JP2021191654A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】高速で連続走行させた際のビード部の耐久性が十分に改善された空気入りタイヤを提供する。【解決手段】ビード部の周辺部を形成するゴム部材として、同一組成のゴム組成物から成形されたゴムシートが複数積層されて構成されたゴム部材が使用されており、ゴム組成物が、２種類以上のゴム成分と、芳香族樹脂とを含有している空気入りタイヤ。ゴム組成物における芳香族樹脂が、スチレン系樹脂である空気入りタイヤ。ゴム組成物におけるゴム成分が、少なくとも、イソプレン系ゴムおよびブタジエン系ゴムを含む空気入りタイヤ。【選択図】図５

Description

本発明は、耐久性に優れた空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」ともいう）は、トレッド、サイドウォール、ビード部などを備えており、ビード部はビードコアから半径方向に延びるビードエイペックスを備えている。このビードエイペックスはタイヤの外部からの入力に対する耐久性に寄与する部材であり、近年の輸送の効率化や長距離化に伴って、高速で連続走行させた際のビード部の耐久性の改善についての要求は益々強くなっている。

このような要求に応えるために、タイヤのビードエイペックスのタイヤ軸方向外側にビード支持部材としてのビード補強層を配置し、さらに、サイドウォールやクリンチを隣接して外側に配置することにより、ビードエイペックスの変形を抑制して、ビード部の耐久性の改善を図る技術が提案されている（例えば、特許文献１〜３）。また、ビードエイペックスやビード補強層などのゴム部材の複素弾性率（Ｅ^＊）を増大させて、ビード部の耐久性の改善を図る技術も提案されている（例えば、特許文献４）。

特開２０１８−２０３８８２号公報 特開２０１９−２６７１３号公報 特開２０１９−３１６３０号公報 特開２０１５−１３７３１１号公報

しかしながら、これらの技術をもってしても、未だ、高速で連続走行させた際のビード部の耐久性の改善は十分とは言えず、さらなる改善が求められている。

そこで、本発明は、従来に比べて、高速で連続走行させた際のビード部の耐久性が十分に改善された空気入りタイヤを提供することを課題とする。

本発明者は、上記課題の解決について鋭意検討を行い、以下に記載する発明により上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。

請求項１に記載の発明は、
ビード部の周辺部を形成するゴム部材として、同一組成のゴム組成物から成形されたゴムシートが複数積層されて構成されたゴム部材が使用されており、
前記ゴム組成物が、２種類以上のゴム成分と、芳香族樹脂とを含有していることを特徴とする空気入りタイヤである。

請求項２に記載の発明は、
前記ゴム組成物における前記芳香族樹脂が、スチレン系樹脂で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である。

請求項３に記載の発明は、
前記ゴム組成物における前記芳香族樹脂が、前記ゴム成分１００質量部に対して、２〜１０質量部含有されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤである。

請求項４に記載の発明は、
前記ゴム組成物における補強用充填剤が、前記ゴム成分１００質量部に対して、３５質量部以上、６０質量部未満含有されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤである。

請求項５に記載の発明は、
前記補強用充填剤が、カーボンブラックであることを特徴とする請求項４に記載の空気入りタイヤである。

請求項６に記載の発明は、
前記ゴム組成物において、前記芳香族樹脂の含有量Ａと、前記補強用充填剤の含有量Ｂとの比Ａ／Ｂ（質量比）が、０．０２以上、０．２０以下であることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の空気入りタイヤである。

請求項７に記載の発明は、
前記ゴム組成物におけるゴム成分が、少なくとも、イソプレン系ゴムおよびブタジエン系ゴムを含むことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の空気入りタイヤである。

請求項８に記載の発明は、
前記ゴム組成物において、前記ブタジエン系ゴム１００質量部に対する前記イソプレン系ゴムの含有量が、６５質量部以上、１００質量部以下であることを特徴とする請求項７に記載の空気入りタイヤである。

請求項９に記載の発明は、
前記ゴム組成物の７０℃における損失正接（７０℃ｔａｎδ）が、０．０２以上、０．１２以下であることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の空気入りタイヤである。

請求項１０に記載の発明は、
前記ゴム組成物の７０℃における複素弾性率（７０℃Ｅ＊）が、６．５ＭＰａ以上、１３．０ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の空気入りタイヤである。

請求項１１に記載の発明は、
前記ゴム部材が、ビードワイヤーよりもタイヤ幅方向外側に設けられたクリンチエイペックス、および／または、前記クリンチエイペックスよりもタイヤ幅方向内側に設けられたチェーファーに用いられていることを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の空気入りタイヤである。

請求項１２に記載の発明は、
ビードワイヤーよりもタイヤ幅方向外側に設けられたカーカスとチェーファーとの間に、前記ゴム部材とは異なるビード支持部材が設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載の空気入りタイヤである。

本発明によれば、従来に比べて、高速で連続走行させた際のビード部の耐久性が十分に改善された空気入りタイヤを提供することができる。

空気入りタイヤの一般的な構成を示す模式断面図である。 図１のビード部の拡大模式断面図である。 ビード部の他の構成を示す模式断面図である。 ビード部のさらに他の構成を示す模式断面図である。 本発明の空気入りタイヤのクリンチエイペックスの構成を示す模式断面図である。

［１］本発明の空気入りタイヤの特徴について
最初に、本発明に係る空気入りタイヤの特徴について説明する。

本発明に係る空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」ともいう）は、ビード部の周辺部を形成するゴム部材として、同一組成のゴム組成物から成形されたゴムシートが複数積層されて構成されたゴム部材が使用されており、このゴム組成物が、２種類以上のゴム成分と、芳香族樹脂とを含有していることを特徴としている。

