JP5061699B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂とエラストマーのブレンド体の熱可塑性エラストマーからなるインナーライナー層を設けた空気入りタイヤにおいて、そのインナーライナー層の接合強度を向上するようにした空気入りタイヤに関する。

チューブレス空気入りタイヤには、そのタイヤ内面に空気透過防止層として空気非透過性に優れたブチル系ゴムからなるインナーライナー層が一体にライニングされている。しかし、ブチル系ゴムは重いため、特許文献１は、ブチル系ゴムの代わりに比重が小さい熱可塑性樹脂や熱可塑性樹脂を主成分とする熱可塑性エラストマーを使用することを提案している。

しかし、熱可塑性樹脂は、ゴムとの接着性が低いためタイヤ内面に対して剥離を起こしやすく接着性に劣ることが欠点とされている。このため、熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂を主成分とする熱可塑性エラストマーからなるインナーライナー層はその接着性を向上することが大きな課題になっていた。
特開平８−２５８５０６号公報

本発明の目的は、熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマーからなるインナーライナー層を設けた空気入りタイヤにおいて、そのインナーライナー層の接合強度を向上するようにした空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、タイヤ内面に熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂及びエラストマーからなる熱可塑性エラストマーからなるインナーライナー層を設けた空気入りタイヤにおいて、前記インナーライナー層の表面に多数のアンカー素子を突設し、該アンカー素子の高さＨを０．１〜０．５ｍｍとし、前記インナーライナー層における前記アンカー素子の配置密度を２〜６０本／ｃｍ ² とし、前記インナーライナー層を前記アンカー素子を前記タイヤ表面に埋没させるように貼り付けたことを特徴とする。

また、前記インナーライナー層は前記アンカー素子と一体成形するようにするとよい。前記インナーライナー層は前記タイヤ内面に接着ゴム層を介して張り付けるようにしてもよい。

前記アンカー素子が前記インナーライナー層に連結する支持部と該支持部先端の拡大部とからなる場合には、アンカー素子の高さをＨとして、前記支持部の幅Ｗａ及び前記拡大部の最大幅Ｗｂは下記式（１）及び（２）の関係にするとよい。
１．６Ｗａ ≦ Ｈ ≦ ３．８Ｗａ （１）
２．０Ｗａ ≦ Ｗｂ ≦ ３．５Ｗａ （２）

また、前記アンカー素子を間欠的に設ける場合には、前記アンカー素子の厚さＴは前記幅Ｗａに対して下記式（３）の関係にすることが好ましい。
０．７Ｗａ ≦ Ｔ ≦ １．３Ｗａ （３）

本発明によれば、インナーライナー層を熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマーから形成した空気入りタイヤにおいて、そのインナーライナー層の表面に多数のアンカー素子を突設し、これらアンカー素子をタイヤ内面に埋没させるようにして貼り付けたので、アンカー素子による係止力によりインナーライナー層とタイヤ内面との間の接合強度を向上することができる。

図１は、本発明の空気入りタイヤの実施形態の一例を示すタイヤ子午線方向の半断面図である。

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、４はカーカス層である。カーカス層４はビード部３に埋設された左右一対のビードコア５間に装架され、その両端部をそれぞれビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返すようにしている。トレッド部１の内側には、カーカス層４の外側に、上下一対のベルト層６がタイヤ１周にわたって配置されている。また、タイヤの最内側には、熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂とエラストマーからなる熱可塑性エラストマーにより形成されたインナーライナー層７が空気透過防止層として内貼りされている。

上記インナーライナー層７は、図２に示すように、片側の表面に多数のアンカー素子８が突設するように形成され、これらアンカー素子８をタイヤ内面に埋没させるようにして貼り付けられている。

インナーライナー層７のアンカー素子８は、図３に示すように、カーカス層４に対して、カーカスコード４ａを被覆しているコートゴム４ｂの中に直接埋没するようにしてもよいが、図４に示すように、インナーライナー層７とカーカス層４との間に接着ゴム層９を介在させるようにしてもよい。後者のように接着ゴム層９を介在させる場合、インナーライナー層７のアンカー素子８は接着ゴム層９を貫通してカーカス層４のコートゴム４ｂまで埋没するようになっていることが好ましく、これによりアンカー素子８が抜け難くなり、インナーライナー層７の接合強度を一層向上することができる。

インナーライナー層７の表面におけるアンカー素子８の配列は、図２のように、縦横方向に列状に間欠的に配列したものであっても、或いはランダムに配置したものであってもよい。前者のように整然と配列する場合は、列方向をタイヤ周方向に配列してもよいが、タイヤ周方向に対して傾斜する方向であってもよい。

