JP2010247618A - 空気入りタイヤおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】内面が、50〜600kGyの照射量で電子線を照射したフィルム層または弾性率20〜1000MPaのフィルム層からなることを特徴とする、空気入りタイヤである。この空気入りタイヤは、フィルム層がジエン系成分を含まないことが好ましい。また、フィルム層を未加硫タイヤの内面に配置した状態でブラダーを用いて加硫成形を行う工程を含む空気入りタイヤの製造方法である。
【選択図】図1
Description
フィルム層には、弾性率が20〜1000MPaのもの、例えばポリアミド系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、ポリエステル系樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合体系樹脂等からなるフィルムやシートを用いることができる。また、それらの樹脂からなるフィルムやシートに対して50〜600kGyの照射量で電子線を照射したフィルムやシートも用いることが出来る。中でも、フィルム層としては、酸素透過量が、3.0×10−12cm3・cm/cm2・sec・cmHg以下の樹脂フィルム、例えばエチレン−ビニルアルコール共重合体系樹脂からなるフィルムを好適に用いることができる。ここで、タイヤ軽量化等の観点から、フィルム層の厚さは、0.1〜100μmであることが好ましい。なお、フィルムやシートは、例えば押出成形等により作製することができる。
本発明の空気入りタイヤの内面に配設されたフィルム層は、それ自身がインナーライナーまたはインナーライナーの一部となっても良い。具体的には、本発明の空気入りタイヤは、フィルム層と、ゴム状弾性体からなるゴム状弾性体層とを積層した積層体をインナーライナーとしたものであって、フィルム層がタイヤ内表面(タイヤの加硫成形時にブラダーと接触する面)に位置するようにインナーライナーが配設されているものであっても良い。
本発明の空気入りタイヤは、例えば、図1に示すような、トレッド部1と、一対のビード部2と、該トレッド部1と各ビード部2との間に延在する一対のサイドウォール部3とを有し、前記一対のビード部2間にトロイド状に延在してこれら各部を補強するカーカス4と、該カーカス4のクラウン部のタイヤ半径方向外側に配置された2枚のベルト層からなるベルト5と、該カーカス4の内側に配設されたインナーライナー6とを備えるものである。そして、この空気入りタイヤの内面は上述したフィルム層よりなる。
加圧反応槽に、エチレン含量44モル%、ケン化度99.9%のエチレン−ビニルアルコール共重合体(190℃、21.18N荷重下でのMFR:5.5g/10分)2質量部及びN-メチル-2-ピロリドン8質量部を仕込み、120℃で2時間加熱撹拌して、エチレン−ビニルアルコール共重合体を完全に溶解させた。これにエポキシ化合物としてエポキシプロパン0.4質量部を添加後、160℃で4時間加熱した。加熱終了後、蒸留水100質量部に析出させ、多量の蒸留水で充分にN-メチル-2-ピロリドン及び未反応のエポキシプロパンを洗浄し、変性エチレン−ビニルアルコール共重合体を得た。更に、得られた変性エチレン−ビニルアルコール共重合体を粉砕機で粒子径2mm程度に細かくした後、再度多量の蒸留水で十分に洗浄した。洗浄後の粒子を8時間室温で真空乾燥した後、二軸押出機を用いて200℃で溶融し、ペレット化した。
製造例1で得られた変性EVOHと、熱可塑性ポリウレタン(TPU)[(株)クラレ製クラミロン3190]とを使用し、2種3層共押出装置を用いて、下記共押出成形条件で3層構造のフィルム層(TPU層/変性EVOH層(樹脂フィルム)/TPU層)を作製した。各層の厚みは、TPU層、変性EVOH層ともに20μmである。
各樹脂の押出機仕様:
熱可塑性ポリウレタン:25mmφ押出機P25−18AC[大阪精機工作株式会社製]
変性EVOH:20mmφ押出機ラボ機ME型CO−EXT[株式会社東洋精機製]
Tダイ仕様:500mm幅2種3層用[株式会社プラスチック工学研究所製]
冷却ロールの温度:50℃
引き取り速度:4m/分
下記の配合のゴム組成物を調製し、厚さ500μmの未加硫ゴム状弾性体シートを作製した。
(ゴム組成物)
天然ゴム ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・30質量部
臭素化ブチルゴム[JSR(株)製,Bromobutyl 2244] ・・・70質量部
