JP2013166445A - トラックまたはバス用タイヤ - Google Patents
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Abstract
【課題】空気遮断層を備えたトラックまたはバス用タイヤにおいて、空気遮断層のタイヤ内面におけるばらつきを軽減して耐空気透過性を改善するとともに転がり抵抗性を向上する。
【解決手段】タイヤ内面が空気遮断層で覆われたトラックまたはバス用タイヤにおいて、前記空気遮断層は、ビード部のトウ先端からビードベースラインに沿って１２０ｍｍ以下の領域に、その端部が位置しており、且つ、該空気遮断層は、スチレン−イソブチレン−スチレントリブロック共重合体を含むエラストマー組成物で、厚さ０．０５ｍｍ〜０．６ｍｍの第１層と、スチレン−イソプレン−スチレントリブロック共重合体およびスチレン−イソブチレンジブロック共重合体の少なくともいずれかを含むエラストマー組成物で厚さが０．０１ｍｍ〜０．３ｍｍであり、カーカスプライ側に配置される第２層のポリマー積層体で構成され、前記第１層および第２層のエラストマー組成物の動的弾性率（Ｅ＊）の値が、２ＭＰａ以上で、５ＭＰａ以下であることを特徴とする。
【選択図】図１
【解決手段】タイヤ内面が空気遮断層で覆われたトラックまたはバス用タイヤにおいて、前記空気遮断層は、ビード部のトウ先端からビードベースラインに沿って１２０ｍｍ以下の領域に、その端部が位置しており、且つ、該空気遮断層は、スチレン−イソブチレン−スチレントリブロック共重合体を含むエラストマー組成物で、厚さ０．０５ｍｍ〜０．６ｍｍの第１層と、スチレン−イソプレン−スチレントリブロック共重合体およびスチレン−イソブチレンジブロック共重合体の少なくともいずれかを含むエラストマー組成物で厚さが０．０１ｍｍ〜０．３ｍｍであり、カーカスプライ側に配置される第２層のポリマー積層体で構成され、前記第１層および第２層のエラストマー組成物の動的弾性率（Ｅ＊）の値が、２ＭＰａ以上で、５ＭＰａ以下であることを特徴とする。
【選択図】図１
Description
本発明は空気遮断層を備えたトラックまたはバス用タイヤに関する。
近年、車の低燃費化に対する強い社会的要請から、タイヤの軽量化が図られており、タイヤ部材のなかでも、タイヤの内部に配され、空気入りタイヤ内部から外部への空気の漏れを低減する、即ち耐空気透過性を有する機能を有する空気遮断層においても、その軽量化が求められている。
現在、空気遮断層用ゴム組成物は、たとえばブチルゴム７０〜１００質量％および天然ゴム３０〜０質量％を含むブチルゴムを主体とするゴム配合を使用することで、タイヤの耐空気透過性を向上させることが行われている。また、ブチルゴムを主体とするゴム配合はブチレン以外に約１質量％のイソプレンを含み、これが硫黄・加硫促進剤・亜鉛華と相俟って、隣接ゴム層との分子間の共架橋を可能にしている。上記ブチル系ゴムは、通常の配合では乗用車用タイヤでは０．６〜１．０ｍｍ、トラックまたはバス用タイヤでは１．０〜２．０ｍｍ程度の厚みが必要となるが、タイヤの軽量化を図るために、ブチル系ゴムより耐空気透過性に優れ、空気遮断層の厚みをより薄くできるポリマーが要請されている。
特許文献１（特開平９−１９９８７号公報）には、空気遮断層とゴム層の接着性を改善するための積層体が開示されている。これは空気遮断層の両側に接着層を設けることで、空気遮断層の重ね合わせ部において接着層同士が接触するようになり、加熱によって強固に接着されるので、空気圧保持性を向上させている。しかし、この空気遮断層の重ね合わせのための接着層は、加硫工程においてブラダーと加熱状態で接触することになり、ブラダーに粘着、接着するという問題がある。
特許文献２（特許第２９９９１８８号公報）は、空気透過性の良好なナイロン樹脂とブチルゴムを動的架橋により混合物を作成し、厚み１００μｍの空気遮断層を作製している。しかしナイロン樹脂は室温では硬くタイヤ用空気遮断層としては不向きである。また、この動的架橋による混合物だけではゴム層との加硫接着はしないため、空気遮断層とは別に加硫用接着層を必要とするため、空気遮断層部材としては構造が複雑で工程が多くなり、生産性の観点から不利である。
