JPWO2010119668A1 - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
Description
フィルム層には、例えばポリアミド系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、ポリエステル系樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合体系樹脂等からなるフィルムやシートを用いることができる。中でも、フィルム層としては、酸素透過量が3.0×10−12cm3・cm/cm2・sec・cmHg以下の樹脂フィルム、例えばエチレン−ビニルアルコール共重合体系樹脂からなるフィルムを好適に用いることができる。ここで、タイヤ軽量化等の観点から、フィルム層の厚さは、0.1〜100μmであることが好ましい。なお、フィルムやシートは、例えば押出成形等により作製することができる。
本発明の空気入りタイヤの内面に配設されたフィルム層は、それ自身がインナーライナーまたはインナーライナーの一部となる。具体的には、本発明の空気入りタイヤは、フィルム層と、ゴム状弾性体からなるゴム状弾性体層とを積層した積層体をインナーライナーとしたものであって、フィルム層がタイヤ内表面(タイヤの加硫成形時にブラダーと接触する面)に位置するようにインナーライナーが配設されているものであっても良い。
本発明の空気入りタイヤは、例えば、図1に示すような、トレッド部1と、一対のビード部2と、該トレッド部1と各ビード部2との間に延在する一対のサイドウォール部3とを有し、前記一対のビード部2間にトロイド状に延在してこれら各部を補強するカーカス4と、該カーカス4のクラウン部のタイヤ半径方向外側に配置された2枚のベルト層からなるベルト5と、該カーカス4のタイヤ径方向内側に配設されたインナーライナー6とを備えるものである。そして、この空気入りタイヤの内面は上述したフィルム層よりなる。
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℃
変性エチレン−ビニルアルコール共重合体80質量部と粘弾性体(無水マレイン酸変性SEBS)20質量部とを二軸押出機で混練し、樹脂組成物を得た。
上述した樹脂組成物と、熱可塑性ポリウレタン(TPU)[(株)クラレ製クラミロン3190]とを使用して、2種3層共押出装置を用いて、下記共押出成形条件で3層フィルム1(熱可塑性ポリウレタン層/樹脂組成物層/熱可塑性ポリウレタン層)を作製した。各層の厚みを表1に示す。
各樹脂の押出温度:C1/C2/C3/ダイ=170/170/200/200℃
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
上記フィルムを、20℃、65%RHで5日間調湿した。得られた調湿済みのフィルムを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、酸素透過量を測定し、その平均値を求めた。
0.1gの最内面層のフィルム単体を良溶媒に2日間溶解し、ろ過した後にろ物の乾燥重量を測定した。そして、ろ物の乾燥重量(A)とフィルム層の重量(B)との比(A/B)をゲル化率として算出した。なお、良溶媒としては、熱可塑性ポリウレタンに対してはジメチルホルムアミド(DMF、SP値の差4以下)を、スチレンエチレンブチレンオレフィン結晶ブロック共重合体(SEBC)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)に対しては高温のトルエン(温度100℃、SP値の差4以下)を、スチレンエチレンブチレンスチレン共重合体(SEBS)に対してはテトラヒドロフラン(THF、SP値の差4以下)を用いた。また、ろ物の乾燥条件は、温度70℃で48時間以上の真空乾燥とした。
