JP5873291B2 - タイ層を有する空気入りタイヤ及びその製造法 - Google Patents

タイ層を有する空気入りタイヤ及びその製造法 Download PDF

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Description

[0001]本発明は、タイ層及びそれに接着されたバリア層を含む空気入りタイヤ、及びその製造法に向けられる。
[0002]動的加硫アロイ（“ＤＶＡ”，dynamically vulcanized alloy）フィルムは、タイヤのハロブチルバリア層、例えばハロブチルインナーライナーの改良代替品としてもてはやされている。その理由の少なくとも一部は、該フィルムが従来のハロブチルインナーライナーよりも薄くて軽量のためである。それでも、ＤＶＡバリア層を用いたタイヤを構築及び硬化するためには、カーカスへの取り付けについて対処する必要がある。なぜならば、従来のハロブチルバリア層とは異なり、ＤＶＡは固有粘着力のない非粘着材料だからである。これらの欠点を克服するには、接着材料をＤＶＡフィルム上に直接適用して、その粘着性及び硬化接着を改良すればよい。ＤＶＡバリア層の非粘着性を克服するための別の選択肢は、特定ゴム配合物の薄層であるタイ層をＤＶＡフィルムとタイヤ層、例えばカーカスのプライ層との間に提供して、ＤＶＡフィルムがタイヤ層に望ましく接着するための十分な構築粘着性と硬化接着を得ることである。
[0003]残念なことに、現在のタイ層配合物には様々な欠点が存在する。従来のタイ層配合物に関する一つのそのような問題は、タイ層自体の加工を妨害し、タイヤの構築を不可能にしうる望ましくないほど低レベルの粘着性である。別の問題は、タイ層に高価で希少な特殊ゴムであるエポキシ化天然ゴムを使用することである。
[0004]そこで、上記欠点を克服した、バリア層として使用されるＤＶＡフィルムをタイヤ層、例えばプライ層に接着させるタイ層を有する空気入りタイヤ及びその製造法が求められている。
[0005]本発明は、バリア層として使用されるＤＶＡフィルムをタイヤ層、例えばプライ層に接着させるタイ層を有する空気入りタイヤ、及びその製造法に向けられる。
[0006]一態様において、ＤＶＡバリア層をタイヤ層、例えばプライ層に接着させるために空気入りタイヤで使用するために提供されるタイ層は、１０〜５０部のニトリルゴム、２０〜７０部の天然ゴム、及び１０〜３０部の合成ポリイソプレンゴムから選ばれるゴムの混合物１００部を有するゴム配合物を含む。ここで該混合物はゴム配合物のゴムの全量である。ゴム配合物はさらに、少なくとも一つの補強充填剤、少なくとも一つの粘着付与剤、及び所望により少なくとも一つのプロセス油を含む。
[0007]別の態様において、硬化された外側トレッドと該外側トレッドの内側に配置されたバリア層を含む空気入りタイヤを提供する。バリア層は、連続相としてエンジニアリングレジン及び分散相として少なくとも部分加硫されたゴムを含む動的加硫アロイを含む。タイヤ層、例えばプライ層は、バリア層とトレッドとの間に配置され、ジエンゴムを有するゴム配合物を含む。タイ層は、バリア層とタイヤ層との間に及びバリア層とタイヤ層に隣接して配置される。タイ層は、１０〜５０部のニトリルゴム、２０〜７０部の天然ゴム、及び１０〜３０部の合成ポリイソプレンゴムから選ばれるゴムの混合物１００部を含むゴム配合物を含む。ここで該混合物はゴム配合物のゴムの全量である。ゴム配合物はさらに、少なくとも一つの補強充填剤、少なくとも一つの粘着付与剤、及び所望により少なくとも一つのプロセス油を含む。タイ層は、例えばバリア層の対向面に接着材料を適用する必要なしに、タイヤ層及びバリア層に直接接着される。
[0008]別の態様において、動的加硫アロイを含むバリア層をタイヤ構築装置上に配置することを含む空気入りタイヤの製造法を提供する。動的加硫アロイは、連続相としてエンジニアリングレジン及び分散相として少なくとも部分加硫ゴムを含む。方法はさらに、タイ層を直接バリア層上に配置することを含む。タイ層は、１０〜５０部のニトリルゴム、２０〜７０部の天然ゴム、及び１０〜３０部の合成ポリイソプレンゴムから選ばれるゴムの混合物１００部を有するゴム配合物を含み、該混合物は、ゴム配合物のゴムの全量である。ゴム配合物はさらに、少なくとも一つの補強充填剤、少なくとも一つの粘着付与剤、及び所望により少なくとも一つのプロセス油を含む。ジエンゴムを有するゴム配合物を含むタイヤ層、例えばプライ層は、タイ層上に直接配置される。次に、トレッドをタイヤ層の外側に配置して未硬化タイヤアセンブリを定義づける。
[0009]添付の図面は、本明細書に取り込まれ、その一部を構成するものであるが、本発明の態様を例示し、また、上に示した本発明の一般的説明及び以下に示す詳細な説明と一緒になって本発明を説明する役割を果たす。
[0010]図１は、本発明の態様に従ってタイ層とＤＶＡバリア層を有する空気入りタイヤの断面図を示す。
