ゴム組成物、加硫ゴム及びタイヤ
【課題】微粒子含有繊維の製造が容易で、氷雪路面上での引掻き効果を確実に発揮でき、タイヤの氷上性能を向上させることが可能なゴム組成物を提供する。
【解決手段】微粒子含有繊維及び発泡剤を配合してなり、前記微粒子含有繊維が、金属酸化物、金属炭酸塩及び金属を含有する粘土鉱物よりなる群から選択される少なくとも一種の微粒子と、親水性樹脂とからなることを特徴とするゴム組成物である。ここで、上記ゴム組成物を加硫することにより、長尺状気泡２を有し、該長尺状気泡２が被膜３で囲まれており、該長尺状気泡２を囲む被膜３が上記微粒子含有繊維を構成していた親水性樹脂３ａと微粒子３ｂからなる加硫ゴム１が得られる。
【解決手段】微粒子含有繊維及び発泡剤を配合してなり、前記微粒子含有繊維が、金属酸化物、金属炭酸塩及び金属を含有する粘土鉱物よりなる群から選択される少なくとも一種の微粒子と、親水性樹脂とからなることを特徴とするゴム組成物である。ここで、上記ゴム組成物を加硫することにより、長尺状気泡２を有し、該長尺状気泡２が被膜３で囲まれており、該長尺状気泡２を囲む被膜３が上記微粒子含有繊維を構成していた親水性樹脂３ａと微粒子３ｂからなる加硫ゴム１が得られる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴム組成物、該ゴム組成物を加硫して得た加硫ゴム、及び該加硫ゴムを備えるタイヤに関し、特にタイヤの氷上性能を向上させることが可能なゴム組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スパイクタイヤが規制されて以来、氷雪路面上でのタイヤの制動性や駆動性（氷上性能）を向上させるため、特にタイヤのトレッド部について種々の検討がなされている。例えば、タイヤのトレッドゴム中に中空繊維を配合することにより、氷雪路面上の水を該中空繊維の中空部分で排除し、タイヤの氷上性能を向上させることが行われている。しかしながら、この場合、トレッドゴム成形時における圧力、ゴム流れ、温度等により、中空繊維は中空形状を保つことができず、タイヤの氷上性能が充分に得られない問題があった。
【０００３】
この問題に対して、特開平１１−６０７７０号公報（特許文献１）及び特開２００１−２８３２号公報（特許文献２）では、発泡剤含有繊維を含むゴム組成物をトレッド部に用いたタイヤにおいて、トレッド部にミクロな排水溝を形成することで、タイヤの排水性を向上させ、氷上性能を向上させる技術が提案されている。また、特開２００１−２３３９９３号公報（特許文献３）では、微粒子含有有機繊維を含むゴム組成物をトレッド部に用いたタイヤにおいて、有機繊維中に含まれる微粒子の含有量を増加させることにより、トレッドの水膜除去能に加えて、引掻き効果が向上し、氷上性能を更に向上できることが報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−６０７７０号公報
【特許文献２】特開２００１−２８３２号公報
【特許文献３】特開２００１−２３３９９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、タイヤの氷上性能については、特許文献１〜３に記載の技術より優れた技術が求められており、更なる改善が必要となっている。また、氷上性能を向上させる他のアプローチとして、繊維に微粒子を含有させる方法があるが、微粒子の量を多くすると、氷上性能は高くなるものの、微粒子の含有量には限界がある。例えば、特開２００１−２３３９９３号公報に記載の微粒子含有有機繊維は、繊維の製造工程における樹脂を高温で引き伸ばす紡糸・延伸の段階で、樹脂中に混入する微粒子が繊維の切断を誘発することがあるため、該微粒子を増加させると、繊維の製造が著しく困難になる問題があった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決し、微粒子含有繊維の製造が容易で、氷雪路面上での引掻き効果を確実に発揮でき、タイヤの氷上性能を向上させることが可能なゴム組成物を提供することにある。また、本発明の他の目的は、かかるゴム組成物を加硫して得た加硫ゴム、及び該加硫ゴムをトレッド部に備えるタイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、特定の官能基を有する親水性樹脂に特定の微粒子を組み合わせることで接着作用が向上し、微粒子含有繊維の製造が容易となり、氷雪路面上での引掻き効果を確実に発揮できるゴム組成物が得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００８】
即ち、本発明のゴム組成物は、微粒子含有繊維及び発泡剤を配合してなり、
前記微粒子含有繊維が、金属酸化物、金属炭酸塩及び金属を含有する粘土鉱物よりなる群から選択される少なくとも一種の微粒子と、親水性樹脂とからなることを特徴とする。
【０００９】
本発明のゴム組成物の好適例においては、前記親水性樹脂が、カルボキシル基、水酸基、エステル基、エーテル基及びカルボニル基よりなる群から選択される少なくとも一種の官能基を含む樹脂である。この場合、長尺状気泡の集水効果が高い。
【００１０】
本発明のゴム組成物においては、前記金属酸化物として、酸化チタン及び酸化アルミニウムが好ましく、該金属酸化物がセラミックス及びゼオライト（アルミノケイ酸塩）の内の少なくとも一方であることが更に好ましい。また、本発明のゴム組成物においては、前記金属炭酸塩として炭酸カルシウムが好ましく、前記金属を含有する粘土鉱物としてモンモリロナイトが好ましい。これらの場合、親水性樹脂との接着性を向上できる。
【００１１】
本発明のゴム組成物においては、前記微粒子含有繊維が、親水性樹脂100質量部に対し、微粒子を0.5〜200質量部含有することが好ましい。この場合、長尺状気泡の引掻き効果が高い。
【００１２】
本発明のゴム組成物は、前記微粒子含有繊維の含有量が、ゴム成分100質量部に対し0.5〜30質量部であることが好ましい。この場合、長尺状気泡への集水を確実に向上させることができる。
【００１３】
本発明のゴム組成物において、前記微粒子は、粒径が0.1〜500μmであることが好ましい。この場合、微粒子含有繊維の製造容易性が高い。
【００１４】
本発明のゴム組成物において、前記微粒子含有繊維は、平均径が1〜100μmであることが好ましく、平均長さが0.1〜20mmであることが好ましい。この場合、長尺状気泡がミクロな排水溝として確実に機能することができる。
【００１５】
本発明のゴム組成物において、前記親水性樹脂は、融点又は軟化点が加硫最高温度未満であることが好ましい。
【００１６】
また、本発明の加硫ゴムは、上記のゴム組成物を加硫して得られ、長尺状気泡を有することを特徴とする。ここで、本発明の加硫ゴムは、発泡率が3〜50％であることが好ましい。
【００１７】
