JPH0948210A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気入りラジアルタイヤの空気透過防止層を
改良して耐空気透過性に優れると共に、コーナリングパ
ワー及び耐久性を改良する。 【解決手段】 （Ａ）平均直径１μｍ未満、平均繊維長
１００〜２０００μｍのポリアミド系短繊維と天然ゴム
及び／又はポリイソプレンゴムとをポリオレフィンの連
続相に分散せしめてなり、かつこれらが互いに化学結合
しているポリアミド系短繊維含有組成物、（Ｂ）イソプ
レン−イソブチレンゴム及び／又はそのハロゲン化物並
びに（Ｃ）ジエン系ゴムを配合してなり、（ｉ）前記ポ
リアミド系短繊維の量が全ゴム成分１００重量部に対し
０．５〜８重量部であり、（ii）前記ポリオレフィンの
量が全ゴム成分１００重量部に対し０．５〜８重量部で
あるゴム組成物の薄膜で空気透過防止層を構成した空気
入りラジアルタイヤ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は空気入りタイヤに関
し、更に詳しくは特定のポリアミド系短繊維を配合した
ゴム組成物を空気透過防止層に用いることにより耐空気
透過性、コーナリング性能及び耐久性に優れた空気入り
ラジアルタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】空気入りラジアルタイヤの内面には、タ
イヤ空気圧を一定に保持するためにブチルゴム、ハロゲ
ン化ブチルゴムなどのような低気体透過性のゴムからな
るインナーライナー層などの空気透過防止層が設けられ
ていることは周知の通りである。ところで、最近、ブチ
ルゴムまたはハロゲン化ブチルゴムを主体としたタイヤ
のインナーライナー層に平均短繊維径が０．０２〜０．
８μｍで平均短繊維長が０．５〜３０μｍの有機短繊維
を配合して空気入りタイヤの空気透過性を小さくすると
共に、耐疲労性および低燃費性の改善しようとした提案
がされている（特開昭５７−１５１４０２号公報参
照）。しかしながら、かかる方法では効果が未だ十分で
ないばかりか、有機短繊維がゴムマトリックス中に異物
として入り込むためかマトリックスの破断強度及び耐ク
ラック発生性（耐疲労性）が大幅に低下し、タイヤの耐
久性が低下するという問題がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、前述の従来技術の問題点を排除して、耐空気透過性
に優れると共に、コーナリング性能及び耐久性に優れた
空気透過防止層を有する空気入りラジアルタイヤを提供
することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明に従えば、（Ａ）
平均直径１μｍ未満、平均繊維長１００〜２０００μｍ
のポリアミド系短繊維と天然ゴム及び／又はポリイソプ
レンゴムとをポリオレフィンの連続相に分散せしめてな
り、かつこれらが互いに化学結合しているポリアミド系
短繊維含有組成物、 （Ｂ）イソプレン−イソブチレンゴム及び／又はそのハ
ロゲン化物、並びに （Ｃ）ジエン系ゴムを配合してなり、（ｉ）前記ポリア
ミド系短繊維の量が全ゴム成分１００重量部に対し０．
５〜８重量部であり、（ii）前記ポリオレフィンの量が
全ゴム成分１００重量部に対し０．５〜８重量部である
ゴム組成物の薄膜で空気透過防止層を構成した空気入り
ラジアルタイヤが提供される。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明によれば、前述の如く、特
定の短繊維を天然ゴム及び／又はポリイソプレンゴム中
に特定量配合した短繊維含有組成物を用いることにより
ゴムマトリックス、ポリアミド系短繊維及びポリオレフ
ィン相を均一にし、破断強度及び耐クラック発生性の低
下を防止すると共に、タイヤの耐久性を向上させる。ま
た、これらの成分が互いに強固に化学結合していること
と、ポリオレフィン相のガスバリア性が高いことのた
め、空気透過防止層の耐空気透過性が一層向上する。更
に層全体が均一相となるため剛性が飛躍的に高くなり、
タイヤ剛性の増大につながる。特にタイヤ周方向の剛性
の増大が大きく、操縦安定性が向上する。タイヤの剛性
の中心はカーカスラインであり、剛性を向上させようと
チェーファーのようなものを配置するのには一般にカー
カス層の外面であり、剛性中心であるカーカス層の外面
だけに配置するのでは効果が低い。しかし、カーカス層
の内面にチェーファーのようなものを配置すると、タイ
ヤ重量が大きくなってしまう欠点があり、一般的で無
い。しかるに、本発明に従って空気透過防止層をカーカ
ス層の内面に配置することにより空気透過防止の作用と
剛性アップの作用の両作用が得られる。

