WO2016136802A1 - 空気入りタイヤ - Google Patents

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尾ノ井　秀一
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Yokohama Rubber Co Ltd
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    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/86—Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

Definitions

  • the present invention relates to a pneumatic tire in which rolling resistance is reduced while ensuring the damage resistance of the sidewall portion.
  • the sidewall portion is constituted by a specific foam rubber layer (for example, see Patent Document 1).
  • a specific foam rubber layer for example, see Patent Document 1.
  • the sidewall portion is formed of a foamed rubber layer, there has been a problem in that the damage resistance is deteriorated when it collides with a curbstone or the like. For this reason, it is required to reduce the rolling resistance to a level higher than the conventional level while ensuring the damage resistance of the sidewall portion.
  • An object of the present invention is to provide a pneumatic tire in which rolling resistance is reduced while securing the damage resistance of the sidewall portion.
  • a pneumatic tire according to the present invention that achieves the above object includes a pair of left and right bead portions, a sidewall portion that continues to the bead portion, and a tread portion that connects the sidewall portions, and a carcass between the left and right bead portions.
  • a foamed rubber layer is disposed outside the carcass layer in the sidewall portion
  • a side rubber layer is disposed outside the foamed rubber layer
  • the density of the foamed rubber layer is 0.5 to 0 0.9 g / cm 3 , and tan ⁇ at 20 ° C.
  • the rubber composition for a side wall forming the side rubber layer comprises 100 parts by weight of a diene rubber, 1 to 20 parts by weight of a thermoplastic resin, carbon It is characterized by containing 10 to 65 parts by weight of black.
  • the sidewall portion is formed by laminating the side rubber layer on the foam rubber layer, the density of the foam rubber layer is 0.5 to 0.9 g / cm 3 , and the tan ⁇ at 20 ° C. is 0. .17 or less, and the rubber composition for a side wall forming the side rubber layer contains 1 to 20 parts by weight of thermoplastic resin and 10 to 65 parts by weight of carbon black in 100 parts by weight of the diene rubber.
  • the rolling resistance can be reduced while securing the damage resistance of the sidewall portion.
  • the ratio of the volume of the foamed rubber layer to the volume of the side rubber layer can be 1/1 to 10/1.
  • the rubber composition for a sidewall may be blended with polystyrene and / or polypropylene as a thermoplastic resin. Further, 30 to 70% by weight of natural rubber and 70 to 30% by weight of butadiene rubber and / or styrene butadiene rubber may be contained in 100% by weight of diene rubber.
  • the thermal conductivity of the foam rubber layer is preferably 0.05 to 0.2 W / mK.
  • the foamable rubber composition constituting the foamed rubber layer may contain a nitroso foaming agent and / or an azo foaming agent.
  • the foamable rubber composition may contain 0.1 to 20 parts by weight of urea with respect to 100 parts by weight of the diene rubber.
  • FIG. 1 is a half sectional view showing an example of an embodiment of a pneumatic tire of the present invention.
  • the sidewall portion means a “portion between the tread and the bead” defined in the JATMA automobile tire safety standard.
  • a pneumatic tire 1 in FIG. 1, includes a pair of left and right bead portions 2, 2, sidewall portions 3, 3 connected to these bead portions 2, 2, and a tread portion connecting the sidewall portions 3, 3. 4 and a carcass layer 5 is mounted between the left and right bead portions 2 and 2.
  • the foam rubber layer 6 is disposed outside the carcass layer 5 in the sidewall portion 3, and the side rubber layer 7 is disposed outside the foam rubber layer 6.
  • the foamed rubber layer 6 is molded from a foamable rubber composition
  • the side rubber layer 7 is molded from a sidewall rubber composition.
  • the foamed rubber layer 6 constituting the pneumatic tire of the present invention has a density of 0.5 to 0.9 g / cm 3 and a tan ⁇ at 20 ° C. of 0.17 or less.
  • 1 to 20 parts by weight of a thermoplastic resin and 10 to 65 parts by weight of carbon black are blended with 100 parts by weight of a diene rubber.
  • ⁇ ⁇ Rubber composition for sidewalls uses diene rubber as its rubber component.
  • diene rubber examples include natural rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, styrene butadiene rubber, butyl rubber, ethylene propylene diene rubber, and chloroprene rubber. Of these, natural rubber, butadiene rubber, and styrene butadiene rubber are preferable. These diene rubbers can be used alone or in combination.
  • the rubber composition for sidewalls is preferably 30 to 70% by weight of natural rubber and 70 to 30% by weight of butadiene rubber and / or styrene butadiene rubber in 100% by weight of diene rubber.
  • the content of natural rubber is less than 30% by weight and the content of the butadiene rubber and the styrene butadiene rubber exceeds 70% by weight, the damage resistance is deteriorated.