更に、本発明のタイヤは、上記の加硫ゴムをトレッド部に用いたことを特徴とする。ここで、本発明のタイヤは、前記長尺状気泡をタイヤ周方向に配向することが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、製造容易性が高い微粒子含有繊維と、発泡剤とが配合された、タイヤの氷上性能を向上させることが可能なゴム組成物を提供することができる。また、かかるゴム組成物を加硫して得た、長尺状気泡を有する加硫ゴムと、該加硫ゴムをトレッド部に備えた、氷上性能に優れるタイヤとを提供することができる。更に、本発明のゴム組成物に配合した微粒子含有繊維は親水性樹脂からなるため、ミクロな排水溝として作用する長尺状気泡の集水効果が高く、タイヤの氷上性能を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の加硫ゴムの一例の断面図である。
【図２】本発明のタイヤの一例の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明を詳細に説明する。本発明のゴム組成物は、微粒子含有繊維及び発泡剤を配合してなり、前記微粒子含有繊維が、金属酸化物、金属炭酸塩及び金属を含有する粘土鉱物よりなる群から選択される少なくとも一種の微粒子と、親水性樹脂とからなることを特徴とする。上記した通り、微粒子含有繊維を配合したゴム組成物を用いることでタイヤの氷上性能が向上することが知られるが、該微粒子は製造時に繊維を切断するおそれがあった。ここで、本発明者は、微粒子含有繊維について詳細に検討したところ、親水性の樹脂に金属を含む微粒子を配合すると、樹脂と微粒子との接着作用により、繊維の製造容易性が得られることを見出した。従って、製造容易性が高い微粒子含有繊維と、発泡剤とが配合された本発明のゴム組成物は、加硫後に形成される長尺状気泡に引掻き効果を確実に付与することができ、タイヤの氷上性能を向上させる。更に、かかるゴム組成物を加硫して得た加硫ゴムは、一般に疎水性を示すゴム成分と、親水性の樹脂で被覆された長尺状気泡とから構成されるため、氷雪路面上の水を親水性の樹脂で覆われた長尺状気泡に効率的に集め、ミクロな排水溝により確実に排水することができる。従って、本発明のゴム組成物をトレッド部に適用することで、タイヤの氷上性能を大幅に向上させることができる。
【００２１】
本発明のゴム組成物に用いる微粒子含有繊維は、金属酸化物、金属炭酸塩及び金属を含有する粘土鉱物よりなる群から選択される少なくとも一種の微粒子と、親水性樹脂とからなることを要する。本発明のゴム組成物に微粒子含有繊維を配合することにより、長尺状気泡を親水性の樹脂で被覆することができる。なお、ゴム組成物中に繊維を配合することにより、ミクロな排水溝として機能する長尺状気泡が形成されるのであり、樹脂を直接配合するだけでは、形成されない。
【００２２】
本発明のゴム組成物において、上記微粒子含有繊維を構成する親水性樹脂は、例えば、カルボキシル基、水酸基、エステル基、エーテル基、カルボニル基等の官能基を含む樹脂が挙げられる。上記親水性樹脂としては、水酸基又はカルボキシル基を含む樹脂が特に好ましい。
【００２３】
本発明のゴム組成物において、上記微粒子含有繊維を構成する親水性樹脂は、融点又は軟化点が、ゴム組成物の加硫時における該ゴム組成物が達する最高温度、即ち加硫最高温度未満であることが好ましい。発泡剤を含有するゴム組成物中に微粒子含有繊維が配合されている場合、該微粒子含有繊維を構成する親水性樹脂は加硫中に溶融又は軟化し、一方、ゴムマトリクス中で加硫中に発泡剤から発生したガスは、加硫反応が進行したゴムマトリクスに比べ、繊維を構成していた溶融又は軟化した親水性樹脂の内部に留まる傾向がある。ここで、上記親水性樹脂の融点又は軟化点が加硫最高温度未満であれば、ゴム組成物の加硫時に該樹脂が速やかに溶融又は軟化し、長尺状気泡を効率的に形成することができる。一方、上記親水性樹脂の融点又は軟化点が加硫最高温度に近くなり過ぎると、加硫初期に速やかに親水性樹脂が溶融（軟化を含む）せず、加硫終期に親水性樹脂が溶融する。加硫終期では、発泡剤から発生したガスが加硫したゴムマトリクス中に分散乃至取り込まれてしまっており、溶融した樹脂内には十分な量のガスが保持されない。
【００２４】
上記親水性樹脂の融点又は軟化点の上限は、以上の点を考慮して選択するのが好ましく、一般的には、ゴム組成物の加硫最高温度よりも、10℃以上低いことが好ましく、20℃以上低いことが更に好ましい。ゴム組成物の工業的な加硫温度は、一般的には最高で約190℃程度であるが、例えば、加硫最高温度が190℃に設定されている場合には、親水性樹脂の融点又は軟化点としては、通常190℃以下の範囲で選択され、180℃以下が好ましく、170℃以下が更に好ましい。
【００２５】
本発明のゴム組成物において、上記微粒子含有繊維を構成する微粒子は、親水性樹脂と接着作用を示す。上記微粒子としては、例えば、酸化チタン（チタニア）、酸化アルミニウム（アルミナ）等の金属酸化物の微粒子、炭酸カルシウム等の金属炭酸塩の微粒子、モンモリロナイト等の粘土鉱物の微粒子等が挙げられ、これらの中でも、金属イオンが存在する理由から粘土鉱物の微粒子が特に好ましい。これら微粒子は、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。なお、上記金属酸化物をセラミックス又はゼオライト（アルミノケイ酸塩）として用いてもよい。
【００２６】
本発明のゴム組成物において、上記微粒子含有繊維を構成する微粒子は、製造容易性の観点から、その粒径が0.1〜500μmであることが好ましい。該粒径が0.1μm未満では、氷雪路面上での引掻き効果が十分に得られず、一方、500μmを超えると、繊維製造時（溶融紡糸時）に糸が切断するため、細径化が困難となる。
【００２７】
本発明のゴム組成物において、上記微粒子含有繊維が、親水性樹脂100質量部に対し微粒子を0.5〜200質量部含有することが好ましく、1〜100質量部含有することが更に好ましい。該微粒子の含有量が0.5質量部未満では、氷雪路面上での引掻き効果が十分に得られず、一方、200質量部を超えると、紡糸操業性に劣り糸切れが生じるおそれがある。
【００２８】
本発明のゴム組成物において、上記微粒子含有繊維の含有量は、ゴム成分100質量部に対し0.5〜30質量部であることが好ましい。該微粒子含有繊維の含有量が0.5質量部未満では、加硫ゴムに占める長尺状の空隙の体積比率が小さいため、氷上性能を十分に得られないおそれがあり、一方、30質量部を超えると、ゴム組成物中での微粒子含有繊維の分散性が低下し、ゴム組成物の加工性が低下するおそれがある。
【００２９】
本発明のゴム組成物に用いる微粒子含有繊維は、平均径が1〜100μmであることが好ましく、10〜100μmであることが更に好ましい。この場合、繊維を構成していた親水性樹脂で覆われる長尺状気泡がミクロな排水溝として効率的に機能することができる。また、微粒子含有繊維の平均径が1μm未満では、親水性樹脂と微粒子から紡糸することができないおそれがあり、一方、100μmを超えると、微粒子含有繊維の重量が増加し、ゴム組成物中の配合部数が高くなり過ぎるおそれがある。
【００３０】
