WO2012077373A1 - ストリップ、その製造方法および空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents

ストリップ、その製造方法および空気入りタイヤの製造方法 Download PDF

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睦樹 杉本
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Definitions

  • the present invention relates to a strip for an inner liner used in a pneumatic tire, a method of manufacturing the strip, and a method of manufacturing a pneumatic tire using the strip.
  • the rubber composition for the inner liner is, for example, to improve the air permeation resistance of the tire by using a rubber compound mainly composed of butyl rubber containing 70 to 100% by mass of butyl rubber and 30 to 0% by mass of natural rubber.
  • the rubber composition containing butyl rubber as a main component contains about 1% by mass of isoprene, which combines with sulfur, a vulcanization accelerator and zinc flower to enable crosslinking between rubber molecules.
  • the above butyl rubber needs to have a thickness of about 0.6 to 1.0 mm for passenger car tires and about 1.0 to 2.0 mm for truck and bus tires in a normal composition, but the weight reduction of the tires is achieved. For this reason, there is a demand for a polymer which is more excellent in air permeation resistance than butyl rubber, and which can make the thickness of the inner liner layer thinner.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-215007
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-254906 disclose that the tire is filled with internal pressure in order to prevent deterioration of tire uniformity (uniformity).
  • the inner liner, the carcass ply, the non-stretching bead, the belt, the tread rubber, the sidewall rubber, and the like are sequentially attached to the outside of the core body to form an unvulcanized tire.
  • it has been proposed to improve the uniformity of the tire by removing the unvulcanized tire from the core body or by charging the core body together with the core body into a vulcanizing press and performing vulcanization.
  • thermoplastic resin has a smaller thickness than the butyl rubber inner liner, and achieves high air permeation resistance.
  • a method has also been proposed in which an inner liner material obtained by extruding a thermoplastic resin strip is wound around a former. Here, when the strips are wound, they are made to overlap with each other, but a step is formed in the overlap portion to cause air accumulation.
  • the inner liner of a thermoplastic resin having a good air-retaining property can not release the air in the air pool, and the tire is manufactured in a state in which the air is held after vulcanization.
  • air is mixed between the inner liner and the insulation or the carcass ply to cause a so-called air-in phenomenon in which a large number of small balloon-like air reservoirs appear.
  • the appearance of such a mottled pattern due to air-in on the inner surface of the tire gives the user the impression that the appearance is bad.
  • air is a starting point during traveling, and the inner liner may be cracked to reduce the internal pressure of the tire, and in the worst case, the tire may burst.
  • the inner liner causes a large shear strain in the vicinity of the shoulder when the tire is running, but when a material containing a thermoplastic resin is used as the inner liner, this shear strain causes peeling at the bonding interface between the inner liner and the carcass ply. And there is a problem that tire air leakage occurs.
  • Patent Document 3 manufactures a tire from a strip of a film laminate in which a thermoplastic resin and a thermoplastic elastomer are blended.
  • a laminate gas barrier properties and adhesion can be improved, and bonding between ribbon-like strips is enabled.
  • a step is generated by overlapping the strip with respect to the smooth former outer peripheral surface, and the step becomes an air reservoir, which may cause air-in in the tire interior after vulcanization.
  • the present invention provides a ribbon strip for use in an inner liner and a method of manufacturing the same. Since the conventional strip has a flat rectangular cross-sectional shape, when stacking a ribbon-shaped strip having a predetermined width to form a wider sheet, a thickness is formed at the overlapping portion of both ends of the strip Be done. Therefore, in the present invention, a ribbon-like strip is formed of a laminate in which both ends of the inner surface layer and the outer surface layer are bonded with a predetermined distance offset.
  • the inner liner is formed by winding the inner liner by winding around the outer peripheral surface of the core body so that the both ends thereof fit between the strips, so that the inner liner approximate to the inner surface shape of the vulcanized tire can be formed. As a result, air-in of the tire is eliminated, adhesion between the inner liner and the carcass ply is improved, and crack growth due to repeated bending deformation during running of the tire is reduced.
  • the strip of the present invention is formed by laminating the inner surface layer and the outer surface layer of a styrenic thermoplastic elastomer of a specific material, thereby achieving weight reduction and reducing the rolling resistance of the tire. Furthermore, the inner liner is prevented from being broken or deformed by the heat and pressure of the bladder at the time of the vulcanization process, and the generation of scratches and air accumulation on the inner surface of the tire is eliminated.
  • the present invention is a strip for winding along the outer peripheral surface of a molding drum or core of a tire to form an inner liner, the strip being disposed on an inner layer disposed on the inner side of the tire and the outer side of the tire Of the outer surface layer, with their widthwise ends shifted by 0.5 to 30 mm in the width direction, and at least one layer of the inner surface layer is an elastomer comprising a styrene-isobutylene-styrene block copolymer
  • a strip comprising a composition, characterized in that at least one layer of the outer layer is composed of a thermoplastic elastomer composition.
  • the width (W0) of the strip is preferably 5 mm to 40 mm, and the thickness (T0) of the strip is preferably 0.02 to 1.0 mm.
  • the thermoplastic elastomer composition of the outer surface layer preferably contains either a styrene-isoprene-styrene block copolymer or a styrene-isobutylene block copolymer.
  • Another embodiment of the present invention is a method for producing the strip, comprising the steps of: (a) extruding the thermoplastic elastomer to form a sheet by an extruder equipped with an extruder body and an extrusion head; (b) A forming step of passing the sheet between a die roller and a nip roller and transferring the shape of the die roller to the sheet to form an inner layer and an outer layer of a designed shape; (c) the inner layer and the outer layer And (d) pasting the inner and outer layer layers by shifting their both ends in the longitudinal direction by 0.5 to 30 mm to form a strip.
  • a method of manufacturing a strip characterized in that
  • Another embodiment of the present invention relates to a method of manufacturing a pneumatic tire characterized by forming an inner liner by winding the strips while shifting the side edges of the strip along the circumferential direction of a molding machine drum.
  • winding is performed while shifting the side edges of the strip along the circumferential direction of the outer peripheral surface of the core body to form an inner liner having a shape close to the finished cross section.
  • the present invention relates to a method of manufacturing a pneumatic tire that is characterized.
  • the core body has an outer peripheral surface similar to the inner surface of the tire when filled with 5% internal pressure.
  • the core preferably has an outer peripheral surface smaller than the inner surface of the tire when filled with 5% internal pressure.
  • the method for producing a pneumatic tire according to the present invention comprises the steps of: forming an unvulcanized tire molded using the strip on the outside of the core body; and adding the unvulcanized tire removed from the core body. It can include a vulcanizing step of charging into a vulcanizing mold and vulcanizing and forming.
  • the unvulcanized tire be vulcanized by a stretch of 0.1 to 2.0% in the radial direction by the expansion of the bladder disposed on the inner cavity side.
  • the unvulcanized tire is preferably vulcanized by a 0.1 to 2.0% radial stretch due to the expansion of a bladder disposed on the inner cavity side.
  • a molding step of forming an unvulcanized tire molded using the strip on the outside of the core body, the unvulcanized tire and the core body, Both are put into a vulcanizing mold, and the vulcanizing mold and the core body can be heated to vulcanize the tire.
  • an inner liner is formed by winding a strip with an inner surface layer and an outer surface layer of a thermoplastic elastomer composition, and winding the outer circumferential surface of a molding drum or core of a tire so that both ends fit each other. Therefore, the level difference of the fitting portion of the strip is alleviated, and the air-in can be eliminated. Also, the adhesion to the adjacent carcass ply is improved, and the flex crack growth of the inner liner can be reduced.
  • the inner liner is formed by using the strip, the thickness can be adjusted in accordance with the arrangement portion of the tire. For example, only the buttress portion can be made thicker to improve the gas barrier properties and tire durability. Moreover, since it is a ribbon-like strip, it can be applied to tires of various sizes. In addition, by using a thermoplastic elastomer, the air barrier property can be maintained, and the overall thickness can be reduced, whereby weight reduction can be achieved.
  • FIG. 1 is a schematic view of an apparatus for producing the strip of the present invention. It is sectional drawing which shows the space
  • 1 is a schematic cross-sectional view of a strip of the present invention.
  • 1 is a schematic cross-sectional view of a strip of the present invention.
  • 1 is a schematic cross-sectional view of a strip of the present invention.
  • 1 is a schematic cross-sectional view of a strip of the present invention.
  • 1 is a schematic cross-sectional view of a strip of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a strip of the present invention. It is a schematic sectional drawing of the conventional strip. It is a schematic sectional drawing of the conventional strip. It is the cross-sectional shape of the core body used for shaping
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the right half of the pneumatic tire.
  • the pneumatic tire 1 has a tread portion 2 and sidewall portions 3 and bead portions 4 so as to form a toroidal shape from both ends of the tread portion.
  • the bead core 5 is embedded in the bead portion 4.
  • a carcass ply 6 provided from one bead portion 4 to the other bead portion and terminating adjacent to the bead core 5 and a belt comprising at least two plies on the outside of the crown portion of the carcass ply 6 Layer 7 is arranged.
  • the belt layer 7 usually crosses two plies made of cords such as steel cords or aramid fibers between the plies so that the cords usually form an angle of 5 to 30 ° with respect to the tire circumferential direction.
  • a topping rubber layer can be provided on the outer sides of both ends of the belt layer to reduce the peeling of both ends of the belt layer.
  • organic fiber cords such as polyester, nylon, aramid, etc. are arranged at approximately 90 ° in the tire circumferential direction, and bead apex 8 extending in the sidewall direction from the end of carcass ply and the vicinity of bead core 5 is arranged. .
  • an inner liner 9 extending from one bead portion 4 to the other bead portion 4 is disposed on the inner side in the tire radial direction of the carcass ply 6.
  • the present invention relates to a method of manufacturing a pneumatic tire provided with an inner liner inside the tire, and a strip for molding the inner liner.
  • the inner liner is manufactured by spirally winding a ribbon-shaped strip in which a plurality of layers are laminated by forming offsets at both ends on the outer peripheral surface of a forming drum or core of a tire.
  • the strip is formed of a laminate of an inner surface layer LB disposed on the side of the forming drum or the core and an outer surface layer LA disposed on the outer side thereof.
  • the inner layer comprises styrene-isobutylene-styrene triblock copolymer (SIBS) and the outer layer LA is a thermoplastic elastomer, in particular styrene-isoprene-styrene triblock copolymer (SIS) and styrene-isobutylene diblock co-block copolymer It contains at least one of polymers (SIB).
  • SIBS styrene-isobutylene-styrene triblock copolymer
  • SIS styrene-isoprene-styrene triblock copolymer
  • SIB polymers
  • FIG. 4 shows a cross-sectional view of three strips 10 arranged in parallel on a forming drum D.
  • the strip 10 is composed of a laminate of an inner surface layer LB adjacent to the drum side and an outer surface layer LA disposed on the outer side, and both are disposed with a predetermined distance L shifted in the width direction.
  • the strip as a whole has a portion where the inner surface layer LB and the outer surface layer LA overlap (hereinafter also referred to as "strip main body") and a non-overlapping portion at both ends (hereinafter also referred to as "ear portion").
  • the width (W0) of the strip is 5 mm to 40 mm. If the strip width (W0) is out of the above range, when forming the inner liner with the strip, the accuracy of the contour shape may be reduced, and the fitting accuracy of both ends may be further reduced.
  • the thickness (T0) of the strip is adjusted in the range of 0.02 mm to 1.0 mm, preferably in the range of 0.1 mm to 0.5 mm. If the thickness (T0) is smaller than 0.02 mm, dimensional accuracy is reduced at the time of forming the inner liner, and it is necessary to increase the number of windings. On the other hand, when the thickness (T0) exceeds 1.0 mm, when the strip is wound, the joint portion of the strip becomes distorted and the accuracy of the contour shape is lowered, and the weight of the tire is further increased. Resistance will be worse.
