JP2003291605A - 重荷重用空気入りタイヤ - Google Patents

重荷重用空気入りタイヤ

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 カーカスゴムのクリープを抑制すると共に、
高温多湿な地域での使用における内面保護層の割れを防
止する。 【解決手段】 カーカス層と、インナーライナー層と、
その間に配設した内面保護層とを備えた重荷重用空気入
りタイヤにおいて、内面保護層がゴム層Ａとゴム層Ｂと
からなり、各層を構成する各ゴム組成物がゴム成分と硫
黄と有機酸コバルト化合物とを配合してなり、該硫黄の
配合量が下記式(I)及び(II)を満たす重荷重用空気入り
タイヤである。 ＳＡ＜ＳＢ≦ＳＣ ・・・ (I) 2≦ＳＡ≦4 ・・・ (II) （式中、ＳＡ、ＳＢ、ＳＣは、それぞれゴム層Ａ、ゴム
層Ｂ、カーカス層を構成するゴム組成物に配合される硫
黄のゴム成分100質量部に対する配合量を示す。）

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、重荷重用空気入り
タイヤに関し、特に温暖湿潤地域での使用に対し耐久性
を著しく向上させた重荷重用空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の重荷重用空気入りタイヤは、タイ
ヤの空気圧を保持するため最内層には空気透過性の低い
ブチル系ゴム組成物からなるインナーライナー層が配設
され、また、インナーライナー層とカーカス層の間には
内面保護層が配設されている。ここで、カーカス層と称
するは、プライコードと該プライコードを被覆するカー
カスゴムからなるカーカスプライのカーカスゴム部分を
いう。
【０００３】この内面保護層には、インナーライナー層
を透過した酸素がカーカスプライまで到達してプライコ
ードとカーカスゴムとの接着力を低下させることがない
よう酸素をトラップする機能と、タイヤ走行やタイヤ内
圧によってカーカスゴムが径方向外側にクリープしてタ
イヤ内面にプライコードが浮き出ることがないようカー
カスゴムを補強する機能とが要求される。また、内面保
護層は、加硫前後でカーカスゴムの組成が変化すること
により本来のカーカスプライの機能を低下させないよう
カーカスゴムに近い配合であること、更には、ブチル系
ゴム組成物からなるインナーライナー層と加硫前後で高
い接着力を有することも要求される。
【０００４】酸素をトラップする機能は、内面保護層の
ゴム自体が酸化されて劣化することで達成される。しか
し、この酸化劣化により内面保護層の耐破壊性が低下す
ると、タイヤ走行末期に突起踏み越え等により大きな力
がタイヤにかかった際に内面保護層が割れてしまい、パ
ンク等のタイヤの故障につながる。そのため、酸化劣化
しても高い耐破壊性を有するゴムが内面保護層のゴムと
して望ましい。また、カーカスプライを補強してタイヤ
走行やタイヤ内圧によるクリープの発生を抑制するため
には、高弾性、高耐クリープ性を有するゴムが内面保護
層のゴムとして望ましい。
【０００５】特許2614441号に記載された空気入りタイ
ヤにおいては、カーカス層の内側に配設したインナーラ
イナー層を内層-中間層-外層の３層構造にし、耐酸化劣
化性を付与するために、中間層にｐ-フェニレンジアミ
ン系老化防止剤をゴム成分100重量部当り5〜30重量部配
合している。
【０００６】また、特開2001-121906号には、カーカス
プライとインナーライナー層との間に弾性補強層を配置
し、該補強層に共役ジエンを含む一種以上のモノマーと
一種以上のビニル芳香族モノマーとのコポリマーを用い
る技術が記載されている。
【０００７】更に、特開平9-272308号及び特開平10-297
209号では、内面保護層を２層構造にし、インナーライ
ナー層側に位置する層のゴム組成物から有機酸コバルト
