JP2012223935A - 空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】未加硫タイヤの加硫時間を短縮し加硫故障を抑制可能にすると共に、耐久性を改良したタイヤが得られるようにした空気入りタイヤの製造方法を提供する。
【解決手段】未加硫タイヤ２０を成形し、その未加硫タイヤ２０の内周面２１に熱伝導率が０．３４９Ｗ／ｍＫ以上の粉体を含む熱伝導性材料３０を霧状に吹き付けた後に、この未加硫タイヤ２０を金型に挿入し加硫することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気入りタイヤの製造方法に関し、さらに詳しくは、未加硫タイヤの加硫時間を短縮し加硫故障を抑制可能にすると共に、耐久性を改良したタイヤ、特にランフラットタイヤが得られたるようにした空気入りタイヤの製造方法に関する。

タイヤパンク時に緊急走行ができるようにしたランフラットタイヤには、タイヤの内側にトレッド支持用の中子を挿入する方式とタイヤ自体のサイド部を補強するようにしたサイド補強方式とがあり、後者のサイド補強方式は、サイドウォール部にモジュラスが高い断面三日月状の厚肉のゴム補強層を内挿したものが一般的である。このゴム補強層は、ランフラット走行（空気圧が不十分な状態での走行）時の耐久性を確保するため、高剛性かつ低発熱性であることが求められている。しかし、厚肉で低発熱のゴム補強層を内挿することにより加硫時間が長くなり生産性が低下するという問題があった。更にランフラット走行時にゴム補強層にかかる負荷が大きく、蓄熱による故障のため耐久性が低下し十分なランフラット性能が得られないことがあった。

特許文献１は、トレッドゴム層、ベルト層、ベルトカバー層などのベルトエッジ埋設領域に位置する少なくとも１つのタイヤ構成部材を、熱伝導率が０．３４９Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導性ゴム組成物で構成した空気入りタイヤを提案している。しかし、この空気入りタイヤはランフラット耐久性を改良する効果は認められるが、未加硫タイヤの加硫時間を短縮したり加硫故障を抑制したりする効果が十分には得られないという問題があった。

特開２００４−３５９０９６号公報

本発明の目的は、空気入りタイヤ、特にサイドウォール部に断面三日月状のゴム補強層を内挿した空気入りタイヤの製造方法において、未加硫タイヤの加硫時間を短縮し加硫故障を抑制可能にすると共に、耐久性を改良したタイヤが得られるよう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。

本発明の空気入りタイヤの製造方法は、未加硫タイヤを成形し、その未加硫タイヤの内周面に熱伝導率が０．３４９Ｗ／ｍＫ以上の粉体を含有する熱伝導性材料を霧状に吹き付けた後に、この未加硫タイヤを金型に挿入し加硫することを特徴とする。

本発明の空気入りタイヤの製造方法によれば、未加硫タイヤの内周面に熱伝導率が０．３４９Ｗ／ｍＫ以上の粉体を含有する熱伝導性材料を霧状に吹き付けてから加硫するので、加硫時の熱伝達を促進し加硫時間を短くすることができる。また未加硫タイヤの内周面に噴霧した熱伝導性材料が、加硫時に接触するブラダーに対する潤滑作用を奏するので加硫故障を抑制することができる。この製造方法で得られた空気入りタイヤは、その内周面に放熱性に優れた熱伝導性材料からなる層を有しているため、この層を介してランフラット走行時に発生する熱をタイヤ内腔へ効率的に放出することができる。このためゴム補強層などのタイヤ構造部材が蓄熱により高温になって耐久性が悪化するのを防ぐことができる。

また未加硫タイヤとしては、その左右のサイドウォール部のカーカス層内側に断面三日月形のゴム補強層を内挿するように成形することが好ましく、これによりサイド補強方式のランフラットタイヤを製造することができる。

