WO2009133820A1 - タイヤ用チューブ - Google Patents

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    • B32B23/08Layered products comprising a layer of cellulosic plastic substances, i.e. substances obtained by chemical modification of cellulose, e.g. cellulose ethers, cellulose esters, viscose comprising such cellulosic plastic substance as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin

Definitions

  • the present invention relates to a tire tube, and more particularly to a tire tube excellent in durability and air permeation resistance.
  • the air permeation resistance of the tube itself has a great influence on the durability of the tire.
  • the high air permeation resistance of the tube has a positive effect on the durability of the tire.
  • a method for imparting high air permeation resistance to the tube As a method for imparting high air permeation resistance to the tube, a method of increasing the rubber thickness of the tube can be considered. However, when the rubber thickness of the tube is increased, the amount of rubber used increases, so the weight of the tire increases and heat generation during running increases. An increase in tire weight increases rolling resistance and causes a deterioration in fuel consumption, and an increase in heat generation of the tube has a problem of decreasing the durability of the tire.
  • thermoplastic resin has a higher elastic modulus than rubber, but has excellent air permeation resistance. Therefore, it is conceivable to form this thermoplastic resin in a thin tire tube that is inversely proportional to the elastic modulus.
  • the tube for thermoplastic resin tires has a higher elastic modulus and is thinner than rubber, it causes cracks on the surface due to bending fatigue caused by contact with the inner peripheral surface of the tire, and eventually the tube body There is a great possibility that will puncture. The crack of the tube body is likely to occur at a place where the tube body comes into contact with the uneven portion of the splice portion on the inner peripheral surface of the tire tread portion.
  • Patent Document 1 discloses a two-layer tire rubber tube in which a first rubber layer and a second rubber layer are densely laminated. Yes.
  • the first rubber layer is composed of 100% by weight of butyl rubber, and the second rubber layer contains 70% by weight to 100% by weight of butyl rubber, and the elongation set is the elongation set of the first rubber layer. 0.50 times or more and 0.95 times or less.
  • Patent Document 2 discloses a tire tube that has improved durability by reducing deterioration over time during storage, and a main body layer formed of an elastic material and a reinforcing layer formed of an elastic material different from the main body layer.
  • the tire tube of the two-layer structure comprised by this is proposed.
  • the elastic material forming the main body layer is butyl rubber
  • the elastic material forming the reinforcing layer is NR-SBR-BR rubber.
  • Patent Document 3 proposes an inner tube for a tire having an air barrier layer of a laminate in which a microlayer composite comprising an elastomer compound and a high barrier thermoplastic resin is made into at least 25 layers.
  • the tube of Patent Document 3 has improved air permeation resistance, but has not solved the problem of improving the durability of the tube body.
  • the main object of the present invention is to provide a tire tube having excellent air permeation resistance as well as excellent durability for preventing cracks in the tube main body generated on the contact surface with the tire inner peripheral surface. There is to do.
  • Another secondary object of the present invention is to have excellent durability that can prevent cracking of the tube main body at the joint between the valve seat of the air injection valve and the tube main body, and excellent air permeation resistance. It is providing the tire tube which has.
  • Still another secondary object of the present invention is to provide a tire tube having excellent durability for preventing cracks at the splices between the ends of the tube main body and excellent air permeation resistance. It is in.
  • the tire tube of the present invention that achieves the above-described object of the present invention has the following configuration (1).
  • the tube body has a multilayer structure in which at least one rubber layer and at least one thermoplastic resin or a thermoplastic resin layer made of a thermoplastic elastomer composition in which an elastomer is blended in a thermoplastic resin are laminated.
  • a tire having a configuration in which the rubber layer is disposed on the outermost layer of the multilayer structure in a region that contacts at least the inner peripheral surface of the tire tread portion, and the thermoplastic resin layer is disposed on the inner side of the outermost layer.
  • the valve seat is a thermoplastic resin or a thermoplastic resin blended with an elastomer.
  • the tire tube according to (7) or (8), wherein a protective cover made of (10) A thermoplastic elastomer composition in which an elastomer is blended in a thermoplastic resin or a thermoplastic resin so as to straddle the outer peripheral portion of the splice portion where both end portions of the tube main body are overlap-bonded to each other.
  • a protective cover made of a material is pasted and coated.
  • the protective cover is a belt-like body having a width of 5 to 10 mm and a thickness of 0.5 mm or less.
  • the tube body is configured by a multilayer structure including a rubber layer and a thermoplastic resin layer, the rubber layer is disposed in the outermost layer of the multilayer structure, and the inner side of the outermost layer is disposed. Since the thermoplastic resin layer is disposed, the thermoplastic resin layer disposed on the inner side of the outermost layer while preventing the occurrence of cracks on the surface of the tube body at the contact surface between the tube body and the tire. Based on this, excellent air permeation resistance can be obtained.
  • a protective cover made of a thermoplastic resin or a thermoplastic elastomer composition in which an elastomer is blended in a thermoplastic resin, cracks will occur in the splice part and valve seat.
  • a protective cover made of a thermoplastic resin or a thermoplastic elastomer composition in which an elastomer is blended in a thermoplastic resin
  • FIG. 1 is a tire meridian cross-sectional schematic diagram schematically showing a pneumatic tire into which a tire tube according to an embodiment of the present invention is inserted.
