JPH07118399A - 高周波誘電加熱用スチールコード／ゴム複合体および空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高周波誘電加熱、なかでもマイクロ波加熱を
スチールコードで補強された未加硫ゴム複合体に適用し
た場合に生ずるスチールコード先端の過加熱を抑制し
て、均一な加硫を可能にする、スチールコード／ゴム複
合体を提供する。 【構成】 例えば導電性カーボンブラックを配合するこ
とにより、体積固有抵抗値が１０００Ωｃｍ以下のゴム
組成物を製造し、そのゴム組成物でスチールコードを被
覆した未加硫ゴム複合体により、上記目的が達成でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スチールコードで補強
された未加硫ゴム複合体を、高周波誘電加熱法により加
熱するに当たり、スチールコードを被覆するゴム組成物
として、体積固有抵抗値が小さいゴム組成物を用いるこ
とにより、スチールコードに起因する高周波誘電加熱の
問題点を改善して、ゴム物品の加硫生産性を大幅に向上
させる、スチールコード／ゴム複合体に関する。

【０００２】

【従来の技術】タイヤ等のゴム物品は、最終製造工程と
して加硫工程があり、一般的にはゴムの表面から加熱
し、加硫しているが、ゴムは熱の不良導体であるため、
熱がなかなか内部まで伝わりにくい。従って、加熱して
いる表面部分から内部に向けて、温度分布が生じ、内部
に行くにしたがって、加硫温度は低くなり、それだけ加
硫反応は遅れることとなる。このように加硫反応度（加
硫度）がゴム物品の厚さ方向に分布すると、ゴム物性が
著しく劣悪な部分が生ずることになり、製品性能および
耐久性の上で好ましくない。

【０００３】特に、厚肉のゴム物品の場合、その表面部
と内部の加硫反応の進行度（加硫度）に差が大きく生ず
ることになる。従って、その加硫度の差をできるだけ少
なくし、なるべく均一な加硫を行うため、低温で加硫す
ることが多い。そのため、その加硫時間は数時間を要す
るものもあり、生産性を向上するためには、この加硫時
間を短縮することが、ゴム工業にとっては極めて重要な
課題である。

【０００４】加硫時間を短縮する方法としては、より高
い温度で加硫する方法もあるが、加硫温度が高いと、ゴ
ム物品の表面部と内部の加硫度の差がますます大きくな
ってしまい、均一な加硫が困難である。従って、均一な
加硫と生産性向上の両立のためには、ゴムの内部から加
熱する方法が強く望まれている。

【０００５】このような内部から加熱する方法として、
高周波誘電加熱、なかでもマイクロ波加熱は、食品工業
や木材工業などで加熱手段の一つとして、広く使用され
ている。一方、ゴム工業においても、ゴムの加硫や予熱
の手段として、検討がなされており、関連する特許出願
も多い（特開平３−１４３９３６、特開昭６３−７７１
９９、特開昭５９−７５０２８、特開昭５８−２４４３
０等）。しかし、特許出願は多いものの、タイヤ、ゴム
クローラー等で一般的に使用される補強材、特にスチー
ルコードとゴムとの複合体に関する特許出願は見られな
い。

【０００６】ところが、タイヤ、特にラジアルタイヤ等
の補強材としては、現在スチールコードが広く採用され
ている。このスチールコードで補強されたラジアルタイ
ヤ等のゴム物品をマイクロ波加熱すると、スチールコー
ドの先端にマイクロ波電界が集中して、放電したり、そ
の近傍が過加熱されたりすることがあり、均一な加熱が
かえって困難になる等の問題があった。また、そのよう
な過加熱を抑制するためには、低出力で長時間加熱しな
ければならず、マイクロ波加熱利用のメリットである加
硫生産性の向上効果が逆になくなってしまう。このた
め、マイクロ波加熱が、ラジアルタイヤ等のゴム複合体
の加硫工程で、ほとんど実用に供せないでいるのが実情
であった。即ち、スチールコード等の金属コードを含有
するゴム複合体は、マイクロ波加熱の対象から除外され
ているのが現状である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記したよ
うに、高周波誘電加熱、中でも加熱効率に優れるマイク
ロ波加熱を、スチールコードで補強されたゴム複合体に
適用した場合に生ずる、スチールコード端の過加熱等の
加硫の不均一性を抑制して、均一なマイクロ波加熱を達
成し、それにより加硫工程の大幅な生産性向上を可能に
するための、ゴム複合体を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のスチール
コード／ゴム複合体は、スチールコードで補強された未
加硫ゴム複合体を、高周波誘電加熱により加熱するに当
たり、スチールコードを被覆するゴム組成物として、体
積固有抵抗値が１０００Ωｃｍ以下のゴム組成物を用い
ることを特徴としている。

