JP5247852B2

JP5247852B2 - 空気入りタイヤの製造方法

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Publication number: JP5247852B2
Application number: JP2011125168A
Authority: JP
Inventors: 睦樹杉本
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2010-11-05
Filing date: 2011-06-03
Publication date: 2013-07-24
Anticipated expiration: 2031-06-03
Also published as: US20130192745A1; EP2620297A1; KR20130126923A; BR112013011971A2; EP2620297A4; JP2012111224A; CN103189216A; RU2013125327A; EP2620297B1; US20160250815A1; CN103189216B; WO2012060130A1; US9346227B2; US10239271B2

Description

本発明は空気入りタイヤに使用されるインナーライナー用のストリップ、該ストリップの製造方法、さらにそのストリップを用いた空気入りタイヤの製造方法に関する。

近年、車の低燃費化に対する強い社会的要請から、タイヤの軽量化が図られており、タイヤ部材のなかでも、タイヤの内部に配され、空気入りタイヤ内部から外部への空気の漏れの量を低減する機能を有するインナーライナーにおいても、軽量化などが行われるようになってきた。

現在、インナーライナー用ゴム組成物は、たとえばブチルゴム７０〜１００質量％および天然ゴム３０〜０質量％を含むブチルゴムを主体とするゴム配合を使用することで、タイヤの耐空気透過性を向上させることが行われている。また、ブチルゴムを主体とするゴム配合はブチレン以外に約１質量％のイソプレンを含み、これが硫黄・加硫促進剤・亜鉛華と相まって、ゴム分子間の架橋を可能にしている。上記ブチル系ゴムは、通常の配合では乗用車用タイヤでは０．６〜１．０ｍｍ、トラック・バス用タイヤでは１．０〜２．０ｍｍ程度の厚みが必要となるが、タイヤの軽量化を図るために、ブチル系ゴムより耐空気透過性に優れ、インナーライナー層の厚みをより薄くできるポリマーが要請されている。

従来、タイヤの軽量化を図るために、前記ゴム組成物にかえて熱可塑性樹脂を含む材料からなるフィルムが提案されている。しかし薄い熱可塑性樹脂のインナーライナーを用いてタイヤを製造すると、加硫工程の圧力で部分的に薄くなりすぎてタイヤ製品のインナーライナーの仕上がりゲージが設計より薄くなってしまう。仕上がりが薄いインナーライナーはその箇所ではカーカスコードが浮き出て見える現象（オープンスレッド）でユーザーには内観が悪いという印象を与えてしまうほかに、インナーライナーが薄いと、部分的にガスバリア性が悪くなってしまい、タイヤ内圧が低下し、最悪な場合にはタイヤがバーストしてしまう虞がある。

またインナーライナーはタイヤ走行時にショルダー部近傍に大きなせん断歪が作用する。熱可塑性樹脂を含む材料をインナーライナーとして使用した場合、このせん断歪みによって、インナーライナーとカーカスプライの接着界面で剥離が発生しやすくなり、タイヤの空気漏れが発生するという問題があった。

特許文献１は、熱可塑性樹脂と熱可塑性エラストマーをブレンドしたフィルム積層体のストリップでタイヤを製造している。積層体にすることで、ガスバリア性、接着性を改善することができ、リボン状のストリップ間の接合を可能にしている。しかし、この技術はフィルム積層体の未加硫生カバーでのゲージは一定であり、ゲージを薄くするとバットレス部などで加硫後のタイヤ仕上がりが薄くなってしまう可能性がある。

特許文献２は、熱可塑性樹脂が海成分、ゴムが島成分である熱可塑性エラストマー組成物を押出口金からシート状に押出成形して、口金スリットの断面形状を、該スリットのセンター部からスリット両端部の間に厚肉押出部を有するとともに、スリット長さ方向の厚み変化部分長さΔｌに対する厚み増加分Δｔの比率（％）を０．０１〜１０％とした押出口金を用いて押出成形するインナーライナー材料の製造方法が開示されている。かかる構成によって、空気漏れ防止効果が大きく、剥がれにくい特性を意図したものである。

しかし、押出ダイは寸法の変更が難しく、製造するタイヤサイズが限定されてしまう。
押出ダイを数種準備しても、サイズ変更時の段替えに時間がかかり、生産性が低下してしまう。

特許文献３は、リボン状の未加硫のゴムストリップを円筒ドラム上で順次巻き付けることによって、所望の仕上げ断面形状に近い輪郭形状でゴム部材を形成することを開示している。

従来、空気入りタイヤに用いられるインナーライナーは、一般にゴム押出機等から所定の仕上げ断面形状で連続して押し出し成形されており、その仕上げ断面形状は、ゴム押出機のヘッド部に設ける口金により決定されている。仕上げ断面形状で押出し成形する従来の方法では、ゴム部材の断面サイズが大きいため、使用するゴム押出機も大型のものが必要となり、その結果、生産ラインを小型化できない。またタイヤの種類等に応じて多種類の口金を用意しなければならず、しかも製造するタイヤの種類替えの都度、前記口金の交換や調整作業等が要求されるなど、多品種少量生産の低下の問題などを解決するためである。

しかし、タイヤ部材をリボン状のゴムストリップで形成する場合に、ゴム組成物相互の粘着性に起因して加工性に問題があり、またゴムストリップで形成したゴム部材の形状が保管中に型崩れを生じる問題があった。

特許文献４は、溶融した樹脂をダイからシート状に押し出し、押し出した樹脂シートに対して、少なくとも一方に凸形状が形成された型ローラおよびニップローラで挟み凸形状を転写し切断溝を形成し冷却固化することによりシートを成形する方法を開示している。

特許文献５には、インナーライナー層とゴム層の接着性を改善するための積層体が開示されている。これはインナーライナー層の両側に接着層を設けることで、インナーライナー層の重ね合わせ部において接着層同士が接触するようになり、加熱によって強固に接着されるので、空気圧保持性を向上させている。しかし、このインナーライナー層の重ね合わせのための接着層は、加硫工程においてブラダーと加熱状態で接触することになり、ブラダーに粘着するという問題がある。

