JP2017526580A - 複数の内蔵式シーラント層付の空気タイヤ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【解決手段】内蔵式シーラント層付のタイヤであって，タイヤを支えるカーカスであって、１又は複数のプライ層、１の外環状トレッド及び放射状内層で構成されるものと；一対のビードと；側壁であって，タイヤトレッド部分のアキシャル方向軸外縁から内径へ延ばされ，該当するビードに接続するものと；シーラントであって，外層シーラント及び内層シーラントを含み、外層シーラントと内層シーラントはカーカス内層から内部へ設けられるものとを含み、内層シーラントと外層シーラントは粘度が異なり、シーラントはタイヤパンクによる自己封止性能を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、内蔵式シーラント層を有するタイヤに関し、特に、少なくとも一層のシーラント層がシーラント前駆体層から構成される、複数の内蔵式シーラント層付きタイヤに関する。

タイヤのパンクはゴムタイヤに固有の問題である。この問題に対して、シーラントが開発され、タイヤ内部に設けることで、パンクによる影響を低減している。さらに言えば、どんな温度条件でもパンクが発生する恐れがある。低い温度条件である場合、１層の低粘度シーラント層だけで十分であるが、高い温度条件である場合は、シーラントの粘度が極めて低いため、シーラントを使用した場合、タイヤから出てしまうことがある。タイヤ用シーラントが使い切れられると、タイヤのパンクに対して自己封止能力を失う。同様に、高い温度条件である場合、１層の高粘度シーラント層だけで十分であるが、低温では高粘度のシーラントはほぼ固化するので、低い温度条件において流動しないため、タイヤの刺し穴を塞ぐことが不可能になる。

従来技術として、内蔵式シーラント層付のタイヤが知られている。通常、タイヤシーラントは過酸化物を含むブチルゴム前駆体であって、例えば、米国特許第４，８９５，６１０号、米国特許第６，９６２，１８１号、米国特許第７，０７３，５５０号、米国特許第７，６７４，３４４号、米国特許第８，２９３，０４９号、及び米国特許出願公開第２００５／０１１３５０２号並びに米国特許出願公開第２００５／０２１５６８号に記載されており、これらはいずれも本願に組み込まる。シーラントには黒色以外の色のものもあり、且つポリエステル又はポリウレタン繊維等の短繊維及びその他の充填重合体を含み、刺し穴を塞ぐのに有用である。

複数の層を用いたタイヤは知られており、例えば米国特許第８，３８７，６７２号（Ｍａｊｕｍｄａｒ）においては、複数の層を用い、これら層は非織物層を組み込んだポリウレタン製のシーラント前駆体をベースとしている。ポリウレタン製のシーラントの漏れを防止し、刺し穴を塞ぐために非織物材料を用いることが教示されている。

米国特許第４，８９５，６１０号明細書 米国特許第６，９６２，１８１号明細書 米国特許第号７，０７３，５５０号明細書 米国特許第７，６７４，３４４号明細書 米国特許第８，２９３，０４９号明細書 米国特許出願公開第２００５／０１１３５０２号明細書 米国特許出願公開第２００５／０２１５６８号明細書 米国特許第８，３８７，６７２号明細書

内蔵式シーラント層付のタイヤであって、タイヤを支えるカーカスであって、１又は複数のプライ層、１の外環状トレッド及び放射状の内層を含むもの、一対のビード、側壁であって，トレッド部分のアキシャル方向軸外縁から半径方向内方に延び、各前記ビードに接続するもの、及びシーラントであって、シーラント外層及びシーラント内層を含み、前記シーラント外層と前記シーラント内層は前記カーカスの前記内層から内部へ設けられるものを含み、前記シーラント内層と前記シーラント外層は粘度が異なり、前記シーラントはタイヤのパンクに対して自己封止性能を有する。

本発明の前述した及び他の特徴及び利点は、図面を参考に下述の説明を読み進めることにより、本発明に関連する分野の当業者に明らかになるであろう。

図１はシーラント層とシーラントカバー層の横断面図である。 図２は本発明を用いたタイヤの横断面図である。 図３は本発明の実施例の変形に係るタイヤの横断面図である。 図４は本発明の実施例の変形に係るタイヤの横断面図である。 図５はパンクのタイヤ及び従来の技術を説明する横断面図である。 図５Ａパンクのタイヤ及び従来の技術を説明する横断面図である。 図６は本発明を用いたパンクしたタイヤの横断面である。 図７は本発明の実施例の変形に係るのタイヤの横断面である。 図８は本発明実施例の他の変形に係るタイヤの横断面である。