特許文献３（特開２００８−２４２１９号公報）は、空気遮断性の良好なエチレン−ビニルアルコール共重合体中に無水マレイン酸変性水素添加スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体を分散させ、柔軟なガスバリア層を作製している。また、熱可塑性ポリウレタン層では挟み込みサンドイッチ構造、さらにタイヤゴムと接着する面にゴム糊（ブチルゴム／天然ゴムの７０／３０をトルエンに溶解させる）を塗布させて空気遮断層を作製している。
しかし、柔軟樹脂分散の変性エチレン−ビニルアルコール共重合体は接着力が低く、熱可塑性ポリウレタン層と剥離するおそれがある。また柔軟樹脂分散の変性エチレン−ビニルアルコール共重合体は柔軟樹脂が分散されているが、マトリックスのＥＶＯＨは屈曲疲労性に乏しく、タイヤ走行中に破壊してしまう。さらにタイヤゴムと接着する面にゴム糊を塗布しているが、通常の空気遮断層の製造工程とは別の工程が必要となり生産性が劣ることになる。
特許文献４（特開２００９−１７３１１４号公報）は、インナーライナーの内側又はインナーライナーに代えて、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該共重合体よりヤング率が低い柔軟樹脂を分散させた、特定の酸素透過量の樹脂組成物からなる層を含む所定の厚さの空気遮断層を、少なくともタイヤビード部のトウ先端部近傍に配置することでタイヤの空気保持性及びビード部の耐久性の向上を意図した重荷重用タイヤに関する。しかし、この技術においても空気遮断層とカーカスゴムとの接着性が不十分で屈曲疲労性が必ずしも満足できるものではない。
本発明は空気遮断層を備えたトラックまたはバス用タイヤにおいて、空気遮断層のタイヤ内面におけるばらつきを軽減して耐空気透過性を改善するとともに、転がり抵抗性を向上することを目的とする。
本発明は、タイヤ内面が空気遮断層で覆われたトラックまたはバス用タイヤにおいて、前記空気遮断層は、ビード部のトウ先端からビードベースラインに沿って１２０ｍｍ以下の領域に、その端部が位置しており、且つ、該空気遮断層は、スチレン−イソブチレン−スチレントリブロック共重合体を含むエラストマー組成物で、厚さ０．０５ｍｍ〜０．６ｍｍの第１層と、スチレン−イソプレン−スチレントリブロック共重合体およびスチレン−イソブチレンジブロック共重合体の少なくともいずれかを含むエラストマー組成物で厚さが０．０１ｍｍ〜０．３ｍｍであり、カーカスプライ側に配置される第２層のポリマー積層体で構成され、前記第１層および第２層のエラストマー組成物の動的弾性率（Ｅ＊）の値が、２ＭＰａ以上で、５ＭＰａ以下であることを特徴とする、前記トラックまたはバス用タイヤに関する。
前記ポリマー積層体は、タイヤ成形の際のドラム上に成形されたときの厚さ（Ｔ１）に対し、トロイド状に拡張されたときの厚さ（Ｔ２）は、タイヤバットレス部からタイヤ赤道面の間において、その平均厚さが５０〜７５％である。
前記スチレン−イソブチレン−スチレントリブロック共重合体はスチレン成分含有量が１０〜３０質量％であることが好ましい。そして前記スチレン−イソプレン−スチレントリブロック共重合体は、スチレン成分含有量が１０〜３０質量％であり、重量平均分子量が１００，０００〜２９０，０００であり、さらに前記スチレン−イソブチレンジブロック共重合体は直鎖状であり、スチレン成分含有量が１０〜３５質量％であり、重量平均分子量が４０，０００〜１２０，０００であることが好ましい。
本発明のトラックまたはバス用タイヤは、前記ポリマー積層体を空気遮断層に用いるとともに、ポリマー積層体の動的弾性率（Ｅ＊）の範囲を調整することで、ドラム上のタイヤ成形状態からトロイド状に拡張する際に、ポリマー積層体の厚さの均一性を維持することを可能とし、その厚みを薄くできるとともに、タイヤ内腔の空気をタイヤ外部から遮断し内圧を維持することができ、さらに隣接ゴム層との接着性を高めることができる。そして空気遮断性と転がり抵抗性に優れたトラックまたはバス用タイヤを得ることができる。
本発明は、タイヤ内面に空気遮断層を備えた空気入りタイヤであって、前記空気遮断層は、少なくとも２層のポリマー積層体で形成される。第１層は、スチレン−イソブチレン−スチレントリブロック共重合体（ＳＩＢＳ）からなり、厚さが０．０５ｍｍ〜０．６ｍｍの範囲である。第２層は、スチレン−イソプレン−スチレントリブロック共重合体（ＳＩＳ）およびスチレン−イソブチレンジブロック共重合体（ＳＩＢ）の少なくともいずれかを含み、厚さが０．０１ｍｍ〜０．３ｍｍである。前記第２層はカーカスプライのゴム層と接するように配置されている。
