム成分100質量部に対して、
熱膨張性マイクロカプセルを2〜15質量部、および卵殻粉を2〜15質量部含み、前記熱膨張性マイクロカプセルと前記卵殻粉の配合比が1/10〜15/5であるゴム組成物。 - 前記熱膨張性マイクロカプセルは、熱可塑性ポリマーを用いて、前記熱可塑性ポリマーの軟化点以下の温度でガス状になる揮発性膨張剤をマイクロカプセル化してなる、請求項1記載のゴム組成物。
- 請求項1または2に記載のゴム組成物をキャップトレッド部に用いたタイヤ。
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