JPH11222012A

JPH11222012A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JPH11222012A
Application number: JP10027215A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Kanari; 大輔金成
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 1998-02-09
Filing date: 1998-02-09
Publication date: 1999-08-17
Anticipated expiration: 2018-02-09
Also published as: JP3843177B2

Abstract

(57)【要約】【課題】アンダートレッドにエネルギー損失が小さい
ゴムを使用してタイヤの転動抵抗を低減するに際し、未
加硫時のゴム流れによるゲージの不均一性を改善すると
共に、操縦安定性を向上することを可能にした空気入り
タイヤを提供する。【解決手段】トレッド部４をキャップトレッド４ａと
アンダートレッド４ｂとを含む少なくとも２層構造にし
た空気入りタイヤにおいて、アンダートレッド４ｂを構
成するゴム中に、少なくとも２種類のポリマーが横断面
で海島構造をなす短繊維（Ａ）がフィブリル化した短繊
維（Ａ’）をゴム１００重量部に対して１〜１５重量部
配合し、短繊維（Ａ’）をタイヤ周方向に配向させて、
アンダートレッド４ｂのタイヤ幅方向のモジュラスａに
対するタイヤ周方向のモジュラスｂの比ｂ／ａを１．５
以上にする。更に必要に応じて、主鎖にアミド基を有す
る熱可塑性ポリマーからなる短繊維（Ｂ）がゴム及び／
又はポリオレフィンからなるマトリックス中に分散して
結合した組成物を配合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、短繊維の配合によ
り異方性を持たせたアンダートレッドをトレッド部に設
けた空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、アンダー
トレッドにエネルギー損失が小さいゴムを使用してタイ
ヤの転動抵抗を低減するに際し、未加硫時のゴム流れに
よるゲージの不均一性を改善すると共に、操縦安定性を
向上することを可能にした空気入りタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の車両の低燃費化要求に対し、タイ
ヤの転動抵抗を低減するために種々の試みがされてお
り、その中でも低燃費化とウェット路面上での走行性能
（ウェット性能）を両立させる技術として、トレッド部
をキャップトレッドとアンダートレッドとの２層構造に
し、エネルギー損失が大きいキャップトレッドの体積を
減らすことが行われている。つまり、キャップトレッド
にはウェット性能に優れたゴムを使い、アンダートレッ
ドにはエネルギー損失が小さいゴムを使う手法が用いら
れている。

【０００３】しかしながら、アンダートレッドのエネル
ギー損失を小さくしようとして、アンダートレッドにお
けるカーボンブラックの配合量を減少させると、加硫後
のゴムが柔らかくなることにより操縦安定性が低下し、
またアンダートレッドに反発弾性に優れたブタジエンゴ
ムなどを配合すると、未加硫時の粘度が低くなるためタ
イヤ加硫成形時にモールド内面の溝成形骨がトレッドに
押し付けられる際にゴムが容易に流れてしまい、アンダ
ートレッドのゲージが溝下部分では薄く、ブロック下で
は厚くなって、摩耗末期にアンダートレッドが露出して
グリップ性能が悪化するという問題があった。

【０００４】また、アンダートレッドを硬くすれば操縦
安定性が良くなることが知られており、発熱性を抑えた
ままアンダートレッドの硬度を高めるために、ナイロン
やアラミドなどの短繊維を配合する技術が多数開示され
ている（特開昭54-132904 号、特開昭57-41201号、特開
昭59-204637 号、特開平8-3369号など）。しかしなが
ら、上記短繊維のうちナイロン短繊維は小さい変形時の
補強性に劣るため多量に配合する必要があるので、未加
硫粘度が著しく上昇して加工性を悪化させてしまい、そ
の他の短繊維も補強性が不十分だったり、ゴムとの混練
中に絡まって分散性に劣るなどの欠点を有していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、アン
ダートレッドにエネルギー損失が小さいゴムを使用して
タイヤの転動抵抗を低減するに際し、タイヤ加硫成形時
のゴム流れによるゲージの不均一性を改善すると共に、
操縦安定性を向上することを可能にした空気入りタイヤ
を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の空気入りタイヤは、トレッド部をキャップト
レッドとアンダートレッドとを含む少なくとも２層構造
にした空気入りタイヤにおいて、前記アンダートレッド
を構成するゴム中に、少なくとも２種類のポリマーが横
断面で海島構造をなす短繊維（Ａ）がフィブリル化した
短繊維（Ａ’）をゴム１００重量部に対して１〜１５重
量部配合し、前記短繊維（Ａ’）をタイヤ周方向に配向
させて、前記アンダートレッドのタイヤ幅方向のモジュ
ラスａに対するタイヤ周方向のモジュラスｂの比ｂ／ａ
を１．５以上にしたことを特徴とするものである。

【０００７】また、上記目的を達成するための本発明の
他の空気入りタイヤは、トレッド部をキャップトレッド
とアンダートレッドとを含む少なくとも２層構造にした
空気入りタイヤにおいて、前記アンダートレッドを構成
するゴム中に、少なくとも２種類のポリマーが横断面で
海島構造をなす短繊維（Ａ）がフィブリル化した短繊維
（Ａ’）と、主鎖にアミド基を有する熱可塑性ポリマー
からなる短繊維（Ｂ）がゴム及び／又はポリオレフィン
からなるマトリックス中に分散して結合した組成物と
を、それぞれゴム１００重量部に対して前記短繊維
（Ａ’）が１〜１２重量部、前記短繊維（Ｂ）が１〜１
０重量部となるように配合し、これら短繊維（Ａ’）及
び短繊維（Ｂ）をタイヤ周方向に配向させて、前記アン
ダートレッドのタイヤ幅方向のモジュラスａに対するタ
イヤ周方向のモジュラスｂの比ｂ／ａを１．５以上にし
たことを特徴とするものである。

