JPH05170976A - 空気入りタイヤ - Google Patents

空気入りタイヤ

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JPH05170976A
JPH05170976A JP3312329A JP31232991A JPH05170976A JP H05170976 A JPH05170976 A JP H05170976A JP 3312329 A JP3312329 A JP 3312329A JP 31232991 A JP31232991 A JP 31232991A JP H05170976 A JPH05170976 A JP H05170976A
Authority
JP
Japan
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tread portion
polyvinyl alcohol
roads
short fibers
tire
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Pending
Application number
JP3312329A
Other languages
English (en)
Inventor
Shingo Midorikawa
真吾 緑川
Masaaki Harada
昌明 原田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokohama Rubber Co Ltd
Original Assignee
Yokohama Rubber Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Yokohama Rubber Co Ltd filed Critical Yokohama Rubber Co Ltd
Priority to JP3312329A priority Critical patent/JPH05170976A/ja
Publication of JPH05170976A publication Critical patent/JPH05170976A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D30/00—Producing pneumatic or solid tyres or parts thereof
    • B29D30/06—Pneumatic tyres or parts thereof (e.g. produced by casting, moulding, compression moulding, injection moulding, centrifugal casting)
    • B29D30/52—Unvulcanised treads, e.g. on used tyres; Retreading
    • B29D30/66—Moulding treads on to tyre casings, e.g. non-skid treads with spikes
    • B29D2030/665—Treads containing inserts other than spikes, e.g. fibers or hard granules, providing antiskid properties

Landscapes

  • Tires In General (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 一般路 (乾燥路、湿潤路) における走行性能
を損なうことなしに氷雪路走行性能を向上させた空気入
りタイヤを提供すること。 【構成】 本発明の空気入りタイヤは、トレッド部がゴ
ム成分100重量部に対しポリビニルアルコール粉末を1
〜15重量部配合してなるゴム組成物と短繊維からなり、
前記トレッド部の20℃と−10℃におけるJIS 硬度の差が
8以下であり、前記ポリビニルアルコール粉末が粘度10
〜70cps 、けん化度80モル%以上、平均粒径30〜1000μ
mを有すると共に、前記短繊維の殆んどがトレッド部の
ブロック表面および側面に沿って配向してなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一般路 (乾燥路、湿潤
