JPH083373A - トレッドゴム組成物 - Google Patents

トレッドゴム組成物

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JPH083373A
JPH083373A JP7077908A JP7790895A JPH083373A JP H083373 A JPH083373 A JP H083373A JP 7077908 A JP7077908 A JP 7077908A JP 7790895 A JP7790895 A JP 7790895A JP H083373 A JPH083373 A JP H083373A
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隆洋 福本
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 グリップ力が向上したスタッドレスタイヤを
作成できるトレッドゴム組成物を提供する。 【構成】 天然ゴム、ポリイソプレン、及びポリブタジ
エンからなる群より選択される少なくとも1種のゴムを
主成分とするジエン系ゴム100重量部に対し、加硫ゴ
ム粉末30〜90重量部が配合されてなるトレッドゴム
組成物であって、前記加硫ゴム粉末は、天然ゴム、ポリ
イソプレン、及びポリブタジエンからなる群より選択さ
れる少なくとも1種のゴムを主成分とするジエン系ゴム
100重量部に対し、カオリナイトを主成分とするクレ
ーを30〜100重量部配合したゴム組成物を加硫して
なるゴム体の粉末であることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スタッドレスタイヤの
グリップ力の改善のために用いられるトレッドゴム組成
物に関する。
【0002】
【従来の技術】トレッドゴムと路面との摩擦を支配する
因子として、ヒステリシスロス摩擦、粘着摩擦、
掘り起こし摩擦があり、凍結路面のように非常に摩擦係
数の小さい路面では、ヒステリシスロス摩擦は非常に
小さく、による摩擦が主となる。
【0003】スパイクタイヤは掘り起こし摩擦力が大き
いために、凍結路面で優れたグリップ力を発揮できる
が、近年の粉塵公害対策としてスパイクタイヤが禁止さ
れる傾向にあり、スパイクのないスタッドレスタイヤの
普及が急ピッチで進んでいる。堀り起こし摩擦力はトレ
ッドパターンやトレッドの表面形態に依存することか
ら、スタッドレスタイヤについても、発泡ゴムや有機繊
維を混入してトレッド表面の凹凸を増やす等により掘り
起こし摩擦力を高める工夫がなされている。しかし、こ
のような工夫をしても、スタッドレスタイヤの掘り起こ
し摩擦力は、スパイクタイヤに比して小さいために、そ
のグリップ力はスパイクタイヤよりも劣る。特に、凍結
路面での発進時のタイヤの空転により路面が研磨されて
平滑になると、スタッドレスタイヤのグリップ力が劣
る。
【0004】一方、凍結路面のように非常に摩擦係数の
小さい路面では、堀り起こし摩擦以外に粘着摩擦もグリ
ップ力の向上に寄与する。ここで、摩擦時に凍結路面が
融解して発生する水膜を排除して路面とタイヤとの接触
面積を増やすことは、粘着摩擦を高める上で重要であ
り、トレッド表面の凹凸は、堀り起こし摩擦力を高める
だけでなく、水膜を排除し、粘着摩擦を高める効果もあ
る。また、ゴム自体の特性も粘着摩擦力に影響を及ぼ
す。例えば、ゴム質を柔らかくして路面との接触面積を
増やすことにより粘着摩擦力を高めることができる。
【0005】このように、スタッドレスタイヤにおい
て、粘着摩擦力を高めることによりグリップ力を高める
種々の提案がなされているが、未だ満足できるものはな
く、更なる改善が求められている。本発明は、このよう
な技術的背景に鑑みてなされたものであり、その目的と
するところは、グリップ力を向上したスタッドレスタイ
ヤを作成できるトレッドゴム組成物を提供することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、凍結路面
での粘着摩擦力を上げるために種々の検討をした結果、
約600℃の高温で焼成した非晶質のメタカオリンであ
