(57)【要約】  【課題】  少なくとも一つの内部環状ゴムインサートを含有するサイドウォールをもつ空気タイヤを提供すること。  【解決手段】  ゴム・サイドウォール・インサートの少なくとも一つは二つのセグメント、すなわち半径方向内側ゴムセグメントと半径方向外側ゴムセグメントとから構成されている。内側ゴムセグメントと外側ゴムセグメントとは、大きく異なる弾性率と硬度物理的特性とを有する。セグメントの一部は互いに重なる。一つの側面において、デュアル・セグメント・サイドウォール・インサートのセグメントはそれぞれ、たとえば超高分子量ポリエチレンの分散体及び／またはスターチ/可塑剤複合体の分散体及び／またはカーボンブラックとシリカとの混合物及び／または段階的勾配を調節するのに使用し得る任意の強化用材料及び非強化用材料を含む、種々のタイプのゴム組成物を含むことができる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
円周方向のトレッド、二つの離隔したビード、及び前記ビードとトレッドとを接続するサイドウォールを含む空気タイヤであって、前記タイヤサイドウォールは、同時押出した第一のセグメントと第二のセグメントとから構成される少なくとも一つの内側環状サイドウォールインサートを含むことを特徴とし、前記第一のセグメントの一部と前記第二のセグメントの一部とは、それらの間の斜め方向の界面で互いに重複構造を取って重複領域を形成し、
(A)ここで、前記サイドウォールインサートの第一及び第二のゴムセグメントに関して、
(1)前記第一のゴムセグメントのゴム組成物は、23℃で10〜20MPaの範囲内の100パーセントリング弾性率と、23℃で30〜55の範囲内のショアーD硬度値とをもち；
(2)前記第二のゴムセグメントのゴム組成物は、23℃で３〜12MPaの範囲内の100パーセントリング弾性率と、23℃で25〜35の範囲内のショアーＤ硬度値とをもち；
(3)前記第一のゴムセグメントのゴム組成物の100パーセントリング弾性率は、前記第二のゴムセグメントのゴム組成物の100パーセント環弾性率よりも少なくとも５MPa大きく；及び
(4)前記第一のゴムセグメントのゴム組成物のショアーD硬度は、前記第二のゴムセグメントのゴム組成物のショアーD硬度よりも少なくとも５単位大きく；
(B)ここで、前記タイヤサイドウォールは、以下の：
(1)タイヤビードから半径方向外側に前記タイヤサイドウォールへ伸張する前記サイドウォール・ゴム・インサートから構成されるアペックス、ここで前記アペックスの第一のゴムセグメントはその半径方向内側成分であり、且つ前記アペックスの第二のゴムセグメントはその半径方向外側成分であるか、または、
(2)アペックスと、追加の前記サイドウォール・ゴム・インサート、ここで前記追加のサイドウォールインサートは前記アペックスから離隔して、これと重複する関係で前記アペックスから半径方向外側且つ軸方向内側に伸張し、ここで
(a)前記アペックスは、タイヤビードから前記タイヤサイドウォールへ半径方向外側に伸張する前記タイヤ・サイドウォール・ゴム・インサートから構成され、ここで前記アペックスの前記第一のゴムセグメントはその半径方向内側成分であり、前記アペックスの前記第二のゴムセグメントはその半径方向外側成分であり、及び；
(b)前記離隔したサイドウォールインサートに関しては、前記離隔したサイドウォール・ゴム・インサートの前記第一のゴムセグメントは、その半径方向外側成分であり、前記離隔したサイドウォール・ゴム・インサートの前記第二のゴムセグメントはその半径方向内側成分であるか、または
(3)アペックスと、追加の前記サイドウォール・ゴム・インサート、ここで前記追加のサイドウォールインサートは前記アペックスから離隔して、これと重複する関係で前記アペックスから半径方向外側且つ軸方向内側に伸張し、ここで
(a)前記アペックスはタイヤビードからタイヤサイドウォールへ半径方向外側に伸張し、ここで前記アペックスは単一のゴム組成物であり、及び；
(b)前記離隔したサイドウォールインサートに関しては、前記離隔したサイドウォール・ゴム・インサートの前記第一のゴムセグメントは、その半径方向外側成分であり、前記離隔したサイドウォール・ゴム・インサートの前記第二のゴムセグメントは、その半径方向内側成分であるか、または
(4)アペックスと、追加の前記サイドウォール・ゴム・インサート、ここで前記追加のサイドウォールインサートは前記アペックスから離隔して、これと重複する関係で前記アペックスから半径方向外側且つ軸方向内側に伸張し、ここで
(a)前記アペックスはタイヤビードからタイヤサイドウォールへ半径方向外側に伸張する前記タイヤ・サイドウォール・ゴム・インサートから構成され、ここで前記アペックスの第一のゴムセグメントはその半径方向内側成分であり、前記アペックスの第二のゴムセグメントはその半径方向外側成分であり、及び；
(b)前記離隔したサイドウォールインサートは、単一のゴム組成物を含むか、または
(5)アペックスと、追加の前記サイドウォール・ゴム・インサート、ここで前記追加のサイドウォールインサートは前記アペックスから離隔して、これと重複する関係で前記アペックスから半径方向外側且つ軸方向内側に伸張し、ここで
(a)前記アペックスは、タイヤビードからタイヤサイドウォールへ半径方向外側に伸張する前記タイヤ・サイドウォール・ゴム・インサートから構成され、ここで前記アペックスの第一のゴムセグメントはその半径方向内側成分であり、前記アペックスの第二のゴムセグメントはその半径方向外側成分であり、及び；
