JPS6335441B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、パンクシール性ニユーマチツクタイ
ヤの製法に関する。本発明は、特にパンクシーラ
ント特性を有するチユーブレス型のニユーマチツ
クタイヤの製法に関する。

パンクの際の空気抜けを抑制し、または防止す
るためにニユーマチツクタイヤの改良が従来種々
行なわれてきた。一般道路で運転される乗用車の
タイヤに対する上記改良のための方法、シーラン
トおよびタイヤの構造について数多く提案されて
いる。パンクした穴に流し込んでシールする液体
および半固体パンクシーラントコーチングは先づ
第１にタイヤのバランスを失わせるため、また、
夏から冬にわたる巾広い温度範囲の条件で何回も
作動することができないか、または、有効でない
ために不成功に終つている。パンクした場合タイ
ヤの形を物理的に維持する気泡材料の中心コアー
は、熱およびゆがみの影響により、不測の気泡の
破壊のために車の最高速度を制限することになる
のが普通である。

したがつて、本発明の目的は、パンクさせた物
をシールするか、またはパンクした際空気もれを
遅くし、抑制することのできるパンクシール性ニ
ユーマチツクタイヤの製法を提供することであ
る。

本発明によれば、(A)部分架橋ブチルゴム、(B)該
部分架橋ブチルゴム用可塑剤、(C)組成物用ブチル
ゴム相溶性粘着付与剤および(D)組成物用粒状強化
剤の混合物よりなり、その内面に装着された粘着
性シーラント組成物のストリツプを有するタイヤ
ケーシングよりなる自己シール性ニユーマチツク
タイヤが提供される。

さらに本発明によれば、実質上非延伸性であ
り、かつ間隔を置いた２個のビード、通常外側の
路面に接触するトレツドを有するクラウン部分、
該クラウン部分の軸方向外縁から半径方向に伸長
してそれぞれのビードに接合する１対のそれぞれ
の側壁、通常ビードよりビードへ伸長し、カーカ
スと呼ばれる該クラウン部分および側壁を支持ま
たは強化する構造を有し、かつ、該シーラント組
成物ストリツプがその内面に接着されているチユ
ーブレス型のパンクシール性ニユーマチツクタイ
ヤが提供される。

シーラント組成物ストリツプは、タイヤのクラ
ウン部分の内面に沿つて多重の個々のストリツプ
として、または円周方向でスパイラル状に粘着さ
れた比較的巾の狭いストリツプとして施工するこ
とができる。

タイヤの内面上の粘着性シーラント組成物は約
0.25〜約0.76cm、好ましくは、約0.3〜約0.5cmの
厚みを有する。かくして、望ましい厚みは、約
0.3〜約0.6もしくは0.76cmの範囲にあつてもよい。

タイヤの内面に粘着させたシーラント組成物
は、例えば−40℃〜120℃、好ましくは−20゜〜
100℃、したがつて約−20゜〜約120℃の範囲を含
め、広範囲の温度にわたつて、パンクさせた物を
シールするため、また、そのパンクさせた物を取
り除いた後の穴をシールするため特に有用であ
る。シーラントは、また、タイヤの内面に施工後
の流れ抵抗性または物理的状態の変化が起りにく
い点で特に有用である。このように、シーラント
は、すぐれた寸法安定性を示す。

したがつてシーラント組成物は、特に、タイヤ
の内面にスプレー塗布、はけ塗りまたは流し込ま
れる液体とは反対に、寸法安定性と流れ抵抗性を
有し、ストリツプ状でチユープレス型の硬化ニユ
ーマチツクタイヤの内面に施工され、接着され
る。