本発明のゴム組成物に用いる微粒子含有繊維は、平均長さが0.1〜20mmであることが好ましく、0.5〜20mmであることが更に好ましく、1〜10mmであることが一層好ましい。この場合、繊維を構成していた親水性樹脂で覆われる長尺状気泡がミクロな排水溝として効率的に機能することができる。また、微粒子含有繊維の平均長さが0.1mm未満では、長尺状気泡が形成され難い。一方、微粒子含有繊維の平均長さが20mmを超えると、繊維の硬度が高くなり過ぎ、十分に混練りすることができず、また、トレッドのサイプが通常20mm程度であり、繊維の平均長さが20mmを超えても、氷上性能の効果が得難い。
【００３１】
本発明のゴム組成物に用いる微粒子含有繊維は、常法により製造することができ、該繊維の製造方法としては、溶融紡糸法、ゲル紡糸法、溶液紡糸法等が挙げられる。例えば、溶融紡糸法では、押出機中で原料樹脂を加熱・溶融した後、微粒子を分散させ、次いで紡糸ノズルより押し出された繊維の束を紡糸筒内で引き伸ばしつつ空気流により冷却して固化させ、その後、油剤を付与して１本にまとめ、巻き取ることにより、微粒子含有繊維を製造することができる。一方、溶液紡糸法では、原料樹脂を溶解したポリマー溶液に微粒子を分散させ、これを紡糸ノズルより押し出し、脱溶媒等を行うことにより繊維化し、繊維を製造することができる。
【００３２】
本発明のゴム組成物に用いる発泡剤としては、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）、ジニトロソペンタスチレンテトラミンやベンゼンスルホニルヒドラジド誘導体、ｐ,ｐ'-オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド（ＯＢＳＨ）、二酸化炭素を発生する重炭酸アンモニウム、重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム、窒素を発生するニトロソスルホニルアゾ化合物、Ｎ,Ｎ'-ジメチル-Ｎ,Ｎ'-ジニトロソフタルアミド、トルエンスルホニルヒドラジド、ｐ-トルエンスルホニルセミカルバジド、ｐ,ｐ'-オキシビスベンゼンスルホニルセミカルバジド等が挙げられる。これら発泡剤の中でも、製造加工性の観点から、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）が好ましく、特にアゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）が好ましい。これら発泡剤は、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。また、該発泡剤の配合量は、特に限定されるものではないが、ゴム成分100質量部に対して0.1〜10質量部の範囲が好ましい。
【００３３】
また、上記発泡剤には、発泡助剤として尿素、ステアリン酸亜鉛、ベンゼンスルフィン酸亜鉛や亜鉛華等を併用することが好ましい。これらは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。発泡助剤を併用することにより、発泡反応を促進して反応の完結度を高め、経時的に不要な劣化を抑制することができる。
【００３４】
なお、本発明のゴム組成物に用いることができるゴム成分としては、特に制限はなく、天然ゴム（ＮＲ）の他、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ハロゲン化ブチルゴム、アクリロニリトル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）等の合成ゴムを使用することができ、これらゴム成分は、一種単独で用いてもよいし、二種以上をブレンドして用いてもよい。
【００３５】
本発明のゴム組成物は、上記ゴム成分に、微粒子含有繊維、発泡剤、発泡助剤と共に、ゴム工業界で通常使用される配合剤、例えば、カーボンブラック等の充填剤、軟化剤、ステアリン酸、老化防止剤、亜鉛華、加硫促進剤、加硫剤等を、本発明の目的を害しない範囲内で適宜選択して配合して、混練り、熱入れ、押出等することにより製造することができる。
【００３６】
次に、図を参照しながら本発明の加硫ゴムを詳細に説明する。図１は、本発明の加硫ゴムの一例の断面図である。本発明の加硫ゴムは、上記のゴム組成物を加硫することにより得られるが、図１に示す通り、本発明の加硫ゴム１は、長尺状気泡２を有し、該長尺状気泡２が被膜３で囲まれており、該長尺状気泡２を囲む被膜３が上記微粒子含有繊維を構成していた親水性樹脂３ａと微粒子３ｂからなることを特徴とする。ここで、被膜３を構成する微粒子３ｂにより氷雪路面上での引掻き効果を高めつつ、親水性樹脂３ａにより氷雪路面上の水を効率的に集め、ミクロな排水溝として作用する長尺状気泡２により排水することにより、タイヤの氷上性能を大幅に向上させることができる。
【００３７】
図１に示す長尺状気泡２は、一定方向に配向しているが、この長尺状気泡の配向を揃える手法としては、未加硫ゴム組成物中に分散している微粒子含有繊維を一定方向に配列させればよく、例えば、流路断面積が出口に向かって低減する押出機を用いて、微粒子含有繊維を含むゴム組成物を押し出す方法が挙げられる。
【００３８】
本発明の加硫ゴムの発泡率（Ｖs）は、3〜50％が好ましく、3〜40％が更に好ましく、5〜35％が一層好ましい。発泡率が3％未満では、氷雪路面上の水を除去することができる長尺状気泡の体積が小さ過ぎ、排水性能が低下するおそれがあり、一方、50％を超えると、長尺状気泡の数が多過ぎ、タイヤの耐久性が低下する。なお、上記発泡率（Ｖs）は、長尺状気泡と、微粒子含有繊維を構成していた親水性樹脂の内部に留まらずに形成された気泡との合計の発泡率である。
【００３９】
上記発泡率（Ｖs）(％)は、下記式（I）：
Ｖs ＝ (ρ0／ρ1−1) × 100 ・・・（I）
[式中、ρ1は加硫ゴムの密度（g/cm3）、ρ0は加硫ゴムにおける固相部の密度（g/cm3）である]により算出できる。
【００４０】
次に、図を参照しながら本発明のタイヤを詳細に説明する。図２は、本発明のタイヤの一例の断面図である。図２に示すタイヤは、左右一対のビード部４及び一対のサイドウォール部５と、両サイドウォール部５に連なるトレッド部６とを有し、前記一対のビード部４間にトロイド状に延在して、これら各部４，５，６を補強するカーカス７と、該カーカス７のクラウン部のタイヤ半径方向外側に配置されたベルト８とを備える。ここで、本発明のタイヤは、トレッド部６に上述した加硫ゴムを適用することを特徴とする。本発明のタイヤは、上記加硫ゴムをトレッド部に備えることで、少なくとも接地部分に長尺状気泡が形成されており、優れた氷上性能を発揮することができる。
【００４１】
図２に示すタイヤのカーカス７は、一枚のカーカスプライから構成されており、また、上記ビード部４内に夫々埋設した一対のビードコア９間にトロイド状に延在する本体部と、各ビードコア９の周りでタイヤ幅方向の内側から外側に向けて半径方向外方に巻上げた折り返し部とからなるが、本発明のタイヤにおいて、カーカス７のプライ数及び構造は、これに限られるものではない。
【００４２】
また、図２に示すタイヤのベルト８は、二枚のベルト層から構成されており、各ベルト層は、通常、タイヤ赤道面に対して傾斜して延びるコードのゴム引き層、好ましくは、スチールコードのゴム引き層からなり、更に、二枚のベルト層が、該ベルト層を構成するコードが互いにタイヤ赤道面を挟んで交差するように積層されてベルト８を構成している。なお、図中のベルト８は、二枚のベルト層からなるが、本発明のタイヤにおいて、ベルト８を構成するベルト層の枚数は、これに限られるものではない。
