JP6338279B2 - タイヤの検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤの検査方法に関する。詳細には、本発明は、タイヤの変色性の検査方法に関する。

タイヤは、時間の経過とともに老化する。老化の主な原因の一つは、大気中のオゾンである。タイヤの表面において、オゾンがゴム組成物中のポリマーと反応することで、ポリマーの分子結合が切断される。これはタイヤの強度を劣化させる。これは、タイヤのサイドウォール上のひび割れの原因となる。これは、トレッドの溝底でのひび割れの原因となる。老化したタイヤは使用することが困難である。

老化の進行を抑制するために、タイヤは老化防止剤を含有している。老化防止剤はタイヤのゴム組成物のポリマーよりも先にオゾンと反応する。老化防止剤がオゾンと反応することにより、ポリマーの分子結合の切断が抑制されている。老化防止剤とオゾンとの反応で生成される物質は茶色である。このため、タイヤの表面は茶色に変色する。老化防止剤は、タイヤの老化を抑制するが、タイヤの表面を茶色に変色させる。この変色は、タイヤの外観不良の原因となりうる。

タイヤの側面の一部には、文字やマークの記載のため、或いは装飾のために白色ゴムの層が設けられている。側面に設けられたホワイトレターが白色ゴム層の例である。この白色ゴム層は、老化防止剤を含有していない。この白色ゴム層と隣接するゴム層には老化防止剤が含まれている。この老化防止剤の濃度の差に起因して、老化防止剤がこの隣接するゴム層から白色ゴム層へ移行する。白色ゴム層へ移行した老化防止剤はその表面にてオゾンと反応する。これにより、白色ゴム層は茶色に変色する。白色ゴム層の茶色への変色は目立ち易い。この変色はタイヤの外観を著しく損ねる。白色ゴム層の変色は、特にタイヤの外観不良の原因となり易い。この変色を抑制する白色ゴムの組成物の検討が、特開２０１３−１３３４５６公報で開示されている。

特開２０１３−１３３４５６公報

タイヤの変色を完全に抑えることは困難である。タイヤがどの程度の期間でどの程度変色するか（変色性）を検査することが、変色に起因する市場での外観不良の低減に重要となる。

白色ゴム層の変色性は、隣接するゴム層からの老化防止剤の移行量に依存する。白色ゴム層の変色性は、タイヤの構造、形状、厚み等により変化する。変色性は、タイヤの種類ごとに検査する必要がある。従来は、タイヤを走行試験機で走行させた状態で、変色するまでの期間や変色の程度を測定していた。しかし、タイヤが変色を開始するまでには数ヶ月かかる。この検査には数ヶ月が必要となる。このため、タイヤの変色性が適切な時期に判断できないことが起こりうる。これは、市場でのタイヤの外観不良を招来しうる。

タイヤの変色性の検査期間を短くするために、オゾンを使用することが考えられる。この方法では、大気より高い濃度のオゾン中にタイヤをさらすことで、変色を加速させる。しかし、気体であるオゾンは濃度の管理が困難である。タイヤの所望の位置を一定期間所望の濃度のオゾンにさらし続けることは容易ではない。このため、変色性の検査結果の再現性が不十分となりうる。この方法では、精度の良い変色性の検査は困難である。加えて、気体であるオゾンは、取り扱いが難しい。高い濃度のオゾンは、生体に悪影響を与える。生体に影響を与えないようにオゾンを管理することは容易ではない。

本発明の目的は、タイヤの変色性が短い期間で精度よく検査できる検査方法の提供にある。

本発明に係るタイヤの変色性の検査方法は、タイヤがドラム型走行試験機にセットされる工程と、このタイヤに荷重が負荷される工程と、上記走行試験機のドラムを回転させることで上記タイヤが走行される工程と、この走行に併せて上記タイヤの側面に紫外線を照射する工程とを含む。

好ましくは、上記紫外線は上記タイヤの側面上のホワイトレターを含む部分に照射される。

好ましくは、上記紫外線の強度は１０Ｗ以上２０Ｗ以下であり、この紫外線の光源から上記タイヤの側面までの距離は２０ｃｍ以上４０ｃｍ以下である。

好ましくは、上記走行試験機で上記タイヤを走行させる際に、上記タイヤの空気圧はこのタイヤの正規内圧の９０％以上１００％以下であり、このタイヤにかける荷重はこのタイヤの正規荷重の８５％以上１００％以下であり、走行速度は７０ｋｍ／ｈ以上１００ｋｍ／ｈ以下である。

