JP5225364B2 - ストリップ、その製造方法および空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents
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Description
このような、エアーインによる斑模様がタイヤ内面に現れることでユーザには外観が悪いとの印象を与える。また走行中にエアが起点となり、インナーライナーに亀裂が生じタイヤ内圧が低下し最悪な場合はタイヤがバーストする虞がある。
本発明で製造される空気入りタイヤを図に基づき説明する。図1は、空気入りタイヤの右半分の概略断面図である。図において空気入りタイヤ1は、トレッド部2と、該トレッド部両端からトロイド形状を形成するようにサイドウォール部3とビード部4とを有している。さらに、ビード部4にはビードコア5が埋設される。また、一方のビード部4から他方のビード部に亘って設けられ、ビードコア5に隣接して終端するカーカスプライ6と、該カーカスプライ6のクラウン部外側には、少なくとも2枚のプライよりなるベルト層7とが配置されている。
図4〜図10にストリップ10の実施形態の断面図を示す。図4は、3枚のストリップ10が成形ドラムD上に並列に配置された状態の断面図を示す。ここでストリップ10は、ドラム側に隣接する内面層LBと、その外側に配置される外面層LAの積層体で構成され、両者は幅方向に一定の距離Lをずらして配置されている。その結果、ストリップは全体として、内面層LBと外面層LAが重複する部分(以下、「ストリップ本体」ともいう。)と、その両端の重複しない部分(以下、「耳部」ともいう。)を形成する。
図2においてストリップ10を製造する製造方法を説明する。ストリップの製造装置11は、横長矩形断面の熱可塑性エラストマーのシート12Aを押出形成する押出装置13と、その押出口16の近傍に配されるニップローラ14Aと型ローラ14Bとから構成される。前記押出装置13は、スクリュ軸15を有する押出機本体13Aと、この押出機本体13Aから吐出される熱可塑性エラストマーのシートを形成して押出口16から押出す押出ヘッド13Bとを具える。押出機本体13Aは、投入される熱可塑性エラストマーを、減速機能を備えた電動機により駆動される前記スクリュ軸15によって混練、溶融する。また前記押出ヘッド13Bは、前記押出機本体13Aの先端に取付き前記押出口16を構成する押出成形用の口金17を具えている。
本発明のストリップはガスバリア機能を有する内面層LBと接着機能を有する外面層LAの積層体で構成される。内面層LBには、スチレン−イソブチレン−スチレンブロック共重合体(SIBS)を含むことが必要である。一方、前記外面層LAには、熱可塑性エラストマー、好ましくはスチレン系熱可塑性エラストマー組成物が使用される。
前記内面層LBは、スチレン−イソブチレン−スチレントリブロック共重合体(SIBS)を含む。SIBSのイソブチレンブロック由来により、SIBSからなるフィルムは優れた耐空気透過性を有するため、SIBSをインナーライナーに用いた場合、耐空気透過性に優れた空気入りタイヤを得ることができる。またSIBSは芳香族以外の分子構造が完全飽和であることにより、劣化硬化が抑制され、優れた耐久性を有するため、SIBSをインナーライナーに用いた場合、耐久性に優れた空気入りタイヤを得ることができる。
本発明のストリップに用いる前記外面層LBは、熱可塑性エラストマー、特に、スチレン系熱可塑性エラストマーのうち、スチレン−イソプレン−スチレントリブロック共重合体(以下、「SIS」ともいう。)またはチレン−イソブチレンジブロック共重合体(以下、「SIB」ともいう。)の少なくともいずれかを含むことが好ましい。
本発明において、内面層に接し、かつ中子体もしくは成形ドラムに隣接する側に配置される第3層は、成形の際に中子体もしくは成形ドラムに粘着して成形を容易にする一方、加硫後には、容易に離型する材料が好ましい。
本発明の空気入りタイヤの製造方法は、インナーライナーの成形方法、生カバーを成形する工程と、該生カバーを加硫する工程とを含んで製造される。
前記インナーライナーを成形は、図13に示される中子体Nを用いて、成形方法を図14に示す概略図にしたがって行われる。インナーライナーは、図14に示すように、ストリップ10を中子体Nの外周面22に、その円周方向に沿って側縁をずらせながら巻き付けることにより形成される。ここでストリップ10は、例えば幅W0が5〜40mm程度、厚さT0が0.05〜1.0mm程度のリボン状で構成される。巻き付けに際しては、ストリップ10の一端を中子体Nの外周面22に貼り付け、しかる後、支持軸DAにて該中子体Nを回動させるとともにストリップ10を回転軸方向に所定のピッチで移動させる。これにより、図14に示されるように、中子体Nの外周面22の一部、もしくは全域にストリップ10からなるインナーライナー9G(図15)を配置できる。かかるストリップの成形方法は、所謂ストリップワインド方式と呼ばれ、複雑な三次元形状を形成するのに採用できる。なおインナーライナーの成形をトレッド領域には幅広のストリップを巻き付け、その両側のサイド部にストリップワインド方式を採用することもできる。
