(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂のマトリクス中にエラストマーを不連続相として分散させた熱可塑性エラストマー組成物からなるフィルム層をタイヤ周方向に複数周巻回して積層した空気入りタイヤにおいて、前記フィルム層の層間に該フィルム層の全域にわたってゴム層を介在させ、該ゴム層の厚さを０．１ｍｍ〜１．８ｍｍとしたことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記フィルム層がカーカス層よりタイヤ内腔側に位置する空気透過防止層を構成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。
【請求項３】
熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂のマトリクス中にエラストマーを不連続相として分散させた熱可塑性エラストマー組成物からなるフィルム層の少なくとも片面にゴム層を貼り合わせた積層体を用意し、該積層体をタイヤ周方向に複数周巻回して前記フィルム層の層間に該フィルム層の全域にわたって前記ゴム層を介在させ、該ゴム層の厚さを０．１ｍｍ〜１．８ｍｍとし、これらフィルム層及びゴム層を含む未加硫タイヤを成形し、該タイヤを加硫することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
【請求項４】
前記フィルム層がカーカス層よりタイヤ内腔側に位置する空気透過防止層を構成することを特徴とする請求項３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、熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂にエラストマーをブレンドした熱可塑性エラストマー組成物からなるフィルム層を備えた空気入りタイヤ及びその製造方法に関し、更に詳しくは、フィルム層をタイヤ周方向に複数周巻回して積層した場合であっても、良好なユニフォミティーを確保することを可能にした空気入りタイヤ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂にエラストマーをブレンドした熱可塑性エラストマー組成物からなるフィルム層を空気透過防止層としてタイヤ内面に配置することが提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００３】
このようなフィルム層を備えた空気入りタイヤにおいて、トラック・バス用タイヤや建設車両用タイヤのように高い空気透過防止性能が要求される場合は、フィルム層をタイヤ周方向に複数周巻回して積層する必要がある（例えば、特許文献３参照）。これは、空気透過防止性能を高めるために単層のフィルム層を厚くすると、フィルム層の剛性が高過ぎてタイヤ成形作業が困難になるからである。つまり、薄手のフィルム層を積層することにより、各フィルム層の柔軟性を確保しつつ複数層のフィルム層に基づいて所望の空気透過防止性能を確保するのである。
【０００４】
しかしながら、フィルム層をタイヤ周方向に複数周巻回して積層した場合、例えば、フィルム層の層間に残留する空気の影響により、フィルム層の層間のタック力（結合力）が部位に応じて不均一になる傾向がある。また、フィルム層は剛性が高いため層間にずれを生じるような外力が加わったとき、いわゆるスティックスリップ（外力と摩擦力により起動と停止を繰り返す摩擦振動）を生じ易い。そのため、フィルム層をタイヤ周方向に複数周巻回して積層した場合、未加硫タイヤを均一に膨らませることが難しい。そして、積層されたフィルム層に起因して未加硫タイヤが不均一に膨らんだ場合、それがカーカス層やベルト層を含むケーシング構造にも影響を及ぼし、タイヤのユニフォミティーを悪化させるという問題がある。
【特許文献１】特開平８−２１７９２３号公報
【特許文献２】特開平１１−１９９７１３号公報
【特許文献３】特開平９−５２５０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂にエラストマーをブレンドした熱可塑性エラストマー組成物からなるフィルム層をタイヤ周方向に複数周巻回して積層した場合であっても、良好なユニフォミティーを確保することを可能にした空気入りタイヤ及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂のマトリクス中にエラストマーを不連続相として分散させた熱可塑性エラストマー組成物からなるフィルム層をタイヤ周方向に複数周巻回して積層した空気入りタイヤにおいて、前記フィルム層の層間に該フィルム層の全域にわたってゴム層を介在させ、該ゴム層の厚さを０．１ｍｍ〜１．８ｍｍとしたことを特徴とするものである。
