JP2009149084A

JP2009149084A - パンクシーラント事前組立体構成要素を組み立てる方法および装置

Info

Publication number: JP2009149084A
Application number: JP2008325562A
Authority: JP
Inventors: Robert Albert Lammlein Jr; アルフレッドラムレインジュニアロバート
Original assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Current assignee: Goodyear Tire and Rubber Co
Priority date: 2007-12-21
Filing date: 2008-12-22
Publication date: 2009-07-09
Also published as: CN101474872A; BRPI0805345A2; US20090159182A1; EP2072221A1; ES2356045T3; CN101474872B; EP2072221B1; DE602008003511D1; US8221573B2

Abstract

【課題】タイヤの製造において有用な内蔵シーラントの事前組立体を製造する方法および装置を提供すること。
【解決手段】シーラント事前組立体を製造する方法は、シーラントの中央の細片および少なくとも２つの軸線方向外側の細片を第１のコンベアベルト３０上に押出し成形することを含み、この場合、中央の細片および軸線方向外側の細片は並列に隣接した関係に配置される。中央の細片が第２のコンベア４０上に搬送され、一方、軸線方向外側の細片は第１のコンベアベルト上をベルトの端部に向けて搬送される。中央の細片は２つの外側縁部を有する。目地棒が各縁部に連続的に貼り付けられる。中央の細片は次に、軸線方向外側の細片上に搬送され、軸線方向外側の細片と綴じ合わせられ、シーラント事前組立体構成部材が形成される。
【選択図】図３

Description

本発明は、タイヤに使用できるパンクシーラント組立体を製造する方法および装置に関する。

従来技術では、釘などの鋭利な物体がタイヤを貫通したときに、タイヤシーラントがパンク箇所の周りにシールを形成するために、パンク密封ゴムまたはプラスチック材料で作られたパンクシーラントをタイヤのクラウン部上に貼り付けることが知られている。この種のタイヤシーラントは、流動するか、または柔らかである傾向があり、そのため、タイヤが高速で回転するにつれて遠心力によりタイヤの中心部に向けて移動する傾向がある。したがって、クラウンの外側部分は、シーラントが中心に向けて移動するためシーラントの体積が少なくなる。従来技術では、シーラントを米国特許第２８７７８１９号および米国特許第４３８８２６１号に示されているような複数のセルに区切ることが知られている。
米国特許第２８７７８１９号米国特許第４３８８２６１号米国特許第４８９５６１０号米国特許第７０７３５５０号米国特許第６８３７２８７号

シーラントを複数のセルに区切ることの１つの欠点は、製造工程のコストが高くなることである。さらに、過度に多くの区画を有すると、パンクを封止するのに必要なシーラントの効果的な流れが阻害される。さらに、押出し機を使用してシーラントを区画内に製造するとコストがかかり、かつ付加的な製造ステップが必要になる。したがって、使用時に移動しないパンクシーラントをタイヤに設けるタイヤ、およびそれを低コストで製造する方法を提供することが望まれている。

「アスペクト比」は、タイヤの断面高さとタイヤの断面幅との比を意味する。

「軸線方向の」および「軸線方向に」は、タイヤの回転軸線に平行な線または方向を意味する。

「カーカス」は、円筒形または環状に継ぎするのに適した長さに切断されるかまたはすでに円筒形または環状に継ぎされたタイヤプライ材料および他のタイヤ構成要素の積層体を意味する。

「周方向に」は、軸線方向に垂直な環状トレッドの表面の周囲に沿って延びる線または方向を意味し、横断面図で見たときに半径がトレッドの軸線方向の湾曲を形成する、数組の互いに隣接する円形曲線の方向を指すこともある。

「コード」は、繊維を含み、プライを補強するために使用される補強ストランドの１つを意味する。

「インナーライナ」は、チューブレスタイヤの内側表面を形成し、膨張流体をタイヤ内に閉じ込めるエラストマまたは他の材料の層、あるいはそれらの複数の層を意味する。

「プライ」は、エラストマで被覆されるか、半径方向に配置させられるか、または他の方法で互いに平行にされたコードのコード補強層を意味する。

「半径方向の」および「半径方向に」は、半径方向にタイヤの回転軸に向かうかまたは回転軸から離れる方向を意味する。

「ラジアルプライ構造」は、少なくとも１つのプライがタイヤの赤道面に対して６５度から９０度の間の角度に向けられた補強コードを有する１つ以上のカーカスプライを意味する。

