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JP3600675B2 - Tread rubber composition for studless tires - Google Patents
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JP3600675B2 - Tread rubber composition for studless tires - Google Patents

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JP3600675B2 JP00935496A JP935496A JP3600675B2 JP 3600675 B2 JP3600675 B2 JP 3600675B2 JP 00935496 A JP00935496 A JP 00935496A JP 935496 A JP935496 A JP 935496A JP 3600675 B2 JP3600675 B2 JP 3600675B2
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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トレッドゴム組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】
スパイクタイヤによる粉塵公害を防止するために、スパイクタイヤ禁止が法制化され、寒冷地ではスパイクタイヤに代わってスタッドレスタイヤが使用されている。スタッドレスタイヤは改良の結果、雪上においてはスパイクタイヤに近いグリップ性を有するものが開発されているが、凍結路面においてはスパイクタイヤと比べてグリップ性が劣る場合もある。
【0003】
凍結路面のような摩擦係数が非常に小さい路面では、スタッドレスタイヤのグリップ性に影響を与える因子として、トレッドゴムと路面との間の粘着摩擦力、掘り起こし摩擦力等が挙げられる。
粘着摩擦力を高めるためには、ゴム質そのものが粘着摩擦力に影響を及ぼすので、たとえば、ゴム質を柔らかくしてタイヤと路面との接触面積を増加させることも有効な方法である。ゴム質を柔らかくするために、充填剤の量を減らしたり、ブタジエンゴムやイソプレンゴム等の低温でも硬化しにくい性質のゴムを用いたり、軟化剤を添加したりすることが行われている。しかしながら、凍結路面における操縦安定性および耐摩耗性の観点からは、ゴム質を極端に柔らかくすることはできない。すなわち、ゴム質を柔らかくするだけでは操縦安定性および耐摩耗性とのバランスの点からは十分ではない。
【0004】
掘り起こし摩擦力を高めるには、トレッドパターンやトレッドゴムの表面形態が重要である。スパイクタイヤは掘り起こし摩擦力が大きいが、スタッドレスタイヤにおいても、掘り起こし摩擦力を高めるために発泡ゴムの使用や有機繊維の混入によりトレッド表面の凹凸を増やす工夫がなされ、凍結路面においても効果がある。さらに、トレッド表面の凹凸は、トレッド表面と凍結路面との間に発生する水膜を排除するため、間接的に粘着摩擦力を高める効果もある。しかしながら、トレッド表面の凹凸を増やす方法では、実接触面積を広げるのには限界があり、粘着摩擦力を高めるのにも限界がある。
【0005】
以上のように、現在のスタッドレスタイヤは、グリップ性を含めた雪上性能面ではスパイクタイヤと比べて何ら遜色のない性能を発揮するものの、凍結路面では、スパイクタイヤと比べてグリップ性が劣る場合もあり、その改良が求められている。
このような改良例として、本出願人は先にシリル化剤を含むトレッド用ゴム組成物を特開平7−118452号公報で提案しこの発明によりグリップ性の向上効果を得ているが、凍結路面において制動時のグリップ性をさらに向上させることが望まれている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、凍結路面においてもより優れたグリップ性を発揮するスタッドレスタイヤに用いられるトレッドゴム組成物を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本願発明者は、凍結路面において制動時のグリップ性を向上させるために、シリル化剤をチタネート系カップリング剤に変更し、これと他の成分との併用について鋭意検討したところ、他の成分の種類および配合量が重要であるという知見と、他の成分の種類および配合量を決める際に、グリップ性と補強性とのバランスも重要である知見とから本願発明に到達した。
