JPS5855197B2 - パンク防止用粘着シ−ラント組成物層を備えた空気入りタイヤ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は釘などをこよるタイヤのパンクを防止する極め
て高シール性の粘着シーラント組成物層を備えた空気入
りタイヤに関するものである。

最近のモータリゼーションの発展にこは目覚ましいもの
があり、それとともに車の性能向上、高速道路の整備が
活発ｔこなされており、自動車用タイヤ（こは益々高速
操縦性能や安全性などが要求されている。

なかでも安全性（こついては人命尊重の立場から積極的
な改善がなされている。

しかしながら多くの自動車事故の中（こは、タイヤに起
因する事故も含まれており、この大部分は走行時の釘踏
みによるパンクが原因となっている。

現在広く普及しているチューブレスタイヤは、道路を走
行中（こ釘等を踏み内面へ貫通しても低速走行の場合（
こは釘が抜け（こくく急激なタイヤ内圧の低下がおこら
ず、従来のチューブ入りタイヤに比較してかなり安全で
あるとされている。

しかし釘が貫通したままの状態で高速道路を長時間走行
した場合、あるいは極端な高速度で走行した場合ｔこは
遠心力で釘が抜けて急激なタイヤ内圧の低下を招き、重
大な事故を招く恐れがあり非常に危険である。

これｔこ対する安全対策として種々のタイヤあるいはパ
ンク防止法が発明考案されてきたが、その代表例として
は次の２つを挙げることができる。

１つはチューブレスタイヤの中ｔこ安全構成体あるいは
子タイヤを備えた二重構造タイヤで、他の１つはチュー
ブレスタイヤの接地部内面にシーラント層を設けた自己
シール性タイヤである。

前者はいわゆる実験安全車（ＥＳＶ））こも装置された
もので、たとえば特開昭４８−６３４０２、特開昭４９
−６３１０２等に開示のものがこれに該当する。

この種のタイヤは高速走行中（こタイヤがパンクして急
激］こタイヤ内圧が低下しても安全構成体あるいは子タ
イヤが荷重を支えて一定距離を走行できるというすぐれ
た性能を有する反面、特殊リニを必要とすること、重量
増加が大きいことおよび高価格であることなどの欠点を
抱えている。

後者は、たとえば特開昭５０−２１４０２等がこれに該
当する。

この種のタイヤは前者のもつ欠点を払拭でき、またある
程度までの大きざの釘を踏み、その釘が抜けた場合釘穴
を自動的１こシールするため内圧が低下しないというす
ぐれた性能を有している。

しかしながら、これ（こ用いるシーラントはその高い粘
着性のためｌこ製品タイヤの運搬、リム組等の取扱いに
注意を要すること、パンクして走行した場合（こシーラ
ント層が破壊されるのでシーラント層の再生を必要とす
ること、パンク修理が困難なこと、更には正常時に高速
走行した場合温度上昇と遠心力とによりシーラントが流
動するためタイヤのバランス不良をひき起し操縦安定性
や乗心地が低下するなど多くの欠点を有する。

本発明者らは以上のような欠点を改良しより安全性の高
いタイヤを提供するため（こ種々検討した結果、特別な
加工機械を必要とせず従来の方法を踏襲することにより
極めてすぐれたパンクシール性能を有する空気入りタイ
ヤを完成した。

即ち、本発明者らは一般（こタイヤ（こ用いられる天然
ゴムや、ポリイソプレンゴム スチレンプクジエンゴム
、ポリツクジエンコム エチレンプロピレン非共役ジェ
ンターポリマーゴム、インブチレンプレンゴム（以下Ｉ
ＩＲと称す）、クロロプレンゴム等はパーオキサイドで
架橋するがポリイソブチレン（以下ＰＩＢと称す）や低
イソプレン含量のＩＩＲは上記ゴムとは逆ｌこパーオキ
サイドｔこまり分解するという特性ｌこ着眼しこれを空
気入りタイヤに応用して本発明を完成した。

本発明の空気入りタイヤはＰＩＢ１００重量部と、無機
充填剤１０〜１５０重量部と、パーオキサイド０．２〜
１０重量部との配合ゴム組成物を熱処理して得たシーラ
ント組成物層をタイヤ本体内面に具備したことを特徴と
する。

本発明タイヤ（こ係る配合ゴム組成物（こ使用するＰＩ
ＢはＳ ｔａｕｄ ｉｎｇｅｒの粘度平均分子量が約２
０．０００〜約２００，０００のもので実質的に固体状
のものであるが、３０重量部以下を低分子量（Ｓ ｔａ
ｕｄｉｎｇｅｒ粘度平均分子量で約２０，０００以下）
の実質的ｔＶ粘稠な流動体のＰＩＢで置き換えてもよい
。

