JP2018526239A - タイヤのシーラント層 - Google Patents

Abstract

タイヤのシーラント層用コンパウンドを製造する方法であって、パラフィンプロセスオイル系、ナフテンプロセスオイル系、又は天然プロセスオイルの各族に属するものから選択したプロセスオイル中にクラムラバーを浸漬して、前記プロセスオイルの吸収により膨潤したクラムラバーを得る、膨潤ステップ、及びその後、前記膨潤したクラムラバーを、実質的に飽和したポリマーからなる少なくとも１つのポリマーベースと混合する混合ステップ、を含む方法。

Description

本発明は、タイヤのシーラント層及び当該シーラント層を含むタイヤを作製する方法に関する。

従来から、タイヤにおいて粘性シーラント層を使用することが知られており、当該シーラント層は、空気と接触した状態で、又は保護ゴム若しくはポリマー層で被覆した状態で、タイヤのインナーキャビティに配置することが一般的である。特に、シーラント層は、通常、トレッド条片領域におけるインナーキャビティの表面の中央帯上に配置する。

シーラント層の目的は、トレッドを貫通した物体を包囲し、当該物体に密着して、即座の「封止（シーリング）」によってタイヤからの空気流出を防止することである。さらに、貫通した物体がトレッドから外へ抜け出た場合には、シーラント層の材料が、物体の後に残った孔を塞いで封止することになる。

タイヤに関する研究の中には、シーラントの流動学的特性に特に着目して、シーラント層の有効性を向上することに傾注しているものがある。実際、シーラント層の粘度は、貫通した物体及び任意の孔に対する上述したような封止作用、及びタイヤの静的条件又は動的条件に左右されないインナーキャビティにおける安定性の両方を担保するものでなければならない。この点について、新規のシーラント層の技術革新により、静止状態のタイヤ及び回転中のタイヤの両方において高い有効性を確実に担保することが最重要課題となっている。事実、従来のシーラント層の製造技術の欠点の一つとして、そのシーラント層の有効性がタイヤの回転に左右される点が挙げられる。

本発明の発明者らは、静止状態のタイヤに用いた場合及び回転中のタイヤに用いた場合のいずれにおいても、従来技術のシーラント層よりも高性能な、タイヤのシーラント層の製造方法を発明した。

本発明を適正に評価するため、以下の点についても考慮する必要がある。すなわち、ゴム製品の大規模な工業生産は、それら製品の耐用年数後の廃棄に起因する環境問題、例えば、埋立地における廃タイヤの蓄積に起因する汚染等を必然的に生じることを考慮する必要がある。

この問題の解決方法の１つとして、新タイヤの製造に廃タイヤゴムを再利用することが想定される。これらの解決方法の大多数は、クラムラバーと呼ばれる顆粒状の再生ゴムの使用を伴うものである。

以下、用語「クラムラバー」とは、廃タイヤに由来する、一貫して顆粒状である再生ゴムを意味する。

本発明の主題は、タイヤのシーラント層用コンパウンドを製造する方法である。本方法は、膨潤ステップ及びその後の混合ステップを含むことを特徴とし、膨潤ステップにおいて、パラフィン系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル、又は天然系プロセスオイルの各族に属するものから選択したプロセスオイル中にクラムラバーを浸漬して、当該プロセスオイルの吸収によりクラムラバーを膨潤させ、その後の混合ステップにおいて、膨潤させたクラムラバーを、実質的に飽和したポリマーからなる少なくとも１つのポリマーベースと混合するものである。

以下、用語「実質的に飽和したポリマー」とは、ジエンモノマーを１５モル％未満で用いて生成したポリマーを意味する。

好ましくは、前記プロセスオイルは、ＴＤＡＥ及びＲＡＥから選択する。好ましくは、前記膨潤させたクラムラバーは、シーラント層コンパウンドのうち、補強充填材（フィラー）の全重量の少なくとも５重量％を構成し、より好ましくは少なくとも３０重量％を構成する；コンパウンド中に存在する当該補強充填材の全重量は、３ｐｈｒ〜５０ｐｈｒの間である。

好ましくは、前記膨潤ステップは、５０℃〜２００℃の温度範囲で行う。

好ましくは、前記クラムラバーは、大きさが４０ｍｅｓｈ〜２００ｍｅｓｈの範囲内である。

好ましくは、実質的に飽和したポリマーからなる前記ポリマーベースが、ハロブチル及び／又はブチルゴムである。

本発明のさらなる主題は、本発明の方法により得られたシーラント層用コンパウンドである。

本発明のさらなる主題は、上記コンパウンドを用いて得られたシーラント層である。

本発明の最後の主題は、上記シーラント層を備えたタイヤである。

いくつかの実施形態例を、単なる例示的で非限定的な目的で、以下に示す。

３つのシーラント層用コンパウンドを製造し、各コンパウンドのうち、最初の２つ（Ａ及びＢ）を比較実施例とし、３番目（Ｃ）を本発明の実施例とした。

特に、比較コンパウンドＡは、シーラント層の製造に一般に用いられるコンパウンドを代表するものであり、一方、比較コンパウンドＢは、プロセスオイルで膨潤させていないクラムラバーでカーボンブラックを完全に代替した点で、コンパウンドＡと異なる。

