【発明の詳細な説明】【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、とくには、氷雪路面上でのグリップ性
能を改良し、また一般路面での耐摩耗性能を改良するこ
とのできる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】近年、氷雪路を走行するタイヤとして、
スパイクのないスタッドレスタイヤが普及している。ス
タッドレスタイヤの氷上性能を向上させるために、ゴム
と路面との摩擦を支配する因子である粘着摩擦や掘り起
こし摩擦を向上させる種々の研究が試みられている。【０００３】その１つとして、充填剤の一部をシリカと
し、シランカップリング剤を併用することにより、低温
における弾性率（モジュラス）を低下させて粘着摩擦を
向上させる方法が提案されている（特開平８−７３６５
７号公報）。【０００４】またセルロース物質の粉体加工品をゴム組
成物に配合し、粉体加工品の氷表面の引っかきにより、
スパイク効果を発揮させ、さらに摩耗の進行により粉体
加工品が脱落したときに生じる脱落孔の凹凸およびエッ
ジにより、氷表面との摩擦を高め、氷上グリップ性能を
向上させる方法が提案されている（特開平２−１６７３
５３号公報）。【０００５】このほかにも、短繊維を配合しかつ短繊維
をトレッド面に垂直に配向させて、掘り起こし摩擦を高
め、氷上グリップ性能を向上させる方法が提案されてい
る（特開２０００−１６８３１５公報）。【０００６】これらの方法により、スタッドレスタイヤ
の氷上グリップ性能は向上したが、スパイクタイヤの性
能には、未だ及んでいない。【０００７】また、とくに最近ではタイヤの経済性（寿
命）が重要視され、消費者より耐摩耗性能の向上が要請
されている。【０００８】【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、氷上
グリップ性能を大幅に向上させ、かつ、経済性の観点か
ら、大幅に耐摩耗性能を向上し得る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。【０００９】【課題を解決するための手段】本発明は、（Ａ）ゴム成
分１００重量部に対して、（Ｂ）短繊維２〜１５重量
部、（Ｃ）チッ素吸着比表面積が１４０ｍ2／ｇ以上で
ＤＢＰ吸収量が１００ｍｌ／１００ｇ以上であるカーボ
ンブラックおよび（Ｄ）シリカを合計で４０〜６０重量
部、ならびに、（Ｅ）セルロース物質を含む粉体加工品
３〜１５重量部を含有するスタッドレスタイヤ用ゴム組
成物に関する。【００１０】【発明の実施の形態】本発明のスタッドレスタイヤ用ゴ
ム組成物は、（Ａ）ゴム成分、（Ｂ）短繊維、（Ｃ）カ
ーボンブラック、（Ｄ）シリカおよび（Ｅ）セルロース
物質を含む粉体加工品を含有する。【００１１】ゴム成分（Ａ）は、天然ゴム（ＮＲ）およ
び／またはジエン系合成ゴムである。前記ジエン系合成
ゴムとしては、とくに限定はないが、たとえば、スチレ
ン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（Ｂ
Ｒ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、エチレン−プロピレン
−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（Ｃ
Ｒ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）な
どがあげられる。これらは単独で用いてもよく、２種以
上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、氷雪上性能
を向上させる点から、ＮＲ、ＢＲを用いることが好まし
く、この場合には、低温でも柔らかく、トレッドの接地
性を確保することができる。【００１２】ＮＲとジエン系合成ゴムを混合して用いる
場合、ＮＲとジエン系合成ゴムの配合比は、重量比で４
０：６０〜８０：２０とすることが好ましい。ＮＲの配
合量が少なすぎると、ゴムの補強性が劣り、耐久性が低
下する傾向があり、ジエン系合成ゴムの配合量が少なす
ぎると耐摩耗性能が低下する傾向がある。【００１３】短繊維（Ｂ）としては、たとえば、グラス
ファイバー、アルミニウムウイスカー、ポリエステル繊
維、ナイロン繊維、ポリビニルホルマール繊維、芳香族
ポリアミド繊維などを採用し得る。なかでも、混練り中
の飛散、混練りによる最適形状化、配向性の点で、グラ
スファイバー、アルミニウムウイスカーなどの比重２．
０以上の無機系短繊維が好ましい。【００１４】短繊維の直径は、好ましくは５〜１００μ
ｍ、とくに好ましくは２０〜８０μｍである。短繊維の
直径が５μｍ未満であると、短繊維の脱落孔（ミクロの
細長い溝）が小さすぎるので、目的のトレッドゴムと路
面の間の水膜を除去する効果が充分に得られない傾向が
ある。また短繊維の直径が１００μｍをこえると、補強
性が乏しく耐摩耗性能にも悪影響を及ぼし、走行後トレ
ッド表面が荒れやすく、ゴム自体と氷表面との接地面積
が減少するため、粘着効果（氷上グリップ性能）が減少
する傾向がある。さらに、補強性と氷上グリップ性能の
バランスの点から、３５〜６５μｍであることがとくに
好ましい。【００１５】短繊維の長さは、好ましくは０．２〜５．
０ｍｍ、さらに好ましくは１．４〜２．６ｍｍである。
短繊維の長さが０．２ｍｍ未満ではトレッドゴムと路面
との間の水膜を除去する効果が充分に得られない傾向が
あり、５．０ｍｍをこえると粘着効果が減少する傾向が
ある。【００１６】短繊維の含有量は、前記ゴム成分１００重
量部に対し、２〜１５重量部、好ましくは３〜１５重量
部である。短繊維の含有量が２重量部未満では、目的の
水膜除去効果が充分に発揮されない。また逆に１５重量
部をこえると、補強性も乏しく耐摩耗性能にも悪影響を
及ぼし、走行後トレッド表面が荒れやすく、ゴム自体の