  • the content of natural rubber exceeds 70% by weight and the content of butadiene rubber and styrene butadiene rubber is less than 30% by weight, the bending fatigue property is deteriorated.
  • the content of natural rubber is more preferably 35 to 60% by weight, and the content of butadiene rubber and / or styrene butadiene rubber is more preferably 40 to 65% by weight.
  • the rubber composition for sidewalls increases the rigidity and improves the damage resistance by blending a thermoplastic resin.
  • the blending amount of the thermoplastic resin is 1 to 20 parts by weight, preferably 2 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the diene rubber. If the blending amount of the thermoplastic resin is less than 1 part by weight, the effect of improving the scratch resistance cannot be obtained. Moreover, when the compounding quantity of a thermoplastic resin exceeds 20 weight part, the energy loss of a compression set or the distortion deformation of rubber will increase. That is, the rubber composition for the sidewall is not preferable because it becomes plastic.
  • thermoplastic resin examples include polyolefin resin, polystyrene resin, polyester resin, polyamide resin, polyvinyl alcohol resin, polyacrylonitrile resin, polyacrylic acid resin, polyether resin, polycarbonate resin, and polyurethane resin. Resins and the like are exemplified. These thermoplastic resins may be a homopolymer (homo), a block copolymer or a random copolymer. Of these, polystyrene, polypropylene, and polyethylene are preferable, and polystyrene and polypropylene are more preferable. As the polypropylene, any of homopolypropylene, random polypropylene, and block polypropylene may be used. The random polypropylene and block polypropylene may contain ⁇ -olefin having 4 or more carbon atoms such as 1-butene in addition to ethylene.
  • carbon black is blended in an amount of 10 to 65 parts by weight, preferably 20 to 60 parts by weight, based on 100 parts by weight of the diene rubber.
  • the blending amount of carbon black is less than 10 parts by weight, the hardness and rigidity of the rubber composition are insufficient, and the effect of improving the damage resistance cannot be obtained.
  • the compounding quantity of carbon black exceeds 65 weight part, elongation at break will fall and the bending fatigue resistance by repeated deformation will also deteriorate.
  • the rubber composition for sidewalls has a tensile stress when a 50 ⁇ 10 ⁇ 2 strip-like sheet is deformed by 10% in a tensile mode at 20 ° C. (hereinafter sometimes referred to as “10% tensile stress”). However, it is preferably 4.5 MPa or more, more preferably 5 to 15 MPa. By setting the 10% tensile stress of the rubber composition for sidewalls to 4.5 MPa or more, the damage resistance can be further improved.
  • the tensile stress of the rubber composition for the sidewall can be adjusted by the kind and blending amount of the thermoplastic resin, the blending amount of carbon black, and the like. In this specification, the tensile stress of the rubber composition for sidewalls is measured under the conditions of prestrain 10% ⁇ 10%, 20 Hz, and 20 ° C. in accordance with JIS K7244-4.
  • the foamed rubber layer 6 constituting the sidewall has a density of 0.5 to 0.9 g / cm 3 and a tan ⁇ at 20 ° C. of 0.17 or less. This reduces the rolling resistance by reducing the weight of the tire associated with the arrangement of the foamed rubber layer 6 and by reducing the tan ⁇ to a low temperature by insulating and storing the heat generated when the tire travels with the foamed rubber layer 6. be able to.
  • the density of the foamed rubber layer 6 is 0.5 to 0.9 g / cm 3 , preferably 0.6 to 0.9 g / cm 3 .
  • the density of the foamed rubber layer 6 is measured at 20 ° C. in accordance with JIS K6268. In the case of foamed rubber, the specific gravity is small, so that it is measured with an appropriate weight so that it does not float on water. The density of the foamed rubber layer 6 can be adjusted by the expansion ratio.
  • the foam rubber layer 6 has a tan ⁇ at 20 ° C. of 0.17 or less, preferably 0.15 to 0.05. If the tan ⁇ at 20 ° C. of the foamed rubber layer 6 exceeds 0.17, the effect of reducing the rolling resistance cannot be obtained sufficiently.
  • the tan ⁇ at 20 ° C. of the foamed rubber layer 6 is measured at 20 ° C. in a tensile deformation mode in which a 50 ⁇ 10 ⁇ 2 strip-like sheet is vibrated at 20 Hz in a tensile mode in accordance with JIS K7244-6. To do.
  • the 20 ° C. tan ⁇ of the foam rubber layer 6 can be adjusted by the amount of the foaming agent and the vulcanization time.
  • the foamed rubber layer 6 preferably has a thermal conductivity of 0.05 to 0.20 W / mK, more preferably 0.07 to 0.18 W / mK.
