(57)【要約】  本発明は、エラストマー組成物の、空気式タイヤ(１)のような空気式物体におけるセルフシーリング組成物としての使用に関し、該エラストマー組成物は、少なくとも、主要エラストマーとしての熱可塑性スチレン(TPS)エラストマーおよび200〜700phe (エラストマー100質量部当りの質量部)の濃度の増量剤オイルを含む。また、本発明は、上記セルフシーリング組成物からなる第１パンク防止層(１０a)と例えばブチルゴムをベースとする第２気密層(１０b)とを少なくとも含む、とりわけ上記の空気式物体(１)において使用することのできる気密パンク防止ラミネート(１０)にも関する。さらに、本発明は、１つのそのようなシーリング組成物または１つのそのような気密パンク防止ラミネートを含む空気式物体にも関する。
2010513121.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、主要エラストマーとしての熱可塑性スチレン(TPS)エラストマーおよび200〜700phe (エラストマー100質量部当りの質量部)の含有量を有する増量剤オイルを含むエラストマー組成物の、インフレータブル物品におけるセルフシーリング組成物としての使用。
【請求項２】
前記TPSエラストマーが、スチレン/ブタジエン/スチレン(SBS)、スチレン/イソプレン/スチレン(SIS)、スチレン/イソプレン/ブタジエン/スチレン(SIBS)、スチレン/エチレン‐ブチレン/スチレン(SEBS)、スチレン/エチレン‐プロピレン/スチレン(SEPS)およびスチレン/エチレン‐エチレン‐プロピレン/スチレン(SEEPS)の各ブロックポリマー、並びにこれらコポリマーのブレンドからなる群から選ばれる、請求項１記載の使用。
【請求項３】
前記TPSエラストマーが、SEBSコポリマー、SEPSコポリマーおよびこれらのコポリマーのブレンドによって形成される群から選ばれる、請求項２記載の使用。
【請求項４】
前記TPSエラストマーが、5〜50質量％のスチレンを含む、請求項１〜３のいずれか１項記載の使用。
【請求項５】
前記TPSエラストマーのガラス転移温度(Tg)が、−20℃よりも低い、請求項１〜４のいずれか１項記載の使用。
【請求項６】
前記TPSエラストマーの数平均分子量(Mn)が、50000〜500000g/モルである、請求項１〜５のいずれか１項記載の使用。
【請求項７】
前記増量剤オイルが、ポリオレフィンオイル、パラフィン系オイル、ナフテン系オイル、芳香族オイル、鉱油およびこれらのオイル類の混合物によって形成される群から選ばれる、請求項１〜６のいずれか１項記載の使用。
【請求項８】
前記増量剤オイルが、ポリブテンオイル、パラフィン系オイルおよびこれらのオイルの混合物によって形成される群から選ばれる、請求項７記載の使用。
【請求項９】
前記増量剤オイルの数平均分子量(Mn)が、200〜30000g/モルである、請求項１〜８のいずれか１項記載の使用。
【請求項１０】
前記増量剤オイル含有量が、250〜600pheである、請求項１〜９のいずれか１項記載の使用。
【請求項１１】
前記セルフシーリング組成物をパンク防止層の形で使用し、その厚さが0.3mmよりも大きい、請求項１〜１０のいずれか１項記載の使用。
【請求項１２】
前記パンク防止層を前記インフレータブル物品の内壁上に付着させる、請求項１１記載の使用。
【請求項１３】
前記インフレータブル物品が、ゴム物品である、請求項１〜１２のいずれか１項記載の使用。
【請求項１４】
前記インフレータブル物品が、空気式タイヤである、請求項１３記載の使用。
【請求項１５】
前記パンク防止層を気密層と組合せ、それによって気密セルフシーリングラミネートを形成させる、請求項１１〜１４のいずれか１項記載の使用。
【請求項１６】
少なくとも下記を含むことを特徴とする、とりわけインフレータブル物品において使用することのできる気密パンク防止ラミネート：
請求項１〜１１のいずれか１項において定義したセルフシーリング組成物を含むパンク防止第１層；および、
気密第２層。
【請求項１７】
前記気密層が、ブチルゴム組成物を含む、請求項１６記載のラミネート。
【請求項１８】
前記パンク防止層が、0.3mmよりも大きい厚さを有する、請求項１６および１７のいずれか１項記載のラミネート。
【請求項１９】
請求項１６〜１８のいずれか１項記載のラミネートの、インフレータブル物品の内壁としての使用。
【請求項２０】
前記インフレータブル物品が、ゴム物品である、請求項１９項記載の使用。
【請求項２１】
前記インフレータブル物品が、空気式タイヤである、請求項２０記載の使用
【請求項２２】
パンク防止層を、製造中のインフレータブル物品に組込むかまたは製造後のインフレータブル物品に付加し、前記パンク防止層が請求項１〜１１のいずれか１項に定義したセルフシーリング組成物または請求項１６〜１８のいずれか１項に定義した気密パンク防止ラミネートを含むことを特徴とする、インフレータブル物品のパンクから保護方法。
