JP2016078736A

JP2016078736A - 空気入りタイヤ

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Publication number: JP2016078736A
Application number: JP2014213858A
Authority: JP
Inventors: 雅也三田; Masaya Mita
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2014-10-20
Filing date: 2014-10-20
Publication date: 2016-05-16
Anticipated expiration: 2034-10-20
Also published as: JP6428145B2

Abstract

【課題】空気透過防止性能を良好に維持しながら、耐クラック性を改善することを可能にした空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】カーカス層４の内側に熱可塑性樹脂又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のフィルムからなる空気透過防止層１１を配置した空気入りタイヤにおいて、ベルト層７の最外側端部からタイヤ幅方向内側に向かって該ベルト層７の最大幅Ｗの１０％の位置に対応する空気透過防止層１１の内面上の点をＰとし、ビードフィラー６の頂点からタイヤ径方向内側に向かって該ビードフィラー６の高さＨの２０％の位置に対応する空気透過防止層１１の内面上の点をＱとし、これら点Ｐと点Ｑとの間の領域をＲとしたとき、少なくとも領域Ｒにおいて空気透過防止層１１の内面に複数の凹部１１ａと複数の凸部１１ｂを交互に形成するように空気透過防止層１１の厚さを変化させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱可塑性樹脂又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のフィルムからなる空気透過防止層を備えた空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、空気透過防止性能を良好に維持しながら、耐クラック性を改善することを可能にした空気入りタイヤに関する。

従来、空気入りタイヤにおいて、一対のビード部間にカーカス層を装架し、該カーカス層の内側に熱可塑性樹脂又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のフィルムからなる空気透過防止層を配置することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような熱可塑性樹脂材料のフィルムからなる空気透過防止層はタイヤの軽量化に大きく寄与する。

しかしながら、熱可塑性樹脂材料は空気透過防止層に通常使用されるブチルゴムに比べて低温での破断強度が低下する性質があることから、そのような熱可塑性樹脂材料のフィルムからなる空気透過防止層を採用した場合、空気入りタイヤの耐クラック性を悪化させることになる。

これに対して、熱可塑性樹脂材料のフィルムからなる空気透過防止層の厚さを空気入りタイヤのショルダー領域において局所的に薄くすることにより、タイヤ回転に伴って大きな屈曲が繰り返されるショルダー領域において空気透過防止層に生じる剪断応力を緩和し、空気透過防止層におけるクラックの発生を抑制することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

しかしながら、空気入りタイヤのショルダー領域は比較的薄くなる部位であるため、上述のように空気透過防止層の厚さをショルダー領域において局所的に薄くした場合、空気透過防止性能を悪化させてしまうという不都合がある。

特開２００１−２３９８０５号公報特開２００８−１７４０３７号公報

本発明の目的は、熱可塑性樹脂又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のフィルムからなる空気透過防止層を設けるにあたって、空気透過防止性能を良好に維持しながら、耐クラック性を改善することを可能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、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備え、該一対のビード部間にカーカス層を装架し、各ビード部にビードコアを埋設し、各ビードコアの外周上にビードフィラーを配置し、前記トレッド部における前記カーカス層の外周側にベルト層を配置すると共に、前記カーカス層の内側に熱可塑性樹脂又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のフィルムからなる空気透過防止層を配置した空気入りタイヤにおいて、
前記ベルト層の最外側端部からタイヤ幅方向内側に向かって該ベルト層の最大幅Ｗの１０％の位置に対応する前記空気透過防止層の内面上の点をＰとし、前記ビードフィラーの頂点からタイヤ径方向内側に向かって該ビードフィラーの高さＨの２０％の位置に対応する前記空気透過防止層の内面上の点をＱとし、これら点Ｐと点Ｑとの間の領域をＲとしたとき、少なくとも領域Ｒにおいて前記空気透過防止層の内面に複数の凹部と複数の凸部を交互に形成するように前記空気透過防止層の厚さを変化させたことを特徴とするものである。

本発明では、少なくとも領域Ｒにおいて空気透過防止層の内面に複数の凹部と複数の凸部を交互に形成するように空気透過防止層の厚さを変化させることにより、タイヤ回転に伴って大きな屈曲が繰り返される領域Ｒにおいて空気透過防止層が複数の凹部を屈曲点として柔軟に屈曲することを許容するので、空気透過防止層におけるクラックの発生を効果的に抑制し、耐クラック性を改善することができる。また、空気透過防止層の内面には複数の凹部と共に複数の凸部を設けているので、空気透過防止層としてのボリュームを十分に確保し、空気透過防止性能を良好に維持することができる。

