(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビード部と、サイド部と、トレッド部と、カーカスと、ベルトと、インナーライナーとを備えた空気入りタイヤにおいて、
前記インナーライナーはポリビニルアルコール系重合体よりなる層(A)と該層(A)に隣接して配設したエラストマーを配合してなる層(B)とを含み、該層(B)の各ベルト端からビード部までの領域で、少なくとも30mmの半径方向幅に相当する該層(B)の部分が、該層(B)のベルト下部に対応する該層(B)の部分より0.2mm以上厚く、
前記層(A)がタイヤ最内面に位置し、該層(A)と前記カーカスとの間に前記層(B)が配置されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記エラストマーがブチルゴム及び／又はハロゲン化ブチルゴム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】
前記層(A)が架橋されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記層(A)の厚さが50μm以下であることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
前記層(B)の300％引張応力が8MPa以下であることを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の空気入りタイヤ。
【請求項６】
前記層(B)の空気透過係数が1.0×10-9cm3・cm/cm2・sec・cmHg以下であることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の空気入りタイヤ。
【請求項７】
前記層(B)のベルト下部の厚さが50〜800μmであることを特徴とする請求項１から６の何れかに記載の空気入りタイヤ。
【請求項８】
前記層(A)が、前記層(B)に接着されてなることを特徴とする請求項１から７の何れかに記載の空気入りタイヤ。
【請求項９】
前記層(B)の各ベルト端からビード部までの領域で、少なくとも30mmの半径方向幅に相当する該層(B)の部分であって、かつ該層(B)のベルト下部に対応する該層(B)の部分より0.2mm以上厚い該層(B)の部分を、サイド部に対応する位置に配設することを特徴とする請求項１から８の何れかに記載の空気入りタイヤ。
【請求項１０】
前記層(B)の各ベルト端からビード部までの領域の全面に対応する該層(B)の部分が、該層(B)のベルト下部に対応する該層(B)の部分より0.2mm以上厚いことを特徴とする請求項１から９の何れかに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】
本発明は空気入りタイヤに関し、より詳細には、タイヤ重量を増加することなく、内圧保持性を改良する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のチューブレス空気入りタイヤは、タイヤの内圧保持のために、空気不透過性層としてインナーライナーを備え、該インナーライナーの主原料にブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム等を使用している。しかしながら、これらを配合したゴム組成物では、その空気不透過性が低いために、インナーライナーの厚さが1 mm前後必要であり、内圧保持性を改良するにはインナーライナーの厚さを更に厚くすることを要し、この場合、タイヤの重量が増加するという問題が生じる。
【０００３】
ところで、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴムよりも空気透過性の低い材質として、多くの熱可塑性樹脂がある。例えばナイロン等の空気透過性はブチルゴムやハロゲン化ブチルゴムに比べて10分の1以下である。しかし、ナイロンは弾性率が高いため、ナイロン製のインナーライナーはタイヤ転動時の変形に追従できず、割れ等を生じ、この割れ目から空気漏れが起こり、内圧を保持できない。
【０００４】
また、ポリビニルアルコール又はエチレン-ビニルアルコール共重合体よりなる空気不透過性層を備えた空気入りタイヤが提案されている。しかし、該空気不透過性層は、タイヤの転動時の屈曲変形により破断・亀裂が生じ易く、更に、生じた亀裂が伸展しやすいため、タイヤ使用後の内圧保持性が新品と比べて大きく低下してしまうという問題がある。また、エチレン-ビニルアルコール共重合体は、融点が比較的低く、タイヤ加硫時に溶融し、均一な空気不透過性層を得られない場合があるし、ポリビニルアルコールは湿度の影響を受けやすく、分子設計上の物性は充分であっても、加硫温度下での強力低下などを生じることがある。
