JP5252091B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、サイドウォール部における耐クラック性を維持しながら、転がり抵抗を低減するようにした空気入りタイヤに関する。

近年の車両の省燃費化を受けて、空気入りタイヤに対しても転がり抵抗を低減させることが強く要望されている。従来、空気入りタイヤの転がり抵抗を低減させるための対策としては、タイヤの軽量化をはじめとして、これまで構造面や材料面から多くの提案がなされてきた。しかし、いずれの提案も一長一短があり、転がり抵抗の低減対策としては、必ずしも充分に満足し得るものではなかった。

この一環として、サイドウォール部を発泡ゴム層によって構成する提案がある。しかし、サイドウォール部を発泡ゴム層によって構成すると、耐クラック性が悪化するという問題がある。このため、特許文献１は、発泡ゴム層における気泡占有面積率を低く設定することにより、耐クラック性の悪化を抑制している。しかし、気泡占有面積率を低くするとタイヤ走行時に発生する熱が発泡ゴム層から伝導し易い。このためタイヤの転がり抵抗と深く関連するｔａｎδを低くする温度領域で使用することができなくなり、転がり抵抗の低減効果が不足するという問題がある。特許文献２では、発泡ゴム層としてブチル系のゴムを使用しているため、ゴム層自体の発熱が高いことに加えて、周辺のゴムとの接着性が不足して、屈曲の大きなサイドゴム層としては耐久性の面から不適当であるという問題がある。したがって、いずれの提案にあっても、転がり抵抗の低減対策としては未だ充分に満足し得るものとなっていなかった。

日本国特開平６−９２１１２号公報 日本国特開平７−２７６９０９号公報

本発明の目的は、サイドウォール部における耐クラック性を維持しながら、転がり抵抗を低減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本発明の空気入りタイヤは、左右一対のビード部と、該ビード部に連なるサイドウォール部と、該サイドウォール部を連結するトレッド部とを備え、左右のビード部間にカーカス層を装架した空気入りタイヤにおいて、前記サイドウォール部の少なくとも一部にタイヤ径方向に延在する発泡ゴム層を配置すると共に、該発泡ゴム層の２３℃における熱伝導率を０．０５〜０．２０Ｗ／ｍＫ、前記発泡ゴム層の６０℃におけるｔａｎδを０．１７以下、下記式（１）により定義される発泡倍率Ｑを５０〜１６０％にしたことを特徴とする。
発泡倍率Ｑ（％）＝〔（Ｄ０／Ｄ１）−１〕×１００ （１）
（ただし、Ｄ０は発泡ゴム層の発泡前の比重、Ｄ１は発泡後の比重を示す。）

さらに、上述する構成において、以下（ａ）〜（ｄ）から選ばれる少なくとも一つに記載するように構成することが好ましい。
（ａ）前記サイドウォール部を前記カーカス層のタイヤ幅方向外側に配置する複数のゴム層で構成すると共に、該複数のゴム層のうちの少なくとも一層を前記発泡ゴム層により構成するか、又は前記サイドウォール部を前記カーカス層のタイヤ幅方向外側に配置する単一のゴム層で構成すると共に、該ゴム層を前記発泡ゴム層により構成する。後者の場合において、前記発泡ゴム層におけるタイヤ径方向外側に位置する領域を、前記発泡ゴム層に代えて非発泡ゴム層で構成することができる。
（ｂ）前記発泡ゴム層が占める体積を、前記サイドウォール部を構成するゴム層の総体積の３０％以上にする。
（ｃ）前記発泡ゴム層を発泡性ゴム組成物で構成し、この発泡性ゴム組成物が、ジエン系ゴム１００重量部に対し、化学発泡剤を０．１〜２０重量部、レゾルシンまたはレゾルシン樹脂を１〜１０重量部、前記レゾルシンおよびレゾルシン樹脂の硬化剤を１〜１５重量部配合したものである。また前記ジエン系ゴム１００重量部に対し、充填剤を２０〜１００重量部配合することができる。レゾルシンおよびレゾルシン樹脂の硬化剤としては、多価メトキシメチロールメラミンおよび／またはヘキサメチレンテトラミンにすることができる。化学発泡剤としては、ニトロソ系発泡剤および／またはアゾ系発泡剤にすることができる。さらに前記ジエン系ゴム１００重量部に対し、尿素を０．１〜２０重量部配合することができる。前記ジエン系ゴムとしては、ジエン系ゴム１００重量％中、天然ゴムを２０重量％以上含有することができる。
（ｄ）前記サイドウォール部をカーカス層のタイヤ幅方向外側に配置する複数のゴム層で構成し、この複数のゴム層のうちの少なくとも一層を発泡ゴム層で構成するとき、繊維コードを被覆した補強ゴム層を、前記発泡ゴム層に隣接させて配置する。この補強ゴム層を構成する繊維コードとしては、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、ポリアミド繊維から選ばれる少なくとも１種を含むことができる。