本発明において、空気透過防止層の内面に形成された凹部及び凸部がタイヤ周方向に沿って連続的に延在し、これら凹部及び凸部の延長方向がタイヤ周方向に対してなす角度が０°〜３０°の範囲にあることが好ましい。このように凹部及び凸部をタイヤ周方向に沿って連続的に延在させることにより、空気入りタイヤが径方向に撓む際に空気透過防止層に生じる応力を効果的に緩和することができる。

空気透過防止層の平均厚さＴは８０μｍ〜１５０μｍの範囲にあり、凸部の突出高さＡは１０μｍ〜１００μｍの範囲にあり、凸部のタイヤ子午線断面での間隔Ｂは５０μｍ〜７００μｍの範囲にあることが好ましい。このような寸法要件を満足することにより、空気透過防止性能と耐クラック性とをバランス良く改善することができる。

また、空気透過防止層の内面がタイヤ子午線断面において曲線からなる周期的な起伏を有する場合、空気透過防止層の厚さｔが５０μｍ〜２００μｍの範囲にあり、曲線の振幅ａが１０μｍ〜５５μｍの範囲にあり、曲線の周期ｂが５０μｍ〜７００μｍの範囲にあることが好ましい。このような寸法要件を満足することにより、空気透過防止性能と耐クラック性とをバランス良く改善することができる。

空気透過防止層は熱可塑性エラストマー組成物のフィルムからなり、該空気透過防止層の空気透過率は３０×１０^-12ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ²・ｓｅｃ・ｃｍＨｇ〜４５×１０^-12ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ²・ｓｅｃ・ｃｍＨｇの範囲にあることが好ましい。このような空気透過率を有する空気透過防止層を使用することにより、空気透過防止層を局所的に薄肉化する凹部を設けた場合であっても、良好な空気透過防止性能を確保することができる。なお、空気透過率はＪＩＳ−Ｋ７１２６「プラスチックフィルム及びシートのガス透過度試験方法（差圧法）に準拠して測定されるものである。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線半断面図である。図１のＡ部を拡大して示す断面図である。空気透過防止層の内面に形成された凹部及び凸部をタイヤ内側から見た状態を示す側面図である。空気透過防止層のタイヤ子午線断面での形状の一例を示す断面図である。空気透過防止層のタイヤ子午線断面での形状の他の例を示す断面図である。

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〜図３は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示すものである。図１において、ＣＬはタイヤセンターラインである。ここでは、センターラインＣＬの片側だけを描写するが、その反対側にも対応する構造が形成される。図１に示すように、本実施形態の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部１と、該トレッド部１の両側に配置された一対のサイドウォール部２，２と、これらサイドウォール部２のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部３，３とを備えている。

一対のビード部３，３間にはカーカス層４が装架されている。このカーカス層４は、タイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含み、各ビード部３に配置されたビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側へ折り返されている。ビードコア５の外周上には断面三角形状のゴム組成物からなるビードフィラー６が配置されている。

一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数層のベルト層７が埋設されている。これらベルト層７はタイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。ベルト層７において、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば１０°〜４０°の範囲に設定されている。ベルト層７の補強コードとしては、スチールコードが好ましく使用される。ベルト層７の外周側には、高速耐久性の向上を目的として、補強コードをタイヤ周方向に対して例えば５°以下の角度で配列してなる少なくとも１層のベルトカバー層８が配置されている。ベルトカバー層８の補強コードとしては、ナイロンやアラミド等の有機繊維コードが好ましく使用される。

また、カーカス層４の内側には熱可塑性樹脂又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のフィルムからなる空気透過防止層１１が配置されている。なお、空気透過防止層１１とカーカス層４との間にはゴムシートからなる接着ゴム層１２を介在している（図２参照）。