【０００５】
一方、ポリビニリデンクロライド(PVDC)も空気不透過性樹脂として知られ、該樹脂を用いれば内圧保持に必要な厚さを薄くすることができる。しかし、ポリビニリデンクロライドは隣接ゴム部材との接着性が劣るため、万が一ポリビニリデンクロライドよりなる空気不透過性層が破断した場合、該空気不透過性層が隣接ゴム部材から剥離し易いという問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決し、インナーライナー等の内圧保持技術を改良して、タイヤの重量を増加させることなく走行後の内圧保持性を大幅に向上させた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】
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
（１）  ビード部と、サイド部と、トレッド部と、カーカスと、ベルトと、インナーライナーとを備えた空気入りタイヤにおいて、前記インナーライナーはポリビニルアルコール系重合体よりなる層(A)と該層(A)に隣接して配設したエラストマーを配合してなる層(B)とを含み、該層(B)の各ベルト端からビード部までの領域で、少なくとも30mmの半径方向幅に相当する該層(B)の部分が、該層(B)のベルト下部に対応する該層(B)の部分より0.2mm以上厚く、前記層(A)がタイヤ最内面に位置し、該層(A)と前記カーカスとの間に前記層(B)が配置されていることを特徴とする空気入りタイヤである。
（２）  前記エラストマーがブチルゴム及び／又はハロゲン化ブチルゴムであることを特徴とする前記（１）に記載の空気入りタイヤである。
（３）  前記層(A)が架橋されていることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の空気入りタイヤである。
（４）  前記層(A)の厚さが50μm以下であることを特徴とする前記（１）から（３）の何れかに記載の空気入りタイヤである。
【０００８】
（５）  前記層(B)の300％引張応力が8MPa以下であることを特徴とする前記（１）から（４）の何れかに記載の空気入りタイヤである。
（６）  前記層(B)の空気透過係数が1.0×10-9cm3・cm/cm2・sec・cmHg以下であることを特徴とする前記（１）から（５）の何れかに記載の空気入りタイヤである。
（７）  前記層(B)のベルト下部の厚さが50〜800μmであることを特徴とする前記（１）から（６）の何れかに記載の空気入りタイヤである。
（８）  前記層(A)が、前記層(B)に接着されてなることを特徴とする前記（１）から（７）の何れかに記載の空気入りタイヤである。
【０００９】
（９）  前記層(B)の各ベルト端からビード部までの領域で、少なくとも30 mmの半径方向幅に相当する該層(B)の部分であって、かつ該層(B)のベルト下部に対応する該層(B)の部分より0.2mm以上厚い該層(B)の部分を、サイド部に対応する位置に配設することを特徴とする前記（１）から（８）の何れかに記載の空気入りタイヤである。
（１０）  前記層(B)の各ベルト端からビード部までの領域の全面に対応する該層(B)の部分が、該層(B)のベルト下部に対応する該層(B)の部分より0.2mm以上厚いことを特徴とする前記（１）から（９）の何れかに記載の空気入りタイヤである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を詳細に説明する。
本発明の空気入りタイヤは、空気不透過性層としてのポリビニルアルコール系重合体よりなる層(A)と該層(A)に隣接して設けた補助層としてのエラストマーを配合してなる層(B)とを含むインナーライナーを備える。ここで、タイヤ内に充填する気体としては、空気、又は窒素等の不活性なガスが挙げられる。
【００１１】
本発明にかかわるポリビニルアルコール系重合体よりなる層(A)に用いるポリビニルアルコール系重合体としては、ポリビニルアルコール、エチレン-ビニルアルコール共重合体等が挙げられる。なお、エチレン-ビニルアルコール共重合体中のエチレンとビニルアルコールとのモル比は特に制限されず、目的に応じて適宜設定することができる。例えば、エチレン単位を多くすることにより、より強度の強い空気不透過性層を得ることができ、ビニルアルコール単位を多くすることにより、空気不透過性を高めることができる。
【００１２】
本発明のポリビニルアルコール系重合体よりなる層(A)は、架橋されているのが好ましい。該層(A)が架橋されている場合、タイヤの加硫成形時に熱がかかっても溶融することがなくなる。また、加硫温度下でも強力低下等を生じることもなくなる。なお、架橋方法は、特に限定されず、作製した空気不透過性層に直接作用させ得る電子線照射法が好ましい。
