(57)【要約】【課題】インナーライナー部材に熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマーのフィルムを用いた場合におけるグリーンタイヤ成形後の剥離を解消する。【解決手段】実施形態に係る空気入りタイヤの製造方法では、熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマーのフィルムからなる円筒状のインナーライナー部材１０をブラダー１２の周りに被せ、インナーライナー部材１０を被せたブラダー１２に対して、インナーライナー部材を除いたタイヤ構成部材により成形したグリーンタイヤ１６を取り付け、加硫モールド２０内でグリーンタイヤ１６を加硫成形する際に、ブラダー１２を膨らませることでインナーライナー部材１０をグリーンタイヤ１６の内面に沿う形状に膨張させて密着一体化させる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマーのフィルムからなる円筒状のインナーライナー部材をブラダーの周りに被せ、
前記インナーライナー部材を被せた前記ブラダーに対して、インナーライナー部材を除いたタイヤ構成部材により成形したグリーンタイヤを取り付け、
加硫モールド内で前記グリーンタイヤを加硫成形する際に、前記ブラダーを膨らませることで前記インナーライナー部材を前記グリーンタイヤの内面に沿う形状に膨張させて密着一体化させる、
ことを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
【請求項２】
前記円筒状のインナーライナー部材の１０％引張応力が３．５ＭＰａ以上である請求項１に記載の空気入りタイヤの製造方法。
【請求項３】
前記インナーライナー部材を、熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマーを用いたインフレーション成形により円筒状に成形する請求項１又は２に記載の空気入りタイヤの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りタイヤの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤの内面には、タイヤの空気圧を一定に保持するために空気透過抑制層としてインナーライナーが設けられている。かかるインナーライナーは、一般に、ブチルゴムやハロゲン化ブチルゴムなどの気体が透過しにくいゴム層で構成されているが、タイヤの軽量化のため、薄肉化が可能な樹脂製のフィルムの使用が検討されている。
【０００３】
しかしながら、グリーンタイヤ（未加硫タイヤ）の成形時に、インナーライナー部材として従前の未加硫ゴムシートの代わりに剛性の高い樹脂製のフィルムを用いると、グリーンタイヤの完成からタイヤを加硫するまでの間に、インナーライナー部材が剥がれてしまったり、変形してしまったりする場合がある。これは、グリーンタイヤの成形時に、成形ドラム径に合わせて作製された円筒状のインナーライナー部材がグリーンタイヤ径まで拡張されるためであり、剛性の高い材料の大きな張力がかかったままになるためである。一般に、耐空気透過性に優れる材料ほど剛性が高いので、上記の成形上の問題から耐空気透過性に優れる材料の使用が制限されてしまう。
【０００４】
特許文献１には、グリーンタイヤ成形時におけるインナーライナー部材の拡張による厚みバラツキを低減するために、熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマーのフィルムからなるインナーライナー部材を円筒状ではなく、グリーンタイヤ形状に沿うように予めブロー成形し、これをグリーンタイヤに挿入し一体化させてインナーライナー部材を備えるグリーンタイヤを作製し、その後、該グリーンタイヤを加硫する方法が開示されている。しかしながら、この方法では、インナーライナー部材をブロー成形する工程が増えてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−０４３０７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の実施形態は、以上の点に鑑み、インナーライナー部材に熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマーのフィルムを用いた場合におけるグリーンタイヤ成形後の剥離を解消することができる空気入りタイヤの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態に係る空気入りタイヤの製造方法は、熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマーのフィルムからなる円筒状のインナーライナー部材をブラダーの周りに被せ、前記インナーライナー部材を被せた前記ブラダーに対して、インナーライナー部材を除いたタイヤ構成部材により成形したグリーンタイヤを取り付け、加硫モールド内で前記グリーンタイヤを加硫成形する際に、前記ブラダーを膨らませることで前記インナーライナー部材を前記グリーンタイヤの内面に沿う形状に膨張させて密着一体化させるものである。
