(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブチルゴムまたはハロゲン化ブチルゴムを含むゴム成分からなるゴム組成物でトッピングしたカーカスとジエン系ゴムを主成分とするタイヤ部材とのあいだに、ジエン系ゴムと親和性を有するゴム成分およびシリカを含むゴム組成物からなる接着層を有する空気入りタイヤであって、該接着層を構成するゴム組成物が前記ジエン系ゴムと親和性を有するゴム成分１００重量部に対して４．５〜３６重量部の液状ゴムを含んでなる空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境問題への意識の高まりにより、従来にも増して省エネルギー化が求められるようになってきている。限りあると思われる石油資源の有効利用のためにも、自動車の低燃費化は必須課題であり、タイヤに関しても転がり抵抗の小さいものや軽量のものが開発されている。
【０００３】
なかでも、タイヤの軽量化の方法としては、タイヤを構成するプライ数を減らすこと（レスプライ化）、プライの打ち込み本数を減らすこと（レスエンズ化）およびコードを細糸化してプライを薄肉化すること（レスデニール化）などが行なわれているが、これらの方法だけではタイヤの軽量化に限界がある。
【０００４】
そこで、タイヤを構成する多くの要素のうち、タイヤの重量の比較的大きな部分を占めるチューブおよびインナーライナーを除去し、耐空気透過性のブチルゴムまたはハロゲン化ブチルゴムにカーカスを埋設することにより、カーカスに耐空気透過性をもたせて内圧を保持する技術が、特開平７−３２９５０７号公報に提案されている。
【０００５】
しかし、ブチルゴムおよびハロゲン化ブチルゴムはタイヤの他の部材を構成するジエン系ゴムとの接着性が低く、このようなタイヤを用いて走行すると、カーカスとジエン系ゴムからなる他のタイヤ部材とのあいだに分離が発生し、タイヤとして充分な性能を発揮できないという問題があり、たとえば特願平８−２３０７１４号公報ではカーカスと他のタイヤ部材とのあいだにポリエチレングリコールを含有するゴム組成物からなる接着層を設けることが提案されている。さらに、本発明者らは、より熱的に安定な接着層をうるべく種々検討した結果、ポリエチレングリコールの代わりに液状ゴムを用いることができることを見出し、本発明を完成した。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ブチルゴムまたはハロゲン化ブチルゴムでトッピングしたカーカスとジエン系ゴムからなる他のタイヤ部材とのあいだの接着性および熱的安定性にすぐれた空気入りタイヤをうることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ブチルゴムまたはハロゲン化ブチルゴムを含むゴム成分からなるゴム組成物でトッピングしたカーカスとジエン系ゴムを主成分とするタイヤ部材とのあいだに、ジエン系ゴムと親和性を有するゴム成分およびシリカを含むゴム組成物からなる接着層を有する空気入りタイヤであって、該接着層を構成するゴム組成物が前記ジエン系ゴムに親和性を有するゴム成分１００重量部に対して４．５〜３６重量部の液状ゴムを含んでなる空気入りタイヤに関する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は、ブチルゴムまたはハロゲン化ブチルゴムを含むゴム成分からなるゴム組成物（以下、「ゴム組成物Ａ」という）でトッピングしたカーカスとジエン系ゴムを主成分とするタイヤ部材とのあいだに、ジエン系ゴムと親和性を有するゴム成分およびシリカを含むゴム組成物（以下、「ゴム組成物Ｂ」という）からなる接着層を有することを特徴とする空気入りタイヤに関する。
