JP5534784B2 - 空気入りタイヤ用インナーライナーの製造方法 - Google Patents
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Description
以下に、本発明の空気入りタイヤ用インナーライナーを詳細に説明する。本発明の空気入りタイヤ用インナーライナーは、エチレン−ビニルアルコール共重合体(A)或いはエチレン−ビニルアルコール共重合体(A)を反応させて得られる変性エチレン−ビニルアルコール共重合体(B)からなるマトリックス中に、当該エチレン−ビニルアルコール共重合体(A)或いは変性エチレン−ビニルアルコール共重合体(B)より23℃におけるヤング率が低い粘弾性体(C)を分散させた樹脂組成物(D)からなる層を少なくとも含むインナーライナーであって、粘弾性体(C)として、水酸基と反応する官能基が複数導入された多点変性粘弾性体(E)と、水酸基と反応する官能基が一分子鎖に1個以下導入された、一部変性粘弾性体(F)および未変性粘弾性体(G)の少なくとも一方とを含むことを特徴とする。具体的には、例えば、粘弾性体(C)は、水酸基と反応する官能基が一分子鎖に複数導入された多点変性粘弾性体(E)と、水酸基と反応する官能基が一分子鎖に1個以下導入された、一部変性粘弾性体(F)および未変性粘弾性体(G)の少なくとも一方とをブレンドして調製することができる。このように、エチレン−ビニルアルコール共重合体(A)或いはエチレン−ビニルアルコール共重合体(A)を反応させて得られる変性エチレン−ビニルアルコール共重合体(B)を含む樹脂中に当該エチレン−ビニルアルコール共重合体(A)或いは変性エチレン−ビニルアルコール共重合体(B)より23℃におけるヤング率が低い粘弾性体(C)を分散させた樹脂組成物(D)をインナーライナーに使用することにより、ガスバリア性及び耐屈曲性に優れ、新品時及び走行後のタイヤの内圧保持性を向上させながらタイヤの重量を減少させ得るインナーライナーを提供することができる。また、多点変性粘弾性体(E)と、一部変性粘弾性体(F)および未変性粘弾性体(G)の少なくとも一方とを予めブレンドしてからマトリックス中に分散させれば、粘弾性体(C)とエチレン−ビニルアルコール共重合体(A)或いは変性EVOH(B)との界面反応による補強を確保しつつ、多点変性粘弾性体(E)とエチレン−ビニルアルコール共重合体(A)或いは変性EVOH(B)とのゲル化を防止することができ、マトリックス中での粘弾性体(C)の分散性を向上することができる。
上記エチレン−ビニルアルコール共重合体(A)は、エチレン含有量が25〜50モル%であることが好ましく、30〜48モル%であることが更に好ましく、35〜45モル%であることが一層好ましい。エチレン含有量が25モル%未満では、耐屈曲性、耐疲労性及び溶融成形性が悪化することがあり、一方、50モル%を超えると、ガスバリア性を十分に確保できないことがある。また、該エチレン−ビニルアルコール共重合体(A)は、ケン化度が90%以上であることが好ましく、95%以上であることが更に好ましく、99%以上であることが一層好ましい。ケン化度が90%未満では、ガスバリア性及び成形時の熱安定性が不十分となることがある。更に、該エチレン−ビニルアルコール共重合体(A)は、メルトフローレート(MFR)が190℃、2160g荷重下で0.1〜30g/10分であることが好ましく、0.3〜25g/10分であることが更に好ましい。