「ラジアルプライタイヤ」は、ビードからビードへ延びるプライコードがタイヤの赤道面に対して６５度から９０度の間のコード角度に配置された、ベルト付きまたは円周方向に制限された空気入りタイヤを意味する。

「サイドウォール」は、タイヤの、トレッドとビードとの間の部分を意味する。

「スカイブ」または「スカイブ角度」は、切断中の材料に対するナイフの切断角度を指し、スカイブ角度は切断中の平坦な材料の平面に対して測定される。

「積層構造」は、インナーライナ、サイドウォール、任意のプライ層などのタイヤまたはエラストマ構成材の１つ以上の層で作られた未加硫の構造を意味する。

本発明の構造、動作、および利点については、添付の図面を参照して以下に説明する。

まず、次に図１を参照すると、本発明に従って構成された自己封止空気入りタイヤの横断面図が示されている。タイヤは、任意の種類のタイヤであってよい。たとえば、トラックタイヤ、軽トラックタイヤ、または乗用車タイヤであってよい。タイヤ２は、サイドウォール３と、支持タイヤカーカス４と、一対のビード５と、インナーライナ６と、シーラントの層７と、任意のカバー層９と、外周トレッド８とを含んでいる。サイドウォール３は、トレッド部８の軸線方向外側縁部から半径方向内側に延びてそれぞれのビードに接合している。カーカス４は、トレッドおよびサイドウォールの支持構造として働き、１つ以上のプライ層で構成されている。シーラント層７は、インナーライナ６と、例えば、ゴム層や、プライ層や、任意のバリア層などのエラストマカバー層９との間に配置されるように示されている。任意のカバー層９は、ショルダからショルダまでのようにシーラント層を覆うようなサイズの幅を有するか、またはさらにプライとインナーライナとの間のビード領域まで延びることができる。シーラント層７は、以下により詳しく説明する様々な位置に配置することもできる。トレッド領域８は、カーカスのクラウン領域を形成している。トレッドの内側領域には、一般に１つ以上のベルト１８がある。トレッドの表面領域はトレッドパターンを形成している。

（シーラントの組成）
シーラント７は、ゴムまたはエラストマ組成およびプラスチック組成のような、当業者に公知の任意の適切なシーラント組成を含んでよい。使用に適した１つの適切なポリマー組成は、参照することによってすべてが組み込まれている米国特許第４８９５６１０号に記載されている。米国特許第４８９５６１０号に記載されているポリマー組成には、以下の重量組成が含まれる。１００部のブチルゴム共重合体、約１０部から約４０部のカーボンブラック、約５部から３５部のエキステンダー油、約１部から８部の過酸化物加硫剤。第２のポリマー組成には、以下の重量組成が含まれる。１００部のブチルゴム共重合体、約２０部から約３０部のカーボンブラック、約８部から１２部のエキステンダー油、約２部から４部の過酸化物加硫剤。

シーラント７は、参照によって本明細書にすべてが組み込まれている米国特許第７０７３５５０号に記載されているようなカラーポリマー組成を含んでもよい。カラーポリマー組成は、カーボンブラックを除き、部分的に解重合させられたブチルゴム重量１００に対する重量部を基準にすると、
（Ａ）イソブチレンおよびイソプレンの共重合体として部分的に有機過酸化解重合したブチルゴムであって、そのような解重合の前には、イソプレンから得られた約０．５％単位から約５％単位、好ましくは０．５％単位から１％単位までの範囲の％単位と、それに対応して、イソブチレンから得られた約９５重量％単位から約９９．５重量％単位、好ましくは９９重量％単位から９９．５重量％単位までの範囲の重量％単位とで構成されるブチルゴムと、
（Ｂ）微粒子補強充填剤であって、
（１）約２０ｐｈｒから約５０ｐｈｒの合成非晶質シリカ、好ましくは沈降シリカ、または
（２）約１５ｐｈｒから約３０ｐｈｒの合成非晶質シリカ、好ましくは沈降シリカ、および約５ｐｈｒから約２０ｐｈｒの粘土、好ましくはカオリン粘土、または
（３）約１５ｐｈｒから約３０ｐｈｒの合成非晶質シリカ、好ましくは沈降シリカ、および約５ｐｈｒから約２０ｐｈｒの炭酸カルシウム、または
（４）約１５ｐｈｒから約３０ｐｈｒの合成非晶質シリカ、好ましくは沈降シリカ、約５ｐｈｒから約１５ｐｈｒの粘土、好ましくはカオリン粘土、および約５ｐｈｒから約１５ｐｈｒの炭酸カルシウムで構成された微粒子補強充填剤と、
（Ｃ）０ｐｈｒから６ｐｈｒ、あるいは約０．５ｐｈｒから約５ｐｈｒの短有機繊維と、
（Ｄ）有機顔料、無機顔料、および染料のうちの少なくとも１つ、好ましくは有機顔料および無機顔料から選択される、黒色以外の着色剤と、
（Ｅ）０ｐｈｒから約２０ｐｈｒ、あるいは約２ｐｈｒから約１５ｐｈｒのゴム加工油、好ましくは約１５重量％の最大芳香族含有量、および好ましくは約３５重量％から約４５重量％までの範囲のナフテン含有量、および好ましくは約４５重量％から約５５重量％までの範囲のパラフィン含有量を有するゴム加工油とで構成される。

