JPH08269294A - スタッドレスタイヤ用ゴム組成物 - Google Patents

スタッドレスタイヤ用ゴム組成物

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JPH08269294A
JPH08269294A JP7076411A JP7641195A JPH08269294A JP H08269294 A JPH08269294 A JP H08269294A JP 7076411 A JP7076411 A JP 7076411A JP 7641195 A JP7641195 A JP 7641195A JP H08269294 A JPH08269294 A JP H08269294A
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JP
Japan
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rubber
weight
rubber composition
butadiene
silylating agent
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Pending
Application number
JP7076411A
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English (en)
Inventor
Yoichi Mizuno
洋一 水野
Kazuo Kakumaru
一夫 角丸
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Sumitomo Rubber Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Rubber Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 粘着摩擦及びヒステリシス摩擦を増加させ
た、氷上性能に優れたスタッドレスタイヤ用トレッドゴ
ム組成物を提供する。 【構成】 ゴム成分は、天然ゴム、イソプレンゴム及び
ブタジエンの群から選ばれる少なくとも1種を主成分と
し、且つ結合スチレン含有量が30重量%以下でブタジ
エン部分中のビニル結合含有量が30〜70重量%の溶
液重合スチレンブタジエンゴムを含んでいて、前記ゴム
成分100重量部あたり、シリル化剤を0.05〜8重
量部配合している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、粘着摩擦及びヒステリ
シス摩擦を増加させた、氷雪性能に優れたスタッドレス
タイヤ用ゴム組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】凍結路面に対して優れたグリップ力を示
すタイヤとしてスパイクタイヤがある。スパイクタイヤ
は、トレッドゴムと路面とのグリップ力と関連ある摩擦
であるヒステリシスロス摩擦、粘着摩擦、及び掘り起こ
し摩擦のうち、掘り起こし摩擦が大きいために、凍結路
面で優れたグリップ力を発揮できる。しかし、近年の粉
塵公害対策としてスパイクタイヤが禁止される傾向にあ
り、スパイクのないスタッドレスタイヤの普及が急ピッ
チで進んでいる。
【0003】スタッドレスタイヤは、低温でのゴム硬度
を下げて、主に粘着摩擦力を高めたものであった。低温
でのゴム硬度を下げる方法としては、天然ゴム、ブタジ
エンゴムやイソプレンゴム等の比較的ガラス転移点の低
いゴムを用いたり、充填剤の量を減らしたり、軟化剤を
添加したりする方法がある。しかし、耐摩耗性、操縦安
定性の観点から、硬度を下げることには限界があるた
め、満足できるグリップ力を得ることが困難である。
【0004】一方、スタッドレスタイヤにおいて、掘起
こし摩擦を高めたものとして、発泡ゴムを用いて、トレ
ッド表面の凹凸を増やしたものがある。トレッド表面の
凹部は、凹部の周囲に存在する水を吸い上げることによ
りトレッド面と路面との間に存在する水膜を除去する作
用も有するという効果がある。しかし、これらの効果を
高めるために発泡倍率を高めることは、タイヤの耐久
性、凍結路面とトレッド面との接触面積の低減につなが
ることから、発泡によるグリップ力の向上には限界があ
る。
【0005】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするとことは、特定のゴム成
分を添加して、ゴム組成物の低温領域の損失係数を調節
することによりヒステリシスロス摩擦を向上させるとと
もに、ゴムに撥水性を付与して粘着摩擦を向上させて、
氷雪面での制動性能に優れたスタッドレスタイヤ用のト
