(57)【要約】【課題】タイヤ成型時の拡張性を向上させて、タイヤの耐摩耗性能を向上させる。【解決手段】サイドウォール部２にサイド補強層１０が設けられた空気入りタイヤにおいて、サイド補強層１０は、不織布をゴム被覆してなる不織布−ゴム複合体からなり、前記不織布の目付が５０〜３００ｇ／ｍ２であり、前記複合体の１０％伸び引張応力は、該引張応力が最大となる方向を第１方向とし、前記第１方向に垂直な方向を第２方向として、第１方向の引張応力が第２方向の引張応力の１．５倍以上４．０倍以下であり、前記複合体を前記第１方向とタイヤ半径方向とのなす角度が１０°未満となるように設置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右一対のビード部及びサイドウォール部と、前記左右のサイドウォール部間に設けられたトレッド部を備え、前記サイドウォール部にサイド補強層が設けられた空気入りタイヤにおいて、
前記サイド補強層は、不織布をゴム被覆してなる不織布−ゴム複合体からなり、前記不織布の目付が５０〜３００ｇ／ｍ２であり、前記複合体の１０％伸び引張応力は、該引張応力が最大となる方向を第１方向とし、前記第１方向に垂直な方向を第２方向として、第１方向の引張応力が第２方向の引張応力の１．５倍以上４．０倍以下であり、前記複合体を前記第１方向とタイヤ半径方向とのなす角度が１０°未満となるように設置した
ことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記複合体の厚みが０．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１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、空気入りタイヤに関し、より詳細にはサイド補強層を備えた空気入りタイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、タイヤの操縦安定性を向上するために、サイドウォール部を補強するサイド補強層を配設することが知られている。また、サイド補強層として、不織布をゴムで被覆してなる不織布−ゴム複合体を用いる技術が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、モノフィラメント繊維からなる無配向の不織布をゴム被覆してなる繊維補強部材を、カーカス層近傍のサイドウォール部に設置し、タイヤ成型時の拡張によって不織布中のモノフィラメント繊維をタイヤ周方向に配向させることが開示されている。しかしながら、このような無配向の不織布を用いた場合、タイヤ成型時の拡張に追従させることが難しい。
【０００４】
特許文献２には、不織布−ゴム複合体の引張剛性特性について、（引張剛性が最大となる第１方向での第１剛性）／（第１方向と垂直な第２方向での第２剛性）を６／４以上に設定した上で、前記第１方向とタイヤ半径方向とのなす角度が１０°以上となるように、該複合体をサイドウォール部に設置することが開示されている。しかしながら、このように不織布−ゴム複合体を、その配向方向がタイヤ半径方向とならないように配置すると、タイヤ成型時の拡張が困難になる。
【０００５】
特許文献３には、不織布−ゴム複合体をサイドウォール部に設置するに際し、不織布の目付をビード部側端部よりもトレッド部側端部で高くして、タイヤ半径方向における繊維密度の均一化を図ることが開示されている。しかしながら、不織布の配向性については考慮されていない。
【０００６】
特許文献４には、目付１００ｇ／ｍ２以下の不織布をゴム被覆してなる複合体を、その配向方向（即ち、剛性の高い方向）がタイヤ周方向になるように配置することが開示されている。しかしながら、剛性の高い方向をタイヤ周方向に配置すると、タイヤ成型時の拡張が困難になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−４００２３号公報
【特許文献２】特開２００２−１４４８２３号公報
【特許文献３】特開２０１２−２４５６５５号公報
【特許文献４】特開２００２−２８３８１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のように従来の不織布−ゴム複合体をサイド補強層に設ける技術では、タイヤ成型時の拡張が困難であった。そのため、不織布−ゴム複合体が均一に拡張されずにサイド補強層の均一性が損なわれることで、タイヤの均一性（ユニフォミティ）が低下し、その結果、タイヤの耐摩耗性能が損なわれるという問題があることが判明した。