【発明の効果】
【０００８】
本実施形態によれば、ブラダーに円筒状のインナーライナー部材を被せ、グリーンタイヤの加硫成形時に、ブラダーの拡張によりインナーライナー部材も拡張させてグリーンタイヤの内面に密着一体化させるので、グリーンタイヤとインナーライナー部材は加硫接着され、よってインナーライナー部材の剥離を抑制することができる。このようにフィルム製のインナーライナー部材をグリーンタイヤの成形時には組み込まず、後工程である加硫成形時にブラダーにセットして一体化するので、剛性が高いフィルムをインナーライナー部材として用いる場合であってもグリーンタイヤ成形後における剥離の問題を回避することができ、よって剛性が高く耐空気透過性に優れる材料の使用が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態に係る空気入りタイヤの断面図
【図２】同実施形態に係るタイヤ製造工程において、インナーライナー部材をブラダーの周りに被せた状態を示す断面模式図
【図３】同タイヤ製造工程におけるグリーンタイヤ取り付け時の断面模式図
【図４】同タイヤ製造工程における加硫成形時の断面模式図
【図５】同タイヤ製造工程で得られた空気入りタイヤの断面模式図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は、一実施形態に係る空気入りタイヤ１の断面図である。図示するように、空気入りタイヤ１は、リム組みされる左右一対のビード部２，２と、該ビード部２からタイヤ径方向外側に延びる一対のサイドウォール部３，３と、該一対のサイドウォール部３，３間に設けられた路面に接地するトレッド部４とから構成される。前記一対のビード部２，２には、それぞれリング状のビードコア５が埋設されている。有機繊維コードを用いたカーカスプライ６が、ビードコア５，５の周りを折り返して係止されるとともに、左右のビード部２，２間にトロイダル状に架け渡して設けられている。また、カーカスプライ６のトレッド部４における外周側には、スチールコードやアラミド繊維などの剛直なタイヤコードを用いた２枚の交差ベルトプライからなるベルト７が設けられている。
【００１２】
カーカスプライ６の内側にはタイヤ内面の全体にわたってインナーライナー８が設けられている。本実施形態では、インナーライナー８を形成するインナーライナー部材として、熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマーからなる低空気透過性フィルムが用いられている。インナーライナー８は、図１中の拡大図に示すように、タイヤ内面側のゴム層であるカーカスプライ６の内面に貼り合わされている。
【００１３】
一実施形態に係る空気入りタイヤ１を製造するに際し、本実施形態では、熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマーのフィルムからなる円筒状のインナーライナー部材を作製する。
【００１４】
熱可塑性樹脂としては、例えば、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン４６、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン６／６６共重合体、ナイロン６／６６／６１０共重合体、ナイロンＭＸＤ６、ナイロン６Ｔ、ナイロン６／６Ｔ共重合体などの脂肪族ポリアミド系樹脂（ナイロン樹脂）；  エチレン−ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、酢酸ビニル（ＥＶＡ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）などのポリビニル系樹脂；  ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンイソフタレート（ＰＥＩ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）などのポリエステル系樹脂；  ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリメタクリロニトリル、アクリロニトリル−スチレン共重合体（ＡＳ）などのポリニトリル系樹脂；  酢酸セルロース、酢酸酪酸セルロースなどのセルロース系樹脂；  ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリクロルフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）などのフッ素系樹脂；  芳香族ポリイミド（ＰＩ）などのイミド系樹脂が挙げられ、これらはそれぞれ単独又は２種以上組み合わせて用いることができる。
