(57)【要約】【課題】氷上摩擦力及びウェット摩擦力を、従来レベルよりも、共に向上するようにしたスタッドレスタイヤ用ゴム組成物を提供する。【解決手段】天然ゴム及び／又はブタジエンゴムを８０〜９７重量％とアクリロニトリルブタジエンゴムを３〜２０重量％とを含むジエン系ゴムからなり、前記アクリロニトリルブタジエンゴムのアクリロニトリル含有量が２５〜４２重量％であることを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
天然ゴム及び／又はブタジエンゴムを８０〜９７重量％とアクリロニトリルブタジエンゴムを３〜２０重量％とを含むジエン系ゴムからなり、前記アクリロニトリルブタジエンゴムのアクリロニトリル含有量が２５〜４２重量％であるスタッドレスタイヤ用ゴム組成物。
【請求項２】
熱膨張性マイクロカプセルを、前記ジエン系ゴム１００重量部に対し、０．５〜２０重量部配合した請求項１に記載のスタッドレスタイヤ用ゴム組成物。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のスタッドレスタイヤ用ゴム組成物を、トレッド部に使用したスタッドレスタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スタッドレスタイヤ用ゴム組成物に関し、さらに詳しくは、氷上摩擦力及びウェット摩擦力を、従来レベルよりも向上するようにしたスタッドレスタイヤ用ゴム組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
氷雪路用空気入りタイヤ（スタッドレスタイヤ）は、トレッドゴムの硬度を低温でも柔軟に維持することにより氷面に対する凝着性を高め、氷上摩擦力を向上するようにしている。このためトレッド用ゴム組成物を、天然ゴム及びブタジエンゴム等のガラス転移温度（Ｔｇ）が低いジエン系ゴムで構成するようにしている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、近年スタッドレスタイヤには、上述した氷雪路での走行性能と共に、氷雪に覆われていない湿潤路（ウェット路面）においても走行性能を向上することが求められている。このためにはウェット摩擦力を高くする必要があり、一般にガラス転移温度（Ｔｇ）が高いスチレンブタジエンゴムを配合することが行われている。しかし、Ｔｇが高いスチレンブタジエンゴムを配合すると、ゴム組成物全体のＴｇが高くなり、低温でのゴム硬度が大きくなるため氷上摩擦力が悪化するという問題があった。
【０００４】
したがって、スタッドレスタイヤ用ゴム組成物において、氷上摩擦力とウェット摩擦力とは相反する特性であり、両者を共に向上することは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３９９５５６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、氷上摩擦力及びウェット摩擦力を、従来レベルよりも、共に向上するようにしたスタッドレスタイヤ用ゴム組成物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する本発明のスタッドレスタイヤ用ゴム組成物は、天然ゴム及び／又はブタジエンゴムを８０〜９７重量％とアクリロニトリルブタジエンゴムを３〜２０重量％とを含むジエン系ゴムからなり、前記アクリロニトリルブタジエンゴムのアクリロニトリル含有量が２５〜４２重量％であることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明のゴム組成物は、前記ジエン系ゴム１００重量部に対し、熱膨張性マイクロカプセルを０．５〜２０重量部配合するとよい。
【０００９】