国際公開２００８−０２９７８１号公報特開２００９−２２０４６０号公報特開２０００−２５４９８０号公報特開２０１０−０５８４３７号公報特開平９−１９９８７号公報

本発明はインナーライナーに用いられるリボン状のストリップ及びその製造方法を提供する。ストリップは、一般に、偏平な矩形断面形状を有している。そのため、所定幅のリボン状のストリップを重ねて、より幅の広いシートを作製する際に、ストリップの両端部の重複部分において肉厚になり仕上がりシートの表面に凹凸が形成される。そこで本発明の第１の目的はリボン状のストリップに耳部を形成することでインナーライナーの厚さを均一にすることである。

また本発明の第２の目的は、熱可塑性エラストマーのストリップを用いることによって軽量化により転がり抵抗を軽減し、さらに加硫工程時にブラダーの熱と圧力でインナーラ
イナーが破壊または変形するのを防止し、表面に傷や内部にエアー残りなどの発生をなくすることである。

また本発明の第３の目的は、熱可塑性エラストマーのストリップを用いることによってインナーライナーとカーカスプライの接着性を改善し、タイヤ走行時の繰り返し屈曲変形にともない亀裂成長を軽減することである。

本発明は、円筒ドラム上で螺旋状に巻回させることにより仕上げ断面形状に近い形状のタイヤインナーライナーを形成するための熱可塑性エラストマーのストリップであって、
該ストリップは、（Ａ）スチレン−イソブチレン−スチレントリブロック共重合体からなる第１層と、（Ｂ）スチレン−イソプレン−スチレントリブロック共重合体およびスチレン−イソブチレンジブロック共重合体の少なくともいずれかを含む第２層の複合層で構成されており、さらにストリップは、ストリップ本体とその両側に配置される耳部を有し、前記ストリップ本体の厚さ（Ｔ１）は０．０５〜１．０ｍｍであり、前記耳部の厚さ（Ｔ２）は前記ストリップ本体の厚さ（Ｔ１）より薄く、耳部の幅（Ｗ２）は０．５〜５．０ｍｍであるインナーライナー形成用のストリップに関する。

前記ストリップの幅（Ｗ０）は、５ｍｍ〜４０ｍｍの範囲が好ましく、前記ストリップの耳部の厚さは、０．０２ｍｍ〜０．５ｍｍが好ましい。また前記第１層の厚さは、０．０５ｍｍ〜０．６ｍｍであり、第２層の厚さは、０．０１ｍｍ〜０．３ｍｍで調整されることが好ましい。

本発明は、前記熱可塑性エラストマーよりなるストリップの製造方法であって、
（ａ）押出機本体と押出ヘッドを備えた押出装置により、熱可塑性エラストマーを押し出して横長矩形断面形状のシートを形成する押出工程と、
（ｂ）該シートを、一対の型ローラに通して、前記シートに型ローラの形状を転写してストリップ端部に耳部を備えたストリップ形成工程と、
（ｃ）前記ストリップを型ローラから剥離する剥離工程と、
を含む前記ストリップの製造方法に関する。

さらに本発明の他の形態は、前記ストリップを円筒ドラム上で螺旋状に巻回させてインナーライナーを形成し、該インナーライナーを生タイヤの内面に配置した後、加硫することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法に関する。

本発明は、熱可塑性エラストマー材料を用い、両端に耳部を有するリボン状のストリップをインナーライナーに用いたため、タイヤの配置部分に応じて厚さを調整した未加硫生カバーの設計が可能となる。例えば、バットレス部のみを肉厚に設計できるので、ガスバリア性、タイヤ耐久性を向上することができる。またリボン状のストリップであるため、タイヤのサイズに関係なく適用することができる。特に熱可塑性エラストマーの積層体を用いたため、空気遮断性を維持して、全体の厚みを薄くでき軽量化が達成でき、転がり抵抗の軽減を図ることができる。さらに隣接するカーカスプライとの接着性を高め、屈曲亀裂成長を軽減することができる。

本発明の空気入りタイヤの右半分の概略断面図である。本発明のストリップを製造する装置の概略図である。図２に示す製造装置において型ロールとニップロールの間隔を示す断面図である。本発明のストリップの概略断面図である。本発明のストリップの概略断面図である。本発明のストリップの概略断面図である。本発明のストリップを用いてインナーライナーを製造する方法を示す概略図である。図８（ａ）〜（ｄ）はインナーライナーの配置状態を示す概略断面図である。従来のストリップを用いてインナーライナーを製造する方法を示す概略図である。

＜タイヤの構造＞
本発明はタイヤ内側にインナーライナーを備えた空気入りタイヤの製造方法に関する。該インナーライナーは、円筒ドラム上で、両端に耳部を有するリボン状のストリップを螺旋状に巻回させることによって製造される。ここでリボン状のストリップは、仕上げの断面形状に近い状態で押出成形することで製造される。

前記ストリップは、少なくとも２層のポリマー積層体で形成される。第１層は、スチレン−イソブチレン−スチレントリブロック共重合体（ＳＩＢＳ）からなり、厚さが０．０５ｍｍ〜０．６ｍｍの範囲である。第２層は、スチレン−イソプレン−スチレントリブロック共重合体（ＳＩＳ）およびスチレン−イソブチレンジブロック共重合体（ＳＩＢ）の少なくともいずれかを含み、厚さが０．０１ｍｍ〜０．３ｍｍである。前記第２層はカーカスプライのゴム層と接するように配置されている。

