JP2003105116A - Unvulcanized rubber composition, vulcanized rubber composition and method for manufacturing the same, and tire using the same - Google Patents
Unvulcanized rubber composition, vulcanized rubber composition and method for manufacturing the same, and tire using the sameInfo
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Landscapes
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、氷との間で大きな
摩擦係数の得られ、優れた氷上性能を有するタイヤ、並
びに、該タイヤのトレッド等に好適な未加硫ゴム組成
物、加硫ゴム組成物、およびその製造方法に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a tire having a large coefficient of friction with ice and having excellent on-ice performance, an unvulcanized rubber composition suitable for a tread of the tire, and a vulcanized rubber composition. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a rubber composition and a method for producing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】スパイクタイヤが規制されて以来、氷雪
路面上でのタイヤの制動・駆動性能(氷上性能)を向上
させるため、特にタイヤのトレッドについての研究が盛
んに行われてきている。前記氷雪路面においては、該氷
雪路面と前記タイヤとの摩擦熱等により水膜が発生し易
く、該水膜が、タイヤと氷雪路面との間の摩擦係数を低
下させる原因になっている。このため、前記タイヤのト
レッドの水膜除去能やエッヂ効果が、前記氷上性能に大
きく影響する。したがって、タイヤにおける前記氷上性
能を向上させるためには、前記トレッドの水膜除去能や
エッヂ効果を改良することが必要である。2. Description of the Related Art Since spike tires have been regulated, tire treads have been actively researched in order to improve the braking / driving performance (ice performance) of tires on icy and snowy roads. On the ice and snow road surface, a water film is likely to be generated due to frictional heat between the ice and snow road surface and the tire, and the water film causes the friction coefficient between the tire and the ice and snow road surface to decrease. Therefore, the water film removing ability of the tread of the tire and the edge effect greatly affect the on-ice performance. Therefore, in order to improve the on-ice performance of the tire, it is necessary to improve the water film removing ability and the edge effect of the tread.
【0003】そこで、トレッドに発泡ゴムを用い、氷面
とトレッドの接地面との間にわき出る水を除去すること
で氷上走行性能を向上させたスタッドレスタイヤが提案
されている。また、この種のタイヤの分野では、発泡ゴ
ムのように独立した気泡を形成する手法や、表面にミク
ロ的な溝を形成する手法が、氷上での摩擦係数を向上さ
せる手法として知られている。ゴム表面にミクロ的な溝
を形成する方法として、特開平4−38207号公報等
においては、短繊維入発泡ゴムを前記トレッドに用いる
ことにより、該トレッドの表面に前記ミクロな排水溝を
形成することが記載されている。Therefore, there has been proposed a studless tire in which foamed rubber is used for the tread, and water running between the ice surface and the ground contact surface of the tread is removed to improve the running performance on ice. Further, in the field of this kind of tire, a method of forming independent bubbles like foamed rubber and a method of forming microscopic grooves on the surface are known as methods for improving the friction coefficient on ice. . As a method of forming a microscopic groove on a rubber surface, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-38207, etc., by using a foamed rubber containing short fibers for the tread, the micro drainage groove is formed on the surface of the tread. Is described.
【0004】しかし、この場合、該短繊維は熱収縮によ
りカールしたり、モールド加硫時にサイプ部に押し込ま
れて屈曲してしまい、走行により該トレッドが摩耗して
も、摩耗面と略平行でない該短繊維は、該トレッドから
容易に離脱せず、当初の狙いのような前記ミクロな排水
溝が効率的に形成できず、前記氷雪路面上での摩擦係数
の向上が十分でない。また、前記短繊維の離脱は走行条
件等に大きく左右され、確実に前記氷上性能を向上させ
ることができない。さらに、前記ミクロな排水溝は、タ
イヤにかかる負荷が大きい場合には潰れてしまう等の問
題がある。In this case, however, the short fibers are curled due to heat shrinkage or pushed into the sipes during mold vulcanization and bent, and even if the tread is worn by running, it is not substantially parallel to the worn surface. The short fibers are not easily separated from the tread, the micro drainage groove as originally intended cannot be efficiently formed, and the coefficient of friction on the ice and snow road surface is not sufficiently improved. Further, the separation of the short fibers largely depends on running conditions and the like, and the performance on ice cannot be reliably improved. Further, there is a problem that the micro drainage groove is crushed when the load applied to the tire is large.
【0005】また、特開平4−110212号公報等に
おいては、前記トレッドに中空繊維を分散させることに
より、前記氷雪路面と前記トレッドとの間に存在する前
記水膜を該中空繊維の中空部分で排除し得るタイヤが開
示されている。しかしながら、このタイヤの場合、該中
空繊維のゴム中への混練時や成形時における圧力、ゴム
流れ、温度等によって該中空繊維が潰れてしまい、実際
には該中空繊維は中空形状を保つことができず、前記ミ
クロな排水溝が効率的に形成できず、依然として前記氷
上性能が十分でないという問題がある。Further, in JP-A-4-110212, etc., by dispersing hollow fibers in the tread, the water film existing between the ice and snow road surface and the tread is formed in the hollow portion of the hollow fibers. Tires that can be eliminated are disclosed. However, in the case of this tire, the hollow fiber is crushed by pressure, rubber flow, temperature, etc. during kneading and molding of the hollow fiber into rubber, and the hollow fiber may actually maintain a hollow shape. However, there is a problem in that the micro drainage channel cannot be efficiently formed, and the performance on ice is still insufficient.
【0006】そこで、国際公開WO97/34776に
おいては、トレッドゴムに、樹脂からなる保護層により
被覆された長尺状独立気泡を存在させることで、排除水
性を確保する技術が提案されている。当該技術によれ
ば、走行によってトレッドゴムが摩耗すると、長尺状独
立気泡による凹部が接地表面に形成され、この凹部が排
水路の役目を果たし、接地面内の水を排除水し、氷面と
の摩擦係数を大きくすることができる。また、前記長尺
状独立気泡を被覆する樹脂の保護層が、凹部の潰れを抑
制するので、高荷重時においても排除水性が確保され
る。つまり、当該技術により、タイヤ氷上性能を格段に
向上させることができた。Therefore, International Publication WO97 / 34776 proposes a technique for ensuring the exclusion of water by allowing long closed cells to be present in a tread rubber covered with a protective layer made of a resin. According to this technology, when the tread rubber is worn by running, a concave portion due to long closed air bubbles is formed on the ground contact surface, and this concave portion serves as a drainage channel to eliminate water in the ground contact surface and The friction coefficient with can be increased. In addition, since the resin protective layer covering the long closed cells suppresses the crushing of the concave portion, the excluded water is secured even under a high load. In other words, the technique was able to significantly improve the performance on tire ice.
【0007】上記文献に記載の技術を用い、より一層の
氷上性能向上を図るには、トレッドゴムにおける気泡率
を上げればよい。気泡率を上げることで、トレッド表面
における凹部の体積が増加するため、接地面内の水の排
除水効率が向上し、氷上性能を向上させることができ
る。すなわち、気泡率を上昇させればさせるほど、氷上
性能を高めることができる。しかし、気泡率を上げれば
その分だけ気泡間距離が短くなり、耐摩耗性の低下につ
ながるため、氷上性能と耐摩耗性との高い次元での両立
は困難であった。In order to further improve the on-ice performance by using the technique described in the above-mentioned document, the bubble ratio in the tread rubber may be increased. By increasing the bubble ratio, the volume of the recessed portion on the tread surface is increased, so that the efficiency of removing water in the ground contact surface is improved and the performance on ice can be improved. That is, the higher the bubble rate, the higher the performance on ice. However, if the bubble ratio is increased, the distance between the bubbles is shortened correspondingly, leading to a decrease in wear resistance. Therefore, it is difficult to achieve both high performance on ice and wear resistance at a high level.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明は
上記従来技術の問題点を解決することを課題とする。具
体的には、本発明は、耐摩耗性を低下させること無く、
氷上に生ずる前記水膜の除去能力を向上させた、氷面と
の間の摩擦係数が大きく、前記氷上性能に優れるタイヤ
のトレッドなど、氷上でのスリップを抑えることが必要
な構造物に好適な加硫ゴム組成物およびその製造方法、
並びに、それを用いたタイヤを提供することを目的とす
る。また、本発明は、前記本発明の加硫ゴム組成物の製
造に供し得る未加硫ゴム組成物を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to solve the above problems of the prior art. Specifically, the present invention, without reducing the wear resistance,
Suitable for a structure that has improved ability to remove the water film generated on ice, has a large coefficient of friction with an ice surface, and has a property that it is necessary to prevent slipping on ice, such as a tread of a tire having excellent ice performance. Vulcanized rubber composition and method for producing the same,
Moreover, it aims at providing the tire using the same. The present invention also provides an unvulcanized rubber composition that can be used for the production of the vulcanized rubber composition of the present invention.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的は、以下の本発
明により達成される。すなわち第1の本発明は、少なく
とも、ゴム成分と、樹脂成分と、発泡剤とを配合してな
り、かつ、前記樹脂の少なくとも一部の形状が板状であ
ることを特徴とする未加硫ゴム組成物である。第1の本
発明によれば、後述の加硫ゴム組成物の製造方法によ
り、第2の本発明の加硫ゴム組成物を製造することがで
きる。The above object can be achieved by the present invention described below. That is, the first aspect of the present invention is characterized in that at least a rubber component, a resin component, and a foaming agent are blended, and at least a part of the resin has a plate shape. It is a rubber composition. According to the first aspect of the present invention, the vulcanized rubber composition of the second aspect of the present invention can be produced by the method for producing a vulcanized rubber composition described below.
【0010】本発明の未加硫ゴム組成物によれば、加硫
工程中に前記ゴムマトリックスよりも粘度が低下した前
記板状の樹脂に前記発泡剤により生成したガス等、ゴム
マトリックス内に存在するガスの少なくとも一部が集ま
ることにより形成された、ゴムマトリックスとガスとの
界面に前記板状の樹脂の成分からなる保護層を備えた板
状独立気泡と、ゴム成分と、を含む加硫ゴム組成物を得
ることができる。本発明の未加硫ゴム組成物に、板状の
樹脂の他、長尺状の樹脂を含む場合には、加硫工程中に
前記ゴムマトリックスよりも粘度が低下した前記板状の
樹脂および前記長尺状の樹脂に前記発泡剤により生成し
たガス等、未加硫ゴム組成物内に存在するガスの少なく
とも一部が集まることにより形成された、ゴムマトリッ
クスとガスとの界面に、前記板状の樹脂からなる保護層
を備えた板状独立気泡、および、前記長尺状の樹脂から
なる保護層を備えた長尺状独立気泡と、ゴム成分と、を
含む加硫ゴム組成物を得ることができる。According to the unvulcanized rubber composition of the present invention, the gas produced by the foaming agent in the plate-like resin whose viscosity is lower than that of the rubber matrix during the vulcanization step is present in the rubber matrix. Vulcanization containing a rubber component and a plate-like closed cell provided with a protective layer made of the component of the plate-like resin at the interface between the rubber matrix and the gas, which is formed by collecting at least a part of the gas A rubber composition can be obtained. In the unvulcanized rubber composition of the present invention, in addition to a plate-shaped resin, when containing a long resin, the plate-shaped resin and the above-mentioned resin whose viscosity is lower than that of the rubber matrix during the vulcanization step. At the interface between the rubber matrix and the gas, which is formed by collecting at least a part of the gas existing in the unvulcanized rubber composition, such as the gas generated by the foaming agent in the long resin, the plate-like To obtain a vulcanized rubber composition containing a plate-like closed cell having a protective layer made of a resin, and a long closed cell having a protective layer made of the long resin, and a rubber component. You can
【0011】本発明の未加硫ゴム組成物における、前記
樹脂の融点または軟化点としては、70〜200℃の範
囲内であることが好ましく、加硫に供された場合の、前
記ゴムマトリックスの加硫最高温度以下であることがよ
り好ましい。本発明の未加硫ゴム組成物における、前記
板状の樹脂の厚さとしては0.1〜100μmの範囲、
平面部の面積としては1〜100mm2の範囲であるこ
とが好ましい。また、前記樹脂が、前記ゴム成分100
質量部に対して0.5〜20質量部含まれることが好ま
しい。The melting point or softening point of the resin in the unvulcanized rubber composition of the present invention is preferably in the range of 70 to 200 ° C., and the rubber matrix of the rubber matrix when subjected to vulcanization is It is more preferable that the temperature is not higher than the maximum vulcanization temperature. The thickness of the plate-shaped resin in the unvulcanized rubber composition of the present invention is in the range of 0.1 to 100 μm,
The area of the plane portion is preferably in the range of 1 to 100 mm 2 . Further, the resin is the rubber component 100.
It is preferably contained in an amount of 0.5 to 20 parts by mass with respect to parts by mass.
【0012】本発明の未加硫ゴム組成物における、前記
樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレンおよびポ
リビニリデンクロライドからなる群より選ばれる少なく
とも1の樹脂であることが好ましい。The resin in the unvulcanized rubber composition of the present invention is preferably at least one resin selected from the group consisting of polyethylene, polypropylene and polyvinylidene chloride.
【0013】第2の本発明は、少なくとも、樹脂からな
る保護層により被覆された板状独立気泡と、ゴム成分
と、を含むことを特徴とする加硫ゴム組成物である。A second aspect of the present invention is a vulcanized rubber composition comprising at least a plate-like closed cell covered with a protective layer made of a resin and a rubber component.
【0014】第2の本発明によれば、例えば、これをタ
イヤのトレッドのゴム(トレッドゴム)として用いた場
合、走行によって当該トレッドゴムが摩耗すると、板状
独立気泡による凹部が接地表面に出現し、この凹部が排
水路の役目を果たし、接地面内の水を排除水し、氷面と
の摩擦係数を大きくする。また、前記樹脂の前記保護層
が前記凹部の潰れを抑制するので、高荷重時においても
排除水性が確保される。このとき、板状独立気泡は、タ
イヤのトレッド面からタイヤ内部に向けて深い凹部を形
成するため、単なる球状の気泡や、長尺状の気泡に比べ
て大きな凹部の体積を確保することができ、同程度の気
泡率であっても高い氷上性能を達成することができる。According to the second aspect of the present invention, for example, when this tread rubber is used as a rubber of a tire tread (tread rubber), when the tread rubber is worn by running, a concave portion due to plate-like closed cells appears on the ground contact surface. However, this concave portion functions as a drainage channel, drains water in the ground contact surface, and increases the coefficient of friction with the ice surface. Further, since the protective layer of the resin suppresses the crushing of the concave portion, the excluded water is secured even under a high load. At this time, since the plate-shaped closed cells form a deep concave portion from the tread surface of the tire toward the inside of the tire, it is possible to secure a large concave volume as compared with a mere spherical bubble or a long bubble. Even with the same bubble rate, high performance on ice can be achieved.
【0015】このように、第2の本発明によれば、耐摩
耗性を損なうことなく、氷上に生ずる前記水膜の除去能
力を向上させた、氷面との間の摩擦係数が大きく、前記
氷上性能に優れるタイヤのトレッドなど、氷上でのスリ
ップを抑えることが必要な構造物に好適な加硫ゴム組成
物を提供することができる。本発明の加硫ゴム組成物に
は、さらに、樹脂からなる保護層により被覆された長尺
状独立気泡を含むことが好ましい。As described above, according to the second aspect of the present invention, the coefficient of friction with the ice surface is large and the ability to remove the water film generated on the ice is improved without impairing the wear resistance. It is possible to provide a vulcanized rubber composition suitable for a structure such as a tread of a tire having excellent on-ice performance that needs to suppress slip on ice. The vulcanized rubber composition of the present invention preferably further contains elongated closed cells covered with a protective layer made of a resin.
【0016】なお、本発明において、ゴムマトリックス
とは、未加硫ゴム組成物においては、樹脂を除く全ての
成分を指し、加硫ゴム組成物においては固相部分を指
す。In the present invention, the rubber matrix refers to all the components except the resin in the unvulcanized rubber composition and the solid phase portion in the vulcanized rubber composition.
【0017】本発明の加硫ゴム組成物における、前記板
状独立気泡とゴムマトリックスとの界面に存在する保護
層を形成する樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピ
レンおよびポリビニリデンクロライドからなる群より選
ばれる少なくとも1の樹脂であることが好ましい。本発
明の加硫ゴム組成物における、気泡率Vsとしては、5
〜40%の範囲であることが好ましく、含まれる全気泡
に対する板状独立気泡の割合としては、5〜95体積%
の範囲内であることが好ましい。本発明の加硫ゴム組成
物における、前記ゴム成分としては、特に制限されない
が、天然ゴムおよびジエン系合成ゴムからなる群より選
ばれる少なくとも1種のゴムを含むことが好ましく、ジ
エン系ゴムとしては、スチレン−ブタジエン共重合体
(SBR)ゴム、ブタジエン(BR)ゴム、合成イソプ
レン(IR)ゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴ
ム、エチレン−プロピレン−ジエン3元共重合体ゴム等
を挙げることができる。In the vulcanized rubber composition of the present invention, the resin forming the protective layer existing at the interface between the plate-like closed cells and the rubber matrix is at least selected from the group consisting of polyethylene, polypropylene and polyvinylidene chloride. Resin No. 1 is preferred. In the vulcanized rubber composition of the present invention, the bubble ratio Vs is 5
It is preferable to be in the range of -40%, and the ratio of the plate-like closed cells to all the contained cells is 5-95% by volume.
It is preferably within the range. The rubber component in the vulcanized rubber composition of the present invention is not particularly limited, but preferably contains at least one rubber selected from the group consisting of natural rubber and diene synthetic rubber, and as the diene rubber, , Styrene-butadiene copolymer (SBR) rubber, butadiene (BR) rubber, synthetic isoprene (IR) rubber, butyl rubber, halogenated butyl rubber, ethylene-propylene-diene terpolymer rubber, and the like.