本発明のトラックまたはバス用タイヤの概略断面図を図に基づいて説明する。図１は、トラックまたはバス用タイヤの右半分の断面図であり、図２はそのビード部拡大図である。トラックまたはバス用タイヤ１は、トレッド部２と、該トレッド部両端からトロイド形状を形成するようにサイドウォール部３とビード部４とを有している。さらに、ビード部４にはビードコア５が埋設される。また、一方のビード部４から他方のビード部に亘って設けられ、両端をビードコア５のまわりに折り返して係止されるカーカスプライ６と、該カーカスプライ６のクラウン部外側には、４枚のプライよりなるベルト層７とが配置されている。
前記ベルト層７は、通常、スチールコードまたはアラミド繊維等のコードよりなるプライの４枚をタイヤ周方向に対して、コードが通常５〜３０°の角度になるようにプライ間で相互に交差、または一部同方向に配列される。なおベルト層の両端外側には、トッピングゴム層を設け、ベルト層両端の剥離を軽減することができる。またカーカスプライは一般にスチールコードがタイヤ周方向にほぼ９０°に配列されており、カーカスプライとその折り返し部に囲まれる領域には、ビードコア５の上端からサイドウォール方向に延びるビードエーペックス８が配置される。また前記カーカスプライ６のタイヤ半径方向内側には一方のビード部４から他方のビード部４に亘る空気遮断層９が配置されている。
さらにカーカスプライ６がビードコア５を折り返す領域には、スチールコード、アラミド繊維コードまたはナイロン繊維コードよりなるビード補強層１０が配置される。
なお、本発明のトラックまたはバス用タイヤにおいては、図に示すようにインナーライナーを設けなくてもよいが、この場合、カーカスプライ６のタイヤ内側に直接配置された空気遮断層９でタイヤ内面を被覆することになる。
図１及び図２において空気遮断層９は、タイヤ内面を被覆すると共にトウ先端Ｐからタイヤ幅方向に折り返されており、さらにトウ先端ＰからビードベースラインＬに沿って、ビードベースライン幅Ｗｂの領域に、その下端部９ｅが位置するように配置される。ここで、ビードベースライン幅Ｗｂは、トラックまたはバス用タイヤでは、通常１００〜１２０ｍｍ範囲となる。空気遮断層９をトウ先端ＰからビードベースラインＬに沿う方向１２０ｍｍを超える領域まで配置すると、空気遮断層９がリムと接する部分に達してしまい、リム装着性が悪化する可能性がある。
前記空気遮断層９を配設することで、タイヤ層走行時のビード部の繰り返し変形が生じビード部とビードベース部の間を通って、タイヤ外部から空気がタイヤ内部に進入するのが抑制でき内圧維持を可能にする。更に、タイヤ外部から酸素の進入を抑制することで、空気遮断層の劣化を軽減し、ビード部の耐久性を大幅に向上させることができる。
なお、ビードベースおよびリムフランジと接するビード領域は、ビード部を補強するためのゴムチェーファ１２が配置されている。またトウ部には空気遮断層の下端部９ｅを被覆するようにトウゴム１３が配置されている。該トウゴム１３は、ゴム成分の２０〜４０質量％がブチルゴムおよびハロゲン化ブチルゴムの少なくとも一方からなるゴム組成物である。
＜空気遮断層＞
本発明において、空気遮断層には特定のポリマー積層体が用いられる。ポリマー積層体は、スチレン−イソブチレン−スチレントリブロック共重合体（ＳＩＢＳ）を含む厚さ０．０５ｍｍ〜０．６ｍｍの第１層と、スチレン−イソプレン−スチレントリブロック共重合体（ＳＩＳ）およびスチレン−イソブチレンジブロック共重合体（ＳＩＢ）の少なくともいずれかを含む第２層とからなり、前記第２層の厚さが０．０１ｍｍ〜０．３ｍｍである。
本発明において、空気遮断層には特定のポリマー積層体が用いられる。ポリマー積層体は、スチレン−イソブチレン−スチレントリブロック共重合体（ＳＩＢＳ）を含む厚さ０．０５ｍｍ〜０．６ｍｍの第１層と、スチレン−イソプレン−スチレントリブロック共重合体（ＳＩＳ）およびスチレン−イソブチレンジブロック共重合体（ＳＩＢ）の少なくともいずれかを含む第２層とからなり、前記第２層の厚さが０．０１ｍｍ〜０．３ｍｍである。
タイヤを成形する際に、前記ポリマー積層体ＰＬは図３（ａ）に示すように、カーカスプライおよびその他のタイヤ部材と共にドラム上に貼り合わされ、その後に図３（ｂ）に示すようにトロイド状に拡張される。その際にポリマー積層体は、直径がＲ０の円筒形状から最大直径がＲ１のトロイド形状に拡張される。ここで前記Ｒ１はＲ０の１４０％〜２００％に拡張される。その結果、ポリマー積層体はドラム上の厚さ（Ｔ０）に対し、トロイド状に成形されたときの厚さ（Ｔ１）は減少するが、その割合（Ｔ１／Ｔ０×１００）は５０％〜７０％である。このときポリマー積層体の第１層および第２層の伸長率が均一でないと、その厚さにばらつきが生じ、空気遮断性が維持できないばかりか、ポリマー積層体が破断することがある。
