JP4326794B2 - Pneumatic tire - Google Patents

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JP4326794B2 JP2002370471A JP2002370471A JP4326794B2 JP 4326794 B2 JP4326794 B2 JP 4326794B2 JP 2002370471 A JP2002370471 A JP 2002370471A JP 2002370471 A JP2002370471 A JP 2002370471A JP 4326794 B2 JP4326794 B2 JP 4326794B2
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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し、詳細には、空気透過性が大幅に低減された空気入りタイヤに関する。
【0002】
【従来の技術】
空気入りタイヤは、タイヤ内部に空気を入れることで荷重を支えたり、乗り心地性能などの各種特性を発現したりできる。そのためにも、タイヤ内の空気圧を保持することは、非常に重要である。
【0003】
そのため、通常、空気入りタイヤの内面には、たとえばブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴムなどのような空気透過性の低いゴムからなるインナーライナー層が設けられている。
【0004】
一方、燃費の低減は、自動車における大きな技術課題の一つであり、この一環として空気入りタイヤの軽量化に対する要求も益々強いものになっている。
【0005】
これらの要求を満たすために、空気透過性がさらに低減されたインナーライナーの開発が急務である。このようなインナーライナー用のゴム組成物ができれば、インナーライナー層を薄肉化することができ、タイヤの軽量化を図ることができる。
【0006】
空気入りタイヤのインナーライナーとして、ブチルゴムなどの空気透過性の低いゴムに代えて種々の材料を用いる技術が提案されている。たとえば、特許文献1には、タイヤの内面に空気透過性のさらに低いポリ塩化ビニリデン、飽和ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂などの合成樹脂の溶液または分散液を塗布することが開示されている。しかしながら、この文献に開示の技術は、空気入りタイヤ内部のゴム層と合成樹脂層との接着性に問題があり、またインナーライナーが耐湿性に劣るという欠点がある。
【0007】
特許文献2には、タイヤ内面をハロゲン化処理し、その上にメトキシメチル化ナイロン、共重合ナイロン、ポリウレタンとポリ塩化ビニリデンの混合物、ポリウレタンとポリフッ化ビニリデンの混合物のポリマー皮膜を形成することが開示されている。
【0008】
また、特許文献3には、メトキシメチル化ナイロンの薄膜をインナーライナー層とする空気入りタイヤが開示されており、詳細には、グリーンタイヤ内面または加硫後のタイヤ内面にメトキシメチル化ナイロンの溶液またはエマルジョンを散布または塗布することが開示されている。しかしながら、これらの文献に開示されている技術は、薄膜の耐水性が劣るという欠点に加え、膜厚の均一性を保持することが困難であるという欠点を有している。
【0009】
特許文献4には、ポリ塩化ビニリデンフィルムまたはエチレンビニルアルコール共重合体フィルムからなる空気透過性の低い層と、ポリオレフィン系フィルム、脂肪族ポリアミドフィルムまたはポリウレタンフィルムからなる接着層を有した薄膜をタイヤの空気透過防止層として使用している例がある。しかしながら、この系では空気透過性の低い層が柔軟性に欠け、タイヤ走行時の材料伸縮に薄膜が追従できず、亀裂を発生することがあった。
【0010】
特許文献5には、炭素数が4〜7のイソモノオレフィンとパラアルキルスチレンとの共重合体をハロゲン化したゴムにカーボンブラック、可塑剤および加硫剤を含む組成物をインナーライナーに使用することが提案されている。しかしながら、かかるインナーライナーでは空気透過性の低減が不充分で、さらなるタイヤの軽量化は適当でない。
【0011】
そのほか、特許文献6〜10などに示されるポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリニトリル系樹脂、セルロース系樹脂、フッ素系樹脂およびイミド系樹脂とエラストマーを混合または動的架橋させたゴム組成物をインナーライナーに用いることが提案されている。しかし、これらのゴム組成物では、タイヤ成型、加硫などの加工時に、ほかのゴム材料の伸縮に追従するのが非常に困難であることや、走行時にも亀裂が発生することがあった。
【0012】
【特許文献1】
特公昭47−31761号公報
【特許文献2】
特開平5−330397号公報
【特許文献3】
特開平5−318618号公報
【特許文献4】
特開平6−40207号公報
【特許文献5】
特表平5−508435号公報
【特許文献6】
特開平8−259741号公報
【特許文献7】
特開平11−199713号公報
【特許文献8】
特開2000−63572号公報
【特許文献9】
特開2000−159936号公報
【特許文献10】
特開2000−160024号公報
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
前述のとおり、空気透過性の低い組成物をインナーライナーに用いる種々の提案がなされているが、いまだ実用化されるにはいたっていない。したがって、本発明の目的は、内圧保持性が大幅に改善された空気入りタイヤを提供することにある。すなわち、本発明は、空気透過性が大幅に低減された空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
前記、諸問題を改善すべく鋭意検討した結果、特定の粒径およびアスペクト比を有する無機層状化合物と樹脂からなるガスバリアー層を、アンカーコート層を介して特定のゴム成分からなるインナーライナー層の内面側に積層させることで、空気入りタイヤの空気透過性が大幅に低減されることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【0015】
すなわち、本発明は、ゴム成分として、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴムおよび炭素数が4〜7のイソモノオレフィンとパラアルキルスチレンとの共重合体のハロゲン化物からなる群から選ばれた少なくとも1種類のブチル系ゴム60〜100重量%、および、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴムおよびスチレン−イソプレン−ブタジエンゴムからなる群から選ばれた少なくとも1種類のジエン系ゴム0〜40重量%を含むゴム組成物からなるインナーライナー層の内面側に、アンカーコート層を介して、平均粒径5μm以下、平均アスペクト比50〜5000の無機層状化合物および樹脂からなるガスバリアー層を有する空気入りタイヤに関する。
【0016】
前記無機層状化合物は、溶媒に膨潤・へき開する膨潤性をもつ粘土鉱物で、前記樹脂は、ポリビニルアルコールまたは多糖類からなる高水素結合性樹脂であり、前記ガスバリアー層において、前記無機層状化合物および前記樹脂は、体積比5/95〜90/10で混合されてなることが好ましい。
【0017】
前記無機層状化合物を溶媒に膨潤・へき開した状態で樹脂または樹脂溶液中に分散させ、その状態を保ちながらインナーライナー層の内面側に塗布したのち、溶媒を系から除去することによって、前記ガスバリアー層が得られることが好ましい。
【0018】
また、前記ガスバリアー層の厚さは、0.5mm以下であることが好ましい。
【0019】
【発明の実施の形態】
本発明の空気入りタイヤは、ブチル系ゴムを含むゴム組成物からなるインナーライナー層の内面側に、アンカーコート層を介してガスバリアー層を有する。
【0020】
