JPH06200083A - タイヤトレッド用ゴム組成物及びその製造方法 - Google Patents

タイヤトレッド用ゴム組成物及びその製造方法

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JPH06200083A
JPH06200083A JP4349268A JP34926892A JPH06200083A JP H06200083 A JPH06200083 A JP H06200083A JP 4349268 A JP4349268 A JP 4349268A JP 34926892 A JP34926892 A JP 34926892A JP H06200083 A JPH06200083 A JP H06200083A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
compound
rubber
glass transition
composition
tire
Prior art date
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Pending
Application number
JP4349268A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazumasa Nakakita
一誠 中北
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokohama Rubber Co Ltd
Original Assignee
Yokohama Rubber Co Ltd
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Publication date
Application filed by Yokohama Rubber Co Ltd filed Critical Yokohama Rubber Co Ltd
Priority to JP4349268A priority Critical patent/JPH06200083A/ja
Publication of JPH06200083A publication Critical patent/JPH06200083A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/86Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

Landscapes

  • Tires In General (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 タイヤの低転動抵抗性、ウェットグリップ
性、および耐摩耗性を向上させることができ、かつタイ
ヤ軽量化を可能としたタイヤトレッド用ゴム組成物及び
その製造方法を提供すること。 【構成】 本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、分
散層が、ガラス転移温度が−40℃以下のゴムからなる配
合物A、マトリックス層が、ガラス転移温度が−40℃超
のゴムからなる配合物Bからなる。また、本発明の製造
方法は、ガラス転移温度が−40℃以下のゴムからなる配
合物Aに、該配合物Aを加硫した後、ガラス転移温度が
−40℃超のゴムからなる配合物Bを配合してなること。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、タイヤの低転動抵抗
性、ウェットグリップ性 (湿潤路走行性能) 、および耐
摩耗性を向上させることができるタイヤトレッド用ゴム
組成物及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、地球の温暖化現象が問題となり、
二酸化炭素の放出量を規制する動きが高まってきた。そ
のため、化石燃料の消費量を節約することが課題とな
り、軽量化により燃費を向上させた車両が強く求められ
るようになった。この場合、車両部品の1つであるタイ
ヤも例外ではない。特にタイヤのようなバネ下重量物の
重量低減は車両骨格の低減にもつながると言われ重要で
ある。
【0003】ラジアルタイヤは、いくつかの部品で構成
されている。中でもトレッドタイヤ全体に占める重量が
大きいため、このトレッドの軽量化を行うことが重要で
ある。具体的な方法としては、その耐摩耗性を向上させ
てトレッドの厚さを減じると共にトレッド表面の溝の溝
深さを少なくすることによってトレッド重量を減じるこ
とが考えられる。しかしながら、耐摩耗性能を向上させ
ようと、ガラス転移点の低ポリマーをトレッドゴムに用
いるとウェットグリップ性能が低下する。また、トレッ
ドゴムのカーボンブラックの配合量を増量して耐摩耗性
能を向上させようとすると今度は転動抵抗が増大してし
まい、タイヤ低燃費性はかえって低下することになる。
つまり耐摩耗性能と、ウェットグリップ性能、そして低
転動性能を同時に満足させるのが困難となる。しかしな
がら、このような要求は今に始まったことではなく、長
年の研究によって高いレベルでの3者両立がなされてお
り、更に改善するためには従来技術の蓄積からでは不可
能であるとされていた。
【0004】このような3律背反を克服するために、例
えば、特開昭63‐301243号公報ではカーボンブラックを