【0008】
すなわち、本発明のスタッドレスタイヤ用トレッドゴム組成物は、天然ゴムおよびジエン系合成ゴムのうちの少なくとも1種からなるジエン系ゴムと、炭酸カルシウムと、チタネート系カップリング剤とを含み、3者の配合割合が、前記ジエン系ゴム100重量部に対して前記炭酸カルシウム5〜40重量部、前記チタネート系カップリング剤0.05〜8重量部となっており、かつ前記炭酸カルシウムの平均粒子径が1μm以下である
【0009】
前記炭酸カルシウムが脂肪酸および/または界面活性剤で表面処理されていることが好ましい。
前記チタネート系カップリング剤がアルコキシチタネートであると好ましい。
前記アルコキシチタネートがイソプロピルトリイソステアロイルチタネートであるとよい。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明のスタッドレスタイヤ用トレッドゴム組成物は、ジエン系ゴムと、炭酸カルシウムと、チタネート系カップリング剤とを含んでいる。
ジエン系ゴムは、天然ゴムおよびジエン系合成ゴムのうちの少なくとも1種からなる。ジエン系合成ゴムの具体例としては、スチレン・ブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)、イソプレンゴム(IR)等のジエン系合成ゴム等を挙げることができる。これらのジエン系ゴムは1種または必要に応じて2種以上を使用することができる。
【0011】
炭酸カルシウムは、通常、ゴム、プラスチック製品等の容積を大きくし、コスト低下を目的としたり、加硫しないゴムに適度な可塑性を付与し、加工性を改善する目的で、安価な増量剤として用いられている。しかし、本発明においては、炭酸カルシウムはチタネート系カップリング剤とともに使用して、撥水性を上げ、凍結路面におけるグリップ性を高めるために使用される。このことは、炭酸カルシウムを配合したゴム組成物では、カーボンブラックのみを配合したゴム組成物と比較して、撥水性および凍結路面におけるグリップ性が高いことからわかる。
【0012】
炭酸カルシウムの平均粒子径については、カーボンブラックによる補強効果をそこなわないという観点からは、平均粒子径1μm以下であ、より好ましくは0.001〜0.5μm、最も好ましくは0.01〜0.1μmである。これ以上の平均粒子径であると、補強性が低下することがある。さらに、炭酸カルシウムが脂肪酸および/または界面活性剤で表面処理されていると、ゴム組成物中の炭酸カルシウムの分散性が向上し、炭酸カルシウムがトレッドゴム組成物中に均一に分散するために好ましい。
【0013】
炭酸カルシウムの表面処理に使用される脂肪酸としては特に限定はない。脂肪酸の具体例としては、ステアリン酸、オレイン酸、パルミチン酸等を挙げることができる。これらの脂肪酸は1種または必要に応じて2種以上を使用することができる。その中でも、脂肪酸としてはステアリン酸が好ましい。
炭酸カルシウムの表面処理に使用される界面活性剤としては特に限定はない。界面活性剤の具体例としては、ステアリン酸、オレイン酸、パルミチン酸等の脂肪酸の無機塩および有機塩等を挙げることができる。これらの界面活性剤は1種または必要に応じて2種以上を使用することができる。
【0014】
トレッドゴム組成物中の炭酸カルシウムの配合量は、ジエン系ゴム100重量部に対して、炭酸カルシウム5〜40重量部である。炭酸カルシウムの配合量は、ジエン系ゴム100重量部に対して、好ましくは炭酸カルシウム7〜35重量部、さらに好ましくは炭酸カルシウム8〜25重量部である。炭酸カルシウムの配合量がこの範囲を外れると、撥水性および凍結路面におけるグリップ性が低くなる。
【0015】
チタネート系カップリング剤は、炭酸カルシウムとともに使用され、ゴム組成物中の水酸基、アミノ基およびカルボキシル基等の活性水素を有する親水性部分を疎水性部分に変換することによって撥水性が向上し、凍結路面におけるグリップ性が高くなる。
チタネート系カップリング剤としては特に限定はなく、たとえば、アルコキシチタネートを挙げることができ、撥水性がさらに向上し、凍結路面においてもより優れたグリップ性を発揮するために好ましい。
【0016】
