JP7040102B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、タイヤのパンクを容易に修理しうる空気入りタイヤに関する。

近年、パンク防止機能を有する空気入りタイヤとして、トレッド部の内面に、粘着性を有するシーラント剤の層を形成したシーラントタイヤが提案されている（例えば特許文献１参照）。このシーラントタイヤでは、パンクが生じた際、パンク穴が、シーラント剤の粘着性及び流動性によって自動的に塞がれ、空気漏れを未然に防ぐことができる。

しかしこのようなシーラントタイヤでは、シーラント層の質量が大であるため、タイヤ重量の増加を招き、燃費性能の低下をさせる。又シーラントタイヤでは、上記したようにパンク穴が自動的に塞がれるため、運転者がパンクしたことに気が付かず、そのまま使用し続けるという場合がある。又シーラント剤の粘着性及び流動性が、経年劣化により低下し、タイヤの摩耗寿命より前にシール性能を損ねる恐れがある。

特開２０１６－０７８８１７号公報

本発明は、タイヤ重量の増加を低く抑えつつ、タイヤのパンクを容易に修理でき、かつ修理性能を長期に亘って維持しうる空気入りタイヤを提供することを課題としている。

本発明は、トレッド部の内面にパンク修理層を具え、前記パンク修理層は、吸水性ポリマーを含有した吸水性ポリマー層を含む。

本発明に係る空気入りタイヤでは、前記吸水性ポリマー層は、バインダー樹脂に前記吸水性ポリマーを含有させたのが好ましい。

本発明に係る空気入りタイヤでは、前記パンク修理層は、前記吸水性ポリマー層のタイヤ半径方向外面に補助シートを具え、前記補助シートが前記トレッド部の内面に接着されるのが好ましい。

本発明に係る空気入りタイヤでは、前記補助シートは、布体からなるのが好ましい。

本発明は叙上の如く、トレッド部の内面に、吸水性ポリマー層を含むパンク修理層を具える。このタイヤでは、パンクした際、タイヤバルブより水を注入することにより吸水性ポリマーが膨潤し、パンク穴を塞ぐ。これによりパンクを一時的に修理することができる。

このタイヤでは、まずエアー漏れが発生することで運転者がパンクの発生を認識できる。そのため、従来のシーラントタイヤのように、パンクの発生に気が付かず、そのまま使用し続けるのを防ぐことができる。即ち、早期のタイヤ検査や交換を促すことができる。又パンク修理に水を使用するため、ゴムラテックス等のパンク修理液をタイヤに注入するものに比して、パンク修理後の洗浄が極めて簡単に行える。

又従来のシーラントタイヤと比較して、吸水する前の吸水性ポリマー層は、シーラント剤の層より軽量である。そのため、タイヤ重量の増加を低く抑え、燃費性能を改善させることができる。又吸水性ポリマーはシーラント剤に比して経年劣化性に優れるため、修理性能を長期に亘って維持しうる。

本発明の空気入りタイヤの一実施例を示す断面図である。 前記パンク修理層を拡大して示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態の空気入りタイヤ１は、トレッド部２の内面２Ｓに、パンク修理層１１を具える。

前記空気入りタイヤ１は、チューブレスタイヤであって、本例では、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、このカーカス６の半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されるベルト層７とを具える。

カーカス６は、タイヤ周方向に対して例えば７５～９０°の角度で配列するカーカスコードを有する１枚以上（本例では１枚）のカーカスプライ６Ａから形成される。カーカスプライ６Ａは、ビードコア５、５間を跨るプライ本体部６ａの両端に、ビードコア５をタイヤ軸方向内側から外側に折り返されたプライ折返し部６ｂを具える。このプライ本体部６ａとプライ折返し部６ｂとの間には、ビードコア５からタイヤ半径方向外方に先細状にのびるビード補強用のビードエーペックスゴム８が設けられる。

