JP4985252B2 - 空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、空気入りタイヤの製造方法に関し、更に詳しくは、熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマー組成物からなるフィルムを空気透過防止層として用いる場合に起こるタイヤ故障を低減可能にした空気入りタイヤの製造方法に関する。
近年、空気入りタイヤの空気透過防止層として、従来のブチルゴム系のゴム層の代りに熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂にエラストマーをブレンドした熱可塑性エラストマー組成物からなるフィルムを配置することが提案されている。
このような空気透過防止層の形成方法としては、熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマー組成物をインフレート成形などにより円筒状のフィルムに押出成形し、この円筒状のフィルムをシート状に折り畳んだ状態にし、その折り畳まれたフィルムの両面にタイゴムとしてのゴム層を積層した積層体にした後、その積層体を円筒状に開いてタイヤ成形ドラムに外嵌して未加硫タイヤを成形することが行われている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
しかしながら、シート状に折り畳まれたフィルムの両面にゴム層を積層した場合、フィルムの幅方向端部からゴム層がはみ出すように積層しないと、その積層体をタイヤ成形ドラムに外嵌したときゴム層端部同士のスプライス部分が開き、それが故障の原因になるという問題がある。しかし、ゴム層のはみ出し量は小さすぎてはスプライス部が開いてしまう原因になるが、逆に大きすぎてもタイヤ成形ドラムに外嵌したときスプライス部分がドラム半径方向に大きく突き出すため、その上に他のタイヤ構成部材を貼り合わせると、その近傍にエア溜まりやシワを発生して、故障の原因になる。しかしながら、シート状に折り畳まれたフィルムの両面に一定幅に成形されたゴム層を積層する工程において、フィルムの幅方向両端部からのゴム突き出し量の寸法を厳密に制御してゴム層を貼り合わせることは非常に難しく、タイヤ生産性を低下させる原因になっていた。
特開平１０−２９２４８号公報 特開２００１−２６０１３７号公報
本発明の目的は、熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂とエラストマーからなる熱可塑性エラストマー組成物からなるフィルムを空気透過防止層として用いる場合に起こるタイヤ故障を生産性の低下を招くことなく低減可能にした空気入りタイヤの製造方法を提供することにある。
上記目的を達成する本発明の空気入りタイヤの製造方法は、熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂にエラストマーをブレンドした熱可塑性エラストマー組成物から円筒状のフィルムを成形し、該円筒状のフィルムをシート状に折り畳み、その折り畳まれたフィルムの両面にゴム層を積層した積層体を成形した後、該積層体を隣接するフィルム間を離反するよう円筒状に開いてタイヤ成形ドラムに外嵌し、さらに該積層体の外側にカーカス層等の他のタイヤ構成材料を貼り合わせて前記フィルムを空気透過防止層とする未加硫タイヤを成形し、該未加硫タイヤを加硫する空気入りタイヤの製造方法において、前記積層体の成形に際し、前記シート状に折り畳まれたフィルムの両面に前記ゴム層を前記フィルムの幅方向両端部からはみ出すように積層し、そのはみ出したゴム層の一部分を前記フィルムの幅方向両端部からの突き出し量ｈが３〜２０ｍｍのゴム突出部になるように切断した積層体に形成し、該積層体を円筒状に開いて前記タイヤ成形ドラムに外嵌した後、前記ゴム突出部を圧着ローラー又は圧着ピンにより前記成形ドラム面側へ押し倒して、前記積層体のゴム層に圧着させるようにしたことを特徴とする。
前記圧着ローラー又は圧着ピンの半径ｒは、１ｍｍ以上、前記ゴム突出部の突き出し量ｈの７．５倍以下にするとよい。
本発明の空気入りタイヤの製造方法は、円筒状のフィルムをシート状に折り畳んだフィルムの両面にゴム層をフィルム幅方向両端部からはみ出すように積層した後、そのフィルムの端部からはみ出したゴム層の一部分を突き出し量ｈが３〜２０ｍｍの突出部になるように切断した積層体を形成するようにしたので、切断前のゴム層の積層作業を突き出し量ｈの大きさを何ら管理することなく無作為に行えるため成形作業を容易にし、生産性を向上することができる。また、シート状に折り畳んだフィルムを円筒状に開いてタイヤ成形ドラムに外嵌した状態で径方向外側へ突き出したゴム突出部を３〜２０ｍｍの範囲に規制して圧着ローラーで成形ドラム面側へ押し倒し、積層体のゴム層に圧着するようにしたので、ゴム層のスプライス部分の目開きを防止すると共に、エア溜まりやシワの形成を防止することができる。