[0011]図１は、サイドウォール１２と、外周ゴムトレッド１４と、プライ層１８及び拡張不能のビード２０を含む支持カーカス１６と、タイ層２２と、そして最内バリア層２４とを含む空気入りタイヤ１０を示す。個別サイドウォール１２は、トレッド１４の軸方向外端から半径方向内向きに伸びて、拡張不能な各ビード２０に接合する。プライ層１８を含む支持カーカス１６は、トレッド部１４とサイドウォール１２のための支持構造として働く。タイ層２２は、二つの層を結び付けるのでそのように名付けられているが、プライ層１８と、タイヤ１０の最内層であるバリア層との間に直接配置されている。外周トレッド１４は、タイヤ１０の使用時、接地するように適応されている。そしてバリア層２４は、タイヤ圧が長期間にわたって維持されるように、空気又は酸素の通過を阻止するように設計されている。バリア層２４は、タイヤ１０の最内層として配置されている場合、一般的にインナーライナーと呼ばれる。
[0012]タイヤ１０のバリア層２４は、連続相として少なくとも一つのエンジニアリングレジン及び分散相として少なくとも部分加硫されたゴムを含む動的加硫アロイ（“ＤＶＡ”）を含む。ＤＶＡは、一般的に、動的加硫として知られている技術を利用して、エンジニアリングレジンとゴムを硬化剤及び充填剤と共に一緒にブレンドすることによって製造できる。“動的加硫”という用語は、エンジニアリングレジンとゴムを硬化剤の存在下、高剪断及び高温の条件下で混合する加硫プロセスのことを言う。動的加硫は、ゴムの硬化温度又はそれを上回る温度で、ロールミル、バンバリーミキサー、連続ミキサー、ニーダー、混合押出機（例えば二軸スクリュー押出機）などを用いて成分を混合することによって実施される。その結果、ゴムは、同時に架橋及びエンジニアリングレジン内に例えばミクロゲルの形態の微粒子として分散され、連続マトリックスを形成する。動的硬化組成物の一つの特徴は、ゴムは硬化されている（又は少なくとも部分硬化されている）という事実にもかかわらず、組成物は、押出、射出成形、圧縮成形などの従来の熱可塑性加工技術によって加工及び再加工できることである。
[0013]エンジニアリングレジン（“エンジニアリングサーモプラスチックレジン”、“熱可塑性樹脂”、又は“熱可塑性エンジニアリングレジン”とも呼ばれる）は、任意の熱可塑性ポリマー、コポリマー又はそれらの混合物を含みうる。例えば、下記の一つ又は複数であるが、これらに限定されない。ａ）ポリアミド樹脂、例えばナイロン６（Ｎ６）、ナイロン６６（Ｎ６６）、ナイロン４６（Ｎ４６）、ナイロン１１（Ｎ１１）、ナイロン１２（Ｎ１２）、ナイロン６１０（Ｎ６１０）、ナイロン６１２（Ｎ６１２）、ナイロン６／６６コポリマー（Ｎ６／６６）、ナイロンＭＸＤ６（ＭＸＤ６）、ナイロン６Ｔ（Ｎ６Ｔ）、ナイロン６／６Ｔコポリマー、ナイロン６６／ＰＰコポリマー、又はナイロン６６／ＰＰＳコポリマー；ｂ）ポリエステル樹脂、例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンイソフタレート（ＰＥＩ）、ＰＥＴ／ＰＥＩコポリマー、ポリアクリレート（ＰＡＲ）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）、液晶ポリエステル、ポリオキシアルキレンジイミド二酸／ポリブチレートテレフタレートコポリマー及びその他の芳香族ポリエステル；ｃ）ポリニトリル樹脂、例えばポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリメタクリロニトリル、アクリロニトリル−スチレンコポリマー（ＡＳ）、メタクリロニトリル−スチレンコポリマー、又はメタクリロニトリル−スチレン−ブタジエンコポリマー；ｄ）ポリメタクリレート樹脂、例えばポリメチルメタクリレート、又はポリエチルアクリレート；ｅ）ポリビニル樹脂、例えば酢酸ビニル（ＥＶＡ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ビニルアルコール／エチレンコポリマー（ＥＶＯＡ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリビニル／ポリビニリデンコポリマー、又はポリ塩化ビニリデン／メタクリレートコポリマー；ｆ）セルロース樹脂、例えば酢酸セルロース、又は酢酸酪酸セルロース；ｇ）フッ素樹脂、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリクロロフルオロ−エチレン（ＰＣＴＦＥ）、又はテトラフルオロエチレン／エチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）；ｈ）ポリイミド樹脂、例えば芳香族ポリイミド；ｉ）ポリスルホン；ｊ）ポリアセタール；ｋ）ポリラクトン；ｌ）ポリフェニレンオキシド及びポリフェニレンスルフィド；ｍ）スチレン−無水マレイン酸；ｎ）芳香族ポリケトン；及びｏ）ａ）〜ｎ）のいずれか及びすべての混合物のほか、ａ）〜ｎ）のそれぞれの中の実例又は例示エンジニアリングレジンのいずれかの混合物。
[0014]一態様において、エンジニアリングレジンは、ポリアミド樹脂及びそれらの混合物、例えばナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６ ６６コポリマー、ナイロン１１、及びナイロン１２、並びにそれらのブレンドを含む。別の態様において、エンジニアリングレジンは、オレフィンのポリマー、例えばポリエチレン及びポリプロピレンを除外する。