(b)前記離隔したサイドウォールインサートに関しては、前記離隔したサイドウォール・ゴム・インサートの第二のゴムセグメントは、その半径方向外側成分であり、離隔したサイドウォール・ゴム・インサートの第一のゴムセグメントはその半径方向内側成分であるか、または
(6)アペックスと、追加の前記サイドウォール・ゴム・インサート、ここで前記追加のサイドウォールインサートは前記アペックスから離隔して、これと重複する関係で前記アペックスから半径方向外側且つ軸方向内側に伸張し、ここで
(a)前記アペックスは、タイヤビードからタイヤサイドウォールへ半径方向外側に伸張し、ここで前記アペックスは単一ゴム組成物であり、及び
(b)前記離隔したサイドウォールインサートに関しては、前記離隔したサイドウォール・ゴム・インサートの第一のゴムセグメントはその半径方向内側成分であり、離隔したサイドウォール・ゴム・インサートの第二のゴムセグメントはその半径方向外側成分である、
を含む、前記空気タイヤ。
【請求項２】
前記サイドウォールインサートの半径方向内側セグメントと半径方向外側セグメントとの重複領域の構造が、前記サイドウォールセグメントの前記セグメントそれぞれの半径方向の長さの20〜50パーセントと、前記サイドウォールインサートの半径方向の長さの10〜30パーセントを含むことを特徴とする、請求項１に記載のタイヤ。
【請求項３】
(A)前記二つのセグメント・サイドウォール・ゴム・インサートの前記半径方向内側ゴムセグメント及び／または前記半径方向外側ゴムセグメントの少なくとも一つは、粒子状超高分子量ポリエチレンの分散体５〜40phrを含むゴム組成物を含むか、または
(B)前記二つのセグメント・サイドウォール・ゴム・インサートの前記半径方向内側ゴムセグメント及び／または前記半径方向外側ゴムセグメントの少なくとも一つは、スターチ対可塑剤重量比が0.5/1〜5/1の範囲のスターチ/可塑剤の分散体５〜30phrを含むゴム組成物を含み、前記ゴムセグメントは、前記超高分子量ポリエチレンを除くことを特徴とする、請求項１に記載のタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の分野
本発明は、少なくとも一つの内部環状ゴムインサートを含むサイドウォールを有する空気タイヤに関する。特に本発明は、内側空気圧に依存する空気タイヤと、慣用的に内側空気圧に依存するが、サイドウォールインサートの位置及び構造に幾らか依存して、大きな内部空気圧なしに、すなわち周囲大気圧で長距離走行性を有する空気タイヤに関する。前記ゴム・サイドウォール・インサートの少なくとも一つは、二つのセグメント、すなわち半径方向内側ゴムセグメントと半径方向外側ゴムセグメントとから構成されている。前記内側ゴムセグメントと外側ゴムセグメントとは、大きく異なる弾性率と硬度物理的特性とを有する。セグメントの一部は互いに重なる。一つの側面において、デュアル・セグメント・サイドウォール・インサートのセグメントは、それぞれ、たとえば超高分子量ポリエチレンの分散体(dispersion)及び／またはスターチ/可塑剤複合体の分散体及び／またはカーボンブラックとシリカとの混合物及び／または段階的剛性(graduated  stiffness：勾配付き剛性)を調節するのに使用し得る任意の強化性材料及び非強化性材料を含む、種々のタイプのゴム組成物から構成することができる。
【０００２】
発明の背景
車両のホイールの一部として硬質リムに据え付けたときに、たとえばその安全性に関してタイヤのハンドリングを向上させるために、比較的高い剛性、または高弾性率と硬度物理的特性とを有するサイドウォールのついた空気タイヤを提供するのが望ましいことがある。たとえば、米国特許第4,024,901号及び同第4,067,373号を参照されたい。
【０００３】
通常、タイヤサイドウォール内ではアペックスの形状のゴムインサートが使用され、タイヤビード位置から半径方向外側に伸張するにつれて、段階的剛性を提供する。このサイドウォールインサートの段階的剛性の側面は、アペックスをテーパー構造で提供することにより、すなわちサイドウォールに半径方向外側に伸張するにつれて段々と小さな寸法に細くなり、その剛性が比例して低下する、比較的厚いベースを提供することによって、慣用的に提供される。
【０００４】
空気タイヤ・サイドウォール・アペックスは、通常、タイヤビード部分から半径方向外側に伸張するに連れて、サイドウォール内に段階的剛性を提供するために使用される。サイドウォールインサートの段階的剛性の側面は、従来、テーパー構造のアペックスを提供することにより、すなわちサイドウォール内に半径方向外側へ伸張するにつれて、先細(taper：テーパー)になって小さな寸法になる比較的厚いベースのアペックスによって提供する。空気タイヤ・ゴム・アペックス及びタイヤサイドウォールで剛性を付加する際のその使用は、かかる業界の当業者には公知である。
【０００５】
そのようなタイヤ・サイドウォール・アペックスから離隔した形状で且つ半径方向外側に伸張するゴム・サイドウォール・インサートは、特に内部空気圧なしに、すなわち大気圧の周囲空気圧で、ある距離を走行するように設計された空気タイヤのサイドウォールの支持体を提供するのに設計される場合に、タイヤサイドウォールに剛性を付加するために使用されることがある。そのような離隔した（spaced apart）サイドウォール・ゴム・インサートの利用は、当業者に公知である。
【０００６】