レッドゴム組成物を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、路面とゴ
ムとの摩擦のうち、ヒステリシス摩擦に着目し、氷雪性
能に関係がある−10〜−50℃付近における損失係数
を、特定のポリマーの添加により変化させて、本発明の
ゴム組成物の完成に到った。すなわち、本発明のスタッ
ドレスタイヤ用ゴム組成物は、ゴム成分が、天然ゴム、
イソプレンゴム及びブタジエンの群から選ばれる少なく
とも1種を主成分とし、且つ結合スチレン含有量が30
重量%以下でブタジエン部分中のビニル結合含有量が3
0〜70重量%の溶液重合スチレンブタジエンゴム(以
下、溶液重合SBRという)を含んでいて、前記ゴム成
分100重量部あたり、シリル化剤を0.05〜8重量
部配合していることを特徴とする。
【0007】本発明のゴム組成物におけるゴム成分の主
成分は、従来よりスタッドレスタイヤ用トレッドゴム組
成物のゴム成分として用いられているゴムで、ガラス転
移点が低いゴム組成物、すなわち、天然ゴム、イソプレ
ンゴム、及びブタジエンゴムの群から選ばれる少なくと
も一種である。これらのゴムを用いたゴム組成物の温度
と損失係数tanδとの関係は、図1中の実線(−)で
示されるようになり、tanδのピーク温度は一般に−
50℃以下に表れる。
【0008】本発明のゴム組成物におけるゴム成分は、
さらに結合スチレン含有量が30重量%以下、ブタジエ
ン部分中のビニル結合含有量が30〜70重量%の溶液
重合SBRを含んでいる。ゴム成分の一部をこのような
組成を有する溶液重合SBRに置き換えることにより、
図1中の点線(─)で示されるように、tanδのピー
ク温度が若干高温域側にシフトし、tanδのピークを
−50℃より高くすることができる。氷上路面における
グリップ性能は、−50〜−10℃の温度領域のtan
δが大きい程優れているという関係にあるので、ゴム成
分の一部を溶液重合SBRで置き換えることにより、氷
上路面におけるヒステリシスの増大によりグッリプを高
めることができる。
【0009】ゴム成分中の溶液重合SBRの含有率は、
5〜40重量%、特に10〜30重量%であることが好
ましい。ゴム成分中の含有率が5重量%未満では、ヒス
テリシスロス摩擦による氷雪性能の改善効果が認められ
ず、40重量%を超えると耐摩耗性の低下が大きくな
り、低温での硬度が上昇しすぎて逆に粘着摩擦の低下が
大きくなるので好ましくないからである。
【0010】本発明のゴム組成物には、さらにシリル化
剤が配合される。シリル化剤とは、有機化合物中のO
H,NHR,COOH,CONH,SH基等の活性な水
素と容易に反応して、これらの活性水素を3置換シリル
基(SiR3 )に置換する有機ケイ素化合物である。シ
リル化剤の作用により、ゴム組成物中の親水性化合物が
疎水性に改質されることとなり、トレッドに撥水性を付
与することができる。トレッドの撥水性が向上すること
により、トレッドと路面との間に存在する水膜が除去さ
れ、トレッドと路面との実質的接触面積が増大して、粘
着摩擦が向上する。
【0011】シリル化剤としては、フェニルトリクロロ
シラン、ジフェニルジクロロシラン、tert−ブチル
ジメチルクロロシラン等のクロロシラン化合物;フェニ
ルトリエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラ
ン、ジフェニルジメトキシシラン等のアルコキシシラン
化合物;ヘキサメチルジシラザン等のシラザン化合物;
N,N−(ビストリメチルシリル)アセトアミド、N,
N−ビス(トリメチルシリル)ウレア等が用いられる。
これらのシリル化剤は、単独で又は2種以上組み合わせ
て用いることができる。
【0012】前記シリル化剤は、ゴム成分100重量部
に対して0.05〜8重量部、好ましくは0.1〜5重
量部配合される。0.05重量部未満では配合効果がほ
とんど認められず、5重量部を超えると未反応のシリル
化剤が表面に析出して滑り抵抗を小さくし、逆に氷上性
能が低下する傾向にあり、更に、コストが高くなりすぎ
るからである。
【0013】本発明のゴム組成物は、以上の化合物の
他、通常のゴム工業で使用される配合剤、例えば、加硫
剤、加硫促進剤、老化防止剤、軟化剤等を適宜配合する
ことができる。また、本発明のゴム組成物の0℃でのJ
IS A硬度は60以下が好ましい。60を超えると硬
くなりすぎて氷雪路面との実質的接触面積が小さくな
り、粘着摩擦力が低下するためである。
【0014】
【実施例】以下に、本発明を具体的な実施例に基づいて
説明する。表1に示すゴム組成において、ゴム成分の種
類、シリル化剤の種類及び配合量、並びにプロセスオイ
ルの配合量を表2に示すように変えたゴム組成物No.
