JP4235031B2

JP4235031B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP4235031B2
Application number: JP2003143883A
Authority: JP
Inventors: 康久皆川
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2003-05-21
Filing date: 2003-05-21
Publication date: 2009-03-04
Anticipated expiration: 2023-05-21
Also published as: JP2004345470A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気入りタイヤに関する。詳細には、タイヤの最内面に空気を透過しにくい被覆層を有する空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、タイヤの軽量化や空気透過量の低減を目的として、ゴム成分に無機充填剤を配合し、空気透過量を低減させる方法が数多く提案されている（特許文献１参照）。また、タイヤ内面を被覆する樹脂に充填剤を配合し、空気透過量を低減させる方法も報告されている（特許文献２参照）。
【０００３】
しかしながら、これらの方法によると、ゴムより硬く、延びの小さい樹脂などによってゴム表面を覆うため、どうしてもタイヤの走行時などのゴムの伸縮運動により割れを発生するという欠点があった。
【０００４】
【特許文献１】
特開平２００２−１０３４６９号公報
【特許文献２】
特開２００２−１２００２号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、タイヤの最内面に、空気透過量が少なく、かつタイヤ走行時に発生する割れを抑制する被覆層を設けた空気入りタイヤの提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、タイヤの最内面が、ポリエステルメラミン樹脂および鱗片状フィラーからなる組成物により被覆された空気入りタイヤに関する。
前記鱗片状フィラーの平均粒子径は、９〜１５μｍであることが好ましい。
前記鱗片状フィラーは、酸化チタンコーティングマイカであることが好ましい。
前記鱗片状フィラーの配合量は、前記ポリエステルメラミン樹脂１００重量部に対して、５〜２００重量部であることが好ましい。
【０００７】
前記最内面が、インナーライナーの内面またはカーカス層の内面であることが好ましい。
【０００８】
前記鱗片状フィラーが、シリカまたはアルミニウムであることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の空気入りタイヤは、タイヤの最内面、とくにインナーライナーの内面またはカーカス層の内面に、特定の被覆層を有する。
【００１０】
前記被覆層は、樹脂および鱗片状フィラーからなる組成物から構成される。比較的柔軟な樹脂に鱗片状フィラーを配合して、タイヤ内面を被覆することにより、空気透過量を減らすことができる。また、それと同時に、タイヤ走行時のゴムの伸縮運動に追従して、割れの発生を抑制する。さらに、空気を透過しにくいので、従来のタイヤよりも、タイヤ内面のゴム層（インナーライナーなど）を薄くすることができ、それによりタイヤの軽量化が図られ、タイヤの低燃費化にもつながる。
【００１１】
本発明で使用する樹脂としては、具体的には、ポリエステルメラミン樹脂、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ナイロン樹脂、ウレタン樹脂などがあげられる。ここで、樹脂は樹脂そのものだけでなく、ラテックス状態で用いていることができる。
【００１２】
本発明で使用する鱗片状フィラーは、実質的に板状の形をしていればよく、部分的または全体的に曲がったり、ねじれていたりしてもよい。このような鱗片状フィラーとしては、たとえば、シリカ、アルミニウム、ガラス、天然マイカ、モンモリロナイト、合成マイカ、クレーなどがあげられる。ここで、天然マイカは、表面を酸化チタンまたは酸化鉄で被覆されたものを用いることができる。なかでも、鱗片状フィラーとしては、空気透過量の低減効果が大きいという点から、シリカおよびアルミニウムが好ましい。
【００１３】
鱗片状フィラーの平均粒子径は、０．１〜１００μｍであることが好ましく、１〜７０μｍであることがより好ましい。平均粒子径が０．１μｍ未満ではアスペクト比が１０以下となり空気透過量の低減効果が小さくなる傾向がある。また、１００μｍをこえるとスクリーン印刷時にメッシュを通らないことや、被覆層の耐久性が悪化する傾向がある。
【００１４】
鱗片状フィラーの平均厚さは、０．００５〜５μｍであることが好ましく、０．０１〜２μｍであることがより好ましい。平均厚さが０．００５μｍ未満ではフィラー自身の強度が小さくなり、割れやすい傾向がある。また、５μｍをこえるとアスペクト比が２０以下となり空気透過量の低減効果が小さくなる傾向がある。
【００１５】
鱗片状フィラーの平均アスペクト比は、１０〜１０００であることが好ましく、２０〜８００であることがより好ましい。平均アスペクト比が１０未満では空気透過量の低減効果が小さくなる傾向がある。また、１０００をこえるとフィラーの強度が弱くなり、フィラー自身が脆くなる傾向がある。
【００１６】
鱗片状フィラーの配合量は、樹脂１００重量部に対して、５〜２００重量部であることが好ましく、１０〜１５０重量部であることがより好ましい。鱗片状フィラーの配合量が５重量部未満では空気透過量の低減効果が小さくなる傾向がある。また、２００重量部をこえると被覆樹脂が硬くなり、割れやすくなる傾向がある。
【００１７】
被覆層は、樹脂に鱗片状フィラー、必要に応じて溶剤を配合し、スクリーン印刷、グラビヤ印刷、インクジェット印刷などの印刷方法あるいはキャスト法などによって形成することができる。
【００１８】
溶剤としては、具体的には、トルエン、キシレン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、アセトン、水などがあげられる。
【００１９】
印刷後またはキャスト後は、３０〜２００℃で乾燥させることが好ましい。乾燥温度が３０℃未満では乾燥時間が長くなる傾向がある。また、２００℃をこえると樹脂を被覆するゴム層のゴムが劣化する傾向がある。
【００２０】
被覆層の厚さは、０．０１〜１００μｍであることが好ましく、０．５〜５０μｍであることがより好ましい。被覆層の厚さが０．０１μｍ未満では空気透過量の低減効果がほとんどなく、１００μｍをこえるとタイヤの重量が増加し、被覆層の耐久性が低下する傾向がある。
【００２１】
被覆層の空気透過係数は、１．０×１０^-15〜２．０×１０^-10ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ²・秒・ｃｍＨｇであることが好ましく、１．０×１０^-15〜１．０×１０^-10ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ²・秒・ｃｍＨｇであることがより好ましい。空気透過係数が１．０×１０^-15ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ²・秒・ｃｍＨｇ未満では被覆層の柔軟性がなくなり、割れやすくなる傾向がある。また、２．０×１０^-10ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ²・秒・ｃｍＨｇをこえると空気透過量の低減効果がほとんどなくなる傾向がある。
【００２２】
本発明の空気入りタイヤにおいては、インナーライナーまたはカーカス層の内面を前記被覆層で被覆することが好ましい。インナーライナーまたはカーカス層のゴム組成については、とくに制限されず、ゴム成分に、カーボンブラック、軟化剤、老化防止剤、酸化亜鉛、加硫剤、加硫促進剤などの添加剤を配合したものとすることができるが、とくに粘着付与剤を含むゴム組成物が、被覆樹脂との接着性に優れる。また、被覆層を設けることにより、インナーライナー層の厚さを２０％以上低減することができる。
【００２３】
【実施例】
以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
【００２４】
参考例１〜４および比較例１〜２
表１にしたがって、アクリルエマルジョンに鱗片状フィラーを配合して、配合物を得た。この配合物をキャストし、６０℃で３０分間乾燥させて、厚さ約１２μｍのアクリル樹脂フィルムを作製した。
【００２５】
アクリルエマルジョンとしては、日本ゼオン（株）製のＬＸ８６２ＢおよびＬＸ８５７Ｘ２を使用した。
【００２６】
鱗片状フィラーとしては、以下のものを用いた。
アルミニウム：東洋アルミニウム（株）製のＷＪＰ５６６０
（平均粒子径：０．５μｍ）
シリカ：洞海化学工業（株）製のサンラブリーＬＦＳＨＮ−０５０
（粒子径：２〜５μｍ、厚さ０．０１〜５μｍ、平均アスペクト比：１０〜５００）
【００２７】
得られたアクリル樹脂フィルムを以下の評価方法にしたがって、評価した。結果は表１に示す。
【００２８】
（空気透過性）
得られたアクリル樹脂フィルム単体の空気透過性をＡＳＴＭＤ−１４３４−７５Ｍ法に従い、（株）東洋精機製作所製の空気透過率測定装置（ＧＴＲＴＥＳＴＥＲＭ−Ｃ１）を用いて２０℃の温度で測定した。
【００２９】
（柔軟性）
フィルムを繰り返し１００回屈曲させて、被覆層の割れについて確認し、柔軟性の評価を行った。
【００３０】
また、得られた配合物をタイヤ内面に塗布し、乾燥させた。そして、その接着性を確認した。
【００３１】
【表１】