ベルト層７は、タイヤ周方向に対して例えば１０～４０°の角度で配列するベルトコードを有する複数枚（例えば２枚）のベルトプライ７Ａ、７Ｂから形成される。各ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、ベルトコードがプライ間で交差するように、傾斜の向きを違えて積層される。本例では、高速耐久性を高める目的で、ベルト層７の半径方向外側に、バンドコードを螺旋状に巻回したジョイントレスプライ９Ａからなるバンド層９を設けている。

又カーカス６の内側には、インナーライナゴム層１０が配される。このインナーライナゴム層１０は、ブチルゴム等の耐空気不透過性のゴムからなり、タイヤ内圧を気密に保持する。

そしてトレッド部２のタイヤ半径方向内周面である前記内面２Ｓに、パンク修理層１１が配される。図２に誇張して示すように、パンク修理層１１は、吸水性ポリマー層１２を少なくとも含む。

本例では、パンク修理層１１が、吸水性ポリマー層１２と、そのタイヤ半径方向外面Ｓｏに配される補助シート１３とを具える。この補助シート１３が、トレッド部２の内面２Ｓに、例えば両面粘着テープ（図示省略）などを介して接着される。

前記吸水性ポリマー層１２は、具体的には、粉体状（粒体状を含む）の吸水性ポリマー１５と、この吸水性ポリマー１５を分散させるバインダー樹脂１６とを含む。又バインダー樹脂１６は、吸水性ポリマー層１２を補助シート１３に固着させる。

前記吸水性ポリマー１５として、例えば、ポリアクリル酸塩系、ポリスルホン酸塩系、無水マレイン酸塩系、ポリアクリルアミド系、ポリビニルアルコール系、ポリエチレンオキシド系の合成ポリマーを挙げることができ、これらを単独で、あるいは二種類以上を組み合わせて用いることができる。

吸水性ポリマー１５の使用形状として、粉末状のものが好ましく、特には、粒径１５０μm以下のものが、表面積が大きく吸水速度を速める上で好ましい。

粉末状の吸水性ポリマー１５を分散させるバインダー樹脂１６として、ゴム系バインダー、及び合成樹脂系バインダーが採用しうるが、特には、水に溶けない非親水性のものが好適である。

このようなゴム系バインダーとして、例えばスチレンブタジエンゴム，ブタジエンゴム，イソプレンゴム，エチレン－プロピレンゴム，クロロスルホン化ポリエチレンゴム，シリコンゴム，クロロプレンゴム，ポリウレタンゴム，アクリルゴム，ブチルゴム，塩素化ブチルゴム等を挙げることができ、これらを単独で、あるいは二種類以上を組み合わせて用いることができる。

合成樹脂系バインダーとして、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂等を挙げることができ、これらを単独で、あるいは二種類以上を組み合わせて用いることができる。

吸水性ポリマー１５は、吸水性ポリマー層１２全体の５０質量％以上、さらには７０質量％以上含有するのが、パンク修理性能の観点から好ましい。

又補助シート１３としては、不織布、織物、編物等の種々の布体が採用しうる。又布体の繊維材料としても、特に規制されることがなく、種々の有機繊維が使用可能である。

本例のパンク修理層１１は、吸水性ポリマー１５とバインダー樹脂１６とを溶媒下で撹拌させた分散液を、前記補助シート１３の一面にコーティングすることで形成できる。

このようなパンク修理層１１では、パンク発生時、タイヤバルブから注入される水により吸水性ポリマー１５が膨潤し、パンク穴を塞ぐことができる。

特に本例では、バインダー樹脂１６が、水に溶けない非親水性を有する。そのため、注入された水により、吸水性ポリマー１５全体が膨潤するのではなく、パンク穴に水が入り、パンク穴の内壁に露出する吸水性ポリマー１５が膨潤してパンク穴を塞ぐことができる。
これにより、注入された水がパンク穴まで到達しないで、途中で吸水されてしまう等の問題を防止でき、より少ない水でパンク修理を確実に行うことが可能になる。そのために、吸水性ポリマー層１２の半径方向内面に、水を透過させない防水性の被覆シート１７（一点鎖線で示す。）を設けることが好ましい。これにより、吸水性ポリマー層１２の半径方向内面で露出する吸水性ポリマー１５の吸水を防げるため、より少ない水でのパンク修理が可能となる。

