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JP4650437B2 - 空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents

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JP4650437B2 JP2007042649A JP2007042649A JP4650437B2 JP 4650437 B2 JP4650437 B2 JP 4650437B2 JP 2007042649 A JP2007042649 A JP 2007042649A JP 2007042649 A JP2007042649 A JP 2007042649A JP 4650437 B2 JP4650437 B2 JP 4650437B2
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Description

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を空気透過防止層として用いた空気入りタイヤの製造方法に関し、更に詳しくは、フィルムとゴム層との積層体を中間部材として用いる場合に、ゴム層のスプライス部分に起因する故障を低減することを可能にした空気入りタイヤの製造方法に関する。
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)。
このような空気透過防止層を備えた空気入りタイヤを製造するにあたって、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円筒状のフィルムを成形し、該フィルムをシート状に折り畳んだ状態にし、その折り畳まれたフィルムの両面にゴム層を積層した後、これらフィルムとゴム層との積層体を円筒状に開いてタイヤ成形ドラムに外嵌して未加硫タイヤを成形することが行われている(例えば、特許文献3及び特許文献4参照)。フィルムとゴム層との積層体を用いた場合、中間部材の取り扱いが容易になり、作業性が向上するという利点がある。
しかしながら、折り畳まれたフィルムの両面にゴム層を積層した場合、折り畳まれたフィルムの幅方向端部におけるゴム層の端部同士の接合が必ずしも十分ではないため、その積層体をタイヤ成形ドラムに外嵌した状態においてゴム層のスプライス部分が開き、それが故障の原因になるという問題がある。また、フィルムに積層するゴム層の幅を大きく設定すればゴム層のスプライス部分が開き難くなるものの、その場合、積層体をタイヤ成形ドラムに外嵌した状態においてゴム層のスプライス部分がドラム半径方向に突き出し、他のタイヤ構成部材を巻回する際にスプライス部分の近傍にエア溜まりを生じ易くなる。
特開平8−217923号公報 特開平11−199713号公報 特開平10−29248号公報 特開2001−260137号公報
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を空気透過防止層として用いるにあたって、フィルムとゴム層との積層体を中間部材として用いる場合に、ゴム層のスプライス部分に起因する故障を低減することを可能にした空気入りタイヤの製造方法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の製造方法は、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円筒状のフィルムを成形し、該フィルムをシート状に折り畳んだ状態にし、その折り畳まれたフィルムの両面にゴム層を積層し、これらフィルムとゴム層との積層体を円筒状に開いてタイヤ成形ドラムに外嵌し、前記フィルムを空気透過防止層とする未加硫タイヤを成形し、該タイヤを加硫するようにした空気入りタイヤの製造方法において、前記折り畳まれたフィルムの両面にゴム層を積層する際、これらゴム層の幅方向の位置を互いにずらし、一方のゴム層の端部を前記フィルムの端部から突き出すように配置し、他方のゴム層の端部を一方のゴム層の突き出した端部よりも幅方向内側に配置し、前記積層体をタイヤ成形ドラムに外嵌した状態において一方のゴム層の突き出した端部が他方のゴム層の端部を覆うようにしたことを特徴とするものである。
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を空気透過防止層として用いるにあたって、円筒状のフィルムを成形し、該フィルムをシート状に折り畳んだ状態にし、その折り畳まれたフィルムの両面にゴム層を積層する。折り畳まれたフィルムの両面にゴム層を積層する際、これらゴム層の幅方向の位置を互いにずらし、一方のゴム層の端部をフィルムの端部から突き出すように配置し、他方のゴム層の端部を一方のゴム層の突き出した端部よりも幅方向内側に配置し、積層体をタイヤ成形ドラムに外嵌した状態において一方のゴム層の突き出した端部が他方のゴム層の端部を覆うようにする。これにより、ゴム層の端部同士が簡単かつ強固に接合され、その積層体をタイヤ成形ドラムに外嵌した状態においてゴム層のスプライス部分が開き難くなる。しかも、一方のゴム層の突き出した端部が他方のゴム層の端部に覆い被さるようになるので、積層体をタイヤ成形ドラムに外嵌した状態においてゴム層のスプライス部分がドラム半径方向に殆ど突き出すことはなく、他のタイヤ構成部材を巻回する際にスプライス部分の近傍にエア溜まりを生じ難い。従って、フィルムとゴム層との積層体を中間部材として用いる場合において、ゴム層のスプライス部分に起因する故障を低減することが可能になる。
