JP5573045B2 - 空気入りタイヤ及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤ及びその製造方法に関し、さらに詳しくは優れたパンクシール性能を有する空気入りタイヤ及びその製造方法に関する。

従来、パンクシール性能を有する空気入りタイヤとして、空気入りタイヤのトレッド部内周面に粘着流動性のシーラント層を塗布しておき、そのタイヤが走行中に釘踏み等によってパンクしたとき、遠心力によって釘が抜け出した後のパンク孔にシーラント液を流れ込ませてセルフシールするようにしたものが知られている。

しかし、この空気入りタイヤのシーラント液は流動性を有するため、高速走行時の遠心力によりトレッド部内壁面のタイヤ幅方向の中央域に集中し、ショルダー域にはほとんど存在しなくなる現象が発生する、そのため、ショルダー域でパンクシール機能を十分に発揮できなくなるという問題を有していた。

このような問題を解決するために、特許文献１は、タイヤ内壁面に配置したポリイソブチレンとパーオキサイドとの組成物を熱処理することにより粘着性シーラントを形成する方法において、その粘着性シーラントの少なくとも片側に熱可塑性樹脂フィルムを配置して、粘着性シーラントの一部を熱可塑性樹脂フィルムの表面と結合させることにより、粘着性シーラントの流動性を抑制し、タイヤ内面に均一に保持させるという提案をしている。

しかし、この提案では、粘着性シーラント液の流動性のレベルをコントロールすることが難しいため、シーラント液を確実にパンク孔に流れ込ませることが難しく、そのためシーラント層がセルフシールする所期の作用効果を十分に発揮させることができないという問題があった。

特開２００３−１５９９１７号公報

本発明の目的は、高速走行時などで大きな遠心力が加わるときでも、ショルダー域にあるシーラント液がタイヤセンター側に流動して偏在することを防止でき、シーラント層が有する優れたパンクシール性能を確実に発揮させることのできる空気入りタイヤとその製造方法を提供することにある。

上述した目的を達成する本発明の空気入りタイヤは、以下の（１）記載の構成からなる。

（１）トレッド部に対応するタイヤ内側のインナーライナーの表面に粘着性のシーラント層を設けた空気入りタイヤにおいて、前記インナーライナーを熱可塑性樹脂を主成分とする組成物で構成すると共に、前記シーラント層の内側に熱可塑性樹脂を主成分とする組成物からなるシーラントカバー層を配置し、該シーラントカバー層と前記インナーライナーとの間を少なくとも左右のショルダー域においてタイヤ周方向に連続的又は間欠的に溶着させるとともに、該溶着によって生じたタイヤ内面側に凹んだ該シーラント層の凹部に別のシーラント液または熱可塑性樹脂を充填してなることを特徴とする空気入りタイヤ。

また、かかる本発明の空気入りタイヤにおいて、好ましくは以下の（２）〜（７）のいずれかの構成とするのがよい。

（２）前記シーラントカバー層のタイヤ幅方向の両端部を、それぞれ前記トレッド部に埋設されたベルト層最大幅の端部とタイヤ最大幅位置との間に配置し、かつ前記溶着部を前記シーラントカバー層の両端部よりもタイヤ幅方向内側に配置した上記（１）に記載の空気入りタイヤ。

（３）前記溶着部のタイヤ赤道からタイヤ幅方向の離間距離Ｌａを、前記ベルト層最大幅の半幅Ｌの０．７５〜１．０倍の位置に配置した上記（２）に記載の空気入りタイヤ。

（４）前記シーラント層の厚みを２〜１５ｍｍにし、前記溶着部の幅を０．５〜２．０ｍｍにした上記（１）〜（３）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

（５）前記インナーライナー及びシーラントカバー層が、それぞれ熱可塑性樹脂をマトリックスとしてエラストマーを分散させた熱可塑性エラストマー組成物からなる上記（１）〜（４）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

（６）前記溶着部のタイヤ内面側にシーラント液又は熱可塑性樹脂を配置した上記（１）〜（５）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

