WO2016060233A1 - 空気入りタイヤ用ゴム組成物 - Google Patents

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WO2016060233A1
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sealant material
sealant
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inner peripheral
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睦樹 杉本
湯川 直樹
山田 聡
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住友ゴム工業株式会社
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    • C08F2810/00Chemical modification of a polymer
    • C08F2810/20Chemical modification of a polymer leading to a crosslinking, either explicitly or inherently

Definitions

  • the present invention relates to a rubber composition for a pneumatic tire and a pneumatic tire using the same.
  • a pneumatic tire having a puncture prevention function As a pneumatic tire having a puncture prevention function (hereinafter, a pneumatic tire is also simply referred to as a tire), a sealant tire in which a sealant material is applied to the inner surface of the tire is known.
  • a hole formed at the time of puncture is automatically closed by the sealant material, and various studies have been made on the sealant material.
  • Non-halogenated butyl rubber containing no halogen is widely used as a rubber component to be blended with the sealant material.
  • non-halogenated butyl rubber has no crosslinking point and is difficult to undergo a crosslinking reaction, in a normal tire manufacturing process, a crosslinking reaction is performed by metal crosslinking with zinc oxide, and the reaction conditions are, for example, 170 ° C. and 12 minutes, A relatively long crosslinking time is required.
  • halogenated compounds such as brominated compounds are used as crosslinking accelerators for non-halogenated butyl rubber.
  • this halogenated compound remains in the sealant material and reacts with the cross-linked portion to break the cross-linkage, the sealant material has a low viscosity due to aging, and the sealant material flows.
  • sufficient fluidity initial fluidity
  • An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a rubber composition for a pneumatic tire (sealant tire) excellent in fluidity and deterioration resistance, and a pneumatic tire (sealant tire) using the same. To do.
  • the present invention relates to a rubber composition for a pneumatic tire (sealant tire) containing a rubber component containing a halogenated butyl rubber and an organic peroxide.
  • the halogenated butyl rubber content is preferably 80% by mass or more in 100% by mass of the rubber component.
  • the crosslinking aid is preferably a quinonedioxime compound.
  • the halogenated butyl rubber is preferably brominated butyl rubber.
  • the liquid polymer is preferably liquid polybutene.
  • the present invention also relates to a pneumatic tire (sealant tire) having a sealant layer produced using the rubber composition.
  • the rubber composition for a pneumatic tire (sealant tire) of the present invention contains a rubber component containing a halogenated butyl rubber and an organic peroxide, a sealant material excellent in fluidity and deterioration resistance can be provided.
  • the rubber composition (sealant material) for a pneumatic tire (sealant tire) of the present invention contains a rubber component containing a halogenated butyl rubber and an organic peroxide.
  • a material containing a halogenated butyl rubber and an organic peroxide is used, in particular, a material containing a halogenated butyl rubber, each containing a specific amount of an organic peroxide and a crosslinking aid,
  • a sealant material excellent in fluidity (initial fluidity) and deterioration resistance (fluidity after aging) can be provided. Also, good sealing properties can be obtained.
  • the halogenated site of the halogenated butyl rubber promotes the crosslinking reaction, so that the crosslinking of the sealant material (especially organic peroxide (preferably peroxide) / crosslinking aid (preferably It is surmised that the crosslinking) by the oxime compound) proceeds sufficiently, so that a sealant material having a high crosslinking density can be obtained, and good fluidity (initial fluidity) and sealability can be obtained.
  • the sealant material especially organic peroxide (preferably peroxide) / crosslinking aid (preferably It is surmised that the crosslinking) by the oxime compound
  • the sealant material especially organic peroxide (preferably peroxide) / crosslinking aid (preferably It is surmised that the crosslinking) by the oxime compound
  • the sealant material especially organic peroxide (preferably peroxide) / crosslinking aid (preferably It is surmised that the crosslinking) by the oxime compound
  • good fluidity means that the flow distance of the sealant material is small and the sealant material is difficult to flow. Therefore, if the initial fluidity is low or the fluidity after aging deteriorates, the sealant material tends to be unevenly distributed due to the flow of the sealant material during high-speed traveling or the like, and the sealing property may be lowered.
  • the rubber composition for sealant tires (sealant material) of the present invention contains a halogenated butyl rubber and an organic peroxide (preferably also a crosslinking aid), so that the crosslinking proceeds rapidly, so that the kneading time is relatively short. It is suitable to be prepared using a continuous kneader such as a biaxial kneading extruder. Thereby, problems such as overvulcanization can be suppressed, and better sealing performance and fluidity (initial fluidity) can be obtained.
  • the sealant material mixed with a twin-screw kneading extruder or the like and with the progress of the crosslinking reaction suppressed (controlled) in the extruder can be applied to the tire inner surface as it is.
  • a crosslinking reaction starts from the time of application (of course, the crosslinking reaction may have already progressed to some extent), and adhesion to the tire inner surface and the crosslinking reaction proceed. Therefore, sealant coating can be performed in a series of steps, and productivity is improved.
  • the rubber composition for sealant tires (sealant material) of the present invention is applied to a portion of the tire inner surface that may be punctured, such as a tread of a sealant tire. While explaining, the sealant material will be explained.
  • the sealant tire is prepared by mixing each component constituting the sealant material to prepare a sealant material, and then applying the obtained sealant material to the tire inner peripheral surface by coating or the like to form a sealant layer.
  • the sealant tire has a sealant layer on the inner side in the tire radial direction of the inner liner.
  • the sealant tire is prepared by mixing each component constituting the sealant material to prepare a sealant material, and then applying the obtained sealant material to the tire inner peripheral surface by coating or the like to form a sealant layer.
  • the sealant tire has a sealant layer on the inner side in the tire radial direction of the inner liner.
  • the normal rubber composition used for the puncture seal of a tire can be used.
  • a butyl rubber is used as a rubber component constituting the main component of the rubber composition.
  • the butyl rubber include halogenated butyl rubber (X-IIR) such as brominated butyl rubber (Br-IIR) and chlorinated butyl rubber (Cl-IIR) in addition to butyl rubber (IIR).
  • X-IIR halogenated butyl rubber
  • Br-IIR brominated butyl rubber
  • Cl-IIR chlorinated butyl rubber
  • a butyl rubber can be supplied to a continuous kneader accurately and suitably, and a sealant material can be produced with high productivity.
  • halogenated butyl rubber is used as the rubber component.
  • brominated butyl rubber is preferable because of its high effect of promoting the crosslinking reaction.
  • the Mooney viscosity ML1 + 8 at 125 ° C. is preferably 20 to 60 and more preferably 40 to 60 from the viewpoint that the fluidity of the sealant material can be more suitably secured. If it is less than 20, the fluidity may decrease, and if it exceeds 60, the sealing property may decrease.
  • the halogenated butyl rubber having the above viscosity the rubber flow can be prevented by the high viscosity of the halogenated butyl rubber and the high cross-linking density by promoting the cross-linking reaction by the halogenated butyl rubber.
  • the sealant material can be applied to the inner peripheral surface of the tire without worrying about the rubber flow. Also, good fluidity (initial fluidity) and sealing properties can be obtained.
  • the Mooney viscosity ML1 + 8 at 125 ° C. is based on JIS K-6300-1: 2001, with a test temperature of 125 ° C., a rotor having an L shape with a preheating time of 1 minute, and a rotor rotation time of 8 minutes. It is to be measured.
  • the halogen content of the halogenated butyl rubber is preferably 0.1 to 5.0% by mass, more preferably 0.5 to 4.0% by mass. Thereby, the acceleration effect of the more suitable crosslinking reaction is acquired, and an effect is acquired more suitably.
  • the halogen content can be measured by solution NMR.
  • the content of the halogenated butyl rubber is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and may be 100% by mass in 100% by mass of the rubber component. Thereby, an effect is acquired more suitably.
  • natural rubber isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), styrene butadiene rubber (SBR), styrene isoprene butadiene rubber (SIBR), ethylene propylene diene rubber (EPDM) ), Diene rubbers such as chloroprene rubber (CR), acrylonitrile butadiene rubber (NBR), butyl rubber (IIR), etc., may be used in combination.
  • NR natural rubber
  • IR isoprene rubber
  • BR butadiene rubber
  • SBR styrene butadiene rubber
  • SIBR styrene isoprene butadiene rubber
  • EPDM ethylene propylene diene rubber
  • Diene rubbers such as chloroprene rubber (CR), acrylonitrile butadiene rubber (NBR), butyl rubber (IIR), etc.
  • the content of the halogenated compound is preferably 5.0 parts by mass or less, more preferably 0.1 parts by mass or less, and still more preferably substantially 0 parts by mass (100 parts by mass) with respect to 100 parts by mass of the rubber component.
  • the halogenated compounds include brominated compounds such as tetrabromo-p-benzoquinone, 2,3-dichloro-5,6-dicyano-p-benzoquinone, tetrachloro-1,4-benzoquinone, and 2-mercaptobenzothiazole.
  • thiazole vulcanization accelerators such as (MBT) and di-2-benzothiazolyl disulfide (MBTS).
  • the sealant material preferably contains a liquid polymer.
  • Liquid polymers in the sealant include liquid polybutene, liquid polyisobutene, liquid polyisoprene, liquid polybutadiene, liquid poly ⁇ -olefin, liquid isobutylene, liquid ethylene ⁇ -olefin copolymer, liquid ethylene propylene copolymer, and liquid ethylene butylene copolymer. A polymer etc. are mentioned. Of these, liquid polybutene is preferable from the viewpoint of imparting tackiness and the like. Examples of the liquid polybutene include copolymers having a long-chain hydrocarbon molecular structure mainly composed of isobutene and further reacted with normal butene, and hydrogenated liquid polybutene can also be used.
  • liquid polymer such as liquid polybutene
  • the liquid polymer A having a kinematic viscosity at 100 ° C. of 550 to 625 mm 2 / s and / or the kinematic viscosity at 100 ° C. of 3540 to 4010 mm
  • the use of 2 / s of liquid polymer B is preferred, and the combined use of liquid polymers A and B is more preferred.
  • the kinematic viscosity at 100 ° C. of the liquid polymer A such as liquid polybutene is preferably 550 mm 2 / s or more, more preferably 570 mm 2 / s or more. If it is less than 550 mm 2 / s, the sealant material may flow.
  • the kinematic viscosity at 100 ° C. is preferably 625 mm 2 / s or less, more preferably 610 mm 2 / s or less. If it exceeds 625 mm 2 / s, the viscosity of the sealant material increases, and the extrudability may deteriorate.
  • the kinematic viscosity at 100 ° C. of the liquid polymer B such as liquid polybutene is preferably 3600 mm 2 / s or more, more preferably 3650 mm 2 / s or more. If it is less than 3540 mm 2 / s, the viscosity of the sealant material is too low, and it tends to flow during use of the tire, which may deteriorate the sealing performance and uniformity.
  • the kinematic viscosity at 100 ° C. is preferably 3900 mm 2 / s or less, more preferably 3800 mm 2 / s or less. If it exceeds 4010 mm 2 / s, the sealing property may be deteriorated.
  • Kinematic viscosity at 40 ° C. of liquid polymer A, such as liquid polybutene is preferably 20000 mm 2 / s or more, more preferably 23000mm 2 / s or more. If it is less than 20000 mm 2 / s, the sealant material may be soft and flow may occur.
  • the kinematic viscosity at 40 ° C. is preferably 30000 mm 2 / s or less, more preferably 28000 mm 2 / s or less. If it exceeds 30000 mm 2 / s, the viscosity of the sealant material becomes too high, and the sealing performance may be deteriorated.
  • the kinematic viscosity at 40 ° C. of the liquid polymer B such as liquid polybutene is preferably 120,000 mm 2 / s or more, more preferably 150,000 mm 2 / s or more. If it is less than 120,000 mm 2 / s, the viscosity of the sealant material is too low, and the sealant material tends to flow during use of the tire, and the sealing performance and uniformity may be deteriorated.
  • the kinematic viscosity at 40 ° C. is preferably 200000 mm 2 / s or less, more preferably 170000 mm 2 / s or less. If it exceeds 200,000 mm 2 / s, the viscosity of the sealant material becomes too high, and the sealing performance may be deteriorated.
  • the kinematic viscosity at 100 ° C. of the liquid polymer is preferably 550 to 3900 mm 2 / s, and the kinematic viscosity at 40 ° C. is preferably 20000. ⁇ 200000 mm 2 / s.
  • the kinematic viscosity is a value measured under conditions of 100 ° C. and 40 ° C. in accordance with JIS K2283-2000.
  • the content of the liquid polymer (total amount of liquid polymers A, B, etc.) is preferably 50 parts by mass or more, more preferably 100 parts by mass or more, and even more preferably 150 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. is there. If it is less than 50 mass parts, there exists a possibility that adhesiveness may fall.
  • the content is preferably 400 parts by mass or less, more preferably 300 parts by mass or less, and still more preferably 250 parts by mass or less. If it exceeds 400 parts by mass, the sealant material may flow.
  • the blending ratio (content of liquid polymer A / content of liquid polymer B) is preferably 10/90 to 90/10, more preferably 30/70 to 70 / 30, more preferably 40/60 to 60/40. Within the above range, good tackiness is imparted.
  • organic peroxide crosslinking agent
  • a conventionally well-known compound can be used.
  • halogenated butyl rubber in the organic peroxide crosslinking system, fluidity and deterioration resistance are improved.
  • the use of butyl rubber or liquid polymer improves the adhesiveness, sealability, fluidity, and processability.
  • organic peroxide examples include acyl peroxides such as benzoyl peroxide, dibenzoyl peroxide, and p-chlorobenzoyl peroxide, 1-butyl peroxyacetate, t-butyl peroxybenzoate, and t-butyl peroxy.
  • acyl peroxides such as benzoyl peroxide, dibenzoyl peroxide, and p-chlorobenzoyl peroxide, 1-butyl peroxyacetate, t-butyl peroxybenzoate, and t-butyl peroxy.
  • Peroxyesters such as phthalate, ketone peroxides such as methyl ethyl ketone peroxide, alkyl peroxides such as di-t-butylperoxybenzoate, 1,3-bis (1-butylperoxyisopropyl) benzene, t- Hydroperoxides such as butyl hydroperoxide, dicumyl peroxide, t-butyl cumyl peroxide and the like can be mentioned.
  • acyl peroxides are preferable from the viewpoint of tackiness and fluidity, and dibenzoyl peroxide is particularly preferable.
  • an organic peroxide (crosslinking agent) can be accurately and suitably supplied to a continuous kneader, and a sealant material can be produced with high productivity.
  • the content of the organic peroxide (crosslinking agent) is preferably 0.5 parts by mass or more, more preferably 1 part by mass or more, still more preferably 5 parts by mass or more, particularly preferably 100 parts by mass of the rubber component. It is 6 parts by mass or more. If it is less than 0.5 part by mass, the crosslink density is low, and the sealant material may flow.
  • the content is preferably 40 parts by mass or less, more preferably 20 parts by mass or less, still more preferably 15 parts by mass or less, and particularly preferably 12 parts by mass or less. If it exceeds 40 parts by mass, the crosslinking density becomes too high, the sealant material becomes too hard, and the sealing performance may be lowered.
  • Crosslinking aids include sulfenamide, thiazole, thiuram, thiourea, guanidine, dithiocarbamine, aldehyde-amine, aldehyde-ammonia, imidazoline, xanthate, And at least one selected from the group consisting of quinone dioxime compounds (quinoid compounds) can be used, and for example, quinone dioxime compounds (quinoid compounds) can be suitably used.
  • the crosslinking system in which a crosslinking aid is further added to the organic peroxide the fluidity and deterioration resistance are further improved by using halogenated butyl rubber.
  • the use of butyl rubber or a liquid polymer improves the adhesiveness, sealability, fluidity, and processability.
  • quinone dioxime compounds include p-benzoquinone dioxime, p-quinone dioxime, p-quinone dioxime diacetate, p-quinone dioxime dicaproate, p-quinone dioxime dilaurate, and p-quinone dioxime distea.
  • p-benzoquinonedioxime is preferable from the viewpoint of tackiness, sealing properties, and fluidity, and it is preferable to use a crosslinking aid (vulcanization accelerator) in powder form.
  • a crosslinking aid vulcanization accelerator
  • the crosslinking aid vulcanization accelerator
  • the sealant material can be produced with high productivity.
  • the content of the crosslinking aid such as a quinonedioxime compound is preferably 0.5 parts by mass or more, more preferably 1 part by mass or more, still more preferably 3 parts by mass or more, particularly preferably 100 parts by mass of the rubber component. Is 5 parts by mass or more, most preferably 6 parts by mass or more. If it is less than 0.5 part by mass, the sealant material may flow.
  • the content is preferably 40 parts by mass or less, more preferably 20 parts by mass or less, still more preferably 15 parts by mass or less, and particularly preferably 12 parts by mass or less. When it exceeds 40 mass parts, there exists a possibility that sealing performance may fall.
  • Sealant materials include carbon black, silica, calcium carbonate, calcium silicate, magnesium oxide, aluminum oxide, barium sulfate, talc, mica and other inorganic fillers, aromatic process oils, naphthenic process oils, paraffinic process oils A plasticizer such as the above may be added.
  • the content of the inorganic filler is preferably 1 part by mass or more, more preferably 10 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. If the amount is less than 1 part by mass, the sealing property may be deteriorated due to deterioration by ultraviolet rays.
  • the content is preferably 50 parts by mass or less, more preferably 40 parts by mass or less, and still more preferably 30 parts by mass or less. If it exceeds 50 parts by mass, the viscosity of the sealant material becomes too high, and the sealing performance may be deteriorated.
  • carbon black is preferred as the inorganic filler.
  • the content of carbon black is preferably 1 part by mass or more, more preferably 10 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. If the amount is less than 1 part by mass, the sealing property may be deteriorated due to deterioration by ultraviolet rays.
  • the content is preferably 50 parts by mass or less, more preferably 40 parts by mass or less, and still more preferably 25 parts by mass or less. If it exceeds 50 parts by mass, the viscosity of the sealant material becomes too high, and the sealing performance may be deteriorated.
  • the content of the plasticizer is preferably 1 part by mass or more, more preferably 5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. If it is less than 1 part by mass, the adhesiveness to the tire is lowered, and there is a possibility that sufficient sealability cannot be obtained.
