(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右一対のビード部間に跨がるタイヤ骨格部材を、撚りコードを用いることなく、トレッド部からビード部にかけて複数種類の高分子材料から構成すると共に、前記タイヤ骨格部材の外周上にトレッド層を積層した空気入りタイヤにおいて、前記複数種類の高分子材料の組み合わせに基づいて、トレッド部のセンター位置からショルダー部、更にはサイドウォール部の最大幅位置にかけて剛性を徐々に減少させると共に、前記サイドウォール部の最大幅位置からビード部にかけて剛性を徐々に増加させた空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記タイヤ骨格部材を構成する高分子材料のヤング率が１０〜５００ＭＰａである請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
無内圧状態での垂直荷重に対するタイヤ剛性が、標準空気圧充填状態での垂直荷重に対するタイヤ剛性の３０％以上である請求項１〜２のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ構造を有する乗用車用空気入りタイヤ。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ構造を有する小型トラック用空気入りタイヤ。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ構造を有する重荷重用空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撚りコードを含まない新規な構造を有する空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、撚りコードの排除により、製造工程を簡素化し、製造コストを低減すると共に、耐久性の向上を図った空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の空気入りタイヤは、スチールや有機繊維等の撚りコードをゴムで被覆し、そのコード・ゴム複合材をベルトやカーカス等のタイヤ補強材として使用している。しかも、複数種類のコード・ゴム複合材を準備し、これらを適当なタイヤ補強材に用いて空気入りタイヤを構成するのが一般的である。そのため、撚りコードを使用するタイヤ構造の場合には、製造工程が複雑になるばかりでなく、材料コストを含めて製造コストが著しく大きくなるという問題があった。
【０００３】
更に耐え難いことには、撚りコードを使用した空気入りタイヤでは、特にベルト端部やカーカスターンナップ部においてコードとゴムとの間にセパレーションが発生し易く、これがタイヤの耐久性を低下させるという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、撚りコードの排除により、製造工程を簡素化し、製造コストを低減すると共に、耐久性の向上を可能にした空気入りタイヤを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、左右一対のビード部間に跨がるタイヤ骨格部材を、撚りコードを用いることなく、トレッド部からビード部にかけて複数種類の高分子材料から構成すると共に、前記タイヤ骨格部材の外周上にトレッド層を積層した空気入りタイヤにおいて、前記複数種類の高分子材料の組み合わせに基づいて、トレッド部のセンター位置からショルダー部、更にはサイドウォール部の最大幅位置にかけて剛性を徐々に減少させると共に、前記サイドウォール部の最大幅位置からビード部にかけて剛性を徐々に増加させたことを特徴とするものである。
【０００６】
このようにタイヤ骨格部材を高分子材料から構成し、撚りコードを排除することにより、タイヤの製造工程を従来に比べて簡略化し、材料コストを含めて製造コストを大幅に低減することができる。また、従来のタイヤではベルト端部やカーカスターンナップ部においてコードとゴムとの間にセパレーションが発生し易く、このことがタイヤの耐久性を低下させてきたが、本発明のタイヤではコード端末が存在しないので、これら不都合を解消することができる。更に、撚りコードが存在しないことは、乗心地性の向上にも寄与する。
【０００７】
本発明では、撚りコードを使用しないため、タイヤ骨格部材をトレッド部からビード部にかけて単一の高分子材料から構成した場合、タイヤ子午線断面における剛性分布の決定要因は実質的にタイヤ骨格部材の厚さだけになり、このタイヤ骨格部材の厚さに基づいて剛性分布を設定するとタイヤ重量が大幅に増加してしまうことになる。
【０００８】
そこで、本発明では、タイヤ骨格部材をトレッド部からビード部にかけて複数種類の高分子材料から構成し、これら複数種類の高分子材料の組み合わせに基づいて、タイヤ子午線断面における剛性分布を適宜変化させるのである。より具体的には、複数種類の高分子材料の組み合わせに基づいて、トレッド部のセンター位置からショルダー部、更にはサイドウォール部の最大幅位置にかけて剛性を徐々に減少させると共に、前記サイドウォール部の最大幅位置からビード部にかけて剛性を徐々に増加させることが好ましい。また、少なくともトレッド部のセンター位置からショルダー部にかけて、タイヤ骨格部材の中にヤング率が高い高分子材料層と該高分子材料層よりもヤング率が低い高分子材料層とを交互に配置すれば、撚りコードを用いた従来構造のタイヤが持つ剛性分布に近似し、かつ撚りコードに起因する急激な剛性変化を伴わない滑らかな剛性分布を形成することができる。このような剛性分布を形成することにより、標準空気圧充填状態での接地形状を良好にすることができる。
【０００９】
