JPH1128905A - タイヤ用充填チューブ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速回転するタイヤに使用可能なタイヤ用発
泡チューブを提供する。 【解決手段】 チューブ１４は、シリコーンゴムを主成
分をする発泡充填材で構成されている。シリコーンゴム
の融点は２５０℃程度であるため耐熱性があり、また、
シリコーンゴムは難燃性にも優れている。チューブ１４
は、このシリコーンゴムの性質をそのまま備えているの
で、高速回転時にチューブの温度が２００℃を越えて
も、このチューブは溶融することがない。このため、こ
のチューブ１４は、高速回転するタイヤ１０に収容して
使用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空気入りタイヤの
中空のゴムチューブの代わりに用いられるタイヤ用充填
チューブ及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、気密性が良好であることから自動
二輪車や自動四輪車に広く用いられているエアーチュー
ブ入りタイヤでは、クギ等によってチューブに刺傷を受
けると、チューブ内の空気が外部へ漏出し、所謂パンク
状態になり易いという欠点がある。

【０００３】このようなパンクを防止するために、ウレ
タンやブチルゴムなどのドーナツ円環状のスポンジを、
エアーチューブの代わりにタイヤ内に充填した発泡式充
填チューブが知られている。この発泡式充填チューブで
はチューブが刺傷を受けても大量の空気が抜けない。こ
のため、この発泡式充填チューブを収容したタイヤは、
刺傷を受けても走行を継続することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、発泡式
充填チューブを収容したタイヤでは、タイヤの回転に伴
ってチューブとタイヤとが摩擦する。炎天下で高速走行
することがあるモトクロス用バイクやラリー用自動車で
は、タイヤの高速回転によりチューブとタイヤとの間に
高い摩擦熱が生じて、チューブの温度が２００〜２２０
℃の高温になることがある。これに対してウレタンやブ
チルゴムの融点はそれぞれ１５０℃及び２００℃であ
る。このため、ウレタンやブチルゴムのチューブを収容
したタイヤでは、高速回転によってチューブの温度がウ
レタンやブチルゴムの融点を越えると、チューブが溶融
し始める。このようにチューブの溶融が始まると、タイ
ヤとしての機能が失われて、走行が継続不能状態とな
る。

【０００５】本発明は上記事実を考慮して成されたもの
で、高速回転するタイヤに使用可能なタイヤ用充填チュ
ーブ及びその製造方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
タイヤ内に収容されるタイヤ用充填チューブであって、
前記充填チューブが、シリコーンゴムを主成分とする発
泡充填材で構成されていることを特徴としている。

【０００７】これによれば、充填チューブがシリコーン
ゴムを主成分をする発泡充填材で構成されている。シリ
コーンゴムの融点は２５０℃程度であるため耐熱性があ
り、また、シリコーンゴムは難燃性にも優れている。充
填チューブは、このシリコーンゴムの性質をそのまま備
えているので、高速回転時に充填チューブの温度が２０
０℃〜２２０℃となっても、充填チューブは溶融しな
い。これにより、この充填チューブを、高速回転するタ
イヤに収容して使用することができる。

【０００８】ここで用いられる発泡充填材は、請求項２
に記載の発明のように、液状シリコーンゴム及び液状シ
リコーンゴムの硬化反応の触媒を含むゴム配合物から形
成されていてもよく、請求項３に記載の発明のように、
ミラブル型シリコーンゴム及び熱分解性発泡剤を含むゴ
ム配合物から形成されていてもよい。なお、ミラブル型
シリコーンゴムには、直鎖状でシロキサン単位で５００
０〜１００００の重合度を有するポリシロキサン（生ゴ
ム）が適用可能である。

【０００９】請求項４に記載の発明は、請求項２に記載
のタイヤ用充填チューブの製造方法であって、液状シリ
コーンゴム及び液状シリコーンの硬化反応の触媒を含む
ゴム配合物を混合して、タイヤ内又は金型に注入し、タ
イヤ内又は金型内で触媒による室温での硬化と共に発泡
させ、発泡充填材を形成することを特徴としている。

【００１０】これによれば、発泡充填材を、液状シリコ
ーンゴム及び液状シリコーンゴムの硬化反応の触媒を用
いて形成するので、触媒によって液状シリコーンの硬化
反応が室温で起こる。シリコーンゴムの硬化反応は、化
学式（１）で示される反応により行われる。

