JP5589182B2 - ポリマーベースでの無溶媒タイヤシーラントの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ポリマーベースのタイヤシーラントを製造する方法に関する。損傷した場合に、例えば、トレッドがくぎでパンクしたときに効果的なタイヤシーラントの関連先行技術に関して以下の公報が特に参照される。
（１）独国特許出願公開第２６ ３１ ６９１ Ａ１号明細書
（２）米国特許第４ ０６８ ０２７号明細書
（３）米国特許第４ １１３ ７９９号明細書
（４）米国特許第４ ２８９ ０８９号明細書

公開明細書（１）には、タイヤトレッド穿孔の場合に、自己回復効果を有するタイヤシーラントが記載されている。タイヤシーラントは、中〜高分子量コポリマーで構成された、強化され、部分的に架橋したマトリックスに基づいており、ゴムタイヤの内側表面に適用されて、様々な温度条件（−３０〜＋１３０℃）で、タイヤ−トレッド領域において穿孔を封止する役割を果たす。溶媒、例えば、トルエン、ヘキサン、ヘプタン、ナフサ、トリクロロエチレン、シクロヘキサンおよびテトラヒドロフランが、タイヤシーラントの製造に用いられる。

特許明細書（２）には、架橋ブチルゴムに基づくタイヤシーラントが記載されている。このタイヤシーラントは、２成分で構成されており、１つにブチルゴムが含まれる。これら２つの成分は、タイヤに導入される直前に混合される。ゴム成分は、溶媒、例えば、ヘキサンにより希釈されて、処理可能な粘度にされる。

特許明細書（３）は、同様に、強化および部分架橋されたブチルゴムに基づくタイヤシーラントに係る。同様に、２成分で構成されており、ここでは２種類の異なるブチルゴムが用いられる。他の点に関しては、公開明細書（１）の上記の教示を参照する。

最後に、特許明細書（４）には、タイヤシーラントをタイヤに適用するのに用いることのできる操作ユニットを、タイヤの側壁間に配置するための装置が記載されている。

タイヤシーラントの製造にこれまで用いられてきたプロセス技術には、ポリマー希釈用溶媒が使用されており、以下の欠点があった。
−用いることのできる溶媒、特に、公開明細書（１）で言及された溶媒は、環境および健康にとって有害である。
−プロセスで助剤として溶媒を用いると、追加の材料コストが加わる。
−溶媒は、プロセス中に吸引により除去して、再生しなければならないため、プロセス中、費用のかかる追加の工程も必要となる。
−従来から用いられている溶媒は、プロセス中、爆発の危険があった。
−溶媒は、ある程度、生成物に残るため、中間貯蔵が必要である。これに関連して、カスタマーの放出要件に問題もあった。

上述した欠点を排除するために、ポリマーベースのタイヤシーラント（Ｃ）を製造する新規な方法の特徴は、ゴム成分であって、少なくとも１種類の別のゴム成分とブレンドされていないかまたはブレンドされたゴム成分と、溶媒および活性剤を全く含まない混合成分と、を含む高粘度の第１のシーラント成分（Ａ）を、少なくとも１種類の活性剤を含む別個に生成された低粘度媒体を含む少なくとも１種類の第２のシーラント成分（Ｂ）と混合してタイヤシーラント（Ｃ）を形成し、続いてタイヤシーラント（Ｃ）をタイヤの内側に導入する際に架橋が生じることである。

プロセスの個々の工程を、有利なプロセスパラメータを含め、以下に詳細に説明する。

プロセスの第１の工程
溶媒なしで製造される背景技術で挙げた先行技術のシーラントとは異なる第１のシーラント成分（Ａ）は、高粘度の処理のために最適化された混合装置で調製される。特に、調製には、混練押出し機（バッチミキサー）または二軸押出し機を用いる。

第１のシーラント成分（Ａ）に用いるゴム成分は、天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリクロロプレン（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ブロモブチルゴム（ＢＩＩＲ）またはクロロブチルゴム（ＣＩＩＲ）または上述したタイプのゴムのブレンドを含み、例えば、ＮＲ／ＢＲブレンド、ＮＲ／ＳＢＲブレンドまたはＮＲ／ＳＢＲ／ＢＲブレンドである。特にブレンドされていないＩＩＲが特に重要である。

