JPS624732A - タイヤトレツド用ゴム組成物 - 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】 く技術分野〉 本発明はゴム組成物に関し、特に、硬度を著しく低下さ
せることなく、氷結路および湿潤路での摩擦抵抗を高め
たタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。

〈従来技術〉 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。従って、氷結した路面を
走行する頻度の高い寒冷地においては、トレッド部に金
属製のスパイクを打ち込んだり、チェーンを装着した自
動車用タイヤが広く用いられている。

ところが、寒冷地といえども、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、チェ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
来するようになった今日、スパイクやチェーンが道路を
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的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
パイクやチェ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ッド用ゴム材料を開発する
ことがあげられる。

氷結した路面でのゴム材料の摩擦抵抗を大きくする゛手
段としては、一般には、低温でも軟らかさを保つような
配合が用いられている。低温でも軟らかさを保つゴム材
料を得るには、ポリマーの選択が最も重要であり、冬期
用タイヤのトレッドゴムには通常ガラス転移温度の低い
ポリブタジェンゴムや天然ゴムが比較的多量に用いられ
ている。

これらのポリマーの持つ優れた氷結路面での摩擦性能を
更に高める手法として、粘度比重恒数の低いプロセス油
（特公昭５８−７６６２号）や低温用可塑剤（特開昭５
９−１２６４４３号）などを液状軟化剤として使用する
方法が知られている。またこれらの液状軟化剤を効果的
に利用す為ためには、特定の範囲において、比較的多量
に使用すると良いことも知られている（特願昭５８−２
１７８３９号）、シかるに、上記の様な液状軟化剤を使
用すると、湿潤路面での摩擦抵抗が著しく低下したり、
また液状軟化剤を多量に使用すると、硬度が過度に低下
し、トレッド部のゴムブロックの剛性が低下し、自動車
の操舵時の応答性が損なわれたり、液状軟化剤がトレッ
ドから隣接するタイヤの他の部材に移行し、経時により
トレッドの摩擦性能が低下したり、またトレッドに隣接
する部材の耐屈曲性や強度が低下し、タイヤの耐久性が
低下してしまうなどの欠点があった。

〈発明の目的〉 本発明は、特に氷結路面を走行する冬期用タイヤやオー
ルシーズンタイヤのトレッド用ゴム材料として利用され
、湿潤路摩擦性能や硬度を著しく低下させることなく、
氷結路面で、優れた摩擦性能を有するタイヤトレッド用
ゴム組成物を提供することを目的とする。

〈発明の構成〉 本発明は、（ａ）天然ゴム、ポリイソプレンゴムおよび
１．２−結合単位含有量が２０％以下のポリブタジェン
ゴムの中から選ばれた１種もしくは２種以上のエラスト
マー成分１００重量部に対して、 （ｂ）カーボンブラック４０〜９０重量部と。

（Ｃ）プロセス油および／または低温用可塑剤５〜６０
重量部と、 （ｄ）ヨウ素価７０以上の動植物油脂を含硫物と反応さ
せて得られる非流動性物質５〜３０重量部、 とを含有することを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組
成物である。

本発明はまた、（ａ）天然ゴム、ポリインプレビンゴム
および１．２−結合単位含有量が２０％以下のポリブタ
ジェンゴムの中から選ばれた１種もしくは２種以上のエ
ラストマーと、 スチレン・ブタジエン共重合体ゴム、１．２−結合含有
量が２０％超のポリブタジェンゴムおよびハロゲン化ブ
チルゴムの中から選ばれた１種もしくは２種以上のエラ
ストマー５０重量％以下とを含むエラストマー成分１０
０重量部に対して、 （ｂ）カーボンブラック４０〜９０重量部と、（ｃ）プ
ロセス油および／または低温用可塑剤５〜６０重量部と
、 （ｄ）ヨウ素価７０以上の動植物油脂を含硫物と反応さ
せて得られる非流動性物質５〜３０重量部とを含有する
ことを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物。

ここで、前記１．２−結合単位含有量が２０％以下のポ
リブタジェンゴムが、前記エラストマー成分の５０重量
％以下であるタイヤトレッド用ゴム組成物であることが
良い。