次にビード領域のインナーライナー9の外側に、ビードコアを形成する工程が行われる。ビードコアは、例えば連続して供給される1本のビードワイヤをクリンチゴムの基部からタイヤ半径方向に積み重なるように渦巻状で複数周回させて形成される。ビードワイヤを渦巻き状に巻き付ける際、例えばインナーライナー9の外面との間に小隙間を形成しうるリング状の当て金などを前記フランジ面23に装着して行われるのが望ましい。
次に、本発明の一実施形態では、生カバー1Gの内部から中子体Nが取り外され、しかる後、図17に示されるように、前記中子体が取り外された生カバー1Gを加硫金型Mにて加硫成形する加硫成形工程が行われる。
なお、前記内径Riは、近似的に加硫金型Mの成形面Maのうちタイヤ赤道を加硫する部分の内径Mr(ただし、トレッド溝成形用の突起Mpを除く。)から、タイヤ設計寸法におけるトレッド厚さの2倍の距離を減じることによって近似的に求めることができる。
例えばラジアル方向のストレッチが2.0%を超えると、カーカスコードのエンズのばらつきやベルト層7でのコード変化のバラツキ等が大きくなる傾向があり、十分なユニフォミティの向上が期待できない。また、径方向のストレッチが2.0%を超えると、トレッド部が加硫金型Mのトレッド溝成形用の突起Mtに強く押し付けられる際にベルトコード等に配列の乱れが生じやすくなる。
本発明のストリップの製造に用いた熱可塑性エラストマー(SIBS、SEBSおよびSIS)は以下のとおりである。
カネカ(株)社製の「シブスターSIBSTAR 102T(ショアA硬度:25、スチレン成分含有量:25質量%、重量平均分子量:100,000)」を用いた。
クレイトンポリマー社製の「クレイトンG1657(ショアA硬度:47、スチレン成分含有量:13質量%、重量平均分子量:200,000)」を用いた。
クレイトンポリマー社製のD1161JP(スチレン成分含有量:15質量%、重量平均分子量:150,000)を用いた。
上記SIBS、SEBSおよびSISは、市販のペレットを用いて、以下の配合処方で、バンバリミキサーおよび2軸押出機でブレンドした。次に熱可塑性エラストマーのストリップを押出成形するために、内面層と外面層LBを用いて、図2、図3に示すダイ押出機にて共押出で2層構造のリボン状のシート(厚さ:0.3mm)を製造した。押し出し条件は以下のとおりである。
(注2)表1において、「SEBS」は、SEBSを100質量%含む材料である。
(注3)表1において、「SIS」は、SISを100質量%含む材料である。
表1の仕様に基づくストリップをドラム上でインナーライナーに成形したものを用いてタイヤサイズ195/65R15の空気入りタイヤを試作した。なお加硫は、170℃で20分間プレスを行い、加硫金型から取り外すことなく100℃で3分間冷却した後、加硫金型から取り出した。
表1の実施例および比較例の空気入りタイヤの性能評価は、以下の方法で実施した。
加硫後のタイヤ内側を外観で検査し、その評価を以下のとおりとした。
B:外観上、タイヤ1本当たり、直径5mm以下のエアーインの数が1〜3個、かつ直径5mmを超えるエアーインの数が0個の場合
C:外観上、タイヤ1本当たり、直径5mm以下のエアーインの数が4個以上、かつ直径5mmを超えるエアーインの数が1個以上の場合
<ユニフォミティ(LFV、RFV)>
JASO C607:2000のユニフォミティ試験条件に準拠し、ラテラルフォースバリエーション(LFV)およびラジアルフォースバリエーション(RFV)を測定した。結果はいずれも20本の平均値(N)を求め、比較例1を100とする相対値を指数表示した。指数が大きいほどユニフォミティが優れている。
<屈曲亀裂成長試験>
試作タイヤの耐久走行試験でインナーライナーが割れ、剥がれ状態を評価した。試作タイヤをJIS規格リム15かける6JJに組み付け、タイヤ内圧は150KPaで通常よりも低内圧に設定し、荷重は600kg、速度100km/h、走行距離20,000kmでタイヤの内部を観察し、亀裂、剥離の数を測定し、比較例1との相対値で示す。
<静的空気圧低下率>
試作タイヤをJIS規格リム15×6JJに組み付け、初期空気圧300kPaを封入し、90日間室温で放置し空気圧の低下率を1カ月で計算した。数値が小さいほど空気圧が減りにくく好ましい。
