JP5130969B2

JP5130969B2 - 空気入りタイヤ用インナーライナー材料の製造方法

Info

Publication number: JP5130969B2
Application number: JP2008068564A
Authority: JP
Inventors: 祐一原
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2008-03-17
Filing date: 2008-03-17
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2028-03-17
Also published as: JP2009220460A

Description

本発明は、空気入りタイヤ用インナーライナー材料の製造方法に関する。

従来、熱可塑性樹脂が海成分、ゴムが島成分である熱可塑性エラストマーを空気入りタイヤのインナーライナーに使用することは知られている（特許文献１−２）。

特に、マトリクス（海成分）にナイロン系樹脂を用い島成分にゴムを用いた熱可塑性エラストマーは、空気の低透過性を示し、インナーライナー用材料として好ましいものであるが、弾性率が高いことからゴム（主としてタイヤ内表面を構成しているゴム）との接着が難しいという問題があった。

空気入りタイヤの空気漏れを低減しようとする場合、インナーライナーの厚さを厚くすることが最も効果的であるが、ナイロン系樹脂をマトリックスに使用した熱可塑性エラストマーは弾性率が高くゴムとの接着性に問題があるため、厚さを大きくするには限界があった。
特開２００８−２４２１７号公報特開２００５−３４３３７９号公報

本発明の目的は、インナーライナー用シート材として、特に、クラックが入りにくいことから空気漏れ防止効果が大きく、かつ剥がれにくいという優れた特性を持つ空気入りタイヤ用インナー材料の製造方法を提供することにある。

上述した目的を達成する本発明の空気入りタイヤ用インナー材料の製造方法は、以下の（１）の構成からなる。

（１）熱可塑性樹脂が海成分、ゴムが島成分である熱可塑性エラストマー組成物を押出口金からシート状に押出成形して空気入りタイヤ用インナーライナーを製造する方法であって、口金スリットの断面形状を、該スリットのセンター部からスリット両端部の間に厚肉押出部を有するとともに、スリット長さ方向の厚み変化部分長さΔｌに対する厚み増加分Δｔの比率（％）を０．０１〜１０％とした押出口金を用いて押出成形することを特徴とする空気入りタイヤ用インナーライナー材料の製造方法。

また、かかる本発明の空気入りタイヤ用インナーライナー材料の製造方法において、より具体的に好ましくは、以下の（２）または（３）の構成を有するものである。

（２）前記熱可塑性樹脂がナイロン系樹脂であり、ゴムがブチル系ゴムであることを特徴とする上記（１）記載の空気入りタイヤ用インナーライナー材料の製造方法。
（３）前記厚肉押出部から押し出された厚肉の部分がタイヤサイドウォール部付近に、前記スリット長さ方向の厚み変化部分のうち、センター側の該厚み変化部は両タイヤショルダー部付近、両端側の厚み変化部は両タイヤビード部付近に、それぞれ対応し位置して貼られるものであることを特徴とする上記（１）または（２）記載の空気入りタイヤ用インナーライナー材料の製造方法。

本発明によれば、インナーライナー用シート材として、シート成形方向をタイヤの周方向に一致させてインナーライナーとして用いることにより、タイヤ子午線方向断面の特定位置のインナーライナー部を厚肉の構造とすることができるインナーライナー用シート材を製造できる。

本発明によれば、インナーライナーにしたときに、クラックが入りにくいことから空気漏れ防止効果が大きく、かつ剥がれにくいという優れた特性を持つ空気入りタイヤ用インナー材料を製造でき、空気漏れ性能が向上し耐久性に優れ、かつ、タイヤ内表面との接着性能にも優れているインナーライナーを有するタイヤが提供される。

以下、更に詳しく本発明について、説明する。

本発明の空気入りタイヤ用インナーライナー材料の製造方法は、熱可塑性樹脂が海成分、ゴムが島成分である熱可塑性エラストマー組成物を押出口金からシート状に押出成形して空気入りタイヤ用インナーライナーを製造する方法であって、口金スリットの断面形状を、該スリットのセンター部からスリット両端部の間に厚肉押出部を有するとともに、スリット長さ方向の厚み変化部分長さΔｌ（ｍｍ）に対する厚み増加分（ｍｍ）Δｔの比率（％）を０．０１〜１０％とした押出口金を用いて押出成形するものである。

