(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ径方向内側から外側へ、インナーライナー層、タイゴム層およびカーカス層を有し、前記タイゴム層を形成するタイゴム用ゴム組成物が、ジエン系ゴム１００質量部に、無機フィラー３〜５０質量部を有し、その１００％変形引張り応力（Ｍtie）と、前記インナーライナー層を形成するインナーライナー用ゴム組成物の１００％変形引張り応力（ＭIL）との差（Ｍtie−ＭIL）が０〜２．０ＭＰａであることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記無機フィラーのアスペクト比Ａｒが０．５〜０．９５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。
【請求項３】
前記インナーライナー用ゴム組成物がそのゴム成分１００質量部に、無機フィラーをＡIL質量部有し、前記タイゴム用ゴム組成物における前記ジエン系ゴム１００質量部に対する前記無機フィラーの配合量をＡtie質量部とするとき、これら無機フィラーの配合量の比（ＡIL／Ａtie）が０以上、２／３以下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。
【請求項４】
前記タイゴム用ゴム組成物が含有する無機フィラーが、クレー、タルク、炭酸カルシウム、酸化マグネシウムから選ばれる少なくとも１つ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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形加工性、低空気透過性およびタイヤ耐久性に優れた空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
地球環境への負荷を低減するため、空気入りタイヤの転がり抵抗を小さくし燃費性能を高くする検討がされている。空気入りタイヤの空気圧が低下すると、走行時のタイヤ変形を大きくし、それが転がり抵抗の増大、ひいては燃費性能の悪化を引き起こす。そのため空気入りタイヤの空気透過性を抑制することが、転がり抵抗を小さくし燃費性能を高くすることに繋がる。また、空気透過性を抑制することにより、スチールコードなどのタイヤ補強材の劣化を抑制し、タイヤ耐久性をより優れたものにすることができる。
【０００３】
空気透過性を小さくするため、特許文献１は、ブチル系ゴムからなるゴム成分１００重量部と、平均アスペクト比が３以上３０未満であるクレー１０〜５０重量部と、カーボンブラック１０〜６０重量部とを含有するインナーライナー用ゴム組成物が空気透過性を低くすることを記載する。しかしながら近年、空気入りタイヤの空気透過性をより一層優れたものにし、タイヤ耐久性を改良すると共に、タイヤ加工性を悪化させないことが求められており、このような要求満たす空気入りタイヤは、未だ開発されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−８８２０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、成形加工性、低空気透過性およびタイヤ耐久性を従来レベル以上に改良するようにした空気入りタイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成する本発明の空気入りタイヤは、タイヤ径方向内側から外側へ、インナーライナー層、タイゴム層およびカーカス層を有し、前記タイゴム層を形成するタイゴム用ゴム組成物が、ジエン系ゴム１００質量部に、無機フィラー３〜５０質量部を有し、その１００％変形引張り応力（Ｍtie）と、前記インナーライナー層を形成するインナーライナー用ゴム組成物の１００％変形引張り応力（ＭIL）との差（Ｍtie−ＭIL）が０〜２．０ＭＰａであることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の空気入りタイヤは、タイゴム用ゴム組成物が無機フィラーを配合し、かつその１００％変形引張り応力（Ｍtie）と、インナーライナー用ゴム組成物の１００％変形引張り応力（ＭIL）との差（Ｍtie−ＭIL）を０〜２．０ＭＰａにしたので、成形加工性、低空気透過性およびタイヤ耐久性を従来レベル以上に改良することができる。
【０００８】
