JP5260716B2 - ストリップおよび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に使用されるインナーライナー用のストリップ、そのストリップを用いた空気入りタイヤの製造方法に関する。
近年、車の低燃費化に対する強い社会的要請から、タイヤの軽量化が図られており、タイヤ部材のなかでも、タイヤの内部に配され、空気入りタイヤ内部から外部への空気の漏れの量を低減する機能を有するインナーライナーにおいても、軽量化などが行われるようになってきた。
インナーライナーは加硫接着力が低いと、インナーライナーとインシュレーションゴム、またはカーカスゴムの間に空気が混入し、小さな風船のようなものが現れる、所謂エアーイン現象が生じる。タイアヤの内側に小さな斑模様が多数あることで、ユーザーには外観が悪いという印象を与えるほかに、走行中にエアが起点となり剥離が生じてインナーライナーに亀裂が生じタイヤ内圧が低下し、最悪の場合はタイヤがバーストしてしまう虞がある。
特許文献1(特開2010−13646号公報)には、熱可塑性エラストマーであるSIBに粘着付与剤として石油樹脂、テルペン樹脂を用いて接着力を向上することが提案されている。しかしSIBSのほかにポリアミド系ポリマーをブレンドしており、耐屈曲亀裂性が低下する問題がある。
また、特許文献2(特開2010−100675号公報)には、SIBSと硫黄架橋可能な重合体のブレンド物に粘着付与剤として、天然ロジン、テルペン、クロマンインデン樹脂、石油樹脂またはアルキルフェノール樹脂などを用いて、カーカスプライゴムの接着性を向上することが提案されている。
しかし、SIBSの100重量部に対して硫黄加硫可能な重合体を10〜300重量部ブレンドする技術では、硫黄加硫可能な重合体が100重量部以下の場合、SIBSがマトリックス(海部分)で、硫黄加硫可能な重合体がドメイン構造(島部分)となり、カーカスゴムへの接触界面での接着力が向上しない。また硫黄架橋可能な重合体が100重量部以上の場合、ブチルゴム以外ではガスバリア性が低下し、ブチルゴムでは接着力が低下し、更にはブレンドする重合体によっては、粘着が高くなり厚さ600μm以下のフィルムを作製できないという問題がある。
またタイヤの軽量化を図るために、熱可塑性樹脂を含む材料からなるフィルムが提案されている。しかし薄い熱可塑性樹脂のインナーライナーを用いてタイヤを製造すると、加硫工程の圧力で部分的に薄くなりすぎてタイヤ製品のインナーライナーの仕上がりゲージが設計より薄くなってしまう。仕上がりが薄いインナーライナーはその箇所ではカーカスコードが浮き出て見える現象(オープンスレッド)でユーザーには内観が悪いという印象を与えてしまうほかに、インナーライナーが薄いと、部分的にガスバリア性が悪くなってしまい、タイヤ内圧が低下し、最悪な場合にはタイヤがバーストしてしまう虞がある。
またインナーライナーはタイヤ走行時にショルダー部近傍に大きなせん断歪が作用する。熱可塑性樹脂を含む材料をインナーライナーとして使用した場合、このせん断歪みによって、インナーライナーとカーカスプライの接着界面で剥離が発生しやすくなり、タイヤの空気漏れが発生するという問題があった。
特許文献3(国際公開第2008/029781号)は、熱可塑性樹脂と熱可塑性エラストマーをブレンドしたフィルム積層体のストリップでタイヤを製造している。積層体にすることで、ガスバリア性、接着性を改善することができ、リボン状のストリップ間の接合を可能にしている。しかし、この技術はフィルム積層体の未加硫生カバーでのゲージは一定であり、ゲージを薄くするとバットレス部などで加硫後のタイヤ仕上がりが薄くなってしまう可能性がある。
特許文献4(特開2009−220460号公報)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、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インナーライナー材料の製造方法が開示されている。かかる構成によって、空気漏れ防止効果が大きく、剥がれにくい特性を意図したものである。
しかし押出ダイは寸法の変更が難しく、製造するタイヤサイズが限定されてしまう。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する。
特許文献5(特開2000−254980号公報)は、リボン状の未加硫のゴムストリップを円筒ドラム上で順次巻き付けることによって、所望の仕上げ断面形状に近い輪郭形状でゴム部材を形成することを開示している。
従来、空気入りタイヤに用いられるインナーライナーは、一般にゴム押出機等から所定の仕上げ断面形状で連続して押し出し成形されており、その仕上げ断面形状は、ゴム押出機のヘッド部に設ける口金により決定されている。仕上げ断面形状で押出し成形する従来の方法では、ゴム部材の断面サイズが大きいため、使用するゴム押出機も大型のものが必要となり、その結果、生産ラインを小型化できない。またタイヤの種類等に応じて多種類の口金を用意しなければならず、しかも製造するタイヤの種類替えの都度、前記口金の交換や調整作業等が要求されるなど、多品種少量生産の低下の問題などを解決するためである。
しかし、タイヤ部材をリボン状のゴムストリップで形成する場合に、ゴム組成物相互の粘着性に起因して加工性に問題があり、またゴムストリップで形成したゴム部材の形状が保管中に型崩れを生じる問題があった。
特許文献6(特開2010−058437号公報)は、溶融した樹脂をダイからシート状に押し出し、押し出した樹脂シートに対して、少なくとも一方に凸形状が形成された型ローラおよびニップローラで挟み凸形状を転写し切断溝を形成し冷却固化することによりシートを成形する方法を開示している。
特許文献7(特開平9−19987号公報)には、インナーライナー層とゴム層の接着性を改善するための積層体が開示されている。これはインナーライナー層の両側に接着層を設けることで、インナーライナー層の重ね合わせ部において接着層同士が接触するようになり、加熱によって強固に接着されるので、空気圧保持性を向上させている。しかし、このインナーライナー層の重ね合わせのための接着層は、加硫工程においてブラダーと加熱状態で接触することになり、ブラダーに粘着するという問題がある。
特開2010−13646号公報 特開2010−100675号公報 国際公開第2008/029781号 特開2009−220460号公報 特開2000−254980号公報 特開2010−058437号公報 特開平9−19987号公報
本発明はインナーライナーに用いられるリボン状のストリップを提供する。ストリップは、一般に、偏平な矩形断面形状を有している。そのため、所定幅のリボン状のストリップを重ねて、より幅の広いシートを作製する際に、ストリップの両端部の重複部分において肉厚になり仕上がりシートの表面に凹凸が形成される。そこで本発明はリボン状のストリップに耳部を形成することでインナーライナーの厚さを均一にすることである。