【０００８】このようにアンダートレッドを構成するゴ
ム中に、少なくとも２種類のポリマーが横断面で海島構
造をなす短繊維（Ａ）がフィブリル化した短繊維
（Ａ’）を特定量配合し、その短繊維（Ａ’）をタイヤ
周方向に配向させて、アンダートレッドのタイヤ幅方向
のモジュラスａに対するタイヤ周方向のモジュラスｂの
比ｂ／ａを１．５以上にすることにより、アンダートレ
ッドにエネルギー損失が小さいゴムを使用してタイヤの
転動抵抗を低減する場合であっても、タイヤ加硫成形時
のゴム流れを抑制してゲージの不均一性を改善すること
ができ、しかも加硫後はフィブリル化した短繊維
（Ａ’）がタイヤ周方向に配向しながら強大な補強効果
を発揮するので操縦安定性を向上することができる。

【０００９】上記フィブリル化した短繊維（Ａ’）は従
来のナイロン短繊維やカーボンブラックに比べて優れた
特長を有している。即ち、アンダートレッドを硬くする
ためにカーボンブラックの配合量を増加させると硬度の
上昇に伴ってｔａｎδも大きくなってしまうが、短繊維
（Ａ’）の配合量を増加させてアンダートレッドの硬度
を高めてもｔａｎδの上昇が少ない。また、従来のナイ
ロン短繊維は配合量を増加させると未加硫時の粘度が増
大して混練時や押出時における加工性が低下してしまう
が、フィブリル化した短繊維（Ａ’）は配合量を増加さ
せても未加硫時の粘度が高くならず、列理方向（繊維配
向方向）ばかりでなく反列理方向（繊維配向と垂直方
向）のグリーンモジュラスを高めることができる。従っ
て、フィブリル化した短繊維（Ａ’）をアンダートレッ
ドに配合することにより、硬くしても発熱性が少ないア
ンダートレッドを構成し、従来のナイロン短繊維と比較
して加工性が良好であるにも拘らず、グリーンタイヤの
強度が高いため加硫時のゴム流れを抑制することがで
き、更にはコンパウンド貯蔵時のコールドフローも抑え
ることができる。

【００１０】本発明において、加硫済タイヤにおけるモ
ジュラスは２０℃における２０％伸長時のモジュラス
（以下、２０％モジュラスという）を意味する。タイヤ
は通常５０％以下の歪み域で使用されるため、２０％モ
ジュラスに基づく低伸長時のゴム特性はタイヤ性能と相
関しやすく、この２０％モジュラスについて異方性を持
たせることによりタイヤを効果的に補強することができ
る。

【００１１】２０％モジュラスは、ＪＩＳＫ６３０１
に規定される低伸長応力試験法によって測定することが
可能である。この低伸長応力試験法では、幅５ｍｍ、長
さ１００ｍｍ、厚さ２ｍｍ、標線間４０ｍｍの試験片を
用い、予備荷加として試験しようとする伸長率（２０
％）の１．５倍の伸長を２回、４５±１５ｍｍ／分の速
度で行った後、本試験を予備荷加と同一速度で２０％伸
長させて停止し、３０秒後に荷重を測定する。２０％伸
長応力（モジュラス）は以下の式により求めることがで
きる。なお、測定は通常４回行い、その平均値を用い
る。

【００１２】σ₂₀＝Ｆ₂₀／Ｓ σ₂₀：２０％伸長応力（ＭＰａ）Ｆ₂₀：２０％伸長時の荷重（Ｎ）Ｓ：試験片の断面積上記フィブリル化した短繊維（Ａ’）は、アンダートレ
ッドの２０％モジュラスを飛躍的に増大させることが可
能である。また、フィブリル化した短繊維（Ａ’）に加
えて、主鎖にアミド基を有する熱可塑性ポリマーからな
る短繊維（Ｂ）がゴム及び／又はポリオレフィンからな
るマトリックス中に分散して結合したゴム組成物を特定
量配合し、これら短繊維（Ａ’）及び短繊維（Ｂ）をタ
イヤ周方向に配向させるようにしたハイブリッド配合で
あってもよい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の構成について添付
の図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の実施
形態からなる空気入りタイヤを例示するものである。図
において、左右一対のビード部１，１間には複数本の補
強コードをラジアル方向に配列させたカーカス層２が装
架されており、このカーカス層２のタイヤ幅方向両端部
がそれぞれビードコア３の廻りにタイヤ内側から外側へ
巻き上げられている。トレッド部４におけるカーカス層
２の外側には、それぞれ複数本の補強コードからなる２
層のベルト層５，５が設けられている。これらベルト層
５，５は、その補強コードがタイヤ周方向に対して傾斜
し、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置
されている。

【００１４】トレッド部４はタイヤ外側に配置したキャ
ップトレッド４ａとタイヤ内側に配置したアンダートレ
ッド４ｂとを含む少なくとも２層構造になっており、キ
ャップトレッド４ａにはウェット性能に優れたゴムを使
い、アンダートレッド４ｂには転動抵抗を低減するため
にエネルギー損失が小さいゴムを使うようになってい
る。アンダートレッド４ｂのエネルギー損失を小さくす
るには、カーボンブラックの配合量を減少させたり、反
発弾性に優れたゴム配合にすればよい。