図１は、本発明の製造方法で成形した空気入りタイヤの実施形態を示す。
図１において、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。左右一対のビード部３，３間にはカーカス層４が装架され、そのカーカス層４の端部がビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数層のベルト層６が埋設されている。これらベルト層６は補強コードがタイヤ周方向に対して傾斜し、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。
上記空気入りタイヤにおいて、カーカス層４のタイヤ内腔側には空気透過防止層７が配置されている。この空気透過防止層７は、熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマー組成物からなるフィルムと、カーカス層４に対するタイゴムの役目を行うゴム層との積層体から構成されている。
次に、上述した積層体を使用した本発明の空気入りタイヤの製造方法について図２〜４を参照して説明する。
空気透過防止層７を構成する熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマー組成物のフィルムは円筒状に成形されたものであり、例えばインフレート成形により押出成形して得られる。この円筒状のフィルムは、未加硫タイヤ成形用の成形ドラム上に外装する前に、予めシート状に折り畳んだ状態にし、図２に示すように、その折り畳まれたフィルム１１の両面に予め一定幅に成形されたタイゴムとなるゴム層１２，１３を貼り合わせるように積層する。
図２に示すように、円筒状のフィルム１１は一対の圧着ローラー２１，２２間に連続的に供給されることによりシート状に折り畳まれた状態になると共に、折り畳まれたフィルム１１の両面にそれぞれ圧着ローラー２１，２２により一定幅のゴム層１２，１３が積層される。これにより、図３（Ａ）に示すように、フィルム１１とゴム層１２，１３との積層体１５が得られる。本発明では、ゴム層１２，１３がフィルム１１の両端部からはみ出す突き出し量を３〜２０ｍｍに設定する必要があるが、この積層工程においては突き出し量の制御をする必要がなく、やや大きめにはみ出すように積層すればよい。なお、図２及び図３（Ａ）では理解を容易にするためにフィルム１１からゴム層１２，１３が離間したように描写されているが、これらは一体的に積層されたシート部材を形成している。
図３（Ａ）に示すように、積層体１５はシート状に折り畳まれたフィルム１１の上下両面にゴム層１２，１３が貼り合わされ、これらゴム層１２，１３の幅方向の両端部（１２ａと１３ａ、１２ｂと１３ｂ）が、フィルム１１の端部１１ａ，１１ｂから幅方向外側にはみ出している。はみ出し量は任意であり、端部１２ａと１３ａ及び１２ｂと１３ｂは必ずしも同一位置である必要はない。
次いで、積層体１５は、カット工程に送られ、図３（Ｂ）に示すように、フィルム１１の両端部からはみ出したゴム層の部分を、カッター１６，１７により切断し、フィルム１１の幅方向両端部１１ａ，１１ｂからの突き出し量ｈが３〜２０ｍｍ、好ましくは５〜１０ｍｍになるように切り揃えられたゴム突出部１４を形成する。このようにゴム層１２，１３が任意の寸法だけはみ出した積層体１５を無作為に成形し、その後にはみ出したゴム層の部分を一部切断して切り揃えることにより、図３（Ｃ）のように突き出し量ｈを３〜２０ｍｍの範囲に正確に設定したゴム突出部１４を容易に形成することができる。
また、予めゴム層１２，１３を所定の幅に切り揃えてから、フィルム１１の上に積層して積層体１５を形成することもできる。その場合には、ゴム層１２，１３の幅方向端部は必ずしも一致している必要はなく、ゴム層１２，１３を貼り合わせた幅が３〜２０ｍｍであればカット工程を省略することもできる。
次に、図４に示すように、このように突き出し量ｈが正確に設定されたゴム突出部１４を有する積層体１５を、シート状に折り畳まれたフィルムを円筒状に開いてタイヤ成形ドラム２３に外嵌する。