しかしながら、本発明に関しては、互いに部分的に重複する、異なる物理的特性をもつゴム組成物の二つの、同時押出した、半径方向に位置合わせした、一体化ゴムセグメントの形状でテーパー型インサートを提供することによって、そしてゴムインサートのテーパー型の構造に基づく段階的剛性だけでなく、二つのセグメントの間に提供される重複領域と、それぞれのセグメントそれ自体のゴム組成物の異なる剛性との両方を提供することによって、テーパー型のサイドウォールインサート構造体の段階的剛性の側面を変形するのが望ましい。そのような目的に関しては、テーパー型のインサートの半径方向内側と外側のセグメントのそれぞれのゴム組成物を、局部の要望に適合させるのが好ましい。たとえば、アペックスの形状のゴムインサートに関しては、テーパー型のインサートの半径方向内側セグメントのゴム組成物は、半径方向外側セグメントよりもより堅い圧縮特性をもつのが望ましく、半径方向外側セグメントは半径方向内側セグメントよりもより柔らかい張力特性をもつのが望ましい。
【０００７】
他方、サイドウォールアペックスから離隔したサイドウォールインサートの形状のゴムインサートでは、離隔した、テーパー型のサイドウォールインサートの半径方向内側セグメントのゴム組成物は、離隔したサイドウォールインサートの半径方向外側セグメントよりもより柔らかい張力特性を有するのが望ましく、インサートの半径方向外側のセグメントは、半径方向内側のセグメントよりもより堅い圧縮特性をもつのが多くの場合に望ましい。
【０００８】
実際、慣用のタイヤ・サイドウォール・ゴム・インサートは、たとえば、先端を切り取った(entruncated)、実質的に三日月形であってもよい、段階的な厚さ構造の比較的堅い環状アペックスの形状であってもよく、これは、空気タイヤの硬質ビード部分からタイヤサイドウォール内へ伸張して、タイヤハンドリング用途にサイドウォールに段階的横方向の剛性(lateral  stiffness)を提供し、且つビード部分からタイヤのより柔軟なサイドウォール部分へ剛性を推移させる。
【０００９】
あるいは、慣用のサイドウォール・ゴム・インサートは、段階的厚さ構造体の環状ゴムインサートの形状であってもよく、これは空気タイヤの硬質ビード部分、並びにサイドウォールから離隔し、且つ大気圧などの低い内部空気圧力下で耐水平走行性をもつタイヤを提供するのが望ましい場合など、種々の目的に関して段階的剛性をサイドウォールに付加するためにタイヤサイドウォール内に含まれる。
【００１０】
本発明に関しては、インサートのテーパー型形状に完全に依存しない段階的張力の物理的特性をもつテーパー型ゴム・サイドウォール・インサートを提供するのが望ましい。
従来、米国特許第5,871,602号は、一部、アペックス部分と、前記アペックス部分から半径方向外側に伸張するインサート部分とから構成されるインサートを含むタイヤサイドウォールに関し、ここで前記アペックス部分とインサート部分は、異なるエラストマー材料であってもよく、該特許の図２Bに従って、互いに一部重複する構造を取り得る。
【００１１】
米国特許第5,511,599号は、一部、単一の均質材料であるか、または高硬度と弾性モジュラスとをもつビードフィラーを備えた別々の成分であってもよいように、三日月型の強化部材と接触し得るビードフィラーを含むタイヤサイドウォールに関する。該特許の図２では、これらが一部、互いに重複構造であり得るように見える。
【００１２】
本発明の記載において、「空気タイヤ」なる用語は、通常、硬質リム上に据え付けられたときに、内部空気圧によって支持される開口トロイド型(open  torroid  shape)のタイヤを指し、本明細書中、空気圧が大気圧まで下げられて、タイヤが大気圧よりも大きい空気圧によって支持されないそのようなタイヤに関するものとする。
【００１３】
本明細書中で使用し、且つ慣用される場合には、「phr」なる用語は、ゴム100重量部当たりの個々の材料の部を指す。本発明の記載において、「ゴム」及び「エラストマー」なる用語は、他に記載しない限り互換可能に使用し得る。「ゴム組成物」、「コンパウンド化ゴム」及び「ゴム化合物」なる用語は、互換可能に使用し得、「種々の成分及び材料とブレンドまたは混合したゴム」を指すものとし、そのような用語は、ゴム混合またはゴムコンパウンディング業界の当業者には公知である。
【００１４】
参照した100パーセントリング弾性率とショアーD硬度値は、ASTM  D-4120及びASTM  D-2240に従って、それぞれ23℃で測定し得る。
発明の開示及び概要
円周方向のトレッド、二つの離隔したビード（two spaced apart beads）、及び前記ビードとトレッドとを接続するサイドウォールを含む空気タイヤであって、前記タイヤサイドウォールは、同時押出した第一のセグメントと第二のセグメントとから構成される少なくとも一つの内部環状サイドウォールインサートを含み、前記第一のセグメントの一部(100パーセント未満)と前記第二のセグメントの一部(100パーセント未満)とは、それらの間の斜め方向の界面で互いに重複構造を取って重複領域を形成し、
(A)ここで、前記サイドウォールインサートの第一及び第二のゴムセグメントに関して、
(1)前記第一のゴムセグメントのゴム組成物は、23℃で約10〜約20MPaの範囲内の100パーセントリング弾性率（ring modulus）と、23℃で約35〜約55の範囲内のショアーD硬度値とをもち；
(2)前記第二のゴムセグメントのゴム組成物は、23℃で約３〜約12MPaの範囲内の100パーセントリング弾性率と、23℃で約25〜約35の範囲内のショアーＤ硬度値とをもち；
(3)前記第一のゴムセグメントのゴム組成物の100パーセントリング弾性率は、前記第二のゴムセグメントのゴム組成物の100パーセントリング弾性率よりも少なくとも５MPa大きく；及び
(4)前記第一のゴムセグメントのゴム組成物のショアーD硬度は、前記第二のゴムセグメントのゴム組成物のショアーD硬度よりも少なくとも５単位大きく；