  • the offset (L) between the inner layer LB and the outer layer LA of the strip is in the range of 0.5 mm to 30 mm, preferably in the range of 1 mm to 20 mm. If the shift amount (L) is smaller than 0.5 mm, the effect of changing the winding on the drum and smoothing the unevenness formed on the surface is small. If the amount of displacement (L) exceeds 30 mm, the thickness dimension of the cross section of the inner liner formed by joining the strips may become nonuniform.
  • the inner layer LB functions as a gas barrier layer, and the thickness (TB) is preferably adjusted in the range of 0.01 mm to 0.6 mm. If it is less than 0.01 mm, extrusion molding becomes difficult, the number of times is unnecessarily increased in order to form an inner liner of a predetermined thickness, and the inner layer is torn by pressing pressure when vulcanizing a green tire. There is a possibility that the air leak phenomenon may occur in the tire which is made.
  • the thickness (TB) of the inner layer LB is preferably in the range of 0.05 mm to 0.5 mm.
  • the inner surface layer LB can be composed of a single layer or a laminate of multiple layers.
  • the outer surface layer LA functions as an adhesive layer to enhance adhesion with an adjacent rubber member, for example, a carcass ply, and its thickness (TA) is adjusted in the range of 0.01 mm to 0.4 mm.
  • the thickness (TA) of the outer surface layer LA means the thickness when the outer surface layer LA consists of only one layer, and the thickness of the plural layers when the outer surface layer LA consists of a plurality of layers.
  • the thickness of the outer layer LA is less than 0.01 mm, the outer layer LA is broken by the pressing pressure when the green tire is vulcanized by applying the strip of the laminate to the inner liner, and the vulcanization adhesion is reduced. There is a risk of
  • the thickness of the outer surface layer LA exceeds 0.4 mm, the weight of the tire may increase and the fuel economy performance may decrease.
  • the thickness of the outer surface layer LA is preferably 0.03 to 0.3 mm.
  • FIG. 4 is a laminate of an inner surface layer LB of one layer and an outer surface layer LA of one layer on the outer surface of the forming drum D.
  • FIG. 5 is configured as a laminate of one inner surface layer LB and two outer surface layers LA1 and LA2.
  • FIG. 6 is configured as a laminate of two inner surface layers LB1 and LB2 and one outer surface layer LA.
  • FIG. 7 is configured as a laminate of two inner surface layers LB1 and LB2 and two outer surface layers LA1 and LB2.
  • FIG. 8 is configured as a laminate of one inner surface layer LB and one outer surface layer LA, and its cross-sectional shape is a rhombus.
  • FIGS. 9A and 9B are each configured as a laminated body of an inner layer LB and an outer layer LA each having a cross-sectional shape close to an ellipse.
  • FIG. 10A is a laminate of an inner surface layer LB of rectangular cross section and an outer surface layer LA of rectangular cross section
  • FIG. 10B is a laminate of an inner surface layer LB of rectangular cross section and an outer surface layer LA of rectangular cross section. It is done. In these strips, the length of the sloped section is defined as the amount of shift (L).
  • the both ends (ears) of the adjacent strips are properly fitted and not uneven in thickness when the strip is rolled back on the drum to form the inner liner.
  • a junction can be formed, and the unevenness of the thickness difference in the junction can be alleviated.
  • the strip manufacturing apparatus 11 comprises an extrusion device 13 for extruding a sheet 12A of a thermoplastic elastomer having a horizontally long rectangular cross section, a nip roller 14A disposed near the extrusion port 16 and a mold roller 14B.
  • the extrusion device 13 comprises an extruder main body 13A having a screw shaft 15, and an extrusion head 13B for forming a sheet of thermoplastic elastomer discharged from the extruder main body 13A and extruding it from the extrusion port 16.
  • the extruder main body 13A kneads and melts the supplied thermoplastic elastomer by means of the screw shaft 15 driven by an electric motor having a decelerating function. Further, the extrusion head 13B is provided with a die 17 for extrusion molding which is attached to the end of the extruder main body 13A and which constitutes the extrusion port 16.
  • the nip roller 14A and the mold roller 14B constitute a pair of upper and lower rollers, and are held in the lateral direction orthogonal to the extrusion direction from the extrusion port 16.
  • the nip roller 14A and the mold roller 14B are driven and controlled to rotate at the same speed and in synchronization with each other.
  • the shape of the gap between the nip roller 14A and the mold roller 14B approximates the cross-sectional shape of the strip 12, as shown in FIG.
  • “approximated” is substantially similar to the cross-sectional shape of the strip 12, and the expansion ratio is generally in the range of 0.50 to 0.90 in consideration of expansion, and the gap K is It is small.
  • the strip 12 is formed by the gap portion K formed by the recessed portions 14a and 14b by closing the nip roller 14A and the die roller 14B.
  • the sheet 12 ⁇ / b> A having a horizontally long rectangular shape is formed using the extrusion device 13, and the shape of the mold roller is sheet-transferred to form the strip 12 under the condition that heat generation does not occur in mold roller forming. .
  • the strip 12 is separated from the mold roller 14B by the free roller 18A and processed into a final shape.
  • the sheet 12A may be laminated in a plurality of layers before being formed into the strip 12. Therefore, the accuracy and stability of the dimensions can be enhanced, and the manufacturing efficiency can be improved by, for example, eliminating the need for a knife cutting operation for width adjustment which has been required in calendering.
  • the manufacturing apparatus of the strip of this invention can bond two types of sheets obtained by separate extrusion apparatus, and can manufacture a strip.
  • a sheet 12B manufactured by another extrusion device (not shown) and the above-described sheet 12A are passed through a pair of free rollers 18A and 18B, and both ends of each of the sheet 12A and the sheet 12B.
  • Strips 12 can be manufactured that are bonded together to form offsets.
  • a strip can also employ
  • the opening height (HA1) of the extrusion port 16 in the extrusion head 13B is 2 to 7 times the thickness of the sheet 12A
  • the opening width (WA1) of the extrusion port 16 is the sheet 12A. It is preferable to set the width to 0.7 to 1.0 times the width of.
  • the processing rate in mold roller forming becomes excessive and the quality of the strip 10 And accuracy is reduced.
  • the accuracy of the width becomes unstable, and it is necessary to maintain the width accuracy by knife cutting.
  • the opening height (HA1) is smaller than twice the sheet thickness, the sheet thickness at the time of extrusion is reduced to obtain the strip 10 of 1.0 mm or less, so the extrusion pressure becomes high. , The dimensions become unstable.
  • the opening width (WA1) exceeds 1 times the sheet width, the processing rate becomes too small, the sheet 12A is cut off, and the dimensional stability also decreases.
  • the mold release treatment is, for example, a method of nitriding the roller surface (radical nitriding, cannac treatment) to form a Cr—N coating (hardness Hv: 200 to 800, film thickness: 25 to 500 ⁇ m) Plating (hardness Hv: 800 to 1000, film thickness: 25 to 1000 ⁇ m) impregnated with diamond, diamond like carbon (DLC) coating (hardness Hv: 2000 to 7000, film thickness: 0.2 to 3). Conventional techniques such as 0 ⁇ m) and Teflon (registered trademark) coating (hardness Hv: 100 to 500, film thickness: 0.1 to 0.5 ⁇ m) can be employed.
  • the strip of the present invention is composed of a laminate of an inner surface layer LB having a gas barrier function and an outer surface layer LA having an adhesive function.
  • the inner layer LB needs to contain styrene-isobutylene-styrene block copolymer (SIBS).
  • SIBS styrene-isobutylene-styrene block copolymer
  • a thermoplastic elastomer preferably a styrenic thermoplastic elastomer composition is used for the outer surface layer LA.
  • the inner liner By manufacturing the inner liner using the laminate strip in which the inner surface layer LB and the outer surface layer LA of the above-mentioned material are shifted in the width direction by a fixed amount, the surface unevenness can be reduced and smoothed, and the unevenness is large. Thus, it is possible to obtain a pneumatic tire which is free of air accumulation and the like and excellent in air blocking property.
  • the inner layer LB includes styrene-isobutylene-styrene triblock copolymer (SIBS). Since the film made of SIBS has excellent air permeation resistance due to the isobutylene block origin of SIBS, a pneumatic tire excellent in air permeation resistance can be obtained when SIBS is used for the inner liner. In addition, since SIBS suppresses deterioration and curing due to complete saturation of molecular structures other than aromatic and has excellent durability, when SIBS is used as an inner liner, a pneumatic tire with excellent durability is obtained. be able to.
  • SIBS styrene-isobutylene-styrene triblock copolymer
  • the molecular weight of SIBS is preferably 50,000 to 400,000, as measured by GPC, from the viewpoint of flowability, molding process, rubber elasticity and the like. If the weight average molecular weight is less than 50,000, the tensile strength and the tensile elongation may be lowered, and if it exceeds 400,000, the extrusion processability may be deteriorated, which is not preferable.
  • the content of the styrene component in SIBS is preferably 10 to 30% by mass, and more preferably 14 to 23% by mass, from the viewpoint of improving air permeability and durability of SIBS.
  • the degree of polymerization of each block of the SIBS is about 10,000 to 150,000 for isobutylene from the viewpoints of rubber elasticity and handling (the degree of polymerization is less than 10,000 becomes liquid), and styrene And preferably about 5,000 to 30,000.
  • SIBS can be obtained by a common living cationic polymerization method of vinyl compounds. For example, in JP-A-62-48704 and JP-A-64-62308, living cationic polymerization of isobutylene with another vinyl compound is possible, and by using isobutylene and another compound as the vinyl compound. It is disclosed that polyisobutylene-based block copolymers can be produced.
  • SIBS can be blended as a polymer component in a range of 5% by mass to 100% by mass. If the SIBS is less than 5% by mass, the air blocking property may be reduced.
  • the content of SIBS in the inner layer is preferably in the range of 10% by mass to 80% by mass from the viewpoint of securing the air barrier property.
  • the elastomer composition of the inner layer can contain butyl rubber or natural rubber (including isoprene rubber) as a polymer component in the range of 60% by mass to 95% by mass. If the content of butyl rubber or natural rubber (including isoprene rubber) is less than 60% by mass, the viscosity is high and extrusion processability may be deteriorated, and thinning (weight reduction) may not be possible. There is a possibility that the sex may decrease. In order to enhance the unvulcanized adhesion and the vulcanized adhesion of the elastomer composition, the range of 70% by mass to 90% by mass is preferable.
  • the inner layer may be formed of a plurality of layers in addition to a single layer.
  • at least one layer needs to be composed of the layer containing the SIBS.
  • the third layer is made of a material having excellent adhesion to the molding drum and the core at the time of molding as described later and a material having excellent releasability after vulcanization.
  • the outer layer LB used for the strip of the present invention is a thermoplastic elastomer, in particular, among styrene thermoplastic elastomers, styrene-isoprene-styrene triblock copolymer (hereinafter also referred to as "SIS”) or thylene-isobutylene. It is preferable to include at least one of diblock copolymers (hereinafter, also referred to as "SIBs").
  • SIBs diblock copolymers
  • the isoprene block of the styrene-isoprene-styrene triblock copolymer (SIS) is a soft segment, the polymer film made of SIS is easy to cure and adhere to the rubber component. Therefore, when a polymer film made of SIS is used for the inner liner, the inner liner is excellent in adhesion to, for example, the rubber layer of the carcass ply, so that a pneumatic tire excellent in durability can be obtained.
  • the molecular weight of the SIS is preferably 100,000 to 290,000 as measured by GPC in terms of rubber elasticity and moldability. If the weight average molecular weight is less than 100,000, the tensile strength may be lowered, and if it exceeds 290,000, the extrusion processability is unfavorably deteriorated.
