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JP2003201371A - ゴム組成物、加硫ゴム、及びタイヤ - Google Patents

ゴム組成物、加硫ゴム、及びタイヤ

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JP2003201371A
JP2003201371A JP2002144856A JP2002144856A JP2003201371A JP 2003201371 A JP2003201371 A JP 2003201371A JP 2002144856 A JP2002144856 A JP 2002144856A JP 2002144856 A JP2002144856 A JP 2002144856A JP 2003201371 A JP2003201371 A JP 2003201371A
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JP
Japan
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rubber
rubber composition
tire
fine particles
tread
Prior art date
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JP2002144856A
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Susumu Ishizaki
進 石▲崎▼
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Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
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Publication date
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Priority to PCT/JP2002/011117 priority patent/WO2003037979A1/ja
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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C11/00Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts
    • B60C11/14Anti-skid inserts, e.g. vulcanised into the tread band
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C1/00Tyres characterised by the chemical composition or the physical arrangement or mixture of the composition
    • B60C1/0016Compositions of the tread
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60CVEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C11/00Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K7/00Use of ingredients characterised by shape
    • C08K7/02Fibres or whiskers

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  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
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  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】水膜除去性能を確実に発揮するミクロな排水溝
が常に効率良く形成されると共に、エッヂ効果又はスパ
イク効果も十分に発揮する氷上性能(面制動・駆動性
能)に優れたタイヤ、及び該タイヤのトレッド等に好適
に使用できる加硫ゴム、並びに加硫ゴムの原料等に好適
に使用できるゴム組成物を提供すること。 【解決手段】本発明のゴム組成物は、微粒子含有有機短
繊維を含有してなるゴム組成物であって、該微粒子のモ
ース硬度が氷の硬度(モース硬度1乃至2)より高いこ
とを特徴とし、また本発明のタイヤはトレッドに該ゴム
組成物を加硫して、特定の長尺状気泡を形成した加硫ゴ
ムを使用するものである。

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、加硫
ゴム及びタイヤに関するものであり、より詳しくは、優
れた氷上性能を有するタイヤ、該タイヤのトレッド等に
好適に使用できる加硫ゴム、及び該加硫ゴムの原料等と
して好適に使用できるゴム組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】スパイクタイヤが規制されて以来、氷雪
路面上でのタイヤの制動・駆動性能(以下、氷上性能と
いう。)を向上させるため、特にタイヤのトレッドにつ
いての研究が盛んに行われてきている。上記氷雪路面に
おいては、該氷雪路面と上記タイヤとの摩擦熱等により
水膜が発生し易く、該水膜が、タイヤと氷雪路面との間
の摩擦係数を低下させる原因になっている。このため、
上記タイヤのトレッドの水膜除去能やエッヂ効果及びス
パイク効果が、上記氷上性能に大きく影響する。したが
って、タイヤにおける上記氷上性能を向上させるために
は、上記トレッドの水膜除去能やエッヂ効果及びスパイ
ク効果を改良することが必要である。
【0003】タイヤのトレッドに水膜除去能を持たせる
には、タイヤの表面にミクロな排水溝(深さ、幅共に1
00μm程度)を多数設け、このミクロな排水溝により
水膜を排除し、タイヤの氷雪路面上での摩擦係数を大き
くさせている。しかし、この場合、タイヤの使用初期に
おける氷上性能を向上させることはできるものの、タイ
ヤの摩耗に伴い、徐々に氷上性能が低下してしまうとい
う問題がある。そこで、タイヤが摩耗しても氷上性能が
低下しないようにするため、タイヤ、即ちトレッド内に
気泡を形成しておくことが考えられている。
【0004】ところで、特開平4−38207号公報に
は、連通気泡を有する発泡ゴムの表面の気泡占有率を高
めると共に、ゴムとの接着の良い短繊維をゴムに配合さ
せてこれを上記トレッドに用いることにより、該トレッ
ドの表面にミクロな排水溝を形成する手法が記載されて
いる。しかしながら、この場合、走行により該トレッド
が摩耗しても、摩耗面と略平行でない短繊維は、該トレ
ッドから容易に離脱せず、当初の狙いのようなミクロな
排水溝が常に効率的に形成できず、上記氷雪路面上での
摩擦係数の向上が十分にでなかった。また、上記短繊維
の離脱は走行条件等に大きく左右され、確実に氷上性能
