JP3723662B2

JP3723662B2 - Non-slip pin manufacturing method

Info

Publication number: JP3723662B2
Application number: JP15559697A
Authority: JP
Inventors: 尚彦菊地; 正人駒月
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1996-06-17
Filing date: 1997-06-12
Publication date: 2005-12-07
Anticipated expiration: 2017-06-12
Also published as: JPH1071812A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、走行性に優れ、耐久性も良い新規な滑り止めピン、このピンを製造する方法、前記ピンの製造に使用されるゴム組成物、および、前記ピンを使用した雪氷上用タイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車が、積雪したアスファルト舗装路面や凍結したアスファルト舗装路面を走行するとき、スリップするのを防止するため、一般に、タイヤ本体の接地面にスパイクピンを埋め込んだタイヤが用いられている。スパイクピンは従来、金属製であった。
【０００３】
しかし、金属のスパイクピンは、舗装路面を激しく削りとるため、短時間で路面を補修しなければならないと言う問題や、削られた路面から生じる多量の粉塵が著しく環境を汚染すると言う問題があった。そのため、金属スパイクピンの使用が次第に厳しく規制されるようになり、現在では、金属スパイクピンは事実上使用禁止となっている。
【０００４】
金属ピンは、アスファルト舗装路面よりはるかに硬いので、路面を削ることになる。そこで、この問題を克服するために、ピンを構成する素材を金属よりも軟らかいゴム／樹脂に代えた、種々のゴム／樹脂ピンの開発が進められている。ゴム／樹脂ピンは、路面を損傷することがほとんどない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このゴム／樹脂ピンは、軟らかいゴム／樹脂を含みタイヤトレッドゴムよりも摩耗し易いため、トレッドより先に摩滅してしまう。そのため、ゴム／樹脂ピンをスパイクしたタイヤは、積雪路面や凍結路面でのグリップ性を短期間に失うと言うのが現状である。
【０００６】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、路面を損傷することなく、長期間にわたってタイヤグリップ性を維持する、滑り止めピン、その製造方法、ピン用ゴム組成物および雪氷上用タイヤを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる滑り止めピンの製造方法は、ゴム組成物を口径８ｍｍ以下の口金から棒状に押し出す工程と、得られた細い柱状物を９〜１４．５ｍｍの長さに裁断する工程と、短い裁断物をモールド内に仕込み加硫する工程とを含み、前記ゴム組成物は、ゴム成分と補強用の短繊維とを含み、前記短繊維が、直径１〜５０μｍ、長さ１００〜３０００μｍ、アスペクト比１０〜５００の繊維である。
本発明の製造方法で得られる滑り止めピンは、加硫ゴムの成形物であって、短繊維によって強化されており、前記短繊維が、直径１〜５０μｍ、長さ１００〜３０００μｍ、アスペクト比１０〜５００の繊維であり、ピンの接地面に対してほぼ垂直に配向していることを特徴とする。この場合、ほぼ垂直とは、補強用の短繊維がピンの接地面に対する垂直線に対し最大±１０°の傾斜角度範囲内で配向している繊維を含むことが出来る。
なお、本明細書においては、「本発明の製造方法で得られる滑り止めピン」を「本発明にかかる滑り止めピン」と、「本発明の製造方法に用いるピン用ゴム組成物」を「本発明にかかるピン用ゴム組成物」と、「本発明の製造方法で得られる滑り止めピンを用いた雪氷上用タイヤ」を「本発明にかかる雪氷上用タイヤ」と、それぞれ省略して表記している。特許請求の範囲欄で規定される本願発明は「滑り止めピンの製造方法」のみである。
【０００９】
本発明にかかるピン用ゴム組成物は、前記の滑り止めピンの製造に用いるゴム組成物であって、ゴム成分と補強用の短繊維とを含み、前記短繊維が、直径１〜５０μｍ、長さ１００〜３０００μｍ、アスペクト比１０〜５００の繊維であることを特徴とする。
本発明にかかる雪氷上用タイヤは、環状のタイヤ本体と、このタイヤの接地面に間隔をおいて形成された穴と、この穴から一部だけ突出する形で埋め込まれた滑り止めピンとを備えた滑り止めタイヤにおいて、前記滑り止めピンとして請求項１に記載のピンが用いられていることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
滑り止めピン
本発明にかかる滑り止めピン（以下では、単に「ピン」ということもある。）は、加硫ゴムの成形物であって、短繊維によって強化されており、この補強用の短繊維が接地面に対してほぼ垂直に配向している。
【００１１】
図１〜３はその一例を示している。このピン１は、図１に見るように、軸部１１と鍔状の頭部１２からなる釘状の形状を有し、軸部１１が路面に接触することによってタイヤがグリップ性を発揮する。軸部１１は、その接地面に対してほぼ垂直に配向した短繊維１ｂによって強化されているため、極めて緩やかに摩耗する。頭部１２はタイヤ本体の接地面に間隔をおいて設けられた穴に埋め込まれたときに前記穴の奥部に係止されてピンがタイヤ本体から抜けないようになる。
【００１２】
図２は加硫ゴム１ａからなるマトリックス中に補強用の短繊維１ｂがピン１の接地面１１ａに対して垂直に配向している様子を良く表している。ただし、この配向角度（垂直配向度）は接地面１１ａに対する垂直線から最大±１０°以内で傾くことを許容する。短繊維この垂直配向度を測定する方法は、特に限定しないが、たとえば、ピン１ｂの軸部１１をその軸線に沿って切断し、その断面をＳＥＭ（走査電子顕微鏡）で観察する等の方法で行う。
【００１３】
このピン１は、このように、補強用の短繊維１ｂが接地面１１ａに対してほぼ垂直に配向しているため、短繊維１ｂの補強作用と耐摩耗作用が十分に発揮され、路面との接触による滑り止めピン１の磨耗が大幅に抑制される。
