JP2007137370A - ランフラットタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】サイドウォール部強化型ランフラットタイヤの応急走行寿命を大きく向上させる。
【解決手段】ビードコアを埋設した一対のビード部、該ビード部からタイヤ径方向外側に延びる一対のサイドウォール部、及び両サイドウォール部間にまたがって延びるトレッド部の各部にわたってトロイド状に延びるカーカスの内方のサイドウォール部に、断面三日月状の補強ゴム層を配設してなるランフラットタイヤにおいて、サイドウォール部の内表面及び／又は外表面に冷却層を配設することを特徴とするランフラットタイヤ。
【選択図】図１

Description

本発明は、サイドウォール部強化型ランフラットタイヤの応急走行寿命を大きく向上させる技術に関する。

近年、タイヤ内部の空気圧低下後も応急走行し得る空気入りタイヤとして、カーカスの内方のサイドウォール部に断面三日月状の補強ゴム層を配設してなるランフラットタイヤが広く実用に供せられている。
このランフラットタイヤは応急走行を可能にしたが、応急走行時にサイドウォール部の断面三日月状の補強ゴム層の温度が上昇し、その補強ゴム層の弾性率低下よって、ランフラットタイヤの応急走行寿命を向上することが困難であった。
この問題に対し、特許文献１において、サイドウォール部を強化してなるランフラットタイヤの使用に際し、所定の応急走行距離毎もしくは応急走行時間毎に、タイヤのショルダー部及びサイドウォール部を冷媒によって冷却することが提案されている。
また、特許文献２では、タイヤ内空部に、少なくともヘリウムガス等の高熱伝導ガスを充填し、タイヤ内空部に弾性ボールを入れて充填気体の攪拌を促進させ、又はホイールとタイヤ内空部との接触面に集熱フィンを設けることによりタイヤ内空部の熱を速やかに放散する技術が開示されている。
しかし、いずれも液体やガスの冷却媒体を用いるものであり、冷却媒体を取り扱う設備を要し、費用もかかる。
そこで、費用もかからず、簡便にランフラットタイヤの応急走行寿命を向上する技術が求められていた。

特開平５−８６２０号公報 特開２００４−１３０８５５号公報

本発明は、このような状況下で、サイドウォール部強化型ランフラットタイヤの応急走行寿命を大きく向上させることを課題とするものである。

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、ランフラットタイヤのサイドウォール部の内表面及び／又は外表面に冷却層を配設することによりその目的を達成し得ることを見出した。
本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち、本発明は、
１．ビードコアを埋設した一対のビード部、該ビード部からタイヤ径方向外側に延びる一対のサイドウォール部、及び両サイドウォール部間にまたがって延びるトレッド部の各部にわたってトロイド状に延びるカーカスの内方のサイドウォール部に、断面三日月状の補強ゴム層を配設してなるランフラットタイヤにおいて、サイドウォール部の内表面及び／又は外表面に冷却層を配設することを特徴とするランフラットタイヤ、
２．冷却層が、冷却剤を含有する液状ポリマー組成物からなる上記１に記載のランフラットタイヤ、
３．冷却剤が、昇華性有機化合物である上記２に記載のランフラットタイヤ、
４．昇華性有機化合物が、アントラセン、ナフタレン、樟脳及びアダマンタンから一種以上選択される上記３に記載のランフラットタイヤ、
５．液状ポリマー組成物が、硬化性である上記２〜４に記載のランフラットタイヤ、
６．液状ポリマー組成物が、硬化剤を含有する上記５に記載のランフラットタイヤ、
７．硬化剤が、光ラジカル重合開始剤である上記６に記載のランフラットタイヤ、及び
８．ランフラットタイヤの使用時に、予め、冷却層をサイドウォール部の内表面及び／又は外表面に塗布することを特徴とする上記１〜７に記載のランフラットタイヤの製造方法を提供するものである。