タイヤ骨格部材を構成する高分子材料のヤング率は１０〜５００ＭＰａであると良い。このような高分子材料を選択することにより、撚りコードを排除しつつタイヤに要求される剛性を十分に確保することが可能になる。
【００１０】
本発明によれば、大気圧充填状態での垂直荷重に対するタイヤ剛性が、標準空気圧充填状態での垂直荷重に対するタイヤ剛性の３０％以上となる空気入りタイヤを構成することができる。つまり、この空気入りタイヤはタイヤ径方向にかかる荷重をタイヤ内圧とタイヤ剛性で案配して支持するのである。そのため、たとえタイヤがパンクしても、即座に走行不能とならず、ある程度の速度である程度の距離を走行可能である。
【００１１】
本発明によれば、上記タイヤ構造を有する乗用車用空気入りタイヤ、小型トラック用空気入りタイヤ又は重荷重用空気入りタイヤが提供される。ここで、上述の標準空気圧充填状態とはタイヤに指定された通常使用時の空気圧を充填した状態である。例えば、乗用車用空気入りタイヤでは２００ｋＰａ、小型トラック用空気入りタイヤでは４５０ｋＰａ、重荷重用空気入りタイヤでは７２５ｋＰａとすれば良い。本発明では、無内圧状態でのタイヤ剛性が大きいので、ＪＡＴＭＡ規定の空気圧に対して３０〜７０％の空気圧も選択することが可能である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１及び図２は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示し、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。左右一対のビード部３，３間に跨がるタイヤ骨格部材４は、撚りコードを用いることなく、即ち、抗張材としての撚りコードを排除しつつ、トレッド部１からビード部３にかけて複数種類の高分子材料から構成されている。つまり、タイヤ骨格部材４は、タイヤ子午線断面において、ヤング率が異なる複数の高分子材料層４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅ，４Ｆ，４Ｇを備えている。これら高分子材料層４Ａ〜４Ｇはそれぞれタイヤ周方向に連続的に延在している。ビード部３において、タイヤ骨格部材４には環状のビードコア５が埋設されている。このビードコア５は金属ワイヤのようにタイヤ骨格部材４を構成する高分子材料よりも引張り強度が高い材料から構成すると良い。
【００１４】
また、トレッド部１におけるタイヤ骨格部材４の外周上にはトレッド層６が積層されている。このトレッド層６は従来から使用されているキャップトレッド用のゴム組成物から構成すると良い。ショルダー部７はトレッド部１とサイドウォール部２との間に位置する部位である。なお、タイヤ内面にはインナーライナー層を適宜設けても良い。
【００１５】
上記空気入りタイヤは、タイヤ形状に近似した中子等の剛体の外表面に高分子材料のシート材やストリップ材を巻き付けることで成形することができる。或いは、円筒状の成形ドラムの外周上に高分子材料のシート材やストリップ材を巻き付けた後、その軸方向中央部のトレッド部に相当する部位を膨径させることで成形しても良い。これらシート材やストリップ材は、従来のタイヤ製造方法で行われていた撚りコードに対するゴム被覆工程が不要であり、押出機等により任意の形状に簡単かつ効率良く成形することができる。しかも、従来のようにコード打ち込み本数やコード角度を異ならせた多種類の中間部材を保有する必要もなくなる。そのため、タイヤの製造工程を従来に比べて簡略化し、材料コストを含めて製造コストを大幅に低減することができる。しかも、上記空気入りタイヤではコード端末が存在しないので、従来のようなコードとゴムとのセパレーションに起因する耐久性の低下を回避することができる。
【００１６】
また、タイヤ骨格部材４はトレッド部１からビード部３にかけて複数種類の高分子材料から構成されているので、複数種類の高分子材料の組み合わせに基づいて、タイヤ子午線断面における剛性分布を適宜変化させることができる。より具体的には、複数種類の高分子材料の組み合わせに基づいて、図３（イラスト図）に示すようにトレッド部１のセンター位置からショルダー部７、更にはサイドウォール部２の最大幅位置にかけて剛性を徐々に減少させると共に、図４（イラスト図）に示すようにサイドウォール部２の最大幅位置からビード部にかけて剛性を徐々に増加させるのである。例えば、トレッド部１に位置する高分子材料層４Ａ，４Ｂのヤング率を他の高分子材料層４Ｃ〜４Ｇに比べて相対的に高くすれば、トレッド部１の剛性を厚さの増加を伴うことなく高めることができる。このような剛性分布を形成することにより、内圧充填時のインフレート形状を適正化し、走行時の接地形状を良好にすることができる。
【００１７】
図５及び図６は本発明の他の実施形態からなる空気入りタイヤを示すものである。本実施形態において、タイヤ骨格部材４は、タイヤ子午線断面において、ヤング率が異なる複数の高分子材料層４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅ，４Ｆ，４Ｇ４Ｈを備えている。これら高分子材料層４Ａ〜４Ｈはそれぞれタイヤ周方向に連続的に延在している。また、少なくともトレッド部１のセンター位置からショルダー部にかけて、タイヤ骨格部材４の中にヤング率が高い高分子材料層４Ｂと該高分子材料層４Ｂよりもヤング率が低い高分子材料層４Ａ，４Ｃとを交互に配置した構成になっている。
【００１８】
このように少なくともトレッド部１のセンター位置からショルダー部にかけて、タイヤ骨格部材４の中にヤング率が高い高分子材料層４Ｂと該高分子材料層４Ｂよりもヤング率が低い高分子材料層４Ａ，４Ｃとを交互に配置すれば、図７及び図８に示すような剛性分布が得られる。即ち、撚りコードを用いた従来構造のタイヤが持つ剛性分布に近似し、かつ撚りコードに起因する急激な剛性変化を伴わない滑らかな剛性分布を形成し、標準空気圧充填状態での接地形状を更に改善することができる。