【０００７】
また、上記目的を達成するための本発明の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樹脂のマトリクス中にエラストマーを不連続相として分散させた熱可塑性エラストマー組成物からなるフィルム層の少なくとも片面にゴム層を貼り合わせた積層体を用意し、該積層体をタイヤ周方向に複数周巻回して前記フィルム層の層間に該フィルム層の全域にわたって前記ゴム層を介在させ、該ゴム層の厚さを０．１ｍｍ〜１．８ｍｍとし、これらフィルム層及びゴム層を含む未加硫タイヤを成形し、該タイヤを加硫することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマー組成物からなるフィルム層をタイヤ周方向に複数周巻回して積層するにあたって、フィルム層の層間にゴム層を介在させることにより、フィルム層の層間のタック力を均一化し、また、フィルム層の層間のスティックスリップを抑制するので、未加硫タイヤを均一に膨らませることができる。従って、フィルム層をタイヤ周方向に複数周巻回して積層した場合であっても、良好なユニフォミティーを確保することができる。
【０００９】
本発明の空気入りタイヤを製造する場合、フィルム層の少なくとも片面にゴム層を貼り合わせた積層体を用意し、該積層体をタイヤ周方向に複数周巻回してフィルム層の層間にゴム層を介在させ、これらフィルム層及びゴム層を含む未加硫タイヤを成形することが好ましい。この場合、フィルム層の層間へのゴム層の挿入を簡単に行うことができる。
【００１０】
本発明において、フィルム層は各種のタイヤ構成部材として使用することが可能であるが、特にフィルム層はカーカス層よりタイヤ内腔側に位置する空気透過防止層を構成することが好ましい。この場合、積層されたフィルム層に基づいて優れた空気透過防止性能を発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示し、図２はその空気透過防止層を示すものである。図１において、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。左右一対のビード部３，３間にはカーカス層４が装架され、そのカーカス層４の端部がビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数層のベルト層６が埋設されている。これらベルト層６は補強コードがタイヤ周方向に対して傾斜し、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。
【００１２】
上記空気入りタイヤにおいて、カーカス層４のタイヤ内腔側には空気透過防止層７が配置されている。空気透過防止層７は、図２に示すように、熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマー組成物からなるフィルム層１１をタイヤ周方向に複数周巻回して積層した構造になっている。より具体的には、フィルム層１１の片面にゴム層１２を貼り合わせた積層体１０をタイヤ周方向に複数周巻回することにより、タイヤ内腔側から順次ゴム層１２、フィルム層１１、ゴム層１２、フィルム層１１を積層した構造になっている。これにより、フィルム層１１の層間にはフィルム層１１の全域にわたってゴム層１２が介在するようになっている。
【００１３】
フィルム層１１の厚さは、特に限定されるものではないが、０．００２ｍｍ〜０．７ｍｍの範囲から選択することができる。一方、ゴム層１２の厚さは、０．１ｍｍ〜１．８ｍｍにすることが好ましい。ゴム層１２が薄過ぎるとフィルム層１１への積層が困難になり、厚過ぎると重量増加を招くことになる。ゴム層１２のゴムは特に限定されるものではないが、ブチルゴムやジエン系ゴム等を使用することができる。
【００１４】
上述のように構成される空気入りタイヤは、フィルム層１１の片面にゴム層１２を貼り合わせた積層体１０を成形ドラムの周囲に複数周巻き付けることにより、フィルム層１１の層間にゴム層１２を介在させた積層構造を有する空気透過防止層を形成し、その上にカーカス層、ビードコア、ビードフィラー、サイドウォールゴム等のタイヤ構成部材を貼り合わせて１次グリーンタイヤを成形し、１次グリーンタイヤをトロイダル状に膨径させつつベルト層やトレッドゴムを貼り合わせて２次グリーンタイヤ（未加硫タイヤ）を成形した後、その２次グリーンタイヤを加硫することで得られる。
