JPH1076806A

JPH1076806A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JPH1076806A
Application number: JP8234384A
Authority: JP
Inventors: Takazo Osawa; 隆蔵大沢
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1996-09-04
Filing date: 1996-09-04
Publication date: 1998-03-24

Abstract

(57)【要約】【課題】ボディープライ材（カーカス材）にスチール
コードを使用した空気入りタイヤにおいて、特に耐久性
を向上させた空気入りタイヤを提供する。【解決手段】ボディープライ材にスチールコードを使
用した空気入りタイヤＹにおいて、前記ボディープライ
材の内側となるインナーライナー層１０が、ガスとの反
応性が低く、耐ガス透過性の高い高分子をマトリックス
としたマトリックスゴム層と、耐ガス透過性が低く、ガ
スを吸収してトラップするガストラップ層とをサンドイ
ッチ状に数層貼り合せてなることを特徴とする空気入り
タイヤ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ボディープライ材
（カーカス材）にスチールコードを使用した空気入りタ
イヤにおいて、特に耐久性を向上させた空気入りタイヤ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ボディープライ材としてスチール
コードを使用した空気入りラジアルタイヤなどの空気入
りタイヤの分野においては、スチールコードが水分と酸
素の共存下において著しく腐食し易い性質を有するこ
と、及びゴム／スチール（ブラスメッキ）の接着性が極
端に低下するという二つの基本的な弱点があり、この点
が空気入りタイヤの耐久性を向上させる上でのネックと
なっていた。そのため、スチールコードや、ゴム配合物
に工夫を加え、耐腐食性改良や耐水分接着劣化改良等、
この弱点を克服する試みがなされてきた。

【０００３】しかしながら、スチールコード自身の耐腐
食疲労性を改善することや、ゴム配合物中の腐食促進物
質の除外による腐食防止には限界があることから、酸素
や水分といった腐食の原因となる物質をタイヤ内、特に
圧力容器としてのタイヤを支えているボディープライ材
へ進入することをいかに防ぐかが重要な課題となってい
る。

【０００４】この観点から多くの空気入りラジアルタイ
ヤなどにおいて、中でも、チューブレスタイプの空気入
りタイヤにおいては、図５（ａ）及び（ｂ）に示すよう
に、最内側のインナーライナー層１として、０．８〜２
ｍｍ程度のブチルゴムを主成分とするゴム層、通常、臭
素化ブチルゴム（Ｂｒ−ＩＩＲ）層１ａと天然ゴム（Ｎ
Ｒ）層１ｂとを貼り合わせてなるものが特別に貼られて
いるのが現状である。なお、Ｘは、チューブレスタイプ
の空気入りタイヤであり、３は、ボディープライ材を構
成するプライコーティングゴム層であり、４は、スチー
ルコードである。

【０００５】一方、近年では、空気入りラジアルタイヤ
の総合的なパフォーマンスの向上と、道路事情改善や、
重量規制の強化などにより夏タイヤの使用期間の長期化
が一層進んで長期間にわたり夏タイヤが使用される状況
にある。このような状況下においては、現状の図５
（ａ）及び（ｂ）に示されるインナーライナー構成で
は、空気入りタイヤＸ内への空気充填の際等に含まれる
こととなる酸素や水分は、Ｂｒ−ＩＩＲ層１ａで透過が
抑制されるため、徐々にしかＮＲ層１ｂやボディープラ
イ３周辺に進入していかない。しかし、長期間の使用に
つれ、Ｂｒ−ＩＩＲ層１ａを透過した酸素や水分はＮＲ
層１ｂにどんどん吸収、蓄積されていき、ボディープラ
イ材３への水分や酸素の進入が防ぎきれず、従来とは異
なる形でのコード破断や接着破壊によるタイヤ故障が発
生してきている。例えば、更生初期、中期で突然ＣＢＵ
（コード切れ）やサイド膨れによってタイヤが故障する
ことがある。これらボディープライ周辺のゴム中の水分
や酸素を測定してみると、プライ材の腐食や接着破壊が
生じてもおかしくない程に上昇していることが判って来
た。