【００１９】
本発明の空気入りタイヤでは、無内圧状態での垂直荷重に対するタイヤ剛性が、標準空気圧充填状態での垂直荷重に対するタイヤ剛性の３０％以上、好ましくは４０〜８０％、より好ましくは５０〜７０％になる。そのため、たとえタイヤがパンクしても、即座に走行不能とならず、ある程度の速度である程度の距離を走行可能である。
【００２０】
ここで、空気圧による剛性（張力剛性）とタイヤ材料による剛性（曲げ剛性）について説明する。つまり、従来の空気入りタイヤでは、タイヤ内に与圧された空気が膨張圧となり、圧力容器としてタイヤにかかる荷重を支えている。従って、従来の空気入りタイヤでは、パンクにより空気圧がゼロになってしまうと、タイヤとしての機能を殆ど果たさなくなってしまう。即ち、表１のように、従来のタイヤにおけるタイヤ全体の剛性を張力剛性と曲げ剛性に分解してみると、その比率が９０％対１０％となり、圧倒的にタイヤ内圧による張力剛性が大きいのである。
【００２１】
一方、本発明のタイヤでは、この比率を７０％以下対３０％以上、つまり、曲げ剛性の比率を大きくして、たとえタイヤがパンクしたとしても最低限のタイヤの機能を果たすようにしたのである。ここで言う最低限のタイヤの機能とは、例えば、少なくとも４００〜５００ｋｍ程度の走行が可能であることを言う。但し、本発明のタイヤでも曲げ剛性の比率が３０％未満になってしまうとタイヤの撓み量が大きくなってしまい、走行不能となる。
【００２２】
【表１】
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図９は従来のラジアルタイヤ（対比タイヤ）と図２の本発明タイヤにおける縦バネ定数Ｋｖと空気圧との関係を示すものである。また、図１０は従来のラジアルタイヤ（対比タイヤ）と図６の本発明タイヤにおける縦バネ定数Ｋｖと空気圧との関係を示すものである。図９及び図１０からも、本発明タイヤは空気圧がゼロでも縦バネ定数Ｋｖが十分に大きいので、走行可能であることが判る。
【００２３】
本発明のタイヤでは、従来のタイヤに比べて、タイヤの曲げ剛性の大きさが特に重要となる。そこで、この曲げ剛性を等価曲げ剛性として、以下のように定義する。つまり、等価曲げ剛性(kgf・mm) ＝モジュラス(kgf/mm2) ×〔断面厚さ(mm)〕3 である。
【００２４】
ここで、厚さの３乗を用いたのは、断面２次モーメントが厚さの３乗に比例するためである。また、剛性が異なる材料が厚さ方向に重なる場合は、ゲージ配分から比率を求め、それぞれの積の和により見掛けのモジュラスを算出すれば良い。例えば、厚さ３mmでモジュラス100kgf/mm2の材料と厚さ２mmでモジュラス50kgf/mm2 の材料とが重なり合っている場合、[3/5×100kgf/mm2] ＋[2/5×50kgf/mm2]＝80kgf/mm2 となる。
【００２５】
このような考え方に基づいて、本発明の実施形態（図２）として、乗用車用タイヤ（サイズ：205/65R15 ）のタイヤ子午線断面における等価曲げ剛性分布を示したものが図１１である。また、上記考え方に基づいて、本発明の実施形態（図６）として、乗用車用タイヤ（サイズ：205/65R15 ）のタイヤ子午線断面における等価曲げ剛性分布を示したものが図１２である。但し、図１２では、トレッド部のセンター位置からショルダー部にかけて剛性が異なる部材を交互に引き並べているため、その剛性は平均化して算出している。図１１及び図１２から、トレッド部のセンター位置では45×103kgf・mmで、ショルダー部で16×103kgf・mm、サイドウォール部の最大幅位置で3.5 ×103kgf・mmとなる。つまり、剛性はトレッド部のセンター位置、ショルダー部、サイドウォール部の最大幅位置へと順次１／３程度に小さくなっている。また、剛性はサイドウォール部の最大幅位置からビード部に向かって急激に大きくなっている。このような曲げ剛性にすることにより、タイヤ基本性能を保持することができるようになる。但し、ビード部ではタイヤの剛性を曲げ剛性だけでは評価できないが、基本的にその剛性は最大となる。
【００２６】
タイヤ骨格部材４を構成する高分子材料のヤング率は、好ましくは１０〜５００ＭＰａ、より好ましくは１５〜４５０ＭＰａ、更に好ましくは２０〜４００ＭＰａとする。タイヤ骨格部材４を構成する高分子材料のヤング率が低過ぎると、タイヤ骨格部材４を薄く形成した場合に剛性が不十分になり、また必要な剛性を得るためにタイヤ骨格部材４を厚く形成した場合に重量増加を招いてしまう。一方、タイヤ骨格部材４を構成する高分子材料のヤング率が高過ぎると乗心地性が悪化する。複数種類の高分子材料の組み合わせにおいて、個々の高分子材料が上記ヤング率を呈するものであることが望ましいが、これら高分子材料全量の８０重量％以上が上記ヤング率を呈するものであれば良い。
【００２７】
タイヤ材料として使用可能であって、かつ上記ヤング率を呈する高分子材料としては、下記のものを挙げることができる。
（１）ゴム及び／またはゴム組成物
