(57)【要約】【課題】サイドウォールがカット損傷を受けた後も、タイヤ内面に向かって進行するかかる傷の成長が有利に抑制される、耐カット性の高いタイヤを提供できるサイドウォール用ゴム組成物、及び、耐カット性の高いサイドウォールを備えるタイヤの提供。【解決手段】ゴム成分１００質量部に対し、１質量部以上８質量部以下の割合で短繊維を配合してなり、該短繊維の繊維凝集塊インデックス（ＦＡＩ）が５％以下であることを特徴とするタイヤのサイドウォール用ゴム組成物及びそれをサイドウォール部に適用したタイヤである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム成分１００質量部に対し、１質量部以上８質量部以下の割合で短繊維を配合してなり、該短繊維の繊維凝集塊インデックス（ＦＡＩ）が５％以下であることを特徴とするタイヤのサイドウォール用ゴム組成物。
【請求項２】
前記短繊維がアラミド繊維である、請求項１に記載のタイヤのサイドウォール用ゴム組成物。
【請求項３】
請求項１または２に記載のゴム組成物をサイドウォール部に適用したタイヤ。
【請求項４】
サイドウォール部の最厚部分における本発明のゴム組成物を用いたサイドゴムの厚さが、同部分におけるインナーライナーとカーカスプライの厚さの和よりも小さいことを特徴とする請求項３に記載のタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サイドウォール用ゴム組成物及びそれを用いたタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、タイヤの外皮のうち、クラウン部は特に厚いトレッドゴムやベルトを具えることにより保護されているが、サイドウォール部はそのような保護部材がなく、カット損傷を受けることにより空気洩れに至る可能性が高いことが知られている。カット損傷及びそれによる空気洩れの防止対策として、従来様々な試みがなされてきているものの、いずれも満足する結果を得ることができていない。
【０００３】
それらの試みのうちの第一の例として、特開昭４７−６５１号公報は、タイヤのサイドウォール部におけるカーカス層の外側に繊維材質の補強コード層を設けることにより、貫通や切断に対する抵抗性の向上を達成できたことを開示している。しかしながら、かかる対策では、カット損傷が発生すること自体に対してはある程度の効果を上げることができるものの、一旦カット損傷が発生した場合には、その損傷の成長進行を抑制することができない上、補強コード層の端部からセパレーションが発生し易いという問題がある。
【０００４】
次に、第二の例として、特公昭４５−４０４８３号公報は、タイヤのサイドウォール部におけるカーカス層の内側に厚いゴム層を配置することにより、サイドウォール部の外傷を受けやすい性質を補償及び補強できたことを開示している。しかしながら、かかる対策では、カット損傷を受けた場合に空気洩れに至るまでの時間が延長されることは予想されるものの、カット損傷の成長進行を根本的に抑制することはできず、空気洩れを抑制する性能が十分であるとはいえない。さらには、ゴム層を厚くすれば、ゴム量が増大することにより発熱量も増大し、ビード部及びベルト層の端部の歪が増加し、結果的にタイヤの耐久力が低下することとなり、加えて製造が困難なためにコストアップにもつながる等の問題がある。
【０００５】
さらに、近年は、省エネルギー及び省資源の社会的要請の下、サイドウォール部のゴムの厚み自体を薄くして軽量化する必要性があるため、サイドウォール部の耐カット性をより一層向上させることが課題となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭４７−６５１号公報
【特許文献２】特公昭４５−４０４８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上述した従来技術の様々な問題点に鑑み、サイドウォール部がカット損傷を受けた後も、タイヤ内面に向かって進行するかかる傷の成長が有利に抑制される、耐カット性の高いタイヤを提供できるサイドウォール用ゴム組成物、及び、耐カット性の高いサイドウォール部を備えるタイヤ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、ゴム成分に所定の態様で短繊維を配合することにより、高い耐カット性を有するゴム組成物が得られ、該ゴム組成物をタイヤのサイドウォール部に適用することで、サイドウォール部がカット損傷を受けた後も、タイヤ内面に向かって進行するかかる傷の成長が有利に抑制される、耐カット性の高いタイヤが得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００９】