本発明は、この問題を解決するために、第１層および第２層の動的弾性率（Ｅ＊）の値を２ＭＰａ〜５ＭＰａの範囲に調整している。動的弾性率（Ｅ＊）の値が２ＭＰａより小さいと、タイヤ加硫時にポリマー積層体が流動してタイヤ製品に残らずに空気遮断性が維持できない。一方、動的弾性率（Ｅ＊）の値が５ＭＰａを超えると、タイヤ成形時にポリマー積層体の伸長性が低くなり、タイヤ製品における空気遮断層の厚さの調整が困難になる。ここで、動的弾性率（Ｅ＊）の測定は、粘弾性スペクトロメーターＶＥＳ（（株）岩本製作所製）を用いて、温度７０℃で、初期歪１０％、動歪み２％の条件で測定した。
＜第１層＞
本発明において空気遮断層に用いられるポリマー積層体は、タイヤ内側に配置される第１層とカーカスプライ側に積層される第２層で構成される。第１層は、スチレン−イソブチレン−スチレントリブロック共重合体（ＳＩＢＳ）を、ポリマー成分の５０質量％以上含むポリマー組成物よりなるＳＩＢＳ層である。
本発明において空気遮断層に用いられるポリマー積層体は、タイヤ内側に配置される第１層とカーカスプライ側に積層される第２層で構成される。第１層は、スチレン−イソブチレン−スチレントリブロック共重合体（ＳＩＢＳ）を、ポリマー成分の５０質量％以上含むポリマー組成物よりなるＳＩＢＳ層である。
ＳＩＢＳは、動的弾性率を特定範囲に調整する観点と耐空気透過性を改善する観点から、ＳＩＢＳ中のスチレン成分の含有量は１０〜３０質量％、好ましくは１４〜２３質量％である。
また、ＳＩＢＳの分子量は、動的弾性率を調整する観点、更に流動性、成形化工程などの観点から、ＧＰＣ測定による重量平均分子量が５０，０００〜４００，０００であることが好ましい。重量平均分子量が５０，０００未満であると引張強度、引張伸びが低下するおそれがあり、４００，０００を超えると押出加工性が悪くなるおそれがあるため好ましくない。
ＳＩＢＳのイソブチレンブロック由来により、ＳＩＢＳからなるポリマーフィルムは優れた耐空気透過性を有する。したがって、ＳＩＢＳからなるポリマーフィルムを空気遮断層に用いた場合、耐空気透過性に優れた空気入りタイヤを得ることができる。
さらに、ＳＩＢＳは芳香族以外の分子構造が完全飽和であることにより、劣化硬化が抑制され、優れた耐久性を有する。したがって、ＳＩＢＳからなるポリマーフィルムを空気遮断層に用いた場合、耐久性に優れた空気入りタイヤを得ることができる。
ＳＩＢＳからなるポリマーフィルムを空気遮断層に適用して空気入りタイヤを製造した場合には耐空気透過性を確保できる。したがってハロゲン化ブチルゴム等の、従来耐空気透過性を付与するために使用されてきた高比重のハロゲン化ゴムを使用する必要がなく、使用する場合にも使用量の低減が可能である。これによってタイヤの軽量化が可能であり、燃費の向上効果が得られる。
該ＳＩＢＳは、その共重合体において、各ブロックの重合度は、ゴム弾性と取り扱い（重合度が１０，０００未満では液状になる）の点からイソブチレンでは１０，０００〜１５０，０００程度、またスチレンでは５，０００〜３０，０００程度であることが好ましい。
ＳＩＢＳからなる第１層の厚さは、０．０５〜０．６ｍｍである。第１層の厚さが０．０５ｍｍ未満であると、ポリマー積層体を空気遮断層に適用した生タイヤの加硫時に、第１層がプレス圧力で破れてしまい、得られたタイヤにおいてエアーリーク現象が生じる恐れがある。一方、第１層の厚さが０．６ｍｍを超えるとタイヤ重量が増加し、低燃費性能が低下する。第１層は、ＳＩＢＳを押出成形、カレンダー成形といった熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマーをフィルム化する通常の方法によってフィルム化して得ることができる。
＜第２層＞
本発明において、第２層はスチレン−イソプレン−スチレントリブロック共重合体（ＳＩＳ）からなるＳＩＳ層およびスチレン−イソブチレンジブロック共重合体（ＳＩＢ）からなるＳＩＢ層の少なくともいずれかを含む。
本発明において、第２層はスチレン−イソプレン−スチレントリブロック共重合体（ＳＩＳ）からなるＳＩＳ層およびスチレン−イソブチレンジブロック共重合体（ＳＩＢ）からなるＳＩＢ層の少なくともいずれかを含む。
