JPH0885738A - トレッドゴム組成物 - Google Patents
トレッドゴム組成物Info
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- JPH0885738A JPH0885738A JP6258469A JP25846994A JPH0885738A JP H0885738 A JPH0885738 A JP H0885738A JP 6258469 A JP6258469 A JP 6258469A JP 25846994 A JP25846994 A JP 25846994A JP H0885738 A JPH0885738 A JP H0885738A
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- JP
- Japan
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- clay
- rubber
- rubber composition
- tread rubber
- weight
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/34—Silicon-containing compounds
- C08K3/346—Clay
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K9/00—Use of pretreated ingredients
- C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
- C08K9/06—Ingredients treated with organic substances with silicon-containing compounds
Abstract
(57)【要約】
【目的】 トレッドゴムとしての補強性が問題とならな
い範囲で氷上性能を向上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ばれた少なくとも１種を主成分と
するジエン系ゴム１００重量部に対して、カオリナイト
を主成分とし且つ吸油量が５０〜７０ｇ／１００ｇであ
るクレーを１０〜４０重量部、及びシランカップリング
剤を０．１〜８重量部含有していることを特徴とする。
シランカップリング剤は、予め前記クレーに処理された
状態で含有していることが好ましい。
い範囲で氷上性能を向上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ばれた少なくとも１種を主成分と
するジエン系ゴム１００重量部に対して、カオリナイト
を主成分とし且つ吸油量が５０〜７０ｇ／１００ｇであ
るクレーを１０〜４０重量部、及びシランカップリング
剤を０．１〜８重量部含有していることを特徴とする。
シランカップリング剤は、予め前記クレーに処理された
状態で含有していることが好ましい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、氷上性能に優れ、スタ
ッドレスタイヤに好適なトレッドゴム組成物に関する。
ッドレスタイヤに好適なトレッドゴム組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】凍結路面に対して優れたグリップ力を示
すタイヤとしてスパイクタイヤがある。スパイクタイヤ
は、トレッドゴムと路面とのグリップ力と関連ある摩擦
であるヒステリシスロス摩擦、粘着摩擦、及び掘り起こ
し摩擦のうち、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。
すタイヤとしてスパイクタイヤがある。スパイクタイヤ
は、トレッドゴムと路面とのグリップ力と関連ある摩擦
であるヒステリシスロス摩擦、粘着摩擦、及び掘り起こ
し摩擦のうち、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。
【０００３】しかし、近年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。スタッド
レスタイヤについては、発泡又は有機繊維を混入するこ
とによりトレッド表面の凹凸を増やす等の工夫して掘り
起こし摩擦力を高めたものがあるが、スタッドレスタイ
ヤはスパイクタイヤに比して掘り起こし摩擦力が小さい
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
プ力が劣るため、更なる改善が求められている。
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。スタッド
レスタイヤについては、発泡又は有機繊維を混入するこ
とによりトレッド表面の凹凸を増やす等の工夫して掘り
起こし摩擦力を高めたものがあるが、スタッドレスタイ
ヤはスパイクタイヤに比して掘り起こし摩擦力が小さい
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
プ力が劣るため、更なる改善が求められている。