図１は、本発明に採用できるＴダイの口金スリットの断面形状の１例をモデル的に示したものであり、該口金スリット１の形状は、該スリット１のセンター部（押出シートのセンター部。図示はしていない）からスリット両端部の間に厚肉押出部２を有するものである。本発明においては、該厚肉押出部２の裾部（スリット長さ方向の厚み変化部分）は、該スリット長さ方向の厚み変化部分長さΔｌと該厚さ部分の厚み増加分Δｔとの長さ関係で、ΔｔがΔｌの０．０１〜１０％の範囲としたものである。図１に示した態様例では、４箇所のスリット長さ方向の厚み変化部分があるが、それらすべての部分において、各Δｔ（Δｔ₁〜Δｔ₄）が各Δｌ（Δｌ₁〜Δｌ₄）に対して０．０１〜１０％の範囲にあることが好ましいが、一部、該範囲を満足しないものがあってもよい。

また、本発明者らの知見によれば、上記ΔｔのΔｌに対する比率の好ましい範囲は０．０２〜５％、より好ましい範囲は０．２〜２％である。なお、各Δｌの長さを測定する際にその端部は、口金スリット縁線の変曲点とするものであり、変曲点間の距離である。

図２は、本発明以外の口金スリットの形状の例を示したものであり、厚肉押出部２に裾部（スリット長さ方向の厚み変化部分）が実質的に存在しないものである。

本発明により口金１から押し出されたシート状物は、その押出成形方向をタイヤ周方向と平行にして、タイヤ内径と対応した長さに切断されて空気入りタイヤの内周面に貼られてインナーライナーとして使用される。該インナーライナーとして使用されたとき、厚肉の部分はサイドウォール部付近、センター側の両厚み変化部（図１では、Δｌ₂とΔｌ₃に対応した部分）は両タイヤショルダー部付近、両端側の厚み変化部（図１では、Δｌ₁とΔｌ₄に対応した部分）は両ビード部付近に、それぞれほぼ対応し位置して貼られることとなり、他部分に比べてタイヤ全体としてゴム厚さが薄いサイドウォール部付近における空気漏れは、厚いインナーライナーによって防止され、また、その裾部の厚さの変化部ではなだらかに厚さが変化しているので該変化部でクラックや亀裂などの起点になることもないのでクラック・亀裂の発生がほとんどない。

本発明において使用される熱可塑性樹脂が海成分、ゴムが島成分である熱可塑性エラストマー組成物について、該海成分の熱可塑性樹脂は、例えば、ポリアミド系樹脂〔例えば、ナイロン６（Ｎ６）、ナイロン６６（Ｎ６６）、ナイロン４６（Ｎ４６）、ナイロン１１（Ｎ１１）、ナイロン１２（Ｎ１２）、ナイロン６１０（Ｎ６１０）、ナイロン６１２（Ｎ６１２）、ナイロン６／６６共重合体（Ｎ６／６６）、ナイロン６／６６／６１０共重合体（Ｎ６／６６／６１０）、ナイロンＭＸＤ６（ＭＸＤ６）、ナイロン６Ｔ、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）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）、ポリビニル系樹脂〔例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ビニルアルコール／エチレン共重合体（ＥＶＯＨ）などが好ましく使用できる。

島成分であるゴムとしては、例えば、オレフィン系ゴム〔例えば、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ、ＥＰＭ）、マレイン酸変性エチレンプロピレンゴム（Ｍ−ＥＰＭ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、含ハロゲンゴム〔例えば、Ｂｒ−ＩＩＲ、ＣＩ−ＩＩＲ、イソブチレンパラメチルスチレン共重合体の臭素化物（Ｂｒ−ＩＰＭＳ）などを好ましく使用できる。

熱可塑性エラストマー組成物において、海成分（マトリックス成分）たる熱可塑性樹脂中に、島成分として不連続相で分散して存在するゴムの組成比は、その好ましい範囲は、重量比で熱可塑性樹脂／ゴム＝９０／１０〜３０／７０である。

本発明ではゴムの比率を多めにすることが、押出口金の形状（リップ断面形状）とより一致した形状を持つ押出しシート状物を成形できるので、ゴムなどの種類にもよるが、好ましくは、上述の範囲とすること、より好ましくは熱可塑性樹脂／ゴム＝６５／４５〜３０／７０とすることがよいものである。