上述した空気入りタイヤにおいて、ベルト層７の最外側端部からタイヤ幅方向内側に向かって該ベルト層７の最大幅Ｗの１０％の位置に対応する空気透過防止層１１の内面上の点をＰとし、ビードフィラー６の頂点からタイヤ径方向内側に向かって該ビードフィラー６の高さＨの２０％の位置に対応する空気透過防止層１１の内面上の点をＱとし、これら点Ｐと点Ｑとの間の領域をＲとしたとき、少なくとも領域Ｒにおいて空気透過防止層１１の内面にはタイヤ周方向に沿って連続的に延在する複数の凹部１１ａとタイヤ周方向に沿って連続的に延在する複数の凸部１１ｂがタイヤ子午線断面において交互に並ぶように形成され、その結果として、少なくとも領域Ｒにおいて空気透過防止層１１の厚さが変化している。これら凹部１１ａと凸部１１ｂは少なくとも領域Ｒの全域に存在することが必要であるが、タイヤ内面の全域に存在していても良い。

上述した空気入りタイヤでは、少なくとも領域Ｒにおいて空気透過防止層１１の内面に複数の凹部１１ａと複数の凸部１１ｂを交互に形成するように空気透過防止層１１の厚さを変化させているので、タイヤ回転に伴って大きな屈曲が繰り返される領域Ｒにおいて空気透過防止層１１が複数の凹部１１ａを屈曲点として柔軟に屈曲することが許容される。そのため、特に低温での走行時においても、空気透過防止層１１にクラックが発生するのを効果的に抑制し、耐クラック性を改善することができる。また、空気透過防止層１１の内面には複数の凹部１１ａと共に複数の凸部１１ｂを設けているので、空気透過防止層１１としてのボリュームを十分に確保し、優れた空気透過防止性能を発揮することができる。

上記空気入りタイヤにおいて、空気透過防止層１１の内面に形成された凹部１１ａ及び凸部１１ｂは、図３に示すように、タイヤ周方向Ｃに沿って連続的に延在している。これら凹部１１ａ及び凸部１１ｂはタイヤ周方向Ｃに沿って環状に延在していても良く、或いは、タイヤ周方向Ｃに沿って螺旋状に延在していても良い。このように凹部１１ａ及び凸部１１ｂをタイヤ周方向に沿って連続的に延在させることにより、空気入りタイヤが径方向に撓む際に空気透過防止層１１に生じる応力を効果的に緩和することができる。凹部１１ａ及び凸部１１ｂの延長方向がタイヤ周方向に対してなす角度は０°〜３０°の範囲にあると良い。凹部１１ａ及び凸部１１ｂの延長方向のタイヤ周方向に対する傾斜角度が過大であると空気入りタイヤが撓みに対する応力緩和効果が低下することになる。

図４は空気透過防止層のタイヤ子午線断面での形状の一例を示すものである。図４において、空気透過防止層１１の内面には複数の凹部１１ａと複数の凸部１１ｂが交互に形成され、これら凹部１１ａと凸部１１ｂを含む空気透過防止層１１の内面がタイヤ子午線断面において不規則な起伏を形成している。ここで、空気透過防止層１１の平均厚さＴは８０μｍ〜１５０μｍの範囲に設定され、凸部１１ｂの突出高さＡは１０μｍ〜１００μｍの範囲に設定され、凸部１１ｂのタイヤ子午線断面での間隔Ｂは５０μｍ〜７００μｍの範囲に設定されている。空気透過防止層１１の平均厚さＴは算術平均厚さであり、凸部１１ｂの突出高さＡは凹部１１ａの最深位置からの高さであり、凸部１１ｂのタイヤ子午線断面での間隔Ｂは隣り合う一対の凸部１１ｂの頂点間の距離である。

このような寸法要件を満足することにより、空気透過防止性能と耐クラック性とをバランス良く改善することができる。ここで、空気透過防止層１１の平均厚さＴが８０μｍよりも小さいと空気透過防止性能の改善効果が低下し、逆に１５０μｍよりも大きいと耐クラック性の改善効果が低下する。また、凸部１１ｂの突出高さＡが１０μｍよりも小さいと耐クラック性の改善効果が低下し、逆に１００μｍよりも大きいと空気透過防止性能の改善効果が低下する。更に、凸部１１ｂのタイヤ子午線断面での間隔Ｂが５０μｍよりも小さいと耐クラック性の改善効果が低下し、逆に７００μｍよりも大きいと空気透過防止性能の改善効果が低下する。なお、上述のような寸法は空気透過防止層１１の内面がタイヤ子午線断面において曲線からなる周期的な起伏を有する場合にも適用可能である。