以下に本発明の構成を詳述する。

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物に用いるエラスト
マー成分としては、天然ゴム、ポリイソプレンゴムおよ
び１．２−結合含有量が２０％以下のポリブタジェンゴ
ムのうちから１種または２種以上のエラストマーを選ん
で用いる。これらのエラストマーはガラス転移温度が低
く、雪氷路面を走行するタイヤのトレッド用として好適
である。ポリブタジェンの１．２−結合含有量を２０％
以下とするのは、１．２−結合単位含有量の増加にとも
ない、エラストマーのガラス転移温度が高くなるので、
低温での柔軟性を保つためには１．２−結合単位含有量
を２０％以下にとどめておく必要があるためである。ガ
ラス転移温度の低いエラストマーは、一般に湿潤路面で
の摩擦抵抗を低下させるのであるが、特に、１．２−結
合含有量が２０％以下のポリブタジェンゴムは著しく湿
潤路面での摩擦抵抗を低下させるので、このエラストマ
ーを使用する際には、その使用量は全エラストマー成分
の５０重量％以下とすることが好ましい。

それは湿潤路面での摩擦抵抗の低下を許容範囲にとどめ
るためである。

また、本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物の湿潤路面
での摩擦抵抗をより一層高めるために。

上記のエラストマーの５０重量％以下の部分をスチレン
・ブタジエン共重合体ゴム、１，２−結合含有量が２０
％超のポリブタジェンゴム、ハロゲン化ブチルゴムなど
の湿潤路面での摩擦抵抗が大きなエラストマーで置換し
て用いてもよい、ここで、置換するエラストマー量を５
０重量％以下とするのは、これらの置換するエラストマ
ーは、湿潤路面での摩擦抵抗を高める反面、氷結路面で
の摩擦抵抗を低下させるので、氷結路面での摩擦抵抗を
許容範囲にとどめるためである。

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物には、上記エラス
トマー成分１００重量部に対して、カーボンブラックが
４０〜９０重量部用いられる。

カーボンブラックの配合量が４０重量部未満では補強効
果が不十分であり、９０重量部を超えると、タイヤ走行
時の発熱が大きくなり、耐久性上の問題を生じたり、ゴ
ムが硬化劣化し、氷結路面での摩擦性能低下が著しくな
るので好ましくない、カーボンブラックの種類としては
、トレッド用として用いられるものであればよく、特に
限定しない。

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物には、エラストマ
ー成分１００重量部に対して、プロセス油および／また
は低温用可塑剤が、液状軟化剤として５〜６０重量部用
いられる。プロセス油は、石油中に元来台まれていた成
分よりなる可塑剤であり、飽和または不活性の不飽和炭
化水素よりなっている。低温用可塑剤には、プロセス油
以外の鉱物油やＤＯ３、ＤＯＡ、ＤＩＯＡ等の合成可塑
剤がある。

プロセス油や低温可塑剤等の液状軟化剤は、ゴム組成物
を加工する際に作業性を良くすると同時に、タイヤトレ
ッドとして使用する際、低温で硬さが上昇するのをでき
るだけ抑制する目的で用いられ、プロセス油としては、
　Ｖ、Ｇ、Ｃ：、値（粘度比重恒数）が０．８〜０．９
のものが好ましく、低温用可塑剤としては、溶解度パラ
メーターが８．０〜９．０のものが好ましく、特に好ま
しい溶解度パラメーターの望域は８．２〜８．７である
。これらの液状軟化剤の使用量はエラストマー成分１０
０重量部に対し５〜６０重量部であり、５重量部未満で
は低温での硬さ上昇抑制効果が少なく、また６０重量部
超では硬さの低下が著しく、耐摩耗性や自動車の操縦性
を低下させるので好ましくない。

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物は、ヨウ素価７０
以上の動植物油脂をイオウあるいは塩化イオウ等の含硫
物と加熱下で反、応させて得られる非流動性物質（ファ
クチス）を５〜３０重量部含有する。ファクチスは液状
軟化剤と比較して、同等もしくはそれ以上の氷結路摩擦
抵抗を高める効果を有する反面、ゴム組成物の硬さを低
下させる度合が少ないので、自動車操舵時の応答性を損
なうことなく氷結路摩擦抵抗を高めるのに好適である。