【０００９】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、タイヤ成型時の拡張性を向上させて、タイヤの耐摩耗性能を向上させることができる空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る空気入りタイヤは、左右一対のビード部及びサイドウォール部と、前記左右のサイドウォール部間に設けられたトレッド部を備え、前記サイドウォール部にサイド補強層が設けられた空気入りタイヤにおいて、前記サイド補強層は、不織布をゴム被覆してなる不織布−ゴム複合体からなり、前記不織布の目付が５０〜３００ｇ／ｍ２であり、前記複合体の１０％伸び引張応力は、該引張応力が最大となる方向を第１方向とし、前記第１方向に垂直な方向を第２方向として、第１方向の引張応力が第２方向の引張応力の１．５倍以上４．０倍以下であり、前記複合体を前記第１方向とタイヤ半径方向とのなす角度が１０°未満となるように設置したものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、サイド補強層を構成する不織布−ゴム複合体の不織布に配向性を持たせ、配向している方向（第１方向）がタイヤ半径方向となるように設置したので、タイヤ成型時の拡張に追従させることができる。そのため、不織布−ゴム複合体が均一に拡張されてサイド補強層の均一性が向上するので、タイヤの均一性（ユニフォミティ）が向上し、その結果として、タイヤの耐摩耗性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】一実施形態に係る空気入りラジアルタイヤの半断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１４】
図１に示すように、実施形態の空気入りタイヤは、乗用車用空気入りラジアルタイヤであって、左右一対のビード部（１）及びサイドウォール部（２）と、左右のサイドウォール部（２）の径方向外方端部同士を連結するように両サイドウォール部（２）間に設けられたトレッド部（３）とを備えて構成されている。
【００１５】
トレッド部（３）における径方向内側部分にはカーカス（４）が埋設されており、カーカス（４）は、一対のビード部（１）間にわたり配されている。すなわち、カーカス（４）は、トレッド部（３）から両側のサイドウォール部（２）を経て、ビード部（１）に埋設された環状のビードコア（５）にて両端部が係止されている。カーカス（４）は、補強材としてのカーカスコードを所定の打ち込み本数で平行配列し被覆ゴムで被覆してなる少なくとも１枚のカーカスプライ（図の例では１枚）からなり、該カーカスコードがタイヤ周方向に対して実質上直角になるように該カーカスプライを配設することで構成されている。
【００１６】
カーカス（４）の両端部は、ビードコア（５）にてタイヤ軸方向内側から外側に折り返すことで係止されている。従って、カーカス（４）は、左右のビードコア（５）間に跨るトロイド状の本体部（４Ａ）と、該本体部（４Ａ）の両端においてビードコア（５）の周りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部（４Ｂ）とからなる。そして、本体部（４Ａ）と折返し部（４Ｂ）との間には、ビードコア（５）の径方向外周側に断面三角形状をなす硬質ゴム製のビードフィラー（６）が配されている。
【００１７】
トレッド部（３）におけるカーカス（４）の外周側（即ち、タイヤ径方向外側）にはベルト（７）が配されている。ベルト（７）は、カーカス（４）のクラウン部の外周に重ねて設けられており、１枚又は複数枚のベルト層、通常は少なくとも２枚のベルト層で構成することができ、本実施形態では２枚のベルト層で構成されている。そして、ベルト（７）の外周側（即ち、タイヤ半径方向外側）において、ベルト（７）とトレッドゴム部（８）との間に、有機繊維コードを螺旋状に巻回してなるベルト補強層（９）が設けられている。なお、ベルト（７）は、従来一般的なベルト用スチールコードをタイヤ周方向に対して一定角度（例えば、１５〜３５度）で傾斜させかつタイヤ幅方向に所定間隔にて配列させてなるものであり、２枚のベルト層間で、スチールコードが互いに交差するように配設されている。
【００１８】
以上の構成において、サイドウォール部（２）にサイド補強層（10）が設けられている。この例では、サイド補強層（10）は、ビード部（１）からサイドウォール部（２）にかけて設けられており、詳細には、ビードフィラー（６）からタイヤ半径方向外方に延びてサイドウォール部（２）に延在しており、かつタイヤ最大幅位置近傍で終端するように設けられている。
【００１９】
