JP2008273424A - 空気入りタイヤ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂にエラストマーをブレンドした熱可塑性エラストマー組成物のフィルムを空気透過防止層に用いるにあたって、ガスバリア性に優れた空気透過防止層を形成すると共に、簡便な成形工程で余計な端材を生じることなくタイヤを成形することを可能にした空気入りタイヤ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂にエラストマーをブレンドした熱可塑性エラストマー組成物のフィルム１１からなる円筒状成形物１０Ａを潰してシート状積層体１０Ｂとし、該シート状積層体１０Ｂを空気透過防止層７として用いる。フィルム１１の外側には粘着剤又は粘接着剤を含む最外層１２を設ける。フィルム１１の内側には粘着剤又は粘接着剤を含む最内層１３を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂にエラストマーをブレンドした熱可塑性エラストマー組成物のフィルムを空気透過防止層に用いた空気入りタイヤ及びその製造方法に関し、更に詳しくは、ガスバリア性に優れた空気透過防止層を形成すると共に、簡便な成形工程で余計な端材を生じることなくタイヤを成形することを可能にした空気入りタイヤ及びその製造方法に関する。

近年、熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂にエラストマーをブレンドした熱可塑性エラストマー組成物のフィルムを空気透過防止層としてタイヤ内面に配置することが提案されている。特に、フィルムを円筒状に成形し、その円筒状フィルムを中間材料としてタイヤ成形工程に供給することが提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

円筒成形により作製された熱可塑性樹脂又熱可塑性エラストマー組成物のフィルムは、高分子鎖の面配向性に優れるため良好なガスバリア性を有するという利点がある。しかしながら、円筒状フィルムを中間材料として用いる場合、空気透過防止層にブチルゴム等のゴムシートを用いる場合とはタイヤ成形工程における材料供給方法が異なり、成形ドラムに対して円筒状フィルムを被せる際の位置合わせに高い精度が要求されるため、新しい材料供給装置の開発が必要である。また、円筒状フィルムの成形ドラムへの装着を手作業で行った場合はタイヤの生産性が著しく低下することになる。

一方、良好なガスバリア性を確保するために円筒状フィルムを一旦成形した後、その円筒状フィルムを切断することによりシート状フィルムを得ることが可能である。この場合、タイヤ成形工程において空気透過防止層にゴムシートを用いる場合と同様の材料供給装置を使用することができる。しかしながら、円筒状フィルムからシート状フィルムを得る場合、円筒状フィルムを適当な寸法に切断する作業が必要になり、しかも端材が生じるという不都合がある。また、Ｔ−ダイ成形機を用いてシート状フィルムを作製する場合、従来と同様の材料供給装置を使用可能であるものの高分子鎖の配向制御の自由度が円筒状成形物に比べて低く、同一組成の材料であっても円筒状成形物に比べてガスバリア性に劣るという欠点がある。
特開２００６−３１５３３９号公報 特開２００６−８２２７３号公報

本発明の目的は、熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂にエラストマーをブレンドした熱可塑性エラストマー組成物のフィルムを空気透過防止層に用いるにあたって、ガスバリア性に優れた空気透過防止層を形成すると共に、簡便な成形工程で余計な端材を生じることなくタイヤを成形することを可能にした空気入りタイヤ及びその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂にエラストマーをブレンドした熱可塑性エラストマー組成物のフィルムからなる円筒状成形物を潰してシート状積層体とし、該シート状積層体を空気透過防止層として用いたことを特徴とするものである。

また、上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤの製造方法は、熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂にエラストマーをブレンドした熱可塑性エラストマー組成物のフィルムからなる円筒状成形物を成形し、該円筒状成形物を潰してシート状積層体とし、該シート状積層体を成形ドラムに巻き付けて該シート状積層体を空気透過防止層とする未加硫タイヤを成形し、該未加硫タイヤを加硫することを特徴とするものである。

本発明では、熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマー組成物からなるフィルムを空気透過防止層として用いるにあたって、該フィルムからなる円筒状成形物を成形し、該円筒状成形物を潰してシート状積層体とし、該シート状積層体を空気透過防止層として用いる。このように円筒成形により作製された熱可塑性樹脂又熱可塑性エラストマー組成物のフィルムは、高分子鎖の面配向性に優れるため良好なガスバリア性を発揮することができる。また、円筒状成形物を潰してシート状積層体とするため、従来のゴムシートを用いる場合と同様の材料供給装置を使用することができ、しかもシート状積層体は幅方向の寸法を調整するための切断工程を必要としないので、簡便な成形工程で余計な端材を生じることなくタイヤを成形することができる。

本発明において、円筒状成形物はフィルムの外側に粘着剤又は粘接着剤を含む最外層を有することが好ましい。これにより、未加硫タイヤや加硫済みタイヤにおいて、シート状積層体と他のタイヤ構成部材との密着性を高めることができる。

