JP5220892B2

JP5220892B2 - 水分保持層を有する空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP5220892B2
Application number: JP2011141124A
Authority: JP
Inventors: 博一石田
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2011-06-24
Filing date: 2011-06-24
Publication date: 2013-06-26
Anticipated expiration: 2025-12-22
Also published as: JP2011230758A

Description

本発明は、水分保持層を有する空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤのインナーライナーには、空気透過量を減少させるために、低空気透過性に優れるブチル系ゴムなどが使用されている。しかし、ブチル系ゴムでも、水分を完全に遮断することは困難である。また、空気入りタイヤのサイドウォールには、耐屈曲性に優れるブタジエンゴム（ＢＲ）などが使用されている。しかし、湿潤路面等の車輌走行時において、サイドウォールから水分が浸入しやすく、結果として、空気入りタイヤ内に配設されているスチールコードのようなプライコードを容易に腐食させてしまうという問題があった。

プライコードへの水分の浸入を抑制するために、例えば、水分保持性を有するサイドウォールを作製し、タイヤに用いることが知られているが、そうすると、車体の荷重を支えるだけの耐屈曲性が低下するおそれがあり、耐屈曲性を維持したうえで、プライコードへの水分の浸入を抑制することは困難であった。

特許文献１には、平板状雲母およびゴム成分を含有するサイドウォールが開示されているが、サイドウォールは直接雨水などにさらされるため、水分保持効果が小さく、耐屈曲性を維持しながら、水分によるタイヤコードの腐食および損傷の発生を抑制することが困難であった。

特開２００４−２７００３号公報

本発明は、耐屈曲性を維持しながら、水分によるプライコードの腐食および損傷の発生を抑制した空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明は、ゴム成分１００重量部に対して、水分保持性物質を３〜２８重量部含有する水分保持性を有するインスレーション層を有する空気入りタイヤに関する。

前記インスレーション層の厚さは、１〜５ｍｍであることが好ましい。

本発明によれば、水分保持性に優れたインスレーション層を有することにより、耐屈曲性を維持しながら、水分によるプライコードの腐食および損傷の発生を抑制した空気入りタイヤを提供することができる。

ゴム層、インスレーション層およびＢＰストリップ層を有する空気入りタイヤの部分断面図である。

本発明の第一の態様における空気入りタイヤは、図１に示すように、サイドウォールに対してタイヤ軸方向内側（以下、内側とする）、およびプライに対してタイヤ軸方向外側（以下、外側とする）に水分保持性を有するゴム層（以下、ゴム層とする）が配設されている。

ゴム層が、サイドウォールに対して外側に配設された場合、サイドウォールクラックを発生させ、さらに、タイヤ表面層であるため、直接雨水などにさらされ、水分を飽和状態にまで保持して、水分保持効果が発現しなくなる。

また、ゴム層を、サイドウォールそのものに用いた場合も、上記と同様に無機化合物が起点となってクラックを発生させる。

ゴム層が、プライに対して内側に配設された場合、該ゴム層の低発熱性が低下する傾向がある。

また、ゴム層を、プライそのものに用いた場合、プライとプライコードとの接着性が低下する傾向がある。

本発明の空気入りタイヤが有するゴム層は、サイドウォールに対して内側、プライに対して外側に配設することで、水分を該ゴム層で保持し、プライコードへの水分の浸入を抑制できる。

ゴム層の厚さは、１ｍｍ以上が好ましく、２ｍｍ以上がより好ましい。ゴム層の厚さが１ｍｍ未満では、水分保持性の効果が低下する傾向がある。また、ゴム層の厚さは、３ｍｍ以下が好ましく、２．５ｍｍ以下がより好ましい。ゴム層の厚さが３ｍｍをこえると、耐屈曲性が悪化する傾向がある。

前記ゴム層は、ゴム成分および水分保持物質を含有する。

ゴム成分は、具体的に、天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）などがあげられ、これらは、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、耐屈曲性および低発熱性に優れることから、ＮＲおよび／またはＢＲが好ましく、ＮＲおよびＢＲを組み合わせて用いることがより好ましい。