【００３２】
参考例１、３と比較例１、および参考例２、４と比較例２とを、それぞれ比較すると、アクリルエマルジョンに鱗片状フィラーを配合することにより、被覆層の柔軟性を維持しながら、空気透過係数を大幅に下げることができた。また、繰り返し試験の結果より、それぞれの被覆層が、良好な接着性を有しており、全ての被覆層を手で剥がすことができなかった。
【００３３】
実施例５〜９および比較例３
以下の配合にしたがって、ゴムを混練りして、ゴム組成物を得た。得られたゴム組成物を１７０℃で３０分間加硫をすることにより、厚さ０．７ｍｍのゴムシートを作製した。
【００３４】
（基材シートゴム配合）（重量部）
天然ゴム（ＲＳＳ＃３）３０
ブチルゴム（エクソン化学（株）製のクロロブチルゴム１０６８）７０
カーボンブラックＧＰＦ（東海カーボン（株）製のシーストＶ）７０
ミネラルオイル（出光興産（株）製のＰＳ−３２）２０
酸化亜鉛（三井金属鉱業（株）製の亜鉛華１号）５
硫黄（鶴見化学（株）製の粉末硫黄）１
加硫促進剤ＣＺ（大内新興化学工業（株）製のノクセラーＣＺ）１
【００３５】
表２にしたがって、ポリエステルメラミン樹脂に高級アルコールと鱗片状フィラーを配合して、前記ゴムシートの表面に被覆した。
【００３６】
ポリエステルメラミン樹脂は、無水トリメリット酸とネオペンチルグリコールを共重合して、ポリエステル樹脂（重量平均分子量：２００００）を合成し、このポリエステル樹脂８０重量部とメラミン樹脂２０重量部を混合して得たものを使用した（空気透過係数：５．０×１０^-12ｃｃ・ｃｍ／ｃｍ²・秒・ｃｍＨｇ）。
【００３７】
高級アルコールは、三菱化学（株）製のダイヤドールを使用した。
【００３８】
また、鱗片状フィラーとしては、以下のものを用いた。
アルミニウム：東洋アルミニウム（株）製の５６８０ＮＳ
（平均粒子径：９μｍ）
アルミニウム：東洋アルミニウム（株）製のＴＤ２００Ｔ
（平均粒子径：１５μｍ）
ガラス：日本板硝子（株）製のＲＥＦ−０１５
（平均粒子径：１５μｍ）
酸化チタンコーティングマイカ：チタン工業（株）製の７０１
（平均粒子径：１０μｍ）
【００３９】
前記ゴムシートの表面に、被覆用配合物を、一辺１０ｃｍのシルクスクリーンでベタ塗り印刷した。印刷後、１００℃のオーブンに３０分間入れて、被覆層を乾燥させた。
【００４０】
得られたゴムシート表面に樹脂を印刷した試料を、前記評価方法にしたがって、空気透過性および柔軟性を評価した。結果は表２に示す。なお、空気透過性は樹脂単位ではなく、ゴムシート表面に樹脂を印刷した試料そのもので測定した。
【００４１】
【表２】