また、円筒状成形物はフィルムの内側に粘着剤又は粘接着剤を含む最内層を有することが好ましい。これにより、未加硫タイヤや加硫済みタイヤにおいて、シート状積層体を構成するフィルムの内面同士の密着性を高めることができる。

ここで、粘着剤とは、少なくとも加硫前の状態において粘着性を有する材料であるが、その組成は特に限定されるものではない。一方、粘接着剤とは、加硫前は粘着性を有し、加硫後は化学反応による接着性を呈する材料であるが、その組成は特に限定されるものではない。

空気入りタイヤの製造方法において、円筒状成形物を成形する際に、フィルムの内側に粘着剤又は粘接着剤を含む粉体又は液体を噴射することでフィルムの内側に最内層を形成することが好ましい。これにより、円筒状成形物におけるフィルムの内側に粘着剤又は粘接着剤を含む最内層を簡単に形成することができる。

一方、フィルムの内側に粘着剤又は粘接着剤を含む最内層を設けずに、円筒状成形物の最内側にフィルムを配置した構造とすることも可能である。この場合、シート状積層体において積層されたフィルムの積層部分が加硫工程を経て一体化することで良好な空気透過防止層が形成されるという利点がある。しかしながら、円筒状成形物の最内側にフィルムを配置した場合、未加硫タイヤの成形後にフィルムの内面同士が剥離し、シート状積層体がタイヤ径方向内側に向かって収縮してしまうことがある。そのため、フィルムの内面同士の剥離を防止するような処理を施すことが好ましい。

第１の剥離防止処理方法として、シート状積層体の少なくとも１箇所でフィルムの内面同士を熱融着することが挙げられる。この場合、フィルムの内面同士が少なくとも１箇所の熱融着部を介して物理的に接合されるので、未加硫タイヤの成形後においてフィルムの内面同士が剥離するのを防止し、延いては、シート状積層体がタイヤ径方向内側に向かって収縮するのを防止することができる。

第２の剥離防止処理方法として、シート状積層体の少なくとも切断端でフィルムの内面同士を熱融着することが挙げられる。この場合、フィルムの内側への空気の流入が防止され、フィルムの内側が真空に近い状態に保持されるので、未加硫タイヤの成形後においてフィルムの内面同士が剥離するのを防止し、延いては、シート状積層体がタイヤ径方向内側に向かって収縮するのを防止することができる。

第３の剥離防止処理方法として、シート状積層体の切断端を折り返すことが挙げられる。この場合も、フィルムの内側への空気の流入が防止され、フィルムの内側が真空に近い状態に保持されるので、未加硫タイヤの成形後においてフィルムの内面同士が剥離するのを防止し、延いては、シート状積層体がタイヤ径方向内側に向かって収縮するのを防止することができる。

第４の剥離防止処理方法として、シート状積層体の切断端をシール材料にて封止することが挙げられる。この場合も、フィルムの内側への空気の流入が防止され、フィルムの内側が真空に近い状態に保持されるので、未加硫タイヤの成形後においてフィルムの内面同士が剥離するのを防止し、延いては、シート状積層体がタイヤ径方向内側に向かって収縮するのを防止することができる。

また、シート状積層体はゴム組成物層と貼り合わせた状態で成形ドラムに巻き付けることが好ましい。これにより、シート状積層体の巻き付け時に皺が生じ難くなるので、タイヤの耐久性を改善することができる。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１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間にはカーカス層４が装架され、そのカーカス層４の端部がビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数層のベルト層６が埋設されている。これらベルト層６は補強コードがタイヤ周方向に対して傾斜し、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。

上記空気入りタイヤにおいて、カーカス層４のタイヤ内腔側には空気透過防止層７が配置されている。空気透過防止層７は、熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂にエラストマーをブレンドした熱可塑性エラストマー組成物のフィルムからなる円筒状成形物を潰してシート状積層体とし、該シート状積層体を用いて成形されたものである。

図２〜図５はそれぞれシート状積層体の成形方法を示すものである。図２では、熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマー組成物のフィルム１１からなる円筒状成形物１０Ａを成形し、その円筒状成形物１０Ａを軸方向と直交する方向に潰すことでシート状積層体１０Ｂを得ている。

図３では、熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマー組成物のフィルム１１と、フィルム１１の外側に積層された粘着剤又は粘接着剤を含む最外層１２とからなる円筒状成形物１０Ａを成形し、その円筒状成形物１０Ａを軸方向と直交する方向に潰すことでシート状積層体１０Ｂを得ている。

図４では、熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマー組成物のフィルム１１と、フィルム１１の内側に積層された粘着剤又は粘接着剤を含む最内層１３とからなる円筒状成形物１０Ａを成形し、その円筒状成形物１０Ａを軸方向と直交する方向に潰すことでシート状積層体１０Ｂを得ている。