図４（Ａ）は、フィルム１１とゴム層１２，１３との積層体１５がタイヤ成形ドラム２３に外嵌された状態を示し、ゴム突出部１４はタイヤ成形ドラム２３の径方向外側に突き出した状態になっている。このゴム突出部１４を、圧着ローラー２４をタイヤ成形ドラム２３の表面に沿って転動させることにより、タイヤ成形ドラム側へ押し倒すと、図４（Ｂ）のようにゴム突出部１４は積層体１５表面のゴム層１３に圧着し一体化する。図示の例は、半径ｒがゴム突出部１４の突き出し量ｈ以上の大きさである圧着ローラー２４を使用した場合であるが、圧着ローラー２４の代わりに、半径ｒが突き出し量ｈより小さい圧着ピンを使用してもよい。このようにゴム突出部１４を積層体１５に圧着させるので、その上にカーカス層を貼り合わせたときゴム突出部１４と積層体１５との間にエア溜まりを形成することがない。また、カーカス層にシワが形成されることもない。
カーカス層を巻き付けた後の成形工程は、公知の方法によって行えばよく、ビード打ち、サイドゴム、ベルト層、トレッドゴムなどが積層される。
上述したように、ゴム突出部１４の突き出し量ｈは３〜２０ｍｍの範囲でなければならない。突き出し量ｈが３ｍｍ未満であると、積層体１５をタイヤ成形ドラムに外嵌したときゴム層１２，１３間のゴム突出部１４に目開きが起りやすくなる。また、突き出し量ｈが２０ｍｍを超えると、圧着ローラー２４でゴム突出部１４を押し倒すときシワを発生しやすくなり、また、ゴム突出部１４が大きいことからタイヤのユニフォミティが悪化する。
圧着ローラー２４又は圧着ピンの大きさは、特に制限されるものではないが、半径ｒは、好ましくは１ｍｍ以上で、ゴム突出部１４の突き出し量ｈの７．５倍以下にするとよく、より好ましくは突き出し量ｈの３．４倍以下にするとよい。半径ｒが突き出し量ｈより小さく、圧着ローラー２４又は圧着ピンがゴム突出部１４の側面を最初に押圧する場合、ゴム突出部１４は、成形ドラム２３の周方向にきれいに押し倒される。しかし、圧着ローラー２４又は圧着ピンの剛性及び作業性の観点から、半径ｒの下限は１ｍｍにすることが好ましい。一方、半径ｒが突き出し量ｈより大きく、圧着ローラー２４がゴム突出部１４の先端を最初に押圧する場合、半径ｒが大きくなるにつれて、ゴム突出部１４を成形ドラム２３の周方向に押し倒そうとする力が弱まり、成形ドラム２３の径方向に押し潰そうとする力が作用しやすくなる。このため、圧着ローラー２４の半径ｒは、好ましくは突き出し量ｈの７．５倍以下、より好ましくは３．４倍以下にすることにより、ゴム突出部１４を成形ドラム２３の周方向にきれいに押し倒すことができ、エアの巻き込みを防止することができる。
本発明において、フィルム１１の厚さは、公知のタイヤに採用されているものがいずれも適用可能であって、特に限定されるものではないが、０．００２ｍｍ〜０．７ｍｍの範囲から選択することができる。一方、ゴム層１２，１３の厚さは、特に限定されるものではないが、０．１ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲から選択することができる。
また、フィルムを構成する熱可塑性樹脂や熱可塑性樹脂成分中にエラストマー成分をブレンドした熱可塑性エラストマー組成物は、公知のものがいずれも適用できる。
例えば、熱可塑性樹脂及び熱可塑性エラストマー組成物の熱可塑性樹脂成分としては、例えば、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、ポリビニル系樹脂、セルロース系樹脂、フッ素系樹脂、イミド系樹脂などを例示することができる。熱可塑性エラストマー組成物のエラストマー成分としては、例えば、ジエン系ゴム及びその水素添加物、オレフィン系ゴム、ブチルゴム（ＩＩＲ）、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（ＡＣＭ）、アイオノマー、含ハロゲンゴム、シリコーンゴム、含イオウゴム、フッ素ゴム、熱可塑性エラストマーなどを例示することができる。
熱可塑性エラストマー組成物における熱可塑性樹脂成分とエラストマー成分との組成比は、フィルムの厚さや柔軟性のバランスで適宜決めればよいが、好ましい範囲は１０／９０〜９０／１０、更に好ましくは２０／８０〜８５／１５（重量比）である。
熱可塑性エラストマー組成物には、上記熱可塑性樹脂成分及びエラストマー成分に加えて第三成分として、相溶化剤などの他のポリマー及び配合剤を混合することができる。他のポリマーを混合する目的は、熱可塑性樹脂成分とエラストマー成分との相溶性を改良するため、材料のフィルム成形加工性を良くするため、耐熱性向上のため、コストダウンのため等であり、これに用いられる材料としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ、ＳＢＳ、ポリカーボネート等が挙げられる。
