JP2001288300A - ゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 短繊維の配合による操縦安定性及び耐摩耗性
の向上を図りつつ、加工性を大幅に改善し、更に耐カッ
ト性及び耐テア性を向上させることのできるゴム組成物
及びそれを用いた空気入りタイヤを提供する。 【解決手段】 トランスポリブタジエンを含むゴム成分
と熱可塑性樹脂からなる短繊維とを配合してなることを
特徴とするゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイ
ヤ。短繊維はゴム成分１００重量部に対し０．５重量部
から２０重量部、トランスポリブタジエンはゴム成分中
に０．５重量％から３０重量％であることが好ましい。
熱可塑性樹脂からなる短繊維は、平均長さ（Ｌ）が０．
０１ｍｍから５ｍｍであること、融点が１２０℃から１
５０℃であること、平均長さ（Ｌ）の平均径（Ｄ）に対
する比（Ｌ／Ｄ）が２以上であることが好ましい。トラ
ンスポリブタジエンはトランス結合含量が７０％以上、
重量平均分子量が１×１０⁴ から２０×１０⁴ であるこ
とが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耐摩耗性、耐カッ
ト性、耐テア性等を損ねることなく加工性が改良された
ゴム組成物、及び、それを用いたタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】ゴム組成物中に短繊維を所定量配合する
と、ゴム組成物の弾性率を高くすることができる。

【０００３】しかしながら、ここで問題となるのは加工
性が悪いことである。即ち、短繊維はマクロな大きさを
持ち、押出作業温度である１００℃付近ではほとんど軟
化せず、また、この段階ではゴムとの結合もほとんどな
いため、マクロな硬い異物を含んだゴムを押し出す状況
にあるといってよい。従って、押出抵抗が増大し、押出
吐出効率の低下や押出物のちぎれ、破断が発生し易いの
である。

【０００４】ここで、押出効率を考慮せず、低速操業で
の作業であれば生産自体は可能であるが、短繊維を含む
ゴム組成物を使用したゴム物品を経済的に生産するため
には、加工性の改善も重要な課題となるのは当然であ
る。

【０００５】そのため、プロセスオイルの添加等によ
り、押し出し時のゴム粘度を下げる、即ち、流動性を向
上させる手法を採用し、加工性を良好なものとすること
も考えられる。しかし、プロセスオイルを添加すると弾
性率が低下し、加硫ゴム組成物の耐摩耗性も悪化してし
まうため、好ましいものではない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、短繊
維の配合により弾性率の増大を図りつつ、加工性を大幅
に改善することのできるゴム組成物及びそれを用いたタ
イヤを提供することを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、以上の課題を
解決するためになされたものであって、その要旨は、第
１に、トランスポリブタジエンを含むゴム成分と熱可塑
性樹脂からなる短繊維とを配合してなることを特徴とす
るゴム組成物に係るものである。

【０００８】そして、それらの配合量は、前記短繊維は
前記ゴム成分１００重量部に対し０．５重量部から２０
重量部、前記トランスポリブタジエンは前記ゴム成分中
に０．５重量％から３０重量％であることが好ましい。
また、前記熱可塑性樹脂からなる短繊維は、平均長さ
（Ｌ）が０．０１ｍｍから５ｍｍであること、融点が１
２０℃から１５０℃であること、平均長さ（Ｌ）の平均
径（Ｄ）に対する比（Ｌ／Ｄ）が２以上であることが好
ましい。一方、前記トランスポリブタジエンはトランス
結合含量が７０％以上、さらには、８２％から９８％で
あること、重量平均分子量が１×１０⁴ から２０×１０
⁴ であることが好ましい。なお、前記ゴム成分が天然ゴ
ムおよびジエン系合成ゴムの少なくとも一種を含むこと
が好ましい。

【０００９】また、本発明の要旨の第２は、上記のよう
なゴム組成物を使用したタイヤに係るものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明のゴム組成物は、ゴム成分
中に、トランスポリブタジエンを含む。ここで、トラン
スポリブタジエンの含有量は特に制限されず、用途によ
り適宜選択することができるが、含有量があまりに少な
いと加工性の改良効果が十分得られず、また、多過ぎる
とタイヤの使用温度である７０℃以上でのトランスポリ
ブタジエンの軟化により、加硫ゴム組成物のｔａｎδが
上昇する傾向があり、たとえば、タイヤに用いた場合に
は高速連続走行時の発熱耐久性が低下傾向となる。その
ため、具体的にはゴム成分中に０．５重量％から３０重
量％含有することが好ましく、より高度な加工性が要求
される場合には３重量％以上、また、より高度な耐温度
依存性が要求される場合は１５重量％以下とすることが
好ましい。

