JP2011095097A - トレッドゴムの接合強度の促進試験方法 - Google Patents

Abstract

【課題】接合部での剥離損傷を促進せしめ、それ以外の箇所での損傷に先駆けて発生させることにより、接合強度或いは接着剤に対しての評価を正確に行う。
【解決手段】ドラム試験機を用いて空気入りタイヤ１に負荷を与えながら回転させる耐久試験工程に先駆け、トレッドゴム２Ｇの接合部Ｊを含む接合領域Ｙｊのみを、トレッド面２Ｓ側から加熱する接合領域加熱工程を行う。前記接合領域加熱工程は、加熱温度Ｔが８０〜１００℃、かつ加熱時間ｔが２〜５時間である。
【選択図】図３

Description

本発明は、トレッドゴムの接合部を予め加熱することにより接合部の剥離を促進させて、接合強度を評価するトレッドゴムの接合強度の促進試験方法に関する。

空気入りタイヤでは、一般に、生タイヤを形成する際、図４に例示するように、長さ方向の両端部１０Ｅに切断面Ｅｓを有する未加硫の帯状のトレッド用ゴム部材１０を、円筒状の成形ドラムＤ上で周方向に巻回し、前記切断面Ｅｓ、Ｅｓ同士を接合することによってトレッド部２をなすトレッドゴム２Ｇを環状に形成している（例えば特許文献１、２参照。）。そしての工程（トレッドゴム接合工程）では、前記切断面Ｅｓ、Ｅｓ間の接合強度を高めるため、前記切断面Ｅｓに、例えば有機溶剤中にゴム成分を溶解させたゴム糊等の接着剤が塗布されている。

特開２００５−２８０２５８号公報 特願２００１−０２０３７２号公報

しかしながら前記接合部は、加硫成形後においては、非接合部分に比して強度に劣るため、例えば高速走行時に前記接合部で剥離損傷が発生しやすくなるなど、トレッドゴムにおける故障の発生原因となりうる。

そこで従来より、接合強度を高めるために接着剤の組成について種々の研究がなされている。特に近年、グリップ性能、転がり抵抗性能、氷雪上性能、耐摩耗性能等の走行性能を向上させるために、タイヤのカテゴリーに応じて種々のゴム組成のトレッドゴムが採用されている。そのため、トレッドゴムのゴム組成に応じた接着剤の開発がより重要となる。

しかしながら、開発された接着剤を評価するために、タイヤに対してドラム試験機を用いて耐久試験を行う場合、前記接合部以外の箇所で先に損傷が発生するなど、接合強度或いは接着剤に対して正確な評価が行えないという問題がある。

そこで本発明は、耐久試験工程に先駆け、トレッドゴムの接合領域のみを加熱する接合領域加熱工程を行うことを基本として、接合部の剥離を促進させて、それ以外の箇所での損傷に先駆けて接合部の剥離損傷を発生させることが可能となり、接合強度或いは接着剤に対しての評価を正確に行いうるトレッドゴムの接合強度の促進試験方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本願請求項１の発明は、長さ方向の両端部に切断面を有する未加硫の帯状のトレッド用ゴム部材を周方向に巻回しかつ前記切断面同士を接合することによってトレッドゴムを環状に形成するトレッドゴム接合工程を含んで製造された既加硫の空気入りタイヤにおけるトレッドゴムの接合強度の促進試験方法であって、
ドラム試験機を用いて前記空気入りタイヤに負荷を与えながら回転させる耐久試験工程に先駆け、トレッドゴムの前記接合部を含む接合領域のみを、トレッド面側から加熱する接合領域加熱工程を行うとともに、
前記接合領域加熱工程は、加熱温度Ｔが８０〜１００℃、かつ加熱時間ｔが２〜５時間であることを特徴としている。

又請求項２の発明では、前記接合領域は、前記接合部の中心位置を中心として、タイヤ赤道上でトレッド面に沿って測定した周方向長さＬが１５０〜３００ｍｍの範囲の領域であることを特徴としている。

又請求項３の発明では、前記切断面は、トレッド面の法線に対して傾斜するとともに、前記耐久試験工程において、前記空気入りタイヤは、前記切断面のタイヤ半径方向外端が内端よりもタイヤ回転方向後方となる向きで回転されることを特徴としている。