工夫することによって耐摩耗性とウェットグリップ性能
を両立させている。また、特開昭57-90031号公報、特開
昭57-10146号公報では、混合するポリマーを工夫するこ
とによってこれら両性能を両立させている。しかしなが
ら、これらの公報に記載の方法は従来技術の延長にすぎ
ず、トレッドの厚さを減じると共にトレッド表面の溝の
溝深さを浅くして軽量化を図るには不十分である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、タイヤの低
転動抵抗性、ウェットグリップ性、および耐摩耗性を向
上させることができ、これによってトレッドのボリュー
ムを小さくしてタイヤ軽量化を可能としたタイヤトレッ
ド用ゴム組成物及びその製造方法を提供することを目的
とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のタイヤトレッド
用ゴム組成物は、分散層が、ガラス転移温度が−40℃以
下のゴムからなる配合物A、マトリックス層が、ガラス
転移温度が−40℃超のゴムからなる配合物Bからなるこ
とを特徴とする。また、本発明のタイヤトレッド用ゴム
組成物の製造方法は、ガラス転移温度が−40℃以下のゴ
ムからなる配合物Aに、該配合物Aを加硫した後、ガラ
ス転移温度が−40℃超のゴムからなる配合物Bを配合し
てなることを特徴とする。
【0007】Rubber Chem. & Tech. 第44巻第996ページ
(1971年) によると、ガラス転移温度 (Tg) が低温にあ
るポリマーほど摩耗に有利である。一方、ウェットグリ
ップには−10〜0℃の tanδが高いほど有利である。ま
た、転動抵抗性能は、40℃から60℃の tanδの値が相関
し、 tanδ値が高いほど転動抵抗が悪い。このように考
えるとポリマーの tanδの値、即ちガラス転移点がこの
ような3つのタイヤ性能を決定していることになるの
で、 tanδの温度依存性をコントロールすることができ
れば3つのタイヤ性能をコントロールできることにな
る。従来もこのような考えで tanδの温度依存性をコン
トロールするために、いろいろな種類のポリマーを混合
してバランスどりを行ってきた。しかしながら単に混合
し、加硫するだけではガラス転移温度が平均化され混合
したポリマーの中間の性能しか現れないことになる。こ
のようなガラス転移温度の平均化は、2つのポリマー間
に加硫反応によって橋かけができ、お互いの分子が影響
されることによる。逆に言うと2つのポリマーのガラス
転移点が持つ性質を打ち消し合うことなく発揮させるに
は、混合加硫後にガラス転移温度が平均化されなければ
良い訳で、本発明ではこのような手段として、一方のポ
リマーを混合中に架橋させてしまうことによって強制的
に他方のポリマーとの共加硫点を減少させ、不均一層を
つくることによってガラス転移温度の平均化を防ぐもの
である。
【0008】以下、本発明の構成につき詳しく説明す
る。空気入りラジアルタイヤのトレッドゴムは、通常、
ポリマー (ゴム) にカーボンブラック、オイル、老化防
止剤、加硫剤等を配合して得られる。本発明において
は、ベースとなるポリマーについてガラス転移温度が異
なるものを少なくとも2種類以上用いる。本発明におい
ては、まず、1種或いは数種類のガラス転移温度が−40
℃以下のポリマーと、カーボンブラック、加硫剤そして
必要に応じてオイル、老化防止剤などをバンバリーミッ
クスマシーンにて混合する (配合物A)。このとき、混
合量とローターの回転数、そして温度調節機能などを適
当な条件にすることにより、混合槽内の温度を適当な温
度とし、加硫反応を行う。この場合、完全に加硫を行っ
てしまうと取り出せないので、好ましくはある程度の反
応進行状態で不完全に加硫して取り出すのがよい。具体
的には混合トルクが反応前の3倍以内で取り出すのがよ
い。つぎに、これに対し、1種或いは数種のガラス転移
温度が−40℃超のポリマーとカーボンブラック、必要に
応じてオイル、老化防止剤などを混合してなるもの (配
合物B) を配合し、更にバンバリーミックスマシーンに
て混合する。以下は従来配合物と同じように、バンバリ
ー或いはロールによって加硫剤等 (硫黄、加硫促進剤な
ど) を配合し、押し出しを行い、タイヤ用トレッドゴム
に加工する。また、配合物Aと配合物BのTgの差が20℃
以上であるのがさらに好ましく、それぞれの性質の差が
大きくなって効果がさらに大きくなる。
【0009】用いるポリマーとしては、SBR、BR、
NR、IR、NBRなど通常タイヤに用いるゴムを使用
する。カーボンブラックとしてはHAF、ISAF、S
AFなどを用い、その配合量はポリマー分 100重量部に
対して全配合物 (配合物A+配合物B) として40から10
0重量部用いる。ただし、バンバリー中で反応させる配
合物Aと、そのあと混合する配合物Bとのカーボンブラ
ックの配合分率は 100:0から0:100 までなんでも良
い。これら配合物Aと配合物Bで、カーボンブラックの
種類が異なっても良い。その配合については、配合物A
と配合物Bでガラス転移温度が低いポリマーを有する方
に多量配合する (小粒径カーボンブラックの配合がよ
い) 。その理由は高温の tanδ (40〜60℃の tanδがタ
イヤの転がり抵抗と相関があり、tanδ値が高いほど転
がり抵抗が大きい) に対するカーボンブラックの寄与す
る割合が、ガラス転移温度の低いポリマーほど小さいの