水分保持性物質としては、水分保持性を有する無機化合物が好ましい。水分保持性を有する無機化合物としては、マイカ、炭酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、シリカ、ケイ砂、ベントナイト、タルク、珪藻土、シラス、クレーなどがあげられ、これらは、単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。なかでも、水分を吸着しやすいことから、マイカ、ベントナイト、タルク、珪藻土、シラスおよびクレーからなる群から選ばれる１種以上が好ましく、マイカ、ベントナイト、タルク、シラスおよびクレーからなる群から選ばれる１種以上がより好ましく、ベントナイトおよび／またはクレーがさらに好ましい。

水分保持性物質の吸水能は、０．０１ｇ／ｇ以上が好ましい。吸水能が０．０１ｇ／ｇ未満では、タイヤが長時間使用された場合に吸水量が飽和に達して水分保持性物質の吸水効果が低下し、プライコードに水分が浸入する傾向がある。

ゴム層における水分保持性物質の含有量は、ゴム成分１００重量部に対して、３重量部以上であり、好ましくは５重量部以上、より好ましくは１０重量部以上である。含有量が３重量部未満では、充分な水分保持性が得られない傾向がある。また、水分保持性物質の含有量は、２８重量部以下であり、好ましくは１５重量部以下である。含有量が２８重量部をこえると、耐屈曲性が低下する傾向がある。

ゴム層には、ゴム成分および水分保持性物質のほかに、ゴム工業において一般的に使用されている補強用充填剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、加硫剤、加硫促進剤などの各種添加剤を必要に応じて配合することができる。

本発明の第二の態様における空気入りタイヤは、インナーライナーに対して外側、プライに対して内側に水分保持性を有するインスレーション層が配設されている。ここで、インスレーション層とは、インナーライナーとプライとの間に介在することにより、両者の接着力を高めるものをいう。

インスレーション層が、インナーライナーに対して内側に配設された場合、タイヤ内側の表面層であるため、該インスレーション層にクラックが発生する傾向がある。

また、インスレーション層を、インナーライナーそのものに用いた場合、タイヤ内側の表面層であるため、該インスレーション層にクラックが発生する傾向がある。

インスレーション層が、プライに対して外側に配設された場合、耐屈曲性が低下する傾向がある。

また、インスレーション層を、プライそのものに用いた場合、プライとプライコードとの接着性が低下する傾向がある。

本発明の空気入りタイヤが有するインスレーション層は、インナーライナーに対して外側、プライに対して内側に配設することで、水分を該インスレーション層で保持し、プライコードへの水分の浸入を抑制できる。

インスレーション層の厚さは、１ｍｍ以上が好ましく、２ｍｍ以上がより好ましい。インスレーション層の厚さが１ｍｍ未満では、水分保持の効果が低下する傾向がある。また、インスレーション層の厚さは、５ｍｍ以下が好ましく、３ｍｍ以下がより好ましい。インスレーション層の厚さが５ｍｍをこえると、低発熱性および耐屈曲性に劣る傾向がある。

インスレーション層は、ゴム成分および水分保持物質を含有し、該ゴム成分および該水分保持物質は、前記ゴム層と同様のものを使用することができる。

インスレーション層における水分保持性物質の含有量は、前記ゴム層における水分保持性物質の含有量と同様とすることができる。

インスレーション層にも、前記ゴム層と同様に、ゴム成分および水分保持性物質のほかに、ゴム工業において一般的に使用されている補強用充填剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、加硫剤、加硫促進剤などの各種添加剤を必要に応じて配合することができる。

本発明の第三の態様における空気入りタイヤは、ブレーカーに対して内側、プライに対して外側に水分保持性を有するブレーカー／プライ間ストリップ層（以下、ＢＰストリップ層とする）が配設されている。ここで、ＢＰストリップ層とは、プライとブレーカーとの間に介在することにより、両者の接着力を高めるものをいう。

ＢＰストリップ層が、ブレーカーに対して外側に配設された場合、ブレーカーのエッジ部（ブレーカーエッジ）の補強性が低下する傾向がある。

また、ＢＰストリップ層を、ブレーカーそのものに用いた場合、ブレーカーとブレーカーコードとの接着性が低下する傾向がある。

ＢＰストリップ層が、プライに対して内側に配設し、前記インスレーション層の代わりに使用することもできるが、ＢＰストリップ層ではステアリン酸コバルトを使用するため、コストアップする傾向がある。