  • the thermal conductivity of the foamed rubber layer 6 is less than 0.05 W / mK, it is necessary to increase the foaming ratio. Therefore, although advantageous in terms of weight reduction of the tire, It becomes difficult to ensure the trauma resistance.
  • the thermal conductivity is more than 0.20 W / mK, heat generated during running of the tire is easily conducted, and it is difficult to reduce the rolling resistance of the foamed rubber layer due to the heat dissipation effect.
  • the thermal conductivity of the foam rubber layer is measured based on ISO8301. The thermal conductivity can be adjusted by selecting a rubber component in the rubber composition constituting the foamed rubber layer 6 and a foaming agent and a foaming aid to be blended therein.
  • the ratio of the volume of the foam rubber layer to the volume of the side rubber layer is preferably 1/1 to 10/1, more preferably 2/1 to 10/1. .
  • the volume ratio (foam rubber layer / side rubber layer) is 1/1 or more, the rolling resistance can be reduced and the weight can be reduced. Further, by ensuring that the volume ratio (foamed rubber layer / side rubber layer) is 10/1 or less, it is possible to ensure the damage resistance of the sidewall portion.
  • the specific gravity of the sidewall portion composed of the foam rubber layer and the side rubber layer is preferably 0.55 to 0.95 g / cm 3 , more preferably 0.60 to 0.90 g / cm 3 . Good.
  • the foam rubber layer 6 is made of a foam rubber composition.
  • the foamable rubber composition can be prepared by blending a normal rubber composition for a tire sidewall with a foaming agent, a foaming aid and the like. Therefore, in the rubber composition for a sidewall used in the present invention, a foaming agent, a foaming aid, etc. may be blended in place of the thermoplastic resin.
  • the composition of the foamable rubber composition may be designed so as to be different from the basic composition of the rubber composition for the sidewall in consideration of the density and the value of tan ⁇ at 20 ° C.
  • the foamable rubber composition for example, natural rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, diene rubber such as styrene butadiene rubber, or olefin rubber such as ethylene propylene rubber is preferably used as the rubber component.
  • These rubber components can be used alone or as any blend.
  • natural rubber and butadiene rubber are preferably contained, and natural rubber is particularly preferable.
  • Natural rubber may be contained in 100% by weight of the rubber component, preferably 20% by weight or more, more preferably 30 to 100% by weight. By setting the content of natural rubber in such a range, the rubber strength of the foamed rubber layer can be increased.
  • the chemical foaming agent is preferably added in an amount of 0.1 to 20 parts by weight, more preferably 1.0 to 15 parts by weight, in 100 parts by weight of the diene rubber.
  • the compounding amount of the chemical foaming agent is less than 0.1 parts by weight, foaming during vulcanization becomes insufficient, and the foaming ratio cannot be increased.
  • the compounding amount of the chemical foaming agent exceeds 20 parts by weight, the effect of increasing the foaming ratio reaches a peak despite the increase in cost.
  • Examples of the chemical foaming agent include nitroso-based foaming agents, azo-based foaming agents, carboxylic diamide-based foaming agents, sulfonyl hydrazide-based foaming agents, and azide-based foaming agents. Of these, nitroso foaming agents and / or azo foaming agents are preferred. These chemical foaming agents can be used alone or in admixture of two or more.
  • nitroso foaming agent examples include N, N′-dinitrosopentamethylenetetramine (DPT), N, N′-dimethyl-N, N′-dinitrosotephthalamide and the like.
  • azo foaming agent examples include azobisisobutyronitrile (AZBN), azobiscyclohexylnitrile, azodiaminobenzene, barium azodicarboxylate and the like.
  • Azodicarbonamide (ADCA) and the like as the carbonodiamide-based blowing agent and benzene hydrazide (BSH), p, p'-oxybis (benzenesulfonylhydrazide) (OBSH), and toluenesulfonyl hydrazide (TSH) as the sulfonylhydrazide-based blowing agent.
  • BSH benzene hydrazide
  • OBSH p, p'-oxybis (benzenesulfonylhydrazide)
  • TSH toluenesulfonyl hydrazide
  • Diphenylsulfone-3,3′-disulfonylhydrazide etc.
  • azide-based blowing agents include calcium azide, 4,4′-diphenyldisulfonyl azide, p-toluenesulfonyl azide and the like.
  • the decomposition temperature of the chemical foaming agent is preferably 130 ° C. to 190 ° C., more preferably 150 ° C. to 170 ° C. By controlling the decomposition temperature of the chemical foaming agent within such a range, control of chemical foaming and vulcanization becomes easy.
  • the decomposition temperature of the chemical blowing agent is a temperature determined by measuring the heat of decomposition and weight loss using thermal analysis selected from differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetry (TGA). is there.
  • the foamable rubber composition may contain urea together with the chemical foaming agent.