【0018】第3の本発明は、ゴム成分および発泡剤を
含むゴムマトリックス、並びに、板状の樹脂を含有する
樹脂成分を含む未加硫ゴム組成物を混練する混練工程
と、前記未加硫ゴム組成物に熱入れする熱入れ工程と、
前記未加硫ゴム組成物を押出しする押出し工程と、前記
未加硫ゴム組成物を加硫する加硫工程と、を含む加硫ゴ
ム組成物の製造方法であって、前記加硫工程において、
前記樹脂の粘度が、前記ゴムマトリックスの温度が加硫
最高温度に達するまでの間に該ゴムマトリックスの粘度
よりも低くなることを特徴とする加硫ゴム組成物の製造
方法である。A third aspect of the present invention is a kneading step of kneading a rubber matrix containing a rubber component and a foaming agent, and an unvulcanized rubber composition containing a resin component containing a plate-shaped resin, and the above-mentioned unvulcanized rubber composition. A heating step of heating the rubber composition,
An extrusion step of extruding the unvulcanized rubber composition, and a vulcanization step of vulcanizing the unvulcanized rubber composition, which is a method for producing a vulcanized rubber composition, wherein the vulcanization step comprises:
The method for producing a vulcanized rubber composition is characterized in that the viscosity of the resin becomes lower than the viscosity of the rubber matrix before the temperature of the rubber matrix reaches the maximum vulcanization temperature.
【0019】第3の本発明では、混練工程、熱入れ工程
および押出し工程を経た前記未加硫ゴム組成物を、加硫
工程において加硫すると、加硫最高温度に達するまでの
間にゴムマトリックスよりも前記樹脂の粘度が低下す
る。その一方で、発泡剤は反応を開始し、ゴムマトリッ
クス中にガスが拡散し、前記樹脂の相とゴムマトリック
ス相にガスが分配される。そして、粘度が低くなった前
記樹脂内にガスの一部が集まることによって、前記樹脂
の相は中空化し、外周部分に前記樹脂からなる保護層を
有する板状独立気泡等が形成される。In the third aspect of the present invention, when the unvulcanized rubber composition that has undergone the kneading step, the heating step and the extruding step is vulcanized in the vulcanizing step, the rubber matrix is reached until the maximum vulcanizing temperature is reached. The viscosity of the resin becomes lower than that. On the other hand, the foaming agent starts the reaction, the gas diffuses into the rubber matrix, and the gas is distributed between the resin phase and the rubber matrix phase. Then, by collecting a part of the gas in the resin having the reduced viscosity, the phase of the resin becomes hollow, and plate-like closed cells having a protective layer made of the resin in the outer peripheral portion are formed.
【0020】このように、第3の本発明によれば、耐摩
耗性を損なうことなく、氷上に生ずる前記水膜の除去能
力が改良された、氷面との間の摩擦係数が大きく、前記
氷上性能に優れるタイヤのトレッドなど、氷上でのスリ
ップを抑えることが必要な構造物に好適な第2の本発明
の加硫ゴム組成物を製造することができる。As described above, according to the third aspect of the present invention, the ability to remove the water film formed on ice is improved without impairing the wear resistance, and the coefficient of friction with the ice surface is large. It is possible to produce the vulcanized rubber composition of the second present invention, which is suitable for a structure that needs to suppress slip on ice, such as a tread of a tire having excellent performance on ice.
【0021】本発明の加硫ゴム組成物の製造方法におい
ては、前記混練工程における前記未加硫ゴム組成物の最
高温度、前記熱入れ工程における前記未加硫ゴム組成物
の最高温度、および、前記押出し工程における押出直後
の前記未加硫ゴム組成物の最高温度を、前記樹脂の融点
または軟化点未満に設定し、かつ、前記加硫工程におけ
る前記ゴムマトリックスの加硫最高温度が、前記樹脂の
融点または軟化点以上であることが好ましい。In the method for producing a vulcanized rubber composition of the present invention, the maximum temperature of the unvulcanized rubber composition in the kneading step, the maximum temperature of the unvulcanized rubber composition in the heating step, and The maximum temperature of the unvulcanized rubber composition immediately after extrusion in the extrusion step is set below the melting point or softening point of the resin, and the maximum vulcanization temperature of the rubber matrix in the vulcanization step is the resin. Or higher than the melting point or softening point.
【0022】本発明の加硫ゴム組成物の製造方法におけ
る、前記樹脂の融点または軟化点としては、70〜20
0℃の範囲内であることが好ましい。本発明の加硫ゴム
組成物の製造方法における、前記板状の樹脂の厚さとし
ては0.1〜100μmの範囲、平面部の面積としては
1〜100mm2の範囲であることが好ましい。また、
前記未加硫ゴム組成物中に、前記樹脂が、前記ゴム成分
100質量部に対して0.5〜20質量部含まれること
が好ましい。In the method for producing a vulcanized rubber composition of the present invention, the melting point or softening point of the resin is 70 to 20.
It is preferably in the range of 0 ° C. In the method for producing a vulcanized rubber composition of the present invention, the thickness of the plate-shaped resin is preferably in the range of 0.1 to 100 μm, and the area of the plane portion is preferably in the range of 1 to 100 mm 2 . Also,
The unvulcanized rubber composition preferably contains the resin in an amount of 0.5 to 20 parts by mass based on 100 parts by mass of the rubber component.
【0023】本発明の加硫ゴム組成物の製造方法におけ
る、前記樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン
およびポリビニリデンクロライドからなる群より選ばれ
る少なくとも1の樹脂であることが好ましく、前記ゴム
成分としては、特に制限されないが、天然ゴムおよびジ
エン系合成ゴムからなる群より選ばれる少なくとも1種
のゴムを含むことが好ましく、ジエン系ゴムとしては、
スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、ブタジエンゴム、
合成イソプレンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴ
ム、エチレン−プロピレン−ジエン3元共重合体ゴム等
を挙げることができる。In the method for producing a vulcanized rubber composition of the present invention, the resin is preferably at least one resin selected from the group consisting of polyethylene, polypropylene and polyvinylidene chloride, and the rubber component is Although not particularly limited, it is preferable to include at least one rubber selected from the group consisting of natural rubber and diene-based synthetic rubber.
Styrene-butadiene copolymer rubber, butadiene rubber,
Examples thereof include synthetic isoprene rubber, butyl rubber, halogenated butyl rubber, and ethylene-propylene-diene terpolymer rubber.
【0024】第4の本発明は、1対のビード部、該ビー
ド部にトロイド状をなして連なるカーカス、該カーカス
のクラウン部をたが締めするベルト及び該ベルトのタイ
ヤ半径方向外側にわたされたトレッドを有してなり、少
なくとも前記トレッドが、第2の本発明の加硫ゴム組成
物を含んでなることを特徴とするタイヤである。According to a fourth aspect of the present invention, a pair of bead portions, a carcass connected in a toroidal shape to the bead portions, a belt for tightening the crown portion of the carcass, and a belt radially outward of the belt. And a tread, wherein at least the tread contains the vulcanized rubber composition of the second aspect of the present invention.
【0025】第4の本発明によれば、走行によってトレ
ッドの加硫ゴム組成物(トレッドゴム)が摩耗すると、
板状独立気泡による凹部が接地表面に出現し、この凹部
が排水路の役目を果たし、接地面内の水を排除水し、氷
面との摩擦係数を大きくする。また、前記樹脂の前記保
護層が前記凹部の潰れを抑制するので、高荷重時におい
ても排除水性が確保される。このとき、板状独立気泡
は、タイヤのトレッド面からタイヤ内部に向けて深い凹
部を形成するため、単なる球状の気泡や、長尺状の気泡
に比べて大きな凹部の体積を確保することができ、同程
度の気泡率であっても高い氷上性能を達成することがで
きる。このように、第4の本発明によれば、耐摩耗性を
損なうことなく、氷上に生ずる前記水膜の除去能力に優
れ、氷面との間の摩擦係数が大きく、前記氷上性能に優
れるタイヤを提供することができる。According to the fourth aspect of the present invention, when the vulcanized rubber composition (tread rubber) of the tread is worn by running,
A recess formed by plate-like closed bubbles appears on the ground contact surface, and this recess serves as a drainage channel to eliminate water in the ground contact surface and increase the coefficient of friction with the ice surface. Further, since the protective layer of the resin suppresses the crushing of the concave portion, the excluded water is secured even under a high load. At this time, since the plate-shaped closed cells form a deep concave portion from the tread surface of the tire toward the inside of the tire, it is possible to secure a large concave volume as compared with a mere spherical bubble or a long bubble. Even with the same bubble rate, high performance on ice can be achieved. As described above, according to the fourth aspect of the present invention, a tire having an excellent ability to remove the water film formed on ice, a large friction coefficient with an ice surface, and an excellent performance on ice without impairing wear resistance. Can be provided.
【0026】[0026]
【発明の実施の形態】以下に、本発明における、未加硫
ゴム組成物、加硫ゴム組成物及びその製造方法、並び
に、それを用いたタイヤについて詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The unvulcanized rubber composition, the vulcanized rubber composition and the method for producing the same, and the tire using the same in the present invention will be described in detail below.
【0027】(未加硫ゴム組成物)本発明の未加硫ゴム
組成物は、少なくとも、ゴム成分と、樹脂成分と、発泡
剤とを配合してなり、かつ、前記樹脂の少なくとも一部
の形状が板状であることを特徴とする。本発明の未加硫
ゴム組成物によれば、後述する加硫ゴム組成物の製造方
法により、本発明の加硫ゴム組成物を製造することがで
きる。本発明の未加硫ゴム組成物は、更に必要に応じて
発泡助剤等のその他の成分を含む。(Unvulcanized Rubber Composition) The unvulcanized rubber composition of the present invention comprises at least a rubber component, a resin component and a foaming agent, and contains at least a part of the resin. It is characterized in that it has a plate shape. According to the unvulcanized rubber composition of the present invention, the vulcanized rubber composition of the present invention can be produced by the method for producing a vulcanized rubber composition described below. The unvulcanized rubber composition of the present invention further contains other components such as a foaming aid, if necessary.
【0028】1)ゴム成分
前記ゴム成分としては、特に制限されないが、天然ゴム
およびジエン系合成ゴムからなる群より選ばれる少なく
とも1種のゴムを含むことが好ましい。勿論、天然ゴム
のみを含んでいてもよいし、ジエン系合成ゴムのみを含
んでいてもよいし、両者を含んでいてもよい。1) Rubber Component The rubber component is not particularly limited, but preferably contains at least one rubber selected from the group consisting of natural rubber and diene synthetic rubber. Of course, only natural rubber may be included, only diene-based synthetic rubber may be included, or both may be included.
【0029】前記ジエン系合成ゴムとしては、特に制限
はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択する
ことができるが、例えば、スチレン−ブタジエン共重合
体(SBR)ゴム、ブタジエン(BR)ゴム、合成イソ
プレン(IR)ゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴ
ム、エチレン−プロピレン−ジエン3元共重合体ゴムな
どが挙げられる。これらのジエン系合成ゴムの中でも、
ガラス転移温度が低く、氷上性能の効果が大きい点で、
シス−1,4−ポリブタジエンが好ましく、シス含有率
が90%以上のものが特に好ましい。The diene synthetic rubber is not particularly limited and may be appropriately selected from known ones according to the purpose. For example, styrene-butadiene copolymer (SBR) rubber and butadiene (BR). Examples thereof include rubber, synthetic isoprene (IR) rubber, butyl rubber, halogenated butyl rubber, and ethylene-propylene-diene terpolymer rubber. Among these diene-based synthetic rubbers,
It has a low glass transition temperature and a great effect on ice performance,
Cis-1,4-polybutadiene is preferable, and one having a cis content of 90% or more is particularly preferable.
【0030】なお、前記未加硫ゴム組成物からなる加硫
ゴム組成物をトレッド等に用いる場合、前記ゴム成分と
しては、−60℃以下のガラス転移温度を有するものが
好ましい。このようなガラス転移温度を有するゴム成分
を用いると、該トレッド等は、低温域においても十分な
ゴム弾性を維持し、良好な氷上性能を示す点で有利であ
る。When the vulcanized rubber composition comprising the unvulcanized rubber composition is used in a tread or the like, the rubber component preferably has a glass transition temperature of -60 ° C or lower. The use of a rubber component having such a glass transition temperature is advantageous in that the tread and the like maintain sufficient rubber elasticity even in a low temperature range and exhibit good on-ice performance.
【0031】2)発泡剤
前記発泡剤としては、例えば、ジニトロソペンタメチレ
ンテトラミン(DPT)、アゾジカルボンアミド(AD
CA)、ジニトロソペンタスチレンテトラミンやベンゼ
ンスルホニルヒドラジド誘導体、オキシビスベンゼンス
ルホニルヒドラジド(OBSH)、二酸化炭素を発生す
る重炭酸アンモニウム、重炭酸ナトリウム、炭酸アンモ
ニウム、窒素を発生するニトロソスルホニルアゾ化合
物、N,N’−ジメチル−N,N’−ジニトロソフタル
アミド、トルエンスルホニルヒドラジド、P−トルエン
スルホニルセミカルバジド、P,P’−オキシ−ビス
(ベンゼンスルホニルセミカルバジド)等が挙げられ
る。2) Blowing agent Examples of the blowing agent include dinitrosopentamethylenetetramine (DPT) and azodicarbonamide (AD).
CA), dinitrosopentastyrene tetramine, benzenesulfonyl hydrazide derivative, oxybisbenzenesulfonyl hydrazide (OBSH), carbon dioxide generating ammonium bicarbonate, sodium bicarbonate, ammonium carbonate, nitrogen generating nitrososulfonyl azo compound, N, Examples thereof include N'-dimethyl-N, N'-dinitrosophthalamide, toluenesulfonyl hydrazide, P-toluenesulfonyl semicarbazide, P, P'-oxy-bis (benzenesulfonyl semicarbazide) and the like.
【0032】これらの発泡剤の中でも、製造加工性を考
慮すると、ジニトロソペンタメチレンテトラミン(DP
T)、アゾジカルボンアミド(ADCA)が好ましく、
特にアゾジカルボンアミド(ADCA)が好ましい。こ
れらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用
してもよい。前記発泡剤により、前記未加硫ゴム組成物
を発泡率に富む発泡ゴム(加硫ゴム組成物)とすること
ができる。Of these foaming agents, dinitrosopentamethylenetetramine (DP
T) and azodicarbonamide (ADCA) are preferable,
Azodicarbonamide (ADCA) is particularly preferable. These may be used alone or in combination of two or more. The foaming agent allows the unvulcanized rubber composition to be foamed rubber (vulcanized rubber composition) having a high foaming rate.
【0033】3)その他の成分
前記その他の成分としては、本発明の目的を害しない範
囲で使用することができ、例えば、カーボンブラック、
シリカ、炭酸カルシウム等の無機充填材;軟化剤、硫黄
等の加硫剤;ジベンゾチアジルジスルフィド等の加硫促
進剤;N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジル−スル
フェンアミド、N−オキシジエチレン−ベンゾチアジル
−スルフェンアミド等の老化防止剤;酸化亜鉛、ステア
リン酸、オゾン劣化防止剤等の添加剤;等の他、通常ゴ
ム業界で用いる各種配合剤などを適宜使用することがで
きる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上
を併用してもよい。なお、本発明においては、これらそ
の他の成分については市販品を使用することができる。3) Other components The above-mentioned other components can be used within a range that does not impair the object of the present invention. Examples thereof include carbon black and
Inorganic fillers such as silica and calcium carbonate; vulcanizing agents such as softening agents and sulfur; vulcanization accelerators such as dibenzothiazyl disulfide; N-cyclohexyl-2-benzothiazyl-sulfenamide, N-oxydiethylene-benzothiazyl- In addition to antioxidants such as sulfenamide; additives such as zinc oxide, stearic acid, and ozone deterioration inhibitor; and the like, various compounding agents ordinarily used in the rubber industry can be appropriately used. These may be used alone or in combination of two or more. In addition, in this invention, a commercial item can be used about these other components.
【0034】本発明においては、効率的な発泡を行う観
点から、前記その他の成分として発泡助剤を用い、該発
泡助剤を前記発泡剤に併用するのが好ましい。用いるこ
とができる発泡助剤としては、例えば、尿素、ステアリ
ン酸亜鉛、ベンゼンスルフィン酸亜鉛や亜鉛華等、通
常、発泡製品の製造に用る助剤等が挙げられる。これら
の中でも、尿素、ステアリン酸亜鉛、ベンゼンスルフィ
ン酸亜鉛等が好ましい。これらは、1種単独で使用して
もよいし、2種以上を併用してもよい。In the present invention, from the viewpoint of efficient foaming, it is preferable to use a foaming aid as the other component and to use the foaming aid in combination with the foaming agent. Examples of the foaming aid that can be used include urea, zinc stearate, zinc benzenesulfinate, zinc white, and the like, which are usually used in the production of foamed products. Among these, urea, zinc stearate, zinc benzenesulfinate and the like are preferable. These may be used alone or in combination of two or more.
【0035】4)樹脂
前記樹脂(主として板状の樹脂のことを指し、長尺状の
樹脂を含む場合には板状の樹脂および長尺状の樹脂の双
方、さらに他の形状を含む場合には、それらをも含む。
本発明において、単に「樹脂」と言った場合に同様。)
としては、加硫に供された場合の、ゴムマトリックスが
加硫最高温度に達するまでの間に溶融(軟化を含む)す
る熱特性を有していること、換言すれば、後述の加硫ゴ
ム組成物の製造方法における加硫工程において、ゴムマ
トリックスの温度が加硫最高温度に達するまでの間に前
記樹脂の粘度が該ゴムマトリックスの粘度よりも低くな
る熱特性を有していることが特に好ましい。4) Resin The resin (mainly a plate-shaped resin is referred to. When a long resin is included, both the plate-shaped resin and the long resin are included. Also includes them.
In the present invention, the same applies when simply saying "resin". )
As for the vulcanized rubber, the rubber matrix has thermal characteristics of melting (including softening) before reaching the maximum temperature of vulcanization when subjected to vulcanization. In the vulcanization step in the method for producing the composition, it is particularly preferable that the resin has thermal properties such that the viscosity of the resin becomes lower than the viscosity of the rubber matrix before the temperature of the rubber matrix reaches the maximum vulcanization temperature. preferable.