【０００６】すなわち、現状のインナーライナー層の構
成では、長期間に亘るタイヤの使用に対しては、水分や
酸素の進入を防ぎきれず、タイヤの耐久性を低下させる
原因になりつつあると言える。簡易的防止方法として
は、ブチルゴム層のゲージを厚くすることで対処可能で
あるが、生産性低下や著しいコスト高を招く点に課題が
ある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来技術の課題を解消しようとするものであり、従来の
インナーライナー層のトータルな厚さや生産性を余り変
えることなく、ボディープライ材周辺の水分や酸素の進
入を抑制するインナーライナー層を備えた空気入りタイ
ヤを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記課題を
解決するために鋭意研究を行った結果、ボディープライ
材にスチールコードを使用した空気入りタイヤにおい
て、前記ボディープライ材の内側のインナーライナー層
を特定構造とすることにより、上記目的の空気入りタイ
ヤを得ることに成功し、本発明を完成するに至ったので
ある。

【０００９】すなわち、本発明の空気入りタイヤは、
(1)〜(5)に存する。 (1) ボディープライ材にスチールコードを使用した空気
入りタイヤにおいて、前記ボディープライ材の内側のイ
ンナーライナー層が、ガスとの反応性が低く、耐ガス透
過性の高い高分子をマトリックスとしたマトリックスゴ
ム層と、耐ガス透過性が低く、ガスを吸収してトラップ
するガストラップ層とをサンドイッチ状に複数層貼り合
せてボディープライ材へのガス侵入を防止するガス侵入
防止層から構成されたことを特徴とする空気入りタイ
ヤ。 (2) 前記マトリックスゴム層が、ブチルゴム、若しくは
ハロゲン化ブチルゴム、または、これらのブチルゴムを
主成分としたブレンド物からなり、該マトリックスゴム
層の厚さが０．４ｍｍ〜１．２ｍｍである上記(1)記載
の空気入りタイヤ。 (3) 前記ガストラップ層が天然ゴムを主成分としたゴム
配合物、若しくは発泡ゴム層、または、水分子を吸収す
る水溶性ポリマーからなり、該ガストラップ層の厚さが
０．６ｍｍ以上である上記(1)又は(2)記載の空気入りタ
イヤ。 (4) 前記ガストラップ層の厚さが０．６ｍｍ〜１．５ｍ
ｍである上記(1)又は(3)記載の空気入りタイヤ。 (5) 前記ガス侵入防止層は、マトリックスゴム層とガス
トラップ層とが交互にサンドイッチ状に２〜６枚重ね合
わせ、最内層となるエア側がマトリックスゴム層となる
上記(1)〜(4)記載の何れか一つに記載の空気入りタイ
ヤ。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
等を参照して説明する。なお、図１〜図３において、従
来技術〔図５（ａ）〕と同一名称等は同一符号をもって
説明する。本発明の空気入りタイヤは、図１〜図３に示
すように、ボディープライ材３にスチールコード４を使
用した空気入りタイヤＹにおいて、ボディープライ材３
の内側のインナーライナー層１０を、ガスとの反応性が
低く、耐ガス透過性の高い高分子をマトリックスとした
マトリックスゴム層Ａと、耐ガス透過性が低く、ガスを
吸収してトラップするガストラップ層Ｂとをサンドイッ
チ状に複数層貼り合せてボディープライ材３へのガス侵
入を防止するガス侵入防止層から構成するものであり、
チューブレスタイプ又はチューブタイプの空気入りラジ
アル又はバイアスタイヤに適用できるものである。な
お、チューブレスタイプの空気入りタイヤにおいては、
インナーライナー層は直接的に空気圧を保持する役目を
果し、また、チューブタイプの空気入りタイヤにおいて
は、チューブを間にして空気圧を保つ役割を果すもので
ある。

