JP2012240507A - 空気入りタイヤ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤ内面の少なくとも一部に樹脂層を備える場合であっても、その樹脂層に対してファスナーを強固に接合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中にエラストマーが分散している熱可塑性エラストマー組成物からなる樹脂層４をタイヤ内面の少なくとも一部に備えた空気入りタイヤＴにおいて、熱可塑性樹脂製の基材１１ａと該基材１１ａに形成された係合素子１１ｂとからなるファスナー１１を備え、該ファスナー１１の基材１１ａを樹脂層４に対して溶着加工により固定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、吸音材等の付加物を必要に応じて取り付けるためのファスナーをタイヤ内面に備え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、タイヤ内面の少なくとも一部に樹脂層を備える場合であっても、その樹脂層に対してファスナーを強固に接合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。

従来、吸音材等の付加物の取り付けを容易にするために、タイヤ内面に面ファスナーを備え付けた空気入りタイヤが提案されている（例えば、特許文献１参照）。空気入りタイヤにおいては、空洞部内で生じる共鳴音を低減するために、空洞部内に吸音材を設置することが行われているが、上記面ファスナー付き空気入りタイヤによれば、吸音材等の付加物を必要に応じて簡単に着脱することができる。タイヤ内面に面ファスナーを取り付けるに際しては、例えば、面ファスナーの裏面にアンカー素子を設け、そのアンカー素子をタイヤ内面のゴム中に打ち込んだ状態で面ファスナーをタイヤ内面に対して加硫接着することにより、面ファスナーの接合強度を十分に確保するようにしている。

一方、空気入りタイヤにおいて、空気遮断層としてタイヤ内面に樹脂層を設けたものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。このような空気入りタイヤにおいて、タイヤ内面に面ファスナーを設置する場合、樹脂層に対して面ファスナーを取り付ける必要がある。しかしながら、空気遮断機能を有する樹脂層をタイヤ内面に配置した空気入りタイヤでは、気密性を確保する上で、アンカー素子を備えた面ファスナーを使用することは好ましくない。また、樹脂層に対して面ファスナーを接着剤を用いて固定した場合、その接合強度が必ずしも十分ではなく、しかも接着強度を長期間にわたって確保することが難しい。そのため、タイヤ内面に樹脂層を備えた空気入りタイヤでは、タイヤ内面に面ファスナーを強固な接合状態で設置することは難しいのが現状である。

特開２００８−２７２９５４号公報 特開２００６−１６８４４７号公報

本発明の目的は、タイヤ内面の少なくとも一部に樹脂層を備える場合であっても、その樹脂層に対してファスナーを強固に接合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中にエラストマーが分散している熱可塑性エラストマー組成物からなる樹脂層をタイヤ内面の少なくとも一部に備えた空気入りタイヤにおいて、熱可塑性樹脂製の基材と該基材に形成された係合素子とからなるファスナーを備え、該ファスナーの基材を前記樹脂層に対して溶着加工により固定し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中にエラストマーが分散している熱可塑性エラストマー組成物からなる樹脂層をタイヤ内面の少なくとも一部に備えた空気入りタイヤを加硫した後、熱可塑性樹脂製の基材と該基材に形成された係合素子とからなるファスナーを前記樹脂層に沿って配置し、該ファスナーの基材を前記樹脂層に対して溶着加工により固定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樹脂層をタイヤ内面の少なくとも一部に備えた空気入りタイヤにおいて、熱可塑性樹脂製の基材と該基材に形成された係合素子とからなるファスナーを使用し、該ファスナーの基材を樹脂層に対して溶着加工により固定することにより、タイヤ内面の樹脂層に対してファスナーを強固に接合することができる。

ファスナーの基材を樹脂層に対して溶着加工により固定する工程は、空気入りタイヤの加硫後に実施することができる。そのため、ファスナーの係合素子が加硫時に潰されるのを回避することができる。しかも、空気入りタイヤの成形工程や加硫工程は従来のままとし、単に溶着加工によるファスナーの取り付け工程を付加するだけでよい。また、溶着加工はタイヤサイズに依存しないため、各種タイヤサイズに対して共通の加工作業とすることができる。更に、溶着加工の場合、加硫後のタイヤ内面に付着した離型剤を除去する必要もない。特に、ファスナーの基材を樹脂層に対して超音波溶着加工により固定することが好ましい。超音波溶着加工によれば、ファスナーの基材を樹脂層に対して短時間で簡単に固定することができる。

