JPH11245612A - 乗用車用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 タイヤ中のスチールコードにとって厳しい環
境下においても、タイヤトレッドの溝下からベルト層の
スチールコードに水分等による悪影響が及ぶのを防止
し、当該スチールコードのコーティングゴムとの接着性
および耐腐食疲労性を改良することにより耐久性の向上
を図り、さらに軽量化をも図った乗用車用空気入りラジ
アルタイヤを提供する。 【解決手段】 ベルト層におけるスチールコード４のタ
イヤ半径方向最外部と、トレッド２の溝底との距離ｔが
２．８ｍｍ以下である乗用車用空気入りラジアルタイヤ
において、ベルト層とトレッド２との間に低空気透過性
の薄層５を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スチールコードを
ベルト層に使用した乗用車用空気入りラジアルタイヤに
関し、特には当該スチールコードのコーティングゴムと
の接着性および耐腐食疲労性を改良することにより耐久
性の向上を図った乗用車用空気入りラジアルタイヤ、さ
らには軽量化をも図った乗用車用空気入りラジアルタイ
ヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、乗用車用空気入りタイヤの分野に
おいて、地球環境保全を念頭においた車輌の燃費向上の
見地からタイヤの軽量化が進められている。これを実現
させるため、タイヤの補強材であるスチールコードにお
いても、コード強力を高めタイヤのベルト総強力を保ち
ながらコード使用量を減少させ、ベルトの総重量を軽減
させる試みがなされている。更には、ゴム部材において
もそのゲージ厚を薄くすることにより軽量化の要請に応
える努力がなされており、例えば、スキッドベースゲー
ジ（ＳＢＧ）を低下させる試みがなされている（特開平
７−９６７１５号公報）。

【０００３】しかしながら、スキッドベースゲージ（Ｓ
ＢＧ）を低下させると、タイヤトレッドの溝下からベル
ト部に至るまで距離が短くなるため、該溝下から外部環
境（水分が主体）の影響を著しく受けやすくなり、特に
はベルト層のタイヤ半径方向最外部のスチールコードの
接着不良や耐腐食疲労性の悪化が懸念されることにな
る。

【０００４】これまでは、タイヤ内部からの環境（酸素
および水分が主体）の影響に対しては、インナーライナ
ーにブチルゴムを主成分としたゴム層を用いたり、従来
のインナーライナーの代わりに低空気透過性のゴム層を
用いる試みがなされている（特開平８−２１６２８５
号、特開平８−２５８５０６号、特開平８−２５９７４
１号公報等）。また、同影響に対しては、スチールコー
ド自体の耐腐食性の改良や、コーティングゴムの配合面
からの接着性改善等、構造面及び材料面からの工夫もな
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来技術は、上述のようにスキッドベースゲージ（ＳＢ
Ｇ）を低下させ軽量化を図ることに伴う外部環境からの
影響に対しては何等根本的な解決には至っていないのが
現状である。特に、引張強さが３４００Ｎ／ｍｍ^２以上
の鋼素線から成る高強力スチールコードがベルト層に適
用されている場合には、ベルト層の軽量化が望める反
面、該スチールコードの耐腐食疲労性悪化の問題が顕在
化される傾向にある。これは、高強力鋼材を得るため伸
線時の高減面率化に起因してスチールコード表面が大き
な負荷を受けているため、様々な繰り返し入力に対する
コードの耐腐食疲労性や捻回値等の物性が低下してしま
う傾向にあるためである。