(B)ここで、前記タイヤサイドウォールは、以下の：
(1)タイヤビードから半径方向外側に前記タイヤサイドウォールへ伸張する前記サイドウォール・ゴム・インサートから構成されるアペックス、ここで前記アペックスの第一のゴムセグメントはその半径方向内側成分であり、且つ前記アペックスの第二のゴムセグメントはその半径方向外側成分であるか、または、
(2)アペックスと、追加の前記サイドウォール・ゴム・インサート、ここで前記追加のサイドウォールインサートは前記アペックスから離隔して、これと重複する関係で前記アペックスから半径方向外側且つ軸方向内側に伸張し、ここで
(a)前記アペックスは、タイヤビードから前記タイヤサイドウォールへ半径方向外側に伸張する前記タイヤ・サイドウォール・ゴム・インサートから構成され、ここで前記アペックスの前記第一のゴムセグメントはその半径方向内側成分であり、前記アペックスの前記第二のゴムセグメントはその半径方向外側成分であり、及び；
(b)前記離隔したサイドウォールインサートに関しては、前記離隔したサイドウォール・ゴム・インサートの前記第一のゴムセグメントは、その半径方向外側成分であり、前記離隔したサイドウォール・ゴム・インサートの前記第二のゴムセグメントはその半径方向内側成分であるか、または
(3)アペックスと、追加の前記サイドウォール・ゴム・インサート、ここで前記追加のサイドウォールインサートは前記アペックスから離隔して、これと重複する関係で前記アペックスから半径方向外側且つ軸方向内側に伸張し、ここで
(a)前記アペックスはタイヤビードからタイヤサイドウォールへ半径方向外側に伸張し、ここで前記アペックスは単一のゴム組成物であり、及び；
(b)前記離隔したサイドウォールインサートに関しては、前記離隔したサイドウォール・ゴム・インサートの前記第一のゴムセグメントは、その半径方向外側成分であり、前記離隔したサイドウォール・ゴム・インサートの前記第二のゴムセグメントは、その半径方向内側成分であるか、または
(4)アペックスと、追加の前記サイドウォール・ゴム・インサート、ここで前記追加のサイドウォールインサートは前記アペックスから離隔して、これと重複する関係で前記アペックスから半径方向外側且つ軸方向内側に伸張し、ここで
(a)前記アペックスはタイヤビードからタイヤサイドウォールへ半径方向外側に伸張する前記タイヤ・サイドウォール・ゴム・インサートから構成され、ここで前記アペックスの第一のゴムセグメントはその半径方向内側成分であり、前記アペックスの第二のゴムセグメントはその半径方向外側成分であり、及び；
(b)前記離隔したサイドウォールインサートは、単一のゴム組成物を含むか、または
(5)アペックスと、追加の前記サイドウォール・ゴム・インサート、ここで前記追加のサイドウォールインサートは前記アペックスから離隔して、これと重複する関係で前記アペックスから半径方向外側且つ軸方向内側に伸張し、ここで
(a)前記アペックスは、タイヤビードからタイヤサイドウォールに半径方向外側へ伸張する前記タイヤ・サイドウォール・ゴム・インサートから構成され、ここで前記アペックスの第一のゴムセグメントはその半径方向内側成分であり、前記アペックスの第二のゴムセグメントはその半径方向外側成分であり、及び；
(b)前記離隔したサイドウォールインサートに関しては、前記離隔したサイドウォール・ゴム・インサートの第二のゴムセグメントは、その半径方向外側成分であり、離隔したサイドウォール・ゴム・インサートの第一のゴムセグメントはその半径方向内側成分であるか、または
(6)アペックスと、追加の前記サイドウォール・ゴム・インサート、ここで前記追加のサイドウォールインサートは前記アペックスから離隔して、これと重複する関係で前記アペックスから半径方向外側且つ軸方向内側に伸張し、ここで
(a)前記アペックスは、タイヤビードからタイヤサイドウォールへ半径方向外側に伸張し、ここで前記アペックスは単一ゴム組成物であり、及び
(b)前記離隔したサイドウォールインサートに関しては、前記離隔したサイドウォール・ゴム・インサートの第一のゴムセグメントはその半径方向内側成分であり、離隔したサイドウォール・ゴム・インサートの第二のゴムセグメントはその半径方向外側成分である、
を含む、前記空気タイヤを提供する。
【００１５】
タイヤサイドウォールは、通常、少なくとも一つのコード強化ゴムプライを含むと理解すべきである。実際、前記プライの少なくとも一つは、前記アペックスと前記離隔したサイドウォール・ゴム・インサートとの間に配置される。通常、離隔したサイドウォールインサートは、前記プライの少なくとも一つに隣接且つ軸方向内側に配置される。通常、前記アペックスは、前記プライの少なくとも一つに隣接且つ軸方向外側に配置される。通常タイヤのクラウンを通ってビードからビードへ伸張し(タイヤの前記クラウン部分は、通常、タイヤトレッドのタイヤ半径方向内側の部分である)、且つタイヤの種々の成分に支持と安定性を付加する、空気タイヤ中のそのようなプライは、かかる業界の当業者には公知である。
【００１６】
実際、前記サイドウォール・ゴム・インサートの前記重複領域は、前記サイドウォール・ゴム・インサートの前記セグメントそれぞれの半径方向長さの約20〜約50パーセントと、前記サイドウォール・ゴム・インサートの半径方向長さの約10〜約30パーセントとを含み得る。
【００１７】
従って、実際、サイドウォール・ゴム・インサートは、二つのセグメントの前記重複構造(重複領域)の協同的組み合わせで半径方向に配置されたそれぞれのセグメントの100パーセントリング弾性率とショアーD硬度との間の顕著な差によって形成した半径方向に段階的剛性(サイドウォール・ゴム・インサートの半径方向に段階的100パーセントリング弾性率とショアーD硬度値特性)によって特徴付けることができる。