本発明によれば、応急走行寿命を大きく向上させ得る、サイドウォール部強化型ランフラットタイヤを提供することができる。

本発明を、図１を参照して説明する。図１は、本発明のランフラットタイヤの一実施例を示す断面図である。
本発明のランフラットタイヤ１は、ビードコア２を埋設した一対のビード部３、該ビード部３からタイヤ径方向外側に延びる一対のサイドウォール部４、及び両サイドウォール部４間にまたがって延びるトレッド部５の各部にわたってトロイド状に延びるカーカス６の内方のサイドウォール部４に、断面三日月状の補強ゴム層７を配設してなるランフラットタイヤであって、該サイドウォール部４の内表面に冷却層８ａを、インナーライナー９を介して配設し、及び／又は該サイドウォール部４の外表面に冷却層８ｂを配設するランフラットタイヤである。後述するように、冷却層８ａ及び８ｂが、冷却剤を含有する場合は、該サイドウォール部４の外表面に冷却層８ｂを配設するよりも、該サイドウォール部４の内表面に冷却層８ａを配設する方が好ましい。ランフラット走行時にはサイドウォール部４の外表面が非常に大きな伸張領域の動的歪を受けるので、該サイドウォール部４の外表面に配設された冷却層８ｂの冷却剤が脱落し易くなる。一方、サイドウォール部４の内表面は圧縮領域の動的歪を受けるので冷却層８ａの冷却剤が脱落しにくく、たとえ脱落しても、タイヤ−ホイール組立体の内部に留まるので、より冷却効果を奏することとなる。さらに、内表面に冷却層８ａを配設すると、インナーライナー９を介して補強ゴム層７と隣り合うので、補強ゴム層７を冷却する効果を奏し易い。

冷却層８ａ及び８ｂは、冷却剤のみにより構成されていてもよい。しかし、冷却剤の脱落防止のため、冷却剤を液状ポリマーに含有させ、液状ポリマー組成物とし、液状ポリマーが冷却剤とサイドウォール部４の内外表面との接着剤機能を奏するようにすることが好ましい。

本発明における冷却剤としては、昇華性有機化合物が好ましい。昇華性有機化合物として、アントラセン、ナフタレン、樟脳及びアダマンタンが好ましい。これらは一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせてもよい。これらの有機化合物は、常温においても徐々に昇華してゆくので、ランフラット時に充分残存するよう取り扱いに注意を要する。
冷却剤は、平均粒径５０〜１０００μｍの粒状体であることが好ましい。５０μｍ以上であれば、多量配合しても液状ポリマー組成物が固化することなく、タイヤへの塗布がし易い。また、１０００μｍ以下であれば、タイヤへの塗布後脱落しにくくなる。

上述の冷却剤を含有する液状ポリマー組成物に用いられる液状ポリマーとしては、液状ポリイソプレン、液状ポリブタジエン、液状スチレン−ブタジエン共重合体等のジエン系液状ポリマー、液状ポリブテン、液状シリコーンポリマー、シラン系液状ポリマー等の、冷却剤を担持し、かつサイドウォール部４の内外表面と接着し得る液状ポリマーであればよい。
ジエン系液状ポリマーとしては、液状ポリマーと冷却剤との混合し易さ及び液状ポリマー組成物塗布後の硬化性の制御し易さの観点から（メタ）アクリロイル変性ジエン系液状ポリマーが好ましく、例えば、メタクリロイル変性液状ポリイソプレン、アクリロイル変性ポリブタジエン等が特に好ましい。

液状ポリマー組成物として、（メタ）アクリロイル変性ジエン系液状ポリマーを用いる場合は、光硬化により硬化することが好ましい。この場合、硬化剤として光ラジカル重合開始剤を用いる。また、液状ポリマー組成物として、（メタ）アクリロイル変性ではないジエン系液状ポリマーを用いる場合は、硬化剤として硫黄及び自然加硫促進剤を用いて自然加硫（常温硬化）することが好ましい。自然加硫促進剤としては、ピペリジニウムペンタメチレンジチオカルバメート（ＰＰＤＣ）、キサントゲン酸亜鉛（ＺｎＢＸ）等がチアゾール、グアニジン類等と併用して用いられる。
液状ポリマー組成物は、常温硬化性であることが、簡便に硬化反応し得るので好ましい。