  • FIG. 2 is a tire meridian cross-sectional schematic diagram schematically showing a pneumatic tire into which a tire tube according to another embodiment of the present invention is inserted.
  • FIG. 3 is a tire meridian cross-sectional schematic view schematically showing a pneumatic tire into which a tire tube according to still another embodiment of the present invention is inserted.
  • FIG. 4 is a tire meridian cross-sectional schematic diagram schematically showing a pneumatic tire into which a tire tube according to still another embodiment of the present invention is inserted.
  • FIG. 1 is a tire meridian cross-sectional schematic diagram schematically showing a pneumatic tire into which a tire tube according to an embodiment of the present invention is inserted.
  • FIG. 2 is a tire meridian cross-sectional schematic diagram schematically showing a pneumatic tire into which
  • FIG. 5 is a tire meridian cross-sectional schematic view schematically showing a pneumatic tire into which a tire tube according to still another embodiment of the present invention is inserted.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a main part showing a portion where the air injection valve of the tire tube of the present invention is attached.
  • FIG. 7 is a schematic front view of a tube schematically showing the tire tube of the present invention. 8 is a cross-sectional view taken along the line VIII-VIII in FIG.
  • 1 is a pneumatic tire for heavy loads attached to the rim 12, and 3 is a tire tube of the present invention.
  • a plurality of circumferential grooves 11 are provided in the tread portion 2 of the pneumatic tire 1.
  • the tube main body of the tire tube 3 is configured by disposing an annular rubber layer 4 on the outer side in the thickness direction in the cross section and laminating an annular thermoplastic resin layer 5 on the inner side.
  • the thermoplastic resin layer 5 includes not only a case of being made of a thermoplastic resin alone but also a case of being made of a thermoplastic elastomer composition obtained by blending an elastomer in a thermoplastic resin.
  • the tube main body is not limited to the case of being composed of two layers as in the illustrated example, and is a multilayer of at least two layers in which at least one rubber layer 4 and at least one thermoplastic resin layer 5 are laminated. What is necessary is just to be comprised by the structure.
  • the rubber layer 4 is disposed on the outermost layer at least in contact with the inner peripheral surface corresponding to the tire tread portion, and the thermoplastic resin layer 5 is disposed on the inner side of the outermost layer. It is.
  • the tire tube 3 of the present invention can have excellent air permeation resistance based on a thermoplastic resin because the inner layer of the tube body having a multilayer structure is made of the thermoplastic resin layer 5.
  • the thermoplastic resin layer 5 is formed on the contact surface between the tube body and the tire due to the buffer function and wear resistance of the rubber layer. As a result, the occurrence of cracks on the surface of the tube body can be prevented.
  • a tire tube having a multilayer structure composed of at least one thermoplastic resin layer and at least one rubber layer has a two-layer structure as shown in the embodiment of FIG.
  • the structure illustrated in the embodiments of FIGS. 2 to 5 can be used.
  • the tire tube 3 shown in FIG. 2 is formed of an annular rubber layer 4 as a whole, and the tube body is limited to an area where the tube body is in contact with the inner peripheral side of the tread portion 2 of the pneumatic tire 1.
  • the thermoplastic resin layer 5 is laminated on the inner peripheral surface side of the rubber layer 4.
  • the tire tube 3 in FIG. 3 is configured in the reverse relation to the laminated structure in FIG. 2, and the entire tube body is configured by an annular thermoplastic resin layer 5, and the tube body is a tread portion of the pneumatic tire 1.
  • the rubber layer 4 is laminated only on the outer peripheral surface side of the annular thermoplastic resin layer 5 only in the region contacting the inner peripheral side.
  • the tire tube 3 of FIG. 4 has a two-layer laminated structure in which an annular thermoplastic resin layer 5 is disposed on the inner layer of the tube body and an annular rubber layer 4 is disposed on the outer layer. ing.
  • the thickness of the outer rubber layer 4 changes in the circumferential direction, and the region that contacts the inner peripheral side of the tread portion 2 is configured to be thicker than the other regions.
  • the tire tube shown in FIG. 5 has an annular thermoplastic resin layer 5 as an intermediate layer, and is laminated so that an annular rubber layer 4 and a rubber layer 4 ′ are adjacent to the outside and inside of the thermoplastic resin layer 5, respectively. It has a three-layer structure. In the three layers, the outermost rubber layer 4 is the thickest, and then the intermediate thermoplastic resin layer 5 and the innermost rubber layer 4 ′ are thinned in this order.
  • thermoplastic resin layer 5 in the case of a tube having a structure in which the thermoplastic resin layer 5 is in the middle and the rubber layers 4 and 4 'are laminated inside and outside, the durability is further improved.
  • the innermost layer when the multilayer structure has four or more layers may be composed of either a rubber layer or a thermoplastic resin layer, but is preferably composed of a rubber layer.
  • a rubber component used for the rubber layer a rubber composition containing butyl rubber as a main component is preferably used. Since butyl rubber has high air permeability compared to other rubber components, it can impart high air permeability to the tire tube in addition to cushioning and bending fatigue resistance.
