(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のビードコアで折り返されトロイダル状に連なる少なくとも１枚の有機繊維コードのカーカス層と、該カーカス層のクラウン部に配置されるトレッドとの間に、少なくとも１枚のスチールコードのベルト層からなるベルトを有する乗用車用空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記ベルトと前記トレッドとの間に低空気透過性の薄層を有し、前記ベルト層におけるスチールコードのタイヤ半径方向最外部と、前記トレッド溝底との距離が２．８ｍｍ以下であり、前記ベルト層のスチールコードが、引張強さ３４００〜４５００Ｎ／ｍｍ２の鋼素線を少なくとも１本有する単撚りまたは層撚り構造のスチールコードであることを特徴とする乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】
前記低空気透過性の薄層がブチルゴムをゴム成分として含む薄ゴム層である請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項３】
前記ブチルゴムが、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、およびイソオレフィンとｐ−メチルスチレンとからなる共重合体を臭素化してなるブチルゴムからなる群から選ばれる少なくとも１つである請求項２記載の空気入りラジアルタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スチールコードをベルト層に使用した乗用車用空気入りラジアルタイヤに関し、特には当該スチールコードのコーティングゴムとの接着性および耐腐食疲労性を改良することにより耐久性の向上を図った乗用車用空気入りラジアルタイヤ、さらには軽量化をも図った乗用車用空気入りラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、乗用車用空気入りタイヤの分野において、地球環境保全を念頭においた車輌の燃費向上の見地からタイヤの軽量化が進められている。これを実現させるため、タイヤの補強材であるスチールコードにおいても、コード強力を高めタイヤのベルト総強力を保ちながらコード使用量を減少させ、ベルトの総重量を軽減させる試みがなされている。更には、ゴム部材においてもそのゲージ厚を薄くすることにより軽量化の要請に応える努力がなされており、例えば、スキッドベースゲージ（ＳＢＧ）を低下させる試みがなされている（特開平７−９６７１５号公報）。
【０００３】
しかしながら、スキッドベースゲージ（ＳＢＧ）を低下させると、タイヤトレッドの溝下からベルト部に至るまで距離が短くなるため、該溝下から外部環境（水分が主体）の影響を著しく受けやすくなり、特にはベルト層のタイヤ半径方向最外部のスチールコードの接着不良や耐腐食疲労性の悪化が懸念されることになる。
【０００４】
これまでは、タイヤ内部からの環境（酸素および水分が主体）の影響に対しては、インナーライナーにブチルゴムを主成分としたゴム層を用いたり、従来のインナーライナーの代わりに低空気透過性のゴム層を用いる試みがなされている（特開平８−２１６２８５号、特開平８−２５８５０６号、特開平８−２５９７４１号公報等）。また、同影響に対しては、スチールコード自体の耐腐食性の改良や、コーティングゴムの配合面からの接着性改善等、構造面及び材料面からの工夫もなされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これら従来技術は、上述のようにスキッドベースゲージ（ＳＢＧ）を低下させ軽量化を図ることに伴う外部環境からの影響に対しては何等根本的な解決には至っていないのが現状である。特に、引張強さが３４００Ｎ／ｍｍ２以上の鋼素線から成る高強力スチールコードがベルト層に適用されている場合には、ベルト層の軽量化が望める反面、該スチールコードの耐腐食疲労性悪化の問題が顕在化される傾向にある。これは、高強力鋼材を得るため伸線時の高減面率化に起因してスチールコード表面が大きな負荷を受けているため、様々な繰り返し入力に対するコードの耐腐食疲労性や捻回値等の物性が低下してしまう傾向にあるためである。
【０００６】