また本発明は、β―ピネンを共重合体に含むイソプレン系変性共重合体を第1層または第2層に用いたストリップを採用することによって軽量化により転がり抵抗を軽減し、さらに加硫工程時にブラダーの熱と圧力でインナーライナーが破壊または変形するのを防止し表面に傷や内部にエアー残りなどの発生をなくすることである。
また本発明は、前記熱可塑性エラストマー組成物のストリップを用いることによってインナーライナーとカーカスプライの接着性を改善し、タイヤ走行時の繰り返し屈曲変形にともない亀裂成長を軽減することである。
本発明は、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、タイヤ内側に配置される第1層と、カーカスに隣接して配置される第2層で構成されており、前記第1層および第2層の、少なくともいずれかはイソブチレンを主体とする重合体ブロック(A)と芳香族ビニル系化合物を主体とする重合体ブロック(B)とからなるイソブチレン系ブロック共重合体であって、少なくとも一つのブロックにはβ−ピネンが共重合したイソブチレン系変性共重合体を含むエラストマー組成物であり、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に関する。
前記第1層のエラストマー組成物は、イソブチレン系変性共重合体をエラストマー成分中に10質量%以上で100質量%以下であることが好ましい。
前記第2層のエラストマー組成物は、イソブチレン系変性共重合体をエラストマー成分中に5質量%以上で80質量%以下であることが好ましい。さらに前記イソブチレン系変性共重合体のβ−ピネン含有量が、0.5〜25重量%であることが好ましい。
さらに前記イソブチレン系変性共重合体の重量平均分子量Mwが30,000〜300,000であり、かつ分子量分布の値(重量平均分子量Mw/数平均分子量Mn)が1.3以下であることが好ましい。
前記イソブチレン系変性共重合体は、スチレン−イソブチレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体又はスチレン−イソブチレンブロック共重合体のスチレンブロックにβ−ピネンが含まれていることが好ましい。
前記ストリップの幅(W0)は、5mm〜40mmであり、耳部の厚さ(T2)は、0.02mm〜0.5mmであることが好ましい。
本発明の他の実施形態は、前記ストリップを、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インナーライナーを生タイヤ内面に配置するように成形し、該生タイヤを加硫することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法に関する。
本発明の更に他の実施形態は前記空気入りタイヤの製造方法において、前記ストリップは、
(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組成物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、
を含む工程で製造される空気入りタイヤの製造方法に関する。
本発明は熱可塑性エラストマー組成物を用い、両端に耳部を有するストリップをインナーライナーに用いたため、タイヤの配置部分に応じて厚さを調整した未加硫生カバーの設計が可能となる。例えば、バットレス部のみを肉厚に設計できるので、ガスバリア性、タイヤ耐久性を向上することができる。またリボン状のストリップであるため、タイヤのサイズに関係なく適用することができる。
特に、耳部を形成したストリップに第1層と第2層の積層体を用い、第1層または第2層のいずれかにβ−ピネンを含むイソブチレン系変性共重合体を含むエラストマー組成物を用いるとともに、上述のインナーライナー成形方法を採用したため、第1層と第2層の間の加硫接着を改善することができる。その結果、第1層/カーカスプライ間、第1層/第2層間およびカーカスプライ/第2層間の接着力が改善される。かかるストリップをインナーライナーに用いた空気入りタイヤは、空気遮断性を維持して、全体の厚みを薄くでき軽量化が達成でき、転がり抵抗の軽減を図ることができる。さらに隣接するカーカスプライとの接着性を高め、屈曲亀裂成長を軽減することができる。
本発明の空気入りタイヤの右半分の概略断面図である。 本発明のストリップを製造する装置の概略図である。 図2に示す製造装置において型ロールとニップロールの間隔を示す断面図である。 (a)〜(d)は本発明のストリップの概略断面図である。 本発明のストリップを用いてインナーライナーを製造する方法を示す概略図である。 インナーライナーの配置状態を示す概略断面図である。 従来のストリップを用いてインナーライナーを製造する方法を示す概略図である。
<タイヤの構造>
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。
本発明で製造される空気入りタイヤの実施形態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、両端をビードコア5のまわりに巻き返して係止されるカーカスプライ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。
前記ベルト層7は、通常、スチールコードまたはアラミド繊維等のコードよりなるプライの2枚をタイヤ周方向に対して、コードが通常5〜30°の角度になるようにプライ間で相互に交差するように配置される。なおベルト層の両端外側にはトッピングゴム層を設け、ベルト層両端の剥離を軽減することができる。またカーカスプライはポリエステル、ナイロン、アラミド等の有機繊維コードがタイヤ周方向にほぼ90°に配列されており、カーカスプライとその折り返し部に囲まれる領域には、ビードコア5の上端からサイドウォール方向に延びるビードエーペックス8が配置される。また前記カーカスプライ6のタイヤ半径方向内側には一方のビード部4から他方のビード部4に亘るインナーライナー9が配置されている。
<ストリップ>
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の範囲で調整される。
前記ストリップ本体10Aの両側部に形成される耳部10Bの厚さ(T2)は、ストリップ本体の厚さ(T1)より薄く形成され、0.02mm〜0.5mmの範囲であり、より好ましくは0.02mm〜0.3mmの範囲である。耳部の厚さ(T2)が、0.02mmより薄いと押出寸法精度が低下する可能性があり、一方、耳部の厚さ(T2)が、0.5mmより厚いと、隣接するストリップで形成される表面の凹凸が大きくなる可能性がある。ここで、耳部の厚さ(T2)は、ストリップの幅方向に変化する場合は、幅方向の平均厚さとして定義される。
