JP2012116392A - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】空気入りタイヤ1のインナーライナー9は、SIBS99〜60質量%と、ポリアミドを分子鎖に含むショアD硬度が70以下のポリアミド系ポリマー1〜40質量%とを含むポリマー混合物100質量部に対し、有機化処理粘度鉱物0.1〜50質量%を含むポリマー組成物からなる厚さ0.05〜0.6mmの第1層と、SISおよびSIBの少なくともいずれかを含み、厚さ0.01〜0.3mmの第2層とからなるポリマー積層体で構成され、該第2層がカーカスプライ6のゴム層と接するように配置され、インナーライナー9は、タイヤ最大幅位置LeからビードトウLtに亘るビード領域Rbの平均厚さより、タイヤ最大幅位置Leからベルト層端の対応位置Luに亘るバットレス領域Rsの平均厚さの方が薄い。
【選択図】図1
Description
ルト層の最大幅端部近傍からタイヤ最大幅の領域Tsにおける空気透過防止層の平均厚さGsを、タイヤ最大幅とビードトゥの領域Tfにおける空気透過防止層の平均厚さGfよりも薄くし、屈曲耐久性を改善することが提案されている。しかしかかる構成では、カーカスプライのゴム層と空気透過防止層の間の剥離が生じることがある。
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であって、該インナーライナーは、少なくとも第1層と第2層とを含む2層以上のポリマー積層体で形成される。第1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(以下、「SIBS」ともいう)99〜60質量%と、ポリアミドを分子鎖に含むショアD硬度が70以下のポリアミド系ポリマー1〜40質量%とを含むポリマー混合物100質量部に対し、有機化処理粘度鉱物0.1〜50質量部を含むポリマー組成物からなり、厚さが0.05mm〜0.6mmの範囲である。第2層は、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み、厚さが0.01mm〜0.3mmである。そして、第2層はカーカスプライのゴム層と接するように配置されている。
本発明の一実施の形態において、ポリマー積層体は、SIBS99〜60質量部を含む第1層と、SISおよびSIBの少なくともいずれかを含む第2層とからなり、第1層の厚さが0.05mm〜0.6mmであり、第2層の厚さが0.01mm〜0.3mmである。
本発明の一実施の形態において、第1層は、SIBS99〜60質量%と、ポリアミドを分子鎖に含むショアD硬度が70以下のポリアミド系ポリマー1〜40質量%とを含むポリマー混合物100質量部に対し、有機化処理粘度鉱物0.1〜50質量部を含むポリマー組成物からなる。ここで、「有機化処理粘度鉱物」とは、有機化合物をインターカレートした層状粘度鉱物を意味する。SIBSのイソブチレンブロック由来により、SIBSからなるポリマー組成物は優れた耐空気透過性を有する。したがって、SIBSを含むポリマーフィルム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。
本発明の一実施の形態におけるポリマー組成物において、ポリマー混合物中のSIBSの含有量は99〜60質量%とされる。SIBSの含有量が60質量%以上であることにより、優れた耐空気透過性と耐久性を得ることができる。また、耐空気透過性と耐久性がより良好になる点で、該含有量は95〜80質量%とされることが好ましい。
本発明の一実施の形態におけるポリマー組成物において、ポリマー混合物中のポリアミド系ポリマーの含有量は1〜40質量%とされる。ポリアミド系ポリマーの含有量が40質量%以下であることにより、耐久性と接着性とが両立されたポリマー混合物を得られる。また、耐久性と接着性が確保でき、耐空気透過性に優れるSIBSとエチレン−ビニルアルコール共重合体をより多く配合できる点で、該含有量は3〜20質量%とされることが好ましい。
上記ポリアミド形成性モノマー(B)が、下記式(II)および/または下記式(III)で表わされることが好ましい。
上記ジカルボン酸化合物(C)が、下記式(IV)および/または脂肪族ジカルボン酸化合物および/または脂環族ジカルボン酸化合物で表されることが好ましい。
ポリアミド系ポリマーがポリアミド成分に由来するハードセグメント、ポリエーテル成分に由来するソフトセグメントを有するポリアミド系ポリマーであると、結晶性が低くなり、このため、破断伸びEBが高く、低温から高温領域まで柔軟性を示すポリアミド系ポリマーを得ることができる。