本発明において、上記変性エチレン−ビニルアルコール共重合体(B)の製造方法は、特に限定されないが、エチレン−ビニルアルコール共重合体(A)とエポキシ化合物とを溶液中で反応させる製造方法が好適に挙げられる。より詳しくは、エチレン−ビニルアルコール共重合体(A)の溶液に、酸触媒又はアルカリ触媒存在下、好ましくは酸触媒存在下、エポキシ化合物を添加し、反応させることによって変性エチレン−ビニルアルコール共重合体(B)を製造することができる。反応溶媒としては、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド及びN-メチルピロリドン等の非プロトン性極性溶媒が挙げられる。また、酸触媒としては、p-トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、硫酸及び三フッ化ホウ素等が挙げられ、アルカリ触媒としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、ナトリウムメトキシド等が挙げられる。なお、触媒量は、エチレン−ビニルアルコール共重合体(A)100質量部に対し、0.0001〜10質量部の範囲が好ましい。
上記エチレン−ビニルアルコール共重合体(A)或いは変性エチレン−ビニルアルコール共重合体(B)からなるマトリックス中に分散させる粘弾性体(C)は、23℃におけるヤング率が上記エチレン−ビニルアルコール共重合体(A)或いは変性エチレン−ビニルアルコール共重合体(B)より小さいことが好ましく、500MPa以下であることが更に好ましい。上記粘弾性体(C)の23℃におけるヤング率がエチレン−ビニルアルコール共重合体(A)或いは変性エチレン−ビニルアルコール共重合体(B)より小さいと、樹脂組成物(D)の弾性率を低下させることができ、その結果、インナーライナーの耐屈曲性を向上させることができる。
樹脂組成物(D)は、エチレン−ビニルアルコール共重合体(A)或いは変性エチレン−ビニルアルコール共重合体(B)と粘弾性体(C)とを二軸押出機やバンバリーミキサー等を用いて混練して調製することができる。また、樹脂組成物(D)は、インナーライナーの製造時にフィルム状であることが好ましく、該樹脂組成物(D)からなる層は、溶融成形、好ましくはTダイ法、インフレーション法等の押出成形により、好ましくは150〜270℃の溶融温度でフィルムやシート等に成形され、インナーライナーとして使用される。
本発明の空気入りタイヤは、カーカスの内側のタイヤ内面に上述したタイヤ用インナーライナーを用いたことを特徴とする。
加圧反応槽に、エチレン含量44モル%、ケン化度99.9%のエチレン−ビニルアルコール共重合体(190℃、2160g荷重下でのMFR:5.5g/10分)2質量部及びN−メチル−2−ピロリドン8質量部を仕込み、120℃で2時間加熱撹拌して、エチレン−ビニルアルコール共重合体を完全に溶解させた。これにエポキシ化合物としてエポキシプロパン0.4質量部を添加後、160℃で4時間加熱した。加熱終了後、蒸留水100質量部に析出させ、多量の蒸留水で充分にN−メチル−2−ピロリドン及び未反応のエポキシプロパンを洗浄し、変性エチレン−ビニルアルコール共重合体を得た。更に、得られた変性エチレン−ビニルアルコール共重合体を粉砕機で粒子径2mm程度に細かくした後、再度多量の蒸留水で十分に洗浄した。洗浄後の粒子を8時間室温で真空乾燥した後、二軸押出機を用いて200℃で溶融し、ペレット化した。なお、得られた変性エチレン−ビニルアルコール共重合体の23℃におけるヤング率は、下記の方法で測定した結果、1300MPaであった。
東洋精機社製二軸押出機によって、下記押出条件で製膜し、厚さ20μmの単層フィルムを作製した。次に該フィルムを用いて、幅15mmの短冊状の試験片を作製し、23℃、50%RHの条件下で恒温室内に1週間放置した後、株式会社島津製作所製オートグラフ[AG−A500型]を用いて、チャック間隔50mm、引張速度50mm/分の条件で、23℃、50%RHにおけるS−Sカーブ(応力−歪み曲線)を測定し、S−Sカーブの初期傾きからヤング率を求めた。
シリンダー、ダイ温度設定:C1/C2/C3/ダイ=200/200/200/200(℃)
