JP2006199785A

JP2006199785A - ゴム組成物およびそれからなる空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2006199785A
Application number: JP2005011620A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Sen; 穎銭
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2005-01-19
Filing date: 2005-01-19
Publication date: 2006-08-03
Anticipated expiration: 2025-01-19
Also published as: JP4113878B2

Abstract

【課題】加工性および低温における硬度が改善されたゴム組成物、ならびに氷雪路面での摩擦性能を低下させることなく、耐摩耗性を向上させた空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】ポリブタジエンゴムを５０重量％以上含むジエン系ゴム１００重量部に対して、シリカおよびカーボンブラックを４０〜６０重量部、およびエポキシ化液状ポリイソプレンゴムを１５〜２５重量部含有するゴム組成物、およびそれからなるキャップトレッド部を有する空気入りタイヤ。
【選択図】なし

Description

本発明は、ゴム組成物およびそれからなる空気入りタイヤに関し、詳細には加工性および低温における硬度が改善されたゴム組成物、ならびに氷雪路面での摩擦性能を低下させることなく、耐摩耗性を向上させた空気入りタイヤに関する。

氷雪路面走行を目的として、スパイクタイヤの使用やタイヤへのチェーンの装着がされてきたが、粉塵問題などの環境問題が発生するため、これにかわる氷雪路面走行用タイヤとしてスタッドレスタイヤが開発された。スタッドレスタイヤは、氷雪路面では一般路面に比べ、著しく摩擦係数が低下し滑りやすくなるので、材料面および設計面での工夫がされている。

氷雪路面における摩擦性能を向上させるため、例えば、ゴムを低硬度にする手法がとられている。ゴムを低硬度にする手法としては、充填剤や硫黄の配合量を少なくしたり、オイルなどの軟化剤を多量に配合することなどが挙げられる。しかし、いずれの方法でも、氷雪路面での摩擦性能と耐摩耗性との両立が困難であった。

また、近年では、充填剤としてシリカを配合したタイヤが主流となってきているが、シリカを多量に配合し、そのほかの充填剤を減量するとゴムの加工性が悪化するという問題があった。

特開平７−１１８４５５号公報

本発明は、加工性および低温における硬度が改善されたゴム組成物、ならびに氷雪路面での摩擦性能を低下させることなく、耐摩耗性を向上させた空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明は、ポリブタジエンゴムを５０重量％以上含むジエン系ゴム１００重量部に対して、シリカおよびカーボンブラックを４０〜６０重量部、およびエポキシ化液状ポリイソプレンゴムを１５〜２５重量部含有するゴム組成物に関する。

前記ゴム組成物は、さらに、硫黄を１．０〜１．５重量部含有することが好ましい。

また、本発明は、前記ゴム組成物からなるキャップトレッド部を有する空気入りタイヤに関する。

本発明によれば、低温特性および耐摩耗性に優れるポリブタジエンゴムを含むジエン系ゴム、カーボンブラックおよびシリカを特定量配合し、さらに軟化剤としてエポキシ化液状ポリイソプレンゴムを配合することにより、加工性および低温における硬度が改善されたゴム組成物、ならびに該ゴム組成物からなるキャップトレッド部を有することで、氷雪路面での摩擦性能を低下させることなく、耐摩耗性を向上させた空気入りタイヤを提供する。

本発明は、ジエン系ゴム、シリカ、カーボンブラックおよびエポキシ化した液状ポリイソプレンゴムからなる。

ジエン系ゴムはポリブタジエンゴム（ＢＲ）を含有する。ジエン系ゴム中におけるＢＲの含有率は５０重量％以上である。ＢＲの含有率が５０重量％未満では、低温における特性および耐摩耗性に対する効果が充分に得られない。また、ゴム成分中におけるＢＲの含有率は８０重量％以下であることが好ましい。ＢＲの含有率が８０重量％をこえると、加工性に劣る傾向がある。

