(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジエン系ゴム１００重量部に対して、
平均繊維径が１〜１００μｍであり、平均繊維長が０．１〜２０ｍｍである非金属短繊維を５〜１２０重量部含有するゴム組成物を用いたサイドウォール補強層であって、非金属短繊維がタイヤの周方向に配向したサイドウォール補強層を有するランフラットタイヤであって、
前記サイドウォール補強層において、７０℃で測定したタイヤの周方向の複素弾性率Ｅ１、ならびにタイヤの径方向の複素弾性率Ｅ２およびその損失弾性率Ｅ２”が下記式：
Ｅ１≧１２ＭＰａ
Ｅ１／Ｅ２≧１．５
Ｅ２”／（Ｅ２）2≦７．０×１０-9Ｐａ-1
を満たすランフラットタイヤ。
【請求項２】
非金属短繊維がグラスファイバーまたはカーボンファイバーである請求項１記載のランフラットタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ランフラットタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、サイドウォール部の内側に配置されている高強度のサイド補強層（補強層）を有するランフラットタイヤが実用化され、パンクにより空気圧が失われた（内圧ゼロ）状態になっても、タイヤの剛性を維持し、繰り返し屈曲を受けた場合にも、ゴムの破損を軽減し、ある程度の距離を安全に走行できるようになった。これにより、スペアタイヤを常備する必要性がなくなり、車輌全体における重量の軽量化が期待できる。しかし、ランフラットタイヤのパンク時におけるランフラット走行には、速度、距離の制限があり、さらなるランフラットタイヤの耐久性（ランフラット耐久性）の向上が望まれている。
【０００３】
ランフラット耐久性を向上させる方法としては、補強層を厚くすることにより変形を抑え、変形による破壊を防ぐ方法があげられる。しかし、タイヤの重量が大きくなるため、ランフラットタイヤの当初の目的である軽量化に反する。
【０００４】
また、カーボンブラックなどの補強用充填剤を増量することで補強用ゴムを硬くし、変形を抑える方法もあるが、混練り、押出し等の工程において、混練機の負荷が大きくなり、また、加硫後物性において発熱が大きくなることから、ランフラット耐久性の向上は期待できない。
【０００５】
特許文献１には、所定のゴム成分、カーボンブラックおよびシリカを所定量含有するゴム組成物を用いて、所定の方法により作製した補強ゴム層を有することで、タイヤ振動を低減させ、ランフラット性能をともに向上させたランフラットタイヤが開示されているが、非金属短繊維を含有していないため、ランフラット性能およびタイヤ振動の低減において、充分なものとはいえない。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２８０５３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、乗り心地およびランフラット性能をともに向上させることができるランフラット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】
本発明は、ジエン系ゴム１００重量部に対して、平均繊維径が１〜１００μｍであり、平均繊維長が０．１〜２０ｍｍである非金属短繊維を５〜１２０重量部含有するゴム組成物を用いたサイドウォール補強層であって、非金属短繊維がタイヤの周方向に配向したサイドウォール補強層を有するランフラットタイヤに関する。
【０００９】
サイドウォール補強層において、７０℃で測定したタイヤの周方向の複素弾性率Ｅ１、ならびにタイヤの径方向の複素弾性率Ｅ２およびその損失弾性率Ｅ２”が下記式：
Ｅ１≧１２ＭＰａ
Ｅ１／Ｅ２≧１．５
Ｅ２”／（Ｅ２）2≦７．０×１０-9Ｐａ-1
を満たすことが好ましい。
【００１０】
前記非金属短繊維は、グラスファイバーまたはカーボンファイバーであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のランフラットタイヤは、ジエン系ゴムおよび所定の非金属短繊維を所定量含有したゴム組成物を用いて、該非金属短繊維がタイヤの周方向に配向したサイドウォール補強層を有することで、乗り心地およびランフラット性能をともに向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明のランフラットタイヤで使用するゴム組成物は、ジエン系ゴムおよび非金属短繊維を含有する。
【００１３】