本発明で製造される空気入りタイヤの実施形態を図に基づき説明する。図１は、空気入りタイヤの右半分の概略断面図である。図において空気入りタイヤ１は、トレッド部２と、該トレッド部両端からトロイド形状を形成するようにサイドウォール部３とビード部４とを有している。さらに、ビード部４にはビードコア５が埋設される。また、一方のビード部４から他方のビード部に亘って設けられ、両端をビードコア５のまわりに巻き返して係止されるカーカスプライ６と、該カーカスプライ６のクラウン部外側には、少なくとも２枚のプライよりなるベルト層７とが配置されている。

前記ベルト層７は、通常、スチールコードまたはアラミド繊維等のコードよりなるプライの２枚をタイヤ周方向に対して、コードが通常５〜３０°の角度になるようにプライ間で相互に交差するように配置される。なおベルト層の両端外側には、トッピングゴム層を設け、ベルト層両端の剥離を軽減することができる。またカーカスプライはポリエステル、ナイロン、アラミド等の有機繊維コードがタイヤ周方向にほぼ９０°に配列されており、カーカスプライとその折り返し部に囲まれる領域には、ビードコア５の上端からサイドウォール方向に延びるビードエーペックス８が配置される。また前記カーカスプライ６のタイヤ半径方向内側には一方のビード部４から他方のビード部４に亘るインナーライナー９が配置されている。

＜ストリップの形状＞
図４〜図６にストリップ１０の実施形態の断面図を示す。ストリップ１０は、ストリップ本体１０Ａの厚さ（Ｔ１）が０．０５ｍｍ〜１．０ｍｍであり、該ストリップ本体１０Ａの両側部に形成される耳部１０Ｂの厚さ（Ｔ２）は、ストリップ本体の厚さ（Ｔ１）より薄く構成されている。そして耳部１０Ｂの幅（Ｗ２）は、ドラム上で巻回しの表面に形成される凹凸を滑らかにするために０．５ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲が好ましい。そしてストリップ全体の幅（Ｗ０）は、５ｍｍ〜４０ｍｍの範囲で調整され、好ましくは１０〜３０ｍｍの範囲である。

本発明において、前記ストリップ本体１０Ａの厚さ（Ｔ１）は、前記０．０５ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲とすることが必要である。０．０５ｍｍ未満では、押出成形が困難となり、所定厚さのインナーライナーを形成するために回数を不必要に増加し、また１．０ｍｍを超えるとインナーライナーの屈曲耐久性の低下、軽量化が望めないことになる。前記ストリップの厚さ（Ｔ１）は、好ましくは、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲である。

また、前記耳部１０Ｂの厚さ（Ｔ２）は、ストリップ本体の厚さ（Ｔ１）より薄くされるが、その厚さ（Ｔ２）は、０．０２ｍｍ〜０．５ｍｍ、より好ましくは０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍの範囲である。耳部の厚さ（Ｔ２）が、０．０２ｍｍより薄いと押出寸法精度が低下する可能性があり、一方、耳部の厚さ（Ｔ２）が、０．５ｍｍより厚いと、隣接するストリップで形成される表面の凹凸が大きくなる可能性がある。ここで、耳部の厚さ（Ｔ２）は、ストリップの幅方向に変化する場合は、幅方向の平均厚さとして定義される。

また耳部１０Ｂの幅（Ｗ２）は、好ましくは０．８ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲に調整され、且つ、（Ｗ２×２）の値は、（Ｗ０×０．５）の値以下であることが好ましい。

耳部の幅Ｗ２が、０．５ｍｍ〜５．０ｍｍの範囲を外れる場合は、ストリップが接合して形成されたインナーライナーの断面の肉厚寸法が不均一となる可能性がある。

ここで、ストリップの耳部１０Ｂは、ストリップ本体の左右の端部で対称形状が好ましいが、非対称とすることもできる。例えば、図４において、左端部では耳部は下面に一定の厚さを有して形成され、右端部では耳部は上面に一定の厚さを有して形成されている。かかる形状とすることで、ドラム上でストリップを巻き返してインナーライナーを形成する際に隣接するストリップの耳部は、ストリップ端部で形成される段差を緩和し、凹凸の小さい接合が可能となる。なお前記ストリップ本体１０Ａは、その厚さ（Ｔ１）が、長さ方向に一定の横長偏平の矩形状をなしている。

図５（ａ）は、ストリップの耳部１０Ｂを部分的に傾斜部を形成した構造を示し、図５（ｂ）は、ストリップの耳部１０Ｂを傾斜部のみで形成した実施例である。なお、本発明のストリップは、ドラム上でストリップを巻き返してインナーライナーを形成する際に隣接するストリップの耳部がストリップ端部の段差を緩和することができる。

図６（ａ）は、ストリップ本体１０Ａの左端および右端において段差が形成され厚みを薄くした耳部１０ｂが形成され、ストリップの下面に一定の厚さを有している。この場合、ドラム上でストリップを接合する際に、隣接するストリップの端部において段差が形成されることになるが、その凹凸を小さくすることができる。また図６（ｂ）は、ストリップ本体１０Ａの左端方向および右端方向で、ストリップの下面方向に厚さを漸減した耳部１０ｂが形成されている。この場合も、ドラム上でストリップを接合する際に、隣接するストリップが相互に接合する端部において段差が形成されることになるが、その表面凹凸形状を小さくしたインナーライナーシートを得ることができる。

本発明のストリップを上述の形状とすることで、ドラム上でストリップを巻き返してインナーライナーを形成する際に隣接するストリップの耳部が、適切に嵌合して厚さむらのない接合部が形成できる。なお前記ストリップ本体１０Ａの厚さ（Ｔ１）は、長さ方向に一定の横長偏平の矩形状をなしている。なお、本発明の耳部は、これらの形状に限らず各種変形例が採用できる。

＜ストリップの製造方法＞
図２においてストリップ１０を製造する製造方法を説明する。ストリップの製造装置１１は、横長矩形断面の熱可塑性エラストマーのシート１２を押出形成する押出装置１３と
、その押出口１６の近傍に配される一対の型ローラ１４とから構成される。