又請求項４の発明では、前記耐久試験工程は、前記接合領域加熱工程後、５分以内に開始することを特徴としている。

本発明は叙上の如く、耐久試験工程に先駆け、トレッドゴムの接合領域のみを所定温度で所定時間加熱する接合領域加熱工程を行っている。この接合領域加熱工程により、接着剤の劣化を早めて、接合部の剥離を促進させることができ、耐久試験工程において、それ以外の箇所での損傷に先駆けて前記接合部の剥離損傷を発生させることが可能となり、接合強度或いは接着剤に対しての評価を正確に行うことができる。

本発明のトレッドゴムの接合強度の促進試験方法が適用される空気入りタイヤの子午断面図である。 接合領域を説明する断面図である。 耐久試験工程におけるタイヤの回転方向を説明する側面図である。 トレッドゴム接合工程を説明する側面図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１は、本発明のトレッドゴムの接合強度の促進試験方法が適用される空気入りタイヤ１の子午断面図であり、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、トレッド部２の内方かつ前記カーカス６の半径方向外側に配されるベルト層７とを具える。

前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して例えば７５゜〜９０゜の角度で配列した１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６Ａから形成される。このカーカスプライ６Ａは、前記ビードコア５、５間に跨るトロイド状のプライ本体部６ａの両端に、前記ビードコア５の廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されるプライ折返し部６ｂを有する。又該プライ本体部６ａとプライ折返し部６ｂとの間には、前記ビードコア５からタイヤ半径方向外側に先細状にのびるビード補強用のビードエーペックスゴム８が配置されている。

又前記ベルト層７は、ベルトコードをタイヤ周方向に対して例えば１０〜３５゜程度で配列した２枚以上、本例では２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから形成され、各ベルトコードがプライ間相互で交差することにより、ベルト剛性を高め、トレッド部２の略全巾をタガ効果を有して強固に補強している。

なおベルト層７の半径方向外側には、高速耐久性を高める目的で、バンドコードを周方向に対して５度以下の角度で螺旋状に巻回させたバンド層９を設けることができる。このバンド層９として、前記ベルト層７のタイヤ軸方向外端部のみを被覆する左右一対のエッジバンドプライ、及びベルト層７の略全巾を覆うフルバンドプライが適宜使用でき、本例では、１枚のフルバンドプライとからなるものを例示している。

又前記バンド層９の半径方向外側には、外表面がトレッド面２Ｓをなすトレッドゴム２Ｇが配される。

又この空気入りタイヤ１は、図４に示すように、生タイヤ形成時、長さ方向の両端部１０Ｅ、１０Ｅに切断面Ｅｓを有する未加硫の帯状のトレッド用ゴム部材１０を、周方向に巻回し、かつ前記切断面Ｅｓ同士を接合することによってトレッドゴム２Ｇを環状に形成するトレッドゴム接合工程を含む周知の製造法によって形成される。従って、加硫済みの前記空気入りタイヤ１のトレッド部２には、図２に示すように、前記切断面Ｅｓ同士が接合された接合部Ｊが形成されている。この接合部Ｊでは、前記切断面Ｅｓが、トレッド面２Ｓの法線Ｎに対して例えば４５〜７０°の角度αで傾斜し、その接合面積を高めるとともに、切断面Ｅｓ、Ｅｓ間には、ゴム糊等の接着剤の層１１が介在し、接合強度が高められる。

そして本発明のトレッドゴムの接合強度の促進試験方法（以下、単に促進試験方法と呼ぶ場合がある）では、トレッドゴム２Ｇの前記接合部Ｊを含む接合領域Ｙｊのみを、トレッド面２Ｓ側から加熱する接合領域加熱工程と、この接合領域加熱工程によって加熱された空気入りタイヤ１に対して耐久試験を行う耐久試験工程とを具える。

前記接合領域Ｙｊは、前記接合部Ｊを含み、かつこの接合部Ｊの中心位置Ｊｃを中心として、タイヤ赤道Ｃ上でトレッド面２Ｓに沿って測定した周方向長さＬが１５０〜３００ｍｍの範囲の領域を意味し、又巾方向（タイヤ軸方向）には、前記トレッドゴム２Ｇの外表面であるトレッド面２Ｓの全巾が少なくとも含まれる。従って巾方向には、ビード部４、４間の領域範囲も許されるが、好ましくはタイヤ最大幅位置Ｐｍよりも半径方向外側であるのが望ましい。