図５では、熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマー組成物のフィルム１１と、フィルム１１の外側に積層された粘着剤又は粘接着剤を含む最外層１２と、フィルム１１の内側に積層された粘着剤又は粘接着剤を含む最内層１３とからなる円筒状成形物１０Ａを成形し、その円筒状成形物１０Ａを軸方向と直交する方向に潰すことでシート状積層体１０Ｂを得ている。

上述したシート状積層体１０Ｂにおいて、フィルム１１、最外層１２、最内層１３はいずれもシート状積層体１０Ｂの幅方向両端部において折り畳まれた構造になっている。このシート状積層体１０Ｂをタイヤの空気透過防止層７に用いるとき、シート状積層体１０Ｂの幅方向両端部はビード部３の内縁に沿ってタイヤ周方向に延在するように配置されていても良く、或いは、シート状積層体１０Ｂの幅方向両端部はタイヤ子午線方向に延在するように配置されていても良い。前者の場合、未加硫タイヤの成形時にシート状積層体１０Ｂを縦方向に供給し、シート状積層体１０Ｂの切断端（開口端）同士をタイヤ周上の任意の箇所でスプライスすることになるので、未加硫タイヤの状態においてシート状積層体１０Ｂの切断端が開かないような処理を施すことが好ましい。後者の場合、未加硫タイヤの成形時にシート状積層体１０Ｂを横方向に供給し、シート状積層体１０Ｂの非切断端同士をタイヤ周上の任意の箇所でスプライスすることになるので、スプライス部においてシート状積層体１０Ｂの切断端が開口するという不都合を確実に回避することができる。

図６はシート状積層体の製造装置の一例を示すものである。図６において、押出機２１はフィルム１１の構成材料を円筒成形機２２に対して供給し、円筒成形機２２が円筒状成形物１０Ａを排出するように構成されている。円筒成形機２２は一対のガイド板２３，２３に案内されて一対のピンチロール２４，２４間で平面状に潰されてシート状積層体１０Ｂとなり、そのシート状積層体１０Ｂがロール２５と一対のロール２６，２６に案内されて巻取り装置２７で巻き取られるようになっている。また、円筒成形機２２には粘着剤又は粘接着剤を含む粉体又は液体を噴射するための噴射装置２８が設けられている。

上記製造装置を用いてシート状積層体を製造する場合、押出機２１からフィルム１１の構成材料を円筒成形機２２に連続的に供給し、円筒成形機２２から排出される円筒状成形物１０Ａを一対のピンチロール２４，２４間で潰してシート状積層体１０Ｂとし、そのシート状積層体１０Ｂを巻取り装置２７で巻き取るようにする。フィルム１１の外側に粘着剤又は粘接着剤を含む最外層１２を積層する場合、円筒成形機２２として２層円筒を成形可能なものを使用すると共に、最外層１２の構成材料を供給する他の押出機を円筒成形機２２に接続し、フィルム１１と最外層１２とからなる円筒状成形物１０Ａを一体的に押し出すようにすれば良い。また、フィルム１１の内側に粘着剤又は粘接着剤を含む最内層１３を積層する場合、円筒状成形物１０Ａを成形する際に、噴射装置２８からフィルム１１の内側に粘着剤又は粘接着剤を含む粉体又は液体を噴射することでフィルム１１の内側に最内層１３を形成すれば良い。シート状積層体１０Ｂはそのままタイヤ成形工程に供給しても良いが、ゴム組成物層と貼り合わせた状態で成形ドラムに巻き付けるようにしても良い。

図７はシート状積層体とゴム組成物層との積層装置の一例を示すものである。図７において、ロール３１，３２は回転軸が平行に配置され、互いに逆方向に回転駆動するように構成されている。これらロール３１，３２はゴム組成物４０Ａをその隙間に通してロール３２の外周面にゴム組成物層４０Ｂを成形するようになっている。一方、ロール３３はその回転軸がロール３２の回転軸と平行になるように配置され、ロール３２とは反対方向に回転駆動するように構成されている。材料供給装置３４から巻き解かれたシート状積層体１０Ｂは、ロール３５に案内されてロール３２，３３間を通過し、更にロール３６，３７に案内されて巻取り装置３８に巻き取られるようになっている。

上記積層装置を用いてシート状積層体とゴム組成物層との積層を行う場合、ロール３１，３２によりゴム組成物層４０Ｂを成形すると同時に、材料供給装置３４からシート状積層体１０Ｂを連続的に供給し、これらシート状積層体１０Ｂとゴム組成物層４０Ｂとをロール３２，３３間で圧着し、その積層体を巻取り装置３８で巻き取るようにする。