また加工性を考慮すればＰＩＢのＳｓａｕｄｉｎｇｅｒ
粘度平均分子量は約５０．ＯＯＯ〜約１００，０００で
あることが好ましい。

次（こ無機充填剤はＰＩＢ１００重量部（こ対し１０〜
１５０重量部配合するが、無機充填剤が１０重量部より
少ない場合は該配合ゴム組成物の加工性が著しく悪く、
１５０重量部をこえる場合は本発明によるタイヤのパン
クシール性能が損なわれる結果となる。

パンクシーり効果を考慮すれば２０〜１００重量部が好
ましく、更Ｅここの配合ゴム組成物は生タイヤ成型時に
凹凸の少ないシート状に加工する必要があることを考え
れば３０〜１００重量部が好ましい。

用いる無機充填剤の種類は通常のゴム配合に用いられる
カーボンブラック、シリカ、炭酸カルシウム等測でも良
いが、クレーはパーオキサイドによるＰＩＢの分解を妨
げるので好ましくない。

また、充填剤は１種類だけを用いても、２種類以上を併
用しても差支えがない。

次ｔこパーオキサイドは０．２〜１０重量部加えるが、
これより少量の場合には、ＰＩＢの分解が充分（こ進ま
ないためパンクシール効果が低下し、また１０重量部を
こえる場合には、第１図（こ示すシーラント組成物層１
（こ隣接するインナーライナー２．３、カーカス層４ヘ
パ−オキサイドが移行し、これらの隣接層のゴム組成物
の引張応力が高くなり耐屈曲性が低下するなど、タイヤ
としての性能を損なう結果となる。

パーオキサイドの種類はベンゾイルパーオキサイド（以
下ＢＰＯと称す）、Ｐ−クロロベンゾイルパーオキサイ
ドなどのアシルパーオキサイド類、メチルエチルケトン
パーオキサイドなどのケトンパーオキサイド類、１−ブ
チルパーオキシアセテート、ｔ−ブチルパーオキシベン
ゾエート（以下ＢＰＯＢと称す）、ｔ−ブチルパーオキ
シフタレートなどのパーオキシエステル類、ジクミルパ
ーオキサイド（以下ＤＣＰと称ｔ）、ジ−ｔ−ブチルパ
ーオキシベンゾエート、１．３−ビス（ｔ−ブチルパー
オキシイソプロピル）ベンゼン（以下ＢＰＯＰＢと称す
）などのアルキルパーオキサイド類、ｔ−ブチルハイド
ロパーオキサイドなどのハイドロパーオキサイド類など
いずれでも良いが、当該配合ゴム組成物の加工時の安定
性およびタイヤ加硫中（こ、このゴム組成物が分解して
すぐれたシーラント組成物層を形成するため（こは、１
４５℃における １０時間半減温度が０．１〜１．５時
間であることが好ましい。

また、パーオキサイドが分解した際低分子量ガスの発生
量の少ないものが好ましい。

これらのパーオキサイド類は炭酸カルシウム、可塑剤な
どの不活性物質で稀釈したものを用いても伺ら差しつか
えない。

当該配合ゴム組成物には、ＰＩＢ、無機充填剤、パーオ
キサイドの他（こ必要（こ応じて粘着剤、可塑剤、触媒
等を加えてもよく、また、加硫後タイヤのシーラント組
成物層の流動性をおさえるために、加硫ゴム粉末、有機
短繊維等を加えてもよい。

粘着剤にはポリブテンが適している。

ポリブテンは市販されているものは、平均分子量が３，
０００以下の粘稠な液体であるが、これを加えることＦ
こよって、本発明（こよるタイヤのパンクシール効果が
向上する。

しかし、当該ゴム組成物がポリブテンの添加によって粘
着性が増し加工性を低下することを妨ぎ、また、本発明
のタイヤにおいて、第１図のシーラント組成物層１に隣
接するインナーライナー２，３、更（こはカーカス４ヘ
ポリブテンが移行してこれらのゴム層の物性の低下する
ことを最少限にとどめるため１こ、ポリブテンの平均分
子量は８００以上のものが好ましく、配合量は５０重量
部以下、好ましくは３０重量部以下である。

次（こ可塑剤はＰＩＢ１００重量部に対して５０重量部
以下を加えるが、本発明によるタイヤのパンクシール性
能を低下させず、またシーラント組成物層１からインナ
ーライナー２，３、カーカス４への可塑剤の移行１こよ
るこれらのゴム層の物性低下を最少限Ｅこおさえるため
（こは３０重量部以下あることが好ましい。

用いる可塑剤の種類は、芳香族系プロセスオイル、ナフ
テン系プロセスオイル、パラフィン系プロセスオイル、
ヒマ２油等のゴム用の可塑剤であれば何でも良いが、低
沸点成分の含量の少ないものが好まいい。

