JP2003039913A

JP2003039913A - インナーライナーを備えた空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2003039913A
Application number: JP2001233195A
Authority: JP
Inventors: Akira Minakoshi; 亮皆越
Original assignee: Ohtsu Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Ohtsu Tire and Rubber Co Ltd
Priority date: 2001-08-01
Filing date: 2001-08-01
Publication date: 2003-02-13
Anticipated expiration: 2021-08-01
Also published as: JP4846135B2

Abstract

(57)【要約】【課題】粗悪路面を走行する際、タイヤ振動に起因す
るロードノイズを軽減し、インナーライナーの空気不透
過性を改善した空気入りタイヤを提供する【解決手段】ゴム成分１００質量部にブチル系ゴムを
４０質量％以上含み、平均粒子径が５００μｍ以下の中
空粒子を体積比率が２％〜４０％になるように混合した
ゴム組成物よりなるインナーライナーを備えた空気入り
タイヤ。そして前記中空粒子は静水圧力５００ｋｇ／ｃ
ｍ²での破壊率が４０％以下の強度を有することが好ま
しい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はインナーライナーの
空気不透過性および耐久性を損なうことなく、ロードノ
イズ、特に粗悪路面を走行する際にタイヤ振動に起因し
て発生する車内騒音を軽減した空気入りタイヤに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、粗悪路面を走行する際にタイヤ振
動に起因して発生する車内騒音、すなわちロードノイズ
を軽減する技術が提案されている。

【０００３】車両の走行中にタイヤ接地の際に発生する
ロードノイズを軽減する方法として、たとえばトレッド
部をキャップゴムとベースゴムの２層構造とするととも
に、キャップゴムにヒステリシスロスの大きいゴム組成
物、あるいは弾性率の低いゴムを用いてトレッド部の剛
性を低くすることにより、走行時のタイヤ振動を軽減す
る方法、あるいは、トレッド部の厚さを大きく、かつビ
ード部の剛性を低くすることで、タイヤ全体のバネ定数
を減少させ、走行時のタイヤ振動を軽減する方法等が提
案されている。しかし、これらの方法ではタイヤの剛性
の低下による操縦安定性を損なうことになり実用的な解
決手段とはいえない。

【０００４】一方、特開平２−６０８０３号公報には、
カーボンブラック含有量が２０質量部以下の低硬度加硫
ゴムを平均粒径１００〜１０００μｍの粒子にして、キ
ャップゴムとベースゴムよりなる二層のトレッド部のキ
ャップゴムに均一分散させる方法が提案されている。し
かし、かかる方法においては、タイヤの摩耗が進み粒子
がタイや表面に露出してくると、粒子はゴムに固定され
ていないため、ゴムから容易に脱落してくる。さらに走
行すると粒子が脱落した跡からゴムに亀裂が入るなどの
悪影響が起こるため、耐摩耗性や耐久性が低下する。ま
た粒子が表面に露出すると接地面が平坦でなくなり、ロ
ードノイズと操縦安定性を同時に満足するタイヤを得る
ことはできない。

【０００５】また、空気入りタイヤの構成要素、例えば
カーカスあるいはサイド部補強層の剛性を低く、しかも
ヒステリシスロスの大きい材料を用いることにより、振
動の減衰効果を高める方法も考えられるが、この方法で
はタイヤ走行時の発熱が高くなり耐久性を低下させるこ
とになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明はインナーライ
ナーの空気不透過性および耐久性を損なうことなく、ロ
ードノイズ、特に粗悪路面を走行する際にタイヤ振動に
起因して発生する車内騒音を軽減した空気入りタイヤに
関する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明はゴム成分１００
質量部にブチル系ゴムを４０質量％以上含み、平均粒子
径が５００μｍ以下の中空粒子を体積比率が２％〜４０
％になるように混合したゴム組成物よりなるインナーラ
イナーを備えた空気入りタイヤである。

【０００８】ここで中空粒子は静水圧力５００ｋｇ／ｃ
ｍ²での破壊率が４０％以下の強度を有することが望ま
しい。また前記ブチル系ゴムはハロゲン化ブチルゴムが
このましい。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は本発明の空気入りタイヤに
おける一実施形態の断面図の右半分を示す。図１におい
て空気入りタイヤ１は、トレッド部２とサイドウォール
部３とビード部４を有している。さらに、ビード部４に
はビードコア５が埋設され、一方のビード部４から他方
のビード部にわたり、ビードコア５のまわりに両端を折
り返して係止されるカーカス６と、該カーカス６のクラ
ウン部外側には２枚のプライよりなるベルト層７が配置
されている。そしてカーカス６の内側には一方のビード
部４から他方のビード部４に亘るインナーライナー９が
配置されている。