前記インナーライナー層におけるゴム組成物は、ゴム成分としてブチル系ゴムが、ゴム成分中に60〜100重量%、好ましくは70〜100重量%含有されてなる。ブチル系ゴムのゴム成分中に占める比率が60重量%未満では、空気透過性が充分に低減されない。これらの比率は、空気透過性の低いブチル系ゴムを主成分(海層)として存在させ得る比率より高い。
【0021】
前記ブチル系ゴムは、ブチルゴム(IIR)、ハロゲン化ブチルゴム(X−IIR)および炭素数が4〜7のイソモノオレフィンとパラアルキルスチレンとの共重合体のハロゲン化物からなる群から選ばれたゴムが、1種類または2種類以上含まれる。ハロゲン化ブチルゴムおよびハロゲン化物におけるハロゲンとしては、好ましくは塩素または臭素があげられる。
【0022】
これらのブチル系ゴムのなかでも、下層との接着性がとくに優れている点から、X−IIRまたは炭素数が4〜7のイソモノオレフィンとパラアルキルスチレンとの共重合体のハロゲン化物が好ましく、なかでも炭素数が4〜7のイソモノオレフィンとパラアルキルスチレンとの共重合体のハロゲン化物がさらに好ましい。
【0023】
前記ゴム成分において、前記ブチル系ゴム以外のゴム成分としては、ジエン系ゴムがあげられる。ジエン系ゴムは、ゴム成分中に0〜40重量%、好ましくは0〜30重量%含有される。ジエン系ゴムのゴム成分中に占める比率が40重量%をこえると、前記ブチル系ゴムの含有率が低くなり、その結果、空気透過性が充分に低減されない。
【0024】
前記ジエン系ゴムには、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)およびスチレン−イソプレン−ブタジエンゴム(SIBR)からなる群から選ばれたゴムが1種類または2種類以上含まれる。なかでも強度が高い点で、NRが好ましい。
【0025】
本発明の空気入りタイヤにおけるインナーライナー層には、前記ゴム成分のほかに、タイヤ用ゴム配合に用いられる一般的な添加剤、たとえば、カーボンブラック、nM・xSiOy・zH2O(ここでnは1〜5の整数を表わし、MはAl、Mg、Ti、Caから選ばれる少なくとも1つの金属、それらの金属酸化物、金属水酸化物または炭酸塩を表わし、xは0〜10の整数を表わし、yは2〜5の整数を表わし、zは0〜10の整数を表わす。)で表わされるシリカなどの無機粉体や炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、アルミナ、クレー、タルク、酸化マグネシウム、そのほか薬品オイルなどの可塑剤、粘着付与剤、硫黄、亜鉛華などの架橋剤、加硫促進剤、架橋助剤などを適宜配合できる。
【0026】
本発明の空気入りタイヤは、前記インナーライナー層の内面側に前記アンカーコートの層が塗布されている。アンカーコート層の厚さは、0.1〜500μmであることが好ましく、とくに好ましくは0.5〜100μmである。アンカーコート層の厚さが0.1μm未満では、充分な接着力が得られない傾向があり、500μmを超えると、アンカーコート層での剥離が起こる傾向がある。
【0027】
前記アンカーコート層は、インナーライナー層と、無機層状化合物および樹脂を含むガスバリアー層との間の層であり、インナーライナー層とガスバリアー層とを接着する。したがって、アンカーコート層は、インナーライナー層とガスバリアー層とのあいだに積層される。積層方法はとくに限定されないが、アンカーコート剤を溶媒に溶解したアンカーコート剤溶液によるコーティング法が好ましい。
【0028】
前記アンカーコート剤としては、ポリエチレンイミン系アンカーコート剤、アルキルチタネート系アンカーコート剤、ポリブタジエン系アンカーコート剤およびポリウレタン系アンカーコート剤からなる群から選ばれた少なくとも1種類が好ましい。なかでも、ゴムとの接着性が優れている点からポリウレタン系アンカーコート剤が好ましい。
【0029】
前記ポリウレタン系アンカーコート剤は、イソシアネート化合物と活性水素化合物とから調製される。
【0030】
前記イソシアネート化合物としては、トリレンジイソシアネート(TDI)、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、4,4’−メチレンビスシクロヘキシルイソシアネート(H12MDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)などがあげられる。
【0031】
前記活性水素化合物は、イソシアネート化合物と結合する官能基を有するものであればよく、たとえば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパンなどの低分子量ポリオール、ポリエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、エチレンオキシド/プロピレンオキシド共重合体、ポリテトラメチレンエーテルグリコールなどのポリエーテルポリオール、ポリ−β−メチル−δ−バレロラクトン、ポリカプロラクトン、ジオール/二塩基酸からのポリエステルなどのポリエステルポリオールなどがあげられる。
【0032】
前記活性水素化合物のなかでも、低分子量ポリオールが好ましく、とくに低分子量ジオールが好ましい。かかるジオールとしてはエチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコールなどがあげられる。前記二塩基酸としては、アジピン酸、アゼライン酸、セバチン酸、イソフタル酸、テレフタル酸などがあげられる。そのほかのポリオールとしては、ひまし油、液状ポリブタジエン、エポキシ樹脂、ポリカーボネートジオール、アクリルポリオール、ネオプレン(登録商標)などの活性水素化合物があげられる。
【0033】
イソシアネート化合物と活性水素化合物との混合比は、とくに限定されないが、イソシアネート基と活性水素基、たとえば−OH,−NH,−COOHとの当量関係を考慮し、混合比を決定するのが好ましい。たとえば、イソシアネート基のモル数(AN)と活性水素化合物の活性水素基のモル数(BN)との比R(R=AN/BN)は、接着強度の観点から0.001以上が好ましく、粘着性とブロッキングの観点から10以下が好ましい。このモル数の比Rは、0.01〜1の範囲内であることがさらに好ましい。イソシアネート基および活性水素基の各モル数は、1H−NMR、13C−NMRにより定量することができる。
【0034】
また、アンカーコート剤溶液における溶剤は主として有機溶媒であり、アルコール類、脂肪族炭化水素類、脂環族炭化水素類、芳香族炭化水素類、エステル類、ケトン類、エーテル類、ハロゲン化炭化水素類、これらの混合溶媒があげられる。
【0035】
本発明の空気入りタイヤは、前記アンカーコート層を介して無機層状化合物および樹脂からなるガスバリアー層が積層されてなる。ガスバリアー層とは、空気透過性が低い層のことであり、タイヤの空気透過性を低減し得る。
【0036】
本発明におけるガスバリアー層に用いられる無機層状化合物とは、単位結晶層が互いに積み重なって層状構造を有している無機化合物であり、平均粒径が5μm以下、平均アスペクト比が50〜5000のものであれば、とくに限定されない。
【0037】
前記無機層状化合物の平均粒径は、5μm以下であり、好ましくは1μm以下である。平均粒径が5μmよりも大きいと、タイヤ製造時における加工性が低下し、さらに空気透過性も低減されない。ここで、平均粒径とは、無機層状化合物の長径の平均値をいう。
【0038】
前記無機層状化合物の平均アスペクト比は50〜5000であり、空気透過性を低減させる効果がとくに優れている点から、好ましくは200〜3000である。平均アスペクト比が50未満であれば空気透過性の低下が不充分となり、5000よりも大きいものは技術的に難しく、経済的にも高価なものとなる。ここで、平均アスペクト比とは、無機層状化合物の長径の厚さに対する比の平均値をいう。
【0039】
前記無機層状化合物の具体例としては、グラファイト、リン酸塩系誘導体型化合物(リン酸ジルコニウム系化合物)、カルコゲン化物、粘土鉱物などがあげられる。
【0040】