【0036】ここで「加硫最高温度」とは、後述の(加
硫ゴム組成物の製造方法)の項における加硫工程で、前
記ゴムマトリックスが達する最高温度を意味する。例え
ば、後述の加硫工程における加硫が、モールド加硫の場
合には、前記未加硫ゴム組成物がモールド内に入ってか
らモールドを出て冷却されるまでに前記ゴムマトリック
スが達する最高温度を意味する。前記加硫最高温度は、
例えば、前記ゴムマトリックス中に熱電対を埋め込むこ
と等により測定することができる。なお、前記ゴムマト
リックスの粘度は流動粘度を意味し、前記樹脂の粘度は
溶融粘度を意味し、これらは、例えばコーンレオメータ
ー、キャピラリーレオメーター等を用いて測定すること
ができる。The term "maximum vulcanization temperature" as used herein means the maximum temperature reached by the rubber matrix in the vulcanization step in the section (Production method of vulcanized rubber composition) described later. For example, in the case where the vulcanization in the vulcanization step described later is mold vulcanization, the maximum temperature reached by the rubber matrix before the unvulcanized rubber composition enters the mold and is cooled after exiting the mold. Means The maximum vulcanization temperature is
For example, it can be measured by embedding a thermocouple in the rubber matrix. The viscosity of the rubber matrix means the flow viscosity, and the viscosity of the resin means the melt viscosity, which can be measured using, for example, a cone rheometer, a capillary rheometer, or the like.
【0037】前記樹脂の融点または軟化点としては、混
練工程における前記未加硫ゴム組成物の最高温度以上、
熱入れ工程における前記未加硫ゴム組成物の最高温度以
上、および、押出し工程における押出直後の前記未加硫
ゴム組成物の最高温度以上であり、かつ、加硫工程にお
ける前記ゴム成分の加硫最高温度以下であることが好ま
しい。The melting point or softening point of the resin is not less than the maximum temperature of the unvulcanized rubber composition in the kneading step,
The maximum temperature of the unvulcanized rubber composition in the heating step or higher, and the maximum temperature of the unvulcanized rubber composition immediately after extrusion in the extrusion step or higher, and vulcanization of the rubber component in the vulcanization step It is preferably below the maximum temperature.
【0038】前記樹脂の素材としては、前記熱特性を有
している限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択す
ることができる。樹脂成分は、単一であっても、2種以
上が混合されていてもよいが、2種以上混合する場合
は、融点または軟化点が近い物同士を用いると、加硫条
件を設定する上で好ましい。前記熱特性を有する樹脂と
しては、例えば、その融点または軟化点が前記加硫最高
温度よりも低い結晶性高分子からなる樹脂などが好適に
挙げられる。The material of the resin is not particularly limited as long as it has the above-mentioned thermal characteristics, and can be appropriately selected according to the purpose. The resin component may be a single resin or a mixture of two or more thereof. However, when two or more resins are mixed, use of those having a melting point or a softening point close to each other is effective in setting vulcanization conditions. Is preferred. Preferable examples of the resin having the thermal characteristics include a resin made of a crystalline polymer whose melting point or softening point is lower than the maximum vulcanization temperature.
【0039】該結晶性高分子からなる樹脂を例に説明す
ると、該樹脂の融点または軟化点と、前記ゴム成分の前
記加硫最高温度との差が大きくなる程、加硫工程におけ
る前記未加硫ゴム組成物の加硫中に速やかに該樹脂が溶
融するため、該樹脂の粘度が前記ゴムマトリックスの粘
度よりも低くなる時期が早くなる。このため、該樹脂が
溶融すると、該未加硫ゴム組成物中に含まれる発泡剤等
により生じたガスは、前記ゴムマトリックスよりも低粘
度である該樹脂の内部に移動し、滞留する。その結果、
該加硫ゴム中には、前記樹脂で被覆された独立気泡が多
く存在する。Taking the resin composed of the crystalline polymer as an example, the greater the difference between the melting point or softening point of the resin and the maximum vulcanization temperature of the rubber component, the greater the difference between the unvulcanized vulcanization step and the unvulcanized resin. Since the resin melts rapidly during the vulcanization of the rubber vulcanizate, the time when the viscosity of the resin becomes lower than the viscosity of the rubber matrix becomes earlier. Therefore, when the resin melts, the gas generated by the foaming agent or the like contained in the unvulcanized rubber composition moves and stays inside the resin having a lower viscosity than the rubber matrix. as a result,
The vulcanized rubber contains many closed cells covered with the resin.
【0040】一方、前記樹脂の融点または軟化点が、前
記ゴムマトリックスの前記加硫最高温度に近くなり過ぎ
ると、加硫工程における加硫初期に速やかに前記樹脂が
溶融せず、加硫終期に溶融する。加硫終期では、前記未
加硫ゴム組成物に含まれる前記発泡剤等により生じたガ
スの一部は加硫ゴム中に取り込まれており、溶融した前
記樹脂の内部に移動・滞留しない。その結果、溶融した
前記樹脂内でのガスの保持が不十分になることがある。On the other hand, when the melting point or softening point of the resin becomes too close to the maximum vulcanization temperature of the rubber matrix, the resin does not melt promptly in the initial stage of vulcanization in the vulcanization process, and the end of vulcanization occurs. To melt. At the final stage of vulcanization, a part of the gas generated by the foaming agent and the like contained in the unvulcanized rubber composition is taken in the vulcanized rubber and does not move or stay inside the melted resin. As a result, the retention of gas in the molten resin may become insufficient.
【0041】他方、前記樹脂の融点または軟化点が低く
なり過ぎると、後述の加硫ゴム組成物の製造方法におけ
る混練工程での前記未加硫ゴム組成物の混練時の熱で前
記樹脂が溶融し、混練の段階で該樹脂同士が融着し分散
性が低下してしまう、混練の段階で該樹脂が複数に分断
されてしまう、あるいは該樹脂が加硫ゴム組成物中に溶
け込んでミクロに分散してしまうことがある。On the other hand, if the melting point or softening point of the resin becomes too low, the resin is melted by the heat at the time of kneading the unvulcanized rubber composition in the kneading step in the method for producing a vulcanized rubber composition described later. However, the resins are fused and the dispersibility is lowered in the kneading stage, the resin is divided into a plurality of pieces in the kneading stage, or the resin is melted into the vulcanized rubber composition to form a microscopic structure. It may be dispersed.
【0042】前記樹脂の融点または軟化点の上限として
は、特に制限はないものの、以上の点を考慮して選択す
るのが好ましく、前記ゴムマトリックスの前記加硫最高
温度よりも低いことが好ましく、10℃以上低いことが
より好ましく、20℃以上低いことがさらに好ましい。
ゴム組成物の工業的な加硫温度は、一般的には最高で約
200℃程度であるが、例えば、加硫最高温度がこの2
00℃に設定されている場合には、前記樹脂としては、
融点または軟化点が200℃以下のものから選択され、
190℃以下のものが好ましく、180℃以下のものが
より好ましく、170℃以下のものがさらに好ましい。The upper limit of the melting point or softening point of the resin is not particularly limited, but is preferably selected in consideration of the above points, and is preferably lower than the maximum vulcanization temperature of the rubber matrix, It is more preferable that the temperature is 10 ° C. or higher, and even more preferable that it is 20 ° C. or lower.
The industrial vulcanization temperature of a rubber composition is generally about 200 ° C. at the maximum, but for example, the maximum vulcanization temperature is 2
When the temperature is set to 00 ° C, the resin is
Selected from those having a melting point or softening point of 200 ° C. or lower,
It is preferably 190 ° C. or lower, more preferably 180 ° C. or lower, still more preferably 170 ° C. or lower.
【0043】なお、前記樹脂の融点は、それ自体公知の
融点測定装置等を用いて測定することができ、例えば、
DSC測定装置を用いて測定した融解ピーク温度を前記
融点とすることができる。また、前記樹脂の軟化点は、
JIS K7196−1991に準拠して測定すること
ができる。The melting point of the resin can be measured using a melting point measuring device known per se.
The melting peak temperature measured using a DSC measuring device can be used as the melting point. The softening point of the resin is
It can be measured according to JIS K7196-1991.
【0044】前記樹脂は、結晶性高分子から形成されて
いてもよいし、非結晶性高分子から形成されていてもよ
いし、結晶性高分子と非結晶性高分子とから形成されて
いてもよいが、本発明においては、相転移があるために
粘度変化がある温度で急激に起こり、粘度制御が容易な
点で結晶性高分子を含む有機素材から形成されているの
が好ましく、結晶性高分子のみから形成されるのがより
好ましい。The resin may be formed of a crystalline polymer, may be formed of an amorphous polymer, or may be formed of a crystalline polymer and an amorphous polymer. However, in the present invention, it is preferably formed from an organic material containing a crystalline polymer in that the viscosity change occurs rapidly at a temperature at which there is a phase transition and the viscosity can be easily controlled. More preferably, it is formed only from the volatile polymer.
【0045】前記結晶性高分子の具体例としては、例え
ば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、
ポリブチレン等のポリオレフィン;ポリブチレンサクシ
ネート、ポリエチレンサクシネート等のポリエステル;
シンジオタクティック−1,2−ポリブタジエン(SP
B)、ポリビニルアルコール(PVA)等の単一組成重
合物や、共重合、ブレンド等により融点を適当な範囲に
制御したものも使用できる。これらの結晶性高分子の中
でも、ポリオレフィン、ポリオレフィン共重合体が好ま
しく、汎用で入手し易い点でポリエチレン(PE)、ポ
リプロピレン(PP)がより好ましく、融点が低く、取
扱いが容易な点でポリエチレン(PE)が特に好まし
い。Specific examples of the crystalline polymer include polyethylene (PE), polypropylene (PP),
Polyolefins such as polybutylene; polyesters such as polybutylene succinate and polyethylene succinate;
Syndiotactic-1,2-polybutadiene (SP
B), polyvinyl alcohol (PVA), and other single-component polymers, and those having a melting point controlled to an appropriate range by copolymerization, blending, or the like can also be used. Among these crystalline polymers, polyolefins and polyolefin copolymers are preferable, polyethylene (PE) and polypropylene (PP) are more preferable because they are versatile and easily available, and polyethylene (PE) and polypropylene (PP) are preferable because they have a low melting point and are easy to handle. PE) is particularly preferred.
【0046】前記非結晶性高分子としては、例えば、ポ
リメチルメタクリレート(PMMA)、アクリロニトリ
ル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS)、ポリス
チレン(PS)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリアク
リロニトリル、これらの共重合体、これらのブレンド物
等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよい
し、2種以上を併用してもよい。また、結晶性高分子と
非結晶性高分子とを併用してもよい。Examples of the non-crystalline polymer include polymethyl methacrylate (PMMA), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS), polystyrene (PS), polyvinyl chloride (PVC), polyacrylonitrile, and the like. Examples thereof include copolymers and blends thereof. These may be used alone or in combination of two or more. Further, a crystalline polymer and an amorphous polymer may be used in combination.
【0047】前記樹脂には、本発明の目的を害しない範
囲において、必要に応じて公知の添加剤が添加されてい
てもよい。If desired, known additives may be added to the resin as long as the object of the present invention is not impaired.
【0048】前記樹脂の素材の分子量としては、該素材
の化学組成、分子鎖の分岐の状態等によって異なり一概
に規定することはできないが、一般に、該樹脂は、同じ
素材で形成されていてもその分子量が高い程、ある一定
の温度における粘度(溶融粘度)は高くなる。本発明に
おいては、前記樹脂における素材の分子量は、前記ゴム
マトリックスの加硫最高温度における粘度(流動粘度)
よりも該樹脂の粘度(溶融粘度)が高くならないような
範囲で選択するのが好ましい。The molecular weight of the material of the resin differs depending on the chemical composition of the material, the branching state of the molecular chain and the like and cannot be specified unconditionally, but generally, the resin is made of the same material. The higher the molecular weight, the higher the viscosity (melt viscosity) at a certain temperature. In the present invention, the molecular weight of the material in the resin is the viscosity at the maximum vulcanization temperature of the rubber matrix (flow viscosity).
It is more preferable to select the resin within a range that does not increase the viscosity (melt viscosity) of the resin.
【0049】なお、一試験例では、前記樹脂が、1〜2
×105程度の質量平均分子量のポリエチレンの場合の
方が、7×105以上の質量平均分子量のポリエチレン
の場合よりも、前記未加硫ゴム組成物の加硫後におい
て、該未加硫ゴム組成物中に含まれる発泡剤等により生
じたガスが、前記樹脂の内部に多量に取り込まれてい
た。この相違は、該樹脂の素材であるポリエチレンの分
子量の違いに起因する粘度(溶融粘度)の差に基づくも
のと推測される。In one test example, the resin is 1 to 2
In the case of polyethylene having a mass average molecular weight of about × 10 5, the unvulcanized rubber after vulcanization of the unvulcanized rubber composition is more than in the case of polyethylene having a mass average molecular weight of 7 × 10 5 or more. A large amount of gas generated by the foaming agent contained in the composition was taken in the resin. This difference is presumed to be due to the difference in viscosity (melt viscosity) resulting from the difference in the molecular weight of polyethylene, which is the material of the resin.
【0050】前記樹脂の前記未加硫ゴム組成物における
含有量としては、前記ゴムマトリックス中のゴム成分1
00質量部に対して、0.5〜30質量部が好ましく、
1.0〜10質量部がより好ましい。また、前記板状の
樹脂の前記未加硫ゴム組成物における含有量としては、
前記ゴム成分100質量部に対して、0.5〜20質量
部が好ましく、1〜5質量部がより好ましい。The content of the resin in the unvulcanized rubber composition is the rubber component 1 in the rubber matrix.
0.5 to 30 parts by mass is preferable with respect to 00 parts by mass,
1.0 to 10 parts by mass is more preferable. Further, as the content of the plate-shaped resin in the unvulcanized rubber composition,
0.5 to 20 parts by mass is preferable, and 1 to 5 parts by mass is more preferable, relative to 100 parts by mass of the rubber component.
【0051】前記樹脂の含有量が、上記好ましい範囲未
満であると、前記加硫ゴム組成物中において保護層内
(前記樹脂中)に取り込み乃至保持されるガスの量が少
なく、当該加硫ゴム組成物をタイヤのトレッド等に使用
した場合、前記氷上性能を十分に向上させることができ
ないことがある。一方、前記含有量が上記好ましい範囲
を越えると、該樹脂の前記未加硫ゴム組成物中での分散
性が悪化する、押出し工程における作業性が悪化する、
前記トレッドにクラックが発生する等の不都合が生ずる
ことがある。これに対し、前記含有量が上記好ましい数
値範囲内にあると、そのようなことがない点で好まし
い。また、前記板状の樹脂の含有量が少ないと、本発明
の効果が十分に発現しないことがあり、前記氷上性能を
十分に向上させることができないことがある。When the content of the resin is less than the above preferred range, the amount of gas taken in or retained in the protective layer (in the resin) in the vulcanized rubber composition is small, and the vulcanized rubber is concerned. When the composition is used for a tire tread or the like, the performance on ice may not be sufficiently improved. On the other hand, when the content exceeds the preferable range, the dispersibility of the resin in the unvulcanized rubber composition is deteriorated, and the workability in the extrusion step is deteriorated.
Inconvenience such as cracking of the tread may occur. On the other hand, when the content is within the above-mentioned preferred numerical range, it is preferable in that such a case does not occur. Further, when the content of the plate-shaped resin is small, the effects of the present invention may not be sufficiently exhibited, and the performance on ice may not be sufficiently improved.
【0052】前記板状の樹脂の形状・大きさとしては、
最終的に形作られるべき板状独立気泡の形状・大きさに
応じて選択する。したがって、前記板状の樹脂の形状と
しては、特に限定されず、三角形、四角形等の多角形、
円形、楕円形、星型等の他、不定形であっても構わな
い。Regarding the shape and size of the plate-shaped resin,
It is selected according to the shape and size of the plate-shaped closed cells to be finally formed. Therefore, the shape of the plate-shaped resin is not particularly limited, triangle, polygon such as quadrangle,
It may be circular, elliptical, star-shaped, or indefinite.
【0053】前記板状の樹脂の厚さとしては、0.1〜
100μmの範囲であることが好ましく、10〜90μ
mの範囲であることが好ましい。前記板状の樹脂の厚さ
が0.1μm未満であると、発泡剤から生じる気泡を有
効に取り込むことが困難となり、加硫工程までの間に折
れ曲がったりカールしてしまったり等当初の形状を保持
し難く、また、最終的に得られる加硫ゴム組成物の表面
に有効な体積の凹部を形成することが困難となるため、
好ましくない。一方、100μmを超えると、板状独立
気泡が大きくなりすぎて、加硫ゴム組成物における亀裂
が成長し始める点になる場合があり、耐摩耗性が損なわ
れるため、好ましくない。The thickness of the plate-shaped resin is 0.1 to
The range is preferably 100 μm, and is 10 to 90 μm.
It is preferably in the range of m. When the thickness of the plate-shaped resin is less than 0.1 μm, it is difficult to effectively take in the bubbles generated from the foaming agent, and the original shape such as bending or curling is formed before the vulcanization step. It is difficult to hold, and it becomes difficult to form recesses having an effective volume on the surface of the finally obtained vulcanized rubber composition,
Not preferable. On the other hand, if it exceeds 100 μm, the plate-like closed cells may become too large and cracks in the vulcanized rubber composition may start to grow, which deteriorates wear resistance, which is not preferable.
【0054】前記板状の樹脂の平面部の面積としては、
1〜100mm2の範囲であることが好ましく、1〜2
0mm2の範囲であることがより好ましい。前記板状の
樹脂の平面部の面積が1mm2未満であると、最終的に
得られる加硫ゴム組成物の表面に形成される凹部の深さ
が十分でなく、凹部の体積を確保しにくくなるため、好
ましくない。一方、100mm2を超えると、板状独立
気泡が大きくなりすぎて、加硫ゴム組成物における亀裂
が成長し始める点になる場合があり、耐摩耗性が損なわ
れるため、好ましくない。The area of the plane portion of the plate-shaped resin is
It is preferably in the range of 1 to 100 mm 2 , and 1 to 2
The range of 0 mm 2 is more preferable. If the area of the flat portion of the plate-shaped resin is less than 1 mm 2 , the depth of the recess formed on the surface of the finally obtained vulcanized rubber composition is not sufficient, and it is difficult to secure the volume of the recess. Therefore, it is not preferable. On the other hand, if it exceeds 100 mm 2 , the plate-like closed cells may become too large and cracks may start to grow in the vulcanized rubber composition, and the abrasion resistance may be impaired.
