JP5762810B2 - タイヤ内面用離型剤 - Google Patents
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Description
特許文献1では、シリコーンの水性エマルジョンと一次平均粒子径が55〜95μmのマイカを含む無機粉体との組成物を、タイヤ内面用離型剤として使用することが示されている。この例では、無機粉体が一般に白色であるために、タイヤ内面用離型剤を生タイヤ内面に塗布した場合に透明性が低く、白っぽく曇った外観となって美観が損なわれるという問題があった。
この問題は、タイヤ内面用離型剤中のシリコーンの量を増やすことである程度は解決できる。しかし、離型剤中のシリコーン量を増やすと、加硫成型後に得られるタイヤのビードに付着するシリコーンの量も増加し、シリコーンの高い潤滑性によってタイヤの制動に支障をきたすという技術的な別の問題が新たに生じる。また、一般にシリコーンはタイヤ内面用離型剤を構成する各成分のうちで価格が最も高く、その量を増やすと経済的に不利になる。
また、特許文献1のタイヤ内面用離型剤では、無機粉体が沈降しやすく、剤としての経時的な分散安定性のさらなる向上が望まれていた。
前記多価アルコールが、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール、ヘキサエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、テトラプロピレングリコール、ペンタプロピレングリコール、ヘキサプロピレングリコール、ジブチレングリコール、トリブチレングリコール、テトラブチレングリコール、ペンタブチレングリコール、ヘキサブチレングリコール、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,2−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,2−ヘキサンジオール、1,5−ヘキサンジオール、2,5−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,2−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,2−デカンジオール、1,10−デカンジオール、1,2−デカンジオール、1,12−ドデカンジオール、1,2−ドデカンジオール、1,14−テトラデカンジオール、1,2−テトラデカンジオール、1,16−ヘキサデカンジオール、1,2−ヘキサデカンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−2−プロピル−1,3−プロパンジオール、2,4−ジメチル−2,4−ジメチルペンタンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオ−ル、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、ジメチロールオクタン、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2,5−ジメチル−2,5−ヘキサンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール、1,2−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,2−シクロヘプタンジオール、トリシクロデカンジメタノール、グリセリン、トリメチロ−ルプロパン、1,2,6−ヘキサントリオール、3−メチルペンタン−1,3,5−トリオール、ヒドロキシメチルヘキサンジオール、トリメチロールオクタン、ペンタエリスリトール、ジグリセリン、ジトリメチロールプロパン、ジペンタエリスリトール、ソルビトール、イノシトール及びトリペンタエリスリトールから選ばれる少なくとも1種である、離型剤である。
ここで、下記の(1)〜(3)の構成要件を少なくとも1つを満足すると好ましい。
(1)前記多価アルコールの沸点が200℃以上である。
(2)前記多価アルコールおよび水の合計量の重量割合が前記タイヤ内面用離型剤の35〜90重量%であり、前記多価アルコールが前記多価アルコールおよび水の合計量の10〜60重量%である。