[0015]ＤＶＡのゴム成分は、ジエンゴム及びその水素化物、ハロゲン含有ゴム、例えばハロゲン化イソブチレン含有コポリマー（例えば臭素化イソブチレンｐ−メチルスチレンコポリマー）、シリコーンゴム、硫黄含有ゴム、フルオロゴム、ヒドリンゴム、アクリルゴム、イオノマー、熱可塑性エラストマー、又はそれらの組合せ及びブレンドなどでありうる。
[0016]一態様において、ＤＶＡのゴム成分はハロゲン含有ゴムである。ハロゲン含有ゴム、又はハロゲン化ゴムは、少なくとも約０．１モル％のハロゲン（例えば、臭素、塩素又はヨウ素）を有するゴムなどでありうる。適切なハロゲン化ゴムは、ハロゲン化イソブチレン含有ゴム（ハロゲン化イソブチレンベースのホモポリマー又はコポリマーとも呼ばれる）を含む。これらのゴムは、Ｃ４〜Ｃ７イソモノオレフィン誘導単位、例えばイソブチレン誘導単位と、少なくとも一つのその他の重合可能単位とのランダムコポリマーと言うことができる。一例において、ハロゲン化イソブチレン含有ゴムは、ブチルタイプのゴム又は分枝ブチルタイプのゴムの臭素化されたようなものである。本開示に適切な、オレフィン又はイソオレフィンのホモポリマー及びコポリマーなどの有用な不飽和ブチルゴム及びその他のタイプのゴムは周知であり、ＲＵＢＢＥＲ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ２０９−５８１（Ｍａｕｒｉｃｅ Ｍｏｒｔｏｎ ｅｄ．，Ｃｈａｐｍａｎ ＆ Ｈａｌｌ １９９５）、ＴＨＥ ＶＡＮＤＥＲＢＩＬＴ ＲＵＢＢＥＲ ＨＡＮＤＢＯＯＫ １０５−１２２（Ｒｏｂｅｒｔ Ｆ．Ｏｈｍ ｅｄ．，Ｒ．Ｔ．Ｖａｎｄｅｒｂｉｌｔ Ｃｏ．，Ｉｎｃ．１９９０）、及び８ ＫＩＲＫ−ＯＴＨＭＥＲ ＥＮＣＹＣＬＯＰＥＤＩＡ ＯＦ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ９３４−９５５中のＥｄｗａｒｄ Ｋｒｅｓｇｅ ａｎｄ Ｈ．Ｃ．Ｗａｎｇ（Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ ＆ Ｓｏｎｓ，Ｉｎｃ．４ｔｈ ｅｄ．１９９３）に記載されている。一例において、ハロゲン化含有ゴムは、ハロゲン化イソブチレン−ｐ−メチルスチレン−イソプレンコポリマー又はハロゲン化ポリ（イソブチレン−コ−ｐ−メチルスチレン）ポリマーで、これは約０．１〜約５ｗｔ％のブロモメチル基を一般的に含有する臭素化ポリマーである。
[0017]一態様において、ゴム成分及びエンジニアリングレジンとも、ゴム配合物の総重量を基にして少なくとも１０重量％の量で存在し；ゴム成分とエンジニアリングレジンの総量は、ゴム配合物の総重量を基にして３０重量％以上である。
[0018]前述のように、ＤＶＡは一つ又は複数の充填剤成分も含みうる。それは、炭酸カルシウム、クレイ、マイカ、シリカ及びシリケート、タルク、二酸化チタン、デンプン及びその他の有機充填剤、例えば木粉、及びカーボンブラックなどでありうる。一例において、充填剤は、全ＤＶＡ組成物の約２０％〜約５０重量％存在する。
[0019]当該技術分野で公知の追加の添加剤も、所望の物理的性質を有する所望のコンパウンドを得るためにＤＶＡに入れてもよい。そのような公知の通常使用されている添加剤材料は、活性化剤、遅延剤及び促進剤、ゴムプロセス油、粘着付与樹脂を含む樹脂、可塑剤、脂肪酸、酸化亜鉛、ワックス、劣化防止剤、オゾン劣化防止剤(antiozonant)、及びしゃく解剤である。当業者にはわかるように、ＤＶＡの意図する使用に応じて、添加剤は選択され、従来量で使用される。
[0020]本発明の態様に従う適切なＤＶＡ及びＤＶＡの製造法は、米国特許出願公開第２００８／０３１４４９１号；２００８／０３１４４９２号；及び２００９／０１５１８４号に開示されている。これらの内容は、引用によってそれらの全体を明示的に本明細書に援用する。
[0021]動的加硫プロセス自体に関して詳しく述べると、該プロセスは、組成物中の少なくとも一つの加硫可能なゴム成分（組成物はさらに加硫可能でない少なくとも一つのエンジニアリングレジンも含む）を、加硫可能な成分のための加硫剤又は硬化剤を用いて、実質的に同時に混合及び加硫、又は架橋することを含む。動的加硫プロセスのための適切な硬化剤(curing agent又はcurative)は、例えば、ＺｎＯ、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、ＣｒＯ３、ＦｅＯ、Ｆｅ２Ｏ３、及びＮｉＯなどで、これらは対応するステアリン酸金属化合物（例えば、Ｚｎ、Ｃａ、Ｍｇ、及びＡｌのステアリン酸塩）、又はステアリン酸と、及び硫黄化合物又はアルキルペルオキシド化合物のいずれかと共に使用できる。所望により促進剤を添加してもよい。ペルオキシド硬化剤は、選択されたエンジニアリングレジンが、ペルオキシドによってこれらの樹脂自体の架橋が起こり、過度に硬化された非熱可塑性組成物がもたらされるような場合は避ける必要がある。