ブラダーを用いて加硫成形を行った後の空気入りタイヤについて、インナーライナーの外観を目視にて観察し、フィルム層の破損の状況等を評価した。
作製したタイヤを、−30℃の雰囲気の中、空気圧140kPaで、80km/hの速度に相当する回転ドラム上に荷重6kNで押し付けて10,000km走行させた。そして、走行させたタイヤ(試験タイヤ)と未走行タイヤとを6JJ×15のリムに装着した後内圧を240kPaとし、3ヶ月間放置した。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は下記比較例1記載の未走行タイヤ(通常のゴムインナーライナーを用いた空気入りタイヤ)の3ヶ月後の内圧である]を用いて内圧保持性を評価した。また、比較例1の値を100として他の値を指数化した。値が大きいほど、内圧保持性に優れていることを示す。
インナーライナーに生じた亀裂の有無に関しては、ドラム走行後のタイヤのインナーライナー外観を目視観察して、亀裂(クラック)の有無を評価した。
タイヤ内面側のTPU層にのみ架橋剤Aとしてトリメチロールプロパントリメタクリレート(TMPTMA)[ダイセル・サイテック(株)製]を2質量%添加したフィルム2を用いた以外は、実施例1と同様にしてインナーライナーおよび空気入りタイヤを作製した。そして、フィルムの酸素透過係数およびタイヤ内面側に位置するTPU層のゲル化率、タイヤ加硫後のフィルム外観、並びに、タイヤの内圧保持性および走行試験後のインナーライナーの亀裂の有無を、実施例1と同様の方法で測定・評価した。結果を表1に示す。
タイヤ内面側のTPU層に架橋剤Aの代わりに架橋剤B(TAIC)を2質量%添加したフィルム3を用いた以外は、実施例2と同様にしてインナーライナーおよび空気入りタイヤを作製した。そして、フィルムの酸素透過係数およびタイヤ内面側に位置するTPU層のゲル化率、タイヤ加硫後のフィルム外観、並びに、タイヤの内圧保持性および走行試験後のインナーライナーの亀裂の有無を、実施例1と同様の方法で測定・評価した。結果を表1に示す。
TPU層に架橋剤Aを1%添加したフィルム4を用いた以外は、実施例2と同様にしてインナーライナーおよび空気入りタイヤを作製した。そして、フィルムの酸素透過係数およびタイヤ内面側に位置するTPU層のゲル化率、タイヤ加硫後のフィルム外観、並びに、タイヤの内圧保持性および走行試験後のインナーライナーの亀裂の有無を、実施例1と同様の方法で測定・評価した。結果を表2に示す。
電子線の照射量を300kGyとしたフィルム5を用いた以外は、実施例2と同様にしてインナーライナーおよび空気入りタイヤを作製した。そして、フィルムの酸素透過係数およびタイヤ内面側に位置するTPU層のゲル化率、タイヤ加硫後のフィルム外観、並びに、タイヤの内圧保持性および走行試験後のインナーライナーの亀裂の有無を、実施例1と同様の方法で測定・評価した。結果を表2に示す。
TPUの代わりに変性ポリオレフィンとして三井化学(株)製、タフマーMP0620を用いたフィルム6を用いた以外は、実施例2と同様にしてインナーライナーおよび空気入りタイヤを作製した。そして、フィルムの酸素透過係数およびタイヤ内面側に位置する変性ポリオレフィン層のゲル化率、タイヤ加硫後のフィルム外観、並びに、タイヤの内圧保持性および走行試験後のインナーライナーの亀裂の有無を、実施例1と同様の方法で測定・評価した。結果を表2に示す。
TPUの代わりに変性ポリプロピレン(変性PP)として三洋化成社製、PPを用いたフィルム7を用いた以外は、実施例2と同様にしてインナーライナーおよび空気入りタイヤを作製した。そして、フィルムの酸素透過係数およびタイヤ内面側に位置する変性PP層のゲル化率、タイヤ加硫後のフィルム外観、並びに、タイヤの内圧保持性および走行試験後のインナーライナーの亀裂の有無を、実施例1と同様の方法で測定・評価した。結果を表2に示す。