(3)前記無機成分、シリコーン成分および界面活性剤の合計量に対して、無機成分の重量割合が15〜90重量%、シリコーン成分の重量割合が5〜75重量%、界面活性剤の重量割合が1〜10重量%である。
本発明にかかるタイヤは、上記タイヤ内面用離型剤を生タイヤ内面に付着させ、加硫してなる。
粉体からなる無機成分(以下、単に「無機成分」ということがある。)は、主に平滑性および空気透過性を付与するために用いられる成分である。
無機成分の平均一次粒子径については、特に限定はないは、1〜30μmが好ましく、15〜25μmがさらに好ましい。無機成分の平均一次粒子径が1μmより小さい場合は、
タイヤ内面用離型剤を調製する際に、無機粉体の分散不良、タイヤ加硫時には空気透過性不足が生じる場合がある。一方、無機成分の平均一次粒子径が30μmより大きい場合は、タイヤ加硫時の平滑性不足が発生することがある。
シリコーン成分は、タイヤ内面用離型剤に離型性や潤滑性を付与する主要な成分である。シリコーンは、オルガノポリシロキサン類の総称であって、シリコーンオイル、シリコーンゴム、シリコーン樹脂を含む概念である。シリコーン成分はこれらのシリコーンを含む。
オルガノポリシロキサン類としては、たとえば、ジメチルポリシロキサン、ジエチルポリシロキサン、メチルイソプロピルポリシロキサン、メチルドデシルポリシロキサン等のジアルキルポリシロキサン;メチルフェニルポリシロキサン、ジメチルシロキサン・メチルフェニルシロキサン共重合体、ジメチルシロキサン・ジフェニルシロキサン共重合体等のアルキルフェニルポリシロキサン;メチル(フェニルエチル)ポリシロキサン、メチル(フェニルプロピル)ポリシロキサン等のアルキルアラルキルポリシロキサン;3,3,3−トリフルオロプロピルメチルポリシロキサン等を挙げることができる。これらのオルガノポリシロキサン類は、1種または2種以上を併用してもよい。
シリコーン成分は、タイヤ内面用離型剤の製造の際に、シリコーンの乳化物を使用してもよい。
界面活性剤は無機成分を水中に分散させ、タイヤ内面用離型剤の分散安定性を高めるだけでなく、タイヤ内面用離型剤をスプレー装置などにより生タイヤに塗布する際に、液はじきを防止する特性(濡れ性)を与える。その配合量を調整することによって、濡れ性を調節することができる。
界面活性剤は、非イオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤および両性界面活性剤から選ばれた少なくとも1種であればよく、好ましくは非イオン型界面活性剤および/またはアニオン型界面活性剤である。
アニオン系界面活性剤としては、特に限定はないが、たとえば、カルボン酸型アニオン系界面活性剤、スルホン酸型アニオン系界面活性剤等が適しており、カルボン酸型アニオン系界面活性剤では、ポリオキシエチレンアルキルエーテルカルボン酸塩等が特に適している。スルホン酸型アニオン系界面活性剤では、アルカンスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ジオクチルスルホコハク酸塩等が特に適している。これらのアニオン系界面活性剤は、1種または2種以上を併用してもよい。
タイヤ内面用離型剤が非イオン系界面活性剤およびアニオン系界面活性剤を含む場合、それぞれの重量割合については、特に限定はないが、泡立ちへの影響、無機成分の分散安定性上の理由から、非イオン系界面活性剤/アニオン系界面活性剤(重量比)が75/25〜99/1であると好ましく、85/15〜98/2であるとさらに好ましく、90/10〜95/5であると特に好ましい。
水は、タイヤ内面用離型剤に含まれる無機成分を均一に分散させ、タイヤ内面用離型剤を生タイヤ内面に均一に付着させることができる。水は、蒸留水、イオン交換水、水道水、工業用水等のいずれでもよい。
多価アルコールは、水との親和性が高く、水とともに用いることによって、無機成分を均一に分散させる。そして、多価アルコールは、その適度な粘度によって無機成分の沈降を抑制し、タイヤ内面用離型剤の経時的な分散安定性を高め、生タイヤ内面にタイヤ内面用離型剤を均一に付着させることができる。また、タイヤ内面用離型剤が多価アルコールを含むことによって、タイヤ内面用離型剤を生タイヤ内面に付着させ加硫した場合に、得られるタイヤの内面外観は、十分に透明なものとなる。
多価アルコールの価数(水酸基数)については、特に限定はないが、好ましくは2〜8、さらに好ましくは2〜4、特に好ましくは2〜3である。価数が8を超える多価アルコールは、一般には入手困難である。
