JPH0653833B2 - タイヤトレツド用ゴム組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、氷上性能の改良されたタイヤトレッド用ゴム
組成物に関し、詳しくは、低硬度加硫ゴム組成物を特定
量含有するタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。

〔従来技術〕

従来より積雪寒冷地において冬期時に自動車が走行する
場合には、タイヤにスパイクを打込んだスパイクタイヤ
を用いるか又はタイヤの外周にタイヤチェーンを装着し
て、雪上路や凍結路での安全性を確保している。しかし
ながら、スパイクタイヤやタイヤチェーンを装着したタ
イヤでは、道路の摩耗や損傷が発生し易く、それが粉塵
となって公害を引き起こし、大きな環境問題となってい
る。

このような安全問題と環境問題とを解決するために、ス
パイクやチェーンを使用せず、雪上および氷上における
制動性および駆動性能を有したスタッドレスタイヤが現
在急速に普及しつつある。

かかるスタッドレスタイヤの氷上における制動性、駆動
性能を改良するために従来から種々の提案が試みられて
いる。例えば、特開昭55−135149号、特開昭58−199203
号、特開昭60−137945号にて開示されているように、ト
レッドゴムに軟化剤や可塑剤を多量配合したゴム組成物
を用いることにより低温時の硬さを下げて低温特性を改
良する方法等が知られているが、軟化剤、可塑剤を多量
配合すると氷上性能は改良されるものの、一般路での耐
摩耗性が大幅に低下したり、多量配合された軟化剤、可
塑剤のためにゴムの発熱性が増加し、タイヤが走行中に
セパレーションを誘起し易い等の欠点がある。また、特
開昭60-44538号、特開昭59−142236号、特開昭53−1324
8号では、トレッドゴム組成物の高硬度ゴムを配合して
分散させたり、無機質の粒子や有機質の単繊維を配合し
た、氷上路面との摩擦力を改良する方法も開示されてい
るが、この場合、分散物の硬度が高いためその分散粒子
を核として亀裂が発生し易い等の欠点がある。

このように氷上性能では改良効果が認められるものの、
耐摩耗性や耐久性を同時に満足する性能を有したスタッ
ドレスタイヤが得られていないのが現状である。

〔発明の目的〕

本発明は、一般路面での耐摩耗性および発熱性を保持し
つつ氷上性能を改良した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、特に雪
氷路面を走行するタイヤのトレッドゴム材料として用い
られる。

本発明者らは、従来技術では両立することが困難であっ
た耐摩耗性と発熱性とを保持しながら氷上路面での摩擦
力を改良するための鋭意研究を行なった結果、あらかじ
め加硫した低硬度加硫ゴムを分散されたゴム組成物をト
レッドゴムとして用いることが上記目的を達成できるこ
とを見い出し、本発明に至った。

即ち、従来、氷上スキッド性を改良するにはトレッドゴ
ムの低温時の硬度を低くすることが有効であることが知
られている。そのトレッドゴムの硬度を下げるべく軟化
剤や可塑剤を多量配合する方法が一般に用いられている
が、本発明者らは、カーボン配合量について検討した結
果、純ゴム配合が最も氷上摩擦力工場に効果がある事実
が判った。しかしながら、カーボン配合量を減少させた
り、カーボン配合をしない純ゴム配合をトレッドゴムに
用いた場合、耐摩耗性が大幅に低下し、実用的には全く
可能性が認められなかった。そこで、更に検討した結
果、低カーボン配合ゴムや純ゴムをあらかじめ粒状の加
硫ゴムとし、これを通常のトレッドゴムの未加硫ゴムに
配合して均一分散させると耐摩耗性の低下が抑制され、
発熱性でも軟化剤、可塑剤を多量配合したゴム組成物よ
りも大幅に改良され、且つ氷上摩擦力が改良できること
を見い出した。一方、低硬度加硫ゴムがトレッドゴムに
分散されているため、高硬度の無機や有機の物質を分散
させた従来の方法に比較してクラックの発生、成長に対
しても有利となる結果が得られた。なお、低硬度加硫ゴ
ムは粒径と配合量が重要である。最大径が２mmを超える
と耐摩耗性が急激に低下し、この低硬度加硫ゴムを原料
ゴム100 重量部に対して20重量部を超えて配合しても耐
摩耗性が低下することが分かった。本発明者らはかかる
知見を得て本発明に到達したのである。

