JP4342001B2

JP4342001B2 - Rubber composition for studless tire

Info

Publication number: JP4342001B2
Application number: JP07445198A
Authority: JP
Inventors: 洋一山口
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 1998-03-23
Filing date: 1998-03-23
Publication date: 2009-10-14
Anticipated expiration: 2018-03-23
Also published as: JPH11269306A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スタッドレスタイヤ用ゴム組成物に関し、更に詳しくは、氷路上での摩擦力の向上を図ったスタッドレスタイヤ用ゴム組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スタッドレスタイヤ用トレッドゴム材料としてそのトレッドゴム表面に凹凸を形成するために、硬質あるいは軟質物質を配合したものが従来より公知である。例えば、特開平４−１１７４３９号公報によれば、トレッドゴムに炭素質粉体（炭素質メソフェーズ小球体）を配合して表面に凹凸を形成することが、また特開平５−３１０００７号公報によれば、活性炭などにオイルを含浸したものをトレッドゴムに配合して、ゴム硬度の経時変化を抑制することが、また、特開平６−２５６５７５号公報によれば、トレッドゴム中に粉末加硫ゴムを配合することが開示されている。しかしながら、これらを用いたスタッドレスタイヤでは未だ氷路上での摩擦力が十分であるとはいえず、一層の向上が望まれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明では、スタッドレスタイヤの氷路上での摩擦力を高くしてスタッドレスタイヤの氷雪路上性能を向上させることができるタイヤトレッド用ゴム組成物を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明に従えば、ジエン系ゴム１００重量部に対し、平均粒径３０〜５００μｍの活性炭を１〜１０重量部および平均粒径５０〜１０００μｍの粉末加硫ゴムを前記活性炭と同重量かあるいはそれ以下配合してなるスタッドレスタイヤ用ゴム組成物が提供される。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明によれば、スタッドレスタイヤ、特にそのトレッド部に使用するゴム組成物として、従来のスタッドレスタイヤ用のゴム組成物に一般に使用されているジエン系ゴム、カーボンブラック（好ましくは、窒素比表面積Ｎ₂ＳＡ７０〜２００ｍ²／ｇ、ＤＢＰ吸油量８０〜１５０ml／１００ｇ）、更にはシリカ、炭カルなどの無機補強充填剤、オイルなどを配合したゴム組成物に、平均粒径３０〜５００μｍの活性炭粒子と平均粒径５０〜１０００μｍの粉末加硫ゴムとを一緒に配合することによってトレッドゴム表面にこれら硬軟の配合物による硬さの異なる凹凸を形成して、一定荷重印加下での異なる硬さの凹凸の相乗効果により水のトラップおよび除去効果と凝着効果を一層高め、それによって氷雪路面の摩擦力を更に向上させることができる。
【０００６】
本発明に用いられるジエン系ゴムとしては、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、各種スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、各種ポリブタジエン（ＢＲ）などをあげることができ、特に低温性能を考慮すれば、天然ゴムを少なくとも４０重量部以上とした他のジエン系ゴムとのブレンドゴムの使用が好ましい。
【０００７】
本発明によれば、前記ジエン系ゴム１００重量部に対し、平均粒径３０〜５００μｍの活性炭粒子１〜１０重量部、好ましくは１〜５重量部および平均粒径５０〜１０００μｍの粉末加硫ゴムを前記活性炭配合量と同重量部かあるいはそれ以下配合することによって、前述の氷雪路上での所望の摩擦力が得られる。活性炭粒子および粉末加硫ゴムの配合量のそれぞれが、ジエン系ゴム１００重量部当り１重量部未満では前記の水のトラップまたは除去に必要な表面凹凸が形成されないので好ましくなく、逆に１０重量部を超えるとタイヤ表面の氷雪路面への接地面積が低下して所定の氷上摩擦力が得られないので好ましくない。また、使用する活性炭および粉末加硫ゴムの平均粒径が、それぞれ３０μｍ未満および５０μｍ未満でも水のトラップまたは除去に必要な表面凹凸が形成されず、逆にそれぞれ５００μｍおよび１０００μｍを超えると接地面積が低減して氷上摩擦力が低下するので好ましくない。
【０００８】
本発明のゴム組成物に配合される活性炭は、従前から吸着剤や触媒などとして使用されている活性炭、特に木材、ヤシの実のカラ、ノコギリクズ、木炭などの木質活性炭、特にヤシガラ活性炭を好適に用いることができる。これらの活性炭は前記木質系原材料を炭化させたのち活性化し精製して粉末化したものである。得られた活性炭は著しい多孔質で内部比表面積が１，０００〜３，０００ｍ²／ｇ程度である。
【０００９】
また、本発明のゴム組成物に配合される粉末加硫ゴムは、ゴム成分およびカーボンブラック等からなるゴム組成物を常法により加硫し、これを平均粒径５０〜１０００μｍ、好ましくは、３００〜１０００μｍに粉末化したものである。この粉末加硫ゴムとしては、廃タイヤの加硫ゴムを平均粒径３００〜１０００μｍに粉砕したものを用いることもできる。
【００１０】
本発明によるスタッドレスタイヤ用ゴム組成物には、ジエン系ゴムに加えて、補強性充填剤、硫黄、加硫促進剤、老化防止剤、充填剤、軟化剤、可塑剤などのタイヤ用に一般に配合されている各種添加剤や特殊配合剤、例えばゴム成分としてではなく可塑剤としての低分子量ポリマー（重量平均分子量１，０００〜６０，０００）や低硬度ゴム、短繊維などを配合することができ、かかる配合物は一般的な方法で加硫してタイヤトレッドを製造することができる。これらの添加剤の配合量も一般的な量とすることができる。
【００１１】
【実施例】
以下、実施例及び比較例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲をこれらの実施例に限定するものでないことは言うまでもない。
【００１２】
実施例１および比較例１〜３
表Ｉに示す配合内容（重量部）でそれぞれの成分を配合し、加硫促進剤と硫黄を除く原料ゴム及び配合剤を１．７リットルのバンバリーミキサーで５分間混合した後、この混合物に加硫促進剤と硫黄とを８インチの試験用練りロール機で４分間混練し、ゴム組成物を得た。これらのゴム組成物を１６０℃で２０分間プレス加硫して、目的とする試験片を調製し、その氷上摩擦係数を測定した。
なお氷上摩擦試験方法は、温度制御された恒温室内に設置された氷面上にゴム試験片を一定荷重で押し付け、一定速度で滑らせる時の抵抗（摩擦力）を検出することによって行われる。
実施例及び比較例に示した氷上摩擦試験条件は、氷温−３℃、速度１０〜２５km／hr、試験片には接地圧力が３kg／cm²となるように荷重をかける。
得られた加硫物の氷上摩擦試験結果は、表Ｉに示す通りである。結果は比較例１の値を１００として指数で表示した。指数の大きい方が良好な結果を示す。
【００１３】
【表１】