【００１１】

【化１】

【００１２】この反応は水素ガスの発生を伴うので、発
生した水素ガスによって発泡を形成することができる。
これにより、室温で容易に発泡充填材を形成することが
でき、作業性よくシリコーンゴムを主成分とする発泡充
填材のタイヤ用充填チューブを得ることができる。

【００１３】また、ゴム配合物を直接タイヤ内に注入す
る場合には、得られた発泡充填材をタイヤに組み込む作
業を省略することができるので、一層作業性をよくする
ことができる。

【００１４】請求項５に記載の発明は、請求項３に記載
のタイヤ用充填チューブの製造方法であって、ミラブル
型シリコーンゴム及び熱分解性発泡剤を含むゴム配合物
を混合して、円環状に成形し、円環状を維持させた状態
で所定の温度で加硫して、加硫と共に発泡させ、発泡充
填材を形成することを特徴としている。

【００１５】この発明によれば、発泡充填材を、ミラブ
ル型シリコーンゴム及び熱分解性発泡剤を含むゴム配合
物から形成するので、ゴム配合物が加硫時の加熱によっ
て発泡し、シリコーンゴムの加硫と同時に発泡充填材を
形成することができる。また、ミラブル型シリコーンゴ
ムは、混練り工程、加硫工程を含む処理により成形加工
されるため、種々の添加剤と容易に配合させることがで
き、配合を調節することによって、発泡充填材の発泡
率、比重、圧縮弾性率などを容易に調節することができ
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、本発明を
詳細に説明する。

【００１７】［第１の実施の形態］図１には、本発明の
第１の実施の形態に係るタイヤ１０が示されている。タ
イヤ１０は、内周面側をリム１２で支持されており、こ
れにより、輪状の空気室が形成されている。この空気室
には、空気の代わりにチューブ１４が収容されている。

【００１８】このチューブ１４は、液状シリコーンゴム
及び触媒を含むゴム配合物から形成され、これにより、
液状シリコーンゴムを主成分とする発泡充填材で構成さ
れている。

【００１９】このゴム配合物に含まれる液状シリコーン
ゴムには、室温で硬化反応を生じる縮合型、付加型の種
々の周知の液状シリコーン生ゴムを挙げることができ
る。縮合型液状シリコーン生ゴムは、一液型、二液型の
いずれであってもよいが、混合と同時に硬化反応が進
み、表面及び内部が均一に硬化する二液型のものが好ま
しい。また、付加型液状シリコーン生ゴムは、一液型、
二液型、三液型のいずれであってもよいが、縮合型液状
シリコーン生ゴムと同様に、二液型のものが好ましい。

【００２０】このゴム配合物に含まれる触媒は、液状シ
リコーンゴムを硬化させるために用いて行われる。硬化
反応のために用いられる触媒には、付加反応型の白金化
合物や、縮合反応型のアミンなどのアミノキシ化合物が
挙げられる。

【００２１】液状シリコーンゴムの触媒を用いた硬化反
応は室温で起こり、これに伴って水素ガスが発生する。
発生した水素ガスは気泡となって、発泡充填材の発泡を
形成する。

【００２２】ゴム配合物には、この他に、加硫剤、加硫
助剤、補強性充填剤、湿潤剤、各種添加剤などを配合す
ることができる。

【００２３】液状シリコーンゴムを主成分とする発泡充
填材は、圧縮弾性０．２〜１．５ｋｇ／ｃｍ² 、比重
０．０８〜０．２、発泡率５〜１０倍のものであること
が好ましく、圧縮弾性０．５〜１．０ｋｇ／ｃｍ² 、比
重０．１０〜０．１７、発泡率７〜９倍のものであるこ
とが、更に好ましい。圧縮弾性がこの範囲よりも低いと
柔らかく腰砕け感があり、この範囲よりも高いと硬く飛
び跳ね感があるため好ましくない。比重がこの範囲より
も低いと柔らかすぎであり、この範囲よりも高いと硬す
ぎであるため好ましくない。また、発泡率がこの範囲よ
りも低いと柔らかすぎであり、この範囲よりも高いと硬
すぎであるため好ましくない。