〔発明の構成〕

したがって、本発明は、原料ゴム100 重量部に対し、カ
ーボンブラック(C)を40〜100 重量部、軟化剤を20重量
部以下、および予め加硫した平均粒径２mm以下の低硬度
加硫ゴム組成物(B)を４〜20重量部配合した配合物(A)か
らなり、前記低硬度加硫ゴム組成物(B)はゴム100 重量
部に対してカーボンブラック(D)をＸ重量部含有し、前
記配合物(A)における原料ゴム100 重量部に対するカー
ボンブラック(C)の配合量をＹ重量部としたとき、式０
≦Ｘ≦1/3Ｙを満足することを特徴とするタイヤトレッ
ド用ゴム組成物を要旨とするものである。

以下、本発明の構成につき説明する。

(1) 原料ゴム。

この原料ゴムは特に限定されないが、好ましくは、天然
ゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、スチ
レン−ブタジエン共重合体ゴムあるいはこれらのブレン
ドが用いられる。更に好ましくは、氷上路面での摩擦力
を改良するという観点から天然ゴム、ポリイソプレンゴ
ム、ブタジエンゴムのうち単独又はブレンドして使用さ
れる。

(2) カーボンブラック(C)。

本発明で使用されるカーボンブラックは、通常のトレッ
ド用として使用されるものであれば特にその種類は限定
されない。カーボンブラックの配合量は原料ゴム100 重
量部に対して40〜100 重量部であり、40重量部未満では
補強性で劣り、耐摩耗性が低下し好ましくない。 100重
量部を超えると発熱が高くなり、好ましくない。

(3) 軟化剤 芳香族系オイル、パラフィン系オイル、ナフテン系オイ
ルのようなプロセスオイルや有機酸エステル、ポリエー
テル等であるが、これらのうちいずれかを単独あるいは
２種以上混用しても良い。この配合量は原料ゴム100 重
量部に対して20重量部以下である。20重量部を超えると
氷面との摩擦力は改良されるが、耐摩耗性が低下した
り、発熱が高くなり好ましくない。

(4) 予め加硫した平均粒径２mm以下の低硬度加硫ゴム
組成物(B)。

予めゴム配合物を調製後加硫したものである。ここで用
いるゴムとしては、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、ポ
リブタジエンゴム、ポリスチレン・ブタジエンゴム、ハ
ロゲン化ブチルゴムあるいはこれらの２種以上をブレン
ドして使用することができる。この低硬度加硫ゴム組成
物(B)のカーボンブラック(D)の配合量は、ゴム100 重量
部に対し０≦Ｘ≦1/3Ｙを満足する必要がある。ここで
Ｙはマトリックスゴムである配合物(A)の原料ゴム100
重量部に対するカーボンブラック(C)の配合重量部であ
り、Ｘは低硬度加硫ゴム組成物(B)のゴム100 重量部に
対するカーボンブラック(D)の配合重量部である。Ｘ重
量部が1/3Ｙ重量部より大きい場合、氷上摩擦力で劣り
好ましくない。カーボンブラック(D)の種類は、通常の
トレッド用として使用されるものであれば特に限定され
ない。かかる低硬度加硫ゴム組成物(B)の配合量は、マ
トリックスゴムである配合物(A)の原料ゴム100 重量部
に対し４〜20重量部である。４重量部未満では氷上摩擦
力の向上効果が劣り、20重量部を超えると耐摩耗性が低
下し好ましくない。低硬度加硫ゴム組成物(B)の形状
は、棒状、立方体状、粒状あるいはこれらに類似した形
態のもので、平均粒系は２mm以下のものである。２mmを
超えると耐久性が著しく低下し好ましくない。低硬度加
硫ゴム組成物(B)の硬度は、 JIS硬さ30〜50である。

マトリックスゴム配合物(A)および低硬度加硫ゴム組成
物(B)には、上記の原料ゴムおよび配合剤以外に、加硫
剤、加硫促進剤、加硫助剤、老化防止剤等の配合剤が当
業界の慣行に従い適宜添加される。

以下、本発明および比較例により本発明の効果を詳しく
説明する。下記第１表には本発明で用いたマトリックス
ゴムである配合物(A)の基本配合を示し、下記第２表に
は低硬度加硫ゴム組成物(B)を基本配合を示す。表中の
数字はすべて重量部である。