【０００６】本発明において使用するポリアミド系短繊
維は、微細な繊維状の−Ｃ（＝Ｏ）−ＮＨ−基を分子内
に有する熱可塑性ポリマーで、平均直径が１μｍ未満、
好ましくは０．０５〜０．８μｍで平均長が１００〜２
０００μｍ、好ましくは２００〜１０００μｍであり、
タイヤ成形中に繊維軸方向に配向させるのが望ましい。
ポリアミド系短繊維の平均直径が１μｍ以上では歪が加
わった時の応力集中が大きくなり、耐久性が低下するの
で好ましくない。またポリアミド系短繊維の繊維長が長
いと同様に歪が加わった時の応力集中が大きくなり、十
分な耐久性が得られず、逆に短かすぎるとタイヤ剛性向
上の効果が低いので好ましくない。

【０００７】また、ポリアミド系短繊維の配合量が全ゴ
ム成分１００重量部に対し、０．５重量部未満では、所
望の効果が充分得られず、８重量部を超えると、加工時
に圧延、あるいは、押出しスピードが上げられず、生産
性が低下するので好ましくない。

【０００８】本発明において用いられるポリオレフィン
としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リエチルエチレン、ポリジメチルエチレン、ポリスチレ
ンがあげられる。この配合量が全ゴム成分１００重量部
に対し０．５重量部未満では、短繊維とゴムの接着が十
分でないので好ましくなく、逆に８重量部を超えると、
圧延、あるいは押出しのスピードが上げられず、生産性
が低下するので好ましくない。これらのポリオレフィン
の分子量には特に限定はないが、特にポリプロピレン、
ポリエチレン、ポリエチルエチレン、ポリスチレン、ポ
リジメチルエチレンの使用が好ましい。

【０００９】本発明においてポリアミド系短繊維含有組
成物の配合に用いられる天然ゴム及び／又はポリイソプ
レンゴムは、従来よりタイヤに配合される任意の天然ゴ
ム及び／又はポリイソプレンゴムを用いることができ
る。

【００１０】本発明において使用される前記ポリアミド
系短繊維としては、例えば融点が１９０〜２３５℃程度
の、ナイロン６、ナイロン６１０、ナイロン１２、ナイ
ロン６１１、ナイロン６１２などのナイロン、ポリヘプ
タメチレン尿素、ポリウンデカメチレン尿素などのポリ
尿素やポリウレタンなどのポリマー分子中に−Ｃ（＝
Ｏ）−ＮＨ−基を有する熱可塑性ポリマー、好ましくは
ナイロンがあげられ、平均直径が１μｍ未満で好ましく
は、実質的に円形断面の、平均繊維長が１００〜２００
０μｍ、好ましくは２００〜１０００μｍで、繊維軸方
向に分子が配列された微細な短繊維の形態でゴム組成物
中に配合されているのが好ましい。

【００１１】かかるポリアミド系短繊維は、予め天然ゴ
ム及び／又はポリイソプレンゴムと一緒に、ポリオレフ
ィン中に分散され、かつポリアミド系短繊維とゴムとが
互いに化学結合した状態で、天然ゴム及び／又はポリイ
ソプレンゴム並びにこれら以外のジエン系ゴムと配合す
る。しかも、このポリアミド系短繊維は、ゴム混合物中
において、例えば、フェノールホルムアルデヒド系樹脂
の初期縮合物又はシランカップリング剤を介してグラフ
ト結合されている。前記フェノールホルムアルデヒド系
樹脂の初期縮合物としては、レゾール型またはノボラッ
ク型フェノールホルムアルデヒド系樹脂の初期縮合物を
挙げることができ、常法に従って加熱時にホルムアルデ
ヒドを発生し得る化合物（例えばヘキサメチレンテトラ
ミン、アセトアルデヒドアンモニア：〔ＣＨ₃ −ＣＨ
（ＯＨ）−ＮＨ₂ 〕₃ 、パラホルムアルデヒド、α−ポ
リオキシメチレン、多価メチロールメラミン誘導体、オ
キサゾリジン誘導体、多価メチロール価アセチレン尿素
など）を用いてグラフト結合させることによって所望の
配合を得ることができる。