【０００９】
本発明のタイヤに用いるカーカスを構成するタイヤコードとしてはナイロン、ポリエステル、レーヨン、アラミドなどからなる従来のものでよいが、より軽量化するという点から撚数を減らしたものを用いるのが好ましく、さらにプライについてはレスプライ化、レスエンズ化およびレスデニール化したものを用いるのが好ましい。
【００１０】
カーカスを構成するタイヤコードをトッピングするためのゴム組成物Ａは、耐空気透過性をカーカスに付与するためにブチルゴムまたはハロゲン化ブチルゴムを含んでなる。
【００１１】
ブチルゴムとしては、高ムーニー品（たとえばエクソン社製のエクソンブチル２６８など）、低ムーニー品（たとえばエクソン社製のエクソンブチル１６５など）などがあげられ、ハロゲン化ブチルゴムとしては前記ブチルゴムをハロゲン化したもの、イソブチレン−ｐ−メチルスチレン共重合体の臭素化物、クロロブチルおよびブロモブチルなどがあげられるが、加硫性に優れ、他のジエン系ゴムとの相溶性が良い、さらに、コードとの接着性が良好であるという点からイソブチレン−ｐ−メチルスチレン共重合体の臭素化物を用いるのが好ましい。
【００１２】
ゴム組成物Ａのゴム成分のブチルゴムまたはハロゲン化ブチルゴム含有量としては、ゴム成分全体に対して、タイヤ内圧保持のために低空気透過性が必要であるという点から６０〜１００重量％であり、ブチルゴムまたはハロゲン化ブチルゴム単独であってもよいが、対屈曲性を低下させないという点から６０〜８５重量％であるのが好ましく、さらに、タイヤ内圧保持を考慮し、空気透過性をより低く設定するという点から７０〜８５重量％であるのがとくに好ましい。
【００１３】
また、ゴム組成物Ａは、前記ブチルゴムまたはハロゲン化ブチルゴム以外のゴム成分として、本発明におけるカーカスの耐空気透過性を損なわない程度に、通常のタイヤにおいて材料として用いられる天然ゴム（ＮＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）および／もしくはイソプレンゴム（ＩＲ）などのジエン系ゴム、ゴム成分以外の成分としてカーボンブラックなどの充填剤、ミネラルオイルなどのプロセスオイル、ステアリン酸および／もしくは亜鉛華などの硬化剤、イオウなどの加硫剤、ならびに／またはＮ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド（ＮＳ）などの加硫促進剤などを含んでよい。
【００１４】
前記ジエン系ゴムを主成分とするタイヤ部材としては、たとえばサイドウォール部、トレッド部、ベルトおよびビードなどがあげられる。
【００１５】
本発明において、ジエン系ゴムと親和性を有するゴム成分およびシリカを含むゴム組成物Ｂは、従来から問題となっていたブチルゴムまたはハロゲン化ブチルゴムを含むゴム成分からなるゴム組成物でトッピングしたカーカスとジエン系ゴムを主成分とするタイヤ部材とのあいだの接着性を高める接着層としての役割を果たす。
【００１６】
該ゴム組成物Ｂは、ジエン系ゴムと親和性を有するゴム成分を含むことによりジエン系ゴムを主成分とするタイヤ部材との接着性にすぐれ、かつシリカを含むことにより前記カーカスをトッピングするゴム組成物Ａとの接着性にすぐれる。これは、シリカ表面に存在する多数の官能基がブチルゴムまたはハロゲン化ブチルゴムと化学的に結合するためであると考えられる。
【００１７】