  • the content is preferably 40 parts by mass or less, more preferably 20 parts by mass or less. If it exceeds 40 parts by mass, slipping may occur in the kneader and it may be difficult to knead the sealant material.
  • the sealant is preferably prepared by mixing pelletized butyl rubber, powder cross-linking agent, and powder cross-linking aid.
  • Pelletized butyl rubber, liquid polybutene More preferably, it is prepared by mixing a plasticizer, powder carbon black, a powder crosslinking agent, and a powder crosslinking aid.
  • sealant material a material in which a predetermined amount of a liquid polymer, an organic peroxide, and a crosslinking aid are blended with a rubber component containing butyl rubber is preferable.
  • Processability is improved in a well-balanced manner. This is because a liquid polymer component is introduced into an organic peroxide cross-linking system using butyl rubber as a rubber component, and tackiness is imparted. By suppressing the flow, the adhesiveness, sealability, fluidity and processability are improved in a well-balanced manner.
  • sealant material since it is excellent in fluidity
  • the viscosity (40 ° C.) of the sealant material is not particularly limited. However, when the sealant material is applied to the inner peripheral surface of the tire, the sealant material suitably holds a substantially string-like shape. From the viewpoint, it is preferably 3000 Pa ⁇ s or more, more preferably 5000 Pa ⁇ s or more, and preferably 70000 Pa ⁇ s or less, more preferably 50000 Pa ⁇ s or less. If it is less than 3000 Pa ⁇ s, the sealant material may flow when the tire is stopped after application of the sealant material, and the film thickness may not be maintained. Moreover, when it exceeds 70000 Pa.s, it becomes difficult to discharge the sealant material from the nozzle.
  • the viscosity of the sealant material is a value measured by a rotary viscometer under the condition of 40 ° C. according to JIS K 6833.
  • the above-mentioned materials are mixed to prepare a sealant material, and the produced sealant material is applied to the inner circumferential surface of the tire (preferably the inner radial portion of the inner liner), so that the inner liner is radially inward of the tire.
  • a sealant tire having a sealant layer can be manufactured, and mixing of each material constituting the sealant material can be performed using, for example, a known continuous kneader. Especially, it is preferable to mix using the multi-axis kneading extruder of the same direction rotation or a different direction rotation, especially a biaxial kneading extruder.
  • the continuous kneader (particularly a twin-screw kneading extruder) preferably has a plurality of supply ports for supplying raw materials, more preferably has at least three supply ports, and at least 3 upstream, intermediate and downstream sides. More preferably, it has one supply port.
  • a continuous kneader particularly, a twin-screw kneading extruder
  • the various raw materials are mixed, and a sealant material is successively prepared.
  • a continuous kneader particularly, a twin-screw kneading extruder
  • a material having a higher viscosity thereby, each material is fully mixed and the sealant material with fixed quality can be prepared.
  • the powder material is added, the kneadability is improved.
  • the organic peroxide is preferably supplied to the continuous kneader (particularly, the twin-screw kneading extruder) from the supply port on the downstream side.
  • kneading If a large amount of liquid polymer is put into a continuous kneader (especially a twin screw kneading extruder) at a time, kneading will not be successful. It is preferable to carry out from the mouth. Thereby, kneading
  • the sealant material is a continuous kneader (especially a biaxial kneader extruder) having at least three supply ports, and the continuous kneader (especially a two-screw kneader extruder).
  • a rubber component such as butyl rubber, an inorganic filler, and a crosslinking aid are supplied from a supply port on the upstream side of the shaft kneading extruder, and a liquid polymer B is supplied from a supply port on the middle stream side
  • the liquid polymer A, the organic peroxide, and the plasticizer are preferably supplied from the supply port, and are preferably prepared by kneading and extruding.
  • all the raw materials charged into the continuous kneader are controlled by a supply device capable of quantitative supply control and are charged into the continuous kneader. This makes it possible to prepare the sealant material in a continuous and automated state.
  • the supply device is not particularly limited as long as the quantitative supply control is possible, and a known supply device can be used.
  • a screw feeder, a plunger pump, a gear pump, a Mono pump, or the like can be used.
  • Solid raw materials such as pelletized butyl rubber, powder carbon black, powder cross-linking agent, and powder cross-linking aid are quantitatively supplied using a screw feeder. It is preferable. As a result, it becomes possible to supply a solid raw material accurately and quantitatively, and it is possible to manufacture a higher-quality sealant material, and thus a higher-quality sealant tire.
  • each solid raw material it is preferable to supply with a separate supply device. Thereby, since it is not necessary to blend each raw material beforehand, supply of the material at the time of mass production becomes easy.
  • the plasticizer is preferably supplied in a fixed amount using a plunger pump. As a result, it becomes possible to supply the plasticizer accurately and quantitatively, and it is possible to manufacture a higher-quality sealant material, and thus a higher-quality sealant tire.
  • the liquid polymer is preferably supplied in a fixed amount using a gear pump. As a result, the liquid polymer can be accurately and quantitatively supplied, and a higher-quality sealant material, and thus a higher-quality sealant tire can be manufactured.
  • the supplied liquid polymer is preferably controlled at a constant temperature. By controlling at a constant temperature, it becomes possible to quantitatively supply the liquid polymer with higher accuracy.
  • the temperature of the supplied liquid polymer is preferably 20 to 90 ° C, more preferably 40 to 70 ° C.
  • Mixing in a continuous kneader is preferably carried out at a barrel temperature of 30 (preferably 50) to 150 ° C. from the viewpoint of easy mixing, extrudability, and control of the curing acceleration rate. .
  • the mixing time of the material supplied on the upstream side is preferably 1 to 3 minutes, and the mixing time of the material supplied on the midstream side is preferably 1 to 3 minutes.
  • the mixing time of the material supplied on the downstream side is preferably 0.5 to 2 minutes.
  • each mixing time means the residence time until it is discharged
  • the temperature of the sealant material discharged from the discharge port can be adjusted by adjusting the screw speed of the continuous kneader (especially the twin-screw kneading extruder) and the temperature controller. Good fluidity can be imparted to the sealant material.
  • a continuous kneader particularly a twin-screw kneading extruder
  • kneadability and material temperature increase as the number of rotations of the screw is increased. Note that the number of rotations of the screw does not affect the discharge amount.
  • the rotational speed of the screw is preferably 50 to 700 (preferably 550) rpm from the viewpoint of sufficient mixing properties and control of the curing acceleration rate.
  • the pressure in the continuous kneader is preferably 1.0 to 10.0 MPa from the viewpoint of sufficient mixing property, plasticity, and curing acceleration rate control.
  • the temperature of the sealant material discharged from the discharge port of a continuous kneader is preferably 70 to 150 ° C. from the viewpoint of sufficient mixing properties and control of the curing acceleration rate, More preferably, the temperature is 90 to 130 ° C.
  • a crosslinking reaction starts from the time of application, and has good adhesiveness to the tire inner peripheral surface, and the crosslinking reaction proceeds more suitably, and a sealant tire with high sealing properties is obtained. Can be manufactured. Moreover, the bridge
  • the amount of the sealant material discharged from the discharge port of the continuous kneader is determined based on the amount of raw material supplied to the supply port.
  • the supply amount of the raw material to the supply port is not particularly limited, and can be appropriately set by those skilled in the art. It is preferable that the amount (discharge amount) of the sealant material discharged from the discharge port is substantially constant because a sealant tire excellent in uniformity and sealability can be suitably obtained.
  • the discharge amount is substantially constant, the change in the discharge amount is 93 to 107% (preferably 97 to 103%, more preferably 98 to 102%, still more preferably 99 to 101%. ).
  • a continuous kneader can discharge a material at a high pressure, so that the prepared sealant material is attached to a discharge port by a nozzle (preferably a small-diameter nozzle having high resistance). Bead-like) and can be attached to the tire.
  • the thickness of the sealant material is substantially reduced by discharging the sealant material from a nozzle connected to the discharge port of a continuous kneader (especially a twin-screw kneading extruder) and sequentially applying it to the inner peripheral surface of the tire. It becomes constant, can prevent deterioration of tire uniformity, and can produce a sealant tire excellent in weight balance.
  • a continuous kneader especially a twin-screw kneading extruder
  • the mixed sealant material is discharged directly from the nozzle connected to the discharge port of an extruder such as a continuous kneader (especially a twin-screw kneading extruder) to feed directly to the inner peripheral surface of the vulcanized tire.
  • an extruder such as a continuous kneader (especially a twin-screw kneading extruder) to feed directly to the inner peripheral surface of the vulcanized tire.
  • a sealant tire is manufactured by applying to the inner peripheral surface.
  • the sealant material mixed in a twin-screw kneading extruder and the like, and the progress of the crosslinking reaction in the extruder can be directly applied to the tire inner peripheral surface. While having favorable adhesiveness to a surrounding surface, a crosslinking reaction advances suitably.
  • the sealant material applied to the inner peripheral surface of the tire preferably forms a sealant layer while maintaining a substantially string-like shape. Accordingly, sealant coating can be performed in a series of steps, and productivity is further improved. Also, by applying a sealant material to the inner peripheral surface of a vulcanized tire, a sealant tire can be manufactured with higher productivity. Furthermore, it is preferable that the sealant material discharged from the nozzle connected to the discharge port of the continuous kneader (particularly, the twin-screw kneading extruder) is sequentially applied directly to the inner peripheral surface of the tire.
  • the sealant material in which the progress of the crosslinking reaction in the continuous kneader (particularly the twin-screw kneading extruder) is suppressed can be continuously applied to the tire inner peripheral surface as it is, the crosslinking reaction starts from the time of application.
  • a cross-linking reaction suitably proceeds, and a sealant tire with better productivity and excellent weight balance can be produced.
  • the sealant material may be applied to the inner peripheral surface of the tire at least on the inner peripheral surface of the tire corresponding to the tread portion, more preferably on at least the inner peripheral surface of the tire corresponding to the breaker.
  • the inner peripheral surface of the tire corresponding to the tread portion means the inner peripheral surface of the tire located inside the tire radial direction of the tread portion in contact with the road surface
  • the inner peripheral surface of the tire corresponding to the breaker is It means the inner peripheral surface of the tire located on the inner side in the tire radial direction of the breaker.
  • the breaker is a member arranged inside the tread and outside the carcass in the radial direction. Specifically, the breaker is a member shown in the breaker 16 of FIG.
  • an unvulcanized tire is vulcanized using a bladder.
  • This bladder expands during vulcanization and comes into close contact with the inner peripheral surface (inner liner) of the tire.
  • a release agent is usually applied to the inner peripheral surface (inner liner) of the tire so that the bladder and the inner peripheral surface (inner liner) of the tire do not adhere when vulcanization is completed.
  • the release agent a water-soluble paint or a release rubber is usually used.
  • a release agent is present on the inner peripheral surface of the tire, the adhesiveness between the sealant material and the inner peripheral surface of the tire may be reduced. Therefore, it is preferable to remove the release agent in advance from the inner peripheral surface of the tire. In particular, it is more preferable to remove the release agent in advance at least in the portion of the inner peripheral surface of the tire where the application of the sealant material is started. It is more preferable to remove the release agent in advance from all portions of the inner peripheral surface of the tire where the sealant material is applied. Thereby, the adherence of the sealant material to the inner peripheral surface of the tire is further improved, and a sealant tire with higher sealing performance can be manufactured.
  • the method for removing the release agent from the inner peripheral surface of the tire is not particularly limited, and examples thereof include known methods such as buff treatment, laser treatment, high-pressure water washing, and removal with a detergent (preferably a neutral detergent).
  • the manufacturing equipment includes a twin-screw kneading extruder 60, a material feeder 62 for supplying raw materials to the twin-screw kneading extruder 60, a rotation driving device 50 for fixing and rotating the tire 10 and moving the tire 10 in the width direction and the radial direction of the tire.
  • the biaxial kneading extruder 60 has five supply ports 61. Specifically, it has three upstream supply ports 61a, one midstream supply port 61b, and one downstream supply port 61c. Furthermore, the nozzle 30 is connected to the discharge port of the twin-screw kneading extruder 60.
  • the raw materials are sequentially supplied from the material feeder 62 to the twin-screw kneading extruder 60 through the supply port 61 of the twin-screw kneading extruder 60, and each raw material is kneaded by the twin-screw kneading extruder 60, so that the sealant material is sequentially prepared. Is done.
  • the prepared sealant material is continuously discharged from the nozzle 30 connected to the discharge port of the twin-screw kneading extruder 60.
  • the sealant material discharged from the nozzle 30 is sequentially applied directly to the inner peripheral surface of the tire.
  • the sealant material can be continuously spirally attached to the inner peripheral surface of the tire. That is, the sealant material continuously discharged from the continuous kneader (especially the biaxial kneader-extruder) is sequentially applied to the inner peripheral surface of the tire while moving the tire in the width direction and / or the radial direction while rotating the tire. By applying directly, the sealant material can be continuously spirally attached to the inner peripheral surface of the tire.
  • the sealant material By continuously sticking a sealant material on the inner peripheral surface of the tire in a spiral shape, deterioration of tire uniformity can be prevented and a sealant tire excellent in weight balance can be manufactured.
  • the sealant material can be formed in a uniform sealant layer in the tire circumferential direction and the tire width direction (especially in the tire circumferential direction) by sticking the sealant material spirally on the inner peripheral surface of the tire. Highly stable sealant tires can be manufactured stably with good productivity.
  • the sealant material is preferably pasted so as not to overlap in the width direction, and more preferably pasted without any gap. As a result, deterioration of tire uniformity can be further prevented, and a more uniform sealant layer can be formed.
  • raw materials are sequentially supplied to a continuous kneader (especially a twin-screw kneading extruder), and a sealant material is sequentially prepared by a continuous kneader (especially a twin-screw kneading extruder), and the prepared sealant material is continuously kneaded. It is continuously discharged from a nozzle connected to a discharge port of a machine (particularly a biaxial kneading extruder), and sealant materials are sequentially applied directly to the inner peripheral surface of the tire. Thereby, a sealant tire can be manufactured with high productivity.
  • the sealant layer is preferably formed by applying a substantially string-like sealant material to the inner peripheral surface of the tire in a spiral manner. Thereby, it becomes possible to form the sealant layer comprised by the substantially string-like sealant material continuously arranged spirally along the inner peripheral surface of the tire on the inner peripheral surface of the tire.
  • the sealant layer may be formed by laminating sealant materials, but preferably comprises a single layer of sealant material.
  • a sealant layer composed of one sealant material can be formed by continuously applying the sealant material in a spiral manner to the inner peripheral surface of the tire. If the sealant material has a substantially string-like shape, the applied sealant material has a certain thickness, so even a sealant layer consisting of one sealant material can prevent deterioration of tire uniformity and weight. A sealant tire having excellent balance and excellent sealing properties can be manufactured. Moreover, since it is sufficient to apply one layer without laminating several layers of the sealant material, a sealant tire can be manufactured with higher productivity.
  • the number of times the sealant material is wound around the inner peripheral surface of the tire is preferable because it can prevent deterioration of the tire uniformity, has an excellent weight balance, and can produce a sealant tire having good sealability with higher productivity. 20 to 70 times, more preferably 20 to 60 times, still more preferably 35 to 50 times.
  • the number of times of winding is 2 means that the sealant material is applied so as to make two rounds on the inner circumferential surface of the tire. In FIG. 4, the number of times of winding the sealant material is 6.
  • the preparation (kneading) of the sealant material and the discharge (coating) of the sealant material can be performed simultaneously, with high viscosity and high adhesiveness.
  • the sealant material which is difficult to handle, can be applied directly to the inner peripheral surface of the tire without handling, and a sealant tire can be manufactured with high productivity.
  • a sealant material is prepared by kneading with a batch type kneader, including the curing agent, the time from preparation of the sealant material to application to the tire is not constant, but raw materials containing organic peroxide are continuously kneaded.
  • the time from the preparation of the sealant material to the application to the tire is constant by sequentially applying the sealant material sequentially prepared by mixing with a machine (especially a twin-screw kneading extruder) to the inner peripheral surface of the tire. Therefore, when the sealant material is applied using a nozzle, the discharge amount of the sealant material from the nozzle is stabilized, and further, the adhesive becomes constant adhesiveness while suppressing the decrease in the adhesiveness of the sealant material to the tire. Highly viscous, sticky, and difficult to handle sealant materials can be applied to the tire's inner surface with high accuracy, producing stable and consistent sealant tires. That.
  • the sealant tire rotates the tire and moves an adhesive sealant material to the inner peripheral surface of the tire by the nozzle while moving at least one of the tire and the nozzle in the width direction of the tire.
  • the distance between the inner peripheral surface of the tire and the tip of the nozzle is measured using a non-contact displacement sensor, and the measurement result is fed back, so that the distance between the inner peripheral surface of the tire and the tip of the nozzle is kept constant. Can keep. And since the sealant material is applied to the inner peripheral surface of the tire while keeping the above distance constant, the thickness of the sealant material is uniform without being affected by unevenness of the tire shape or unevenness of the joints, etc. Can be. Furthermore, since it is not necessary to input coordinate values for each tire size as in the prior art, the sealant material can be applied efficiently.
  • Drawing 1 is an explanatory view showing typically an example of the application device used with the manufacturing method of a sealant tire.
  • FIG. 2 is an enlarged view of the vicinity of the tip of the nozzle constituting the coating apparatus shown in FIG.
  • FIG. 1 shows a cross section obtained by cutting a part of the tire 10 in the meridian direction (cross section cut by a plane including the width direction and the radial direction of the tire), and FIG. 2 shows a part of the tire 10 around the tire.
  • a cross section cut by a plane including a direction and a radial direction is shown. 1 and 2, the X direction is the tire width direction (axial direction), the Y direction is the tire circumferential direction, and the Z direction is the tire radial direction.
  • the tire 10 is set on a rotation drive device (not shown) that rotates the tire 10 while fixing and rotating the tire 10 in the width direction and the radial direction of the tire.
  • This rotational drive device enables rotation around the tire axis, movement in the width direction of the tire, and movement in the radial direction of the tire independently.
  • the rotational drive device also includes a control mechanism (not shown) that can control the amount of movement of the tire in the radial direction.