【００１５】
このように熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマー組成物からなるフィルム層１１をタイヤ周方向に複数周巻回して積層するにあたって、フィルム層１１の層間にゴム層１２を介在させることにより、フィルム層１１の層間のタック力を均一化することができる。つまり、ゴム層１２が存在しない状態では、フィルム層１１の層間に残留する空気の影響によりタック力が不均一になるが、未加硫状態において大きな粘着性を持つゴム層１２を介在させることでタック力の均一化が可能になる。また、フィルム層１１の層間にゴム層１２を介在させた場合、フィルム層１１の層間にスティックスリップによる相対変位を生じ難くなる。従って、フィルム層１１をタイヤ周方向に複数周巻回して積層した場合であっても、タイヤ成形工程において未加硫タイヤを均一に膨らませることが可能になり、延いては、良好なユニフォミティーを確保することができる。
【００１６】
図３及び図４はそれぞれフィルム層とゴム層との積層体の巻回構造を示す概略図である。なお、図３及び図４は成形ドラムの周囲に配置された部材をドラム軸と直交する平面にて切断した断面を概略的に示すものである。
【００１７】
図３において、フィルム層１１とゴム層１２との積層体１０はタイヤ周方向に連続的に複数周巻回され、それによってフィルム層１１の層間にゴム層１２が介在するようになっている。
【００１８】
図４において、フィルム層１１とゴム層１２との積層体１０はタイヤ周方向に複数周巻回されているが、周回毎に別部材が使用されている。より具体的には、タイヤ径方向外側の積層体１０はタイヤ径方向内側の積層体１０のスプライス部を覆うように巻回され、それによってフィルム層１１の層間にゴム層１２が介在するようになっている。
【００１９】
上述した実施形態では、フィルム層１１の片面にゴム層１２を貼り合わせた積層体１０を用い、ゴム層１２がタイヤ内面に露出するように配置した場合について説明したが、フィルム層１１がタイヤ内面に露出するように配置することも可能である。また、フィルム層１１の両面にゴム層１２を貼り合わせた積層体１０を用いることも可能である。
【００２０】
以下に、本発明で使用されるフィルム層について説明する。このフィルム層は、熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂中にエラストマーをブレンドした熱可塑性エラストマー組成物から構成することができる。
【００２１】
本発明で使用される熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアミド系樹脂〔例えばナイロン６（Ｎ６）、ナイロン６６（Ｎ６６）、ナイロン４６（Ｎ４６）、ナイロン１１（Ｎ１１）、ナイロン１２（Ｎ１２）、ナイロン６１０（Ｎ６１０）、ナイロン６１２（Ｎ６１２）、ナイロン６／６６共重合体（Ｎ６／６６）、ナイロン６／６６／６１０共重合体（Ｎ６／６６／６１０）、ナイロンＭＸＤ６、ナイロン６Ｔ、ナイロン６／６Ｔ共重合体、ナイロン６６／ＰＰ共重合体、ナイロン６６／ＰＰＳ共重合体〕、ポリエステル系樹脂〔例えば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）、ポリブチレンテレフタレート／テトラメチレングリコール共重合体、ＰＥＴ／ＰＥＩ共重合体、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）、液晶ポリエステル、ポリオキシアルキレンジイミドジ酸／ポリブチレンテレフタレート共重合体などの芳香族ポリエステル〕、ポリニトリル系樹脂〔例えば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）、メタクリロニトリル／スチレン共重合体、メタクリロニトリル／スチレン／ブタジエン共重合体〕、ポリ（メタ）アクリレート系樹脂〔例えばポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリメタクリル酸エチル、エチレンエチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）、エチレンアクリル酸共重合体（ＥＡＡ）、エチレンメチルアクリレート樹脂（ＥＭＡ）〕、ポリビニル系樹脂〔例えば酢酸ビニル（ＥＶＡ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ビニルアルコール／エチレン