JP3026024B2 - スタッドレスタイヤ - Google Patents

スタッドレスタイヤ

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JP3026024B2
JP3026024B2 JP2405119A JP40511990A JP3026024B2 JP 3026024 B2 JP3026024 B2 JP 3026024B2 JP 2405119 A JP2405119 A JP 2405119A JP 40511990 A JP40511990 A JP 40511990A JP 3026024 B2 JP3026024 B2 JP 3026024B2
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60C11/14Anti-skid inserts, e.g. vulcanised into the tread band
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一般路 (乾燥路、湿潤
路) における走行性能を損なうことなく、氷雪路、特に
氷上における摩擦力 (制動性、駆動性) を向上させたス
タッドレスの空気入りタイヤ、すなわちスタッドレスタ
イヤに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、トレッドゴム中に金属製の短繊維
を均一に分散配合させることにより氷上性能を向上させ
るようにした自動車用タイヤが提案されている (特開昭
63−34206号公報) 。しかし、この自動車用タイ
ヤは、ゴム硬度が比較的高くなるため、氷上摩擦の向上
効果が不十分であった。また、タイヤの摩耗に従って金
属製の短繊維が飛散して粉塵公害を引き起こし、大きな
環境問題となってしまう。
【0003】他方、トレッドゴムを独立気泡の発泡ゴム
からなるゴム組成物で構成すると共に、その独立気泡の
周辺に短繊維をランダムに配合することが提案されてい
る (特開昭63−89547号公報) 。しかし、この発
泡ゴム組成物は短繊維がランダムに配合されているため
に短繊維が混入した割には、氷上摩擦の改良効果が小さ
いという問題がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、一般
路 (乾燥路、湿潤路) における走行性能を損なうことな
く、氷雪路、特に氷上における摩擦力 (制動性、駆動
性) を向上させたスタッドレスタイヤを提供することに
ある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のスタッドレスタ
イヤは、数平均分子量5000以上のポリアミド系短繊
維をトレッドゴム中に配合すると共に、該短繊維の長手
方向をトレッド部のブロックの接地面及び側面に沿うよ
うにタイヤ周方向に配向させ、ブロック表面のタイヤ周
方向の動的ヤング率E1 とブロック中心部のタイヤ周方
向の動的ヤング率E2 とが、次の式及び式 1.03≦E1 /E2 … 3〔MPa〕≦E2 ≦20〔MPa〕… を満足するようにしたことを特徴とする。
【0006】このように構成することにより本発明によ
れば、トレッドゴムを軟らかくすることができ、かつト
レッドゴムの剛性を十分に保持することができるので、
トレッドゴムのブロック剛性と凝着効果が高レベルで両
立でき、氷上摩擦力を向上させることが可能となる。本
発明では、短繊維として数平均分子量5000以上 (好
ましくは8000以上) のポリアミド系短繊維を使用す
ることにより、トレッドゴム中への該繊維の分散性を向
上させ、押出成形における配向性を向上させることがで
きる。このため本発明では、短繊維として平均長がより
いっそう短かく、かつ平均直径が小さいもの、好ましく
は平均長1〜100μm、平均直径0.05〜0.8μmの
範囲内で、またシランカップリング剤で表面処理された
ものが好ましくは使用される。この短繊維の融点は、1
50〜260℃の範囲内にあるものがよりいっそう好ま
しい。分子量が5000未満では、ポリアミドの繊維形
成能が悪く、強度も低いため、配向性が低下してしま
う。
【0007】ここで、短繊維の平均長が1μm未満、1
00μm超、及び平均直径が0.05〜0.8μmの範囲外
の場合には、ゴム中での分散がランダムになるため、ブ
ロック剛性と凝着効果の高レベルな両立ができず、氷雪
性能が不十分なばかりか、一般路での性能も不十分にな
る。この短繊維としては、例えば、UBE-FRR-NR (宇部興