大きなアスペクト比を有する無機層状化合物としては、溶媒に膨潤・へき開する無機層状化合物が好ましく用いられる。これらの中でも膨潤性をもつ粘土鉱物が好ましい。粘土鉱物は、シリカの4面体層の上部に、アルミニウムやマグネシウムなどを中心金属にした8面体層を有する2層構造よりなるタイプと、シリカの4面体層がアルミニウムやマグネシウムなどを中心金属にした8面体層を両側から挟んだ3層構造よりなるタイプに分類される。前者としては、カオリナイト族、アンチゴライト族類をあげることができる。後者としては、層間カチオンの数によってスメクタイト族、バーミキュライト族、マイカ族などをあげることができる。具体的には、カオリナイト、ディッカイト、ナクライト、ハロイサイト、アンチゴライト、クリソタイル、パイロフェライト、モンモリロナイト、ヘクトライト、テトラシリッリクマイカ、ナトリウムテニオライト、白雲母、マーガライト、タルク、バーミキュライト、金雲母、ザンソフィライト、緑泥石などをあげることができる。なかでも、コストと分散性から、テトラシリッリクマイカが好ましい。
【0041】
前記無機層状化合物を膨潤させる溶媒は、とくに限定されないが、たとえば天然の膨潤性粘土鉱物の場合、水、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、エチレングリコール、ジエチレングリコールなどのアルコール類、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、アセトンなどがあげられ、水やメタノールなどのアルコール類が好ましい。
【0042】
本発明におけるガスバリアー層に用いられる樹脂は、とくに限定されないが、たとえばポリビニルアルコール(PVA)、エチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)、ポリ塩化ビニリデン(PVDC)、ポリアクリロニトリル(PAN)、多糖類、ポリアクリル酸およびそのエステル類などがあげられる。好ましい例としては、樹脂単位重量当たりの水素結合性基またはイオン性基の重量百分率が20〜60%、とくには30〜50%の割合を満たす高水素結合性樹脂があげられる。水素結合性基またはイオン性基の重量百分率が20%未満では、充分な無機層状化合物の分散性が得られない傾向があり、60%を超えると、ガスバリアー層形成後の樹脂の耐水性が劣る傾向がある。
【0043】
高水素結合性樹脂の水素結合性基としては、水酸基、アミノ基、チオール基、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基などがあげられる。イオン性基としては、カルボキシレート基、スルホン酸イオン基、リン酸イオン基、アンモニウム基、ホスホニウム基などがあげられる。なかでも好ましい水素結合性基またはイオン性基としては、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、スルホン酸基、カルボキシレート基、スルホン酸イオン基、アンモニウム基があげられる。
【0044】
前記高水素結合性樹脂の具体例としては、たとえば、ポリビニルアルコール、ビニルアルコール分率が41モル%以上のエチレン−ビニルアルコール共重合体、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、アミロース、アミロペクチン、プルラン、カードラン、ザンタン、キチン、キトサン、セルロースなどのような多糖類、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリベンゼンスルホン酸、ポリベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリエチレンイミン、ポリアリルアミン、そのアンモニウム塩ポリビニルチオール、ポリグリセリンなどがあげられる。
【0045】
前記高水素結合性樹脂のなかでも、バリア性の点から、ポリビニルアルコールまたは多糖類が好ましい。ここでいうポリビニルアルコールとは、酢酸ビニル共重合体の酢酸エステル部分を加水分解して得られるものであり、正確には、ビニルアルコールと酢酸ビニルの共重合体となったものである。ここで、ケン化の割合は、モル百分率で70%以上が好ましく、とくに85%以上のものがさらに好ましい。また、重合度は100〜5000が好ましい。
【0046】
ここでいう多糖類とは、種々の単糖類の縮重合によって生体系で合成される生体高分子であり、ここではそれらをもとに化学修飾したものも含まれる。たとえば、セルロースおよびヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロースなどのセルロース誘導体、アミロース、アミロペクチン、プルラン、カードラン、ザンタン、キチン、キトサンなどがあげられる。
【0047】
前記樹脂を溶液として使用する場合、その溶媒はとくに限定されないが、たとえば水、アルコール類、ジメチルホルムアミド、アセトンなどがあげられ、加工性や安全性を考えると、水、アルコール類が好ましい。
【0048】
本発明において用いられる前記無機層状化合物と前記樹脂の組成比(体積比)は、5/95〜90/10であることが好ましく、とくに好ましくは5/95〜50/50である。無機層状化合物の体積分率が5/95より小さい場合には、空気透過性の低下が充分でなく、90/10より大きい場合には製膜性が良好でない。
【0049】
本発明の空気入りタイヤは、前記インナーライナー層の内面側に、前記無機層状化合物と樹脂よりなるガスバリアー層がフィルム状に積層されたものである。無機層状化合物と樹脂よりなる組成物の配合方法は、とくに限定されないが、たとえば、樹脂または樹脂を溶解させた溶液と、無機層状化合物をあらかじめ膨潤・へき開させた分散液とを混合する方法、無機層状化合物を膨潤・へき開させた分散液を樹脂に添加する方法、また、樹脂と無機層状化合物を熱混練りする方法などがあげられる。とりわけ大きなアスペクト比を有する無機層状化合物を含む組成物を得る方法としては、前二者が好ましい。
【0050】
本発明において用いられるガスバリアー層を、インナーライナー層の内面側などの基材に積層する方法は、とくに限定されないが、ガスバリアー層塗工液を基材表面に塗布したのち、乾燥することで溶媒を系から除去し、熱処理を行なうコーティング法や、ガスバリアー層を基材に後からラミネートする方法などがあげられる。なかでも、加工性という点から、コーティング法が好ましい。コーティング法によるガスバリアー層の厚さは、0.5mm以下であることが好ましく、とくには0.5〜100μmであることが好ましい。ガスバリアー層の厚さが0.5mmよりも厚いと、タイヤ走行時の変形によりガスバリアー層が割れる傾向がある。また、0.5μmよりも薄いと、空気透過性が低減される効果が少ない傾向にある。
【0051】
また、基材にコーティングする方法としては、タイヤ生カバー状態でインナーライナー層の内面側に塗工液を塗布する方法と、加硫した後のタイヤに塗工液を塗布する方法が用いられる。
【0052】
本発明の空気入りタイヤは、加工性、生産性が低下されることなく、空気透過性が大幅に低減され得る。なぜなら、インナーライナー層の内面側に、アンカーコート層を介して大きなアスペクト比を有する無機層状化合物および樹脂からなるガスバリアー層を積層することにより、無機層状化合物がインナーライナー層の内面側で充分に分散した状態で積層されているからである。
【0053】
また、本発明の空気入りタイヤは、ガスバリアー層が薄膜であるため、タイヤ走行時の材料伸縮にガスバリアー層が充分に追従でき、亀裂を発生するおそれもない。
【0054】
【実施例】
以下に、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、これらの実施例のみに限定されるものではない。なお、実施例および比較例で使用されたゴム組成物には、以下の各材料を用いた。
【0055】
(材料)
NR:テックビーハング社製のRSS#3
Br−IIR:エクソンブロモブチル2255
GPF:東海カーボン(株)製のシーストV
レジン:エッソ製のESCOREZ 1102
オイルA:(株)ジャパンエナジー製のJOMOプロセスX140