【請求項２３】
請求項１〜１１のいずれか１項に定義したセルフシーリング組成物を含むインフレータブル物品。
【請求項２４】
請求項１６〜１８のいずれか１項記載の気密パンク防止ラミネートを含むインフレータブル物品。
【請求項２５】
前記物品が、ゴム物品である、請求項２３または２４記載のインフレータブル物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セルフシーリング組成物、およびそのインフレータブル(空気注入式、膨張式)物品におけるパンク防止層としての使用に関する。
本発明は、さらに詳細には、稼動中の穴開きによるどのような孔も密封する、そのような組成物のタイヤにおける使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、とりわけタイヤ製造業者は、膨張させたタイヤを装着した車輪の使用の正しく初期にさかのぼる問題、即ち、車両が１本以上のタイヤの実質的なまたは完全な圧力減にもかかわらず走行し続けるのを如何にして可能にするかを解決する新たな方法を開発するのにとりわけ多大な努力を払っている。数十年間、スペア車輪が唯一且つ一般的な解決法であるとみなされていた。その後、最近になって、可能な限りスペアタイヤを使用しないという著しい利点が出現している。“エクステンデッド・モビリティ(extended mobility)”の概念が開発された。関連技術は、車両が、パンクまたは圧力低下後も、順守すべきある種の制約に応じて、同じタイヤで走行することを可能にしている。このことは、例えば、多くの場合危険な状況において停止しスペア車輪を装着する必要なしに、修理地点まで到達するのを可能にする。
【０００３】
そのような目的を達成することができ、定義によれば、自動的に、即ち、何らの外的介入なしで、クギのような異物によってパンクした場合のタイヤを密封することのできるセルフシーリング組成物は、開発することはとりわけ困難であった。
【０００４】
有用であり得るためには、セルフシーリング層は、物理的および化学的性質の多くの条件を満たさなければならない。セルフシーリング層は、極めて広い操作温度範囲に亘って、またタイヤの寿命全体に亘って、とりわけ有用でなければならない。セルフシーリング層は、穿刺物体がその場に残存している場合にその孔を塞ぎ得なければならず、穿刺物体が除かれている場合は、セルフシーリング層は、とりわけ冬季条件下においては、その孔を充たしてタイヤを密封し得なければならない。
【０００５】
多くの解決法が、構想されてはいるものの、とりわけ経時的に安定性に欠き或いは極端な操作温度条件下での有効性に欠くために、車両タイヤにおいては開発され得ていない。
高温において有効性を残存させるために、文献US‐A‐4 113 799号(またはFR‐A‐2 318 042号)は、セルフシーリング層として、必要に応じての小割合の熱可塑性スチレンエラストマーの存在下の高分子量および低分子量部分架橋ブチルゴムの組合せを含む組成物を提案している。良好な密封有効性のために、上記組成物は、55質量％〜70質量％の粘着剤を含有する。
【０００６】
文献US‐A‐4 228 839号は、空気式タイヤ用のセルフシーリング層として、照射したときに分解する第１のポリマー材料、例えば、ポリイソブチレンおよび照射したときに架橋する第２のポリマー材料、好ましくはブチルゴムを含有するゴムコンパウンドを提案している。
また、文献US‐A‐4 426 468号は、極めて高い分子量を有する架橋ブチルゴムをベースとする空気式タイヤ用のセルフシーリング組成物を提案している。
【０００７】
ブチルゴムの既知の欠点は、ブチルゴムが広い温度範囲に亘って大きなヒステリシスの損失を被ること(高レベルのtanδ)であり、この欠点は、上記のセルフシーリング組成物それら自体に対する波及効果を有し、これらの組成物に大きいヒステリシスの増大およびタイヤの転がり抵抗性の著しい悪化をもたらす。
さらにまた、本出願人等は、これらのブチルゴム系組成物は、とりわけ冬季温度条件下においては、空気式タイヤ構造体内で長時間その場に残存する穿刺物体の遅い排除または除去後に有効性が不十分でもあり得ることを見出している。
文献EP‐B1‐1 090 069号は、ブチルゴムを含有しないセルフシーリング組成物を確かに提案しており、その特定の配合物は、スチレン系熱可塑性エラストマーの100質量部当り、80〜140質量部の液体可塑剤、110〜190質量部の粘着性樹脂および2〜20質量部の添加剤を含む。
大量の粘着性樹脂は、結果としてのタイヤの高工業コストは別にして、そのセルフシーリング組成物の過度の硬質化のリスク故に、タイヤの転がり抵抗性も悪化させ得る。
【発明の概要】
【０００８】