スチレン−イソプレン−スチレントリブロック共重合体（ＳＩＳ）のイソプレンブロックはソフトセグメントであるため、ＳＩＳからなるポリマーフィルムはゴム成分と加硫接着しやすい。したがって、ＳＩＳからなるポリマーフィルムを空気遮断層に用いた場合、該空気遮断層は、たとえばカーカスプライのゴム層との接着性に優れているため、耐久性に優れた空気入りタイヤを得ることができる。
前記ＳＩＳの分子量は、動的弾性率を特定範囲に調整するとともに、成形性の観点から、ＧＰＣ測定による重量平均分子量が１００，０００〜２９０，０００であることが好ましい。重量平均分子量が１００，０００未満であると引張強度が低下するおそれがあり、２９０，０００を超えると押出加工性が悪くなるため好ましくない。更にＳＩＳ中のスチレン成分の含有量は、動的弾性率を前記範囲に調整するため１０〜３０質量％であることが好ましい。
またＳＩＳの各ブロックの重合度は、動的弾性率を特定範囲に調整する観点からイソプレンでは５００〜５，０００程度、またスチレンでは５０〜１，５００程度であることが好ましい。
前記ＳＩＳは、一般的なビニル系化合物の重合法により得ることができ、例えば、リビングカチオン重合法により得ることができる。ＳＩＳ層は、ＳＩＳを押出成形、カレンダー成形といった熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマーをフィルム化する通常の方法によってフィルム化して得ることができる。
スチレン−イソブチレンジブロック共重合体（ＳＩＢ）のイソブチレンブロックはソフトセグメントであるため、ＳＩＢからなるポリマーフィルムはゴム成分と加硫接着しやすい。したがって、ＳＩＢからなるポリマーフィルムを空気遮断層に用いた場合、該空気遮断層は、たとえばカーカスやインスレーションを形成する隣接ゴムとの接着性に優れているため、耐久性に優れた空気入りタイヤを得ることができる。
ＳＩＢとしては、直鎖状のものを用いることがゴム弾性および接着性の観点から好ましい。ＳＩＢの分子量は動的弾性率を特定範囲に調整し成形性を改善するため、ＧＰＣ測定による重量平均分子量が４０，０００〜１２０，０００であることが好ましい。重量平均分子量が４０，０００未満であると引張強度が低下するおそれがあり、１２０，０００を超えると押出加工性が悪くなるおそれがあるため好ましくない。
さらにＳＩＢ中のスチレン成分の含有量は、前記動的弾性率を特定範囲に調整するとともに粘着性および接着性を改善する観点から１０〜３５質量％であることが好ましい。
本発明において、ＳＩＢにおける、各ブロックの重合度は、ゴム弾性と取り扱いの観点からイソブチレンでは３００〜３，０００程度、またスチレンでは１０〜１，５００程度であることが好ましい。
ＳＩＢ層は、ＳＩＢを押出成形、カレンダー成形といった熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマーをフィルム化する通常の方法によってフィルム化して得ることができる。
第２層の厚さは、０．０１ｍｍ〜０．３ｍｍである。ここで第２層の厚さとは、ＳＩＳ層およびＳＩＢ層の２層からなる場合は、該ＳＩＳ層および該ＳＩＢ層の合計の厚さを意味する。
第２層の厚さが０．０１ｍｍ未満であると、ポリマー積層体を空気遮断層に適用した生タイヤの加硫時に、第２層がプレス圧力で破れてしまい、加硫接着力が低下する虞がある。一方、第２層の厚さが０．３ｍｍを超えるとタイヤ重量が増加し低燃費性能が低下する。第２層の厚さは、さらに０．０５〜０．２ｍｍであることが好ましい。
＜ポリマー積層体の形態＞
本発明において空気遮断層に用いられるポリマー積層体の構造は各種の形態を採用できる。これらの形態を空気遮断層の概略断面図で示す、図４に基づき説明する。ポリマー積層体ＰＬは、図４に示すように、第１層ＰＬ１および第２層ＰＬ２から構成される。該ポリマー積層体ＰＬを空気入りタイヤの空気遮断層に適用する場合、第２層ＰＬ２がカーカスプライＣに接するようにタイヤ半径方向外側に向けて設置すると、タイヤの加硫工程において、第２層ＰＬ２とカーカスプライＣとの接着強度を高めることができる。したがって得られた空気入りタイヤは、空気遮断層とインナーライナーまたはカーカスプライＣのゴム層とが良好に接着しているため優れた耐空気透過性および耐久性を有することができる。