そこで本発明の目的は、いかなる外部の環境下、特に高温多湿の環境のような、タイヤ中のスチールコードにとって厳しい環境下においても、タイヤトレッドの溝下からベルト層のスチールコードに水分等による悪影響が及ぶのを防止し、当該スチールコードのコーティングゴムとの接着性および耐腐食疲労性を改良することによりび耐久性の向上を図った乗用車用空気入りラジアルタイヤ、さらには軽量化をも図った乗用車用ラジアル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】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、以下の知見を得るに至った。即ち、スキッドベースゲージ（ＳＢＧ）がある限界値より小さくなると、外部温度および湿度の環境要因に大きく依存するようになり、ＳＢＧの一番小さい、タイヤ溝下部から水分がベルトに浸透しやすくなり、ベルトスチールコードに悪影響を及ぼすことが判明した。また、この悪影響は、３４００Ｎ／ｍｍ２以上の鋼素線を使用したスチールコードをベルト層に適用したタイヤにおいて、特に顕著に現れ、即ちタイヤ溝下部からの水分浸透により、耐接着性の悪化、特には耐腐食疲労性の低下が見られ、タイヤのベルト耐久性（耐ベルト端セパレーション性、耐ベルト折れ性）が大幅に低下してしまうことも判明した。
【０００８】
本発明者は、かかる知見に基づきさらに鋭意研究を重ねた結果、上記外部からの悪影響を抑制する手段としてトレッドとベルトとの間に水分や酸素の耐透過性に優れた低空気透過性の薄層を挿入し、外部からの水分や酸素の浸入を遮断することにより、上記目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
即ち、本発明は乗用車用空気入りラジアルタイヤは、一対のビードコアで折り返されトロイダル状に連なる少なくとも１枚の有機繊維コードのカーカス層と、該カーカス層のクラウン部に配置されるトレッドとの間に、少なくとも１枚のスチールコードのベルト層からなるベルトを有する乗用車用空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記ベルトと前記トレッドとの間に低空気透過性の薄層を有し、前記ベルト層におけるスチールコードのタイヤ半径方向最外部と、前記トレッド溝底との距離が２．８ｍｍ以下であり、前記ベルト層のスチールコードが、引張強さ３４００〜４５００Ｎ／ｍｍ２の鋼素線を少なくとも１本有する単撚りまたは層撚り構造のスチールコードであることを特徴とするものである。
【００１１】
前記低空気透過性の薄層は、好ましくはブチルゴムをゴム成分として含む薄ゴム層であり、より好ましくは前記ブチルゴムが、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、およびイソオレフィンとｐ−メチルスチレンとからなる共重合体を臭素化してなるブチルゴムからなる群から選ばれる少なくとも１つである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
本発明の実施の一形態である乗用車用空気入りラジアルタイヤは、図１にトレッド部を拡大して示すように、ポリアミド、ポリエステル等の有機繊維コードを用いたカーカス層１と、該カーカス層１のクラウン部に配置されるトレッド２との間に、スチールコード４を用いたベルト３（図示するベルトの例では各ベルト層のスチールコードが互いに交錯する２層構造である）を有するラジアル構造において、このベルト３とトレッド２との間に低空気透過性の薄層５を挿入する。ベルト３の上にトレッドを含めて複数のゴム層がある場合は、それらゴム層間に挿入してもよい。例えば、トレッドがキャップ層とベース層の２層構造となっている場合は、キャップ層とベース層の間に挿入してもよい。
【００１３】
かかる薄層５としては、低空気透過性の見地から、好ましくはブチルゴム（ＩＩＲ）をゴム成分として含むポリマー組成物の薄ゴム層であり、より好ましくは前記ブチルゴムが、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、およびイソオレフィンとｐ−メチルスチレンとからなる共重合体を臭素化してなるブチルゴムからなる群から選ばれる少なくとも１つである。これらブチルゴムとブレンドし得るゴムとしては、天然ゴム（ＮＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、スチレンブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）等のジエン系ゴムを挙げることができる。
【００１４】