ゴム及び／またはゴム組成物は、以下例に挙げたゴムまたは任意に選ばれた２種以上のゴムの混合物、またはそれらゴムおよび配合剤から成る組成物である。ゴムとしては、例えば、ジエン系ゴム及びその水素添加物〔例えばＮＲ、ＩＲ、エポキシ化天然ゴム、ＳＢＲ、ＢＲ（高シスＢＲ及び低シスＢＲ）、ＮＢＲ、水素化ＮＢＲ、水素化ＳＢＲ〕、オレフィン系ゴム〔例えばエチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ、ＥＰＭ）、マレイン酸変性エチレンプロピレンゴム（Ｍ−ＥＰＭ）〕、ブチルゴム（ＩＩＲ）、イソブチレンと芳香族ビニル又はジエン系モノマー共重合体、アクリルゴム（ＡＣＭ）、アイオノマー、含ハロゲンゴム〔例えばＢｒ−ＩＩＲ、Ｃｌ−ＩＩＲ、イソブチレンパラメチルスチレン共重合体の臭素化物（Ｂｒ−ＩＰＭＳ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ヒドリンゴム（ＣＨＣ，ＣＨＲ）、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、塩素化ポリエチレン（ＣＭ）、マレイン酸変性塩素化ポリエチレン（Ｍ−ＣＭ）〕、シリコンゴム（例えばメチルビニルシリコンゴム、ジメチルシリコンゴム、メチルフェニルビニルシリコンゴム）、含イオウゴム（例えばポリスルフィドゴム）、フッ素ゴム（例えばビニリデンフルオライド系ゴム、含フッ素ビニルエーテル系ゴム、テトラフルオロエチレン−プロピレン系ゴム、含フッ素シリコン系ゴム、含フッ素ホスファゼン系ゴム）等を使用することができる。
【００２８】
ゴム組成物としては、これらのゴムあるいはゴム混合物に、一般的にゴム組成物に配合されるカーボンブラック、シリカ等の補強剤、充填剤、架橋剤、軟化剤、老化防止剤、加工助剤などを配合して、所望の範囲のヤング率を付与せしめた組成物であれば何れでも良く、より好ましくは高いヤング率領域の材料を得るために補強性をさらに強固に付与すべく、短繊維、フェノール樹脂等の補強剤を適宜配合した組成物を使用することができる。かかる補強性を付与しうる短繊維補強剤としては、アラミド、ナイロン、ビニロン、ポリエステル、ポリベンゾビスオキサゾール等の合成繊維、レーヨン、コットン等の天然繊維、炭素、ガラス等の無機繊維を使用することができ、それらを更にゴムとの接着を向上せしめる為にＲＦＬ等の処理液で接着処理をすれば好ましい。これらの長繊維を１〜５０ｍｍ長さの範囲で切断し各々１種または２種以上適宜混合し、ゴム１００ゴム重量部に対して２〜５０重量部、好ましくは３〜３５重量部の範囲で適宜目的とするヤング率に合わせて配合すればよい。ゴム組成物の製造方法は、一般に知られている方法でよく、例えば上記ゴム成分および上記補強剤等を併せてもしくは順次バンバリミキサーあるいはロールミキシング等で所定温度で混練したのち、カレンダー成形したものをタイヤ部材として提供することによる。
（２）熱可塑性樹脂及び／または熱可塑性樹脂組成物
熱可塑性樹脂及び／または熱可塑性樹脂組成物は、以下例に挙げた熱可塑性樹脂または任意に選ばれた２種以上の熱可塑性樹脂の混合物、またはそれら樹脂および配合剤から成る組成物である。
【００２９】
熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアミミド系樹脂〔例えばナイロン６（Ｎ６）、ナイロン６６（Ｎ６６）、ナイロン４６（Ｎ４６）、ナイロン１１（Ｎ１１）、ナイロン１２（Ｎ１２）、ナイロン６１０（Ｎ６１０）、ナイロン６１２（Ｎ６１２）、ナイロン６／６６共重合体（Ｎ６／６６）、ナイロン６／６６／６１０共重合体（Ｎ６／６６／６１０）、ナイロンＭＸＤ６、ナイロン６Ｔ、ナイロン６／６Ｔ共重合体、ナイロン６６／ＰＰ共重合体、ナイロン６６／ＰＰＳ共重合体〕、ポリエステル系樹脂〔例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンイソフタレート（ＰＥＩ）、ポリブチレンテレフタレート／テトラメチレングリコール共重合体、ＰＥＴ／ＰＥＩ共重合体、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）、液晶ポリエステル、ポリオキシアルキレンジイミドジ酸／ポリブチレンテレフタレート共重合体などの芳香族ポリエステル〕、ポリニトリル系樹脂〔例えばポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリメタクリロニトリル、アクリロニトリル／スチレン共重合体（ＡＳ）、メタクリロニトリル／スチレン共重合体、メタクリロニトリル／スチレン／ブタジエン共重合体〕、ポリ（メタ）アクリレート系樹脂〔例えばポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリメタクリル酸エチル、エチレンエチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）、エチレンアクリル酸共重合体（ＥＡＡ）、エチレンメチルアクリレート樹脂（ＥＭＡ）〕、ポリビニル系樹脂〔例えば酢酸ビニル（ＥＶＡ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ビニルアルコール／エチレン共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、塩化ビニル／塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニリデン／メチルアクリレート共重合体〕、セルロース系樹脂〔例えば酢酸セルロース、酢酸酪酸セルロース〕、フッ素系樹脂〔例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリクロルフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、テトラフロロエチレン／エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）〕、イミド系樹脂〔例えば芳香族ポリイミド（ＰＩ）〕、熱可塑性エラストマー（例えばスチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラストマー）等を使用することができる。
【００３０】
