JP2001214003A - タイヤ用ゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウェット路面などにおける制動性能や操縦安
定性に優れると共に、良好な耐摩耗性を有するタイヤ用
ゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤを提供する
こと。 【解決手段】 （Ａ）スチレン−ブタジエンゴム８０〜
９５重量％と天然ゴム２０〜５重量％からなるゴム成分
と、その１００重量部当たり、（Ｂ）水酸化アルミニウ
ム粉体１０〜１００重量部を含むタイヤ用ゴム組成物及
びこのゴム組成物をトレッドゴムとして用いてなる空気
入りタイヤである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はタイヤ用ゴム組成物
及びそれを用いた空気入りタイヤに関する。さらに詳し
くは、本発明は、ウェット路面などにおける制動性能や
操縦安定性（ウェットグリップ性）に優れると共に、良
好な耐摩耗性を有するタイヤ用ゴム組成物及びそれを用
いた空気入りタイヤに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車の高速化に伴い、タイヤに
要求される特性は年々厳しくなっており、高速走行時の
ウェット路面における諸性能もその一つとして挙げられ
る。この高速走行時のウェット路面での制動性能や操縦
安定性などの諸性能を向上させるには、路面でのグリッ
プ力を高めること及びタイヤトレッドパターンのブロッ
ク剛性を大きくして、コーナリング時のブロック変形を
防止し、コーナリング特性を良くすると共に、タイヤト
レッドに形成された溝部の変形を防止して排水をスムー
ズに行い、ハイドロプレーニングを防止することなどが
挙げられる。ウェット路面でのグリップ力を高めるに
は、トレッドゴムの高ヒステリシスロス化を図ることに
より、路面との摩擦力を高めることが重要である。すな
わち、路面と摩擦しているトレッド表面は、路面の微細
な凹凸によって、高速度の変形を受けており、この周期
的変形過程において発生するヒステリシスロスによって
生じるエネルギー散逸が大きいほど、摩擦力が大きくな
る。トレッドゴムの高ヒステリシスロス化を図るために
は、例えば力学的特性の優れた高分子量のスチレン−ブ
タジエン共重合ゴムなどに、補強用充填材として、カー
ボンブラックと共に、シリカや水酸化アルミニウムなど
を配合することが行われている。しかしながら、補強用
充填材として水酸化アルミニウムを配合する場合、ウェ
ットグリップ性は向上するものの、耐摩耗性が低下する
ので、その使用量が制限され、所望のウェットグリップ
性が得られにくいという問題があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
状況下で、ウェット路面などにおける制動性能や操縦安
定性に優れると共に良好な耐摩耗性を有するタイヤ用ゴ
ム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤを提供するこ
とを目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するために鋭意研究を重ねた結果、ゴム成分とし
てスチレン−ブタジエンゴムと天然ゴムを特定の割合で
含むものを用い、かつ補強用充填材として、少なくとも
水酸化アルミニウム粉体を、該ゴム成分に対して所定の
割合で配合することにより、天然ゴムと水酸化アルミニ
ウム粉体との相乗効果によって、ウェットグリップ性が
向上し、ウェットグリップ性と耐摩耗性がよくバランス
したゴム組成物が得られ、その目的を達成できることを
見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したも
のである。すなわち、本発明は、（Ａ）スチレン−ブタ
ジエンゴム８０〜９５重量％と天然ゴム２０〜５重量％
からなるゴム成分と、その１００重量部当たり、（Ｂ）
水酸化アルミニウム粉体１０〜１００重量部を含むこと
を特徴とするゴム組成物を提供するものである。また、
本発明は上記ゴム組成物をトレッドゴムに用いたことを
特徴とする空気入りタイヤをも提供するものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明のゴム組成物においては、
（Ａ）成分として、スチレン−ブタジエンゴムと天然ゴ
ムとの混合物が用いられる。ここで、スチレン−ブタジ
エンゴムとしては、スチレン単位２０〜６０重量％を含
有するものが好ましい。このスチレン単位の含有量が２
０重量％未満では得られるゴム組成物のウェットグリッ
プ性が不充分となるおそれがあり、一方、６０重量％を
超えるとブロック剛性が必要以上に高く、路面へのゴム
の食い込みが少なくなり、所望のウェットグリップ性が
得られにくくなる。ウェットグリップ性の面から、この
スチレン単位のより好ましい含有量は、３０〜４５重量
％の範囲である。該（Ａ）成分におけるスチレン−ブタ
ジエンゴムと天然ゴムとの含有割合は、スチレン−ブタ
ジエンゴムが８０〜９５重量％で、天然ゴムが２０〜５
重量％の範囲にあることが必要である。天然ゴムの含有
量が５重量％未満ではウェットグリップ性の改善効果が
充分に発揮されず、一方２０重量％を超えるとその量の
割にはウェットグリップ性の改善効果があまり認められ
ない上、耐摩耗性が低下する。