  • Urea acts as a foaming aid.
  • the blending amount of the urea foaming aid is preferably 0.1 to 20 parts by weight, more preferably 0.5 to 10 parts by weight, with respect to 100 parts by weight of the diene rubber.
  • the thermal decomposition temperature of the chemical foaming agent cannot be adjusted sufficiently.
  • the blending amount of the urea foaming aid is preferably 0.5 to 1.5 times the blending amount of the chemical foaming agent described above.
  • the amount is less than 0.5 times, the effect as an auxiliary agent cannot be obtained.
  • the amount is more than 1.5 times, the reaction does not react and becomes a foreign substance in the composition, resulting in a decrease in mechanical strength.
  • the rubber strength of the foamable rubber composition is further increased by blending a filler.
  • the blending amount of the filler is preferably 20 to 100 parts by weight, more preferably 40 to 80 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the diene rubber.
  • the blending amount of the filler is less than 20 parts by weight, the rubber strength of the foamable rubber composition cannot be sufficiently increased.
  • the compounding quantity of a filler exceeds 100 weight part, the workability of a foaming rubber composition will fall.
  • filler examples include carbon black, silica, calcium carbonate, clay, mica, diatomaceous earth, talc and the like. Of these, carbon black, silica, and calcium carbonate are preferable. Such fillers can be used alone or as any blend.
  • the foamable rubber composition comprises a vulcanizing agent, a vulcanization accelerator, a vulcanization aid, a rubber reinforcing agent, a softening agent (plasticizer), an anti-aging agent, a processing aid, a foaming aid, a defoaming agent, and an activator.
  • Mold release agents, heat stabilizers, weathering stabilizers, antistatic agents, colorants, lubricants, thickeners, and other industrial rubber compositions and compounding agents commonly used in rubber foams can be added.
  • These compounding agents can be used in the usual compounding amounts as long as they do not contradict the object of the present invention, and can be added, kneaded or mixed by a usual preparation method.
  • the obtained five types of rubber compositions for sidewalls (compounds A to E) were filled in a mold having a predetermined shape (length 100 mm, width 100 mm), heated at temperature 180 for 15 minutes, press vulcanized, and vulcanized. A test piece was molded. Using the obtained vulcanized test piece, 10% tensile stress was measured by the following method.
  • the obtained four kinds of foamable rubber compositions (compounds F to I) were filled in a mold having a predetermined shape (length 100 mm, width 100 mm), heated at a temperature 180 for 15 minutes, and press vulcanized. Vulcanization and foaming proceeded simultaneously to form a foamed rubber molded product having a thickness of about 15 mm.
  • the density, tan ⁇ at 20 ° C. and thermal conductivity were measured by the following methods.
  • Density The density of the foamed rubber molded product was measured at 20 ° C. according to JIS K-6268. In the case of foamed rubber, 2 g of a weight of iron whose volume was measured in advance was suspended and measured, and the volume and weight were calculated by subtracting the value to calculate the density. The obtained results are shown in the “density” column of Table 1. Further, the specific gravity of the side wall portion composed of the foamed rubber layer and the side rubber layer of the pneumatic tire was measured in the same manner, and the obtained results are shown in the column of “specific gravity of side wall portion” in Table 2.
  • Thermal conductivity of the foamed rubber molded product was measured by a fine wire heating method (hot wire method) using a rapid thermal conductivity meter (QTM-500, manufactured by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd.) in accordance with ISO8301. The obtained results are shown in the column of “thermal conductivity” in Table 1.
  • ⁇ NR Natural rubber
  • TSR20 BR Butadiene rubber
  • Nippon Zeon BR1220 Carbon black FEF grade carbon black
  • HTC-100 manufactured by Chubu Carbon Co.
  • Zinc oxide 3 types of zinc oxide manufactured by Shodo Chemical Co., Ltd.
  • Stearic acid Beads stearic acid YR manufactured by NOF Corporation
  • Anti-aging agent SANTOFLEX 6PPD manufactured by FLEXSYS
  • Wax Paraffin wax
  • Oil Aroma oil, A-OMIX made by Sankyo Oil Chemical Co., Ltd.
  • -PP Polypropylene, E-333GV manufactured by Prime Polymer
  • ⁇ PS polystyrene, MW1C manufactured by Toyo Styrene Co., Ltd.
  • Sulfur Tsurumi Chemical Co., Ltd. Jinhua stamp fine powder sulfur 150 mesh
  • Vulcanization accelerator Noxeller NS-P manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry Co., Ltd.
  • Chemical foaming agent Nitroso-based foaming agent, Cellular CK # 54 manufactured by Eiwa Chemical Industry Co., Ltd.