このような特徴を有することにより、高速で連続走行させた際のビード部の耐久性の改善という本発明の効果が得られるが、そのメカニズムとしては、以下のように推測される。

即ち、前記ゴム組成物に２種類以上のゴム成分を含有させた場合、ゴム組成物においては、各ゴム成分の異なるゴム相によって、海島構造が形成される。そして、このような海島構造は、外部からの入力を分散させて小さくさせることができるため、ビード部の周辺におけるゴム部材の変形や発熱が抑制されて、高速で連続走行させた際のビード部の耐久性を十分に改善させることができると考えられる。

そして、本発明においては、さらに、前記ゴム組成物に、均質化剤（ホモジナイザー）としての芳香族樹脂が含有されているため、ゴム成分同士の相溶性が高まり、より細かく分散された海島構造を形成させることができる。この結果、上記した外部からの入力を、より細かく分散させて、高速で連続走行させた際のビード部の耐久性をさらに改善させることができると考えられる。

また、本発明においては、同一組成のゴム組成物から成形されたゴムシートが複数積層されて構成されたゴム部材であるため、各層のゴムシートにも外部からの入力が分散され、高速で連続走行させた際のビード部の耐久性をさらに改善させることができると考えられる。

［２］具体的な実施の形態
以下、本発明を実施の形態に基づいて、具体的に説明する。

１．ゴム部材
はじめに、本実施の形態におけるゴム部材について説明する。図１は、空気入りタイヤの一般的な構成を示す模式断面図である。そして、図２は、図１のビード部の拡大模式断面図である。

図１、図２において、１はタイヤ、２はトレッド、３はサイドウォール、４はクリンチ、５はビード、６はカーカス、９はインナーライナー、１０はチェーファーである。また、１６はビードエイペックス、１７はビードワイヤー（ビードコア）、１８はクリンチエイペックス、１９はカーカスプライ、２０はカーカスプライ１９の主部、２１はカーカスプライ１９の折り返し部である。そして、ＣＬはタイヤ１の赤道面であり、４０はリムフランジである。

一般的なタイヤの場合、図１および図２に示すように、タイヤ１のビード部は、ビードエイペックス１６とビードワイヤー１７を備えるビード５、カーカスプライ１９の主部２０と折り返し部２１、インナーライナー９、チェーファー１０およびクリンチエイペックス１８とを備えるクリンチ４とで構成されている。

また、図３はビード部の図１とは異なる他の構成を示す模式断面図であり、図４はさらに異なる他の構成を示す模式断面図である。図３、図４において、３１はビード部の外側に設けられたビード補強層（外貼りビード補強層）、３２はビード部の内側に設けられたビード補強層（内貼りビード補強層）である。

クリンチ４には、適宜、クリンチエイペックス１８のタイヤ幅方向の外側に外貼りビード補強層３１（図３参照）、ビードエイペックス１６の内側に内貼りビード補強層３２（図４参照）が、ビード支持部材として設けられている。

本発明においては、これら、チェーファー１０、クリンチエイペックス１８、外貼りビード補強層３１、内貼りビード補強層３２などのビード部の周辺部を形成するゴム部材を対象としている。なお、必要に応じて、ビード部を構成するゴム部材、例えば、ビードエイペックスに使用されることもある。

２．ゴム組成物
次に、これらのゴム部材を構成するゴム組成物について説明する。

（１）ゴム組成物の特性
本実施の形態において、前記ゴム組成物の７０℃における損失正接（７０℃ｔａｎδ）は、０．０２以上であることが好ましく、０．０３以上であるとより好ましく、０．０４以上であるとさらに好ましい。これにより、リムから伝わった衝撃をビード部で吸収することができ、耐久性能が良化する傾向にある。一方、前記ゴム組成物の７０℃ｔａｎδは、０．１２以下であることが好ましく、０．１０以下であるとより好ましく、０．０８以下、０．０７以下、０．０６以下となるにつれて、さらに好ましい。これにより、ビード部の発熱性を抑制することが可能となり、転動時の発熱により発生する積層界面での破壊強度の低下を防ぐことができ、高速で連続走行させた際のビード部の耐久性が良化する傾向にある。

また、前記ゴム組成物の７０℃における複素弾性率（７０℃Ｅ＊）は、６．５ＭＰａ以上であることが好ましく、７．０ＭＰａ以上であるとより好ましく、８．０ＭＰａ以上であるとさらに好ましい。これにより、ビード部の過剰な変形を抑制することができ、高速で連続走行させた際のビード部の耐久性が向上する傾向にある。一方、前記ゴム組成物の７０℃Ｅ＊は、１３．０ＭＰａ以下であることが好ましく、１２．０ＭＰａ以下であるとより好ましく、１０ＭＰａ以下であるとさらに好ましい。これにより、ビード部での追従性が生じ易くなり、積層界面での力の分散をさせやすくすることが可能となる。

このような７０℃ｔａｎδ、７０℃Ｅ＊の物性を有することにより、タイヤに外部から入力が加わった場合でも、十分に耐えることができ、高速で連続走行させた際のビード部の耐久性を改善させることができる。

なお、本実施の形態において、上記した７０℃ｔａｎδ、および、７０℃Ｅ＊は、例えば、ＧＡＢＯ社製「イプレクサー（登録商標）」粘弾性測定装置を用いて、周波数１０Ｈｚ、初期歪５％、動歪率１％の条件の下、測定される。

