JPS62299412A - ラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 〔発明の技術分野〕 本発明は、炭素繊維の短繊維を配合してなる、きわめて
憂い動的弾性率を有するゴム組成物をビードフィラー及
び／又はビード部補強ゴムとして使用することを特徴と
した、優れた操縦安定性、乗心地性、高速耐久性、荷重
耐久性を合わせて持つことが可能となった高性能ラジア
ルタイヤに関する。

〔従来技術〕

近年、高速道路網の完備や乗用車の高性能化等により、
より操縦安定性に優れ、より高速走行可能なタイヤが求
められている。そこで、従来タイヤでは、と−ド部分を
硬くすることにより運動性能の改良がなされてきた。

なかでも、ビードフィラー及びビード部補強ゴムに関し
ては、カーボンブラック、硫黄、熱硬化性樹脂等の多量
配合によって弾性率を高める工夫がなされてきた。確か
に、カーボンブラックの多量配合、あるいはより補強性
の高い（即ち粒子径の小さい）カーボンブラックを用い
ることにより弾性率を高めることは可能であるが、この
ようなゴム組成物は、加工工程中におけるゴムのまとま
り、混合機の電力負荷の増大、ロール上での巻き付き状
態の悪さ等のため実用に供し難いものである。また、硫
黄を多量に配合することでゴムの弾性率を高めることが
行なわれているが、このゴム組成物の押出しスラブは著
しい硫黄のプルームを発生し、そのためタイヤの成型生
産性低下、あるいは製品の品質低下等を引き起こしてし
まう。更に、このような配合によるゴム組成物で得られ
る硬度はＪＩＳ硬さ８８程度までであり、この程度の硬
度では、高性能化するタイヤの操縦安定性、高速耐久性
の改良という要求には不十分である。より高い弾性率を
得るため、熱硬化性樹脂を配合することも提案されてお
り、この場合には混合加工性は許容される程度で、高い
弾性率のゴム組成物を得ることは可能である。しかしな
がら、熱硬化性樹脂を配合することは、ゴム組成物の引
張強さ・破断伸びを著しく低下させるのみならず、発熱
性をも悪化させ、ビードフィラーあるいはビード部補強
ゴムとして用いた場合には、荷重耐久性・高速耐久性に
問題を生じる。

従って、一層強力に補強するために有機繊維コードから
なる補強層をタイヤビード部に付加することにより改良
が種々試みられてきたが補強が不十分であったり、補強
層内部あるいは補強層近傍でのセパレーションによる故
障の危険性等のため、このような手段は満足すべきもの
とはいえない。更に、スチールコードからなる補強層も
提案され、高速性能・操縦安定性の改良等に効果は認め
られたものの、スチールコード故の曲げ剛性の強さに起
因する乗心地の悪さは堪え難いものであった。また、必
然的にタイヤ重量は増加し、軽量化・低転勤抵抗化とい
う観点からも好ましいものではなく、更なる改良が必要
であった。

このようなタイヤのビード部剛性を高めようとする従来
の工夫は、製造工程における加工性を含め、乗心地性、
耐久性、軽量化、低転勤抵抗化等の様々な要求に対して
満足すべきものではな（、一部の信性能を犠牲にして各
性能のバランスを取らなければならない状況にある。

すなわち、前述のごと（、ゴム組成物の弾性率を高める
ために補強用カーボンブラックを多量に配合したり、よ
り補強性の裔いカーボンブラックを配合したりすること
は、加工性を低下せしめ、熱硬化性樹脂を配合すること
は破断物性及び発熱性の悪化を招くという欠点を有して
いた。そこで、本発明者らは、これら諸性能を維持しつ
つ弾性率を著しく高めたゴム組成物を得るべく鋭意研究
を重ねた結果、炭素繊維の短繊維を配合することにより
、未加硫時の粘度を上昇させることなく、また、加硫ゴ
ムの発熱性の尺度である損失正接（ｔａｎδ）を増加さ
せることな（、弾性率を飛躍的に高め得ることを見出し
、本発明をなすに至った。

