JP6008479B2 - タイヤ及びその製造方法、並びに、該タイヤの製造方法に用いた補修用ゴム部材 - Google Patents
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Description
しかしながら、該方法では、加硫速度を十分上げることができない(例えば、加硫温度110℃で加硫時間t99(架橋進行度0.99を達成するのに必要な加熱時間)が18.6分間〜44.8分間である)であり、タイヤとしては110℃で2時間の加硫時間を要するという問題がある。
しかしながら、該方法では、加硫速度を十分上げることができない(例えば、加硫温度120℃で加硫時間T90(加硫トルクカーブの最大値の90%を得るまでに要する時間)が9分間〜13分間である)という問題がある。
しかしながら、該方法では、加硫速度を十分上げることができない(例えば、加硫温度120℃で加硫時間が13.8分間〜16.3分間である)という問題がある。
なお、低温及び短時間加硫を実現することにより、台タイヤの劣化(痛み)が少なくなる。
本発明のタイヤの製造方法は、前記未加硫ゴム組成物が、前記ゴム成分100質量部に対して、カーボンブラック25質量部〜50質量部をさらに含むことが好ましい。
本発明のタイヤの製造方法は、少なくとも接着工程を含み、さらに、必要に応じて適宜選択した、検査工程、バフ工程、プレキュアトレッド加硫工程、裁断工程、トレッド巻付け工程、その他の工程を含む。
前記接着工程は、被接着タイヤ部材とタイヤ部材とを、接着用ゴム組成物を介して接着する工程である。
前記温度が、120℃より高いと、接着用ゴム組成物の加硫が速くなりすぎて被接着タイヤ部材及びタイヤ部材に接着ゴム組成物がしっかり浸透する前に、加硫が起きてしまい十分な剥離抗力を得ることができない。
前記被接着タイヤ部材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、台タイヤ、などが挙げられる。
前記被接着タイヤ部材のゴム材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、加硫ゴム、半加硫ゴム、未加硫ゴムのいずれであってもよいが、台タイヤである場合は、通常、加硫ゴムである。
ここで、前記加硫ゴムとは、ポリマーに、硫黄、硫黄化合物などを混合し、炭素主鎖間にモノスルフィド結合、ジスルフィド結合、ポリスルフィド結合等の多種の硫黄架橋結合を形成させ、ゴム弾性を示すようにした物質である。
また、前記未加硫ゴムとは、天然ゴム及び合成ゴムのいずれであるかを問わず、未だ架橋反応を経ていない状態のゴムを広く含む概念である。
また、前記半加硫ゴムとは、未加硫ゴムを加熱することにより、未加硫ゴムよりも架橋反応が進んだ状態のゴムを含む概念である。
前記タイヤ部材としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、トレッド、ベーストレッド、サイドウォール、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、トレッドが、摩耗量が大きい部分を交換可能にするという点で、好ましい。
前記タイヤ部材のゴム材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、加硫ゴム、半加硫ゴム、未加硫ゴムのいずれであってもよいが、通常、接着用のクッションゴムを使うCOLD方式の更正タイヤでは、予め加硫されたトレッドゴム(加硫ゴム)が使われ、モールド加硫機が必要なHOT方式に比べて、加硫缶で複数のタイヤを一度に加硫接着できるため効率的で経済的である。
前記被接着タイヤ部材と前記タイヤ部材との組合せとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記被接着タイヤ部材及び前記タイヤ部材の加硫速度などを考慮せずに、後述する接着用ゴム組成物(クッションゴム)の加硫を行うことができる点で、前記被接着タイヤ部材と前記タイヤ部材が、いずれも加硫ゴムであることが好ましい。
前記接着用ゴム(クッションゴム)組成物は、少なくとも、ゴム成分と、ザンテート系化合物と、硫黄とを含み、さらに必要に応じて、補強性充填剤、その他の成分、などを含む未加硫ゴム組成物である。
なお、前記接着用ゴム組成物の温度105℃での加硫速度(T90)としては、従来の接着用ゴム組成物の加硫速度よりも速い(加硫トルクカーブのトルク値Fが所定値に達するまでの時間(T90)が短い)限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、40分間以下が好ましい。