そして耳部10Bの幅(W2)は、ドラム上で巻回しの表面に形成される凹凸を滑らかにするために0.5mm〜5.0mmの範囲が好ましく、そして(W2×2)の値は、(W0×0.5)の値以下であることが好ましい。耳部の幅(W2)が、0.5mm〜5.0mmの範囲を外れる場合は、ストリップが接合して形成されたインナーライナーの断面の肉厚寸法が不均一となる可能性がある。ここで、ストリップの耳部10Bは、ストリップ本体の左右の端部で対称形状が好ましいが、非対称とすることもできる。
図4(a)は、ストリップの断面が略平行四辺形を有している。左側の耳部10Bは、下方向に厚さが漸減する形状で、右側の耳部10Bは上方向に厚さが漸減する形状を有している。
図4(b)は、ストリップ本体10Aの左端方向および右端方向で、ストリップの下面方向に厚さを漸減した耳部10Bが形成されている。このストリップ形状ではドラム上でストリップを接合する際に、隣接するストリップが相互に接合する端部において段差が形成されることになるが、その表面凹凸形状を小さくしたインナーライナーシートを得ることができる。
図4(c)は、左側の耳部は下面に一定の厚さを有して形成され、右側の耳部は上面に一定の厚さを有して形成されている。かかる形状とすることで、ドラム上でストリップを巻き返してインナーライナーを形成する際に隣接するストリップの耳部は、ストリップ端部で形成される段差を緩和し、凹凸の小さい接合が可能となる。なお前記ストリップ本体10Aは、その厚さ(T1)が、長さ方向に一定の横長偏平の矩形状をなしている。
図4(d)は、ストリップ本体10Aの左端および右端において段差が形成され厚みを薄くした耳部10Bが形成され、ストリップの下面に一定の厚さを有している。この場合、ドラム上でストリップを接合する際に、隣接するストリップの端部において段差が形成されることになるが、その凹凸を小さくすることができる。
本発明のストリップを上述の形状とすることで、ドラム上でストリップを巻き返してインナーライナーを形成する際に隣接するストリップの耳部が、適切に嵌合して厚さむらのない接合部が形成できる。なお前記ストリップ本体10Aの厚さ(T1)は、長さ方向に一定の横長偏平の矩形状をなしている。なお、本発明の耳部は、これらの形状に限らず各種変形例が採用できる。
<ポリマー積層体>
本発明においてインナーライナーは、タイヤ内側に配置される第1層と、前記カーカスプライのゴム層と接するように配置される第2層で構成されている。そして第1層および第2層のエラストマー組成物の少なくともいずれかは、イソブチレン系変性共重合体を含む。
<第1層>
本発明において、インナーライナーの第1層に用いられるエラストマー組成物のエラストマー成分は、イソプレン系変性共重合体単独または、他のエラストマー成分との混合物で構成される。
イソプレン系変性共重合体は、エラストマー成分全体の10〜100質量%、好ましくは30〜100質量%の範囲である。イソプレン系変性共重合体が、10質量%未満の場合は、第2層との加硫接着力が低下する可能性がある。
(イソブチレン系変性共重合体)
本発明において、イソブチレン系変性共重合体とは、イソブチレンを主体とする重合体ブロック(A)と芳香族ビニル系化合物を主体とする重合体ブロック(B)とからなるイソブチレン系変性共重合体であって、少なくとも1つのブロックがβ−ピネンを含むランダム共重合体である。
イソブチレンを主成分とする重合体ブロック(A)は、ソフトセグメントがイソブチレンに由来するユニットが80重量%以上から構成される重合体ブロックである。かかる重合体ブロックは、単量体成分として、脂肪族オレフィン類、ジエン類、ビニルエーテル類、シラン類、ビニルカルバゾール、アセナフチレン等を用いて製造できる。
一方、芳香族ビニル系化合物を主体とする重合体ブロック(B)は、ハードセグメント
が芳香族ビニル系化合物に由来するユニットが80重量%以上から構成される重合体ブロックである。
芳香族ビニル系化合物としては、スチレン、メチルスチレン、α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、2,6−ジメチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、α−メチル−o−メチルスチレン、α−メチル−m−メチルスチレン、α−メチル−p−メチルスチレン、β−メチル−o−メチルスチレン、β−メチル−m−メチルスチレン、β−メチル−p−メチルスチレン、2,4,6−トリメチルスチレン、α−メチル−2,6−ジメチルスチレン、α−メチル−2,4−ジメチルスチレン、β−メチル−2,6−ジメチルスチレン、β−メチル−2,4−ジメチルスチレン、クロロスチレン、2,6−ジクロロスチレン、2,4−ジクロロスチレン、α−クロロ−o−クロロスチレン、α−クロロ−m−クロロスチレン、α−クロロ−p−クロロスチレン、β−クロロ−o−クロロスチレン、β−クロロ−m−クロロスチレン、β−クロロ−p−クロロスチレン、2,4,6−トリクロロスチレン、α−クロロ−2,6−ジクロロスチレン、α−クロロ−2,4−ジクロロスチレン、β−クロロ−2,6−ジクロロスチレン、β−クロロ−2,4−ジクロロスチレン、t−ブチルスチレン、メトキシスチレン、クロロメチルスチレン、ブロモメチルスチレンなどが例示される。特にコストの観点から、スチレン、α−メチルスチレンが好ましい。
本発明のイソブチレン系変性共重合体は重合体ブロック(A)、(B)のうち少なくとも一つのブロックがβ−ピネンとランダム共重合している。低温特性の観点からは芳香族ビニル系化合物を主体とする重合体ブロック(B)に共重合していることが好ましい。
一方、接着性の観点からはイソブチレンを主体とする重合体ブロック(A)に共重合しているのが好ましい。この場合、β−ピネンの含有量はイソブチレン系変性共重合体の0.5〜25重量%が好ましく、2〜25重量%がさらに好ましい。β−ピネンの含有量が0.5重量%を未満の場合には接着性が十分でなく、25重量%を超えると脆くなり、ゴム弾性が低下する傾向にある。
本発明のイソブチレン系変性共重合体の構造には特に制限はなく、直鎖状、分岐状、スター状の分子鎖構造を有するブロック共重合体、トリブロック共重合体、マルチブロック共重合体等のいずれも選択可能である。物性バランス及び成形加工性の点から、重合体ブロック(A)、(B)がジブロック共重合体((A)−(B))、トリブロック共重合体((B)−(A)−(B))の構造が採用できる。これらは所望の物性・成形加工性を得る為に、それぞれ単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