アルコキシチタネートの具体例としては、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネート、テトライソプロピルビス(ジオクチルホスファイト)チタネート、テトラオクチルビス(ジトリドデシルホスファイト)チタネート、テトラ(2,2−ジアリルオキシメチル−1−ブチル)ビス(ジトリドデシル)ホスファイトチタネート等を挙げることができる。これらのアルコキシチタネートは1種または必要に応じて2種以上を使用したものでもよい。中でも、アルコキシチタネートがイソプロピルトリイソステアロイルチタネートであると、撥水性が最も向上し、凍結路面においてもよりいっそう優れたグリップ性を発揮するために好ましい。
【0017】
トレッドゴム組成物中のチタネート系カップリング剤の配合量は、ジエン系ゴム100重量部に対して、チタネート系カップリング剤0.05〜8重量部である。チタネート系カップリング剤の配合量は、好ましくはジエン系ゴム100重量部に対してチタネート系カップリング剤0.1〜6重量部、さらに好ましくはジエン系ゴム100重量部に対してチタネート系カップリング剤0.5〜5重量部、最も好ましくはチタネート系カップリング剤1〜4重量部である。チタネート系カップリング剤の配合量が少なすぎると、配合によって撥水性および凍結路面におけるグリップ性が向上する効果を期待できない。また、チタネート系カップリング剤の配合量が多すぎると、ゴム組成物中の水酸基、アミノ基およびカルボキシル基等の活性水素と反応しない未反応のチタネート系カップリング剤が多くなり、ゴム硬度が低下し、コストが高くなる。
【0018】
本発明のスタッドレスタイヤ用トレッドゴム組成物は、炭酸カルシウムとチタネート系カップリング剤とを必須成分として含んでいる。このために、撥水性および凍結路面におけるグリップ性が、大幅に向上する。
本発明のスタッドレスタイヤ用トレッドゴム組成物は、これをスタッドレスタイヤに使用した時に十分な硬度を得るために、カーボンブラックを含むものであってもよい。
【0019】
トレッドゴム組成物中のカーボンブラックの配合量は特に限定はなく、ジエン系ゴム100重量部に対して、カーボンブラック30〜80重量部であるのが好ましい。カーボンブラックの配合量は、ジエン系ゴム100重量部に対して、さらに好ましくは40〜60重量部、最も好ましくは40〜50重量部である。カーボンブラックの配合量が少なすぎると、耐摩耗性、耐クラック性が劣る傾向がある。カーボンブラックの配合量が多すぎるとゴムが硬化し、得られたタイヤは使用中に発熱しやすくなる。
【0020】
本発明のスタッドレスタイヤ用トレッドゴム組成物には、必要に応じて、具体的には、ナフテン系プロセスオイル等の軟化剤;酸化亜鉛、ステアリン酸等の加硫助剤;メルカプトベンゾチアゾール(MBT)、ベンゾチアジルジスルフィド(MBTS)、N−tert−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド(TBBS)、N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド(CBS)等のチアゾール系促進剤からなる加硫促進剤;イオウ;有機繊維;発泡剤;老化防止剤;ワックス等の添加剤を配合することができる。トレッドゴム組成物中のこれらの添加剤の配合量は、特に制限はなく、適宜使用することができる。
【0021】
本発明のスタッドレスタイヤ用トレッドゴム組成物の製造方法としては、公知の方法を適用することができる。上記各成分を、たとえば、バンバリーミキサー等の混練機を用いて、通常の方法、条件で混練することによって得られる。なお、混練温度は120〜180℃であるのが好ましい。
スタッドレスタイヤは、以上説明したスタッドレスタイヤ用トレッドゴム組成物を成形加硫して得られる。
【0022】
【実施例】
以下に本発明の具体的な実施例および比較例を示すが、本発明は下記実施例に限定されない。
(実施例1〜8および比較例1〜4)
下記の表1および表2に示した配合でバンバリーミキサーを用いて150℃で5分間混練してトレッドゴム組成物を調製した。得られたトレッドゴム組成物を170℃で10分加硫したゴムサンプルについて以下の評価方法で性能を評価した。その結果を表1および表2に併記した。
【0023】
<評価方法>
1.ゴム硬度
JIS K6301に規定された方法に従って、0℃におけるゴム硬度Hs(JIS−A)を測定した。
2.接触角
接触角とは、図1に示すように、ゴム1表面に水滴2が付着した状態において、ゴム1と水滴2との境界が接する角度(θ)をいい、ゴムに対する水の漏れ易さを意味する。接触角が鈍角である程、濡れにくいことを示し、ゴムの撥水性は優れている。
