JP2001261885A

JP2001261885A - ゴム組成物及びそれを用いたタイヤ

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Publication number: JP2001261885A
Application number: JP2000079676A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Morinaga; 啓詩森永
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2000-03-22
Filing date: 2000-03-22
Publication date: 2001-09-26
Anticipated expiration: 2020-03-22
Also published as: JP4582857B2

Abstract

(57)【要約】【課題】雨天路面上制動性能及び氷雪路面上制動性能
を満足する空気入りタイヤ、及びそのトレッドゴムに有
効に使用され得るゴム組成物を提供すること。【解決手段】天然ゴム及び合成ジエン系ゴムからなる
ゴム成分に、直径が１０以上５０μｍ未満の短繊維と、
直径が５０μｍ以上３００μｍ以下の短繊維とを配合し
てなるゴム組成物、及びこれをトレッドゴムに適用した
タイヤである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ゴム組成物及びそ
れを用いたタイヤに関し、さらに詳しくは、特に市場が
要望する優れた雨天路面上制動性能及び氷雪路面上制動
性能を有するタイヤ、並びに該タイヤのトレッド等に好
適に使用できるゴム組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に空気入りタイヤは、路面に雨水が
溜まると、タイヤと路面の摩擦係数は大きく低下し、制
動距離が長くなり事故の要因となるので、特に雨天路面
上の制動性能に対する市場要求は近年ますます大きくな
ってきている。従来より、空気入りタイヤは、タイヤ接
地面における水を排除するために、排水溝が刻まれてお
り、その溝の配置や体積によりタイヤとしての雨天路面
上制動性能は大きく変わることが知られている。このた
め、タイヤの他の性能を考慮しながらのトレッド溝の工
夫が数多くなされている。一方、氷上性能を高めた空気
入りタイヤとして、特開平９−１９３６１３号公報，特
開平９−２１６９７０号公報などには、トレッドゴムに
水溶解性短繊維を配合したタイヤが記載されている。し
かし、これらの場合には、氷雪路面上制動性能と雨天路
面上制動性能とを高いレベルで満足させるには不十分で
あり、また最近では、タイヤ走行の一層の安全面より、
氷雪路面上や雨天路面上での更なる制動性能の向上が望
まれるようになってきている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
状況下で、市場が要求する高いレベルでの雨天路面上制
動性能及び氷雪路面上制動性能（以下、氷上制動性能と
いう）を満足する空気入りタイヤ、及び特にタイヤのト
レッドゴムに有効に適用されるゴム組成物を提供するこ
とを目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記目的を
達成するために鋭意検討した結果、通常の短繊維配合で
は充分とは言えなかった雨天路面上制動性能の改良に
は、配合した短繊維の直径分布が二山になるようにする
ことが有効であることを知見し、本発明を完成するに至
った。

【０００５】（１）すなわち、本発明は、天然ゴム又は
合成ジエン系ゴムからなるゴム成分に、直径が１０μｍ
以上５０μｍ未満である短繊維と、直径が５０μｍ以上
３００μｍ以下の短繊維とを配合してなることを特徴と
するゴム組成物である。（２）また本発明は、トレッド部を具備してなるタイヤ
において、該トレッド部の少なくとも一部に用いられる
ゴム組成物が、前記（１）に記載のゴム組成物である空
気入りタイヤである。ここで、トレッド部が多層からな
るものである場合、前記（１）のゴム組成物は、トレッ
ド部の最外層に配設してもよく、また、トレッド部の最
内層に配設してもよい。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明の短繊維配合ゴム組成物
は、直径１０μｍ以上５０μｍ未満、特に１５〜４０μ
ｍの細径短繊維と、直径５０μｍ以上３００μｍ以下、
特に６０〜２００μｍの太径短繊維とを配合して短繊維
の直径分布が複数の山になるようにしたものである。細
径短繊維の直径が１０μｍ未満では、繊維製造上、糸切
れが多発するうえ、ゴム精練作業性も悪化する。また、
太径短繊維の直径が３００μｍを超えると、短繊維本数
が少なくなり狙いとする氷雪路面上や雨天路面上での制
動性能の向上が充分でなくなることがある。また、繊維
がモノフィラメントである場合には、繊維製造作業性が
低下する。

【０００７】さらに、本発明においては、上記の細径短
繊維と太径短繊維との併用が重要であり、このことによ
り、通常の短繊維配合では、雨天路面上制動性能と相関
がある０℃ｔａｎδが低下するのを抑制することがで
き、また同時にゴム表面では良好な排水性が得られるた
めに、本発明のゴム組成物では、高いレベルでの雨天路
面上制動性能と氷上制動性能との両立が可能となる。

