JPH11246707A - スタッドレスタイヤ用トレッドゴム組成物 - Google Patents

スタッドレスタイヤ用トレッドゴム組成物

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JPH11246707A
JPH11246707A JP10052043A JP5204398A JPH11246707A JP H11246707 A JPH11246707 A JP H11246707A JP 10052043 A JP10052043 A JP 10052043A JP 5204398 A JP5204398 A JP 5204398A JP H11246707 A JPH11246707 A JP H11246707A
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JP
Japan
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rubber
ice
sepiolite
weight
parts
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JP10052043A
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English (en)
Inventor
Masayuki Kawazoe
真幸 川添
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Yokohama Rubber Co Ltd
Original Assignee
Yokohama Rubber Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スタッドレスタイヤ用トレッドゴムを柔軟化
させることなく、その氷上摩擦力を高める。 【解決手段】 天然ゴム、ポリブタジエンゴム、スチレ
ン−ブタジエン共重合体ゴム、ポリイソプレンゴム、及
びブチルゴムから選ばれた少なくとも1種のジエン系ゴ
ムに、セピオライトを主成分とする粘土鉱物を含んでな
るスタッドレスタイヤ用トレッドゴム組成物。

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
用トレッドゴム組成物に関し、更に詳しくはセピオライ
ト(珪酸及び酸化マグネシウムを主成分とする粘土)を
ジエン系ゴムに配合することによってゴムを柔軟化させ
ることなく、氷上摩擦力を高めることができるスタッド
レスタイヤ用トレッドゴム組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】氷雪路面用タイヤとして従来使用されて
いたスパイクタイヤは優れたグリップ力を発揮するが、
粉塵公害のため近年スパイクタイヤに代えてスパイクの
ないスタッドレスタイヤが氷雪路面用として使用されて
いる。しかしながら、スパイクタイヤに比較してスタッ
ドレスはトレッド面と氷雪路面との摩擦力が十分でな
く、種々の改良が提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】スタッドレスタイヤの
氷上摩擦力を高める方法としてゴムを柔軟化させればよ
いことは知られているが、ゴムを柔軟化させると逆にス
タッドレスタイヤの特徴であるトレッド面の細かな凹凸
の凸部にあたるブロックが制動時に大きく変形して、ブ
ロック路面が路面から浮き上がる弊害が発生する。その
結果、路面との実接地面積の減少からタイヤとしての制
動性能が低下するので好ましくなかった。
【0004】かかるスタッドレスタイヤのグリップ力を
向上させる手段としてジエン系ゴムに本発明と類似の粘
土鉱物の一種であるカオリナイト(珪酸及び酸化アルミ
ニウムを主成分とする粘土鉱物)を主成分とするクレー
を配合することによってスタッドレスタイヤのグリップ
力を高めることが提案されている(特開平8−3373
号公報)。しかしながら、この方法ではタイヤのトレッ
ドゴムを柔軟化させることによって氷上摩擦力を或る程
度高めることができるが、タイヤを柔軟化させる方向に
あるため上述のブロック変形の抑制と氷上摩擦力を両立
できないという問題があった。
【0005】従って、本発明の目的は、スタッドレスタ
イヤトレッド用ゴムを柔軟化させることなく、その氷上
摩擦力を高めることにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に従えば、(A)
天然ゴム、ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエン
共重合体ゴム、ポリイソプレンゴム、およびブチルゴム
から選ばれた少なくとも1種のジエン系ゴムにセピオラ
イトを主成分とする粘土鉱物を含んでなるスタッドレス
タイヤ用トレッドゴム組成物が提供される。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明に従えば、ジエン系ゴム及
びカーボンブラックを含むゴム配合系にセピオライトを
配合することによって、驚くべきことに、ゴムを柔軟化
させることなく、氷上摩擦力を効果的に高めることがで
きる。前述の如く、カオリナイトはアルミノケイ酸塩鉱
物を成分とする粘土鉱物であるのに対し、セピオライト
は珪酸及び酸化マグネシウムを主成分とする粘土鉱物で
あり、両者は同じ粘土鉱物ではあるが、その構造及び組
