JP2013241132A

JP2013241132A - タイヤインナーライナー用シート及びタイヤ

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Publication number: JP2013241132A
Application number: JP2012116408A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Maruyama; 丸山和彦
Original assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Bakelite Co Ltd
Priority date: 2012-05-22
Filing date: 2012-05-22
Publication date: 2013-12-05
Anticipated expiration: 2032-05-22
Also published as: KR20150020531A; TW201406572A; JP5811030B2; WO2013176015A1; CN104321204A

Abstract

【課題】厚みが薄く、タイヤインナーライナー用シート部に用いた場合に、ガスバリア層とカーカスゴムとの双方に優れた接着性能を示すタイヤインナーライナー用シート用シート、および、それを用いたタイヤを提供する。
【解決手段】本発明のタイヤインナーライナー用シート用シートは、ガスバリア層と、接着層とを有し、前記接着層がオレフィン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラストマーよりなる群から選択される１つ以上を有する。また、本発明のタイヤは、上記タイヤインナーライナー用シート用シートを備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤインナーライナー用シート及びタイヤに関する。

近年の省エネルギーの社会的な要請に伴い、タイヤの薄ゲージ化による軽量化が図られている。タイヤ部材の中に、タイヤ半径方向の内側に配置され、空気入りタイヤの内部から外部への空気漏れを防止する働きをもつタイヤインナーライナーがあるが、タイヤインナーライナーにおいてもガスバリア性を向上して、軽量化を図ることが行われるようになってきた。

従来、タイヤインナーライナー用ゴム組成物として、ブチルゴムやハロゲン化ブチルゴム等を主原料とするゴム組成物が使用されている。しかしながら、これらブチル系ゴムの含有量を増大すると、未加硫ゴムの強度が低下し、シートの穴あきを生じ易く、タイヤインナーライナーを薄ゲージ化する際の問題となっている。このため、ブチル系ゴムの含有量は制限され、該ブチル系ゴムを主原料とするゴム組成物をタイヤインナーライナーに使用する場合、乗用車用タイヤでは０．６〜１．０ｍｍ、トラック・バス用タイヤでは１．０〜２．０ｍｍ程度の厚みとする必要があった。そのため、タイヤの重量を低減して自動車の燃費を向上させる上で障害となっている。

そこで、タイヤの軽量化を図るために、ブチル系ゴムよりガスバリア性に優れ、タイヤインナーライナー層の厚みを薄くすることができる熱可塑性樹脂を、タイヤインナーライナーに用いることが提案されている。例えば、ナイロンシート層をタイヤインナーライナーの従来のブチル系ゴムの代わりに用いることが開示されている（例えば、特許文献１参照）しかしながら、特許文献１の技術においては、ナイロンシート層にゴム組成物から成るゴム糊を接着させる必要があり、工程が複雑化するという問題があった。

また、エチレンービニルアルコール共重合体層をタイヤインナーライナーとして従来のブチル系ゴムの代わりに用いることが開示されている（例えば、特許文献２参照）。
しかしながら、特許文献２の技術においては、タイヤインナーライナーとカーカスゴムとの層間接着強度、タイヤインナーライナーを構成する接着層とガスバリア層との層間接着強度が不十分となる場合があった。

したがって、ガスバリア性を保持したまま、タイヤインナーライナーとカーカスゴムとの高い層間接着強度、およびタイヤインナーライナーを構成する接着層とガスバリア層との層間接着強度を向上させることが望まれていた。

特開平９−１６５４６９号公報特開２００９−２２０７９３号公報

このような状況下、本発明者らが検討したところ、かかるタイヤインナーライナー用シートとして、ガスバリア層と、高耐熱性の接着層とを接合し一体化してなる積層体が有効であることが分かった。

そこで、本発明の目的は、タイヤインナーライナー用シートを構成するガスバリア層と、接着層との高温時の接着力が高く、かつ、カーカスゴムと接着層との高温時の接着力が高いタイヤインナーライナー用シートおよびそれを用いたタイヤを提供することにある。