【０００９】請求項２記載のスチールコード／ゴム複合
体は、請求項１記載の複合体において、スチールコード
を被覆するゴム組成物含有のポリマーが実質的に天然ゴ
ムよりなることを特徴としている。

【００１０】請求項３記載の空気入りラジアルタイヤ
は、請求項１または請求項２記載のスチールコード／ゴ
ム複合体をラジアルタイヤに用いたことを特徴としてい
る。

【００１１】本発明者らは、多数本のスチールコードが
互いに同一面内に平行に配列され、場合によっては、こ
のようなスチールコード／ゴム複合体層が複数層配置さ
れ、また、このような配列において数多くのスチールコ
ード端を有する、ラジアルタイヤあるいはゴムクローラ
ーのようなゴム物品の加硫に、高周波誘電加熱、中でも
マイクロ波加熱を応用して、加硫生産性の改善を図るべ
く鋭意検討を行った結果、このようなスチールコード／
ゴム複合体層を電気的に一枚の板と仮定して、電気的に
スチールコード端を事実上なくすように、この複合体中
のゴム組成物の体積固有抵抗を１０００Ωｃｍ以下と小
さくしてやれば、スチールコード端での放電現象は抑制
できることを見出だし、本発明を完成させるに至った。

【００１２】以下に、本発明を詳細に説明する。本発明
において、スチールコードを被覆するゴム組成物とし
て、体積抵抗値が１０００Ωｃｍ以下、好ましくは、５
００Ωｃｍ以下であることが必要である。体積抵抗値が
１０００Ωｃｍを越えると、スチールコード端での放電
現象を抑制することが困難になる。

【００１３】本発明に従う、スチールコードを被覆する
ゴム組成物としては、体積固有抵抗値が１０００Ωｃｍ
以下であれば、その配合内容は特に限定されない。しか
し、体積抵抗値が１０００Ωｃｍ以下であるゴム組成物
を得る、一つの手段としては、導電性カーボンブラック
を配合することである。

【００１４】このような目的で使用される導電性カーボ
ンブラックの例としては、ケッチェンＥＣ、ケッチェン
６００ＪＤ（ライオン株式会社製）、バルカンＸＣ−７
２、バルカンＳＣ、バルカンＣ（米国、ＣＡＢＯＴ社
製）、プリンテックスＸＥ２（独、ＤＥＧＵＳＳＡ製）
等の導電性ファーネスブラック、またはデンカブラック
（電気化学株式会社製）等の導電性アセチレンブラック
等が挙げられる。また、他のカーボンブラック、例えば
ゴム工業で通常使用される、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＳＡ
Ｆ、ＧＰＦ、ＦＥＦ等の補強性カーボンブラックを併用
しても良い。

【００１５】本発明で使用される、導電性カーボンブラ
ックの使用量は、ゴム１００重量部に対して０．５〜３
０重量部が好適に使用される。配合量が０．５重量部未
満であると、体積固有抵抗値１０００Ωｃｍ以下を達成
することが困難であり、３０重量部を越えると、もはや
増量の効果が得られないばかりか、得られるゴム組成物
の末加硫時の粘土が大きくなり過ぎてしまい、スチール
コードにゴムを被覆する際の、圧延作業性が著しく悪化
するため好ましくない。

