JP6141143B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
[1] カーカス層と、
前記カーカス層のタイヤ内側に配置されるインナーライナー層と、
前記インナーライナー層のタイヤ内側に配置されるゴム層と、
を備え、
前記インナーライナー層は、
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含む厚み0.02mm〜0.2mmの第1層と、
前記カーカス層と接するように配置されており、スチレン−イソプレン−スチレントリブロック共重合体及びスチレン−イソブチレンジブロック共重合体の少なくともいずれかを含む厚み0.01mm〜0.3mmの第2層と、
からなり、
次の(a)及び(b):
(a)前記インナーライナー層が、第1領域と、前記第1領域とは異なる領域であって、前記第1領域よりも厚みが大きい第2領域とを含む、
(b)前記ゴム層が、第3領域と、前記第3領域とは異なる領域であって、前記第3領域よりも厚みが大きい第4領域とを含む、
の少なくともいずれかを満たす、空気入りタイヤ。
前記第2領域は、前記インナーライナー層における、前記第1領域以外の少なくとも一部の領域である、[1]に記載の空気入りタイヤ。
前記第3領域は、前記ゴム層における、前記第4領域以外のすべての領域である、[1]又は[2]に記載の空気入りタイヤ。
(a)インナーライナー層が、第1領域と、第1領域とは異なる領域であって、第1領域よりも厚みが大きい第2領域とを含む、
(b)ゴム層が、第3領域と、第3領域とは異なる領域であって、第3領域よりも厚みが大きい第4領域とを含む、
の少なくともいずれかを満たしている。
図2は、インナーライナー層40の層構成の好ましい一例を示す概略断面図である。図2に示されるように、インナーライナー層40は、ゴム層50側に配置される第1層41と、カーカス層30側に配置される第2層42とで構成される。図2の例において第2層42はカーカス層30と接しており、第1層41はゴム層50と接している。
第1層41は、スチレン−イソブチレン−スチレントリブロック共重合体(以下、「SIBS」ともいう。)を含み、好ましくはSIBSからなる。SIBSが有するイソブチレンブロックに起因して、SIBSを含む層は優れた耐空気透過性を有する。従って、SIBSを含む第1層41を備えるインナーライナー層40を用いることにより、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。
第2層42は、スチレン−イソプレン−スチレントリブロック共重合体(以下、「SIS」ともいう。)及びスチレン−イソブチレンジブロック共重合体(以下、「SIB」ともいう。)の少なくともいずれかを含み、好ましくはSIS及び/又はSIBからなる。
インナーライナー層40となる第1層41と第2層42との積層体は、例えば、第1層41を形成するSIBSを含むゴム組成物と、SIS及びSIBの少なくともいずれかを含むゴム組成物とを用いたラミネート押出や共押出のような積層押出により得ることができる。
本発明の空気入りタイヤが上述の厚みに関する条件(a)及び(b)のうち、(a)を満たすものである場合、インナーライナー層40は、第1領域と、第1領域とは異なる領域であって、第1領域よりも厚みが大きい第2領域とを含む。ここでいう厚みとは、タイヤ子午線方向断面における厚みである。本発明の空気入りタイヤが(b)を満たすものである場合、インナーライナー層40は(a)を満たすものであってもよいし、全領域にわたって均一な厚みを有していてもよい。
ゴム層50は、インナーライナー層40のタイヤ半径方向内側において、左右一対のビード部25間にわたって配置される層であり、極めて薄いインナーライナー層40を保護する役割を担う。ゴム層50を備えることより、リム組み作業等の際に工具類が接触することによる損傷や、パンク修理等においてタイヤ内面をバフ処理する際における損傷がインナーライナー層40に生じることを効果的に防止することができる。これにより、タイヤの耐久性及び耐空気透過性の低下を効果的に抑制することができる。
カーカス層30は、コードが配列・埋設されたゴム部材である。コードは、例えばポリエステル、ナイロン、アラミド等の有機繊維や、スチールからなる。カーカス層30を構成するゴムは特に制限されず、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム等であることができる。カーカス層30は、通常の添加剤、例えばカーボンブラック、シリカのような充填剤を含有することができる。
