JP5260712B2 - 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
押出ダイを数種準備しても、サイズ変更時の段替えに時間がかかり、生産性が低下してしまう。
(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横長矩形断面形状のシートを形成する押出工程と、
(b)該シートを、一対の型ローラに通して、前記シートに型ローラの形状を転写してストリップ端部に耳部を備えたストリップ形成工程と、
(c)前記ストリップを型ローラから剥離する剥離工程と、
を含むストリップの製造方法に関する。
本発明は空気入りタイヤの内側に配置されるインナーライナー用のストリップ、該ストリップの製造方法、さらに該ストリップを備えた空気入りタイヤの製造方法に関する。前記インナーライナーは、円筒ドラム上で、両端に耳部を有するリボン状のストリップを螺旋状に巻回させることによって製造される。ここでリボン状のストリップは、仕上げの断面形状に近い状態で押出成形する。
図4において(a)〜(d)にストリップ10の実施形態の断面図を示す。ストリップ10は、ストリップ本体10Aの厚さ(T1)が0.05mm〜1.0mmである。
前記ストリップ本体10Aの厚さ(T1)が、0.05mm未満では、押出成形が困難となり、所定厚さのインナーライナーを形成するために回数を不必要に増加し、また1.0mmを超えるとインナーライナーの屈曲耐久性の低下、軽量化が望めないことになる。前記ストリップの厚さ(T1)は、好ましくは、0.1mm〜0.6mmの範囲である。そしてストリップ全体の幅(W0)は、5mm〜40mmの範囲で調整され、好ましくは10〜30mmの範囲である。
本発明において、インナーライナーはリボン状のストリップをドラム上に巻き返して製造され、前記ストリップは積層体が用いられる。ここで積層体はスチレン−イソブチレン−スチレントリブロック共重合体(SIBS)を含む第1層と、スチレン−イソプレン−スチレントリブロック共重合体(SIS)およびスチレン−イソブチレンジブロック共重合体(SIB)の少なくともいずれかを含む第2層とからなる。
前記第1層は、スチレン−イソブチレン−スチレントリブロック共重合体(以下、「SIBS」ともいう。)100質量部に対し、有機化処理粘土鉱物0.1〜50質量部を含む熱可塑性エラストマー組成物からなる。
積層体の第1層は、スチレン−イソブチレン−スチレントリブロック共重合体100質量部に対し、有機化処理粘土鉱物0.1〜50質量部を含む熱可塑性エラストマー組成物からなる。
本発明の一実施の形態におけるポリマー組成物には、その他の補強剤、加硫剤、加硫促進剤、各種オイル、老化防止剤、軟化剤、可塑剤、カップリング剤などの一般のゴム組成物に配合される各種配合剤および添加剤を配合することができる。また、これらの配合剤、添加剤の含有量も一般的な量とすることができる。
SIBSからなる第1層の厚さは、0.05〜0.6mmが好ましい。第1層の厚さが0.05mm未満であると、積層体をインナーライナーに適用した生タイヤの加硫時に、第1層がプレス圧力で破れてしまい、得られたタイヤにおいてエアーリーク現象が生じる恐れがある。一方、第1層の厚さが0.6mmを超えるとタイヤ重量が増加し、低燃費性能が低下する。第1層の厚さは、さらに0.05〜0.4mmであることが好ましい。第1層は、SIBSを押出成形、カレンダー成形といった熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマーをフィルム化する通常の方法によってフィルム化して得ることができる。
前記第2層はスチレン−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。)からなるSIS層およびスチレン−イソブチレンジブロック共重合体(以下、「SIB」ともいう。)からなるSIB層の少なくともいずれかを含む。
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12を押出形成する押出装置13と
、その押出口16の近傍に配される一対の型ローラ14とから構成される。
カーボン(DLC)コーティング(硬度Hv:2000〜7000、膜厚:0.2〜3.0μm)、テフロン(登録商標)コーティング(硬度Hv:100〜500、膜厚:0.1〜0.5μm)等の従来の技術が採用できる。