本発明において、ファスナーの基材の融点と樹脂層の融点との差は４０℃以下であることが好ましい。特に、ファスナーの基材の構成材料が樹脂層に含まれる樹脂と同種の熱可塑性樹脂であることが好ましい。この場合、ファスナーの基材を樹脂層に対して溶着加工により固定し、その接合強度を十分に確保することができる。

樹脂層のファスナーが固定される部分は他の部分よりも１５％以上厚くすることが好ましい。ファスナーの基材を樹脂層に対して溶着加工により固定する際、樹脂層が局部的に薄くなる場合があるが、樹脂層のファスナーが固定される部分を厚くすることにより、空気遮断層としての機能を十分に維持することができる。

ファスナーの基材裏面の少なくとも溶着加工が施される領域には樹脂層に含まれる樹脂と同種の熱可塑性樹脂からなる溶着補助フィルムを積層することが好ましい。このような溶着補助フィルムを付加することでファスナーと樹脂層との接合強度を高めることができる。

ファスナーは、タイヤ内面における配置領域が特に限定されるものではないが、タイヤ内面のトレッド部に対応する領域に配置することが好ましい。このような領域では溶着加工が容易であり、しかも樹脂層の耐久性が高いという利点もある。

トレッド部にタイヤ周方向にストレート状に延びる主溝を備え、これら主溝により複数列の陸部を区画した空気入りタイヤにおいては、ファスナーをタイヤ内面のトレッド部に対応する領域に配置し、ファスナーの基材の溶着加工をタイヤ幅方向の陸部に対応する位置でタイヤ周方向に沿って連続的又は断続的に施すことが好ましい。この場合、ファスナーの基材を樹脂層に対して溶着加工により固定する際の圧力を陸部が支えるため、加工精度を向上することができる。

本発明においては、ファスナーと対をなす他のファスナーを備えた付加物を、これら一対のファスナーを互いに係合させることでタイヤ内面に取り付けることが可能である。付加物としては吸音材を採用することが好ましい。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを子午線断面にて切り欠いて示す斜視図である。 本発明の実施形態からなる空気入りタイヤ示す子午線断面図である。 本発明で使用されるファスナーの一例を示す斜視図である。 図３のファスナーを溶着加工した状態を示す平面図である。 図３のファスナーを溶着加工した他の状態を示す平面図である。 ファスナーに超音波溶着加工を施している状態を示す断面図である。 樹脂層のファスナーが固定される部分を局部的に厚くした構造を示す断面図である。 ファスナーの基材裏面に溶着補助フィルムを積層した構造を示す断面図である。 本発明で使用される他のファスナーを示す斜視図である。 図９のファスナーを溶着加工した状態を示す平面図である。 本発明で使用される他のファスナーを溶着加工した状態を示す平面図である。 本発明で使用される更に他のファスナーを溶着加工した状態を示す平面図である。 本発明で使用される更に他のファスナーを溶着加工した状態を示す平面図である。 本発明で使用される更に他のファスナーを溶着加工した状態を示す平面図である。 本発明で使用される更に他のファスナーを溶着加工した状態を示す斜視図である。 本発明で使用される更に他のファスナーを溶着加工した状態を示す斜視図である。 本発明で使用される更に他のファスナーを溶着加工した状態を示す斜視図である。

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及び図２は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示し、図３〜図５は本発明で使用されるファスナーを示すものである。

図１及び図２において、空気入りタイヤＴは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部１と、該トレッド部１の両側に配置されたサイドウォール部２と、これらサイドウォール部２のタイヤ幅方向両側に配置された一対のビード部３を備えている。空気入りタイヤＴの内面には、その全域にわたって空気遮断層として樹脂層４が形成されている。この樹脂層４は、熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂中にエラストマーが分散している熱可塑性エラストマー組成物から構成されている。