TPUの代わりに変性スチレンエチレンブチレンスチレン共重合体(変性SEBS)としてJSR(株)製ダイナロン8630を用いたフィルム8を用いた以外は、実施例2と同様にしてインナーライナーおよび空気入りタイヤを作製した。そして、フィルムの酸素透過係数およびタイヤ内面側に位置する変性SEBS層のゲル化率、タイヤ加硫後のフィルム外観、並びに、タイヤの内圧保持性および走行試験後のインナーライナーの亀裂の有無を、実施例1と同様の方法で測定・評価した。結果を表2に示す。
TPUの代わりに変性スチレンエチレンブチレンオレフィン結晶ブロック共重合体(変性SEBC)としてJSR(株)製ダイナロン4630Pを用いたフィルム9を用いた以外は、実施例2と同様にしてインナーライナーおよび空気入りタイヤを作製した。そして、フィルムの酸素透過係数およびタイヤ内面側に位置する変性SEBC層のゲル化率、タイヤ加硫後のフィルム外観、並びに、タイヤの内圧保持性および走行試験後のインナーライナーの亀裂の有無を、実施例1と同様の方法で測定・評価した。結果を表2に示す。
TPUの代わりに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(無水マレイン酸変性SEBS)として旭化成製タフテックM1943を用いたフィルム10を用いた以外は、実施例2と同様にしてインナーライナーおよび空気入りタイヤを作製した。そして、フィルムの酸素透過係数およびタイヤ内面側に位置する無水マレイン酸変性SEBS層のゲル化率、タイヤ加硫後のフィルム外観、並びに、タイヤの内圧保持性および走行試験後のインナーライナーの亀裂の有無を、実施例1と同様の方法で測定・評価した。結果を表3に示す。
TPUの代わりにエポキシ変性SBS(ダイセル化学製、CT310)を用いたフィルム13を用いた以外は、実施例2と同様にしてインナーライナーおよび空気入りタイヤを作製した。そして、フィルムの酸素透過係数およびタイヤ内面側に位置するエポキシ変性SBS層のゲル化率、タイヤ加硫後のフィルム外観、並びに、タイヤの内圧保持性および走行試験後のインナーライナーの亀裂の有無を、実施例1と同様の方法で測定・評価した。結果を表3に示す。
TPUの代わりに変性PEを用い、架橋剤Aの代わりに架橋剤C(シラン架橋剤、リンクロン)を変性PE層に10%添加したフィルム14を用い、温水に浸漬させることで架橋反応を起こさせた後、電子線を照射しなかった以外は、実施例2と同様にしてインナーライナーおよび空気入りタイヤを作製した。そして、フィルムの酸素透過係数およびタイヤ内面側に位置する変性PE層のゲル化率、タイヤ加硫後のフィルム外観、並びに、タイヤの内圧保持性および走行試験後のインナーライナーの亀裂の有無を、実施例1と同様の方法で測定・評価した。結果を表3に示す。
前述した樹脂組成物単層からなるフィルム15に200kGyの電子線を照射して、インナーライナーおよび空気入りタイヤを作製した。そして、フィルムの酸素透過係数およびタイヤ内面側に位置する層のゲル化率、タイヤ加硫後のフィルム外観、並びに、タイヤの内圧保持性および走行試験後のインナーライナーの亀裂の有無を、実施例1と同様の方法で測定・評価した。結果を表3に示す。
200kGyの電子線を照射したフィルム2と、電子線を照射していないフィルム2とを熱ロールを用いて積層した。そして、電子線を照射したフィルム2(ゲル化率35.0%)がブラダー側に位置する、即ち最内面層となるように空気入りタイヤを作製した。そして、フィルムの酸素透過係数およびタイヤ内面側に位置する層のゲル化率、タイヤ加硫後のフィルム外観、並びに、タイヤの内圧保持性および走行試験後のインナーライナーの亀裂の有無を、実施例1と同様の方法で測定・評価した。結果を表3に示す。