を向上させることができないという問題が見られた。
【0005】特開平11−48264号公報等には、ゴ
ム成分と発泡剤とのゴム組成物の加硫時に該ゴム組成物
の温度が加硫最高温度に達するまでの間に該ゴム組成物
よりも粘度が低くなる有機繊維を配合し、加硫すること
が開示されている。しかしながら、かかる加硫ゴムのト
レッドタイヤの場合、トレッドタイヤの表面にミクロな
排水溝を形成するのみで、これは水膜除去能を改良する
には効果があるが、エッヂ効果及びスパイク効果(引っ
掻き効果)を向上させることについては改良の余地があ
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来に
おける諸問題を解決するために、水膜除去性能を確実に
発揮するミクロな排水溝が常に効率良く形成されると共
に、エッヂ効果又はスパイク効果も十分に発揮する氷上
性能(面制動・駆動性能)に優れたタイヤ、及び該タイ
ヤのトレッド等に好適に使用できる加硫ゴム、並びに加
硫ゴムの原料等に好適に使用できるゴム組成物を提供す
ることを課題とするものである。尚、ここでは混練など
により混合した未加硫のゴム組成物を単にゴム組成物、
加硫後のゴム組成物を加硫ゴムと称する。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者は、ゴム組成物
に微粒子含有有機繊維を含有させ、しかも、その微粒子
のモース硬度を氷の硬度以上のものとすると、ゴム組成
物の表面部において、かかる繊維が一定の引っ掻き効果
を表面部で十分に発揮させることを見出し、また、ゴム
組成物に気泡を形成させると、この微粒子含有有機繊維
の使用と相まって、表面部においてエッヂ効果及びスパ
イク効果を発揮するミクロな排水溝を設けることがで
き、このようなゴム組成物、若しくはその加硫ゴムをタ
イヤのトレッドとして使用した場合、氷雪面に対して優
れたエッヂ効果及びスパイク効果を発揮すると共に、氷
雪路面上に生ずる水膜の除去能力を十分に発揮するた
め、そのタイヤは氷雪路面との間の摩擦係数が大きく、
総合的に氷上性能に優れていることを見出し、本発明に
至ったものである。
【0008】即ち、本発明は、以下の(1)乃至(1
5)の特徴のある構成を採用することにより、上記目的
を達成したものである。 (1)ゴムマトリックスとモース硬度が2以上の微粒子
を含有する微粒子含有有機繊維とからなることを特徴と
するゴム組成物。
【0009】(2) ゴムマトリックスを構成するゴム
成分が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1種からなることを特徴とする上記(1)記載の
ゴム組成物。 (3) 上記微粒子は、該微粒子径が0.1乃至100
μmであることを特徴とする上記(1)又は(2)記載
のゴム組成物。
【0010】(4) 上記微粒子は、粒度分布のピーク
値での頻度数が20質量%以上であることを特徴とする
上記(1)乃至(3)に記載のゴム組成物。 (5) 上記微粒子は、アスペクト比が1.1以上で、
且つ角部が存在していることを特徴とする上記(1)乃
至(4)のいずれかに記載のゴム組成物。
【0011】(6)上記微粒子含有有機繊維が加硫時の
加硫最高温度に達するまでの間に上記ゴムマトリックス
の粘度より低くなる粘度特性を有する樹脂と、該樹脂1
00質量部に対して5乃至100質量部の範囲で含有さ
れる上記微粒子とからなる上記(1)乃至(5)に記載
のゴム組成物。 (7) 上記微粒子含有有機繊維の繊維長が0.1乃至
10mmの範囲の短繊維であることを特徴とする上記
(1)乃至(6)のいずれかの項に記載のゴム組成物。
【0012】(8) 上記樹脂はポリエチレン及びポリ
プロピレンから選ばれた少なくとも1種からなる結晶性
高分子であり、且つ融点が190℃以下であることを特
徴とする上記(6)又は(7)記載のゴム組成物。 (9) 上記微粒子含有有機繊維はゴム成分100質量
部に対して0.5乃至30質量部の範囲で配合されるこ
とを特徴とする上記(1)乃至(8)に記載のゴム組成
物。 (10) 発泡剤を配合してなることを特徴とする上記
(1)乃至(9)に記載のゴム組成物。
【0013】(11) 上記(1)乃至(10)に記載
のゴム組成物を加硫して得られる加硫ゴム。 (12) 上記ゴムマトリックスとの界面に微粒子含有
樹脂層を有してなる長尺気泡が形成されていることを特
徴とする上記(11)に記載の加硫ゴム。 (13) 発泡率Vsが3乃至40%であることを特徴
とする上記(11)又は(12)加硫ゴム。
【0014】(14) 1対のビード部と、該ビード部
にトロイド状をなして連なるカーカスと、該カーカスの
クラウン部をたが締めするベルト及びトレッドを有して
なり、少なくとも上記トレッドが上記(11)乃至(1
3)に記載の加硫ゴムを含んでなることを特徴とするタ
イヤ。 (15) 上記長尺状気泡がタイヤの周方向に配向され
た上記(14)に記載のタイヤ。
【0015】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照しながら、本
発明の実施の形態、及び実施例を詳細に説明する。図1
は本発明に係るタイヤの断面概略説明図である。図2は
微粒子含有有機繊維を一定の方向に配向させる原理を説
明する説明図である。図3は本発明に係るタイヤの周面
の一部を示す概略説明図である。図4(a)及び(b)
は本発明に係るタイヤのトレッド部の周方向及び幅方向
に沿う各断面概略図である。
【0016】本発明に係るゴム組成物は、微粒子含有有
機繊維を含有してなるゴム組成物であって、該微粒子の
モース硬度が硬度2より高いものである。本発明に係る
ゴム組成物は微粒子含有有機繊維を含有しており、しか
も、その微粒子のモース硬度が氷の硬度(1乃至2)以
上、即ち、2以上であるため、一定の引っ掻き効果をト
レッドの表面部で発揮させることができる。また、上記
微粒子含有有機繊維に、後述する発泡剤等を配合するこ
とにより、上記微粒子含有有機繊維の使用と相まって、
気泡が形成され、表面部においてミクロで長尺な溝とし
て現すことができる。このため、本発明に係るゴム組成
物をタイヤのトレッドに使用した場合、氷雪面に対して
優れたエッヂ効果及びスパイク効果を発揮すると共に、
氷雪路面上に生ずる水膜の除去能力を発揮する。このた
め、得られるタイヤは氷雪路面との間の摩擦係数が大き
く、氷上性能(氷雪路面でのタイヤの面制動・駆動性
能)に優れている。
【0017】上記微粒子のモース硬度は、氷の硬度(1
乃至2)以上である2以上、好ましくは、3乃至10の
範囲の硬度を有するものである。上記微粒子の硬度が2
未満であると、上記ゴム組成物をタイヤのトレッドに使
用してもエッヂ効果及びスパイク効果を十分に発揮する
ことができない。
【0018】上記微粒子含有有機繊維中の微粒子は上記
氷の硬度以上であれば、無機微粒子でも良く、有機微粒
子でも良く、またこれらを混ぜた微粒子であっても良
い。上記無機微粒子としては、例えば、石膏、方解石、
蛍石、正長石、石英、金剛石等が挙げられるが、好まし
くは、モース硬度5以上のシリカガラス(硬度6.
5)、石英(硬度7.0)、溶融アルミナ(硬度9.
0)等を挙げることができる。中でもシリカガラス、ア
ルミナ(酸化アルミニウム)等が安価で容易に使用する
ことができる。
【0019】上記微粒子は微粒子径が0.1乃至100
μmの範囲にあることが好ましく、より好ましくは0.