3価アルコール(水酸基数3の多価アルコール)としては、たとえば、グリセリン、トリメチロ−ルプロパン、1,2,6−ヘキサントリオール、3−メチルペンタン−1,3,5−トリオール、ヒドロキシメチルヘキサンジオール、トリメチロールオクタン等を挙げることができる。
多価アルコールの沸点(一気圧下における沸騰温度)については、特に限定はないが、好ましくは200℃以上、さらに好ましくは210℃以上、特に好ましくは220℃以上、最も好ましくは230℃以上である。多価アルコールの沸点が200℃未満であると、加硫工程時にその一部が揮発して失われてしまい、得られるタイヤの内面外観の透明性が低下することがある。多価アルコールの沸点の上限はなくてもよいが、好ましくは400℃である。
本発明のタイヤ内面用離型剤は、上記で説明した無機成分と、シリコーン成分と、界面活性剤と、多価アルコールと、水とを含む組成物である。
本発明のタイヤ内面用離型剤では、多価アルコールが配合されているために、経時的な分散安定性が良く、このタイヤ内面用離型剤を生タイヤ内面に付着させて加硫した場合に、得られるタイヤの内面は十分に透明である。
無機成分の重量割合は、無機成分、シリコーン成分および界面活性剤の合計量に対して、好ましくは15〜90重量%、さらに好ましくは35〜80重量%、特に好ましくは55〜70重量%である。無機成分が少なすぎる場合は、平滑性が悪化することがある。また、無機成分が多すぎる場合は、成型したタイヤ内面から粉体が脱落し、タイヤ保存箇所周辺を汚すことがある。
界面活性剤の重量割合は、無機成分、シリコーン成分および界面活性剤の合計量に対して、好ましくは1〜10重量%、さらに好ましくは1〜7.5重量%、特に好ましくは2〜5重量%である。界面活性剤が少なすぎる場合は、塗布時生タイヤ内面での液はじきの発生、タイヤ内面用離型剤の保存安定性の悪化が起こりえる。また、界面活性剤が多すぎる場合には、平滑性の悪化やタイヤ内面用離型剤の泡立ちによる塗布不良が発生することがある。
多価アルコールの重量割合については、特に限定はないが、溶媒の合計量に対して、好ましくは10〜60重量%、さらに好ましくは20〜55重量%、特に好ましくは30〜
55重量%である。多価アルコールが少なすぎる場合は、経時的な分散安定性が低下することがある。また、タイヤ内面用離型剤を生タイヤ内面に付着させ加硫したとき、得られるタイヤの内面外観の透明性が低下することがある。一方、多価アルコールが多すぎる場合は、タイヤ加硫時に、無機成分の個々の粒子間の空隙に多価アルコールが占有することにより、空気透過性が悪化したり、平滑性不足が生じたりすることがある。
本発明のタイヤ内面用離型剤の製造方法については、無機成分、シリコーン成分、界面活性剤および水を混合する工程を含むものであれば、混合順序や使用する混合設備等について特に限定はない。
本発明のタイヤは、上記で説明したタイヤ内面用離型剤を生タイヤ内面に付着させ、加硫して得られるタイヤである。
本発明のタイヤは、たとえば、以下に示す付着工程と加硫工程とを経て製造することができる。
付着工程では、まず、未加硫のゴムを主体にビードワイヤーやタイヤコード等の必要な部材を組み合わせ接着して、生タイヤと呼ばれるタイヤ原形を準備する。
次いで、本発明のタイヤ内面用離型剤をこの生タイヤ内面に付着させる。タイヤ内面用離型剤の付着方法は、エアガンやエアレスガンによる吹き付けが一般的であるが、刷毛塗りや遠心塗装機等を用いてもよい。タイヤ内面用離型剤の付着量は、タイヤ製品の用途やサイズなどによりさまざまであるが、乾燥後に10〜50g/m2であると好ましい。その後、内面に付着したタイヤ内面用離型剤が十分乾燥するまでの間、室温にて数十分から長い場合は数日間、生タイヤは放置される。
上記付着工程で得られた乾燥した生タイヤに対して、次のように加硫が行われる。まず、生タイヤを金属製の金型内に設置し、その内側からブラダーと呼ばれるゴム製のバッグを水蒸気等で高温加圧して、生タイヤを金型に押し付けて、最終的なタイヤ形状やトレッドパターン等となるように加硫する。加硫時のブラダー表面温度(金型温度)は好ましくは160〜190℃、圧力は好ましくは12〜30kg/cm2であり、加硫時間は好ましくは10〜60分間である。本発明のタイヤは、従来技術のタイヤと比較して、タイヤ内面が白く曇った状態ではなく、透明になっているので美観上有利である。
