JP2001064443A - ゴム組成物および空気入りタイヤ - Google Patents
ゴム組成物および空気入りタイヤInfo
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Abstract
転がり抵抗を有するゴム組成物および空気入りタイヤを
得る。 【解決手段】 本発明のゴム組成物は、ブタジエンゴム
およびスチレン・ブタジエン共重合体ゴムのうち少なく
とも一種のジエン系ゴムを50重量%以上含むゴム成分
に、N,N′−(メチレン−ジ−p−フェニレン)ビス
マレイミド、およびシリカを含んでなり、これを空気入
りタイヤのトレッドゴムに使用する。
Description
る性能のうち、特にウェットスキッド性を向上させ、か
つ転がり抵抗を抑制する技術に関する。
た路面は滑り易く、自動車の走行は危険である。また、
最近では制動距離に対する規制の動きがあり、ウェット
スキッド性は益々重要になってきている。ところで、従
来のウェットスキッド性を向上させるための技術として
は、ポリマーのTgを高温側へシフトさせて、tanδ
(0℃)を大きくする方法、あるいはシリカを配合する
ことにより、ウェット性を向上させる方法等がある。
では、ドライスキッド性や低転がり抵抗性等、他の諸性
能との両立が困難であり、また、シリカを配合する後者
の方法では、ウェット時のロックμ(タイヤが完全にロ
ックされて、100%滑っている時の摩擦係数)の改善
とならない等の不都合がある。一方、m−フェニレンビ
スマレイミドとシリカを併用して、ウェットスキッド性
能を向上させる技術がある(特願平11−5048
3)。しかし、m−フェニレンビスマレイミドを配合し
た場合、60℃におけるtanδが充分に低下せず、タ
イヤトレッドに用いた場合に転がり抵抗が若干大きくな
ることが分かった。
り、ウェットスキッド性能を向上させつつも、タイヤの
転がり抵抗を維持あるいは低下させる技術が望まれてい
る。
を解消し、摩擦係数が極めて低い濡れた路面において、
顕著な滑り止め効果を発揮し、ウェットスキッド性能を
向上させ、かつ低い転がり抵抗を有するゴム組成物およ
びこれをトレッドに適用した空気入りタイヤの提供を目
的とする。
め、鋭意研究の結果、本発明者はマレイミド化合物が高
いウェットスキッド性能を示す機構を明らかにした。す
なわち、特にスチレン・ブタジエン共重合体ゴム(SB
R)にシリカを配合したゴム組成物に対して、マレイミ
ド化合物を配合することによって、大変形領域(伸長率
100%以上)の引張応力をほとんど変化させることな
く、低歪み下での引張応力や動的貯蔵弾性率を高くでき
ることが判明した。そこで、このようなゴム組成物をタ
イヤトレッドに適用することにより、ウェットグリップ
に必要なゴムブロックの剛性を高めつつ、路面の凹凸へ
の追従性を確保して、従来より高いウェットスキッド性
能を得られると考えた。
長を生かし、転がり抵抗の増加を抑制するために、様々
な検討を行なった結果、特定のジエン系ゴムに、シリカ
と特定のビスマレイミドを組み合わせることで、上記目
的を達成できることを見出し本発明を完成させるに至っ
た。
およびスチレン・ブタジエン共重合体ゴム(好ましく
は、乳化重合SBR)のうち少なくとも一種のジエン系
ゴムを50重量%以上(好ましくは80重量%以上)含
むゴム成分に、前記の一般式[化1]で表わされるN,
N′−(メチレン−ジ−p−フェニレン)ビスマレイミ
ド、およびシリカを含んでなることを特徴とし、ゴム成
分100重量部に対して、シリカが5〜60重量部、お
よびN,N′−(メチレン−ジ−p−フェニレン)ビス
マレイミドが0.5〜4重量部の割合で配合されると好
ましい。また、このゴム組成物に、さらに、ゴム成分1
00重量部に対して、硫黄が1重量部以上、およびチア
ゾール類、チウラム類、ジチオカルバミン酸塩類のうち
少なくとも一種を含んでなる加硫促進剤が硫黄の配合量
の2倍(重量)以下の割合で配合されると好ましい。ま
た、加硫促進剤の総重量中に、チアゾール類、チウラム
類、ジチオカルバミン酸塩類のうち少なくとも一種の加
硫促進剤が50重量%以上の割合で含まれるとより好ま
しい。さらに、ゴム組成物の動的貯蔵弾性率(E′)が
7.0〜16.0MPaであり、300%伸長時の引張
応力(M300 )が7.0〜15.0MPaであると、さ