【００１５】
熱可塑性エラストマーとしては、上記熱可塑性樹脂とゴムをブレンドしてなる海島構造のものを用いてもよく、また、熱可塑性の凍結相あるいは結晶相を形成するハードセグメント（硬質セグメント）とゴム弾性を示すソフトセグメント（軟質セグメント）とからなるブロック共重合体を用いてもよい。あるいはまた、このようなブロック共重合体に対してゴムや樹脂をブレンドしたものも、熱可塑性エラストマーとして用いることができる。
【００１６】
ブロック共重合体としては、例えば、ポリエステルをハードセグメントとするポリエステル系エラストマー、ポリアミドをハードセグメントとするポリアミド系エラストマー、ポリスチレンをハードセグメントとするポリスチレン系エラストマー等が挙げられ、これらを１種単独で用いても、２種以上を併用してもよい。
【００１７】
また、ゴムとしては、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）などのジエン系ゴム及びその水素添加ゴム；  エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、マレイン酸変性エチレンプロピレンゴム、マレイン酸変性エチレンブチレンゴム、ブチルゴム（ＩＩＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）などのオレフィン系ゴム；  ハロゲン化ブチルゴム（例えば、臭素化ブチルゴム（Ｂｒ−ＩＩＲ）、塩素化ブチルゴム（Ｃｌ−ＩＩＲ））、クロロプレンゴム（ＣＲ）、クロロスルホン化ポリエチレンなどの含ハロゲンゴム等が挙げられる。これらはいずれか１種を単独で用いても、２種以上を併用してもよい。
【００１８】
上記のようにゴムをブレンドした海島構造とする場合、熱可塑性樹脂とゴムを架橋剤とともに溶融混練してゴムを動的架橋（ＴＰＶ）させることにより得られる、熱可塑性樹脂を連続相（マトリックス相）とし、ゴムの架橋物を分散相（ドメイン相）とする動的架橋物を用いてもよい。架橋剤としては、例えばフェノール系樹脂が挙げられる。
【００１９】
上記熱可塑性樹脂や熱可塑性エラストマーには、充填剤や相溶化剤、接着剤、可塑剤などの各種添加剤を配合することができる。熱可塑性エラストマーを構成するゴムについても同様である。これらを混合する際には、例えば、二軸押出機、スクリュー押出機、ニーダー、バンバリーミキサーなどの各種混練機を用いて行うことができる。
【００２０】
インナーライナー部材は、単層フィルムでも、多層フィルムでもよく、多層フィルムの場合、熱可塑性樹脂及び／又は熱可塑性エラストマーの層を複数持つものでもよく、あるいはまた、熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマーのフィルムに、グリーンタイヤとの接着性を高めるための接着ゴム層を積層したものでもよい。
【００２１】
インナーライナー部材の空気透過係数は、特に限定しないが、タイヤの軽量化効果を高めるために、８０℃での空気透過係数が５×１０１３ｆｍ２／Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。空気透過係数は、より好ましくは４×１０１３ｆｍ２／Ｐａ・ｓ以下である。下限は特に限定されないが、事実上は０．５×１０１３ｆｍ２／Ｐａ・ｓ以上である。ここで、空気透過係数は、ＪＩＳ  Ｋ７１２６−１「プラスチック−フィルム及びシート−ガス透過度試験方法−第１部：差圧法」に準じて、試験気体：空気、試験温度：８０℃にて測定される値である。
【００２２】
インナーライナー部材の１０％引張応力は、特に限定されないが、本実施形態では３．５ＭＰａ以上のものを用いても、タイヤ内面から剥離せずに空気入りタイヤを加硫成形することができる。そのため、耐空気透過性に優れる材料の使用が可能になる。インナーライナー部材の１０％引張応力は、５ＭＰａ以上でもよい。上限は特に限定されず、例えば１０ＭＰａ以下でもよい。ここで、１０％モジュラスは、ＪＩＳ  Ｋ６２５１の引張試験に準じて測定される、２３℃での１０％伸び時における引張応力である（ダンベル状３号形で打ち抜き）。
【００２３】
インナーライナー部材は、熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマーを用いたインフレーション成形により円筒状に成形することができる。すなわち、熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマーを溶融混練し、得られた溶融物を、リングダイなどのインフレーション用ダイを取り付けた押出機を用いて円筒状に押出成形することにより、インナーライナー部材としての円筒状フィルムが得られる。なお、Ｔダイ押出法により成形されたフィルムを用いて、押出成形後にフィルムの端部を接合して円筒状にすることで、円筒状のインナーライナー部材１０を作製してもよい。
