JP6959122B2

JP6959122B2 - タイヤ及びタイヤの製造方法

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Publication number: JP6959122B2
Application number: JP2017233349A
Authority: JP
Inventors: 喜多　真一
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2017-12-05
Filing date: 2017-12-05
Publication date: 2021-11-02
Anticipated expiration: 2037-12-05
Also published as: JP2019098996A

Description

本発明は、タイヤ内面に機能部品を備えることが可能なタイヤ及びタイヤの製造方法に関する。

従来より、タイヤ内面に機能部品（例えば、センサやトランスポンダなど）を設置する技術が知られている（特許文献１）。タイヤ内面に機能部品を設置する場合、離型剤の除去が必要となる。離型剤は、加硫工程において、ブラダーとタイヤとの離型を容易にするためにタイヤ内面に塗布されるものであり、離型後にタイヤ内面に残る。この離型剤により、機能部品とタイヤ内面との接着強度が低下する。そこで、特許文献１に係る発明は、レーザーをタイヤ内面に照射し、離型剤を除去している。

特開２００５−３５００５７号公報

しかしながら、特許文献１に係る発明は、単にレーザーをタイヤ内面に照射することしか開示しておらず、必ずしも離型剤を適切に除去できるとはいえない。

本発明は、上記課題に鑑みて成されたものであり、その目的は、機能部品が設置される設置領域に付着している離型剤を適切に除去できるタイヤ及びタイヤの製造方法を提供することである。

本発明に係るタイヤは、機能部品が設置される設置領域を有する。設置領域は、離型剤が除去され、かつ赤外線吸収物質を含む。離型剤の除去は、離型剤の一部に赤外線が照射されることによって実現する。離型剤の一部に赤外線が照射されることによって離型剤が除去された凹部が形成され、凹部は設置領域である。

本発明に係る赤外線吸収物質は、１０００ｎｍ〜１１００ｎｍの波長を有する赤外線を吸収する。赤外線吸収物質が反射する赤外線の反射率は、３０％以下である。

本発明に係るタイヤ内面は、タイヤ深さ方向に向かって赤外線吸収物質を含む領域を有する。

本発明に係る離型剤は、赤外線吸収物質を含む。

本発明に係る機能部品は、電子機器である。

本発明に係るタイヤは、機能部品を備える。

本発明によれば、機能部品が設置される設置領域に付着している離型剤を適切に除去できる。

図１は、本発明の実施形態に係るタイヤのタイヤ径方向に沿ったタイヤ幅方向断面図である。図２は、機能部品、離型剤、及びタイヤ内面の位置関係を説明する断面図である。図３（ａ）〜（ｃ）は、機能部品、離型剤、及びタイヤ内面の位置関係を説明する断面図である。図４は、本発明の実施形態に係るタイヤの製造方法を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付して説明を省略する。

（タイヤの構成）
図１を参照して、本実施形態に係るタイヤ１の構成を説明する。図１に示すように、タイヤ１は、リム（不図示）に接する一対のビード部２と、タイヤ１の骨格を形成するカーカス層３と、路面と接する接地面を有するトレッド部４と、トレッド部４の両側に連なる一対のサイドウォール部６とを有する。

カーカス層３は、ビードコア５間にトロイド状に延在する。ビードコア５は、タイヤ幅方向に離間して少なくとも２つ配置される。

カーカス層３とトレッド部４との間には、ベルト層７が設けられている。ベルト層７は、タイヤ周方向に沿って複数重ねられている。

タイヤ１の内面８には離型剤９が付着している。離型剤９は、加硫工程において内面に塗布され、加硫後に内面８に残る。加硫工程では、ブラダーを膨張させ、未加硫タイヤの内面を押圧する。加硫が終了した際に、ブラダーとタイヤの内面とが密着しないように、未加硫タイヤの内面には離型剤が塗布される。そして、図１に示すように、離型剤９は、加硫後に内面８に残る。なお、離型剤９は、例えばシリコンである。本実施形態において、タイヤ１の内面８とは、トレッド部４の内側における空間上の面をいう。