本発明に係るタイヤの変色性の検査装置は、タイヤに負荷される荷重とタイヤの走行速度とが調整できるドラム型走行試験機と、紫外線照射機とを備えている。この装置では、上記走行試験機上で走行している上記タイヤの側面に、上記紫外線照射機から紫外線が照射される。

本発明に係る検査方法では、タイヤはドラム型走行試験機で走行するとともに、タイヤの側面に紫外線が照射される。この紫外線は、老化防止剤と反応してタイヤの表面を茶色に変色させる。この紫外線は、タイヤの変色を加速する。この紫外線よる変色性と大気中のオゾンによる変色性とは良好な相関を示す。この方法では短い期間で変色性の試験ができる。さらに、一定の強度の紫外線を一定期間タイヤに照射するのは容易である。この方法による変色は、良好な再現性を有する。この方法によれば、紫外線を照射しない従来の検査方法に比べて、短い期間で精度よく変色性の検査ができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る検査方法を実施するための装置が示された正面図である。 図２は、図１の装置の側面図である。 図３は、図１のタイヤへの紫外線の照射の様子が示された模式図である。 図４は、本検査方法での変色性と、従来の検査方法での変色性との相関を示すグラフである。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１は、本発明の一実施形態に係る検査方法を実施するための装置２が示された模式図である。図２は、図１の装置２の側面図である。この装置２は、ドラム型走行試験機４と紫外線照射機６とからなる。図１及び図２には、検査されるタイヤ８も示されている。

ドラム型走行試験機４はドラム１０を備えている。図１には、このドラム１０が示されている。ドラム１０は円筒形である。タイヤ８は、そのトレッド面とドラム１０の外周面とが接触するように設置される。このとき、タイヤ８に負荷される荷重の大きさは調整可能である。このドラム１０が回転することによりタイヤ８が回転する。図１において、矢印Ｘがドラムの回転方向でり、矢印Ｙがタイヤの回転方向である。これにより、タイヤ８が走行される。このとき、ドラム１０の回転速度は調整可能である。換言すれば、タイヤ８の走行速度は調整可能である。

紫外線照射機６は、ドラム型走行試験機４の前方に配置されている。紫外線照射機６は、ドラム型走行試験機４に設置されたタイヤ８の側面に紫外線を照射する。

この装置２による検査では、まずタイヤ８がドラム１０走行試験機４にセットされる。タイヤ８のトレッド面とドラム１０の外周面とが接触する。次にタイヤ８に荷重が負荷され、ドラム１０が回転する。これにより、タイヤ８が走行される。この走行に併せて紫外線照射機６から紫外線がタイヤ８の側面に照射される。紫外線が照射された状態で、一定期間タイヤ８が走行された後、タイヤ８の変色の程度が観察される。或いは、タイヤ８の変色が発生するまでの時間が計測される。

以下、本発明の作用効果が説明される。

タイヤがどの程度の期間でどの程度変色するか（変色性）を検査することが、変色に起因する市場での外観不良の低減に重要となる。変色性は、タイヤの種類ごとに検査する必要がある。従来は、タイヤを走行試験機で走行させた状態で、変色するまでの期間や変色の程度を測定していた。しかし、タイヤが変色を開始するまでには数ヶ月かかる。このため、タイヤの変色性が適切な時期に判断できないことが起こりうる。

本発明に係る検査方法は、タイヤ８をドラム型走行試験機４で走行させるとともに、タイヤ８の側面に紫外線を照射する。老化防止剤は、紫外線と反応して茶色に変色する。紫外線を照射することで、タイヤ８の変色を加速することができる。この方法によれば、紫外線を照射しない従来の検査方法に比べて、短い期間で変色性の検査ができる。

紫外線による変色の程度及びオゾンによる変色の程度は、ともに老化防止剤の濃度に依存する。紫外線による変色性と大気中のオゾンによる変色性とは良好な相関を有する。すなわち、紫外線を照射する検査方法で早く変色を起こすタイヤは、大気中でも早く変色する。紫外線を照射する検査方法で変色を起こしにくいタイヤは、大気中でも変色するまでの時間が長い。この方法での変色性は、実使用状態での変色性と良好な相関を有する。この方法では、精度の良い変色性の検査ができる。

タイヤの変色性の検査期間を短くするために、オゾンを使用することが考えられる。この方法では、大気より高い濃度のオゾン中にタイヤをさらすことで、変色を加速させる。しかし、気体であるオゾンは濃度の管理が困難である。タイヤの所望の位置を一定期間所望の濃度のオゾンにさらし続けることは容易ではない。このため、変色性の検査結果の再現性が不十分となりうる。この方法では、精度の良い変色性の検査は困難である。加えて、気体であるオゾンは、取り扱いが難しい。高い濃度のオゾンは、生体に悪影響を与える。生体に影響を与えないようにオゾンを管理することは容易ではない。