【００１１】また、トランスポリブタジエンのトランス
結合量は特に限定されず、用途により適宜設定すること
ができるが、トランス結合のユニット比率を高くするこ
とにより、押出作業温度で軟化し、流動成分として作用
することで、作業性を大幅に改善でき、また、伸長結晶
性を向上させるので、ゴムの破断伸び（Ｅｂ）の確保、
耐テア性が向上するので好ましい。具体的には、トラン
ス結合量が７０％以上であることが好ましく、さらに好
ましくはトランス結合含量が８２％以上、特に好ましく
は８６％以上、もっとも好ましくは９０％以上である。
なお、トランス結合量が９８％を超えるものは製造が困
難である。

【００１２】さらに、トランスポリブタジエンの分子量
は特に制限されず、用途に応じ適宜選択することができ
るが、分子量が低過ぎるとタイヤの使用温度の大半をカ
バーする７０℃以下の条件で軟化し、結晶性が低下する
ため弾性率が低下することがあり、高すぎるとゴム組成
物のムーニー粘度が上昇してしまい、結果として加工性
の改良効果が不十分となることがある。そのため、具体
的には１×１０⁴ から２０×１０⁴ であることが好まし
い。中でも、未加硫ゴム組成物の加工性、作業性の改良
効果に重点をおく場合には１×１０⁴ から１０×１０⁴
程度とすることが好ましく、耐摩耗性などの加硫ゴム組
成物の物性に重点をおくときには３×１０⁴ から２０×
１０⁴ であることがより好ましく、さらに好ましくは４
×１０⁴から１５×１０⁴ である。

【００１３】なお、ゴム成分には、上記したトランスポ
リブタジエン以外に、天然ゴム、ジエン系合成ゴムの少
なくとも一種を併用することができる。ジエン系合成ゴ
ムとしては、ポリイソプレン（ＩＲ）、ポリブタジエン
（ＢＲ）、スチレン−ブタジエン共重合体（ＳＢＲ）、
ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム（ＩＩＲ
−Ｘ）、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）、エチレ
ン−ブロピレン−ジエン三元共重合体ゴム（ＥＰＤ
Ｍ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム（Ｎ
ＢＲ）、及びこれらの変性重合体などを例示することが
できる。たとえば、タイヤトレッド用のゴム組成物とし
ては、ジエン系合成ゴムは、特に、ポリイソプレン（Ｉ
Ｒ）、ポリブタジエン（ＢＲ）、スチレン−ブタジエン
共重合体（ＳＢＲ）が好ましい。また、天然ゴムやジエ
ン系合成ゴムを併用することにより、特定の性能に特化
したゴム組成物とすることができる。例えば、天然ゴム
（ＮＲ）単独から天然ゴム（ＮＲ）／スチレン−ブタジ
エン共重合体（ＳＢＲ）／ポリブタジエン（ＢＲ）のブ
レンドとし、配合量を最適化することで、耐摩耗性及び
耐カット性を特に改良することができる。さらに、天然
ゴムを５０重量部以上配合することにより、加硫ゴム組
成物の破壊特性、特には、破断伸び（Ｅｂ）の低下を防
止することができる。

【００１４】本発明のゴム組成物には短繊維を配合す
る。ここで、短繊維を配合するのはそれ自体の硬さによ
ってゴム全体の弾性率を上げることができるからであ
る。本発明で用いる短繊維の配合量は特に制限されず、
用途に応じ、適宜選択することができるが、配合量が少
ない場合は、弾性率増大の効果が十分でないことがあ
り、配合量が多くなると、結晶性トランスポリブタジエ
ンを用いていても短繊維のゴム中への分散不良を生じた
り、ゴム成分による連続層の形成が困難になるため、加
硫ゴムの破壊特性が低下することがある。そのため、具
体的には、ゴム成分１００重量部に対し０．５重量部か
ら２０重量部配合することが好ましく、さらに好ましく
は１重量部から１５重量部である。なお、ゴム組成物か
かる負荷が大きく、特に破壊特性を重視しなければなら
ない場合などは、７重量部以下とすることが好ましい。

【００１５】また、短繊維の断面形状、径、長さは何ら
限定されるものではなく用途に合わせ適宜選択すること
ができる。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、周囲に切り
欠きのある異形断面等を挙げることができる。なお、内
部に１個もしくは複数の中空部を設けることもできる。
たとえば、上記花弁形以下の形状とした場合や中空部を
設けた場合には、円形の断面形状を有する通常の短繊維
の場合に比較してゴムとの接触面積を広くとることが可
能となり、周囲のゴムとの物理的な結合関係を強化する
ことができる。

