JP2009220734A

JP2009220734A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2009220734A
Application number: JP2008068546A
Authority: JP
Inventors: Norifumi Kameda; 憲史亀田; Yoshiaki Hashimura; 嘉章橋村
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2008-03-17
Filing date: 2008-03-17
Publication date: 2009-10-01
Anticipated expiration: 2028-03-17
Also published as: JP5169350B2

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からなるフィルム層をインナーライナー層として用いる場合において、成形工程及び加硫工程でのタイヤの変形によるフィルム層のスプライス部の剥離を効果的に防止することを可能にした空気入りタイヤを提供する。
【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からなるフィルム層１１をインナーライナー層７として用いた空気入りタイヤにおいて、フィルム層１１をタイヤ周方向に分割された複数の分割片１１ａ〜１１ｄから構成し、該フィルム層１１の分割片１１ａ〜１１ｄをタイヤ周上の少なくとも２箇所で応力緩和層１２を介してスプライスする。
【選択図】図２

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からなるフィルム層をインナーライナー層として用いた空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、成形工程及び加硫工程でのタイヤの変形によるフィルム層のスプライス部の剥離を効果的に防止することを可能にした空気入りタイヤに関する。

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からなるフィルム層を空気入りタイヤのインナーライナー層として用い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）。また、このようなフィルム層を備えた空気入りタイヤを成形するにあたって、シート状のフィルム層を成形ドラムの周囲に巻回し、該フィルム層の両端部をタイヤ周上の１箇所でスプライスすることにより、タイヤ周方向に連続的に延在するインナーライナー層を形成することが提案されている（例えば、特許文献３及び特許文献４参照）。

しかしながら、フィルム層の両端部をタイヤ周上の１箇所でスプライスした場合、熱可塑性樹脂を含むフィルム層の剛性が他のタイヤ構成部材に比べて相対的に高いため、成形工程や加硫工程でタイヤが膨径する際にフィルム層のスプライス部に応力が集中し、その結果として、スプライス部が剥離するという問題がある。

特開平８−２１７９２３号公報特開平１１−１９９７１３号公報特開平９−１６４８０５号公報国際公開第ＷＯ９６／３４７３６号パンフレット

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からなるフィルム層をインナーライナー層として用いる場合において、成形工程及び加硫工程でのタイヤの変形によるフィルム層のスプライス部の剥離を効果的に防止することを可能にした空気入りタイヤ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からなるフィルム層をインナーライナー層として用いた空気入りタイヤにおいて、前記フィルム層をタイヤ周方向に分割された複数の分割片から構成し、該フィルム層の分割片をタイヤ周上の少なくとも２箇所で応力緩和層を介してスプライスした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層をインナーライナー層として用いる場合に、フィルム層をタイヤ周方向に分割された複数の分割片から構成し、該フィルム層の分割片をタイヤ周上の少なくとも２箇所で応力緩和層を介してスプライスするので、各スプライス部における応力集中を緩和し、成形工程及び加硫工程でのタイヤの変形によるフィルム層のスプライス部の剥離を効果的に防止することができる。その結果、空気入りタイヤの歩留りを向上することができる。

また、上記のようにフィルム層をタイヤ周方向に分割された複数の分割片から構成する場合、剛性中子、プロファイルドラム、ブラダー等の湾曲面を有する成形土台の上に未加硫タイヤを成形するにあたって、湾曲面を有する成形土台に対して、その形状に沿って皺なくフィルム層の分割片を貼り付けることが可能になるという副次的な作用効果も得られる。

本発明において、フィルム層の分割片のタイヤ周方向の重なり量は３ｍｍ以上かつ該分割片の周方向長さの５０％以下であることが好ましい。応力緩和層はゴム層であることが好ましい。更に、応力緩和層の厚さは０．１ｍｍ〜１．０ｍｍであることが好ましい。これにより、フィルム層のスプライス部の剥離をより確実に防止することができる。

