JP2608604B2 - 潤滑剤およびこれを用いたタイヤの硬化法 - Google Patents

潤滑剤およびこれを用いたタイヤの硬化法

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Description

【発明の詳細な説明】 （発明の分野） 本発明はタイヤ硬化ブラダー用潤滑剤組成物、この種
の潤滑剤組成物の塗膜を有するタイヤ内面またはタイヤ
硬化ブラダーもしくは硬化用柔軟型の外面、およびこの
種の塗被ブラダーを用いてタイヤまたは半硬質もしくは
軟質重合生成物を硬化させる方法に関する。
（発明の背景） 通常、車両用の空気入りゴムタイヤは生タイヤ、すな
わち未硬化タイヤを成形プレス中で成形することにより
製造され、その際生タイヤは内側にある流体膨張性ブラ
ダーにより型の表面へ向かって外側へプレスされる。こ
の方法によれば生タイヤは外側の型の表面に向けて整形
され、これがタイヤのトレッド模様およびサイドウォー
ルの形状を定める。熱を与えることによりタイヤは硬化
する。一般にブラダーは流体、たとえば熱風および／ま
たは水蒸気により与えられる内圧によって膨張し、これ
らは硬化または加硫のための熱を伝達するのにも寄与す
る。次いでタイヤは型内である程度放冷され、これは時
には冷水または相対的に冷たい水をブラダーに添加する
ことにより助成される。次いで型が開かれ、ブラダーは
その内部流体圧が除かれることにより収縮し（collaps
e）、タイヤがタイヤ型から取出される。このようなタ
イヤ硬化ブラダーの使用法は当業者には周知である。
タイヤが完全に硬化する前、ブラダーの膨張期間中に
ブラダーの外側接触面とタイヤ内面の間に実質的な相対
的移動があることは認識されている。またタイヤが成形
され、加硫された後、ブラダーをタイヤから剥離する際
にも、ブラダーの外側接触面と硬化したタイヤの内面の
間にかなりの相対的移動がある。
ブラダーと生タイヤの内面の間に適度の湿潤性がない
場合、一般にブラダーがバックルを生じ、その結果型内
の生タイヤの整形の狂い、ならびにブラダー表面自体の
過度の摩耗および粗面化が起こる。またタイヤが硬化し
たのち、およびタイヤ硬化サイクルのブラダー収縮期間
中にブラダー表面がタイヤの内面に粘着する傾向があ
る。さらに、時には気泡がブラダーとタイヤ表面の間に
捕捉され、適切な熱伝達の欠如のためのタイヤ加硫欠陥
が助長される可能性がある。
硬化ブラダーとタイヤのインナーライナー（すなわち
内面）の間の湿潤処理は種々の方法で施すことができ
る。たとえば適切な湿潤剤をブラダー表面および／また
はタイヤインナーライナーに直接に施すことができる。
たとえば、生タイヤの整形および成形操作期間中にブ
ラダー外面とタイヤ内面の間に潤滑性を与えるために、
潤滑剤を用いて生タイヤすなわち未硬化タイヤの内面を
予備被覆しておくことができる。時には、この種の潤滑
剤はライニングセメントと呼ばれている。この方法によ
れば、生タイヤ−一般にはゴム素材である−の内面に、
狭い換気された吹付け室内でたとえばシリコーンポリマ
ーを基礎とする潤滑剤を吹付け塗りするだけでよい。通
常は潤滑剤組成物中に他の添加物、たとえばマイカ、高
分子ポリオール、セルロースエーテル、クレー、たとえ
ばベントナイトクレーなどを所望により使用することが
できる。ある種の潤滑剤は、溶剤性であり、ある種のも
のは水性である。しばしば石けん水溶液が用いられる。
この目的のために多数の潤滑剤組成物が先行技術におい
て教示されている。
あるいは上記ライニングセメントの代わりに、または
これと組合わせて、シリコーン系潤滑剤をブラダー表面
に施すことができる。
この目的のために各種のシリコーン系潤滑剤組成物が
示唆されており、これら時にバンドプライ（badply）潤
滑剤と呼ばれる。種々の潤滑剤がたとえば下記の各種材
料と混合したポリオルガノシロキサンからなる。（ａ）
ポリアルキレングリコール、（ｂ）マイカ、（ｃ）ケイ
酸アルミニウム、（ｄ）レシチン、および（ｅ）水（米
国特許第3,713,851号）；（ａ）マイカ、（ｂ）ケイ酸
金属塩、（ｃ）ベントナイトクレー、（ｄ）乳化剤およ
び（ｅ）レシチン（米国特許第3,872,038号；（ａ）マ