氷表面との接地面積が減少するため、粘着効果（氷上グ
リップ性能）が減少する。さらに、補強性と氷上グリッ
プ性能のバランスの点から、５〜１０重量部であること
がとくに好ましい。【００１７】短繊維は、ゴム組成物に配合され、押し出
し工程において配向される。特開２０００−１６８３１
５公報には、短繊維をトレッド面と直角方向に配向さ
せ、掘り起こし摩擦を向上させる提案があるが、本発明
のゴム組成物を用いてスタッドレスタイヤ用トレッドを
形成する場合には、たとえば、短繊維をタイヤ周方向に
配向させることが好ましい。【００１８】タイヤ周方向に配向した短繊維は走行によ
って脱落し、トレッドブロック表面に細かいスリット
（ミクロの細長い溝）が生じる。この脱落孔が水膜を除
去し（水切り効果）、またエッジにより氷上摩擦を向上
させ、スタッドレスタイヤの氷上グリップ性能を大幅に
向上させることができる。【００１９】カーボンブラック（Ｃ）としては、耐摩耗
性能を大幅に向上させるために、微粒子状のカーボンブ
ラックが用いられる。【００２０】具体的には、目的の耐摩耗性能を大幅に向
上させるために、チッ素吸着比表面積が１４０ｍ2／ｇ
以上、ＤＢＰ（ジブチルフタレート）吸収量が１００ｍ
ｌ／１００ｇ以上という特徴的なカーボンブラックが用
いられる。チッ素吸着比表面積が１４０ｍ2／ｇ未満ま
たはＤＢＰ吸収量が１００ｍｌ／１００ｇ未満のカーボ
ンブラックでは、耐摩耗性能が充分に得られない。耐摩
耗性能向上という点から、さらには、チッ素吸着比表面
積が１５０ｍ2／ｇ以上、ＤＢＰ吸収量が１１０ｍｌ／
１００ｇ以上であることが好ましい。また、氷上グリッ
プ性能および混練り加工性の点で、カーボンブラックの
チッ素吸着比表面積は１９０ｍ2／ｇ以下、ＤＢＰ吸収
量は１５０ｍｌ／１００ｇ以下であることが好ましい。【００２１】カーボンブラックの含有量は、前記ゴム成
分１００重量部に対して、好ましくは１０〜５５重量
部、より好ましくは２０〜５０重量部である。カーボン
ブラックの含有量が１０重量部未満では耐摩耗性能が満
足できない傾向があり、５５重量部をこえると粘着摩擦
の低下により、氷上グリップ性能が低下する傾向があ
る。【００２２】シリカ（Ｄ）としては、従来からタイヤの
分野において用いられているものであれば、とくに制限
はない。かかるシリカについて市販されているものとし
ては、たとえば、ウルトラジルＶＮ３（デグッサ製）、
ニプシールＶＮ３（日本シリカ（株）製）、トクシール
ＵＳＲ（（株）トクヤマ製）、Ｚ１７５Ｇｒ（ローディ
ア製）、Ｚ１６５Ｇｒ（ローディア製）、Ｚ１１５Ｇｒ
（ローディア製）などがあげられる。【００２３】シリカのＣＴＡＢ（セチルトリメチルアン
モニウム臭化物）吸着比表面積は、９０〜２００ｍ2／
ｇであることが好ましい。シリカのチッ素吸着比表面積
が９０ｍ2／ｇ未満では補強性が低下する傾向があり、
２００ｍ2／ｇをこえると混練り加工性および粘着摩擦
の低下により氷上グリップ性能が低下する傾向がある。【００２４】シリカの含有量は、５〜３０重量部である
ことが好ましい。シリカの含有量が５重量部未満ではト
レッドと路面の粘着効果が減少し、氷雪上性能が低下す
る傾向があり、２０重量部をこえると耐摩耗性能が低下
する傾向がある。氷雪上性能と耐摩耗性能のバランスと
いう点から、さらには５〜２５重量部、とくには５〜１
５重量部であることが好ましい。【００２５】カーボンブラックとシリカの合計量は、前
記ゴム成分１００重量部に対して４０〜６０重量部、好
ましくは４０〜５５重量部である。カーボンブラックと
シリカの合計量が４０重量部未満では耐摩耗性能が低下
し、６０重量部をこえるとタイヤ硬度が上昇し、氷雪上
性能が低下する。【００２６】セルロース物質を含む粉体加工品（Ｅ）に
おけるセルロース物質とは、特開平２−１６７３５３号
公報記載のセルロース物質と同じであり、米殻のもみ
殻、麦殻、コルク片およびおがくずなどをいう。また、
粉体加工品は、セルロース物質以外の成分として、シリ
カ、クレー、木質素、脂肪酸、水分などを含むことがで
きる。セルロース物質は粉体加工品中に２０〜４０重量
％、さらには２５〜３５重量％含まれることが好まし
い。セルロース物質の含有量が２０重量％未満では混練
り中の分散がわるくなる傾向があり、４０重量％をこえ
ると低硬度になり、スパイク効果が低下する傾向があ
る。【００２７】前記粉体加工品は、その成分中にセルロー
ス物質を含むことによって、ゴムとなじみ、いわゆる混
練り中の分散が容易になり、かつ、ゴムとのゆるやかな
結合を生じ、走行中の摩耗の進行により、容易に脱落す
るが、引裂き強さを低下させにくく、たとえば、溝底ク
ラックも発生させにくい。【００２８】また、セルロース物質は、金属のような高
硬度のものを配合した場合と異なり、舗装路面の摩耗
や、ゴム全体としての硬度上昇による氷結路面との粘着
低下の問題を引き起こさない。一方、セルロース物質よ
り低硬度のものであると、充分なスパイク効果を発揮さ
せることができない。この点で、前記米のもみ殻、麦
殻、コルク片およびおがくずなどの植物の粉砕物の硬度
が最適である。とくに米のもみ殻の硬度が最適である。
また、天然の産物であるもみ殻は、凹凸をもつ粉体であ
るため、ゴムとのなじみがよく、引裂き強さを低下させ
ることがないと共に、耐溝底クラック性能も低下させな
いなどの性能を有する。【００２９】粉体加工品の平均粒子径は、好ましくは２
０〜６００μｍ、とくに好ましくは１００〜２００μｍ
である。粉体加工品の平均粒子径が２０μｍ未満である
と、目的のスパイク効果が充分に得られない傾向があ
る。また、平均粒子径が６００μｍをこえると、補強性
も乏しく耐摩耗性能にも悪影響を及ぼし、走行後トレッ
ド表面が荒れやすく、ゴム自体の氷表面との接地面積が
減少するので、粘着効果が減少しがちになる。さらに、
補強性と氷上グリップ性能のバランス両立という点から