本発明の空気入りタイヤによれば、サイドウォール部の少なくとも一部にタイヤ径方向に延在する発泡ゴム層を配置すると共に、この発泡ゴム層の２３℃における熱伝導率を０．０５〜０．２０Ｗ／ｍＫ、６０℃におけるｔａｎδを０．１７以下、発泡倍率Ｑを５０〜１６０％にしたので、発泡ゴム層の配置に伴うタイヤの軽量化と、タイヤ走行時に発生する熱を発泡ゴム層による断熱効果・蓄熱効果により、ｔａｎδを低くする温度領域での使用を可能にするので、転がり抵抗を低減させることができる。さらに、発泡ゴム層の発泡倍率を５０〜１６０％に設定することにより、サイドウォール部における耐カット性を確保すると共に、発泡ゴム層における放熱を抑制して転がり抵抗を効率よく低減させることができる。

図１は本発明の空気入りタイヤの実施形態の一例を示す半断面図である。 図２は本発明の空気入りタイヤの実施形態の他の例を示す半断面図である。 図３は本発明の空気入りタイヤの実施形態の更に他の例を示す半断面図である。

以下、本発明の構成につき添付の図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明において、サイドウォール部とは、ＪＡＴＭＡ自動車用タイヤ安全基準編に規定されている「トレッドとビードとの間の部分」をいう。

図１において、本発明の空気入りタイヤ１は、左右一対のビード部２、２と、これらビード部２、２に連なるサイドウォール部３、３と、サイドウォール部３、３を連結するトレッド部４とを備え、左右のビード部２、２間にカーカス層５を装架している。

そして、本発明では、サイドウォール部３の少なくとも一部（図１の例では全部）にタイヤ径方向に延在する発泡ゴム層６（図中の斜線で示す）を配置すると共に、この発泡ゴム層６の２３℃における熱伝導率を０．０５〜０．２０Ｗ／ｍＫ、６０℃におけるｔａｎδを０．１７以下、発泡倍率Ｑを５０〜１６０％に設定する。

これにより、発泡ゴム層６の配置に伴うタイヤの軽量化と、タイヤ走行時に発生する熱を発泡ゴム層６で断熱・蓄熱することによりｔａｎδが小さい温度になるようにして、転がり抵抗を低減させることができる。なお、図１の例では、発泡ゴム層６がサイドウォール部３の外壁に露出して形成される。この発泡ゴム層の外壁は、加硫時に金型と接触し圧力がかけられるため、発泡よりも加硫が優先されて、微小な気泡の集合体からなる発泡率が実質的にゼロである薄膜がその表面に形成される。この薄膜の形成により、サイドウォール部３における耐カット性を確保することができる。

さらに詳細には、発泡ゴム層６の外壁側で発泡により形成された気泡がほとんど存在しない部分が存在すると共に、発泡ゴム層６の内面側に向かって気泡の大きさや数が徐々に大きくなっている。そして、タイヤの加硫条件によっては、カーカス層５に近づくにつれて、ブラダーからの熱によって発泡よりも加硫が優先されて、気泡の大きさや数が徐々に小さくなる。

本発明において、発泡ゴム層６の熱伝導率を０．０５〜０．２０Ｗ／ｍＫ、好ましくは０．０７〜０．１８Ｗ／ｍＫにする。熱伝導率の調整は、発泡ゴム層６を構成するゴム組成物におけるゴム成分及びこれに配合する発泡剤と発泡助剤の選定によって行われる。そして、発泡ゴム層６の熱伝導率を０．０５Ｗ／ｍＫ未満にすると、発泡倍率を高くするのが必要になり、このためタイヤの軽量化の面では有利であるものの、サイドウォール部３における耐カット性を確保することが難しくなる。熱伝導率を０．２０Ｗ／ｍＫ超にすると、タイヤ走行時に発生する熱が伝導し易くなり、放熱効果により、発泡ゴム層の転がり抵抗を低減させることが難しくなる。本発明において、発泡ゴム層の熱伝導率は、ＩＳＯ８３０１に基づき測定する。

本発明において、発泡ゴム層は、以下の式（１）により定義される発泡倍率Ｑ（％）を５０〜１６０％、好ましくは７０〜１６０％に設定する。これにより、軽量化、転がり抵抗の低減と耐クラック性を両立させることができる。
発泡倍率Ｑ（％）＝〔（Ｄ０／Ｄ１）−１〕×１００ （１）
（ただし、Ｄ０は発泡ゴム層の発泡前の比重、Ｄ１は発泡後の比重を示す）

ここで、発泡倍率Ｑが５０％未満では、発泡ゴム層６の熱伝導率を抑えることが難しくなって、転がり抵抗の低減効果が不足する。また発泡ゴム層を十分に軽量化することができない。発泡倍率Ｑが１６０％超ではサイドウォール部３における耐クラック性を確保することが難しくなる。

なお、上述した発泡ゴム層の発泡前の比重Ｄ０とは、発泡ゴム層を構成するゴム組成物を加硫及び発泡する前の比重である。これは、発泡ゴム層を構成するゴム組成物において、発泡剤及び発泡助剤を配合せずに調製し、これを加硫したときの非発泡状態の加硫ゴムの比重に相当する。発泡ゴム層の発泡後の比重Ｄ１とは、発泡ゴム層を構成するゴム組成物を加硫及び発泡させた後の加硫した発泡ゴムの比重である。本発明において、発泡ゴム層の発泡前の比重Ｄ０及び発泡後の比重Ｄ１は、ＪＩＳ Ｋ−６２６８に基づき測定するものとする。

