(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のビード部及び一対のサイドウォール部と、両サイドウォール部に連なるトレッド部とを有し、前記一対のビード部間にトロイド状に延在してこれら各部を補強するカーカスと、前記サイドウォール部に配設された断面が三日月状の補強ゴム層とを具備してなる空気入り安全タイヤであって、
前記補強ゴム層がアスペクト比（ｌ／ｄ）が２を超える短繊維をタイヤ周方向に配向させたゴム−短繊維複合体からなり、
前記短繊維は、０〜２５０℃において７０％以上の結晶化度を保持し、叩解することによって少なくとも２つ以上の分枝を持つことが可能な、ポリオレフィンケトン繊維、脂肪族ポリアミド繊維及び芳香族ポリアミド繊維からなる群から選択される一種又は二種以上の繊維を混合してなることを特徴とする空気入り安全タイヤ。
【請求項２】
前記ゴム−短繊維複合体は、ゴム成分１００質量部に対して、前記短繊維を０．１〜２０質量部含んでなることを特徴とする請求項１に記載の空気入り安全タイヤ。
【請求項３】
前記ゴム−短繊維複合体は、ゴム成分１００質量部に対して、前記短繊維を０．１〜２
質量部含んでなることを特徴とする請求項１に記載の空気入り安全タイヤ。
【請求項４】
前記短繊維の長さが１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の空気入り安
全タイヤ。
【請求項５】
前記短繊維の表面積が２〜４０ｍ２／ｇであることを特徴とする請求項１に記載の空気
入り安全タイヤ。
【請求項６】
前記短繊維がタイヤ周方向に対し０〜４０°の角度で長手方向に配向していることを特徴とする請求項１に記載の空気入り安全タイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤのサイドウォール部を補強することにより、耐亀裂成長性及びランフラット耐久性を向上させた空気入り安全タイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、タイヤ内圧が異常低下した場合やパンクした場合であっても、ある程度の距離の走行が可能であるランフラットタイヤへの需要が高まっている。該ランフラットタイヤは、通常の舗装路面を走行するためのサマータイヤ等において既に数多くの開発がなされている。こうしたランフラットタイヤの一つとして、サイドウォール部のカーカス内面側に比較的硬質なゴムからなる断面が三日月状の補強ゴム層を配設し、これにより内圧が異常低下した時やパンクした時に両サイドウォール部を変形しにくくして荷重を支持する、いわゆるサイド補強タイプのランフラットタイヤがある（特許文献１）。
【０００３】
このサイド補強タイプのランフラットタイヤは、構造がシンプルであり、リム組み作業性や製造工程等の煩雑さの問題は少ないが、ランフラット耐久性を向上させるには断面が三日月状の補強ゴム層を厚くする必要がある。補強ゴム層を厚くすると、タイヤの質量が増加するため乗り心地が悪化し、更に騒音レベルが増大する等の問題が生じる。
【０００４】
これに対して、補強ゴム層に短繊維を添加し、該短繊維をタイヤ半径方向に配向させることにより、更にランフラット耐久性等を向上させたランフラットタイヤがある（特許文献２）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１３６８６３号公報
【特許文献２】特許第２８９８５３１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、本発明者が検討したところ、かかるランフラットタイヤはランフラット走行時に発生した亀裂の伸長を抑制する効果が小さく、結果としてランフラット耐久性が不足していた。そのため、今後市場の要求を満たすようなランフラットタイヤを製造するためには、ランフラットタイヤの耐亀裂成長性及びランフラット耐久性等を更に向上させる必要がある。
【０００７】
そこで、本発明は、従来の空気入り安全タイヤに較べて、補強ゴム層の質量は同等でありながら耐亀裂成長性及びランフラット耐久性を向上させた空気入り安全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】