産製) が用いられる。
【0008】一方、ブロック内外のゴムのタイヤ周方向
動的ヤング率の比がE1 /E2 <1.03では、短繊維
をブロック表面に沿わせる配向性が得られず氷上の摩擦
性能が不十分である。ただし、短繊維の混合操作性の点
からはE1 /E2 ≦5.0であることが好ましい。E1
2 >5.0の場合に配向性を持たせるには、ゴムと短繊
維との混合加工上、難しくなるためである。
【0009】さらに、E2 が第式の規定外では、特
に、一般路を走行するときのブロック剛性がタイヤとし
ての良好な性能を発揮することが難しくなる。以下、図
により本発明にかかるスタッドレスタイヤについて説明
する。図1は本発明にかかる氷上摩耗を改良したスタッ
ドレスタイヤの子午線方向半断面説明図である。この図
1において、本発明のスタッドレスタイヤAは、左右一
対のビード部11と、これらビード部11に連結する左
右一対のサイドウォール部12と、これらサイドウォー
ル部12間に配されたトレッド部13から形成されてい
る。左右一対のビード部11間には、カーカス層14が
装架されており、トレッド部13においては、この外周
を取り囲むようにベルト層15が配置されている。10
はトレッド表面である。
【0010】図2は、図1のスタッドレスタイヤのトレ
ッド部の平面視説明図、図3はそのK−K′線断面図で
ある。図2及び図3に示すように、短繊維17は、トレ
ッド部13のブロック16の接地面a及び側面bに沿っ
てタイヤ周方向E, E′に配向している。トレッドゴム
としては、カーボンブラックの含有量を減量させ、ベー
スゴムを極力柔らかくして凝着効果を高くしてあり、そ
れによるブロック剛性の低下を短繊維17を配向させる
ことにより補っている。
【0011】前述した短繊維17の配向は、トレッド部
の押出成形に際して行えばよい。すなわち、ある程度の
長さ/径比を持った短繊維17はゴム内に配合される
と、ゴムの流れ方向に並ぶ傾向があることを利用する。
このような傾向は、タイヤが加硫される際、モールドの
突起部によって未加硫トレッドゴムがモールドに沿って
流れる場合にも観察される。したがって、モールドの突
起部に沿って短繊維17が配向することになり、結果的
にタイヤトレッド部13のブロック16の接地面a及び
側面bに沿って短繊維17がタイヤ周方向に配向する。
ただし、短繊維17は、その長さが短かすぎると、ゴム
中でランダムに配列し、配向が行われないことになる。
このため、短繊維は、平均直径0.05μm以上で、平均
長さ1μm以上であるとよく、好ましくは平均長さ10
0〜5000μm、さらに好ましくは、1000〜30
00μmで、長さ/径の比が10〜1000であるのが
よい。このように、短繊維をトレッドブロック接地面お
よび側面に沿ってタイヤ周方向に配向させることによ
り、ブロック内外のタイヤ周方向の動的ヤング率を前述
した式, の関係にし、かつそれによってトレッドブ
ロック16のタイヤ周方向剛性をタイヤ径方向剛性より
も大きくすることができる。このため、凝着効果が生
じ、氷上摩擦力が向上する。
【0012】
【実施例】表1に示す配合内容 (重量部) でトレッド部
を構成したタイヤサイズが185/70 R13 85Q
のタイヤを各種作成し、これらタイヤ (従来例、実施例
1〜2、比較例1〜4) について、次の評価を行った。
この結果を表1に示す。
【0013】なお、テスト車は1600ccのFF車を使
用した。氷上路面での制動性能 : 氷盤上を初速30km/hで走行し、制動した時の制動距
離を測定し、従来タイヤ (従来例) を100として指数
表示した。数値は大なる程、制動が良好であることを示
す。雪上路面での駆動性能 : 圧雪路面を乗用車で制動を繰返して、路面をツルツルに
したツルツル圧雪路面において、5% (2.9°) 勾配の
登坂試験を行い、ゼロ発進方法により30m区間の登坂
加速タイムを計測し、従来タイヤに対する指数で示し
た。数値は大なる程、駆動性が良好であることを示す。操縦安定性 (乾燥路面) : 5人のテストドライバーによる各タイヤのフィーリング
を10点法で採点した結果 (平均値) を従来タイヤに対
する指数で示した。数値は大なる程、操縦安定性が良好
であることを示す。耐摩耗性 (乾燥路面) : JATMA に規定されている設計常用荷重、空気圧の条件で
乾燥路面を20,000km走行した後、各タイヤの摩耗量
を従来タイヤの摩耗量に対する指数で示した。数値は大
なる程、耐摩耗性が良好であることを示す。動的ヤング率 (表面および中心部)〔MPa〕 : 各テストタイヤのトレッドブロックの表面および内部よ