[0022]動的加硫プロセスは、ゴム成分を少なくとも部分加硫する条件で実施される。これを達成するには、エンジニアリングレジン、ゴム成分及びその他の所望ポリマーと共に硬化系を、樹脂を軟化させるのに十分な温度で一緒に混合すればよい。混合プロセスは、所望レベルの加硫又は架橋が完了するまで継続できる。一態様において、ゴム成分は、エンジニアリングレジンの一部又は全部の存在下で動的加硫できる。同様に、全部の充填剤及びオイルは、使用される場合、動的加硫段階の前に添加される必要はない。ある種の成分、例えば安定剤及び加工助剤は、硬化後に添加されるとより効果的に機能することができる。加硫温度での加熱及び混練は、一般的に約０．５〜約１０分で加硫を完了させるのに適切である。加硫時間は加硫温度を高めることによって短くできる。加硫温度の適切な範囲は、例えば、典型的には熱可塑性樹脂のおよそ融点〜約３００℃である。
[0023]得られたＤＶＡは、バリア層２４としてそのまますぐに使用できる。そのためには、ＤＶＡ材料を吹込成形して約０．０５ｍｍ〜約０．３ｍｍの厚さを有するシート又はフィルム材料にし、該シート材料を特定のサイズ又はタイプのタイヤに適用するのに適切な幅及び長さのストリップにカットすることによって、バリア層２４又は“ストック”を製造すればよい。別の例では、ＤＶＡ材料は約０．１ｍｍ〜約０．２ｍｍの厚さを有していてもよい。バリア層２４は管状層として提供することもできる。バリア層２４として使用するための一つの適切なタイプのＤＶＡフィルムは、テキサス州ヒューストンのＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ社から入手できるＥｘｘｃｏｒｅ（登録商標）である。
[0024]バリア層２４をタイヤ１０のプライ層１８に接着させるタイ層２２は、１０〜５０部のニトリルゴム、２０〜７０部の天然ゴム、及び１０〜３０部の合成ポリイソプレンゴムから選ばれるゴムの混合物１００部を有するゴム配合物を含む。該混合物は、ゴム配合物のゴムの全量である。そのようなゴム配合物はさらに、少なくとも一つの補強充填剤、少なくとも一つの粘着付与剤、及び所望により少なくとも一つのプロセス油を含む。
[0025]ゴムの混合物に関して、ニトリルゴムのアクリロニトリル（ＡＣＮ）含有量は約１０％〜約４５％の範囲でありうる。別の例において、ニトリルゴムは約１５％〜約３０％のアクリロニトリル（ＡＣＮ）を含みうる。また別の例において、ニトリルゴムは約１８％〜約２８％のアクリロニトリルを含みうる。ニトリルゴムのパーセント含有量が高くなりすぎると、ガラス転移温度（Ｔｇ）が望ましくないほど増大し、結果としてゴム配合物は脆くなり、低温で亀裂が発生するようになる。タイ層２２に使用するのに適切なタイプのニトリルゴムは、Ｐｅｒｂｕｎａｎ（登録商標）１８４６ Ｆ（１８％ＡＣＮ；ムーニー粘度（ＭＬ（１＋４）１００℃）４５）又はＰｅｒｂｕｎａｎ（登録商標）２８４５ Ｆ（１８％ＡＣＮ；ムーニー粘度（ＭＬ（１＋４）１００℃）４５）で、これらはペンシルベニア州ピッツバーグのＬａｎｘｅｓｓ社から市販されている。
[0026]補強充填剤は、炭酸カルシウム、クレイ、マイカ、シリカ及びシリケート、タルク、二酸化チタン、デンプン及びその他の有機充填剤、例えば木粉、カーボンブラック、及びそれらの組合せなどでありうる。一例において、補強充填剤はカーボンブラック又は改質カーボンブラックである。適切なカーボンブラックの等級は、ＲＵＢＢＥＲ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ５９−８５（１９９５）に記載されているように、Ｎ１１０〜Ｎ９９０を含む。一例において、等級はＮ６６０カーボンブラックである。
[0027]補強充填剤は、ゴム配合物中に約１０ｐｈｒ〜約１５０ｐｈｒの量で存在しうる。別の例において、充填剤は、約３０ｐｈｒ〜約１００ｐｈｒの量で存在する。さらに別の例において、充填剤は、約４０ｐｈｒ〜約７０ｐｈｒの量で存在する。
[0028]粘着付与剤は、ロジン又はロジン誘導体、例えばガムロジン、ウッドロジン、及びタル油ロジン、並びにそれらの水素化形及び不均化形のほか、各種誘導体、例えばアセチレン−フェノール系化合物、及びそれらの組合せなどでありうる。具体例は、アルキルフェノール、例えばブチルフェノールとアセチレンの縮合物、例えばアルキルフェノールアセチレン樹脂粘着付与剤（ドイツのＢＡＳＦ Ｌｕｄｗｉｇｓｈａｆｅｎ社からＫｏｒｅｓｉｎとして市販されている）、及び無色透明ガムロジン(water white gum rosin)（マサチューセッツ州ハッティズバーグのＥａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社から市販されている）などである。一例において、粘着付与剤は、アルキルフェノールアセチレン樹脂粘着付与剤及び無色透明ガムロジンの混合物を含む。
[0029]粘着付与剤は、ゴム配合物中に約１ｐｈｒ〜約２０ｐｈｒの量で存在しうる。別の例において、粘着付与剤は、約２ｐｈｒ〜約１８ｐｈｒの量で存在する。別の例において、粘着付与剤は、約５ｐｈｒ〜約１５ｐｈｒの量で存在する。