１００〜１２０μｍであることがとくに好ましい。【００３０】セルロース物質を含有する粉体加工品の含
有量は、前記ゴム成分１００重量部に対し、３〜１５重
量部、好ましくは５〜１０重量部である。粉体加工品の
含有量が、３重量部未満では、目的のスパイク効果が充
分に発揮されない。また逆に１５重量部をこえると、ゴ
ム全体が高硬度になり、粉体加工品そのものが路面に接
地し、ベースゴム自体の氷表面との接地面積が減少する
ため、粘着効果が減少しがちになり、さらに、耐摩耗性
能が充分に得られない。【００３１】本発明のゴム組成物は、さらにシランカッ
プリング剤を配合することが好ましい。本発明において
用いることのできるシランカップリング剤としては、従
来のものであればとくに限定はなく、たとえば、ビス
（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフェ
ン、α−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−
チオシアネイトプロピルトリエトキシシラン、ビス（３
−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフェンなどがあ
げられる。【００３２】前記シランカップリング剤の配合量は、前
記ゴム成分１００重量部に対して、０．４〜３重量部で
あることが好ましく、さらに好ましくは０．４〜２．５
重量部である。シランカップリング剤の配合量が０．４
重量部未満では、トレッドと路面との粘着効果が減少
し、氷雪上性能がわるくなる傾向があり、２．５重量部
をこえると氷雪上性能の向上が小さく、コストが高くな
る傾向がある。【００３３】また、シランカップリング剤の配合量は、
補強効果およびコスト低下という点から、シリカの８〜
１０重量％であることが好ましい。【００３４】なお、本発明のゴム組成物には、前記ゴム
成分（Ａ）、短繊維（Ｂ）、カーボンブラック（Ｃ）、
シリカ（Ｄ）、粉体加工品（Ｅ）、シランカップリング
剤のほかに、ゴム工業で通常使用されている硫黄などの
加硫剤、各種加硫促進剤、各種軟化剤、各種老化防止
剤、酸化亜鉛、ステアリン酸などの添加剤を配合するこ
とができる。【００３５】【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説
明するが、これらは本発明を限定するものではない。【００３６】実施例１〜１２および比較例１〜８［原料］天然ゴム：ＲＳＳ＃３（タイ製）ＢＲ：宇部興産（株）製のウベポールＢＲ１５０Ｂ老化防止剤：大内新興化学工業（株）製のノクラック６
Ｃステアリン酸：日本油脂（株）製のステアリン酸椿酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛２種ワックス：大内新興化学工業（株）製のサンノックＮ硫黄：鶴見化学（株）製の粉末硫黄加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＮ
ＳグラスファイバーＡ：日本板硝子（株）製（直径１０μ
ｍ、長さ０．４ｍｍ）グラスファイバーＢ：日本板硝子（株）製（直径５０μ
ｍ、長さ２．０ｍｍ）グラスファイバーＣ：日本板硝子（株）製（直径４μ
ｍ、長さ０．１５ｍｍ）グラスファイバーＤ：日本板硝子（株）製（直径１２０
μｍ、長さ５．２ｍｍ）セルロース物質を含む粉体加工品Ａ：米穀のもみ殻、セ
イロンフィラー（SARON FILLER）製のセイロンファイバ
ーＡ型（SERONFIBER A type）（１００〜１２０μｍ）セルロース物質を含む粉体加工品Ｂ：米穀のもみ殻、セ
イロンフィラー（SARON FILLER）製のセイロンファイバ
ーＡ型（SERONFIBER A type）（４００〜６００μｍ）セルロース物質を含む粉体加工品Ｃ：米穀のもみ殻、セ
イロンフィラー（SARON FILLER）製のセイロンファイバ
ーＡ型（SERONFIBER A type）（４０〜６０μｍ）カーボンブラックＡ：チッ素吸着比表面積１５５ｍ2／
ｇ、ＤＢＰ吸収量１１５ｍｌ／１００ｇカーボンブラックＢ：チッ素吸着比表面積１４２ｍ2／
ｇ、ＤＢＰ吸収量１０５ｍｌ／１００ｇカーボンブラックＣ：チッ素吸着比表面積１１５ｍ2／
ｇ、ＤＢＰ吸収量１１５ｍｌ／１００ｇシリカ：デグッサ製のウルトラジルＶＮ３（ＣＴＡＢ吸
着比表面積１５０ｍ2／ｇ）シランカップリング剤：デグッサ製のＳｉ６９（ビス
（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィ
ド）プロセスオイル：出光興産（株）製のダイアナプロセス
ＰＡ２３【００３７】［加硫ゴムの製造］常法により、表１に示
す配合と表２に示す配合をバンバリーミキサーを用いて
混練りし、各種ゴム組成物を得た。【００３８】［タイヤの製造］常法により、前記ゴム組
成物からなるトレッドを有するトラックバス用のスタッ
ドレスタイヤを作製した。【００３９】［氷上制動性能］タイヤを１０トントラッ
クの前輪に装着し、時速３０ｋｍ／時間で走行時に、停
止するまでに要した氷上における停止距離を測定した。
評価は、比較例１の停止距離を１００として、次式によ
り指数表示した（アイスキッド指数）。指数が大きいほ
ど氷上制動性能に優れる。（アイスキッド指数）＝（比較例１の制動停止距離）÷
（各配合の制動停止距離）×１００【００４０】［氷雪上操縦性能］タイヤを１０トントラ
ックの前輪に装着し、氷雪上にて全長数百メートルの８
の字周回路の走行タイムを測定した。評価は、比較例１
の走行タイムを１００として、次式により指数表示した
（アイスグリップ指数）。指数が大きいほど操縦安定性
に優れる。（アイスグリップ指数）＝（比較例１の走行タイム）÷
（各配合の走行タイム）×１００【００４１】［耐摩耗性能］ランボーン摩耗試験機を用
いて、温度２０℃、スリップ率２５％、試験時間３分間
の測定条件で加硫ゴムの摩耗量を測定し、各配合の容積
損失量を計算した。比較例１の容積損失量を１００とし