化合物を実質的に除去することにより内面保護層の耐酸
化劣化性を向上させる技術が記載されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特許26
14441号では、中間層に配合したｐ-フェニレンジアミン
系老化防止剤が加硫中にカーカスプライ中に移行し、プ
ライコードとカーカスゴムとの接着に悪影響を及ぼすと
いう問題があった。
【０００９】また、特開2001-121906号では、共役ジエ
ンを含む一種以上のモノマーと一種以上のビニル芳香族
モノマーとのコポリマーを用いるので、弾性補強層の配
合コストが高くなるという問題があった。
【００１０】更に、特開平9-272308号及び特開平10-297
209号に記載のようにインナーライナー層側に位置する
層から有機酸コバルト化合物を実質的に除去しても、内
面保護層の耐酸化劣化性を向上させる効果は十分でな
く、特に高温多湿な地域では、該内面保護層が割れてし
まう恐れがあるという問題が残っていた。
【００１１】そこで、本発明は、カーカス層とインナー
ライナー層の間に設けた内面保護層が、カーカスゴムの
クリープを抑制すると共に、高温多湿な地域で使用して
も内面保護層の割れの発生を防止するのに十分高い耐酸
化劣化性を有する重荷重用空気入りタイヤを提供するこ
とを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成すべく鋭意研究を重ねた結果、重荷重用空気入りタ
イヤのインナーライナー層とカーカス層の間に配置した
内面保護層を２層構造とし、インナーライナー層に隣接
するゴム層とカーカス層に隣接するゴム層とのゴム組成
物の配合を変え、カーカス層側のゴム層は高い耐クリー
プ性を有し、且つカーカス層と近い配合にしてカーカス
層への配合組成の違いの影響を抑え、インナーライナー
層側のゴム層は酸化劣化後も高い耐破壊性を有するよう
に機能を分離することによって、カーカスゴムのクリー
プが抑制でき、プライコードとカーカスゴムとの接着性
も維持し、更に耐酸化劣化性を向上させることができる
ことを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１３】即ち、本発明は、 <1> カーカス層と、インナーライナー層と、その間に
配設した内面保護層とを備えた重荷重用空気入りタイヤ
において、前記内面保護層がインナーライナー層に隣接
するゴム層Ａとカーカス層に隣接するゴム層Ｂとからな
り、前記インナーライナー層、前記カーカス層、前記ゴ
ム層Ａ及び前記ゴム層Ｂを構成する各ゴム組成物がゴム
成分と硫黄と有機酸コバルト化合物とを配合してなり、
該硫黄の配合量が下記式(I)及び(II)を満たすことを特
徴とする重荷重用空気入りタイヤである。 ＳＡ＜ＳＢ≦ＳＣ ・・・ (I) 2≦ＳＡ≦4 ・・・ (II) （式中、ＳＡ、ＳＢ、ＳＣは、それぞれゴム層Ａ、ゴム
層Ｂ、カーカス層を構成するゴム組成物に配合される硫
黄のゴム成分100質量部に対する配合量を示す。） <2> 前記ＳＢが4以上であることを特徴とする前記<1>
に記載の重荷重用空気入りタイヤである。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下に、本発明を詳細に説明す
る。本発明の重荷重用空気入りタイヤは、一対のビード
部と、一対のサイド部と、トレッド部と、前記ビード部
間にトロイド状に延在させたカーカスプライと、インナ
ーライナー層と、カーカスプライを構成するカーカス層
とインナーライナー層との間に配設した内面保護層とを
備え、該内面保護層はインナーライナー層に隣接するゴ
ム層Ａとカーカス層に隣接するゴム層Ｂとからなる。ま
た、インナーライナー層、カーカス層、ゴム層Ａ及びゴ
ム層Ｂを構成する各ゴム組成物は、ゴム成分と硫黄と有
機酸コバルト化合物とを配合してなる。
【００１５】ゴム層Ｂは、ゴム層Ａを構成するゴム組成