頭部の形状は、特に限定されず、例えば塊状であってもよい。滑り止めピンは頭部のないものであってもよいが、頭部があると、ピンのタイヤ本体からの脱落を防止することが確実となり、好ましい。滑り止めピンの軸部の断面形状についても、特に限定はない。上記実施例では、図３に見るように、真円形となっているが、多角形であっても楕円形であってもよい。
【００１４】
ピンの寸法関係を説明すると、図１に示す、軸部長（ｌ）、軸部径（ｒ）、頭部長（Ｌ）および頭部径（Ｒ）は、たとえば、ｌ＝７〜１１ｍｍ、ｒ＝４〜６ｍｍ、Ｌ＝１〜２ｍｍ、Ｒ＝７〜９ｍｍの範囲であるが、特に限定はない。これらの寸法は、タイヤ本体の材質、使用する自動車の種類等によって適宜設定される。
【００１５】
補強用の短繊維の寸法関係について説明すると、直径（Ｄ）、長さ（Ｌ）およびアスペクト比（Ｌ／Ｄ）は、Ｄ＝１〜５０μｍ、Ｌ＝１００〜３０００μｍ、Ｌ／Ｄ＝１０〜５００である。短繊維の寸法は、直径５〜２０μｍ、長さ３００〜１５００μｍ、アスペクト比３０〜２００であることが好ましい。短繊維の直径および／または長さは、上記範囲より大きいと、短繊維の分散が悪くなり、加硫ゴムの破壊核となってゴムかけ等が発生し、補強性が低下し、滑り止めピンの耐摩耗性が低下する。上記範囲より小さいと、この場合も短繊維の分散が悪くなり、品質が安定しない。アスペクト比が１０未満であると、短繊維を配向させることが困難となる。アスペクト比が５００を超えると、この場合も短繊維の分散が悪くなり、短繊維を所望の方向に配向させることが困難となる。要するに、短繊維の寸法関係が上述のようであると、短繊維の加硫ゴム内での分散度が良く、短繊維がピンに十分な補強性を与えて耐摩耗性を大いに向上させる。
【００１６】
加硫ゴムとなるゴム成分や補強用の短繊維の材質は後述する。
滑り止めピンの製造方法については、特に限定はないが、以下の方法によることが好ましい。
滑り止めピンの製造方法
以下に述べるピン用ゴム組成物を口径８ｍｍ以下の口金から棒状に押し出し、得られた棒状物を短く裁断し、裁断された物をモールド（金型）内で加硫する方法である。この方法によれば、上記の滑り止めピンを容易に製造できる。
【００１７】
押出機の構造については、特に限定はない。押出機の口金の口径が８ｍｍ以下であると、短繊維を押し出し方向に配向させる（結果として、短繊維をピンの接地面に対して垂直に配向させる）ことが容易かつ確実となる。このようにして得られた押出物を、モールド寸法に合わせて裁断し、所望のピン形状を合わせた金型に入れ、加熱、加圧することにより加硫し、ピンを得る。加硫条件としては、たとえば、温度１５０℃、時間３０分間を挙げることができる。
ピン用ゴム組成物
本発明のピン用ゴム組成物は、ゴム成分と補強用の短繊維を必須成分として含む。
【００１８】
ゴム成分としては、天然ゴム；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；ポリノルボルネン樹脂等を挙げることができ、これらのゴム成分は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。
短繊維の素材としては、特に限定はないが、例えば、ナイロン；ポリエステル；レーヨン；ケブラー等のアラミド；ビニロン；コットン等を挙げることができ、これらの素材は１種または必要に応じ２種以上を使用することができる。短繊維の寸法関係は前述した。短繊維とゴム成分（加硫ゴム）との密着性（なじみ）を向上させ、ピンの耐摩耗性を向上させるために、短繊維は、レゾルシン・ホルマリン初期縮合物／ラテックス混合液（ＲＦＬ）等で表面処理されていることが好ましい。短繊維の表面処理は、たとえば、ＲＦＬ中に浸漬した後、２２０〜２４０℃で５〜１０分間乾燥すると言う方法で行う。
【００１９】
短繊維の配合量は、特に限定はないが、たとえば、ピン用ゴム組成物１００重量部中、１０〜３０重量部であることが好ましい。配合量２０〜３０重量部であることがより好ましい。短繊維の配合量が１０重量部未満であると、耐摩耗性およびタイヤグリップ性が低くなることがある。短繊維の配合量が３０重量部を超えると、加工性が悪く、加硫して得られるピンの強度が低くなり、ゴムかけが発生することがある。すなわち、短繊維の配合量が上記の範囲内であると、加工性が良好であり、かつ、長期間にわたって耐摩耗性およびタイヤグリップ性を維持することができ易いのである。
【００２０】
本発明にかかるピン用ゴム組成物は、補強性をさらに向上させるために、上記短繊維以外の補強充填剤を含むものであってもよい。補強充填剤としては、たとえば、カーボンブラックの他、シリカ、クレー、タルク、炭酸カルシウム、塩基性炭酸マグネシウム、アルミナ等の白色充填剤からなる粉体を挙げることができる。その配合量については、特に限定はなく、必要量を適宜使用することができる。
【００２１】
本発明のピン用ゴム組成物には、必要に応じて、たとえば、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）、ジ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や、ヘキサメチレンテトラミン（ＨＭＴ）などからなる加硫促進剤；イオウ；発泡剤；老化防止剤；ワックス等の添加剤；ゴム用硬化剤等の熱硬化性レジンを配合することができる。これらの添加剤の配合量は、特に限定はなく、必要量を適宜使用することができる。上記添加剤のなかでも、熱硬化性レジンは、ピンの硬度を高くするために配合される。
【００２２】
本発明のピン用ゴム組成物の製造方法としては、公知の方法を採用することができ、たとえば、上記各原料成分をバンバリーミキサー、ニーダー等のゴム混練装置を用い、ＪＩＳＫ６２９９に準じて混練する方法が挙げられる。
雪氷上用タイヤ
本発明にかかる雪氷上用タイヤは、環状のタイヤ本体と、このタイヤの接地面に間隔をおいて形成された穴と、一部が前記穴からわずかに突出した形で埋め込まれた滑り止めピンとを備え、前記滑り止めピンとして、上述の本発明にかかるピンが用いられている。
【００２３】
図４、５は、上記本発明にかかる雪氷上用タイヤの一実施例を示している。雪氷上タイヤ２は、環状のタイヤ本体２１を備え、その外周面が路面と接触する接地面２２となっていて、ここに適当な間隔をおいて多数のピン打ち込み穴２３・・・が設けられており、前述の滑り止めピン１が、その軸部１１の一部を前記穴２３からわずかに突出する形で埋め込まれている。穴２３・・・はタイヤ本体２１を成形する金型のピン埋め込み位置に突起を設けておく等の方法で形成することが出来る。すでに開けておいた穴２３・・・にピン１を埋め込む方法は、特に限定しないが、例えば、滑り止めピン１をスパイクガンを用いてタイヤ本体２１の穴２３・・・に打ち込む方法である。ピン１の埋め込みは、タイヤ本体に予め穴を形成しておくのでなく、タイヤ本体２１の成形と同時に一体化する方法などでも実現出来る。
