JPH04110212A - スタッドレス空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔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、雪氷路面、特に、水膜がある状態の
雪水路面における摩擦力（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に関する。

［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摩擦を向上させるようにした自
動車用タイヤの提案がある（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短繊維が飛散し
て公害を引き起こし、大きな環境問題になる。

他方、トレッドゴムを独立気泡の発砲ゴムから構成する
と共に、その独立気泡の周辺に短繊維をランダムに配合
した発砲ゴム組成物の提案がある（特開昭６３−８９５
４７号公報）。しかし、この発砲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。

〔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、雪氷路面、特に、水膜がある
状態の雪水路面における摩擦力（制動性、駆動性）を向
上させた空気入りタイヤを提供することにある。

〔課題を解決するための手段］ すなわち、本発明の空気入りタイヤは、繊維長が１０〜
５０“００μｍ、繊維長／繊維径の比が１０〜１０００
の中空繊維をトレッドゴム中に配合すると共に、該中空
繊維の長手方向をトレッド部のブロックの表面に沿うよ
うに配向させたことを特徴とするものである。

このようなトレッドゴムにより雪氷路面、特に、水膜が
ある状態の雪氷路面の走行時には、路面上の水を中空繊
維が吸い上げて排除すると共に、中空繊維によってブロ
ック剛性が保持され、相乗的に氷上摩擦力が大幅に向上
することになる。

ここで、中空繊維としては、平均繊維長が１０〜５００
０Ｉ１ｍあることが必要であり、好ましくは１００〜５
０００１Ｊｍ、より好ましくは１０００〜３０００μｍ
であり、かつ繊維長／繊維径の比が１０〜１０００倍あ
ることが必要である。中空繊維の繊維長が１０μｍ未満
では、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、−＃Ｌ路での性能も不十分になる。

また、中空繊維の種類は、非金属であれば、特に、限定
されず、ポリエステル、セルロースポリエーテルスルホ
ン、ポリメタメチルアクリレート　（ＰＭＭＡ）、ポリ
アクリルニトリル（ＰＡＮ）等の化学繊維が用いられる
。

さらに、中空繊維は、その周面に多数の微細孔を有する
ものが好ましい。この微細孔は中空部に貫通しているこ
とが好ましいが、貫通していなくてもよい。更に、中空
繊維の平均径りと中空部分の平均径ｄとが、Ｄ／ｄ≧１
．Ｏｌであることが好ましい。また、微細孔の平均径が
０．００１〜１００μｍであることが好ましい。

一方、ブロック表面の動的ヤング率Ｅ、とブロック中心
部の動的ヤング率Ｅ２とが、次の（１）式および（２）
式を満足することが好ましい。

１．０３≦Ｅ　１／　Ｅ　ｚ　　・・・　（１）３　（
ＭＰａ　）≦Ｅ２≦２０　　（ＭＰａ　：ｌ　　・＝　
　（２）ブロック内外のゴムの動的ヤング率の比がＥｉ
　／　Ｅ２　＜　１　、　０３では、中空繊維をブロッ
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。さらに、Ｅ２が第（２）式の規定外では
、特に、−船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。

ところで、中空繊維の混合操作性の点からはＥ　ｔ　／
　Ｅ　ｚ≦３．０であることが好ましい。

Ｅｌ　／Ｅｚ　＞３．０の配向性を持たせるには、ゴム
と中空繊維との混合加工上、難しくなるためである。

以下、図面により本発明にかかる空気入りタイヤについ
て説明する。

第１図は、本発明にかかる空気入りタイヤの子午線方向
半断面説明図である。

この図において、本発明の空気入りタイヤ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
右一対のサイドウオール部１２と、これらサイドウオー
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。

第２図は、第１図の空気入りタイヤのトレッド部の平面
視説明図、第３図は、そのに−Ｋ“線断面図、第４図は
中空繊維の斜視図である。

第２図及び第３図に示すように、中空繊維１７は、トレ
ッド部１３のブロック１６の接地面ａ及び側面すに沿っ
てタイヤ周方向Ｅ、　　Ｅ　　に配向している。トレン
ドゴムとしては、カーボンブランクの含有量を減量し、
ベースゴムを比較的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中空繊維１７を配
向させることにより補っている。