本発明において、発泡ゴム層の６０℃におけるｔａｎδを０．１７以下、好ましくは０．１５以下に調整する。発泡ゴム層の６０℃のｔａｎδを０．１７以下にすることにより、発熱性を小さくするので、タイヤにしたときの転がり抵抗を一層確実に低減させることができる。

本発明において、発泡ゴム層が上述した２３℃における熱伝導率を０．０５〜０．２０Ｗ／ｍＫ、６０℃におけるｔａｎδを０．１７以下、発泡倍率Ｑを５０〜１６０％にするという３つの条件をすべて満たすことが必要である。これにより、空気入りタイヤの軽量化、サイドウォール部における耐クラック性を確保しながら、転がり抵抗を低減することができる。上述した３つの条件のいずれかを満たさない場合には、所期の目的を達成することが困難になる。

上述した図１の実施形態では、サイドウォール部３をカーカス層５のタイヤ幅方向外側に単一のゴム層を配置し、このゴム層を発泡ゴム層６により構成した場合を示した。本発明の空気入りタイヤでは、図２及び図３に例示するように、サイドウォール部３をカーカス層５のタイヤ幅方向外側に配置する複数（図示の例では２層）のゴム層３ａ、３ｂで構成すると共に、これら複数のゴム層３ａ、３ｂのうちの少なくとも一層（図示の例では３ｂ）を発泡ゴム層６（図中の斜線で示す）により構成することができる。図２は、カーカス層５のタイヤ幅方向外側のサイドウォール３を、タイヤ幅方向内側に配置したゴム層３ｂと幅方向外側に配置したゴム層３ａとで構成し、このうち幅方向内側のゴム層３ｂを発泡ゴム層６で構成した実施形態を例示する。図３は、カーカス層５のタイヤ幅方向外側のサイドウォール３を、タイヤ径方向内側に配置したゴム層３ｂとタイヤ径方向外側に配置したゴム層３ａとで構成し、このうち径方向内側のゴム層３ｂを発泡ゴム層６で構成した実施形態を例示する。なお、発泡ゴム層及び発泡していないゴム層の配置は、図２，３の例に限定されるものではない。すなわち、サイドウォールを構成するゴム層の数とこれらの中での発泡ゴム層の位置は限定されるものではない。

また、図３に例示したように、図１で示した発泡ゴム層６におけるタイヤ径方向外側に位置する領域（ゴム層３ａ）を発泡ゴム層６に代えて非発泡ゴム層に置き換えることができる。このようにサイドウォール部３のタイヤ径方向外側の苛酷な曲げ歪みが加わるフレックスゾーンに相当する領域を発泡ゴム層６に代えて耐疲労性や耐カット性に優れた非発泡ゴム層に置き換えることにより、サイドウォール部３における耐クラック性を確実に向上させることができる。

なお、本発明の空気入りタイヤ１では、タイヤの要求特性に応じて、上述するタイヤ径方向外側と内側とにおける非発泡ゴム層と発泡ゴム層６との組み合わせを、タイヤ径方向外側を発泡ゴム層で構成し、タイヤ径方向内側を発泡していないゴム層で構成する形態にすることができる。

本発明において、サイドウォール部３を構成するゴム層のうち、発泡ゴム層６が占める体積を、サイドウォール部３を構成するゴム層の総体積の３０％以上、好ましくは５０％以上となるように調整するとよい。これにより、転がり抵抗を確実に低減させることができる。また空気入りタイヤを軽量化することができる。

本発明において、サイドウォール部３を構成するゴム組成物は、特に限定されるものではないが、発泡ゴム層６を発泡性ゴム組成物で構成することが好ましい。この発泡性ゴム組成物は、ゴム成分として、例えば天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム等のジエン系ゴム、エチレンプロピレンゴム等のオレフィンゴムが好ましく使用される。これらのゴム成分は単独又は任意のブレンドとして使用することができる。なかでも天然ゴムを含有することが好ましく、ゴム成分１００重量％中、天然ゴムを好ましくは２０重量％以上、より好ましくは３０〜１００重量％含有するとよい。天然ゴムの含有量をこのような範囲にすることにより、発泡ゴム層のゴム強度を高くすることができる。

そして、発泡剤としてはカルボンジアミド系発泡剤やニトロソ系発泡剤が好ましく使用され、必要に応じて、尿素系の発泡助剤を配合することが好ましい。このように尿素系の発泡助剤を配合することにより、タイヤの加硫温度（通常、１５０〜１７５℃程度）において発泡剤を効率よく熱分解させることが可能になり、所望の発泡ゴム層６を得ることができる。

本発明において、好適に使用する発泡性ゴム組成物は、ジエン系ゴム１００重量部に対し、好ましくは化学発泡剤を０．１〜２０重量部、レゾルシンまたはレゾルシン樹脂を１〜１０重量部、レゾルシンおよびレゾルシン樹脂の硬化剤を１〜１５重量部配合するとよい。これにより、加熱時に化学発泡及び加硫が進む前にレゾルシンおよびレゾルシン樹脂の硬化反応が進み微細な網目構造が形成される。このため、その後に続く化学発泡により生成したガスが、加熱工程中に発泡ゴム層の外部に漏れるのを抑制し、ゴム層の発泡に効率的に作用することができる。このため、化学発泡剤の配合量を少なくしても発泡ゴム層の発泡倍率を高くすることができる。また化学発泡剤の配合量を少なくすることにより、化学発泡と競争的に行われる加硫が阻害されることがなくなり加硫ゴムの架橋密度が高くなること、またレゾルシンおよびレゾルシン樹脂の硬化物によりゴムマトリックスが硬くなることにより、加硫した発泡ゴム層のゴム強度を高くすることができる。更に架橋密度を高くすることにより発泡ゴム層のｔａｎδを小さくすることができる。