【００２４】
図５の位置ａでは、タイヤ本体２１の接地面２２が路面３に接触しており、この位置ａに来たときの滑り止めピン１の軸部１１は路面３に対し垂直の位置関係になっている。短繊維１ｂ・・・は、軸部１１内で接地面２２に対しほぼ垂直になっている（図２参照）ので、路面３に対してもほぼ垂直になっている。すなわち、滑り止めピン１では、短繊維１ｂ・・・が路面３に対して常にほぼ垂直になるため、短繊維１ｂ・・・による補強作用が確実にかつ十分に発揮され、ピン１の耐摩耗性が大いに向上するのである。このようにして、路面との接触によるピン１の摩耗削り取りが大幅に抑制されるので、滑り止めピン１は、雪氷上用タイヤのグリップ性を長期間にわたって高く維持することができる。
【００２５】
タイヤ接地面に埋め込まれる滑り止めピンの本数は、特に限定する訳ではないが、接地面の単位面積（約１７０ｃｍ²）当たり４〜６本であることが好ましい。ピンが６本より多くなると、タイヤ接地面が路面に直接に接触しにくくなり、タイヤグリップ性が低下する傾向があり、他方、ピンが４本より少なすぎると、ピンによるタイヤグリップ性が十分に発揮されない傾向があるからである。ピン本数が４〜６本であると、タイヤトレッドゴムのグリップ性とピンのグリップ性の釣り合いがとれ易い。
【００２６】
滑り止めピンがタイヤ接地面から突出する長さは、特に限定する訳ではないが、０．２〜１．５ｍｍであることが好ましい。０．２ｍｍ未満であると、タイヤグリップ性が十分に発揮されないし、１．５ｍｍを超えると、タイヤ接地面が路面に直接に接触しにくくなるため、タイヤグリップ性が低下する傾向があり、０．２ｍｍ未満であると、ピンによるタイヤグリップ性が十分に発揮されなくなる傾向があるからである。
【００２７】
雪氷上用タイヤの製造方法については、特に限定はないが、一般的には、前述した第１の方法、すなわち、型内周面に多数の穴形成用突起がある金型を用いて、ピン打ち込み穴が接地面に開けられたタイヤ本体を製造し、スパイクガン等を用いて、滑り止めピンを前記の穴に打ち込み、ピンの打ち込み後、必要に応じ、ピンを接着剤等で穴に固定すると言う方法による。
【００２８】
【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、以下の実施例に限定されない。ゴム組成物における原材料配合の単位は重量部である。
（実施例１）
原材料を表１に示した配合で、バンバリーミキサーを用いて混練し、ピン用ゴム組成物を得た。
【００２９】
このピン用ゴム組成物を、小型押出機（中田エンヂニアリング（株）製、４．５インチ押出機、回転数：１０ｒｐｍ、押出温度：９０℃、ラインスピード：３０ｍ／分、口金口径：６ｍｍ）を用いて細い円柱状に押し出し、長さ１３ｍｍに裁断し、裁断物を、電熱式加硫プレス（神東金属製、加硫時間：３０分間、加硫温度：１５０℃）を用い、金型内で加硫して、滑り止めピンを得た。補強用の短繊維はタイヤ接地面に対してほぼ垂直に配向していた。ピンの寸法は、軸部長ｌ＝１０．５ｍｍ、軸部径ｒ＝４．８ｍｍ、頭部長Ｌ＝１．５ｍｍ、頭部径Ｒ＝８．０ｍｍであった。ピンの硬度をＪＩＳ−Ａに従い室温下で測定すると、９８であった。
【００３０】
上記で得られたピンをスパイクガンを用いて１７５／７０Ｒ１３のスパイク用穴あきタイヤ本体に打ち込んだ後、ピンを安定させるために、このタイヤを１６００ｃｃ級の前輪駆動車に装着して、低速で１００ｋｍ走行した。タイヤ接地面からのピンの突出長さは１．２ｍｍであった。後述の評価方法で性能を評価し、その結果を表１に併記する。
【００３１】
次に、加減速やコーナリングを取り入れたモードで、上記のタイヤを装着した１６００ｃｃ級の前輪駆動車を乾燥路上で５０００ｋｍ走行させて、同様の評価方法で性能を評価し、結果を表１に示す。
（比較例１）
補強用短繊維を配合しないほかは実施例１と同じ配合、同じ製造条件で、比較例となるピン用ゴム組成物を得た。
【００３２】
この比較用のピン用ゴム組成物を用い、実施例１と同様の条件で加硫して、比較用の滑り止めピンを得た。このピンの硬度をＪＩＳ−Ａに従い室温下で測定すると、９５であった。
上記で得られた比較用のピンを、上記実施例１と同様に打ち込み、比較用のタイヤを作製して、その性能を上記実施例１と同様に評価し、結果を表１に併記した。
【００３３】
次に、加減速やコーナリングを取り入れたモードで、上記比較用のタイヤを装着した１６００ｃｃ級の前輪駆動車を乾燥路上で５０００ｋｍ走行させて、同様の評価方法で性能を評価し、結果を表１に示す。
（比較例２）
ピンを打ち込まないほかは実施例１と同様にして雪氷上用タイヤを製造し、性能を評価して、結果を表１に示す。
【００３４】
【表１】

【００３５】
表１の注の意味は以下のとおりである。
＊１補強用短繊維として、デュポン社製の商品名ケブラー（ＫＥＶＬＡＲ、アラミド繊維）を使用したが、ケブラー繊維単体で使用するのでなく、天然ゴム（ＮＲ）との混合物であるＫＥＶＬＡＲＭ／Ｂ（商品名）を使用した。ＫＥＶＬＡＲＭ／Ｂにおけるケブラー繊維とＮＲとの比率（ケブラー繊維／ＮＲ）は３０／１００である。表１では、ＫＥＶＬＡＲＭ／Ｂの組成をＮＲとケブラー繊維とに分離して、補強用短繊維としてはケブラー繊維のみの重量で表し、Ｍ／Ｂに含まれるＮＲは別に加えたＮＲとともに合計して表１に示した。なお、ケブラー繊維の平均直径（Ｄ）は１２μｍ、平均長（Ｌ）は５００μｍ、アスペクト比（Ｌ／Ｄ）は約５０である。
【００３６】
＊２昭和キャボット社製、カーボンブラックＮ２２０
＊３住友デュレツ社製、スミライトレジンＰＲ１２６８６
＊４ＴＢＢＳＮ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド
＊５ヘキサメチレンテトラミン
実施例、比較例のタイヤの評価は以下のようにして行った。
氷上制動指数
住友ゴム工業（株）の北海道名寄テストコース内の氷盤計測路において初速度３０ｋｍ／ｈでロック制動した時の減速度から求めた。比較例２のピンのないタイヤでの指数を１００とした。値が大きいほど制動力が大きいことを意味する。なお、下記の氷盤硬度はＣＴＩコンパクションゲージで測定した。
【００３７】
測定時の氷盤温度： −５℃、氷盤硬度：９５
氷上実車評価
上記テストコースにある、圧雪〜アイスバーン状態の周回路および圧雪１３％、氷４％の登坂路での実車フィーリングテストを実施した。発進／制動性を周回路で、登坂性を登坂路で評価した。比較例２のピンのないタイヤを基準（６点）として評点をつけた。値が大きいほど性能が良好である。
