JPH04311739A - 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、
ライトトラック、ウルトラライトトラック等の自動車に
特に好適に用いられるタイヤトレッドゴム組成物におい
て、その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る。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。

【０００３】従来、特開昭６３−１６２３０９号、特開
昭６３−２９７１０６号は、かかる点に鑑み、トレッド
ゴムに比較的粒径の大きい砥石（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】しかし積雪が踏み固め
られて氷結した路面の表面近くには、０．０１〜０．５
ｍｍほどの大きさの気泡が多数散在し、タイヤがスリッ
プしやすい路面となっている。また−５〜０℃付近の比
較的氷の温度が高いときには、タイヤの荷重で氷が融点
降下して氷面の上に薄い水膜が生じている。従って、従
来の砂、ガラス粒子等を配合したトレッドゴムでは、砂
、ガラス等は水との濡れが悪いので、水膜を破る力が弱
く、ひいては気泡を破って路面に突きささるミクロスパ
イク効果が小さく、いわばタイヤが水膜の上に浮いた状
態で走行することになる。また砂、ガラス粒子等はゴム
との接着が悪いので、走行中に必要以上に脱落し易く、
トレッド表面にこれらの粒子の突出量が少なくなるので
、水の濡れの悪さと相俟ってトラクション作用が必ずし
も十分でなかった。

【０００５】また砂、ガラス粒子等を配合したトレッド
ゴムは、耐摩耗性が著しく低下するという致命的な欠点
があり、またゴム中にいわば異物を混入していることか
ら亀裂が発生し易く、耐クラック、耐破壊特性の点でも
問題であった。さらに砂、ガラス粒子等はゴムとの相溶
性がきわめて乏しいことから、ゴムとの配合の際に、分
散性が乏しく、加工性の点においても問題であった。

【０００６】この発明の目的は、たとえ氷上に薄い水膜
が生じ、スリップし易い路面状況下でも、氷上制動性を
十分発揮することができ、しかも耐摩耗性、耐破壊特性
が良好であり、さらに加工性の点でも問題のないタイヤ
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】上記目的を解決するため
鋭意検討した結果、ゴムの硬さを一定の範囲とした上で
、硬化した状態でメチロール基を多数持つ粒状フェノー
ル樹脂を一定量配合したタイヤトレッド用ゴム組成物と
すると、フェノール樹脂が従来の砂、ガラス粒子等に比
して水との相溶性が高いからであると考えられ、氷上を
走行させると、氷上に存在する−５℃〜０℃の水膜を破
って除去し、トレッドゴムを直接氷に密着させることが
でき、かつフェノール樹脂の粒状形状により気泡を破っ
て路面に突き刺さるミクロスパイク効果を同時に良好に
発揮し得ることを見出だした。また通常、タイヤ製造に
おいては、ゴムとの混合時や加硫時等の段階で、温度が
１６０〜１８０℃以上に上がることがあるが、通常のノ
ボラック型のフェノール樹脂と異なり、本発明に使用す
るフェノール樹脂の場合、架橋密度や分子量等の設計に
よって熱不融性、熱非軟化性になっているので、混合中
軟化してゴム中に微細粒子になって分散することとなく
、配合したときの粒径を保ってゴム中に分散する。また
ゴムとの濡れが良く、ゴムとの接着性が良好で、走行中
、必要以上に脱落し難く、ミクロスパイク効果を良好に
保持発揮し得る。さらに重要な点は、一定のフェノール
樹脂をゴム中に配合しても、従来の砂、ガラス粒子等と
比較して耐摩耗性及び耐破壊特性の点でもきわめて良好
な結果が得られることを見出だしたものである。

【０００８】この発明は、ジエン系ゴム１００重量部当
り平均粒径が１〜２００μｍである熱不融性の粒状フェ
ノール樹脂を２〜１５重量部、カーボンブラック及びシ
リカから選ばれた補強剤を３０〜８０重量部を配合した
ゴム組成物であって、上記ゴム組成物を加硫してアセト
ンとクロロホルム混合溶媒で抽出後分析して得たゴム分
を１００として、上記アセトンとクロロホルム混合溶媒
抽出分Ｅが下記式を満足することを特徴とするタイヤト
レッド用ゴム組成物である。 Ｅ＜０．４（Ｆ−３２） ここでＥ；加硫ゴムのアセトンとクロロホルム混合溶媒
で抽出した後分析して得たゴム１００重量部に対する該
抽出分の重量部 Ｆ；加硫ゴムのアセトンとクロロホルム混合溶媒で抽出
した後分析して得たゴム１００重量部に対する補強剤の
重量部である。