第１のシーラント成分（Ａ）の混合成分は、フィラー（例えば、カーボンブラック、シリカ）および／または処理助剤（例えば、アルキル樹脂またはフェノール樹脂）および／または可塑剤（例えば、ナフテン油）および／または酸化防止剤（例えば、ＰＰＤ）および、適切な場合、さらに、別の添加剤（例えば、着色顔料）を含む。架橋剤を添加剤としてこの早い段階で混合することも可能であるが、活性剤は混合できない。しかしながら、混合成分に、架橋剤を全く含まないことも可能である。架橋剤は、第１のシーラント成分（Ａ）に添加して、第２のシーラント成分（Ｂ）との混合により、良好に分散させると有利である。キノンの部類、特に、キノンジオキシム（ＱＤＯ）、例えば、パラキノンジオキシムの架橋剤を用いるのが好ましい。架橋剤系、すなわち、架橋剤と活性剤（促進剤）を含む混合成分の合計の定量的比率は、５〜２００ｐｈｒ（樹脂１００部当たり）、特に、２０〜１００ｐｈｒである。他の点に関しては、ゴム混合技術の一般先行技術を参照のこと。

プロセスの第２の工程
第１のシーラント成分（Ａ）とは異なり、第２のシーラント成分（Ｂ）は、低粘度で、攪拌システムにおいて別個に製造される。それには、媒体、特に、ペーストまたは油の稠度を有し、少なくとも活性剤を含む媒体を含む。架橋剤は、さらなる添加剤と混合しておくことができ、第２のシーラント成分（Ｂ）は全架橋剤系を含む。特に、過酸化物活性剤が用いられ、例えば、ジアロイル過酸化物、ジアシル過酸化物またはパーオキシ−エステルに基づくものである。

プロセスの第３の工程
第１のシーラント成分（Ａ）および第２のシーラント成分（Ｂ）は、ポンピングにより、別個に、計量装置に導入される。以下の変形が特に用いられる。
−ダイヤフラムベースの計量装置は、第１のシーラント成分（Ａ）および／または第２のシーラント成分（Ｂ）のポンピングと計量の組み合わせに用いる。均一な容積の流量とするために、油圧系を、ポンピングおよび計量プロセスに用いると有利である。
−第１のシーラント成分（Ａ）および／または第２のシーラント成分（Ｂ）に関して、ポンピングプロセスを最初に行ってから、計量プロセスを行う。第２のシーラント成分（Ｂ）に関して、歯車ベースの計量プロセスを行う。別の方法として、ピストンベースの計量プロセスを、両シーラント成分（Ａ、Ｂ）、特に第２のシーラント成分（Ｂ）に用いることもできる。

プロセスの第４の工程
高粘度の第１のシーラント成分（Ａ）を、低粘度の第２のシーラント成分（Ｂ）と、混合装置で混合して、タイヤシーラント（Ｃ）を形成する。架橋がなされる。混合プロセスは、静的または動的ミキサーで行われる。

適切な場合、同じく別個に製造される第３またはさらなる成分を、２つのシーラント成分（Ａ、Ｂ）と混合することができる。第３のシーラント成分は、例えば、着色顔料を含むペーストまたは油とすることができる。第３またはさらなる成分の調製、ポンピングおよび計量は、シーラント成分（Ｂ）の指針に従ってなされる。

プロセスの第５の工程
タイヤを、タイヤシーラント（Ｃ）と接触する前に予熱する。これによって、架橋プロセスが促進されるため、タイヤシーラントの反応の完了が促進される。予熱は、４０〜１００℃、特に、５０〜７０℃でなされる。

プロセスの第６の工程
次に、タイヤシーラント（Ｃ）は、回転しているタイヤに挿入される。導入プロセスに関して、次の２つの変形が、特に用いられる。
−タイヤシーラント（Ｃ）の導入方法は、連続ビードをタイヤに配置して、巻取りパターンを用いて、タイヤの内側のカバーすべき場所、特に、タイヤトレッドの下をカバーするものである。
−幅広ノズル形状を計量出口に用いて、タイヤにワイドビードを配置し、巻取り数を減らす。巻取りは、特に一回の通過でなされる。

プロセスの第７の工程
最後に、タイヤシーラント（Ｃ）を固化し、具体的には、シーラント効果を達成する。

Claims (19)