本発明によって利用できる他のシーラントポリマー組成は、参照することで本明細書にすべて組み込まれている米国特許第６８３７２８７号に記載されている。

さらに、本発明では、ブチルゴムと、１００℃を超える高温で活性化する有機過酸化物加硫剤とのポリマー組成を有する任意のシーラントポリマー組成を使用してもよい。

（シーラントを含むタイヤ構成）
図１は、タイヤ用のシーラント構成の一例を示している。シーラントは、タイヤのショルダ部と中心部との間に配置された２つ以上のゾーン、好ましくは２つ以上の軸線方向外側ゾーン１０、２０と、タイヤの中心部に配置された１つまたは１つ以上の軸線方向内側ゾーン１５とで構成されている。

図２は、本発明のシーラントの事前組立体１７を示している。図３は、図２の事前組立体を製造する装置を示している。シーラント事前組立体１７は、形成ドラム上に取り付けられる前に組み立てられる。軸線方向外側ゾーン１０、２０および中央ゾーン１５は、歯車ポンプまたは押出し機３２によってコンベアベルト３０上に直接押出し成形される。各ゾーンは、図２に示されているような所望の形状に押出し成形されている。中央ゾーン１５はコンベアベルト３０の中心に押出し成形され、軸線方向外側ゾーン１０、２０は中央ゾーン１５の両側に配置される。コンベアベルトは前進させられ、シーラントの中央ゾーン１５のみが第２のコンベアベルト４０によって持ち上げられる。軸線方向外側ゾーン１０、２０は引き続き第１のコンベアベルト３０上に位置し、コンベアベルト３０の端部に向けて前進する。

第２のコンベアベルト４０は、シーラント１５の中央ゾーンを目地棒貼り付け場所まで前進させる。中央ゾーン１５は、約１０度から約９０度まで、より一般的には約３０度から約６０度までの範囲のそれぞれの角度θ₁、θ₂に傾斜していてよい傾斜縁部１１、１３を有している。目地棒貼り付け場所４２では、中央ゾーンの各縁部１１、１３に目地棒が貼り付けられる。目地棒はエラストマ、ゴムのゴム質棒、織物、浸漬布、または当業者に知られている任意の他の適切な材料の連続的な棒（以下「目地棒」）であってよい。目地棒は、傾斜縁部全体に沿って延びるのに十分な幅を有している。目地棒はゴム状物質の棒であることが好ましい。

目地棒１２、１４は同時に貼り付けられることが好ましいが、必ずしもそうする必要はない。２つの目地棒ロール５０、５２が第２のコンベアベルト４０の下方または両側に配置されている。目地棒ロール５０、５２が下方に配置されている場合、各目地棒はコンベアベルト４０の隙間と第２の上部コンベアベルト４４との間に送られる。各目地棒は、ローラ５４または他の同等の機構によって各縁部１１、１３に貼り付けられる。各目地棒は、連続的に搬送されて縁部１１、１３に貼り付けられることが好ましい。目地棒が中央部１５に十分に付着するように、ローラ５４は圧力をかける。貼り付けられた目地棒を有する中央ゾーン１５は、第２の上部コンベア４４を介して第１のコンベアベルト３０上に搬送される。中央ゾーンが第１のコンベアベルト上に搬送されると、貼り付けられた目地棒を有するサイドウォール１１、１３は、軸線方向外側ゾーン２２、２４のサイドウォールに係合する。シーラント組立体がコンベア３０の端部に向かって搬送されるとき、シーラント組立体７は、図２に示されているように、中央部と外側部分を綴じ合わせる（ｓｔｉｔｃｈ）ために、圧力案内ロール６０の下方を通過する。シーラント組立体は、綴じ合わせられた後、スプール上に巻かれ、タイヤ形成機まで搬送される。

