JP5374920B2

JP5374920B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP5374920B2
Application number: JP2008127533A
Authority: JP
Inventors: 孝一神徳; 洋飯塚
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2008-05-14
Filing date: 2008-05-14
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2028-05-14
Also published as: JP2009274574A

Description

本発明は空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、カーカス層の折り返し端部からの空気漏れを抑制することにより、ビード部の耐久性を向上させるようにした空気入りタイヤに関する。

有機繊維や金属繊維を撚り合わせて構成されたカーカスコードは、コード内部の長手方向に沿って空隙を形成しているため、コードの長手方向に対して通気性が高い。このため、インナーライナー層を透過した空気がカーカス層に到達した後、カーカスコードの中を通って折り返し端部まで急速に伝播するという現象がある。これによって、伝播した空気がカーカス層の折り返し端部周辺のゴムを酸化劣化させて、ビード部の耐久性を低下させるという問題がある。

この対策として、図５に示すように、ビード部１におけるカーカス層２の折り返し部分のタイヤ幅方向外側に、厚さ０．２〜１．５ｍｍの薄膜５を配置するようにした提案がある（特許文献１参照）。しかし、このような薄膜５をカーカス層２の折り返し部の外側に配置することによって、ある程度の空気漏れを防止することはできるものの、カーカス層２の折り返し端部近傍において剛性の段差が生じるために、薄膜５が早期に破断し易く、本来の空気漏れ防止機能が長期にわたり果たせなくなるという問題があった。そのため、タイヤ耐久性の向上対策としては未だ十分なものではなかった。
特開２００６−１６８４４７号公報

本発明の目的は、上述する問題点を解消するもので、カーカス層の折り返し端部における空気漏れを長期にわたり抑制することにより、ビード部の耐久性を向上させるようにした空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成する本発明は、左右一対のビード部間にカーカス層を装架し、該カーカス層の両端部をそれぞれビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ折り返すと共に、前記ビード部における前記カーカス層の折り返し部に沿ってコード補強層を配置した空気入りタイヤにおいて、前記カーカス層の折り返し両端部及び前記コード補強層の両端部をそれぞれ熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂中にエラストマーをブレンドした熱可塑性エラストマー組成物からなる厚さが５〜１５０μｍの薄膜により前記カーカス層及びコード補強層の内外両面に跨って包み込むように覆うと共に、該薄膜の前記カーカス層の端末からの重なり幅を前記カーカス層の内外両面においてそれぞれ５〜１５ｍｍとしたことを特徴とする。

また、上述する構成において、以下（１）〜（３）に記載するように構成することが好ましい。

（１）前記薄膜の空気透過率を（１．５〜３．０）×１０^-11ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ²・ｓｅｃ・ｃｍＨｇに調整する。
（２）前記薄膜にゴム層を重ねて積層体にする。
（３）前記薄膜の前記コード補強層の端末からの重なり幅を前記コード補強層の内外両面においてそれぞれ５〜１５ｍｍにする。

本発明によれば、カーカス層の折り返し両端部及び前記コード補強層の両端部をそれぞれ熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂中にエラストマーをブレンドした熱可塑性エラストマー組成物からなる厚さが５〜１５０μｍの薄膜により、カーカス層及びコード補強層の内外両面に跨って包み込むように覆ったので、この薄膜が、カーカス層の端部及びコード補強層の両端部近傍における剛性段差に伴う応力の集中を抑制すると共に、インナーライナー層を透過してカーカス層の折り返し端部及びコード補強層の両端部まで伝播した空気の周辺ゴムへの拡散を防止して、カーカス層の折り返し端部及びコード補強層の両端部の周辺ゴムを酸化から守り、ビード部の耐久性を向上させることができる。
しかも、薄膜のカーカス層の端末からの重なり幅をカーカス層の内外両面においてそれぞれ５〜１５ｍｍにしたので、良好な空気透過防止機能を発揮させることができる。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の空気入りタイヤの概要を示す半断面図、図２は図１のタイヤのビード部を拡大して示す断面図である。