【００１１】本発明の空気入りタイヤにおいて、前記マ
トリックスゴム層Ａは、ガスとの反応性が低く、耐ガス
透過性の高い高分子をマトリックスしたマトリックスゴ
ム層からなる。マトリックスゴム層としては、ブチルゴ
ム、若しくは塩素化ブチルゴム（Ｃｌ−ＩＩＲ）、臭素
化ブチルゴム（Ｂｒ−ＩＩＲ）などのハロゲン化ブチル
ゴム、または、これらのブチルゴムを主成分としたブレ
ンド物から構成される。ブチルゴムを主成分としたブレ
ンド物層としては、例えば、ブチルゴム、ハロゲン化ブ
チルゴムを主成分とし、天然ゴム（ＮＲ）やスチレン−
ブタジエンゴム（ＳＢＲ）などをブレンドとしたものが
挙げられる。このマトリックスゴム層の厚さは、０．４
ｍｍ〜１．２ｍｍ、好ましくは、０．５ｍｍ〜０．８ｍ
ｍである。マトリックスゴム層の厚さが０．４ｍｍ未満
では、水分の透過抑制効果が低く、また、マトリックス
ゴム層の厚さが１．２ｍｍ超過では、水分の透過抑制効
果が飽和することとなる（この点に関しては、更に実施
例等において詳しく説明する）。

【００１２】前記ガストラップ層Ｂは、耐ガス透過性が
低く、ガスを吸収してトラップするものであり、天然ゴ
ムを主成分としたゴム配合物層、発泡ゴム層又は水分子
を積極的に吸収する水溶性ポリマー層から構成される。
天然ゴムを主成分としたゴム配合物層としては、例え
ば、天然ゴムに低補強性のカーボンブラックを充填し、
硫黄で架橋されるコンパウンド等が挙げられる。発泡ゴ
ム層としては、例えば、カーボンブラック補強充填ＮＲ
／ＢＲブレンドゴムをＤＰＴ（ジニトロソペンタメチレ
ンテトラミン）−尿素を用いて発泡させたコンパウンド
等が挙げられる。水分子を積極的に吸収する水溶性ポリ
マー層としては、例えば、天然ゴム系のコンパウンドに
ポリビニルアルコール等の水溶性レジンを配合した物等
が挙げられる。本発明では、マトリックスゴム層Ａとガ
ストラップ層ＢとのＡ−Ｂ−Ａのサンドイッチ単位を可
能な限り多くすることから、このガストラップ層Ｂの厚
さは（Ｂ層総ゲージを前提にした時）、Ａ層の総ゲージ
から計算して限定されるものであり、このガストラップ
層Ｂの厚さは０．６ｍｍ以上、好ましくは、０．６ｍｍ
〜１．５ｍｍである。ガストラップ層Ｂの厚さが０．６
ｍｍ未満であると、この最内層の酸素による劣化が激し
すぎてクラックが発生し、結果的にはガストラップの役
割を果たせなくなるから、好ましくない。

【００１３】本発明の空気入りタイヤにおいて、ボディ
ープライ材へのガス侵入を防止するガス侵入防止層（イ
ンナーライナー層）は、前記構成のマトリックスゴム層
Ａとガストラップ層Ｂとを交互にサンドイッチ状に２〜
６枚貼り合わせ、最内層となるエア側がマトリックスゴ
ム層としたものである。なお、上記で「２〜６枚貼り合
わせ」の記述中で１枚とは、マトリックスゴム層Ａとガ
ストラップ層Ｂとを貼り合わせた複合層の１層をいう。
ガス侵入防止層１０としては、例えば、図２に示すよう
に、マトリックスゴム層Ａとガストラップ層Ｂとを交互
にサンドイッチ状に３枚貼り合わせ場合、または、図３
に、マトリックスゴム層Ａとガストラップ層Ｂとを交互
にサンドイッチ状に４枚貼り合わせ場合などが挙げられ
る。最内層となるエア側をマトリックスゴム層としたの
は、最初のゴム層である該マトリックスゴム層で水分や
酸素の進入の透過を抑制するためである。マトリックス
ゴム層Ａとガストラップ層Ｂとを交互にサンドイッチ状
とする複合層が２枚未満であると、長期間に亘るタイヤ
の使用に対しては、ボディープライ材への水分や酸素の
進入を防ぎきれず、タイヤの耐久性を低下させることと
なり、また、６枚を越えて構成しても、本発明の効果は
殆ど変わらないものであるが、コスト高を招くこととな
り、好ましくない。