る焼成クレーを添加することにより摩擦力が上げられる
ことに着目して、本発明を完成した。すなわち、本発明
のトレッドゴム組成物は、天然ゴム、ポリイソプレン、
及びポリブタジエンからなる群より選択される少なくと
も1種のゴムを主成分とするジエン系ゴム100重量部
に対し、加硫ゴム粉末30〜90重量部が配合されてな
るトレッドゴム組成物であって、前記加硫ゴム粉末は、
天然ゴム、ポリイソプレンゴム、及びポリブタジエンか
らなる群より選択される少なくとも1種のゴムを主成分
とするジエン系ゴム100重量部に対し、カオリナイト
を主成分とするクレーを30〜100重量部配合したゴ
ム組成物を加硫してなるゴム体の粉末であることを特徴
とする。
【0007】まず、本発明のトレッドゴム組成物におい
て、加硫ゴム粉末を構成するゴム組成物(以下、「粉末
用ゴム組成物」という)について説明する。粉末用ゴム
組成物に用いられるゴム成分は、天然ゴム、ポリイソプ
レンゴム、及びポリブタジエンゴムのうちの少なくとも
1種類であることが好ましいが、必要に応じてSBR等
の他のジエン系ゴム成分を添加してもよい。
【0008】粉末用ゴム組成物に配合されるクレーは、
カオリナイトを主成分とするクレーで、約600℃の高
温で焼成した非晶質のメタカオリンが好ましく用いられ
る。粉末用ゴム組成物中のクレーの配合量は、粉末用ゴ
ム組成物中のゴム成分100重量部に対して30〜10
0重量部、好ましくは40〜70重量部である。30重
量部未満では凍結路面での摩擦力増大効果はほとんど認
められず、100重量部を超えると加硫ゴム粉末の硬度
が上昇しすぎて、トレッドゴムの摩擦力及び耐破壊特性
が低下する傾向がある。
【0009】粉末用ゴム組成物中に配合されるクレー
(一般に粒径1.0μ程度)は、カーボンブラックやシ
リカ等(一般に粒径10〜40mμ程度)の微粒子補強
材と比べて、粒子径が大きく補強性に劣る。従って、補
強効果を付与すべく、粉末用ゴム組成物中にカーボンブ
ラックやシリカ等の補強剤を配合することが好ましい。
補強剤のうち、X3 SiR(Xはアルコキシ基又は塩素
原子であり、Rはグリシドキシ、メタクリル、アミノ、
メルカプト、エポキシ、又はイミド基である)、又は
(CnH2n+1O)3 −Si−(CH2 m −Sk −(C
2 m −Si−(CnH2n+1O)3 (nは1〜4、
m,kは1〜6のいずれかの整数である)で表されるシ
ランカップリング剤を、粉末用ゴム組成物中のゴム成分
100重量部あたり1〜8重量部、好ましくは2〜5重
量部配合することが好ましい。シランカップリング剤の
配合量が1重量部未満では補強効果はほとんどなく、8
重量部を超えると未反応のシランカップリング剤が加硫
ゴム粉末表面に析出して、逆に摩擦力を低下させてしま
うので好ましくない。
【0010】粉末用ゴム組成物には、加硫剤、加硫促進
剤、さらに必要に応じて老化防止剤等のゴム配合に一般
的な添加剤が配合され得る。このような組成を有する粉
末用ゴム組成物を加硫して、クレー入りの加硫ゴム体を
製造し、これを粉末化して加硫ゴム粉末を得る。粉末化
の方法としては、従来公知の方法が用いられ、例えば、
冷凍粉砕する方法がある。
【0011】加硫ゴム粉末の粒度は、20メッシュ全
通、特に60メッシュ全通であることが好ましい。20
メッシュ全通よりも大きくなると破壊特性が低下するか
らである。次に、本発明のトレッドゴム組成物について
説明する。本発明のトレッドゴム組成物に用いられるゴ
ム成分(以下、「母体ゴム成分」という)としては、ガ
ラス転移温度が低く、低温でも硬化しにくい天然ゴム、
ポリイソプレン、ポリブタジエンのうち少なくとも1種
を主成分とするジエン系ゴムである。母体ゴム成分は天
然ゴム、ポリイソプレン、ポリブタジエンのうち少なく
とも1種で構成されることが好ましいが、必要に応じて
SBR等の他のジエン系ゴムと混合してもよい。
【0012】トレッドゴム組成物中の加硫ゴム粉末の配
合量は、母体ゴム成分100重量部あたり30〜90重
量部、好ましくは40〜70重量部である。加硫ゴム粉
末の配合量が30重量部未満では凍結路面での摩擦力増
大効果はほとんどなく、90重量部を超えると補強性が
低下し、耐摩耗性、耐カット性等が低下するので好まし