【００１０】前記ベルト層７は、スチールコードまたは
アラミド繊維等のコードよりなるプライの２枚をタイヤ
周方向に対して、コードが通常５〜３０°の角度になる
ようにプライ間で相互に交差するように配置される。ま
たカーカスはポリエステル、ナイロン、アラミド等の有
機繊維コードがタイヤ周方向にほぼ９０°に配列されて
おり、カーカスとその折り返し部に囲まれる領域には、
ビードコア５の上端からサイドウォール方向に延びる、
ＪＩＳ−Ａ硬度が７０〜９５の硬質ゴムのビードエーペ
ックス８が配置されることが好ましい。

【００１１】そして前記インナーライナーのゴム組成物
には中空粒子が混合されている。中空粒子は平均粒子径
が５００μｍ以下のものが使用される。平均粒子径が５
００μｍを超えるとベースゴムの強度が低下し、またゴ
ムに混練する際、中空粒子が破壊してしまう。平均粒子
径は、２０μｍ〜４００μｍ、特に４０μｍ〜２００μ
ｍの範囲が好ましい。平均粒子径が小さくなると、タイ
ヤ走行時の振動発生の抑制が十分でなくロードノイズの
軽減効果が少なくなる。中空粒子は粒子径が種々の大き
さのものが混在し得る。

【００１２】また、中空粒子は静水圧力５００ｋｇ／ｃ
ｍ²での破壊率が４０％以下の強度を有することが好ま
しい。中空粒子はベースゴム組成物を製造する際、ロー
ルあるいはニーダでゴムに混練されるが、その際の圧
力、剪断力等で中空粒子の大部分が破壊することがあ
り、この場合、中空粒子による振動軽減効果は期待でき
ない。

【００１３】ここで破壊率の測定は次の方法で行なう。
図２において、中空粒子とグリセリンを容積比で５０：
５０に混合し、パッケージ１１に詰める。パッケージ１
１を圧力容器１０に入れ、所定の静水圧力（５００ｋｇ
／ｃｍ²）にて保持する。破壊率は中空粒子の体積減少
率で表わされる。その計算式を次に示す。

【００１４】破壊率（体積減少率）＝（１−Ａ１／Ａ２）×１００Ａ１：圧力処理前の中空粒子の真密度Ａ２：圧力処理後の中空粒子の真密度次に、ベースゴム中に中空粒子が体積比率で２％〜４０
％となるように混合される。体積比率は５％〜２５％の
範囲がより好ましい。ここで体積比率は中空粒子をゴム
に混練する前に、中空粒子の体積を算出し、加硫後のベ
ースゴムとの体積比率（％）として算出する。体積比率
が２％未満の場合、ロードノイズの軽減効果は少ない。
一方体積比率が４０％を超えるとベースゴムの耐久性が
悪くなるとともに、中空粒子のコストが高くなる。

【００１５】本発明で用いられる中空粒子の種類として
ガラスバルーン、シリカバルーン、シラスバルーン、フ
ェノールバルーン、塩化ビニリデンバルーン、アルミナ
バルーン、ジルコニアバルーン等が挙げられるが、その
種類は限定されない。中空粒子は１種のみ、または複数
種混合して用いることができる。

【００１６】前記中空粒子は上記材料で比重が１．２〜
２．５ｇ／ｃｍ²のものを、中空化させることにより比
重０．７〜１．５ｇ／ｃｍ²に調整したものを使用する
ことが好ましい。

【００１７】次にインナーライナーゴム組成物は、中空
粒子を除いたゴム配合におけるショアＡ硬度が４５〜６
０の範囲、好ましくは４５〜５５の範囲と比較的柔らか
いゴムを使用することにより、中空粒子によるタイヤの
振動抑制効果と相俟ってロードノイズを低減することが
できる。そして中空粒子を配合したゴム組成物のショア
Ａ硬度は６０〜７０の範囲が好ましい。

