JPH11255966A - タイヤトレッド用ゴム組成物 - Google Patents

タイヤトレッド用ゴム組成物

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JPH11255966A
JPH11255966A JP10063427A JP6342798A JPH11255966A JP H11255966 A JPH11255966 A JP H11255966A JP 10063427 A JP10063427 A JP 10063427A JP 6342798 A JP6342798 A JP 6342798A JP H11255966 A JPH11255966 A JP H11255966A
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tire
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weight
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JP10063427A
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Yoichi Mizuno
洋一 水野
Masato Kawase
正人 川瀬
Toshiaki Matsuo
俊朗 松尾
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Sumitomo Rubber Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐摩耗性の低下が少なく、トラクション性
能、制動性能およびコーナリング性能にバランスよく優
れたタイヤを提供しうるタイヤトレッド用ゴム組成物を
うること。 【解決手段】 天然ゴム、イソプレンゴムおよびブタジ
エンゴムよりなる群から選択される少なくとも一種のゴ
ム成分100重量部に対して、シリカ5〜45重量部、
シランカップリング剤0.5〜4.0重量部、およびセ
ルロース物質を含む粉体加工品3〜8重量部を配合して
なるタイヤトレッド用ゴム組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐摩耗性の低下が
少なく、トラクション性能、制動性能およびコーナリン
グ性能にバランスよく優れたタイヤを提供しうるタイヤ
トレッド用ゴム組成物をうることにある。
【0002】
【従来の技術】タイヤのグリップ性能に影響を与えるト
レッドゴムと路面との摩擦を支配する因子としては、粘
着摩擦、掘り起こし摩擦およびヒステリシス摩擦の3つ
があげられる。
【0003】なかでも、トレッドのゴム質を柔らかくし
て路面との接触面積を増加させて粘着摩擦を向上させる
ためには、従来からタイヤトレッド用ゴム組成物の充填
材の量を減らすこと、低温で硬化しにくいブタジエンゴ
ムやイソプレンゴムを用いること、および軟化剤を添加
することが行なわれている。しかし、これらのばあい
は、えられるタイヤの操縦安定性および耐摩耗性に劣る
という問題がある。
【0004】ここで、操縦安定性および耐摩耗性を維持
するという点から充填材(カーボンブラック)の一部を
シリカとし、シランカップリング剤を併用することによ
り、低温におけるモジュラスを低下させて粘着摩擦を向
上させ、ウェットグリップ性およびアイスグリップ性を
改善する方法も提案されている(特開平8−73657
号公報)。しかし、このばあいは、えられるタイヤのコ
ーナリング特性は向上するものの、トラクション性能お
よび制動性能の向上は不充分である。
【0005】一方、掘り起こし摩擦を向上させるために
は、トレッドの表面の凹凸を増やすべく、ゴム成分とし
て発泡ゴムを使用することおよび有機繊維を配合するこ
となどが行なわれている。しかし、このばあいは、トラ
クション性能および制動性能は向上するものの、コーナ
リング特性の向上は不充分である。
【0006】また、ヒステリシス摩擦を向上させるため
には、スチレンブタジエンゴムを用いたり、充填剤の配
合量を増やしたりする手法などが行なわれている。しか
し、雪氷上性能とはあまり相関性がなく硬度が高くなる
という問題がある。
【0007】すなわち、耐摩耗性の低下が少なく、トラ
クション性能、制動性能およびコーナリング性能にバラ
ンスよく優れたタイヤを提供しうるタイヤトレッド用ゴ
ム組成物はえられていなかった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】以上より、本発明の目
的は、特にシリカを配合してなるゴム組成物について、
耐摩耗性の低下が少なく、トラクション性能、制動性能
およびコーナリング性能にバランスよく優れたタイヤを
提供しうるタイヤトレッド用ゴム組成物をうることにあ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、天然ゴム、イ
ソプレンゴムおよびブタジエンゴムよりなる群から選択
される少なくとも一種のゴム成分100重量部に対し
て、シリカ5〜45重量部、シランカップリング剤0.