本発明のインナーライナーは、リボン状のストリップ10を、ストリップ本体10Aが相互に重複するように巻回して形成する。図5(a)に示すように、円筒ドラムD上で隣接するストリップ10は、そのストリップ本体10Aが、例えば3mm〜38mmの範囲で相互に重複するように巻回して螺旋状に順次巻き付けながらインナーライナーを形成する。ここでストリップ10は、巻回に際し、図5(b)に端部を拡大して示すように、隣接するストリップ間で段差を形成するが、その耳部によって凹凸段差dは緩和されることになる。一方、図7に示すように、従来の断面が長方形のストリップで耳部を有しないものを用いた場合の凹凸段差d0は、耳部を有するストリップの場合の凹凸に比べ約2倍となっている。
本発明の空気入りタイヤは、一般的な製造方法を用いることができる。図6において積層体PLを用いてストリップを製造し、前述の方法でインナンーライナーを製造する。空気入りタイヤ1の生タイヤに前記インナーライナーを適用して他の部材とともに加硫成形することによって製造することができる。積層体PLを生タイヤに配置する際は、積層体PLの第2層であるSIS層PL2またはSIB層PL3が、カーカスプライCに接するようにタイヤ半径方向外側に向けて配置する。このように配置すると、タイヤ加硫工程において、SIS層PL2またはSIB層PL3とカーカスプライCとの接着強度を高めることができる。得られた空気入りタイヤは、インナーライナーとカーカスプライCのゴム層とが良好に接着しているため、優れた耐空気透過性および耐久性を有する。
本発明の加硫タイヤにおいて、積層体で形成されるインナーライナーの配置状態を図6に示す。図6(a)において、積層体PLは、第1層としてのSIBS層PL1および第2層としてのSIS層PL2から構成される。該積層体PLを空気入りタイヤのインナーライナーに適用する場合、SIS層PL2がカーカスプライCに接するようにタイヤ半径方向外側に向けて設置すると、タイヤの加硫工程において、SIS層PL2とカーカスプライCとの接着強度を高めることができる。したがって得られた空気入りタイヤは、インナーライナーとカーカスプライCのゴム層とが良好に接着しているため、優れた耐空気透過性および耐久性を有することができる。
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(SIBおよびSIBS)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。
前記SIBS(シブスターSIBSTAR 102T)を、表1に示す配合処方ににしたがって、有機化処理粘土鉱物または無機粘土鉱物とを2軸押出機(スクリュ径:φ50mm、L/D:30、シリンダ温度:220℃)にてペレット化した。
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)を用いて、2軸押出機(スクリュ径:φ50mm、L/D:30、シリンダ温度:220℃)にてペレット化した。
上記SIBSおよびSISは、市販のペレットを以下の配合処方で混合した。これを図2及び図3に示す押出機(スクリュ径:φ80mm、L/D:50、ダイギャップ幅:40mm、シリンダ温度:220℃)を用いて、スクリュ回転数80RPM、押出速度は約9m/分で、リボン状のシート(厚さ:0.3mm)を押出した。
熱可塑性エラストマー(注1) 100質量部
有機化処理粘土鉱物 変量
ステアリン酸(注2) 3質量部
酸化亜鉛(注3) 5質量部
老化防止剤(注4) 1質量部
加硫促進剤(注5) 1質量部
硫黄(注6) 0.5質量部
(注1)熱可塑性エラストマーは、前記SIBSおよびSISを用いた。
(注2)ステアリン酸:花王(株)社製の「ステアリン酸ルナックS30」。
(注3)酸化亜鉛:三井金属鉱業(株)社製の「亜鉛華1号」。
(注4)老化防止剤:大内新興化学(株)社製の「ノクラック6C」(N−(1,3−ジメチルブチル)−N’−フェニル−p−フェニレンジアミン)。
(注5)加硫促進剤:大内新興化学(株)社製の「ノクセラーDM」(ジ−2−ベンゾチアゾリルジスルフィド)。
(注6)硫黄:鶴見化学工業(株)社製の「粉末硫黄」。
上記ストリップを、図5に示すようにドラム上でストリップを巻き回し、隣接するストリップが、相互に重複するように幅広のシート状に成形しインナーライナー用のシートを製造した。ここで、ストリップの重複幅は、3mm以上で38mm以下である。
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。
