(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１種のジエン系ゴムを含み、かつセルロース含有ゴム組成物からなるセルロース含有部分と加硫後の硬度が０℃で４０〜７０であるトレッドゴム部分とをもつトレッドブロックを有し、
前記セルロース含有ゴム組成物が少なくとも１種のジエン系ゴムを含むゴム成分１００重量部に平均粒径が４０〜６００μｍであるセルロース物質を主体とする粉体加工品を５〜４０重量部含んでなり、
タイヤの幅方向において、セルロース含有部分の数をｎ、各セルロース含有部分の幅をＳｎ、トレッドの全接地幅をＷとした場合に、関係式：
５％≦（ΣＳｎ／Ｗ）×１００≦４０％
を満たすように前記セルロース含有部分が配置されたタイヤ。
【請求項２】
セルロース含有部分の幅Ｓｎが４〜１０ｍｍである請求項１記載のタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に氷雪上性能に優れたタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤのグリップ性能に影響を与えるトレッドゴムと路面との摩擦を支配する因子としては、粘着摩擦、掘り起こし摩擦およびヒステリシス摩擦の３つがあげられる。
【０００３】
なかでも、凍結路面のような摩擦係数の低い路面では、路面が非常に平滑であるためエネルギーロスを発生させにくいという理由から、ヒステリシス摩擦よりも粘着摩擦と掘り起こし摩擦の改善が主として行なわれている。
【０００４】
しかし、掘り起こし摩擦を改善するためには、従来からトレッド表面の凹凸を増やすべく、砂、有機短繊維などを配合することが行なわれてきた。しかし、この場合、配合されるゴムの硬度が高くなり、粘着摩擦が低下するという問題があった。
【０００５】
すなわち、粘着摩擦および掘り起こし摩擦の両者を向上させて氷雪上性能に優れたタイヤを得る技術は提供されていなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上より、本発明の目的は、粘着摩擦および掘り起こし摩擦の両者を向上させて特に氷雪上性能に優れたタイヤを得ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、少なくとも１種のジエン系ゴムを含み、かつセルロース含有ゴム組成物からなるセルロース含有部分と加硫後の硬度が０℃で４０〜７０であるトレッドゴム部分とをもつトレッドブロックを有し、前記セルロース含有ゴム組成物が少なくとも１種のジエン系ゴムを含むゴム成分１００重量部に平均粒径が４０〜６００μｍであるセルロース物質を主体とする粉体加工品を５〜４０重量部含んでなり、タイヤの幅方向において、セルロース含有部分の数をｎ、各セルロース含有部分の幅をＳｎ、トレッドの全接地幅をＷとした場合に、関係式：
５％≦（ΣＳｎ／Ｗ）×１００≦４０％
を満たすようにセルロース含有部分が配置されたタイヤに関する。
【０００８】
この場合、１個のセルロース含有部分の幅Ｓｎが４〜１０ｍｍであるのが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明において用いるジエン系ゴムは、従来からタイヤの分野において用いられているものであれば特に制限はなく、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）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、あるいは、液状ジエン系ゴムである液状ポリイソプレンゴム、液状ポリブタジエンゴムなどがあげられ、それぞれ単独で、または本発明の効果を損なわない範囲で任意に組み合わせて用いることができる。
【００１０】
つぎに、本発明において用いるセルロース物質を主体とする粉体加工品とは、特許第２５５４５３６号公報記載のものであり、セルロース物質とは、米殻のもみ殻、麦殻、コルク片およびオガクズなどを主としていう。また、前記粉体加工品は、セルロース物質以外の成分としてシリカ、クレー、鉄、マグネシウム、カルシウム、マンガン、亜鉛などの無機質、木質素、脂肪酸、たんぱく質、水分などを含んでよい。
【００１１】
なお、前記特許第２５５４５３６号公報は前記粉体加工品を含むタイヤを開示しているが、本発明のタイヤのように、トレッドの寸法を詳細に規定することは示唆していない。
【００１２】