本発明は複数の内蔵式シーラント層付のタイヤに関する。前記タイヤは、タイヤを支えるカーカスであって、１又は複数のプライ層、１の外環状トレッド及び放射状の内層を含むもの、一対のビード、側壁であって，トレッド部分のアキシャル方向軸外縁から半径方向内方に延び、各前記ビードに接続するもの、及びシーラントであって、インナーライナ、２又は複数のシーラント層及び前記タイヤカーカスの一番内層に設けられるカバー層を有するものを含み、前記インナーライナは前記タイヤカーカスの最内層に取り付けられ、前記２又は複数のシーラント層は前記インナーライナと前記カバー層の間に位置し、前記２又は複数のシーラント層は内層と外層を含み、粘度が異なり、前記シーラント層はタイヤのパンクに対して自己封止能力を有する。

タイヤ断面構造は外から内へ順に以下を含む。最も外側はトレッド層であり、次に順に従来のタイヤカーカス（プライ層とベルト層を含む）、インナーライナ、シーラント外層、シーラント内層であり、最も内側は保護用カバー層である。インナーライナとタイヤカーカスの最内層の間にオプションとしてガス透過層を設けることができる。インナーライナは永久的にタイヤカーカスの内表面に付着、固着又は接続される。シーラントの内層及び外層は相対的なものであり、シーラント内層とシーラント外層はタイヤ内部構造の一部をなす。即ち、シーラント外層の全体又は一部はタイヤの外部／外側に位置しない。

本発明は、複数の内蔵式パンクシーラント層を含むシーラントを使用する。前記パンクシーラント層はシーラント外層とシーラント内層で構成される。同等厚さの１層のシーラント層に比べ、複数のシーラント層を使用する場合はよりよい性能を発揮する。本発明により、シーラント外層が高粘度シーラント層でありシーラント内層が低粘度シーラント層である場合（即ち、高粘度シーラント層がタイヤの外側トレッドの外表面の近い位置に位置し、低粘度シーラント層がタイヤ／タイヤ回転軸に近接して位置する場合）、パンクに対してよりよい自己密封効果が得られる。シーラント内層とシーラント外層は主に分解されたブチルゴムを含む。

本願に使用している用語の「シーラント前駆体」とは、それ自体がシーラントではないが、タイヤ製造の高温タイヤ硫化工程において熱分解によりシーラントに変換可能な化合物のことである。「前駆体層」はシーラント前駆体の層である。前駆体層は、１００％のブチルゴム、あるいは主要成分がブチルゴムであって、ブチルゴムが８０％〜９０％を占め、ジエンエラストマーを最大５％程度まで含むものであってもよい。高温条件でのタイヤ硫化の際、ブチルゴムが分解され、低分子量の粘性シーラントが形成される。タイヤインナーライナの内方に複数のシーラント層を配置することができ、シーラント保護層を採用してタイヤ硬化ブラダ汚染を防止することもできる。タイヤインナーライナとタイヤカーカスの間に複数のシーラント層を配置することができ、タイヤインナーライナがタイヤ硬化ブラダ汚染を防止できるため、シーラント保護層は必要でない。しかし、プライ層とシーラント層の間にゴムスキージー層を設け、シーラントがタイヤコードとプライ層の間を流れることを防止する必要がある。

ゴムスキージー層は、どんなゴムベース成分からなるものであってもよく、例えば天然ゴム、ブタジエンゴム及びスチレンブタジエンゴムをベース成分とすればよい。便宜のため、ゴムスキージー層の成分はインナーライナと同じ成分でもよいが、バリア性能は必要ないので、ゴムスキージー層の厚さは相対的に薄くなる。通常，ゴムスキージー層の厚さは０．５ｍｍから１ｍｍまでにする必要がある。乗用車タイヤの場合、従来のブロモブチルゴムベースのインナーライナの厚さは約１．５ｍｍであり、トラックタイヤ等の大型タイヤの場合、従来のブロモブチルゴムベースのインナーライナの厚さは４ｍｍに達する。

低粘度／シーラント内層は、貯蔵弾性率（Ｇ’）がかなり低く、タイヤ成型の際に圧延又は簡便に直接的に塗布することが難しい。その対策として、タイヤ成型開始時に，Ｇ’値が高いシーラント前駆体層を使用し、タイヤ硫化期間で適切な過酸化物（後述）を触媒とすれば、前駆体層はインサイチュ分解され、Ｇ’値が低くなったシーラント層が形成される。同様に、高粘度／シーラント外層はシーラント前駆体層からインサイチュ成型することができる。しかし、高粘度シーラント層のＧ’値は十分に高いので、タイヤ成型の際に直接的に塗布でき、過酸化物で熱分解させる必要がない。過酸化物の量を変更又は抑制すれば、粘度もそれに応じて変わる。

バリア層は、インナーライナ（図２）とゴムスキージー層（図３）のどちらであってもよく、シーラントがタイヤトレッドを補強するための繊維材料に吸収されるのを防ぐために用いられる。該バリア層を使用することが望ましいが、必須ではない。