【０００６】本発明のゴム組成物においては、（Ｂ）成
分として、水酸化アルミニウム粉体が用いられる。この
水酸化アルミニウム粉体としては、平均粒径５μｍ以下
のものが好ましい。平均粒径が５μｍを超えると補強効
果が充分に発揮されず、耐摩耗性が低下するおそれがあ
る。また、平均粒径があまり小さすぎると粒子同士の凝
集が強くなって、ゴムへの良好な分散が困難となり、所
望の性能を有するゴム組成物が得られない場合がある。
したがって、この水酸化アルミニウム粉体の平均粒径は
０．１〜５μｍの範囲がより好ましく、特に、０．１〜
３μｍの範囲が好適である。本発明においては、この
（Ｂ）成分の水酸化アルミニウム粉体は、前記（Ａ）成
分のゴム成分１００重量部に対して、１０〜１００重量
部の範囲で配合される。この配合量が１０重量部未満で
はウェットグリップ性の改善効果が充分に発揮されず、
一方１００重量部を超えると耐摩耗性が著しく低下し、
実用に耐えなくなる。ウェットグリップ性の改善効果及
び耐摩耗性などを考慮すると、この（Ｂ）成分の配合量
は、２０〜６０重量部の範囲が好ましく、特に２０〜４
０重量部の範囲が好適である。

【０００７】本発明のゴム組成物においては、補強用充
填材として、上記（Ｂ）成分の水酸化アルミニウム粉体
と共に、通常（Ｃ）成分として、カーボンブラック及び
／又はシリカ粉体が用いられる。上記カーボンブラック
としては特に制限はなく、従来ゴムの補強用充填材とし
て慣用されているものの中から任意のものを選択して用
いることができる。このカーボンブラックとしては、例
えばＦＥＦ，ＳＲＦ，ＨＡＦ，ＩＳＡＦ，ＳＡＦ等が挙
げられる。好ましくはヨウ素吸着量（ＩＡ）が６０ｍｇ
／ｇ以上で、かつ、ジブチルフタレート吸油量（ＤＢ
Ｐ）が８０ミリリットル／１００ｇ以上のカーボンブラ
ックである。このカーボンブラックを用いることによ
り、諸物性の改良効果は大きくなるが、特に、耐摩耗性
に優れるＨＡＦ，ＩＳＡＦ，ＳＡＦが好ましい。

【０００８】一方、シリカ粉体としては特に制限はな
く、従来ゴムの補強用充填材として慣用されているもの
の中から任意に選択して用いることができる。このシリ
カとしては、例えば湿式シリカ（含水ケイ酸）、乾式シ
リカ（無水ケイ酸）、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミ
ニウム等が挙げられるが、中でも破壊特性の改良効果並
びにウェットグリップ性の両立効果が最も顕著である湿
式シリカが好ましい。本発明においては、この（Ｃ）成
分の補強用充填材として、カーボンブラックのみを用い
てもよいし、シリカ粉体のみを用いてもよく、またカー
ボンブラックとシリカ粉体を組み合わせて用いてもよ
い。この（Ｃ）成分の配合量は、前記（Ａ）成分である
ゴム成分１００重量部に対し、６０〜１５０重量部の範
囲で選定される。この量が６０重量部未満では所望の高
ヒステリシスロス、破壊特性及び耐摩耗性が得られず、
１５０重量部を超えると加工性などが低下する。ゴム組
成物の物性及び加工性などを考慮すると、この（Ｃ）成
分の好ましい配合量は、８０〜１４０重量部であり、特
に９０〜１３０重量部の範囲が好ましい。