物とカーカス層を構成するゴム組成物との配合差異によ
る悪影響がカーカス層に及ばないようにゴム層Ａとカー
カス層とを隔て距離を置く役割と、タイヤ内面にプライ
コードが浮き出ることがないようにカーカスプライを補
強してカーカスゴムのクリープを抑制する役割を担う。
【００１６】一方、ゴム層Ａは、カーカスゴムのクリー
プをゴム層Ｂで抑制しているため、耐クリープ性がゴム
層Ｂより低くてもよく、従って、ゴム層Ａを構成するゴ
ム組成物の配合は、酸化劣化後の耐破壊性に重きを置
き、ゴム層Ｂより硫黄及び有機酸コバルト化合物の配合
量を減じた配合とすることができる。なお、インナーラ
イナー層を透過した酸素は、ゴム層Ａでトラップされる
ため、ゴム層Ｂを通ってカーカスプライまで到達するこ
とは殆ど無い。
【００１７】本発明にかかわるゴム層Ｂは、カーカス層
を構成するゴム組成物と同一若しくは類似の配合からな
るゴム組成物により構成される。かかるゴム組成物にお
けるゴム成分としては、天然ゴムを70質量％以上含む単
独又はブレンドゴムが好ましく、ブレンドゴムの場合の
他のゴムとしては、合成ポリイソプレンゴム、ポリブタ
ジエンゴム、スチレン-ブタジエン共重合ゴム等が挙げ
られる。また、かかるゴム組成物に配合する有機酸コバ
ルト化合物は、接着促進剤として、プライコード（例え
ば、スチールコード）を補強材とするカーカスプライの
カーカスゴムに通常配合されているものであり、例え
ば、ナフテン酸コバルト、ステアリン酸コバルト、オレ
イン酸コバルト、トール油酸コバルト、樹脂酸コバルト
等が挙げられる。ゴム組成物中の有機酸コバルト化合物
の配合量は、ゴム成分100質量部に対し通常0.1〜2.0質
量部である。更に、該ゴム組成物は、加硫剤として硫黄
をゴム成分100質量部に対し、4〜7質量部の配合量で含
有する。
【００１８】ゴム層Ｂ及びカーカス層を構成するゴム組
成物には、前述したゴム成分、硫黄、有機酸コバルト化
合物の他、カーボンブラック、加硫促進剤、老化防止
剤、軟化剤等が適宜配合される。カーボンブラックとし
ては、ＦＥＦ、ＨＡＦ又はＩＳＡＦグレードのものが用
いられ、その配合量はゴム成分100質量部に対し通常40
〜65質量部である。
【００１９】本発明にかかわるゴム層Ａを構成するゴム
組成物は、上記ゴム層Ｂとほぼ同一の成分組成からなる
が、ゴム層Ａとゴム層Ｂの分離した機能を達成し、且つ
酸化劣化後の耐破壊性を向上させるために、硫黄の配合
量が後述する硫黄の配合量関係を満たすように減ぜられ
たものである。
【００２０】即ち、ゴム層Ａを構成するゴム組成物にお
ける硫黄の配合量は、酸化劣化後の耐破壊性を向上させ
る観点から、カーカス層及びゴム層Ｂを夫々構成する各
ゴム組成物における硫黄の配合量に対し、下記式(I)及
び(II)を満たす必要がある。 ＳＡ＜ＳＢ≦ＳＣ ・・・ (I) 2≦ＳＡ≦4 ・・・ (II) 式中、ＳＡ、ＳＢ、ＳＣは、それぞれゴム層Ａ、ゴム層
Ｂ、カーカス層を構成するゴム組成物に配合される硫黄
のゴム成分100質量部に対する配合量を示す。
【００２１】本発明にかかわる内面保護層を上述したゴ
ム組成よりなるゴム層Ａ及びゴム層Ｂで構成して各層の
機能を分離すると共に、特にゴム層Ａの耐酸化劣化性を
十分に向上させ、その結果温暖湿潤地域での使用に対し
て耐久性を著しく向上させた重荷重用空気入りタイヤを
提供することができる。
【００２２】なお、本発明にかかわる内面保護層が上記
効果を十分に発現するためには、ゴム層Ａの厚さは0.2
〜2.0mm、ゴム層Ｂの厚さは0.2〜2.0mmの範囲にあるの
が好ましい。また、ゴム層Ａの厚さとゴム層Ｂの厚さと
の合計は0.5〜3.0mmの範囲にあるのが好ましい。
【００２３】
【実施例】以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく
説明するが、本発明はこれらの実施例によりその範囲を
限定されるものではない。