成を異にするものである。即ちカオリナイトはその組成
がAl2 Si2 5(OH)4であるのに対しセピオライト
の組成はMg8 2(Si 4 11)3・3H2 Oであり、マ
グネシウム含有の含水イノケイ酸塩鉱物である。このよ
うな組成の相違によって以下の比較例6及び7と実施例
1及び2に示すように、前者がゴムを柔軟化して氷上性
能を或る程度高めているのに対し、後者はゴムを柔軟化
させることなく氷上性能を著しく高くしており、その結
果は予想し得ないものである。
【0008】本発明に従ったゴム組成物に配合されるジ
エン系ゴムとしては、従来よりタイヤ用ゴム組成物に一
般的に配合されている架橋可能な任意のジエン系ゴムを
あげることができ、具体的には、天然ゴム(NR)、各
種ブタジエンゴム(BR)、各種スチレン−ブタジエン
共重合体ゴム(SBR)、ポリイソプレンゴム(I
R)、ブチルゴム(IIR)などを単独又は任意のブレ
ンドとして用いることができる。低温脆化性や耐摩耗性
の観点から天然ゴム又はポリイソプレンゴムとポリブタ
ジエンゴムとの混合物を用いるのがより好ましく、その
重量比をNR又はIR/BR=70/30〜30/7
0、特に70/30〜50/50とするのがさらに好ま
しい。
【0009】本発明のゴム組成物には、ゴム補強剤とし
て、通常ゴム組成物に配合される任意のカーボンブラッ
クを配合する。また、シリカで表面処理を施したカーボ
ンブラックも使用可能である。またシリカも使用する事
が出来るカーボンブラックの配合量としては、ジエン系
ゴム100重量部に対し、20〜80重量部、好ましく
は30〜60重量部で使用される。この配合量が少な過
ぎるとゴムを十分に補強できないため、例えば耐摩擦性
が悪化するので好ましくなく、逆に多過ぎると硬度が高
くなり過ぎたり、加工性が低下したりするので好ましく
ない。
【0010】本発明において使用するカーボンブラック
は、窒素吸着比表面積(N2 SA)が80〜160(m
2 /g)で、ジブチルフタレート吸油量(DBP)が1
00〜140(cc/100g) であるのが好ましく、更
に好ましくはN2 SAが100〜140(m2 /g)で
DBPが110〜130(cc/100g)である。
【0011】本発明に従えば、ゴム組成物中にジエン系
ゴム100重量部当りセピオライトを主成分(90重量
%以上)とする粘土鉱物を3〜50重量部を配合するの
が好ましく、更に好ましくは5〜30重量部配合する。
セピオライトは前述の如く、珪酸及び酸化マグネシウム
を主成分とする粘土鉱物(SiO2 :MgO=30〜6
0:10〜30)で、本発明においてはセピオライトを
主成分とする任意の粘土鉱物を用いることができる。具
体的には不純物として石灰岩、石英、スメクタイト、苦
灰岩およびタルク等が混入しているセピオライト主体の
粘土鉱物を用いることができ、市販品としてはエードプ
ラス(水澤化学製)やミルコン(昭和鉱業製)等があ
る。なお、好ましいセピオライトを主成分とする粘土鉱
物の粒子(繊維)径は0.05〜0.3μmであり、粒
子(繊維)長は3.0〜60.0μmである。
【0012】セピオライトを主成分とする粘土鉱物の配
合量はジエン系ゴム100重量部に対し、3〜50重量
部が好ましい。更に好ましくは5〜30重量部である。
この配合量が少な過ぎると氷上摩擦力を高める効果が表
れにくくなるので好ましくなく、逆に多過ぎると硬度が
高くなり過ぎたり、セピオライトの分散不良塊が発生し
たりするので好ましくない。
【0013】本発明の好ましい態様では前記ゴム組成物
に軟化剤をジエン系ゴム100重量部当り0〜15重量
部配合する。かかる軟化剤としては工業用パラフィン系
プロセスオイル、アロマ系プロセスオイル、ロジン系プ
ロセスオイルおよび天然植物性プロセスオイルなどをあ
げることができ、かかる軟化剤の配合によって未加硫ゴ
ムの加工性を良くすることができるが、多く配合しすぎ
るとセピオライトに吸着して氷上摩擦性能に悪影響を及
ぼすことがあるのであまり好ましくない。
【0014】本発明の好ましい態様ではジエン系ゴム1
00重量部に対し、0.1〜10重量部の含硫黄シラン
カップリング剤を配合する。かかるシランカップリング
剤の配合によってセピオライトとゴムとの結合が生じ、
補強性を高めることができるので好ましい。シランカッ
プリング剤の量が多過ぎると未反応のシランカップリン
グ剤がゴムの表面に析出し氷上摩擦性能に悪影響を及ぼ
したり、未加硫ゴムのスコーチタイムが短かくなりすぎ
たりするので好ましくない。かかる含硫黄シランカップ
リング剤の具体例としてはビス−〔3−(トリエトキシ
シリル)−プロピル〕テトラスルフィドや3−メルカプ
トプロピルトリメトキシシランなどをあげることができ
る。
【0015】本発明に係るスタッドレスタイヤ用トレッ
ドゴム組成物には、更に、通常の加硫または架橋剤、加
硫または架橋促進剤、各種オイル、老化防止剤、充填
剤、可塑化剤、その他一般ゴム用に一般的に配合されて
いる各種添加剤を配合することができ、かかる配合物
は、一般的な方法で混練、加硫して組成物とし、加硫ま
たは架橋することができる。これらの添加剤の配合量
も、本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合
量とすることができる。
【0016】
【実施例】以下、実施例及び比較例によって本発明を更
に説明するが、本発明の範囲をこれらの実施例に限定す
るものでないことは言うまでもない。
