JPH02173134A

JPH02173134A - タイヤトレツド用ゴム組成物

Info

Publication number: JPH02173134A
Application number: JP63327669A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Kikuchi; 菊地　也寸志; Kazuyoshi Kayama; 和義加山; Akira Kida; 木田　昌; Hideyuki Oishi; 英之大石; Yoshihiko Suzuki; 鈴木　好彦
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 1988-12-27
Filing date: 1988-12-27
Publication date: 1990-07-04

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〕本発明は、タイヤトレッド用ゴム組成物に関し、詳しく
は、耐摩耗性を損なうことなく湿潤路面での制動性（ウ
ェットスキッド抵抗性）、および氷雪路面における駆動
性、制動性を大幅に改良したタイヤトレッド用ゴム組成
物に関する。

〔従来の技術〕

従来、自動車用タイヤは、一般走行用、高速走行用、悪
路走行用、雪氷路走行用等それぞれの使用される地域、
季節、用途などに合わせて選択されるのが一般的である
。特に、寒冷地や降雪地では、冬期に路面上の水や雪が
凍結してタイヤが滑りやすく、きわめて危険な走行状態
となるため、滑り止め装置として金属製スパイクをタイ
ヤのトレッド面から突出させて打込んだ、いわゆるスパ
イクタイヤが主に使用されている。しかしながら、最近
、スパイクビンの摩耗や道路の摩耗によるいわゆる粉塵
公害が大きな社会問題となり、このためスパイクピンを
使用しないで氷雪路面における高い制動性、駆動性が発
揮できる、いわゆるスタンドレスタイヤの開発が強く望
まれるようになってきた。

スタッドレスタイヤの開発においては、タイヤトレッド
面の模様、トレンドゴム材料の検討がなされているが、
これまで十分な氷雪性能を達成するには至っていない。

特に、トレッドゴム材料については低温における弾性率
を低く確保することが氷雪性能を改良するのに有効であ
ると考えられてきたため、ポリマーとしてガラス転移点
の低い天然ゴム、ポリブタジェンゴム等が主に用いられ
、また、それらポリマーと低温性軟化剤、可塑剤との組
合せが検討されてきている。

しかし、低温で低弾性率を示す（軟らかい）ゴム材料は
荷重の小さい乗用車用のタイヤトレッドに用いた場合に
はたしかにある程度の改良効果を示すものの、トラック
やバスのような高（重）荷重のかかるタイヤの場合には
期待されるような氷雪性能が得られないという欠点があ
る。つまり、スタッドレスタイヤでは、トレッド面に形
成されたブロックにサイピングやカーフが入っているた
め、トランク・バスのタイヤのように荷重が大きい場合
には、剛性が低下しやすく、軟らかいゴムでは変形が大
きくなっている。その結果、ブロックやカーフの効果が
消失してしまい、十分な摩擦力が発生できず、期待され
る氷雪性能が得られないと考えられる。

以上のように、高（重）荷重車両のスタンドレスタイヤ
用ゴム材料は、従来の要求特性と異なっているため、十
分な検討がなされていないのが現状である。また、この
ようなタイヤでは、低温での弾性率の高いゴム材料が望
ましいと考えられるので、これを満足させる方法として
カーボンブラックの高配合あるいはガラス転移点の高い
ポリマーを用いるといった方法が従来技術から容易に提
案されるが、カーボンブランクの配合量を増やす方法は
耐チッピング性の悪化を伴うので好ましくない。また、
ガラス転移点の高いポリマーを使用する方法も耐摩耗性
の低下が著しく、実用的ではない。

したがって、トラックやバスのような高（重）荷重車両
のスタッドレスタイヤ用のトレンドゴム材料において、
耐摩耗性、湿潤路面での制動性等の性能をｔ員なうこと
なく、雪氷路面での制動性を大幅に向上させることは非
常に困難であった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、耐摩性を損なうことなく、湿潤路面での制動
性、氷雪路面における駆動性、制動性を大幅に改良した
タイヤトレッド用ゴム組成物、特に高（重）荷重タイヤ
トレッド用ゴム組成物を提供することを目的とする。こ
のゴム組成物は、ウィンタータイヤに好適に利用される
。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、乳化重合法により製造されるアクリル酸およ
び／又はメタクリル酸０．１〜１．０重量％とブタジェ
ン９９．９〜９９．０重量％との共重合ゴム２０〜６０
重量部、天然ゴムおよび／又はポリイソプレンゴム４０
〜８０重量部、および他のジエン系ゴム０〜２５重量部
からなるゴム成分１００重量部に対し、カーボンブラン
クを４０〜８０重量部配合してなるタイヤトレッド用ゴ
ム組成物を要旨とする。以下この手段につき詳しく説明
する。