以下、実施例により本発明の構成、効果について具体的に説明する。

以下の実施例と比較例において熱可塑性エラストマー組成物は、表１に記載したとおりの配合としたものであり、その製造は、ゴムおよび架橋剤を密閉型バンバリーミキサー（神戸製鋼所製）にて１００℃で２分間混合してゴムコンパウンドを作製し、ゴムペレタイザー（森山製作所製）によりペレット状に加工した。一方、樹脂と可塑剤を２軸混練機（日本製鋼所製）にて２５０℃で３分間、最大剪断速度１２００ｓ^-1で混練してペレット化し、得られた樹脂組成物と前記ゴムコンパウンドのペレットと変性ポリオレフィンを２軸混練機（日本製鋼所製）にて２７０℃で３分間混練して熱可塑性エラストマー組成物のペレットを得た。

このペレットを共通に使用し以下に示した各例のようにして、それぞれ空気入りタイヤのインナーライナー材料としてシート状物を作製した。

参考例１
Ｔ−ダイの口金スリットの間隙（以下、リップクリアランスという）を約１００μｍに調整した幅４００ｍｍのダイに、押出機口径Ｄ＝４０ｍｍとし、押出機長さＬｍｍをＬ／Ｄ＝２８とした押出機を接続し、２５０℃で熱可塑性エラストマー組成物をシート状に成形した。リップクリアランスにおけるΔｌに対する厚み増加分Δｔの比率（％）（Δｔ／Δｌ）＝０％である。
成形後、両端の１２．５ｍｍをカッターで落とし、得られた総幅３７５ｍｍ、平均厚さ９０μｍの均一厚さのシート状物をタイヤ用インナーライナーとして使用した。このシート状物は、全面がフラットなシートであり厚さ９０μｍと比較的薄めのシートである。

実施例１
Ｔ−ダイのリップクリアランスを図３の形状および寸法にした幅４００ｍｍのダイに、押出機口径Ｄ＝４０ｍｍとし、押出機長さＬｍｍをＬ／Ｄ＝２８とした押出機を接続し、２５０℃で熱可塑性エラストマー組成物をシート状に成形した。リップクリアランスにおけるΔｌに対する厚み増加分Δｔの比率（％）は、４箇所の厚み変化部のそれぞれが全て（Δｔ／Δｌ）＝０．５％であった。
成形後、両端の１２．５ｍｍをカッターで落とし、得られた総幅３７５ｍｍのシートをインナーライナーとして使用した。薄肉部の平均厚みは９０μｍ、厚肉部の平均厚みは１８０μｍであった。

比較例１
Ｔ−ダイのリップクリアランスを図４の形状および寸法にした幅４００ｍｍのダイに、押出機口径Ｄ＝４０ｍｍとし、押出機長さＬｍｍをＬ／Ｄ＝２８とした押出機を接続し、２５０℃で熱可塑性エラストマー組成物をシート状に成形した。リップクリアランスにおけるΔｌに対する厚み増加分Δｔの比率（％）は、厚み変化部が存在しないので全て（Δｔ／Δｌ）＝０％であった。
成形後、両端の１２．５ｍｍをカッターで落とし、得られた総幅３７５ｍｍのシートをインナーライナーとして使用した。薄肉部の平均厚みは９０μｍ、厚肉部の平均厚みは１８０μｍであった。

比較例２
Ｔ−ダイのリップクリアランスを約２００μｍにした幅４００ｍｍのダイに、押出機口径Ｄ＝４０ｍｍとし、押出機長さＬｍｍをＬ／Ｄ＝２８とした押出機を接続し、２５０℃で熱可塑性エラストマー組成物をシート状に成形した。このシート状物は全面がフラットで厚み増加部が存在しないものである。
成形後、両端の１２．５ｍｍをカッターで落とし、得られた総幅３７５ｍｍのシートをインナーライナーとして使用した。該シートは、全面がフラットなシートであり厚さは平均厚みが１８０μｍと比較的厚いものである。

以上の参考例１、実施例１、比較例１、２の各インナーライナー用シート材を用いて、各シートに下記組成の接着剤を塗布し、所定長さでカットしシート成形方向がタイヤの周方向と一致するようにしてタイヤ内表面に貼り合わせ、１９５／６５Ｒ１５の空気入りタイヤを製造した。加硫時間は１８０℃、１０分であった。

