JPWO2014087944A1 - 空気入りタイヤ - Google Patents

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Abstract

本発明は、熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂とエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシートが、該熱可塑性樹脂または該熱可塑性樹脂組成物と加硫接着するゴムの層を介在させて該ゴム層の上下に積層されて形成されたオーバーラップ・スプライス部を有する空気入りタイヤにおいて、空気入りタイヤの走行を開始した後、該オーバーラップ・スプライス部分付近で、該シートのクラックや剥離が発生することがなく耐久性に優れた空気入りタイヤを提供する。本発明の空気入りタイヤは、該熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂とエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシートとして、その少なくとも片側の先端部あるいは先端部近傍に切り欠き幅が1.0mmよりも大きい切り欠きが多数設けられたものを用いる。

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。
更に詳しくは、熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂とエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシートが、該熱可塑性樹脂または該熱可塑性樹脂組成物と加硫接着するゴムの層を介在させて該ゴム層の上下に積層されて形成されたオーバーラップ・スプライス部を有する空気入りタイヤにおいて、該空気入りタイヤの走行を開始した後、該オーバーラップ・スプライス部分付近で、該熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂とエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシートのクラックや剥離が発生することがなく、耐久性に優れた空気入りタイヤに関するものである。
近年、熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂とエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシート状物を空気入りタイヤのインナーライナーに使用するという提案がされ、検討されている(特許文献1)。
この熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂とエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシート状物を、実際に空気入りタイヤのインナーライナーに使用するにあたっては、通常、熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂とエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物のシートと、該熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂とエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物のシートと加硫接着されるゴム(タイゴム)シートの積層体シートを、タイヤ成形ドラムに巻き付けてラップスプライスして、タイヤの加硫成形工程に供するという製造手法がとられる。
しかし、ロール状の巻き体をなして巻かれた、該熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂とエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物とタイゴム層とからなる積層体シートを、該ロール状巻き体から所要の長さ分を引き出して切断し、タイヤ成形ドラムに巻き付けて該ドラム上などにおいてラップスプライスし、更に加硫成形をしてタイヤを製造したとき、タイヤ走行開始後に該インナーライナーを構成している熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂組成物のシートと、該熱可塑性樹脂または該熱可塑性樹脂組成物のシートと加硫接着されたタイゴムシートとが剥離してしまう場合があった。
これを図で説明すると、図5(a)に示したように、熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂とエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシート2とタイゴム層3とからなる積層体シート1は、刃物などで所要サイズ(長さ)に切断されて、タイヤ成形ドラム上にて、その両端部にオーバーラップ・スプライス部Sを設けて環状を成すようにしてスプライスされる。なお、該積層体シート1は、1枚の使用のときは、その両端部がスプライスされて環状を成すように形成され、あるいは複数枚の使用のときはそれら相互の端部同士がスプライスされて環状を成すように形成されるものなどである。
そして、更にタイヤの製造に必要なパーツ材(図示せず)が巻かれ、ブラダーで加硫成形される。加硫成形後においては、図5(b)にモデル図で示したように、熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂とエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物のシート2とタイゴム層3からなるインナーライナー層10が形成され、オーバーラップ・スプライス部S付近では、熱可塑性樹脂または上述の熱可塑性樹脂組成物からなるシート2が、露出している部分とタイゴム層の中に埋設している部分が形成されている。
すなわち、オーバーラップ・スプライス部S付近では、熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂とエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシート2が、タイゴムの層3′を介在させて上下に2層存在している。なお、図5(a)、(b)では、図面上、上側がタイヤ内腔側であり、上述の熱可塑性樹脂組成物からなるシート2は、そのタイヤ内腔側に配置されるようにしてグリーンタイヤの製造がなされる。
そして、タイヤの使用開始後、上述した熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂組成物のシート2と加硫接着されたタイゴムシート3とが剥離してしまう現象は、特に、図5(b)で示した熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂組成物のシート2が露出していてかつその先端部付近4などにおいて発生し、まずクラックが発生し、それがさらに進んでシートの剥離現象へと進行していく。