【０００４】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いが、前
記堀りおこし摩擦以外に、粘着摩擦もグリップ力の向上
に寄与する。このため、スタッドレスタイヤにおいて、
グリップ力の要因となるもう一方の摩擦、すなわち粘着
摩擦を高めることにより、凍結路面に対するグリップ力
を高めることが工夫されている。
路面では、ヒステリシスロス摩擦は非常に小さいが、前
記堀りおこし摩擦以外に、粘着摩擦もグリップ力の向上
に寄与する。このため、スタッドレスタイヤにおいて、
グリップ力の要因となるもう一方の摩擦、すなわち粘着
摩擦を高めることにより、凍結路面に対するグリップ力
を高めることが工夫されている。
【０００５】凍結路面に対するグリップ力を高める方法
としては、発進、制動時の摩擦によって凍結路面が融解
して発生する水膜を排除してトレッドゴムと氷面との接
触面積を増大、あるいはゴム質を柔らかくして路面との
接触面積を増大することにより、粘着摩擦を高める方法
がある。
としては、発進、制動時の摩擦によって凍結路面が融解
して発生する水膜を排除してトレッドゴムと氷面との接
触面積を増大、あるいはゴム質を柔らかくして路面との
接触面積を増大することにより、粘着摩擦を高める方法
がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】トレッド表面の凹凸を
増やすことにより、前述の掘り起こし摩擦を増大するだ
けでなく、凹部に周囲の水を吸い上げることによって水
膜を除去することができる。しかし、水膜除去のために
凹部を増やすことは氷面との接触面積の減少につなが
り、接触面積増大によるグリップ力の向上とは相反する
ため、その効果には限界がある。
増やすことにより、前述の掘り起こし摩擦を増大するだ
けでなく、凹部に周囲の水を吸い上げることによって水
膜を除去することができる。しかし、水膜除去のために
凹部を増やすことは氷面との接触面積の減少につなが
り、接触面積増大によるグリップ力の向上とは相反する
ため、その効果には限界がある。
【０００７】一方、特定ゴム成分にカオリナイト粘土及
び３，３' −ビス（トリメトキシシリルプロピル）ポリ
スルフィドを含有したトレッドゴム組成物は湿時スキッ
ド抵抗を改善できることが、米国特許Ｎｏ．４５２２９
７０に開示されている。しかし、開示されている実施例
ではスタッドレスタイヤ用トレッドゴムの氷上性能とし
ては、不十分である。また、クレーを配合した場合、一
般にゴムとしての補強性が低下し、開示されている実施
例においても一般にタイヤに使用されるゴム成分（ポリ
ブタジエン及びＳＢＲ）では摩耗量が大きく、トレッド
ゴムとして不適である。
び３，３' −ビス（トリメトキシシリルプロピル）ポリ
スルフィドを含有したトレッドゴム組成物は湿時スキッ
ド抵抗を改善できることが、米国特許Ｎｏ．４５２２９
７０に開示されている。しかし、開示されている実施例
ではスタッドレスタイヤ用トレッドゴムの氷上性能とし
ては、不十分である。また、クレーを配合した場合、一
般にゴムとしての補強性が低下し、開示されている実施
例においても一般にタイヤに使用されるゴム成分（ポリ
ブタジエン及びＳＢＲ）では摩耗量が大きく、トレッド
ゴムとして不適である。
【０００８】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、一般に使用さ
れるジエン系ゴム成分を用いるにも拘らず、水膜を除去
するとともに路面との接触面積を増大させて粘着摩擦力
を向上せしめることにより、トレッドゴムとしての補強
性が問題とならない範囲で氷上性能を向上せしめること
ができるトレッドゴム組成物を提供することにある。
たものであり、その目的とするところは、一般に使用さ
れるジエン系ゴム成分を用いるにも拘らず、水膜を除去
するとともに路面との接触面積を増大させて粘着摩擦力
を向上せしめることにより、トレッドゴムとしての補強
性が問題とならない範囲で氷上性能を向上せしめること
ができるトレッドゴム組成物を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、トレッド
表面に水をつきにくくすることにより、タイヤと路面と
の接触面積を増大すべく、疎水性、撥水性に優れたゴム
組成物に着目して、本発明の完成に到った。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ばれた少な
くとも１種を主成分とするジエン系ゴム１００重量部に
対して、カオリナイトを主成分とし且つ吸油量が５０〜
７０ｇ／１００ｇであるクレーを１０〜４０重量部、及
びシランカップリング剤を０．１〜８重量部含有してい
ることを特徴とする。
表面に水をつきにくくすることにより、タイヤと路面と
の接触面積を増大すべく、疎水性、撥水性に優れたゴム
組成物に着目して、本発明の完成に到った。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ばれた少な
くとも１種を主成分とするジエン系ゴム１００重量部に
対して、カオリナイトを主成分とし且つ吸油量が５０〜
７０ｇ／１００ｇであるクレーを１０〜４０重量部、及