[0030]所望によるプロセス油は、脂肪酸エステル又は炭化水素可塑剤油、例えばパラフィン系及び／又はナフテン系石油又はポリブテン油などでありうる。一例において、プロセス油はナフテン系／パラフィン系中油(medium oil)である。ナフテン系含有量は約３９重量パーセント〜約５４重量パーセントの範囲で、パラフィン系含有量は約３６重量パーセント〜約４８重量パーセントの範囲でありうる。プロセス油は、ゴム配合物中に約０ｐｈｒ〜約１５ｐｈｒの量で存在しうる。別の例において、プロセス油は、約１ｐｈｒ〜約１０ｐｈｒの量で存在する。
[0031]当該技術分野で公知の追加の添加剤も、所望の物理的性質を有する所望のコンパウンドを得るためにタイ層２２のゴム配合物に入れてもよい。そのような公知の通常使用されている添加剤材料は、活性化剤、遅延剤及び促進剤、可塑剤、脂肪酸、酸化亜鉛、ワックス、劣化防止剤、オゾン劣化防止剤、及びしゃく解剤である。タイ層２２のためのゴム配合物は、該組成物が加硫可能となり標準のゴム配合法によって製造できるように、硬化剤又は硬化系も含む。当業者にはわかるように、タイ層の意図する使用に応じて、添加剤及び硬化剤は選択され、従来量で使用される。
[0032]タイヤカーカス１６は、空気入りタイヤ１０に使用するための任意の従来型タイヤカーカス１６でよい。一般的に、タイヤカーカス１６は、トレッド部１４及びサイドウォール１２の支持構造としての役割を果たすプライ１８及び／又はコードの一つ又は複数の層を含む。図１では、カーカス１６は、ジエンゴムを含むゴム配合物を有する少なくとも一つのプライ層１８を含み、タイ層２２に隣接して配置されている。
[0033]ジエンゴムは一般的に天然及び／又は合成ゴムを含みうる。一例において、ジエンゴムは高ジエンゴムで、少なくとも５０モル％、別の例では少なくとも約６０モル％〜約１００モル％のＣ４〜Ｃ１２ジエンモノマーを含む。有用なジエンモノマーゴムは、オレフィン又はイソオレフィン及びマルチオレフィンのホモポリマー及びコポリマー、又はマルチオレフィンのホモポリマーなどである。これらは周知であり、ＲＵＢＢＥＲ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ １７９−３７４（Ｍａｕｒｉｃｅ Ｍｏｒｔｏｎ ｅｄ．，Ｃｈａｐｍａｎ ＆ Ｈａｌｌ １９９５）、及びＴＨＥ ＶＡＮＤＥＲＢＩＬＴ ＲＵＢＢＥＲ ＨＡＮＤＢＯＯＫ ２２−８０（Ｒｏｂｅｒｔ Ｆ．Ｏｈｍ ｅｄ．，Ｒ．Ｔ．Ｖａｎｄｅｒｂｉｌｔ Ｃｏ．，Ｉｎｃ．１９９０）に記載されている。ジエンモノマーゴムの適切な例は、ポリイソプレン、ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、天然ゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴムなどで、これらは単独でも又は組合せ及び混合物でも使用できる。別の例では、ジエンゴムはスチレン系ブロックコポリマー、例えば５ｗｔ％〜９５ｗｔ％のスチレン含有量を有するものを含むことができる。適切なスチレン系ブロックコポリマー（ＳＢＣ）は、一般的に熱可塑性ブロック部分Ａ及びエラストマー性ブロック部分Ｂを含むものなどである。
[0034]プライ層１８のゴム配合物は、補強充填剤、例えば、炭酸カルシウム、クレイ、マイカ、シリカ及びシリケート、タルク、二酸化チタン、デンプン及びその他の有機充填剤、例えば木粉、カーボンブラック、及びそれらの組合せなども含みうる。一例において、補強充填剤はカーボンブラック又は改質カーボンブラックである。当該技術分野で公知の追加の添加剤も、所望の物理的性質を有する所望のコンパウンドを得るためにプライ層１８のゴム配合物に入れてもよい。そのような公知の通常使用されている添加剤材料は、活性化剤、遅延剤及び促進剤、ゴムプロセス油、粘着付与樹脂を含む樹脂、可塑剤、脂肪酸、酸化亜鉛、ワックス、劣化防止剤、オゾン劣化防止剤、及びしゃく解剤である。
[0035]プライ層１８のためのゴム配合物は、該組成物が加硫可能となり標準のゴム配合法によって製造できるように、硬化剤又は硬化系も含む。当業者にはわかるように、プライ層１８の意図する使用に応じて、添加剤及び硬化剤は選択され、従来量で使用される。
[0036]タイ層２２及びプライ層１８のためのゴム配合物の全成分の混合は、当業者に公知の方法によって達成できる。例えば、成分は少なくとも二つの段階、すなわち少なくとも一つのノンプロダクティブ段階とそれに続くプロダクティブ混合段階で混合できる。最終の硬化剤は典型的には最終段階で混合される。この最終段階は従来“プロダクティブ”混合段階と呼ばれ、混合が典型的にはエラストマーの加硫温度より低い温度、又は極限温度で実施される。“ノンプロダクティブ”及び“プロダクティブ”混合段階という用語は、ゴム混合分野の技術者には周知である。タイ層２２及びプライ層１８は、例えば押出又はカレンダリング法の使用によって形成されるシート又はフィルムとして提供できる。一例において、タイ層２２は、約０．０１５インチ〜約０．０６５インチの厚さを有しうる。別の例において、タイ層２２は、約０．０２０インチ〜約０．０３０インチの厚さを有しうる。
