JPS60137945A - タイヤトレツド用ゴム組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は湿潤路面での摩擦抵抗を極力抑えつつ氷結路面
での摩擦抵抗を著しく向上させたタイヤトレッド用ゴム
組成物に関する。

自動車の走行する路面状態のなかで氷結した路面状態は
最も滑り易く、危険である。従って氷結した路面を走行
する頻度の高い寒冷地においては、１〜レレッ部に金属
製のスパイクを打ち込んだり、チェーンを装着した自動
車用タイヤが広く用いられている。ところが、寒冷地と
言えども、冬期に常時通路が氷結していることは少なく
、むしろ冬期の大部分は氷結していない路面状態にある
場合が多い。自動車交通の発達とともに、寒冷地におい
てスパイクを打ち込んだりチェーンを装着したタイヤを
装備した自動車が頻繁に氷結していない路面状態の通路
を往来するようになった今日、スパイクやチェーンが道
路を損傷して粉塵公害を誘発したり、損傷した通路の補
修に多大の費用を要するという社会問題が顕在化してき
ている。このような問題に対処すべく氷結した路面でも
スパイクやチェーンを用いることなく、安全に走行でき
るタイヤの開発が要望されている。このようなタイヤを
得る方法のひとつには、氷結した路面での摩擦抵抗の大
きなトレッド用ゴム拐料を開発づることがあげられる。

ゴム材料の摩擦特性を決める主要因は原料ゴム（エラス
トマー）成分であり、乾燥路面や湿潤路面のような一般
的な路面状態では、スチレン・ブタジェン共重合体ゴム
（ＳＢＲ）のようなガラス転位温度（Ｔｇ）が比較的高
い原料ゴムを用いると、摩擦抵抗が大きくなる。一方、
氷結路面においてはその逆であり、天然ゴム（ＮＲ）や
ポリブタジェンゴム（ＳＲ）のようなＴａの低い原１斗
ゴムを用いると、摩擦抵抗が大きくなる。特に、ＢＲは
氷の温度が低（なるほど、摩擦抵抗を高める効果が大き
く、冬期用タイヤのトレッドゴム川の原料ゴムとして広
く用いられているのであるが、一般路面、特に湿潤路面
での＊擦抵抗を著しく低下させるため、その使用量には
限度がある。このように、氷結路面での摩擦抵抗と湿潤
路面での摩擦抵抗とは一般的に相反する特性とされてお
り、湿潤路面での摩擦抵抗を従来技術のレベルから著し
く低下させることなく、氷結路面での摩擦抵抗を顕著に
向上さすることは困離であった。

湿潤路面での摩擦抵抗を許容レベルに維持しつつ、氷結
路面での摩擦抵抗を高める方法として、特公昭５８−７
６６２号公報に特定のプロセス油を使用することが提案
されている。しかし、その氷結路面での摩擦抵抗の向上
の程度は、タイヤに取付けるスパイクやチェーンの効果
に比べると不充分であり、更に、氷結路面での摩擦抵抗
を向上させることがめられていた。

本発明は湿′ｆｊＪ路面での摩擦抵抗の低下を極力抑え
つつ、氷結路面での摩擦抵抗を著しく高めたタイヤトレ
ッド用ゴム組成物を提供することを目的どし、特に、冬
期用タイヤあるいはオールシーズンタイヤのトレッド用
ゴム材料として利用できる。

本発明の上記目的はジエン系ゴムに、特定のエステル系
化合物およびもしくはこのエステル系化合物とプロセス
油の混合物を軟化剤として配合することにより達成され
る。

すなわち本発明の特徴は、ジエン系ゴムに、分子闇が３
５０〜５００の下記一般式■〜■、または （但し、Ｒ１，’Ｒ２およびＲ３は脂肪族アルキル、脂
肪族アリール、または脂肪族アルキルエーテル） で示されるエステル系化合物、または上記ニスデル系化
合物どプロセス油との混合物を軟化剤として用いたこと
を特徴とづるタイヤトレッド用ゴム組成物にある。