図８は成形ドラムへのシート状積層体の巻き付け工程を示すものである。図８に示すように、シート状積層体１０Ｂは適当な長さに切断した後、空気透過防止層として成形ドラム５１の周囲に巻回する。このようにしてシート状積層体１０Ｂを成形ドラム５１の周囲に巻回した後、更にカーカス層、ビードコア、ビードフィラー、サイドウォールゴム等のタイヤ構成部材を貼り合わせて１次グリーンタイヤを成形する。そして、１次グリーンタイヤをトロイダル状に膨径させつつベルト層やトレッドゴムを貼り合わせて２次グリーンタイヤ（未加硫タイヤ）を成形した後、その２次グリーンタイヤを加硫することにより、加硫済みの空気入りタイヤが得られる。

上述した空気入りタイヤでは、熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマー組成物のフィルム１１からなる円筒状成形物１０Ａを成形し、該円筒状成形物１０Ａを潰してシート状積層体１０Ｂとし、該シート状積層体１０Ｂを空気透過防止層７として用いている。このように円筒成形により作製された熱可塑性樹脂又熱可塑性エラストマー組成物のフィルム１１は、高分子鎖の面配向性に優れるため良好なガスバリア性を発揮することができる。また、円筒状成形物１０Ａを潰してシート状積層体１０Ｂとするため、タイヤ成形工程において従来のゴムシートを用いる場合と同様の材料供給装置を使用することができ、しかもシート状積層体１０Ｂは幅方向の寸法を調整するための切断工程を必要としないので、簡便な成形工程で余計な端材を生じることなくタイヤを成形することができる。

上記空気入りタイヤの製造方法において、フィルム１１の内側に粘着剤又は粘接着剤を含む最内層１３を設けずに、円筒状成形物１０Ａがフィルム１１を最内側に配置した構造を有する場合（例えば、図２及び図３参照）、シート状積層体１０Ｂにおいて積層されたフィルム１１の積層部分が加硫工程を経て一体化することで良好な空気透過防止層７が形成されるという利点がある。

しかしながら、円筒状成形物１０Ａの最内側にフィルム１１を配置した場合、未加硫タイヤの成形後にフィルム１１の内面同士が剥離し、シート状積層体１０Ｂがタイヤ径方向内側に向かって収縮してしまうことがある。つまり、フィルム１１は通常のゴムシートに比べて収縮力が大きいため、フィルム１１の内側に粘着剤又は粘接着剤を含む最内層１３が介在していないと、フィルム１１の内面同士が剥離し易いのである。そこで、フィルム１１の内面同士の剥離を防止するような処理を施すことが好ましい。

図９〜図１２はそれぞれフィルムの剥離防止処理方法を示すものである。図９に示す第１の剥離防止処理方法では、円筒状成形物１０Ａがフィルム１１を最内側に配置した構造を有する場合において、未加硫タイヤの成形工程に先駆けて、シート状積層体１０Ｂの少なくとも１箇所でフィルム１１の内面同士を熱融着して熱融着部１１０を形成している。より具体的には、熱融着部１１０はシート状積層体１０Ｂの全面にわたって形成されている。この場合、フィルム１１の内面同士が少なくとも１箇所の熱融着部１１０を介して物理的に接合されるので、未加硫タイヤの成形後においてフィルム１１の内面同士が剥離するのを防止し、更にはシート状積層体１０Ｂがタイヤ径方向内側に向かって収縮するのを防止することができる。なお、シート状積層体１０Ｂの全面にわたって熱融着部１１０を形成する替わりに、シート状積層体１０Ｂの全面に複数の熱融着部１１０を点在させても良い。

図１０に示す第２の剥離防止処理方法では、円筒状成形物１０Ａがフィルム１１を最内側に配置した構造を有する場合において、未加硫タイヤの成形工程に先駆けて、シート状積層体１０Ｂの少なくとも切断端でフィルム１１の内面同士を熱融着して熱融着部１１０を形成している。この場合、シート状積層体１０Ｂの切断端が熱融着部１１０により塞がれてフィルム１１の内側への空気の流入が防止され、フィルム１１の内側が真空に近い状態に保持されるので、未加硫タイヤの成形後においてフィルム１１の内面同士が剥離するのを防止し、更にはシート状積層体１０Ｂがタイヤ径方向内側に向かって収縮するのを防止することができる。

図１１に示す第３の剥離防止処理方法では、円筒状成形物１０Ａがフィルム１１を最内側に配置した構造を有する場合において、未加硫タイヤの成形工程に先駆けて、シート状積層体１０Ｂの切断端を折り返すことで折り返し部１００を形成している。この場合、シート状積層体１０Ｂの切断端が折り返し部１００により塞がれてフィルム１１の内側への空気の流入が防止され、フィルム１１の内側が真空に近い状態に保持されるので、未加硫タイヤの成形後においてフィルム１１の内面同士が剥離するのを防止し、更にはシート状積層体１０Ｂがタイヤ径方向内側に向かって収縮するのを防止することができる。