【００１４】このように構成される本発明の空気入りタ
イヤにおいては、インナーライナー層を、ガスとの反応
性が低く、耐ガス透過性の高い高分子をマトリックスと
したマトリックスゴム層Ａと、耐ガス透過性が低く、ガ
スを吸収してトラップするガストラップ層Ｂとの二つの
機能と役割の異なる層を積極的に活用することに特徴が
あり、その作用機構以下のとおりである。従来の構成で
ある図５（ａ）では、空気入りタイヤ内に充填されるこ
ととなる酸素や水分は、Ａ層で透過が抑制されるため、
徐々にしかＢ層やボディープライ周辺に進入していかな
い。しかし、長期間の使用につれ、Ａ層を透過した酸素
水分はＢ層にどんどん吸収、蓄積されていく。Ｂ層内
は，Ａ層に比較した時、一ケタも透過性が高いことと、
ほぼ均等に蓄積・含有されて２重結合を多重に含む架橋
型ポリマーであるのに対し、図２及び図３に示すよう
に、本発明の場合には、Ａ層で抑制され、徐々に進入し
た酸素や水分はＢ層という酸素や水分を吸収する層で一
端トラップされ、更に次の層Ａ₂で透過を抑制されるた
め、Ｂ₁層での混在が強制され、Ｂ₁層内に高く蓄積含有
されることになる。この作用がＡ₂−Ｂ₂−Ａ₃間、また
はＡ₃−Ｂ₃−Ａ₄間と次々に繰り返されることによっ
て、ボディープライ周辺の水分と酸素の含有量が抑制さ
れることになる。

【００１５】

【実施例】次に、本発明を実施例及び比較例により更に
詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定され
るものではない。

【００１６】（実施例１〜４及び比較例１）下記表１に
示される内容でインナーライナー層を構成した空気入り
タイヤを作製し、下記の試験を行い、ボディープライ近
傍のコーティングゴム中の水分率及び酸素濃度を測定し
た。これらの結果を下記表１に示す。

【００１７】試験は、タイヤ１１／７０Ｒ２２．５チュ
ーブレスタイプＴＢＲに水分３００ｍｌを注入し、正規
内圧を加え６０℃の恒温槽中に３ケ月放置後、更に、正
規荷重下で３万ｋｍ走行させた後のボディープライ近傍
のコーティングゴム中水分率及び酸素濃度をオリジナル
タイヤとの比較でその増加分を測定した（ゴム中酸素は
水分からのものも含まれるので水分率から換算した分を
除外しゴムの劣化から費やされた分として分離してい
る）。

【００１８】また、図４は、マトリックスゴム層Ａの厚
みとボディープライ材への水分の透過の関係を示すもの
であり、単純にＡ層のゲージを０．１ｍｍから１．６ｍ
ｍに変化させた場合（Ｂ層のゲージを３ｍｍに固定）の
ボディープライコーティングゴムに対する水分の透過能
を示す特性図である。図４の結果から明らかなように、
マトリックスゴム層Ａの厚みが０．４ｍｍ未満では、水
分抑制効果が低く、また、１．２ｍｍ超過では、水分抑
制の効果が飽和することが判明した。

