JPH10204221A - スタッドレスタイヤおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐摩耗性および耐破壊性を低下させることな
く、氷雪上性能を大幅に向上させたスタッドレスタイヤ
およびその製造方法を提供する。 【解決手段】 トレッドゴムのマトリックスゴムがガラ
ス転移点（Ｔｇ）−４０℃以下のゴム（Ａ）１であり、
該ゴム（Ａ）１００重量部中に、０℃における硬度ＨＤ
が７０以上の硬質ゴム（Ｂ）２の粒状体４が５〜５０重
量部分散されており、前記粒状体４中に前記無機充填剤
３が前記硬質ゴム（Ｂ）１００重量部に対し４０重量部
以上含まれているトレッド部を有するスタッドレスタイ
ヤである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はスタッドレスタイヤ
およびその製造方法に関し、特に氷雪路面上での制動、
駆動、コーナリング性等の走行性能（以下単に「氷雪路
性能」と称する）を著しく向上した、乗用車及びトラッ
ク、バス用等のスタッドレスタイヤおよびその製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、氷上でのスパイク効果により
氷上性能の向上を狙ったスタッドレスタイヤは多数提案
され、特許出願されている。例えば、硬質の無機充填剤
等をトレッドゴムに配合し、その引っ掻き効果により氷
雪上性能の向上を狙った技術がが特開昭６３−２９７１
０６号公報、特開昭６０−２５８２３５号公報等に開示
されており、また無機充填剤としてトレッドゴムに砂が
混入されたタイヤも出願されている。

【０００３】一方、トレッドのマトリックスゴム中に高
硬度ゴムを散在させ、硬質ゴムのスパイク効果により氷
雪上性能の向上を狙ったスタッドレスタイヤが特開昭６
０−１３９５０３号、特開平１−１９０５０３号、特公
平７−２５９５２号公報等に開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来より多数出願され
ている無機充填剤等を直接トレッドに配合する手法に
は、原料ポリマーと無機系充填剤との間に殆ど接着力が
存在しないことに起因して、タイヤの耐摩耗性および耐
破壊性が低下するという問題があった。また、かかる接
着力が低いということは、通常走行においては無機系充
填剤がトレッド表面から脱離してしまい、実際にスパイ
ク効果を発揮するものは極少量になってしまうという問
題があった。更に、実際に氷の上で無機充填剤の様なも
のがスパイク効果を良好に発揮するためには、そのもの
自体がミクロ的な凹凸を有していることが要求された。

【０００５】一方、トレッドのマトリックスゴム中に硬
質ゴムを散在させる手法は、これら両者の接着力は良好
であるものの、ゴムによるスパイク効果では氷を引っ掻
くには軟かすぎること、また走行による摩耗により硬質
ゴム自体の表面も平滑化してしまいスパイク効果そのも
のが発生しにくい状況となることなどから、必ずしも十
分に満足の得られる手法とはいえなかった。

【０００６】そこで本発明の目的は、耐摩耗性および耐
破壊性を低下させることなく、氷雪上性能を大幅に向上
させたスタッドレスタイヤおよびその製造方法を提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく鋭意検討した結果、所定のガラス転移点を
有するトレッドのマトリックスゴム中に、硬質ゴムと無
機充填剤とからなる粒状体を所定量分散させることによ
り、耐摩耗性および耐破壊性を損なうことなく高い氷雪
上性能が得られることを見出し、本発明を完成するに至
った。

【０００８】即ち、本発明のスタッドレスタイヤは、ト
レッドゴムのマトリックスゴムがガラス転移点（Ｔｇ）
−４０℃以下のゴム（Ａ）であり、該ゴム（Ａ）１００
重量部中に、０℃における硬度ＨＤが７０以上の硬質ゴ
ム（Ｂ）に無機充填剤が４０重量部以上含まれる粒状体
が５〜５０重量部分散されているトレッド部を有するこ
とを特徴とするものである。

【０００９】前記粒状体の粒径は、好ましくは０．１〜
２０ｍｍであり、また前記無機充填剤は氷より硬く、か
つその粒径が０．５μｍ〜５ｍｍであるものが好まし
い。

【００１０】また、本発明は、前記スタッドレスタイヤ
の製造に方法に関し、本発明の製造方法は、硬質ゴム
（Ｂ）１００重量部に対し４０重量部以上の無機充填剤
を配合し、得られたゴム組成物を半加硫した後粒状化し
て粒状体を得、前記粒状体をマトリックスゴム（Ａ）１
００重量部に対して硬質ゴム（Ｂ）が５〜５０重量部と
なるように混入し、混練後、押出すことによりトレッド
ゴムを形成せしめることを特徴とするものである。