図１に示すように、離型剤９は、サイドウォール部６の最も幅が広い部分からビード部２にかけて内面８に付着しているが、これは一例であり、離型剤９が付着する部分は、これに限定されない。

次に、図２を参照して、タイヤ１の内面８に設置される機能部品１０について説明する。機能部品１０は、例えば、センサやスポンジ、シーラントである。センサは、電子機器であり、タイヤ１の内圧を測定したり、重力を検出したりする。スポンジは、タイヤ１の音を吸収する。シーラントは、パンク時の空気の漏れを防止する。なお、センサは、ゴム製の台座にセットされ、この台座が内面８に設置される場合がある。機能部品１０は、このような台座も含む。

機能部品１０は、接着剤１１によって内面８に固定される。しかし、図２に示すように、内面８に離型剤９が付着していると、離型剤９によって接着剤１１の接着強度が低下するおそれがある。これにより、機能部品１０と内面８との接着強度が低下するおそれがある。

そこで、本実施形態では、赤外線レーザーを用いて離型剤９を適切に除去し、機能部品１０と内面８との接着強度を向上させる。

次に、図３を参照して、赤外線レーザーを用いた離型剤９の除去について説明する。

図３（ａ）に示すように、機能部品１０が設置される設置領域１２に離型剤９が付着している場合、赤外線レーザーを内面８に照射して離型剤９を除去する。詳しくは、内面８からタイヤ深さ方向に向かって形成される領域８ａに赤外線レーザーを照射する。この領域８ａは、機能部品１０が設置される設置領域１２に含まれる領域である。また、領域８ａは、赤外線吸収物質を含む。

ここで、赤外線レーザーを用いた離型剤９の除去の原理について説明する。内面８（領域８ａ）に赤外線レーザーが照射されると、赤外線レーザーのレーザ光は内面８（領域８ａ）に吸収される。内面８（領域８ａ）に吸収されたレーザ光は、熱に変換される。この熱エネルギーが、離型剤９を蒸発させる。これにより、離型剤９は、除去される。

以上説明したように、赤外線レーザーのレーザ光を効率よく熱に変換するために、内面８は、レーザ光を効率よく吸収することが好ましい。そこで、本実施形態では、図３（ａ）に示すように、内面８からタイヤ深さ方向に向かって、赤外線吸収物質を含む領域８ａが形成される。本実施形態における赤外線吸収物質は、例えば、カーボンであり、波長が１０００ｎｍ〜１１００ｎｍの範囲の赤外線を吸収する。また、赤外線吸収物質は、赤外線の反射率が低くなる物質を含有する。赤外線吸収物質が反射するレーザ光の反射率は、３０％以下であることが好ましい。反射率が３０％より大きい場合、反射されたレーザ光が、離型剤９を除去する領域以外の領域に照射される。これにより、離型剤９を除去する領域以外の領域が熱によってダメージを受けてしまい、内面部材の耐久性の低下を引き起こすおそれがある。また、レーザ光が反射されると、吸収されるレーザ光は、相対的に少なくなる。吸収されるレーザ光が相対的に少なくなると、熱エネルギーが不十分となる。これにより、離型剤９が十分に除去されず、機能部品１０の接着強度が低下するおそれがある。以上の理由により、反射率は、３０％以下であることが好ましい。

なお、図３（ａ）では、赤外線吸収物質を含む領域８ａは、内面８の一部に形成されるが、これは一例であり、領域８ａは、内面８の全体に形成されてもよい。

図３（ａ）に示すように、赤外線吸収物質を含む領域８ａに赤外線レーザーが照射されると、熱エネルギーにより離型剤９が除去される。これにより、図３（ｂ）に示すように、離型剤９が除去された凹部１３が形成される。その後、図３（ｃ）に示すように、凹部１３に機能部品１０が設置される。このように、離型剤９が除去された凹部１３に機能部品１０が設置されることにより、機能部品１０と内面８との接着強度が向上する。