【００２４】図２には、チューブ１４を製造するために
使用される装置３０が示されている。この装置３０は、
混合吐出器３２と金型４０とで構成され、混合吐出器３
２と金型４０との間は、混合吐出器３２から金型４０へ
混合された組成物を流し込むための流路４２が設けられ
ている。

【００２５】混合吐出器３２には、混合吐出器３２の内
部に開口する２口の投入口３３Ａ、３３Ｂが備えられて
おり、これらの投入口３３Ａ、３３Ｂを用いることによ
って、２種の化合物を独立させて混合吐出器３２へ投入
できる。

【００２６】金型４０は、互いに開閉可能な上型４４Ａ
と下型４４Ｂから構成されている。上型４４Ａと下型４
４Ｂには、閉止状態のときに内部に断面が楕円形状とさ
れた環状空間としてのドーナツ円環状の空間が形成され
るように、それぞれ断面半楕円の環状凹部４６Ａ、４６
Ｂが形成されている。

【００２７】上型４４Ａと下型４４Ｂは、プレス４８
Ａ、４８Ｂとが連結されており、上型４４Ａと下型４４
Ｂとの開閉を行う。

【００２８】次に、チューブ１４の製造について説明す
る。混合吐出器３２の投入口３３Ａ、３３Ｂから、それ
ぞれ液状シリコーンゴムと触媒とが別個に投入される。
なお、その他の添加剤、充填剤は、液状シリコーンゴム
と共に添加される。

【００２９】ここで混合吐出器３２において混合される
ゴム配合物は、一例として、液状シリコーンゴムを１０
０重量部、触媒（硬化剤）を１２重量部を含んでいる。

【００３０】液状シリコーンゴムと触媒とは、混合吐出
器３２中で混合され、接触直後に手早く１分程度攪拌さ
れ、流路４２を介して、閉止状態の金型４０へ流し込ま
れる。

【００３１】金型４０に流し込まれた液状シリコーンゴ
ムは、環状凹部４６Ａ、４６Ｂによって、ドーナツ円環
状に形作られる。

【００３２】これと略同時に、触媒による室温での液状
シリコーンゴムの硬化反応が始まり、これに伴って水素
ガスが発生する。発生した水素ガスは、金型４０の環状
凹部４６Ａ、４６Ｂ内に配置された硬化中のゴム配合物
に発泡を形成する。これにより、環状の発泡充填材が形
成される。この硬化反応に要する時間は、１０分程度で
ある。

【００３３】硬化反応が終了した後に、金型４０を開放
状態として上型４６Ａと下型４６Ｂとを離反させると、
環状凹部４６Ａ、４６Ｂにより楕円状の断面であった発
泡充填材が膨張して、正円状の断面となる。

【００３４】これにより、液状シリコーンゴムを主成分
とするチューブ１４を得ることができ、このチューブ１
４をタイヤ１０の内部に収容することにより、チューブ
入りタイヤを得ることができる。

【００３５】得られたチューブ入りタイヤには、発泡充
填材のシリコーンゴムの性質が保持されており、このた
めこのチューブ入りタイヤは、２５０℃まで使用可能と
なる。これにより、高速走行時にタイヤ１０とチューブ
１４とが摩擦しても、チューブ１４が溶融することはな
く、このまま走行を継続することができる。

【００３６】また、高速走行時にクギなどが刺さって
も、発泡充填材がこの刺傷を応急的に補修してタイヤ１
０の機能を保持するので、走行を継続することができ
る。

【００３７】さらに、液状シリコーンゴムを触媒を用い
て硬化反応させて発泡充填材を形成させることにより、
チューブ１４を容易に且つ短時間で形成することができ
る。

【００３８】本実施の形態では、混合吐出器３２と金型
４０からなる装置３０を用いてチューブ１４を形成した
が、これに限定されない。混合吐出器３２の代わりにイ
ンジェクション注入装置を用いてもよい。

【００３９】また図３に示されるように、チューブ入り
タイヤ１０にホイール１８を組み込み、リム１２に設け
られたバルブ１６に、混合吐出器３２に連結された流路
４２を接続させてもよい。この装置ではシリコーンゴム
が混合吐出器３２からタイヤ１０の内部に直接注入さ
れ、タイヤ１０の内部で硬化する。これにより、発泡充
填材の組み込み作業工程を省くことができ、一層簡便に
チューブ入りタイヤを作製することができると共に、発
泡充填材を注入してからわずかな時間後に、このチュー
ブ入りタイヤによる走行を行うことができる。

