(57)【要約】【課題】加工性・成形性が良好であり、剛性が高く、耐摩耗性に優れ、軽量化および低燃費性の改善を図ることができ、空気入りタイヤに好適に用いることができるゴム組成物およびそれを用いたタイヤを提供する。【解決手段】ジエン系ゴムに全芳香族ポリアミド繊維が３〜２０重量部含まれているゴム組成物であって、全芳香族ポリアミド繊維の含有量がゴム１００重量部に対して３〜２０重量部であり、該全芳香族ポリアミド繊維の直径が２５〜７０μｍ、長さが０．１〜２．０ｍｍ、アスペクト比が１．５〜５０であることを特徴とするゴム組成物とする。また、上記ゴム組成物を用いたタイヤとする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジエン系ゴムに全芳香族ポリアミド繊維が３〜２０重量部含まれているゴム組成物であって、全芳香族ポリアミド繊維の含有量がゴム１００重量部に対して３〜２０重量部であり、該全芳香族ポリアミド繊維の直径が２５〜７０μｍ、長さが０．１〜２．０ｍｍ、アスペクト比が１．５〜５０であることを特徴とするゴム組成物。
【請求項２】
全芳香族ポリアミド繊維が、コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド繊維である請求項１記載のゴム組成物。
【請求項３】
請求項１または２記載のゴム組成物を用いたタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴム組成物およびそれを用いたタイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気入りタイヤのサイド剛性を出すために、ゴムにカーボンブラックが多く配合されていた。しかし、カーボンブラックを多量に配合すると、未加硫ゴムの粘度が上昇し加工性・成形性などがわるくなるばかりでなく、タイヤ加硫時にゴム流れがわるくなり、エアーだまりが生じるなどの問題を起こしていた。
【０００３】
また、近年の省燃費化からタイヤ重量の軽減が求められているが、剛性を保ったままタイヤの軽量化を図るには、今まで以上にカーボンブラックを増やす必要があるが、先に述べたように、加工性が悪くなる。
一方で、トレッドゴムにはフィラーとしてシリカを配合して、転がり抵抗の低減による低燃費化が図られているが、シリカのみでこの要請に充分に応えることは難しい。
【０００４】
一方、ゴム組成物にアラミド短繊維を配合することが知られており（特許文献１〜３参照）、例えば、下記特許文献１には、ゴム成分１００重量部に対してアラミド短繊維を５〜１０重量部含有するゴム組成物を空気入りタイヤに用いることが提案されている。しかしながら、かかる従来技術では、分散性の問題からアラミド繊維のマスターバッチを使用しなければならない。
【０００５】
また、特許文献３では、繊維長が１〜４ｍｍ、かつ、繊維径（Ｄ）に対する繊維長（Ｌ）の比（Ｌ／Ｄ）が５０〜４００のアラミド短繊維およびアラミド粒子を混ぜることにより、ゴムの低発熱化によるタイヤの低燃費性向上や、耐摩耗性の維持ないし向上を提案しているが、該繊維ではゴム中の分散性が悪く、燃費の低減効果も不十分である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１６４０５２号公報
【特許文献２】特開平０９−０５２９６１号公報
【特許文献３】特開２００８−１５０４３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
加工性・成形性が良好であり、剛性が高く、耐摩耗性に優れ、軽量化および低燃費性の改善を図ることができ、空気入りタイヤに好適に用いることができるゴム組成物およびそれを用いた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】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決するため、直径が大きい全芳香族ポリアミド短繊維に着目し検討を行ったところ、その形状によって、剛性や低燃費性が著しく向上するところがあることを見出し本発明に至った。
【０００９】
