JPH04304247A - タイヤトレッド用ゴム組成物 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は特にトラック、バス等
の大型自動車等に好適に用いられるタイヤトレッド用ゴ
ム組成物において、特に氷上制動性の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】氷結路を走行する自動車に装着するスタ
ッドレスタイヤは、トレッドゴムに低硬度のゴム組成物
を用い、路面の凹凸に応じてトレッド表面を変形させ、
路面との接触面積を大きくし、路面との摩擦抵抗を増大
させることで氷上制動性を確保している。しかしトレッ
ドゴムの硬度を低下させた場合、特にタイヤが大きい荷
重を担持する大型自動車用タイヤの場合では、耐摩耗性
も同時に低下する問題があり、またサイプの多いトレッ
ド模様の場合、サイプのエッジ効果が低下する問題があ
った。

【０００３】また積雪路では、トレッド溝内に入った雪
を固めて溝壁を押し付け、その反力でトラクションを発
現させて雪上性能を発揮させるが、前記の様にトレッド
ゴムに低硬度のゴム組成物を用いた場合では、その雪上
での上記トラクションを発現させる作用が、トレッドゴ
ムの硬度の低下により、トレッドの上記変形によって弱
められ、トラクション作用が低下する問題があった。か
かる点に鑑み、従来、特開昭６３−１６２３０９号、特
開昭６３−２９７１０６号は、トレッドゴムに添加物と
して比較的粒径の大きい砕石（砂）又はガラス粒子を配
合することを提案している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】これらの砂又はガラス
粒子等を配合するのは、これらの添加物をトレッド表面
から突出させることにより、走行時、氷結した路面を突
きさし、氷結路面の気泡を破壊しながら防滑作用を発揮
させる点にある。さらにまた走行中この添加物はゴムと
の接着性が悪いことから脱離してトレッド表面に多数の
穴を形成するが、この多数の穴が、路面の凹凸に沿って
ゴムの変形を容易にし、氷結路面に対する接触面積を増
大させて、氷上制動性を改善する役割を果たす点にある
。

【０００５】しかし砂又はガラス粒子等を配合した実際
のトレッドゴムは、通常の乾燥路面を走行すると、これ
らの粒子の耐摩耗性はゴムと同等又はそれ以下であるの
で、早期に摩滅し、トレッド表面と面一になり、実用上
、突出による防滑効果は期待できなかった。また走行中
のこの種の添加物の脱離によるトラクション作用も必ず
しも十分といえるものではなかった。従ってこれらの添
加物では氷上制動性の改良は期待通りのものでは必ずし
もなかった。

【０００６】この発明の目的は、雪上性能及び耐摩耗性
を保持しつつ、氷上制動性に優れたタイヤトレッド用ゴ
ム組成物を提供する点にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】鋭意検討した結果、補強
剤としてカーボンブラック及びシリカの少なくとも１種
で補強された一定のゴム配合組成において、通常充填剤
として使用されるものよりも粒径の大きい特定の炭酸カ
ルシウムを配合した場合、ゴム全体として硬さがアップ
して雪上性能を保持又は向上させることができる一方、
炭酸カルシウムはゴムとの接着性が低いため、走行中、
脱離し易く、トレッド表面に穴を早期にかつ多数形成す
ることができ、路面の凹凸に沿ってトレッド表面の変形
を容易にし、氷結路面に対する接触面積を増大させて、
氷上制動性が顕著に向上し得ることを見出だした。また
炭酸カルシウムは従来の粒状ガラスや砂に比して水との
親和性が大きいため、氷上に存在する水膜を破壊除去し
、トレッドゴムを直接氷に密着させ、氷上制動性を向上
させることができる役割をも果たすと考えられる。また
炭酸カルシウムは他の添加物に比して耐摩耗性の点でも
良好であることを見出だした。

【０００８】ゴム１００重量部に対して炭酸カルシウム
量が２重量部未満の場合は氷上制動性の改良効果は期待
できず、１５重量部超配合した場合は耐摩耗性が低下す
るため、配合量は２〜１５重量部にすることが好ましい
。炭酸カルシウムの平均粒径は１０〜２００μｍとする
。平均粒子径が１０μｍ未満の場合は氷上性能が乏しく
なり、２００μｍを越えると従来の添加物と同様に耐摩
耗性が低下する。この大粒径の炭酸カルシウムがゴム全
体としての硬さを向上させ、雪上性能の低下を防止する
点で好ましい。

【０００９】また、炭酸カルシウムを配合するゴム組成
物としては、ジエン系ゴムを含み、補強剤としてカーボ
ンブラック及びシリカの少なくとも１種を含有し、下記
に定義する抽出分Ｅが　（１）式を満足するゴム組成物
であって、しかも加硫後のゴムのＪＩＳ硬度Ｈｓ（−５
℃）が７４〜６５となるゴム組成物であることが好まし
いことを見出だした。 Ｅ＜０．４（Ｆ−３２）　　　　　　（１）Ｅ：加硫ゴ
ムのアセトンクロロホルム抽出後のゴム１００重量部に
対する該アセトンクロロホルム抽出分の重量部 Ｆ：加硫ゴムのアセトンクロロホルム抽出後のゴム１０
０重量部に対する補強剤の重量部

【００１０】上記　（１）式は主としてゴム組成物中の
オイル、ワックスなどのオイル成分量をカーボンブラッ
ク乃至シリカ量との関係において制限する関係式を示し
、ゴム全体に雪上性能及び耐摩耗性を発揮させる上で一
定の硬さとなる配合組成でなければならないことを示し
ている。なお（１）　式におけるアセトンクロロホルム
抽出分Ｅのポリマー量、カーボンブラック量及びシリカ
量はの抽出分の測定は、ＪＩＳＫ　６３５０　に従い、
シリカは酸不溶灰分として測定した。