イカおよび（ｂ）ヒドロキシブチルメチルセルロース
（増粘剤として）（米国特許第3,967,968号）；（ａ）
アルキレンオキシドポリオール、（ｂ）マイカ、（ｃ）
タルク、（ｄ）ベントナイトクレー、（ｅ）ミネラルコ
ロイド、（ｆ）沈殿防止剤、たとえばソルビタンエステ
ルおよび（ｇ）脂肪酸、たとえばオレイン酸またはリノ
レン酸（米国特許第4,039,143号）；（ａ）アルキレン
オキシドポリオール、（ｂ）マイカ、（ｃ）タルク、
（ｄ）ケイ酸マグネシウム、（ｅ）乳化剤および（ｆ）
増粘剤（米国特許第4,043,924号）；（ａ）マイカ、
（ｂ）クレー、（ｃ）ポリアルキレンエーテルポリオー
ルおよび（ｄ）乳化剤（米国特許第4,066,560号）なら
びに（ａ）マイカ、（ｂ）カオリン、（ｃ）増粘剤−セ
ルロース系、（ｄ）レシチンおよび（ｅ）アニオン乳化
剤（米国特許第4,244,742号）。
（発明の説明および実施態様） 本発明によれば、潤滑剤組成物は （Ａ） 25℃で約200,000〜約120万、より好ましくは約
300,000〜約100万センチポイズの粘度を有することを特
色とするポリジメチルシロキサン約５〜約100重量部； （Ｂ） 米国規格メッシュサイズ約200以下、好ましく
は約400以下の平均粒径を有するマイカ約10〜約700重量
部； （Ｃ） 下記のタイヤ用増粘剤のうちの少なくとも１
種； （１） 米国規格メッシュサイズ約400以下の平均粒径
を有するカオリンクレー約５〜約100重量部、 （２） 米国規格メッシュサイズ約400以下の平均粒径
を有するベントナイトクレー約５〜約100重量部、およ
び （３） ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロ
キシブチルメチルセルロースおよびメチルセルロースの
うち少なくとも１種約５〜約25重量部；ならびに （Ｄ） ASTM 1894-78による軟化点約68〜約86℃を有す
る脂肪アミド系潤滑剤少なくとも１種、好ましくはエル
カアミド、オレアミドおよびステアルアミドから選ばれ
るもの約５〜約40重量部、好ましくは約10〜約20重量部 からなる混合物として提供される。
シロキサンは水乳濁性のものである。
別形態にいてはシロキサンはヒドロキシル末端基付き
であってもよい。
ブラダー表面、タイヤ内面および／またはブラダー表
面に施すための組成物は、上記組成物の水性乳濁液また
は分散液である。たとえばこの種の用途に用いられる組
成物は、（Ｉ）約500〜約1500、好ましくは約600〜約90
0重量部の水をも含有し、これはブラダーに施されたの
ち蒸発により乾燥される。もちろんこれより多量の水も
使用できるが、組成物をさらに希釈するとその付与効率
が低下し、乾燥時間が延長されると予想すべきである。
この種の水性混合物には各種の乳化剤、たとえばアル
キルアリールポリエーテル、陰イオンおよび非イオン界
面活性剤が一般に用いられる。所望によりポリアルキレ
ングリコール、たとえばポリエチレングリコールを使用
しうる。
本発明の他の観点においては、（Ａ）上記塗布用組成
物を保有する（特に水の除去後）膨張性ゴム製タイヤ硬
化ブラダーが提供され；（Ｂ）上記塗布用組成物を保有
する（特に水の除去後）整形された、また整形されてい
ない生タイヤの内面が提供され；（ｃ）上記塗布用組成
物を保有する（特に水の除去後）硬化した整形されたタ
イヤの内面が提供される。
一形態においてはブラダー用または内面用のゴムはブ
チルまたはブチル型ゴム（イソプレンおよびイソブチレ
ンのコポリマー）であってもよい。ブチル型という語は
各種の改質された基本的ブチルゴム、たとえばハロゲン
置換ブチルゴムを意味するものとし、これはたとえばク
ロルブチルまたはブロムブチルゴムである。
本発明の他の観点においては、塗被された生タイヤを
タイヤ型内に入れ、膨張性ブラダーをその内側に配置
し、型を閉じ、そして内部熱流体圧を付与することによ
りブラダーを膨張させて、タイヤを型の表面に向かって
外側へ押しつけてタイヤを整形および硬化させたのち、
型を開き、ブラダーを収縮させ、そして整形および硬化
されたタイヤを取出すことよりなる、空気入りまたは半
空気入りゴムタイヤの製法が提供される。ブラダーは一
