JP4759150B2

JP4759150B2 - タイヤ

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Publication number: JP4759150B2
Application number: JP2001039412A
Authority: JP
Inventors: 進石▲崎▼
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2001-02-16
Filing date: 2001-02-16
Publication date: 2011-08-31
Anticipated expiration: 2021-02-16
Also published as: JP2002240506A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤに関し、特に一般路（乾燥路及び湿潤路）での優れた操縦安定性、乗心地及びタイヤの転がり抵抗をすべて兼ね備えたタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、操縦安定性、乗心地及びタイヤの転がり抵抗を改善するために、ドレッドの改良が行われている。例えばトレッドゴムに短繊維を配合し、上記性能を改良する技術は数多く提案されている（特開平９−５８２０６号公報、特開平１０−３１５７１７号公報、特開平１１−７８４２０号公報、特開平１１−９９８０６号公報、特開平１１−２２２０１２号公報等）。
【０００３】
しかしながら、上記のような従来技術によるトレッドを適用したタイヤは、転がり抵抗は低下するものの操縦安定性はあまり改善されなかった。また、操縦安定性と乗心地は互いに相反する特性であるため、操縦安定性を改良すると乗心地が悪くなってしまうという問題があった。
【０００４】
一方、従来から、溶融短繊維は氷上性能向上の手段として発泡ゴム組成物に配合されている（特開平１０−５８９１８号公報、特開平１１−６０８１１号公報、特開平１１−８０４２２号公報等）。これらの提案は、短繊維が離脱することにより形成された溝状の凹部が設地面内の水を吸収することにより氷上μを高めることができ、氷雪路面上での使用に適したものであるが、一般路（乾燥路及び湿潤路）での操縦安定性、乗心地及びタイヤの転がり抵抗をすべて改善することは困難であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような状況下、従来における諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、溶融短繊維とゴムマトリックスとを含む非発泡系のゴム組成物をタイヤトレッドに用いることにより、一般路（乾燥路及び湿潤路）での優れた操縦安定性、乗心地及びタイヤの転がり抵抗をすべて兼ね備えた高性能なタイヤを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、溶融短繊維とゴムマトリックスとを含む非発泡系ゴム組成物をトレッドに用いることにより、この溶融短繊維の周囲が加硫中に溶け出し、加硫後にはゴムマトリックスと相溶し、短繊維の性能を維持したまま強固に埋設されるため、トレッドのブロック剛性が向上し、従来からの課題であった一般路（乾燥路及び湿潤路）での優れた操縦安定性、乗心地及びタイヤの転がり抵抗をすべて兼ね備えた高性能なタイヤが得られることを見出し、本発明を完成したものである。
【０００７】
即ち、本発明は、前記課題を解決するため、下記のタイヤを提供する。
請求項１の発明は、一対のビード部、該ビード部にトロイド状をなして連なるカーカス、該カーカスのクラウン部をたが締めするベルト及びトレッドを有するタイヤであって、前記トレッドがゴムマトリックスと溶融短繊維を含有する非発泡系ゴム組成物を含むと共に、タイヤ周方向のゴム組成物の弾性率Ａ（ＭＰａ）と、このゴム組成物から溶融短繊維を除いたタイヤ周方向のゴム組成物の弾性率Ｂ（ＭＰａ）との比率〔（Ａ／Ｂ）×１００〕が１１０％以上であることを特徴とするタイヤである。
請求項２の発明は、一対のビード部、該ビード部にトロイド状をなして連なるカーカス、該カーカスのクラウン部をたが締めするベルト及びトレッドを有するタイヤであって、前記トレッドがゴムマトリックスと溶融短繊維を含有する非発泡系ゴム組成物を含むと共に、該溶融短繊維が、加硫時には前記ゴムマトリックスの温度が加硫最高温度に達するまでの間にその粘度が該ゴムマトリックスよりも低くなり、加硫後には短繊維の周囲が溶けてゴムマトリックスと相溶し、該ゴムマトリックス中に短繊維形状を維持した状態で埋設されていることを特徴とするタイヤである。
