JP3970129B2

JP3970129B2 - 空気入りタイヤ及びその製造方法

Info

Publication number: JP3970129B2
Application number: JP2002242363A
Authority: JP
Inventors: 崇之福富; 巧関口; 一誠中北; 充内藤; 弘二渡部; 勇一小林; 聡牧野; 直哉宮脇
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2001-09-14
Filing date: 2002-08-22
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2022-08-22
Also published as: JP2003159917A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気入りタイヤ及びその製造方法に関し、更に詳しくは、タイヤ内面に自己シール性の粘着性シーラント層を有する空気入りタイヤ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、走行中に釘等を踏んだときのタイヤのパンク対策として、(1) タイヤ内部に剛性部を内挿しておくランフラットタイヤ、(2) パンクしたときエアバルブからタイヤ内に液状修理剤を注入して穴を塞ぐ方法、(3) タイヤ製造時に予めタイヤ内面に粘着性シーラントを積層しておく方法等の提案がある。
【０００３】
しかし、(1) のランフラットタイヤは剛性物により重量が増加し、乗心地も悪化するという問題がある。(2) の修理液を注入する方法は重量化の問題は(1) よりも少ないが、パンク時に運転者が車外に出て注入作業を行わなければならないという問題があった。
【０００４】
これら(1) 、(2) に対し、(3) の方法は、(1) のような重量化が少なく、かつ(2) のようにパンク時に人が注入作業を行わなくても自己シールするという利点がある。
【０００５】
(1) や(2) よりも優れた点を有する(3) の方法としては、特開平５３−５５８０２号公報にポリイソブチレンにパーオキサイドを添加したゴム組成物をタイヤ内面に配置し、これをタイヤ加硫時に熱分解することによって粘着性シーラントを得るようにしたものが提案されている。
【０００６】
しかしながら、ポリイソブチレンをパーオキサイドで熱分解して得られる粘着性シーラントは、流動性が大きいためタイヤ内面に配置したときに、厚さが変化して均一にならず、薄い部分でシール性が悪化するという問題があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ポリイソブチレンとパーオキサイドとの組成物の熱処理から粘着性シーラントを形成する方法において、粘着性シーラント層の厚さの均一化を可能にし、優れたパンク防止性能を有する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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の空気入りタイヤは、ポリイソブチレンを５０ｗｔ％以上含有するゴム成分１００重量部に対しパーオキサイドを０．２〜２０重量部配合したゴム組成物の熱処理から得られる粘着性シーラント層を、該粘着性シーラント層の少なくとも片側にポリエステル系樹脂、ナイロン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂からなる群から選ばれた少なくとも１種から構成される熱可塑性樹脂フィルムを配置してタイヤ内面の少なくともトレッド部に対応する領域に配置し、前記ポリイソブチレンの分解ポリマーからなる粘着性シーラントと前記熱可塑性樹脂フィルムとの結合により該粘着性シーラントの流動を拘束するようにしたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の空気入りタイヤの製造方法は、ポリイソブチレンを５０ｗｔ％以上含有するゴム成分１００重量部に対しパーオキサイドを０．２〜２０重量部配合したゴム組成物を、該ゴム組成物の少なくとも片側にポリエステル系樹脂、ナイロン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂からなる群から選ばれた少なくとも１種から構成される熱可塑性樹脂フィルムを配置して未加硫タイヤの少なくともトレッド部に対応する領域の内面に配置し、該未加硫タイヤの加硫時に前記ゴム組成物を熱処理することにより粘着性シーラント層を形成することを特徴とする。
【００１０】
このように、ポリイソブチレンを含有するゴム成分とパーオキサイドからなるゴム組成物を加熱処理により反応させて粘着性シーラントを形成するとき、熱可塑性樹脂フィルムを少なくとも片側に配置したため、ポリイソブチレンの分解ポリマー（粘着性シーラント）の一部が熱可塑性樹脂フィルムの表面と結合し、表面全体に均一に分布するため、粘着性シーラントの流動性が抑制されてタイヤ内面に均一に保持される。従って、粘着性シーラント層の薄い部分から生ずるシール性不良はなくなり、パンク防止性能を向上することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