前記ゴム成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、天然ゴム、各種ブタジエンゴム、各種スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、イソプレンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、アクリロニトリロブタジエンゴム、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体ゴム、スチレン−イソプレン共重合体ゴム、スチレン−イソプレン−ブタジエン共重合体ゴム、イソプレン−ブタジエン共重合体ゴム、等のジエン系ゴム;イソブチレンとp−メチルスチレンの共重合体の臭化物;エチレン−プロピレン共重合体ゴム;クロロスルホン化ポリエチレン;アクリルゴム;エピクロルヒドリンゴム;多硫化ゴム;シリコーンゴム;フッ素ゴム;ウレタンゴム;などが挙げられる。これらは、被接着タイヤ部材およびタイヤ部材のゴムの組成内容に応じて、高い接着性を得るために適宜選択することができ、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、天然ゴムが、タッキネス、被接着タイヤ部材とタイヤ部材との接着性、及び、被接着タイヤ部材への貼り付けやすさの点で、好ましい。
前記ザンテート系化合物は、加硫促進剤として添加されたものである。
前記ザンテート(ザンセート)系化合物とは、−OC(=S)−S−の化学構造を有するキサントゲン酸塩及びその誘導体をいう。
前記ザンテート系化合物の具体例としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、イソプロピルキサントゲン酸ナトリウム、エチルキサントゲン酸亜鉛、イソプロピルキサントゲン酸亜鉛、ジブチルキサントゲン酸亜鉛、ジブチルキサントゲンジスルフィドなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、イソプロピルキサントゲン酸亜鉛が、加硫カーブにおいて最大トルクが得られ、加硫後の弾性率も高く、効率的に加硫できる点で、好ましい。
前記ザンテート系化合物の含有量が、0.1質量部未満であると、本発明の効果を得ることができず、4.0質量部超であると、早期に加硫し、接着強度(剥離強度)及び加工性が低下する。
また、接着用ゴム組成物は、ザンテート系化合物に加えて、ザンテート系化合物以外の加硫促進剤を含んでいてもよい。
前記ザンテート系化合物以外の加硫促進剤としては、特に制限はなく、グアジニン系化合物、アルデヒド−アミン系化合物、アルデヒド−アンモニア系化合物、チアゾール系化合物、スルフェンアミド系化合物、チオ尿素系化合物、チウラム系化合物、ジチオカルバメート系化合物、などが挙げられる。これらは、被接着タイヤ部材およびタイヤ部材のゴムの組成内容、クッションゴムを混練りするための混練り機や、未加硫クッションゴムをシート状に成形するための押出機や圧延ロール、また加硫缶などの加工機に応じて、本特許の請求項の範囲で、配合コストや促進剤類の安全性等を考慮しながら、スコーチタイムや加硫速度を調整するために適宜選択することができ、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、加硫速度を速くできる点で、グアジニン系化合物、アルデヒド−アミン系化合物、及びアルデヒド−アンモニア系化合物の少なくともいずれかが好ましく、アルデヒド−アミン系化合物がより好ましい。
前記グアジニン系化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、1,3−ジフェニルグアニジン、などが挙げられる。
前記アルデヒド−アミン系化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、n−ブチルアルデヒドアニリン、などが挙げられる。
前記アルデヒド−アンモニア系化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記チアゾール系化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、2−メルカプトベンゾチアゾール、などが挙げられる。
前記スルフェンアミド系化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記チオ尿素系化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記チウラム系化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記ジチオカルバメート系化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ジベンジルジチオカルバミン酸亜鉛、などが挙げられる。
また、スコーチや未加硫クッションゴムの放置安定性を改善する為に、加硫遅延剤(リターダー)を配合してもよい。リターダーとしてはサリチル酸、安息香酸、無水フタル酸等の有機酸やN-ニトロソジフェニルアミン、N-シクロヘキシルチオフタルイミド、N-フェニル-N-(トリクロロメチルスルフェニル)-ベンゼンースルホンアミド、などを適宜選択することができ、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記硫黄の含有量としては、前記ゴム成分100質量部に対して、0.1質量部〜5.0質量部である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.5質量部〜3.0質量部が好ましく、2.0質量部〜3.0質量部がより好ましい。