どんな商用ブチルゴムでもシーラント前駆体層として使用することができる。不飽和レベルが０．９０〜２．２５ｍｏｌ％であり且つムーニー粘度（ＭＬ（１＋８）１２５℃）が３３〜５１ＭＵ（ムーニー単位）の範囲にあるブチルゴムなら何でも使用でき、例えばドイツのランクセス（Ｌａｎｘｅｓｓ）のブチルゴム等を使用することができる。過酸化物触媒の存在下で加熱することにより、ブチルゴムはムーニー粘度（ＭＬ（１＋８）１２５℃）の低いゴムに分解され、ムーニー粘度が５〜２５ＭＵの範囲になる。

ブチルゴム以外に、過酸化物で分解されたその他のゴム又はブチルゴムを組み合わせることによりシーラント前駆体として使用することができる。例えば、臭素化イソブテン−イソプレン共重合体、ドイツのランクセス（Ｌａｎｘｅｓｓ）のＸ＿ＢＵＴＹＬ（登録商標）Ｉ４５６５Ｐ等を使うことができる。この共重合体のムーニー粘度（ＭＬ（１＋８）１２５℃）は５２〜６０ＭＵの範囲内にある。過酸化物触媒の存在下で加熱することにより、Ｘ＿ＢＵＴＹＬ（登録商標）Ｉ４５６５Ｐゴムがムーニー粘度（ＭＬ（１＋８）１２５℃）の低いゴムに分解され、ムーニー粘度が１０〜３５ＭＵの範囲になる。

高粘度シーラント層は主にブチルゴム、臭素化イソブテン−イソプレン共重合体及びこれらの組み合わせにより構成される。前記高粘度シーラント層のムーニー粘度（ＭＬ（１＋８）１２５℃）は２５〜６０ＭＵの範囲にあり、このシーラント層の粘度は低粘度シーラント層より高い（例えば，高粘度シーラント層の粘度が２５ＭＵの場合、低粘度シーラント層の粘度は２４ＭＵ又はそれより小さい値になる）。

本発明は標準のタイヤ成型プロセスに適用される。生タイヤ（未硫化）成型後に、前記最内層の頂部にオプションの保護フィルムを塗布することができる。前記保護フィルムの幅はシーラント層の幅より少し大きくする必要がある（シーラント層の両側より約２インチ以上出すべきである）。最内層のシーラント層にモールド内で破れ又は裂けが発生した場合、該保護フィルムはタイヤ硬化ブラダを保護して且つ硬化ブラダの清潔性を保つことができる。このような保護フィルムは従来技術として既に知られている。このようなフィルムは２ミルの未延伸ナイロン６，６であって、例えばＣｏｖｅｒｉｓ Ｈｉｇｈ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｐａｃｋａｇｉｎｇ社のＤＡＲＴＥＫ（登録商標）Ｃ９００である。タイヤ硫化後に、フィルム端部で約１”（インチ）重ね、引き手とすることにより、取り外しやすくなる。米国特許第７，３３２，０４７号（Ｍａｊｕｍｄａｒ、Ｌｏｇａｎ和Ｌｕｋｉｃｈ）にこのようなシステムが記載されており、本願は該特許を参照して組み込む。該保護フィルムはさらにタイヤ成型ドラムでの第一フィルムとすることができる。簡便のために、選択的に感圧接着剤（ＰＳＡ）の塗布された熱成型可能フィルムを該フィルムの両端部にコーティングしてもよい。米国特許第７，４１９，５５７号（Ｍａｊｕｍｄａｒ和Ｐａｇｅ）に該システムが記載されており、本願は該特許を参照して組み込む。該フィルムは必須ではないが、動的硫化合金（ＤＶＡ）のひずみ弾性率が非常に低いため、小さい力で延ばすことができるので、タイヤ成型ドラムのナイロン−６，６フィルムにおいて動態硫化合金フィルムを使用することが好ましい。米国特許第８，７７６，８５１号（Ｍａｊｕｍｄａｒ）にこのような材料が記載されており、本願は該特許を参照して組み込む。その他、米国特許第８，０２１，７３０号と米国特許第８，１５８，７２１号にも他の実施例が記載されている。シーラント成分に過酸化物活性剤を添加することができ、これにより分解がスピードアップする。米国特許第７，６７４，３４４号（Ｄ’Ｓｉｄｏｃｋｙｅｔ等）に該方法が記載されており、本願は該特許を参照して組み込む。