【００１５】アンダートレッド４ｂを構成するゴム中に
は、少なくとも２種類のポリマーが横断面で海島構造を
なす短繊維（Ａ）がフィブリル化した短繊維（Ａ’）を
配合し、また必要に応じて、主鎖にアミド基を有する熱
可塑性ポリマーからなる短繊維（Ｂ）を配合し、短繊維
（Ａ’）又はハイブリッド配合した短繊維（Ａ’）と短
繊維（Ｂ）をタイヤ周方向に配向させることにより、ア
ンダートレッド４ｂのタイヤ幅方向のモジュラスａに対
するタイヤ周方向のモジュラスｂの比ｂ／ａが１．５以
上になるように設定されている。

【００１６】このようにアンダートレッド４ｂを構成す
るゴム中に、少なくとも２種類のポリマーが横断面で海
島構造をなす短繊維（Ａ）がフィブリル化した短繊維
（Ａ’）を特定量配合することにより、アンダートレッ
ド４ｂにエネルギー損失が小さいゴムを使用してタイヤ
の転動抵抗を低減する場合であっても、タイヤ加硫成形
時のゴム流れを抑制してゲージの不均一性を改善するこ
とができる。また、短繊維（Ａ’）をタイヤ周方向に配
向させることにより、加硫後はフィブリル化した短繊維
（Ａ’）が強大な補強効果を発揮するので操縦安定性を
向上することができる。

【００１７】アンダートレッド４ｂのタイヤ幅方向のモ
ジュラスａに対するタイヤ周方向のモジュラスｂの比ｂ
／ａは１．５以上、好ましくは２．０以上にする必要が
ある。この比ｂ／ａが１．５未満であるとタイヤ周方向
のタガ効果が不十分になり、操縦安定性の向上効果が得
られなくなる。また、比ｂ／ａはゴムの硬さ、短繊維の
配合量及びシートの押出方法等によって決まるものであ
り、その上限は１０程度である。

【００１８】また、本発明ではタイヤ加硫成形時にゴム
流れを生じにくいので、アンダートレッド４ｂの厚さを
従来に比べて厚くすることができ、それによって転がり
抵抗を更に低減することができる。トレッド部４におけ
るアンダートレッド４ｂの体積比は２５〜４０％にする
ことが好ましい。このアンダートレッド４ｂの体積比が
２５％未満では転がり抵抗の低減効果が不十分になり、
逆に４０％を超えるとトレッドの溝深さとりもキャップ
コンパウンドの厚さが薄くなってしまい、摩耗末期にア
ンダートレッドが露出してしまう。ここでアンダートレ
ッドの体積比は、（キャップトレッド＋アンダートレッ
ド）の全体積に占めるアンダートレッド体積の比率とし
て定められる。

【００１９】本発明において、アンダートレッド４ｂは
少なくとも１種のゴムから構成されている。このゴムと
しては特に限定されるものではないが、例えば、ジエン
系ゴム及びその水添物〔例えば、天然ゴム（ＮＲ）、ポ
リイソプレンゴム（ＩＲ）、エポキシ化天然ゴム（ＥＮ
Ｒ）、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、
ポリブタジエンゴム（高シスＢＲ及び低シスＢＲ）、ニ
トリルゴム（ＮＢＲ）、水素化ＮＢＲ、水素化ＳＢ
Ｒ〕、各種エラストマー、例えば、オレフィン系ゴム
〔例えば、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ、ＥＰ
Ｍ）、マレイン酸変性エチレンプロピレンゴム（Ｍ−Ｅ
ＰＭ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、イソブチレンと芳香族
ビニル又はジエン系モノマー共重合体〕、含ハロゲン系
ゴム〔例えば、臭素化ブチルゴム（Ｂｒ−ＩＩＲ）、塩
素化ブチルゴム（Ｃｌ−ＩＩＲ）、イソブチレンパラメ
チルスチレン共重合体の臭素化物（Ｂｒ−ＩＰＭＳ）、
クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＭＳ）、塩素化ポリ
エチレン（ＣＭ）、マレイン酸変性塩素化ポリエチレン
（Ｍ−ＣＭ）〕、熱可塑性エラストマー〔例えば、スチ
レン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、エス
テル系エラストマー〕等を挙げることができる。特に、
アンダートレッド４ｂを構成するゴムとして、エネルギ
ー損失が小さい天然ゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブ
タジエンゴム、共役ジエン−芳香族ビニル共重合体ゴム
から選ばれた少なくとも１種を用いることが好ましい。

【００２０】また、アンダートレッド４ｂを構成するゴ
ム中には、ヨウ素吸着量が３０〜６０ｍｇ／ｇであるカ
ーボンブラックをゴム１００重量部に対して２５〜６０
重量部配合することが好ましい。このように粗いカーボ
ンブラックを上記配合量で使用することによりｔａｎδ
の上昇を抑制することができる。また、ゴム中に短繊
維、カーボンブラック及び他の添加剤等を配合した状態
でのムーニー粘度は８０以下にすることが好ましい。こ
のムーニー粘度を８０以下にすることにより良好な加工
性を確保することができる。