  • the content of the styrene component in SIS is preferably 10 to 30% by mass from the viewpoints of tackiness, adhesiveness and rubber elasticity.
  • the degree of polymerization of each block in SIS is preferably about 500 to 5,000 for isoprene and about 50 to 1,500 for styrene from the viewpoint of rubber elasticity and handling.
  • the SIS can be obtained by a general polymerization method of a vinyl compound, and can be obtained, for example, by a living cationic polymerization method.
  • the SIS layer can be obtained by film-forming the SIS by a conventional method of film-forming a thermoplastic resin such as extrusion molding, calendar molding, or a thermoplastic elastomer.
  • the isobutylene block of the styrene-isobutylene diblock copolymer (SIB) is a soft segment, the polymer film made of SIB is easy to cure and adhere to the rubber component. Therefore, when a polymer film made of SIB is used as an inner liner, the inner liner is excellent in adhesion to an adjacent rubber forming, for example, a carcass or an insulation, so that a pneumatic tire excellent in durability is obtained. Can.
  • SIB it is preferable to use one having a linear molecular chain from the viewpoint of rubber elasticity and adhesiveness.
  • the molecular weight of SIB is not particularly limited, but from the viewpoint of rubber elasticity and moldability, it is preferable that the weight average molecular weight by GPC measurement is 40,000 to 120,000. If the weight average molecular weight is less than 40,000, the tensile strength may be lowered, and if it exceeds 120,000, the extrusion processability may be deteriorated, which is not preferable.
  • the content of the styrene component in the SIB is preferably 10 to 35% by mass from the viewpoints of tackiness, adhesiveness and rubber elasticity.
  • the degree of polymerization of each block in SIB is preferably about 300 to 3,000 for isobutylene and about 10 to 1,500 for styrene from the viewpoint of rubber elasticity and handling.
  • the SIB can be obtained by a general polymerization method of a vinyl compound, and can be obtained, for example, by a living cationic polymerization method.
  • a living cationic polymerization method For example, according to WO 2005/033035, methylcyclohexane, n-butyl chloride and cumyl chloride are added to a stirrer, cooled to -70 ° C, reacted for 2 hours, and then a large amount of methanol is added.
  • a process is disclosed in which the reaction is stopped and vacuum dried at 60 ° C. to obtain SIB.
  • the SIB layer can be obtained by film-forming the SIB by a conventional method of film-forming a thermoplastic resin such as extrusion molding, calendar molding, or a thermoplastic elastomer.
  • the third layer disposed on the side in contact with the inner surface layer and adjacent to the core or forming drum adheres to the core or forming drum during forming to facilitate forming, Materials that are easily demolded after vulcanization are preferred.
  • SBS styrene-butadiene-styrene block copolymer
  • SEBS styrene-ethylene-butene-styrene block copolymer
  • SBBS styrene-butadiene / butylene- Styrene-based thermoplastic elastomers
  • the molecular structure may have an epoxy group, for example, epoxy-modified styrene-butadiene-of Epofriend A 1020 (weight average molecular weight is 100,000, epoxy equivalent is 500) manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd. Styrene copolymer (epoxidized SBS) can be used.
  • epoxy-modified styrene-butadiene-of Epofriend A 1020 weight average molecular weight is 100,000, epoxy equivalent is 500
  • Styrene copolymer epoxidized SBS
  • the method of manufacturing a pneumatic tire according to the present invention is manufactured including a method of molding an inner liner, a step of molding a green cover, and a step of vulcanizing the green cover.
  • the forming of the inner liner is carried out using the core body N shown in FIG. 13 according to the schematic drawing shown in FIG.
  • the inner liner is formed by winding the strip 10 around the outer peripheral surface 22 of the core N along the circumferential direction while shifting the side edges, as shown in FIG.
  • the strip 10 is formed in a ribbon shape having, for example, a width W0 of about 5 to 40 mm and a thickness T0 of about 0.05 to 1.0 mm.
  • one end of the strip 10 is attached to the outer peripheral surface 22 of the core body N, and thereafter, the core body N is rotated by the support shaft DA and the strip 10 at a predetermined pitch in the rotation axis direction. Move it.
  • the inner liner 9G (FIG. 15) made of the strip 10 can be disposed on a part of or the entire area of the outer peripheral surface 22 of the core N.
  • a strip forming method is called a so-called strip-wind method and can be employed to form a complex three-dimensional shape.
  • a wide strip can be wound around the tread area in forming the inner liner, and strip-winding methods can be adopted on the side portions on both sides thereof.
  • the strips 10 are engaged with each other at both ends of adjacent strips during winding, so that substantially no step is formed between the strips.
  • the forming method shown in FIG. 11 formed with one layer of strip L1
  • FIG. 12 formed with two layers of strip L1 and L2 using a strip having a rectangular cross section
  • It is about twice as large as the unevenness when joining by the strip forming method of the present invention.
  • the strip of the present invention when used, it is easy to approximate the finished cross-sectional shape required for the inner liner. Furthermore, a smooth contour shape can be obtained, and the occurrence of surface damage after vulcanization can be prevented.
  • the inner liner can be formed with the same number of winding times as the conventional strip of the same thickness, and the reduction of production efficiency and the generation of air residue can be suppressed.
  • the inner liner 9G is attached to the outside of the core N and the base of the clinch rubber 4G is For example, it is configured in a rectangular shape in cross section, and is wound around the flange surface 23 in a ring shape.
  • the core N has a three-dimensional outer peripheral surface 22 similar to the inner surface shape of the product tire when the product tire is filled with an internal pressure of 5%, and the end of the outer peripheral surface on the bead side and axially outside And a pair of flange surfaces 23 extending in each of the
  • the inner surface shape of the tire is the inner surface shape of the product tire.
  • "when the product tire is filled with 5% internal pressure” means that the normal internal pressure of the tire is reduced to an internal pressure of 5% of the normal internal pressure.
  • the cross-sectional shape of this 5% internal pressure filled tire is similar to the cross-sectional shape of the tire in a vulcanized mold.
  • the core body N of the present embodiment is exemplified in FIG. 13 by an assembly type formed of a plurality of divided pieces P1 to P4 which can be divided in the tire circumferential direction. Therefore, after the raw cover 1G is formed on the outside of the core body N, the divided pieces P1 to P4 can be disassembled from the raw cover 1G and taken out in a predetermined order.
  • the core body N is not limited to the assembly type as in the present embodiment, and fluid pressure is used if the outer peripheral surface 22 has a rigidity that does not substantially deform during green cover molding.
  • Various types such as an inflatable type, a retractable type, and a drum type capable of expanding and reducing the diameter in the tire radial direction can be adopted.
  • the core body N of the present embodiment is cantilevered and rotatably supported by the support shaft DA.
  • a metal material such as duralmin which is resistant to the heat and pressure at the time of the vulcanization is preferable.
  • the core body N is preferably made of a resin material or the like excellent in handleability.
  • a step of forming a bead core is performed outside the inner liner 9 in the bead region.
  • the bead core is formed by, for example, spirally winding a plurality of continuously supplied bead wires from the base of the clinch rubber in the radial direction of the tire.
  • a ring-shaped clasp or the like capable of forming a small gap between the outer surface of the inner liner 9 and the flange surface 23, for example.
  • the step of arranging the bead core 5G and the apex 8G is performed. Further, the clinch rubber 4G is disposed on the axially outer side of the tire. Further, a belt layer 7G, sidewall rubber 3G, and tread rubber 2G are respectively disposed.
  • Each tire material can be wound by an integral extrusion method, but a complex three-dimensional shape such as, for example, sidewall rubber 3G can be appropriately formed by the above-described strip wind method.
  • the raw cover 1G is formed on the outside of the core body N.
  • the core body N is removed from the inside of the green cover 1G, and thereafter, as shown in FIG. 17, the green cover 1G from which the core body is removed is vulcanized.
  • a vulcanization molding step of vulcanization molding with a mold M is performed.
  • the vulcanized mold M has a molding surface Ma which comes in contact with the outer surface of the green cover 1G and gives it a predetermined shape.
  • a known split mold or the like is used for the vulcanizing mold M.
  • a bladder B capable of expansion and contraction is disposed in the lumen of the raw cover 1G set in the vulcanizing mold M.
  • the inflated bladder B comes into contact with the inner cavity surface of the green cover 1G and strongly presses the green cover 1G against the molding surface Ma to ensure vulcanization molding of the tire. By this action, radial and radial stretches occur on the raw cover 1G.
  • the stretch in the radial direction and / or the radial direction of the green cover 1G is performed so as to have a small value.
  • the end of the carcass cords does not vary even in the vulcanization molding step, and a pneumatic tire that is uniformed with great precision in the circumferential direction of the tire is reliably manufactured.
  • the tension acting on the cord of the belt layer can be kept very small, the change in the angle of the belt cord during vulcanization can be reduced, and the cord angle can be controlled very accurately. Therefore, according to the manufacturing method of the present embodiment, it is possible to manufacture a pneumatic tire excellent in uniformity.
  • the stretch in the radial direction and / or the radial direction of the green cover 1G at the time of vulcanization molding is preferably 2.0% or less, more preferably 1.5% or less, and particularly preferably 1.0% or less.
  • the adjustment of the stretch can be appropriately performed, for example, by changing the relative relationship between the shape of the outer peripheral surface 22 of the core body N and the shape of the molding surface Ma of the vulcanized mold M. That is, by making the outer peripheral surface 22 of the core N relatively smaller than the molding surface Ma of the vulcanized mold M, the stretch becomes larger, and conversely, the outer peripheral surface 22 of the core N is made relative
  • the stretch can be made smaller by making it as large as possible.
  • the “radial stretch” is calculated from the inner diameter Ri at the position of the tire equator C in the 5% internal pressure filling state of the finished tire and the outer diameter Ro at the position of the equator Nc of the core N according to the following equation It can be calculated.
  • the inner diameter Ri is approximately the tire design dimension from the inner diameter Mr of a portion of the molding surface Ma of the vulcanizing mold M for vulcanizing the tire equator (except for the protrusion Mp for forming the tread groove). It can be approximately determined by reducing the distance twice the tread thickness at.
  • radial direction stretch means the radial path length from one bead to the other bead toe in the tire internal cavity under the 5% internal pressure filling condition of the finished tire (the path length is along the shape
  • periferri length to be measured is the same as the following.) It can be calculated according to the following equation from Li and the path length Lo (shown in FIG. 16) of the outer peripheral surface of the core body N.
  • Radial direction stretch (%) ⁇ (Li-Lo) ⁇ 100 ⁇ / Lo
  • the stretch in the radial direction exceeds 2.0%, the variation in carcass cord ends, the variation in cord change in the belt layer 7 and the like tend to be large, and sufficient improvement in uniformity can not be expected.
  • the stretch in the radial direction exceeds 2.0%, when the tread portion is strongly pressed against the protrusion Mt for forming the tread groove of the vulcanized mold M, the arrangement of the belt cord or the like tends to be disturbed.
  • the lower limit of the stretch is 0%. That is, for example, the cross-sectional shape of the finished tire in the 5% internal pressure filling state and the raw cover 1G may be substantially the same shape.
  • the raw cover 1G molded according to the present invention is because the tension of the carcass cords is made uniform on the tire circumference as compared with the case of passing through the conventional expansion deformation process.
  • the radial and / or radial stretch of the green cover during vulcanization is more preferably 0.1% or more, still more preferably 0.2% or more, and particularly preferably 0.3% or more It is desirable to determine the shape of the outer peripheral surface 22 of the core N so that
  • the green cover 1G can be vulcanized together with the core N.
  • the process of removing and transferring the raw cover 1G becomes unnecessary, it is possible to prevent the deformation and the like of the raw cover 1G that is likely to occur at that time, and it is possible to manufacture a pneumatic tire excellent in uniformity.