本発明はインナーライナとシーラントの前駆体を含む。前記インナーライナは、ブロモブチルゴム、カーボンブラック、ナフテン油、ステアリン酸、石炭酸樹脂増粘剤、黒色芳香族樹脂混合物（アメリカのＳｔｒｕｋｔｏｌ社が製造したＳＴＲＵＫＴＯＬ（登録商標）４０ ＭＳ樹脂にある）、ＭｇＯ、ＺｎＯ、硫黄及び２，２’−ジスルフィド（ベンゾチアゾール）（販売名はＭＴＢＳ）を含む。前記シーラント前駆体は、第一の非生産性（ＮＰ）混合ステップにおいては、ブチルゴム、ブロモブチル、ポリブタジエン、パラフィン油、二酸化ケイ素、粘土、二酸化チタン、タルクパウダー、フタロ／アニリン色濃縮染料／顔料（Ａｋｒｏｃｈｅｍ社の製造したＡＫＲＯＳＰＥＲＳＥ（登録商標）Ｅ２２９５緑色等）、橙色顔料（Ａｋｒｏｃｈｅｍ社の製造したＡＫＲＯＳＰＥＲＳＥ（登録商標）Ｅ６６１５橙色等）、脂肪酸誘導体加工助剤混合物（アメリカのＳｔｒｕｋｔｏｌ社の製造したＳＴＲＵＫＴＯＬ（登録商標）ＨＰＳ １１加工助剤等）を含む。最後の製造（ＰＲ）ステップにおいて、有機過酸化物、例えば正ブチル４，４−ビス（ｔ−ブチル−ペルオキシ）吉草酸塩（ＡｋｚｏＮｏｂｅｌ製ＴＲＩＧＯＮＯＸ（登録商標）１７−４０Ｂ−ＧＲ等）を入れることができる。

以下のように本発明のタイヤを製造することが好ましい。
１．表１に示した配合を有するシーラントカバー層を混合して厚さが１ｍｍになるまで圧延し、幅をインナーライナの幅に等しくする。
２．表２に示した配合を有する低粘度前駆体を混合して厚さが３ｍｍになるまで圧延し、幅をトレッド幅より１５ｍｍ小さくする（即ちトレッド幅から１５ｍｍ引いた幅とする）。
３．次に、表２に示した配合を有する高粘度前駆体を混合して厚さが３ｍｍになるまで圧延し、幅をインナーライナの幅に等しくする。
４．タイヤ成型ドラムにおいてシーラントカバー層（上記第１項目）を塗布する。
５．タイヤ成型ドラムにおいて低粘度前駆体（上記第２項目）を塗布する。
６．タイヤ成型ドラムにおいて高粘度前駆体（上記第３項目）を塗布する。
７．典型的なタイヤ成型過程と同様に、タイヤ成型ドラムにおいてインナーライナを塗布し、続いて通常のタイヤ成型過程において使用される他の層を塗布する。

他の実施例では、上記ステップを含むが、これらのステップを修正し、３又は３を超えた中粘度の中間層によって、低粘度シーラント層と高粘度シーラント層を代替する。

簡便のため、図面には、タイヤのいくつかの内部構成は省略されている。例えばベルト層及びプライ層は省略されているが、完成品タイヤには存在する。

図１はシーラント層とシーラントカバー層を簡略して図示しており、重要なのは各層の順序であり、各層の縮尺、並びに各層の幅及び厚さを具体的に示すものではない。幅はタイヤ全幅からタイヤ中心に沿うストリップまでの範囲に及ぶ幅である。第一シーラント前駆体層１０１’及び第二シーラント前駆体層又は直接シーラント層１０２’並びにシーラントカバー層１００’の概形が図示されている。好ましい実施例においては、シーラント前駆体内層１０１’の粘度はシーラント前駆体外層１０２’の粘度より低い。パンクの際に、シーラント１０１及び／又は１０２（図６参照）が刺し穴に流れ込み、該刺し穴を充填する。内部温度及び刺し穴の直径によっては、前記カバー層１００はタイヤ内側から延びて刺し穴をカバー／防ぐことができる。

図２はタイヤ内部の図１のシーラント層を図示する。インナーライナ１０８の内側に（タイヤ中心に近いほうに）低粘度シーラント内層１０１及び高粘度シーラント外層１０２（図１のように、それぞれ前駆体層１０１’，１０２’で形成される）が設けられ、シーラントカバー層１００が必要となる。カバー層１００はビード１１３に向ってタイヤ幅で延びる。最外層はタイヤトレッド１２０である。シーラントカバー層の内側にオプションとしてナイロンフィルム（不図示）を設け、シーラントカバー層の下にあるシーラント層をカバーしてもよい。前記ナイロンフィルムはシーラントカバー層が破れた時に、シーラント漏れを防止するために用いられる。タイヤ硫化後に、前記ナイロンフィルムを取り外す必要がある。

図３は図２に示した実施例の別例を図示する。この実施例において、インナーライナ１０８がシーラント層１０１，１０２の内側に位置する。上記したように、このような配置にはゴムスキージー層１０９が必要となる。