図１２に示す第４の剥離防止処理方法では、円筒状成形物１０Ａがフィルム１１を最内側に配置した構造を有する場合において、未加硫タイヤの成形工程に先駆けて、シート状積層体１０Ｂの切断端をシール材料１０１にて封止している。この場合、シート状積層体１０Ｂの切断端がシール材料１０１により塞がれてフィルム１１の内側への空気の流入が防止され、フィルム１１の内側が真空に近い状態に保持されるので、未加硫タイヤの成形後においてフィルム１１の内面同士が剥離するのを防止し、更にはシート状積層体１０Ｂがタイヤ径方向内側に向かって収縮するのを防止することができる。なお、上記シール材料としては、フィルム１１の構成材料と同様の熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂にエラストマーをブレンドした熱可塑性エラストマー組成物のほか、各種のゴム組成物を使用することができる。

以下に、本発明で使用されるフィルムについて説明する。このフィルムは、熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂中にエラストマーをブレンドした熱可塑性エラストマー組成物から構成することができる。

本発明で使用される熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアミド系樹脂〔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）〕などを挙げることができる。

本発明で使用されるエラストマーとしては、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）〕、シリコーンゴム（例えばメチルビニルシリコーンゴム、ジメチルシリコーンゴム、メチルフェニルビニルシリコーンゴム）、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）、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）などを挙げることができる。

本発明で使用される熱可塑性エラストマー組成物において、熱可塑性樹脂成分（Ａ）とエラストマー成分（Ｂ）との組成比は、フィルムの厚さや柔軟性のバランスで適宜決めればよいが、好ましい範囲は１０／９０〜９０／１０、更に好ましくは２０／８０〜８５／１５（重量比）でである。

本発明に係る熱可塑性エラストマー組成物には、上記必須成分（Ａ）及び（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が挙げられる。

上記熱可塑性エラストマー組成物は、予め熱可塑性樹脂とエラストマー（ゴムの場合は未加硫物）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エラストマー成分を分散させることにより得られる。エラストマー成分を加硫する場合には、混練下で加硫剤を添加し、エラストマーを動的に加硫させても良い。また、熱可塑性樹脂またはエラストマー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。熱可塑性樹脂とエラストマー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、樹脂用押出機による成形またはカレンダー成形によってフィルム化される。フィルム化の方法は、通常の熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマーをフィルム化する方法によれば良い。

このようにして得られる熱可塑性エラストマー組成物の薄膜は、熱可塑性樹脂のマトリクス中にエラストマーが不連続相として分散した構造をとる。かかる状態の分散構造を採ることにより、ヤング率を１〜５００ＭＰａの範囲に設定し、タイヤ構成部材として適度な剛性を付与することが可能になる。

上記熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマー組成物はフィルムに成形して単体で使用することが可能であるが、隣接するゴムとの接着性又はフィルム同士の接着性を高めるために粘着剤又は粘接着剤を含む層を積層することが好ましい。

粘着剤の具体例としては、一般的に粘着成分として用いられているアクリル系粘着剤、酢酸ビニール系粘着剤、ビニールエーテル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、ゴム系粘着剤、ロジン系粘着剤、テルペン系粘着剤などを挙げることができる。これら粘着剤は、共押し出しによりフィルムに積層したり、或いは、溶液としてフィルムに噴霧しても良い。

粘接着剤の具体例としては、分子量１００万以上、好ましくは３００万以上の超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）、エチレンエチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）、エチレンメチルアクリレート樹脂（ＥＭＡ）、エチレンアクリル酸共重合体（ＥＡＡ）等のアクリレート共重合体類及びそれらの無水マレイン酸付加物、ポリプロピレン（ＰＰ）及びそのマレイン酸変性物、エチレンプロピレン共重合体及びそのマレイン酸変性物、ポリブタジエン系樹脂及びその無水マレイン酸変性物、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体（ＳＢＳ）、スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレン共重合体（ＳＥＢＳ）、フッ素系熱可塑性樹脂、ポリエステル系熱可塑性樹脂、またそれらのエポキシ化化合物などを挙げることができる。また加工性や接着性の向上を目的として、これら接着成分に粘着成分などを配合しても良い。これらは常法に従って例えば樹脂用押出機によって押し出してシート状又はフィルム状に成形することができる。粘接着層の厚さは特に限定されないが、タイヤ軽量化のためには厚さが少ない方がよく、５μｍ〜１５０μｍが好ましい。

タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５の空気入りラジアルタイヤについて、空気透過防止層となるインナーライナー材の供給方法を種々異ならせて未加硫タイヤを成形し、加硫温度１８５℃、加硫時間１５分、圧力２．３ＭＰａの条件で加硫を行うことで空気入りラジアルタイヤを製造した（実施例１〜３及び比較例１〜３）。