  • the control mechanism may be capable of controlling the amount of movement in the width direction of the tire and / or the rotational speed of the tire.
  • the nozzle 30 is attached to the tip of an extruder (not shown) and can be inserted inside the tire 10. Then, the adhesive sealant material 20 extruded from the extruder is discharged from the tip 31 of the nozzle 30.
  • the non-contact displacement sensor 40 is attached to the nozzle 30 and measures the distance d between the inner peripheral surface 11 of the tire 10 and the tip 31 of the nozzle 30.
  • the distance d measured by the non-contact displacement sensor is a distance in the radial direction of the tire between the inner peripheral surface of the tire and the tip of the nozzle.
  • the sealant tire manufacturing method of the present embodiment first, the tire 10 molded in the vulcanization process is set in a rotation drive device, and the nozzle 30 is inserted inside the tire 10. Then, as shown in FIGS. 1 and 2, the sealant material 20 is discharged from the nozzle 30 while rotating the tire 10 and moving the tire 10 in the width direction, so that it continues to the inner peripheral surface 11 of the tire 10. Apply it.
  • the movement in the width direction of the tire 10 is performed along the profile shape of the inner peripheral surface 11 of the tire 10 that has been input in advance.
  • the sealant material 20 preferably has a substantially string-like shape. More specifically, the sealant material retains a substantially string-like shape when the sealant material is applied to the inner peripheral surface of the tire. In this case, the substantially string-like sealant material 20 is continuously attached to the inner peripheral surface 11 of the tire 10 in a spiral shape.
  • the substantially string-like shape means a shape having a length longer than a width and a certain width and thickness.
  • FIG. 4 schematically shows an example of a state in which the substantially string-like sealant material is continuously attached in a spiral manner to the inner peripheral surface of the tire.
  • FIG. 8 schematically shows an example of a cross section of the sealant material when the sealant material of FIG. 4 is cut along a straight line AA orthogonal to the application direction (length direction) of the sealant material.
  • the substantially string-like sealant material has a certain width (a length indicated by W in FIG. 8) and a certain thickness (a length indicated by D in FIG. 8).
  • the width of the sealant material means the width of the sealant material after application
  • the thickness of the sealant material means the thickness of the sealant material after application, more specifically, the thickness of the sealant layer. Means.
  • the sealant material having a substantially string shape has a thickness of the sealant material (the thickness of the sealant material after application, the thickness of the sealant layer, the length indicated by D in FIG. 8), which will be described later.
  • a sealant material satisfying a preferable numerical range of a preferable numerical range and a width of the sealant material (the width of the sealant material after application, the length indicated by W in FIG. 4, the length indicated by W 0 in FIG. 6), More preferably, the sealant material satisfies a preferable numerical range of the ratio of the thickness of the sealant material and the width of the sealant material (the thickness of the sealant material / the width of the sealant material) described later. It is also a sealant material that satisfies a preferable numerical range of the cross-sectional area of the sealant material, which will be described later.
  • the sealant material is applied to the inner peripheral surface of the tire by the following steps (1) to (3).
  • a non-contact displacement sensor 40 measures a distance d between the inner peripheral surface 11 of the tire 10 and the tip 31 of the nozzle 30 before the sealant material 20 is applied.
  • the measurement of the distance d is performed every time the sealant material 20 is applied to the inner peripheral surface 11 of each tire 10, and is performed from the start of application of the sealant material 20 to the end of application.
  • Step (2)> The measurement data of the distance d is transferred to the control mechanism of the rotary drive device. Based on the measurement data, the control mechanism adjusts the amount of movement in the radial direction of the tire so that the distance between the inner peripheral surface 11 of the tire 10 and the tip 31 of the nozzle 30 is a predetermined distance.
  • Step (3) Since the sealant material 20 is continuously discharged from the tip 31 of the nozzle 30, the sealant material 20 is applied to the inner peripheral surface 11 of the tire 10 in which the interval is adjusted. Through the above steps (1) to (3), the sealant material 20 having a uniform thickness can be applied to the inner peripheral surface 11 of the tire 10.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram schematically showing the positional relationship of the nozzle with respect to the tire.
  • the distance between the inner peripheral surface 11 of the tire 10 and the tip 31 of the nozzle 30 is set to a predetermined distance. it can be coated with a sealant material while maintaining the d 0.
  • the distance d 0 after adjustment is preferably 0.3 mm or more, more preferably 1.0 mm or more, because the effect can be obtained more suitably. If it is less than 0.3 mm, the tip of the nozzle is too close to the inner peripheral surface of the tire, so that it becomes difficult to apply a sealant material having a predetermined thickness. Further, the adjusted distance d 0 is preferably 3.0 mm or less, more preferably 2.0 mm or less. If it exceeds 3.0 mm, the sealant material cannot be successfully adhered to the tire, and the production efficiency may be reduced.
  • the adjusted distance d 0 is the distance in the tire radial direction between the inner peripheral surface of the tire and the tip of the nozzle after the adjustment in the step (2).
  • the adjusted interval d 0 is preferably 30% or less, more preferably 20% or less of the thickness of the sealant material after application, and the sealant material after application.
  • the thickness is preferably 5% or more, more preferably 10% or more.
  • the thickness of the sealant material (the thickness of the sealant material after application, the thickness of the sealant layer, the length indicated by D in FIG. 8) is not particularly limited, but is preferable because the effect is more suitably obtained. Is 1.0 mm or more, more preferably 1.5 mm or more, further preferably 2.0 mm or more, particularly preferably 2.5 mm or more, preferably 10 mm or less, more preferably 8.0 mm or less, still more preferably It is 5.0 mm or less. When it is less than 1.0 mm, it is difficult to reliably close the puncture hole when the tire is punctured. Moreover, even if it exceeds 10 mm, the effect of closing the puncture hole does not change so much and the weight of the tire increases, which is not preferable.
  • the thickness of the sealant material can be adjusted by adjusting the rotational speed of the tire, the moving speed in the width direction of the tire, the distance between the tip of the nozzle and the inner peripheral surface of the tire, and the like.
  • the thickness of the sealant material (the thickness of the sealant material after application, the thickness of the sealant layer) is substantially constant. Thereby, the deterioration of the uniformity of a tire can be prevented more, and the sealant tire more excellent in weight balance can be manufactured.
  • the thickness is substantially constant means that the thickness variation is 90 to 110% (preferably 95 to 105%, more preferably 98 to 102%, and still more preferably 99 to 101%. ).
  • a substantially string-like sealant material because the nozzle is also less clogged and excellent in operational stability, and the effect is more suitably obtained. It is more preferable to affix in a spiral manner on the inner peripheral surface of the tire.
  • a sealant material that is not substantially string-shaped may be used, and the sealant material may be applied by spraying on the inner peripheral surface of the tire.
  • the width of the sealant material (the width of the sealant material after application, the length indicated by W in FIG. 4) is not particularly limited, but the effect is more preferably obtained. For the reason, it is preferably 0.8 mm or more, more preferably 1.3 mm or more, and further preferably 1.5 mm or more. If it is less than 0.8 mm, the number of times the sealant material is wound around the inner peripheral surface of the tire increases, and the production efficiency may be reduced.
  • the width of the sealant material is preferably 18 mm or less, more preferably 13 mm or less, still more preferably 9.0 mm or less, particularly preferably 7.0 mm or less, most preferably 6.0 mm or less, and most preferably 5.0 mm. It is as follows. When it exceeds 18 mm, there is a possibility that weight imbalance tends to occur.
  • the thickness of the sealant (the thickness of the sealant after application, the thickness of the sealant layer, the length indicated by D in FIG. 8) and the width of the sealant (the width of the sealant after application, in FIG. 4) , W) (the thickness of the sealant material / the width of the sealant material) is preferably 0.6 to 1.4, more preferably 0.7 to 1.3, and still more preferably 0.00. It is 8 to 1.2, particularly preferably 0.9 to 1.1. As the ratio is closer to 1.0, the shape of the sealant material becomes an ideal string shape, and a sealant tire having a high sealing property can be manufactured with higher productivity.
  • the cross-sectional area of the sealant material (the cross-sectional area of the sealant material after application, in FIG. 8, the area calculated by D ⁇ W) is preferably 0.8 mm 2 or more, because the effect is more suitably obtained. preferably 1.95 mm 2 or more, more preferably 3.0 mm 2 or more, particularly preferably 3.75 mm 2 or more, preferably 180 mm 2 or less, more preferably 104 mm 2 or less, more preferably 45 mm 2 or less, particularly preferably Is 35 mm 2 or less, most preferably 25 mm 2 or less.
  • the width of the region where the sealant material is affixed (hereinafter also referred to as the width of the affixed region and the width of the sealant layer, the length represented by 6 ⁇ W in FIG. 4, and W 1 + 6 ⁇ W 0 in FIG. 6.
  • the length represented is not particularly limited, but 80% or more of the tread ground contact width is preferable, 90% or more is more preferable, 100% or more is more preferable, and 120% is more preferable because the effect is more suitably obtained. % Or less is preferable, and 110% or less is more preferable.
  • the width of the sealant layer is preferably 85 to 115%, more preferably 95 to 105% of the tire breaker width (the length of the breaker in the tire width direction), because the effect is more suitably obtained. More preferred.
  • the length in the tire width direction of the breaker is the tire width direction of the breaker having the longest length in the tire width direction among the plurality of breakers. It means length.
  • the tread ground contact width is determined as follows. First, the ground contact position on the outermost side in the tire axial direction when a normal load is loaded on a normal rim that is assembled with a regular rim and filled with a regular internal pressure, and a normal load is applied to a flat surface with a camber angle of 0 degrees. Is defined as “ground end” Te. A distance in the tire axial direction between the ground contact ends Te and Te is defined as a tread ground contact width TW. When there is no notice in particular, the dimension of each part of a tire, etc. are values measured in this normal state.
  • the above-mentioned “regular rim” is a rim defined for each tire in the standard system including the standard on which the tire is based. “Standard rim” for JATMA, “Design Rim” for TRA If it is ETRTO, it will be “Measuring Rim”.
  • the “regular internal pressure” is the air pressure defined by each standard for each tire in the standard system including the standard on which the tire is based, and is “maximum air pressure” for JATMA, and “ The maximum value described in TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFRATION PRESSURES is set to “INFLATION PRESSURE” for ETRTO, but 180 kPa for tires for passenger cars.
  • the “regular load” is a load determined by each standard for each tire in a standard system including the standard on which the tire is based.
  • “JATMA” indicates “maximum load capacity”
  • TRA indicates The maximum value described in “TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFRATION PRESURES” is “LOAD CAPACITY” if it is ETRTO, but if the tire is for a passenger car, the load is equivalent to 88% of the above load.
  • the rotation speed of the tire when applying the sealant material is not particularly limited, but is preferably 5 m / min or more, more preferably 10 m / min or more, and preferably 30 m from the reason that the effect is more suitably obtained.
  • / Min or less more preferably 20 m / min or less. When it is less than 5 m / min and when it exceeds 30 m / min, it becomes difficult to apply a sealant material having a uniform thickness.
  • the non-contact type displacement sensor to be used is not particularly limited as long as it can measure the distance between the inner peripheral surface of the tire and the tip of the nozzle, and examples thereof include a laser sensor, an optical sensor, and a capacitance sensor. . These sensors may be used independently and may use 2 or more types together. Among these, from the viewpoint of measuring rubber, a laser sensor and an optical sensor are preferable, and a laser sensor is more preferable.
  • irradiate the inner peripheral surface of the tire with laser measure the distance between the inner peripheral surface of the tire and the tip of the laser sensor from the reflection of the laser, and use the value to determine the tip of the laser sensor and the tip of the nozzle.
  • the distance between the inner peripheral surface of the tire and the tip of the nozzle can be obtained.
  • the position of the non-contact type displacement sensor is not particularly limited as long as the distance between the inner peripheral surface of the tire before applying the sealant material and the tip of the nozzle can be measured, but it is preferably attached to the nozzle. It is more preferable to install it at a position where it does not adhere.
  • the number and size of the non-contact type displacement sensor are not particularly limited.
  • Non-contact type displacement sensors are sensitive to heat, and therefore, protection using heat insulating material and / or cooling using air or the like is performed in order to prevent thermal effects from the high-temperature sealant material discharged from the nozzle. Is preferred. Thereby, the durability of the sensor can be improved.
  • a rotation drive device has a means to expand the width
  • the sealant material can be easily applied to the tire by widening the width of the bead portion of the tire.
  • the nozzle when the nozzle is introduced in the vicinity of the inner peripheral surface of the tire after the tire is set on the rotational drive device, the nozzle can be introduced simply by moving the nozzle in parallel, which facilitates control and improves productivity.
  • the means for expanding the width of the bead portion of the tire is not particularly limited as long as the width of the bead portion of the tire can be increased, but two sets of apparatuses having a plurality of (preferably two) rolls whose positions do not change from each other. And a mechanism that moves each in the tire width direction.
  • the device may be inserted into the tire from both sides of the tire opening to increase the width of the tire bead.
  • the sealant material which is mixed in a twin-screw kneading extruder and the like and the progress of the crosslinking reaction in the extruder is suppressed, is applied to the tire inner peripheral surface as it is, so that the crosslinking reaction starts from the time of application, While having good adhesiveness to the tire inner peripheral surface, the crosslinking reaction proceeds more suitably, and a sealant tire having high sealing properties can be produced. Therefore, it is not necessary to further crosslink the sealant tire coated with the sealant material, and good productivity can be obtained.
  • the sealant tire may be placed in an oven at 70 ° C. to 190 ° C. (preferably 150 ° C. to 190 ° C.) for 2 to 15 minutes.
  • the rotation speed is preferably 300 to 1000 rpm.
  • an oven with a rotation mechanism may be used as the oven.
  • the crosslinking step is not performed separately, it is preferable to rotate the tire in the tire circumferential direction until the crosslinking reaction of the sealant material is completed. As a result, even a sealant material that is easy to flow immediately after coating can be prevented from flowing and a crosslinking reaction can be performed without deteriorating uniformity.
  • the rotation speed is the same as in the crosslinking step.
  • the preheating temperature of the tire is preferably 40 to 100 ° C, more preferably 50 to 70 ° C.
  • the crosslinking reaction is suitably started from the time of application, the crosslinking reaction proceeds more suitably, and a sealant tire having a high sealing property can be manufactured. Further, by setting the preheating temperature of the tire within the above range, it is not necessary to perform a crosslinking step, so that a sealant tire can be manufactured with high productivity.
  • a continuous kneader (particularly a twin-screw kneading extruder) generally operates continuously.
  • the following methods (1) and (2) may be employed in order to manufacture a higher-quality sealant tire while suppressing a decrease in productivity.
  • the method (1) has a demerit of a decrease in quality, and the method (2) has an increase in cost. Therefore, it may be properly used depending on the situation.
  • the continuous kneader and all the supply devices are simultaneously operated and stopped to control the supply of the sealant material to the inner peripheral surface of the tire.
  • the supply of the sealant material to the inner peripheral surface of the tire is controlled by switching the flow path while the continuous kneader and all the supply devices are operating. That is, the inner peripheral surface of the tire is controlled by the continuous kneader.
  • a flow path different from the nozzle that feeds directly to the nozzle is provided, and when the application to one tire is completed, the prepared sealant material may be discharged from the other flow path until the replacement of the tire is completed.
  • the sealant tire can be manufactured with the continuous kneader and all the supply devices being operated, a higher quality sealant tire can be manufactured.
  • a fiber cord, a steel cord, etc. are mentioned.
  • a steel cord is preferable.
  • a steel cord made of a hard steel wire specified in JIS G3506 is desirable.
  • the use of high-strength steel cords as carcass cords, rather than the commonly used fiber cords greatly reduces the resistance to side-cuts (with respect to cuts on the side of the tire that occurs when riding on curbs, etc.) Resistance) and the puncture resistance of the entire tire including the side portions can be further improved.
  • the structure of the steel cord is not particularly limited.
  • a single-twisted steel cord having a 1 ⁇ n configuration a layer-twisted steel cord having a k + m configuration, a bundle-twisting steel cord having a 1 ⁇ n configuration, and a double-twisted steel having an m ⁇ n configuration.
  • Examples include codes.
  • the single stranded steel cord having a 1 ⁇ n configuration is a one-layer stranded steel cord obtained by twisting n filaments.
  • the k + m layer-twisted steel cord is a steel cord having a two-layer structure with different twist directions and twist pitches, and having k filaments in the inner layer and m filaments in the outer layer.
  • the bundle-twisted steel cord having a 1 ⁇ n configuration is a bundle-twisted steel cord obtained by bundling n filaments and twisting them together.
  • the double twisted steel cord having an m ⁇ n configuration is a double twisted steel cord obtained by twisting m strands obtained by twisting n filaments.
  • n is an integer of 1 to 27
  • k is an integer of 1 to 10
  • m is an integer of 1 to 3.
  • the twist pitch of the steel cord is preferably 13 mm or less, more preferably 11 mm or less, and preferably 5 mm or more, more preferably 7 mm or more.
  • the steel cord preferably includes at least one typed filament spirally typed.
  • a shaped filament can provide a relatively large gap in the steel cord to improve rubber permeability, maintain elongation at low load, and prevent occurrence of molding defects during vulcanization molding.
  • the surface of the steel cord is preferably plated with brass (brass), Zn or the like in order to improve the initial adhesion to the rubber composition.
  • the steel cord preferably has an elongation at a load of 50 N of 0.5 to 1.5%. Note that if the elongation at the time of 50 N load exceeds 1.5%, the elongation of the reinforcing cord becomes small at the time of high load, and there is a possibility that the disturbance absorbing ability cannot be maintained. On the other hand, if the elongation at the time of 50 N load is less than 0.5%, it cannot be sufficiently stretched during vulcanization molding, which may cause molding failure. From such a viewpoint, the elongation at the time of the 50N load is more preferably 0.7% or more, and more preferably 1.3% or less.
  • the end of the steel cord is preferably 20 to 50 (lines / 5 cm).
  • Second Embodiment If only the method of the first embodiment is used, when the sealant material has a substantially string shape, it may be difficult to apply the sealant material to the inner peripheral surface of the tire. As a result of studies by the present inventors, it has become clear that there is a problem that it is easy.