本発明の空気入りタイヤは、上述の第1層と第2層との積層体をインナーライナー層として用い、そのタイヤ半径方向内側にゴム層を配置すること以外は、一般的な製造方法にに従って生タイヤを構築し、これを加硫成形することよって製造することができる。インナーライナー層は、その第1層は上記ゴム層側、第2層がカーカス層側となるように配置される。このように配置すると、タイヤ加硫工程において、第2層とカーカス層との接着強度を高めることができる。得られる空気入りタイヤは、インナーライナー層とカーカス層とが良好に接着しているため、優れた耐空気透過性及び耐久性を示す。
(1)SIBの調製
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。反応溶液から溶剤等を除去した後に、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、直鎖状のスチレン−イソブチレンジブロック共重合体(SIB)を得た。得られたSIBのスチレン成分含有量は15質量%であり、GPC測定による重量平均分子量は70,000であった。
スチレン−イソブチレン−スチレントリブロック共重合体(SIBS)として、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%、GPC測定による重量平均分子量:100,000)を準備した。
第1層を形成するポリマーとして上記SIBS、第2層を形成するポリマーとして上記SIBを用い、これらを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。その後、Tダイ押出機(スクリュ径:φ80mm、L/D:50、ダイリップ幅:500mm、シリンダ温度:220℃、フィルムゲージ:0.3mm)を用いて、第1層と第2層との積層体を作製した。第1層(SIBS層)の厚みは全体にわたって均一であり、0.03mmであった。また、第2層(SIB層)の厚みは全体にわたって均一であり、0.02mmであった。
Tダイ押出機を用いて、ブチルゴムからなるゴム層を作製した。この際、Tダイ押出機の押出口にプロファイルをつけて、トレッド部に対応する領域の厚みを1.0mm、その他の領域のすべての厚みを0.1mmとした。
上記第1層と第2層との積層体をインナーライナー層に適用し、そのタイヤ半径方向内側に上記ゴム層を配置して、図1に示す基本構造を有する11R22.5サイズの生タイヤを製造し、次に加硫工程において、170℃で20分間プレス成形して、空気入りタイヤを製造した。第1層と第2層との積層体を生タイヤに適用する際、第2層がカーカス層に接するように配置した。なお、各表では、第1層と第2層との積層体からなるインナーライナー層を「SIBS/SIB IL層」と記載している。
トレッド部に対応する領域の厚みが1.0mmであり、その他の領域のすべての厚みが0.5mmであるゴム層を用いたこと以外は、実施例1と同様にして空気入りタイヤを製造した。
表2に示されるように、ショルダー部からバットレス部に対応する領域R2、サイドウォール部に対応する領域R3、ビード部に対応する領域R4のいずれかの厚みを0.075mm(他の領域の厚みはすべて0.05mm)とした第1層と第2層との積層体をインナーライナー層として用いたこと以外は、実施例2と同様にして空気入りタイヤを製造した。厚みの調整は、Tダイ押出機の押出口にプロファイルをつけて、第1層の厚みを大きくすることにより行った。
各領域の厚みが各表に示されるとおりであるインナーライナー層及びゴム層(ただし、一部の比較例ではゴム層を使用していない。)を用いたこと以外は、実施例1と同様にして空気入りタイヤを製造した。一部の比較例では、第1層(SIBS層)と第2層(SIB層)との積層体ではなく、ナイロン6/66共重合体とイソブチレンパラメチルスチレン共重合体の臭素化物とを含むエラストマー組成物からなる単層構造のインナーライナー層を用いた。各表では、このインナーライナー層を「ナイロン系IL層」と記載している。
実施例及び比較例で作製した空気入りタイヤ又はインナーライナー層について、以下のタイヤ重量測定及び評価試験を行った。試験結果を指数で表わしたものを表1〜3に示す。
タイヤ重量を測定し、下記式:
タイヤ重量指数=(基準例のタイヤ重量)/(各実施例・比較例のタイヤ重量)×100
に従って、タイヤ重量指数を算出した。基準例は、実施例1及び比較例1〜7については比較例1であり、実施例2〜9及び比較例8〜15については比較例8である。タイヤ重量指数が大きいほど、タイヤ重量が小さく、軽量化の達成度が高い。
空気入りタイヤをリム(22.5×7.50)に装着し、初期圧力900kPa、室温21℃、無負荷条件にて3ヶ月間静置する間、4日毎に内圧を測定した。初期圧力P0(kPa)、測定圧力Pt(kPa)、経過時間t(日)として、下記式:
Pt/P0=exp(−αt)
に基づいて、回帰係数αを算出した。得られた回帰係数αから、t=30(日)として、下記式:
β=〔1−exp(−αt)〕×100
に基づいて、1ヶ月当たりの圧力低下率β(%/月)を算出した。そして、下記式:
耐空気透過性指数=(各実施例・比較例のβ値)/(基準例のβ値)×100
に従って、耐空気透過性指数を算出した。基準例は、実施例1及び比較例1〜7については比較例1であり、実施例2〜9及び比較例8〜15については比較例8である。耐空気透過性指数が小さいほど、耐空気透過性が高い。
空気入りタイヤをリム(22.5×7.50)に装着し、JIS D4230に準拠する室内ドラム試験機(ドラム径1707mm)にかけて、酸素濃度60%に調整した空気を充填して空気圧をJATMA規定空気圧900kPaにし、JATMA規定負荷能力の150%を負荷し、速度81km/hの条件で、タイヤ故障を起こすまでの走行距離を測定した。そして、下記式:
タイヤ耐久性指数=(各実施例・比較例の走行距離)/(基準例の走行距離)×100
に従って、タイヤ耐久性指数を算出した。基準例は、実施例1及び比較例1〜7については比較例1であり、実施例2〜9及び比較例8〜15については比較例8である。タイヤ耐久性指数が大きいほど、タイヤ耐久性が高い。
上記のタイヤ耐久性試験を行った後、故障が発生した空気入りタイヤを解体し、ビード部のチェーファーセパレーションの発生数を目視評価した。そして、下記式:
ビード耐久性指数=(基準例の発生数)/(各実施例・比較例の発生数)×100
に従って、ビード耐久性指数を算出した。基準例は、実施例1及び比較例1〜7については比較例1であり、実施例2〜9及び比較例8〜15については比較例8である。ビード耐久性指数が大きいほど、ビード耐久性が高い。
インナーライナー層の転がり抵抗性を次の手順に従って評価した。粘弾性スペクトロメーターVES((株)岩本製作所)を用いて、温度70℃、初期歪10%、動歪2%の条件下でインナーライナー層のtanδを測定した。そして、下記式:
転がり抵抗性指数=(基準例のtanδ)/(各実施例・比較例のtanδ)×100
に従って、転がり抵抗性指数を算出した。基準例は、実施例1及び比較例1〜7については比較例1であり、実施例2〜9及び比較例8〜15については比較例8である。転がり抵抗性指数が大きいほど、転がり抵抗性に優れる。
Claims (6)
- カーカス層と、
前記カーカス層のタイヤ内側に配置されるインナーライナー層と、
前記インナーライナー層のタイヤ内側に配置されるゴム層と、
を備え、
前記インナーライナー層は、
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含む厚み0.02mm〜0.2mmの第1層と、
前記カーカス層と接するように配置されており、スチレン−イソプレン−スチレントリブロック共重合体及びスチレン−イソブチレンジブロック共重合体の少なくともいずれかを含む厚み0.01mm〜0.3mmの第2層と、
からなり、
次の(a)及び(b):
(a)前記インナーライナー層が、第1領域と、前記第1領域とは異なる領域であって、前記第1領域よりも厚みが大きい第2領域とを含む、
(b)前記ゴム層が、第3領域と、前記第3領域とは異なる領域であって、前記第3領域よりも厚みが大きい第4領域とを含む、
の少なくともいずれかを満たし、
前記第4領域は、前記ゴム層におけるトレッド部に対応する領域であり、
前記第3領域は、前記ゴム層における、前記第4領域以外のすべての領域である、空気入りタイヤ。 - 前記第1領域は、前記インナーライナー層におけるトレッド部に対応する領域であり、
前記第2領域は、前記インナーライナー層における、前記第1領域以外の少なくとも一部の領域である、請求項1に記載の空気入りタイヤ。 - 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、スチレン成分含有量が10〜30質量%であり、重量平均分子量が50,000〜400,000である、請求項1又は2に記載の空気入りタイヤ。
- 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、スチレン成分含有量が10〜30質量%であり、重量平均分子量が100,000〜290,000である、請求項1〜3のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
- 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、スチレン成分含有量が10〜35質量%であり、重量平均分子量が40,000〜120,000である、請求項1〜4のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
- 前記ゴム層は、ブチル系ゴムからなる、請求項1〜5のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
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