  • thermoplastic elastomers SIBS, SEBS and SIS used for the production of the strip of the invention are as follows.
  • SIBS Sibustar SIBSTAR 102T (Shore A hardness: 25, styrene component content: 25 mass%, weight average molecular weight: 100,000)” manufactured by Kaneka Co., Ltd. was used.
  • Twin-screw extruder (screw diameter: ⁇ 50 mm, L / D: 30, cylinder temperature: 220 ° C) for T-die extruder (screw diameter: ⁇ 80 mm, L / D: 50, die gap width: 500 mm, cylinder temperature: 220 ° C).
  • the sheet was passed through a nip roller 14A and a mold roller 14B to produce a sheet 12A having a predetermined shape at both ends.
  • the multi-layered sheet 12A has a multi-layered structure by co-extruding a thermoplastic elastomer using the extruder.
  • the second sheet 12B manufactured by another extruder is passed through a pair of free rollers 18A and 18B, respectively, and bonded together so as to form a fixed offset amount to each other to manufacture a strip 12.
  • the specifications of the strip manufactured here are as shown in Table 1.
  • the above strip was wound around the outer peripheral surface of the core as shown in FIG. 14, and both ends of the adjacent strip mutually formed a joint to form a wide sheet-like inner liner.
  • SIBS SIBS
  • SEBS SEBS
  • SIS SIS
  • a pneumatic tire with a tire size of 195 / 65R15 was produced by using a strip based on the specifications of Table 1 formed on a drum into an inner liner.
  • the vulcanization was performed by pressing at 170 ° C. for 20 minutes, cooling at 100 ° C. for 3 minutes without removing from the vulcanizing mold, and then removing from the vulcanizing mold.
  • the inner layer and outer layer of the strip are offset, and in Comparative Examples 1 to 3, none of the strips is offset.
  • the outer periphery of the core has a shape similar to the inner surface of the tire when the tire is filled with 5% internal pressure.
  • the radial stretch of each comparative example and example is 1%, and the radial stretch is 1%.
  • Uniformity index (Uniformity of Comparative Example 1 / Uniformity of each example) ⁇ 100 ⁇ Bending crack growth test>
  • the inner liner was cracked in the endurance running test of the prototype tire, and the peeling state was evaluated.
  • Assemble the prototype tire on JIS J rim 15 times 6JJ set the tire internal pressure to 150 KPa lower than usual, load 600 kg, speed 100 km / h, and observe the inside of the tire at a traveling distance of 20,000 km, crack, The number of peeling was measured and indicated by a relative value to Comparative Example 1.
  • Crack growth resistance index (number of cracks in comparative example 1 / number of cracks in each case) ⁇ 100 ⁇ Static air pressure reduction rate>
  • the prototype tire was assembled on a JIS standard rim 15 ⁇ 6 JJ, sealed with an initial air pressure of 300 kPa, left at room temperature for 90 days, and the reduction rate of the air pressure was calculated in one month. The smaller the value, the less the air pressure is reduced, which is preferable.
  • Air-in performance is A
  • Uniformity is 100 or more
  • Flexural crack growth is 100 or more
  • Static air pressure reduction rate is 2.6 or less Any one of (a) to (d) satisfies the following conditions
  • the cases were designated as comprehensive judgments B and C. In the case of multiple judgments, the lower of the evaluation was adopted.
  • Air-in performance is B, C
  • Uniformity is less than 100
  • Flexural crack growth is less than 100
  • Static air pressure reduction rate is greater than 2.6 ⁇ Evaluation result of tire>
  • Comparative Examples 1 to 3 are examples in which the strips are not offset
  • Examples 1 to 8 are examples in which a constant offset is formed on the inner layer and the outer layer of the strip. It is recognized that the examples of the present invention are superior to the comparative examples in air-in performance, flex crack growth and static air pressure reduction rate.
  • the inner liner using the strip of the present invention can be applied to various methods of manufacturing pneumatic tires for passenger cars, pneumatic tires for trucks, buses, heavy machinery and the like.

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  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

　インナーライナーに用いられるリボン状のストリップ及びその製造方法に関し、タイヤの成形ドラムまたは中子体の外周面に沿って巻き付けてインナーライナーを形成するためのストリップであって、該ストリップは、タイヤ内側に配置される内面層とタイヤ外側に配置される外面層を、それらの幅方向の端部が幅方向に０．５～３０ｍｍずらして貼り合わされており、前記内面層の少なくとも１つの層は、スチレン－イソブチレン－スチレンブロック共重合体を含むエラストマー組成物で構成されており、前記外面層の少なくとも１つの層は熱可塑性エラストマー組成物で構成されている。

Description

ストリップ、その製造方法および空気入りタイヤの製造方法
　本発明は空気入りタイヤに使用されるインナーライナー用のストリップ、該ストリップの製造方法、さらにそのストリップを用いた空気入りタイヤの製造方法に関する。
　近年、車の低燃費化に対する強い社会的要請から、タイヤの軽量化が図られており、タイヤ部材のなかでも、タイヤの内部に配され、空気入りタイヤ内部から外部への空気の漏れの量（空気透過量）を低減して耐空気透過性を向上させる機能を有するインナーライナーにおいても軽量化などが行われている。
　現在、インナーライナー用ゴム組成物は、たとえばブチルゴム７０～１００質量％および天然ゴム３０～０質量％を含むブチルゴムを主体とするゴム配合を使用することで、タイヤの耐空気透過性を向上させることが行われている。また、ブチルゴムを主体とするゴム配合はブチレン以外に約１質量％のイソプレンを含み、これが硫黄・加硫促進剤・亜鉛華と相まって、ゴム分子間の架橋を可能にしている。上記ブチル系ゴムは、通常の配合では乗用車用タイヤでは０．６～１．０ｍｍ、トラック・バス用タイヤでは１．０～２．０ｍｍ程度の厚みが必要となるが、タイヤの軽量化を図るために、ブチル系ゴムより耐空気透過性に優れ、インナーライナー層の厚みをより薄くできるポリマーが要請されている。
　また、特許文献１（特開平７－２１５００７号公報）、特許文献２（特開平１１－２５４９０６号公報）にはタイヤのユニフォミティ（均一性）の悪化を防止するために、内圧充填時のタイヤの内面形状に近似した外周面を有した中子体を用いた空気入りタイヤの製造方法が提案されている。中子体の外側にインナーライナー、カーカスプライ、非伸長ビード、ベルト、トレッドゴムおよびサイドウォールゴムなどが順次貼り付けられることによって未加硫タイヤが成形される。そして中子体から未加硫タイヤを外して、もしくは中子体とともに加硫プレスに投入して加硫を行うことで、タイヤのユニフォミティを改善することが提案されている。