一部変性粘弾性体(F)としてのJSR製ダイナロン4630P(変性オレフィン)と、一部変性粘弾性体(F)としてのJSR製ダイナロン8630P(変性オレフィン)と、多点変性粘弾性体(E)としての旭化成製タフテックM1943(無水マレイン酸変性スチレンエチレンブチレンスチレン共重合体)とをバンバリーミキサーを用いて混練し、粘弾性体を調製した。そして、粘弾性体のヤング率を変性EVOHと同様の方法で測定した。その後、得られた粘弾性体と、上記作製した変性エチレン−ビニルアルコール共重合体とを二軸押出機で混練し、樹脂組成物を調製した。ここで、変性エチレン−ビニルアルコール共重合体と、ダイナロン4630Pと、ダイナロン8630Pと、タフテックM1943とは、質量比が40:28:28:4となるように混合した。
そして、得られた樹脂組成物を用いて、Tダイで樹脂フィルム1(厚さ50μm)を形成し、得られた樹脂組成物のMIを測定し、押出性を評価した。また、樹脂組成物のメルトフローレート(MFR)を下記の方法で測定した。結果を表1に示す。
更に、樹脂フィルム1に日新ハイボルテージ株式会社製電子線照射装置「生産用キュアトロンEBC200-100」を使用して200kGyで電子線を照射したものをインナーライナーとして用いて、図1に示す構造でサイズ:195/65R15の乗用車用空気入りタイヤを常法に従って作製した。そして、インナーライナーの酸素透過係数、タイヤの内圧保持性を評価した。結果を表1に示す。
下記の方法でMFR(MI)を測定し、MIが0.3以上を「○」、0.1未満(メルトフラクチャーの発生が目視でわかるもの)を「△」とした。
メルトインデクサーL244[宝工業株式会社製]の内径9.55mm、長さ162mmのシリンダーにサンプルを充填し、210℃で溶融した後、重さ2160g、直径9.48mmのプランジャーを使用して均等に荷重をかけ、シリンダーの中央に設けた径2.1mmのオリフィスより単位時間あたりに押出される樹脂量(g/10分)から求めた。但し、樹脂組成物の融点が210℃付近あるいは210℃を超える場合は、2160g荷重下、融点以上の複数の温度で測定し、片対数グラフで絶対温度の逆数を横軸、MFRの対数を縦軸にプロットし、210℃に外挿して算出した値をメルトフローレート(MFR)とした。
作製したインナーライナーを20℃、65%RHで5日間調湿した。得られた調湿済みのインナーライナーを2枚使用して、モダンコントロール社製MOCON OX−TRAN2/20型を用い、20℃、65%RHの条件下でJIS K7126(等圧法)に準拠して、酸素透過係数を測定し、その平均値を求めた。
内圧保持性は、−30℃の雰囲気の中で、上記作製のタイヤを、空気圧140kPaで80km/hの速度に相当する回転ドラム上に加重6kNで押し付けて10,000km走行させたタイヤと未走行タイヤを用い、これらのタイヤを6JJ×15のリムに装着した後内圧を240kPaとし、この3ヶ月後の内圧を測定し、下記式:
内圧保持性=((240−b)/(240−a))×100
[式中、aは試験タイヤの3ヶ月後の内圧、bは比較例1記載の未走行タイヤの3ヶ月後の内圧である]で評価した。また、比較例1の走行後の値を100として他の値を指数評価した。
実施例1で調製した樹脂組成物と、熱可塑性ポリウレタン(TPU)[(株)クラレ製クラミロン3190]とを使用し、2種3層共押出装置を用いて、下記共押出成形条件で樹脂フィルム2(TPU層/樹脂組成物層/TPU層,厚さ:20μm/20μm/20μm)を作製し、その際に共押出性を評価した。
更に、樹脂フィルム2に日新ハイボルテージ株式会社製電子線照射装置「生産用キュアトロンEBC200-100」を使用して300kGyで電子線を照射したものをインナーライナーとして用いて、実施例1と同様にして乗用車用空気入りタイヤを常法に従って作製し、インナーライナーの酸素透過係数、タイヤの内圧保持性を評価した。結果を表1に示す。
各樹脂の押出機仕様:
熱可塑性ポリウレタン:25mmφ押出機P25−18AC[大阪精機工作株式会社製]
樹脂組成物:20mmφ押出機ラボ機ME型CO−EXT[株式会社東洋精機製]
Tダイ仕様:500mm幅2種3層用[株式会社プラスチック工学研究所製]