ＢＲと併用されるジエン系ゴムとしては、天然ゴム（ＮＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）などが挙げられる。なかでも、ＮＲが好ましい。

シリカとしては、とくに制限はなく、湿式法または乾式法により調製されたものを用いることができる。

シリカの含有量は、ジエン系ゴム１００重量部に対して１０〜５０重量部であることが好ましい。シリカの含有量が１０重量部未満では、氷上性能に劣る傾向がある。また、シリカの含有量が５０重量部をこえると、加工性に劣る傾向がある。

カーボンブラックとしては、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦなどが挙げられるが、なかでもＳＡＦが好ましい。

カーボンブラックの含有量は、ジエン系ゴム１００重量部に対して１０〜５０重量部であることが好ましい。カーボンブラックの含有量が１０重量部未満では、耐摩耗性に劣る傾向がある。また、カーボンブラックの含有量が５０重量部をこえると、ゴム組成物の硬度が増大する傾向がある。

シリカおよびカーボンブラックの合計含有量は、ジエン系ゴム１００重量部に対して４０重量部以上、好ましくは４５重量部以上である。合計含有量が４０重量部未満では、耐摩耗性が低い。また、シリカおよびカーボンブラックの合計含有量は６０重量部以下、好ましくは５５重量部以下である。合計含有量が６０重量部をこえると、得られたゴム組成物の硬度が増大し、氷雪路表面の凹凸に対するゴムの追従性が悪くなるため、耐摩耗性が低下する。

本発明のゴム組成物において、エポキシ化液状ポリイソプレンゴムは軟化剤として用いられる。ゴム組成物中において、エポキシ化していない未変性の液状ポリイソプレンゴムとシリカの分散体は一般的にセメント状であるが、本発明のように、ゴム組成物に対して、エポキシ化した液状ポリイソプレンゴムをシリカと併用することにより、それらの分散体は高い流動性を有し、エポキシ化によりシリカとの相互作用が向上する効果があるため、加工性が良好なゴム組成物を得ることができる。

エポキシ化液状ポリイソプレンゴムの含有量は、ジエン系ゴム１００重量部に対して１５重量部以上、好ましくは１８重量部以上である。含有量が１５重量部未満では、ゴム組成物の硬度が過剰に増大するため耐摩耗性が低下する。また、エポキシ化液状ポリイソプレンゴムの含有量は２５重量部以下、好ましくは２２重量部以下である。含有量が２５重量部をこえると、ゴム組成物の強度が低下し、耐摩耗性などの耐久性が低下する。

本発明のゴム組成物には、さらに、前記成分のほかにタイヤゴム工業で通常使用されている各種薬品、たとえば、硫黄などの加硫剤、各種加硫促進剤、各種軟化剤、各種老化防止剤、ステアリン酸、酸化亜鉛、酸化防止剤、オゾン劣化防止剤などの添加剤を配合することができる。

加硫剤として硫黄を使用する場合、硫黄の配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対して１．０〜１．５重量部であることが好ましい。硫黄の配合量が１．０重量部未満では、ゴム組成物の強度が低く、耐摩耗性などの耐久性が低下する傾向がある。また、硫黄の配合量が１．５重量部をこえると、ゴムの硬度が過剰に増大し、氷雪路表面の凹凸に対するゴムの追従性が低下するため、耐摩耗性が低下する傾向がある。さらに、長期間の走行によって、硫黄が再架橋することでゴムの硬度が過度に上昇するため、硫黄の量を１．５重量部をこえて配合することは好ましくない。

０℃における本発明のゴム組成物の硬度は４０〜５０であることが好ましい。硬度が４０未満では、ゴム組成物の強度が低く、耐摩耗性などの耐久性が低下する傾向がある。また、硬度が５０をこえると、氷雪路表面の凹凸に対するゴムの追従性が低下するため、耐摩耗性が低下する傾向がある。