　またタイヤの軽量化を図るために、前記ゴム組成物にかえて熱可塑性樹脂を含む材料からなるフィルムが提案されている。熱可塑性樹脂はブチルゴムのインナーライナーよりも厚みを薄くし、高い耐空気透過性を実現している。そして熱可塑性樹脂のストリップを押出したインナーライナー材をフォーマーに巻きつける手法も提案されている。ここでストリップを巻き付ける際に相互にオーバラップさせるが、オーバラップ部に段差が生じて空気溜まりとなってしまう。空気保持性の良い熱可塑性樹脂のインナーライナーは、その空気溜まりの空気を逃すことができず加硫後も空気を保持した状態でタイヤが製造される。
　つまりインナーライナーとインスレーションまたはカーカスプライの間に空気が混入して、小さい風船のような空気溜まりが多数現れる、所謂エアーインの現象が生じる。このような、エアーインによる斑模様がタイヤ内面に現れることでユーザには外観が悪いとの印象を与える。また走行中にエアが起点となり、インナーライナーに亀裂が生じタイヤ内圧が低下し最悪な場合はタイヤがバーストする虞がある。
　またインナーライナーはタイヤ走行時にショルダー部近傍に大きなせん断歪が作用するが、熱可塑性樹脂を含む材料をインナーライナーとして使用した場合、このせん断歪みによって、インナーライナーとカーカスプライの接着界面で剥離が発生しやすくなり、タイヤの空気漏れが発生するという問題があった。
　特許文献３（国際公開第２００８／０２９７８１号パンフレット）は、熱可塑性樹脂と熱可塑性エラストマーをブレンドしたフィルム積層体のストリップでタイヤを製造している。積層体にすることで、ガスバリア性、接着性を改善することができ、リボン状のストリップ間の接合を可能にしている。しかし、この技術では、平滑なフォーマー外周面に対してストリップをオーバラップさせることによる段差が生まれ、その段差がエア溜まりとなり、加硫後のタイヤ内観にエアーインを発生させる虞がある。また中子体の外周面、特にビード部からバットレス部にかけた側面にストリップを粘着させることも困難であり、中子体からはがれて成形できない虞がある。
特開平７－２１５００７号公報 特開平１１－２５４９０６号公報 国際公開第２００８／０２９７８１号パンフレット
　本発明はインナーライナーに用いられるリボン状のストリップ及びその製造方法を提供する。従来のストリップは偏平な矩形断面形状を有しているため、所定幅のリボン状のストリップを重ねて、より幅の広いシートを作製する際に、ストリップの両端部の重複部分において肉厚が形成される。そこで本発明は内面層と外面層の両端を一定距離をずらして貼り合わせた積層体によりリボン状のストリップを形成する。このストリップ間でその両端部が嵌合するように中子体の外周面に巻き付けてインナーライナーを成形することで、加硫タイヤの内面形状に近似したインナーライナーを成形できる。その結果、タイヤのエアーインを解消し、インナーライナーとカーカスプライの接着性を改善すると共にタイヤ走行時の繰り返し屈曲変形による亀裂成長を軽減する。
　また、本発明のストリップは特定材料のスチレン系熱可塑性エラストマーの内面層及び外面層の貼り合わせで形成することで、軽量化を達成しタイヤの転がり抵抗を低減する。さらに加硫工程時にブラダーの熱と圧力でインナーライナーが破壊または変形するのを防止し、タイヤ内表面に傷や内部に空気溜まりの発生をなくする。
　本発明は、タイヤの成形ドラムまたは中子体の外周面に沿って巻き付けてインナーライナーを形成するためのストリップであって、該ストリップは、タイヤ内側に配置される内面層とタイヤ外側に配置される外面層を、それらの幅方向の端部が幅方向に０．５～３０ｍｍずらして貼り合わされており、前記内面層の少なくとも１つの層は、スチレン－イソブチレン－スチレンブロック共重合体を含むエラストマー組成物で構成されており、前記外面層の少なくとも１つの層は、熱可塑性エラストマー組成物で構成されていることを特徴とするストリップに関する。
　前記ストリップの幅（Ｗ０）は、５ｍｍ～４０ｍｍであり、ストリップの厚さ（Ｔ０）は、０．０２～１．０ｍｍであることが好ましい。さらに前記外面層の熱可塑性エラストマー組成物はスチレン－イソプレン－スチレンブロック共重合体およびスチレン－イソブチレンブロック共重合体のいずれかが含まれていることが好ましい。
　本発明の他の実施形態は、前記ストリップの製造方法であって、（ａ）押出機本体と押出ヘッドを備えた押出装置により熱可塑性エラストマーを押し出してシートを形成する押出工程と、（ｂ）該シートを型ローラとニップローラの間に通して、前記シートに型ローラの形状を転写して設計形状の内面層と外面層を、それぞれ成形する成形工程と、（ｃ）前記内面層と外面層を、それぞれ型ローラから剥離する剥離工程と、（ｄ）前記内面層と外面層を、それらの長手方向の両端を幅方向に０．５～３０ｍｍずらして貼り合わせてストリップを形成する貼合工程を含むことを特徴とするストリップの製造方法に関する。
　本発明の他の実施形態は、成形機ドラムの円周方向に沿って、前記ストリップの側縁をずらせながら巻きつけて、インナーライナーを成形することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法に関する。
　更に本発明の他の実施形態は、中子体の外周面の円周方向に沿って、前記ストリップの側縁をずらせながら巻きつけて、その仕上げ断面に近い形状のインナーライナーを成形することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法に関する。
　ここで、前記中子体は、５％内圧充填時のタイヤ内面形状に近似した外周面を有することが好ましい。特に前記中子体は、５％内圧充填時のタイヤ内面形状よりも小さい外周面を有することが好ましい。
　本発明の空気入りタイヤの製造方法は前記ストリップを用いて成形された未加硫タイヤを前記中子体の外側に形成する工程と、前記中子体からから取り外された未加硫タイヤを加硫金型に投入して加硫成形する加硫工程を含むことができる。
　そして前記加硫工程において、未加硫タイヤは、その内腔側に配置されたブラダーの膨張により、０．１～２．０％の径方向のストレッチで加硫されることが好ましい。また前記加硫工程において、未加硫タイヤは、その内腔側に配置されたブラダーの膨張により、０．１～２．０％のラジアル方向のストレッチで加硫されることが好ましい。
　また本発明の空気入りタイヤの製造方法は、前記ストリップを用いて成形された未加硫タイヤを前記中子体の外側に形成する成形工程と、前記未加硫タイヤと前記中子体が、共に加硫金型に投入され、該加硫金型および前記中子体が加熱されてタイヤが加硫されることができる。
　本発明はストリップを熱可塑性エラストマー組成物の内面層と外面層で構成し、その両端が相互に嵌合するようにタイヤの成形ドラムまたは中子体の外周面に巻き付けられてインナーライナーを成形されるため、ストリップの嵌合部分の段差が緩和され、さらにエアーインが解消できる。また隣接するカーカスプライとの接着性が向上し、インナーライナーの屈曲亀裂成長を低減することができる。
　またストリップを用いてインナーライナーを成形するため、タイヤの配置部分に応じて厚さを調整できる。例えば、バットレス部のみを肉厚にしてガスバリア性およびタイヤ耐久性を向上することができる。またリボン状のストリップであるため各種サイズのタイヤに適用できる。また熱可塑性エラストマーを用いることで空気遮断性を維持して全体の厚みを薄くでき軽量化が達成できる。
本発明の空気入りタイヤの右半分の概略断面図である。 本発明のストリップを製造する装置の概略図である。 図２に示す製造装置においてニップローラと型ローラの間隔を示す断面図である。 本発明のストリップの概略断面図である。 本発明のストリップの概略断面図である。 本発明のストリップの概略断面図である。 本発明のストリップの概略断面図である。 本発明のストリップの概略断面図である。 本発明のストリップの概略断面図である。 本発明のストリップの概略断面図である。 従来のストリップの概略断面図である。 従来のストリップの概略断面図である。 本発明のタイヤの成形に用いる中子体の断面形状である。 中子体の外周面にストリップを用いてインナーライナーを成形する方法を示す概略図である。 中子体の外周面に成形されたインナーライナーの概略図である。 成形された未加硫タイヤの断面図である。 加硫金型に配置された未加硫タイヤの断面図である。
　＜タイヤの構造＞
　本発明で製造される空気入りタイヤを図に基づき説明する。図１は、空気入りタイヤの右半分の概略断面図である。図において空気入りタイヤ１は、トレッド部２と、該トレッド部両端からトロイド形状を形成するようにサイドウォール部３とビード部４とを有している。さらに、ビード部４にはビードコア５が埋設される。また、一方のビード部４から他方のビード部に亘って設けられ、ビードコア５に隣接して終端するカーカスプライ６と、該カーカスプライ６のクラウン部外側には、少なくとも２枚のプライよりなるベルト層７とが配置されている。
　前記ベルト層７は、通常、スチールコードまたはアラミド繊維等のコードよりなるプライの２枚をタイヤ周方向に対して、コードが通常５～３０°の角度になるようにプライ間で相互に交差するように配置される。なおベルト層の両端外側には、トッピングゴム層を設け、ベルト層両端の剥離を軽減することができる。またカーカスプライはポリエステル、ナイロン、アラミド等の有機繊維コードがタイヤ周方向にほぼ９０°に配列されており、カーカスプライの終端およびビードコア５の近傍からサイドウォール方向に延びるビードエーペックス８が配置される。また前記カーカスプライ６のタイヤ半径方向内側には一方のビード部４から他方のビード部４に亘るインナーライナー９が配置されている。
　本発明はタイヤ内側にインナーライナーを備えた空気入りタイヤの製造方法、およびインナーライナーを成形するためのストリップに関する。該インナーライナーはタイヤの成形ドラムまたは中子体の外周面上に、両端にずらしを形成して複数層が積層されたリボン状のストリップを螺旋状に巻回させることによって製造される。
　前記ストリップは、成形ドラムまたは中子体の側に配置される内面層ＬＢと、その外側に配置される外面層ＬＡの積層体で形成される。前記内面層はスチレン－イソブチレン－スチレントリブロック共重合体（ＳＩＢＳ）を含み、外面層ＬＡは、熱可塑性エラストマー、特にスチレン－イソプレン－スチレントリブロック共重合体（ＳＩＳ）およびスチレン－イソブチレンジブロック共重合体（ＳＩＢ）の少なくともいずれかを含でいる。前記外面層ＬＡはカーカスプライまたはインスレーションと接するように配置されている。
　＜ストリップの形状＞
　図４～図１０にストリップ１０の実施形態の断面図を示す。図４は、３枚のストリップ１０が成形ドラムＤ上に並列に配置された状態の断面図を示す。ここでストリップ１０は、ドラム側に隣接する内面層ＬＢと、その外側に配置される外面層ＬＡの積層体で構成され、両者は幅方向に一定の距離Ｌをずらして配置されている。その結果、ストリップは全体として、内面層ＬＢと外面層ＬＡが重複する部分（以下、「ストリップ本体」ともいう。）と、その両端の重複しない部分（以下、「耳部」ともいう。）を形成する。
　本発明において、ストリップの幅（Ｗ０）は、５ｍｍ～４０ｍｍである。ストリップ幅（Ｗ０）が上記範囲を外れると、ストリップでインナーライナーを成形する際に、その輪郭形状の精度が低下し、さらに両端部の嵌合の精度が低下する可能性がある。
　また、ストリップの厚さ（Ｔ０）は、０．０２ｍｍ～１．０ｍｍの範囲、好ましくは０．１ｍｍ～０．５ｍｍの範囲に調整される。厚さ（Ｔ０）が０．０２ｍｍよりも薄いと、インナーライナー成形時に寸法精度が低下し、巻き付け回数を増加させる必要がある。一方、厚さ（Ｔ０）が、１．０ｍｍを超えると、ストリップを巻きつけた際にストリップの接合部が、いびつとなり輪郭形状の精度が低下することになり、更にタイヤ重量が大きくなり、転がり抵抗が悪化することになる。
　次に、ストリップの内面層ＬＢと外面層ＬＡの間のずらし量（Ｌ）は、０．５ｍｍ～３０ｍｍの範囲、好ましくは１ｍｍ～２０ｍｍの範囲である。ずらし量（Ｌ）が、０．５ｍｍよりも小さいとドラム上で巻き変えし表面に形成される凹凸を滑らかにする効果が小さい。また、ずらし量（Ｌ）が、３０ｍｍを超えるとストリップが接合して形成されたインナーライナーの断面の肉厚寸法が不均一となる可能性がある。