請求項３の発明は、一対のビード部、該ビード部にトロイド状をなして連なるカーカス、該カーカスのクラウン部をたが締めするベルト及びトレッドを有するタイヤであって、前記トレッドがゴムマトリックスと溶融短繊維を含有する非発泡系ゴム組成物を含むと共に、該ゴム組成物に１００％の歪みをかけた際に溶融短繊維がゴムマトリックスから剥離しないことを特徴とするタイヤである。
請求項４の発明は、一対のビード部、該ビード部にトロイド状をなして連なるカーカス、該カーカスのクラウン部をたが締めするベルト及びトレッドを有するタイヤであって、前記トレッドがゴムマトリックスと溶融短繊維を含有する非発泡系ゴム組成物を含むと共に、該ゴム組成物に１００％の歪みをかけた際に溶融短繊維がゴムマトリックスから剥離しないことを特徴とする請求項１又は２記載のタイヤである。
請求項５の発明は、溶融短繊維が、ゴム組成物の押出温度以上乃至加硫温度以下の融点を有する請求項１乃至４のいずれか１項記載のタイヤである。
請求項６の発明は、溶融短繊維の融点が１００℃以上１９０℃以下である請求項５記載のタイヤである。
請求項７の発明は、溶融短繊維が、炭素数２〜８のオレフィン単量体から選ばれる１種又は２種以上を重合したポリオレフィン系繊維である請求項１乃至６のいずれか１項記載のタイヤである。
請求項８の発明は、ポリオレフィン系繊維が、ポリエチレン又はポリプロピレンである請求項７記載のタイヤである。
請求項９の発明は、溶融短繊維が、タイヤの周方向に沿って配向された請求項１乃至８のいずれか１項記載のタイヤである。
請求項１０の発明は、ゴム成分１００質量部に対し、溶融短繊維を０．５〜２０質量部配合した請求項１乃至９のいずれか１項記載のタイヤである。
請求項１１の発明は、ゴムマトリックスに水酸化アルミニウムを配合した請求項１乃至１０のいずれか１項記載のタイヤである。
請求項１２の発明は、溶融短繊維の太さが０．５〜５０ｄｔｅｘ、長さが０．５〜１０ｍｍである請求項１乃至１１のいずれか１項記載のタイヤである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について更に詳しく説明する。
本発明のタイヤ４は、図１に一例を示したように、一対のビード部１，１と、該ビード部１にトロイド状をなして連なるカーカス２と、該カーカス２のクラウン部をたが締めするベルト３と、トレッド５とを順次配置したラジアル構造を有する。なお、トレッド５以外の内部構造は一般のラジアルタイヤと同様であるのでその説明を省略する。
【０００９】
トレッド５には、図２に示すように、複数本の周方向溝７及びこの周方向溝７と交差する複数本の横溝８とによって複数のブロック９が形成されている。図２では、タイヤの幅方向に４個のブロック９が配列されている。ブロック９のサイズは、タイヤの周方向の寸法が３５ｍｍであり、タイヤの幅方向の寸法が３０ｍｍである。このトレッドの構造は、直接路面に接する上層のキャップ部と、このキャップ部の下層に配置されるベース部とからなる所謂キャップ・ベース構造をとることが好ましいが、これに制限されるものではない。なお、トレッドがキャップ・ベース構造をとる場合には、少なくともキャップ部が本発明の非発泡系ゴム組成物で形成することが好ましい。
前記タイヤは、内部に気体を充填して用いることができ、該気体としては、特に制限はないが、例えば、空気、窒素などが挙げられる。
【００１０】
本発明においては、前記トレッド５が、ゴムマトリックスと溶融短繊維を含有する非発泡系ゴム組成物を含むと共に、タイヤ周方向のゴム組成物の弾性率Ａ（ＭＰａ）と、このゴム組成物から溶融短繊維を除いたタイヤ周方向のゴム組成物の弾性率Ｂ（ＭＰａ）との比率〔（Ａ／Ｂ）×１００〕が１１０％以上であり、好ましくは１１５％以上、より好ましくは１２０％以上、更に好ましくは１２５％以上であることを特徴とし、このようにトレッドを形成するゴム組成物のブロック剛性が高まることによって、操縦安定性が維持され、かつ乗心地が向上し、転がり抵抗が低下するものである。
【００１１】
ここで、ゴム組成物の弾性率は、ゴム組成物を加硫成形したサンプルを弾性率測定装置を用いて、所定の条件で測定したものであり、本発明の非発泡系ゴム組成物のタイヤ周方向の弾性率Ａは５〜４０ＭＰａ、好ましくは７〜３０ＭＰａである。
【００１２】
また、本発明においては、トレッド５が、ゴムマトリックスと溶融短繊維を含有する非発泡系ゴム組成物を含むと共に、この溶融短繊維が、加硫時には前記ゴムマトリックスの温度が加硫最高温度に達するまでの間にその粘度が該ゴムマトリックスよりも低くなり、加硫後には短繊維の周囲が溶けてゴムマトリックスと相溶し、該ゴムマトリックス中に短繊維形状を維持した状態で埋設されていることを特徴とし、非発泡系ゴム組成物の短繊維が上記のような熱特性を有していることにより、トレッドのブロック剛性が高まり、操縦安定性が維持され、かつ乗心地が向上するものである。
