JPH0230882B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明はタイヤ、特に自転車用、自動二輪車
用タイヤに関し、タイヤのうち接地側部位を構成
する積層体中にフイブリル化された芳香族ポリア
ミド製短繊維をゴム中に混入してなる複合体ゴム
シートを円周方向に少なくとも一層介在せしめ、
タイヤ接地部位の強靭化を図り、かつ該積層体部
の強固な接着強度を確保せしめることを意図した
ものである。 従来、タイヤのトレツド部より発生するこの種
の破損を防止する一手段としてタイヤのトレツド
部とカーカス間に高抗張力を有する合成繊維帆布
をブレーカー（補強層）として配し、特に合成繊
維帆布としてその高抗張力に優れた芳香族ポリア
ミド繊維（商標名、デユポン社製ケブラー
（Kevlar）あるいはデイジン社製コーネツクス
（Cornex））製帆布を用いた場合、強靭性の面で
は確かに有効であつたが、本帆布の使用によりタ
イヤトレツド部とカーカス部との接着性が著しく
阻害され、タイヤの走行中あるいはタイヤ走行後
タイヤのトレツド部との剥離現象の発生をみ、タ
イヤの寿命を著しく短縮せしめる結果となつた。 この発明はタイヤ接地側部位構成層間の剥離現
象の発生を阻止し、かつ十分の強靭性を確保せし
めることを主目的として開発されたもので、フイ
ブリル化された芳香族ポリアミド短繊維をゴム中
に混入した複合体ゴムシートをタイヤのうち、特
にタイヤ接地側部位を構成する積層状のカーカス
中、タイヤ内側に位置するカーカスとトレツドの
裏面間に少なくとも一層介在せしめたことを特徴
とし、従来のタイヤの接地側部位を種々補強せし
めたこの種のタイヤにあつて接地側部分の強靭
化、および該部の剥離阻止面にて顕著な効果を奏
せしうるタイヤを提供するものでつぎにその具体
的実施例を図面を用いて説明する。 第１図はこの発明を実施した自転車用タイヤの
横断面図であるが、図中１，１は通常のビードワ
イヤーもしくは芳香族ポリアミド繊維、ガラス繊
維、カーボン繊維などの有機、無機の繊維撚成ロ
ープよりなるビードで、タイヤの両耳部において
有機又は無機の繊維コードに接着処理ゴム被覆し
たバイアス状のスダレ布よりなる２プライのスダ
レカーカス３に囲繞せられてビードゴム２中に
夫々埋設されている。このスダレカーカス３はタ
イヤ幅方向に折返されてタイヤの接地側部位にて
３プライの積層状体を呈している。さらにこの積
層状スダレカーカス３の表面には通常の態様に従
つて薄いサイドウオールゴム４ならびにタイヤ接
地側にその表面にパターンを付した厚いトレツド
ゴム５が一体的に積層貼着されている。 以上の構成は通常のタイヤの構成と同様である
が、この発明の特徴はフイブリル化された径の小
さな芳香族ポリアミド製短繊維６をゴム中に混入
した複合体ゴムシート８をタイヤの接地側部位の
構成層の一部として配設した構成にある。 この複合体ゴムシート８は通常、ゴム７100重
量部に対して10〜250重量部の割合にて、細いフ
イブリル化された芳香族ポリアミド短繊維、より
具体的にはデユポン社製ケブラーパルプを混入し
たものである。このケプラーパルプはその径
1.5d、長さ0.5〜8.0mmの細いフイブリル化された
短繊維の集合体であつて、カール状あるいは枝分
状を呈し、互いに絡み合つた状態にてゴム中にラ
ンダムに混入されている。ここでゴム７中に配合
される短繊維６群は10重量部以下ではその補強効
果が期待できず、又逆に250重量部以上では却つ
てゴムの性質が低下する問題があつた。 なお上記複合体ゴムシート８はゴムと短繊維が
ロール又はバンバリーにより混練され、この混練