また、ブチルゴム成分を含んだポリマー組成物の他に、熱可塑性樹脂、例えば、ポリビニル系樹脂（ポリ塩化ビニリデン等）、ポリアミド系樹脂（ナイロン６、ナイロン６６、共重合ナイロン等）、ポリエステル系樹脂（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、芳香族ポリエステル等）、フッ素系樹脂などによる薄層、あるいはこれら熱可塑性樹脂を含んだポリマー組成物など、様々な組成物が挙げられる。その製造方法としては、実際にポリマー組成物を層の形態で挿入してグリーンタイヤを製造したり、あるいは熱可塑性樹脂の液状組成物をグリーンタイヤ製造時に塗布した後、硬化させ、層を形成させたりする手法を採用することができ、何ら特に限定されるものではない。さらに、その他の配合剤として、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、補強剤等、一般に使用されているものを適宜配合することができる。
【００１５】
本発明においては、ベルト層におけるスチールコード４のタイヤ半径方向最外部と、トレッド２の溝底との距離ｔは２．８ｍｍ以下、好ましくは２．２ｍｍ以下である。距離ｔが２．８ｍｍを超えるタイヤについては、外環境の影響を殆ど受けなくなるが、本発明の目的とする軽量化を達成することもできなくなる。但し、距離ｔは、１．０ｍｍ以上あることが好ましい。なお、この距離ｔは、トレッドゴムがキャップ層とベース層の２層構造となっている場合であっても同様である。
【００１６】
薄層５の厚さは、好ましくは０．０３ｍｍ〜１．５ｍｍ、より好ましくは０．１ｍｍ〜１．０ｍｍである。ここで、距離ｔと薄層５の配合系との好適関係についてより具体的に説明する。
【００１７】
薄層５としてブチル成分の入った薄ゴム層を使用する場合、上記距離ｔが２．０ｍｍ以下のタイヤでは外部からの影響が大きいため、ブチルゴム／天然ゴムの比が５０／５０以上のブレンドゴムを用いることが好ましい。
【００１８】
次に、上記距離ｔが１．７ｍｍ以下と極めて外部の影響を受けやすい構造下では、ブチルゴム／天然ゴムの比が６０／４０以上のブレンドゴムを用いることが好ましい。さらに、上記距離ｔが１．５ｍｍ以下のタイヤでは外部からの影響がより一層大きいため、ブチルゴム／天然ゴムの比が７０／５０以上のブレンドゴムを用いることが好ましい。
【００１９】
尚、単撚りまたは層撚り構造のスチールコード４の鋼素線の引張強さが３４００Ｎ／ｍｍ２未満ではタイヤの軽量化の効果が小さく、一方４５００Ｎ／ｍｍ２を超えると、鋼素線を伸線する際、減面率を著しく大きくする必要があり、実際に伸線して作り込むのが極めて困難となるため、好ましくない。
【００２０】
以上、本発明の乗用車用空気入りラジアルタイヤは、タイヤ軽量化のためスキッドベースゲージ（ＳＢＧ）を小さくしたタイヤにおいて、低空気透過性の薄層５をベルト層３とトレッド２との間に挿入したものであり、その他の構造、材質等は慣用に従い適宜選定することができる。
【００２１】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づき説明する。
実施例１〜６，比較例１〜２
下記の表１に示す配合内容に従い、ベルトとトレッドゴムとの間に挿入する薄層用ゴム組成物を調製した。
【００２２】
【表１】
0004285799.tif 000002
１）日本合成ゴム（株）製ＩＩＲ−ＢＲ２２５５
２）Ｎ６００
３）スピンドルオイル
４）ジフェニルグアニジン
【００２３】
上記薄層Ｎｏ．Ｉ〜Ｖの薄層（厚さ：０．５ｍｍ、幅：ベルト層と同等）を用いて、サイズ１８５ＳＲ１４の乗用車用空気入りラジアルタイヤを各種試作した。かかる試作タイヤのベルト構造は、スチールコード（素線抗張力：３２００Ｎ／ｍｍ２）を用いた交錯２層構造とした。このスチールコードの撚り構造は１×３×０．３０（ｍｍ）とし、またカーカス部材の有機繊維コードは、ポリエステルの１５００デニール２方撚りとした。
【００２４】
試作タイヤを実車に装着し、実車試験よりタイヤのベルト層のスチールコードの耐腐食疲労性、および該コードとコーティングゴムとの接着性を下記に示す試験方法にて評価した。
【００２５】
耐腐食疲労性
各試作タイヤ（内圧が２ｋｇｆ／ｃｍ２）をＪＩＳ１００％荷重の下、速度６０ｋｍ／ｈ、高温多湿地域にて実地走行で４万ｋｍ走行させた。実地走行後、図２に示すように、走行後のタイヤから取り出したゴム付きベルトコード１０を、直径４０ｍｍのプーリー１１の３個に掛け、固定プーリー１２を介して新品コード破断荷重の１０％に相当する重り（Ｗ）１３に引張荷重を掛け、プーリー１２を左右に繰り返し２０ｃｍ移動させたコードに繰り返し曲げ歪を与えてコードを疲労破断させ、コード破断に至る繰り返し回数を１０本のコードの平均破断回数として求めた。評価は、下記表２に示す比較例１のコントロールタイヤを１００として指数値で示した。値が大きいほど耐腐食疲労性が良好なことを示す。