マーを用いることができる。ポリアミド系ポリマーとしては、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン11、ナイロン12から選ばれる少なくとも1種の脂肪族ナイロンからなるポリアミドブロックと、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、ポリオキシブチレンから選ばれる少なくとも1種のポリエーテルブロックとから構成されるエラストマーなどを用いることができる。
本発明の一実施の形態で用いるポリマー混合物は、SIBSと、ポリアミドを分子鎖に含むショアD硬度が70以下のポリアミド系ポリマーに加えて、他のポリマーまたは樹脂を含んでもよい。例えば、SIBSとポリアミド系ポリマーに加えて、ナイロン、PET、クロロブチルゴム、天然ゴム、エチレンプロピレン−ジエン三元共重合体(EPDM)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)等を配合することができる。
本発明の一実施の形態に係るポリマー組成物は、SIBSと、ポリアミドを分子鎖に含むショアD硬度が70以下のポリアミド系ポリマーに加えて、有機化処理粘土鉱物を含む。
有機化処理粘土鉱物とは、有機化合物をインターカレートした層状粘土鉱物である。有機化合物が層状粘土鉱物の層間にインターカレートすることにより、層間が広がり、ポリマーへの分散性が向上する。
アミン類またはアミド類としては、1以上のアミンまたはアミドを有する極性有機化合物、たとえばアルキルアミン、アミノシクロアルカンおよびアミノシクロアルカン置換体、環状脂肪族ジアミン、脂肪族アミン、アルキル芳香族アミン、アルキルジアリールアミン、脂肪族アミドなどが挙げられ、一級、二級、および/または三級アミンまたはアミドが含まれる。中でも、アルキルアミン、脂肪族アミン、アルキル芳香族アミン、アルキルジアリールアミンが好ましい。上記有機化合物は単独または2種以上を混合して使用できる。
本発明の一実施の形態におけるポリマー組成物には、その他の補強剤、加硫剤、加硫促進剤、各種オイル、老化防止剤、軟化剤、可塑剤、カップリング剤などの一般のゴム組成物に配合される各種配合剤および添加剤を配合することができる。これらの添加剤としては、たとえばステアリン酸、酸化亜鉛、老化防止剤、加硫促進剤などを挙げることができる。
本発明において、第2層はスチレン−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。)からなるSIS層およびスチレン−イソブチレンジブロック共重合体(以下、「SIB」ともいう。)からなるSIB層の少なくともいずれかを含む。
本発明においてインナーライナーに用いられるポリマー積層体の構造は各種の形態を採用できる。これらの形態をインナーライナーの模式的断面図で示す、図2〜図5に基づき説明する。
ポリマー積層体10は、図2に示すように、SIBSを含む第1層11および第2層としてのSIS層12から構成される。該ポリマー積層体10を空気入りタイヤのインナーライナーに適用する場合、SIS層12がカーカスプライ61に接するようにタイヤ半径方向外側に向けて設置すると、タイヤの加硫工程において、SIS層12とカーカス61との接着強度を高めることができる。したがって得られた空気入りタイヤは、インナーライナーとカーカスプライ61のゴム層とが良好に接着しているため、優れた耐空気透過性および耐久性を有することができる。
ポリマー積層体10は、図3に示すように、SIBSを含む第1層11および第2層としてのSIB層13から構成される。該ポリマー積層体10を空気入りタイヤのインナーライナーに適用する場合、SIB層13の面を、カーカスプライ61に接するようにタイヤ半径方向外側に向けて設置すると、タイヤの加硫工程において、SIB層13とカーカス61との接着強度を高めることができる。したがって得られた空気入りタイヤは、インナーライナーとカーカスプライ61のゴム層とが良好に接着しているため、優れた耐空気透過性および耐久性を有することができる。
ポリマー積層体10は、図4に示すように、SIBSを含む第1層11、第2層としてのSIS層12およびSIB層13がこの順に積層されて構成される。該ポリマー積層体10を空気入りタイヤのインナーライナー61に適用する場合、SIB層13の面を、カーカスプライ61に接するようにタイヤ半径方向外側に向けて設置すると、タイヤの加硫工程において、SIB層13とカーカスプライ6との接着強度を高めることができる。したがって、得られた空気入りタイヤは、インナーライナーとカーカスプライ61のゴム層とが良好に接着しているため、優れた耐空気透過性および耐久性を有することができる。
