JP6225275B2 - 調製されたエッジを有するプレキュアタイヤトレッド及びその製造方法 - Google Patents

Description

本開示は、タイヤリトレッド及びプレキュアタイヤトレッドの分野に関する。より詳細には、本開示は、タイヤリトレッド、タイヤリトレッドプロセス中に接着剤を受容するための調製されたエッジを有するプレキュアタイヤトレッド、及びその製造方法の分野に関する。

タイヤのリトレッドは、摩耗したトレッドをタイヤケーシングからバフ研磨プロセスによって除去することを含み得る。成型されたプレキュアトレッドは、タイヤケーシングに巻き付けられたときに第１の端部が第２の端部と接するように、適切な長さに切断される。タイヤケーシング、プレキュアトレッド、又はタイヤケーシングとプレキュアトレッドとの両方に、接着剤が塗布される。一実施形態において、非接着表面剤を除去するために、プレキュアトレッドの先端の小部分（２．５〜８センチメートル（１〜３インチ））が切断される。次いで、プレキュアトレッドは、調製されたタイヤケーシングに適合するように、適切な長さに切断される。その後、両切断端部は、互いに接着剤で固着され得る。プレキュアトレッドの先端部の切断により、再利用ないしは別の方法で処分されるスクラップゴムが製造される。

一実施形態において、プレキュアタイヤトレッドを調製する方法は、未加硫ゴム混合物を形成することと、未加硫ゴム混合物を、第１の端部及び第２の端部を有する未加硫タイヤトレッドストリップに押し出し成形することを含む。この方法はまた、未加硫タイヤトレッドストリップを加硫して、第１の端部及び第２の端部を有するプレキュアタイヤトレッドを形成することも含む。この方法は、プレキュアタイヤトレッドの第１の端部をバフ研磨することと、プレキュアタイヤトレッドの第２の端部をバフ研磨することを更に含む。

別の実施形態において、プレキュアタイヤトレッドは、複数のトレッド要素を有する上面、下面、前面、及び後面を含む。前面及び後面の少なくとも一方は、非接着表面剤が実質的に存在しない粗面である。

更に別の実施形態において、タイヤをリトレッドする方法は、タイヤケーシングを供給することと、下面、第１の端部、及び第２の端部を有するプレキュアタイヤトレッドを供給することを含む。この方法は、プレキュアタイヤトレッドの第１の端部及び第２の端部の少なくとも一方を粗面化することを更に含む。この方法はまた、タイヤケーシング及びプレキュアタイヤトレッドの下面の一方に第１の物質を塗布することと、プレキュアタイヤトレッドの第１の端部及び第２の端部の一方に第２の物質を塗布することも含む。この方法は、プレキュアタイヤトレッドの第１の端部がプレキュアタイヤトレッドの第２の端部と接するように、プレキュアタイヤトレッドをタイヤケーシングに巻き付けることを更に含む。

添付の図面では、以下の詳細な説明と共に、本発明の請求項に係る説明の例示的実施形態を説明する構造が図示される。同様の要素は、同一の参照番号で示される。当然のことながら、単一の構成要素として示される要素は、複数の構成要素に置き換えられてよく、複数の構成要素として示されている要素は、単一の構成要素に置き換えられてよい。図面は正確な縮尺ではなく、特定の要素の大きさは、説明のために大きく示されていることがある。
未加硫ゴム混合物を製造するための例示的な混合デバイスの模式図である。 未加硫タイヤトレッドストリップを押し出し成形するための例示的な押し出し成形デバイスの模式図である。 例示的なタイヤトレッド加硫金型の模式図である。 プレキュアタイヤトレッド及び一対のワイヤ回転ブラシからなる一実施形態の模式図である。 プレキュアタイヤトレッドのロールの一実施形態の斜視図である。 タイヤケーシングに貼り付けられているプレキュアタイヤトレッドの側面模式図である。

以下は、本明細書で用いられる、選択された用語の定義である。これらの定義は、用語の範囲に入り、実施のために使用され得る構成要素の様々な例及び／又は形態を含む。例は、制限的であることを意図しない。用語の単数形及び複数形は、いずれも定義の範囲内であってよい。