この原因は、熱可塑性樹脂または上記熱可塑性樹脂組成物のシート2は、一般にゴムコンパウンドと比べると低伸張域のモジュラスが高く、特にスプライス部S付近で上述したようにタイゴムシートを挟んで2層存在していることにより他の部分に比較してスプライス部の剛性が高くなり、その剛性差が原因でスプライス部付近に応力が集中して、熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂組成物のシート2の面内に生ずる剪断歪みによって、クラックや剥離、さらには破壊等が発生すると解されるものである。
日本国特開2009−241855号公報
本発明の目的は、上述したような点に鑑み、熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂とエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシートが、該熱可塑性樹脂または該熱可塑性樹脂組成物と加硫接着するゴムの層を介在させて該ゴム層の上下に積層されて形成されたオーバーラップ・スプライス部を有する空気入りタイヤにおいて、該空気入りタイヤの走行を開始した後、該オーバーラップ・スプライス部分付近で、該熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂とエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシートのクラックや剥離が発生することがなく、耐久性に優れた空気入りタイヤを提供することを目的とする。
上述した目的を達成する本発明の空気入りタイヤは、以下の(1)の構成を有する。
(1)熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂とエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシートが、該熱可塑性樹脂または該熱可塑性樹脂組成物と加硫接着するゴムの層を介在させて該ゴム層の上下に積層されて形成されたオーバーラップ・スプライス部を有する空気入りタイヤにおいて、前記熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂とエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシートとして、該シートの少なくとも片側の先端部あるいは先端部近傍に切り欠き幅が1.0mmよりも大きい切り欠きが多数設けられたものが用いられてなることを特徴とする空気入りタイヤ。
また、かかる本発明の空気入りタイヤにおいて、好ましくは、以下の(2)〜(10)のいずれかの構成からなる。
(2)前記熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂とエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシートの前記切り欠きが設けられている該シート端部における非切り欠き部の幅の合計が、該シート全幅の20%〜50%であることを特徴とする上記(1)記載の空気入りタイヤ。
(3)前記切り欠きが、切り欠きピッチが2mm以上、30mm以内を呈して設けられていることを特徴とする上記(1)または(2)記載の空気入りタイヤ。
(4)前記切り欠きの長さが、そのタイヤ周方向成分の長さとして、前記オーバーラップ・スプライス部のオーバーラップ長さの0.2倍以上、1.5倍以下であることを特徴とする上記(1)〜(3)のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
(5)前記切り欠きの長さが、そのタイヤ周方向成分の長さとして、前記オーバーラップ・スプライス部のオーバーラップ長さの0.4倍以上、1.0倍以下であることを特徴とする上記(4)記載の空気入りタイヤ。
(6)前記切り欠きが、前記熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂とエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシートの先端部線方向に対して30°〜90°の切り欠き角度を呈して設けられていることを特徴とする上記(1)〜(5)のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
(7)前記切り欠きの幅が、切り欠きピッチの80%以下で設けられていることを特徴とする上記(1)〜(6)のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
(8)前記切り欠きが、前記オーバーラップ・スプライス部においてタイヤ内腔側に配された前記熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂とエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシートに設けられていることを特徴とする上記(1)〜(7)のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
(9)前記オーバーラップ・スプライス部における前記熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂とエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシートの先端部が、先端先鋭化処理されているものであることを特徴とする上記(1)〜(8)のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
(10)前記先端先鋭化処理が、前記熱可塑性樹脂または前記熱可塑性樹脂中にエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシートの先端から、(t×1/3)長さ分内側に入った位置で、厚さT(μm)が、0.1t≦T≦0.8tを満足する関係を有するものであることを特徴とする上記(9)記載の空気入りタイヤ。
ここで、t:熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂中にエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシートの非先端先鋭化処理部分のタイヤ周方向平均厚さ(μm)
T:熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂中にエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシートの先端から、(t×1/3)長さ分内側に入った位置でのシート2の厚さ(μm)