即ち、本発明のタイヤのサイドウォール用ゴム組成物は、ゴム成分１００質量部に対し、１質量部以上８質量部以下の割合で短繊維を配合してなり、該短繊維の繊維凝集塊インデックス（ＦＡＩ）が５％以下であることを特徴とする。これにより、高い耐カット性を有するゴム組成物が得られる。
ここで、繊維凝集塊インデックス（ＦＡＩ）とは、試験ゴム組成物の断面から厚さ１μｍの薄片を切り出し、それを透過型実体顕微鏡を用いて３０倍で写真撮影し、得られた画像内に存在する０．１５μｍ２以上の面積の粒子を抽出し、該粒子が該画像内に占める合計面積を百分率で表した値を指す。
【００１０】
本発明のタイヤのサイドウォール用ゴム組成物は、前記ゴム成分１００質量部に対し、前記短繊維が１質量部以上８質量部以下の割合で配合されていることを要する。ゴム成分１００質量部に対する前記短繊維の含有量が１質量部以上８質量部以下であることにより、硬い突起物等の外的物質に由来する入力エネルギーの分散効果を有利にもたらして高い耐カット性が得られるとともに、ゴム組成物の破断特性の大きな低下を抑えることができる。
【００１１】
本発明のタイヤのサイドウォール用ゴム組成物は、耐カット性の観点から、配合されている前記短繊維がアラミド繊維であることが好ましい。
【００１２】
また、本発明のタイヤは、前記ゴム組成物をサイドウォール部に適用したことを特徴とし、好ましくは、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、ビード部に配置されたビードコアと、上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プライと、該カーカスプライに沿うようにして配置されたインナーライナーと、該カーカスプライのクラウン部のタイヤ半径方向外側に配置された複数枚のベルト層からなるベルトとを備えるタイヤにおいて、前記ゴム組成物を該タイヤのサイドウォール部に適用したことを特徴とする。前記ゴム組成物をサイドゴムとしてサイドウォール部に適用したタイヤは、高い耐カット性を有する。
【００１３】
さらに、本発明のタイヤは、サイドウォール部の最厚部分における本発明のゴム組成物を用いたサイドゴムの厚さが、同部分におけるインナーライナーとカーカスプライの厚さの和よりも小さいことが好ましい。かかる要件を満たすことにより、従来のゴム組成物を使用したタイヤに比べて、耐空気洩れ性能の向上幅が大きく、本発明の効果がより顕著になる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、サイドウォール部がカット損傷を受けた後も、タイヤ内面に向かって進行するかかる傷の成長が有利に抑制される、耐カット性の高いタイヤを提供できるサイドウォール用ゴム組成物、及び、耐カット性の高いサイドウォール部を備えるタイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のタイヤの一実施態様の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明を詳細に説明にする。本発明のタイヤのサイドウォール用ゴム組成物は、ゴム成分１００質量部に対し、１質量部以上８質量部以下の割合で短繊維を配合してなり、該短繊維の繊維凝集塊インデックス（ＦＡＩ）が５％以下であることを特徴とする。
【００１７】
通常、ゴム成分に短繊維を配合してなるゴム組成物においては、該短繊維が凝集体となって存在する可能性が高いが、本発明のゴム組成物における短繊維はほとんど凝集せず、ゴム組成物中に均一に分散されている。
【００１８】
例えば、ゴム組成物に硬い突起物が突き刺さると、該ゴム組成物は突起物の先端からエネルギーを受けるが、本発明のゴム組成物においては、均一に分散された短繊維の存在によって該エネルギーが散逸され、その分ゴム組成物へ付与されるエネルギーが低減される。つまり、繊維凝集塊インデックス（ＦＡＩ）が５％以下となるような態様で短繊維が分散された本発明のゴム組成物は、破壊核として機能し得る凝集体の影響を無視できるため、短繊維単体が本来有する耐カット性を向上させる機能が有利に発揮され、亀裂の成長進行が抑制されるものと考えられる。
【００１９】
上述の通り、本発明のタイヤのサイドウォール用ゴム組成物においては、繊維凝集塊インデックス（ＦＡＩ）が５％以下であることが必要であり、３％以下であることが特に好ましい。前記繊維凝集塊インデックス（ＦＡＩ）が５％を超える場合は、短繊維が過剰に凝集していることを示し、かかる凝集体の周辺に歪が集中して亀裂が発生し、進展するおそれがある。
【００２０】
前記繊維凝集塊インデックス（ＦＡＩ）を５％以下とするためには、ゴム組成物中において短繊維が凝集することなく均一分散している必要があり、そのためには、予めゴム組成物に用いるゴム成分の一部または全部と短繊維とを混練してマスターバッチを作製し、その後、他のゴム成分及び配合材料を配合して混練することにより、ゴム組成物を調製することが好ましい。このように、予混練を行ってマスターバッチを作製することにより、短繊維を段階的にゴム成分中に分散させることができるため、通常の混練で頻繁に発生する短繊維の凝集化を最小限に抑えることができる。