【０００６】そこで本発明の目的は、いかなる外部の環
境下、特に高温多湿の環境のような、タイヤ中のスチー
ルコードにとって厳しい環境下においても、タイヤトレ
ッドの溝下からベルト層のスチールコードに水分等によ
る悪影響が及ぶのを防止し、当該スチールコードのコー
ティングゴムとの接着性および耐腐食疲労性を改良する
ことによりび耐久性の向上を図った乗用車用空気入りラ
ジアルタイヤ、さらには軽量化をも図った乗用車用ラジ
アルタイヤを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決すべく鋭意研究した結果、以下の知見を得るに至っ
た。即ち、スキッドベースゲージ（ＳＢＧ）がある限界
値より小さくなると、外部温度および湿度の環境要因に
大きく依存するようになり、ＳＢＧの一番小さい、タイ
ヤ溝下部から水分がベルトに浸透しやすくなり、ベルト
スチールコードに悪影響を及ぼすことが判明した。ま
た、この悪影響は、３４００Ｎ／ｍｍ^２以上の鋼素線を
使用したスチールコードをベルト層に適用したタイヤに
おいて、特に顕著に現れ、即ちタイヤ溝下部からの水分
浸透により、耐接着性の悪化、特には耐腐食疲労性の低
下が見られ、タイヤのベルト耐久性（耐ベルト端セパレ
ーション性、耐ベルト折れ性）が大幅に低下してしまう
ことも判明した。

【０００８】本発明者は、かかる知見に基づきさらに鋭
意研究を重ねた結果、上記外部からの悪影響を抑制する
手段としてトレッドとベルトとの間に水分や酸素の耐透
過性に優れた低空気透過性の薄層を挿入し、外部からの
水分や酸素の浸入を遮断することにより、上記目的を達
成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。

【０００９】即ち、本発明は乗用車用空気入りラジアル
タイヤは、一対のビードコアで折り返されトロイダル状
に連なる少なくとも１枚の有機繊維コードのカーカス層
と、該カーカス層のクラウン部に配置されるトレッドと
の間に、少なくとも１枚のスチールコードのベルト層か
らなるベルトを有する乗用車用空気入りラジアルタイヤ
において、前記ベルトと前記トレッドとの間に低空気透
過性の薄層を有することを特徴とするものである。

【００１０】本発明の乗用車用空気入りラジアルタイヤ
は、前記ベルト層におけるスチールコードのタイヤ半径
方向最外部と、前記トレッド溝底との距離が２．８ｍｍ
以下である場合において、あるいは前記ベルト層のスチ
ールコードが、引張強さ３４００〜４５００Ｎ／ｍｍ^２
の鋼素線を少なくとも１本有する単撚りまたは層撚り構
造のスチールコードである場合において、よりその効果
が顕著である。

【００１１】前記低空気透過性の薄層は、好ましくはブ
チルゴムをゴム成分として含む薄ゴム層であり、より好
ましくは前記ブチルゴムが、ブチルゴム、ハロゲン化ブ
チルゴム、およびイソオレフィンとｐ−メチルスチレン
とからなる共重合体を臭素化してなるブチルゴムからな
る群から選ばれる少なくとも１つである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。本発明の実施の一形態である乗用車用空気
入りラジアルタイヤは、図１にトレッド部を拡大して示
すように、ポリアミド、ポリエステル等の有機繊維コー
ドを用いたカーカス層１と、該カーカス層１のクラウン
部に配置されるトレッド２との間に、スチールコード４
を用いたベルト３（図示するベルトの例では各ベルト層
のスチールコードが互いに交錯する２層構造である）を
有するラジアル構造において、このベルト３とトレッド
２との間に低空気透過性の薄層５を挿入する。ベルト３
の上にトレッドを含めて複数のゴム層がある場合は、そ
れらゴム層間に挿入してもよい。例えば、トレッドがキ
ャップ層とベース層の２層構造となっている場合は、キ
ャップ層とベース層の間に挿入してもよい。

【００１３】かかる薄層５としては、低空気透過性の見
地から、好ましくはブチルゴム（ＩＩＲ）をゴム成分と
して含むポリマー組成物の薄ゴム層であり、より好まし
くは前記ブチルゴムが、ブチルゴム、ハロゲン化ブチル
ゴム、およびイソオレフィンとｐ−メチルスチレンとか
らなる共重合体を臭素化してなるブチルゴムからなる群
から選ばれる少なくとも１つである。これらブチルゴム
とブレンドし得るゴムとしては、天然ゴム（ＮＲ）、ポ
リイソプレンゴム（ＩＲ）、スチレンブタジエン共重合
体ゴム（ＳＢＲ）等のジエン系ゴムを挙げることができ
る。