本出願人等は、今回、研究中に、ブチルゴムも粘着性樹脂の使用も必要としない相当に簡素化した配合を有し、また、従来技術のセルフシーリング組成物よりも良好に機能するセルフシーリング組成物を見出した。
従って、第１の目的によれば、本発明は、主要エラストマーとしての熱可塑性スチレン(TPS)エラストマーおよび200〜700phe (エラストマー100質量部当りの質量部)の含有量を有する増量オイルを少なくとも含むエラストマー組成物の、インフレータブル物品におけるセルフシーリング組成物としての使用に関する。
【０００９】
また、本発明は、それ自体、上記で定義したセルフシーリング組成物を含むパンク防止第１層および気密第２層を少なくとも含む、とりわけインフレータブル物品において使用することのできる気密パンク防止ラミネートにも関する。
本発明は、とりわけ、そのようなセルフシーリング組成物またはそのようなラミネートの、空気式タイヤのようなインフレータブル物品における、とりわけ上記組成物または上記ラミネートを上記インフレータブル物品または空気式タイヤの内壁上に配置する場合の使用に関する。
【００１０】
本発明は、とりわけ、上記セルフシーリング組成物またはラミネートの、乗用車タイプ、SUV (スポーツ用多目的車)タイプの自動車；二輪車(とりわけ、オートバイ)；航空機；バン類、重量車両(即ち、地下鉄列車、バス、道路輸送車(トラック、牽引車両、トレーラー)、農業用および土木工学車両のような道路外車両)から選ばれる産業用車両、並びに他の輸送または操作用車両に装着することを意図する空気式タイヤにおける使用に関する。
【００１１】
また、本発明は、上述したようなパンク防止層またはラミネートを、製造中の上記インフレータブル物品に組込むかまたは製造後の上記インフレータブル物品に付加することを特徴とする、インフレータブル物品のパンクから保護方法にも関する。
また、本発明は、上述したようなパンク防止層またはラミネートを含むインフレータブル物品にも関する。
【００１２】
本発明およびその利点は、以下の説明および典型的な実施態様、さらにまた、これらの実施態様に関連し、本発明に従うセルフシーリング組成物およびラミネートを使用するラジアルカーカス補強材を含む空気式タイヤを半径断面において略図的に示す１葉の図面に照らして容易に理解し得るであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に従うセルフシーリング組成物およびラミネートを使用するラジアルカーカス補強材を含む空気式タイヤを半径断面において略図的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
I. 発明の詳細な説明
本説明においては、他に断らない限り、使用する百分率(%)は、全て質量％である。
I-1. セルフシーリング組成物
本発明に従って使用するセルフシーリング組成物または材料は、主要エラストマーとしての熱可塑性スチレンエラストマーおよび可塑剤としての200〜700pheの質量含有量を有する増量剤オイルを少なくとも含むエラストマー組成物である。
【００１５】
I-1-A. 熱可塑性スチレンエラストマー
上記熱可塑性スチレン(TPS)エラストマーは、スチレン系ブロックコポリマーの形の熱可塑性エラストマーである。
熱可塑性ポリマーおよびエラストマー間に構造中間物を有することにより、上記熱可塑性スチレンエラストマーは、知られている通り、軟質のエラストマーブロック、例えば、ポリブタジエン、ポリイソプレンまたはポリ(エチレン‐ブチレン)ブロックが結合した硬質ポリスチレンブロックからなる。上記熱可塑性スチレンエラストマーは、多くの場合、１つの軟質セグメントが結合した２つの硬質セグメントを有するトリブロックエラストマーである。硬質および軟質セグメントは、線状、星型または枝分れ形状であり得る。
【００１６】
好ましくは、上記TPSエラストマーは、スチレン/ブタジエン/スチレン(SBS)、スチレン/イソプレン/スチレン(SIS)、スチレン/イソプレン/ブタジエン/スチレン(SIBS)、スチレン/エチレン‐ブチレン/スチレン(SEBS)、スチレン/エチレン‐プロピレン/スチレン(SEPS)およびスチレン/エチレン‐エチレン‐プロピレン/スチレン(SEEPS)の各ブロックコポリマー、並びにこれらコポリマーのブレンドからなる群から選ばれる。
さらに好ましくは、上記エラストマーは、SEBSコポリマー、SEPSコポリマーおよびこれらのコポリマーのブレンドによって形成される群から選ばれる。
【００１７】
本発明のもう１つの好ましい実施態様によれば、上記TPSエラストマーのスチレン含有量は、5〜50質量％である。
上記の最低値よりも低いと、上記エラストマーの熱可塑特性が実質的に低下するリスクに至り、一方、推奨される最高値よりも高いと、上記組成物の弾力性が悪影響を受け得る。これらの理由により、スチレン含有量は、より好ましくは10〜40%、とりわけ15〜35%である。