  • the thermoplastic resin forming the tube is, for example, a polyamide resin [for example, nylon 6 (N6), nylon 66 (N66), nylon 46 (N46), nylon 11 (N11), nylon 12 (N12 ), Nylon 610 (N610), nylon 612 (N612), nylon 6/66 copolymer (N6 / 66), nylon 6/66/610 copolymer (N6 / 66/610), nylon MXD6 (MXD6), Nylon 6T, nylon 6 / 6T copolymer, nylon 66 / PP copolymer, nylon 66 / PPS copolymer] and their N-alkoxyalkylated products, for example, methoxymethylated products of nylon 6, nylon 6/610 Methoxymethylated polymer, methoxymethylated nylon 612, polyester Fat [for example, polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene isophthalate (PEI), PET / PEI copo
  • PET poly
  • thermoplastic elastomer composition constituting the tube is composed of a thermoplastic resin blended with an elastomer, and the thermoplastic resin used therefor may be the same as the resin group described above.
  • elastomer examples include diene rubber and hydrogenated products thereof [for example, natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), epoxidized natural rubber, styrene butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR, high cis).
  • NR natural rubber
  • IR isoprene rubber
  • SBR styrene butadiene rubber
  • BR butadiene rubber
  • BR and low cis BR nitrile rubber (NBR), hydrogenated NBR, hydrogenated SBR], olefin rubber [eg, ethylene propylene rubber (EPDM, EPM), maleic acid modified ethylene propylene rubber (M-EPM), butyl rubber (IIR), isobutylene and aromatic vinyl or diene monomer copolymer, acrylic rubber (ACM), ionomer], halogen-containing rubber [for example, brominated product of Br-IIR, CI-IIR, isobutylene paramethylstyrene copolymer (Br-IPMS), chloroprene rubber (CR), hydride Rubber (CHR), chlorosulfonated polyethylene rubber (CSM), chlorinated polyethylene rubber (CM), maleic acid-modified chlorinated polyethylene rubber (M-CM)], silicone rubber [eg, methyl vinyl silicone rubber, dimethyl silicone rubber, Methyl phenyl vinyl silicon rubber], sulfur-containing rubber (for example, polysulf
  • thermoplastic resin and the elastomer described above if the compatibility of the two is different, they can be made compatible by using an appropriate compatibilizing agent as the third component.
  • an appropriate compatibilizing agent By mixing a compatibilizer with the blend system, the interfacial tension between the thermoplastic resin and the elastomer decreases, and as a result, the rubber particle size forming the dispersion layer becomes finer, so the characteristics of both components can be improved. It can be expressed effectively.
  • a compatibilizing agent a copolymer having a structure of one or both of a thermoplastic resin and an elastomer, or an epoxy group, a carbonyl group, a halogen group, an amino group capable of reacting with the thermoplastic resin or the elastomer is generally used.
  • a copolymer having a oxazoline group, a hydroxyl group and the like can be taken. These may be selected according to the type of thermoplastic resin and elastomer to be mixed, but those usually used include styrene / ethylene-butylene block copolymer (SEBS) and its maleic acid modified product, EPDM, EPM.
  • SEBS styrene / ethylene-butylene block copolymer
  • the blending amount of the compatibilizing agent is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polymer component (the total of the thermoplastic resin and the elastomer).
  • the composition ratio between the specific thermoplastic resin and the elastomer is not particularly limited, and is appropriately determined so as to have a structure in which the elastomer is dispersed as a discontinuous phase in the thermoplastic resin matrix.
  • a preferred range is a weight ratio of 90/10 to 30/70.
  • the thermoplastic resin and the thermoplastic elastomer composition constituting the tube can be mixed with other polymers such as the above-mentioned compatibilizing agent as long as the necessary properties as a tube are not impaired.
  • the purpose of mixing other polymers is to improve the compatibility between the thermoplastic resin and the elastomer, to improve the molding processability of the material, to improve the heat resistance, and to reduce the cost. Examples of materials used for this purpose include polyethylene (PE), polypropylene (PP), polystyrene (PS), ABS, SBS, polycarbonate (PC), and the like.
  • fillers (calcium carbonate, titanium oxide, alumina, etc.) generally incorporated into polymer blends, reinforcing agents such as carbon black and white carbon, softeners, plasticizers, processing aids, pigments, dyes, and aging An inhibitor or the like can be arbitrarily added as long as the necessary characteristics as a tube are not impaired.
  • the Young's modulus in the standard atmosphere defined by JIS K7100 of the thermoplastic resin and the thermoplastic elastomer composition used in the present invention is not particularly limited, but is preferably 1 to 500 MPa, More preferably, the pressure is 50 to 500 MPa.
  • the tire tube of the present invention it is desirable to ensure a certain thickness of the rubber layer at least in a region in contact with the inner peripheral surface of the tire tread portion. That is, as shown in FIG. 3 and FIG. 4, the outermost 2 of the circumferential grooves 11 provided on the surface of the tread portion 2 in the portion where the tube main body contacts the inner peripheral surface of the tire tread portion 2.
  • the thickness t of the outermost rubber layer 4 corresponding to the region W between the circumferential grooves 11 is preferably 0.5 mm or more and 2 mm or less. If the rubber thickness in this region is less than 0.5 mm, the rubber becomes too thin, and it becomes difficult to obtain a high durability by exhibiting a buffer function well.
  • the thickness t of the outermost rubber layer corresponding to the region W between the outermost circumferential grooves of the tire tread portion is 0.5 mm or more and 2 mm or less.
  • the thickness t of the rubber layer as the outermost layer in the entire region W is not less than 0.5 mm and not more than 2 mm, and does not mean the average value of the thicknesses.