らに好ましい。 (2)本発明の空気入りタイヤは、上記ゴム組成物をト
レッドゴムとして使用することを特徴とする。
本発明のゴム成分に関しては、ゴム成分中、50重量%
以上(好ましくは80重量%以上)をブタジエンゴムお
よびスチレン・ブタジエン共重合体ゴム(好ましくは、
乳化重合SBR)のうち少なくとも一種のジエン系ゴム
で構成するが、これは、この場合に、顕著な効果が得ら
れるからである。従来は、例えば、天然ゴムやイソプレ
ンゴムを50重量%以上含むゴムに、マレイミド化合物
が適用されていたが、この場合には、マレイミド配合の
ために、全領域の引張応力が高くなってしまい、本発明
の目的は達成できない。また、ブチルゴムを50重量%
以上含む場合には、マレイミド配合によっても、所望領
域の引張応力の向上が小さくなり、同様に本発明の目的
は達成できない。BRとSBRの比較では、ドライグリ
ップ性との両立の点で、SBRの方が好ましく、さらに
は、乳化重合SBRを使用した方が耐摩耗性の点で好ま
しい。また、本発明で規定する上記ゴムと併用できるゴ
ムは、天然ゴムおよび合成ゴムが挙げられ、合成ゴムで
はジエン系ゴムが好ましく、例えば、シス−1 ,4 −ポ
リイソプレン、エチレン−プロピレン−ジエン共重合
体、クロロプレン、ハロゲン化ブチルゴム、アクリロニ
リトル−ブタジエンゴム等を例示でき、天然ゴムおよび
合成ゴムは、単独使用のみならずブレンドして使用でき
る。
に対して、5〜60重量部であると好ましいが、これ
は、5重量部未満では、ドライグリップ性が低下傾向に
あり、60重量部を超えると、加工性が低下する傾向が
あるからである。また、N,N′−(メチレン−ジ−p
−フェニレン)ビスマレイミドの配合量は、ゴム成分1
00重量部に対して、0.5〜4重量部であると好まし
いが、これは、0 .5 重量部未満では、ウェット性が改
善されず、4重量部を超えると、ゴムが硬化し過ぎる傾
向があり、かつコストがかかるからである。硫黄は、適
切な引張応力を確保するために、1.0重量部以上配合
されると好ましく、より好ましくは1.2重量部以上、
8重量部以下である。8重量部を超えると、ゴム表面へ
硫黄がブルームする等の問題があり、好ましくない。ま
た、チアゾール類、チウラム類、ジチオカルバミン塩を
含む加硫促進剤の配合量は、総重量で、硫黄の配合重量
の2倍以下であり、これを超えて加硫促進剤を配合する
と、大変形時の引張応力が増加し、本発明の目的である
ウエットスキッド性の向上が消失する。上記のように架
橋系が特定の範囲の硫黄架橋系であることも、本発明の
特徴であり、例えば、有機過酸化物による架橋や樹脂に
よる架橋では、本発明の目的が達成できない。
チアゾール類としては、MBT(2−メルカプトベンゾ
チアゾール)、DM(ジベンゾチアジルジサルファイ
ド)、CBS(N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジ
ルスルフェンアミド)、TBBS(N−t−ブチル−2
−ベンゾチアジルスルフェンアミド)、TBSI(N−
t−ブチル−2−ベンゾチアジルスルフェンイミド)等
であり、チウラム類としては、テトラメチルチウラムジ
スルフィド、テトライソブチルチウラムジスルフィド、
テトラオクチルチウラムジスルフィド、テトラベンジル
チウラムジスルフィド等であり、ジチオカルバミン酸塩
としては、ジベンジルジチオカルバミン酸亜鉛塩等であ
る。なかでも、DM、CBS、TBBS、テトラオクチ
ルチウラムジスルフィド、テトラベンジルチウラムジス
ルフィドが安定な加硫系を示し、好ましい。
等のグアニジン系、ジアルキルジチオリン酸亜鉛などの
加硫促進剤を併用しても良い。この場合、加硫促進剤
中、チアゾール類、チウラム類、ジチオカルバミン塩
は、50重量%以上であると、本発明の目的である低歪
での剛性を高められる点で好ましい。
(E′)が7.0〜16.0MPaであると好ましい
が、これは、7.0MPa未満では、剛性感が不足し、
16.0MPaを超えると、乗り心地低下の傾向がある
からである。また、同様に、300%伸長時の引張応力
(M300 )が7.0〜15.0MPaであると好ましい
が、これは、7.0MPa未満では、剛性感が不足し、
15.0MPaを超えると乗り心地低下の傾向があるか
らである。
ゴム組成物を、空気入りタイヤのトレッドゴムとしてに