（２）ゴム組成物の配合材料
本実施の形態におけるゴム組成物は、以下に記載するゴム成分、およびその他の配合材料から得ることができる。

（ａ）ゴム成分
前記ゴム組成物には、上記したように、２種類以上のゴム成分が含有される。ゴム成分としては、タイヤ工業において一般的なものを使用できるが、タイヤの強度の観点から、少なくとも、イソプレン系ゴムとブタジエン系ゴムとの２種類が含有されていることが好ましい。

なお、本実施の形態において、ブタジエンゴム１００質量部に対するイソプレン系ゴムの含有量は、６５質量部以上であることが好ましく、７０質量部以上であるとより好ましい。これにより、十分な破壊特性を得ることが出来る。一方、ブタジエンゴム１００質量部に対するイソプレン系ゴムの含有量は、１００質量部以下であることが好ましく、９０質量部以下であるとより好ましく、８５質量部以下であるとさらに好ましい。これにより、十分な海島構造を形成することが可能となり、亀裂の発生および進展を防ぐことが可能となる。

（イ）イソプレン系ゴム
イソプレン系ゴムとしては、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、改質ＮＲ、変性ＮＲ、変性ＩＲ等が挙げられる。

ＮＲとしては、例えば、ＳＩＲ２０、ＲＳＳ♯３、ＴＳＲ２０等、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。ＩＲとしては、特に限定されず、例えば、ＩＲ２２００等、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。改質ＮＲとしては、脱タンパク質天然ゴム（ＤＰＮＲ）、高純度天然ゴム（ＵＰＮＲ）等、変性ＮＲとしては、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）、水素添加天然ゴム（ＨＮＲ）、グラフト化天然ゴム等、変性ＩＲとしては、エポキシ化イソプレンゴム、水素添加イソプレンゴム、グラフト化イソプレンゴム等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

（ロ）ブタジエン系ゴム
ブタジエン系ゴム（ＢＲ）としては、タイヤ工業において一般的なものを使用できる。具体的には、ＢＲの重量平均分子量は、例えば、１０万以上、２００万以下である。ＢＲのビニル結合量は、例えば、１質量％以上、３０質量％以下である。ＢＲのシス含量は、例えば、１質量％以上、９８質量％以下である。ＢＲのトランス含量は、例えば、１質量％以上、６０質量％以下である。

ＢＲとしては特に限定されず、高シス含量（シス含量が９０％以上）のＢＲ、低シス含量のＢＲ、シンジオタクチックポリブタジエン結晶を含有するＢＲ等を使用できる。ＢＲは、非変性ＢＲ、変性ＢＲのいずれでもよく、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。なお、シス含量は、赤外吸収スペクトル分析法によって測定できる。

上記において変性ＢＲとは、充填剤と相互作用する官能基を主鎖や末端に有するように変性されたＢＲを言う。官能基としては、例えば、アミノ基、アミド基、シリル基、アルコキシシリル基、イソシアネート基、イミノ基、イミダゾール基、ウレア基、エーテル基、カルボニル基、オキシカルボニル基、メルカプト基、スルフィド基、ジスルフィド基、スルホニル基、スルフィニル基、チオカルボニル基、アンモニウム基、イミド基、ヒドラゾ基、アゾ基、ジアゾ基、カルボキシル基、ニトリル基、ピリジル基、アルコキシ基、水酸基、オキシ基、エポキシ基等が挙げられる。なお、これらの官能基は、置換基を有していてもよい。

ＢＲとしては、例えば、宇部興産（株）、ＪＳＲ（株）、旭化成（株）、日本ゼオン（株）等の製品を使用できる。

（ハ）その他のゴム成分
本実施の形態においては、必要に応じて、その他のゴムを含有してもよい。具体的なゴムとしては、例えば、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重合ゴム（ＳＩＢＲ）、ニトリルゴム、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）等のジエン系ゴムが挙げられ、ゴム部材に要求される特性に応じて、適宜、使用することができる。好ましい含有量は、例えば、５質量部以上、２０質量部以下である。

（ｂ）ゴム成分以外の配合材料
（イ）樹脂成分（芳香族樹脂）
本実施の形態において、ゴム組成物は、均質化剤として、芳香族樹脂を含有している。これにより、異なるゴム間の相溶性を改善して、ゴム組成部の混練を容易にするだけでなく、ゴム同士の分散状態を改善して、より細かく分散された海島構造を形成させることができる。なお、芳香族樹脂は、固体状であってもよく、液体状であってもよい。

芳香族樹脂を構成する芳香族化合物としては、芳香環を有する化合物であれば特に限定されないが、例えば、フェノール、アルキルフェノール、アルコキシフェノール、不飽和炭化水素基含有フェノールなどのフェノール化合物；ナフトール、アルキルナフトール、アルコキシナフトール、不飽和炭化水素基含有ナフトールなどのナフトール化合物；スチレン、アルキルスチレン、アルコキシスチレン、不飽和炭化水素基含有スチレンなどのスチレン誘導体などが挙げられ、これらの内でも、スチレンが好ましい。

好ましい芳香族樹脂としては、テルペン芳香族樹脂（テルペン化合物と芳香族化合物とを共重合して得られる樹脂）、芳香族変性テルペン樹脂（テルペン樹脂を芳香族化合物で変性して得られる樹脂）やスチレンとエチレンあるいはプロピレンとの共重合体であるスチレン−エチレン−プロピレン樹脂、スチレン−エチレン樹脂、スチレン−プロピレン樹脂などが挙げられ、これらの内でも、スチレン−エチレン−プロピレン樹脂が好ましい。