さらにこれらの樹脂または樹脂混合物または樹脂組成物に、一般に樹脂配合物に配合させる充填剤（炭酸カルシウム、酸化チタン、アルミナ、クレー等）、カーボンブラック、ホワイトカーボン、前述の短繊維等の補強剤、軟化剤、可塑剤、加工助剤、顔料、染料、老化防止剤等を適宜目的とするヤング率を損なわない範囲で任意に配合したものを使用することができる。熱可塑性樹脂及び／または熱可塑性樹脂組成物の製造方法は、ペレタイズ化した樹脂原料および適宜上記充填材等を併せて溶融混練することによる。熱可塑性樹脂の混練に使用する混練機としては、特に限定はなく、スクリュー押出機、ニーダ、バンバリミキサー、単軸混練押出機、２軸混練押出機が挙げられる。溶融混練の条件として、温度は熱可塑性樹脂が溶融する温度以上であればよい。また、混練時のせん断速度は２５００〜７５００ sec-1であるのが好ましく、混練全体の時間は３０秒から１０分であるのが好ましい。得られた混練物を次に押し出し成形またはカレンダー成形によって、所定部材形状に成形されるか薄膜化され、タイヤ部材として供される。
（３）エラストマー組成物
エラストマー組成物としては、熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂組成物をマトリクスとなし、ゴム及び／またはゴム組成物をドメイン（分散相）として分散せしめ、更に好ましくは該ドメインの少なくとも一部が架橋してなる組成物を、適宜目的とするヤング率に合わせて使用することができる。
【００３１】
本発明に従ったエラストマー組成物に使用される熱可塑性樹脂成分としては、ヤング率が１ＭＰａ超、好ましくは１０〜２０００ＭＰａ、より好ましくは１０〜１５００ＭＰａの任意の熱可塑性樹脂を用いることができ、上記（２）で例に挙げた各樹脂の中から任意に選ばれたものを使用することができる。また、ゴム成分としては、上記（１）で例に挙げた各ゴムの中から任意に選ばれたものを使用することが出来る。これら熱可塑性樹脂成分（Ａ）とゴム成分（Ｂ）との組成比は、好ましくは１０／９０〜９０／１０、更に好ましくは２０／８０〜８５／１５である。
【００３２】
熱可塑性樹脂成分のヤング率が１ＭＰａ以下では、タイヤ用ポリマー組成物としての剛性が低く、その機能を果たさなくなる。更に、これらの熱可塑性樹脂組成比が１０未満の場合にも同様に剛性が低下して、タイヤ用としては使用できないので好ましくない。
【００３３】
このエラストマー組成物には、上記成分（Ａ）および（Ｂ）に加えて、第三成分として、相溶化剤などの他のポリマー及び配合剤を混合することができる。他のポリマーを混合する目的は、熱可塑性樹脂成分とエラストマー成分との相溶性を改良するため、材料のフィルム成形加工性を良くするため、耐熱性向上のため、コストダウンのため等であり、これに用いられる材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ、ＳＢＳ、ポリカーボネート等を挙げることができる。
【００３４】
さらに本発明に係るエラストマー組成物には、更に一般的にポリマー配合物に配合される充填剤（炭酸カルシウム、酸化チタン、アルミナ、クレー等）、カーボンブラック、ホワイトカーボン等の補強剤、軟化剤、可塑剤、加工助剤、顔料、染料、老化防止剤等をヤング率の要件を損なわない限り任意に配合することもできる。また、前記エラストマー成分は熱可塑性樹脂との混合の際にエラストマー成分を動的に加硫することもできる。エラストマー成分を動的に加硫する場合の加硫剤、加硫助剤、加硫条件（温度、時間）等は、添加するエラストマー成分の組成に応じて適宜決定すればよく、特に限定されるものではない。
【００３５】
加硫剤としては、一般的なゴム加硫剤（架橋剤）を用いることができる。具体的には、イオン系加硫剤としては粉末イオウ、沈降性イオウ、高分散性イオウ、表面処理イオウ、不溶性イオウ、ジモルフォリンジサルファイド、アルキルフェンアマイド（ＣＢＳ）、Ｎ−オキシジエチレンベンゾチアジル−２−スルフェンアマイド、Ｎ−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアマイド、２−（チモルポリニルジチオ）ベンゾチアゾール等を例示でき、例えば、０．５〜４phr 〔ゴム成分（ポリマー）１００重量部あたりの重量部〕程度用いることができる。また、有機過酸化物系の加硫剤としては、ベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルヒドロパーオキサイド、２，４−ビクロロベンゾイルパーオキサイド、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチルパーオキシ）ヘキサン、２，５−ジメチルヘキサン−2 ，５−ジ（パーオキシルベンゾエート）等が例示され、例えば、１〜２０phr 程度用いることができる。更に、フェノール樹脂系の加硫剤としては、アルキルフェノール樹脂の臭素化物や、塩化スズ、クロロプレン等のハロゲンドナーとアルキルフェノール樹脂とを含有する混合架橋系等が例示でき、例えば、１〜２０phr 程度用いることができる。その他としては、亜鉛華（５phr 程度）、酸化マグネシウム（４phr 程度）、リサージ（１０〜２０程度）、ｐ−キノンジオキシム、ｐ−ジベンゾイルキノンジオキシム、テトラクロロ−ｐ−ベンゾキノン、ポリ−ｐ−ジニトロソベンゼン（０．２〜１０phr 程度）、メチレンジアニリン（０．２〜１０phr 程度）が例示できる。
【００３６】