またイソブチレン系変性共重合体の分子量は、流動性、成形加工性、ゴム弾性等の面から、GPC測定による重量平均分子量で30,000〜300,000であることが好ましく、30,000〜150,000であることが特に好ましい。重量平均分子量が30,000よりも低い場合には機械的な物性が十分に発現されない傾向があり、一方300,000を超える場合には流動性、加工性が悪化する傾向がある。さらには加工安定性の観点からイソブチレン系変性共重合体の分子量分布の値(重量平均分子量/数平均分子量)が1.3以下であることが好ましい。
<イソブチレン系変性共重合体の製造方法>
イソブチレン系変性共重合体の製造方法は、例えば、特開2010−195969号公報に開示されている。例えば、次の一般式(1)で表される重合開始剤の存在下に、前記単量体成分を重合させて製造できる。
(CR12X)nR3 (1)
(式中Xはハロゲン原子、炭素数1〜6のアルコキシ基またはアシロキシ基から選ばれる置換基、R1、R2はそれぞれ水素原子または炭素数1〜6の1価炭化水素基でR1、R2は同一であっても異なっていても良く、R3は一価若しくは多価芳香族炭化水素基または一価若しくは多価脂肪族炭化水素基であり、nは1〜6の自然数を示す。)
上記一般式(1)で表わされる化合物は開始剤となるものでルイス酸等の存在下炭素陽イオンを生成し、カチオン重合の開始点になる。上記一般式(1)の化合物の例として、ビス(1−クロル−1−メチルエチル)ベンゼン[C64(C(CH32Cl)2]、ト
リス(1−クロル−1−メチルエチル)ベンゼン[(ClC(CH32363]があ
る。
イソブチレン系変性共重合体を製造する際には、さらにルイス酸触媒を共存させることもできる。ルイス酸としては、カチオン重合に使用できるもので、例えばTiCl4、TiBr4、BCl3、BF3、BF3・OEt2、ZnBr2、AlCl3等の金属ハロゲン化物;Et2AlCl、EtAlCl2等の有機金属ハロゲン化物が使用できる。前記ルイス酸は、一般式(1)で示される化合物に対して0.1〜100モル当量使用することができる。
また、イソブチレン系変性共重合体の製造に際しては、電子供与体成分を共存させることもできる。この電子供与体成分は、例えば、ピリジン類、アミン類、アミド類またはスルホキシド類がある。
イソブチレン系変性共重合体の重合は有機溶媒中で行うことができ、ここで有機溶媒はカチオン重合を阻害しないものが使用できる。たとえば塩化メチル、ジクロロメタン、クロロホルム、塩化エチル、ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等のアルキルベンゼン類、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の直鎖式脂肪族炭化水素類、2−メチルプロパン、2−メチルブタン等の分岐式脂肪族炭化水素類、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン等の環式脂肪族炭化水素類などが使用できる。
上記有機溶媒の量は、生成する共重合体溶液の粘度調整および放熱性の観点から、共重合体の濃度が5〜40質量%となるように調整される。なお共重合反応は、−20℃〜−70℃の範囲が好ましい。
(エラストマー成分との混合)
前記エラストマー成分として、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が好適に用いられる。ここでスチレン系熱可塑性エラストマーは、ハードセグメントとしてスチレンブロックを含む共重合体をいう。例えば、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体(以下、「SIS」ともいう。)、スチレン−イソブチレンブロック共重合体(以下、「SIB」ともいう。)、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体(以下、「SBS」ともいう。)、スチレン−イソブチレン−スチレンブロック共重合体(以下、「SIBS」ともいう。)、スチレン−エチレン・ブテン−スチレンブ
ロック共重合体(以下、「SEBS」ともいう。)、スチレン−エチレン・プロピレン−スチレンブロック共重合体(以下、「SEPS」ともいう。)、スチレン−エチレン・エチレン・プロピレン−スチレンブロック共重合体(以下、「SEEPS」ともいう。)、スチレン−ブタジエン・ブチレン−スチレンブロック共重合体(以下、「SBBS」ともいう。)がある。
また、スチレン系熱可塑性エラストマーは、その分子構造において、エポキシ基を有してもよく、例えば、ダイセル化学工業(株)社製、エポフレンドA1020(重量平均分子量が10万、エポキシ当量が500)のエポキシ変性スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体(エポキシ化SBS)が使用できる。なおスチレン系熱可塑性エラストマーのうち、スチレン−イソブチレン−スチレンブロック共重合体が好適に使用される。
第1層のエラストマー成分としてゴム成分を混合することができる。ゴム成分の混合によって、隣接するカーカスプライとの未加硫状態での粘着性を付与し、加硫によりカーカスプライやインスレーションとの加硫接着性を高めることができる。
ゴム成分は天然ゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴムおよびブチルゴムよりなる群から選択される少なくとも1種を含みことが好ましい。ゴム成分の配合量は、熱可塑性エポリマー成分100質量部に対し、5〜20質量%の範囲が好ましい。
第1層の厚さは、0.05〜0.6mmである。第1層の厚さが0.05mm未満であると、ポリマー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虞がある。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2層>
本発明において、インナーライナーの第2層に用いられるエラストマー組成物のエラストマー成分は、イソプレン系変性共重合体と他のエラストマー成分との混合物で構成される。
イソプレン系変性共重合体は、エラストマー成分全体の5〜80質量%、好ましくは10〜60質量%の範囲である。イソプレン系変性共重合体が、5質量%未満の場合は、第1層との加硫接着力が低下する可能性があり、80質量%を超えるとカーカスプライとの加硫接着が低下する可能性がある。
