WO2016151841A1 - タイヤトレッド用ゴム組成物 - Google Patents

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tire tread
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佐藤　正樹
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Yokohama Rubber Co Ltd
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Definitions

  • the present invention relates to a rubber composition for a tire tread in which the friction performance on ice is improved from the conventional level in a rubber composition containing thermally expandable microcapsules.
  • the structure of pneumatic tires for snow and snow is that many bubbles are formed in the tread rubber, and when the tread steps on the ice surface, these bubbles absorb and remove the water film on the ice surface, and the tread becomes the ice surface. It is known that the performance on ice is improved by repeatedly removing the absorbed water by centrifugal force when leaving the vehicle.
  • Patent Document 1 proposes blending a thermally expandable microcapsule with a rubber composition for a tire tread as means for forming such bubbles.
  • This thermally expandable microcapsule expands by heating in the vulcanization process of the pneumatic tire, and forms a large number of bubbles (hollow particles) covered in the shell of the expanded microcapsule in the tread rubber of the vulcanized tire.
  • An object of the present invention is to provide a rubber composition for a tire tread in which the friction performance on ice is improved from a conventional level in a rubber composition containing thermally expandable microcapsules.
  • the rubber composition for a tire tread of the present invention that achieves the above object comprises 1 to 20 parts by weight of a millable silicone rubber compound and 0.2 to 20 parts by weight of thermally expandable microcapsules in 100 parts by weight of a diene rubber.
  • the millable silicone rubber compound contains silica.
  • the method for producing a rubber composition for a tire tread according to the present invention is characterized in that the millable silicone rubber compound and the thermally expandable microcapsule are mixed in advance to prepare a master batch, and the master batch is mixed with the diene rubber.
  • the rubber composition for tire treads of the present invention contains both a millable silicone rubber compound and a thermally expandable microcapsule
  • the tire contact containing the millable silicone rubber compound is formed on the tread surface when vulcanized.
  • Bubbles (shells of hollow particles) in which the thermally expandable microcapsules are expanded are formed on the ground. Since water repellency is imparted to the tire ground contact surface by hydrophobic silicone rubber, when the tread is stepped on the ice water surface, the water film on the ice water surface is easily absorbed by the bubbles. Thereby, the water removal performance of the tread surface can be increased, and the friction performance on ice can be improved to a level higher than the conventional level.
  • This tire tread rubber composition has a weight ratio (X / Y) between the blending amount (X) of the millable silicone rubber compound and the blending amount (Y) of the thermally expandable microcapsule, 20/80 to 90. / 10 is recommended. Furthermore, it is preferable to mix a peroxide-based crosslinking agent, and the friction performance on ice can be further increased.
  • the rubber hardness of the millable silicone rubber compound is preferably 10 to 50, and is 5 to 40 lower than the rubber hardness of the base rubber obtained by omitting the millable silicone rubber compound and the thermally expandable microcapsule from the rubber composition. It is preferable.
  • the master batch in which the millable silicone rubber compound and the thermally expandable microcapsule are mixed is mixed with the diene rubber, the friction performance on ice is further enhanced. can do.
  • blend a peroxide type crosslinking agent.
  • the pneumatic tire using the rubber composition for a tire tread of the present invention in the tread portion has excellent performance as a studless tire, and can particularly improve the friction performance on ice.
  • FIG. 1 is a partial cross-sectional view in the tire meridian direction showing an example of an embodiment of a pneumatic tire using the rubber composition for a tire tread of the present invention.
  • FIG. 1 shows an example of an embodiment of a pneumatic tire using a rubber composition for a tire tread.
  • the pneumatic tire includes a tread portion 1, a sidewall portion 2, and a bead portion 3.
  • the pneumatic tire has two carcass layers 4 in which reinforcing cords extending in the tire radial direction are arranged between the left and right bead portions 3 at predetermined intervals in the tire circumferential direction and embedded in a rubber layer.
  • the both ends are folded back from the inner side in the tire axial direction so as to sandwich the bead filler 6 around the bead core 5 embedded in the bead part 3.
  • An inner liner layer 7 is disposed inside the carcass layer 4.
  • a belt cover layer 9 is disposed on the outer peripheral side of the belt layer 8.
  • a tread portion 1 is formed of a tread rubber layer 12 on the outer peripheral side of the belt cover layer 9.
  • the tread rubber layer 12 is preferably composed of the rubber composition for a tire tread of the present application.
  • a side rubber layer 13 is disposed outside the carcass layer 4 of each sidewall portion 2, and a rim cushion rubber layer 14 is provided outside the folded portion of the carcass layer 4 of each bead portion 3.
  • a studless tire is not limited to embodiment of the pneumatic tire illustrated in FIG.
  • the diene rubber used may be a diene rubber that usually constitutes the tread portion of a studless tire.
  • natural rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, various styrene butadiene rubbers, butyl rubber, ethylene-propylene-diene rubber Etc. are exemplified.
  • natural rubber, butadiene rubber, and styrene butadiene rubber are preferable, and natural rubber and / or butadiene rubber are more preferable.
  • the friction performance on ice can be enhanced when a pneumatic tire is formed.
  • the average glass transition temperature of the above-mentioned diene rubber is preferably ⁇ 50 ° C. or less, more preferably ⁇ 60 to ⁇ 100 ° C.
  • the glass transition temperature is determined by differential scanning calorimetry (DSC) with a thermogram measured at a rate of temperature increase of 20 ° C./min and set as the temperature at the midpoint of the transition region.
  • the glass transition temperature of the diene rubber in a state not containing an oil-extended component (oil) is used.
  • the average glass transition temperature is a total (weighted average value of glass transition temperatures) obtained by multiplying the glass transition temperature of each diene rubber by the weight fraction of each diene rubber.
  • the total weight fraction of all diene rubbers is 1.
  • 0.2 to 20 parts by weight, preferably 1.0 to 18 parts by weight of thermally expandable microcapsules are blended with 100 parts by weight of the diene rubber described above. If the amount of the thermally expandable microcapsule is less than 0.2 parts by weight, the volume of the hollow particles (microcapsule shell) in which the thermally expandable microcapsule expanded during vulcanization is insufficient, and the friction performance on ice is sufficiently improved. Can not do it. Moreover, when the compounding quantity of a thermally expansible microcapsule exceeds 20 weight part, there exists a possibility that the abrasion resistance performance of a tread rubber may deteriorate.