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物に用いるジエン系
の原料ゴムは、種々の路面を走行する際に、タイヤのど
のような摩擦性能を特に重視するかによって適宜選択す
ることができる。例えば、氷結路面での１ｆ擦性能を格
段に高めることを目的とする場合には、天然ゴム（ＮＲ
）および／またはポリイソプレンゴム（ＩＲ）や１，２
−結合単位含有■が２０％以下のポリブタジェンゴム（
低ビニルＢＲ）が原料ゴム成分として用いられる。ただ
し、低ビニルＢＲは温度が低くなるほど氷結路面での摩
擦抵抗を高める効果が顕著となるが、氷の融点近傍ては
逆に氷結路面での摩擦抵抗を低下さゼる場合もあると同
時に、湿潤路面での摩擦抵抗を著しく低下させるので、
その使用量は全原料ゴム成分の５０重量％以下にとどめ
ることが好ましい。

また、氷結路面での摩擦抵抗を高めることは必要である
が、湿潤路面での摩擦抵抗も、いわゆる夏タイヤのレベ
ルに可能なかぎり近付けたいという場合には、結合スチ
レン量が３０重量％以下の５ＢＲ１，２−結合単位含有
量が２０％以上のＢＲが全原料ゴム成分の１０〜１０重
量％の範囲で用いられる。

°本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物には、下記の一
般式■〜■で示される分子量が３５０〜５００のエステ
ル系化合物が軟化剤として使用される。

または なお、上式中、Ｒ＋　、Ｒ２およびＲ３は脂肪族アルキ
ル、脂肪族アリール、または脂肪族アルキルエーテルで
ある。

従来、タイヤ材料用の軟化剤としてはプロセス油が用い
られており、特にトレッド用ゴム材料の氷結路面での摩
擦抵抗を高めるには粘度比重恒数（Ｖ、Ｇ、Ｃ，）が小
さいパラフィン系やナフテン系のプロセス油が好適であ
るとされていた。本発明はタイヤトレッド用ゴム組成物
の軟化剤としては顧みられなかった上記のエステル系化
合物を使用することにより、パラフィン系やナフテン系
のプロセス油のみを軟化剤として使用した従来のタイヤ
トレッド用ゴム組成物に比べ、湿潤路面での摩擦抵抗を
若干低下させるだけで氷結路面での摩擦抵抗を著しく高
めるのである。

このような本発明にＪ３ける１ステル系化合物の顕著な
配合効果を得るには、エステル系化合物の分子ｍが３５
０以上であることが必要で、分子量が３５０未満では氷
結路面での摩擦抵抗を従来技術の範囲以上とすることが
困難である。また一般的に軟化剤の分子量が過度に大き
くなると粘度が高くなり、氷結路面での摩擦抵抗を低下
させる傾向が見られるので、好ましいエステル系化合物
の分子量は３５０〜５００である。

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物に用いるエステル
系化合物としては、例えば、ジ２−１チルヘキシルアジ
ペート、ジイソデシルアジペ−１・、ジターエチルへキ
シルアゼレート、ジイソＡクブルアゼレート、ジターエ
チルへキシルセパグー１〜、ブヂルアセチルリシル−ト
、トリエチレングリ］−ルジカプリレート、トリエチレ
ングリコールジ２−エチルヘキソエート、トリエチレン
グリコールジカプレート、トリ２−エチルへキシルボス
フｘ　−ト等またはこれらの混合物が挙げられるが、１
，１にこれらに限定されるものではない。

