(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム成分に対して、軟化点が加硫温度以下である低軟化点樹脂からなる短繊維中に該低軟化点樹脂よりも軟化点が高い高軟化点樹脂からなる短繊維を配置してなる複合短繊維と、発泡剤とを配合してなるゴム組成物において、
前記高軟化点樹脂からなる短繊維が螺旋状であり、該螺旋状の高軟化点樹脂からなる短繊維が複数組み合わさって前記複合短繊維を形成しており、
前記高軟化点樹脂からなる短繊維に外接する円筒体の長手方向に直角な面での断面における外径ｄ1が、前記低軟化点樹脂からなる短繊維に外接する円筒体の長手方向に直角な面での断面における外径ｄ2の50〜100％であることを特徴とするゴム組成物。
【請求項２】
前記複合短繊維は、長手方向に直角な面による断面が点対称であることを特徴とする請求項１に記載のゴム組成物。
【請求項３】
前記高軟化点樹脂は、軟化点が加硫温度よりも高いことを特徴とする請求項１に記載のゴム組成物。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のゴム組成物を用いたトレッドゴム。
【請求項５】
請求項４に記載のトレッドゴムを具えるタイヤ。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれかに記載のゴム組成物を用いた靴。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴム組成物、並びに該ゴム組成物を用いたトレッドゴム及び靴、該トレッドゴムを具えるタイヤに関し、特には、氷雪路面上でも滑り難いスタッドレスタイヤ及び靴に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常の路面上に加え、氷上や雪上でも走行するために使用されるスタッドレスタイヤの氷上性能を向上させるために、これまで、種々のスタッドレスタイヤ用のトレッドゴムが開発されてきた。例えば、溶融性短繊維を配合した発泡性ゴム組成物を発泡させてなる発泡ゴムは、溶融性短繊維が存在した位置に発泡による気泡が集まって空隙が形成され、該空隙が氷上において水路として機能する。そのため、かかる発泡ゴムをタイヤのトレッドゴムとして用いた場合、上記空隙がトレッドと氷路との界面に存在する水を排水する効果を発揮しつつ、氷を引っ掻く効果も奏して、氷上での性能が向上することが報告されている。
【０００３】
例えば、特開２００４−３４７４３号公報には、トレッドの厚さ方向に短繊維を配向及び分散されてなるトレッドを有するスタッドレスタイヤが開示されている。しかしながら、実際の生産において、短繊維をトレッドの厚さ方向に配向させることは難しく、また、短繊維の配向性にバラツキが大きいという問題もあった。
【０００４】
また、特開２０００−２０４２００号公報には、二つ以上の異なる樹脂材を長手方向に連続して延在させてなり、実質上円柱形状で、かつ断面構造において、二つ以上の異なる樹脂材が中心線又は中心点に対し、非対称に配置されてなる短繊維を含むゴム組成物と、該ゴム組成物をトレッドに適用したタイヤが開示されている。しかしながら、該タイヤのトレッドにおいては、樹脂材同士の熱収縮率が異なるため、短繊維が反り、配向性が低下する。
【０００５】
更に、特開平９−３２３３５１２号公報には、融点が加硫温度以下の低融点材料と融点が加硫温度よりも高い高融点材料とが対になった複合繊維を含むゴム組成物をトレッドに適用したタイヤが開示されている。しかしながら、該タイヤにおいては、高融点材料が動き易く、また、脱離し易いため、引っ掻き効果が期待通りに発揮されないことがあり、また、水路としての効果に改善の余地があった。
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３４７４３号公報
【特許文献２】特開２０００−２０４２００号公報
【特許文献３】特開平９−３２３３５１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決し、水路としての効果及び引っ掻き効果を十分に発揮して、氷雪路面上でも滑り難いタイヤ及び靴を提供することが可能なゴム組成物を提供することにある。
【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、低軟化点樹脂からなる短繊維中に高軟化点樹脂からなる短繊維を配置してなり、高軟化点樹脂からなる短繊維の外径が低軟化点樹脂からなる短繊維の外径に対して特定の範囲にある複合短繊維と、発泡剤とを含むゴム組成物を、タイヤのトレッドゴムや靴の靴底に用いることで、タイヤ及び靴が氷雪路面上でも滑り難くなることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００９】