  • the tire size is 195 / 65R15, the basic structure of the tire is shown in FIG. 1, and the sidewall portion 3 is formed by laminating the rubber composition for the sidewall and the foamable rubber composition obtained above.
  • Twelve types of pneumatic tires (Examples 1 to 5, Comparative Examples 1 to 5, and Standard Examples 1 and 2) were prepared so as to vary the average thickness as shown in Table 2.
  • the twelve types of tires obtained were evaluated for rolling resistance and trauma resistance by the test methods described below, and the results are shown in Table 2.
  • Trauma resistance When each tire is mounted on a rim (size: 15 ⁇ 6J), mounted on a vehicle with a displacement of 1800 cc, and the front tire is collided with a concrete curb with a height of 20 cm at a 5 ° penetration angle, The minimum speed at which damage occurred was measured. The results are shown in the “trauma resistance” column of Table 2 as an index with the value of standard example 1 being 100. The larger the index, the better the trauma resistance.
  • the rubber composition for sidewalls is inferior in the resistance to trauma because it does not contain a thermoplastic resin.

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Abstract

　サイドウォール部３の耐外傷性を確保しながら転がり抵抗を小さくするようにした空気入りタイヤを提供する。左右一対のビード部２と、該ビード部２に連なるサイドウォール部３と、該サイドウォール部３を連結するトレッド部４とを備え、左右のビード部２間にカーカス層５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３におけるカーカス層５の外側に発泡ゴム層６、該発泡ゴム層６の外側にサイドゴム層７を配置するとともに、前記発泡ゴム層６の密度が０．５～０．９ｇ／ｃｍ3、かつ２０℃のｔａｎδが０．１７以下であり、前記サイドゴム層７を形成するサイドウォール用ゴム組成物がジエン系ゴム１００重量部に、熱可塑性樹脂１～２０重量部、カーボンブラック１０～６５重量部を配合したことを特徴とする。

Description

空気入りタイヤ
　本発明は、サイドウォール部の耐外傷性を確保しながら転がり抵抗を小さく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特定の発泡ゴム層によって構成する提案がある（例えば特許文献１参照）。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、縁石などに衝突したとき、耐外傷性が悪化するという問題があった。このため、サイドウォール部の耐外傷性を確保しながら転がり抵抗を従来レベル以上に低減することが求められている。
日本国特許第５２５２０９１号公報
　本発明の目的は、サイドウォール部の耐外傷性を確保しながら転がり抵抗を小さく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におけるカーカス層の外側に発泡ゴム層、該発泡ゴム層の外側にサイドゴム層を配置するとともに、前記発泡ゴム層の密度が０．５～０．９ｇ／ｃｍ3、かつ２０℃のｔａｎδが０．１７以下であり、前記サイドゴム層を形成するサイドウォール用ゴム組成物がジエン系ゴム１００重量部に、熱可塑性樹脂１～２０重量部、カーボンブラック１０～６５重量部を配合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、サイドウォール部を発泡ゴム層にサイドゴム層を積層して構成し、発泡ゴム層の密度を０．５～０．９ｇ／ｃｍ3、２０℃のｔａｎδを０．１７以下にし、かつサイドゴム層を形成するサイドウォール用ゴム組成物がジエン系ゴム１００重量部に、熱可塑性樹脂１～２０重量部、カーボンブラック１０～６５重量部を配合するようにしたので、サイドウォール部の耐外傷性を確保しながら転がり抵抗を小さくすることができる。
　前記発泡ゴム層の体積とサイドゴム層の体積の比（発泡ゴム層／サイドゴム層）は１／１～１０／１にすることができる。前記サイドウォール用ゴム組成物は、熱可塑性樹脂としてポリスチレンおよび／またはポリプロピレンを配合するとよい。またジエン系ゴム１００重量％中、天然ゴムが３０～７０重量％、ブタジエンゴムおよび／またはスチレンブタジエンゴムが７０～３０重量％を含有するとよい。