  • the second embodiment in the manufacturing method of the sealant tire, after attaching the sealant material and the distance between the inner circumferential surface and the tip of the nozzle of the tire at a distance d 1, the distance the distance d 1 is larger than the distance d 2 and a sealant material is pasted.
  • variety of the sealant material corresponding to a sticking start part can be enlarged by making the space
  • the tire corresponding to a tread part at least The sealant material having adhesiveness and a substantially string-like shape is continuously attached in a spiral shape to the inner peripheral surface of the sealant, and at least one of the end portions in the length direction of the sealant material is in the length direction. It is possible to easily manufacture a sealant tire characterized by being a wide portion that is wider than a portion adjacent to.
  • FIG. 5 is an enlarged view of the vicinity of the tip of the nozzle constituting the coating apparatus shown in FIG. 1, where (a) shows a state immediately after the start of application of the sealant material, and (b) shows a state after a predetermined time has elapsed. Yes.
  • FIG. 5 shows a cross section of a part of the tire 10 cut by a plane including the circumferential direction and the radial direction of the tire.
  • the X direction is the tire width direction (axial direction)
  • the Y direction is the tire circumferential direction
  • the Z direction is the tire radial direction.
  • the tire 10 molded in the vulcanization process is set in a rotation drive device, and the nozzle 30 is inserted inside the tire 10.
  • the sealant material 20 is discharged from the nozzle 30 while rotating the tire 10 and moving the tire 10 in the width direction. Apply it.
  • the movement of the tire 10 in the width direction is performed, for example, along the profile shape of the inner peripheral surface 11 of the tire 10 that has been input in advance.
  • the sealant material 20 has adhesiveness and has a substantially string-like shape, the sealant material 20 is continuously attached in a spiral shape to the inner peripheral surface 11 of the tire 10 corresponding to the tread portion.
  • the sealant material 20 is applied with the distance d 1 between the inner peripheral surface 11 of the tire 10 and the tip 31 of the nozzle 30 as shown in FIG. 5A. wear. Then, after a predetermined time has elapsed, as shown in FIG. 5 (b), by changing the interval distance d 1 is greater than the distance d 2 by moving the tire 10 radially paste sealant material 20.
  • the paste sealant material before exiting the paste sealant material, it may be returned to a distance d 1 to the distance from the distance d 2, but the production efficiency, in terms of weight balance of the tire, and terminates the paste sealant material it is preferable that the distance d 2 to the.
  • the distance d 1 is kept constant for a predetermined time from the start of the pasting, and to keep the value of the distance d 2 constant after the predetermined time has elapsed, but the relationship of d 1 ⁇ d 2 is satisfied. As long as it is satisfied, the values of the distances d 1 and d 2 are not necessarily constant.
  • the value of the distance d 1 is not particularly limited, it is preferably 0.3 mm or more, more preferably 0.5 mm or more, because the effect is more suitably obtained. If it is less than 0.3 mm, the tip of the nozzle is too close to the inner peripheral surface of the tire, so that the sealant material tends to adhere to the nozzle and the frequency of cleaning the nozzle may increase.
  • the distance d 1 is preferably 2 mm or less, more preferably 1 mm or less. If it exceeds 2 mm, the effect of providing the wide portion may not be sufficiently obtained.
  • the value of the distance d 2 is not particularly limited, it is preferably 0.3 mm or more, more preferably 1 mm or more, and preferably 3 mm or less, more preferably 2 mm or less, because the effect can be obtained more suitably. It is.
  • the distance d 2 is preferably the same as the distance d 0 after the above adjustment.
  • the distances d 1 and d 2 between the inner peripheral surface of the tire and the tip of the nozzle are radial distances between the inner peripheral surface of the tire and the tip of the nozzle.
  • the rotation speed of the tire when the sealant material is applied is not particularly limited, but is preferably 5 m / min or more, more preferably 10 m / min or more, and preferably 30 m because the effect is more suitably obtained.
  • / Min or less more preferably 20 m / min or less. When it is less than 5 m / min and when it exceeds 30 m / min, it becomes difficult to apply a sealant material having a uniform thickness.
  • Drawing 6 is an explanatory view showing typically an example of the sealant material stuck on the sealant tire of a 2nd embodiment.
  • the substantially string-like sealant material 20 is wound in the circumferential direction of the tire and is continuously attached in a spiral shape.
  • One end portion in the length direction of the sealant material 20 is a wide portion 21 that is wider than a portion adjacent in the length direction.
  • the wide portion 21 corresponds to a start portion for applying the sealant material.
  • the width of the wide portion of the sealant material because it is not particularly limited, effects can be obtained more suitably, the wide portion (in FIG. 6, the length represented by W 0) width than than of 103% of more, more preferably 110%, more preferably more than 120%. If it is less than 103%, the effect of providing the wide portion may not be sufficiently obtained. Further, the width of the wide portion of the sealant material is preferably 210% or less of the width other than the wide portion, more preferably 180% or less, and still more preferably 160% or less.
  • variety of the wide part of sealant material is substantially constant in a length direction
  • the wide portion may have a shape in which the width of the pasting start portion is the widest and the width becomes narrower in the length direction.
  • the width is substantially constant, and the fluctuation of the width is 90 to 110% (preferably 97 to 103%, more preferably 98 to 102%, still more preferably 99 to 101%). It means to fit.
  • the length of the wide portion of the sealant material (the length of the wide portion of the sealant material after coating, in FIG. 6, the length shown by L 1) because it is not particularly limited, effects can be obtained more suitably, Preferably it is less than 650 mm, More preferably, it is less than 500 mm, More preferably, it is less than 350 mm, Most preferably, it is less than 200 mm. If it is 650 mm or more, the time during which the tip of the nozzle is brought close to the inner peripheral surface of the tire becomes long, so that the sealant material tends to adhere to the nozzle and the frequency of cleaning the nozzle may increase. In addition, the weight balance of the tire may be lost. In addition, although the length of the wide part of a sealant material is so preferable that it is short, about 10 mm is a limit, when controlling the distance of the internal peripheral surface of a tire and the front-end
  • Wide portion other than the width of the sealant material because it is not particularly limited, effects can be obtained more suitably, Preferably it is 0.8 mm or more, More preferably, it is 1.3 mm or more, More preferably, it is 1.5 mm or more. If it is less than 0.8 mm, the number of times the sealant material is wound around the inner peripheral surface of the tire increases, and the production efficiency may be reduced.
  • the width of the sealant material other than the wide portion is preferably 18 mm or less, more preferably 13 mm or less, still more preferably 9.0 mm or less, particularly preferably 7.0 mm or less, most preferably 6.0 mm or less, and most preferably. Is 5.0 mm or less. When it exceeds 18 mm, there is a possibility that weight imbalance tends to occur.
  • W 0 is preferably the same as W described above.
  • widths other than the wide part of a sealant material are substantially constant in a length direction, there may be a location which is not substantially constant.
  • the width of the region where the sealant material is affixed (hereinafter also referred to as the width of the affixed region and the width of the sealant layer, the length represented by W 1 + 6 ⁇ W 0 in FIG. 6) is not particularly limited. 80% or more of the tread ground contact width is preferable, 90% or more is more preferable, 100% or more is further preferable, 120% or less is preferable, and 110% or less is more preferable.
  • the width of the sealant layer is preferably 85 to 115%, more preferably 95 to 105% of the tire breaker width (the length of the breaker in the tire width direction), because the effect is more suitably obtained. More preferred.
  • the sealant material is preferably pasted so as not to overlap in the width direction, and more preferably pasted without a gap.
  • the other end portion in the length direction of the sealant material (the end portion corresponding to the pasting end portion) is also a wider portion that is wider than the portion adjacent in the length direction. It may be.
  • the thickness of the sealant material (the thickness of the sealant material after application, the thickness of the sealant layer, the length indicated by D in FIG. 8) is not particularly limited, but is preferable because the effect is more suitably obtained.
  • it is less than 1.0 mm it is difficult to reliably close the puncture hole when the tire is punctured.
  • even if it exceeds 10 mm the effect of closing the puncture hole does not change so much and the weight of the tire increases, which is not preferable.
  • the thickness of the sealant material (the thickness of the sealant material after application, the thickness of the sealant layer) is substantially constant. Thereby, the deterioration of the uniformity of a tire can be prevented more, and the sealant tire more excellent in weight balance can be manufactured.
