JP2020045470A - タイヤ用インナーライナーおよび空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、また、前記タイヤ用インナーライナーを含む空気入りタイヤである。
[1]熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂成分とエラストマー成分からなる熱可塑性エラストマー組成物を含む材料からなるタイヤ用インナーライナーであって、前記材料の0℃における動的貯蔵弾性率に対する60℃における動的貯蔵弾性率の比が0.01〜0.3であることを特徴とするタイヤ用インナーライナー。
[2]前記材料の30℃における動的貯蔵弾性率E′(30℃)と60℃における動的貯蔵弾性率E′(60℃)が式(1)
(log10E′(60℃)−log10E′(30℃))/(60−30)<−0.015 ・・・ (1)
を満足することを特徴とする[1]に記載のタイヤ用インナーライナー。
[3]熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂成分が変性エチレン−ビニルアルコール共重合体であることを特徴とする[1]または[2]に記載のタイヤ用インナーライナー。
[4]変性エチレン−ビニルアルコール共重合体がポリエステル変性エチレン−ビニルアルコール共重合体であることを特徴とする[3]に記載のタイヤ用インナーライナー。
[5]熱可塑性エラストマー組成物が連続相と分散相からなり、熱可塑性樹脂成分が連続相を形成し、エラストマー成分が分散相を形成していることを特徴とする[1]〜[4]のいずれかに記載のタイヤ用インナーライナー。
[6]前記材料が、さらに、変性エチレン−ビニルアルコール共重合体の23℃における弾性率より高い23℃における弾性率および170℃以上の融点を有する第二の熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマーを含むことを特徴とする[3]〜[5]のいずれかに記載のタイヤ用インナーライナー。
[7]第二の熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマーが、ポリエステル樹脂またはポリエステルエラストマーであることを特徴とする[6]に記載のタイヤ用インナーライナー。
[8][1]〜[7]のいずれかに記載のタイヤ用インナーライナーを含む空気入りタイヤ。
動的貯蔵弾性率を以下「E′」ともいう。0℃における動的貯蔵弾性率を以下「E′(0℃)」ともいう。60℃における動的貯蔵弾性率を以下「E′(60℃)」ともいう。したがって、0℃における動的貯蔵弾性率に対する60℃における動的貯蔵弾性率の比は、E′(60℃)/E′(0℃)と表すことができる。
E′(60℃)/E′(0℃)は、好ましくは0.02〜0.28であり、より好ましくは0.03〜0.25である。E′(60℃)/E′(0℃)が小さすぎると、タイヤ走行時にインナーライナーが柔軟化しすぎることで、走行安定性が悪化する。E′(60℃)/E′(0℃)が大きすぎると、タイヤ走行時にインナーライナーが柔軟化しにくく、転がり抵抗を低減する効果が得られにくい。
動的貯蔵弾性率は、JIS K7198に記載の方法に準拠して求めることができる。具体的には、試料に初期伸張を加えた上で、加振機により周期的振動である正弦波の動歪を与え、その際の応力と変位を測定することで複素弾性率を求め、その実数部の定数として求めることができる。本発明においては、初期伸張5%、周波数20Hz、動歪0.1%にて雰囲気温度を−80℃から160℃の範囲で測定を行った。
(log10E′(60℃)−log10E′(30℃))/(60−30)<−0.015 (1)
を満足することが好ましい。より好ましくは、
−0.100<(log10E′(60℃)−log10E′(30℃))/(60−30)<−0.018 (2)
であり、さらに好ましくは、
−0.070<(log10E′(60℃)−log10E′(30℃))/(60−30)<−0.020 (3)
である。
(log10E′(60℃)−log10E′(30℃))/(60−30)の値は、動的貯蔵弾性率E′の常用対数(log10E′)の温度依存性曲線の30℃〜60℃の勾配にほぼ相当する。
(log10E′(60℃)−log10E′(30℃))/(60−30)の値が大きすぎると(勾配が小さすぎると)、タイヤ走行時の転がり抵抗を低減する効果が小さく、小さすぎると(勾配が大きすぎると)、タイヤ走行時の安定性が低下する。
これらのラクトン類は、2種以上組み合わせて使用することができる。
ジエン系ゴムおよびその水添物としては、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、エポキシ化天然ゴム、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)(高シスBRおよび低シスBR)、アクリルニトリルブタジエンゴム(NBR)、水素化NBR、水素化SBRなどが挙げられる。
オレフィン系ゴムとしては、エチレンプロピレンゴム(EPM)、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、マレイン酸変性エチレンプロピレンゴム(M−EPM)、無水マレイン酸変性エチレン−α−オレフィン共重合体、エチレン−グリシジルメタクリレート共重合体、無水マレイン酸変性エチレン−エチルアクリレート共重合体(変性EEA)、ブチルゴム(IIR)、イソブチレンと芳香族ビニルまたはジエン系モノマー共重合体、アクリルゴム(ACM)、アイオノマーなどが挙げられる。