【００１４】
（注）＊１：ＴＴＲ２０
＊２：ＮＩＰＯＬ１２２０（日本ゼオン）
＊３：ＳＨＯＢＬＡＣＫＮ２２０（昭和キャボット）
＊４：Ｐｏｌｙｏｉｌ１３０（日本ゼオン）
（液状ＢＲ、重量平均分子量１５，０００、シス含量８０％）
＊５：アンチゲン６Ｃ（住友化学工業）
＊６：ノクセラーＮＳ−Ｆ（大内新興化学）
＊７：キントール（ＫＩＮＴＡＬ）（キャタラー工業）
ＢＦＧ（ヤシガラ活性炭、粒径３２５メッシュパス（平均粒径５０μｍ）で吸着性能メチレンブルー（ＭＢ）脱色力が２００ml／ｇ以上）
＊８：タイヤゴム粉砕物〔組成：ポリマー（ＮＲ／ＳＢＲ／ＢＲ＝８０／１０／１０）１００重量部＋カーボン４５重量部〕
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に従ってジエン系ゴムに特定の活性炭および粉末加硫ゴムを併せ配合することにより、氷上摩擦力の著しい向上が認められ、これはスタッドレスタイヤ用ゴム組成物として最適である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a rubber composition for studless tires, and more particularly to a rubber composition for studless tires that improves frictional force on ice roads.
[0002]
[Prior art]
As a tread rubber material for studless tires, a material containing a hard or soft material in order to form irregularities on the surface of the tread rubber is conventionally known. For example, according to Japanese Patent Laid-Open No. 4-117439, it is possible to form irregularities on the surface by blending carbonaceous powder (carbonaceous mesophase globules) with tread rubber. For example, an activated carbon or the like impregnated with oil can be blended in the tread rubber to suppress a change in the rubber hardness over time, and according to Japanese Patent Laid-Open No. 6-256575, a powder vulcanized rubber is contained in the tread rubber. Is disclosed. However, in the studless tire using these, it cannot be said that the frictional force on the icy road is sufficient yet, and further improvement is desired.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a rubber composition for a tire tread that can increase the frictional force of a studless tire on an icy road and improve the performance of the studless tire on an icy / snowy road.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, 1 to 10 parts by weight of activated carbon having an average particle diameter of 30 to 500 μm and powder vulcanized rubber having an average particle diameter of 50 to 1000 μm are the same weight as the activated carbon or 100 parts by weight of diene rubber. A rubber composition for a studless tire is provided as follows.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
According to the present invention, as a rubber composition used for a studless tire, particularly a tread portion thereof, a diene rubber, carbon black (preferably a nitrogen specific surface area N, which is generally used in a conventional rubber composition for a studless tire. ₂ SA 70 to ²⁰⁰ m ² / g, DBP oil absorption 80 to 150 ml / 100 g), and further, activated carbon having an average particle size of 30 to 500 μm in a rubber composition blended with inorganic reinforcing fillers such as silica and charcoal and oil. By blending particles and powdered vulcanized rubber with an average particle size of 50 to 1000 μm together, irregularities with different hardness due to these hard and soft blends are formed on the surface of the tread rubber, and different hardness under constant load application The water trapping and removal effect and adhesion effect are further enhanced by the synergistic effect of the unevenness of the surface, thereby further improving the frictional force of the ice and snow road surface Can do.
[0006]
Examples of the diene rubber used in the present invention include natural rubber (NR), polyisoprene rubber (IR), various styrene-butadiene copolymer rubbers (SBR), various polybutadienes (BR), and the like. In particular, considering low temperature performance, it is preferable to use a blend rubber with another diene rubber containing at least 40 parts by weight of natural rubber.
[0007]