図１及び図２に示すように、空気入りタイヤＴの内面のトレッド部１に対応する領域にはファスナー１１が装着されている。ファスナー１１は、図３に示すように、熱可塑性樹脂製の織布からなるシート状の基材１１ａと、その基材１１ａに形成された多数のループ状の係合素子１１ｂとから構成されている。この場合、係合素子１１ｂは熱可塑性樹脂製の織布の一部を構成している。熱可塑性樹脂製の織布としては、例えば、ナイロン繊維の織布を使用することができる。このファスナー１１はフックアンドループ型の面ファスナーの一方（ループ材）を構成するものである。ファスナー１１の基材１１ａは樹脂層４に対して溶着加工により固定されている。ファスナー１１の溶着加工部１１ｃ（斜線にて図示）は、図４に示すように、タイヤ周方向Ｃに沿って連続的に形成されても良く、或いは、図５に示すように、タイヤ周方向Ｃに沿って断続的に形成されても良い。但し、ファスナー１１の溶着加工部１１ｃをタイヤ周方向Ｃに沿って断続的に形成する場合、樹脂層４に対するファスナー１１の接合強度を確保するために、タイヤ周方向に隣り合う溶着加工部１１ｃの間隔は３０ｍｍ以下とすることが好ましい。

図２に示すように、空気入りタイヤＴの内面には、ファスナー１１を利用して任意の付加物２０が装着される。つまり、付加物２０にはファスナー１１と対をなす他のファスナー２１が取り付けられており、これら一対のファスナー１１，２１を互いに係合させることにより、付加物２０がタイヤ内面に装着される。なお、ファスナー２１はフックアンドループ型の面ファスナーの他方（フック材）を構成するものであって、基材の表面に多数のフック状の係合素子を備えている。

付加物２０としては、例えば、ポリウレタンフォーム又は不織布からなる吸音材を採用することができる。付加物２０として、吸音材の他に、温度センサやトランスポンダ等を挙げることができる。

こ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樹脂層４をタイヤ内面の少なくとも一部に備えた空気入りタイヤＴにおいて、熱可塑性樹脂製の基材１１ａと該基材１１ａに形成された係合素子１１ｂとからなるファスナー１１を使用し、該ファスナー１１の基材１１ａを樹脂層４に対して溶着加工により固定することにより、タイヤ内面の樹脂層４に対してファスナー１１を強固に接合することができ、延いては、ファスナー１１の取り付けられた付加物２０をしっかりと保持することができる。

また、上記空気入りタイヤＴでは、その内面に熱可塑性樹脂製の織布からなるシート状の基材１１ａと該基材１１ａに形成された多数のループ状の係合素子１１ｂとからなるファスナー１１（ループ材）を固定した構造を採用しているが、フック材よりもループ材の方が柔軟に変形するため、特に低温時の耐久性の面で有利である。

上述のように構成される空気入りタイヤＴを製造する場合、熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂中にエラストマーが分散している熱可塑性エラストマー組成物からなる樹脂層４を内面に備えた空気入りタイヤＴを加硫した後、熱可塑性樹脂製の基材１１ａと該基材１１ａに形成された係合素子１１ｂとからなるファスナー１１を樹脂層４に沿って配置し、該ファスナー１１の基材１１ａを樹脂層４に対して溶着加工により固定する。

このような製造方法によれば、ファスナー１１の係合素子１１ｂが加硫時に潰されるのを回避することができる。しかも、空気入り入りタイヤＴの成形工程や加硫工程は従来のままとし、単に溶着加工によるファスナー１１の取り付け工程を付加するだけで良い。また、溶着加工はタイヤサイズに依存しないため、各種タイヤサイズに対して共通の加工作業とすることができる。更に、溶着加工の場合、接着剤を用いる場合とは異なって、加硫後の空気入りタイヤＴの内面に付着した離型剤を除去する必要もない。

溶着加工としては、超音波溶着、熱溶着、振動溶着、高周波溶着、レーザー溶着、スピン溶着等の加工方法を挙げることができるが、特に、コストと接合強度の面から、超音波溶着加工が好ましい。超音波溶着加工によれば、ファスナー１１の基材１１ａを樹脂層４に対して短時間で簡単に固定することができる。また、ファスナー１１の寸法が必要以上に大きい場合には、溶着加工と同時に溶断加工を行っても良い。