【0055】必要に応じて前記未加硫ゴム組成物中に含
ませる前記長尺状の樹脂は、元々長尺状の形態を有する
樹脂でもよいし、所望の太さとなるように縒り合わせ、
および/または、所望の長さに適宜切断して長尺状とし
たものであってもよい。前記長尺状の樹脂の繊度として
は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することが
できるが、前記氷上性能を向上させる観点からは、1〜
1100dtexが好ましく、2〜880dtexがよ
り好ましい。The long resin to be contained in the unvulcanized rubber composition, if necessary, may be a resin originally having a long form, or may be twisted so as to have a desired thickness.
And / or, it may be cut into a desired length to have a long shape. The fineness of the long resin is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose, but from the viewpoint of improving the performance on ice, 1 to
1100 dtex is preferable, and 2 to 880 dtex is more preferable.
【0056】前記長尺状の樹脂の長手方向最大長さとし
ては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択すること
ができる。また、加硫工程前における未加硫ゴム組成物
中に長尺状の樹脂の相が形成されるように、混練工程で
前記未加硫ゴム組成物中に含ませる前記樹脂の形態を粒
状、粉状等長尺状以外の形態としておいてもよい。すな
わち、粒状、粉状等長尺状以外の形態の樹脂を用いて
も、最終的に樹脂の形状が長尺状になるように製造工程
の条件を適宜制御したり、用いる材料の物性を適宜選択
すればよい。詳細は、後記(加硫ゴム組成物の製造方
法)の項で述べることとする。The maximum length in the longitudinal direction of the long resin is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. Further, in order to form a long resin phase in the unvulcanized rubber composition before the vulcanization step, the form of the resin contained in the unvulcanized rubber composition in the kneading step is granular, The shape other than the long shape such as powder may be used. That is, even if a resin having a shape other than a long shape such as a granular or powdery shape is used, the conditions of the manufacturing process are appropriately controlled so that the shape of the resin finally becomes a long shape, or the physical properties of the material used are appropriately adjusted. Just select it. Details will be described later in the section (Method for producing vulcanized rubber composition).
【0057】(加硫ゴム組成物)本発明の加硫ゴム組成
物は、少なくとも、樹脂からなる保護層により被覆され
た板状独立気泡と、ゴム成分と、を含むことを特徴とす
る。(Vulcanized Rubber Composition) The vulcanized rubber composition of the present invention is characterized by containing at least plate-like closed cells covered with a protective layer made of a resin and a rubber component.
【0058】図1に、本発明の加硫ゴム組成物の一態様
であって、表面がある程度摩耗した状態の模式斜視図を
示す。本発明の加硫ゴム組成物は、図1に示すように、
ゴム成分を含む加硫されたゴムマトリックス18中に、
ゴムマトリックス18との界面に保護層20を有する板
状独立気泡12が分散状態で配置されてなる。なお、図
1において、表面に露出している板状独立気泡12の深
さ方向の形状が、点線により現されている(図2および
図3において同様)。FIG. 1 is a schematic perspective view showing an embodiment of the vulcanized rubber composition of the present invention in a state where the surface is worn to some extent. The vulcanized rubber composition of the present invention, as shown in FIG.
In a vulcanized rubber matrix 18 containing a rubber component,
The plate-like closed cells 12 having a protective layer 20 are arranged in a dispersed state at the interface with the rubber matrix 18. In FIG. 1, the shape of the plate-like closed cells 12 exposed on the surface in the depth direction is represented by a dotted line (similar in FIGS. 2 and 3).
【0059】本発明の加硫ゴム組成物を、例えば、タイ
ヤのトレッドのゴム(トレッドゴム)として用いた場
合、走行によって当該トレッドゴムが摩耗すると、図1
に示すように、板状独立気泡12による凹部が接地表面
に出現し、この凹部が排水路の役目を果たし、接地面内
の水を排除水し、氷面との摩擦係数を大きくする。ま
た、前記樹脂からなる保護層20が前記凹部の潰れを抑
制するので、高荷重時においても排除水性が確保され
る。When the vulcanized rubber composition of the present invention is used as, for example, rubber of a tread of a tire (tread rubber), when the tread rubber is worn by running, the composition shown in FIG.
As shown in, a concave portion due to the plate-like closed bubbles 12 appears on the ground contact surface, and this concave portion functions as a drainage channel, drains water in the ground contact surface, and increases the friction coefficient with the ice surface. Further, since the protective layer 20 made of the resin suppresses the crushing of the concave portion, the excluded water is secured even under a high load.
【0060】図2に、本発明の加硫ゴム組成物の他の態
様であって、表面がある程度摩耗した状態の模式斜視図
を示す。図2(a)は、ゴムマトリックス18中に、図
1と同様、ゴムマトリックス18との界面に保護層20
を有する板状独立気泡12が分散状態で配置されている
他、球状独立気泡14も分散状態で配置されている状態
の加硫ゴム組成物であり、図2(b)は、加えて長尺状
独立気泡16も分散状態で配置されている状態の加硫ゴ
ム組成物である。本発明の加硫ゴム組成物は、このよう
に板状独立気泡12の他、球状独立気泡14や長尺状独
立気泡16等、板状以外の独立気泡を含んでもよい。FIG. 2 is a schematic perspective view showing another embodiment of the vulcanized rubber composition of the present invention in a state where the surface is worn to some extent. 2A, in the rubber matrix 18, as in FIG. 1, a protective layer 20 is formed at the interface with the rubber matrix 18.
2B is a vulcanized rubber composition in which the plate-like closed cells 12 having the following are arranged in a dispersed state, and the spherical closed cells 14 are also arranged in a dispersed state. FIG. The closed cells 16 are also vulcanized rubber compositions in a dispersed state. As described above, the vulcanized rubber composition of the present invention may include the closed cells other than the plate-like closed cells 12, such as the spherical closed cells 14 and the elongated closed cells 16.
【0061】図3(a)に、球状独立気泡14のみがゴ
ムマトリックス18中に配置されてなる従来公知の加硫
ゴム組成物であって、表面がある程度摩耗した状態の模
式斜視図を示す。図3(a)に示される加硫ゴム組成物
において、各球状独立気泡14は、深さ方向に広がりが
無く、ごく表面に凹部が出現するのみである。図3
(b)に、球状独立気泡14に加え、長尺状独立気泡1
6がゴムマトリックス18中に配置されてなる加硫ゴム
組成物であって、表面がある程度摩耗した状態の模式斜
視図を示す。図3(b)に示される加硫ゴム組成物にお
いても、各球状独立気泡14および各長尺状独立気泡1
6は、深さ方向に広がりが無く、ごく表面に凹部が形成
されるのみである。FIG. 3 (a) is a schematic perspective view of a conventionally known vulcanized rubber composition in which only the spherical closed cells 14 are arranged in the rubber matrix 18, and the surface is worn to some extent. In the vulcanized rubber composition shown in FIG. 3 (a), each spherical closed cell 14 does not spread in the depth direction, and only concave portions appear on the surface. Figure 3
In (b), in addition to spherical closed cells 14, long closed cells 1
6 is a vulcanized rubber composition in which a rubber matrix 18 is arranged, and a schematic perspective view of a state where the surface is worn to some extent is shown. Also in the vulcanized rubber composition shown in FIG. 3B, each spherical closed cell 14 and each elongated closed cell 1
No. 6 does not spread in the depth direction, and only recesses are formed on the very surface.
【0062】つまり、図3(a)および図3(b)に示
される加硫ゴム組成物においては、各球状独立気泡14
および各長尺状独立気泡16により形成される個々の凹
部の体積は比較的小さく、接地面内の水の排除水効率を
向上させるべく気泡率を高めると、耐摩耗性が低下して
しまう。That is, in the vulcanized rubber composition shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), each spherical closed cell 14
Also, the volume of each recess formed by each elongated closed bubble 16 is relatively small, and if the bubble rate is increased to improve the efficiency of removing water in the ground contact surface, the wear resistance will decrease.
【0063】図4を用いて、本発明の作用をより詳細に
説明する。図4(a)は、図3(a)に示される加硫ゴ
ム組成物の模式断面図であり、接地面内の水の排除水効
率向上に寄与する凹部は、表面に現れた球状独立気泡1
4aのみであり、加硫ゴム組成物内部に存在する球状独
立気泡14bは接地面内の水の排除水には何ら関与しな
い。球状独立気泡14により形成される個々の凹部の体
積が小さいことから、表面に現れた凹部の合計体積も小
さい。The operation of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 4 (a) is a schematic cross-sectional view of the vulcanized rubber composition shown in FIG. 3 (a), in which the concave portions that contribute to the improvement of the water removal efficiency in the ground contact surface are spherical closed cells appearing on the surface. 1
4a, and the spherical closed cells 14b existing inside the vulcanized rubber composition do not participate in the removal of water in the ground contact surface. Since the volume of each recess formed by the spherical closed cells 14 is small, the total volume of the recesses appearing on the surface is also small.
【0064】図4(b)は、接地面内の水の排除水効率
を向上させるために、図4(a)に示される加硫ゴム組
成物から、さらに個々の気泡を大きくすることで、気泡
率を高めた加硫ゴム組成物の模式断面図であり、接地面
内の水の排除水効率向上に寄与する表面に現れた球状独
立気泡14a’による凹部は、確かに体積が大きくなっ
ている。したがって、表面に現れた凹部の合計体積も大
きくはなっているが、加硫ゴム組成物内部に存在する球
状独立気泡14b’は、依然として接地面内の水の排除
水には何ら関与せず、加硫ゴム組成物全体として空隙の
体積が増大してしまう。空隙の体積が大きければ大きい
ほど耐摩耗性が低下することから、図4(b)に示され
る加硫ゴム組成物についても耐摩耗性に劣るものとな
る。FIG. 4 (b) shows that in order to improve the efficiency of removing water in the ground contact surface, individual bubbles are further enlarged from the vulcanized rubber composition shown in FIG. 4 (a). FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a vulcanized rubber composition having an increased bubble ratio, in which the concave portion due to the spherical closed cells 14a ′ that appears on the surface that contributes to the improvement of the water removal efficiency in the ground contact surface certainly has a large volume. There is. Therefore, although the total volume of the recesses appearing on the surface is also large, the spherical closed cells 14b ′ existing inside the vulcanized rubber composition still do not participate in the water removal in the ground contact surface, The volume of the voids increases in the vulcanized rubber composition as a whole. The larger the volume of the voids, the lower the wear resistance. Therefore, the vulcanized rubber composition shown in FIG. 4B also has poor wear resistance.
【0065】図4(c)は、接地面内の水の排除水効率
を向上させるために、図4(a)に示される加硫ゴム組
成物から、さらに気泡の密度を高くすることで、気泡率
を高めた加硫ゴム組成物の模式断面図であり、接地面内
の水の排除水効率向上に寄与する表面に現れた球状独立
気泡14a”による凹部の数は、確かに多くなってい
る。したがって、表面に現れた凹部の合計体積も大きく
はなっているが、加硫ゴム組成物内部に存在する球状独
立気泡14b”は、依然として接地面内の水の排除水に
は何ら関与せず、加硫ゴム組成物全体として空隙の体積
が増大してしまう。空隙の体積が大きければ大きいほど
耐摩耗性が低下することから、図4(c)に示される加
硫ゴム組成物についても耐摩耗性に劣るものとなる。FIG. 4 (c) shows that the density of bubbles is further increased from the vulcanized rubber composition shown in FIG. 4 (a) in order to improve the water removal efficiency in the ground contact surface. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a vulcanized rubber composition having an increased bubble ratio, in which the number of recesses due to the spherical closed cells 14a ″ appearing on the surface contributing to the improvement of the water removal efficiency in the ground contact surface is certainly increased. Therefore, although the total volume of the recesses appearing on the surface is also large, the spherical closed cells 14b ″ existing inside the vulcanized rubber composition still do not contribute to the removal of water in the ground contact surface. However, the volume of the voids increases in the vulcanized rubber composition as a whole. The larger the volume of the voids, the lower the wear resistance. Therefore, the vulcanized rubber composition shown in FIG. 4C also has poor wear resistance.
【0066】以上の説明においては、気泡率を高めるこ
とで耐摩耗性が低下してしまう問題は、球状独立気泡が
形成された図3(a)に示される加硫ゴム組成物を例に
挙げて説明したが、深さ方向に広がりの無い長尺状独立
気泡16が形成された図3(b)に示される加硫ゴム組
成物においても、全く同様である。In the above description, the problem that the abrasion resistance is lowered by increasing the bubble ratio is exemplified by the vulcanized rubber composition shown in FIG. 3 (a) in which spherical closed cells are formed. However, the same applies to the vulcanized rubber composition shown in FIG. 3B in which the elongated closed cells 16 that do not spread in the depth direction are formed.
【0067】これに対し、図1あるいは図2に示される
本発明の加硫ゴム組成物においては、この問題を有効に
解消することができる。図4(d)は、図1に示される
本発明の加硫ゴム組成物の模式断面図である。図4
(d)に示されるように、表面に現れた板状独立気泡1
2は、深さ方向に広がった凹部の空隙の全てが、接地面
内の水の排除水効率向上に寄与する。したがって、板状
独立気泡12により形成される個々の凹部の体積が大き
く、気泡率を高めなくても接地面内の水の排除水効率を
向上させることができる。On the other hand, the vulcanized rubber composition of the present invention shown in FIG. 1 or FIG. 2 can effectively solve this problem. FIG. 4D is a schematic cross-sectional view of the vulcanized rubber composition of the present invention shown in FIG. Figure 4
As shown in (d), plate-like closed cells 1 appearing on the surface
With respect to No. 2, all the voids of the recesses that spread in the depth direction contribute to the improvement of the water removal efficiency in the ground contact surface. Therefore, the volume of each recess formed by the plate-shaped closed cells 12 is large, and the efficiency of removing water in the ground contact surface can be improved without increasing the bubble rate.
【0068】既述の如く、本発明の加硫ゴム組成物にお
いては、図2に示すように、さらに、樹脂からなる保護
層により被覆された長尺状独立気泡16や各球状独立気
泡14を含ませることもできる。特に、長尺状独立気泡
16を含ませることで、荷重が加わったときの凹部の潰
れが、さらに軽減される。また、板状独立気泡12は、
数的に多くすることが困難であり、少ない数の板状独立
気泡12のみでは、表面がある程度摩耗した場合にも表
出する凹部同士の距離が大きくなり、隣同士が排水路と
して繋がりにくい。その点、長尺状独立気泡16や各球
状独立気泡14を含ませることで、排水路の繋がりを維
持しつつ排除水に関与する凹部の体積を向上させること
ができる。長尺状独立気泡16の好ましい大きさについ
ては、特開平11−60811号公報の段落番号006
7〜段落番号0070に記載されているものと同様であ
る。As described above, in the vulcanized rubber composition of the present invention, as shown in FIG. 2, the elongated closed cells 16 and the spherical closed cells 14 each covered with the protective layer made of resin are further added. It can also be included. In particular, the inclusion of the elongated closed cells 16 further reduces the collapse of the recess when a load is applied. In addition, the plate-shaped closed cells 12 are
It is difficult to increase the number numerically, and with only a small number of the plate-like closed cells 12, the distance between the recesses becomes large even when the surface is worn to some extent, and it is difficult to connect adjacent ones as drainage channels. On the other hand, by including the long closed cells 16 and the spherical closed cells 14, the volume of the concave portion related to the drainage water can be improved while maintaining the connection of the drainage channels. Regarding the preferable size of the long closed cells 16, paragraph No. 006 of JP-A No. 11-60811.
7 to paragraph number 0070.
【0069】本発明の加硫ゴム組成物における板状独立
気泡12および長尺状独立気泡16は、樹脂からなる保
護層により被覆されたものである。保護層を構成する樹
脂の具体的な材料等の詳細は、前記(未加硫ゴム組成
物)の項で説明した通りである。本発明の加硫ゴム組成
物におけるゴムマトリックス18は、少なくともゴム成
分を含み、さらに未加硫ゴム組成物の加硫工程を経た後
に残存するその他の各種成分も含まれる。ただし、本発
明において、「ゴムマトリックス」というときは、板状
独立気泡および長尺状独立気泡は含まれない。The plate-like closed cells 12 and the elongated closed cells 16 in the vulcanized rubber composition of the present invention are covered with a protective layer made of a resin. The details of the specific material and the like of the resin forming the protective layer are as described in the above section (Unvulcanized rubber composition). The rubber matrix 18 in the vulcanized rubber composition of the present invention contains at least a rubber component, and further contains other various components remaining after the vulcanization step of the unvulcanized rubber composition. However, in the present invention, the term “rubber matrix” does not include plate-shaped closed cells and elongated closed cells.
【0070】図1に示される本発明の加硫ゴム組成物
は、例えば、加硫前においては、少なくとも、ゴム成分
および発泡剤を含むゴムマトリックスと、板状の樹脂
と、を含むものであり、また、この場合の板状独立気泡
12としては、例えば、加硫工程中に前記ゴムマトリッ
クスよりも粘度が低下した前記板状の樹脂に前記発泡剤
により生成したガスおよび未加硫ゴム組成物中に存在す
るガスの少なくとも一部が集まることにより形成され
た、外周部分が前記板状の樹脂からなる保護層を備えた
ものである。The vulcanized rubber composition of the present invention shown in FIG. 1 contains, for example, before vulcanization, at least a rubber matrix containing a rubber component and a foaming agent, and a plate-shaped resin. As the plate-shaped closed cells 12 in this case, for example, a gas generated by the foaming agent in the plate-shaped resin having a viscosity lower than that of the rubber matrix during the vulcanization step and an unvulcanized rubber composition The outer peripheral portion is formed by collecting at least a part of the gas present therein, and has a protective layer made of the plate-shaped resin.