(11)前記切り欠きの両側壁部が、先端先鋭化処理されているものであることを特徴とする上記(1)〜(10)のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
(12)前記切り欠きの両側壁部の先端先鋭化処理が、前記熱可塑性樹脂または前記熱可塑性樹脂中にエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシートの切り欠き側壁の先端から、該切り欠き側壁と直角方向に(t×1/3)長さ分内側に入った位置で、厚さT(μm)が、0.1t≦T≦0.8tを満足する関係を有するものであることを特徴とする上記(11)記載の空気入りタイヤ。
ここで、t:熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂中にエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシートの非先端先鋭化処理部分のタイヤ周方向平均厚さ(μm)
T:熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂中にエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシートの切り欠き側壁の先端から、該切り欠き側壁と直角方向に(t×1/3)長さ分内側に入った位置でのシート2の厚さ(μm)
請求項1にかかる本発明の空気入りタイヤによれば、熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂とエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシートが、該熱可塑性樹脂または該熱可塑性樹脂組成物と加硫接着するゴムの層を介在させて該ゴム層の上下に積層されて形成されたオーバーラップ・スプライス部を有する空気入りタイヤにおいて、該空気入りタイヤの走行を開始した後、該インナーライナー層あるいは補強シートをオーバーラップ・スプライスしたオーバーラップ・スプライス部付近において、該シートにおけるクラックや剥離の発生が良好に抑制され、耐久性に優れた空気入りタイヤが提供される。
特に、請求項2〜請求項12のいずれかにかかる本発明の空気入りタイヤによれば、上述した請求項1にかかる本発明の空気入りタイヤの効果を有するとともに、その効果をより確実にかつより大きく得ることができる。
図1は、本発明の空気入りタイヤの一実施態様例を示した要部概略図であり、図1の(a)はオーバーラップ・スプライス部S付近の平面図、図1の(b)はオーバーラップ・スプライス部S付近の断面図、図1の(c)は本発明の空気入りタイヤの他の一実施態様例を示したものであり、オーバーラップ・スプライス部S付近の断面図である。 図2の(a)、(b)は、いずれも本発明の空気入りタイヤの一実施態様例を示した要部概略図であり、熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂組成物からなるシート2のオーバーラップ・スプライス部S付近の平面図である。 図3の(a)〜(c)は、いずれも本発明の空気入りタイヤの一実施態様例を示した要部概略図であり、オーバーラップ・スプライス部S付近の平面図である。 図4の(a)〜(c)は、本発明の空気入りタイヤの一実施態様例を示した要部概略図であり、オーバーラップ・スプライス部S付近におけるシート2の先端先鋭化部の説明図である。 図5の(a)〜(c)は、従来技術の問題点を説明するものであり、図5の(a)は、熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂組成物からなるシート2と、該熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂組成物と加硫接着するゴム3を積層した、所定長さを有する積層体シート1を、タイヤ成形ドラムに巻き付けて、該積層体シート1の両端部をラップスプライスした状態を示すモデル図であり、図5の(b)は、図5の(a)に示した状態で加硫成形した後の状態を示したモデル図である。図5の(c)はスプライス部付近の平面図である。 図6は、本発明にかかる空気入りタイヤの形態の1例を示した一部破砕斜視図である。
以下、更に詳しく本発明の空気入りタイヤについて、説明する。
本発明の空気入りタイヤは、図1に示したように、熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂とエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシート2が、該熱可塑性樹脂または該熱可塑性樹脂組成物と加硫接着するゴムの層3′を介在させて該ゴム層の上下に積層されて形成されたオーバーラップ・スプライス部Sを有する空気入りタイヤにおいて、前記熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂とエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシート2として、該シート2の少なくとも片側の先端部あるいは先端部近傍に切り欠き幅が1.0mmよりも大きい切り欠き5が多数設けられたものが用いられてなることを特徴とする。
本発明において、上述の熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂とエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシート2は、空気入りタイヤにおいて、インナーライナー層(空気透過防止層)、あるいはタイヤの特定部分を補強するための補強シートを構成するものである。
該シート2は、例えば、タイゴム3等のゴムと積層された積層体シート1として空気入りタイヤ中において用いられて存在し、本発明では、該積層体シートの端部がオーバーラップされている構造のオーバーラップ・スプライス部Sを構成して、前述のインナーライナーあるいは補強シートを成して空気入りタイヤ内に配設されている。
本発明の空気入りタイヤでは、図1(a)、(b)に示したように、前記熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂とエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシート2として、該シート2の少なくとも片側の先端部あるいは先端部近傍に、切り欠き幅が1.0mmよりも大きい切り欠き5を多数設けたものを使用して構成する。
