JPS63172750A - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、氷上性能の改良されたタイヤトレッド用ゴム
組成物に関し、詳しくは、低硬度加硫ゴム組成物を特定
量含有するタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。

〔従来技術〕

従来より積雪寒冷地において冬期時に自動車が走行する
場合には、タイヤにスパイクを打込んだスパイクタイヤ
を用いるか又はタイヤの外周にタイヤチェーンを装着し
て、雪上路や凍結路での安全性を確保している。しかし
ながら、スパイクタイヤやタイヤチェーンを装着したタ
イヤでは、道路の摩耗や損傷が発生し易く、それが粉塵
となって公害を引き起こし、大きな環境問題となってい
る。

このような安全問題と環境問題とを解決するために、ス
パイクやチェーンを使用せず、雪上および氷上における
制動性および駆動性能を有したスタッドレスタイヤが現
在急速に普及しつつある。

かかるスタッドレスタイヤの氷上における制動性、駆動
性能を改良するために従来から種々の提案が試みられて
いる。例えば、特開昭５５−１３５１４９号、特開昭５
８−１９９２０３号、特開昭６０−１３７９４５号にて
開示されているように、トレッドゴムに軟化剤や可塑剤
を多量配合したゴム組成物を用いることにより低温時の
硬さを下げて低温特性を改良する方法等が知られている
が、軟化剤、可塑剤を多量配合すると氷上性能は改良さ
れるものの、−船路での耐摩耗性が大幅に低下したり、
多量配合された軟化剤、可塑剤のためにゴムの発熱性が
増加し、タイヤが走行中にセパレーションを誘起し易い
等の欠点がある。また、特開昭６０−４４５３８号、特
開昭５９−１４２２３６号、特開昭５３−１３３２４８
号では、トレッドゴム組成物に高硬度ゴムを配合して分
散させたり、無機質の粒子やを機質の単繊維を配合して
、氷上路面との摩擦力を改良する方法も開示されている
が、この場合、分散物の硬度が高いためその分散粒子を
核として亀裂が発生し易い等の欠点がある。

このように氷上性能では改良効果が認められるものの、
耐摩耗性や耐久性を同時に満足する性能を有したスタッ
ドレスタイヤが得られていないのが現状である。

〔発明の目的〕

本発明は、−船路面での耐摩耗性および発熱性を保持し
つつ氷上性能を改良したタイヤトレッド用ゴム組成物を
提供することを目的とする。

このゴム組成物は、特に雪氷路面を走行するタイヤのト
レンドゴム材料として用いられる。

本発明者らは、従来技術では両立することが困難であっ
た耐摩耗性と発熱性とを保持しながら氷上路面での摩擦
力を改良するために鋭意研究を行なった結果、あらかじ
め加硫した低硬度加硫ゴムを分散させたゴム組成物をト
レッドゴムとして用いることが上記目的を達成できるこ
とを見い出し、本発明に至った。

即ち、従来、氷上スキツド性を改良するにはトレッドゴ
ムの低温時の硬度を低くすることが有効であることが知
られている。そのトレッドゴムの硬度を下げるべく軟化
剤や可塑剤を多量配合する方法が一般に用いられている
が、本発明者らは、カーボン配合量について検討した結
果、純ゴム配合が最も氷上摩擦力向上に効果がある事実
が判った。しかしながら、カーボン配合量を減少させた
り、カーボン配合をしない純ゴム配合をトレッドゴムに
用いた場合、耐摩耗性が大幅に低下し、実用的には全く
可能性が認められなかった。そこで、更に検討した結果
、低カーボン配合ゴムや純ゴムをあらかじめ粒状の加硫
ゴムとし、これを通常のトレンドゴムの未加硫ゴムに配
合して均一分散させると耐摩耗性の低下が抑制され、発
熱性でも軟化剤、可塑剤を多量配合したゴム組成物より
も大幅に改良され、且つ氷上摩擦力が改良できることを
見い出した。一方、低硬度加硫ゴムがトレッドゴムに分
散されているため、高硬度の無機や有機の物質を分散さ
せた従来の方法に比較してクラックの発生、成長に対し
ても有利となる結果が得られた。なお、低硬度加硫ゴム
は粒径と配合量が重要であり、最大径が２鶴を超えると
耐摩耗性が急激に低下し、この低硬度加硫ゴムを原料ゴ
ム１００重量部に対して２０重量部を超えて配合しても
耐摩耗性が低下することが分かった。本発明者らはかか
る知見を得て本発明に到達したのである。