て、次式で指数表示した（ランボーン摩耗指数）。指数
が大きいほど、耐摩耗性能に優れる。（ランボーン摩耗指数）＝（比較例１の容量損失量）÷
（各配合の容量損失量）×１００【００４２】結果を表２に示す。【００４３】実施例２、１２と比較例８の評価結果を比
較すると、チッ素吸着比表面積が１４０ｍ2／ｇ以上で
ＤＢＰ吸収量が１００ｍｌ／１００ｇ以上であるカーボ
ンブラック（カーボンブラックＡおよびＢ）を配合する
と、大幅に耐摩耗性能が改善されることがわかる。【００４４】実施例２、７、９と比較例３、６の評価結
果を比較すると、粉体加工品の配合量が３〜１５重量部
の場合に、氷雪上性能が改善されることがわかる。【００４５】実施例２、８と比較例４、７の評価結果を
比較すると、シリカの配合量が５〜３０重量部の場合
に、氷雪上性能が改善されることがわかる。【００４６】比較例２、５と実施例２〜４の評価結果を
比較すると、グラスファイバーの配合量が多すぎても、
少なすぎても、氷上性能の向上効果が小さいことがわか
る。【００４７】【表１】【００４８】【表２】【００４９】【発明の効果】本発明のゴム組成物は、短繊維、セルロ
ース物質を含む粉体加工品、シリカ、微粒子カーボンブ
ラックおよびゴム成分からなるので、スタッドレスタイ
ヤなどのトレッドとして使用されたときに、前記短繊維
による水切り効果、前記粉体加工品による掘り起こし摩
擦の向上、および、前記シリカによる粘着摩擦の向上に
より、氷上グリップ性能を大幅に向上させることがで
き、さらに微粒子カーボンの使用により大幅に耐摩耗性
能を向上させることができる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rubber composition for a studless tire, and more particularly to a rubber composition for improving the grip performance on ice and snow roads and the abrasion resistance on general roads. The present invention relates to a rubber composition for a studless tire capable of improving the rubber composition. 2. Description of the Related Art In recent years, tires running on icy and snowy roads have been
Studless tires without spikes are widespread. In order to improve the on-ice performance of studless tires, various studies have been made to improve adhesive friction and digging-up friction, which are factors controlling the friction between rubber and a road surface. As one of the methods, a method has been proposed in which a part of a filler is made of silica and a silane coupling agent is used in combination to lower the elastic modulus (modulus) at a low temperature to improve the adhesive friction ( JP-A-8-7365
No. 7). [0004] Further, a powdered product of a cellulosic substance is blended into a rubber composition, and the ice surface of the powdered product is scratched,
A method has been proposed in which a spike effect is exhibited, and the friction with the ice surface is increased by the unevenness and edges of the dropout holes generated when the powder processed product falls due to the progress of wear, thereby improving the grip performance on ice ( JP-A-2-1673
No. 53). [0005] In addition, a method has been proposed in which short fibers are blended and the short fibers are oriented perpendicular to the tread surface to dig and raise the friction to improve the grip performance on ice (JP-A-2000-168315). ). [0006] These methods have improved the grip performance on ice of studless tires, but have not yet reached the performance of spiked tires. [0007] Recently, economical efficiency (life) of tires has been regarded as important, and consumers are demanding improvement in wear resistance. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a rubber composition for a studless tire capable of significantly improving the grip performance on ice and, from the economical viewpoint, significantly improving the wear resistance. Is to provide. According to the present invention, (A) 100 parts by weight of a rubber component, (B) 2 to 15 parts by weight of short fibers, and (C) a nitrogen adsorption specific surface area of 140 m2. / G of carbon black having a DBP absorption of 100 ml / 100 g or more and (D) silica in a total amount of 40 to 60 parts by weight, and (E) a powdered product containing a cellulose substance in an amount of 3 to 15 parts by weight. The present invention relates to a rubber composition for a studless tire. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The rubber composition for a studless tire according to the present invention comprises (A) a rubber component, (B) short fibers, (C) carbon black, (D) silica and (E) a cellulose substance. Containing powder processed products. The rubber component (A) is a natural rubber (NR) and / or a diene-based synthetic rubber. The diene-based synthetic rubber is not particularly limited. For example, styrene-butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (B
R), isoprene rubber (IR), ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), chloroprene rubber (C
R), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR) and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Above all, it is preferable to use NR and BR from the viewpoint of improving the performance on ice and snow, and in this case, the tread is soft even at a low temperature, and the tread contact property can be ensured. When NR and a diene-based synthetic rubber are used as a mixture, the compounding ratio of the NR and the diene-based synthetic rubber is 4% by weight.
The ratio is preferably set to 0:60 to 80:20. If the compounding amount of NR is too small, the reinforcing property of the rubber tends to be inferior, and the durability tends to decrease. If the compounding amount of the diene-based synthetic rubber is too small, the wear resistance tends to decrease. As the short fibers (B), for example, glass fibers, aluminum whiskers, polyester fibers, nylon fibers, polyvinyl formal fibers, aromatic polyamide fibers and the like can be used. Above all, specific gravity of glass fiber, aluminum whisker, etc., in terms of scattering during kneading, optimization of shape by kneading, and orientation.