【０００９】本発明においては、上記（Ｃ）成分として
シリカ粉体を用いた場合、所望により、（Ｅ）成分とし
てシランカップリング剤を配合することができる。この
シランカップリング剤としては、特に制限はなく、従来
ゴム組成物に使用されている公知のもの、例えばビス
（３−トリエトキシシリルプロピル）ポリスルフィド、
γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−アミ
ノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−ア
ミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエ
チル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシランなどを
用いることができる。この所望により用いられるシラン
カップリング剤の配合量は、前記（Ｃ）成分のシリカ粉
体に対して、通常１〜２０重量％の範囲で選定される。
この量が１重量％未満ではカップリング剤としての効果
が充分に発揮されにくく、また、２０重量％を超えると
ゴム成分のゲル化を引き起こすおそれがある。カップリ
ング剤としての効果及びゲル化防止などの点から、この
シランカップリング剤の好ましい配合量は、５〜１５重
量％の範囲である。本発明のゴム組成物においては、通
常（Ｄ）成分として、軟化剤が用いられる。

【００１０】この軟化剤としては、特に制限はなく、従
来ゴム組成物に慣用されているものの中から、適宜任意
に選択して用いることができる。この軟化剤は鉱物油
系、植物油系、合成油系に大別されるが、本発明におい
ては鉱物油系が好ましく用いられる。該鉱物油系として
は、パラフィン系プロセスオイル、ナフテン系ブロセス
オイル、芳香族系プロセスオイルなどの石油系プロセス
オイル、重合した高沸点強芳香族系オイル、流動パラフ
ィン、ホワイトオイルなどが挙げられるが、これらの中
で、石油系プロセスオイル、特に芳香族系プロセスオイ
ルが好適である。本発明においては、この（Ｄ）成分軟
化剤の配合量は、前記（Ａ）成分であるゴム成分１００
重量部に対し、４０〜１８０重量部の範囲で選定され
る。この量が４０重量部未満では充分なヒステリシスロ
スが得られないため、所望の運動性能が得られない。一
方、１８０重量部を超えると補強用充填材の充分な分散
が得られないため、加工性及び耐摩耗性が低下する傾向
がある。運動性能、加工性及び耐摩耗性などを考慮する
と、この軟化剤の配合量は、４０〜１３０重量部の範囲
が好ましく、特に５０〜１１０重量部の範囲が好適であ
る。

【００１１】本発明のゴム組成物には、本発明の目的が
損なわれない範囲で、所望により、通常ゴム工業界で用
いられる各種薬品、例えば加硫剤、加硫促進剤、老化防
止剤、スコーチ防止剤、亜鉛華、ステアリン酸などを含
有させることができる。上記加硫剤としては、硫黄等が
挙げられ、その使用量は、ゴム成分１００重量部に対
し、硫黄分として０．１〜１０．０重量部が好ましく、
さらに好ましくは１．０〜５．０重量部である。０．１
重量部未満では加硫ゴムの破壊強度や耐摩耗性が低下す
るおそれがあり、１０．０重量部を超えるとゴム弾性が
失われる原因となる。本発明で使用できる加硫促進剤
は、特に限定されるものではないが、例えば、Ｍ（２−
メルカプトベンゾチアゾール）、ＤＭ（ジベンゾチアジ
ルジスルフィド）、ＣＺ（Ｎ−シクロヘキシル−２−ベ
ンゾチアジルスルフェンアミド）等のチアゾール系、あ
るいはＤＰＧ（ジフェニルグアニジン）等のグアニジン
系の加硫促進剤等を挙げることができ、その使用量は、
ゴム成分１００重量部に対し、０．１〜５．０重量部が
好ましく、さらに好ましくは０．２〜３．０重量部であ
る。