【００１６】ただし、短繊維の平均長さ（Ｌ）は０．０
１ｍｍから５ｍｍ、平均径（Ｄ）は０．０５μｍから５
０μｍの範囲内とすることが好ましい。なお、ここでい
う平均径とは、断面が円形の場合は直径、異形の場合は
最大径の平均をあらわす。また、その組み合わせとして
は、平均長さよりも平均径が小さい柱状の短繊維とする
ことが好ましい。すなわち、短繊維の平均径（Ｄ）に対
する平均長さ（Ｌ）の比（Ｌ／Ｄ）が１より大、好まし
くは２以上の柱状とすることにより、押出工程で押出方
向に配向され、また、ほぼ初期の形状を保ちながらゴム
中で分散が確保できる。その結果、図１（Ａ）に示す通
りゴム成分３と柱状短繊維１の２相がマクロな海島構造
を持ち、かつ、ゴム成分、すなわち、海が連続性（Ｃ）
を保てる構造が形成される。そして、ゴムの連続性が大
であれば、弾性率の向上効果を保持しつつ、ゴム自体の
特性、特に破断伸び（Ｅｂ）を維持することができる。
このように、ゴム３の連続性（Ｃ）が大であれば、図１
（Ｂ）に示すように粒状樹脂２を使用することによって
ゴム３の連続性（Ｃ）が小さくなってしまう場合に比
べ、同じ弾性率の向上効果を保持しつつ、ゴム自体の特
性、特に破断伸び（Ｅｂ）がスポイルされずに確保でき
るメリットがあるのである。

【００１７】なお、短繊維であれば当然に柱状である
が、粒状樹脂との区別の容易のため、本願では単に短繊
維という他、柱状短繊維とも表現する。また、短繊維の
平均径（Ｄ）の好ましい範囲を５０μｍ以下とするの
は、柱状の短繊維とすることが容易なことを考慮したも
のであり、０．０５μｍ以上とするのは、剛性の確保及
び製造面等を考慮したものである。

【００１８】さらに、短繊維の材質も特に制限されず、
用途に応じ適宜選択することができるが有機繊維である
ことが好ましい。具体的には、ポリビニルアルコール
（ＰＶＡ）、ポリエステル，ポリスチレン、脂肪族ポリ
アミド、芳香族ポリアミド、ポリオレフィン、ＳＢＳ樹
脂（スチレンブタジエンブロック共重合体樹脂）、ＡＢ
Ｓ樹脂（アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体
樹脂）など公知の繊維を挙げることができ、中でも、熱
可塑性樹脂がフェノール系樹脂等の樹脂軟化剤を使用し
た場合と同様に、それ自体の硬さによってゴム全体の弾
性率を上げることができるため好適に用いられる。融点
は７０℃よりも高くすると高速連続走行時の温度でも軟
化や変形しないので、弾性率の向上を保持でき、熱、歪
によるゴムの変形が抑制され、この結果、発熱耐久性が
一定レベルに保持されるため好ましく、より好ましくは
９０℃以上のものであり、特に１２０℃から１５０℃の
範囲内のものを使用することが好ましい。１２０℃以上
のものを選択することによってタイヤ使用条件の全温度
領域で必要な硬度を確保できる。また、１５０℃以下の
ものとすることで、タイヤの加硫工程時に軟化するか、
又は柱状形状を概ね保持しながら溶融することにより、
周囲のゴムと絡み合って物理的な結合関係を生じる。す
なわち、この作用によって柱状を保ちながらゴムと略一
体化することとなり、有効に弾性率向上効果が発現さ
れ、また、破壊の核となる空隙部の形成が防止されるの
である。

【００１９】また、本発明においては上述の成分のほか
にも、通常ゴム業界で用いられる、補強性充填剤、加硫
剤、加硫促進剤、老化防止剤、軟化剤、無機充填剤、劣
化防止剤等を適宜配合することができる。充填剤として
はカーボンブラック、シリカといったものがあるが、そ
の配合量はゴム成分１００重量部に対し、トラック・バ
ス用のタイヤであれば、２０重量部から７０重量部の範
囲内とすることが好ましく、特に３５重量部から５５重
量部の範囲内とすることが好ましい。２０重量部より少
ないと、例えばカーボンブラックでは耐摩耗性や弾性率
の向上が十分に図れず、７０重量部より多いと、例えば
カーボンブラックではゴムの破断伸び（Ｅｂ）が低下す
る傾向にある。また、乗用車用のタイヤであれば、２０
重量部から１２０重量部とすることが好ましいが、より
高性能のタイヤの場合は、たとえば、２５０重量部程度
配合しても良い。