又吸水性ポリマー層１２は、シーラントタイヤにおけるシーラント剤の層よりも軽量であるため、タイヤ重量の増加を低く抑え、燃費性能を改善させることができる。又吸水性ポリマー１５はシーラント剤に比して経年劣化性に優れるため、パンク修理性能を長期に亘って維持することができる。

パンク修理層１１において、吸水性ポリマー層１２の厚さｔは、１．０～１０．０mmの範囲が好ましい。厚さｔが１．０mmを下回ると、パンク穴を確実に塞ぐことができず、必要なパンク修理性能の確保が難しくなる。逆に１０．０mmを越えると、パンク修理性能に問題はないが、タイヤ重量の不必要な増加を招く。このような観点から、厚さｔの下限値は２mm以上がより好ましく、上限は５mm以下がより好ましい。

又パンク修理層１１の巾Ｗは、トレッド接地幅ＴＷの１０５～１１０％の範囲が好ましい。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

図２に示すパンク修理層を具える空気入りタイヤ（サイズ２１５／５５Ｒ１７）を試作し、パンク修理性能を確認した。パンク修理層の仕様は下記の通りである。
パンク修理層の幅Ｗ：２２０mm
吸水性ポリマー層の厚さｔ：２mm
吸水性ポリマー：ポリアクリル酸塩（含有量：７０質量％）
バインダー樹脂：スチレン系熱可塑性エラストマ

＜パンク修理性能＞
トレッド部に、釘（直径５．２mm、長さ５０mm）を用いてタイヤをパンクさせた。その後、タイヤのバルブ孔から水（約４００cc）を注入し、かつポンプアップして、タイヤを転動させることでパンク修理を行った。そして、修理後のエアー漏れの有無を確認した。その結果、パンク穴が塞がれ、エアー漏れが防止されたことが確認できた。

なおパンク修理層の重さは、タイヤ１本当たり８０ｇであった。これに対し、従来のシーラントタイヤのシーラント層の重さは、タイヤ１本当たり５００ｇであり、４２０ｇの軽量化が達成できた。

１ 空気入りタイヤ
２ トレッド部
１１ パンク修理層
１２ 吸水性ポリマー層
１３ 補助シート
１５ 吸水性ポリマー
１６ バインダー樹脂

Claims (4)

1. トレッド部の内面にパンク修理層を具え、前記パンク修理層は、吸水性ポリマーを含有した吸水性ポリマー層を含み、
   前記パンク修理層は、前記吸水性ポリマー層のタイヤ半径方向外面に補助シートを具え、
   前記補助シートは、布体からなる、
   空気入りタイヤ。
2. 前記吸水性ポリマー層は、粉末状又は粒体状の前記吸水性ポリマーが、非親水性のバインダー樹脂に分散配置されたものである、請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記バインダー樹脂は、ゴム系バインダー又は合成樹脂系バインダーであり、
   前記ゴム系バインダーは、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、エチレン－プロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、シリコンゴム、クロロプレンゴム、ポリウレタンゴム、アクリルゴム、ブチルゴム及び塩素化ブチルゴムから選択される一つ又は二種類以上であり、
   前記合成樹脂系バインダーは、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂及びアクリル樹脂から選択される一つ又は二種類以上である、請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. トレッド部の内面にパンク修理層を具え、前記パンク修理層は、吸水性ポリマーを含有した吸水性ポリマー層を含み、
   前記吸水性ポリマー層は、粉末状又は粒体状の前記吸水性ポリマーが、非親水性のバインダー樹脂に分散配置されたものである、
   空気入りタイヤ。

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