びシランカップリング剤を０．１〜８重量部含有してい
ることを特徴とする。
【００１０】シランカップリング剤は、予め前記クレー
に処理された状態で含有していることが好ましい。ま
た、前記クレーは６００℃〜８００℃で焼成したもの、
特に非晶質のメタカオリンであることが好ましい。
に処理された状態で含有していることが好ましい。ま
た、前記クレーは６００℃〜８００℃で焼成したもの、
特に非晶質のメタカオリンであることが好ましい。
【００１１】
【実施例】本発明のトレッドゴム組成物のゴム成分たる
ポリマーとしては、凍結路面に対しても路面との接触面
積を確保できるように、ガラス転移点（Ｔｇ）が低く、
低温でも硬化しにくいジエン系ゴム、具体的には天然ゴ
ム、ポリイソプレン、ポリブタジエンが用いられる。天
然ゴム、ポリイソプレン、ポリブタジエンは単独で用い
てもよいし、２種以上組み合わせて用いてもよい。ま
た、必要に応じてＳＢＲ等の他のジエン系ポリマーを添
加してもよい。
ポリマーとしては、凍結路面に対しても路面との接触面
積を確保できるように、ガラス転移点（Ｔｇ）が低く、
低温でも硬化しにくいジエン系ゴム、具体的には天然ゴ
ム、ポリイソプレン、ポリブタジエンが用いられる。天
然ゴム、ポリイソプレン、ポリブタジエンは単独で用い
てもよいし、２種以上組み合わせて用いてもよい。ま
た、必要に応じてＳＢＲ等の他のジエン系ポリマーを添
加してもよい。
【００１２】本発明のトレッドゴム組成物には、タイヤ
表面と路面との間の水膜を排除するために、主成分がカ
オリナイトで且つ吸油量がクレー１００ｇあたり５０〜
７０ｇ（以下、吸油量５０ｇ／１００ｇ〜７０ｇ／１０
０ｇと表示）するクレーが配合されている。ここで、吸
油量とは、クレーを一定時間浸漬したときにクレーに吸
収される量をいい、ストラクチャーの程度を表す指標と
なる。クレーの吸油量が５０ｇ／１００ｇ未満では、ト
レッドに適用した場合、補強性が不足し、トレッドのか
け、早期摩耗を引き起こしやすい。一方、クレーの吸油
量が７０ｇ／１００ｇを超えると、クレーの凝集体が小
さすぎて、換言すると微粉末となって造粒できないた
め、取扱いが困難になる。尚、従来より、タイヤ用ゴム
組成物に配合されているクレーとしては、ハードクレー
（吸油量が２０ｇ／１００ｇ〜４０ｇ／１００ｇ程度）
が一般に知られているが、スタッドレスタイヤ用のトレ
ッドゴムに適用した場合、氷雪性能の改善の効果が小さ
く、補強性が不足する傾向にある。ゴムの補強性の低下
は、タイヤトレッドにおいて耐摩耗性の低下、破壊特性
の低下等をもたらすために好ましくない。
表面と路面との間の水膜を排除するために、主成分がカ
オリナイトで且つ吸油量がクレー１００ｇあたり５０〜
７０ｇ（以下、吸油量５０ｇ／１００ｇ〜７０ｇ／１０
０ｇと表示）するクレーが配合されている。ここで、吸
油量とは、クレーを一定時間浸漬したときにクレーに吸
収される量をいい、ストラクチャーの程度を表す指標と
なる。クレーの吸油量が５０ｇ／１００ｇ未満では、ト
レッドに適用した場合、補強性が不足し、トレッドのか
け、早期摩耗を引き起こしやすい。一方、クレーの吸油
量が７０ｇ／１００ｇを超えると、クレーの凝集体が小
さすぎて、換言すると微粉末となって造粒できないた
め、取扱いが困難になる。尚、従来より、タイヤ用ゴム
組成物に配合されているクレーとしては、ハードクレー
（吸油量が２０ｇ／１００ｇ〜４０ｇ／１００ｇ程度）
が一般に知られているが、スタッドレスタイヤ用のトレ
ッドゴムに適用した場合、氷雪性能の改善の効果が小さ
く、補強性が不足する傾向にある。ゴムの補強性の低下
は、タイヤトレッドにおいて耐摩耗性の低下、破壊特性
の低下等をもたらすために好ましくない。
【００１３】本発明に用いられるクレーとしては、上記
要件を満たすものであればよいが、６００℃〜８００℃
で焼成したクレーが好ましい。カオリナイトを主成分と
するクレーは表面に親水基が表出していたり、結晶中に
構造水を含有している場合があるので、６００℃〜８０
０℃で焼成することにより、構造水を失って疎水性が向
上し、トレッドゴムの撥水性に寄与するからである。一
方、６００℃未満の焼成では結晶中の構造水をとばすこ
とが困難であり、８００℃を超えるとカオリナイトの結
晶構造が変化しやすくなるからである。尚、クレーの撥
水性をさらに高めるために、焼成後シランカップリング
剤で処理することが好ましい。
要件を満たすものであればよいが、６００℃〜８００℃
で焼成したクレーが好ましい。カオリナイトを主成分と
するクレーは表面に親水基が表出していたり、結晶中に
構造水を含有している場合があるので、６００℃〜８０
０℃で焼成することにより、構造水を失って疎水性が向
上し、トレッドゴムの撥水性に寄与するからである。一
方、６００℃未満の焼成では結晶中の構造水をとばすこ
とが困難であり、８００℃を超えるとカオリナイトの結
晶構造が変化しやすくなるからである。尚、クレーの撥
水性をさらに高めるために、焼成後シランカップリング
剤で処理することが好ましい。
【００１４】クレーの含有量は、ゴム成分１００重量部
あたり、１０〜４０重量部、好ましくは１０〜３０重量
部である。クレーの配合量が４０重量部を越えると、特
に低温での補強性が低下するので好ましくない。一方、