表１において、実施例１と比較例２の評価結果を比較すると、実施例１のタイヤの雪氷上でのタイヤグリップ性は、ピンのない比較例２のタイヤよりも高いことが分かる。
【００３８】
実施例１と比較例１、２との評価結果の比較から、初期性能において、実施例のタイヤが良好であるのに対し、比較例のタイヤは劣っていることが分かる。
次に、実施例１と比較例１の各５０００ｋｍ走行後の評価結果の比較から以下のことが分かる、長期間使用した後において、実施例１のタイヤは、ピン先が０．４ｍｍ摩耗しているものの、それでも接地面からは十分に突出している。このことから、ピンのゴム成分を短繊維で強化すれば、ピンは、長期間にわたって性能を良好に維持できることが分かる。それに対し、比較例１のタイヤはピン先が少し埋没するほどに摩耗している。このことから、補強用短繊維のないピンは、その耐磨耗性能が悪く、長期間にわたって性能を維持することが不可能であり、タイヤグリップ性が極端に悪化してゆくことが分かる。
（実施例２〜７と比較例３〜５）
次に、ゴム組成物における短繊維の種類、ピンにおける短繊維垂直配向度を表２のように変更し、実施例１と同様にして、ピンの性能を試験した。原材料は、実施例７の補強用短繊維のみ、（株）クラレ製のビニロンＫIIを使用するようにした他は実施例１と同様である。ゴム組成物は、それぞれ表２に示す直径、長さ、アスペクト比を有する短繊維と天然ゴムとを混合したマスターバッチ（短繊維／天然ゴム＝３０／１００）を用いて作製した。ただし、実地走行テストコースはスケートリンクに変更した。今回はピンや路面の損傷程度も評価した。結果を表２に併記する。表中、ピンの本数は単位面積（１７０ｃｍ²）当たりの本数である。
【００３９】
【表２】

【００４０】
＊１短繊維全体の８０％が０°に配向、残り２０％は±１０°以内の傾きで配向。
＊２短繊維全体の７２％が０°に配向、残り２８％は±１０°以内の傾きで配向。
＊３短繊維全体の１００％が０°に配向。
【００４１】
＊４短繊維全体の６８％が０°に配向、２５％は±１０°以内の傾きで配向、残り７％は±１０°の範囲を外れて配向。
＊５短繊維全体の９６％が０°に配向、残り４％は±１０°以内の傾きで配向。
氷上制動指数は実施例２を１００（ブレーキングしてから１０ｍで停止）、氷上実車評価（発進／制動）は実施例２を６点として評価した。数値が大きいほど性能がよい。短繊維の垂直配向度、ピンの損傷程度、路面の損傷程度は下記のようにして測定した。
短繊維の垂直配向度
短繊維の垂直配向度を測定する方法は、ピンの軸部をその軸線に沿って切断し、その断面をＳＥＭ（走査電子顕微鏡）で観察し、接地面から１ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍの各高さ位置で仮想の水平線を引き、これら水平線に接するか、横切る短繊維の数と各傾きを測定して、傾きの平均値を求めるという方法で行った。短繊維を、０°に配向しているもの、±１０°以内の傾きで配向しているもの、±１０°の傾き範囲を外れて配向しているものに分類し、それぞれの百分率を計算した。
ピンの損傷程度
走行後にピンをタイヤから取り出して重量を測定し、新品の重量（０．３００ｇ）と比較して、その差（単位ｇ）を摩耗量とした。例えば、実施例２で１００ｋｍ走行後のピンの重量は０．２９０ｇであったので、その摩耗量は０．０１０（ｇ）である。
路面の損傷程度
表面がサンドペーパーのように粗い住友３Ｍ社製「セーフティーウオーク（タイプＢ）」（厚さ５．０ｍｍ）をドラム試験器のドラム上に貼りつけて走行させた後の、「セーフティーウオーク」の残存厚さとの差（単位ｍｍ）を路面の摩耗量とした。例えば、実施例２で１００ｋｍ走行後の残存厚さは４．９ｍｍであったので、その摩耗量は０．１（ｍｍ）である。
実施例２と比較例３との評価結果を比較すると、短繊維の配合されたピンでは、短繊維がないピンに比べて、氷上制動指数および氷上実車評価の点で優れていることが分かる。
【００４２】
実施例３と比較例４との評価結果の比較から、短繊維が短かすぎ、アスペクト比が小さすぎると、短繊維の垂直配向度が低下し、ピンの損傷程度が大きく、ピンがよく摩耗することがわかる。また、氷上制動指数および氷上実車評価が劣ることも分かる。
実施例３と比較例５との評価結果の比較から、短繊維が長すぎ、アスペクト比が大きすぎると、短繊維の垂直配向度は向上するものの、ピンの損傷程度が大きく、ピンは走行によりよく摩耗することがわかる。また、ピンが長い短繊維で強く補強され過ぎているため、ピンが硬すぎて路面の損傷程度が大きくなることも分かる。
【００４３】
それに対して、実施例３〜５にみるように、短繊維のアスペクト比が１０〜５００の範囲内にあると、走行後のピン突出長さ、氷上制動指数および路面の損傷程度がいずれも、釣り合いがとれたものとなる。
実施例３と実施例６との評価結果を比較すると、表面処理（ＲＦＬ）した方がピンの損傷程度が少なく、走行による摩耗が少ないことがわかる。
【００４４】
実施例３と実施例７との評価結果を比較すると、短繊維がビニロンであっても、アラミドに近い性能が得られることがわかる。ただし、ビニロンはアラミド（ケブラー）よりもモジュラスが小さいため、氷上制動指数および氷上実車評価の点では若干劣ることが分かる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、路面を損傷することなく、長期間にわたって、雪氷上用タイヤにおける滑り止めピンの耐摩耗性を確保して、タイヤグリップ性を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例にかかる滑り止めピンの斜視図。
【図２】上記実施例の滑り止めピンを長手方向に沿って切断した断面図。
【図３】上記実施例の滑り止めピンを軸部に垂直に切断した断面図。
【図４】本発明にかかる雪氷上用タイヤの斜視図。
【図５】本発明にかかる雪氷上用タイヤが路面に接する状態の部分的側断面図。
【符号の説明】
１滑り止めピン
２雪氷上用タイヤ
２２短繊維
４接地面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a novel non-slip pin having excellent running performance and good durability, a method for producing the pin, a rubber composition used for producing the pin, and a tire for snow and ice using the pin. .