図５は空気透過防止層のタイヤ子午線断面での形状の他の例を示すものである。図５において、空気透過防止層１１の内面には複数の凹部１１ａと複数の凸部１１ｂが交互に形成され、これら凹部１１ａと凸部１１ｂを含む空気透過防止層１１の内面がタイヤ子午線断面において曲線からなる周期的な起伏を形成している。ここで、空気透過防止層１１の厚さｔは５０μｍ〜２００μｍの範囲に設定され、曲線の振幅ａは１０μｍ〜５５μｍの範囲に設定され、曲線の周期ｂは５０μｍ〜７００μｍの範囲に設定されている。空気透過防止層１１の厚さｔは凸部１１ｂを含む総厚さである。

このような寸法要件を満足することにより、空気透過防止性能と耐クラック性とをバランス良く改善することができる。特に、空気透過防止層１１の内面がタイヤ子午線断面において滑らかな曲線を形成することにより、空気入りタイヤの繰り返し変形に対して、耐クラック性や耐屈曲疲労性を著しく改善することができる。ここで、空気透過防止層１１の厚さｔが５０μｍよりも小さいと空気透過防止性能の改善効果が低下し、逆に２００μｍよりも大きいと耐クラック性の改善効果が低下する。また、曲線の振幅ａが１０μｍよりも小さいと耐クラック性の改善効果が低下し、逆に５５μｍよりも大きいと空気透過防止性能の改善効果が低下する。更に、曲線の周期ｂが５０μｍよりも小さいと耐クラック性の改善効果が低下し、逆に７００μｍよりも大きいと空気透過防止性能の改善効果が低下する。

なお、空気透過防止層１１の厚さｔが増すほど空気透過防止層１１の内面形状を規定する曲線の振幅ａを大きくすることが望ましく、特に０．２５×ｔ≦ａ≦０．３５×ｔの関係を満足するのが良い。また、曲線の振幅ａと周期ｂとは５×ａ≦ｂ≦１５×ａの関係を満足するのが良い。このような関係を規定することは空気透過防止性能と耐クラック性とを両立する上で有利である。

空気透過防止層１１が熱可塑性エラストマー組成物のフィルムから構成される場合、空気透過防止層１１の空気透過率は３０×１０^-12ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ²・ｓｅｃ・ｃｍＨｇ〜４５×１０^-12ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ²・ｓｅｃ・ｃｍＨｇの範囲にあると良い。このような空気透過率を有する空気透過防止層１１を空気入りタイヤの内面に設けることにより、空気透過防止層１１を局所的に薄肉化する凹部１１ｂを設けた場合であっても、良好な空気透過防止性能を確保することができる。熱可塑性エラストマー組成物のフィルムからなる空気透過防止層１１は熱可塑性樹脂成分が多いほど空気透過率が低くなるが、その空気透過率が３０×１０^-12ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ²・ｓｅｃ・ｃｍＨｇよりも小さくなると耐クラック性の改善効果が低下し、逆に４５×１０^-12ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ²・ｓｅｃ・ｃｍＨｇよりも大きいと空気透過防止性能の改善効果が低下する。

以下、本発明で使用される空気透過防止層のフィルムについて説明する。このフィルムは、熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂とエラストマーとをブレンドした熱可塑性エラストマー組成物から構成することができる。

本発明で使用される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、ポリ酢酸ビニル、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（ＰＶＤＣ）、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〕、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（ＥＴＦＥ）〕、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。

本発明で使用され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、Ｃｌ−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、ポ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、分散相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９０／１０〜１５／８５である。

本発明において、フィルム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、空気透過防止層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、老化防止剤等を空気透過防止層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。

また、エラストマーは熱可塑性樹脂との混合の際、動的に加硫することもできる。動的に加硫する場合の加硫剤、加硫助剤、加硫条件（温度、時間）等は、添加するエラストマーの組成に応じて適宜決定すればよく、特に限定されるものではない。

加硫剤としては、一般的なゴム加硫剤（架橋剤）を用いることができる。具体的には、イオウ系加硫剤としては粉末イオウ、沈降性イオウ、高分散性イオウ、表面処理イオウ、不溶性イオウ、ジモルフォリンジサルファイド、アルキルフェノールジサルファイド等を例示でき、例えば、０．５〜４ｐｈｒ〔本明細書において、「ｐｈｒ」は、エラストマー成分１００重量部あたりの重量部をいう。以下、同じ。〕程度用いることができる。