シーラント組成物による粘着層は、 (A) 下記成分(B)、(C)および(D)と混合する前に、80
℃でシクロヘキサン中に20〜80％溶解するまで
部分架橋され、その分子量が約200000から
400000の範囲にある部分架橋ブチルゴム100重
量部、 (B)(i) パラフイン系、ナフテン系および芳香族系
石油から選ばれた少くとも１つの油および (ii) 40℃で半固体状のポリイソブチレンである
ゴム用可塑剤25〜150重量部、 (C) 熱可塑性オレフイン／ジオレフイン重合型樹
脂およびフエノール・フオルムアルデヒド樹脂
からなる群から選ばれた少くとも１つの樹脂で
あつて80−120℃の軟化点を有して上記ゴムに
粘性を附点する樹脂２−50重量部、 (D) アメリカ標準篩で200−400メツシユの粒径を
有するカーボンブラツクである粒状ゴム強化剤
10−150重量部 の混合物として提供される。

ブチルゴムは、主要部分がイソブチレンである
イソブチレンとイソプレンとの混合物を重合する
ことにより、また、このようなゴムをハロゲン置
換により改質して得られるものである。通常ハロ
ゲン置換としては塩素または臭素置換が好まし
い。ハロゲン置換は、例えば、ブチルゴムをハロ
ゲン化することにより行なわれるのが普通であ
る。ブチルまたはハロブチルゴムは約80℃におい
て、シクロヘキサンに約10〜約90％、好ましくは
約20〜約80％可溶である程度に部分架橋される。
上記の値は、低度の架橋ブチルが約２％可溶であ
り、高度の架橋ブチルが約98％可溶であるものと
比較することができる。完全に架橋硬化された物
質のより弾性をもち、かつ、ゴム状のマトリツク
スとは反対に、ブチルゴムを前記したように部分
的に架橋することは、完全な弾性ではなく、か
つ、力または圧力下にある程度変形することがで
きるような完全に硬化されないシーラント組成物
を提供するためである。しかしながら、部分架橋
は、必要とする寸法安定性を維持するもので、ほ
とんど硬化されないかまたは全く硬化されないも
のとは区別されるものである。

すなわち、前記のシクロヘキサンに対する溶解
度が20％に満たない程度の架橋であると、粘着層
の寸法安定性を維持することは難しく、溶解度が
80％を超える架橋を行うと、固くなりすぎて変形
しにくく、シーラントの役目を果すには不適当で
ある。

ブチルゴムは100000を越え、好ましくは200000
〜400000の範囲、さらに好ましくは約300000〜約
400000の範囲の平均分子量を有する。分子量はブ
チルゴムの粘性の指標であつて、平均分子量が約
200000に満たないと、シーラント組成物の流動性
が大きくなり寸法安定性に悪影響があり、約
400000を超えると粘性が高すぎて、シーラント組
成物の製造時および製造された組成物の適用時の
作業性を低下させまたパンク時に必要な流動性が
損われるので好ましくない。

ブチルゴムの架橋は色々の方法で行なうことが
できる。このような方法の例として硫黄またはキ
ノイド系による完全硬化の適用をあげることがで
きる。純粋な過酸化物硬化システムは一般に硬化
が完全すぎ、または効率がよすぎるために好まし
くない。あるいは、重合系よりの回収の際または
回収後にブチルの架橋を促進する硬化促進剤を重
合体中に混入することもできる。一般にこのよう
な架橋方法および架橋技術は、当業者に周知のこ
とであつて、ここで繰り返して説明する必要はな
いのである。

本発明のシーラント組成物に用いられる可塑剤
は上記部分架橋ブチルゴムに適合した可塑剤であ
つて、(i)少くとも１種のパラフイン系、ナフテン
系もしくは芳香族系石油および(ii)40℃で半固体状
のポリイソブチレンから成る。これらの可塑剤は
通常のゴム用可塑剤と同様の機能をもつものであ
つて、シーラント組成物の各成分の分散を良好に
し、適度の形状安定性の保つのに有効である。