エステル系化合物は単独で用いても良いか、ｃ１油精製
の際に得られる重質の残留組リューベ油を減圧蒸留、溶
剤抽出して得られるプロセス油と組み合せて用いること
が好ましい。本発明のゴム組成物に用いるエステル系化
合物は単独で用いると、プロセス油を単独使用した場合
に比べ、氷結路面での摩擦抵抗を著しく高めることがで
きるが、エステル系化合物とプロセス油の混合軟化剤を
用いても、両者の比率を適宜調整することにより、エス
テル系化合物を単独で使用した場合とＬよぼ同等の氷結
路面での１１１１抵抗を得ることができる。一方、エス
テル系化合物を単独で使用すると若干ではあるがプロセ
ス油を単独で使用した場合に比べ湿潤路面での摩擦抵抗
が低下し、両者の混合物を使用した場合の湿潤路面での
摩擦抵抗は両者の中間の値をとる。従って、氷結路面で
の摩擦抵抗を高めるというエステル系化合物の特性を最
大限に利用しつつ湿潤路面での摩ｙＡ抵抗の低下を極力
抑制づるためには、エステル系化合物とプロセス油とを
組み合せ混合軟化剤として用いることが好ましい。更に
、エステル系化合物はプロセス油に仕ベゴム組成物のス
コーチタイムを短くするので、ロールや押出機等による
加工時に起る初期加硫を防止する上でもエステル系化合
物単独ではなく、プロセス油との組み合せによる混合軟
化剤を用いることが好ましい。このことから、エステル
系化合物は混合軟化剤全ｍ中に１０〜９０重量％含まれ
ることが好ましい。

エステル系化合物と組み合せるプロセス油はどのような
ものでも良いが、エステル系化合物およびプロセス油の
長所を効果的に活用ＪるためにはＶ、Ｇ、Ｃ，が０，８
〜０．９のプロセス油が特にＤ？ましい。プロセス油は
その一部または！′ｉ′ｌｊ’ｊを原料ゴム製造の際に
予め伸展油として原料ゴムに含浸させておいても良い。

本発明において、軟化剤であるエステル系化合物または
エステル系化合物とプロセス油との）１１合物の配合間
は、原料ゴム１（ｔｏ重退部に対し１０〜１）０重量部
がよい。１０重量部未満では氷上にＪ３１＝Ｊる１？擦
抵抗が充分上げられず、９０３Ｊ　１部超では耐ＩＩＦ
耗性の低下が著しく好ましくない。

また、カーボンブラックはタイヤトレッドに通常使用さ
れる種類のものを原料ゴムｉｏｏｇｌ！部に対し４０〜
１００重量部用いるのが良い。

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物には上記の配合剤
に加えて、酸化亜鉛、ステアリン酸、老化防止剤等の配
合剤が任意に適量配合される。

以下、実施例および比較例をもって、本発明の効果を具
体的に説明する。なお、第１表中の配合数値は重量部で
ある。

一重部列１〜８　Ｌ１３よび比中例１〜２第１表に示す
配合で原料ゴムおよび各種配合剤を通常の方法により混
練、混合しゴム組成物を調製しｌ〔。このゴム組成物を
１６０℃で１５分間プレス加硫し、スキッド抵抗測定用
のサンプルを作成した。このサンプルを用い、氷結路面
および湿潤路面でのスキッド抵抗をブリティッシュポー
タプルスキッドテスター（ＡＳＴＭ　Ｅ　３０３）によ
り測定した。ブリティッシュポータプルスキッドテスタ
ーは道路の摩擦特性を評価する目的で開発された試験機
であり、タイＡ７トレツド用材料の各種路面に対り°る
摩擦抵抗を測定するのに妊適な試験機である。スキッド
抵抗の測定にあたっては、氷結路面として一８℃の氷盤
を用い、湿潤路面として冠水させたセーフティーウオー
ク（スリーエム社製、屋外用タイプＢ）を用いてそれぞ
れ測定した。