【0024】
図2に示される測定装置を使用して、前進接触角および後退接触角を計測し、下式にしたがって接触角を算出して、比較例1の接触角を100として、他の比較例および実施例の値を表示した。したがって、数値が大きい程接触角が大きいことを示す。
cosθ=1/2×(cosθ+cosθ
θ:接触角 θ:前進接触角 θ:後退接触角
撥水性の大小は、水とゴム組成物との接触角を計測することで定量的に表現が可能で、接触角が大きいほどより撥水性であることを意味する。なお、接触角は5%有意水準で平均値の単位数値1の差が検出できるようなサンプル数、測定回数によって測定する。
【0025】
3.氷上制動停止距離
トレッドゴム組成物を用いてスタッドレスタイヤを製造した(185/70R14)。これらのタイヤを排気量2000ccの前輪駆動(FF車)方式の国産車に装着し、時速30km/hで走行時に急停止させて停車するまでに要した氷上の停止距離を測定した。比較例1の停止距離を100として、他の比較例および実施例の値を表示した。数値が大きい程、耐制動性に優れていることを意味する。
【0026】
試験場所 : スケートリンク 気温 : 2℃
4.耐摩耗性
岩本製作所製のランボーン摩耗試験機を用い、荷重2.5kg、スリップ率20%および40%の条件下で試験片の摩耗を測定した。両スリップ率での平均値を求め比較例1を100として、他の比較例および実施例の値を摩耗指数として表示した。摩耗指数が大きい程、耐摩耗性に優れる。
【0027】
【表1】

Figure 0003600675
【0028】
【表2】
Figure 0003600675
【0029】
カーボンブラック:東海カーボン(株)製のN220
炭酸カルシウム(1):粒子径0.04μmで表面が脂肪酸(主にステアリン酸)によって処理されている白石カルシウム(株)の白艶華CC
炭酸カルシウム(2):粒子径0.04μmで表面が脂肪酸(主にステアリン酸)によって処理されている竹原化学(株)のネオライトS
チタネート系カップリング剤:味の素(株)製のプレンアクトTTS(イソプロピルトリイソステアロイルチタネート)
プロセスオイル:出光興産(株)製のダイアナプロセスPS32
ワックス:大内新興化学(株)製のサンノックワックス
老化防止剤:精工化学社製のオゾノン6C
加硫促進剤:大内新興化学社製のノクセラ−NS
<評価結果>
実施例3と比較例2および比較例3との比較から、炭酸カルシウムおよびチタネート系カップリング剤を組み合わせると、撥水性および氷上性能が大幅に向上することがわかる。
【0030】
実施例1〜4と比較例4との比較から、炭酸カルシウムの添加量の増加に従って接触角が増大し、氷上性能が向上するが、添加量が40部より多いと(比較例4)、耐摩耗性能が著しく低下してしまうことがわかる。
実施例3および実施例6〜8から、チタネート系カップリング剤の添加量の増加に従って接触角が増大し、氷上性能が向上することがわかる。
【0031】
実施例3および実施例5から、炭酸カルシウムの種類を変更しても同等の性能が得られることがわかる。
以上のように、実施例では補強性の低下を最小限に抑えながら、撥水性および氷上性能が向上することがわかる。
【0032】
【発明の効果】
本発明のスタッドレスタイヤ用トレッドゴム組成物は、凍結路面においても優れたグリップ性を発揮するスタッドレスタイヤを得ることができる。
炭酸カルシウムの平均粒子径が1μm以下であるので補強性の低下は少ない。
脂肪酸および/または界面活性剤で表面処理されている炭酸カルシウムを含むトレッドゴム組成物は、ゴム組成物中の炭酸カルシウムの分散性が向上し、炭酸カルシウムがトレッドゴム組成物中に均一に分散することができる。
【0033】
前記チタネート系カップリング剤がアルコキシチタネートであると、撥水性がさらに向上し、凍結路面においてもより優れたグリップ性を発揮することができる。
前記アルコキシチタネートがイソプロピルトリイソステアロイルチタネートであると、撥水性が最も向上し、凍結路面においてもよりいっそう優れたグリップ性を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】接触角の定義を示す説明図である。
【図2】接触角測定装置のブロック図である。
【符号の説明】
1 ゴム
2 水滴[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a tread rubber composition for a studless tire.