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。
【００１２】
図１は本発明の空気入りタイヤの一例であり、子午線半断面を示している。１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。タイヤ内側にはカーカス層４が配置され、その両端部が左右一対のビードコア５, ５間に装架されている。トレッド部１におけるカーカス層４の外周には、ベルト層６が設けられ、カーカス層４の内側にはインナーライナー７が配置されている。インナーライナー７のトレッド部に対応する位置の内側に粘着性シーラント層８が配置され、粘着性シーラント層８のさらに内側に熱可塑性樹脂フィルム１０が配置されている。
【００１３】
インナーライナー７は、一般には非通気性に優れたブチルゴムが使用されるが、熱可塑性樹脂フィルムを使用してもよく、特に熱可塑性樹脂とエラストマーとの混合組成物からなるフィルムを使うとよい。
【００１４】
このような構成の空気入りタイヤの製造方法は、通常の空気入りタイヤの製造工程において、未加硫タイヤ内面にポリイソブチレンを主成分とするゴム成分にパーオキサイドを配合したゴム組成物を配置し、さらにその内面に熱可塑性樹脂フィルムを配置する。このように成形した未加硫タイヤを加熱加硫することにより、上記ゴム組成物が熱分解して粘着性シーラント層を形成する。熱可塑性樹脂フィルムとしては、上記ゴム組成物のタイヤ内側のほか、インナーライナーとの間に配置するようにしてもよい。
【００１５】
このように、未加硫タイヤの内面に上記構成のゴム組成物を、このゴム組成物の少なくとも片面に熱可塑性樹脂フィルムを配置した状態にして配置し、該未加硫タイヤの加硫時に加熱すると、加硫時の熱でパーオキサイドが分解してラジカルが発生し、そのラジカルによりポリイソブチレンが分解する。この分解によって生成した分解ポリマー（粘着性シーラント）の中で熱可塑性樹脂フィルム表面と接するものが、熱可塑性樹脂フィルムと結合し、その表面に均一に分布するため、粘着性ポリマーの流動が拘束される。この流動を拘束された粘着性シーラントは熱可塑性樹脂フィルムと結合していない粘着性シーラントの流動性も抑制するため、粘着性シーラントをタイヤ内面全体に均一に保持するようになる。
【００１６】
本発明の空気入りタイヤは、このようにして得られるため、厚さが均一な粘着性シーラント層を形成することにより、厚さ不足によるシール不良を起こすことがなくなり、優れたパンク防止性能を有する。
【００１７】
上記構成の空気入りタイヤによるパンクレス効果は、次のようにして得られる。図２に示すように、釘９がトレッド部１からインナーライナー７を経てタイヤ内側の粘着性シーラント層８まで貫通した場合、熱可塑性樹脂フィルム１０がテント状に浮き上がると共に、内面の粘着性シーラント層８が、釘９に密着するようにまとわりついてシールするため空気が漏出することはない。また、高速走行により遠心力で釘９が抜けるときは、釘９の周囲にまとわりついた粘着性シーラント層８がトレッド部１の貫通穴にひきずり込まれてシールするため空気漏れを起こすことはない。
【００１８】
本発明において、粘着性シーラントを生成するために使用するゴム組成物中のゴム成分としては、ポリイソブチレンを５０ｗｔ％以上含有することが必要である。ポリイソブチレンが、ゴム成分中の５０ｗｔ％より少ないと、上記高粘度の分解ポリマーの生成量が少な過ぎて、パンク防止効果を十分に発揮することができない。また、ポリイソブチレンのかわりにイソプレン含有イソブチレンゴムを用いて、イソブチレン含有量を５０ｗｔ％以上に調整してもよい。
【００１９】
また、ゴム組成物中のパーオキサイドは、上記ゴム成分１００重量部に対し０．２〜２０重量部、より好ましくは０．２〜１０重量部配合することが必要である。
【００２０】
パーオキサイドの添加量がポリイソブチレンを含有するゴム成分１００重量部に対して、０．２重量部より少ない場合には、ポリイソブチレン等のパーオキサイド分解質のポリマーが十分に分解されないため、パンク防止効果を十分に発揮することができない。また、２０重量部を超えると、添加量が多すぎるため分解が進行し過ぎて、粘着性組成物の粘度が低くなり過ぎ、パンク防止効果が十分に得られない。
【００２１】
尚、上記ゴム成分に配合できるその他のゴム成分としては、タイヤに使用可能なものであれば特に限定されない。例えば、ブチルゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、天然ゴムを挙げることができる。
【００２２】
パーオキサイドとしては、アシルパーオキサイド類（例えば、ベンゾイルパーオキサイド、Ｐ−クロロベンゾイルパーオキサイド）、ケトンパーオキサイド類（例えば、メチルエチルケトンパーオキサイド）、パーオキシエステル類（例えば，ｔ−ブチルパーオキシアセテート、ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、ｔ−ブチルパーオキシフタレート）、アルキルパーオキサイド類（例えば、ジクミルパーオキサイド、ジ−ｔ−ブチルパーオキシベンゾエート、１，３−ビス（ｔ−ブチルパーオキシイソプロピル）ベンゼン）、ハイドロパーオキサイド類（例えば、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド）等が使用できる。