  • the thermally expandable microcapsule has a structure in which a thermally expandable substance is encapsulated in a shell material formed of a thermoplastic resin. For this reason, when vulcanizing and molding an unvulcanized tire, if the microcapsules dispersed in the rubber composition are heated, the thermally expandable substance contained in the shell material expands to increase the particle size of the shell material. A large number of hollow particles are formed in the tread rubber. As a result, the water film generated on the surface of the ice is efficiently absorbed and removed, and a micro edge effect is obtained, thereby improving the performance on ice. In addition, since the shell material of the microcapsule is harder than the tread rubber, the wear resistance of the tread portion can be increased.
  • the shell material of the thermally expandable microcapsule can be formed of a nitrile polymer.
  • the thermally expandable substance included in the shell material of the microcapsule has a property of being vaporized or expanded by heat, and examples thereof include at least one selected from the group consisting of hydrocarbons such as normal alkane and isoalkane.
  • hydrocarbons such as normal alkane and isoalkane.
  • isoalkanes include isobutane, isopentane, 2-methylpentane, 2-methylhexane, 2,2,4-trimethylpentane, etc.
  • normal alkanes include n-butane, n-propane, n-hexane, Examples thereof include n-heptane and n-octane. These hydrocarbons may be used alone or in combination.
  • the thermally expandable substance As a preferable form of the thermally expandable substance, a substance obtained by dissolving a hydrocarbon which is gaseous at normal temperature in a hydrocarbon which is liquid at normal temperature is preferable. By using such a mixture of hydrocarbons, a sufficient expansion force can be obtained from the low temperature region to the high temperature region in the vulcanization molding temperature region (150 to 190 ° C.) of the unvulcanized tire.
  • the rubber composition for a tire tread of the present invention is blended with a millable silicone rubber compound together with the above-described thermally expandable microcapsules. Thereby, water repellency is imparted to the contact surface of the tire tread, and the water repelled by the tire tread is easily absorbed by the bubbles (shells of the microcapsules), and the friction performance on ice can be increased.
  • the millable silicone rubber compound is a compound containing millable silicone rubber and silica.
  • the millable silicone rubber is a silicone rubber that has plasticity and is cured by heating with a crosslinking agent other than the liquid silicone rubber.
  • the weight average molecular weight of the millable silicone rubber is not particularly limited as long as the silicone rubber has plasticity, but is preferably 400,000 to 900,000, more preferably 450,000 to 850,000. In this specification, the weight average molecular weight of the millable silicone rubber was measured by GPC, and the weight average molecular weight was calculated in terms of standard polystyrene.
  • millable silicone rubber By adding other compounding agents such as silica, reinforcing fillers other than silica, dispersants, stabilizers, etc. to millable silicone rubber, it gives appropriate rubber strength and rubber hardness to millable silicone rubber compound. be able to.
  • compounding agents such as silica, reinforcing fillers other than silica, dispersants, stabilizers, etc.
  • the blending amount of the millable type silicone rubber compound is 1 to 20 parts by weight, preferably 2 to 20 parts by weight, more preferably 2 to 18 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the diene rubber.
  • the blending amount of the millable silicone rubber compound is less than 1 part by weight, sufficient water repellency cannot be imparted to the tire tread rubber composition.
  • the blending amount of the millable silicone rubber compound exceeds 20 parts by weight, the rubber strength of the rubber composition is lowered and the wear resistance is deteriorated.
  • the weight ratio (X / Y) of the blending amount (X) of the millable silicone rubber compound to the blending amount (Y) of the thermally expandable microcapsule is 20/80 to 90/10, preferably 30/70 to 85 / 15.
  • the weight ratio (X / Y) is smaller than 20/80, the water repellent effect is too small with respect to the number of bubbles (shells of hollow particles), and the effect on the performance on ice becomes small.
  • the weight ratio (X / Y) is greater than 90/10, the water repellency is too strong for the bubbles (shells of the hollow particles), and the water film is hardly absorbed by the bubbles.
  • the rubber hardness of the millable silicone rubber compound is preferably 10 to 50, more preferably 15 to 45. If the rubber hardness of the millable silicone rubber compound is less than 10, it is too soft and the wear resistance deteriorates. If the rubber hardness of the millable silicone rubber compound exceeds 50, the effect on ice performance is reduced due to the hardness.
  • the rubber hardness of the millable type silicone rubber compound is a rubber hardness when a peroxide vulcanizing agent is blended and mixed and heat-cured, and it is 23 according to JIS K6253 according to durometer type A. The value measured at ° C.
  • the rubber hardness of the millable silicone rubber compound is preferably lower than the rubber hardness of the base rubber of the rubber composition. That is, the base rubber is a rubber composition in which the millable silicone rubber compound and the thermally expandable microcapsule are omitted from the tire tread rubber composition of the present invention.
  • the rubber hardness of the millable silicone rubber compound is preferably lower than the rubber hardness of the base rubber, and more preferably, the rubber hardness of the millable silicone rubber compound is 5 to 40 lower. Thereby, the followability to a road surface improves and it becomes easy to exhibit water repellency more.
  • the rubber composition for a tire tread of the present invention is preferably formulated with a peroxide vulcanizing agent.
  • a peroxide vulcanizing agent By blending a peroxide vulcanizing agent, the frictional performance on ice can be further increased.
  • the amount of the peroxide vulcanizing agent is preferably 0.5 to 5.0% by weight, more preferably 1.0 to 4.5% by weight, based on the weight of the millable silicone rubber. When the amount of the peroxide vulcanizing agent is less than 0.5% by weight, the effect of the peroxide vulcanizing agent cannot be sufficiently obtained.
  • group vulcanizing agent exceeds 5.0 weight%, the rubber composition for tire tread will become weak and abrasion resistance will deteriorate.
  • the above-described method for producing a rubber composition for a tire tread can be performed in the same manner as when producing a rubber composition containing thermally expandable microcapsules. That is, a kneaded product prepared by mixing and kneading the heat-expandable microcapsules and other compounding agents excluding the vulcanizing compound with a diene rubber was prepared.
  • a rubber composition for a tire tread can be prepared by mixing and mixing the capsule and the vulcanizing compound.
  • the vulcanizing compound include a vulcanizing agent, a crosslinking agent, a vulcanization accelerator, and the like.
  • a masterbatch is preferably prepared by previously mixing a millable silicone rubber compound and a thermally expandable microcapsule, and the masterbatch and diene rubber It is good to mix.
  • the vulcanizing compounding agent may be mixed simultaneously with the masterbatch and the diene rubber, or may be further mixed thereafter.
  • the weight ratio (X / Y) of the blended amount (X) of the millable silicone rubber compound and the thermally expandable microcapsule (Y) can be as described above.