（１１ゴム成分。

乳化重合法により製造されるアクリル酸および／又はメ
タクリル酸０．１〜１．０重量％とブタジェン９９．９
〜９９．０重量−％との共重合ゴム２０〜６０重量部、
天然ゴムおよび／又はポリイソプレンゴム４０〜８０重
量部、およびこれら以外の他のジエン系ゴム０〜２５重
量部からなる。

■　共重合ゴム。

ブタジェン・アクリル酸共重合体、ブタジェン・メタク
リル酸共重合体である。これらは、通常の乳化重合法に
より製造されたランダム共重合体であり、アクリル酸お
よび／又はメタクリル酸の比率は０．１〜１．　Ｏｆｆ
ｉ量％、好ましくは０．２〜０．５重量％である。アク
リル酸および／又はメタクリル酸の比率が０．１重量％
より小さいと低温での弾性率が低く、十分な氷雪性能が
得られない。また、１．０重量％を越えると低温で高い
弾性率が得られるものの、破断物性の低下および発熱性
の著しい悪化をひきおこすので好ましくない。

この共重合体の使用割合は、ゴム成分中２０〜６０重量
部である。２０重量部未満では湿潤路面および氷雪路面
での制動性が十分に改良されない。

一方、６０重量部を越えると破断物性が低下する。

■　天然ゴムおよび／又はポリイソプレンゴム。

ポリイソプレンゴムは、シス−１，４結合金量が９０モ
ル％以上のものである。

天然ゴムとポリイソプレンゴムは任意の割合で互いに置
換し得るが、それらの使用割合はゴム成分中、合計で４
０〜８０重量部である。４０重量部未満では、加工性、
破壊強度が劣る。一方、８０重量部を超えると耐摩耗性
が低下し、また、低温での弾性率を十分高くすることが
できず好ましくない。

■　他のジエン系ゴム。

上記のゴム以外に他のジエン系ゴムを１種以上ブレンド
することもできる。ただし、使用割合はゴム成分中、合
計で２５重量部以下である。

２５重量部を越えると本発明の目的とする耐摩耗性、湿
潤路面での制動性、氷雪路面での制動性のいずれかの性
能が低下するので好ましくない。

ジエン系ゴムとしては、スチレン−ブタジェン共重合体
ゴム、ポリブタジェンゴム、アクリロニトリル−ブタジ
ェン共重合体ゴム等が挙げられる。

（２）　　カーボンブラック。

カーボンブランクの配合量は、上記ゴム成分１００重量
部に対し４０〜８０重量部である。４０重量部未満では
耐摩性が低下し、８０重量部を越えると発熱性、耐チッ
ピング性が劣るので好ましくない。使用されるカーボン
ブラックの種類はとくに制限されないが、耐摩耗性の点
でＩＩＡＦ、　ｌ５ＡＦＸＳＡＦ等のハード級カーボン
ブランクが好ましい。

（３）　　なお、このようにしてなるゴム組成物には、
通常のゴム工業で使用される加硫剤、加硫促進剤、加硫
助剤、老化防止剤、充填剤、軟化側、可塑剤等を必要に
応して適宜配合しても構わない。

以下に実施例および比較例を示す。

〔実施例、比較例〕

下記のポリマーＡ−Ｄを作製した。

ポリマーＡ：第１表に示す重合処方に従って、内容積約１２リツトル
の攪拌装置つきオートクレーブを用いて５０℃で反応を
行い、６５％の転化率に達した時点でナトリウムジメチ
ルジチオカーバメー）　０．５重量部を添加して重合を
停止させた。

次いで残存する１、３ブタジエンの大部分を加温により
除去した後、老化防止剤（２，６ジｔ−ブチル−ｐ−ク
レゾール）を重合体固形分１００重量部当たり、１．５
重量部添加したこのラテックスを食塩でクリーミングし
、硫酸で凝固して得られたクラムを水洗した後、約５０
″Ｃ，減圧下で乾燥して共重合体を得た。

得られた共重合体の結合メタクリル酸は滴定法により測
定し、０．２４重量％であった。なお、生成重合体のム
ーニー粘度（ＭＬ、。４．１００℃）は６０であった。

（本頁以下余白）】ユ」−一表ポリマーＡの作製において１．３ブタジエンを９９．５
重量部、メタクリル酸を０．５重量部用いる以外はポリ
マーＡと同様に重合を行い、ポリマーＢを得た。得られ
た共重合体の結合メタクリル酸は０．４９重量％、ムー
ニー粘度（肚、や４．１００℃）は５８であった。