サイド補強層（10）は、カーカス（４）のタイヤ軸方向外側面に沿って設けられており、詳細には、ビード部（１）においてカーカス（４）の折返し部（４Ｂ）のタイヤ軸方向外側面に沿って設けられ、そこからタイヤ半径方向外方に延びて、サイドウォール部（２）においてカーカス（４）の本体部（４Ａ）のタイヤ軸方向外側面に沿って設けられている。
【００２０】
サイド補強層（10）は、サイドウォール部（２）を補強するためにサイドウォール部（２）の少なくとも一部に設けられていればよく、また、サイドウォール部（２）内だけで設けられてよく、上記のようにビード部（１）まで延在するように設けられてもよく、あるいはまたトレッド部（１）まで延在するように設けられてもよい。また、サイド補強層（10）は、図１に示したカーカス（４）の折返し部（４Ｂ）のタイヤ軸方向外側面に沿って設ける場合には限定されず、例えば、該折返し部（４Ｂ）とビードフィラー（６）との間に介設されてもよく、ビードフィラー（６）とカーカス本体部（４Ａ）との間に介設されてもよく、カーカス本体部（４Ａ）のタイヤ軸方向内側面に沿って設けられてもよい。
【００２１】
本実施形態では、サイド補強層（10）として、不織布をゴム被覆してなる不織布−ゴム複合体が用いられている。不織布としては、当該不織布を構成する繊維が配向性を持つものが用いられ、このような配向性のある不織布からなる複合体を、所定の方向に向けてサイド補強層（10）として配置することにより、タイヤ成型時の拡張性を向上させて、タイヤの均一性を向上することができる。
【００２２】
上記不織布は、その目付（単位面積当たりの質量）が５０ｇ／ｍ２以上３００ｇ／ｍ２以下のものが用いられる。不織布の目付が５０ｇ／ｍ２未満では、不織布作製時の配向性の制御が困難である。３００ｇ／ｍ２を超えると、不織布−ゴム複合体の薄肉化が難しく、タイヤ質量に対する影響が大きくなり、またタイヤ成型時の拡張に追随できるだけの伸びを確保することが難しくなる。不織布の目付は、より好ましくは８０ｇ／ｍ２以上２５０ｇ／ｍ２以下であり、更に好ましくは１００ｇ／ｍ２以上２００ｇ／ｍ２以下である。
【００２３】
不織布の配向性については、ゴム被覆後の不織布（即ち、不織布−ゴム複合体）の引張剛性に基づき設定する。詳細には、不織布−ゴム複合体を加硫した加硫後の試験片について、１０％伸び時の引張応力を測定し、不織布の面内における互いに直交する２方向において、一方向での引張応力と他方向での引張応力との比が所定の範囲内にあるものを用いる。すなわち、１０％伸び引張応力が最大となる方向（不織布の繊維の配向方向に等しい。）を第１方向とし、該第１方向に垂直な方向を第２方向として、第１方向の引張応力（Ｓ１）が第２方向の引張応力（Ｓ２）の１．５倍以上４．０倍以下（即ち、Ｓ１／Ｓ２＝１．５〜４．０）のものを用いる。第１方向の引張応力が第２方向の引張応力の１．５倍未満（Ｓ１／Ｓ２＜１．５）では、不織布−ゴム複合体がタイヤ成型時の拡張に十分追従することができない。第１方向の引張応力が第２方向の引張応力の４．０倍を超えると（Ｓ１／Ｓ２＞４．０）、不織布作製時の均一性の制御が難しくなり、不均一な不織布となってしまい、そのため、タイヤ成型時に均一に拡張することが困難になる。この引張応力の比Ｓ１／Ｓ２は、１．７倍〜３．５倍であることが好ましく、より好ましくは２．０倍〜３．０倍であり、更に好ましくは２．０倍〜２．５倍である。
【００２４】
本実施形態では、このような配向性を持つ不織布−ゴム複合体を、配向方向である上記第１方向がタイヤ半径方向（即ち、ラジアル方向）になるように、サイドウォール部（２）に設置して、タイヤを成型する。詳細には、上記第１方向とタイヤ半径方向とのなす角度が１０°未満となるように、不織布−ゴム複合体を、タイヤ構成部材のサイドウォール部に相当する所定箇所に貼り付ける。このように引張剛性の高い第１方向をタイヤ半径方向とし、剛性の低い第２方向をタイヤ周方向としたことにより、タイヤ成型時に、主としてタイヤ周方向に拡張される前記複合体の該拡張に対する追従性（追随性）を向上することができる。タイヤ成型時に該複合体を貼り付ける際の、上記第１方向とタイヤ半径方向とのなす角度が１０°以上であると、タイヤ成型時に複合体を均一に拡張させることが難しくなる。該角度は８°以下であることが好ましく、より好ましくは５°以下である。
【００２５】
上記不織布−ゴム複合体の厚み（即ち、未加硫状態での該複合体の厚み。トッピングゲージとも称される。）は０．５ｍｍ以下であることが好ましい。不織布−ゴム複合体の厚みが０．５ｍｍを超えると、タイヤ質量が大きくなり、一般的な繊維コードをサイド補強層に用いた場合に比べて、十分なタイヤの軽量化効果が得られない。不織布−ゴム複合体の厚みは、より好ましくは０．２５〜０．４５ｍｍである。
