JP5330350B2 - インナーライナー用ポリマーシートおよびそれを用いた空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
本発明の一実施の形態における空気入りタイヤの構造について、図1を用いて説明する。
[実施の形態1]
実施の形態1におけるインナーライナー用ポリマーシートの構造について、図2を用いて説明する。
上40質量%以下含む。
SIBSのイソブチレンブロックにより、SIBSを含むポリマーシートは優れた耐空気透過性を有する。したがって、SIBSを含むポリマーシート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。
実施の形態1において、SIBS層11aは炭素数4のモノマー単位を重合して得られる重合体を含む。該重合体の低分子量成分は、SIBS由来の耐空気透過性を損なうことなく、SIBS層と、他のポリマーシートやゴム層との未加硫粘着力および加硫接着力を
向上させることができる。したがって、該重合体を含むSIBS層11aをタイヤのインナーライナー部に用いると、隣接するカーカスやインスレーションなどを形成するゴム層との接着力が向上し、インナーライナーとカーカス、またはインナーライナーとインスレーションの間のエアーイン現象を防ぐことができる。
実施の形態1において、SIBS層11aは、炭素数4のモノマー単位を重合して得られる重合体を0.5質量%以上40質量%以下含む。炭素数4のモノマー単位を重合して得られる重合体の含有量が0.5質量%未満であると、カーカスやインスレーションとの加硫接着力が低下するおそれがあり、40質量%を超えると、耐空気透過性が低下し、さらに粘度が低くなるため押出加工性が悪くなるおそれがある。該重合体の含有量は、好ましくは5質量%以上20質量%以下である。一方、SIBS層11a中のSIBSの含有量は60質量%以上99.5質量%以下が好ましい。SIBSの含有量が60質量%未満であると、耐空気透過性が低下するおそれがあり、99.5質量%を超えると、カーカスやインスレーションとの加硫接着力が低下するおそれがあるため好ましくない。SIBSの含有量は、80質量%以上95質量%以下がさらに好ましい。
実施の形態2におけるインナーライナー用ポリマーシートの構造について、図3を用いて説明する。
スチレン−イソプレン−スチレントリブロック共重合体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を含むポリマーシートはゴム成分と加硫接着しやすい。したがって、SISを含むポリマーシート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、エアーインを防ぐことができ、耐久性に優れた空気入りタイヤを得ることができる。
実施の形態2においては、SIBS層11bおよびSIS層12bの少なくともいずれかが、炭素数4のモノマー単位を重合して得られる重合体を0.5質量%以上40質量%以下含む。すなわち、(a)SIBS層11bが前記重合体を含み、SIS層12bが前記重合体を含まない場合、(b)SIBS層11bが前記重合体を含まず、SIS層12bが前記重合体を含む場合、(c)SIBS層11bおよびSIS層12bの両方が前記重合体を含む場合が該当する。上記(a)〜(c)のうち、(c)を用いることが、接着力が高いという観点から好ましい。
SIBSおよび前記重合体それぞれの含有量は、実施の形態1と同様にすることができる。
SIS層12bの厚みは、0.01mm以上0.3mm以下である。SIS層12bの厚みが0.01mm未満であると、ポリマーシートをインナーライナーに適用した生タイヤの加硫時に、SIS層12bがプレス圧力で破れてしまい、加硫接着力が低下する恐れがある。一方、SIS層12bの厚みが0.3mmを超えるとタイヤ重量が増加し、低燃費性能が低下する。SIS層12bの厚みは、さらに0.05mm以上0.2mm以下であることが好ましい。
実施の形態3におけるインナーライナー用ポリマーシートの構造について、図4を用いて説明する。