【００１２】本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ロール、
インターナルミキサー等の混練り機を用いて混練りする
ことによって得られ、成形加工後、加硫を行い、タイヤ
トレッド、アンダートレッド、カーカス、サイドウォー
ル、ビード部分等のタイヤ用途に用いられるが、特にタ
イヤトレッド用ゴムとして好適に使用される。本発明の
空気入りタイヤは、本発明のゴム組成物を用いて通常の
方法によって製造される。すなわち、必要に応じて、上
記のように各種薬品を含有させた本発明のゴム組成物が
未加硫の段階でトレッド用部材に押出し加工され、タイ
ヤ成形機上で通常の方法により貼り付け成形され、生タ
イヤが成形される。この生タイヤを加硫機中で加熱加圧
して、タイヤが得られる。このようにして得られた本発
明の空気入りタイヤは、ウェットグリップ性に優れると
共に、良好な耐摩耗性を有している。

【００１３】

【実施例】次に、本発明を実施例により、さらに詳しく
説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定
されるものではない。なお、加硫ゴムの物性は下記の方
法に従って測定した。 （１）ウェットスキッド性能（湿潤路面でのグリップ
性） ブリティッシュスタンダードポータブルスキッドテスタ
ー（スタンレー・ロンドン社製）を用いて測定し、比較
例１を１００として指数表示した。数値が大なるほどウ
ェットスキッド性能が良好であることを示す。 （２）耐摩耗性 ランポーン型摩耗試験機を用いて、室温でスリップ率２
５％の条件で試験を行い、摩耗量の逆数を、比較例のい
ずれかを１００として指数表示した。数値が大きいほ
ど、良好である。

【００１４】（３）破壊特性 ３００％伸長時の引張応力（Ｍ₃₀₀ ）をＪＩＳ Ｋ６３
０１−１９９５に従って測定した。 実施例１〜４及び比較例１〜５ 第１表に示す割合の天然ゴムとＳＢＲ−１〔ジェイエス
アール（株）製０１４１、スチレン単位含有量４０重量
％のスチレン−ブタジエンゴム〕からなるゴム成分１０
０重量部に対し、第１表に示す量のカーボンブラックＳ
ＡＦとシリカ〔日本シリカ工業（株）製、商標「ニプシ
ールＡＱ」〕と水酸化アルミニウム〔昭和電工（株）
製、商標「ハイジライトＨ−４３Ｍ」、平均粒径１.0μ
ｍ〕からなる補強用充填材、シランカップリング剤〔デ
グサＡＧ製Ｓｉ６９、ビス（３−トリエトキシシリルプ
ロピル）テトラスルフィド〕３重量部、軟化剤（芳香族
系プロセスオイル）９５重量部、ステアリン酸２重量
部、亜鉛華３重量部、ワックス１重量部、老化防止剤６
Ｃ〔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〕１．４重量部、加硫促進剤
ＤＰＧ（ジフェニルグアニジン）０．８重量部、加硫促
進剤ＣＺ（Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルス
ルフェンアミド）５重量部及び硫黄１．２重量部を配合
してゴム組成物を調製した。このゴム組成物を、１４５
℃、６０分の条件で加硫処理し、加硫ゴムの物性を測定
した。結果を第１表に示す。

【００１５】

【表１】

【００１６】

【表２】

【００１７】比較例１、３、４及び５と実施例１〜４を
比較して分かるように、天然ゴムと水酸化アルミニウム
を併用することにより、その相乗効果によって、ウェッ
トスキッド性能が向上する。また、比較例２は天然ゴム
を３０重量部配合した例であり、ウェットスキッド性能
の向上効果は頭打ちとなると共に、耐摩耗性がさらに低
下している。 実施例５及び比較例６、７ 第２表に示す割合の天然ゴムとＳＢＲ−２〔ジェイエス
アール（株）製０１２０、スチレン単位含有量３５重量
％のスチレン−ブタジエンゴム〕からなるゴム成分１０
０重量部に対し、第２表に示す量のカーボンブラックＩ
ＳＡＦと水酸化アルミニウム（前出）からなる補強用充
填材、軟化剤（前出）５０重量部、ステアリン酸１．５
重量部、亜鉛華２．５重量部、ワックス２重量部、老化
防止剤６Ｃ（前出）２．２重量部、加硫促進剤ＤＭ（ジ
ベンゾチアジルジスルフィド）１．６重量部、加硫促進
剤ＮＳ（Ｎ−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアジルスルフェ
ンアミド）１重量部及び硫黄１重量部を配合してゴム組
成物を調製した。このゴム組成物を、１４５℃、４０分
間の条件で加硫処理し、加硫ゴムの物性を測定した。結
果を第２表に示す。