また、必要に応じて、加硫促進剤を添加してもよい、加硫促進剤としては、アルデヒド・アンモニア系、グアニジン系、チアゾール系、スルフェンアミド系、チウラム系、ジチオ酸塩系、チオウレア系等の一般的な加硫促進剤を、例えば０．５〜２phr 程度用いることができる。具体的には、アルデヒド・アンモニア系加硫促進剤としては、ヘキサメチレンテトラミン等、グアニジン系加硫促進剤としては、ジフェニルグアジニン等、チアゾール系加硫促進剤としては、ジベンゾチアジルサルファイド（ＤＭ）、２−メルカプトベンゾチアゾール及びそのＺｎ塩、シクロヘキシルアミン塩等、スルフェンアミド系加硫促進剤としては、シクロヘキシルベンゾチアジルスルフェンアマイド（ＣＢＳ）、Ｎ−オキシジエチレンベンゾチアジル−２−スルフェンアマイド、Ｎ−ｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアマイド、２−（チモルポリニルジチオ）ベンゾチアゾール等、チウラム系加硫促進剤としては、テトラメチルチウラムジサルファイド（ＴＭＴＤ）、テトラエチルチウラムジサルファイド、テトラメチルチウラムモノサルファイド（ＴＭＴＭ）、ジベンタメチレンチウラムテトラサルファイド等、ジチオ酸塩系加硫促進剤としては、Ｚｎ−ジメチルジチオカーバメート、Ｚｎ−ジエチルジチオカーバメート、Ｚｎ−ジ−ｎ−ブチルジチオカーバメート、Ｚｎ−エチルフェニルジチオカーバメート、Ｔｅ−ジエチルジチオカーバメート、Ｃｕ−ジメチルジチオカーバメート、Ｆｅ−ジメチルジチオカーバメート、ピペコリンピペコリルジチオカーバメート等、チオウレア系加硫促進剤としては、エチレンチオウレア、ジエチレルチオウレア等を挙げることができる。また、加硫促進助剤としては、一般的なゴム用助剤を合わせて用いることができ、例えば、亜鉛華（５phr 程度）、ステアリン酸やオレイン酸及びこれらのＺｎ塩（２〜４phr 程度）等が使用できる。
【００３７】
上記エラストマー組成物の製造方法は、予め熱可塑性樹脂とゴム成分（未加硫物）とを２軸混練押出機等で溶融混練し、連続相を形成する熱可塑性樹脂中にゴム成分を分散させることによる。ゴム成分を加硫する場合には、混練下で加硫剤を添加し、ゴム成分を動的に加硫させても良い。また、熱可塑性樹脂またはゴム成分への各種配合剤（加硫剤を除く）は、上記混練中に添加しても良いが、混練の前に予め混合しておくことが好ましい。熱可塑性樹脂とゴム成分の混練に使用する混練機としては、特に限定はなく、スクリュー押出機、ニーダ、バンバリミキサー、２軸混練押出機等が挙げられる。中でも樹脂成分とゴム成分の混練およびゴム成分の動的加硫には２軸混練押出機を使用するのが好ましい。さらに、２種類以上の混練機を使用し、順次混練してもよい。溶融混練の条件として、温度は熱可塑性樹脂が溶融する温度以上であれば良い。また、混練時の剪断速度は２５００〜７５００ｓｅｃ-1であるのが好ましい。混練全体の時間は３０秒から１０分、また加硫剤を添加した場合には、添加後の加硫時間は１５秒から５分であるのが好ましい。上記方法で作製された熱可塑性エラストマー組成物は、次に押し出し成形またはカレンダー成形によって、所定部材形状に成形されるか薄膜化される。このようにして得られる所定形状の部材または薄膜は、熱可塑性樹脂（Ａ）のマトリクス中にゴム成分（Ｂ）が不連続相として分散した構造をとる。かかる構造をとることにより、部材または薄膜に十分なヤング率と可とう性を併せ付与することができると共にゴム成分の多少によらず、部材化、薄膜化に際し、熱可塑性樹脂と同等の成形加工性を得ることができる。
【００３８】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。但し、本発明で使用される高分子材料は本実施例に限定されるものではない。
【００３９】
タイヤサイズを２０５／６５Ｒ１５とし、下記タイヤ構造を有する本発明タイヤＡ，Ｂ，Ｃを製作した。対比タイヤとして、同タイヤサイズであって、複数本の有機繊維コードを引き揃えてゴム被覆してなるカーカス層と、複数本のスチールコードを引き揃えてゴム被覆してなる２層のベルト層を備えた従来構造の市販タイヤを用いた。
【００４０】
本発明タイヤＡ：
図２に示すように、左右一対のビード部間に跨がるタイヤ骨格部材を、撚りコードを用いることなく、トレッド部からビード部にかけて複数種類の高分子材料（エラストマー組成物）から構成すると共に、タイヤ骨格部材の外周上にゴム組成物からなるトレッド層を積層した。
【００４１】
エラストマー組成物は、表２の配合比に基づいて作製した。先ず、表２に示す配合比を用いてサンプルを作製した。ポリエステル樹脂ペレットを２軸混練押出機の第１の投入口より投入し、溶融混練した後に、第２の投入口よりポリマー成分のペレットを投入し、ポリエステル樹脂中にゴム成分を微細に分散させた後、第３の投入口より架橋剤成分を表記の比率にて投入し、ゴム成分を動的に架橋させ、ゴム相を固定した。このようにして得られた熱可塑性のエラストマー成分を２軸混練押出機の先端よりストランド状に押出し、水冷で冷却した後、樹脂用ペレタイザーでペレット化した。各材料層に使用するエラストマー組成物のヤング率は表２の通りである。
【００４２】
【表２】
0004501326.tif 000003
表２において、
1)商品名：ウルトラデュアーB4550 （ＢＡＳＦ）
2)商品名：EXXPRO90-10 （エクソンモービルケミカル）
3)商品名：亜鉛華３号（正同化学）
4)商品名：ビーズステアリン酸（日本油脂）
5)商品名：ステアリン酸亜鉛（正同化学）
上記ペレットをＴ型ダイスを有する４０ｍｍ口径の樹脂用単軸押出機で幅５ｍｍ、厚さ１．０ｍｍのストリップ状に押し出したうえ巻き取り、テープ状部材を作製した。このテープ状部材をドラム上の適切な位置に巻き回して、所定のタイヤ断面形状でタイヤ骨格部材を成形した。そして、トレッド部材を巻回する部位に、トレッドゴムと熱可塑性エラストマー組成物との接着性を確保するために、通常使用可能な塩化ゴム系接着剤、フェノール系樹脂接着剤及びイソシアネート系接着剤のうち、イソシアネート系接着剤であるケムロック４０２を十分塗布した後、乾燥させた。なお、ビード部は、通常のスチール製ビードワイヤを予め巻き回した部材へ塩化ゴム系接着剤であるケムロック２０５を十分塗布した後、乾燥させて、接着処理したものを使用し、成形処理に供した。
【００４３】
