JP2008150436A

JP2008150436A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2008150436A
Application number: JP2006337487A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Narita; 博昭成田; Takashi Miyasaka; 孝宮坂; Hirofumi Hayashi; 浩文林
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2006-12-14
Filing date: 2006-12-14
Publication date: 2008-07-03

Abstract

【課題】耐摩耗性を損なうことなく、ゴムの低発熱化により空気入りタイヤの低燃費性を向上する。
【解決手段】ジエン系ゴムからなるゴム成分１００重量部に対して、アラミド短繊維およびアラミド粒子から選択される少なくとも一種０．１〜１０重量部を含有するゴム組成物で、トレッド接地面を形成してなる空気入りタイヤである。アラミド短繊維としては、繊維長１〜４ｍｍであり、かつ、繊維径に対する繊維長の比Ｌ／Ｄが５０〜４００であるものが好ましい。アラミド粒子としては平均粒径１〜２００μｍであるものが好ましい。また、該ゴム組成物には、ゴム成分１００重量部に対してフィラーが５０〜１２０重量部配合される。
【選択図】なし

Description

本発明は、空気入りタイヤに関するものである。

近年、空気入りタイヤにおいては、環境への関心の高まりにつれ、低燃費化が強く要請されている。かかる要請に応えるべく、トレッドゴムにフィラーとしてシリカを配合して、転がり抵抗の低減による低燃費化が図られているが、シリカのみで上記要請に充分に応えることは難しい。

ところで、従来、ゴム組成物にアラミド短繊維やアラミド粒子を配合することは公知である（下記特許文献１〜３参照）。

例えば、下記特許文献１には、ゴム成分１００重量部に対してアラミド短繊維を５〜１０重量部含有するゴム組成物を空気入りタイヤに用いることが提案されている。しかしながら、この文献では、該ゴム組成物を、空気入りタイヤのビードエーペックスや、サイドウォール、サイドウォール内面、アンダートレッドに使用するものであり、トレッド接地面に対して適用することは開示されていない。また、この文献において、アラミド短繊維はタイヤの軽量化のために配合されており、ゴムの低発熱化によるタイヤの低燃費性向上や、耐摩耗性の維持ないし向上については開示されていない。

また、下記特許文献２には、ゴム組成物にアラミド粒子を配合する点が開示されているが、同文献は、優れた防振特性を有する防振ゴム組成物に関するものであり、空気入りタイヤに配合することについても、また、アラミド粒子の配合による低発熱化、転がり抵抗の低減についても開示されてない。
特開２００１−１６４０５２号公報特開平０８−１８８６７７号公報特開平０９−０５２９６１号公報

本発明の課題は、空気入りタイヤの低燃費性を向上することにあり、より詳細には、耐摩耗性を損なうことなく、ゴムの低発熱化により空気入りタイヤの低燃費性を向上することにある。

本発明に係る空気入りタイヤは、ジエン系ゴムからなるゴム成分１００重量部に対して、アラミド短繊維およびアラミド粒子から選択される少なくとも一種０．１〜１０重量部を含有するゴム組成物で、トレッド接地面を形成してなるものである。

本発明によれば、アラミド短繊維及び／又はアラミド粒子を配合することにより、耐摩耗性を損なうことなく、すなわち、耐摩耗性を維持ないし向上しながら、ゴムの低発熱化が図られることで、空気入りタイヤの低燃費性を向上することができる。

以下、本発明の実施に関連する事項について詳細に説明する。

本発明のゴム組成物において、ゴム成分として使用されるジエン系ゴムは、特に限定されず、タイヤトレッド用ゴム組成物において一般に用いられる各種ジエン系ゴムを用いることができる。例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、ブタジエンゴム、スチレン−イソプレン共重合体ゴム、ブタジエン−イソプレン共重合体ゴムなどが挙げられ、これらはそれぞれ単独で用いても２種以上併用してもよい。

本発明に用いるアラミド短繊維、アラミド粒子は、芳香族ジカルボン酸単位と芳香族ジアミン単位からなる芳香族ポリアミドの短繊維又は粒子である。該芳香族ポリアミドの具体例としては、ポリパラフェニレンテレフタルアミド、ポリメタフェニレンイソフタルアミド、ポリパラアミノベンズアミド、ポリ−３，４’−オキシジフェニレンテレフタルアミド／ポリパラフェニレンテレフタルアミド共重合体、ポリパラアミノベンズヒドラジドテレフタルアミドなどが挙げられる。

このようなアラミド短繊維、アラミド粒子を配合するにより、ゴムの剛性の維持ないし向上が図られ、また、耐摩耗性を損なうことなく、ゴムの低発熱化が図られる。特には、アラミド短繊維を配合することにより、耐摩耗性を向上するとともに、低燃費性を改良することができ、また、アラミド粒子を配合することにより、耐摩耗性を損なうことなく、低燃費性を改良することができる。そして、両者を併用することで、更なる低燃費化を図ることができる。なお、両者を併用する場合、アラミド粒子をアラミド短繊維よりも多量に配合することが好ましい。