このような芳香族樹脂としては、例えば、ストラクトール社、丸善石油化学（株）、住友ベークライト（株）、ヤスハラケミカル（株）、東ソー（株）、Ｒｕｔｇｅｒｓ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社、ＢＡＳＦ社、アリゾナケミカル社、日塗化学（株）、（株）日本触媒、ＪＸエネルギー（株）、荒川化学工業（株）、田岡化学工業（株）等の製品を使用できる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

前記芳香族樹脂の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、２質量部以上であることが好ましく、４質量部以上であるとより好ましい。一方、前記芳香族樹脂の含有量は、１０質量部以下であることが好ましく、８質量部以下であるとより好ましく、６質量部以下であるとさらに好ましい。

（ロ）補強用充填剤
前記ゴム組成物は、補強用充填剤を含むことが好ましい。前記補強用充填剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、３５質量部以上であることが好ましく、４５質量部以上であるとより好ましい。これにより、海島の層構造となったゴム相を十分に補強することが可能となり、前記ゴム組成物の破壊特性が良化する傾向にある。一方、前記補強用充填剤の含有量は６０質量部未満であることが好ましく、５５質量部以下であるとより好ましい。これにより、ゴム相と前記補強用充填剤間における発熱を抑制することができ、高速で連続走行させた際のビード部の耐久性を改善させることが可能となる。

なお、このとき、上記した芳香族樹脂の含有量Ａと、前記補強用充填剤の含有量Ｂとの比Ａ／Ｂ（質量比）は、０．０２以上であることが好ましく、０．０４以上であるとより好ましい。これにより、芳香環樹脂が補強用充填剤により吸着されることを防ぎ、ポリマーへ作用し、良好な海島構造を得ることができると考えられる。一方、前記芳香族樹脂の含有量Ａと、前記補強用充填剤の含有量Ｂとの比Ａ／Ｂは、０．２０以下であることが好ましく、０．１０以下であるとより好ましい。

具体的な補強用充填剤としては、特に限定されず、カーボンブラック、ホワイトカーボン（シリカ）、活性化炭酸カルシウム、超微粒子珪酸マグネシウム等の無機補強剤；ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ハイスチレン樹脂、フェノール樹脂、リグニン、変性メラミン樹脂、クマロンインデン樹脂、石油樹脂等の有機補強剤などを用いることができるが、十分な耐候性や補強効果を考慮すると、これらの内でも、カーボンブラックが特に好ましい。

（ｉ）カーボンブラック
カーボンブラックとしては特に限定されず、ＳＡＦ、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＭＡＦ、ＦＥＦ、ＳＲＦ、ＧＰＦ、ＡＰＦ、ＦＦ、ＣＦ、ＳＣＦおよびＥＣＦのようなファーネスブラック（ファーネスカーボンブラック）；アセチレンブラック（アセチレンカーボンブラック）；ＦＴおよびＭＴのようなサーマルブラック（サーマルカーボンブラック）；ＥＰＣ、ＭＰＣおよびＣＣのようなチャンネルブラック（チャンネルカーボンブラック）；グラファイトなどを挙げることができる。これらは、１種を単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。

カーボンブラックの窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）は、ゴムへの補強性の観点から、例えば、３０ｍ^２／ｇ以上であることが好ましく、５０ｍ^２／ｇ以上であるとより好ましく、６０ｍ^２／ｇ以上であるとさらに好ましい。一方、発熱性の観点からは、２５０ｍ^２／ｇ以下であることが好ましく、１５０ｍ^２／ｇであるとより好ましく、１２０ｍ^２／ｇ以下であるとさらに好ましい。カーボンブラックのジブチルフタレート（ＤＢＰ）吸収量は、ゴムの剛性の観点から、例えば、５０ｍｌ／１００ｇ以上であることが好ましく、１００ｍｌ／１００ｇ以上であるとより好ましい。一方、ゴムの変形に対する追従性の観点からは、２５０ｍｌ／１００ｇ以下であることが好ましく、１５０ｍｌ／１００ｇ以下であるとより好ましい。なお、カーボンブラックの窒素吸着比表面積は、ＡＳＴＭ Ｄ４８２０−９３に従って測定され、ＤＢＰ吸収量は、ＡＳＴＭ Ｄ２４１４−９３に従って測定される。

具体的なカーボンブラックとしては特に限定されず、Ｎ１３４、Ｎ１１０、Ｎ２２０、Ｎ２３４、Ｎ２１９、Ｎ３３９、Ｎ３３０、Ｎ３２６、Ｎ３５１、Ｎ５５０、Ｎ７６２等が挙げられる。市販品としては、例えば、旭カーボン（株）、キャボットジャパン（株）、東海カーボン（株）、三菱化学（株）、ライオン（株）、新日化カーボン（株）、コロンビアカーボン社等の製品を使用できる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

（ｉｉ）シリカ
本発明のゴム組成物は、補強用充填剤として、上記カーボンブラック以外に、発熱性の観点からシリカを含んでもよい。シリカとしては、例えば、乾式法シリカ（無水シリカ）、湿式法シリカ（含水シリカ）などが挙げられる。なかでも、シラノール基が多いという理由から、湿式法シリカが好ましい。