本発明の空気入りタイヤは、左右一対のビード部１、１間にカーカス層２を装架し、カーカス層２の端部２ａ、２ａをビードコア４、４の廻りにタイヤ内側から外側へ折り返すと共に、ビード部１、１におけるカーカス層２の折り返し部に沿ってコード補強層６を配置している。そして、カーカス層２の折り返し両端部２ａ、２ａがそれぞれ熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂中にエラストマーをブレンドした熱可塑性エラストマー組成物からなる厚さが５〜１５０μｍの薄膜５により、カーカス層２の内外両面に跨って包み込むように覆われている。図中３はビードフィラーを示している。
さらに、本発明では、後述するように、コード補強層６の両端部についても薄膜５により内外両面に跨って包み込むように覆うと共に、薄膜５のカーカス層２の端末からの重なり幅をカーカス層２の内外両面においてそれぞれ５〜１５ｍｍに設定している。

このようにカーカス層２の折り返し両端部２ａ、２ａ及びコード補強層６の両端部をそれぞれ厚さが５〜１５０μｍの薄膜５により、カーカス層２及びコード補強層６の内外両面に跨って包み込むように覆ったので、この薄膜５が、カーカス層２の端部２ａ及びコード補強層６の両端部近傍における剛性段差に伴う応力の集中を抑制すると共に、インナーライナー層（図示省略）を透過してカーカス層２の折り返し端部２ａ及びコード補強層６の両端部まで伝播した空気の周辺ゴムへの拡散を防止して、カーカス層２の折り返し端部２ａ及びコード補強層６の両端部の周辺ゴムを酸化から守り、ビード部１の耐久性を向上させることができる。
さらに、本発明では、薄膜５のカーカス層２の端末からの重なり幅をカーカス層２の内外両面においてそれぞれ５〜１５ｍｍに設定したので、一層良好な空気透過防止機能を発揮させることができる。

本発明において、薄膜５を構成する熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマー層としては、空気透過率が（１．５〜３．０）×１０^-11ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ²・ｓｅｃ・ｃｍＨｇとなる材料を使用するとよい。

熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアミド系樹脂〔例えば、ナイロン６（Ｎ６）、ナイロン６６（Ｎ６６）、ナイロン４６（Ｎ４６）、ナイロン１１（Ｎ１１）、ナイロン１２（Ｎ１２）、ナイロン６１０（Ｎ６１０）、ナイロン６１２（Ｎ６１２）、ナイロン６／６６共重合体（Ｎ６／６６）、ナイロン６／６６／６１０共重合体（Ｎ６／６６／６１０）、ナイロンＭＸＤ６（ＭＸＤ６）、ナイロン６Ｔ、ナイロン６／６Ｔ共重合体、ナイロン６６／ＰＰ共重合体、ナイロン６６／ＰＰＳ共重合体〕及びそれらのＮ−アルコキシアルキル化物、例えば、ナイロン６のメトキシメチル化物、ナイロン６／６１０共重合体のメトキシメチル化物、ナイロン６１２のメトキシメチル化物、ポリエステル系樹脂〔例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンイソフタレート（ＰＥＩ）、ＰＥＴ／ＰＥＩ共重合体、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）、液晶ポリエステル、ポリオキシアルキレンジイミドジ酸／ポリブチレンテレフタレート共重合体などの芳香族ポリエステル〕、ポリニトリル系樹脂〔例えば、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリメタクリロニトリル、アクリロニトリル／スチレン共重合体（ＡＳ）、（メタ）アクリロニトリル／スチレン共重合体、（メタ）アクリロニトリル／スチレン／ブタジエン共重合体〕、ポリメタクリレート系樹脂〔例えば、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリメタクリル酸エチル〕、ポリビニル系樹脂〔例えば、酢酸ビニル、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ビニルアルコール／エチレン共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＤＶＣ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、塩化ビニル／塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニリデン／メチルアクリレート共重合体、塩化ビニリデン／アクリロニトリル共重合体（ＥＴＦＥ）〕、セルロース系樹脂〔例えば、酢酸セルロース、酢酸酪酸セルロース〕、フッ素系樹脂〔例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリクロルフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、テトラフロロエチレン／エチレン共重合体〕、イミド系樹脂〔例えば、芳香族ポリイミド（ＰＩ）〕等を好ましく用いることができる。

