JP5519644B2 - 空気入りタイヤおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
フィルム層には、後に詳述するブラダーとの間の温度25℃での動摩擦係数が2.0以下のもの、例えばポリアミド系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、ポリエステル系樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合体系樹脂等からなるフィルムやシートを用いることができ、特に、酸素透過量が、3.0×10−12cm3・cm/cm2・sec・cmHg以下の樹脂フィルム、例えばエチレン−ビニルアルコール共重合体系樹脂からなるフィルムを好適に用いることができる。また、タイヤ軽量化等の観点から、フィルム層の厚さは、0.1〜100μmであることが好ましい。なお、フィルムやシートは、例えば押出成形等により作製することができる。
本発明の空気入りタイヤに用いるインナーライナーは、上述したフィルム層のみからなっても良いが、その他にも、フィルム層と、ゴム状弾性体からなるゴム状弾性体層とを積層した積層体からなっても良い。そして、このインナーライナーは、空気入りタイヤの内面に配設された場合に、空気入りタイヤの内表面(タイヤの加硫成形時にブラダーと接触する面)に上述したフィルム層が位置することを特徴とする。
本発明の空気入りタイヤは、例えば、図1にタイヤ半部の断面を示すような、トレッド部1と、一対のビード部2と、該トレッド部1と各ビード部2との間に延在する一対のサイドウォール部3とを有し、前記一対のビード部2間にトロイド状に延在してこれら各部を補強するカーカス4と、該カーカス4のクラウン部のタイヤ半径方向外側に配置された2枚のベルト層からなるベルト5と、該カーカス4の内側に配設されたインナーライナー6とを備えるものである。そして、この空気入りタイヤの内面は上述したフィルム層よりなる。
加圧反応槽に、エチレン含量44モル%、ケン化度99.9%のエチレン−ビニルアルコール共重合体(190℃、21.18N荷重下でのMFR:5.5g/10分)2質量部及びN-メチル-2-ピロリドン8質量部を仕込み、120℃で2時間加熱撹拌して、エチレン−ビニルアルコール共重合体を完全に溶解させた。これにエポキシ化合物としてエポキシプロパン0.4質量部を添加後、160℃で4時間加熱した。加熱終了後、蒸留水100質量部に析出させ、多量の蒸留水で充分にN-メチル-2-ピロリドン及び未反応のエポキシプロパンを洗浄し、変性エチレン−ビニルアルコール共重合体を得た。更に、得られた変性エチレン−ビニルアルコール共重合体を粉砕機で粒子径2mm程度に細かくした後、再度多量の蒸留水で十分に洗浄した。洗浄後の粒子を8時間室温で真空乾燥した後、二軸押出機を用いて200℃で溶融し、ペレット化した。
製造例1で得られた変性EVOHと、熱可塑性ポリウレタン(TPU)[(株)クラレ製クラミロン3190]とを使用し、2種3層共押出装置を用いて、下記共押出成形条件で3層構造のフィルム層(TPU層/変性EVOH層(樹脂フィルム)/TPU層、TPU層には滑剤を配合)を作製した。各層の厚みは、TPU層、変性EVOH層ともに20μmである。
各樹脂の押出機仕様:
熱可塑性ポリウレタン:25mmφ押出機P25−18AC[大阪精機工作株式会社製]
変性EVOH:20mmφ押出機ラボ機ME型CO−EXT[株式会社東洋精機製]
Tダイ仕様:500mm幅2種3層用[株式会社プラスチック工学研究所製]
冷却ロールの温度:50℃
引き取り速度:4m/分
下記の配合のゴム組成物を調製し、厚さ500μmの未加硫ゴム状弾性体シートを作製した。
(ゴム組成物)
天然ゴム ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・30質量部
臭素化ブチルゴム[JSR(株)製,Bromobutyl 2244] ・・・70質量部
GPFカーボンブラック[旭カーボン(株)製,#55] ・・・60質量部
SUNPAR2280[日本サン石油(株)製] ・・・・・・・・7質量部
ステアリン酸[旭電化工業(株)製] ・・・・・・・・・・・・・1質量部
加硫促進剤[ノクセラーDM、大内新興化学工業(株)製] ・・1.3質量部
酸化亜鉛[白水化学工業(株)製] ・・・・・・・・・・・・・・3質量部
硫黄[軽井沢精錬所製] ・・・・・・・・・・・・・・・・・0.5質量部
下記の配合のゴム組成物を調製し、厚さ500μmの未加硫ゴム状弾性体シートを作製した。