前記熱伝導性材料は、未加硫タイヤのゴム補強層に相当する内周面で最も厚くなるように吹き付けることが好ましく、その吹き付けた熱伝導性材料からなる層の厚さを、その他の内周面（ゴム補強層に相当しない内周面）における熱伝導性材料層の厚さの１．１倍〜１０倍にするとよい。これによりランフラット走行時にゴム補強層に発生する熱を効率的に放出することができる。

前記熱伝導性材料は、前記未加硫タイヤの左右のサイドウォール部の外表面に吹き付けることが好ましく、タイヤ内腔への放熱に加え、タイヤ外表面からの放熱を大きくすることができる。

上述した空気入りタイヤの製造方法により製造された空気入りタイヤは、加硫故障が抑制され品質安定性が優れると共に、走行時にタイヤが高温になるのを抑制しタイヤ耐久性を改良することができる。特にサイドウォール部に断面三日月形のゴム補強層を内挿したランフラットタイヤでは、ランフラット走行時の放熱を促進して蓄熱を抑制するので、ランフラット走行性能を向上することができる。

本発明の製造方法で製造する空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午線方向の半断面図である。 本発明の空気入りタイヤの製造方法の実施形態の一例であって、未加硫タイヤの内周面に熱伝導性材料を霧状に吹き付ける様子を模式的に示すタイヤ子午線方向の断面図である。

本発明の製造方法で製造するタイヤは、空気入りタイヤであれば特に限定されるものではないが、好ましくは空気入りランフラットタイヤ、特にサイド補強方式のランフラットタイヤである。図１は、サイド補強方式のランフラットタイヤ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、ランフラットタイヤは、トレッド部１、サイドウォール部２及びビード部３を有し、その内側に２プライのカーカス５が左右一対のビードコア４，４間に装架され、トレッド部１のカーカス５の外周側に、複数プライ（図では２プライ）からなるベルト層６がタイヤ１周にわたって配置されたラジアル構造になっている。タイヤの最内周側には、インナーライナー層８が配置されている。また、左右のサイドウォール部２，２には、それぞれカーカス５の内側に断面三日月状のゴム補強層７，７が内挿されている。なお、断面三日月状のゴム補強層を内挿する位置は図示の例に限定されるものではなく、２枚のカーカス５の間に内挿するものであってもよい。

本発明の空気入りタイヤの製造方法は、先ず上述したタイヤ構成部材からなる未加硫タイヤを成形する。未加硫タイヤの成形方法は、空気入りタイヤ及びランフラットタイヤの通常の成形方法を適用することができる。例えば、タイヤ成形ドラムにインナーライナー層８を配置し、その上に左右一対のゴム補強層７，７を配置する。これらの上にカーカス層５を積層し、更に左右一対のビードコア４，４及びビードフィラーを配置し、これらビードコア４，４及びビードフィラーを包み込むようにカーカス層の幅方向の両端を折り返す。そして左右一対のビードコア４，４間の間隔を狭めることにより、幅方向中央のトレッド部１に相当する領域をタイヤ成形ドラムから持ち上げるようにして、トロイダル状の未加硫タイヤ中間体を形成する。この未加硫タイヤ中間体のトレッド部１に相当する領域にベルト層６、ベルトカバー層などのタイヤ構成部材を配置してタイヤ成形ドラムから取り外すことにより、未加硫タイヤを成形する。なお、各タイヤ構成部材の種類やそれらを配置する順番、トロイダル状の未加硫タイヤ中間体にする工程やタイヤ成形ドラムから取り外す工程の順番は、タイヤの種類、大きさ及びタイヤ製造ラインの構成により適宜選択することができる。

本発明の空気入りタイヤの製造方法は、図２に例示するように、成形された未加硫タイヤ２０の内周面２１、すなわちインナーライナー層のタイヤ内腔側の表面に、熱伝導率が０．３４９Ｗ／ｍＫ以上の粉体を含有する熱伝導性材料３０を霧状に吹き付け、熱伝導性材料からなる層を形成するものである。熱伝導性材料３０を霧状に吹き付ける方法は特に制限されるものでなくスプレー装置などの噴霧手段３１を使用することができる。熱伝導性材料３０を霧状に吹き付ける範囲は、少なくともサイドウォール部からショルダー部に相当する領域の内周面であればよいが、好ましくはタイヤ内腔側の全表面にするとよい。