5乃至80μmの範囲、更に好ましくは20乃至60μ
mの範囲である。上記微粒子径が0.1μm未満では、
微粒子含有有機繊維を製造する際に、粒子同士が凝集し
易くなり、その分散性が低下する傾向にある。また、こ
のような繊維を用いたタイヤ等にあっては、十分な引き
掻き効果、或いはエッヂ効果、スパイク効果を発揮する
ことができなくなる。一方、上記微粒子径が100μm
を超えると、微粒子含有有機繊維の製造時に繊維切れ等
の問題が頻発し、微粒子含有有機繊維が効率良く得られ
なくなってくる。
【0020】上記微粒子はまた、粒度分布のピーク値で
の頻度数が20質量%以上であることが好ましく、より
好ましくは25質量%以上であり、更に好ましくは30
質量%以上である。ここで、頻度数とは全体の粒子質量
に対する粒度分布(粒度分布曲線)における粒子粒径を
2μmの刻み幅で区分したときのその区分幅での存在粒
子の質量率をいい、ピーク値での頻度数とは、粒度分布
曲線における上記刻み幅に最大ピーク値を含んでいる区
分幅における頻度数を言う。
【0021】上記微粒子のピーク値での頻度数が20質
量%以上であれば、微粒子の粒度分布曲線がシャープと
なり、粒径が均一となる。このため、上記微粒子含有有
機繊維の紡糸に際して切れなどが発生し難い良好な繊維
が得られると共に、かかる繊維をタイヤに使用した場合
には氷上性能性が安定してくる。これに対して、上記微
粒子のピーク値での頻度数が20質量%未満では、上記
繊維の紡糸に切れなどが生じやすくなり、また、タイヤ
としての性能もばらつきが生じやすくなってくる。ま
た、上述した上記範囲内の粒径の大きさでは、その粒径
が大きいほどタイヤの氷上性能が向上する。このため、
ピーク値の粒径は上述の粒子径の範囲において出来る限
り大きい方が望ましいが、微粒子の粒径にばらつきがあ
ると、粒径の比較的大きい微粒子を選択しようとして
も、100μm以上の大きな微粒子の存在が多くなり好
ましくない。尚、このような粒度分布の頻度数を高める
ためには分級を行うことが好ましい。しかしながら、頻
度数を高めるためには、分級以外のその他の方法を用い
ることもできる。
【0022】更に上記微粒子は、そのアスペクト比が
1.1以上であることが好ましく、且つ角部が存在して
いることが好ましい。より好ましくはアスペクト比が
1.2以上、更に好ましくは1.3以上である。ここ
で。角部が存在するとは、表面の全てが球面或いは滑ら
かなカーブ面でないことを意味する。本発明の微粒子に
は最初から角部を有する微粒子も使用できるが、微粒子
が球形状であっても粉砕することにより、微粒子表面に
角部を存在させて使用することができると共に、より多
くの角部を存在させることができる。微粒子形状はその
微粒子群を電子顕微鏡で観察することにより確認が可能
であり、球状でないことを確認するものである。また粒
子の長軸と短軸の比率をあらわすアスペクト比が1.1
以上であれば、粒子表面に形成される角部の存在が十分
に角張ることができる。このため、このような微粒子を
含む微粒子含有有機繊維を使用したタイヤ等にあって
は、引っ掻き効果、或いはエッヂ効果、及びスパイク効
果を十分に高めることができる。
【0023】上記微粒子は、上記微粒子含有有機繊維を
形成する樹脂100質量部に対して5乃至100質量
部、特に、7乃至50質量部の範囲で含有されることが
好ましい。上記微粒子量が5質量部未満では、ゴム組成
物のゴム製品における引っ掻き効果、タイヤのトレッド
にあってはエッヂ効果及びスパイク効果が十分に生じな
くなる場合がある。一方、上記微粒子量が100質量部
を超えると、微粒子含有有機繊維の製造時に繊維切れ等
の問題が頻発し、微粒子含有有機繊維が効率良く得られ
なくなる虞がある。
【0024】本発明に係るゴム組成物におけるゴム成分
は特に限定されないが、後述するタイヤ等に使用する場
合、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1種からなるゴム成分であることが好ましい。上記
ゴム成分は、天然ゴムのみを含んでいてもよいし、ジエ
ン系合成ゴムのみを含んでいてもよいし、両者を含んで
いてもよい。上記ジエン系合成ゴムとしては、特に制限
はなく、公知のものの中から目的に応じて適宜選択する
ことができるが、例えば、スチレン−ブタジエン共重合
体(SBR)、ポリイソプレン(IR)、ポリブタジエ
ン(BR)などが挙げられる。これらのジエン系合成ゴ
ムの中でも、ガラス転移温度が低く、氷上性能の効果が
大きい点で、シス−1,4−ポリブタジエンが好まし
く、シス含有率が90%以上のものが特に好ましい。
【0025】なお、本発明のゴム組成物をタイヤのトレ
ッド等に用いる場合には、上記ゴム成分としては、温度
−60℃以下のガラス転移温度を有するものが好まし
い。このようなガラス転移温度を有するゴム成分を用い
ると、該トレッド等は、低温域においても十分なゴム弾
性を維持し、良好な上記氷上性能を示す点で有利であ
る。
【0026】本発明のゴム組成物に使用する上記微粒子
含有有機繊維は、その繊維長は、0.1乃至10mmの
範囲、特に、0.5乃至6mmの範囲にあることが好ま
しい。ゴム組成物を加硫して得られる加硫ゴム中に、こ
のような長さで微粒子含有有機繊維が存在すれば、エッ
ヂ効果及びスパイク効果が有効に作用すると共に、後述
の発泡剤等を含めるとミクロな排水溝として効率良く機
能し得る長尺状気泡を十分に形成することも可能とな
る。上記微粒子含有有機繊維長が0.1mm未満では、
上記微粒子含有有機繊維としての効果を十分に発揮でき
ないことがある。また、上記微粒子含有有機繊維長が1
0mmを超えると、上記微粒子含有有機繊維同士が絡ま
り、その分散性が低下する傾向にある。
【0027】また、上記微粒子含有有機繊維において、
その繊度は、1乃至500dtexが好ましい。上記微粒子
含有有機繊維は、その繊度が1dtex未満では切断が生じ
易いため、上記エッヂ効果或いはスパイク効果を十分に
発揮できなくなることがある。また、上記微粒子含有有
機繊維の繊度が500dtexを超える場合には、裁断が困
難になり所定の長さの短繊維が確実に得られない虞があ
る。
【0028】本発明のゴム組成物に使用する上記微粒子
含有有機繊維は、加硫時の加硫最高温度に達するまでの
間に上記ゴム成分のゴムマトリックスの粘度より低くな
る粘度特性を有する樹脂を用いることが好ましい。上記
樹脂としては、ゴム組成物が加硫最高温度に達するまで
の間に溶融(軟化を含む)する熱特性を有している。
【0029】このような熱特性を上記樹脂が有している
と、上記微粒子含有有機繊維を配合したゴム組成物を加
硫して得た加硫ゴム中に、ミクロな排水溝として機能し
得る長尺状気泡を容易に形成することができる。上記加
硫最高温度とは、ゴム組成物の加硫時における該ゴム組
成物が達する最高温度を意味する。例えば、モールド加
硫の場合には、ゴム組成物がモールド内に入ってからモ
ールドを出て冷却されるまでに該ゴム組成物が達する最
高温度を意味する。上記加硫最高温度は、例えば、ゴム
組成物中に熱電対を埋め込むこと等により測定すること
ができる。
【0030】なお、上記ゴムマトリックスの粘度は、流