このように構成することにより、図5に示した従来のものでは、クラックや剥離は、熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂とエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシート2の面内の剪断歪みによって生ずるのに対して、本発明の空気入りタイヤでは、オーバーラップしてスプライスされた上下のシート2の間にゴムの層3′(タイゴム3)が存在すること、かつ上下の熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂とエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシート2の少なくとも片側の先端部あるいは先端部近傍に、切り欠き幅が1.0mmよりも大きい切り欠き5を多数設けていることにより、剪断歪みの緩和をすることができるとともに、スプライス部に沿ってクラックが発生した場合にあっても、クラックどうしが繋がらず分断されるため、大きく重大なクラックに進展することはなく、全体としてクラックや剥離の発生を抑制することができるものである。切り欠き幅が1.0mmに満たない場合には、クラックどうしを繋がらせずに分断する効果が小さくなるので、本発明の効果は乏しくなる。図1において、E−E方向は、タイヤ幅方向である。
本発明の空気入りタイヤは、図1(c)に示したように、内腔側の最内層に接着ゴム層6を有していてもよい。該接着ゴム層6を設けることにより、オーバーラップ・スプライス部Sにおけるクラックや剥離の発生を、さらに効果的に抑制することができるようになる。該接着ゴム層6は、オーバーラップ・スプライス部Sに沿ってその付近だけに設けることでもよく、あるいは、タイヤ内腔の全内周面に設けてもよい。
切り欠き5は、図2の(a)に示したように矩形状のものや、図2(b)に示したように三角形状のものなどが好ましい。
また、かかる本発明の空気入りタイヤにおいて、好ましくは、熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂とエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシート2の切り欠き5が設けられている該シート端部における非切り欠き部の幅の合計が、該シート全幅の20%〜50%であることである。切り欠きが連続して存在していると、クラック発生の起点になることがあるので好ましくなく、適度に(全幅の20%〜50%)、シート2の先端線7として平坦な直線部分が存在していることが好ましいからである。より好ましくは、30%〜50%である。
図2(a)、(b)に示したように、切り欠き5は、切り欠きピッチGpが2mm以上、30mm以内を呈して設けられていることが、切り欠きを設けた効果を大きく発揮させる点で好ましい。また、切り欠きの長さGlが、そのタイヤ周方向成分の長さとして、オーバーラップ・スプライス部のオーバーラップ長さL(図1(a))の0.2倍以上、1.5倍以下であることが好ましい。より好ましくは、切り欠きの長さGlが、そのタイヤ周方向成分の長さとして、オーバーラップ・スプライス部のオーバーラップ長さLの0.4倍以上、1.0倍以下である。
図3(a)〜(c)は、いずれもシート2に設けられる切り欠き5の他の形状例を示したものであり、図3(a)は、切り欠きが、熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂とエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシート2の先端線7方向に対して30°〜90°の切り欠き角度Gaを呈して平行四辺形状の形態で設けられている例である。図3(b)は、半円状の切り欠き5の例を示したものであり、図3(c)は図1などに示したのとほぼ同様の矩形状であるが、隅部に面取り(R)をつけた例を示したものである。
本発明において、切り欠きの幅Gwは、切り欠きピッチGpの80%以下の大きさで設けられていることがよい。
また、切り欠き5は、オーバーラップ・スプライス部Sにおいてタイヤ内腔側に配された熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂とエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシート2に設けられていることが好ましい。内腔側に位置する方がクラックや剥離が発生しやすく、本発明の効果が大きく得られるからである。ただし、タイヤ外周側のシート2に設けてもよいし、あるいは、上下双方のシート2に設けてもよい。
また、オーバーラップ・スプライス部Sを構成する熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂中にエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシート2の先端部が、先端先鋭化処理されているものであることが好ましい。該シート2の先端部が先端先鋭化処理されていることにより、さらに該シート2の端部が剥がれたりめくれたりしにくくなり、より好ましいからである。
該先端先鋭化処理は、その処理のレベルについては、該熱可塑性樹脂または前記熱可塑性樹脂中にエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシートの先端から、(t×1/3)長さ分内側に入った位置で、厚さT(μm)が、0.1t≦T≦0.8tを満足する関係を有する程度に先端先鋭化処理されているものを用いることが好ましい。
ここで、t:熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂中にエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシートの非先端先鋭化処理部分のタイヤ周方向平均厚さ(μm)
T:熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂中にエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシート2の先端から、(t×1/3)長さ分内側に入った位置でのシート2の厚さ(μm)
である。この関係を図4(a)および(b)に示した。(a)が平面図であり、(b)はその周方向断面図であり、(a)に示したオーバーラップ・スプライス部付近のY−Y断面を表したものであり、シート2の先端が斜線を付した先端尖鋭化部9Aを有している。
また、そのような該熱可塑性樹脂または前記熱可塑性樹脂中にエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシートの端部において、先端先鋭化処理をすることが剥離等の発生防止に効果があることは、切り欠き5の両側壁部においても同様であり、本発明において、好ましくは。切り欠きの両側壁部が、先端先鋭化処理されているものを用いることが好ましい。
そして、その先端先鋭化処理は、その処理のレベルについては、熱可塑性樹脂または前記熱可塑性樹脂中にエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシートの切り欠きの側壁の先端から、該切り欠き側壁と直角方向に(t×1/3)長さ分内側に入った位置で、厚さT(μm)が、0.1t≦T≦0.8tを満足する関係を有するものを用いることが好ましい。