【００２４】
円筒状のインナーライナー部材の厚み（即ち、円筒状フィルムの厚み）は、特に限定されず、例えば、０．０２〜１．０ｍｍとすることができ、より好ましくは０．０５〜１．０ｍｍであり、０．０５〜０．５ｍｍでもよい。
【００２５】
上記のようにして円筒状のインナーライナー部材を作製した後、図２に示すように、円筒状のインナーライナー部材１０を、ブラダー１２の周りに被せる。一般に、ブラダー１２はその軸方向を上下方向に向けて設けられており、非膨張状態にあるブラダー１２の外周を取り囲むように、円筒状のインナーライナー部材１０をその軸方向を上下方向に向けて取り付ける。
【００２６】
インナーライナー部材１０とブラダー１２がずれないように、この例では、インナーライナー部材１０の上下両端部が固定治具１４，１４によりブラダー１２側に固定されている。なお、図示しないが、ブラダー１２に吸引用穴部を設けて真空引きすることにより、ブラダー１２の外周面にインナーライナー部材１０を密着させておいてもよい。
【００２７】
次いで、図３に示すように、インナーライナー部材１０を被せたブラダー１２に対して、インナーライナー部材を除いたタイヤ構成部材により成形したグリーンタイヤ１６を取り付ける。すなわち、インナーライナー部材を具備しないグリーンタイヤ１６を予め作製しておき、該グリーンタイヤ１６の内側にブラダー１２が挿通された状態となるように、インナーライナー部材１０を装着したブラダー１２の周りにグリーンタイヤ１６をセットする。
【００２８】
インナーライナー部材を具備しないグリーンタイヤ１６は、インナーライナーを設けずに作製することを除いて、従来公知の方法により得ることができる。例えば、成形ドラム上に、インナーライナー部材を設けずに、カーカスプライ、ビードコア、サイドウォールゴムなどのタイヤ構成部材を貼り付けてカーカス構造体を作製する。これとは別にドラムにベルトを巻き付け、その上にトレッドゴムを貼り付けてベルト−トレッド組立体を作製する。上記カーカス構造体の幅方向中央部を拡張させて、上記ベルト−トレッド組立体の内周面に圧着させることにより、インナーライナー部材を具備しないグリーンタイヤ１６を作製することができる。なお、グリーンタイヤ１６の内面には、インナーライナー部材１０との接着性を向上させるための接着ゴム層を設けておいてもよい。
【００２９】
次いで、図４に示すように、加硫モールド２０内でグリーンタイヤ１６を加硫成形する。本実施形態では、加硫モールド２０内でグリーンタイヤ１６を加硫成形する際に、ブラダー１２を膨らませることでインナーライナー部材１０をグリーンタイヤ１６の内面に沿う形状に膨張させて密着一体化させる。
【００３０】
加硫モールド２０は、トレッド部４を成形するトレッドリング２２と、サイドウォール部３を成形する上下一対のサイドプレート２４，２６と、ビード部２を成形する上下一対のビードリング２８，３０とを備える。
【００３１】
加硫成形する際には、加硫モールド２０内にグリーンタイヤ１６を装填し、型閉めした後、ブラダー１２内にスチームなどの加熱流体を供給して膨張させ、グリーンタイヤ１６を加硫モールド２０の内面に押圧するとともに、加硫モールド２０自体も加熱流体などを用いて加熱することで、グリーンタイヤ１６を所定温度で加硫する。
【００３２】
その際、本実施形態では、ブラダー１２の周りにインナーライナー部材１０が被せられているので、ブラダー１２の膨張に伴いインナーライナー部材１０も拡径されてグリーンタイヤ１６の内面に沿う形状に膨張する。なお、図３に示す例のように、ブラダー１２が非膨張状態にあるときに、インナーライナー部材１０とブラダー１２とは密着していなくてもよく、ブラダー１２が膨張することで両者は密着し、そのため、インナーライナー部材１０はグリーンタイヤ１６の内面に沿う形状に膨張する。
【００３３】
これにより、インナーライナー部材１０をグリーンタイヤ１６の内面に密着させることができ、その状態でグリーンタイヤ１６が加硫成形されることにより、グリーンタイヤ１６とインナーライナー部材１０は加硫接着される。
【００３４】
加硫成形後、加硫モールド２０を型開きし、ブラダー１２を取り出して、加硫成形されたタイヤを脱型することにより、図５に示すように、インナーライナー部材１０がタイヤ内面に密着することで形成されたインナーライナー８を備える空気入りタイヤ１が得られる。
【００３５】
本実施形態によれば、熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマーからなるフィルム状のインナーライナー部材１０をグリーンタイヤ成形工程ではグリーンタイヤ１６に組み込まず、後工程である加硫成形工程において、ブラダー１２にインナーライナー部材１０をセットして、加硫接着によりグリーンタイヤ１６の内面と一体化するので、インナーライナー部材１０の剥離を抑制することができる。そのため、剛性が高いフィルムをインナーライナー部材１０として用いる場合であっても、グリーンタイヤ成形後における剥離の問題を回避することができ、よって剛性が高く耐空気透過性に優れる材料の使用が可能になる。