(ゴム組成物)
天然ゴム ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・100質量部
GPFカーボンブラック[旭カーボン(株)製,#55] ・・・60質量部
SUNPAR2280[日本サン石油(株)製] ・・・・・・・・7質量部
ステアリン酸[旭電化工業(株)製] ・・・・・・・・・・・・・1質量部
加硫促進剤[ノクセラーDM、大内新興化学工業(株)製] ・・1.3質量部
酸化亜鉛[白水化学工業(株)製] ・・・・・・・・・・・・・・3質量部
硫黄[軽井沢精錬所製] ・・・・・・・・・・・・・・・・・0.5質量部
下記の配合に従って常法により混練りした接着剤組成物を、トルエン(δ値:18.2MPa1/2)1000質量部に添加し、分散又は溶解して、塗工液を調製した。
(接着剤組成物)
臭素化ブチルゴム[JSR(株)製,Bromobutyl 2244] ・・・90質量部
クロロスルホン化ポリエチレン[デュポン・ダウ エラストマー社製,ハイ
パロン]・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・10質量部
カーボンブラック[東海カーボン(株)製,シーストNB]
・・・10質量部
フェノール樹脂[住友ベークライト(株)製,PR−SC−400]
・・・20質量部
ステアリン酸[新日本理化(株)製,50S] ・・・・・・・・1質量部
酸化亜鉛[白水化学工業社製,ハクスイテック] ・・・・・・・3質量部
P−ジニトロソベンゼン[大内新興化学工業(株)製,バルノックDNB]
・・・3質量部
1,4フェニレンジマレイミド[大内新興化学工業(株)製,バルノックP
M]・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・3質量部
加硫促進剤[大内新興化学工業(株)製,ノクセラーZTC]・・1質量部
加硫促進剤[大内新興化学工業(株)製,ノクセラーDM]
・・・・0.5質量部
加硫促進剤[大内新興化学工業(株)製,ノクセラーD] ・・・1質量部
硫黄[鶴見化学(株)製,金華印微粉硫黄] ・・・・・・・1.5質量部
下記の配合に従って常法により混練りした接着剤組成物を、トルエン(δ値:18.2MPa1/2)1000質量部に添加し、分散又は溶解して、塗工液を調製した。
(接着剤組成物)
臭素化ブチルゴム[JSR(株)製,Bromobutyl 2244] ・・・80質量部
クロロスルホン化ポリエチレン[デュポン・ダウ エラストマー社製,ハイ
パロン]・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・20質量部
カーボンブラック[東海カーボン(株)製,シーストNB]
・・・10質量部
フェノール樹脂[住友ベークライト(株)製,PR−SC−400]
・・・20質量部
ステアリン酸[新日本理化(株)製,50S] ・・・・・・・1質量部
酸化亜鉛[白水化学工業社製,ハクスイテック] ・・・・・・・6質量部
P−ジニトロソベンゼン[大内新興化学工業(株)製,バルノックDNB]
・・・6質量部
1,4フェニレンジマレイミド[大内新興化学工業(株)製,バルノックP
M]・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・6質量部
加硫促進剤[大内新興化学工業(株)製,ノクセラーZTC]
・・・1質量部
加硫促進剤[大内新興化学工業(株)製,ノクセラーDM]
・・・0.5質量部
加硫促進剤[大内新興化学工業(株)製,ノクセラーD] ・・・1質量部
硫黄[鶴見化学(株)製,金華印微粉硫黄] ・・・・・・・1.5質量部
下記の配合に従って常法により混練りした接着剤組成物を、トルエン(δ値:18.2MPa1/2)1000質量部に添加し、分散又は溶解して、塗工液を調製した。
(接着剤組成物)
臭素化ブチルゴム[JSR(株)製,Bromobutyl 2244] ・・・70質量部
クロロスルホン化ポリエチレン[デュポン・ダウ エラストマー社製,ハイ
パロン]・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・30質量部
カーボンブラック[東海カーボン(株)製,シーストNB]
・・・10質量部
フェノール樹脂[住友ベークライト(株)製,PR−SC−400]
・・・20質量部
ステアリン酸[新日本理化(株)製,50S] ・・・・・・・・1質量部
酸化亜鉛[白水化学工業社製,ハクスイテック] ・・・・・・・6質量部