般にタイヤ型自体の内側部分に連結している。
より詳細にはたとえばこの種の空気入りまたは半空気
入りタイヤの成形法は （Ａ） 接地のための外側トレッドとなるべき素子、２
個の間隔をおいた非伸長性ビード、これらのビードから
外側へ半径方向に伸びてトレッドと結合したサイドウォ
ール、強化素子を含む支持カーカス、および本発明の塗
布用組成物を塗布されたゴム素材の内面を備えた生タイ
ヤを製造し、または組立て； （Ｂ） この塗被された生タイヤをタイヤ成形プレスに
挿入し、タイヤ硬化ブラダーを生タイヤの内側に配置
し、その際ブラダーはタイヤプレスの内側部分に連結し
ており； （Ｃ） タイヤを閉じ、そしてタイヤ硬化ブラダーを内
部の熱流体によりタイヤゴム素材内面に向かって外側へ
膨張させて、加熱および加圧条件下にタイヤを外側へプ
レスしてタイヤを整形および硬化させ； （Ｄ） タイヤ型を開き、ブラダーを収縮させ、そして
一般に円環状の硬化タイヤをここから取出す工程からな
る。
好ましい形態においては、本発明は生タイヤの内面に
塗膜を施すことにより実施される。
“空気入りタイヤ”とはリムに取付けられた際にそれ
らが適正に作動するためにそれらのタイヤ内腔にある加
圧下の内部流体、たとえば空気に依存するタイヤに関す
るものであり、“半空気入り”タイヤとは内腔に内部流
体、たとえば空気を内包するが、リムに取付けられた際
にそれが適正に作動するために必ずしも全面的にその圧
力に依存しないタイヤに関する。
本発明の一形態において、潤滑剤組成物の水性乳濁液
または分散液は（Ａ）水を混合容器に注入し、約600rpm
の連続的撹拌下にポリジメチルシロキサンを添加し；
（Ｂ）好ましくはマイカまたはクレーの一部をヒドロキ
シプロピルメチルセルロースと予備混合（乾式混合）
し、次いでこれを流体に添加し；（ｃ）連続的攪拌下に
他の成分を後記実施例１の第１表に示す順序で添加する
ことよりなる方法によって調製することが好都合であ
る。この方法によってヒドロキシプロピルセルロース粒
子が被覆され、相互に分離されて、凝集または塊の生成
が防止される。
本発明の実施に際しては当業者に比較的周知の各種脱
泡剤、一般的に周知の各種安定剤および各種バイオサイ
ド（生物致死薬）を使用しうることは自明である。
上記の水性乳濁液または分散液に単にたとえば吹付け
塗りにより、タイヤ内面またはプラダー外面に塗布さ
れ、たとえば約10〜約110℃の温度での蒸発により乾燥
される。ブラダーはこの塗布の為にはそのタイヤ硬化用
の膨張した位置または状態の約80〜約150％であること
が好ましい（収縮した状態（deflatedまたはcollapse
d）と対比して）が、これは必須ではないと考えられ、
ブラダーは若干収縮した状態でも効果的に塗被される。
生タイヤは自然な形で塗被され、整形されていてもよ
く、整形されていなくてもよい。
水性混合物、たとえば水中のジメチルポリシロキサン
乳濁液については任意の脱泡剤を使用しうる。これによ
って混合に際しての起泡が防止または抑制されるので有
益である。
本発明の実施態様をさらに下記の実施例により説明す
る。これらは代表例であって、本発明の範囲を限定する
ものではない。特に指示しない限り、部および％はすべ
て重量による。
実施例１ 下記の第１表に示す処方に従って潤滑剤組成物を調製
した。
第１表 材料 部 水 ほぼ2048.0となる量 ポリジメチルシロキサン1 240.0 マイカ2 1112.0 カオリンクレー3 80.0 ベントナイトクレー4 80.0 オレアミド5 32.0 アルキルアリールポリエーテル乳濁液6 10.0 フルオロ界面活性剤7 0.8 ヒドロキシプロピルメチルセルロース8 12.0 タクフォーム（脱泡剤）9 2.8 ギブガードDXN（バイオサイド）10 0.3 1.ポリジメチルシロキサンの濃厚水性乳濁液。
このシロキサンは約600,000〜約100万センチポイズの粘
度をもち、ヒドロキシル末端基付きであり、シロキサン
約70部、乳化剤約10部および水20部からなる混合物であ
ると報告されている。
2.マイカ（Mica）は160メッシュの湿式粉砕マイカとし
て得られる。イングリッシュ・マイカ社の商標。約20ミ
クロンの粒径をもつと報告されている。
3.カオリンクレーはボーデンＲ（Borden Ｒ、J.M.ヒュ