また、有機過酸化物系の加硫剤としては、ベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルヒドロパーオキサイド、２，４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチルヘキサン−２，５−ジ（パーオキシルベンゾエート）等が例示され、例えば、１〜２０ｐｈｒ程度用いることができる。

更に、フェノール樹脂系の加硫剤としては、アルキルフェノール樹脂の臭素化物や、塩化スズ、クロロプレン等のハロゲンドナーとアルキルフェノール樹脂とを含有する混合架橋系等が例示でき、例えば、１〜２０ｐｈｒ程度用いることができる。

その他として、亜鉛華（５ｐｈｒ程度）、酸化マグネシウム（４ｐｈｒ程度）、リサージ（１０〜２０ｐｈｒ程度）、ｐ−キノンジオキシム、ｐ−ジベンゾイルキノンジオキシム、テトラクロロ−ｐ−ベンゾキノン、ポリ−ｐ−ジニトロソベンゼン（２〜１０ｐｈｒ程度）、メチレンジアニリン（０．２〜１０ｐｈｒ程度）が例示できる。

また、必要に応じて、加硫促進剤を添加してもよい。加硫促進剤としては、アルデヒド・アンモニア系、グアニジン系、チアゾール系、スルフェンアミド系、チウラム系、ジチオ酸塩系、チオウレア系等の一般的な加硫促進剤を、例えば、０．５〜２ｐｈｒ程度用いることができる。

具体的には、アルデヒド・アンモニア系加硫促進剤としては、ヘキサメチレンテトラミン等、グアジニン系加硫促進剤としては、ジフェニルグアジニン等、チアゾール系加硫促進剤としては、ジベンゾチアジルジサルファイド（ＤＭ）、２−メルカプトベンゾチアゾール及びそのＺｎ塩、シクロヘキシルアミン塩等、スルフェンアミド系加硫促進剤としては、シクロヘキシルベンゾチアジルスルフェンアマイド（ＣＢＳ）、Ｎ−オキシジエチレンベンゾチアジル−２−スルフェンアマイド、Ｎ−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアマイド、２−（チモルポリニルジチオ）ベンゾチアゾール等、チウラム系加硫促進剤としては、テトラメチルチウラムジサルファイド（ＴＭＴＤ）、テトラエチルチウラムジサルファイド、テトラメチルチウラムモノサルファイド（ＴＭＴＭ）、ジペンタメチレンチウラムテトラサルファイド等、ジチオ酸塩系加硫促進剤としては、Ｚｎ−ジメチルジチオカーバメート、Ｚｎ−ジエチルジチオカーバメート、Ｚｎ−ジ−ｎ−ブチルジチオカーバメート、Ｚｎ−エチルフェニルジチオカーバメート、Ｔｅ−ジエチルジチオカーバメート、Ｃｕ−ジメチルジチオカーバメート、Ｆｅ−ジメチルジチオカーバメート、ピペコリンピペコリルジチオカーバメート等、チオウレア系加硫促進剤としては、エチレンチオウレア、ジエチルチオウレア等を挙げることができる。

また、加硫促進助剤としては、一般的なゴム用助剤を併せて用いることができ、例えば、亜鉛華（５ｐｈｒ程度）、ステアリン酸やオレイン酸及びこれらのＺｎ塩（２〜４ｐｈｒ程度）等が使用できる。

熱可塑性エラストマー組成物の製造方法は、予め熱可塑性樹脂とエラストマー（ゴムの場合は未加硫物）とを２軸混練押出機等で溶融混練し、連続相（マトリックス）を形成する熱可塑性樹脂中に分散相（ドメイン）としてエラストマーを分散させることによる。エラストマーを加硫する場合には、混練下で加硫剤を添加し、エラストマーを動的加硫させてもよい。また、熱可塑性樹脂またはエラストマーへの各種配合剤（加硫剤を除く）は、上記混練中に添加してもよいが、混練の前に予め混合しておくことが好ましい。熱可塑性樹脂とエラストマーの混練に使用する混練機としては、特に限定はなく、スクリュー押出機、ニーダ、バンバリミキサー、２軸混練押出機等が使用できる。中でも熱可塑性樹脂とエラストマーの混練およびエラストマーの動的加硫には、２軸混練押出機を使用するのが好ましい。更に、２種類以上の混練機を使用し、順次混練してもよい。溶融混練の条件として、温度は熱可塑性樹脂が溶融する温度以上であればよい。また、混練時の剪断速度は１０００〜７５００ｓｅｃ^-1であるのが好ましい。混練全体の時間は３０秒から１０分、また加硫剤を添加した場合には、添加後の加硫時間は１５秒から５分であるのが好ましい。上記方法で製作されたポリマー組成物は、射出成形、押出し成形等、通常の熱可塑性樹脂の成形方法によって所望の形状にすればよい。