発泡性ゴム組成物は、好ましくはレゾルシン又はレゾルシン樹脂と、これらの硬化剤を含む。レゾルシン又はレゾルシン樹脂及びこれらの硬化剤を含有することにより、発泡性ゴム組成物の加熱時に、化学発泡及び加硫より先にレゾルシン又はレゾルシン樹脂の硬化が進み、レゾルシン及びレゾルシン樹脂からなる微細な網目構造が形成される。この微細な網目構造に未加硫ゴムが支持されるようになるため、その後に温度がより高くなって化学発泡が起きたとき、生成した発泡ガスが、加熱工程中に発泡ゴム層から外部へ漏れるのを抑制することができる。すなわち発泡ガスが、発泡ゴム層の内部において、発泡するのに効率的に作用し、発泡倍率をより高くすることができる。すなわち、化学発泡剤の配合量を少なくしても、発泡倍率を高くすることができる。

発泡性ゴム組成物からなる発泡ゴム層の発泡・加硫成形において、化学発泡と加硫とは競争的な反応であり、いずれかの反応が優先して行われるともう一方の反応の進行が阻害される。上述した通り、レゾルシン又はレゾルシン樹脂及びこれらの硬化剤を含有することにより、化学発泡剤の配合量を少なくしながら発泡倍率を高くすることができるため、加硫の進行を容易に調節することができ、加硫した発泡ゴム層の架橋密度を高くすることができる。架橋密度を高くすることと、上述したレゾルシン又はレゾルシン樹脂からなる網目構造がゴムマトリックスを硬くすることにより、ゴム強度を高くすることができる。さらに発泡ゴム層の架橋密度が高くなるので、損失正接（ｔａｎδ）を小さくし発熱性を低減することができる。

レゾルシン及びレゾルシン樹脂としては、工業用ゴム組成物に通常使用されるものを用いることができる。レゾルシン樹脂は、レゾルシンとホルムアルデヒドとを反応させた化合物であり、例えばＩＮＤＳＰＥＣ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社製Ｐｅｎａｃｏｌｉｔｅ Ｒｅｓｉｎ Ｂ−１８−Ｓ、同Ｂ−１９−Ｓ、同Ｂ−２０−Ｓ、同Ｂ−２１−Ｓ、住友化学社製スミカノール６２０等を例示することができる。

レゾルシン及びレゾルシン樹脂の配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対し、好ましくは１〜１０重量部、より好ましくは２〜８重量部にする。レゾルシン及びレゾルシン樹脂の配合量が１重量部未満であると、加熱時の初期にレゾルシン及びレゾルシン樹脂の微細な網目構造を十分に形成することができない。レゾルシン及びレゾルシン樹脂の配合量が１０重量部を超えると、架橋密度が高くなり過ぎて、発泡を阻害してしまう。

レゾルシン及びレゾルシン樹脂の硬化剤としては、工業用ゴム組成物に通常使用されるものを用いることができ、例えばヘキサメトキシメチロールメラミン、ペンタメトキシメチロールメラミン等の多価メトキシメチロールメラミン、ヘキサメチレンテトラミン、ヘキサメトキシメチルメラミン、ヘキサエトキシメチルメラミン等を例示することができる。硬化剤としては、好ましくは多価メトキシメチロールメラミンおよび／またはヘキサメチレンテトラミンを使用するとよい。これらの硬化剤は、単独あるいは複数を組み合わせて使用することができる。このような樹脂硬化剤は公知であり、例えばスミカノール ５０７Ａ（住友化学社製）、Ｃｙｒｅｚ ９６４ＲＰＣ（Ｃｙｔｅｃ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ ＩＮＣ製）、サンセラーＨ−Ｔ（三新化学工業社製）などの市販品を用いることができる。

レゾルシン及びレゾルシン樹脂の硬化剤の配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対し、好ましくは１〜１５重量部、より好ましくは３〜１２重量部にする。硬化剤の配合量が１重量部未満であると、加熱時の初期にレゾルシン及びレゾルシン樹脂と硬化剤からなる微細な網目構造を十分に形成することができない。また、硬化剤の配合量は上述したレゾルシン及びレゾルシン樹脂の配合量（重量部）に対して１〜２倍であることが好ましい。1倍（等量）より少ないと、レゾルシン樹脂やゴムとの架橋反応が十分に行われず効果が小さく、２倍より過剰に配合しても効果が頭打ちになり、ゴムの機械的強度を低下させてしまう。

本発明において、発泡ゴム層を構成するゴム組成物は化学発泡剤を含むものとする。化学発泡剤を含むことによりゴム成形体を発泡させることができる。化学発泡剤の配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対し、好ましくは０．１〜２０重量部、より好ましくは１．０〜１５重量部にするとよい。化学発泡剤の配合量が０．１重量部未満であると、加硫時の発泡が不十分になり、発泡倍率を高くすることができない。また化学発泡剤の配合量が２０重量部を超えると、コストが増えるにも拘らず発泡倍率の上昇の効果は頭打ちになり、発泡体表面の平滑性が損なわれる。

