(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビードコアおよび／またはビードエイペックスが、下記構造式で示されるポリフェニレンエーテル樹脂からなり、前記ビードコアおよび／またはビードエイペックスに隣接するゴム組成物が、ゴム成分中にスチレン−ブタジエンゴムを５重量％以上含有する空気入りタイヤ。
【化１】
0004623857.tif 000006
（式中、ｎは重合度を表わす）
【請求項２】
前記スチレン−ブタジエンゴムのスチレン単位量が１５重量％以上である請求項１記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軽量で燃費性能に優れる空気入りタイヤに関し、とくには、ビードコアおよび／またはビードエイペックスにゴム接着しうる高剛性樹脂を用いることにより軽量化と低燃費化を図る空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球環境保全に対する関心が高まり、自動車においては低燃費化の要求がますます厳しくなっている。低燃費化を図る手法としては、タイヤの軽量化が有効であり、タイヤを軽量化するために、材料を改善するなどの様々な工夫がなされてきた。
【０００３】
コード面では、高強度コードを使用し、線径や構成本数を少なくするなどの方法がとられてきた。
【０００４】
一方、ゴム面では、高補強材料を用いてゲージを薄くするなどの方法が採られ、高補強材料としては、充填剤や架橋剤を増量したゴムや、プラスチックなどの樹脂が用いられてきた。
【０００５】
しかしながら、高補強化のために、充填剤や架橋剤を増量しても限界がある。また、プラスチックなどの樹脂を用いる試みがなされているが、隣接するゴムとの接着が極端にわるく実用化できない。接着性を改善する手法として、接着剤や、ゴムを改良して得られる接着可能な材料を、樹脂とゴムの界面に接着層として塗布する手法があるが、このような接着層を用いると、タイヤのように繰り返し疲労を受ける製品では、剥離が生じて使用できなくなるという問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、樹脂を用いることにより軽量で燃費性能のよい空気入りタイヤを提供することにあり、かつ疲労によって樹脂と他のゴムとの界面で剥離などの問題が生じることのない空気入り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】
本発明は、タイヤ部品のなかでもとくに高剛性を必要とし、硬質ゴムが使用されているビード部において、ゴム接着可能でかつ軽量な高剛性樹脂を用いることにより、樹脂とゴムとの界面で剥離などの問題を生じさせることなく空気入りタイヤの軽量化を図るものである。
【０００８】
すなわち、本発明は、ビードコアおよび／またはビードエイペックスが、下記構造式で示されるポリフェニレンエーテル樹脂からなり、前記ビードコアおよび／またはビードエイペックスに隣接するゴム組成物が、ゴム成分中にスチレン−ブタジエンゴムを５重量％以上含有する空気入りタイヤに関する。
【０００９】
前記スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）のスチレン単位量が１５重量％以上であることが好ましい。
【００１０】
【化２】
0004623857.tif 000002
【００１１】
（式中、ｎは重合度を表わす）
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１のように、一般に、空気入りタイヤのビード部は、サイドウォール部６の内側に位置し、ビードコア１、ビードコアからタイヤ半径方向外方に向かってのびている断面三角形状のビードエイペックス２、ビードエイペックスを包みこむようにビードコアの周りにタイヤ内側から外側へ折り返されているカーカスプライ３、カーカスの外側に沿って配されるチェーファー４、カーカスの内側に沿って配されるインナライナー５を有する。さらにチェーファー４の外側には、クリンチエイペックス７が配されている。
【００１３】
本発明においては、ビードコア１および／またはビードエイペックス２が下記構造式で示されるポリフェニレンエーテル樹脂からなる。
【００１４】
【化３】
0004623857.tif 000003
【００１５】
（式中、ｎは重合度を表わす）
【００１６】
ポリフェニレンエーテル樹脂は、従来からビード部に用いられていたゴム材料に比べて比重が小さく高強度であるため、ポリフェニレンエーテル樹脂をビード部に用いることにより、タイヤの軽量化を図ることができ、ひいては燃費性能を改善することができる。
【００１７】