動粘度を意味し、例えば、コーンレオメーター、キャピ
ラリーレオメーター等を用いて測定することができる。
また、上記樹脂の粘度は、溶融粘度を意味し、例えば、
コーンレオメーター、キャピラリーレオメーター等を用
いて測定することができる。
【0031】上記樹脂としては、その材質等について特
に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる
が、上記熱特性を有するためには、例えば、その融点が
上記加硫最高温度よりも低い結晶性高分子からなる樹脂
などが特に好適に挙げられる。上記結晶性高分子からな
る樹脂にあっては、その融点と、ゴム組成物の加硫最高
温度との差が大きくなる程、ゴム組成物の加硫中に速や
かに樹脂が溶融するため、樹脂の粘度がゴムマトリック
スの粘度よりも低くなる時期が早くなる。このため、樹
脂が溶融すると、そのゴム組成物に配合した発泡剤から
発生したガスなどのゴム組成物に存在するガスは、上記
ゴムマトリックスよりも低粘度である樹脂の内部に集ま
る。その結果、上記ゴム組成物の加硫ゴム中には、ゴム
マトリックスとの間に微粒子を含有する樹脂層を有する
気泡、即ち、上記樹脂により被覆されたカプセル状の長
尺状気泡が潰れのない状態で効率良く形成される。トレ
ッドにおいては、このカプセル状の長尺状気泡はトレッ
ドの表面に現れ、摩擦により生じた溝が上記ミクロな排
水溝として機能し、水膜排除効果と共に、エッヂ効果及
びスパイク効果も十分に発揮することができる。
【0032】これに対して、上記樹脂の融点が、ゴム組
成物の加硫最高温度に近くなると、加硫初期に速やかに
溶融せず、加硫終期に溶融する。加硫終期では、ゴム組
成物中に存在するガスの一部は加硫したゴムマトリック
ス中に取り込まれてしまい、溶融した樹脂の内部には集
まらない。その結果、上記ミクロな排水溝として効果的
機能する長尺状気泡が、効率良く形成されないこととな
る。また、上記樹脂の融点が低過ぎると、例えば、上記
微粒子含有有機繊維をゴム組成物中に配合し混練りする
際に微粒子含有有機繊維同士の融着が発生し、上記微粒
子含有有機繊維の分散不良が生じ、上記ミクロな排水溝
して機能し得る長尺状気泡が効率良く形成されないこと
がある。したがって、上記樹脂の融点は、加硫前の各工
程における温度では溶融軟化せず、加硫工程中にゴムマ
トリックスの粘度と上記樹脂の粘度とが逆転するような
範囲で選択するのが好ましい。
【0033】上記樹脂の融点の上限としては、特に制限
はないもののゴムマトリックスとの間に樹脂層を有する
気泡が所望の場合は、以上の点を考慮して選択するのが
好ましく、一般的には、上記ゴムマトリックスの加硫最
高温度よりも低く、10℃以上低いのがより好ましく、
20℃以上低いのが特に好ましい。ゴム組成物の工業的
な加硫温度は、一般的には最高で約190℃程度である
が、例えば、加硫最高温度がこの190℃を超えて設定
されている場合には、上記樹脂の融点としては、通常1
90℃以下の範囲で選択され、180℃以下が好まし
く、170℃以下がより好ましい。なお、上記樹脂の融
点は、それ自体公知の融点測定装置等を用いて測定する
ことができ、例えば、DSC測定装置を用いて測定した
融解ピーク温度を上記融点とすることができる。
【0034】上記樹脂は、結晶性高分子から形成されて
いてもよいし、非結晶性高分子から形成されていてもよ
いし、結晶性高分子と非結晶性高分子とから形成されて
いてもよいが、上述したように本発明においては、相転
移があるために粘度変化がある温度で急激に起こり、粘
度制御が容易な点で結晶性高分子を多く含む有機素材か
ら形成されていることが好ましく、結晶性高分子のみか
ら形成されるのがより好ましい。
【0035】上記結晶性高分子の具体例としては、例え
ば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、
ポリブチレン、ポリブチレンサクシネート、ポリエチレ
ンサクシネート、シンジオタクティック−1,2−ポリ
ブタジエン(SPB)、ポリビニルアルコール(PV
A)、ポリ塩化ビニル(PVC)等の単一組成重合物
や、共重合、ブレンド等により融点を適当な範囲に制御
したものも使用でき、更にこれらの樹脂に添加剤を加え
たものも使用できる。これらは、1種単独で使用しても
よいし、2種以上を併用してもよい。これらの結晶性高
分子の中でも、ポリオレフィン、ポリオレフィン共重合
体が好ましく、汎用で入手し易い点でポリエチレン(P
E)、ポリプロピレン(PP)がより好ましく、融点が
比較的低く、取扱いが容易な点でポリエチレン(PE)
が特に好ましい。
【0036】尚、非結晶性高分子の樹脂としては、例え
ば、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、アクリロ
ニトリルブタジエンスチレン共重合体(ABS)、ポリ
スチレン(PS)、ポリアクリロニトリル、これらの共
重合体、これらのブレンド物等が挙げられる。これら
は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用して
もよい。
【0037】上記微粒子含有有機繊維はゴム成分100
質量部に対して0.5乃至30質量部の範囲で配合され
ることが好ましく、特に1乃至20質量部、更には、2
乃至10質量部の範囲で配合されることが好ましい。上
記微粒子含有有機繊維の配合量が0.5質量部未満だ
と、繊維を配合する効果を十分に発揮することができ
ず、即ち、加硫ゴムにあっては、引っ掻き効果が十分に
発揮されず、またタイヤのトレッドにあっては、エッヂ
効果或いはスパイク効果、それに対応する氷上性能の十
分な向上が見られない。一方、その配合量が30質量部
を超えると、上記微粒子含有有機繊維において押出作業
性を悪くし、繊維自体に肌荒れを生じて、加硫ゴムやタ
イヤのトレッドにあってはクラック等の不都合を生じる
ことがあり好ましくない。
【0038】本発明に係るゴム組成物には、加流後に気
泡を形成させるために発泡剤を配合することができる。
このような発泡剤を配合し、かつ上記特性を有する樹脂
を繊維に用いることにより、上記ゴム組成物からの加硫
ゴム或いはトレッドは、長尺状気泡を有してミクロな排
水溝を形成して水膜除去能が付与される。上記発泡剤と
しては、例えば、ジニトロソペンタメチレンテトラミン
(DPT)、アゾジカルボンアミド(ADCA)、ジニ
トロソペンタスチレンテトラミンやベンゼンスルホニル
ヒドラジド誘導体、オキシビスベンゼンスルホニルヒド
ラジド(OBSH)、二酸化炭素を発生する重炭酸アン
モニウム、重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム、窒素
を発生するニトロソスルホニルアゾ化合物、N,N'−
ジメチル−N,N'−ジニトロソフタルアミド、トルエ
ンスルホニルヒドラジド、P−トルエンスルホニルセミ
カルバジド、P,P'−オキシービス(ベンゼンスルホ
ニルセミカルバジド)等が挙げられる。
【0039】これらの発泡剤の中でも、製造加工性を考
慮すると、ジニトロソペンタメチレンテトラミン(DP
T)、アゾジカルボンアミド(ADCA)が好ましく、