物をカレンダーあるいは押出し機によつてシート
状に型出しされたものである。 以上の構成よりなる複合体ゴムシート８はトレ
ツド５の直接裏面部と積層カーカス間にあつて円
周方向に埋設され（第１図）、あるいはこの複合
体ゴムシート８は積層状カーカス３間にて円周方
向に埋設され（第２図）、あるいは複合体ゴムシ
ート８はトレツド５の裏面並びに積層状カーカス
３間の双方にてその円周方向にそれぞれ埋設され
ている（第３図）。 以上第１図より第３図に例示したこの発明の実
施例にあつては、タイヤの接地側部位の積層体間
にフイブリル化した芳香族ポリアミド製短繊維と
ゴムとの複合体ゴムシート８層を少なくとも一層
埋設介在せしめての、この短繊維の存在により、
該配設部の強靭性は確保でき、尖鋭部を有する固
形破片などがタイヤのトレツド部を貫通して破損
せしめんとする折、ゴムシートの短繊維はこれに
強力に抗して帆布製ブレーカと同等もしくはそれ
以上の補強機能を発揮する。また第１図より第３
図に例示したタイヤはトレツド部５とカーカス３
部との接着力を低下せしめることもなく、タイヤ
走行中あるいはタイヤ走行後のトレツド部の剥離
現象を抑止する上で大きな効果を奏している。又
第３図に例示した如く２層の複合体ゴムシートを
配設せしめることによりパンクレジスタンス効果
は一層顕著なものとなる。 つぎに、この発明にかかるタイヤが保有する前
記諸効果について、より以上の理解を助けるため
に、以下各種の実験結果を開示する。 実験例 １ まず、この発明を実施する折に使用する複合体
ゴムシートにあつて、ゴム中に混入される短繊維
について、フイブリル化された芳香族ポリアミド
製短繊維を含んで短繊維の種類を変化せしめた折
に発生する耐パンク力の差を求めた。試料として
選択された各種短繊維は (1) デユポン社製フイブリル化された芳香族ポリ
アミド製短繊維ケブラーパルプ（商標名）：長
さ平均２mm、太さ1.5d、 (2) テイジン社製芳香族ポリアミド製短繊維コー
ネツクス（商標名）：長さ平均６mm、太さ10d、 (3) 綿：長さ平均1.5mm、断面楕円で長径16μ、短
径8μ、 (4) ポリエステル製短繊維：長さ平均0.5mm、太
さ1.5d (5) ６−ナイロン製短繊維：長さ平均0.5mm、太
さ3d である。下記第１表に示す配合よりなるゴム100
重量部に対し、前記５種類の短繊維50重量部を添
加し、ロールによつて混練し、これをカレンダー
によつて厚さ0.5mmの複合体ゴムシートとして型
出した後、カレンダーの型出し方向とおよび型出
し方向と直交する直角方向の２種のシートを作
り、かかる２種のシートを３プライの６−ナイロ
ン製ゴム付バイアススダレと下記第２表に示す配
合からなる0.3mmの天然ゴムシートとの間に複合
体ゴムシートを介在せしめ150℃にて30分間加硫
して積層シートを得た。 これらの積層シートをカツトしてなる試料１２
をもつて耐パンク力の評価を行つた。この試験に
使用された衝撃亀裂試験機は第４図に例示すよう
にゴム製基板１１の上方に、鋭角歯１３を有する
突片１４を、下面に向け突設せしめた重量２Kgの
鋼鉄製重錘１５を左右１対のフレーム１６，１６
間にガイドせしめながら自然落下せしめ得る構造
を有し、カツト試料１２上に発生する亀裂発生状
況を観察し、試料１２と垂錘１５との距離を測定
し、下記第３表に示す結果を得た。なお、この折
ゴム製基板１１上に載置される試料１２にあつて
は、該試料を構成するバイアススダレ層の織目が
各試料とも同一方向に向けて置かれることが必要
である。バイアススダレ層の織目の方向の相違に
よりその強靭性に差異があり、ために単一状況下