本発明において空気遮断層に用いられるポリマー積層体の構造は各種の形態を採用できる。これらの形態を空気遮断層の概略断面図で示す、図４に基づき説明する。ポリマー積層体ＰＬは、図４に示すように、第１層ＰＬ１および第２層ＰＬ２から構成される。該ポリマー積層体ＰＬを空気入りタイヤの空気遮断層に適用する場合、第２層ＰＬ２がカーカスプライＣに接するようにタイヤ半径方向外側に向けて設置すると、タイヤの加硫工程において、第２層ＰＬ２とカーカスプライＣとの接着強度を高めることができる。したがって得られた空気入りタイヤは、空気遮断層とインナーライナーまたはカーカスプライＣのゴム層とが良好に接着しているため優れた耐空気透過性および耐久性を有することができる。
＜トラックまたはバス用タイヤの製造方法＞
本発明のトラックまたはバス用タイヤは一般的な製造方法を用いることができる。前記ポリマー積層体ＰＬをトラックまたはバス用タイヤ１の生タイヤの空気遮断層に適用して他の部材とともに加硫成形することによって製造することができる。ポリマー積層体ＰＬを生タイヤに配置する際は、ポリマー積層体ＰＬの第２層ＰＬ２が、カーカスプライ（インナーライナーを用いる場合はインナーライナー）に接するようにタイヤ半径方向外側に向けて配置する。
本発明のトラックまたはバス用タイヤは一般的な製造方法を用いることができる。前記ポリマー積層体ＰＬをトラックまたはバス用タイヤ１の生タイヤの空気遮断層に適用して他の部材とともに加硫成形することによって製造することができる。ポリマー積層体ＰＬを生タイヤに配置する際は、ポリマー積層体ＰＬの第２層ＰＬ２が、カーカスプライ（インナーライナーを用いる場合はインナーライナー）に接するようにタイヤ半径方向外側に向けて配置する。
このように配置することでタイヤ加硫工程において、第２層ＰＬ２とカーカスプライＣ（またはインナーライナー）との接着強度を高めることができる。得られたタイヤは、空気遮断層とカーカスプライとが良好に接着しているため優れた耐空気透過性および耐久性を有することができる。
表１に示す仕様で、実施例および比較例のトラックまたはバス用タイヤを製造して、性能を評価した。第１層、第２層に用いるＳＩＢ、ＳＩＢＳおよびＳＩＳは以下のとおり調製した。
＜ＳＩＢＳ＞
カネカ（株）社製のＳＩＢＳＴＡＲ １０２Ｔ（ショアＡ硬度２５、スチレン成分含有量１５質量％、重量平均分子量：１００，０００）を用いた。その他のスチレン含量の異なるＳＩＢＳは、特開２００２−１６１１８６号公報記載の重合方法に準拠し、イソブチレンとスチレンの共重合反応におけるモノマー比を変更することで製造した。
カネカ（株）社製のＳＩＢＳＴＡＲ １０２Ｔ（ショアＡ硬度２５、スチレン成分含有量１５質量％、重量平均分子量：１００，０００）を用いた。その他のスチレン含量の異なるＳＩＢＳは、特開２００２−１６１１８６号公報記載の重合方法に準拠し、イソブチレンとスチレンの共重合反応におけるモノマー比を変更することで製造した。
＜ＳＩＢ＞
攪拌機付き２Ｌ反応容器に、メチルシクロヘキサン（モレキュラーシーブスで乾燥したもの）５８９ｍＬ、ｎ−ブチルクロライド（モレキュラーシーブスで乾燥したもの）６１３ｍｌ、クミルクロライド０．５５０ｇを加えた。反応容器を−７０℃に冷却した後、α−ピコリン（２−メチルピリジン）０．３５ｍＬ、イソブチレン１７９ｍＬを添加した。さらに四塩化チタン９．４ｍＬを加えて重合を開始し、−７０℃で溶液を攪拌しながら２．０時間反応させた。次に反応容器にスチレン５９ｍＬを添加し、さらに６０分間反応を続けた後、大量のメタノールを添加して反応を停止させた。反応溶液から溶剤などを除去した後に、重合体をトルエンに溶解して２回水洗した。このトルエン溶液をメタノール混合物に加えて重合体を沈殿させ、得られた重合体を６０℃で２４時間乾燥することによりスチレン−イソブチレンジブロック共重合体を得た。
攪拌機付き２Ｌ反応容器に、メチルシクロヘキサン（モレキュラーシーブスで乾燥したもの）５８９ｍＬ、ｎ−ブチルクロライド（モレキュラーシーブスで乾燥したもの）６１３ｍｌ、クミルクロライド０．５５０ｇを加えた。反応容器を−７０℃に冷却した後、α−ピコリン（２−メチルピリジン）０．３５ｍＬ、イソブチレン１７９ｍＬを添加した。さらに四塩化チタン９．４ｍＬを加えて重合を開始し、−７０℃で溶液を攪拌しながら２．０時間反応させた。次に反応容器にスチレン５９ｍＬを添加し、さらに６０分間反応を続けた後、大量のメタノールを添加して反応を停止させた。反応溶液から溶剤などを除去した後に、重合体をトルエンに溶解して２回水洗した。このトルエン溶液をメタノール混合物に加えて重合体を沈殿させ、得られた重合体を６０℃で２４時間乾燥することによりスチレン−イソブチレンジブロック共重合体を得た。
