JP6339646B2 - 空気入りタイヤ、空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents
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Description
また、本発明の空気入りタイヤの製造方法は、シーラント層を形成した後に、多孔質吸音材をシーラント層の内周面に塗布して吸音層を形成する工程を含むため、シーラント層への異物の付着抑制効果、シール性、ロードノイズ低減性が高度に両立した空気入りタイヤ(シーラントタイヤ)を安定的に生産性良く製造できる。
また、吸音層にシーラント材が含浸することによりロードノイズ低減性が悪化するが、後述する組成のシーラント材を使用すると、吸音層にシーラント材が含浸していないため、吸音層を設けることによるロードノイズ低減性の改善効果が充分に得られる。
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。
(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。
吸音層を形成する工程では、インナーライナーのタイヤ半径方向内側に形成されたシーラント層のタイヤ半径方向内側に吸音層を設ける。シーラント層を構成するシーラント材は、粘着力を有するため、吸音層をシーラント層に接触させることにより容易にシーラント層のタイヤ半径方向内側に吸音層を設けることが可能である。このように、吸音層を形成する工程では、吸音層が、多孔質吸音材をシーラント層の内周面に塗布することにより形成される。
なお、シーラントタイヤにシーラント層を形成した後、シーラント層の表面を清掃するなどの適当な処理を行ってから、多孔質吸音材を塗布してもよいし、シーラント層を形成した後、直ちに多孔質吸音材を塗布してもよい。
ここで、本明細書において、長さが実質的に一定とは、長さの変動が70〜130%(好ましくは80〜120%、より好ましくは85〜115%、更に好ましくは90〜110%)に収まることを意味する。
V1=A×{(Di−Dr)/2+Dr}×π
式中、Aは前記正規状態のタイヤをCTスキャニングして得られる1つのタイヤ子午線断面における内腔の面積、ここで、内腔とは、タイヤ赤道を挟んで両側にある、タイヤ回転軸に最も近い点同士を結んだ直線と、タイヤ内周面(内壁面)とで形成される仮想空間(閉領域)、Diは正規状態でのタイヤ内腔の最大外径、Drはリム径、πは円周率である。
なお、本明細書において、吸音層の乾燥質量は、シーラント層を除くタイヤ全体を100質量%としたときの、吸音層の乾燥質量(質量%)を表す。
ここで、略一定幅とは、吸音層のタイヤ幅方向の長さの変動が70〜130%(好ましくは80〜120%、より好ましくは85〜115%、更に好ましくは90〜110%)に収まることを意味する。
また、略一定断面形状とは、吸音層の断面幅が実質的に一定であることを意味するが、その指標として、吸音層の断面幅(タイヤ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)の断面幅、図10中に示す吸音層の断面の断面幅)の変動が70〜130%(好ましくは80〜120%、より好ましくは85〜115%、更に好ましくは90〜110%)に収まることを意味する。
本明細書において、ポリオールの数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)(溶媒:テトラヒドロフラン(THF)、カラム:昭和電工社製のShodex GPC LF−404)による測定値を基に標準ポリスチレン換算により求めた値である。
ブチルゴムA:レギュラーブチル065(日本ブチル(株)製、125℃におけるムーニー粘度ML1+8=32)
液状ポリマーA:日石ポリブテンHV300(JX日鉱日石エネルギー製、40℃における動粘度26,000mm2/s、100℃における動粘度590mm2/s、数平均分子量1,400)
液状ポリマーB:日石ポリブテンHV1900(JX日鉱日石エネルギー製、40℃における動粘度160,000mm2/s、100℃における動粘度3,710mm2/s、数平均分子量2,900)
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)
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)
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A、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Bを、下流供給口から、液状ポリブテンA、可塑剤及び架橋剤を投入し、バレル温度100℃、200rpm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A、B、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Bの混合時間:2分
液状ポリブテンA、可塑剤及び架橋剤の混合時間:1.5分
なお、シーラント材の幅は、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。
吸音層の体積:4000cm3
タイヤ内腔の全体積:36600cm3
シーラント層を形成した後、吸音層を形成しなかった以外は、実施例1と同様に行った。