さらにポリイソブチレン可塑剤について述べる
と、ポリイソブチレンは40℃で半固体であること
が必要である。一般的に、このようなポリマー
は、約20゜〜40℃のような巾広い温度範囲にわた
つて半固体であると表わすこともできる。このこ
とは、上記ポリマーを比較的硬い弾性ポリイソブ
チレンと区別するためである。これらの点に関
し、上記半固体ポリイソブチレンは、約400〜約
2500、好ましくは約1000〜約2300の範囲の浸透圧
法による平均分子量を有するのが普通である。そ
の粘度は、一般に、99℃（210〓）において約50
〜約4500センチストークス、好ましくは約400〜
約4300センチストークスの範囲にある。

上記可塑剤は、組成物成分の割合が、(A)上記部
分架橋ブチルゴム100重量部、(C)下記粘着付与性
樹脂２〜50重量部、(D)下記粒状強化剤10〜150重
量部に対し、25〜150重量部が好ましい。25重量
部未満では、シーラント組成物の上記成分の分散
に及ぼす効果が充分でなく、また150重量部を超
えると流れに対する適度の抵抗性が失なわれる。

本発明の実施にあたり、各種のゴム粘着付与性
熱可塑性樹脂を使用して組成物のパンクをシール
する能力を高めることができる。該樹脂の使用の
第１の目的が、本発明の組成物の固有の粘着性を
高めることであることは明らかである。したがつ
て、このような熱可塑性樹脂は、ブチルゴムと相
溶性があるか、または、容易に混合することがで
き、通常ゴム粘着付与剤と考えられている種類の
ものである。このような樹脂の代表例として、
ASTMNo.E28−58Tによる軟化点が約80゜〜120℃
の範囲にある熱可塑性ポリマーをあげることがで
きる。このような粘着付与剤の例として、天然ロ
ジン、天然ポリテルペン、合成ポリテルペン、熱
可塑性ポリオレフイン、ペンタエリスリトール、
水素化樹脂のエステル、熱可塑性炭化水素樹脂お
よびフエノール・ホルムアルデヒド樹脂をあげる
ことができる。塩化アルミニウムを共存させて得
たオレフイン／ジオレフイン重合体およびフエノ
ール・ホルムアルデヒド型樹脂が特に有用であ
る。

上記粘着付与性樹脂は、組成物成分の割合が(A)
上記部分架橋ブチルゴム100重量部、(B)上記部分
架橋ブチルゴム用可塑剤25〜150重量部(D)下記組
成物用粒状強化剤10〜150重量部に対し、２〜50
重量部が好ましい。２重量部未満では粘着性付与
効果は発揮できず、また50重量部を超えるとシー
ラント組成物の粘着性が過大となつて作業性が悪
くなり、且つ、流動性が阻害される。

粒状強化剤は、粒状であつてゴム強化型のもの
である。代表的には、米国標準篩の大きさで約
200〜約400の範囲の粒径を有する。ゴム強化型強
化剤の代表例として、カーボンブラツクならびに
酸化亜鉛、二酸化チタン、アルミニウム水和物、
リトポンホワイチング クレイ（lithopone
whiting clays）、水和シリカ、珪酸カルシウム、
シリカアルミネート、酸化マグネシウムおよび炭
酸マグネシウムのような無機物質の微粉砕した周
知のゴム補強剤をあげることができるが、本発明
のシーラント組成物におけるなじみの点でカーボ
ンブラツクが最も好ましい。カーボンブラツクの
使用割合は、シーラント組成物の他の成分の割合
が、(A)上記部分架橋ブチルゴム100重量部(B)上記
部分架橋ブチルゴム用可塑剤25〜150重量部(C)上
記粘着付与性樹脂２〜50重量部に対し、10〜150
重量部が好ましい。10重量部未満ではシール時の
シール部分の外力に対する強度を強化する効果が
不足し、150重量部を超えると、シーラントに必
要な特性、特に粘着性が失われる。