即ち、本発明のゴム組成物は、ゴム成分に対して、軟化点が加硫温度以下である低軟化点樹脂からなる短繊維中に該低軟化点樹脂よりも軟化点が高い高軟化点樹脂からなる短繊維を配置してなる複合短繊維と、発泡剤とを配合してなり、
前記高軟化点樹脂からなる短繊維が螺旋状であり、該螺旋状の高軟化点樹脂からなる短繊維が複数組み合わさって前記複合短繊維を形成しており、
前記高軟化点樹脂からなる短繊維に外接する円筒体の長手方向に直角な面での断面における外径ｄ1が、前記低軟化点樹脂からなる短繊維に外接する円筒体の長手方向に直角な面での断面における外径ｄ2の50〜100％であることを特徴とし、好ましくは60〜95％、更に好ましくは70〜95％である。
【００１１】
本発明のゴム組成物において、前記複合短繊維は、長手方向に直角な面による断面が点対称であることが好ましい。
【００１２】
本発明のゴム組成物において、前記高軟化点樹脂は軟化点が加硫温度よりも高いことが好ましい。
【００１３】
また、本発明のトレッドゴムは、上記のゴム組成物を用いたことを特徴とし、本発明のタイヤは、該トレッドゴムを具えることを特徴とする。
【００１４】
更に、本発明の靴は、上記のゴム組成物を用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、低軟化点樹脂からなる短繊維中に高軟化点樹脂からなる短繊維を配置してなり、高軟化点樹脂からなる短繊維の外径が低軟化点樹脂からなる短繊維の外径に対して特定の範囲にある複合短繊維と、発泡剤とを含み、タイヤのトレッドゴムや靴の靴底に用いることで、タイヤ及び靴を氷雪路面上でも滑り難くすることが可能な発泡性のゴム組成物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】
【００１６】
以下に、本発明を詳細に説明する。本発明のゴム組成物に用いる複合短繊維は、低軟化点樹脂からなる短繊維中に該低軟化点樹脂よりも軟化点が高い高軟化点樹脂からなる短繊維を配置してなり、高軟化点樹脂からなる短繊維の外径が、低軟化点樹脂からなる短繊維の外径の50〜100％であることを特徴とし、好ましくは60〜95％、更に好ましくは70〜95％である。ここで、低軟化点樹脂からなる短繊維及び高軟化点樹脂からなる短繊維の外径とは、各短繊維に外接する円筒体の長手方向に直角な面での断面における外径（即ち、短繊維に外接する円筒体の直径）である。
【００１７】
本発明のゴム組成物をタイヤのトレッドや靴に用いた場合、加硫時に発泡剤由来の気泡が複合短繊維の存在する部分に集まって空隙が形成され、該空隙が排水効果を向上させる。また、本発明においては、高軟化点樹脂からなる短繊維が凸部を形成するため引っ掻き効果が大きく、また、高軟化点樹脂からなる短繊維が脱離し難いため、引っ掻き効果が長期に渡って発現される。なお、高軟化点樹脂からなる短繊維の外径が低軟化点樹脂からなる短繊維の外径の50％未満では、タイヤや靴の摩耗により、高軟化点樹脂からなる短繊維が早期に脱離してしまい、一方、100％を超えると、充分な発泡剤由来の空隙が形成されないことになる。
【００１８】
上記高軟化点樹脂からなる短繊維は、図１に示すように、螺旋状である。ここで、高軟化点樹脂からなる短繊維１の外径ｄ1とは、螺旋状の高軟化点樹脂からなる短繊維に外接する円筒体の長手方向に直角な面での断面における外径である。高軟化点樹脂からなる短繊維が螺旋状の場合、複合短繊維を含むゴム組成物からトレッドゴムを形成すると、複合短繊維がタイヤの周方向に配向し、高軟化点樹脂からなる短繊維の巻き方向がタイヤの周方向に対して略直角方向に配向し易いため、タイヤの進行方向に対して略直角方向に配向した高軟化点樹脂製短繊維由来の引っ掻き部が多数形成され、その結果として、引っ掻き効果が向上する。また、高軟化点樹脂からなる短繊維が螺旋状の場合、空隙の壁面が螺旋状の高軟化点樹脂製短繊維由来の凸部を複数有し、該螺旋に沿って水が流れるため、空隙内の水の流れ性が向上し、排水効果も向上する。更に、高軟化点樹脂からなる短繊維は、溶融した低軟化点樹脂によって囲まれると共に、複数の部分で低軟化点樹脂によって空隙の壁面に接合されるため、動き難い上、脱落し難く、その結果として、引っ掻き効果及び排水効果の持続性が良い。
【００１９】
上記螺旋状の高軟化点樹脂からなる短繊維１は、外径ｄ1が0.01〜1 mmであることが好ましく、0.01〜0.1 mmであることが更に好ましい。螺旋状の短繊維の外径が0.01 mm未満では、タイヤや靴の摩耗により、螺旋状の短繊維が早期に脱離し易くなり、一方、1 mmを超えると、氷雪性能を向上させる適度な空隙をうめてしまう。