【００２６】
上記不織布の材質は特に限定されず、例えば、ポリエステル繊維、脂肪族ポリアミド繊維（ナイロン繊維）、芳香族ポリアミド繊維、ポリビニルアルコール系繊維、炭素繊維などの有機繊維、金属繊維、ガラス繊維などの無機繊維等が挙げられ、短繊維でも長繊維でもよい。好ましくは、軽量化の観点から有機繊維であり、短繊維の有機繊維がより好ましい。また、これらの繊維は、接着剤処理がなされたものであってもよく、接着剤処理していないものであってもよい。
【００２７】
上記のような配向性を持つ不織布の製造方法も特に限定されず、従来公知の方法により作製することができる。例えば、乾式法、湿式法、スパンボンド法、メルトブロー法、エアレイド法などによりウェブを形成する方法が挙げられる。また、ウェブの繊維結合方法として、ケミカルボンド法、サーマルボンド法、ニードルパンチ法、水流交絡法などが挙げられる。これらの中でも湿式法（抄紙法）が好ましい。不織布に配向性を持たせるためには、例えば、ウェブを形成する際に、ウェブの長さ方向（形成方向）に所定長伸張させることにより、当該長さ方法に繊維を配設させることができる。すなわち、ウェブの長さ方向に延在する繊維が、幅方向に延在する繊維に対して多く配設され、それにより、長さ方向の剛性が比較的高く、幅方向の剛性が比較的低くなるので、長さ方向が配向方向となる。
【００２８】
不織布−ゴム複合体におけるゴムとしては、特に限定されず、一般的な繊維コードからなるサイド補強層におけるトッピングゴムと同様のものを用いることができる。すなわち、トッピングゴムのゴム組成物としては、特に限定されず、例えば、ゴム成分としては、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）、イソプレンゴム（ＩＲ）などが挙げられ、これにゴム組成物として通常用いられる成分を含有させることができる。そのような成分としては、例えば、カーボンブラック等のフィラー、オイルなどの軟化剤、亜鉛華、老化防止剤、ステアリン酸、加硫促進剤、硫黄等が挙げられる。
【実施例】
【００２９】
以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００３０】
図１に示す断面形状を持つタイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５のラジアルタイヤを試作した。サイド補強層（10）の構成は、下記表１に示す通りであり、各タイヤについて、サイド補強層（10）以外の構成は、全て共通の構成とした。比較例１は、サイド補強層を持たない従来例であり、比較例２は、従来の一般的な繊維コードからなるサイド補強層として、ナイロン６６コード（９４０ｄｔｅｘ／２）からなる簾織りコード（打ち込み本数１８本／２５ｍｍ）をゴム被覆してなるトッピング反を使用したものであり、タイヤ半径方向に対するコードの角度が４５°となるように配置した。実施例１〜４及び比較例３〜１０は、湿式法により作製された繊維径０．０１ｍｍのポリエステル短繊維からなる不織布に、比較例２と同じゴム組成物からなるゴムで被覆してなる不織布−ゴム複合体を、サイド補強層に使用した例である。
【００３１】
なお、各実施例及び比較例において、ベルト（７）は、一般に使用されている２＋１×０．２７ｍｍ構造のスチールコードをエンド数が２０本／２５．４ｍｍとしたものを２枚（コード角度は、＋２５°／−２５°）とした。カーカス（４）は、ポリエステル繊維コード（１６７０ｄｔｅｘ／２）をエンド数が２７本／２５ｍｍで配列したものの１プライとした。ベルト補強層（９）は、ナイロン６６コード（９４０ｄｔｅｘ／２）をエンド数が１８本／２５ｍｍとなるように配設させた。サイド補強層（10）は、表１に記載の構成のものを、図１に示すように、ビードフィラー（６）高さの中央部からタイヤ半径方向外方に向かってカーカス（４）の表面に沿う長さで１００ｍｍの部材幅で、タイヤ周方向の全周にわたって配設した。表１中の貼り付け角度は、タイヤ半径方向を０°としたときの複合体の配向方向の角度であり、上記第１方向とタイヤ半径方向とのなす角度である。
【００３２】
表１中の引張力及び引張応力の比は、不織布−ゴム複合体の加硫済み（加硫条件：１４１℃×４０分）のサンプルを、幅１０ｍｍにて、配向方向（不織布の長さ方向、第１方向）とそれに垂直な方向（第２方向）のそれぞれについて切り出し、試料長１００ｍｍ、引張り速度１２０ｍｍ／分にて、常温下で引張試験を実施した。第１方向と第２方向のそれぞれについて、１０％伸張時の引張力を測定し、その値から第２方向の引張応力Ｓ２に対する第１方向の引張応力Ｓ１の比Ｓ１／Ｓ２を算出した。