【００２０】本発明のゴム組成物は、上記した通り、未
加硫ゴムの加工性を改良し、更に加硫ゴムの耐摩耗性、
耐カット性及び耐テア性を向上させたものであり、これ
らの特性が要求される用途であれば何ら限定されること
なく適用することができるが、タイヤのトレッド用ゴム
組成物、サイドウォール用ゴム組成物、ビードフィラー
用ゴム組成物、カーカスプライ、ベルトのコーティング
ゴム組成物、インサートゴム、チェーファーゴムなどに
好適に使用することができる。たとえば、トレッドゴ
ム、つまり、トラックやバス用のタイヤのキャップトレ
ッド部、ベーストレッド部及びサイドトレッド部のうち
の少なくとも一つに使用することによって、特に、悪路
外観性を向上させた空気入りタイヤとすることができ
る。また、乗用車用のトレッド部に用いた場合には、ブ
ロック剛性が高いトレッドとなるため、操縦安定性に優
れたタイヤを提供することができる。

【００２１】本発明のタイヤは、タイヤを構成する部材
の少なくとも一つに本発明のゴム組成物を使用してな
る。部材としては、キャップトレッド、ベーストレッ
ド、サイドトレッドなどのトレッド部、サイドウォール
部、三日月形サイド補強層、スキージゴム、インサート
などのサイドウォール部への挿入層および補強層、トレ
ッドアンダークッション、ベルトアンダークッションな
どのクラウン部への挿入層および補強層、ビードフィラ
ー、チェーファー、カーカスプライコーティングゴム、
ベルトコーティングゴム、各種補強用コードの末端被覆
ゴム等が挙げられる。

【００２２】本発明のタイヤは上記ゴム組成物を用いる
以外は、空気入りタイヤ、中実タイヤなど、あらゆるタ
イヤ構造をとることができる。また、空気入りタイヤ内
に充填する気体としては、空気、窒素などを挙げること
ができる。

【００２３】

【実施例】以下に実施例を用いて本発明をより詳細に説
明するが、本発明はこれらの実施例に限られるものでは
ない。

【００２４】実施例におけるトランスポリブタジエンの
物性、カーボンブラックのコロイダル特性、ゴム組成物
の物性、タイヤの性能の測定は以下の方法に従った。す
なわち、トランスポリブタジエンの重量平均分子量、分
子量分布（Ｍｗ／Ｍｎ）は、ＧＰＣ（ゲルパーミエーシ
ョンクロマトグラフィー）で測定したものであり、ミク
ロ構造は赤外分光分析によるモレロ法に従って測定し
た。また、カーボンブラックにおけるＮ₂ ＳＡはＡＳＴ
Ｍ Ｄ３０３７−９３に、ＤＢＰはＡＳＴＭ Ｄ２４１
４−９７に準拠して測定した。

【００２５】ゴム組成物の物性におけるムーニー粘度
（コンパウンドムーニー）はＪＩＳＫ６３００−１９９
４に準拠し、１３０℃におけるＭＬ１＋４を測定し、コ
ントロールを１００とした指数で表わした。なお、数値
が小さいほど加工性が良好であることを示す。押し出し
物形状はそれぞれのコントロールのゴム組成物を基準と
し、単位長さあたりの押し出し物のエッヂのちぎれ箇所
の個数差が５％以内の場合を○、５％以上少ない場合を
◎、５％以上１０％未満多い場合を△、１０％以上多い
場合を×とした。耐カット性はＪＩＳ Ｋ６２６０−１
９９９の屈曲亀裂成長試験法に準拠し、試験片１５０ｍ
ｍ×２５ｍｍ×６. ３ｍｍの中央に２.５ｍｍの傷を入
れ、振動数３００サイクル／分の条件下で伸長歪みを与
え、この傷が１０ｍｍに成長するまでの時間を測定し、
コントロールを１００として指数表示した。なお、数値
が大きい程耐カット性が良好なことを示す。工程作業性
は、押出機（８×１０インチ）での吐出効率＝使用電力
量対比の押出ゴム量（体積）より算出したもので、指数
９５未満では経済的に生産できないと言える。また、押
出物形状は、押出物の単位長さ当たりのちぎれ箇所個数
から算出したものであり、指数９０未満は不良である。
耐摩耗性はランボーン試験機を用い、スリップ率２５％
で測定しコントロールを１００として指数で表わした。
なお、数値が大きいほど対摩耗性が良好であることを表
わす。