【００１８】
サイドウォール・ゴム・インサートのそれぞれのセグメントのそのような顕著なゴム特性の一つの想定される側面とは、比較的バランスの取れたハンドリング特性をもつタイヤを提供することである。
【００１９】
もう一つの想定される側面は、サイドウォールの中間から上部部分に段階的剛性を提供するための前記セグメント化した離隔したサイドウォールの配置である。
実際、アペックス及び／または離隔したサイドウォール・ゴム・インサートのそれぞれのセグメントの物理的特性を、適切な物理的特性をもつインサートを得るために当業者によって必要以上に実験をすることなく、エラストマーと強化用フィラー、場合により一つ以上の追加の強化用及び／または非強化用材料(たとえばクレー及び短繊維)の適切な組み合わせを選択することによって、調節、調整またはカスタマイズすることができる。
【００２０】
本発明の他の及び任意選択の側面においては、本発明のサイドウォールセグメントの前記半径方向内側及び外側セグメントの少なくとも一つは、粒子状超高分子量ポリエチレンの分散体及び／または粒子状スターチ(starch)/可塑剤複合体の分散体を含有するゴム組成物を含む。
【００２１】
従って、前記他の側面に関しては、前記内側セグメント及び／または前記外側セグメントは、前記超高分子量ポリエチレンを含有するゴムであり得、前記内側及び／または前記外側セグメントは前記粒子状スターチ/可塑剤複合体を含むことができる。
【００２２】
従って、前記他の側面に関しては、前記半径方向内側セグメントは、前記超高分子量ポリエチレンを含有し得、且つ前記半径方向外側セグメントは、前記スターチ/可塑剤複合体を含有し得るか、あるいは前記半径方向外側セグメントは前記超高分子量ポリエチレンを含有し得、且つ前記半径方向内側セグメントは前記スターチ/可塑剤を含有し得る。
【００２３】
あるいは、前記他の側面に関しては、前記半径方向内側ゴムセグメント及び／または前記半径方向外側ゴムセグメントは、前記スターチ/可塑剤複合体ではなくて、前記超高分子量ポリエチレンを含有し得る。
【００２４】
あるいは、前記他の側面に関しては、前記半径方向内側ゴムセグメント及び／または前記半径方向外側ゴムセグメントは、前記超高分子量ポリエチレンではなくて、前記スターチ/可塑剤複合体を含有し得る。
【００２５】
あるいは、前記半径方向内側ゴムセグメントと前記半径方向外側ゴムセグメントはいずれも、前記超高分子量ポリエチレンと前記スターチ/可塑剤複合体をいずれも含有し得る。
【００２６】
本発明の他の側面の目的に関しては、前記粒子状超高分子量ポリエチレンは、約450〜約800万、あるいは約500万〜800万の範囲の数平均分子量と、ISO法No.306に従って約130℃〜約150℃の範囲の融点をもつと考察される。
【００２７】
本発明の他の側面の目的に関しては、前記スターチ/可塑剤複合体は、約110℃〜約170℃の範囲の軟化点をもつスターチと可塑剤との粒子状複合体であると考察される。
当業者は、エラストマー、強化用フィラーと、場合により一種以上の追加の強化用及び／または非強化用フィラー(たとえばクレー及び短繊維)と、場合により前記超高分子量ポリエチレン及び／またはスターチ/可塑剤複合体との組み合わせを適切に選択して、必要以上に実験をすることなく適切な弾性率と硬度とを備えた前記サイドウォール・ゴム・インサートの前記セグメントのゴム組成物を提供できることが理解される。
【００２８】
さらに本発明に従って、二つの離隔したビード、円周方向トレッド及び、前記ビードのそれぞれから前記トレッドの外周端部(peripheral  end)に半径方向外側へ伸張するゴムサイドウォールを含むそのような空気タイヤを提供し、ここで前記ゴムサイドウォールの少なくとも一つは、前記サイドウォール内に配置された前記二つの重複セグメントから構成された前記環状サイドウォール・ゴム・インサートを含有する。
【００２９】
一側面において、前記環状ゴム・サイドウォール・インサートは、通常、先端を切り取った実質的に三日月型のアペックスであり、前記アペックスの先端を切り取ったベースは前記ビード部分に並列である。
【００３０】
もう一つの側面において、前記離隔した環状サイドウォール・ゴム・インサートは、実質的に三日月型であってもよい。
実際、前記インサート複合体の前記半径方向内側ゴムセグメント及び／または前記半径方向外側ゴムセグメントは、それぞれのセグメントが前記100パーセントリング弾性率と前記ショアーD硬度値を持つ限りは、ゴム100部当たりの部(phr)をベースとして、
(A)イソプレン及び／または1,3-ブタジエンのホモポリマー及びコポリマーと、スチレンと、イソプレン及び1,3-ブタジエンの少なくとも一つのとのコポリマーとから選択される少なくとも一種のエラストマー100phr；
(B)カーボンブラック、沈降シリカ、アルミノ珪酸塩及び、前記セグメントの前記ゴム組成物内の表面上にシリカドメインをもつシリカ含有カーボンブラックから選択される少なくとも一種の強化用フィラー約10〜約50phr；
(C)場合によっては、沈降シリカ、アルミノ珪酸塩及びシリカ含有カーボンブラックのシリカドメイン表面に含まれるヒドロキシル基(たとえばシラノール基)及びスターチ複合体に含まれるヒドロキシル単位と反応性の部分と、場合によっては(単数または複数種類の)前記エラストマーと反応性のもう一つの部分とをもつ、シリカ、アルミノ珪酸塩、シリカ含有カーボンブラック及びスターチ複合体用のカップリング剤；