シリカの窒素吸着比表面積（Ｎ_２ＳＡ）は、１５０ｍ^２／ｇ以上、３００ｍ^２／ｇ以下であることが好ましい。また、ゴム成分１００質量部に対するシリカの含有量としては、例えば、８０質量部以上、２００質量部以下であることが好ましい。なお、シリカのＮ_２ＳＡは、ＡＳＴＭ Ｄ３０３７−９３に準じてＢＥＴ法で測定される値である。

具体的なシリカとしては、例えば、デグッサ社、ローディア社、東ソー・シリカ（株）、ソルベイジャパン（株）、（株）トクヤマ等の製品を使用できる。

シリカを使用する場合、ゴム組成物は、シリカと共にシランカップリング剤を含むことが好ましい。シランカップリング剤としては、特に限定されず、例えば、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（２−トリエトキシシリルエチル）テトラスルフィド、ビス（４−トリエトキシシリルブチル）テトラスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）テトラスルフィド、ビス（２−トリメトキシシリルエチル）テトラスルフィド、ビス（２−トリエトキシシリルエチル）トリスルフィド、ビス（４−トリメトキシシリルブチル）トリスルフィド、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）ジスルフィド、ビス（２−トリエトキシシリルエチル）ジスルフィド、ビス（４−トリエトキシシリルブチル）ジスルフィド、ビス（３−トリメトキシシリルプロピル）ジスルフィド、ビス（２−トリメトキシシリルエチル）ジスルフィド、ビス（４−トリメトキシシリルブチル）ジスルフィド、３−トリメトキシシリルプロピル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、２−トリエトキシシリルエチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルチオカルバモイルテトラスルフィド、３−トリエトキシシリルプロピルメタクリレートモノスルフィド、などのスルフィド系、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、２−メルカプトエチルトリエトキシシラン、Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ社製のＮＸＴ、ＮＸＴ−Ｚなどのメルカプト系、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシランなどのビニル系、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノ系、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、などのグリシドキシ系、３−ニトロプロピルトリメトキシシラン、３−ニトロプロピルトリエトキシシランなどのニトロ系、３−クロロプロピルトリメトキシシラン、３−クロロプロピルトリエトキシシランなどのクロロ系などがあげられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

シランカップリング剤の好ましい含有量は、シリカ１００質量部に対して、例えば、４．５〜７．０質量部である。具体的なシランカップリング剤としては、例えば、デグッサ社、Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ社、信越シリコーン（株）、東京化成工業（株）、アヅマックス（株）、東レ・ダウコーニング（株）等の製品を使用できる。

（ハ）可塑剤
本発明のゴム組成物は、前記樹脂成分に加えて、柔軟性や耐候性を改良することを目的とした添加剤として、例えば、オイル、液状ポリマー、エステル系可塑剤などの可塑剤を含んでもよい。

オイルとしては、例えば、プロセスオイル、植物油脂、またはその混合物が挙げられる。プロセスオイルとしては、例えば、パラフィン系プロセスオイル、アロマ系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイルなどを用いることができる。植物油脂としては、ひまし油、綿実油、あまに油、なたね油、大豆油、パーム油、やし油、落花生油、ロジン、パインオイル、パインタール、トール油、コーン油、こめ油、べに花油、ごま油、オリーブ油、ひまわり油、パーム核油、椿油、ホホバ油、マカデミアナッツ油、桐油等が挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

オイルとしては、例えば、出光興産（株）、三共油化工業（株）、（株）ジャパンエナジー、オリソイ社、Ｈ＆Ｒ社、豊国製油（株）、昭和シェル石油（株）、富士興産（株）等の製品を使用できる。

オイルの含有量は、例えば、ゴム成分１００質量部に対して、５質量部以上、１５質量部以下が好ましい。なお、オイルの含有量には、ゴム（油展ゴム）に含まれるオイルの量も含まれる。

そして、液状ポリマーとしては、例えば、液状ファルネセン系ポリマー、液状ジエン系重合体、アクリル系樹脂等が挙げられる。

液状ファルネセン系ポリマーとは、常温（２５℃）で液体のファルネセン系ポリマーであり、重量平均分子量（Ｍｗ）が３０００〜３０万程度のものを使用でき、例えば、（株）クラレ等の製品を挙げることができる。

液状ジエン系重合体としては、液状スチレンブタジエン共重合体（液状ＳＢＲ）、液状ブタジエン重合体（液状ＢＲ）、液状イソプレン重合体（液状ＩＲ）、液状スチレンイソプレン共重合体（液状ＳＩＲ）などが挙げられる。

液状ジエン系重合体は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定したポリスチレン換算の重量平均分子量（Ｍｗ）が、例えば、１．０×１０^３超、２．０×１０^５未満である。なお、本明細書において、液状ジエン系重合体のＭｗは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）で測定したポリスチレン換算値である。

液状ポリマーの含有量（液状ファルネセン系ポリマー、液状ジエン系重合体等の合計含有量）は、ゴム成分１００質量部に対して、例えば、１質量部超、１００質量部未満である。

エステル系可塑剤としては、例えば、ジオクチルフタレート（ＤＯＰ）、ジブチルフタレート（ＤＢＰ）、トリス（２エチルヘキシル）ホスフェート（ＴＯＰ）、ビス（２エチルヘキシル）セバケート（ＤＯＳ）等の低温可塑剤が挙げられる。ゴム成分１００質量部に対する含有量は、例えば、１質量部超、６０質量部未満である。