従来タイヤの軽量化を図る目的で使用されていた樹脂（たとえば、ノボラック変性型フェノール系樹脂、エポキシ樹脂、フェノール・テルペン系樹脂など）は、ゴムとの接着性がなく、タイヤ成型工程前に、ゴムとホットプレスしたり、ゴムとの界面に接着層を塗布しなければならなかった。しかし、ポリフェニレンエーテル樹脂はゴムとの接着力に優れるので、樹脂の溶融温度以上で成型したのち、タイヤ成型工程で他のゴム部材を貼り付けることができ、次の加硫工程において、充分に接着加硫される。したがって、疲労により樹脂とゴムとの界面において剥離が生じるといった問題が生じにくい。
【００１８】
ポリフェニレンエーテル樹脂の重合度ｎの値は、とくに制限はないが、１００００以上であることが好ましい。ｎが１００００未満では樹脂強度が低い傾向がある。
【００１９】
前記ポリフェニレンエーテル樹脂からなるビードコアおよび／またはビードエイペックスと隣接するゴム組成物との接着力をより強固なものとするために、隣接するゴム組成物は、ゴム成分中にＳＢＲを含有する。ＳＢＲはスチレン単位を有するので、ポリフェニレンエーテル樹脂との相溶性がよく、加硫温度でポリフェニレンエーテル樹脂と界面において充分に相溶し、架橋することによって強固な接着層を形成することができる。
【００２０】
ここで、隣接するゴム組成物とは、ビードコアおよびビードエイペックスの両方がポリフェニレンエーテル樹脂からなる場合、たとえば、カーカスプライに使用されるゴム組成物である。ビードコアのみがポリフェニレンエーテル樹脂からなる場合、たとえば、カーカスプライおよびビードエイペックスに使用されるゴム組成物である。ビードコアのみがポリフェニレンエーテル樹脂からなる場合、たとえば、カーカスプライおよびビードコアに使用されるゴム組成物である。
【００２１】
ＳＢＲの含有量は、ゴム成分中に５重量％以上、好ましくは１０〜８０重量％、さらに好ましくは１５〜７０重量％である。ＳＢＲの含有量が５重量％未満では、前記フェニレン樹脂からなるビードコアおよび／またはビードエイペックスとの接着不良を起こし、８０重量％をこえるとゴム組成物の発熱性が増大する傾向がある。
【００２２】
ＳＢＲのスチレン単位含有量は、１５重量％以上、とくには１５〜５０重量％、さらには２０〜４５重量％であることが好ましい。スチレン単位含有量が１５重量％未満では、前記フェニレン樹脂からなるビードコアおよび／またはビードエイペックスとの接着不良を起こす傾向があり、５０重量％をこえるとゴム組成物の発熱性が増大する傾向がある。
【００２３】
前記ゴム組成物は、その他のゴム成分として、たとえば、天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、イソプレンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、イソプレン−ブタジエンゴム、スチレン−イソプレンゴム、スチレン−イソプレン−ブタジエンゴムなどを含有することができる。
【００２４】
また、前記ゴム組成物には、その他の成分として、カーボンブラック、軟化剤、老化防止剤、ステアリン酸、酸化亜鉛、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤などの通常のゴム工業で使用される配合剤を適宜配合することができる。
【００２５】
カーボンブラックとしては、ＩＳＡＦ、ＨＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦグレードが好適に用いられる。カーボンブラックは、ゴム成分１００重量部に対して３０〜１００重量部配合することができる。カーボンブラックの配合量が３０重量部未満では耐久性が低下する傾向があり、１００重量部をこえると発熱性が増大する傾向がある。
【００２６】
前記ビードコアおよび／またはビードエイペックス、ゴム組成物は、各部材の形に成型されたのち、他の部材とともにタイヤ成型工程で貼り合わされ、タイヤ加硫工程において接着加硫される。
【００２７】
前記ビードコアおよび／またはビードエイペックスは、ポリフェニレンエーテル樹脂の溶融温度以上、たとえば２５０〜３５０℃、とくには２７０〜３４０℃で成型される。成型温度が２５０℃未満では粘度が高く、射出成型時に流れ不良が生ずる傾向があり、３５０℃をこえると樹脂の熱分解が起こるため、樹脂強度が低下する傾向がある。
【００２８】
タイヤ加硫工程における加硫温度は２００℃以下、さらには１９０〜１５０℃とすることができる。加硫温度が１５０℃未満では、ビード部近傍の温度が低いため、樹脂の周りのゴムの流れ性がわるく、界面接着力が低くなる傾向があり、２００℃をこえると、モールド近傍のゴムがリバージョン（加硫戻り）や熱劣化を起こす傾向がある。
【００２９】
このようにして得られた空気入りタイヤは、とくに乗用車用タイヤとして好適に使用することができる。
【００３０】
【実施例】
実施例１〜２および比較例１〜２
（ビードコアおよびビードエイペックスの作製）