〔発明の目的〕

本発明は、タイヤの運動性能を改良するために、タイヤ
の横剛性を維持する部分すなわちビード部分により弾性
率の高い材料を使用するものであり、従来の配合手法で
は打破できなかった加工性と補強性あるいは耐久性と補
強性の背反性を克服したゴム組成物をビードフィラー及
び／又はビード部補強ゴムとして用いることにより、こ
のような他の性能を犠牲とすることなく、操縦安定性を
改良するとともに高速耐久性、荷重耐久性も向上させた
ラジアルタイヤを提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

このため、本発明は、天然ゴム、ジエン系ゴム、ジエン
系共重合体ゴムから選ばれた、少なくとも１種以上の原
料ゴムに、カーボンブラックと炭素繊維の短繊維を配合
してなる組成物を、ビードフィラー及び／又はビード部
補強ゴムとして用いたことを特徴とするラジアルタイヤ
を要旨とするものである。

以下、本発明の構成について詳しく説明する。

（１）　　原料ゴム。

天然ゴム、ブタジェンゴム（Ｂ　Ｒ）等のジエン系ゴム
、スチレン−ブタジェン共重合体ゴム（ＳＢＲ）等のジ
エン系ゴムである。これらのゴムを１種以上用いればよ
い。

（２）　　カーボンブラック。

通常のゴム配合用カーボンブラックを使用すればよい。

配合量は目的とする弾性率と加工性、発熱特性を勘案し
て適宜変量してよい。

（３）炭素繊維の短繊維。

フィラメント径４〜１２μ、引張強度１００ｋｇｆ／鶴
以上、引張弾性率５０００ｋｇｆ／ｍ以上、好ましくは
引張強度２００ｆｋｇ／ｗ以上、引張弾性率１５０００
ｋｇｆ／ｍｍ以上の特性を有する、実質的に炭素からな
る炭素繊維フィラメントを、その繊維長が０．１〜６．
０１１１となるように裁断したものである。

通常、炭素繊維は、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）の
強化材に使用されており、マトリックスとの接着性を考
慮し、炭素繊維の表面にエポキシ系サイジング剤が付着
せしめであるが、本発明に使用される炭素繊維にはこの
ようなサイジンク剤が付着していなくてもよい。サイジ
ンク剤の付着量が多いと繊維の収束性が高まるため、短
繊維にした場合、フィラメント同士がからまり合い、原
料ゴムへの分散性が低下する。

したがって、サイジング剤の付着量は２％以下がよい。

短繊維の形状は、その補強効果からフィラメント径ｄと
短繊維長ｌの比１／ｄが１５以上であるものを使用する
。ｌ／ｄが１５以下ではゴムの補強効果が少な（、実質
的にタイヤ性能を改善することができない。

弾性率は短繊維配合量の増加とともに高くなるが、原料
ゴム１００重量部に対して、３０重量部を超えて配合し
た場合は、分散性が著しく悪くなり好ましくない。また
、長さ、あるいはフィラメント径の異なるものを２種以
上配合してもかまわない。

本発明においては、原料ゴムと炭素繊維との接着性を向
上させるため、樹脂及び硬化剤を配合してもよい。配合
する樹脂としては、レゾルシン樹脂、クレゾール樹脂等
のフェノール性水酸基を有する化合物とアルデヒド化合
物とのノボラック型線合物が好ましい。これらの樹脂を
配合することにより炭素繊維とゴムとの濡れ性、接着性
が向上するため、更に高強度のゴム組成物が得られる。

上記配合剤以外に、通常ゴム用配合剤として使用されて
いる充填剤、老化防止剤、軟化剤、加硫助剤、粘着付与
剤等をゴム組成物の弾性率、加工性を損なわない範囲で
配合してもよい。

本発明では、上記原料ゴムに上記カーボンブラック、上
記炭素繊維の短ｍｍを配合してゴム組成物とする。この
ようにして得られたゴム組成物は、加工性を損なうこと
なく、極めて高い弾性率と優れた低発熱性を有している
ので、このゴム組成物をタイヤの横開性を維持する部分
すなわちビード部に（ビードフィラー及び／又はビード
部補強ゴムとして）配置することにより、タイヤの乗心
地性を損なうことなく、操縦安定性を改良することがで
きるのみならず、荷重耐久性・高速耐久性をも改良する
ことができる。

ここで、ビードフィラーとは、ラジアルタイヤのビード
ワイヤの上からサイドウオール方向へ向って延びると一
ド補強部をいう。また、ビード部補強ゴムとは、ビード
部を巻き込むカーカス層の折返し端末部を覆うゴムシー
トである。