このように熱伝導性材料で処理した未加硫タイヤは、タイヤ加硫金型に挿入され、通常の方法で加硫される。加硫金型による加硫方法は、特に制限されるものではなく、例えば加硫金型に挿入された未加硫タイヤの内腔にブラダーを挿入し、このブラダーに高温高圧の流体を圧入してブラダーを膨張させることにより、未加硫タイヤを膨径させて加硫金型の内表面に押圧させ、加熱・加圧することにより加硫する。加硫は、各タイヤ構成部材が十分に加硫され、かつ過加硫を起こさずに均質に加硫するように、高温高圧流体の温度圧力、加硫金型の各領域の温度、及び加硫時間を調節して行われる。加硫終了後、ブラダー内の高温高圧流体を抜き、ブラダーを縮小させて加硫したタイヤから外し、またタイヤが金型から取り外される。

加硫時の故障を防止するためには、未加硫タイヤができるだけ均質に加熱させること、未加硫タイヤが膨径し金型に押し付けられるとき未加硫のゴム材料が適度に流動しゴム流れ不良を起こさないこと、加硫終了後にタイヤとブラダー、及びタイヤと金型とを剥がしやすくタイヤ内外の表面を損傷させないことが必要である。

本発明の製造方法では、未加硫タイヤの内周面に熱伝導率が０．３４９Ｗ／ｍＫ以上の粉体を含有する熱伝導性材料を霧状に吹き付けるようにしたので、ブラダーから未加硫タイヤへの伝熱を促進し、加硫時間を短くすることができる。

また熱伝導性材料が離型作用を有するので、加硫終了後に加硫したタイヤの内腔からブラダーを取り外しやすくする。このため加硫時の生産性が高くなると共に、タイヤ内周面のインナーライナー層が損傷するのを抑制することができる。

未加硫タイヤの内周面へ熱伝導性材料を霧状に吹き付ける厚さは、好ましくは０．００１ｍｍ〜１ｍｍ、より好ましくは０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍにするとよい。厚さが０．００１ｍｍより薄いと、伝熱作用及び離型作用が十分に得られない。また熱伝導性材料を霧状に吹き付ける厚さが１ｍｍより厚いと、熱伝導性材料のコストが高くなると共に、熱伝導性材料からなる層の熱容量が増大するため加硫時間が却って長くなる。

本発明において、未加硫タイヤの内周面への熱伝導性材料の噴霧は、ゴム補強層に相当する内周面で最も厚くなるようにするのが好ましく、噴霧した熱伝導性材料層の厚さを、その他の内周面（ゴム補強層に相当しない内周面）における熱伝導性材料層の厚さの好ましくは１．１倍〜１０倍、より好ましくは２倍〜５倍にするとよい。ゴム補強層に相当する内周面で熱伝導性材料からなる層を厚くすることにより、ゴム補強層への伝熱を促進し、ゴム補強層の加硫を早くして加硫時間を短くすると共に、他の部材が過加硫になるのを防ぐことができる。ゴム補強層に相当する内周面での熱伝導性材料層の厚さが、他の領域での厚さの１．１倍未満であると、ゴム補強層への伝熱を十分に大きくすることができない。また１０倍を超えても費用対効果が十分に得られない。

また本発明の製造方法では、未加硫タイヤの内周面に加え外表面、特にサイドウォール部の外表面に熱伝導率が０．３４９Ｗ／ｍＫ以上の粉体を含有する熱伝導性材料を霧状に吹き付けることができる。これにより、未加硫タイヤのゴム材料が金型の内表面を適度に流動しゴム流れの不良を抑制すると共に、金型表面との間に空気を残存させないようにして賦型を確実にすることができる。また加熱・加圧するときは、加硫金型から未加硫タイヤ、特にサイドウォール部内側のゴム補強層への伝熱を促進し加硫時間を短くすることができる。更に加硫終了後、加硫したタイヤを金型から取り外すとき、熱伝導性材料が離型剤としての機能をも果たすため、タイヤを損傷することがない。

