JPH01257607A

JPH01257607A - タイヤ用スパイクピン

Info

Publication number: JPH01257607A
Application number: JP63022419A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Iwasaki; 眞一岩崎; Toshikazu Shinogaya; 利和篠ケ谷; Katsumi Umemoto; 梅本　克己; Yoshio Kaneko; 金子　由夫
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1987-12-19
Filing date: 1988-02-02
Publication date: 1989-10-13
Anticipated expiration: 2013-02-16
Also published as: JP2714798B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、タイヤ用スパイクピン、更に詳しくは少な
くとも路面と接触する部分を樹脂化することにより、路
面損傷が殆ど起こらないようにしたタイヤ用スパイクピ
ンに関するものである。

〔従来の技術及び解決しようとする問題点〕従来タイヤ
は、冬期路面において、特に凍結路面でその運動特性が
著しく低下する。これは、タイヤのゴム面と氷との摩擦
係数（μ）が極めて小さいことによるものである。これ
を改善するためにタイヤ用スパイクピンが開発され、特
に積雪地域において該スパイクピンを適用したスノータ
イヤが多用されるようになってきた。このスパイクピン
は、氷の面を硬い金属で引掻いてこの抵抗力で全体とし
て高い摩擦力を得る、所謂スパイク効果を利用するもの
である。このようなスパイクピンは、硬くないと充分な
スパイク効果を出すことができないと考えられ、タング
ステンカーバイド、コバルトカーバイド等の超硬合金が
使用されてきた。このような超硬合金製スパイクを打ち
込んで成るスパイクタイヤによると、凍結路面において
も充分安全に走行できるようになり、安全の確保と便利
さの点で著しい効果が認められる。

しかしながら同時に騒音、道路損傷等の幾つかの大きな
問題が発生する。なかでも道路損傷はこれにより粉塵公
害を起こし、また路面の破損により事故を誘発するばか
りか膨大な道路補修費及び道路標識の補修費等が必要と
なる。これを改善することはタイヤメーカー或いはスパ
イクメーカーにとって急務である。

しかしこれまで具体的対策として提案されていたものは
、スパイクピンのフランジを小さくしたり、全体の重量
を減らしたりするものであり、依然としてスパイク効果
そのものは、超硬合金が生み出すものであった。したが
って路面損傷及びこれによる粉塵公害の程度は、多少改
善されるものの実質的解決法とはとても言えない状態で
あった。

一方、上記問題を解決する方法として、樹脂製のスパイ
クピンも提案されている。このような樹脂製スパイクピ
ンにおいては、路面損傷を防止し、充分なスパイク効果
が得られることが確認されたが、耐摩耗性の面で未だ充
分に満足するものは得られなかった。

そこで、この発明は、耐摩耗性に優れ、超硬合金と同等
の機能を備えたタイヤ用スパイクピンを提供することを
目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上述の目的を達成するため、この発明は、スチレン系ゴ
ムと超高分子量ポリエチレンとの配合物からスパイクピ
ンを形成した。

〔作用〕

例えば、ＰＯＭ　（ポリオキシメチレン）で成形された
スパイクピンＸやＵＨＭＰＥ　（分子量３００万又は４
５０万の超高分子量ポリエチレン）で成形されたスパイ
クピンＹと比較すると、第２図乃至第４図に示すように
、この発明のスパイクピン（ポリマーアロイ配合物１．
　　Ｉｆから成形される）の方が耐摩耗性に優れている
ことが分かる。

〔実施例〕

以下にこの発明の好適な実施例を図面を参照にして説明
する。

第１図はスチレン系ゴムと超高分子量ポリエチレンとの
配合物から成形されたタイヤ用スパイクピン１を示すも
のであり、円筒形に成形したものである。スチレン系ゴ
ムとしては、スチレンブタジェンゴム、スチレンブタジ
ェンブロックポリマー、スチレンイソプレンブロックポ
リマー、スチレンエチレンブチレンスチレンブロフクボ
リマー等の使用が可能であり、特にスチレンブタジェン
ゴムが好適である。また、スチレン系ゴムの結合スチレ
ン量は１０〜７０％のもので、好ましくは１５〜５０％
のものがよい。また、スチレン系ゴムにはイオウ等の架
橋剤が０．５〜４部及びジベンゾチアジルジサルファイ
ド（ＤＭ）、　　ジフェニルグアニジン（Ｄ）などの加
硫促進剤０．１〜５部、２．２’−メチレンビス（４−
メチル−６−ツーシャリ−ブチルフェノール）などの老
化防止剤０．１〜５部配合されている。超高分子量ポリ
エチレンとしては分子量が約５０万以上、好ましく約８
０万〜５００万程度のものが好適である。