すなわち、チェーファ−をいう。

以下、実施例および比較例を示す。

実施例、比較例 下記第１表及び第２表に示す配合内容（重量部）による
ゴム組成物を調製し、加硫後、粘弾性特性値及び引張特
性を測定した。

（本頁以下余白） 第　　１　　表 註）： （１）　　スチレン−ブタジェン共重合体ゴム、Ｎ１ｐ
ｏｌ　１５０２、日本ゼオン社製。

（２）Ｎ−フェニル−Ｎ’−（１，３−ジメチルブチル
）−ｐ−フェニレンジアミン。

（３）　　ＨＡ　Ｆ　。

（４）平均フィラメント径７μ、平均繊維長３ｆｌ。

（５）Ｎ−オキシジエチレン−２−ベンゾチアゾールス
ルフェンアミド。

第　　２　　表 註）： （６）クレゾール７０．カシューオイル３０％の割合い
で変性したノボラック型クレゾール樹脂。

（７）　　レゾルシン−フォルムアルデヒド樹脂。

（８）へキサメチレンテトラミン。

摺１ノが糺Ｌ 〈ムーニー粘度〉 ＪＩＳ　　Ｋ６３００に準拠。

〈粘弾性特性〉 岩本製作所製の粘弾性スペクトロメーターを用い、周波
数２０１１ｚ、初期歪１０％、動歪±２％で測定した。

く引張特性〉 ＪＩＳ　　Ｋ６３０１に準拠。

第１表の比較例２から明らかなように、カーボンブラッ
クの増量で弾性率を上げようとするとムーニー粘度が著
しく高いものとなり、事実上、加工不能である。一方、
本発明による実施例１は、炭素繊維を配合しても驚くべ
きことにムーニー粘度は上昇せず、しかも弾性率を一段
と高め得ることが判る。更に、比較例２と実施例１を比
較して明らかなように、炭素繊維は、カーボンブラック
に比べｔａｎδの上昇が少なく低発熱性である。

第２表の比較例４と実施例２は熱硬化性樹脂と炭素繊維
を比較したものである。熱硬化性樹脂の場合には、弾性
率の上昇とともにｔａｎδ、特に高温領域のｔａｎδの
増大をもたらし、発熱性が低下していることが明らかで
ある。

第２表の実施例３は、炭素繊維とレゾルシン樹脂の併用
の例であり、この場合には、より一層高い弾性率のゴム
組成物が得られる。

次に、本発明のゴム組成物をタイヤのビードフィラーに
用い、操縦安定性の措標の一つであるコーナリングパワ
ーの測定と室内耐久試験を実施した。結果を下記第３表
に示す。タイヤサイズは１７５／７０ＨＲ１３である。

第３表より明らかなように、本発明タイヤは、従来タイ
ヤである比較例１と比べ、操縦安定性が向上するのみな
らず、ビード部の荷重耐久性及び高速耐久性をも向上さ
せることが判る。

（本頁以下余白） 第３表 〈コーナリングパワー） 空気圧　１．９　ｋｇ／　ｃｒＡ。

速度１０　ｋｍ／ｈ。

荷重４２０　ｋｇ。

リム幅　５Ｊ　Ｘ　１３゜ 〈ビード部耐久試験〉 空気圧　２．１ｋｇ／−０ 速度８１ｋｍ／ｈ。

荷　重　ＪＩＳ１００％荷重から開始し、４時間ごとに
１５％ずつ増加させて最終的に３１０％荷重とした。

く高速耐久試験） ＪＡＴＭ高速性能試験を延長し、破壊に敗るまで走行さ
せた。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、特定のゴム組成物
をビードフィラー及び／又はビード部補強ゴムとして用
いたので、操縦安定性、乗心地性、高速耐久性、荷重耐
久性をともに向上させることが可能となる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 天然ゴム、ジエン系ゴム、ジエン系共重合体ゴムから選
   ばれた、少なくとも１種以上の原料ゴムに、カーボンブ
   ラックと炭素繊維の短繊維を配合してなる組成物を、ビ
   ードフィラー及び／又はビード部補強ゴムとして用いた
   ことを特徴とするラジアルタイヤ。