【０００９】粒状フェノール樹脂は、熱不融性で、かつ
平均粒径が１〜２００μｍである粒状フェノール樹脂で
あれば特に限定されない。なお本発明でいう熱不融性と
は、タイヤ製造過程において生じる熱によって粒状フェ
ノール樹脂の形状が崩れないいわゆる保形性を少なくと
も発揮し得ることを意味し、この点からすれば、通常は
少なくとも１８０℃付近で熱不融性であることが好まし
い。熱不融性とする手段は種々あるが、通常は架橋密度
や分子量等を設計することにより得られる。分子量でい
えば１００００以上のものが好適である。粒状もいわゆ
る粒状、粒状類似形状すべてを含み、特に粒の形は限定
されない。

【００１０】なお平均粒径が１μｍ未満の場合は氷上性
能が乏しく、２００μｍを越えると耐摩耗性が悪くなる
。

【００１１】粒状フェノール樹脂の配合量は、通常は２
〜１５重量部の範囲において配合することが望ましい。 粒状フェノール樹脂の配合量が２重量部未満の、氷上に
形成された水膜を破壊し、トレッドゴムを氷上に直接密
着させ、ミクロスパイク効果を発揮させる効果が乏しく
、１５重量部を越えると従来の粒状ガラスと同様に耐摩
耗性が低下する。

【００１２】また、ここでいうフェノール樹脂は、フェ
ノール類とアルデヒド類から得られる樹脂、それらの変
性樹脂、一定の誘導体等を有するものをすべて含む総称
である。

【００１３】一方、粒状フェノール樹脂の中でも、特に
好適なものを検討した結果、ポリマーの網目中に、反応
性を有するメチロール基が未反応基として含む粒状フェ
ノール樹脂が耐摩耗性及び耐破壊特性を向上させる上で
格別好ましいことを見出だした。これは反応性を有する
メチロール基がゴムと反応し、フェノール樹脂がゴムと
一部接着して固定化するためと考えられる。またフェノ
ール樹脂はゴムとの関係からすれば異物となるため、フ
エノール樹脂とゴムとの界面が亀裂の開始点となり、成
長し、クラックが発生し易い状態となっているが、上述
のメチロール基を含むフェノール樹脂を用いた場合、当
該メチロール基とゴムとの接着固定化がその亀裂の成長
をかなり抑制する働きを発揮する。従ってこの点からす
れば、メチロール基の含有量は多ければ多いほどよく、
特に限定されないが、熱不融性等との関係から、分子量
や架橋密度等を適宜設計して構成することが望ましい。 例えばメチロール基７〜８重量％で、分子量１００００
以上の粒状フェノール樹脂は、氷上性能、耐摩耗性、耐
破壊特性のいずれの点でもバランスよく良好な結果が得
られている。

【００１４】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）、及びこれらの変性ゴ
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種を配
合する。カーボンブラック及びシリカはゴム１００重量
部に対し通常使用される範囲の３０〜８０重量部である
が、好ましくは３５〜５５重量部配合するのがよい。３
５重量部未満では耐摩耗性が低く、５５重量部を超えれ
ば混練工程、押出工程での作業性を保持するために多量
の軟化剤を必要とし、抽出分が多くなる。カーボンブラ
ックとしてはＩＩＳＡ級以上が耐摩耗性の点でよい。

【００１５】なお、前記の　（１）式おけるアセトンク
ロロホルム抽出分Ｅのポリマー及びカーボンブラック量
、シリカ量の抽出分の測定法は、ＪＩＳＫ６３５０に従
い、シリカは酸不溶灰分として測定した。

【００１６】本発明においては上記成分のほかに、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。

【００１７】

【作用】上述の通りこの発明は、一定の硬度範囲にして
、粒状フェノール樹脂を配合したトレッド用ゴム組成物
であるため、氷上をタイヤとして走行させると、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
着させることができ、しかもフェノール樹脂の粒状形状
により気泡を破って路面に突き刺さるミクロスパイク効
果をも同時に良好に発揮することができる。

【００１８】また粒状フェノール樹脂はゴムとの濡れも
良く、混ざり易く、ゴムとの接着性も良好であるため、
走行中、必要以上に脱落し難く、ミクロスパイク効果を
良好に保持発揮し得る。なお脱落後はタイヤトレッド面
に凹凸が形成され、この凹凸面により氷上路面との接触
面積が増大し、密着性が向上する。