【００１８】

【表３】

【００１９】比較例６、７と実施例５を比較して分かる
ように、天然ゴムと水酸化アルミニウムを併用すること
により、その相乗効果によって、ウェットスキッド性能
が向上する。 実施例６、７及び比較例８、９ 第３表に示す割合の天然ゴムとＳＢＲ−１（前出）から
なるゴム成分１００重量部に対し、第３表に示す量のカ
ーボンブラックＳＡＦとシリカ（前出）と水酸化アルミ
ニウム（前出）からなる補強用充填材、シランカップリ
ング剤（前出）３．５重量部、軟化剤（前出）１６５重
量部、ステアリン酸２重量部、亜鉛華３重量部、ワック
ス１．５重量部、老化防止剤６Ｃ（前出）１．４重量
部、加硫促進剤ＤＭ（前出）１重量部、加硫促進剤ＣＺ
（前出）２．７重量部及び硫黄１．１５重量部を配合し
てゴム組成物を調製した。このゴム組成物を１４５℃、
６０分間の条件で加硫処理し、加硫ゴムの物性を測定し
た。結果を第３表に示す。

【００２０】

【表４】

【００２１】比較例８、９と実施例６、７を比較して分
かるように、天然ゴムと水酸化アルミニウムを併用する
ことにより、その相乗効果によって、ウェットスキッド
性能が向上する。

【００２２】

【発明の効果】本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ゴム成
分の一部として天然ゴムを用い、かつ補強用充填材とし
て、少なくとも水酸化アルミニウム粉体を用いたもので
あって、それらの相乗効果により、ウェットグリップ性
が向上し、ウェットグリップ性と耐摩耗性がよくバラン
スした特徴を有しており、タイヤトレッドゴムとして好
適に用いられる。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０８Ｋ 5/01 Ｃ０８Ｋ 5/01 5/548 5/548 //(Ｃ０８Ｌ 9/06 (Ｃ０８Ｌ 9/06 7:00） 7:00）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （Ａ）スチレン−ブタジエンゴム８０〜
   ９５重量％と天然ゴム２０〜５重量％からなるゴム成分
   と、その１００重量部当たり、（Ｂ）水酸化アルミニウ
   ム粉体１０〜１００重量部を含むことを特徴とするタイ
   ヤ用ゴム組成物。
2. 【請求項２】 （Ｃ）カーボンブラック及び／又はシリ
   カ粉体６０〜１５０重量部を含む請求項１記載のタイヤ
   用ゴム組成物。
3. 【請求項３】 （Ｄ）軟化剤４０〜１８０重量部を含む
   請求項１又は２記載のタイヤ用ゴム組成物。
4. 【請求項４】 （Ｅ）シランカップリング剤を、（Ｃ）
   成分のシリカ粉体に対し、１〜２０重量％の割合で含む
   請求項２又は３記載のタイヤ用ゴム組成物。
5. 【請求項５】 （Ａ）成分のスチレン−ブタジエンゴム
   が、スチレン単位２０〜６０重量％を含むものである請
   求項１ないし４のいずれかに記載のタイヤ用ゴム組成
   物。
6. 【請求項６】 （Ｂ）成分の水酸化アルミニウム粉体が
   平均粒径５μｍ以下のものである請求項１ないし５のい
   ずれかに記載のタイヤ用ゴム組成物。
7. 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれかに記載のゴ
   ム組成物をトレッドゴムとして用いたことを特徴とする
   空気入りタイヤ。