JPH0438207A - 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、−船路（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（制動性、駆動
性）、特に氷上摩擦力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、積雪寒冷地において、冬期時に自動車が走行する
場合には、タイヤにスパイクを打ち込んだスパイクタイ
ヤを用いるか又はタイヤの外周にタイヤチェーンを装着
して雪上・氷上路での安全を確保している。しかしなが
ら、スパイクタイヤ又はタイヤチェーンを装着したタイ
ヤでは、道路の摩耗や損傷が発生し易く、それが粉塵と
なって公害を引き起こし、大きな環境問題となる。

このような安全問題と環境問題とを解決するために、ス
パイクやチェーンを使用せずに雪上路および氷上路にお
ける制動性、駆動性を有したスタンドレスタイヤが現在
急速に普及しつつある。

このスタッドレスタイヤとして、トレッド部に独立気泡
を有する発泡ゴムを用いたものがある。かかる発泡ゴム
を用いたタイヤは、例えば、特開昭６２−２８３００１
号公報、特開昭６３−９０４０２号公報に開示されてい
る。しかし、これらのタイヤでは、氷雪路における摩擦
力は良好であるが、発泡ゴムの硬度が低いため、独立気
泡による工、７ジ効果と排水効果とが十分でなく、この
ため耐摩耗性や一般路（乾燥路、湿潤路）における走行
性能が低下するという問題点がある。

そこで、この問題点を改良するために、特開昭６３−８
９５４７号公報に記載されているように、独立気泡の発
泡ゴムに短繊維を加えてトレッド部の硬度を上げて一般
路での走行性能を改善させようとしている。しかしなが
ら、発泡ゴムが独立気泡であるために排水効果が十分で
なく、このため氷上摩擦力が向上しないという欠点があ
る。

また、トレッドゴムに塩を配合して加硫後に塩を洗い流
すことによりトレッド部に連通孔を形成させるという方
法があるが（特開昭６３−９１２０７号公報）、この場
合、排水効果は高まるがトレッド部のブロック剛性が低
下するので耐摩耗性が悪くなる。

このように、氷雪性能（氷雪路における摩擦力）と共に
耐摩耗性や一般路における走行性能をも満足する性能を
有したスタッドレスタイヤが得られていないのが現状で
ある。

〔発明が解決しようとする課題〕 本発明は、乾燥・湿潤路面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向上させたスタッドレス
の空気入りタイヤを提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の空気入りタイヤは、トレッド部が連通気泡を有
する発泡ゴムと短繊維とから構成され、前記発泡ゴムは
発泡剤配合量に対して同量未満の尿素系助剤を配合して
なり、さらに、トレッド表面の気泡占有面積率が５％〜
４０％であることを特徴とする。

以下、図を参照してこの手段につき詳しく説明する。

図は本発明の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１１１１とこれらビード部１１．
１１に連結する左右一対のサイドウオール部１２．１２
とこれらサイドウオール部１２．１２間に配されるトレ
ッド部１３からなる。左右一対のビード部１１．１１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。

（１１本発明では、トレッド部１３を連通気泡を有する
発泡ゴムと短繊維とで構成している。この発泡ゴムは発
泡剤配合量に対して同量未満の尿素系助剤を配合してな
る。

（ａ）　　発泡ゴム。

連通気泡を有するとしたのは、連通気泡の場合には水が
その気泡中に取り込まれたり出たりし易くなるので排水
効果が高まり、氷上摩擦力が向上するからである。この
発泡ゴムは、長径／短径の比が２以上の連通気泡を１ｄ
当り１個以上含有するのが好ましい。この場合、独立気
泡を含んでいてもよい。

