JPWO2008123175A1 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

トレッド部の内側にパンク防止層を配置したタイヤでありながら、ユニフォミティーを向上させるようにした空気入りタイヤである。トレッド部１に対応する領域におけるインナーライナー４の内側にパンク防止層として、硬化後の針入度が５０以上で、かつアスカーＣ硬度が４０以下のシリコーン系化合物、ウレタン系化合物、スチレン系化合物又はエチレン系化合物からなるゲルシート５を配置した。

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、トレッド部の内側にパンク防止層を配置したタイヤでありながら、ユニフォミティーを向上させるようにした空気入りタイヤに関するものである。

走行中にタイヤが釘などを踏んだ場合の車両の安全性を確保するために、トレッド部の内側にパンク防止層として粘着性シーラントを配置しておき、釘踏みによってパンクが発生した場合、その釘が遠心力によって抜け出した後のパンク孔に粘着性シーラントを流れ込ませることによって、空気圧の急激な低下を回避するようにした空気入りタイヤが数多く提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかし、この種の空気入りタイヤでは、高速走行時の遠心力により粘着性シーラントがタイヤ内壁内を流動してタイヤ幅方向の中央域に集中したり、トレッドの繰り返し変形によってタイヤ内面の特定範囲に偏在したりするため、タイヤのユニフォミティーが悪化して、振動発生の原因になるという問題があった。

上記問題を改善する手段として、シーラントの動き（流動性）を抑えるために、スポンジにシーラントを含浸させる試みも提案されている（特許文献２参照）。スポンジにシーラントを含浸させる場合も、通常架橋していないシーラントを使用するため、走行中の流動はある程度の改善は得られるが十分な対策とまでは至っていない。
日本国特開２００３−１８３６２３号公報 日本国特開２００３−３２６９２６号公報

本発明の目的は、上述する従来の問題点を解消するもので、トレッド部の内側にパンク防止層を配置したタイヤでありながら、ユニフォミティーを向上させるようにした空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、トレッド部に対応する領域におけるインナーライナーの内側にパンク防止層として、硬化後の針入度が５０以上で、かつアスカーＣ硬度が４０以下のシリコーン系化合物、ウレタン系化合物、スチレン系化合物又はエチレン系化合物からなるゲルシートを配置したことを特徴とするものである。

さらに、上述する構成において、以下（１）〜（４）に記載するように構成することが好ましい。

（１）前記ゲルシートの圧縮永久歪み率を２０％以下にする。
（２）前記ゲルシートの厚さを２ｍｍ以上６ｍｍ以下にする。
（３）前記インナーライナーと前記ゲルシートとの間に樹脂フィルムからなるバリアシートを介在させる。
（４）前記ゲルシートの内面を樹脂フィルムからなる保護シートで被覆する。

本発明によれば、トレッド部に対応する領域におけるインナーライナーの内側にパンク防止層として、硬化後の針入度が５０以上で、かつアスカーＣ硬度が４０以下のシリコーン系化合物、ウレタン系化合物、スチレン系化合物又はエチレン系化合物からなるゲルシートを配置したので、ゲルシートを貫通するパンク孔が生じた場合には、釘などの異物が抜け出した後において、パンク孔の周辺のゲルシートが収縮してパンク孔を封鎖するため、タイヤ空気圧の急激な低下を防止することができる。

しかも、上述するゲルシートは、実質的に流動性を有しないので、タイヤが高速回転した場合であっても、ゲルシートがタイヤ幅方向の中央域に集中したり、偏在したりすることがないために、タイヤのユニフォミティーを悪化させることがない。

図１は本発明の実施形態による空気入りタイヤを示す断面図である。 図２は本発明の他の実施形態による空気入りタイヤの要部を示す断面図である。 図３は本発明のさらに他の実施形態による空気入りタイヤの要部を示す断面図である。

符号の説明

１ トレッド部
４ インナーライナー
５ ゲルシート
７ バリアシート
８ 保護シート

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明の実施形態による空気入りタイヤを示す断面図である。 図１において、空気入りタイヤＴはトレッド部１と、左右一対のビード部２、２と、トレッド部１とビード部２、２とを互いに連接するサイドウォール部３、３と、を備えている。トレッド部１に対応する領域におけるインナーライナー４の内側には、パンク防止層として硬化後の針入度が５０以上で、かつアスカーＣ硬度が４０以下のシリコーン系化合物、ウレタン系化合物、スチレン系化合物又はエチレン系化合物からなる、実質的に流動性を有しないゲルシート５を配置している。

そして、本発明では、このゲルシート５を、硬化後の針入度が５０以上、好ましくは５０以上１５０以下、最も好ましくは５０以上８０以下、アスカーＣ硬度が４０以下、好ましくは０以上４０以下、最も好ましくは０以上３０以下となるように設定している。