共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、塩化ビニル／塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニリデン／メチルアクリレート共重合体〕、セルロース系樹脂〔例えば酢酸セルロース、酢酸酪酸セルロース〕、フッ素系樹脂〔例えば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）、テトラフロロエチレン／エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）〕、イミド系樹脂〔例えば芳香族ポリイミド（ＰＩ）〕などを挙げることができる。
【００２２】
本発明で使用されるエラストマーとしては、例えば、ジエン系ゴム及びその水素添加物〔例えばＮＲ、ＩＲ、エポキシ化天然ゴム、ＳＢＲ、ＢＲ（高シスＢＲ及び低シスＢＲ）、ＮＢＲ、水素化ＮＢＲ、水素化ＳＢＲ〕、オレフィン系ゴム〔例えばエチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ、ＥＰＭ）、マレイン酸変性エチレンプロピレンゴム（Ｍ−ＥＰＭ）〕、ブチルゴム（ＩＩＲ）、イソブチレンと芳香族ビニル又はジエン系モノマー共重合体、アクリルゴム（ＡＣＭ）、アイオノマー、含ハロゲンゴム〔例えばＢｒ−ＩＩＲ、Ｃｌ−ＩＩＲ、イソブチレンパラメチルスチレン共重合体の臭素化物（Ｂｒ−ＩＰＭＳ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ヒドリンゴム（ＣＨＣ，ＣＨＲ）、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、塩素化ポリエチレン（ＣＭ）、マレイン酸変性塩素化ポリエチレン（Ｍ−ＣＭ）〕、シリコーンゴム（例えばメチルビニルシリコーンゴム、ジメチルシリコーンゴム、メチルフェニルビニルシリコーンゴム）、含イオウゴム（例えばポリスルフィドゴム）、フッ素ゴム（例えばビニリデンフルオライド系ゴム、含フッ素ビニルエーテル系ゴム、テトラフルオロエチレン−プロピレン系ゴム、含フッ素シリコン系ゴム、含フッ素ホスファゼン系ゴム）、熱可塑性エラストマー（例えばスチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラストマー）などを挙げることができる。
【００２３】
本発明で使用される熱可塑性エラストマー組成物において、熱可塑性樹脂成分（Ａ）とエラストマー成分（Ｂ）との組成比は、フィルム層の厚さや柔軟性のバランスで適宜決めればよいが、好ましい範囲は１０／９０〜９０／１０、更に好ましくは２０／８０〜８５／１５（重量比）でである。
【００２４】
本発明に係る熱可塑性エラストマー組成物には、上記必須成分（Ａ）及び（Ｂ）に加えて第三成分として、相溶化剤などの他のポリマー及び配合剤を混合することができる。他のポリマーを混合する目的は、熱可塑性樹脂成分とエラストマー成分との相溶性を改良するため、材料のフィルム成形加工性を良くするため、耐熱性向上のため、コストダウンのため等であり、これに用いられる材料としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ、ＳＢＳ、ポリカーボネート等が挙げられる。
【００２５】
上記熱可塑性エラストマー組成物は、予め熱可塑性樹脂とエラストマー（ゴムの場合は未加硫物）とを２軸混練押出機等で溶融混練し、連続相を形成する熱可塑性樹脂中にエラストマー成分を分散させることにより得られる。エラストマー成分を加硫する場合には、混練下で加硫剤を添加し、エラストマーを動的に加硫させても良い。また、熱可塑性樹脂またはエラストマー成分への各種配合剤（加硫剤を除く）は、上記混練中に添加しても良いが、混練の前に予め混合しておくことが好ましい。熱可塑性樹脂とエラストマーの混練に使用する混練機としては、特に限定はなく、スクリュー押出機、ニーダ、バンバリミキサー、２軸混練押出機等が挙げられる。中でも樹脂成分とゴム成分の混練およびゴム成分の動的加硫には２軸混練押出機を使用するのが好ましい。さらに、２種類以上の混練機を使用し、順次混練してもよい。溶融混練の条件として、温度は熱可塑性樹脂が溶融する温度以上であれば良い。また、混練時の剪断速度は２５００〜７５００ｓｅｃ-1であるのが好ましい。混練全体の時間は３０秒から１０分、また加硫剤を添加した場合には、添加後の加硫時間は１５秒から５分であるのが好ましい。上記方法で作製された熱可塑性エラストマー組成物は、樹脂用押出機による成形またはカレンダー成形によってフィルム化される。フィルム化の方法は、通常の熱可塑性樹脂または熱可塑性エラストマーをフィルム化する方法によれば良い。