[0037]タイヤ部品の残り、例えばタイヤトレッド１４、サイドウォール１２、及び補強ビード２０も、一般的に当該技術分野で従来知られているものから選ぶことができる。タイ層２２及びプライ層１８と同様、タイヤトレッド１４、サイドウォール１２、及びビード２０、並びにそれらの製造法もそのような分野の技術者には周知である。
[0038]上記の層を用いて、空気入りタイヤ１０は、タイヤ形成ドラム（図示せず）上に標準的タイヤ構築技術を用い、複雑で高価なタイヤ構築装置を使わずに構築することができる。特に、図１に示されている空気入りタイヤ１０は、まずタイヤドラム上に最内バリア層２４を配置し、その後未硬化タイヤの残り部分をその上に構築することによって製造することができる。次に、タイ層２２をインナーライナー２４上に直接配置する。次にプライ層１８をタイ層２２上に直接配置し、続いてタイヤカーカス１６の残りを配置する。タイ層２２は、バリア層２４をそれ（タイ層）に、バリア層２４の対向面上に例えば接着材料の必要なしに、初期接着させるための望ましい未硬化粘着性又は粘着力を含む。最後に、ゴムのタイヤトレッド１４をタイヤカーカス１６上に配置することによって未加硫タイヤアセンブリを定義づける。別の例において、タイ層２２とバリア層２４は、構築前に共カレンダリングして、単一積層部品としてタイヤ形成ドラムに供されてもよい。
[0039]ドラム上で未硬化タイヤアセンブリを構築したら、取り外して熱金型に入れることができる。金型は、未硬化タイヤの内周に配置される膨張可能なタイヤ成形ブラダーを包含している。金型を閉じたらブラダーを膨らます。そうすると、ブラダーは硬化プロセスの早期段階でタイヤを閉金型の内表面に押し付けることによってタイヤ１０を成形する。ブラダー及び金型内の熱はタイヤ１０の温度を加硫温度にまで上昇させる。
[0040]一般的に、タイヤ１０は広範囲の温度で硬化でき、加硫温度は約１００℃〜約２００℃となりうる。例えば、乗用車又はトラックのタイヤは約１３０℃〜約１８０℃の範囲の温度で硬化されることになろう。タイヤ１０は、航空機、トラック、農場用、又はオフロード用のタイヤとしても利用できる。硬化時間は、タイヤの質量に応じて約１分から数時間の範囲で変動しうる。硬化時間及び温度は、当該技術分野で周知の多数の変数、例えばタイヤ部品の組成（各層の硬化系を含む）、全体的なタイヤのサイズ及び厚さなどに依存する。アセンブルされたタイヤの加硫は、タイヤアセンブリのすべての構成要素又は層、すなわちバリア層２４、タイ層２２、カーカス１６、及び外側トレッド１４並びにサイドウォール層１２の完全な又は実質的に完全な加硫又は架橋をもたらす。加硫は、各層及び全体構造の所望の強度特性を発揮させることに加えて、これらの構成要素間の接着も増強し、別個の多数の層であったものから、硬化された一体化(unitary)タイヤ１０を生み出す。
[0041]前述のように、少なくとも一つのエンジニアリングレジン及び少なくとも部分加硫されたゴムを有する動的加硫アロイを含むバリア層２４は、望ましく低い透過特性を示す。タイ層２２は、それが接触しているバリア層２４の表面に対して望ましく高い加硫接着を生じることができる。このことは、望ましく薄いタイ層２２の使用も可能にしうる。そして、得られる全体構造は、低減された重量を有するタイヤ構造を可能にする。
[0042]図１では最内層として示されているが、バリア層２４は、タイヤ１０全体の中間的位置に配置することもできることは理解されるはずである。一例において、タイ層２２は、別のバリア層又はプライ層１８のようなタイヤ層をそれに結合させられるように、バリア層２４の内表面に隣接させて配置されてもよい。別の例では、バリア層２４の内表面及び外表面をタイ層に隣接させて配置し、所望のタイヤ層をそれに接着させてもよい。一例において、それらのタイヤ層の一つは、例えば、バリア層２４と同じでも異なっていてもよい別のバリア層を含みうる。
[0043]詳細な説明に従ってタイ層に使用されるゴム配合物の非制限的例を以下に開示する。この例は単に例示を目的としたものであって、本発明の範囲又は本発明を実施できる様式の制限と見なされてはならない。当業者には他の例もわかるであろう。
[0044]表Ｉ：タイ層のためのゴム配合物
Figure 0005873291
[0045]表１のタイ層ゴム配合物と以下で比較例Ａ〜Ｄとして識別される他の様々なタイ層ゴム配合物を、それらの配合物を複数のタイヤ構築物中に組込み、その後加硫に付すことによって比較した。試験目的のためにＤＶＡインナーライナーをタイヤ構築物に利用した。インナーライナーとして使用するためのＤＶＡフィルムは、テキサス州ヒューストンのＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ社によって供給されているＥｘｘｃｏｒｅ（登録商標）であった。このＤＶＡインナーライナーは、連続相としてナイロン及び分散相として少なくとも一つの部分加硫された臭素化イソブチレンｐ−メチルスチレンコポリマーを含んでいた。タイ層は、ＤＶＡインナーライナーと、高ジエンゴムすなわち天然ゴムを含むプライ層との間に挟まれた。未硬化又はグリーン粘着性及びタイ層のＤＶＡインナーライナーへの硬化接着など、タイ層の様々な特性及び性質を評価した。結果／データをさらに下に示す。