Zero or more inorganic short fibers are preferred. The diameter of the short fibers is preferably 5 to 100 μm.
m, particularly preferably from 20 to 80 μm. If the diameter of the short fiber is less than 5 μm, the dropout hole (micro elongated groove) of the short fiber is too small, and the effect of removing the water film between the target tread rubber and the road surface tends to be insufficient. is there. On the other hand, if the diameter of the short fibers exceeds 100 μm, the reinforcing properties are poor and the abrasion resistance is adversely affected, the tread surface is easily roughened after running, and the contact area between the rubber itself and the ice surface is reduced. Grip performance) tends to decrease. Furthermore, from the viewpoint of the balance between the reinforcing property and the grip performance on ice, it is particularly preferable that the thickness be 35 to 65 μm. The length of the short fibers is preferably 0.2 to 5.
0 mm, and more preferably 1.4 to 2.6 mm.
If the length of the short fiber is less than 0.2 mm, the effect of removing the water film between the tread rubber and the road surface tends to be insufficient, and if it exceeds 5.0 mm, the adhesive effect tends to decrease. The content of the short fibers is 2 to 15 parts by weight, preferably 3 to 15 parts by weight, based on 100 parts by weight of the rubber component. If the content of the short fibers is less than 2 parts by weight, the intended effect of removing a water film is not sufficiently exhibited. Conversely, if the amount exceeds 15 parts by weight, the reinforcing property is poor and the wear resistance is adversely affected, the tread surface is easily roughened after running, and the contact area of the rubber itself with the ice surface is reduced, so that the adhesive effect (grip on ice) Performance). Further, from the viewpoint of the balance between the reinforcing property and the grip performance on ice, it is particularly preferable that the amount is 5 to 10 parts by weight. Short fibers are blended into the rubber composition and oriented during the extrusion process. JP 2000-16831A
Japanese Patent Application Laid-Open No. H05-53139 proposes that short fibers are oriented in a direction perpendicular to the tread surface to improve digging and raising friction. However, when a rubber composition of the present invention is used to form a tread for a studless tire, for example, Preferably, the fibers are oriented in the tire circumferential direction. The short fibers oriented in the circumferential direction of the tire fall off due to running, and fine slits (micro elongated grooves) are formed on the tread block surface. The holes remove the water film (water drainage effect), and the friction on the ice is improved by the edge, so that the grip performance on the ice of the studless tire can be greatly improved. As the carbon black (C), fine carbon black is used in order to greatly improve the wear resistance. Specifically, the nitrogen adsorption specific surface area is 140 m2 / g in order to greatly improve the intended wear resistance.
As described above, the DBP (dibutyl phthalate) absorption amount is 100 m
A characteristic carbon black of 1/100 g or more is used. With carbon black having a nitrogen adsorption specific surface area of less than 140 m2 / g or a DBP absorption of less than 100 ml / 100 g, sufficient wear resistance cannot be obtained. From the viewpoint of improving abrasion resistance performance, furthermore, the nitrogen adsorption specific surface area is 150 m2 / g or more, and the DBP absorption amount is 110 ml / g.
It is preferably 100 g or more. Further, from the viewpoint of grip performance on ice and kneading workability, it is preferable that the nitrogen adsorption specific surface area of carbon black is 190 m2 / g or less, and the DBP absorption amount is 150 ml / 100 g or less. The content of carbon black is preferably 10 to 55 parts by weight, more preferably 20 to 50 parts by weight, based on 100 parts by weight of the rubber component. If the content of carbon black is less than 10 parts by weight, the abrasion resistance tends to be unsatisfactory, and if it exceeds 55 parts by weight, the grip performance on ice tends to decrease due to a decrease in adhesive friction. The silica (D) is not particularly limited as long as it has been conventionally used in the field of tires. Commercially available such silicas include, for example, Ultrasil VN3 (made by Degussa),
Nipsil VN3 (manufactured by Nippon Silica Co., Ltd.), Toksil USR (manufactured by Tokuyama Corporation), Z175Gr (manufactured by Rhodia), Z165Gr (manufactured by Rhodia), Z115Gr
(Made by Rhodia). The CTAB (cetyltrimethylammonium bromide) adsorption specific surface area of silica is 90 to200 m2 /
g is preferred. If the nitrogen adsorption specific surface area of silica is less than 90 m2 / g, the reinforcing property tends to decrease,
If it exceeds 200 m2 / g, the grip performance on ice tends to be reduced due to the reduction in kneading processability and adhesive friction. The content of silica is preferably 5 to 30 parts by weight. When the content of silica is less than 5 parts by weight, the effect of adhesion between the tread and the road surface decreases, and the performance on ice and snow tends to decrease. When the content exceeds 20 parts by weight, the abrasion resistance tends to decrease. From the viewpoint of the balance between the performance on ice and snow and the wear resistance, 5 to 25 parts by weight, especially 5 to 1 part by weight