また、ＢＰストリップ層をプライそのものに用いた場合、プライとプライコードとの接着性が低下する傾向があり、好ましくない。

本発明の空気入りタイヤが有するＢＰストリップ層は、ブレーカーに対して内側、プライに対して外側に配設することで、水分を該ＢＰストリップ層で保持し、プライコードへの水分の浸入を抑制することができる。

ＢＰストリップ層の厚さは、１ｍｍ以上が好ましく、２ｍｍ以上がより好ましい。ＢＰストリップ層の厚さが１ｍｍ未満では、水分保持の効果が低下する。また、ＢＰストリップ層の厚さは、３ｍｍ以下が好ましく、２．５ｍｍ以下がより好ましい。ＢＰストリップ層の厚さが３ｍｍをこえると、低発熱性および耐屈曲性に劣る。

ＢＰストリップ層は、ゴム成分および水分保持物質を含有し、該ゴム成分および該水分保持物質は、ゴム層と同様のものを使用することができる。

ＢＰストリップ層における水分保持性物質の含有量は、ゴム層における水分保持性物質の含有量と同様とすることができる。

ＢＰストリップ層には、ゴム成分および水分保持物質のほかに、タイヤ工業で通常使用されるステアリン酸のかわりに、ステアリン酸コバルトを使用することで、該ＢＰストリップ層とスチールコードとの接着性が向上する傾向がある。

ＢＰストリップ層には、ステアリン酸のかわりにステアリン酸コバルトを使用する以外は、ゴム層と同様に、ゴム成分および水分保持性物質のほかに、ゴム工業において一般的に使用されている補強用充填剤、酸化亜鉛、加硫剤、加硫促進剤などの各種添加剤を必要に応じて配合することができる。

本発明の空気入りタイヤは、乗用車用タイヤ、トラックやバスなどの重荷重用タイヤなど全般に用いることができる。なかでも、プライコードがスチールコードからなっているという理由から、トラックやバスなどの重荷重用タイヤとすることが好ましい。

実施例にもとづいて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。

以下に、実施例において使用した薬品を詳細に示す。
天然ゴム（ＮＲ）：ＴＳＲ２０
ブタジエンゴム（ＢＲ）：宇部興産（株）製のＢＲ１５０Ｂ
カーボンブラックＡ：三菱化学（株）製のダイアブラックＨＭ（Ｎ３３０）
カーボンブラックＢ：三菱化学（株）製のダイアブラックＬＨ（Ｎ３２６）
ベントナイト：白石カルシウム（株）製のベントナイト（吸水能：０．０１ｇ／ｇ）
レジンＡ：エクソン化学（株）製のエスコレッツ１１０２
レジンＢ：日立化成工業（株）製のヒタノール１００２
亜鉛華：三井金属鉱業（株）製の酸化亜鉛３種
ステアリン酸：日本油脂（株）製のつばき
ステアリン酸コバルト：大日本インキ化学工業（株）製のｃｏｓｔ−Ｆ
老化防止剤：フレキシス（株）製のサントフレックス６ＰＰＤ
ワックス：日本精鑞（株）製のオゾエース０３５５
硫黄Ａ：鶴見化学工業（株）製の５％オイル処理硫黄
硫黄Ｂ：三新化学工業（株）製の不溶性硫黄サンフェルＥＸ
加硫促進剤ＣＭ−Ｇ：三新化学工業（株）製のサンセラーＣＭ−Ｇ（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）
加硫促進剤ＤＺ−Ｇ：大内新興化学工業（株）製のノクセラーＤＺ−Ｇ（Ｎ，Ｎ’−ジシクロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド）

（未加硫ゴムシートの作製）
表１、３および４に示す配合内容にしたがって、まず、硫黄および加硫促進剤を除く成分を、バンバリーミキサーを用いて、混練り温度１６０℃および混練り時間５分の条件で混練りした。ついで、硫黄および加硫促進剤を加えて、オープンロールを用いて、混練り温度９０℃および混練り時間４分の条件で混練りし、シート出しすることにより、未加硫ゴムシートを作製した。