ここで、t:熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂中にエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシートの非先端先鋭化処理部分のタイヤ周方向平均厚さ(μm)
T:熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂中にエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシートの切り欠きの側壁の先端から、該切り欠き側壁と直角方向に(t×1/3)長さ分内側に入った位置でのシート2の厚さ(μm)
である。
この関係を図4(c)および(d)に示した。(c)が平面図であり、(d)はその径方向(幅方向)断面図であり、(c)に示したオーバーラップ・スプライス部付近のZ−Z断面を表したものであり、切り欠き5の両側壁部が、斜線を付した先端尖鋭化部9Bを有しているものである。
このような先端尖鋭化部9A、9Bの形成手法は、特に限定されるものではないが、例えば、シート2を切断する際、あるいはシート2に切り欠き5を形成させる際に、カッターとして使用する刃物、レーザーカッター、あるいはヒートカッター等を適宜の高温度(通常、ガラス転移温度以上がよい)にして、シート2を押し潰すように押圧力を付与しつつカットあるいは切り欠き5の形成をすることにより先端の先鋭化形態を形成することができる。
図6は、本発明にかかる空気入りタイヤの形態の1例を示した一部破砕斜視図である。空気入りタイヤTは、トレッド部11の左右にサイドウォール部12とビード部13を連接するように設けている。そのタイヤ内側には、タイヤの骨格たるカーカス層14が、タイヤ幅方向には左右のビード13、13間に跨るように設けられている。トレッド部11に対応するカーカス層14の外周側にはスチールコードからなる2層のベルト層15が設けられている。矢印Xはタイヤ周方向を示し、矢印Eはタイヤ幅方向を示している。カーカス層14の内側には、インナーライナー層10が配され、そのオーバーラップ・スプライス部Sがタイヤ幅方向に延びて存在している。本発明にかかる空気入りタイヤでは、タイヤ内周面上でこのオーバーラップ・スプライス部S付近で従来は生じやすかったクラックの発生、インナーライナー層10を形成している熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂組成物からなるシート2とタイゴム層3の間のクラックの発生、剥離の発生が抑制されて、耐久性が著しく向上するものである。
オーバーラップ・スプライス部Sのオーバーラップ長さLは、タイヤサイズにもよるが、好ましくは7〜20mm程度、より好ましくは8〜15mm程度とするのがよい。重なり長さが長すぎると、ユニフォミティーが悪化する方向であり、短すぎると成形時にスプライス部が開いてしまうおそれがあるためである。
図6では、熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂とエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシートを、空気入りタイヤのインナーライナー層を形成するシートとして使用した場合を例示したが、その他に、空気入りタイヤの特定部分の補強のための補強シート層として使用することもできるものである。
補強層として使用する場合は、オーバーラップ・プライス部Sは、タイヤ全幅にわたり存在し、そのスプライス部の全幅にわたり切り欠きが設けられていてもよいが、その必要は必ずしもなく、タイヤ幅方向で、少なくとも、「ベルト最大幅を成すベルト層の端部から、ビードフィラーの先端部までの領域」に延在していることが好ましい。特に、ショルダー部付近およびサイドウォール部付近は、走行中、変形が大きく、そのため、スプライス部付近でのクラックや剥がれが生じやすく、上記領域に設けられることが効果的で望ましいのである。特に好ましくは、片側の該領域から反対側の該領域にまでわたる領域内(ただし、ビード部は除く)に設けられることであり、適宜、所望に応じて、該領域だけ、あるいは該領域に挟まれたセンター領域(トレッド部)、あるいはそれらの両領域に配置するようにしてよい。
この補強層として使用される場合は、タイヤの内部、例えばカーカス層やベルト層などの補強層、他のゴム層に隣接した部分に配設される場合でもよく、あるいはビード部やサイド部あるいはトレッド部などのタイヤ表面部(外側表面および内腔側表面の双方である)に使用されてもよい。
本発明で用いることのできる熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアミド系樹脂〔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共重合体(N6/66)、ナイロン6/66/610共重合体(N6/66/610)、ナイロンMXD6(MXD6)、ナイロン6T、ナイロン9T、ナイロン6/6T共重合体、ナイロン66/PP共重合体、ナイロン66/PPS共重合体〕及びそれらのN−アルコキシアルキル化物、例えば、ナイロン6のメトキシメチル化物、ナイロン6/610共重合体のメトキシメチル化物、ナイロン612のメトキシメチル化物、ポリエステル系樹脂〔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共重合体、ポリアリレート(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ジ酸/ポリブチレンテレフタレート共重合体などの芳香族ポリエステル〕、ポリニトリル系樹脂〔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/スチレン共重合体(AS)、(メタ)アクリロニトリル/スチレン共重合体、(メタ)アクリロニトリル/スチレン/ブタジエン共重合体〕、ポリメタクリレート系樹脂〔例えば、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)、ポリメタクリル酸エチル〕、ポリビニル系樹脂〔例えば、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール(PVA)、ビニルアルコール/エチレン共重合体(EVOH)、ポリ塩化ビニリデン(PVDC)、ポリ塩化ビニル(PVC)、塩化ビニル/塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニリデン/メチルアクリレート共重合体、塩化ビニリデン/アクリロニトリル共重合体〕、セルロース系樹脂〔例えば、酢酸セルロース、酢酸酪酸セルロース〕、フッ素系樹脂〔例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリフッ化ビニル(PVF)、ポリクロルフルオロエチレン(PCTFE)、テトラフロロエチレン/エチレン共重合体(ETFE)〕、イミド系樹脂〔例えば、芳香族ポリイミド(PI)〕等を好ましく用いることができる。