【００１８】本発明ではインナーライナーのゴム組成物
には、ゴム成分１００質量部に対してブチル系ゴムを４
０質量％以上配合される。ここでブチル系ゴムはイソブ
テン−イソブチレン共重合体で、結合イソプレン量は通
常０．６〜２．５モル％で不飽和度の低いブチルゴムの
ほか、該ブチルゴムをハロゲン化したハロゲン化ブチル
ゴムを含む。ハロゲン化の種類は限定されず、例えば塩
素化ブチルゴム、臭素化ブチルゴム等が用いられる。

【００１９】本発明では、ブチル系ゴムは成分１００質
量部に対して４０質量％以上配合される。４０質量％未
満では空気不透過性が不充分になり、インナーライナー
として適さない。なおブチル系ゴム単独の場合、耐屈曲
性の低下により、耐久性が低下する傾向にある。したが
ってゴム成分１００質量部に対して、ジエン系ゴムが６
０質量％を超えない範囲で混合されることが好ましい。

【００２０】ここでジエン系ゴムとして天然ゴム、ポリ
イソプレンゴム、乳化重合スチレン−ブタジエン共重合
ゴム、溶液重合スチレン−ブタジエン共重合ゴム（スチ
レン含量１０〜５０ｗｔ％、１，２結合量１０〜７０
％）、高トランス，スチレン−ブタジエン共重合ゴム、
低シスポリブタジエンゴム、高シスポリブタジエンゴ
ム、スチレン−イソプレン共重合ゴム、ブタジエン−イ
ソプレン共重合ゴム、溶液重合スチレン−ブタジエン−
イソプレン共重合ゴム、乳化重合スチレン−アクリルニ
トリル−ブタジエン共重合ゴムなどが挙げられる。特に
天然ゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴムあ
るいはスチレン−ブタジエン共重合ゴム等が用いられ
る。

【００２１】また、本発明ではインナーライナーのゴム
組成物にカーボンブラック、たとえばＦＥＦ、ＨＡＦ、
ＩＳＡＦ、ＳＡＦ等各種のグレードのものが用いられ、
その配合量はゴム成分１００質量部に対して、通常１０
〜８０質量部の範囲である。

【００２２】インナーライナーのゴム組成物にはその他
の配合剤として、たとえば硫黄、パーオキサイドなどの
加硫剤、チアゾール系、チウラム系、スルフェンアミド
系およびグァニジン系などの加硫促進剤、ステアリン酸
および亜鉛華などの加硫助剤、ジエチレングリコールお
よびポリエチレングリコールなどの活性剤、充填剤、可
塑剤、老化防止剤、プロセス油等が配合される。

【００２３】空気入りタイヤは走行時にトレッド接地部
から振動音が入力される。ここでタイヤを構成するゴム
成分を柔軟にすることにより振動の吸収効率は高くな
り、ノイズの低減を図ることができる。そこで比較的柔
軟なインナーライナーのゴム組成物に中空粒子を所定量
配合することにより振動吸収効果を高める。つまり中空
粒子を配合することで、ゴム成分を介して伝達される振
動を、この中空粒子がゴム成分内部で振動して吸収する
効果を有する。さらに粒子が中空であるため、粒子の内
部は振動音を伝達せず効果的なノイズ低減が図れる。一
方、多孔性の粒子をゴム組成物に配合した場合は粒子表
面の凹凸にゴム成分が入り込むことにより粒子がゴム成
分により固定され粒子が振動しにくくなり、本発明の如
くノイズ低減は充分達成できない。さらにインナーライ
ナー中の空気の浸透を中空粒子が遮蔽し、空気入りタイ
ヤの空気不透過性を高めることができる。

【００２４】本発明ではインナーライナーは公知のタイ
ヤ製造方法、たとえば未加硫ゴム組成物からシート状物
を別個に押出成形し、両者を重ね合わせてインナーライ
ナーとし、他のタイヤ構成材料と積層してグリーンタイ
ヤを作製し、成形加硫する方法を採用することができ
る。

【００２５】なお、空気入りタイヤの断面形状、構造、
補強材の材質はタイヤのカテゴリ、たとえば乗用車用タ
イヤ、ライトトラック用タイヤ、トラックバス用タイヤ
によって適宜変更し得る。さらに本発明は空気入りラジ
アルタイヤに限定されず、バイアスタイヤ、ベルテッド
バイアスタイヤにも適用し得る。