特にアゾジカルボンアミド(ADCA)が好ましい。こ
れらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用
してもよい。上記発泡剤の作用により、得られた上記加
硫ゴムは発泡率に富む発泡ゴムとなる。
【0040】本発明においては、効率的な発泡を行う観
点から、その他の成分として発泡助剤を用い、上記発泡
剤と併用するのが好ましい。上記発泡助剤としては、例
えば、尿素、ステアリン酸亜鉛、ベンゼンスルフィン酸
亜鉛や亜鉛華等、通常、発泡製品の製造に使用する助剤
等が挙げられる。これらの中でも、尿素、ステアリン酸
亜鉛、ベンゼンスルフィン酸亜鉛等が好ましい。これら
は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用して
もよい。
【0041】上記発泡剤のゴム組成物における含有量と
しては、加硫ゴム乃至トレッド等に含まれる各成分の種
類や量、また所望する発泡率等により異なり、一概に規
定することはできず、目的に応じて適宜決定すればよい
が、一般にはゴム成分100質量部に対して1乃至10
質量部程度が好ましい。上記発泡剤はゴムマトリックス
中に配合しても良く、また微粒子含有有機繊維中に配合
しても良い。
【0042】本発明に係るゴム組成物に配合されるその
他の成分としては、本発明の効果を害しない範囲で用い
ることができ、例えば、硫黄等の加硫剤、ジベンゾチア
ジルジスルフィド等の加硫促進剤、加硫促進助剤、N−
シクロヘキシル−2−ベンゾチアジル−スルフェンアミ
ド、N−オキシジエチレン−ベンゾチアジル−スルフェ
ンアミド等の硫化防止剤、オゾン劣化防止剤、着色剤、
帯電防止剤、分散剤、滑剤、酸化防止剤、軟化剤、カー
ボンブラックやシリカ等の無機充填材等の他に、通常ゴ
ム業界で用いる各種配合剤などを目的に応じて適宜選択
して使用することができる。これらは1種単独で使用し
てもよいし、2種以上を併用してもよく、市販品を使用
してもよい。
【0043】本発明に係るゴム組成物は、以上の各成分
を適宜選択し、以下の条件、手法にて混練り、熱入れ、
押出等することにより調製される。上記混練りは、混練
り装置への投入体積、ローターの回転速度、混練り温
度、混練り時間、混練り装置等の諸条件について特に制
限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。上
記混練り装置としては、市販品を好適に使用することが
できる。上記熱入れ又は押出は、熱入れ又は押出時間、
熱入れ又は押出装置等の諸条件について特に制限はな
く、目的に応じて適宜選択することができる。上記熱入
れ又は押出装置としては、市販品を好適に使用すること
ができる。尚、熱入れ又は押出温度は、発泡剤が存在す
る場合はその発泡を起こさないような範囲で適宜選択さ
れる。押出温度は、一般的には90乃至110℃程度で
あることが望ましい。
【0044】上記ゴム組成物中に上記微粒子含有有機繊
維を配合し、上記押出等により該微粒子含有有機繊維は
押出方向に配向するが、この配向を効果的に行うには、
限られた温度範囲の中で上記ゴム組成物の流動性を制御
すればよく、具体的には、上記ゴム組成物中に、アロマ
系オイル、ナフテン系オイル、パラフィン系オイル、エ
ステル系オイル等の可塑剤、液状ポリイソプレンゴム、
液状ポリブタジエンゴム等の液状ポリマーなどの加工性
改良剤を適宜添加して該ゴム組成物の粘度を低下させ、
その流動性を高めることが好ましい。この場合、上記押
出を良好に行うことができ、かつ理想的に上記微粒子含
有有機繊維を押出方向に配向させることができる。
【0045】特に、上記ゴム組成物において、上記微粒
子含有有機繊維を押出方向に配向させた状態で含む未加
硫のトレッドを加硫してトレッドを製造する場合、該微
粒子含有有機繊維を、トレッドにおける接地面に平行な
方向に配向させるのが好ましく、タイヤの周方向に配向
させるのがより好ましい。これらの場合、該タイヤの走
行方向の排水性を高めることができ、氷上性能を効果的
に向上させることができる点で有利である。
【0046】上記微粒子含有有機繊維の配向を揃える方
法としては、例えば、図2に示すように、微粒子含有有
機繊維15を含むゴム組成物16を、流路断面積が出口
に向かって減少する押出機の口金17から押し出すこと
により、該微粒子含有有機繊維15を一定の方向に配向
させればよい。なお、この場合、押し出される前のゴム
組成物16中の微粒子含有有機繊維15は、口金17へ
押し出されていく過程でその長手方向が押出方向(矢印
A方向)に沿って除々に揃うようになり、口金17から
押し出されるときには、その長手方向が押出方向(矢印
A方向)にほぼ完全に配向させることができる。この場
合における微粒子含有有機繊維15のゴム組成物16中
での配向の程度は、流路断面積の減少程度、押出速度、
ゴム組成物16の粘度等によって変化させることができ
る。
【0047】以上の如く説明した本発明に係るゴム組成
物は、各種分野において好適に使用することができる
が、以下の加硫ゴムの原料等として特に好適に使用する
ことができる。以下、本発明に係る加硫ゴムを詳述す
る。
【0048】本発明に係る加硫ゴムは、加硫後に微粒子
含有長尺状気泡を有するものである。しかして、その発
泡率Vsが3乃至40%であることが好ましい。
【0049】上記加硫の条件乃至方法等については、特
に制限はなく、上記ゴム成分の種類等に応じて適宜選択
することができるが、トレッド等を製造する場合にはモ
ールド加硫が特に好ましい。上記加硫の温度としては、
一般に加硫中の上記ゴム組成物の加硫最高温度が上記微
粒子含有有機繊維を構成する樹脂の融点以上になるよう
に選択されることが好ましい。上記加硫最高温度が樹脂
の融点未満であると、上述したように上記微粒子含有有
機繊維が溶融せず、発泡により生じたガスを樹脂中に取
り込むことができず、加硫ゴムに長尺状気泡を効率良く
形成することができない。なお、上記加硫を行う装置と
しては、特に制限はなく、市販品を好適に使用すること
ができる。
【0050】加硫の前の上記ゴム組成物においては、該
ゴム組成物のゴムマトリックスよりも上記微粒子含有有
機繊維の方の粘度が高い。加硫開始後であって該ゴム組
成物が加硫最高温度に達するまでの間に、そのゴムマト
リックスが加硫によりその粘度が上昇していき、上記微
粒子含有有機繊維は溶融して粘度が大幅に低下してい
く。そして、加硫途中において、上記ゴムマトリックス
よりも上記微粒子含有有機繊維の方が粘度が低くなる。
即ち、加硫前のゴムマトリックスと微粒子含有有機繊維
との間における粘度の関係が、加硫途中の段階で逆転す
る現象が生ずる。
【0051】従って、この間、上記ゴム組成物中の発泡
剤が発泡反応を起こし、生じたガス等のゴム組成物中に
存在するガスは加硫反応が進行して粘度が高くなってい
くゴムマトリックスに比べ、溶融して相対的に粘度が低
下した上記微粒子含有有機繊維の内部に移動し、滞留す
る。その結果、上記加硫ゴムにおいては、上記微粒子含
有有機繊維が存在していた場所に長尺状気泡が高い割合
で存在し、発泡層が形成されている。上記発泡層におけ
る長尺状気泡は、その周囲(壁)が上記微粒子含有有機