スチレン成分含有量：１５質量％
重量平均分子量 ：７０，０００
なおスチレン含量の異なるＳＩＢは、上記重合方法に準拠しイソブチレンとスチレンの共重合反応においてモノマー比を変更することで製造した。
重量平均分子量 ：７０，０００
なおスチレン含量の異なるＳＩＢは、上記重合方法に準拠しイソブチレンとスチレンの共重合反応においてモノマー比を変更することで製造した。
＜ＳＩＳ＞
クレイトンポリマー社製のＤ１１６１ＪＰ（スチレン成分含有量１５質量％、重量平均分子量：１５０，０００）を用いた。なおスチレン含量の異なるＳＩＳはイソプレンとスチレンの共重合反応においてモノマー比を変更することで製造した。
クレイトンポリマー社製のＤ１１６１ＪＰ（スチレン成分含有量１５質量％、重量平均分子量：１５０，０００）を用いた。なおスチレン含量の異なるＳＩＳはイソプレンとスチレンの共重合反応においてモノマー比を変更することで製造した。
＜トラックまたはバス用タイヤの製造＞
上記、ＳＩＢＳ、ＳＩＳおよびＳＩＢを、２軸押出機（スクリュ径：φ５０ｍｍ、Ｌ／Ｄ：３０、シリンダ温度：２２０℃）にてペレット化した。その後、Ｔダイ押出機（スクリュ径：φ８０ｍｍ、Ｌ／Ｄ：５０、ダイリップ幅：５００ｍｍ、シリンダ温度：２２０℃、フィルムゲージ：０．３ｍｍ）、またはインフレーション共押出機にて空気遮断層を作製した。
上記、ＳＩＢＳ、ＳＩＳおよびＳＩＢを、２軸押出機（スクリュ径：φ５０ｍｍ、Ｌ／Ｄ：３０、シリンダ温度：２２０℃）にてペレット化した。その後、Ｔダイ押出機（スクリュ径：φ８０ｍｍ、Ｌ／Ｄ：５０、ダイリップ幅：５００ｍｍ、シリンダ温度：２２０℃、フィルムゲージ：０．３ｍｍ）、またはインフレーション共押出機にて空気遮断層を作製した。
図１に示す基本構造及び図２に示すビード部構造を有する１１Ｒ２２．５ １４ＰＲサイズのトラックまたはバス用タイヤにおいて、上記ポリマー積層体を空気遮断層に用いて生タイヤを製造し、次に加硫工程において１５０℃で３５分間プレス成型して加硫タイヤを製造した。
＜比較例１＞
比較例１は空気遮断層を配置せず、インナーライナーとして次の成分をバンバリーミキサーで混合し、カレンダーロールにてシート化して厚さ１．０ｍｍのポリマーフィルムを得た。
比較例１は空気遮断層を配置せず、インナーライナーとして次の成分をバンバリーミキサーで混合し、カレンダーロールにてシート化して厚さ１．０ｍｍのポリマーフィルムを得た。
ＩＩＲ （注１） ９０質量部
天然ゴム（注２） １０質量部
フィラー（注３） ５０質量部
（注１）ＩＩＲ：エクソンモービル（株）社製の「エクソンクロロブチル １０６８」。（注２）ＴＳＲ２０。
（注３）東海カーボン（株）社製の「シーストＶ」（Ｎ６６０、窒素吸着比表面積：２７ｍ2／ｇ）。
天然ゴム（注２） １０質量部
フィラー（注３） ５０質量部
（注１）ＩＩＲ：エクソンモービル（株）社製の「エクソンクロロブチル １０６８」。（注２）ＴＳＲ２０。
（注３）東海カーボン（株）社製の「シーストＶ」（Ｎ６６０、窒素吸着比表面積：２７ｍ2／ｇ）。
＜実施例１〜５、比較例２〜５＞
実施例1〜５は空気遮断層として第１層にＳＩＢＳを、第２層にＳＩＳまたはＳＩＢを用いている。そして第１層および第２層の動的弾性率（Ｅ＊）は異なった値を用いている。比較例２〜５は、第１層または第２層の動的弾性率（Ｅ＊）の値は、本発明の範囲外のものである。本発明の実施例は、いずれも空気遮断層の厚さのばらつきが小さく、耐空気遮断性が維持され、転がり抵抗性が改善されている。
実施例1〜５は空気遮断層として第１層にＳＩＢＳを、第２層にＳＩＳまたはＳＩＢを用いている。そして第１層および第２層の動的弾性率（Ｅ＊）は異なった値を用いている。比較例２〜５は、第１層または第２層の動的弾性率（Ｅ＊）の値は、本発明の範囲外のものである。本発明の実施例は、いずれも空気遮断層の厚さのばらつきが小さく、耐空気遮断性が維持され、転がり抵抗性が改善されている。
＜性能試験＞
実施例、比較例のトラックまたはバス用タイヤを、上述の如く製造し以下の性能試験を行った。
実施例、比較例のトラックまたはバス用タイヤを、上述の如く製造し以下の性能試験を行った。
＜空気遮断層の厚さのバラツキ＞
タイヤ周上の４ケ所において空気遮断層の厚さの最大値と最小値を測定した。比較例１の測定値を基準にして、各実施例、比較例の値の相対値をとり指数表示とした。数値が小さいほどバラツキが小さいことを示す。また空気遮断層が破断した場合は、表１に破断と表示している。