　前記発泡ゴム層の熱伝導率は０．０５～０．２Ｗ／ｍＫであるとよい。また発泡ゴム層を構成する発泡性ゴム組成物が、ニトロソ系発泡剤および／またはアゾ系発泡剤を含むとよい。また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重量部配合するとよい。
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。
　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。
　本発明では、サイドウォール部３におけるカーカス層５の外側に発泡ゴム層６、この発泡ゴム層６の外側にサイドゴム層７を配置する。発泡ゴム層６は発泡性ゴム組成物により成形され、サイドゴム層７はサイドウォール用ゴム組成物で成形される。本発明の空気入りタイヤを構成する発泡ゴム層６は、密度が０．５～０．９ｇ／ｃｍ3で、２０℃のｔａｎδが０．１７以下である。またサイドウォール用ゴム組成物は、ジエン系ゴム１００重量部に、熱可塑性樹脂１～２０重量部、カーボンブラック１０～６５重量部を配合している。
　サイドウォール用ゴム組成物は、そのゴム成分をジエン系ゴムにする。ジエン系ゴムとしては、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、ブチルゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、クロロプレンゴム等が例示される。なかでも天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴムが好ましい。これらジエン系ゴムは、単独または複数を組み合わせることができる。
　サイドウォール用ゴム組成物は、ジエン系ゴム１００重量％中、好ましくは天然ゴムが３０～７０重量％、ブタジエンゴムおよび／またはスチレンブタジエンゴムが７０～３０重量％であるとよい。天然ゴムの含有量が３０重量％未満、ブタジエンゴムおよびスチレンブタジエンゴムの含有量が７０重量％を超えると、耐外傷性が悪化する。また天然ゴムの含有量が７０重量％を超え、ブタジエンゴムおよびスチレンブタジエンゴムの含有量が３０重量％未満であると、屈曲疲労性が悪化する。天然ゴムの含有量はより好ましくは３５～６０重量％、ブタジエンゴムおよび／またはスチレンブタジエンゴムの含有量はより好ましくは４０～６５重量％であるとよい。
　本発明において、サイドウォール用ゴム組成物は、熱可塑性樹脂を配合することにより、剛性を高くし、耐外傷性を改良する。熱可塑性樹脂の配合量は、ジエン系ゴム１００重量部に対し１～２０重量部、好ましくは２～１５重量部である。熱可塑性樹脂の配合量が１重量部未満であると、耐外傷性を改良する効果が得られない。また熱可塑性樹脂の配合量が２０重量部を超えると、圧縮永久歪みやゴムの歪み変形のエネルギーロスが多くなる。すなわちサイドウォール用ゴム組成物が塑性的になり好ましくない。
　熱可塑性樹脂としては、例えばポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリアクリロニトリル系樹脂、ポリアクリル酸系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリウレタン系樹脂等が例示される。これらの熱可塑性樹脂は、単独重合体（ホモ）であっても、ブロック共重合体又はランダム共重合体であってもよい。なかでもポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンが好ましく、ポリスチレン、ポリプロピレンがより好ましい。ポリプロピレンとして、ホモポリプロピレン、ランダムポリプロピレン、ブロックポリプロピレンのいずれでもよい。またランダムポリプロピレン、ブロックポリプロピレンは、エチレンの他に、１－ブテンなどの炭素数４以上のα－オレフィンを含んでもよい。
　サイドウォール用ゴム組成物は、カーボンブラックをジエン系ゴム１００重量部に対し１０～６５重量部、好ましくは２０～６０重量部配合する。カーボンブラックの配合量が１０重量部未満であると、ゴム組成物の硬度および剛性が不足し耐外傷性を改良する効果が得られない。またカーボンブラックの配合量が６５重量部を超えると、破断伸びが低下し、繰り返し変形による耐屈曲疲労性も悪化してしまう。
　サイドウォール用ゴム組成物は、２０℃において、５０×１０×２の短冊状シートを引張りモードで１０％変形させたときの引張り応力（以下、「１０％の引張り応力」ということがある。）が、好ましくは４．５ＭＰａ以上、より好ましくは５～１５ＭＰａにするとよい。サイドウォール用ゴム組成物の１０％の引張り応力を４．５ＭＰａ以上にすることにより、耐外傷性を一層改良することができる。サイドウォール用ゴム組成物の引張り応力は、熱可塑性樹脂の種類や配合量、カーボンブラックの配合量等により調整することができる。本明細書において、サイドウォール用ゴム組成物の引張り応力は、ＪＩＳ　Ｋ７２４４－４に準拠して、予備歪み１０％±１０％、２０Ｈｚ、２０℃で振動させる条件で測定するものとする。
　サイドウォールを構成する発泡ゴム層６は、密度が０．５～０．９ｇ／ｃｍ3、かつ２０℃のｔａｎδが０．１７以下である。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。