ジエン系ゴムとしては、たとえば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン結晶を含有するブタジエンゴム（ＳＰＢ含有ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、スチレンイソプレンブタジエンゴム（ＳＩＢＲ）、スチレンイソプレンゴム、イソプレンブタジエンゴムなどがあげられ、これらは単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、耐屈曲疲労特性に優れるという理由から、ＮＲおよび／またはＢＲが好ましく、ＮＲおよびＢＲがより好ましい。
【００１４】
ＮＲとしては、従来ゴム工業で使用されるＲＳＳ♯３、ＴＳＲ２０などのグレードのＮＲを用いることができる。
【００１５】
ＮＲを含有する場合、ゴム成分中のＮＲの含有率は２０重量％以上が好ましく、３０重量％以上がより好ましい。ＮＲの含有率が２０重量％未満では、加工性が悪化する傾向がある。また、ＮＲの含有率は８０重量％以下が好ましく、７０重量％以下がより好ましい。ＮＲの含有率が８０重量％をこえると、耐熱性および耐屈曲疲労特性が低下する傾向がある。
【００１６】
ＢＲとしては、高硬度であり、かつ、低発熱性に優れるという理由から、ＳＰＢ含有ＢＲが好ましい。
【００１７】
ＳＰＢ含有ＢＲ中のＳＰＢの含有率は１重量％以上が好ましく、５重量％以上がより好ましい。ＳＰＢの含有率が１重量％未満では、充分な剛性が得られない傾向がある。また、ＳＰＢの含有率は２５重量％以下が好ましく、２０重量％以下がより好ましい。ＳＰＢの含有率が２５重量％をこえると、シンジオタクチック成分がポリブタジエン中で凝集塊をつくるため、耐久性が低下する傾向がある。
【００１８】
ＢＲを含有する場合、ゴム成分中のＢＲの含有率は２０重量％以上が好ましく、３０重量％以上がより好ましい。ＢＲの含有率が２０重量％未満では、耐屈曲疲労特性が低下する傾向がある。また、ＢＲの含有率は８０重量％以下が好ましく、７０重量％以下がより好ましい。ＢＲの含有率が８０重量％をこえると、加工性が低下する傾向がある。
【００１９】
非金属短繊維としては、たとえば、グラスファイバー、カーボンファイバーなどの非金属無機短繊維、レーヨン繊維、アクリル繊維、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、芳香族ポリアミド繊維、ウレタン繊維、アラミド繊維などの非金属有機短繊維があげられ、これらの非金属繊維は、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、引張方向にも、圧縮方向にも、剛性が高いという理由から、非金属無機短繊維が好ましく、グラスファイバーがより好ましい。
【００２０】
非金属短繊維の平均繊維径は１μｍ以上、好ましくは１０μｍ以上である。非金属短繊維の平均繊維径が１μｍ未満では、複素弾性率が向上しないため、サイドウォール補強層を薄くできず、乗り心地を向上させることができない。また、非金属短繊維の平均繊維径は１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下である。非金属短繊維の平均繊維径が１００μｍをこえると、非金属短繊維の分散性が悪化し、ゴムとの接着力が低下する。
【００２１】
非金属短繊維のゴム中における平均繊維長は０．１ｍｍ以上、好ましくは０．２ｍｍ以上である。非金属短繊維のゴム中における平均繊維長が０．１ｍｍ未満では、非金属短繊維を含有することによる配向方向の剛性向上の改善効果が不充分である。また、非金属短繊維のゴム中における平均繊維長は２０ｍｍ以下、好ましくは１０ｍｍ以下である。非金属短繊維のゴム中における平均繊維長が２０ｍｍをこえると、非金属短繊維の分散性が悪化する。
【００２２】
非金属短繊維の含有量は、ゴム成分１００重量部に対して５重量部以上、好ましくは１０重量部以上である。非金属短繊維の含有量が５重量部未満では、非金属短繊維を含有することによる配向方向の剛性向上の改善効果が不充分である。また、非金属短繊維の含有量は１２０重量部以下、好ましくは１００重量部以下である。非金属短繊維の含有量が１２０重量部をこえると、加工性が悪化する。
【００２３】
本発明のゴム組成物には、前記ゴム成分および非金属短繊維以外にも、従来ゴム工業で使用される配合剤、たとえば、カーボンブラックなどの補強剤、ステアリン酸、酸化亜鉛、各種老化防止剤、硫黄などの加硫剤、加硫促進剤などを、必要に応じて適宜配合することができる。
【００２４】
非金属短繊維は、サイドウォール補強層中でタイヤの周方向に配向させることにより、タイヤの周方向の複素弾性率を向上させることができ、ランフラット性能を向上させることが可能となる。
【００２５】