ゴム組成物Ｂに含まれる、ジエン系ゴムと親和性を有するゴム成分としては、天然ゴム（ＮＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＭ）およびエチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）などのジエン系ゴムがあり、これらを単独で、または任意に組合わせて用いてもよいが、機械的強度が高いという点からＮＲを用いるのが好ましく、さらに、他のタイヤ部材との親和性が良くなるという点から、ＮＲと前記合成ゴムとのブレンド物を用いるのがとくに好ましい。
【００１８】
ゴム組成物Ｂに含まれるシリカとしては、通常タイヤの分野で用いられるものであればよいが、たとえば無水ケイ酸、含水ケイ酸、合成ケイ酸塩などがあげられるが、無水ケイ酸は補強性は良いが加工性に劣り、合成ケイ酸塩は加工性が良いが補強性に劣るという点から、使用するシリカは含水ケイ酸であるのが好ましい。
【００１９】
また本発明においては、ゴム組成物Ｂは、ブチルゴムまたはハロゲン化ブチルゴムとの接着性をより向上させるために、液状ゴムを含む。これは、液状ゴム分子中の官能基がブチルゴムまたはハロゲン化ブチルゴムと反応して化学的に結合するからであると考えられる。
【００２０】
該液状ゴムとしては、通常のものであればよいが、たとえば液状ＮＲ、液状ＩＲ、液状ＢＲ、液状ＳＢＲ、液状ＮＢＲ、液状ＣＲ、液状ポリサルファイド、液状ポリイソブチレンなどがあげられ、Ｔｇが低く低温特性にすぐれるという点から液状ＮＲ、液状ＢＲ、液状ＩＲを用いるのが好ましい。
【００２１】
また、液状ゴムの数平均分子量としては、ゴム強度がよいという点から１０００〜１０万であればよいが、加工性がよいという点から１０００〜５万であるのが好ましい。
【００２２】
さらに、該液状ゴムは反応性がよいという点で分子鎖の側鎖および／または末端に官能基を有しているのが好ましく、なかでもとくに反応性のよい水酸基、アミノ基、カルボキシル基、ハロゲン原子、エポキシ基、イソシアネート基を有するのが好ましい。また、マレイン酸変性物の形で用いてもよい。
【００２３】
このような官能基含有液状ゴムについて、市販のものとしては、たとえば出光石油化学（株）製のＲ−１５ＨＴ（水酸基末端液状ポリブタジエン）、（株）クラレ製のＬＩＲ−３０、ＬＩＲ−４１０（カルボキシル基含有液状ポリイソプレン）、ＬＩＲ−５０６（水酸基含有ポリイソプレン）、出光石油化学（株）製のＣＳ−１５（水酸基末端液状ＳＢＲ）、宇部興産（株）製のＡＴＢＮ１３００×１６（アミノ基含有液状ＮＢＲ）などを好ましく用いることができる。
【００２４】
ゴム組成物Ｂのシリカの含有量としては、ジエン系ゴムとブチルゴムとの接着効果があり、かつゴム硬度が増大しすぎないという点から前記ゴム成分１００重量部に対してシリカ１０〜７０重量部であるが、充分な補強性がえられゴム物性が低下しないという点から４５〜７０重量部であるのが好ましい。
【００２５】
また、ゴム組成物Ｂの液状ゴム含有量としては、ゴム成分１００重量部に対して、接着性とゴム物性の両方の観点から４．５〜３６重量部であるが、接着性という点から９〜３６重量部であるのが好ましく、さらに、引張強度などのゴム物性という点から９〜１８重量部であるのがとくに好ましい。
【００２６】
ゴム組成物Ｂもまた、ゴム組成物Ａでトッピングされたカーカスとジエン系ゴムを主成分とする他のタイヤ部材とのあいだの接着性を損なわない程度に、カーボンブラックなどの充填剤、ミネラルオイルなどのプロセスオイル、ステアリン酸および／もしくは亜鉛華などの硬化剤、イオウなどの加硫剤、ならびに／またはＮＳなどの加硫促進剤などを含んでよい。
【００２７】
ゴム組成物Ａによりカーカスをトッピングするには、接着処理を行なったタイヤコードからなるスダレ状の織物を、厚さ０．４ｍｍで押し出したシートでトッピングするという方法で行なうのが好ましい。
【００２８】