路) における走行性能を損なうことなく、氷雪路、特に
氷上における摩擦力 (制動性、駆動性) を向上させたス
タッドレスの空気入りタイヤに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、積雪寒冷地において、冬期時に自
動車が走行する場合には、タイヤにスパイクを打ち込ん
だスパイクタイヤを用いるか又はタイヤの外周にタイヤ
チェーンを装着して雪上・氷上路での安全を確保してい
る。しかしながら、スパイクタイヤ又はタイヤチェーン
を装着したタイヤでは、道路の摩耗や損傷が発生し易
く、それが粉塵となって公害を引き起こし、大きな環境
問題となる。
【0003】このような安全問題と環境問題とを解決す
るために、スパイクやチェーンを使用せずに雪上路およ
び氷上路における制動性、駆動性を有したスタッドレス
タイヤが現在急速に普及しつつある。このスタッドレス
タイヤとして、例えば、トレッドゴム中に砂を配合した
り (特開昭61-150803 号公報) 、金属繊維を配合したり
(特開昭63-34206号公報) 、金属を配合したり (特開平
2-281052号公報) して氷上性能を向上させるようにした
自動車用タイヤが提案されている。しかし、この自動車
用タイヤは、ゴム硬度が比較的高くなるため、氷上摩擦
の向上効果が不十分であった。また、タイヤの摩耗に従
ってこれら砂、金属繊維、金属が飛散して粉塵公害を引
き起こし、大きな環境問題となってしまう。
【0004】また、トレッドゴムに発泡ゴムを用いるこ
とも提案されている (特開昭 62-283001号公報、特開昭
63-89547号公報) 。しかし、この場合のタイヤでは、氷
雪路における摩擦力は良好であるが、発泡ゴムのブロッ
ク剛性が低いため、独立気泡によるエッジ効果と排水効
果とが十分でなく、また耐摩耗性や一般路 (乾燥路、湿
潤路) における走行性能が低下するという問題点があ
る。
【0005】さらに、水不溶性の親水性物質である吸水
剤をトレッドゴムに配合して氷上性能を向上させるよう
にした空気入りタイヤが提案されている (特開昭60-259
503号公報) 。しかし、このタイヤでは、氷雪路走行時
に路面の水を吸収するが、排水が十分でないため、氷上
摩擦力が十分に改善できないという問題がある。水不溶
性高分子粉体をトレッドゴムに配合したスタッドレスタ
イヤも提案されている(特開平3-159803 号公報) 。し
かし、このタイヤでは、0℃と室温の硬度差があり過ぎ
て結果的に0℃での硬度が大となり、氷上性は十分に改
良できない欠点がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、一般
路 (乾燥路、湿潤路) における走行性能を損なうことな
く、氷雪路、特に氷上における摩擦力 (制動性、駆動
性) を向上させた空気入りタイヤを提供することにあ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の空気入りタイヤ
は、トレッド部がゴム成分100重量部に対しポリビニル
アルコール粉末を1〜15重量部配合してなるゴム組成物
と短繊維からなり、前記トレッド部の20℃と−10℃にお
けるJIS 硬度の差が8以下であり、前記ポリビニルアル
コール粉末が粘度10〜70cps 、けん化度80モル%以上、
平均粒径30〜1000μmを有すると共に、前記短繊維の殆
んどがトレッド部のブロック表面および側面に沿って配
向したことを特徴とする。
【0008】このように本発明では、トレッド部にポリ
ビニルアルコール粉末を用いるために、氷雪路面の走行
時にトレッド部に粒子として存在するポリビニルアルコ
ール粉末が路面の水により溶解して、もしくは自然にト
レッド表面から脱落し、トレッド表面に凹凸ができると
共に、脱落しないポリビニルアルコール粉末の粒子は路
面の水を良く吸収するので、路面へのグリップ力が増
し、氷上摩擦力を向上させることができる。また、湿潤
路を走行する場合においても、ポリビニルアルコール粉
末が路面の水をよく吸収すると共に路面の水を吸収した
ポリビニルアルコール粉末がトレッド表面からすぐに脱
落するので、排水性が良好となるから、走行性能が損な
われることはない。さらに、乾燥路を走行する場合にお
いては、トレッド部におけるポリビニルアルコール粉末
の配合量がわずかであるためにトレッドの剛性低下にあ
まり影響を与えることがないので、乾燥路走行性能を損
なうことがない。また、一般的に氷雪路での走行性能を