【００４３】
また、本発明のタイヤにおいては、上記ゴム組成物を用いて未加硫トレッドゴムを形成し、常法に従って、該未加硫トレッドゴムをトレッド部に備える生タイヤを形成し、該生タイヤを加硫することで、微粒子含有繊維を構成していた親水性樹脂で覆われた長尺状気泡をトレッド部に形成させることができる。
【００４４】
更に、本発明のタイヤは、排水性を向上させる観点から、上記長尺状気泡がタイヤ周方向に配向されていることが好ましい。この場合、上述の方法により得た、繊維が一定方向に配列しているゴム組成物を用いて未加硫トレッドゴムを形成し、ゴム組成物中の繊維の配向方向がタイヤ周方向と一致するように該未加硫トレッドゴムを配設すればよい。なお、本発明の空気入りタイヤにおいて、タイヤ内に充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を変えた空気、又は窒素等の不活性ガスを用いることができる。
【実施例】
【００４５】
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
【００４６】
（微粒子含有繊維の製造例）
表１に示す配合処方の親水性樹脂及び微粒子を用い、通常の溶融紡糸法に従って微粒子含有繊維を製造した。なお、該繊維の平均径及び平均長さを下記の方法で測定した。結果を表１に示す。
【００４７】
（１）平均径及び平均長さ
得られた微粒子含有繊維を無作為に20箇所選択し、光学顕微鏡を用いて直径（μm）及び長さ（mm）を測定し、その平均値を求めた。
【００４８】
【表１】
【００４９】
*1 ポリエチレン，日本ポリエチレン(株)製，「ＨＤＰＥ」．
*2 三井デュポンポリケミカル(株)製，「ハイミラン １５５７」．
*3 繊維化することができなかった．
【００５０】
表１から、樹脂としてポリエチレンを用いた場合（繊維Ａ〜Ｂ）、微粒子の含有量が増加すると、繊維化できないことが分かる。一方、親水性樹脂であるアイオノマー樹脂を用いた場合（繊維Ｃ〜Ｇ）、微粒子の含有量が増加しても、微粒子含有繊維を製造できることが分かる。
【００５１】
（実施例１〜５及び比較例１）
表２に示す配合処方に従い、配合した微粒子含有繊維が一定方向に配列しているゴム組成物を調製した。該ゴム組成物を用いてトレッドゴムを作製し、ゴム組成物中の微粒子含有繊維がタイヤ周方向に配向するように、該トレッドゴムを配設して生タイヤを作製した。次に、得られた生タイヤを加硫し、サイズ１８５／７０Ｒ１３の乗用車用ラジアルタイヤを作製した。なお、各ゴム組成物の加硫中の加硫最高温度は、いずれも200℃であった。
【００５２】
【表２】
【００５３】
*4 ＪＳＲ(株)製，「ＢＲ０１」，シス-１,４-ポリブタジエン．
*5 上記の方法で製造した繊維Ａ及びＣ〜Ｇ，使用した繊維の種類を表３に示す．
*6 旭カーボン(株)製，「カーボン Ｎ２２０」．
*7 日本シリカ工業(株)製，「ニプシル−ＶＮ３」．
*8 大内新興化学工業(株)製，「ノクラック６Ｃ」．
*9 ジベンゾチアジルジスルフィド．
*10 Ｎ-シクロヘキシル-２-ベンゾチアゾリル-スルフェンアミド．
*11 アゾジカルボンアミド．
*12 大塚化学(株)製，ベンゼンスルフィン酸亜鉛．
*13 尿素：ステアリン酸＝85：15（質量比）の混合物．
【００５４】
得られたタイヤについて、トレッド部を形成する加硫ゴムの発泡率を上記式（I）により算出し、氷上性能を下記の方法で評価し、発泡形態を下記の方法で確認した。結果を表３に示す。
【００５５】
（２）氷上性能
トレッド部の摩耗率が20％のタイヤを装着した乗用車にて、氷上平坦路を走行させ、時速20km/hの時点でブレーキをかけてタイヤをロックさせ、停止状態になるまでの制動距離を測定した。比較例１のタイヤの制動距離の逆数を100として指数表示した。指数値が大きい程、氷上での制動性に優れることを示す。なお、トレッド部の摩耗率は、下記式により算出された。
摩耗率（％）＝（１−摩耗後の溝深さ／新品時の溝深さ）×100
【００５６】
（３）発泡形態
得られたタイヤのトレッドセンター部から加硫ゴム片を切り取り、このサンプルを走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察した。いずれのタイヤについても、繊維を構成していた樹脂で覆われた長尺状気泡を確認できた。
【００５７】
【表３】
【００５８】
表３から明らかなように、本発明に従う微粒子含有繊維を配合してなる実施例１〜５のゴム組成物は、通常の樹脂と微粒子の組合せからなる微粒子含有繊維を配合した比較例１のゴム組成物に比べて、タイヤの氷上性能を大幅に向上させることができる。
【符号の説明】
【００５９】
１ 加硫ゴム
２ 長尺状気泡
３ 被膜
３ａ 親水性樹脂
３ｂ 微粒子
４ ビード部
５ サイドウォール部
６ トレッド部
７ カーカス
８ ベルト
９ ビードコア
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴム組成物、該ゴム組成物を加硫して得た加硫ゴム、及び該加硫ゴムを備えるタイヤに関し、特にタイヤの氷上性能を向上させることが可能なゴム組成物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スパイクタイヤが規制されて以来、氷雪路面上でのタイヤの制動性や駆動性（氷上性能）を向上させるため、特にタイヤのトレッド部について種々の検討がなされている。例えば、タイヤのトレッドゴム中に中空繊維を配合することにより、氷雪路面上の水を該中空繊維の中空部分で排除し、タイヤの氷上性能を向上させることが行われている。しかしながら、この場合、トレッドゴム成形時における圧力、ゴム流れ、温度等により、中空繊維は中空形状を保つことができず、タイヤの氷上性能が充分に得られない問題があった。
【０００３】
この問題に対して、特開平１１−６０７７０号公報（特許文献１）及び特開２００１−２８３２号公報（特許文献２）では、発泡剤含有繊維を含むゴム組成物をトレッド部に用いたタイヤにおいて、トレッド部にミクロな排水溝を形成することで、タイヤの排水性を向上させ、氷上性能を向上させる技術が提案されている。また、特開２００１−２３３９９３号公報（特許文献３）では、微粒子含有有機繊維を含むゴム組成物をトレッド部に用いたタイヤにおいて、有機繊維中に含まれる微粒子の含有量を増加させることにより、トレッドの水膜除去能に加えて、引掻き効果が向上し、氷上性能を更に向上できることが報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−６０７７０号公報
【特許文献２】特開２００１−２８３２号公報