【0017】実施例1〜2及び比較例1〜7 表Iに示した実施例及び比較例に使用した配合成分及び
試験方法は以下の通りである。
【0018】配合成分 (1)NR(天然ゴム):SIR−20 (2)cis−BR:NipolBR1220(日本ゼ
オン製) (3)セピオライト:エードプラスSP(水澤化学製) (4)カオリナイト:Tクレー(日本タルク製)(Si
2 76.65%、Al2 3 17.98%、MgO
0.9%) (5)カーボンブラック:N2 SA(m2 /g)が11
2、DBP吸油量(ml/100g)が112のISAF
級カーボンブラック (6)亜鉛華:亜鉛華3号 (7)ステアリン酸:工業用ステアリン酸 (8)老化防止剤: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 (9)ワックス:工業用パラフィンワックス (10)芳香族油:工業用アロマ系プロセスオイル (11)硫 黄:5%油処理の粉末硫黄 (12)加硫促進剤:N−tert−ブチル−2−ベンゾ
チアジルスルフェンアミド (13)シランカップリング剤:ビス−(3−(トリエト
キシシリル)−プロピル)テトラスルフィド
【0019】サンプルの調製 表Iに示す配合のうち、加硫促進剤と硫黄を除く成分を
1.8リットルの密封型ミキサーで3〜5分間混練し、
165±5℃に達したときに放出したマスターバッチに
加硫促進剤と硫黄を8インチのオープンロール混練し、
ゴム組成物を得た。次に、この組成物を15×15×
0.2cmの金型中で160℃で20分間プレス加硫して
目的とする試験片(ゴムシート)を調製し、加硫物性と
して粘弾性試験及びアイススキッドレジスタンス(−3
℃)を評価した。結果は表Iに示す。
【0020】試験方法 (1)伸張型粘弾性試験:東洋精機製作所製粘弾性装置
レオログラフソリッドにて20Hz、初期伸長10%動歪
み2%で測定(試料幅5mm、温度0℃で測定)。E′の
値が低いほど試料が柔軟であることを示す。 (2)アイススキッドレジスタンス:ブリティッシュ・
ポータブル・スキッドテスターを用いて、氷上路面条件
下(温度;−3℃)で測定し、標準例である比較例3の
値を100として指数表示した。数値が大きいほど、ス
キッド抵抗性が優れていることを示す。
【0021】
【表1】
【0022】柔らかいゴムが高い氷上摩擦力を有するこ
とが一般に知られている(例えばS.Futamura, Rubber C
hem. Technol. 69, 648(1996))。このことは表Iの比
較例1〜3にかけてゴムの硬さE′が上昇するとアイス
スキッドレジスタンスが低下していく結果にも見られる
通りである。比較例4は比較例2のカーボンブラックの
10重量部をカオリナイトを主成分とする粘土に置換し
たものである。アイススキッドレジスタンスが3ポイン
ト改良されているが同時にE′も低下している。よって
図1に示すように本質的にはゴムが柔らかくなったため
にアイススキッドレジスタンスが良くなったことに変わ
りはなく、比較例1〜3のプロットを結んだ線上にの
り、アイススキッドレジスタンスとE′を同時に向上さ
せることができていない。これに対し、本発明に従った
実施例1は表Iおよび図1に示すように比較例2と同等
のE′であるにもかかわらず、アイススキッドレジスタ
ンスが大幅に改良されている。また、比較例5は比較例
2の配合にカオリナイトを主成分とする粘土を5重量部
添加したものである。そこではE′が上昇したためにア
イススキッドレジスタンスも低下している。これに対
し、本発明に従った実施例2〜4は比較例2よりも高い
E′であるにもかかわらず、それぞれアイススキッドレ
ジスタンスが改善されている。さらに、実施例5ではシ
ランカップリング剤を併用すると実施例3のアイススキ
ッドレジスタンスを保持したままE′をより高くできる
ことがわかる。以上のことから、カオリナイトを主成分
とする粘土の配合では到達しえないゴムの硬さと氷上摩
擦力の両立が、本発明に従って、セピオライトを主成分
とする粘土を配合することで初めて可能になることがわ
かった。
【0023】
【発明の効果】以上の通り、本発明に従えば、ゴムを柔
軟化させることなく、トレッド面のブロックの倒れこみ
を防止し、かつ、氷上摩擦力を著しく高めることがで
き、スタッドレスタイヤ用トレッドとして好適なゴム組
成物を得ることかできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1〜5及び比較例1〜5のE′とアイス
スキッド(指数)の関係を示すグラフ図である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 天然ゴム、ポリブタジエンゴム、スチレ
    ン−ブタジエン共重合体ゴム、ポリイソプレンゴム、及
    びブチルゴムから選ばれた少なくとも1種のジエン系ゴ
    ムに、セピオライトを主成分とする粘土鉱物を含んでな
    るスタッドレスタイヤ用トレッドゴム組成物。
  2. 【請求項2】 セピオライトを主成分とする粘土鉱物の
    配合量がゴム100重量部に対して3〜50重量部であ
    る請求項1に記載のスタッドレスタイヤ用トレッドゴム
    組成物。
  3. 【請求項3】 ジエン系ゴム100重量部に含硫黄シラ
    ンカップリング剤0.1〜10重量部を更に含んでなる
    請求項1又は2に記載のスタッドレスタイヤ用トレッド
    ゴム組成物。
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