【００２０】
また、上記螺旋状の高軟化点樹脂からなる短繊維は、ミクロに見た直径（所謂、繊維径）が1〜100μmであることが好ましく、また、ピッチ幅が0.01〜1 mmであることが好ましい。螺旋状の高軟化点樹脂製短繊維の繊維径及びピッチ幅がこれらの範囲であれば、高軟化点樹脂製短繊維由来の凸部が十分に形成され、引っ掻き効果及び排水効果が向上する。
【００２１】
また、上記螺旋状の高軟化点樹脂製短繊維は複数組み合わさって上記複合短繊維を形成しており、上記複合短繊維は、2〜5本の螺旋状高軟化点樹脂製短繊維を含むことが好ましい。例として、図２に二重螺旋状の高軟化点樹脂製短繊維の長手方向に平行な面での断面図を示し、図３に図２のIII−III線に沿う断面図を示す。図２においては、二重螺旋状の高軟化点樹脂製短繊維１が低軟化点樹脂からなる短繊維２中に配置されて複合短繊維３を形成しており、ここで、高軟化点樹脂からなる短繊維の外径ｄ1は、低軟化点樹脂からなる短繊維の外径ｄ2に対して上記の範囲にある。また、上記複合短繊維３は、図３に示すように、断面が点対称であることが好ましい。
【００２２】
上記複合短繊維及び低軟化点樹脂からなる短繊維の外径ｄ2は、上記高軟化点樹脂からなる短繊維の外径ｄ1に依存するが、例えば、0.01〜1 mmであることが好ましい。また、上記複合短繊維及び低軟化点樹脂からなる短繊維は、長さが0.1〜5 mmであることが好ましい。
【００２３】
また、上記低軟化点樹脂は、軟化点が加硫温度以下であり、上記高軟化点樹脂は、軟化点が加硫温度よりも高いことが好ましい。この場合、加硫により、低軟化点樹脂からなる短繊維が溶融する一方、高軟化点樹脂からなる短繊維は、形状を保持し、空隙の壁面に凸部を確実に形成することができる。ここで、加硫温度は、通常100〜200℃であり、より詳しくは、通常加硫の場合は、140〜180℃の範囲が好ましく、150〜170℃の範囲が更に好ましく、一方、更生タイヤ等の少なくとも一部に加硫ゴムを含む物品を更に加硫する場合は、140〜180℃の範囲が好ましく、150〜170℃の範囲が更に好ましい。なお、上記高軟化点樹脂の軟化点は、好ましくは100〜200℃、より好ましくは140〜200℃、より一層好ましくは160〜200℃であり、一方、上記低軟化点樹脂の軟化点は、好ましくは80〜180℃、より好ましくは100〜170℃、より一層好ましくは130〜160℃である。
【００２４】
上記低軟化点樹脂と高軟化点樹脂との質量比は、20：80〜80：20の範囲が好ましく、40：60〜60：40の範囲が更に好ましい。なお、低軟化点樹脂と高軟化点樹脂との質量比は、使用する樹脂の種類や、採用する加硫温度等に応じて適宜変更することができる。
【００２５】
上記低軟化点樹脂及び高軟化点樹脂は、採用する加硫温度に応じて公知の樹脂の中から選択することができる。例えば、上記低軟化点樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンを使用することができ、一方、上記高軟化点樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステルを使用することができる。
【００２６】
上記複合短繊維の配合量は、ゴム成分100質量部に対して、0.1〜30質量部の範囲が好ましい。複合短繊維の配合量がゴム成分100質量部に対して0.1質量部未満では、排水効果及び引っ掻き効果が不十分であり、一方、30質量部を超えると、例えば、トレッドゴムに適用した場合、トレッドゴムの剛性が低下して、操縦安定性が低下することがある。
【００２７】
本発明のゴム組成物に用いる発泡剤としては、加硫中に気泡を発生させられる限り特に限定されず、公知の発泡剤を使用することができる。該発泡剤として、具体液には、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）、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、ｐ,ｐ'-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。これら発泡剤は、一種単独で使用してもよいし、二種以上を組み合わせて使用してもよい。また、該発泡剤の配合量は、特に限定されるものではないが、ゴム成分100質量部に対して0.1〜10質量部の範囲が好ましい。
【００２８】