実施例１：２層円筒成形装置を用いて、引き取り速度１０ｍｍ／ｍｉｎにて、周長９００ｍｍ、厚さ２０μｍ（粘接着剤を含む最外層：５μｍ、熱可塑性エラストマー組成物のフィルム：１５μｍ）の円筒状成形物を作製し、次いで円筒状成形物をピンチロールにて潰すことによりシート状積層体を得た。このシート状積層体に厚さ０．２ｍｍの未加硫のゴム組成物シートを上下方向から貼り合わせてゴム積層体を作製した。このゴム積層体をインナーライナー材として用い、公知の方法により未加硫タイヤを成形し、その未加硫タイヤを加硫した。この場合、従来のゴムシートからなるインナーライナー材を用いる場合と同様の材料供給装置を使用することができ、しかもシート状積層体は幅方向の寸法を調整するための切断工程を必要としないので、簡便な成形工程で余計な端材を生じることなくタイヤを成形することができた。

実施例２：２層円筒成形装置を用いて、引き取り速度１０ｍｍ／ｍｉｎにて、周長９００ｍｍ、厚さ２０μｍ（粘接着剤を含む最外層：５μｍ、熱可塑性エラストマー組成物のフィルム：１５μｍ）の円筒状成形物を作製し、次いで円筒状成形物をピンチロールにて潰すことによりシート状積層体を得た。なお、上記円筒成形においてフィルムの内側に粘接着剤を含む液体を噴射してフィルムの内側に最内層を形成した。このシート状積層体に厚さ０．２ｍｍの未加硫のゴム組成物シートを上下方向から貼り合わせてゴム積層体を作製した。このゴム積層体をインナーライナー材として用い、公知の方法により未加硫タイヤを成形し、その未加硫タイヤを加硫した。この場合、従来のゴムシートからなるインナーライナー材を用いる場合と同様の材料供給装置を使用することができ、しかもシート状積層体は幅方向の寸法を調整するための切断工程を必要としないので、簡便な成形工程で余計な端材を生じることなくタイヤを成形することができた。

実施例３：２層円筒成形装置を用いて、引き取り速度１０ｍｍ／ｍｉｎにて、周長９００ｍｍ、厚さ２０μｍ（粘接着剤を含む最外層：５μｍ、熱可塑性樹脂のフィルム：１５μｍ）の円筒状成形物を作製し、次いで円筒状成形物をピンチロールにて潰すことによりシート状積層体を得た。なお、上記円筒成形においてフィルムの内側に粘接着剤を含む液体を噴射してフィルムの内側に最内層を形成した。このシート状積層体に厚さ０．２ｍｍの未加硫のゴム組成物シートを上下方向から貼り合わせてゴム積層体を作製した。このゴム積層体をインナーライナー材として用い、公知の方法により未加硫タイヤを成形し、その未加硫タイヤを加硫した。この場合、従来のゴムシートからなるインナーライナー材を用いる場合と同様の材料供給装置を使用することができ、しかもシート状積層体は幅方向の寸法を調整するための切断工程を必要としないので、簡便な成形工程で余計な端材を生じることなくタイヤを成形することができた。

比較例１：３層Ｔ−ダイ形装置を用いて、引き取り速度１０ｍｍ／ｍｉｎにて、幅４５０ｍｍ、厚さ４０μｍ（粘接着剤を含む表層：５μｍ、熱可塑性エラストマー組成物のフィルム：３０μｍ、粘接着剤を含む裏層：５μｍ）のシート状積層体を作製した。このシート状積層体に厚さ０．２ｍｍの未加硫のゴム組成物シートを上下方向から貼り合わせてゴム積層体を作製した。このゴム積層体をインナーライナー材として用い、公知の方法により未加硫タイヤを成形し、その未加硫タイヤを加硫した。この場合、従来のゴムシートからなるインナーライナー材を用いる場合と同様の材料供給装置を使用することができ、しかもシート状積層体は幅方向の寸法を調整するための切断工程を必要としないので、簡便な成形工程で余計な端材を生じることなくタイヤを成形することができた。

比較例２：２層円筒成形装置を用いて、引き取り速度１０ｍｍ／ｍｉｎにて、周長９００ｍｍ、厚さ３５μｍ（粘接着剤を含む最外層：５μｍ、熱可塑性エラストマー組成物のフィルム：３０μｍ）の円筒状成形物を作製した。この円筒状成形物をインナーライナー材として用い、円筒状成形物を成形ドラムに嵌め込むようにした公知の方法により未加硫タイヤを成形し、その未加硫タイヤを加硫した。この場合、円筒状成形物を成形ドラムに嵌め込む作業を手作業で行ったため、従来のゴムシートからなるインナーライナー材を用いる場合に比べてタイヤ成形作業に多大な時間を要した。即ち、タイヤ成形作業を効率良く行うには、円筒状成形物を自動で正確に成形ドラムに嵌め込むための新たな装置が必要である。