【００１３】
ここで、加硫最高温度とは、前記ゴム組成物の加硫時における前記ゴムマトリックスが達する最高温度を意味する。例えば、モールド加硫の場合には、ゴム組成物がモールド内に入ってからモールドを出て冷却されるまでにゴムマトリックスが達する最高温度を意味する。この加硫最高温度は、例えば、前記ゴムマトリックス中に熱電対を埋め込むこと等により測定することができる。
【００１４】
なお、前記ゴムマトリックスの粘度は流動粘度を意味し、前記溶融短繊維の粘度は溶融粘度を意味し、これらは、例えばコーンレオメーター、キャピラリーレオメーター等を用いて測定することができる。
【００１５】
本発明において、「加硫後には短繊維の周囲が溶けてゴムマトリックスと相溶し、該ゴムマトリックス中に短繊維形状を維持した状態で埋設されている」とは、加硫後においても短繊維としての性能を維持することができる状態でゴムマトリックス中に短繊維が存在していることを意味する。また、「埋設」には、溶融短繊維全体がゴムマトリックス中にある状態以外にも、溶融短繊維の一部が露出している状態も含まれる。
【００１６】
更に、本発明においては、上記のような状態で溶融短繊維がゴムマトリックス中に埋設されていることによって、ゴムマトリックスと溶融短繊維とが強固に接着し得、ゴム組成物に１００％の歪みをかけた際に溶融短繊維がゴムマトリックス中から剥離することがないものである。
【００１７】
ここで、溶融短繊維の剥離状態は、加硫ゴム組成物から短繊維の断面が見える方向で縦５ｍｍ×横１０ｍｍ×厚さ２ｍｍのサンプルを切り出し、このサンプルを引っ張り治具に固定し、１００％の歪みを与えた際の短繊維とゴム界面の状態で評価する。
【００１８】
上記のようなトレッドは、ゴムマトリックスと溶融短繊維を含有する非発泡系ゴム組成物を含ませることにより得ることができる。なお、ゴム組成物には、未加硫のもの及び加硫後のものが含まれる。
【００１９】
本発明の非発泡系ゴム組成物の溶融短繊維としては、炭素数２〜８、好ましくは炭素数２〜６のオレフィン単量体を重合したポリオレフィン系繊維を用いることが好ましく、例えばエチレン、プロピレン、ブチレンなどから選ばれる１種又は２種以上の単量体を重合したものが好ましい。この場合、ポリオレフィン系繊維の重量平均分子量（Ｍｗ）は１．０×１０^５〜３．０×１０^５、好ましくは１．５×１０^５〜２．５×１０^５である。
【００２０】
このようなポリオレフィン系繊維としては、例えばポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリブチレン、ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンサクシネート、シンジオタクティック−１，２−ポリブタジエン（ＳＰＢ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）などが挙げられ、これらは１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらのポリオレフィン系繊維の中でも、融点からみてポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）が好適である。
【００２１】
溶融短繊維が、ゴム組成物の押出温度以上乃至加硫温度以下の融点を有することが好ましく、具体的には溶融短繊維の融点が１００℃以上１９０℃以下、好ましくは１１０℃以上１７５℃以下である。
溶融短繊維の融点が押出温度未満であると短繊維が加硫前に溶け出してしまうため、短繊維の性能を発揮することができない場合がある。一方、融点が加硫温度を超えると加硫時に短繊維が溶融しないため、ゴムマトリックスと相溶せず、短繊維の剥離が生じる場合がある。
【００２２】
溶融短繊維の太さは０．５〜５０ｄｔｅｘであることが好ましく、更に好ましくは１〜２０ｄｔｅｘである。また、長さは０．５〜１０ｍｍであることが好ましく、更に好ましくは１〜５ｍｍである。
溶融短繊維の太さ及び長さが上記範囲を下回ると短繊維としての性能を十分発揮できない場合があり、一方、上記範囲を上回ると短繊維のゴムマトリックス中での分散性が問題となる場合がある。
【００２３】
溶融短繊維の添加量は、ゴム成分１００質量部に対し、０．５〜２０質量部、好ましくは１〜１０質量部である。
溶融短繊維の添加量が多すぎると押出し作業性、肌荒れなどの問題が生じる場合がある。一方、少なすぎると短繊維を添加したことによる効果が発揮できない場合がある。