  • the thickness of the sealant material (the thickness of the sealant material after application, the thickness of the sealant layer, the length indicated by D in FIG. 8) and the width other than the wide portion of the sealant material (the width of the sealant material after application)
  • the ratio of the width other than the portion (the length indicated by W 0 in FIG. 6) (the thickness of the sealant material / the width other than the wide portion of the sealant material) is preferably 0.6 to 1.4, more preferably It is 0.7 to 1.3, more preferably 0.8 to 1.2, and particularly preferably 0.9 to 1.1. As the ratio is closer to 1.0, the shape of the sealant material becomes an ideal string shape, and a sealant tire having a high sealing property can be manufactured with higher productivity.
  • the cross-sectional area of the sealant material (the cross-sectional area of the sealant material after application, in FIG. 8, the area calculated by D ⁇ W) is preferably 0.8 mm 2 or more, because the effect is more suitably obtained. preferably 1.95 mm 2 or more, more preferably 3.0 mm 2 or more, particularly preferably 3.75 mm 2 or more, preferably 180 mm 2 or less, more preferably 104 mm 2 or less, more preferably 45 mm 2 or less, particularly preferably Is 35 mm 2 or less, most preferably 25 mm 2 or less.
  • the width of the sealant material corresponding to the application start portion is widened to bond the portion.
  • the force can be improved, and the sealant material can be prevented from peeling off at the portion.
  • the sealant tire of the second embodiment is preferably manufactured by the above manufacturing method, but may be manufactured by any other suitable manufacturing method as long as at least one end of the sealant material can be a wide portion. Also good.
  • the sealant material may be applied to the inner peripheral surface of the tire by controlling the movement of the nozzle and / or the tire based on the coordinate values input in advance.
  • Liquid polybutene Nisseki Polybutene HV300 (JX Nippon Oil & Energy Corporation, kinematic viscosity at kinematic viscosity 26000mm 2 / s, 100 °C at 40 °C 590mm 2 / s, a number average molecular weight 1400)
  • Carbon black N330 (manufactured by Cabot Japan, HAF grade, DBP oil absorption 102 ml / 100 g)
  • Plasticizer D
  • a sealant material prepared in sequence from the nozzle directly connected to the discharge port of the twin-screw kneading extruder and having the tip installed on the inner surface of the tire to the inner surface of the tire rotating in the circumferential direction (preheating temperature: 40 ° C.) (Temperature of 100 ° C., viscosity of 20000 Pa ⁇ s (40 ° C.), substantially string-like shape) was discharged and continuously applied spirally to the inner peripheral surface of the tire according to FIGS. 1 to 4 to produce a sealant tire. Further, the viscosity of the sealant material was measured with a rotary viscometer in accordance with JIS K 6833 under the condition of 40 ° C.
  • Fluidity evaluation 195 / 65R15 size vulcanized tire inner surface (circumferential direction is the whole area, width direction is from the breaker edge part to the other breaker edge part) and sealant material (temperature 100 ° C., viscosity 20000 Pa ⁇ s (40 ° C.) ), A substantially string-like shape) was applied at a thickness of 3 mm, and was run at an internal pressure of 230 kPa and a speed of 80 km / h, and the movement distance of the sealant material at the breaker edge was measured.
  • the fluidity (initial fluidity) of each example was displayed as an index based on Comparative Example 1. The larger the fluidity index, the shorter the travel distance and the better the fluidity (initial fluidity).
  • Fluidity index) (Movement distance of Comparative Example 1) / (Movement distance of each example) ⁇ 100
  • Sealability evaluation 195 / 65R15 size vulcanized tire inner surface (circumferential direction is the whole area, width direction is from the breaker edge part to the other breaker edge part) is applied with a sealant material with a thickness of 3 mm and air is applied to an internal pressure of 230 kPa.
  • Internal pressure drop is 220 kPa or more and 230 kPa or less ⁇ : Internal pressure drop is 210 kPa or more and less than 220 kPa ⁇ : Internal pressure drop is 190 kPa or more and less than 210 kPa x: Internal pressure drop is less than 190 kPa
  • the sealant materials of Examples including a rubber component containing halogenated butyl rubber and an organic peroxide were excellent in fluidity (initial fluidity) and deterioration resistance (fluidity after aging degradation). In addition, the sealing property was excellent.

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Abstract

流動性、耐劣化性に優れた空気入りタイヤ用ゴム組成物、及びこれを用いた空気入りタイヤを提供する。 本発明は、ハロゲン化ブチルゴムを含むゴム成分と、有機過酸化物とを含む空気入りタイヤ用ゴム組成物に関する。

Description

空気入りタイヤ用ゴム組成物
本発明は、空気入りタイヤ用ゴム組成物及びこれを用いた空気入りタイヤに関する。
パンク防止機能を備えた空気入りタイヤ(以下、空気入りタイヤを単にタイヤとも記載する)として、タイヤの内面にシーラント材が塗布されたシーラントタイヤが知られている。シーラントタイヤは、パンク時に形成される穴がシーラント材によって自動的に塞がれるもので、シーラント材について種々の検討がなされている。
シーラント材に配合するゴム成分として、ハロゲンを含有しない非ハロゲン化ブチルゴムが汎用されている。しかしながら、非ハロゲン化ブチルゴムは架橋点がなく、架橋反応させにくいため、通常のタイヤの製造工程では酸化亜鉛による金属架橋により架橋反応させており、反応条件としては例えば、170℃で12分と、比較的長い架橋時間が必要である。
非ハロゲン化ブチルゴムは長い架橋時間が必要であるため、二軸混練押出機等の連続混練機を用いてシーラント材を調製する場合、混練機内での滞留時間は1~5分程度しかないため、混練機内で架橋を行うためには素早く架橋を進行させる必要がある。
そのため、非ハロゲン化ブチルゴムの架橋促進剤として、臭素化化合物等のハロゲン化化合物が用いられている。しかし、このハロゲン化化合物は、シーラント材に残留し、架橋部分と反応して架橋を破壊するため、経年によりシーラント材が低粘度化し、シーラント材が流動してしまうという、経時劣化の問題を抱えていることが本発明者の検討の結果明らかとなった。また、シーラント材が充分に架橋されていないと、充分な流動性(初期流動性)が得られないという問題もある。このように、従来の技術では、流動性(初期流動性)、耐劣化性(経年劣化後の流動性)に優れたシーラントタイヤ用ゴム組成物を製造することは困難であった。
本発明は、前記課題を解決し、流動性、耐劣化性に優れた空気入りタイヤ(シーラントタイヤ)用ゴム組成物、及びこれを用いた空気入りタイヤ(シーラントタイヤ)を提供することを目的とする。
本発明は、ハロゲン化ブチルゴムを含むゴム成分と、有機過酸化物とを含む空気入りタイヤ(シーラントタイヤ)用ゴム組成物に関する。
上記ハロゲン化ブチルゴムの含有量が、上記ゴム成分100質量%中80質量%以上であることが好ましい。
上記ゴム成分100質量部に対して、上記有機過酸化物を1~40質量部、架橋助剤を1~40質量部含むことが好ましい。
上記架橋助剤がキノンジオキシム化合物であることが好ましい。
上記ハロゲン化ブチルゴムが臭素化ブチルゴムであることが好ましい。
上記ゴム成分100質量部に対して、液状ポリマーを100~400質量部含むことが好ましい。
上記液状ポリマーが液状ポリブテンであることが好ましい。
本発明はまた、上記ゴム組成物を用いて作製したシーラント層を有する空気入りタイヤ(シーラントタイヤ)に関する。
本発明の空気入りタイヤ(シーラントタイヤ)用ゴム組成物は、ハロゲン化ブチルゴムを含むゴム成分と、有機過酸化物とを含むため、流動性、耐劣化性に優れたシーラント材を提供できる。
シーラントタイヤの製造方法で用いる塗布装置の一例を模式的に示す説明図である。 図1に示す塗布装置を構成するノズルの先端付近の拡大図である。 タイヤに対するノズルの位置関係を模式的に示す説明図である。 略紐状形状のシーラント材が連続的にタイヤの内周面にらせん状に貼り付けられた状態の一例を模式的に示す説明図である。 図1に示す塗布装置を構成するノズルの先端付近の拡大図である。 シーラントタイヤに貼り付けられているシーラント材の一例を模式的に示す説明図である。 シーラントタイヤの製造方法に用いる製造設備の一例を模式的に示す説明図である。 図4のシーラント材をシーラント材の塗布方向(長さ方向)と直交する直線AAで切断した際のシーラント材の断面の一例を模式的に示す説明図である。 空気入りタイヤの断面の一例を模式的に示す説明図である。
本発明の空気入りタイヤ(シーラントタイヤ)用ゴム組成物(シーラント材)は、ハロゲン化ブチルゴムを含むゴム成分と、有機過酸化物とを含む。
後に詳述するシーラント材として、ハロゲン化ブチルゴムと有機過酸化物とを含むものを用いること、特に、ハロゲン化ブチルゴムを含み、有機過酸化物と架橋助剤とをそれぞれ特定量含むもの、更には、ハロゲン化ブチルゴム、架橋助剤として、それぞれ臭素化ブチルゴム、キノンジオキシム化合物を使用することにより、流動性(初期流動性)、耐劣化性(経年劣化後の流動性)に優れたシーラント材を提供できる。また、良好なシール性も得られる。
これは、ハロゲン化ブチルゴムのハロゲン化部位が架橋反応を促進するため、短時間であってもシーラント材の架橋(特に、有機過酸化物(好ましくはパーオキサイド)/架橋助剤(好ましくはキノンジオキシム化合物)による架橋)が充分に進行するため、高架橋密度のシーラント材が得られ、良好な流動性(初期流動性)及びシール性を得ることが可能となるためと推測される。
また、ハロゲン化ブチルゴムを用いることにより、ハロゲン化化合物を配合する必要性がないため、経年によりシーラント材が低粘度化し、シーラント材が流動するおそれがなく、更には、上述の通り元々高架橋密度であるため、良好な耐劣化性(経年劣化後の流動性)も得ることが可能となるものと推測される。
ここで、本明細書において、良好な流動性とは、シーラント材の流動距離が小さく、シーラント材が流動しにくいことを示す。そのため、初期流動性が低かったり、経年劣化後の流動性が低下したりすると、高速走行時等にシーラント材の流動によりシーラント材の偏在が生じやすくなり、シール性が低下するおそれがある。
本発明のシーラントタイヤ用ゴム組成物(シーラント材)は、ハロゲン化ブチルゴムと有機過酸化物とを(好ましくは架橋助剤も)含むため架橋が速やかに進行するため、混練時間が比較的短時間である二軸混練押出機等の連続混練機を用いて調製されることに適している。これにより、過加硫等の問題を抑制でき、より良好なシール性能、流動性(初期流動性)が得られる。
更に、二軸混練押出機等で混合され、かつ押出機内で架橋反応の進行が抑制(制御)されたシーラント材を、そのままタイヤ内面に塗布できる。また、塗布時から架橋反応が始まり(もちろん、ある程度架橋反応が既に進行していてもよい)、タイヤ内面への粘着性、架橋反応が進行する。従って、一連の工程でシーラント塗布加工が可能になり、生産性も向上する。
本発明のシーラントタイヤ用ゴム組成物(シーラント材)は、シーラントタイヤのトレッド等、パンク可能性があるタイヤ内面の部位に適用されるものであり、以下において、シーラントタイヤの製造方法の好適例を説明しつつ、該シーラント材について説明する。
シーラントタイヤは、例えば、シーラント材を構成する各成分を混合してシーラント材を調製し、次いで、得られたシーラント材を塗布等によりタイヤ内周面に貼り付け、シーラント層を形成することにより、製造できる。該シーラントタイヤは、インナーライナーのタイヤ半径方向内側にシーラント層を有する。
以下、本発明のシーラントタイヤの製造方法の好適例について説明する。
シーラントタイヤは、例えば、シーラント材を構成する各成分を混合してシーラント材を調製し、次いで、得られたシーラント材を塗布等によりタイヤ内周面に貼り付け、シーラント層を形成することにより、製造できる。該シーラントタイヤは、インナーライナーのタイヤ半径方向内側にシーラント層を有する。
シーラント材はゴム成分と架橋の量により、硬さ(粘度)をコントロールして、使用温度に応じた粘度にコントロールする必要がある。そこでゴム成分のコントロールとして、液状ゴム、可塑剤、カーボンブラックの種類や量を調整する。一方、架橋の量のコントロールのために、架橋剤と架橋助剤の種類や量を調整する。
シーラント材としては、粘着性を有するものであれば特に限定されず、タイヤのパンクシールに用いられる通常のゴム組成物を使用することができる。ゴム組成物の主成分を構成するゴム成分として、ブチル系ゴムが用いられる。ブチル系ゴムとしては、ブチルゴム(IIR)の他、臭素化ブチルゴム(Br-IIR)、塩素化ブチルゴム(Cl-IIR)などのハロゲン化ブチルゴム(X-IIR)等も挙げられる。なかでも、流動性等の観点から、ブチルゴム、若しくはハロゲン化ブチルゴムのどちらか一方、又は両方を好適に使用できる。また、ブチル系ゴムは、ペレット化されたものを使用することが好ましい。これにより、連続混練機にブチル系ゴムを精度良く好適に供給でき、シーラント材を生産性よく製造できる。
本発明では、ゴム成分として、ハロゲン化ブチルゴムが用いられる。なかでも、架橋反応の促進効果が高いという理由から、臭素化ブチルゴムが好ましい。
ハロゲン化ブチルゴムは、シーラント材の流動性をより好適に確保できるという観点から、125℃のムーニー粘度ML1+8は20~60が好ましく、40~60がより好ましい。20未満であると、流動性が低下するおそれがあり、60を超えると、シール性が低下するおそれがある。上記粘度のハロゲン化ブチルゴムを用いることにより、ハロゲン化ブチルゴムが有する高粘度と、ハロゲン化ブチルゴムによる架橋反応の促進による高架橋密度化とによってゴム流れを防止でき、その結果、シーラント材を塗布する際、ゴム流れを気にすることなくシーラント材をタイヤの内周面に塗布することができる。また、良好な流動性(初期流動性)及びシール性も得ることができる。
なお、125℃のムーニー粘度ML1+8は、JIS K-6300-1:2001に準拠し、試験温度125℃で、L形の形状を有するロータを余熱時間1分間とし、ロータの回転時間を8分間として測定されるものである。
ハロゲン化ブチルゴムのハロゲン含有率は、好ましくは0.1~5.0質量%、より好ましくは0.5~4.0質量%である。これにより、より好適な架橋反応の促進効果が得られ、効果がより好適に得られる。
該ハロゲン含有率は、溶液NMRにより測定できる。
ハロゲン化ブチルゴムの含有量は、ゴム成分100質量%中、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上であり、100質量%であってもよい。これにより、効果がより好適に得られる。
上記ゴム成分に加えて、ゴム成分として、天然ゴム(NR)、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、スチレンイソプレンブタジエンゴム(SIBR)、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、クロロプレンゴム(CR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、ブチルゴム(IIR)等のジエン系ゴム等、他の成分を併用しても良い。
本発明では、ゴム成分として、ハロゲン化ブチルゴムを使用するため、臭素化化合物等のハロゲン化化合物を使用する必要がない。
従って、ハロゲン化化合物の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは5.0質量部以下、より好ましくは0.1質量部以下、更に好ましくは実質的に含有しない(0質量部)である。
上記ハロゲン化化合物としては、テトラブロモ-p-ベンゾキノン、2,3-ジクロロ-5,6-ジシアノ-p-ベンゾキノン、テトラクロロ-1,4-ベンゾキノン等の臭素化化合物の他、2-メルカプトベンゾチアゾール(MBT)、ジ-2-ベンゾチアゾリルジスルフィド(MBTS)等のチアゾール系加硫促進剤等が挙げられる。
シーラント材は、液状ポリマーを含むことが好ましい。
シーラント材中の液状ポリマーとして、液状ポリブテン、液状ポリイソブテン、液状ポリイソプレン、液状ポリブタジエン、液状ポリα-オレフィン、液状イソブチレン、液状エチレンα-オレフィン共重合体、液状エチレンプロピレン共重合体、液状エチレンブチレン共重合体等が挙げられる。なかでも、粘着性付与等の観点から、液状ポリブテンが好ましい。液状ポリブテンとしては、イソブテンを主体とし、更にノルマルブテンを反応させて得られる長鎖状炭化水素の分子構造を持った共重合体等が挙げられ、水素添加型液状ポリブテンも使用可能である。