第2層に用いられるエラストマー組成物のエラストマー成分として、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が好適に用いられる。スチレン系熱可塑性エラストマーとして、例えばスチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体(SIS)、スチレン−イソブチレンブロック共重合体(SIB)、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体(SBS)、スチレン−イソブチレン−スチレンブロック共重合体(SIBS)、スチレン−エチレン・ブテン−スチレンブロック共重合体(SEBS)、スチレン−エチレン・プロピレン−スチレンブロック共重合体(SEPS)、スチレン−エチレン・エチレン・プロピレン−スチレンブロック共重合体(SEEPS)、スチレン−ブタジエン・ブチレン−スチレンブロック共重合体(SBBS)がある。
特に、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体(SIS)およびスチレン−イソブチレンブロック共重合体(SIB)の少なくともいずれかを含む熱可塑性エラスト
マー組成物が好ましい。
第2層に用いられる前記スチレン系熱可塑性エラストマーのうち、特にSISおよびSIBが好適である。スチレン−イソプレン−スチレン共重合体(SIS)のイソプレンブロックはソフトセグメントであるため、SISからなるポリマーフィルムはゴム成分と加硫接着しやすい。したがって、SISからなるポリマーフィルムをインナーライナーに用いた場合、該インナーライナーは、たとえばカーカスプライのゴム層との接着性に優れているため、耐久性に優れた空気入りタイヤを得ることができる。
前記SISの分子量はゴム弾性および成形性の観点から、GPC測定による重量平均分子量が100,000〜290,000であることが好ましい。重量平均分子量が100,000未満であると引張強度が低下するおそれがあり、290,000を超えると押出加工性が悪くなるため好ましくない。SIS中のスチレン成分の含有量は、粘着性、接着性およびゴム弾性の観点から10〜30質量%が好ましい。
本発明において、SISにおける、各ブロックの重合度は、ゴム弾性と取り扱いの観点からイソプレンでは500〜5,000程度、またスチレンでは50〜1,500程度であることが好ましい。
前記SISは、一般的なビニル系化合物の重合法により得ることができ、例えば、リビングカチオン重合法により得ることができる。SIS層は、SIS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。
スチレン−イソブチレンブロック共重合体(SIB)のイソブチレンブロックはソフトセグメントであるため、SIBからなるポリマーフィルムはゴム成分と加硫接着しやすい。したがって、SIBからなるポリマーフィルムをインナーライナーに用いた場合、該インナーライナーは、たとえばカーカスやインスレーションを形成する隣接ゴムとの接着性に優れているため、耐久性に優れた空気入りタイヤを得ることができる。
SIBとしては、直鎖状のものを用いることがゴム弾性および接着性の観点から好ましい。SIBの分子量は特に制限はないが、ゴム弾性および成形性の観点から、GPC測定による重量平均分子量が40,000〜120,000であることが好ましい。重量平均分子量が40,000未満であると引張強度が低下するおそれがあり、120,000を超えると押出加工性が悪くなるおそれがあるため好ましくない。
SIB中のスチレン成分の含有量は、粘着性、接着性およびゴム弾性の観点から10〜35質量%であることが好ましい。本発明において、SIBにおける、各ブロックの重合度は、ゴム弾性と取り扱いの観点からイソブチレンでは300〜3,000程度、またスチレンでは10〜1,500程度であることが好ましい。
第2層の厚さは、0.01mm〜0.3mmが好ましい。ここで第2層の厚さとは、例
えば、第2層がSIS層、SIBなどの1層のみからなる場合は、その厚さをいう。一方、第2層が例えば、SIS層およびSIB層などを含む場合は、これらの合計の厚さを意味する。
<粘着付与剤>
本発明において、前記第1層及び第2層の少なくともいずれかは、エラストマー成分100質量部に対し、粘着付与剤を0.1〜100質量部配合することができる。ここで粘着付与剤とは、エラストマー組成物の粘着性を増進するための配合剤をいい、例えば次の粘着付与剤が例示される。
典型的には、C9石油樹脂、C5石油樹脂がある。ここでC9石油樹脂は、ナフサを熱分解して、エチレン、プロピレン、ブタジエンなどの有用な化合物を得ているが、それらを取り去った残りのC5〜C9留分(主としてC9留分)を混合状態のまま重合して得られた芳香族石油樹脂である。例えば、商品名として、アルコンP70、P90、P100、P125、P140、M90、M100、M115、M135(いずれも、荒川化学工業(株)社製、軟化点70〜145℃)、またアイマーブS100、S110、P100、P125、P140(いずれも出光石油化学(株)製、芳香族共重合系水添石油樹脂、軟化点100〜140℃、重量平均分子量700〜900、臭素価2.0〜6.0g/100g)、さらに、ペトコールXL(東ソー(株)製)がある。
第2層は、タイヤ内側の第1層とカーカスプライの間に配置され、これら両者との接着性が要求される。そこで前記粘着付与剤は、第2層の熱可塑性エラストマー100質量部に対して、0.1〜100質量部、好ましくは、1〜50質量部の範囲で配合される。
<ストリップの製造方法>
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。
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。
次に、一対の型ローラ14は、上、下のロール14A、14Bを有する構成をなし、押出口16からの押出し方向に対して直交する横向きで保持される。そして、上、下の型ロール14A、14Bは、互いに同速度でかつ同期しながら回転可能に駆動制御される。
そして、この上、下の型ロール14A、14B間の間隙部の形状は図3に示すように、前記ストリップ10の断面形状に近似している。ここで「近似している」とは、ストリップ10の断面形状と実質的に相似形であり、膨張を考慮して相似比は通常0.50〜0.90の範囲で間隙部K1、K2の方が小である。
すなわち、上、下の型ロール14A、14Bの一方または双方は、直円筒状のロール本体の周囲表面に、前記ストリップ本体10Aに相当する凹み部分14a,14bを凹設している。従って、型ロール14A、14B間での間隙部分K1によって耳部10Bが成形され、前記凹み部分14a、14bがなす隙間部分K2によってストリップ本体10Aが成形される。