前記押出装置１３は、スクリュ軸１５を有する押出機本体１３Ａと、この押出機本体１３Ａから吐出される熱可塑性エラストマーのシートを形成して押出口１６から押出す押出ヘッド１３Ｂとを具える。押出機本体１３Ａは、投入される熱可塑性エラストマーを、減速機能を備えた電動機により駆動される前記スクリュ軸１５によって混練、溶融する。

また前記押出ヘッド１３Ｂは、前記押出機本体１３Ａの先端に取付き前記押出口１６を構成する押出成形用の口金１７を具えている。

次に、一対の型ローラ１４は、上、下のロール１４Ａ、１４Ｂを有する構成をなし、押出口１６からの押出し方向に対して直交する横向きで保持される。そして、上、下の型ロール１４Ａ、１４Ｂは、互いに同速度でかつ同期しながら回転可能に駆動制御される。

そして、この上、下の型ロール１４Ａ、１４Ｂ間の間隙部の形状は図３に示すように、前記ストリップ１０の断面形状に近似している。ここで「近似している」とは、ストリップ１０の断面形状と実質的に相似形であり、膨張を考慮して相似比は通常０．５０〜０．９０の範囲で間隙部Ｋの方が小である。

すなわち、上、下の型ロール１４Ａ、１４Ｂの一方または双方は、直円筒状のロール本体の周囲表面に、前記ストリップ本体１０Ａに相当する凹み部分１４ａ，１４ｂを凹設している。従って、型ロール１４Ａ、１４Ｂ間での間隙部分Ｋ１によって耳部１０Ｂが成形され、前記凹み部分１４ａ、１４ｂがなす隙間部分Ｋ２によってストリップ本体１０Ａが成形される。

このように、製造装置１１では、まず押出装置１３を用いて、横長矩形のシート１２を形成し、型ロール成形における発熱が生じない条件で、型ロールの形状をシート転写する。そして、耳部が形成されたストリップ１２Ａはフリーローラ１８によって型ローラ１４Ｂから剥離され、最終形状に加工される。したがって寸法の精度および安定性が高まり、通常、カレンダー成形において必要とされていた幅調整のためのナイフカット作業が不必要となるなど製造効率を向上できる。しかも、耳部１０Ｂにおける厚さＴ２のバラツキを軽減することができ、高い品質のストリップ１０を製造できる。

なお、そのためには、押出ヘッド１３Ｂにおける前記押出口１６の開口高さＨＡ１を、前記ストリップの厚さＴ１の２〜７倍、かつ前記押出口１６の開口幅ＷＡ１を前記ストリップの幅Ｗ０の０．７〜１．０倍とすることが好ましい。

前記開口高さＨＡ１がＴ１の７倍を超えると、及び開口幅ＷＡ１がＷ０の０．７倍より小さいときには、型ロール成形での加工率が過大となりストリップ１０の品質及び精度が低下する。特に幅の精度が不安定となり、ナイフカットによる幅精度の維持が必要となってくる。また前記開口高さＨＡ１がＴ１の２倍より小さいとき、１．０mm以下のストリップ１０を得るには、押出し時のシート厚さが薄くなることから、押出圧力が高くなってしまい、寸法が不安定となってしまう。一方開口幅ＷＡ１がＷ０の１倍を超えると、逆に加工率が過小となり、ストリップ１０が切断する問題があり寸法安定性も低下する。

なお、前記成形工程、剥離工程に用いられる型ロールおよびフリーロールは、離型処理をしていることが望ましい。離型処理は、例えば、ロール表面を窒化（ラジカル窒化、カナック処理）して、Ｃｒ−Ｎコーティング（硬度Ｈｖ：２００〜８００、膜厚：２５〜５００μｍ）とする方法、あるいは硬質クロムにテフロン（登録商標）を含浸させためっき（硬度Ｈｖ：８００〜１０００、膜厚：２５〜１０００μｍ）、ダイアモンド・ライク・
カーボン（ＤＬＣ）コーティング（硬度Ｈｖ：２０００〜７０００、膜厚：０．２〜３．０μｍ）、テフロン（登録商標）コーティング（硬度Ｈｖ：１００〜５００、膜厚：０．１〜０．５μｍ）等の従来の技術が採用できる。

＜ポリマー積層体＞
本発明において、インナーライナーは、リボン状のストリップをドラム上に巻き返して製造され、前記ストリップはポリマー積層体が用いられる。ここでポリマー積層体は、スチレン−イソブチレン−スチレントリブロック共重合体（ＳＩＢＳ）からなる第１層と、スチレン−イソプレン−スチレントリブロック共重合体（ＳＩＳ）およびスチレン−イソブチレンジブロック共重合体（ＳＩＢ）の少なくともいずれかを含む第２層とからなる。

前記第１層の厚さは０．０５ｍｍ〜０．６ｍｍであり、前記第２層の厚さは、０．４ｍｍ以下、好ましくは０．０１ｍｍ〜０．３ｍｍに調整される。そしてポリマー積層体の全体の厚さは、０．０５ｍｍ〜１．０ｍｍ、好ましくは０．０６ｍｍ〜０．９ｍｍの範囲で調整される。

かかるポリマー積層体で耳部を備えたストリップを形成して、インナーライナーを製造することによって、表面の凹凸を小さくし滑らかにすることができ、凹凸の大きいことによる空気溜まりなどの従来の問題を解決することができる。

＜第１層＞
前記第１層は、スチレン−イソブチレン−スチレントリブロック共重合体（ＳＩＢＳ）からなる。ＳＩＢＳのイソブチレンブロック由来により、ＳＩＢＳからなるポリマーフィルムは優れた耐空気透過性を有する。したがって、ＳＩＢＳからなるポリマーをインナーライナーに用いた場合、耐空気透過性に優れた空気入りタイヤを得ることができる。