繊維を構成する樹脂によって被覆され、カプセル状にな
っている。なお、上記微粒子含有有機繊維の素材を上述
のポリエチレン、ポリプロピレン等とした場合、上記加
硫ゴムと該微粒子含有有機繊維の素材とは強固に接着し
ているが、該接着の力が十分でない場合には、該接着力
を向上させる成分を添加させることができる。
【0052】本発明のタイヤのトレッドにおいては、ト
レッド表面の摩擦によって生じた、上記発泡層における
長尺状気泡による凹部は方向性を持たせることにより、
効率的な排水を行う排水路として機能する。なお、該凹
部は上記保護層、特に微粒子を存在させた保護層を有す
るため、該凹部は、耐剥離性、水路形状保持性、水路エ
ッヂ部摩耗性、荷重入力時の水路保持性等に優れる。更
に本発明のタイヤにおいては、長尺状気泡が発泡層全体
に存在するため、使用初期から末期まで上記凹部による
諸機能が発揮され、上記氷上性能に優れる。
【0053】本発明の加硫ゴムの発泡率は特に制限され
ず、その用途に応じて適宜設定することができる。例え
ばタイヤのトレッドに用いる場合は、発泡率Vsが、3
乃至40%であるのが好ましく、5乃至35%であるの
がより好ましい。また、本発明においては、上記発泡率
Vsとして、上記数値範囲のいずれかの下限値若しくは
上限値又は後述の実施例における発泡率Vsの値を下限
とし、上記数値範囲のいずれかの下限値若しくは上限値
又は後述の実施例における発泡率Vsの値を上限とする
数値範囲も好ましい。なお、上記発泡率Vsは、後述す
る式に基いて算出され、上記発泡剤の種類、量、併用す
る上記発泡助剤の種類、量、樹脂の配合量等により適宜
変化させることができる。
【0054】上記発泡率Vsが、3%未満であると、上
記トレッドにおける上記凹部の体積が小さく、上記氷上
性能を十分に向上させることができないことがあり、一
方、40%を越えると、トレッドにおける上記氷上性能
は十分であるものの、トレッド内における気泡が多くな
り破壊限界が低下する傾向にあり、耐久性の点で好まし
くない。
【0055】本発明においては、長尺状気泡と球状気泡
とが混在しても良いが、その長尺状気泡の体積含有率
(長尺状気泡/気泡総量)は30%以上であることが好
ましく、更に好ましくは、50%以上である。このよう
な範囲の体積含有率であれば水排除機能を十分に発揮す
ることができる。また、このような範囲から外れて、長
尺状気泡の体積含有率が小さい場合は、排水路が少なく
なるため水除去機能が十分でないことがある。
【0056】本発明においては、長尺状気泡の平均径
(μm)は、10乃至500μm程度であるのが好まし
い。上記平均径が10μm未満であると、ゴム表面に形
成されるミクロの排水溝の水排除性能が低下することが
あり、上記平均径が500μmを越えると、ゴムの耐カ
ット性、ブロック欠けが悪化し、また、乾燥路面での耐
摩耗性が悪化することがある。
【0057】本発明の加硫ゴムは、各種分野において好
適に使用することができるが、氷雪路面上でのスリップ
を抑えることが必要な構造物に好適に使用でき、タイヤ
のトレッドとして特に好適に使用することができる。上
記氷上でのスリップを抑えることが必要な構造物として
は、例えば、更生タイヤの貼り替え用のトレッド、中実
タイヤ、氷雪路走行に用いるゴム製タイヤチェーンの接
地部分、雪上車のクローラー、靴底等が挙げられる。
【0058】本発明のタイヤの一例を、図面を用いて説
明すると以下の通りである。図1に示すように、本発明
のタイヤ4は、一対のビード部1と、該一対のビード部
1にトロイド状をなして連なるカーカス2と、該カーカ
ス2のクラウン部をたが締めするベルト3と、キャップ
部6とベース部7の二層から成るトレッド5とを順次配
置したラジアル構造を有する。なお、トレッド5以外の
内部構造は、一般のラジアルタイヤの構造と変わりない
ので説明は省略する。
【0059】トレッド5の表面には、図3に示すよう
に、複数本の周方向溝8及びこの周方向溝8と交差する
複数本の横溝9とによって複数のブロック10が形成さ
れている。また、ブロック10には、氷上でのブレーキ
性能及びトラクション性能を向上させるために、タイヤ
の幅方向(B方向)に沿って延びるサイプ11が形成さ
れている。トレッド5のキャップ部6は、図4に示すよ
うに発泡ゴムである。ただし、ここでは、上記熱特性を
持つ微粒子含有有機繊維(短繊維)がタイヤの周方向に
配向するように成形することにより、キャップトレッド
6A中に保護層14に囲まれた長尺状気泡12を無数に
含んでいる。また、保護層14には微粒子20も含まれ
ている。
【0060】タイヤ4は、その製造方法については特に
制限はないが、例えば、所定のモールドで所定温度、所
定圧力の下で加硫成形する。その結果、上記ゴム組成物
(未加硫のトレッド)が加硫されてなる本発明の加硫ゴ
ム(トレッド)で形成されたトレッド5を有するタイヤ
4が得られる。なお、このとき、未加硫のキャップ部6
がモールド内で加熱されると、上記微粒子含有有機繊維
は溶融(又は軟化)し、その粘度(溶融粘度)が該キャ
ップ部6のゴムマトリックス粘度(流動粘度)よりも低
下することにより、配合された発泡剤の発泡反応により
生じたガスは、溶融して相対的に粘度が低下した該微粒
子含有有機繊維の内部にも滞留する。その結果、図4に
示すように、冷却後のキャップ部6Aには、実質的にタ
イヤの周方向に配向した長尺状気泡が多数存在する。
【0061】このタイヤ4においては、本発明の微粒子
含有有機繊維を配合したゴム組成物でキャップ部6を形
成したので、キャップ部6Aが、図4に示すように長尺
状気泡12及び球状気泡18を有し、タイヤ走行による
トレッド表面の摩耗によりキャップ部6Aの表面には、
長尺状気泡12による凹部13及び球状気泡18による
凹部19が露出するが、本発明の加硫ゴムにより得られ
るタイヤ4においてはキャップトレッド6A全体に長尺
状気泡が散存するため、上記微粒子含有有機繊維を有す
る表面層がさらなる摩耗により消失しても、新たに生じ
た凹部13及び凹部19により引き続き高い上記氷上性
能を維持することができる。しかも、上記微粒子含有有
機繊維の保護層14及び微粒子20はその表面層にあっ
ては耐摩耗性を発揮するだけでなく、エッヂ効果及びス
パイク効果を十分に発揮するので、更に上記氷上性能が
向上する。上記実施形態においては二層構造を持つトレ
ッドを例にして説明したが、トレッドの構造は特に制限
はなく一層構造でも良い。更にタイヤ半径方向に分割さ
れた多層構造、タイヤ周方向或いはトレッド幅方向に分
割された構造でも良く、トレッドの表面層の少なくとも
一部が本発明のゴム組成物により構成されていることが
好ましい。
【0062】本発明に係るタイヤは、いわゆる乗用車用
のみならず、トラック・バス用等の各種の乗物に好適に
適用できる。タイヤが空気入りタイヤである場合、内部
に充填する気体としては空気のほかに窒素等の不活性ガ
スを用いることができる。
【0063】
【実施例】以下に、本発明の実施例を説明するが、本発
明は、これの実施例に何ら限定されるものではない。 (実施例1乃至13及び比較例1)表1に示す組成のゴ
ム組成物を調製した。
【0064】