タイヤ周上の４ケ所において空気遮断層の厚さの最大値と最小値を測定した。比較例１の測定値を基準にして、各実施例、比較例の値の相対値をとり指数表示とした。数値が小さいほどバラツキが小さいことを示す。また空気遮断層が破断した場合は、表１に破断と表示している。
＜空気圧低下率＞
上述の方法で製造した１１Ｒ２２．５ＰＲトラックまたはバス用タイヤをＪＩＳ規格リムに組み付け、初期空気圧９００Ｋｐａを封入し、９０日間室温で放置し、空気圧の低下率を測定した。比較例１の値との相対値をとり指数表示としている。値が小さいほど空気圧低下が小さいことを示す。
上述の方法で製造した１１Ｒ２２．５ＰＲトラックまたはバス用タイヤをＪＩＳ規格リムに組み付け、初期空気圧９００Ｋｐａを封入し、９０日間室温で放置し、空気圧の低下率を測定した。比較例１の値との相対値をとり指数表示としている。値が小さいほど空気圧低下が小さいことを示す。
＜転がり抵抗性能＞
（株）神戸製鋼所製の転がり抵抗試験機を用い、製造した１１Ｒ２２．５ＰＲトラックまたはバス用タイヤをＪＩＳ規格リムに組み付け、荷重２９．４２ｋＮ、初期空気圧８００ｋＰａ、速度８０ｋｍ／時間の条件下で、室温（３８℃）にて走行させて、転がり抵抗を測定した。下記計算式により比較例１を基準（１００）として、各配合の転がり抵抗を指数で表示した。転がり抵抗指数が小さいほど転がり抵抗が低減されていることを示す。
（転がり抵抗指数）＝（各実施例の転がり抵抗）／（比較例１の転がり抵抗）×１００
（株）神戸製鋼所製の転がり抵抗試験機を用い、製造した１１Ｒ２２．５ＰＲトラックまたはバス用タイヤをＪＩＳ規格リムに組み付け、荷重２９．４２ｋＮ、初期空気圧８００ｋＰａ、速度８０ｋｍ／時間の条件下で、室温（３８℃）にて走行させて、転がり抵抗を測定した。下記計算式により比較例１を基準（１００）として、各配合の転がり抵抗を指数で表示した。転がり抵抗指数が小さいほど転がり抵抗が低減されていることを示す。
（転がり抵抗指数）＝（各実施例の転がり抵抗）／（比較例１の転がり抵抗）×１００
本発明のトラックまたはバス用タイヤは、所謂、重車両用タイヤなどを含む概念であり、これらタイヤに適用できる。
１ 空気入りタイヤ、２ トレッド部、３ サイドウォール部、４ ビード部、５ ビードコア、６ カーカスプライ、７ ベルト層、８ ビードエーペックス、９ 空気遮断層、９ｅ 空気遮断層の下端、１０ ビード補強層、１２ ゴムチェーファ、１３ トウゴム、Ｐ トウ先端、ＰＬ ポリマー積層体、ＰＬ１ 第１層、ＰＬ２ 第２層。
Claims (5)
- タイヤ内面が空気遮断層で覆われたトラックまたはバス用タイヤにおいて、
前記空気遮断層は、ビード部のトウ先端からビードベースラインに沿って１２０ｍｍ以下の領域に、その端部が位置しており、且つ、
該空気遮断層は、スチレン−イソブチレン−スチレントリブロック共重合体を含むエラストマー組成物で、厚さ０．０５ｍｍ〜０．６ｍｍの第１層と、スチレン−イソプレン−スチレントリブロック共重合体およびスチレン−イソブチレンジブロック共重合体の少なくともいずれかを含むエラストマー組成物で厚さが０．０１ｍｍ〜０．３ｍｍであり、カーカスプライ側に配置される第２層のポリマー積層体で構成され、
前記第１層および第２層のエラストマー組成物の動的弾性率（Ｅ＊）の値が、２ＭＰａ以上で、５ＭＰａ以下であることを特徴とする、前記トラックまたはバス用タイヤ。 - ポリマー積層体は、タイヤ成形の際のドラム上に成形されたときの厚さ（Ｔ０）に対し、トロイド状に拡張されたときの厚さ（Ｔ１）の割合（Ｔ１／Ｔ０×１００）は、タイヤバットレス部からタイヤ赤道面の間において５０〜７５％である請求項１記載のトラックまたはバス用タイヤ。
- 前記スチレン−イソブチレン−スチレントリブロック共重合体はスチレン成分含有量が１０〜３０質量％である、請求項１または２に記載のトラックまたはバス用タイヤ。
- 前記スチレン−イソプレン−スチレントリブロック共重合体は、スチレン成分含有量が１０〜３０質量％であり、重量平均分子量が１００，０００〜２９０，０００である請求項１〜３のいずれかに記載のトラックまたはバス用タイヤ。
- 前記スチレン−イソブチレンジブロック共重合体は直鎖状であり、スチレン成分含有量が１０〜３５質量％であり、重量平均分子量が４０，０００〜１２０，０００である請求項１〜４のいずれかに記載のトラックまたはバス用タイヤ。
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