  • a peroxide vulcanizing agent can be added to this master batch.
  • strength of silicone rubber rises and it can make friction performance on ice higher.
  • the amount of the peroxide vulcanizing agent can be set as described above.
  • the mixing conditions of the millable silicone rubber compound and the thermally expandable microcapsules are not particularly limited, and may be any conditions as long as the destruction of the thermally expandable microcapsules is suppressed and the thermal expansion does not occur.
  • the temperature, the number of rotations, etc. can be appropriately determined so that the millable silicone rubber compound and the thermally expandable microcapsule are mixed almost uniformly.
  • the kneading machine used for mixing the millable silicone rubber compound and the thermally expandable microcapsule is not particularly limited, and examples thereof include a Banbury mixer, a kneader, and a roll.
  • the rubber composition for tire treads can contain fillers such as silica and carbon black.
  • fillers such as silica and carbon black.
  • the blending amount of the filler is preferably 10 to 100 parts by weight, more preferably 20 to 90 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the diene rubber.
  • the blending amount of the filler is less than 10 parts by weight, the rubber strength cannot be increased and the wear resistance performance cannot be improved.
  • the amount of the filler exceeds 100 parts by weight, the rolling resistance of the tire tread rubber composition is deteriorated.
  • a silane coupling agent When adding silica to the vulcanized rubber composition of the present invention, a silane coupling agent can be added. By compounding a silane coupling agent, the dispersibility of silica in the diene rubber can be improved and the reinforcement with the rubber can be enhanced.
  • the amount of the silane coupling agent is preferably 3 to 15% by weight, more preferably 5 to 10% by weight, based on the amount of silica in the vulcanized rubber composition. If the amount of the silane coupling agent is less than 3% by weight of the amount of silica, the silica dispersion cannot be improved sufficiently. When the compounding amount of the silane coupling agent exceeds 15% by weight of the silica compounding amount, the silane coupling agents are condensed with each other, and a desired effect cannot be obtained.
  • the type of the silane coupling agent is not particularly limited as long as it can be used for the rubber composition containing silica.
  • bis- (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide bis (3- Examples thereof include sulfur-containing silane coupling agents such as triethoxysilylpropyl) disulfide, 3-trimethoxysilylpropylbenzothiazole tetrasulfide, ⁇ -mercaptopropyltriethoxysilane, and 3-octanoylthiopropyltriethoxysilane.
  • any filler that can be used for pneumatic tires can be used, for example, calcium carbonate, magnesium carbonate, talc, clay, alumina, aluminum hydroxide, titanium oxide. And calcium sulfate.
  • tire rubber compositions for tire tread are generally used for tire rubber compositions such as vulcanization or crosslinking agents, vulcanization accelerators, anti-aging agents, plasticizers, processing aids, etc.
  • Various additives can be blended.
  • Such an additive can be kneaded by a general method to form an unvulcanized rubber composition, which can be used for vulcanization or crosslinking.
  • a conventional general amount can be used.
  • Such a rubber composition can be produced by mixing each of the above components using a known rubber kneading machine, for example, a Banbury mixer, a kneader, a roll or the like.
  • the rubber composition for a tire tread of the present invention is suitable for constituting a tread portion of a studless tire.
  • the tread portion configured as described above can improve the performance on ice to a level higher than the conventional level.
  • Examples 1-9, Comparative Examples 1-6 A diene rubber, a filler and a compounding agent shown in Table 5 are used as a common compound, and 15 kinds of rubber compositions (Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 6) composed of the compounds shown in Tables 1 and 2 are combined with sulfur, Components other than the vulcanization accelerator, thermally expandable microcapsule, and silicone rubber compound are kneaded for 5 minutes in a 1.8 L closed mixer, discharged and cooled, and sulfur, vulcanization accelerator, thermally expandable microcapsule, An unvulcanized rubber composition was prepared by adding a silicone rubber compound and mixing with an open roll. In addition, the compounding quantity of each compounding agent described in Table 1, 2 was shown by the weight part with respect to 100 weight part of diene rubbers described in Table 5.
  • Examples 10 to 25, Comparative Examples 7 to 9 19 kinds of master batches (MB-1 to 19) shown in Tables 1, 3 and 4 are prepared. Weighing so that the blending ratio shown in the breakdown column of each masterbatch blending is obtained, and mixing it at 100 ° C. or lower for 2.5 minutes using a 1.8 L sealed Banbury mixer, 19 kinds of A masterbatch was prepared.
  • the obtained 44 types of rubber compositions were press vulcanized at 170 ° C. for 10 minutes in a predetermined mold to prepare vulcanized rubber test pieces made of a tire tread rubber composition.
  • the friction performance on ice of the obtained vulcanized rubber test piece was evaluated by the following method.
  • Friction performance on ice The obtained vulcanized rubber test piece was affixed to a flat cylindrical base rubber, and measured using an inside drum type on-ice friction tester at a measurement temperature of -1.5 ° C, a load of 5.5 kg / cm 3 , and a drum. The friction coefficient on ice was measured under the condition of a rotational speed of 25 km / h. The obtained friction coefficient on ice was shown in the column of “Friction performance on ice” in Tables 1 to 4, using the value of Comparative Example 1 as 100. A larger index value means a greater frictional force on ice and better performance on ice.
  • the rubber composition of the common composition which consists of diene system rubber shown in Table 5, a filler, and a compounding agent, components except sulfur and a vulcanization accelerator are kneaded for 5 minutes with a 1.8L closed mixer, and it is discharged and cooled.
  • An unvulcanized base rubber composition was prepared by adding sulfur and a vulcanization accelerator thereto and mixing with an open roll.
  • the obtained rubber composition of the base rubber was press vulcanized at 170 ° C. for 10 minutes in a predetermined mold to prepare a vulcanized rubber test piece.
  • the rubber hardness of the vulcanized rubber test piece of this base rubber was 50 when measured at a temperature of 23 ° C. with a durometer type A according to JIS K6253.
  • Microcapsule Thermally expandable microcapsule (Microsphere F100) manufactured by Matsumoto Yushi Seiyaku Co., Ltd.
  • Silicone rubber compound 1 Compound containing millable silicone rubber and silica, KE-500-U manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. The difference from rubber hardness is 27.
  • Silicone rubber compound 2 Compound containing millable silicone rubber and silica, KE-922-U manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., rubber hardness when heat-cured with peroxide vulcanizing agent is 25, The difference from rubber hardness is 25.