冷却ロールの温度:50℃
引き取り速度:4m/分
未変性粘弾性体(G)としての旭化成株式会社製タフテックH1052(未変性スチレンエチレンブチレンスチレン共重合体)と、多点変性粘弾性体(E)としての旭化成製タフテックM1943(無水マレイン酸変性スチレンエチレンブチレンスチレン共重合体)とを二軸混練機を用いて混練し、粘弾性体を調製した。そして、粘弾性体のヤング率を変性EVOHと同様の方法で測定した。その後、得られた粘弾性体と、上記作製した変性エチレン−ビニルアルコール共重合体とを二軸押出機で混練し、樹脂組成物を調製した。ここで、変性エチレン−ビニルアルコール共重合体と、タフテックH1052と、タフテックM1943とは、質量比が40:50:10となるように混合した。
そして、得られた樹脂組成物を用いて、Tダイで樹脂フィルム3(厚さ50μm)を形成した。得られた樹脂組成物のMIを測定し、押出性を評価した。また、樹脂組成物のメルトフローレート(MFR)を実施例1と同様の方法で測定した。結果を表1に示す。
更に、樹脂フィルム3に日新ハイボルテージ株式会社製電子線照射装置「生産用キュアトロンEBC200-100」を使用して200kGyで電子線を照射したものをインナーライナーとして用いて、実施例1と同様にして乗用車用空気入りタイヤを常法に従って作製し、インナーライナーの酸素透過係数、タイヤの内圧保持性を評価した。結果を表1に示す。
未変性粘弾性体としての日本ゼオン(株)製IR2200と、多点変性粘弾性体としてのMu−ang Mai Guthrie Pubulic Company Limited社製E−NR25(エポキシ変性天然ゴム)とをバンバリーミキサーを用いて混練し、粘弾性体を調製した。そして、粘弾性体のヤング率を変性EVOHと同様の方法で測定した。その後、得られた粘弾性体と、上記作製した変性エチレン−ビニルアルコール共重合体とを二軸押出機で混練し、樹脂組成物を調製した。ここで、変性エチレン−ビニルアルコール共重合体と、IR2200と、E−NR25とは、質量比が40:50:10となるように混合した。
そして、得られた樹脂組成物を用いて、Tダイで樹脂フィルム4(厚さ50μm)を形成した。得られた樹脂組成物のMIを測定し、押出性を評価した。また、樹脂組成物のメルトフローレート(MFR)を実施例1と同様の方法で測定した。結果を表1に示す。
更に、樹脂フィルム4に日新ハイボルテージ株式会社製電子線照射装置「生産用キュアトロンEBC200-100」を使用して200kGyで電子線を照射したものをインナーライナーとして用いて、実施例1と同様にして乗用車用空気入りタイヤを常法に従って作製し、インナーライナーの酸素透過係数、タイヤの内圧保持性を評価した。結果を表1に示す。
未変性粘弾性体としての日本ゼオン(株)製IR2200と、多点変性粘弾性体としての株式会社クラレ製変性Liq.IR(LIR403)とをバンバリーミキサーを用いて混練し、粘弾性体を調製した。そして、粘弾性体のヤング率を変性EVOHと同様の方法で測定した。その後、得られた粘弾性体と、上記作製した変性エチレン−ビニルアルコール共重合体とを二軸押出機で混練し、樹脂組成物を調製した。ここで、変性エチレン−ビニルアルコール共重合体と、IR2200と、LIR403とは、質量比が40:50:10となるように混合した。
そして、得られた樹脂組成物を用いて、Tダイで樹脂フィルム5(厚さ50μm)を形成した。得られた樹脂組成物のMIを測定し、押出性を評価した。また、樹脂組成物のメルトフローレート(MFR)を実施例1と同様の方法で測定した。結果を表1に示す。
更に、樹脂フィルム5に日新ハイボルテージ株式会社製電子線照射装置「生産用キュアトロンEBC200-100」を使用して200kGyで電子線を照射したものをインナーライナーとして用いて、実施例1と同様にして乗用車用空気入りタイヤを常法に従って作製し、インナーライナーの酸素透過係数、タイヤの内圧保持性を評価した。結果を表1に示す。