[0002]
[Prior art]
In order to prevent slipping when an automobile travels on a snow-covered asphalt pavement surface or a frozen asphalt pavement surface, a tire in which spike pins are embedded in a ground contact surface of a tire body is generally used. Spike pins have traditionally been made of metal.
[0003]
However, the metal spike pin has a problem that the road surface needs to be repaired in a short time because it sharply cuts the paved road surface, and a problem that a large amount of dust generated from the cut road surface significantly pollutes the environment. It was. For this reason, the use of metal spike pins is increasingly strictly controlled, and at present, the use of metal spike pins is virtually prohibited.
[0004]
Since the metal pin is much harder than the asphalt pavement road surface, the road surface is shaved. Therefore, in order to overcome this problem, various rubber / resin pins are being developed in which the material constituting the pins is replaced with rubber / resin that is softer than metal. Rubber / resin pins rarely damage the road surface.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, since this rubber / resin pin contains soft rubber / resin and is more easily worn than the tire tread rubber, it wears out before the tread. For this reason, tires spiked with rubber / resin pins currently lose grip on snowy road surfaces and frozen road surfaces in a short period of time.
[0006]
Accordingly, the problem to be solved by the present invention is to provide a non-slip pin, a manufacturing method thereof, a rubber composition for a pin, and a tire for snow and ice that maintain tire grip properties for a long period of time without damaging the road surface. There is.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The method for producing a non-slip pin according to the present invention includes a step of extruding a rubber composition from a die having a diameter of 8 mm or less into a rod shape, a step of cutting the obtained thin columnar product into a length of 9 to 14.5 mm, and a short process. The rubber composition contains a rubber component and reinforcing short fibers, and the short fibers have a diameter of 1 to 50 μm, a length of 100 to 3000 μm, and an aspect ratio. It is a fiber having a ratio of 10 to 500.
The anti-slip pin obtained by the production method of the present invention is a molded product of vulcanized rubber, which is reinforced with short fibers, and the short fibers have a diameter of 1 to 50 μm, a length of 100 to 3000 μm, and an aspect ratio of 10 ˜500 fibers, characterized by being oriented substantially perpendicular to the ground plane of the pin. In this case, “substantially perpendicular” can include fibers in which the reinforcing short fibers are oriented within an inclination angle range of ± 10 ° at the maximum with respect to the vertical line with respect to the ground plane of the pin.
In the present specification, “the anti-slip pin obtained by the production method of the present invention” is referred to as “the anti-slip pin according to the present invention” and “the rubber composition for pins used in the production method of the present invention” is “the present invention”. The “rubber composition for pins according to the invention” and “the tire for snow and ice using the non-slip pin obtained by the production method of the present invention” are abbreviated as “the tire for snow and ice according to the present invention”, respectively. ing. The present invention defined in the claims is only “a method of manufacturing a non-slip pin”.
[0009]
A rubber composition for a pin according to the present invention is a rubber composition used for producing the above-mentioned anti-slip pin, and includes a rubber component and a reinforcing short fiber, and the short fiber has a diameter of 1 to 50 μm and a long length. A fiber having a thickness of 100 to 3000 μm and an aspect ratio of 10 to 500 is characterized.
A snow and ice tire according to the present invention includes an annular tire body, a hole formed at an interval in a ground contact surface of the tire, and a non-slip pin embedded so as to partially protrude from the hole. In the non-slip tire, the pin according to claim 1 is used as the anti-slip pin.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Non-slip pin An anti-slip pin according to the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as "pin") is a molded product of vulcanized rubber and is reinforced with short fibers. The short fibers for use are oriented substantially perpendicular to the ground plane.
[0011]
1-3 show an example thereof. As shown in FIG. 1, the pin 1 has a nail-like shape including a shaft portion 11 and a bowl-shaped head portion 12, and the tire exhibits gripping properties when the shaft portion 11 contacts the road surface. Since the shaft portion 11 is reinforced by the short fibers 1b oriented substantially perpendicular to the ground contact surface, the shaft portion 11 wears very gently. When the head 12 is embedded in a hole provided at a distance from the ground contact surface of the tire body, the head 12 is locked to the inner part of the hole so that the pin does not come out of the tire body.
[0012]
FIG. 2 well shows that the reinforcing short fibers 1b are oriented perpendicularly to the ground contact surface 11a of the pin 1 in a matrix made of vulcanized rubber 1a. However, this orientation angle (vertical orientation degree) is allowed to tilt within a maximum of ± 10 ° from the vertical line with respect to the ground plane 11a. Short fiber The method for measuring the degree of vertical orientation is not particularly limited. For example, the shaft portion 11 of the pin 1b is cut along the axis, and the cross section is observed with a scanning electron microscope (SEM). Do.
[0013]
The pin 1 thus has the reinforcing short fibers 1b oriented substantially perpendicularly to the ground contact surface 11a, so that the reinforcing action and wear resistance of the short fibers 1b are sufficiently exerted. Wear of the anti-slip pin 1 due to contact is greatly suppressed.
The shape of the head is not particularly limited, and may be a block shape, for example. The non-slip pin may be one having no head, but the presence of the head preferably prevents the pin from falling off from the tire body. There is no particular limitation on the cross-sectional shape of the shaft portion of the non-slip pin. In the above embodiment, as shown in FIG. 3, it is a perfect circle, but it may be a polygon or an ellipse.
[0014]
Describing the dimensional relationship of the pins, the shaft length (l), shaft diameter (r), head length (L), and head diameter (R) shown in FIG. 1 are, for example, l = 7 to 11 mm, r = 4 to 6 mm, L = 1 to 2 mm, and R = 7 to 9 mm, but there is no particular limitation. These dimensions are appropriately set depending on the material of the tire body, the type of automobile used, and the like.