測定したスキッド抵抗は比較例１のサンプルのスキッド
抵抗値を１００とした指数で表示し、結果を第１表に示
した。なお、スギラド抵抗指数が人さいほうが摩擦抵抗
が大きいことを示−リ−１＊　１：Ｒ８Ｓ＃　３、＊２
：ニボール旧１１２２０　（Ｂ本ゼオン社製）　、＊３
：Ｎ　−（１，３ジメチルブチル）　−Ｎ′　−フェニ
ル−ｐ−フェニレンジ７ミン、＊　４：ＡＳＴＭ表示Ｎ
２２０、：ｌ：　５　：プロレスｄ１１、商品名昭石マ
シン油２２、Ｖ、　Ｇ、　Ｃ０−０，８４７（昭和石油
社製）、＊６：エステル系化合物、ジブチルセバケート
、分子ｍ、＝　３１４、＊７：エステル系化合物、ジ２
−エチルへキシルアジペー１−１分子量＝３１０、＊８
：エステル系化合物、ジン−１チルヘキシルセバケート
、分子１＝　４２６、：ｌ：９：エステル系化合物、ト
リエチレングリ＝１−ルシ２土チルヘキセート、分子（
６）−４３０，１＝１０：エステル系化合物、トリ２−
エチルへキシルボスフェート、分子量＝４３６、 第１表にＪ５いて、比較例１は従来トレッド１ム材料の
氷結路面での制動性能を高めるのに好適であるとされて
いるＶ、Ｇ、Ｃ，（粘度比重ｔｉ’ｊ　Ｗｋ　）の小さ
なパラフィン系のプロセス油を軟化剤として使用したゴ
ム配合である。

この比較例１に対して、プロセス油の全量を分子量が３
５０以上のエステル系化合物で置換した実施例１．３．
５および７は、氷結路面での摩擦抵抗が著しく向上Ｊる
。また、湿潤路面での摩擦抵抗は比較例１に比べ若干低
下するものの、氷結路面での摩擦抵抗の改善程度と比べ
ると小さく、許容範囲にある。

一方、比較例１に対して、プロセス油の全量を分子量が
３５０以下のエステル系化合物で置換した比較例２は、
氷結路面および湿潤路面での摩擦抵抗は比較例１とほぼ
同等に過ぎなかった。

このことから、特定の値以上の分子量を有するエステル
系化合物を軟化剤としてゴム組成物に配合することによ
り、湿潤路面での摩擦抵抗を極力抑えつつ、氷結路面で
の摩擦抵抗を著しく向上させることが判る。

分子ωが３５０ｇ、−１１のエステル系化合物とプロセ
ス油とを組合わせた混合軟化剤を用いた実施例２．４．
６および８は、それぞれ対応する同種のエステル系化合
物を単独で用いた実施例１．３．５および７に比較して
、氷結路面での摩擦抵抗はほぼ同程度にあり、また、湿
潤路面での摩擦抵抗は高い値を示している。

このことから、軟化剤としてニスデル系化合物とプロセ
ス油とを０１用して用いることにＪ、つＣ１氷結路面お
よび湿潤路面での摩擦抵抗が＾い水１１１（“バランス
よく保たれることが判る。

以上説明したように、タイヤトレッド川Ｊ’　１１Ｍ、
Ｉ酸物の軟化剤として、分子量が３５０以上のエステル
系化合物あるいはこのエステル系化合物と）１−１セス
油の混合物を組み合せて使用することにＪ：す、湿潤路
面での摩擦抵抗を著しく低下させることなく、従来技術
では達し得なかった高いレベルの氷結路面での摩擦抵抗
を実現できる。このような効果を有する本発明のゴム組
成物は、氷結路面を走行する冬期用タイヤのトレッド用
拐判とし−Ｃ（ＩＹ適であるばかりでなく、上記特性を
有することから、一般路面および積雪・氷結路面両用の
いわゆるオールシーズンタイヤの１−レッド用材１斗と
しでも利用できる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ジエン系ゴムに、分子ｍが３５０〜５００の下記一般式
   ■〜■、 または （但し、Ｒ１，’Ｒ２およびＲ３は脂肪ｈｋアルキル、
   脂肪族アリール、または脂肪族アルキルエーテル） で示されるエステル系化合物、または上記エステル系化
   合物どプロセス油との混合物を軟化剤として用いたこと
   を特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物。