前記無機フィラーのアスペクト比Ａｒは、０．５〜０．９５であるであるとよく、空気透過性をより小さくすることができる。また前記インナーライナー用ゴム組成物がそのゴム成分１００質量部に、無機フィラーをＡIL質量部有し、前記タイゴム用ゴム組成物における前記ジエン系ゴム１００質量部に対する前記無機フィラーの配合量をＡtie質量部とするとき、これら無機フィラーの配合量の比（ＡIL／Ａtie）が２／３以下であるとよく、タイゴム用ゴム組成物およびインナーライナー用ゴム組成物の１００％変形引張り応力の差（Ｍtie−ＭIL）を容易に適正化することができる。また前記無機フィラーは、クレー、タルク、炭酸カルシウム、酸化マグネシウムから選ばれる少なくとも１つであるとよい。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書において、空気入りタイヤは、インナーライナー層、タイゴム層およびカーカス層を、タイヤ径方向内側から外側へ、この順に有する。すなわち、空気入りタイヤのタイヤ径方向の最内側に、インナーライナー層を有し、それより外側にカーカス層を有し、インナーライナー層およびカーカス層の間にタイゴム層が介在している。そしてインナーライナー層およびタイゴム層は、インナーライナー用ゴム組成物およびタイゴム用ゴム組成物で形成される。
【００１０】
タイゴム用ゴム組成物は、ジエン系ゴム１００質量部に、無機フィラー３〜５０質量部を有する。ジエン系ゴムとして、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、アクリロニトリル−ブタジエンゴム等が例示される。好ましくは、天然ゴムをジエン系ゴム１００質量％中、３０〜７０質量％含有するとよい。
【００１１】
無機フィラーとして、クレー、タルク、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、マイカ、瀝青炭等を例示することができる。なかでもクレー、タルク、炭酸カルシウム、酸化マグネシウムから選ばれる少なくとも１つであるとよい。なお、本明細書において、カーボンブラックは、無機フィラーの種類から除外するものとする。
【００１２】
無機フィラーのアスペクト比Ａｒは、好ましくは０．５〜０．９５、より好ましくは０．５〜０．９、更に好ましくは０．６〜０．９であるとよい。無機フィラーのアスペクト比Ａｒをこのような範囲内にすることにより耐空気透過性を抑制しながら、タック性、接着性等を確保することができる。本明細書において、アスペクト比Ａｒは、マイクロメリテックス計器社製セディグラグ５１００粒子径測定装置を使用して遠心沈降法で５０％粒子径Ｄｓを測定し、マルバーン社製レーザー・マルバーン・マスターサイザー２０００回折式粒子分布測定装置を使用して５０％粒子径Ｄｌを測定し、下記式（１）により求めることができる。
Ａｒ＝（Ｄｓ−Ｄｌ）／Ｄｓ        （１）
（式中、Ａｒはアスペクト比、Ｄｓは遠心沈降法で測定された累積分布により求められた５０％粒子径、Ｄｌはコヒーレント光のレーザー回折法で測定された累積分布により求められた５０％粒子径を表す。）。
【００１３】
無機フィラーは、ジエン系ゴム１００質量部に対し、３〜５０質量部、好ましくは５〜３０質量部配合する。本明細書において、ジエン系ゴム１００質量部に対する無機フィラーの配合量をＡtie質量部であるとする。無機フィラーの配合量が３質量部未満であると、空気透過性を小さくする作用が十分に得られない。また無機フィラーの配合量が５０質量部を超えると、成形加工性が低下し良品率が低下すると共に、タイヤ故障を起こしやすくなり、タイヤ耐久性が低下する。
【００１４】
本発明の空気入りタイヤにおいて、タイゴム用ゴム組成物の１００％変形引張り応力（Ｍtie）およびインナーライナー用ゴム組成物の１００％変形引張り応力（ＭIL）との差（Ｍtie−ＭIL）は、０〜２．０ＭＰａ、好ましくは０〜１．５ＭＰａである。１００％変形引張り応力の差（Ｍtie−ＭIL）をこのような範囲内にすることにより、タイヤ成形時に口開き等が起きるのを抑制し、良品率を高くすることができる。また、タイヤが変形したとき応力集中を低減しタイヤ耐久性を改良することができる。本明細書において、タイゴム用ゴム組成物の１００％変形引張り応力（Ｍtie）およびインナーライナー用ゴム組成物の１００％変形引張り応力（ＭIL）は、ＪＩＳ  Ｋ６２５１に準拠し、３号型ダンベル試験片を２０℃、引張り速度５００ｍｍ／分の条件で引張り試験を行い、１００％伸長時の引張り応力を測定するものとする。
【００１５】