【００２６】タイヤの性能についての実車の操縦安定性
は試験タイヤを乗用車に装着し、実車走行におけるドラ
イバーのフィーリングにより評価した。結果はそれぞれ
コントロールを基準としており、数値が大きいほど操縦
安定性が良好であることを示す。転がり抵抗性は内圧１
９０ＫＰａに充填したタイヤを外径が１７０７．７ｍ
ｍ、幅が４００ｍｍのスチール平滑面を有するドラムに
４３ＭＰａの力で押圧して８０Ｋｍ／時で回転させたと
きのタイヤ軸の転がり抵抗（Ｆ_R ）を「Ｆ_R ＝Ｆ _T ｘ
（１＋ｒＴ／Ｒ_D ）」によって求め、コントロールを１
００として指数で表わした。なお、数値が小さいほど低
転がり抵抗性が良好であることを示す。ただし、Ｆ_T は
（軸上の転がり抵抗−スキム値）、ｒＴはタイヤの転動
負荷半径、Ｒ _D はドラムの半径を表わす。耐カット性は
実地使用における３．５万ｋｍ走行時点での受傷カット
数×深さで評価し、従来例を１００としたときの指数で
あり、数値は大きいほどよい。耐テア性は、耐カット性
と同一条件で、カット部からちぎれたゴムの数及び破断
長さで評価したもの、総合悪路耐久性は、耐カット性と
同一条件で、タイヤの取り外しまでのライフ＝走行距離
で評価したものである。耐発熱性は、従来例、実施例、
比較例の試作タイヤで、トレッドゴムを単一種としたも
のを使用し、ＱＣドラムによって評価したものであり、
従来例を１００としたときの指数で９０以上必要なもの
である。更に、耐摩耗性は、２ウェイ構造で、実地使用
における３．５万ｋｍ走行時に測定したものである。

【００２７】次に、トランスポリブタジエンＡ、Ｂ、Ｃ
の調整は以下の通りである。すなわち、乾燥し、窒素置
換された８００ミリリットルの耐圧ガラス容器に、シク
ロヘキサン３００ｇ、１，３−ブタジエン５０ｇを注入
し、これにランタントリス（ノニルフェノキシド）０．
３ミリモルを加えた。これに続いてｎ−ブチルリチウム
（ＢｕＬｉ）０．９ミリモルを加えた後、５０℃で２時
間重合を行った。重合系は重合開始から終了まで全く沈
殿は見られず、均一に透明であった。また、重合転化率
は、約９５％であった。

【００２８】続いて重合液の一部をサンプリングし、イ
ソプロピルアルコールを加え、固形物を乾燥し、白色粉
末の重合体を得た。この重合体についてミクロ構造、分
子量及び分子量分布を測定した。その結果を表１に示
す。

【００２９】

【表１】

【００３０】この後、重合系に更に２，６−ジ−ｔ−ブ
チル−ｐ−クレゾール（ＢＨＴ）のイソプロパノール５
重量％溶液０. ５ミリリットルを加えて反応の停止を行
い、さらに常法に従い乾燥することによりトランスポリ
ブタジエン−Ａを得た。上記においてランタントリス
（ノニルフェノキシド）及びｎ−ブチルリチウムの量を
表１に示すように変えた以外は、トランスポリブタジエ
ン−Ａと同様にしてトランスポリブタジエン−Ｂ，Ｃを
得た。

【００３１】まず、実験１として、表２に示す配合１〜
３において、トランスポリブタジエン−Ａ〜Ｃ及び短繊
維Ａ，Ｂの組み合わせ等を変化させ、実施例と比較例の
ゴム組成物を調整し、コンパウンドムーニー、押出し物
形状、耐摩耗を測定した。次に、これらのゴム組成物を
キャップトレッドに用いてサイズ１８５／６５Ｒ１４の
乗用車用タイヤを作成し、実車操縦安定性、転がり抵抗
及び耐カット性を評価した。その結果を表３に示す。な
お、短繊維Ａはポリエチレンで、その融点は１３０℃、
平均径（Ｄ）は０．０２ｍｍ、平均長（Ｌ）は２ｍｍ、
Ｌ／Ｄ＝１００である。また、短繊維Ｂはポリプロピレ
ンで、その融点は１４０℃、平均径（Ｄ）は０．０２ｍ
ｍ、平均長（Ｌ）は２ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝１００である。

【００３２】

【表２】 配合１のコントロールは比較例１、配合２のコントロー
ルは比較例８、配合３のコントロールは比較例１１であ
る。

【００３３】

【表３】 液状ＩＲ：ＬＩＲ−３０（商標、（株）クラレ製）

【００３４】表３から明らかな通り、配合１の実施例１
〜３は、コンパウンドムーニーで比較例１、３、５の同
等以上、押出し形状で比較例１、３〜７の同等以上、耐
摩耗で比較例１〜４、６、７の同等以上、実車操縦安定
性で比較例１〜４、６、７の同等以上、転がり抵抗で比
較例１〜４、６、７の同等以上、耐カット性で比較例１
〜４、６、７の同等以上となっており、配合１の比較例
１〜７の全てに対して性能及び加工性の両立が図られて
いる。