オイルB:昭和シェル石油(株)製のマシン油22
ステアリン酸:日本油脂(株)製のステアリン酸
亜鉛華:三井金属鉱業(株)製の亜鉛華1号
硫黄:鶴見化学(株)製の粉末硫黄
加硫促進剤NS:大内新興化学工業(株)製のノクセラーNS(N−tert−ブチル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド)
加硫促進剤DM:大内新興科学工業(株)製のノクセラーDM
【0056】
(ゴム組成物およびタイヤの加工方法)
表1に示す配合処方にしたがい、硫黄、亜鉛華および加硫促進剤以外の配合剤をBR型バンバリーで混練りしてマスターバッチを作製したのち、8インチロールにてマスターバッチと硫黄、亜鉛華、加硫促進剤を混練りして各種供試ゴム組成物(ゴム配合A〜E)を得た。これらの配合物を170℃で15分間プレス加硫をして加硫物を作製し、または、これらの配合物を空気入りタイヤのインナーライナー層に使用して、通常の方法により各タイヤを作製した。
【0057】
(ガスバリアー層塗工液の作製方法)
・ガスバリアー層塗工液1
合成マイカ(テトラシリッリクマイカ(Na−Ts);トピー工業(株)製)をイオン交換水に0.65重量%となるように分散させ、これを無機層状化合物分散液(A液)とした。この合成マイカ(Na−Ts)の平均粒径は977nmで、平均アスペクト比は1043であった。また、ポリビニルアルコール(PVA210;(株)クラレ製、樹脂単位重量当たりの水素結合性基またはイオン性基の重量百分率:38%、ケン化度:88.5%、重合度:1000)をイオン交換水に0.325重量%になるように溶解させ、これを樹脂溶液(B液)とした。A液とB液とをそれぞれの固体成分比(体積比)が無機層状化合物/樹脂=3/7となるように混合し、これをガスバリアー層塗工液1とした。
【0058】
・ガスバリアー層塗工液2
ガスバリアー層塗工液1に用いられたものと同様のポリビニルアルコール(PVA210;(株)クラレ製)をイオン交換水に0.325重量%になるように溶解させ、これをガスバリアー層塗工液2とした。
【0059】
試験例1〜15(ゴム組成物での評価)
(製膜方法)
表2に示すとおり、前記各種加硫ゴム組成物(ゴム配合A〜E)の上に、ポリウレタン系アンカーコート剤(アドコートAD335A/CAT10L=15/1(重量比);東洋モートン(株)製)をコーティング後、前記各種ガスバリアー層塗工液をキャスト製膜後、100℃で10分間熱処理を行なった。これらの処理で得られる膜厚は、アンカーコート層が約1μm、ガスバリアー層が約2μmであった。これらについて、以下に示す特性の評価を行なった。なお、各試験例においてガスバリアー層塗工液1を製膜した場合は「1」で、ガスバリアー層塗工液2を製膜した場合は「2」で、表2中のガスバリアー層配合に表わした。
【0060】
(空気透過性評価)
JIS K7126「プラスチックフィルムおよびシートの気体透過度試験方法(A法)」に準じて、試験気体を空気(窒素:酸素=8:2)、試験温度を25℃にて、空気透過係数を測定した。数値が低いほど空気透過性が低減されている。結果を表2に示す。
【0061】
実施例1〜2および比較例1〜2(タイヤでの評価)
(製膜方法)
試験例2、11、13および14において、それぞれ選択したゴム配合をインナーライナー層に用いて195/65R14 タイヤを作製し、加硫した。
【0062】
加硫後のタイヤのインナーライナー層の内面側に、所定のスプレーガンを用いて、前記アンカーコート剤、ついで各試験例で使用したガスバリアー層塗工液を塗布し乾燥させた。そののち、100℃で10分間熱処理を行なった。これらの処理で得られる膜厚は、アンカーコート層が約1μm、ガスバリアー層が約2μmであった。これらについて、以下に示す特性の評価を行なった。
【0063】
(内圧低下率評価)
前記タイヤについて、初期内圧200kPa、無負荷条件にて室温25℃で3ヵ月間放置して、測定間隔4日毎に圧力を測定した。経過日数t、初期圧力P0および経過日数tにおける測定圧力Ptとして、
関数:Pt/P0=exp(−αt)
に回帰してα値を求めた。得られたαおよびt=30を下式に代入し、βを得た。
β={1−exp(−αt)}×100
【0064】
このβ値を1ヵ月当たりの内圧低下率(%/月)とした。結果を表3に示す。
【0065】
【表1】

Figure 0004326794
【0066】
【表2】
Figure 0004326794
【0067】
【表3】
Figure 0004326794
【0068】
本発明のゴム配合および/またはガスバリアー層配合を使用しなかった試験例1〜7、9、10、12、13および15では、ゴム組成物の空気透過係数が高く、好ましくなかった。
【0069】
一方、ゴム配合C〜Eおよびガスバリアー層塗工液1を使用した試験例8、11および14では、空気透過係数が低く、優れた結果が得られた。
【0070】
また、本発明のゴム配合および/またはガスバリアー層配合を使用しなかった比較例1および2では、タイヤの内圧低下率が高く、好ましくなかった。
【0071】
一方、実施例1および2では、内圧低下率が低く、優れた結果が得られた。
【0072】
【発明の効果】
本発明によれば、インナーライナー層の内面側に、アンカーコート層を介して空気透過性を大幅に低減し得るガスバリアー層を積層させることで、亀裂を発生させることなく、内圧保持性が大幅に改善された空気入りタイヤ、すなわち、空気透過性が大幅に低減された空気入りタイヤを得ることができる。また、空気透過性が大幅に低減されるため、その分だけインナーライナー層を薄肉化することができ、タイヤの軽量化、ひいては低燃費化が達成され得る。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pneumatic tire, and more particularly, to a pneumatic tire with significantly reduced air permeability.
[0002]
[Prior art]
A pneumatic tire can support a load by introducing air into the tire and can exhibit various characteristics such as ride performance. Therefore, it is very important to maintain the air pressure in the tire.
[0003]
Therefore, usually, an inner liner layer made of rubber having low air permeability such as butyl rubber or halogenated butyl rubber is provided on the inner surface of the pneumatic tire.
[0004]
On the other hand, reducing fuel consumption is one of the major technical issues in automobiles, and as part of this, demands for reducing the weight of pneumatic tires are becoming increasingly strong.
[0005]
In order to satisfy these requirements, there is an urgent need to develop an inner liner with further reduced air permeability. If such a rubber composition for an inner liner can be obtained, the inner liner layer can be thinned and the weight of the tire can be reduced.