図６はファスナーに超音波溶着加工を施している状態を示すものである。図６に示すように、超音波溶着加工には、例えば、ローラー型の加振器３０を使用すると良い。このローラー型の加振器３０は溶着対象物に超音波振動を与えながら回動して溶着加工部１１ｃを連続的に形成可能にするものである。加振器３０としては、ローラー型のもの以外にホーン型のものを用いることも可能である。

ファスナー１１を空気入りタイヤＴの内面のトレッド部１に対応する領域に配置した場合、ファスナー１１の溶着加工が容易であり、しかも樹脂層４の耐久性が高いという利点もある。

また、トレッド部１にタイヤ周方向にストレート状に延びる主溝５を備え、これら主溝５により複数列の陸部６を区画した空気入りタイヤＴにおいては、ファスナー１１をタイヤＴの内面のトレッド部１に対応する領域に配置する一方で、ファスナー１１の基材１１ａの溶着加工をタイヤ幅方向において陸部６に対応する位置でタイヤ周方向に沿って連続的又は断続的に施すと良い。つまり、図６において、領域Ｘ内で溶着加工を行うのが良い。この場合、ファスナー１１の基材１１ａを樹脂層４に対して溶着加工により固定する際の加振器３０の圧力を陸部６が支えるため、加工精度を向上することができる。なお、ここで言う主溝５とは接地面での溝幅が３．０ｍｍ以上の溝を指す。このような寸法を有する主溝５は溶着加工時の加工精度に影響を与える恐れがあるが、それよりも狭い溝は加工精度に殆ど影響を与えない。

上記空気入りタイヤにおいて、ファスナー１１の基材１１ａの融点と樹脂層４の融点との差は４０℃以下、より好ましくは、３０℃以下であると良い。これにより、ファスナー１１の基材１１ａを樹脂層４に対して溶着加工により固定し、その接合強度を十分に確保することができる。例えば、樹脂層４の融点が１８０℃〜２５０℃の範囲内にあるとき、ファスナー１１の基材１１ａの融点は樹脂層４の融点よりも低く１４０℃〜２２０℃の範囲内にあることが好ましい。

特に、ファスナー１１の基材１１ａの構成材料が樹脂層４に含まれる樹脂と同種の熱可塑性樹脂であると良い。この場合、両者の融点が一致し、しかも両者の樹脂の相溶性が良好となる。なお、樹脂層４が熱可塑性エラストマー組成物から構成される場合、マトリックス樹脂がファスナー１１の基材１１ａの構成材料と同じであれば良い。これらの共通の構成材料としては、ポリアミド（ナイロン）やエチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）を用いることが好ましい。

図７は樹脂層のファスナーが固定される部分を局部的に厚くした構造を示すものである。図７に示すように、樹脂層４のファスナー１１が固定される部分４ａは他の部分４ｂよりも１５％以上、好ましくは、１５％〜２００％厚くしても良い。厚肉部分４ａは樹脂層４のタイヤ幅方向Ｗの一部に選択的に形成されている。ファスナー１１の基材１１ａを樹脂層４に対して溶着加工により固定する際、樹脂層４が加振器３０の押圧力により局部的に薄くなる場合があるが、樹脂層４のファスナー１１が固定される部分４ａを厚くすることにより、空気遮断層としての機能を十分に維持することができる。

図８はファスナーの基材裏面に溶着補助フィルムを積層した構造を示すものである。図８に示すように、ファスナー１１の基材１１ａの裏面（係合素子１１ｂが存在しない面）の少なくとも溶着加工が施される領域には樹脂層４に含まれる樹脂と同種の熱可塑性樹脂からなる溶着補助フィルム１１ｄを積層しても良い。このような溶着補助フィルム１１ｄを付加した場合、溶着加工時に樹脂の溶解量が多くなるためファスナー１１と樹脂層４との接合強度を高めることができる。特に、基材１１ａが織物から構成される場合に有効である。溶着補助フィルム１１ｄの厚さは、樹脂層４の５０％〜３００％とすれば良い。