【００２１】一方、短繊維（Ａ）を構成するポリマーは
特に限定されるものではないが、少なくとも２種類のポ
リマーが相溶することなく繊維横断面で海島構造を形成
し、機械的剪断力によって海成分と島成分とが少なくと
も部分的にバラバラに分離してフィブリル化可能な特性
を持っていることが必要である。短繊維（Ａ）を構成す
るポリマーとしては、ポリエステル、ポリビニルアルコ
ール、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン、セル
ロース、ポリブタジエン、芳香族ポリアミド、レーヨ
ン、ポリアリレート、ポリパラフェニレンベンズビスオ
キサゾール、ポリパラフェニレンベンズビスチアゾール
等を挙げることができる。

【００２２】上述のようにフィブリル化可能な短繊維
（Ａ）を用いることにより、繊維添加時には短繊維のア
スペクト比（繊維長を繊維断面積相当の円の直径で割っ
た値）を低くし、繊維の絡み合いを抑制してゴムへの分
散性を良好にし、その後に機械的剪断力を与えて短繊維
の海成分と島成分とをバラバラに分離させてフィブリル
化し、そのフィブリル化後の短繊維（Ａ’）とゴムとの
接触面積を増大させることにより、アンダートレッド４
ｂの補強効果を向上することができる。なお、短繊維
（Ａ）はフィブリル化によって全断面で分割・細径化し
ていてもよく、或いは幹部を残して周囲や両端部だけが
細径化していてもよい。

【００２３】短繊維（Ａ）の平均長は１〜５０００μｍ
であることが好ましい。短繊維（Ａ）の平均長が１μｍ
未満であるとゴムの異方性が十分に得られず、逆に５０
００μｍを超えると混練時及び押出時における加工性が
著しく低下する。また、フィブリル化した短繊維
（Ａ’）の平均直径は０．０５〜５．０μｍ、より好ま
しくは０．１〜２μｍにすることが好ましい。フィブリ
ル化した短繊維（Ａ’）の平均直径を０．０５μｍ未満
にすると混練時間が長くなり、それ以上に細径化しても
補強効果の向上は得られなくなり、逆に５．０μｍを超
えた状態にするとフィブリル化が不十分であるためゴム
との親和性が不十分になり、アンダートレッド４ｂに亀
裂を生じやすくなる。

【００２４】本発明に使用される短繊維（Ａ）の好まし
い一例として、少なくともポリビニルアルコール系ポリ
マー（Ｘ）と水不溶性ポリマー（Ｙ）からなり、重量比
Ｘ／Ｙを９０／１０〜２０／８０として、いずれか一方
が島成分、他方が海成分となる海島構造を形成する短繊
維を使用することができる。この短繊維は、水溶性ポリ
マーであるポリビニルアルコール系ポリマー（Ｘ）と、
酢酸セルロースや澱粉等のように常温水中に浸漬しても
溶解しない水不溶性ポリマー（Ｙ）との組み合わせによ
って海島構造を形成するものである。ポリビニルアルコ
ール系ポリマーは高強度であると共に、ゴムとの親和性
が優れている。上記短繊維においてポリビニルアルコー
ル系ポリマー（Ｘ）が９０重量％を超えるとゴム混練に
よって機械的剪断力を与えても繊維が分割せず、逆に２
０重量％未満であると繊維補強効果が得られない。

【００２５】また、上記ポリビニルアルコール系ポリマ
ー（Ｘ）と共に、水不溶性ポリマー（Ｙ）としてアクリ
ロニトリル系ポリマーを用いてもよい。このようなポリ
ビニルアルコール系ポリマーとアクリロニトリル系ポリ
マーの組み合わせは、繊維の分割・細径化や高強度の点
で好ましく、さらにポリビニルアルコール系繊維の製造
方法として湿式紡糸方法で代表される溶剤紡糸方法が用
いられるが、その際の紡糸原液の溶媒としてジメチルス
ルホキシド（ＤＭＳＯ）が用いられる場合には、アクリ
ロニトリル系ポリマーもＤＭＳＯに可溶性であるため、
製造の点からもポリビニルアルコール系ポリマーとアク
リロニトリル系ポリマーの組み合わせが好ましい。

【００２６】ポリビニルアルコール系ポリマーとして
は、完全ケン化されたものであっても、部分ケン化され
たものであっても、さらに他のモノマーを共重合したも
のであってもよい。一方、アクリロニトリル系ポリマー
としては、アクリロニトリルを７０モル％以上含有して
いればよく、例えばメチルアクリレート、エチルアクリ
レート、メチルメタクリレートなどの（メタ）アクリル
酸エステル類、酢酸ビニルや酪酸ビニルなどのビニルエ
ステル類、塩化ビニルなどのビニル化合物類、アクリル
酸、メタクリル酸、無水マレイン酸などの不飽和カルボ
ン酸類、スルホン酸含有ビニル化合物などのモノマー
や、ブタジエン、イソプレンなどのゴムと共加硫し得る
モノマーなどで共重合されていてもよい。また、原液溶
媒に対する溶解性を向上させるためには、ＰＡＮホモポ
リマーよりも、他のモノマーを０．５〜１０モル％、さ
らに好ましくは２〜８モル％共重合させたアクリロニト
リル系ポリマーが好ましい。

【００２７】本発明において、アンダートレッド４ｂを
構成するゴムに対して、フィブリル化した短繊維
（Ａ’）を単独で使用する場合、ゴム１００重量部に対
して１〜１５重量部配合するようにする。短繊維
（Ａ’）の配合量が１重量部未満であるとアンダートレ
ッド４ｂのタイヤ幅方向のモジュラスａに対するタイヤ
周方向のモジュラスｂの比ｂ／ａを１．５以上にするこ
とが困難になり、逆に１５重量部を超えると混練時及び
押出時における加工性が著しく低下してしまう。なお、
短繊維（Ａ）の配合量はフィブリル化した短繊維
（Ａ’）の配合量と実質的に同一である。