屈曲亀裂成長試験は、インナーライナーが割れたり剥がれたりするかどうかで評価した。試作タイヤをJIS規格リム15×6JJ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、剥離の数を測定した。比較例1を基準にして各実施例、比較例の亀裂成長性を、以下の式に基づき指数で表示した。数字が大きいほど屈曲亀裂成長が小さいことを示す。
<転がり抵抗指数>
(株)神戸製鋼所製の転がり抵抗試験機を用いて、試作タイヤをJIS規格リム15×6JJに組み付け、荷重3.4kN、空気圧230kPa、速度80km/hの条件で、室温(30℃)にて走行させて転がり抵抗を測定した。そして、下記の計算式に基づき比較例1を基準100として、実施例の転がり抵抗変化率(%)を指数で表示した。転がり抵抗変化率が大きいほど、転がり抵抗が低減されていることを示す。
<静的空気圧低下率試験>
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。
タイヤユニフォミティ試験機を用い、JASO C607:2000の「自動車用タイヤのユニフォミティ試験方法」に準拠して、ラジアルフォースバリエーション(RFV)を測定し、比較例1を100として相対値を指数で評価している。数値が大きいほど、ユニフォミティが良好であることを示す。測定条件は、リム(8.0×17)、タイヤ回転速度(60rpm)、空気圧(200kPa)、縦荷重(4000kN)とした。
表1において、実施例1〜4は、第1層の有機化処理粘土鉱物は0.5質量部の事例、実施例5〜8は第1層の有機化処理粘土鉱物は25質量部の事例、実施例9は第1層の有機化処理粘土鉱物は0.1質量部の事例、実施例10は第1層の有機化処理粘土鉱物は50質量部の事例である。さらに上記実施例1〜10はストリップの断面形状を変更している。
Claims (9)
- 円筒ドラム上で螺旋状に巻回させることにより仕上げ断面形状に近い形状のタイヤ用インナーライナーを形成するための熱可塑性エラストマー組成物のストリップであって、
該ストリップは、スチレン−イソブチレン−スチレントリブロック共重合体からなるエラストマー成分100質量部に対し、有機化処理粘土鉱物0.1〜50質量部を含む熱可塑性エラストマー組成物からなる第1層と、スチレン−イソプレン−スチレントリブロック共重合体およびスチレン−イソブチレンジブロック共重合体の少なくともいずれかを含む熱可塑性エラストマー組成物からなる第2層の積層体で構成されており、
前記ストリップはストリップ本体とその両側に配置される耳部を有し、前記ストリップ本体の厚さ(T1)は0.05mm〜1.0mmであり、前記耳部の厚さ(T2)は前記ストリップ本体の厚さ(T1)より薄く、耳部の幅(W2)は0.5mm〜5.0mmであるインナーライナー形成用のストリップ。 - 前記スチレン−イソブチレン−スチレントリブロック共重合体は、重量平均分子量が5万〜40万であり、スチレン成分含有量が10〜30質量%である請求項1記載のストリップ。
- 前記スチレン−イソプレン−スチレントリブロック共重合体は、重量平均分子量が10万〜29万であり、スチレン成分含有量が10〜30質量%である請求項1または2に記載のストリップ。
- 前記スチレン−イソブチレンジブロック共重合体は、重量平均分子量が4万〜12万であり、スチレン成分含有量が10〜35質量%である請求項1〜3のいずれか1項に記載のストリップ。
- 前記ストリップの幅(W0)は、5mm〜40mmである請求項1〜4のいずれか1項に記載のストリップ。
- 前記ストリップの耳部の厚さ(T2)は、0.02mm〜0.5mmである請求項1〜5のいずれか1項に記載のストリップ。
- 前記第1層の厚さは0.05mm〜0.6mmであり、第2層の厚さは0.01mm〜0.3mmである請求項1記載のストリップ。
- 請求項1記載の熱可塑性エラストマー組成物よりなる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横長矩形断面形状のシートを形成する押出工程と、
(b)該シートを、一対の型ローラに通して、前記シートに型ローラの形状を転写してストリップ端部に耳部を備えたストリップ形成工程と、
(c)前記ストリップを型ローラから剥離する剥離工程と、
を含むストリップの製造方法。 - 請求項1のストリップを円筒ドラム上で螺旋状に巻回させてインナーライナーを形成し、該インナーライナーを生タイヤの内面に配置した後、加硫することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
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