  • the rubber component of the rubber layer is preferably a rubber composition containing at least butyl rubber having excellent air permeation resistance.
  • the outer rubber layer 4 is a normal rubber component and the inner rubber layer 4 ′ is a rubber composition containing butyl rubber, or vice versa
  • the outer rubber layer 4 is a rubber composition containing butyl rubber and the inner rubber layer
  • the layer 4 ′ may be a normal rubber composition.
  • the thickness of the thermoplastic resin layer is preferably 10 ⁇ m to 2 mm, and more preferably 50 ⁇ m to 200 ⁇ m, in order to achieve high air permeation resistance.
  • the tube body has the laminated structure described above, and further, the valve seat portion to which the air injection valve is attached and the splice portion between the circumferential ends of the tube body are as follows.
  • the durability of the tire tube can be further improved.
  • FIG. 6 shows a portion where the air injection valve 6 is attached to the tire tube 3.
  • valve seat 7 is affixed to the outer surface of the tube body of the tire tube 3 at a location where the air injection valve 6 is attached, and the air injection valve 6 is attached to the valve seat 7 via a valve seat fitting 8. ing.
  • the valve seat 7 is preferably composed of a thermoplastic resin or a thermoplastic elastomer composition obtained by blending an elastomer in a thermoplastic resin.
  • the thickness of the valve seat 7 is preferably 0.1 times or more, more preferably 0.5 times or more the thickness of the valve seat fitting 8.
  • the upper limit of the thickness of the valve seat 7 is preferably about twice the thickness of the valve seat fitting 8 because the mass does not increase.
  • the preferable thickness of the specific valve seat 7 is preferably 200 ⁇ m to 2 mm.
  • thermoplastic elastomer composition in which an elastomer is blended in a thermoplastic resin or a thermoplastic resin at a joint portion between the tube body of the tire tube 3 and the valve seat 7.
  • the protective cover 9 may be applied and covered so as to straddle the surfaces of both the tube body of the tire tube 3 and the valve seat 7.
  • the shape of the protective cover 9 is generally not particularly limited, although the planar shape is generally an annular shape.
  • thermoplastic resin of the material constituting the valve seat and the protective cover, or the thermoplastic elastomer composition in which the elastomer is blended with the thermoplastic resin has a higher breaking strength than rubber, and therefore, the tube body and the valve seat are separated from each other. Cracks that are likely to occur in the boundary region can be prevented.
  • FIG. 7 and 8 show a splice portion 13 in which the circumferential ends of the tube main body are overlapped with each other.
  • the splice part 13 is pasted so as to cover a protective cover 10 made of a thermoplastic resin or a thermoplastic elastomer composition obtained by blending an elastomer in a thermoplastic resin so as to straddle the surfaces of both ends of the tube body.