このように、製造装置11では、まず押出装置13を用いて、横長矩形のシート12を形成し、型ロール成形における発熱が生じない条件で、型ロールの形状をシート転写する。そして、耳部が形成されたストリップ12Aはフリーローラ18によって型ローラ14Bから剥離され最終形状に加工される。したがって寸法の精度および安定性が高まり、通常、カレンダー成形において必要とされていた幅調整のためのナイフカット作業が不必要となるなど製造効率を向上できる。しかも耳部10Bにおける厚さT2のバラツキを軽減することができ、高い品質のストリップ10を製造できる。
なお、そのためには、押出ヘッド13Bにおける前記押出口16の開口高さHA1を、前記ストリップの厚さT1の2〜7倍、かつ前記押出口16の開口幅WA1を前記ストリップの幅W0の0.7〜1.0倍とすることが好ましい。
前記開口高さHA1がT1の7倍を超えると、及び開口幅WA1がW0の0.7倍より小さいときには、型ロール成形での加工率が過大となりストリップ10の品質及び精度が低下する。特に幅の精度が不安定となり、ナイフカットによる幅精度の維持が必要となってくる。また前記開口高さHA1がT1の2倍より小さいとき、1.0mm以下のストリップ10を得るには、押出し時のシート厚さが薄くなることから、押出圧力が高くなってしまい、寸法が不安定となってしまう。一方開口幅WA1がW0の1倍を超えると、逆に加工率が過小となり、ストリップ10が切断する問題があり寸法安定性も低下する。
なお、前記成形工程、剥離工程に用いられる型ロールおよびフリーロールは、離型処理をしていることが望ましい。
<インナーライナーの成形>
図5(a)に示すように、ストリップ10を円筒ドラムD上で螺旋状に順次巻き付け、隣接するストリップ10は相互に3mm〜38mmの範囲で重複部を形成し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。
このように、耳部を有するストリップを用いた場合には、インナーライナーに要求される仕上げ断面形状に近似させることを容易にする。しかも滑らかな輪郭形状が得られ、加硫後の表面傷の発生を防止できる。一方、従来の同じ厚さのストリップと略同程度の巻き付け回数によってインナーライナーを成形することができ、生産能率の低下やエアー残りの発生を抑制しうる。
<空気入りタイヤの製造方法>
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。積層体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。前述の如くインナーライナーを成形した生タイヤを加硫成形することによって製造することができる。積層体を生タイヤに配置する際は、積層体の第2層が、カーカスプライに隣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、第2層とカーカスプライ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。
<インナーライナーの配置状態>
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において、積層体PLは、第1層PL1および第2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、第2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、第2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。
本発明の実施例および比較例は、以下の方法で行った。
<エラストマー成分の調製>
本発明の第1層および第2層に用いるエラストマーを以下のように調製した。
(1)イソプレン系変性共重合体
(1−1)成分A−1:(スチレン/β−ピネン)−イソブチレン−(スチレン/β−ピネン)ブロック共重合体(β−ピネン含量:9.7重量%、数平均分子量(Mn):103,000)。
前記成分A−1の製造方法は、以下のとおりである。
2Lのセパラブルフラスコの容器内を窒素で置換した後、注射器を用いて、モレキュラーシーブスで乾燥した、n−ヘキサン31.0mL及び同様に乾燥した塩化ブチル294.6mLを加え、重合容器を−70℃のドライアイスとメタノールの混合バス中につけて冷却した後、イソブチレンモノマー88.9mL(941.6mmol)が入っている三方コック付耐圧ガラス製液化採取管にテフロン(登録商標)製の送液チューブを接続し、
重合容器内にイソブチレンモノマーを窒素圧により送液した。p−ジクミルクロライド0.148g(0.6mmol)及びα−ピコリン0.07g(0.8mmol)を加えた。さらに四塩化チタン0.87mL(7.9mmol)を加えて重合を開始した。重合開始から1.5時間に、同様な温度で撹拌を行った後、重合溶液から重合溶液の1mLをサンプルとして抜き取った。そして−70℃に冷却しておいたスチレンモノマー10.4g(99.4mmol)とβ−ピネン6.8g(49.7mmol)を均一に攪拌した後、重合容器内に添加した。スチレンとβ−ピネンを添加して45分後に約40mLのメタノールを加えて反応を終了させた。反応溶液から溶剤等を留去した後、トルエンに溶解し2回水洗を行った。そしてトルエン溶液を多量のメタノールに加えて重合体を沈殿させ、得られた生成物を60℃で24時間真空乾燥した。GPC法により得られたブロック共重合体の分子量を測定した。数平均分子量(Mn)は103,000、Mw/Mnは1.21である。
(1−2)成分A―2:(スチレン/β−ピネン)−イソブチレン−(スチレン/β−ピネン)ブロック共重合体(β−ピネン含量:5.3重量%、数平均分子量:10,70
00)。
成分A−2の製造方法は以下のとおりである。
2Lのセパラブルフラスコの容器内を窒素で置換した後、注射器を用いてモレキュラーシーブスで乾燥した、n−ヘキサン31.0mL及び同様に乾燥した塩化ブチル294.6mLを加え、重合容器を−70℃のドライアイスとメタノールの混合バス中につけて冷却した後、イソブチレンモノマー88.9mL(941.6mmol)が入っている三方コック付耐圧ガラス製液化採取管にテフロン(登録商標)製の送液チューブを接続し、重
合容器内にイソブチレンモノマーを窒素圧により送液した。p−ジクミルクロライド0.148g(0.6mmol)及びα−ピコリン0.07g(0.8mmol)を加えた。
次に四塩化チタン0.87mL(7.9mmol)を加えて重合を開始した。重合開始から1.5時間同じ温度で撹拌を行った後、重合溶液から重合溶液1mLをサンプルとして抜き取った。そして−70℃に冷却したスチレンモノマー10.4g(99.4mmol)とβ−ピネン3.6g(26.3mmol)を均一に攪拌したあと、重合容器内に添加した。スチレンとβ−ピネン添加45分後に約40mLのメタノールを加えて反応を終了させた。反応溶液から溶剤等を留去した後、トルエンに溶解し2回水洗を行った。さらにトルエン溶液を多量のメタノールに加えて重合体を沈殿させ、得られた重合体を60℃で24時間真空乾燥した。GPC法により得られたブロック重合体の分子量を測定した。ブロック共重合体の数平均分子量(Mn)が107,000、Mw/Mnが1.23である。