また、本発明で使用する熱可塑性エラストマー組成物は、上述した熱可塑性樹脂とエラストマーとをブレンドして構成することができる。

熱可塑性エラストマー組成物を構成するエラストマーとしては、例えば、ジエン系ゴム及びその水添物〔例えば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、エポキシ化天然ゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ、高シスＢＲ及び低シスＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素化ＮＢＲ、水素化ＳＢＲ〕、オレフィン系ゴム〔例えば、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ、ＥＰＭ）、マレイン酸変性エチレンプロピレンゴム（Ｍ−ＥＰＭ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、イソブチレンと芳香族ビニル又はジエン系モノマー共重合体、アクリルゴム（ＡＣＭ）、アイオノマー〕、含ハロゲンゴム〔例えば、Ｂｒ−ＩＩＲ、ＣＩ−ＩＩＲ、イソブチレンパラメチルスチレン共重合体の臭素化物（Ｂｒ−ＩＰＭＳ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ヒドリンゴム（ＣＨＲ）、クロロスルホン化ポリエチレンゴム（ＣＳＭ）、塩素化ポリエチレンゴム（ＣＭ）、マレイン酸変性塩素化ポリエチレンゴム（Ｍ−ＣＭ）〕、シリコンゴム〔例えば、メチルビニルシリコンゴム、ジメチルシリコンゴム、メチルフェニルビニルシリコンゴム〕、含イオウゴム〔例えば、ポリスルフィドゴム〕、フッ素ゴム〔例えば、ビニリデンフルオライド系ゴム、含フッ素ビニルエーテル系ゴム、テトラフルオロエチレン−プロピレン系ゴム、含フッ素シリコン系ゴム、含フッ素ホスファゼン系ゴム〕、熱可塑性エラストマー〔例えば、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、エステル系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ボリアミド系エラストマー〕等を好ましく使用することができる。

前記した特定の熱可塑性樹脂とエラストマーとの相溶性が異なる場合は、第３成分として適当な相溶化剤を用いて両者を相溶化させることができる。ブレンド系に相溶化剤を混合することにより、熱可塑性樹脂とエラストマーとの界面張力が低下し、その結果、分散層を形成しているゴム粒子径が微細になることから両成分の特性はより有効に発現されることになる。そのような相溶化剤としては、一般的に熱可塑性樹脂及びエラストマーの両方又は片方の構造を有する共重合体、或いは熱可塑性樹脂又はエラストマーと反応可能なエポキシ基、カルボニル基、ハロゲン基、アミノ基、オキサゾリン基、水酸基等を有した共重合体の構造をとるものとすることができる。これらは混合される熱可塑性樹脂とエラストマーの種類によって選定すればよいが、通常使用されるものには、スチレン／エチレン・ブチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）及びそのマレイン酸変性物、ＥＰＤＭ、ＥＰＭ、ＥＰＤＭ／スチレン又はＥＰＤＭ／アクリロニトリルグラフト共重合体及びそのマレイン酸変性物、スチレン／マレイン酸共重合体、反応性フェノキシン等を挙げることができる。かかる相溶化剤の配合量には特に限定はないが、好ましくは、ポリマー成分（熱可塑性樹脂とエラストマーとの合計）１００重量部に対して、０．５〜１０重量部がよい。

熱可塑性エラストマー組成物において、特定の熱可塑性樹脂とエラストマーとの組成比は、特に限定されるものではなく、熱可塑性樹脂のマトリクス中にエラストマーが不連続相として分散した構造をとるように適宜決めればよいが、好ましい範囲は重量比９０／１０〜３０／７０である。

本発明において、薄膜５を構成する熱可塑性樹脂および熱可塑性エラストマー組成物には、薄膜５としての必要特性を損なわない範囲で前記した相溶化剤などの他のポリマーを混合することができる。他のポリマーを混合する目的は、熱可塑性樹脂とエラストマーとの相溶性を改良するため、材料の成型加工性をよくするため、耐熱性向上のため、コストダウンのため等があり、これに用いられる材料としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ＡＢＳ、ＳＢＳ、ポリカーボネート（ＰＣ）等を例示することができる。また、一般的にポリマー配合物に配合される充填剤（炭酸カルシウム、酸化チタン、アルミナ等）、カーボンブラック、ホワイトカーボン等の補強剤、軟化剤、可塑剤、加工助剤、顔料、染料、老化防止剤等を薄膜５としての必要特性を損なわない限り任意に配合することもできる。

本発明において、薄膜５と周辺ゴムやカーカス層２との接着を良好にするために、薄膜５に周辺ゴムとの接着性に優れたゴム層を重ね合わせて薄膜５とゴム層との積層体にするとよい。

本発明の薄膜５は、上述するように、厚さを５〜１５０μｍに設定しているが、好ましくは３０〜１２０μｍに調整するとよい。厚さが５μｍ未満では空気透過防止機能が十分には得られず、１５０μｍ超ではカーカス層２と周辺ゴムとの剛性差が大きくなり過ぎて、カーカス層２の端部２ａ近傍における剛性段差に伴う応力の集中により、耐久性の向上効果が十分には得られなくなる。