また、ゴム組成物Ｂからなる接着層を、ゴム組成物Ａでトッピングしたカーカスとジエン系ゴムを主成分とする他のタイヤ部材とのあいだに設けるには、厚さ０．２ｍｍに押し出したゴム組成物Ｂからなるシートを裁断し、タイヤ成形時にトップ反に貼り合わせるという方法で行なうのが好ましいが、他は従来のタイヤ製造における条件および方法により、本発明の空気入りタイヤをうることができる。
【００２９】
なお、本発明の空気入りタイヤはインナーライナー、チューブを有していてもよいが、タイヤを軽量化するという点からインナーライナーを備えたチューブレスタイヤの構造をもってもよく、また前記ゴム組成物Ａでトッピングされたカーカスは充分な耐空気透過性を有するため、さらにタイヤを軽量化するという点からインナーライナーのないチューブレスタイヤの構造をもつこともできる。また本発明の空気入りタイヤはラジアルタイヤの構造をもってもよい。
【００３０】
【実施例】
以下、実施例にもとづいて本発明を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３１】
製造例１
表１に示す配合で、１分間ゴムを素練後、イオウおよびＮＳ以外のものを投入して３分間Ｂ型バンバリーミキサーを用いて混練りし、さらにイオウおよびＮＳをロール練りにて混入するという条件および方法で、本発明においてカーカスをトッピングするためのゴム組成物Ａ−１〜６をえた。なお、ハロゲン化ブチルゴムとしてエクソン化学社製のＥＸＸＰＲＯ９０−１０（イソブチレン−ｐ−メチルスチレン共重合体の臭素化物）、ＳＢＲとして日本合成ゴム（株）製のＳＢＲ１５００、カーボンブラックとして昭和キャボット（株）製のＮ３３０（ヨウ素吸着量８０ｍｇ／ｇ、吸油量１０１ｍｌ／１００ｇ）、加硫促進剤として大内新興化学工業（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）を用いた。
【００３２】
えられたゴム組成物Ａ−１〜６を用いて、厚さ０．５ｍｍのスラブモールドにて１６０℃で３０分間の加硫を行ない、加硫ゴム組成物Ａ−１〜６をえた。これらの空気透過性をＡＳＴＭ  Ｄ−１４３４−７５Ｍ法にしたがって測定した。結果を指数にして表１に示す。なお、ゴム組成物Ａ−６の空気透過性を１００とした。指数が小さいほど空気透過性が低く好ましい。
【００３３】
また、加硫ゴム組成物Ａ−１〜６について、クラックの成長度合いを調べるためにＪＩＳ  Ｋ６２６０にしたがって屈曲亀裂（耐屈曲性）試験を行なった。クラックが１０ｍｍになるまでに要した時間を、ゴム組成物Ａ−６のばあいを１００として、指数で示した。結果を表１に示す。指数が大きいほど耐屈曲性にすぐれており好ましい。
【００３４】
【表１】
0003612160.tif 000002
【００３５】
表１より、ブチルゴムがゴム成分中８５重量％以上であると耐屈曲性が低下する。
【００３６】
製造例２
表２に示す配合で、１分間ゴムを素練後、イオウおよびＮＳ以外のものを投入して３分間Ｂ型バンバリーミキサーを用いて混練りし、さらにイオウおよびＮＳ成分をロール練りにて混入するという条件および方法で本発明の接着層用のゴム組成物Ｂ−１〜７をえた。なお、シリカとしては日本シリカ工業（株）製のＮＩＰＳＩＬ  ＶＮ３、液状ゴムとしては出光石油化学（株）製のＲ−１５ＨＴ（水酸基末端液状ポリブタジエン、数平均分子量１２００）を用いた。なお、ＳＢＲおよびＮＳについては製造例１と同じものを用いた。
【００３７】
ついでゴム組成物Ｂ−１〜７から、厚さ２ｍｍのスラブモールドにて１５０℃で３０分間の加硫を行ない、加硫ゴム組成物Ｂ−１〜７をえた。これら加硫ゴム組成物Ｂ−１〜７について、ＪＩＳ  Ｋ６３０１にしたがい、引張り強さ（ＴＢ）および硬さ（Ｈｄ）を測定した。