クレーの配合量が１０重量部未満では、本発明の凍結路
面に対するグリップ力の向上がほとんど認められない。
あたり、１０〜４０重量部、好ましくは１０〜３０重量
部である。クレーの配合量が４０重量部を越えると、特
に低温での補強性が低下するので好ましくない。一方、
クレーの配合量が１０重量部未満では、本発明の凍結路
面に対するグリップ力の向上がほとんど認められない。
【００１５】ゴム組成物は、一般にクレーの配合により
補強性が低下する傾向にあるので、本発明のトレッド用
ゴム組成物には、さらに、カーボンブラック又はシリカ
等の補強剤を配合することが好ましい。この場合、カー
ボンブラック等の補強剤の含有量（補強剤総量）とクレ
ー配合量との合計量に対するクレーの含有率が１５〜８
０重量％となるようにすることが好ましい。なお、補強
剤総量としては、ゴム成分１００重量部あたり、５０〜
９０重量部とすることが好ましい。
補強性が低下する傾向にあるので、本発明のトレッド用
ゴム組成物には、さらに、カーボンブラック又はシリカ
等の補強剤を配合することが好ましい。この場合、カー
ボンブラック等の補強剤の含有量（補強剤総量）とクレ
ー配合量との合計量に対するクレーの含有率が１５〜８
０重量％となるようにすることが好ましい。なお、補強
剤総量としては、ゴム成分１００重量部あたり、５０〜
９０重量部とすることが好ましい。
【００１６】本発明のトレッドゴム組成物は、さらに、
撥水性を高めるためにシランカップリング剤を添加する
ことが好ましい。シランカップリング剤としては、Ｘ3
ＳｉＲ（式中、Ｘはアルコキシ基又は塩素原子を表し、
Ｒはビニル基、グリシド基、メタクリル基、アミノ基、
メルカプト基、エポキシ基、又はイミド基のいずれか１
種を表す）又は（Ｃn Ｈ2n+1Ｏ)3−Ｓｉ−（ＣＨ2)m −
Ｓk −（ＣＨ2)m −Ｓｉ−（Ｃn Ｈ2n+1Ｏ)3 （式中、
ｎは１〜４の整数を示し、ｍ、ｋは各々１〜６の整数を
示す。）で表されるシランカップリング剤が好ましく用
いられる。このようなシランカップリング剤は、ゴム組
成物中の無機質及び有機質と各々化学結合して、無機質
と有機質との界面を結び付ける役割をすることができ
る。シランカップリング剤の配合量としては、ゴム組成
物中、ゴム１００重量部あたり０．１〜８重量部、好ま
しくは０．１〜５重量部となる量が好ましい。０．１重
量部未満では効果が認められず、８重量部を超えるとコ
ストが高くなりすぎるからである。
撥水性を高めるためにシランカップリング剤を添加する
ことが好ましい。シランカップリング剤としては、Ｘ3
ＳｉＲ（式中、Ｘはアルコキシ基又は塩素原子を表し、
Ｒはビニル基、グリシド基、メタクリル基、アミノ基、
メルカプト基、エポキシ基、又はイミド基のいずれか１
種を表す）又は（Ｃn Ｈ2n+1Ｏ)3−Ｓｉ−（ＣＨ2)m −
Ｓk −（ＣＨ2)m −Ｓｉ−（Ｃn Ｈ2n+1Ｏ)3 （式中、
ｎは１〜４の整数を示し、ｍ、ｋは各々１〜６の整数を
示す。）で表されるシランカップリング剤が好ましく用
いられる。このようなシランカップリング剤は、ゴム組
成物中の無機質及び有機質と各々化学結合して、無機質
と有機質との界面を結び付ける役割をすることができ
る。シランカップリング剤の配合量としては、ゴム組成
物中、ゴム１００重量部あたり０．１〜８重量部、好ま
しくは０．１〜５重量部となる量が好ましい。０．１重
量部未満では効果が認められず、８重量部を超えるとコ
ストが高くなりすぎるからである。
【００１７】シランカップリング剤は、単独で組成物中
に添加してもよいし、クレーの処理剤として添加されて
もよいが、クレーの処理剤として添加する方が効果的で
ある。すなわち、予めクレーをシランカップリング剤で
処理した状態でゴム組成物に配合すると、シランカップ
リング剤を介してクレーの疎水性、撥水性効果が作用す
ることができるので、ゴム組成物（ゴム成分だけでな
く、後述の配合剤も含まれる）中の親水性部分を疎水性
に変えてトレッドゴム自体に撥水性を付与することがで
きる。トレッドゴム自体に撥水性が付与されると、氷と
トレッドゴム間に介在する水膜のトレッドゴムへの付着
を抑制するとともに、トレッドゴム表面に付着した水滴
が容易に除去される。この結果、トレッドゴムと氷との
真実の接触面積が増大し、粘着摩擦が増大する。すなわ
ち、氷上路面でのグリップ力が向上する。
に添加してもよいし、クレーの処理剤として添加されて
もよいが、クレーの処理剤として添加する方が効果的で
ある。すなわち、予めクレーをシランカップリング剤で
処理した状態でゴム組成物に配合すると、シランカップ
リング剤を介してクレーの疎水性、撥水性効果が作用す
ることができるので、ゴム組成物（ゴム成分だけでな
く、後述の配合剤も含まれる）中の親水性部分を疎水性
に変えてトレッドゴム自体に撥水性を付与することがで
きる。トレッドゴム自体に撥水性が付与されると、氷と
トレッドゴム間に介在する水膜のトレッドゴムへの付着
を抑制するとともに、トレッドゴム表面に付着した水滴
が容易に除去される。この結果、トレッドゴムと氷との
真実の接触面積が増大し、粘着摩擦が増大する。すなわ
ち、氷上路面でのグリップ力が向上する。
【００１８】本発明のゴム組成物には、上記化合物の
他、さらに通常のゴム工業で用いられる配合剤である加
硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、老化防止剤、軟化剤
等を含んでもよい。また、水膜の排除効果や路面の堀り
起こし摩擦を高めるために、有機繊維を混入したり、あ
るいは発泡剤を添加してタイヤ作成時に発泡させてもよ
い。 〔具体的実施例〕表１に示すポリマー及び各種添加剤を
配合し、さらに表２に示す各種配合剤（カオリナイトを
主成分とするクレー、カーボンブラック、及びシランカ
ップリング剤）を表２に示す量だけ配合して、実施例１
〜５及び比較例１〜６のゴム組成物を調製した。
他、さらに通常のゴム工業で用いられる配合剤である加
硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、老化防止剤、軟化剤
等を含んでもよい。また、水膜の排除効果や路面の堀り
起こし摩擦を高めるために、有機繊維を混入したり、あ
るいは発泡剤を添加してタイヤ作成時に発泡させてもよ
い。 〔具体的実施例〕表１に示すポリマー及び各種添加剤を
配合し、さらに表２に示す各種配合剤（カオリナイトを
主成分とするクレー、カーボンブラック、及びシランカ
ップリング剤）を表２に示す量だけ配合して、実施例１
〜５及び比較例１〜６のゴム組成物を調製した。
【００１９】ここで、表１に示すポリブタジエンとし
て、宇部興産株式会社製のウベポールＢＲ１５０Ｌ（商
品名）を用いた。老化防止剤として、精工化学社製のオ
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、大内新興化学社製のノクセラ
−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。
て、宇部興産株式会社製のウベポールＢＲ１５０Ｌ（商
品名）を用いた。老化防止剤として、精工化学社製のオ
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、大内新興化学社製のノクセラ
−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。
【００２０】表２に示すカーボンブラックとして、昭和
キャボット社製のショーブラックＮ２２０を用いた。ク
レーとしては、３種類のクレーＡ，Ｂ，Ｃを用いた。ク
レーＡ，Ｂは、いずれも６００℃で焼成した非晶質のメ
タカオリンで吸油量５５ｇ／１００ｇである。クレーＣ
は、いわゆるハードクレーとよばれているものであり、
吸油量４０ｇ／１００ｇである。クレーＢ及びクレーＣ
は、ともにシランカップリング剤であるビニル−トリ
（２−メトキシエトキシ）シランで処理したもので、シ
ランカップリング剤が１重量％含まれている。実施例６
及び比較例２については、クレーＡとは別に、シランカ
ップリング剤としてデグッサ社製のＳｉ６９を添加し
た。Ｓｉ６９は、ビス（３−トリエトキシシリルプロピ
ル）テトラスルフェンである。尚、ゴム組成物の調製に
おいて、各実施例及び比較例の組成物の硬度が等しくな
るように、プロセスオイルを表２に示す量だけ配合し
た。
キャボット社製のショーブラックＮ２２０を用いた。ク
レーとしては、３種類のクレーＡ，Ｂ，Ｃを用いた。ク
レーＡ，Ｂは、いずれも６００℃で焼成した非晶質のメ
タカオリンで吸油量５５ｇ／１００ｇである。クレーＣ
は、いわゆるハードクレーとよばれているものであり、
吸油量４０ｇ／１００ｇである。クレーＢ及びクレーＣ
は、ともにシランカップリング剤であるビニル−トリ
（２−メトキシエトキシ）シランで処理したもので、シ
ランカップリング剤が１重量％含まれている。実施例６
及び比較例２については、クレーＡとは別に、シランカ
ップリング剤としてデグッサ社製のＳｉ６９を添加し
た。Ｓｉ６９は、ビス（３−トリエトキシシリルプロピ
ル）テトラスルフェンである。尚、ゴム組成物の調製に
おいて、各実施例及び比較例の組成物の硬度が等しくな
るように、プロセスオイルを表２に示す量だけ配合し
た。
【００２１】調製したゴム組成物を用いて加硫ゴム試験
片を作成し、下記方法にて破壊特性及び水との接触角を
評価した。また、上記ゴム組成物を用いて、１６５Ｒ１
３のスタッドレスタイヤを作成し、このタイヤの氷上性
能を下記方法にて評価した。結果を併せて表２に示す。
片を作成し、下記方法にて破壊特性及び水との接触角を
評価した。また、上記ゴム組成物を用いて、１６５Ｒ１
３のスタッドレスタイヤを作成し、このタイヤの氷上性
能を下記方法にて評価した。結果を併せて表２に示す。
【００２２】
【表１】
【００２３】〔評価方法〕 破壊特性；ゴムの引き裂き強さを、ＪＩＳ Ｋ６３０１
に準じて測定した。クレー及びシランカップリンング剤
を含有しないゴム組成物（比較例１）の引き裂き強さの
測定値を１００として、他のゴム組成物の引き裂き強さ
の測定値を指数で表した。指数で表された数字が小さい
程、破壊特性が劣っていることを示す。但し、氷雪路面
では通常の路面に比べて破壊特性に対する要求はそれ程
厳しくないことから、破壊特性が８０を超える程度であ
ればスタッドレスタイヤのトレッドとして実用上問題は
ない。
に準じて測定した。クレー及びシランカップリンング剤
を含有しないゴム組成物（比較例１）の引き裂き強さの