さらに、本発明のシーラント組成物の必要とす
る特性を損なわない範囲で、例えば酸化防止剤、
オゾン亀裂防止剤、着色顔料、安定剤および促進
剤のような、一般に使用されているゴム配合剤を
組成物に含有させることができる。

シーラント組成物の成分は密閉式ミキサー、ミ
ルミキサー、カレンダリングまたは押出のような
従来の方法により乾燥状態で混合して充分な構造
上の保全性をもつて流れ抵抗性を有するシーラン
ト組成物とすることができる。

シーラント組成物は、(1)(i)洗剤水溶液または炭
化水素溶媒で清浄にして乾燥させることおよび／
または(ii)表面をバフ磨きまたは研磨して粗面化す
ることによりタイヤの内面を清浄にすることまた
は調製すること、(2)上記シーラント組成物をスト
リツプ状にタイヤ内面に塗布接着すること、とい
う逐次工程によつてタイヤのクラウン部分の内面
に所望の巾にストリツプとして形成される。この
場合上記(1)の工程のあとに、タイヤを約40゜〜約
80℃の範囲の温度に加熱する工程および／また
は、スプレー塗り、ハケ塗りまたは綿棒塗り（ス
ワツビング）により液体として容易に塗布するこ
とができるセメントの薄い塗膜を調製された内側
のタイヤ面に施工する工程を任意に付加すること
ができる。セメント塗膜が施工された場合は、シ
ーラント組成物はそのセメント塗膜上に適用・接
着される。

シーラント組成物は、スパイラル状に充分旋回
させて施工することにより所望の巾を有する巾の
狭いストリツプとしてクラウン領域でタイヤの内
面上円周方向に施工することができる。シーラン
ト組成物は上述のように粘着性と流れ抵抗性を有
するから、例えばチユーブ状の容器に入れて、要
すれば加温し、外力を加えて容器から排出しなが
ら施工することができる。

パンクさせた物に対するシール作用またはタイ
ヤに生じた穴のシールの作用は、釘またはパンク
させた物に粘着する組成物の粘着性および可塑性
によりパンクさせた物のまわりをシールし、また
は、穴自体をシールするシーラント組成物の機械
的手段ならびに釘またはパンクさせた物がシーラ
ント組成物を通して引き抜かれるときにシーラン
ト組成物が穴に流れ込むことによりなされるもの
である。

本発明のタイヤは、パンクに生じた穴のみなら
ずシーラント組成物の粘着性、弾性および厚みに
より各種のパンクさせる物に対して自己シール性
を有する。タイヤは各種の大きさの釘またはパン
クさせた物によるパンクを自己シールできるのが
普通である。このような釘の代表例として、４〜
６番釘ならびに通常0.63cm以下の直径を有する釘
をあげることができる。

硬化ゴムタイヤ自体は天然ゴム、合成ゴム、そ
れらの混合物またはブレンドのような各種の硬化
または加硫ゴムのものでもよい。上記ゴムの例と
して、ゴム状ブタジエン−スチレンコポリマー、
ブタジエン−アクリロニトリルコポリマー、シス
−１，４−ポリイソプレン、ポリブタジエン、イ
ソプレン−ブタジエンコポリマー、ブチルゴム、
クロロ−もしくはブロモブチルゴムのようなハロ
ゲン化ブチルゴム、エチレン−プロピレンコポリ
マー、エチレン−プロピレンターポリマー
（EPDM'S）、弾性コポリエステルおよびポリウ
レタンエラストマーをあげることができる。一般
に、上記各種のポリマーは通常の硬化方法および
処方により硬化または加硫される。

添付図面により本発明をさらに理解することが
できる。第１図は本発明のシーラント組成物の粘
着性硬化層がトレツドと反対側のクラウン領域に
おけるタイヤの内面にある造形し成形し硬化した
ニユーマチツクタイヤの破断部分図を有する側面
図であり、第３図は、スパイラル状に充分旋回さ
せて施工することにより所望の巾としたシーラン
ト組成物の巾の狭いストリツプの形のシートを円
周方向に施工した場合を示すクラウンおよびトレ
ツド部分における第１図の拡大断面図である。