分子量が小さ過ぎると、ポリエチレンの粘度が小さくな
り過ぎるために良好な分散が得られず、得られた配合物
の耐摩耗性も悪くなる。また、分子量が５００万を越え
るようなものでは、超高分子量ポリエチレンが溶融しな
いために混練することができないという不都合がある。

また、スチレン系ゴムと超高分子量ポリエチレンとの配
合比率は、スチレン系ゴム１０〜９０％に対し、超高分
子量ポリエチレン９０〜１０％の範囲内であり、好まし
くはスチレン系ゴムが２５〜７５％、超高分子量ポリエ
チレンが７５〜２５％程度である。スチレン系ゴムと超
高分子量ポリエチレンとの配合物に、加工性向上、増量
、補強、耐候性向上、耐酸化劣化防止性向上等の目的に
より各種配合剤を添加することが可能である。例えば、
カーボンブラック、タルク、シリカ、プロセスオイル、
ステアリン酸、亜鉛華、マグネシア、ガラス繊維、炭酸
カルシウム、炭酸マグネシウム、クレー、発泡剤、酸化
アンチモン系等の難燃剤、酸化チタン等の着色剤及び顔
料等がある。これらの配合剤は、スチレン系ゴムと超高
分子量ポリエチレンとの合計量に対して１０〜１００重
量部程度添加することが可能である。スチレン系ゴムと
超高分子量ポリエチレン、更には配合剤を混練するには
、バンバリー、グラベンダ。ニーダールーダ等のスラリ
１−タイプの混練機を使用して混練することができる。

混練に際しては、最初に超高分子量ポリエチレンを軟化
魚具」二（１３５℃）に予熱攪拌し、次いでプロゴム（
架橋前の架橋剤入り練りゴム）を加える。プロゴムの発
熱とシェアーで超高分子量ポリエチレンが溶融し、それ
と共にゴムが架橋して良好な分散が行われ、ポリマーア
ロイ配合物を得ることができる。なお、スチレン系ゴム
としては、ノンプロゴム（架橋剤の入っていないゴム）
を用い、混練後架橋剤を加え動的架橋しても構わないが
、好ましくは前述の如くプロゴム（架橋剤入りゴム）を
用いるのがよい。即ち、プロゴムを用いた場合は混練時
ゴムが動的架橋をし、粘度が上昇してその結果超高分子
量ポリエチレンにシェアーがかかり、両者の分散が良好
なものとなる。このときの練り温度は、１４０＝１８０
℃であり、好ましくは１５０〜１７０℃程度である。

このような練り温度の設定により、ゴムの架橋速度と分
散効率のバランスがとれる。練り時間は、通常１．５分
〜３０分程度である。このように配合された配合物を用
いたスパイクピンの成形方法としては、圧縮成形、射出
成形、トランスファー成形等の熱可塑性樹脂に用いられ
る各種成形方法を適用することができる。成形されるス
パイクピン１の形状は、第１図に示すような形状に限定
されるものではなく、種々の形状をした金属、樹脂製ス
パイクピンの形状に成形することも勿論可能である。

犬財１ｉＮ１ここでは、スチレン系ゴム（ＳＢＲ）と超高分子量ポリ
エチレン（ＵＨＭＰＥ）の配合例をそれぞれ、６０：４
０．４０：６０としたときの特性を測定観察し、その結
果を表１に示す。また、ＳＢＲの組成は表２に示すもの
とし、ＵＨＭＰＥの分子量は３００万とした。

表　　１ ×：測れず　　　ＮＢ＝破断せず＊：３０％圧縮、室温２２時間表２次の表３に示すような配合比によりポリマーアロイ配合
物を混練温度１６０’Ｃで混練し、これを圧縮成形によ
り第１図に示すようなスパイクピンに成形した。

表３表３に示すポリマーアロイ配合物Ｉ、■を用いて圧縮成
形により成形された実施例２におけるスパイクピン１と
、ＰＯＭを用いて射出成形されたスパイクピンＸ及びＵ
　ＨＭ　Ｐ　Ｅを用いて圧縮成形されたスパイクピンＹ
をそれぞれタイヤに装着し、アスファルト上の実装試験
を行った。その結果を第２図乃至第４図に示す。第２図
中Ｘで示すスパイクピンはＰＯＭを用いたものであり、
Ｙで示すものは超高分子量ポリエチレン（分子量３００
万と４５０万）で成形されたスパイクピンを示し、１、
■はそれぞれ表３に示す配合ナンバーのものである。な
お、第２図中における突出し率は、で計算されたもので
ある。このように第２図乃至第４図に示す如く、ＰＯＭ
製やＵＨＭＰＥ製のスパイクピンに比較して、スチレン
系ゴムと超高分子量ポリエチレンとの配合物から成るス
パイクピンが耐摩耗性の面で溝かに優れていることが分
かる。