【００４０】［第２の実施の形態］次に、本発明の第２
の実施の形態について説明する。

【００４１】本発明の第２の実施の形態に係るチューブ
は、発泡充填材を形成するために用いられるゴム配合物
の液状シリコーンゴム及び触媒を、ミラブル型シリコー
ンゴム及び発泡剤とした以外は、第１の実施の形態と同
様である。

【００４２】ここで用いられるミラブル型シリコーンゴ
ムは、直鎖状で重合度５０００〜１００００（シロキサ
ン単位）のオルガノポリシロキサンを主成分としてい
る。このようなミラブル型シリコーンゴムには、周知の
ミラブル型シリコーンゴムを使用することができ、例え
ば、ジメチルシリコーン生ゴム（ＭＱ）、ジメチルビニ
ルシリコーン生ゴム（ＶＭＱ）、メチルフェニルビニル
シリコーン生ゴム（ＰＶＭＱ）、フロロシリコーン生ゴ
ム（ＦＶＭＱ）が用いられる。

【００４３】これらのミラブル型シリコーンゴムのうち
耐熱性の観点からは、フロロシリコーンゴム及びメチル
フェニルビニルシリコーンゴムを用いることが好まし
く、このうちメチルフェニルビニルシリコーンゴムが最
も好ましい。

【００４４】また、用いられるミラブル型シリコーンゴ
ムのビニル基含有率は、０．０５〜１０モル％であり、
耐熱性の観点から０．３５〜１．０モル％であることが
好ましい。

【００４５】熱分解性の発泡剤には、ジニトロペンタメ
チレンテトラアミン（ＤＰＴ）、アゾジカルボンアミド
（ＡＤＣＡ）、ジニトロソペンタスチレンテトラミンや
ペンゼンフォニルヒドラジド誘導体、オキシビスベンゼ
ンスルホニルヒドラジド（ＯＢＳＨ）などを用いること
ができる。

【００４６】また、ゴム配合物には発泡助剤を含めるこ
とができる。このような発泡助剤としては、尿素、ステ
アリン酸亜鉛、ベンゼンスルフィン酸亜鉛や亜鉛華な
ど、通常発泡製品の製造に用いられる助剤が好ましく適
用される。

【００４７】ゴム配合物には、この他に、耐熱向上剤、
加硫剤、加硫助剤、補強性充填剤、湿潤剤、各種添加剤
などを配合することができる。

【００４８】ゴム配合物の配合は、チューブを構成する
発泡充填材の物性に大きく影響する。このため、ゴム配
合物の配合を適宜調節することによって、発泡充填材の
物性、例えば発泡率、比重、圧縮弾性率を所望する値に
容易にすることができる。

【００４９】このミラブル型シリコーンゴムを主成分と
する発泡充填材は、第１の実施の形態と同様に、圧縮弾
性０．２〜１．５ｋｇ／ｃｍ² 、比重０．０８〜０．
２、発泡率５〜１０倍のものであることが好ましく、圧
縮弾性０．５〜１．０ｋｇ／ｃｍ² 、比重０．１０〜
０．１７、発泡率７〜９倍のものであることが、更に好
ましい。

【００５０】このようなゴム配合物は、図４（Ａ）に示
されるような押出機５０によって成形される。この押出
機５０は、押出機５０の内部で混合されたゴム配合物を
円形の断面に押し出すための円形の開口を有する口金５
２を備えている。この押出機５０で押出しすることによ
って、一定断面形状で一定寸法の均質な長尺状の充填材
５４を得ることができる。

【００５１】次に、第２の実施の形態のチューブの製造
について説明する。ミラブル型シリコーンゴム及び発泡
剤を含むゴム配合物は、混練りされた後、押出機５０の
内部に充填されて、口金５２から一定の圧力で押し出さ
れる。押し出された充填材５４は、所望の寸法に押し出
されると、長手方向に対して斜めに切断される。

【００５２】充填材５４は、切断された両端の切断面を
互いに接合されて、図３に示されるようなドーナツ円環
状に成形される。この充填材５４は、この形状のまま金
型４０（第１の実施の形態参照）で所定温度で所定時
間、一例して２００℃１５分間加圧加硫される。