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、タイヤのサイドウォール部に短繊維を、好ましくは２つ以上の分枝を持つ短繊維を、タイヤ周方向に配向させた断面が三日月状の補強ゴム層を配設することにより、かかる補強ゴム層を具備してなる従来の空気入り安全タイヤに較べて、補強ゴム層の質量を増加させることなく耐亀裂成長性及びランフラット耐久性が向上させることができること、タイヤ半径方向の剛性が上昇しないためタイヤの内圧充填時の通常走行において乗り心地は変化しないこと、並びにタイヤ温度が２００℃付近に至るまでタイヤの周方向剛性が維持されることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
即ち、本発明の空気入り安全タイヤは、一対のビード部及び一対のサイドウォール部と、両サイドウォール部に連なるトレッド部とを有し、前記一対のビード部間にトロイド状に延在してこれら各部を補強するカーカスと、前記サイドウォール部に配置された断面が三日月状の補強ゴム層とを具備してなる空気入り安全タイヤであって、
前記補強ゴム層がアスペクト比（ｌ／ｄ）が２を超える短繊維をタイヤ周方向に配向させたゴム−短繊維複合体からなり、
前記短繊維は、０〜２５０℃において７０％以上の結晶化度を保持し、叩解することによって少なくとも２つ以上の分枝を持つことが可能な、ポリオレフィンケトン繊維、脂肪族ポリアミド繊維及び芳香族ポリアミド繊維からなる群から選択される一種又は二種以上の繊維を混合してなる。
【００１１】
本発明の空気入り安全タイヤは、前記ゴム−短繊維複合体は、ゴム成分１００質量部に対して、前記短繊維を０．１〜２０質量部含んでなることが好ましい。
【００１２】
また、本発明の空気入り安全タイヤは、前記ゴム−短繊維複合体は、ゴム成分１００質量部に対して、前記短繊維を０．１〜２質量部含んでなることが好ましい。
【００１３】
本発明の空気入り安全タイヤにおいては、前記短繊維の長さが１０ｍｍ以下であることが好適である。
【００１４】
また、本発明の空気入り安全タイヤにおいては前記短繊維の表面積が２〜４０ｍ２／ｇであることが好ましい。
【００１５】
本発明の空気入り安全タイヤにおいては、前記短繊維がタイヤ周方向に対し０〜４０°の角度で長手方向に配向していることが好適である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、従来の空気入り安全タイヤに較べて、補強ゴム層の質量は同等でありながら耐亀裂成長性及びランフラット耐久性を向上させた空気入り安全タイヤを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、図を参照しながら、本発明の空気入り安全タイヤの製造方法を詳細に説明する。図１は、本発明の方法に従って製造される空気入り安全タイヤの一例の断面図である。
【００１８】
図１に示す空気入り安全タイヤは、一対のビード部３及び一対のサイドウォール部２と、両サイドウォール部２に連なるトレッド部１とを有し、前記一対のビード部３間にトロイド状に延在してこれら各部１、２、３を補強するカーカス４と、カーカス４のクラウン部のタイヤ半径方向外側に配設されたベルト５と、サイドウォール部２のカーカス４の内側に配設された断面が三日月状の補強ゴム層６とを具える。なお、図示例のカーカス４は、一層のカーカスプライからなり、また、上記ビード部３内に夫々埋設した一対のビードコア７間にトロイド状に延在する本体部と、各ビードコア７の周りでタイヤ幅方向の内側から外側に向けて半径方向外方に巻上げた折り返し部とからなる。ここで、「断面が三日月状」とは広義に解され、規則正しい形状、不規則な形状の三日月状の断面だけでなく、例えば弓型断面なども包含され、補強ゴム層６の位置及び大きさも特に限定されない。更に、カーカス４のプライ数及び構造、並びにベルト５の枚数も特に限定されない。また、本発明に従って製造される空気入り安全タイヤは、ベルト補強層等の公知のタイヤ部材を必要に応じて更に具えることができる。
【００１９】
本発明の断面が三日月状の補強ゴム層を具備してなる空気入り安全タイヤは、前記該補強ゴム層がアスペクト比（ｌ／ｄ）が２を超える短繊維をタイヤ周方向に配向させたゴム−短繊維複合体からなる。アスペクト比とは、短繊維の長さ（ｌ）を短繊維の直径（ｄ）で割ることにより求められる長短比率（ｌ／ｄ）を指す。従来の空気入り安全タイヤでは、補強ゴム層に充填する短繊維をタイヤ半径方向に配向させていたが、本発明では該短繊維をタイヤ周方向に配向させている。このことにより、断面が三日月状の補強ゴム層を具備してなる従来の空気入り安全タイヤに比べて補強ゴム層の質量を増加させることなく、耐亀裂成長性及びランフラット耐久性を向上させることができる。なお、該短繊維のアスペクト比（ｌ／ｄ）が２以下であると十分な亀裂抑制効果を得ることができない。