以下の(a)〜(d)の条件をすべて満たす場合を総合判定Aとした。
(a)エアーイン性能がA
(b)ユニフォミティが100以上
(c)屈曲亀裂成長性が100以上
(d)静的空気圧低下率が2.6以下
以下の(a)〜(d)のいずれか1つが、以下の条件を満たす場合を総合判定B、Cとした。複数の判定に該当する場合は、評価の低い方を採用した。
(a)エアーイン性能がB、C
(b)ユニフォミティが100より小さい
(c)屈曲亀裂成長性が100より小さい
(d)静的空気圧低下率が2.6より大きい
<タイヤの評価結果>
比較例1〜3は、ストリップにずらしを形成していない例、実施例1〜8はストリップの内面層と外面層に一定のずらしが形成されている例である。本発明の実施例は、エアーイン性能、屈曲亀裂成長性および静的空気圧低下率において、いずれも比較例よりも優れていることが認められる。
Claims (11)
- タイヤの成形ドラムまたは中子体の外周面に沿って巻き付けてインナーライナーを形成するためのストリップであって、
該ストリップは、タイヤ内側に配置される内面層とタイヤ外側に配置される外面層を、それらの幅方向の端部が幅方向に0.5〜30mmずらして、端部に耳部を形成するように貼り合わされており、
前記内面層は、熱可塑性エラストマー組成物で構成され、かつその少なくとも1つの層は、スチレン成分の含有量が10〜30質量%のスチレン−イソブチレン−スチレンブロック共重合体からなる熱可塑性エラストマー組成物であり、
前記外面層は、熱可塑性エラストマー組成物で構成され、かつその少なくとも1つの層は、スチレン成分の含有量が10〜30質量%のスチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体からなる熱可塑性エラストマー組成物である、ことを特徴とするストリップ。 - 前記ストリップの幅(W0)は、5mm〜40mmであり、ストリップの厚さ(T0)は、0.02〜1.0mmであることを特徴とする請求項1に記載のストリップ。
- 請求項1に記載のストリップの製造方法であって、
(a)押出機本体と押出ヘッドを備えた押出装置により熱可塑性エラストマーを押し出してシートを形成する押出工程と、
(b)該シートを型ローラとニップローラの間に通して、前記シートに型ローラの形状を転写して設計形状の内面層と外面層を、それぞれ成形する成形工程と、
(c)前記内面層と外面層を、それぞれ型ローラから剥離する剥離工程と、
(d)前記内面層と外面層を、それらの長手方向の両端を幅方向に0.5〜30mmずらして貼り合わせてストリップを形成する貼合工程、
を含むことを特徴とするストリップの製造方法。 - 成形機ドラムの円周方向に沿って、請求項1に記載のストリップの側縁をずらせながら巻きつけて、インナーライナーを成形することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
- 中子体の外周面の円周方向に沿って、請求項1に記載のストリップの側縁をずらせなが
ら巻きつけて、その仕上げ断面に近い形状のインナーライナーを成形することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。 - 前記中子体は、5%内圧充填時のタイヤ内面形状に近似した外周面を有することを特徴とする請求項5に記載の空気入りタイヤの製造方法。
- 前記中子体は、5%内圧充填時のタイヤ内面形状よりも小さい外周面を有することを特徴とする請求項5に記載の空気入りタイヤの製造方法。
- 前記ストリップを用いて成形された未加硫タイヤを前記中子体の外側に形成する工程と、前記中子体からから取り外された未加硫タイヤを加硫金型に投入して加硫成形する加硫工程を含むことを特徴とする請求項5に記載の空気入りタイヤの製造方法。
- 前記加硫工程において、未加硫タイヤは、その内腔側に配置されたブラダーの膨張により、0.1〜2.0%の径方向のストレッチで加硫されることを特徴とする請求項8に記載の空気入りタイヤの製造方法。
- 前記加硫工程において、未加硫タイヤは、その内腔側に配置されたブラダーの膨張により、0.1〜2.0%のラジアル方向のストレッチで加硫されることを特徴とする請求項8に記載の空気入りタイヤの製造方法。
- 前記ストリップを用いて成形された未加硫タイヤを前記中子体の外側に形成する成形工程と、
前記未加硫タイヤと前記中子体が、共に加硫金型に投入され、該加硫金型および前記中子体が加熱されて、タイヤが加硫されることを特徴とする請求項5〜7のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
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