で、ガラス転移温度の低いポリマーとカーボンブラック
のインタラクションを多くする方が転がり抵抗に有利だ
からである。また、ガラス転移温度の高いポリマーにカ
ーボンブラックを配合してゆくとウェットグリップ性能
が低下してゆく。この意味でもガラス転移温度が低い方
に多量配合するのがよい (小粒径カーボンブラック、或
いはハイストラクチャーカーボンブラックの配合が有
利) 。
【0010】加硫剤等については、全配合物のポリマー
100重量部当り硫黄を0.1から7重量部と、加硫促進剤
を適量加える。この場合も、配合物Aと配合物Bとの配
合分率が異なっても良く、加硫促進剤の種類が異なって
もかまわない。配合物Aと配合物Bの重量分率は配合物
Aの方が多いとコンパウンドとしてまとまりがなくなる
ので、配合物Aの重量分率が50%以下になるようにす
る。しかし、配合物Aの重量分率が大きいと耐摩耗性が
低下するため、好ましくは30%以下とするのがよい。
【0011】
【実施例】
実施例1 表1に示す配合内容 (重量部) で配合物 (イ) および
(ロ) を作製した。 注) 1) 日本ゼオン製 NIPOL 9529、Tg=−28℃。
【0012】 2) 日本ゼオン製 NIPOL BR 1441、Tg=−100℃。 3) 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。 4) N-シクロヘキシル-ベンゾチアジルスルフェンアミド。 配合物 (イ) についてはB型バンバリーミキサーにて側
面温度50℃、ロータ回転数40rpm で原料ゴムを投入し、
30秒後に硫黄、加硫促進剤を除く配合剤を投入し、4分
混練した。その後、約50℃に制御した8インチロール
で、硫黄、加硫促進剤を加え、3分間混練を行った。
【0013】配合物 (ロ) については、B型バンバリー
ミキサーにて側面温度80℃、ロータ回転数40rpm で原料
ゴムを投入し、30秒後に全配合剤を投入し、7分間混練
した。このとき配合物の放出温度は 182℃、放出直前の
トルクはゴム投入後2.5分後のトルクに比べて1.5倍で
あった。こうして作製した配合物 (ロ) を用いて表2に
示す配合内容 (重量部) で本発明組成物 (ハ) を作製し
た。 注) 1), 3), 4) は表1と同じ。 混合方法は、B型バンバリーミキサーにて側面温度50
℃、ロータ回転数40rpmで原料ゴムと配合物 (ロ) を投
入し、30秒後に硫黄、加硫促進剤を除く配合剤を投入
し、4分間混練した。その後、約50℃に制御した8イン
チロールで、硫黄、加硫促進剤を加え、3分間混練を行
った。この組成物 (ハ) は、配合物 (イ) と配合内容は
全く同じである。
【0014】つぎに、配合物 (イ) および組成物 (ハ)
について、下記により耐摩耗性、ウェットグリップ性、
および40℃tanδを評価した。この結果を表3に示す。耐摩耗性 :配合物および組成物をそれぞれ 148℃×40分
で加硫し、グッドリッチ式ピコ摩耗試験機により摩耗減
量を測定し、その逆数の値を配合物 (イ) を 100として
指数で示した。値が大きいほど性能がよい。ウェットグリップ性 :配合物および組成物をそれぞれ 1
48×40分で加硫し、ブリティッシュポータブルスキッド
テスターによる測定を行った。路面は3M社製屋外タイ
プBセーフティウォークを使用し、蒸留水にて湿潤させ
25℃雰囲気中で測定した。配合物 (イ) の値を基準にし
て指数で示した。値が大きいほどウェットスキッド抵抗
が大きくウェットグリップ性がよい。40℃tanδ :配合物および組成物をそれぞれ 148×40分
で5×40×2mmのシートに加硫し、チャック間距離20mm
で、東洋精機製作所製レオグラフ SOLID L-1を用いて伸
張モードで測定を行った。値は配合物 (イ) の値を基準
にして指数で示した。値が小さいほど転動抵抗が少なく
なり性能がよい。
【0015】 この結果を見ると、耐摩耗性と40℃tanδは配合物 (イ)
と組成物 (ハ) で差はないのに、組成物 (ハ) はウェ
ットグリップ性が向上しており本発明の効果が現れた。
これはウェットグリップ性を向上させるSBR1が、従
来混合では耐摩耗性を向上させるBRによってその効果
が薄められてしまったのが、本発明によってそれぞれ独
立したガラス転移温度を持ったままコンパウンドとして
成り立ったことを示しており、SBR1とBRの別々の
特徴が現れたことになる。
【0016】実施例2 表4に示す配合内容 (重量部) で配合物 (ニ) および
(ホ) を作製した。 配合物 (ニ) についてはB型バンバリーミキサーにて側
面温度50℃、ロータ回転数40rpm で原料ゴムを投入し、
30秒後に硫黄、加硫促進剤を除く配合剤を投入し、4分
間混練した。その後、約50℃に制御した8インチロール
で、硫黄、加硫促進剤を加え、3分間混練を行った。
【0017】配合物 (ホ) については、B型バンバリー
ミキサーにて側面温度80℃、ロータ回転数40rpm で原料
ゴムを投入し、30秒後に全配合剤を投入し、7分間混練
した。このとき配合物の放出温度は 182℃、放出直前の
トルクはゴム投入後2.5分後のトルクに比べて1.5倍で
あった。こうして作製した配合物 (ホ) を用いて表5に
示す配合内容 (重量部) で本発明組成物 (ヘ) を作製し
た。
【0018】 注) 5), 3), 4) は表4と同じ。 混合方法は、B型バンバリーミキサーにて側面温度50
℃、ロータ回転数40rpmで原料ゴムと配合物 (ホ) を投