含ハロゲンゴムとしては、臭素化ブチルゴム(Br−IIR)や塩素化ブチルゴム(Cl−IIR)などのハロゲン化ブチルゴム、ハロゲン化イソモノオレフィン−p−アルキルスチレン共重合体(たとえば臭素化イソブチレン−p−メチルスチレン共重合体(BIMS))、ハロゲン化イソブチレン−イソプレン共重合ゴム、クロロプレンゴム(CR)、ヒドリンゴム(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)などが挙げられる。
シリコーンゴムとしては、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などが挙げられる。含イオウゴムとしては、ポリスルフィドゴムなどが挙げられる。フッ素ゴムとしては、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、含フッ素シリコーン系ゴム、含フッ素ホスファゼン系ゴムなどが挙げられる。
なかでも、ハロゲン化イソモノオレフィン−p−アルキルスチレン共重合体、無水マレイン酸変性エチレン−α−オレフィン共重合体、エチレン−グリシジルメタクリレート共重合体、無水マレイン酸変性エチレン−エチルアクリレート共重合体が、空気遮断性の観点から、好ましい。
変性エチレン−ビニルアルコール共重合体の23℃における弾性率より高い23℃における弾性率および170℃以上の融点を有する第二の熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマーを含めることにより、インナーライナーに耐熱性を付与することができる。
弾性率は、JIS K6251「加硫ゴムの引張試験方法」に準じて得られた応力−ひずみ曲線の初期ひずみ領域の曲線に接線を引き、その接線の傾きより求めることができ、本発明における弾性率は引張弾性率のことを指す。
エポキシ基含有エラストマーとは、エポキシ基を有するエラストマーをいう。
エポキシ基含有エラストマーを構成するエラストマーとしては、特に限定するものではないが、エチレン−α−オレフィン共重合体、エチレン−不飽和カルボン酸共重合体、エチレン−不飽和カルボン酸エステル共重合体などが挙げられる。すなわち、エポキシ基含有エラストマーは、好ましくは、エポキシ基を有するエチレン−α−オレフィン共重合体、エポキシ基を有するエチレン−不飽和カルボン酸共重合体、エポキシ基を有するエチレン−不飽和カルボン酸エステル共重合体である。エチレン−α−オレフィン共重合体としては、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン共重合体、エチレン−ヘキセン共重合体、エチレン−オクテン共重合体などが挙げられる。エチレン−不飽和カルボン酸共重合体としては、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体などが挙げられる。エチレン−不飽和カルボン酸エステル共重合体としては、エチレン−アクリル酸メチル共重合体、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−メタクリル酸エチル共重合体などが挙げられる。
本発明の空気入りタイヤは、常法により製造することができる。たとえば、本発明のタイヤ用インナーライナーまたは本発明のタイヤ用インナーライナーとゴム組成物との積層体を、タイヤ成形用ドラムの上に置き、その上に未加硫ゴムからなるカーカス層、ベルト層、トレッド層等の通常のタイヤ製造に用いられる部材を順次貼り重ね、成形後、ドラムを抜き去ってグリーンタイヤとし、次いで、このグリーンタイヤを常法に従って加熱加硫することにより、空気入りタイヤを製造することができる。
以下の実施例および比較例において使用した原料は次のとおりである。
EVOH: 日本合成化学工業株式会社製エチレン−ビニルアルコール共重合体「ソアノール」(登録商標)H4815B(23℃における弾性率:1900MPa、融点:158℃)
ナイロン6/66: 宇部興産株式会社製ポリアミド6/66共重合体「UBEナイロン」(登録商標)5023B(23℃における弾性率:1000MPa、融点:195℃)
変性EVOH(1): 日本合成化学工業株式会社製「ソアノール」(登録商標)SG743(脂肪族ポリエステル変性エチレン−ビニルアルコール共重合体、低変性品、23℃における弾性率:350MPa、融点:110℃)
変性EVOH(2): 日本合成化学工業株式会社製「ソアノール」(登録商標)SG931(脂肪族ポリエステル変性エチレン−ビニルアルコール共重合体、高変性品、23℃における弾性率:150MPa、融点:95℃)
PBT樹脂: 三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製「ノバデュラン」(登録商標)5010R5(ポリブチレンテレフタレート樹脂、23℃における弾性率:2600MPa、融点:224℃)
PBTエラストマー: 東洋紡株式会社製「ペルプレン」(登録商標)E450B(ハードセグメントがポリブチレンテレフタレート、ソフトセグメントがポリエーテルの共重合体、23℃における弾性率:1020MPa、融点:222℃)