比較例３：２層円筒成形装置を用いて、引き取り速度１０ｍｍ／ｍｉｎにて、周長９００ｍｍ、厚さ３５μｍ（粘接着剤を含む最外層：５μｍ、熱可塑性エラストマー組成物のフィルム：３０μｍ）の円筒状成形物を作製した。この円筒状成形物を所定の寸法に切断してシート状積層体を得た。このシート状積層体に厚さ０．２ｍｍの未加硫のゴム組成物シートを上下方向から貼り合わせてゴム積層体を作製した。このゴム積層体をインナーライナー材として用い、公知の方法により未加硫タイヤを成形し、その未加硫タイヤを加硫した。この場合、従来のゴムシートからなるインナーライナー材を用いる場合と同様の材料供給装置を使用することができるが、円筒状成形物の切断時に端材を生じた。

なお、熱可塑性エラストマー組成物としては下記表１に示す配合のものを用いた。熱可塑性樹脂としてはナイロン６６を用いた。粘接着剤としては下記表２に示す配合のものを用いた。ゴム組成物シートを構成するゴム組成物としては下記表３に示す配合のものを用いた。

また、実施例１〜３及び比較例１〜３で得られるタイヤについて、下記の方法によりエア漏れ率を測定し、その結果を表４に示した。

エア漏れ率：
各試験タイヤをリムサイズ１５×６ＪＪのホイールに組み付け、初期圧力を２００ｋＰａ、室温２１℃、無負荷条件にて３ヶ月間放置した。内圧の測定は４日毎とし、測定圧力Ｐｔ、初期圧力Ｐ０、経過日数ｔとして、Ｐｔ／Ｐ０＝ｅｘｐ（−αｔ）に回帰してα値を求めた。得られたα値を用い、ｔ＝３０（日）を代入し、１ヶ月当たりの圧力低下率β（％／月）を下式（１）より求めた。
β＝〔１−ｅｘｐ（−αｔ）〕×１００ ・・・（１）

この表１から明らかなように、実施例１〜３のタイヤでは円筒成形により作製された熱可塑性樹脂又熱可塑性エラストマー組成物のフィルムを使用しているため比較例１に比べてエア漏れ率が低くなっていた。

次に、タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５の空気入りラジアルタイヤについて、空気透過防止層となるインナーライナー材の供給方法を種々異ならせて未加硫タイヤを成形し、加硫温度１８５℃、加硫時間１５分、圧力２．３ＭＰａの条件で加硫を行うことで空気入りラジアルタイヤを製造した（実施例４〜７）。

実施例４：２層円筒成形装置を用いて、引き取り速度１０ｍｍ／ｍｉｎにて、周長１２００ｍｍ、厚さ５０μｍ（粘接着剤を含む最外層：５μｍ、熱可塑性エラストマー組成物のフィルム：４５μｍ）の円筒状成形物を作製し、次いで円筒状成形物をピンチロールにて潰すことによりシート状積層体を得た。このシート状積層体を１８０℃に加熱した一対のロール間に通してフィルム内面同士を熱融着させた後、該シート状積層体に厚さ０．２ｍｍの未加硫のゴム組成物シートを上下方向から貼り合わせてゴム積層体を作製した。このゴム積層体をインナーライナー材として用い、公知の方法により未加硫タイヤを成形し、その未加硫タイヤを加硫した。

実施例５：シート状積層体の切断端においてフィルム内面同士を局部的に熱融着させたこと以外は実施例４と同様の方法によりタイヤを得た。

実施例６：２層円筒成形装置を用いて、引き取り速度１０ｍｍ／ｍｉｎにて、周長１２００ｍｍ、厚さ５０μｍ（粘接着剤を含む最外層：５μｍ、熱可塑性エラストマー組成物のフィルム：４５μｍ）の円筒状成形物を作製し、次いで円筒状成形物をピンチロールにて潰すことによりシート状積層体を得た。このシート状積層体をインナーライナー材として成形ドラムに巻く時、シート状積層体の巻き始めの切断端を折り返してフィルム外面同士を圧着し、同様にシート状積層体の巻き終わりの切断端を折り返してフィルム外面同士を圧着した。それ以降、公知の方法により未加硫タイヤを成形し、その未加硫タイヤを加硫した。

実施例７：２層円筒成形装置を用いて、引き取り速度１０ｍｍ／ｍｉｎにて、周長１２００ｍｍ、厚さ５０μｍ（粘接着剤を含む最外層：５μｍ、熱可塑性エラストマー組成物のフィルム：４５μｍ）の円筒状成形物を作製し、次いで円筒状成形物をピンチロールにて潰すことによりシート状積層体を得た。このシート状積層体をインナーライナー材として成形ドラムに巻く前に、シート状積層体の巻き始めの切断端をゴム組成物からなるシール材料で封止し、同様に巻き終わりの切断端をゴム組成物からなるシール材料で封止した。それ以降、公知の方法により未加硫タイヤを成形し、その未加硫タイヤを加硫した。