インナーライナー用ゴム組成物は、ゴム成分１００質量部に、無機フィラーをＡIL質量部配合することができる。インナーライナー用ゴム組成物における無機フィラーの配合量（ＡIL質量部）は、タイゴム用ゴム組成物における無機フィラーの配合量（Ａtie質量部）との比で決めることができる。インナーライナー用ゴム組成物の無機フィラーの配合量（ＡIL質量部）およびタイゴム用ゴム組成物の無機フィラーの配合量（Ａtie質量部）の比（ＡIL／Ａtie）は、好ましくは２／３以下、より好ましくは１／５〜１／３である。無機フィラーの配合量の比（ＡIL／Ａtie）を２／３以下にすることにより、タイゴム用ゴム組成物およびインナーライナー用ゴム組成物の１００％変形引張り応力の差（Ｍtie−ＭIL）を容易に適正化することができる。またインナーライナー用ゴム組成物が含有する無機フィラーは、クレー、タルク、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、マイカ、瀝青炭等から適宜、選ぶことができる。インナーライナー用ゴム組成物が含有する無機フィラーは、タイゴム用ゴム組成物が含有する無機フィラーと、同じ種類でも、異なる種類でもよい。
【００１６】
インナーライナー用ゴム組成物のゴム成分は、ブチルゴム、臭素化ブチルゴム、塩素化ブチルゴムなどからなるブチル系ゴムを主成分にする。すなわち、ゴム成分１００質量％中、ブチル系ゴムが５０質量％以上、好ましくは７０〜１００質量％含有するとよい。インナーライナー用ゴム組成物は、ブチル系ゴム以外の他のゴム成分を含有することができる。他のゴム成分としては、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、等が例示される。
【００１７】
本発明において、タイゴム用ゴム組成物およびインナーライナー用ゴム組成物は、上述した配合剤の他、通常のタイゴム用ゴム組成物およびインナーライナー用ゴム組成物に配合される配合剤を含有することができる。すなわち、加硫剤／架橋剤、加硫促進助剤、老化防止剤、素練促進剤、各種オイル、可塑剤などのゴム組成物に一般的に使用される各種添加剤を、本発明の構成を阻害しない範囲で配合することができ、かかる添加剤は一般的な方法で混練してタイゴム用ゴム組成物およびインナーライナー用ゴム組成物とし、加硫又は架橋するのに使用することができる。
【００１８】
以下、実施例によって本発明をさらに説明するが、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。
【実施例】
【００１９】
表２に示す共通配合を有し、表１に示す配合からなる１０種類のタイゴム用ゴム組成物（標準例、実施例１〜５、比較例１〜４）を調製する。タイゴム用ゴム組成物の配合において、硫黄および加硫促進剤を除く成分を秤量し、１.７Ｌ密閉式バンバリーミキサーで約５分間混練し、得られた混合物を放出し室温冷却した。冷却された混合物を、ロールに供し、硫黄および加硫促進剤を添加、混合し、タイゴム用ゴム組成物を調製した。なお、タイゴム用ゴム組成物における無機フィラーの配合量（Ａtie）に対する、下記のインナーライナー用ゴム組成物における無機フィラーの配合量（ＡIL）の比（ＡIL／Ａtie）を算出し、表１に記載した。
【００２０】
表３に示す配合からなる３種類のインナーライナー用ゴム組成物（組成物Ａ，Ｂ，Ｃ）を、硫黄および加硫促進剤を除く成分を秤量し、１.７Ｌ密閉式バンバリーミキサーで約５分間混練し、得られた混合物を放出し室温冷却した。冷却された混合物を、ロールに供し、硫黄および加硫促進剤を添加、混合し、インナーライナー用ゴム組成物を調製した。
【００２１】
得られたタイゴム用ゴム組成物およびインナーライナー用ゴム組成物を用いて、所定形状の金型を使用して１６０℃、３０分間加硫成形し試験用サンプルを作成し、下記に示す方法により１００％引張り応力を測定した。またタイゴム用ゴム組成物の試験用サンプルを用いて、下記に示す方法により空気透過性を測定した。
【００２２】
１００％引張り応力
得られた試験用サンプルから、ＪＩＳ  Ｋ６２５１に準拠してＪＩＳ３号ダンベル型試 験片を切り出した。ＪＩＳ  Ｋ６２５１に準拠し温度２０℃、引張速度５００ｍｍ／分の条件で引張試験を行い、１００％伸長時の引張り応力を測定した。得られた結果を、表１および３に示した。またタイゴム用ゴム組成物の１００％引張り応力（Ｍtie）およびインナーライナー用ゴム組成物の１００％引張り応力（ＭIL）の差（Ｍtie−ＭIL）を算出し、表１に記載した。
【００２３】
空気透過性
得られたタイゴム用ゴム組成物の試験用サンプルの空気透過性を、ＪＩＳ  Ｋ７１２６「プラスチックフィルム及びシート−ガス透過度試験方法−第１部：差圧法」に準拠して、空気透過係数を測定した。得られた空気透過係数の逆数を算出し、標準例を１００とする指数にし、表１の「タイゴムの空気透過性」の欄に示した。この指数が大きいほど空気透過性が小さくバリア性が優れることを意味する。