このスタッドレスタイヤ用ゴム組成物を、トレッド部に使用したスタッドレスタイヤは、氷上性能を従来レベルよりも向上すると共に、ウェット性能を向上することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のスタッドレスタイヤ用ゴム組成物は、天然ゴム及び／又はブタジエンゴムを８０〜９７重量％と、アクリロニトリル含有量２５〜４２重量％のアクリロニトリルブタジエンゴムを３〜２０重量％とを含むジエン系ゴムから構成するようにしたので、天然ゴム及びブタジエンゴムからなるガラス転移温度（Ｔｇ）が低いゴムを主成分にし氷上摩擦力を確保しながら、アクリロニトリル含有量２５〜４２重量％のアクリロニトリルブタジエンゴムを配合することにより、氷上摩擦力を一層向上すると共に、０℃〜１０℃のヒステリシスロス（ｔａｎδ）を大きくするため、ウェット摩擦力を向上することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明において使用するジエン系ゴムは、天然ゴム及び／又はブタジエンゴムと、アクリロニトリルブタジエンゴムとからなる。天然ゴム及びブタジエンゴムは、いずれか一方のみを配合してもよく、そのときは天然ゴムが好ましい。また、天然ゴム及びブタジエンゴムの両方を共に配合してもよい。天然ゴム及びブタジエンゴムは、特に限定されるものではなく、ガラス転移温度（Ｔｇ）がそれぞれ−５０℃以下、好ましくは−５５℃〜−１１０℃であればよい。なお、本発明において、ジエン系ゴムのＴｇは、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）により２０℃／分の昇温速度条件によりサーモグラムを測定し、転移域の中点の温度とした。
【００１２】
ジエン系ゴムが、天然ゴム及び／又はブタジエンゴムを含有する量は、８０〜９７重量％、好ましくは８０〜９５重量％にする。天然ゴム及びブタジエンゴムの含有量が８０重量％未満であると、ゴム組成物の氷上摩擦力を確保することができない。また、天然ゴム及びブタジエンゴムの含有量が９７重量％を超えると、ゴム組成物のウェット摩擦力を向上することができない。
【００１３】
本発明においてアクリロニトリル含有量２５〜４２重量％のアクリロニトリルブタジエンゴムを配合することにより、氷上摩擦力を一層向上すると共に、ウェット摩擦力を向上することができる。ウェット摩擦力が向上する理由は、アクリロニトリル含有量２５〜４２重量％のアクリロニトリルブタジエンゴムがｔａｎδのピークを０℃〜１０℃に有することにより、この温度領域のゴム組成物のヒステリシスロス（ｔａｎδ）を大きくするためと考えられる。一方、氷上摩擦力が向上する理由は、アクリロニトリルブタジエンゴムが極性を有するため水分子との間で電気的相互作用を行うことや、後述する熱膨張性マイクロカプセルを配合したときは、マイクロカプセルの殻材がポリアクリロニトリル等により構成されるため、この殻材とジエン系ゴムとの親和性が増し、走行中での殻材の欠落を抑えられることから氷上性能をより高くするのではないかと推測される。
【００１４】
アクリロニトリルブタジエンゴム中のアクリロニトリルの含有量は２５〜４２重量％、好ましくは２６〜４２重量％である。アクリロニトリル含有量が２５重量％未満であると、アクリロニトリルブタジエンゴムのｔａｎδのピークが０℃より低くなり、ゴム組成物も０℃付近のｔａｎδが大きくならず、ウェット摩擦力を向上することができない。また、アクリロニトリル含有量が４２重量％を超えると、ｔａｎδのピークが１０℃より高くなりゴム組成物のウェット摩擦力を向上することができない。また、アクリロニトリルブタジエンゴムのＴｇが高くなると共に、低温状態のゴム硬度が高くなるため氷上性能が悪化する。
【００１５】
上述したアクリロニトリルブタジエンゴムは、ジエン系ゴム中で３〜２０重量％、好ましくは５〜２０重量％になるように配合する。アクリロニトリルブタジエンゴムの配合量が３重量％未満であると、ウェット摩擦力及び氷上摩擦力を向上することができない。また、アクリロニトリルブタジエンゴムの配合量が２０重量％を超えると、低温のゴム硬度が大きくなり氷上摩擦力を確保することができない。
【００１６】
スタッドレスタイヤ用ゴム組成物は、上述した組成からなるジエン系ゴムの全体のＴｇが−５０℃以下、好ましくは−５５℃〜−１１０℃であるとよい。ジエン系ゴムのＴｇが−５０℃より高いと、ゴム組成物の低温状態での硬度が高くなり氷面に対する凝着性が不足し、氷上摩擦力が悪化する。
【００１７】
