JP7017059B2 - 空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、トレッド部におけるインナーライナー層のタイヤ径方向内側にシーラント層を有する空気入りタイヤの製造方法に関し、更に詳しくは、良好なシール性を確保すると共に、走行に伴うシーラントの流動を抑制することを可能にした空気入りタイヤの製造方法に関する。

空気入りタイヤにおいて、トレッド部におけるインナーライナー層のタイヤ径方向内側にシーラント層を設けることが提案されている（例えば、特許文献１～３参照）。このような空気入りタイヤでは、釘等の異物がトレッド部に突き刺さった際に、その貫通孔にシーラントが流入することにより、空気圧の減少を抑制し、走行を維持することが可能になる。

上述したセルフシールタイプの空気入りタイヤにおいて、シーラントの粘性を下げた場合、シーラントが貫通孔内に流入し易くなるためシール性が向上するが、走行中に加わる熱や遠心力の影響によりシーラントがタイヤセンター側に向かって流動し、その結果、操縦安定性等の走行性能に悪影響を及ぼす恐れがある。一方、シーラントの流れを防止するためにシーラントの粘性を上げると、シール性が低下することになる。そのため、走行に伴うシーラントの流動を抑制すると共に、良好なシール性を確保することは難しい。

特開２００６－１５２１１０号公報 特開２００８－１２６７２７号公報 特開２００８－１６８６４８号公報

本発明の目的は、良好なシール性を確保すると共に、走行に伴うシーラントの流動を抑制することを可能にした空気入りタイヤの製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤの製造方法は、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ外径方向内側に配置された一対のビード部とを備えた空気入りタイヤを加硫した後、前記トレッド部におけるインナーライナー層のタイヤ径方向内側にシーラントからなるシーラント層をベルト層よりも広く形成し、該ベルト層よりも広いシーラント層の表面に架橋剤と架橋助剤が揮発性を有する溶剤中に溶解した混合液を散布して前記シーラントが架橋された状態にある表面層を形成し、該表面層を含む前記シーラント層の針入度が５０～２００の範囲となるように前記表面層の架橋を進行させることを特徴とするものである。

本発明では、トレッド部におけるインナーライナー層のタイヤ径方向内側にシーラントからなるシーラント層を有する空気入りタイヤにおいて、シーラント層はシーラントが架橋された状態にある表面層を有し、該表面層を含むシーラント層の針入度が５０～２００の範囲にあることにより、シーラントの粘性を下げてシール性を高めた場合であっても、シーラントが架橋された状態にある表面層に基づいてシーラントの流動を抑制することができる。そのため、良好なシール性を確保すると共に、走行に伴うシーラントの流動を抑制することが可能になる。

また、本発明の空気入りタイヤの製造方法では、空気入りタイヤのトレッド部におけるインナーライナー層のタイヤ径方向内側にシーラントからなるシーラント層を形成した後、シーラント層の表面に架橋剤と架橋助剤が溶剤中に溶解した混合液を塗布してシーラントが架橋された状態にある表面層を形成し、該表面層を含むシーラント層の針入度が５０～２００の範囲となるように表面層の架橋を進行させることにより、良好なシール性を確保しつつシーラントの流動を抑制することができる。

本発明における針入度は、ＪＩＳ－Ｋ２２０７「石油アスファルト」に規定される試験方法に準拠して、２５℃の試験温度で測定される針入度である。この針入度はシーラントの硬さの尺度であり、その値が大きいほど軟らかいことを意味する。

本発明において、表面層を含むシーラント層の厚さは０．５ｍｍ～５．０ｍｍであることが好ましい。これにより、良好なシール性を確保しつつ、シーラントの流動を抑制することができる。

表面層は架橋剤として硫黄、オキシム類及び有機過酸化物よりなる群から選ばれた少なくとも１種を含むことが好ましく、特に硫黄を含むことが好ましい。これにより、表面層を含むシーラント層に適度な針入度を付与することができる。