ポリマーＣ：ポリマーＡの作製において１，３ブタジエンを９８．７
重量部、メタクリル酸を１．３重量部用いる以外はポリ
マーＡと同様に重合を行い、ポリマーＣを得た。得られ
た共重合体の結合メタクリル酸は１．２２重量％、ムー
ニー粘度（ＭＬ、、い　１００°Ｃ）は５５であった。

ポリマーＤ＝ポリマーＡの作製において１，３ブタジエンのみをポリ
マーＡと同様に重合させ、ブタジェンのホモポリマーで
あるポリマーＤを得た。

得られた重合体のムーニー粘度（ＭＬ、。４．１００°
Ｃ）は４８であった。また、赤外分光法（モレロ法）に
より求めたミクロ構造はシス含量９．９％、トランス含
１６９　、７％、ビニル含ｉｔ　２０　、４％であった
。

つぎに、第２表の配合内容（重量部）に従い、加硫促進
剤と硫黄を除く原料ゴムおよび配合剤を１．１１のハン
ハリミキサーで５分間混合した後、この混合物に加硫促
進剤と硫黄とを加えて８インチの試験用練りロール機で
４分間混練りし、ゴム組成物を得な。これらのゴム組成
物を１６０°Ｃで２０分間加硫して目的とする試験片を
調製し、各種物性を測定した。その結果を第２表に示す
。

また、第２表の中から３種類のゴム組成物を選定しくた
だし、ポリマーＡは先の重合処方に従いスケールアップ
して製造）、トレンドのみを変更した１０００Ｒ２０１
４ＰＲのラジアルタイヤを作製し、氷結路面での制動性
を測定した。この結果を第３表に示す。

なお、評価方法は以下の通りである。

く弓張試験〉ＪＩＳ　Ｋ　６３０１に準拠して測定。

く湿潤路面での制動性（ウェフトスキット抵抗）〉英国
スタンレー社製ポータプルスキッドテスターを用いて、
濡れたスリーエム社製セーフティウオーク路面で測定し
、ゴム組成物１を１００として指数表示した。従って、
数値の大きいほど良好である。

〈耐摩耗性〉ピコ摩耗試験機を用いてＡＳＴＭ　Ｄ　２２２８に準拠
して測定、（ゴム組成物１の摩耗量）Ｘ１００バ試料の
摩耗量）で表示した。従って、値が大きいほど耐摩耗性
は良好である。

〈低温における弾性率（ＪＩＳ硬度）〉ＪＩＳ　Ｋ　６
３０１かたさ試験により測定した硬度にて代用した。−
２０°Ｃ１−１０’Ｃ１０“Ｃの雰囲気下にゴムサンプ
ルを１時間放置した後、測定を行った。この値が大きい
ほど弾性率が高く、高荷重用タイヤにおいて氷雪路面で
の制動性が良好。

く氷結路面での制動距離指数（実車）〉１０トンの平ボ
ディートラックの総輪に各仕様のタイヤを装着させ、−
１０°Ｃの条件下、氷結路面における３０ｋｍ／ｈｒか
らの制動距離を測定し、タイヤＡを１００として指数表
示した。従って、指数が大きいほど良好である。

（本頁以下余白）第表向上させることができ、さらに、低温での硬度（弾性率
）を高めることができる。このため、本発明のゴム組成
物は、高（重）荷重車両用のスタンドレスタイヤあるい
はスノータイヤ等のトレッドに好適に利用可能である。

第２表から明らかなように、実施例のゴム組成物は、比
較例と比べ、耐摩耗性を損なうことなくウェットスキッ
ド抵抗（湿潤路面での制動性）に優れ、しかも、低温で
の硬度（弾性率）が高く、氷結路面での制動性も良好で
あることがわかる。第３表の実車試験の結果でも、実施
例のゴム組成物を用いたタイヤは、氷結路面での制動性
が良好であることを示している。

〔発明の効果〕

Claims

【特許請求の範囲】

乳化重合法により製造されるアクリル酸および／又はメ
タクリル酸０．１〜１．０重量％とブタジエン９９．９
〜９９．０重量％との共重合ゴム２０〜６０重量部、天
然ゴムおよび／又はポリイソプレンゴム４０〜８０重量
部、および他のジエン系ゴム０〜２５重量部からなるゴ
ム成分１００重量部に対し、カーボンブラックを４０〜
８０重量部配合してなるタイヤトレッド用ゴム組成物。