【００１８】
上記TPSエラストマーのガラス転移温度(Tg、ASTM D3418に従って測定)は、好ましくは−20℃よりも低く、より好ましくは−40℃よりも低い。
これらの最低温度よりも高いTg値は、上記セルフシーリング組成物自体の高めのTgを意味し、極めて低温で使用するときのセルフシーリング組成物の性能を低下させ得る。そのような使用においては、上記TPSエラストマーのTgは、より好ましくは、−50℃よりも低くさえある。
【００１９】
上記TPSエラストマーの数平均分子量(Mnで示す)は、好ましくは50000〜500000g/モル、より好ましくは75000〜450000g/モルである。上記の最低値よりも低いと、TPSエラストマー鎖間の凝集が、その希薄さ(増量剤の量)故に、分解するリスクに至る。さらにまた、使用温度の上昇は、機械的性質、とりわけ、破壊時特性に悪影響を及ぼすリスクに至り、結果として、“高温”性能の低下に至る。さらにまた、高すぎる分子量Mnは、推奨される増量剤オイル含有量での組成物の可撓性に関して有害であり得る。従って、250000〜400000の範囲内にあるMnが、とりわけ空気式タイヤにおける上記セルフシーリング組成物の使用において、とりわけ適していることを見出している。
【００２０】
上記TPSエラストマーの数平均分子量(Mn)は、既知の方法で、SEC (立体排除クロマトグラフィー)によって測定する。試験片を、先ず、約1g/lの濃度でテトラヒドロフラン中に溶解し、次いで、溶液を、0.45μmの有孔度を有するフィルター上で、注入前に濾過する。使用する装置は、WATERS Allianceクロマトグラフである。溶出溶媒はテトラヒドロフランであり、流量は0.7ml/分であり、系の温度は35℃であり、分析時間は90分である。直列の４本のWATERSカラムセット、即ち、STYRAGEL HMW7カラム、STYRAGEL HMW6Eカラムおよび２本のSTYRAGEL HT6Eカラムを使用する。ポリマー試験片溶液の注入容量は、100μlである。検出器は、WATERS 2410示差屈折計であり；クロマトグラフデータを処理するその関連ソフトウェアは、WATERS MILLENIUMシステムである。算出した平均分子量を、ポリスチレン標準によって得た較正曲線と対比する。
【００２１】
上記TPSエラストマーは、エラストマーマトリックスの全て或いはマトリックスが１種以上の他のエラストマー(熱可塑性かそうではないのいずれか)、例えば、ジエンタイプのエラストマーを含む場合のマトリックスの主要質量部(好ましくは50%よりも多く、より好ましくは70%よりも多く)を構成し得る。
好ましい実施態様によれば、上記TPSエラストマーは、上記セルフシーリング組成物中に存在する唯一のエラストマーおよび唯一の熱可塑性エラストマーである。
【００２２】
I-1-B. 増量剤オイル
上記セルフシーリング組成物の第２の本質的構成成分は、極めて高量の200〜700phe (即ち、エラストマー100質量部当り200〜700質量部)で使用する増量剤オイル(または可塑化用オイル)である。
任意の増量剤オイル、好ましくは、エラストマー、とりわけ熱可塑性エラストマーを増量または可塑化することのできる弱極性を有する増量剤オイルを使用し得る。
周囲温度(23℃)において、これらのオイルは、比較的粘稠であり、本来固体である樹脂、とりわけ、粘着性樹脂とは対照的に、液体(即ち、心覚えとしては、最終的には収容物の形で現れる能力を有する物質)である。
【００２３】
好ましくは、増量剤オイルは、ポリオレフィンオイル(即ち、オレフィン類、モノオレフィン類またはジオレフィン類の重合によって得られるオイル)、パラフィン系オイル、ナフテン系オイル(低または高粘度を有する)、芳香族オイル、鉱油およびこれらのオイル類の混合物によって形成される群から選択する。
【００２４】
さらに好ましくは、増量剤オイルは、ポリブテン、パラフィン系オイルおよびこれらのオイルの混合物によって形成される群から選択する。さらにより好ましくは、ポリイソブテンオイル、とりわけ、ポリイソブチレン(PIB)オイルを使用する。
【００２５】
ポリイソブチレンオイルの例としては、とりわけ、Univar社から商品名“Dynapak Poly”(例えば、“Dynapak Poly 190”)として、BASF社から商品名“Glissopal”(例えば、“Glissopal 1000”)または“Oppanol”(例えば、“Oppanol B12”)として販売されているものがある；パラフィン系オイルは、例えば、Exxon社から商品名“Telura 618”として、またはRepsol社から商品名“Extensol 51”として販売されている。
【００２６】
上記増量剤オイルの数平均分子量(Mn)は、好ましくは200〜30000g/モル、より好ましくは300〜10000g/モルである。
