JP5918456B1 - 空気入りタイヤ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
該100℃における動粘度は、好ましくは3900mm2/s以下、より好ましくは3800mm2/s以下である。4010mm2/sを超えると、シール性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200000mm2/s以下、より好ましくは170000mm2/s以下である。200000mm2/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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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d0に保ちながらシーラント材を塗布することができる。
ここで、調整後の間隔d0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。
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。
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。
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12〜1000rpm、より好ましくは12〜200rpm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。
(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。
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d1にしてシーラント材を貼り付けた後、上記間隔を距離d1より大きい距離d2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。
ブチルゴム:IIR065、JSR株式会社製
ポリブテン:HV−1900、JX日鉱日エネルギー株式会社製、数平均分子量2900
カーボンブラック:N330、キャボットジャパン株式会社製
オイル:DOS(セバシン酸ジオクチル)、田岡化学工業株式会社製
架橋剤:ナイパーNS(BPO40%、DBP48%)、日油株式会社製
架橋助剤:QO(キノンジオキシム)、大内新興化学工業株式会社製
表1に示す配合処方に従い、二軸混練押出機を用いて各材料を120℃の条件下で混練し、シーラント材を調製した。
回転駆動装置に取り付けたタイヤ(235/45R17、94W、外径643mm、トレッド接地幅200mm、加硫成形済、タイヤの回転速度12m/min、予熱温度:40℃)に、上記シーラント材(粘度20000Pa・s(40℃))を厚さ3mm、貼り付け領域の幅210mm(トレッド接地幅の105%)になるように、二軸混練押出機から押し出してノズルを介してタイヤの内周面に貼り付け、シーラントタイヤを得た。その際、貼り付けられたシーラント材の幅広部の幅及び長さ、幅広部以外の幅が表2に示した値となるように、貼り付け開始時にノズルの先端をタイヤの内周面に近づける距離及び時間を調整した。なお、幅広部の幅、幅広部以外の幅は、長さ方向において実質的に一定となるように調整した。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。なお、ノズルの吐出口の径(口金の径)は、実施例6:0.8mm、実施例7:1.2mm、実施例8:5.0mm、実施例9:7.0mm、その他の例:3.0mmとした。
得られたシーラントタイヤについて下記の評価を行った。結果を表2に示す。
各実施例及び比較例のシーラントタイヤを10本ずつ準備し(n=10)、貼り付け開始部分のシーラント材が剥離しているか否かを目視で確認した。剥離していないものを「成功」、剥離しているものを「失敗」として、シーラント材の貼り付け成功率(%)を求めた。数値が大きいほどシーラント材の接着性が優れており、80%以上である場合に良好であると判断した。
通常のバランサーを用いて、シーラント材を貼り付ける前の各タイヤのウエイトバランスを計測し、計測値に基づいてウエイトバランスを調整した。そして、シーラント材を貼り付けた後の各タイヤのウエイトバランスを再度計測し、追加ウエイト量を求めた。各実施例及び比較例において、n=10とし、追加ウエイト量の平均値をアンバランス量(g)とした。数値が小さいほど重量バランスが優れており、5g以下である場合に良好であると判断した。
各実施例及び比較例の同一条件でシーラントタイヤを製造していき、ノズルの掃除が必要になるまでに製造したタイヤの本数を求め、これをノズルの掃除頻度(本)とした。数値が大きいほど掃除頻度が少なく、3本以上である場合に良好、8本以上である場合に特に良好であると判断した。なお、同一条件でシーラントタイヤを50本製造してもノズルの掃除が不要である場合、ノズルの掃除頻度を「不要」とした。
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、d0、d1、d2 タイヤの内周面とノズルの先端との距離
Claims (9)
- 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た空気入りタイヤであって、
前記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空気入りタイヤ。 - 前記シーラント材において、前記幅広部の幅が、前記幅広部以外の幅の103〜180%である請求項1に記載の空気入りタイヤ。
- 前記シーラント材において、前記幅広部以外の幅が1.3〜13mmである請求項1又は2に記載の空気入りタイヤ。
- 前記シーラント材において、前記幅広部以外の幅が実質的に一定である請求項1〜3のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
- 前記シーラント材において、前記幅広部の長さが500mm未満である請求項1〜4のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
- 前記シーラント材が貼り付けられている領域の幅が、トレッド接地幅の80〜120%である請求項1〜5のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
- 前記シーラント材の厚さが1〜10mmである請求項1〜5のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
- 粘着性を有し、かつ略紐状形状のシーラント材をノズルから吐出することで、少なくともトレッド部に対応するタイヤの内周面に、前記シーラント材を連続的にらせん状に貼り付ける空気入りタイヤの製造方法であって、
前記タイヤの内周面と前記ノズルの先端との間隔を距離d1にして前記シーラント材を貼り付けた後、前記間隔を距離d1より大きい距離d2にして前記シーラント材を貼り付けることで、前記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を、長さ方向に隣接する部分よりも幅が広い幅広部とすることを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。 - 前記シーラント材を、二軸混練押出機から押し出して前記ノズルに供給する請求項8に記載の空気入りタイヤの製造方法。
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