電子線の照射量を10kGyとしたフィルム11を用いた以外は、実施例1と同様にしてインナーライナーおよび空気入りタイヤを作製した。そして、フィルムの酸素透過係数およびタイヤ内面側に位置するTPU層のゲル化率、タイヤ加硫後のフィルム外観、並びに、タイヤの内圧保持性および走行試験後のインナーライナーの亀裂の有無を、実施例1と同様の方法で測定・評価した。結果を表1に示す。
電子線の照射量を700kGyとしたフィルム12を用いた以外は、比較例1と同様にしてインナーライナーおよび空気入りタイヤを作製した。そして、フィルムの酸素透過係数およびタイヤ内面側に位置するTPU層のゲル化率、タイヤ加硫後のフィルム外観、並びに、タイヤの内圧保持性および走行試験後のインナーライナーの亀裂の有無を、実施例1と同様の方法で測定・評価した。結果を表1に示す。
電子線を照射していないフィルム2(ゲル化率9.0%)がブラダー側に位置する、即ち最内面層となるようにした以外は、実施例14と同様にしてインナーライナーおよび空気入りタイヤを作製した。そして、フィルムの酸素透過係数およびタイヤ内面側に位置するTPU層のゲル化率、タイヤ加硫後のフィルム外観、並びに、タイヤの内圧保持性および走行試験後のインナーライナーの亀裂の有無を、実施例1と同様の方法で測定・評価した。結果を表3に示す。
電子線の照射量を20kGyとしたフィルム16を用いた以外は、実施例1と同様にしてインナーライナーおよび空気入りタイヤを作製した。そして、フィルムの酸素透過係数およびタイヤ内面側に位置するTPU層のゲル化率、タイヤ加硫後のフィルム外観、並びに、タイヤの内圧保持性および走行試験後のインナーライナーの亀裂の有無を、実施例1と同様の方法で測定・評価した。結果を表4に示す。
温水に浸漬させることなく、電子線を照射量500kGyで照射したフィルム17を用いた以外は、実施例12と同様にしてインナーライナーおよび空気入りタイヤを作製した。そして、フィルムの酸素透過係数およびタイヤ内面側に位置する変性PE層のゲル化率、タイヤ加硫後のフィルム外観、並びに、タイヤの内圧保持性および走行試験後のインナーライナーの亀裂の有無を、実施例1と同様の方法で測定・評価した。結果を表4に示す。
タイヤ内面側のTPU層にのみ架橋剤Aを4質量%添加し、電子線の照射量を500kGyとしたフィルム18を用いた以外は、実施例1と同様にしてインナーライナーおよび空気入りタイヤを作製した。そして、フィルムの酸素透過係数およびタイヤ内面側に位置するTPU層のゲル化率、タイヤ加硫後のフィルム外観、並びに、タイヤの内圧保持性および走行試験後のインナーライナーの亀裂の有無を、実施例1と同様の方法で測定・評価した。結果を表4に示す。
タイヤ内面側のTPU層にのみ架橋剤Aを20質量%添加したフィルム19を用いた以外は、実施例1と同様にしてインナーライナーおよび空気入りタイヤを作製した。そして、フィルムの酸素透過係数およびタイヤ内面側に位置するTPU層のゲル化率、タイヤ加硫後のフィルム外観、並びに、タイヤの内圧保持性および走行試験後のインナーライナーの亀裂の有無を、実施例1と同様の方法で測定・評価した。結果を表5に示す。
タイヤ内面側のTPU層にのみ架橋剤Aを2質量%添加し、電子線の照射量を600kGyとしたフィルム20を用いた以外は、実施例1と同様にしてインナーライナーおよび空気入りタイヤを作製した。そして、フィルムの酸素透過係数およびタイヤ内面側に位置するTPU層のゲル化率、タイヤ加硫後のフィルム外観、並びに、タイヤの内圧保持性および走行試験後のインナーライナーの亀裂の有無を、実施例1と同様の方法で測定・評価した。結果を表5に示す。
タイヤ内面側のTPU層にのみ架橋剤Aを2質量%添加し、電子線の照射量を5kGyとしたフィルム21を用いた以外は、実施例1と同様にしてインナーライナーおよび空気入りタイヤを作製した。そして、フィルムの酸素透過係数およびタイヤ内面側に位置するTPU層のゲル化率、タイヤ加硫後のフィルム外観、並びに、タイヤの内圧保持性および走行試験後のインナーライナーの亀裂の有無を、実施例1と同様の方法で測定・評価した。結果を表5に示す。