【００２３】
また、粘着性シーラント層の厚さは、１〜４ｍｍであることが好ましい。１ｍｍより薄いと、パンク防止効果が低減し、４ｍｍより厚いと、タイヤ重量が増加するため好ましくない。
【００２４】
本発明で粘着性シーラントの生成に使用する、ゴム組成物には、必要に応じて、パーオキサイドによるポリマーの分解を促進するためナフテン酸コバルトのような触媒を添加したり、カーボンブラック、シリカ等の無機充填剤を添加したり、ポリブテンのような粘着剤を添加したり、芳香族系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル、パラフィン系プロセスオイル等の可塑剤を添加してもよい。但し、クレーはパーオキサイドの分解を妨げるので好ましくない。
【００２５】
熱可塑性樹脂フィルムは粘着性シーラント層のタイヤ径方向内側および外側のいずれに配置されてもよく、或いは両方に配置してもよい。しかし、より好ましくは、内側に配置されるのがよい。熱可塑性脂フィルムが内側に配置されない場合は、粘着性シーラント層がタイヤ内面に露出するため、タイヤを車両に取り付けたり、取り外したりするときに粘着性シーラント層に直接触れることがあり作業性を低下させる恐れがあるからである。
【００２６】
また、熱可塑性樹脂フィルムを粘着性シーラント層の両側に配置した場合は、粘着性シーラントを両側から拘束することができ、いっそう厚さの均一性を向上する。更に、熱可塑性樹脂フィルムの表面に凹凸を付与し、粘着性シーラントとの接触面積を増加させると、より効果的である。
【００２７】
本発明に使用する熱可塑性樹脂フィルムは、インナーライナーに熱可塑性樹脂フィルムを使用することにより兼用させるようにしてもよい。インナーライナーを熱可塑性樹脂フィルムとした場合には、ブチルゴムを主成分とする従来のインナーライナーと比較してタイヤを軽量化することができる。
【００２８】
本発明で使用される熱可塑性樹脂フィルムを構成する樹脂としては、樹脂単独だけでもよいが、エラストマ−を不連続相となるように配合した樹脂組成物であってもよい。樹脂としては、例えば、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、ポリブチレンナフタレート〕、ナイロン系樹脂（例えば、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン４６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン６／６６共重合体、ナイロン６／６６／６１０共重合体、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）、ポリオレフィン系樹脂（例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン）が挙げられ、これらを単独で使用してもよいし、さらにこれら樹脂から複数を選択して混合したものでもよい。
【００２９】
熱可塑性樹脂のマトリックス中に分散させるエラストマ−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、マレイン酸変性エチレンプロピレンゴム、ブチルゴム、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、アイオノマー、含ハロゲンゴム（例えばＢｒ−ブチルゴム、Ｃｌ−ブチルゴム、イソブチレンパラメチルスチレン共重合体の臭素化物、クロロプレンゴム、ヒドリンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、マレイン酸変性塩素化ポリエチレン）、シリコンゴム（例えば、メチルビニルシリコンゴム、ジメチルシリコンゴム、メチルフェニルビニルシリコンゴム）、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−、オレフィン系エラストマ−、ポリエステル系エラストマ−、ウレタン系エラストマ−、ポリアミド系エラストマ−）などを挙げることができる。
【００３０】
本発明で使用する熱可塑性樹脂フィルムの厚さは０．０５〜０．３ｍｍである。０．０５ｍｍより薄いと、フィルムの強度が低下し破損し易くなるため好ましくない。０．３ｍｍより厚いと、フィルムの重量が大きくなり過ぎるため、タイヤの重量が増加するため好ましくない。フィルム表面に凹凸を付与する場合は、凹凸による段差を０〜０．２５ｍｍの範囲にすることが好ましい。凹凸を設けた場合において、フィルム最薄部の厚さが０．０５ｍｍより小さくなると、タイヤ走行中にフィルムが破断する恐れがある。
【００３１】
本発明は図で例示した空気入りラジアルタイヤに限定されるものでなく、空気入りバイアスタイヤについて同様に適用することができる。
【００３２】
【実施例】
実施例１, ２、比較例１
タイヤサイズを２０５／６５Ｒ１５で共通にし、下記組成のゴム組成物から粘着性シーラントを形成するに当り、熱可塑性樹脂フィルムの併用を表１のように異ならせた３種類の空気入りラジアルタイヤ（実施例１，２、比較例１）を製作した。
【００３３】