1〜14を調製した。
【0015】
【表1】
【0016】表1中、カーボンブラックとしては東海カ
ーボン株式会社製のN220、プロセスオイルとしては
出光興産株式会社製のダイアナプロセスPS32、ワッ
クスとしては大内新興化学株式会社製のサンノックスワ
ックス、老化防止剤としては精工化学社製のオゾノン6
C、加硫促進剤としては大内新興化学社製のノクセラー
NSを用いた。また、ゴム成分としては、天然ゴム、ブ
タジエンゴム、溶液重合SBRを用い、溶液重合SBR
としては、日本ゼオン製のNS116(結合スチレン量
21%、結合ビニル量63%)を用いた。シリル化剤と
しては、信越化学株式会社製のKBE−103(これは
フェニルトリエトキシシランである)又は信越化学株式
会社製のKBC−1003(これはビニルトリス(βメ
トキシエトキシ)シランである)を用いた。
【0017】ゴム組成物No.1〜14において、溶液
重合SBRを含まないNo.1,2(但し、No.1は
シリル化剤を含まず従来例に該当)、シリル化剤を配合
していない又は配合量が少ないNo.3〜6,13,1
4が比較例に該当する。ゴム組成物No.1〜14につ
いて、下記評価方法に基づいて、0℃におけるゴム硬
度、粘弾性特性、接触角、制動性、及び耐摩耗性につい
て評価した。各ゴム組成物のゴム成分の種類、シリル化
剤の種類及び配合量、並びにプロセスオイルの配合量と
ともに、評価結果を表2に示す。 〔評価方法〕 ゴム硬度 JIS K6301に規定された方法に従って0℃にお
ける硬度を測定した。 粘弾性特性 調製したゴム組成物を、同一条件で加硫して加硫ゴム試
験片を作成し、作成した加硫ゴム試験片を用いて、岩本
製作所製の粘弾性スペクトロメータで周波数10Hz、
動歪み0.5%の条件下で損失係数(tanδ)の温度
分散を測定した。得られた測定結果から−30℃の損失
係数を読み取り、従来例に該当するNo.1のtanδ
値を100としたときの指数で表した。tanδ比の指
数が大きい程、−30℃の損失係数が大きく、tanδ
曲線が高温域にシフトしていることを示す。また、損失
係数のピーク温度(℃)を読み取った。 接触角 図2に示すように、ゴム1表面の水滴が付着した状態に
おいて、ゴム1と水滴2との境界が接する角度(θ)を
いい、ゴムに対する水の濡れやすさを示す。接触角が鈍
角である程、濡れにくく、ゴムの撥水性が優れているこ
とを示す。図3の装置にて、前進の接触角、後退の接触
角を計測し、次式にて接触角を求め、ゴム組成物No.
1の接触角を100として指数で表示した。数値が大き
い程、接触角が大きいことを示す。
【0018】 cosθ=1/2×(cosθa+cosθr) 式中、θは接触角、θaは前進接触角、θrは後退接触
角を示す。撥水性の大小は、水とゴム組成物との接触角
を計測することで定量的に表現が可能で、接触角が大き
い程、より撥水性であることを意味する。なお、接触角
は5%有意水準で平均値の単位数値1の差が検出できる
ようなサンプル数、測定回数によって測定する。 制動性 各ゴム組成物を用いてスタッドレスタイヤ(185/7
0R14)を製造し、製造したタイヤを2000ccの
前輪駆動(FF車)方式の国産車に装着し、時速30k
m/hで走行時に停止させるまでに要した氷上面(気温
2℃)及び雪上面(気温−4℃)での停止距離を測定し
た。No.1のゴム組成物の場合の停止距離を100と
して指数で示した。指数が大きい程、制動性に優れてい
ることを示す。 耐摩耗性 各種ゴム組成物を加硫してゴム試験片を作成し、この試
験片について、岩本製作所製のランボーン摩耗試験機を
用いて、荷重2.5kg、スリップ率20%及び40%
の条件下での摩耗量を測定した。両スリップ率での摩耗
量の平均値を求め、No.1の平均値を100として指
数で示した。指数が大きい程、耐摩耗性に優れるている
ことを示す。
【0019】
【表2】
【0020】ゴム組成物No.1,2とNo.3〜14
との比較からわかるように、溶液重合SBRを含有する
と、tanδのピーク温度が高温側へシフトし、−30
℃のtanδ値が上昇していることがわかる。そして、
No.1,2とNo.3〜5との比較から、tanδの
高温域側へのシフトが、氷雪面の制動性の向上に寄与し
ていることがわかる。
【0021】また、No.1とNo.2との比較、及び
No.3〜5とNo.6〜11との比較から、シリル化
剤の配合により接触角が大きくなっていることがわか
る。No.8とNo.11とから、シリル化剤の種類を
変えても、同様に接触角の増大に役立っていることがわ
かる。そして、No.1とNo.2との比較、No.5
とNo.6〜11との比較から、シリル化剤の配合によ