図９〜図１７は本発明で使用される他のファスナーを示すものである。図９において、ファスナー１２は、熱可塑性樹脂製のシート状の基材１２ａと、その基材１２ａに形成された多数の突起状の係合素子１２ｂとから構成されている。これら基材１２ａ及び係合素子１２ｂは押出成形により一体的に成形されている。このファスナー１２はフックアンドループ型の面ファスナーの一方（フック材）を構成するものである。この場合、ファスナー１２には係合素子１２ｂが配置された素子形成領域Ｐと係合素子１２ｂが配置されていない非素子形成領域Ｑとが設定されている。このようなファスナー１２の基材１１ａを樹脂層４に対して溶着加工する場合、図１０に示すように、ファスナー１２の溶着加工部１２ｃ（斜線にて図示）は非素子形成領域Ｑに配置される。

ファスナー１２における素子形成領域Ｐと非素子形成領域Ｑと溶着加工部１２ｃの配置は任意に選択することができる。図１０では、素子形成領域Ｐのタイヤ幅方向の両側に非素子形成領域Ｑを配置し、非素子形成領域Ｑにタイヤ周方向に沿って溶着加工部１２ｃを連続的に形成している。図１１では、２列の素子形成領域Ｐと３列の非素子形成領域Ｑをタイヤ幅方向に交互に配置し、非素子形成領域Ｑにタイヤ周方向に沿って溶着加工部１２ｃを連続的に形成している。図１２では、素子形成領域Ｐのタイヤ幅方向の両側に非素子形成領域Ｑを配置し、非素子形成領域Ｑにタイヤ周方向に沿って溶着加工部１２ｃを断続的に形成している。

図１３では、素子形成領域Ｐをタイヤ周方向に沿って断続的に配置し、タイヤ周方向に隣り合う素子形成領域Ｐの相互間及び素子形成領域Ｐのタイヤ幅方向の両側に非素子形成領域Ｑを配置し、タイヤ周方向に隣り合う素子形成領域Ｐの相互間の非素子形成領域Ｑにはタイヤ幅方向に延びる溶着加工部１２ｃを形成し、素子形成領域Ｐのタイヤ幅方向の両側の非素子形成領域Ｑにはタイヤ周方向に沿って溶着加工部１２ｃを断続的に形成している。図１４では、素子形成領域Ｐをタイヤ周方向に沿って断続的に配置し、タイヤ周方向に隣り合う素子形成領域Ｐの相互間及び素子形成領域Ｐのタイヤ幅方向の両側に非素子形成領域Ｑを配置し、タイヤ周方向に隣り合う素子形成領域Ｐの相互間の非素子形成領域Ｑにタイヤ幅方向に延びる溶着加工部１２ｃを形成している。

図１５において、ファスナー１３は、熱可塑性樹脂製のシート状の基材１３ａと、その基材１３ａに形成された雌型ボタン形状を有する係合素子１３ｂとから構成されている。このようなファスナー１３の基材１３ａを樹脂層４に対して溶着加工する場合、図１５に示すように、ファスナー１３の溶着加工部１３ｃ（斜線にて図示）は係合素子１３ｂを取り囲むように基材１３ａの周縁部に配置される。

図１６において、ファスナー１４は、熱可塑性樹脂製のシート状の基材１４ａと、その基材１４ａに形成された雄型ボタン形状を有する係合素子１４ｂとから構成されている。このようなファスナー１４の基材１４ａを樹脂層４に対して溶着加工する場合、図１６に示すように、ファスナー１４の溶着加工部１４ｃ（斜線にて図示）は係合素子１４ｂを取り囲むように基材１４ａの周縁部に配置される。

図１７において、ファスナー１５は、熱可塑性樹脂製のシート状の基材１５ａと、その基材１５ａに形成された溝形状を有する係合素子１５ｂとから構成されている。このようなファスナー１５の基材１５ａを樹脂層４に対して溶着加工する場合、図１７に示すように、ファスナー１５の溶着加工部１５ｃ（斜線にて図示）は係合素子１５ｂの長手方向に沿って基材１５ａの両縁部に配置される。