触媒は、ＰＩＢ１００重量部ｔコ対して５重量部以下を
加えるが、好ましくは２重量部以下である。

触媒としてはナフテン酸コバルトのようなパーオキサイ
ドの分解促進剤が適している。

本発明のパンク防止用粘着シーラント組成物層を有する
空気入りタイヤの製造方法は次のよう（こして行なうこ
とができる。

上述のゴム組成物は通常のゴム加工機により容易に混合
し、シート状１こ成型することが可能である。

生タイヤ底型Ｅこ際しては成型機上にインナーライナー
を貼り、その上に当該ゴム組成物シートを貼り、以後は
通常のチューブレスタイヤの成型法をこ従って成型する
。

当該ゴム組成物シートとタイヤ最内側インナーライナー
（第１図の符号２に相当）とはいわゆる二軸押出機によ
り同時に押出して成型を簡略化することも可能である。

また、第１図において８〜６間はインナーライナー２，
３が二重（こなっているが場合によってはこのうちイン
ナーライナー２またはインナーライナー３のいずれか一
方を省くことも可能である。

このようにして得られた生タイヤの加硫は通常のタイヤ
加硫機（こよって、通常の場合と同様にして行なうこと
ができるが、加硫時間は若干長くする必要がある。

タイヤ加硫中にＰＩＢを含むゴム組成物層以外のゴム層
は加硫反応がおこるが、ＰＩＢを含むゴム組成物層のみ
は逆にパーオキサイドと熱と１こよりＰＩＢが分解して
粘着性を帯び釘等によるパンク（こ対して極めてすぐれ
たシール効果を発揮する粘着シーラント組成物層１を形
成する。

このシーラント組成物層１の厚さはシール効果に大きな
影響を及ぼすが、シール効果とタイヤ加硫における生産
性、タイヤ重量の増加等を併せて考慮すれば１〜３ｍｍ
であることが好ましい。

また、当該ゴム組成物ｔコ水分、空気、低分子物質等が
多く含まれると、加硫酸タイヤは内面が大きく膨らみシ
ール効果が若干低下するが、注射針等でガス抜きし、更
）コ内面をこ圧力を加えて元へ戻すことが可能である。

なお、第１図（こおいて、４はカーカス、５はスチール
ベルト、６はトレッド、γはトレッド溝ヲ示す。

当該ゴム組成物を用いたシーラントタイヤの製造方法は
次のようにしても行なうことができる。

すなわち、当該ゴム組成物を第２図に示す高温ｆこ加熱
した押出機にホッパー８から供給し、シリンダー９を通
過する間ｔこ当該ゴム組成物が熱とパーオキサイドによ
り分解して、粘着性を帯びすぐれたシーラントを形成す
る。

グイヘッド１０に適当なノズルを装着することによって
、押出機内で形成されたシーラントを、直接チューブレ
スタイヤの内面へ押出貼付けして、すぐれたシーラント
タイヤを製造することができる。

また、当該ゴム組成物をニーグー、熱ロール熱プレス等
の加熱装置Ｅこより、熱分解して、シーラントを形成し
、これをシート化して、チューブレスタイヤ内面へ貼付
けることも可能である。

本発明ｔコ関する実施例を以下（こ詳細１こ説明する。

〈実施例 １〉 シーラントとして有効なゴム組成物を得るため）コ基礎
配合実験を行なった。

すなわち、表１（こ示す配合組成物をブラベンダープラ
ステイコーダーで練す、１０インチロールでシート化し
たあと、これを金型ｔこ入れて１６０°Ｃで１５分間プ
レス加熱した。

こうして得たシーラントをシリコン離型紙Ｅこはさんで
加圧して２間厚さのシーＨこし、東洋精機製作新製クツ
クネステスター（こより粘着性を測定した。

また釘への付着性をみるためｆこ、シ−ラントに釘をさ
し込みすぐに引抜いて目視により評価した。

これらの結果は表１に示した。

〈実施例 ２〉 パーオキサイドの種類および量がシーラントの性能への
影響を検討するための基礎実験を行なつた。

すなわち表２（こ示す配合組成物Ａ−ＢをＢ型バンバリ
ーミキサ−で練り、これを各種のパーオキサイドを加え
て得られた組成物を金型（こ入れて１６０℃で１５分間
プレス加熱した。

こうして得られたシーラントの釘に対する付着性を目視
ｔこより評価した。

その結果を表４・表５に示したが、ＤＣＰ、ＢＰＯ，Ｂ
ＰＯＢ、ＢＰＯＰＢ のいずれのパーオキサイドでも
ＰＩＢを分解して釘への付着性のすぐれたシーラントを
得ることができるがＢＰＯＰＢのよう（こ安定性の高い
パーオキサイドでは１６００Ｃ，１５分の加熱条件では
ＤＣＰ、ＢＰＯ。