【００３５】また、配合２の実施例４〜６は、コンパウ
ンドムーニーで比較例８、１０の同等以上、押出し形状
で比較例８、１０の同等以上、耐摩耗で比較例８〜１０
の同等以上、実車操縦安定性で比較例８〜１０の同等以
上、転がり抵抗で比較例８〜１０の同等以上、耐カット
性で比較例８〜１０の同等以上となっており、配合２の
比較例８〜１０の全てに対して性能及び加工性の両立が
図られている。

【００３６】更に、配合３の実施例７〜９は、コンパウ
ンドムーニーで比較例１１、１３の同等以上、押出し形
状で比較例１１、１３の同等以上、耐摩耗で比較例１１
〜１３の同等以上、実車操縦安定性で比較例１１〜１３
の同等以上、転がり抵抗で比較例１１〜１３の同等以
上、耐カット性で比較例１１〜１３の同等以上となって
おり、配合３の比較例１１〜１３の全てに対して性能及
び加工性の両立が図られている。

【００３７】上述のように、乗用車用タイヤにおいて、
トランスポリブタジエンを含むゴム成分と短繊維併用し
た本発明のゴム組成物をトレッド部のゴム組成物に用い
ることにより、トレッド部表面のブロックの合成を高め
ることができ、操縦安定性及び耐摩耗性の向上を図るこ
とができる。しかも、その加工性を大幅に改善し、更に
耐カット性を向上させることができる。

【００３８】次に、実験２として、本発明のゴム組成物
の重荷重用タイヤへの応用について確認した。なお、重
荷重用タイヤ、特に、悪路や準良路で使用されるトラッ
ク用空気入りタイヤに関しては、一般使用時の必要条件
である耐発熱性及び耐摩耗性を維持しつつ、悪路外観性
が良好なことが要求される。ここで、悪路外観性、すな
わち耐カット性及び耐テア性の向上をトレッドゴムで図
るためには、ゴムの破断伸び（Ｅｂ）と２５〜５０％歪
変形時の弾性率（Ｍ₂₅〜Ｍ₅₀）を同時に向上させること
で達成できることが経験的に知られており、そのために
カーボンブラックにシリカを併用することや、樹脂軟化
剤を配合する方策がなされている。

【００３９】実施例１０として、天然ゴム（ＮＲ）１０
０重量部、ポリエチレン（融点＝１３０℃）の円柱状短
繊維（Ｌ／Ｄ＝１００、Ｌ＝２ｍｍ）２重量部、トラン
スポリブタジエンＡ１０重量部、カーボンブラック（Ｎ
₂ ＳＡ＝１２５ｍ² ／ｇ、ＤＢＰ＝１０５ｍｌ／１００
ｇ）４５重量部、シリカ８重量部、ＺｎＯ３重量部、ス
テアリン酸２重量部、硫黄１．５重量部、促進剤（Ｎ
Ｓ）１．５重量部を配合したものをトレッドゴムとし、
１１Ｒ２２．５のリブラグパターンのトラック・バス用
タイヤ（ＴＢＲ）を試作した。

【００４０】また、実施例１１として、実施例１０のゴ
ム成分をＮＲ／ＳＢＲ／ＢＲ＝７０／１０／２０重量
部、カーボンブラック（Ｎ₂ ＳＡ＝１３０ｍ² ／ｇ、Ｄ
ＢＰ＝１２０ｍｌ／１００ｇ）を４３重量部に変更した
以外は実施例１０と同様のＴＢＲ、実施例１２として、
実施例１０と同様のポリエチレン円柱状短繊維を４重量
部、実施例１０と同様の結晶性トランスポリブタジエン
を２０重量部に変更した以外は実施例１０と同様のＴＢ
Ｒ、実施例１３として、ポリプロピレン（融点＝１４０
℃）からなる実施例１０と同一形状の円柱状短繊維を２
重量部、シリカを１０重量部に変更した以外は実施例１
０と同様のＴＢＲ、実施例１４として、結晶性トランス
ポリブタジエンを配合しない以外は実施例１０と同様の
ＴＢＲを用意した。

【００４１】一方、従来例として、天然ゴム（ＮＲ）１
００重量部、フェノール樹脂４重量部、カーボンブラッ
ク（Ｎ₂ ＳＡ＝１２５ｍ² ／ｇ、ＤＢＰ＝１０５ｍｌ／
１００ｇ）４５重量部、シリカ８重量部、ＺｎＯ３重量
部、ステアリン酸２重量部、硫黄１．５重量部、促進剤
（ＮＳ）１．５重量部を配合したものをトレッドゴムと
した１１Ｒ２２．５のリブラグパターンのＴＢＲを用意
した。