タイヤ内面側のTPU層に架橋剤Aの代わりに架橋剤D(DEGDA)を2質量%添加したフィルム22を用いた以外は、実施例2と同様にしてインナーライナーおよび空気入りタイヤを作製した。そして、フィルムの酸素透過係数およびタイヤ内面側に位置するTPU層のゲル化率、タイヤ加硫後のフィルム外観、並びに、タイヤの内圧保持性および走行試験後のインナーライナーの亀裂の有無を、実施例1と同様の方法で測定・評価した。結果を表5に示す。
タイヤ内面側のTPU層に架橋剤Aの代わりに架橋剤E(NPGDA)を2質量%添加したフィルム23を用いた以外は、実施例2と同様にしてインナーライナーおよび空気入りタイヤを作製した。そして、フィルムの酸素透過係数およびタイヤ内面側に位置するTPU層のゲル化率、タイヤ加硫後のフィルム外観、並びに、タイヤの内圧保持性および走行試験後のインナーライナーの亀裂の有無を、実施例1と同様の方法で測定・評価した。結果を表5に示す。
2 ビード部
3 サイドウォール部
4 カーカス
5 ベルト
6 インナーライナー
11 上部金型
12 未加硫タイヤ
13 下部金型
14 ブラダー
15 シリンダ
16 ロッド
17 加硫タイヤ
Claims (12)
- 1層以上のフィルム層を有するインナーライナーを内面に備え、且つ、当該フィルム層のうち最もタイヤ内面側に位置する最内面層の加硫前のゲル化率が10.0%〜99.0%であることを特徴とする、空気入りタイヤ。
- 前記フィルム層のうち少なくとも最内面層が、架橋剤を含み、及び/又は、電子線を照射されていることを特徴とする、請求項1に記載の空気入りタイヤ。
- 前記架橋剤が、シラン系化合物、マルチアクリレート系化合物またはマルチメタクリレート系化合物よりなる群から選ばれる少なくとも一つの化合物であることを特徴とする、請求項2に記載の空気入りタイヤ。
- 前記フィルム層が、単層または多層の樹脂フィルム層であり、前記最内面層がウレタン系エラストマーを含むことを特徴とする、請求項1〜3の何れかに記載の空気入りタイヤ。
- 前記フィルム層が、単層または多層の樹脂フィルム層であり、前記最内面層がオレフィン系エラストマーを含むことを特徴とする、請求項1〜3の何れかに記載の空気入りタイヤ。
- 前記フィルム層が、単層または多層の樹脂フィルム層であり、前記最内面層がジエン系エラストマーを含むことを特徴とする、請求項1〜3の何れかに記載の空気入りタイヤ。
- 前記最内面層が、架橋剤を0.1〜20質量%含むことを特徴とする、請求項4〜6の何れかに記載の空気入りタイヤ。
- 前記最内面層が、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリアリルイソシアヌレート、トリメタクリルイソシアヌレート、ジエチレングリコールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレートまたはネオペンチルグリコールジアクリレート、或いは、シラン架橋剤を含むことを特徴とする、請求項4〜6の何れかに記載の空気入りタイヤ。
- 前記最内面層が、5〜600kGyの照射量で電子線を照射されていることを特徴とする、請求項7または8に記載の空気入りタイヤ。
- 前記フィルム層の厚さの合計が5〜2000μmであることを特徴とする、請求項1に記載の空気入りタイヤ。
- 前記フィルム層が、エチレン−ビニルアルコール共重合体からなる層を含むことを特徴とする、請求項1に記載の空気入りタイヤ。
- 前記フィルム層が、変性エチレン−ビニルアルコール共重合体からなる層を含むことを特徴とする、請求項1に記載の空気入りタイヤ。
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