また、上記発泡剤には、発泡助剤として尿素、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を併用することが好ましい。これらは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。発泡助剤を併用することにより、発泡反応を促進して反応の完結度を高め、経時的に不要な劣化を抑制することができる。
【００２９】
本発明のゴム組成物のゴム成分としては、特に制限はなく、天然ゴム（ＮＲ）の他、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、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（ＢＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ハロゲン化ブチルゴム、アクリロニリトル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）等の合成ゴムを使用することができ、これらゴム成分は、一種単独で用いてもよいし、二種以上をブレンドして用いてもよい。
【００３０】
上記ゴム組成物は、ゴム成分に、複合短繊維、発泡剤、発泡助剤と共に、ゴム工業界で通常使用される配合剤、例えば、カーボンブラック等の充填剤、軟化剤、ステアリン酸、老化防止剤、亜鉛華、加硫促進剤、加硫剤等を、本発明の目的を害しない範囲内で適宜選択して配合して、混練り等することにより製造することができ、更にトレッド部材等に成形される。
【００３１】
また、本発明のトレッドゴムは、上述のゴム組成物を用いたことを特徴とする。本発明のトレッドゴムは、未加硫状態の上記ゴム組成物を押し出すことで製造することができ、ここで、上記複合短繊維は、押し出し方向に配向する。本発明のトレッドゴムは、加硫して、或いは加硫することなく、タイヤケースに貼り付けてタイヤを構成することができる。
【００３２】
本発明のタイヤは、上記トレッドゴムを具えることを特徴とする。本発明のタイヤは、上記トレッドゴムを具えるため、氷雪路面等の滑り易い路面上においても優れたグリップ性能を発揮し、スタッドレスタイヤとして好適に使用できる。本発明のタイヤは、例えば、タイヤケースに上記トレッドゴムを貼り付けて生タイヤを作製した後、該生タイヤを加硫することで製造できる。なお、図４に示すように、トレッドゴム４中の上記複合短繊維に由来する空隙５は、タイヤの摩耗により表れ、空隙５自体と、該空隙内の高軟化点樹脂からなる短繊維１により、優れた引っ掻き効果及び排水効果が発揮されるため、氷雪路面上でも滑り難い。
【００３３】
また、本発明の靴は、上述のゴム組成物を用いたことを特徴とし、上記ゴム組成物が靴底として用いられていることが好ましい。本発明の靴には、上述のゴム組成物が用いられているため、氷雪路面等の滑り易い路面上においても滑り難く、安全な歩行を可能とする。本発明の靴は、例えば、上述のゴム組成物からなる所望の形状の靴を成形したり、上述のゴム組成物からなる所望の形状の靴底を作製し、該靴底を別途作製した靴の靴底以外の部分に貼付することで製造できる。
【００３４】
上述した本発明のトレッドゴム及び靴は、上記発泡剤を含むゴム組成物が用いられているため、加硫工程等で熱を加えられて発泡ゴムとなる。ここで、該発泡ゴムの発泡率は、5〜30％の範囲が好ましい。発泡ゴムの発泡率が5％未満では、氷上性能の向上効果が小さく、一方、30％を超えると、耐摩耗性が低下する傾向がある。なお、発泡率（Ｖｓ）は、次式：
Ｖｓ＝（ρ0／ρ1−１）×１００（％）
［式中、ρ1は発泡ゴムの密度（g/cm3）を表し、ρ0は発泡ゴムの固相部の密度（g/cm3）表す］により算出できる。なお、発泡ゴムの密度及び発泡ゴムの固相部の密度は、エタノール中の質量と空気中の質量を測定し、これから算出される。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】螺旋状の高軟化点樹脂からなる短繊維の一例の斜視図である。
【図２】二重螺旋状の高軟化点樹脂からなる短繊維の一例の長手方向に平行な面での断面図である。
【図３】図２のIII−III線に沿う断面図である。
【図４】本発明のタイヤのトレッドゴムの一例の部分断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  高軟化点樹脂からなる短繊維
２  低軟化点樹脂からなる短繊維
３  複合短繊維
４  トレッドゴム
５  複合短繊維に由来する空隙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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