【００１６】本発明において、スチールコードを被覆す
るゴム組成物に含まれるポリマーとして特に限定するも
のではないが、例えば、天然ゴム、合成ポリイソプレン
ゴム、スチレンーブタジエン共重合ゴム、ポリブタジエ
ンゴム等が単独で、あるいは、混合して用いられるが、
通常、スチールコードを被覆するゴム組成物としては、
スチールコードとの接着性能およびゴム物性を考慮し
て、実質的に天然ゴムを用いることが好ましい。ここ
に、実質的に天然ゴムが好ましいという意味は、天然ゴ
ム単独、あるいは、加工特性改良等の目的で、ポリイソ
プレンゴム、ポリブタジエンゴム、それらの低分子量ポ
リマー、あるいは針状結晶ポリマー等の少量を天然ゴム
に混合して用いることも意味する。

【００１７】本発明において、スチールコードを被覆す
るゴム組成物には、必要に応じて、ゴム工業で使用され
る軟化剤、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤等を配合
しても構わない。

【００１８】本発明に適用されるスチールコードとして
は、全ゆる撚り構造のスチールコードを含み、特に限定
されるものではない。また、撚り構造の異なるスチール
コードを複数種組み合わせて使用しても良い。

【００１９】さらに、ラジアルタイヤに使用される、ベ
ルト用スチールコード、カーカス用スチールコード、あ
るいは、ビード部の補強に使用されるチェーファー用ス
チールコード等を適用しても良い。特に、高周波誘電加
熱の利点が生かせる厚物ゴムの補強材として使用され
る、オフザロードラジアルタイヤ用のスチールコード、
農耕用ラジアルタイヤ用スチールコード、トラック・バ
ス用ラジアルタイヤ用スチールコード等が好ましく用い
られるが、これらに限定されるものでなく、乗用者用ラ
ジアルタイヤのスチールコード等も使用できる。

【００２０】本発明のスチールコード／ゴム複合体は、
スチールコードとゴムからなる全ゆる複合体を含み、そ
の形態によって限定されるものではない。例えば１本の
スチールコードをゴムで被覆した複合体でも、あるい
は、複数本のスチールコードをゴム中に任意の形状に配
列した複合体、あるいは、多数本のスチールコードが互
いに同一面内に平行に配列された複合体層、場合によっ
ては、このようなスチールコード／ゴム複合体層が複数
層配置された複合体等を含む。

【００２１】例えば、ラジアルタイヤのベルト層は、多
数本のスチールコードがゴムに埋設され、互いに同一平
面内に平行に配列され、さらに、このようなスチールコ
ード／ゴム複合体層が複数層配置され、かつ数多くのス
チールコード端を有したまま、タイヤの周上を取り巻く
ように配列されている。また、ラジアルタイヤのカーカ
スは、一層のスチールコード／ゴム複合体層よりなり、
一対のビート部間でトロイド状に伸びるラジアル配列を
なしており、ビードで折り返され、数多くのスチールコ
ード端を有したまま、トロイド状円環体をなしている。

【００２２】また、本発明のスチールコード／ゴム複合
体において、スチールコードを被覆するゴム組成物は一
種でも良く、また一種以上を積層して任意の形状に成型
した、例えば、ラジアルタイヤあるいはコンベアベルト
として成型した複合体であっても良い。一種以上のゴム
組成物を使用する場合も、スチールコード周辺のゴム組
成物の体積固有抵抗値は１０００Ωｃｍ以下である必要
があるが、その他のゴム組成物は必ずしも１０００Ωｃ
ｍ以下と限定されるものではない。

【００２３】ここに言うスチールコード／ゴム複合体と
は、未加硫ゴム複合体ばかりでなく、加硫ゴム複合体を
も含有する。

【００２４】また、本発明の高周波誘電加熱は、過熱効
率に優れたマイクロ波加熱が好ましい。マイクロ波加熱
は、ゴム工業で慣例的に行われている加硫成型の熱源と
して、従来の水蒸気の熱源の代わりに使用されることは
勿論のこと、この加硫成型に先立つ予熱の手段として使
用しても良い。