ーバー・コーポレーションの商標）クレーとして得られ
る。約25ミクロンの粒径をもつと報告されている。
4.ベントナイトクレーはフォルクレー（Volclay、アメ
リカン・コロイド・カンパニーの商標）325メッシュと
して得られる。20ミクロンの粒径をもつと報告されてい
る。
5.オレアミドはケマミドＵ−60（Kemamide U−60、ウィ
ッコケム・コーポレーション、ヒュムコ・ディビジョン
の商標）、粒径約10ミクロンおよび融解範囲68〜86℃の
粉末性を特色とする不飽和脂肪アミドとして得られる。
6.アルキルアリールポリエーテル乳濁液はトライトンCF
-10（Triton CF-10、ローム・アンド・ハース社の商
標）として得られる。非イオン界面活性剤として特性づ
けられる。
7.フルオロ界面活性剤はゾニルFSP（Zonyl FSP、デュポ
ン・デ・ネモアズ・アンド・カンパニーの商標）として
得られ、報告によれば優れた湿潤性を特色とする。
8.ヒドロキシプロピルメチルセルロースはメトセルK100
LV（Methocel K100LV、ダウ・ケミカル・カンパニーの
商標）として得られ、報告によれば水中でチキソトロー
プ溶液を形成することを特色とする。
9.タクフォーム（Tacfoam）VCPACは非シリコーン脱泡剤
として得られる。ベルサ・ケム・インコポレーティッド
の商標。
10.ギブ・ガード（Giv Gaed）DXNは乳化性液体として得
られるバイオサイド。ギバウダン・コーポレーション
（クリフトン、ニュージャージー州）の商標。
水性乳濁液分散液は以下の手順に従って調製された。
（Ａ） 水を混合容器に装填し、攪拌機を中速度（約60
0rpm）に設定した。（Ｂ）ポリジメチルシロキサンペー
ストを添加し、これが完全に水に溶解するまで混合を続
けた。（Ｃ）ヒドロキシプロピルメチルセルロース粉末
をマイカまたはクレー粉末と乾式ブレンドしたのち、こ
れをバッチに添加した。（Ｄ）他の成分はすべて第１表
に示す順序で添加された。
実施例２ 航空機用バイアスタイヤ、56×20-20を下記により製
造し、使用した。
生（未硬化）タイヤ内面に第１表に記載する潤滑剤組
成物を吹付け、塗膜を室温で乾燥させた。
このタイヤをタイヤ成形プレスに入れ、型に連結した
ブラダーをタイヤの内側に挿入した。型を閉じ、ブラダ
ーを温度約190℃の水蒸気により膨張させて、これをタ
イヤの内面に向かって押しつけ、生タイヤを型の表面に
向かって外側へプレスし、これによりタイヤを整形およ
び硬化させた。
次いで型を開き、ブラダーを収縮させ、タイヤをこれ
から取出した。
実施例３ 同様に本発明の組成物を塗布したブラダーを用いて生
タイヤを硬化させた。
実施例４ スポーツ用ラジアルタイヤ、25.5×14.0-16.を下記に
従って処理した。
生（未硬化）タイヤの内側ハロブチルゴム面に実施例
１に記載した潤滑剤組成物を吹付け、塗膜を室温で乾燥
させた。
タイヤをタイヤ成形プレスに入れ、型に連結したブラ
ダーをダイヤの内側に挿入した。型を閉じ、ブラダーを
温度約150℃の水蒸気により膨張させてこれをタイヤの
内側に向かって押しつけ、生タイヤを型の表面に向かっ
て外側へプレスし、これによりタイヤを成形および硬化
させた。
ついで型を開き、ブラダーを収縮させ、タイヤをこれ
から取出した。
本発明は基本的にマイカの結合剤とするために比較的
少量のシロキサン材料を使用する点を認識することが重
要である。この配合物はその潤滑性の主要部分をマイカ
から得る。シロキサンによるマイカおよびクレー（類）
の結合は、シロキサン自体が生タイヤ内面（たとえばイ
ンナーライナー）中へ移行するのを防止または制御する
傾向を示す。こうしてこれによりタイヤゴムへのシロキ
サンの含浸が減少または抑制され、これは重要な利点で
あると考えられる。
調製物付与装置に対する腐食作用を少なくするために
２種のクレーを用いてより中性のpHを維持する。
脂肪アミドはタイヤ成形条件下で、制御された潤滑性
を与える。
本発明を説明するために特定の代表的形態および詳細
を示したが、これらにおいて本発明の範囲から逸脱する
ことなく種々の変更および修正をなしうることは当業者