  • the size of the protective cover 10 is preferably a belt-like body having a width of 5 to 10 mm and a thickness of 0.5 mm or less.
  • the lower limit of the thickness is preferably about 10 ⁇ m in order to take advantage of the breaking strength.
  • a more preferable thickness range is 50 ⁇ m to 200 ⁇ m.
  • the valve seat 7 and the protective covers 9 and 10 formed of the same composition as the thermoplastic resin constituting the tube main body or the thermoplastic elastomer composition obtained by blending the elastomer in the thermoplastic resin are tires.
  • the occurrence of tube cracks at the contact surface between the tube for use and the tire body the occurrence of cracks at the molded splice portion of the tube body and the occurrence of cracks at the joint between the tube valve seat and the tube body are prevented in a well-balanced manner. Therefore, higher durability is obtained as a whole tire tube, and a tire tube excellent in air permeation resistance is realized.

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Abstract

 本発明の目的は、タイヤ内周面との接触面に発生するチューブ本体のクラックを防止する優れた耐久性と共に、優れた耐空気透過性を有するタイヤ用チューブを提供することにある。本発明のタイヤ用チューブは、チューブ本体を、少なくとも1層のゴム層と、少なくとも1層の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エラストマー組成物からなる熱可塑性樹脂層とを積層した多層構造に構成し、少なくともタイヤトレッド部の内周面と接触する領域における前記多層構造の最外層に前記ゴム層を配置すると共に、該最外層よりも内側に前記熱可塑性樹脂層を配置した構成にした。

Description

タイヤ用チューブ
 本発明はタイヤ用チューブに関し、さらに詳しくは耐久性と耐空気透過性とに優れたタイヤ用チューブに関する。
 トラック、バス用等として用いられるチューブタイプの空気入りタイヤでは、そのチューブ自体の耐空気透過性がタイヤの耐久性に与える影響が非常に大きい。具体的には、チューブが高い耐空気透過性を有していることがタイヤの耐久性に好影響を与える。
 チューブに高い耐空気透過性を与える手法として、チューブのゴム厚さを厚くするという方法が考えられる。しかし、チューブのゴム厚さを大きくすると、ゴムの使用量が増加するためタイヤの重量を増加し、かつ走行時の発熱上昇を起こす。タイヤ重量の増加は、転がり抵抗を増大させて燃費の悪化を招来し、またチューブの発熱上昇はタイヤの耐久性を低下するという問題がある。
 一方、熱可塑性樹脂はゴムに比べて弾性率が大きいが、耐空気透過性に優れるという特性がある。そのため、この熱可塑性樹脂を弾性率に逆比例した薄肉のタイヤ用チューブに形成することが考えられる。しかし、熱可塑性樹脂のタイヤ用チューブは、ゴムよりも弾性率が高くかつその厚さが薄いため、タイヤの内周面との接触によって受ける屈曲疲労によって、表面にクラックを発生し、やがてチューブ本体がパンクするという可能性が大きい。このチューブ本体のクラックは、チューブ本体がタイヤトレッド部内周面におけるスプライス部の凹凸部分と接触する箇所で起こりやすい。
 このような熱可塑性樹脂のチューブにおけるクラックの発生について、その一般的な発生メカニズムを挙げると、以下の3つのケースがある。それぞれのクラックの発生を防止することが、チューブの耐久性に直結する。
(1)チューブ本体とタイヤの接触面におけるチューブ本体のクラックの発生、
(2)チューブ本体の端部同士のスプライス部におけるクラックの発生、
(3)空気注入バルブのバルブ座とチューブ本体の接合部におけるクラックの発生、
 一方、従来、チューブ本体の耐久性の改善などに関する提案として、特許文献1は、第1のゴム層と第2のゴム層が密に積層された2層構造のタイヤ用ゴムチューブを開示している。第1のゴム層はブチルゴム100重量%からなり、かつ第2のゴム層はブチルゴムを70重量%以上かつ100重量%以下を含み、しかも伸長永久歪率を第1のゴム層の伸長永久歪率の0.50倍以上かつ0.95倍以下にしている。
 また、特許文献2は、保管中の経時劣化を軽減して耐久性を向上したタイヤ用チューブとして、弾性材料で形成された本体層と、この本体層と異なる弾性材料で形成された補強層とで構成した2層構造のタイヤ用チューブを提案している。本体層を形成する弾性材料はブチル系ゴムで、補強層を形成する弾性材料はNR-SBR-BR系ゴムである。
 しかし、特許文献1及び2のいずれのタイヤ用チューブも、チューブ本体の耐久性や耐空気透過性を改善する点ではまだ不十分であった。
 また、特許文献3は、エラストマー配合物と高バリア性熱可塑性樹脂とを含んでなるミクロレイヤー合成物を少なくとも25層にした積層体の空気バリア層を有するタイヤ用インナーチューブを提案をしている。しかし、この特許文献3のチューブは、耐空気透過性は向上するが、チューブ本体の耐久性を向上させる課題は解決していない。
日本国特開平5-193305号公報 日本国特開2005-67316号公報 日本国特表2007-509778号公報
 本発明の主たる目的は、上述した点に鑑み、タイヤ内周面との接触面に発生するチューブ本体のクラックを防止する優れた耐久性と共に、優れた耐空気透過性を有するタイヤ用チューブを提供することにある。