【0071】上記樹脂として、好ましい物性、形状、含
有量、具体的な材料等の詳細、および、ゴム成分および
発泡剤を含むゴムマトリックスの詳細については、前記
(未加硫ゴム組成物)の項で説明した通りである。As the above-mentioned resin, the details of preferable physical properties, shape, content, specific materials and the like, and details of the rubber matrix containing the rubber component and the foaming agent are described in the above section (Unvulcanized rubber composition). It is as explained in.
【0072】本発明の加硫ゴム組成物において、気泡率
Vsとしては、5〜40%の範囲であることが好まし
く、15〜30%の範囲であることがより好ましい。こ
こで「気泡率をVs」とは、板状独立気泡12、球状独
立気泡14および長尺状独立気泡16の別無く、全ての
独立気泡の気泡率の合計を意味し、下記式(1)により
算出できる。In the vulcanized rubber composition of the present invention, the bubble ratio Vs is preferably in the range of 5 to 40%, more preferably in the range of 15 to 30%. Here, "the bubble ratio Vs" means the sum of the bubble ratios of all the closed cells, regardless of the plate-shaped closed cells 12, the spherical closed cells 14 and the elongated closed cells 16, and is expressed by the following formula (1). Can be calculated by
【0073】
Vs=(ρ0/ρ1−1)×100(%) ・・・・・(1)
上記式(1)中、ρ1は、加硫ゴム組成物(発泡ゴム)
の密度(g/cm3)を表し、ρ0は、加硫ゴム組成物
(発泡ゴム)における固相部の密度(g/cm3)を表
す。なお、前記加硫ゴム組成物(発泡ゴム)の密度およ
び前記加硫ゴム組成物(発泡ゴム)における固相部の密
度は、エタノール中の質量と空気中の質量とを測定し、
これから算出した。Vs = (ρ 0 / ρ 1 −1) × 100 (%) (1) In the above formula (1), ρ 1 is a vulcanized rubber composition (foamed rubber).
Of represents a density (g / cm 3), ρ 0 represents the density of the solid phase portion in the vulcanized rubber composition (foam rubber) (g / cm 3). The density of the vulcanized rubber composition (foamed rubber) and the density of the solid phase part in the vulcanized rubber composition (foamed rubber) were determined by measuring the mass in ethanol and the mass in air,
Calculated from this.
【0074】前記気泡率Vsが5%未満であると、発生
する水膜に対し、前記各種気泡による凹部体積の絶対的
な不足により十分な水排除機能が得られず、加硫ゴム組
成物の氷上性能を十分に向上させることができない可能
性がある。一方、前記気泡率Vsが40%を越えると、
前記氷上性能は向上させることができるものの、該加硫
ゴム組成物中の気泡の体積が大きくなり過ぎるために、
該加硫ゴム組成物の耐摩耗性並びに破壊限界が低下し、
耐久性の点で好ましくない。なお、前記気泡率Vsは、
既述の(未加硫ゴム組成物)の項の中で述べた、各種発
泡剤の種類、量、組み合わせる前記発泡助剤の種類、
量、樹脂の配合量等を適宜選択することにより、適宜調
整することができる。If the bubble ratio Vs is less than 5%, a sufficient water-exclusion function cannot be obtained for the water film generated due to the absolute lack of the volume of the concave portions due to the various bubbles, and the vulcanized rubber composition may be obtained. It may not be possible to sufficiently improve the performance on ice. On the other hand, if the bubble ratio Vs exceeds 40%,
Although the performance on ice can be improved, since the volume of bubbles in the vulcanized rubber composition becomes too large,
The wear resistance and fracture limit of the vulcanized rubber composition are lowered,
Not preferable in terms of durability. The bubble rate Vs is
The types and amounts of the various foaming agents described in the section (Unvulcanized rubber composition) described above, the types of the foaming aids to be combined,
The amount can be appropriately adjusted by appropriately selecting the amount, the compounding amount of the resin, and the like.
【0075】球状独立気泡14は、本発明に必須の構成
ではないが、後述の本発明の加硫ゴム組成物の製造方法
によれば、発泡剤から生じたガスは樹脂内に集まるが、
ガスの一部はかかる樹脂内に取り込まれず、そのままゴ
ムマトリックス18中に分散状態で配置される。本発明
においては、含まれる全気泡(板状独立気泡12、球状
独立気泡14および長尺状独立気泡16)に対する板状
独立気泡12の割合が、5〜95体積%の範囲内である
ことが好ましく、10〜90体積%の範囲内であること
がより好ましく、20〜50体積%の範囲内であること
がさらに好ましい。Although the spherical closed cells 14 are not an essential component of the present invention, according to the method for producing a vulcanized rubber composition of the present invention described later, the gas generated from the foaming agent collects in the resin,
A part of the gas is not taken into the resin, and is directly placed in the rubber matrix 18 in a dispersed state. In the present invention, the ratio of the plate-shaped closed cells 12 to all the contained bubbles (the plate-shaped closed cells 12, the spherical closed cells 14 and the elongated closed cells 16) is in the range of 5 to 95% by volume. It is more preferably within the range of 10 to 90% by volume, and even more preferably within the range of 20 to 50% by volume.
【0076】前記割合が5体積%未満であると、板状独
立気泡12を設けることにより表面に現れる凹部の体積
を増加させる効果が十分でなく、95体積%を超える
と、球状独立気泡14の比率が小さくなり、表面の摩耗
時に各気泡による排水路が繋がり難くなるために水排除
機能が十分でないことがあり、それぞれ好ましくない。
板状独立気泡12の形状としては、特に限定されず、三
角形、四角形等の多角形、円形、楕円形、星型等の他、
不定形であっても構わない。If the ratio is less than 5% by volume, the effect of increasing the volume of the concave portions appearing on the surface by providing the plate-like closed cells 12 is not sufficient, and if it exceeds 95% by volume, the spherical closed cells 14 are not formed. Since the ratio becomes small and it becomes difficult for the bubbles to connect the drainage channels when the surface is worn, the water removal function may not be sufficient, which is not preferable.
The shape of the plate-like closed cells 12 is not particularly limited, and other shapes such as a triangle, a polygon such as a quadrangle, a circle, an ellipse, a star, and the like,
It may be indefinite.
【0077】板状独立気泡12の厚さとしては、0.1
〜500μmの範囲であることが好ましく、50〜20
0μmの範囲であることが好ましい。板状独立気泡12
の厚さが0.1μm未満であると、排除水性能が十分で
ないことがあるため、好ましくない。一方、500μm
を超えると、亀裂が成長し始める点になる場合があり、
耐摩耗性が損なわれるため、好ましくない。The thickness of the plate-like closed cells 12 is 0.1
It is preferable that it is in the range of
It is preferably in the range of 0 μm. Plate-shaped closed cells 12
Is less than 0.1 μm, the drainage performance may not be sufficient, which is not preferable. On the other hand, 500 μm
Above, it may be the point where cracks start to grow,
It is not preferable because the wear resistance is impaired.
【0078】板状独立気泡12の平面部の面積として
は、1〜100mm2の範囲であることが好ましく、1
0〜30mm2の範囲であることがより好ましい。板状
独立気泡12の平面部の面積が1mm2未満であると、
加硫ゴム組成物の表面に出現する凹部の深さが十分でな
く、凹部の体積を確保しにくくなるため、好ましくな
い。一方、100mm2を超えると、亀裂が成長し始め
る点になる場合があり、耐摩耗性が損なわれるため、好
ましくない。The area of the plane portion of the plate-like closed cells 12 is preferably in the range of 1 to 100 mm 2.
More preferably, it is in the range of 0 to 30 mm 2 . If the area of the flat portion of the plate-like closed cells 12 is less than 1 mm 2 ,
The depth of the recesses appearing on the surface of the vulcanized rubber composition is not sufficient, and it becomes difficult to secure the volume of the recesses, which is not preferable. On the other hand, if it exceeds 100 mm 2 , cracks may start to grow and wear resistance is impaired, which is not preferable.
【0079】(加硫ゴム組成物の製造方法)本発明の加
硫ゴム組成物の製造方法は、ゴム成分および発泡剤を含
むゴムマトリックス、並びに、板状の樹脂を含有する樹
脂成分を含む未加硫ゴム組成物を混練する混練工程と、
前記未加硫ゴム組成物に熱入れする熱入れ工程と、前記
未加硫ゴム組成物を押出しする押出し工程と、前記未加
硫ゴム組成物を加硫する加硫工程と、を含む。(Production Method of Vulcanized Rubber Composition) The production method of the vulcanized rubber composition of the present invention comprises a rubber matrix containing a rubber component and a foaming agent, and a resin component containing a plate-shaped resin. A kneading step of kneading the vulcanized rubber composition,
The method includes a heating step of heating the unvulcanized rubber composition, an extrusion step of extruding the unvulcanized rubber composition, and a vulcanization step of vulcanizing the unvulcanized rubber composition.
【0080】本発明において、混練工程とは、ゴム成分
および発泡剤を含むゴムマトリックス、並びに、板状の
樹脂を含有する樹脂成分を含む未加硫ゴム組成物を混練
する工程である。かかる未加硫ゴム組成物中のゴム成
分、発泡剤および樹脂成分の詳細は、既述の(未加硫ゴ
ム組成物)の項で述べた通りである。In the present invention, the kneading step is a step of kneading a rubber matrix containing a rubber component and a foaming agent, and an unvulcanized rubber composition containing a resin component containing a plate-shaped resin. The details of the rubber component, the foaming agent and the resin component in the unvulcanized rubber composition are as described in the above section (Unvulcanized rubber composition).
【0081】本発明の加硫ゴム組成物の製造方法におい
ては、前記混練工程、熱入れ工程および押出し工程にお
ける前記未加硫ゴム組成物の最高温度を、前記樹脂の融
点または軟化点未満に設定することが好ましい。こうす
ると、混練工程後における前記未加硫ゴム組成物中にお
いても前記板状の樹脂等の形状をより確実に保持するこ
とができる。前記混練工程における前記未加硫ゴム組成
物の最高温度が、前記樹脂の融点または軟化点を越える
温度であると、前記樹脂がその形状を保持することが困
難となり、前記未加硫ゴム組成物中に所望の形状の樹脂
の相を形成することができないことがある。この場合、
得られる加硫ゴム組成物をタイヤのトレッド等に用いて
も前記氷上性能を十分に向上させることができない。一
方、前記混練工程における前記未加硫ゴム組成物の最高
温度が、前記樹脂の融点または軟化点未満であるとその
ようなことはなく、得られる加硫ゴム組成物をタイヤの
トレッド等に用いると、前記氷上性能を十分に向上させ
ることができる。In the method for producing a vulcanized rubber composition of the present invention, the maximum temperature of the unvulcanized rubber composition in the kneading step, the heating step and the extruding step is set below the melting point or softening point of the resin. Preferably. By doing so, the shape of the plate-shaped resin or the like can be more reliably retained even in the unvulcanized rubber composition after the kneading step. When the maximum temperature of the unvulcanized rubber composition in the kneading step is a temperature exceeding the melting point or softening point of the resin, it becomes difficult for the resin to retain its shape, and the unvulcanized rubber composition It may not be possible to form a resin phase in the desired shape therein. in this case,
Even if the obtained vulcanized rubber composition is used for a tread of a tire or the like, the above-mentioned performance on ice cannot be sufficiently improved. On the other hand, the maximum temperature of the unvulcanized rubber composition in the kneading step does not occur when it is lower than the melting point or softening point of the resin, and the obtained vulcanized rubber composition is used for a tread of a tire or the like. Then, the performance on ice can be sufficiently improved.
【0082】本発明においては、前記混練工程、熱入れ
工程および押出し工程における前記未加硫ゴム組成物の
最高温度を、前記樹脂の融点または軟化点よりも5℃以
上低く設定することが好ましい。このようにすること
で、前記未加硫ゴム組成物中に前記樹脂の相を安定に形
成でき、前記氷上性能を効果的に向上させることができ
る点で有利である。In the present invention, it is preferable that the maximum temperature of the unvulcanized rubber composition in the kneading step, the heating step and the extruding step is set at 5 ° C. or more lower than the melting point or softening point of the resin. This is advantageous in that the phase of the resin can be stably formed in the unvulcanized rubber composition and the performance on ice can be effectively improved.
【0083】本発明において、前記混練は、上述の制限
の外、前記樹脂が所望の形態を保持あるいは形成するこ
とができ、該樹脂の分散性が良好である限り、前記未加
硫ゴム組成物全体の投入体積、ローターの回転速度、混
練温度、混練時間、混練装置等の諸条件について特に制
限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前
記混練装置は、密閉式および開放式のいずれでもよく、
市販品を好適に使用することができる。In the present invention, the above-mentioned kneading is not limited to the above-mentioned limitation, and the above-mentioned unvulcanized rubber composition may be used as long as the resin can retain or form a desired form and the dispersibility of the resin is good. There are no particular restrictions on various conditions such as the total input volume, the rotor rotation speed, the kneading temperature, the kneading time, and the kneading device, and they can be appropriately selected according to the purpose. The kneading device may be either a closed type or an open type,
A commercial item can be used conveniently.
【0084】本発明において、熱入れ工程とは、混練工
程を経た前記未加硫ゴム組成物に熱入れする工程であ
り、押出し工程とは、熱入れ工程を経た前記未加硫ゴム
組成物を押出しする工程である。In the present invention, the heating step is a step of heating the unvulcanized rubber composition that has been subjected to the kneading step, and the extrusion step is the unvulcanized rubber composition that has been subjected to the heating step. It is a step of extruding.
【0085】なお、前記熱入れの温度は一般的には70
〜90℃程度であり、前記押出の温度は一般的には90
〜110℃程度である。The heating temperature is generally 70
Is about 90 ° C, and the extrusion temperature is generally 90 ° C.
It is about 110 ° C.
【0086】前記ゴムマトリックスと前記樹脂とを含む
未加硫ゴム組成物について、以上の混練工程、熱入れ工
程および押出工程を経ることにより、得られる未加硫ゴ
ム組成物中に板状の樹脂等の相を形成することができ
る。An unvulcanized rubber composition containing the rubber matrix and the resin is subjected to the above-mentioned kneading step, heating step and extruding step to obtain a plate-like resin in the unvulcanized rubber composition. And so on.
【0087】上記得られる未加硫ゴム組成物において
は、前記押出等により前記未加硫ゴム組成物中に形成さ
れた板状の樹脂等の相が、通常、押出方向と略平行に配
向しているが、これを効果的に達成するためには、限ら
れた温度範囲の中で前記ゴムマトリックスの流動性をコ
ントロールすればよく、具体的には、前記ゴムマトリッ
クス中に、オイル、液状ポリマー、加工性改良剤などを
適宜添加して該ゴムマトリックスの粘度を低下させ、そ
の流動性を高めるのがよい。こうすると、極めて良好に
押出を行うことができ、かつ理想的に板状の樹脂等の相
を押出方向と略平行に配向させることができる。In the unvulcanized rubber composition obtained above, the phase of the plate-like resin or the like formed in the unvulcanized rubber composition by the extrusion or the like is orientated generally parallel to the extrusion direction. However, in order to effectively achieve this, it is sufficient to control the fluidity of the rubber matrix within a limited temperature range. Specifically, in the rubber matrix, oil, liquid polymer It is preferable to add a processability improver or the like as appropriate to reduce the viscosity of the rubber matrix and increase its fluidity. In this case, the extrusion can be carried out extremely well, and ideally the plate-like resin phase can be oriented substantially parallel to the extrusion direction.
【0088】前記板状の樹脂等の相が押出方向と略平行
に配向してなる未加硫ゴム組成物により製造される加硫
ゴム組成物をタイヤのトレッド等に使用する場合、その
配向方向としては、以下の態様とすることが好ましい。
前記板状の樹脂の平面部分が、タイヤのトレッドにおけ
る地面と接触する表面に対して略垂直な方向に配向して
いると、タイヤのトレッド面からタイヤ内部に向けて深
い凹部を形成するため、大きな凹部の体積を確保するこ
とができ、高い氷上性能を達成することができる。前記
板状の樹脂の平面部分が、タイヤの周方向に配向してい
ると、タイヤの走行方向の排水性が高まり、前記氷上性
能を効果的に向上させることができる。When a vulcanized rubber composition produced from an unvulcanized rubber composition in which the phase of the plate-shaped resin or the like is oriented substantially parallel to the extrusion direction is used for a tread of a tire, the orientation direction thereof is As the above, the following modes are preferable.
The planar portion of the plate-shaped resin is oriented in a direction substantially perpendicular to the surface that contacts the ground in the tread of the tire, to form a deep recess toward the inside of the tire from the tread surface of the tire, A large volume of the concave portion can be secured, and high performance on ice can be achieved. When the flat portion of the plate-shaped resin is oriented in the circumferential direction of the tire, drainage in the running direction of the tire is enhanced, and the performance on ice can be effectively improved.
【0089】前記未加硫ゴム組成物中に前記長尺状の樹
脂を含む場合には、タイヤのトレッドにおける地面と接
触する表面に平行な方向、より好ましくはタイヤの周方
向に、前記長尺状の樹脂が配向していると、タイヤの走
行方向の排水性が高まり、前記氷上性能を効果的に向上
させることができる点で好ましい。When the long resin is contained in the unvulcanized rubber composition, the long resin may be added in a direction parallel to the surface of the tread of the tire that comes into contact with the ground, more preferably in the circumferential direction of the tire. It is preferable that the resin in the form of particles is oriented because drainage in the running direction of the tire is enhanced and the performance on ice can be effectively improved.
【0090】前記未加硫ゴム組成物中で、前記板状の樹
脂等の相を一定の方向に配向させるには、公知の方法を
採用することができるが、例えば、図5に示すように、
混練工程および熱入れ工程を経た後の板状の樹脂22お
よびゴムマトリックス18を、流路断面積が出口に向か
って減少する押出機の口金26から押出す方法などが挙
げられる。In the unvulcanized rubber composition, a well-known method can be adopted to orient the phases of the plate-shaped resin or the like in a certain direction. For example, as shown in FIG. ,
Examples include a method of extruding the plate-shaped resin 22 and the rubber matrix 18 that have undergone the kneading step and the heating step from the die 26 of the extruder whose flow passage cross-sectional area decreases toward the outlet.