(D)前記セグメントの少なくとも一つの前記ゴム組成物内に分散させた、約450万から約800万、あるいは約500万〜800万の数平均分子量と、約130℃〜約150℃の範囲のISO法No.306に従った融点とをもつ粒子状超高分子量ポリエチレン０〜約50、あるいは約５〜約40phr；
(E)前記セグメントの少なくとも一つの前記ゴム組成物中に分散させた粒子状スターチ/可塑剤複合体０〜約40、あるいは約５〜約30phr；及び
(F)(たとえばクレー、硬化ゴム(粒子)及び短繊維、たとえばガラス並びに綿、レーヨン、ナイロン及びアラミド繊維などの有機材料の短繊維から選択される少なくとも一種の粒子状材料を含む)場合により一種以上の追加の強化用及び／または非-強化用材料を含んでもよい。
【００３１】
従って、超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)及び／またはスターチ/可塑剤複合体を配合することは、本発明の場合によって採用してもよい特徴である。
実際、前記スターチは通常、約15/85〜約35/65の比、あるいは約20/80〜約30/70の比でアミロース単位とアミロペクチン単位とから構成され、約180℃〜約220℃の範囲の軟化点をもつ。
【００３２】
実際、前記スターチ/可塑剤複合体は、約110℃〜約170℃の範囲の軟化点をもち、前記可塑剤は、160℃未満の軟化点をもつポリマー可塑剤であり、ここで前記軟化点はASTM  No.D1228に従って測定する。
【００３３】
前記インサート複合体の前記セグメントの少なくとも一つに対する前記場合によって採用してもよいスターチ/可塑剤複合体に関しては、本明細書では、前記サイドウォールインサートの前記セグメント中の超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)分散体、封入体(inclusion)(ミクロ分散体)をスターチ/可塑剤と組み合わせて使用して、少なくとも一部、エラストマー/UHMWPE/スターチ複合体相互作用の結果として、比較的低い歪み(たとえば100パーセント伸び)でゴム組成物の高弾性率を得ることができると考えられる。
【００３４】
本発明の目的に関して、超高分子量ポリエチレン(UHMWPE)の場合によって採用してもよいミクロ封入体、または分散体の顕著な寄与とは、比較的低い歪み(たとえば100パーセント伸び)でゴム組成物のかなり高弾性率を助成することである。
【００３５】
実際、セグメント化、または段階的サイドウォールインサートは、たとえば、(サイドウォール・ゴム・インサートの二つの重複するセグメントを形成するために) (単数または複数の)適当な押出機を通して及び適当なダイを通して二つの異なる適当なゴム組成物を同時押出して成型した同時押出ストリップを形成し、この後このストリップをタイヤアセンブリに作り、得られたアセンブリを高温及び高圧条件下で適当な型で硬化させることによって製造することができる。
【００３６】
実際、前記第一及び第二のセグメント用の前記強化用フィラーは、カーボンブラック、シリカまたは、カーボンブラックとシリカとの組合せ、特にカップリング剤と組み合わせた沈降シリカを含むことができ、その選択及び量は、かかる業界の当業者によって必要以上に実験をすることなく所望の物理的特性に従ってそれぞれのセグメントに関して独立して調整する。たとえば、そのような強化用フィラーは、たとえば、
(A)カーボンブラック単独、
(B)カーボンブラック約20〜約30phrと、沈降シリカ及び／またはアルミノ珪酸塩約10〜約60phrと、場合により前記スターチ/可塑剤複合体約５〜約20phr、
(C)カーボンブラック約30〜約50phrと、場合により前記スターチ/可塑剤複合体約10〜約30phrまたは
(D)カーボンブラック約15〜約30phr、シリカ含有カーボンブラック(その表面にシリカドメインを有するカーボンブラック)約20〜約40phr及び、場合により前記スターチ/可塑剤複合体約５〜約30phrを含んでもよい。
【００３７】
カップリング剤は、通常、前記沈降シリカ、アルミノ珪酸塩、前記シリカ-含有カーボンブラック及び前記スターチ/可塑剤複合体と組み合わせて使用して、そのような充填剤を(単数または複数種類の)エラストマーにカップリングするのを助成し、かくしてそのエラストマー強化作用を増強させるものと理解すべきである。そのようなカップリング剤は、シリカ、アルミノ珪酸塩及びシリカ-含有カーボンブラックの表面、またはスターチ/可塑剤複合体(たとえばヒドロキシル基)の表面に含まれるヒドロキシル基(たとえばシラノール基)と反応性の部分と、(単数または複数種類の)エラストマーと反応性のもう一つの部分をもつものがある。
【００３８】
そのような目的に関してカップリング剤を使用する観点は、当業者に公知である。
場合によって採用してもよいスターチ/可塑剤複合体に関しては、スターチは、スターチ/可塑剤複合体を含む、ゴム製品で使用することが従来示唆されてきているものと理解すべきである。たとえば、米国特許第5,762,639号を参照されたい。
【００３９】
スターチは、通常、当業者に公知の如く、アミロース(グルコシド結合によって結合されたアンヒドログルコピラノース単位)及びアミロペクチンの繰り返し単位をもつ炭水化物ポリマー、分岐鎖構造として表される。通常、スターチは、約25パーセントのアミロースと約75パーセントのアミロペクチンとから構成される(The  Condensed  Chemical  Dictionary，第９版、1977年、G.G.Hawleyにより改訂、Van  Nostrand  Reinhold  Company出版、813頁)。報告によれば、スターチは、通常の商業的な供給源として、トウモロコシ、ジャガイモ、米及び小麦などの植物中の逆転多糖類(reverse  polysaccharide)であってもよい。