[0002]
[Prior art]
In order to prevent dust pollution due to spiked tires, the ban on spiked tires has been legislated, and studless tires have been used in cold regions instead of spiked tires. As a result of improvements, studless tires have been developed that have grip properties similar to spike tires on snow, but may be inferior to spiked tires on frozen road surfaces.
[0003]
On a road surface having a very small friction coefficient, such as a frozen road surface, factors that affect the grip performance of the studless tire include an adhesive friction force between the tread rubber and the road surface, a digging-up friction force, and the like.
In order to increase the adhesive frictional force, the rubber itself affects the adhesive frictional force. For example, it is also effective to soften the rubbery material to increase the contact area between the tire and the road surface. In order to soften the rubber, the amount of a filler is reduced, a rubber such as butadiene rubber or isoprene rubber, which hardly cures even at a low temperature, or a softening agent is added. However, rubber cannot be extremely softened from the viewpoint of steering stability and abrasion resistance on a frozen road surface. That is, softening the rubber is not sufficient from the viewpoint of balance between steering stability and wear resistance.
[0004]
In order to increase the excavation frictional force, the tread pattern and the surface morphology of the tread rubber are important. Spike tires have a large digging frictional force, but studless tires are also devised to increase the unevenness of the tread surface by using foamed rubber or mixing organic fibers in order to increase the digging up frictional force, which is also effective on frozen road surfaces. Further, the unevenness of the tread surface eliminates a water film generated between the tread surface and the frozen road surface, and thus has an effect of indirectly increasing the adhesive friction force. However, in the method of increasing the unevenness of the tread surface, there is a limit in increasing the actual contact area and a limit in increasing the adhesive friction force.
[0005]
As described above, the current studless tires have performance comparable to spike tires in terms of snow performance including grip, but on frozen road surfaces, grip performance may be inferior to spike tires. There is a need for improvement.
As an example of such improvement, the present applicant has previously proposed a rubber composition for a tread containing a silylating agent in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-118452, and has obtained an effect of improving grip properties by the present invention. It has been desired to further improve the grip during braking.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The problem to be solved by the present invention is to provide a tread rubber composition used for a studless tire exhibiting more excellent grip even on a frozen road surface.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The inventor of the present application has changed the silylating agent to a titanate-based coupling agent in order to improve the gripping property during braking on a frozen road surface, and conducted intensive studies on the use of this with other components. The present invention has been achieved based on the finding that the type and the amount of the component are important, and the finding that the balance between the gripping property and the reinforcing property is important when determining the type and the amount of the other components.
[0008]
That is, the tread rubber composition for a studless tire of the present invention includes a diene rubber composed of at least one of natural rubber and a diene synthetic rubber, calcium carbonate, and a titanate coupling agent. The compounding ratio is 5 to 40 parts by weight of the calcium carbonate and 0.05 to 8 parts by weight of the titanate coupling agent with respect to 100 parts by weight of the diene rubber , and the average particle diameter of the calcium carbonate is It is 1 μm or less .
[0009]
It is preferable that the calcium carbonate is surface-treated with a fatty acid and / or a surfactant.
Preferably, the titanate-based coupling agent is an alkoxy titanate.
The alkoxy titanate may be isopropyl triisostearoyl titanate.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The tread rubber composition for a studless tire of the present invention contains a diene rubber, calcium carbonate, and a titanate coupling agent.
The diene rubber comprises at least one of natural rubber and diene synthetic rubber. Specific examples of the diene-based synthetic rubber include styrene-butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), and diene-based synthetic rubber such as isoprene rubber (IR). One or two or more of these diene rubbers can be used as needed.
[0011]
Calcium carbonate is usually used as an inexpensive bulking agent to increase the volume of rubber, plastic products, etc., to reduce costs, or to impart appropriate plasticity to unvulcanized rubber and improve processability. Have been. However, in the present invention, calcium carbonate is used together with a titanate-based coupling agent to increase water repellency and enhance grip on a frozen road surface. This is apparent from the fact that the rubber composition containing calcium carbonate has higher water repellency and grip on a frozen road surface than the rubber composition containing only carbon black.