ポリマー積層体10は、図5に示すように、SIBSを含む第1層11、第2層としてのSIB層13およびSIS層12がこの順に積層されて構成される。該ポリマー積層体10を空気入りタイヤのインナーライナーに適用する場合、SIS層12の面を、カーカスプライ61に接するようにタイヤ半径方向外側に向けて設置すると、タイヤの加硫工程において、SIS層12とカーカスプライ61との接着強度を高めることができる。したがって、得られた空気入りタイヤ1は、インナーライナーとカーカスプライ61のゴム層とが良好に接着しているため、優れた耐空気透過性および耐久性を有することができる。
本発明の空気入りタイヤに用いられるインナーライナーのポリマー積層体は、たとえば以下の方法で製造することができる。
本発明の空気入りタイヤは、たとえば以下の一般的な製造方法を用いて製造することができる。上記で作製したポリマー積層体10を空気入りタイヤ1の生タイヤのインナーライナーに適用して他の部材とともに加硫成形することによって製造することができる。ポリマー積層体10を生タイヤに配置する際は、ポリマー積層体10の第2層であるSIS層12またはSIB層13が、カーカスプライ61に接するようにタイヤ半径方向外側に向けて配置する。このように配置すると、タイヤ加硫工程において、SIS層12またはSIB層13とカーカス6との接着強度を高めることができる。得られた空気入りタイヤは、インナーライナーとカーカスプライ61のゴム層とが良好に接着しているため、優れた耐空気透過性および耐久性を有することができる。
(ポリマーシートの作製)
表1および表2に示す配合処方にしたがって各配合剤を2軸押出機(スクリュ径:φ50mm、L/D:30、シリンダ温度:220℃)に投入し、200rpmで混練してペレット化した。得られたペレットをTダイ押出機(スクリュ径:φ80mm、L/D:50、ダイグリップ幅:500mm、シリンダ温度:220℃、フィルムゲージ:0.3mm)に投入して、厚さ0.3mmのポリマー積層体を作製した。
得られたポリマー積層体をタイヤのインナーライナー部分に適用して生タイヤを準備した。該生タイヤを金型内で170℃で20分間プレス成形して、195/65R15サイズの加硫タイヤを作製した。
各実施例および各比較例のポリマー積層体をインナーライナーに用いて空気入りタイヤを製造し、以下の性能試験を行なった。
インナーライナー(ポリマー積層体)と、カーカス用ゴムシート(成分:天然ゴムおよびSBR)を重ねて170℃の条件下で12分間加圧加熱することによって25mm幅の剥離用試験片を作製した。なお、ポリマー積層体は、SIS層またはSIB層がゴムシートと接触するように重ねた。得られた試験片を用いて、JIS K 6256「加硫ゴム及び熱可塑性ゴムの接着性の求め方」にしたがって、23℃の室温条件下で剥離試験を行ない、インナーライナーとカーカスの剥離力を測定した。インナーライナーとカーカス剥離力は大きいほど好ましい。
JIS K 6260「加硫ゴム及び熱可塑性ゴムのデマチャ屈曲亀裂試験方法」に準じて、中央に溝のある所定の試験片を作製した。インナーライナーは、厚さ0.3mmシートをゴムに貼り付けて加硫し、所定の試験片を作製した。試験片の溝の中心にあらかじめ切り込みを入れ、繰り返し屈曲変形を与え亀裂成長を測定する試験を行なった。雰囲気温度23℃、歪30%、周期5Hzで、70万回、140万回、210万回時に亀裂長さを測定し、亀裂が1mm成長するのに要した屈曲変形の繰り返し回数を算出した。比較例1の値を基準(100)として、各実施例および各比較例のポリマー積層体の屈曲疲労性について指数で示した。数値が大きい方が、亀裂が成長しにくく良好といえる。例えば、実施例1の指数は以下の式で求められる。
<静的空気圧低下率試験>
上述の方法で製造した195/65R15スチールラジアルPC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、空気圧の低下率を計算した。空気圧の低下が小さいほど、空気圧が低下しにくく良好といえる。
195/65R15スチールラジアルPCタイヤを周方向に8等分し、それぞれの箇所で、幅20mmでタイヤ径方向に沿って切断した8個のカットサンプルを作成し、この8個のカットサンプルについて、それぞれのバットレス領域Rsとビード領域Rbにおいて等間隔に5等分した5点についてインナーライナーの厚さを測定した。それぞれ測定した合計40点の測定値の算術平均値をGs、Gbとした。
195/65R15スチールラジアルPCタイヤをJIS規格リム15×6JJに組み付け、正規の空気圧を充填し、JATMA YEAR BOOKで空気圧−付加能力対応表より、この空気圧に対応する最大荷重を負荷し、速度80km/hでドラム上で走行し、外観目視にて確認可能な損傷が発生した時点で走行を終了し走行距離を求めた。比較例1の走行距離を100とし指数で示す。指数が大きいほど、耐クラック性が優れている。
試験結果を表1および表2に示す。
(注2)ポリアミド系ポリマー:宇部興産(株)社製の「UBESTA XPA 90
40(ショアD硬度40)」。