また、本発明で使用できる熱可塑性樹脂組成物を構成する熱可塑性樹脂とエラストマーは、熱可塑性樹脂については上述のものを使用できる。エラストマーとしては、例えば、ジエン系ゴム及びその水添物〔例えば、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、エポキシ化天然ゴム、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR、高シスBR及び低シスBR)、ニトリルゴム(NBR)、水素化NBR、水素化SBR〕、オレフィン系ゴム〔例えば、エチレンプロピレンゴム(EPDM、EPM)、マレイン酸変性エチレンプロピレンゴム(M−EPM)、ブチルゴム(IIR)、イソブチレンと芳香族ビニル又はジエン系モノマー共重合体、アクリルゴム(ACM)、アイオノマー〕、含ハロゲンゴム〔例えば、Br−IIR、CI−IIR、臭素化イソブチレン−p−メチルスチレン共重合体(BIMS)、クロロプレンゴム(CR)、ヒドリンゴム(CHR)、クロロスルホン化ポリエチレンゴム(CSM)、塩素化ポリエチレンゴム(CM)、マレイン酸変性塩素化ポリエチレンゴム(M−CM)〕、シリコンゴム〔例えば、メチルビニルシリコンゴム、ジメチルシリコンゴム、メチルフェニルビニルシリコンゴム〕、含イオウゴム〔例えば、ポリスルフィドゴム〕、フッ素ゴム〔例えば、ビニリデンフルオライド系ゴム、含フッ素ビニルエーテル系ゴム、テトラフルオロエチレン−プロピレン系ゴム、含フッ素シリコン系ゴム、含フッ素ホスファゼン系ゴム〕、熱可塑性エラストマー〔例えば、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、エステル系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ボリアミド系エラストマー〕等を好ましく使用することができる。
また、前記した特定の熱可塑性樹脂と前記した特定のエラストマーとの組合せでブレンドをするに際して、相溶性が異なる場合は、第3成分として適当な相溶化剤を用いて両者を相溶化させることができる。ブレンド系に相溶化剤を混合することにより、熱可塑性樹脂とエラストマーとの界面張力が低下し、その結果、分散相を形成しているエラストマーの粒子径が微細になることから両成分の特性はより有効に発現されることになる。そのような相溶化剤としては、一般的に熱可塑性樹脂及びエラストマーの両方又は片方の構造を有する共重合体、或いは熱可塑性樹脂またはエラストマーと反応可能なエポキシ基、カルボニル基、ハロゲン基、アミノ基、オキサゾリン基、水酸基等を有した共重合体の構造をとるものとすることができる。これらはブレンドされる熱可塑性樹脂とエラストマーの種類によって選定すればよいが、通常使用されるものには、スチレン/エチレン・ブチレンブロック共重合体(SEBS)及びそのマレイン酸変性物、EPDM、EPM、EPDM/スチレン又はEPDM/アクリロニトリルグラフト共重合体及びそのマレイン酸変性物、スチレン/マレイン酸共重合体、反応性フェノキシン等を挙げることができる。かかる相溶化剤の配合量には特に限定されないが、好ましくは、ポリマー成分(熱可塑性樹脂とエラストマーとの合計)100重量部に対して、0.5〜10重量部がよい。
熱可塑性樹脂とエラストマーがブレンドされた熱可塑性樹脂組成物において、特定の熱可塑性樹脂とエラストマーとの組成比は、特に限定されるものではなく、熱可塑性樹脂のマトリクス中にエラストマーが不連続相として分散した構造をとるように適宜決めればよく、好ましい範囲は重量比90/10〜30/70である。
本発明において、熱可塑性樹脂、または熱可塑性樹脂とエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物には、インナーライナーあるいは補強材としての必要特性を損なわない範囲で相溶化剤などの他のポリマーを混合することができる。
他のポリマーを混合する目的は、熱可塑性樹脂とエラストマーとの相溶性を改良するため、材料の成型加工性をよくするため、耐熱性向上のため、コストダウンのため等があり、これに用いられる材料としては、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)、ABS、SBS、ポリカーボネート(PC)等を例示することができる。また、一般的にポリマー配合物に配合される充填剤(炭酸カルシウム、酸化チタン、アルミナ等)、カーボンブラック、ホワイトカーボン等の補強剤、軟化剤、可塑剤、加工助剤、顔料、染料、老化防止剤等をインナーライナーあるいは補強材としての必要特性を損なわない限り任意に配合することもできる。熱可塑性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂のマトリクス中にエラストマーが不連続相として分散した構造をとる。かかる構造をとることにより、インナーライナーあるいは補強材として十分な柔軟性と連続相としての樹脂層の効果により十分な剛性を併せ付与することができると共に、エラストマーの多少によらず、成形に際し、熱可塑性樹脂と同等の成形加工性を得ることができるものである。
また、エラストマーは、熱可塑性樹脂との混合の際に、動的に加硫することもできる。動的に加硫する場合の加硫剤、加硫助剤、加硫条件(温度、時間)等は、添加するエラストマーの組成に応じて適宜決定すればよく、特に限定されるものではない。
このように熱可塑性樹脂組成物中のエラストマーが動的加硫をされていることは、得られる樹脂シートが加硫エラストマーを含んだシートとなるので、外部からの変形に対して抵抗力(弾性)があり、特に切り欠き形状の切り欠きスリット縁線の構造を維持しやすく、本発明の効果を確実に得ることができることになり好ましい。
加硫剤としては、一般的なゴム加硫剤(架橋剤)を用いることができる。具体的には、イオウ系加硫剤としては粉末イオウ、沈降性イオウ、高分散性イオウ、表面処理イオウ、不溶性イオウ、ジモルフォリンジサルファイド、アルキルフェノールジサルファイド等を例示でき、例えば、0.5〜4phr〔本明細書において、「phr」は、エラストマー成分100重量部あたりの重量部をいう。以下、同じ。〕程度用いることができる。
また、有機過酸化物系の加硫剤としては、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルヒドロパーオキサイド、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5−ジメチルヘキサン−2,5−ジ(パーオキシルベンゾエート)等が例示され、例えば、1〜20phr程度用いることができる。
更に、フェノール樹脂系の加硫剤としては、アルキルフェノール樹脂の臭素化物や、塩化スズ、クロロプレン等のハロゲンドナーとアルキルフェノール樹脂とを含有する混合架橋系等が例示でき、例えば、1〜20phr程度用いることができる。
その他として、亜鉛華(5phr程度)、酸化マグネシウム(4phr程度) 、リサージ(10〜20phr程度)、p−キノンジオキシム、p−ジベンゾイルキノンジオキシム、テトラクロロ−p−ベンゾキノン、ポリ−p−ジニトロソベンゼン(2〜10phr程度)、メチレンジアニリン(0.2〜10phr程度)が例示できる。