[0012]
The average particle diameter of the calcium carbonate, from the viewpoint of not impairing the reinforcing effect of the carbon black, Ri average particle diameter of 1μm der less, more preferably 0.001 to 0.5 [mu] m, most preferably 0.01 to 0.1 μm. If the average particle size is more than this, the reinforcing property may be reduced. Further, when the calcium carbonate is surface-treated with a fatty acid and / or a surfactant, the dispersibility of the calcium carbonate in the rubber composition is improved, and the calcium carbonate is preferably dispersed uniformly in the tread rubber composition. .
[0013]
Fatty acids used for the surface treatment of calcium carbonate are not particularly limited. Specific examples of fatty acids include stearic acid, oleic acid, palmitic acid and the like. One or two or more of these fatty acids can be used as needed. Among them, stearic acid is preferable as the fatty acid.
The surfactant used for the surface treatment of calcium carbonate is not particularly limited. Specific examples of the surfactant include inorganic salts and organic salts of fatty acids such as stearic acid, oleic acid, and palmitic acid. One or two or more of these surfactants can be used as needed.
[0014]
The amount of calcium carbonate in the tread rubber composition is 5 to 40 parts by weight of calcium carbonate based on 100 parts by weight of the diene rubber. The amount of calcium carbonate is preferably 7 to 35 parts by weight, more preferably 8 to 25 parts by weight, based on 100 parts by weight of the diene rubber. If the amount of calcium carbonate is out of this range, the water repellency and grip on a frozen road surface will be low.
[0015]
The titanate-based coupling agent is used together with calcium carbonate to improve the water repellency by converting a hydrophilic portion having an active hydrogen such as a hydroxyl group, an amino group and a carboxyl group in the rubber composition into a hydrophobic portion, thereby improving freezing. The grip on the road surface is improved.
The titanate-based coupling agent is not particularly limited, and examples thereof include an alkoxy titanate, which is preferable because water repellency is further improved and more excellent grip properties can be exhibited even on a frozen road surface.
[0016]
Specific examples of the alkoxy titanates include isopropyl triisostearoyl titanate, isopropyl tridodecylbenzenesulfonyl titanate, tetraisopropyl bis (dioctyl phosphite) titanate, tetraoctyl bis (ditridodecyl phosphite) titanate, tetra (2,2-diallyloxy) Methyl-1-butyl) bis (ditridodecyl) phosphite titanate and the like can be mentioned. These alkoxy titanates may be used alone or, if necessary, in combination of two or more. Above all, it is preferable that the alkoxy titanate is isopropyl triisostearoyl titanate, since the water repellency is most improved and even more excellent grip properties can be exhibited even on a frozen road surface.
[0017]
The mixing amount of the titanate coupling agent in the tread rubber composition is 0.05 to 8 parts by weight of the titanate coupling agent based on 100 parts by weight of the diene rubber. The compounding amount of the titanate coupling agent is preferably 0.1 to 6 parts by weight of the titanate coupling agent with respect to 100 parts by weight of the diene rubber, and more preferably the titanate coupling with respect to 100 parts by weight of the diene rubber. 0.5 to 5 parts by weight, most preferably 1 to 4 parts by weight of a titanate coupling agent. If the amount of the titanate-based coupling agent is too small, the effect of improving the water repellency and the grip on a frozen road surface cannot be expected by the compounding. Also, if the amount of the titanate-based coupling agent is too large, unreacted titanate-based coupling agents that do not react with active hydrogen such as hydroxyl group, amino group and carboxyl group in the rubber composition increase, and the rubber hardness decreases. Cost is high.
[0018]
The tread rubber composition for a studless tire of the present invention contains calcium carbonate and a titanate-based coupling agent as essential components. For this reason, the water repellency and the grip on a frozen road surface are significantly improved.
The tread rubber composition for a studless tire of the present invention may contain carbon black in order to obtain sufficient hardness when the composition is used for a studless tire.