上記熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマー組成物は単体でゴム層と積層してもよいが、ゴム層との接着性を高めるために接着層を積層しても良い。接着層の厚さは特に限定されないが、タイヤ軽量化のためには厚さが少ない方がよく、５μｍ〜１５０μｍが好ましい。
以下、実施例によって本発明をさらに説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
熱可塑性エラストマー組成物と粘接着剤との２層構造の円筒状のフィルム（周長１２００ｍｍ、厚さ１００μｍ）をインフレート成形し、巻き取り前にピンチロールに通してシート状にした。このフィルムの両面に幅６６０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのゴム層をカレンダー成形機により積層し積層体を成形した。このとき、ゴム層の幅方向端部をフィルム端部から両側へはみ出すようにして両端部を圧着成形した後、はみ出したゴム層の部分をフィルム端部からの突き出し量が２ｍｍ、３ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍ、２５ｍｍになるようにそれぞれ切断した５種類の積層体を製作した。
上記５種類の積層体をそれぞれ軸方向に長さ３９０ｍｍに切断し、これを空気透過防止層とするタイヤサイズを１９５／６５Ｒ１５の空気入りタイヤを製作するに当たり、積層体をタイヤ成形ドラムに外装したときの処理条件として、ゴム突出部の突き出し量ｈ及び圧着ローラー掛けの有無を表１に示すように異ならせて未加硫タイヤを成形し、これを加硫成形し６種類の空気入りタイヤ（実施例１〜３、比較例１〜３）を製作した。なお、圧着ローラーは半径１０ｍｍのものを使用した。
得られた６種類の空気入りタイヤの空洞内の表面状態を目視評価し、空気透過防止層の加硫故障の有無を以下の基準により評価し、その結果を表１に示す。
○：ブリスターライナー等の加硫故障が認められないもの
×：ブリスターライナー等の加硫故障が多く発生したもの
本発明により製造される空気入りタイヤの実施形態の一例を示す子午線半断面図である。 本発明で使用するフィルムとゴム層との積層体の製造方法を示す斜視図である。 本発明で使用する積層体の成形工程を模式的に示す正面図であり、（Ａ）は積層工程、（Ｂ）はカット工程、（Ｃ）はカット工程後の正面図である。 本発明で使用するフィルムとゴム層との積層体をタイヤ成形ドラムに外嵌した状態の一例を示す側面図であり、（Ａ）は圧着ローラー掛け前、（Ｂ）は圧着ローラー掛け後の側面図である。
符号の説明
７ 空気透過防止層
１１ フィルム
１１ａ，１１ｂ フィルムの端部
１２ ゴム層（下側）
１２ａ，１２ｂ ゴム層の端部
１３ ゴム層（上側）
１３ａ，１３ｂ ゴム層の端部
１４ ゴム突出部
１５ 積層体
２３ タイヤ成形ドラム
２４ 圧着ローラー

Claims (2)

  1. 熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂にエラストマーをブレンドした熱可塑性エラストマー組成物から円筒状のフィルムを成形し、該円筒状のフィルムをシート状に折り畳み、その折り畳まれたフィルムの両面にゴム層を積層した積層体を成形した後、該積層体を隣接するフィルム間を離反するよう円筒状に開いてタイヤ成形ドラムに外嵌し、さらに該積層体の外側にカーカス層等の他のタイヤ構成材料を貼り合わせて前記フィルムを空気透過防止層とする未加硫タイヤを成形し、該未加硫タイヤを加硫する空気入りタイヤの製造方法において、
    前記積層体の成形に際し、前記シート状に折り畳まれたフィルムの両面に前記ゴム層を前記フィルムの幅方向両端部からはみ出すように積層し、そのはみ出したゴム層の一部分を前記フィルムの幅方向両端部からの突き出し量ｈが３〜２０ｍｍのゴム突出部になるように切断した積層体に形成し、該積層体を円筒状に開いて前記タイヤ成形ドラムに外嵌した後、前記ゴム突出部を圧着ローラー又は圧着ピンにより前記成形ドラム面側へ押し倒して、前記積層体のゴム層に圧着させるようにした空気入りタイヤの製造方法。
  2. 前記圧着ローラー又は圧着ピンの半径ｒを、１ｍｍ以上、前記ゴム突出部の突き出し量ｈの７．５倍以下にする請求項１に記載の空気入りタイヤの製造方法。
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