液状ポリブテン等の液状ポリマーとして、高速走行時のシーラント材の流動を防止する観点から、100℃の動粘度が550~625mm/sの液状ポリマーA及び/又は100℃の動粘度が3540~4010mm/sの液状ポリマーBの使用が好ましく、該液状ポリマーA及びBの併用がより好ましい。
液状ポリブテン等の液状ポリマーAの100℃における動粘度は、好ましくは550mm/s以上、より好ましくは570mm/s以上である。550mm/s未満であると、シーラント材の流動が生じるおそれがある。該100℃における動粘度は、好ましくは625mm/s以下、より好ましくは610mm/s以下である。625mm/sを超えると、シーラント材の粘度が高くなり、押し出し性が悪化するおそれがある。
液状ポリブテン等の液状ポリマーBの100℃における動粘度は、好ましくは3600mm/s以上、より好ましくは3650mm/s以上である。3540mm/s未満であると、シーラント材の粘度が下がり過ぎて、タイヤ使用中に流動しやすくなり、シール性、ユニフォミティーが悪化するおそれがある。
該100℃における動粘度は、好ましくは3900mm/s以下、より好ましくは3800mm/s以下である。4010mm/sを超えると、シール性が悪化するおそれがある。
液状ポリブテン等の液状ポリマーAの40℃における動粘度は、好ましくは20000mm/s以上、より好ましくは23000mm/s以上である。20000mm/s未満であると、シーラント材が柔らかく、流動が生じるおそれがある。該40℃における動粘度は、好ましくは30000mm/s以下、より好ましくは28000mm/s以下である。30000mm/sを超えると、シーラント材の粘度が高くなり過ぎて、シール性が悪化するおそれがある。
液状ポリブテン等の液状ポリマーBの40℃における動粘度は、好ましくは120000mm/s以上、より好ましくは150000mm/s以上である。120000mm/s未満であると、シーラント材の粘度が下がり過ぎて、タイヤ使用中に流動しやすくなり、シール性、ユニフォミティーが悪化するおそれがある。
該40℃における動粘度は、好ましくは200000mm/s以下、より好ましくは170000mm/s以下である。200000mm/sを超えると、シーラント材の粘度が高くなり過ぎて、シール性が悪化するおそれがある。
液状ポリブテン等の液状ポリマーは、1種のみを使用してもよく、その場合、液状ポリマーの100℃における動粘度は、好ましくは550~3900mm/s、40℃における動粘度は、好ましくは20000~200000mm/sである。
なお、動粘度は、JIS K2283-2000に準拠し、100℃、40℃の条件で測定される値である。
液状ポリマーの含有量(液状ポリマーA、B等の合計量)は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは50質量部以上、より好ましくは100質量部以上、更に好ましくは150質量部以上である。50質量部未満では、粘着性が低下するおそれがある。該含有量は、好ましくは400質量部以下、より好ましくは300質量部以下、更に好ましくは250質量部以下である。400質量部を超えると、シーラント材の流動が生じるおそれがある。
液状ポリマーA、Bを併用する場合、これらの配合比(液状ポリマーAの含有量/液状ポリマーBの含有量)は、好ましくは10/90~90/10、より好ましくは30/70~70/30、更に好ましくは40/60~60/40である。上記範囲内であると、良好な粘着性が付与される。
有機過酸化物(架橋剤)としては特に限定されず、従来公知の化合物を使用できる。有機過酸化物架橋系において、ハロゲン化ブチルゴムを用いることで、流動性、耐劣化性が改善される。また、有機過酸化物架橋系において、ブチル系ゴムや液状ポリマーを用いることで、粘着性、シール性、流動性、加工性が改善される。
有機過酸化物としては、例えば、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、p-クロロベンゾイルパーオキサイド等のアシルパーオキサイド類、1-ブチルパーオキシアセテート、t-ブチルパーオキシベンゾエート、t-ブチルパーオキシフタレートなどのパーオキシエステル類、メチルエチルケトンパーオキサイドなどのケトンパーオキサイド類、ジ-t-ブチルパーオキシベンゾエート、1,3-ビス(1-ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼンなどのアルキルパーオキサイド類、t-ブチルハイドロパーオキサイドなどのハイドロパーオキサイド類、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等が挙げられる。なかでも、粘着性、流動性の観点から、アシルパーオキサイド類が好ましく、ジベンゾイルパーオキサイドが特に好ましい。また、有機過酸化物(架橋剤)は、粉体状態のものを使用することが好ましい。これにより、連続混練機に有機過酸化物(架橋剤)を精度良く好適に供給でき、シーラント材を生産性よく製造できる。
有機過酸化物(架橋剤)の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1質量部以上、更に好ましくは5質量部以上、特に好ましくは6質量部以上である。0.5質量部未満では、架橋密度が低くなり、シーラント材の流動が生じるおそれがある。該含有量は、好ましくは40質量部以下、より好ましくは20質量部以下、更に好ましくは15質量部以下、特に好ましくは12質量部以下である。40質量部を超えると、架橋密度が高くなり過ぎて、シーラント材が硬くなり過ぎて、シール性が低下するおそれがある。
架橋助剤(加硫促進剤)としては、スルフェンアミド系、チアゾール系、チウラム系、チオ尿素系、グアニジン系、ジチオカルバミン系、アルデヒド-アミン系、アルデヒド-アンモニア系、イミダゾリン系、キサントゲン酸系、及びキノンジオキシム化合物(キノイド化合物)からなる群より選択される少なくとも1種を使用することができるが、例えば、キノンジオキシム化合物(キノイド化合物)を好適に使用可能である。有機過酸化物に更に架橋助剤を添加した架橋系において、ハロゲン化ブチルゴムを用いることで、流動性、耐劣化性がより改善される。また、有機過酸化物に更に架橋助剤を添加した架橋系において、ブチル系ゴムや液状ポリマーを用いることで、粘着性、シール性、流動性、加工性が改善される。
キノンジオキシム化合物としては、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(difuroate)、p-キノンジオキシムジベンゾエート、p-キノンジオキシムジ(o-クロロベンゾエート)、p-キノンジオキシムジ(p-クロロベンゾエート)、p-キノンジオキシムジ(p-ビトロベンゾエート)、p-キノンジオキシムジ(m-ビトロベンゾエート)、p-キノンジオキシムジ(3,5-ジニトロベンゾエート)、p-キノンジオキシムジ(p-メトキシベンゾエート)、p-キノンジオキシムジ(n-アミルオキシベンゾエート)、p-キノンジオキシムジ(m-ブロモベンゾエート等が挙げられる。なかでも、粘着性、シール性、流動性の観点から、p-ベンゾキノンジオキシムが好ましい。また、架橋助剤(加硫促進剤)は、粉体状態のものを使用することが好ましい。これにより、連続混練機に架橋助剤(加硫促進剤)を精度良く好適に供給でき、シーラント材を生産性よく製造できる。
キノンジオキシム化合物等の架橋助剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1質量部以上、更に好ましくは3質量部以上、特に好ましくは5質量部以上、最も好ましくは6質量部以上である。0.5質量部未満では、シーラント材の流動が生じるおそれがある。該含有量は、好ましくは40質量部以下、より好ましくは20質量部以下、更に好ましくは15質量部以下、特に好ましくは12質量部以下である。40質量部を超えると、シール性が低下するおそれがある。
シーラント材には、カーボンブラック、シリカ、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、硫酸バリウム、タルク、マイカ等の無機充填剤、芳香族系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル、パラフィン系プロセスオイル等の可塑剤を添加しても良い。
無機充填剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは10質量部以上である。1質量部未満では、紫外線による劣化により、シール性が低下するおそれがある。該含有量は、好ましくは50質量部以下、より好ましくは40質量部以下、更に好ましくは30質量部以下である。50質量部を超えると、シーラント材の粘度が高くなり過ぎて、シール性が悪化するおそれがある。
紫外線による劣化を防止する観点から、無機充填剤としてカーボンブラックが好ましい。この場合、カーボンブラックの含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは10質量部以上である。1質量部未満では、紫外線による劣化により、シール性が低下するおそれがある。該含有量は、好ましくは50質量部以下、より好ましくは40質量部以下、更に好ましくは25質量部以下である。50質量部を超えると、シーラント材の粘度が高くなり過ぎて、シール性が悪化するおそれがある。
可塑剤の含有量は、ゴム成分100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは5質量部以上である。1質量部未満では、タイヤへの粘着性が低下し、充分なシール性が得られないおそれがある。該含有量は、好ましくは40質量部以下、より好ましくは20質量部以下である。40質量部を超えると、混練機内ですべりが生じ、シーラント材を混練することが困難となるおそれがある。
シーラント材としては、ペレット化したブチル系ゴム、粉体の架橋剤、及び粉体の架橋助剤を混合することにより調製されたものであることが好ましく、ペレット化したブチル系ゴム、液状のポリブテン、可塑剤、粉体のカーボンブラック、粉体の架橋剤、及び粉体の架橋助剤を混合することにより調製されたものであることがより好ましい。これにより、連続混練機に各原料を好適に供給でき、シーラント材を生産性よく製造できる。
シーラント材としては、ブチルゴムを含むゴム成分に対して、所定量の液状ポリマー、有機過酸化物、架橋助剤を配合したものが好ましい。
シーラント材に、ブチルゴムに液状ポリブテン等の液状ポリマーを配合したものを用いること、特にブチルゴム、液状ポリマーとして、それぞれ異なる粘度の2種以上の材料を併用することで、粘着性、シール性、流動性、加工性がバランス良く改善される。これは、ゴム成分としてブチルゴムを用いた有機過酸化物架橋系に、液状ポリマー成分を導入して粘着性が付与されるとともに、特に異なる粘度の液状ポリマーや固形ブチルゴムにより高速走行時のシーラント材の流動が抑制されることで、粘着性、シール性、流動性、加工性がバランス良く改善される。
また、シーラント材としては、流動性、耐劣化性に優れているため、ハロゲン化ブチルゴムを含むゴム成分と、有機過酸化物とを含むものも好ましい。
シーラント材の粘度(40℃)は特に限定されないが、粘着性、流動性、及びシーラント材がタイヤの内周面に塗布された時点で、シーラント材が略紐状形状を好適に保持する等の観点から、好ましくは3000Pa・s以上、より好ましくは5000Pa・s以上であり、また、好ましくは70000Pa・s以下、より好ましくは50000Pa・s以下である。3000Pa・s未満であると、シーラント材の塗布後にタイヤを停止したときにシーラント材が流動し、膜厚を維持できないおそれがある。また、70000Pa・sを超えると、ノズルからシーラント材を吐出させることが困難となる。
なお、シーラント材の粘度は、JIS K 6833に準拠し、40℃の条件で、回転式粘度計により測定される値である。
前述の各材料を混合してシーラント材を調製し、作製されたシーラント材をタイヤ内周面(好ましくはインナーライナーのタイヤ半径方向内側部分)に適用することにより、インナーライナーのタイヤ半径方向内側にシーラント層を有するシーラントタイヤを製造できるが、シーラント材を構成する各材料の混合は、例えば、公知の連続混練機を用いて実施できる。なかでも、同方向回転又は異方向回転の多軸混練押出機、特に二軸混練押出機を用いて混合することが好ましい。
連続混練機(特に、二軸混練押出機)は、原料を供給する供給口を複数有することが好ましく、少なくとも3つの供給口を有することがより好ましく、少なくとも上流側、中流側、下流側の3つの供給口を有することが更に好ましい。連続混練機(特に、二軸混練押出機)に上記各種原料を順次供給することにより、上記各種原料が混合され、順次連続的にシーラント材が調製される。
連続混練機(特に、二軸混練押出機)への原料の供給は、粘度の高い材料から順に行うことが好ましい。これにより、各材料が充分に混合され、品質が一定のシーラント材を調製できる。また、粉体材料を投入すると混練性が良くなる為なるべく上流で投入する事が望ましい。
連続混練機(特に、二軸混練押出機)への有機過酸化物の供給は、下流側の供給口から行うことが好ましい。これにより、有機過酸化物を供給してからシーラント材をタイヤに塗布するまでの時間を短くできるので、シーラント材の硬化が進む前にタイヤに塗布でき、より安定的にシーラントタイヤを製造できる。
液状ポリマーを一度に多量に連続混練機(特に、二軸混練押出機)へ投入すると混練がうまくいかないため、連続混練機(特に、二軸混練押出機)への液状ポリマーの供給は、複数の供給口から行うことが好ましい。これにより、シーラント材の混練をより好適に行うことができる。
連続混練機(特に、二軸混練押出機)を用いる場合、シーラント材は、少なくとも3つの供給口を有する連続混練機(特に、二軸混練押出機)を用い、当該連続混練機(特に、二軸混練押出機)の上流側の供給口から、ブチル系ゴム等のゴム成分、無機充填剤、及び架橋助剤を供給し、中流側の供給口から、液状ポリマーBを供給し、下流側の供給口から、液状ポリマーA、有機過酸化物、及び可塑剤を供給し、混練押出することにより調製されることが好ましい。なお、各供給口からは、液状ポリマー等の各材料の全量又は一部を供給してもよいが、各材料の全量中の95質量%以上を供給することが好ましい。
連続混練機に投入される全ての原料が、定量供給制御可能な供給装置により制御されて、連続混練機に投入されることが好ましい。これにより、連続的かつ自動化された状態でシーラント材を調製することが可能となる。
供給装置は、定量供給制御可能であれば特に限定されず、公知の供給装置を使用でき、例えば、スクリュー式フィーダー、プランジャーポンプ、ギアポンプ、モーノポンプ等を使用できる。
ペレット化されたブチル系ゴム、粉体のカーボンブラック、粉体の架橋剤、及び粉体の架橋助剤等の固形原料(特に、ペレットや粉体)は、スクリュー式フィーダーを用いて定量供給することが好ましい。これにより、固形原料を精度良く定量供給することが可能となり、より品質の高いシーラント材、ひいてはより品質の高いシーラントタイヤを製造できる。
また、各固形原料は、それぞれ別個の供給装置で供給することが好ましい。これにより、事前に各原料をブレンドする必要が無いため、量産時の材料の供給が容易になる。
可塑剤は、プランジャーポンプを用いて定量供給することが好ましい。これにより、可塑剤を精度良く定量供給することが可能となり、より品質の高いシーラント材、ひいてはより品質の高いシーラントタイヤを製造できる。
液状ポリマーは、ギアポンプを用いて定量供給することが好ましい。これにより、液状ポリマーを精度良く定量供給することが可能となり、より品質の高いシーラント材、ひいてはより品質の高いシーラントタイヤを製造できる。
供給される液状ポリマーは、定温管理されていることが好ましい。定温管理することにより、より精度良く液状ポリマーを定量供給することが可能となる。供給される液状ポリマーの温度は、好ましくは20~90℃、より好ましくは40~70℃である。
連続混練機(特に、二軸混練押出機)の混合は、混合の容易性、押し出し性、硬化促進速度のコントロールの観点から、バレル温度30(好ましくは50)~150℃で実施することが好ましい。
充分な混合性の観点から、上流側で供給する材料の混合時間は、1~3分、中流側で供給する材料の混合時間は、1~3分であることが好ましい。一方、架橋を防止(制御)する観点から、下流側で供給する材料の混合時間は、0.5~2分であることが好ましい。なお、各混合時間は、連続混練機(特に、二軸混練押出機)に供給されてから排出されるまでの滞留時間をいい、例えば、下流側で供給された材料の混合時間は、下流側の供給口への供給時から排出されるまでの滞留時間である。
連続混練機(特に、二軸混練押出機)のスクリューの回転数や、温調機の設定で、排出口から吐出されるシーラント材の温度を調整でき、ひいてはシーラント材の硬化促進速度をコントロールでき、良好な流動性をシーラント材に付与できる。連続混練機(特に、二軸混練押出機)は、スクリューの回転数を上げると混練性と材料温度が上がる。なお、スクリューの回転数は吐出量には影響しない。スクリューの回転数は、充分な混合性、及び硬化促進速度のコントロールの観点から、50~700(好ましくは550)rpmであることが好ましい。連続混練機(特に、二軸混練押出機)内の圧力は、充分な混合性、可塑性及び硬化促進速度のコントロールの観点から、1.0~10.0MPaであることが好ましい。
連続混練機(特に、二軸混練押出機)の排出口から吐出されるシーラント材の温度は、充分な混合性、及び硬化促進速度のコントロールの観点から、70~150℃であることが好ましく、90~130℃であることがより好ましい。シーラント材の温度が上記範囲内であると、塗布時から架橋反応が始まり、タイヤ内周面への良好な粘着性を有すると共に、架橋反応がより好適に進行し、シール性の高いシーラントタイヤを製造できる。また、後述の架橋工程を必要としない。
連続混練機(特に、二軸混練押出機)の排出口から吐出されるシーラント材の量は、供給口への原料の供給量に基づいて決定される。供給口への原料の供給量は、特に限定されず、当業者であれば適宜設定可能である。ユニフォミティー及びシール性により優れたシーラントタイヤが好適に得られるという理由から、排出口から吐出されるシーラント材の量(吐出量)が実質的に一定であることが好ましい。
ここで、本明細書において、吐出量が実質的に一定とは、吐出量の変動が93~107%(好ましくは97~103%、より好ましくは98~102%、更に好ましくは99~101%)に収まることを意味する。
連続混練機(特に、二軸混練押出機)の排出口にはノズルを接続することが好ましい。連続混練機(特に、二軸混練押出機)は材料を高圧で吐出できるので、ノズル(好ましくは抵抗の大きい小径ノズル)を排出口に取付けることにより、調製したシーラント材を細い略紐状形状(ビード状)にしてタイヤに貼り付けることができる。すなわち、シーラント材を連続混練機(特に、二軸混練押出機)の排出口に接続されたノズルから吐出して順次タイヤの内周面に塗布することで、シーラント材の厚さが実質的に一定となり、タイヤのユニフォミティーの悪化を防止でき、重量バランスに優れたシーラントタイヤを製造できる。
次いで、混合したシーラント材を連続混練機(特に、二軸混練押出機)等押出機の排出口に接続されたノズルから吐出することで、加硫成形済みのタイヤの内周面に直接フィードし、内周面に適用すること等により、シーラントタイヤが製造される。これにより、二軸混練押出機等で混合され、かつ押出機内での架橋反応の進行が抑制されたシーラント材を、そのままタイヤ内周面に塗布できるため、塗布時から架橋反応が始まり、タイヤ内周面への良好な粘着性を有すると共に、好適に架橋反応が進行する。これにより、タイヤの内周面に塗布されたシーラント材は、好適に略紐状形状を保持したままシーラント層を形成する。従って、一連の工程でシーラント塗布加工が可能になり、生産性もより向上する。また、加硫成形済みのタイヤの内周面にシーラント材を塗布することにより、より生産性良くシーラントタイヤを製造できる。更に、連続混練機(特に、二軸混練押出機)の排出口に接続されたノズルから吐出されるシーラント材を順次タイヤの内周面に直接塗布することが好ましい。これにより、連続混練機(特に、二軸混練押出機)内での架橋反応の進行が抑制されたシーラント材を、そのままタイヤ内周面に連続的に塗布できるため、塗布時から架橋反応が始まり、タイヤ内周面への良好な粘着性を有すると共に、好適に架橋反応が進行し、より生産性良く重量バランスに優れたシーラントタイヤを製造できる。
タイヤの内周面へのシーラント材の塗布は、少なくともトレッド部に対応するタイヤの内周面、より好ましくは、少なくともブレーカーに対応するタイヤの内周面に行えばよい。シーラント材の塗布が不要な部分への塗布を省略することにより、より生産性良くシーラントタイヤを製造できる。
ここで、トレッド部に対応するタイヤの内周面とは、路面に接するトレッド部のタイヤ半径方向内側に位置するタイヤの内周面を意味し、ブレーカーに対応するタイヤの内周面とは、ブレーカーのタイヤ半径方向内側に位置するタイヤの内周面を意味する。なお、ブレーカーとは、トレッドの内部で、かつカーカスの半径方向外側に配される部材であり、具体的には、図9のブレーカー16などに示される部材である。
通常、未加硫タイヤは、ブラダーを使用して加硫する。このブラダーは、加硫時に膨張し、タイヤの内周面(インナーライナー)に密着することとなる。そこで、加硫が終了した際に、ブラダーとタイヤの内周面(インナーライナー)とが癒着しないように、通常、タイヤの内周面(インナーライナー)には離型剤が塗布されている。
離型剤としては、通常、水溶性ペイントや離型用ゴムが使用される。しかしながら、タイヤの内周面に離型剤が存在すると、シーラント材とタイヤの内周面との粘着性が低下するおそれがある。そのため、タイヤの内周面から予め離型剤を除去しておくことが好ましい。特に、タイヤの内周面のうち、少なくともシーラント材の塗布を開始する部分において、予め離型剤を除去しておくことがより好ましい。なお、タイヤの内周面のうち、シーラント材を塗布する全ての部分から予め離型剤を除去しておくことが更に好ましい。これにより、シーラント材のタイヤの内周面への付着性がより向上し、よりシール性の高いシーラントタイヤを製造できる。
タイヤの内周面から離型剤を除去する方法としては、特に限定されず、バフ処理、レーザー処理、高圧水洗浄、洗剤(好ましくは中性洗剤)による除去等の公知の方法が挙げられる。
ここで、図7を使用して、シーラントタイヤの製造方法に用いる製造設備の一例を簡単に説明する。