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、図２はそのインナーライナー層を抽出して示すものである。図１において、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インナーライナー層（空気透過防止層）７が配置されている。インナーライナー層７は、図２に示すように、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層１１から構成されている。より具体的には、フィルム層１１はタイヤ周方向に分割された４つの分割片１１ａ〜１１ｄから構成され、これら分割片１１ａ〜１１ｄをタイヤ周上の４箇所で応力緩和層１２を介してスプライスすることにより、タイヤ周方向に連続的に延在するインナーライナー層７を形成している。フィルム層１１は、タイヤ周方向に分割された少なくとも２個の分割片から構成し、これら分割片をタイヤ周上の少なくとも２箇所で応力緩和層１２を介してスプライスすることが必要であるが、より好ましくは、タイヤ周方向に分割された４〜８個の分割片から構成し、これら分割片をタイヤ周上の４〜８箇所で応力緩和層１２を介してスプライスしたものとする。

フィルム層１１の分割片１１ａ〜１１ｄのタイヤ周方向の重なり量Ｗは３ｍｍ以上かつ各分割片１１ａ〜１１ｄの周方向長さＬの５０％以下に設定されている。重なり量Ｗが３ｍｍ未満であるとスプライス部の剥離を生じ易くなる。また、重なり量Ｗが各分割片１１ａ〜１１ｄの周方向長さＬの５０％を超えるとフィルム層１１が多層構造となってインナーライナー層７の剛性が必要以上に高くなる。

フィルム層１１の厚さは、特に限定されるものではないが、０．００２ｍｍ〜０．７ｍｍの範囲から選択することができる。一方、応力緩和層１２の厚さは、０．１ｍｍ〜１．０ｍｍにすることが好ましい。応力緩和層１２が薄過ぎるとスプライス部の剥離を生じ易くなり、厚過ぎるとスプライス部の段差が大きくなる。

応力緩和層１２としては、ゴム層を採用することが好ましい。応力緩和層１２をゴム層とした場合、未加硫状態において良好な粘着性と良好な応力緩和作用を発揮することができる。応力緩和層１２に用いるゴムは特に限定されるものではないが、ジエン系ゴム及びその水素添加物、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム等を使用することができる。

上述のように構成される空気入りタイヤは、成形ドラムの周囲にフィルム層１１の分割片１１ａ〜１１ｄをタイヤ周上の４箇所で応力緩和層１２を介してスプライスすることによりインナーライナー層７を形成し、その上にカーカス層、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し、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で得られる。

上述のように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層１１をインナーライナー層７として用いる場合に、フィルム層１１をタイヤ周方向に分割された複数の分割片１１ａ〜１１ｄから構成し、これら分割片１１ａ〜１１ｄをタイヤ周上の少なくとも２箇所で応力緩和層１２を介してスプライスするので、各スプライス部における応力集中を緩和し、成形工程及び加硫工程でのタイヤの変形によるフィルム層１１のスプライス部の剥離を効果的に防止することができる。

また、フィルム層１１をタイヤ周方向に分割された複数の分割片１１ａ〜１１ｄから構成する場合、剛性中子（未加硫タイヤの内面形状と近似した形状を有する剛体からなる成形土台）、プロファイルドラム（成形ドラムの軸方向の輪郭の一部を湾曲させた成形土台）、或いは、ブラダー（内圧の充填により膨らませたゴム製の袋体からなる成形土台）等の湾曲面を有する成形土台の上に未加硫タイヤを成形するにあたって、湾曲面を有する成形土台に対して、その形状に沿って皺なくフィルム層１１の分割片１１ａ〜１１ｄを貼り付けることが可能になる。つまり、フィルム層１１をインナーライナー層７として用いた空気入りタイヤを湾曲面を有する成形土台の上でフィルム層１１に皺が生じないように成形することが可能になる。なお、剛性中子を用いた空気入りタイヤの製造方法としては、例えば、特開２００７−２５３４０６号公報、特開２００７−２５３４１２号公報、特開２００７−６９４９７号公報に記載の方法が知られている。

以下に、本発明で使用されるフィルム層について説明する。このフィルム層は、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、フィルム層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シート又はフィルムに成形して単体でタイヤ内部に埋設することが可能であるが、隣接するゴムとの接着性を高めるために接着層を積層しても良い。この接着層を構成する接着用ポリマーの具体例としては、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などを挙げることができる。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。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の空気入りタイヤにおいて、熱可塑性樹脂（ナイロン６，６６）にエラストマー（臭素化ブチルゴム）をブレンドした熱可塑性エラストマー組成物からなるフィルム層をインナーライナー層として用い、そのインナーライナー層の構造だけを種々異ならせた従来例１〜２及び実施例１〜２のタイヤを製作した。