It is preferably 5 parts by weight. The total amount of carbon black and silica is 40 to 60 parts by weight, preferably 40 to 55 parts by weight, based on 100 parts by weight of the rubber component. If the total amount of carbon black and silica is less than 40 parts by weight, the abrasion resistance decreases, and if it exceeds 60 parts by weight, the tire hardness increases and the performance on ice and snow decreases. The cellulosic substance in the powdered product (E) containing the cellulosic substance is the same as the cellulosic substance described in JP-A-2-167353, such as rice hulls, wheat hulls, cork chips and sawdust. Say. Also,
The powdered product can contain silica, clay, wood element, fatty acid, moisture, and the like as components other than the cellulose substance. Preferably, the cellulosic material is contained in the powder processed product in an amount of 20 to 40% by weight, more preferably 25 to 35% by weight. If the content of the cellulose substance is less than 20% by weight, the dispersion during kneading tends to be poor, and if it exceeds 40% by weight, the hardness tends to be low, and the spike effect tends to decrease. The above-mentioned processed powder product contains a cellulose substance in its components, so that it is compatible with rubber, that is, it is easily dispersed during kneading, and loosely bonds with rubber to produce a powdered product. Although it easily falls off due to the progress of abrasion, it is difficult to reduce the tearing strength, and for example, it is also hard to generate a groove bottom crack. Further, unlike the case where a high-hardness material such as metal is used, the cellulose material does not cause a problem of abrasion of a pavement road surface or a decrease in adhesion to an icy road surface due to an increase in hardness of rubber as a whole. On the other hand, if the hardness is lower than that of the cellulose material, a sufficient spike effect cannot be exhibited. In this regard, the hardness of the crushed plant material such as the rice hulls, wheat hulls, cork pieces and sawdust is optimal. Particularly, the hardness of rice husks is optimal.
In addition, rice hulls, which are a natural product, are powders with irregularities, so they are well compatible with rubber, do not reduce tear strength, and do not reduce groove bottom crack resistance. Have. The average particle size of the processed powder is preferably 2
0 to 600 μm, particularly preferably 100 to 200 μm
It is. If the average particle size of the powder-processed product is less than 20 μm, the desired spike effect tends to be insufficient. On the other hand, if the average particle size exceeds 600 μm, the reinforcing property is poor and the wear resistance is adversely affected, the tread surface is easily roughened after running, and the contact area of the rubber itself with the ice surface is reduced, so that the adhesive effect is reduced. Tends to be. further,
The thickness is particularly preferably 100 to 120 μm from the viewpoint of achieving a balance between the reinforcing property and the grip performance on ice. The content of the powdered product containing the cellulose substance is 3 to 15 parts by weight, preferably 5 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the rubber component. If the content of the powdered product is less than 3 parts by weight, the desired spike effect cannot be sufficiently exhibited. Conversely, if the amount exceeds 15 parts by weight, the whole rubber becomes high in hardness, the powder-processed product itself comes into contact with the road surface, and the contact area of the base rubber itself with the ice surface decreases, so that the adhesive effect tends to decrease. , And a sufficient abrasion resistance cannot be obtained. The rubber composition of the present invention preferably further contains a silane coupling agent. The silane coupling agent that can be used in the present invention is not particularly limited as long as it is a conventional one. For example, bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfene, α-mercaptopropyltrimethoxysilane,
Thiocyanate propyl triethoxysilane, bis (3
-Triethoxysilylpropyl) disulfen and the like. The amount of the silane coupling agent is preferably from 0.4 to 3 parts by weight, more preferably from 0.4 to 2.5 parts by weight, based on 100 parts by weight of the rubber component.
Parts by weight. The compounding amount of the silane coupling agent is 0.4
If the amount is less than part by weight, the effect of adhesion between the tread and the road surface is reduced, and the performance on ice and snow tends to be deteriorated. If the amount exceeds 2.5 parts by weight, the improvement on the performance on ice and snow is small and the cost tends to be high. The amount of the silane coupling agent is as follows:
From the viewpoint of reinforcing effect and cost reduction, silica
Preferably it is 10% by weight. The rubber composition of the present invention contains the rubber component (A), short fiber (B), carbon black (C),
In addition to silica (D), powder processed products (E) and silane coupling agents, vulcanizing agents such as sulfur commonly used in the rubber industry, various vulcanization accelerators, various softening agents, various antioxidants And additives such as zinc oxide and stearic acid. EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to Examples, but these do not limit the present invention. Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 8 [Raw materials] Natural rubber: RSS # 3 (manufactured by Thailand) BR: Ubepol BR150B manufactured by Ube Industries, Ltd. Antioxidant: Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd. Nocrack 6
C Stearic acid: Nippon Oil & Fats Co., Ltd. zinc stearic acid zinc oxide: Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. two kinds of zinc oxide wax: Ouchi Shinko Chemical Co., Ltd. Sannok N Sulfur: Tsurumi Chemical Co., Ltd. Powder sulfur vulcanization accelerator: Noxeller N manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.