【００１３】
ポリビニルアルコール系重合体は、空気透過性を低下させるのに非常に有効である。例えば、該ポリビニルアルコール系重合体の空気透過係数は、ブチルゴムやハロゲン化ブチルゴム等のブチル系ゴムの空気透過係数の100分の1以下である。従って、ブチル系ゴム組成物を用いた従来のインナーライナーとほぼ同等の内圧保持に必要な厚さは100分の1以下で足りる。
【００１４】
なお、本発明のポリビニルアルコール系重合体以外にも、ブチル系ゴムより空気透過係数の小さい樹脂は数多く存在するが、例えば、空気透過性がブチル系ゴムの10分の1程度の樹脂を用いた空気不透過性層は、ブチル系ゴム組成物を用いた従来のインナーライナーの厚さが1 mm前後であるため、内圧保持性改良効果を得るには、100μm以上（従来のインナーライナーの厚さの10分の1以上）の厚さを要する。しかし、空気不透過性層の厚さが100μm以上の場合、タイヤ転動時の屈曲変形により空気不透過性層が破断してしまうという問題がある。これに対し、空気不透過性層としてポリビニルアルコール系重合体を用いた場合、内圧保持性改良効果を得るためには、空気不透過性層は50μm以下の厚さで十分であり、50μm以下の厚さであれば、タイヤ転動時に屈曲変形を受けても破断しにくい。なお、所望の内圧保持性を得るための最低限の厚さは5μmである。
【００１５】
本発明にかかわるエラストマーを配合してなる層(B)に用いるエラストマーとしては、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム等の空気透過性の低いエラストマーが挙げられる。エラストマーを配合してなる層(B)は、更に、タイヤ業界で通常使用する添加剤を含む。
前述のように空気不透過性層の厚さが50μm以下でも、タイヤ転動時の屈曲変形により、ピンホール・クラック等が生じる場合がある。これに対し、層(A)とその外側に位置するカーカスプライの間に、層(A)に隣接してエラストマーを配合してなる層(B)を配置することにより、クラック等の成長を抑制することができる。
【００１６】
本発明のエラストマーを配合してなる層(B)の300％伸張時の引張応力は8 MPa以下であることが好ましい。層(B)の300％伸張時の引張応力が8 MPa以下であれば、層(A)でのクラック等の発生・成長を好適に抑制できる。なお、引張応力の測定は、JIS K 6251-1993に準拠して行った。
本発明のエラストマーを配合してなる層(B)の空気透過係数は、1.0×10-9 cm3・cm/cm2・sec・cmHg以下であることが好ましい。空気透過係数が上記の範囲の場合、空気不透過性層に万が一ピンホール・クラックが生じた場合でも、空気の漏れを抑制することができる。なお、空気透過係数の測定は、JIS K 7126-1987(A法)に準拠して行った。
本発明のエラストマーを配合してなる層(B)の厚さは、50〜800μmであることが好ましい。層(B)の厚さが50μm未満では製造が困難であり、800μmを超えるとタイヤの重量が増加してしまう。
【００１７】
本発明のポリビニルアルコール系重合体よりなる層(A)とエラストマーを配合してなる層(B)とは、接着されているのが好ましい。層(A)のポリビニルアルコール系重合体は、-ＯＨ基を有するため、層(B)のような隣接ゴム部材との接着を比較的容易に確保できる。例えば、塩化ゴム-イソシアネート系の接着剤を用いれば、タイヤに使用されているゴム組成物との十分な接着が確保できる。このため、万が一空気不透過性層が破断しても、空気不透過性層は隣接ゴム部材から剥離しにくい。
【００１８】
層(A)が層(B)の表面にしっかり接着されている場合、層(A)にクラック等が発生しても、層(A)は層(B)から剥離しにくいため、ほとんどの層(B)の表面に層(A)がそのまま存在し、内圧保持機能を発揮し続けるので好ましい。また、前述のように層(B)に空気透過性の低いエラストマーを用いることでクラック部からの空気の漏れを抑制することもできる。これらの効果により、微小なクラックが発生しても、走行後の内圧保持性を高く保つことができる。
【００１９】
本発明では、前記層(B)の各ベルト端からビード部までの領域で少なくとも30 mmの半径方向幅に相当する該層(B)の部分が、該層(B)のベルト下部に対応する該層(B)の部分より0.2 mm以上厚い。
層(A)にクラックが発生するのは、屈曲による変形の大きいサイド部であるので、層(B)の各ベルト端からビード部までの領域で、少なくとも30 mmの半径方向幅に相当する部分であって、かつ層(B)のベルト下部に対応する部分より0.2 mm以上厚い該層(B)の増厚部分は、層(B)のサイド部に対応する部分に設けるのが好ましい。また、製造の容易さの点からは、層(B)の各ベルト端からビード部までの領域の全面に対応する部分が、層(B)のベルト下部に対応する部分より0.2 mm以上厚いのが望ましい。