【００１２】上記のようにしてポリアミド系短繊維をゴ
ム組成物中に配合することによって、短繊維（及びポリ
マー）がゴム中に良く分散し、また、ゴムと化学的に結
合しているため、耐空気透過性に優れると共に、コーナ
リングパワー及び耐久性に優れた空気透過防止層を有す
る空気入りラジアルタイヤを得るとができる。

【００１３】本発明に従ったゴム組成物は前記各成分を
常法に従って例えば前記各成分をバンバリーミキサー、
ロールなどの混練機を用いて混練することによって得る
ことができる。

【００１４】本発明において使用するゴム組成物に成分
（Ｂ）として配合されるイソプレン−イソブチレンゴム
（いわゆるブチルゴムＩＩＲ）及びそのハロゲン化物は
従来空気入りタイヤのインナーライナー層に汎用されて
いる任意のものを使用することができる。

【００１５】本発明において使用するゴム組成物に成分
（Ｃ）として配合されるジエン系ゴムとしては、従来か
らタイヤ用に一般に配合されている任意のジエン系ゴム
を用いることができ、具体的には天然ゴム（ＮＲ）、ポ
リイソプレンゴム（ＩＲ）、ポリブタジエンゴム（Ｂ
Ｒ）、スチレンブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、ア
クリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）、
クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、エ
チレン・プロピレンターポリマーゴム（ＥＰＤＭ）など
をあげることができる。特に好ましいのはＮＲ，ＩＲ，
ＳＢＲである。

【００１６】本発明に係る組成物の前記成分（Ａ），
（Ｂ）成分の配合比には特に限定はないが、好ましくは
重量比で（Ａ）：（Ｂ）＝１：２〜２：１である。

【００１７】本発明に係るゴム組成物には前記した必須
成分に加えて、カーボンブラックなどの補強剤、硫黄、
加硫促進剤、老化防止剤、充填剤、軟化剤、可塑性剤な
どのタイヤ用に一般に配合されている各種添加剤を配合
することができ、かかる配合物は一般的な方法で加硫し
て製造することができる。これらの添加剤の配合量も一
般的な量とすることができる。

【００１８】図１は空気入りタイヤの空気透過防止層の
配置の典型例を例示する子午線方向半断面図である。図
１において、左右一対のビードコア１，１間にカーカス
層２が装架され、このカーカス層２の内側のタイヤ内面
には、インナーライナー層３が設けられている。このイ
ンナーライナー層３は本発明では前記タイヤ用ポリマー
組成物から構成されている。図１において４はサイドウ
ォールを示す。

【００１９】本発明に係るポリマー組成物の薄膜から成
る空気透過防止層を有する空気入りタイヤの製造方法の
一例について、図１のように、インナーライナー層３を
カーカス層２の内側に配置する場合の例を説明すると、
予め本発明のポリマー組成物を所定の幅と厚さの薄膜状
に押し出し、それをタイヤ成型用ドラム上に円筒に貼り
着ける。その上に未加硫ゴムからなるカーカス層、ベル
ト層、トレッド層等の通常のタイヤ製造に用いられる部
材を順次貼り重ね、ドラムを抜き去ってグリーンタイヤ
とする。次いで、このグリーンタイヤを常法に従って加
熱加硫することにより、所望の軽量化空気入りタイヤを
製造することができる。なお、カーカス層の外周面に空
気透過防止層を設ける場合にも、これに準じて行うこと
ができる。

【００２０】以下、実施例によって本発明を更に説明す
るが、本発明の範囲をこれらの実施例に限定するもので
ないことは言うまでもない。

【００２１】

【実施例】標準例１、実施例１〜３及び比較例１〜３ 表Ｉに示す配合内容（重量部）でそれぞれの成分を配合
し、加硫促進剤と硫黄を除く原料ゴム及び配合剤を１６
リットルのバンバリーミキサーで５分間混合した後、こ
の混合物に加硫促進剤と硫黄とを２軸混練機にて混練ペ
レット化し、次に押出機で幅１０００mm、厚さ１．５mm
のフィルムを得た。これらのフィルムをインナーライナ
ー層としてサイズ１６５ＳＲ１３のスチールラジアルタ
イヤ（リム １３×４1/2 Ｂ）を作成し、各種試験を行
い、その物性を測定した。得られた結果は表Ｉに示す通
りである。