向上させるには低温側、例えば−10℃における硬度を低
くするのが重要であり、また一般路での性能を保には高
温側、例えば20℃における硬度を高く保のが有効であ
る。本発明では、トレッド部の20℃と−10℃におけるJI
S 硬度の差を8以下としたために、低温時にしなやかさ
を保ってマトリックスゴム中でのポリビニルアルコール
粉末の効果が最大限に発揮されると共に、一般路での走
行性能、耐摩耗性を犠牲にすることはない。さらに、本
発明では、短繊維を用いるために、トレッド部を構成す
るトレッドゴム (ゴム組成物) を軟らかくすることがで
きると共にトレッドゴムの剛性を十分に保持することが
できるので、すなわち軟質ゴムの剛性を補強できるの
で、トレッド表面の剛性と凝着効果 (トレッド表面が氷
雪路の氷表面に着いてその氷表面の表面形状に追随する
こと) との高レベルでの両立が可能となり。
【0009】以下、図を参照して本発明の構成につき詳
しく説明する。図1は本発明の空気入りタイヤの一例の
子午線方向半断面説明図である。この図1において、本
発明の空気入りタイヤAは、左右一対のビード部11, 11
とこれらビード部11, 11に連結する左右一対のサイドウ
ォール部12, 12とこれらサイドウォール部12, 12間に配
されるトレッド部13からなる。左右一対のビード部11,1
1間にはカーカス層14が装架されており、トレッド部13
においては、この外周を取り囲むようにベルト層15が配
置されている。10はトレッド表面である。
【0010】本発明においては、トレッド部13がゴム成
分100重量部に対しポリビニルアルコール粉末を1〜15
重量部配合してなるゴム組成物と短繊維からなり、20℃
と−10℃におけるJIS 硬度の差が8以下である。 (1) 20℃と−10℃におけるJIS 硬度の差が8超である
と、結果的に−10℃でのJIS 硬度が高くなり過ぎるか或
いは20℃でのJIS 硬度が低くなり過ぎるわけであり、そ
れぞれ氷雪路性能、一般路性能にとって好ましくなく、
ポリビニルアルコール粉末の配合効果が十分に発揮され
ない。
【0011】ゴム成分としては、特に限定されるもので
はなく、トレッドゴムとして通常使用されるものを用い
ればよい。例えば、天然ゴム (NR) 、ブタジエンゴム
(BR) 、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム (SB
R) などである。ポリビニルアルコール粉末は、粘度10
〜70cps 、けん化度80モル%以上、平均粒径30〜1000μ
mを有するものである。粘度が10cps 未満では加硫中に
ポリビニルアルコール粉末が溶け易く、加硫後にポリビ
ニルアルコール粉末がトレッド部中に粒子として存在し
にくくなる。粘度が70cps 超ではポリビニルアルコール
粉末の吸水能力が低下してしまう。また、けん化度80モ
ル%未満でもポリビニルアルコール粉末の吸水能力が低
下することになる。平均粒径が30μm未満では氷上性能
の改良が不十分となり、1000μmを超えると乾燥路走行
性能 (耐摩耗性等)などの一般路走行性能が低下してし
まう。
【0012】このポリビニルアルコール粉末は、ゴム成
分100重量部に対し1〜15重量部配合される。1重量部
未満では氷上性能の改良が不十分となり、15重量部を超
えると耐摩耗性が悪化してしまう。このようにしてなる
ゴム組成物には、必要に応じて、カーボンブラック、硫
黄等の配合剤が適宜配合される。ポリビニルアルコール
粉末はタイヤ加硫成形後において、トレッド部13に粒子
の形態で存在する。
【0013】(2) 短繊維としては、例えば、綿、絹な
どの天然繊維、セルロース系繊維、ナイロン繊維に代表
されるポリアミド系繊維、ポリエステル系繊維、ビニロ
ン等のポリビニルアルコール系繊維などの化学繊維、カ
ーボン繊維等の無機繊維を用いることができる。好まし
くはレーヨン等のセルロース系の短繊維がよい。スチー
ル短繊維、銅系金属短繊維等の金属短繊維を用いてもよ
い。
【0014】本発明では、この短繊維がトレッド部13の
ブロック表面および側面に沿って配向している。短繊維
の配向の様子を図2および図3に示す。図2は本発明の
空気入りタイヤの一例のトレッド部の平面視説明図、図
3はそのK−K'線断面図である。図2および図3に示
すように短繊維17は、トレッド部13のブロック16の表面
aおよび側面bに沿ってタイヤ周方向EE'に配向して
いる。