【００２４】
表１に示すように、１０種類のタイゴム用ゴム組成物（標準例、実施例１〜５、比較例１〜４）と、３種類のインナーライナー用ゴム組成物（組成物Ａ，Ｂ，Ｃ）とを組み合わせて、タイヤサイズ（１９５／６５Ｒ１５）の空気入りタイヤを加硫成形した。ここで１０００本ずつの空気入りタイヤを製作するとき、グリーン成形から加硫成形までの良品率を求め、標準例を１００とする指数にし、表１の「タイヤ成形時の良品率」に記載した。この指数が高いほど良品率が高く優れることを意味する。
また得られた空気入りタイヤを使用し、下記に示す方法によりタイヤ耐久性試験、およびタイヤ空気漏れ性能を測定した。
【００２５】
タイヤ耐久性試験
得られた空気入りタイヤをＪＡＴＭＡ標準リムに組み付けドラム表面が平滑な、鋼製の直径１７０７ｍｍのドラム試験機を用い、周辺温度を３８±３℃に制御し、内圧２００ｋＰａ、荷重４．７ｋＮ、速度８０ｋｍ／ｈにてタイヤ故障が発生するまでの走行距離を求めた。得られた結果は、標準例を１００とする指数にし、表１の「タイヤ耐久性」の欄に記載した。この指数が大きいほどタイヤ耐久性が優れることを意味する。
【００２６】
タイヤ空気漏れ性能
空気入りタイヤをＪＡＴＭＡ標準リムに組み付け、空気圧２３０ｋＰａに加圧した。各空気入りタイヤを、常温で１か月間、放置した後、空気圧を測定し、空気漏れ量（空気圧の漏れ率）を算出した。得られた結果は、それぞれの逆数を算出し、標準例を１００とする指数にし、表１の「タイヤ空気漏れ性能」の欄に記載した。この指数が大きいほど空気漏れがすくなく、タイヤ空気漏れ性能が優れることを意味する。
【００２７】
【表１】
0006988303.tif 000002
【００２８】
表１において使用した原材料の種類を下記に示す。
・ＮＲ：天然ゴム、ＴＳＲ２０、Ｔｇ：−６５℃
・ＳＢＲ：スチレンブタジエンゴム、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ  １５２０、Ｔｇ：−６０℃
・カーボンブラック：東海カーボン社製シーストＶ、窒素吸着比表面積：２７ｍ2／ｇ
・クレー：山陽クレー社製カタルポＹ−Ｋ、アスペクト比Ａｒ：０．８５
・タルク：日本ミストロン社製ミストロンベーパー、アスペクト比Ａｒ：０．６５
【００２９】
【表２】
0006988303.tif 000003
【００３０】
表２において使用した原材料の種類を下記に示す。
・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
・樹脂：日立化成工業社製ヒタノール１５０２Ｚ
・硫黄：四国化成工業社製ミュークロンＯＴ−２０
・加硫促進剤：大内新興化学工業社製ノクセラーＣＺ
【００３１】
【表３】
0006988303.tif 000004
【００３２】
表３において使用した原材料の種類を下記に示す。
・ＩＩＲ：ブチルゴム、エクソンモービル社製ＥＸＸＯＮ  ＢＲＯＭＯＢＵＴＹＬ  ２２５５
・ＮＲ：天然ゴム、ＴＳＲ２０、Ｔｇ：−６５℃
・カーボンブラック：東海カーボン社製シーストＶ、窒素吸着比表面積：２７ｍ2／ｇ
・クレー：山陽クレー社製カタルポＹ−Ｋ、アスペクト比Ａｒ：０．８５
・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
・硫黄：四国化成工業社製ミュークロンＯＴ−２０
・加硫促進剤：大内新興化学工業社製ノクセラーＣＺ
【００３３】
表１から明らかなように実施例１〜６の空気入りタイヤは、成形加工性、低空気透過性およびタイヤ耐久性が優れる。
【００３４】
比較例１の空気入りタイヤは、タイゴム用ゴム組成物が無機フィラーを含有せず、インナーライナー用ゴム組成物に無機フィラーを含むため、タイヤ成形時の良品率が悪化する。
比較例２の空気入りタイヤは、タイゴム用ゴム組成物が無機フィラーを含有せず、１００％変形引張り応力の差（Ｍtie−ＭIL）が２．０ＭＰａを超えるので、タイヤ成形時の良品率およびタイヤ耐久性が悪化する。
比較例３の空気入りタイヤは、タイゴム用ゴム組成物中、無機フィラーが５０質量部を超え、１００％変形引張り応力の差（Ｍtie−ＭIL）が２．０ＭＰａを超えるので、タイヤ成形時の良品率およびタイヤ耐久性が悪化する。
比較例４の空気入りタイヤは、タイゴム用ゴム組成物中、１００％変形引張り応力の差（Ｍtie−ＭIL）が０ＭＰａより小さいので、タイヤ成形時の良品率が著しく悪化する。