【表1】 また、実施例1乃至13において上記ゴム組成物のゴム
マトリックスに配合した各微粒子含有PE(ポリエチレ
ン)繊維は、下記表2に示す種類の微粒子を含む。上記
微粒子含有有機繊維の樹脂はポリエチレン(HDPE、
質量平均分子量(Mw)1.8×105 、Dupont
社製DSC、昇温速度10℃/分、サンプル質量約5m
gの条件にて測定した融点ピーク温度(融点)=135
℃)である。上記微粒子含有有機繊維は表2に示す所定
の繊度(デシテックス)で溶融紡糸法により紡糸して形
成される。尚、各実施例及び比較例におけるPE繊維長
は、0.1乃至10mmの範囲の短繊維長のものを用い
た。
【0065】
【表2】
【0066】また表1及び表2に示す各ゴム組成物の加
硫時における加硫温度は、ゴム組成物中に熱電対を埋め
込んで測定しながら行った。加硫最高温度に達するまで
に、上記樹脂の融点を超え、上記ゴム組成物の加硫時に
おいて、上記樹脂粘度はゴムマトリックス粘度より低く
なった。なお、上記繊維樹脂の上記加硫最高温度におけ
る粘度(溶融粘度)は、コーンレオメーターを用いて測
定(ゴムのトルクがMaxをむかえたら終了とし、トル
クをゴム粘度として、トルクの変化と発泡圧力の変化を
測定)したところ、6であった。一方、上記ゴム組成物
の上記加硫最高温度における粘度(流動粘度)は、モン
サント社製コーンレオメーター型式1−C型を使用し、
温度を変化させながら100サイクル/分の一定振幅入
力を与えて経時的にトルクを測定し、その際の最小トル
ク値を粘度としたところ(ドーム圧力0.59MPa、
ホールディング圧力0.78MPa、クロージング圧力
0.78MPa、振り角±5°)、11であった。
【0067】各実施例で得られたゴム組成物でタイヤの
トレッドを形成し、通常のタイヤ製造条件に従って各試
験用のタイヤを製造した。このタイヤは、乗用車用ラジ
アルタイヤであり、そのタイヤサイズは185/70R
13であり、その構造は図1に示す通りである。即ち、
一対のビード部1と、該一対のビード部1にトロイド状
をなして連なるカーカス2と、該カーカス2のクラウン
部をたが締めするベルト3と、トレッド5とを順次配置
したラジアル構造を有する。
【0068】このタイヤにおいて、カーカス2は、タイ
ヤの周方向に対し90°の角度で配置され、コードの打
ち込み数は、50本/5cmである。ベルト3は、1×
5×0.23構造のスチールベルトコードにより構成さ
れており、打ち込み角度は、タイヤの周方向に対し25
°であり、打ち込み数は40本/5cmである。タイヤ
4のトレッド5には、図3に示す通り、タイヤ幅方向に
4個のブロック10が配列されている。ブロック10の
サイズは、タイヤの周方向の寸法が35mmであり、タ
イヤの幅方向の寸法が30mmである。また、ブロック
10に形成されているサイプ11は、幅が0.4mmで
あり、タイヤ周方向の間隔が約7mmになっている。
【0069】得られた各タイヤについて以下の発泡率
(%)、長尺状気泡含有率(%)、長尺気泡の平均径
(μm)、及び氷上性能を評価し、その結果を表2に示
した。
【0070】<発泡率>上記発泡率Vsは、加硫ゴム或
いはトレッドにおける全発泡率を意味し、次式により算
出できる。 Vs=(ρ0 /ρ1 −1)×100(%) ここで、ρ1 は、加硫ゴム(発泡ゴム)の密度(g/c
3 )を表す。ρ0 は、加硫ゴム(発泡ゴム)における
固相部の密度(g/cm3 )を表す。なお、加硫後のゴ
ム(発泡ゴム)の密度及び加硫後のゴム(発泡ゴム)に
おける固相部の密度は、例えば、エタノール中の質量と
空気中の質量を測定し、これから算出した。
【0071】<長尺状気泡含有率>タイヤのトレッドか
らセンター部ブロック片を切りとり、上記長尺状気泡の
長手方向に垂直、及び、平行に、それぞれ鋭利なカミソ
リで切断した面を観察面とした。この観察面を走査型電
子顕微鏡(SEM)を用いて100倍倍率で写真撮影し
た。なお、写真撮影場所については無作為に抽出する。
次に、上記写真中の長尺状気泡と球状気泡を分別し、そ
れぞれの面積を測定して、ある一定エリア内で長尺状気
泡の面積%を算出する。以上の測定を10回行い、面積
%の平均を求め、気泡総量に対するその値を長尺状気泡
の体積含有率とした。
【0072】<長尺状気泡の平均径>上記写真から長尺
状気泡の断面積を測定し、次式、{長尺状気泡の平均径
=(長尺状気泡の断面積÷π)0.5×2}、により、長
手方向に垂直な断面形状が円形であると仮定した際の直
径を算出した。これを10回繰り返し、その平均値を求
め、該平均値を長尺状気泡の平均径とした。
【0073】<氷上性能>タイヤを国産1600CCク
ラスの乗用車に装着し、該乗用車を、一般アスファルト
路上に200km走行させた後、氷上平坦路を走行さ
せ、時速20km/h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、距離の逆数を比較例1のタイヤを100として指数
表示した。なお、数値が大きいほど氷上性能が良いこと
を示す。
【0074】表2の結果から、以下のことが明らかであ
る。即ち、実施例1乃至13においての加硫後のトレッ
ドについては、長尺状気泡が十分に形成され、また、長
尺状気泡径も大きいものが形成されているので、水膜排
除性能が十分に期待され、エッヂ効果及びスパイク効果
等の向上により、氷上性能が明らかにアップすることが
判る。これに対して比較例1にあっては十分な氷上性能
が得られていない。
【0075】実施例1乃至13において上記ゴム組成物
のゴムマトリックスに配合した各微粒子含有PE(ポリ
エチレン)繊維は、表2に示す種類の微粒子を含むもの
である。微粒子含有有機繊維の樹脂はポリエチレンであ
る。微粒子は表2に示すように所定の微粒子種、微粒子
形状、微粒子の粒度分布におけるピーク値の所定の径、
及びピーク値の頻度数のものを所定量含有させ、所定の
繊度で溶融紡糸法により紡糸して形成する。尚、各実施
例におけるPE繊維長は、0.1乃至10mmの範囲の
短繊維長のものを用いた。上記微粒子形状、及び微粒子
の粒度分布は以下の方法によって測定評価した。加硫ゴ
ムから実施例1と同様に試験用の乗用車ラジアルタイヤ
を製造した。そして、各タイヤにおいて上記した氷上性
能評価を行い、その結果を表2に示した。
【0076】尚、上記微粒子における微粒子形状及び粒
度分布の測定方法は以下の通りである。 <微粒子形状>電子顕微鏡で、所定のエリアの粒子を少
なくとも10個、観察して、粒子の長軸Lと短軸Dとの
比率をあらわすアスペクト比を決定し、表面に角部が存
在し、L/D≧1.1のものを角状と定義し、表面に角
部の存在が全く見られないものを球状と定義した。そし
て、観察時に角状が存在する微粒子の集合を角形状であ
るとし、観察時に全て球状になっている微粒子の集合を
球形状とした。
【0077】<粒度分布>レーザビームの散乱光測定装
置(マイクロトラック粒度分析機Model7995-30PC SPA
日機装株式会社)を用いて、粒子の当たる散乱光を測定
することによって粒度分布を測定した。尚、測定時間は
30秒とし、水50乃至100mlに界面活性剤を加え
て溶液に微粒子(所定量)を超音波で分散させたものを