本発明において、フィルムの端部からの他方のゴム層の端部の突き出し量をL1とし、フィルムの端部からの一方のゴム層の端部の突き出し量をL2としたとき、L2−L1>3mmの関係を満足することが好ましい。このように突き出し量L1,L2に十分な差を持たせることにより、ゴム層のスプライス部分に起因する故障をより効果的に低減することができる。同様の理由から、突き出し量L1は、好ましくは−50mm〜+2mm、更に好ましくは−10mm〜+2mmとし、突き出し量L2は好ましくは+3mm〜+60mm、更に好ましくは+3mm〜+15mmとする。ここで、突き出し量L1,L2は、ゴム層の端部がフィルムの端部から突き出している場合がプラス値であり、ゴム層の端部がフィルムの端部から突き出していない場合(引っ込んでいる場合)がマイナス値である。
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、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。
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。この空気透過防止層7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とゴム層との積層体から構成されている。
次に、上述した空気入りタイヤの製造方法について説明する。図2は本発明の実施形態からなるフィルムとゴム層との積層体の製造方法を示す斜視図であり、図3はフィルムとゴム層との積層体を模式的に示す正面図であり、図4はフィルムとゴム層との積層体をタイヤ成形ドラムに外嵌した状態の一例を示す側面図である。
図2において、円筒状のフィルム11はシート状に折り畳まれた状態で一対のローラ21,22間に連続的に供給されるようになっている。折り畳まれたフィルム11の両面にはそれぞれローラ21,22によりゴム層12,13が積層される。これにより、フィルム11とゴム層12,13との積層体が簡単に得られる。なお、図2では理解を容易にするためにフィルム11からゴム層12,13が離間したように描写されているが、これらは一体的に積層されたシート部材を形成している。
図3に示すように、折り畳まれたフィルム11の上下両面にゴム層12,13を積層する際、これらゴム層12,13の幅方向の位置を互いにずらし、下側のゴム層12の端部12aをフィルム11の端部11aから突き出すように配置し、上側のゴム層13の端部13aをゴム層12の端部12aよりも幅方向内側に配置する。より具体的には、フィルム11の端部11aからのゴム層13の端部13aの突き出し量をL1とし、フィルム11の端部11aからのゴム層12の端部12aの突き出し量をL2としたとき、L2−L1>3mmの関係を満足するように設定する。一方、フィルム11の反対側の端部11bについては、上側のゴム層13の端部13bをフィルム11の端部11bから突き出すように配置し、下側のゴム層12の端部12bをゴム層13の端部13bよりも幅方向内側に配置する。
このようにしてフィルム11とゴム層12,13との積層体を成形した後、図4に示すように、フィルム11とゴム層12,13との積層体を円筒状に開いてタイヤ成形ドラム23に外嵌する。このとき、突き出し量L1が突き出し量L2に比べて相対的に小さくなるようにフィルム11に対してゴム層12,13を積層してあるので、その積層体をタイヤ成形ドラム23に外嵌した状態においてゴム層12の端部12aはタイヤ成形ドラム23の外周面からの突き出し量が相対的に大きくなり、ゴム層13の端部13aはタイヤ成形ドラム23の外周面からの突き出し量が相対的に小さくなり、その結果として、ゴム層12の端部12aがゴム層13の端部13aを覆うように倒れ込み易くなる。
そのため、タイヤ成形ドラム23を回転させながらゴム層12,13の端部同士を圧着したり、或いは、タイヤ成形ドラム23を停止させた状態でゴム層12,13の端部同士を圧着することにより、ゴム層12,13の端部同士が簡単かつ強固に接合され、上記積層体をタイヤ成形ドラム23に外嵌した状態においてゴム層12,13のスプライス部分が開き難くなる。しかも、ゴム層12,13のスプライス部分がドラム半径方向に殆ど突き出すことはないので、他のタイヤ構成部材を巻回する際にスプライス部分の近傍にエア溜まりを生じ難い。従って、フィルム11とゴム層12,13との積層体を中間部材として用いる場合において、ゴム層12,13のスプライス部分に起因する故障を低減することができる。
上記製造方法においては、フィルム11の端部11aからのゴム層13の端部13aの突き出し量をL1とし、フィルム11の端部11aからのゴム層12の端部12aの突き出し量をL2としたとき、L2−L1>3mmの関係を満足するように設定するが、このように突き出し量L1,L2に十分な差を持たせることにより、ゴム層12,13のスプライス部分に起因する故障を効果的に低減することができる。突き出し量L1は、好ましくは−50mm〜+2mm、更に好ましくは−10mm〜+2mmとし、突き出し量L2は好ましくは+3mm〜+60mm、更に好ましくは+3mm〜+15mmとする。突き出し量L1が小さ過ぎると、フィルムにおいてゴム層が積層されない部分が大きくなるためフィルムに皺を生じ易くなり、逆に突き出し量L1が大き過ぎると、ゴム層の端部を所定の方向に倒れ込ませることが困難になる。また、突き出し量L2が小さ過ぎると、ゴム層の端部を所定の方向に倒れ込ませることが困難になり、逆に突き出し量L2が大き過ぎると、ゴム層の端部を倒れ込ませる際にゴム層に皺を生じ易くなる。