測定値を１００として、他のゴム組成物の引き裂き強さ
の測定値を指数で表した。指数で表された数字が小さい
程、破壊特性が劣っていることを示す。但し、氷雪路面
では通常の路面に比べて破壊特性に対する要求はそれ程
厳しくないことから、破壊特性が８０を超える程度であ
ればスタッドレスタイヤのトレッドとして実用上問題は
ない。
【００２４】氷上性能；上記ゴム組成物を用いて１６５
Ｒ１３のスタッドレスタイヤ（内圧；２ｋｇｆ／ｃ
ｍ2 ）を作成し、このタイヤを１５００ｃｃの前輪駆動
（ＦＦ）方式のアンチロックブレーキシステム（ＡＢ
Ｓ）車に取り付けて、下記条件下で測定を行った。
Ｒ１３のスタッドレスタイヤ（内圧；２ｋｇｆ／ｃ
ｍ2 ）を作成し、このタイヤを１５００ｃｃの前輪駆動
（ＦＦ）方式のアンチロックブレーキシステム（ＡＢ
Ｓ）車に取り付けて、下記条件下で測定を行った。
【００２５】測定場所；住友ゴムの名寄テストコース
（氷盤路） 気温；−６．５℃ 氷温；−４．０℃ 測定は、時速３０ｋｍ／ｈで走行した後、急制動し、車
輪がロックされてから停止するまでの距離を求め、比較
例１における停止距離を１００として、他の実施例、比
較例について測定した停止距離を指数で表した。指数の
値が小さい程氷上性能が良好であることを示す。
（氷盤路） 気温；−６．５℃ 氷温；−４．０℃ 測定は、時速３０ｋｍ／ｈで走行した後、急制動し、車
輪がロックされてから停止するまでの距離を求め、比較
例１における停止距離を１００として、他の実施例、比
較例について測定した停止距離を指数で表した。指数の
値が小さい程氷上性能が良好であることを示す。
【００２６】接触角；接触角とは、図１に示すように、
ゴム１表面に水滴２が付着した状態において、ゴム１と
水滴２との境界が接する角度（θ）をいい、ゴムに対す
る水の濡れやすさを表す。接触角が鈍角である程、濡れ
にくく、ゴムの撥水性が優れていることを示す。
ゴム１表面に水滴２が付着した状態において、ゴム１と
水滴２との境界が接する角度（θ）をいい、ゴムに対す
る水の濡れやすさを表す。接触角が鈍角である程、濡れ
にくく、ゴムの撥水性が優れていることを示す。
【００２７】図２に示す装置システムを用いて、前進
時、後退時について各々接触角の余弦（ｃｏｓ）を計測
し、下式により接触角を求めた。式中、θａは前進時の
接触角であり、θｒは後退時の接触角である。 θ＝ｃｏｓ-1｛１／２×（ｃｏｓθａ＋ｃｏｓθｒ）｝ 比較例１におけるθの値を１００として、他の実施例、
比較例のθを指数で表した。指数の値が大きい程、接触
角が大きい（鈍角である）ことを示す。
時、後退時について各々接触角の余弦（ｃｏｓ）を計測
し、下式により接触角を求めた。式中、θａは前進時の
接触角であり、θｒは後退時の接触角である。 θ＝ｃｏｓ-1｛１／２×（ｃｏｓθａ＋ｃｏｓθｒ）｝ 比較例１におけるθの値を１００として、他の実施例、
比較例のθを指数で表した。指数の値が大きい程、接触
角が大きい（鈍角である）ことを示す。
【００２８】
【表２】
【００２９】〔評価〕表２からわかるように、吸油量が
本発明の範囲内であるクレーＡ又はクレーＢを１０重量
部以上配合したゴム組成物（実施例、比較例２，４，
５）は、クレーを全く配合しない（比較例１）又はクレ
ーの配合量が少ないゴム組成物（比較例３）又は吸油量
が本発明の範囲外であるクレーＣを配合したゴム組成物
（比較例６）と比べて氷上性能が優れていた。一方、ク
レーの配合により破壊特性は低下する傾向にあり、クレ
ーの配合量が４０重量部以下では実用上許容範囲内の低
下に抑えることができるが（実施例）、４０重量部を超
えるゴム組成物（比較例２，４）では、破壊特性が低下
しすぎる。特に、補強剤たるカーボンブラックの配合量
が少なすぎると、シランカップリング剤を多量に配合し
ても、破壊特性の低下は避けられない（比較例２）。ま
た、吸油量が本発明の範囲内であるクレーを本発明の範
囲内の量だけ配合する場合であっても、シランカップリ
ング剤が配合されていないゴム組成物（比較例５）で
は、実用上、破壊特性が問題となる。従って、シランカ
ップリング剤とともに、吸油量が所定の範囲内であるク
レーを所定範囲内で配合することにより、破壊特性が実
用上許容範囲内で氷上特性を向上することができる。ま
た、安全な破壊特性を確保するためには、カーボンブラ
ックを５０重量部以上配合することが好ましいことがわ
かる。
本発明の範囲内であるクレーＡ又はクレーＢを１０重量
部以上配合したゴム組成物（実施例、比較例２，４，
５）は、クレーを全く配合しない（比較例１）又はクレ
ーの配合量が少ないゴム組成物（比較例３）又は吸油量
が本発明の範囲外であるクレーＣを配合したゴム組成物
（比較例６）と比べて氷上性能が優れていた。一方、ク
レーの配合により破壊特性は低下する傾向にあり、クレ
ーの配合量が４０重量部以下では実用上許容範囲内の低
下に抑えることができるが（実施例）、４０重量部を超
えるゴム組成物（比較例２，４）では、破壊特性が低下
しすぎる。特に、補強剤たるカーボンブラックの配合量
が少なすぎると、シランカップリング剤を多量に配合し
ても、破壊特性の低下は避けられない（比較例２）。ま
た、吸油量が本発明の範囲内であるクレーを本発明の範