【０００８】また、直径１０μｍ以上５０μｍ未満の短
繊維と、直径５０以上３００μｍ以下の短繊維との重量
比率は、１０：９０〜５０：５０であることが好まし
く、２０：８０〜４０：６０であるとさらに好ましい。
直径５０μｍ以上３００μｍ以下の太径短繊維が９０重
量％より多いと同じ量を配合した場合には、タイヤ表面
における溝本数が減り溝連結性が低下するので氷上制動
性能が劣る傾向がある。また、太径短繊維が５０重量％
未満では雨天路面上制動性能の改良効果が低下する。

【０００９】次に、本発明における短繊維の配合量は、
ゴム１００重量部に対して２〜３０重量部であることが
好ましい。２部重量部未満では性能向上効果が小さく、
３０重量部を超えればゴム精練時の分散不良、ゴム押し
出し時の作業性不良（肌荒れ）及びタイヤトレッドのク
ラック発生等の不具合などが生じる。したがって、さら
に４〜２５重量部が好ましい。本発明における短繊維の
長さは、タイヤ制動性能向上の観点からは一般的には長
い方が好ましいが、実際にはタイヤ加硫釜中パターンに
よる押込みが繊維が長いほど発生し易く、またゴム精練
作業性も悪化するので極端に長くはできない。従って、
該樹脂の長さはトレッドパターンにもよるが、１〜２０
ｍｍ、特に２〜１０ｍｍが好ましい。

【００１０】また、前記短繊維は、湿潤路面環境ですば
やくタイヤ表面から離脱し、タイヤ表面に空隙を形成す
ることが望ましいので、短繊維の少なくとも一部は水溶
性樹脂であることが好ましく、全部が水溶性樹脂である
とさらに好ましい。また、短繊維の水溶温度は１０℃以
下、特に５℃以下であることが好ましい。水溶温度が１
０℃を超える場合には、氷雪路面上での制動性能が低下
することがある。ここで言う水溶温度とは、水中に２ｍ
ｇ／デニールの荷重を吊るした繊維を入れ、約１℃から
スタートし、２℃／分の割合で昇温し、溶断した時点の
水温度のことである。上記の水溶性樹脂としては、例え
ばポリビニルアルコ−ル（ＰＶＡ）などのポリビニルア
ルコ−ル系樹脂が挙げられる。なお、短繊維の形態はモ
ノフィラメントでもよくマルチフィラメントコードであ
ってもよい。

【００１１】また、本発明のゴム組成物では、ゴム成分
として、天然ゴム及びジエン系合成ゴムから選ばれた少
なくとも一種からなるゴムが用いられるが、ジエン系合
成ゴムとしては、従来からタイヤ用として一般的に用い
られている任意のゴム、例えばスチレン−ブタジエン共
重合体ゴム、ポリイソプレンゴム、シス−１，４−ポリ
ブタジエン、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴ
ム、ブチルゴムなどなどが挙げられる。これらのゴムは
単独または任意のブレンドとして使用することができ
る。

【００１２】本発明のゴム組成物においては、上記以外
の配合成分には特に制約はなく、例えば補強性充填剤と
して、カーボンブラックを用い、さらにシリカを併用す
ることができる。また、発泡剤、発泡助剤を加えた発泡
ゴムに適用しても同様の効果が得られる。本発明の空気
入りタイヤは上述のゴム組成物をトレッド部の少なくと
も一部に用いたものであり、少なくとも二層からなるト
レッド部の最外層に用いてもよく、また最内層に用いて
もよい。特に、高ブロック剛性が求められるベースゴム
として用いる場合には、乾燥路操縦安定性が向上するだ
けでなく、摩耗によりベースゴムが露出した際に表面繊
維が溶解し、雨天路面上制動性能と氷上制動性能の低下
を抑制することができる。本発明においては、ゴム押出
し工程で、水溶性短繊維を一方向に配向させることによ
り、その方向性を制御することができるので、製品とし
て使用する場合に、雨天路面上制動性能や氷上制動性能
を著しく向上させることが可能である。特にタイヤ周方
向に前記繊維を配向させることは、接地面内のタイヤ回
転方向後側への排除水性が向上するために好ましい。