【００１１】前記硬質ゴム（Ｂ）のタイヤ加硫後の０℃
における硬度ＨＤを７０以上とすることが好ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的に説明す
る。本発明のスタッドレスタイヤのトレッドにおいて、
マトリックスを構成するゴム（Ａ）は、良好な氷雪上性
能を確保するためにガラス転移点（Ｔｇ）が−４０℃以
下であることを要する。このマトリックスゴム（Ａ）
は、氷雪上性能を高めるために発泡ゴムとしてもよい。
かかるゴム（Ａ）のゴム成分として、例えば天然ゴム、
ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、ブチルゴム
の単独またはこれらの２種以上の混合物、あるいはこれ
らにスチレンブタジエンゴムを混合した混合物を挙げる
ことができる。

【００１３】マトリックスを構成するゴム（Ａ）中に分
散させる粒状体は、０℃における硬度ＨＤが７０以上の
硬質ゴム（Ｂ）と無機充填剤とからなる。かかる硬質ゴ
ムの０℃における硬度ＨＤが７０未満では、硬質ゴム
（Ｂ）中に入れ込む無機充填剤に対する物理的な拘束力
に劣り、好ましくない。即ち、かかる硬度ＨＤを７０以
上とすることにより無機充填剤の動きを抑え、走行中の
脱離を防ぐことができる。なお、ここで硬度ＨＤは、Ｊ
ＩＳ−Ｋ−６３０１に準拠したスプリング硬さＡ型によ
る硬さである。

【００１４】硬質ゴム（Ｂ）の粒径は、タイヤ種、パタ
ーン形状、用途により変更可能であるが、０．１ｍｍ未
満では氷に対する引っ掻き効果が不十分であり、一方２
０ｍｍを超えるとゴムの耐破壊性を低下させ、耐久性上
好ましくない。かかる粒径のものを得るには、例えば、
切断法もしくは凍結粉砕法を用いることができる。な
お、ここで「粒径」とは、切断により実質的に立方体の
ものが得られたときにはその一辺の長さを意味するもの
とする。

【００１５】硬質ゴム（Ｂ）中に入れ込む無機充填剤
は、硬質ゴム（Ｂ）１００重量部に対し４０重量部以上
含まれていることを要する。この量が４０重量部未満で
あると、十分なスパイク効果が得られない。即ち、４０
重量部以上配合されていることで、ミクロの凹凸を生
み、強力なスパイク効果を発起することができる。但
し、１１０重量部を超えると、硬質ゴム（Ｂ）による拘
束力が小さくなり、耐摩耗性が悪化するとともに、却っ
て十分なスパイク効果も得られなくなる。また、無機充
填剤の粒径は、０．５μｍ未満ではスパイク効果が不十
分であり、一方５ｍｍを超えると、硬質ゴム（Ｂ）によ
る拘束が困難となり、耐摩耗性の悪化を招くことにな
る。

【００１６】かかる無機充填剤としては、氷より硬い無
機充填剤が好ましく、例えば、シリカ、水酸化アルミニ
ウム、セラミック粒子、ガラスビーズ、鉄粉、砂などを
挙げることができる。

【００１７】本発明においては、上述のマトリックスゴ
ム（Ａ）１００重量部中に、前記硬質ゴム（Ｂ）の粒状
体が５〜５０重量部分散されていることを要する。この
分散量が５重量部未満であると十分なスパイク効果が得
られず、一方５０重量部を超えると耐摩耗性が著しく低
下することになる。分散の様子を図１に示すと、マトリ
ックスゴム（Ａ）１中に硬質ゴム（Ｂ）２と無機充填剤
３とからなる粒状体４が分散されている。

【００１８】次に、本発明のスタッドレスタイヤの製造
方法について説明する。本発明の製造方法においては、
トレッドゴムの形成にあたり、先ず前記ゴム（Ｂ）に所
定量の前記無機充填剤を配合し、得られたゴム組成物を
半加硫した後粒状化する。この半加硫の粒状体の加硫状
態は、ｔ０．３〜ｔ０．９の範囲内であることが好まし
い。ｔ０．３未満であると、硬質ゴム（Ｂ）がマトリッ
クスゴム（Ａ）中に均一に分散してしまい硬質ゴムの目
的であるスパイク効果を十分に発揮することができなく
なる。即ち、硬質ゴム（Ｂ）がｔ０．３以上に加硫され
ていることで、タイヤ加工中、特に混練り、押出時にマ
トリックスゴム（Ａ）との混合を防止することができ
る。一方、ｔ０．９を超えると、硬質ゴム（Ｂ）とマト
リックスゴム（Ａ）との共加硫性が失われ、ゴムの耐破
壊性、耐摩耗性を著しく低下させることになる。ここ
で、加硫度を表わすｔとは、以下のようにして求めるこ
とができる。

【００１９】加硫度ｔの測定は、例えば日本合成ゴム
（株）製のキュラストメーターIII・V型、あるいは東洋
精機（株）製のロータレスレオメーターＲＬＲ−３型を
用いて行うことができる。前記キュラストメーターIII
型を用いて測定する場合は、一定振幅の振動を与え試料
の変形によって発生して上ダイスに伝わるトルクの時間
的変化を自動的に記録することにより、例えばｔ０．３
の場合には次式、 ｔ０．３＝３０％加硫時間（ｍｉｎ）＝｛（最大トルク
−最小トルク）×０．３＋最小トルク｝ となる時間（ｍｉｎ）に従い求めることができる。

