JPH03210342A - スタッドレスタイヤのトレッドゴム - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は路面が氷結した道路及び通常の状態の道路の
両方を走行する車両に装着するのに適したスタッドレス
タイヤのトレッドゴムに関する。

［従来の技術］ 従来、氷雪路を走行することの多い車両には、硬合金製
スタッドの多数本をトレッドに植えたスパイクタイヤが
一般的に使用されていたが、車両の増加に伴いスパイク
タイヤのスタッドが道路に突き刺さってその表面を掘り
起こし、その結果束しる砂塵及び道路損傷が増加して社
会問題となっているため、近時ではトレッドゴムに特殊
なゴム組成物を使用し、スタッドを備えないで氷雪路で
も使用できるタイヤ、いわゆるスタッドレスタイヤが提
案されている。

ところでスタッドレスタイヤのトレッドには、トレッド
と氷、路面との間の摩擦係数が大きくなるゴム組成物が
用いられている。摩擦係数を大きくする方法としては、
特開昭６０−１３７９４６号の公報に記載されている様
に、粒径が０．０１〜０．５ｍｍのアルミナのような耐
摩耗性、高硬度粒状体を配合したゴム組成物を用い、ア
ルミナをトレッド表面から突出させて、トレッド表面に
微細凹凸を形成して摩擦係数を高める方法、或は特開昭
６０−１３７９４５号公報に記載される低凝固温度の油
、ポリエステルのような耐寒性可塑剤を大量に配合して
、低硬度であって１氷点温度よりも低温にしても硬度変
化の少ないゴム組成物を用いる方法が試みられている。

特開昭６２−２８３００１号及び特開昭６３−９０４０
２号には上記方法の改良として発泡倍率が１〜１００％
の発泡ゴムをトレッドに用いる方法が提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしアルミナ粒状体を配合する方法では、配合量を多
くしないと耐滑り性は改良されない。

方多量に配合すると耐摩耗性が著しく低下するといった
問題点があった。また低凝固点の油、耐寒性可塑剤を配
合して硬度を下げる方法では、耐摩耗性が低下し、また
長期使用中に硬度変化が生じて耐滑り性の低下が生じる
。

アルミナ粒状体を配合したゴム組成物あるいは発泡ゴム
をトレッドゴムに使用したタイヤのトレッド表面には微
細な凹凸が生じ、この凹凸がトレッド表面の摩擦係数を
高め耐滑り性を良くする要因の１つであると考えられて
いる。ところで、タイヤは走行中発熱して内部温度は０
℃以上になり、この熱とタイヤの接地圧の同時作用ある
いは日射で道路を覆った圧雪の表面が融けて、その上に
薄い水膜が生じ、この水が潤滑剤として作用して、トレ
ッド表面を凹凸にしたことによる防滑作用が低下すると
いった問題点がある。

本発明の目的は上記した耐滑り性を高める以外の新規な
手段をも用いて、それらの相互作用で耐滑り性を改良し
たスタッド１ノスタイヤのトレッドゴムを提供すること
にある。

［課題を解決するための手段］ 発明者らは、動物が氷雪面を滑ることなく、楢を引くこ
とができるのに着目して研究を行なった結果、皮革は氷
上で滑りにくくする特殊な作用があることを見出し、皮
革を粉砕した粒状体を配合したゴム組成物は、皮革の防
滑作用を保持して氷上で滑りにくくなることに基づいて
、本発明をなしたものである。更に吸水性があって、し
かも水より硬度の大きいクルミ、椿の実のような種子の
殻あるいは桃、梅の果実の核を粉砕した粒状体を配合し
たゴム組成物を発泡ゴムにしてトレッドを構成すること
により、氷上での耐滑り性を向−Ｆさせることに基づい
て本発明をなしたものである。

すなわちこの発明は、天然ゴム及びジエン系合成ゴムか
ら選んだ１種以上の原料ゴム１００重量部に対して、皮
革質粒状体が３〜３０重量部及び種子又は果実の核を粉
砕して得た植物性粒状体が３〜３０重量部配合されたゴ
ム組成物の発泡体で、少なくとも表層部を構成したスタ
ッドレスタイヤのトレッドゴムである。