本発明において、（メタ）アクリロイル変性ジエン系液状ポリマーとして、重量平均分子量は１，０００〜１００，０００が好ましく、より好ましくは２，０００〜５０，０００である。重量平均分子量がこの範囲であると、液体原料として取り扱い易く、かつ硬化物が低硬度であるという利点がある。
メタクリロイル変性液状ポリイソプレンの市販品としては、ＵＣ−２０３（商品名）［（株）クラレ製］等が挙げられる。アクリロイル変性ポリブタジエンの市販品としては、ＲＩＡＣＲＹＬ ３５００（商品名）［Ｓａｒｔｏｍｅｒ社製］等が挙げられる。

本発明において、液状ポリマーとして、上述の（メタ）アクリロイル変性ジエン系液状ポリマーを用いる場合は、必要に応じ、（メタ）アクリレートオリゴマーを粘度調節等の目的で、配合することが好ましい。
（メタ）アクリレートオリゴマーとしては、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオールとポリエステルポリオールの混合物、ポリブタジエンポリオール又は水添ポリブタジエンポリオールと、有機ジイソシアネートとを反応させて得られた反応生成物に、分子内にヒドロキシル基を有する（メタ）アクリル酸エステルモノマーを反応させて得られる化合物、あるいはポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオールとポリエステルポリオールの混合物、ポリブタジエンポリオール又は水添ポリブタジエンポリオールと、分子内にラジカル反応性の官能基を持つモノイソシアネート、例えばイソシアネートエチルメタクリレートを反応させて得られる化合物、あるいはポリブタジエンポリオールと、分子内にヒドロキシル基を有する（メタ）アクリル酸エステルモノマーを重合させて得られる化合物が好ましい。
この（メタ）アクリレートオリゴマーの重量平均分子量は１，０００〜１００，０００が好ましく、より好ましくは１０，０００〜５０，０００である。重量平均分子量がこの範囲であると、液体原料として取り扱い易く、かつ硬化物が低硬度であるという利点がある。
（メタ）アクリレートオリゴマーとして具体的には、ポリエーテル型ウレタンアクリレートオリゴマー［例えば、新中村化学工業（株）製、商品名：ＵＡ−３３４ＰＺ−Ａ（官能基数２、重量平均分子量１３，０００、エーテルはプロピレンオキサイド、ジイソシアネートはイソホロンジイソシアネート、アクリレートはヒドロキシエチルアクリレートである）など］などが挙げられる。なお、（メタ）アクリレートオリゴマーとはアクリレートオリゴマー又はメタクリレートオリゴマーをいう。

さらに、液状ポリマー組成物には、粘度調節等の目的で、１、又は２官能の（メタ）アクリル系モノマーが、必要に応じて、配合される。単官能の化合物としては、例えば、フェノキシポリエチレングリコールモノアクリレート（新中村化学工業（株）製；商標「ＡＭＰ−６０Ｇ」），フェノキシエチレングリコールモノアクリレート（新中村化学工業（株）製；商標「ＡＭＰ−１０Ｇ」）、フェノキシジエチレングリコールモノアクリレート（新中村化学工業（株）製；商標「ＡＭＰ−２０ＧＹ」）、テトラヒドロフルフリルモノアクリレート（ＳＡＲＴＯＭＥＲ社製，商標「ＳＲ−２８５」），イソオクチルモノアクリレート（ＳＡＲＴＯＭＥＲ社製，商標「ＳＲ−４４０」）などが挙げられる。
また、２官能の低分子化合物としては例えば、ポリプロピレングリコールジアクリレート（新中村化学工業（株）製，商標「ＡＰＧ−４００」），ポリプロピレングリコールジメタクリレート（同社製，商標「９ＰＧ」）などが挙げられる。