【0091】ここで、図5は、樹脂成分として板状の樹
脂のみを配合してなる未加硫ゴムにおいて、該樹脂の配
向を揃える原理を説明する説明図であり、より具体的に
は、押出し工程で用いられる押出し機の押出し部先端に
おける模式断面図である。なお、図5において、板状の
樹脂22として、線状および平面状の2種類が描かれて
いるが、これは、板状の樹脂22が配向しておらず、図
面上、平面部分が上下方向に向いているものについて
は、図面に平面部が現れず、線状に見えるためである。Here, FIG. 5 is an explanatory view for explaining the principle of aligning the orientation of the resin in an unvulcanized rubber prepared by mixing only a plate-shaped resin as a resin component. More specifically, FIG. It is a schematic cross section in the extruded part front-end | tip of the extruder used in an extrusion process. In addition, in FIG. 5, as the plate-shaped resin 22, two kinds, linear and planar, are drawn. However, this is because the plate-shaped resin 22 is not oriented, and the planar portion is above and below in the drawing. This is because the flat portion does not appear in the drawing for the object oriented in the direction, and it looks like a line.
【0092】この場合、押出される前のゴムマトリック
ス18中の板状の樹脂22は、口金26へ押出されてい
く過程でその平面部分が押出方向(矢印A方向)に沿っ
て徐々に揃うようになり、口金26から押出されるとき
には、その平面部分が押出方向(A方向)にほぼ完全に
揃い、全体としてほぼ平行になるようになる。なお、板
状の樹脂22のゴムマトリックス18中における配向の
程度は、流路断面積の減少程度、押出速度、ゴムマトリ
ックスの粘度等によって変化する。In this case, the plate-shaped resin 22 in the rubber matrix 18 before being extruded is such that the plane portions thereof are gradually aligned along the extrusion direction (arrow A direction) in the process of being extruded to the die 26. Then, when extruded from the die 26, the plane portions thereof are almost completely aligned in the extruding direction (direction A), and become substantially parallel as a whole. The degree of orientation of the plate-shaped resin 22 in the rubber matrix 18 changes depending on the degree of reduction of the flow passage cross-sectional area, the extrusion rate, the viscosity of the rubber matrix, and the like.
【0093】本発明において、加硫工程とは、押出し工
程を経た前記未加硫ゴム組成物を加硫する工程である。
加硫工程における加硫の条件乃至方法等については、特
に制限はなく、前記ゴム成分の種類等に応じて適宜選択
することができるが、タイヤのトレッドを製造する場合
にはモールド加硫が好ましい。In the present invention, the vulcanization step is a step of vulcanizing the unvulcanized rubber composition which has undergone the extrusion step.
Vulcanization conditions and methods in the vulcanization step are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the type of the rubber component and the like, but mold vulcanization is preferable when manufacturing a tire tread. .
【0094】前記加硫の温度は、前記加硫中の前記ゴム
マトリックスの加硫最高温度が前記樹脂の融点または軟
化点以上になるように選択されることが好ましい。前記
加硫最高温度が前記樹脂の融点または軟化点未満である
と、前記樹脂が十分に溶融/軟化せず、前記発泡剤によ
り生じたガス等、未加硫ゴム組成物内に存在するガスを
該樹脂中に保持させることができず、ゴム中に所望の形
状の独立気泡を効率良く形成することができない場合が
ある。なお、前記加硫を行う装置としては、特に制限は
なく、市販品を好適に使用することができる。The vulcanization temperature is preferably selected so that the maximum vulcanization temperature of the rubber matrix during vulcanization is equal to or higher than the melting point or softening point of the resin. When the maximum vulcanization temperature is lower than the melting point or softening point of the resin, the resin is not sufficiently melted / softened, and gas existing in the unvulcanized rubber composition such as gas generated by the foaming agent In some cases, the resin cannot be retained in the resin, and the closed cells having a desired shape cannot be efficiently formed in the rubber. The device for performing the vulcanization is not particularly limited, and a commercially available product can be preferably used.
【0095】加硫工程に供される前記未加硫ゴム組成物
においては、前記ゴムマトリックスよりも前記樹脂の相
の方が一般的に粘度が高い。該未加硫ゴム組成物の加硫
開始後であって前記加硫最高温度に達するまでの間に、
前記ゴムマトリックスは加硫によりその粘度が上昇して
行き、前記樹脂は溶融して粘度が大幅に低下して行く。
そして、前記加硫の途中において、前記ゴムマトリック
スよりも前記樹脂の相の方が粘度が低くなる。即ち、加
硫の前の前記ゴムマトリックスと前記樹脂の相との間に
おける粘度の関係が、加硫の途中の段階で逆転する現象
が生ずる。In the unvulcanized rubber composition used in the vulcanization step, the resin phase generally has a higher viscosity than the rubber matrix. After starting the vulcanization of the unvulcanized rubber composition and before reaching the maximum vulcanization temperature,
The viscosity of the rubber matrix increases as it is vulcanized, and the resin melts and the viscosity decreases significantly.
Then, during the vulcanization, the viscosity of the resin phase becomes lower than that of the rubber matrix. That is, there occurs a phenomenon that the viscosity relationship between the rubber matrix and the resin phase before vulcanization is reversed in the middle of vulcanization.
【0096】この間、前記未加硫ゴム組成物中では、前
記発泡剤等による発泡が起こり、ガスが生ずる。このガ
スは、加硫反応が進行して粘度が高くなった前記ゴムマ
トリックスに比べ、溶融して相対的に粘度が低下した前
記樹脂の相の内部に集まる。その結果、最終的に得られ
る加硫ゴム組成物においては、前記樹脂の相が存在して
いた場所に所望の形状の独立気泡(以下、単に「板状独
立気泡等」と称する場合がある。)が形成されている。In the meantime, in the unvulcanized rubber composition, foaming occurs due to the foaming agent or the like to generate gas. This gas collects inside the phase of the resin, which has been melted and has a relatively reduced viscosity, as compared with the rubber matrix whose viscosity has increased due to the progress of the vulcanization reaction. As a result, the finally obtained vulcanized rubber composition may be referred to as closed cells having a desired shape (hereinafter, simply referred to as “plate-like closed cells”) where the resin phase was present. ) Has been formed.
【0097】この板状独立気泡等は、その周囲(板状独
立気泡等の壁面)が前記板状の樹脂等の相を形成してい
た素材樹脂からなる保護層により被覆され、カプセル状
になっている。以上のようにして、本発明の加硫ゴム組
成物が製造される。前記板状独立気泡等は、得られた本
発明の加硫ゴム組成物内において独立して存在してい
る。本発明の加硫ゴム組成物は、発泡率に富む発泡ゴム
である。The periphery of the plate-like closed cells (wall surface of the plate-like closed cells) is covered with a protective layer made of the material resin forming the phase of the plate-like resin or the like to form a capsule shape. ing. The vulcanized rubber composition of the present invention is manufactured as described above. The plate-like closed cells are independently present in the obtained vulcanized rubber composition of the present invention. The vulcanized rubber composition of the present invention is a foamed rubber having a high foaming rate.
【0098】なお、前記樹脂の相の素材樹脂をポリエチ
レン、ポリプロピレンおよびポリビニリデンクロライド
からなる群より選ばれる少なくとも1の樹脂とした場
合、加硫したゴムマトリックスと前記保護層とを強固に
接着することができる点で好ましい。かかる接着の力を
向上させる必要がある場合には、これら素材樹脂を用い
る対応の他、例えば、前記樹脂の相を形成する素材樹脂
に、またはゴムマトリックス中に、接着性を向上させ得
る成分を添加させてもよい。When the material resin for the resin phase is at least one resin selected from the group consisting of polyethylene, polypropylene and polyvinylidene chloride, the vulcanized rubber matrix and the protective layer should be firmly bonded. It is preferable in that it can When it is necessary to improve the adhesive force, in addition to the use of these material resins, for example, a material resin that forms the phase of the resin or a component that can improve the adhesiveness is added to the rubber matrix. It may be added.
【0099】粒状、粉状等長尺状以外の形態の樹脂を用
いて長尺状独立気泡を生成する場合の製造条件等につい
ては、特開平11−60811号公報(特に段落番号0
040〜0041、段落番号0046〜0052、段落
番号0059〜0060)において詳細に記されてお
り、板状の樹脂の場合の条件(既述のものの他、後述の
条件のものを含む)とともに、かかる文献に記載の条件
をも適用することで、板状独立気泡と長尺状独立気泡と
を含む加硫ゴム組成物を製造することができる。Regarding the manufacturing conditions and the like in the case of producing long closed cells using a resin other than the long shape such as granular or powdery, JP-A No. 11-60811 (particularly, paragraph 0)
040 to 0041, paragraph numbers 0046 to 0052, and paragraph numbers 0059 to 0060), together with the conditions in the case of a plate-shaped resin (including those described above and those described below), By applying the conditions described in the literature, it is possible to produce a vulcanized rubber composition containing plate-like closed cells and elongated closed cells.
【0100】本発明の加硫ゴム組成物においては、図6
に示すように、加硫したゴムマトリックス18中に板状
独立気泡12が存在している。なお、図6においては、
長尺状独立気泡を含まない構成が例示されている。前記
板状の樹脂を、押出し工程における前記未加硫ゴム組成
物中での配向を押出方向(A方向)に揃えた場合には、
板状独立気泡12が略一方向に配向した状態で存在して
いる。板状独立気泡12は、板状の樹脂が溶融し、加硫
したゴムマトリックス18に接着してなる保護層20に
より囲まれている。保護層20内には、前記発泡剤等か
ら発生したガスなど、未加硫ゴム組成物中に存在するガ
スが取り込まれている。なお、前記加硫ゴム組成物中に
は、板状独立気泡12の外、樹脂の相に取り込まれなか
ったガスによる球状独立気泡14も存在している。In the vulcanized rubber composition of the present invention, FIG.
As shown in, the plate-shaped closed cells 12 are present in the vulcanized rubber matrix 18. In addition, in FIG.
A configuration that does not include long closed cells is illustrated. When the orientation of the plate-shaped resin in the unvulcanized rubber composition in the extrusion step is aligned with the extrusion direction (direction A),
The plate-shaped closed cells 12 exist in a state of being oriented in substantially one direction. The plate-shaped closed cells 12 are surrounded by a protective layer 20 formed by melting a plate-shaped resin and adhering it to a vulcanized rubber matrix 18. Gases present in the unvulcanized rubber composition, such as gas generated from the foaming agent, are taken into the protective layer 20. In the vulcanized rubber composition, in addition to the plate-like closed cells 12, spherical closed cells 14 due to the gas not taken into the resin phase are also present.
【0101】本発明の未加硫ゴム組成物を用いてタイヤ
のトレッド等を形成した場合においては、板状独立気泡
12が表面に露出して形成される凹部が、効率的な排水
を行う排水路として機能する。本発明の加硫ゴム組成物
においては、当該凹部とゴムマトリックスとの界面に保
護層20が形成されているため、水路形状保持性、水路
エッジ部摩耗性、荷重入力時の水路保持性等にも優れ
る。保護層20の厚みとしては、特に限定されないが、
0.05〜50μm程度が好ましい。When a tire tread or the like is formed by using the unvulcanized rubber composition of the present invention, the recess formed by exposing the plate-like closed cells 12 on the surface drains water efficiently. It functions as a road. In the vulcanized rubber composition of the present invention, since the protective layer 20 is formed at the interface between the recess and the rubber matrix, water channel shape retention, water channel edge wear resistance, water channel retention during load input, etc. Is also excellent. Although the thickness of the protective layer 20 is not particularly limited,
It is preferably about 0.05 to 50 μm.
【0102】(本発明の加硫ゴム組成物の用途)本発明
の加硫ゴム組成物は、各種分野において好適に使用する
ことができるが、氷上でのスリップを抑えることが必要
な構造物に特に好適に使用でき、タイヤのトレッド等に
最も好適に用いることができる。前記氷上でのスリップ
を抑えることが必要な構造物としては、例えば、更生タ
イヤの貼り替え用のトレッド、中実タイヤ、氷雪路走行
に用いるゴム製タイヤチェーンの接地部分、雪上車のク
ローラー、靴底等が挙げられる。(Uses of Vulcanized Rubber Composition of the Present Invention) The vulcanized rubber composition of the present invention can be suitably used in various fields, but it is suitable for a structure which needs to suppress slip on ice. It can be particularly preferably used, and most preferably used for a tire tread and the like. Examples of the structure required to suppress slip on the ice include a tread for replacement of retreaded tires, a solid tire, a ground contact portion of a rubber tire chain used for running on snow and snow, a crawler for snow vehicles, shoes The bottom etc. are mentioned.
【0103】(タイヤ)本発明のタイヤは、1対のビー
ド部、該ビード部をトロイド状をなしてまたがるカーカ
ス、該カーカスのクラウン部をたが締めするベルト、及
びトレッドを有してなり、少なくとも前記トレッドが、
本発明の加硫ゴム組成物を含んでなることを特徴とす
る。本発明のタイヤは、少なくとも前記トレッドが、本
発明の加硫ゴム組成物を含んでなる限り、他の構成とし
ては特に制限なく、目的に応じて適宜選択することがで
きる。換言すれば、前記加硫ゴム組成物にてトレッドが
形成されたタイヤが、本発明のタイヤである。(Tire) The tire of the present invention comprises a pair of beads, a carcass straddling the beads in a toroidal shape, a belt for tightening the crown of the carcass, and a tread. At least the tread is
It is characterized by comprising the vulcanized rubber composition of the present invention. In the tire of the present invention, as long as at least the tread contains the vulcanized rubber composition of the present invention, other constitutions are not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. In other words, the tire having the tread formed of the vulcanized rubber composition is the tire of the present invention.
【0104】本発明のタイヤの一例を図面を用いて説明
する。図7に示すように、本発明のタイヤ4は、一対の
ビード部1と、該一対のビード部1にトロイド状をなし
て連なるカーカス2と、該カーカス2のクラウン部をた
が締めするベルト3と、トレッド5とを順次配置したラ
ジアル構造を有する。なお、トレッド5以外の内部構造
は、一般のラジアルタイヤの構造と変わりないので説明
は省略する。An example of the tire of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 7, a tire 4 according to the present invention includes a pair of bead portions 1, a carcass 2 connected to the pair of bead portions 1 in a toroidal shape, and a belt for tightening a crown portion of the carcass 2. 3 and a tread 5 are sequentially arranged to have a radial structure. Since the internal structure other than the tread 5 is the same as the structure of a general radial tire, description thereof will be omitted.
【0105】トレッド5には、図8に示すように、複数
本の周方向溝7およびこの周方向溝7と交差する複数本
の横溝8とによって複数のブロック9が形成されてい
る。また、ブロック9には、氷上でのブレーキ性能およ
びトラクション性能を向上させるために、タイヤの幅方
向(矢印B方向)に沿って延びるサイプ10が形成され
ている。As shown in FIG. 8, a plurality of blocks 9 are formed on the tread 5 by a plurality of circumferential grooves 7 and a plurality of lateral grooves 8 intersecting with the circumferential grooves 7. Further, in the block 9, a sipe 10 extending along the width direction of the tire (direction of arrow B) is formed in order to improve braking performance and traction performance on ice.
【0106】トレッド5は、図9に示すように、直接路
面に接地する上層のキャップ部5Aと、このキャップ部
5Aのタイヤ半径方向内側に隣接して配置されるベース
部5Bとから構成された、いわゆるキャップ・ベース構
造を有する。As shown in FIG. 9, the tread 5 is composed of an upper layer cap portion 5A that directly contacts the road surface, and a base portion 5B that is arranged adjacent to the inner side of the cap portion 5A in the tire radial direction. , Has a so-called cap-base structure.
【0107】図9に示すように、ベース部5Bには発泡
されていない通常のゴムが使用され、キャップ部5A
は、板状独立気泡12を無数に含んだ発泡ゴムである。
すなわち、当該発泡ゴムが、前記本発明の加硫ゴム組成
物である。板状独立気泡12は、図9に示すように、実
質的にタイヤの周方向(前記押出方向と同様、矢印A方
向)に配向されており、その周囲が前記板状の樹脂によ
る保護層20で被覆されている。なお、本発明において
は、板状独立気泡12の配向の向きは、総てタイヤの周
方向となっていなくてもよく、一部タイヤの周方向以外
の向きになっていてもよい(図9参照)。As shown in FIG. 9, the base portion 5B is made of normal rubber that is not foamed, and the cap portion 5A is made of rubber.
Is a foamed rubber containing innumerable plate-shaped closed cells 12.
That is, the foamed rubber is the vulcanized rubber composition of the present invention. As shown in FIG. 9, the plate-shaped closed cells 12 are substantially oriented in the circumferential direction of the tire (the direction of arrow A, like the pushing direction), and the periphery thereof is the protective layer 20 made of the plate-shaped resin. It is covered with. In the present invention, the orientation of the plate-shaped closed cells 12 may not be entirely in the circumferential direction of the tire, and may be partially in a direction other than the circumferential direction of the tire (FIG. 9). reference).
【0108】タイヤ4は、その製造方法については特に
制限はないが、例えば、以下のようにして製造すること
ができる。即ち、まず、前記本発明の加硫ゴム組成物の
製造方法により、押出し工程を経た後の前記未加硫ゴム
組成物を調製する。この未加硫ゴム組成物においては、
前記板状の樹脂の相を一方向に配向させておく。該未加
硫ゴム組成物を、生タイヤケースのクラウン部に予め貼
り付けられた未加硫のベース部の上に貼り付ける。この
とき、前記板状の樹脂の相の配向の方向を、タイヤの周
方向と一致させておく。そして、所定のモールドで所定
温度、所定圧力の下、加硫成形する(加硫工程)。その
結果、前記加硫ゴム組成物からなるキャップ部5Aをベ
ース部5Bのタイヤ半径方向外側に有してなるタイヤ4
が得られる。The tire 4 is not particularly limited in its manufacturing method, but can be manufactured as follows, for example. That is, first, the unvulcanized rubber composition after an extrusion step is prepared by the method for producing a vulcanized rubber composition of the present invention. In this unvulcanized rubber composition,
The phase of the plate-shaped resin is oriented in one direction. The unvulcanized rubber composition is attached to the unvulcanized base portion that is previously attached to the crown portion of the raw tire case. At this time, the orientation direction of the phase of the plate-shaped resin is made to coincide with the circumferential direction of the tire. Then, vulcanization molding is performed in a predetermined mold under a predetermined temperature and a predetermined pressure (vulcanization step). As a result, the tire 4 having the cap portion 5A made of the vulcanized rubber composition on the outer side in the tire radial direction of the base portion 5B.