図４は本発明の他の実施例を図示しており、タイヤに前記シーラント層１０１，１０２を嵌設し、前記カバー層１００とタイヤ内部とを平らにしている。前記シーラントはブチルゴムで構成され、ブチルゴムはさらによいバリアになるため、シーラントの下側にさらにインナーライナを設ける必要がない。このように配置することにより、材料を節約し、且つタイヤの重量を軽減することができる。

低温条件では１層の低粘度シーラントを使うだけで十分であるが、高温条件の場合は、低粘度シーラントが漏れる可能性があり、これを図５に図示している。高温になるとシーラント層３０１の粘度が低下するため、それによりシーラントがタイヤ刺し穴３００を介して漏れ３０２が発生し、最終的にタイヤの使用期間中にシーラントがタイヤから流れ出し、それにより刺し穴の自己封止能力が損なわれる。これは路面汚染にも至る。同様に、高温条件では一層の高粘度シーラントを使うだけで十分であるが、低温になると、高粘度シーラントがほとんど固化し、低温条件で流れてタイヤの刺し穴を塞ぐことができなくなり、これを図５Ａに図示している。低温になるとシーラント層３０１の粘度が高くなり、この場合は，シーラントが流れず、あるいは少ししか流れないので，シーラント膨張３０３の程度が小さくなり、空隙が残り、タイヤの刺し穴３００を塞ぐことができなくなる。

グッドイヤー製ＤＵＲＡＳＥＡＬ（登録商標）タイヤ等のパンクに対して典型的な自己封止型タイヤにおいて、例えば米国特許第４，８９５，６１０号、米国特許４３５９０７８号、米国特許第６，９６２，１８１号、米国特許出願公開第２００５／０１１３５０２号、米国特許出願公開第２００５／０２１５６８４号においては、シーラント層が厚いインナーライナとケーシングの間に挟まれている。この場合、インナーライナが非常に厚く、延びて刺し穴を塞ぐことができない。

図６に示すように，本発明の一実施例においては、インナーライナ１０８の内側にシーラント層を用い、低弾性シーラントの薄いカバー層１００で保護する。パンク発生時に、高粘度層１０２と低粘度層１０１のシーラントが刺し穴３００に流れ込む。これによりシーラントプラグ２０２が生じ、タイヤの空気抜けが防止される。さらに、温度及び刺し穴の直径によっては、保護層１００が延びて永久的に大きいタイヤ刺し穴を防ぐことができる。

図７は本発明の他の実施例を図示しており、シーラント層１０１，１０２は２つの独立した区画内に位置している。このような配置はタイヤ使用中にシーラントの流れ出しを減らすことができる。言い換えれば、シーラントを２又は複数の平行した環状の帯状体に分けている。同様に、シーラント層は４つの区画内に位置させてもよく、それについて図８に記載されている。図７の２又は複数の平行した環状の帯状体は４つの帯状体を含む。通常、釘はトレッド溝からタイヤに入り込むので、シーラントカバー層又はインナーライナはトレッドのラグの下側に取り付けるべきである。このような配置により１本のタイヤの必要となるシーラント総量を減らすことができる。

以下の例によって、本発明及び本発明と類似した市販のタイヤとの関連を説明する。

例１
シーラントタイヤ成型の好ましい方法
２１５／１７Ｒ１７．５寸法のトラックバス用ラジアル（ＴＢＲ）タイヤを成型した。まずはタイヤ成型ドラムに対してインナーライナと同じ幅のシーラントカバー層を塗布し、次に２層の低粘度シーラント前駆体Ｂ及び２層の高粘度シーラント前駆体４Ｃ０１４Ａを塗布した。シーラント前駆体層の幅はトレッド幅とほぼ同じであった。続けて全幅のインナーライナを塗布した後に、他の通常の層を塗布した。生タイヤ成型後に，シーラント前駆体をカバーするシーラントカバー層の頂部に２ｍｍのＤａｒｔｅｋ Ｃ９１７フィルムを貼付け、続いて硫化を行った。硫化後、試験実施前にＤａｒｔｅｋ Ｃ９１７フィルムを取り外した。タイヤをプレスから取り出す時に，シーラントカバー層は最初膨脹するが、タイヤが冷却されると、膨脹は元に戻る。

均一性試験
タイヤ均一性試験はＫＯＫＵＳＡＩのＦＤＢＲＣ−６１４２ＴＤ−Ｒを使用した。シーラント層付のタイヤの均一性はＡであった。

釘穴シーラント試験
タイヤに１１６ｐｓｉまで空気を入れて試験を行った。該タイヤは１２ｄ釘と１６ｄ釘の釘穴シーラント試験は合格であったが，２０ｄ釘の釘穴シーラント試験は不合格であった。１２ｄ釘、１６ｄ釘と２０ｄ釘に対応する直径はそれぞれ０．１４８インチ、０．１６２インチ、０．１９２インチ、即ち３．８ｍｍ、４．１ｍｍ、４．９ｍｍである。