(離型剤の調製)
多価アルコールである精製グリセリン(純度:98%、沸点:290℃)25.0部を水53.5部に均一に溶解させ、次いで、ジメチルポリシロキサンの水中油滴型乳化物(基油粘度:約1万mPa・s、固形分:40%)6部、マイカ粉末4部、タルク粉末10部、カルボキシメチルセルロース(1%水溶液の粘度:10mPa・s)0.5部およびドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム1部を加え、ホモミキサーを用いて均一に溶解分散し、離型剤を調製した。得られた離型剤を常温で10時間放置して、無機粉体の沈降は観察されず、経時的な分散安定性が良好であった。
得られた離型剤を4cm×7cm×0.2cmの未加硫インナーライナーゴムシートに、乾燥後塗布量が15g/m2となるように塗布した。次いで、この未加硫ゴムシートに同じ大きさのブラッダーゴムシートを重ね合わせ、卓上型テストプレス機にセットし、金型温度180℃、圧力20kg/cm2で20分間加圧し、加硫した。
加硫済みのゴムシートを引き剥がし、加硫済みインナーライナーゴムシートを得た。この加硫済みインナーライナーゴムシートはグリセリンの効果により外観上、マイカおよびタルク粉の白さが抑えられており、透明性が高いことを確認した。
上記で得られた離型剤を215/60R16サイズの生タイヤ内面に、乾燥後塗布量が15g/m2となるよう塗布した。次いで、離型剤を塗布したタイヤ10本について、金型温度180℃、圧力20kg/cm2で20分間加圧し、加硫した。得られたタイヤの内面はマイカおよびタルク粉の白さが抑えられており、透明性が高いことを確認した。
マイカ、タルク、シリコーンエマルジョン等、離型剤としての必要成分があらかじめ混合されている市販のタイヤ用内面離型剤(松本油脂製薬株式会社製のRA−365P)20部を水55部に混合溶解させ、さらに実施例1で使用した精製グリセリン25部を添加して離型剤を得た。得られた離型剤の経時的な分散安定性は、実施例1と同様に良好であった。
この離型剤を用いて、実施例1と同様にして、離型剤の評価を行い、タイヤも製造した。いずれの場合も、グリセリンによって、RA−365Pに含まれる粉末成分の白さが抑えられており、透明性が高いことを確認した。
実施例1で、精製グリセリンをジエチレングリコール(純度:99%、沸点:244.3℃)に変更した以外は実施例1と同様にして離型剤を得た。得られた離型剤の経時的な分散安定性は、実施例1と同様に良好であった。
この離型剤を用いて、実施例1と同様にして、離型剤の評価を行い、タイヤも製造した。いずれの場合も、ジエチレングリコールによって、マイカおよびタルク粉の白さが抑えられており、透明性が高いことを確認した。
実施例1で、精製グリセリンをジプロピレングリコール(沸点:232℃)に変更した以外は実施例1と同様にして離型剤を得た。得られた離型剤の経時的な分散安定性は、実施例1と同様に良好であった。
この離型剤を用いて、実施例1と同様にして、離型剤の評価を行い、タイヤも製造した。いずれの場合も、ジプロピレングリコールによって、マイカおよびタルク粉の白さが抑えられており、透明性が高いことを確認した。
水78.5部に対して、ジメチルポリシロキサンの水中油滴型乳化物(基油粘度:約1万mPa・s、固形分:40%)6部、マイカ粉末4部、タルク粉末10部、カルボキシメチルセルロース(1%水溶液の粘度:10mPa・s)0.5部およびドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム1部を加え、ホモミキサーを用いて均一に溶解分散し、比較離型剤を調製した。得られた比較離型剤を常温で10時間放置すると、無機粉体の沈降が観察され、経時的な分散安定性は良好ではなかった。
この比較離型剤を用いて、実施例1と同様にして、離型剤の評価を行い、タイヤも製造した。いずれの場合も、マイカおよびタルク粉の白さによってゴムの表面は透明ではなく、曇った状態であった。
一価アルコールである2−プロパノール25.0部を水53.5部に均一に溶解させ、次いで、ジメチルポリシロキサンの水中油滴型乳化物(基油粘度:約1万mPa・s、固形分:40%)6部、マイカ粉末4部、タルク粉末10部、カルボキシメチルセルロース(1%水溶液の粘度:10mPa・s)0.5部およびドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム1部を加え、ホモミキサーを用いて均一に溶解分散し、離型剤を調製した。