また、表面層は架橋助剤としてグアニジン系、チウラム系、ジチオカルバミン酸塩系及びチアゾール系の加硫促進剤よりなる群から選ばれた少なくとも１種を含むことが好ましく、特にチウラム系の加硫促進剤を含むことが好ましい。これにより、表面層を含むシーラント層に適度な針入度を付与することができる。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線断面図である。 図１の空気入りタイヤのシーラント層を示す拡大断面図である。 本発明の空気入りタイヤの製造方法を示す子午線断面図である。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１及び図２は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示すものである。

図１に示すように、本実施形態の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部１と、該トレッド部１の両側に配置された一対のサイドウォール部２，２と、これらサイドウォール部２のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部３，３とを備えている。

一対のビード部３，３間にはカーカス層４が装架されている。このカーカス層４は、タイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含み、各ビード部３に配置されたビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側へ折り返されている。ビードコア５の外周上には断面三角形状のゴム組成物からなるビードフィラー６が配置されている。

一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数層のベルト層７が埋設されている。これらベルト層７はタイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。ベルト層７において、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば１０°～４０°の範囲に設定されている。ベルト層７の補強コードとしては、スチールコードが好ましく使用される。ベルト層７の外周側には、高速耐久性の向上を目的として、補強コードをタイヤ周方向に対して例えば５°以下の角度で配列してなる少なくとも１層のベルトカバー層８が配置されている。ベルトカバー層８の補強コードとしては、ナイロンやアラミド等の有機繊維コードが好ましく使用される。

なお、上述したタイヤ内部構造は空気入りタイヤにおける代表的な例を示すものであるが、これに限定されるものではない。

図１に示すように、空気入りタイヤの内面には、カーカス層４に沿ってインナーライナー層１０が配設されている。このインナーライナー層１０は、ブチルゴムを主体とするゴム層であっても良く、或いは、熱可塑性樹脂をマトリクスとする樹脂層であっても良い。樹脂層の場合、熱可塑性樹脂のマトリクス中にエラストマー成分を分散させたものであっても良い。いずれにしても、インナーライナー層の材料は特に限定されるものではない。

上記空気入りタイヤにおいて、トレッド部１におけるインナーライナー層１０のタイヤ径方向内側には、シーラントからなるシーラント層１１が形成されている。このシーラント層１１は例えばベルト層７よりも広い範囲に配設されている。図２に示すように、シーラント層１１は、シーラントが架橋された状態にある表面層１１Ａと、シーラントが架橋されていない液状層１１Ｂとから構成されている。そして、表面層１１Ａを含むシーラント層１１の針入度（ＪＩＳ－Ｋ２２０７）は５０～２００の範囲に設定されている。

上述のように構成される空気入りタイヤでは、シーラント層１１はシーラントが架橋された状態にある表面層１１Ａを有し、該表面層１１Ａを含むシーラント層１１の針入度が５０～２００の範囲に設定されているので、シーラントの粘性を下げてシール性を高めた場合であっても、シーラントが架橋された状態にある表面層１１Ａに基づいてシーラントの流動を抑制することができる。特に、表面層１１Ａにおいてシーラントが架橋されているので、液状層１１Ｂに含まれるシーラントに対して優れた投錨効果を発揮することができる。そのため、良好なシール性を確保しながら、走行に伴うシーラントの流動を効果的に抑制することができる。ここで、表面層１１Ａを含むシーラント層１１の針入度が５０よりも小さいとシール性が悪化し、逆に２００よりも大きいとシーラントが流動し易くなる。特に、表面層１１Ａを含むシーラント層１１の針入度は６０～１７０の範囲にあると良い。

上記空気入りタイヤにおいて、表面層１１Ａを含むシーラント層１１の厚さｔは０．５ｍｍ～５．０ｍｍであると良い。これにより、良好なシール性を確保しつつ、シーラントの流動を抑制することができる。ここで、シーラント層１１の厚さｔが０．５ｍｍよりも小さいとシール性が低下し、逆に５．０ｍｍよりも大きいとシーラントの流動が生じ易くなる。

シーラントとしては、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、エポキシ化天然ゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）等のゴムを使用することができ、特に天然ゴム（ＮＲ）が好適である。また、シーラントにはゴム１００重量部に対して５０重量部～３００重量部のオイルが混練されていることが好ましい。オイル配合量に基づいてシーラントの流動性を調整することができる。