かくして、本発明によれば、ジエン系ゴムに全芳香族ポリアミド繊維が３〜２０重量部含まれているゴム組成物であって、全芳香族ポリアミド繊維の含有量がゴム１００重量部に対して３〜２０重量部であり、該全芳香族ポリアミド繊維の直径が２５〜７０μｍ、長さが０．１〜２．０ｍｍ、アスペクト比が１．５〜５０であることを特徴とするゴム組成物が提供される。また、上記ゴム組成物を用いたタイヤが提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のゴム組成物は、該全芳香族ポリアミド繊維の直径２５〜７０μｍ、長さ０．１〜２．０ｍｍ、アスペクト比１．５〜５０を含むことにより、剛性にすぐれ、軽量化および低燃費性の改善を図られており、特にタイヤに用いその性能を発揮することができる。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明は、ジエン系ゴムに全芳香族ポリアミド繊維が３〜２０重量部含まれているゴム組成物である。
本発明において、ゴム成分として使用されるジエン系ゴムは、特に限定されず、タイヤトレッド用ゴム組成物において一般に用いられる各種ジエン系ゴムを用いることができる。例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、ブタジエンゴム、スチレン−イソプレン共重合体ゴム、ブタジエン−イソプレン共重合体ゴムなどが挙げられ、これらはそれぞれ単独で用いても２種以上併用してもよい。
【００１２】
本発明のゴム組成物には、ゴム成分およびアラミド短繊維以外に、タイヤトレッド用ゴム組成物の製造に一般に使用される成分、添加剤を必要に応じて通常使用される量、配合・添加することができる。前記成分、添加剤の具体例としては、たとえばプロセスオイル（パラフィン系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル、芳香族系プロセスオイル）、加硫剤（イオウ、塩化イオウ化合物、有機イオウ化合物など）、加硫促進剤（グアジニン系、アルデヒド−アミン系、アルデヒド−アンモニア系、チアゾール系、スルフェンアミド系、チオ尿素系、チウラム系、ジチオカルバメート系、ザンデート系の化合物など）、架橋剤（有機パーオキサイド化合物、アゾ化合物などのラジカル発生剤、オキシム化合物、ニトロソ化合物、ポリアミン化合物など）、補強剤（ハイスチレン樹脂、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂など）、酸化防止剤ないし老化防止剤（ジフェニルアミン系、ｐ−フェニレンジアミン系などのアミン誘導体、キノリン誘導体、ハイドロキノン誘導体、モノフェノール類、ジフェノール類、チオビスフェノール類、ヒンダードフェノール類、亜リン酸エステル類など）、ワックス、ステアリン酸、酸化亜鉛、軟化剤、シリカなどのその他の充填剤、可塑剤などがあげられる。必要に応じて充填剤、カップリング剤、軟化剤、老化防止剤、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤などの通常のゴム工業で使用される配合剤を適宜配合することができる。
【００１３】
本発明で使用する全芳香族ポリアミド繊維としては、ポリパラフェニレンテレフタルアミド短繊維、コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド短繊維が好ましく、全芳香族ポリアミド繊維の中で、特に耐摩耗性に優れるコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド繊維を使用すると特に良好なゴム組成物を得る。公知の方法でパラ型全芳香族ポリアミド樹脂を溶媒に溶解、湿式紡糸、延伸して得られる。
本発明においては、全芳香族ポリアミド繊維は、直径が２５〜７０μｍ、長さが０．１〜２．０ｍｍ、アスペクト比が１．５〜５０であることが肝要である。
【００１４】
上記要件を同時に満足することができない場合、特に直径が２５μｍ以下、つまり、一般的な直径が５．５〜２４．７μｍ（０．３３〜６．６７ｄｔｅｘ）の全芳香族ポリアミド繊維のでは、これらの要件を同時に満たすことができず、剛性に乏しく、低燃費の改善効果が不十分なものとなる。一方、直径が７０μｍ以上になると、コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミド繊維の場合、ドープ中のアミド系溶媒が残留しやすく、製糸性が悪くなる傾向にあり、適当ではない。