未変性粘弾性体としてのJSR製BR(BR01)と、多点変性粘弾性体としてのRicon製変性Liq.BR(130MA8)とをバンバリーミキサーを用いて混練し、粘弾性体を調製した。そして、粘弾性体のヤング率を変性EVOHと同様の方法で測定した。その後、得られた粘弾性体と、上記作製した変性エチレン−ビニルアルコール共重合体とを二軸押出機で混練し、樹脂組成物を調製した。ここで、変性エチレン−ビニルアルコール共重合体と、BRと、変性Liq.BRとは、質量比が40:50:10となるように混合した。
そして、得られた樹脂組成物を用いて、Tダイで樹脂フィルム6(厚さ50μm)を形成した。得られた樹脂組成物のMIを測定し、押出性を評価した。また、樹脂組成物のメルトフローレート(MFR)を実施例1と同様の方法で測定した。結果を表2に示す。
更に、樹脂フィルム6に日新ハイボルテージ株式会社製電子線照射装置「生産用キュアトロンEBC200-100」を使用して200kGyで電子線を照射したものをインナーライナーとして用いて、実施例1と同様にして乗用車用空気入りタイヤを常法に従って作製し、インナーライナーの酸素透過係数、タイヤの内圧保持性を評価した。結果を表2に示す。
未変性粘弾性体としてのJSR製BR(BR01)と、多点変性粘弾性体としてのダイセル製エポリードPB2600(エポキシ変性BR)とをバンバリーミキサーを用いて混練し、粘弾性体を調製した。そして、粘弾性体のヤング率を変性EVOHと同様の方法で測定した。その後、得られた粘弾性体と、上記作製した変性エチレン−ビニルアルコール共重合体とを二軸押出機で混練し、樹脂組成物を調製した。ここで、変性エチレン−ビニルアルコール共重合体と、BRと、エポリードPB2600とは、質量比が40:50:10となるように混合した。
そして、得られた樹脂組成物を用いて、Tダイで樹脂フィルム7(厚さ50μm)を形成した。得られた樹脂組成物のMIを測定し、押出性を評価した。また、樹脂組成物のメルトフローレート(MFR)を実施例1と同様の方法で測定した。結果を表2に示す。
更に、樹脂フィルム7に日新ハイボルテージ株式会社製電子線照射装置「生産用キュアトロンEBC200-100」を使用して200kGyで電子線を照射したものをインナーライナーとして用いて、実施例1と同様にして乗用車用空気入りタイヤを常法に従って作製し、インナーライナーの酸素透過係数、タイヤの内圧保持性を評価した。結果を表2に示す。
上記作製した変性エチレン−ビニルアルコール共重合体と、多点変性粘弾性体(E)としての旭化成製タフテックM1943(無水マレイン酸変性スチレンエチレンブチレンスチレン共重合体)とを二軸押出機で混練し、樹脂組成物を調製した。ここで、変性エチレン−ビニルアルコール共重合体と、タフテックM1943とは、質量比が40:60となるように混合した。
そして、得られた樹脂組成物を用いて、Tダイで樹脂フィルム8を形成した。得られた樹脂組成物のMIを測定し、押出性を評価した。結果を表1に示す。なお、樹脂組成物のメルトフローレート(MFR)を実施例1と同様の方法で測定しようとしたが、押し出しが難しく測定することができなかった。
更に、樹脂フィルム8に日新ハイボルテージ株式会社製電子線照射装置「生産用キュアトロンEBC200-100」を使用して200kGyで電子線を照射したものをインナーライナーとして用いて、実施例1と同様にして乗用車用空気入りタイヤを常法に従って作製し、インナーライナーの酸素透過係数、タイヤの内圧保持性を評価した。結果を表1に示す。
変性EVOHとの混練前に粘弾性体を調整することなく、一部変性粘弾性体(F)としてのJSR製ダイナロン4630P(変性オレフィン)と、一部変性粘弾性体(F)としてのJSR製ダイナロン8630P(変性オレフィン)と、多点変性粘弾性体(E)としての旭化成製タフテックM1943(無水マレイン酸変性スチレンエチレンブチレンスチレン共重合体)と、上記作製した変性エチレン−ビニルアルコール共重合体とを同時に混練し、樹脂組成物を調製した。