これら３種類のタイヤについて、タイヤ内面を切断観察することにより粘着性シーラント層の厚みの均一性を評価した。結果を表１に示す。
【００３４】
【表１】

表１から明かなように、本発明の構成からなる実施例１、２のタイヤは、粘着性シーラント層の厚みの均一性に優れていることがわかる。
【００３５】
【発明の効果】
上述したように本発明の空気入りタイヤ及びその製造方法によれば、ポリイソブチレンを含有するゴム成分とパーオキサイドからなるゴム組成物を加熱処理により反応させて粘着性シーラント層を形成するとき、ポリエステル系樹脂、ナイロン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂からなる群から選ばれた少なくとも１種から構成される熱可塑性樹脂フィルムを少なくとも片側に配置したため、ポリイソブチレンの分解ポリマー（粘着性シーラント）の一部が熱可塑性樹脂フィルムの表面と結合し、表面全体に均一に分布するため、粘着性シーラントの流動性が抑制されてタイヤ内面に均一に保持される。従って、粘着性シーラント層の薄い部分から生ずるシール性不良はなくなり、パンク防止性能を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気入りタイヤの子午線半断面図である。
【図２】図１の空気入りタイヤに釘が刺さった状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１トレッド部
２サイドウォール部
３ビード部
４カーカス層
５ビードコア
６ベルト層
７インナーライナー
８粘着性シーラント層
１０熱可塑性樹脂フィルム

Claims

ポリイソブチレンを５０ｗｔ％以上含有するゴム成分１００重量部に対しパーオキサイドを０．２〜２０重量部配合したゴム組成物の熱処理から得られる粘着性シーラント層を、該粘着性シーラント層の少なくとも片側にポリエステル系樹脂、ナイロン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂からなる群から選ばれた少なくとも１種から構成される熱可塑性樹脂フィルムを配置してタイヤ内面の少なくともトレッド部に対応する領域に配置し、前記ポリイソブチレンの分解ポリマーからなる粘着性シーラントと前記熱可塑性樹脂フィルムとの結合により該粘着性シーラントの流動を拘束するようにした空気入りタイヤ。
前記熱可塑性樹脂フィルムを前記粘着性シーラント層の内面側に配置した請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記熱可塑性樹脂フィルムが熱可塑性樹脂とエラストマ−との配合物からなる請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
前記熱可塑性樹脂フィルムの厚さが０. ０５〜０．３ｍｍである請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
前記熱可塑性樹脂フィルムの前記粘着性シーラント層と接触する側の表面に凹凸を付与した請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
ポリイソブチレンを５０ｗｔ％以上含有するゴム成分１００重量部に対しパーオキサイドを０．２〜２０重量部配合したゴム組成物を、該ゴム組成物の少なくとも片側にポリエステル系樹脂、ナイロン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂からなる群から選ばれた少なくとも１種から構成される熱可塑性樹脂フィルムを配置して未加硫タイヤの少なくともトレッド部に対応する領域の内面に配置し、該未加硫タイヤの加硫時に前記ゴム組成物を熱処理することにより粘着性シーラント層を形成する空気入りタイヤの製造方法。
前記熱可塑性樹脂フィルムの前記粘着性シーラント層と接触する側の表面に凹凸を付与した請求項６に記載の空気入りタイヤの製造方法。
前記ポリイソブチレンの分解ポリマーからなる粘着性シーラントと前記熱可塑性樹脂フィルムとの結合により該粘着性シーラントの流動を拘束するようにした請求項６又は７に記載の空気入りタイヤの製造方法。