試料に用いた。各粒子径における体積に基づく質量を測
定して質量の粒度分布曲線を求めた。次に、粒度分布曲
線を評価して、最大値を微粒子の粒度分布ピーク値とし
た。また、粒度分布曲線において、2μm刻みの幅で区
画し、区画ごとに存在する微粒子量を測定し、各幅にお
ける微粒子の質量を総質量のパーセント比率で表して区
画毎の頻度数(質量%)とした。そして、上記ピーク値
を含む刻み幅の区画の頻度数を、粒度分布におけるピー
ク値の頻度数(質量%)ととした。
【0078】上記表2から以下のことが判断評価され
た。先ず、実施例1、実施例7及び実施例10を比較す
ることにより、粒度分布におけるピーク値の微粒子径が
大きい方が好ましく、特に粒径が5μmより20μmの
方が、更には30μmの方がタイヤの氷上性能がアップ
することが見られた。また、実施例1、実施例2及び実
施例3を比較することにより、粒度分布におけるピーク
値の頻度数は、15質量%より20質量%の方が、更に
は25質量%の方がタイヤの氷上性能がアップすること
が見られた。更に、実施例2と、実施例12及び13を
比較することにより、微粒子の形状が角形状の方が球形
状のものよりタイヤの氷上性能をアップさせることが見
られた。
【0079】
【発明の効果】本発明によると、上記従来における諸問
題を解決することができる。また、本発明によると、氷
雪路面上に生じた水膜の除去能力に優れ、氷雪路面との
間の摩擦係数はエッヂ効果及びスパイク効果により大き
くなり、氷上性能に優れたタイヤを提供することができ
る。また、本発明によると、氷雪路面上でのスリップを
抑えることが必要な構造物、例えば、タイヤのトレッド
等に好適で、優れた氷上性能を有する加硫ゴムを提供す
ることができる。更に、本発明によると、加硫ゴムの原
材料として好適に使用できるゴム組成物を提供すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明に係るタイヤの断面概略説明図で
ある。
【図2】図2は微粒子微粒子含有有機繊維を一定の方向
に配向させる原理を説明する説明図である。
【図3】図3は本発明に係るタイヤの周面の一部を示す
概略説明図である。
【図4】図4(a)及び(b)は本発明に係るタイヤの
トレッド部のタイヤ周方向に沿う断面概略図及びタイヤ
幅方向に沿う断面概略図である。
【符号の説明】
1 一対のビード部 2 カーカス 3 ベルト 4 タイヤ 5 トレッド 6 キャップ部 6A 加硫ゴム 8 周方向溝 10 ブロック 11 サイプ 12 長尺状気泡 13 凹部 14 保護層 15 微粒子含有有機繊維 16 ゴム組成物 17 口金 18 球状気泡 19 球状気泡の凹部 20 微粒子 A タイヤ周方向 B タイヤ幅方向 P 押出方向
───────────────────────────────────────────────────── 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 9/00 C08L 9/00 Fターム(参考) 4F074 AA06 AA08 AA09 AA17 AA98 AC02 AC03 AC17 AC20 AC29 AC32 AC34 AC36 AD01 AD09 AE01 AE04 AE06 AG04 AG20 BA03 BA04 BA12 BA13 BA16 BA18 DA02 DA35 DA59 4J002 AC011 AC031 AC061 AC081 BB032 BB122 DE146 DE217 DG056 DJ016 DL006 EQ017 EU187 EV217 EV287 FA042 FA086 FD327 GN01

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ゴムマトリックスとモース硬度が2以上
    の微粒子を含有する微粒子含有有機繊維とからなること
    を特徴とするゴム組成物。
  2. 【請求項2】 ゴムマトリックスを構成するゴム成分が
    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
    1種からなることを特徴とする請求項1記載のゴム組成
    物。
  3. 【請求項3】 上記微粒子は、該微粒子径が0.1乃至
    100μmであることを特徴とする請求項1又は2記載
    のゴム組成物。
  4. 【請求項4】 上記微粒子は、粒度分布のピーク値での
    頻度数が20質量%以上であることを特徴とする請求項
    1乃至3のいずれかに記載のゴム組成物。
  5. 【請求項5】 上記微粒子は、アスペクト比が1.1以
    上で、且つ角部が存在していることを特徴とする請求項
    1乃至4のいずれかに記載のゴム組成物。
  6. 【請求項6】 上記微粒子含有有機繊維が加硫時の加硫
    最高温度に達するまでの間に上記ゴムマトリックスの粘
    度より低くなる粘度特性を有する樹脂と、該樹脂100
    質量部に対して5乃至100質量部の範囲で含有される
    上記微粒子とからなることを特徴とする請求項1乃至5
    のいずれかの項に記載のゴム組成物。
  7. 【請求項7】 上記微粒子含有有機繊維の繊維長が0.
    1乃至10mmの範囲の短繊維であることを特徴とする
    請求項1乃至6のいずれかの項に記載のゴム組成物。
  8. 【請求項8】 上記樹脂はポリエチレン及びポリプロピ
    レンから選ばれた少なくとも1種からなる結晶性高分子
    であり、且つ融点が190℃以下であることを特徴とす
    る請求項6又は7記載のゴム組成物。
  9. 【請求項9】 上記微粒子含有有機繊維はゴム成分10
    0質量部に対して0.5乃至30質量部の範囲で配合さ
    れることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかの項に
    記載のゴム組成物。
  10. 【請求項10】 発泡剤を配合してなることを特徴とす
    る請求項1乃至9のいずれかに記載のゴム組成物。
  11. 【請求項11】 上記請求項1乃至10のいずれかの項
    に記載のゴム組成物を加硫して得られる加硫ゴム。
  12. 【請求項12】 上記ゴムマトリックスとの界面に微粒
    子含有樹脂層を有してなる長尺気泡が形成されているこ
    とを特徴とする請求項11に記載の加硫ゴム。
  13. 【請求項13】 発泡率Vsが3乃至40%であること
    を特徴とする請求項11又は12加硫ゴム。
  14. 【請求項14】 1対のビード部と、該ビード部にトロ
    イド状をなして連なるカーカスと、該カーカスのクラウ
    ン部をたが締めするベルト及びトレッドを有してなり、
    少なくとも上記トレッドが上記請求項11乃至13のい
    ずれかの項に記載の加硫ゴムを含んでなることを特徴と
    するタイヤ。
  15. 【請求項15】 上記長尺状気泡がタイヤの周方向に配
    向された請求項14に記載のタイヤ。
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