り氷雪面の制動性が向上していることがわかり、シリル
化剤の配合によりゴムに撥水性を付与しているといえ
る。また、No.6〜10より、シリル化剤の配合量が
増加するに従って接触角は大きく、氷雪面の制動性が向
上していることから、シリル化剤による撥水性の付与
は、シリル化剤の配合量に依存していることがわかる。
【0022】さらに、No.1とNo.2を比較した場
合と、No.5とNo.8とを比較した場合、等量のシ
リル化剤の配合により接触角の増大の程度は同程度であ
るにも拘らず、溶液重合SBRの含有の有無により制動
性が大きく向上していることから、溶液重合SBRとシ
リル化剤とは制動性に対して加算的乃至は相乗的に寄与
しているといえる。
【0023】No.8とNo.12との比較から、プロ
セスオイル量を減じるとゴム硬度が上がって(硬くなっ
て)、制動性能が低下し、溶液重合SBR、シリル化剤
の配合効果が打ち消される傾向にあることがわかる。そ
して、ゴム硬度が60を超えると、溶液重合SBR、シ
リル化剤配合による制動性能向上効果がほとんど認めら
れなくなることが推定される(No.13,14参
照)。
【0024】尚、溶液重合SBR及びシリル化剤の配合
により耐摩耗性が低下しているが、ゴム成分中の溶液重
合SBRの割合が20重量%程度、シリル化剤の配合量
が5重量部程度であれば、スタッドレスタイヤ用のトレ
ッドとしては問題ない。
【0025】
【発明の効果】本発明のスタッドレスタイヤ用ゴム組成
物は、トレッドと路面との摩擦のうち、ヒステリシスロ
ス及び粘着摩擦を高めることにより、ゴム自体のグリッ
プ力が高められている。従って、発泡や有機繊維等の添
加により掘り起こし摩擦を増大させる場合と比べて生産
性が良く、また発泡や有機繊維の添加等を、耐久性につ
いて支障がでない範囲内で併用することにより、さらな
る氷雪性能の向上を期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】温度と損失係数との関係を示したグラフであ
る。
【図2】接触角の説明をするための図である。
【図3】接触角の測定装置の概要を示した図である。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ゴム成分は、天然ゴム、イソプレンゴム
    及びブタジエンの群から選ばれる少なくとも1種を主成
    分とし、且つ結合スチレン含有量が30重量%以下でブ
    タジエン部分中のビニル結合含有量が30〜70重量%
    の溶液重合スチレンブタジエンゴムを含んでいて、 前記ゴム成分100重量部あたり、シリル化剤を0.0
    5〜8重量部配合していることを特徴とするスタッドレ
    スタイヤ用ゴム組成物。
  2. 【請求項2】 前記溶液重合スチレンブタジエンゴムの
    ゴム成分中の含有率は、5〜40重量%であることを特
    徴とする請求項1に記載のスタッドレスタイヤ用ゴム組
    成物。
  3. 【請求項3】 0℃で測定したJIS A硬度が60以
    下であることを特徴とする請求項1又は2に記載のスタ
    ッドレスタイヤ用ゴム組成物。
  4. 【請求項4】 クロロシラン化合物、アルコキシシラン
    化合物及びシラザン化合物よりなる群から選ばれたシリ
    ル化剤を配合したことを特徴とする請求項1〜3のいず
    れかに記載のスタッドレスタイヤ用ゴム組成物。
JP7076411A 1995-03-31 1995-03-31 スタッドレスタイヤ用ゴム組成物 Pending JPH08269294A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001261887A (ja) * 2000-03-23 2001-09-26 Bridgestone Corp ゴム組成物及び空気入りタイヤ
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EP1493596A1 (en) * 2003-06-30 2005-01-05 The Goodyear Tire & Rubber Company Pneumatic tire having a component containing a process oil with low pca content
JP2015040303A (ja) * 2013-08-20 2015-03-02 ハンコック タイヤ カンパニー リミテッド タイヤトレッド用ゴム組成物及びこれを用いて製造したタイヤ

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