[0046]比較例Ａ
[0047]このタイ層ゴム配合物は、下記を除いて表Ｉのゴム配合物と同一であった。すなわち、ニトリルゴムの代わりに特殊ゴムであるエポキシ化天然ゴムを使用し、合成ポリイソプレンゴムもプロセス油も使用しなかった。
[0048]比較例Ｂ
[0049]このタイ層ゴム配合物は、６５ｐｈｒの天然ゴムと３５ｐｈｒのニトリルゴムをゴム成分としてこのゴム配合物に利用した以外は表Ｉのゴム配合物と同一であった。
[0050]比較例Ｃ
[0051]このタイ層ゴム配合物は、１ｐｈｒの（３ｐｈｒではなく）アルキルフェノールアセチレン樹脂粘着付与剤を利用した以外は比較例Ｂと同一であった。
[0052]比較例Ｄ
[0053]このタイ層ゴム配合物は、２ｐｈｒの（５ｐｈｒではなく）無色透明ガムロジンを利用した以外は比較例Ｂと同一であった。
[0054]上記ゴム配合物は、当業者に公知の標準的ゴム配合法によって、及び上記のように製造された。製造された各配合物は、タイヤ構築に使用するのに適切な層を提供するための標準法によってさらに加工された。アセンブルされたタイヤは標準硬化条件下で硬化された。タイヤの硬化前に、ＤＶＡインナーライナーに対するタイ層の未硬化粘着力（グリーンタック）をＩｎｓｔｒｏｎを用いた引張試験によって測定した（ＩＳＯ ５２７により）。タイヤの硬化後、ＤＶＡインナーライナーに対するタイ層の硬化接着を同様にＩｎｓｔｒｏｎを用いた引張試験によって測定した（ＩＳＯ ５２７により）。各ゴム配合物とも３個のサンプルを試験した。
[0055]表II：試験結果
Figure 0005873291
[0056]試験結果に基づくと、表Ｉのタイ層のゴム配合物の未硬化粘着力（グリーンタック）及び硬化接着は、全比較例のそれよりも優れていることは明らかである。
[0057]本発明を、その一つ又は複数の態様を記載することによって例示してきたが、そしてまた、その態様をかなり詳細に記載してきたが、それらは、添付のクレームの範囲をそのような詳細に制限又は限定することを意図したものでは決してない。追加の利益及び変更は当業者には容易に思い浮かぶであろう。従って、本発明は、その広い側面において、提示及び記載された特定の詳細、代表的製品及び方法及び例示的実施例に限定されない。従って、一般的発明概念の範囲から逸脱することなく、そのような詳細からの逸脱をなすことは可能である。
［発明の態様］
１．空気入りタイヤであって、
硬化された外側トレッドと；
前記外側トレッドの内側に配置され、動的加硫アロイを含むバリア層であって、前記動的加硫アロイは、連続相としてエンジニアリングレジン及び分散相として少なくとも部分加硫されたゴムを含むバリア層と；
前記バリア層と前記トレッドとの間に配置され、ジエンゴムを有するゴム配合物を含むタイヤ層と；そして、
バリア層とタイヤ層との間に及びバリア層とタイヤ層に隣接して配置されたタイ層であって、前記タイ層は、
１０〜５０部のニトリルゴム、２０〜７０部の天然ゴム、及び１０〜３０部の合成ポリイソプレンゴムから選ばれるゴムの混合物１００部、ここで前記混合物はゴム配合物のゴムの全量である；
少なくとも一つの補強充填剤；
少なくとも一つの粘着付与剤；及び
所望により少なくとも一つのプロセス油
を含むゴム配合物を含むタイ層と；
を含み、前記タイ層はバリア層及びタイヤ層に直接接着されている空気入りタイヤ。
２．バリア層が最内層である、１記載のタイヤ。
３．タイヤ層がプライ層である、１記載のタイヤ。
４．バリア層が最内層であり、タイヤ層がプライ層であり、そしてタイ層がバリア層及びプライ層に直接接着されている、１記載のタイヤ。
５．粘着付与剤が、ガムロジン、アルキルフェノールとアセチレンの縮合物、又はそれらの混合物を含む、１記載のタイヤ。
６．タイ層のためのゴム配合物がプロセス油を含む、１記載のタイヤ。
７．プロセス油がパラフィン系及び／又はナフテン系石油を含む、６記載のタイヤ。
８．エンジニアリングレジンがポリアミドであり、少なくとも部分加硫されたゴムがハロゲン化ゴムである、１記載のタイヤ。
９．空気入りタイヤに使用するためのタイ層であって、
タイ層として使用するための、そして
１０〜５０部のニトリルゴム、２０〜７０部の天然ゴム、及び１０〜３０部の合成ポリイソプレンゴムから選ばれるゴムの混合物１００部、ここで前記混合物はゴム配合物のゴムの全量である；
少なくとも一つの補強充填剤；
少なくとも一つの粘着付与剤；及び
所望により少なくとも一つのプロセス油
を含むゴム配合物を含むゴム物品
を含むタイ層。
１０．粘着付与剤が、ガムロジン、アルキルフェノールとアセチレンの縮合物、又はそれらの混合物を含む、９記載のタイ層。
１１．タイ層のためのゴム配合物がプロセス油を含む、９記載のタイ層。
１２．プロセス油がパラフィン系及び／又はナフテン系石油を含む、１１記載のタイ層。
１３．空気入りタイヤの製造法であって、
動的加硫アロイを含むバリア層をタイヤ構築装置上に配置し、前記動的加硫アロイは、連続相としてエンジニアリングレジン及び分散相として少なくとも部分加硫ゴムを含み；
タイ層を直接バリア層上に配置し、前記タイ層は、