上記成形物をドラム上で成形した後、所定のタイヤ加硫形状へインフレート成形し、形状を保持した後、トレッド部に所定の寸法に押し出したトレッドゴム組成物を貼り付け、加硫工程へ供する成形体とした。この成形体を通常のタイヤ用加硫モールドへ投入し、成形時に巻き込んだエアー等の気体成分を脱気処理した後、２２０℃で５分間加熱・加圧し、熱可塑性エラストマーからなるタイヤ骨格部材の所定形状への腑形と、ゴムトレッド部材の腑形及び加硫と、ビード及びトレッドに対するタイヤ骨格部材の接着とを完了した後、加圧状態で１００℃までモールド温度を低下させ、モールドよりタイヤを取り出し、図２に示す所望の形状を有する空気入りタイヤを得た。
【００４４】
なお、本加硫工程は、本実施例に限定されるわけではなく、所謂インジェクション成形・加硫、トランスファー成形・加硫等、種々の公知の成形・加硫法を利用しうることは勿論である。
【００４５】
本発明タイヤＢ：
図２に示すように、左右一対のビード部間に跨がるタイヤ骨格部材を、撚りコードを用いることなく、トレッド部からビード部にかけて複数種類の高分子材料（熱可塑性樹脂組成物）から構成すると共に、タイヤ骨格部材の外周上にゴム組成物からなるトレッド層を積層した。
【００４６】
熱可塑性樹脂組成物として下記一般式で表されるポリエーテルポリアミド共重合樹脂を使用した。この共重合樹脂又は組成物は結晶化による剛性を分担するポリアミド樹脂の特性を共重合せしめるポリエーテル成分の大小により広くヤング率の制御が可能であり、通常１０〜５００ＭＰａのサンプルが商業的に入手可能である。ここでは、アトケム社製のヤング率が異なる４種類のポリエーテルポリアミド樹脂（PEPBAX 6333,5533,4033,3533）を使用し、これらを表３の配合に基づいてブレンドし、所望のヤング率に調整した。
【００４７】
【化１】
0004501326.tif 000004
但し、上記一般式において、ＰＡはポリアミドセグメントであり、ＰＥはポリエーテルセグメントである。
【００４８】
【表３】
0004501326.tif 000005
上述した単独又は所定の比率でブレンドしたポリエーテルポリアミド樹脂のペレットを、Ｔ型ダイスを有する口径４００ｍｍの単軸押出機で幅５ｍｍ、厚さ１．０ｍｍのストリップ状に押し出したうえ巻き取り、テープ状部材を作製した。このテープ状部材をドラム上の適切な位置に巻き回して、所定のタイヤ断面形状でタイヤ骨格部材を成形した。そして、トレッド部材を巻回する部位に、トレッドゴムと熱可塑性樹脂組成物との接着性を確保するために、通常使用可能な塩化ゴム系接着剤、フェノール系樹脂接着剤及びイソシアネート系接着剤のうち、イソシアネート系接着剤であるケムロック４０２を十分塗布した後、乾燥させた。なお、ビード部は、通常のスチール製ビードワイヤを予め巻き回した部材へ塩化ゴム系接着剤であるケムロック２０５を十分塗布した後、乾燥させて、接着処理したものを使用し、成形処理に供した。
【００４９】
上記成形物をドラム上で成形した後、所定のタイヤ加硫形状へインフレート成形し、形状を保持した後、トレッド部に所定の寸法に押し出したトレッドゴム組成物を貼り付け、加硫工程へ供する成形体とした。この成形体を通常のタイヤ用加硫モールドへ投入し、成形時に巻き込んだエアー等の気体成分を脱気処理した後、１９５℃で５分間加熱・加圧し、熱可塑性樹脂組成物からなるタイヤ骨格部材の所定形状への腑形と、ゴムトレッド部材の腑形及び加硫と、ビード及びトレッドに対するタイヤ骨格部材の接着とを完了した後、加圧状態で１００℃までモールド温度を低下させ、モールドよりタイヤを取り出し、図２に示す所望の形状を有する空気入りタイヤを得た。
【００５０】
なお、本加硫工程は、本実施例に限定されるわけではなく、所謂インジェクション成形・加硫、トランスファー成形・加硫等、種々の公知の成形・加硫法を利用しうることは勿論である。
【００５１】
本発明タイヤＣ：
図６に示すように、左右一対のビード部間に跨がるタイヤ骨格部材を、撚りコードを用いることなく、トレッド部からビード部にかけて複数種類の高分子材料（エラストマー組成物）から構成すると共に、タイヤ骨格部材の外周上にゴム組成物からなるトレッド層を積層した。
【００５２】
エラストマー組成物は、表４の配合比に基づいて作製した。先ず、表４に示す配合比を用いてサンプルを作製した。ポリエステル樹脂ペレットを２軸混練押出機の第１の投入口より投入し、溶融混練した後に、第２の投入口よりポリマー成分のペレットを投入し、ポリエステル樹脂中にゴム成分を微細に分散させた後、第３の投入口より架橋剤成分を表記の比率にて投入し、ゴム成分を動的に架橋させ、ゴム相を固定した。このようにして得られた熱可塑性のエラストマー成分を２軸混練押出機の先端よりストランド状に押出し、水冷で冷却した後、樹脂用ペレタイザーでペレット化した。各材料層に使用するエラストマー組成物のヤング率は表４の通りである。
【００５３】
【表４】
0004501326.tif 000006
表４において、
1)商品名：ウルトラデュアーB4550 （ＢＡＳＦ）
2)商品名：EXXPRO90-10 （エクソンモービルケミカル）
3)商品名：亜鉛華３号（正同化学）
4)商品名：ビーズステアリン酸（日本油脂）
5)商品名：ステアリン酸亜鉛（正同化学）
ヤング率が高い材料層と低い材料層とを交互に配置する場合、２本の４０ｍｍ口径の単軸押出機の先端に共押し出し方式のＴ型ダイスを設置し、ペレット化した高ヤング率材料と低ヤング率材料を互いに異なる押出機より押し出し、先端のダイスで左右均等になるようにダイス構造を制御しながら一体化し、幅４ｍｍ、厚さ１．０ｍｍのストリップ状に押し出した。それ以外の材料層については、１本の単軸押出機の先端にＴ型シーティングダイスを設置し、幅５ｍｍ、厚さ１．０ｍｍのストリップ状に押し出した。これらストリップを巻き取り、テープ状部材を作製した。このテープ状部材をドラム上の適切な位置に巻き回して、所定のタイヤ断面形状でタイヤ骨格部材を成形した。そして、トレッド部材を巻回する部位に、トレッドゴムと熱可塑性エラストマー組成物との接着性を確保するために、通常使用可能な塩化ゴム系接着剤、フェノール系樹脂接着剤及びイソシアネート系接着剤のうち、イソシアネート系接着剤であるケムロック４０２を十分塗布した後、乾燥させた。なお、ビード部は、通常のスチール製ビードワイヤを予め巻き回した部材へ塩化ゴム系接着剤であるケムロック２０５を十分塗布した後、乾燥させて、接着処理したものを使用し、成形処理に供した。