（７）前記溶着部を前記トレッド部の踏面に設けた周方向主溝に対応する位置から外れるように配置した上記（１）〜（６）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

また、上述した目的を達成する本発明の空気入りタイヤの製造方法は、以下の（８）記載の構成からなる。

（８）熱可塑性樹脂を主成分とする組成物によりインナーライナーを形成した加硫後の空気入りタイヤに対し、前記インナーライナーの少なくともトレッド部に対応する領域に、予め片面に粘着性のシーラント層を積層した熱可塑性樹脂を主成分とする組成物からなるシーラントカバー材を前記シーラント層が対面するように貼り付け、次いで前記シーラントカバー材の内面側の少なくとも左右のショルダー域においてタイヤ周方向に連続的又は間欠的に超音波を照射して、前記シーラントカバー材とインナーライナーとの間を溶着させ、さらに、該溶着によって生じたタイヤ内面側に凹んだ該シーラント層の凹部に別のシーラント液または熱可塑性樹脂を充填することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。

また、かかる本発明の空気入りタイヤの製造方法において、好ましくは以下のようにするのがよい。

（９）前記インナーライナー及びシーラントカバー材が、それぞれ熱可塑性樹脂をマトリックスとしてエラストマーを分散させた熱可塑性エラストマー組成物からなる上記（８）に記載の空気入りタイヤの製造方法。

本発明によれば、インナーライナー層の内側に粘着性のシーラント層を設けた空気入りタイヤにおいて、シーラント層の内側にシーラントカバー層を配置すると共に、このシーラントカバー層とインナーライナーとを熱可塑性樹脂を主成分とする組成物で構成し、両インナーライナーとシーラントカバー層との間を、少なくともショルダー域においてタイヤ周方向に連続的又は間欠的に溶着させたので、この溶着部により、高速走行時にシーラント層に遠心力が加わるときでも、シーラント液がタイヤセンター側に流動してショルダー域から無くならないように抑制し、ショルダー域で釘踏み等によってパンク孔が生じたときであっても、優れたパンクシール性能を発揮するようにすることができる。

また、本発明の空気入りタイヤの製造方法によれば、加硫後の空気入りタイヤに対して上述したパンクシール効果を有するシーラント層を加工することが出来るので、効率良く簡単に製造することができる。

本発明の実施態様からなる空気入りタイヤを説明する子午線断面図であり、溶着 によって生じたタイヤ内面側に凹んだ該シーラント層の凹部に別のシーラント液または熱可塑性樹脂を充填する以前の状態を示している。 図１の空気入りタイヤの要部拡大図である。 （ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明の空気入りタイヤにおける溶着部の形成例を示した斜視図であり、溶着によって生じたタイヤ内面側に凹んだ該シーラント層の凹部に別のシーラント液または熱可塑性樹脂を充填する以前の状態を示している。 本発明の空気入りタイヤの他の実施態様を示す子午線断面の要部拡大図である。

以下、本発明について、図に示す実施形態を参照して詳細に説明する。

図１及び図２に示す本発明の実施形態（ただし、溶着によって生じたタイヤ内面側に凹んだ該シーラント層の凹部に、別のシーラント液または熱可塑性樹脂を充填する以前の状態）による空気入りタイヤにおいて、空気入りタイヤＴは、トレッド部１の左右にサイドウォール部３、３とビード部２、２を連接するように設けている。そのタイヤ内側にタイヤの骨格たるカーカス層９が設けられ、さらに内側にインナーライナー４が設けられている。トレッド部１には対応するカーカス層９の外周側に２層のベルト層６が設けられている。インナーライナー４の内周側のトレッド部１に対応する領域にはシーラント層５が配置され、そのシーラント層５の内側にシーラントカバー層７が配置されている。

シーラント層５のシーラント液は粘着性の流動液であれば特に限定されず、パンクシール用シーラント剤として従来から知られているものがいずれも使用することができる。それらのうちでも、例えば、ポリブテンとテルペン樹脂を主成分とするゲルシートからなるシーラント液は、流動性が比較的低いため特に好ましい。その他、シリコーン系化合物、ウレタン系化合物、スチレン系化合物、エチレン系化合物などを挙げることができる。