【００４０】
スターチ単独の場合よりもかなり低い軟化点をもつ、場合によって採用してもよい単数または複数種類のスターチ/可塑剤組成物を使用することによって、慣用のエラストマー処理装置でより簡便にスターチを混合及び処理できると考えられる。
【００４１】
実際、前記場合によって採用してもよいスターチ/可塑剤複合体用の可塑剤は、ポリ(エチレンビニルアルコール)を含んでもよい。スターチ対可塑剤の重量比は、スターチ/可塑剤組成物が所定の軟化点範囲をもち、好ましくは(単数または複数種類の)エラストマーと混合する前に易流動性の、乾燥粉末または押出ペレットであり得る限り、たとえば約0.5/1〜約5/1、あるいは約1/1〜約5/1の範囲であってもよい。
【００４２】
次いで、スターチとエチレンビニルアルコールコポリマーとの種々のブレンドを、当業者に公知の混合手段に従って製造することができる。
当業者は、必要以上に実験をすることなく、追加の強化用及び／または非-強化用材料(たとえばクレー及び／または短繊維)を配合することによって、並びに硬化剤(たとえば硫黄及び硫黄硬化促進剤)などの(単数または複数種類の)ゴム組成物における任意の関連成分を調整することによって、インサートに適切なゴム組成物の物理的特性を容易に調節することができるものと考えられる。
【００４３】
図面
本発明をさらに理解するために、一つ以上の内部サイドウォール・ゴム・インサートをもつタイヤの部分断面図が示される図１〜４の図面を参照する。
【００４４】
図面において、円周方向トレッド(2)、ビード部分(3)及び、前記ビード部分(3)から前記トレッド(2)へ半径方向外側に伸張するサイドウォール部分(4)を有する空気タイヤ(1)の部分断面図が示されている。
【００４５】
図１において、サイドウォール部分(4)は、アペックス(6)の形状の内部同時押出の二つのセグメントのサイドウォール・ゴム・インサートを含む。アペックス(6)は、ビード部分(3)から半径方向外側に伸張するテーパー型であり、そのアペックスはサイドウォール(4)で終端している。
【００４６】
主にサイドウォール中で比較的低く且つビード部分(3)に隣接して配置されているので、アペックス(6)は、通常、荷重下でタイヤが走行するにつれて主に圧縮力を受けると予想される。しかしながら、アペックス(6)の半径方向外側成分(6B)またはセグメントは、主に張力下でサイドウォール(4)内で動作すると理解されるので、成分(6B)のゴム組成物は、好ましくは半径方向内側成分(6A)よりも低い剛性をもつのが望ましく、高い伸び物理的特性をもつと予想される。
【００４７】
アペックス(6)は、二つの重複する同時押出ゴムセグメント、すなわち：
(A)ビード部分(3)から半径方向外側に伸張するアペックス(6)の半径方向内側部品としての第一のセグメント(6A)、及び
(B)前記内側セグメント(6A)からさらに前記サイドウォール部分(4)へ半径方向外側に伸張するアペックス(6)の半径方向外側部品としての第二のセグメント(6B)から構成されるかまたは設定され、ここで前記内側セグメント(6A)と前記外側セグメント(6B)は、重複する構造をとり、この間の斜め方向の界面(8)は重複領域を形成し、
前記外側セグメント(6B)は前記内側セグメント(6A)よりも全体として薄い断面を有する。
【００４８】
この図面を提示する目的に関して、前記内側セグメント(6A)のゴム組成物は、アペックス(6)の前記外側セグメント(6B)のゴム組成物よりもかなり頑丈(100パーセントリング弾性率が大きい)であり、堅い(ショアーD硬度が大きい)ゴム組成物である。
【００４９】
特に、この図面の目的に関しては、外側ゴムセグメント(6B)のゴム組成物は、約６MPaの100パーセントリング弾性率(23℃)と、約30のショアーD硬度をもち、重複する内側ゴムセグメント(6A)のゴム組成物は、約15MPaの100パーセントリング弾性率(23℃)と、約43のショアーD硬度をもつ。
【００５０】
従って、アペックス(6)は、異なる弾性率と硬度特性のそれぞれのセグメント双方によって提供される剛性の勾配をもつことによって、またセグメントの重複構造によって特徴付けることができる。
【００５１】
図２において、サイドウォール部分(4)は、図１の二つのセグメントのアペックス(6)と、アペックス(6)と重複関係にあるアペックス(6)から離隔し且つ半径方向外側へ伸張する追加の離隔したサイドウォール・インサート(7)とを一緒に含み、ここで離隔したサイドウォール・インサート(7)の離隔した重複部分は、アペックス(6)の軸方向内側である。
【００５２】
タイヤサイドウォールへ半径方向にさらに外側に位置しているため、離隔したサイドウォール・インサート(7)は、通常、圧縮力及び張力の組み合わせに直面すると予想される。
【００５３】
この図面の目的に関して、離隔したサイドウォール・インサート(7)は、前記内側アペックスセグメント(6A)のゴム組成物と似た弾性率と硬度値、すなわち約15MPaの100パーセントリング弾性率(23℃)と、約43のショアーD硬度をもつ単一のゴム組成物である。
【００５４】
図３において、サイドウォール部分(4)は、図３の離隔したサイドウォールインサートが、同時押出した二つのセグメントインサート、すなわち半径方向内側セグメント(7A)と半径方向外側セグメント(7B)とから構成されている以外には、図２の追加の離隔したサイドウォール・インサート(7)のような形状及び位置の追加の離隔したサイドウォール・インサート(7)と一緒に、アペックスが単一ゴム組成物である以外には、図１の二つのセグメントアペックス(6)と形状が似たサイドウォール・アペックス(6)を含む。