GPFカーボンブラック[旭カーボン(株)製,#55] ・・・60質量部
SUNPAR2280[日本サン石油(株)製] ・・・・・・・7質量部
ステアリン酸[旭電化工業(株)製] ・・・・・・・・・・・・1質量部
加硫促進剤[ノクセラーDM、大内新興化学工業(株)製] ・・1.3質量部
酸化亜鉛[白水化学工業(株)製] ・・・・・・・・・・・・・3質量部
硫黄[軽井沢精錬所製] ・・・・・・・・・・・・・・・・・・0.5質量部
下記の配合のゴム組成物を調製し、厚さ500μmの未加硫ゴム状弾性体シートを作製した。
(ゴム組成物)
天然ゴム ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・100質量部
GPFカーボンブラック[旭カーボン(株)製,#55] ・・・60質量部
SUNPAR2280[日本サン石油(株)製] ・・・・・・・7質量部
ステアリン酸[旭電化工業(株)製] ・・・・・・・・・・・・1質量部
加硫促進剤[ノクセラーDM、大内新興化学工業(株)製] ・・1.3質量部
酸化亜鉛[白水化学工業(株)製] ・・・・・・・・・・・・・3質量部
硫黄[軽井沢精錬所製] ・・・・・・・・・・・・・・・・・・0.5質量部
下記の配合に従って常法により混練りした接着剤組成物を、トルエン(δ値:18.2MPa1/2)1000質量部に添加し、分散又は溶解して、塗工液を調製した。
(接着剤組成物)
臭素化ブチルゴム[JSR(株)製,Bromobutyl 2244] ・・・・・・・90質量部
クロロスルホン化ポリエチレン[デュポン・ダウ エラストマー社製,ハイパロン]
・・・10質量部
カーボンブラック[東海カーボン(株)製,シーストNB] ・・・・・10質量部
フェノール樹脂[住友ベークライト(株)製,PR−SC−400] ・・20質量部
ステアリン酸[新日本理化(株)製,50S] ・・・・・・・・・・・1質量部
酸化亜鉛[白水化学工業社製,ハクスイテック] ・・・・・・・・・・3質量部
P−ジニトロソベンゼン[大内新興化学工業(株)製,バルノックDNB]
・・・3質量部
1,4フェニレンジマレイミド[大内新興化学工業(株)製,バルノックPM]
・・・3質量部
加硫促進剤[大内新興化学工業(株)製,ノクセラーZTC] ・・・・1質量部
加硫促進剤[大内新興化学工業(株)製,ノクセラーDM] ・・・・0.5質量部
加硫促進剤[大内新興化学工業(株)製,ノクセラーD] ・・・・・・1質量部
硫黄[鶴見化学(株)製,金華印微粉硫黄] ・・・・・・・・・・・1.5質量部
下記の配合に従って常法により混練りした接着剤組成物を、トルエン(δ値:18.2MPa1/2)1000質量部に添加し、分散又は溶解して、塗工液を調製した。
(接着剤組成物)
臭素化ブチルゴム[JSR(株)製,Bromobutyl 2244] ・・・・・・・80質量部
クロロスルホン化ポリエチレン[デュポン・ダウ エラストマー社製,ハイパロン]
・・・20質量部
カーボンブラック[東海カーボン(株)製,シーストNB] ・・・・・10質量部
フェノール樹脂[住友ベークライト(株)製,PR−SC−400] ・・20質量部
ステアリン酸[新日本理化(株)製,50S] ・・・・・・・・・・・1質量部
酸化亜鉛[白水化学工業社製,ハクスイテック] ・・・・・・・・・・6質量部
P−ジニトロソベンゼン[大内新興化学工業(株)製,バルノックDNB]
・・・6質量部
1,4フェニレンジマレイミド[大内新興化学工業(株)製,バルノックPM]
・・・6質量部
加硫促進剤[大内新興化学工業(株)製,ノクセラーZTC] ・・・・1質量部
加硫促進剤[大内新興化学工業(株)製,ノクセラーDM] ・・・・0.5質量部
加硫促進剤[大内新興化学工業(株)製,ノクセラーD] ・・・・・・1質量部
硫黄[鶴見化学(株)製,金華印微粉硫黄] ・・・・・・・・・・・1.5質量部
下記の配合に従って常法により混練りした接着剤組成物を、トルエン(δ値:18.2MPa1/2)1000質量部に添加し、分散又は溶解して、塗工液を調製した。
(接着剤組成物)
臭素化ブチルゴム[JSR(株)製,Bromobutyl 2244] ・・・・・・・70質量部
クロロスルホン化ポリエチレン[デュポン・ダウ エラストマー社製,ハイパロン]
・・・30質量部
カーボンブラック[東海カーボン(株)製,シーストNB] ・・・・・10質量部
フェノール樹脂[住友ベークライト(株)製,PR−SC−400] ・・20質量部
ステアリン酸[新日本理化(株)製,50S] ・・・・・・・・・・・1質量部