図１は、サイド部補強ゴム層を有する本発明のランフラットタイヤの部分断面図である。前記サイド部補強用ゴム組成物は、ランフラットタイヤの部分断面図である図１に示すように、ランフラットタイヤ１のサイド部補強ゴム層２に用いる。サイド部補強ゴム層２は、サイドウォール部３に配置されることで、タイヤの剛性を向上させることができる。サイド部補強ゴム層２の配置形態としては、具体的には、カーカスプライ４の内側に接し、かつ、ビードエーペックス５に隣接し、ビード部からショルダー部にわたって配置される両端方向に厚さを漸減する三日月状のゴム層があげられる。
【００２６】
本発明のランフラットタイヤは、押出機で作製したサイドウォール補強ゴムの部材を成型する他、ゴムストリップをタイヤ周方向に沿って巻きつけることで形成されるサイドウォール補強ゴム層を加硫することにより得ることもできる。具体的には、必要に応じて、前記配合剤を適宜配合したゴム組成物から、未加硫の状態で、所定サイズのゴムストリップを作製することで、前記非金属短繊維を一方向に配向させた未加硫のゴムストリップを作製する。次に、未加硫カーカスの側面に、タイヤ軸を中心として渦巻き状に巻きつけることにより未加硫サイドウォール補強層を形成し、さらに、他のタイヤ部材とともに貼りあわせ、未加硫タイヤを形成し、該未加硫タイヤを加硫することにより、本発明のランフラットタイヤが得られる。
【００２７】
前記方法で本発明のランフラットタイヤを製造することで、前記非金属繊維をタイヤ周方向に配向させることができる。
【００２８】
前記ゴムストリップの幅は０．５ｃｍ以上が好ましく、１ｃｍ以上がより好ましい。ゴムストリップの幅が０．５ｃｍ未満では、生産性に劣る傾向がある。また、ゴムストリップの幅は５ｃｍ以下が好ましく、３ｃｍ以下がより好ましい。ゴムストリップの幅が５ｃｍをこえると、精度よくサイドウォール補強層を形成させることが困難なため、均一性に劣る傾向がある。
【００２９】
前記ゴムストリップの厚さは０．５ｍｍ以上が好ましく、１ｍｍ以上がより好ましい。ゴムストリップの厚さが０．５ｍｍ未満では、生産性に劣る傾向がある。また、ゴムストリップの厚さは５ｍｍ以下が好ましく、３ｍｍ以下がより好ましい。ゴムストリップの厚さが５ｍｍをこえると、ストリップ間の段差が大きくなり、均一性に劣る傾向がある。
【００３０】
前記製造方法で製造された本発明のランフラットタイヤは、非金属短繊維をタイヤの周方向に配向させることが可能となり、それにより、弾性率を向上させることができ、また、弾性率が向上した分サイドウォール部補強層の厚さを薄くすることができることから、ランフラット耐久性および乗り心地をともに向上させることができる。
【００３１】
本発明のランフラットタイヤのサイドウォール補強層のタイヤの周方向の複素弾性率（Ｅ１）は、１２ＭＰａ以上が好ましく、１５ＭＰａ以上がより好ましく、２０ＭＰａ以上がさらに好ましい。Ｅ１が１２ＭＰａ未満では、ランフラット性能の改善効果が不十分である傾向がある。また、Ｅ１は１５０ＭＰａ以下が好ましく、１２０ＭＰａ以下がより好ましい。Ｅ１が１５０ＭＰａをこえると、サイドウォール部の柔軟性がなくなり、乗り心地が悪化する傾向がある。
【００３２】
また、本発明のランフラットタイヤのサイドウォール補強層のタイヤの径方向の複素弾性率（Ｅ２）は８ＭＰａ以上が好ましく、１０ＭＰａ以上がより好ましい。Ｅ２が８ＭＰａ未満では、ランフラット走行する際に必要な剛性が得られず、耐久性が低下する傾向がある。また、Ｅ２は１００ＭＰａ以下が好ましく、８０ＭＰａ以下がより好ましい。Ｅ２が１００ＭＰａをこえると、サイドウォール部の柔軟性がなくなり、乗り心地が悪化する傾向がある。
【００３３】
また、Ｅ１およびＥ２は、下記式を満たすことが好ましい。
１．５≦Ｅ１／Ｅ２
【００３４】
Ｅ１／Ｅ２は１．５以上が好ましく１．８以上がより好ましい。Ｅ１／Ｅ２が、１．５未満では、ランフラット耐久性および乗り心地を同時に向上させることが難しい傾向がある。
【００３５】
また、Ｅ２および本発明のランフラットタイヤのサイドウォール補強層のタイヤの径方向の損失弾性率（Ｅ２”）は、下記式を満たすことが好ましい。
Ｅ２”／（Ｅ２）2≦７．０×１０-9［Ｐａ-1］
【００３６】
Ｅ２”／（Ｅ２）2は７．０×１０-9Ｐａ-1以下が好ましく６．０×１０-9Ｐａ-1以下がより好ましい。Ｅ２”／（Ｅ２）2が７．０×１０-9Ｐａ-1をこえると、ランフラット走行時に、変形によって発熱しやすく、ゴムの熱劣化を促進し、破壊に至ってしまう傾向がある。
【００３７】
具体的には、Ｅ１、Ｅ２およびＥ２”は、サイドウォール補強層から、所定の大きさの試験片を切り出し、（株）岩本製作所製の粘弾性スペクトロメータを用いて測定する方法などがあげられる。