このような構成において、インナーライナー４とシーラントカバー層７とは、それぞれ熱可塑性樹脂を主成分とする組成物で構成され、好ましくは熱可塑性樹脂をマトリックスとしてエラストマーが分散した熱可塑性エラストマー組成物で構成されている。

シーラントカバー層７は、インナーライナー４との間にシーラント層５を挟んだ状態で、それぞれ両端部７Ｅ、７Ｅをベルト層６の最大幅端部６Ｅとタイヤ最大幅位置Ｍとの間の領域まで延在するように設けられている。さらにシーラントカバー層７は、それぞれ左右のショルダー域においてインナーライナー４に対して部分溶着され、その左右の溶着部８、８は、図３に例示するように、それぞれタイヤ周方向に連続的又は間欠的に１周にわたっている。

このような構成とすることにより、高速走行時にシーラント層５に遠心力が作用してもシーラント液がタイヤ幅方向の中央域に集中するように移動するのを抑制し、ショルダー域にとどめることができる。この結果、ショルダー域でパンク孔が開いたとしてもパンクシール性能を良好に発揮することができる。

シーラントカバー層７のインナーライナー４に対する溶着部８のタイヤ幅方向の位置としては、上述したパンクシール性能を確保するため、少なくともショルダー域に設けられることが必要である。より具体的には、溶着部８がタイヤ赤道Ｃからタイヤ幅方向に離間する距離Ｌａとして、ベルト層６の最大幅の半幅Ｌの０．７５〜１．０倍の範囲にするとよく、さらに好ましくは０．８〜０．９倍の範囲にするのがよい。溶着部８のタイヤ赤道Ｃからの離間距離Ｌａが、ベルト層最大幅の半幅Ｌの０．７５倍よりもタイヤ赤道側であったり、或いは１．０倍よりもタイヤ外側であると、シーラント液をショルダー域に止める効果が低下する。

ショルダー域にタイヤ周方向に沿って設ける溶着部８は、図３（ａ）、（ｂ）のように間欠的であっても、図３（ｃ）のように連続的であってもよいが、タイヤ１周にわたるように設けるのがよい。また、溶着部８を間欠的に設ける場合には、図３（ｂ）のように複数列にし、かつ隣接する列間において間欠的な溶着部８の位置がタイヤ周方向に互いにオフセットしているとよい。このようなオフセットをさせることにより、シーラント液のタイヤ幅方向への移動を抑制することができる。

また、ショルダー域における溶着部８は、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に例示するように、トレッド部１の周方向主溝１１に対応する位置から外れた位置にするのがよい。周方向主溝１１がある位置はゴム厚が薄いため、釘踏み等した場合に釘が抜けてパンク孔を形成やすいため、溶着部を設けずにシーラント液が十分に存在するようにしておくことが望ましいからである。また、シーラントカバー層７をインナーライナー４に溶着させる加工を行うとき、下地のゴム層が薄いと超音波加工機の押付けに対する反力が小さくなり、良好な溶着加工をし難くなるからである。

上述したショルダー域以外の領域には溶着部はあっても無くてもよい。例えば、シーラントカバー層７の両端部には、インナーライナーに対して溶着していることが好ましいものの、必ずしも溶着している必要はない。

溶着部の幅（タイヤ幅方向の幅）は０．５〜２．０ｍｍとするのが好ましい。０．５ｍｍよりも小さいと溶着強度が弱く、本発明の効果を長期にわたり維持することが難しい。また、２．０ｍｍよりも大きい場合は、溶着強度は高いがシーラント液が存在していない部分の面積が大きくなることから好ましくない。

シーラント層５の厚さは２〜１５ｍｍとするのがよく、１５ｍｍよりも厚いときは溶着接合加工が困難となり、２ｍｍよりも薄いとシーラント液の絶対量が小さくなりパンクシール性能が小さくなるので望ましくない。