本発明ではこのように層(B)のサイド部に対応する部分のみ層(B)のベルト下部に対応する部分より厚くすることで走行後内圧保持性を改善し、該層(B)の厚さを前述のように800μm以下にすることによりタイヤ重量の軽減も同時に達成できる。
【００２０】
図１に本発明にかかわる空気入りタイヤの一例を示す。図示例のタイヤは、空気不透過性層２と補助層３とからなるインナーライナー１と、一対のビードコア４間に渡ってトロイド状に延在し、ビード部５、サイド部６、トレッド部７を補強するラジアルカーカス８と、ラジアルカーカス８のクラウン部の半径方向外側でトレッド部７の内側に配設した少なくとも2層よりなるベルト９とを備えてなる。補助層３は、ベルト９の各端からビード部５までの領域において、少なくとも30 mmの半径方向幅に相当する増厚部分３ａを有する。増厚部分３ａは、ベルト９下部に対応する補助層３の部分より0.2 mm以上厚くした部分である。
【００２１】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例によりその範囲を限定されるものではない。
【００２２】
実施例１〜６及び比較例１〜４
エチレン-ビニルアルコール共重合体(EVOH)、ポリビニルアルコール(PVA)、６-ナイロン(PA6)を使用して、表１及び２記載の厚さの空気不透過性層をそれぞれ形成し、表３記載の配合からなるゴム組成物１を使用して、表１及び２記載の厚さ及び幅の補助層を設け、空気不透過性層と補助層とを接着剤（東洋化学研究所製、メタロックＲ３０Ｍ）で接着してインナーライナーを製造し、該インナーライナーを用いて乗用車用タイヤ（１９５／６５Ｒ１５）を試作した。
各試験タイヤの増厚部分は、実施例１〜４、６及び比較例３のタイヤではベルト端を起点とし、実施例５のタイヤではベルト端からビード部方向へ1 cmの所を起点として設けた。
なお、実施例で使用した空気不透過性層はすべて電子線照射により架橋したものを使用し、その処理条件は加速電圧300 kV、照射エネルギー20 Mradであった。
【００２３】
各試験タイヤに250 kPaの空気圧を充填し、室温で3ヶ月間放置し、3ヵ月後の空気圧を測定し、空気漏れ量の逆数をとり、比較例１を100として、指数で表示した。結果を表１及び２に示す。なお、表値が大なるほど結果が良好である。
また、これら各タイヤのインナーライナー外観を目視観察して、亀裂、剥離の状態を調べ、同じく表１及び２に記載した。更に、比較例１のタイヤ（従来タイヤ）とタイヤ重量を比較し、何％軽量化されたかをタイヤ軽量化率として表す。
【００２４】
【表１】
0003992499.tif 000002
【００２５】
【表２】
0003992499.tif 000003
【００２６】
【表３】
0003992499.tif 000004
【００２７】
実施例１〜６のタイヤでは、EVOH又はPVAからなる空気不透過性層を設けることで走行後内圧保持性を比較例１のタイヤに比べて大きく向上させることができた。また、ベルト下部に対応する部分のみ、又はベルト下部及びサイド部に対応する部分の補助層の厚さを薄くすることにより、タイヤ重量の軽量化も達成できた。
【００２８】
比較例２のタイヤは空気不透過性層を用い、補助層を用いなかった場合であるが、走行後の内圧保持性は比較例１と同等であり、走行後の空気不透過性層の亀裂が大きかった。このことから、走行後の内圧保持性とクラックの成長抑制には補助層が必要であることがわかる。
比較例３は、空気不透過性層にPA6を用い、補助層も用いた場合であるが、比較例２のタイヤと同様に走行後の内圧保持性は比較例１と同等であり、走行後の空気不透過性層の亀裂が大きかった。このことから、空気不透過性層の材質としては、ポリビニルアルコール系重合体が好適であることがわかる。
比較例４は、比較例１の空気不透過性層を補助層として用い、空気不透過性層としてEVOHを用いた場合であるが、走行後内圧保持性は向上するものの、タイヤの重量が増加してしまった。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、タイヤの重量増なしに、走行後の内圧保持性を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の空気入りタイヤの一実施態様の部分断面図である。
【符号の説明】
１  インナーライナー
２  空気不透過性層
３  補助層
３ａ  増厚部分
４  ビードコア
５  ビード部
６  サイド部
７  トレッド部
８  ラジアルカーカス
９  ベルト
【図１】
0003992499.tif 000005