「軸方向の」及び「軸方向に」は、タイヤの回転軸と平行する方向を指す。

「周方向の」及び「周方向に」は、軸方向に対して垂直であるトレッドの表面の外周部に沿って延在する方向を指す。

本明細書で使用するとき、「トレッド」は、標準的な膨張度及び荷重において、道路又は地面と接触するタイヤの部分を指す。

以下の説明で使用される同様の用語によって一般的なタイヤ構成要素が説明されるが、当然のことながら、用語は若干異なる含意を有するため、当業者は、以下の用語のうちのいずれか１つが、一般的なタイヤ構成要素の説明に使用される別の用語と単に交換できるとは見なさないであろう。

図１〜４は、プレキュアタイヤトレッドを調製するためのシステム内にある様々なステーションの模式図である。図１は、１つ又は２つ以上の化合物１１０を受容するための例示的な混合デバイス１００の模式図である。混合デバイス１００は、１つ又は２つ以上の化合物１１０を混合して、未加硫ゴム混合物１２０を製造する。混合デバイスの詳細は、当該技術分野において周知であり、本明細書では説明を繰り返さない。

未加硫ゴム混合物１２０は、図２に模式的に図示された例示的な押し出し成形デバイス２００などの押し出し成形デバイスに送り込まれる。押し出し成形デバイス２００は、未加硫ゴム混合物１２０を、加硫されたタイヤトレッドを調製するために適切なサイズに切断される連続的な未加硫ストリップ２１０に押し出し成形する。未加硫タイヤトレッドストリップは、第１の端部及び第２の端部を有する。押し出し成形デバイスの詳細は、当該技術分野において周知であり、本明細書では説明を繰り返さない。

図示した実施形態において、混合デバイス１００と押し出し成形デバイス２００は、別個のマシンとして図示される。代替実施形態において（図示なし）、１つのマシンが、混合デバイスと押し出し成形デバイスの両方の役割を果たしてもよい。

代替実施形態において、未加硫タイヤトレッドストリップは、３Ｄプリント又は加法的な製造プロセスによって形成され得る。このような実施形態において、混合デバイス及び押し出し成形デバイスは省略され得る。

未加硫タイヤトレッドストリップは、図３に図示された例示的なタイヤトレッド加硫金型３００などのトレッド加硫金型に入れられる。未加硫タイヤトレッドストリップは、トレッド加硫金型３００の寸法に応じて適切な長さに切断され得る。周知の一実施形態において、未加硫タイヤトレッドストリップは、概ね９メートル（３０フィート）の長さに切断される。しかし、当然のことながら、未加硫タイヤトレッドストリップは任意の所望の長さに切断され得る。タイヤトレッド加硫金型３００は、熱及び圧力を加えることによって未加硫タイヤトレッドストリップを加硫し、それにより、第１の端部及び第２の端部を有するプレキュアタイヤトレッドを形成する。一実施形態において、タイヤトレッド加硫金型３００は、約１８０℃（３５０°Ｆ）の熱を約２４００ｋＰａ（３５０ＰＳＩ）の圧力と共に加える。代替実施形態において、タイヤトレッド加硫金型３００は、約１５０〜１９０℃（３００〜３７０°Ｆ）の熱を約１３７０〜５８００ｋＰａ（２００〜８５０ＰＳＩ）の圧力と共に加える。タイヤトレッド加硫金型の詳細は、当該技術分野において周知であり、本明細書では説明を繰り返さない。

別の方法としては、プレキュアタイヤトレッドは、３Ｄプリント又は加法的な製造プロセスによって形成され得る。このような実施形態において、未加硫タイヤトレッドストリップをタイヤトレッド加硫金型内で加硫する工程は省略されるであろうが、結果として生じるタイヤトレッドは、タイヤトレッド加硫金型内で加硫されたタイヤトレッドと同様の物理特性を有するため、又は完全な加硫プロセスは必要ないため、依然として「プレキュア」と称され得る。

図４は、プレキュアタイヤトレッド４００の一実施形態の模式図である。プレキュアタイヤトレッド４００は、複数のトレッド要素４２０を面上に有する上面４１０を含む。図示した例において、トレッド要素は、複数の溝によって区切られている複数のラグである。代替実施形態において、トレッド要素には、リブ、バー、及びブロック、並びに追加の溝、サイプ、及び他のトレッド要素が含まれてもよい。