なお、これらのアラミド短繊維やアラミド粒子としては、レゾルシン・ホルマリン・ゴムラテックス（ＲＦＬ）やフッ素樹脂などの各種処理剤で表面処理されたものを用いることもできる。

上記アラミド短繊維としては、繊維長１〜４ｍｍであるものが好ましく、より好ましくは２〜３ｍｍである。このような繊維長のアラミド短繊維を配合することにより、ゴム成分に対する分散性を損なうことなく、低燃費性の向上効果をより高めることができ、また、耐摩耗性の改良効果に優れる。アラミド短繊維は、また、繊維のフィラメント径（Ｄ）に対する繊維長（Ｌ）の比（Ｌ／Ｄ）が５０〜４００であることが好ましく、これにより、耐摩耗性と低燃費性の改良効果をより向上させることができる。

上記アラミド粒子としては、平均粒径１〜２００μｍであるものが好ましく、より好ましくは１〜３０μｍであり、更に好ましくは５〜２０μｍである。このような粒径のアラミド粒子を用いることにより、低燃費性の向上効果をより高めることができる。ここで、平均粒径は、レーザー回折・散乱法によるメジアン径であり、下記実施例では島津製作所製のＳＡＬＤ−２０００Ａを用いて測定した。

かかるアラミド粒子としては、アラミド短繊維を粉砕したものを用いることができる。あるいはまた、例えば、特公昭４７−１０８６３号公報に記載の界面重合法に従って作製してもよく、また、このようにして作製したアラミド粒子を粉砕したものを用いることもできる。なお、アラミド粒子の形状は、球形には限られず、どのような形状であってもよい。

上記のアラミド短繊維及び／又はアラミド粒子は、ゴム成分１００重量部に対して、合計量で、０．１〜１０重量部配合され、これにより、耐摩耗性と低燃費性を両立させることができる。より好ましくは、アラミド短繊維を０．５〜３重量部、特に好ましくは１〜２重量部配合することであり、また、アラミド粒子を０．５〜３重量部、特に好ましくは１〜２重量部配合することであり、更に、アラミド短繊維とアラミド粒子の合計量で０．５〜４重量部、特に好ましくは１〜３重量部配合することである。このようにアラミド短繊維やアラミド粒子を少量配合することで、耐摩耗性と低燃費性の改良効果に優れる。

本発明のゴム組成物に使用されるフィラーとしては、カーボンブラックの他、シリカ、クレー、タルク、酸化チタン、ケイ酸アルミニウムなどの無機充填剤が挙げられ、これらはいずれか単独で用いても２種以上併用してもよい。好ましくは、カーボンブラックとシリカをそれぞれ単独で又は併用して配合することであり、より好ましくは、シリカ単独、又は、カーボンブラックとシリカの併用であり、シリカを用いることで低燃費性を高めることができる。該フィラーは、ゴム成分１００重量部に対して５０〜１２０重量部配合されることが好ましい。

上記フィラーとして、無機充填剤、特にはシリカを配合する場合、シランカップリング剤を配合することが好ましく、これにより低燃費性を更に改良することができる。シランカップリング剤としては、特に限定されず、例えばスルフィドシラン類、メルカプトシラン類などの各種シランカップリング剤を用いることができる。特には、特表２００１−５０５２２５号公報に記載された保護化メルカプトシラン（例えば、ＧＥシリコーンズ社製「ＮＸＴ」などが市販されている。）を使用することにより、低燃費性を一層向上することができる。シランカップリング剤は、シリカ１００重量部に対して２〜２５重量部配合されることが好ましい。

本発明のゴム組成物には、上記した成分の他に、老化防止剤、亜鉛華、ステアリン酸、軟化剤、可塑剤、加硫剤、加硫促進剤など、タイヤトレッド用ゴム組成物において一般に使用される各種添加剤を配合することができる。

本発明の空気入りタイヤは、上記ゴム組成物でトレッド接地面を形成してなるものである。すなわち、接地面となるトレッドゴム部が上記ゴム組成物からなるゴムで形成された空気入りタイヤであり、例えば、ベルトの径方向外側に設けられるトレッドゴム部が、接地面側のキャップトレッドと、ベルト側のベーストレッドとからなる２層構造の場合には、少なくともキャップトレッドが上記ゴム組成物で形成される。