5〜4.0重量部、およびセルロース物質を含む粉体加
工品3〜8重量部を配合してなるタイヤトレッド用ゴム
組成物に関する。このばあい、前記粉体加工品の平均粒
径が20〜600μmであるのが好ましい。
【0010】また、本発明は、タイヤトレッド用ゴム組
成物を用いてなる重荷重用タイヤにも関する。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明において用いるゴム成分
は、補強性と低温における特性という点から、天然ゴム
(NR)、イソプレンゴム(IR)およびブタジエンゴ
ム(BR)よりなる群から選択される少なくとも一種で
あればよい。
【0012】また、組み合わせて用いるばあいの配合割
合は当業者であれば適宜選択しうるが、NRとBRのば
あい混合割合は、100〜0:30〜70(重量比)で
あればよい。
【0013】つぎに、本発明において用いるシリカとし
ては、従来からタイヤの分野において用いられているも
のであれば特に制限はない。
【0014】かかるシリカについて市販されているもの
としては、たとえばウルトラシルVN3(デグサジャパ
ン社製)、ニプシールVN3(日本シリカ(株)製)、
ニプシールAQ(日本シリカ(株)製)、トクシールU
R((株)トクヤマ)、Z1115Mp(ローヌプーラ
ン社製)、Z1165Mp(ローヌプーラン社製)など
があげられる。
【0015】本発明におけるシリカの配合量としては、
前記ゴム成分100重量部に対して5〜45重量部であ
ればよいが、雪氷上性と耐摩耗性のバランスという点か
ら、10〜40重量部であるのが好ましく、さらに、2
0〜30重量部であるのが特に好ましい。
【0016】また、本発明において用いるシランカップ
リング剤としては、従来のものであれば特に制限はな
く、たとえば、ビス(3−トリエトキシシリルプロピ
ル)テトラスルフェン、α−メルカプトプロピルトリメ
トキシシラン、3−チオシアネイトプロピルトリエトキ
シシラン、ビス(3−トリエトキシシリルプロピル)ジ
スルフェンなどがあげられる。
【0017】本発明におけるシランカップリング剤の配
合量としては、補強効果およびコストアップという点か
ら、シリカの8〜10重量%であればよい。
【0018】本発明において用いるセルロース物質を含
む粉体加工品とは、特許第2554536号公報記載の
ものであり、セルロース物質とは、米殻のもみ殻、麦
殻、コルク片およびおがくずなどをいう。また、前記粉
体加工品は、セルロース物質以外の成分としてシリカ、
クレー、木質素、脂肪酸、水分などを含んでよい。
【0019】なお、前記特許第2554536号公報は
前記粉体加工品を含むゴム組成物を開示しているが、本
発明のゴム組成物のように充填材としてシリカを用い、
さらにシランカップリング剤を用いる点については開示
されていない。
【0020】前記粉体加工品は、その成分中にセルロー
スを含むことによって、ゴムとのなじみ、いわゆる混練
中の分散が容易になり、かつ、ゴムとのゆるやかな結合
を生じ、走行中の摩耗の進行により、容易に脱落する
が、引裂強さを低下させにくく、たとえば溝底クラック
も発生させにくい。
【0021】また、金属のような高硬度のものを配合し
たばあいの舗装路面の摩耗または、ゴム全体としての硬
度上昇による氷結路面との粘着効果の低下の問題を生じ
ない。一方、セルロースより低硬度のものであると、充
分なスパイクを発揮させることができない。この点、前
記米穀のもみ殻、麦殻、コルク片およびおがくずなどの
植物の粉砕物の硬度が最適である。特に好ましくは、米
穀のもみ殻があげられる。すなわちもみ殻の硬度が最適
であるため採用している。また、天然の産物であるもみ
殻は凹凸をもつ粉体であるため、ゴムとのなじみがよ
く、引裂強さを低下させることがないとともに、耐溝底
クラック性能も低下させないなどの性能を有する。
【0022】その粉体加工品の平均粒径は好ましくは2
0〜600μmで、特に好ましくは100〜200μm
である。その粉体加工品の平均粒子径が20μm未満で
あると目的のスパイク効果が充分でない。また、その平
均粒径が600μmを超えると補強性も乏しく摩耗性能
にも悪影響を及ぼし、走行後トレッド表面が荒れ易く、
ゴム自体の氷表面との接地面積が減少するため、粘着効
果(氷上グリップ性能)が減少しがちになる。さらに、
補強性と性能のバランス両立という点から100〜12
0μmであるのが特に好ましい。
【0023】セルロース物質を含有する粉体加工品のゴ
ム組成物中の含有量はゴム100重量部に対し、3〜8
重量部であることが好ましい。その粉体加工品のその含
有量が3重量部未満では、目的のスパイク効果が充分に
発揮できにくい。また逆に8量部を超えると、ゴム全体
が高硬度になり、粉体加工品そのものが路面に接地し、
ベースのゴム自体の氷表面との接地面積が減少するため
粘着効果が減少しがちになり、さらに、耐摩耗性能が充
分でなくなる傾向にある。
【0024】本発明のゴム組成物には、前記成分のほか
に、たとえばタルク、クレー、カーボンブラックなどの
充填材、パラフィン系、アロマ系、ナフテン系のプロセ
スオイルなどの軟化剤、クマロンインデン樹脂、ロジン
系樹脂、シクロペンタジエン系樹脂などの粘着付与剤、
イオウ、過酸化物などの加硫剤、加硫促進剤、ステアリ
ン酸、酸化亜鉛などの加硫助剤、老化防止剤などを、本
発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて適宜配合