未加硫タイヤの外表面に熱伝導性材料を霧状に吹き付けるときの厚さは、好ましくは０．００１ｍｍ〜１ｍｍ、より好ましくは０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍにするとよい。厚さが０．００１ｍｍより薄いと、伝熱作用及び離型作用が十分に得られない。また熱伝導性材料を霧状に吹き付ける厚さが１ｍｍより厚いと、熱伝導性材料のコストが高くなると共に、熱伝導性材料からなる層の熱容量が増大するため加硫時間が却って長くなる。

本発明において、熱伝導性材料が含有する粉体は、０．３４９Ｗ／ｍＫ以上（０．３ｋｃａｌ／ｍｈ℃以上）の熱伝導率を有する。熱伝導率が０．３４９Ｗ／ｍＫ未満であると、加硫時間を十分に短くすることができない。また後述するランフラット走行時の放熱作用が十分に得られない。

熱伝導性材料が含有する粉体は、上述した熱伝導率を有するものであれば、特に制限されるものではなく、例えば黒鉛（熱伝導率約８００Ｗ／ｍＫ）、アセチレンブラック（熱伝導率約５４０Ｗ／ｍＫ）、シリコンカーバイド（熱伝導率４９０Ｗ／ｍＫ）、ダイヤモンド（熱伝導率１０００〜２０００Ｗ／ｍＫ）を素材にした粉体を例示することができる。なかでも黒鉛、アセチレンブラック、ダイヤモンドの粉体が好ましく、とりわけダイヤモンドの粉体が最も熱伝導率が高く好ましい。

本発明において、熱伝導性材料は、熱伝導率０．３４９Ｗ／ｍＫ以上の粉体を含有する材料であり、上述した粉体そのものであってもよいし、粉体と他の物質との混合物であってもよい。他の物質としては、例えば水系分散剤、油系分散剤等を例示することができる。熱伝導性材料としては、ダイヤモンドの粉体を水又は他の分散剤に懸濁させたダイヤモンドスラリー、アセチレンブラックのスラリー、黒鉛のスラリー等が例示される。なかでもダイヤモンドスラリーが好ましい。なお熱伝導性材料は、通常使用される離型剤、潤滑剤等と適宜混合して使用することができる。また離型剤及び／又は潤滑剤を上述した分散剤として使用してもよい。

本発明により製造された空気入りタイヤは、加硫故障が抑制され品質安定性が優れると共に、走行時にタイヤが高温になるのを抑制しタイヤ耐久性を改良することができる。特にサイドウォール部に断面三日月形のゴム補強層を内挿したランフラットタイヤでは、ランフラット走行時の蓄熱を抑制し、ランフラット走行性能を向上することができる。

すなわち、本発明の空気入りタイヤは、その内周面に放熱性に優れた熱伝導性材料からなる層を有しているため、この熱伝導性材料の層を介してランフラット走行時に発生する熱をタイヤ内腔へ効率的に放出することができる。このためゴム補強層などのタイヤ構造部材が、走行時の蓄熱により高温に曝されることにより耐久性が悪化するのを防ぐことができる。

また空気入りランフラットタイヤのゴム補強層に相当する内周面で熱伝導性材料の層を最も厚くすることが好ましく、ランフラット走行時にゴム補強層に発生する熱をより効率的に放出することができる。熱伝導性材料の層の厚さは、上述した通りその他の内周面（ゴム補強層に相当しない内周面）における熱伝導性材料層の厚さの１．１倍〜１０倍にするとよい。これによりランフラット走行時のゴム補強層からの放熱を大きくすることができる。