これにより、ゲルシート５を貫通するパンク孔が生じた場合には、釘などの異物が抜け出した後において、パンク孔の周辺のゲルシート５が収縮してパンク孔を封鎖するため、タイヤ空気圧の急激な低下を防止することができる。

しかも、ゲルシート５は、実質的に流動性を有しないので、タイヤが高速回転した場合であっても、ゲルシート５がタイヤ幅方向の中央域に集中したり、偏在したりすることがないために、タイヤのユニフォミティーを悪化させることがない。

ゲルシート５を構成するシリコーン系樹脂、ウレタン系樹脂又はスチレン系樹脂からなるゲル材料は、液体と固体の中間の性状であり、粘着性を備えると共に器物の表面に対する密着性に優れた性質を有し、成形後にはその形状を維持できる屈曲性に富んだ柔らかい物質からなるため、特に釘などの異物が抜け出した後におけるパンク孔に対する収縮性に優れた特性を有する。さらに、これらゲル材料は、電子線、ガンマ線、紫外線などの活性線を所望の条件下で照射して架橋させることによって、ゲル材料自体の粘着性や密着性、さらにはその物性を適宜調整することができる特性を有している。

本発明において、硬化後のゲルシート５の物性が上記の範囲から逸脱すると、釘などの異物が抜け出た後に、パンク孔の周辺のゲルシート５の収縮力が十分には得られなくなり、シール性が低下することになる。

なお、本発明におけるゲルシート５の針入度とは、ＪＩＳ Ｋ２２０７に準拠して、荷重を５０ｇ、測定時間を５秒として測定したときの値をいう。また、アスカーＣ硬度とは、日本ゴム協会標準規格（ＳＲＩＳ）０１０１に準拠して測定したときの値をいう。

このように構成された本発明の空気入りタイヤＴは、９０ｋｍ／ｈで８時間にわたり連続走行させた場合であっても、ゲルシート５のタイヤ幅方向の移動（偏在）を１０ｍｍ以下に抑えることができる。これにより、パンク孔の閉鎖効果に影響を及ぼすことなく、ユニフォミティーの悪化を確実に防止することができる。

上述するように、本発明のゲルシート５は、器物の表面に対して優れた密着性を有するため、ゲルシート５をインナーライナー４の内側に配置するに際して、ゲルシート５をインナーライナー４の内側に直接密着させることができる。しかし、パンク時における異物の貫通によりゲルシート５が移動したり、タイヤ内面において偏在したりすることのないように、好ましくは、ゲルシート５を接着剤によりインナーライナー４の内側に固定するようにするとよい。接着剤としてはシアノアクリレート系（瞬間接着剤）・ウレタン系・ＳＢＲ系・ＳＢＳ系・イソブチレン系などの有機系接着剤などが好適に用いられる。その場合の接着剤の厚さは１ｍｍ以下に設定するとよい。

このように通常のタイヤに容易に後からゲルシートを貼り付けることができるため、汎用性に優れ、ゲージの均一性も保たれ、ユニフォミティーを向上させることができる。

なお、ゲルシート５を構成するシリコーン系化合物としては、例えばジオルガノポリシロキサンやオルガノハイドロジエンポリシロキサンが挙げられる。また、ウレタン系化合物としては、例えばポリイソシアネートと活性水素をもった化合物が挙げられ、ポリイソシアネートにはトリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、キシリレンイソシアネートなどが挙げられ、活性水素をもった化合物にはポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、アクリルポリオールなどが挙げられる。

また、スチレン系化合物としては、例えばスチレンーエチレンープロピレンースチレンブロック共重合体、スチレンーエチレンーブチレンースチレン共重合体、スチレンーブタジエンゴムの水素添加物などが挙げられる。さらに、エチレン系化合物としては、例えばエチレンとスチレンの共重合体が挙げられる。

なお、ゲルシート５のアスカーＣ硬度を調整するには、上述する化合物における架橋密度を調整することにより行うとよく、具体的には架橋点となる官能基の数や架橋剤の添加量を調整することにより行うとよい。さらには、上述する化合物にパラフィン系オイルやナフテン系オイルなどのオイル材料を配合することにより、アスカーＣ硬度の調整を行うことができる。

本発明において、上述するゲルシート５の圧縮永久歪み率を２０％以下とする。この圧縮永久歪み率は、好ましくは５％以上２０％以下、最も好ましくは５％以上１０％以下となるように調整するとよい。これにより、高速走行時のゲルシート５のタイヤ内面における偏在を確実に防止することができる。