には明らかである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ１０Ｍ 103:06 107:50 145:40 125:30 133:16） (Ｃ１０Ｍ 173/02 103:06 107:50 145:40 125:30 133:16） Ｂ２９Ｋ 21:00 105:24 Ｂ２９Ｌ 30:00 Ｃ１０Ｎ 20:00 20:02 30:02 40:36 50:10 (72)発明者 ウァルター・ハーベイ・ワデル アメリカ合衆国オハイオ州44313，フェ アローン，エディントン・ロード 3271 (56)参考文献 特開 昭63−277299（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−88579（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−119992（ＪＰ，Ａ) 特公 昭51−46125（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (11)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】（ａ） 25℃で約300,000〜約120万センチ
    ポイズの粘度を有するポリジメチルシロキサン約５〜約
    100重量部； （ｂ） 米国規格メッシュサイズ約200以下の平均粒径
    を有するマイカ約10〜約700重量部； （ｃ） 下記の増粘剤のうちの少なくとも一種： （１） 米国規格メッシュサイズ約400以下の平均粒径
    を有するカオリンクレー約５〜約100重量部； （２） 米国規格メッシュサイズ約400以下の平均粒径
    を有するベントナイトクレー約５〜約100重量部；およ
    び （３） ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロ
    キシブチルメチルセルロースおよびメチルセルロースの
    うちの少なくとも一種約５〜約25重量部；ならびに （ｄ） ASTM 1894-78による軟化点約68〜約86℃を有す
    る脂肪アミド系潤滑剤約５〜約40重量部 からなる潤滑剤組成物。
  2. 【請求項２】シロキサンがヒドロキシル末端基付きのも
    のである、請求項１に記載の組成物。
  3. 【請求項３】脂肪アミドがエルカアミド、オレアミドお
    よびステアルアミドのうちの少なくとも一種から選ばれ
    る、請求項１に記載の組成物。
  4. 【請求項４】混合物がポリアルキレングリコールをも含
    有する、請求項１に記載の組成物。
  5. 【請求項５】ポリアルキレングリコールがポリエチレン
    グリコールである、請求項４に記載の組成物。
  6. 【請求項６】（ａ） 水性塗布用組成物を生タイヤのイ
    ンナーライナーに施し、そしてこの塗膜を実質的に乾燥
    させ、その際塗布材料は請求項１に記載の組成物であ
    り； （ｂ） 塗被されたタイヤを適切なタイヤ型に挿入し； （ｃ） タイヤ硬化ブラダーを塗被された上記インナー
    ライナーに向かって加熱および加圧条件下に膨張させる
    ことにより生タイヤを硬化させ；そして （ｄ） ブラダーを収縮させたのちタイヤを型から取出
    す工程によりタイヤを製造する方法。
  7. 【請求項７】シロキサンがヒドロキシル末端基付きのも
    のである、請求項６に記載の方法。
  8. 【請求項８】組成物中の脂肪アミドがエルカアミド、オ
    レアミドおよびステアルアミドのうちの少なくとも一種
    から選ばれる、請求項６に記載の方法。
  9. 【請求項９】塗布用組成物がポリアルキレングリコール
    をも含有する、請求項６に記載の方法。
  10. 【請求項１０】請求項１に記載の組成物の塗膜を保有す
    る内面を備えたタイヤ。
  11. 【請求項１１】保有される塗布用組成物の脂肪アミドが
    エルカアミド、オレアミドおよびステアルアミドのうち
    の少なくとも一種から選ばれる、請求項10に記載のタイ
    ヤ。
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