りタイヤ回転軸に対して周方向 (タイヤ周方向に同じ)
にサンプルを切り出し、東洋精機(株) 製の粘弾性スペ
クトロメーターを用いて、チャック間長さ20mm、幅5
mm、厚さ2mmの試料を周波数20Hz、初期歪10%、動
的歪±2%、温度0℃の条件で測定した。数値は大なる
程、剛性が大きいことを示す。混合加工性 : 混合ゴムのまとまり、シーティング性、ロールでのバギ
ング、押出物の状態等を5点満点で採点した。
【0014】従来例を5点とし、5人が採点した結果の
平均値である。点が高いほど混合加工性が良好であるこ
とを示す。
【0015】
【表1】
【0016】注) * 1 短繊維C…γ−アミノプロピルトリメトキシシランで表面処理した平均長 20μm、平均径0.3μmのナイロン6短繊維 (数平均分子量 30,000、融点221℃) を天然ゴム (NR) 100重量部 に対し50重量部配合したマスターバッチ。
【0017】 * 2 短繊維B…カーボン短繊維、平均長5μm、径1μm。 * 3 短繊維D…アラミド短繊維、平均長4000μm、径5μm。 * 4 発泡剤 …ジニトロソペンタメチレンテトラミン (永和化成工業(株)製 セルラーD)。 * 5 尿素系助剤… (永和化成工業(株)製 セルペーストK5)。
【0018】表1において、従来例は、従来のスタッド
レスタイヤであって、短繊維を含まない。実施例1, 2
は、本発明で規定した短繊維入りタイヤで、氷雪性能と
一般性能が両立できる。比較例1は、本発明範囲外の短
繊維を使用。短繊維がランダムに配置されるため、ブロ
ックの表面と中心部の弾性率がほぼ同値になり、氷雪性
能は改善されない。
【0019】比較例2, 3は、本発明範囲外の短繊維を
使用 (比較例3は発泡ゴムとの組合せ) 。短繊維は配向
するが、タイヤ性能は従来例より改善されず、更に混合
加工性も低下してしまい、実用上不可能。比較例4は、
実施例1との対比で短繊維を配合せずに、ただ軟らかく
しただけのトレッドゴムのタイヤ。氷雪性能はまずまず
だが、一般路での性能が低下する。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、数
平均分子量5000以上のポリアミド系短繊維をトレッ
ドゴム中に配合すると共に、該短繊維の長手方向をトレ
ッド部のブロックの接地面及び側面に沿うようにタイヤ
周方向に配向させ、ブロック表面のタイヤ周方向の動的
ヤング率E1 とブロック中心部のタイヤ周方向の動的ヤ
ング率E2 とが、次の式及び式 1.03≦E1 /E2 … 3〔MPa〕≦E2 ≦20〔MPa〕… を満足するようにしたので、一般路 (乾燥路、湿潤路)
における走行性能を損なうことなく、氷雪路における摩
擦力を著しく改良させることが可能となる。しかも、非
金属製の短繊維を用いるため、公害問題を引き起こすこ
ともない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかるスタッドレスタイヤの子午線方
向半断面説明図である。
【図2】本発明にかかるスタッドレスタイヤのトレッド
部の平面視説明図である。
【図3】図2におけるK−K′線断面図である。
【符号の説明】
10 トレッド表面 11 ビード部 12 サイドウォール 13 トレッド部 14 カーカス層 15 ベルト層 16 ブロック 17 短繊維

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 数平均分子量5000以上のポリアミド
    系短繊維をトレッドゴム中に配合すると共に、該短繊維
    の長手方向をトレッド部のブロックの接地面及び側面
    沿うようにタイヤ周方向に配向させ、ブロック表面の
    イヤ周方向の動的ヤング率E1 とブロック中心部のタイ
    ヤ周方向の動的ヤング率E2 とが、次の式及び式 1.03≦E1 /E2 … 3〔MPa〕≦E2 ≦20〔MPa〕… を満足するようにしたスタッドレスタイヤ
  2. 【請求項2】 ポリアミド系短繊維がシランカップリン
    グ剤で表面処理されていて、その平均直径が0.05〜0.
    8μmで、かつその平均長が1〜100μmである請求
    項1のスタッドレスタイヤ
JP2405119A 1990-12-21 1990-12-21 スタッドレスタイヤ Expired - Lifetime JP3026024B2 (ja)

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