前記含有量が、0.1質量部未満であると、本発明の効果を得ることができず、5.0質量部超であると、加硫が速くなりすぎるため、接着強度(剥離強度)及び加工性が低下したり、硫黄のブルームにより未加硫クッションゴムのタッキネスが低下する。一方、前記含有量が、より好ましい範囲内であると、接着強度(剥離強度)及び加工性の点で、有利である。硫黄としては普通硫黄やブルームを防止するために不溶性硫黄を使用することができる。
前記ゴム組成物には、必要に応じて補強性充填剤を配合することができる。前記補強性充填剤としては、カーボンブラック、無機充填剤、などを挙げることができ、カーボンブラック及び無機充填剤から選択される少なくとも一種が好ましい。
前記補強性充填剤の含有量が、10質量部未満であると、補強性充填剤を入れる効果があまりみられないことがあり、80質量部を超えると前記ゴム成分の未加硫時の粘度が高くなりすぎて加工性が低下したり、被接着タイヤ部材およびタイヤ部材のゴムへの密着性が低下し十分な接着強度が得られないことがある。
前記無機充填剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シリカ、水酸化アルミニウム、クレー、アルミナ、タルク、マイカ、カオリン、ガラスバルーン、ガラスビーズ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、酸化チタン、チタン酸カリウム、硫酸バリウム、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
なお、無機充填剤を用いる時は適宜シランカップリング剤を使用してもよい。
前記カーボンブラックとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、HAF、FF、FEF、GPF、SRF、FTグレードのものが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、HAFグレードが、耐亀裂成長性を向上させ、発熱性を抑制し、加工性がよく、低コストである点で、有利である。
前記カーボンブラックのゴム成分100質量部に対する含有量が、25質量部未満であると、十分な補強効果が得られないことがあり、50質量部を超えると、硬くなりすぎることがある。
また必要に応じて、粘着付与剤(タッキファイア)、補強剤、軟化剤、充填剤、加硫助剤、着色剤、難燃剤、滑剤、発泡剤、可塑剤、加工助剤、酸化防止剤、老化防止剤、紫外線防止剤、帯電防止剤、着色防止剤、その他の配合剤など公知のものをその使用目的に応じて使用することができる。
前記検査工程は、前記被接着タイヤ部材としての台タイヤを得るための更生用タイヤの外観、釘穴、傷などを検査する工程である。
前記検査工程により、リトレッディングにより更生可能か否かの判断をして更生不能なものは除かれる。
前記バフ工程は、更生可能な更生用タイヤをトレッドの外周面を削り取って台タイヤを形成する工程である。
なお、台タイヤは部分的に研摩されたり、穴埋めなどの補修がなされる。
前記プレキュアトレッド加硫工程は、トレッドゴム材料からパターン付きのトレッドを加硫成型して、前記タイヤ部材としてのプレキュアトレッドを得る工程である。
前記裁断工程は、帯状に連続した前記タイヤ部材としてのプレキュアトレッドを所定長さに切断する工程である。
前記トレッド巻付け工程は、前記被接着タイヤ部材としての台タイヤに前記タイヤ部材としてのプレキュアトレッドを巻き付ける工程である。前記プレキュアトレッドの巻き付けに際しては、台タイヤの外周面にセメントを塗布してシート状のクッションゴムを貼付しておくか、又は、押出し機より直接台タイヤにシート状のクッションゴムを施しておく。
例えば、かかる台タイヤが回転自在に支持され、送り装置によりプレキュアトレッドが回転する台タイヤに供給されて、その外周面に巻き付けられる。
台タイヤに巻き付けられたプレキュアトレッドの先端と後端は、クッションゴムを介して当接され、ステープラなどで接合される。
前記その他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、クッションゴム作製工程が挙げられる。
前記クッションゴム作製工程としては、前記接着用ゴム組成物を用いて、クッションゴムを作製する工程である。
前記クッションゴムの作製方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、圧延ロールを用いてシート化する、押し出し機を用いてシート化する方法、などが挙げられる。
前記クッションゴムの形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シート状、などが挙げられる。
本発明のタイヤとしては、本発明のタイヤの製造方法により製造したものである限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
本発明のタイヤの形状、構造、大きさ及び材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