  • Silicone rubber compound 3 Compound containing millable silicone rubber and silica, KE-941-U manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., a rubber hardness of 43 when heated and cured using a peroxide vulcanizing agent Difference from rubber hardness is 7.
  • Silicone rubber compound 4 Compound containing millable type silicone rubber and silica, KE-996-U manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., rubber hardness 63 when heated and cured using a peroxide vulcanizing agent. Difference from rubber hardness is -13.
  • ⁇ Peroxide vulcanizing agent A product containing approximately 25% C-8,2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.

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Abstract

熱膨張性マイクロカプセルを含むゴム組成物において、氷上摩擦性能を従来レベルよりも向上するようにしたタイヤトレッド用ゴム組成物を提供する。このタイヤトレッド用ゴム組成物は、ジエン系ゴム１００重量部に、ミラブル型シリコーンゴムコンパウンドを１～２０重量部、熱膨張性マイクロカプセルを０．２～２０重量部配合したゴム組成物であって、前記ミラブル型シリコーンゴムコンパウンドがシリカを含むことを特徴とする。

Description

タイヤトレッド用ゴム組成物
　本発明は、熱膨張性マイクロカプセルを含むゴム組成物において、氷上摩擦性能を従来レベルよりも向上するようにしたタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。
　氷雪路用空気入りタイヤ（スタッドレスタイヤ）の構成として、トレッドゴム中に多数の気泡を形成し、トレッドが氷面に踏み込むときにこれら気泡が氷表面の水膜を吸収除去し、トレッドが氷面から離れるときに吸収した水を遠心力で離脱させることを繰り返して氷上性能を向上することが知られている。
　特許文献１は、このような気泡の形成手段として、タイヤトレッド用ゴム組成物に熱膨張性マイクロカプセルを配合することを提案している。この熱膨張性マイクロカプセルは空気入りタイヤの加硫工程での加熱によって膨張し、加硫したタイヤのトレッドゴム中に膨張したマイクロカプセルの殻に被覆された気泡（中空粒子）を多数形成する。
　しかし近年、需要者がスタッドレスタイヤの氷上性能に求めるレベルはより高くなり、氷上摩擦性能をより一層高くすることが要求されている。
日本国特許第４０４６６７８号公報
　本発明の目的は、熱膨張性マイクロカプセルを含むゴム組成物において、氷上摩擦性能を従来レベルよりも向上するようにしたタイヤトレッド用ゴム組成物を提供することにある。
　上記目的を達成する本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、ジエン系ゴム１００重量部に、ミラブル型シリコーンゴムコンパウンドを１～２０重量部、熱膨張性マイクロカプセルを０．２～２０重量部配合したゴム組成物であって、前記ミラブル型シリコーンゴムコンパウンドがシリカを含むことを特徴とする。
　本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物の製造方法は、予め前記ミラブル型シリコーンゴムコンパウンドおよび熱膨張性マイクロカプセルを混合しマスターバッチを調製し、このマスターバッチを前記ジエン系ゴムに混合することを特徴とする。
　本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、ミラブル型シリコーンゴムコンパウンドおよび熱膨張性マイクロカプセルを共に配合するようにしたので、加硫成形したときトレッド面には、ミラブル型シリコーンゴムコンパウンドを含むタイヤ接地面に、熱膨張性マイクロカプセルが膨張した気泡（中空粒子の殻）が形成される。タイヤ接地面には疎水性のシリコーンゴムにより撥水性が付与されるため、氷水面にトレッドが踏み込むとき、氷水面の水膜が気泡に吸収されやすくなる。これによりトレッド面の除水性能を高くし、氷上摩擦性能を従来レベル以上に向上することができる。
　このタイヤトレッド用ゴム組成物は、前記ミラブル型シリコーンゴムコンパウンドの配合量（Ｘ）と前記熱膨張性マイクロカプセルの配合量（Ｙ）との重量比（Ｘ／Ｙ）を、２０／８０～９０／１０にするとよい。さらに、パーオキサイド系架橋剤を配合することが好ましく、氷上摩擦性能をより高くすることができる。
　また前記ミラブル型シリコーンゴムコンパウンドのゴム硬度は、１０～５０であるとよく、前記ゴム組成物からミラブル型シリコーンゴムコンパウンドおよび熱膨張性マイクロカプセルを省いたベースゴムのゴム硬度よりも５～４０低いことが好ましい。
　本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物の製造方法は、ミラブル型シリコーンゴムコンパウンドおよび熱膨張性マイクロカプセルを混合したマスターバッチを、ジエン系ゴムに混合するようにしたので、氷上摩擦性能をより一層高くすることができる。またマスターバッチを調製するとき、パーオキサイド系架橋剤を配合することがより好ましい。
　本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物をトレッド部に使用した空気入りタイヤは、スタッドレスタイヤとして優れた性能を有し、とりわけ氷上摩擦性能を一層向上することができる。
図１は本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物を使用した空気入りタイヤの実施形態の一例を示すタイヤ子午線方向の部分断面図である。
　図１は、タイヤトレッド用ゴム組成物を使用した空気入りタイヤの実施形態の一例を示し、この空気入りタイヤは、トレッド部１、サイドウォール部２、およびビード部３からなる。
　図１において、空気入りタイヤには、左右のビード部３間にタイヤ径方向に延在する補強コードをタイヤ周方向に所定の間隔で配列してゴム層に埋設した２層のカーカス層４が延設され、その両端部がビード部３に埋設したビードコア５の周りにビードフィラー６を挟み込むようにしてタイヤ軸方向内側から外側に折り返されている。カーカス層４の内側にはインナーライナー層７が配置されている。トレッド部１のカーカス層４の外周側には、タイヤ周方向に傾斜して延在する補強コードをタイヤ軸方向に所定の間隔で配列してゴム層に埋設した２層のベルト層８が配設されている。この２層のベルト層８の補強コードは層間でタイヤ周方向に対する傾斜方向を互いに逆向きにして交差している。ベルト層８の外周側には、ベルトカバー層９が配置されている。このベルトカバー層９の外周側に、トレッド部１がトレッドゴム層１２により形成される。トレッドゴム層１２は、本願のタイヤトレッド用ゴム組成物により構成することが好ましい。各サイドウォール部２のカーカス層４の外側にはサイドゴム層１３が配置され、各ビード部３のカーカス層４の折り返し部外側にはリムクッションゴム層１４が設けられている。なお、スタッドレスタイヤは、図１に例示した空気入りタイヤの実施形態に限定されるものではない。