本発明に係る検査方法では、紫外線の光源の強度を調整するだけで、所望の強さの紫外線を照射することができる。光源の向きを調整するだけで、紫外線をタイヤ８の所望の位置に照射することができる。この検査方法は再現性に優れる。この方法では精度のよい検査をすることができる。さらに、光である紫外線は、取り扱いが容易である。生体に影響を与えないように管理することは容易である。この方法では、生体に影響を与えないように検査をすることができる。

本発明に係る検査方法では、タイヤ８は荷重が負荷された状態で走行される。タイヤ８は、実使用に近い状態で検査がされる。この検査方法での変色性は、実使用での変色性と良好な相関を有しうる。

紫外線を照射する場所は、タイヤ８の側面上のホワイトレターを含む部分であることが好ましい。ホワイトレターは、変色が目立ちやすい。目視により、変色の程度が容易に認識できる。ホワイトレターに紫外線を照射することにより、精度よく変色性の検査ができる。

図３は、図１のタイヤ８の側面が示されている。図３には、紫外線の照射範囲Ａも示されている。図３において両矢印Ｈは、タイヤ８の半径方向内側端から外側端までの半径方向高さである。両矢印Ｈｏは範囲Ａの半径方向外側の辺からタイヤ８の外側端まで高さである。高さＨｏの高さＨに対する比（Ｈｏ／Ｈ）は、０．１５以上が好ましい。比（Ｈｏ／Ｈ）を０．１５以上とすることで、紫外線とドラム１０との干渉が抑えられうる。この検査方法は高い精度が維持されている。

比（Ｈｏ／Ｈ）は、０．４０以下が好ましい。比（Ｈｏ／Ｈ）を０．４０以下とすることで、タイヤ８の側面の白色ゴム層に効果的に紫外線が照射されうる。この検査方法では、変色の程度が容易に認識できる。この検査方法では、精度よく変色性の検査ができる。

両矢印Ｈｉは範囲Ａの半径方向内側の辺からタイヤ８の外側端まで高さである。高さＨｉの高さＨに対する比（Ｈｉ／Ｈ）は、０．１５以上が好ましい。比（Ｈｉ／Ｈ）を０．１５以上とすることで、白色ゴム層以外への部分の紫外線照射が抑制されうる。紫外線の光源の強度を抑制することができる。

比（Ｈｉ／Ｈ）は、０．４０以下が好ましい。比（Ｈｉ／Ｈ）を０．４０以下とすることで、タイヤ８の側面の白色ゴム層に効果的に紫外線が照射されうる。この検査方法では、変色の程度が容易に認識できる。この検査方法では、精度よく変色性の検査ができる。

範囲Ａの面積がＳａとされ、タイヤ８の側面全体の面積がＳとされたとき、面積Ｓａの面積Ｓに対する比（Ｓａ／Ｓ）は、０．２５以上が好ましい。比（Ｓａ／Ｓ）を０．２５以上とすることで、タイヤ８の側面の白色ゴム層に効果的に紫外線が照射されうる。この検査方法では、変色の程度が容易に認識できる。この検査方法では、精度よく変色性の検査ができる。

比（Ｓａ／Ｓ）は、０．４０以下が好ましい。比（Ｓａ／Ｓ）を０．４０以下とすることで、紫外線とドラム１０との干渉が抑えられうる。この検査方法は高い精度が維持されている。また、これにより、白色ゴム層以外の部分への紫外線照射が抑制されうる。照射する紫外線の光源の強度を抑制することができる。

タイヤ８の変色性をこの方法で精度よく検査するには、紫外線で加速されたときの変色性と、大気中のオゾンによる変色性との相関がとれていることが重要である。強すぎる紫外線は、変色までの期間が短くなり過ぎて、この相関が取り難くなる。紫外線照射機６の光源の強度Ｖｓは２０Ｗ以下が好ましい。強度Ｖｓを２０Ｗ以下とすることで、この検査による変色性と大気中のオゾンによる変色性との良好な相関が実現されうる。この方法では、精度の良い検査が実現されている。