【００２０】
前記短繊維としては、脂肪族ポリアミド繊維、ポリオレフィンケトン繊維、芳香族ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリパラフェニレンベンゾオキサゾール繊維、ポリビニルアルコール系合成繊維、ポリケトン繊維及び炭素繊維等が挙げられるが、ポリオレフィンケトン繊維、脂肪族ポリアミド繊維及び芳香族ポリアミド繊維からなる群から選択される一種又は二種以上の繊維を混合してなることを要する。また、本発明に用いる短繊維は０〜２５０℃において７０％以上の結晶化度を保持し、叩解することによって少なくとも２つ以上の分枝を持つことができる。ここで叩解とは、水の存在下で機械的に叩き磨砕処理することを指す。短繊維は叩解することにより所望の分枝構造及び大きさにすることができるので、ゴム−繊維複合体の絡み合い効果（アンカー効果）を最大化できる。このため、該補強ゴム層の耐亀裂成長性及びランフラット耐久性への効果をさらに向上させることができる。また、該短繊維の０〜２５０℃における結晶化度は、７０％未満であると叩解による十分な分枝構造が得られない。
【００２１】
本発明に使用するポリオレフィンケトン繊維としては、下記式（１）で表される化学構造を有するものが挙げられる。
−（ＣＨ２  −ＣＨ２  −ＣＯ）ｎ−（Ｒ−ＣＯ）ｍ−  ・・・（１）
ここで、１．０５≧（ｎ＋ｍ）／ｎ≧１．００、Ｒは炭素数が３以上のアルキレン基である。ｍの分率を小さくすることにより、高強度、高寸法安定性、高耐熱性を備えたコードが得られる。特に、ｍ＝０である実質的にエチレンと一酸化炭素だけからなる交互共重合ポリマーが好ましい。アルキレン基としては、例えばプロピレン基等が挙げられる。
【００２２】
本発明に使用する脂肪族ポリアミド繊維としては、ナイロン６１０繊維、ナイロン１２繊維、ナイロン６１１繊維、ナイロン６１２繊維、ナイロン６６繊維及びナイロン６繊維などのナイロン繊維、ポリヘプタメチレン尿素繊維及びポリウンデカメチレン尿素繊維などのポリ尿素繊維、並びにポリウレタン繊維などのポリマー分子中に−ＣＯ−ＮＨ−基を有する熱可塑性ポリマー繊維等が好適に挙げられる。ナイロン６６繊維は、ポリエステル繊維と比較すると高温時にゴムとの接着性が高いので、タイヤが高温となるランフラット走行時にゴムとの剥離を抑制できるため、タイヤのランフラット耐久性を向上させる。
【００２３】
また、本発明に使用する芳香族ポリアミド繊維としてはアラミド繊維が好ましい。アラミド繊維は、高温における弾性率が高いため、タイヤのランフラット耐久性を向上させる効果が大きい。
【００２４】
本発明の空気入り安全タイヤは、前記ゴム−短繊維複合体が、ゴム成分１００質量部に対して、前記短繊維を０．１〜２０質量部含んでなることが好ましく、０．１〜２質量部含んでなることが更に好ましい。前記ゴム−短繊維複合体に含まれる前記短繊維の含有量が、ゴム成分１００質量部に対して０．１未満であると耐亀裂成長性及びランフラット耐久性を向上させる効果が小さく、一方、２０質量部を超えると繊維自身を起点とした亀裂が発生しやすくなる。
【００２５】
本発明の空気入り安全タイヤにおいては、前記短繊維の長さが１０ｍｍ以下であることが好適である。該短繊維の長さが１０ｍｍを超えると、繊維自身を起点とした亀裂が発生しやすくなる。
【００２６】
また、本発明の空気入り安全タイヤにおいては前記短繊維の表面積が２〜４０ｍ２／ｇであることが好ましい。短繊維の表面積が２ｍ２／ｇ未満であると十分なアンカー効果が得られず、４０ｍ２／ｇを超えると糸同士の絡み合いが強くなりゴム中で繊維が分散しない。
【００２７】
本発明の空気入り安全タイヤにおいては、前記短繊維がタイヤ周方向に対し０〜４０°の角度で長手方向に配向していることが好適である。ここで、前記短繊維が配向している角度がタイヤ周方向に対し４０°を超えると、タイヤ径方向の剛性が上昇し、乗り心地が悪化する。
【００２８】
また、補強ゴム層はランフラット時の変形が大きいために、一般に短繊維とゴムは強固に接着していることが好ましい。かかる接着が強固であるとゴムと短繊維間の摩擦が減り、補強ゴム層の発熱が低減し破壊核となることを抑制する効果もある。これらの接着処理法としては公知の方法を用いることができ、通常のタイヤコード（カーカスプライ材やベルト補強層などのコード）とゴムとの接着に用いられる処理液、例えばレゾルシン−ホルムアルデヒド−ラテックス（ＲＦＬ）接着処理液、に浸漬した後、熱処理を加えてディップ処理する方法が性能や経済面より好ましい。