【特許文献３】特開２００１−２３３９９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、タイヤの氷上性能については、特許文献１〜３に記載の技術より優れた技術が求められており、更なる改善が必要となっている。また、氷上性能を向上させる他のアプローチとして、繊維に微粒子を含有させる方法があるが、微粒子の量を多くすると、氷上性能は高くなるものの、微粒子の含有量には限界がある。例えば、特開２００１−２３３９９３号公報に記載の微粒子含有有機繊維は、繊維の製造工程における樹脂を高温で引き伸ばす紡糸・延伸の段階で、樹脂中に混入する微粒子が繊維の切断を誘発することがあるため、該微粒子を増加させると、繊維の製造が著しく困難になる問題があった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決し、微粒子含有繊維の製造が容易で、氷雪路面上での引掻き効果を確実に発揮でき、タイヤの氷上性能を向上させることが可能なゴム組成物を提供することにある。また、本発明の他の目的は、かかるゴム組成物を加硫して得た加硫ゴム、及び該加硫ゴムをトレッド部に備えるタイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、特定の官能基を有する親水性樹脂に特定の微粒子を組み合わせることで接着作用が向上し、微粒子含有繊維の製造が容易となり、氷雪路面上での引掻き効果を確実に発揮できるゴム組成物が得られることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【０００８】
即ち、本発明のゴム組成物は、微粒子含有繊維及び発泡剤を配合してなり、
前記微粒子含有繊維が、金属酸化物、金属炭酸塩及び金属を含有する粘土鉱物よりなる群から選択される少なくとも一種の微粒子と、親水性樹脂とからなることを特徴とする。
【０００９】
本発明のゴム組成物の好適例においては、前記親水性樹脂が、カルボキシル基、水酸基、エステル基、エーテル基及びカルボニル基よりなる群から選択される少なくとも一種の官能基を含む樹脂である。この場合、長尺状気泡の集水効果が高い。
【００１０】
本発明のゴム組成物においては、前記金属酸化物として、酸化チタン及び酸化アルミニウムが好ましく、該金属酸化物がセラミックス及びゼオライト（アルミノケイ酸塩）の内の少なくとも一方であることが更に好ましい。また、本発明のゴム組成物においては、前記金属炭酸塩として炭酸カルシウムが好ましく、前記金属を含有する粘土鉱物としてモンモリロナイトが好ましい。これらの場合、親水性樹脂との接着性を向上できる。
【００１１】
本発明のゴム組成物においては、前記微粒子含有繊維が、親水性樹脂100質量部に対し、微粒子を0.5〜200質量部含有することが好ましい。この場合、長尺状気泡の引掻き効果が高い。
【００１２】
本発明のゴム組成物は、前記微粒子含有繊維の含有量が、ゴム成分100質量部に対し0.5〜30質量部であることが好ましい。この場合、長尺状気泡への集水を確実に向上させることができる。
【００１３】
本発明のゴム組成物において、前記微粒子は、粒径が0.1〜500μmであることが好ましい。この場合、微粒子含有繊維の製造容易性が高い。
【００１４】
本発明のゴム組成物において、前記微粒子含有繊維は、平均径が1〜100μmであることが好ましく、平均長さが0.1〜20mmであることが好ましい。この場合、長尺状気泡がミクロな排水溝として確実に機能することができる。
【００１５】
本発明のゴム組成物において、前記親水性樹脂は、融点又は軟化点が加硫最高温度未満であることが好ましい。
【００１６】
また、本発明の加硫ゴムは、上記のゴム組成物を加硫して得られ、長尺状気泡を有することを特徴とする。ここで、本発明の加硫ゴムは、発泡率が3〜50％であることが好ましい。
【００１７】
更に、本発明のタイヤは、上記の加硫ゴムをトレッド部に用いたことを特徴とする。ここで、本発明のタイヤは、前記長尺状気泡をタイヤ周方向に配向することが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、製造容易性が高い微粒子含有繊維と、発泡剤とが配合された、タイヤの氷上性能を向上させることが可能なゴム組成物を提供することができる。また、かかるゴム組成物を加硫して得た、長尺状気泡を有する加硫ゴムと、該加硫ゴムをトレッド部に備えた、氷上性能に優れるタイヤとを提供することができる。更に、本発明のゴム組成物に配合した微粒子含有繊維は親水性樹脂からなるため、ミクロな排水溝として作用する長尺状気泡の集水効果が高く、タイヤの氷上性能を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の加硫ゴムの一例の断面図である。
【図２】本発明のタイヤの一例の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明を詳細に説明する。本発明のゴム組成物は、微粒子含有繊維及び発泡剤を配合してなり、前記微粒子含有繊維が、金属酸化物、金属炭酸塩及び金属を含有する粘土鉱物よりなる群から選択される少なくとも一種の微粒子と、親水性樹脂とからなることを特徴とする。上記した通り、微粒子含有繊維を配合したゴム組成物を用いることでタイヤの氷上性能が向上することが知られるが、該微粒子は製造時に繊維を切断するおそれがあった。ここで、本発明者は、微粒子含有繊維について詳細に検討したところ、親水性の樹脂に金属を含む微粒子を配合すると、樹脂と微粒子との接着作用により、繊維の製造容易性が得られることを見出した。従って、製造容易性が高い微粒子含有繊維と、発泡剤とが配合された本発明のゴム組成物は、加硫後に形成される長尺状気泡に引掻き効果を確実に付与することができ、タイヤの氷上性能を向上させる。更に、かかるゴム組成物を加硫して得た加硫ゴムは、一般に疎水性を示すゴム成分と、親水性の樹脂で被覆された長尺状気泡とから構成されるため、氷雪路面上の水を親水性の樹脂で覆われた長尺状気泡に効率的に集め、ミクロな排水溝により確実に排水することができる。従って、本発明のゴム組成物をトレッド部に適用することで、タイヤの氷上性能を大幅に向上させることができる。
【００２１】
本発明のゴム組成物に用いる微粒子含有繊維は、金属酸化物、金属炭酸塩及び金属を含有する粘土鉱物よりなる群から選択される少なくとも一種の微粒子と、親水性樹脂とからなることを要する。本発明のゴム組成物に微粒子含有繊維を配合することにより、長尺状気泡を親水性の樹脂で被覆することができる。なお、ゴム組成物中に繊維を配合することにより、ミクロな排水溝として機能する長尺状気泡が形成されるのであり、樹脂を直接配合するだけでは、形成されない。
【００２２】
本発明のゴム組成物において、上記微粒子含有繊維を構成する親水性樹脂は、例えば、カルボキシル基、水酸基、エステル基、エーテル基、カルボニル基等の官能基を含む樹脂が挙げられる。上記親水性樹脂としては、水酸基又はカルボキシル基を含む樹脂が特に好ましい。
【００２３】