スチレン−イソブチレンジブロック共重合体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を含むポリマーシートはゴム成分と加硫接着しやすい。したがって、SIBを含むポリマーシート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、エアーインを防ぐことができ、耐久性に優れた空気入りタイヤを得ることができる。
実施の形態3においては、SIBS層11cおよびSIB層13cの少なくともいずれかが、炭素数4のモノマー単位を重合して得られる重合体を0.5質量%以上40質量%以下含む。すなわち、(a)SIBS層11cが前記重合体を含み、SIB層13cが前記重合体を含まない場合、(b)SIBS層11cが前記重合体を含まず、SIB層13cが前記重合体を含む場合、(c)SIBS層11cおよびSIB層13cの両方が前記重合体を含む場合が該当する。上記(a)〜(c)のうち、(c)を用いることが、接着力が高いという観点から好ましい。
SIB層13cの厚みは、0.01mm以上0.3mm以下である。SIB層13cの厚みが0.01mm未満であると、ポリマーシートをインナーライナーに適用した生タイヤの加硫時に、SIB層13cがプレス圧力で破れてしまい、加硫接着力が低下する恐れがある。一方、SIB層13cの厚みが0.3mmを超えるとタイヤ重量が増加し、低燃費性能が低下する。SIB層13cの厚みは、さらに0.05mm以上0.2mm以下であることが好ましい。
実施の形態4におけるインナーライナー用ポリマーシートの構造について、図5を用いて説明する。
実施の形態4においては、SIBS層11d、SIS層12dおよびSIB層13dの少なくともいずれかが、炭素数4のモノマー単位を重合して得られる重合体を0.5質量%以上40質量%以下含む。すなわち、(a)SIBS層11dのみが前記重合体を含む場合、(b)SIS層12dのみが前記重合体を含む場合、(c)SIB層13dのみが前記重合体を含む場合、(d)SIBS層11dおよびSIS層12dが前記重合体を含み、SIB層13dが前記重合体を含まない場合、(e)SIBS層11dおよびSIB層13dが前記重合体を含み、SIS層12dが前記重合体を含まない場合、(f)SIS層12dおよびSIB層13dが前記重合体を含み、SIBS層11dが前記重合体を含まない場合、(g)SIBS層11d、SIS層12dおよびSIB層13dのすべてが前記重合体を含む場合が該当する。上記(a)〜(g)のうち、(d)を用いることが、接着力が高く、コストを抑えられるという観点から好ましい。
SIS層12dおよびSIB層13dの厚みは、両者の合計が0.01mm以上0.3mm以下である。SIS層12dおよびSIB層13dの合計の厚みが0.01mm未満であると、ポリマーシートをインナーライナーに適用した生タイヤの加硫時に、SIBS層12dおよびSIB層13dがプレス圧力で破れてしまい、加硫接着力が低下する恐れがある。一方、SIBS層12dおよびSIB層13dの合計の厚みが0.3mmを超えるとタイヤ重量が増加し、低燃費性能が低下する。SIBS層12dおよびSIB層13dの合計の厚みは、さらに0.05mm以上0.2mm以下であることが好ましい。
実施の形態5におけるインナーライナー用ポリマーシートの構造について、図6を用いて説明する。
本発明の一実施の形態におけるインナーライナー用ポリマーシートは、SIBS、SIS、SIBのペレットを、Tダイ押出機により共押出をして得ることができる。また、たとえば実施の形態2〜5のいずれかに記載された順序で、SIBS層、SIS層、SIB層をラミネート押出や共押出などの積層押出をして得ることができる。
本発明の一実施の形態において、空気入りタイヤの製造方法は以下の工程を含むことが好ましい。インナーライナー用ポリマーシートをインナーライナーに用いた生タイヤを準備する。前記生タイヤを金型に装着し、ブラダーにより加圧しつつ加硫して加硫タイヤを得る。前記加硫タイヤを50〜120℃で10〜300秒間冷却する。
インナーライナー用ポリマーシートは生タイヤのインナーライナー部に配置される。複層構造のインナーライナー用ポリマーシートを生タイヤに配置する際は、ポリマーシートのSIB層またはSIS層を、カーカス6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、SIB層またはSIS層とカーカス6とが加硫接着することができる。したがって得られた空気入りタイヤ1は、インナーライナー9とカーカス6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。