【００２２】

【表１】

【００２３】なお、表Ｉの評価試験において用いた試験
方法は以下の通りである。耐空気透過性 １６５ＳＲ１３ スチールラジアルタイヤ（リム １３
×４1/2 Ｂ）を使用して、初期圧力２００kPa 、無負荷
条件にて室温２１℃で３ヶ月間放置して測定間隔４日毎
に圧力を測定した。測定圧力Ｐｔ、初期圧力Ｐｏ及び経
過日数ｔとして、関数： Ｐｔ／Ｐｏ＝ｅｘｐ（−αｔ） に回帰してα値を求める。得られたαを用い、ｔ＝３０
を下式に代入し、 β＝〔１−ｅｘｐ（−αｔ）〕×１００ β値を得る。このβ値を１ヶ月当りの圧力低下率（％／
月）とし、標準例１の値を１００として指数表示した。
この値が小さい方が耐空気透過性に優れていることを示
す。

【００２４】コーナリングパワー 各試験タイヤを上記リム（１３×４1/2 Ｂ）に装着し、
内圧を１８６．３kPaとして、室内フラットベルト式試
験機によって、速度１０km／ｈ、荷重４２５kgの条件に
て評価を行い、標準例１の値を１００として指数表示し
た。この値が大きい方がコーナリングパワーが大きいこ
とを示す。

【００２５】耐久性 各試験タイヤを上記と同じリムに同じ内圧を充填し、ド
ラム径１７０７mmでＪＩＳ Ｄ ４２３０、ＪＡＴＭＡ
規定荷重耐久性試験終了後、荷重を５時間毎に２０％ず
つ増加させてタイヤが破壊するまで試験を続行した。標
準例１の値を１００として指数表示した。この値が大き
い方が耐久性が高いことを示す。

【００２６】標準例１は従来の典型的なブロム化ブチル
ゴム（８０）／天然ゴム（２０）から構成したインナー
ライナー層であり、比較例１はその天然ゴムの一部をセ
ルロース短繊維で置き換えた場合であり、この配合では
耐空気透過性は若干改良されるが耐久性に劣る。比較例
２は標準例１の配合で天然ゴムの一部をポリアミド系短
繊維に置き換えた場合であるが、配合量が不十分なた
め、改良効果が認められない。比較例３は短繊維の配合
量を逆に多過ぎる場合で耐空気透過性及びコーナリング
パワーは、増加するが、耐久性に劣る。これらに対し、
本発明に従った実施例１〜３は耐空気透過性及びコーナ
リングパワーが改良され、耐久性は標準例の値が保持さ
れる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に従えば、
平均直径１μｍ未満、平均繊維長１００〜２０００μｍ
のポリアミド系短繊維と天然ゴム及び／又はポリイソプ
レンゴムとをポリオレフィンの連続相に分散せしめてな
り、かつこれらが互いに化学結合しているポリアミド系
短繊維含有組成物を空気入りラジアルタイヤの空気透過
防止層に配合することにより、耐空気透過性、コーナリ
ングパワー及び耐久性などに優れた空気入りラジアルタ
イヤを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空気入りタイヤのインナーライナー部
の構造を示す子午線方向半断面図である。

【符号の説明】

１…ビードコア ２…カーカス層 ３…インナーライナー層 ４…サイドウォール

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （Ａ）平均直径１μｍ未満、平均繊維長
   １００〜２０００μｍのポリアミド系短繊維と天然ゴム
   及び／又はポリイソプレンゴムとをポリオレフィンの連
   続相に分散せしめてなり、かつこれらが互いに化学結合
   しているポリアミド系短繊維含有組成物、 （Ｂ）イソプレン−イソブチレンゴム及び／又はそのハ
   ロゲン化物並びに （Ｃ）ジエン系ゴムを配合してなり、（ｉ）前記ポリア
   ミド系短繊維の量が全ゴム成分１００重量部に対し０．
   ５〜８重量部であり、（ii）前記ポリオレフィンの量が
   全ゴム成分１００重量部に対し０．５〜８重量部である
   ゴム組成物の薄膜で空気透過防止層を構成した空気入り
   ラジアルタイヤ。