入し、30秒後に硫黄、加硫促進剤を除く配合剤を投入
し、4分間混練した。その後、約50℃に制御した8イン
チロールで、硫黄、加硫促進剤を加え、3分間混練を行
った。この組成物 (ヘ) は、配合物 (ニ) と配合内容は
全く同じである。
【0019】つぎに、配合物 (ニ) および組成物 (ヘ)
について、下記により耐摩耗性、ウェットグリップ性、
および40℃tanδを評価した。この結果を表6に示す。耐摩耗性 :配合物および組成物をそれぞれ 148℃×40分
で加硫し、グッドリッチ式ピコ摩耗試験機により摩耗減
量を測定し、その逆数の値を配合物 (ニ) を 100として
指数で示した。値が大きいほど性能がよい。ウェットグリップ性 :配合物および組成物をそれぞれ 1
48×40分で加硫し、ブリティッシュポータブルスキッド
テスターによる測定を行った。路面は3M社製屋外タイ
プBセーフティウォークを使用し、蒸留水にて湿潤させ
25℃雰囲気中で測定した。配合物 (ニ) の値を基準にし
て指数で示した。値が大きいほどウェットスキッド抵抗
が大きくウェットグリップ性がよい。40℃tanδ :配合物および組成物をそれぞれ 148×40分
で5×40×2mmのシートに加硫し、チャック間距離20mm
で、東洋精機製作所製レオグラフ SOLID L-1を用いて伸
張モードで測定を行った。値は配合物 (ニ) の値を基準
にして指数で示した。値が小さいほど転動抵抗が少なく
なり性能がよい。
【0020】 この結果を見ると、ウエットグリップ性は配合物 (ニ)
と組成物 (ヘ) で差はないのに、組成物 (ヘ) は耐摩耗
性および40℃ tanδが向上しており本発明の効果が現れ
た。
【0021】また、配合物 (ニ) と組成物 (ヘ) の tan
δの温度依存性を図1に示す。測定方法は、配合物およ
び組成物をそれぞれ 148×40分で5×40×2mmのシート
に加硫し、チャック間距離20mmで、東洋精機製作所製レ
オグラフ SOLID L-1を用いて伸張モードで測定を行っ
た。図1から判るように、同じ配合内容であるのに、本
発明による組成物 (ヘ) は、 tanδのピークが2山にな
った。これは、混合中に加硫反応を行った組成物 (ヘ)
が、配合物 (ニ) のポリマーと共加硫せずに独立したガ
ラス転移温度を持つことを示している。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、タ
イヤの低転動抵抗性、ウェットグリップ性、および耐摩
耗性を向上させることができる。また、本発明によれ
ば、耐摩耗性を向上させることができるから、タイヤの
軽量化をはかることが可能となる。また、本発明のゴム
組成物は特にはHPT用タイヤのトレッドに好適に用い
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のゴム配合物と本発明ゴム組成物とについ
ての温度と tanδとの関係図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 分散層が、ガラス転移温度が−40℃以下
    のゴムからなる配合物A、マトリックス層が、ガラス転
    移温度が−40℃超のゴムからなる配合物Bからなるタイ
    ヤトレッド用ゴム組成物。
  2. 【請求項2】 ガラス転移温度が−40℃以下のゴムから
    なる配合物Aを加硫した後、該配合物Aにガラス転移温
    度が−40℃超のゴムからなる配合物Bを配合してなるタ
    イヤトレッド用ゴム組成物の製造方法。
JP4349268A 1992-12-28 1992-12-28 タイヤトレッド用ゴム組成物及びその製造方法 Pending JPH06200083A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08188675A (ja) * 1995-01-06 1996-07-23 Yokohama Rubber Co Ltd:The ゴム組成物及びその製法
JPH08231766A (ja) * 1994-12-28 1996-09-10 Yokohama Rubber Co Ltd:The ゴム組成物及びその製法
US5834552A (en) * 1994-12-16 1998-11-10 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Rubber composition and process for producing thereof

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5834552A (en) * 1994-12-16 1998-11-10 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Rubber composition and process for producing thereof
JPH08231766A (ja) * 1994-12-28 1996-09-10 Yokohama Rubber Co Ltd:The ゴム組成物及びその製法
JPH08188675A (ja) * 1995-01-06 1996-07-23 Yokohama Rubber Co Ltd:The ゴム組成物及びその製法

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