適用すると、既述した効果の他に、タイヤの接地圧分布
を均一にできるため、ウェットスキッド性が大幅に向上
する。本発明においては、ゴム組成物に、さらにカーボ
ンブラックを配合することができ、そのグレードは一般
に使用されるものを使用できるが、HAF、ISAF、
SAF等を例示できる。本発明において、上記成分の
他、通常使用される各種添加剤、例えば、加硫促進助
剤、酸化防止剤、オゾン劣化防止剤、老化防止剤、プロ
セス油、酸化亜鉛、ステアリン酸、シランカップリング
剤等を、適宜配合することができる。
ム組成物をトレッドゴムに使用するが、トレッドの構造
は特に限定されず、トレッドが一層のゴム層よりなる一
層構造、キャップゴム層/ベースゴム層の二層構造、さ
らに多層構造の場合に適用でき、いずれの場合も、踏面
側に本発明のゴム組成物を配置すると効果的である。
および、表2または表3記載の配合内容のゴム組成物を
常法に従って作製し、加硫後の試験片を用いて、以下に
示す試験方法により、引張試験、動的粘弾性試験行い、
結果を表2および表3に示す。 (1)引張試験 145℃で加硫後、JIS K6301−1975に基
づいて引張試験を行い(3号試験片使用)、300%伸
長時弾性率(M300 )を測定した。各データは比較例1
または7をそれぞれ100として指数で表す。 (2)動的粘弾性試験 東洋精機(株)製、スペクトロメーター(動的粘弾性測
定試験機)を用い、周波数52Hz、測定温度60℃、
歪1%でE′(動的貯蔵弾性率)、tanδ(損失係
数)を測定した。同様に、各データは比較例1または7
をそれぞれ100として指数で表す。
例2、3、5、6のゴム組成物をトレッドゴムとして用
いて、一層構造のトレッドでタイヤサイズ185/70
R14の空気入りタイヤを試作し、各タイヤの性能を、
転がり抵抗はドラム試験で、ウェットスキッド性(操縦
性)は実車走行にて、それぞれ下記の方法で評価した。 (3)タイヤ性能 転がり抵抗 各タイヤに1.7kg/cm2 の内圧を充填した後、3
95kgの荷重を作用させながら、大型試験ドラム上を
時速80kmで所定時間走行させ、次に、前記ドラムの
駆動力を遮断して、各タイヤを慣性走行させ、このとき
のタイヤの減速度から転がり抵抗性を求め、比較例1、
7のタイヤの評価値を100として表示した。指数が大
きい程、転がり抵抗が小さく良好である。 操縦性 水を撒いてウェット路としたテストコースにて、各新品
タイヤを装着したFF4ドアセダンを用いて実車走行を
行い、駆動性、制動性、ハンドル応答性、操縦時のコン
トロール性を、比較例1または7のタイヤをそれぞれコ
ントロールタイヤとして、テストドライバーが総合評価
した。 +1:コントロールタイヤに比ベてプロテストドライバ
ーが微妙に分かる程度に良いと感じる場合 +2:コントロールタイヤに比べてプロテストドライバ
ーが明確に分かる程度に良いと感じる場合 +3:コントロールタイヤに比べて一般ドライバーのう
ち熟練したドライバーが分かる程度に良いと感じる場合 +4:コントロールタイヤに比べて一般ドライバーが分
かる程度に良いと感じる場合
ビスマレイミド マレイミド化合物B:1,3−ビス(シトラコンイミ
ド)ベンゼン マレイミド化合物C:1,3−ビス(シトラコンイミド
メチル)ベンゼン マレイミド化合物D:N−フェニルマレイミド マレイミド化合物E:N−メチルマレイミド
化合物Aを使用した例で、M300 が減少し、E′が大巾
に増大し、タイヤ操縦性が改良される。しかし、60℃
のtanδが大きくなり、タイヤ転がり抵抗も高くなり
好ましくない。比較例3〜6は、マレイミド化合物B、
C、D、Eをそれぞれ使用した例であり、これらの場合
にも、E′とtanδを両立するものはない。実施例
1、2、3は、N,N′−(メチレン−ジ−p−フェニ
レン)ビスマレイミドを用いた例で、60℃のtanδ
がコントロール(比較例 1)より小さくなり、タイヤ転
がり抵抗もコントロールとほぼ同等である。しかもE′
の増大とタイヤ操縦性の向上は維持されている。比較例
7、8、実施例4、5、6は、シリカ配合量をより多く
した例で、この場合も、実施例4、5、6は、従来達成
できなかった高レベルでウェット時のタイヤ操縦性とタ
イヤ転がり抵抗を両立できた。
摩擦係数が極めて低い濡れた路面においても、顕著な滑
り止め効果を発揮し、ウェットスキッド性能を向上さ