【００４２】更に、比較例１４として、従来例と同様の
カーボンブラック５６重量部、フェノール樹脂７重量部
に変更した以外は従来例と同様のＴＢＲ、比較例１５と
して、ポリエチレンの円柱状短繊維を配合しない以外は
実施例１０と同様のＴＢＲを用意した。

【００４３】これらの実施例及び比較例は、従来例と半
々となった２ウェイ構造又は単一種（２ウェイ構造でな
い）のタイヤトレッド部を有するＴＢＲとし、栃木県内
の岩石採取場及び北海道内の原木運搬に使用される２０
ｔ積トラックに装着する等して評価した。評価メジャー
は、耐カット性、耐テア性、総合悪路耐久性、耐発熱
性、耐摩耗性、工程作業性、押出物形状の７種類であ
る。

【００４４】

【表４】

【００４５】上記の従来例、実施例１０〜１４、比較例
１４、１５について、表４に各種配合及び評価の一覧表
を示す。ここで、従来例はカーボンブラックにシリカを
併用し、高変形時の抗破壊性（ゴムの破断伸び（Ｅ
ｂ））を改良したものであり、また、フェノール系樹脂
を使用して低変形時（２５％から５０％歪）の硬度を上
げ、耐カット性を改良している点が良路用のトレッドゴ
ムと対比した変更改良ポイントになっているものであ
る。そして、実施例１０〜１４は、従来例における耐発
熱性及び耐摩耗性を維持（表４中の○又は△印）しつつ
耐カット性、耐テア性及び総合悪路耐久性の向上（表４
中の○印）を図ったものである。

【００４６】一方、比較例１４は、硬度を上げるために
カーボンブラック及びフェノール系樹脂を増量したもの
である。比較例１４では、増量効果によって確かに耐カ
ット性は向上し、ゴムの破断伸び（Ｅｂ）はカーボンブ
ラック増で低下した分を樹脂増でカバーすることで、全
体としての総合悪路耐久性の向上が可能となっている
が、ゴムの自己発熱性の悪化が著しく（表４中の×
印）、ＴＢＲとして必要なレベルを下回っている。従っ
て、比較例１４では一般使用時の必要条件である耐発熱
性を維持できない。しかも、カーボンブラックの増量に
よる未加硫ゴム粘度のアップで、工程作業性も悪化して
いる。

【００４７】また、比較例１５は、熱可塑性樹脂の柱状
短繊維を使用せず、結晶性トランスポリブタジエンのみ
を使用したものである。比較例１５では、耐カット性、
耐テア性及び総合悪路耐久性が向上するものの、自己発
熱性の悪化が大きく（表４中の×印）、実際の使用には
問題が生じる。

【００４８】なお、実施例１０の柱状短繊維に代えて粒
状樹脂を使用した場合には、ゴムの連続性が小さくなっ
てしまい、耐テア性及び総合悪路耐久性が悪化してしま
う。

【００４９】これらに対し、熱可塑性樹脂の柱状短繊維
と結晶性トランスポリブタジエンを同時に使用した実施
例１０は、耐発熱性及び耐摩耗性を維持しつつ、耐カッ
ト性、耐テア性及び総合悪路耐久性が向上している。し
かも、結晶性トランスポリブタジエンが押出温度領域で
軟化し、ゴムの流動性を良くさせるので、短繊維の使用
による作業性悪化をカバーすることで解消している。ま
た、トランスポリブタジエンの高温軟化による発熱性の
低下は、熱可塑性樹脂の柱状短繊維による高温・圧縮時
のゴム変形抑制効果でカバーされている。

【００５０】実施例１１は、柱状短繊維の作業性の欠点
を結晶性トランスポリブタジエンがカバーし、逆に、ト
ランスポリブタジエンの発熱性の欠点を熱可塑性樹脂の
柱状短繊維がカバーするというバランス領域内で、特定
の性能を特化改良したものである。すなわち、ゴム成分
をＮＲ／ＳＢＲ／ＢＲをブレンド化し、配合量を最適化
することで、耐カット性と耐摩耗性を特に改良してい
る。

【００５１】実施例１２は、実施例１０に対し熱可塑性
樹脂の柱状短繊維と結晶性トランスポリブタジエンの双
方を増量したものである。増量により、総合悪路耐久性
を特に改良することが可能となっている。なお、耐発熱
性が従来例に比べて多少低くなっているが、その指数は
９０以上あればよいので、一般使用時に必要な耐発熱性
は維持されている。

【００５２】実施例１３は、ポリエチレンの柱状短繊維
を使用した実施例１０に対し、ポリプロピレンを使用し
たものである。この場合であっても、実施例１０とほぼ
同レベルの性能が発現する。