本発明のゴム組成物において、上記微粒子含有繊維を構成する親水性樹脂は、融点又は軟化点が、ゴム組成物の加硫時における該ゴム組成物が達する最高温度、即ち加硫最高温度未満であることが好ましい。発泡剤を含有するゴム組成物中に微粒子含有繊維が配合されている場合、該微粒子含有繊維を構成する親水性樹脂は加硫中に溶融又は軟化し、一方、ゴムマトリクス中で加硫中に発泡剤から発生したガスは、加硫反応が進行したゴムマトリクスに比べ、繊維を構成していた溶融又は軟化した親水性樹脂の内部に留まる傾向がある。ここで、上記親水性樹脂の融点又は軟化点が加硫最高温度未満であれば、ゴム組成物の加硫時に該樹脂が速やかに溶融又は軟化し、長尺状気泡を効率的に形成することができる。一方、上記親水性樹脂の融点又は軟化点が加硫最高温度に近くなり過ぎると、加硫初期に速やかに親水性樹脂が溶融（軟化を含む）せず、加硫終期に親水性樹脂が溶融する。加硫終期では、発泡剤から発生したガスが加硫したゴムマトリクス中に分散乃至取り込まれてしまっており、溶融した樹脂内には十分な量のガスが保持されない。
【００２４】
上記親水性樹脂の融点又は軟化点の上限は、以上の点を考慮して選択するのが好ましく、一般的には、ゴム組成物の加硫最高温度よりも、10℃以上低いことが好ましく、20℃以上低いことが更に好ましい。ゴム組成物の工業的な加硫温度は、一般的には最高で約190℃程度であるが、例えば、加硫最高温度が190℃に設定されている場合には、親水性樹脂の融点又は軟化点としては、通常190℃以下の範囲で選択され、180℃以下が好ましく、170℃以下が更に好ましい。
【００２５】
本発明のゴム組成物において、上記微粒子含有繊維を構成する微粒子は、親水性樹脂と接着作用を示す。上記微粒子としては、例えば、酸化チタン（チタニア）、酸化アルミニウム（アルミナ）等の金属酸化物の微粒子、炭酸カルシウム等の金属炭酸塩の微粒子、モンモリロナイト等の粘土鉱物の微粒子等が挙げられ、これらの中でも、金属イオンが存在する理由から粘土鉱物の微粒子が特に好ましい。これら微粒子は、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。なお、上記金属酸化物をセラミックス又はゼオライト（アルミノケイ酸塩）として用いてもよい。
【００２６】
本発明のゴム組成物において、上記微粒子含有繊維を構成する微粒子は、製造容易性の観点から、その粒径が0.1〜500μmであることが好ましい。該粒径が0.1μm未満では、氷雪路面上での引掻き効果が十分に得られず、一方、500μmを超えると、繊維製造時（溶融紡糸時）に糸が切断するため、細径化が困難となる。
【００２７】
本発明のゴム組成物において、上記微粒子含有繊維が、親水性樹脂100質量部に対し微粒子を0.5〜200質量部含有することが好ましく、1〜100質量部含有することが更に好ましい。該微粒子の含有量が0.5質量部未満では、氷雪路面上での引掻き効果が十分に得られず、一方、200質量部を超えると、紡糸操業性に劣り糸切れが生じるおそれがある。
【００２８】
本発明のゴム組成物において、上記微粒子含有繊維の含有量は、ゴム成分100質量部に対し0.5〜30質量部であることが好ましい。該微粒子含有繊維の含有量が0.5質量部未満では、加硫ゴムに占める長尺状の空隙の体積比率が小さいため、氷上性能を十分に得られないおそれがあり、一方、30質量部を超えると、ゴム組成物中での微粒子含有繊維の分散性が低下し、ゴム組成物の加工性が低下するおそれがある。
【００２９】
本発明のゴム組成物に用いる微粒子含有繊維は、平均径が1〜100μmであることが好ましく、10〜100μmであることが更に好ましい。この場合、繊維を構成していた親水性樹脂で覆われる長尺状気泡がミクロな排水溝として効率的に機能することができる。また、微粒子含有繊維の平均径が1μm未満では、親水性樹脂と微粒子から紡糸することができないおそれがあり、一方、100μmを超えると、微粒子含有繊維の重量が増加し、ゴム組成物中の配合部数が高くなり過ぎるおそれがある。
【００３０】
本発明のゴム組成物に用いる微粒子含有繊維は、平均長さが0.1〜20mmであることが好ましく、0.5〜20mmであることが更に好ましく、1〜10mmであることが一層好ましい。この場合、繊維を構成していた親水性樹脂で覆われる長尺状気泡がミクロな排水溝として効率的に機能することができる。また、微粒子含有繊維の平均長さが0.1mm未満では、長尺状気泡が形成され難い。一方、微粒子含有繊維の平均長さが20mmを超えると、繊維の硬度が高くなり過ぎ、十分に混練りすることができず、また、トレッドのサイプが通常20mm程度であり、繊維の平均長さが20mmを超えても、氷上性能の効果が得難い。
【００３１】
本発明のゴム組成物に用いる微粒子含有繊維は、常法により製造することができ、該繊維の製造方法としては、溶融紡糸法、ゲル紡糸法、溶液紡糸法等が挙げられる。例えば、溶融紡糸法では、押出機中で原料樹脂を加熱・溶融した後、微粒子を分散させ、次いで紡糸ノズルより押し出された繊維の束を紡糸筒内で引き伸ばしつつ空気流により冷却して固化させ、その後、油剤を付与して１本にまとめ、巻き取ることにより、微粒子含有繊維を製造することができる。一方、溶液紡糸法では、原料樹脂を溶解したポリマー溶液に微粒子を分散させ、これを紡糸ノズルより押し出し、脱溶媒等を行うことにより繊維化し、繊維を製造することができる。
【００３２】
本発明のゴム組成物に用いる発泡剤としては、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）、ジニトロソペンタスチレンテトラミンやベンゼンスルホニルヒドラジド誘導体、ｐ,ｐ'-オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド（ＯＢＳＨ）、二酸化炭素を発生する重炭酸アンモニウム、重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム、窒素を発生するニトロソスルホニルアゾ化合物、Ｎ,Ｎ'-ジメチル-Ｎ,Ｎ'-ジニトロソフタルアミド、トルエンスルホニルヒドラジド、ｐ-トルエンスルホニルセミカルバジド、ｐ,ｐ'-オキシビスベンゼンスルホニルセミカルバジド等が挙げられる。これら発泡剤の中でも、製造加工性の観点から、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）が好ましく、特にアゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）が好ましい。これら発泡剤は、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。また、該発泡剤の配合量は、特に限定されるものではないが、ゴム成分100質量部に対して0.1〜10質量部の範囲が好ましい。
【００３３】
また、上記発泡剤には、発泡助剤として尿素、ステアリン酸亜鉛、ベンゼンスルフィン酸亜鉛や亜鉛華等を併用することが好ましい。これらは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。発泡助剤を併用することにより、発泡反応を促進して反応の完結度を高め、経時的に不要な劣化を抑制することができる。
【００３４】
なお、本発明のゴム組成物に用いることができるゴム成分としては、特に制限はなく、天然ゴム（ＮＲ）の他、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ハロゲン化ブチルゴム、アクリロニリトル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）等の合成ゴムを使用することができ、これらゴム成分は、一種単独で用いてもよいし、二種以上をブレンドして用いてもよい。