　本発明において、使用するジエン系ゴムは、通常スタッドレスタイヤのトレッド部を構成するジエン系ゴムであればよく、例えば天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、各種スチレンブタジエンゴム、ブチルゴム、エチレン－プロピレン－ジエンゴム等が例示される。なかでも天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴムが好ましく、より好ましくは天然ゴム及び／又はブタジエンゴムからなるとよい。天然ゴム及び／又はブタジエンゴムを含むことにより、空気入りタイヤにしたとき氷上摩擦性能を高くすることができる。
　本発明において、上述したジエン系ゴムの平均ガラス転移温度は－５０℃以下であることが好ましく、更に好ましくは－６０～－１００℃であると良い。ジエン系ゴムの平均ガラス転移温度を－５０℃以下にすることにより、低温下でのゴムコンパウンドのしなやかさを維持し、氷面に対する凝着力を高くするので、冬用タイヤのトッレド部に好適に使用することができる。なおガラス転移温度は、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により２０℃／分の昇温速度条件によりサーモグラムを測定し、転移域の中点の温度とする。また、ジエン系ゴムが油展品であるときは、油展成分（オイル）を含まない状態におけるジエン系ゴムのガラス転移温度とする。また、平均ガラス転移温度とは、各ジエン系ゴムのガラス転移温度に各ジエン系ゴムの重量分率を乗じた合計（ガラス転移温度の加重平均値）である。なお、すべてのジエン系ゴムの重量分率の合計を１とする。
　本発明の加硫ゴム組成物は、上述したジエン系ゴム１００重量部に対し、熱膨張性マイクロカプセルを０．２～２０重量部、好ましくは１．０～１８重量部配合する。熱膨張性マイクロカプセルの配合量が０．２重量部未満であると加硫時に熱膨張性マイクロカプセルが膨張した中空粒子（マイクロカプセルの殻）の容積が不足し、氷上摩擦性能を十分に改良することができない。また熱膨張性マイクロカプセルの配合量が２０重量部を超えると、トレッドゴムの耐摩耗性能が悪化する虞がある。
　熱膨張性マイクロカプセルは、熱可塑性樹脂で形成された殻材中に、熱膨張性物質を内包した構成からなる。このため未加硫タイヤを加硫成形するとき、ゴム組成物中に分散したマイクロカプセルが加熱されると、殻材に内包された熱膨張性物質が膨張して殻材の粒径を大きくし、トレッドゴム中に多数の中空粒子を形成する。これにより、氷の表面に発生する水膜を効率的に吸収除去すると共に、ミクロなエッジ効果が得られるため、氷上性能を向上させる。また、マイクロカプセルの殻材は、トレッドゴムより硬いためトレッド部の耐摩耗性を高くすることができる。熱膨張性マイクロカプセルの殻材はニトリル系重合体により形成することができる。
　またマイクロカプセルの殻材中に内包する熱膨張性物質は、熱によって気化又は膨張する特性をもち、例えば、ノルマルアルカン、イソアルカン等の炭化水素からなる群から選ばれる少なくとも１種が例示される。イソアルカンとしては、イソブタン、イソペンタン、２－メチルペンタン、２－メチルヘキサン、２，２，４－トリメチルペンタン等を挙げることができ、ノルマルアルカンとしては、ｎ－ブタン、ｎ－プロパン、ｎ－ヘキサン、ｎ－ヘプタン、ｎ－オクタン等を挙げることができる。これらの炭化水素は、それぞれ単独で使用しても複数を組み合わせて使用してもよい。熱膨張性物質の好ましい形態としては、常温で液体の炭化水素に、常温で気体の炭化水素を溶解させたものがよい。このような炭化水素の混合物を使用することにより、未加硫タイヤの加硫成形温度領域（１５０～１９０℃）において、低温領域から高温領域にかけて十分な膨張力を得ることができる。
　本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、上述した熱膨張性マイクロカプセルと共に、ミラブル型シリコーンゴムコンパウンドが配合される。これにより、タイヤトレッドの接地面に撥水性を付与し、これにより弾かれた水が、気泡（マイクロカプセルの殻）に吸収されやすくなり、氷上摩擦性能を高くすることができる。
　ミラブル型シリコーンゴムコンパウンドは、ミラブル型シリコーンゴムおよびシリカを含むコンパウンドである。またミラブル型シリコーンゴムは、液状シリコーンゴム以外の、可塑性を有し、かつ架橋剤を配合して加熱硬化するシリコーンゴムである。ミラブル型シリコーンゴムの重量平均分子量は、シリコーンゴムが可塑性を有する限り特に制限されるものではないが、好ましくは４０万～９０万、より好ましくは４５万～８５万であるとよい。本明細書において、ミラブル型シリコーンゴムの重量平均分子量は、ＧＰＣにより測定し、標準ポリスチレン換算で重量平均分子量を求めた。
　ミラブル型シリコーンゴムに、シリカやシリカ以外の補強性充填剤、分散剤、安定化剤などの他の配合剤を配合することにより、ミラブル型シリコーンゴムコンパウンドに適当なゴム強度、ゴム硬度を付与することができる。
　ミラブル型シリコーンゴムコンパウンドの配合量はジエン系ゴム１００重量部に対し１～２０重量部、好ましくは２～２０重量部、より好ましくは２～１８重量部である。ミラブル型シリコーンゴムコンパウンドの配合量が１重量部未満であると、タイヤトレッド用ゴム組成物に十分な撥水性を付与することができない。またミラブル型シリコーンゴムコンパウンドの配合量が２０重量部を超えると、ゴム組成物のゴム強度が低下し耐摩耗性が悪化する。
　また、ミラブル型シリコーンゴムコンパウンドの配合量（Ｘ）と熱膨張性マイクロカプセルの配合量（Ｙ）の重量比（Ｘ／Ｙ）は２０／８０～９０／１０、好ましくは３０／７０～８５／１５である。重量比（Ｘ／Ｙ）が２０／８０より小さいと、気泡（中空粒子の殻）の数に対して撥水作用が小さ過ぎて氷上性能への効果が小さくなる。また重量比（Ｘ／Ｙ）が９０／１０より大きいと、気泡（中空粒子の殻）に対して撥水作用が強くなり過ぎてしまい逆に水膜が気泡に吸収されにくくなってしまう。
　ミラブル型シリコーンゴムコンパウンドのゴム硬度は、好ましくは１０～５０、より好ましくは１５～４５であるとよい。ミラブル型シリコーンゴムコンパウンドのゴム硬度が１０未満であると、軟らかすぎて耐摩耗性が悪化してしまう。またミラブル型シリコーンゴムコンパウンドのゴム硬度が５０を超えると、硬さゆえに氷上性能への効果が小さくなってしまう。本明細書において、ミラブル型シリコーンゴムコンパウンドのゴム硬度は、パーオキサイド系加硫剤を配合・混合して、加熱硬化させたときのゴム硬度であり、ＪＩＳ　Ｋ６２５３に準拠しデュロメータのタイプＡにより２３℃で測定された値とする。