 本発明の他の二次的な目的は、空気注入バルブのバルブ座とチューブ本体の接合部におけるチューブ本体のクラックをも防止可能にする優れた耐久性を有すると共に、優れた耐空気透過性を有するタイヤ用チューブを提供することにある。
 本発明の更に他の二次的な目的は、チューブ本体の端部同士のスプライス部におけるクラックを防止する優れた耐久性を有すると共に、優れた耐空気透過性を有するタイヤ用チューブを提供することにある。
 上述した本発明の目的を達成する本発明のタイヤ用チューブは、下記(1)の構成を有する。
(1)チューブ本体を、少なくとも1層のゴム層と、少なくとも1層の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エラストマー組成物からなる熱可塑性樹脂層とを積層した多層構造に構成し、少なくともタイヤトレッド部の内周面と接触する領域における前記多層構造の最外層に前記ゴム層を配置すると共に、該最外層よりも内側に前記熱可塑性樹脂層を配置した構成にしたタイヤ用チューブ。
 本発明のタイヤ用チューブにおいて、より好ましくは、以下の(2)~(11)のいずれかに記載の構成にするとよい。
(2)前記チューブ本体の横断面において、前記ゴム層と熱可塑性樹脂層とが周方向に連続する環状に形成されている上記(1)記載のタイヤ用チューブ。
(3)前記多層構造が前記熱可塑性樹脂層の内側と外側とにそれぞれ前記ゴム層を積層した少なくとも3層からなる上記(1)または(2)記載のタイヤ用チューブ。
(4)タイヤ内にセットされた時、タイヤトレッド部の両外側の周方向溝の間に挟まれたタイヤ幅方向の領域に対応する部分の前記最外層のゴム層の厚さを0.5mm以上2mm以下にした上記(1)、(2)または(3)記載のタイヤ用チューブ。  
(5)前記ゴム層が、少なくともブチルゴムを配合したゴム組成物である上記(1)~(4)のいずれかに記載のタイヤ用チューブ。
(6)少なくとも2層の前記ゴム層と、少なくとも1層の前記熱可塑性樹脂層とを積層した3層以上の多層構造からなる上記(1)~(5)のいずれかに記載のタイヤ用チューブ。
(7)前記チューブ本体の外表面に貼り付けたバルブ座にバルブ座金具を介して空気注入バルブを取付けた構成において、前記バルブ座を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エラストマー組成物からなる熱可塑性樹脂層で構成した上記(1)~(6)のいずれかに記載のタイヤ用チューブ。
(8)前記バルブ座の厚さを、前記バルブ座金具の厚さの0.1倍以上にした上記(7)記載のタイヤ用チューブ。
(9)前記チューブ本体とバルブ座との接合部に沿って、該チューブ本体とバルブ座の双方の表面にまたがるように、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エラストマー組成物からなる保護カバーを貼付け被覆した上記(7)または(8)記載のタイヤ用チューブ。
(10)前記チューブ本体の両端部同士が互いにオーバーラップ接合されたスプライス部の外周部に、前記両端部の表面にまたがるように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エラストマー組成物からなる保護カバーを貼付け被覆した上記(1)~(9)のいずれかに記載のタイヤ用チューブ。
(11)前記保護カバーが、幅5~10mm、厚さ0.5mm以下の帯状体である上記(10)記載のタイヤ用チューブ。
 本発明のタイヤ用チューブによれば、チューブ本体をゴム層と熱可塑性樹脂層とからなる多層構造で構成し、該多層構造の最外層に前記ゴム層を配置し、該最外層よりも内側に前記熱可塑性樹脂層を配置するようにしたので、チューブ本体とタイヤとの接触面におけるチューブ本体表面のクラックの発生を防止しながら、しかも該最外層よりも内側に配置した前記熱可塑性樹脂層に基づき優れた耐空気透過性を得ることができる。
 さらに、チューブ本体のスプライス部やバルブ座を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エラストマー組成物からなる保護カバーで被覆するようにすれば、スプライス部やバルブ座におけるクラックの発生も抑制され、上記チューブ本体の高い耐久性とともに、一層高い耐久性と耐空気透過性を実現することができる。
図1は本発明の実施形態からなるタイヤ用チューブを挿入した空気入りタイヤをモデル的に示したタイヤ子午線断面概略図である。 図2は本発明の他の実施形態からなるタイヤ用チューブを挿入した空気入りタイヤをモデル的に示したタイヤ子午線断面概略図である。 図3は本発明の更に他の実施形態からなるタイヤ用チューブを挿入した空気入りタイヤをモデル的に示したタイヤ子午線断面概略図である。 図4は本発明の更に他の実施形態からなるタイヤ用チューブを挿入した空気入りタイヤをモデル的に示したタイヤ午線断面概略図である。 図5は本発明の更に他の実施形態からなるタイヤ用チューブを挿入した空気入りタイヤをモデル的に示したタイヤ子午線断面概略図である。 図6は本発明のタイヤ用チューブの空気注入バルブを取り付けた部分を示した要部断面図である。 図7は本発明のタイヤ用チューブをモデル的に示したチューブの概略正面図である。 図8は図7におけるVIII-VIII矢視で示す断面図である。
 以下、更に詳しく本発明のタイヤ用チューブについて説明する。
 図1において、1はリム12に装着された重荷重用の空気入りタイヤであり、3は本発明のタイヤ用チューブである。空気入りタイヤ1のトレッド部2には複数本の周方向溝11が設けられている。タイヤ用チューブ3のチューブ本体は、その横断面において厚さ方向の外側に環状のゴム層4を配置し、内側に環状の熱可塑性樹脂層5とが積層されて構成されている。ここで、熱可塑性樹脂層5とは、熱可塑性樹脂単体からなる場合のほか、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エラストマー組成物からなる場合を含む。また、チューブ本体は、図示の例のように2層からなる場合に限定されず、少なくとも1層のゴム層4と、少なくとも1層の熱可塑性樹脂層5とが積層された少なくとも2層の多層構造に構成されていればよい。このような多層構造において、少なくともタイヤトレッド部に対応する内周面に接触する箇所の最外層にゴム層4を配置すると共に、該最外層よりも内側に熱可塑性樹脂層5を配置した構成にしてある。
 本発明のタイヤ用チューブ3は、多層構造からなるチューブ本体の内層を熱可塑性樹脂層5にしたので、熱可塑性樹脂に基づく優れた耐空気透過性を具備することができる。また、少なくともタイヤトレッド部の内周面に接触する最外層をゴム層4にしたので、ゴム層が有する緩衝機能と耐摩耗性とによりチューブ本体とタイヤとの接触面において、熱可塑性樹脂層5が保護されるためチューブ本体表面のクラックの発生を防止することができる。
 本発明において、少なくとも1層の熱可塑性樹脂層と少なくとも1層のゴム層とからなる多層構造のタイヤ用チューブとしては、チューブ本体の横断面における形態を、図1の実施形態のような2層構造にするほか、図2~図5の実施形態にそれぞれ例示するような構造にすることができる。