このような目的は、下記（１）〜（８）に記載の本発明により達成される。
（１）ガスバリア層と、接着層とを有し、前記接着層がオレフィン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラストマーよりなる群から選択される１つ以上を有することを特徴とするタイヤインナーライナー用シート。
（２）前記接着層がオレフィン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラストマーよりなる群から選択される１つ以上を接着層全体に対して２０重量％以上有するものである上記（１）に記載のタイヤインナーライナー用シート。
（３）前記オレフィン系エラストマーが、ポリエチレン、ポリプロピレンのいずれか１つ以上をマトリックス相とし、エチレンプロピレンゴム、エチレンプロピレンジエンゴムのいずれか１つ以上を分散相としたものである上記（１）または（２）いずれかに記載のタイヤインナーライナー用シート。
（４）前記接着層がさらにスチレン系エラストマーを含むものである上記（１）ないし（３）いずれかに記載のタイヤインナーライナー用シート。
（５）前記スチレン系エラストマーが、スチレン-イソプレン-スチレン共重合体である上記（４）に記載のタイヤインナーライナー用シート。
（６）前記接着層の厚さが１０μｍ以上、３００μｍ以下である上記（１）ないし（５）いずれかに記載のタイヤインナーライナー用シート。
（７）前記ガスバリア層の厚さが１０μｍ以上、６００μｍ以下である上記（１）ないし（６）いずれかに記載のタイヤインナーライナー用シート。
（８）上記（１）ないし（７）いずれかに記載のタイヤインナーライナー用シートを備えることを特徴とするタイヤ。

本発明の目的によれば、タイヤインナーライナー用シートを構成するガスバリア層と、接着層との高温時の接着力が高く、かつ、カーカスゴムと接着層との高温時の接着力が高いタイヤインナーライナー用シートおよびそれを用いたタイヤを提供することができる。

本発明の一実施形態に係るシートの断面図である。本発明の一実施形態に係るタイヤインナーライナー用シートを具えるタイヤの断面図である。

本発明のタイヤインナーライナー用シートおよびタイヤインナーライナー用シートを用いたタイヤを、図を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明のタイヤインナーライナー用シートの一例の断面図である。図１に示すタイヤインナーライナー用シート１は、カーカスゴム４に接着する接着層２と、それに接するガスバリア層３とを含む。

本発明のタイヤインナーライナー用シートにおいて、カーカスゴム４に接着する接着層２は、オレフィン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラストマーよりなる群から選択される１つ以上を有する。本発明のタイヤインナーライナー用シートにオレフィン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラストマーよりなる群から選択される１つ以上を用いると、高温でも接着層が溶融流動化せず、ガスバリア層３と接着層２、および、カーカスゴム４と接着層２における剥離が発生しにくくなる。

上記オレフィン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラストマーのいずれか１つ以上は、接着層２全体に対して２０重量％以上有することが好ましく、５０重量％以上有することが一層好ましい。２０重量％未満では、タイヤインナーライナー用シートが高温で溶融流動化し、ガスバリア層３と接着層２、および、カーカスゴム４と接着層２における剥離が発生することがある。

上記オレフィン系エラストマーとしては、例えばポリエチレン、ポリプロピレンのいずれか１つ以上をマトリックス相とし、エチレンプロピレンゴム、エチレンプロピレンジエンゴムのいずれか１つ以上を分散相とすることが好ましく、ポリプロピレンをマトリックス相とし、エチレンプロピレンジエンゴムを分散相とすることが一層好ましい。ポリプロピレンをマトリックス相とすることで、さらに接着層２が車走行時に溶融流動化して剥離することが発生しにくくなる。また、エチレンプロピレンジエンゴムを分散相とすることで、カーカスゴム４と接着層２の接着力がさらに高くなる。

上記ウレタン系エラストマーとしては、例えばポリウレタンをハードセグメントとし、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリエーテルのいずれか１つ以上をソフトセグメントとしたものが好ましく、ポリウレタンをハードセグメントとし、ポリカーボネートをソフトセグメントとしたものが一層好ましい。ポリウレタンをハードセグメントとし、ポリカーボネートをソフトセグメントとしたものを使用することで、さらに接着層２が車走行時に溶融流動化して剥離することが発生しにくくなる。

上記ポリアミド系エラストマーとしては、例えばポリアミドをハードセグメントとし、ポリエーテルをソフトセグメントとしたものが好ましい。ポリアミドをハードセグメントとし、ポリエーテルをソフトセグメントとしたものを使用することで、接着層２が車走行時に溶融流動化して剥離することが発生しにくくなる。