このように本発明で使用されるファスナーの形状は特に限定されるものではなく、種々の形状を有するものを採用することができる。また、ファスナーは全体が熱可塑性樹脂で構成されていても良いが、少なくとも基材が熱可塑性樹脂製であれば良い。

以下、タイヤ内面に形成される樹脂層の構成材料について詳細に説明する。この樹脂層は、上述した通り、熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂中にエラストマーが分散している熱可塑性エラストマー組成物から構成される。特に、樹脂層を空気透過防止層としてタイヤ内面の全域にわたって形成する場合、樹脂層の構成材料として熱可塑性エラストマー組成物を用いると良い。

熱可塑性エラストマー組成物の熱可塑性樹脂成分としては、ヤング率が５００ＭＰａ超、好ましくは５００〜３０００ＭＰａの任意の熱可塑性樹脂を用いることができ、その配合量は樹脂及びエラストマーを含むポリマー成分の合計重量当り１０重量％以上、好ましくは２０〜８５重量％である。

そのような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。これら熱可塑性樹脂はエラストマー成分を含まない単独の樹脂材料として用いても良い。

熱可塑性エラストマー組成物のエラストマー成分としては、ヤング率が５００ＭＰａ以下の任意のエラストマー又は該エラストマーの分散性や耐熱性などの改善のために補強剤、充填剤、架橋剤、軟化剤、老化防止剤、加工助剤などの配合剤を必要量添加したエラストマー組成物を用いることができ、その配合量は樹脂及びエラストマーを含むポリマー成分の合計重量当り１０重量％以上、好ましくは１０〜８０重量％である。

そのような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。

熱可塑性エラストマー組成物には、上記必須成分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。

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。

上記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された状態でタイヤ成形に用いられるが、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。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２１５／６０Ｒ１６で、熱可塑性樹脂中にエラストマーが分散している熱可塑性エラストマー組成物からなる樹脂層をタイヤ内面に備えた空気入りタイヤを加硫した後、タイヤ内面のトレッド部に対応する領域に、熱可塑性樹脂製の基材と該基材に形成された係合素子とからなる面ファスナーを配置し、該面ファスナーの基材を樹脂層に対して超音波溶着加工により固定することにより実施例１〜４のタイヤを製作した。樹脂層のマトリックス樹脂及び面ファスナーの基材の樹脂はいずれもナイロンとした。

実施例１のタイヤでは、図３の面ファスナー（ループ材）を超音波溶着加工によりタイヤ内面に固定し、その溶着加工部を図４のようにタイヤ周方向に連続的に形成した。

実施例２のタイヤでは、樹脂層の面ファスナーが固定される部分を他の部分よりも１５％厚くしたこと以外は実施例１と同じ構成にした。

実施例３のタイヤでは、面ファスナーの基材裏面に樹脂層に含まれる樹脂と同種の熱可塑性樹脂からなる溶着補助フィルムを積層したこと以外は実施例１と同じ構成にした。溶着補助フィルムの厚さは樹脂層の厚さの５０％とした。

実施例４のタイヤでは、図９の面ファスナー（フック材）を超音波溶着加工によりタイヤ内面に固定し、その溶着加工部を図１０のようにタイヤ周方向に連続的に形成した。

また、比較のため、タイヤ内面のトレッド部に対応する領域に面ファスナー（ループ材）を接着剤により貼り付けた比較例１のタイヤを製作した。

これら試験タイヤについて、下記の評価方法により、面ファスナーの接合状態を評価した。

面ファスナーの接合状態：
タイヤ内面の面ファスナーと対をなす他の面ファスナーを備えた吸音材を、これら一対の面ファスナーを互いに係合させることでタイヤ内面に取り付けた状態にし、空気圧１２０ｋＰａ、荷重５ｋＮの条件でドラム試験を実施し、１００００ｋｍ走行後における面ファスナーの接合状態を確認した。

その結果、実施例１〜４のタイヤでは、試験後において面ファスナーの剥離が全く生じていなかった。これに対して、樹脂層に対して面ファスナーを接着剤で貼り付けた比較例１では、試験後において面ファスナーの一部が樹脂層から剥離し、吸音材が不安定な状態になっていた。