【００５５】
特に、離隔したサイドウォール・インサート(7)は、二つの重複する同時押出したゴムセグメント、すなわち：
（A）インサートの半径方向内側成分としての第一のセグメント(7A)と、
（B）前記内側セグメント(7A)からさらに前記サイドウォール部分(4)へ伸張し、且つタイヤ(1)のトレッド部分(2)まで進入しているサイドウォール・インサート(7)の半径方向外側成分としての第二のセグメント(7B)とから構成されているか、またはこれらの二つから配列されており、前記半径方向内側セグメント(7A)と前記半径方向外側セグメント(7B)とは、これらの間で斜め方向の界面(9)をもつ重複形状をとって、重複領域を形成する。
【００５６】
この図面、すなわち図３の表示の目的に関しては、前記半径方向外側セグメント(7B)のゴム組成物は、前記半径方向内側セグメント(7A)のゴム組成物よりもかなり頑丈且つ硬質のゴム組成物である。
【００５７】
特にこの図面の目的に関しては、半径方向外側ゴムセグメント(7B)のゴム組成物は、約15MPaの100パーセントリング弾性率(23℃)と、約43のショアーD硬度とをもち、重複する半径方向内側ゴムセグメント(7A)のゴム組成物は、約６MPaの100パーセントリング弾性率(23℃)と約30のショアーD硬度とをもつ。
【００５８】
従って、離隔したサイドウォール・ゴム・インサート(7)は、異なる弾性率と硬度特性とのそれぞれのセグメント双方によって提供される勾配のある剛性を有することと、またセグメントの重複構造とを特徴とすることができる。
【００５９】
この図面の目的に関しては、単一のゴム組成物のアペックス(6)のゴム組成物は、図１に示されているアペックス(6)のセグメント(6A)の弾性率と硬度特性とを有する。
図４において、サイドウォール部分(4)は、図２のアペックス(6)の形状、位置及び組成の同時押出した二つのセグメントのサイドウォール・アペックス(6)と、図３の離隔したサイドウォール・ゴム・インサート(7)の形状、位置及び組成の離隔した二つのセグメントのサイドウォール・ゴム・インサート(7)とを含む。
【００６０】
この図面の考察に関しては、コード強化したラバープライ(示されていない)は、サイドウォール(4)に含まれ、且つビード部分(3)からタイヤトレッド部分(2)のタイヤの半径方向内側のクラウン部分(図面では識別されていない)を通って、タイヤの反対のビード部分(示されていない)へ伸張する図面に関して考察する。図２、３及び４に関しては、プライは前記アペックス(6)と離隔したサイドウォール・ゴム・インサート(7)との間に配置され、ここで離隔したサイドウォール・ゴム・インサートがプライに隣接且つ軸方向内側に配置されると考えられる。全ての図面に関しては、アペックス(6)はプライに隣接且つ軸方向外側に配置されていると考えられる。このプライは、ビード(3)とアペックス(6)の軸方向内側に伸張し、次いでビード部分(3)の半径方向内側部分を取り巻き、その後、通常プライ・ターンアップ部分と称される、タイヤサイドウォール(4)への半径方向外側の比較的短い距離に関してアペックス(6)とビード部分(3)の軸方向外側に伸張する。そのプライ・ターンアップ部分をもつそのようなプライは、当業界では公知であり、従ってアペックス(6)はプライに隣接且つ軸方向外側で、プライ・ターンアップに隣接且つ軸方向内側である。
【００６１】
当業者には、本発明のインサートで使用するゴム組成物、特にインサートのセグメントは、適宜、添加剤、たとえば硫黄などの硬化助剤、活性化剤、遅延剤及び促進剤、オイルなどの加工助剤、粘着付与性樹脂などの樹脂、上記粒状強化材並びに可塑剤、フィラー、顔料、脂肪酸、酸化亜鉛、ワックス、酸化防止剤及びオゾン亀裂防止剤及びしゃく解剤などの種々の通常使用される添加剤と種々の硫黄-加硫可能成分のゴムを混合することによって、上記100パーセントリング弾性率とショアーD硬度物理的特性を達成するために、必要以上に実験をすることなくゴムコンパウンディング業界で一般的に公知の方法を使用して製造またはコンパウンドすることができると理解されよう。当業者には公知の如く、硫黄-加硫可能な及び硫黄-加硫化材料(ゴム)の使用目的に依存して、上記添加剤を選択し且つ適宜慣用量で使用する。
【００６２】
タイヤは、当業者に容易に明らかである種々の方法によって、作成、成形、成型及び硬化することができる。
本発明を説明する目的で特定の代表的な態様及び詳細について示してきたが、当業者には、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変更及び変形が可能であることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】図１は、一つ以上の内部サイドウォール・ゴム・インサートをもつタイヤの部分断面図を示す。
【図２】図２は、一つ以上の内部サイドウォール・ゴム・インサートをもつタイヤの部分断面図を示す。
【図３】図３は、一つ以上の内部サイドウォール・ゴム・インサートをもつタイヤの部分断面図を示す。
【図４】図４は、一つ以上の内部サイドウォール・ゴム・インサートをもつタイヤの部分断面図を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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