　発泡ゴム層６の密度は０．５～０．９ｇ／ｃｍ3、好ましくは０．６～０．９ｇ／ｃｍ3である。発泡ゴム層６の密度が０．５ｇ／ｃｍ3未満であると、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。発泡ゴム層６の密度が０．９ｇ／ｃｍ3を超えると、発泡ゴム層６で断熱・蓄熱するのが難しくなって、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。発泡ゴム層６の密度は、ＪＩＳ　Ｋ６２６８に準拠し、２０℃で測定するものとする。発泡ゴムの場合、比重が小さいため水に浮かばないように、適宜おもりをつけて測定する。発泡ゴム層６の密度は、発泡倍率により調整することができる。
　発泡ゴム層６の２０℃のｔａｎδは０．１７以下、好ましくは０．１５～０．０５である。発泡ゴム層６の２０℃のｔａｎδが０．１７を超えると、転がり抵抗を小さくする効果が十分に得られない。発泡ゴム層６の２０℃のｔａｎδは、ＪＩＳ　Ｋ７２４４－６に準拠し、５０×１０×２の短冊状シートを引張りモードで２０Ｈｚで振動させる条件の引張り変形モードで、２０℃で測定するものとする。発泡ゴム層６の２０℃のｔａｎδは、発泡剤の量および加硫時間により調整することができる。
　発泡ゴム層６は、熱伝導率が好ましくは０．０５～０．２０Ｗ／ｍＫ、より好ましくは０．０７～０．１８Ｗ／ｍＫであるとよい。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における耐外傷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。熱伝導率は、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調整することができる。
　本発明において、発泡ゴム層の体積とサイドゴム層の体積の比（発泡ゴム層／サイドゴム層）が、好ましくは１／１～１０／１、より好ましくは２／１～１０／１であるとよい。体積比（発泡ゴム層／サイドゴム層）を１／１以上にすることにより、転がり抵抗を小さくするとともに、軽量化することができる。また体積比（発泡ゴム層／サイドゴム層）を１０／１以下にすることにより、サイドウォール部の耐外傷性の確保を確実にすることができる。
　本発明の空気入りタイヤにおいて、発泡ゴム層およびサイドゴム層からなるサイドウォール部の比重は好ましくは０．５５～０．９５ｇ／ｃｍ3、より好ましくは０．６０～０．９０ｇ／ｃｍ3であるとよい。
　発泡ゴム層６は、発泡性ゴム組成物で構成する。発泡性ゴム組成物は、通常のタイヤサイドウォール用ゴム組成物に、発泡剤、発泡助剤等を配合して組成することができる。したがって、本発明で使用するサイドウォール用ゴム組成物において、熱可塑性樹脂の代わりに、発泡剤、発泡助剤等を配合するとよい。なお発泡性ゴム組成物の組成は、密度や２０℃のｔａｎδの値を考慮し、サイドウォール用ゴム組成物の基本組成と異ならせるように設計してもよい。
　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、ブタジエンゴムを含有することが好ましく、とりわけ天然ゴムが好ましい。天然ゴムは、ゴム成分１００重量％中、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。
　発泡性ゴム組成物は、ジエン系ゴム１００重量部に、化学発泡剤を好ましくは０．１～２０重量部、より好ましくは１．０～１５重量部配合するとよい。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。
　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し発泡剤を効率よく熱分解させ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、尿素系発泡助剤の配合量は、上述した化学発泡剤の配合量に対して、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。
　以下、実施例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。
　　　サイドウォール用ゴム組成物および発泡性ゴム組成物の調製及び評価
　表１に示すゴム配合からなる５種類のサイドウォール用ゴム組成物（配合Ａ～Ｅ）および４種類の発泡性ゴム組成物（配合Ｆ～Ｉ）について、それぞれ硫黄、加硫促進剤および化学発泡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、加硫促進剤および化学発泡剤を加えて混合し、サイドウォール用ゴム組成物および発泡性ゴム組成物を調製した。
　得られた５種類のサイドウォール用ゴム組成物（配合Ａ～Ｅ）を所定形状（縦１００ｍｍ、横１００ｍｍ）の金型に充填し、温度１８０で、１５分間加熱しプレス加硫し、加硫試験片を成形した。得られた加硫試験片を用いて、１０％の引張り応力を以下の方法で測定した。
　　　１０％の引張り応力
　得られた加硫試験片をＪＩＳ　Ｋ７２４４－４に準拠して、スペクトロメーター（東洋精機製作所社製）にかけて、歪み１０％±１０％、周波数２０Ｈｚおよび２０℃の測定条件で、１０％変形時の引張り応力を測定した。得られた結果を表１の「１０％の引張り応力」の欄に記載する。
　得られた４種類の発泡性ゴム組成物（配合Ｆ～Ｉ）を所定形状（縦１００ｍｍ、横１００ｍｍ）の金型に充填し、温度１８０で、１５分間加熱しプレス加硫した。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。得られた発泡ゴム成形体を用いて、密度、２０℃のｔａｎδおよび熱伝導率を以下の方法で測定した。
　　　密度
　発泡ゴム成形体の密度を、ＪＩＳ　Ｋ－６２６８に準拠して２０℃で測定した。発泡ゴムの場合、予め体積を測定しておいた鉄のおもりを２ｇつるして測定し、その値を引く事によって体積と重さを算出し、密度を計算した。得られた結果を表１の「密度」の欄に記載する。また空気入りタイヤの発泡ゴム層およびサイドゴム層からなるサイドウォール部の比重も同様にして測定し、得られた結果を表２の「サイドウォール部の比重」の欄に記載する。
