JP2005219565A

JP2005219565A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2005219565A
Application number: JP2004027887A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kaido; 博幸海藤
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2004-02-04
Filing date: 2004-02-04
Publication date: 2005-08-18

Abstract

【課題】タイヤの成形加工性を損なうことなく、軽量でかつ空気保持性に優れた空気入りタイヤの提供。
【解決手段】空気透過性が２５×１０^-12cm³・cm／cm²・sec・cmHg以下であり、かつ室温における伸張後の残留伸び率が４５％以下、好ましくは１〜２５％である熱可塑性エラストマーのフィルムをインナーライナーに用いた空気入りタイヤ。
【選択図】なし

Description

本発明は空気入りタイヤに関し、更に詳しくは室温における伸張後の残留伸び率が小さい熱可塑性エラストマーのフィルムをインナーライナーに用いて軽量性及び空気保持性に優れた空気入りタイヤに関する。

ナイロン樹脂等の熱可塑性エラストマーは、ゴムに比べて空気透過性が小さいため、空気入りタイヤのインナーライナーに用いると、タイヤの空気保持率を低下させることなく、その厚みをフィルム状に薄くすることができ、空気入りタイヤの軽量化に貢献することができることが知られている（例えば特許文献１参照）。しかしながら、熱可塑性エラストマーは、ゴムに比べて硬いため、インナーライナーとして用いた時にタイヤ成型時のリフト工程などで、フィルムの剥れを生じるという問題があった。

特開平１０−２６４６０７号公報

従って、本発明は空気入りタイヤのインナーライナーを改良して軽量でかつ空気保持性に優れた空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明に従えば、空気透過性が２５×１０^-12cm³・cm／cm²・sec・cmHg以下であり、かつ室温における５０％伸張後の残留伸び率が４５％以下である熱可塑性エラストマーを含んでなるフィルムを、インナーライナーに用いた空気入りタイヤが提供される。

本発明に従えば、空気透過率が２５×１０^-12cm³・cm／cm²・sec・cmHg以下でかつ室温における５０％伸張後の残留伸び率が４５％以下の熱可塑性エラストマーをインナーライナーに用いることにより、軽量でかつ空気保持性に優れた空気入りタイヤを得ることができる。

空気入りタイヤは、内面にインナーライナーと呼ばれる空気透過性が小さいゴムを配置することによってタイヤ内圧を保持しており、インナーライナー用材料としては典型的には空気透過性が低いポリイソブチレン系のゴム（例えば臭素化ブチルゴムや臭素化パラメチルスチレン−イソブチレン共重合ゴム等）が用いられている。タイヤ業界や自動車業界内で実用化されている一般的なタイヤの空気圧保持性は２．５％／月以下の減少であり、これを満たすには前記した従来の材料では５００〜１５００μｍの厚さが必要である。前記材料より空気透過性が小さい熱可塑性エラストマーを用いるとインナーライナー厚さを薄くすることができるが、熱可塑性エラストマーはゴムに比べて硬いことや空気入りタイヤを構成する他のゴム部材との感圧接着性に劣るという問題がある。

空気入りタイヤの製造工程においては、成型ドラム上に空気入りタイヤを構成する各部材を積層したのち、タイヤ状に膨張（リフト）させるが、従来ではこの膨張工程でフィルムが剥がれるという問題があった。タイヤ製造工程における一般的なリフト率は４０〜８５％であるが、本発明者らはラジアルタイヤ（サイズ：１９５／６５Ｒ１５）においてリフト率６０％で研究を進めた結果、フィルムの伸張後の残留伸び率とタイヤからの剥がれとの関係を明らかにすることができ、本発明に至った。

本発明に係る空気入りタイヤのインナーライナーとして用いる熱可塑性エラストマーは空気透過性が２５×１０^-12cm³・cm／cm²・sec・cmHg以下、好ましくは１５×１０^-12cm³・cm／cm²・sec・cmHg以下でかつ室温における５０％伸張後の残留伸び率が４５％以下、好ましくは１〜２５％のものであることが必要がある。なお、残留伸び率とは、伸張による伸張時の長方の増加分を１００％としたときに対する伸張後の長さの増加分（残留伸び長さ）の割合をいう。かかる特定の空気透過性及び残留伸び率を得るためには、例えば熱可塑性エラストマーをマトリクスである樹脂と分散相であるゴムの体積分率および粘度が下記式を満足するように調整する。
（φｄ／φｍ）×（ηｍ／ηｄ）＜１
式中、φｄ：ゴム体積率 φｍ：樹脂体積率 ηｄ：ゴム粘度 ηｍ：樹脂粘度
ηｍ／ηｄが１に近いほどゴム粒径が小さくなり、残留伸び率が低下するため好ましい。