このようにして得られる熱可塑性エラストマー組成物は、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。かかる構造をとることにより、空気透過防止層に十分な柔軟性と連続相としての樹脂層の効果により十分な剛性を併せ付与することができると共に、エラストマーの多少によらず、成形に際し、熱可塑性樹脂と同等の成形加工性を得ることができる。

熱可塑性樹脂および熱可塑性エラストマー組成物のＪＩＳＫ７１００により定められるところの標準雰囲気中におけるヤング率は、特に限定されるものではないが、好ましくは１〜５００ＭＰａ、より好ましくは５０〜５００ＭＰａにするとよい。

上記熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマー組成物はシート又はフィルムに成形して単体で用いることが可能であるが、隣接するゴムとの接着性を高めるために接着層を積層しても良い。この接着層を構成する接着用ポリマーの具体例としては、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樹脂（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それらの無水マレイン酸付加物、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。これらは常法に従って例えば樹脂用押出機によって押し出してシート状又はフィルム状に成形することができる。接着層の厚さは特に限定されないが、タイヤ軽量化のためには厚さが少ない方がよく、５μｍ〜１５０μｍが好ましい。

タイヤサイズが１９５／６５Ｒ１５であり、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備え、該一対のビード部間にカーカス層を装架し、各ビード部にビードコアを埋設し、各ビードコアの外周上にビードフィラーを配置し、トレッド部におけるカーカス層の外周側にベルト層を配置すると共に、熱可塑性樹脂（ナイロン６、ナイロン６１２）中にエラストマー（Ｂｒ−ＩＰＭＳ）をブレンドした熱可塑性エラストマー組成物のフィルムからなる空気透過防止層をカーカス層の内側に配置した空気入りタイヤにおいて、空気透過防止層の厚さ変化領域、空気透過防止層の厚さ変化領域での内面形状（図５）、空気透過防止層の厚さｔ、空気透過防止層の内面がタイヤ子午線断面において描く曲線の振幅ａと周期ｂ、空気透過防止層の空気透過率を表１のように種々異ならせた従来例、実施例１〜７及び比較例１〜２のタイヤを作製した。

比較例１のタイヤは、空気透過防止層の厚さ変化領域の面積を実施例３と実質的に同一にし、その厚さ変化領域をタイヤ赤道側へずらして配置したものである。比較例２のタイヤは、空気透過防止層の厚さ変化領域の面積を実施例３と実質的に同一にし、その厚さ変化領域をビードトウ側へずらして配置したものである。

これら試験タイヤについて、以下の評価方法により、耐クラック性、空気透過防止性能を評価し、その結果を表１に併せて示した。

耐クラック性：
試験タイヤをリムサイズ１５×６Ｊの標準リムに装着し、空気圧１２０ｋＰａ、荷重６．０４ｋＮ、速度８０ｋｍ／ｈの条件にて、ドラム式試験機のドラム上で走行させ、空気透過防止層に目視により確認可能なクラックが発生した時点で走行を終了し、その走行距離を求めた。評価結果は、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど耐クラック性が優れていることを意味する。

空気透過防止性能：
試験タイヤ（Ｎ＝１０）をリムサイズ１５×６Ｊの標準リムに装着し、初期内圧を２３０ｋＰａとし、室温（２３℃）及び大気圧（１ａｔｍ）の雰囲気条件にて６０日間放置した後、試験タイヤの内圧を再度測定し、圧力低下量（平均値）を求めた。評価結果は、圧力低下量の逆数を用い、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど空気透過防止性能が優れていることを意味する。

表１から明らかなように、実施例１〜７のタイヤでは、従来例との対比において、空気透過防止性能を良好に維持しながら、耐クラック性を改善することができた。一方、比較例１〜２のタイヤでは、空気透過防止層の厚さ変化領域が適切ではないため、空気透過防止性能と耐クラック性の改善効果が不十分であった。