 図2のタイヤ用チューブ3は、チューブ本体の全体が環状のゴム層4で構成され、チューブ本体が空気入りタイヤ1のトレッド部2の内周側に接触する領域だけに限定して、その環状のゴム層4の内周面側に熱可塑性樹脂層5を積層した構成にしてある。図3のタイヤ用チューブ3は、図2の積層構造と逆の関係に構成されており、チューブ本体の全体が環状の熱可塑性樹脂層5で構成され、チューブ本体が空気入りタイヤ1のトレッド部2の内周側に接触する領域だけに限定して、その環状の熱可塑性樹脂層5の外周面側だけにゴム層4を積層した構成にしてある。
 図4のタイヤ用チューブ3は、図1の場合と同様に、チューブ本体の内層に環状の熱可塑性樹脂層5を配置し、外層に環状のゴム層4を配置した2層の積層構造になっている。しかし、外層のゴム層4は厚さが周方向に変化し、トレッド部2の内周側に接触する領域ほど厚さを他の領域よりも厚くした構成になっている。
 図5のタイヤ用チューブは、環状の熱可塑性樹脂層5を中間層にし、この熱可塑性樹脂層5の外側と内側とにそれぞれ環状のゴム層4とゴム層4’が隣接するように積層した3層の積層構造になっている。この3層における各層の厚さは、最外層のゴム層4が最も厚く、次いで中間の熱可塑性樹脂層5及び最内層のゴム層4’の順に薄くなっている。
 特に、図5に示した実施形態のように、熱可塑性樹脂層5を中間にして、内外にゴム層4、4’を積層した構造のチューブの場合は、耐久性がさらに向上する。
 多層構造を4層以上にした場合における最内層は、ゴム層および熱可塑性樹脂層のいずれで構成してもよいが、好ましくはゴム層で構成することがよい。
 本発明において、ゴム層に用いるゴム成分としては、ブチルゴムが主成分として配合されたゴム組成物を使用するのがよい。ブチルゴムは、他のゴム成分に比べて高い対空気透過性を有するので、タイヤチューブに対して緩衝性や耐屈曲疲労性に加えて、高い対空気透過性を与えることができる。
 本発明において、チューブを形成す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、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(PDVC)、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(ETFE)〕、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〕、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、チューブを構成する熱可塑性エラストマー組成物は、熱可塑性樹脂中にエラストマーをブレンドした構成からなるが、それに用いる熱可塑性樹脂は上述した樹脂群と同様でよい。
 また、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、イソブチレンパラメチルスチレン共重合体の臭素化物(Br-IPMS)、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。
 前記した熱可塑性樹脂とエラストマーとの組合せにおいて、両者の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、分散層を形成しているゴム粒子径が微細になることから両成分の特性をより有効に発現することができる。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または片方の構造を有する共重合体、あるいは熱可塑性樹脂又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、混合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はないが、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。
 熱可塑性エラストマー組成物において、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いが、好ましい範囲は重量比90/10~30/70である。
 本発明において、チューブを構成する熱可塑性樹脂および熱可塑性エラストマー組成物には、チューブとしての必要特性が損なわれない範囲で前記した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良くするため、耐熱性向上のため、コストダウンのため等がある。この目的で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、老化防止剤等をチューブ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。
 本発明に用いる熱可塑性樹脂および熱可塑性エラストマー組成物の、JIS K7100により定められるところの標準雰囲気中におけるヤング率は、特に限定されるものではないが、好ましくは1~500MPaとするのがよく、より好ましくは50~500MPaにするとよい。
 本発明のタイヤ用チューブにおいて、ゴム層の厚さは、少なくともタイヤトレッド部の内周面と接触する領域において、一定の厚さを確保することが望ましい。すなわち、図3や図4に示したように、チューブ本体がタイヤトレッド部2の内周面に接触する部分において、トレッド部2の表面に設けられた周方向溝11のうち、最外側の2本の周方向溝11の間の領域Wに対応する最外層のゴム層4の厚さtを、0.5mm以上2mm以下にすることが好ましい。この領域のゴム厚さが0.5mm未満であると、ゴムが薄くなりすぎるため、緩衝機能を良好に発揮させて高い耐久性を得ることが難しくなる。また、2mmよりも大きい場合は、質量が大きくなり好ましくない。ここで、タイヤ用チューブがタイヤ内にセットされた時、タイヤトレッド部の最外側の周方向溝間の領域Wに対応する最外層のゴム層の厚さtが0.5mm以上2mm以下であるとは、領域Wの全域で最外層にあるゴム層の厚さtが、0.5mm以上2mm以下であることをいい、厚さの平均値をいうものではない。
 前述したように、ゴム層のゴム成分は、少なくとも耐空気透過性に優れたブチルゴムを配合したゴム組成物が好ましい。ただし、図5の実施形態のように、熱可塑性樹脂層5を中間に配置して、外側と内側の両側にゴム層4、4’を配置する3層構造の場合には、外側のゴム層4を通常のゴム成分として、内側のゴム層4’をブチルゴムを配合したゴム組成物とするか、あるいは、その逆に、外側のゴム層4をブチルゴムを配合したゴム組成物とし、内側のゴム層4’を通常のゴム組成物とするようにしてもよい。