過度に低いMn値においては、オイルが上記セルフシーリング組成物の外に移行するリスクが存在し、一方、過度に高いMn値は、この組成物が硬質になり過ぎる結果となり得る。350〜4000g/モル、とりわけ400〜3000g/モルのMn値が、意図する用途、とりわけ、空気式タイヤにおける使用において優れた妥協点であることが判明している。
【００２７】
上記増量剤オイルの数平均分子量(Mn)は、SECによって測定する；試験片を、先ず、約1g/lの濃度でテトラヒドロフラン中に溶解し、次いで、溶液を、0.45μmの有孔度を有するフィルター上で、注入前に濾過する。装置は、WATERS Allianceクロマトグラフである。溶出溶媒はテトラヒドロフランであり、流量は1ml/分であり、系の温度は35℃であり、分析時間は30分である。商品名“STYRAGEL HT6E”を有する２本のWATERSカラムセットを使用する。ポリマー試験片溶液の注入容量は、100μlである。検出器は、WATERS 2410示差屈折計であり；クロマトグラフデータを処理するその関連ソフトウェアは、WATERS MILLENIUMシステムである。算出した平均分子量を、ポリスチレン標準によって得た較正曲線と対比する。
【００２８】
当業者であれば、以下の説明および実施態様に照らして、とりわけ使用することを意図するインフレータブル物品のセルフシーリング組成物の特定の使用条件に従う増量剤オイルの量を如何にして調整するかは知り得ることであろう。
上記前記増量剤オイルの含有量は250〜600pheであるのが好ましい。上記の最低値よりも低いと、上記セルフシーリング組成物は、ある種の用途において高過ぎる剛性を有するリスクに至り、一方、推奨する最高値よりも高いと、上記組成物が不十分な凝集力を有するリスクが存在する。この理由により、増量剤オイル含有量は、さらに好ましくは、とりわけ上記セルフシーリング組成物の空気式タイヤにおける使用においては300〜500pheである。
【００２９】
I-1-C. 各種添加剤
上記２つの構成成分、即ち、TPSエラストマーと増量剤オイルとは、それら自体で、上記セルフシーリング組成物がそれを使用するインフレータブル物品に関してのパンク防止機能を完全に満たすのに十分である。
しかしながら、例えば、カーボンブラックのような補強用充填剤；非補強用または不活性充填剤；ラメラ充填剤；UV安定剤、酸化防止剤またはオゾン劣化防止剤のような安定剤；各種他の安定剤；および、着色剤、有利には、上記セルフシーリング組成物を着色するのに使用し得る着色剤のような種々の他の添加剤も、典型的には少量(好ましくは20phe未満、より好ましくは10phe未満の含有量)で添加し得る。
【００３０】
上記セルフシーリング組成物は、その特定の配合により、粘着性樹脂(心覚えとして、この樹脂は“粘着性”を付与する、即ち、基体に軽く押圧したときに直ぐに粘着する樹脂である)を必要としないが、本発明も、そのような粘着性樹脂を使用する場合に、好ましくは、典型的には100phe未満、より好ましくは50phe未満(例えば、0〜20phe)のような少量での場合に当てはまる。
【００３１】
上記のエラストマー(TPSおよび他の任意構成成分としてのエラストマー)とは別に、上記セルフシーリング組成物は、TSPエラストマーと対比してこの場合も少質量画分で、例えばTSPエラストマーと相溶性の熱可塑性ポリマーのようなエラストマー以外のポリマーも含有し得る。
上述のセルフシーリング組成物または材料は、23℃で弾力性の固形のコンパウンドであり、その特定の配合により、極めて高い可撓性と変形性に特徴を有する。
【００３２】
本発明の１つの特定の実施態様によれば、とりわけ空気式タイヤにおいて使用する場合、上記セルフシーリング組成物は、＋30℃〜＋100℃の任意の温度において、0.2未満、より好ましくは0.15未満の損失係数(tanδ)および該当するインフレータブル物品の稼動膨張圧(Piで示す)よりも低い動的剪断モジュラスG*(とりわけ、0.1MPaよりも低い)を有し、G*は、より好ましくは、Pi/30〜Pi(とりわけ、0.01〜0.1MPa)である；tanδとG*は、双方とも、10Hzの周波数で測定する。これらの動的特性は、Anton Paar “MCR 301”レオメーターにおいて、既知の方法で測定する；試験片は、2.5mmの厚さと4mmの直径を有する円筒状であり、２枚の平坦プレート間の熱室(１枚のプレートを固定し、他の１枚はその中心の周りで正弦波的に振動する)内に置く；また、0.02MPaの垂直応力も、試験期間の全体に亘って適用した；1%の最大変形を加え、−100℃〜＋250℃の温度スキャンを、5℃/分の温度勾配で実施する。
【００３３】