　前記内面層ＬＢは、ガスバリア層として機能するもので、厚さ（ＴＢ）は、０．０１ｍｍ～０．６ｍｍの範囲に調整されることが好ましい。０．０１ｍｍ未満では、押出成形が困難となり、所定厚さのインナーライナーを形成するために回数を不必要に増加し、さらに生タイヤの加硫時に、内面層がプレス圧力で破れてしまい、得られたタイヤにおいてエアーリーク現象が生じる虞がある。
　一方０．６ｍｍを超えるとストリップの両縁の接合部において肉厚部が形成され、輪郭形状の精度が低下し、インナーライナーの屈曲耐久性の低下および軽量化が望めないことになる。前記内面層ＬＢの厚さ（ＴＢ）は、好ましくは、０．０５ｍｍ～０．５ｍｍの範囲である。ここで、内面層ＬＢは単一層または複数層の積層体で構成することができる。
　前記外面層ＬＡは、隣接するゴム部材、例えばカーカスプライとの接着性を強化する接着層として機能するもので、その厚さ（ＴＡ）は、０．０１ｍｍ～０．４ｍｍの範囲に調整される。ここで外面層ＬＡの厚さ（ＴＡ）とは、外面層ＬＡが１層のみからなる場合はその厚さを、外面層ＬＡが複数層からなる場合は、その複数層の厚さを意味する。外面層ＬＡの厚さが０．０１ｍｍ未満であると、積層体のストリップをインナーライナーに適用して生タイヤの加硫時に、外面層ＬＡがプレス圧力で破れてしまい、加硫接着力が低下する虞がある。一方、外面層ＬＡの厚さが０．４ｍｍを超えるとタイヤ重量が増加し低燃費性能が低下する可能性がある。外面層ＬＡの厚さは０．０３～０．３ｍｍであることが好ましい。
　本発明のストリップの形状を図４～図１０に基づいて説明する。図４は成形ドラムＤの外表面に１層の内面層ＬＢと１層の外面層ＬＡの積層体として構成されたものである。図５は１層の内面層ＬＢと２層の外面層ＬＡ１、ＬＡ２の積層体として構成されたものである。図６は、２層の内面層ＬＢ１、ＬＢ２と１層の外面層ＬＡの積層体として構成されたものである。図７は、２層の内面層ＬＢ１、ＬＢ２と２層の外面層ＬＡ１、ＬＢ２の積層体として構成されたものである。
　図８は、１層の内面層ＬＢと１層の外面層ＬＡの積層体として構成されたものであり、その断面形状が菱形のものである。また図９（ａ）、（ｂ）は、いずれも楕円に近い断面形状の内面層ＬＢと外面層ＬＡの１層ずつの積層体として構成されたものである。また図１０（ａ）は、断面長方形の内面層ＬＢと断面菱形の外面層ＬＡの積層体、図１０（ｂ）は、断面菱形の内面層ＬＢと断面長方形の外面層ＬＡの積層体として構成されたものである。これらのストリップにおいては断面傾斜部分の長さが、ずらし量（Ｌ）として定義される。
　本発明のストリップを上述の形状とすることで、ドラム上でストリップを巻き返してインナーライナーを形成する際に隣接するストリップの両端部（耳部）が、適切に嵌合して厚さむらのない接合部が形成でき、また接合部における厚さの段差の凹凸が緩和される。
　＜ストリップの製造方法＞
　図２においてストリップ１０を製造する製造方法を説明する。ストリップの製造装置１１は、横長矩形断面の熱可塑性エラストマーのシート１２Ａを押出形成する押出装置１３と、その押出口１６の近傍に配されるニップローラ１４Ａと型ローラ１４Ｂとから構成される。前記押出装置１３は、スクリュ軸１５を有する押出機本体１３Ａと、この押出機本体１３Ａから吐出される熱可塑性エラストマーのシートを形成して押出口１６から押出す押出ヘッド１３Ｂとを具える。押出機本体１３Ａは、投入される熱可塑性エラストマーを、減速機能を備えた電動機により駆動される前記スクリュ軸１５によって混練、溶融する。また前記押出ヘッド１３Ｂは、前記押出機本体１３Ａの先端に取付き前記押出口１６を構成する押出成形用の口金１７を具えている。
　次に、ニップローラ１４Ａと型ローラ１４Ｂは、一対の上、下のローラを構成し押出口１６からの押出し方向に対して直交する横向きで保持される。そして、ニップローラ１４Ａと型ローラ１４Ｂは、互いに同速度でかつ同期しながら回転可能に駆動制御される。
　そして、ニップローラ１４Ａと型ローラ１４Ｂ間の間隙部の形状は図３に示すように、前記ストリップ１２の断面形状に近似している。ここで「近似している」とは、ストリップ１２の断面形状と実質的に相似形であり、膨張を考慮して相似比は通常０．５０～０．９０の範囲で間隙部Ｋの方が小である。
　すなわち、型ローラ１４Ｂは、直円筒状のローラ本体の周囲表面に、前記ストリップ１０に相当する凹み部分１４ａ，１４ｂを凹設している。従って、ニップローラ１４Ａと型ローラ１４Ｂ間が閉鎖されることによって前記凹み部分１４ａ、１４ｂがなす隙間部分Ｋによってストリップ１２が成形される。
　このように、製造装置１１では、まず押出装置１３を用いて、横長矩形のシート１２Ａを形成し、型ローラ成形における発熱が生じない条件で型ローラの形状をシート転写してストリップ１２を成形する。そしてストリップ１２はフリーローラ１８Ａによって型ローラ１４Ｂから剥離されて最終形状に加工される。なお、前記シート１２Ａは、ストリップ１２に成形される前に複数層積層することもできる。したがって寸法の精度および安定性が高まり、通常、カレンダー成形において必要とされていた幅調整のためのナイフカット作業が不必要となるなど製造効率を向上できる。
　本発明のストリップの製造装置は、別々の押出装置で得られた２種類のシートを、貼り合わせてストリップを製造することができる。例えば、図２において、他の押出装置（図示せず）で製造されたシート１２Ｂと、前述のシート１２Ａを一対のフリーローラ１８Ａ、１８Ｂに通すことで、シート１２Ａとシート１２Ｂのそれぞれの両端部にずらしが形成されるように貼り合わせたストリップ１２を製造することができる。また、ストリップは共押出装置によって２層のシートを押出して両者を連続的に貼り合わせる方法を採用することもできる。
　なお、そのためには、押出ヘッド１３Ｂにおける前記押出口１６の開口高さ（ＨＡ１）を、前記シート１２Ａの厚さの２～７倍、かつ前記押出口１６の開口幅（ＷＡ１）を前記シート１２Ａの幅の０．７～１．０倍とすることが好ましい。
　前記開口高さ（ＨＡ１）がシート厚さの７倍を超えると、及び開口幅（ＷＡ１）がシート幅の０．７倍より小さいときには、型ローラ成形での加工率が過大となりストリップ１０の品質及び精度が低下する。特に幅の精度が不安定となり、ナイフカットによる幅精度の維持が必要となってくる。また前記開口高さ（ＨＡ１）がシート厚さの２倍より小さいとき、１．０ｍｍ以下のストリップ１０を得るには、押出し時のシート厚さが薄くなることから、押出圧力が高くなってしまい、寸法が不安定となってしまう。一方開口幅（ＷＡ１）がシート幅の１倍を超えると、逆に加工率が過小となり、シート１２Ａが切断する問題があり寸法安定性も低下する。
　なお、前記成形工程、剥離工程に用いられる型ローラ、ニップローラおよびフリーローラは、離型処理をしていることが望ましい。離型処理は、例えば、ローラ表面を窒化（ラジカル窒化、カナック処理）して、Ｃｒ－Ｎコーティング（硬度Ｈｖ：２００～８００、膜厚：２５～５００μｍ）とする方法、あるいは硬質クロムにテフロン（登録商標）を含浸させためっき（硬度Ｈｖ：８００～１０００、膜厚：２５～１０００μｍ）、ダイアモンド・ライク・カーボン（ＤＬＣ）コーティング（硬度Ｈｖ：２０００～７０００、膜厚：０．２～３．０μｍ）、テフロン（登録商標）コーティング（硬度Ｈｖ：１００～５００、膜厚：０．１～０．５μｍ）等の従来の技術が採用できる。
　＜内面層及び外面層の組成＞
　本発明のストリップはガスバリア機能を有する内面層ＬＢと接着機能を有する外面層ＬＡの積層体で構成される。内面層ＬＢには、スチレン－イソブチレン－スチレンブロック共重合体（ＳＩＢＳ）を含むことが必要である。一方、前記外面層ＬＡには、熱可塑性エラストマー、好ましくはスチレン系熱可塑性エラストマー組成物が使用される。
　上記材料の内面層ＬＢと外面層ＬＡを幅方向に一定量ずらした積層体のストリップを用いてインナーライナーを製造することで、表面の凹凸を小さくし滑らかにすることができ、凹凸の大きいことによる空気溜まりなどを解消し、且つ空気遮断性に優れた空気入りタイヤを得ることができる。
　＜内面層ＬＢ＞
　前記内面層ＬＢは、スチレン－イソブチレン－スチレントリブロック共重合体（ＳＩＢＳ）を含む。ＳＩＢＳのイソブチレンブロック由来により、ＳＩＢＳからなるフィルムは優れた耐空気透過性を有するため、ＳＩＢＳをインナーライナーに用いた場合、耐空気透過性に優れた空気入りタイヤを得ることができる。またＳＩＢＳは芳香族以外の分子構造が完全飽和であることにより、劣化硬化が抑制され、優れた耐久性を有するため、ＳＩＢＳをインナーライナーに用いた場合、耐久性に優れた空気入りタイヤを得ることができる。
　さらにＳＩＢＳからなるフィルムをインナーライナーに用いて空気入りタイヤを製造した場合には耐空気透過性を確保できる。したがってハロゲン化ブチルゴム等の従来耐空気透過性を付与するために使用されてきた高比重のハロゲン化ゴムを使用する必要がなく、使用する場合にも使用量の低減が可能である。これによってタイヤの軽量化が可能であり、燃費の向上効果が得られる。
　ＳＩＢＳの分子量は流動性、成形化工程、ゴム弾性などの観点から、ＧＰＣ測定による重量平均分子量が５０，０００～４００，０００であることが好ましい。重量平均分子量が５０，０００未満であると引張強度、引張伸びが低下するおそれがあり、４００，０００を超えると押出加工性が悪くなるおそれがあるため好ましくない。ＳＩＢＳは耐空気透過性と耐久性をより良好にする観点から、ＳＩＢＳ中のスチレン成分の含有量は１０～３０質量％、好ましくは１４～２３質量％であることが好ましい。
　該ＳＩＢＳは、その共重合体において、各ブロックの重合度は、ゴム弾性と取り扱い（重合度が１０，０００未満では液状になる）の点からイソブチレンでは１０，０００～１５０，０００程度、またスチレンでは５，０００～３０，０００程度であることが好ましい。ＳＩＢＳは、一般的なビニル系化合物のリビングカチオン重合法により得ることができ。例えば、特開昭６２－４８７０４号公報および特開昭６４－６２３０８号公報には、イソブチレンと他のビニル化合物とのリビングカチオン重合が可能であり、ビニル化合物にイソブチレンと他の化合物を用いることでポリイソブチレン系のブロック共重合体を製造できることが開示されている。
　また内面層のエラストマー組成物には、ポリマー成分としてＳＩＢＳを５質量％～１００質量％の範囲で配合できる。ＳＩＢＳが５質量％よりも少ない場合は、空気遮断性が低下する虞がある。内面層のＳＩＢＳ配合量は、空気遮断性の確保という観点から、１０質量％～８０質量％の範囲が好ましい。
　さらに内面層のエラストマー組成物には、ポリマー成分としてブチルゴムもしくは天然ゴム（イソプレンゴムを含む）を、６０質量％～９５質量％の範囲で含むことができる。ブチルゴムもしくは天然ゴム（イソプレンゴムを含む）が、６０質量％より少ないと、粘度が高く押し出し加工性が悪くなり、薄肉化（軽量化）ができない虞があり、９５質量％を超えると、空気遮断性が低下する虞がある。エラストマー組成物の未加硫接着性および加硫接着性を高めるためには、７０質量％～９０質量％の範囲が好ましい。
　なお、内面層は、単一層とするほか、複数層で形成することができる。この場合、少なくとも１層が、上記ＳＩＢＳを含む層で構成されることが必要である。例えば、図７において内面層ＬＢ１、ＬＢ２のうち、成形ドラム若しくは中子体に隣接する側の内面層ＬＢ１のみをＳＩＢＳ以外の材料を用いた第３層で形成できる。この場合、第３層は、後述のように成形時に成形ドラム、中子体との粘着性に優れ、加硫後では離型性に優れた材料が用いられる。
　＜外面層ＬＢ＞
　本発明のストリップに用いる前記外面層ＬＢは、熱可塑性エラストマー、特に、スチレン系熱可塑性エラストマーのうち、スチレン－イソプレン－スチレントリブロック共重合体（以下、「ＳＩＳ」ともいう。）またはチレン－イソブチレンジブロック共重合体（以下、「ＳＩＢ」ともいう。）の少なくともいずれかを含むことが好ましい。
　スチレン－イソプレン－スチレントリブロック共重合体（ＳＩＳ）のイソプレンブロックはソフトセグメントであるため、ＳＩＳからなるポリマーフィルムはゴム成分と加硫接着しやすい。したがって、ＳＩＳからなるポリマーフィルムをインナーライナーに用いた場合、該インナーライナーは、たとえばカーカスプライのゴム層との接着性に優れているため、耐久性に優れた空気入りタイヤを得ることができる。