前記粉体加工品は、その成分中にセルロースを含むことによって、ゴムとのなじみ、いわゆる混練中の分散が容易になり、かつ、ゴムとのゆるやかな結合を生じ、走行中の摩耗の進行により、容易に脱落するが、引裂強さを低下させにくく、たとえば溝底クラックも発生させにくい。
【００１３】
また、金属のような高硬度のものを配合した場合の舗装路面の摩擦問題または、ゴム全体としての硬度上昇による氷結路面との粘着効果の低下の問題を生じない。一方、セルロースより低硬度のものであると、充分なスパイクを発揮させることができない。この点、前記米穀のもみ殻、麦殻、コルク片およびオガクズなどの植物の粉砕物の硬度が最適である。特に好ましくは、米穀のもみ殻があげられる。すなわちもみ殻の硬度が最適であるため採用している。また、天然の産物であるもみ殻は凹凸をもつ粉体であるため、ゴムとのなじみがよく、引裂強さを低下させることがないとともに、耐溝底クラック性能も低下させないなどの性能を有する。
【００１４】
その粉体加工品の平均粒径は好ましくは４０〜６００μｍで、特に好ましくは７０〜５００μｍである。その粉体加工品の平均粒子径が４０μｍ未満であると目的とする掘り起こし摩擦が充分でなく、また、加工上の分散が難しく、補強性に乏しいという問題もある。また、その平均粒径が６００μｍを超えると、掘り起こし時の抵抗に対して粉体加工品の強度が劣るため、充分な掘り起こし摩擦効果が現われない。
【００１５】
さらに、セルロース物質を主体とする粉体加工品のゴム組成物中の含有量はゴム１００重量部に対し、５〜４０重量部であることが好ましい。その粉体加工品のその含有量が５重量部未満では、目的とするスパイク効果が充分に発揮されにくい。また逆に４０重量部を超えると、ゴム全体が高硬度になり、粉体加工品そのものが路面に接地し、ベースのゴム自体の氷表面との接地面積が減少するため粘着効果が減少しがちになり、さらに、耐摩耗性能が充分でなくなる傾向にある。
【００１６】
前記ゴム組成物には、前記成分のほかに、たとえばシリカ、タルク、マイカ、セリサイト、クレー、カーボンブラックなどの充填材、シランカップリング剤、パラフィン系、アロマ系、ナフテン系のプロセスオイルなどの軟化剤、クマロンインデン樹脂、ロジン系樹脂、シクロペンタジエン系樹脂などの粘着付与剤、イオウ、過酸化物などの加硫剤、加硫促進剤、ステアリン酸、酸化亜鉛などの加硫助剤、老化防止剤、ワックスなどを、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて適宜配合することができる。
【００１７】
前記ゴム組成物は、バンバリーミキサー、オープンロールなどを用いて、常法により得ることができる。
【００１８】
本発明においては、以上のようにして得られるゴム組成物からなるセルロース含有部分を、タイヤのトレッドブロックの一部に適用する。トレッドにセルロース含有部分を設ける態様を図１を用いて説明する。
【００１９】
図１は、本発明によるタイヤのトレッド部分の一実施形態を示す概略断面図である。図１においては、トレッドブロック１が４つあるが、真ん中の２つのトレッドブロックにおいてのみ一部に前記ゴム組成物を適用してなるセルロース含有部分２を有している。トレッドブロック１のうちセルロース含有部分２以外の部分３はセルロースを含有しないトレッドゴム部分（セルロース不含有部分）である。セルロース不含有部分３については後述する。なお、図１〜図５において、本発明の特徴部分以外の部分や構成についての細部はすべて省略している。
【００２０】
前記セルロース含有部分２は、トレッドブロック１において、少なくとも接地面に現われていればよいが、使用末期まで性能を維持するという点から、図１に示すように、溝の深さまで適用されているのが好ましい。
【００２１】
図１中、Ｓｎはトレッドブロックのタイヤの幅方向における前記セルロース含有部分２の幅であり、ｎはセルロース含有部分２の数である。
【００２２】
それぞれのセルロース含有部分２の幅Ｓｎは同じであってもよく、また異なっていてもよい。また、セルロース含有部分２はタイヤの幅方向においてトレッドブロック１のいずれの位置に設けてもよい。また、Ｗはトレッドの全接地幅を示す。
【００２３】
本発明のタイヤは、適度な柔軟性をもつセルロース主体の粉体加工品を配合したゴム組成物と特定の粘着摩擦を重視したゴム組成物を、トレッド設地幅に対して特定の割合で配置することで氷雪上性能の向上を図るという観点から、関係式：
５％≦（ΣＳｎ／Ｗ）×１００≦４０％
を満たすことが重要である。
【００２４】