上述するゲルシート５の諸物性は、空気入りタイヤＴからゲルシート５を直接取り出した後、このゲルシート５を試料として、それぞれ測定するとよい。針入度についてはＪＩＳ Ｋ２２０７に準拠（条件：荷重５０ｇ、測定時間５秒）して、アスカーＣ硬度については日本ゴム協会標準規格（ＳＲＩＳ）０１０１に準拠して、圧縮永久歪み率についてはＪＩＳ Ｋ６２６２に準拠して測定を行なう。

本発明において、上述するゲルシート５の厚さを２ｍｍ以上６ｍｍ以下に設定するとよい。ゲルシート５の厚さが２ｍｍ未満ではパンク孔の閉鎖効果が十分に得られなくなる場合があり、厚さが６ｍｍ超になるとパンク孔の閉鎖効果は充足されるものの、タイヤの重量を増加させる原因になる。

さらに好ましくは、インナーライナー４とゲルシート５との間には、図２に示すように、樹脂フィルムからなるバリアシート７を介在させるとよい。このようにバリアシート７を介在させることにより、インナーライナー４から分散媒や溶剤がゲルシート５側に移行するのを遮断して、ゲルシート５の物性の低下を防ぎ、長期にわたり優れたシール効果を持続させることができる。

上述するバリアシート７を構成する樹脂フィルムの材料は、特に限定されるものではないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニリデンなどを使用するとよい。さらに、バリアシート７の介在に際しては、バリアシート７とゲルシート５との接着性を高めるために、ゲルシート５の成形時においてバリアシート７とゲルシート５とを接合一体化するようにするとよい。

本発明において、さらに好ましくは、図３に示すように、ゲルシート５の内面を樹脂フィルムからなる保護シート８で被覆するとよい。これにより、ゲルシート５の劣化を抑制して長期にわたり優れたシール効果を持続させることができる。保護シート８を構成する樹脂フィルムの材料は、特に限定されるものではないが、透過性の悪い素材（ポリエチレンやポリ塩化ビニリデンなど）を使用するとよい。

上述するように、本発明の空気入りタイヤは、トレッド部の内側に配置するパンク防止層を、流動性を有する粘着シーラントに代えて、所定の物性を有するゲルシートにすることにより、良好なシール効果を維持しながら、高速走行時におけるパンク防止層の偏在を防いで、タイヤのユニフォミティーを向上させるようにしたもので、簡単な構成でありながら、優れた作用効果を奏することから、パンク時におけるシール機能を備えた空気入りタイヤとして幅広く適用される。

タイヤサイズを２０５／６５Ｒ１５、タイヤ構造を図１に示した構造として、パンク防止層を粘着シーラントとした従来タイヤ（日本国特開２００３−１８３６２３号公報の実施例１に相当）と、ゲルシートとした本発明タイヤとをそれぞれ作製した。なお、各タイヤにおいて、パンク防止層の厚さをそれぞれ５ｍｍに設定すると共に、本発明タイヤにおけるゲルシートとして、エチレンースチレン共重合体を主成分とするゲルシート（針入度：６０、アスカーＣ硬度：１５、圧縮永久歪み率８％）を使用した。

各タイヤをリム組みした後、空気圧２１０ｋＰａを充填し、室内ドラム試験機により、速度９０ｋｍ／ｈで８時間にわたり連続走行させた後、走行後のタイヤ内面におけるパンク防止層の左右両端部の偏在（移動）状況を調べた。

その結果、従来タイヤでは、走行後におけるパンク防止層の幅が、走行前のパンク防止層の幅よりも１８ｍｍ縮小していたのに対して、本発明タイヤでは、走行前後においてパンク防止層の幅の変化がゼロであった。

この結果から、パンク防止層として粘着シーラントを配置した従来タイヤでは、高速走行時においてパンク防止層が移動して、タイヤ内面における偏在が大きくなるのに対して、パンク防止層としてゲルシートを配置した本発明では、パンク防止層の移動および偏在が全く見られず、タイヤのユニフォミティーが向上することを確認できた。

Claims (5)

1. トレッド部に対応する領域におけるインナーライナーの内側にパンク防止層として、硬化後の針入度が５０以上で、かつアスカーＣ硬度が４０以下のシリコーン系化合物、ウレタン系化合物、スチレン系化合物又はエチレン系化合物からなるゲルシートを配置した空気入りタイヤ。
2. 前記ゲルシートの圧縮永久歪み率が２０％以下である請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記ゲルシートの厚さが２ｍｍ以上６ｍｍ以下である請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記インナーライナーと前記ゲルシートとの間に樹脂フィルムからなるバリアシートを介在させた請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ
5. 前記ゲルシートの内面を樹脂フィルムからなる保護シートで被覆した請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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