【００２４】実施例１及び２、比較例１及び２における
供試タイヤは、サイズが１１Ｒ２２．５リブパターンの
トラック・バス用タイヤであり、ゴム層Ａ、ゴム層Ｂ及
びカーカス層を表１に示す配合処方に従い作製した。な
お、ゴム層Ａの厚さは0.3mmであり、ゴム層Ｂの厚さは
0.3mmである。
【００２５】各供試タイヤをドラム上で10万km走行させ
た後、該タイヤを解剖し、ゴム層Ａのゴム破断時伸び、
プライコードのめり込み量及びプライコードとの接着性
を後述する測定法により測定して表２に示す結果を得
た。
【００２６】（１）ゴム破断時伸び（JIS K 6251-1993
に準拠） ゴム層Ａの部分から、JIS#3サンプルを採取し、インス
トロン引張試験機により破断時伸びを測定した。
【００２７】（２）プライコードのめり込み 走行後のタイヤについて、インナーライナー層のみ剥ぎ
取り、内面保護層の凹凸状態を、めり込み量（凹凸の山
部と谷部との垂直長さの差）の平均値により評価した。
【００２８】（３）プライコードとの接着性 タイヤショルダー部の最内層プライを採取し、プライコ
ードとカーカスゴム間の接着力を、マイナス80℃におけ
るプライコードへのカーカスゴムの付着率で比較した。
【００２９】上記（１）〜（３）の各試験の評価結果
を、比較例１を100とした指数で表示し表２に示す。な
お、何れの試験結果も指数が大きい程良好であることを
示す。
【００３０】
【表１】
【００３１】
【表２】
【００３２】実施例１及び２のタイヤでは、プライコー
ドのめり込み量が比較例１と同等で、プライコードとカ
ーカスゴムとの接着性も比較例１と同等である一方、ゴ
ム破断時の伸びが大きく向上し耐破壊性が向上してい
た。一方、比較例２のタイヤでは、ゴム破断時の伸びは
著しく改善されるので耐破壊性が向上しているものの、
弾性率が低すぎるため、プライコードのめり込み量が無
視できない程度にまで悪化し、更にプライコードとカー
カスゴムとの接着性も低下していた。
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば、重荷重用空気入りタイ
ヤのインナーライナー層とカーカス層の間に配設される
内面保護層について、プライコードとカーカスゴムとの
接着性及びプライコードのめり込み量を悪化させること
無く、内面保護層のインナーライナー層に隣接するゴム
層Ａの耐酸化劣化性に関与するゴム破断時伸びを改善
し、重荷重用空気入りタイヤの耐久性を著しく向上させ
ることができる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０８Ｌ 21/00 Ｃ０８Ｌ 21/00

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 カーカス層と、インナーライナー層と、
    その間に配設した内面保護層とを備えた重荷重用空気入
    りタイヤにおいて、前記内面保護層がインナーライナー
    層に隣接するゴム層Ａとカーカス層に隣接するゴム層Ｂ
    とからなり、前記インナーライナー層、前記カーカス
    層、前記ゴム層Ａ及び前記ゴム層Ｂを構成する各ゴム組
    成物がゴム成分と硫黄と有機酸コバルト化合物とを配合
    してなり、該硫黄の配合量が下記式(I)及び(II)を満た
    すことを特徴とする重荷重用空気入りタイヤ。 ＳＡ＜ＳＢ≦ＳＣ ・・・ (I) 2≦ＳＡ≦4 ・・・ (II) （式中、ＳＡ、ＳＢ、ＳＣは、それぞれゴム層Ａ、ゴム
    層Ｂ、カーカス層を構成するゴム組成物に配合される硫
    黄のゴム成分100質量部に対する配合量を示す。）
  2. 【請求項２】 前記ＳＢが4以上であることを特徴とす
    る請求項１に記載の重荷重用空気入りタイヤ。
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