[0006]
As an inner liner of a pneumatic tire, techniques using various materials instead of rubber having low air permeability such as butyl rubber have been proposed. For example, Patent Document 1 discloses that a solution or dispersion of a synthetic resin such as polyvinylidene chloride, saturated polyester resin, or polyamide resin having lower air permeability is applied to the inner surface of a tire. However, the technique disclosed in this document has a problem in the adhesion between the rubber layer inside the pneumatic tire and the synthetic resin layer, and the inner liner is inferior in moisture resistance.
[0007]
Patent Document 2 discloses that the inner surface of a tire is halogenated and a polymer film of methoxymethylated nylon, copolymer nylon, a mixture of polyurethane and polyvinylidene chloride, or a mixture of polyurethane and polyvinylidene fluoride is formed thereon. Has been.
[0008]
Patent Document 3 discloses a pneumatic tire having a methoxymethylated nylon thin film as an inner liner layer. Specifically, a solution of methoxymethylated nylon is applied to the inner surface of a green tire or the inner surface of a vulcanized tire. Or it is disclosed to spray or apply the emulsion. However, the techniques disclosed in these documents have the disadvantage that it is difficult to maintain the uniformity of the film thickness in addition to the disadvantage that the water resistance of the thin film is poor.
[0009]
In Patent Document 4, a thin film having a low air permeability layer made of a polyvinylidene chloride film or an ethylene vinyl alcohol copolymer film and an adhesive layer made of a polyolefin-based film, an aliphatic polyamide film or a polyurethane film is used as a tire. There is an example used as an air permeation prevention layer. However, in this system, the low air permeability layer lacks flexibility, and the thin film cannot follow the material expansion and contraction during tire running, which sometimes causes cracks.
[0010]
In Patent Document 5, a composition containing carbon black, a plasticizer and a vulcanizing agent in a rubber obtained by halogenating a copolymer of an isomonoolefin having 4 to 7 carbon atoms and paraalkylstyrene is used for an inner liner. It has been proposed. However, such an inner liner is insufficient in reducing air permeability, and further weight reduction of the tire is not appropriate.
[0011]
In addition, a rubber composition in which a polyamide resin, a polyester resin, a polynitrile resin, a cellulose resin, a fluorine resin, an imide resin, and an elastomer are mixed or dynamically crosslinked as disclosed in Patent Documents 6 to 10 is used as an inner liner. It has been proposed to be used. However, in these rubber compositions, it is very difficult to follow the expansion and contraction of other rubber materials during processing such as tire molding and vulcanization, and cracks may occur during running.
[0012]
[Patent Document 1]
Japanese Examined Patent Publication No. 47-31761
[Patent Document 2]
JP-A-5-330397
[Patent Document 3]
JP-A-5-318618
[Patent Document 4]
JP-A-6-40207
[Patent Document 5]
Japanese National Patent Publication No. 5-508435
[Patent Document 6]
JP-A-8-259741
[Patent Document 7]
JP-A-11-199713
[Patent Document 8]
JP 2000-63572 A
[Patent Document 9]
JP 2000-159936 A
[Patent Document 10]
JP 2000-160024 A
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, various proposals have been made to use a composition having low air permeability for the inner liner, but it has not yet been put into practical use. Accordingly, an object of the present invention is to provide a pneumatic tire in which the internal pressure retention is greatly improved. That is, an object of the present invention is to provide a pneumatic tire in which air permeability is greatly reduced.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies to improve the above problems, a gas barrier layer composed of an inorganic layered compound having a specific particle size and aspect ratio and a resin is formed into an inner liner layer composed of a specific rubber component via an anchor coat layer. It has been found that the air permeability of the pneumatic tire is greatly reduced by laminating on the inner surface side, and the present invention has been completed.
[0015]
That is, the present invention provides at least one butyl selected from the group consisting of a butyl rubber, a halogenated butyl rubber, and a halide of a copolymer of isomonoolefin having 4 to 7 carbon atoms and paraalkyl styrene as the rubber component. And 60 to 100% by weight of a rubber, and 0 to 40% by weight of at least one diene rubber selected from the group consisting of natural rubber, isoprene rubber, styrene-butadiene rubber, butadiene rubber and styrene-isoprene-butadiene rubber. The present invention relates to a pneumatic tire having a gas barrier layer made of an inorganic layered compound and resin having an average particle size of 5 μm or less and an average aspect ratio of 50 to 5000 on an inner surface side of an inner liner layer made of a rubber composition comprising an anchor coat layer. .
[0016]
The inorganic layered compound is a clay mineral having a swelling property that swells and cleaves in a solvent, and the resin is a high hydrogen bonding resin made of polyvinyl alcohol or a polysaccharide. In the gas barrier layer, the inorganic layered compound and The resin is preferably mixed at a volume ratio of 5/95 to 90/10.
[0017]
The gas barrier is obtained by dispersing the inorganic layered compound in a resin or a resin solution in a state of being swollen and cleaved in a solvent, and coating the inner layer side of the inner liner layer while maintaining the state, and then removing the solvent from the system. It is preferred that a layer be obtained.
[0018]
The thickness of the gas barrier layer is preferably 0.5 mm or less.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The pneumatic tire of the present invention has a gas barrier layer on the inner surface side of an inner liner layer made of a rubber composition containing a butyl rubber via an anchor coat layer.
[0020]
The rubber composition in the inner liner layer contains 60 to 100% by weight, preferably 70 to 100% by weight, of a butyl rubber as a rubber component. If the ratio of the butyl rubber to the rubber component is less than 60% by weight, the air permeability is not sufficiently reduced. These ratios are higher than the ratio at which butyl rubber having low air permeability can be present as a main component (sea layer).
[0021]
The butyl rubber is selected from the group consisting of butyl rubber (IIR), halogenated butyl rubber (X-IIR), and halides of copolymers of 4 to 7 carbon monoisoolefin and paraalkylstyrene. 1 type or 2 types or more are included. The halogen in the halogenated butyl rubber and halide is preferably chlorine or bromine.
[0022]
Among these butyl rubbers, X-IIR or a halide of a copolymer of an isomonoolefin having 4 to 7 carbon atoms and paraalkyl styrene is preferable because of particularly excellent adhesion to the lower layer. Among them, a halide of a copolymer of an isomonoolefin having 4 to 7 carbon atoms and paraalkyl styrene is more preferable.
[0023]
In the rubber component, examples of the rubber component other than the butyl rubber include diene rubber. The diene rubber is contained in the rubber component in an amount of 0 to 40% by weight, preferably 0 to 30% by weight. When the proportion of the diene rubber in the rubber component exceeds 40% by weight, the content of the butyl rubber is lowered, and as a result, the air permeability is not sufficiently reduced.
[0024]
The diene rubber is a rubber selected from the group consisting of natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), styrene-butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR) and styrene-isoprene-butadiene rubber (SIBR). 1 type or 2 types or more are included. Of these, NR is preferred because of its high strength.