【００５３】加硫のために加熱されると、充填材５４に
発泡剤によるガスが発生して、発泡が形成される。その
後、発泡が形成された充填材５４は、金型４０から取り
出されてオーブンへ移され、２００℃で４時間、後加硫
を行う。

【００５４】これにより、所望する物性を有する発泡し
た充填材５４で構成されたチューブが得られる。得られ
たチューブをタイヤに組み込むことにより、ミラブル型
シリコーンゴムを主成分としたチューブ入りタイヤを得
ることができる。

【００５５】得られたチューブ入りタイヤには、充填材
５４のシリコーンゴムの性質が保持されており、このた
めこのチューブ入りタイヤは、２５０℃まで使用可能と
なる。これにより、高速走行時にチューブ入りタイヤに
おいて、タイヤとチューブとが摩擦してもチューブが溶
融することはなく、そのまま走行を継続することでき
る。

【００５６】また、高速走行時にクギなどが刺さって
も、発泡充填材がこの刺傷を応急的に補修してタイヤ１
０の機能を保持するので、走行を継続することができ
る。

【００５７】されに、得られたチューブ入りタイヤに
は、ゴム配合物の配合によって所望する物性を備えさせ
ることができる。また、この配合を調整することによっ
て、チューブ入りタイヤの物性を好ましい物性に適宜調
節することができる。

【００５８】本実施の形態では、押出機５０及び金型、
モールドを用いてゴム配合物から発泡充填剤を形成させ
たが、他の装置を用いて形成させてもよい。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、シ
リコーンゴムを主成分とする発泡充填材で充填チューブ
を構成させているので、高速回転時に充填チューブの温
度が２００℃を越えても充填チューブが溶融することが
なく、このためこの充填チューブを、高速回転するタイ
ヤに対して使用することができる。

【００６０】また、発泡充填材を形成するシリコーンゴ
ムの種類に応じて、作業性よく、又は所望する物性に容
易に調整しながら、発泡充填材を形成して充填チューブ
を作製することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る充填チューブを収容
したタイヤの断面図である。

【図２】本実施の形態に係る充填チューブを製造するた
めの装置の概略図である。

【図３】本実施の形態に係る充填チューブを製造するた
めの他の装置の概略図ある。

【図４】（Ａ）は本発明の他の実施の形態に係る充填チ
ューブを製造するための装置の概略図、（Ｂ）は（Ａ）
の装置によって形成された充填材の斜視図である。

【符号の説明】

１０ タイヤ １２ リム １４ チューブ ３２ 混合吐出器 ４０ 金型 ５０ 押出機 ５４ 充填材

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タイヤ内に収容されるタイヤ用充填チュ
   ーブであって、 前記充填チューブが、シリコーンゴムを主成分とする発
   泡充填材で構成されていることを特徴とするタイヤ用充
   填チューブ。
2. 【請求項２】 前記発泡充填材が、液状シリコーンゴム
   及び液状シリコーンゴムの硬化反応の触媒を含むゴム配
   合物から形成されていることを特徴とする請求項１に記
   載のタイヤ用充填チューブ。
3. 【請求項３】 前記発泡充填材が、ミラブル型シリコー
   ンゴム及び熱分解性発泡剤を含むゴム配合物から形成さ
   れていることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ用充
   填チューブ。
4. 【請求項４】 請求項２に記載のタイヤ用充填チューブ
   の製造方法であって、 液状シリコーンゴム及び液状シリコーンの硬化反応の触
   媒を含むゴム配合物を混合して、タイヤ内又は金型に注
   入し、 タイヤ内又は金型内で触媒による室温での硬化と共に発
   泡させ、発泡充填材を形成することを特徴とするタイヤ
   用充填チューブの製造方法。
5. 【請求項５】 請求項３に記載のタイヤ用充填チューブ
   の製造方法であって、 ミラブル型シリコーンゴム及び熱分解性発泡剤を含むゴ
   ム配合物を混合して、円環状に成形し、 円環状を維持させた状態で所定の温度で加硫して、加硫
   と共に発泡させ、発泡充填材を形成することを特徴とす
   るタイヤ用充填チューブの製造方法。