ただし、発泡ゴムは非発泡ゴムに比べて硬度が大幅に低
下するため、通常、発泡ゴムの硬度を高くするにはマト
リックスゴムの硬度を大幅に高くしておく。−船釣には
カーボンブラックなどの補強剤を大幅に増量するか、又
はオイルなどの軟化剤を大幅に減量するなどの調節を行
うが、加工性や発熱性などが悪化してしまうので好まし
くない。そこで、本発明者らは、発泡剤の分解温度を低
下させるために、発泡剤と併用することの多い尿素系助
剤が架橋密度を増加させることに着目して種々の検討を
行った。この結果、ゴム組成物に尿素系助剤を単独で配
合しても硬度は上がるが、発泡剤と併用することで更に
その効果が大となることがわかった。すなわち、発泡剤
に対して尿素系助剤を特定量配合することで、発泡によ
る硬度低下が抑えられ、非発泡ゴムと同程度の硬度にで
きることが見い出され、また加工性や発熱性などに悪影
響を及ぼさないことも確認された。なお、発泡剤として
は例えばニトロソ化合物を選択すると分解反応の途中で
ホルムアルデヒドが生成され、強い刺激臭を与えるので
、この場合にもアルデヒドの受体となる尿素系助剤を配
合することは作業性の面から大変有効である。

このため、本発明においては、発泡ゴムは、通常のゴム
組成物に発泡剤を加え、さらに発泡剤配合量に対して同
量未満の尿素系助剤を配合してなる。好ましくは、発泡
剤配合量に対して３０〜９０重量％の尿素系助剤を配合
するのがよい。

尿素系助剤を配合しないと、発泡ゴムの硬度が非発泡ゴ
ムより大幅に低下するためにカーボンブラックなどの補
強剤を大幅に増量するか、又はオイルなどの軟化剤を大
幅に減量するなどの調節が必要となり、加工性や発熱性
などが悪化し、しかも分解温度の高い発泡剤を用いた場
合には通常の加硫温度によりタイヤを製造するのが困難
になる。また、発泡剤配合量に対して同量以上の尿素系
助剤を配合すると、発泡による硬度低下を抑える効果が
飽和して不経済であり、しかも発泡剤によっては分解温
度が低下し過ぎて、混合、押出工程で未加硫ゴムが発泡
する恐れがある。

発泡剤は、有機又は無機の発泡剤を任意に選択できる。

例えば、有機発泡剤としてはベンゼンスルホニルヒドラ
ジド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、アゾジカ
ルボンアミド等であり、無機発泡剤としては、重炭酸ナ
トリウム、炭酸アンモニウム、亜硝酸アンモニウムであ
り、特に限定されない。尿素系助剤としては、凝集防止
剤、吸湿防止のための酸性物質等と尿素との化合物ある
いは尿素単独物が用いられる。具体的には例えば、氷相
化成工業−のセルペーストＭ３　（尿、素＋酸性物質）
、セルペーストに５（尿素＋酸性物質）、セルペースト
１ｏ１（尿素＋凝集防止剤）が挙げられる。その他、カ
ーボンブランク、軟化剤、加工助剤、老化防止剤、ワッ
クス、加硫剤、加硫促進剤等の配合剤を当業界の慣行に
従い適宜に適量配合してもよい。ただし、発泡剤は特に
本発明タイヤを得るために原料ゴム１００重量部に対し
て０．５〜２０重量部配合するのが好ましい。さらに、
氷雪路性能、船路性能を向上させる手法として、キヤ・
２ブトレツドゴム／ペーストレッドゴム構造のような二
層、三層のトレッド構造を導入すれば、いっそうこれら
の性能を向上できるようになるので好ましい。

（′ｂ）短繊維。

ゴムとの接着性の悪い短繊維である。この短繊維として
は、例えば、表面接着処理していないケブラー（芳香族
ポリアミド繊維）、カーボン繊維、ナイロン繊維、ポリ
エステル繊維等を挙げることができる。この短繊維は、
平均長さ１０〜５０００ＩＪｍ（好ましくは、１０００
〜３０００　ｐ　ｍ）で長さ／径の比が１０〜１０００
であるのがよい。

短繊維を配合することにより、トレッド部のブロック剛
性が良好に保持されるので一般路はもちろんのこと氷雪
路での走行性能が向上する。

（Ｃ）　　本発明において空気入りタイヤのトレッド部
を連通気泡を有する発泡ゴムと短繊維とで構成するには
、通常、トレッド部に用いられるゴム組成物に発泡剤お
よび尿素系助剤を加え、さらにゴムとの接着性の悪い短
繊維を加えて、通常のタイヤ製造方法により加硫を行な
うことによればよい。この場合、短繊維がゴムとの接着
性の悪いために、加硫に際して発生するガスが短繊維の
周囲に集まり易くなり、これにより短繊維を核として連
通気泡が生じることになる。