　ミラブル型シリコーンゴムコンパウンドのゴム硬度は、ゴム組成物のベースゴムのゴム硬度より低いことが好ましい。すなわち、ベースゴムは本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物からミラブル型シリコーンゴムコンパウンドおよび熱膨張性マイクロカプセルを省いたゴム組成物である。このベースゴムのゴム硬度よりも、ミラブル型シリコーンゴムコンパウンドのゴム硬度が低いことが好ましく、より好ましくはミラブル型シリコーンゴムコンパウンドのゴム硬度が５～４０低いことが好ましい。これにより、路面への追従性が向上し、より撥水性を発揮しやすくなる。
　本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、好ましくはパーオキサイド系加硫剤を配合するとよい。パーオキサイド系加硫剤を配合することにより、氷上摩擦性能をより高くすることができる。パーオキサイド系加硫剤の配合量は、ミラブル型シリコーンゴムの重量に対し、好ましくは０．５～５．０重量％、より好ましくは１．０～４．５重量％にするとよい。パーオキサイド系加硫剤の配合量が０．５重量％未満であると、パーオキサイド系加硫剤の作用が十分に得られない。またパーオキサイド系加硫剤の配合量が５．０重量％を超えると、タイヤトレッド用ゴム組成物が脆くなり耐摩耗性が悪化してしまう。
　上述したタイヤトレッド用ゴム組成物の製造方法は、熱膨張性マイクロカプセルを配合したゴム組成物を製造するときと、同様にして行うことができる。すなわち、熱膨張性マイクロカプセルおよび加硫系配合剤を除く他の配合剤を、ジエン系ゴムと混合・混練した混練物を調製し、この混練物を冷却し温度を下げた後に熱膨張性マイクロカプセルおよび加硫系配合剤を配合し混合することにより、タイヤトレッド用ゴム組成物を調製することができる。ここで加硫系配合剤としては、加硫剤、架橋剤、加硫促進剤等が例示される。
　また本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物をより効果的に製造するには、好ましくは予めミラブル型シリコーンゴムコンパウンドおよび熱膨張性マイクロカプセルを混合しマスターバッチを調製し、このマスターバッチおよびジエン系ゴムを混合するとよい。加硫系配合剤は、マスターバッチおよびジエン系ゴムと同時に混合してもよいし、さらにその後で混合してもよい。
　ミラブル型シリコーンゴムコンパウンドおよび熱膨張性マイクロカプセルのマスターバッチを調製するとき、ミラブル型シリコーンゴムコンパウンドの配合量（Ｘ）と熱膨張性マイクロカプセルの配合量（Ｙ）の重量比（Ｘ／Ｙ）は、上述した通りにすることができる。
　またこのマスターバッチにパーオキサイド系加硫剤を配合することができる。これにより、シリコーンゴムの強度が上がり、氷上摩擦性能をより高くすることができる。パーオキサイド系加硫剤の配合量は、上述した通りにすることができる。
　ミラブル型シリコーンゴムコンパウンドおよび熱膨張性マイクロカプセルを混合条件は、特に制限されるものではなく、熱膨張性マイクロカプセルの破壊を抑制し、かつ熱膨張を起こさない条件であればよい。ミラブル型シリコーンゴムコンパウンドおよび熱膨張性マイクロカプセルが略均一に混合するように、温度、回転数等を適宜、決めることができる。
　またミラブル型シリコーンゴムコンパウンドおよび熱膨張性マイクロカプセルの混合に使用する混練り機械は、特に制限されるものではなく、例えばバンバリーミキサー、ニーダー、ロール等を例示することができる。
　タイヤトレッド用ゴム組成物は、シリカ、カーボンブラック等の充填剤を配合することができる。充填剤を配合することによりゴムの強度を高くし耐摩耗性能を良好にすることができる。充填剤の配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対し好ましくは１０～１００重量部、より好ましくは２０～９０重量部にするとよい。充填剤の配合量が１０重量部未満であるとゴム強度を高くして耐摩耗性能を向上することができない。充填剤の配合量が１００重量部を超えるとタイヤトレッド用ゴム組成物の転がり抵抗が悪化する。
　本発明の加硫ゴム組成物にシリカを配合するとき、シランカップリング剤を配合することができる。シランカップリング剤を配合することにより、ジエン系ゴムに対するシリカの分散性を向上しゴムとの補強性を高めることができる。
　シランカップリング剤の配合量は、加硫ゴム組成物中のシリカの配合量に対し好ましくは３～１５重量％を配合すると良く、より好ましくは５～１０重量％を配合すると良い。シランカップリング剤の配合量がシリカ配合量の３重量％未満であるとシリカの分散を十分に改良することができない。シランカップリング剤の配合量がシリカ配合量の１５重量％を超えるとシランカップリング剤同士が縮合してしまい、所望の効果を得ることができなくなる。
　シランカップリング剤の種類は、シリカ配合のゴム組成物に使用可能なものであれば特に制限されるものではないが、例えば、ビス－（３－トリエトキシシリルプロピル）テトラサルファイド、ビス（３－トリエトキシシリルプロピル）ジサルファイド、３－トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラサルファイド、γ－メルカプトプロピルトリエトキシシラン、３－オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン等の硫黄含有シランカップリング剤を例示することができる。
　シリカ、カーボンブラック以外の充填剤としては、空気入りタイヤに使用することができる任意の充填剤を用いることができ、例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、タルク、クレー、アルミナ、水酸化アルミニウム、酸化チタン、硫酸カルシウム等を挙げることができる。
　タイヤトレッド用ゴム組成物には、上述した充填剤以外にも、加硫又は架橋剤、加硫促進剤、老化防止剤、可塑剤、加工助剤などのタイヤ用ゴム組成物に一般的に使用される各種添加剤を配合することができる。かかる添加剤は一般的な方法で混練して未加硫のゴム組成物とし、これを加硫又は架橋するのに使用することができる。これらの添加剤の配合量は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。このようなゴム組成物は、公知のゴム用混練機械、例えば、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール等を使用して、上記各成分を混合することによって製造することができる。
　本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物はスタッドレスタイヤのトレッド部を構成するのに好適である。このように構成されたトレッド部は、氷上性能を従来レベル以上に向上することができる。
　以下、実施例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
　　　実施例１～９、比較例１～６
　表５に示すジエン系ゴム、充填剤及び配合剤を共通配合とし、表１、２に示す配合からなる１５種類のゴム組成物（実施例１～９、比較例１～６）を、硫黄、加硫促進剤、熱膨張性マイクロカプセル、シリコーンゴムコンパウンドを除く成分を１.８Ｌの密閉型ミキサーで５分間混練し放出・冷却し、これに硫黄、加硫促進剤、熱膨張性マイクロカプセル、シリコーンゴムコンパウンドを加えてオープンロールで混合することにより未加硫のゴム組成物を調製した。なお表１、２に記載した各配合剤の配合量は、表５に記載したジエン系ゴム１００重量部に対する重量部で示した。