さらに、本発明では、図２に示すように、薄膜５とカーカス層２の端末からの重なり幅ｗをカーカス層２の内外両面においてそれぞれ５〜１５ｍｍ、好ましくは７〜１３ｍｍになるように設定している。これにより、良好な空気透過防止機能を発揮させることができる。

上述するように、本発明の空気入りタイヤでは、図１に示すように、ビード部１におけるカーカス層２の折り返し部に沿ってコード補強層６を配置している。そして、このコード補強層６の両端部を、図３に示すように薄膜５で内外両面に跨って包み込むように覆っている。これにより、一層良好な空気透過防止機能を発揮させることができる。この場合において、上述するカーカス層２の折り返し端部２ａと同様に、薄膜５のコード補強層６の端末からの重なり幅をコード補強層６の内外両面においてそれぞれ５〜１５ｍｍ、好ましくは７〜１３ｍｍになるように調整するとよい。また、図４に示すように２枚の薄膜５をカーカス層２の折り返し端部２ａにおいて重ね合わせるようにして覆ってもよい。

上述する図１では、空気入りタイヤが１層のカーカス層２と２層のベルト層を備えた形態である場合を例示したが、本発明の空気入りタイヤの構造はこれに限られるものではない。また、本発明の空気入りタイヤでは、一層良好な空気透過防止機能を発揮させるために、それぞれのベルト層の両端部、好ましくは最内層のベルト層の両端部を、上述するカーカス層２の折り返し端部２ａと同様に、内外両面に跨って薄膜５により包み込むように覆うことができる。

タイヤサイズを１１Ｒ２２．５、タイヤ構造を図１として、カーカス層２の両端部を薄膜５で覆わなかった従来タイヤ（従来例）と、表１に示すように薄膜５で覆った比較タイヤ（比較例１〜７）および本発明タイヤ（実施例）をそれぞれ作製した。

これら９種類のタイヤについて、以下の試験方法により、ビード部における耐久性の評価を行った。

〔耐久性の評価〕
各タイヤをリム（サイズ：２２．５”×７．５０”）に装着し、空気圧７００ｋＰａを充填して、室内ドラム試験機（ドラム径：１７０７ｍｍ）を用いて、負荷荷重を５３．４４ｋＮ、走行速度を４５ｋｍ／ｈとして、ビード部が破壊するまでの走行距離を測定し、その結果を従来タイヤを１００とする指数により表１に併記した。この数値が大きいほど耐久性が優れていることを示す。

表１より、本発明タイヤは従来タイヤに比して、ビード部における耐久性が向上していることがわかる。なお、比較タイヤ１〜７は、コード補強層の両端部を薄膜により包み込まなかったため、本発明タイヤに比して、ビード部における耐久性の向上効果が十分には得られなかったことから、本発明タイヤから除外した。

本発明の空気入りタイヤの概要を示す半断面図である。図１のタイヤのビード部を拡大して示す断面図である。本発明の実施形態による図２に相当する断面図である。実施例において評価の対象とした比較タイヤにおける図２に相当する断面図である。実施例において評価の対象とした比較タイヤにおける図２に相当する断面図である。

符号の説明

１ビード部
２カーカス層
２ａカーカス層の折り返し端部
５薄膜
６コード補強層

Claims

左右一対のビード部間にカーカス層を装架し、該カーカス層の両端部をそれぞれビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ折り返すと共に、前記ビード部における前記カーカス層の折り返し部に沿ってコード補強層を配置した空気入りタイヤにおいて、
前記カーカス層の折り返し両端部及び前記コード補強層の両端部をそれぞれ熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂中にエラストマーをブレンドした熱可塑性エラストマー組成物からなる厚さが５〜１５０μｍの薄膜により前記カーカス層及びコード補強層の内外両面に跨って包み込むように覆うと共に、該薄膜の前記カーカス層の端末からの重なり幅を前記カーカス層の内外両面においてそれぞれ５〜１５ｍｍとしたことを特徴とする空気入りタイヤ。
前記薄膜の空気透過率が（１．５〜３．０）×１０^-11ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ²・ｓｅｃ・ｃｍＨｇである請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記薄膜にゴム層を重ねて積層体にした請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
前記薄膜の前記コード補強層の端末からの重なり幅が前記コード補強層の内外両面においてそれぞれ５〜１５ｍｍである請求項１、２または３に記載の空気入りタイヤ。