本発明のもう１つの特定の実施態様によれば、上記セルフシーリング組成物は、500%よりも大きい、より好ましくは800%よりも大きい破壊時伸びおよび0.2MPaよりも大きい破壊時応力を有する；これらの２つの数量は、23℃の温度において１回目の伸びで(即ち、順応サイクルなしで)、500mm/分の引張り速度によって測定し(ASTM D412規格)、試験片の初期断面に対して標準化する。
【００３４】
高量のオイルで増量したSEPSまたはSEBSのようなTPSエラストマーは、周知であり、増量した形で商業的に入手可能である。例としては、Vita Thermoplastic Elastomers社またはVTC社(“VTC TPEグループ”) から品名“Dryflex”(例えば、“Dryflex 967100”)または“Mediprene”(例えば、“Mediprene 500000M”)として販売されている製品；および、Multibase社から品名“Multiflex”(例えば、“Multiflex G00”)として販売されている製品を挙げることができる。
【００３５】
これらの製品は、とりわけ医療、製薬または化粧品用途において開発されており、例えば、ビーズまたは顆粒形で入手し得る原材料から出発して、押出加工または成形によって、TPE類に関する限り一般的に加工し得る。
全く驚くべきことに、これらの製品は、その増量剤オイル含有量を必要に応じて本発明で推奨する範囲(即ち、200〜700phe、好ましくは250〜600phe)内に調整した後、以下で詳細に説明するように、有効なセルフシーリング組成物の機能を満たし得ることが判明している。
【００３６】
I-2. 上記セルフシーリング組成物のパンク防止層としての使用
上記で説明したセルフシーリング組成物は、任意のタイプの“インフレータブル”物品、即ち、定義によれば、空気によって膨張させたときにその使用形状を持続する任意の物品におけるパンク防止層として使用する。
そのようなインフレータブル物品の例としては、ゴムボート、バルーン、およびゲームまたはスポーツにおいて使用するボール類を挙げることができる。
上記組成物は、ゴム性のインフレータブル物品(最終製品または半製品のいずれか)における、とりわけ、二輪車、乗用車または産業用車両のような自動車或いは自転車のような自動化されていない車両用の空気式タイヤにおけるパンク防止層として使用するのにとりわけ適している。
【００３７】
そのようなパンク防止層は、好ましくは、インフレータブル物品の内壁上に配置して内壁を完全にまたは少なくとも部分的に覆うが、そのような層は、それら物品の内部構造体と完全に一体化させてもよい。
上記パンク防止層の厚さは、好ましくは0.3mmよりも大きく、より好ましくは0.5mm〜10mm(とりわけ、1〜5mm)である。
【００３８】
特定の用途分野および関連する寸法および圧力に応じて、本発明を実施する方法は変化し、その場合、パンク防止層は、幾つかの好ましい厚さ範囲を有することは、容易に理解し得るであろう。即ち、例えば、乗用車タイヤの場合、パンク防止層は、少なくとも0.4mm、好ましくは0.8〜2mmの厚さを有し得る。もう１つの例によれば、商業用または農業用車両タイヤの場合、好ましい厚さは、1〜3mmであり得る。もう１つの例によれば、土木工学分野の車両用または航空機用のタイヤの場合、好ましい厚さは、2〜10mmであり得る。最後に、もう１つの例によれば、自転車タイヤにおいては、好ましい厚さは、0.4〜2mmであり得る。
【００３９】
ここで説明するセルフシーリング組成物は、そのようなセルフシーリング層を含まない空気式タイヤと比較して、極めて広い空気式タイヤ操作温度範囲に亘って、転がり抵抗性の悪化を実際に示さないという利点を有する。通常のセルフシーリング組成物と比較して、上記セルフシーリング組成物は、穿刺物体の遅れた除去後に残存した孔のシーリング速度を極めて実質的に改良している。
さらにまた、通常のセルフシーリング組成物は、クリープに対して極めて感受性である。タイヤが走行するとき、上記組成物は、多くの場合、これらのタイヤの側壁部分から、遠心力の作用によって剥れ落ちて、タイヤのクラウン部分の下に集積する。このことは、タイヤの内部全体に亘って配置され得る本発明によって推奨される組成物の場合にはない。
【００４０】
I-3. 気密セルフシーリングラミネート
勿論、本発明は、上記で説明したセルフシーリングを、空気式タイヤにおいて或いは任意の他のインフレータブル物品において、気密層と必ずしも組合せないで使用する場合に当てはまる。
しかしながら、本発明の特定の好ましい実施態様によれば、上記セルフシーリング組成物は、少なくとも気密第２層と組合せて、とりわけ空気式タイヤのようなインフレータブル物品の内壁として使用し得る気密セルフシーリング多層ラミネートを形成させる。
上記ラミネートの第２層は、例えば、極めて薄い金属材料またはポリマー材料であり得る空気(または、より一般的には気体)に対して不透過性であるフィルムの機能を満たし得る任意のタイプの材料を含み得る。