(1−3)成分A―3:スチレン−(イソブチレン/β−ピネン)−スチレンブロック共重合体(β−ピネン含量5.3重量%、数平均分子量10,9000)。
成分A−3の製造方法は、以下のとおりである。
2Lのセパラブルフラスコの重合容器内を窒素で置換した後、注射器を用いて、モレキュラーシーブスで乾燥した、n−ヘキサン31.0mL及びモレキュラーシーブスで乾燥した塩化ブチル294.6mLを加え、重合容器を−70℃のドライアイスとメタノール混合バス中につけて冷却した後、β−ピネン3.6g(26.3mmol)を添加した。
次にイソブチレンモノマー88.9mL(941.6mmol)が入っている三方コック付耐圧ガラス製液化採取管にテフロン(登録商標)製の送液チューブを接続し、重合容
器内にイソブチレンモノマーを窒素圧により送液した。さらにp−ジクミルクロライド0.148g(0.6mmol)及びα−ピコリン0.07g(0.8mmol)を加えた。次にさらに四塩化チタン0.87mL(7.9mmol)を加えて重合を開始した。重合開始から45分後、そして−70℃に冷却したスチレンモノマー10.4g(99.4mmol)を重合容器内に添加した。スチレンを添加してから45分後に約40mLのメタノールを加えて反応を終了させた。反応溶液から溶剤等を留去した後、トルエンに溶解し2回水洗を行った。さらにトルエン溶液を多量のメタノールに加えて重合体を沈殿させ、得られた重合体を60℃で24時間真空乾燥した。GPC法により得られたブロック共重合体の分子量を測定した。ブロック共重合体の数平均分子量(Mn)は109,000、Mw/Mnは1.21である。
(2)SIB(スチレン−イソブチレンブロック共重合体)
攪拌機付き2L反応容器に、メチルシクロヘキサン(モレキュラーシーブスで乾燥したもの)589mL、n−ブチルクロライド(モレキュラーシーブスで乾燥したもの)613ml、クミルクロライド0.550gを加えた。反応容器を−70℃に冷却した後、α−ピコリン(2−メチルピリジン)0.35mL、イソブチレン179mLを添加した。さらに四塩化チタン9.4mLを加えて重合を開始し、−70℃で溶液を攪拌しながら2.0時間反応させた。次に反応容器にスチレン59mLを添加し、さらに60分間反応を続けた後、大量のメタノールを添加して反応を停止させた。反応溶液から溶剤などを除去した後に、重合体をトルエンに溶解して2回水洗した。このトルエン溶液をメタノール混合物に加えて重合体を沈殿させ、得られた重合体を60℃で24時間乾燥することによりスチレン−イソブチレンジブロック共重合体を得た(スチレン成分含有量:15質量%、重量平均分子量 :70,000)。
(3)SIBS(スチレン−イソブチレン−スチレンブロック共重合体)
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。
(4)SIS(スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体)
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。
(5)IIRはエクソンモービル(株)社製「エクソンクロロブチル1066」を用いた。
<第1層、第2層のエラストマー組成物の調整>
上記エラストマー成分に、表1、表2に示すように添加剤を配合して、第1層および第
2層のエラストマー組成物を調整した。
Figure 0005260716
Figure 0005260716
(注1)カーボンブラック(CB):東海カーボン(株)社製「シーストV」(N660、N2SA:27m2/g)。
(注2)酸化亜鉛(ZnO):三井金属鉱業(株)社製「亜鉛華1号」。
(注3)ステアリン酸:花王(株)社製、「ステアリン酸ルナックS30」。
(注4)老化防止剤:大内新興化学社製「ノクラック6C」。
(注5)加硫促進剤:大内新興化学社製「ノクセラーDM」。
(注6)硫黄:鶴見化学工業(株)社製「粉末硫黄」。
(注7)粘着防止剤:C9石油樹脂、アルコンP140(荒川化学工業(株)社製、軟化点140℃、重量平均分子量Mw:900)。
(注8)ポリイソプレン:新日本石油(株)社製、「テトラックス 3T」(粘度平均分子量30,000、重量平均分子量、49,000)。
<インナーライナーの製造方法>
表1、表2の配合に基づき、イソプレン系変性共重合体、SIBS、SISおよびSIBなどの熱可塑性エラストマーに添加剤を投入し、バンバリーミキサー、ニーダー、2軸押出機(スクリュ径:φ50mm、L/D:30、シリンダ温度:220℃)にてブレンドして、エラストマー組成物を得た。
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、リボン状のシートを押出した。そして型ロール14A、14Bに通して、両端に所定の形状の耳部を形成したストリップ12Aを製造した。
なお、前記リボン状のシート12は、前記押出機を用いて、第1層と第2層の熱可塑性エラストマーを共押出することで積層体としている。その後、フリーローラ18を介して、前記ストリップを前記型ローラから剥離して、図4に示す断面構造のストリップ12Aを得た。ここで、ストリップ10の幅W0、厚さT1、耳部10Bの幅W2、耳部厚さT2は表3〜表6に示すとおりである。
比較例、実施例に用いたストリップの第1層、第2層の厚さは次のとおりである。
比較例1、12では第1層は0.25mm、第2層は0.05mmで合計0.3mm
図4(a)では第1層は0.4mm、第2層は0.2mmで合計0.6mm
図4(b)では第1層は0.04mm、第2層は0.01mmで合計0.05mm
図4(c)では第1層は0.7mm、第2層は0.3mmで合計1mm
図4(d)では第1層は0.25mm、第2層は0.05mmで合計0.3mm
<空気入りタイヤの製造>
上記ストリップを、図5に示すドラム上でストリップを巻き回し、隣接するストリップの耳部が、隣接するストリップが相互に5mm重複するように、相互に接合部を形成して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。
表3〜表6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。
Figure 0005260716
Figure 0005260716
Figure 0005260716
Figure 0005260716
<タイヤの性能評価方法>