本発明の補修用ゴム部材としては、本発明のタイヤに用いたものである限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、トレッド、ベーストレッド、サイドウォール、などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記タイヤ部材のゴム材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、加硫ゴム、半加硫ゴム、未加硫ゴムのいずれであってもよいが、通常、接着用のクッションゴムを使うCOLD方式の更正タイヤでは、予め加硫されたトレッドゴム(加硫ゴム)が使われ、モールド加硫機が必要なHOT方式に比べて、加硫缶で複数のタイヤを一度に加硫接着できるため効率的で経済的である。
本発明の補修用ゴム部材の形状、構造、及び大きさとしては、被接着タイヤ部材とタイヤ部材とを接着可能である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
本発明の補修用ゴム部材の材質としては、本発明のタイヤの製造方法に用いた接着用ゴム組成物により形成されたものである限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
なお、本明細書における「実施例1」は「参考例1」であるとする。
下記表1−1〜表1−2に示す配合組成により、ゴム組成物を調製した。混練りは、始めに加硫促進剤と硫黄を除く、全ての材料を3.0Lのバンバリーミキサーを用いてローター回転数70rpm、排出時の温度150℃で混練りした。得られたゴムを一度室温に冷ました後、次に50rpmで排出時の温度を65℃以下で混練りした。得られた各ゴム組成物について、下記方法により、105℃でのFmax(最大トルク)及びFmin(最小トルク)(dN・m)と、105℃での加硫速度T90とを測定した。結果を表1−1〜表1−2に示す。
前記最大トルクFmaxは、日本合成ゴム社製キュラストメーターを用いて、加硫トルクカーブの最大値を、温度105℃±1℃で測定した。
前記加硫速度T90は、JISK6300−2に準拠し、日本合成ゴム社製キュラストメーターを用いて、加硫トルクカーブのトルク値Fが、[最小トルクFmin+90%ΔF]の値に達するまでに要する時間を、温度105℃±1℃で測定した。ここでΔF=最大トルクFmax―最小トルクFminである。
表1−1〜表1−2の各クッションゴム組成物について引張り試験用のサンプルを作るため2mmのシート状にして105℃のプレス加硫機を用いてそれぞれT90×2倍の時間で加硫した。JIS K6251に準拠しダンベル型試験片を用いて引張試験を行い破断時の引張強度を測定した。また、加硫されたゴムを100℃の恒温相で24時間老化した後の引張強度も同様に測定した。
各更正タイヤは、更生用台タイヤ(トラック・バス用ラジアルタイヤ、サイズ11R22.5)の踏面部に、予めロールにより1mm厚さのシート状に加工したクッションゴムを貼り付けた後、その上にプレキュアトレッドを配設して、エンベロープと呼ばれるゴムの袋で包んだ後、室温で加硫缶にいれ、最高温度を105℃に設定し加硫缶内で6.0MPaに加圧加硫し更生タイヤを製造した。比較例1は3.5時間加硫し、実施例1は2時間、実施例2は1時間加硫した。
試作した更正タイヤの、プレキュアトレッド/クッションゴムと台タイヤ間で幅1inchの剥離試験用サンプルを作製して、JIS K6256-1に準拠し、トレッドと台タイヤの接着界面の剥離強度を測定した。比較例1の更正タイヤから採取した試験サンプルの剥離強力を100として指数表示した。指数値が大きい程、剥離強度が大きいことを示す。
*1 RSS#4
*2 HAFグレードのカーボンブラックN330、商品名:「ダイヤブラックH」、三菱化学(株)製
*3 スピンドルオイル
*4 商品名:「ノクラック6C」、大内新興化学株式会社製、N−フェニル−N’−(1,3−ジメチルブチル)−p−フェニレンジアミン
*5 アルキルフェノール系粘着付与剤(タッキファイヤー)、商品名:SP1068SI-Group社製
*6 商品名:「ノクセラー8」(n−ブチルアルデヒドアニリン)、大内新興化学工業製
*7 商品名:「ノクセラーD」(1,3−ジフェニルグアニジン)、大内新興化学工業製
*8 商品名:「ノクセラーZIX」(イソプロピルキサントゲン酸亜鉛)、大内新興化学工業製
*9 商品名:「ノクセラーM−P」(2−メルカプトベンゾチアゾール)、大内新興化学工業製
*10 商品名:「ノクセラーZTC」(ジベンジルジチオカルバミン酸亜鉛)、大内新興化学工業製
表2−1より、上記未加硫ゴム組成物を用いた実施例1及び2は、上記未加硫ゴム組成物を用いていない比較例1と比較して、高い剥離抗力を有するタイヤを製造することができることが分かる。
Claims (3)
- 被接着タイヤ部材とタイヤ部材とを、接着用ゴム組成物を介して接着するタイヤの製造方法において、
前記接着用ゴム組成物として、ゴム成分100質量部に対して、イソプロピルキサントゲン酸亜鉛1質量部〜2質量部と、硫黄0.1質量部〜5.0質量部とを含み、アルデヒド−アミン系化合物をさらに含む未加硫ゴム組成物を用いたことを特徴するタイヤの製造方法。 - 前記未加硫ゴム組成物が、前記ゴム成分100質量部に対して、カーボンブラック25質量部〜50質量部をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のタイヤの製造方法。
- 前記被接着タイヤ部材及び前記タイヤ部材が加硫ゴムであることを特徴とする1又は2に記載のタイヤの製造方法。
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