プレキュアタイヤトレッド４００はまた、下面４３０、前面４４０、及び後面４５０も含む。この例のプレキュアタイヤトレッド４００は、概ね矩形の断面を有するものとして図示されているが、当然のことながら、この断面は、概ね台形であっても、任意の数の平面又は曲面が含まれていてもよい。

タイヤケーシングに固着されるプレキュアタイヤトレッド４００を調製するために、１つ又は２つ以上の面がバフ研磨又は粗面化されて非接着表面剤が除去され得る。一実施形態において、第１のワイヤ回転ブラシ４６０は下面４３０を粗面化するために使用され、第２のワイヤ回転ブラシ４７０は前面４４０を粗面化するために使用される。第２のワイヤブラシ４７０はまた、後面４５０の粗面化にも使用され得る。代替実施形態において（図示なし）、第３のワイヤ回転ブラシが、後面を粗面化するために使用され得る。別の代替実施形態において（図示なし）、ブラシは１つのみ使用される。この１つのブラシは、１つの面だけを粗面化するために使用されてもよい。あるいは、この１つのブラシは、複数の面を粗面化するために使用されてもよい。当然のことながら、他のデバイスが、プレキュアタイヤトレッドの面をバフ研磨又は粗面化するために使用されてもよい。バフ研磨デバイスには、これに限定されないが、研磨剤含有砥石車、ラスプ、及び同種のものが含まれ得る。

一実施形態において、バフ研磨又は粗面化デバイスは、手動式のデバイスである。代替実施形態において、バフ研磨又は粗面化デバイスは、自動デバイスである。

結果として生じるプレキュアタイヤトレッド４００は、非接着表面剤が実質的に存在しない少なくとも１つの面を有する。したがって、面のバフ研磨又は粗面化により、調製された面上での接着剤の使用がより効果的になる。

一実施形態において、プレキュアタイヤトレッド４００は、図５に図示されているようにロール状に巻かれ、前面４４０は露出状態となる。当業者なら理解するように、場合によっては、フラットなプレキュアタイヤトレッドよりも、ロール状に巻かれたプレキュアタイヤトレッドの方が、容易に輸送され得る。他の場合では、プレキュアタイヤトレッドをフラットな形態のままにすることが好ましい。

プレキュアタイヤトレッド４００がロール状に巻かれた後、前面４４０は依然として露出状態であるため、前面４４０をバフ研磨又は粗面化する工程は、プレキュアタイヤトレッド４００がロール状に巻かれた後に実行されてもよい。

プレキュアタイヤトレッド４００は、リトレッドプロセスで使用され得る。図６は、プレキュアタイヤトレッド４００の一部分を受け止めているタイヤケーシング６００の側面図を図示している。一実施形態において、タイヤケーシング６００は、部分的に摩耗した既存のトレッドを有する。そのような場合、既存のトレッドは、所望の高さまでバフ研磨され得る。

一実施形態において、リトレッドプロセスは、タイヤケーシング６００、プレキュアタイヤトレッド４００の下面４３０、又はタイヤケーシング６００及びプレキュアタイヤトレッド４００の下面４３０の両方に接着剤を塗布することを含む。例示的な接着剤には、これに限定されないが、天然若しくは合成ゴム又はそのようなポリマーの配合物などといったエラストマーを主成分とする組成物を含有する物質が挙げられる。また、接着剤は、ウレタン、エポキシ、及びアクリレートなどの物質を主成分としてもよい。更に、接着剤は、上記のものの硬化剤又は活性化剤を主成分としてもよい。

代替実施形態において、リトレッドプロセスは、タイヤケーシング６００、プレキュアタイヤトレッド４００の下面４３０、又はタイヤケーシング６００及びプレキュアタイヤトレッド４００の下面４３０の両方にセメントを塗布することを含む。セメントは、加硫前に複合体タイヤの構成要素の接触を維持するものであってもよい。

セメントは、セメント物質の分散相として溶媒又は水を使用し得る。溶媒ベースのセメントは、有機溶媒内で溶解又は懸濁され得る特殊なゴム化合物からなる。水ベースのセメントは、添加剤の懸濁液又は乳濁液と組み合わされた乳化又は懸濁ポリマーから構成され得る。