また、液状ポリマー組成物には、粘度調節、硬化後の硬度調節等の目的で、３官能以上の（メタ）アクリル系モノマーが、必要に応じて、配合される。
３官能以上の（メタ）アクリル系モノマーとしては、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、プロピオン酸変性ジペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、プロピレンオキシド変性トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリス（アクリロキシエチル）イソシアヌレート、プロピオン酸変性ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレートなどが挙げられる。なお、（メタ）アクリレートモノマーとはアクリレートモノマー又はメタクリレートモノマーをいう。
３官能以上の（メタ）アクリル系モノマーとしては、市販品として入手可能なものとして、例えば、ペンタエリスリトールポリエトキシアクリレート（日本化薬（株）製の商標「ＫＡＹＡＲＡＤ ＴＨＥ−３３０」）、ペンタエリスリトールポリプロポキシアクリレート（同社製、商標「ＫＡＹＡＲＡＤ ＴＰＡ−３２０」；同社製，商標「ＫＡＹＡＲＡＤ ＴＰＡ−３３０」）や、ジペンタエリスリトールポリアクリレート（荒川化学工業（株）製、商標「ビームセット７００」）、ペンタエリスリトールポリアクリレート（同社製、商標「ビームセット７１０」）などが挙げられる。

光ラジカル重合開始剤としては、分子内開裂型として、ベンゾイン誘導体類、ベンジルケタール類、α−ヒドロキシアセトフェノン類、α−アミノアセトフェノン類、α−アミノアセトフェノン類とチオキサントン類との併用、アシルホスフィンオキサイド類などが挙げられ、水素引き抜き型として、ベンゾフェノン類とアミンの併用、チオキサントンとアミンの併用などが挙げられる。また、分子内開裂型と水素引き抜き型を併用してもよい。中でもオリゴマー化したα−ヒドロキシアセトフェノン及びアクリレート化したベンゾフェノン類が好ましい。より具体的には、オリゴ［２−ヒドロキシ−２−メチル−１−［４−（１−メチルビニル）フェニル］プロパノン］［例えば、Ｌａｍｂｅｒｔｉ Ｓ．ｐ．Ａ製、商品名：ＥＳＡＣＵＲＥ ＫＩＰ１５０など］、アクリル化ベンゾフェノン［例えは、ダイセル・ユー・シー・ビー（株）製、商品名：Ｅｂｅｃｒｙｌ Ｐ１３６など］及びイミドアクリレート［例えば、東亜合成（株）製、商品名：アロニックスＴＯ−１４２９など］などが挙げられる。
（メタ）アクリロイル変性ジエン系液状ポリマー、（メタ）アクリレートオリゴマー及び（メタ）アクリル系モノマー合計１００質量部に対し、光ラジカル重合開始剤の配合量が０．３〜２０質量部であることが好ましい。光ラジカル重合開始剤の配合量が０．３質量部未満であると、エネルギー線硬化反応が進行しにくく、この配合量が２０質量部を超えると、硬化物の圧縮永久歪が増大する等の物性低下が生じる。

本発明における液状ポリマー組成物に揺変性（チクソトロピー）を持たせ、組成物の成形性を向上させるために、必要に応じ、有機増粘剤を配合してもよい。有機増粘剤としては、高級アマイド、水添ひまし油又はこれらの混合物が好ましい。有機増粘剤として具体的には、ひまし油（主成分がリシノール酸の不乾性油）の水添品である水添ひまし油［例えば、ズードケミー触媒（株）製、商品名：ＡＤＶＩＴＲＯＬ１００、楠本化成（株）製、商品名：ディスパロン３０５など］及びアンモニアの水素をアシル基で置換した化合物である高級アマイドワックス［例えば、楠本化成（株）製、商品名：ディスパロン６５００など］などが挙げられる。

本発明において、液状ポリマー組成物を光硬化する場合は、紫外線又は可視光レーザーを照射するが、本発明においては紫外線が好ましい。紫外線源としては、キセノンランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、マイクロ波方式エキシマランプ等を挙げることができる。紫外線を照射する雰囲気としては、窒素ガス、炭酸ガス等の不活性ガス雰囲気あるいは酸素濃度を低下させた雰囲気が好ましいが、通常の空気雰囲気でも十分硬化させることができる。照射雰囲気温度は、通常１０〜２００℃とすることができる。簡便な設備で照射する観点から、常温で照射することが好ましい。