実施例４〜７においては、従来のゴムシートからなるインナーライナー材を用いる場合と同様の材料供給装置を使用することができ、しかもシート状積層体は幅方向の寸法を調整するための切断工程を必要としないので、簡便な成形工程で余計な端材を生じることなくタイヤを成形することができた。また、未加硫タイヤの成形後にシート状積層体の状態を観察したところ、いずれの場合も、フィルム内面同士の剥離を生じていなかった。更に、加硫タイヤの内面状態を観察したところ、いずれの場合も、フィルムの皺に起因するクラックやフィルムの剥離に起因するブリスター等の加硫故障を生じていなかった。

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。 本発明におけるシート状積層体の成形方法の一例を示す説明図である。 本発明におけるシート状積層体の成形方法の一例を示す説明図である。 本発明におけるシート状積層体の成形方法の一例を示す説明図である。 本発明におけるシート状積層体の成形方法の一例を示す説明図である。 本発明におけるシート状積層体の製造装置の一例を側面図である。 本発明におけるシート状積層体とゴム組成物層との積層装置の一例を示す側面図である。 本発明における成形ドラムへのシート状積層体の巻き付け工程を示す斜視図である。 本発明におけるフィルムの第１の剥離防止処理方法を示す平面図である。 本発明におけるフィルムの第２の剥離防止処理方法を示す平面図である。 本発明におけるフィルムの第３の剥離防止処理方法を示す断面図である。 本発明におけるフィルムの第４の剥離防止処理方法を示す断面図である。

符号の説明

１ トレッド部
２ サイドウォール
３ ビード部
４ カーカス層
５ ビードコア
６ ベルト層
７ 空気透過防止層
１０Ａ 円筒状成形物
１０Ｂ シート状積層体
１１ フィルム
１２ 最外層
１３ 最内層

Claims (17)

1. 熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂にエラストマーをブレンドした熱可塑性エラストマー組成物のフィルムからなる円筒状成形物を潰してシート状積層体とし、該シート状積層体を空気透過防止層として用いたことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記円筒状成形物が前記フィルムの外側に粘着剤又は粘接着剤を含む最外層を有することを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記円筒状成形物が前記フィルムの内側に粘着剤又は粘接着剤を含む最内層を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記円筒状成形物が前記フィルムを最内側に配置した構造を有し、前記シート状積層体の少なくとも１箇所で前記フィルムの内面同士を熱融着したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記円筒状成形物が前記フィルムを最内側に配置した構造を有し、前記シート状積層体の少なくとも切断端で前記フィルムの内面同士を熱融着したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記円筒状成形物が前記フィルムを最内側に配置した構造を有し、前記シート状積層体の切断端を折り返したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空気入りタイヤ。
7. 前記円筒状成形物が前記フィルムを最内側に配置した構造を有し、前記シート状積層体の切断端をシール材料にて封止したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空気入りタイヤ。
8. 前記シート状積層体をゴム組成物層と貼り合わせた状態で用いたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
9. 熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂にエラストマーをブレンドした熱可塑性エラストマー組成物のフィルムからなる円筒状成形物を成形し、該円筒状成形物を潰してシート状積層体とし、該シート状積層体を成形ドラムに巻き付けて該シート状積層体を空気透過防止層とする未加硫タイヤを成形し、該未加硫タイヤを加硫することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
10. 前記円筒状成形物が前記フィルムの外側に粘着剤又は粘接着剤を含む最外層を有することを特徴とする請求項９に記載の空気入りタイヤの製造方法。
11. 前記円筒状成形物が前記フィルムの内側に粘着剤又は粘接着剤を含む最内層を有することを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の空気入りタイヤの製造方法。
12. 前記円筒状成形物を成形する際に、前記フィルムの内側に粘着剤又は粘接着剤を含む粉体又は液体を噴射することで前記フィルムの内側に前記最内層を形成することを特徴とする請求項１１に記載の空気入りタイヤの製造方法。
13. 前記円筒状成形物が前記フィルムを最内側に配置した構造を有し、前記シート状積層体の少なくとも１箇所で前記フィルムの内面同士を熱融着することを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の空気入りタイヤの製造方法。
14. 前記円筒状成形物が前記フィルムを最内側に配置した構造を有し、前記シート状積層体の少なくとも切断端で前記フィルムの内面同士を熱融着することを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の空気入りタイヤの製造方法。
15. 前記円筒状成形物が前記フィルムを最内側に配置した構造を有し、前記シート状積層体の切断端を折り返すことを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の空気入りタイヤの製造方法。
16. 前記円筒状成形物が前記フィルムを最内側に配置した構造を有し、前記シート状積層体の切断端をシール材料にて封止することを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の空気入りタイヤの製造方法。
17. 前記シート状積層体をゴム組成物層と貼り合わせた状態で前記成形ドラムに巻き付けることを特徴とする請求項９〜１６のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。

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