することができる。
【0025】本発明のゴム組成物は、バンバリーミキサ
ー、オープンロールなどを用いて、常法によりうること
ができる。
【0026】以上のようにしてえられる本発明のゴム組
成物は、タイヤのトレッドに好適に用いることができ
る。
【0027】また、本発明のタイヤ用ゴム組成物をトレ
ッドに用いたタイヤ、特に、スタッドレスタイヤに使用
されたばあいは、氷結路走行時、特に制動時、加速時お
よび旋回時に、トレッドゴム表面に表出したベースのゴ
ムより高硬度であるセルロース物質を含有する粉体加工
品が氷表面を引っ掻くことによりスパイク効果を発揮
し、さらに摩耗の進行によりトレッド表面から粉体が脱
落したときに生じたトレッド表面上の空隙、凹凸および
エッジが、氷表面との摩擦を高め、氷上グリップ性能を
大幅に向上させることができる。
【0028】以下に、実施例を用いて本発明をさらに詳
細に説明するが、本発明はこれらのみに制限されるもの
ではない。
【0029】
【実施例】NR60重量部およびBR40重量部に対し
て、まず、実施例において用いた各成分を表1にまとめ
て示す。
【0030】実施例1〜10 表2に示す配合割合にしたがって、各成分をバンバリー
ミキサーを用いて混練りしたのち、150℃で45分間
加硫し、ゴム組成物1〜10をえた。ついで、えられた
ゴム組成物1〜10について、以下の方法で試験を行な
って評価を行なった。結果を表2に示す。
【0031】[試験方法] (1)ゴム硬度(Hs):JIS K6301にしたが
って25℃で測定した。Hsは、ウェットまたはドライ
路面における操縦安定性、および耐摩耗性という観点か
らは大きいほうがよいが、雪氷上性能という観点からは
ある大きすぎないほうがよく、60〜68であればよ
い。
【0032】(2)摩耗試験:岩本製作所(株)製のラ
ンボーン摩耗試験機を用いて、表面回転速度50m/m
in、負荷荷重2.5kgf、落砂量15g/min,
スリップ率25%または50%の条件で、スリップ率2
5%のばあいを摩耗性1、スリップ率50%のばあいを
摩耗性2として測定した。評価は、後述する比較例1の
ばあいの値を100として指数で示した。指数が大きい
ほど耐摩耗性に優れている。
【0033】(3)実車性能:えられたゴム組成物から
なるトレッドをもつトラックバス用のスタッドレスタイ
ヤを常法で作製し、該タイヤを10トントラックに装着
し、以下の方法で北海道名寄テストコースにおいて実車
性能を評価した。
【0034】コーナリングタイム:−13〜−4℃の
温度下で、全長数百mの八の字周回路のタイムを測定し
た。評価は、後述する比較例1のばあいの値を100と
して指数で示した。指数が大きいほどコーナリング性能
に優れている。
【0035】登板タイム:−13〜−4℃温度下で、
前後方向のトラクションを確認すべく、テストコース内
の登坂路の走行タイムを測定した。評価は、後述する比
較例1のばあいの値を100として指数で示した。指数
が大きいほどトラクション性能に優れている。
【0036】氷上制動停止距離:−4〜−2℃の温度
下で時速30km/hで走行時に、停止するまでに要し
た氷上における停止距離を測定した。評価は、後述する
比較例1のばあいの値を100として指数で示した。指
数が大きいほど制動性能に優れている。
【0037】比較例1〜14 表2に示す配合割合にかえたほかは、実施例1と同様に
して比較ゴム組成物1〜6をえ、実施例と同様の試験を
行なった。結果を表2に示す。
【0038】
【表1】
【0039】
【表2】
【0040】実施例1〜7の評価結果より、本発明のタ
イヤトレッド用ゴム組成物は、耐摩耗性の低下が少な
く、トラクション性能、制動性能およびコーナリング性
能に優れていることがわかる。
【0041】実施例8の評価結果より、カーボンブラッ
クのタイプを変更しても同様に良好な性能がえられてい
ることがわかる。また、実施例8〜10より平均粒径1
00〜120nmのタイプが雪氷上、耐摩耗性のバラン
スがとれているということがわかる。
【0042】実施例1〜7と比較例14の評価結果よ
り、セルロースを含む粉末加工品が8重量部を超えると
摩耗性能が著しく低下し、実車性能の更なる向上はみら
れないということがわかる。
【0043】
【発明の効果】本発明によれば、耐摩耗性の低下が少な
く、トラクション性能、制動性能およびコーナリング性
能にバランスよく優れたタイヤを提供しうるタイヤトレ
ッド用ゴム組成物をうることができる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 天然ゴム、イソプレンゴムおよびブタジ
    エンゴムよりなる群から選択される少なくとも一種のゴ
    ム成分100重量部に対して、シリカ5〜45重量部、
    シランカップリング剤0.5〜4.0重量部、およびセ
    ルロース物質を含む粉体加工品3〜8重量部を配合して
    なるタイヤトレッド用ゴム組成物。
  2. 【請求項2】 前記粉体加工品の平均粒径が20〜60
    0μmである請求項1記載のタイヤトレッド用ゴム組成
    物。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載のタイヤトレッド
    用ゴム組成物を用いてなる重荷重用タイヤ。
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