【００２８】短繊維（Ａ）をゴムに配合する際、繊維の
収束性を高めてゴムへの分散を促進するために、短繊維
（Ａ）の表面に、例えばゴムラテックス、液状ゴム、液
状樹脂、水溶性樹脂、熱可塑性樹脂などで適当な浸漬処
理を施しても良い。また、短繊維（Ａ）とゴムとの加硫
接着性を向上するために、ゴムにフェノール系化合物と
メチレン供与体のような接着性化合物を配合しても良
い。

【００２９】フェノール系化合物としては、レゾルシ
ン、β−ナフトール、レゾルシンとアルデヒド類との縮
合物（レゾルシン樹脂）、ｍ−クレゾールとアルデヒド
類との縮合物（ｍ−クレゾール樹脂）、フェノールとア
ルデヒド類との縮合物（フェノール樹脂）、その他フェ
ノール性有機化合物とアルデヒド類との縮合物が挙げら
れる。一方、メチレン供与体としては、ヘキサメチレン
テトラミン、ヘキサメトキシメチロールメラミン、パラ
ホルムアルデヒド、アセトアルデヒドアンモニア、α−
ポリオキシメチレン、多価メチロールアセチレン尿素及
びそれらの誘導体が挙げられる。

【００３０】フィブリル化した短繊維（Ａ’）は、ゴム
との親和性に優れるため、これらを配合しなくても問題
とはならないが、配合する場合はフェノール性化合物を
ゴム１００重量部に対して１０重量部以下、好ましくは
６重量部以下とし、メチレン供与体をゴム１００重量部
に対して１０重量部以下、好ましくは５重量部以下とす
ることが好ましい。これら配合量を超えると加工性が低
下したり、破断伸びが著しく低下するので好ましくな
い。これら配合剤のほか、シランカップリング剤、チタ
ネートカップリング剤、不飽和カルボン酸及びその誘導
体、エポキシ樹脂、エポシキ基変性液状オリゴマー又は
ポリマー、無水マレイン酸変性液状オリゴマー又はポリ
マー、ブロックイソシアネートなどの接着性化合物を配
合するようにしても良い。

【００３１】また、上記フィブリル化した短繊維
（Ａ’）は特に低伸長時におけるモジュラスを増大させ
る作用は大きいが、高伸長時におけるモジュラスを増大
させる作用は小さい。そのため、フィブリル化した短繊
維（Ａ’）に加えて、主鎖にアミド基を有する熱可塑性
ポリマーからなる短繊維（Ｂ）を配合することが好まし
い。この短繊維（Ｂ）は高伸長時におけるモジュラスを
増大させる作用が大きいため、短繊維（Ａ’）と短繊維
（Ｂ）とのハイブリッド配合にすることにより、低伸長
時と高伸長時におけるモジュラスを同時に増大させるこ
とが可能になる。高伸長時におけるモジュラスを増大さ
せることにより、屈曲疲労に対する亀裂の発生及び亀裂
成長を抑制することが可能になるので、耐亀裂成長性を
向上することができる。

【００３２】このようにハイブリッド配合とした場合、
フィブリル化した短繊維（Ａ’）の配合量をゴム１００
重量部に対して１〜１２重量部にすると共に、主鎖にア
ミド基を有する熱可塑性ポリマーからなる短繊維（Ｂ）
の配合量をゴム１００重量部に対して１〜１０重量部に
する。短繊維（Ａ’）と短繊維（Ｂ）の配合量の和が２
重量部未満であるとアンダートレッド４ｂのタイヤ幅方
向のモジュラスａに対するタイヤ周方向のモジュラスｂ
の比ｂ／ａを１．５以上にすることが困難になり、逆に
２２重量部を超えると混練時及び押出時における加工性
が著しく低下してしまう。

【００３３】上述の短繊維（Ｂ）は主鎖にアミド基を有
する熱可塑性ポリマーから構成されている。短繊維
（Ｂ）の平均直径は０．０５〜５．０μｍの範囲にする
ことが好ましい。この短繊維（Ｂ）をアンダートレッド
４ｂのゴム中に配合するに当たって、短繊維（Ｂ）がゴ
ム及び／又はポリオレフィンからなるマトリックス中に
分散しており、かつ短繊維（Ｂ）がマトリックスと結合
している組成物を作製し、この組成物をアンダートレッ
ド４ｂのゴム中に配合するようにする。短繊維（Ｂ）を
含む組成物の例としては、下記の（ｉ）、（ii) 、(ii
i) を挙げることができる。

【００３４】（ｉ）加硫可能なゴム１００重量部にポリ
マーの分子中アミド基を有する熱可塑性ポリマーの微細
な短繊維１〜１００重量部が埋封されており、かつ該繊
維の界面において前記ポリマーと加硫可能なゴムとがノ
ボラック型フェノールホルムアルデヒド系樹脂の初期縮
合物を介してグラフトしている強化ゴム組成物（特開昭
５９−４３０４１号公報参照）。