 熱可塑性樹脂層の厚さは、高度な耐空気透過性能を実現する上で、10μm~2mmが好ましく、さらに好ましくは50μm~200μmにするとよい。
 本発明のタイヤ用チューブは、チューブ本体を上述した積層構造とするほか、さらに空気注入バルブが取付けられたバルブ座の部分や、チューブ本体の周方向端部同士のスプライス部の部分を、以下に説明するように構成することにより、タイヤ用チューブの耐久性を一層向上することができる。
 図6は、タイヤ用チューブ3に空気注入バルブ6が取付けられた部分を示す。
 空気注入バルブ6が取付けられた箇所には、タイヤ用チューブ3のチューブ本体の外表面にバルブ座7が貼り付けられ、そのバルブ座7にバルブ座金具8を介して空気注入バルブ6が取付けられている。この取付け構造において、バルブ座7は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エラストマー組成物で構成するとよい。また、バルブ座7の厚さはバルブ座金具8の厚さの0.1倍以上、より好ましくは0.5倍以上にするのがよい。バルブ座7の厚さの上限としては、バルブ座金具8の厚さの2倍程度までにするのが質量の増加を伴わないので好ましい。具体的なバルブ座7の好ましい厚さは200μm~2mmにするのがよい。
 また、上記バルブ座の構成に加えて、さらに好ましくは、タイヤ用チューブ3のチューブ本体とバルブ座7との接合部に、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エラストマー組成物からなる保護カバー9を、タイヤ用チューブ3のチューブ本体とバルブ座7の双方の表面にまたがるように貼付け被覆するとよい。保護カバー9の形状は、平面形状を円環状とするのが一般的であるが、特に限定はされない。
 上述のようにバルブ座や保護カバーを構成する材料の熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂にエラストマーをブレンドした熱可塑性エラストマー組成物は、ゴムに比べて破断強度が大きいため、チューブ本体とバルブ座との境界域に発生しやすいクラックを防止することができる。
 図7及び図8は、チューブ本体の周方向端部同士を互いにオーバーラップ接合したスプライス部13を示す。このスプライス部13にはチューブ本体の両端部の表面にまたがるように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エラストマー組成物からなる保護カバー10が被覆するように貼付けられている。
 保護カバー10の大きさは、幅5~10mm、厚さ0.5mm以下の帯状体にしたものが好ましい。厚さの下限は破断強度を活かすため10μm程度にしたものがよい。より好ましい厚さの範囲は50μm~200μmとするのがよい。このようにチューブ本体のスプライス部13に貼り付けた保護カバー10は、ゴムに比べて高い破断強度を有するため、スプライス部におけるクラックの防止に寄与させることができる。
 上述のように、チューブ本体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エラストマー組成物と同様な組成物でバルブ座7および保護カバー9、10を形成したものは、タイヤ用チューブとタイヤ本体の接触面におけるチューブクラックの発生のほか、チューブ本体の成型スプライス部におけるクラックの発生、チューブバルブ座とチューブ本体の接合部におけるクラックの発生などをバランス良く防止する。したがって、タイヤ用チューブ全体としてより高い耐久性が得られるとともに、耐空気透過性に優れたタイヤ用チューブを実現する。
1 空気入りタイヤ
2 トレッド部
3 チューブ
4 最外層(ゴム層)
4’ 最内層
5 熱可塑性樹脂層
6 空気注入バルブ
7 バルブ座
8 バルブ座金具 
9 保護カバー
10 保護カバー
11 周方向溝
12 リム
13 チューブ本体のスプライス部
W タイヤトレッド部の両外側の周方向溝間の領域
t タイヤトレッド部の両外側の周方向溝間の領域で、最外層にあるゴム層の厚さ

Claims (11)

  1.  チューブ本体を、少なくとも1層のゴム層と、少なくとも1層の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エラストマー組成物からなる熱可塑性樹脂層とを積層した多層構造に構成し、少なくともタイヤトレッド部の内周面と接触する領域における前記多層構造の最外層に前記ゴム層を配置すると共に、該最外層よりも内側に前記熱可塑性樹脂層を配置した構成にしたタイヤ用チューブ。
  2.  前記チューブ本体の横断面において、前記ゴム層と熱可塑性樹脂層とが周方向に連続する環状に形成されている請求項1記載のタイヤ用チューブ。
  3.  前記多層構造が前記熱可塑性樹脂層の内側と外側とにそれぞれ前記ゴム層を積層した少なくとも3層からなる請求項1または2記載のタイヤ用チューブ。
  4.  タイヤ内にセットされた時、タイヤトレッド部の両外側の周方向溝の間に挟まれたタイヤ幅方向の領域に対応する部分の前記最外層のゴム層の厚さを0.5mm以上2mm以下にした請求項1、2または3記載のタイヤ用チューブ。
  5.  前記ゴム層が、少なくともブチルゴムを配合したゴム組成物である請求項1~4のいずれかに記載のタイヤ用チューブ。
  6.  少なくとも2層の前記ゴム層と、少なくとも1層の前記熱可塑性樹脂層とを積層した3層以上の多層構造からなる請求項1~5のいずれかに記載のタイヤ用チューブ。
  7.  前記チューブ本体の外表面に貼り付けたバルブ座にバルブ座金具を介して空気注入バルブを取付けた構成において、前記バルブ座を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エラストマー組成物からなる熱可塑性樹脂層で構成した請求項1~6のいずれかに記載のタイヤ用チューブ。
  8.  前記バルブ座の厚さを、前記バルブ座金具の厚さの0.1倍以上にした請求項7記載のタイヤ用チューブ。
  9.  前記チューブ本体とバルブ座との接合部に沿って、該チューブ本体とバルブ座の双方の表面にまたがるように、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エラストマー組成物からなる保護カバーを貼付け被覆した請求項7または8記載のタイヤ用チューブ。
  10.  前記チューブ本体の両端部同士が互いにオーバーラップ接合されたスプライス部の外周部に、前記両端部の表面にまたがるように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エラストマー組成物からなる保護カバーを貼付け被覆した請求項1~9のいずれかに記載のタイヤ用チューブ。
  11.  前記保護カバーが、幅5~10mm、厚さ0.5mm以下の帯状体である請求項10記載のタイヤ用チューブ。
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