製造設備は、二軸混練押出機60、二軸混練押出機60に原料を供給する材料フィーダー62、タイヤ10を固定して回転させるとともに、タイヤの幅方向及び半径方向に移動させる回転駆動装置50を有する。二軸混練押出機60は、供給口61を5個有している。具体的には、上流側の供給口61aを3個、中流側の供給口61bを1個、下流側の供給口61cを1個有している。更に、二軸混練押出機60の排出口にはノズル30が接続されている。
原料が材料フィーダー62から、二軸混練押出機60が有する供給口61を介して二軸混練押出機60に順次供給され、各原料が二軸混練押出機60により混練され、シーラント材が順次調製される。調製されたシーラント材は、二軸混練押出機60の排出口に接続されたノズル30から連続的に吐出される。タイヤ駆動装置でタイヤを回転させながらトラバース及び/又は昇降させ(タイヤの幅方向及び/又は半径方向に移動させ)、ノズル30から吐出されるシーラント材を順次タイヤの内周面に直接塗布することにより、タイヤの内周面にシーラント材を連続的にらせん状に貼り付けることが可能となる。すなわち、タイヤを回転させながらタイヤの幅方向及び/又は半径方向に移動させつつ、連続混練機(特に、二軸混練押出機)から連続的に吐出されるシーラント材を順次タイヤの内周面に直接塗布することにより、タイヤの内周面にシーラント材を連続的にらせん状に貼り付けることが可能となる。
タイヤの内周面にシーラント材を連続的にらせん状に貼り付けることにより、タイヤのユニフォミティーの悪化を防止でき、重量バランスに優れたシーラントタイヤを製造できる。また、タイヤの内周面にシーラント材を連続的にらせん状に貼り付けることにより、タイヤ周方向及びタイヤ幅方向(特に、タイヤ周方向)においてシーラント材が均一なシーラント層を形成できるため、シール性に優れたシーラントタイヤを安定的に生産性良く製造できる。なお、シーラント材は、幅方向に重ならないように貼り付けられていることが好ましく、隙間なく貼り付けられていることがより好ましい。これにより、タイヤのユニフォミティーの悪化をより防止できると共に、より均一なシーラント層を形成できる。
また、原料を連続混練機(特に、二軸混練押出機)に順次供給し、連続混練機(特に、二軸混練押出機)によりシーラント材が順次調製され、調製されたシーラント材が、連続混練機(特に、二軸混練押出機)の排出口に接続されたノズルから連続的に吐出され、シーラント材が順次タイヤの内周面に直接塗布される。これにより、生産性良くシーラントタイヤを製造できる。
シーラント層は、略紐状形状のシーラント材を、連続的にらせん状にタイヤの内周面に塗布することにより形成されることが好ましい。これにより、タイヤの内周面に沿って連続的にらせん状に配置された略紐状形状のシーラント材によって構成されたシーラント層をタイヤの内周面に形成することが可能となる。シーラント層は、シーラント材が積層されて形成されてもよいが、シーラント材1層からなることが好ましい。
シーラント材が、略紐状形状であると、シーラント材を連続的にらせん状にタイヤの内周面に塗布することにより、シーラント材1層からなるシーラント層を形成できる。シーラント材が、略紐状形状であると、塗布されるシーラント材にある程度の厚さがあるため、シーラント材1層からなるシーラント層であっても、タイヤのユニフォミティーの悪化を防止でき、重量バランスに優れると共に、良好なシール性を有するシーラントタイヤを製造できる。また、シーラント材を何層も積層することなく、1層塗布するだけでよいため、より生産性よくシーラントタイヤを製造できる。
シーラント材をタイヤの内周面に巻き付ける回数は、タイヤのユニフォミティーの悪化を防止でき、重量バランスに優れると共に、良好なシール性を有するシーラントタイヤをより生産性よく製造できるという理由から、好ましくは20~70回、より好ましくは20~60回、更に好ましくは35~50回である。ここで、巻き付ける回数が2回とは、タイヤ内周面を2周するようにシーラント材が塗布されていることを意味し、図4において、シーラント材を巻き付ける回数は、6回である。
連続混練機(特に、二軸混練押出機)を使用する事により、シーラント材の調製(混練)とシーラント材の吐出(塗布)を同時に連続的に行うことができ、高粘度で粘着性が高く取り扱いが難しいシーラント材をハンドリングすることなく直接タイヤの内周面に塗布でき、生産性良くシーラントタイヤを製造できる。また、バッチ式混練装置で硬化剤も含めて混練し、シーラント材を調製した場合、シーラント材の調製からタイヤに貼り付けるまでの時間が一定とならないが、有機過酸化物を含む原料を連続混練機(特に、二軸混練押出機)により混合することにより順次調製されるシーラント材を順次タイヤの内周面に塗布することにより、シーラント材の調製からタイヤに貼り付けるまでの時間が一定となるため、ノズルを使用してシーラント材を塗布する場合には、ノズルからのシーラント材の吐出量が安定し、更には、シーラント材のタイヤへの粘着性の低下を抑制しつつ一定の粘着性となり、高粘度で粘着性が高く取り扱いが難しいシーラント材を使用しても精度良くタイヤの内周面に塗布でき、安定的に一定の品質のシーラントタイヤを製造できる。
次に、以下において、タイヤの内周面にシーラント材を塗布する方法について説明する。
<第1実施形態>
第1実施形態では、シーラントタイヤは、タイヤを回転させ、かつ、上記タイヤ及びノズルの少なくとも一方をタイヤの幅方向に移動させながら、粘着性のシーラント材を上記ノズルによって上記タイヤの内周面に塗布する際、非接触式変位センサによって上記タイヤの内周面と上記ノズルの先端との距離を測定する工程(1)と、測定結果に基づき、上記タイヤ及びノズルの少なくとも一方をタイヤの半径方向に移動させることで、上記タイヤの内周面と上記ノズルの先端との間隔を所定の距離に調整する工程(2)と、上記間隔が調整されたタイヤの内周面に上記シーラント材を塗布する工程(3)とを行うこと等により、製造できる。
非接触式変位センサを用いてタイヤの内周面とノズルの先端との距離を測定し、その測定結果をフィードバックすることで、タイヤの内周面とノズルの先端との間隔を一定の距離に保つことができる。そして、上記間隔を一定の距離に保ちながらタイヤの内周面にシーラント材を塗布していくため、タイヤ形状のばらつきやジョイント部等の凹凸による影響を受けることなく、シーラント材の厚さを均一にすることができる。さらに、従来のようにタイヤサイズごとに座標値を入力する必要がないため、効率良くシーラント材を塗布することができる。
図1は、シーラントタイヤの製造方法で用いる塗布装置の一例を模式的に示す説明図である。また、図2は、図1に示す塗布装置を構成するノズルの先端付近の拡大図である。
図1は、タイヤ10の一部を子午線方向に切った断面(タイヤの幅方向及び半径方向を含む平面で切った断面)を示しており、図2は、タイヤ10の一部をタイヤの周方向及び半径方向を含む平面で切った断面を示している。図1及び図2においては、X方向がタイヤの幅方向(軸方向)、Y方向がタイヤの周方向、Z方向がタイヤの半径方向である。
タイヤ10は、タイヤを固定して回転させるとともに、タイヤの幅方向及び半径方向に移動させる回転駆動装置(図示せず)にセットされている。この回転駆動装置により、タイヤの軸周りの回転、タイヤの幅方向の移動及びタイヤの半径方向の移動が独立して可能になっている。
また、回転駆動装置は、タイヤの半径方向の移動量を制御可能な制御機構(図示せず)を備えている。制御機構は、タイヤの幅方向の移動量及び/又はタイヤの回転速度を制御可能であってもよい。
ノズル30は、押出機(図示せず)の先端に取り付けられており、タイヤ10の内側に挿入することが可能である。そして、押出機から押し出された粘着性のシーラント材20が、ノズル30の先端31から吐出される。
非接触式変位センサ40は、ノズル30に取り付けられており、タイヤ10の内周面11とノズル30の先端31との間の距離dを測定する。
このように、非接触式変位センサが測定する距離dとは、タイヤの内周面とノズルの先端とのタイヤの半径方向の距離である。
本実施形態のシーラントタイヤの製造方法では、まず、加硫工程で成形されたタイヤ10を回転駆動装置にセットし、ノズル30をタイヤ10の内側に挿入する。そして、図1及び図2に示すように、タイヤ10を回転させ、かつ、タイヤ10を幅方向に移動させながら、シーラント材20をノズル30から吐出することによってタイヤ10の内周面11に連続的に塗布する。タイヤ10の幅方向の移動は、予め入力しておいたタイヤ10の内周面11のプロファイル形状に沿って行う。
後述するように、シーラント材20は略紐状形状であることが好ましく、より具体的には、シーラント材がタイヤの内周面に塗布された時点で、シーラント材が略紐状形状を保持することが好ましく、この場合、略紐状形状のシーラント材20は、連続的にタイヤ10の内周面11にらせん状に貼り付けられることになる。
なお、本明細書において、略紐状形状とは、幅よりも長さの方が長く、ある程度の幅及び厚さを有する形状を意味する。略紐状形状のシーラント材が連続的にタイヤの内周面にらせん状に貼り付けられた状態の一例を図4に模式的に示す。また、図4のシーラント材をシーラント材の塗布方向(長さ方向)と直交する直線AAで切断した際のシーラント材の断面の一例を図8に模式的に示す。このように、略紐状形状のシーラント材は、ある程度の幅(図8中、Wで示される長さ)とある程度の厚さ(図8中、Dで示される長さ)を有する。なお、ここで、シーラント材の幅とは、塗布後のシーラント材の幅を意味し、シーラント材の厚さとは、塗布後のシーラント材の厚さ、より具体的には、シーラント層の厚さを意味する。
略紐状形状のシーラント材は、具体的には、後述する、シーラント材の厚さ(塗布後のシーラント材の厚さ、シーラント層の厚さ、図8中、Dで示される長さ)の好ましい数値範囲、及びシーラント材の幅(塗布後のシーラント材の幅、図4中、Wで示される長さ、図6中、Wで示される長さ)の好ましい数値範囲を満たすシーラント材、より好ましくは、後述する、シーラント材の厚さと、シーラント材の幅の比率(シーラント材の厚さ/シーラント材の幅)の好ましい数値範囲を満たすシーラント材である。また、後述する、シーラント材の断面積の好ましい数値範囲を満たすシーラント材でもある。
本実施形態のシーラントタイヤの製造方法では、以下の工程(1)~(3)により、シーラント材をタイヤの内周面に塗布する。
<工程(1)>
図2に示すように、非接触式変位センサ40により、シーラント材20を塗布する前のタイヤ10の内周面11とノズル30の先端31との距離dを測定する。距離dの測定は、シーラント材20を各タイヤ10の内周面11に塗布する度に行い、シーラント材20の塗布開始から塗布終了まで行う。
<工程(2)>
距離dの測定データを回転駆動装置の制御機構に転送する。制御機構では、測定データに基づき、タイヤ10の内周面11とノズル30の先端31との間隔が所定の距離になるように、タイヤの半径方向の移動量を調整する。
<工程(3)>
シーラント材20は、ノズル30の先端31から連続的に吐出されているので、上記間隔が調整されたタイヤ10の内周面11に塗布されることになる。以上の工程(1)~(3)により、タイヤ10の内周面11に均一な厚さのシーラント材20を塗布することができる。
図3は、タイヤに対するノズルの位置関係を模式的に示す説明図である。
図3に示すように、ノズル30がタイヤ10に対して(a)~(d)で示す位置に移動する間、タイヤ10の内周面11とノズル30の先端31との間隔を所定の距離dに保ちながらシーラント材を塗布することができる。
効果がより好適に得られるという理由から、調整後の間隔dは、好ましくは0.3mm以上、より好ましくは1.0mm以上である。0.3mm未満であると、ノズルの先端がタイヤの内周面に近すぎるため、所定の厚さを有するシーラント材を塗布することが困難となる。また、調整後の間隔dは、好ましくは3.0mm以下、より好ましくは2.0mm以下である。3.0mmを超えると、シーラント材をタイヤにうまく貼り付けられず、製造効率が低下するおそれがある。
ここで、調整後の間隔dとは、上記工程(2)により調整された後のタイヤの内周面とノズルの先端とのタイヤの半径方向の距離である。
また、効果がより好適に得られるという理由から、調整後の間隔dは、塗布後のシーラント材の厚さの30%以下が好ましく、20%以下がより好ましく、また、塗布後のシーラント材の厚さの5%以上が好ましく、10%以上がより好ましい。
シーラント材の厚さ(塗布後のシーラント材の厚さ、シーラント層の厚さ、図8中、Dで示される長さ)は特に限定されないが、効果がより好適に得られるという理由から、好ましくは1.0mm以上、より好ましくは1.5mm以上、更に好ましくは2.0mm以上、特に好ましくは2.5mm以上であり、また、好ましくは10mm以下、より好ましくは8.0mm以下、更に好ましくは5.0mm以下である。1.0mm未満であると、タイヤがパンクした際にパンク穴を確実に塞ぐことが困難となる。また、10mmを超えても、パンク穴を塞ぐ効果はあまり変わらず、タイヤの重量が増加してしまうため好ましくない。なお、シーラント材の厚さは、タイヤの回転速度、タイヤの幅方向の移動速度、ノズルの先端とタイヤの内周面との距離等を調整することにより調整することができる。
シーラント材の厚さ(塗布後のシーラント材の厚さ、シーラント層の厚さ)は、実質的に一定であることが好ましい。これにより、タイヤのユニフォミティーの悪化をより防止でき、より重量バランスに優れたシーラントタイヤを製造できる。
ここで、本明細書において、厚さが実質的に一定とは、厚さの変動が90~110%(好ましくは95~105%、より好ましくは98~102%、更に好ましくは99~101%)に収まることを意味する。
ノズルも目詰まりが少なく、操業安定性に優れるという理由、及び、効果がより好適に得られるという理由から、略紐状形状のシーラント材を使用することが好ましく、略紐状形状のシーラント材をタイヤの内周面にらせん状に貼り付けることがより好ましい。しかし、略紐状形状ではないシーラント材を使用し、タイヤの内周面にスプレーすることでシーラント材を塗布してもよい。
略紐状形状のシーラント材を使用する際、シーラント材の幅(塗布後のシーラント材の幅、図4中、Wで示される長さ)は特に限定されないが、効果がより好適に得られるという理由から、好ましくは0.8mm以上、より好ましくは1.3mm以上、更に好ましくは1.5mm以上である。0.8mm未満であると、シーラント材をタイヤの内周面に巻き付ける回数が多くなり、製造効率が低下するおそれがある。また、シーラント材の幅は、好ましくは18mm以下、より好ましくは13mm以下、更に好ましくは9.0mm以下、特に好ましくは7.0mm以下、最も好ましくは6.0mm以下、より最も好ましくは5.0mm以下である。18mmを超えると、重量アンバランスが発生しやすくなるおそれがある。
シーラント材の厚さ(塗布後のシーラント材の厚さ、シーラント層の厚さ、図8中、Dで示される長さ)と、シーラント材の幅(塗布後のシーラント材の幅、図4中、Wで示される長さ)の比率(シーラント材の厚さ/シーラント材の幅)は、好ましくは0.6~1.4、より好ましくは0.7~1.3、更に好ましくは0.8~1.2、特に好ましくは0.9~1.1である。該比率が1.0に近いほど、シーラント材の形状が理想的な紐状形状となり、シール性の高いシーラントタイヤをより生産性良く製造できる。
シーラント材の断面積(塗布後のシーラント材の断面積、図8では、D×Wで算出される面積)は、効果がより好適に得られるという理由から、好ましくは0.8mm以上、より好ましくは1.95mm以上、更に好ましくは3.0mm以上、特に好ましくは3.75mm以上であり、好ましくは180mm以下、より好ましくは104mm以下、更に好ましくは45mm以下、特に好ましくは35mm以下、最も好ましくは25mm以下である。
シーラント材が貼り付けられている領域の幅(以下、貼り付け領域の幅、シーラント層の幅ともいい、図4では6×Wで表される長さ、図6ではW+6×Wで表される長さ)は特に限定されないが、効果がより好適に得られるという理由から、トレッド接地幅の80%以上が好ましく、90%以上がより好ましく、100%以上が更に好ましく、また、120%以下が好ましく、110%以下がより好ましい。
シーラント層の幅は、効果がより好適に得られるという理由から、タイヤのブレーカー幅(ブレーカーのタイヤ幅方向の長さ)の85~115%であることが好ましく、95~105%であることがより好ましい。
なお、本明細書において、タイヤに複数のブレーカーが設けられている場合、ブレーカーのタイヤ幅方向の長さは、複数のブレーカーのうち、最もタイヤ幅方向の長さが長いブレーカーのタイヤ幅方向の長さを意味する。
本明細書において、トレッド接地幅は、以下のように定められる。まず、正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填された無負荷の正規状態のタイヤに、正規荷重を負荷してキャンバー角0度で平面に接地させたときの最もタイヤ軸方向外側の接地位置を「接地端」Teと定める。そして、この接地端Te、Te間のタイヤ軸方向の距離をトレッド接地幅TWと定める。特に断りがない場合、タイヤ各部の寸法等は、この正規状態で測定された値である。
上記「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めているリムであり、JATMAであれば“標準リム”、TRAであれば“Design Rim”、ETRTOであれば“Measuring Rim”となる。また、上記「正規内圧」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、JATMAであれば“最高空気圧”、TRAであれば表“TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”に記載の最大値、ETRTOであれば“INFLATION PRESSURE”とするが、タイヤが乗用車用である場合には180kPaとする。
また、上記「正規荷重」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、JATMAであれば“最大負荷能力”、TRAであれば表“TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”に記載の最大値、ETRTOであれば“LOAD CAPACITY”であるが、タイヤが乗用車用の場合には上記荷重の88%に相当する荷重とする。
シーラント材を塗布する際におけるタイヤの回転速度は特に限定されないが、効果がより好適に得られるという理由から、好ましくは5m/min以上、より好ましくは10m/min以上であり、また、好ましくは30m/min以下、より好ましくは20m/min以下である。5m/min未満である場合及び30m/minを超える場合には、均一な厚さのシーラント材を塗布することが困難となる。
非接触式変位センサを用いることにより、シーラント材がセンサに付着することによる故障のリスクを低減させることができる。使用する非接触式変位センサとしては、タイヤの内周面とノズルの先端との距離を測定できるものであれば特に限定されないが、例えば、レーザセンサ、光センサ、静電容量センサ等が挙げられる。これらのセンサは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。なかでも、ゴムを測定するという観点から、レーザセンサ、光センサが好ましく、レーザセンサがより好ましい。レーザセンサを使用する場合、タイヤの内周面にレーザを照射し、レーザの反射からタイヤの内周面とレーザセンサの先端との距離を測定し、その値からレーザセンサの先端とノズルの先端との距離を差し引くことにより、タイヤの内周面とノズルの先端との距離を求めることができる。
非接触式変位センサの位置は、シーラント材を塗布する前のタイヤの内周面とノズルの先端との距離を測定できる位置であれば特に限定されないが、ノズルに取り付けることが好ましく、シーラント材が付着しない位置に設置することがより好ましい。
その他、非接触式変位センサの個数、大きさなどについても、特に限定されない。
非接触式変位センサは、熱に弱いため、ノズルから吐出される高温のシーラント材からの熱影響を防止するために、断熱材等を用いた保護及び/又はエアー等を用いた冷却を行うことが好ましい。これにより、センサの耐久性を向上させることができる。
第1実施形態の説明では、タイヤの幅方向及び半径方向の移動として、ノズルは移動せずタイヤが移動する例を説明したが、タイヤが移動せずノズルが移動してもよいし、タイヤ及びノズルの両方が移動してもよい。
また、回転駆動装置は、タイヤのビード部の幅を広げる手段を有することが好ましい。シーラント材をタイヤに塗布する際に、タイヤのビード部の幅を広げることにより、シーラント材をタイヤに容易に塗布することができる。特に、タイヤを回転駆動装置にセットした後に、タイヤの内周面近傍にノズルを導入する際に、ノズルを平行移動するだけでノズルを導入でき、制御が容易となり、生産性が向上する。
タイヤのビード部の幅を広げる手段としては、タイヤのビード部の幅を広げることが可能であれば特に限定されないが、互いに位置の変わらない複数(好ましくは2個)のロールを有する装置2組を用い、それぞれがタイヤ幅方向に動く機構等が挙げられる。該装置をタイヤ開口部両側からタイヤ内に入れてタイヤのビード部の幅を広げればよい。
上記製造方法では、二軸混練押出機等で混合され、かつ押出機内での架橋反応の進行が抑制されたシーラント材を、そのままタイヤ内周面に塗布するため、塗布時から架橋反応が始まり、タイヤ内周面への良好な粘着性を有すると共に、架橋反応がより好適に進行し、シール性の高いシーラントタイヤを製造できる。そのため、シーラント材を塗布したシーラントタイヤを更に架橋する必要がなく、良好な生産性が得られる。
なお、必要に応じて、シーラント材を塗布したシーラントタイヤを更に架橋する架橋工程を行なってもよい。
架橋工程では、シーラントタイヤを加熱することが好ましい。これにより、シーラント材の架橋速度を向上でき、架橋反応をより好適に進行でき、より生産性良くシーラントタイヤを製造できる。加熱方法としては、特に限定されず、公知の方法を採用できるが、オーブンを使用する方法が好適である。架橋工程は、例えば、シーラントタイヤを70℃~190℃(好ましくは150℃~190℃)のオーブン内に2~15分間入れればよい。
なお、塗布直後の流動しやすいシーラント材でも流動を防ぎユニフォミティーを悪化させずに架橋反応を行うことができるという理由から、架橋する際に、タイヤをタイヤ周方向に回転させることが好ましい。回転速度は、好ましくは300~1000rpmである。具体的には、例えば、オーブンとして回転機構付きオーブンを使用すれば良い。
