JP2006224853A - Pneumatic tire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、インナーライナーを備えたタイヤにおいて、該インナーライナーの薄ゲージ化を可能にした空気入りタイヤに関する。 The present invention relates to a pneumatic tire, and more particularly to a pneumatic tire in which a thinner gauge is provided in an inner liner.
従来、空気入りタイヤのカーカスの径方向内側には、空気漏れを防止しタイヤ空気圧を一定に保つために、ハロゲン化ブチルゴムなどの低気体透過性ゴムからなるインナーライナーが設けられている。しかし、耐空気透過性を向上させるためにブチルゴムの含有量を多くすれば、未加硫ゴムの強度は低下し、ゴム切れやシート穴空きなどを生じ易く、特にインナーライナーを薄ゲージ化する場合には、タイヤ製造時にカーカスプライコードが露出し易いという問題を生じる。一方、近年の省エネルギーの社会的な要請に伴い、自動車用タイヤの軽量化を目的として、インナーライナーを薄ゲージ化するための手法が提案されている。例えば、特許文献1や特許文献2には、ナイロンフィルムや塩化ビニリデンをインナーライナーとしてブチルゴムの代わりに用いる手法が開示されている。また、特許文献3には、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂などの熱可塑性樹脂とエラストマーとのブレンドからなる組成物のフィルムを用いることが開示されている。特許文献4には、耐空気透過性、耐屈曲疲労性及び加工性が良好で、かつ低温時の耐久性が改良されたインナーライナー用ゴム組成物が開示されている。
しかし、上記特許文献1〜3に記載されているインナーライナーを用いる場合、タイヤの軽量化をある程度可能にするとしても、マトリックスが結晶性の樹脂材料であるために、特に5℃以下の低温での使用時における耐クラック性や耐屈曲疲労性が通常用いられるブチルゴム配合組成物の場合より劣るという欠点があり、また、通常のタイヤ製造工程の他に、樹脂材料とカーカスを接着するための処理工程が必要となる。
However, when using the inner liner described in
一方で、特許文献4に記載されているインナーライナー用ゴム組成物を用いる場合は、上記特許文献1〜3に記載されているインナーライナーと比べて、低温時の耐久性等が向上しているものの、従来のインナーライナー用ゴム組成物よりもブチルゴムの含量が増加しているため、前述したように未加硫ゴム強度が低下し、生タイヤでのカーカスプライジョイント部でのインナー割れが発生するため、従来よりもインナーライナーゲージを厚くしなければならず、十分な軽量化が得られないといった問題がある。
On the other hand, when the rubber composition for an inner liner described in Patent Document 4 is used, durability at a low temperature is improved as compared with the inner liner described in
本発明は、このような状況下で、従来のインナーライナー用ゴム組成物をインナーライナーに用いた場合にインナー割れを防ぎ、インナーライナーの薄ゲージ化を可能にした空気入りタイヤを提供することを目的とするものである。 Under such circumstances, the present invention provides a pneumatic tire that prevents inner cracking when the conventional rubber composition for an inner liner is used for the inner liner and enables the inner liner to have a thinner gauge. It is the purpose.
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、少なくとも1枚のカーカスプライよりなるラジアルカーカスの径方向内側にインナーライナーを備えてなる空気入りタイヤにおいて、前記カーカスプライの周方向ジョイント端で、その少なくともインナーライナーに面する側に末端ゴム部分を配設することにより、カーカスプライジョイント部における段差を漸減し、プライジョイント部と接触するインナーライナーへの応力集中を緩和してインナー割れを抑制することで上記問題を解決することが可能であることを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that in a pneumatic tire comprising an inner liner on the radial inner side of a radial carcass made of at least one carcass ply, By disposing the end rubber part at the side facing the inner liner at the end of the circumferential joint, the step in the carcass ply joint part is gradually reduced, and the stress concentration on the inner liner in contact with the ply joint part is alleviated. Thus, the inventors have found that the above problem can be solved by suppressing inner cracks, and have completed the present invention.