囲内の量だけ配合する場合であっても、シランカップリ
ング剤が配合されていないゴム組成物（比較例５）で
は、実用上、破壊特性が問題となる。従って、シランカ
ップリング剤とともに、吸油量が所定の範囲内であるク
レーを所定範囲内で配合することにより、破壊特性が実
用上許容範囲内で氷上特性を向上することができる。ま
た、安全な破壊特性を確保するためには、カーボンブラ
ックを５０重量部以上配合することが好ましいことがわ
かる。
【００３０】また、実施例３と実施例５との比較から、
シランカップリング剤は、単独で配合するよりもクレー
に処理した状態で配合する方が、氷上特性が向上するこ
とがわかる。さらに、実施例１〜５において、シランカ
ップリング剤処理したクレーの配合量に比例して接触角
が大きくなり、氷上性能が向上していることがわかる。
このことから、予めクレーに処理することによりクレー
と結合したシランカップリング剤は、クレーとともにゴ
ム組成物中の親水性部分に作用して、トレッドゴムの撥
水性向上に効果的であることがわかる。さらにまた、実
施例５と比較例５との比較から、シランカップリング剤
の配合が、クレーとの破壊特性の向上に寄与しているだ
けでなく、クレーとの相乗作用により氷上性能の向上に
も寄与していることがわかる。
シランカップリング剤は、単独で配合するよりもクレー
に処理した状態で配合する方が、氷上特性が向上するこ
とがわかる。さらに、実施例１〜５において、シランカ
ップリング剤処理したクレーの配合量に比例して接触角
が大きくなり、氷上性能が向上していることがわかる。
このことから、予めクレーに処理することによりクレー
と結合したシランカップリング剤は、クレーとともにゴ
ム組成物中の親水性部分に作用して、トレッドゴムの撥
水性向上に効果的であることがわかる。さらにまた、実
施例５と比較例５との比較から、シランカップリング剤
の配合が、クレーとの破壊特性の向上に寄与しているだ
けでなく、クレーとの相乗作用により氷上性能の向上に
も寄与していることがわかる。
【００３１】
【発明の効果】本発明のトレッドゴム組成物は、シラン
カップリング剤とともに、吸油量が所定範囲内のクレー
を一定量配合しているので、補強性をそれ程低下させる
ことなく、撥水性、疎水性を有する。特に、クレーをシ
ランカップリング剤で処理した状態で配合すると、トレ
ッドゴム自体の撥水性を向上させることができるので、
氷上路面との接触面積の向上に寄与して粘着摩擦を大き
くすることができ、極めて優れた氷上性能を示す。ま
た、クレーとして、約６００℃で焼成したものを用いる
ことにより、撥水性、疎水性を効果的に発揮できる。さ
らに、カーボンブラック等の補強剤を所定量配合するこ
とにより、破壊特性の低下を抑制できる。
カップリング剤とともに、吸油量が所定範囲内のクレー
を一定量配合しているので、補強性をそれ程低下させる
ことなく、撥水性、疎水性を有する。特に、クレーをシ
ランカップリング剤で処理した状態で配合すると、トレ
ッドゴム自体の撥水性を向上させることができるので、
氷上路面との接触面積の向上に寄与して粘着摩擦を大き
くすることができ、極めて優れた氷上性能を示す。ま
た、クレーとして、約６００℃で焼成したものを用いる
ことにより、撥水性、疎水性を効果的に発揮できる。さ
らに、カーボンブラック等の補強剤を所定量配合するこ
とにより、破壊特性の低下を抑制できる。
【００３２】従って、本発明のトレッドゴム組成物は、
破壊特性、摩耗性の要求はそれ程厳しくないが、氷雪上
での制動性が厳しく要求されるスタッドレスタイヤ用の
トレッドゴム組成物として最適である。
破壊特性、摩耗性の要求はそれ程厳しくないが、氷雪上
での制動性が厳しく要求されるスタッドレスタイヤ用の
トレッドゴム組成物として最適である。
【図１】接触角を説明するための図である。
【図２】接触角の測定に用いた装置システムを示す図で
ある。
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 角丸 一夫 兵庫県神戸市北区筑紫が丘５−２−９
Claims (5)
- 【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ばれた少なくとも１種を主成
分とするジエン系ゴム１００重量部に対して、カオリナ
イトを主成分とし且つ吸油量が５０〜７０ｇ／１００ｇ
であるクレーを１０〜４０重量部、及びシランカップリ
ング剤を０．１〜８重量部含有していることを特徴とす
るトレッドゴム組成物。 - 【請求項２】 シランカップリング剤は、予め前記クレ
ーに処理された状態で含有し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。 - 【請求項３】 前記クレーは６００℃〜８００℃で焼成
したもの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。 - 【請求項４】 前記クレーは非晶質のメタカオリンであ
ることを特徴とする請求項３に記載のトレッドゴム組成
物。 - 【請求項５】 補強剤として、ゴム成分１００重量部あ
たり補強剤を５０〜９０重量部含有していることを特徴