本発明のゴム組成物には、熱膨張性マイクロカプセルを配合することが好ましい。熱膨張性マイクロカプセルは、未加硫タイヤの加硫成形時に膨張し、トレッドゴム中に多数の樹脂被覆気泡を形成する。この樹脂被覆気泡により、氷の表面に発生する水膜を効率的に吸収除去すると共に、ミクロなエッジ効果が得られるため、氷上摩擦力を向上させる。熱膨張性マイクロカプセルは、ポリアクリロニトリル等の熱可塑性樹脂で形成された殻材中に、熱膨張性物質を内包した構成からなる。このため、未加硫タイヤの加硫時にゴム組成物中のマイクロカプセルが加熱されると、殻材に内包された熱膨張性物質が膨張して殻材の粒径を大きくした樹脂被覆気泡を形成する。このような熱膨張性マイクロカプセルとしては、例えばスェーデン国エクスパンセル社製の商品名「ＥＸＰＡＮＣＥＬ  ０９１ＤＵ−８０」又は「ＥＸＰＡＮＣＥＬ  ０９２ＤＵ−１２０」等、或いは松本油脂製薬社製の商品名「マイクロスフェアー  Ｆ−８５Ｄ」又は「マイクロスフェアー  Ｆ−１００Ｄ」等を使用することができる。
【００１８】
熱膨張性マイクロカプセルの配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対し、好ましくは０．５〜２０重量部、より好ましくは１〜１５重量部にするとよい。マイクロカプセルの配合量が、０．５重量部未満であると、トレッドゴム中の樹脂被覆気泡の容積が不足し氷上摩擦力を一層向上することができない。逆に、マイクロカプセルの配合量が２０重量部を超えると、トレッドゴムの耐摩耗性が悪化する。
【００１９】
本発明のゴム組成物では、シリカを配合することが好ましく、低温状態のゴムの柔軟性を維持し氷面に対する凝着性を高め氷上摩擦力を向上することができる。シリカの配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対し好ましくは１０重量部以上、より好ましくは１０〜９０重量部、さらに好ましくは１５〜８０重量部にするとよい。シリカの配合量が１０重量部未満の場合、低温時のゴムの柔軟性を維持し氷面に対する凝着性を高くする効果が十分に得られない。シリカの種類としては、特に限定されるものではなく、通常ゴム組成物に配合されるものを使用することができ、例えば湿式法シリカ、乾式法シリカ、表面処理シリカを例示することができる。
【００２０】
本発明において、シリカと共にシランカップリング剤を配合することにより、シリカの分散性を向上しゴムとの補強性を高めるため、低温時のゴムの柔軟性を向上し氷上摩擦力を一層増大することができる。シランカップリング剤の配合量はシリカ配合量の３〜１５重量％、好ましくは５〜１０重量％にするとよい。シランカップリング剤がシリカ配合量の３重量％未満の場合、シリカの分散を向上する効果が十分に得られず低温時のゴムの柔軟性を維持することができないことがある。シランカップリング剤が１５重量％を超える場合、シランカップリング剤同士が凝集・縮合してしまい、所望の効果を得ることができなくなる。
【００２１】
シランカップリング剤としては、シリカ配合のゴム組成物に使用可能なものであればよいが、特に硫黄含有シランカップリング剤が好ましい。硫黄含有シランカップリング剤としては、例えばビス−（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラサルファイド、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジサルファイド、３−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾールテトラサルファイド、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、３−オクタノイルチオプロピルトリエトキシシラン等を例示することができる。
【００２２】
本発明のスタッドレスタイヤ用ゴム組成物には、通常の加硫又は架橋剤、加硫又は架橋促進剤、各種オイル、老化防止剤、可塑化剤（軟化剤）、その他タイヤ用ゴム組成物に一般的に配合されている各種添加剤を配合することができ、これらの添加剤の配合量も、本発明の目的に反しない限り、従来の一般的な配合量とすることができる。本発明のゴム組成物は、通常のゴム用混練機械、例えば、バンバリーミキサー、ニーダー、ロール等を使用して、上記各成分を混合することによって製造することができる。