化学発泡剤としては、例えばニトロソ系発泡剤、アゾ系発泡剤、カルボンジアミド系発泡剤、スルホニルヒドラジド系発泡剤、アジド系発泡剤等を例示することができる。なかでもニトロソ系発泡剤および／またはアゾ系発泡剤が好ましい。これらの化学発泡剤は、単独で又は２種以上を混合して使用することができる。

ニトロソ系発泡剤としてはＮ，Ｎ′−ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）、Ｎ，Ｎ′−ジメチル−Ｎ，Ｎ′−ジニトロソテレフタルアミド等が例示される。アゾ系発泡剤としてはアゾビスイソブチロニトリル（ＡＺＢＮ）、アゾビスシクロヘキシルニトリル、アゾジアミノベンゼン、バリウムアゾジカルボキシレート等が例示される。カルボンジアミド系発泡剤としてはアゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）等、スルホニルヒドラジド系発泡剤としては、ベンゼンスルホニルヒドラジド（ＢＳＨ）、ｐ，ｐ′−オキシビス（ベンゼンスルホニルヒドラジド）（ＯＢＳＨ）、トルエンスルホニルヒドラジド（ＴＳＨ）、ジフェニルスルホン−３，３′−ジスルホニルヒドラジド等、アジド系発泡剤としてはカルシウムアジド、４，４′−ジフェニルジスルホニルアジド、ｐ−トルエンスルホニルアジド等が例示される。

化学発泡剤の分解温度は、好ましくは１３０℃〜１９０℃、より好ましくは１５０℃〜１７０℃にするとよい。化学発泡剤の分解温度をこのような範囲内にすることにより、化学発泡及び加硫の制御が容易になる。本明細書において、化学発泡剤の分解温度は、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）、熱重量測定（ＴＧＡ）から選ばれる熱分析を使用して分解熱や重量減少を測定することにより求められる温度である。

なお、発泡剤としては、熱可塑性樹脂で形成された殻材中に熱膨張性物質を内包した熱膨張性マイクロカプセルが知られている。しかし、本発明において、発泡ゴム層にこの熱膨張性マイクロカプセルを使用すると、発泡ゴム層中に殻材が存在するためｔａｎδが大きくなる。このため発泡ゴム層の６０℃におけるｔａｎδを０．１７以下にすることが困難になり転がり抵抗を低減することができない。したがって、発泡剤としては、熱膨張性マイクロカプセル以外の化学発泡剤を使用することが好ましい。

発泡性ゴム組成物は、化学発泡剤と共に尿素を含むとよい。尿素は発泡助剤として作用する。尿素系発泡助剤を配合することにより、化学発泡剤が熱分解する温度を低く調節することが可能になる。尿素系発泡助剤の配合量はジエン系ゴム１００重量部に対し、好ましくは０．１〜２０重量部、より好ましくは０．５〜１０重量部にするとよい。尿素系発泡助剤の配合量が０．１重量部未満であると、化学発泡剤の熱分解温度を十分に調節することができない。また、尿素系発表助剤の配合量は、上述した化学発泡剤量に対して、０．５〜１．５倍であることが好ましい。０．５倍より少ない場合は助剤としての効果が得られず、１．５倍より多い場合は、反応せず組成物の中で異物となってしまい機械的強度が低下する。

本発明において、充填剤を配合することにより、発泡性ゴム組成物のゴム強度をより高くする。充填剤の配合量はジエン系ゴム１００重量部に対し、好ましくは２０〜１００重量部、より好ましくは４０〜８０重量部にするとよい。充填剤の配合量が２０重量部未満であると発泡性ゴム組成物のゴム強度を十分に高くすることができない。また充填剤の配合量が１００重量部を超えると発泡性ゴム組成物の加工性が低下する。

充填剤としては、例えばカーボンブラック、シリカ、炭酸カルシウム、クレー、マイカ、珪藻土、タルク等を例示することができる。なかでもカーボンブラック、シリカ、炭酸カルシウムが好ましい。このような充填剤は、単独又は任意のブレンドとして使用することができる。

発泡性ゴム組成物は、加硫剤、加硫促進剤、加硫助剤、ゴム補強剤、軟化剤（可塑剤）、老化防止剤、加工助剤、発泡助剤、脱泡剤、活性剤、金型離型剤、耐熱安定剤、耐候安定剤、帯電防止剤、着色剤、滑剤、増粘剤等の工業用ゴム組成物やゴム発泡体に通常用いられる配合剤を添加することができる。これらの配合剤は本発明の目的に反しない限り、通常用いられる配合量を適用することができ、また通常の調製方法で添加、混練又は混合することができる。