[0025]
In the inner liner layer of the pneumatic tire of the present invention, in addition to the rubber component, a general additive used for compounding rubber for tires, such as carbon black, nM.xSiOy.zH 2 O (wherein n represents an integer of 1 to 5, M represents at least one metal selected from Al, Mg, Ti, and Ca, a metal oxide, a metal hydroxide, or a carbonate thereof, and x represents 0 Represents an integer of 10 to 10, y represents an integer of 2 to 5, and z represents an integer of 0 to 10.) Inorganic powder such as silica, calcium carbonate, magnesium carbonate, aluminum hydroxide, hydroxide Magnesium, alumina, clay, talc, magnesium oxide, and other plasticizers such as chemical oils, tackifiers, crosslinking agents such as sulfur and zinc white, vulcanization accelerators, crosslinking aids, and the like can be appropriately blended.
[0026]
In the pneumatic tire of the present invention, the anchor coat layer is applied to the inner surface side of the inner liner layer. The thickness of the anchor coat layer is preferably 0.1 to 500 μm, particularly preferably 0.5 to 100 μm. When the thickness of the anchor coat layer is less than 0.1 μm, sufficient adhesive force tends to be not obtained, and when it exceeds 500 μm, peeling at the anchor coat layer tends to occur.
[0027]
The anchor coat layer is a layer between the inner liner layer and the gas barrier layer containing the inorganic layered compound and the resin, and bonds the inner liner layer and the gas barrier layer. Therefore, the anchor coat layer is laminated between the inner liner layer and the gas barrier layer. The lamination method is not particularly limited, but a coating method using an anchor coating agent solution in which an anchor coating agent is dissolved in a solvent is preferable.
[0028]
The anchor coating agent is preferably at least one selected from the group consisting of a polyethyleneimine anchor coating agent, an alkyl titanate anchor coating agent, a polybutadiene anchor coating agent, and a polyurethane anchor coating agent. Of these, polyurethane anchor coating agents are preferred because of their excellent adhesion to rubber.
[0029]
The polyurethane anchor coating agent is prepared from an isocyanate compound and an active hydrogen compound.
[0030]
Examples of the isocyanate compound include tolylene diisocyanate (TDI), 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI), xylylene diisocyanate (XDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), and 4,4′-methylenebiscyclohexyl isocyanate (H12MDI). And isophorone diisocyanate (IPDI).
[0031]
The active hydrogen compound only needs to have a functional group that binds to an isocyanate compound. For example, ethylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, Low molecular weight polyol such as trimethylolpropane, polyethylene glycol, polyoxypropylene glycol, ethylene oxide / propylene oxide copolymer, polyether polyol such as polytetramethylene ether glycol, poly-β-methyl-δ-valerolactone, polycaprolactone, And polyester polyols such as polyesters from diol / dibasic acids.
[0032]
Among the active hydrogen compounds, a low molecular weight polyol is preferable, and a low molecular weight diol is particularly preferable. Examples of such diols include ethylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, and the like. Examples of the dibasic acid include adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, isophthalic acid, terephthalic acid and the like. Other polyols include active hydrogen compounds such as castor oil, liquid polybutadiene, epoxy resin, polycarbonate diol, acrylic polyol, and neoprene (registered trademark).
[0033]
The mixing ratio of the isocyanate compound and the active hydrogen compound is not particularly limited, but it is preferable to determine the mixing ratio in consideration of the equivalent relationship between the isocyanate group and the active hydrogen group, for example, —OH, —NH, —COOH. For example, the ratio R (R = AN / BN) of the number of moles of isocyanate groups (AN) to the number of moles of active hydrogen groups (BN) of the active hydrogen compound is preferably 0.001 or more from the viewpoint of adhesive strength. From the viewpoints of property and blocking, 10 or less is preferable. The mole ratio R is more preferably in the range of 0.01-1. The number of moles of isocyanate groups and active hydrogen groups is 1 H-NMR, 13 It can be quantified by C-NMR.
[0034]
The solvent in the anchor coating agent solution is mainly an organic solvent, and alcohols, aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, esters, ketones, ethers, halogenated hydrocarbons. And mixed solvents thereof.
[0035]
The pneumatic tire of the present invention is formed by laminating a gas barrier layer made of an inorganic layered compound and a resin via the anchor coat layer. A gas barrier layer is a layer with low air permeability, and can reduce the air permeability of a tire.
[0036]
The inorganic layered compound used for the gas barrier layer in the present invention is an inorganic compound in which unit crystal layers are stacked on each other to have a layered structure, and has an average particle size of 5 μm or less and an average aspect ratio of 50 to 5000. If it is, it will not be specifically limited.
[0037]
The average particle diameter of the inorganic layered compound is 5 μm or less, preferably 1 μm or less. If the average particle size is larger than 5 μm, the processability during tire production is lowered, and the air permeability is not reduced. Here, an average particle diameter means the average value of the long diameter of an inorganic layered compound.
[0038]
The average aspect ratio of the inorganic layered compound is 50 to 5000, and is preferably 200 to 3000 from the viewpoint that the effect of reducing air permeability is particularly excellent. If the average aspect ratio is less than 50, the air permeability is not sufficiently lowered, and if it is greater than 5000, it is technically difficult and economically expensive. Here, the average aspect ratio refers to the average value of the ratio of the inorganic layered compound to the major axis thickness.
[0039]
Specific examples of the inorganic layered compound include graphite, phosphate derivative compounds (zirconium phosphate compounds), chalcogenides, clay minerals, and the like.
[0040]
As the inorganic layered compound having a large aspect ratio, an inorganic layered compound that swells and cleaves in a solvent is preferably used. Among these, clay minerals having swelling properties are preferable. The clay mineral has a two-layer structure having an octahedral layer with aluminum or magnesium as a central metal on the upper part of a silica tetrahedral layer, and the silica tetrahedral layer has aluminum or magnesium as a central metal. It is classified into a type having a three-layer structure in which an octahedral layer is sandwiched from both sides. Examples of the former include kaolinite group and antigolite group. Examples of the latter include smectite group, vermiculite group, mica group and the like depending on the number of interlayer cations. Specifically, kaolinite, dickite, nacrite, halloysite, antigolite, chrysotile, pyroferrite, montmorillonite, hectorite, tetrasillicum mica, sodium teniolite, muscovite, margarite, talc, vermiculite, phlogopite , Xanthophyllite, chlorite and the like. Of these, tetrasilica mica is preferable from the viewpoint of cost and dispersibility.
[0041]
The solvent for swelling the inorganic layered compound is not particularly limited. For example, in the case of a natural swelling clay mineral, alcohols such as water, methanol, ethanol, propanol, isopropanol, ethylene glycol, and diethylene glycol, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, Examples thereof include acetone, and alcohols such as water and methanol are preferable.
[0042]
The resin used for the gas barrier layer in the present invention is not particularly limited. For example, polyvinyl alcohol (PVA), ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH), polyvinylidene chloride (PVDC), polyacrylonitrile (PAN), polysaccharides And polyacrylic acid and esters thereof. Preferable examples include high-hydrogen bonding resins in which the weight percentage of hydrogen bonding groups or ionic groups per unit weight of the resin satisfies a ratio of 20 to 60%, particularly 30 to 50%. If the weight percentage of the hydrogen bonding group or ionic group is less than 20%, there is a tendency that sufficient dispersibility of the inorganic layered compound is not obtained, and if it exceeds 60%, the water resistance of the resin after forming the gas barrier layer is low. There is a tendency to be inferior.