以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

バンバリーミキサーを使用し、下記表１に示す配合に従い、ゴム組成物を調製した。表１中の各成分の詳細は以下の通りである。

・ＳＳＢＲ：バイエル製溶液重合スチレンブタジエンゴム「ＶＳＬ５０２５−０ＨＭ」、
・ＢＲ：宇部興産製ブタジエンゴム「ＢＲ１５０Ｂ」、
・シリカ：東ソーシリカ「ニップシールＡＱ」、
・ＣＢ：三菱化学製カーボンブラック「ダイヤブラックＮ３３９」、
・アラミド短繊維：帝人製「テクノーラ」（繊維長＝３ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝２００）、
・アラミド粒子：テイジン・トワロン製「トワロン５０１１」（アラミド短繊維を粉砕してなる平均粒径＝２０μｍのアラミドパウダー（粉末））。

各ゴム組成物には、共通配合として、ゴム成分１００重量部に対し、亜鉛華（三井金属製「亜鉛華１号」）３重量部、ステアリン酸（花王製「ルナックＳ−２５」）２重量部、シランカップリング剤（デグサ社製「Ｓｉ−６９」）５．６重量部、老化防止剤（住友化学製「アンチゲン６Ｃ」）２重量部、オイル（ＪＯＭＯ製「プロセスオイルＸ−１４０」）４０重量部、ワックス（日本精鑞製「ＯＺＯＡＣＥ０３５５」）２重量部、硫黄（鶴見化学工業製「５％油入微粉末硫黄」）１．５重量部、加硫促進剤（住友化学製「ソクシノールＣＺ」）１．８重量部、加硫促進剤（大内新興化学製「ノクセラーＤ」）２．０重量部を配合した。

各ゴム組成物について、１６０℃×２０分で加硫した試験片を用いて、３００％モジュラスと、耐摩耗性と、低発熱性を測定・評価した。各測定方法は次の通りである。

・３００％モジュラス：ＪＩＳＫ６２５１に準拠した引張試験を行い、３００％伸長時の応力を測定し、比較例１の値を１００とした指数で表示した。数値が大きいほどモジュラスが大きいことを示す。

・耐摩耗性（ゴム組成物）：ＪＩＳＫ６２６４に準拠したランボーン摩耗試験を行い、比較例１００の値を１００とした指数で表示した。指数が大きいほど耐摩耗性に優れることを示す。

・低発熱性：ＪＩＳＫ６２５５に準拠して、リュプケ式反発弾性試験機を用いて６０℃での反発弾性（Ｒｅｂ６０℃）を測定し、比較例１の値を１００とした指数で表示した。指数が小さいほど発熱しにくく、即ち低発熱性に優れることを示す。

また、各ゴム組成物をキャップトレッドのゴム組成物として用いて、２０５／６５Ｒ１５９４Ｈの乗用車用空気入りラジアルタイヤを常法に従い加硫成形することにより作製した。得られた各タイヤについて、低燃費性と、耐摩耗性を評価した。各評価方法は次の通りである。なお、使用リムは、１５×６．５ＪＪである。

・低燃費性：転がり抵抗測定ドラムを用い、空気圧２３０ｋＰａ、荷重４５０ｋｇｆ、温度２３℃、速度８０ｋｍ／ｈの条件で各タイヤの転がり抵抗を測定し、比較例１の値を１００とした指数で表示した。指数が小さいほど転がり抵抗が低く、低燃費性に優れることを示す。

・耐摩耗性（タイヤ）：２０００ｃｃのＦＦ車に上記タイヤを装着し、２５００ｋｍ毎に前後ローテーションして、１００００ｋｍ走行後の残溝（４本のタイヤの残溝の平均値）を測定し、比較例１の値を１００とした指数で表示した。指数が大きいほど耐摩耗性が良好であることを示す。

結果は表１に示す通りであり、実施例１，２に示すように、アラミド短繊維を配合することにより、耐摩耗性を向上させることができるとともに、低発熱化による低燃費性の向上を図ることができた。また、実施例３，４に示すように、アラミド粒子を配合することにより、耐摩耗性を損なうことなく、低発熱化による低燃費性の向上を図ることができた。更に、実施例５，６に示すように、アラミド短繊維とアラミド粒子を併用することにより、耐摩耗性と低燃費性の向上を図ることができた。

本発明は、乗用車用空気入りラジアルタイヤを始めとする各種の空気入りタイヤに適用することができる。

Claims

ジエン系ゴムからなるゴム成分１００重量部に対して、アラミド短繊維およびアラミド粒子から選択される少なくとも一種０．１〜１０重量部を含有するゴム組成物で、トレッド接地面を形成してなる空気入りタイヤ。
前記アラミド短繊維が、繊維長１〜４ｍｍであり、かつ、繊維径（Ｄ）に対する繊維長（Ｌ）の比（Ｌ／Ｄ）が５０〜４００であることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
前記アラミド粒子が、平均粒径１〜２００μｍであることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
前記ゴム組成物は、ゴム成分１００重量部に対してフィラー５０〜１２０重量部を含有する請求項１記載の空気入りタイヤ。