【００５４】
上記成形物をドラム上で成形した後、所定のタイヤ加硫形状へインフレート成形し、形状を保持した後、トレッド部に所定の寸法に押し出したトレッドゴム組成物を貼り付け、加硫工程へ供する成形体とした。この成形体を通常のタイヤ用加硫モールドへ投入し、成形時に巻き込んだエアー等の気体成分を脱気処理した後、２２０℃で５分間加熱・加圧し、熱可塑性エラストマーからなるタイヤ骨格部材の所定形状への腑形と、ゴムトレッド部材の腑形及び加硫と、ビード及びトレッドに対するタイヤ骨格部材の接着とを完了した後、加圧状態で１００℃までモールド温度を低下させ、モールドよりタイヤを取り出し、図６に示す所望の形状を有する空気入りタイヤを得た。
【００５５】
なお、本加硫工程は、本実施例に限定されるわけではなく、所謂インジェクション成形・加硫、トランスファー成形・加硫等、種々の公知の成形・加硫法を利用しうることは勿論である。
【００５６】
これら試験タイヤについて、リム幅６．５ＪＪ、試験荷重４ｋＮの条件で、撓み量、実接地面積、縦バネ定数、横バネ定数、周バネ定数を測定し、その結果を表５に示した。これら測定結果は、対比タイヤを１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど測定値が大きいことを意味する。
【００５７】
【表５】
0004501326.tif 000007
この表５から判るように、本発明タイヤは、空気圧を対比タイヤの半分程度に設定したとき、良好なバネ定数を示し、しかも必要な実接地面積を確保することができた。本発明タイヤは、タイヤ内圧とタイヤ剛性で、タイヤとしての機能を発揮するに当たって、従来タイヤの内圧のままでも良いが、本発明の効果をより効果的に発現するためには、好ましくは従来タイヤの内圧の３０〜７０％、より好ましくは５０％程度にするのが良い。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、左右一対のビード部間に跨がるタイヤ骨格部材を、撚りコードを用いることなく、トレッド部からビード部にかけて複数種類の高分子材料から構成すると共に、タイヤ骨格部材の外周上にトレッド層を積層したから、タイヤの製造工程を簡素化し、製造コストを低減すると共に、耐久性を向上することができる。また、タイヤ子午線断面における剛性分布は複数種類の高分子材料の組み合わせに基づいて任意に調整することができるので、これら複数種類の高分子材料の組み合わせに基づいて、トレッド部のセンター位置からショルダー部、更にはサイドウォール部の最大幅位置にかけて剛性を徐々に減少させると共に、サイドウォール部の最大幅位置からビード部にかけて剛性を徐々に増加させたものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す切り欠き斜視図である。
【図２】本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線半断面図である。
【図３】本発明の空気入りタイヤにおけるトレッド部のセンター位置からショルダー部にかけての剛性分布を示すグラフである。
【図４】本発明の空気入りタイヤにおけるサイドウォール部の最大幅位置からビード部にかけての剛性分布を示すグラフである。
【図５】本発明の他の実施形態からなる空気入りタイヤを示す切り欠き斜視図である。
【図６】本発明の他の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線半断面図である。
【図７】本発明の空気入りタイヤにおけるトレッド部のセンター位置からショルダー部にかけての剛性分布を示すグラフである。
【図８】本発明の空気入りタイヤにおけるサイドウォール部の最大幅位置からビード部にかけての剛性分布を示すグラフである。
【図９】本発明の空気入りタイヤ（図２）における縦バネ定数Ｋｖと空気圧との関係を示すグラフである。
【図１０】本発明の空気入りタイヤ（図６）における縦バネ定数Ｋｖと空気圧との関係を示すグラフである。
【図１１】本発明の空気入りタイヤ（図２）におけるトレッド部のセンター位置からビード部にかけての剛性分布を示すグラフである。
【図１２】本発明の空気入りタイヤ（図６）におけるトレッド部のセンター位置からビード部にかけての剛性分布を示すグラフである。
【符号の説明】
１  トレッド部
２  サイドウォール部
３  ビード部
４  タイヤ骨格部材
４Ａ〜４Ｈ  高分子材料層
５  ビードコア
６  トレッド層
７  ショルダー部
【図１】
0004501326.tif 000008
【図２】
0004501326.tif 000009
【図３】
0004501326.tif 000010
【図４】
0004501326.tif 000011
【図５】
0004501326.tif 000012
【図６】
0004501326.tif 000013
【図７】
0004501326.tif 000014
【図８】
0004501326.tif 000015
【図９】
0004501326.tif 000016
【図１０】
0004501326.tif 000017
【図１１】
0004501326.tif 000018
【図１２】
0004501326.tif 000019