【００３５】ノボラック型フェノールホルムアルデヒド
系樹脂の初期縮合物は、例えば、硫酸、塩酸、リン酸、
シュウ酸などの酸を触媒として、フェノール、ビスフェ
ノール類などのフェノール類とホルムアルデヒド（パラ
ホルムアルデヒドでもよい）とを縮合反応させることよ
って得られる可溶可融の樹脂およびその変形物（変性
物）である。

【００３６】(ii) ポリオレフィンとエラストマーから
なるマトリックス中に、熱可塑性ポリアミドが微細繊維
状に分散しており、該微細繊維がシランカップリング剤
を介してマトリックスと結合している繊維強化熱可塑性
組成物（特開平７−２７８３６０号公報参照）。シラン
カップリング剤としては、具体的には、ビニルトリメト
キシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス
（β−メトキシエトキシ）シラン等のビニルアルコキシ
シラン、ビニルトリアセチルシラン、γ−メタクリロキ
シプロピルトリメトキシシラン、γ−〔Ｎ−（β−メタ
クリロキシエチル）−Ｎ、Ｎ−ジメチルアンモニウム
（クロライド）〕プロピルメトキシシラン、Ｎ−β（ア
ミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、
及びスチリルジアミノシラン、γ−ウレイドプロピルト
リエトキシシラン等を挙げることができる。

【００３７】（iii)加硫可能なゴム１００重量部に平均
径０．０５〜０．８μｍのナイロンの微細な繊維１〜７
０重量部が埋封されており、かつ該繊維の界面において
ナイロンと加硫可能なゴムとがレゾール型アルキルフェ
ノールホルムアルデヒド系樹脂の初期縮合物を介してグ
ラフト結合している強化ゴム組成物（特開昭５８−７９
０３７号公報参照）。

【００３８】レゾール型アルキルフェノールホルムアル
デヒド系樹脂の初期縮合物は、例えば、クレゾールのよ
うなアルキルフェノールとホルムアルデヒドあるいはア
トセアルデヒドとをアルカリ触媒の存在下に反応させて
得られるレゾール型初期縮合物およびその変性物が挙げ
られる。特に、アルキルフェノールホルムアルデヒド系
樹脂として、分子中にメチロール基を２個以上有するも
のが好適に使用できる。

【００３９】上記（ｉ）、(iii) における加硫可能なゴ
ム、上記（ii) におけるエラストマーは、それぞれアン
ダートレッド４ｂを構成するゴムと同様なものである。
また、上記（ｉ）におけるアミド基を有する熱可塑性ポ
リマー、上記（ii）における熱可塑性ポリアミドとして
は、熱可塑性ポリアミド及び尿素樹脂が挙げられる。こ
れらのうち好ましいものとしては、融点が１３５℃から
３５０℃のものが挙げられ、特に好ましいものとして融
点が１５０℃から３００℃の熱可塑性ポリアミドが挙げ
られる。

【００４０】熱可塑性ポリアミドとしては、ナイロン
６、ナイロン６６、ナイロン６−ナイロン６６共重合
体、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン４６、
ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロンＭＸＤ６、キシ
リレンジアミンとアジピン酸との重縮合体、キシリレン
ジアミンとピメリン酸との重縮合体、キシリレンジアミ
ンとスペリン酸との重縮合体、キシリレンジアミンとア
ゼライン酸との重縮合体、キシリレンジアミンとセバシ
ン酸との重縮合体、テトラメチレンジアミンとテレフタ
ル酸の重縮合体、ヘキサメチレンジアミンとテレフタル
酸の重縮合体、オクタメチレンジアミンとテレフタル酸
の重縮合体、トリメチルヘキサメチレンジアミンとテレ
フタル酸の重縮合体、デカメチレンジアミンとテレフタ
ル酸の重縮合体ウンデカメチレンジアミンとテレフタル
酸の重縮合体、ドデカメチレンジアミンとテレフタル酸
の重縮合体、テトラメチレンジアミンとイソフタル酸の
重縮合体ヘキサメチレンジアミンとイソフタル酸の重縮
合体、オクタメチレンジアミンとイソフタル酸の重縮合
体、トリメチルヘキサメチレンジアミンとイソフタル酸
の重縮合体、デカメチレンジアミンとイソフタル酸の重
縮合体、ウンデカメチレンジアミンとイソフタル酸の重
縮合体、及びドデカメチレンジアミンとイソフタル酸の
重縮合体等が挙げられる。

【００４１】これらの熱可塑性ポリアミドのうち、特に
好ましいものとしては、融点１６０〜２６５℃の熱可塑
性ポリアミドが挙げられ、具体的にはナイロン６、ナイ
ロン６６、ナイロン６−ナイロン６６共重合体、ナイロ
ン６１０、ナイロン６１２、ナイロン４６、ナイロン１
１、及びナイロン１２等が挙げられる。上記(ii)におけ
るポリオレフィンは、８０〜２５０℃の融点を有するも
のである。また、５０℃以上の軟化点、特に５０〜２０
０℃軟化点をもつものも好ましく用いられる。このよう
なポリオレフィンとしては、Ｃ₂〜Ｃ₈のオレフィンの
単独重合体や共重合体、及び、Ｃ₂〜Ｃ₈のオレフィン
とスチレンやクロロスチレン、α−メチルスチレン等の
芳香族ビニル化合物との共重合体、Ｃ₂〜Ｃ₈のオレフ
ィンと酢酸ビニルとの共重合体、Ｃ₂〜Ｃ₈のオレフィ
ンとアクリル酸或いはそのエステルとの共重合体、Ｃ₂
〜Ｃ₈のオレフィンとメタアクリル酸或いはそのエステ
ルとの共重合体、及びＣ₂〜Ｃ₈のオレフィンとビニル
シラン化合物との共重合体が好ましく用いられるものと
して挙げられる。