【００１１】加硫後のゴムのＪＩＳ硬度Ｈｓ（−５℃）
が７４〜６５となるゴム組成物としているのは、硬度が
７４を越えるとトレッド表面が氷結路面の微細な凹凸に
応じて変形しにくいのでトレッドが地面に接触する面積
が減少して氷上制動性が低下する。また硬度が６５未満
では、耐摩耗性が低下する。また炭酸カルシウムの脱落
した穴のエッヂ部分による氷上制動性の改良効果が減殺
されるからである。

【００１２】本発明で用いられるジエン系ゴムとしては
、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）
、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム
（ＩＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、及びそれらの変性ゴ
ムを使用することができる。上記ゴム成分にはシリカ及
びカーボンブラックの少なくとも１種を配合する。 補強材としてカーボンブラック及びシリカは、ゴム１０
０重量部に対し３０〜８０重量部、好ましくは３５〜５
５重量部配合するのがよい。本発明においては上記成分
のほかに、本発明の目的を損なわない限り、公知の加硫
剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、有機過酸化物、補強剤
、充填剤、老化防止剤、粘着付与剤等を添加することが
できる。

【００１３】

【作用】この発明は一定硬度のゴム組成物において特定
粒径の炭酸カルシウムを配合したタイヤトレッド用ゴム
組成物であるので、タイヤトレッドとして用いた場合、
走行中、脱落し易く、トレッド表面に粒状ガラスや砂な
どと比べて凹凸を早期にかつ多数形成され、トレッド表
面が氷上路面の凹凸に応じて容易に変形して路面との接
触面積が従来に比して顕著に増大し、氷結路面に対し密
着性が向上する。また脱落前は、炭酸カルシウムの高い
親水性が作用し、トレッドゴムと水との相溶性が増大し
、水膜を破る効果が大きく、氷と直接接触する面積が増
大する。またゴム自体を一定の硬度に保持していること
により、氷結路面への接触面積を確保し、かつ微細凹凸
のエッジ効果を有効に作用させる。従ってこれらの総合
作用により全体として氷上制動性が従来の添加物に比べ
て向上する。

【００１４】またオイル成分量分をカーボンブラック乃
至シリカ成分の配合量との関係において一定範囲に限定
したゴム組成物としているため、炭酸カルシウムを配合
することによる耐摩耗性の低下を相殺し、トレッドゴム
全体としての耐摩耗性及び雪上性能も良好に保持又は向
上する。なおこの発明はトラック、バス等の大型自動車
等に好適に用いられるがライトトラック、ウルトラライ
トトラック等にも良好に適用できる。

【００１５】

【実施例】表１に示すトレッド用ゴム組成物を用いてサ
イズ１０．００Ｒ２０　　１４ＰＲのタイヤをつくり、
各種性能試験を行った。その結果を併せて表１に示す。 なお、いずれの配合にも亜鉛華３重量部、ステアリン酸
３重量部、老化防止剤（商品名「サントフレックス１３
」）１重量部、パラフィンワックス１重量部、加硫促進
剤（ＣＢＳ）１重量部、硫黄２重量部を配合している。

【００１６】雪上性能及び氷上性能は、時速３０ｋｍに
よる制動距離により、炭酸カルシウムを配合していない
比較例１を１００として指数評価した。いずれも１００
より大きいと良好である。耐摩耗性はタイヤ試験テスト
コース３０００ｋｍ走行による摩耗率により比較例１を
１００として指数評価した。１００より大きい程良好で
ある。硬度Ｈｓは−５℃におけるゴム全体のＪＩＳＡ硬
度を示している。

【００１７】

【表１】

【００１８】表１より、式（１）　の０．４（Ｆ−３２
）で求めた抽出分より抽出分Ｅが大の場合に相当する比
較例２は各評価性能が劣り、平均粒径が２００μｍより
大きい３００μｍの炭酸カルシウムを配合した比較例６
は雪上性能及び耐摩耗性能が劣ることが認められる。ま
た逆に粒径が２０μｍ未満の１０μｍの炭酸カルシウム
を配合した比較例１１は表面凹凸が小さいので氷上性能
が劣る。炭酸カルシウムの配合量が２部未満の比較例１
０は雪上性能が劣り、１５部より多い比較例９は耐摩耗
性能が劣る。これに対して実施例ではいずれも雪上性能
及び耐摩耗性が良好であり、同時に氷上性能が格別向上
していることが認められる。

【００１９】

【発明の効果】以上の通りこの発明は、ゴムの硬さを一
定の範囲とした上で、特定の炭酸カルシウムを一定量配
合したタイヤトレッド用ゴム組成物であるので、これを
タイヤトレッドに用いた場合、氷上制動性の向上を良好
に発揮することができ、しかも雪上性能、耐摩耗性、耐
破壊特性の点でも良好である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ジエン系ゴムに補強剤を含有し、下記に定
   義する抽出分Ｅが　（１）式を満足し、加硫後のゴムの
   ＪＩＳ硬度Ｈｓ（−５℃）が７４〜６５となり、かつ平
   均粒径が１０〜２００μｍである炭酸カルシウムを２〜
   １５重量部配合したことを特徴とするタイヤトレッド用
   ゴム組成物。 Ｅ＜０．４（Ｆ−３２）　　　　（１）Ｅ：加硫ゴムの
   アセトンクロロホルム抽出後のゴム１００重量部に対す
   る該アセトンクロロホルム抽出分の重量部 Ｆ：加硫ゴムのアセトンクロロホルム抽出後のゴム１０
   ０重量部に対する補強剤の重量部