【００１９】

【表１】

【００２０】（表１の考察）実施例１は、比較例１に対
比し、インナーライナーＡ層及びＢ層の組成は同じにし
て、それぞれのトータルゲージも同一にしながら、Ａ
層、Ｂ層を２分割したゲージのものを２ペアーサンドイ
ッチ型にしてボディープライの内側に貼りつけた場合の
効果を確認したものである。比較例１対比では、ボディ
ープライＣ／Ｇ中の水分率、及び酸素共にほぼ半分に減
少できることが判明した。実施例２では、（Ａｉ−Ｂｉ
−Ａｉ…）のサンドイッチのセットを４段に増やすこと
で水分率、酸素共に更に半分に減らすことができた。イ
ンナーライナーの構成を本発明の如く、二つの異なる機
能層のサンドイッチ型にすることがいかに有効かが確認
できた。次に、サンドイッチ段数の効果に加えて、組成
の効果を付加したものが実施例３及び４である。実施例
３では、Ｂ層に、発泡ゴムを用いることで気泡内に水分
がトラップされるため、水分の上昇を抑制することがで
きた。実施例４では、Ｂ層に水溶性ポリマーを含有され
ることで更に積極的に水分上昇を抑制することが可能で
あった。以上のように、実施例１〜４に示した如く、イ
ンナーライナー構成を本発明の如くすることで、従来構
成である比較例１のインナーライナー使用時に較べ、ボ
ディープライＣ／Ｇ水分率増加を半分〜１／１０まで抑
えることが可能になり、スチールラジアルタイヤの長期
間使用時の耐久性、中でも水分や酸素の関与するＣＢＵ
（コード切れ）や接着破壊耐久性の向上が可能である。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、ボディープライ材にス
チールコードを使用した空気入りタイヤにおいて、ボデ
ィープライ材への水分やガスの透過を防止することがで
き、耐久性を向上させた空気入りタイヤを提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の一例を示す空気入りタイヤ
の断面図である。

【図２】本発明の実施形態の要部の一例を示し、図１に
おけるＤの拡大部分断面図である。

【図３】図２の他例を示す部分断面図である。

【図４】マトリックスゴム層の厚みとボディープライ材
への水分の透過の関係を示す特性図である。

【図５】（ａ）は、従来の空気入りタイヤの断面図、
（ｂ）は、（ａ）におけるＣの拡大部分断面図である。

【符号の説明】

Ｘ、Ｙ空気入りタイヤ１インナーライナー層３ボディープライ材１０インナーライナー層（ガス侵入防止層）Ａマトリックスゴム層Ｂガストラップ層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ボディープライ材にスチールコードを使
用した空気入りタイヤにおいて、前記ボディープライ材
の内側のインナーライナー層が、ガスとの反応性が低
く、耐ガス透過性の高い高分子をマトリックスとしたマ
トリックスゴム層と、耐ガス透過性が低く、ガスを吸収
してトラップするガストラップ層とをサンドイッチ状に
複数層貼り合せてボディープライ材へのガス侵入を防止
するガス侵入防止層から構成されたことを特徴とする空
気入りタイヤ。
【請求項２】前記マトリックスゴム層が、ブチルゴ
ム、若しくはハロゲン化ブチルゴム、または、これらの
ブチルゴムを主成分としたブレンド物からなり、該マト
リックスゴム層の厚さが０．４ｍｍ〜１．２ｍｍである
請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】前記ガストラップ層が天然ゴムを主成分
としたゴム配合物、若しくは発泡ゴム層、または、水分
子を吸収する水溶性ポリマーからなり、該ガストラップ
層の厚さが０．６ｍｍ以上である請求項１又は２記載の
空気入りタイヤ。
【請求項４】前記ガストラップ層の厚さが０．６ｍｍ
〜１．５ｍｍである請求項１又は３記載の空気入りタイ
ヤ。
【請求項５】前記ガス侵入防止層は、マトリックスゴ
ム層とガストラップ層とが交互にサンドイッチ状に２〜
６枚重ね合わせ、最内層となるエア側がマトリックスゴ
ム層となる請求項１〜４記載の何れか一つに記載の空気
入りタイヤ。