JPH0330621B2 - - Google Patents

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
トレツ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。従つて氷結
した路面を走行する頻度の高い寒冷地において
は、トレツド部に金属性のスパイクを打ち込んだ
り、チエ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
期に常時道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エーンを装着
したタイヤを装備した自動車が頻繁に氷結してい
ない路面状態の道路を往来するようになつた今
日、スパイクやチエーンが道路を損傷して粉塵公
害を誘発したり、損傷した道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
もスパイクやチエ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ツド用ゴム材料を
開発す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
タジエン共重合体ゴム（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、天燃ゴム（NR）やポリブ
タジエンゴム（BR）のようなTgの低い原料ゴム
を用いると、摩擦抵抗が大きくなる。特に、BR
は氷の温度が低くなるほど、摩擦抵抗を高める効
果が大きく、冬期用タイヤのトレツドゴム用の原
料ゴムとして広く用いられているのであるが、一
般路面、特に湿潤路面での摩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
顕著に向上させることは困難であつた。 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58−7662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
るスパイクやカーボ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
ることが求められていた。 本発明は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著しく高め
たゴム組成物を提供することを目的とし、特に、
氷結路面を走行するタイヤのトレツド用ゴム材料
として利用される。 本発明の上記目的は、ジエン系ゴムに、カーボ
ンブラツクと特定のポリエーテルもしくはこのポ
リエーテルとプロセス油の混合物とをそれぞれ特
定量含有させることにより達成される。 すなわち、本発明のタイヤトレツド用ゴム組成
物は、ジエン系ゴム100重量部に対し、カーボン
ブラツク40〜100重量部と、ホルムアルデヒド、
エチレングリコール、プロピレングリコール、
１，４−ブタンジオールまたは１，６−ヘキサン
ジオールを出発物質として、これらのホルムアル
デヒドおよびジオール類の単独もしくはこれらの
組み合せから成るエーテルの繰り返し単位を３〜
10有し、両末端が炭素数１〜８のアルキルエーテ
ルであるポリエーテルまたは該ポリエーテルとプ
ロセス油との混合物５〜80重量部とを含有するこ
とを特徴とするものである。 本発明のタイヤトレツド用ゴム組成物に使用す
るジエン系の原料ゴムは、タイヤが主体的にどの
ような路面を走行するかによつて適宜選択するこ
とができる。例えば、、本発明のゴム組成物を氷
結・積雪した路面を走行する頻度が高い冬期用タ
イヤのトレツド用ゴム材料として用いる場合は、
氷結・積雪路面での摩擦抵抗を高めるため、全原
料ゴム成分を100重量部とした時、NRおよび／
またはIR、もしくはNRおよび／またはIRと１，
２−結合単位含有量が20％以下のBRとの混合物
が50重量部以上となるような原料ゴム配合が用い
られる。また、本発明のゴム組成物を湿潤路面を
走行する頻度が高いが、氷結・積雪路面を走行す
る場合も無視できないという、いわゆるオールシ
ーズンタイヤ等のトレツド用材料として用いる場
合は、氷結路面での摩擦抵抗を若干犠性にしつつ
湿潤路面での摩擦抵抗を高めることが必要となる
が、原料ゴム配合としては結合スチレン含有量が
30重量％以下のSBRや１，２−結合単位含有量
が20％以上のBR等が、全原ゴム料成分100重量
部中、20〜80重量部の範囲で用いられる。 本発明のタイヤトレツド用ゴム組成物に使用す
るカーボンブラツクは、タイヤトレツド用として
用いられ得るものであればよく、その種類は特に
限定されない。カーボンブラツクの使用量は、原
料ゴム100重量部に対し40〜100重量部であり、40
重量部未満ではカーボンブラツクによる補強性が
不足し、耐摩耗性の低下が著しく好ましくなく、
100重量部を超えるとタイヤ走行時の発熱が大き
くなり好ましくない。湿潤路面での摩擦抵抗の低
下を極力抑制するという観点に立つと、更に好ま
しいカーボンブラツクの使用量の範囲は、原料ゴ
ム100重量部に対し50〜100重量部である。 本発明のタイヤトレツド用ゴム組成物には軟化
剤として、ホルムアルデヒド、エチレングリコー
ル、プロピレングリコール、１，４−ブタンジオ
ールまたは１，６−ヘキサンジオールを出発物質
とし、これらのホルムアルデヒドおよびジオール
類の単独またはこれらの組み合せから成るエーテ
ルの繰り返し単位を３〜10有し、両末端が炭素数
１〜８のアルキルエーテルであるポリエーテルま
たは該ポリエーテルとプロセス油との混合物が使
用される。 本発明のタイヤトレツド用ゴム組成物に使用さ
れるポリエーテルとしては、例えば、プロピレン
グリコールのジ（ヘキソキシ・ジメチルヘキシ
ル）エーテル、ジ（エトキシ・ブトキシ・メチ
ル）ホルマール、ジ（ブトキシ・エトキシ・メチ
ル）ホルマール、ジ（ブトキシ・エトキシ・エチ
ル）ホルマール、エチレングリコールのジ（ブト
キシ・エトキシ・エチル）エーテル、ジ（エトキ
シ・ブトキシ・メトキシ・ブトキシ・エチル）ホ
ルマール、ポリブチレングリコールの３〜10量体
のジメチルエーテル等が挙げられるが、特にこれ
らに限定されるものではない。 軟化剤としてのポリエーテルまたはポリエーテ
ルとプロセス油との混合物の使用量は、原料ゴム
100重量部に対し５〜80重量部である。軟化剤の
使用量が５重量部未満では氷結路面の摩擦抵抗を
充分高めることができず、また80重量部を超える
と耐摩耗性の低下等の不都合を起し易くなるので
好ましくない。更に好ましい軟化剤の使用量は湿
潤路面でのプロピレン抵抗の低下を極力抑制する
ため、原料ゴム100重量部に対し10〜80重量部で
ある。 本発明においては、軟化剤としてポリエーテル
を使用することにより、特公昭58−7662号公報に
示されるような特定のプロセス油を用いた場合よ
り更に一段と氷結路面での摩擦抵抗を高めること
ができる。本発明のタイヤトレツド用ゴム組成物
にはポリエーテルを単独で使用してもよいが、適
切なプロセス油と適切な比率で組み合せることに
より、氷結路面での摩擦抵抗をポリエーテル単独
で用いた場合と同等のレベルまで高めることがで
きる。ポリエーテルは著しく氷結路面での摩擦抵
抗を高める効果がある反面、若干湿潤路面での摩
擦抵抗を低下させるので、湿潤路面での摩擦抵抗
の低下を極力抑えつつ氷結路面での摩擦抵抗を著
しく高めるためには、好ましくは軟化剤全量の10
〜90重量％がポリエーテルであり、残部がプロセ
ス油とすると良い。また、ポリエーテルを単独で
使用した場合に比べて、ポリエーテルとプロセス
油とを混合して用いると、スコーチタイムが長く
なり、製造時の加工性が向上するという利点があ
る。本発明のタイヤトレツド用ゴム組成物に用い
るプロセス油はジエン系の原料ゴムを製造する際
に予め伸展油として原料ゴムに含有させておいて
も良い。 本発明のタイヤトレツ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つて、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。 実施例１〜５および比較例１〜２ 第１表に示す配合のゴム組成物を通常の方法に
より混合、加硫し、スキツ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
よび摩擦路面でのスキツド抵抗を測定した。スキ
ツド抵抗はブリテイツユポータブルスキツドテス
ター（ASTM E303）を用い、氷結路面として−
８℃の氷盤を用い、湿潤路面として冠水させたセ
ーフテイーウオーク（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。ブリテイツ
シユ・ポータブル・スキツドテスターは種々の路
面状態にある道路のタイヤとの摩擦特性を評価す
るために開発された摩擦試験機であり、その測定
値であるスキツド抵抗は自動車が走行している時
のタイヤトレツド部と路面との摩擦力の大小を実
験室的に評価するのに好適あることが知られてい
る。測定したスキツド抵抗は従来技術の範囲で、
氷結路面での摩擦抵抗を高めた比較例１のスキツ
ド抵抗値を100とした時の指数で第１表に示した。
なお、スキツド抵抗指数が大きいほど摩擦抵抗が
大きいことを示す。