なお、図4は突き出し量L1,L2をいずれもプラス値にした場合を示しているが、例えば、L1=0mm、L2=10mmとした場合、図5のようなスプライス部分が形成される。
上述のようにしてフィルムとゴム層との積層体を円筒状に開いてタイヤ成形ドラムに外嵌した後、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、上記フィルムを空気透過防止層とする空気入りタイヤが得られる。
図6は本発明の他の実施形態からなるフィルムとゴム層との積層体の製造方法を示す正面図である。前述の実施形態では、フィルムとゴム層との積層体を成形した後、その積層体をタイヤ成形ドラムに外嵌し、その状態でゴム層の端部同士の圧着作業を行うようにしているが、この圧着作業はタイヤ成形に先駆けて事前に行うようにしても良い。
図6において、フィルム11とゴム層12,13との積層体を成形した後、フィルム11を筒廻りに回動させることで、下側のゴム層12の端部12aを上側のゴム層13の端部13aに対して重ね合わせ、上側のゴム層13の端部13bを下側のゴム層12の端部12bに対して重ね合わせるようにしている。勿論、単に重ね合わせるだけでなく、ゴム層12,13の端部同士を圧着させることが好ましい。この場合、フィルム11とゴム層12,13との積層体を形状安定性に優れた中間部材としてタイヤ成形工程に供給することができる。
上述した空気入りタイヤの製造方法において、フィルム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12,13の厚さは、特に限定されるものではないが、0.1mm〜3.0mmの範囲から選択することができる。また、ゴム層12,13の端部同士の接合状態を良好にするために、ゴム層12,13の幅方向の端部を斜めに切断しても良い。
以下に、本発明で使用されるフィルムについて説明する。このフィルムは、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、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。
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。
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。 本発明の他の実施形態からなるフィルムとゴム層との積層体の製造方法を示す斜視図である。 フィルムとゴム層との積層体を模式的に示す正面図である。 フィルムとゴム層との積層体をタイヤ成形ドラムに外嵌した状態の一例を示す側面図である。 フィルムとゴム層との積層体をタイヤ成形ドラムに外嵌した状態の変形例を示す側面図である。 本発明の他の実施形態からなるフィルムとゴム層との積層体の製造方法を示す正面図である。
符号の説明
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
11 フィルム
11a,11b フィルムの端部
12 ゴム層(下側)
12a,12b ゴム層の端部
13 ゴム層(上側)
13a,13b ゴム層の端部

Claims (4)

  1. 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円筒状のフィルムを成形し、該フィルムをシート状に折り畳んだ状態にし、その折り畳まれたフィルムの両面にゴム層を積層し、これらフィルムとゴム層との積層体を円筒状に開いてタイヤ成形ドラムに外嵌し、前記フィルムを空気透過防止層とする未加硫タイヤを成形し、該タイヤを加硫するようにした空気入りタイヤの製造方法において、前記折り畳まれたフィルムの両面にゴム層を積層する際、これらゴム層の幅方向の位置を互いにずらし、一方のゴム層の端部を前記フィルムの端部から突き出すように配置し、他方のゴム層の端部を一方のゴム層の突き出した端部よりも幅方向内側に配置し、前記積層体をタイヤ成形ドラムに外嵌した状態において一方のゴム層の突き出した端部が他方のゴム層の端部を覆うようにしたことを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
  2. 前記フィルムの端部からの他方のゴム層の端部の突き出し量をL1とし、前記フィルムの端部からの一方のゴム層の端部の突き出し量をL2としたとき、L2−L1>3mmの関係を満足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の製造方法。
  3. 前記突き出し量L1を−50mm〜+2mmとし、前記突き出し量L2を+3mm〜+60mmとしたことを特徴とする請求項2に記載の空気入りタイヤの製造方法。
  4. 前記突き出し量L1を−10mm〜+2mmとし、前記突き出し量L2を+3mm〜+15mmとしたことを特徴とする請求項2に記載の空気入りタイヤの製造方法。
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