とする請求項１〜４に記載のトレッドゴム組成物。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6258469A JP2865577B2 (ja) | 1993-11-26 | 1994-10-24 | トレッドゴム組成物 |
| US08/345,826 US6147151A (en) | 1993-11-26 | 1994-11-21 | Tread rubber composition and tire using the composition |
| DE69422696T DE69422696T2 (de) | 1993-11-26 | 1994-11-25 | Kautschukmischung für Laufflächen und daraus hergestellter Reifen |
| EP94308717A EP0655480B1 (en) | 1993-11-26 | 1994-11-25 | Tread rubber composition and tyre using the composition |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29691393 | 1993-11-26 | ||
| JP5-296913 | 1994-07-21 | ||
| JP16982094 | 1994-07-21 | ||
| JP6-169820 | 1994-07-21 | ||
| JP6258469A JP2865577B2 (ja) | 1993-11-26 | 1994-10-24 | トレッドゴム組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0885738A true JPH0885738A (ja) | 1996-04-02 |
| JP2865577B2 JP2865577B2 (ja) | 1999-03-08 |
Family
ID=27323243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6258469A Expired - Fee Related JP2865577B2 (ja) | 1993-11-26 | 1994-10-24 | トレッドゴム組成物 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6147151A (ja) |
| EP (1) | EP0655480B1 (ja) |
| JP (1) | JP2865577B2 (ja) |
| DE (1) | DE69422696T2 (ja) |
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| KR100476015B1 (ko) * | 2002-07-05 | 2005-03-10 | 금호타이어 주식회사 | 황토를 충진제로 하는 타이어 트래드용 고무조성물 |
| JP2010090289A (ja) * | 2008-10-08 | 2010-04-22 | Toyo Tire & Rubber Co Ltd | ゴム組成物及び空気入りタイヤ |
| JP2017031296A (ja) * | 2015-07-31 | 2017-02-09 | 松本油脂製薬株式会社 | 未加硫ゴム用防着剤及びその利用 |
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| US6271298B1 (en) | 1999-04-28 | 2001-08-07 | Southern Clay Products, Inc. | Process for treating smectite clays to facilitate exfoliation |
| US6342560B1 (en) | 1999-08-19 | 2002-01-29 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Chemically modified fillers and polymeric compositions containing same |
| US6649684B1 (en) | 1999-08-19 | 2003-11-18 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Chemically treated fillers and polymeric compositions containing same |
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- 1994-11-25 DE DE69422696T patent/DE69422696T2/de not_active Expired - Fee Related
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| DE69422696D1 (de) | 2000-02-24 |
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