好ましくは、この気密層は、0.05mmよりも大きい、より好ましくは0.05〜6mm(例えば、0.1〜2mm)の厚さを有する。
【００４１】
好ましい実施態様によれば、この気密第２層は、ブチルゴム組成物を含む。用語“ブチルゴム”は、知られている通り、イソブチレン/イソプレンコポリマー(略号 IIR)およびこのタイプのコポリマーのハロゲン化、好ましくは塩素化または臭素化系を意味するものと理解すべきである。好ましくは、ブチルゴムは、ハロゲン化ブチルゴムまたはハロゲン化および非ハロゲン化ブチルゴムのブレンドである。
【００４２】
ブチルゴムは、それ自体で、或いは、１種以上の他のエラストマー、とりわけ、例えば、天然ゴムまたは合成ポリイソプレンのような１種以上のジエンエラストマーと組合せて使用し得る。また、気密組成物は、当業者にとって既知の気密層において通常存在する各種添加剤、例えば、カーボンブラックのような補強用充填剤；シーリングを改良するラメラ充填剤(例えば、カオリン、タルク、雲母、クレーまたは有機変性クレー(いわゆる“オルガノクレー”)のようなフィロケイ酸塩)；酸化防止剤またはオゾン劣化防止剤のような安定剤；架橋系(例えば、イオウ系または過酸化物系)；各種加工助剤；および他の安定剤も含有する。
本発明に従うラミネートの２つの層は、任意の適切な手段により、例えば、種々の接着剤の助けによる好ましくは加圧下の単純な熱処理(例えば、16バールの圧力下150℃で数分間)により或いは接着剤第３層を挿入して他の２つの層を一緒に固定することにより、組合せ得る。
【００４３】
II. 本発明の典型的な実施態様
本発明の多層ラミネートは、全てのタイプのタイヤ、とりわけ、乗用車用または重量貨物車両のような産業用車両用のタイヤにおいて有利に使用し得る。
例としては、１葉の添付図面により、本発明に従うラミネートを組込んだ空気式タイヤの半径断面を極めて略図的に示している(縮尺で描いていない)。
この空気式タイヤ１は、クラウン補強材即ちベルト６によって補強されたクラウン２、２つの側壁３および２つのビード４を有し、これらのビード４の各々は、ビードワイヤー５によって補強されている。クラウン２は、トレッド(この略図には示していない)が取付けられている。カーカス補強材７は、各ビード４内の２本のビードワイヤー５の周りに巻付けられており、この補強材７の上返し８は、例えば、空気式タイヤ１の外側に向って位置しており、この場合、タイヤリム９上に取付けて示している。カーカス補強材７は、それ自体知られている通り、コード、いわゆる“ラジアル”コード、例えば、繊維または金属コードによって補強されている少なくとも１枚のプライからなる、即ち、これらのコードは、実際上、互いに平行に配置されて一方のビードから他方のビードに延びて円周正中面(２つのビード４の中間に位置しクラウン補強材６の中央を通る空気式タイヤの回転軸に対して垂直の面)と80°〜90°の角度をなしている。
【００４４】
空気式タイヤ１は、その内壁が、少なくとも２つの層(１０a、１０b)を含む本発明に従う多層ラミネートを含み、該ラミネートが、その第１層(１０a)のためにセルフシーリング性であり、その第２層(１０b)のために気密性であることに特徴を有する。
本発明の好ましい実施態様によれば、２つの層(１０a、１０b)は、上記空気式タイヤの実質的内壁全体を覆い、一方の側壁から他方の側壁に、上記空気式タイヤが装着位置にあるときの少なくともリムフランジの範囲まで延びている。他の可能性ある実施態様においては、層１０aは、上記に反して、気密領域(層１０b)の部分のみ、例えば、上記空気式タイヤのクラウン領域のみを覆い得るか、或いは、少なくともクラウン領域から下方に上記空気式タイヤの側壁の中心点(赤道)まで延び得る。
【００４５】
もう１つの好ましい実施態様によれば、上記ラミネートを、セルフシーリング第１層(１０a)が、添付図面に概略示しているように、他の層(１０b)に対して上記空気式タイヤの半径方向の最外部にあるような形で配置する。換言すれば、セルフシーリング層(１０a)は、空気式タイヤ１の内部空洞１１の側面上の気密層(１０b)を覆っている。もう１つの可能性ある実施態様は、この層(１０a)が他の層(１０b)に対して半径方向の最深部にあり、その場合、気密層(１０b)と空気式タイヤ１の残余の構造体との間に位置する実施態様である。
【００４６】
この例においては、層１０b(0.7〜0.8mmの厚さを有する)は、内部ライナー用の通常の配合を有するブチルゴムをベースとする；上記内部ライナーは、通常、通常の空気式タイヤにおいて、カーカス補強材を空気式タイヤの内部空間からの空気の拡散から保護することを意図する上記空気式タイヤの半径内面を形成している。従って、この気密層１０bは、空気式タイヤ１を膨張させ圧力下に保つのを可能にしている。そのシーリング特性は、比較的遅い圧力減速度を担保するのを可能にしており、空気式タイヤの膨張を、正常な操作状態において、十分な時間、通常は数週間または数ヶ月間保つのを可能にしている。