本発明で用いられる原料ゴムとしては、天然ゴム、ガラ
ス転位温度が一５０℃以下のイソプレンゴム、スチレン
中ブタジェンゴム、ブタジェンゴム、ブタジェン・イソ
プレン共重合体、ブタジェン・イソプレン・スチレン共
重合体の合成ゴムの群より選ばれる。また少量のハロゲ
ン化ブチルゴム、高スチレン含有量のスチレン・ブタジ
ェン共重合体、ニトリルゴムが改質剤として使用されて
もよい。

本発明においては上記成分以外に公知の加硫剤、加硫促
進剤、加硫促進助剤、軟化剤、補強剤、発泡剤、発泡助
剤、老化防止剤が添加され、必要に応じて加硫遅延剤、
粘着付与剤が添加される。補強剤としてはカーボンブラ
ック、シリカ、クレーが用いられ、原料ゴム１００重量
部に対してカーボンブラックは２０〜１００重量部、シ
リカを用いる場合には５〜２０重量部が好ましい範囲で
ある。

［作用］ この発明は上述の通りであるので、たとえ日射又は走行
中発熱して温度が０℃以上になっているタイヤの熱と接
地圧による融点降下によって圧雪上に水の薄膜が形成さ
れ、タイヤは水膜に浮いた状態になっているとしても、
トレッド表面に露出している皮革質粒状体は、水との親
和性が大きく濡れやすいのでこの水膜を破ってタイヤ表
面を氷の表面に接触させる作用があり、従来使用してい
た水に濡れに（いアルミナ粒状体では得られなかった耐
滑り性の向上が得られると考えられる。

従ってこの水膜を破る作用は、皮革質粒状体の粒径が大
きい程好ましいが、大きくなり過ぎると、トレッドの製
造工程での作業性が悪くなり、又加硫中に皮革に含まれ
る水分によって皮革粉砕物が発泡して脆くなるので、平
均粒径は０．０１〜０．５ｍｍの範囲が好ましく、特に
粒径が０．５ｍｍ、を越えるとゴムの加硫反応を妨害す
るので好ましくない。更に皮革中に含まれる水分が多い
と混合中に揮発せず残り、加硫中に発泡するのを防止す
る目的から皮革の水分率は、皮革重量の２５％以下にす
るのが好ましい。

原料ゴム１００重量部に対して３〜３０重量部配合する
のが好ましく、３部より少ないと防滑作用が小さく、３
０重量部より多くなると、増量しても増量に見合った効
果が得られず、かえって耐摩耗性が低下するので好まし
くない。

本発明の作用は皮革の親水性を応用したものであるから
、皮革を物理的に破砕した粒状体に限らず、物理化学的
処理によって粒状にしたもの例えばゼラチンの粒状体で
あってもよい。

一方、圧雪表面は日射又は気温の上昇によって溶融して
生じた水が圧雪内に滲み込み、夜になると再凍結するが
、この水が氷になるとき体積が増加するので、溶融、凍
結を繰返している間に圧雪表面に凹凸が生じる。本発明
のトレッドゴムは発泡ゴムになっているので、容易に圧
縮変形ができ、路面の凹凸に応じてトレッド表面が変形
し、路面との接触面積が増加することによってタイヤ全
体としての摩擦抵抗が大きくなる。

更に接地したときトレッド表面は圧縮するが、植物性粒
状体は圧雪表面の硬度より大きいのでトレッド表面より
突出した状態になって圧雪表面に含まれる気泡を破壊し
て微細な凹凸を形成させて路面の摩擦係数を大きくさせ
、続いて接触するトレッド表面との間に大きい摩擦抵抗
を生じさせる。

トレッドゴム組成物の真比重をｄｏ、トレッド模様に溝
深さの３０％に相当するトレッド表面層の見掛比重をｄ
としたとき、（ｄｏ／ｄ−１）Ｘ１００％で表わされる
発泡倍率は、小さい程圧縮変形しに（いので耐滑り性改
良効果が小さ（、−方発泡倍率が大きくなると見掛けの
耐摩耗性が低下するので、実用上発泡倍率は０．１〜２
０％、好ましくは１〜５％の範囲の発泡ゴムが使用され
る。