【００４２】具体的には、例えば、高密度ポリエチレ
ン、低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン・
プロピレンブロック共重合体、エチレンプロピレンラン
ダム共重合体、線状低密度ポリエチレン、ポリ４−メチ
ルペンテン−１、ポリブテン−１、ポリヘキセン−１、
エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・アクリル酸
共重合体、エチレン・アクリル酸メチル共重合体、エチ
レン・アクリル酸エチル共重合体、エチレン・アクリル
酸プロピル共重合体、エチレン・アクリル酸ブチル共重
合体、エチレン・アクリル酸２−エチルヘキシル共重合
体、エチレン・アクリル酸ヒドロキシエチル共重合体、
エチレン・ビニルトリメトキシシラン共重合体、エチレ
ンビニルトリエトキシシラン共重合体、エチレン・ビニ
ルシラン共重合体、エチレン・スチレン共重合体、及び
プロピレン・スチレン共重合体等がある。また、塩素化
ポリエチレンや臭素化ポリエチレン、クロロスルホン化
ポリエチレン等のハロゲン化ポリオレフィンも好ましく
用いられる。これらのポリオレフィンは１種のみ用いて
もよく、２種以上を組み合わせてもよい。

【００４３】次に、本発明におけるアンダートレッドの
成形方法について説明する。先ず、ゴム中にカーボンブ
ラック、加硫剤、加硫促進剤、プロセスオイル等を配合
したゴム組成物に、少なくとも２種類のポリマーが横断
面で海島構造をなす短繊維（Ａ）を所定量配合し、更に
必要に応じて、主鎖にアミド基を有する熱可塑性ポリマ
ーからなる短繊維（Ｂ）がマトリックス中に分散して結
合した組成物を所定量配合し、これをバンバリーで素練
りすることにより、ゴム中に短繊維（Ａ）及び短繊維
（Ｂ）を均一に分散させる。

【００４４】次に、素練りした組成物を更に一対のオー
プンロール間で機械的剪断力を与えながら混練すること
により短繊維（Ａ）をフィブリル化し、フィブリル化後
における短繊維（Ａ’）の平均径を０．０５〜５．０μ
ｍにする。このようにして得た組成物を押出機等を使用
してタイヤ周方向に押し出してシート状に成形すること
により、短繊維（Ａ’）及び短繊維（Ｂ）をタイヤ周方
向に配向させて、アンダートレッドのタイヤ幅方向のモ
ジュラスａに対するタイヤ周方向のモジュラスｂの比ｂ
／ａを１．５以上にすることができる。

【００４５】

【実施例】タイヤサイズを１８５／６５Ｒ１４８６Ｈ
とし、トレッド部をキャップトレッドとアンダートレッ
ドとの２層構造にした空気入りタイヤにおいて、アンダ
ートレッドを構成するゴム中に、ポリビニルアルコール
と酢酸セルロースからなる横断面で海島構造の短繊維
（Ａ）がフィブリル化した短繊維（Ａ’）を配合し、更
に必要に応じて、主鎖にアミド基を有するナイロン６か
らなる短繊維（Ｂ）がゴムマトリックス中に分散して結
合した組成物を配合し、短繊維（Ａ’）及び短繊維
（Ｂ）をタイヤ周方向に配向させて、アンダートレッド
のタイヤ幅方向のモジュラスａに対するタイヤ周方向の
モジュラスｂの比ｂ／ａを種々異ならせた実施例１〜５
と、短繊維未配合の従来例及び比較例１〜３と、短繊維
を配合した比較例４〜６とを製作した。実施例１〜５及
び比較例４〜６において、短繊維（Ａ）及び短繊維
（Ｂ）の配合量をゴム１００重量部に対して種々異なら
せた。

【００４６】これら試験タイヤについて、下記試験方法
により転がり抵抗、操縦安定性、高速耐久性を評価し、
その結果を表１に示した。また、アンダートレッドのよ
り具体的な配合を表２に示した。なお、表１において、
短繊維（Ｂ）の配合量のかっこ内の数値はナイロンの量
を示す。転がり抵抗：各試験タイヤをリムサイズ１４×５・１／
２ＪＪのホイールに組付けて空気圧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。評価結果は、従来例を１００とする指数で示
した。この指数値が小さいほど転がり抵抗が小さいこと
を示す。

【００４７】操縦安定性：各試験タイヤをリムサイズ１
４×５・１／２ＪＪのホイールに組付けて空気圧２１０
ｋＰａとして排気量１８００ｃｃの乗用車に装着し、５
人のテストドライバーによるフィーリングテストを行っ
て操縦安定性を評価した。評価結果は５段階評価により
示した。この評価値が大きいほど操縦安定性が優れてい
る。

【００４８】高速耐久性：各試験タイヤをリムサイズ１
４×５・１／２ＪＪのホイールに組付けて空気圧２１０
ｋＰａとしてドラム試験機に装着し、ＪＩＳＤ４２３
０に準拠して高速耐久性試験を行った。なお、表１にお
いて、「◎」は優、「○」は良、「△」は可、「×」は
不可を意味する。