【００２４】
次に、本発明の非発泡系ゴム組成物のゴムマトリックスは、天然ゴム及びジエン系合成ゴムから選ばれる少なくとも１種からなるゴム成分と、充填剤、軟化剤、硫黄等の加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、オゾン劣化防止剤等の添加剤等の他、通常ゴム業界で用いる各種配合剤などを適宜使用することができる。これらは１種を単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００２５】
ゴム成分としては、天然ゴム（ＮＲ）及びジエン系合成ゴムが挙げられ、ジエン系合成ゴムとしては、例えばスチレン−ブタジエン共重合体（ＳＢＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、ポリイソプレン（ＩＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、エチレン−プロピレン共重合体又はこれらの混合物などが挙げられる。また、その一部が多官能型変性剤、例えば四塩化スズのような変性剤を用いることにより分岐構造を有しているものであってもよい。
【００２６】
充填剤としては、従来ゴム組成物において慣用されているものの中から、任意のものを選択して用いることができるが、特にカーボンブラック、シリカ、及び水酸化アルミニウムから選ばれる１種又は２種以上が好適である。この場合、充填剤の粒径が１０μｍ以下のものが好ましく、３μｍ以下であることが更に好ましい。また、ゴムマトリックスに水酸化アルミニウムを配合することにより、乾燥路操縦安定性が更に向上する。
【００２７】
カーボンブラックとしては、製造方法によりチャンネルブラック、ファーネスブラック、アセチレンブラック及びサーマルブラックなどがあるが、いずれのものも使用することができる。また、このカーボンブラックは、窒素吸着比表面積（ＢＥＴ）が７０ｍ^２／ｇ以上であり、かつジブチルフタレート吸油量（ＤＢＰ）が９０ミリリットル／１００ｇ以上のものが好適である。
【００２８】
このＢＥＴ値が７０ｍ^２／ｇ未満では充分な耐摩耗性が得られにくく、耐摩耗性を考慮すると、このＢＥＴ値のより好ましい範囲は、９０ｍ^２／ｇ〜１８０ｍ^２／ｇである。なお、このＢＥＴ値はＡＳＴＭＤ３０３７−８８に準拠して測定した値である。更に、ＤＢＰ値が９０ミリリットル／１００ｇ未満では充分な耐摩耗性が得られにくく、また、このＤＢＰ値があまり大きすぎるとゴム組成物の破断時伸びが悪化する原因となる。耐摩耗性及び破断時伸びを考慮すると、このＤＢＰ値のより好ましい範囲は、１００〜１８０ミリリットル／１００ｇである。なお、このＤＢＰ値は、ＪＩＳＫ６２２１−１９８２（Ａ法）に準拠して測定した値である。
【００２９】
シリカとしては、特に制限はなく、従来ゴム補強用として慣用されているもの、例えば乾式法シリカ、湿式法シリカ（含水ケイ酸）などの中から適宜選択して用いることができるが、湿式法シリカが好適である。このシリカは、窒素吸着比表面積（ＢＥＴ）が１００ｍ^２／ｇ〜３００ｍ^２／ｇの範囲にあるものが好適である。なお、ＢＥＴ値は、３００℃で１時間乾燥後、ＡＳＴＭＤ４８２０−９３に準拠して測定した値である。
【００３０】
具体的には、日本シリカ工業（株）製の「ニップシールＡＱ」、デグサＡＧ製の「ＵＬＴＲＡＳＩＬＶＮ３」、「ＢＶ３３７０ＧＲ」、ローディア製の「Ｚｅｏｓｉｌ１１６５ＭＰ」、「Ｚｅｏｓｉｌ１６５ＧＲ」、「Ｚｅｏｓｉｌ１７５Ｐ」、ＰＰＧ社製の「Ｈｉｓｉｌ２３３」、「Ｈｉｓｉｌ２１０」、「Ｈｉｓｉｌ２５５」等の市販品を用いることができるが、特に限定されるものではない。
充填剤の配合量は、ゴム成分１００質量部当たり、通常５〜１００質量部、好ましくは５〜８０質量部である。
【００３１】
なお、充填剤としてシリカを用いた場合には、所望によりシランカップリング剤を配合することが望ましい。
ここで、シラン系カップリング剤の例としては、一般式（ＲＯ）_３Ｓｉ−Ｓ_ｍ−Ｓｉ（ＯＲ）_３又はＸＳｉ（ＯＲ）_３〔但し、ＲはＯＲが加水分解可能になるような基（例えばメチル基、エチル基等）であり、Ｘは有機物と反応する官能基（例えばメルカプトアルキル基、アミノアルキル基、ビニル基、エポキシ基、グリシドキシアルキル基、ベンゾチアゾリル基、Ｎ，Ｎ−ジメチルカルバモイル基等）であり、ｍは０＜ｍ≦９を満たす整数である。〕で表される化合物が挙げられる。
【００３２】