この比較離型剤を用いて、実施例1と同様にして、離型剤の評価を行い、タイヤも製造した。いずれの場合も、マイカおよびタルク粉の白さによってゴムの表面は透明ではなく、曇った状態であった。
Claims (5)
- 粉体からなる無機成分と、シリコーン成分と、界面活性剤と、多価アルコールと、水とを含み、
前記多価アルコールが、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール、ヘキサエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、テトラプロピレングリコール、ペンタプロピレングリコール、ヘキサプロピレングリコール、ジブチレングリコール、トリブチレングリコール、テトラブチレングリコール、ペンタブチレングリコール、ヘキサブチレングリコール、エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−プロピレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、1,2−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,2−ヘキサンジオール、1,5−ヘキサンジオール、2,5−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,2−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,2−デカンジオール、1,10−デカンジオール、1,2−デカンジオール、1,12−ドデカンジオール、1,2−ドデカンジオール、1,14−テトラデカンジオール、1,2−テトラデカンジオール、1,16−ヘキサデカンジオール、1,2−ヘキサデカンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−2−プロピル−1,3−プロパンジオール、2,4−ジメチル−2,4−ジメチルペンタンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオ−ル、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール、ジメチロールオクタン、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2,5−ジメチル−2,5−ヘキサンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、2,4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール、1,2−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,2−シクロヘプタンジオール、トリシクロデカンジメタノール、グリセリン、トリメチロ−ルプロパン、1,2,6−ヘキサントリオール、3−メチルペンタン−1,3,5−トリオール、ヒドロキシメチルヘキサンジオール、トリメチロールオクタン、ペンタエリスリトール、ジグリセリン、ジトリメチロールプロパン、ジペンタエリスリトール、ソルビトール、イノシトール及びトリペンタエリスリトールから選ばれる少なくとも1種である、タイヤ内面用離型剤。 - 前記多価アルコールの沸点が200℃以上である、請求項1に記載のタイヤ内面用離型剤。
- 前記多価アルコールおよび水の合計量の重量割合が前記タイヤ内面用離型剤の35〜90重量%であり、前記多価アルコールが前記多価アルコールおよび水の合計量の10〜60重量%である、請求項1または2に記載のタイヤ内面用離型剤。
- 前記無機成分、シリコーン成分および界面活性剤の合計量に対して、無機成分の重量割合が15〜90重量%、シリコーン成分の重量割合が5〜75重量%、界面活性剤の重量割合が1〜10重量%である、請求項1〜3のいずれかに記載のタイヤ内面用離型剤。
- 請求項1〜4のいずれかに記載されるタイヤ内面用離型剤を生タイヤ内面に付着させ、加硫してなる、タイヤ。
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