硫化タイヤのシーラント厚さ
該タイヤを切り，タイヤのシーラント厚さが４ｍｍであることを確認した。

例２
一層シーラント付タイヤと二層シーラント付タイヤの釘穴による自己封止能力の比較
表３に示すように，一層シーラント層及びこの厚さと合計厚さが同じとなる二層シーラント層を有する２１５／７５Ｒ１７．５ ＴＢＲタイヤを成型した。

表３におけるＮｏ．１Ａ及びＮｏ．１Ｂは合計厚さが４．８ｍｍの２種類の異なるシーラント層（４Ｃ０１４Ａと４Ｃ０１４Ｂ）組み合わせによる刺し穴に対して自己封止性能を示す。トレッドのラグに２０ｄ釘を押し付けることによって、双方の封止穴を穿った。Ｎｏ．１Ａではトレッド溝に穿った２０ｄ釘による穴を塞ぐことができなかったが、Ｎｏ．１Ｂではトレッド溝に穿った２０ｄ釘による穴の封止に成功した。これは高粘度シーラント層の内側の層として低粘度シーラント層を使用するのが望ましいことを示している。これはさらに低粘度シーラントが高粘度シーラントを釘穴に押し入れ、それにより釘穴を塞ぎ、高粘度シーラントがトレッドの外表面から漏れ出なくなることを示している。

表３におけるＮｏ．１Ｃ及びＮｏ．１Ｄは合計厚さが４．８ｍｍの１種類の粘度シーラント（グッドイヤー製Ｄｕｒａｓｅａｌタイヤ及びその他のタイヤ等、１−１１参照）を示す。合計厚さが同じであるＮｏ．１ＡとＮｏ．１Ｂの２種類の粘度シーラント層の組み合わせに比べ、これら双方のシーラントは釘穴に対して自己封止能力が劣る。

例３
シーラントカバー層
表４に示すように、シーラントカバー層を変えて同様にタイヤを製造した。表５には４Ｃ０１３Ａシーラントカバー層を用いた場合、シーラントがトレッドから流れ出すことが記載されている。９０ＢＩＩＲ／１０ＣＳＭシーラントカバー層を用いた場合、シーラントがトレッドから流れ出すことはなかった。ここで、ＢＩＩＲはブロモブチルゴムであり、ＣＳＭはクロロスルホン化ポリエチレンである。９０ＢＩＩＲ及び１０ＣＳＭで１００ ＢＩＩＲに置き換えたほかは、９０ＢＩＩＲ／１０ＣＳＭの成分は表１に記載されている成分と同じであった。タイヤを切断すると、９０ＢＩＩＲ／１０ＣＳＭを使用した場合、シーラントカバー層が延びて釘穴を塞いでいたことが判明した。４Ｃ０１３Ａシーラントカバー層を使用した場合、Ｍ１００粘度が非常に高い（２．９９ＭＰａ）ため、かなり大きい力でないと延びないので，シーラントカバー層が延びて釘穴を塞ぐことはなかった。

表７及び表８に示すように、ブチルゴム又はブロモブチルゴムを含まない、従来のゴムを使用することで低粘度Ｍ１００シーラントカバー層を合成することもできる。

現在商用のＤｕｒａｓｅａｌタイヤに使われているインナーライナは非常に厚いため、シーラントが延びて釘穴を塞ぐことはできない。本発明はシーラントカバー層を使用し、それは１．６ＭＰａ（範囲は０．５〜２．５Ｍｐａ、好ましくは１．２〜１．９ＭＰａ）の１００％モジュラスを有する。

例４
シーラントＲＰＡ測定値
ゴム産業においては、ゴム加工分析機（ＲＰＡ）が広く使われている。Ａｌｐｈａ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社からＲＰＡ−２０００を購入することができる。該型式のＲＰＡは硫化前、硫化中及び硫化後におけるゴムの特性を測定することができる。

下記に４種類のシーラント及びシーラントカバー層のＲＰＡ試験条件を記載し、表９と表１０にそれぞれの結果を記載する。

ステップ１ − 温度が８０℃、ひずみが５％、周波数が１Ｈｚの条件で，貯蔵弾性率を確認する
ステップ２ − 温度が１７０℃、ひずみが５％、周波数が１Ｈｚの条件でサンプルを１２分間加熱する
ステップ３ − サンプルを８０℃まで冷却し，ステップ１を繰り返す
ステップ４ − サンプルを３５℃まで冷却し，ステップ１を繰り返す