での実験が重要な一要件となる。

【表】

【表】

【表】

【表】 以上の結果より、この発明において使用される
芳香族ポリアミドの短繊維はフイブリル化されて
たもので、他の芳香族ポリアミド短繊維（コーネ
ツクス）に比べてゴム中の短繊維の配列がランダ
ムであるため複合体シートの異方性がない。その
ためカレンダーから押し出された押出方向の複合
体シートをタイヤの円周方向に一致せしめて巻付
け成形しても耐パンク性に劣ることがなく、タイ
ヤの成形作業が容易なものとなる。一方同じく芳
香族ポリアミド製短繊維ではあるがフイブリル化
していないテイジン社製コーネツクスをゴム中に
混入した複合体シートは列理平行と列理直角方向
において短繊維の配列が明確に出現しているため
に異方性を有し、そのため列理平行であるカレン
ダーから押し出された複合体シートをタイヤの円
周方向に巻付け配設成形すれば、得られたタイヤ
の耐パンク性は列理平行方向の場合列理直角方向
に比べて大きく劣る結果が発生し、これはタイヤ
自体の脆弱化につながる。 さらにこの実験例から、この発明にあつては、
他の短繊維に比べて耐パンク性も良好であること
が顕著に実証されている。 実験例 ２ つぎにこの発明を実施する折に使用する複合体
ゴムシートにあつて、ゴム中に混入する短繊維と
してフイブリル化された芳香族ポリアミド製短繊
維の混入量差により変化する耐パンク性の確認と
短繊維に代る芳香族ポリアミド製帆布との耐パン
ク性を比較するために、試料として、ケブラーパ
ルプを前記第１表に示されるゴム配合物のゴム
100重量部に対して種々その添加量を変加せしめ、
ロールによつて混練し、これをカレンダーによつ
て厚さ0.5mmの数種の複合体ゴムシートを押し出
し、これらシートを３プライからなる６−ナイロ
ン製ゴム付バイアススダレと前記第２表に示され
る厚さ0.3mmの天然ゴムシートとの間に介在して
150℃にて30分間加硫一体化して積層シートを得
た。これらの積層シートをカツトして、この試料
をして、前記実施例１に示される衝撃亀裂試験機
にて耐パンク力の評価を行つた。その結果を下記
第４表に示す。 なお、比較例としてここに開示する帆布として
は芳香族ポリアミド繊維からなる帆布（デユポン
社製ケブラー）を使用したが、該帆布は 1500D／１×1500D／１／60本／５cm×60本／５cmの構
成からなり、こ の帆布をレゾルシン・ホルマリン・ラテツクス液
（R.F.L液）に浸漬し、200℃以下で２分間反応さ
せた後、この処理帆布を同じく前記スダレと天然
ゴムシートとの間に積層した。

【表】 以上の実験よりフイブリル化された芳香族ポリ
アミド製短繊維の混入量の増加に伴い強靭性に優
れたケブラー帆布の強靭性に近づくことが確認さ
れた。 実験例 ３ つぎに、この発明を実施する折に使用する複合
体ゴムシート及び前記ケブラー帆布とトレツドと
の接着力を比較するための剥離耐久試験を行つ
た。 フイブリル化された芳香族ポリアミド製短繊維
とゴムとの複合体からなる複合体ゴムシートをタ
イヤトレツド部とカーカス間の円周方向に埋設せ
しめた前記第１図に示されるタイヤ、及び芳香族
ポリアミド繊維製帆布をタイヤのブレーカ（補強
材）として使用したタイヤを公知の方法により成
形した。 なお、短繊維はデユポン社製のケブラーパルプ
であり、これを混入するゴム配合物は前記第１表
に示され、カレンダーによつて押出された方向
（列理平行）の複合体ゴムシートをタイヤの円周
方向に貼着した。また、タイヤトレツド及びサイ
ドウオームのゴム配合物は前記第２表に示され、
更にスダレカーカスはゴム付の６−ナイロン製ス