【００２３】
本発明のゴム組成物は、氷上摩擦力及びウェット摩擦力を、従来レベルと比べ、共に向上するため、スタッドレスタイヤとして好適である。本発明のゴム組成物を、トレッド部に使用したスタッドレスタイヤは、氷上摩擦力が高く、氷上走行性能を従来レベルより向上すると共に、ウェット摩擦力が高く、ウェット走行性能を向上することができる。
【００２４】
以下、実施例によって本発明をさらに説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００２５】
表１に示す配合において、加硫促進剤、硫黄、熱膨張性マイクロカプセルを除く成分を１．７リットル密閉式バンバリーミキサーで５分間混練し、１５０±５℃に達したときに放出して室温冷却した。これに加硫促進剤、硫黄、マイクロカプセルを配合し、１．７リットル密閉式バンバリーミキサーで混合し、９種類のスタッドレスタイヤ用ゴム組成物（実施例１〜５、比較例１〜４）を調製した。
【００２６】
得られた９種類のゴム組成物（実施例１〜５、比較例１〜４）を所定の金型中で１７０℃で１５分間プレス加硫して加硫ゴム試験片を調製した。得られた加硫ゴム試験片の氷上摩擦力及びウェットスキッドを下記に示す方法により評価した。
【００２７】
氷上摩擦力
得られた加硫ゴム試験片を偏平円柱状の台ゴムにはりつけ、インサイドドラム型氷上摩擦試験機を用いて氷上摩擦係数を測定した。測定条件は、温度を−１．５℃、荷重を０．５４ＭＰａ、ドラム回転速度を２５ｋｍ／ｈにした。得られた結果は、比較例１を１００とする指数にし「氷上摩擦力」として表１に示した。この指数が大きいほど氷上摩擦力が優れることを意味する。
【００２８】
ウェットスキッド
得られた加硫ゴム試験片のウェットスキッドを、スタンレー社製ポータブルスキッドテスターを用いて、湿潤路面の条件下で、ＡＳＴＭ  Ｅ−３０３−８３の方法に従って測定した。得られた結果は、比較例１を１００とする指数にし「ウェットスキッド」として表１に示した。この指数が大きいほどウェット摩擦力が優れることを意味する。
【００２９】
【表１】
2010265413.tif 000002
【００３０】
なお、表１において使用した原材料の種類を下記に示す。
ＮＲ：天然ゴム、ＲＳＳ＃３、ガラス転移温度が−６５℃
ＢＲ：ブタジエンゴム、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ  ＢＲ１２２０、ガラス転移温度が−１０５℃
ＮＢＲ１：アクリロニトリルブタジエンゴム、アクリロニトリル含有量５０重量％、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ  ＤＮ００３
ＮＢＲ２：アクリロニトリルブタジエンゴム、アクリロニトリル含有量４１重量％、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ  １０４１
ＮＢＲ３：アクリロニトリルブタジエンゴム、アクリロニトリル含有量３４重量％、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ  １０４２
ＮＢＲ４：アクリロニトリルブタジエンゴム、アクリロニトリル含有量２９重量％、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ  １０４３
ＮＢＲ５：アクリロニトリルブタジエンゴム、アクリロニトリル含有量１８重量％、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ  ＤＮ４０１
ＣＢ：カーボンブラック、東海カーボン社製シースト６
シリカ：日本シリカ工業社製Ｎｉｏｓｉｌ  ＡＱ
カップリング剤：シランカップリング剤、デクサ社製Ｓｉ６９
酸化亜鉛：正同化学工業社製酸化亜鉛３種
ステアリン酸：日油社製ビーズステアリン酸
老化防止剤：フレキシス社製ＳＡＮＴＯＦＬＥＸ  ６ＰＰＤ
アロマオイル：昭和シェル石油社製エキストラクト４号Ｓ
硫黄：鶴見化学工業社製金華印油入微粉硫黄
加硫促進剤：大内新興化学工業社製ノクセラーＣＺ−Ｇ
マイクロカプセル：熱膨張性マイクロカプセル、松本油脂製薬社製マイクロスフェアーＦ１００