表3〜表6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。
<加硫接着力>
第1層と第2層の未加硫シートを張り合わせて170℃×20分で加硫し、加硫接着力測定用のサンプルを作製する。引張試験機により剥離力を測定することで加硫接着力とした。下記計算式により、比較例1を基準として各配合の加硫接着力を指数で表示した。なお加硫接着力の指数が大きいほど、加硫接着力が高いことを示す。
加硫接着力の指数=(各配合の加硫接着力)/(比較例1の加硫接着力)×100
<屈曲亀裂成長試験>
耐久走行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を基準として、各配合の亀裂成長性を指数で表示した。指数の値が大きいほど屈曲亀裂成長が小さいことを示す。
屈曲亀裂成長指数=(比較例1の亀裂の数)/(各配合の亀裂の数)×100
<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。
転がり抵抗指数=(比較例1の転がり抵抗)/(実施例の転がり抵抗)×100
<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計算する。数値が小さいほど、空気圧が減りにくく好ましい。
<ユニフォミティ指数>
JASOC607:2000の「自動車タイヤのユニフォミティ試験方法」に準拠し、タイヤユニフォミティ試験機を用いてラジアルフォースバリエーション(RFV)を測定した。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。測定条件は、リムは8.0×17、タイヤ回転速度は60rpm、空気圧は200kPa、縦荷重は4000kNとした。
<総合判定>
判定Aは、次の条件をすべて満たしたものをいう。
(a)加硫接着力が100以上。
(b)屈曲亀裂成長性が100以上。
(c)転がり抵抗変化率が100以上。
(d)静的空気圧低下率(%/月間)が2.6以下。
判定Bは、次の条件のいずれか1つを満たす場合をいう。複数の判定に該当する場合は、評価の低い方を採用した。
(a1)加硫接着力が100より低い。
(b1)屈曲亀裂成長性が100より低い。
(c1)転がり抵抗変化率が100より低い。
(d1)静的空気圧低下率(%/月間)が2.7以上。
<タイヤの評価結果>
表3において実施例1〜4は同じ配合の第1層と第2層の積層体で、ストリップの断面形状が、図4(a)〜図4(d)と変更した事例であり、加硫接着強度、屈曲亀裂成長指数、転がり抵抗および静的空気低下率が総合的に優れている。
表4において実施例5〜15はストリップの断面形状が図4(a)で第2層の配合を第1層の配合を変更した積層体を用いた事例であり、加硫接着強度、屈曲亀裂成長指数、転がり抵抗および静的空気低下率が総合的に優れている。
表5において実施例16〜26はストリップの断面形状が図4(c)で第2層(配合C16)との積層体を用いた事例であり、実施例27〜29はストリップの断面形状が図4(a)であり第2層との積層体を用いた事例である。これらの実施例は加硫接着強度、屈曲亀裂成長指数、転がり抵抗、静的空気低下率およびユニフォミティが総合的に優れている。
表6において、比較例1、12は、ストリップの断面形状が長方形であり、比較例2〜11は、ストリップの断面形状は、図4(a)で、第1層と第2層の配合を変更した事例である。
本発明の空気入りタイヤは、乗用車用空気入りタイヤのほか、トラック・バス用、重機用等の空気入りタイヤとして用いることができる。
1 空気入りタイヤ、2 トレッド部、3 サイドウォール部、4 ビード部、5 ビードコア、6 カーカスプライ、7 ベルト層、8 ビードエーペックス、9 インナーライナー、10 ストリップ、11 ストリップの製造装置、12 シート、13 押出装置。

Claims (8)

  1. 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、タイヤ内側に配置される第1層と、カーカスに隣接して配置される第2層で構成されており、
    前記第1層は、エラストマー成分中にイソブチレンを主体とする重合体ブロック(A)と芳香族ビニル系化合物を主体とする重合体ブロック(B)とからなるイソブチレン系ブロック共重合体であって、少なくとも一つのブロックにβ−ピネンを共重合したイソブチレン系変性共重合体を10質量%以上100質量%以下含むエラストマー組成物よりなり、
    前記第2層は、前記イソブチレン系変性共重合体を5質量%以上80質量%以下、ならびにスチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体およびスチレン−イソブチレンブロック共重合体の少なくともいずれかを含むエラストマー組成物よりなり、
    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。
  2. 前記イソブチレン系変性共重合体のβ−ピネン含有量が、0.5〜25重量%であることを特徴とする請求項1に記載のストリップ。
  3. 前記イソブチレン系変性共重合体の重量平均分子量Mwが30,000〜300,000であり、かつ分子量分布の値(重量平均分子量Mw/数平均分子量Mn)が1.3以下であることを特徴とする請求項1または2に記載のストリップ。
  4. 前記イソブチレン系変性共重合体は、スチレン−イソブチレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体又はスチレン−イソブチレンブロック共重合体のスチレンブロックにβ−ピネンが含まれている請求項1〜3のいずれか1項に記載のストリップ。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 請求項1記載のストリップを、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インナーライナーを生タイヤ内面に配置するように成形し、該生タイヤを加硫することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
  8. 請求項記載の空気入りタイヤの製造方法において、前記ストリップは、
    (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組成物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、
    を含む工程で製造される空気入りタイヤの製造方法。
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