具体的には、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（３−メチルジメトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（３−トリエトキシシリルエチル）テトラスルフィド、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）ジスルフィド、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）トリスルフィド、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−トリメトキシシリルプロピル−Ｎ，Ｎ−ジメチルカルバモイルテトラスルフィド、３−トリメトキシシリルプロピルベンゾチアゾリルテトラスルフィド、３−トリメトキシシリルプロピルメタクリロイルモノスルフィドなどが挙げられる。
【００３３】
本発明においては、この所望により用いられるカップリング剤は単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。また、その含有量は、前記充填剤に対して、通常１５質量％以下の範囲で選ばれる。このカップリング剤の好ましい含有量は１０質量％以下の範囲である。
【００３４】
軟化剤としては、特に制限はなく、従来ゴム用軟化剤として慣用されているものの中から適宜選択して用いることができる。この軟化剤には、鉱物油系，植物油系，合成油系などがあり、鉱物油系としては、例えばナフテン系，パラフィン系などのプロセス油が挙げられる。植物油系としては、例えばひまし油，綿実油，あまに油、なたね油、大豆油、パーム油、ヤシ油、落花生油、木ろう、パインオイル、オリーブ油などが挙げられる。また、合成油系としては、例えばポリイソブチレン系オイルなどが挙げられる。
【００３５】
これらの軟化剤は単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。また、その総配合量は、ゴム成分１００質量部当たり、通常３０質量部以下、好ましくは１０〜３０質量部である。
【００３６】
老化防止剤としては、例えば、ナフチルアミン系、ｐ−フェニレンジアミン系、ヒドロキノン誘導体、ビス，トリス，ポリフェノール系、ジフェニルアミン系、キノリン系、モノフェノール系、チオビスフェノール系、ヒンダード・フェノール系などを挙げることができるが、これらの中でもジフェニルアミン系老化防止剤、ｐ−フェニレンジアミン系老化防止剤が更なる老化防止効果向上の点で好ましい。
【００３７】
ジフェニルアミン系老化防止剤としては、例えば、４，４’−（α−メチルベンジル）ジフェニルアミン、４，４’−（α，α−ジメチルベンジル）ジフェニルアミン、ｐ−（ｐ−トルエン・スルホニルアミド）ジフェニルアミン、４，４’−ジオクチルジフェニルアミンなどが挙げられ、これらの中で更なる老化防止効果の点で４，４’−（α−メチルベンジル）ジフェニルアミンが最も好ましい。また、ｐ−フェニレンジアミン系老化防止剤としては、例えば、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−イソプロピル−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−シクロヘキシル−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−フェニル−Ｎ’−（３−メタクリロイルオキシ−２−ヒドロキシプロピル）−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（１−メチルヘプチル）−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（１，４−ジメチルペンチル）−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（１−エチル−３−メチルペンチル）−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミンなどが挙げられ、これらの中で更なる老化防止効果及びコスト面から、Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミンが最も好ましい。
【００３８】
これら老化防止剤の配合量は、ゴム成分１００質量部に対し、０．１〜５．０質量部の範囲で用いられ、好ましくは０．２〜４．０質量部である。上記老化防止剤が０．１質量部未満では、更に高い老化防止効果を発揮できない場合があり、一方、５．０質量部を超えると効果が飽和するばかりでなく、経済的でない場合がある。
【００３９】