1. ポリマーベースのタイヤシーラント（Ｃ）が適用されたタイヤを製造する方法であって、少なくとも１種類のゴム成分と、溶媒および活性剤を全く含まない混合成分とブレンドされていない、またはブレンドされたさらなるゴム成分とを含む高粘度の第１のシーラント成分（Ａ）を、少なくとも１種類の活性剤を含む別個に生成された低粘度媒体を含む少なくとも１種類の第２のシーラント成分（Ｂ）と混合してタイヤシーラント（Ｃ）を形成し、続いて前記タイヤシーラント（Ｃ）を前記タイヤの内側に導入する際に架橋が生じる方法であり、
   当該方法は、少なくとも、
   −前記第１のシーラント成分（Ａ）を、高粘度処理のために最適化された混合装置で調製する工程と、
   −前記第２のシーラント成分（Ｂ）を、攪拌システムにおいて別個に生成する工程と、
   −前記第１のシーラント成分（Ａ）および前記第２のシーラント成分（Ｂ）を、ポンピングにより計量装置へ別個に導入する工程と、
   −前記高粘度の第１のシーラント成分（Ａ）を、前記低粘度の第２のシーラント成分（Ｂ）と、混合装置にて混合して、前記タイヤシーラント（Ｃ）を形成する工程と、
   −前記タイヤシーラント（Ｃ）を、前記タイヤの内側に導入する工程と、
   −最後に、シーラント効果を得るために、前記タイヤシーラント（Ｃ）を、固化する工程とを含み、
   前記第１のシーラント成分（Ａ）に用いる前記ゴム成分が、混練押出し機または二軸押出し機により調製され、
   前記第１のシーラント成分（Ａ）に用いる前記ゴム成分が、天然ゴム（ＮＲ）／ブタジエンゴム（ＢＲ）ブレンド、ＮＲ／スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）ブレンド、ＮＲ／ＳＢＲ／ＢＲブレンド、またはブチルゴム（ＩＩＲ）を含み
   前記第２のシーラント成分（Ｂ）に、過酸化物活性剤を用い、
   前記タイヤシーラント（Ｃ）との接触前に前記タイヤを予熱して、前記架橋プロセスおよび前記タイヤシーラントの反応の完了を促進することを特徴とする方法。
2. 均一な容積の流量とするために、油圧系をポンピングおよび計量に用いることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記第１のシーラント成分（Ａ）および／または前記第２のシーラント成分（Ｂ）に関して、前記ポンピングプロセスを最初に行ってから、前記計量プロセスを行うことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 前記第１のシーラント成分（Ａ）を、前記第２のシーラント成分（Ｂ）と混合して、前記タイヤシーラント（Ｃ）を形成することが、静的ミキサーでなされることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記第１のシーラント成分（Ａ）と、前記第２のシーラント成分（Ｂ）との混合が、動的ミキサーでなされることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記タイヤを４０〜１００℃で予熱することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記タイヤを５０〜７０℃で予熱することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記タイヤシーラント（Ｃ）を、回転しているタイヤに挿入することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記第１のシーラント成分（Ａ）に用いる前記ゴム成分がブチルゴム（ＩＩＲ）を含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記第１のシーラント成分（Ａ）に用いる前記ゴム成分が天然ゴム（ＮＲ）／ブタジエンゴム（ＢＲ）ブレンド、ＮＲ／スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）ブレンド、またはＮＲ／ＳＢＲ／ＢＲブレンドを含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記第１のシーラント成分（Ａ）に、フィラーおよび／または処理助剤および／または可塑剤および／または酸化防止剤、ならびに適切な場合、さらに、添加剤を含み、活性剤は除く、混合成分を用いることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 前記第１のシーラント成分（Ａ）に、架橋剤を含む混合成分を用いることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 前記第１のシーラント成分（Ａ）に、架橋剤を全く含まない混合成分を用いることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
14. 前記活性剤と共に架橋剤系を形成する前記架橋剤を、前記第２のシーラント成分（Ｂ）と混合することを特徴とする請求項１３に記載の方法。
15. キノンの部類からの架橋剤を用いることを特徴とする請求項１２または１４に記載の方法。
16. 用いる前記架橋剤が、キノンジオキシム（ＱＤＯ）を含むことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
17. 前記架橋剤系を含む前記用いる混合成分の合計定量的比率が、５〜２００ｐｈｒであることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
18. 用いる混合成分の前記合計定量的比率が、２０〜１００ｐｈｒであることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
19. 前記第２のシーラント成分（Ｂ）に、ペーストまたは油の稠度を有する媒体を用いることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか一項に記載の方法。