接着層２には、さらにスチレン系エラストマーを分散させることが好ましい。上記オレフィン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラストマーを含む接着層２に、スチレン系エラストマーを分散させることにより、カーカスゴム４と接着層２の接着力が高まり、カーカスゴム４と接着層２の間で剥離することが発生しにくくなる。

上記スチレン系エラストマーとしては、例えばスチレンーイソプレンースチレン共重合体を用いることが好ましい。スチレンーイソプレンースチレン共重合体を用いることにより、カーカスゴム４と接着層２との層間接着力がより高まり、カーカスゴム４と接着層２の間で剥離することが発生しにくくなる。

上記接着層２の厚さは、特に限定されないが、１０μｍ以上、３００μｍ以下であることがこのましく、５０μｍ以上、２００μｍ以下であることが一層好ましい。１０μｍ未満では、カーカスゴムとの加硫接着時に接着層２が流れ出し、カーカスゴム４とガスバリア層３が接することがあるため、タイヤインナーライナーがカーカスゴムから剥離することがあり、３００μｍより厚い場合にはタイヤインナーライナーが厚くなり重量が増すため、軽量化による低燃費効果が低下する場合がある。

接着層２に、スチレンーイソプレンースチレン共重合体を分散させる時、スチレン‐イソプレンースチレン共重合体のスチレン比率は、特に限定されないが、３０％以下であることが好ましい。スチレン比率が３０％以下であることにより、カーカスゴム４と接着層２との層間接着力が高まり、カーカスゴム４と接着層２の間で剥離することが発生しにくくなる。

上記接着層２に、ウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラストマーのいずれか一つ以上を含み、スチレンーイソプレンースチレン共重合体を分散させる際、マレイン酸変性ポリオレフィン、マレイン酸変性エチレンプロピレンジエンゴム、マレイン酸変性エチレンオクテンゴムのいずれか一つ以上を併せて分散させることが好ましい。さらに好ましくは、マレイン酸変性エチレンプロピレンジエンゴム、または、マレイン酸変性エチレンオクテンゴムを分散させることが一層好ましい。マレイン酸変性エチレンプロピレンジエンゴム、または、マレイン酸変性エチレンオクテンゴムを分散させることによって、ウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラストマーとスチレンーイソプレンースチレン共重合体との相溶性が高まり、タイヤインナーライナー用シートの伸長性が向上するため、車走行時のタイヤ変形に対してタイヤインナーライナー用シートが伸長してタイヤインナーライナー用シートが破断することを防ぐことができる。

上記接着層２は、さらにタッキファイヤなどの粘着付与剤を含有することが好ましい。タッキファイヤとしては、Ｃ５系樹脂、フェノール系樹脂、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂、変性テルペン系樹脂、水添テルペン系樹脂などが好ましく、これらの中でもフェノール系樹脂が特に好ましい。タッキファイヤの含有量は、特に限定されないが、カーカスゴム４との接着層２中の１重量％〜４０重量％が好ましい。タッキファイヤなどの粘着付与剤を含有することにより、加硫前のカーカスゴム４との粘着が可能となる。

なお、本発明のタイヤインナーライナー用シートのガスバリア層３には、例えばポリアミド樹脂、スチレンーイソブチレンースチレン共重合体、エチレンービニルアルコール共重合体、エチレンーシクロオレフィン共重合体、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリクロロトリフルオロエチレン樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂などを含むものが挙げられる。

上記ガスバリア層３の厚さは、特に限定されないが、１０μｍ以上、６００μｍ以下であることが好ましい。１０μｍ未満では、ガスバリア性能が不十分となる場合があり、６００μｍより厚い場合にはタイヤインナーライナーが厚くなり重量が増すため、軽量化による低燃費効果が低下する場合がある。特にガスバリア層３として、スチレンーイソブチレンースチレン共重合体、エチレンーシクロオレフィン共重合体などを使う場合には、２００μｍ以上、５００μｍ以下の厚みが好ましく、特に２５０μｍ以上、４５０μｍ以下であることが好ましい。