【００３６】
なお、本実施形態に係る空気入りタイヤは、乗用車用空気入りタイヤに限定されるものではなく、トラックやバスなどの重荷重用タイヤを含む各種の自動車用タイヤにも適用することができ、また、自転車を含む二輪車用タイヤなど、各種の空気入りタイヤにも適用することができる。
【実施例】
【００３７】
以下に、本発明を実施例に基づき具体的に説明するが、本発明はこれら実施例により限定されるものではない。
【００３８】
［実施例１〜３、比較例１〜４］
下記表１に示す配合（質量部）に従い、２軸混練機（プラスチック工学研究所製）にて溶融混練することにより動的架橋物のペレットを得た。
【００３９】
表１中の詳細は以下の通りである。
【００４０】
・ナイロン樹脂：ナイロン６／６６共重合体、ＤＳＭ社製「ノバミッド２０２０」
・ブチルゴム：エクソンモービルケミカル製「ＩＩＲ２６８」
・相溶化剤：エチレン−グリシジルメタクリレート共重合体、住友化学（株）製「ボンドファーストＢＦ−Ｅ」
・架橋剤：アルキルフェノール−ホルムアルデヒド樹脂、田岡化学工業（株）製「タッキロール２０１」
・可塑剤：大八化学工業（株）製「ＤＯＳ」
・接着剤：レゾルシン系ホルムアルデヒド縮合体、田岡化学工業（株）製「スミカノール６２０」。
【００４１】
得られたペレットを、インフレーション成型機を用いて、厚み０．２ｍｍ、直径３６０ｍｍの円筒状フィルムに押出成形した。インフレーション成形時の成形温度は２４０℃である。
【００４２】
得られた円筒状フィルムについて、空気透過係数を測定すると共に、引張試験を実施して、１０％引張応力を測定した。結果は表１に示す。測定方法は、以下の通りである。
【００４３】
・空気透過係数：ＪＩＳ  Ｋ７１２６−１「プラスチック−フィルム及びシート−ガス透過度試験方法−第１部：差圧法」に準じて、試験気体：空気、試験温度：８０℃にて、空気透過係数を測定し、比較例２の値を１００とした指数で表示した。
【００４４】
・１０％引張応力：ＪＩＳ  Ｋ６２５１の引張試験に準じて測定した。ダンベル形状は３号形（但し、厚みは２００μｍ）とし、５００ｍｍ／分の速度でフィルムの押出方向に引っ張った際の１０％伸びた状態の応力の中央値を求めた。この値が小さいほど、柔軟性に優れる。
【００４５】
また、得られた円筒状フィルムをインナーライナー部材として用いて空気入りタイヤを作製した。実施例１〜３では、上記の実施形態の通りに、インナーライナー部材をブラダーの周りに被せ、これにインナーライナー部材を除いたグリーンタイヤをセットし、加硫成形時にブラダーを膨らませることでインナーライナー部材をグリーンタイヤの内面に密着一体化させた（表１において「図２〜５」と表示）。比較例１〜５では、従来法に従い、成形ドラム上でインナーライナー部材を備えるグリーンタイヤを成形し、これを常法に従い加硫成形した（表１において「従来」と表示）。
【００４６】
グリーンタイヤ成形後におけるフィルム（即ち、インナーライナー部材）の剥がれ状態を観察し、フィルム剥がれがないものを「○」、部分的にフィルム剥がれが生じていたものを「△」、大部分でフィルム剥がれが生じていたものを「×」と表示した。
【００４７】
【表１】
2018103493.tif 000003
【００４８】
結果は、表１に示す通りである。従来の成形方法では、１０％引張応力が３．４ＭＰａの比較例１では成形性が良好であったが、樹脂の比率を大きくすることで１０％引張応力が３．９ＭＰａ以上となった比較例２〜４では、フィルム剥がれが発生した。比較例５では可塑剤を添加することで１０％引張応力が小さくなり成形性は改善されたが、空気透過係数が大きくなり、耐空気透過性に劣るものであった。
【００４９】
これに対し、実施例１〜３では、樹脂比率を大きくして空気透過係数を下げ、それにより１０％引張応力が大きくなったものでも、フィルム剥がれの問題を生じることなく、空気入りタイヤを成形することができた。
【００５０】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５１】
１…空気入りタイヤ、８…インナーライナー、１０…インナーライナー部材、１２…ブラダー、１６…グリーンタイヤ、２０…加硫モールド
【図１】
2018103493.tif 000004
【図２】
2018103493.tif 000005
【図３】
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【図４】
2018103493.tif 000007
【図５】
2018103493.tif 000008