【００２６】
接着性
上記実地走行後、室温下にてベルトコード４本をゴムから剥離し、コード上に残っているゴム付き量を最もゴム付きの激しい部分で、コントロールタイヤ（比較例１）のものを１００として指数にて表示した。値が大きい程、接着性が良好なことを示す。
【００２７】
【表２】
0004285799.tif 000003
【００２８】
上記表２より、実施例１〜３はブチルゴム主成分の薄層を挿入したことにより耐腐食疲労性、接着性とも向上することが分かる。また、実施例４〜６ではブチルゴム主成分の薄層の代わりに、またはブチルゴム主成分ポリマーと供にポリブチレンテレフタレートやナイロン６などの熱可塑性樹脂を含んだポリマー組成物を含む薄層を挿入したことにより、耐腐食疲労性および接着性がとも大幅に向上することが分かる。
【００２９】
実施例７〜１２，比較例３〜４
上記薄層Ｎｏ．IV、VIおよびVIIの薄層（厚さ：０．５ｍｍ、幅：ベルト層と同等）をベルトとトレッドゴムとの間に挿入し、サイズ１８５ＳＲ１４の乗用車用空気入りラジアルタイヤを各種試作した。かかる試作タイヤのベルト構造は、スチールコードを用いた交錯２層構造とした。このスチールコードは、下記の表３に示す鋼素線抗張力を有する４種類の高強力鋼素線を１×５×０．２３（ｍｍ）の撚り構造とし、そのベルト強力が同一となるようにした。また、カーカス部材の有機繊維コードは、ポリエステルの１５００デニール２方撚りとした。
【００３０】
試作タイヤのベルトの重量を下記に従い評価した。また、試作タイヤを実車に装着し、実車試験よりタイヤのベルト層のスチールコードの耐腐食疲労性を、走行距離を３万ｋｍとした以外は実施例１と同様にして評価した（コントロールは比較例３とした）。さらに、耐ベルト折れ性および耐ベルト端セパレーション性を夫々下記に示す試験方法に従い評価した。
【００３１】
ベルト材の重量
ベルト材としてのスチールコードの重量を、比較例３のコントロールタイヤを１００として指数値で示した。値が小さいほど軽量であることを示す。
【００３２】
耐ベルト折れ性および耐ベルト端セパレーション性
上記耐腐食疲労性で使用した実地走行３万ｋｍ後の同タイヤにて、ベルトの折れの有無を評価した。また、２ベルト端部の亀裂をコード長手方向に沿ってミリ単位で測定し、比較例３をコントロールタイヤ（指数１００）とし比較して指数にて表示した。指数表示の値が大きい程、耐ベルト端セパレーション性が良好であることを示す。
得られた結果を下記の表３に示す。
【００３３】
【表３】
0004285799.tif 000004
【００３４】
表３から明らかなように、従来技術である比較例４においては、鋼素線の抗張力が４０００Ｎ／ｍｍ２という超高強力コードでは実地走行時にベルト折れが生じてしまうことが分かる。
【００３５】
これに対し、実施例７〜１１においては、実地走行時にベルト折れは発生しておらず、かつ走行後コードの耐腐食疲労性も向上しており、軽量化との両立が達成されている。また、耐ベルト端セパレーション性に関しては、高強力鋼材を使用する場合コード打込間隔が広がるため必然的に亀裂がコード間でつながりにくいことに加え、タイヤ外部から浸入する水分の伝播も遮断されるため接着性そのものの低下も抑えることができ、その結果、同性能の向上が認められる。実施例１２は軽量化はなされていないが、ベルト折れはなく、耐腐食疲労性が向上し、また耐ベルトセパレーション性も向上している。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明してきたように、スキッドベースゲージ（ＳＢＧ）が所定以下の本発明の乗用車用空気入りラジアルタイヤにおいて、トレッドとベルトとの間に水分や酸素の耐透過性に優れた低空気透過性の薄層を挿入したことにより、高温多湿の環境のような、タイヤ中のスチールコードにとって厳しい環境下においても、タイヤトレッドの溝下からベルト層のスチールコードに水分等による悪影響が及ぶことがなく、当該スチールコードのコーティングゴムとの接着性および耐腐食疲労性等が向上し、タイヤの耐久性の向上、さらには軽量化をも図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一例タイヤの主溝部分を拡大して示す断面図である。
【図２】耐腐食疲労性の試験方法を示す説明図である。
【符号の説明】
１  カーカス層
２  トレッド
３  ベルト
４  スチールコード
５  薄層
１０  ゴム付きコード
１１  プーリー
１２  プーリー
１３  重り
【図１】
0004285799.tif 000005
【図２】
0004285799.tif 000006