また、架橋工程を別途行わない場合であっても、シーラント材の架橋反応が終了するまでタイヤをタイヤ周方向に回転させることが好ましい。これにより、塗布直後の流動しやすいシーラント材でも流動を防ぎユニフォミティーを悪化させずに架橋反応を行うことができる。回転速度は、架橋工程の場合と同様である。
シーラント材の架橋速度を向上させるために、シーラント材を塗布する前に予めタイヤを温めておくことが好ましい。これにより、より生産性良くシーラントタイヤを製造できる。タイヤの予熱温度は、好ましくは40~100℃、より好ましくは50~70℃である。タイヤの予熱温度を上記範囲内とすることにより、塗布時から架橋反応が好適に始まり、架橋反応がより好適に進行し、シール性の高いシーラントタイヤを製造できる。また、タイヤの予熱温度を上記範囲内とすることにより、架橋工程を行う必要がなくなるため、生産性良くシーラントタイヤを製造できる。
連続混練機(特に、二軸混練押出機)は一般に連続運転を行う。一方、シーラントタイヤを製造する際には、1のタイヤへの塗布が終了するとタイヤを取り替える必要がある。この際に、生産性の低下を抑制しつつ、より品質の高いシーラントタイヤを製造するために、以下の(1)、(2)の方法を採用すればよい。(1)の方法では、品質の低下、(2)の方法では、コストの増大というデメリットがあるため、状況に応じて適宜使い分ければ良い。
(1)連続混練機、全ての供給装置を同時に稼働、停止させることにより、シーラント材のタイヤの内周面への供給を制御する
すなわち、1のタイヤへの塗布が終了すると、連続混練機、全ての供給装置を同時に停止させ、タイヤを交換し(1分以内に交換することが好ましい)、連続混練機、全ての供給装置を同時に稼働させ、タイヤへの塗布を再開すればよい。タイヤの交換を速やかに(好ましくは1分以内に)行うことにより、品質の低下を抑制できる。
(2)連続混練機、全ての供給装置を稼働させたまま、流路を切り替えることにより、シーラント材のタイヤの内周面への供給を制御する
すなわち、連続混練機に、タイヤの内周面に直接フィードするノズルとは別の流路を設けておき、1のタイヤへの塗布が終了すると、タイヤの交換が終了するまで、調製されたシーラント材を別の流路から排出すれば良い。この方法では、連続混練機、全ての供給装置を稼働させたままシーラントタイヤを製造できるため、より品質の高いシーラントタイヤを製造できる。
なお、上記シーラントタイヤのカーカスに使用されるカーカスコードとしては、特に限定されず、繊維コード、スチールコード等が挙げられる。なかでも、スチールコードが好ましい。とりわけ、JISG3506に規定される硬鋼線材からなるスチールコードが望ましい。シーラントタイヤにおいて、カーカスコードとして、一般的に使用される繊維コードではなく、強度の高いスチールコードを使用することにより、大幅に耐サイドカット性能(縁石への乗り上げ等で生じるタイヤサイド部のカットに対する耐性)を改善することができ、サイド部も含めたタイヤ全体の耐パンク性をより改善することができる。
スチールコードの構造としては、特に限定されず、例えば、1×n構成の単撚りスチールコード、k+m構成の層撚りスチールコード、1×n構成の束撚りスチールコード、m×n構成の複撚りスチールコード等があげられる。ここで、1×n構成の単撚りスチールコードとは、n本のフィラメントを撚りあわせて得られる1層の撚りスチールコードのことである。また、k+m構成の層撚りスチールコードとは、撚り方向、撚りピッチの異なる2層構造を持ち、内層にk本のフィラメント、外層にm本のフィラメントを有するスチールコードのことである。また、1×n構成の束撚りスチールコードとは、n本のフィラメントを束ねて撚りあわせて得られる束撚りスチールコードのことである。また、m×n構成の複撚りスチールコードとは、n本のフィラメントを下撚りして得られるストランドのm本を撚りあわせて得られる複撚りスチールコードのことである。nは1~27の整数、kは1~10の整数、mは1~3の整数である。
スチールコードの撚りピッチは、好ましくは13mm以下、より好ましくは11mm以下であり、また、好ましくは5mm以上、より好ましくは7mm以上である。
スチールコードには、螺旋状に型付けされた型付フィラメントが少なくとも1本含まれることが好ましい。このような型付フィラメントは、スチールコードに比較的大きな隙間を設けてゴム浸透性を向上しうるとともに、低荷重時の伸びを維持でき、加硫成形時の成形不良の発生を防ぎうる。
スチールコードの表面は、ゴム組成物に対する初期接着性を向上させるため、黄銅(真鍮)、Zn等でメッキすることが好ましい。
スチールコードは、50N負荷時の伸びが、0.5~1.5%であるのが好ましい。なお、前記50N負荷時の伸びが1.5%を超えると、高荷重時において補強コードの伸びが小さくなり、外乱吸収性を維持できなくなるおそれがある。逆に、前記50N負荷時の伸びが0.5%未満であると、加硫成形時において十分に伸びることができず、成形不良が生じるおそれがある。このような観点より、前記50N負荷時の伸びは、より好ましくは0.7%以上、また、より好ましくは1.3%以下である。
スチールコードのエンズは20~50(本/5cm)が好ましい。
<第2実施形態>
第1実施形態の方法のみでは、シーラント材が略紐状形状の場合に、タイヤの内周面へのシーラント材の貼り付けが難しい場合があり、特に、貼り付け開始部分のシーラント材が剥離しやすいという問題があることが本発明者の検討の結果明らかとなってきた。第2実施形態では、上記シーラントタイヤの製造方法において、タイヤの内周面とノズルの先端との間隔を距離dにしてシーラント材を貼り付けた後、上記間隔を距離dより大きい距離dにしてシーラント材を貼り付けることを特徴としている。これにより、貼り付け開始時においてタイヤの内周面とノズルの先端との間隔を近づけることで、貼り付け開始部分に対応するシーラント材の幅を広くすることができ、少なくともトレッド部に対応するタイヤの内周面に、粘着性を有し、かつ略紐状形状のシーラント材が連続的にらせん状に貼り付けられており、シーラント材の長さ方向における端部の少なくとも一方が、長さ方向に隣接する部分よりも幅が広い幅広部であることを特徴とするシーラントタイヤを容易に製造することができる。該シーラントタイヤでは、貼り付け開始部分に対応するシーラント材の幅を広くすることにより、当該部分の接着力を改善し、当該部分におけるシーラント材の剥離を防止することができる。
なお、第2実施形態の説明では、主に第1実施形態と異なる点のみを説明し、第1実施形態と重複する内容については記載を省略する。
図5は、図1に示す塗布装置を構成するノズルの先端付近の拡大図であり、(a)がシーラント材の貼り付け開始直後の状態、(b)が所定時間経過後の状態を示している。
図5は、タイヤ10の一部をタイヤの周方向及び半径方向を含む平面で切った断面を示している。図5においては、X方向がタイヤの幅方向(軸方向)、Y方向がタイヤの周方向、Z方向がタイヤの半径方向である。
第2実施形態では、まず、加硫工程で成形されたタイヤ10を回転駆動装置にセットし、ノズル30をタイヤ10の内側に挿入する。そして、図1及び図5に示すように、タイヤ10を回転させ、かつ、タイヤ10を幅方向に移動させながら、シーラント材20をノズル30から吐出することによってタイヤ10の内周面11に連続的に塗布する。タイヤ10の幅方向の移動は、例えば、予め入力しておいたタイヤ10の内周面11のプロファイル形状に沿って行う。
シーラント材20は、粘着性を有し、かつ略紐状形状であるため、トレッド部に対応するタイヤ10の内周面11に、連続的にらせん状に貼り付けられることになる。
この際、貼り付け開始から所定時間の間は、図5(a)に示すように、タイヤ10の内周面11とノズル30の先端31との間隔を距離dにしてシーラント材20を貼り付ける。そして、所定時間経過後、図5(b)に示すように、タイヤ10を半径方向に移動させることで上記間隔を距離dより大きい距離dに変更してシーラント材20を貼り付ける。
なお、シーラント材の貼り付けを終了する前に、上記間隔を距離dから距離dに戻してもよいが、製造効率、タイヤの重量バランスの観点からは、シーラント材の貼り付けを終了するまで距離dであることが好ましい。
また、貼り付け開始から所定時間の間は上記距離dの値を一定に保ち、所定時間経過後は上記距離dの値を一定に保つことが好ましいが、d<dの関係を満たす限り、距離d及びdの値は必ずしも一定でなくてもよい。
上記距離dの値は特に限定されないが、効果がより好適に得られるという理由から、好ましくは0.3mm以上、より好ましくは0.5mm以上である。0.3mm未満であると、ノズルの先端がタイヤの内周面に近すぎるため、シーラント材がノズルに付着しやすくなり、ノズルを掃除する頻度が高くなるおそれがある。また、上記距離dの値は、好ましくは2mm以下、より好ましくは1mm以下である。2mmを超えると、幅広部を設ける効果が充分に得られないおそれがある。
上記距離dの値も特に限定されないが、効果がより好適に得られるという理由から、好ましくは0.3mm以上、より好ましくは1mm以上であり、また、好ましくは3mm以下、より好ましくは2mm以下である。距離dは、上述の調整後の間隔dと同一であることが好ましい。
なお、本明細書において、タイヤの内周面とノズルの先端との距離d、dとは、タイヤの内周面とノズルの先端とのタイヤの半径方向の距離である。
シーラント材を貼り付ける際におけるタイヤの回転速度は特に限定されないが、効果がより好適に得られるという理由から、好ましくは5m/min以上、より好ましくは10m/min以上であり、また、好ましくは30m/min以下、より好ましくは20m/min以下である。5m/min未満である場合及び30m/minを超える場合には、均一な厚さのシーラント材を貼り付けることが困難となる。
以上の工程により、第2実施形態のシーラントタイヤを製造することができる。
図6は、第2実施形態のシーラントタイヤに貼り付けられているシーラント材の一例を模式的に示す説明図である。
略紐状形状のシーラント材20は、タイヤの周方向に巻き付けられており、連続的にらせん状に貼り付けられている。そして、シーラント材20の長さ方向における一方の端部が、長さ方向に隣接する部分よりも幅が広い幅広部21となっている。この幅広部21が、シーラント材の貼り付け開始部分に対応している。
シーラント材の幅広部の幅(塗布後のシーラント材の幅広部の幅、図6中、Wで示される長さ)は特に限定されないが、効果がより好適に得られるという理由から、幅広部以外の幅(図6中、Wで示される長さ)の103%以上が好ましく、110%以上がより好ましく、120%以上が更に好ましい。103%未満では、幅広部を設ける効果が充分に得られないおそれがある。また、シーラント材の幅広部の幅は、幅広部以外の幅の210%以下が好ましく、180%以下がより好ましく、160%以下が更に好ましい。210%を超えると、幅広部を形成するためにノズルの先端をタイヤの内周面に過度に近づける必要があるため、シーラント材がノズルに付着しやすくなり、ノズルを掃除する頻度が高くなるおそれがある。また、タイヤの重量バランスが崩れるおそれがある。
なお、シーラント材の幅広部の幅は、長さ方向において実質的に一定であることが好ましいが、実質的に一定でない箇所があってもよい。例えば、幅広部は、貼り付け開始部分の幅が最も広く、長さ方向につれて幅が狭くなっていく形状であってもよい。ここで、本明細書において、幅が実質的に一定とは、幅の変動が90~110%(好ましくは97~103%、より好ましくは98~102%、更に好ましくは99~101%)に収まることを意味する。
シーラント材の幅広部の長さ(塗布後のシーラント材の幅広部の長さ、図6中、Lで示される長さ)は特に限定されないが、効果がより好適に得られるという理由から、好ましくは650mm未満、より好ましくは500mm未満、更に好ましくは350mm未満、特に好ましくは200mm未満である。650mm以上であると、タイヤの内周面にノズルの先端を近づけている時間が長くなるため、シーラント材がノズルに付着しやすくなり、ノズルを掃除する頻度が高くなるおそれがある。また、タイヤの重量バランスが崩れるおそれがある。なお、シーラント材の幅広部の長さは短いほど好ましいが、タイヤの内周面とノズルの先端との距離を制御することを考慮すると、10mm程度が限界である。
シーラント材の幅広部以外の幅(塗布後のシーラント材の幅広部以外の幅、図6中、Wで示される長さ)は特に限定されないが、効果がより好適に得られるという理由から、好ましくは0.8mm以上、より好ましくは1.3mm以上、更に好ましくは1.5mm以上である。0.8mm未満であると、シーラント材をタイヤの内周面に巻き付ける回数が多くなり、製造効率が低下するおそれがある。また、シーラント材の幅広部以外の幅は、好ましくは18mm以下、より好ましくは13mm以下、更に好ましくは9.0mm以下、特に好ましくは7.0mm以下、最も好ましくは6.0mm以下、より最も好ましくは5.0mm以下である。18mmを超えると、重量アンバランスが発生しやすくなるおそれがある。Wは、上述のWと同一であることが好ましい。
なお、シーラント材の幅広部以外の幅は、長さ方向において実質的に一定であることが好ましいが、実質的に一定でない箇所があってもよい。
シーラント材が貼り付けられている領域の幅(以下、貼り付け領域の幅、シーラント層の幅ともいい、図6ではW+6×Wで表される長さ)は特に限定されないが、効果がより好適に得られるという理由から、トレッド接地幅の80%以上が好ましく、90%以上がより好ましく、100%以上が更に好ましく、また、120%以下が好ましく、110%以下がより好ましい。
シーラント層の幅は、効果がより好適に得られるという理由から、タイヤのブレーカー幅(ブレーカーのタイヤ幅方向の長さ)の85~115%であることが好ましく、95~105%であることがより好ましい。
第2実施形態のシーラントタイヤでは、シーラント材は、幅方向に重ならないように貼り付けられていることが好ましく、隙間なく貼り付けられていることがより好ましい。
また、第2実施形態のシーラントタイヤでは、シーラント材の長さ方向におけるもう一方の端部(貼り付け終了部分に対応する端部)も、長さ方向に隣接する部分よりも幅が広い幅広部となっていてもよい。
シーラント材の厚さ(塗布後のシーラント材の厚さ、シーラント層の厚さ、図8中、Dで示される長さ)は特に限定されないが、効果がより好適に得られるという理由から、好ましくは1.0mm以上、より好ましくは1.5mm以上、更に好ましくは2.0mm以上、特に好ましくは2.5mm以上であり、また、好ましくは10mm以下、より好ましくは8.0mm以下、更に好ましくは5.0mm以下である。1.0mm未満であると、タイヤがパンクした際にパンク穴を確実に塞ぐことが困難となる。また、10mmを超えても、パンク穴を塞ぐ効果はあまり変わらず、タイヤの重量が増加してしまうため好ましくない。
シーラント材の厚さ(塗布後のシーラント材の厚さ、シーラント層の厚さ)は、実質的に一定であることが好ましい。これにより、タイヤのユニフォミティーの悪化をより防止でき、より重量バランスに優れたシーラントタイヤを製造できる。
シーラント材の厚さ(塗布後のシーラント材の厚さ、シーラント層の厚さ、図8中、Dで示される長さ)と、シーラント材の幅広部以外の幅(塗布後のシーラント材の幅広部以外の幅、図6中、Wで示される長さ)の比率(シーラント材の厚さ/シーラント材の幅広部以外の幅)は、好ましくは0.6~1.4、より好ましくは0.7~1.3、更に好ましくは0.8~1.2、特に好ましくは0.9~1.1である。該比率が1.0に近いほど、シーラント材の形状が理想的な紐状形状となり、シール性の高いシーラントタイヤをより生産性良く製造できる。
シーラント材の断面積(塗布後のシーラント材の断面積、図8では、D×Wで算出される面積)は、効果がより好適に得られるという理由から、好ましくは0.8mm以上、より好ましくは1.95mm以上、更に好ましくは3.0mm以上、特に好ましくは3.75mm以上であり、好ましくは180mm以下、より好ましくは104mm以下、更に好ましくは45mm以下、特に好ましくは35mm以下、最も好ましくは25mm以下である。
第2実施形態では、シーラント材の粘度が上記範囲内であっても、特に、粘度が比較的高くても、貼り付け開始部分に対応するシーラント材の幅を広くすることにより、当該部分の接着力を改善し、当該部分におけるシーラント材の剥離を防止することができる。
第2実施形態のシーラントタイヤは、上記の製造方法で製造することが好ましいが、シーラント材の少なくとも一方の端部を幅広部とすることができる限り、他の任意適当な製造方法で製造してもよい。
上述の説明、特に、第1実施形態の説明では、タイヤの内周面にシーラント材を塗布する際に、非接触式変位センサを用いる場合について説明したが、非接触式変位センサによる測定を行わずに、予め入力しておいた座標値に基づいて、ノズル及び/又はタイヤの移動を制御してタイヤの内周面にシーラント材を塗布してもよい。
実施例に基づいて、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。
以下に、実施例で用いた各種薬品について説明する。
臭素化ブチルゴム:ブロモブチル2255(エクソンモービル社製、125℃におけるムーニー粘度ML1+8=46、ハロゲン含有率:2.0質量%)
非ハロゲン化ブチルゴム:ブチル268(エクソンモービル社製、125℃におけるムーニー粘度ML1+8=51、ハロゲン含有率:0質量%)
液状ポリブテン:日石ポリブテンHV300(JX日鉱日石エネルギー(株)製、40℃における動粘度26000mm/s、100℃における動粘度590mm/s、数平均分子量1400)
カーボンブラック:N330(キャボットジャパン(株)製、HAFグレード、DBP吸油量102ml/100g)
可塑剤:DOP(ジオクチルフタレート、昭和化学(株)製、比重0.96、粘度81mPs・S)
架橋助剤:バルノックGM(大内新興化学(株)製、p-ベンゾキノンジオキシム)
架橋剤:ナイパーNS(日油(株)製、ジベンゾイルパーオキサイド(40%希釈品、ジベンゾイルパーオキサイド:40% ジブチルフタレート:48%)、表1の配合量は純ベンゾイルパーオキサイド量)
<シーラントタイヤの製造>
表1の配合に従って、二軸混練押出機の上流側供給口から、ブチルゴム、カーボンブラック及び架橋助剤を、中流供給口から、液状ポリブテンを、加硫供給口から、可塑剤及び架橋剤を投入し、バレル温度100℃、スクリュー回転数200rpm、圧力5.0MPaの条件下で、混練加工し、シーラント材を調製した。なお、液状ポリブテンについては、50℃の液状ポリブテンを供給口から投入した。
(各材料の混練時間)
ブチルゴム、カーボンブラック及び架橋助剤の混合時間:2分
液状ポリブテンの混合時間:2分
可塑剤及び架橋剤の混合時間:1.5分
次いで、二軸混練押出機の排出口に直接接続され、かつ先端がタイヤ内面に設置されたノズルから、周方向へ回転するタイヤ(予熱温度:40℃)の内面に、順次調製されるシーラント材(温度100℃、粘度20000Pa・s(40℃)、略紐状形状)を吐出し、図1~4に従って、連続的にらせん状にタイヤの内周面に塗布し、シーラントタイヤを製造した。また、シーラント材の粘度は、JIS K 6833に準拠し、40℃の条件で、回転式粘度計により測定した。
1.流動性評価
195/65R15サイズの加硫後のタイヤ内面(周方向は全域、幅方向はブレーカーエッジ部からもう一方のブレーカーエッジ部まで)にシーラント材(温度100℃、粘度20000Pa・s(40℃)、略紐状形状)を3mm厚さで塗布し、内圧230kPa、速度80km/hで走行させ、ブレーカーエッジ部のシーラント材料の移動距離を測定した。下記式により、比較例1を基準とし、各例の流動性(初期流動性)を指数で表示した。流動性指数が大きいほど、移動距離が小さく、流動性(初期流動性)に優れることを示す。
(流動性指数)=(比較例1の移動距離)/(各例の移動距離)×100
2.耐劣化性評価
1.流動性評価と同様の条件で製造したシーラントタイヤを60℃で7日間保管し、経年劣化後のシーラントタイヤとした。該経年劣化後のシーラントタイヤについて、1.流動性評価と同様の方法にてブレーカーエッジ部のシーラント材料の移動距離を測定した。下記式により、比較例1を基準とし、各例の耐劣化性(経年劣化後の流動性)を指数で表示した。耐劣化性指数が大きいほど、移動距離が小さく、耐劣化性(経年劣化後の流動性)に優れることを示す。
(耐劣化性指数)=(比較例1の移動距離)/(各例の移動距離)×100
3.シール性評価
195/65R15サイズの加硫後のタイヤ内面(周方向は全域、幅方向はブレーカーエッジ部からもう一方のブレーカーエッジ部まで)にシーラント材料を3mm厚さで塗布し、内圧230kPaに空気を充填した状態で、径4mm、長さ50mmの釘を打ち、3時間後に釘を抜いた直後のエアシールを、以下の基準で評価した。
◎:内圧低下が220kPa以上、230kPa以下
○:内圧低下が210kPa以上、220kPa未満
△:内圧低下が190kPa以上、210kPa未満
×:内圧低下が190kPa未満
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
ハロゲン化ブチルゴムを含むゴム成分と、有機過酸化物とを含む実施例のシーラント材は、流動性(初期流動性)、耐劣化性(経年劣化後の流動性)に優れていた。また、シール性にも優れていた。
10 タイヤ
11 タイヤの内周面
14 トレッド部
15 カーカス
16 ブレーカー
17 バンド
20 シーラント材
21 幅広部
30 ノズル
31 ノズルの先端
40 非接触式変位センサ
50 回転駆動装置
60 二軸混練押出機
61(61a 61b 61c) 供給口
62 材料フィーダー
d、d、d、d タイヤの内周面とノズルの先端との距離

Claims (8)

  1. ハロゲン化ブチルゴムを含むゴム成分と、有機過酸化物とを含む空気入りタイヤ用ゴム組成物。
  2. 前記ハロゲン化ブチルゴムの含有量が、前記ゴム成分100質量%中80質量%以上である請求項1記載の空気入りタイヤ用ゴム組成物。
  3. 前記ゴム成分100質量部に対して、前記有機過酸化物を1~40質量部、架橋助剤を1~40質量部含む請求項1又は2に記載の空気入りタイヤ用ゴム組成物。
  4. 前記架橋助剤がキノンジオキシム化合物である請求項3記載の空気入りタイヤ用ゴム組成物。
  5. 前記ハロゲン化ブチルゴムが臭素化ブチルゴムである請求項1~4のいずれかに記載の空気入りタイヤ用ゴム組成物。
  6. 前記ゴム成分100質量部に対して、液状ポリマーを100~400質量部含む請求項1~5のいずれかに記載の空気入りタイヤ用ゴム組成物。
  7. 前記液状ポリマーが液状ポリブテンである請求項6記載の空気入りタイヤ用ゴム組成物。
  8. 請求項1~7のいずれかに記載のゴム組成物を用いて作製したシーラント層を有する空気入りタイヤ。
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