【００３５】
本発明のゴム組成物は、上記ゴム成分に、微粒子含有繊維、発泡剤、発泡助剤と共に、ゴム工業界で通常使用される配合剤、例えば、カーボンブラック等の充填剤、軟化剤、ステアリン酸、老化防止剤、亜鉛華、加硫促進剤、加硫剤等を、本発明の目的を害しない範囲内で適宜選択して配合して、混練り、熱入れ、押出等することにより製造することができる。
【００３６】
次に、図を参照しながら本発明の加硫ゴムを詳細に説明する。図１は、本発明の加硫ゴムの一例の断面図である。本発明の加硫ゴムは、上記のゴム組成物を加硫することにより得られるが、図１に示す通り、本発明の加硫ゴム１は、長尺状気泡２を有し、該長尺状気泡２が被膜３で囲まれており、該長尺状気泡２を囲む被膜３が上記微粒子含有繊維を構成していた親水性樹脂３ａと微粒子３ｂからなることを特徴とする。ここで、被膜３を構成する微粒子３ｂにより氷雪路面上での引掻き効果を高めつつ、親水性樹脂３ａにより氷雪路面上の水を効率的に集め、ミクロな排水溝として作用する長尺状気泡２により排水することにより、タイヤの氷上性能を大幅に向上させることができる。
【００３７】
図１に示す長尺状気泡２は、一定方向に配向しているが、この長尺状気泡の配向を揃える手法としては、未加硫ゴム組成物中に分散している微粒子含有繊維を一定方向に配列させればよく、例えば、流路断面積が出口に向かって低減する押出機を用いて、微粒子含有繊維を含むゴム組成物を押し出す方法が挙げられる。
【００３８】
本発明の加硫ゴムの発泡率（Ｖs）は、3〜50％が好ましく、3〜40％が更に好ましく、5〜35％が一層好ましい。発泡率が3％未満では、氷雪路面上の水を除去することができる長尺状気泡の体積が小さ過ぎ、排水性能が低下するおそれがあり、一方、50％を超えると、長尺状気泡の数が多過ぎ、タイヤの耐久性が低下する。なお、上記発泡率（Ｖs）は、長尺状気泡と、微粒子含有繊維を構成していた親水性樹脂の内部に留まらずに形成された気泡との合計の発泡率である。
【００３９】
上記発泡率（Ｖs）(％)は、下記式（I）：
Ｖs ＝ (ρ0／ρ1−1) × 100 ・・・（I）
[式中、ρ1は加硫ゴムの密度（g/cm3）、ρ0は加硫ゴムにおける固相部の密度（g/cm3）である]により算出できる。
【００４０】
次に、図を参照しながら本発明のタイヤを詳細に説明する。図２は、本発明のタイヤの一例の断面図である。図２に示すタイヤは、左右一対のビード部４及び一対のサイドウォール部５と、両サイドウォール部５に連なるトレッド部６とを有し、前記一対のビード部４間にトロイド状に延在して、これら各部４，５，６を補強するカーカス７と、該カーカス７のクラウン部のタイヤ半径方向外側に配置されたベルト８とを備える。ここで、本発明のタイヤは、トレッド部６に上述した加硫ゴムを適用することを特徴とする。本発明のタイヤは、上記加硫ゴムをトレッド部に備えることで、少なくとも接地部分に長尺状気泡が形成されており、優れた氷上性能を発揮することができる。
【００４１】
図２に示すタイヤのカーカス７は、一枚のカーカスプライから構成されており、また、上記ビード部４内に夫々埋設した一対のビードコア９間にトロイド状に延在する本体部と、各ビードコア９の周りでタイヤ幅方向の内側から外側に向けて半径方向外方に巻上げた折り返し部とからなるが、本発明のタイヤにおいて、カーカス７のプライ数及び構造は、これに限られるものではない。
【００４２】
また、図２に示すタイヤのベルト８は、二枚のベルト層から構成されており、各ベルト層は、通常、タイヤ赤道面に対して傾斜して延びるコードのゴム引き層、好ましくは、スチールコードのゴム引き層からなり、更に、二枚のベルト層が、該ベルト層を構成するコードが互いにタイヤ赤道面を挟んで交差するように積層されてベルト８を構成している。なお、図中のベルト８は、二枚のベルト層からなるが、本発明のタイヤにおいて、ベルト８を構成するベルト層の枚数は、これに限られるものではない。
【００４３】
また、本発明のタイヤにおいては、上記ゴム組成物を用いて未加硫トレッドゴムを形成し、常法に従って、該未加硫トレッドゴムをトレッド部に備える生タイヤを形成し、該生タイヤを加硫することで、微粒子含有繊維を構成していた親水性樹脂で覆われた長尺状気泡をトレッド部に形成させることができる。
【００４４】
更に、本発明のタイヤは、排水性を向上させる観点から、上記長尺状気泡がタイヤ周方向に配向されていることが好ましい。この場合、上述の方法により得た、繊維が一定方向に配列しているゴム組成物を用いて未加硫トレッドゴムを形成し、ゴム組成物中の繊維の配向方向がタイヤ周方向と一致するように該未加硫トレッドゴムを配設すればよい。なお、本発明の空気入りタイヤにおいて、タイヤ内に充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を変えた空気、又は窒素等の不活性ガスを用いることができる。
【実施例】
【００４５】
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
【００４６】
（微粒子含有繊維の製造例）
表１に示す配合処方の親水性樹脂及び微粒子を用い、通常の溶融紡糸法に従って微粒子含有繊維を製造した。なお、該繊維の平均径及び平均長さを下記の方法で測定した。結果を表１に示す。
【００４７】
（１）平均径及び平均長さ
得られた微粒子含有繊維を無作為に20箇所選択し、光学顕微鏡を用いて直径（μm）及び長さ（mm）を測定し、その平均値を求めた。
【００４８】
【表１】
【００４９】
*1 ポリエチレン，日本ポリエチレン(株)製，「ＨＤＰＥ」．
*2 三井デュポンポリケミカル(株)製，「ハイミラン １５５７」．
*3 繊維化することができなかった．
【００５０】
表１から、樹脂としてポリエチレンを用いた場合（繊維Ａ〜Ｂ）、微粒子の含有量が増加すると、繊維化できないことが分かる。一方、親水性樹脂であるアイオノマー樹脂を用いた場合（繊維Ｃ〜Ｇ）、微粒子の含有量が増加しても、微粒子含有繊維を製造できることが分かる。
【００５１】
（実施例１〜５及び比較例１）
表２に示す配合処方に従い、配合した微粒子含有繊維が一定方向に配列しているゴム組成物を調製した。該ゴム組成物を用いてトレッドゴムを作製し、ゴム組成物中の微粒子含有繊維がタイヤ周方向に配向するように、該トレッドゴムを配設して生タイヤを作製した。次に、得られた生タイヤを加硫し、サイズ１８５／７０Ｒ１３の乗用車用ラジアルタイヤを作製した。なお、各ゴム組成物の加硫中の加硫最高温度は、いずれも200℃であった。
【００５２】
【表２】
【００５３】
*4 ＪＳＲ(株)製，「ＢＲ０１」，シス-１,４-ポリブタジエン．
*5 上記の方法で製造した繊維Ａ及びＣ〜Ｇ，使用した繊維の種類を表３に示す．
*6 旭カーボン(株)製，「カーボン Ｎ２２０」．
*7 日本シリカ工業(株)製，「ニプシル−ＶＮ３」．
*8 大内新興化学工業(株)製，「ノクラック６Ｃ」．
*9 ジベンゾチアジルジスルフィド．
*10 Ｎ-シクロヘキシル-２-ベンゾチアゾリル-スルフェンアミド．
*11 アゾジカルボンアミド．
*12 大塚化学(株)製，ベンゼンスルフィン酸亜鉛．