さらに、ＳＩＢＳは芳香族以外の分子構造が完全飽和であることにより、劣化硬化が抑制され、優れた耐久性を有する。したがって、ＳＩＢＳからなるポリマーフィルムをインナーライナーに用いた場合、耐久性に優れた空気入りタイヤを得ることができる。

ＳＩＢＳからなるポリマーフィルムをインナーライナーに適用して空気入りタイヤを製造した場合には、耐空気透過性を確保できる。したがってハロゲン化ブチルゴム等の、従来耐空気透過性を付与するために使用されてきた高比重のハロゲン化ゴムを使用する必要がなく、使用する場合にも使用量の低減が可能である。これによってタイヤの軽量化が可能であり、燃費の向上効果が得られる。

ＳＩＢＳの分子量は特に制限はないが、流動性、成形化工程、ゴム弾性などの観点から、ＧＰＣ測定による重量平均分子量が５０，０００〜４００，０００であることが好ましい。重量平均分子量が５０，０００未満であると引張強度、引張伸びが低下するおそれがあり、４００，０００を超えると押出加工性が悪くなるおそれがあるため好ましくない。ＳＩＢＳは耐空気透過性と耐久性をより良好にする観点から、ＳＩＢＳ中のスチレン成分の含有量は１０〜３０質量％、好ましくは１４〜２３質量％であることが好ましい。

該ＳＩＢＳは、その共重合体において、各ブロックの重合度は、ゴム弾性と取り扱い（重合度が１０，０００未満では液状になる）の点からイソブチレンでは１０，０００〜１５０，０００程度、またスチレンでは５，０００〜３０，０００程度であることが好ましい。

ＳＩＢＳは、一般的なビニル系化合物のリビングカチオン重合法により得ることができ。例えば、特開昭６２−４８７０４号公報および特開昭６４−６２３０８号公報には、イソブチレンと他のビニル化合物とのリビングカチオン重合が可能であり、ビニル化合物にイソブチレンと他の化合物を用いることでポリイソブチレン系のブロック共重合体を製造
できることが開示されている。

ＳＩＢＳは分子内に芳香族以外の二重結合を有していないために、分子内に二重結合を有している重合体、例えばポリブタジエンに比べて紫外線に対する安定性が高く、従って耐候性が良好である。さらに分子内に二重結合を有しておらず、飽和系のゴム状ポリマーであるにも関わらず、波長５８９ｎｍの光の２０℃での屈折率（ｎＤ）は、ポリマーハンドブック（１９８９年：ワイリー（ＰｏｌｙｍｅｒＨａｎｄｂｏｏｋ，Ｗｉｌｌｙ，１９８９））によると、１．５０６である。これは他の飽和系のゴム状ポリマー、例えば、エチレン−ブテン共重合体に比べて有意に高い。

ＳＩＢＳからなる第１層の厚さＴ１は、０．０５〜０．６ｍｍである。第１層の厚さが０．０５ｍｍ未満であると、ポリマー積層体をインナーライナーに適用した生タイヤの加硫時に、第１層がプレス圧力で破れてしまい、得られたタイヤにおいてエアーリーク現象が生じる恐れがある。一方、第１層の厚さが０．６ｍｍを超えるとタイヤ重量が増加し、低燃費性能が低下する。第１層の厚さは、さらに０．０５〜０．４ｍｍであることが好ましい。第１層は、ＳＩＢＳを押出成形、カレンダー成形といった熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマーをフィルム化する通常の方法によってフィルム化して得ることができる。

＜第２層＞
前記第２層はスチレン−イソプレン−スチレントリブロック共重合体（以下、「ＳＩＳ」ともいう。）からなるＳＩＳ層およびスチレン−イソブチレンジブロック共重合体（以下、「ＳＩＢ」ともいう。）からなるＳＩＢ層の少なくともいずれかを含む。

スチレン−イソプレン−スチレントリブロック共重合体（ＳＩＳ）のイソプレンブロックはソフトセグメントであるため、ＳＩＳからなるポリマーフィルムはゴム成分と加硫接着しやすい。したがって、ＳＩＳからなるポリマーフィルムをインナーライナーに用いた場合、該インナーライナーは、たとえばカーカスプライのゴム層との接着性に優れているため、耐久性に優れた空気入りタイヤを得ることができる。

前記ＳＩＳの分子量は特に制限はないが、ゴム弾性および成形性の観点から、ＧＰＣ測定による重量平均分子量が１００，０００〜２９０，０００であることが好ましい。重量平均分子量が１００，０００未満であると引張強度が低下するおそれがあり、２９０，０００を超えると押出加工性が悪くなるため好ましくない。ＳＩＳ中のスチレン成分の含有量は、粘着性、接着性およびゴム弾性の観点から１０〜３０質量％が好ましい。

本発明において、ＳＩＳにおける、各ブロックの重合度は、ゴム弾性と取り扱いの観点からイソプレンでは５００〜５，０００程度、またスチレンでは５０〜１，５００程度であることが好ましい。

前記ＳＩＳは、一般的なビニル系化合物の重合法により得ることができ、例えば、リビングカチオン重合法により得ることができる。ＳＩＳ層は、ＳＩＳを押出成形、カレンダー成形といった熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマーをフィルム化する通常の方法によってフィルム化して得ることができる。

スチレン−イソブチレンジブロック共重合体（ＳＩＢ）のイソブチレンブロックはソフトセグメントであるため、ＳＩＢからなるポリマーフィルムはゴム成分と加硫接着しやすい。したがって、ＳＩＢからなるポリマーフィルムをインナーライナーに用いた場合、該インナーライナーは、たとえばカーカスやインスレーションを形成する隣接ゴムとの接着性に優れているため、耐久性に優れた空気入りタイヤを得ることができる。

