JP2008174037A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマー組成物を空気透過防止層として備えたタイヤにおいて、その空気透過防止層の耐久性を向上するようにした空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】トレッド部１から左右両ビード部３にわたるようにカーカス層５を配置し、カーカス層５の内側に熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂とエラストマーとを含む熱可塑性エラストマー組成物により構成された空気透過防止層７を配置し、カーカス層５の外周にベルト層６を配置した空気入りタイヤにおいて、ベルト層６の最大幅端部６ａからタイヤ赤道ＣＬ側へベルト層６の最大幅Ｗの１０％の位置Ｐｂとタイヤ最大幅の位置Ｐｓとの間の領域Ｔｓの空気透過防止層７の平均厚さＧｓを、位置Ｐｓとビードトゥの位置Ｐｔとの間の領域Ｔｆの空気透過防止層７の平均厚さＧｆよりも薄くしたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、空気透過防止層が熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマー組成物で形成されたタイヤの空気透過防止層の耐久性を向上するようにした空気入りタイヤに関する。

チューブレスの空気入りタイヤには、そのタイヤ内面に空気透過防止層（インナーライナー）が一体にライニングされ、一般にその材料として非空気透過性に優れたブチル系ゴムが使用されている。しかし、近年空気入りタイヤの軽量化の要請が強くなる中で、比重が大きいブチル系ゴムの代わりに比重が小さい非空気透過性に優れる熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマー組成物からなる熱可塑性樹脂フィルムを使用する提案が多数なされ、タイヤの軽量化を可能にしている（例えば、特許文献１、２など）。

しかし、熱可塑性樹脂フィルムは、極低温時に破断強度が低下する性質があるため、タイヤの回転により大きな剪断変形が発生するショルダー部において空気透過防止層にクラックを生じやすいという問題がある。特に、極低温で長期間走行した場合において、この傾向が顕著になる虞がある。
特開２００４−１７６０４８号公報 特開２００５−３４３３７９号公報

本発明の目的は、熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマー組成物を空気透過防止層として備えたタイヤにおいて、その空気透過防止層の耐久性を向上す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ための本発明の空気入りタイヤは、トレッド部から左右両ビード部にわたるようにカーカス層を配置し、該カーカス層の内側に熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂とエラストマーとを含む熱可塑性エラストマー組成物により構成された空気透過防止層を配置し、該カーカス層の外周にベルト層を配置した空気入りタイヤにおいて、前記ベルト層の最大幅端部からタイヤ赤道側へ前記ベルト層の最大幅の１０％の位置Ｐｂとタイヤ最大幅の位置Ｐｓとの間の領域Ｔｓの前記空気透過防止層の平均厚さＧｓを、前記位置Ｐｓとビードトゥの位置Ｐｔとの間の領域Ｔｆの前記空気透過防止層の平均厚さＧｆよりも薄くしたことを特徴とする。

本発明の空気入りタイヤによれば、ショルダー域に相当する領域Ｔｓにおける空気透過防止層の平均厚さＧｓを、ビード部領域Ｔｆにおける平均厚さＧｆよりも薄くしたので、大きな屈曲が繰り返されるショルダー領域Ｔｓにおける剪断応力を緩和することができ、クラックの発生を抑制するため、耐久性を向上することができる。

図１は、本発明の空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午線方向の半断面図である。

図１において、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。ビード部３に埋設された左右一対のビードコア４間にカーカス層５が装架され、その両端部がそれぞれビードコア４の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。トレッド部１においては、カーカス層５の外側に、上下一対のベルト層６がタイヤ１周にわたって配置されている。また、タイヤの最内側には、熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂とエラストマーとを含む熱可塑性エラストマー組成物により形成された空気透過防止層７が配置されている。

空気透過防止層７は、ベルト層６の最大幅のベルト端部６ａからタイヤ幅方向内側（タイヤ赤道ＣＬ側）へ、ベルト層最大幅Ｗの１０％の長さＬだけ離れた位置Ｐｂとタイヤ最大幅の位置Ｐｓとの間の領域Ｔｓにおける平均厚さＧｓが、タイヤ最大幅の位置Ｐｓとビードトゥの位置Ｐｔの間の領域Ｔｆにおける平均厚さＧｆよりも薄くなるように形成されている。

このように、ショルダー域に相当する領域Ｔｓにおける空気透過防止層７の平均厚さＧｓをビード部領域Ｔｆの平均厚さＧｆよりも薄くしているので、タイヤ回転時にショルダー領域Ｔｓが繰り返し屈曲することにより大きな剪断変形が発生しても剪断応力を小さくするので、クラックの発生を防止することができる。