次に、得られた生タイヤを金型に装着し、かつブラダーにより加圧しつつ加硫する。
(加硫タイヤを冷却する工程)
次に、得られた加硫タイヤを50〜120℃で10〜300秒間冷却することが好ましい。
実施例にもとづいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
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。
(実施例6〜8、14〜16、22〜24、30〜32、参考例1〜20、比較例2〜12、14〜27、29〜41)
表2〜6に示す配合処方にしたがって各配合剤を混合した後、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。得られたペレットから、Tダイ押出機(スクリュ径:φ80mm、L/D:50、シリンダ温度:220℃)を用いて共押出しを行い、表2〜6に示す厚みの第1層、第2層、第3層を有するポリマーシートを作製した。なお、ポリマーシートが3層から構成される場合は、第1層、第2層、第3層の順で積層した。
表3,6に示す配合処方にしたがって各配合剤をバンバリーミキサーで混合し、カレンダーロールにてシート化して、厚さ0.5mmのポリマーシートを得た。
得られたポリマーシートをタイヤのインナーライナー部分に適用して生タイヤを準備した。なお、ポリマーシートが複数層からなる場合は、第1層が生タイヤの半径方向の最も内側に配置され、第2層または第3層が生タイヤのカーカス層に接するように、ポリマー
シートを配置した。該生タイヤを金型内で170℃で20分間プレス成形して、195/65R15サイズの加硫タイヤを作製した。加硫タイヤを100℃で3分間冷却した後、加硫タイヤを金型から取り出し空気入りタイヤを得た。
(第1層の加硫接着力)
第1層とカーカス層、および第1層と第2層の未加硫ゴムシートを貼り合わせて、17
0℃で20分間加熱し、加硫接着力測定用のサンプルを作製する。引張剥離試験により剥離力を測定することで加硫接着力とした。得られた数値を比較例1を基準(100)として、実施例6〜8、14〜16、22〜24、30〜32、参考例1〜20、比較例2〜41の第1層の加硫接着力について、下記式により指数表示した。なお、数値が大きいほど加硫接着力が強く、好ましいことを示す。
(エアーイン有無)
加硫後のタイヤの内側を検査し、以下の基準で評価した。
タイヤの耐久走行試験にて、インナーライナーが割れたり剥がれたりするかを評価した。製造した195/65R15サイズの空気入りタイヤを、JIS規格リム15×6JJに組み付け、タイヤ内圧を通常よりも低内圧である150KPa、荷重600kg、速度100km/時間とし、走行距離20,000kmの時のタイヤ内側を観察し、亀裂剥離の数を測定した。得られた数値を比較例1を基準(100)として、実施例6〜8、14〜16、22〜24、30〜32、参考例1〜20、比較例2〜41の屈曲亀裂成長性について、下記式により指数表示した。数値が大きいほど、耐屈曲亀裂成長性が優れていることを示す。
(転がり抵抗)
(株)神戸製鋼所製の転がり抵抗試験機を用い、製造した195/65R15サイズの空気入りタイヤをJIS規格リム15×6JJに組み付け、荷重3.4kN、空気圧230kPa、速度80km/時間の条件下で、室温(38℃)にて走行させて、転がり抵抗を測定した。得られた数値を比較例1を基準(100)とし、実施例6〜8、14〜16、22〜24、30〜32、参考例1〜20、比較例2〜41の転がり抵抗について、下記式により指数表示した。なお、数値が大きいほど、転がり抵抗が低減され、好ましいことを示す。
(静的空気圧低下率)
製造した195/65R15サイズのタイヤを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した。
総合判定の判定基準は表1の通り。
試験結果を表2〜6に示す。
SIS層ならびにSIB99.5質量%およびポリブテン0.5質量%を含むSIB層を有する3層構造のポリマーシートおよび該ポリマーシートをインナーライナー部に適用した空気入りタイヤである。該実施例は、従来例の比較例1に比べてエアーインの数は同等で、接着力、耐屈曲亀裂成長性、転がり抵抗、静的空気圧低下率については、性能が向上した。