また、掘り起こし摩擦と粘着摩擦の両者を有効に発現させるという点から、Ｓｎは４〜１０ｍｍであるのが好ましい。
【００２５】
なお、本発明においては、タイヤ幅方向の複数のトレッドブロックの内、任意に選択したトレッドブロックに前記ゴム組成物からなるセルロース含有部分を設けることができる。
【００２６】
また、ひとつのトレッドブロックの中に前記セルロース含有部分を複数設けてもよい。この場合は、ブロック剛性を上げずにタイヤ幅方向のセルロース含有部分を増やすことができるという利点がある。
【００２７】
複数のセルロース含有部分を設ける場合、接地するトレッドブロック内に極端な剛性差を生じさせないという点から、トレッドの全接地幅Ｗの中心から見て、左右対称となる部分に前記セルロース含有部分を設けるのが好ましい。
【００２８】
一方、トレッドのうち、前記セルロース含有部分以外のセルロース不含有部分は、セルロース物質を含まない従来からのトレッド用ゴム組成物からなっていれば特に制限はないが、粘着摩擦性能を低下させないという点から、少なくとも１種のジエン系ゴムを含み、加硫後に０℃で測定した強度が４０〜７０であるものが好ましい。硬度が４０より低いと通常の路面での操縦安定性が不充分となり、７０を超えると氷雪上性能が不充分となる。
【００２９】
前述のように、トレッドに部分的にセルロース含有部分を設けるには、一般的な多層押出機を使用してセルロース不含有部分のゴムとセルロース含有部分のゴムを同時一体に押出成形することにより得られた未加硫トレッドを通常の方法で成形し、ついで常法で加硫することにより、本発明のタイヤを得ることができる。セルロース含有部分のゴムとセルロース不含有部分のゴムを同時に押出成形するのに用いる多層押出機は、一般的な押出機と同様の押出速度が変更できるものを組み合わせており（たとえば図１のようなトレッド断面でセルロース含有部分とセルロース不含有部分の面積比と同等の時間当たりの押出体積比が得られるような押出機の組合せ）、押出機の口金の形状を適切に設定することで、余分な製造工程を追加することなく、トレッドに部分的にセルロース含有部分を設けることができる。
【００３０】
以下に、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
【００３１】
【実施例】
まず、実施例において用いた各成分を表１にまとめて示す。
【００３２】
【表１】
0004262357.tif 000002
【００３３】
製造例１〜１０
表２に示す配合割合にしたがって、各成分をバンバリーミキサーを用いて混練りした。
【００３４】
得られたゴム組成物１〜１０を、それぞれ、一般的な多層押出機を使用してセルロースを含有しないトレッドゴム部分（セルロース不含有部分）のゴムとセルロース含有部分のゴムを同時一体に押出成形することにより未加硫トレッドを作製し、この未加硫トレッドを通常の方法で成形し、ついで常法で加硫することにより、目的とするタイヤを製造した。
【００３５】
加硫後の硬度はタイヤのトレッド部より切り出したゴム片をＪＩＳ−Ａ型硬度計を用い、０℃において測定した。結果を表２に示す。
【００３６】
【表２】
0004262357.tif 000003
【００３７】
実施例１〜６
図１に示す実施の形態に基づき、図１中のトレッドブロックのセルロース含有部分２および、セルロース不含有部分３に、表３に示すゴム組成物（加硫前）を用い、一般的な多層押出機を使用して両者のゴムを同時一体に押出成形することにより未加硫トレッドを作製し、この未加硫トレッドを通常の方法で成形し、ついで常法で加硫することにより、１８５／６５Ｒ１４のサイズのタイヤ１〜６を製造した。ついで得られたタイヤについて、以下の方法にしたがって評価した。
【００３８】
［評価方法］
▲１▼（ΣＳｎ／Ｗ）×１００：タイヤブロックのタイヤの幅方向におけるセルロース含有部分２の幅Ｓｎ、およびトレッドの全接地幅Ｗを測定し、（ΣＳｎ／Ｗ）×１００の値を計算した。
▲２▼氷上性能：タイヤ１〜６のいずれかを備えた１８００ｃｃのＦＦの国産車を氷上で時速３０ｋｍ／ｈで走らせ、ブレーキをかけてから停止するまでの距離を測定し、その距離を後述する比較例１の場合の値を１００として指数で示した。指数が大きいほど氷上性能に優れている。
▲３▼雪上性能：雪上コースにおける前記乗用車による周回タイムを測定し、後述する比較例１の場合の値を１００として指数で示した。指数が大きいほど雪上性能に優れている。
【００３９】
比較例１〜３