ＳＩＢとしては、直鎖状のものを用いることがゴム弾性および接着性の観点から好ましい。ＳＩＢの分子量は特に制限はないが、ゴム弾性および成形性の観点から、ＧＰＣ測定による重量平均分子量が４０，０００〜１２０，０００であることが好ましい。重量平均分子量が４０，０００未満であると引張強度が低下するおそれがあり、１２０，０００を超えると押出加工性が悪くなるおそれがあるため好ましくない。

ＳＩＢ中のスチレン成分の含有量は、粘着性、接着性およびゴム弾性の観点から１０〜３５質量％であることが好ましい。

本発明において、ＳＩＢにおける、各ブロックの重合度は、ゴム弾性と取り扱いの観点からイソブチレンでは３００〜３，０００程度、またスチレンでは１０〜１，５００程度であることが好ましい。

前記ＳＩＢは、一般的なビニル系化合物の重合法により得ることができ、例えば、リビングカチオン重合法により得ることができる。たとえば、国際公開第２００５／０３３０３５号には、攪拌機にメチルシクロヘキサン、ｎ−ブチルクロライド、クミルクロライドを加え、−７０℃に冷却した後、２時間反応させ、その後に大量のメタノールを添加して反応を停止させ、６０℃で真空乾燥してＳＩＢを得るという製造方法が開示されている。

ＳＩＢ層は、ＳＩＢを押出成形、カレンダー成形といった熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマーをフィルム化する通常の方法によってフィルム化して得ることができる。

第２層の厚さＴ２は、０．４ｍｍ以下、好ましくは０．０１ｍｍ〜０．３ｍｍである。ここで第２層の厚さとは、第２層がＳＩＳ層のみからなる場合は該ＳＩＳ層の厚さを、第２層がＳＩＢ層のみからなる場合は該ＳＩＢ層の厚さを、第２層がＳＩＳ層およびＳＩＢ層の２層からなる場合は、該ＳＩＳ層および該ＳＩＢ層の合計の厚さを意味する。第２層の厚さが０．０１ｍｍ未満であると、ポリマー積層体をインナーライナーに適用した生タイヤの加硫時に、第２層がプレス圧力で破れて加硫接着力が低下する恐れがある。一方、第２層の厚さが０．４ｍｍを超えるとタイヤ重量が増加し低燃費性能が低下する。第２層の厚さは、さらに０．０１〜０．３ｍｍであることが好ましい。

＜インナーライナーの製造＞
本発明のストリップは、リボン状のストリップ１０の巻回によって形成する。図７（ａ）に示すように、ストリップ１０を円筒ドラムＤ上で螺旋状に順次巻き付け、隣接するストリップ１０は相互に重複部を形成しながらインナーライナーを形成する。ここでストリップ１０は、巻回に際し、図７（ｂ）に端部を拡大して示すように、隣接するストリップ間で段差を形成するが、その耳部によって凹凸段差ｄは緩和されることになる。一方、図９に示すように、従来の断面が長方形のストリップで耳部を有しないものを用いた場合の凹凸段差ｄ0は、耳部を有するストリップの場合の凹凸に比べ約２倍となっている。

このように、耳部を有するストリップを用いた場合には、インナーライナーに要求される仕上げ断面形状に近似させることを容易にする。しかも滑らかな輪郭形状が得られ、加硫後の表面傷の発生を防止できる。一方、従来の同じ厚さのストリップと略同程度の巻き付け回数によってインナーライナーを形成することができ、生産能率の低下やエアー残りの発生を抑制しうる。

＜空気入りタイヤの製造方法＞
本発明の空気入りタイヤは、一般的な製造方法を用いることができる。ポリマー積層体ＰＬを用いてストリップを製造し、前述の方法でインナンーライナーを製造する。空気入りタイヤ１の生タイヤに前記インナーライナーを適用して他の部材とともに加硫成形する
ことによって製造することができる。ポリマー積層体ＰＬを生タイヤに配置する際は、ポリマー積層体ＰＬの第２層であるＳＩＳ層ＰＬ２またはＳＩＢ層ＰＬ３が、カーカスプライ６１に接するようにタイヤ半径方向外側に向けて配置する。このように配置すると、タイヤ加硫工程において、ＳＩＳ層ＰＬ２またはＳＩＢ層ＰＬ３とカーカス６との接着強度を高めることができる。得られた空気入りタイヤは、インナーライナーとカーカスプライ６１のゴム層とが良好に接着しているため、優れた耐空気透過性および耐久性を有することができる。

＜インナーライナーの配置状態＞
本発明の加硫タイヤにおいて、ポリマー積層体で形成されるインナーライナーの配置状態を図８に示す。図８（ａ）において、ポリマー積層体ＰＬは、第１層としてのＳＩＢＳ層ＰＬ１および第２層としてのＳＩＳ層ＰＬ２から構成される。該ポリマー積層体ＰＬを空気入りタイヤのインナーライナーに適用する場合、ＳＩＳ層ＰＬ２がカーカスプライ６１に接するようにタイヤ半径方向外側に向けて設置すると、タイヤの加硫工程において、ＳＩＳ層ＰＬ２とカーカス６１との接着強度を高めることができる。したがって得られた空気入りタイヤは、インナーライナーとカーカスプライ６１のゴム層とが良好に接着しているため、優れた耐空気透過性および耐久性を有することができる。

図８（ｂ）において、ポリマー積層体ＰＬは、第１層としてのＳＩＢＳ層ＰＬ１および第２層としてのＳＩＢ層ＰＬ３から構成される。該ポリマー積層体ＰＬを空気入りタイヤのインナーライナーに適用する場合、ＳＩＢ層ＰＬ３の面を、カーカスプライ６１に接するようにタイヤ半径方向外側に向けて設置すると、タイヤの加硫工程において、ＳＩＢ層ＰＬ３とカーカス６１との接着強度を高めることができる。したがって得られた空気入りタイヤは、インナーライナーとカーカスプライ６１のゴム層とが良好に接着しているため、優れた耐空気透過性および耐久性を有することができる。