空気入りランフラットタイヤは、その左右のサイドウォール部からショルダー部にかけての外表面に熱伝導性材料の層を有することが好ましく、ゴム補強層に近接するタイヤ外表面からの放熱を大きくすることができる。特にランフラット走行の際に、タイヤの外側表面は常に走行風が当たるため冷却され、ここからの放熱を促進することにより、ゴム補強層が高温になるのを防ぎ、その耐久性が向上される。

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。

タイヤサイズ２０５／５５Ｒ１６で、図１の断面三日月状のゴム補強層を有するタイヤ構造の未加硫タイヤを成形した。未加硫タイヤの内周面に、表１に示すように実施例１〜６では熱伝導性材料５０重量％とシリコンオイル５０重量％の混合物（表中、「熱伝導性材料」と記す。）、比較例１ではシリコンオイルを、表１の厚さになるように霧状に吹き付けた。また実施例３及び４では、未加硫タイヤのサイドウォール部の外表面にも熱伝導性材料とシリコンオイルの混合物を噴霧した。熱伝導性材料としてはダイヤモンドの粉体（熱伝導率２０００Ｗ／ｍＫ）からなるダイヤモンドスラリー（水系分散剤）を使用した。またシリコンオイルの熱伝導率は０．１８６Ｗ／ｍＫであった。

上記の未加硫タイヤを加硫金型に挿入し、加硫温度１８０℃で加硫した。加硫に際し、加硫進行度をブローポイントチェックで判断し、ポーラスが発生しない時間を加硫時間とした。得られた加硫時間を比較例１の加硫時間の逆数を１００にする指数として表１の「加硫時間」の欄に示した。この指数が大きいほど加硫時間が短く成形性が優れることを意味する。

また、各未加硫タイヤ１００本を加硫した時の加硫故障率（タイヤ外表面のゴム流れ不良に因る故障の発生割合）を評価した。得られた加硫故障率を比較例１の加硫故障率の逆数を１００にする指数として表１の「加硫故障率」の欄に示した。この指数が大きいほど加硫故障率が小さく成形性が優れることを意味する。

製造された空気入りタイヤをリムサイズ１６×６．５ＪＪのホイールにリム組みした後、後輪駆動車の排気量２．５リットルの試験車両の前輪右側に装着し、空気圧２００ｋＰａにて楕円形の周回コースを９０ｋｍ／ｈの速度で反時計回りに２周予備走行を行った後、バルブコアを抜いた空気圧０ｋＰａの状態で、９０ｋｍ／ｈの速度で反時計回りに連続走行した。テストドライバーがタイヤ故障による異常振動を感じ、走行を中止するまでに走行した距離を測定した。得られた結果を比較例１の走行距離を１００にする指数として表１の「ＲＦＴ耐久性」の欄に示した。この指数が大きいほどランフラット走行時の耐久性が優れることを意味する。

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビート部
４ ビードコア
５ カーカス層
６ ベルト層
７ 三日月状のゴム補強層
８ インナーライナー層
９ 三日月状ゴム補強層
２０ 未加硫タイヤ
２１ 未加硫タイヤの内周面
３０ 熱伝導性材料
３１ 噴霧手段

Claims (5)

1. 未加硫タイヤを成形し、その未加硫タイヤの内周面に熱伝導率が０．３４９Ｗ／ｍＫ以上の粉体を含有する熱伝導性材料を霧状に吹き付けた後に、この未加硫タイヤを金型に挿入し加硫することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
2. 前記未加硫タイヤが、その左右のサイドウォール部のカーカス層内側に断面三日月形のゴム補強層を内挿するように成形されたものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤの製造方法。
3. 前記熱伝導性材料を、前記ゴム補強層に相当する内周面で最も厚くなるように吹き付ける共に、その吹き付けた熱伝導性材料からなる層の厚さを、その他の内周面における熱伝導性材料層の厚さの１．１倍〜１０倍にする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. 前記熱伝導性材料を、前記未加硫タイヤの左右のサイドウォール部の外表面に吹き付けることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法により製造された空気入りタイヤ。

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