酸化亜鉛[白水化学工業社製,ハクスイテック] ・・・・・・・・・・6質量部
P−ジニトロソベンゼン[大内新興化学工業(株)製,バルノックDNB]
・・・8質量部
1,4フェニレンジマレイミド[大内新興化学工業(株)製,バルノックPM]
・・・8質量部
加硫促進剤[大内新興化学工業(株)製,ノクセラーZTC] ・・・・1質量部
加硫促進剤[大内新興化学工業(株)製,ノクセラーDM] ・・・・0.5質量部
加硫促進剤[大内新興化学工業(株)製,ノクセラーD] ・・・・・・1質量部
硫黄[鶴見化学(株)製,金華印微粉硫黄] ・・・・・・・・・・・1.5質量部
日新ハイボルテージ株式会社製電子線照射装置「生産用キュアトロンEBC200-100」を使用して、製造例2で得られた3層フィルム(TPU/変性EVOH/TPU)に、加速電圧200kV、照射量60kGyの条件で電子線を照射して架橋処理を施した。得られた多層熱可塑性樹脂フィルムの片面に、製造例5で得た塗工液を塗布し、乾燥処理した後、製造例3で得た厚さ500μmの未加硫ゴム状弾性体シートを張り合わせてインナーライナーを作製した。そのインナーライナーを用い、既に上述した、加硫時に離型剤を使用しない以外は常法と同様の製造方法により、乗用車用空気入りタイヤ(195/65R15)を作製した。そして、以下の方法により、3層フィルムの酸素透過量、弾性率および空気入りタイヤの加硫後のタイヤ内面性状を測定および評価した。結果を表1に示す。
作製した3層フィルムを20℃、65%RHで5日間調湿した。得られた調湿済のフィルム2枚を使用して、モダンコントロール社製MOCON OX−TRAN2/20型を用い、20℃、65%RHの条件下でJIS K7126(等圧法)に準拠して酸素透過量を求めた。
作製した3層フィルムに対し、株式会社島津製作所製のオートグラフ(AG−A500型)を用いてチャック間距離50mm、引張速度50mm/minの条件で23℃、150%RHにおけるS−Sカーブの測定を行った。そして、S−Sカーブの初期傾きから弾性率を求めた。
ブラダーを用いて加硫成形を行った後の空気入りタイヤについて、インナーライナーの外観を目視にて観察し、下記の評価基準に基づいてフィルム層の破損の状況等を評価した。
◎:非常に良好(作製したタイヤ10本全てでフィルム層の破損無し)
○:良好(作製したタイヤ10本中1本のみに軽度のフィルム層の破損があるが、耐久性上は問題なし。)
×:不良(フィルム層の破損あり)
3層フィルムへの電子線の照射量を100kGyに変更した以外は実施例1と同様にして乗用車用空気入りタイヤを作製し、評価を行った。
3層フィルムへの電子線の照射量を200kGyに変更した以外は実施例1と同様にして乗用車用空気入りタイヤを作製し、評価を行った。
3層フィルムへの電子線の照射量を500kGyに変更した以外は実施例1と同様にして乗用車用空気入りタイヤを作製し、評価を行った。
3層フィルムを使用することなく、製造例3で得た厚さ500μmの未加硫ゴム状弾性体シートのみをインナーライナーとして用いた以外は実施例1と同様にして乗用車用空気入りタイヤ(195/65R15)を作製した。そして、実施例1と同様の方法により、インナーライナーの摩擦係数および空気入りタイヤの加硫後のタイヤ内面性状を測定および評価した。結果を表1に示す。
加硫時に離型剤(松本油脂製薬株式会社製のマイカ粉末を水で50質量%に希釈したもの)を使用した以外は比較例1と同様にして乗用車用空気入りタイヤ(195/65R15)を作製した。そして、実施例1と同様の方法により、インナーライナーの摩擦係数および空気入りタイヤの加硫後のタイヤ内面性状を測定および評価した。結果を表1に示す。
3層フィルムへの電子線の照射量を20kGyに変更した以外は実施例1と同様にして乗用車用空気入りタイヤを作製し、評価を行った。
2 ビード部
3 サイドウォール部
4 カーカス
5 ベルト
6 インナーライナー
11 上部金型
12 未加硫タイヤ
13 下部金型
14 ブラダー
15 シリンダ
16 ロッド
17 加硫タイヤ
Claims (21)
- 内面が50〜600kGyの照射量で電子線を照射したフィルム層からなることを特徴とする、空気入りタイヤ。
- 内面が弾性率20〜1000MPaのフィルム層からなることを特徴とする、空気入りタイヤ。
- 前記フィルム層がジエン系成分を含まないことを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の空気入りタイヤ。