図８（ｃ）において、ポリマー積層体ＰＬは、第１層としてのＳＩＢＳ層ＰＬ１、第２層としてのＳＩＳ層ＰＬ２およびＳＩＢ層ＰＬ３が前記の順に積層されて構成される。該ポリマー積層体ＰＬを空気入りタイヤのインナーライナーに適用する場合、ＳＩＢ層ＰＬ３の面を、カーカスプライ６１に接するようにタイヤ半径方向外側に向けて設置すると、タイヤの加硫工程において、ＳＩＢ層ＰＬ３とカーカスプライ６１との接着強度を高めることができる。したがって得られた空気入りタイヤは、インナーライナーとカーカスプライ６１のゴム層とが良好に接着しているため、優れた耐空気透過性および耐久性を有することができる。

図８（ｄ）において、ポリマー積層体１０は、第１層としてのＳＩＢＳ層ＰＬ１、第２層としてのＳＩＢ層ＰＬ３およびＳＩＳ層ＰＬ２が前記の順に積層されて構成される。該ポリマー積層体ＰＬを空気入りタイヤのインナーライナーに適用する場合、ＳＩＳ層ＰＬ２の面を、カーカスプライ６１に接するようにタイヤ半径方向外側に向けて設置すると、タイヤの加硫工程において、ＳＩＳ層ＰＬ２とカーカスプライ６１との接着強度を高めることができる。したがってインナーライナーとカーカスプライ６１のゴム層とが良好に接着しているため、優れた耐空気透過性および耐久性を有することができる。

＜ストリップの材料＞
本発明のストリップの製造に用いた熱可塑性エラストマー（ＳＩＢ、ＳＩＢＳおよびＳＩＳ）は以下のとおりである。

ＳＩＢ
攪拌機付き２Ｌ反応容器に、メチルシクロヘキサン（モレキュラーシーブスで乾燥した
もの）５８９ｍＬ、ｎ−ブチルクロライド（モレキュラーシーブスで乾燥したもの）６１３ｍｌ、クミルクロライド０．５５０ｇを加えた。反応容器を−７０℃に冷却した後、α−ピコリン（２−メチルピリジン）０．３５ｍＬ、イソブチレン１７９ｍＬを添加した。さらに四塩化チタン９．４ｍＬを加えて重合を開始し、−７０℃で溶液を攪拌しながら２．０時間反応させた。次に反応容器にスチレン５９ｍＬを添加し、さらに６０分間反応を続けた後、大量のメタノールを添加して反応を停止させた。反応溶液から溶剤などを除去した後に、重合体をトルエンに溶解して２回水洗した。このトルエン溶液をメタノール混合物に加えて重合体を沈殿させ、得られた重合体を６０℃で２４時間乾燥することによりスチレン−イソブチレンジブロック共重合体を得た。

スチレン成分含有量：１５質量％
重量平均分子量：７０，０００
ＳＩＢＳ
カネカ（株）社製の「シブスターＳＩＢＳＴＡＲ１０２（ショアＡ硬度２５、スチレン成分含有量２５質量％、重量平均分子量：１００，０００）」を用いた。

ＳＩＳ
クレイトンポリマー社製のＤ１１６１ＪＰ（スチレン成分含有量１５質量％、重量平均分子量：１５０，０００）を用いた。

＜インナーライナーの製造方法＞
上記ＳＩＢＳおよびＳＩＳは、市販のペレットを、また上記製法で得られたＳＩＢを用いて、以下の配合処方で混合した。これを図２及び図３に示す押出機（スクリュ径：φ８０ｍｍ、Ｌ／Ｄ：５０、ダイギャップ幅：４０ｍｍ、シリンダ温度：２２０℃）を用いて、スクリュ回転数８０ＲＰＭ、押出速度は約９ｍ／分で、リボン状のシート（厚さ：０．３ｍｍ）を押出した。

これを、型ロール１４Ａ、１４Ｂに通して、両端に所定の形状の耳部を形成したストリップ１２Ａを製造した。なお、前記リボン状のシート１２は、前記押出機を用いて、第１層と第２層の熱可塑性エラストマーを共押出することで複層構造としている。その後、フリーローラ１９を介して、前記ストリップを前記型ローラから剥離して、図４に示す断面構造のストリップ１２Ａを得た。ここで、ストリップ１０の幅Ｗ０は、２０ｍｍであり、厚さＴ１は０．３ｍｍ、耳部１０Ｂの幅Ｗ２は３ｍｍ、厚さＴ２は０．０２ｍｍである。

上記ストリップを、図７に示すドラム上でストリップを巻き回し、隣接するストリップの耳部が、相互に接合部を形成して、幅広のシート状に成形し、厚さ０．３ｍｍのインナーライナー用のシートを製造した。

ストリップの配合処方
熱可塑性エラストマー（注１）１００質量部
ステアリン酸（注２）３質量部
酸化亜鉛（注３）５質量部
老化防止剤（注４）１質量部
加硫促進剤（注５）１質量部
硫黄（注６）０．５質量部
（注１）熱可塑性エラストマーは、ＳＩＢＳ、ＳＩＳ、ＳＩＢを用いた。
（注２）ステアリン酸：花王（株）社製の「ステアリン酸ルナックＳ３０」。
（注３）酸化亜鉛：三井金属鉱業（株）社製の「亜鉛華１号」。
（注４）老化防止剤：大内新興化学（株）社製の「ノクラック６Ｃ」（Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン）。
（注５）加硫促進剤：大内新興化学（株）社製の「ノクセラーＤＭ」（ジ−２−ベンゾチアゾリルジスルフィド）。
（注６）硫黄：鶴見化学工業（株）社製の「粉末硫黄」。

＜タイヤの製造＞
表１の仕様に基づくストリップをドラム上でインナーライナーに成形したものを用いてタイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５の空気入りタイヤを試作した。なお加硫は、１７０℃で２０分間プレスを行い、加硫金型から取り外すことなく１００℃で３分間冷却した後、加硫金型から取り出した。