【００３８】
サイドウォール補強層の厚さは３ｍｍ以上が好ましく、４ｍｍ以上がより好ましい。サイドウォール補強層の厚さが３ｍｍ未満では、ランフラット走行時の剛性が確保できず、耐久性が低下する傾向がある。また、サイドウォール補強層の厚さは１５ｍｍ以下が好ましく、１２ｍｍ以下がより好ましい。サイドウォール補強層の厚さが１５ｍｍをこえると、質量が重くなり、乗り心地が低下する傾向がある。
【実施例】
【００３９】
実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
【００４０】
次に、実施例および比較例で使用した各種薬品をまとめて説明する。
天然ゴム（ＮＲ）：ＲＳＳ♯３
ブタジエンゴム（ＢＲ）：宇部興産（株）製のＶＣＲ４１２（ＳＰＢ含有ＢＲ、ＳＰＢの含有率：１２重量％、ＳＰＢの平均粒子径：２５０ｎｍ）
カーボンブラック：三菱化学（株）製のダイアブラックＥ（Ｎ５５０）
グラスファイバーＡ：エヌエスジー・ヴェトロテックス（株）製のマイクログラスチョップドストラント（平均線維径：３３μｍ、平均繊維長：６ｍｍ）
グラスファイバーＢ：エヌエスジー・ヴェトロテックス（株）製のマイクログラスチョップドストラント（平均繊維径：１１μｍ、平均繊維長：６ｍｍ）
カーボンファイバー：（株）クレハ製のクレカチョップＣ−１０６Ｔ（平均繊維径：１８μｍ、平均繊維長：６ｍｍ）
ステアリン酸：日本油脂（株）製のステアリン酸「椿」
酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛２種
老化防止剤：住友化学（株）製のアンチゲン６ＣＮ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン）
不溶性硫黄：四国化成工業（株）製のミュークロンＯＴ
加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＮＳ（Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド）
【００４１】
実施例１〜４、比較例１および２
表１に示す配合処方にしたがい、バンバリーミキサーを用いて、硫黄および加硫促進剤以外の薬品を１６０℃の条件下で５分間混練りし、混練り物を得た。次に、得られた混練り物に硫黄および加硫促進剤を添加し、バンバリーミキサーを用いて、１２０℃の条件下で２分間混練りし、未加硫ゴム組成物を得た。さらに、未加硫ゴム組成物を、幅３ｃｍ、厚さ１ｍｍのテープ形状に押出し、ランフラットタイヤのサイドウォール補強層の形状に螺旋状に巻き付け、他のタイヤ部材とともに貼り合わせ、未加硫タイヤを形成し、１６５℃の条件下で２０分間プレス加硫することで、実施例１〜４、比較例１および２のランフラットタイヤ（タイヤサイズ：２４５／４０ＺＲ１８）を製造した。
【００４２】
（粘弾性試験）
製造したランフラットタイヤのサイドウォール補強層から、所定サイズのゴム試験片を切り出し、（株）岩本製作所製の粘弾性スペクトロメータを用いて、初期歪１０％、動歪１％、振動周波数１０Ｈｚおよび温度７０℃の条件下で、タイヤの周方向の複素弾性率（Ｅ１）ならびにタイヤの径方向の複素弾性率（Ｅ２）およびその損失弾性率（Ｅ２”）を測定し、さらに、Ｅ１／Ｅ２およびＥ２”／（Ｅ２）2を算出した。
【００４３】
（ランフラット性能）
空気内圧を０ｋＰａにし、ドラム上を８０ｋｍ／ｈで走行させ、タイヤが破壊されるまでの走行距離を測定し、比較例１のランフラット性能指数を１００とし、下記計算式により、各配合の走行距離を指数表示した。ランフラット性能指数が大きいほど、ランフラット耐久性に優れることを示す。
（ランフラット性能指数）＝（各配合の走行距離）
÷（比較例１の走行距離）×１００
【００４４】
（乗り心地）
製造した試験用タイヤを車に装着させ、テストコースにて走行し、その際の乗り心地の評価を行なった。なお、評価は１０点満点で行い、３人のテストドライバーの評点の平均値を算出した。
【００４５】
上記試験の評価結果を表１に示す。
【００４６】
【表１】
0004515484.tif 000002
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】サイド部補強ゴム層を有する本発明のランフラットタイヤの部分断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  ランフラットタイヤ
２  サイド部補強ゴム層
３  サイドウォール部
４  カーカスプライ
５  ビードエーペックス
【図１】
0004515484.tif 000003