図４は、シーラント事前組立体１００の第２の実施形態を示している。シーラント事前組立体は、以下の違いを除いて図２の実施形態と同じである。中央ゾーンの縁部１１、１３は、水平面に対して約１００度から約１６０度までの範囲、より一般的には約１１０度から約１５０度までの範囲のそれぞれの角度θ₁、θ₂に傾斜している。図５は、シーラント事前組立体１００を製造する装置を示している。図５に示されているように、軸線方向外側ゾーン１０、２０および中央ゾーン１５は、歯車ポンプまたは押出し機３２によってコンベアベルト３０上に直接押出し成形される。各ゾーンは、図４に示されているような所望の形状に押出し成形されている。中央ゾーン１５はコンベアベルト３０の中心に押出し成形され、軸線方向外側ゾーン１０、２０は中央ゾーン１５の両側に配置される。コンベアベルトは前進させられ、シーラントの中央ゾーン１５のみが第２のコンベアベルト４０によって持ち上げられる。軸線方向外側ゾーン１０、２０は引き続きコンベアベルト３０上に位置し、コンベアベルト３０の端部に向けて前進する。

第２のコンベアベルト４０は、シーラント１５の中央ゾーンを目地棒貼り付け場所まで前進させる。目地棒貼り付け場所４２では、目地棒１２、１４が中央ゾーンの各縁部１１、１３に貼り付けられる。２つの目地棒ロール５０、５２が第２のコンベアベルト４０の上方に配置されている。各目地棒は、ローラ５４または他の同等の機構によって各縁部１１、１３に貼り付けられる。ローラは中央ゾーンに隣接して配置されている。各目地棒は、連続的に搬送されて縁部１１、１３に貼り付けられることが好ましい。目地棒が中央部１５に十分付着するように、ローラ５４は圧力をかける。次に、貼り付けられた目地棒を有する中央ゾーン１５は、第１のコンベアベルト３０上に搬送される。中央ゾーンが第１のコンベアベルト上に搬送されると、貼り付けられたデバイダストリップを有するサイドウォール１１、１３は、軸線方向外側ゾーン２２、２４のサイドウォールに係合する。

シーラント組立体がコンベア３０の端部に向かって搬送されるとき、シーラント組立体７は、図２に示されているように、中央部と外側部分を綴じ合わせるために、圧力案内ロール６０の下方を通過する。シーラント組立体は、綴じ合わせられた後、スプール上に巻かれ、タイヤ形成機まで搬送される。

各ゾーン１０、１５、２０内のシーラントの厚さは、未加硫のパンクシーラントを含むタイヤでは大幅に変動することがある。一般に、シーラント組成層の厚さは、約０．１３ｃｍ（０．０５インチ）から約１．９ｃｍ（０．７５インチ）までの範囲であってよい。乗用車およびトラックのタイヤでは、通常シーラント組成層は約０．３２ｃｍ（０．１２５インチ）の厚さを有することが望ましい。シーラントの幅は、タイヤサイズに応じて変化してよいが、一般的に約３インチから６インチまでの範囲であってよい。

本発明の未加硫の空気入りゴムタイヤは、組み立てられた後、通常のタイヤ硬化サイクルを使用して加硫される。本発明のタイヤは、タイヤのサイズと、ブチルゴムの所望の解重合度、およびシーラント層自体の厚さにある程度応じた広い温度範囲であり、かつシーラント前駆物質層が前述の貯蔵弾性係数（Ｇ’）の物性が得られるように少なくとも部分的に解重合するのに十分な広い温度範囲にわたって硬化することができる。

本発明を例示するためにいくつかの代表的な実施形態および詳細を示したが、技術的に、本発明の精神と範囲から逸脱せずに行うことができる様々な変更および修正がさらにあることが理解されよう。