セメント又は接着材が、タイヤケーシング６００及びプレキュアタイヤトレッド４００の下面４３０の両方に塗布される場合、両方の面に同じセメント又は接着剤が塗布され得る。あるいは、それぞれの面に異なるセメント又は接着剤が塗布され得る。例えば、第１のセメントはタイヤケーシング６００に塗布され得、第２のセメントは、両方に塗布され、それらを未加硫ゴム接着剤と接触した状態に保つ特性を有し得る。タイヤ複合体が（セメントで結合された構成要素を使用して）組み立てられると、接着が起こり得る。このような接着は、接触時に、又は閾値を超える温度若しくは圧力の適用と共に、開始又は急速に起こり得る。

上記の実施形態のいずれかにおいて、このプロセスはまた、プレキュアタイヤトレッド４００の前面４４０、プレキュアタイヤトレッド４００の後面４５０、又はプレキュアタイヤトレッド４００の前面４４０及び後面４５０の両方に、セメント又は接着剤を塗布することも含み得る。例示的な接着剤には、これに限定されないが、エラストマー、エラストマー配合物、又は他のポリマーを主成分とし、接着特性を強化する又は他の好ましい特性を提供する添加剤を含有している物質が挙げられる。一実施形態において、未加硫ゴムのストリップが、接着剤として使用され得る。セメントが使用される場合、そのセメントは前述のセメントのうちの１つであってもよい。

セメント又は接着剤が、プレキュアタイヤトレッド４００の前面４４０と後面４５０との両方に塗布される場合、両方の面に同じセメント又は接着剤が塗布され得る。あるいは、それぞれの面に異なるセメント又は接着剤が塗布され得る。例えば、第１のセメントはプレキュアタイヤトレッド４００の前面４４０に塗布され得、第２のセメントは、両方に塗布され、それらを未加硫ゴム接着剤と接触した状態に保つ特性を有し得る。このような接着は、接触時に、又は閾値を超える温度若しくは圧力の適用と共に、開始又は急速に起こり得る。

リトレッドプロセスは、プレキュアタイヤトレッド４００の前面４４０がプレキュアタイヤトレッド４００の後面４５０と接するように、プレキュアタイヤトレッド４００をタイヤケーシング６００に周方向に巻き付けることを更に含む。場合によっては、プレキュアタイヤトレッド４００は、タイヤケーシング６００の外周を上回る長さを有することがある。そのような場合、プレキュアタイヤトレッド４００は、所望の長さに切断され得る。新しい後面が粗面化されるように、プレキュアタイヤトレッド４００の切断には擦過ナイフ（abrasion knife）が使用され得る。新しい後面はまた、前述のいずれかの粗面化方法によっても粗面化され得る。

他の場合では、プレキュアタイヤトレッド４００は、タイヤケーシング６００の外周を下回る長さを有することがある。そのような場合、プレキュアタイヤトレッド４００の前面４４０と後面４５０との間の隙間を埋めるように、第２のプレキュアタイヤトレッド（図示なし）が挿入され得る。第２のプレキュアタイヤトレッドを適切な長さに切断することが必要になることもある。第２のプレキュアタイヤトレッドの面は、前述のいずれかの方法で粗面化され得る。同様に、セメント又は接着剤は、前述のいずれかの方法で塗布され得る。

プレキュアタイヤトレッド４００がタイヤケーシング６００に周方向に巻き付けられた後、組み合わされたタイヤケーシング６００とプレキュアタイヤトレッド４００は、圧力室（図示なし）内で加硫される。当業者なら理解するように、この加硫プロセスは、未加硫タイヤの加硫と比べて相対的に低い温度及び圧力で行われる。一実施形態において、組み合わされたタイヤケーシング６００とプレキュアタイヤトレッド４００は、約１００℃（２００°Ｆ）の温度及び約６００ｋＰａ（９０ＰＳＩ）の圧力で加硫される。他の実施形態において、組み合わされたタイヤケーシング６００とプレキュアタイヤトレッド４００は、１００〜１５０℃（２００〜３００°Ｆ）の温度及び４８０〜８３０ｋＰＡ)（７０〜１２０ＰＳＩ）の圧力で加硫される（cored）。