なお、発泡ゴムのガラス転移温度は、冬期使用でクラッ
クが発生しないように、脆化温度が３０℃以下であると
よい。

（２）トレッド表面の気泡占有面積率が５％〜４０％で
あること。

５％未満では氷雪路性能の改良効果が少なく、４０％超
では氷雪路性能は改良されるものの、耐摩耗性や一般路
性能が大幅に低下するからである。気泡占有面積率は、
発泡ゴムの単位面積当りに占める気泡の面積比率で示さ
れる。

以下に実施例および比較例を示す。

実施例、比較例 第１表に示す配合内容（重量部）でトレッド部を構成し
たタイヤサイズが１８５／７０　Ｒ１３８５Ｑのタイヤ
を各種作製し、これらタイヤ（従来例、実施例１、比較
例１〜４）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１６００ｃｃのＦＦ車を使
用した。

〜泡　　　　　〔％〕　： 各テストタイヤのトレッド部より試験片を切り出し、こ
れを平面とした後、相木研究所製ＮＥＸＵＳ６４００を
用いて１６５倍にて画像処理を行ない、１０個のサンプ
ルの平均値で評価した。

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。

骨上　　での　　　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％（２，９６）勾配の
登板試験を行い、ゼロ発進方法により３０ｍ区間の登板
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。

−−＋（・　　）： 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２０，０００ｋｍ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。

・ヤング率ＣＭＰａ：ｌ　： 各テストタイヤのトレッド部より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２０ｍ、幅５ｆｌ、厚さ２ｍの試料を周波
数２０）１ｚ、初期歪１０％、動的歪士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。

（重置以下余白） 注） ４短繊維Ａ・・・セルロース系短繊維（三菱モンサンド
化成■製サントウェブＤ）。

＊２短繊維Ｂ・・・カーボン短繊維、平均長５μｍ、径
１μ鞘。

本３接着助剤・・・ヘキサメトキシメチルメラミン（三
菱モンサンド化成■製レジメン３５２０）。

−発泡剤Ａ・・・ジニトロソペンタメチレンテトラミン
（氷相化成工業■製セルラーＤ）。

本５発［ＩＪＢ・・・ベンゼンスルホニルヒドラジド（
水和化成工業■製ネオセルボンＮ＃１０００ＳＷ）。

＊６尿素系助剤・・・尿素化合＃ｙＪ（水和化成工業■
製セルペーストに５）。

＊７塩・・・日本たばこ産業■製精製食塩。

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、発泡ゴムおよび短繊維を含まない。実施例１は
、本発明の連通気泡発泡ゴム＋短繊維配合のタイヤで、
氷雪性能と一般性能が両立できる。比較例１は、独立気
泡発泡ゴムを有するが短繊維のないタイヤで、氷雪性能
はややよいが一般性能が劣る。比較例２は、発泡ゴム＋
短繊維配合のタイヤであるが、短繊維がゴムとの接着性
が良いものであるため独立気泡となっているので、氷雪
性能が不十分である。

比較例３は、塩を多量に配合し、加硫後に塩を洗い流し
て連続した空隙をトレッド部に形成させたものであり、
氷雪性能はやや改良されるが短繊維で補強していないた
めトレッド部のブロック剛性が不十分となるのでその改
良効果は小さく、また、一般路走行性能は大幅に低減す
る。

比較例４は、連通気泡発泡ゴム＋短繊維配合のタイヤで
あるが、尿素系助剤が配合されていないためトレッド部
のブロック剛性が極端に低下し、一般路走行性能が低下
してしまう。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば路面に接触するトレ
ッド部を、発泡剤と尿素系助剤とを特定割合だけ配合し
て作製した連通気泡を有する発泡ゴムと短繊維とから構
成し、トレッド表面の気泡占有面積率を特定範囲とした
ため、−船路（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。

【図面の簡単な説明】 図は本発明の空気入りタイヤの子午線方向半断面説明図
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。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. トレッド部が連通気泡を有する発泡ゴムと短繊維とから
   構成され、前記発泡ゴムは発泡剤配合量に対して同量未
   満の尿素系助剤を配合してなり、さらに、トレッド表面
   の気泡占有面積率が５％〜４０％である空気入りタイヤ
   。