また、タイヤインナーライナー用シート１は、ガスバリア層３と接着層２、および、接着層２とカーカスゴム４との１００℃での平均接着力が０．２Ｎ／ｍｍ以上であることが好ましい。タイヤインナーライナー用シート１における接着層２とガスバリア層３との１００℃での平均接着力、および、カーカスゴム４と接着層２との１００℃での平均接着力が０．２Ｎ／ｍｍ以上であれば、高温時での接着力が高く、車走行時に接着層２とガスバリア層３との接着面、および、接着層２とカーカスゴム４との接着面で見られた剥離の発生を抑制することができる。このため、かかるタイヤインナーライナー用シートを具えるタイヤは、耐久性に優れ、ガスバリア性を向上させることができる。

本発明のタイヤインナーライナー用シートの製造方法としては、例えば、接着層２に用いる樹脂と、ガスバリア層３に用いる樹脂を、Ｔダイ押出機で共押出によって積層し、これを冷却ロール状で常温に冷却することにより製造できる。

次に、図を参照しながら本発明のタイヤを詳細に説明する。図２は、本発明のタイヤの一例の部分断面図である。図２に示すタイヤは、カーカスゴム４の内側のタイヤ内面にタイヤインナーライナー用シート１が配置されている。ここで、本発明のタイヤは、タイヤインナーライナー用シート１に上述したタイヤインナーライナー用シートを適用することを特徴とする。本発明のタイヤは、上述のタイヤインナーライナー用シートを具えることで、車走行時にカーカスゴム４と接着層２の層間、および、接着層２とガスバリア層３の層間での剥離が抑制され、耐久性に優れる。

なお、図２に示すタイヤにおいて、図１における接着層２がカーカスゴム４の内側のタイヤ内面に接着されることが好ましい。

本発明のタイヤは、例えば、成形ドラムの周上に、タイヤインナーライナー用シート、カーカス、ベルト、トレッド等を適宜積層して生タイヤを作製した後、該生タイヤを加硫成型することで製造できる。

なお、本発明のタイヤにおいて、タイヤ内圧を保持する気体としては、その機能を発揮できる気体であればいずれも用いることができ、例えば、空気、窒素、ヘリウム等が挙げられる。

以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。

表１に示す配合処方に従って各樹脂を混合した後、Ｔダイ押出機（スクリュー径：φ４０ｍｍ、Ｌ／Ｄ：２８）を用いて共押出を行い、接着層２の厚み２００μｍ、ガスバリア層３の厚み４００μｍ、総厚み６００μｍのシートを作製した。

（実施例１）
接着層２として、オレフィン系エラストマー（住友化学株式会社製、品番：エスポレックスＴＰＥ４６７５）、スチレンーイソプレンースチレン共重合体（日本ゼオン株式会社製、品番：クインタック３６２０）を表１に示す配合処方に従って混合した後、押出機（シリンダー温度：２２０℃）に投入した。また、ガスバリア層３として、スチレン−イソブチレンースチレン共重合体（カネカ株式会社製、シブスター１０２Ｔ）を押出機（シリンダー温度：２４０℃）に投入した。接着層２とガスバリア層３はＴダイス（ダイス温度：２４０℃）で積層された後、冷却ロール（温度：２５℃）で冷却、固化してシートを得た。

（実施例２）
接着層２として、ウレタン系エラストマー（ＤＩＣＢａｙｅｒＰｏｌｙｍｅｒ株式会社製、品番：デスモパン７８６）、スチレンーイソプレンースチレン共重合体（日本ゼオン株式会社製、品番：クインタック３６２０）、酸変性エチレン・オクテンゴム（デュポン株式会社製、品番：フサボンドＮ４９３）を表１に示す配合処方に従って混合した後、押出機（シリンダー温度：２２０℃）に投入した。また、ガスバリア層３として、スチレンーイソブチレンースチレン共重合体（カネカ株式会社製、シブスター１０２Ｔ）を押出機（シリンダー温度：２４０℃）に投入した。接着層２とガスバリア層３はＴダイス（ダイス温度：２４０℃）で積層された後、冷却ロール（温度：２５℃）で冷却、固化してシートを得た。