本発明において、サイドウォール部の非発泡ゴム層（例えば図２，３のゴム層３ａ）を構成するゴム組成物は、通常のサイドウォール部を構成するゴム組成物を適用することができる。また非発泡ゴム層は繊維コードを被覆した補強ゴム層にすることができる。通常、発泡性ゴム組成物で構成した発泡ゴム層と、繊維コードを被覆した補強ゴム層からなる非発泡ゴム層を積層、すなわち隣接させて配置すると、発泡・加硫成形したとき、加圧された金型中で発泡ガスが補強ゴム層に移動し、補強ゴム層を構成する繊維コードの周りに溜まり易くなる。このため、発泡ゴム成形体を金型から取り出すため圧力を解放すると、繊維コードの周りに局所的に溜まった発泡ガスが、ゴムマトリックスの発泡に寄与せずに局所的に膨張して、発泡ゴム層の一部が小さな半風船状（直径５ｍｍ以上の半球状）の空気溜まりを生ずるという成形不良を起こすことがある。

これに対し、発泡ゴム層をレゾルシン又はレゾルシン樹脂及びこれらの硬化剤を含有した発泡性ゴム組成物で形成すると、上述したとおり、発泡ゴム層から発泡ガスが移動しにくくなり、隣接する補強ゴム層の繊維コードの周りに圧縮された発泡ガスが溜まるのを抑制することができる。これにより、金型から取り出した後に、発泡ゴム層の一部が小さな半風船状になる成形不良を防ぐことができる。

補強ゴム層を構成する繊維コードとしては、特に限定されるものではないが、例えばポリエステル繊維、レーヨン繊維、ポリアミド繊維から選ばれる少なくとも１種を含むとよい。このような繊維コードを使用することにより、補強ゴム層の伸びを繊維の方向以外に制限することができる。

本発明において、発泡性ゴム組成物からなる発泡ゴム層、並びに発泡性ゴム組成物からなる発泡ゴム層及び補強ゴム層を積層した発泡ゴム積層体でサイドウォール部を構成すると、耐カット性及び機械的強度を確保し耐久性を維持しながら、軽量化及び転がり抵抗の低減を実現することができるので、燃費性能を向上することができる。したがって、近年の燃費性を重視する高性能車両に対して幅広く適用することができる。

発泡性ゴム組成物の調製及び評価
表１，２に示すゴム配合からなる１２種類のゴム組成物（実施例１〜６、比較例１〜６）について、それぞれ硫黄、加硫促進剤、硬化剤、化学発泡剤及び尿素系発泡助剤を除く配合成分を秤量し、１．７Ｌ密閉式バンバリーミキサーで５分間混練し、温度１５０℃でマスターバッチを放出し室温冷却した。その後このマスターバッチを加熱ロールに供し、硫黄、加硫促進剤、硬化剤、化学発泡剤及び尿素系発泡助剤を加えて混合し、１２種類のゴム組成物を調製した。また、これらゴム組成物からなる未加硫のゴム成形体を成形した。

得られた１２種類のゴム組成物（実施例１〜６、比較例１〜６）からなる未加硫ゴム成形体を、所定形状（縦１００ｍｍ、横１００ｍｍ）の金型に充填した。これらを温度１８０で、１５分間加熱し加硫成形した。これにより比較例１及び４を除く未加硫ゴム成形体は、加硫と発泡が同時に進行し、厚さが約１５ｍｍの発泡ゴム成形体を成形した。また比較例１及び４の未加硫ゴム成形体は、加硫した発泡していない加硫ゴムシートになった。

得られた発泡ゴム成形体（ただし比較例１及び４は未発泡の加硫ゴムシート）の比重、発泡倍率Ｑ、熱伝導率及び６０℃のｔａｎδをそれぞれ以下の方法で測定し、得られた結果を表１，２に示した。

比重及び発泡倍率Ｑ
１２種類のゴム組成物で形成した未加硫のゴム成形体の比重Ｄ０及び発泡・加硫した発泡ゴム成形体の比重Ｄ１を、それぞれＪＩＳ Ｋ−６２６８に準拠して２３℃で測定した。未加硫ゴム成形体の比重Ｄ０と発泡ゴム成形体の比重Ｄ１とから下記式（１）に基づき発泡倍率Ｑを計算した。
発泡倍率Ｑ（％）＝〔（Ｄ０／Ｄ１）−１〕×１００ （１）
得られた結果を表１，２に示す。

熱伝導率
発泡ゴム成形体の熱伝導率をＩＳＯ８３０１に準拠し、迅速熱伝導率計（京都電子工業社製ＱＴＭ−５００）を使用して、細線加熱法（ホットワイヤ法）で測定した。得られた結果を表１，２に示す。

発熱性（６０℃のｔａｎδ）
発泡ゴム成形体のｔａｎδを、東洋精機製作所社製粘弾性スペクトロメーターを用いて、歪み１０％±２％、周波数２０Ｈｚ、雰囲気温度６０℃で測定した。得られた結果を表１，２に示す。