【００２６】

【実施例】図１に示す構造でタイヤサイズがＴＬ２２５
／５５Ｒ１６の乗用車用ラジアルタイヤを試作した。タ
イヤカーカスにはポリエステルコード層を用い、コード
角度をタイヤ周方向に９０°に配列し、さらにベルト層
にはスチールコードをタイヤ周方向に２２°でプライ間
で交差した２枚のプライを用いた。

【００２７】インナーライナーの基本配合を表１に、そ
のゴム組成物中での中空粒子の混合仕様を表２に示す。
試作タイヤの空気不透過性、ロードノイズおよびインナ
ーライナーの耐久性は次の方法で測定した。

【００２８】

【表１】

【００２９】

【表２】

【００３０】（１）空気不透過性タイヤサイズＴＬ２２５／５５Ｒ１６の空気入りタイヤ
に空気を充填した状態で、室温を２１℃に保ち、６ヶ月
間放置した後の空気圧を測定して、空気の透過度を評価
した。比較例１の放置前の空気圧を１０００として指数
表示をした。数字が大きい程、空気の透過が少ないこと
を示す。

【００３１】（２）ロードノイズタイヤサイズＴＬ２２５／５５Ｒ１６の空気入りタイヤ
を試作して、粗悪路面を５０〜８０ｋｍ／ｈで走行した
際の車内でのドライバーのフィーリングで評価した。比
較例１を５点として１０段階で評価した。数字が大きい
ほど良好であることを示す。

【００３２】（３）インナーライナーの耐久性タイヤサイズＴＬ２２５／５５Ｒ１６の空気入りタイヤ
を試作して、オーブン中で老化促進（８０℃で４日間）
して、ドラム走行（内圧：１４０ＫＰａ、荷重：４７０
０Ｎ、速度：８０ｋｍ／ｈ、走行距離：１０，０００ｋ
ｍ）後のインナーライナーの損傷状態を目視にて評価し
た。比較例１を１００として指数表示をした。数字が大
きい程、耐久性に優れている。

【００３３】比較例１はインナーライナーに中空粒子を
混合していないので、ロードノイズがよくない。比較例
２はインナーライナーのゴム硬度が低く、しかも中空粒
子を混合していないので、ロードノイズおよびインナー
ライナーの耐久性がよくない。比較例３は中空粒子の体
積比率が１％と小さいため、ロードノイズの低減の効果
は少ない。比較例４はインナーライナーに配合した中空
粒子の破壊率が９０％と大きいためロードノイズ低減お
よびインナーライナー耐久性の効果は期待できない。比
較例５は中空粒子にかえて、ガラスビーズを混合したた
め、ロードノイズ低減の効果は期待できない。

【００３４】実施例１はガラスバルーンを体積比率は５
％となるように混合したため、空気不透過性、ロードノ
イズおよびインナーライナーの耐久性が改善されてい
る。

【００３５】実施例２はガラスバルーンを体積比率は２
０％となるように混合したため、実施例１よりも、空気
不透過性およびロードノイズは改善されているが、イン
ナーライナーの耐久性は若干劣っている。

【００３６】今回開示された実施の形態および実施例は
すべての点で例示であって制限的なものではないと考え
られるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではな
くて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と
均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれるこ
とが意図される。

【００３７】

【発明の効果】上述の如く本発明の空気入りタイヤはブ
チル系ゴムを含むゴム組成物に中空粒子を所定量配合し
たインナーライナーを備えているため、空気不透過性、
ロードノイズさらにインナーライナーの耐久性が総合的
に改善される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における空気入りタイヤの断
面図の右半分を示す。

【図２】破壊率の測定方法の概略図を示す。

【符号の説明】

１空気入りタイヤ、２トレッド部、３サイドウォ
ール部、４ビード部、５ビードコア、６カーカ
ス、７ベルト層、８ビードエーペックス、９インナ
ーライナー。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ゴム成分１００質量部にブチル系ゴムを
４０質量％以上含み、平均粒子径が５００μｍ以下の中
空粒子を体積比率が２％〜４０％になるように混合した
ゴム組成物よりなるインナーライナーを備えた空気入り
タイヤ。
【請求項２】中空粒子は静水圧力５００ｋｇ／ｃｍ²
での破壊率が４０％以下の強度を有することを特徴とす
る請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】ブチル系ゴムはハロゲン化ブチルゴムで
ある請求項１または２記載の空気入りタイヤ。