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ 樹脂層
５ 主溝
６ 陸部
１１ ファスナー
１１ａ 基材
１１ｂ 係合素子
１１ｃ 溶着加工部
１１ｄ 溶着補助フィルム
２０ 付加物
２１ 他のファスナー
３０ 加振器
Ｔ 空気入りタイヤ

Claims (19)

1. 熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂中にエラストマーが分散している熱可塑性エラストマー組成物からなる樹脂層をタイヤ内面の少なくとも一部に備えた空気入りタイヤにおいて、熱可塑性樹脂製の基材と該基材に形成された係合素子とからなるファスナーを備え、該ファスナーの基材を前記樹脂層に対して溶着加工により固定したことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記ファスナーの基材の融点と前記樹脂層の融点との差が４０℃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。
3. 前記ファスナーの基材の構成材料が前記樹脂層に含まれる樹脂と同種の熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記樹脂層の前記ファスナーが固定される部分を他の部分よりも１５％以上厚くしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記ファスナーの基材裏面の少なくとも溶着加工が施される領域に前記樹脂層に含まれる樹脂と同種の熱可塑性樹脂からなる溶着補助フィルムを積層したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. 前記ファスナーをタイヤ内面のトレッド部に対応する領域に配置したことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
7. トレッド部にタイヤ周方向にストレート状に延びる主溝を備え、これら主溝により複数列の陸部を区画した空気入りタイヤにおいて、前記ファスナーをタイヤ内面のトレッド部に対応する領域に配置し、前記ファスナーの基材の溶着加工をタイヤ幅方向の前記陸部に対応する位置でタイヤ周方向に沿って連続的又は断続的に施したことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
8. 前記ファスナーと対をなす他のファスナーを備えた付加物を、これら一対のファスナーを互いに係合させることでタイヤ内面に取り付け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. 前記付加物が吸音材であることを特徴とする請求項８に記載の空気入りタイヤ。
10. 熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂中にエラストマーが分散している熱可塑性エラストマー組成物からなる樹脂層をタイヤ内面の少なくとも一部に備えた空気入りタイヤを加硫した後、熱可塑性樹脂製の基材と該基材に形成された係合素子とからなるファスナーを前記樹脂層に沿って配置し、該ファスナーの基材を前記樹脂層に対して溶着加工により固定することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
11. 前記ファスナーの基材を前記樹脂層に対して超音波溶着加工により固定することを特徴とする請求項１０に記載の空気入りタイヤの製造方法。
12. 前記ファスナーの基材の融点と前記樹脂層の融点との差が４０℃以下であることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の空気入りタイヤの製造方法。
13. 前記ファスナーの基材の構成材料が前記樹脂層に含まれる樹脂と同種の熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
14. 前記樹脂層の前記ファスナーが固定される部分を他の部分よりも１５％以上厚くしたことを特徴とする請求項１０〜１３のいずれかに記載の空気入りタイヤの空気入りタイヤの製造方法。
15. 前記ファスナーの基材裏面の少なくとも溶着加工が施される領域に前記樹脂層に含まれる樹脂と同種の熱可塑性樹脂からなる溶着補助フィルムを積層したことを特徴とする請求項１０〜１４のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
16. 前記ファスナーをタイヤ内面のトレッド部に対応する領域に配置したことを特徴とする請求項１０〜１５のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
17. トレッド部にタイヤ周方向にストレート状に延びる主溝を備え、これら主溝により複数列の陸部を区画した空気入りタイヤを製造する方法において、前記ファスナーをタイヤ内面のトレッド部に対応する領域に配置し、前記ファスナーの基材の溶着加工をタイヤ幅方向の前記陸部に対応する位置でタイヤ周方向に沿って連続的又は断続的に施すことを特徴とする請求項１０〜１６のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
18. 前記ファスナーと対をなす他のファスナーを備えた付加物を、これら一対のファスナーを互いに係合させることでタイヤ内面に取り付けることを特徴とする請求項１０〜１７のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
19. 前記付加物が吸音材であることを特徴とする請求項１８に記載の空気入りタイヤの製造方法。

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