シーラント層を形成した後、形成されたシーラント層のタイヤ半径方向内側に表2に示すシート(厚み:3.0mm)を表2に示す条件で設けた以外は、実施例1と同様に行った。
表2中、紙とは、剥離紙を意味する。接着面とは、シートの平坦面のうち、シーラント層側の面を意味し、タイヤ中心側面は、シートの平坦面のうち、タイヤ中心側の面、すなわち、シーラント層側と反対側の面を意味する。
また、剥離紙は、ポリラミネートした後、シリコン物質で表面処理した離型紙(基材は洋紙)であるシノムラ化学工業(株)製のSS−73ACを使用した。
なお、表2中、「ラミネート+シリコン加工」とは、シートに、ポリエチレンをポリラミネート法により塗設した後、シリコン物質で表面処理されていることを意味する。
また、表2中、「乾燥質量(質量%)」は、シーラント層を除くタイヤ全体を100質量%としたときの、吸音層の乾燥質量(質量%)を表し、その測定方法は、下記のとおりである。
シーラント層形成前のタイヤの乾燥質量、吸音層形成前のタイヤの乾燥質量、及び、吸音層形成後のタイヤの乾燥質量をそれぞれ測定し、下記式により吸音層の乾燥質量(質量%)を求めた。
吸音層の乾燥質量(質量%)=(吸音層形成後のタイヤの乾燥質量(質量部)−吸音層形成前のタイヤの乾燥質量(質量部))/シーラント層形成前のタイヤの乾燥質量(質量部)×100
シーラントタイヤの内面にコピー紙の小片(15mm×15mm)を20枚入れた後、シーラントタイヤをリムに組まないで3周回転させた。そして、紙をはがす過程でシーラント層に引っ張られて、ちぎれたり、変形してしまった紙の枚数をカウントした。
カウント数が大きいほど、異物が付きやすいことを示す。
シーラントタイヤを7.5J−17のリムに内圧220kPaで組んで、トレッド中央部に近い主溝にφ5mmの釘を10本打った。3分後に釘を抜いて石鹸水により目視で空気の泡を確認し、泡の出なかった釘の本数をカウントした。
カウント数が大きいほどエアシール性能(シール性)が良好であることを示す。
シーラントタイヤを車両(国産2.5LFR車)の全輪に装着し(リム:7.5J×17、内圧:220kPa)、ロードノイズ計測路(アスファルト粗面路)を時速60km/hで走行したときの運転席窓側耳位置における車内音を測定し、220Hz付近の空洞共鳴音の狭帯域ピーク値の音圧レベルを測定した。評価は、比較例1の測定結果を基準として、基準からの差を表示した。値が小さいほど、ロードノイズ低減性に優れることを示す。
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
22 シーラント層
25 吸音層
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 (10)
- 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し、該シーラント層のタイヤ半径方向内側に吸音層を有する空気入りタイヤの製造方法であって、
該製造方法が、シーラント材を用いてシーラント層を形成する工程、及び、該シーラント層形成工程後に、多孔質吸音材をシーラント層の内周面に塗布して吸音層を形成する工程を含み、
前記シーラント材の40℃における粘度が、3000〜70000Pa・sであり、
前記吸音層の幅が、シーラント層の幅の15〜95%であり、
前記吸音層と前記シーラント層とが接している空気入りタイヤの製造方法。 - 前記多孔質吸音材の比重が0.005〜0.06である請求項1記載の空気入りタイヤの製造方法。
- 前記吸音層が、多孔質吸音材のみにより構成されている請求項1又は2記載の空気入りタイヤの製造方法。
- 前記多孔質吸音材が、スポンジである請求項1〜3のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
- 前記スポンジが、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、又はポリエステルポリエーテルポリオールを原料とするスポンジである請求項4記載の空気入りタイヤの製造方法。
- 前記吸音層を形成する工程が、液状配合物をシーラント層の内周面に塗布する工程、塗布した液状配合物をゲル化させる工程、及び、ゲル化した液状配合物を発泡、乾燥させる工程を含む請求項1〜5のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
- 前記液状配合物が、ポリウレタン配合物である請求項6記載の空気入りタイヤの製造方法。
- 前記吸音層の体積が、タイヤ内腔の全体積の0.4〜30%である請求項1〜7のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
- 前記シーラント層の幅が、タイヤのブレーカー幅の85〜115%である請求項1〜8のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
- 前記シーラント層を形成する工程が、架橋剤を含む原料を連続混練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工程を含む請求項1〜9のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
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