又前記接合領域加熱工程では、前記接合領域Ｙｊを、トレッド面２Ｓ側から加熱温度Ｔが８０〜１００℃かつ加熱時間ｔが２〜５時間で加熱を行う。前記加熱温度Ｔは、加熱されるトレッド面２Ｓの表面温度であって、又加熱時間ｔが２〜５時間とは、前記８０〜１００℃の加熱状態が２〜５時間維持されることを意味する。

又前記加熱は、シート状の加熱手段をトレッド面２Ｓに接触させることによって行われ、この加熱手段としては、例えばタイヤウォーマ等に使用される面状ヒータなどが好適に採用できる。

このように接合領域Ｙｊのみを、トレッド面２Ｓ側から加熱することにより、接合部Ｊ以外の箇所に影響を与えることなく接着剤の劣化を早めて、接合部Ｊにおける剥離を促進させることが可能となる。本発明者の実験の結果、このような加熱による劣化は、高速走行におけるトレッド部２の発熱による劣化に近似しており、従って、高速走行における接合部Ｊの剥離損傷を促進させる上で非常に有効であることが判明した。

なお前記加熱温度Ｔが８０℃を下回る、及び／又は加熱時間ｔが２時間を下回ると、接着剤の劣化が促進されなくなるなど、接合部Ｊの剥離の促進効果が発揮されなくなる。逆に加熱温度Ｔが１００℃を上回る、及び／又は加熱時間ｔが５時間を上回ると、トレッドゴム２Ｇ自体の温度劣化が顕著となり、接合部Ｊの剥離よりも早期に、接合部Ｊ以外の部位にてトレッドゴム２Ｇの温度劣化による損傷、例えばトレッド面やトレッド溝の溝底における亀裂損傷、およびトレッドゴム２Ｇとバンド層９（或いはベルト層７）との間の剥離損傷などが発生する傾向を招く。従ってこの場合には、接合強度或いは接着剤の接着強度を正確に評価することができなくなる。このような観点から、加熱温度Ｔの下限は８５℃以上が好ましく、又上限は９５℃以下が好ましい。又加熱時間ｔは下限は２．５時間以上が好ましく、又上限は４．５時間以下が好ましい。

次に、前記耐久試験工程では、周知のドラム試験機２０を用い、前記接合領域Ｙｊを加熱した空気入りタイヤ１に、負荷を与えながら回転させるドラム耐久試験を行う。

このドラム耐久試験としては、特に規定されないが、例えば一定の速度で走行させる所謂一般耐久試験、及び走行速度を所定時間毎にステップアップしていく高速耐久試験が好適に採用でき、特に前記高速耐久試験は、接合強度との相関性が強いため好ましく採用しうる。なお耐久試験工程では、前述の接合領域加熱工程による接合部Ｊの剥離促進効果を、有効に発揮させるために、前記接合領域Ｙｊの温度ができるだけ冷えないうちに迅速にドラム耐久試験を開始することが好ましい。具体的には、接合領域加熱工程後、５分以内にドラム耐久試験を開始するのが好ましい。なお開始時間が５分を越えるに従い、剥離促進効果が減じて試験結果に影響が現れる。

又前記耐久試験工程では、接合部Ｊの剥離をより促進させるために、図３に示すように、前記切断面Ｅｓのタイヤ半径方向外端ｅｏが、半径方向内端ｅｉよりもタイヤ回転方向後方となる向き、即ち、接合部Ｊに剥がれる向きの力が作用する方向にて空気入りタイヤ１を回転させるのが好ましい。

そこで本発明は、耐久試験工程に先駆け、トレッドゴムの接合領域のみを加熱する接合領域加熱工程を行うことを基本として、接合部の剥離を促進させて、それ以外の箇所での損傷に先駆けて接合部の剥離損傷を発生させることが可能となり、接合強度或いは接着剤に対しての評価を正確に行いうるトレッドゴムの接合強度の促進試験方法を提供することを目的としている。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

本発明の作用効果を確認するため、タイヤサイズ１２０／７０ＺＲ１７の自動二輪車用の空気入りタイヤに対して、トレッドゴムの接合強度をテストした。このテストでは、ドラム耐久試験に先駆けて、接合領域加熱工程を表１に記載の仕様にて実施しており、接合領域加熱工程における加熱温度Ｔおよび加熱時間ｔ以外は実質的に同一である。又耐久試験工程は、接合領域加熱工程後、５分以内に開始している。