本発明において、液状ポリマー組成物の製造方法は、特に限定されず、公知の方法を適用することができる。例えば、全配合成分を温度調節可能な混練機、例えば、一軸押出機，二軸押出機，プラネリーミキサー、二軸ミキサー、高剪断型ミキサーなどを用いて混練すればよい。なお、昇華性有機化合物の残存率を高めるためには、予め、昇華性有機化合物以外の各成分を混練した後、昇華性有機化合物を短時間かつ低剪断で混入することが好ましい。
こうして得られた液状ポリマー組成物を、ランフラットタイヤの使用時に、出来れば使用直前に、予め、サイドウォール部の内表面及び／又は外表面に塗布した後、光硬化又は自然加硫し、冷却層を形成すればよい。

実施例１〜４
表１に示す配合内容の４種類の液状ポリマー組成物を調製した。調製にあたって、予め、昇華性有機化合物以外の各成分を高剪断型ミキサーにより混練した後、各昇華性有機化合物をそれぞれ液状ポリマー組成物中に混入し、しゃもじ状撹拌器を用いて密閉容器内で短時間でかつ丁寧に捏ねて均一に液状ポリマー組成物中に分散させた。こうして得られた液状ポリマー組成物をタイヤサイズ２２５／４５Ｒ１７のランフラットタイヤのサイドウォール部の内表面及び外表面に、夫々昇華性有機化合物量が１２０ｇになるように塗布した後、紫外線照射により常温で光硬化した。アントラセン、ナフタレン及び樟脳は、いずれも平均粒径は１００μｍの粒状体を用いた。
これら実施例１〜４のランフラットタイヤをタイヤ内部の空気圧低下後に応急走行した所、冷却層を有しないランフラットタイヤの応急走行距離が１２１ｋｍであったのに対し、実施例１のタイヤは１６６ｋｍ、実施例２のタイヤは１４２ｋｍ、実施例３のタイヤは１３８ｋｍ、実施例４のタイヤは１４５ｋｍと、いずれも飛躍的に応急走行距離が伸びた。

本発明のランフラットタイヤは、飛躍的に応急走行距離が伸びるので、乗用車用、小型トラック用、軽乗用車用、軽トラック及びトラック・バス用の各種ランフラットタイヤとして広範囲にかつ好適に用いられる。

本発明のランフラットタイヤの一実施例を示す断面図である。

符号の説明

１ ランフラットタイヤ
２ ビードコア
３ ビード部
４ サイドウォール部
５ トレッド部
６ カーカス
７ 補強ゴム層
８ａ、８ｂ 冷却層
９ インナーライナー

Claims (8)

1. ビードコアを埋設した一対のビード部、該ビード部からタイヤ径方向外側に延びる一対のサイドウォール部、及び両サイドウォール部間にまたがって延びるトレッド部の各部にわたってトロイド状に延びるカーカスの内方のサイドウォール部に、断面三日月状の補強ゴム層を配設してなるランフラットタイヤにおいて、サイドウォール部の内表面及び／又は外表面に冷却層を配設することを特徴とするランフラットタイヤ。
2. 冷却層が、冷却剤を含有する液状ポリマー組成物からなる請求項１に記載のランフラットタイヤ。
3. 冷却剤が、昇華性有機化合物である請求項２に記載のランフラットタイヤ。
4. 昇華性有機化合物が、アントラセン、ナフタレン、樟脳及びアダマンタンから一種以上選択される請求項３に記載のランフラットタイヤ。
5. 液状ポリマー組成物が、硬化性である請求項２〜４のいずれかに記載のランフラットタイヤ。
6. 液状ポリマー組成物が、硬化剤を含有する請求項５に記載のランフラットタイヤ。
7. 硬化剤が、光ラジカル重合開始剤である請求項６に記載のランフラットタイヤ。
8. ランフラットタイヤの使用時に、予め、冷却層をサイドウォール部の内表面及び／又は外表面に塗布することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のランフラットタイヤの製造方法。

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