【００２９】
本発明の補強ゴム層には、前記成分の他に、ゴム工業界で通常使用される配合剤、例えば充填剤、老化防止剤、加硫剤、加硫助剤、加硫促進剤等を、本発明の目的を害しない範囲内で適宜選択して配合し、これを混練り、熱入れ、押出等することにより製造することができる。このようにして得られる補強ゴム層は、通常、短繊維が押出し方向に沿った方向に配向しているため、例えば、補強ゴム層の生タイヤへの貼り付けにおいて、ゴム−短繊維複合体中の短繊維の配向方向がタイヤ周方向になるように貼り付けることで、短繊維の配向方向を所望の方向とすることができる。
【００３０】
本発明の空気入り安全タイヤは、前記補強ゴム層を具えることを特徴とするが、これ以外は特に制限は無く、常法に従って製造することができる。補強ゴム層以外のタイヤ部材としては、公知の部材を使用することができる。なお、本発明のタイヤは、タイヤの内圧が異常低下した場合やパンクした場合であっても、ある程度の距離の走行が可能であるランフラットタイヤ等として好適である。また、該空気入り安全タイヤに充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を調整した空気の他、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを用いることができる。
【実施例】
【００３１】
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更可能である。
【００３２】
表１に示す配合処方で短繊維がタイヤ周方向に対し０°の角度で長手方向に配向する断面が三日月状の補強ゴム層を作製し、該補強ゴム層をサイズ２１５／４５ＺＲ１７のタイヤのサイドウォール部のカーカス内面側に配設することにより、本発明の空気入り安全タイヤの試作タイヤを作製した。これらの補強ゴム層及び試作タイヤに関して、下記の方法によりそれぞれ亀裂抑制効果及びランフラット耐久性を評価した。結果は表１に示す。
【００３３】
（亀裂抑制効果試験）
各補強ゴム層をＪＩＳ−３型のダンベルサンプルとし、この中央部に亀裂核となる直径０．１ｍｍの穴を開け、該サンプルについて連続的なゴム引張実験（温度１００℃、周波数１０Ｈｚ、動的応力０．１５０ｋｇｆ／ｍｍ２）を行った。各測定結果は、比較例１の測定結果の値を１００としたときの指数で示す。この指数が大きいほど亀裂抑制効果が高いことを表す。
【００３４】
（ランフラット耐久性試験）
各試作タイヤを常圧でリム組みし、タイヤの内圧を２３０ｋＰａとして３８℃の室温中にで２４時間放置した後、バルブコアを抜いてタイヤの内圧を大気圧とした後、加重４．１７ｋＮ、時速８９ｋｍ／ｈ、室温３８℃の条件でドラム走行テストを行った。この際の故障発生までの走行距離をランフラット耐久性とし、各測定結果を比較例１の測定結果の値を１００としたときの指数で示した。この指数が大きいほどランフラット耐久性は良好であることを表す。
【００３５】
【表１】
0005164484.tif 000002
【００３６】
＊１  デュポン製、商標名「ケブラーパルプ」、短繊維長さ０．８〜１．３ｍｍ、短繊維表面積４〜２０ｍ２／ｇ
＊２  デュポン製、商標名「ケブラー」、短繊維長さ１ｍｍ、短繊維表面積０．２３ｍ２／ｇ
【００３７】
補強ゴム層にアラミドパルプをタイヤ半径方向に配向させて添加した比較例１に較べて、アラミド短繊維をタイヤ周方向に配向させて添加した実施例１〜３及びアラミドパルプをタイヤ周方向に配向させて添加した実施例４〜６は、補強ゴム層の最厚部ゲージが比較例の１０ｍｍに対して８ｍｍと薄くなっているにもかかわらず、亀裂抑制効果及びランフラット耐久性の値とも向上する。ただし、これらの値は補強ゴム層のアラミド短繊維又はアラミドパルプの含有量が増加するに従って低下している。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の方法に従って製造される空気入り安全タイヤの一例の断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  トレッド部
２  サイドウォール部
３  ビード部
４  カーカス
５  ベルト
６  補強ゴム層
７  ビードコア
【図１】
0005164484.tif 000003