【0015】このような短繊維の配向を得るためには、
トレッド部13の押出成形に際して、ある程度の長/径比
を持った繊維はマトリックスであるゴムの流れ方向に並
ぶ傾向があることを利用する。このような傾向は、タイ
ヤが加硫されるとき、モールドの突起部によって未加硫
トレッドゴムがモールドに沿って流れ、結果としてモー
ルド突起部に沿って短繊維17が配向する。これにより、
トレッド部13のブロック16の表面aおよび側面bに沿っ
て短繊維17が配向することになる。ただし、短繊維17
は、その長さが短すぎると、トレッドゴム中でランダム
に配列し、配向が行われないことになる。このため、短
繊維は、平均直径1μm以上で、平均長さ100〜5000μ
mであり、好ましくは1000〜3000μmで、長さ/径の比
が10〜1000であるのがよい。
【0016】このように表面aおよび側面bに短繊維17
を配向させたブロック16は、ブロック全体の剛性は著し
く高いが配向方向と直角方向、すなわち表面から内部方
向への弾性率はそれ程高くないという弾性率の異方性が
発現する。このため、本発明では、ブロック周方向の動
的ヤング率E1 とブロック径方向の動的ヤング率E2 と
が、次の式および式を満足するように短繊維17の配
向を行うことが好ましい。
【0017】 1.03 ≦ E1/E2 ・・・・ 3〔MPa〕≦ E2≦ 20 〔MPa〕 ・・・・
【0018】
【実施例】表1に示す配合内容 (重量部) のゴム組成物
でトレッド部を構成してタイヤサイズ11R22.5 14PRのタ
イヤを各種作成し、これらタイヤ (従来例、実施例1〜
4、比較例1〜7) について、次の評価を行った。この
結果を表1に示す。表1中において、ポリビニルアルコ
ール粉末をPVA粉末と略記する。なお、テスト車は大
型車両(2・D)を使用した。JIS 硬度の差 :各テストタイヤのトレッド部より試験片
を切り出し、JIS-K 6301に規定されている方法に準拠し
て、温度20℃と−10℃のときの硬度を測定して、その差
を算出した。氷上路面での制動性能 :氷盤上を初速40km/hで走行
し、制動した時の制動距離を測定し、従来タイヤ(従来
例) を100として指数表示した。数値は大なる程、制動
が良好であることを示す。
【0019】雪上路面での駆動性能:圧雪路面を乗用車
で制動を繰返して、路面をツルツルにしたツルツル圧雪
路面において、5% (2.9°) 勾配の登坂試験を行い、
ゼロ発進方法により30m区間の登坂加速タイムを計測
し、従来タイヤに対する指数で示した。数値は大なる
程、駆動性が良好であることを示す。操縦安定性 (乾燥路面) :5人のテストドライバーによ
る各タイヤのフィーリングを10点法で採点した結果 (平
均値) を従来タイヤに対する指数で示した。数値は大な
る程、操縦安定性が良好であることを示す。耐摩耗性 (乾燥路面) :JATMA に規定されている設計常
用荷重、空気圧の条件で乾燥路面を20,000km走行した
後、各タイヤの摩耗量を従来タイヤの摩耗量に対する指
数で示した。数値は大なる程、耐摩耗性が良好であるこ
とを示す。動的ヤング率 (周方向および径方向)〔MPa〕 :各テスト
タイヤのトレッドブロックの側面よりタイヤ回転軸に対
して周方向 (タイヤ周方向に同じ) および径方向にサン
プルを切り出し、東洋精機 (株) 製の粘弾性スペクトロ
メーターを用いて、チャック間長さ10mm、幅5mm、厚さ
2mmの試料を周波数20Hz、初期歪10%、動的歪±2%、
温度0℃の条件で測定した。数値は大なる程、剛性が大
きいことを示す。
【0020】
【0021】注) *1 PVA粉末F…粘度43cps、けん化度88mol%、平
均粒径100μm。 *2 PVA粉末G…粘度62cps、けん化度97.9mol%、
平均粒径750μm。 *3 PVA粉末D…粘度5.2cps、けん化度88mol%、
平均粒径800μm。 *4 PVA粉末E…粘度43cps、けん化度88mol%、平
均粒径1500μm。 *5 短繊維A…セルロース系短繊維、平均径12μm、
平均長1500μm *6 短繊維B…カーボン短繊維、平均径1μm、平均
長5μm *7 短繊維C…ナイロン短繊維、平均径10μm、平均
長8000μm *8 N-(1,3-ジメチル)-N'-フェニル-p-フェニレンジ
アミン。 *9 N-第三-ブチル-2-ベンゾチアゾール・スルフェン
アミド。 *10 ポリマーBR…シス成分98%、Tg−103 ℃。 *11 ポリマーSBR…スチレン含量24.6重量%、ブタ