P−ジニトロソベンゼン[大内新興化学工業(株)製,バルノックDNB]
・・・8質量部
1,4フェニレンジマレイミド[大内新興化学工業(株)製,バルノックP
M]・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・8質量部
加硫促進剤[大内新興化学工業(株)製,ノクセラーZTC]
・・・1質量部
加硫促進剤[大内新興化学工業(株)製,ノクセラーDM]
・・・0.5質量部
加硫促進剤[大内新興化学工業(株)製,ノクセラーD] ・・・1質量部
硫黄[鶴見化学(株)製,金華印微粉硫黄] ・・・・・・・1.5質量部
日新ハイボルテージ株式会社製電子線照射装置「生産用キュアトロンEBC200-100」を使用して、製造例2で得られた3層フィルム(TPU/変性EVOH/TPU、TPU層には滑剤としてステアリン酸を配合)に、加速電圧200kV、照射エネルギー30Mradの条件で電子線を照射して架橋処理を施した。得られた多層熱可塑性樹脂フィルムの片面に、製造例5で得た塗工液を塗布し、乾燥処理した後、製造例3で得た厚さ500μmの未加硫ゴム状弾性体シートを張り合わせてインナーライナーを作製した。そのインナーライナーを用い、既に上述した、加硫時に離型剤を使用しない以外は常法と同様の製造方法により、乗用車用空気入りタイヤ(195/65R15)を作製した。そして、以下の方法により、3層フィルムの酸素透過量、インナーライナーの動摩擦係数および空気入りタイヤの加硫後のタイヤ内面性状を測定および評価した。結果を表1に示す。
作製した3層フィルムを20℃、65%RHで5日間調湿した。得られた調湿済のフィルム2枚を使用して、モダンコントロール社製MOCON OX−TRAN2/20型を用い、20℃、65%RHの条件下でJIS K7126(等圧法)に準拠して酸素透過量を求めた。
インナーライナーと、ブチルゴム95質量部、クロロプレンゴム5質量部、カーボンブラック48質量部、樹脂5.5質量部、ひまし油8質量部、亜鉛華5質量部の配合処方のゴム組成物を加硫成形したブラダーとの間の温度25℃における動摩擦係数をJIS K7125に準拠して測定した。
ブラダーを用いて加硫成形を行った後の空気入りタイヤについて、インナーライナーの外観を目視にて観察し、下記の評価基準に基づいてフィルム層の破損の状況等を評価した。
○:良好(作製したタイヤ10本中1本のみに軽度のフィルム層の破損があるが、耐久性上は問題なし。)
×:不良(フィルム層の破損あり。)
TPU層に添加する滑剤として表1に示す滑剤を添加した以外は実施例1と同様にして乗用車用空気入りタイヤ(195/65R15)を作製した。そして、実施例1と同様の方法により、インナーライナーの動摩擦係数および空気入りタイヤの加硫後のタイヤ内面性状を測定および評価した。結果を表1に示す。
3層フィルムを使用することなく、製造例3で得た厚さ500μmの未加硫ゴム状弾性体シートのみをインナーライナーとして用いた以外は実施例1と同様にして乗用車用空気入りタイヤ(195/65R15)を作製した。そして、実施例1と同様の方法により、インナーライナーの動摩擦係数および空気入りタイヤの加硫後のタイヤ内面性状を測定および評価した。結果を表1に示す。
加硫時に離型剤(マイカ粉末(松本油脂製薬(株)製)を水で50質量%に希釈したもの)を使用した以外は比較例1と同様にして乗用車用空気入りタイヤ(195/65R15)を作製した。そして、実施例1と同様の方法により、インナーライナーの動摩擦係数および空気入りタイヤの加硫後のタイヤ内面性状を測定および評価した。結果を表1に示す。
TPU層に滑剤を配合しなかった以外は製造例2と同様にして3層フィルムを作製した。そして、作製した3層フィルムに対し、加速電圧200kV、照射エネルギー30Mradの条件で電子線を照射して架橋処理を施した。得られた多層熱可塑性樹脂フィルムの片面に、製造例5で得た塗工液を塗布し、乾燥処理した後、製造例3で得た厚さ500μmの未加硫ゴム状弾性体シートを張り合わせてインナーライナーを作製した。そのインナーライナーを用い、加硫時に離型剤(マイカ粉末(松本油脂製薬(株)製)を水で50質量%に希釈したもの)を使用した以外は実施例1と同様にして乗用車用空気入りタイヤ(195/65R15)を作製した。そして、実施例1と同様の方法により、インナーライナーの動摩擦係数および空気入りタイヤの加硫後のタイヤ内面性状を測定および評価した。結果を表2に示す。