　前記ＳＩＳの分子量はゴム弾性および成形性の観点から、ＧＰＣ測定による重量平均分子量が１００，０００～２９０，０００であることが好ましい。重量平均分子量が１００，０００未満であると引張強度が低下するおそれがあり、２９０，０００を超えると押出加工性が悪くなるため好ましくない。ＳＩＳ中のスチレン成分の含有量は、粘着性、接着性およびゴム弾性の観点から１０～３０質量％が好ましい。
　本発明において、ＳＩＳにおける、各ブロックの重合度は、ゴム弾性と取り扱いの観点からイソプレンでは５００～５，０００程度、またスチレンでは５０～１，５００程度であることが好ましい。
　前記ＳＩＳは、一般的なビニル系化合物の重合法により得ることができ、例えば、リビングカチオン重合法により得ることができる。ＳＩＳ層は、ＳＩＳを押出成形、カレンダー成形といった熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマーをフィルム化する通常の方法によってフィルム化して得ることができる。
　スチレン－イソブチレンジブロック共重合体（ＳＩＢ）のイソブチレンブロックはソフトセグメントであるため、ＳＩＢからなるポリマーフィルムはゴム成分と加硫接着しやすい。したがってＳＩＢからなるポリマーフィルムをインナーライナーに用いた場合、該インナーライナーは、たとえばカーカスやインスレーションを形成する隣接ゴムとの接着性に優れているため、耐久性に優れた空気入りタイヤを得ることができる。
　ＳＩＢとしては、分子鎖が直鎖状のものを用いることがゴム弾性および接着性の観点から好ましい。ＳＩＢの分子量は特に制限はないが、ゴム弾性および成形性の観点から、ＧＰＣ測定による重量平均分子量が４０，０００～１２０，０００であることが好ましい。重量平均分子量が４０，０００未満であると引張強度が低下するおそれがあり、１２０，０００を超えると押出加工性が悪くなるおそれがあるため好ましくない。
　ＳＩＢ中のスチレン成分の含有量は、粘着性、接着性およびゴム弾性の観点から１０～３５質量％であることが好ましい。ＳＩＢにおける、各ブロックの重合度は、ゴム弾性と取り扱いの観点からイソブチレンでは３００～３，０００程度、またスチレンでは１０～１，５００程度であることが好ましい。
　前記ＳＩＢは、一般的なビニル系化合物の重合法により得ることができ、例えば、リビングカチオン重合法により得ることができる。たとえば、国際公開第２００５／０３３０３５号には、攪拌機にメチルシクロヘキサン、ｎ－ブチルクロライド、クミルクロライドを加え、－７０℃に冷却した後、２時間反応させ、その後に大量のメタノールを添加して反応を停止させ、６０℃で真空乾燥してＳＩＢを得るという製造方法が開示されている。
　ＳＩＢ層は、ＳＩＢを押出成形、カレンダー成形といった熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマーをフィルム化する通常の方法によってフィルム化して得ることができる。
　＜第３層＞
　本発明において、内面層に接し、かつ中子体もしくは成形ドラムに隣接する側に配置される第３層は、成形の際に中子体もしくは成形ドラムに粘着して成形を容易にする一方、加硫後には、容易に離型する材料が好ましい。
　例えば、スチレン－ブタジエン－スチレンブロック共重合体（以下、「ＳＢＳ」ともいう。）、スチレン－エチレン・ブテン－スチレンブロック共重合体（以下、「ＳＥＢＳ」ともいう。）、スチレン－ブタジエン・ブチレン－スチレンブロック共重合体（以下、「ＳＢＢＳ」ともいう。）などのスチレン系熱可塑性エラストマーが用いられる。
　また、その分子構造において、エポキシ基を有してもよく、例えば、ダイセル化学工業（株）社製、エポフレンドＡ１０２０（重量平均分子量が１０万、エポキシ当量が５００）のエポキシ変性スチレン－ブタジエン－スチレン共重合体（エポキシ化ＳＢＳ）が使用できる。
　＜タイヤの製造方法＞
　本発明の空気入りタイヤの製造方法は、インナーライナーの成形方法、生カバーを成形する工程と、該生カバーを加硫する工程とを含んで製造される。
　＜インナーライナーの成形＞
　前記インナーライナーを成形は、図１３に示される中子体Ｎを用いて、成形方法を図１４に示す概略図にしたがって行われる。インナーライナーは、図１４に示すように、ストリップ１０を中子体Ｎの外周面２２に、その円周方向に沿って側縁をずらせながら巻き付けることにより形成される。ここでストリップ１０は、例えば幅Ｗ０が５～４０ｍｍ程度、厚さＴ０が０．０５～１．０ｍｍ程度のリボン状で構成される。巻き付けに際しては、ストリップ１０の一端を中子体Ｎの外周面２２に貼り付け、しかる後、支持軸ＤＡにて該中子体Ｎを回動させるとともにストリップ１０を回転軸方向に所定のピッチで移動させる。これにより、図１４に示されるように、中子体Ｎの外周面２２の一部、もしくは全域にストリップ１０からなるインナーライナー９Ｇ（図１５）を配置できる。かかるストリップの成形方法は、所謂ストリップワインド方式と呼ばれ、複雑な三次元形状を形成するのに採用できる。なおインナーライナーの成形をトレッド領域には幅広のストリップを巻き付け、その両側のサイド部にストリップワインド方式を採用することもできる。
　ここでストリップ１０は、巻回に際し隣接するストリップの両端が相互に嵌合して、ストリップ間で実質に段差を形成しない。一方、従来の断面が長方形のストリップを用いた図１１（１層のストリップＬ１で成形）および図１２（２層のストリップＬ１、Ｌ２で成形）に示す成形方法で接合した場合の凹凸段差は、本発明のストリップの成形方法で接合した場合の凹凸に比べ約２倍となる。
　このように、本発明のストリップを用いた場合には、インナーライナーに要求される仕上げ断面形状に近似させることを容易にする。しかも滑らかな輪郭形状が得られ、加硫後の表面傷の発生を防止できる。一方、従来の同じ厚さのストリップと略同程度の巻き付け回数によってインナーライナーを形成することができ、生産能率の低下やエア残りの発生を抑制しうる。
　なおインナーライナーの成形を含む、図１６の生カバー１Ｇを成形する工程では、図１５に示されるように、中子体Ｎの外側にインナーライナー９Ｇが貼り付けられるとともに、クリンチゴム４Ｇの基部は、例えば断面矩形状で構成され、前記フランジ面２３にリング状に巻き付けられる。
　前記中子体Ｎは、製品タイヤに５％の内圧を充填した時のタイヤの内面形状に近似した三次元の外周面２２と、この外周面のビード側の端部に連なりかつ軸方向の外側にそれぞれのびる一対のフランジ面２３とを有している。ここでタイヤの内面形状とは、製品タイヤの内面形状である。また「製品タイヤに５％の内圧を充填した時」とは、タイヤの正規内圧から、正規内圧の５％の内圧まで減圧した状態とする。一般にこの５％内圧充填状態のタイヤの断面形状は、加硫金型の中でのタイヤの断面形状に類似する。従って、中子体Ｎの外周面２２を５％内圧充填時のタイヤの内面形状に近似させることにより、加硫成形時の生カバーの伸びである歪みを小さくすることができタイヤの均一性を高めることができる。
　本実施形態の中子体Ｎは図１３において、タイヤ周方向で分割可能な複数の分割ピースＰ１～Ｐ４によって形成された組立式のものが例示される。従って、生カバー１Ｇを中子体Ｎの外側に形成した後、該生カバー１Ｇの中から各分割ピースＰ１～Ｐ４を分解し所定の順番で取り出ししうる。中子体Ｎは、本実施形態のような組立式に限定されるものではなく、その外周面２２が生カバー成形中に実質的に変形しない剛性を有するものであれば、流体圧を用いた膨張式、収縮式のもの、タイヤ半径方向に拡径及び縮径できるドラム式など種々のものが採用できる。
　本実施形態の中子体Ｎは、支持軸ＤＡによって片持ち状かつ回転可能に支持されている。なお組立式の中子体Ｎにおいて、生カバーと共に加硫されるような場合には、該加硫時の熱及び圧力にも耐えうる例えばジュラルミン等の金属材料が好適である。また、中子体Ｎを生カバーから取り外して加硫する場合には、中子体Ｎは取り扱い性に優れた樹脂材料などが好適である。
　＜未加硫タイヤの成形＞
　次にビード領域のインナーライナー９の外側に、ビードコアを形成する工程が行われる。ビードコアは、例えば連続して供給される１本のビードワイヤをクリンチゴムの基部からタイヤ半径方向に積み重なるように渦巻状で複数周回させて形成される。ビードワイヤを渦巻き状に巻き付ける際、例えばインナーライナー９の外面との間に小隙間を形成しうるリング状の当て金などを前記フランジ面２３に装着して行われるのが望ましい。
　次に、トロイド状のカーカスが成形された後、図１６に示されるように、ビードコア５Ｇ及びエーペックス８Ｇを配するステップが行われる。またそのタイヤ軸方向外側に、クリンチゴム４Ｇが配される。さらに、ベルト層７Ｇ、サイドウォールゴム３Ｇ、トレッドゴム２Ｇがそれぞれ配される。各タイヤ材は一体押出し方式のものを巻き付けることができるが、例えばサイドウォールゴム３Ｇのように、複雑な立体形状をなすものについては、適宜、前述のストリップワインド方式にて形成することもできる。このようにして中子体Ｎの外側に生カバー１Ｇが形成される。
　＜タイヤ加硫＞
　次に、本発明の一実施形態では、生カバー１Ｇの内部から中子体Ｎが取り外され、しかる後、図１７に示されるように、前記中子体が取り外された生カバー１Ｇを加硫金型Ｍにて加硫成形する加硫成形工程が行われる。
　前記加硫金型Ｍは、生カバー１Ｇの外面と接触しそれに所定の形状を付与する成形面Ｍａを有する。加硫金型Ｍには、公知の分割型等が用いられる。また、加硫金型Ｍにセットされた生カバー１Ｇの内腔には、膨張、収縮が可能なブラダーＢが配置される。膨張したブラダーＢは、生カバー１Ｇの内腔面に接触するとともに、該生カバー１Ｇを前記成形面Ｍａに強く押し付けてタイヤの加硫成形を確実なものとする。この作用により生カバー１Ｇにはラジアル方向及び径方向のストレッチが生じる。
　ここでストレッチが大きくなると前述の不具合があるため、加硫成形工程では生カバー１Ｇのラジアル方向及び／又は径方向のストレッチが小さな値となるように行われる。これにより、加硫成形工程においてもカーカスコードのエンズがばらつくことがなくタイヤ周方向で非常に精度良く均一化された空気入りタイヤが確実に製造される。またベルト層にも、そのコードに作用する張力が非常に小さく抑えられるため、加硫中におけるベルトコードの角度変化を小さくでき、コード角度を非常に精度良くコントロールしうる。従って本実施形態の製造方法によれば、さらにユニフォミティの優れた空気入りタイヤを製造しうる。
　加硫成形時における生カバー１Ｇのラジアル方向及び／又は径方向のストレッチは、好ましくは２．０％以下、さらに好ましくは１．５％以下、特に好ましくは１．０％以下である。このストレッチの調整は、例えば中子体Ｎの外周面２２の形状と加硫金型Ｍの成形面Ｍａの形状との相対関係を変えることによって適宜行うことができる。即ち、加硫金型Ｍの成形面Ｍａに比して、中子体Ｎの外周面２２を相対的に小とすることによりストレッチは大きくなり、逆に中子体Ｎの外周面２２を相対的に大とすることによりストレッチは小さくできる。
　また、前記「径方向のストレッチ」は、仕上がりタイヤの前記５％内圧充填状態におけるタイヤ赤道Ｃの位置での内径Ｒｉと、中子体Ｎの赤道Ｎｃの位置における外径Ｒｏとから下記式により計算することができる。
　径方向のストレッチ（％）＝｛（Ｒｉ－Ｒｏ）×１００｝／Ｒｏ
　なお、前記内径Ｒｉは、近似的に加硫金型Ｍの成形面Ｍａのうちタイヤ赤道を加硫する部分の内径Ｍｒ（ただし、トレッド溝成形用の突起Ｍｐを除く。）から、タイヤ設計寸法におけるトレッド厚さの２倍の距離を減じることによって近似的に求めることができる。
　また「ラジアル方向のストレッチ」とは、仕上がりタイヤの前記５％内圧充填状態におけるタイヤ内腔の一方のビードトウから他方のビードトウまでのラジアル方向のパス長さ（パス長さは、その形状に沿って測定されるいわゆるペリフェリ長さで、以下同じである。）Ｌｉと、中子体Ｎの外周面のパス長さＬｏ（図１６に示す。）とから下記式により計算することができる。
　ラジアル方向のストレッチ（％）＝｛（Ｌｉ－Ｌｏ）×１００｝／Ｌｏ
例えばラジアル方向のストレッチが２．０％を超えると、カーカスコードのエンズのばらつきやベルト層７でのコード変化のバラツキ等が大きくなる傾向があり、十分なユニフォミティの向上が期待できない。また、径方向のストレッチが２．０％を超えると、トレッド部が加硫金型Ｍのトレッド溝成形用の突起Ｍｔに強く押し付けられる際にベルトコード等に配列の乱れが生じやすくなる。