Is obtained.
【0109】なお、このとき、未加硫のキャップ部がモ
ールド内で加熱されると、前記ゴムマトリックス中で前
記発泡剤等による発泡が起こり、ガスが生ずる。一方、
前記板状の樹脂の相は溶融(または軟化)し、その粘度
(溶融粘度)がゴムマトリックスの粘度(流動粘度)よ
りも低下することにより、前記ガスは、溶融して相対的
に粘度が低下した板状の樹脂の相の内部に移動し、滞留
する。図6に示すように、冷却後のキャップ部5Aは、
実質的にタイヤの周方向に配向した板状独立気泡12が
多数存在するゴム組成物となっている。この板状独立気
泡12を含むゴム組成物は、前記本発明の加硫ゴム組成
物である。At this time, when the unvulcanized cap portion is heated in the mold, foaming by the foaming agent or the like occurs in the rubber matrix to generate gas. on the other hand,
The phase of the plate-shaped resin is melted (or softened) and its viscosity (melt viscosity) is lower than that of the rubber matrix (fluid viscosity), whereby the gas is melted and the viscosity is relatively reduced. The resin moves to the inside of the plate-shaped resin phase and stays there. As shown in FIG. 6, the cap portion 5A after cooling is
The rubber composition has a large number of plate-shaped closed cells 12 substantially oriented in the circumferential direction of the tire. The rubber composition containing the plate-shaped closed cells 12 is the vulcanized rubber composition of the present invention.
【0110】次に、タイヤ4の作用について説明する。
氷雪路面上でタイヤ4を走行させる。タイヤ4と前記氷
雪路面との摩擦により、タイヤ4のトレッド5の表面が
摩耗する。すると、図10に示すように、板状独立気泡
12による板状の凹部22および球状独立気泡14によ
る凹部24(さらに長尺状独立気泡(不図示)が存在す
るときは長尺状独立気泡による凹部(不図示)も)が、
トレッド5のキャップ部5Aの接地面に露出する。更に
タイヤ4を走行させると、タイヤ4とその接地面との間
の接地圧および摩擦熱により、タイヤ4と氷雪路面との
間に生じた水膜は、トレッド5のキャップ部5Aの接地
面に露出する無数の凹部22により、素早く排除され、
除去される。このため、タイヤ4は、前記氷雪路面上で
もスリップ等することがない。Next, the operation of the tire 4 will be described.
The tire 4 is run on the ice and snow road surface. The surface of the tread 5 of the tire 4 is worn due to the friction between the tire 4 and the ice and snow road surface. Then, as shown in FIG. 10, the plate-shaped recessed portion 22 formed by the plate-shaped closed cells 12 and the recessed portion 24 formed by the spherical closed cells 14 (when elongated closed cells (not shown) are present, are formed by the elongated closed cells). The recess (also not shown)
It is exposed on the grounding surface of the cap portion 5A of the tread 5. When the tire 4 is further driven, the water film generated between the tire 4 and the ice and snow road surface due to the contact pressure and frictional heat between the tire 4 and the ground contact surface thereof is on the ground contact surface of the cap portion 5A of the tread 5. Due to the innumerable recesses 22 exposed, it is quickly eliminated,
To be removed. Therefore, the tire 4 does not slip or the like even on the ice and snow road surface.
【0111】タイヤ4においては、実質的にタイヤの周
方向に配向している板状の凹部22が効率的な排水を行
う排水溝として機能する。凹部22は、その表面が耐剥
離性に優れる保護層20で被覆されているため、高荷重
時でも潰れ難く、高い排水溝形状保持性、水排除性能を
保持しており、この凹部22により、タイヤ4の回転方
向後側への水排除性能が向上するため、タイヤ4は、氷
上ブレーキ性能に特に優れる。タイヤ4においては、さ
らに保護層20の引っ掻き効果によって横方向の氷上μ
が向上し、氷上ハンドリングが良好である。In the tire 4, the plate-shaped recess 22 substantially oriented in the circumferential direction of the tire functions as a drain groove for efficient drainage. Since the surface of the recess 22 is covered with the protective layer 20 having excellent peeling resistance, it is difficult to be crushed even under a high load, and the drainage groove shape retention property and the water drainage performance are maintained. Since the water removal performance to the rear side in the rotation direction of the tire 4 is improved, the tire 4 is particularly excellent in ice braking performance. In the tire 4, due to the scratching effect of the protective layer 20, μ on the lateral ice
And the handling on ice is good.
【0112】さらに、凹部22は、トレッド5のキャッ
プ部5Aの接地面(トレッド面)からタイヤ4内部に向
けて深く進行しているため、単なる球状の気泡や、長尺
状の気泡に比べて大きな凹部の体積を確保することがで
き、同程度の気泡率であっても高い氷上性能を達成する
ことができる。すなわち、氷上性能と耐摩耗性とを高い
次元でバランスさせることができる。Further, since the concave portion 22 deeply advances toward the inside of the tire 4 from the ground contact surface (tread surface) of the cap portion 5A of the tread 5, it is more likely to be compared with a mere spherical bubble or a long bubble. It is possible to secure a large volume of the concave portion, and it is possible to achieve a high performance on ice even with the same bubble ratio. That is, the performance on ice and the wear resistance can be balanced at a high level.
【0113】本発明のタイヤは、いわゆる乗用車用のみ
ならず、トラック・バス用等の各種の乗物にも好適に適
用できる。The tire of the present invention can be suitably applied not only to so-called passenger cars but also to various vehicles such as trucks and buses.
【0114】[0114]
【実施例】以下、本発明を実施例を挙げて具体的に説明
するが、本発明は、これら実施例に何ら限定されるもの
ではない。EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
【0115】(実施例1〜4および比較例1〜8)表1
に示す組成のゴムマトリックスと、表2に示す樹脂とを
混合して、各実施例および比較例に供する未加硫ゴム組
成物を得た。(Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 8) Table 1
The rubber matrix having the composition shown in Table 1 was mixed with the resin shown in Table 2 to obtain unvulcanized rubber compositions for use in Examples and Comparative Examples.
【0116】[0116]
【表1】 [Table 1]
【0117】[0117]
【表2】 [Table 2]
【0118】得られた各未加硫ゴム組成物を表3に示す
条件で、混練工程・熱入れ工程・押出し工程・加硫工程
の各工程の処理を行い、実施例1〜4および比較例1〜
8の各加硫ゴム組成物を製造した。Each of the obtained unvulcanized rubber compositions was processed under the conditions shown in Table 3 in the kneading step, the heating step, the extrusion step, and the vulcanization step, and Examples 1 to 4 and Comparative Example were carried out. 1 to
Each vulcanized rubber composition of 8 was manufactured.
【0119】[0119]
【表3】 [Table 3]
【0120】実施例および比較例で用いた板状の樹脂
は、ポリエチレン(HDPE)製であり、表2中の「形
状」とは平面部の形状を示す。実施例および比較例で用
いた長尺状の樹脂は、通常の溶融紡糸法に従って製造さ
れたポリエチレン(HDPE)製のものであり、軸に直
交する方向の断面が略円形である。また、各樹脂の融点
は、Dupont社製DSCにより、昇温速度10℃/
分、サンプル重量約5mgの条件にて測定した、融点ピ
ーク温度の値とした。The plate-like resin used in the examples and comparative examples is made of polyethylene (HDPE), and the "shape" in Table 2 means the shape of the plane portion. The long resin used in the examples and comparative examples is made of polyethylene (HDPE) produced by a usual melt spinning method, and has a cross section in a direction orthogonal to the axis that is substantially circular. Further, the melting point of each resin is 10 ° C./temperature rise rate by DSC manufactured by Dupont.
The melting point peak temperature was measured under the conditions of a minute and a sample weight of about 5 mg.
【0121】前記各未加硫ゴム組成物の加硫時におい
て、前記各未加硫ゴム組成物の温度が加硫最高温度に達
するまでの間に、前記板状樹脂の相の粘度が、比較例1
および4を除き実施例1〜4および比較例2、3、5〜
8では、前記ゴムマトリックスの粘度よりも低くなった
(図11参照)。At the time of vulcanization of each of the unvulcanized rubber compositions, the viscosities of the phases of the plate-shaped resins were compared until the temperature of each of the unvulcanized rubber compositions reached the maximum vulcanization temperature. Example 1
And Examples 4 and Comparative Examples 2, 3, 5 except
In No. 8, the viscosity was lower than that of the rubber matrix (see FIG. 11).
【0122】前記ゴムマトリックスの前記加硫最高温度
における粘度(流動粘度)は、モンサント社製コーンレ
オメーター型式1−C型を使用し、温度を変化させなが
ら100サイクル/分の一定振幅入力を与えて経時的に
トルクを測定し、その際の最小トルク値を粘度としたと
ころ(ドーム圧力0.59MPa、ホールディング圧力
0.78MPa、クロージング圧力0.78MPa、振
り角±5°)、実施例1〜4では22kg・cm、比較
例2および3では22kg・cmであった。The viscosity (fluid viscosity) of the rubber matrix at the maximum vulcanization temperature is a cone rheometer type 1-C type manufactured by Monsanto Co., Ltd., and a constant amplitude input of 100 cycles / minute is applied while changing the temperature. When the torque was measured over time and the minimum torque value at that time was taken as the viscosity (dome pressure 0.59 MPa, holding pressure 0.78 MPa, closing pressure 0.78 MPa, swing angle ± 5 °), Examples 1 to 1 No. 4 was 22 kg · cm, and Comparative Examples 2 and 3 were 22 kg · cm.
【0123】なお、前記樹脂の相の前記加硫最高温度に
おける粘度(溶融粘度)は、コーンレオメーターを用い
て測定(スタート温度を200℃とし、5℃ずつ温度を
下げながら、発生するトルクを樹脂の相の粘度として、
該粘度の温度依存性を測定し、得られたカーブからトレ
ッドの最高温度での樹脂の相の粘度を読み取り、ゴムマ
トリックスの粘度と比較した。温度以外は、上記ゴムマ
トリックスの粘度の測定と同条件で行った。)したとこ
ろ、実施例1〜4では5kg・cm、比較例2および3
では5kg・cmであった。The viscosity (melt viscosity) of the resin phase at the maximum vulcanization temperature was measured using a cone rheometer (starting temperature was 200 ° C., and the torque generated was lowered by 5 ° C. at a time). As the viscosity of the resin phase,
The temperature dependence of the viscosity was measured, the viscosity of the resin phase at the maximum temperature of the tread was read from the obtained curve, and compared with the viscosity of the rubber matrix. The measurement was performed under the same conditions as the measurement of the viscosity of the rubber matrix except for the temperature. ), 5 kg · cm in Examples 1 to 4, Comparative Examples 2 and 3
Then, it was 5 kg · cm.
【0124】次に、実施例1〜4および比較例1〜4の
各未加硫ゴム組成物によりトレッドのキャップ部(加硫
ゴム組成物)を形成したタイヤ(空気入りタイヤ)を、
通常のタイヤ製造条件にて製造した。このタイヤは、乗
用車用ラジアルタイヤであり、そのタイヤサイズは18
5/70R13であり、その構造は図7および図8に示
す通りである。即ち、一対のビード部1と、該一対のビ
ード部1をトロイド状をなしてまたがるカーカス2と、
該カーカス2のクラウン部をたが締めするベルト3と、
トレッド5とを順次配置したラジアル構造を有する。Next, tires (pneumatic tires) each having a cap portion (vulcanized rubber composition) of a tread formed from each of the unvulcanized rubber compositions of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 were prepared.
It was manufactured under normal tire manufacturing conditions. This tire is a radial tire for passenger cars, and its tire size is 18
5 / 70R13 and its structure is as shown in FIGS. 7 and 8. That is, a pair of bead portions 1 and a carcass 2 straddling the pair of bead portions 1 in a toroidal shape,
A belt 3 for tightening the crown portion of the carcass 2,
It has a radial structure in which the tread 5 and the tread 5 are sequentially arranged.
【0125】このタイヤにおいて、カーカス2のコード
は、タイヤの周方向に対し90°の角度で配置され、そ
の打ち込み数は50本/5cmである。タイヤ4のトレ
ッド5には、図8に示す通り、タイヤの幅方向に4個の
ブロック9が配列されている。ブロック9のサイズは、
タイヤの周方向の寸法が35mmであり、タイヤの幅方
向の寸法が30mmである。ブロック9に形成されてい
るサイプ10は、幅が0.4mmであり、タイヤの周方
向の間隔が約7mmになっている。In this tire, the cords of the carcass 2 are arranged at an angle of 90 ° with respect to the circumferential direction of the tire, and the driving number is 50 pieces / 5 cm. As shown in FIG. 8, four blocks 9 are arranged on the tread 5 of the tire 4 in the tire width direction. The size of block 9 is
The tire has a circumferential dimension of 35 mm and the tire has a lateral dimension of 30 mm. The sipes 10 formed on the blocks 9 have a width of 0.4 mm and a tire circumferential interval of about 7 mm.
【0126】なお、このタイヤ4のトレッド5におい
て、板状独立気泡が含まれているものは、その平面部
が、タイヤのトレッド面から略垂直に、かつ、実質的に
タイヤの周方向(矢印A方向)に配向されている。ま
た、長尺状独立気泡が含まれているものは、その長手方
向が実質的にタイヤの周方向(矢印A方向)に配向され
ている。板状独立気泡や長尺状独立気泡の周囲は、板状
の樹脂相あるいは長尺状の樹脂相を構成する素材樹脂に
よる保護層20で被覆されている。In the tread 5 of the tire 4, in which the plate-shaped closed cells are contained, the plane portion thereof is substantially perpendicular to the tread surface of the tire and substantially in the tire circumferential direction (arrow). It is oriented in the A direction). Further, in the case of containing long closed cells, the longitudinal direction thereof is substantially oriented in the tire circumferential direction (arrow A direction). The periphery of the plate-shaped closed cells or the elongated closed cells is covered with a protective layer 20 made of a material resin forming the plate-shaped resin phase or the elongated resin phase.
【0127】得られた各タイヤの耐摩耗性および氷上性
能について評価した。評価手法は以下の通りである。結
果を表4に示す。なお、トレッド5の気泡率は、既述の
式(1)より算出(測定)した。The obtained tires were evaluated for wear resistance and on-ice performance. The evaluation method is as follows. The results are shown in Table 4. The bubble ratio of the tread 5 was calculated (measured) by the above-mentioned formula (1).
【0128】<氷上性能>各タイヤを国産1600CC
クラスの乗用車(車両総重量:1200kg)に装着
し、該乗用車を、一般アスファルト路上で200km走
行させた後、氷上平坦路を走行させ、時速20km/h
の時点で急ブレーキを踏んでタイヤをロックさせ、停止
するまでの距離を測定した。結果は、停止するまでの距
離の逆数を求め、比較例1のタイヤを100として指数
表示した。結果は、指数が大きいほど氷上性能が良好で
あることを示す。<Performance on ice> Domestic tires are 1600CC
It is installed in a passenger car of the class (total vehicle weight: 1200 kg), and the passenger car is run for 200 km on a general asphalt road, and then on a flat road on ice at a speed of 20 km / h.
At that time, the brake was suddenly pressed to lock the tire, and the distance until the tire stopped was measured. As a result, the reciprocal of the distance until the vehicle stopped was determined, and the tire of Comparative Example 1 was set as 100 and displayed as an index. The results show that the larger the index, the better the performance on ice.
【0129】<耐摩耗性>ランボーン型摩耗試験機を用
い、室温(25℃)におけるスリップ率60%の摩耗量
を測定し、コントロールの摩耗量の逆数を100とし
て、耐摩耗指数として指数表示した。結果は、指数が大
きいほど耐摩耗性が良好であることを示す。<Abrasion resistance> A Lambourn abrasion tester was used to measure the abrasion amount at a slip ratio of 60% at room temperature (25 ° C), and the reciprocal of the abrasion amount of the control was set to 100, and the abrasion resistance index was expressed as an index. . The results show that the larger the index, the better the wear resistance.
【0130】[0130]
【表4】 [Table 4]
【0131】表4の結果から、以下のことが明らかであ
る。比較例4のように板状独立気泡を存在させずに平均
気泡率Vsを上げた場合、氷上性能は向上するが、耐摩
耗性が低下してしまう。また、比較例2や3のように、
長尺状独立気泡を設けた場合、平均気泡率Vsを上げず
に耐摩耗性を低下させることなく、氷上性能を向上させ
ることができるが、より一層の氷上性能の向上が望まれ
る。これに対して、板状独立気泡を設けた実施例1およ
び2では、平均気泡率Vsを上げず耐摩耗性を低下させ
ることなく、氷上性能を一段と向上させることができ
た。さらに、板状独立気泡と長尺状独立気泡の双方を設
けた実施例3および4では、平均気泡率Vsを上げず耐
摩耗性を低下させることなく、氷上性能を格段に向上さ
せることができた。From the results shown in Table 4, the following is clear. When the average bubble ratio Vs is increased without the presence of plate-like closed cells as in Comparative Example 4, the performance on ice is improved, but the wear resistance is reduced. Also, as in Comparative Examples 2 and 3,
When the long closed cells are provided, the performance on ice can be improved without lowering the abrasion resistance without increasing the average bubble ratio Vs, but further improvement on the ice performance is desired. On the other hand, in Examples 1 and 2 in which the plate-like closed cells were provided, the performance on ice could be further improved without increasing the average bubble ratio Vs and decreasing the wear resistance. Further, in Examples 3 and 4 in which both the plate-like closed cells and the elongated closed cells are provided, the performance on ice can be significantly improved without increasing the average bubble ratio Vs and decreasing the wear resistance. It was
【0132】[0132]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
耐摩耗性を低下させること無く、氷上に生ずる前記水膜
の除去能力が改善された加硫ゴム組成物およびその製造
方法を提供することができる。また、本発明によれば、
かかる加硫ゴム組成物の製造に供し得る未加硫ゴム組成
物を提供することができる。さらに本発明の加硫ゴム組
成物を用いることにより、氷面との間の摩擦係数が大き
く、前記氷上性能に優れるタイヤ、該タイヤのトレッド
など、氷上でのスリップを抑えることが必要な構造物を
提供することができる。As described above, according to the present invention,
It is possible to provide a vulcanized rubber composition having an improved ability to remove the water film generated on ice without lowering abrasion resistance, and a method for producing the same. Further, according to the present invention,
It is possible to provide an unvulcanized rubber composition that can be used for the production of such a vulcanized rubber composition. Further, by using the vulcanized rubber composition of the present invention, a structure having a large friction coefficient with an ice surface, the tire having excellent on-ice performance, a tread of the tire, and the like, which need to suppress slip on ice, Can be provided.