表１に示す材料を用いてビードコア、ビードエイペックスを作製した。実施例１および比較例２のビードコア、および、実施例１〜２および比較例２のビードエイペックスは、ビードコアの射出成型用金型を作製し、樹脂温度３００℃、金型温度１００℃の条件で、ポリフェニレンエーテル樹脂（ダイセル・ヒュルス（株）製のＶＥＳＴＯＲＡＮ１９００）を射出成型することにより作製した。
【００３１】
実施例２および比較例１のビードコアには、従来から一般に使用されているスチールワイヤからなるビードコアを用い、比較例１のビードエイペックスには、従来から一般に使用されているゴム材料：ＮＲ（テックビーハング社製のＲＳＳ＃３）８０重量部、ＳＢＲ（ジェイ  エス  アール（株）製のＳＢＲ１５０２；スチレン単位量２３．５重量％）２０重量部、カーボンブラック（ＨＡＦ：三菱化学（株）製のダイヤブロックＨ）８０重量部からなるビードエイペックスを用いた。
【００３２】
（ケースの作製）
表１に示すゴムからなるケース（カーカスプライ）を作製した。表１において、ゴムＡは、ゴム成分として、ＮＲ（テックビーハング社製のＲＳＳ＃３）７０重量部およびＳＢＲ（ジェイ  エス  アール（株）製のＳＢＲ１５０２；スチレン単位量２３．５重量％）３０重量部を使用し、その他の成分として、カーボンブラック（ＨＡＦ：三菱化学（株）製のダイヤブロックＨ）４５重量部、アロマオイル（（株）ジャパンエナジー製のＪＯＭＯプロセスＸ１４０）５重量部、老化防止剤（大内新興化学工業（株）製のノクラック６Ｃ）２重量部、ステアリン酸（日本油脂（株）製）２重量部、亜鉛華（三井金属鉱業（株）製の亜鉛華１号）５重量部、硫黄（鶴見化学（株）製の粉末硫黄）３重量部、加硫促進剤（大内新興化学工業（株）製のノクセラーＮＳ）１重量部を配合して得たゴム組成物である。ゴムＢは、ゴム成分としてＮＲ１００重量部を用い、その他の成分はゴムＡと同じとした。
【００３３】
ケースは、ゴムＡまたはゴムＢをバンバリ−などの密閉式混練り機で混合し、ケースコード材料（ポリエステル１６７０ｄｅｘ（デシテックス）／２本撚り）とトッピング成型することにより得た。
【００３４】
【表１】
0004623857.tif 000004
【００３５】
（タイヤの作製）
各ビードコア、ビードエイペックス、ケースおよびその他のタイヤ部材を貼り合わせ、タイヤを成型した。その後、１９０℃で加硫し、タイヤサイズ２１５／４５Ｒ１７のラジアルタイヤを得た。
【００３６】
（タイヤの評価項目）
・軽量化指数
比較例１のタイヤ重量を基準（１００）とし、以下の式を用いて指数表示した（軽量化指数）。この指数が小さいほど、タイヤは軽量である。
【００３７】
（軽量化指数）＝（各例のタイヤ重量）÷（比較例１のタイヤ重量）×１００
【００３８】
・操縦安定性
各試験タイヤを、空気圧２３０ｋＰａとして、排気量２０００ｃｃのＦＲ車に装着し、フィーリングテストを行なって以下の基準により操縦安定性を評価した。
○：操縦安定性が優れる。
△：比較例１を基準として同等。
【００３９】
・乗り心地性
各試験タイヤを、空気圧２３０ｋＰａとして、排気量２０００ｃｃの乗用車に装着し、フィーリングテストを行なって、以下の基準により乗り心地を評価した。
◎：乗り心地性が非常に優れる。
○：乗り心地性が優れる。
△：比較例１を基準として同等。
×：乗り心地性が劣る。
【００４０】
（評価結果）
【００４１】
【表２】
0004623857.tif 000005
【００４２】
ビードコアおよび／またはビードエイペックスにポリフェニレンエーテルを用い、ケースにＳＢＲを含有させた実施例１および２では、タイヤが軽量化され、ビード部の樹脂とケースの界面で剥離が生じることなく、操縦安定性、乗り心地性とも良好であった。
【００４３】
なお、比較例２のタイヤは、タイヤ加硫後ビード部に膨れが生じたので、実車テスト（操縦安定性および乗り心地性の評価）は実施しなかった。原因は、樹脂とケースとの接着が不充分であるためと考えられる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、ビードコアおよび／またはビードエイペックスを、ゴム接着し得る高剛性樹脂、すなわち、ポリフェニレンエーテル樹脂に置き換えることで、軽量化と燃費性能を高めた空気入りタイヤを得ることができる。
【００４５】
また、ケースコードがビード周りで波打ちを起こさず、ケースストレッチが均一に得られる。そのため、操縦安定性や乗り心地性などを改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】空気入りタイヤのビード部の概略断面図である。
【符号の説明】
１  ビードコア
２  ビードエイペックス
３  カーカスプライ
４  チェーファー
５  インナーライナー
６  サイドウォール部
７  クリンチエイペックス
【図１】
0004623857.tif 000007