　また、ストレッチの下限は０％である。即ち、例えば仕上がりタイヤの前記５％内圧充填状態におけるタイヤ断面形状と生カバー１Ｇとを実質的に同じ形状としても良い。本発明に従って成形された生カバー１Ｇは、従来の膨張変形行程を経る場合に比して、カーカスコードの張力がタイヤ周上で均一化されているためである。
　しかし、カーカスプライの製造上のばらつきや中子体Ｎへの貼り付け時の誤差等があるため、生カバー１Ｇのカーカスコードの張力がタイヤ周上で完全に均一化されない。この意味では、従来に比して非常に小さなストレッチを生カバー１Ｇに与え不均一な張力を均一化しながら加硫することが望ましい。これにより、例えば生カバー１Ｇにおいて、タイヤ周上で弛んだカーカスコードがあった場合でも、加硫時にその弛みを軽減するか、逆に、大きな張力が作用しているカーカスコードに対しては、ストレッチによって例えばカーカスコードとビードコア５との間に適度なすべりを生じせしめ、最終的にカーカスコードの張力をより均一に近づけることができる。さらには、ベルトコード等においても、適度な張力を負荷することで、前記配列乱れを抑制することが可能である。
　このような観点より、加硫中の生カバーの径方向及び／又はラジアル方向のストレッチが、より好ましくは０．１％以上、さらに好ましくは０．２％以上、特に好ましくは０．３％以上となるように、中子体Ｎの外周面２２の形状を定めるのが望ましい。
　なお他の実施形態として、生カバー１Ｇを中子体Ｎとともに加硫することができる。この場合、生カバー１Ｇの取り外しや移載工程などが不要となるため、その際に生じがちな生カバー１Ｇの変形などを防止でき、さらにユニフォミティに優れた空気入りタイヤを製造することができる。
　＜ストリップの材料＞
　本発明のストリップの製造に用いた熱可塑性エラストマー（ＳＩＢＳ、ＳＥＢＳおよびＳＩＳ）は以下のとおりである。
　［ＳＩＢＳ］
　カネカ（株）社製の「シブスターＳＩＢＳＴＡＲ　１０２Ｔ（ショアＡ硬度：２５、スチレン成分含有量：２５質量％、重量平均分子量：１００，０００）」を用いた。
　［ＳＥＢＳ］
　クレイトンポリマー社製の「クレイトンＧ１６５７（ショアＡ硬度：４７、スチレン成分含有量：１３質量％、重量平均分子量：２００，０００）」を用いた。
　［ＳＩＳ］
　クレイトンポリマー社製のＤ１１６１ＪＰ（スチレン成分含有量：１５質量％、重量平均分子量：１５０，０００）を用いた。
　＜インナーライナーの製造方法＞
　上記ＳＩＢＳ、ＳＥＢＳおよびＳＩＳは、市販のペレットを用いて、以下の配合処方で、バンバリミキサーおよび２軸押出機でブレンドした。次に熱可塑性エラストマーのストリップを押出成形するために、内面層と外面層ＬＢを用いて、図２、図３に示すダイ押出機にて共押出で２層構造のリボン状のシート（厚さ：０．３ｍｍ）を製造した。押し出し条件は以下のとおりである。
　２軸押出機（スクリュ径：φ５０ｍｍ、Ｌ／Ｄ：３０、シリンダ温度：２２０℃）を用Ｔダイ押出機（スクリュ径：φ８０ｍｍ、Ｌ／Ｄ：５０、ダイギャップ幅：５００ｍｍ、シリンダ温度：２２０℃）。
　これを、ニップローラ１４Ａ、型ローラ１４Ｂに通して、両端に所定の形状のシート１２Ａを製造した。なお、複層構造のシート１２Ａは、前記押出機を用いて熱可塑性エラストマーを共押出することで複層構造としている。その後、別の押出機で製造された第２のシート１２Ｂを、それぞれ一対のフリーローラ１８Ａ、１８Ｂに通して、相互に一定のずらし量を形成するように貼り合わせてストリップ１２を製造する。ここで製造されたストリップの仕様は、表１に示すとおりである。
　上記ストリップを、図１４に示すように中子体の外周面に沿って巻き回し、隣接するストリップの両端部が、相互に接合部を形成して幅広のシート状のインナーライナーを成形した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
（注１）表１において、「ＳＩＢＳ」は、ＳＩＢＳを１００質量％含む材料である。
（注２）表１において、「ＳＥＢＳ」は、ＳＥＢＳを１００質量％含む材料である。
（注３）表１において、「ＳＩＳ」は、ＳＩＳを１００質量％含む材料である。
　＜タイヤの製造＞
　表１の仕様に基づくストリップをドラム上でインナーライナーに成形したものを用いてタイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５の空気入りタイヤを試作した。なお加硫は、１７０℃で２０分間プレスを行い、加硫金型から取り外すことなく１００℃で３分間冷却した後、加硫金型から取り出した。
　実施例は、いずれもストリップの内面層と外面層にずらしを形成したものであり、比較例１～３は、ストリップにいずれもずらしを形成していないものである。また各比較例、実施例において中子体の外周はタイヤに５％内圧を充填したときのタイヤ内面形状に近似した形状を有する。そして各比較例および実施例の径方向ストレッチは１％、ラジアル方向ストレッチは１％である。
　＜タイヤの性能評価方法＞
　表１の実施例および比較例の空気入りタイヤの性能評価は、以下の方法で実施した。
　＜エアーイン性能＞
　加硫後のタイヤ内側を外観で検査し、その評価を以下のとおりとした。
　Ａ：外観上、タイヤ１本当たり、直径５ｍｍ以下のエアーインの数が０個、かつ直径５ｍｍを超えるエアーインの数が０個の場合
　Ｂ：外観上、タイヤ１本当たり、直径５ｍｍ以下のエアーインの数が１～３個、かつ直径５ｍｍを超えるエアーインの数が０個の場合
　Ｃ：外観上、タイヤ１本当たり、直径５ｍｍ以下のエアーインの数が４個以上、かつ直径５ｍｍを超えるエアーインの数が１個以上の場合
　＜ユニフォミティ（ＬＦＶ、ＲＦＶ）＞
　ＪＡＳＯ Ｃ６０７：２０００のユニフォミティ試験条件に準拠し、ラテラルフォースバリエーション（ＬＦＶ）およびラジアルフォースバリエーション（ＲＦＶ）を測定した。結果はいずれも２０本の平均値（Ｎ）を求め、比較例１を１００とする相対値を指数表示した。指数が大きいほどユニフォミティが優れている。
　ユニフォミティ指数＝（比較例１のユニフォミティ／各例のユニフォミティ）×１００
　＜屈曲亀裂成長試験＞
　試作タイヤの耐久走行試験でインナーライナーが割れ、剥がれ状態を評価した。試作タイヤをＪＩＳ規格リム１５かける６ＪＪに組み付け、タイヤ内圧は１５０ＫＰａで通常よりも低内圧に設定し、荷重は６００ｋｇ、速度１００ｋｍ／ｈ、走行距離２０，０００ｋｍでタイヤの内部を観察し、亀裂、剥離の数を測定し、比較例１との相対値で示す。
　　耐亀裂成長指数＝（比較例１の亀裂数／各例の亀裂数）×１００
　＜静的空気圧低下率＞
　試作タイヤをＪＩＳ規格リム１５×６ＪＪに組み付け、初期空気圧３００ｋＰａを封入し、９０日間室温で放置し空気圧の低下率を１カ月で計算した。数値が小さいほど空気圧が減りにくく好ましい。
　＜総合判定＞
　以下の（ａ）～（ｄ）の条件をすべて満たす場合を総合判定Ａとした。
（ａ）エアーイン性能がＡ
（ｂ）ユニフォミティが１００以上
（ｃ）屈曲亀裂成長性が１００以上
（ｄ）静的空気圧低下率が２．６以下
　以下の（ａ）～（ｄ）のいずれか１つが、以下の条件を満たす場合を総合判定Ｂ、Ｃとした。複数の判定に該当する場合は、評価の低い方を採用した。
（ａ）エアーイン性能がＢ、Ｃ
（ｂ）ユニフォミティが１００より小さい
（ｃ）屈曲亀裂成長性が１００より小さい
（ｄ）静的空気圧低下率が２．６より大きい
　＜タイヤの評価結果＞
比較例１～３は、ストリップにずらしを形成していない例、実施例１～８はストリップの内面層と外面層に一定のずらしが形成されている例である。本発明の実施例は、エアーイン性能、屈曲亀裂成長性および静的空気圧低下率において、いずれも比較例よりも優れていることが認められる。
　本発明のストリップを用いたインナーライナーは、乗用車用空気入りタイヤ、トラック・バス用、重機用等の各種の空気入りタイヤの製造方法に適用できる。
　１　空気入りタイヤ、２　トレッド部、３　サイドウォール部、４　ビード部、５　ビードコア、６　カーカスプライ、７　ベルト層、８　ビードエーペックス、９　インナーライナー、１０　ストリップ、１１　ストリップの製造装置、１２　シート、１３　押出装置、１４Ａ，１４Ｂ　型ローラ、１５　スクリュ軸、１６　押出口、１７　口金、１８Ａ、１８Ｂ　フリーローラ。

Claims (12)

  1. 　タイヤの成形ドラムまたは中子体の外周面に沿って巻き付けてインナーライナーを形成するためのストリップであって、
    　該ストリップは、タイヤ内側に配置される内面層とタイヤ外側に配置される外面層を、それらの幅方向の端部が幅方向に０．５～３０ｍｍずらして貼り合わされており、
    　前記内面層の少なくとも１つの層は、スチレン－イソブチレン－スチレンブロック共重合体を含むエラストマー組成物で構成されており、
    　前記外面層の少なくとも１つの層は、熱可塑性エラストマー組成物で構成されている、ことを特徴とするストリップ。
  2. 　前記ストリップの幅（Ｗ０）は、５ｍｍ～４０ｍｍであり、ストリップの厚さ（Ｔ０）は、０．０２～１．０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載のストリップ。
  3. 　前記外面層の熱可塑性エラストマー組成物はスチレン－イソプレン－スチレンブロック共重合体およびスチレン－イソブチレンブロック共重合体のいずれかが含まれていることを特徴とする請求項１に記載のストリップ。
  4. 　請求項１に記載のストリップの製造方法であって、
    　（ａ）押出機本体と押出ヘッドを備えた押出装置により熱可塑性エラストマーを押し出してシートを形成する押出工程と、
    　（ｂ）該シートを型ローラとニップローラの間に通して、前記シートに型ローラの形状を転写して設計形状の内面層と外面層を、それぞれ成形する成形工程と、
    　（ｃ）前記内面層と外面層を、それぞれ型ローラから剥離する剥離工程と、
    　（ｄ）前記内面層と外面層を、それらの長手方向の両端を幅方向に０．５～３０ｍｍずらして貼り合わせてストリップを形成する貼合工程、
    　を含むことを特徴とするストリップの製造方法。
  5. 　成形機ドラムの円周方向に沿って、請求項１に記載のストリップの側縁をずらせながら巻きつけて、インナーライナーを成形することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
  6. 　中子体の外周面の円周方向に沿って、請求項１に記載のストリップの側縁をずらせながら巻きつけて、その仕上げ断面に近い形状のインナーライナーを成形することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
  7. 　前記中子体は、５％内圧充填時のタイヤ内面形状に近似した外周面を有することを特徴とする請求項６に記載の空気入りタイヤの製造方法。
  8. 　前記中子体は、５％内圧充填時のタイヤ内面形状よりも小さい外周面を有することを特徴とする請求項６に記載の空気入りタイヤの製造方法。
  9. 　前記ストリップを用いて成形された未加硫タイヤを前記中子体の外側に形成する工程と、前記中子体からから取り外された未加硫タイヤを加硫金型に投入して加硫成形する加硫工程を含むことを特徴とする請求項６に記載の空気入りタイヤの製造方法。
  10. 　前記加硫工程において、未加硫タイヤは、その内腔側に配置されたブラダーの膨張により、０．１～２．０％の径方向のストレッチで加硫されることを特徴とする請求項９に記載の空気入りタイヤの製造方法。
  11. 　前記加硫工程において、未加硫タイヤは、その内腔側に配置されたブラダーの膨張により、０．１～２．０％のラジアル方向のストレッチで加硫されることを特徴とする請求項９に記載の空気入りタイヤの製造方法。
  12. 　前記ストリップを用いて成形された未加硫タイヤを前記中子体の外側に形成する成形工程と、
    　前記未加硫タイヤと前記中子体が、共に加硫金型に投入され、該加硫金型および前記中子体が加熱されて、タイヤが加硫されることを特徴とする請求項６に記載の空気入りタイヤの製造方法。
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