また、必要に応じて、加硫促進剤を添加してもよい。加硫促進剤としては、アルデヒド・アンモニア系、グアニジン系、チアゾール系、スルフェンアミド系、チウラム系、ジチオ酸塩系、チオウレア系等の一般的な加硫促進剤を、例えば、0.5〜2phr程度用いることができる。
具体的には、アルデヒド・アンモニア系加硫促進剤としては、ヘキサメチレンテトラミン等、グアジニン系加硫促進剤としては、ジフェニルグアジニン等、チアゾール系加硫促進剤としては、ジベンゾチアジルジサルファイド(DM)、2−メルカプトベンゾチアゾール及びそのZn塩、シクロヘキシルアミン塩等、スルフェンアミド系加硫促進剤としては、シクロヘキシルベンゾチアジルスルフェンアマイド(CBS)、N−オキシジエチレンベンゾチアジル−2−スルフェンアマイド、N−t−ブチル−2−ベンゾチアゾールスルフェンアマイド、2−(チモルポリニルジチオ)ベンゾチアゾール等、チウラム系加硫促進剤としては、テトラメチルチウラムジサルファイド(TMTD)、テトラエチルチウラムジサルファイド、テトラメチルチウラムモノサルファイド(TMTM)、ジペンタメチレンチウラムテトラサルファイド等、ジチオ酸塩系加硫促進剤としては、Zn−ジメチルジチオカーバメート、Zn−ジエチルジチオカーバメート、Zn−ジ−n−ブチルジチオカーバメート、Zn−エチルフェニルジチオカーバメート、Te−ジエチルジチオカーバメート、Cu−ジメチルジチオカーバメート、Fe−ジメチルジチオカーバメート、ピペコリンピペコリルジチオカーバメート等、チオウレア系加硫促進剤としては、エチレンチオウレア、ジエチルチオウレア等を挙げることができる。また、加硫促進助剤としては、一般的なゴム用助剤を併せて用いることができ、例えば、亜鉛華(5phr程度)、ステアリン酸やオレイン酸及びこれらのZn塩(2〜4phr程度)等が使用できる。
熱可塑性樹脂組成物の製造方法は、予め熱可塑性樹脂とエラストマー(ゴムの場合は未加硫物)とを2軸混練押出機等で溶融混練し、連続相(マトリックス)を形成する熱可塑性樹脂中に分散相(ドメイン)としてエラストマーを分散させることによる。エラストマーを加硫する場合には、混練下で加硫剤を添加し、エラストマーを動的加硫させてもよい。また、熱可塑性樹脂またはエラストマーへの各種配合剤(加硫剤を除く)は、上記混練中に添加してもよいが、混練の前に予め混合しておくことが好ましい。熱可塑性樹脂とエラストマーの混練に使用する混練機としては、特に限定はなく、スクリュー押出機、ニーダ、バンバリミキサー、2軸混練押出機等が使用できる。中でも熱可塑性樹脂とエラストマーの混練およびエラストマーの動的加硫には、2軸混練押出機を使用するのが好ましい。更に、2種類以上の混練機を使用し、順次混練してもよい。溶融混練の条件として、温度は熱可塑性樹脂が溶融する温度以上であればよい。また、混練時の最大剪断速度は300〜7500sec-1であるのが好ましい。混練全体の時間は30秒から10分、また加硫剤を添加した場合には、添加後の加硫時間は15秒から5分であるのが好ましい。上記方法で製作されたポリマー組成物は、射出成形、押出し成形等、通常の熱可塑性樹脂の成形方法によって所望の形状にすればよい。
このようにして得られる熱可塑性樹脂組成物は、熱可塑性樹脂のマトリクス中にエラストマーが不連続相として分散した構造を呈する。かかる構造を呈することにより、十分な柔軟性と連続相としての樹脂層の効果により、インナーライナーあるいは補強材として十分な空気透過防止性能や強度を併せ付与することができると共に、エラストマーの多少によらず、成形に際して、熱可塑性樹脂と同等の成形加工性を得ることができる。
熱可塑性樹脂および熱可塑性樹脂組成物のヤング率は、特に限定されるものではないが、好ましくは1〜500MPa、より好ましくは25〜250MPaにするとよい。
以下、実施例などにより、本発明の空気入りタイヤについて具体的に説明する。
以下の実施例、比較例では、いずれもインナーライナー層の形成に本発明にかかる積層体シートをオーバーラップ・スプライスさせて強制試験を行った。
なお、空気入りタイヤの「クラック個数」、「クラックのトータル長さ」の評価は、各試験タイヤの内腔のインナーライナー層のスプライス部付近でのクラックの発生、剥離の発生をそれ以外の部分での状況とも比較しつつ行った。
試験タイヤとして、215/70R15 98Hを用い、各実施例、比較例ごとに各2本を作製し、これをJATMA標準リム15×6.5JJに取り付け、タイヤ内圧をJATMA最大空気圧(240kPa)として、速度80km/時間で50,000km走行した。
その際、荷重は8.82kNとし、これはJATMA最大負荷荷重の120%に該当するものであり、本試験は通常の使用レベルよりも格段と条件を厳しくした強制的・加速的試験である。
インナーライナー層を構成する熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂組成物のシート2は、比較例1、同2、実施例1〜6、実施例7〜12のいずれも、表1に示すように、熱可塑性樹脂としてN6/66、エラストマーとしてBIMSを50/50でブレンドをした熱可塑性樹脂組成物の厚さ150μmのシートを準備した。
Figure 2014087944
接着ゴムの配合は、いずれの例でも表2の通りである。
Figure 2014087944
実施例1〜6、比較例1
切り欠きの形状、寸法、評価結果などは表3に記載した通りである。実施例1〜6、比較例1において、オーバーラップ・スプライス部の重なり長さ(オーバーラップ長さ)は全て10mmとした。切り欠きの形状は、いずれも図2(a)のとおりであるが、図3(c)のように全ての隅部には半径1mの面取り(R)をつけた。シート端部における非切り欠き部の幅の合計は、表3に示した切り欠き幅(mm)と切り欠きピッチ(mm)の各値から、該シート全幅の50%(実施例1、実施例4〜6)、16.7%(実施例2)、20%(実施例3)である。
かかる結果からわかるように、本発明によれば、クラックの発生が抑制され、耐久性に優れた空気入りタイヤを得ることができる。
Figure 2014087944
実施例7〜12、比較例2
切り欠きの形状、寸法、評価結果などは表4に記載した通りである。実施例1〜6、比較例1において、オーバーラップ・スプライス部の重なり長さ(オーバーラップ長さL)は全て10mmとした。切り欠きの形状は、いずれも図2(a)のとおりであるが、図3(c)のように全ての隅部には半径1mの面取り(R)をつけた。シート端部における非切り欠き部の幅の合計は、表4に示した切り欠き幅(mm)と切り欠きピッチ(mm)の各値から、いずれも該シート全幅の50%(実施例7〜12)である。
かかる結果からわかるように、本発明によれば、クラックの発生が抑制され、耐久性に優れた空気入りタイヤを得ることができる。
Figure 2014087944
1:積層体シート
2:熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂とエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシート
3:タイゴム層
3′:タイゴムの層
4:熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂とエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシート2の先端部付近
5:切り欠き
6:接着ゴム層
7:シート2の先端部線
9A、9B:シート2の先端先鋭化部
10:インナーライナー層
11:トレッド部
12:サイドウォール部
13:ビード
14:カーカス層
15:ベルト層
L:オーバーラップ長さ
T:空気入りタイヤ
X:タイヤ周方向
S:オーバーラップ・スプライス部

Claims (12)

  1. 熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂とエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシートが、該熱可塑性樹脂または該熱可塑性樹脂組成物と加硫接着するゴムの層を介在させて該ゴム層の上下に積層されて形成されたオーバーラップ・スプライス部を有する空気入りタイヤにおいて、前記熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂とエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシートとして、該シートの少なくとも片側の先端部あるいは先端部近傍に切り欠き幅が1.0mmよりも大きい切り欠きが多数設けられたものが用いられてなることを特徴とする空気入りタイヤ。
  2. 前記熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂とエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシートの前記切り欠きが設けられている該シート端部における非切り欠き部の幅の合計が、該シート全幅の20%〜50%であることを特徴とする請求項1記載の空気入りタイヤ。
  3. 前記切り欠きが、切り欠きピッチが2mm以上、30mm以内を呈して設けられていることを特徴とする請求項1または2記載の空気入りタイヤ。
  4. 前記切り欠きの長さが、そのタイヤ周方向成分の長さとして、前記オーバーラップ・スプライス部のオーバーラップ長さの0.2倍以上、1.5倍以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  5. 前記切り欠きの長さが、そのタイヤ周方向成分の長さとして、前記オーバーラップ・スプライス部のオーバーラップ長さの0.4倍以上、1.0倍以下であることを特徴とする請求項4記載の空気入りタイヤ。
  6. 前記切り欠きが、前記熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂とエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシートの先端部線方向に対して30°〜90°の切り欠き角度を呈して設けられていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  7. 前記切り欠きの幅が、切り欠きピッチの80%以下で設けられていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  8. 前記切り欠きが、前記オーバーラップ・スプライス部においてタイヤ内腔側に配された前記熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂とエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシートに設けられていることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  9. 前記オーバーラップ・スプライス部における前記熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂とエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシートの先端部が、先端先鋭化処理されているものであることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  10. 前記先端先鋭化処理が、前記熱可塑性樹脂または前記熱可塑性樹脂中にエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシートの先端から、(t×1/3)長さ分内側に入った位置で、厚さT(μm)が、0.1t≦T≦0.8tを満足する関係を有するものであることを特徴とする請求項9記載の空気入りタイヤ。
    ここで、t:熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂中にエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシートの非先端先鋭化処理部分のタイヤ周方向平均厚さ(μm)
    T:熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂中にエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシートの先端から、(t×1/3)長さ分内側に入った位置でのシート2の厚さ(μm)
  11. 前記切り欠きの両側壁部が、先端先鋭化処理されているものであることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  12. 前記切り欠きの両側壁部の先端先鋭化処理が、前記熱可塑性樹脂または前記熱可塑性樹脂中にエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシートの切り欠き側壁の先端から、該切り欠き側壁と直角方向に(t×1/3)長さ分内側に入った位置で、厚さT(μm)が、0.1t≦T≦0.8tを満足する関係を有するものであることを特徴とする請求項11記載の空気入りタイヤ。
    ここで、t:熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂中にエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシートの非先端先鋭化処理部分のタイヤ周方向平均厚さ(μm)
    T:熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂中にエラストマーをブレンドした熱可塑性樹脂組成物からなるシートの切り欠き側壁の先端から、該切り欠き側壁と直角方向に(t×1/3)長さ分内側に入った位置でのシート2の厚さ(μm)
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