　　　実施例１０～２５、比較例７～９
　表１，３および４に示す１９種類のマスターバッチ（ＭＢ－１～１９）を調製する。各マスターバッチ配合の内訳の欄に示した配合比になるように秤量し、これを１.８Ｌの密閉型バンバリーミキサーを用いて、２．５分間１００℃以下で混合することにより、１９種類のマスターバッチを調製した。
　表５に示すジエン系ゴム、充填剤及び配合剤を共通配合とし、表１，３および４に示す配合からなる１９種類のゴム組成物（実施例１０～２５、比較例７～９）を、マスターバッチ、硫黄、加硫促進剤を除く成分を１.８Ｌの密閉型ミキサーで５分間混練し放出・冷却し、これにマスターバッチ、硫黄、加硫促進剤を加えてオープンロールで混合することにより未加硫のゴム組成物を調製した。なお表１，３および４に記載した各配合剤の配合量は、表５に記載したジエン系ゴム１００重量部に対する重量部で示した。
　得られた４４種類のゴム組成物を所定の金型中で、１７０℃で１０分間プレス加硫してタイヤトレッド用ゴム組成物からなる加硫ゴム試験片を作成した。得られた加硫ゴム試験片の氷上摩擦性能を下記に示す方法により評価した。
　　　氷上摩擦性能
　得られた加硫ゴム試験片を偏平円柱状の台ゴムに貼り付け、インサイドドラム型氷上摩擦試験機を用いて、測定温度－１．５℃、荷重５．５ｋｇ／ｃｍ3、ドラム回転速度２５ｋｍ／ｈの条件で氷上摩擦係数を測定した。得られた氷上摩擦係数を、比較例１の値を１００とする指数にして、表１～４の「氷上摩擦性能」の欄に示した。この指数値が大きいほど氷上摩擦力が大きく氷上性能が優れることを意味する。
　表５に示すジエン系ゴム、充填剤及び配合剤からなる共通配合のゴム組成物について、硫黄、加硫促進剤を除く成分を１.８Ｌの密閉型ミキサーで５分間混練し放出・冷却し、これに硫黄、加硫促進剤を加えてオープンロールで混合することにより未加硫のベースゴムの組成物を調製した。得られたベースゴムのゴム組成物を所定の金型中で、１７０℃で１０分間プレス加硫して、加硫ゴム試験片を作成した。
　このベースゴムの加硫ゴム試験片のゴム硬度を、ＪＩＳ　Ｋ６２５３に準拠しデュロメータのタイプＡにより温度２３℃で測定したところ、５０であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表１～４において、使用した原材料の種類を下記に示す。
・マイクロカプセル：松本油脂製薬社製熱膨張性マイクロカプセル（マイクロスフェアＦ１００）
・シリコーンゴムコンパウンド１：ミラブル型シリコーンゴムおよびシリカを含むコンパウンド、信越化学社製ＫＥ－５００－Ｕ、パーオキサイド系加硫剤を用いて加熱硬化させたときのゴム硬度が２３で、ベースゴムのゴム硬度との差が２７。
・シリコーンゴムコンパウンド２：ミラブル型シリコーンゴムおよびシリカを含むコンパウンド、信越化学社製ＫＥ－９２２－Ｕ、パーオキサイド系加硫剤を用いて加熱硬化させたときのゴム硬度が２５で、ベースゴムのゴム硬度との差が２５。
・シリコーンゴムコンパウンド３：ミラブル型シリコーンゴムおよびシリカを含むコンパウンド、信越化学社製ＫＥ－９４１－Ｕ、パーオキサイド系加硫剤を用いて加熱硬化させたときのゴム硬度が４３で、ベースゴムのゴム硬度との差が７。
・シリコーンゴムコンパウンド４：ミラブル型シリコーンゴムおよびシリカを含むコンパウンド、信越化学社製ＫＥ－９６１－Ｕ、パーオキサイド系加硫剤を用いて加熱硬化させたときのゴム硬度が６３で、ベースゴムのゴム硬度との差が－１３。
・パーオキサイド系加硫剤：信越化学社製Ｃ－８、２，５－ジメチル－２，５－ジ（ｔ－ブチルパーオキシ）ヘキサンを約２５％含有品
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　なお、表５において、使用した原材料の種類を下記に示す。
・ＮＲ：天然ゴム、ＲＳＳ＃３
・ＢＲ：ブタジエンゴム、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ　ＢＲ１２２０
・カーボンブラック：東海カーボン社製シースト６
・シリカ：日本シリカ工業社製Ｎｉｐｓｉｌ　ＡＱ
・シランカップリング剤：硫黄含有シランカップリング剤、デグサ社製Ｓｉ６９
・オイル：昭和シェル石油社製エキストラクト４号Ｓ
・酸化亜鉛：正同化学工業社製酸化亜鉛３種
・ステアリン酸：日油社製ビーズステアリン酸
・老化防止剤１：フレキシス社製６ＰＰＤ
・老化防止剤２：大内新興化学工業社製ノクラック２２４
・硫黄：鶴見化学工業社製金華印油入微粉硫黄
・加硫促進剤：大内新興化学工業社製ノクセラーＣＺ－Ｇ
　表２～４から明らかなように実施例１～２５のタイヤトレッド用ゴム組成物は、氷上摩擦性能を従来レベル以上に向上することが確認された。
　比較例２のゴム組成物は、シリコーンコンパウンド１の配合量が１重量部未満であるので、氷上摩擦性能を十分に改良することができない。
　比較例３のゴム組成物は、シリコーンコンパウンド１の配合量が２０重量部を超えるので、氷上摩擦性能が却って低下する。
　比較例４～６のゴム組成物は、熱膨張性マイクロカプセルを配合しなかったので、氷上摩擦性能が大きく劣る。
　比較例７～９のゴム組成物は、シリコーンコンパウンド１または２の配合量が２０重量部を超えるので、氷上摩擦性能を十分に改良することができない。
　１　　　トレッド部
　１２　　トレッドゴム層

Claims (8)

  1. 　ジエン系ゴム１００重量部に、ミラブル型シリコーンゴムコンパウンドを１～２０重量部、熱膨張性マイクロカプセルを０．２～２０重量部配合したゴム組成物であって、前記ミラブル型シリコーンゴムコンパウンドがシリカを含むことを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物。
  2. 　前記ミラブル型シリコーンゴムコンパウンドの配合量（Ｘ）と前記熱膨張性マイクロカプセルの配合量（Ｙ）との重量比（Ｘ／Ｙ）が、２０／８０～９０／１０であることを特徴とする請求項１に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
  3. 　さらに、パーオキサイド系架橋剤を配合することを特徴とする請求項１または２に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
  4. 　前記ミラブル型シリコーンゴムコンパウンドのゴム硬度が１０～５０であることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
  5. 　前記ミラブル型シリコーンゴムコンパウンドのゴム硬度が、前記ゴム組成物からミラブル型シリコーンゴムコンパウンドおよび熱膨張性マイクロカプセルを省いたベースゴムのゴム硬度よりも５～４０低いことを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載のタイヤトレッド用ゴム組成物。
  6. 　請求項１～５のいずれかに記載のタイヤトレッド用ゴム組成物の製造方法であって、予め前記ミラブル型シリコーンゴムコンパウンドおよび熱膨張性マイクロカプセルを混合しマスターバッチを調製し、このマスターバッチを前記ジエン系ゴムと混合することを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物の製造方法。