本発明において使用する前記熱可塑性エラストマーは好ましくは熱可塑性樹脂（例えばナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１２などのポリアミド樹脂及びそれらの共重合体、更には任意のブレンド）を連続相とし、そして、ゴム（例えばイソブチレン−パラアルキルスチレン共重合ゴムの臭素化物、イソブチレン−イソプレン共重合ゴムの酸変性物、エチレン−αオレフィン共重合ゴムの酸変性物、カルボキシル化ニトリルブタジエン共重合ゴム、カルボキシル化エチレン・アクリル共重合ゴム）を分散相とした構成を有しており、熱可塑性樹脂とゴムとの比率には特に限定はないが、熱可塑性樹脂／ゴム（重量比）で６０／４０〜２０／８０であるのが好ましく、５０／５０〜３０／７０であるのが更に好ましい。熱可塑性エラストマーには更に一般的な添加剤として老化防止剤、架橋剤、可塑剤などを適宜配合することができる。

前記インナーライナーは、熱可塑性エラストマーのみのフィルムとすることもできるが、通常は熱可塑性フィルムと、ゴムに対して粘着性を有する接着層との積層体を用いるのが作業上好ましい。このような接着層としては例えばゴム分（例えば天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、イソブチレン−イソプレンゴム、ブタジエンゴム、ポリイソブチレン、ポリイソプレン、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体）１００重量部に対しゴム配合補強用カーボンブラック０〜１００重量部、接着性樹脂（例えばＲＦ樹脂）０．５〜２０重量部、粘着付与剤（例えばテルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、変性テルペン樹脂、水添テルペン樹脂、ロジンエステル、脂環族飽和炭化水素樹脂）５０〜２００重量部などを配合し、更にこれに加硫剤、加硫促進剤、オイル、老化防止剤、可塑剤などを適宜配合した組成物を用いることができる。

本発明インナーライナー用フィルムの厚さは典型的には５０〜３００μｍ、好ましくは１００〜２００μｍであり、接着層を用いる場合の接着層の厚さは５〜５０μｍであるのが好ましい。

以下、実施例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲をこれらの実施例に限定するものでないことはいうまでもない。

標準例１、実施例１〜４及び比較例１〜４
インナーライナー材の製造
（１）実施例１〜４及び比較例１〜３は、２３０℃に設定した二軸混合機を用い、表Ｉに示す原料成分を混合した。このようにして調製した混合物をペレット化し、幅４００mmのＴ型ダイを装着した押出機にて温度２５０℃にてフィルム化した。
（２）比較例４及び標準例１は、６０℃に設定した密閉式混合機を用い、表Ｉに示す原料成分を１０分間混合した。得られた混合物を２本ロール（温度６０℃）を用いてシート化した。

次に得られたインナーライナー材の物性を以下に示す試験法で試験し、結果を表Ｉに示す。
伸張後の残留伸び率の測定方法
（１）サンプルシートをＪＩＳ３号ダンベルにて打ち抜き標線を付け、オートグラフで、室温にて５０mm／分の速度で標線間が５０％伸張するまで引っ張り、引っ張り荷重を取り去って、室温で２４時間放置した。その後標線間を測定し、残留歪（即ち残留伸び率）を求めた。

空気透過性：フィルムの空気透過係数測定法：ＪＩＳＫ７１２６「プラスチックフィルム及びシートの気体透過度試験方法（Ａ法）」に準じた。
試験片：各例で作成したフィルムサンプルを用いた。
試験気体：空気（Ｎ₂：Ｏ₂＝８：２）
試験温度：３０℃