[0043]
Examples of the hydrogen bonding group of the high hydrogen bonding resin include a hydroxyl group, an amino group, a thiol group, a carboxyl group, a sulfonic acid group, and a phosphoric acid group. Examples of the ionic group include a carboxylate group, a sulfonate ion group, a phosphate ion group, an ammonium group, and a phosphonium group. Of these, preferred hydrogen bonding groups or ionic groups include a hydroxyl group, an amino group, a carboxyl group, a sulfonic acid group, a carboxylate group, a sulfonic acid ion group, and an ammonium group.
[0044]
Specific examples of the high hydrogen bonding resin include, for example, polyvinyl alcohol, an ethylene-vinyl alcohol copolymer having a vinyl alcohol fraction of 41 mol% or more, hydroxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, amylose, amylopectin, pullulan, Polysaccharides such as curdlan, xanthan, chitin, chitosan, cellulose, polyacrylic acid, sodium polyacrylate, polybenzenesulfonic acid, sodium polybenzenesulfonate, polyethyleneimine, polyallylamine, its ammonium salt polyvinylthiol, poly Examples include glycerin.
[0045]
Among the high hydrogen bond resins, polyvinyl alcohol or polysaccharide is preferable from the viewpoint of barrier properties. The term “polyvinyl alcohol” as used herein refers to a product obtained by hydrolyzing the acetate portion of a vinyl acetate copolymer, and is precisely a copolymer of vinyl alcohol and vinyl acetate. Here, the proportion of saponification is preferably 70% or more, and more preferably 85% or more, in terms of mole percentage. The polymerization degree is preferably 100 to 5000.
[0046]
The polysaccharide referred to here is a biopolymer synthesized in a biological system by condensation polymerization of various monosaccharides, and here includes those chemically modified based on them. Examples thereof include cellulose and cellulose derivatives such as hydroxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose, carboxymethylcellulose, amylose, amylopectin, pullulan, curdlan, xanthan, chitin, chitosan and the like.
[0047]
When the resin is used as a solution, the solvent is not particularly limited, and examples thereof include water, alcohols, dimethylformamide, acetone and the like, and water and alcohols are preferable in view of processability and safety.
[0048]
The composition ratio (volume ratio) of the inorganic layered compound and the resin used in the present invention is preferably 5/95 to 90/10, particularly preferably 5/95 to 50/50. When the volume fraction of the inorganic layered compound is smaller than 5/95, the air permeability is not sufficiently lowered, and when it is larger than 90/10, the film forming property is not good.
[0049]
In the pneumatic tire of the present invention, the gas barrier layer made of the inorganic layered compound and the resin is laminated on the inner surface side of the inner liner layer in the form of a film. The blending method of the composition comprising the inorganic layered compound and the resin is not particularly limited. For example, a method of mixing a resin or a solution in which a resin is dissolved and a dispersion in which the inorganic layered compound is previously swollen and cleaved, inorganic Examples thereof include a method of adding a dispersion obtained by swelling and cleaving a layered compound to the resin, a method of thermally kneading the resin and the inorganic layered compound, and the like. As the method for obtaining a composition containing an inorganic layered compound having a particularly large aspect ratio, the former two are preferred.
[0050]
The method for laminating the gas barrier layer used in the present invention on the substrate such as the inner surface of the inner liner layer is not particularly limited, but after applying the gas barrier layer coating liquid to the substrate surface, it is dried. Examples thereof include a coating method in which the solvent is removed from the system and heat treatment is performed, and a method in which a gas barrier layer is laminated on a substrate later. Of these, the coating method is preferable from the viewpoint of processability. The thickness of the gas barrier layer by the coating method is preferably 0.5 mm or less, particularly preferably 0.5 to 100 μm. If the thickness of the gas barrier layer is greater than 0.5 mm, the gas barrier layer tends to crack due to deformation during tire running. On the other hand, if it is thinner than 0.5 μm, the effect of reducing the air permeability tends to be small.
[0051]
Moreover, as a method of coating the base material, a method of applying a coating solution to the inner surface side of the inner liner layer in a tire raw cover state and a method of applying a coating solution to a vulcanized tire are used.
[0052]
In the pneumatic tire of the present invention, the air permeability can be greatly reduced without lowering the workability and productivity. This is because by laminating an inorganic layered compound having a large aspect ratio and a gas barrier layer made of resin on the inner surface side of the inner liner layer, the inorganic layered compound can be sufficiently absorbed on the inner surface side of the inner liner layer. This is because they are laminated in a dispersed state.
[0053]
In the pneumatic tire of the present invention, since the gas barrier layer is a thin film, the gas barrier layer can sufficiently follow the material expansion and contraction during running of the tire, and there is no possibility of cracking.
[0054]
【Example】
EXAMPLES The present invention will be specifically described below based on examples, but the present invention is not limited to only these examples. In addition, the following each material was used for the rubber composition used by the Example and the comparative example.
[0055]
(material)
NR: RSS # 3 manufactured by Tech Bee Hang
Br-IIR: Exon bromobutyl 2255
GPF: Seast V made by Tokai Carbon Co., Ltd.
Resin: ESCOREZ 1102 made by Esso
Oil A: JOMO Process X140 manufactured by Japan Energy Co., Ltd.
Oil B: Machine oil 22 manufactured by Showa Shell Sekiyu KK
Stearic acid: Stearic acid manufactured by NOF Corporation
Zinc flower: Zinc flower No. 1 made by Mitsui Metal Mining Co., Ltd.
Sulfur: Powdered sulfur manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd.
Vulcanization accelerator NS: Noxeller NS (N-tert-butyl-2-benzothiazylsulfenamide) manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.
Vulcanization accelerator DM: Noxeller DM manufactured by Ouchi Shinsei Kagaku Kogyo Co., Ltd.
[0056]
(Rubber composition and tire processing method)
In accordance with the formulation shown in Table 1, a masterbatch was prepared by kneading compounding agents other than sulfur, zinc white and vulcanization accelerator in a BR type Banbury, and then masterbatch and sulfur, zinc white in an 8-inch roll. Then, vulcanization accelerators were kneaded to obtain various test rubber compositions (rubber formulations A to E). These blends are press vulcanized at 170 ° C. for 15 minutes to produce vulcanizates, or these blends are used for the inner liner layer of a pneumatic tire to produce each tire by a normal method. did.
[0057]
(Method for producing gas barrier layer coating solution)
・ Gas barrier layer coating solution 1
Synthetic mica (tetrasilica mica (Na-Ts); manufactured by Topy Industries Co., Ltd.) was dispersed in ion-exchanged water so as to be 0.65% by weight, and this was dispersed with an inorganic layered compound dispersion (liquid A). did. This synthetic mica (Na-Ts) had an average particle size of 977 nm and an average aspect ratio of 1043. Also, ion exchange of polyvinyl alcohol (PVA210; manufactured by Kuraray Co., Ltd., weight percentage of hydrogen bonding group or ionic group per unit weight of the resin: 38%, degree of saponification: 88.5%, degree of polymerization: 1000) This was dissolved in water to a concentration of 0.325% by weight, and this was used as a resin solution (liquid B). A liquid and B liquid were mixed so that each solid component ratio (volume ratio) might be inorganic layered compound / resin = 3/7, and this was used as gas barrier layer coating liquid 1.