【００３８】
また、加硫ゴム組成物Ｂ−１〜７について、動的粘弾性スペクトルを測定し、Ｅ＊が室温から１２０℃位までなだらかな減少を示すものが○、屈曲点を示すものが×として熱的安定性を評価した。
【００３９】
結果を表２に示す。
【００４０】
【表２】
0003612160.tif 000003
【００４１】
表２より、液状ゴムの量がゴム成分１００重量部に対して３６重量部を超えると硬さが大きくなりすぎると考えられる。また、シリカの量がゴム成分１００重量部に対して４５重量部に満たないと充分な引張り強さおよび硬さがえられない。さらに、シリカ量が７０重量部を超えると引張り強さは低く、硬さは増大してしまう。
【００４２】
実験例１−１〜１３
製造例２でえた本発明の接着層用ゴム組成物Ｂ−１〜７からロールにてシート出しするという方法で厚さ０．５ｍｍ、長さ１６０ｍｍ、幅２５ｍｍの接着層用ゴムシート１〜７をえた。また、同様にして、製造例１でえたトッピング用ゴム組成物Ａ−１〜６それぞれと天然ゴム４０重量％およびブタンジエンゴム６０重量％からなるジエンゴムとから、厚さ２ｍｍ、長さ１６０ｍｍ、幅２５ｍｍのトッピング用ゴムシートとジエンゴムシートとをえた。
【００４３】
ついで表３に示す組合せで、接着層用ゴムシートをトッピング用ゴムシートおよびジエンゴムシートのあいだに挿入して貼り合わせ、さらに表と裏に厚織（厚さ１ｍｍ、長さ１６０ｍｍ、幅２５ｍｍのナイロンキャンバスからなるもの）を貼り、剥離テスト用サンプルを作製した。
【００４４】
これらサンプルを、１６０℃で３０分間の加硫をしたのち、２５ｍｍ幅に切断し、ＪＩＳ  Ｋ６２５６にしたがって接着層を境目に１８０°剥離テストを行ない、接着力を測定した。結果を表３に示す。
【００４５】
また、剥離後の状態について、接着層用ゴムシートが破壊しているばあいをＡ、トッピング用ゴムシートと接着層用ゴムシートの界面で剥離しているばあいをＢ、ジエンゴムシートと接着用ゴムシートの界面で剥離しているばあいをＣとして評価した。結果を表３に示す。
【００４６】
さらに、剥離テスト用サンプルそれぞれについて製造例１のばあいと同様にして空気透過性を、また製造例２のばあいと同様にして熱的安定性を測定した。結果を表３に示す。
【００４７】
【表３】
0003612160.tif 000004
【００４８】
表３より、ゴム組成物Ｂの液状ゴムの量が９重量部に満たないばあい（実験例１−１）、およびシリカの量が４５重量部に満たないばあい（実験例１−６）、充分な接着性がえられない。
【００４９】
実験例２−１〜３
カーカスをトッピングするために前記ゴム組成物Ａ−３を用い、かつ接着層用のゴム組成物として前記ゴム組成物Ｂ−３を用い、その他は従来の方法でＴＬ  １８５／７０  Ｒ１４のサイズの本発明のタイヤ１を作製した。
【００５０】
また、カーカスをトッピングするために前記ゴム組成物Ａ−３を用い、接着層を設けずに、タイヤ１のばあいと同様にして同じサイズのタイヤ２をえた。
【００５１】
さらに、タイヤ１と同様のサイズを有し、カーカス部がジエン系ゴムで構成され、その内側にインナーライナーをもつ構造を有する現行のタイヤをタイヤ３とした。
【００５２】
ついでタイヤ１〜３の重量を測定した後、タイヤをリムに装着して走行速度８０ｋｍ／ｈ、内圧１９０ｋＰａ、加重６４６ｋｇという条件で室内でのドラム耐久テストを行なった。結果を表４に示す。
【００５３】
【表４】
0003612160.tif 000005
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、カーカスとジエン系ゴムからなるタイヤ部材とのあいだの接着性および熱的安定性にすぐれた空気入りタイヤをうることができる。