TPU層に添加する滑剤として表2に示す滑剤を添加した以外は実施例1と同様にして乗用車用空気入りタイヤ(195/65R15)を作製した。そして、実施例1と同様の方法により、インナーライナーの動摩擦係数および空気入りタイヤの加硫後のタイヤ内面性状を測定および評価した。結果を表2に示す。
TPU層に添加する滑剤として表3に示す滑剤を添加した以外は実施例1と同様にして乗用車用空気入りタイヤ(195/65R15)を作製した。そして、実施例1と同様の方法により、インナーライナーの動摩擦係数および空気入りタイヤの加硫後のタイヤ内面性状を測定および評価した。結果を表3に示す。
2 ビード部
3 サイドウォール部
4 カーカス
5 ベルト
6 インナーライナー
11 上部金型
12 未加硫タイヤ
13 下部金型
14 ブラダー
15 シリンダ
16 ロッド
17 加硫タイヤ
Claims (11)
- 架橋されたフィルム層を用いたインナーライナーを内面に具えた空気入りタイヤであって、
前記空気入りタイヤは、離型剤を使用せずに、未加硫のタイヤをブラダーで金型に押しつける工程を含む製造方法により製造したものであり、
前記空気入りタイヤの内面は前記フィルム層からなり、
前記フィルム層は、樹脂フィルムまたはシートと、補助層とを積層した積層構造を有し、
前記フィルム層の表面が熱可塑性ウレタン系エラストマーの層からなり、
前記熱可塑性ウレタン系エラストマーの層が、分子量1000以下の化合物からなる滑剤を含み、
前記フィルム層と、前記ブラダーとの間の温度25℃での動摩擦係数が2.0以下であることを特徴とする、空気入りタイヤ。 - 前記滑剤が脂肪酸化合物、炭化水素樹脂、パラフィン、脂肪族アミド、脂肪族エステル、脂肪酸の金属塩、またはそれらの混合物であることを特徴とする、請求項1に記載の空気入りタイヤ。
- 前記フィルム層が熱可塑性樹脂フィルムを備えることを特徴とする、請求項1または2に記載の空気入りタイヤ。
- 前記フィルム層の20℃、65%RHにおける酸素透過量が、3.0×10−12cm3・cm/cm2・sec・cmHg以下であることを特徴とする、請求項1〜3の何れかに記載の空気入りタイヤ。
- 前記フィルム層が、エチレン含有量25〜50モル%のエチレン−ビニルアルコール共重合体100質量部に対して、エポキシ化合物1〜50質量部を反応させて得られる変性エチレン−ビニルアルコール共重合体からなる層を含む、請求項1〜4の何れかに記載の空気入りタイヤ。
- 前記フィルム層が、エチレン含有量25〜50モル%のエチレン−ビニルアルコール共重合体100質量部に対して、エポキシ化合物1〜50質量部を反応させて得られる変性エチレン−ビニルアルコール共重合体からなるマトリクス中に23℃におけるヤング率が500MPa以下の柔軟樹脂或いはエラストマーを分散させた樹脂組成物からなる層を含み、
前記樹脂組成物中に前記柔軟樹脂或いはエラストマーが10〜80質量%含まれていることを特徴とする、請求項1〜4の何れかに記載の空気入りタイヤ。 - 前記インナーライナーが、前記フィルム層とゴム状弾性体層とを用いた積層体であり、
前記ゴム状弾性体層に、ブチルゴムまたはハロゲン化ブチルゴムを用いたことを特徴とする、請求項1〜6の何れかに記載の空気入りタイヤ。 - 前記フィルム層と前記ゴム状弾性体層とを接着剤組成物からなる接着剤層を用いて接着したことを特徴とする、請求項7に記載の空気入りタイヤ。
- 架橋されたフィルム層を用いたインナーライナーを内面に配設した未加硫のタイヤを金型に設置する工程と、
前記未加硫タイヤの内側にブラダーを設置する工程と、
前記ブラダーを膨張させ、前記インナーライナーを介して前記未加硫のタイヤを金型に押しつけて該未加硫のタイヤを加硫成形する工程と、
を含む空気入りタイヤの製造方法であって、
前記未加硫のタイヤの内表面は前記フィルム層からなり、
前記フィルム層は、樹脂フィルムまたはシートと、補助層とを積層した積層構造を有し、
前記フィルム層の表面が熱可塑性ウレタン系エラストマーの層からなり、
前記熱可塑性ウレタン系エラストマーの層が、分子量1000以下の化合物からなる滑剤を含み、
前記フィルム層と、前記ブラダーとの間の温度25℃での動摩擦係数が2.0以下であり、
加硫成形工程で離型剤を使用しないことを特徴とする、方法。 - 前記滑剤が脂肪酸化合物、炭化水素樹脂、パラフィン、脂肪族アミド、脂肪族エステル、脂肪酸の金属塩、またはそれらの混合物であることを特徴とする、請求項9に記載の方法。
- 前記フィルム層が熱可塑性樹脂フィルムを備えることを特徴とする、請求項9または10に記載の方法。
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