【００２６】
このようにして得られる熱可塑性エラストマー組成物の薄膜は、熱可塑性樹脂のマトリクス中にエラストマーが不連続相として分散した構造をとる。かかる状態の分散構造を採ることにより、ＪＩＳ  Ｋ７１００により定められるところの標準雰囲気中におけるヤング率を１〜５００ＭＰａの範囲に設定し、タイヤ構成部材として適度な剛性を付与することが可能になる。
【００２７】
上記熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマー組成物はシート又はフィルムに成形して単体でタイヤ内部に埋設することが可能であるが、隣接するゴムとの接着性を高めるために接着層を積層しても良い。この接着層を構成する接着用ポリマーの具体例としては、分子量１００万以上、好ましくは３００万以上の超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）、エチレンエチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）、エチレンメチルアクリレート樹脂（ＥＭＡ）、エチレンアクリル酸共重合体（ＥＡＡ）等のアクリレート共重合体類及びそれらの無水マレイン酸付加物、ポリプロピレン（ＰＰ）及びそのマレイン酸変性物、エチレンプロピレン共重合体及びそのマレイン酸変性物、ポリブタジエン系樹脂及びその無水マレイン酸変性物、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体（ＳＢＳ）、スチレン−エチレン−ブタジエン−スチレン共重合体（ＳＥＢＳ）、フッ素系熱可塑性樹脂、ポリエステル系熱可塑性樹脂などを挙げることができる。これらは常法に従って例えば樹脂用押出機によって押し出してシート状又はフィルム状に成形することができる。接着層の厚さは特に限定されないが、タイヤ軽量化のためには厚さが少ない方がよく、５μｍ〜１５０μｍが好ましい。
【実施例】
【００２８】
タイヤサイズ２０５／７０Ｒ１５の空気入りタイヤにおいて、熱可塑性樹脂（ナイロン６，６６）にエラストマー（臭素化ブチルゴム）をブレンドした熱可塑性エラストマー組成物からなるフィルム層を空気透過防止層に用い、その空気透過防止層の構造だけを種々異ならせた従来例及び実施例１〜２のタイヤを製作した。
【００２９】
従来例のタイヤは、フィルム層をタイヤ周方向に連続的に２周巻回して積層することで空気透過防止層を形成したものである。従来例において、フィルム層の層間にはゴム層が介在していない。
【００３０】
実施例１のタイヤは、フィルム層の片面にゴム層を貼り合わせた積層体をタイヤ周方向に連続的に２周巻回することでフィルム層の層間にゴム層を介在させた積層構造を有する空気透過防止層を形成したものである。
【００３１】
実施例２のタイヤは、フィルム層の片面にゴム層を貼り合わせた積層体を周回毎に別部材とし、これら積層体をスプライス部をずらしてタイヤ周方向に２周巻回することでフィルム層の層間にゴム層を介在させた積層構造を有する空気透過防止層を形成したものである。
【００３２】
これら試験タイヤについて、ＪＡＳＯ  Ｃ６０７に規定される自動車タイヤのユニフォミティー試験方法に準拠してラジアルフォースバリエーション（ＲＦＶ）を測定し、従来例を１００とする指数値を求めたところ、実施例１の指数値は９２であり、実施例２の指数値は９０であった。つまり、実施例１，２のタイヤはいずれも従来例に比べてユニフォミティーが優れていた。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線半断面図である。
【図２】図１の空気入りタイヤにおける空気透過防止層を拡大して示す断面図である。
【図３】フィルム層とゴム層との積層体の巻回構造を示す概略図である。
【図４】フィルム層とゴム層との積層体の他の巻回構造を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  トレッド部
２  サイドウォール
３  ビード部
４  カーカス層
５  ビードコア
６  ベルト層
７  空気透過防止層
１０  積層体
１１  フィルム層
１２  ゴム層
【図１】
0005125630.tif 000002
【図２】
0005125630.tif 000003
【図３】
0005125630.tif 000004
【図４】
0005125630.tif 000005