本発明において、上述したクラック防止効果を一層確かにするには、空気透過防止層の平均厚さＧｓとＧｆとの比Ｇｓ／Ｇｆとして、好ましくは０．５〜０．６７にするとよく、より好ましくは０．５３〜０．６０であり、さらに好ましくは０．５３〜０．５７にするとよい。空気透過防止層の平均厚さの比Ｇｓ／Ｇｆを、このような範囲内にすることにより、空気圧保持性能を維持しつつ、ショルダー域の剪断応力を低減する効果を兼備することができる。

また、ショルダー領域Ｔｓの空気透過防止層の平均厚さＧｓは、空気透過防止効果を阻害しない範囲でできるだけ薄くすることが好ましく、例えば、０．００１〜０．３０ｍｍにすることが好ましく、より好ましくは０．００３〜０．１５ｍｍであり、さらに好ましくは０．０１０〜０．１３ｍｍであり、特に好ましくは０．０１０〜０．１２ｍｍにするとよい。空気透過防止層の平均厚さＧｓを、このような範囲内にすることにより、空気圧保持性能を維持しつつ、ショルダー域の剪断応力を低減する効果をさらに向上することができる。

本発明において、空気透過防止層の平均厚さＧｓ及びＧｆとは、以下の測定方法により求められる値とする。空気入りタイヤを周方向に８等分し、それぞれの箇所で幅２０ｍｍでタイヤ径方向沿って切断した８本のストリップサンプルを作成する。この８本のストリップサンプルについて、それぞれの領域Ｔｓ及びＴｆにおいて等間隔に５等分した５点について空気透過防止層の厚さを測定する。そして、それぞれの領域Ｔｓ及びＴｆについて測定した合計４０点の測定値の算術平均値を、それぞれ空気透過防止層の平均厚さＧｓ及びＧｆとする。

本発明において、空気透過防止層に使用する熱可塑性樹脂は、例えば、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリニトリル樹脂、ポリメタクリレート樹脂、などの熱可塑性樹脂又はこれらを主成分とする樹脂組成物などを例示することができる。なかでも、ポリアミド樹脂、ポリビニルアルコール樹脂が好ましい。特に、ポリビニルアルコール樹脂が好ましく、なかでもエチレン−ビニルアルコール共重合体が特に好ましい。

また、熱可塑性エラストマー組成物としては、上記の熱可塑性樹脂をマトリックスとし、任意のエラストマー成分をドメインとした組成物が好ましい。エラストマーとしては、特に制限されるものではないが、オレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマー等が好ましい。

本発明において、空気透過防止層は、熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂とエラストマーとを含む熱可塑性エラストマー組成物からなるシート（フィルム）だけで形成してもよいが、これらは概してゴムとの接着性に劣る場合があるので、そのフィルムの少なくともカーカス層側をゴムシートで積層して構成することが好ましい。より好ましくは、フィルムの両面からゴムシートで挟むように積層したものがよい。熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマー組成物からなるフィルムにゴムシートを積層することにより、隣接して配置されるカーカス層のコートゴム等との接着性を高めることができ、耐久性を向上することができる。

ゴムシートを構成するゴムとしては、ジエン系ゴム、例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、ハロゲン化ブチルゴム、エチレン・プロピレン共重合体ゴム、スチレン系エラストマー（例えば、スチレン・ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体）などから選ばれる少なくとも１種が挙げられ、これらのエポキシ化変性物、マレイン化変性物を使用するとよい。これにより隣接するコートゴム等との接着性をさらに高くすることができる。

また、空気透過防止層を形成するフィルムとゴムシート間の接着性を高めるために、別途接着層を設けてもよく、接着層を構成する接着用ポリマーとしては、例えば、分子量１００万以上、好ましくは３００万以上の超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）、エチレンエチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）、エチレンメチルアクリレート共重合体（ＥＭＡ）、エチレンアクリル酸共重合体（ＥＡＡ）等のアクリレート共重合体類及びこれらの無水マレイン酸変性物、ポリプロピレン（ＰＰ）及びそのマレイン酸変性物、エチレンプロピレン共重合体及びそのマレイン酸変性物、ポリブタジエン系樹脂及びその無水マレイン酸変性物、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体（ＳＢＳ）、スチレン―エチレン―ブタジエン−スチレン共重合体（ＳＥＢＳ）、フッ素系熱可塑性樹脂、ポリエステル系熱可塑性樹脂などを挙げることができる。