【００５３】実施例１４は、結晶性トランスポリブタジ
エンを使用せず、熱可塑性樹脂の柱状短繊維のみを使用
したものである。実施例１４であっても、耐発熱性及び
耐摩耗性を維持しつつ、耐カット性、耐テア性及び総合
悪路耐久性を向上させることが可能となっている。ただ
し、押出時の作業性が低下し、押出物のちぎれが多くな
るので、評価に使用した押出機では生産性が劣る。

【００５４】上記のように、トランスポリブタジエンを
含むゴム成分と短繊維を併用した本発明のゴム組成物を
使用することにより、微粒子のシリカを配合することに
よるゴム中での分散低下や、カーボンブラックの一部を
シリカに置き換えたことによる耐摩耗性の低下や、ゴム
成分との補強関係がなく、しかも高温時に軟化するフェ
ノール樹脂等の樹脂軟化剤を配合することによる耐発熱
性及び耐摩耗性の低下を招くことなく２５〜５０％歪変
形時の弾性率（Ｍ₂₅〜Ｍ₅₀）が向上できる。すなわち本
発明は、上記した通り、ゴムの破断伸び（Ｅｂ）と２５
〜５０％歪変形時の弾性率（Ｍ₂₅〜Ｍ₅₀）を両立させる
技術として、従来の樹脂軟化剤ではなく、熱可塑性樹脂
からなる柱状短繊維の活用が有効であることを新たに見
出したことによりなされたものである。

【００５５】従って、耐カット性及び耐テア性を向上さ
せつつ、特に悪路等で使用される重荷重用タイヤ（接地
荷重が３９Ｎ／ｃｍ² 以上で使用されるタイヤ）のトレ
ッドゴムに適用した場合であっても、一般使用時の必要
条件である耐発熱性及び耐摩耗性を維持し、生産性の面
でも現状レベルを維持できるゴム組成物及びそれを用い
た空気入りタイヤを提供することができる。

【００５６】

【発明の効果】本発明は、トランスポリブタジエンを含
むゴム成分と短繊維とを併用したゴム組成物であるの
で、耐発熱性、耐摩耗性、耐カット性、耐テア性などを
高いレベルに維持しつつ、未加硫ゴムの作業性の悪化を
改善することができる。また、本発明のゴム組成物を用
いることにより、耐カット性、耐テア性、耐摩耗性、操
縦安定性などのタイヤの性能向上を図ることができるの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、樹脂を配合した場合のゴムの連続性を
示す概念図である。

【符号の説明】

１‥柱状短繊維 ２‥粒状樹脂 ３‥ゴム成分 Ｄ‥柱状短繊維の直径 Ｌ‥柱状短繊維の長さ Ｃ‥ゴムの連続性

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トランスポリブタジエンを含むゴム成分
   と熱可塑性樹脂からなる短繊維とを配合してなることを
   特徴とするゴム組成物。
2. 【請求項２】 前記短繊維を前記ゴム成分１００重量部
   に対し０．５重量部から２０重量部配合してなることを
   特徴とする請求項１に記載のゴム組成物。
3. 【請求項３】 前記トランスポリブタジエンを前記ゴム
   成分中に０．５重量％から３０重量％配合してなること
   を特徴とする請求項１または２に記載のゴム組成物。
4. 【請求項４】 前記熱可塑性樹脂からなる短繊維の平均
   長さ（Ｌ）が０．０１ｍｍから５ｍｍであることを特徴
   とする請求項１から３のいずれか１項に記載のゴム組成
   物。
5. 【請求項５】 前記熱可塑性樹脂の融点が１２０℃から
   １５０℃であることを特徴とする請求項１から４のいず
   れか１項に記載のゴム組成物。
6. 【請求項６】 前記熱可塑性樹脂からなる短繊維の平均
   長さ（Ｌ）の平均径（Ｄ）に対する比（Ｌ／Ｄ）が２以
   上であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１
   項に記載のゴム組成物。
7. 【請求項７】 前記トランスポリブタジエンのトランス
   結合含量が７０％以上であることを特徴とする請求項１
   から６のいずれか１項に記載のゴム組成物。
8. 【請求項８】 前記トランスポリブタジエンのトランス
   結合含量が８２％から９８％であることを特徴とする請
   求項７に記載のゴム組成物。
9. 【請求項９】 前記トランスポリブタジエンの重量平均
   分子量が１×１０⁴ から２０×１０⁴ であることを特徴
   とする請求項１から８のいずれか１項に記載のゴム組成
   物。
10. 【請求項１０】 前記ゴム成分が天然ゴムおよびジエン
    系合成ゴムの少なくとも一種を含むことを特徴とする請
    求項１から９のいずれか１項に記載のゴム組成物。
11. 【請求項１１】 請求項１から１０のいずれか１項に記
    載のゴム組成物を用いたことを特徴とするタイヤ。