シーラントの架橋剤としては、硫黄、オキシム類及び有機過酸化物を使用することができる。つまり、表面層１１Ａは硫黄、オキシム類及び有機過酸化物よりなる群から選ばれた少なくとも１種を含むことが好ましい。特に硫黄が好適である。これにより、表面層１１Ａを含むシーラント層１１に適度な針入度を付与することができる。これら架橋剤の配合量は、目標とする針入度に合せて適宜調整すれば良い。

オキシム類としては、ｐ－ベンゾキノンジオキシム、ｐ－キノンジオキシム、ｐ－キノンジオキシムジアセテート、ｐ－キノンジオキシムジカプロエート、ｐ－キノンジオキシムジラウレート、ｐ－キノンジオキシムジステアレート、ｐ－キノンジオキシムジクロトネート、ｐ－キノンジオキシムジナフテネート、ｐ－キノンジオキシムスクシネート、ｐ－キノンジオキシムアジペート、ｐ－キノンジオキシムジフロエート、ｐ－キノンジオキシムジベンゾエート等が挙げられる。

有機過酸化物としては、例えば、ジクミルパーオキサイド、ｔ－ブチルクミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ジベンゾイルパーオキサイド、ブチルヒドロパーオキサイド、ｐ－クロロベンゾイルパーオキサイド、１，１，３，３－テトラメチルブチルヒドロパーオキサイド等が挙げられる。

また、シーラントの架橋助剤としては、グアニジン系、チウラム系、ジチオカルバミン酸塩系及びチアゾール系の加硫促進剤を使用することができる。つまり、表面層１１Ａは架橋助剤としてグアニジン系、チウラム系、ジチオカルバミン酸塩系及びチアゾール系の加硫促進剤よりなる群から選ばれた少なくとも１種を含むことが好ましい。特に、チウラム系の加硫促進剤が好適である。これにより、表面層１１Ａを含むシーラント層１１に適度な針入度を付与することができる。これら架橋助剤の配合量は、目標とする針入度に合せて適宜調整すれば良い。

グアニジン系の加硫促進剤としては、ジフェニルグアニジン、ジオルトトリルグアニジン等を挙げることができる。チウラム系の加硫促進剤としては、テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド等を挙げることができる。特に、テトラメチルチウラムジスルフィドは加硫促進効果が高い。ジチオカルバミン酸塩系の加硫促進剤としては、ジメチルジチオカルバミン酸ナトリウム、ジエチルジチオカルバミン酸ナトリウム等を挙げることができる。チアゾール系の加硫促進剤としては、２－メルカプトベンゾチアゾール、ジベンゾチアジルジスルフィド等を挙げることができる。

図３は本発明の空気入りタイヤの製造方法を示すものである。図３に示すように、上述した空気入りタイヤを製造する場合、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部１と、該トレッド部１の両側に配置された一対のサイドウォール部２，２と、これらサイドウォール部２，２のタイヤ外径方向内側に配置された一対のビード部３，３とを備えた空気入りタイヤを加硫した後、トレッド部１におけるインナーライナー層１０のタイヤ径方向内側にシーラントからなるシーラント層１１を形成する。

その後、液体散布装置のノズル２０から架橋剤と架橋助剤が溶剤中に溶解した混合液をシーラント層１１の表面に散布する。溶剤としては、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）やアセトン等の揮発性を有する溶剤を使用することができる。揮発性の溶剤を用いた場合、シーラント層１１の表面には架橋剤と架橋助剤が付着する一方で溶剤は蒸発する。シーラント層１１の表面に付着した架橋剤と架橋助剤はシーラントと架橋反応を起こし、シーラントが架橋された状態にある表面層１１Ａを生成する。そして、表面層１１ａを含むシーラント層１１の針入度が５０～２００の範囲となるまで表面層１１Ａの架橋を進行させる。その際、必要に応じて、シーラント層１１の表面を加熱しても良い。