（ニ）ワックス
ゴム組成物は、ワックスを含むことが好ましい。ワックスの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、例えば、０．１質量部以上、３．０質量部以下である。

ワックスとしては、特に限定されず、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス等の石油系ワックス；植物系ワックス、動物系ワックス等の天然系ワックス；エチレン、プロピレン等の重合物等の合成ワックスなどが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

なお、ワックスとしては、例えば、大内新興化学工業（株）、日本精蝋（株）、精工化学（株）等の製品を使用できる。

（ホ）老化防止剤
ゴム組成物は、老化防止剤を含むことが好ましい。老化防止剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、例えば、１質量部以上、１０質量部以下である。

老化防止剤としては、例えば、フェニル−α−ナフチルアミン等のナフチルアミン系老化防止剤；オクチル化ジフェニルアミン、４，４′−ビス（α，α′−ジメチルベンジル）ジフェニルアミン等のジフェニルアミン系老化防止剤；Ｎ−イソプロピル−Ｎ′−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ′−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ′−ジ−２−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミン等のｐ−フェニレンジアミン系老化防止剤；２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリンの重合物等のキノリン系老化防止剤；２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール、スチレン化フェノール等のモノフェノール系老化防止剤；テトラキス−［メチレン−３−（３′，５′−ジ−ｔ−ブチル−４′−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタン等のビス、トリス、ポリフェノール系老化防止剤などが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、２種類以上を組み合わせて用いてもよい。

なお、老化防止剤としては、例えば、精工化学（株）、住友化学（株）、大内新興化学工業（株）、フレクシス社等の製品を使用できる。

（ヘ）酸化亜鉛
ゴム組成物は、酸化亜鉛を含んでもよい。酸化亜鉛の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、例えば、０．５質量部以上、１０．０質量部以下である。酸化亜鉛としては、従来公知のものを使用でき、例えば、三井金属鉱業（株）、東邦亜鉛（株）、ハクスイテック（株）、正同化学工業（株）、堺化学工業（株）等の製品を使用できる。

（ト）ステアリン酸
ゴム組成物は、ステアリン酸を含んでもよい。ステアリン酸の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、例えば、０．５質量部以上、１０．０質量部以下である。ステアリン酸としては、従来公知のものを使用でき、例えば、日油（株）、ＮＯＦ社、花王（株）、富士フイルム（株）、和光純薬（株）、千葉脂肪酸（株）等の製品を使用できる。

（チ）架橋剤および加硫促進剤
ゴム組成物は、硫黄等の架橋剤を含むことが好ましい。架橋剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、例えば、０．１質量部以上、１０．０質量部以下である。

硫黄としては、ゴム工業において一般的に用いられる粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、不溶性硫黄、高分散性硫黄、可溶性硫黄などが挙げられる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

なお、硫黄としては、例えば、鶴見化学工業（株）、軽井沢硫黄（株）、四国化成工業（株）、フレクシス社、日本乾溜工業（株）、細井化学工業（株）等の製品を使用できる。

硫黄以外の架橋剤としては、例えば、田岡化学工業（株）製のタッキロールＶ２００、フレキシス社製のＤＵＲＡＬＩＮＫ ＨＴＳ（１，６−ヘキサメチレン−ジチオ硫酸ナトリウム・二水和物）、ランクセス社製のＫＡ９１８８（１，６−ビス（Ｎ，Ｎ’−ジベンジルチオカルバモイルジチオ）ヘキサン）等の硫黄原子を含む加硫剤や、ジクミルパーオキサイド等の有機過酸化物等が挙げられる。

ゴム組成物は、加硫促進剤を含むことが好ましい。加硫促進剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、例えば、０．３質量部以上、１０．０質量部以下である。

加硫促進剤としては、２−メルカプトベンゾチアゾール、ジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィド、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド等のチアゾール系加硫促進剤；テトラメチルチウラムジスルフィド（ＴＭＴＤ）、テトラベンジルチウラムジスルフィド（ＴＢｚＴＤ）、テトラキス（２−エチルヘキシル）チウラムジスルフィド（ＴＯＴ−Ｎ）等のチウラム系加硫促進剤；Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、Ｎ−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、Ｎ−オキシエチレン−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、Ｎ−オキシエチレン−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド、Ｎ，Ｎ’−ジイソプロピル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミド等のスルフェンアミド系加硫促進剤；ジフェニルグアニジン、ジオルトトリルグアニジン、オルトトリルビグアニジン等のグアニジン系加硫促進剤を挙げることができる。これらは、単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。

（リ）その他
ゴム組成物には、前記成分の他、タイヤ工業において一般的に用いられている添加剤、例えば、有機過酸化物；炭酸カルシウム、タルク、アルミナ、クレー、水酸化アルミニウム、マイカ等の充填剤；等を更に配合してもよい。これらの添加剤の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、例えば、０．１質量部以上、２００質量部以下である。

３．ゴム部材の構成
本実施の形態において、ゴム部材は、同一組成のゴム組成物を複数層積層させた層状構造を有する。図５は、クリンチエイペックスの構成を示す模式断面図であり、クリンチエイペックス１８は、厚さ方向に上記した組成で、同一組成のシート状のゴムが複数枚積層されている。また、チェーファー１０、外貼りビード補強層３１、内貼りビード補強層３２についても同一組成のシート状のゴムが厚さ方向に複数枚積層されている。

４．ゴム組成物の作製
前記ゴム組成物は、一般的な方法、例えば、ゴム成分とカーボンブラック等のフィラーとを混練するベース練り工程と、前記ベース練り工程で得られた混練物と架橋剤とを混練する仕上げ練り工程とを含む製造方法により作製される。