次に、タイヤサイズが１９５／６５Ｒ１５であり、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備え、該一対のビード部間にカーカス層を装架し、各ビード部にビードコアを埋設し、各ビードコアの外周上にビードフィラーを配置し、トレッド部におけるカーカス層の外周側にベルト層を配置すると共に、熱可塑性樹脂（ナイロン６、ナイロン６１２）中にエラストマー（Ｂｒ−ＩＰＭＳ）をブレンドした熱可塑性エラストマー組成物のフィルムからなる空気透過防止層をカーカス層の内側に配置した空気入りタイヤにおいて、空気透過防止層の厚さ変化領域、空気透過防止層の厚さ変化領域での内面形状（図４）、空気透過防止層の平均厚さＴ、凸部の突出高さＡ、凸部のタイヤ子午線断面での間隔Ｂ、空気透過防止層の空気透過率を表２のように種々異ならせた実施例１１〜１７及び比較例１１〜１２のタイヤを作製した。

比較例１１のタイヤは、空気透過防止層の厚さ変化領域の面積を実施例１３と実質的に同一にし、その厚さ変化領域をタイヤ赤道側へずらして配置したものである。比較例１２のタイヤは、空気透過防止層の厚さ変化領域の面積を実施例１３と実質的に同一にし、その厚さ変化領域をビードトウ側へずらして配置したものである。

これら試験タイヤについて、上述した評価方法により、耐クラック性、空気透過防止性能を評価し、その結果を表２に併せて示した。なお、評価の基準は前述の従来例とした。

表２から明らかなように、実施例１１〜１７のタイヤでは、従来例との対比において、空気透過防止性能を良好に維持しながら、耐クラック性を改善することができた。一方、比較例１１〜１２のタイヤでは、空気透過防止層の厚さ変化領域が適切ではないため、空気透過防止性能と耐クラック性の改善効果が不十分であった。

１トレッド部
２サイドウォール部
３ビード部
４カーカス層
５ビードコア
６ビードフィラー
７ベルト層
８ベルトカバー層
１１空気透過防止層
１１ａ凹部
１１ｂ凸部

Claims

タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備え、該一対のビード部間にカーカス層を装架し、各ビード部にビードコアを埋設し、各ビードコアの外周上にビードフィラーを配置し、前記トレッド部における前記カーカス層の外周側にベルト層を配置すると共に、前記カーカス層の内側に熱可塑性樹脂又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のフィルムからなる空気透過防止層を配置した空気入りタイヤにおいて、
前記ベルト層の最外側端部からタイヤ幅方向内側に向かって該ベルト層の最大幅Ｗの１０％の位置に対応する前記空気透過防止層の内面上の点をＰとし、前記ビードフィラーの頂点からタイヤ径方向内側に向かって該ビードフィラーの高さＨの２０％の位置に対応する前記空気透過防止層の内面上の点をＱとし、これら点Ｐと点Ｑとの間の領域をＲとしたとき、少なくとも領域Ｒにおいて前記空気透過防止層の内面に複数の凹部と複数の凸部を交互に形成するように前記空気透過防止層の厚さを変化させたことを特徴とする空気入りタイヤ。
前記空気透過防止層の内面に形成された凹部及び凸部がタイヤ周方向に沿って連続的に延在し、これら凹部及び凸部の延長方向がタイヤ周方向に対してなす角度が０°〜３０°の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記空気透過防止層の平均厚さＴが８０μｍ〜１５０μｍの範囲にあり、前記凸部の突出高さＡが１０μｍ〜１００μｍの範囲にあり、前記凸部のタイヤ子午線断面での間隔Ｂが５０μｍ〜７００μｍの範囲にあることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
前記空気透過防止層の内面がタイヤ子午線断面において曲線からなる周期的な起伏を有し、前記空気透過防止層の厚さｔが５０μｍ〜２００μｍの範囲にあり、前記曲線の振幅ａが１０μｍ〜５５μｍの範囲にあり、前記曲線の周期ｂが５０μｍ〜７００μｍの範囲にあることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
前記空気透過防止層が前記熱可塑性エラストマー組成物のフィルムからなり、該空気透過防止層の空気透過率が３０×１０^-12ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ²・ｓｅｃ・ｃｍＨｇ〜４５×１０^-12ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ²・ｓｅｃ・ｃｍＨｇの範囲にあることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。