BS層および、SIS層またはSIB層を有する2層構造のポリマーシートおよび該ポリマーシートをインナーライナー部に適用した空気入りタイヤである。該比較例は、比較例1に比べて接着力、耐屈曲亀裂成長性、静的空気圧低下率については、性能が向上し、エアーインの数は同等であった。一方、転がり抵抗性能は低下した。
る。該実施例は、従来例の比較例1に比べてエアーインの数は同等で、接着力、耐屈曲亀裂成長性、転がり抵抗、静的空気圧低下率については、性能が向上した。
入りタイヤである。該比較例は、比較例1に比べて接着力、耐屈曲亀裂成長性、静的空気圧低下率については、性能が向上し、エアーインの数は同等であった。一方、転がり抵抗については、性能が低下した。
Claims (9)
- スチレン−イソブチレン−スチレントリブロック共重合体を60質量%以上100質量%以下含むSIBS層、およびスチレン−イソブチレンジブロック共重合体を60質量%以上99.5質量%以下含むSIB層を有し、
前記SIBS層の厚さが0.05mm以上0.6mm以下であり、
前記SIB層の厚さが0.01mm以上0.3mm以下であり、
前記SIB層が、炭素数4のモノマー単位を重合して得られる重合体を0.5質量%以上40質量%以下含み、
前記スチレン−イソブチレンジブロック共重合体は直鎖状であり、重量平均分子量が4万以上12万以下であり、かつスチレン単位含有量が10質量%以上35質量%以下である、インナーライナー用ポリマーシート。 - スチレン−イソブチレン−スチレントリブロック共重合体を60質量%以上100質量%以下含むSIBS層、ならびにスチレン−イソプレン−スチレントリブロック共重合体を60質量%以上99.5質量%以下含むSIS層およびスチレン−イソブチレンジブロック共重合体を60質量%以上99.5質量%以下含むSIB層を有し、
前記SIBS層の厚さが0.05mm以上0.6mm以下であり、
前記SIS層および前記SIB層の厚さが合計で0.01mm以上0.3mm以下であり、
前記SIS層および前記SIB層が、炭素数4のモノマー単位を重合して得られる重合体を0.5質量%以上40質量%以下含み、
前記スチレン−イソブチレンジブロック共重合体は直鎖状であり、重量平均分子量が4万以上12万以下であり、かつスチレン単位含有量が10質量%以上35質量%以下である、インナーライナー用ポリマーシート。 - 前記炭素数4のモノマー単位を重合して得られる重合体が、ポリブテンおよびポリイソブチレンの少なくともいずれかからなる、請求項1または2に記載のインナーライナー用ポリマーシート。
- 前記炭素数4のモノマー単位を重合して得られる重合体が、数平均分子量300以上3,000以下、重量平均分子量700以上100,000以下、および粘度平均分子量20,000以上70,000以下の少なくともいずれかを満たす、請求項1〜3のいずれかに記載のインナーライナー用ポリマーシート。
- 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5万以上40万以下であり、かつスチレン単位含有量が10質量%以上30質量%以下である、請求項1〜4のいずれかに記載のインナーライナー用ポリマーシート。
- 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10万以上29万以下であり、かつスチレン単位含有量が10質量%以上30質量%以下である、請求項2〜5のいずれかに記載のインナーライナー用ポリマーシート。
- 請求項1〜6のいずれかに記載のインナーライナー用ポリマーシートをインナーライナー部に適用した空気入りタイヤ。
- 前記SIBS層が、空気入りタイヤの半径方向の最も内側に配置される、請求項7に記載の空気入りタイヤ。
- 前記炭素数4のモノマーユニットを重合して得られる重合体を含むSIS層または前記炭素数4のモノマーユニットを重合して得られる重合体を含むSIB層が、空気入りタイヤのカーカス層に接して配置される、請求項7または8に記載の空気入りタイヤ。
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