According to the present invention, 1 to 10 parts by weight, preferably 1 to 5 parts by weight of activated carbon particles having an average particle diameter of 30 to 500 μm and a powder vulcanized rubber having an average particle diameter of 50 to 1000 μm with respect to 100 parts by weight of the diene rubber. Is blended in the same weight part or less as the amount of the activated carbon blended to obtain the desired frictional force on the above-mentioned icy and snowy road. If the blending amount of the activated carbon particles and the powdered vulcanized rubber is less than 1 part by weight per 100 parts by weight of the diene rubber, the surface unevenness necessary for trapping or removing the water is not preferable. Exceeding this is not preferable because the contact area of the tire surface to the icy and snowy road surface decreases and a predetermined frictional force on ice cannot be obtained. Further, even when the average particle diameters of the activated carbon and the powdered vulcanized rubber used are less than 30 μm and less than 50 μm, respectively, the surface unevenness necessary for trapping or removing water is not formed. This is not preferable because it reduces the frictional force on ice.
[0008]
The activated carbon blended in the rubber composition of the present invention is preferably activated carbon that has been used as an adsorbent or a catalyst, particularly woody activated carbon such as wood, palm nuts, sawtooth, charcoal, especially coconut shell activated carbon. Can be used. These activated carbons are activated, purified and powdered after carbonizing the woody raw material. The obtained activated carbon is extremely porous and has an internal specific surface area of about 1,000 to 3,000 m ² / g.
[0009]
Further, the powder vulcanized rubber compounded in the rubber composition of the present invention is obtained by vulcanizing a rubber composition comprising a rubber component and carbon black by an ordinary method, and having an average particle size of 50 to 1000 μm, preferably 300 Powdered to ˜1000 μm. As this powder vulcanized rubber, a vulcanized rubber of waste tires pulverized to an average particle size of 300 to 1000 μm can also be used.
[0010]
The rubber composition for studless tires according to the present invention is generally compounded for tires such as reinforcing fillers, sulfur, vulcanization accelerators, anti-aging agents, fillers, softeners, plasticizers in addition to diene rubbers. Various additives and special compounding agents, for example, low molecular weight polymers (weight average molecular weight 1,000 to 60,000), low-hardness rubber, and short fibers as plasticizers, not as rubber components can be blended. Such a compound can be vulcanized by a general method to produce a tire tread. The compounding amount of these additives can also be a general amount.
[0011]
【Example】
Hereinafter, although an example and a comparative example explain the present invention further, it cannot be overemphasized that the scope of the present invention is not limited to these examples.
[0012]
Example 1 and Comparative Examples 1-3
Each component is blended according to the blending contents (parts by weight) shown in Table I. The vulcanization accelerator, raw rubber excluding sulfur and the blending agent are mixed for 5 minutes with a 1.7 liter Banbury mixer, and then added to this mixture. The sulfur accelerator and sulfur were kneaded for 4 minutes with an 8-inch test kneading roll to obtain a rubber composition. These rubber compositions were press vulcanized at 160 ° C. for 20 minutes to prepare target test pieces, and the friction coefficient on ice was measured.
The on-ice friction test method is carried out by detecting a resistance (friction force) when a rubber test piece is pressed at a constant load on an ice surface installed in a temperature-controlled temperature-controlled room and slid at a constant speed.
The conditions for the friction test on ice shown in the examples and comparative examples are as follows: the ice temperature is −3 ° C., the speed is 10 to 25 km / hr, and the test piece is loaded so that the ground pressure is 3 kg / cm ² .
The results of the friction test on ice of the obtained vulcanizate are as shown in Table I. The results were expressed as an index with the value of Comparative Example 1 being 100. A larger index indicates better results.
[0013]
[Table 1]