本発明に用いうる加硫促進剤としては、特に制限はなく、公知のものを任意に使用し得るが、ベンゾチアゾール類、ベンゾチアゾリルスルフェンアミド類、ベンゾチアゾリルスルフェンイミド類、チオウレア類、グアニジン類、アルデヒドアミン類、ジチオリン酸塩類、ジチオカルバミン酸塩類、キサントゲン酸塩類、チウラム類などが好適なものとして挙げられ、これらは１種のみを用いてもよく、目的に応じて２種以上を併用してもよい。
【００４０】
具体的には、ベンゾチアゾール類、ベンゾチアゾリルスルフェンアミド類、ベンゾチアゾリルスルフェンイミド類に属する加硫促進剤としては、ジベンゾチアジルジスルフィド、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−ジ（２−ベンゾチアゾチアゾリルスルフェン）イミド、ビス（４−メチルベンゾチアゾリル−２）−ジスルフィドなどが挙げられる。また、ジチオリン酸亜鉛類に属する加硫促進剤としては、ジイソプロピルジチオリン酸亜鉛、ジ−ｎ−ブチルジチオリン酸亜鉛、ジ−イソブチルジチオリン酸亜鉛などが挙げられる。チウラム類に属する加硫促進剤としては、テトラベンジルチウラムジスルフィド、テトラキス（２−エチルヘキシル）チウラムジスルフィドなどが挙げられる。ジチオリン酸ポリスルフィド類に属する加硫促進剤としては、ビス（ジ−イソプロピルチオホスホリル）ジスルフィド、ビス（ジ−イソブチルチオホスホリル）ジスルフィドなどが挙げられる。ジチオカルバミン酸亜鉛類に属する加硫促進剤としては、ジブチルジチオカルバミン酸亜鉛、Ｎ−エチル−Ｎ−フェニルジチオカルバミン酸亜鉛、Ｎ−ペンタメチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジベンジルジチオカルバミン酸亜鉛などが挙げられる。
これら加硫促進剤の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して０．１〜５質量部、好ましくは０．２〜３質量部である。
【００４１】
次に、本発明の非発泡系ゴム組成物は、以上の各成分を適宜選択した条件、手法にて混練り、熱入れ、押出等することにより調製される。
【００４２】
前記ゴム組成物の混練り中の最高温度、熱入れ中の最高温度、及び押出直後の最高温度を、それぞれ該溶融短繊維の融点未満に、好ましくは該融点よりも５℃以上低く設定して、前記混練り、熱入れ及び押出を行うことが好ましい。こうすると、前記混練り、熱入れ及び押出の後においても、ゴム組成物中において溶融短繊維の形態を保持することができる。
【００４３】
前記混練り中の最高温度、前記熱入れ中の最高温度、又は前記押出直後の最高温度が、前記溶融短繊維の融点を越える温度であると、該溶融短繊維の形態を保持できない場合がある。
【００４４】
前記混練りは、混練り装置への投入体積、ローターの回転速度、ラム圧等、混練り温度、混練り時間、混練り装置等の諸条件について特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記混練り装置としては、市販品を好適に使用することができる。
【００４５】
前記熱入れ又は押出は、熱入れ又は押出の時間、熱入れ又は押出の装置等の諸条件について特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記熱入れ又は押出の装置としては、市販品を好適に使用することができる。ただし、熱入れ又は押出の温度は、目的に応じて適宜選択される。なお、前記押出温度は、一般的には９０〜１１０℃程度である。
【００４６】
前記ゴム組成物においては、前記溶融短繊維が押出方向に配向しているため、タイヤのトレッドにおける地面と接触する表面に平行な方向、より好ましくは該タイヤの周方向に、前記溶融短繊維を配向させた状態で用いることが、タイヤ走行時の剛性感を向上させることができる点で好ましい。
【００４７】
前記ゴム組成物の加硫の条件乃至方法等については、特に制限はなく、前記ゴム成分の種類等に応じて適宜選択することができるが、前記トレッドを製造する場合にはモールド加硫が好ましい。前記加硫の温度としては、一般に前記加硫中の前記ゴム組成物の加硫最高温度が前記溶融短繊維の融点以上になるように選択される。前記加硫最高温度が前記溶融短繊維の融点未満であると、前記溶融短繊維の周囲が溶融せず、ゴムマトリックスと相溶せず短繊維の剥離が生じてしまう。なお、前記加硫を行う装置としては、特に制限はなく、市販品を好適に使用することができる。
【００４８】
前記加硫前の前記ゴム組成物においては、該ゴム組成物よりも前記溶融短繊維の方が粘度が高い。該ゴム組成物の加硫開始後であって前記ゴム組成物が加硫最高温度に達するまでの間に、前記ゴムマトリックスは加硫によりその粘度が上昇していき、前記溶融短繊維はその周囲から溶融して粘度が大幅に低下していく。そして、加硫途中において、前記ゴムマトリックスよりも該溶融短繊維の方が粘度が低くなる。即ち、加硫前の前記ゴムマトリックスと該溶融短繊維との間における粘度の関係が、加硫途中の段階で逆転する現象が生ずる。