植物性粒状体の大きさは圧雪の気泡とほぼ同じ大きさか
、やや小さいものが好ましく、平均粒径が０．０１〜０
．５ｍｍのものが使用される。粒径が０．０１ｍｍより
小さいと耐滑り性改良効果は小さく、又０，５ｍｍより
大きいと耐滑り性改良効果が小さく、耐摩耗性が低下す
る。配合量は多い程耐滑り性改良効果は大きいが、一方
柱合量が増加するとトレッドゴムの製造工程での作業性
が低下し、耐摩耗性が低下する傾向にあるので、実用上
原料ゴム１００重量部に対して３〜３０重量部が好まし
い。なお耐摩耗性及び作業性の点から皮革粉砕物と植物
性粒状体との合計配合量は６〜４０重量部が好ましい。

なお、植物性粒状体は親水性で、水膜の水で容易に濡れ
るのでアルミナ、珪砂等の撥水性粒状体よりも水膜を破
る作用が大きく、湿った圧雪面での耐滑り性改良効果が
大きい。

［実施例］ 以下に実施例及び比較例を挙げて説明する。単に部とあ
るのは重量部を示す。なおこの発明は以下の実施例に限
定されるものではない。

天然ゴム３０部、溶液重合スチレンブタジエンゴム７０
部、亜鉛華３部、ステアリン酸２部、老化防止剤（Ｎ−
（１，３−ジメチル−ブチル）−Ｎ−フェニール−Ｐ−
フ二二レンジアミン）１部、加硫促進剤（Ｎ−シクロへ
キシル−２−ベンゾチアジル−スルフェンアマイド）１
．４部、硫黄２部、パラフィンワックス１部、ナフテン
系プロセスオイル５０部の基本配合の他に、第１表に示
す配合剤を加えて混合し、通常の方法に従ってタイヤサ
イズ１８５／７０Ｒ１３の乗用車用ラジアルタイヤを製
造し、氷上制動試験と摩耗試験を行なった。第１表にそ
の結果を示す。

氷上制動試験は試験車に供試タイヤを装着し、圧雪路上
を時速４０ｋｍで走行生息ブレーキをかけブレーキをか
けた地点から停車するまで滑った短離を測定し、逆数を
比較例タイヤ１１を１００として指数で示した（大きい
方が好ましい）。

なお試験中の気温は−７〜−８℃であった。

摩耗試験は乾燥路面を１１００００ｋ走行してトレッド
模様の溝深さの変化から摩耗量を求め、その逆数を比較
例タイヤ１１を１００として指数表示した（大きい方が
耐摩耗性がよい）。

以下余白 皮革質粒状体１：牛皮を機械的に粉砕したもので平均粒
径０．１ｍｍ。

皮革質粒状体２：ゼラチン粒状体で平均粒径０．０５ｍ
ｍ。

皮革質粒状体３：牛皮を粉砕したもので粒径は０．４ｍ
ｍ超過。

クルミ殻粒状体：機械的に粉砕、平均粒径０、　１ｍｍ （注）比較例タイヤ５は加熱硬化せず。

第１表の実施例タイヤ１．２．３及び比較例タイヤ９．
１０から明らかなように、皮革質粒状体の配合されてい
ないタイヤは制動性能が悪い。また実施例タイヤ１．２
．３と比較例タイヤ７から、クルミ殻粒状体が混入され
ていないタイヤは制動性能が悪く、皮革質粒状体と植物
性粒状体の両者が使用されたタイヤの制動性能がよいこ
とを示している。

一方、実施例タイヤ１．２．３及び比較例タイヤ６から
皮革質粒状体の配合量が多くなるに伴い制動性能はよく
なるが、３（［で飽和に達し、耐摩耗性は配合量の増加
に従い悪くなり、制動性能のように飽和には達しないの
で、制動性能と耐摩耗性から３０部までにするのが好ま
しい。

実施例タイヤ１．３及び比較例タイヤ８からクルミ殻粒
状体についても皮革質粒状体と同様の傾向があり、３０
部までにするのが好ましい。

［発明の効果コ 以上説明したように、本発明によれば、耐摩耗性能をほ
とんど損うことなく、氷結路面上における制動性能、駆
動性能を大幅に向上することができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）天然ゴム及びジエン系合成ゴムから選んだ１種以
   上の原料ゴム１００重量部に対して皮革質粒状体が３〜
   ３０重量部及び種子の殻又は果実の核を粉砕して得た植
   物性粒状体が３〜３０重量部配合されたゴム組成物の発
   泡ゴムで、少なくとも表層部を構成したことを特徴とす
   るスタッドレスタイヤのトレッドゴム。