  7. 　前記マスターバッチに、パーオキサイド系架橋剤を配合することを特徴とする請求項６に記載のタイヤトレッド用ゴム組成物の製造方法。
  8. 　請求項１～５のいずれかに記載のタイヤトレッド用ゴム組成物でトレッド部を形成したスタッドレスタイヤ。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111763355B (zh) * 2019-04-01 2023-01-31 北京化工大学 一种含硅橡胶的耐热氧老化胎侧胶及其制备方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000026656A (ja) * 1998-07-15 2000-01-25 Sumitomo Rubber Ind Ltd トレッドゴム組成物およびスタッドレスタイヤ
JP2002047378A (ja) * 2000-08-01 2002-02-12 Sumitomo Rubber Ind Ltd タイヤ用トレッドゴム組成物
JP2002114869A (ja) * 2000-10-06 2002-04-16 Toyo Tire & Rubber Co Ltd タイヤ用ゴム組成物
JP2002356584A (ja) * 2001-03-28 2002-12-13 Yokohama Rubber Co Ltd:The タイヤ用ゴム組成物
JP2003105138A (ja) * 2001-09-28 2003-04-09 Yokohama Rubber Co Ltd:The 氷上性能が改良されたタイヤトレッド用ゴム組成物の製造方法
JP2004035725A (ja) * 2002-07-03 2004-02-05 Yokohama Rubber Co Ltd:The 改良された氷上摩擦力を有するゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤ
JP2004210931A (ja) * 2002-12-27 2004-07-29 Yokohama Rubber Co Ltd:The 改良された氷上摩擦力を有するゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤ
WO2012023607A1 (ja) * 2010-08-20 2012-02-23 横浜ゴム株式会社 ゴム組成物および空気入りタイヤ
JP2012131920A (ja) * 2010-12-22 2012-07-12 Yokohama Rubber Co Ltd:The タイヤ用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ
JP2014185339A (ja) * 2013-02-25 2014-10-02 Yokohama Rubber Co Ltd:The スタッドレスタイヤ用ゴム組成物およびスタッドレスタイヤ

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3475740B2 (ja) * 1997-09-05 2003-12-08 信越化学工業株式会社 熱加硫型シリコーンゴムコンパウンドの製造方法
JP4516182B2 (ja) * 2000-05-25 2010-08-04 住友ゴム工業株式会社 トレッド用ゴム組成物
CA2352927C (en) 2000-07-14 2008-03-18 Sumitomo Rubber Industries, Ltd. Rubber composition for tyre tread
US20020177650A1 (en) 2001-03-28 2002-11-28 Makio Mori Rubber formulations for tire
US20040035725A1 (en) * 2002-08-23 2004-02-26 Joseph Smouha Secure watchbox
JP4046678B2 (ja) 2003-10-15 2008-02-13 横浜ゴム株式会社 タイヤトレッド用ゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤ
CN101273086A (zh) * 2005-09-22 2008-09-24 可乐丽股份有限公司 橡胶组合物以及交联物
JP5916457B2 (ja) * 2012-03-23 2016-05-11 住友理工株式会社 絶縁性シリコーンゴム組成物
JP6079830B2 (ja) * 2015-07-02 2017-02-15 横浜ゴム株式会社 タイヤトレッド用ゴム組成物

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000026656A (ja) * 1998-07-15 2000-01-25 Sumitomo Rubber Ind Ltd トレッドゴム組成物およびスタッドレスタイヤ
JP2002047378A (ja) * 2000-08-01 2002-02-12 Sumitomo Rubber Ind Ltd タイヤ用トレッドゴム組成物
JP2002114869A (ja) * 2000-10-06 2002-04-16 Toyo Tire & Rubber Co Ltd タイヤ用ゴム組成物
JP2002356584A (ja) * 2001-03-28 2002-12-13 Yokohama Rubber Co Ltd:The タイヤ用ゴム組成物
JP2003105138A (ja) * 2001-09-28 2003-04-09 Yokohama Rubber Co Ltd:The 氷上性能が改良されたタイヤトレッド用ゴム組成物の製造方法
JP2004035725A (ja) * 2002-07-03 2004-02-05 Yokohama Rubber Co Ltd:The 改良された氷上摩擦力を有するゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤ
JP2004210931A (ja) * 2002-12-27 2004-07-29 Yokohama Rubber Co Ltd:The 改良された氷上摩擦力を有するゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤ
WO2012023607A1 (ja) * 2010-08-20 2012-02-23 横浜ゴム株式会社 ゴム組成物および空気入りタイヤ
JP2012131920A (ja) * 2010-12-22 2012-07-12 Yokohama Rubber Co Ltd:The タイヤ用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ
JP2014185339A (ja) * 2013-02-25 2014-10-02 Yokohama Rubber Co Ltd:The スタッドレスタイヤ用ゴム組成物およびスタッドレスタイヤ

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