実施例１〜８、比較例１〜８ 予め第２表に示す硫黄、加硫促進剤以外の配合剤と原料
ゴムとを通常のバンバリー型ミキサーにて混合して得た
マスターバッチに、硫黄、加硫促進剤をオープンロール
で加えて低硬度ゴム組成物(B)を調製し、これを加硫し
て、所定の厚さの加硫シートを作製した後、立方体状に
切断した。同様にバンバリー型ミキサーにて第１表に示
すように先に作製した所定の平均粒径の低硬度加硫ゴム
組成物を含めて混合し、オープンロールで硫黄、加硫促
進剤を加えてゴム組成物を調製した。このゴム組成物を
加硫した後、次の方法で物性を測定した。

(1) JIS 硬さ：JIS K6301 に準拠。

(2) 発熱性：動的粘弾性、初期伸長歪10％、動的歪±
２％、周波数10Hzにて測定した。

(3) 氷上摩擦力：ブリティッシュ・ポータブル・スキ
ッドテスター使用。ASTM E303-74に準拠し、氷上路面を
用いて−６℃の氷板上で測定した。

(4) 摩耗評価：直径60mm、厚さ10mmの円盤型加硫ゴム
の試料を作製し、これを円盤型回転ドラムに押しつけて
スリップ率を25％に設定して一定時間摩耗させた後のゴ
ム試料の重量を測定し、減量分を摩耗量として計算し
た。

発熱性、氷上摩擦力、摩耗評価は全て標準試料の測定値
100 として指数表示した。

下記第３表は、第１表、第２表の基本配合に基づき本発
明の効果を示している。

実施例１〜２、比較例１〜５ 粒径１mmの低硬度加硫ゴム組成物の配合量を変化させた
場合であるが、低硬度加硫ゴム組成物が３重量部如何で
は耐摩耗性の低下は少ないものの氷上摩擦力の改良効果
が少なく（比較例１，２）好ましくない。

一方、20重量部を超えると耐摩耗性が著しく低下するた
め実用的でない。比較例４は軟化剤多量配合した場合で
あるが、氷上摩擦力は良好となるが耐摩耗性、発熱性が
不利となる。比較例５のアラミド短繊維を配合した場合
も同様な結果である。

実施例１および３，４は、低硬度加硫ゴム組成物の原料
ゴム種類を変えた場合を示す。ここで、天然ゴム、ポリ
イソプレンゴム、ブタジエンゴム共に氷上摩擦力、耐摩
耗性、耐熱性で良好な性能を示している。

比較例６および実施例５は、マトリックスゴムにおける
原料ゴムのブレンド系で、軟化剤を多量配合した配合系
に対し低硬度硫化ゴム組成物の配合効果を示している。
ここでも、低硬度硫化ゴム組成物を配合した場合（実施
例５）、氷上摩擦力を改良する効果と耐摩耗性及び発熱
性の低下が少ない。

実施例１，６，７および比較例７は、低硬度硫化ゴム組
成物のカーボンブラック配合量について示したものであ
る。カーボンブラック配合量の多い比較例７では耐摩耗
性では良好となるものの、氷上摩擦力が低下し好ましく
ない。

更に、実施例１，８および比較例８は、低硬度硫化ゴム
の平均粒径を変化させたときの性能を比較している。平
均粒径が０．５、１．０mmに比較し、３．０mmと粒径が
大きくなると氷上摩擦力は変わらないが耐摩耗性の低下
が大きく目的を達成することができない。

上述の実施例および比較例は、従来配合では実現困難で
あった氷上路面での摩擦力を著しく高め、こつゴムの耐
摩耗性の低下と発熱性の増大を抑えるために平均粒径と
ゴム組成物が特定の範囲にある低硬度加硫ゴムを特定量
添加することが有効であることを例示したものである。

〔発明の効果〕 以上説明したように原料ゴムに特定量のカーボンブラッ
クと特定量の軟化剤、可塑剤を配合したゴム配合物に、
予め調製加硫した低硬度加硫ゴム組成物を特定量配合し
てなる本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、耐摩耗
性を著しく低下させることなく、しかも発熱性を増加さ
せることなく、氷上路面での摩擦力を高めることができ
ることから、特に雪氷路面走行用のタイヤトレッド材料
として好適に用いられる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】原料ゴム100 重量部に対し、カーボンブラ
   ック(C)を40〜100 重量部、軟化剤を20重量部以下、お
   よび予め加硫した平均粒径２mm以下の低硬度加硫ゴム組
   成物(B)を４〜20重量部配合した配合物(A)からなり、前
   記低硬度加硫ゴム組成物(B)はゴム100 重量部に対して
   カーボンブラック(D)をＸ重量部含有し、前記配合物(A)
   における原料ゴム100 重量部に対するカーボンブラック
   (C)の配合量をＹ重量部としたとき、式０≦Ｘ≦1/3Ｙ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。