【００４９】
従って、本発明の非発泡系ゴム組成物は、短繊維の周囲が溶けてゴムマトリックスと相溶し、該ゴムマトリックス中に短繊維形状を維持した状態（短繊維の性能を十分発揮し得る状態）で埋設されている。
【００５０】
本発明のタイヤは、その製造方法については特に制限されないが、前記非発泡系ゴム組成物を調製する。このゴム組成物においては、前記溶融短繊維を一方向に配向させておく。該ゴム組成物を、生タイヤケースのクラウン部に予め貼り付けられた未加硫のトレッドのベース部の上に貼り付ける。このとき、前記溶融短繊維の配向の方向を、タイヤの周方向と一致させておく。そして、所定のモールドで所定温度、所定圧力の下で加硫成形する。その結果、本発明の非発泡系ゴム組成物で形成されたトレッドのキャップ部を、加硫されたトレッドのベース部上に有してなるタイヤが得られる。
【００５１】
本発明のタイヤは、所謂乗用車用のみならず、トラック・バス用等の各種の乗物にも好適に適用できるものである。
【００５２】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を更に具体的に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【００５３】
〔参考例１、３、実施例２、４、比較例１，２〕
表１に示した配合処方にて常法によりゴム組成物を調製し、加硫した。この場合、各ゴム組成物の押出温度はすべて１１０℃、加硫最高温度はすべて１７５℃であった。
得られた各ゴム組成物について、下記方法に従って弾性率及び剥離試験を行った。結果を表１に示す。
【００５４】
また、得られたゴム組成物を用いて、図２に示した、タイヤの幅方向Ｂに４個のブロック９（タイヤの周方向Ａの寸法が３５ｍｍであり、タイヤの幅方向Ｂの寸法が３０ｍｍ）が配列されているトレッドを形成し、通常のタイヤ製造条件に従って、図１に示した一対のビード部１，１と、該ビード部１にトロイド状をなして連なるカーカス２と、該カーカス２のクラウン部をたが締めするベルト３と、トレッド５とを順次配置したラジアル構造を有する、サイズ１７５／６５Ｒ１４の各種空気入りラジアルタイヤを製造した。
得られた各空気入りタイヤについて、下記方法で乗心地、乾燥路操縦安定性及び転がり抵抗を評価した。結果を表１に示す。
【００５５】
<弾性率の評価>
ゴム組成物を加硫成形して円筒形サンプルを作製し、このサンプルを粘弾性スペクトロメーター（東洋精機（株）社製）を用いて、動的歪振幅１％、周波数５２Ｈｚ、測定温度３０℃の条件で弾性率（Ｅ’）を測定した。結果は比較例の弾性率を１００とした場合の指数で表した。なお、数値が大きいほど良好であることを示す。
【００５６】
<剥離試験>
加硫ゴム組成物から短繊維の断面が見える方向で縦５ｍｍ×横１０ｍｍ×厚さ２ｍｍのサンプルを切り出し、このサンプルを引っ張り治具に固定し、１００％の歪みを与えた際の短繊維とゴム界面の剥離状態を下記基準で評価した。
○：短繊維の剥離なし
△：短繊維の剥離少しあり
×：短繊維の剥離多くあり
【００５７】
<乗心地の評価>
得られた各タイヤを乗用車の４輪に取り付け、テストドライバー２人が乗車し、テストコースにて実車走行を行い、良路及び悪路での乗心地、振動（ハーシュネス、ロードノイズ等）を総合評価した。結果は比較例を１００とした時の指数で示した。なお、数値が大きいほど良好である。
【００５８】
<乾燥路操縦安定性>
得られた各タイヤを乗用車の４輪に取り付け、テストドライバー２人が乗車し、テストコースにて実車走行を行い、駆動性、制動性、ハンドル応答性、操縦時のコントロール性を総合評価した。結果は比較例を１００とした時の指数で示した。なお、数値が大きいほど良好である。
【００５９】
<転がり抵抗>
得られた各タイヤをホイールに取り付けて空気圧２１０ｋＰａとしてドラム試験機に装着し、ロードセルにより転がり抵抗を測定した。結果は比較例を１００としたときの指数で示した。なお、数値が小さいほど転がり抵抗が小さいことを示す。
【００６０】
【表１】
＊ＳＢＲ１７１２：商標、ジェイエスアール（株）製、スチレン−ブタジエン共重合体、油展量３７．５質量％
＊カーボンＮ２２０：カーボンブラック（旭カーボン（株）製）
＊老化防止剤６Ｃ：Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン（大内新興化学工業（株）製、ノクラック６（商標））