なお、実施例は、ストリップに耳部を形成したものであり、比較例はストリップに耳部を有しないものを用いた。

＜タイヤの性能評価方法＞
表１の実施例および比較例の空気入りタイヤの性能評価は、以下の方法で実施した。

＜エアーイン性能＞
加硫後のタイヤ内側を外観で検査し、その評価を以下のとおりとした。

Ａ：外観上、タイヤ１本当たり、直径５ｍｍ以下のエアーインの数が０個、かつ直径５ｍｍを超えるエアーインの数が０個の場合。

Ｂ：外観上、タイヤ１本当たり、直径５ｍｍ以下のエアーインの数が１〜３個、かつ直径５ｍｍを超えるエアーインの数が０個の場合。

Ｃ：外観上、タイヤ１本当たり、直径５ｍｍ以下のエアーインの数が４個以上、かつ直径５ｍｍを超えるエアーインの数が１個以上の場合。

＜屈曲亀裂成長試験＞
耐久走行試験は、インナーライナーが割れたり剥がれたりするかどうかで評価した。試作タイヤをＪＩＳ規格リム１５かける６ＪＪに組み付け、タイヤ内圧は１５０ＫＰａで通常よりも低内圧に設定し、荷重は６００ｋｇ、速度１００ｋｍ／ｈ、走行距離２０，０００ｋｍでタイヤの内部を観察し、亀裂、剥離の数を測定した。判定基準は、亀裂の数が５０個以上はＣ、１〜４９個をＢ、０個をＡとして評価した。

＜転がり抵抗指数＞
（株）神戸製鋼所製の転がり抵抗試験機を用いて、試作タイヤをＪＩＳ規格リム１５×６ＪＪに組み付け、荷重３．４ｋＮ、空気圧２３０ｋＰａ、速度８０ｋｍ／ｈの条件で、室温（３０℃）にて走行させて転がり抵抗を測定した。そして、下記の計算式に基づき比較例１を基準１００として、実施例の転がり抵抗変化率（％）を指数で表示した。転がり抵抗変化率が大きいほど、転がり抵抗が低減されていることを示す。

転がり抵抗指数＝（比較例１の転がり抵抗／実施例の転がり抵抗）×１００
＜静的空気圧低下率試験＞
試作タイヤをＪＩＳ規格リム１５×６ＪＪに組み付け、初期空気圧３００ｋＰａを封入し、９０日間室温で放置し空気圧の低下率を１カ月で計算した。数値が小さいほど空気圧が減りにくく好ましい。

＜タイヤの評価結果＞
比較例１は、ストリップに耳部を形成していない例、実施例１、４はストリップの断面形状が図６（ａ）のもの、実施例２はストリップの断面形状が図５（ｂ）のもの、実施例３は、ストリップの断面形状が図４のものを示す。表１の評価結果から、本発明の実施例は、エアーイン、屈曲亀裂成長試験、転がり抵抗指数および静的空気圧低下率試験の結果において、いずれも比較例１よりも優れていることが認められる。

本発明の空気入りタイヤは、乗用車用空気入りタイヤのほか、トラック・バス用、重機用等の空気入りタイヤとして用いることができる。

１空気入りタイヤ、２トレッド部、３サイドウォール部、４ビード部、５ビードコア、６カーカスプライ、７ベルト層、８ビードエーペックス、９インナーライナー、１０ストリップ、１１ストリップの製造装置、１２シート、１３押出装置、１４Ａ，１４Ｂ型ローラ、１５スクリュ軸、１６押出口、１７口金、１８
フリーローラ、ＰＬポリマー積層体、ＰＬ１ＳＩＢＳ層、ＰＬ２ＳＩＳ層、ＰＬ３ＳＩＢ層。

Claims

ストリップ本体が相互に重複部を形成するように、ストリップを円筒ドラム上で螺旋状に巻回させてインナーライナーを形成し、該インナーライナーを生タイヤの内面に配置した後、加硫することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法であって、
前記ストリップは、（Ａ）スチレン成分の含有量が１０〜３０質量％であるスチレン−イソブチレン−スチレントリブロック共重合体からなる熱可塑性エラストマー組成物である第１層と、
（Ｂ）スチレン成分の含有量が、１０〜３０質量％であるスチレン−イソプレン−スチレントリブロック共重合体からなる熱可塑性エラストマー組成物であり、カーカスプライに隣接して配置される第２層の複合層で構成されており、
さらに前記ストリップは、ストリップ本体とその両側に配置される耳部を有し、前記ストリップ本体の厚さ（Ｔ１）は０．０５ｍｍ〜１．０ｍｍであり、前記耳部の厚さ（Ｔ２）は前記ストリップ本体の厚さ（Ｔ１）より薄く、耳部の幅（Ｗ２）は０．５ｍｍ〜５．０ｍｍである、前記空気入りタイヤの製造方法。
前記ストリップの幅（Ｗ０）は、５ｍｍ〜４０ｍｍである請求項１記載の空気入りタイヤの製造方法。
前記ストリップの耳部の厚さは、０．０２ｍｍ〜０．５ｍｍである請求項１記載の空気入りタイヤの製造方法。
前記第１層の厚さは０．０５ｍｍ〜０．６ｍｍであり、第２層の厚さは０．０１ｍｍ〜０．３ｍｍである請求項１記載の空気入りタイヤの製造方法。
前記ストリップは、
（ａ）押出機本体と押出ヘッドを備えた押出装置により、熱可塑性エラストマーを押し出して横長矩形断面形状のシートを形成する押出工程と、
（ｂ）該シートを、一対の型ローラに通して、前記シートに型ローラの形状を転写してストリップ端部に耳部を備えたストリップ形成工程と、
（ｃ）前記ストリップを型ローラから剥離する剥離工程と、
を含む製造方法で得られる、請求項１記載の空気入りタイヤの製造方法。