【００３３】
実施例及び比較例について、タイヤ質量、タイヤ拡張性、タイヤ耐摩耗性能及びタイヤ操縦安定性を評価した。評価方法は以下の通りである。
【００３４】
・タイヤ質量：作製した各タイヤの質量について、比較例１のタイヤの質量を１００とした指数で表示した。数字が小さいほど質量が軽く、良好である。
【００３５】
・タイヤ拡張性：不織布−ゴム複合体をタイヤ構成部材のサイドウォール部に相当する所定箇所に貼り付け、タイヤ成型した際の、該複合体の拡張に対する追従性を評価した。詳細には、成型後のタイヤのサイドウォール部表面を観察し、波打ちなどの不具合がないものを拡張性に優れるとして「○」とし、不具合のあるものを拡張時に不織布が均一に拡張できなかったものとして「×」と評価した。
【００３６】
・タイヤ耐摩耗性能：内圧２２０ｋＰａで組み込んだ試験タイヤを排気量２５００ｃｃの試験車両に装着し、一般アスファルト舗装路にて設定された試験コースを走行させた。１万ｋｍ走行後のタイヤ溝高さを測定し、試験前の溝高さとの差から摩耗量を求め、摩耗量１ｍｍあたりの走行距離を計算し、比較例１の値を１００とした指数で表示した。数値が大きいほど、タイヤ耐摩耗性能が良好である。
【００３７】
・タイヤ操縦安定性：内圧２２０ｋＰａで組み込んだ試験タイヤを排気量２５００ｃｃの試験車両に装着し、訓練された３名のテストドライバーが、テストコースを走行し、官能評価した。採点は１０段階評価で、比較例１のタイヤを６点とした相対比較にて行い、３人の平均点を比較例１のタイヤを１００とした指数で表示した。数字大きいほど操縦安定性が良好である。
【００３８】
【表１】
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【００３９】
結果は表１に示す通りである。サイド補強層を設けていない比較例１に対し、サイド補強層を設けた比較例２では、操縦安定性は向上したものの、Ｎｙコードの径が大きく不織布−ゴム複合体の厚みが大きいため、タイヤ質量の増加が大きいものであった。
【００４０】
これに対し、不織布−ゴム複合体をサイド補強層に用いた比較例３では、タイヤ質量を大きく増やすことなく、操縦安定性の向上が見られた。しかしながら、不織布の目付が少ないため、繊維の配向ができず、第１方向と第２方向の引張応力の比Ｓ１／Ｓ２が１．５を下回った。そのためタイヤ成型時の拡張がうまくいかず、不均一な補強層となり、耐摩耗性能が悪化した。一方、不織布の目付が大きすぎる比較例４では、不織布−ゴム複合体の薄肉化ができず、比較例２よりもタイヤ質量が増加した。また、第２方向の剛性が大きくなってしまい、かろうじてタイヤ成型はできたものの不均一なサイド補強層となり、耐摩耗性能が向上しなかった。
【００４１】
比較例５では、不織布の目付は適正であったものの、第１方向と第２方向の引張応力の比Ｓ１／Ｓ２が小さく、そのため、タイヤ成型時の拡張がうまくいかず、不均一なサイド補強層となり、耐摩耗性能が悪化した。逆に、比較例６では、引張応力の比Ｓ１／Ｓ２が大きすぎたため、タイヤ成型時の拡張性は問題ないが、不織布自体が均一になっておらず、耐摩耗性能が悪化した。
【００４２】
比較例７〜９では、不織布の目付及び引張応力の比Ｓ１／Ｓ２は適正であったものの、タイヤ半径方向に対する貼り付け角度が大きく、そのため、タイヤ成型時の拡張が不均一となり、結果、耐摩耗性能が悪化した。
【００４３】
これに対し、実施例１〜９であると、サイド補強層を構成する不織布−ゴム複合体がタイヤ成型時の拡張に十分追従することができ、タイヤ拡張性に優れ、その結果、耐摩耗性能が顕著に向上した。そのため、操縦安定性の向上というサイド補強層本来の機能を発揮しつつ、かつタイヤ成型性を損なうことなく、耐摩耗性能の向上効果が得られた。特に、不織布−ゴム複合体の厚みを抑えた実施例１〜８であると、比較例２に対してタイヤの軽量化も達成されており、そのため、比較例１に対し、タイヤ質量に対する影響を抑えつつ、操縦安定性を向上することができ、耐摩耗性能の向上という予期せぬ効果も得られた。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、乗用車用タイヤを始めとする各種の空気入りラジアルタイヤに好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００４５】
１…ビード部、２…サイドウォール部、３…トレッド部、１０…サイド補強層
【図１】
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