ジエン部分のビニル成分量15重量%、Tg−51℃。
【0022】PVA粉末の粘度は、ヘプラー粘度計によ
り20℃、4%水溶液粘度の測定値。けん化度は、水酸基
の割合をモル%で表した値。表1において、従来例は従
来のスタッドレスタイヤのトレッド部用ゴム組成物であ
って、PVA粉末および短繊維が配合されていない。実
施例1〜4は、本発明範囲内のゴム組成物であって、一
般路走行性能と氷雪路走行性能とが両立できる。比較例
1は、粘度が本発明範囲外のPVA粉末を用いたゴム組
成物であって、氷雪路走行性能が改善されない。比較例
2は、平均粒径が本発明範囲外のPVA粉末を用いたゴ
ム組成物であって、耐摩耗性が大幅に低下している。比
較例3および比較例4は、それぞれ、短繊維の長さが本
発明範囲外であって、氷雪路走行性能の改善が不十分で
ある。比較例5は、PVA粉末の配合量が本発明範囲外
であって、耐摩耗性が大幅に低下している。比較例6
は、短繊維が配合されていないものであって、操縦安定
性が低下している。比較例6は、JIS 硬度の差が本発明
範囲外であり、氷雪路走行性能は改善されない。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ト
レッド部にポリビニルアルコール粉末と短繊維を用いる
ために、一般路 (乾燥路、湿潤路) における走行性能を
損なうことなしに氷雪路走行性能を向上させることが可
能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の空気入りタイヤの一例の子午線方向半
断面説明図である。
【図2】本発明の空気入りタイヤの一例のトレッド部の
平面視説明図である。
【図3】図2におけるK−K'線断面図である。
【符号の説明】
10 トレッド表面 11 ビード部 12 サイドウォール 13 トレッド部 14 カーカス層 15 ベルト層 16 ブロック 17 短繊維
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08K 7/02 KDW 7167−4J //(C08L 21/00 29:04)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トレッド部がゴム成分100重量部に対し
    ポリビニルアルコール粉末を1〜15重量部配合してなる
    ゴム組成物と短繊維からなり、前記トレッド部の20℃と
    −10℃におけるJIS 硬度の差が8以下であり、前記ポリ
    ビニルアルコール粉末が粘度10〜70cps 、けん化度80モ
    ル%以上、平均粒径30〜1000μmを有すると共に、前記
    短繊維の殆んどがトレッド部のブロック表面および側面
    に沿って配向した空気入りタイヤ。
  2. 【請求項2】 短繊維が1μm以上の平均直径と100〜
    5,000μmの範囲内の平均長を有する請求項1の空気入
    りタイヤ。
JP3312329A 1991-11-27 1991-11-27 空気入りタイヤ Pending JPH05170976A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002114868A (ja) * 2000-10-05 2002-04-16 Sumitomo Rubber Ind Ltd スタッドレスタイヤ用ゴム組成物
JP2005281390A (ja) * 2004-03-29 2005-10-13 Kazufumi Ogawa タイヤとその製造方法及びそれを用いた自動車
JP2013047291A (ja) * 2011-08-29 2013-03-07 Yokohama Rubber Co Ltd:The タイヤトレッド用ゴム組成物およびそれを用いた空気入りタイヤ

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JP2002114868A (ja) * 2000-10-05 2002-04-16 Sumitomo Rubber Ind Ltd スタッドレスタイヤ用ゴム組成物
JP2005281390A (ja) * 2004-03-29 2005-10-13 Kazufumi Ogawa タイヤとその製造方法及びそれを用いた自動車
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