【００１４】また、ブチルゴム成分を含んだポリマー組
成物の他に、熱可塑性樹脂、例えば、ポリビニル系樹脂
（ポリ塩化ビニリデン等）、ポリアミド系樹脂（ナイロ
ン６、ナイロン６６、共重合ナイロン等）、ポリエステ
ル系樹脂（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポ
リブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、芳香族ポリエス
テル等）、フッ素系樹脂などによる薄層、あるいはこれ
ら熱可塑性樹脂を含んだポリマー組成物など、様々な組
成物が挙げられる。その製造方法としては、実際にポリ
マー組成物を層の形態で挿入してグリーンタイヤを製造
したり、あるいは熱可塑性樹脂の液状組成物をグリーン
タイヤ製造時に塗布した後、硬化させ、層を形成させた
りする手法を採用することができ、何ら特に限定される
ものではない。さらに、その他の配合剤として、加硫
剤、加硫促進剤、老化防止剤、補強剤等、一般に使用さ
れているものを適宜配合することができる。

【００１５】本発明においては、ベルト層におけるスチ
ールコード４のタイヤ半径方向最外部と、トレッド２の
溝底との距離ｔは２．８ｍｍ以下、好ましくは２．２ｍ
ｍ以下である。距離ｔが２．８ｍｍを超えるタイヤにつ
いては、外環境の影響を殆ど受けなくなるが、本発明の
目的とする軽量化を達成することもできなくなる。但
し、距離ｔは、１．０ｍｍ以上あることが好ましい。な
お、この距離ｔは、トレッドゴムがキャップ層とベース
層の２層構造となっている場合であっても同様である。

【００１６】薄層５の厚さは、好ましくは０．０３ｍｍ
〜１．５ｍｍ、より好ましくは０．１ｍｍ〜１．０ｍｍ
である。ここで、距離ｔと薄層５の配合系との好適関係
についてより具体的に説明する。

【００１７】薄層５としてブチル成分の入った薄ゴム層
を使用する場合、上記距離ｔが２．０ｍｍ以下のタイヤ
では外部からの影響が大きいため、ブチルゴム／天然ゴ
ムの比が５０／５０以上のブレンドゴムを用いることが
好ましい。

【００１８】次に、上記距離ｔが１．７ｍｍ以下と極め
て外部の影響を受けやすい構造下では、ブチルゴム／天
然ゴムの比が６０／４０以上のブレンドゴムを用いるこ
とが好ましい。さらに、上記距離ｔが１．５ｍｍ以下の
タイヤでは外部からの影響がより一層大きいため、ブチ
ルゴム／天然ゴムの比が７０／５０以上のブレンドゴム
を用いることが好ましい。

【００１９】尚、単撚りまたは層撚り構造のスチールコ
ード４の鋼素線の引張強さが３４００Ｎ／ｍｍ^２未満で
はタイヤの軽量化の効果が小さく、一方４５００Ｎ／ｍ
ｍ^２を超えると、鋼素線を伸線する際、減面率を著しく
大きくする必要があり、実際に伸線して作り込むのが極
めて困難となるため、好ましくない。

【００２０】以上、本発明の乗用車用空気入りラジアル
タイヤは、タイヤ軽量化のためスキッドベースゲージ
（ＳＢＧ）を小さくしたタイヤにおいて、低空気透過性
の薄層５をベルト層３とトレッド２との間に挿入したも
のであり、その他の構造、材質等は慣用に従い適宜選定
することができる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づき説明する。実施例１〜６，比較例１〜２ 下記の表１に示す配合内容に従い、ベルトとトレッドゴ
ムとの間に挿入する薄層用ゴム組成物を調製した。