より詳しくは、図に示されるチユーブレスニユ
ーマチツクゴムタイヤ１は通常のトレツド部分
２、側壁３および主としてエアバリヤ層５のみな
らずトレツドおよび側壁部分を裏打ちし、補強す
るプライ（層）を含有する支持部材４、さらには
特に本発明の固体状で内部粘着性シーラント組成
物６を有する。

さらに第２図を参照するに、ニユーマチツクタ
イヤ１の釘７による実際のパンクならびにシーラ
ント組成物層６によるタイヤの自動シールの態様
をより詳しく説明することができる。釘を取り去
るとシーラント組成物層６を通してタイヤに穴９
ができる。釘が取り去られるにつれて、穴の中に
該組成物層が引き込まれることにより、該シーラ
ント組成物層６が作用して穴９をシールする。

シーラント組成物は前述のように、狭く、か
つ、限定された範囲内に特定の成分を含有するよ
う配合される。これによりパンクにより生じたシ
ーラントの切れ目をなおすと共に約−29゜〜130℃
の範囲の温度でパンクさせた物またはパンク穴を
シールすることのできる組成物を提供することが
できる。穴は速かにふさぐ必要があり、一旦穴が
ふさがると、シーラントは充分な強度と安定性を
有し、自動車の通常の使用状態においてタイヤが
屈曲し、それに応力が加えられる際、加圧下、通
常少くともゲージ圧1.6Kg／cm²（24psi）以下、好
ましくはゲージ圧2.7Kg／cm²（40psi）以下そして
場合によつてはそれ以上の加圧下で空気を保持す
ることができる。自動車のタイヤは通常の使用状
態で約60℃以上の温度になることはないのが普通
であるが、シーラント組成物は、試験の結果、
130℃以下の温度における通常の条件下において
有効であることがわかつた。

下記実施例により、本発明の実施の態様をさら
に説明する。実施例は、本発明の範囲を限定する
ものではなく、代表するものである。特別に規定
しない限り、部およびパーセントは、重量単位に
よる。

実施例 １ 第１図に相当する路面接触トレツド、間隔をお
いたビード、その間を連結する側壁および支持用
カーカス構造を有するHR78−15型のチユーブレ
スニユーマチツクゴムタイヤを作つて成形し、硬
化させた。

下記第１表に示した組成物の各成分を混合し、
ついでカレンダリングし、シーラント組成物を得
た。

第 １ 表 成 分 部 部分架橋ブチルゴム⁽¹⁾ 100 パラフイン系石油、ゴム可塑剤⁽²⁾ 40 フエノールホルムアルデヒド、ゴム粘着付与性樹
脂⁽³⁾ ５ ポリイソブチレン、可塑剤⁽⁴⁾ 50 カーボンブラツク（HAF） 90 ステアリン酸亜鉛 ２ (1) ブカー（Bucar）Ex262製品、コロンビアン
カーボン社製部分架橋ブチルゴム、シクロヘキ
サン中に20％溶け得る程度に架橋。

(2) フレクソン（Flexon）766製品、ハンブルオ
イルアンドリフアイニング社製パラフイン系石
油。

(3) SP−1068製品、シエネクタデイーケミカル
社製フエノールホルムアルデヒド樹脂。

(4) ビスタネツクス（Vistanex）LMMS製品、
エンゼイケミカル社製ポリイソブチレン。粘度
平均分子量（フローリイ）35000。

前記チユーブレスニユーマチツクタイヤに、上
記シーラント組成物を全シーラントの巾が約20cm
（約８インチ）となるように、トレツド部分の反
対側のタイヤ内面に巾約５cm（約２インチ）のス
パイラルストリツプとして厚み約0.31cm（約
0.125インチ）に施工し、次の方法により試験し
た。