【００１３】

【実施例】以下、実施例及び比較例を示して、本発明に
ついて具体的に説明するが、本発明はこれらによって制
約されるものではない。実施例及び比較例において用い
た水溶性短繊維の製造方法、試験タイヤの製造方法、氷
上制動性能の試験方法、及び雨天路面上制動性能の試験
方法は下記に従って行った。

【００１４】（１）水溶性短繊維の製造方法サンプルＡビニルアルコールユニットが７０モル％、酢酸ビニルユ
ニットが３０モル％よりなり、重合度が６００の齢化度
７０モル％のＰＶＡとジメチルスルホキシド（ＤＭＳ
Ｏ）を混合し、１００Ｔｏｒｒ以下の減圧窒素雰囲気で
１２時間、９０℃で加熱しながら攪拌溶解し、ＰＶＡが
４０％のＤＭＳＯ溶液を調製した。この溶液を９０℃に
設定した押出機より直径0.２ｍｍのノズルを通して押し
出し、２℃に保たれたアセトン／ＤＭＳＯ（重量比８５
／１５）の混合液浴中に湿式紡糸し、固化させた。さら
に、この紡糸繊維を、アセトン／ＤＭＳＯ（重量比９８
／２）の混合液中で延伸を行い、その後、加熱アセトン
中でＤＭＳＯを抽出除去し、８０℃熱風乾燥機で乾燥
し、ＰＶＡ繊維を得た。得られた繊維の水溶温度は３℃
で低温水溶性に優れていた。さらに、これを切断して直
径３０μｍ、長さ３ｍｍの短繊維を得た。

【００１５】サンプルＢサンプルＡの製造において、ノズル径を0.３ｍｍとした
こと以外はサンプルＡの製造方法と同様にして、直径４
５μｍ、長さ３ｍｍの短繊維を得た。サンプルＣサンプルＡの製造において、ノズル径を0.５５ｍｍとし
たこと以外はサンプルＡの製造方法と同様にして、直径
１２０μｍ、長さ３ｍｍの短繊維を得た。

【００１６】（２）試験タイヤの製造方法トレッドがキャップ／ベースの二層構造で、タイヤサイ
ズ２０５／６０Ｒ１５の乗用車用ラジアルタイヤを常法
に従って試作した。このタイヤのトレッド構造は、ブロ
ック中のベースゴムの高さが、全ブロック高さの５０％
であるキャップ／ベース構造になっている。上記タイヤ
は、比較例１〜３及び実施例１〜６では、第１表〜第２
表に記載の配合内容のゴム組成物をトップトレッドゴム
（キャップゴム）に用いたものであり、比較例４及び実
施例７，８ではベーストレッドゴムに用いたものであ
る。

【００１７】（３）氷上制動性能の試験方法タイヤを乗用車に装着して乾燥路を１００ｋｍ、湿潤路
を１０ｋｍ走行し、予備慣らしを行った後、氷上平坦路
を走行させ、時速２０ｋｍ／ｈｒの時点でブレーキを踏
んでタイヤをロックさせ、停止するまでの距離を測定し
た。結果は、距離の逆数を比較タイヤを１００として指
数表示した。なお、数値が大きいほど氷上制動性能が良
いことを示す。なお、試料ゴムをベースゴムに適用した
タイヤについては、試験タイヤを乗用車に装着し、３０
０００ｋｍ走行させ、ベースゴムの露出を確認した上
で、上記の試験を行った。（４）雨天路面上制動性能の試験方法タイヤを乗用車に装着して水深２ｍｍのコンクリート路
を走行させ、時速６０ｋｍ／ｈｒの時点でブレーキを踏
んでタイヤをロックさせ、停止するまでの距離を測定し
た。結果は、距離の逆数を比較タイヤを１００として指
数表示した。数値が大きいほど雨天路面上制動性能が良
いことを示す。なお、試料ゴムをベースゴムに適用した
タイヤについては、試験タイヤを乗用車に装着し、３０
０００ｋｍ走行させ、ベースゴムの露出を確認した上
で、上記の試験を行った。比較例１〜３及び実施例１〜６これらの比較例及び実施例は、第１表記載の配合内容の
ゴム組成物をトップトレッドに適用した例である。得ら
れたタイヤについての雨天路面上制動性能及び氷上制動
性能を試験した。結果を第１表に示す。