上述した空気入りタイヤの製造方法によれば、パンク時のシール性が良好であってシーラントの流動が生じ難い空気入りタイヤを効率良く製造することができる。

タイヤサイズ２１５／６０Ｒ１６で、トレッド部と一対のサイドウォール部と一対のビード部とを備え、トレッド部におけるインナーライナー層のタイヤ径方向内側にシーラントからなるシーラント層を有する空気入りタイヤにおいて、シーラント層にシーラントが架橋された状態にある表面層を適宜形成し、該表面層を含むシーラント層の針入度を表１のように調整した実施例１～６及び比較例１～４のタイヤを製作した。

実施例１～６及び比較例１～４において、シーラントとしては天然ゴム（ＮＲ）とアロマオイルの混練物を使用し、ゴム成分１００重量部に対してアロマオイルを１００重量部配合した。架橋剤としては硫黄、オキシム類又は有機過酸化物を使用し、架橋助剤としてはチウラム系の加硫促進剤を使用し、これら架橋剤及び架橋助剤を溶剤中に溶解した混合液をシーラント層の表面に塗布することで、シーラントが架橋された状態にある表面層を形成した。表１において、架橋剤及び架橋助剤の塗布量はシーラントのゴム成分１００重量部に対する量である。

これら試験タイヤについて、下記試験方法により、シール性、シーラントの流動性を評価し、その結果を表１に併せて示した。

シール性：
試験タイヤをリムサイズ１６×６．５Ｊのホイールに組み付けて試験車両に装着し、初期空気圧を２５０ｋＰａとし、荷重を８．５ｋＮとし、走行速度を８０ｋｍ／ｈとし、直径４ｍｍの釘をトレッド部に打ち込んだ状態で１時間走行した後、空気圧を測定した。評価結果は、走行後の空気圧が２３０ｋＰａ以上かつ２５０ｋＰａ以下である場合を「Ａ」で示し、走行後の空気圧が２００ｋＰａ以上かつ２３０ｋＰａ未満である場合を「Ｂ」で示し、走行後の空気圧が２００ｋＰａ未満である場合を「Ｃ」で示した。

シーラントの流動性：
試験タイヤをリムサイズ１６×６．５Ｊのホイールに組み付けてドラム試験機に装着し、空気圧を１６０ｋＰａとし、荷重を８．５ｋＮとし、走行速度を８０ｋｍ／ｈとする高撓み試験を８０時間実施した後、シーラントの流動状態を調べた。評価結果は、タイヤ赤道位置からシーラント層のタイヤ幅方向の外端位置までの領域を４等分したとき、シーラントの流動が全く認められない場合を「Ａ」で示し、シーラントの流動が全体の１／４未満の領域で生じた場合を「Ｂ」で示し、シーラントの流動が全体の１／４以上の領域で生じた場合を「Ｃ」で示した。

この表１から判るように、シーラント層の針入度が特定の範囲にある実施例１～６のタイヤは、シール性が良好であり、しかも、シーラントの流動が生じ難いものであった。これに対して、比較例１～４のタイヤは、シーラント層の針入度が適切ではないので、シール性とシーラントの流動性とを両立させることができなかった。

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
１０ インナーライナー層
１１ シーラント層
１１Ａ 表面層
１１Ｂ 液状層

Claims (6)

1. タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ外径方向内側に配置された一対のビード部とを備えた空気入りタイヤを加硫した後、前記トレッド部におけるインナーライナー層のタイヤ径方向内側にシーラントからなるシーラント層をベルト層よりも広く形成し、該ベルト層よりも広いシーラント層の表面に架橋剤と架橋助剤が揮発性を有する溶剤中に溶解した混合液を散布して前記シーラントが架橋された状態にある表面層を形成し、該表面層を含む前記シーラント層の針入度が５０～２００の範囲となるように前記表面層の架橋を進行させることを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
2. 前記表面層を含む前記シーラント層の厚さが０．５ｍｍ～５．０ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤの製造方法。
3. 前記表面層が架橋剤として硫黄、オキシム類及び有機過酸化物よりなる群から選ばれた少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤの製造方法。
4. 前記表面層が架橋剤として硫黄を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤの製造方法。
5. 前記表面層が架橋助剤としてグアニジン系、チウラム系、ジチオカルバミン酸塩系及びチアゾール系の加硫促進剤よりなる群から選ばれた少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
6. 前記表面層が架橋助剤としてチウラム系の加硫促進剤を含むことを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。

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