JPH04221206A - スタッドレスタイヤ - 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】

【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）　を向上させた空気入り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】本発明の空気入りタイヤ
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表面に沿うように配向させ、
該ブロック表面の動的ヤング率Ｅ１　とブロック中心部
の動的ヤング率Ｅ２　とが、次の■式及び■式を満足す
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、１５０〜２６０℃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Ｅ
１　／Ｅ２　≦５．０であることが好ましい。Ｅ１　／
Ｅ２　＞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空気入り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１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の空気入りタイヤのトレッド
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１００〜５０００
μｍ、さらに好ましくは、１０００〜３０００μｍ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■，　■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５ｍｍ、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４００
０μｍ、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表面に沿うように配向させ、該ブロ
ック表面の動的ヤング率Ｅ１　とブロック中心部の動的
ヤング率Ｅ２　とが、次の■式及び■式 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】本発明にかかる空気入りタイヤの子午線方向半
断面説明図である。

【図２】本発明にかかる空気入り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】

Claims (2)

【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表面に沿うよう
   に配向させ、該ブロック表面の動的ヤング率Ｅ１　とブ
   ロック中心部の動的ヤング率Ｅ２　とが、次の■式及び
   ■式を満足するようにした空気入りタイヤ。
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の空気入りタイヤ。