[0015]
The dimensional relationship of the reinforcing short fibers will be described. The diameter (D), length (L), and aspect ratio (L / D) are D = 1 to 50 μm, L = 100 to 3000 μm, L / D = 10. 500. The short fiber preferably has a diameter of 5 to 20 μm, a length of 300 to 1500 μm, and an aspect ratio of 30 to 200. If the diameter and / or length of the short fiber is larger than the above range, the dispersion of the short fiber is deteriorated, the vulcanized rubber becomes a fracture core, and rubber sticking occurs. The wear resistance of is reduced. If it is smaller than the above range, the dispersion of the short fibers also deteriorates in this case, and the quality is not stable. If the aspect ratio is less than 10, it is difficult to orient short fibers. If the aspect ratio exceeds 500, the dispersion of the short fibers also deteriorates in this case, and it becomes difficult to orient the short fibers in a desired direction. In short, if the dimensional relationship of the short fibers is as described above, the dispersibility of the short fibers in the vulcanized rubber is good, and the short fibers give the pin sufficient reinforcement and greatly improve the wear resistance.
[0016]
The material of the rubber component to be vulcanized rubber and the short fiber for reinforcement will be described later.
The method for producing the anti-slip pin is not particularly limited, but the following method is preferred.
Method for producing anti-slip pin The rubber composition for pins described below is extruded into a rod shape from a die having a diameter of 8 mm or less, and the obtained rod-like material is cut short, and the cut material is placed in a mold (die). This is a method of vulcanization. According to this method, the anti-slip pin can be easily manufactured.
[0017]
There is no particular limitation on the structure of the extruder. When the diameter of the die of the extruder is 8 mm or less, it becomes easy and reliable to orient the short fibers in the extrusion direction (as a result, orient the short fibers perpendicular to the ground contact surface of the pin). The extrudate thus obtained is cut according to the mold dimensions, placed in a mold having a desired pin shape, and vulcanized by heating and pressing to obtain a pin. Examples of vulcanization conditions include a temperature of 150 ° C. and a time of 30 minutes.
Rubber composition for pins The rubber composition for pins of the present invention contains a rubber component and reinforcing short fibers as essential components.
[0018]
Examples of the rubber component include natural rubber; diene-based synthetic rubber such as styrene / butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), and isoprene rubber (IR); polynorbornene resin, and the like. Two or more species can be used depending on the species or as required.
The material for the short fiber is not particularly limited, and examples thereof include nylon; polyester; rayon; aramid such as Kevlar; vinylon; cotton and the like. These materials may be one kind or two or more kinds if necessary. Can be used. The dimensional relationship of the short fibers has been described above. In order to improve the adhesion (familiarity) between short fibers and rubber components (vulcanized rubber) and improve the wear resistance of the pins, the short fibers are resorcin / formalin initial condensate / latex mixture (RFL) etc. It is preferable that the surface treatment is performed. The surface treatment of the short fibers is performed, for example, by dipping in RFL and then drying at 220 to 240 ° C. for 5 to 10 minutes.
[0019]
Although the compounding quantity of a short fiber does not have limitation in particular, For example, it is preferable that it is 10-30 weight part in 100 weight part of rubber compositions for pins. The blending amount is more preferably 20 to 30 parts by weight. When the amount of the short fiber is less than 10 parts by weight, the wear resistance and the tire grip property may be lowered. When the blending amount of the short fibers exceeds 30 parts by weight, processability is poor, the strength of the pin obtained by vulcanization is lowered, and rubberization may occur. That is, when the blending amount of the short fibers is within the above range, the workability is good and the wear resistance and the tire grip properties can be easily maintained over a long period of time.
[0020]
The rubber composition for pins according to the present invention may contain a reinforcing filler other than the above short fibers in order to further improve the reinforcing property. Examples of the reinforcing filler include powders made of white filler such as silica, clay, talc, calcium carbonate, basic magnesium carbonate, and alumina in addition to carbon black. About the compounding quantity, there is no limitation in particular and a required quantity can be used suitably.
[0021]
The rubber composition for pins of the present invention includes, for example, a softening agent such as naphthenic process oil; a vulcanization aid such as zinc oxide and stearic acid; mercaptobenzothiazole (MBT), dibenzothiazyl disulfide (MBTS), thiazole accelerators such as N-tert-butyl-2-benzothiazolylsulfenamide (TBBS), N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide (CBS), hexamethylenetetramine (HMT) ) Accelerators; sulfur; foaming agents; anti-aging agents; additives such as waxes; and thermosetting resins such as rubber curing agents. The amount of these additives is not particularly limited, and the necessary amount can be appropriately used. Among the above additives, the thermosetting resin is blended in order to increase the hardness of the pin.
[0022]
As a method for producing the rubber composition for a pin of the present invention, a known method can be employed. For example, the above raw material components are kneaded according to JIS K6299 using a rubber kneader such as a Banbury mixer or a kneader. A method is mentioned.
Tire for snow and ice The tire for snow and ice according to the present invention has an annular tire body, a hole formed at a distance from the ground contact surface of the tire, and a part of the tire slightly protrudes from the hole. The anti-slip pin embedded in the form is used, and the pin according to the present invention is used as the anti-slip pin.
[0023]
4 and 5 show an embodiment of the snow and ice tire according to the present invention. The snow and ice tire 2 includes an annular tire body 21, and an outer peripheral surface thereof is a ground contact surface 22 that comes into contact with a road surface, and a plurality of pin driving holes 23... The above-described anti-slip pin 1 is embedded so that a part of the shaft portion 11 slightly protrudes from the hole 23. The holes 23... Can be formed by a method of providing a protrusion at a pin embedding position of a mold for molding the tire body 21. The method of embedding the pins 1 in the holes 23... Already opened is not particularly limited. For example, the anti-slip pin 1 is driven into the holes 23... Of the tire body 21 using a spike gun. The embedding of the pin 1 can be realized not only by forming a hole in the tire body in advance but also by a method of integrating the tire body 21 at the same time as molding.
[0024]
5, the ground contact surface 22 of the tire main body 21 is in contact with the road surface 3, and the shaft portion 11 of the anti-slip pin 1 when reaching the position a has a vertical positional relationship with the road surface 3. ing. Since the short fibers 1b are substantially perpendicular to the ground contact surface 22 in the shaft portion 11 (see FIG. 2), they are also substantially perpendicular to the road surface 3. That is, in the non-slip pin 1, the short fibers 1 b... Are always substantially perpendicular to the road surface 3, so that the reinforcing action by the short fibers 1 b. Sex is greatly improved. In this way, wear scraping of the pin 1 due to contact with the road surface is greatly suppressed, so that the anti-slip pin 1 can maintain the grip performance of the snow and ice tire high for a long period of time.