光源の強度Ｖｓは１０Ｗ以上が好ましい。強度Ｖｓを１０Ｗ以上とすることで、効率良く変色が加速される。この方法では、短い期間で変色性の検査がされうる。

タイヤ８の側面での単位面積あたりの紫外線強度Ｔｓは、０．２０ｍＷ／ｃｍ^２以下が好ましい。強度Ｔｓを０．２０ｍＷ／ｃｍ^２以下とすることで、この検査による変色性と紫外線を照射しないときの変色性との良好な相関が実現されうる。この方法では、精度の良い検査が実現されている。

強度Ｔｓは、０．１０ｍＷ／ｃｍ^２以上が好ましい。強度Ｔｓを０．１０ｍＷ／ｃｍ^２以上とすることで、効率良く変色が加速される。この方法では、短い期間で変色性の検査がされうる。

図２で両矢印Ｄは紫外線照射機６の光源からタイヤ８の側面までの距離である。距離Ｄは２０ｃｍ以上４０ｃｍ以下が好ましい。距離Ｄを２０ｃｍ以上４０ｃｍ以下とすることで、タイヤ８の側面の所望の範囲に効率良く紫外線を照射することができる。

紫外線の波長は２００ｎｍ以上が好ましい。紫外線の波長を２００ｎｍ以上とすることで、大気中の酸素が紫外線を吸収してオゾンが生成されることが抑制される。紫外線により生成されたオゾンがタイヤ８の変色性に影響を及ぼすことが抑止される。この検査方法では、オゾンの生成による再現性の低下が抑えられる。この方法では精度の高い検査が実現されている。

走行試験機４にて走行させるタイヤ８の空気圧は、このタイヤ８の正規内圧の９０％以上１００％以下が好ましい。タイヤ８の空気圧を正規内圧の９０％以上１００％以下とすることで実使用状態と同等のタイヤ８の状態が実現されうる。この検査方法での変色性は、実使用での変色性と良好な相関を有しうる。

走行試験機４にて走行させるタイヤ８の荷重は、このタイヤ８の正規荷重の８５％以上１００％以下が好ましい。タイヤ８の荷重を正規荷重の８５％以上１００％以下とすることで実使用状態と同等のタイヤ８の状態が実現されうる。この検査方法での変色性は、実使用での変色性と良好な相関を有しうる。

走行試験機４にて走行させるタイヤ８の速度は、７０ｋｍ／ｈ以上１００ｋｍ／ｈ以下が好ましい。タイヤ８の速度を７０ｋｍ／ｈ以上１００ｋｍ／ｈ以下とすることで実使用状態と同等のタイヤ８の状態が実現されうる。この検査方法での変色性は、実使用での変色性と良好な相関を有しうる。

本発明では、タイヤ８及びタイヤ８の各部材の寸法及び角度は、タイヤ８が正規リムに組み込まれ、正規内圧となるようにタイヤ８に空気が充填された状態で測定される。測定時には、タイヤ８には荷重がかけられない。本明細書において正規リムとは、タイヤ８が依拠する規格において定められたリムを意味する。ＪＡＴＭＡ規格における「標準リム」、ＴＲＡ規格における「Design Rim」、及びＥＴＲＴＯ規格における「Measuring Rim」は、正規リムである。本明細書において正規内圧とは、タイヤ８が依拠する規格において定められた内圧を意味する。ＪＡＴＭＡ規格における「最高空気圧」、ＴＲＡ規格における「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に掲載された「最大値」、及びＥＴＲＴＯ規格における「INFLATION PRESSURE」は、正規内圧である。本明細書において正規荷重とは、タイヤ８が依拠する規格において定められた荷重を意味する。ＪＡＴＭＡ規格における「最高負荷能力」、ＴＲＡ規格における「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に掲載された「最大値」、及びＥＴＲＴＯ規格における「LOAD CAPACITY」は、正規荷重である。

以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。

［実施例１］
図１に示された検査装置を用いてタイヤの検査を実施した。このタイヤのサイズは、２１５／６０Ｒ１７Ｃ １０９／１０７Ｒである。このタイヤをドラム型走行試験機で走行させた。この試験機のドラム径は１７０７ｍｍである。タイヤの走行条件は以下の通りである。
使用リム：１７×６．５Ｊ
空気圧：４７５ｋＰａ（タイヤの正規内圧の１００％）
荷重：１０．１ｋＮ（タイヤの正規荷重の１００％）
速度：８０ｋｍ／ｈ
タイヤの走行とともに、紫外線照射機でタイヤ側面のホワイトレターを含む部分に紫外線を照射した。紫外線照射の条件は、表１に示される通りである。