くない。
【0013】さらに、トレッドゴム組成物中のクレーの
配合量が、トレッドゴム組成物中のゴム成分(母体ゴム
成分と加硫ゴム粉末中のゴム成分との合計量に相当)1
00重量部あたり10〜40重量部となるように、加硫
ゴム粉末を配合することが好ましい。10重量部未満で
は凍結路面での摩擦力増大効果はほとんど認められず、
40重量部を超えると硬度が上昇しすぎて、トレッドゴ
ムの摩擦力及び耐破壊特性が低下する傾向があるためで
ある。
【0014】加硫ゴム粉末の添加は、当該ゴム粉末以外
の配合剤を配合して、均一に混練した後添加してもよい
し、他の配合剤とともに配合した後、均一に混練しても
よい。摩擦力増大効果がある特定のクレーを、加硫ゴム
粉末としてトレッドゴム組成物中に配合することは、母
体ゴム組成物に直接クレーを配合する場合と比べて、ト
レッドゴム組成物の乾燥路面でのグリップ力の低下及び
耐破壊特性の低下を抑制することができるとともに、要
求される性能に応じて、その添加量を容易に変えること
ができて好都合である。
【0015】
【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する。 〔加硫ゴム粉末の調製〕表1に示す組成を有する粉末用
ゴム組成物を配合した。ここで、クレーは、白石カルシ
ウム製のアイスキャップK(商品名)を用いた。シラン
カップリング剤としては、信越化学社製のKBE100
3(商品名)を用いた。これはビニルトリエトキシシラ
ンである。加硫促進剤としては、大内新興化学製のノク
セラーNS(商品名)を用いた。これはN−tert−
ブチル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミドである。
【0016】配合した各ゴム組成物を、ニーダー、バン
バリミキサー等を用いて約3〜10分間混練し、140
〜180℃程度で約10〜40分間加硫し、−230〜
−180℃程度で冷凍粉砕して、加硫ゴム粉末A〜Jを
得た。
【0017】
【表1】
【0018】表1中、クレーの配合量が本発明の範囲外
である粉末用ゴム組成物からなる加硫ゴム粉末A,Jが
比較例に該当し、加硫ゴム粉末B〜Iが本発明の実施例
に該当する。 〔トレッドゴム組成物の調製〕加硫ゴム粉末の種類及び
配合量、及びプロセスオイルの配合量を表2に示すよう
に変えた以外は、表3に示す組成を有するトレッドゴム
組成物として、実施例1〜11及び比較例1〜5を調製
した。なお、加硫ゴム粉末は、実施例7以外は60メッ
シュ全通のものを使用した。実施例7で用いた加硫ゴム
粉末は、上記で調製した加硫ゴム粉末Eで、且つ粒度が
14メッシュ全通のもの(表3中、E*で示す)であ
る。プロセスオイルは出光興産製のダイアナプロセスP
S32(商品名)を用いた。老化防止剤6PPDとして
は、精工化学製のオゾノン6Cを用いた。これは、N−
フェニル−N’−(1,3ジメチルブチル)−p−フェ
ニレンジアミンである。加硫促進剤としては大内新興化
学製のノクセラ−NSを用いた。これはN−tert−
ブチル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミドである。
【0019】
【表2】
【0020】表3中、トレッドゴム組成物中のクレー量
とは、トレッドゴム組成物中の実質的なクレー量(重量
部)を示しており、加硫ゴム粉末の種類と添加量とから
算出される。例えば、実施例1では、加硫ゴム粉末B
(粉末用ゴム組成物(100+40+2+2+4+1+
1.5+0.5=151重量部)中に40重量部のクレ
ーを含有)が50重量部配合されることから、50×
(40/151)=13重量部(1重量部未満は四捨五
入)のクレーが含有されていることになる。ゴム成分総
量に対するクレー配合量(phr)とは、トレッドゴム
組成物中のゴム成分総量(母体ゴム成分と加硫ゴム粉末
中のゴム成分との合計量)100重量部あたりのクレー
量を示している。例えば、実施例1の場合では、トレッ
ドゴム組成物のゴム成分総量は、トレッドゴム組成物に
含まれる加硫ゴム粉末中のゴム成分量(50×(100
/151)=33重量部(1重量部未満は四捨五入))
と母体ゴム成分量100重量部の合計で133重量部で