（実施例３）
接着層２として、ポリアミド系エラストマー（ダイセル・エボニック株式会社製、品番：ベスタミドＥ４７−Ｓ１）、スチレンーイソプレンースチレン共重合体（日本ゼオン株式会社製、品番：クインタック３６２０）、酸変性エチレンオクテンゴム（デュポン株式会社製、品番：フサボンドＮ４９３）を表１に示す配合処方に従って混合した後、押出機（シリンダー温度：２４０℃）に投入した。また、ガスバリア層３として、スチレンーイソブチレンースチレン共重合体（カネカ株式会社製、シブスター１０２Ｔ）を押出機（シリンダー温度：２４０℃）に投入した。接着層２とガスバリア層３はＴダイス（ダイス温度：２４０℃）で積層された後、冷却ロール（温度：２５℃）で冷却、固化してシートを得た。

（比較例１）
接着層２として、スチレンーイソプレンースチレン共重合体（日本ゼオン株式会社製、品番：クインタック３６２０）を表１に示す配合処方に従って押出機（シリンダー温度：２２０℃）に投入した。また、ガスバリア層３として、スチレンーイソブチレンースチレン共重合体（カネカ株式会社製、シブスター１０２Ｔ）を押出機（シリンダー温度：２４０℃）に投入した。接着層２とガスバリア層３はＴダイス（ダイス温度：２４０℃）で積層された後、冷却ロール（温度：２５℃）で冷却、固化してシートを得た。

タイヤインナーライナー用シートについて以下の評価を行った。
未加硫カーカスゴム４と接着層２、および、接着層２とガスバリア層３を貼り合せて、１７０℃で２０分間加熱し、接着力評価用のサンプルを作製する。１００℃においてＴ型引張り剥離試験により剥離力を測定することで平均層間接着力とした。次のような評価基準に基づいて層間接着力を評価した。
○：＞０．２Ｎ／ｍｍ
△：０．１〜０．２Ｎ／ｍｍ
×：＜０．１Ｎ／ｍｍ

実施例１は、オレフィン系エラストマー８０重量％と、スチレンーイソプレンースチレン共重合体２０重量％とを含む接着層２と、スチレンーイソブチレンースチレン共重合体１００重量％を含むガスバリア層３とを積層したタイヤインナーライナー用シートであり、該実施例は比較例１に比べて、カーカスゴム４と接着層２、および、接着層２とガスバリア層３との１００℃での接着力が向上した。

実施例２〜３は、ウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラストマー７０重量％とスチレンーイソプレンースチレン共重合体２０重量％と酸変性エチレンオクテンゴム１０重量％とを含む接着層２と、スチレンーイソブチレンースチレン共重合体１００重量％を含むガスバリア層３とを積層したタイヤインナーライナー用シートであり、該実施例は比較例１に比べて、カーカスゴム４と接着層２、および、接着層２とガスバリア層３との１００℃での接着力が向上した。

１タイヤインナーライナー用シート
２接着層
３ガスバリア層
４カーカスゴム

Claims

ガスバリア層と、接着層とを有し、前記接着層がオレフィン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラストマーよりなる群から選択される１つ以上を有することを特徴とするタイヤインナーライナー用シート用シート。
前記接着層がオレフィン系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラストマーよりなる群から選択される１つ以上を接着層全体に対して２０重量％以上有するものである請求項１に記載のタイヤインナーライナー用シート用シート。
前記オレフィン系エラストマーが、ポリエチレン、ポリプロピレンのいずれか１つ以上をマトリックス相とし、エチレンプロピレンゴム、エチレンプロピレンジエンゴムのいずれか１つ以上を分散相としたものである請求項１または２記載のタイヤインナーライナー用シート用シート。
前記接着層が、さらにスチレン系エラストマーを含むものである請求項１ないし３いずれか１項に記載のタイヤインナーライナー用シート用シート。
前記スチレン系エラストマーが、スチレンーイソプレンースチレン共重合体である請求項４に記載のタイヤインナーライナー用シート用シート。
前記接着層の厚さが、１０μｍ以上、３００μｍ以下である請求項１ないし５いずれか１項に記載のタイヤインナーライナー用シート用シート。
前記ガスバリア層の厚さが、１０μｍ以上、６００μｍ以下である請求項１ないし６いずれか１項に記載のタイヤインナーライナー用シート用シート。
請求項１ないし７いずれか１項に記載のタイヤインナーライナー用シート用シートを備えることを特徴とするタイヤ。