（ゴム層を有する実施例１〜４、比較例１〜３および製造例１〜７の空気入りタイヤの作製）
オープンロールにて、それぞれ所定のゲージにシーティングされた前記未加硫ゴムシートから、ゴム層を作製し、該ゴム層をサイドウォールの下側に貼りつけ、さらに、他のタイヤ部材とともに貼り合わせることにより未加硫空気入りタイヤをそれぞれ作製した。そして、該未加硫空気入りタイヤを１５５℃、３５分間の条件下において加硫することによって、実施例１〜４および比較例１〜３の空気入りタイヤを作製した（タイヤサイズ：２２５／８０Ｒ１７．５）。なお、実施例１〜４および比較例１〜３の空気入りタイヤにおけるゴム層の厚さを表１に示す。

また、前記作製方法と同様に、実施例２の配合から製造例１〜６および比較例１の配合から製造例７の空気入りタイヤを作製した。なお、製造例１〜７の空気入りタイヤにおけるゴム層の厚さを表２に示す。

（インスレーション層を有する実施例５〜８および比較例４〜６の空気入りタイヤの作製）
オープンロールにて、それぞれ所定のゲージにシーティングされた前記未加硫ゴムシートから、インスレーション層を作製し、該インスレーション層をインナーライナーの上側に貼りつけ、さらに、他のタイヤ部材とともに貼り合わせることにより未加硫空気入りタイヤをそれぞれ作製した。そして、該未加硫空気入りタイヤを１５５℃、３５分間の条件下において加硫することによって、実施例５〜８および比較例４〜６の空気入りタイヤを作製した（タイヤサイズ：２２５／８０Ｒ１７．５）。なお、空気入りタイヤにおけるインスレーション層の厚さを表３に示す。

（ＢＰストリップ層を有する実施例９〜１２および比較例７〜９の空気入りタイヤの作製）
オープンロールにて、それぞれ所定のゲージにシーティングされた前記未加硫ゴムシートから、ＢＰストリップ層を作製し、該ＢＰストリップ層をブレーカーとプライとの間に貼りつけ、さらに、他のタイヤ部材とともに貼り合わせることにより未加硫空気入りタイヤをそれぞれ作製した。そして、該未加硫空気入りタイヤを１５５℃、３５分間の条件下において加硫することによって、実施例９〜１２および比較例７〜９の空気入りタイヤを作製した（タイヤサイズ：２２５／８０Ｒ１７．５）。なお、空気入りタイヤにおけるＢＰストリップ層の厚さを表４に示す。

（タイヤ耐久性試験）
予め温度８０℃、湿度９５％の条件下において、７日間湿熱処理した実施例１〜１２、比較例１〜９および製造例１〜７の空気入りタイヤのタイヤ内面に水を３００ｃｃ充填し、ドラム試験機を用い、内圧１０００ｋＰａ、荷重３００％、速度２０ｋｍ／ｈにて走行させ、タイヤが損傷するまでの時間を測定した。

実施例１〜４および比較例１〜３については、比較例１、製造例１〜７については、製造例７を基準配合とし、該基準配合のタイヤが損傷するまでの時間（損傷時間）を基準として、それぞれのタイヤの損傷時間を算出し、以下のように評価をおこなった。
○：損傷時間が基準配合の損傷時間の１．５倍以上
×：損傷時間が基準配合の損傷時間の１．５倍未満

実施例５〜８および比較例４〜６については比較例４、実施例９〜１２および比較例７〜９については比較例７を基準配合とし、該基準配合のタイヤの損傷時間を基準として、それぞれのタイヤの損傷時間を算出し、以下のように評価した。
○：損傷時間が基準配合の損傷時間の２倍以上
×：損傷時間が基準配合の損傷時間の２倍未満

タイヤ耐久性の試験結果を表１〜４に示す。

１トレッド
２サイドウォール
３ブレーカー
４プライ
５ゴム層
６インナーライナー
７インスレーション層
８ＢＰストリップ層

Claims

ゴム成分１００重量部に対して、水分保持性物質を３〜２８重量部含有する水分保持性を有するインスレーション層を有し、
前記水分保持性物質がベントナイトである空気入りタイヤ。
前記インスレーション層の厚さが、１〜５ｍｍである請求項１記載の空気入りタイヤ。