【００２２】

【表１】 １）日本合成ゴム（株）製ＩＩＲ−ＢＲ２２５５ ２）Ｎ６００ ３）スピンドルオイル ４）ジフェニルグアニジン

【００２３】上記薄層Ｎｏ．Ｉ〜Ｖの薄層（厚さ：０．
５ｍｍ、幅：ベルト層と同等）を用いて、サイズ１８５
ＳＲ１４の乗用車用空気入りラジアルタイヤを各種試作
した。かかる試作タイヤのベルト構造は、スチールコー
ド（素線抗張力：３２００Ｎ／ｍｍ^２）を用いた交錯２
層構造とした。このスチールコードの撚り構造は１×３
×０．３０（ｍｍ）とし、またカーカス部材の有機繊維
コードは、ポリエステルの１５００デニール２方撚りと
した。

【００２４】試作タイヤを実車に装着し、実車試験より
タイヤのベルト層のスチールコードの耐腐食疲労性、お
よび該コードとコーティングゴムとの接着性を下記に示
す試験方法にて評価した。

【００２５】耐腐食疲労性 各試作タイヤ（内圧が２ｋｇｆ／ｃｍ^２）をＪＩＳ１０
０％荷重の下、速度６０ｋｍ／ｈ、高温多湿地域にて実
地走行で４万ｋｍ走行させた。実地走行後、図２に示す
ように、走行後のタイヤから取り出したゴム付きベルト
コード１０を、直径４０ｍｍのプーリー１１の３個に掛
け、固定プーリー１２を介して新品コード破断荷重の１
０％に相当する重り（Ｗ）１３に引張荷重を掛け、プー
リー１２を左右に繰り返し２０ｃｍ移動させたコードに
繰り返し曲げ歪を与えてコードを疲労破断させ、コード
破断に至る繰り返し回数を１０本のコードの平均破断回
数として求めた。評価は、下記表２に示す比較例１のコ
ントロールタイヤを１００として指数値で示した。値が
大きいほど耐腐食疲労性が良好なことを示す。

【００２６】接着性 上記実地走行後、室温下にてベルトコード４本をゴムか
ら剥離し、コード上に残っているゴム付き量を最もゴム
付きの激しい部分で、コントロールタイヤ（比較例１）
のものを１００として指数にて表示した。値が大きい
程、接着性が良好なことを示す。

【００２７】

【表２】

【００２８】上記表２より、実施例１〜３はブチルゴム
主成分の薄層を挿入したことにより耐腐食疲労性、接着
性とも向上することが分かる。また、実施例４〜６では
ブチルゴム主成分の薄層の代わりに、またはブチルゴム
主成分ポリマーと供にポリブチレンテレフタレートやナ
イロン６などの熱可塑性樹脂を含んだポリマー組成物を
含む薄層を挿入したことにより、耐腐食疲労性および接
着性がとも大幅に向上することが分かる。

【００２９】実施例７〜１２，比較例３〜４ 上記薄層Ｎｏ．IV、VIおよびVIIの薄層（厚さ：０．５
ｍｍ、幅：ベルト層と同等）をベルトとトレッドゴムと
の間に挿入し、サイズ１８５ＳＲ１４の乗用車用空気入
りラジアルタイヤを各種試作した。かかる試作タイヤの
ベルト構造は、スチールコードを用いた交錯２層構造と
した。このスチールコードは、下記の表３に示す鋼素線
抗張力を有する４種類の高強力鋼素線を１×５×０．２
３（ｍｍ）の撚り構造とし、そのベルト強力が同一とな
るようにした。また、カーカス部材の有機繊維コード
は、ポリエステルの１５００デニール２方撚りとした。

【００３０】試作タイヤのベルトの重量を下記に従い評
価した。また、試作タイヤを実車に装着し、実車試験よ
りタイヤのベルト層のスチールコードの耐腐食疲労性
を、走行距離を３万ｋｍとした以外は実施例１と同様に
して評価した（コントロールは比較例３とした）。さら
に、耐ベルト折れ性および耐ベルト端セパレーション性
を夫々下記に示す試験方法に従い評価した。

【００３１】ベルト材の重量 ベルト材としてのスチールコードの重量を、比較例３の
コントロールタイヤを１００として指数値で示した。値
が小さいほど軽量であることを示す。