図１中のトレッドブロックのセルロース含有部分２およびセルロース不含有部分３に、表３に示すゴム組成物を用いたほかは、実施例１と同様にして比較タイヤ１〜３を製造し、実施例１と同様の試験を行なった。結果を表３に示す。
【００４０】
【表３】
0004262357.tif 000004
【００４１】
実施例９〜１１
図１中のセルロース含有部分２およびセルロース不含有部分３に、表３に示すゴム組成物を用いたほかは、実施例１と同様にして１７５／６５Ｒ１４のサイズのタイヤ９〜１１を製造した。ついで実施例１と同様の試験を国産ＦＦ１５００ｃｃにかえて行なった。結果を表４に示す。
【００４２】
実施例１２
図２は、本実施例において製造した、本発明のタイヤのトレッド部分の別実施形態を示す概略断面図である。
【００４３】
図２に示す実施の形態に基づき、図２中のトレッドブロックのセルロース含有部分２およびセルロース不含有部分３に、表４に示すゴム組成物を用い、実施例１と同様にタイヤ１２を製造し、実施例１と同様の評価を行なった。結果を表４に示す。
【００４４】
実施例１３
図３は、本実施例において製造した、本発明のタイヤのトレッド部分の別実施形態を示す概略断面図である。
【００４５】
図３に示す実施の形態に基づき、図３中のトレッドブロックのセルロース含有部分２およびセルロース不含有部分３に、表４に示すゴム組成物を用い、実施例１と同様にタイヤ１３を製造し、実施例１と同様の評価を行なった。結果を表４に示す。
【００４６】
実施例１４
図４は、本実施例において製造した、本発明のタイヤのトレッド部分の別実施形態を示す概略断面図である。
【００４７】
図４に示す実施の形態に基づき、図４中のトレッドブロックのセルロース含有部分２およびセルロース不含有部分３に、表４に示すゴム組成物を用い、実施例１と同様にタイヤ１４を製造し、実施例１と同様の評価を行なった。結果を表４に示す。
【００４８】
実施例１５
図５は、本実施例において製造した、本発明のタイヤのトレッド部分の別実施形態を示す概略断面図である。
【００４９】
図５に示す実施の形態に基づき、図５中のトレッドブロックのセルロース含有部分２およびセルロース不含有部分３に、表４に示すゴム組成物を用い、実施例１と同様にタイヤ１５を製造し、実施例１と同様の評価を行なった。結果を表４に示す。
【００５０】
比較例４および５
図２に示す実施の形態に基づき、図２中のトレッドブロックのセルロース含有部分２およびセルロース不含有部分３に、表４に示すゴム組成物を用い、実施例１と同様に比較タイヤ４および比較タイヤ５を製造し、実施例１と同様の評価を行なった。結果を表４に示す。
【００５１】
【表４】
0004262357.tif 000005
【００５２】
比較例６
図１に示す実施の形態にしたがって、図１中のセルロース含有部分２にゴム組成物３を、セルロース不含有部分３にゴム組成物１０をそれぞれ用いたほかは実施例２と同様にして比較用のタイヤを製造し、前記評価▲１▼を行ない、ついで、当該タイヤを備えた１８００ｃｃのＦＦ国産車でパイロンをたてたドライ路面のコースを走行し、タイムを測定した。実施例２の場合を１００として指数で示した。数字が大きいほどよいが、比較例６の結果は９０であった。
【００５３】
【発明の効果】
本発明によれば、粘着摩擦および掘り起こし摩擦の両者を向上させることができ、特に氷雪上性能に優れたタイヤを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明によるタイヤのトレッド部分の一実施形態を示す概略断面図である。
【図２】図２は、本発明によるタイヤのトレッド部分の別の実施形態を示す概略断面図である。
【図３】図３は、本発明によるタイヤのトレッド部分の別の実施形態を示す概略断面図である。
【図４】図４は、本発明によるタイヤのトレッド部分の別の実施形態を示す概略断面図である。
【図５】図５は、本発明によるタイヤのトレッド部分の別の実施形態を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１  トレッドブロック
２  セルロース含有部分
３  セルロース不含有部分
Ｓｎ  セルロース含有部分の幅
ｎ  セルロース含有部分の数
Ｗ  トレッドの全接地幅
【図１】
0004262357.tif 000006
【図２】
0004262357.tif 000007
【図３】
0004262357.tif 000008
【図４】
0004262357.tif 000009
【図５】
0004262357.tif 000010