〔発明の構成〕

したがって、本発明は、原料ゴム１００重量部に対し、
カーボンブラック（Ｃ）を４０〜１００重量部、軟化剤
を２０重量部以下、および予め加硫した平均粒径２ｍｍ
以下の低硬度加硫ゴム組成物■を４〜２０重量部配置部
た配合初回からなり、前記低硬度加硫ゴム組成物■はゴ
ム１００重量部に対してカーボンブラック（Ｃ）をＸ重
量部含有し、前記配合初回におけ−る原料ゴム１００重
量部に対するカーボンブラック０の配合量を７重量部と
したとき、式Ｏ≦Ｘ≦＋Ｙを満足することを特徴とする
タイヤトレッド用ゴム組成物を要旨とするものである。

以下、本発明の構成につき詳しく説明する。

（１）　　原料ゴム。

この原料ゴムは特に限定されないが、好ましくは、天然
ゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジェンゴム、スチ
レン−ブタジェン共重合体ゴムあるいはこれらのブレン
ドが用いられる。

更に好ましくは、氷上路面での摩擦力を改良するという
観点から天然ゴム、ポリイソプレンゴム、ブタジェンゴ
ムのうち単独又はブレンドして使用される。

（２）　　カーボンブラック０゜ 本発明で使用されるカーボンブラックは、通常のトレッ
ド用として使用されるものであれば特にその種類は限定
されない、カーボンブラックの配合量は原料ゴム１００
重量部に対して４０〜１００重景部であ型圧４０重量部
未満では補強性で劣り、耐摩耗性が低下し好ましくない
。１００重量部を超えると発熱が高くなり、好ましくな
い。。

（３）軟化剤。

芳香族系オイル、パラフィン系オイル、ナフテン系オイ
ルのようなプロセスオイルや有機酸エステル、ポリエー
テル等であるが、これらのうちいずれかを単独あるいは
２種以上混用しても良い。この配合量は原料ゴム１００
重量部に対して２０重量部以下である。２０重量部を超
えると水面との摩擦力は改良されるが、耐摩耗性が低下
したり、発熱が高（なり好ましくない。

（４）　　予め加硫した平均粒径２ｎ以下の低硬度加硫
ゴム組成物■。

予めゴム配合物を調製後加硫したものである。

ここで用いるゴムとしては、天然ゴム、ポリイソプレン
ゴム、ポリブタジェンゴム、ポリスチレン・ブタジェン
ゴム、ハロゲン化ブチルゴムあるいはこれらの２種以上
をブレンドして使用することができる。この低硬度加硫
ゴム組成物■のカーボンブラック０の配合量は、ゴム１
００重量部に対しＯ≦Ｘ≦＋Ｙを満足する必要がある。

ここでＹはマトリックスゴムである配合初回の原料ゴム
１００重量部に対するカーボンブラック０の配合重量部
であり、Ｘは低硬度加硫ゴム組成物■のゴム１００重量
部に対するカーボンブランク■の配合重量部である。Ｘ
Ｍ重量部＋Ｙ３１！量部より置部い場合、氷上摩擦力で
劣り好ましくない。カーボンブラック０の種類は、通常
のトレッド用として使用されるものであれば特に限定さ
れない。かかる低硬度加硫ゴム組成物■の配合量は、マ
トリックスゴムである配合初回の原料ゴム１００重量部
に対し４〜２０重量部である。４重量部未満では氷上摩
擦力の向上効果が劣り、２０重量部を超えると耐摩耗性
が低下し好ましくない。低硬度加硫ゴム組成物■の形状
は、棒状、立方体状、粒状あるいはこれらに類似した形
態のもので、平均粒径は２ｍｍ以下のものである。２１
１１を超えると耐久性が著しく低下し好ましくない。低
硬度加硫ゴム組成物■の硬度は、ＪＩＳ硬さ３０〜５０
である。

マトリックスゴム配合初回および低硬度加硫ゴム組成物
■には、上記の原料ゴムおよび配合剤以外に、加硫剤、
加硫促進剤、加硫助剤、老化防止剤等の配合剤が当業界
の慣行に従い適宜添加される。

以下、実施例および比較例により本発明の効果を詳しく
説明する。下記第１表には本発明で用いたマトリックス
ゴムである配合初回の基本配合を示し、下記第２表には
低硬度加硫ゴム組成物■の基本配合を示す。表中の数字
はすべて重量部である。

実施例１〜８、比較例１〜８ 予め第２表に示す硫黄、加硫促進剤以外の配合剤と原料
ゴムとを通常のバンバリー型ミキサーにて混合して得た
マスターバッチに、硫黄、加硫促進剤をオープンロール
で加えて低硬度ゴム組成物■を調製し、これを加硫して
、所定の厚さの加硫シートを作製した後、立方体状に切
断した。同様にバンバリー型ミキサーにて第１表に示す
ように先に作製した所定の平均粒径の低硬度加硫ゴム組
成物を含めて混合し、オープンロールで硫黄、加硫促進
剤を加えてゴム組成物を調製した。このゴム組成物を加
硫した後、次の方法で物性を測定した。