以下に、実施例を挙げて本発明を説明するが、これにより本発明の範囲が制限を受けるものではない。

実施例１及び２並びに比較例１
タイヤサイズ２０５／５５Ｒ１６で、タイヤ構造を図１に示す構成とし、エチレン−ビニルアルコール共重合体からなるフィルムを空気透過防止層として成形し、これを金型温度１８０℃、加硫時間１０分の条件で加硫成形することを共通条件とし、空気透過防止層のショルダー域の平均厚さＧｓとビード部の平均厚さＧｆとの比Ｇｓ／Ｇｆを異ならせるように６種類の空気入りタイヤ（実施例１〜５、比較例１）を製作した。得られた６種類の空気入りタイヤの空気透過防止層の平均厚さ、空気圧保持性能、耐クラック性能を下記に示す方法で評価し、得られた結果を表１に示す。

［空気透過防止層の平均厚さ］
得られた空気入りタイヤを周方向に８等分し、それぞれの箇所で幅２０ｍｍでタイヤ径方向沿って切断した８本のストリップサンプルを作成し、この８本のストリップサンプルについて、それぞれの領域Ｔｓ及びＴｆにおいて等間隔に５等分した５点について空気透過防止層の厚さを測定した。それぞれの領域Ｔｓ及びＴｆについて測定した合計４０点の測定値の算術平均値を、それぞれ空気透過防止層の平均厚さＧｓ及びＧｆとし、得られた結果を表１に示す。

［空気圧保持性能］
得られた空気入りタイヤを正規リムに装着し、初期圧力２５０ｋＰａ、室温２１℃、無付加条件にて３ヶ月間静置する間、３時間毎に内圧を測定し、初期圧力Ｐ０（ｋＰａ）、測定圧力Ｐｔ（ｋＰａ）、経過時間ｔ（日）として、下記式（１）により回帰係数αを算出する。
Ｐｔ／Ｐ０＝ｅｘｐ（−αｔ） （１）

得られた回帰係数αから、ｔ＝３０（日）として、下記の式（２）により１ヶ月当たりの内圧低下率β（％／月）を下記式（２）により算出した。
β＝（１−ｅｘｐ（−αｔ））×１００ （２）

得られたβの逆数を空気圧保持性能として、比較例１の値を１００とする指数にして表１に示す。この値が大きいほど、空気圧保持性能が優れていることを表す。

［耐クラック性能］
得られた空気入りタイヤを正規リムに装着し、正規の空気圧を充填し、ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫで空気圧−負荷能力対応表より、この空気圧に対応する最大荷重を負荷し、速度８０ｋｍ／時でドラム上で走行し、外観目視にて確認可能な損傷が発生した時点で走行を終了し走行距離を求めた。得られた結果を比較例１の値を１００とする指数として表１に示す。この値が大きいほど、耐クラック性能が優れていることを表す。

本発明の空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午線方向の半断面図である。

符号の説明

１ トレッド部
３ ビード部
５ カーカス層
６ ベルト層
６ａ ベルト端部
７ 空気透過防止層

Claims (5)

1. トレッド部から左右両ビード部にわたるようにカーカス層を配置し、該カーカス層の内側に熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂とエラストマーとを含む熱可塑性エラストマー組成物により構成された空気透過防止層を配置し、該カーカス層の外周にベルト層を配置した空気入りタイヤにおいて、
   前記ベルト層の最大幅端部からタイヤ赤道側へ前記ベルト層の最大幅の１０％の位置Ｐｂとタイヤ最大幅の位置Ｐｓとの間の領域Ｔｓの前記空気透過防止層の平均厚さＧｓを、前記位置Ｐｓとビードトゥの位置Ｐｔとの間の領域Ｔｆの前記空気透過防止層の平均厚さＧｆよりも薄くした空気入りタイヤ。
2. 前記空気透過防止層の平均厚さＧｓとＧｆとの比Ｇｓ／Ｇｆを０．５〜０．６７にした請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記空気透過防止層の平均厚さＧｓが、０．００１〜０．３０ｍｍである請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記空気透過防止層を、熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂とエラストマーとを含む熱可塑性エラストマー組成物から形成されたフィルムの少なくとも前記カーカス層側にゴムシートを積層した構成にした請求項１、２又は３に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記熱可塑性樹脂が、エチレン−ビニルアルコール共重合体である請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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