【００１９】また粒状フェノール樹脂を配合すれば、耐
摩耗性及び耐破壊特性を十分保持することができる。特
に未反応のメチロール基を有するフェノール樹脂を用い
た場合では、メチロール基の反応性により、フェノール
樹脂がゴムと一部接着して固定化し、耐摩耗性、耐破壊
特性が向上する格別顕著な作用効果を発揮する。またゴ
ムとの混合、分散性も良好であるため従来の砂、ガラス
粒子等に比して加工性にきわめて優れている。また粒状
フェノール樹脂は、砂、ガラス粒子等に比して比重が軽
いのでタイヤ重量増を押さえることもできる。

【００２０】

【実施例】表１記載の所定量のゴム、カーボンブラック
およびナフテンオイルに、亜鉛華を３重量部、ステアリ
ン酸３重量部、老化防止剤（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（Ｃ
ＢＳ）１重量部、及びイオウ２重量部を混練配合し、ゴ
ム組成物Ａ〜Ｄからなるタイヤトレッド用ゴム組成物を
得た。

【００２１】

【表１】

【００２２】表２はこのゴム組成物に粒状フェノール樹
脂、粒状ガラス又は砂を加えてトレッド用ゴム組成物と
し、これを用いて試作したサイズ１０．００Ｒ２０１４
ＰＲのタイヤの各種性能試験の結果を示している。粒状
フェノール樹脂は鐘紡（株）製ベルパールを用いた。な
お実施例７はメチロール基を持たないフェノール樹脂を
用いている。粒状フェノール樹脂の粒径は０．５〜２５
０μｍのものを、粒状ガラス及び砂は粒径２０μｍのも
のを用いている。

【００２３】

【表２】

【００２４】雪上性能及び氷上性能は、時速３０ｋｍに
よる制動距離により、現行タイヤである比較例１を１０
０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３０００
ｋｍ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より大きいと良好である。耐破壊性
能はＪＩＳＫ６３０１Ａ型で試験し、比較例１を１００
として評価した。硬度Ｈｓはゴム全体のＪＩＳＡ硬度を
示している。加工性は○が良好、×が劣であることを示
している。

【００２５】表２より実施例は、粒状ガラスを配合した
比較例２、砂を配合した比較例８と比較すれば、氷上性
能、耐摩耗性能、耐破壊性能、加工性能のいずれの点で
も良好であることが認められる。また粒状フェノール樹
脂については、その平均粒径が１〜２００μｍの範囲内
にある実施例１〜８は氷上性能が優れており、耐摩耗性
能も実用上十分である。平均粒径が１μｍ未満の比較例
３は氷上性能が劣り、平均粒径が２００μｍ超の比較例
５は耐摩耗性が劣っている。また粒状フェノール樹脂の
添加量が２〜１５重量部の範囲内にある実施例１〜８は
氷上性能が優れているが、２重量部未満の比較例６は氷
上性能が劣り、１５重量部超の比較例４は耐摩耗性能が
劣る。但し添加量が２〜１５重量部の範囲内にあっても
、Ｅ＜０．４（Ｆ−３２）の比較例７は耐摩耗性能及び
耐破壊特性が劣る。なお実施例６と７を比較したとき、
メチロール基を持つ実施例６の方がすぐれており、メチ
ロールの効果が現れていることが確認できる。

【００２６】

【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、熱不融性の粒状フェノール樹脂を
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、たとえ氷上に薄
い水膜が生じ、スリップし易い路面状況下でも、氷上制
動性を十分発揮することができ、しかも耐摩耗性、耐破
壊特性の点でも良好であり、また加工性も良好である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ジエン系ゴム１００重量部当り平均粒径が
   １〜２００μｍである熱不融性の粒状フェノール樹脂を
   ２〜１５重量部、カーボンブラック及びシリカから選ば
   れた補強剤を３０〜８０重量部を配合したゴム組成物で
   あって、上記ゴム組成物を加硫してアセトンとクロロホ
   ルム混合溶媒で抽出後分析して得たゴム分を１００とし
   て、上記アセトンとクロロホルム混合溶媒抽出分Ｅが下
   記　（１）式を満足する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）ここでＥ；加硫
   ゴムのアセトンとクロロホルム混合溶媒で抽出した後分
   析して得たゴム１００重量部に対する該抽出分の重量部 Ｆ；加硫ゴムのアセトンとクロロホルム混合溶媒で抽出
   した後分析して得たゴム１００重量部に対する補強剤の
   重量部