アンカー素子８の形状は、アンカー機能を有するものであれば特に限定されるものではない。図２〜図４に例示するように、インナーライナー層の表面に立設する支持部に拡大部を先端に形成したもののほか、支持部の側面を鋸刃状にしたものなどであってもよい。しかし、好ましくは、支持部８ａと先端の拡大部８ｂとから構成したものがよい。また、アンカー素子８は、図示の例のように独立のスポット状に形成されたものに限らずレール状（突条）に連続的に形成したものであってもよい。

図５（Ａ）〜（Ｃ）はアンカー素子８の好ましい形状を例示したもので、図５（Ａ）（Ｂ）はＴ字形、（Ｃ）は矢印形の断面形状である。いずれも未加硫ゴム層に侵入したのち加硫された後は拡大部８ｂが抜け難くなってアンカー効果を発現する。図示の例は平板状のものであるが、支持部の中心軸を中心に回転させたキノコ形にしたものであってもよい。

図５（Ａ）〜（Ｃ）の形態のアンカー素子８ではインナーライナー層７からの高さをＨとするとき、支持部８ａの幅Ｗａと拡大部８ｂの最大幅Ｗｂは、下記式（１）及び（２）の関係にすることが好ましい。
１．６Ｗａ ≦ Ｈ ≦ ３．８Ｗａ （１）
２．０Ｗａ ≦ Ｗｂ ≦ ３．５Ｗａ （２）

また、アンカー素子８がスポット状で平板状である場合には、支持部８ａの厚さＴを幅Ｗａに対して下記式（３）の関係にすることが好ましい。
０．７Ｗａ ≦ Ｔ ≦ １．３Ｗａ （３）

支持部８ａの幅Ｗａ及び厚さＴが、小さすぎると支持部８ａの剛性が低下し折れやすくなり、大きすぎると未加硫ゴムに侵入し難くなる。また、拡大部８ｂの最大幅Ｗｂが、支持部８ａの幅Ｗａに対して小さすぎると接合強度の向上効果が十分に得られず、大きすぎると未加硫ゴムに侵入し難くなる。

アンカー素子８の高さＨとしては、好ましくは０．１〜０．５ｍｍがよい。高さＨが０．１ｍｍ未満であるとカーカス層との接合強度が十分に得られず、０．５ｍｍを超えるとカーカスコードと接触し耐久性を低下させることがある。

アンカー素子８は、インナーライナー層７における配置密度を、好ましくは２〜６０本／ｃｍ²にすることが好ましい。アンカー素子の配置密度が小さすぎると接合強度が十分に得られず、大きすぎても接合強度は低下するので好ましくない。

アンカー素子８は、インナーライナー層７の全面に突設することが好ましいが、必ずしも全面でなくてもよい。例えば、空気入りタイヤのトレッド部及び／又はビード部に相当する領域にアンカー素子を設け、他の領域には設けないか、或いは接着ゴム層を介在させるものであってもよい。また、大きなせん断変形を受けやすいショルダー領域等においてアンカー素子と接着ゴム層とを併用するようにしてもよい。

インナーライナー層に対するアンカー素子の突設方法は、特に制限されるものではなく、インナーライナー層に対して別に成形したアンカー素子を接着又は植設するものであっても、或いはインナーライナー層を成形するとき、アンカー素子とを一体成形するようにしてもよい。特に、アンカー素子をインナーライナー層と一体成形する場合は、生産性を向上し、空気透過防止性能を向上するため好ましい。

図６は、インナーライナー層とアンカー素子とを一体成形する方法を例示する。熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂とエラストマーからなる熱可塑性エラストマーを押出成形機のダイ１０から、インナーライナー層７とアンカー素子８が平行に並ぶように押出すようにしている。ダイ１０から押出しながら延伸することにより、アンカー素子８が連続的な突条に形成された一体のインナーライナー層７を得ることができる。

アンカー素子８を多数のスポット状の形状にする場合には、突条のアンカー素子８に交差方向のスリットを小ピッチで間欠的に入れた後、延伸加工することにより、多数の独立のアンカー素子が間欠的に配列する形態に形成することができる。また、インナーライナー層は円筒状に押出し、インフレート成形し円筒状のフィルムに形成するようにしてもよい。

インナーライナー層を形成す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。

インナーライナー層を形成する熱可塑性エラストマーは、上記の熱可塑性樹脂及びエラストマーからなり、熱可塑性樹脂とエラストマーとの組成比は、インナーライナー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、さらに好ましくは２０／８０〜８５／１５（重量比）である。