【００２０】上述のようにして得られた粒状体をマトリ
ックスゴム（Ａ）に前記規定量混入し、混練後、押出す
ことによりトレッドゴムを形成させることができる。

【００２１】

【実施例】以下に、本発明を実施例および比較例に基づ
き説明する。下記の表１に示す配合処方にてマトリック
スゴム（Ａ）を調製し、また下記の表２に示す配合処方
にて硬質ゴム（Ｂ）を調製した。硬質ゴム（Ｂ）に、下
記の表３に示す配合割合で無機充填剤としてセラミック
粒子（粒径：１５０μｍ）を混入し、半加硫して加硫状
態をｔ０．５とした後、一辺が５ｍｍの立方体に切断し
た粒状体をとした。表３に、マトリックスゴム（Ａ）の
ガラス転移点Ｔｇおよび硬質ゴム（Ｂ）の硬度ＨＤを併
記する。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【表２】

【００２４】上述の硬質ゴム（Ｂ）がマトリックス
（Ａ）中で下記の表３に示す混入比率となるように分散
させてトレッドゴムを形成せしめ、タイヤサイズ１８５
／７０Ｒ１４の空気入りタイヤを製造した。得られたタ
イヤについて、氷雪上性能、耐摩耗性および乾燥時操縦
安定性を夫々評価した。評価方法は下記の通りである。

【００２５】（イ）氷雪上性能 各試験タイヤを排気量１８００ｃｃの乗用車に装着し、
一般公道を５００ｋｍ走行した後、テストを行った。テ
ストは各試験タイヤを排気量１８００ｃｃの乗用車に装
着した後、外気温−５℃の氷上で、２０ｋｍ／ｈでの走
行中からの制動距離を測定し、比較例１の性能を１００
として指数表示した。ここでは、数値が大きいほど制動
性能は良好である。

【００２６】（ロ）耐摩耗性 各試験タイヤを排気量１８００ｃｃの乗用車に装着した
後、一般公道を１０，０００ｋｍ走行して溝深さの変化
量を測定し、比較タイヤ１の性能を１００として指数表
示した。ここでは、数値が大きいほど耐摩耗性能は良好
である。

【００２７】（ハ）乾燥時操縦安定性 各試験タイヤを排気量１８００ｃｃの乗用車に装着した
後、テストコースのコンクリート路面上を所定の速度で
走行し、フィーリング試験を行い平均した。評価は１０
点評価法により比較例１をコントロールとして表示し
た。

【００２８】

【表３】

【００２９】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明のスタ
ッドレスタイヤにおいては、トレッド部にマトリックス
ゴム（Ａ）と共加硫性を持ちかつ氷上スパイク効果を持
つ硬ゴム（Ｂ）と無機充填剤との粒状体を分散させたこ
とにより、耐摩耗性、耐破壊性を低下させることなく氷
雪上性能を大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のスタッドレスタイヤのトレッドブロ
ックの断面状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１ マトリックスゴム（Ａ） ２ 硬質ゴム（Ｂ） ３ 無機充填剤 ４ 粒状体

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トレッドゴムのマトリックスゴムがガラ
   ス転移点（Ｔｇ）−４０℃以下のゴム（Ａ）であり、該
   ゴム（Ａ）１００重量部中に、０℃における硬度ＨＤが
   ７０以上の硬質ゴム（Ｂ）に無機充填剤が４０重量部以
   上含まれる粒状体が５〜５０重量部分散されているトレ
   ッド部を有することを特徴とするスタッドレスタイヤ。
2. 【請求項２】 前記粒状体の粒径が０．１〜２０ｍｍで
   ある請求項１記載のスタッドレスタイヤ。
3. 【請求項３】 前記無機充填剤が氷より硬く、かつその
   粒径が０．５μｍ〜５ｍｍである請求項１または２記載
   のスタッドレスタイヤ。
4. 【請求項４】 請求項１記載のスタッドレスタイヤを製
   造する方法において、 硬質ゴム（Ｂ）１００重量部に対し４０重量部以上の無
   機充填剤を配合し、得られたゴム組成物を半加硫した後
   粒状化して粒状体を得、前記粒状体をマトリックスゴム
   （Ａ）１００重量部に対して硬質ゴム（Ｂ）が５〜５０
   重量部となるように混入し、混練後、押出すことにより
   トレッドゴムを形成せしめることを特徴とするスタッド
   レスタイヤの製造方法。
5. 【請求項５】 前記硬質ゴム（Ｂ）のタイヤ加硫後の０
   ℃における硬度ＨＤが７０以上であるものとしたことを
   特徴とする請求項４記載の製造方法。
6. 【請求項６】 前記半加硫の粒状体の加硫状態がｔ０．
   ３〜ｔ０．９の範囲内である請求項４記載の製造方法。