　　　２０℃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２０℃で測定した。得られた結果を表１の「ｔａｎδ（２０℃）」の欄に記載する。
　　　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の「熱伝導率」の欄に記載する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　なお、表１で使用した原材料の種類を下記に示す。
・ＮＲ：天然ゴム、ＴＳＲ２０
・ＢＲ：ブタジエンゴム、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ　ＢＲ１２２０
・カーボンブラック：ＦＥＦ級カーボンブラック、中部カーボン社製ＨＴＣ－１００
・酸化亜鉛：正同化学工業社製酸化亜鉛３種
・ステアリン酸：日油社製ビーズステアリン酸ＹＲ
・老化防止剤：ＦＬＥＸＳＹＳ社製ＳＡＮＴＯＦＬＥＸ　６ＰＰＤ
・ワックス：パラフィンワックス
・オイル：アロマ系オイル、三共油化工業社製Ａ－ＯＭＩＸ
・ＰＰ：ポリプロピレン、プライムポリマー社製Ｅ－３３３ＧＶ
・ＰＳ：ポリスチレン、東洋スチレン社製ＭＷ１Ｃ
・硫黄： 鶴見化学社製金華印微粉硫黄１５０ｍｅｓｈ
・加硫促進剤：大内新興化学工業社製ノクセラーＮＳ－Ｐ
・化学発泡剤：ニトロソ系発泡剤、永和化成工業社製セルラーＣＫ＃５４
　　　空気入りタイヤの作製及び評価
　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を上記で得られたサイドウォール用ゴム組成物および発泡性ゴム組成物を積層して構成し、その平均厚さを表２のように異ならせるようにして、１２種類の空気入りタイヤ（実施例１～５、比較例１～５、標準例１，２）をそれぞれ作製した。得られた１２種類のタイヤについて、以下に記載する試験方法により、転がり抵抗及び耐外傷性の評価を行い、その結果を表２に示した。
　　　〔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。その結果を標準例１の転がり抵抗値の逆数を１００とする指数として、表２の「転がり抵抗」の欄にに記載した。この指数が大きいほど転がり抵抗が低いことを意味する。
　　　〔耐外傷性〕
　各タイヤをリム（サイズ：１５×６Ｊ）に組み込み、排気量１８００ｃｃの車両に装着し、前輪タイヤを、高さ２０ｃｍのコンクリート製縁石に５°の侵入角度で衝突させたとき、サイドウォール部が傷つく最低速度を計測した。その結果を標準例１の値を１００とする指数として、表２の「耐外傷性」の欄に記載した。この指数が大きいほど耐外傷性が優れていることを意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表２より、本発明タイヤ（実施例１～５）は、耐外傷性を維持、向上しながら、転がり抵抗が向上していることがわかる。
　比較例１～３の空気入りタイヤは、サイドウォール用ゴム組成物が、熱可塑性樹脂を配合していないので耐外傷性が劣る。
　比較例４の空気入りタイヤは、発泡ゴム層の密度が０．５ｇ／ｃｍ3未満であるので、破断しやすく耐外傷性が劣る。
　比較例５の空気入りタイヤは、発泡ゴム層の２０℃のｔａｎδが０．１７を超えるので、転がり抵抗が悪化する。
　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
　７　サイドゴム層

Claims (7)

  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におけるカーカス層の外側に発泡ゴム層、該発泡ゴム層の外側にサイドゴム層を配置するとともに、前記発泡ゴム層の密度が０．５～０．９ｇ／ｃｍ3、かつ２０℃のｔａｎδが０．１７以下であり、前記サイドゴム層を形成するサイドウォール用ゴム組成物がジエン系ゴム１００重量部に、熱可塑性樹脂１～２０重量部、カーボンブラック１０～６５重量部を配合したことを特徴とする空気入りタイヤ。
  2. 　前記熱可塑性樹脂が、ポリスチレン、ポリプロピレンから選ばれることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
  3. 　前記発泡ゴム層の体積とサイドゴム層の体積の比（発泡ゴム層／サイドゴム層）が、１／１～１０／１であることを特徴とする請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
  4. 　前記サイドウォール用ゴム組成物が、ジエン系ゴム１００重量％中、天然ゴムが３０～７０重量％、ブタジエンゴムおよび／またはスチレンブタジエンゴムが７０～３０重量％で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。
  5. 　前記発泡ゴム層の熱伝導率が０．０５～０．２Ｗ／ｍＫで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。
  6. 　前記発泡ゴム層を構成する発泡性ゴム組成物が、ニトロソ系発泡剤および／またはアゾ系発泡剤を含むことを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  7. 　前記発泡ゴム層を構成する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１～６のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
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