【図1】 本発明の加硫ゴム組成物の一態様であって、
表面がある程度摩耗した状態の模式斜視図である。1 is an embodiment of a vulcanized rubber composition of the present invention,
It is a schematic perspective view of the state where the surface was worn to some extent.
【図2】 本発明の加硫ゴム組成物の他の態様であっ
て、表面がある程度摩耗した状態の模式斜視図であり、
(a)は、板状独立気泡と共に球状独立気泡がゴムマト
リックス中に配置されてなる加硫ゴム組成物であり、
(b)は、これに加えて、長尺状独立気泡がゴムマトリ
ックス中に配置されてなる加硫ゴム組成物である。FIG. 2 is a schematic perspective view of another embodiment of the vulcanized rubber composition of the present invention, in which the surface is worn to some extent,
(A) is a vulcanized rubber composition in which spherical closed cells are arranged in a rubber matrix together with plate-like closed cells,
In addition to this, (b) is a vulcanized rubber composition in which elongated closed cells are arranged in a rubber matrix.
【図3】 (a)は、球状独立気泡のみがゴムマトリッ
クス中に配置されてなる従来公知の加硫ゴム組成物であ
って、表面がある程度摩耗した状態の模式斜視図であ
り、(b)は、球状独立気泡に加え、長尺状独立気泡が
ゴムマトリックス中に配置されてなる加硫ゴム組成物で
あって、表面がある程度摩耗した状態の模式斜視図であ
る。FIG. 3 (a) is a schematic perspective view of a conventionally known vulcanized rubber composition in which only spherical closed cells are arranged in a rubber matrix, and the surface is worn to some extent; FIG. 3 is a schematic perspective view of a vulcanized rubber composition in which long closed cells are arranged in a rubber matrix in addition to spherical closed cells, and the surface of which is worn to some extent.
【図4】 (a)は、図3(a)に示される加硫ゴム組
成物の模式断面図であり、(b)は、(a)に示される
加硫ゴム組成物から、さらに個々の気泡を大きくするこ
とで、気泡率を高めた加硫ゴム組成物の模式断面図であ
り、(c)は、(a)に示される加硫ゴム組成物から、
さらに気泡の密度を高くすることで、気泡率を高めた加
硫ゴム組成物の模式断面図であり、(d)は、図1に示
される本発明の加硫ゴム組成物の模式断面図である。4 (a) is a schematic cross-sectional view of the vulcanized rubber composition shown in FIG. 3 (a), and FIG. 4 (b) is a schematic cross-sectional view of the vulcanized rubber composition shown in FIG. 3 (a). FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a vulcanized rubber composition in which the bubble ratio is increased by enlarging the bubbles, and (c) is a vulcanized rubber composition shown in (a),
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a vulcanized rubber composition in which the bubble ratio is increased by further increasing the density of bubbles, and (d) is a schematic cross-sectional view of the vulcanized rubber composition of the present invention shown in FIG. 1. is there.
【図5】 板状の樹脂の配向を揃える原理を説明する説
明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the principle of aligning the orientation of the plate-shaped resin.
【図6】 本発明の加硫ゴム組成物の断面概略説明図で
ある。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a vulcanized rubber composition of the present invention.
【図7】 本発明のタイヤの一部断面概略説明図であ
る。FIG. 7 is a partial cross-sectional schematic explanatory view of the tire of the present invention.
【図8】 本発明のタイヤの周面の一部概略説明図であ
る。FIG. 8 is a partial schematic explanatory view of the peripheral surface of the tire of the present invention.
【図9】 本発明のタイヤのトレッドの一部断面概略説
明図である。FIG. 9 is a partial cross-sectional schematic explanatory view of the tread of the tire of the present invention.
【図10】 本発明のタイヤの摩耗したトレッドの一部
断面拡大概略説明図である。FIG. 10 is a schematic partial enlarged cross-sectional view of a worn tread of the tire of the present invention.
【図11】 加硫時間とゴムマトリックスの粘度および
樹脂の粘度との関係を示すグラフである。FIG. 11 is a graph showing the relationship between the vulcanization time and the viscosity of the rubber matrix and the viscosity of the resin.
2 カーカス
3 ベルト
4 タイヤ
5 トレッド
5A キャップ部
5B ベース部
7 周方向溝
8 横溝
9 ブロック
10 サイプ
12 板状独立気泡
14、14a、14b、14a’、14b’ 、14
a”、14b” 球状独立気泡
16 長尺状独立気泡
18 ゴムマトリックス
20 保護層
22、24 凹部
22 樹脂
26 口金2 carcass 3 belt 4 tire 5 tread 5A cap portion 5B base portion 7 circumferential groove 8 lateral groove 9 block 10 sipes 12 plate-like closed cells 14, 14a, 14b, 14a ', 14b', 14
a ”, 14b” Spherical closed cells 16 Long closed cells 18 Rubber matrix 20 Protective layers 22, 24 Recesses 22 Resin 26 Base
───────────────────────────────────────────────────── 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) C08L 27/08 C08L 27/08 Fターム(参考) 4F074 AA05 AA17 AA24 AA37 AB03 AE02 AE06 AG20 BA01 BA13 BA16 BA17 BA18 BB01 BB05 CA23 CC04Y CC06Z CC32X CC32Z DA02 DA12 DA59 4J002 AC01W AC011 AC03W AC031 AC08W AC081 BB03X BB032 BB12X BB122 BB15W BB151 BB24W BB241 BD10X BD102 DA047 EQ016 EQ026 FD147 FD326 GN01 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) C08L 27/08 C08L 27/08 F term (reference) 4F074 AA05 AA17 AA24 AA37 AB03 AE02 AE06 AG20 BA01 BA13 BA16 BA17 BA18 BB01 BB05 CA23 CC04Y CC06Z CC32X CC32Z DA02 DA12 DA59 4J002 AC01W AC011 AC03W AC031 AC08W AC081 BB03X BB032 BB12X BB122 BB15W BB151 BB24W BB241 BD10X BD102 DA047 EQ016 EQ026 FD147 FD326GN
Claims (21)
発泡剤とを配合してなり、かつ、前記樹脂の少なくとも
一部の形状が板状であることを特徴とする未加硫ゴム組
成物。1. A rubber component and a resin component,
An unvulcanized rubber composition comprising a foaming agent and at least a part of the resin having a plate shape.
200℃の範囲内であることを特徴とする請求項1に記
載の未加硫ゴム組成物。2. The melting point or softening point of the resin is 70 to
The unvulcanized rubber composition according to claim 1, which is in a range of 200 ° C.
供された場合の、ゴムマトリックスの加硫最高温度以下
であることを特徴とする請求項1または2に記載の未加
硫ゴム組成物。3. The unvulcanized rubber according to claim 1, wherein the melting point or softening point of the resin is not higher than the maximum vulcanization temperature of the rubber matrix when subjected to vulcanization. Composition.
μmの範囲であり、平面部の面積が1〜100mm2の
範囲であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1
に記載の未加硫ゴム組成物。4. The thickness of the plate-shaped resin is 0.1 to 100.
4. The area of the flat portion is in the range of 1 to 100 mm 2 , and the area of the plane portion is in the range of 1 to 100 mm 2.
The unvulcanized rubber composition described in 1.
に対して0.5〜20質量部含まれることを特徴とする
請求項1〜4のいずれか1に記載の未加硫ゴム組成物。5. The unvulcanized rubber composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the resin is contained in an amount of 0.5 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. .
レンおよびポリビニリデンクロライドからなる群より選
ばれる少なくとも1の樹脂であることを特徴とする請求
項1〜5のいずれか1に記載の未加硫ゴム組成物。6. The unvulcanized rubber composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the resin is at least one resin selected from the group consisting of polyethylene, polypropylene and polyvinylidene chloride. object.
被覆された板状独立気泡と、ゴム成分と、を含むことを
特徴とする加硫ゴム組成物。7. A vulcanized rubber composition comprising at least plate-like closed cells covered with a protective layer made of a resin and a rubber component.
された長尺状独立気泡を含むことを特徴とする請求項7
に記載の加硫ゴム組成物。8. The method according to claim 7, further comprising elongated closed cells covered with a protective layer made of resin.
The vulcanized rubber composition described in 1.
分および発泡剤を含むゴムマトリックスと、板状の樹脂
と、を含み、 加硫工程中に前記ゴムマトリックスよりも粘度が低下し
た前記板状の樹脂に前記発泡剤により生成したガスの少
なくとも一部が集まることにより形成された、外周部分
が前記板状の樹脂からなる保護層を備えた板状独立気泡
と、ゴム成分と、を含むことを特徴とする加硫ゴム組成
物。9. Before vulcanization, a rubber matrix containing at least a rubber component and a foaming agent, and a plate-shaped resin are included, and the plate-shaped resin has a viscosity lower than that of the rubber matrix during a vulcanization step. And a rubber component, which is formed by collecting at least a part of the gas generated by the foaming agent in the resin, and has a closed closed cell provided with a protective layer having an outer peripheral portion made of the plate-shaped resin, and a rubber component. A vulcanized rubber composition comprising:
成分および発泡剤を含むゴムマトリックスと、板状の樹
脂と、長尺状の樹脂と、を含み、 加硫工程中に前記ゴムマトリックスよりも粘度が低下し
た前記板状の樹脂および前記長尺状の樹脂に前記発泡剤
により生成したガスの少なくとも一部が集まることによ
り形成された、外周部分が前記板状の樹脂からなる保護
層を備えた板状独立気泡、および、外周部分が前記長尺
状の樹脂からなる保護層を備えた長尺状独立気泡と、ゴ
ム成分と、を含むことを特徴とする加硫ゴム組成物。10. Before vulcanization, at least a rubber matrix containing a rubber component and a foaming agent, a plate-shaped resin, and a long resin are contained, A protective layer formed by collecting at least a part of the gas generated by the foaming agent in the plate-shaped resin and the long-shaped resin having a reduced viscosity, the outer peripheral portion of which is composed of the plate-shaped resin A vulcanized rubber composition comprising: a plate-shaped closed cell, a long closed cell having an outer peripheral portion provided with a protective layer made of the long resin, and a rubber component.
ることを特徴とする請求項7〜10のいずれか1に記載
の加硫ゴム組成物。11. The vulcanized rubber composition according to any one of claims 7 to 10, wherein the bubble ratio Vs is in the range of 5 to 40%.
の割合が、5〜95体積%の範囲内であることを特徴と
する請求項7〜11のいずれか1に記載の加硫ゴム組成
物。12. The vulcanized rubber composition according to claim 7, wherein the ratio of the plate-like closed cells to all the contained cells is in the range of 5 to 95% by volume. .
リックス、並びに、板状の樹脂を含む未加硫ゴム組成物
を混練する混練工程と、前記未加硫ゴム組成物に熱入れ
する熱入れ工程と、前記未加硫ゴム組成物を押出しする
押出し工程と、前記未加硫ゴム組成物を加硫する加硫工
程と、を含む加硫ゴム組成物の製造方法であって、 前記加硫工程において、前記樹脂の粘度が、前記ゴムマ
トリックスの温度が加硫最高温度に達するまでの間に該
ゴムマトリックスの粘度よりも低くなることを特徴とす
る加硫ゴム組成物の製造方法。13. A kneading step of kneading a rubber matrix containing a rubber component and a foaming agent, and an unvulcanized rubber composition containing a plate-shaped resin, and a heating step of heating the unvulcanized rubber composition. And an extrusion step of extruding the unvulcanized rubber composition, and a vulcanization step of vulcanizing the unvulcanized rubber composition, wherein the vulcanization step is In the method for producing a vulcanized rubber composition, the viscosity of the resin becomes lower than the viscosity of the rubber matrix before the temperature of the rubber matrix reaches the maximum vulcanization temperature.
組成物の最高温度、前記熱入れ工程における前記未加硫
ゴム組成物の最高温度、および、前記押出し工程におけ
る押出直後の前記未加硫ゴム組成物の最高温度を、前記
樹脂の融点または軟化点未満に設定し、かつ、前記加硫
工程における前記ゴムマトリックスの加硫最高温度が、
前記樹脂の融点または軟化点以上であることを特徴とす
る請求項13に記載の加硫ゴム組成物の製造方法。14. The maximum temperature of the unvulcanized rubber composition in the kneading step, the maximum temperature of the unvulcanized rubber composition in the heating step, and the unvulcanized rubber immediately after extrusion in the extrusion step. The maximum temperature of the composition is set below the melting point or softening point of the resin, and the maximum vulcanization temperature of the rubber matrix in the vulcanization step is
The method for producing a vulcanized rubber composition according to claim 13, wherein the melting point or softening point of the resin is equal to or higher than the melting point or softening point of the resin.
リックス、板状の樹脂、並びに、長尺状の樹脂を含む未
加硫ゴム組成物を混練する混練工程と、前記未加硫ゴム
組成物に熱入れする熱入れ工程と、前記未加硫ゴム組成
物を押出しする押出し工程と、前記未加硫ゴム組成物を
加硫する加硫工程と、を含む加硫ゴム組成物の製造方法
であって、 前記加硫工程において、前記板状の樹脂および前記長尺
状の樹脂の粘度が、前記ゴムマトリックスの温度が加硫
最高温度に達するまでの間に該ゴムマトリックスの粘度
よりも低くなり、 前記加硫工程における前記ゴムマトリックスの加硫最高
温度が、前記樹脂の融点または軟化点以上であることを
特徴とする加硫ゴム組成物の製造方法。15. A kneading step of kneading a rubber matrix containing a rubber component and a foaming agent, a plate-shaped resin, and an unvulcanized rubber composition containing a long resin, and the unvulcanized rubber composition. A method for producing a vulcanized rubber composition, comprising a heating step of heating, an extrusion step of extruding the unvulcanized rubber composition, and a vulcanization step of vulcanizing the unvulcanized rubber composition. In the vulcanization step, the viscosity of the plate-shaped resin and the elongated resin becomes lower than the viscosity of the rubber matrix until the temperature of the rubber matrix reaches the maximum vulcanization temperature, The method for producing a vulcanized rubber composition, wherein the maximum vulcanization temperature of the rubber matrix in the vulcanization step is equal to or higher than the melting point or softening point of the resin.
組成物の最高温度、前記熱入れ工程における前記未加硫
ゴム組成物の最高温度、並びに、前記押出し工程におけ
る押出直後の前記未加硫ゴム組成物の最高温度を、前記
樹脂の融点または軟化点未満に設定したことを特徴とす
る請求項15に記載の加硫ゴム組成物の製造方法。16. The maximum temperature of the unvulcanized rubber composition in the kneading step, the maximum temperature of the unvulcanized rubber composition in the heating step, and the unvulcanized rubber immediately after extrusion in the extrusion step. The method for producing a vulcanized rubber composition according to claim 15, wherein the maximum temperature of the composition is set to be lower than the melting point or softening point of the resin.
〜200℃の範囲内であることを特徴とする請求項13
〜16のいずれか1に記載の加硫ゴム組成物の製造方
法。17. The melting point or softening point of the resin is 70.
14. It is in the range of -200 degreeC, It is characterized by the above-mentioned.
A method for producing the vulcanized rubber composition according to any one of 1 to 16.
0μmの範囲であり、平面部の面積が1〜100mm2
の範囲であることを特徴とする請求項13〜17のいず
れか1に記載の加硫ゴム組成物の製造方法。18. The thickness of the plate-shaped resin is 0.1-10.
The area of the plane portion is 1 to 100 mm 2 in the range of 0 μm.
The method for producing a vulcanized rubber composition according to any one of claims 13 to 17, characterized in that
の樹脂が、前記ゴムマトリックス100質量部に対して
0.5〜20質量部含まれることを特徴とする請求項1
3〜18のいずれか1に記載の加硫ゴム組成物の製造方
法。19. The unvulcanized rubber composition contains the plate-shaped resin in an amount of 0.5 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber matrix.
The method for producing the vulcanized rubber composition according to any one of 3 to 18.
ピレンおよびポリビニリデンクロライドからなる群より
選ばれる少なくとも1の樹脂であることを特徴とする請
求項13〜19のいずれか1に記載の加硫ゴム組成物の
製造方法。20. The vulcanized rubber composition according to any one of claims 13 to 19, wherein the resin is at least one resin selected from the group consisting of polyethylene, polypropylene and polyvinylidene chloride. Manufacturing method.
ド状をなして連なるカーカス、該カーカスのクラウン部
をたが締めするベルト及びトレッドを有してなり、少な
くとも前記トレッドが、請求項7〜12のいずれか1に
記載の加硫ゴム組成物を含んでなることを特徴とするタ
イヤ。21. A pair of beads, a carcass connected to the beads in a toroidal shape, a belt and a tread for tightening the crown of the carcass, and at least the tread. A tire comprising the vulcanized rubber composition according to any one of 1 to 12.
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