【００２５】

【実施例】以下に実施例を挙げて、本発明をより具体的
に説明するが、本発明の趣旨を越えない限り、本実施例
に限定されるものではない。

【００２６】なお、本実施例に示す体積固有抵抗値の測
定は、ＡＤＶＡＮＴＥＳＴ製、Ｒ８３４０Ａ ＵＬＴＲ
Ａ ＨＩＧＨ ＲＥＳＩＳＴＡＮＣＥ ＭＥＴＥＲにて
測定した。

【００２７】フィラメント径０．２３ｍｍ、１Ｘ５スチ
ールコードを、表１に示す各種ゴム組成物からなる、厚
さ０．５ｍｍのゴムシートで両面から被覆して、幅１０
０ｍｍ、長さ４００ｍｍのスチールコード補強層を作成
した。次に、図１に示したように、これらのスチールコ
ード補強層を、表１の従来例の配合内容のゴム組成物か
らなる、厚さ３５ｍｍの内側ゴム層と、厚さ１０５ｍｍ
の外側ゴム層により両側から挟んで、円筒状のマイクロ
波加熱用ゴム複合体を作成した。なお、スチールコード
補強層のコード間隔は２ｍｍであった。

【００２８】次に、上記のようにして作成したマイクロ
波加熱用ゴム複合体について、新日本無線（株）製のマ
イクロ波加熱装置にて、マイクロ波加熱を照射時間１分
間実施した。なお、マイクロ波の周波数ｆを９１５ＭＨ
ｚ、出力電力を２ＫＷとした。照射終了後、スチールコ
ードの中央近傍部とスチールコードの先端部の温度を測
定した。結果を表１に示した。

【００２９】

【表１】

【００３０】表１から分かるように、従来例で示したゴ
ム複合体では、マイクロ波によって加熱された場合、ス
チールコード中央近傍部の温度上昇がほとんどなく、先
端近傍部のみが加熱されるのに対し、本発明の１０００
Ωｃｍ以下の体積固有抵抗値を有するゴム組成物で被覆
されたスチールコード補強層を備えたゴム複合体は、ス
チールコード中央近傍部と先端近傍部で、ほぼ同じ温度
に加熱され、先端部のみの過加熱が著しく抑制され、均
一加熱されていることが分かる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、高周波誘電加熱、
なかでも加熱効率に優れるマイクロ波加熱を、スチール
コードで補強されたゴム複合体に適用するに際して、ス
チールコードを被覆するゴム組成物の体積固有抵抗値が
１０００Ωｃｍ以下である、ゴム組成物を使用すること
により、スチールコード端の過加硫等の加硫の不均一性
を抑制でき、均一なマイクロ波加硫を可能とし、それに
より加硫工程の大幅な生産性向上を達成することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例で作成した、円筒状マイクロ波加熱用ゴ
ム複合体の概略図である。

【図２】本発明の複合体を乗用者用ラジアルタイヤに適
用した、乗用車用タイヤの断面図である。

【図３】本発明の複合体をトラック・バス用ラジアルタ
イヤに適用した、トラック・バス用タイヤの断面図であ
る。

【図４】本発明の複合体をオフザロード用ラジアルタイ
ヤに適用した、オフザロードラジアルタイヤの断面図で
ある。

【符号の説明】

１、ベルト層 ２、カーカス層 ３、チェーファー層

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スチールコードで補強された未加硫ゴム
   複合体を、高周波誘電加熱法により加熱するに当たり、
   スチールコードを被覆するゴム組成物として、体積固有
   抵抗値が１０００Ωｃｍ以下のゴム組成物を用いること
   を特徴とする、スチールコード／ゴム複合体。
2. 【請求項２】 スチールコードを被覆するゴム組成物に
   含まれるポリマーが、実質的に天然ゴムよりなることを
   特徴とする、請求項１に記載するスチールコード／ゴム
   複合体。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載のスチール
   コード／ゴム複合体をラジアルタイヤに用いたことを特
   徴とする、空気入りラジアルタイヤ。