前述した中空繊維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、ある程度の繊維長／繊
維径の比を持った中空繊維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
部に沿って中空繊維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
側面すに沿って中空繊維１７が配向する。ただし、中空
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、中空繊維は、平均長さ１０〜５０００μｍあ
ることが必要であり、好ましくは１００〜５０００μｍ
、より好ましくは１０００〜３０００μｍで、繊維長／
繊維径の比が１０〜１０００であるのがよい。

中空繊維１７は、第４図に示すように、筒状をなし、そ
の周面には、無数の微細孔１８が設けられている。この
微細孔１８は、中空部に貫通していることが好ましいが
、貫通していなくてもよい。

このように、中空繊維Ｉ７をトレッドブロック接地面ａ
および側面すに沿って配向させることにより、ブロック
内外の動的ヤング率を前述した式（１）、　（２）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。

さらに、雪水路面、特に水膜がある状態の雪水路面では
、路面の水を中空繊維が吸い上げて排除することにより
摩擦力が向上する。

以下に従来例、実施例及び比較例を示す。

「第１表ヨに示す配合内容（重量部）でトレンド部を構
成したタイヤサイズが１８５／７０　Ｒ１３８５Ｑのタ
イヤを各種作製し、これらタイヤく従来例、実施例１、
比較例１〜３）について、次の評価を行った。この結果
を「第１表」に示す。

なお、テスト車は１６００　ｃｃのＦＦ車を使用した。

′上　　での　　　２ 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　　での　働　２： 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
の登板試験を行い、ゼロ発進方法により３０ｍ区闇０登
板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　　　　　　（燥　　）： 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。

（）： 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．ＯＯＯｋｍ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。

ヤング　（および　　）　ＣＭＰａ）　：各テストタイ
ヤのトレン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■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２０鶴、幅５Ｄ、厚さ２１１ｍ
の試料を周波数２０Ｈｚ、初期歪１０％、動的歪±２％
、温度Ｏ℃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。

（以下余白） 注） ＊１中空繊維・・・多孔吸水ポリエステル繊維（繊維の
平均長２５００μｍ、繊維の平均径１２５μｍ、中空部
分の平均径５５μｍ、１細孔の径の分布、主に０゜０１
〜３μｍ）＊２短繊維　・・・カーボン短繊維、平均長
５μｍ、径１μｍ。

寧３発泡剤・・・ジニトロソペンタメチレンテトラミン
（水和化成工業■製セルラーＤ）。

＊４尿素系助剤・・・尿素化合物（水和化成工業■製セ
ルペーストに５）。

「第１表」において、従来例は、従来のスタッドレスタ
イヤであって、繊維を含まない。

実施例１は、本発明の中空繊維入りタイヤで、氷雪性能
と一般性能が両立できる。

比較例１．２は、通常の短繊維入りであるが、中空部分
がないため、水膜が効率的に排除されず、氷雪性能は改
善されない。ただし、比較例２は発砲ゴム＋短繊維であ
る。

比較例３は、実施例１との対比で、中空繊維を配合せず
に、ただ軟らか（しただけのタイヤであって、氷雪性能
はまずまずだが、−船路での性能が低下する。

（発明の効果〕 上記のように、本発明は、繊維長が１０〜５０００μｍ
、繊維長／繊維径の比が１０〜１０００の中空繊維をト
レッドゴム中に配合すると共に、該中空繊維の長手方向
をトレンド部のブロックの表面に沿うように配向させた
ので、船路（乾燥路、湿潤路）における走行性能を損な
うことなく、雪氷路面、特に、水膜がある状態の雪氷路
面における摩擦力（制動性、駆動性）を向上させること
が可能となった。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】

第１図は本発明にかかる空気入りタイヤの子午線方向半
断面説明図、第２図は本発明にかかる空気入りタイヤの
トレッド部の平面視説明図、第３図はそのに−に’線断
面図、第４図は中空繊維の斜視図である。 １０・・・トレッド表面、１１・・・ビード部、１２・
・・サイドウオール、１３・・・トレッド部、１４−・
・カーカス層、１５・・・ベルト層、１６・・・フロ・
ツク、１７・・・中空繊維、１８・・・微細孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 繊維長が１０〜５０００μｍ、繊維長／繊維径の比が１
   ０〜１０００の中空繊維をトレッドゴム中に配合すると
   共に、該中空繊維の長手方向をトレッド部のブロックの
   表面に沿うように配向させた空気入りタイヤ。