このような熱可塑性エラストマーを構成す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また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。

また、インナーライナー層の基材とアンカー素子は同じ材料で構成しても異なる材料で構成してもよく、異なる材料を用いるときは２色成形することが好ましい。

以下に、実施例を挙げて本発明を説明するが、これにより本発明の範囲が制限を受けるものではない。

実施例１、参考例１、比較例１
タイヤサイズ２１５／４５Ｒ１７、タイヤ構造を図１に示す構成とし、ナイロン６６とイソブチレンパラメチルスチレン共重合体の臭素化物を含有する熱可塑性エラストマーのインナーライナー層をカーカス層に直接貼り合せることを共通条件とし、インナーライナー層の貼り付け側表面に形状が図５（Ａ）で、高さを表１に示すように異ならせたアンカー素子を一体成形した２種類の空気入りタイヤ（実施例１、参考例１）と、アンカー素子を設けていない空気入りタイヤ（比較例１）とを製作した。

得られた３種類の空気入りタイヤから、インナーライナー層とカーカス層とを一体に切り出し、ＪＩＳ Ｌ３４１６の試験方法に準拠しインナーライナー層とカーカス層との剥離強さを測定した結果を、比較例１の剥離強さを１００とする指数として表１に示した。指数値が大きいほど、インナーライナー層とカーカス層との接合強度が高いことを表す。

表１の結果から明らかなように本発明の空気入りタイヤ（実施例１）は、インナーライナー層にアンカー素子を設けていない空気入りタイヤ（比較例１）と比べ、インナーライナー層とカーカス層との接合強度を大幅に向上することが認められた。

実施例２、比較例２
実施例１においてインナーライナー層とカーカス層との間に厚さ０．３ｍｍの接着ゴム層を介在させた空気入りタイヤ（実施例２）と、比較例１においてインナーライナー層とカーカス層との間に同じく厚さ０．３ｍｍの接着ゴム層を介在させた空気入りタイヤ（比較例２）をそれぞれ製作した。得られた２種類の空気入りタイヤについて、インナーライナー層とカーカス層と間の剥離強さを前述と同じ測定方法により評価した結果を表２に示す。

本発明の空気入りタイヤの実施形態の一例を示すタイヤ子午線方向の半断面図である。 本発明に使用するインナーライナー層の実施形態の一例を示す斜視説明図である。 本発明の空気入りタイヤの実施形態におけるインナーライナー及びカーカス層を切り出した断面を例示する説明である。 本発明の空気入りタイヤの他の実施形態におけるインナーライナー及びカーカス層を切り出した断面を例示する説明である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、本発明に使用するインナーライナー層に突設するアンカー素子の実施形態の一例を示す斜視説明図である。 本発明に使用するインナーライナー層の成形加工の一例を示す斜視説明図である。

符号の説明

４ カーカス層
４ａ カーカスコード
４ｂ コートゴム
７ インナーライナー層
８ アンカー素子
８ａ 支持部
８ｂ 拡大部

Claims (5)

1. タイヤ内面に熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂及びエラストマーからなる熱可塑性エラストマーからなるインナーライナー層を設けた空気入りタイヤにおいて、
   前記インナーライナー層の表面に多数のアンカー素子を突設し、該アンカー素子の高さＨを０．１〜０．５ｍｍとし、前記インナーライナー層における前記アンカー素子の配置密度を２〜６０本／ｃｍ ² とし、前記インナーライナー層を前記アンカー素子を前記タイヤ表面に埋没させるように貼り付けた空気入りタイヤ。
2. 前記インナーライナー層が、前記アンカー素子と一体成形された請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記インナーライナー層を前記タイヤ内面に接着ゴム層を介して張り付けた請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記アンカー素子が前記インナーライナー層に連結する支持部と該支持部先端の拡大部とからなり、該アンカー素子の高さをＨとして、前記支持部の幅Ｗａ及び前記拡大部の最大幅Ｗｂを下記式（１）及び（２）の関係にした請求項１、２又は３に記載の空気入りタイヤ。
   １．６Ｗａ≦Ｈ≦３．８Ｗａ （１）
   ２．０Ｗａ≦Ｗｂ≦３．５Ｗａ （２）
5. 前記アンカー素子の厚さＴを前記幅Ｗａに対して下記式（３）の関係にした請求項４に記載の空気入りタイヤ。
   ０．７Ｗａ≦Ｔ≦１．３Ｗａ （３）

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