従来例１においては、熱可塑性エラストマー組成物（１８０μｍ）と接着剤（２０μｍ）との積層構造を有する幅３９０ｍｍ、厚さ２００μｍのフィルム層をＴダイにて押出成形し、１枚のフィルム層を周長１３００ｍｍの成形ドラムに巻き付け、該フィルム層の両端部を周方向の重なり量が１０ｍｍとなるようにスプライスすることによりインナーライナー層を形成した後、該インナーライナー層を含む未加硫タイヤを成形し、これを加硫した。

従来例２においては、熱可塑性エラストマー組成物（１８０μｍ）と接着剤（２０μｍ）との積層構造を有する幅３９０ｍｍ、厚さ２００μｍのフィルム層をＴダイにて押出成形し、１枚のフィルム層を周長１３００ｍｍの成形ドラムに巻き付け、該フィルム層の両端部をフィルム間に厚さ０．５ｍｍの未加硫ゴム層を挟み込んで周方向の重なり量が１０ｍｍとなるようにスプライスすることによりインナーライナー層を形成した後、該インナーライナー層を含む未加硫タイヤを成形し、これを加硫した。

実施例１においては、熱可塑性エラストマー組成物（１８０μｍ）と接着剤（２０μｍ）との積層構造を有する幅３９０ｍｍ、厚さ２００μｍのフィルム層をＴダイにて押出成形し、該フィルム層を長さ６６０ｍｍの２枚の分割片に切断し、２枚の分割片を周長１３００ｍｍの成形ドラムに巻き付け、これら分割片をタイヤ周上の２箇所でフィルム間に厚さ０．５ｍｍの未加硫ゴム層を挟み込んで周方向の重なり量が１０ｍｍとなるようにスプライスすることによりインナーライナー層を形成した後、該インナーライナー層を含む未加硫タイヤを成形し、これを加硫した。

実施例２においては、熱可塑性エラストマー組成物（１８０μｍ）と接着剤（２０μｍ）との積層構造を有する幅３９０ｍｍ、厚さ２００μｍのフィルム層をＴダイにて押出成形し、該フィルム層を長さ６６０ｍｍの４枚の分割片に切断し、４枚の分割片を周長１３００ｍｍの成形ドラムに巻き付け、これら分割片をタイヤ周上の４箇所でフィルム間に厚さ１．０ｍｍの未加硫ゴム層を挟み込んで周方向の重なり量が３．０ｍｍとなるようにスプライスすることによりインナーライナー層を形成した後、該インナーライナー層を含む未加硫タイヤを成形し、これを加硫した。

これら試験タイヤの製造工程において、インナーライナー層を構成するフィルム層の状態を目視で確認した。その結果、実施例１，２では、成形工程及び加硫工程のいずれにおいてもフィルム層のスプライス部に剥離を生じることはなく、スプライス部が開口するような故障は全く見られなかった。一方、従来例１，２では、フィルム層のスプライス部に剥離が生じ、スプライス部が開口していた。

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。図１の空気入りタイヤにおけるインナーライナー層を抽出して示すタイヤ赤道線での断面図である。

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インナーライナー層
１１フィルム層
１１ａ〜１１ｄフィルム層の分割片
１２応力緩和層

Claims

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からなるフィルム層をインナーライナー層として用いた空気入りタイヤにおいて、前記フィルム層をタイヤ周方向に分割された複数の分割片から構成し、該フィルム層の分割片をタイヤ周上の少なくとも２箇所で応力緩和層を介してスプライスしたことを特徴とする空気入りタイヤ。
前記フィルム層の分割片のタイヤ周方向の重なり量が３ｍｍ以上かつ該分割片の周方向長さの５０％以下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。
前記応力緩和層がゴム層であ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。
前記応力緩和層の厚さが０．１ｍｍ〜１．０ｍｍであることを特徴とする請求項３に記載の空気入りタイヤ。