酸変性エラストマー: 三井化学株式会社製「タフマー」(登録商標)MH7020(無水マレイン酸変性エチレン−1−ブテン共重合体、23℃における弾性率:15MPa)
エポキシ基含有エラストマー: 住友化学株式会社製「BONDFAST」(登録商標)2C(グリシジルメタクリレート含有率が6質量%のエチレン−グリシジルメタクリレート共重合体、23℃における弾性率:140MPa)
表1および表2に示す配合にて原料を、ポリマー成分のうち最も融点の高い原料の融点より20℃高いシリンダー温度に設定した二軸混練押出機(株式会社日本製鋼所製)に導入し、滞留時間約3〜6分間に設定された混練ゾーンに搬送して溶融混練し、溶融混練物を吐出口に取り付けられたダイからストランド状に押出した。得られたストランド状押出物を樹脂用ペレタイザーでペレット化し、ペレット状の材料を得た。
(2)の手順で調製したペレット状の材料を200mm幅T型ダイス付40mmφ単軸押出機(株式会社プラ技研)を用いて、シリンダーおよびダイスの温度を材料中の最も融点の高い原料の融点+10℃に設定し、冷却ロール温度50℃、引き取り速度1m/minの押出条件で、平均厚み1mmのシートに成形した。
得られたシートを用いて、幅5mm、長さ60mmの短冊状に切り出し、東洋精機製作所製粘弾性スペクトロメータを用い、静的歪み5%、動的歪み±0.1%、周波数20Hz、温度−80℃〜160℃の範囲で動的貯蔵弾性率E′を測定した。
0℃における動的貯蔵弾性率に対する60℃における動的貯蔵弾性率の比すなわちE′(60℃)/E′(0℃)を求めた。その比を表1および表2に示す。その比が0.01〜0.3であれば、タイヤの転がり抵抗の低減に効果が見られた。
(log10E′(60℃)−log10E′(30℃))/(60−30)の値を算出した。算出した値を表1および表2に示す。その値が−0.015よりも小さければ、タイヤの転がり抵抗の低減に効果が見られた。
(2)の手順で調製したペレット状の材料を550mm幅T型ダイス付40mmφ単軸押出機(株式会社プラ技研)を用いて、シリンダーおよびダイスの温度を材料中の最も融点の高い原料の融点+10℃に設定し、冷却ロール温度50℃、引き取り速度4m/minの押出条件で、平均厚み0.05mmのフィルムに成形した。
(4)の手順で得られたフィルムをタイヤ最内面に配置しグリーンタイヤを作製後、180℃に設定された金型に挿入し、常法によって加硫を行いラジアルタイヤ195/65R15を作製した。
作製したタイヤについて、ドラム径1707mm、荷重2725kgf、速度50km/hr時の抵抗力を測定し、転がり抵抗とした。比較例1における転がり抵抗を100とした指数で表示し、100以上を効果なし、98以上100未満を可、95以上98未満を良、95未満を優と等級分けし、可、良、優は転がり抵抗低減効果があると判定した。測定値(指数)を表1および表2に示す。
Claims (8)
- 熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂成分とエラストマー成分からなる熱可塑性エラストマー組成物を含む材料からなるタイヤ用インナーライナーであって、前記材料の0℃における動的貯蔵弾性率に対する60℃における動的貯蔵弾性率の比が0.01〜0.3であることを特徴とするタイヤ用インナーライナー。
- 前記材料の30℃における動的貯蔵弾性率E′(30℃)と60℃における動的貯蔵弾性率E′(60℃)が式(1)
(log10E′(60℃)−log10E′(30℃))/(60−30)<−0.015 ・・・ (1)
を満足することを特徴とする請求項1に記載のタイヤ用インナーライナー。 - 熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂成分が変性エチレン−ビニルアルコール共重合体であることを特徴とする請求項1または2に記載のタイヤ用インナーライナー。
- 変性エチレン−ビニルアルコール共重合体がポリエステル変性エチレン−ビニルアルコール共重合体であることを特徴とする請求項3に記載のタイヤ用インナーライナー。
- 熱可塑性エラストマー組成物が連続相と分散相からなり、熱可塑性樹脂成分が連続相を形成し、エラストマー成分が分散相を形成していることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のタイヤ用インナーライナー。
- 前記材料が、さらに、変性エチレン−ビニルアルコール共重合体の23℃における弾性率より高い23℃における弾性率および170℃以上の融点を有する第二の熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマーを含むことを特徴とする請求項3〜5のいずれか1項に記載のタイヤ用インナーライナー。
- 第二の熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマーが、ポリエステル樹脂またはポリエステルエラストマーであることを特徴とする請求項6に記載のタイヤ用インナーライナー。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載のタイヤ用インナーライナーを含む空気入りタイヤ。
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