前記接合領域加熱工程では、面状ヒータ内蔵の市販のタイヤウォーマを用いて、接合領域Ｙｊのみを表１の加熱温度Ｔおよび加熱時間ｔにて加熱した。又接合領域Ｙｊとして、周方向長さＬが２００ｍｍかつトレッド面２Ｓの全巾が設定される。

又ドラム耐久試験として、高速耐久試験が行われた。具体的には、リム（タイヤを適用サイズの標準リム）、内圧（適用サイズの最大負荷能力に対応する空気圧の１２５％）、縦加重（適用サイズの最大負荷能力の６５％相当の加重）の条件にて、スムースなドラム表面を有するドラム上で、走行速度を、４０ｋｍ／ｈからスタートして１０分毎に１０ｋｍ／ｈづつステップアップさせ、タイヤに損傷が生じた時の速度と時間（分）を測定した。

表１中の損傷状態の※１〜※７を、下記に示す。
※１ 接合部から１２０°離れた位置で、トレッドゴム内でポーラスが発生し、接合部の剥離損傷が再現できない。
※２ 接合部から１５０°離れた位置でトレッドゴム内でポーラスが発生し、接合部の剥離損傷が再現できない。
※３ 接合部ではあるが、トレッドゴムの熱硬化により、トレッド表面に亀裂損傷が発生し、接合部の剥離損傷が再現できない。
※４ 接合部から１５０°離れた位置でトレッドゴム内でポーラスが発生し、接合部の剥離損傷が再現できない。
※５ 接合部ではあるが、トレッドゴムの熱硬化により、トレッド表面に亀裂損傷が発生し、接合部の剥離損傷が再現できない。
※６ 接合部から１２０°離れた位置でトレッドゴム内でポーラスが発生し、接合部の剥離損傷が再現できない。
※７ 接合部ではあるが、トレッドゴムの熱硬化により、トレッド表面に亀裂損傷が発生し、接合部の剥離損傷が再現できない。

実施例の如く、所定温度かつ所定時間の接合領域加熱工程を行うことにより、接合部での剥離損傷を、以外の箇所での損傷に先駆けて発生させうるのが確認できる。

２Ｇ トレッドゴム
２Ｓ トレッド面
１０ トレッド用ゴム部材
１０Ｅ 両端部
Ｅｓ 切断面
ｅｏ 切断面の半径方向外端
ｅｉ 切断面の半径方向内端
Ｊ 接合部
Ｊｃ 中心位置
Ｎ 法線
Ｙｊ 接合領域

Claims (4)

1. 長さ方向の両端部に切断面を有する未加硫の帯状のトレッド用ゴム部材を周方向に巻回しかつ前記切断面同士を接合することによってトレッドゴムを環状に形成するトレッドゴム接合工程を含んで製造された既加硫の空気入りタイヤにおけるトレッドゴムの接合強度の促進試験方法であって、
   ドラム試験機を用いて前記空気入りタイヤに負荷を与えながら回転させる耐久試験工程に先駆け、トレッドゴムの前記接合部を含む接合領域のみを、トレッド面側から加熱する接合領域加熱工程を行うとともに、
   前記接合領域加熱工程は、加熱温度Ｔが８０〜１００℃、かつ加熱時間ｔが２〜５時間であることを特徴とするトレッドゴムの接合強度の促進試験方法。
2. 前記接合領域は、前記接合部の中心位置を中心として、タイヤ赤道上でトレッド面に沿って測定した周方向長さＬが１５０〜３００ｍｍの範囲の領域であることを特徴とする請求項１記載のトレッドゴムの接合強度の促進試験方法。
3. 前記切断面は、トレッド面の法線に対して傾斜するとともに、前記耐久試験工程において、前記空気入りタイヤは、前記切断面のタイヤ半径方向外端が内端よりもタイヤ回転方向後方となる向きで回転されることを特徴とする請求項１又は２記載のトレッドゴムの接合強度の促進試験方法。
4. 前記耐久試験工程は、前記接合領域加熱工程後、５分以内に開始することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のトレッドゴムの接合強度の促進試験方法。

Images