なお、表１，２で使用した原材料の種類を下記に示す。
・ＮＲ１：天然ゴム、ＰＴ．ＮＵＳＩＲＡ製ＳＩＲ２０
・ＮＲ２：天然ゴム、ＰＴ．ＮＵＳＩＲＡ製ＳＩＲ２
・ＢＲ：ブタジエンゴム、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ ＢＲ１２２０
・ＣＢ１：カーボンブラック（ＦＥＦ級）、中部カーボン社製ＨＴＣ−１００
・ＣＢ２：カーボンブラック、東海カーボン社製シーストＦ
・酸化亜鉛：正同化学工業社製酸化亜鉛３種
・ステアリン酸１：日油社製ビーズステアリン酸ＹＲ
・ステアリン酸２：千葉脂肪酸社製ビーズステアリン酸桐
・老化防止剤１：ＦＬＥＸＳＹＳ社製ＳＡＮＴＯＦＬＥＸ ６ＰＰＤ
・老化防止剤２：バイエル社製ＶＵＬＫＡＮＯＸ４０２０
・ワックス：パラフィンワックス
・オイル１：アロマ系オイル、三共油化工業社製Ａ−ＯＭＩＸ
・オイル２：出光興産社製ダイアナプロセスＮＨ−６０
・レゾルシン樹脂：ＩＮＤＳＰＥＣ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社製Ｐｅｎａｃｏｌｉｔｅ Ｒｅｓｉｎ Ｂ−１８−Ｓ
・硫黄：鶴見化学社製金華印微粉硫黄１５０ｍｅｓｈ
・加硫促進剤１：大内新興化学工業社製ノクセラーＭ
・加硫促進剤２：大内新興化学工業社製ノクセラーＣＺ−Ｇ
・硬化剤：ペンタメトキシメチロールメラミンの部分縮合物、ＢＡＲＡ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社製スミカノール５０７Ａ
・化学発泡剤１：ニトロソ系発泡剤、永和化成工業社製セルラーＣＫ＃５４
・化学発泡剤２：ニトロソ系発泡剤、永和化成工業社製セルラーＤ、下記の尿素系発泡助剤と組み合わせて分解開始温度を１３０℃に調節
・尿素：尿素系発泡助剤、永和化成工業社製セルペーストＫ４

空気入りタイヤの作製及び評価
＜実施例７〜１２、比較例７〜１３＞
タイヤサイズを１９５／６５Ｒ１５、タイヤの基本構造を図１、サイドウォール部３を上記で得られた１２種類のゴム組成物で構成し、その平均厚さを表３，４のように異ならせるようにして、１３種類の空気入りタイヤ（実施例７〜１２、比較例７〜１３）をそれぞれ作製した。

得られた１３種類のタイヤについて、以下に記載する試験方法により、タイヤ重量、転がり抵抗及び耐サイドクラック性の評価を行い、その結果を表３，４に示した。
〔タイヤ重量〕
各タイヤの重量を測定し、その結果を比較例７の重量を１００とする指数により表３，４に記載した。この指数が小さいほどタイヤの重量が軽いことを示している。
〔転がり抵抗〕
各タイヤをリム（サイズ：１５×６Ｊ）に組み込み、空気圧２３０ｋＰａを充填して、室内のドラム試験機（ドラム径：１７０７ｍｍ）を使用し、ＪＩＳ Ｄ４２３４に準拠し荷重４．５ｋＮ、速度８０ｋｍ／時の条件における転がり抵抗値を測定した。その結果を表３では比較例７の転がり抵抗値を１００、表４では比較例１１の転がり抵抗値を１００とする指数により表３，４に記載した。この指数が小さいほど転がり抵抗が低いことを示している。
〔耐サイドクラック性〕
各タイヤをリム（サイズ：１５×６Ｊ）に組み込み、空気圧２３０ｋＰａを充填して、その最大幅位置にタイヤ断面方向に対して４５°の角度で幅５ｍｍ、深さ０．５ｍｍの切込みを加えた後、室内のドラム試験機（ドラム径：１７０７ｍｍ）のドラム上に取り付けて、負荷荷重４４０ｋｇ、時速８１ｋｍ／時にて５０００ｍ走行させた。走行後のタイヤにおける切込み長さを測定して、走行前後における切込み長さの差の逆数を計算し、耐サイドクラック性の評価とした。その結果を表３では比較例７の値を１００、表４では比較例１１の値を１００とする指数により表３，４に記載した。この指数が大きいほど耐サイドクラック性に優れていることを示している。

表３，４より、本発明タイヤ（実施例７〜８及び実施例９〜１４）は、比較タイヤ（比較例７〜１０及び比較例１１〜１３）に比して、耐サイドクラック性を維持しながら、転がり抵抗が向上していることがわかる。なお、比較例８はサイドウォール部を構成する非発泡ゴム層の厚さが不足していたため、比較例７に比して耐サイドクラック性が悪化し、比較例９はサイドウォール部を構成する発泡ゴム層の熱伝導率が高すぎたため、転がり抵抗の低減効果が得られず、比較例１０は発泡ゴム層の発泡倍率を高めたことにより、耐サイドクラック性が悪化していた。

＜実施例１３、１４＞
タイヤサイズを１９５／６５Ｒ１５、タイヤの構造を図２、サイドウォール部３における非発泡ゴム層（ゴム層３ａ）の平均厚さを０．６ｍｍ、発泡ゴム層（ゴム層３ｂ）の平均厚さを２．４ｍｍとし、非発泡ゴム層（ゴム層３ａ）を上述した比較例１のゴム組成物で構成することを共通にし、表５に示すように、発泡ゴム層（ゴム層３ｂ）を構成するゴム組成物の種類を上述した実施例１，２のゴム組成物で構成するようにして本発明タイヤ（実施例１３、１４）を作製した。