【表】

【表】 第１表において、比較例１は従来トレツドゴム
材料の氷結路面での運動性能を高めるのに好適で
あるとされているV.G.C.（粘度比重恒数）の小さ
なパラフイン系のプロセス油を軟化剤として使用
した例である。比較例２は一般路走行に好適とさ
れているV.G.C.の大きなアロマ系のプロセス油
を軟化剤として使用した例である。氷結路面での
摩擦抵抗は比較例１の方が比較例２より大きくな
つており、氷結路面を走行するタイヤのトレツド
材料用としてはパラフイン系プロセス油の方がア
ロマ系プロセス油より格段に優れていることが判
る。 実施例１〜４はそれぞれ比較例１のプロセス油
−１の20％、50％、80％および100％をホルムア
ルデヒドを出発物質とし、１，４−ブタンジオー
ルおよびエチレングリコールを組み合せエーテル
繰り返し単位が５個で両末端がエチルエーテルで
あるポリエーテル（ジ（ブトキシ・エトキシ・エ
チル）ホルマール）で置換した例であり、20％置
換により（実施例１）、全量置換の実施例４に近
い氷結路面での摩擦抵抗の顕著な向上が見られ
る。実施例１から実施例４へとポリエーテルを増
量すると、氷結路面での摩擦抵抗は若干大きくな
る傾向はあるがあまり変化しない。 実施例５は、氷結路面での摩擦抵抗の小さなプ
ロセス油−２を20％、ポリエーテルを80％使用し
た例であり、氷結路走行タイヤのトレツド材料に
使用するには従来好ましくないとされていたプロ
セス油−２を用いても、ポリエーテルとの比率を
適宜調整することにより、実施例１〜４と同等の
効果を得ることができる。 比較例１および実施例１〜４に示されるよう
に、湿潤路での摩擦抵抗は、ポリエーテルの使用
により若干低下するので、極力低下を抑える意味
からプロセス油との混合物として用いた方が好ま
しいことが判る。 以上説明したように、タイヤトレツド用ゴム組
成物の軟化剤として、ポリエーテルあるいはポリ
エーテルとプロセス油の混合物を組み合せて使用
することにより、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つ
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ツド用材料として
好適であるばかりでなく、氷結路面での摩擦抵抗
を著しく高める一方で湿潤路面での摩擦抵抗の低
下が少ないという特性を有しているので、一般路
面および積雪・氷結路面両用のいわゆるオールシ
ーズンタイヤのトレツド用材料としても利用でき
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ジエン系ゴム100重量部に対し、カーボンブ
   ラツク40〜100重量部と、ホルムアルデヒド、エ
   チレングリコール、プロピレングリコール、１，
   ４−ブタンジオールまたは１，６−ヘキサンジオ
   ールを出発物質として、これらのホルムアルデヒ
   ドおよびジオール類の単独もしくはこれらの組み
   合せから成るエーテルの繰り返し単位を３〜10有
   し、両末端が炭素数１〜８のアルキルエーテルで
   あるポリエーテルまたは該ポリエーテルとプロセ
   ス油との混合物５〜80重量部とを含有することを
   特徴とするタイヤトレツド用ゴム組成物。