ＢＰＯＢｌｉ比較して釘への付着性は若干低下する。

またパーオキサイド量はＰＩＢ１００重量部に対して０
重量部すなわち添加しない場合は釘には付着せず、０．
２重量部では若干付着し、２重量部以上では良く付着す
る。

〈実施例 ３〉 本発明のタイヤを作威し、その静的パンクシールテスト
を行なった。

その配合内容およびパンクシールテスト結果を表６１こ
示した。

このテスト１こおいてゴム組成物Ｃ，ＤはＢ型バンバリ
ーミキサ−で練り、１０インチロールでシート（こし、
これを用いて常法ｌこよりスチールラジアルタイヤを成
型、加硫した。

加硫後タイヤ（こおけるシーラント組成物層の厚さが２
關（こなるようをこした。

これらのタイヤのパンクシールテストは次のようｔこ行
なった。

すなわち、所定内圧（１，７ｋｇ／ｃｒｒＬ）をはった
タイヤ（こ直径２．８ ｍｍの鉄釘をトレッド中央部の
溝（図１の７）に内部まで貫通するよう（こ打込み５分
間放置後引抜き、２４時間放置後のタイヤ内圧を測定し
た。

そしてタイヤ内圧の低下しないものについては釘の大き
さを変えて同様のテストを実施した。

なお、タイヤ１本当りの釘の打込本数は２本とした。

表６ｔこ示すように、本発明（こよるタイヤは市販のシ
ーラントタイヤｌこ比較してパンクシール効果がすぐれ
ていることは明らかである。

〈実施例 ４〉 表７（こ示したＥ、Ｆのゴムの組成物を用いてシーラン
ト層の厚さの異なるシーラントタイヤ（タイヤサイズは
スチールラジアル１６５ＳＲ１３）を作成し、そのパン
クシールテストを行なった。

静的パンクシールテストは実施例３の場合と同様に行な
った。

動的パンクシーＪｌｙｊストは次の方法で行なった。

すなわち直径３．１關、長さ６５ｍｍの鉄釘を１．９ｋ
ｙ／−の内圧を充填したタイヤの中央部の溝１こ内部に
貫通するよう１こ、２本打ち込みドラム走行試験機で６
０ｋｍ／ｈｒの速度で３０分、８０１ａｎ／ｈｒて１０
分間慣らし運転したあと、１００ ｋｒｎ／ｈｒで５分
走行させ、以後５分毎（こ１０ｋｒＩｌ／ｈｒずつ増速
し１６０ｆａｎ ／ｈ ｒまで走行させ、この時の釘抜
は状態おまひエアもれを観察した。

これらのパンクシールテスト結果は表７に示した。

これは本発明によるタイヤは、そのシーラント組成物層
の厚さが２７Ｉｔ１ｒＬ以上あれば非常（こすぐれたパ
ンクシール効果を示し、１７Ｉｔ１ｒＬの厚さでもかな
りのパンクシール効果を有することを示しており、市販
のシールクイヤ（こ比較してもパンクシール効果がすぐ
れていることは明らかである。

〈実施例 ５〉 表８に示したＧ−Ｆのゴム組成物を用いてシーラントタ
イヤを作り、パンクシール性能等を評価した。

Ｇ−Ｆのゴム組成物をバレル温度を２００’ＣＩ（ｍ保
った小型押出機（こ供給し、ノズルをチュープレスタイ
ヤ内面（こ押当てて、タイヤを回転しなからＧ−Ｆの加
熱分解物の押出貼付けを行なった。

パンクシールテストは実施例３の場合と同様（こ行なっ
た。

上の結果から、当該ゴム組成物が押出機内で加熱分解し
て形成されたシーラントを直接チューブレスタイヤ内面
（こ押出し貼付けて作ったシーラントタイヤは、市販の
シーラントタイヤに比較してパンクシール効果がすぐれ
ていることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による空気入りタイヤの断面図で、第２
図は本発明のタイヤを製造する（こさいし使用する押出
機の１例断面図である。 １・・・・・・シーラント組成物層、２・・・・・・イ
ンナーライナー、３・・・・・・インナーライナー、４
・・・・・・カーカス ５・・・・・・スチールベルト
、６・・・・・・トレッド、７・・・・・・トレッド溝
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ポリイソブチレン１００重量部と無機充填剤１０〜
   １５０重量部とパーオキサイド０．２〜１０重量部から
   戊る配合ゴム組成物を熱処理して得たシーラント組成物
   層をタイヤ本体内面に具備したことを特徴とするパンク
   防止用粘着シーラント組戊物層を備えた空気入りタイヤ
   。