すなわち、本発明の空気入りタイヤは、少なくとも1枚のカーカスプライよりなるラジアルカーカスの径方向内側にインナーライナーを備えてなる空気入りタイヤにおいて、前記カーカスプライの周方向ジョイント端で、その少なくともインナーライナーに面する側に末端ゴム部分を配設してなることを特徴とする。 That is, the pneumatic tire of the present invention is a pneumatic tire comprising an inner liner on the radial inner side of a radial carcass made of at least one carcass ply, and at least the inner liner at the circumferential joint end of the carcass ply. A terminal rubber portion is disposed on the side facing the surface.
本発明の空気入りラジアルタイヤの好適例においては、前記インナーライナーはブチルゴムを含むゴム組成物からなることを特徴とする。 In a preferred example of the pneumatic radial tire of the present invention, the inner liner is made of a rubber composition containing butyl rubber.
本発明の空気入りラジアルタイヤの好適例においては、前記インナーライナーはカオリンクレーを含むゴム組成物からなることを特徴とする。 In a preferred example of the pneumatic radial tire of the present invention, the inner liner is made of a rubber composition containing kaolin clay.
本発明の空気入りラジアルタイヤの好適例においては、 前記末端ゴム部分のタイヤ周方向の長さM(mm)が、下記式(I):
0<M≦12/A-0.6 ・・・(I)
(式中、Aは前記インナーライナーの60℃における空気透過係数(x10-10cc・cm/cm2・s・cmHg)である。)
を満たすことを特徴とする。
In a preferred example of the pneumatic radial tire of the present invention, the length M (mm) of the end rubber portion in the tire circumferential direction is represented by the following formula (I):
0 <M ≦ 12 / A-0.6 (I)
(In the formula, A is an air permeability coefficient (x10 −10 cc · cm / cm 2 · s · cmHg) of the inner liner at 60 ° C.)
It is characterized by satisfying.
本発明によれば、耐空気透過性を向上させるためにインナーライナー用ゴム組成物中のブチルゴムの含量を増加した場合に、該組成物を用いたインナーライナーを薄ゲージ化しても、インナー割れを抑制することが可能であり、ひいてはインナーライナーの薄ゲージ化によるタイヤの軽量化を可能にするという有利な効果を奏する。また、カーカスプライジョイント部における段差により生じるカーカスプライジョイント部とインナーライナー間の隙間を減らすことが可能であり、この隙間へのエア入り抑制も可能となるという有利な効果を奏する。 According to the present invention, when the content of butyl rubber in the rubber composition for an inner liner is increased in order to improve the air permeation resistance, the inner crack is not generated even if the inner liner using the composition is made thinner. Therefore, there is an advantageous effect that the weight of the tire can be reduced by reducing the thickness of the inner liner. Further, it is possible to reduce a gap between the carcass ply joint part and the inner liner caused by a step in the carcass ply joint part, and there is an advantageous effect that it is possible to suppress air entry into the gap.
以下に本発明の詳細について図1及び図2を参照して説明する。図1は、通常才断によるカーカスプライを用いたタイヤのカーカスプライジョイント断面の一例を示す模式図であり、図2は、本発明のタイヤのカーカスプライジョイント断面の一例を示す模式図である。なお、図1b及び図2は、成型時におけるカーカスプライとインナーライナーが接触した状態を示している。 Details of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic view showing an example of a carcass ply joint cross section of a tire using a carcass ply by a normal decision, and FIG. 2 is a schematic view showing an example of a carcass ply joint cross section of the tire of the present invention. 1b and 2 show a state where the carcass ply and the inner liner are in contact with each other during molding.