混練は、例えば、噛合式インターミックスタイプミキサー（Ｉ／Ｍミキサー）、接線式バンバリータイプミキサー（Ｂ／Ｂミキサー）、加圧式ニーダー、オープンロールなどの公知の（密閉式）混練機を用いて行うことができるが、これらの内でも、混練中の混練物の冷却効率に優れており、温度上昇を抑制しながら、より強いせん断力で混練して、配合材料を十分に分散させることができるＩ／Ｍミキサーが好ましい。

ベース練り工程の混練温度は、例えば、５０〜２００℃であり、混練時間は、例えば、３０秒〜３０分である。ベース練り工程では、上記成分以外にも、従来ゴム工業で使用される配合剤、例えば、オイル等の軟化剤、ステアリン酸、酸化亜鉛、老化防止剤、ワックス、加硫促進剤などを必要に応じて適宜添加、混練してもよい。

仕上げ練り工程では、前記ベース練り工程で得られた混練物と架橋剤とが混練される。仕上げ練り工程の混練温度は、例えば、室温〜８０℃であり、混練時間は、例えば、１〜１５分である。仕上げ練り工程では、上記成分以外にも、加硫促進剤、酸化亜鉛等を必要に応じて適宜添加、混練してもよい。

５．ゴム部材形成材料の成形
混練されたゴム組成物を、所定の厚みおよび幅で押し出し成型した後、所定の枚数、積層させて、一体化させることにより、各ゴム部材を得ることができる。

６．タイヤの製造
本発明の空気入りタイヤは、前記ゴム部材を用いて通常の方法で製造される。即ち、他のタイヤ部材と共に、タイヤ成型機上にて通常の方法で成形することにより、まず、未加硫タイヤを作製する。

具体的には、例えば、成形ドラム上に、タイヤの気密保持性を確保するための部材としてのインナーライナー、リムとの摩擦に耐える部材としてのチェーファー、タイヤの受ける荷重、衝撃、充填空気圧に耐える部材としてのカーカス、カーカスを強く締付けトレッドの剛性を高める部材としてのベルト、前記ゴム部材などを巻回し、両側縁部にカーカスの両端を固定すると共に、タイヤをリムに固定させるための部材としてのビード部を配置して、トロイド状に成形した後、外周の中央部にトレッド、径方向外側にカーカスを保護して屈曲に耐える部材としてのサイドウォール部を貼り合せることにより、未加硫タイヤを作製する。なお、高速で連続走行させた際のビード部の耐久性能の観点から、カーカスをビード部で折り返した後、タイヤの半径方向外側になる様にビード支持部材を貼り合わせることが好ましい。なお、これらの部材はストリップワインド工法によって未加硫タイヤを作製してもよく、本発明に係るゴム部材は成形ドラム上でシートを複数枚重ねることや、前記ストリップワインド工法等によって作ることが可能である。

その後、作製された未加硫タイヤを加硫機中で加熱加圧することによりタイヤを得る。加硫工程は、公知の加硫手段を適用することで実施できる。加硫温度としては、例えば、１２０〜２００℃であり、加硫時間は、例えば、５〜１５分である。

以下、実施例により、本発明についてさらに具体的に説明する。

１．ゴム部材用ゴム組成物の製造
最初に、ゴム部材用ゴム組成物の製造を行った。

（１）配合材料
まず、以下に示す各配合材料を準備した。

（ａ）ゴム成分
（イ）天然ゴム（ＮＲ）：ＴＳＲ２０
（ロ）ブタジエンゴム（ＢＲ）：宇部興産（株）製のＢＲ１５０Ｂ
（ハ）スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）：ＪＳＲ（株）製のＳＢＲ１７２３

（ｂ）ゴム成分以外の配合材料
（イ）カーボンブラック（ＣＢ）−１：三菱化学（株）製のダイヤブラックＮ３３０
（ロ）カーボンブラック（ＣＢ）−２：三菱化学（株）製のダイヤブラックＮ５５０
（ハ）カーボンブラック（ＣＢ）−３：三菱化学（株）製のダイヤブラックＮ６６０
（ニ）ワックス：日本精蝋（株）製のオゾエース０３５５
（ホ）老化防止剤：大内新興化学（株）製のノクラック６Ｃ
（Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン）
（ヘ）酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛２種
（ト）ステアリン酸：日油（株）製のステアリン酸「椿」
（チ）オイル：（株）ジャパンエナジー製のプロセスＸ−１４０
（リ）芳香族樹脂：ストラクトール社製、４０ＭＳ
（スチレン−エチレン−プロピレン共重合体）
（ヌ）硫黄：鶴見化学工業（株）製の粉末硫黄
（ル）加硫促進剤：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＮＳ
（Ｎ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド）

（２）ゴム組成物の製造
表１に示す配合内容に従い、Ｉ／Ｍミキサーを用いて、硫黄および加硫促進剤以外の材料を１５０℃の条件下で５分間混練りして、配合Ｎｏ.１〜１３の混練物を得た。なお、各配合量は、質量部である。