本発明の空気入りタイヤは、氷雪路表面において必要とされる特性を満足することが可能であるため、とくにスタッドレスタイヤとすることが好ましい。

本発明の空気入りタイヤにおけるトレッド部は、キャップトレッド部およびベーストレッド部の２層構造からなり、該キャップトレッド部が本発明のゴム組成物からなることが好ましい。本発明のゴム組成物をキャップトレッド部に用いることで氷雪路面における摩擦性能が大幅低下することなく、さらに耐摩耗性が良好な空気入りタイヤを提供できる。

本発明の空気入りタイヤは、前記ジエン系ゴム、シリカ、カーボンブラック、エポキシ化液状ポリイソプレン、ならびに任意成分をミキサーまたはロールなどにより混練りして、得られた混練り物をタイヤ成型機上にてキャップトレッド部の形状とし、それを他のタイヤ部材と貼り合わせて加熱加圧することにより製造されることが好ましい。

実施例にもとづいて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。

実施例１〜３および比較例１〜５
実施例１〜３および比較例１〜５において用いた各種薬品を以下に示す。
ＮＲ：ＲＳＳ＃３
ＢＲ：宇部興産（株）製のＵＢＥＰＯＬ−ＢＲ１０５Ｂ（シス−１，４結合含量：９６％）
カーボンブラック：東海カーボン（株）製のシースト９（ＳＡＦ）
シリカ：デグサ製のウルトラシルＶＮ３
シランカップリング剤：デグサ製のＳｉ６９
オイル：出光興産（株）製のダイナプロセスオイルＰＷ３２
液状ポリイソプレンゴム：（株）クラレ製のエポキシ化液状ポリイソプレンＫＬ６１０（エポキシ化率：３．３モル％、重量平均分子量：２．９×１０⁵）
ワックス：大内新興化学工業（株）製のサンノックワックス
老化防止剤：大内新興化学工業（株）製のノクラック６Ｃ（Ｎ−１，３−ジメチルブチル−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン）
ステアリン酸：日本油脂（株）製のステアリン酸
亜鉛華：三井金属鉱業（株）製の亜鉛華１号
硫黄：鶴見化学（株）製の粉末硫黄
加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＣＺ（N-cyclohexyl-2-benzothiazyl-sulfenamide）

＜試験方法＞
（ゴム硬度）
実施例および比較例の配合内容にしたがって、混練りおよび加熱加硫して試験片を作製した。ＪＩＳ−Ａ硬度計を用い、作製した試験片の硬度を０℃の条件において測定した。

（加工性）
実施例および比較例の配合内容にしたがい混練りしたゴムを、表面温度７０℃のロールにより３ｍｍの厚さにシート出しした後のゴム生地（ゴム表面の凹凸）を目視によって「◎：非常に良好、○：良好、△：普通、×：悪い」の４段階で評価した。

また、実施例１〜３および比較例１〜５の配合内容により得られたゴム組成物からなるキャップトレッド部を有する１９５／６５Ｒ１５サイズのタイヤを作製し、以下の試験に用いた。

（氷上性能）
前記タイヤを排気量２０００ｃｃの国産ＦＲ車に装着して実車走行をおこない、時速３０ｋｍ／ｈからの氷盤上での制動停止距離を求めた。比較例１の値を１００としてそれぞれ指数で示した。指数が大きいほど氷上性能に優れ、摩擦性能に優れることを示す。

（耐摩耗性）
前記タイヤを排気量２０００ｃｃの国産ＦＲ車に装着して実車走行をおこない、３０，０００ｋｍ走行後の摩耗量を測定した。比較例１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。

測定結果を表１に示す。

Claims

ポリブタジエンゴムを５０重量％以上含むジエン系ゴム１００重量部に対して、
シリカおよびカーボンブラックを４０〜６０重量部、および
エポキシ化液状ポリイソプレンゴムを１５〜２５重量部含有するゴム組成物。
さらに、硫黄を１．０〜１．５重量部含有する請求項１記載のゴム組成物。
請求項１または２記載のゴム組成物からなるキャップトレッド部を有する空気入りタイヤ。