図1の通常才断のカーカスプライ1を用いたタイヤでは、カーカスプライジョイント部にインナーライナー3が配設されると、カーカスプライ1の厚みによる段差により、インナーライナー3のゲージが減る現象が見られ、薄くなった部分に応力が集中し、インナー割れが生じる恐れがある。一方、図2の末端ゴム部分4をカーカスプライ1の周方向ジョイント端部に配設した本発明のタイヤにおいては、カーカスプライジョイント部におけるカーカスプライ1の厚みによる段差が漸減しているため、インナーライナー3のゲージの減少が抑制され、カーカスプライジョイント部に接触するインナーライナー3への応力集中が緩和されて、インナー割れを抑制することが可能である。したがって、インナーライナーゴムの空気透過性能を最大限に活かしたインナーライナーゲージに薄ゲージ化することが可能となり、空気入りタイヤの軽量化に結びつく。
In the tire using the
上記末端ゴム部分は、カーカスプライのコーティングゴムの末端から突出したゴム部分又は耳ゴムであり、カーカスプライの周方向ジョイント端部の少なくともインナーライナーに面する側のジョイント端部に配設される。上記末端ゴム部分の配設手段としては、例えば、カーカスプライのコーティングゴムの末端部分を突出させる手段や、前記ジョイント端部に耳ゴムを別途設ける手段などがある。 The terminal rubber portion is a rubber portion or ear rubber protruding from the end of the coating rubber of the carcass ply, and is disposed at least at the joint end of the circumferential joint end of the carcass ply facing the inner liner. Examples of means for disposing the end rubber portion include means for projecting the end portion of the coating rubber of the carcass ply, and means for separately providing ear rubber at the joint end.
上記ジョイント端部に配設する上記末端ゴム部分のタイヤ周方向の長さM(mm)は、下記式(I):
0<M≦12/A-0.6 ・・・(I)
(式中、Aは前記インナーライナーの60℃における空気透過係数(x10-10cc・cm/cm2・s・cmHg)である。)を満たすことが好ましい。末端ゴム部分の長さM(mm)が(12/A-0.6)を超えた場合でも、インナーライナーの薄ゲージ化は可能であるが、末端ゴム部分の長さが長くなるにつれてゴム量が増え、軽量化を妨げる。また、末端ゴム部分が長くなるにつれて末端ゴム部分が折れ曲がり、ジョイントの不良やエア入り不良などの問題が発生する恐れがある。特に、末端ゴム部分の長さM(mm)が0<M≦10/A-0.6の範囲内であることがより好ましい。
The length M (mm) in the tire circumferential direction of the end rubber portion disposed at the joint end is expressed by the following formula (I):
0 <M ≦ 12 / A-0.6 (I)
(In the formula, A is preferably an air permeability coefficient (x10 −10 cc · cm / cm 2 · s · cmHg) of the inner liner at 60 ° C.). Even if the length M (mm) of the end rubber part exceeds (12 / A-0.6), the inner liner can be made thinner, but the amount of rubber increases as the end rubber part length increases. , Hinder weight reduction. Further, as the end rubber portion becomes longer, the end rubber portion is bent, and there is a possibility that problems such as defective joints and poor air entering may occur. In particular, the length M (mm) of the terminal rubber portion is more preferably in the range of 0 <M ≦ 10 / A−0.6.
上記インナーライナーに用いるゴム組成物においては、ゴム成分として、ハロゲン化ブチルゴムを40重量%以上を含むブチルゴムが用いられる。前記ハロゲン化ブチルゴムとしては、塩素化ブチルゴム、臭素化ブチルゴム、その変性ゴムなどが含まれる。例えば塩素化ブチルゴムとしては「EnjayButyl HT10−66」(エンジェイケミカル社製、商標)があり、臭素化ブチルゴムとしては「ブロモブチル2255」(エクソン社製、商標)がある。また、変性ゴムとしてイソモノオレフィンとパラメチルスチレンとの共重合体の塩素化又は臭素化変性共重合体を用いることができ、例えば「Expro50」(エクソン社製、商標)などとして入手可能である。このようなハロゲン化ブチルゴムは耐空気透過性に優れており、上記ゴム組成物においては、このハロゲン化ブチルゴムを40重量%以上、好ましくは50重量%以上、より好ましくは70重量%以上含むハロゲン化ブチルゴムが用いられる。 In the rubber composition used for the inner liner, butyl rubber containing 40% by weight or more of halogenated butyl rubber is used as the rubber component. Examples of the halogenated butyl rubber include chlorinated butyl rubber, brominated butyl rubber, and modified rubber thereof. For example, there is “EnjayButyl HT10-66” (trademark, manufactured by Enjay Chemical Co., Ltd.) as a chlorinated butyl rubber, and “bromobutyl 2255” (trademark, manufactured by Exxon Corporation) as a brominated butyl rubber. Further, a chlorinated or brominated modified copolymer of a copolymer of isomonoolefin and paramethylstyrene can be used as the modified rubber, and is available as, for example, “Expro 50” (trademark, manufactured by Exxon). . Such a halogenated butyl rubber is excellent in air permeation resistance. In the above rubber composition, the halogenated butyl rubber contains 40% by weight or more, preferably 50% by weight or more, more preferably 70% by weight or more. Butyl rubber is used.