【００２１】
本発明のタイヤのサイドウォール用ゴム組成物において、前記短繊維の配合量は、前記ゴム成分１００質量部に対し、１質量部以上８質量部以下であることを要し、１質量部以上５質量部以下であることが特に好ましい。ゴム成分への短繊維の配合量が１質量部未満では、ゴム組成物中の短繊維の密度が低く、硬い突起物等の外的物質に由来する入力エネルギーの分散効果が小さくなる傾向にあり、８質量部を超えると、短繊維が凝集体を形成し易くなり、ゴム組成物の破断特性が著しく低下するおそれがあるためである。
【００２２】
また、前記短繊維としては、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリビニルアルコール繊維を挙げることができるが、耐カット性の観点からポリアミド繊維が好ましく、その中でも特に、アラミド繊維が好ましい。
【００２３】
前記短繊維の断面形状、径、及び長さは、特に制限されることなく、適宜選択することができる。断面形状としては、円形の他、楕円形、三角形、四角形等の多角形、花弁形、十字形、星形等を挙げることができる。
【００２４】
本発明のゴム組成物に使用可能なゴム成分としては、天然ゴム（ＮＲ）及び種々の合成ゴムから選択される少なくとも一種が挙げられる。上記合成ゴムの具体例としては、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、スチレン−ブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（Ｂｒ−ＩＩＲ、Ｃｌ−ＩＩＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、架橋ポリエチレンゴム、クロロプレンゴム及びニトリルゴム等が挙げられる。これらのゴム成分は、一種単独で用いても良いし、二種以上を混合して用いてもよい。
【００２５】
また、本発明のゴム組成物は、充填剤を含んでもよい。該充填剤としては、カーボンブラック、シリカ、クレー、タルク、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム等を挙げることができる。これら充填剤の種類としては特に制限されず、従来ゴムの充填剤として慣用されているものの中から任意のものを選択して用いることができる。また、シリカ等の無機充填剤を用いる場合には、シランカップリング剤を併用してもよい。
【００２６】
さらに、本発明のゴム組成物には、前記ゴム成分、カーボンブラック等の充填剤の他、プロセスオイル等の油分、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、軟化剤、酸化亜鉛、オゾン劣化防止剤、着色剤及びステアリン酸等のゴム業界で通常使用されるゴム用配合材料を、本発明の目的を害しない範囲内で適宜選択し配合することができる。これら配合剤は、市販品を好適に使用できる。
【００２７】
また、本発明のタイヤは、前記ゴム組成物をサイドウォール部に適用したことを特徴とする。以下に、図を参照しながら本発明のタイヤについて説明する。図１は、本発明のタイヤの一実施態様の部分断面図である。図１に示すタイヤは、一対のビード部１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３とを有し、ビード部１に配置されたビードコア６と、上記一対のビード部１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プライ４と、該カーカスプライ４に沿うようにして配置されたインナーライナー７と、該カーカスプライ４のクラウン部のタイヤ半径方向外側に配置された複枚（本実施態様では２枚）のベルト層からなるベルト５とを備え、前記ゴム組成物をサイドウォール部２に適用している。前記ゴム組成物をサイドゴムとしてサイドウォール部に適用したタイヤは、突起物等の外的物質からのサイドウォール部に対する入力エネルギーを散逸し、サイドウォール部がカット損傷を受けた後も、タイヤ内面に向かって進行するかかる傷の成長が有利に抑制される。なお、本発明のタイヤは、サイドウォール部に前記ゴム組成物を適用する以外、特に制限は無く、通常の方法で製造することができる。
【００２８】
特に、上記構成において、サイドウォール部２の最厚部分における本発明のゴム組成物を用いたサイドゴムの厚さＷ１が、同部分におけるインナーライナー７とカーカスプライ４の厚さの和Ｗ２よりも小さいことが好ましい。かかる要件を満たすことにより、従来のゴム組成物を使用したタイヤに比べて、耐空気洩れ性能の向上幅が大きく、本発明の効果がより顕著になる。
【００２９】