せ、かつ低い転がり抵抗を有するゴム組成物およびこれ
をトレッドに適用した空気入りタイヤを提供できる。
Claims (6)
- 【請求項1】 ブタジエンゴムおよびスチレン・ブタジ
エン共重合体ゴムのうち少なくとも一種のジエン系ゴム
を50重量%以上含むゴム成分に、下記の一般式[化
1]で表わされるN,N′−(メチレン−ジ−p−フェ
ニレン)ビスマレイミド、およびシリカを含んでなるこ
とを特徴とするゴム組成物。 【化1】 - 【請求項2】 ゴム成分100重量部に対して、シリカ
が5〜60重量部、およびN,N′−(メチレン−ジ−
p−フェニレン)ビスマレイミドが0.5〜4重量部の
割合で配合されることを特徴とする請求項1記載のゴム
組成物。 - 【請求項3】 さらに、ゴム成分100重量部に対し
て、硫黄が1重量部以上、およびチアゾール類、チウラ
ム類、ジチオカルバミン酸塩類のうち少なくとも一種を
含んでなる加硫促進剤が硫黄の配合量の2倍(重量)以
下の割合で配合されることを特徴とする請求項1または
2記載のゴム組成物。 - 【請求項4】 動的貯蔵弾性率(E′)が7.0〜1
6.0MPaであり、300%伸長時の引張応力(M
300 )が7.0〜15.0MPaであることを特徴とす
る請求項1〜3のうちいずれか1項に記載のゴム組成
物。 - 【請求項5】 スチレン・ブタジエン共重合体ゴムが乳
化重合により得られたものであることを特徴とする請求
項1〜4のうちいずれか1項に記載のゴム組成物。 - 【請求項6】 請求項1〜5のうちいずれか1項に記載
のゴム組成物をトレッドゴムとして使用することを特徴
とする空気入りタイヤ。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24517599A JP2001064443A (ja) | 1999-08-31 | 1999-08-31 | ゴム組成物および空気入りタイヤ |
PCT/JP2000/000659 WO2000046290A1 (fr) | 1999-02-05 | 2000-02-07 | Composition caoutchoutée et pneumatique |
EP00902125A EP1083199B1 (en) | 1999-02-05 | 2000-02-07 | Rubber composition and pneumatic tire |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2001064443A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003041059A (ja) * | 2001-07-26 | 2003-02-13 | Toyo Tire & Rubber Co Ltd | タイヤトレッド用ゴム組成物 |
KR20030027971A (ko) * | 2001-09-18 | 2003-04-08 | 금호산업 주식회사 | 트럭버스용 트레드 고무조성물 |
JP2007186644A (ja) * | 2006-01-16 | 2007-07-26 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | タイヤトレッド用ゴム組成物 |
JP2008184545A (ja) * | 2007-01-30 | 2008-08-14 | Bridgestone Corp | ゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤ |
US7566748B2 (en) | 2005-12-19 | 2009-07-28 | The Goodyear Tire & Rubber Company | Pneumatic tire having a rubber component containing N, N′-(m-phenylene) bismaleimide and zinc dibenzyl dithiocarbamate |
-
1999
- 1999-08-31 JP JP24517599A patent/JP2001064443A/ja active Pending
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