ス１１達ｌスチレン系ゴムと超高分子量ポリエチレンのポリマーア
ロイ配合物のポリマーの配合比を変化させたときの特性
の変化は、第５図に示す通りであり、他のゴム（ＮＲ，
ＢＲ）と超高分子量ポリエチレンとの配合比を変化させ
たときの特性の変化は第６図及び第７図に示す通りであ
る。第５図乃至第７図において、ＳＢＲを用いた配合物
は他のものが大きく下に凸になっているにも関わらず、
略直線になっていることがわかる。即ち、超高分子量ポ
リエチレンと配合されるものは、ＮＲ（天然ゴム）やＢ
Ｒ（ブタジェンゴム）ではなくスチレン系ゴム（ＳＢＲ
）が好適であることがこれらのグラフから明らかである
０図中ｒＴｂＪとは引張り破断強度、ｒＥｂＪとは引張
り破断伸びを示す。

実施■工超高分子量ポリエチレンの分子量の違うグレードを用い
てＳＢＲとのポリマーアロイ配合物を得たときの引張り
特性を表４に示す。

このときのＳＢＲは、実施例１と同じものを用いた。

次ｍ混練方法としては、第８図に示す如く混練すればよい。

良好な配合物を得るためには、混練中（即ち動的架橋中
）の温度が重要である。この混練中の温度による引張り
強度の変化を第９図に示す。第９図から明らかなように
、混練温度は１６０℃近傍が最適であることが分かる。

実施例５におけるＳＢＲとＵＨＭＰＥとの配合比率は、
ＳＢＲを４０％、ＵＨＭＰＨを６０％とし、ＵＨＭＰＥ
の分子量を３００万とした。

〔効果〕

以上説明したように、この発明によれば、スチレン系ゴ
ムと超高分子量ポリエチレンとの配合物からタイヤ用ス
パイクピンを成形したので、従来の金属製スパイクピン
の如く路面損傷を生じ、粉塵公害を引き起こす虞れがな
くなり、耐摩耗性の面でも従来の樹脂製スパイクピンに
比べて格段に向上した。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明により成形されたスパイクピンの一例
を示す正面図、第２図は従来の樹脂製スパイクピンと本
発明実施品との走行距離に応じたピン突出し率の比較を
示すグラフ、第３図は走行距離と重量ｌ？耗率を示すグ
ラフ、第４図は走行距離と摩耗量との関係を示すグラフ
、第５図はスチレン系ゴムと超高分子量ポリエチレ：／
との配合物におけるそれぞれの配合比率を変化させたと
きの特性の変化を示すグラフ、第６図はスチレン系ゴム
でばなくＮＲを超高分子量ポリエチレンと配合しその配
合比を変化させたときの特性の変化を示すグラフ、第７
図はゴムとしてＢＲを用いＢＲと超高分子量ポリエチレ
ンとの配合比を変化させたときの特性の変化を示すグラ
フ、第８図は混練方法を示す工程図、第９図は混練温度
の違いによる引張り強度の変化を示すグラフである。１　・・・スパイクピン。出願人　株式会社　ブリデストン代理人　弁理士　増　１）竹　夫フ　１　図第　２２第　３　ｍ１１１４　　図づ＝、イボ１にａ　　　　　　　（にＭ）嘉　７　図 ′Ｘ８２ｚ　９　図本線５ユ皮（６Ｃ）

Claims

【特許請求の範囲】１、スチレン系ゴムと超高分子量ポリエチレンとの配合
物から成るタイヤ用スパイクピン。２、スチレン系ゴムを１０〜９０％、好ましくは２５〜
７５％、超高分子量ポリエチレンを９０〜１０％、好ま
しくは２５〜７５％とした特許請求の範囲第１項に記載
のタイヤ用スパイクピン。３、スチレン系ゴムにおける結合スチレン量は１０〜７
０％、好ましくは１５〜５０％であることを特徴とする
特許請求の範囲第１項又は第２項に記載のタイヤ用スパ
イクピン。４、超高分子量ポリエチレンにおける分子量
は約５０万以上、好ましくは約８０万〜５００万である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第３項のい
ずれか１項に記載のタイヤ用スパイクピン。