[0058]
・ Gas barrier layer coating solution 2
Polyvinyl alcohol (PVA210; manufactured by Kuraray Co., Ltd.) similar to that used in the gas barrier layer coating solution 1 is dissolved in ion-exchanged water to a concentration of 0.325% by weight, and this is applied to the gas barrier layer coating. Liquid 2 was obtained.
[0059]
Test Examples 1 to 15 (Evaluation with rubber composition)
(Film forming method)
As shown in Table 2, on the various vulcanized rubber compositions (rubber blends A to E), a polyurethane anchor coating agent (Adcoat AD335A / CAT10L = 15/1 (weight ratio); manufactured by Toyo Morton Co., Ltd.) After coating, the various gas barrier layer coating solutions were casted, and then heat treated at 100 ° C. for 10 minutes. The film thickness obtained by these treatments was about 1 μm for the anchor coat layer and about 2 μm for the gas barrier layer. About these, the characteristic shown below was evaluated. In each test example, the gas barrier layer coating solution 1 was formed as “1”, and the gas barrier layer coating solution 2 was formed as “2”. Expressed in
[0060]
(Air permeability evaluation)
In accordance with JIS K7126 “Plastic Film and Sheet Gas Permeability Test Method (Method A)”, the test gas was air (nitrogen: oxygen = 8: 2), the test temperature was 25 ° C., and the air permeability coefficient was measured. . The lower the value, the lower the air permeability. The results are shown in Table 2.
[0061]
Examples 1-2 and Comparative Examples 1-2 (Evaluation with tires)
(Film forming method)
In Test Examples 2, 11, 13 and 14, 195 / 65R14 tires were prepared and vulcanized using the rubber blends selected respectively for the inner liner layer.
[0062]
The anchor coat agent and then the gas barrier layer coating solution used in each test example were applied and dried on the inner surface of the inner liner layer of the vulcanized tire using a predetermined spray gun. After that, heat treatment was performed at 100 ° C. for 10 minutes. The film thickness obtained by these treatments was about 1 μm for the anchor coat layer and about 2 μm for the gas barrier layer. About these, the characteristic shown below was evaluated.
[0063]
(Internal pressure reduction rate evaluation)
The tire was allowed to stand at room temperature of 25 ° C. for 3 months under an initial internal pressure of 200 kPa and no load condition, and the pressure was measured every four measurement intervals. Elapsed days t, initial pressure P 0 And measured pressure P in days t t As
Function: P t / P 0 = Exp (-αt)
Then, the α value was determined. The obtained α and t = 30 were substituted into the following equation to obtain β.
β = {1-exp (−αt)} × 100
[0064]
This β value was defined as the rate of decrease in internal pressure per month (% / month). The results are shown in Table 3.
[0065]
[Table 1]
Figure 0004326794
[0066]
[Table 2]
Figure 0004326794
[0067]
[Table 3]
Figure 0004326794
[0068]
In Test Examples 1 to 7, 9, 10, 12, 13, and 15 in which the rubber compounding and / or the gas barrier layer compounding of the present invention were not used, the air permeability coefficient of the rubber composition was high, which was not preferable.
[0069]
On the other hand, in Test Examples 8, 11 and 14 using the rubber blends C to E and the gas barrier layer coating solution 1, the air permeability coefficient was low, and excellent results were obtained.
[0070]
Further, Comparative Examples 1 and 2 in which the rubber compounding and / or the gas barrier layer compounding of the present invention were not used were not preferable because the tire internal pressure reduction rate was high.
[0071]
On the other hand, in Examples 1 and 2, the rate of decrease in internal pressure was low, and excellent results were obtained.
[0072]
【The invention's effect】
According to the present invention, a gas barrier layer that can significantly reduce the air permeability is laminated on the inner surface side of the inner liner layer via the anchor coat layer, so that internal pressure retention is greatly improved without causing cracks. Thus, it is possible to obtain a pneumatic tire with improved air quality, that is, a pneumatic tire with significantly reduced air permeability. Further, since the air permeability is greatly reduced, the inner liner layer can be made thinner by that amount, and the weight reduction of the tire and the lower fuel consumption can be achieved.

Claims (5)

ゴム成分として、ハロゲン化ブチルゴム60〜100重量%、および、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴムおよびスチレン−イソプレン−ブタジエンゴムからなる群から選ばれた少なくとも1種類のジエン系ゴム0〜40重量%を含むゴム組成物からなるインナーライナー層の内面側に、ポリウレタン系アンカーコート剤を使用したアンカーコート層を介して、
平均粒径5μm以下、平均アスペクト比50〜5000の無機層状化合物およびポリビニルアルコールまたは多糖類である高水素結合性樹脂からなるガスバリアー層を有する空気入りタイヤであり、
前記ガスバリアー層の厚さが0.5mm以下である空気入りタイヤ
As the rubber component, 60 to 100% by weight of halogenated butyl rubber and at least one diene rubber selected from the group consisting of natural rubber, isoprene rubber, styrene-butadiene rubber, butadiene rubber and styrene-isoprene-butadiene rubber 0 Through the anchor coat layer using the polyurethane-based anchor coat agent on the inner surface side of the inner liner layer made of a rubber composition containing -40% by weight,
A pneumatic tire having a gas barrier layer made of an inorganic layered compound having an average particle size of 5 μm or less and an average aspect ratio of 50 to 5000 and a high hydrogen bonding resin that is polyvinyl alcohol or polysaccharide ,
A pneumatic tire in which the thickness of the gas barrier layer is 0.5 mm or less .
前記無機層状化合物が溶媒に膨潤・へき開する膨潤性をもつ粘土鉱物で、前記ガスバリアー層において前記無機層状化合物および前記高水素結合性樹脂が体積比5/95〜90/10で混合されてなる請求項1記載の空気入りタイヤ。The inorganic layered compound is clay mineral having a swelling property to swelling and cleavage in a solvent, are mixed the inorganic layered compound and said high hydrogen bond resin before SL gas barrier layer in a volume ratio of 5 / 95-90 / 10 The pneumatic tire according to claim 1. 前記無機層状化合物を溶媒に膨潤・へき開した状態で樹脂または樹脂溶液中に分散させ、その状態を保ちながらインナーライナー層の内面側に塗布したのち、溶媒を系から除去することによって、前記ガスバリアー層が得られる請求項1または2記載の空気入りタイヤ。  The gas barrier is obtained by dispersing the inorganic layered compound in a resin or a resin solution in a state of being swollen and cleaved in a solvent, and coating the inner layer side of the inner liner layer while maintaining the state, and then removing the solvent from the system. The pneumatic tire according to claim 1 or 2, wherein a layer is obtained. 前記ガスバリアー層の厚さが0.5〜2μmである請求項記載の空気入りタイヤ。The pneumatic tire of claim 1, wherein thickness is 0.5~2μm of the gas barrier layer. 前記ガスバリアー層の厚さが2μmである請求項記載の空気入りタイヤ。The pneumatic tire of claim 1, wherein a thickness of 2μm of the gas barrier layer.
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