【００４７】
層１０a (約2mmの厚さを有する)は、上記で説明した“Mediprene 500000M”製品からなり、その２種類の本質的構成成分は、SEBSエラストマー(約30%のスチレン含有量、−60℃に近いTgおよび約300000g/モルのMnを有する)と約400pheの質量含有量を有するパラフィン系増量剤オイル(およそ600 g/モルのMn)である。
従って、層１０bと空気式タイヤの空洞１１との間に置かれたこの層１０aは、空気式タイヤに、偶発的穿孔による圧力減に対する有効な保護を、これらの穿孔を自動的にシーリングすることによって付与している。
【００４８】
クギのような異物がインフレータブル物品の構造体、例えば、空気式タイヤ１の側壁３またはクラウン６のような壁を通る場合、セルフシーリング層として機能する上記組成物は、種々の応力を受ける。これらの応力に反応して、また、その有利な変形性および弾力特性のために、上記組成物は、異物全体の周りに密封接触領域を産み出す。上記異物の輪郭または外形が均一または規則的であるかどうかは殆ど重要ではなく、上記セルフシーリング組成物の可撓性が微細な開口中に浸透するのを可能にする。上記セルフシーリング組成物と異物との相互作用により、異物が侵襲した領域を密封する。
【００４９】
異物が偶発的であれまたは意図的であれ除去された場合、穿孔は残存し、その大きさによるが、比較的実質的な漏れを発生させ得る。静水圧に曝された上記セルフシーリング組成物は、十分に可撓性で且つ変形性であり、変形することによって穿孔を閉鎖して、膨張ガスが漏出するのを防止する。とりわけ空気式タイヤの場合、上記セルフシーリング組成物の可撓性は、積載空気タイヤの変形期間中およびタイヤが走行しているときでさえも、周囲壁からの力に何の問題もなく耐え得ることが判明している。
【００５０】
上述したようなパンク防止層(１０a)を備えた空気式タイヤは、加硫(硬化)前または後に製造し得る。
第１の場合(即ち、空気式タイヤを加硫する前)においては、上記セルフシーリング組成物を所望の位置に通常の方法で単純に適用して、層１０aを形成させる。その後、加硫を通常通りに実施する。TPSエラストマーは、加硫工程に関連する応力に良好に耐え得る。
【００５１】
タイヤ技術の熟練者にとって有利な製造方法の変法は、例えば、最初の工程において、構築用ドラム上に、このドラムが気密層で次いで残りの空気式タイヤの構造体で覆う前に、当業者にとって周知の製造方法に従い、上記セルフシーリング組成物を、適切な厚さ(例えば、3mm)を有するスキムの形で、直接平坦に適用させることからなる。このタイプの方法は、気密層１０bが半径方向に最外部にある第２の実施態様を容易に実施することも可能にする。
【００５２】
第２の場合(即ち、空気式タイヤの加硫後)においては、上記セルフシーリング組成物を、硬化空気式タイヤの内側に、任意の適切な方法により、例えば、適切な厚さのフィルムを結合させることにより、スプレーすることによりまたは押出およびブロー成形することにより適用する。
【００５３】
試用中に、205/55 R16“Energy 3”サイズの乗用車タイヤを試験した。タイヤの内壁(気密層１０bを既に含む)を、上記のセルフシーリング層(１０a) (“Mediprene 500000M”)で2mmの厚さでもって被覆し、その後、タイヤを加硫した。
装着し膨張させたタイヤの１つに、直径6mmの5個の穿孔と直径1mmの2個の穿孔を、直ぐに取除くポンチを使用して、一方ではトレッドとクラウンブロックを通して、他方では側壁を通して発生させた。
予期に反して、この空気式タイヤは、400kgの公称荷重による130km/時のフライホイールローリング試験での走行に耐え、6300km以上も圧力減がなかった(それ以降の距離は、ローリング試験を中止した)。
もう１つの空気式タイヤにおいては、同じ手順を実施したが、今度は、穿孔物をその場に１週間残存させた。同じ優れた結果が得られた。
セルフシーリング組成物を含まず、上記と同じ条件下において、そのようにして穿孔した空気式タイヤは、1分未満で圧力を喪失し、運転するのが完全に不適切となった。
【符号の説明】
【００５４】
１    空気式タイヤ
２    クラウン
３    側壁
４    ビード
５    ビードワイヤー
６    クラウン補強材(ベルト)
７    カーカス補強材
８    カーカス補強材の上返し
９    タイヤリム
１０    気密パンク防止ラミネート
１０a    パンク防止層
１０b    気密層
１１    内部空洞
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【国際調査報告】
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