［比較例１］
紫外線を照射しないことの他は実施例１と同様にして、タイヤの検査を実施した。比較例１は、従来の検査方法である。

［実施例２−３］
従来の変色検査で不合格となった２種類のタイヤが用意された。表２に示される通り、それぞれの種類のタイヤについて、実施例１と同様にして検査を実施した。表ではこれらのタイヤの種類は、タイプ２及びタイプ３として記載されている。実施例１及び比較例１のタイヤはタイプ１である。
［比較例２−３］
表２に示されるとおり、タイプ２及びタイプ３のタイヤについて、紫外線を照射しないことの他は実施例１と同様にして、タイヤの検査を実施した。比較例２−３は、従来の検査方法である。
［実施例４−６］
表３に示されるとおり、タイプ１−３のタイヤについて、紫外線の光源の強度を１０Ｗにした他は実施例１と同様にして、タイヤの検査を実施した。
［実施例７−９］
表３に示されるとおり、タイプ１−３のタイヤについて、紫外線の光源の強度を２０Ｗにした他は実施例１と同様にして、タイヤの検査を実施した。

［変色レベル及び走行時間］
実施例１の検査では、タイヤの走行時間が２時間経過するごとに走行を停止させ、ホワイトレターの変色レベルを目視で確認した。比較例１の検査では、タイヤの走行時間が２４時間経過する毎に走行を停止させ、ホワイトレターの変色レベルを目視で確認した。変色が現れはじめた後は、タイヤの走行時間が２時間経過するごとに走行を停止させ、ホワイトレターの変色レベルを目視で確認した。全く変色していないのが０、ホワイトレター全体が変色しているのが５とされ、変色を起こしている面積に応じて、０−５の６段階の変色レベルが付された。変色レベル１、２及び３となった走行時間がそれぞれ計測された。結果が表１に示されている。

［紫外線を照射する場合の変色性と照射しない場合の変色性との相関］
実施例２−９の検査では、タイヤの走行時間が２時間経過する毎に走行を停止させ、ホワイトレター部分の変色レベルを目視で確認した。比較例２−３の検査では、タイヤの走行時間が２４時間経過する毎に走行を停止させ、ホワイトレター部分の変色レベルを目視で確認した。変色が現れはじめた後は、タイヤの走行時間が２時間経過するごとに走行を停止させ、ホワイトレターの変色レベルを目視で確認した。変色レベルが３となった走行時間が計測された。結果が表２及び３に示されている。表１−３の結果より、比較例１−３の変色レベルが３となった走行時間を横軸とし、実施例１−９の変色レベルが３となった走行時間を縦軸とし、タイプ１−３それぞれのタイヤについて走行時間をプロットしたのが図４である。図４は、紫外線を照射する本検査方法での変色性と、紫外線を照射しない従来の検査方法での変色性との相関を示している。

表１−表３に示されるように、実施例の検査方法では、従来の検査方法に比べて短い期間で変色性の検査ができる。表１−表３及び図４に示されるとおり、実施例の方法での変色性は、従来の方法での変色性と良好な相関を示している。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。

以上説明された方法は、種々のタイヤの検査に用いられうる。

２・・・検査装置
４・・・走行試験機
６・・・紫外線照射機
８・・・タイヤ
１０・・・ドラム

Claims (5)

1. タイヤがドラム型走行試験機にセットされる工程と、このタイヤに荷重が負荷される工程と、上記走行試験機のドラムを回転させることで上記タイヤが走行される工程と、この走行に併せて上記タイヤの側面に紫外線を照射する工程とを含むタイヤの変色性の検査方法。
2. 上記紫外線が上記タイヤの側面上のホワイトレターを含む部分に照射される請求項１に記載の検査方法。
3. 上記紫外線の強度が１０Ｗ以上２０Ｗ以下であり、この紫外線の光源から上記タイヤの側面までの距離が２０ｃｍ以上４０ｃｍ以下である請求項１又は２に記載の検査方法。
4. 上記走行試験機で上記タイヤを走行させる際に、上記タイヤの空気圧がこのタイヤの正規内圧の９０％以上１００％以下であり、このタイヤにかける荷重がこのタイヤの正規荷重の８５％以上１００％以下であり、走行速度が７０ｋｍ／ｈ以上１００ｋｍ／ｈ以下である請求項１から３のいずれかに記載の検査方法。
5. タイヤに負荷される荷重とタイヤの走行速度とが調整できるドラム型走行試験機と、紫外線照射機とを備え、
   上記走行試験機上で走行している上記タイヤの側面に、上記紫外線照射機から紫外線が照射されるタイヤの変色性の試験装置。

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