これら２種類のタイヤについて、上記と同じ試験方法により、タイヤ重量、転がり抵抗及び耐サイドクラック性の評価を行い、その結果を上述した比較例７の結果と共に表５に示した。なお、実施例１３、１４のタイヤ重量、転がり抵抗及び耐サイドクラック性の基準はいずれも比較例７を１００にした。

表５より、本発明タイヤ（実施例１３、１４）は、比較タイヤ（比較例７）に比して、耐サイドクラック性を維持しながら、転がり抵抗が向上していることがわかる。

＜実施例１５〜１８＞
タイヤサイズを１９５／６５Ｒ１５、タイヤの構造を図２、サイドウォール部３を構成するゴム層の平均厚さを３ｍｍ、サイドウォール部３における発泡ゴム層（ゴム層３ｂ）を上述した実施例１のゴム組成物で、非発泡ゴム層（ゴム層３ａ）を上述した比較例１のゴム組成物で構成したことを共通にして、サイドウォール部３を構成するゴム層の総体積に対する発泡ゴム層（ゴム層３ｂ）の体積割合を表６のように異ならせて本発明タイヤ（実施例１５〜１８）をそれぞれ作製した。

これら４種類のタイヤについて、上記と同じ試験方法により、タイヤ重量、転がり抵抗及び耐サイドクラック性の評価を行い、その結果を上述する比較例７の結果と共に表６に示した。なお、実施例１５〜１８のタイヤ重量、転がり抵抗及び耐サイドクラック性の基準はいずれも比較例７を１００にした。

表６より、発泡ゴム層（ゴム層３ｂ）の体積割合を３０％以上にした実施例１５〜１７の空気入りタイヤは、比較例７空気入りタイヤに比して、耐サイドクラック性を維持しながら、転がり抵抗が向上していることがわかる。なお、発泡ゴム層（ゴム層３ｂ）の体積割合を３０％未満にした実施例１８は、転がり抵抗の低減効果が不足することを確認した。

１ 空気入りタイヤ
２ ビード部
３ サイドウォール部
４ トレッド部
５ カーカス層
６ 発泡ゴム層

Claims (13)

1. 左右一対のビード部と、該ビード部に連なるサイドウォール部と、該サイドウォール部を連結するトレッド部とを備え、左右のビード部間にカーカス層を装架した空気入りタイヤにおいて、
   前記サイドウォール部の少なくとも一部にタイヤ径方向に延在する発泡ゴム層を配置すると共に、該発泡ゴム層の２３℃における熱伝導率を０．０５〜０．２０Ｗ／ｍＫ、前記発泡ゴム層の６０℃におけるｔａｎδを０．１７以下、下記式（１）により定義される発泡倍率Ｑを５０〜１６０％にしたことを特徴とする空気入りタイヤ。
   発泡倍率Ｑ（％）＝〔（Ｄ０／Ｄ１）−１〕×１００ （１）
   （ただし、Ｄ０は発泡ゴム層の発泡前の比重、Ｄ１は発泡後の比重を示す。）
2. 前記サイドウォール部を前記カーカス層のタイヤ幅方向外側に配置する複数のゴム層で構成すると共に、該複数のゴム層のうちの少なくとも一層を前記発泡ゴム層により構成したことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記サイドウォール部を前記カーカス層のタイヤ幅方向外側に配置する単一のゴム層で構成すると共に、該ゴム層を前記発泡ゴム層により構成したことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記発泡ゴム層におけるタイヤ径方向外側に位置する領域を、前記発泡ゴム層に代えて非発泡ゴム層で構成したことを特徴とする請求項３に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記発泡ゴム層が前記サイドウォール部を構成するゴム層の体積の３０％以上を占めることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記発泡ゴム層を発泡性ゴム組成物で構成し、この発泡性ゴム組成物が、ジエン系ゴム１００重量部に対し、化学発泡剤を０．１〜２０重量部、レゾルシンまたはレゾルシン樹脂を１〜１０重量部、前記レゾルシンおよびレゾルシン樹脂の硬化剤を１〜１５重量部配合したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
7. 前記発泡性ゴム組成物が、ジエン系ゴム１００重量部に対し、充填剤を２０〜１００重量部配合したことを特徴とする請求項６に記載の空気入りタイヤ。
8. 前記発泡性ゴム組成物を構成するレゾルシンおよびレゾルシン樹脂の硬化剤が多価メトキシメチロールメラミンおよび／またはヘキサメチレンテトラミンであることを特徴とする請求項６または７に記載の空気入りタイヤ。
9. 前記発泡性ゴム組成物を構成する化学発泡剤が、ニトロソ系発泡剤および／またはアゾ系発泡剤であることを特徴とする請求項６，７又は８に記載の空気入りタイヤ。
10. 前記発泡性ゴム組成物が、ジエン系ゴム１００重量部に対し、尿素を０．１〜２０重量部配合したことを特徴とする請求項６〜９のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
11. 前記発泡性ゴム組成物を構成するジエン系ゴムが、天然ゴム２０重量％以上を含有することを特徴とする請求項６〜１０のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
12. 繊維コードを被覆した補強ゴム層を、前記発泡ゴム層に隣接するように配置したことを特徴とする請求項２に記載の空気入りタイヤ。
13. 前記繊維コードが、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、ポリアミド繊維から選ばれる少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１２に記載の空気入りタイヤ。

Images