[0019]
The compounding amount of carbon black in the tread rubber composition is not particularly limited, and is preferably 30 to 80 parts by weight of carbon black based on 100 parts by weight of diene rubber. The compounding amount of carbon black is more preferably 40 to 60 parts by weight, and most preferably 40 to 50 parts by weight, based on 100 parts by weight of the diene rubber. If the amount of the carbon black is too small, abrasion resistance and crack resistance tend to be inferior. If the amount of the carbon black is too large, the rubber is cured, and the obtained tire tends to generate heat during use.
[0020]
In the tread rubber composition for a studless tire of the present invention, if necessary, specifically, a softening agent such as a naphthenic process oil; a vulcanization aid such as zinc oxide and stearic acid; a mercaptobenzothiazole (MBT) Thiazole-based accelerators such as benzothiazyl disulfide (MBTS), N-tert-butyl-2-benzothiazolylsulfenamide (TBBS) and N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide (CBS). Vulcanization accelerators; sulfur; organic fibers; foaming agents; anti-aging agents; The amount of these additives in the tread rubber composition is not particularly limited, and can be appropriately used.
[0021]
As a method for producing the tread rubber composition for a studless tire of the present invention, a known method can be applied. The above components can be obtained by kneading them under a usual method and conditions using a kneader such as a Banbury mixer. The kneading temperature is preferably from 120 to 180 ° C.
The studless tire is obtained by molding and vulcanizing the tread rubber composition for a studless tire described above.
[0022]
【Example】
Hereinafter, specific examples and comparative examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited to the following examples.
(Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 4)
A tread rubber composition was prepared by kneading the components shown in Tables 1 and 2 below at 150 ° C. for 5 minutes using a Banbury mixer. The performance of a rubber sample obtained by vulcanizing the obtained tread rubber composition at 170 ° C. for 10 minutes was evaluated by the following evaluation method. The results are shown in Tables 1 and 2.
[0023]
<Evaluation method>
1. Rubber hardness The rubber hardness Hs (JIS-A) at 0 ° C. was measured according to the method specified in JIS K6301.
2. Contact angle The contact angle refers to the angle (θ) at which the boundary between the rubber 1 and the water droplet 2 contacts with the water droplet 2 adhered to the surface of the rubber 1 as shown in FIG. Means leakiness. The smaller the contact angle is, the more difficult it is to wet, indicating that the rubber has excellent water repellency.
[0024]
Using the measuring device shown in FIG. 2, the forward contact angle and the receding contact angle are measured, and the contact angle is calculated according to the following equation. Example values displayed. Therefore, a larger value indicates a larger contact angle.
cos θ = 1/2 × (cos θ a + cos θ r )
θ: contact angle θ a : advancing contact angle θ r : receding contact angle The magnitude of water repellency can be quantitatively expressed by measuring the contact angle between water and the rubber composition, and the larger the contact angle, the better. It means that it is water repellent. Note that the contact angle is measured by the number of samples and the number of measurements so that a difference of the unit value 1 of the average value can be detected at the 5% significance level.
[0025]
3. Stopping distance on ice The studless tire was manufactured using the tread rubber composition (185 / 70R14). These tires were mounted on a front-wheel drive (FF vehicle) type domestic car with a displacement of 2000 cc, and the stopping distance on ice required to stop suddenly during running at a speed of 30 km / h and stop was measured. With the stopping distance of Comparative Example 1 set to 100, values of other Comparative Examples and Examples are displayed. The larger the value, the better the braking resistance.
[0026]
Test location: Skating rink Temperature: 2 ° C
4. Abrasion resistance The wear of the test piece was measured using a Lambourn abrasion tester manufactured by Iwamoto Seisakusho under the conditions of a load of 2.5 kg, a slip ratio of 20% and 40%. The average value at both slip ratios was calculated, and the values of Comparative Examples 1 and 2 were shown as wear indices with Comparative Example 1 being 100. The larger the wear index, the better the wear resistance.
[0027]
[Table 1]
Figure 0003600675
[0028]
[Table 2]
Figure 0003600675
[0029]
Carbon black: N220 manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.
Calcium carbonate (1): Shiraishi Calcium Co., Ltd.'s white gloss flower CC having a particle diameter of 0.04 μm and a surface treated with a fatty acid (mainly stearic acid)
Calcium carbonate (2): Neolite S from Takehara Chemical Co., Ltd., having a particle size of 0.04 μm and a surface treated with a fatty acid (mainly stearic acid)
Titanate-based coupling agent: Plenact TTS (isopropyl triisostearoyl titanate) manufactured by Ajinomoto Co., Inc.