S Glass fiber A: Nippon Sheet Glass Co., Ltd. (diameter 10μ)
glass fiber B: Nippon Sheet Glass Co., Ltd. (50 μm in diameter)
m, length 2.0 mm) Glass fiber C: Nippon Sheet Glass Co., Ltd. (4 μm in diameter)
m, length 0.15 mm) Glass fiber D: manufactured by Nippon Sheet Glass Co., Ltd. (diameter 120
Powdered product A containing cellulosic material: rice hulls, SERONFIBER A type made by SARON FILLER (100-120 μm) Powder containing cellulosic material Processed product B: Rice hulls, SERONFIBER A type (SARON FILLER) (400-600 μm) Powdered product containing cellulose material C: Rice hulls, Ceylon filler SARON FILLER (SERONFIBER A type) (40-60 μm) Carbon black A: nitrogen adsorption specific surface area 155 m2 /
g, DBP absorption amount: 115 ml / 100 g Carbon black B: nitrogen adsorption specific surface area: 142 m2 / g
g, DBP absorption amount: 105 ml / 100 g Carbon black C: nitrogen adsorption specific surface area: 115 m2 / g
g, DBP absorption amount 115 ml / 100 g Silica: Ultrasil VN3 manufactured by Degussa (CTAB adsorption specific surface area: 150 m2 / g) Silane coupling agent: Si69 (bis (3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide manufactured by Degussa) Process oil : Diana Process PA23 manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd. [Manufacture of vulcanized rubber] The compounds shown in Table 1 and the compounds shown in Table 2 were kneaded by a conventional method using a Banbury mixer to prepare various rubber compositions. Got. [Manufacture of Tire] A studless tire for a truck bus having a tread made of the rubber composition was manufactured by a conventional method. [Breaking Performance on Ice] The tire was mounted on the front wheels of a 10-ton truck, and the running distance on ice required to stop when running at a speed of 30 km / h was measured.
In the evaluation, the stopping distance of Comparative Example 1 was set to 100, and an index was expressed by the following equation (ice kid index). The higher the index, the better the braking performance on ice. (Ice Kid Index) = (Brake stop distance of Comparative Example 1) ÷
(Brake stop distance of each compound) x 100 [Maneuverability on ice and snow] A tire is mounted on the front wheel of a 10-ton truck, and a total length of several hundred meters on ice and snow is obtained.
The running time of the circuit was measured. Evaluation was made in Comparative Example 1.
The index was expressed by the following formula (ice grip index), with the running time of 100 as 100. The larger the index, the better the steering stability. (Ice grip index) = (Running time of Comparative Example 1) ÷
(Running time of each compound) × 100 [Abrasion resistance] The wear amount of the vulcanized rubber was measured using a Lambourn abrasion tester at a temperature of 20 ° C., a slip ratio of 25%, and a test time of 3 minutes. Then, the volume loss of each formulation was calculated. The volume loss amount of Comparative Example 1 was set to 100 and expressed as an index by the following equation (Lambourn abrasion index). The larger the index, the better the wear resistance performance. (Lambourn wear index) = (Capacity loss amount of Comparative Example 1) ÷
(Volume loss of each formulation) × 100 The results are shown in Table 2. When the evaluation results of Examples 2 and 12 and Comparative Example 8 are compared, carbon blacks (carbon blacks A and B) having a nitrogen adsorption specific surface area of 140 m2 / g or more and a DBP absorption of 100 ml / 100 g or more are obtained. It can be seen that the addition of the compound significantly improves the wear resistance performance. Comparing the evaluation results of Examples 2, 7, and 9 with Comparative Examples 3 and 6, it can be seen that the performance on ice and snow is improved when the blended amount of the powder processed product is 3 to 15 parts by weight. . Comparing the evaluation results of Examples 2 and 8 with Comparative Examples 4 and 7, it can be seen that the performance on ice and snow is improved when the compounding amount of silica is 5 to 30 parts by weight. When the evaluation results of Comparative Examples 2 and 5 and Examples 2 to 4 are compared, even if the amount of glass fiber is too large,
It can be seen that even if the amount is too small, the effect of improving the performance on ice is small. [Table 1] [Table 2] The rubber composition of the present invention comprises short fibers, a powdered product containing a cellulosic substance, silica, fine carbon black and a rubber component. Therefore, when used as a tread for a studless tire or the like. In addition, gripping performance on ice can be greatly improved by the draining effect of the short fibers, the improvement of digging and raising friction by the powdered product, and the improvement of adhesive friction by the silica, and furthermore, the use of fine carbon particles significantly improves the performance. In addition, the wear resistance can be improved.
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