このゴム成分中に配合し得る共役ジエン系ゴムとしては、例えば天然ゴム,イソプレン合成ゴム(IR),シス1,4−ポリブタジエン(BR),シンジオタクチック−1,2−ポリブタジエン(1,2BR),スチレンブタジエンゴム(SBR),アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR),クロロプレンゴム(CR)などが挙げられ、これらは単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせてもよい。
Examples of the conjugated diene rubber that can be blended in the rubber component include natural rubber, isoprene synthetic rubber (IR),
上記ゴム組成物は、前記ゴム成分100重量部当たり、さらにカーボンブラックを0〜100重量部、層状又は板状無機充填剤を30〜180重量部、及び分散改良剤を0〜5重量部の割合で含み、かつ該カーボンブラックと該層状又は板状無機充填剤とを合計で30〜200重量部の割合で含むことができる。 The rubber composition has a ratio of 0 to 100 parts by weight of carbon black, 30 to 180 parts by weight of a layered or plate-like inorganic filler, and 0 to 5 parts by weight of a dispersion improver per 100 parts by weight of the rubber component. And the carbon black and the layered or plate-like inorganic filler can be contained in a total amount of 30 to 200 parts by weight.
上記カーボンブラックの種類は特に制限はなく、従来ゴムの補強用充填剤として慣用されているものの中から任意のものを適宜選択して用いることができ、例えばFEF,SRF,HAF,ISAF,SAF,GPFなどが挙げられる。これらの中では窒素吸着比面積(N2 SA)が26〜170m2/gのものが好ましい。なお、N2SAはASTMD3037−88に準拠して測定される。 The type of the carbon black is not particularly limited, and any one of those conventionally used as a reinforcing filler for rubber can be appropriately selected and used. For example, FEF, SRF, HAF, ISAF, SAF, GPF etc. are mentioned. Among these, those having a nitrogen adsorption specific area (N 2 SA) of 26 to 170 m 2 / g are preferable. N 2 SA is measured according to ASTM D3037-88.
上記層状又は板状無機充填剤は、アスペクト比が5以上30未満のものが好ましい。ここで、アスペクト比は、無機充填剤を電子顕微鏡で観察し、任意の粒子50個について長径と短径を測定し、その平均長径aと平均短径bとより、a/bとして求められる。このようなアスペクト比をもつ層状又は板状無機充填剤を、前記ゴム成分に配合することにより、通常のカーボンブラックや無機充填剤よりも少ない配合量で、耐空気透過性を向上させることが可能となる。その結果、従来のカーボンブラックや無機充填剤に比べて、低温時における硬さの増大を抑えることができるので、低温時の耐久性を改善することができる。このアスペクト比が5未満では耐空気透過性の向上効果が充分に発揮されないおそれがあり、また30以上の場合は、ゴム成分への分散が悪くなり、むしろ耐空気透過性が悪くなる傾向がある。この点から、より好ましいアスペクト比は7〜20の範囲である。このようなアスペクト比を有する層状又は板状無機充填剤としては、天然品及び合成品のいずれであってもよく、特に制限されず、例えばカオリン、クレイ、マイカ、長石、シリカ及びアルミナの含水複合体などが挙げられる。これらの中ではカオリンクレーが好適である。 The layered or plate-like inorganic filler preferably has an aspect ratio of 5 or more and less than 30. Here, the aspect ratio is obtained as a / b by observing the inorganic filler with an electron microscope, measuring the major axis and minor axis of 50 arbitrary particles, and calculating the average major axis a and the average minor axis b. By adding a layered or plate-like inorganic filler having such an aspect ratio to the rubber component, the air permeation resistance can be improved with a smaller amount than that of ordinary carbon black or inorganic filler. It becomes. As a result, compared to conventional carbon black and inorganic fillers, an increase in hardness at low temperatures can be suppressed, so that durability at low temperatures can be improved. If this aspect ratio is less than 5, the effect of improving the air permeation resistance may not be sufficiently exhibited, and if it is 30 or more, the dispersion into the rubber component tends to be poor, and rather the air permeation resistance tends to be poor. . In this respect, a more preferable aspect ratio is in the range of 7-20. The layered or plate-like inorganic filler having such an aspect ratio may be either a natural product or a synthetic product, and is not particularly limited. For example, a water-containing composite of kaolin, clay, mica, feldspar, silica and alumina. Examples include the body. Of these, kaolin clay is preferred.