＊溶融短繊維：ポリエチレン、融点１３５℃、繊維直径２０μｍ、繊維長２ｍｍ
＊ＤＰＧ：加硫促進剤、ジフェニルグアニジン
＊ＤＭ：加硫促進剤、ジベンゾチアゾリルジサルファイド
【００６１】
表１の結果から明らかなように、溶融短繊維を添加していない比較例１，２に比べて、溶融短繊維を添加し、該短繊維がゴムマトリックス中に強固に接着された参考例１、３、実施例２、４はいずれも溶融短繊維の剥離がなく、高い弾性率を有し、乗心地、乾燥路操縦安定性及び転がり抵抗のすべてが向上することが認められる。
また、参考例１と実施例２、参考例３と実施例４とを対比した結果から、水酸化アルミニウムを添加すると、更に乾燥路操縦安定性が向上することが認められる。
【００６２】
【発明の効果】
本発明によれば、溶融短繊維とゴムマトリックスとを含む非発泡系ゴム組成物をタイヤトレッドに用いることにより、一般路（乾燥路及び湿潤路）での優れた操縦安定性、乗心地及びタイヤの転がり抵抗をすべて兼ね備えたタイヤを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のタイヤの一部断面概略説明図である。
【図２】本発明のタイヤの周面の一部概略説明図である。
【符号の説明】
１ビード部
２カーカス
３ベルト
４タイヤ
５トレッド
７周方向溝
８横溝
９ブロック

Claims

一対のビード部、該ビード部にトロイド状をなして連なるカーカス、該カーカスのクラウン部をたが締めするベルト及びトレッドを有するタイヤであって、前記トレッドがゴムマトリックスと溶融短繊維を含有する非発泡系ゴム組成物を含むと共に、タイヤ周方向のゴム組成物の弾性率Ａ（ＭＰａ）と、このゴム組成物から溶融短繊維を除いたタイヤ周方向のゴム組成物の弾性率Ｂ（ＭＰａ）との比率〔（Ａ／Ｂ）×１００〕が１１０％以上であり、前記溶融短繊維が、前記ゴム組成物の押出温度以上乃至加硫温度以下の融点を有し、ゴム成分１００質量部に対し、前記溶融短繊維を０．５〜２０質量部配合し、前記ゴムマトリックスに水酸化アルミニウムを配合したことを特徴とするタイヤ。
一対のビード部、該ビード部にトロイド状をなして連なるカーカス、該カーカスのクラウン部をたが締めするベルト及びトレッドを有するタイヤであって、前記トレッドがゴムマトリックスと溶融短繊維を含有する非発泡系ゴム組成物を含むと共に、該溶融短繊維が、加硫時には前記ゴムマトリックスの温度が加硫最高温度に達するまでの間にその粘度が該ゴムマトリックスよりも低くなり、加硫後には短繊維の周囲が溶けてゴムマトリックスと相溶し、該ゴムマトリックス中に短繊維形状を維持した状態で埋設されており、前記溶融短繊維が、前記ゴム組成物の押出温度以上乃至加硫温度以下の融点を有し、ゴム成分１００質量部に対し、前記溶融短繊維を０．５〜２０質量部配合し、前記ゴムマトリックスに水酸化アルミニウムを配合したことを特徴とするタイヤ。
一対のビード部、該ビード部にトロイド状をなして連なるカーカス、該カーカスのクラウン部をたが締めするベルト及びトレッドを有するタイヤであって、前記トレッドがゴムマトリックスと溶融短繊維を含有する非発泡系ゴム組成物を含むと共に、該ゴム組成物に１００％の歪みをかけた際に溶融短繊維がゴムマトリックスから剥離せず、前記溶融短繊維が、前記ゴム組成物の押出温度以上乃至加硫温度以下の融点を有し、ゴム成分１００質量部に対し、前記溶融短繊維を０．５〜２０質量部配合し、前記ゴムマトリックスに水酸化アルミニウムを配合したことを特徴とするタイヤ。
一対のビード部、該ビード部にトロイド状をなして連なるカーカス、該カーカスのクラウン部をたが締めするベルト及びトレッドを有するタイヤであって、前記トレッドがゴムマトリックスと溶融短繊維を含有する非発泡系ゴム組成物を含むと共に、該ゴム組成物に１００％の歪みをかけた際に溶融短繊維がゴムマトリックスから剥離しないことを特徴とする請求項１又は２記載のタイヤ。
非発泡系ゴム組成物が、混練り、熱入れ、及び押出をして調製され、混練り中の最高温度、熱入れ中の最高温度、及び押出直後の最高温度が、それぞれ溶融短繊維の融点未満である請求項１乃至４のいずれか１項記載のタイヤ。
溶融短繊維の融点が１００℃以上１９０℃以下である請求項１乃至５のいずれか１項記載のタイヤ。
溶融短繊維が、炭素数２〜８のオレフィン単量体から選ばれる１種又は２種以上を重合したポリオレフィン系繊維である請求項１乃至６のいずれか１項記載のタイヤ。
ポリオレフィン系繊維が、ポリエチレン又はポリプロピレンである請求項７記載のタイヤ。
溶融短繊維が、タイヤの周方向に沿って配向された請求項１乃至８のいずれか１項記載のタイヤ。
溶融短繊維の太さが０．５〜５０ｄｔｅｘ、長さが０．５〜１０ｍｍである請求項１乃至９のいずれか１項記載のタイヤ。