直径168.8cm（67.5インチ）のモーター駆動車
輪に対し、タイヤをリムに取り付け、空気を入
れ、荷重を加えて回転させた。空気は２Kg／cm²
（30psi）のゲージ圧になるまで圧入し、注入空気
の温度は約60℃であつた。このタイヤに582Kg
（1285ポンド）の荷重をかけ、時速80Km（50mph）
の速度でAB−1101法に従つてタイヤを試験し
た。約160Km走らせた後トレツドの主要溝を通し
て直径0.45cm（0.18インチ）を釘をつきさした。
さらに上記速度および荷重の下でタイヤを走らせ
タイヤ内圧を定期的に測定した。試験期間内での
タイヤ内圧の変化は全くないか、またはほとんど
認められない程度であつた。

本発明を説明するために上記実施例により代表
的な実施態様および詳細について明らかにした
が、本発明の要旨または範囲に逸脱することなく
種々変更しうることは当業者に明らかなことであ
る。

以上詳細に説明したように、本発明の製法によ
ればタイヤ内面に適用されるシーラント中のブチ
ルゴムを調整された条件下であらかじめ決められ
た程度に部分的に架橋することができるため、 タイヤの枠組中で架橋する場合にくらべて過
架橋の機会が減少し、シーラントの特性が保た
れると共に 実質的にタイヤそのものを過架橋させる結果
を招くシーラント適用後のタイヤの加熱が不要
となり、 要求される寸法安定性と流動抵抗性をもつシ
ーラント組成物が提供され、シーラントの取扱
いが容易になる という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法によるニユーマチツクタ
イヤの一部破断測面図、第２図はパンクシール作
用の説明図、第３図はクラウンおよびトレツド部
分における第１図の拡大断面図である。 １……ニユーマチツクタイヤ、２……通常のト
レツド部分、３……側壁、４……支持部分、５…
…エアバリヤ層、６……シーラント組成物層、７
……釘、９……穴。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 硬化ゴムタイヤの内面にシーラント組成物を
   適用してパンクシール特性を持たせたニユーマチ
   ツクタイヤの製法の改良法において、該硬化ゴム
   タイヤの内面に寸法安定性と流れ抵抗性のあるシ
   ーラント組成物を比較的巾の狭い個別のストリツ
   プの形で適用し、該シーラントはタイヤのクラウ
   ン部分の内面に沿つて円周方向にスパイラル状に
   充分施囲させて接着して該シーラント組成物の巾
   を所望の巾とし、その逐次的工程として (1) タイヤの内面を (i) 水性洗剤溶液または炭化水素溶媒を使用し
   て清浄にし乾燥し、および／または (ii) 表面をバフ磨きまたは研磨して粗面化して
   清浄にし、または調整し、 (2) 上記シーラント組成物をストリツプ状にタイ
   ヤの内面に適用・接着し、 この際上記の硬化ゴムタイヤの内面に適用する上
   記シーラント組成物は実質的に (A) 下記成分(B)、(C)および(D)と混合する前に部分
   的に架橋した部分架橋ブチルゴム100重量部、
   この架橋ゴムは80℃でシクロヘキサン中に20−
   80％溶解するまで部分的に架橋され、分子量が
   約200000から400000の範囲にあり、 (B) 25−150重量部の (i) パラフイン系、ナフテン系または芳香族系
   油から選ばれた少くとも１つの油および (ii) 40℃で半固体状のポリイソブチレン (C) 熱可塑性オレフイン／ジオレフイン重合型樹
   脂およびフエール・フオルムアルデヒド樹脂か
   らなる群から選ばれた少くとも１つの樹脂であ
   つて80−120℃の軟化点を有して上記ゴムに粘
   性を附点する樹脂２−50重量部、 (D) アメリカ標準篩で200−400メツシユの粒径を
   有するカーボンブラツク10−150重量部 からなることを特徴とする方法。