貯蔵弾性率（Ｇ’）は材料の粘度と関係がある。表９において、加熱前は、Ｇ’値はシーラント前駆体の値である。加熱後は、Ｇ’値はシーラント前駆体の値である。３５℃における４つのシーラントのＧ’値は０．０５６〜０．４０６Ｍｐａの範囲にある。８０℃における４つのシーラントのＧ’値は０．０１〜０．１９４Ｍｐａの範囲にある。Ｇ’値が０．３〜０．４１Ｍｐａである場合に釘穴の封止に最も好ましいので、３５℃でパンクが発生したら、ＲＣ４Ｃ０１４シーラントが一番よいもの、８０℃でパンクが発生したら、４Ｃ０２１Ｂシーラントが一番よいものになる。このデータにより、異なる温度条件でパンクが発生した場合、２層の粘度の異なるシーラントは１種類の粘度のシーラントより優れることが分る。

８０℃条件で、加熱前の１種類のシーラントカバー層のＧ’値（表１０）は加熱後の高粘度シーラント層のＧ’値（０．１４４ＭＰａ対０．１９４ＭＰａ）より低い（表９）。これは過酸化物又は硫化剤なしで高粘度シーラント層を構成できることを示している。表７に示すように，４Ｃ０２２ＡのＮＰ１はこの種の高粘度シーラント層の一例であり、加硫剤を使用する必要がない。

例５
高粘度シーラントと低粘度シーラントの貯蔵弾性率の範囲
表１１と１２は異なる範囲の高粘度シーラントと低粘度シーラントを用いたタイヤ試験を示す。加熱後のＧ’値はシーラントの粘度に関係がある。表１１と表１２に８つの試験項目が記載されている。高粘度シーラントの場合、Ｇ’値は０．４０５〜０．１３４Ｍｐａの範囲にあり、低粘度シーラントの場合、Ｇ’値は０．１９６〜０．０５６Ｍｐａの範囲にある。表に示すように、温度が３５℃の場合、高粘度シーラントのＧ’値は０．５〜０．１Ｍｐａの範囲にある。この種の材料は、過酸化物又は加硫剤を必要とせずに製造することができる。温度が３５℃の場合，低粘度シーラントのＧ’値は０．３〜０．０２Ｍｐａの範囲にある。この種の材料は他の方法では加工し難しいので、過酸化物を使用して前駆体から生成するしかない。

過酸化物活性剤を用いてブチルゴムを低分子量ゴムに分解することができる。しかし、使用する活性剤は室温で安定性を保つものでなければならない。また、この活性剤は１５０℃のタイヤ硬化温度で分解することができるものでなければならない。言い換えれば、５０〜１４０℃の温度範囲内で自己加速分解温度（ＳＡＤＴ）を有する、１又は複数の過酸化物活性物を使用することができる。以下はこのような活性剤の例である。

表１３と表１４にシーラント前駆体成分を示す。

以上より分かるように、本発明は米国特許第８，３８７，６７２号（Ｍａｊｕｍｄａｒ）等のタイヤパンク封止技術の改良である。対比すると、本発明は非織物繊維層をシーラントの“キャリア”として使用せず、必要としない。代わりに、単なるシーラント層を使用し、非織物のキャリア層を使用する必要がない。

本発明の上述した実施例は例示及び説明するために示したものである。これらの説明及び実施例は、本発明を精密に開示した形式に網羅されるものでも限定されるものではなく、上述した開示に照らして、様々な変形及び修正が可能である。本発明の原理及びその実際の応用をよりよく説明するために、これらの実施例を選定して説明しており、それにより本分野の他の当業者が本発明を様々な実施例においてよりよく実施でき、且つ意図する特定の使用に適した様々な修正を行うことができる。

図６に示すように，本発明の一実施例においては、インナーライナ１０８の内側にシーラント層を用い、低弾性シーラントの薄いカバー層１００で保護する。パンク発生時に、高粘度層１０２と低粘度層１０１のシーラントが刺し穴３００に流れ込む。これによりシーラントプラグ２０２が生じ、タイヤの空気抜けが防止される。さらに、温度及び刺し穴の直径によっては、カバー層１００が延びて永久的に大きいタイヤ刺し穴を防ぐことができる。

Claims (20)