そして、得られた樹脂組成物を用いて、Tダイで樹脂フィルム9(厚さ50μm)を形成した。得られた樹脂組成物のMIを測定し、押出性を評価した。また、樹脂組成物のメルトフローレート(MFR)を実施例1と同様の方法で測定した。結果を表2に示す。
更に、樹脂フィルム9に日新ハイボルテージ株式会社製電子線照射装置「生産用キュアトロンEBC200-100」を使用して200kGyで電子線を照射したものをインナーライナーとして用いて、実施例1と同様にして乗用車用空気入りタイヤを常法に従って作製し、インナーライナーの酸素透過係数、タイヤの内圧保持性を評価した。結果を表2に示す。
変性EVOHの代わりに未変性のエチレン−ビニルアルコール共重合体(エチレン含量44モル%、ケン化度99.9%のエチレン−ビニルアルコール共重合体、ヤング率(23℃):3500MPa)を用いた以外は実施例1と同様にして樹脂組成物を調整した。
そして、得られた樹脂組成物を用いて、Tダイで樹脂フィルム10(厚さ50μm)を形成した。得られた樹脂組成物のMIを測定し、押出性を評価した。また、樹脂組成物のメルトフローレート(MFR)を実施例1と同様の方法で測定した。結果を表2に示す。
更に、樹脂フィルム10に日新ハイボルテージ株式会社製電子線照射装置「生産用キュアトロンEBC200-100」を使用して200kGyで電子線を照射したものをインナーライナーとして用いて、実施例1と同様にして乗用車用空気入りタイヤを常法に従って作製し、インナーライナーの酸素透過係数、タイヤの内圧保持性を評価した。結果を表2に示す。
2 サイドウォール部
3 トレッド部
4 カーカス
5 ベルト
6 インナーライナー
7 ビードコア
8 ベルト補強層
9 樹脂組成物(D)からなる層
10 補助層
11 補助層
12 接着剤層
13 インナーライナー
14 補助層
15 インナーライナー
a ベルト5の存在している領域
b ビード部からベルト端までの領域
c ベルト端からビード部までの領域において、少なくとも30mmの幅に相当する部分の一例
Claims (4)
- エチレン−ビニルアルコール共重合体(A)或いはエチレン−ビニルアルコール共重合体(A)を反応させて得られる変性エチレン−ビニルアルコール共重合体(B)からなるマトリックス中に、前記エチレン−ビニルアルコール共重合体(A)或いは変性エチレン−ビニルアルコール共重合体(B)より23℃におけるヤング率が低い粘弾性体(C)を分散させた樹脂組成物(D)からなる層を少なくとも含むインナーライナーの製造方法であって、
水酸基と反応する官能基が複数導入された多点変性粘弾性体(E)と、水酸基と反応する官能基が一分子鎖に1個以下導入された一部変性粘弾性体(F)とをブレンドして前記粘弾性体(C)を調製する工程と、
前記エチレン−ビニルアルコール共重合体(A)或いは変性エチレン−ビニルアルコール共重合体(B)からなるマトリックス中に、調製した粘弾性体(C)を分散させて前記樹脂組成物(D)を調製する工程と、
調製した樹脂組成物(D)からなる層を形成する工程と、
を含むことを特徴とする、空気入りタイヤ用インナーライナーの製造方法。 - 前記粘弾性体(C)中の前記一部変性粘弾性体(F)の配合量を20〜99質量%とすることを特徴とする、請求項1に記載の空気入りタイヤ用インナーライナーの製造方法。
- 前記粘弾性体(C)の調製を、前記多点変性粘弾性体(E)と、前記一部変性粘弾性体(F)とを溶融混練することにより行うことを特徴とする、請求項1に記載の空気入りタイヤ用インナーライナーの製造方法。
- 前記粘弾性体(C)の調製を、前記多点変性粘弾性体(E)と、前記一部変性粘弾性体(F)とを溶媒に溶解混合した後、当該溶媒を除去することにより行うことを特徴とする、請求項1に記載の空気入りタイヤ用インナーライナーの製造方法。
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