本発明のコンパウンドＣは、本発明の方法によりプロセスオイルで膨潤させたクラムラバーでカーボンブラックを完全に代替した点で、コンパウンドＡと異なる。

表１に、上記３つのコンパウンドの組成をｐｈｒで示す。

膨潤ステップ及び混合ステップの両手順を以下に示す。

−活性化ステップ（コンパウンドＣについてのみ）−
非膨潤クラムラバーを、温度１３０℃で２４０分間にわたって継続してＴＤＡＥオイルに浸漬させた。このようにして、オイルの吸収により膨潤クラムラバーを得た。

−混合ステップ−
表１に示す各原料を混合して、温度１００℃で１０分間継続して撹拌した。

上記のようにして製造した各コンパウンドから、それぞれ、シーラント層を製造した後、当該シーラント層をタイヤに適用してパンク後の圧力保持試験を行った。特に、圧力保持試験は、静止状態のタイヤ及び回転中（２０Ｈｚ）のタイヤの両方を用いて行った。

試験は、各コンパウンドＡ〜Ｃで製造した各シーラント層をそれぞれ適用したタイヤについて、同一条件で行った。具体的には、シーラント層をタイヤのインナーキャビティの表面上に直接押し出し成型する。

各タイヤは、同一の内圧で膨らませた後、同様の条件でパンクさせ、その後、パンクに用いた物体を除去した。試験を行ったタイヤのそれぞれについて、パンク後（及びその後に物体を除去した後）２４時間の圧力保持を評価した。

表２に、静止状態のタイヤ（静的条件）及び回転中（２０Ｈｚ）のタイヤ（動的条件）の両方につきコンパウンドＡについて得られた結果を基準として指標化した空気保持性評価を示す。指標値が高いほど、圧力保持が良好である。

表２の結果からわかるように、本発明のコンパウンドを用いて製造したシーラント層は、静的状態及び動的状態のいずれにおいても、比較コンパウンドを用いて製造したシーラント層よりも大幅に高い圧力保持を担保することができる。

特に、比較例Ｂから次のようなことが分かる。すなわち、シーラント層の有効性をさらに高めるには、クラムラバーが単に存在することだけでは足りず、クラムラバーがプロセスオイルを吸収して膨潤した状態で用いることが必須である。

本発明者らは、膨張したクラムラバーが、シーラント層が例えばパンク動作等により変形した時点でプロセスオイルを放出する機能を果たすことを確認した。このようにして、プロセスオイルの放出により、シーラント層の粘弾性が局所的に向上し、それによってシーラント層の封止作用の有効性を向上することができる。

すなわち、クラムラバーは、万一タイヤがパンクした場合にシーラント層の性能を向上するように構成した液体の局所的な放出を伴う支援機能を果たす。

上記の点において、クラムラバーの膨潤に用いる液体として用いられ、当該クラムラバーから上記のように放出される、プロセスオイルの選択に焦点を当てることが重要である。プロセスオイルは、可塑剤として機能し、プロセスオイルに添合するクラムラバーと相互作用し、ポリマーベースとは反応せず、タイヤ動作温度において安定であるといった諸特性を有し、本発明の必須要素である。

最後に、本発明によれば、ともすれば汚染源となりその廃棄にはコストがかかる廃材（クラムラバー）を必然的に使用するものであり、環境上の効果をもたらすものであることも強調したい。

Claims (10)

1. タイヤのシーラント層用コンパウンドを製造する方法であって、
   パラフィン系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル、又は天然系プロセスオイルの各族に属するものから選択したプロセスオイル中にクラムラバーを浸漬して、前記プロセスオイルの吸収により膨潤したクラムラバーを得る、膨潤ステップ、及び
   その後、前記膨潤したクラムラバーを、実質的に飽和したポリマーからなる少なくとも１つのポリマーベースと混合する混合ステップ、を含む方法。
2. 前記プロセスオイルは、ＴＤＡＥ及びＲＡＥから選択する、請求項１に記載の方法。
3. 前記膨潤したクラムラバーは、シーラント層用コンパウンドの補強充填材の全重量の少なくとも５重量％を構成し、前記コンパウンド中における前記補強充填材の全重量は３ｐｈｒ〜５０ｐｈｒの範囲である、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記膨潤したクラムラバーは、シーラント層用コンパウンドの前記補強充填材の全重量の少なくとも３０重量％を構成する、請求項３に記載の方法。
5. 前記膨潤ステップは５０℃〜２００℃の温度範囲で行う、請求項１〜４のうちの一項に記載の方法。
6. 前記クラムラバーは、大きさが４０ｍｅｓｈ〜２００ｍｅｓｈの範囲にある、請求項１〜５のうちの一項に記載の方法。
7. 実質的に飽和したポリマーからなる前記ポリマーベースが、ハロブチル及び／又はブチルゴムである、請求項１〜６のうちの一項に記載の方法。
8. 請求項１〜７のうちの一項に記載の方法を用いて得られる、タイヤのシーラント層用コンパウンド。
9. 請求項８に記載のコンパウンドを用いて得られる、タイヤのシーラント層。
10. 請求項９に記載のシーラント層を備えるタイヤ。