*13 尿素：ステアリン酸＝85：15（質量比）の混合物．
【００５４】
得られたタイヤについて、トレッド部を形成する加硫ゴムの発泡率を上記式（I）により算出し、氷上性能を下記の方法で評価し、発泡形態を下記の方法で確認した。結果を表３に示す。
【００５５】
（２）氷上性能
トレッド部の摩耗率が20％のタイヤを装着した乗用車にて、氷上平坦路を走行させ、時速20km/hの時点でブレーキをかけてタイヤをロックさせ、停止状態になるまでの制動距離を測定した。比較例１のタイヤの制動距離の逆数を100として指数表示した。指数値が大きい程、氷上での制動性に優れることを示す。なお、トレッド部の摩耗率は、下記式により算出された。
摩耗率（％）＝（１−摩耗後の溝深さ／新品時の溝深さ）×100
【００５６】
（３）発泡形態
得られたタイヤのトレッドセンター部から加硫ゴム片を切り取り、このサンプルを走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）にて観察した。いずれのタイヤについても、繊維を構成していた樹脂で覆われた長尺状気泡を確認できた。
【００５７】
【表３】
【００５８】
表３から明らかなように、本発明に従う微粒子含有繊維を配合してなる実施例１〜５のゴム組成物は、通常の樹脂と微粒子の組合せからなる微粒子含有繊維を配合した比較例１のゴム組成物に比べて、タイヤの氷上性能を大幅に向上させることができる。
【符号の説明】
【００５９】
１ 加硫ゴム
２ 長尺状気泡
３ 被膜
３ａ 親水性樹脂
３ｂ 微粒子
４ ビード部
５ サイドウォール部
６ トレッド部
７ カーカス
８ ベルト
９ ビードコア
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微粒子含有繊維及び発泡剤を配合してなり、
前記微粒子含有繊維が、金属酸化物、金属炭酸塩及び金属を含有する粘土鉱物よりなる群から選択される少なくとも一種の微粒子と、親水性樹脂とからなることを特徴とするゴム組成物。
【請求項２】
前記親水性樹脂が、カルボキシル基、水酸基、エステル基、エーテル基及びカルボニル基よりなる群から選択される少なくとも一種の官能基を含む樹脂であること特徴とする請求項１に記載のゴム組成物。
【請求項３】
前記金属酸化物が、酸化チタン及び酸化アルミニウムの内の少なくとも一方であることを特徴とする請求項１に記載のゴム組成物。
【請求項４】
前記金属酸化物が、セラミックス及びゼオライト（アルミノケイ酸塩）の内の少なくとも一方であることを特徴とする請求項１又は３に記載のゴム組成物。
【請求項５】
前記金属炭酸塩が炭酸カルシウムであることを特徴とする請求項１に記載のゴム組成物。
【請求項６】
前記金属を含有する粘土鉱物がモンモリロナイトであることを特徴とする請求項１に記載のゴム組成物。
【請求項７】
前記微粒子含有繊維が、親水性樹脂100質量部に対し、微粒子を0.5〜200質量部含有することを特徴とする請求項１に記載のゴム組成物。
【請求項８】
前記微粒子含有繊維の含有量が、ゴム成分100質量部に対し0.5〜30質量部であることを特徴とする請求項１に記載のゴム組成物。
【請求項９】
前記微粒子は、粒径が0.1〜500μmであることを特徴とする請求項１に記載のゴム組成物。
【請求項１０】
前記微粒子含有繊維は、平均径が1〜100μmであり、平均長さが0.1〜20mmであることを特徴とする請求項１に記載のゴム組成物。
【請求項１１】
前記親水性樹脂は、融点又は軟化点が加硫最高温度未満であることを特徴とする請求項１に記載のゴム組成物。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかに記載のゴム組成物を加硫して得た、長尺状気泡を有することを特徴とする加硫ゴム。
【請求項１３】
発泡率が3〜50％であることを特徴とする請求項１２に記載の加硫ゴム。
【請求項１４】
請求項１２又は１３に記載の加硫ゴムをトレッド部に用いたタイヤ。
【請求項１５】
前記長尺状気泡をタイヤ周方向に配向したことを特徴とする請求項１４に記載のタイヤ。
【請求項１】
微粒子含有繊維及び発泡剤を配合してなり、
前記微粒子含有繊維が、金属酸化物、金属炭酸塩及び金属を含有する粘土鉱物よりなる群から選択される少なくとも一種の微粒子と、親水性樹脂とからなることを特徴とするゴム組成物。
【請求項２】
前記親水性樹脂が、カルボキシル基、水酸基、エステル基、エーテル基及びカルボニル基よりなる群から選択される少なくとも一種の官能基を含む樹脂であること特徴とする請求項１に記載のゴム組成物。
【請求項３】
前記金属酸化物が、酸化チタン及び酸化アルミニウムの内の少なくとも一方であることを特徴とする請求項１に記載のゴム組成物。
【請求項４】
前記金属酸化物が、セラミックス及びゼオライト（アルミノケイ酸塩）の内の少なくとも一方であることを特徴とする請求項１又は３に記載のゴム組成物。
【請求項５】
前記金属炭酸塩が炭酸カルシウムであることを特徴とする請求項１に記載のゴム組成物。
【請求項６】
前記金属を含有する粘土鉱物がモンモリロナイトであることを特徴とする請求項１に記載のゴム組成物。
【請求項７】
前記微粒子含有繊維が、親水性樹脂100質量部に対し、微粒子を0.5〜200質量部含有することを特徴とする請求項１に記載のゴム組成物。
【請求項８】
前記微粒子含有繊維の含有量が、ゴム成分100質量部に対し0.5〜30質量部であることを特徴とする請求項１に記載のゴム組成物。
【請求項９】
前記微粒子は、粒径が0.1〜500μmであることを特徴とする請求項１に記載のゴム組成物。
【請求項１０】
前記微粒子含有繊維は、平均径が1〜100μmであり、平均長さが0.1〜20mmであることを特徴とする請求項１に記載のゴム組成物。
【請求項１１】
前記親水性樹脂は、融点又は軟化点が加硫最高温度未満であることを特徴とする請求項１に記載のゴム組成物。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかに記載のゴム組成物を加硫して得た、長尺状気泡を有することを特徴とする加硫ゴム。
【請求項１３】
発泡率が3〜50％であることを特徴とする請求項１２に記載の加硫ゴム。
【請求項１４】
請求項１２又は１３に記載の加硫ゴムをトレッド部に用いたタイヤ。
【請求項１５】
前記長尺状気泡をタイヤ周方向に配向したことを特徴とする請求項１４に記載のタイヤ。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−２５４８６６（Ｐ２０１０−２５４８６６Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０８４９９（Ｐ２００９−１０８４９９）
【出願日】平成２１年４月２７日（２００９．４．２７）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２７日（２００９．４．２７）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
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