あるから、トレッドゴム成分総量100重量部あたりの
クレー配合量は、13×(100/133)=10重量
部(1重量部未満は四捨五入)となる。
【0021】実施例及び比較例のトレッドゴム組成物の
グリップ力及び耐破壊特性を、下記方法により評価し、
その結果を表3に示す。 グリップ力;トレッドゴム組成物を用いて165R1
3のスタッドレスタイヤ(内圧;2kgf)を作製し、
これを国産の1500ccのFF、ABS車に装着し、
気温−3℃、氷温−2.5℃の氷盤上での制動停止距離
で評価した。制動停止距離は、時速30km/hで走行
し、車輪をロックさせた後、停止させるまでに要した距
離として測定した。測定した制動停止距離は、加硫ゴム
粉末を配合していない比較例5の測定値を100とした
ときの指数で表した。 耐破壊特性;各トレッドゴム組成物の加硫ゴム試験片
を作成し、この試験片の引き裂き強さで評価した。引き
裂き強度は、JIS K6301に基づいて測定した。
加硫ゴム粉末を配合しない比較例5の結果を100とし
たときの指数で表した。指数が大きい程、良好である。
【0022】
【表3】
【0023】〔評価〕表3からわかるように、本発明実
施例のトレッドゴム組成物は、いずれも制動性について
比較例のトレッドゴム組成物よりも優れていた。一方、
耐破壊特性については、加硫ゴム粉末の配合によっても
±5%以内の差で、加硫ゴム粉末を配合しない場合と比
べて特に劣るということはなかった。但し、粒度が20
メッシュ以下の加硫ゴム粉末を配合した実施例7のトレ
ッドゴム組成物は、若干耐破壊特性が劣る傾向にあっ
た。また、実施例4〜6、比較例2,3から、同一種類
の加硫ゴム粉末を配合する場合、添加量が多くなる程、
耐破壊特性が低下する傾向にあることがわかる。
【0024】
【発明の効果】本発明のトレッドゴム組成物は、制動性
改善のためのクレーが、加硫ゴム粉末として配合される
ので、耐破壊特性を低下させることなく、制動性が改善
される。しかも実施が容易であり、また配合量も簡便に
変えることができる。従って、本発明のトレッドゴム組
成物を用いれば、グリップ力が向上したスタッドレスタ
イヤを容易に得ることができる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 天然ゴム、ポリイソプレン、及びポリブ
    タジエンからなる群より選択される少なくとも1種のゴ
    ムを主成分とするジエン系ゴム100重量部に対し、加
    硫ゴム粉末30〜90重量部が配合されてなるトレッド
    ゴム組成物であって、 前記加硫ゴム粉末は、天然ゴム、ポリイソプレン、及び
    ポリブタジエンからなる群より選択される少なくとも1
    種のゴムを主成分とするジエン系ゴム100重量部に対
    し、カオリナイトを主成分とするクレーを30〜100
    重量部配合したゴム組成物を加硫してなるゴム体の粉末
    であることを特徴とするトレッドゴム組成物。
  2. 【請求項2】 前記加硫ゴム粉末を構成するゴム組成物
    には、X3 SiR(Xはアルコキシ基又は塩素原子であ
    り、Rはグリシドキシ、メタクリル、アミノ、メルカプ
    ト、エポキシ、又はイミド基である)、又は(CnH
    2n+1O)3 −Si−(CH2 m −Sk −(CH2 m
    −Si−(CnH2n+1O)3 (nは1〜4、m,kは1
    〜6のいずれかの整数である)で表されるシランカップ
    リング剤が配合されていることを特徴とする請求項1に
    記載のトレッドゴム組成物。
  3. 【請求項3】 前記加硫ゴム粉末の粒度が、20メッシ
    ュ全通であることを特徴とする請求項1又は2に記載の
    トレッドゴム組成物。
  4. 【請求項4】 トレッドゴム組成物中のゴム成分100
    重量部に対する前記クレーの配合量が10〜40重量部
    であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載
    のトレッドゴム組成物。
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