【００１５】
繊維長は０．１〜２．０ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍ〜１．５ｍｍである必要がある。繊維長が０．１ｍｍ未満では、十分な剛性のゴム組成物が得られず、２．０ｍｍを超えるとであると、ゴムの加工性・成形性が悪くなる。
【００１６】
本発明においては、前記繊維の含有量はゴムポリマー１００重量部に対して３〜２０重量部である。該含有量が３重量部未満であると、十分な剛性のゴム組成物の効果が得られず、２０重量部を超えると、ゴムの加工性・成形性が悪くなる。
【００１７】
本発明のゴム組成物は公知の方法におり製造することができる。また、全芳香族ポリアミド繊維のカット方法は特に規定されるものではなく、ギロチン式カットでも、ロータリー式カット、粉砕カットでも良い。好ましくは繊維長分布が狭く、生産性のよい、ギロチン式カット、ロータリー式カットが好ましい。カット長は０．１〜２．０ｍｍである必要がある。
【００１８】
本発明のゴム組成物は、空気入りタイヤのビードエーペックス、サイドウォール、サイドウォール内面、またはアンダートレッド、トレッド接地面に使用することができ、軽量化および低燃費性の改善を図った空気入りタイヤを提供できる。
【実施例】
【００１９】
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
【００２０】
（１）弾性率（Ｅ’）・損失正接（ｔａｎδ）
表１のゴム組成物を１６０℃×２０分の条件で加硫して得られた厚さ７ｍｍのゴムシートから、幅５ｍｍ、長さ１５ｍｍのブロックを切り出して試料とした。圧縮測定用チャックに挟み、オリエンテック株式会社製粘弾性測定装置を用い、荷重：１２００ｇｆ、動的歪：１０％、周波数：１０Ｈｚ、測定温度：６０℃の条件下で、ゴム組成物の弾性率（Ｅ’）および損失正接（ｔａｎδ）を測定した。損失正接（ｔａｎδ）が低いことで、低燃費の効果は高くなる。
【００２１】
（２）加工性
硫黄、加硫促進剤を除いたものをバンバリーミキサーにより約１２０〜１４０℃で３分間混練りした。そののち、得られたゴム組成物に、硫黄、加硫促進剤を加えて２軸オープンロールで約８０℃、４分間練り込んだ。このときの加工性が良いものを○、悪いものを×、その中間を△で示す。
【００２２】
（３）タイヤ耐磨耗性
各ゴム組成物をキャップトレッドのゴム組成物として用いて、タイヤを作成し、このタイヤを２０００ｃｃのＦＦ車に装着し、２５００ｋｍ毎に前後ローテーションして、１００００ｋｍ走行後の残溝（４本のタイヤの残溝の平均値）を測定し、比較例１の値を１００とした指数で表示した。指数が大きいほど耐摩耗性が良好であることを示す。指数で１０５以下のものを効果なしとした。
【００２３】
［実施例１〜７、比較例２〜７］
表２に示す直径（繊維径）、繊維長、アスペクト比の帝人テクノプロダクツ製テクノーラと、表１に示すゴムで、硫黄、加硫促進剤を除いたものとを、バンバリーミキサーにより約１２０〜１４０℃で３分間混練りした。そののち、得られたゴムに、硫黄、加硫促進剤を加えて２軸オープンロールで約８０℃、４分間練り込み、ゴム組成物を得た。このときのゴムポリマー１００重量部に対する繊維の含有量は表２に示す量とした。
ゴム組成物の弾性率（Ｅ’）、損失正接（ｔａｎδ）、加工性およびタイヤ耐磨耗性の評価結果を表２に示す。
【００２４】
［比較例１］
繊維を添加せずに、上記と同様にしてゴム組成物を作成し、各物性を評価した結果を表２に示す。
【００２５】
【表１】
2011088992.tif 000002
【００２６】
【表２】
2011088992.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明のゴム組成物は、加工性・成形性を改良されており、剛性が高く、軽量化および低燃費性の改善が図られており、空気入りタイヤに好適に用いる。また、本発明のタイヤは、軽量で低燃費であり、耐磨耗性にも優れている。