【００４２】
実施例５、６、７、８、９と比較例３を比較すると、鱗片状フィラーを配合することにより、空気透過係数を下げることができた。
【００４３】
また、繰り返し試験より、それぞれを維持しながら、良好な接着性を示していた。
【００４４】
【発明の効果】
本発明によれば、柔軟な樹脂に鱗片状フィラーを配合して、タイヤ内面を被覆することにより、空気透過量を減らすことができる。また、タイヤ走行時のゴムの伸縮運動にも追従して割れの抑制が達成できる。さらに、空気を透過しにくいので、従来のタイヤよりも、タイヤ内面のゴム層（インナーライナーなど）を薄くすることができ、それによりタイヤの軽量化が図られ、タイヤの低燃費化にもつながる。

Claims

タイヤの最内面が、ポリエステルメラミン樹脂および鱗片状フィラーからなる組成物により被覆された空気入りタイヤ。
前記鱗片状フィラーの平均粒子径が、９〜１５μｍである請求項１記載の空気入りタイヤ。
前記鱗片状フィラーが、酸化チタンコーティングマイカである請求項１記載の空気入りタイヤ。
前記鱗片状フィラーの配合量が、前記ポリエステルメラミン樹脂１００重量部に対して、５〜２００重量部である請求項１記載の空気入りタイヤ。
前記最内面が、インナーライナーまたはカーカス層の内面である請求項１記載の空気入りタイヤ。
前記鱗片状フィラーが、シリカまたはアルミニウムである請求項１記載の空気入りタイヤ。