タイヤ周方向に連続的又は間欠的に設ける溶着部のほかに、さらにタイヤ周方向と交差する方向に連続的又は間欠的に延びる溶着部を設けるようにしてもよい。このようにタイヤ周方向を横切る溶着部を設けると、シーラント液の動きがタイヤ周方向にも抑制されるので、シーラント液の偏在に起因するパンクシール性能をさらに向上することができる。

本発明において、インナーライナーおよびシーラントカバー層に用いる材料は熱可塑性樹脂を主成分とする組成であるが、熱可塑性樹脂をマトリックスとしてその熱可塑性樹脂中にエラストマーが分散した熱可塑性エラストマー組成物を使用すると、熱可塑性エラストマー組成物は低温脆化に対して強いので、低温脆化耐久性が向上し、寒冷地での走行等により適したものとなるので好ましい。また、その場合、両者で使用される熱可塑性樹脂の融点が実質的に等しいか、あるいは樹脂の組成が等しいかもしくは近似しているものを使用することが、インナーライナーとシーラントカバー層の溶着をより強化することができ、さらにそれら樹脂が持つ特性をインナーライナー及びシーラントカバー層の両層でバランス良く発揮させることができる。

図４は、本発明の実施形態を示す。本発明の空気入りタイヤは、上述した過程を経て形成された溶着部８溶着部８のタイヤ内面側に凹んだ凹部に対し、別のシーラント液１０又は熱可塑性樹脂を充填させるようにしている。それ以外は、図１と同様である。

溶着部８は、図４で説明した構成にしなければ、図１や図２に示されているように、シーラントカバー層７とインナーライナー４が直接的に接合されているためシーラント液がほとんど存在しない凹部箇所になっている。そのため、その箇所にパンク孔が発生した場合にはパンクシール効果を発揮することが難しい場合がある。しかし、上記のような図４に示した本発明にかかる構成にすると、溶着部８の付近に釘が刺さった場合でもパンクシール効果を良好に発揮することができる。

先ず、熱可塑性樹脂を主成分とする組成物からなるシーラントカバー材に対し、予めその片面に粘着性のシーラント層を積層する。次いで、そのシーラントカバー材を、シーラント層がトレッド部に対応するインナーライナーに対面するように貼り付ける。しかる後、シーラントカバー材の内面側の少なくとも左右のショルダー域に対して、タイヤ周方向に連続的又は間欠的に超音波を照射して、シーラントカバー材をインナーライナーに対して線状に溶着させることにより製造することができる。

このときのインナーライナー及びシーラントカバー材として、熱可塑性樹脂をマトリックスとしてその樹脂中にエラストマーが分散している熱可塑性エラストマー組成物を用いることが好ましく、寒冷地での耐久性能も優れたものにすることができる。

シーラントカバー材は、円筒状に成形したものを使用してもよい。また、片面にシーラント液を積層する方法として、シーラントカバー材として袋状に形成したものを使用し、
その内部にシーラント液を封入した袋状のカバー材の片面（外面）をインナーライナーに接当させて熱溶着させるようにしてもよく、取り扱い性を良好することができる。

タイヤサイズが１９５／６５Ｒ１５、タイヤ構造が図１で、ベルト層の最大幅（２．０×Ｌ）が１６５ｍｍ、シーラント層及びシーラントカバー層（厚さが０．２ｍｍ、幅が２３５ｍｍ）は、ナイロン６６樹脂にイソブチレン−パラメチルスチレン共重合体の臭素化物を分散させた熱可塑性エラストマー樹脂フィルムを用い、シーラント層はシーラント液がポリブテンとテルペン樹脂を主成分とするゲルシートで厚さが８ｍｍ、幅が２３５ｍｍのものを使用し、インナーライナーとシーラントカバー層との間をタイヤ赤道から両外側に７５ｍｍ（離間距離Ｌａ＝７５ｍｍ）の位置（ベルト層の最大幅の９０．１％の位置）で超音波ミシンを用い、図３（Ｃ）のようにタイヤ周方向に連続状に溶着させた空気入りタイヤ（実施例）を製造した。