更にファクチスは従来氷結路摩擦抵抗とは背反関係にあ
るとされていた湿潤路摩擦抵抗をも高める効果を有する
。

本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物に用いるファクチ
スの量は、エラストマー成分１００重量部に対して、５
〜３０重量部である。ファクチスが５重量部未満では、
氷結路および湿潤路摩擦抵抗を高める効果が少なく、ま
た３０重量部を超えると、耐摩耗性や強度が低下するの
で好ましくない。

ファクチスは、サブとも呼ばれ、比重１．０３〜１．０
５の硬化油で、ゴム類似の弾性体である。主として菜種
油、綿実油、大豆油等に塩化硫黄を反応させてつくる。

硫黄含有量６〜８％の白色または淡黄色の白サブと、酸
化した植物油にイオウを加えて高温に加熱してつくった
黒褐色弾性体で、イオウ含有量１５〜２０％の黒サブが
ある。その他原料動植物油脂の違いによる特殊ファクチ
スや、塩化硫黄だけの作用で作った透明な、あめサブと
呼ばれるファクチス等がある。

ファクチスは従来加工性をあげるための軟化剤および可
塑剤として、ゴム配合剤の一つとして用いられていたも
のであるが、多量の軟化剤を配合しなければならない極
〈軟質のゴムの製造に主として用いられるものであり、
高い硬度の要求されるタイヤトレッド用ゴム組成物の成
分として考えられたことはなかった。

本発明は、ファクチスを所定量含有し、その他のゴム成
分を適切に調整することにより、氷結路摩擦抵抗、特に
氷の融点付近での氷結路摩擦抵抗をあげ、同時に湿潤路
摩擦抵抗をも高め、しかもゴム組成物の硬度を低下させ
る度合が少ない、タイヤトレッド用ゴム組成物を得たも
のである。

〈実施例〉 実施例および比較例 表１に示す配合のゴム組成物のうち、イオウ、加硫促進
剤およびファクチス以外のエラストマーおよび配合剤を
、イ／ターナルミキサ−で混練した後、オーブンロール
でイオウ、加硫促進剤およびファクチスを添加混練した
後、１６０℃ｘ１５分の加硫条件で摩擦試験用サンプル
を調製した。

摩擦試験はブリティッシュポータプル拳スキッドテスタ
ーを用い、乾燥したセーフティーウオーク（屋外用３Ｍ
社製）、表面を約１ｍｍ冠水させた湿潤セーフティーウ
オーク、−２℃および一８℃の氷板を路面として用い、
それぞれドライ摩擦抵抗、ウェット摩擦抵抗およびアイ
ス摩擦抵抗（−２℃、−８℃）を測定した。更に摩擦試
験に供したサンプルの２５℃でのＪＩＳ硬さを測定した
。

各サンプルの配合内容と、測定結果を表３．に示す。

注：　１）　ＲＳＳ　＃３゜ ２）　Ｎ１ｐｏｌ　ＢＲ１４４１，日本ゼオン社製、シ
スホＩＪ　７”）　シｘ　７（１，２−含量０．４　％
）１００　を置部に対し高芳香族系プロセス油３７６５
重量部を含有。

３　）　Ｎ１ｐｏｌ　１５０２．日本ゼオン社製。

４）　Ｎ−１，３−ジメチルブチル−Ｎ′−フェニル−
Ｐ雪フェニレンジアミン ５）ＡＳＴＭ表示Ｎ３３９　。

６）ゴールデン、天場サブ化工社製、淡黄色ファクチス
。

７）純種黒サブ、天場サブ化工社製、褐色ファクチス（
黒サブ）。

８）ネオ・Ｎ、天場サブ化工社製、特殊ファクチス。

９）あめサブ、天場サブ化工社製 １０）　Ｎ−オキシジエチレン−２−ベンゾチアジル−
スルフェンアミド。

１１）摩擦性能は、比較例１の摩擦抵抗を１００とする
比較値で示した。

比較例１〜３は、天然ゴムとポリブタジェンゴムとのブ
レンド系に軟化剤として、プロセス油や低温用可塑剤の
ような液状軟化剤のみを用いた例である。比較例１に対
し、プロセス油を１０重量部追加配合した比較例２や、
低温用可塑剤であるジオクチルセバケートを１０重量部
追加配合した比較例３は、氷結路面での摩擦抵抗が向上
する反面、硬さが著しく低下している。更に氷結路での
摩擦抵抗向上効果の大きい比較例３では、湿潤路面での
摩擦抵抗の低下も見られる。