加硫プロセスの後、加硫タイヤは取り出され、車両に使用され得る。

当然のことながら、前述のプロセスの各工程は、それぞれ異なる場所で実行されてもよい。例えば、プレキュアタイヤトレッド４００は、第１の場所で形成され、第１の場所から遠く離れた第２の場所に輸送され得る。次いで、プレキュアタイヤトレッド４００は、第２の場所でタイヤケーシング６００に貼り付けられ得る。上記の例において、バフ研磨又は粗面化工程は、第１の場所で実行されてもよい。あるいは、トレッド端部のバフ研磨又は粗面化は、第２の場所で実行されてもよい。

本開示に記載される方法及び構造はまた、ゴムを節約することもできる。例えば、本明細書に記載される方法及び構造は、タイヤリトレッドプロセス中に製造されるスクラップゴムの量を減らし得る。

用語「含む（includes）」又は「含むこと（including）」は、本明細書又は特許請求の範囲において使用される限りで、用語「備えること（comprising）」が特許請求の範囲で転換語として用いられる際に解釈されるものと同様に包括的であることが意図される。更に、用語「又は（or）」が用いられる限りで（例えば、Ａ又はＢ）、「Ａ若しくはＢ、又は両方とも」であることが意図されている。本出願人らが「Ａ又はＢの両方ではなく一方のみ」を示すことを意図する場合、用語「Ａ又はＢの両方ではなく一方のみ」が用いられるであろう。したがって、本明細書における用語「又は（or）」の使用は、排他的ではなく、包含的である。Ｂｒｙａｎ Ａ．Ｇａｒｎｅｒ，Ａ Ｄｉｃｔｉｏｎａｒｙ ｏｆ Ｍｏｄｅｒｎ Ｌｅｇａｌ Ｕｓａｇｅ ６２４（２ｄ．Ｅｄ．１９９５）を参照されたい。また、用語「中（in）」又は「中へ（into）」が、本明細書又は特許請求の範囲において使用される限りで、「上（on）」又は「上へ（onto）」を更に意味することが意図される。更に、用語「接続する（connect）」が本明細書又は請求項において使用される限りで、「直接〜に接続する（directly connected to）」だけではなく、別の構成要素を介して接続するなど「間接的に〜に接続する（indirectly connected to）」を意味することが意図されている。

本開示はその実施形態の記述によって例解され、実施形態は相当に詳細に説明されたが、添付の特許請求の範囲の範囲をこのような詳細に制限するか、又はいかなる形でも限定することは、出願人らの本意ではない。更なる利点及び改良は、当業者には容易に明らかとなるであろう。したがって、そのより広域な態様における本開示は、示され説明される、特定の詳細、例示的な機器及び方法、並びに例示の実施例に限定されない。このため、このような詳細からの逸脱が、出願人の一般的な発明概念の趣旨又は範囲から逸脱することなく、なされ得る。

Claims (4)

1. プレキュアタイヤトレッドの調製方法であって、
   未加硫ゴム混合物を形成する工程と、
   前記未加硫ゴム混合物を、第１の端部及び第２の端部を有する未加硫タイヤトレッドストリップに押し出し成形する工程と、
   前記未加硫タイヤトレッドストリップを加硫して、第１の端部及び第２の端部を有するプレキュアタイヤトレッドを形成する工程と、
   前記プレキュアタイヤトレッドの前記第１の端部を回転ブラシでバフ研磨する工程と、
   前記プレキュアタイヤトレッドの前記第２の端部を回転ブラシでバフ研磨する工程と、
   前記第１の端部及び前記第２の端部をバフ研磨した後、前記プレキュアタイヤトレッドを遠く離れた場所に輸送する工程と、を含み、
   前記輸送する工程は、前記プレキュアタイヤトレッドをタイヤケーシングに貼り付ける前に行なわれる
   方法。
2. 前記プレキュアタイヤトレッドを輸送する前に、前記プレキュアタイヤトレッドをロール状に巻く工程を更に含む、請求項１に記載の方法。
3. 接着剤を前記プレキュアタイヤトレッドの第１の端部及び第２の端部の少なくとも一方に塗布する工程を更に含む、請求項１に記載の方法。
4. セメントを前記プレキュアタイヤトレッドの第１の端部及び第２の端部の少なくとも一方に塗布する工程を更に含む、請求項１に記載の方法。

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