なお、機能部品１０が設置される設置領域１２、すなわち、離型剤９を除去する領域は、１つでもよく、複数でもよい。

なお、本実施形態では、領域８ａが赤外線吸収物質を含むと説明したが、これに限定されない。例えば、離型剤９が、赤外線吸収物質を含んでもよい。離型剤９が、赤外線吸収物質を含む場合、赤外線レーザーは、離型剤９に照射され、離型剤９は、熱エネルギーにより除去される。また、領域８ａが赤外線吸収物質を含み、かつ、離型剤９も赤外線吸収物質を含んでもよい。

［実験結果］
次に、赤外線レーザーのレーザ光の反射率に関する実験結果について説明する。

実験では、赤外線吸収物質を含まない離型剤（比較例）と、赤外線吸収物質を含む離型剤（実施例）を用いた。発明者は、この２つの離型剤に赤外線レーザーを照射し、レーザ光の反射率の測定を行った。なお、この実験において、発明者は、日本分光株式会社製の紫外可視赤外分光光度計ＭＶ−３３００に１ｍｍ集光タイプの反射測定ユニットをつけて、レーザ光の反射率の測定を行った。

［比較例］
比較例の離型剤として、赤外線吸収物質を含まないマイカを用いた。発明者は、離型剤を５０μｍ以上の厚膜で内面に塗布しタイヤを加硫した。加硫後にタイヤに残った離型剤に対し、発明者は、赤外線レーザーを照射し、レーザ光の反射率を測定した。１０００ｎｍ〜１１００ｎｍの波長の反射率は、３２〜３５％であった。

発明者が、１０９０ｎｍの波長を有する赤外線レーザーを離型剤に照射したところ、反射光の一部が、ビード部分に当たり、タイヤドラム耐久性が低下した。また、比較例のタイヤ３０本に機能部品を設置して、６か月間、室温で放置したところ、１本のタイヤにおいて機能部品が剥がれた。このように、機能部品の接着強度は、不十分であった。

［実施例］
実施例の離型剤として、赤外線吸収物質であるカーボンを１０％含有した黒マイカを用いた。発明者は、離型剤を５０μｍ以上の厚膜で内面に塗布しタイヤを加硫した。加硫後にタイヤに残った離型剤に対し、発明者は、赤外線レーザーを照射し、レーザ光の反射率を測定した。１０００ｎｍ〜１１００ｎｍの波長の反射率は、２０〜２５％であった。

発明者が、１０９０ｎｍの波長を有する赤外線レーザーを離型剤に照射したところ、タイヤドラム耐久性の低下は確認されなかった。また、実施例のタイヤ３０本に機能部品を設置して、６か月間、室温で放置したところ、機能部品が剥がれたタイヤは確認されなかった。

以上の実験結果により、赤外線吸収物質が反射するレーザ光の反射率が、３０％以下であれば、タイヤドラム耐久性は低下せず、かつ、離型剤を適切に除去でき、機能部品の接着強度が向上することがわかる。

次に、図４のフローチャートを参照して、本実施形態に係るタイヤ１の製造方法を説明する。図４に示すように、タイヤ１の製造方法は、未加硫タイヤ準備工程Ｓ１０と、加硫工程Ｓ２０と、照射工程Ｓ３０と、設置工程Ｓ４０とを含む。

未加硫タイヤ準備工程Ｓ１０において、未加硫タイヤを準備する。

次に、加硫工程Ｓ２０において、未加硫タイヤの内面に離型剤９を塗布する。この離型剤９は、赤外線吸収物質を含んでいてもよい。また、離型剤９が赤外線吸収物質を含まない場合、未加硫タイヤにおいて、内面からタイヤ深さ方向に向かって赤外線吸収物質を含む領域が形成されてもよい。ブラダーを膨張させ、未加硫タイヤの内面を押圧する。その後、加硫金型によって未加硫タイヤが加硫される。加硫後に、タイヤ１の内面８に離型剤９が残る。