【００３２】耐ベルト折れ性および耐ベルト端セパレー
ション性 上記耐腐食疲労性で使用した実地走行３万ｋｍ後の同タ
イヤにて、ベルトの折れの有無を評価した。また、２ベ
ルト端部の亀裂をコード長手方向に沿ってミリ単位で測
定し、比較例３をコントロールタイヤ（指数１００）と
し比較して指数にて表示した。指数表示の値が大きい
程、耐ベルト端セパレーション性が良好であることを示
す。得られた結果を下記の表３に示す。

【００３３】

【表３】

【００３４】表３から明らかなように、従来技術である
比較例４においては、鋼素線の抗張力が４０００Ｎ／ｍ
ｍ^２という超高強力コードでは実地走行時にベルト折れ
が生じてしまうことが分かる。

【００３５】これに対し、実施例７〜１１においては、
実地走行時にベルト折れは発生しておらず、かつ走行後
コードの耐腐食疲労性も向上しており、軽量化との両立
が達成されている。また、耐ベルト端セパレーション性
に関しては、高強力鋼材を使用する場合コード打込間隔
が広がるため必然的に亀裂がコード間でつながりにくい
ことに加え、タイヤ外部から浸入する水分の伝播も遮断
されるため接着性そのものの低下も抑えることができ、
その結果、同性能の向上が認められる。実施例１２は軽
量化はなされていないが、ベルト折れはなく、耐腐食疲
労性が向上し、また耐ベルトセパレーション性も向上し
ている。

【００３６】

【発明の効果】以上説明してきたように、スキッドベー
スゲージ（ＳＢＧ）が所定以下の本発明の乗用車用空気
入りラジアルタイヤにおいて、トレッドとベルトとの間
に水分や酸素の耐透過性に優れた低空気透過性の薄層を
挿入したことにより、高温多湿の環境のような、タイヤ
中のスチールコードにとって厳しい環境下においても、
タイヤトレッドの溝下からベルト層のスチールコードに
水分等による悪影響が及ぶことがなく、当該スチールコ
ードのコーティングゴムとの接着性および耐腐食疲労性
等が向上し、タイヤの耐久性の向上、さらには軽量化を
も図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一例タイヤの主溝部分を拡大して示す
断面図である。

【図２】耐腐食疲労性の試験方法を示す説明図である。

【符号の説明】

１ カーカス層 ２ トレッド ３ ベルト ４ スチールコード ５ 薄層 １０ ゴム付きコード １１ プーリー １２ プーリー １３ 重り

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対のビードコアで折り返されトロイダ
   ル状に連なる少なくとも１枚の有機繊維コードのカーカ
   ス層と、該カーカス層のクラウン部に配置されるトレッ
   ドとの間に、少なくとも１枚のスチールコードのベルト
   層からなるベルトを有する乗用車用空気入りラジアルタ
   イヤにおいて、 前記ベルトと前記トレッドとの間に低空気透過性の薄層
   を有することを特徴とする乗用車用空気入りラジアルタ
   イヤ。
2. 【請求項２】 前記ベルト層におけるスチールコードの
   タイヤ半径方向最外部と、前記トレッド溝底との距離が
   ２．８ｍｍ以下である請求項１記載の乗用車用空気入り
   ラジアルタイヤ。
3. 【請求項３】 前記ベルト層のスチールコードが、引張
   強さ３４００〜４５００Ｎ／ｍｍ^２の鋼素線を少なくと
   も１本有する単撚りまたは層撚り構造のスチールコード
   である請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。
4. 【請求項４】 前記低空気透過性の薄層がブチルゴムを
   ゴム成分として含む薄ゴム層である請求項１〜３のうち
   いずれか一項記載の空気入りラジアルタイヤ。
5. 【請求項５】 前記ブチルゴムが、ブチルゴム、ハロゲ
   ン化ブチルゴム、およびイソオレフィンとｐ−メチルス
   チレンとからなる共重合体を臭素化してなるブチルゴム
   からなる群から選ばれる少なくとも１つである請求項４
   記載の空気入りラジアルタイヤ。