接着剤の組成は、エポキシ変性ＳＢＳ（ダイセル化学工業、エポフレンドＡＴ５０１）１００重量部、テルペン樹脂（ヤスハラケミカル、ＹＳレジンＤ１０５）６０重量部、亜鉛華（正同化学、亜鉛華３号）５重量部、ステアリン酸（日本油脂、ビーズステアリン酸）１重量部、ＴＯＴＮ（大内新興化学、ノクセラーＴＯＴＮ）重量部、トルエン２００重量部である。

それぞれの空気入りタイヤについて、以下に記載する方法により接着試験、エア漏れ試験、耐久試験を行った。

その結果は表２に示したとおりであり、本発明により得られたインナーライナー材を使用した空気入りタイヤは全ての試験項目で合格し、優れたものであった。

（１）接着試験：
１９５／６５Ｒ１５の空気入りタイヤ（リム１５×６ＪＪ）を使用して、各試験タイヤをサイズ１５×６ＪＪのリムに装着した後、空気圧１２０ｋＰａ、６０℃雰囲気下、荷重６．１ｋＮの条件にて、直径１７０７ｍｍのドラム上を速度８０ｋｍ／ｈで最大走行距離３００００ｋｍまで走行させ、インナーライナー表面を観察し評価した。
評価方法は、試験後にリムからタイヤを外してタイヤ内面上にあるインナーライナー表面の観察を行い、インナーライナー剥がれが認められるものを不合格とし、インナー剥がれが認められないものを合格とした。

（２）エア漏れ試験：
１９５／６５Ｒ１５の空気入りタイヤ（リム１５×６ＪＪ）を使用して、各試験タイヤをサイズ１５×６ＪＪのリムに装着した後、空気圧２５０ｋＰａ、２５℃雰囲気下で３ケ月間、内圧変化を測定し、参考例１のものと同等以上であるものを合格とした。

（３）耐久試験：
１９５／６５Ｒ１５の空気入りタイヤ（リム１５×６ＪＪ）を使用して、各試験タイヤをサイズ１５×６ＪＪのリムに装着した後、空気圧１４０ｋＰａ、−２０℃雰囲気下、荷重６．１ｋＮの条件にて、直径１７０７ｍｍのドラム上を速度８０ｋｍ／ｈで最大走行距離１５００ｋｍまで走行させ、インナーライナー表面を観察し評価した。
評価方法は、試験後にリムからタイヤを外してタイヤ内面上にあるインナーライナー表面の観察を行い、インナーライナー上のクラックの大きさが１０ｍｍ以下かつクラック総数が１０個以内のものを合格とし、クラック１つの大きさが１０ｍｍよりも大きいものが１個でもあれば不合格、またクラックの大きさが１０ｍｍ以下のものだけでもその総数が１０個を超えるものであれば、それも不合格とした。

図１は、本発明に採用できるＴダイの口金スリットの断面形状の１例をモデル的に示したものである。図２は、本発明以外の口金スリットの形状の例を示したものであり、厚肉押出部に裾部（スリット長さ方向の厚み変化部分）が実質的に存在しない例を示したものである。図３は、実施例１で使用したＴ−ダイのリップクリアランスの形状と寸法を示したリップ部の概略図である。図４は、比較例１で使用したＴ−ダイのリップクリアランスの形状と寸法を示したリップ部の概略図である。

符号の説明

１口金スリット
２厚肉押出部

Claims

熱可塑性樹脂が海成分、ゴムが島成分である熱可塑性エラストマー組成物を押出口金からシート状に押出成形して空気入りタイヤ用インナーライナーを製造する方法であって、口金スリットの断面形状を、該スリットのセンター部からスリット両端部の間に厚肉押出部を有するとともに、スリット長さ方向の厚み変化部分長さΔｌに対する厚み増加分Δｔの比率（％）を０．０１〜１０％とした押出口金を用いて押出成形することを特徴とする空気入りタイヤ用インナーライナー材料の製造方法。
前記熱可塑性樹脂がナイロン系樹脂であり、ゴムがブチル系ゴムであることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ用インナーライナー材料の製造方法。
前記厚肉押出部から押し出された厚肉の部分がタイヤサイドウォール部付近に、前記スリット長さ方向の厚み変化部分のうち、センター側の該厚み変化部は両タイヤショルダー部付近、両端側の厚み変化部は両タイヤビード部付近に、それぞれ対応し位置して貼られるものであることを特徴とする請求項１または２記載の空気入りタイヤ用インナーライナー材料の製造方法。