一方、比較例１に対して、プロセス油や低温可塑剤のよ
うな液状軟化剤の代りに、各種ファクチスを１０重量部
追加配合した本発明例４〜７は、氷結路面および湿潤路
面での摩擦抵抗が同時に向上しているだけでなく、液状
軟化剤を使用した場合に比べ硬度低下が少ない。

本発明例１０〜１２は、異種のファクチスを変量して配
合した例であるが、ファクチス量が増加するにしたがっ
て湿潤路面および氷板（−２℃）における摩擦抵抗が向
上していることがわかる。

また、エラストマー成分中に、スチレン・ブタジエン共
重合体ゴムを含む本発明例９は、特に湿潤路摩擦抵抗が
大きく、氷結路摩擦抵抗も改善されている。

このように、ファクチスの使用により多くの利点がある
ことは明らかであるが、なかでも特筆すべきは、高温側
の氷結路面（−２℃）での摩擦抵抗の向上が著しいこと
である。氷結路面での摩擦抵抗は、氷の温度に大きく影
響され、氷の融点に近いほど摩擦抵抗が小さく、また、
ゴム組成物の違いによる差も小さくなる傾向にあり、融
点付近の摩擦抵抗が大きいゴム組成物は、これまで全く
知られていなかった。ファクチスを配合した本発明のゴ
ム組成物は、このような改善が困難な温度領域において
、顕著な改善効果をもたらすものである。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明のゴム組成物は。

著しい硬度低下をもたらすことなく、氷結路面での摩擦
抵抗を顕著に高め、かつ湿潤路面での摩擦抵抗を同時に
高めることができる利点を有しており、特に氷の融点付
近での摩擦抵抗を高めるという、他のゴム組成物にみら
れぬ効果を持つ。

本発明のゴム組成物は、冬期用タイヤのトレッド部等の
ような、雪氷路面での摩擦性能を高めることが必要とさ
れている分野への応用に好適である。

切憂−：−

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）天然ゴム、ポリイソプレンゴムおよび１，
   ２−結合単位含有量が２０％以下のポリブタジエンゴム
   の中から選ばれた１種もしくは２種以上のエラストマー
   成分１００重量部に対して、（ｂ）カーボンブラック４
   ０〜９０重量部と、（ｃ）プロセス油および／または低
   温用可塑剤５〜６０重量部と、 （ｄ）ヨウ素価７０以上の動植物油脂を含硫物と反応さ
   せて得られる非流動性物質５〜３０重量部、 とを含有することを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組
   成物。
2. （２）前記１，２−結合単位含有量が２０％以下のポリ
   ブタジエンゴムが、前記エラストマー成分の５０重量％
   以下である特許請求の範囲第１項に記載のタイヤトレッ
   ド用ゴム組成物。
3. （３）（ａ）天然ゴム、ポリイソプレンゴムおよび１，
   ２−結合単位含有量が２０％以下のポリブタジエンゴム
   の中から選ばれた１種もしくは２種以上のエラストマー
   と、 スチレン・ブタジエン共重合体ゴム、１，２−結合含有
   量が２０％超のポリブタジエンゴムおよびハロゲン化ブ
   チルゴムの中から選ばれた１種もしくは２種以上のエラ
   ストマー５０重量％以下とを含むエラストマー成分１０
   ０重量部に対して、 （ｂ）カーボンブラック４０〜９０重量部と、（ｃ）プ
   ロセス油および／または低温用可塑剤５〜６０重量部と
   、 （ｄ）ヨウ素価７０以上の動植物油脂を含硫物と反応さ
   せて得られる非流動性物質５〜３０重量部とを含有する
   ことを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物。
4. （４）前記１，２−結合単位含有量が２０％以下のポリ
   ブタジエンゴムが、前記エラストマー成分の５０重量％
   以下である特許請求の範囲第３項に記載のタイヤトレッ
   ド用ゴム組成物。