Process oil: Diana Process PS32 manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.
Wax: Sunnock wax antioxidant manufactured by Ouchi Shinko Chemical Co., Ltd .: Ozonone 6C manufactured by Seiko Chemical Co., Ltd.
Vulcanization accelerator: Noxera NS manufactured by Ouchi Shinko Chemical Co., Ltd.
<Evaluation results>
From a comparison between Example 3 and Comparative Examples 2 and 3, it can be seen that when calcium carbonate and a titanate-based coupling agent are combined, the water repellency and the performance on ice are significantly improved.
[0030]
From a comparison between Examples 1 to 4 and Comparative Example 4, the contact angle increases with an increase in the amount of calcium carbonate added, and the performance on ice is improved. It can be seen that the wear performance is significantly reduced.
Examples 3 and 6 to 8 show that the contact angle increases as the added amount of the titanate-based coupling agent increases, and the performance on ice improves.
[0031]
Example 3 and Example 5 show that the same performance can be obtained even when the type of calcium carbonate is changed.
As described above, it can be seen that in the examples, the water repellency and the performance on ice are improved while the reduction in the reinforcing property is minimized.
[0032]
【The invention's effect】
The tread rubber composition for a studless tire of the present invention can provide a studless tire exhibiting excellent grip properties even on a frozen road surface.
Reduction in the reinforcing properties the average particle size of the calcium carbonate is 1μm or less is small.
In a tread rubber composition containing calcium carbonate surface-treated with a fatty acid and / or a surfactant, the dispersibility of calcium carbonate in the rubber composition is improved, and calcium carbonate is uniformly dispersed in the tread rubber composition. be able to.
[0033]
When the titanate-based coupling agent is an alkoxy titanate, the water repellency is further improved, and excellent grip properties can be exhibited even on a frozen road surface.
When the alkoxy titanate is isopropyl triisostearoyl titanate, the water repellency is most improved, and a more excellent grip property can be exhibited even on a frozen road surface.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a definition of a contact angle.
FIG. 2 is a block diagram of a contact angle measuring device.
[Explanation of symbols]
1 rubber 2 water drop

Claims (4)

天然ゴムおよびジエン系合成ゴムのうちの少なくとも1種からなるジエン系ゴムと、炭酸カルシウムと、チタネート系カップリング剤とを含み、3者の配合割合が、前記ジエン系ゴム100重量部に対して前記炭酸カルシウム5〜40重量部、前記チタネート系カップリング剤0.05〜8重量部となっており、かつ前記炭酸カルシウムの平均粒子径が1μm以下である、スタッドレスタイヤ用トレッドゴム組成物。Including a diene rubber consisting of at least one of natural rubber and a diene synthetic rubber, calcium carbonate, and a titanate coupling agent, the mixing ratio of the three is based on 100 parts by weight of the diene rubber. A tread rubber composition for a studless tire, comprising 5 to 40 parts by weight of the calcium carbonate and 0.05 to 8 parts by weight of the titanate-based coupling agent , and having an average particle diameter of 1 μm or less . 前記炭酸カルシウムが脂肪酸および/または界面活性剤で表面処理されている、請求項に記載のスタッドレスタイヤ用トレッドゴム組成物。The tread rubber composition for a studless tire according to claim 1 , wherein the calcium carbonate is surface-treated with a fatty acid and / or a surfactant. 前記チタネート系カップリング剤がアルコキシチタネートである、請求項1または2に記載のスタッドレスタイヤ用トレッドゴム組成物。The tread rubber composition for a studless tire according to claim 1 or 2 , wherein the titanate-based coupling agent is an alkoxy titanate. 前記アルコキシチタネートがイソプロピルトリイソステアロイルチタネートである、請求項に記載のスタッドレスタイヤ用トレッドゴム組成物。The tread rubber composition for a studless tire according to claim 3 , wherein the alkoxy titanate is isopropyl triisostearoyl titanate.
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