- 前記空気入りタイヤが、離型剤を使用せずに、未加硫のタイヤをブラダーで金型に押しつける工程を含む製造方法により製造したものであることを特徴とする、請求項1〜3の何れかに記載の空気入りタイヤ。
- 前記フィルム層が、単層または多層の熱可塑性樹脂フィルム層であることを特徴とする、請求項1〜4の何れかに記載の空気入りタイヤ。
- 前記フィルム層の20℃、65%RHにおける酸素透過量が、3.0×10−12cm3・cm/cm2・sec・cmHg以下であることを特徴とする、請求項1〜5の何れかに記載の空気入りタイヤ。
- 前記フィルム層が、インナーライナーまたはインナーライナーの一部として空気入りタイヤの内面に位置していることを特徴とする、請求項1〜6の何れかに記載の空気入りタイヤ。
- 前記フィルム層が、エチレン含有量25〜50モル%のエチレン−ビニルアルコール共重合体100質量部に対して、エポキシ化合物1〜50質量部を反応させて得られる変性エチレン−ビニルアルコール共重合体からなる層を含む、請求項1〜7の何れかに記載の空気入りタイヤ。
- 前記フィルム層が、エチレン含有量25〜50モル%のエチレン−ビニルアルコール共重合体100質量部に対してエポキシ化合物1〜50質量部を反応させて得られる変性エチレン−ビニルアルコール共重合体からなるマトリクス中に23℃におけるヤング率が500MPa以下の柔軟樹脂或いはエラストマーを分散させた樹脂組成物からなる層を含み、
前記樹脂組成物中に前記柔軟樹脂或いはエラストマーが10〜80質量%含まれていることを特徴とする、請求項1〜7の何れかに記載の空気入りタイヤ。 - 前記フィルム層が架橋されていることを特徴とする、請求項1〜9の何れかに記載の空気入りタイヤ。
- 前記フィルム層の表面が熱可塑性ウレタン系エラストマーの層からなることを特徴とする、請求項1〜10の何れかに記載の空気入りタイヤ。
- 前記空気入りタイヤが、前記フィルム層と、該フィルム層に隣接するゴム状弾性体層とを用いた積層体を備え、
前記ゴム状弾性体層に、ブチルゴムまたはハロゲン化ブチルゴムを用いたことを特徴とする、請求項1〜11の何れかに記載の空気入りタイヤ。 - 前記フィルム層と前記ゴム状弾性体層とを接着剤組成物からなる接着剤層を用いて接着したことを特徴とする、請求項12に記載の空気入りタイヤ。
- 前記接着剤組成物が、ゴム成分を含み、且つ、該ゴム成分100質量部に対して、架橋剤および架橋助剤として、ポリ−p−ジニトロソベンゼンおよび1,4−フェニレンジマレイミドのうち少なくとも1種を0.1質量部以上配合した組成物であることを特徴とする、請求項13に記載の空気入りタイヤ。
- 前記接着剤組成物が、ゴム成分を含み、且つ、該ゴム成分の10質量%以上がクロロスルホン化ポリエチレンからなる組成物であることを特徴とする、請求項13または請求項14に記載の空気入りタイヤ。
- 前記接着剤組成物が、ゴム成分を含み、且つ、該ゴム成分100質量部に対して充填剤2〜50質量部を配合した組成物であることを特徴とする、請求項13〜15の何れかに記載の空気入りタイヤ。
- 前記充填剤がカーボンブラックである、請求項16に記載の空気入りタイヤ。
- 前記接着剤組成物が、ゴム成分を含み、且つ、該ゴム成分の50質量%以上がブチルゴムおよび/またはハロゲン化ブチルゴムからなる組成物であることを特徴とする、請求項13〜17の何れかに記載の空気入りタイヤ。
- 前記接着剤組成物が、ゴム成分を含み、且つ、該ゴム成分100質量部に対して加硫促進剤0.1質量部以上を配合した組成物であることを特徴とする、請求項13〜18の何れかに記載の空気入りタイヤ。
- 50〜600kGyの照射量で電子線を照射したフィルム層を内面に配設した未加硫のタイヤを金型に設置する工程と、
前記未加硫タイヤの内側にブラダーを設置する工程と、
前記ブラダーを膨張させ、前記フィルム層を介して前記未加硫のタイヤを金型に押しつけて該未加硫のタイヤを加硫成形する工程と、
を含む空気入りタイヤの製造方法であって、
前記加硫成形する工程で離型剤を使用しないことを特徴とする、方法。 - 弾性率20〜1000MPaのフィルム層を内面に配設した未加硫のタイヤを金型に設置する工程と、
前記未加硫タイヤの内側にブラダーを設置する工程と、
前記ブラダーを膨張させ、前記フィルム層を介して前記未加硫のタイヤを金型に押しつけて該未加硫のタイヤを加硫成形する工程と、
を含む空気入りタイヤの製造方法であって、
前記加硫成形する工程で離型剤を使用しないことを特徴とする、方法。
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