[0025]
The number of anti-slip pins embedded in the tire contact surface is not particularly limited, but is preferably 4 to 6 per unit area (about 170 cm ² ) of the contact surface. If the number of pins is more than six, the tire ground contact surface is less likely to be in direct contact with the road surface, and the tire grip tends to decrease. On the other hand, if the number of pins is less than four, the tire grip by the pins is sufficient. This is because they tend not to be demonstrated. When the number of pins is 4 to 6, it is easy to balance the grip characteristics of the tire tread rubber and the grip characteristics of the pins.
[0026]
The length of the anti-slip pin protruding from the tire ground contact surface is not particularly limited, but is preferably 0.2 to 1.5 mm. If it is less than 0.2 mm, the tire grip property is not sufficiently exhibited, and if it exceeds 1.5 mm, the tire ground contact surface becomes difficult to directly contact the road surface, so that the tire grip property tends to be reduced. This is because if it is less than 2 mm, the tire grip performance by the pin tends to be insufficient.
[0027]
The method for manufacturing the snow and ice tire is not particularly limited. In general, the first method described above, that is, using a mold having a large number of hole-forming projections on the inner peripheral surface of the mold, Manufacture a tire body with a driving hole drilled in the grounding surface, use a spike gun, etc. to drive a non-slip pin into the hole. After driving the pin, if necessary, fix the pin to the hole with an adhesive. It depends on how you say.
[0028]
【Example】
Specific examples and comparative examples of the present invention are shown below, but the present invention is not limited to the following examples. The unit of raw material blending in the rubber composition is parts by weight.
(Example 1)
The raw materials were kneaded using the Banbury mixer with the formulation shown in Table 1 to obtain a rubber composition for pins.
[0029]
The rubber composition for this pin was subjected to a small extruder (Nakada Engineering Co., Ltd., 4.5 inch extruder, rotation speed: 10 rpm, extrusion temperature: 90 ° C., line speed: 30 m / min, cap diameter: 6 mm). Extruded into a thin cylindrical shape, cut to a length of 13 mm, and cut the cut material in the mold using an electrothermal vulcanizing press (manufactured by Shinto Metal, vulcanization time: 30 minutes, vulcanization temperature: 150 ° C.) Was vulcanized to obtain a non-slip pin. The reinforcing short fibers were oriented substantially perpendicular to the tire ground contact surface. The dimensions of the pin were as follows: shaft length 1 = 10.5 mm, shaft diameter r = 4.8 mm, head length L = 1.5 mm, head diameter R = 8.0 mm. When the hardness of the pin was measured at room temperature according to JIS-A, it was 98.
[0030]
After the pin obtained above was driven into a 175 / 70R13 perforated tire body using a spike gun, this tire was mounted on a 1600cc class front wheel drive vehicle at low speed to stabilize the pin. I drove 100 km. The protruding length of the pin from the tire ground contact surface was 1.2 mm. The performance is evaluated by the evaluation method described later, and the results are also shown in Table 1.
[0031]
Next, in a mode incorporating acceleration / deceleration and cornering, a 1600 cc class front-wheel drive vehicle equipped with the above-mentioned tire was run on a dry road for 5000 km, and the performance was evaluated by the same evaluation method. The results are shown in Table 1. .
(Comparative Example 1)
A rubber composition for a pin as a comparative example was obtained under the same formulation and the same production conditions as in Example 1 except that the reinforcing short fibers were not blended.
[0032]
Using this comparative rubber composition for pins, vulcanization was performed under the same conditions as in Example 1 to obtain comparative anti-slip pins. When the hardness of this pin was measured at room temperature according to JIS-A, it was 95.
The comparative pins obtained above were driven in the same manner as in Example 1 above to produce comparative tires, their performance was evaluated in the same manner as in Example 1 above, and the results are also shown in Table 1.
[0033]
Next, in a mode incorporating acceleration / deceleration and cornering, a 1600 cc class front-wheel drive vehicle equipped with the above-mentioned comparative tire was run on a dry road for 5000 km, and the performance was evaluated by the same evaluation method. Shown in
(Comparative Example 2)
A snow and ice tire was produced in the same manner as in Example 1 except that no pins were driven, the performance was evaluated, and the results are shown in Table 1.
[0034]
[Table 1]

[0035]
The meanings of the notes in Table 1 are as follows.
* 1 Kevlar (Kevlar, aramid fiber) manufactured by DuPont was used as a reinforcing short fiber. Product name). The ratio of Kevlar fiber to NR (Kevlar fiber / NR) in KEVLAR M / B is 30/100. In Table 1, the composition of KEVLAR M / B is separated into NR and Kevlar fiber, and the short fiber for reinforcement is represented by the weight of Kevlar fiber only. The NR included in M / B is added together with the NR added separately. Table 1 shows. The Kevlar fiber has an average diameter (D) of 12 μm, an average length (L) of 500 μm, and an aspect ratio (L / D) of about 50.
[0036]
* 2 Carbon black N220, manufactured by Showa Cabot Corporation
* 3 Sumitrite resin PR12686, manufactured by Sumitomo Duretsu
* 4 TBBS N-tert-butyl-2-benzothiazolylsulfenamide * 5 Hexamethylenetetramine Examples and comparative tires were evaluated as follows.
Brake index on ice Calculated from the deceleration when the lock braking was performed at an initial speed of 30 km / h on the ice disk measuring path in the Hokkaido Nayoro Test Course of Sumitomo Rubber Industries. The index of the tire without pins of Comparative Example 2 was set to 100. A larger value means a greater braking force. In addition, the following ice disk hardness was measured with the CTI compaction gauge.
[0037]
Ice temperature during measurement: −5 ° C., ice hardness: 95
Actual vehicle evaluation on ice An actual vehicle feeling test was carried out on the above-mentioned test course on a circuit between a snowstorm and an ice-burn condition, and on an uphill road with 13% pressure snow and 4% ice. The starting / braking performance was evaluated on the circuit and the climbing performance on the uphill road. The tires without pins of Comparative Example 2 were scored with reference (6 points). The larger the value, the better the performance.
In Table 1, when the evaluation results of Example 1 and Comparative Example 2 are compared, it can be seen that the tire grip properties of the tire of Example 1 on snow and ice are higher than those of Comparative Example 2 without pins.