（１）　　ＪＩＳ硬さ：　　ＪＩＳ　Ｋ６３０１に準拠
。

（２）発熱性：　動的粘弾性、初期伸長歪１０％、動的
歪±２％、周波数１０　Ｈｚに て測定した。

（３）氷上摩擦カニブリティッシュ・ポータブル・スキ
ッドテスター使用。

ＡＳＴＭ　Ｅ３０３−７４に準拠し、氷上路面を用いて
一６℃の氷板上 で測定した。

（４）摩耗評価：　直径６０ｍ、厚さ１０１ｍの円盤型
加硫ゴムの試料を作製し、こ れを円盤型回転ドラムに押し つけてスリップ率を２５％に設 定して一定時間摩耗させた後 のゴム試料の重量を測定し、 減量分を摩耗量として計算し た。

発熱性、氷上摩擦力、摩耗評価は全て標準試料の測定値
を１００として指数表示した。

下記第３表は、第１表、第２表の基本配合に基づき本発
明の効果を示している。

実施例１〜２、比較例１〜５ 粒径１日の低硬度加硫ゴム組成物の配合量を変化させた
場合であるが、低硬度加硫ゴム組成物が３重量部以下で
は耐摩耗性の低下は少ないものの氷上摩擦力の改良効果
が少なく　（比較例１．２）好ましくない。

一方、２０重量部を超えると耐摩耗性が著しく低下する
ため実用的でない。比較例４は軟化剤多量配合した場合
であるが、氷上摩擦力は良好となるが耐摩耗性、発熱性
で不利となる。比較例５のアラミド短繊維を配合した場
合も同様な結果である。

実施例１および３．４は、低硬度加硫ゴム組成物の原料
ゴム種類を変えた場合を示す。ここで、天然ゴム、ポリ
イソプレンゴム、ブタジェンゴム共に氷上摩擦力、耐摩
耗性、耐熱性で良好な性能を示している。

比較例６および実施例５は、マトリックスゴムにおける
原料ゴムのブレンド系で、軟化剤を多量配合した配合系
に対し低硬度加硫ゴム組成物の配合効果を示している。

ここでも、低硬度加硫ゴム組成物を配合した場合（実施
例５）、氷上摩擦力を改良する効果と耐摩耗性及び発熱
性の低下が少ない。

実施例１．６．７および比較例７は、低硬度加硫ゴム組
成物のカーボンブラック配合量について示したものであ
る。カーボンブランク配合量の多い比較例７では耐摩耗
性では良好となるものの、氷上摩擦力が低下し好ましく
ない。

更に、実施例１，８および比較例８は、低硬度加硫ゴム
の平均粒径を変化させたときの性能を比較している。平
均粒径が０．５．１．　Ｏｔｍに比較し、３．０ｆｌと
粒径が大きくなると氷上摩擦力は変わらないが耐摩耗性
の低下が大きく目的を達成することができない。

上述の実施例および比較例は、従来配合では実現困難で
あった氷上路面での摩擦力を著しく高め、かつゴムの耐
摩耗性の低下と発熱性の増大を抑えるために平均粒径と
ゴム組成物が特定の範囲にある低硬度加硫ゴムを特定量
添加することが有効であることを例示したものである。

（本頁以下余白） 第１表 （本頁以下余白） 第２表 注） ｍｌ　　Ｎ−イソビル−Ｎ′−フェニル−ｐ−フェニレ
ンジアミン。

本２　Ｎ−オキシージエチレンベンソ゛チアジル−２−
スルフェンアミド。

（本頁以下余白） 〔発明の効果〕 以上説明したように原料ゴムに特定量のカーボンブラッ
クと特定量の軟化剤、可塑剤を配合したゴム配合物に、
予め調製加硫した低硬度加硫ゴム組成物を特定量配合し
てなる本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、耐摩耗
性を著しく低下させることなく、しかも発熱性を増加さ
せることなく、氷上路面での摩擦力を高めることができ
ることから、特に雪氷路面走行用のタイヤトレッド材料
として好適に用いられる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原料ゴム１００重量部に対し、カーボンブラック（Ｃ）
   を４０〜１００重量部、軟化剤を２０重量部以下、およ
   び予め加硫した平均粒径２ｍｍ以下の低硬度加硫ゴム組
   成物（Ｂ）を４〜２０重量部配合した配合物（Ａ）から
   なり、前記低硬度加硫ゴム組成物（Ｂ）はゴム１００重
   量部に対してカーボンブラック（Ｄ）をＸ重量部含有し
   、前記配合物（Ａ）における原料ゴム１００重量部に対
   するカーボンブラック（Ｃ）の配合量をＹ重量部とした
   とき、式０≦Ｘ≦１／３Ｙを満足することを特徴とする
   タイヤトレッド用ゴム組成物。