[0014]
(Note) * 1: TTR20
* 2: NIPOL 1220 (Nippon Zeon)
* 3: SHOBLACK N220 (Showa Cabot)
* 4: Polyoil 130 (Neon Japan)
(Liquid BR, weight average molecular weight 15,000, cis content 80%)
* 5: Antigen 6C (Sumitomo Chemical)
* 6: Noxeller NS-F (Ouchi Emerging Chemicals)
* 7: KINTAL (Cataler Industry)
BFG (coconut husk activated carbon, particle size 325 mesh pass (average particle size 50 μm), adsorption performance methylene blue (MB) decolorization power is 200 ml / g or more)
* 8: Tire rubber pulverized product [Composition: polymer (NR / SBR / BR = 80/10/10) 100 parts by weight + carbon 45 parts by weight]
[0015]
【The invention's effect】
As described above, when the specific activated carbon and powdered vulcanized rubber are combined with the diene rubber according to the present invention, a remarkable improvement in frictional force on ice is recognized, which is optimal as a rubber composition for studless tires. .

Claims

1 to 10 parts by weight of activated carbon having an average particle size of 30 to 500 μm and 100 parts by weight of powdered vulcanized rubber having an average particle size of 50 to 1000 μm are mixed with 100 parts by weight of diene rubber, or less than or equal to the amount of the activated carbon. A rubber composition for studless tires.