表Ｉ脚注
＊１：アミランＣＭ１０４１（東レ製）
＊２：Ｎｙｌｏｎ５０３３Ｂ（宇部興産製）
＊３：ＲｉｌｓａｎＢＭＮＯ（アトフィナ製）
＊４：Ｅｘｘｐｒｏ８９−４（エクソンモービル化学製ブチルゴム）
＊５：油処理硫黄（軽井沢製作所製）
＊６：亜鉛華３号（正同化学製）
＊７：ＨＰＲＡＲ２０１（三井・デュポンポリケミカル製）

試作タイヤの製造
（１）表Ｉの溶剤（トルエンとメチルエチルケトン）以外のゴムと配合剤を、密閉型ミキサーで混合し、マスターバッチを調製し、次にこのマスターバッチを細断し、表Ｉの溶剤に投入し、２４時間撹拌した。一方表ＩＩに示す配合の接着剤セメントを調製し、調製したフィルムの片面に、表ＩＩの接着剤セメントを刷毛で塗布乾燥させ、インナーライナー用部材を調製した。成形ドラム上にこの部材を巻きつけ、以後は常法にて試作タイヤを製造した。

表ＩＩ脚注
＊１：ＦＥＦ級カーボンブラック（新日化カーボン製）
＊２：亜鉛化３号（正同化学製）
＊３：ヒーズステアリン酸（日本油脂製）
＊４：ノクラック２２４（大内新興化学製）
＊５：レゾルシンホルムアルデヒド樹脂（ＩＮＤＳＰＥＣＣＨＥＭＩＣＡＬ製）
＊６：ベンセルＡＤ（荒川化学製）
＊７：油処理硫黄（軽井沢製作所製）
＊８：サンセラーＣＭ−ＤＯ（三新化学工業製）
＊９：ＣＹＲＥＺ９６４ＲＰＣ（ＣＹＴＥＣＩＮＤＵＳＴＲＩＥＳ製）
＊１０：トルエン（東京化成製）
＊１１：メチルエチルケトン（東京化成製）

次に得られたタイヤの特性を以下の試験法で試験し、結果を表Ｉに示した。
タイヤ成形加工性：シートを幅はタイヤ内面をほぼ覆う寸法で、長さは成形ドラムと同じ長さに切断し、長さ方向にシートを丸め切断端同士を接合し円筒状のシート部材を得た。その後この部材を成形ドラムに固定し、その上からカーカス等他の部材を重ねて張り付け、第１グリーンタイヤを得た。次に、このグリーンタイヤに内面から圧力を加えて長さ方向に約６０％の延伸を加えて膨径すると同時に、ベルトやトレッドゴムなどの他の部材と一体化し、加硫前の最終の第２グリーンタイヤを得た。
この第２グリーンタイヤを室温中で６時間放置し、６時間後のシート部材の剥離の程度を次の基準で評価した。
○：剥離無し
△：全内面積の２％以下の剥離が発生
×：全内面積の２％を越えて剥離が発生

タイヤ内圧保持性（圧力低下率）：初期圧力２００kPa、室温２１℃、無負荷条件にて３ヵ月間放置する。内圧の測定間隔は４日毎とし、測定圧力Ｐｔ、初期圧力Ｐ₀、経過日数ｔとし、次の式

に回帰してα値を求める。得られたαを用い、ｔ＝３０（日）を代入し、β＝［１−ｅｘｐ（−αｔ）］×１００を得る。βを１ヵ月当たりの圧力低下率（％／月）とする。そして、得られた圧力低下率に応じて以下の基準で評価した。
○：圧力低下率２．５％以下
×：圧力低下率２．５％超

本発明に従えば、以上の実施例にも示したように、空気透過性及び室温における伸張後の残留伸び率が本発明の規定内のフィルムはタイヤ成形加工性及びタイヤ内圧保持性にすぐれ、空気入りタイヤのインナーライナー用材料として非常に有用である。

Claims

空気透過性が２５×１０^-12cm³・cm／cm²・sec・cmHg以下であり、かつ室温における５０％伸張後の残留伸び率が４５％以下である熱可塑性エラストマーを含んでなるフィルムを、インナーライナーに用いた空気入りタイヤ。
前記熱可塑エラストマーが熱可塑性樹脂を連続相としゴムを分散相としたものである請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記フィルムが熱可塑エラストマー層と、ゴムに対して粘着性を有する接着層との積層体である請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
前記熱可塑樹脂がナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイロン１２及びそれらの共重合体並びにそれらのブレンドから選ばれるものである請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。