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。
【実施例】
【００３０】
（ゴム組成物の調製）
表１に示すような成分の配合比となるよう、混練及び成型を行って、試験ゴム組成物を調製した。なお、前記試験ゴム組成物の調製方法としては、（Ａ）マスターバッチ品（デュポン社製、Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）ＥＥ（１Ｆ７２２）、短繊維（Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）、アラミド繊維）を２３質量％含有させた天然ゴムの予混練品）と、天然ゴム及びその他のゴム成分と、各種配合剤とを配合して混練する方法、（Ｂ）天然ゴム及びその他のゴム成分と、短繊維（Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）カットファイバー、アラミド繊維）と、各種配合剤とを配合して混練する方法、の２通りの方法を適宜選択した。
【００３１】
【表１】
2013159694.tif 000003
【００３２】
*1  表２参照（短繊維の配合量は、実施例により異なる）
*2  宇部興産株式会社製「１５０Ｌ」
*3  東海カーボン株式会社製「シーストＦ」
*4  日本精蝋製株式会社製、マイクロクリスタリンワックス「オゾエース０７０１」
*5  大内新興化学工業株式会社製、６ＰＰＤ「ノクラック６Ｃ」
*6  大内新興化学工業株式会社製「ノクセラーＤ」
*7  大内新興化学工業株式会社製「ノクセラーＤＭ」
*8  三新化学工業株式会社製「サンセラーＣＭ−Ｇ」
【００３３】
（繊維凝集塊インデックス（ＦＡＩ）の分析）
次に、得られた試験ゴム組成物の断面から、ミクロトーム（Ｌｅｉｃａ社製、ＲＭ２０６５）を用いて厚さ１μｍの薄片を切り出し、それを透過型実体顕微鏡（ＯＬＹＭＰＵＳ社製、ＢＸ５１）を用いて３０倍で写真撮影し、得られた画像から、画像解析ソフト（プラネトロン社製、Ｉｍａｇｅ−Ｐｒｏ Ｐｌｕｓ）によって０．１５μｍ２以上の面積の粒子を抽出し、該粒子が該画像内に占める合計面積を百分率で算出することにより、繊維凝集塊インデックス（ＦＡＩ）を求めた。
【００３４】
（タイヤの作製及び評価）
前記試験ゴム組成物を、サイドゴムとしてタイヤのサイドウォール部に配置し、サイズ１７５／７０Ｒ１４の試験タイヤを作製した後、該タイヤの耐カット性及び耐亀裂成長性を下記の方法で測定した。
【００３５】
（１）耐カット性
排気量２リットルの乗用車の左後輪に前記試験タイヤをサイズ１４−５．５Ｊのリムに組み付け、内圧１５０ｋＰａ、負荷質量をドライバー＋６０kgとし、速度を５０〜８０ｍ／ｈで速度を変化させて走行し、路面に設置した６０ｍｍの突起を乗り越えたときにカットが発生する速度を測定し、比較例１の値を１００として指数表示した。従って、数値が大きいほど、耐カット性能が良好であることを示す。
【００３６】
（２）耐亀裂成長性
上記試験ゴム組成物から、ダンベル状３号形試験片を打ち抜き、ＪＩＳ  Ｋ６２５１：２０１０に準拠して、該ゴム組成物片の破断強度（単位：ＭＰａ）を測定し、比較例１の破断強度を１００として指数表示した。従って、数値が大きいほど、耐亀裂成長性が良好であることを表す。
【００３７】
各実施例における短繊維等の配合量に加え、上記により求めた繊維凝集塊インデックス（ＦＡＩ）、耐カット性指数、並びに耐亀裂成長性指数を表２に示す。
【００３８】
【表２】
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*1  デュポン社製、Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）EE（１F722）、短繊維（Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）、アラミド短繊維）を23質量％含有させた天然ゴムの予混練品
*2  デュポン社製、Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）カットファイバー、アラミド短繊維
【００３９】
表２から明らかなように、ゴム成分１００質量部に対し、１質量部以上８質量部以下の割合で短繊維が配合され、該短繊維の繊維凝集塊インデックス（ＦＡＩ）が５％以下である実施例１及び２に係るゴム組成物は、耐カット性が高いことが確認された。また、実施例１及び２に係るゴム組成物は、比較例１に係るゴム組成物に比べて耐亀裂成長性が十分に維持されることも確認された。
【符号の説明】
【００４０】
１ ビード部
２ サイドウォール部
３ トレッド部
４ カーカスプライ
５ ベルト
６ ビードコア
７ インナーライナー
【図１】
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