ダレをバイアスに積層したものを使用した。 かくして得られた実験対象のタイヤは直径
26″で幅１ 3/8″のタイヤを用いて、走行前後のト
レツドと複合体シート間の接着力を測定し、その
結果を下記第５表に示す。 タイヤの走行試験条件は走行距離6300Km、荷重
70Kg、内圧2.0Kg／cm²の状況下で行ない、接着試
験はタイヤのトレツド部を巾2.5cmにカツトし、
剥離試験機（島津製作所のオートグラフ）で引張
りスピード50mm／minで行つた。

【表】 以上の結果より短繊維の混入量の増加に伴いタ
イヤトレツド部との接着力は減少していくことが
理解される。この事実は先の実験例２の場合短繊
維の混入量を増加せしめると強靭性が増大するこ
ととは全く反対の結果を呈している。 よつて以上の実験例２および実験例３より、タ
イヤの強靭性およびタイヤトレツド部における剥
離現象を抑止しうる妥協的かつ総体的に望ましい
ゴムと短繊維の混合比はゴム100重量部に対し、
短繊維も略同量内外の範囲にて選択されている折
の複合体ゴムシートが強靭性、耐剥離性の両面よ
り好ましいものであると思料される。 以上の諸実験の結果より次のことが総合的に明
らかにされた。 フイブリル化された芳香族ポリアミドの短繊維
をゴム中に混入した複合体ゴムシートはカレンダ
ーの押出方向（列理平行）とこれと直交する直角
方向（列理直角）において短繊維の配向性におい
て劣つていないため耐パンク性の異方性がない。
従つて、例えばカレンダーによつて押出されたシ
ートをそのままタイヤの円周方向に一致せしめて
積層せしめてもその強靭性の面で大きな差がな
く、ためにタイヤの成形作業が極めて容易なもの
となる。 また、フイブリル化された芳香族ポリアミド製
短繊維は他の短繊維に比べて耐パンク性が一段と
良好で耐久性に富む。 更に、フイブリル化された芳香族ポリアミド短
繊維をゴム中に混入した複合体ゴムシートを使用
すれば芳香族ポリアミド繊維からなる帆布を使用
したものに比べてトレツドとの接着力が良好で、
この点タイヤの走行寿命を著しく延長せしめるこ
とができた。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を実施したタイヤの横断面
図、第２図および第３図は他の実施例を示すタイ
ヤの一部の拡大横断面図、第４図は耐パンク性を
確認するために使用される衝撃亀裂試験機の概略
説明図である。 図中、１はビード、３はスダレカーカス、５は
トレツド、６はフイブリル化された芳香族ポリア
ミド製短繊維、７はゴム、８は複合体ゴムシート
を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ タイヤの１対の耳部に配するビードを囲繞し
   つつ、タイヤの全幅方向をカバーするカーカスの
   接地側表面にトレツドを貼着せしめたタイヤにお
   いて、タイヤのうち接地側部位を構成する積層状
   カーカスのうち、タイヤ内面側に位置するカーカ
   スとトレツド間に、少なくとも一層のフイブリル
   化された芳香族ポリアミド短繊維をゴム中に混入
   してなる複合体ゴムシートを介在せしめた二輪車
   用タイヤ。 ２ 前記複合体ゴムシートはタイヤのトレツドの
   裏面部とカーカス間に介在せしめた特許請求の範
   囲第１項の二輪車用タイヤ。 ３ 前記複合体ゴムシートはタイヤの積層状のカ
   ーカス間に介在せしめた特許請求の範囲第１項記
   載の二輪車用タイヤ。 ４ 前記複合体ゴムシートはトレツドの裏面部並
   びに積層状カーカス間のそれぞれに介在せしめた
   特許請求の範囲第１項記載の二輪車用タイヤ。