[0038]
From the comparison of the evaluation results of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2, it can be seen that the tire of the example is good while the tire of the comparative example is inferior in the initial performance.
Next, from the comparison of the evaluation results after running for 5000 km in each of Example 1 and Comparative Example 1, the following can be understood. After a long period of use, the tire of Example 1 has a 0.4 mm tip wear. However, it still protrudes sufficiently from the ground plane. From this, it can be seen that if the rubber component of the pin is reinforced with short fibers, the pin can maintain good performance over a long period of time. On the other hand, the tire of Comparative Example 1 is worn so that the pin tip is slightly buried. From this, it can be seen that the pin without the reinforcing short fiber has poor wear resistance, cannot maintain the performance over a long period of time, and the tire grip performance is extremely deteriorated.
(Examples 2-7 and Comparative Examples 3-5)
Next, the kind of short fiber in the rubber composition and the degree of short fiber vertical orientation in the pin were changed as shown in Table 2, and the performance of the pin was tested in the same manner as in Example 1. The raw materials were the same as in Example 1 except that only the reinforcing short fibers of Example 7 were used with Kuraray Co., Ltd. Vinylon KII. The rubber composition was prepared using a masterbatch (short fiber / natural rubber = 30/100) in which short fibers having natural diameters, lengths, and aspect ratios shown in Table 2 and natural rubber were mixed. However, the actual driving test course was changed to a skating rink. This time, the degree of damage to the pins and road surface was also evaluated. The results are also shown in Table 2. In the table, the number of pins is the number per unit area (170 cm ² ).
[0039]
[Table 2]

[0040]
* 1 80% of all short fibers are oriented at 0 °, and the remaining 20% are oriented within an inclination of ± 10 °.
* 2 72% of all short fibers are oriented at 0 °, and the remaining 28% are oriented within an inclination of ± 10 °.
* 3 100% of all short fibers are oriented at 0 °.
[0041]
* 4 68% of all short fibers are oriented at 0 °, 25% are oriented within ± 10 °, and the remaining 7% are oriented outside the ± 10 ° range.
* 5 96% of all short fibers are oriented at 0 °, and the remaining 4% are oriented within an inclination of ± 10 °.
The on-ice braking index was evaluated as 100 for Example 2 (stopped at 10 m after braking), and the actual vehicle evaluation on ice (starting / braking) was evaluated based on Example 2 as 6 points. The larger the value, the better the performance. The degree of vertical orientation of the short fibers, the degree of damage to the pins, and the degree of damage to the road surface were measured as follows.
Vertical orientation of short fibers The method of measuring the vertical orientation of short fibers is to cut the shaft part of the pin along its axis, observe the cross section with SEM (scanning electron microscope), and contact the ground plane. Then, virtual horizontal lines were drawn at respective height positions of 1 mm, 3 mm, and 5 mm, and the number of short fibers that touched or crossed these horizontal lines and the respective inclinations were measured to obtain an average value of the inclinations. The short fibers were classified into those oriented at 0 °, those oriented within an inclination of ± 10 °, and those oriented outside the inclination range of ± 10 °, and the respective percentages were calculated. .
Degree of pin damage After running, the pin was taken out of the tire and weighed, and compared with the new weight (0.300 g), the difference (unit: g) was used as the amount of wear. For example, since the weight of the pin after traveling 100 km in Example 2 was 0.290 g, the amount of wear was 0.010 (g).
Degree of road surface damage <br/> After the surface of the Sumitomo 3M "Safety Walk (Type B)" (thickness 5.0 mm), which is rough like sandpaper, is pasted on the drum of the drum tester and run The difference (unit mm) from the remaining thickness of the “safety walk” was used as the road surface wear amount. For example, in Example 2, the remaining thickness after running for 100 km was 4.9 mm, so the amount of wear was 0.1 (mm).
Comparing the evaluation results of Example 2 and Comparative Example 3, it can be seen that the pin in which the short fiber is blended is superior in terms of the braking index on ice and the evaluation of the actual vehicle on ice as compared with the pin without the short fiber.
[0042]
From the comparison of the evaluation results of Example 3 and Comparative Example 4, if the short fibers are too short and the aspect ratio is too small, the degree of vertical orientation of the short fibers decreases, the degree of damage to the pins is large, and the pins wear well. I understand that It can also be seen that the braking index on ice and the actual vehicle evaluation on ice are inferior.
From the comparison of the evaluation results of Example 3 and Comparative Example 5, if the short fibers are too long and the aspect ratio is too large, the vertical fiber orientation degree is improved, but the degree of damage to the pins is large, and the pins are caused by running. It turns out that it wears well. It can also be seen that the pins are too hard reinforced with long short fibers, so that the pins are too hard and the degree of road surface damage increases.
[0043]
On the other hand, as seen in Examples 3-5, when the aspect ratio of the short fiber is in the range of 10 to 500, the pin protrusion length after running, the braking index on ice, and the degree of road surface damage are all. It will be balanced.
Comparing the evaluation results of Example 3 and Example 6, it can be seen that the surface treatment (RFL) causes less damage to the pins and less wear due to running.
[0044]
Comparing the evaluation results of Example 3 and Example 7, it can be seen that even if the short fiber is vinylon, performance close to aramid is obtained. However, since vinylon has a smaller modulus than aramid (Kevlar), it can be seen that it is slightly inferior in terms of braking index on ice and actual vehicle evaluation on ice.
[0045]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the abrasion resistance of the anti-slip | spin in the tire for snow and ice can be ensured over a long period, without damaging a road surface, and tire grip property can be made high.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a non-slip pin according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the anti-slip pin of the embodiment cut along the longitudinal direction.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the anti-slip pin of the above embodiment cut perpendicularly to a shaft portion.
FIG. 4 is a perspective view of a snow and ice tire according to the present invention.
FIG. 5 is a partial cross-sectional side view of the snow and ice tire according to the present invention in contact with a road surface.
[Explanation of symbols]
1 Non-slip pin 2 Snow and ice tire 22 Short fiber 4 Ground plane

Claims

Including a step of extruding a rubber composition from a die having a diameter of 8 mm or less, a step of cutting the obtained thin columnar product into a length of 9 to 14.5 mm, and a step of charging a short cut product into a mold and vulcanizing The rubber composition includes a rubber component and reinforcing short fibers, and the short fibers are fibers having a diameter of 1 to 50 μm, a length of 100 to 3000 μm, and an aspect ratio of 10 to 500. Method.