次に、照射工程Ｓ３０において、機能部品１０が設置される設置領域１２に対し、赤外線レーザーが照射される。図３（ａ）に示すように、内面８（領域８ａ）が赤外線吸収物質を含んでいる場合は、領域８ａに赤外線レーザーが照射される。また、離型剤９が赤外線吸収物質を含んでいる場合は、離型剤９に赤外線レーザーが照射される。照射されたレーザ光は熱に変換され、この熱エネルギーにより離型剤９が除去される。

次に、設置工程Ｓ４０において、離型剤９が除去された領域に、機能部品１０が設置される。これにより、機能部品１０と内面８との接着強度が向上する。

［作用効果］
以上説明したように、タイヤ１は、機能部品１０が設置される設置領域１２を有する。設置領域１２には、離型剤９が付着している。離型剤９は、赤外線吸収物質を含んでいてもよい。また、設置領域１２には、赤外線吸収物質を含む領域８ａが形成される。離型剤９または領域８ａに赤外線レーザーが照射されると、レーザ光は熱に変換される。この熱エネルギーにより離型剤９が除去される。赤外線吸収物質が反射するレーザ光の反射率は、３０％以下であるため、赤外線吸収物質は、赤外線レーザーのレーザ光を効率よく熱に変換することができる。これにより、本発明は、機能部品１０が設置される設置領域１２に付着している離型剤９を適切に除去できる。また、赤外線吸収物質が反射するレーザ光の反射率は、３０％以下であるため、本発明は、反射光が内面部材の耐久性に悪影響を与えることを防止できる。

上記のように、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

例えば、内面８にインナーライナーが設けられている場合、このインナーライナーが赤外線吸収物質を含んでもよい。

１タイヤ
２ビード部
３カーカス層
４トレッド部
５ビードコア
６サイドウォール部
７ベルト層
８内面
８ａ領域
９離型剤
１０機能部品
１１接着剤
１２設置領域
１３凹部

Claims

タイヤ内面に機能部品を備えることが可能なタイヤであって、
前記機能部品が設置される設置領域を有し、
前記設置領域は、離型剤が除去され、かつ赤外線吸収物質を含み、
前記離型剤の除去は、前記離型剤の一部に赤外線が照射されることによって実現し、
前記離型剤の一部に赤外線が照射されることによって前記離型剤が除去された凹部が形成され、
前記凹部は、前記設置領域である
ことを特徴とするタイヤ。
前記赤外線吸収物質は、１０００ｎｍ〜１１００ｎｍの波長を有する赤外線を吸収し、
前記赤外線吸収物質が反射する前記赤外線の反射率は、３０％以下であることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ。
前記タイヤ内面は、タイヤ深さ方向に向かって前記赤外線吸収物質を含む領域を有することを特徴とする請求項１または２に記載のタイヤ。
前記離型剤は、前記赤外線吸収物質を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のタイヤ。
前記機能部品は、電子機器であ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タイヤ。
前記機能部品を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のタイヤ。
タイヤ内面に機能部品を備えることが可能なタイヤの製造方法であって、
未加硫タイヤの内面に離型剤を塗布するステップと、
前記離型剤が塗布された前記未加硫タイヤを加硫するステップと、
加硫後のタイヤにおける前記機能部品が設置される設置領域に対して、赤外線を照射するステップと、を備え、
前記設置領域は、赤外線吸収物質を含み、
前記赤外線を照射するステップにおいて、前記離型剤の一部に前記赤外線を照射することにより、前記離型剤が除去された凹部を形成し、
前記凹部は、前記設置領域である
ことを特徴とするタイヤの製造方法。