また、比較例として、実施例とは溶着部の位置をシーラントカバー層の両端部に変えた空気入りタイヤを製造した。

実施例および比較例の各試験タイヤを、排気量２０００ｃｃの乗用車に装着し、時速１００ｋｍで２時間の連続走行をした後、タイヤセンター部（赤道部）とショルダー部（タイヤ赤道から両外側に８５ｍｍの位置）のシーラント層の厚さをそれぞれ測定し、走行前の厚さを１００とする指数で評価し、その結果を表１に示した。

上述した実施例のタイヤは、溶着によって生じたタイヤ内面側に凹んだシーラント層の凹部に別のシーラント液または熱可塑性樹脂を充填する以前の状態で評価したものであるが、比較例のタイヤに比べてシーラント層のショルダー部とセンター部との差が著しく小さく、シーラント液の偏在が著しく小さいことがわかる。そして、これをさらに、図４に示した本発明の構成とすると、さらに優れたパンクシール性能を有するのである。

１ トレッド部
２ ビード部
３ サイドウォール部
４ インナーライナー
５ シーラント層
６ ベルト層
６Ｅ ベルト層の最大幅位置
７ シーラントカバー層
７Ｅ シーラントカバー層のタイヤ幅方向の端部
８ 溶着部
９ カーカス層
１０ シーラント液
１１ 周方向主溝
Ｍ 空気入りタイヤの最大幅位置
Ｔ 空気入りタイヤ
Ｃ タイヤ赤道

Claims (9)

1. トレッド部に対応するタイヤ内側のインナーライナーの表面に粘着性のシーラント層を設けた空気入りタイヤにおいて、
   前記インナーライナーを熱可塑性樹脂を主成分とする組成物で構成すると共に、前記シーラント層の内側に熱可塑性樹脂を主成分とする組成物からなるシーラントカバー層を配置し、該シーラントカバー層と前記インナーライナーとの間を少なくとも左右のショルダー域においてタイヤ周方向に連続的又は間欠的に溶着させるとともに、該溶着によって生じたタイヤ内面側に凹んだ該シーラント層の凹部に別のシーラント液または熱可塑性樹脂を充填してなることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記シーラントカバー層のタイヤ幅方向の両端部を、それぞれ前記トレッド部に埋設されたベルト層最大幅の端部とタイヤ最大幅位置との間に配置し、かつ前記溶着部を前記シーラントカバー層の両端部よりもタイヤ幅方向内側に配置した請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記溶着部のタイヤ赤道からタイヤ幅方向の離間距離Ｌａを、前記ベルト層最大幅の半幅Ｌの０．７５〜１．０倍の位置に配置した請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記シーラント層の厚みを２〜１５ｍｍにし、前記溶着部の幅を０．５〜２．０ｍｍにした請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記インナーライナー及びシーラントカバー層が、それぞれ熱可塑性樹脂をマトリックスとしてエラストマーを分散させた熱可塑性エラストマー組成物からなる請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. 前記溶着部のタイヤ内面側にシーラント液又は熱可塑性樹脂を配置した請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
7. 前記溶着部を前記トレッド部の踏面に設けた周方向主溝に対応する位置から外れるように配置した請求項１〜６のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
8. 熱可塑性樹脂を主成分とする組成物によりインナーライナーを形成した加硫後の空気入りタイヤに対し、前記インナーライナーの少なくともトレッド部に対応する領域に、予め片面に粘着性のシーラント層を積層した熱可塑性樹脂を主成分とする組成物からなるシーラントカバー材を前記シーラント層が対面するように貼り付け、次いで前記シーラントカバー材の内面側の少なくとも左右のショルダー域においてタイヤ周方向に連続的又は間欠的に超音波を照射して、前記シーラントカバー材とインナーライナーとの間を溶着させ、さらに、該溶着によって生じたタイヤ内面側に凹んだ該シーラント層の凹部に別のシーラント液または熱可塑性樹脂を充填することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
9. 前記インナーライナー及びシーラントカバー材が、それぞれ熱可塑性樹脂をマトリックスとしてエラストマーを分散させた熱可塑性エラストマー組成物からなる請求項８に記載の空気入りタイヤの製造方法。

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