１０〜５０部のニトリルゴム、２０〜７０部の天然ゴム、及び１０〜３０部の合成ポリイソプレンゴムから選ばれるゴムの混合物１００部、ここで前記混合物はゴム配合物のゴムの全量である；
少なくとも一つの補強充填剤；及び
少なくとも一つの粘着付与剤；及び
所望により少なくとも一つのプロセス油
を含むゴム配合物を含み；
タイヤ層を直接タイ層上に配置し、前記タイヤ層はジエンゴムを有するゴム配合物を含み；そして
トレッドをタイヤ層の外側に配置して未硬化タイヤアセンブリを定義づける
ことを含む方法。
１４．未硬化タイヤアセンブリを、タイ層をバリア層及びタイヤ層に直接接着させるための熱及び圧力条件下で硬化させることをさらに含む、１３記載の方法。
１５．バリア層が最内層である、１３記載の方法。
１６．タイヤ層がプライ層である、１３記載の方法。
１７．粘着付与剤が、ガムロジン、アルキルフェノールとアセチレンの縮合物、又はそれらの混合物を含む、１３記載の方法。
１８．タイ層のためのゴム配合物がプロセス油を含む、１３記載の方法。
１９．プロセス油がパラフィン系及び／又はナフテン系石油を含む、１８記載の方法。
２０．エンジニアリングレジンがポリアミドであり、少なくとも部分加硫されたゴムがハロゲン化ゴムである、１３記載の方法。
１０ 空気入りタイヤ
１２ サイドウォール
１４ トレッド
１６ カーカス
１８ プライ層
２０ ビード
２２ タイ層
２４ バリア層

Claims (16)

  1. 空気入りタイヤであって、
    硬化された外側トレッドと；
    前記外側トレッドの内側に配置され、動的加硫アロイを含むバリア層であって、前記動的加硫アロイは、連続相としてエンジニアリングレジン及び分散相として少なくとも一つの部分加硫ゴムを含むバリア層と；
    前記バリア層と前記トレッドとの間に配置され、ジエンゴムを有するゴム配合物を含むタイヤ層と；そして、
    バリア層とタイヤ層との間に及びバリア層とタイヤ層に隣接して配置されたタイ層であって、前記タイ層は、
    １０〜５０部のニトリルゴム、２０〜７０部の天然ゴム、及び１０〜３０部の合成ポリイソプレンゴムから選ばれるゴムの混合物１００部、ここで前記混合物はゴム配合物のゴムの全量である；
    少なくとも一つの補強充填剤；及び
    少なくとも一つの粘着付与剤
    を含むゴム配合物を含むタイ層と；
    を含み、前記タイ層はバリア層及びタイヤ層に直接接着されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
  2. バリア層が最内層である、請求項１に記載のタイヤ。
  3. タイヤ層がプライ層である、請求項１に記載のタイヤ。
  4. バリア層が最内層であり、タイヤ層がプライ層であり、そしてタイ層がバリア層及びプライ層に直接接着されている、請求項１に記載のタイヤ。
  5. 粘着付与剤が、ガムロジン、アルキルフェノールとアセチレンの縮合物、又はそれらの混合物を含む、請求項１に記載のタイヤ。
  6. タイ層のためのゴム配合物が１ｐｈｒ〜１５ｐｈｒのプロセス油を含む、請求項１に記載のタイヤ。
  7. プロセス油がパラフィン系及び／又はナフテン系石油を含む、請求項６に記載のタイヤ。
  8. エンジニアリングレジンがポリアミドであり、少なくとも部分加硫されたゴムがハロゲン化ゴムである、請求項１に記載のタイヤ。
  9. 空気入りタイヤの製造法であって、
    動的加硫アロイを含むバリア層をタイヤ構築装置上に配置し、前記動的加硫アロイは、連続相としてエンジニアリングレジン及び分散相として少なくとも部分加硫ゴムを含み；
    タイ層を直接バリア層上に配置し、前記タイ層は、
    １０〜５０部のニトリルゴム、２０〜７０部の天然ゴム、及び１０〜３０部の合成ポリイソプレンゴムから選ばれるゴムの混合物１００部、ここで前記混合物はゴム配合物のゴムの全量である；
    少なくとも一つの補強充填剤；及び
    少なくとも一つの粘着付与剤
    を含むゴム配合物を含み；
    タイヤ層を直接タイ層上に配置し、前記タイヤ層はジエンゴムを有するゴム配合物を含み；そして
    トレッドをタイヤ層の外側に配置して未硬化タイヤアセンブリを定義づける
    ことを特徴とする方法。
  10. 未硬化タイヤアセンブリを、タイ層をバリア層及びタイヤ層に直接接着させるための熱及び圧力条件下で硬化させることをさらに含む、請求項９に記載の方法。
  11. バリア層が最内層である、請求項９に記載の方法。
  12. タイヤ層がプライ層である、請求項９に記載の方法。
  13. 粘着付与剤が、ガムロジン、アルキルフェノールとアセチレンの縮合物、又はそれらの混合物を含む、請求項９に記載の方法。
  14. タイ層のためのゴム配合物が１ｐｈｒ〜１５ｐｈｒのプロセス油を含む、請求項９に記載の方法。
  15. プロセス油がパラフィン系及び／又はナフテン系石油を含む、請求項１４に記載の方法。
  16. エンジニアリングレジンがポリアミドであり、少なくとも部分加硫されたゴムがハロゲン化ゴムである、請求項９に記載の方法。
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