シーラントを含むタイヤの概略横断面図である。シーラントおよびバリア事前組立体の横断面図である。シーラントおよびバリア事前組立体を事前に組み立てる組み立て装置の第１の実施形態の概略図である。シーラントおよびバリア事前組立体の第２の実施形態の横断面図である。シーラントおよびバリア事前組立体を事前に組み立てる組み立て装置の第２の実施形態の概略図である。

Claims

シーラント事前組立体を製造する方法において、
シーラントの中央の細片および少なくとも２つの軸線方向外側の細片を第１のコンベアベルト上に押出し成形するステップであって、前記中央の細片および前記軸線方向外側の細片が並列に隣接した関係に配置され、前記中央の細片が第２のコンベア上に搬送され、一方、前記軸線方向外側の細片が前記第１のコンベアベルト上を前記ベルトの端部に向けて搬送されるステップを含み、
前記中央の細片は２つの外側縁部を有し、目地棒が各縁部に連続的に貼り付けられ、前記中央の細片は次に、前記軸線方向外側の細片上に搬送され、前記軸線方向外側の細片と綴じ合わせられ、シーラント事前組立体構成要素が形成されることを特徴とする、シーラント事前組立体を製造する方法。
前記シーラントの軸線方向外側ゾーンは、傾斜した外側壁と傾斜した内側壁とを有し、前記シーラントの軸線方向内側ゾーンは、前記シーラントの軸線方向外側ゾーンの前記傾斜した内側壁に隣接するための嵌め合い外側壁を有することを特徴とする、請求項１に記載のシーラント事前組立体を製造する方法。
前記シーラントは、約６インチ（約152.4ｍｍ）から約１０インチ（約254ｍｍ）までの範囲の幅を有することを特徴とする、請求項１に記載のシーラント事前組立体を製造する方法。
前記シーラントは色付きであることを特徴とする、請求項１に記載のシーラント事前組立体を製造する方法。
前記シーラントは、カーボンブラックを除く部分的に解重合させられたブチルゴム重量１００に対する重量部を基準にすると、
（Ａ）イソブチレンおよびイソプレンの共重合体として部分的に有機過酸化解重合したブチルゴムであって、そのような解重合の前に、イソプレンから得られた約０．５％単位から約５％単位と、それに対応して、イソブチレンから得られた約９５重量％単位から約９９．５重量％単位で構成されるブチルゴムと、
（Ｂ）微粒子補強充填剤であって、
（１）約２０ｐｈｒから約５０ｐｈｒの合成非晶質シリカ、または
（２）約１５ｐｈｒから約３０ｐｈｒの合成非晶質シリカ、好ましくは沈降シリカ、および約５ｐｈｒから約２０ｐｈｒの粘土、または
（３）約１５ｐｈｒから約３０ｐｈｒの合成非晶質シリカおよび約５ｐｈｒから約２０ｐｈｒの炭酸カルシウム、または
（４）約１５ｐｈｒから約３０ｐｈｒの合成非晶質シリカ、約５ｐｈｒから約１５ｐｈｒの粘土、および約５ｐｈｒから約１５ｐｈｒの炭酸カルシウムで構成された微粒子補強充填剤と、
（Ｃ）０ｐｈｒから６ｐｈｒの短有機繊維と、
（Ｄ）有機顔料、無機顔料、および染料のうちの少なくとも１つから選択される、黒色以外の着色剤と、
（Ｅ）０ｐｈｒから約２０ｐｈｒのゴム加工油、
とで構成されることを特徴とする、請求項１に記載のシーラント事前組立体を製造する方法。
シーラント事前組立体を製造する方法において、
シーラントの第１および第２の細片を第１のコンベアベルト上に押し出し成形するステップであって、前記細片が並列隣接関係に配置され、前記第１の細片が第２のコンベア上に搬送され、他方の前記細片が前記第１のコンベアベルト上を前記ベルトの端部に向けて搬送されるステップを含み、
目地棒が前記第１の細片の内側縁部に貼り付けられ、前記第１の細片は次に、第１のコンベアベルト上に搬送され、前記目地棒が前記第１の細片と前記第２の細片との間に配置されるように前記第２の細片に接合されることを特徴とする、シーラント事前組立体を製造する方法。