上記分散改良剤は、ゴム成分中への層状又は板状無機充填剤やカーボンブラックの分散を向上させ、耐屈曲疲労性などを向上させるために用いられるものであり、この分散改良剤としては、例えばシランカップリング剤、ジメチルステアリルアミンなどを挙げることができる。これらは一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。 The dispersion improver is used for improving the dispersion of the layered or plate-like inorganic filler or carbon black in the rubber component, and improving the bending fatigue resistance, etc. Examples thereof include a silane coupling agent and dimethyl stearylamine. These may be used singly or in combination of two or more.
次に、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。 EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited by these Examples.
カーカスプライの一端のコーティングゴムの末端部分を突出させることによって表1に示す長さの末端ゴム部分を配設したカーカスプライを作成した。この末端ゴム部分を配設したカーカスプライの端部がインナーライナーに面するようにカーカスプライのジョイントを行い、表1に示す組成のインナーライナーを備えた試験タイヤを試作し、インナー割れ、エア入り不良等の不具合の有無を目視観察にて調べ、◎:非常に良好、○:良好、△:不具合あり、の3段階で評価した。結果を表1に示す。 A carcass ply having an end rubber portion having a length shown in Table 1 was prepared by projecting the end portion of the coating rubber at one end of the carcass ply. Carcass ply joints were made so that the end of the carcass ply provided with the end rubber part faces the inner liner, and a test tire equipped with an inner liner having the composition shown in Table 1 was prototyped. The presence or absence of defects such as defects was examined by visual observation and evaluated in three stages: ◎: very good, ◯: good, △: defective. The results are shown in Table 1.
インナーライナーを最大限に活かした表1に示すプロセスゲージに設定した場合、末端ゴム部分がない比較例1〜3においては、カーカスプライジョイント部においてインナー割れが発生するケースが確認された。一方、末端ゴム部分を配設した実施例1〜6は、インナー割れが全く発生しなかった。なお、末端ゴム部分の長さが上記式(I)の範囲を超える実施例1、3及び5では、インナー割れが発生しないためインナーライナーの薄ゲージ化が可能であるが、タイヤ全体として使用するゴム量が増加するため、タイヤを十分に軽量化できない恐れがある。 In the case of setting to the process gauge shown in Table 1 that makes the best use of the inner liner, in Comparative Examples 1 to 3 having no end rubber portion, it was confirmed that an inner crack occurred in the carcass ply joint portion. On the other hand, in Examples 1 to 6 in which the terminal rubber portion was disposed, no inner crack occurred. In Examples 1, 3 and 5 in which the length of the end rubber portion exceeds the range of the above formula (I), the inner liner can be made thinner because no inner crack occurs, but it is used as a whole tire. Since the amount of rubber increases, the tire may not be sufficiently lightened.
1 カーカスプライ
2 プライコード
3 インナーライナー
4 末端ゴム部分
1
Claims (4)
0<M≦12/A-0.6 ・・・(I)
(式中、Aは前記インナーライナーの60℃における空気透過係数(x10-10cc・cm/cm2・s・cmHg)である。)
を満たすことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。 The length M (mm) in the tire circumferential direction of the terminal rubber portion is represented by the following formula (I):
0 <M ≦ 12 / A-0.6 (I)
(In the formula, A is an air permeability coefficient (x10 −10 cc · cm / cm 2 · s · cmHg) of the inner liner at 60 ° C.)
The pneumatic tire according to any one of claims 1 to 3, wherein:
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