1. 内蔵式シーラント層付のタイヤであって、
   タイヤを支えるカーカスであって、１又は複数のプライ層、１の外環状トレッド及び放射状の内層を含むもの、
   一対のビード、
   側壁であって，トレッド部分のアキシャル方向軸外縁から半径方向内方に延び、各前記ビードに接続するもの、及び
   シーラントであって、シーラント外層及びシーラント内層を含み、前記シーラント外層と前記シーラント内層は前記カーカスの前記内層から内部へ設けられるものを含み、
   前記シーラント内層と前記シーラント外層は粘度が異なり、
   前記シーラントはタイヤのパンクに対して自己封止性能を有するタイヤ。
2. 請求項１に記載のタイヤであって、前記シーラント外層の粘度が前記シーラント内層の粘度より高く、前記シーラント内層の粘度が前記シーラント外層の粘度より低いタイヤ。
3. 内蔵式シーラント層付のタイヤであって、
   タイヤを支えるカーカスであって、外環状ゴムトレッド及び内層を有するもの、
   オプションゴムインナーライナであって、前記タイヤを支えるカーカスの前記内層から内方に設けられるもの、及び
   複数の内蔵式シーラントゴム層であって、粘度が異なり、前記タイヤを支えるカーカスから内方に設けられ、前記オプションゴムインナーライナが存在する場合、前記オプションゴムインナーライナから内方に設けられ、最内層のゴムインナーライナが前記内蔵式シーラントゴム層から内方に設けられ、且つ複数の隔てた開口を有し、前記開口が前記シーラント層を貫通して且つ開口幅を規定するものを含むタイヤ。
4. 請求項３に記載のタイヤであって、前記複数の内蔵式シーラントゴム層は粘度が異なり、低粘度シーラント及び高粘度シーラントを含み、前記低粘度シーラントは前記高粘度シーラント層から内方に設けられるタイヤ。
5. 請求項１に記載のタイヤであって、さらにインナーライナ及びカバー層を含み、前記インナーライナは前記タイヤを支えるカーカスの前記内層に取り付けられ、前記シーラント外層と前記シーラント内層は前記インナーライナと前記カバー層の間に設けられるタイヤ。
6. 請求項５に記載のタイヤであって、さらにガス透過層を含み、前記ガス透過層は前記シーラント層と前記インナーライナの間に設けられ、全部の開口をカバーするタイヤ。
7. 請求項５に記載のタイヤであって、前記カバー層は０．５ＭＰａ〜２．５Ｍｐａの１００％モジュラスを有するタイヤ。
8. 請求項５に記載のタイヤであって、前記カバー層は１．２ＭＰａ〜１．９Ｍｐａの１００％モジュラスを有するタイヤ。
9. 請求項２に記載のタイヤであって、前記高粘度シーラントは、温度が３５℃でＧ’値が０．５ＭＰａ〜０．１Ｍｐａの間にあり、いかなる過酸化物又は加硫剤を必要とせずに製造可能であるタイヤ。
10. 請求項２に記載のタイヤであって、前記高粘度シーラントは、温度が３５℃でＧ’値が０．５ＭＰａ〜０．１Ｍｐａの間にあり、１種類の過酸化物又は加硫剤を使用するだけで製造可能であるタイヤ。
11. 請求項２に記載のタイヤであって、前記低粘度シーラントは、温度が３５℃でＧ’値が０．３ＭＰａ〜０．０２Ｍｐａの間にあり、過酸化物を用いて前駆体から生成可能であるタイヤ。
12. 請求項２に記載のタイヤであって、前記低粘度シーラントの主要成分はブチルゴム、臭素化イソブテン−イソプレン共重合体及び両者の組み合わせのグループから選定され、前記低粘度シーラントのムーニー粘度（ＭＬ（１＋８）１２５℃）が５〜２５ＭＵの範囲にあるタイヤ。
13. 請求項２に記載のタイヤであって、前記高粘度シーラントの主要成分はブチルゴム、臭素化イソブテン−イソプレン共重合体及び両者の組み合わせの群から選択され、前記高粘度シーラントのムーニー粘度（ＭＬ（１＋８）１２５℃）が低粘度シーラントより高く、２５〜６０ＭＵの範囲にあるタイヤ。
14. 請求項８に記載のタイヤであって、前記高粘度シーラント層はブタジエンゴム、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム及び上記三種類の混合物の群から選択されたエラストマを用いて直接に配合して作ることができるタイヤ。
15. 請求項１に記載のタイヤであって、前記２又は複数のシーラント層は過酸化物で形成され、過酸化物のＳＡＤＴが５０〜１４０℃の範囲にあるタイヤ。
16. 請求項１に記載のタイヤであって、前記シーラントは分解されたブチルゴムを含むタイヤ。
17. 請求項１に記載のタイヤであって、前記シーラントは２又は複数の平行した環状の帯状体に分れているタイヤ。
18. 請求項１７に記載のタイヤであって、前記２又は複数の平行した環状の帯状体ドは４つの帯状体を含むタイヤ。
19. タイヤの製造方法であって、
    生タイヤを成型する、
    シーラント前駆体を加え、前記生タイヤに１又は複数の前駆体層及び１種類又は多種類の過酸化物を塗布する、及び
    前記生タイヤを硫化する工程を含み、
    前記生タイマの硫化の際に，前記１又は複数のシーラント前駆体層が分解されてシーラント層が生成され、前記シーラント層の主要成分は主にブチルゴムを含む方法。
20. 請求項１８に記載の方法であって、前記シーラント前駆体層のムーニー粘度（ＭＬ（１＋８）１２５℃）が３０〜６０ＭＵの範囲にある方法。