２．タイヤの製造
（１）ゴム部材の製造
次に、得られたゴム組成物に、硫黄および加硫促進剤を添加し、オープンロールを用いて、８０℃の条件下で５分間練り込み、未加硫ゴム組成物を得た。得られた未加硫ゴム組成物を用いて、ビードワイヤーよりもタイヤ幅方向外側に設けられるクリンチエイペックス、クリンチエイペックスよりもタイヤ幅方向内側に設けられるチェーファー、ビードワイヤーよりもタイヤ幅方向外側のカーカスとチェーファーとの間にビード支持部材として設けられる外貼りビード補強層、３種類のゴム部材を製造した。具体的には、厚さ１．０ｍｍに押し出し加工されたゴム組成物を、各ゴム部材の幅にカットした後、所定の厚みとなるように複数枚積層して、各ゴム部材とした。

（２）タイヤの製造
得られた各ゴム部材を、他のタイヤ部材と共に貼り合わせて、ビード部が表２に示す実施例１〜１１、表３に示す基準および比較例１〜６の構成の未加硫タイヤを形成し、１７０℃の条件下で１０分間プレス加硫し、試験用タイヤ（サイズ：１７５／８０Ｒ１６ ９１Ｓ）を製造した。なお、表２、表３において、「チェーファー」の欄における「Ａ」は「クリンチゴム組成物と同一のゴム組成物がチェーファーに使用されている」ことを示し、「Ｂ」は「キャンバスチェーファーがチェーファーに使用されている」ことを示している。

（３）７０℃ｔａｎδの測定
各試験用タイヤのクリンチエイペックス、チェーファー、外貼りビード補強層から切り出した試験片について、ＧＡＢＯ社製「イプレクサー」粘弾性測定装置を用いて、周波数１０Ｈｚ、初期歪５％、動歪率１％の条件の下、７０℃でｔａｎδを測定し、配合Ｎｏ．毎に平均値を求めた。結果を表１に示す。

３．耐久性能評価試験
タイヤを正規リムに組み込み、このタイヤに空気を充填して内圧を２５０ｋＰａとした。このタイヤをドラム式走行試験機に装着し、１３．５４ｋＮの縦荷重をタイヤに負荷した。このタイヤを、１２０ｋｍ／ｈの速度で、半径が１．７ｍであるドラムの上を走行させた。ビード部に損傷が確認されるまでの走行距離を測定した。測定結果は、基準タイヤにおける走行距離を１００として、各タイヤにおける走行距離を指数化し、相対評価した。数値が大きいほど高速で連続走行させた際のビード部の耐久性能が高いことを示す。評価結果を表２および表３に示す。

表３に示すように、ゴム成分が単成分のゴム組成物の場合や、芳香族樹脂を含有しないゴム組成物の場合には、高速で連続走行させた際のビード部の耐久性能が劣っていることが分かる。

一方、表２に示すように、ゴム成分として、少なくとも、ＮＲとＢＲの２成分を有し、さらに、芳香族樹脂を含有するゴム組成物の場合には、高速で連続走行させた際のビード部の耐久性能が向上していることが分かる。

そして、ゴム部材を外側だけでなく内側にも配置し、さらに、外貼りした場合には、さらに、高速で連続走行させた際のビード部の耐久性能が向上していることが分かる。

以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることができる。

１ タイヤ
２ トレッド
３ サイドウォール
４ クリンチ
５ ビード
６ カーカス
９ インナーライナー
１０ チェーファー
１６ ビードエイペックス
１７ ビードワイヤー（ビードコア）
１８ クリンチエイペックス
１９ カーカスプライ
２０ カーカスプライの主部
２１ カーカスプライの折り返し部
３１ 外貼りビード補強層
３２ 内貼りビード補強層
４０ リムフランジ
ＣＬ タイヤの赤道面

Claims (12)

1. ビード部の周辺部を形成するゴム部材として、同一組成のゴム組成物から成形されたゴムシートが複数積層されて構成されたゴム部材が使用されており、
   前記ゴム組成物が、２種類以上のゴム成分と、芳香族樹脂とを含有していることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記ゴム組成物における前記芳香族樹脂が、スチレン系樹脂で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。
3. 前記ゴム組成物における前記芳香族樹脂が、前記ゴム成分１００質量部に対して、２〜１０質量部含有されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記ゴム組成物における補強用充填剤が、前記ゴム成分１００質量部に対して、３５質量部以上、６０質量部未満含有されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記補強用充填剤が、カーボンブラックであることを特徴とする請求項４に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記ゴム組成物において、前記芳香族樹脂の含有量Ａと、前記補強用充填剤の含有量Ｂとの比Ａ／Ｂ（質量比）が、０．０２以上、０．２０以下であることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の空気入りタイヤ。
7. 前記ゴム組成物におけるゴム成分が、少なくとも、イソプレン系ゴムおよびブタジエン系ゴムを含むことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
8. 前記ゴム組成物において、前記ブタジエン系ゴム１００質量部に対する前記イソプレン系ゴムの含有量が、６５質量部以上、１００質量部以下であることを特徴とする請求項７に記載の空気入りタイヤ。
9. 前記ゴム組成物の７０℃における損失正接（７０℃ｔａｎδ）が、０．０２以上、０．１２以下であることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
10. 前記ゴム組成物の７０℃における複素弾性率（７０℃Ｅ＊）が、６．５ＭＰａ以上、１３．０ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
11. 前記ゴム部材が、ビードワイヤーよりもタイヤ幅方向外側に設けられたクリンチエイペックス、および／または、前記クリンチエイペックスよりもタイヤ幅方向内側に設けられたチェーファーに用いられていることを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
12. ビードワイヤーよりもタイヤ幅方向外側に設けられたカーカスとチェーファーとの間に、前記ゴム部材とは異なるビード支持部材が設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

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