【００１８】

【表１】

【００１９】

【表２】

【００２０】注） 1)ジェイエスアール（株）製商標：＃１５００ 2)ジェイエスアール（株）製商標：＃０１２０（３
７．５重量％油展） 3)東海カーボン（株）製商標：シースト７Ｈ 4)ＴＭＤＱ：２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒド
ロキノリン重合物 5)ＩＰＰＤ：Ｎ−イソプロピル−Ｎ’−フェニル−ｐ−
フェニレンジアミン 6)ＭＢＴＳ：ビス−（ベンゾチアゾリル−２）ジサルフ
ァイド 7)ＤＰＧ：ジフェニルグアニジン 8)ＴＢＢＳ：Ｎ−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルス
ルフェンアミド 9)試作品（繊維直径はサンプルＡ：３０μｍ，サンプル
Ｂ：４５μｍ，サンプルＣ：１２０μｍ，繊維長さはサ
ンプルＡ，Ｂ，Ｃ共に３ｍｍ）

【００２１】上記の比較例及び実施例は、第１表記載の
配合内容のゴム組成物をトレッドのトップゴムに適用し
た例である。実施例１〜６は、比較例１〜３に比べて、
雨天路面上制動性能及び氷上制動性能はとも向上してい
ることが分かる。特に、実施例４〜６は、雨天路面上制
動性能及び氷上制動性能ともにその向上が著しい。比較例４及び実施例７，８これらの比較例及び実施例は、第２表記載の配合内容の
ゴム組成物をベーストレッドに適用した例である。実施
例１と同様にしてタイヤについての雨天路面上制動性能
及び氷上制動性能を試験した。結果を第２表に示す。

【００２２】

【表３】

【００２３】注）10) ジェイエスアール（株）製商
標：＃１５００11) 旭カーボン（株）製カーボンＮ２
２０12) ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）−テ
トラスルフィド13) 大内新興化学工業（株）製ノクラ
ック６Ｃ14) ジフェニルグアニジン15) ジベンゾチアジ
ルジスルフィド16) Ｎ−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアジ
ル−スルフェンアミド17) 試作品（前記に同じ）同表よ
り、本発明のゴム組成物をタイヤのトレッドベースゴム
として適用した場合においても、タイヤの雨天路面上制
動性能及び氷雪路面上制動性能ともに大幅に向上してい
ることが確認された。

【００２４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、特定の形状を異にする短繊維をゴム成分に配合し
たゴム組成物をトレッド部に用いることにより、雨天路
面上制動性能及び氷雪路面上制動性能において優れたタ
イヤを提供することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０８Ｌ 101/14 Ｃ０８Ｌ 101/14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】天然ゴム又は合成ジエン系ゴムからなる
ゴム成分に、直径が１０μｍ以上５０μｍ未満である短
繊維と、直径が５０μｍ以上３００μｍ以下の短繊維と
を配合してなることを特徴とするゴム組成物。
【請求項２】前記直径が１０μｍ以上５０μｍ未満で
ある短繊維と、直径が５０μｍ以上３００μｍ以下の短
繊維との配合量の重量比率が、１０：９０〜５０：５０
である請求項１に記載のゴム組成物。
【請求項３】前記短繊維の長さが、１〜２０ｍｍであ
る請求項１又は２に記載のゴム組成物。
【請求項４】前記短繊維の配合量が、ゴム成分１００
重量部当たり、２〜３０重量部である請求項１〜３のい
ずれかに記載のゴム組成物。
【請求項５】前記短繊維の少なくとも一部が水溶性樹
脂からなる請求項１〜４のいずれかに記載のゴム組成
物。
【請求項６】前記水溶性樹脂の水溶温度が１０℃以下
である請求項５に記載のゴム組成物。
【請求項７】前記水溶性樹脂がポリビニルアルコ−ル
系樹脂である請求項５又は６に記載のゴム組成物。
【請求項８】前記短繊維がモノフィラメントである請
求項１〜７のいずれかに記載のゴム組成物。
【請求項９】前記短繊維がマルチフィラメントコード
である請求項１〜７のいずれかに記載のゴム組成物。
【請求項１０】トレッド部を具備してなるタイヤにお
いて、該トレッド部の少なくとも一部に用いられるゴム
組成物が、請求項１〜９のいずれかに記載のゴム組成物
である空気入りタイヤ。
【請求項１１】少なくとも二層からなるトレッド部を
具備してなるタイヤにおいて、該トレッド部の最外層を
なすゴム組成物が、請求項１〜９のいずれかに記載のゴ
ム組成物である空気入りタイヤ。
【請求項１２】少なくとも二層からなるトレッド部を
具備してなるタイヤにおいて、該トレッド部の最内層を
なすゴム組成物が、請求項１〜９のいずれかに記載のゴ
ム組成物である空気入りタイヤ。