【００４９】

【表１】

【００５０】

【表２】

【００５１】表１から明らかなように、比較例１では、
従来例に比べてカーボンを減らしたため操縦安定性が悪
くなり、ゴム流れの悪化でゲージのバラツキが大きくな
った。比較例２では、反発弾性が大きいブタジエンゴム
を使用したため転がり抵抗が低下したものの、ゴム流れ
と操縦安定性が悪くなった。比較例３では、カーボンを
増やしたため操縦安定性が向上したものの、転がり抵抗
が増加し、高速耐久性が悪くなった。

【００５２】実施例１では、短繊維（Ａ）を配合したた
めゴム流れが改善され、操縦安定性を維持しながら転が
り抵抗を減らすことができた。実施例２及び実施例３で
は、短繊維（Ａ）の配合を増やしたためゴム流れがさら
に改善され、操縦安定性がさらに向上した。また、比較
例４では、ナイロン短繊維（Ｂ）だけを配合しているの
で、操縦安定性が低下していた。比較例５では、ナイロ
ン短繊維（Ｂ）の配合量を多量にしたためムーニー粘度
が高くなり押し出し加工性が低下した。

【００５３】実施例４及び実施例５では、短繊維（Ａ）
の添加によりムーニー粘度が低くなるので、ナイロン短
繊維（Ｂ）とハイブリッド配合することが可能になり、
高速耐久性を向上することができた。また、比較例６で
は、短繊維（Ａ）の配合量が多すぎることにより押出し
加工性が低下した。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ト
レッド部をキャップトレッドとアンダートレッドとを含
む少なくとも２層構造にした空気入りタイヤにおいて、
前記アンダートレッドを構成するゴム中に、少なくとも
２種類のポリマーが横断面で海島構造をなす短繊維
（Ａ）がフィブリル化した短繊維（Ａ’）を特定量配合
し、更に必要に応じて、主鎖にアミド基を有する熱可塑
性ポリマーからなる短繊維（Ｂ）がゴム及び／又はポリ
オレフィンからなるマトリックス中に分散して結合した
組成物を特定量配合し、前記短繊維（Ａ’）と短繊維
（Ｂ）をタイヤ周方向に配向させて、アンダートレッド
のタイヤ幅方向のモジュラスａに対するタイヤ周方向の
モジュラスｂの比ｂ／ａを１．５以上にしたことによ
り、アンダートレッドにエネルギー損失が小さいゴムを
使用してタイヤの転動抵抗を低減するに際し、タイヤ加
硫成形時のゴム流れによるゲージの不均一性を改善する
と共に、操縦安定性を向上することができる。

【００５５】また、上記フィブリル化した短繊維
（Ａ’）を用いれば、硬くしても発熱性が少ないアンダ
ートレッドを構成することができ、しかも加工性や分散
性が良好である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示
す子午線半断面図である。

【符号の説明】

１ビード部２カーカス層３ビードコア４トレッド部４ａキャップトレッド４ｂアンダートレッド５ベルト層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ０８Ｌ 29:04） (Ｃ０８Ｌ 21/00 33:20） (Ｃ０８Ｌ 21/00 29:04 77:00） (Ｃ０８Ｌ 21/00 33:20 77:00）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】トレッド部をキャップトレッドとアンダ
ートレッドとを含む少なくとも２層構造にした空気入り
タイヤにおいて、前記アンダートレッドを構成するゴム
中に、少なくとも２種類のポリマーが横断面で海島構造
をなす短繊維（Ａ）がフィブリル化した短繊維（Ａ’）
をゴム１００重量部に対して１〜１５重量部配合し、前
記短繊維（Ａ’）をタイヤ周方向に配向させて、前記ア
ンダートレッドのタイヤ幅方向のモジュラスａに対する
タイヤ周方向のモジュラスｂの比ｂ／ａを１．５以上に
した空気入りタイヤ。
【請求項２】トレッド部をキャップトレッドとアンダ
ートレッドとを含む少なくとも２層構造にした空気入り
タイヤにおいて、前記アンダートレッドを構成するゴム
中に、少なくとも２種類のポリマーが横断面で海島構造
をなす短繊維（Ａ）がフィブリル化した短繊維（Ａ’）
と、主鎖にアミド基を有する熱可塑性ポリマーからなる
短繊維（Ｂ）がゴム及び／又はポリオレフィンからなる
マトリックス中に分散して結合した組成物とを、それぞ
れゴム１００重量部に対して前記短繊維（Ａ’）が１〜
１２重量部、前記短繊維（Ｂ）が１〜１０重量部となる
ように配合し、これら短繊維（Ａ’）及び短繊維（Ｂ）
をタイヤ周方向に配向させて、前記アンダートレッドの
タイヤ幅方向のモジュラスａに対するタイヤ周方向のモ
ジュラスｂの比ｂ／ａを１．５以上にした空気入りタイ
ヤ。
【請求項３】前記アンダートレッドを構成するゴムが
天然ゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、
共役ジエン−芳香族ビニル共重合体ゴムから選ばれた少
なくとも１種である請求項１又は２に記載の空気入りタ
イヤ。
【請求項４】前記短繊維（Ａ’）がポリビニルアルコ
ール系ポリマーを含む請求項１乃至３のいずれか１項に
記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】前記トレッド部における前記アンダート
レッドの体積比を２５〜４０％にした請求項１乃至４の
いずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
【請求項６】前記アンダートレッドを構成するゴム中
に、ヨウ素吸着量が３０〜６０ｍｇ／ｇであるカーボン
ブラックをゴム１００重量部に対して２５〜６０重量部
配合した請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気入り
タイヤ。