(注3)エチレン−ビニルアルコール共重合体:クラレ(株)社製の「エバール E105」。
(注4)クロロブチル:エクソンモービル(株)社製の「エクソンクロロブチル 1068」。
(注5)NR(天然ゴム):TSR20。
(注6)フィラー:東海カーボン(株)製の「シーストV」(N660、N2SA:2
7m2/g)。
(注7)有機化処理粘土鉱物:Pheox製の「BENTONE34」(層状粘土鉱物:ヘクトライト粘度鉱物、有機化合物:ジメチルジステアリルアンモニウム塩、有機化合物の陽イオン交換量:100meg/100g)。
(注8)無機粘土鉱物:クニミネ工業(株)の「クニピアF」。
(注9)SIS:スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、クレイトンポリマー社製の「D1161JP」(スチレン含有量15%)。
(注10)SIB:スチレン−イソブチレンジブロック共重合体(以下の(SIBの製造)で述べた製造方法によって製造したもの)。
攪拌機付き2L反応容器に、メチルシクロヘキサン(モレキュラーシーブスで乾燥したもの)589mL、n−ブチルクロライド(モレキュラーシーブスで乾燥したもの)613ml、クミルクロライド0.550gを加えた。反応容器を−70℃に冷却した後、α−ピコリン(2−メチルピリジン)0.35mL、イソブチレン179mLを添加した。さらに四塩化チタン9.4mLを加えて重合を開始し、−70℃で溶液を攪拌しながら2.0時間反応させた。次に反応容器にスチレン59mLを添加し、さらに60分間反応を続けた後、大量のメタノールを添加して反応を停止させた。反応溶液から溶剤などを除去した後に、重合体をトルエンに溶解して2回水洗した。このトルエン溶液をメタノール混合物に加えて重合体を沈殿させ、得られた重合体を60℃で24時間乾燥することによりスチレン−イソブチレンジブロック共重合体を得た。
実施例1〜3および比較例5の空気入りタイヤは、インナーライナーに含まれる有機化処理粘度鉱物の質量部を変えたことが異なる他は、同一のものとした。実施例1〜3の空気入りタイヤは、インナーライナーが有機化処理粘度鉱物を0.1質量部以上50質量部以下含むものであるため、耐空気透過性、屈曲疲労性、および耐クラック性に優れたものであった。一方、比較例5の空気入りタイヤは、インナーライナーが有機化処理粘度鉱物を50質量部を超えて含むものであるため、実施例1〜3の空気入りタイヤに比して、耐空気透過性は同等程度であるが、屈曲疲労性、および耐クラック性が顕著に低いものであった。
Claims (6)
- 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であって、
前記インナーライナーは、スチレン−イソブチレン−スチレントリブロック共重合体99〜60質量%と、ポリアミドを分子鎖に含むショアD硬度が70以下のポリアミド系ポリマー1〜40質量%とを含むポリマー混合物100質量部に対し、有機化処理粘度鉱物0.1〜50質量部を含むポリマー組成物からなる厚さ0.05〜0.6mmの第1層と、スチレン−イソプレン−スチレントリブロック共重合体およびスチレン−イソブチレンジブロック共重合体の少なくともいずれかを含み、厚さ0.01〜0.3mmの第2層とからなるポリマー積層体で構成され、
前記第2層がカーカスプライのゴム層と接するように配置され、
前記インナーライナーは、タイヤ最大幅位置からビードトウに亘るビード領域Rbの平均厚さGbより、タイヤ最大幅位置からベルト層端の対応位置Luに亘るバットレス領域Rsの平均厚さGsが薄いことを特徴とする空気入りタイヤ。 - 前記インナーライナーのバットレス領域の平均厚さGsと、ビード領域の平均厚さGbの比(Gs/Gb)は、0.3〜0.75である、請求項1に記載の空気入りタイヤ。
- 前記インナーライナーのバットレス領域の平均厚さGsは、0.05〜0.45mmである、請求項1または2に記載の空気入りタイヤ。
- 前記ポリマー混合物は、エチレン−ビニルアルコール共重合体15〜40質量%を含む、請求項1〜3のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
- 前記スチレン−イソブチレン−スチレントリブロック共重合体は、10〜30質量%のスチレンを含む、請求項1〜4のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
- 前記ポリアミド系ポリマーは、ポリアミド成分およびポリエーテル成分からなるブロック共重合体である、請求項1〜5のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
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