JP7206921B2 - シーラントタイヤの製造装置及びシーラントタイヤの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、加硫成形された空気入りタイヤの内周面にシーラント材が塗布されたシーラントタイヤの製造装置及びシーラントタイヤの製造方法に関する。
従来、加硫成形された空気入りタイヤの内周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。例えば、下記特許文献１には、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シーラント材が内周面に塗布されたシーラントタイヤが提案されている。
しかしながら、特許文献１のシーラントタイヤの製造装置は、ペレット化した固形ゴムがペレットフィーダー内で固着し、供給不良が発生することがあった。このような供給不良を解消するためには、製造装置全体を停止させる必要があり、シーラント材の生産効率が低下する要因であった。
本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、シーラント材の生産効率を向上させるシーラントタイヤの製造装置及びシーラントタイヤの製造方法を提供することを主たる目的としている。
本発明は、加硫成形された空気入りタイヤの内周面にシーラント材が塗布されたシーラントタイヤの製造装置であって、前記シーラント材を調製する押出機と、複数の原料を前記押出機に供給する供給装置と、前記押出機に接続され、かつ、前記シーラント材を前記空気入りタイヤの前記内周面に塗布する塗布装置とを含み、前記複数の原料は、少なくとも固形ゴムを含む第１原料を含み、前記供給装置は、前記第１原料を前記押出機に予め混練りされたマスターバッチとして供給する第１供給装置を含み、前記第１供給装置は、前記押出機の押出方向の最上流部に接続されることを特徴とする。
本発明のシーラントタイヤの製造装置において、前記第１供給装置は、前記マスターバッチをギアポンプから供給するのが望ましい。
本発明のシーラントタイヤの製造装置において、前記第１原料は、フィラーを含むのが望ましい。
本発明のシーラントタイヤの製造装置において、前記第１原料は、可塑剤を含むのが望ましい。
本発明のシーラントタイヤの製造装置において、前記第１原料は、架橋助剤を含むのが望ましい。
本発明のシーラントタイヤの製造装置において、前記複数の原料は、少なくとも架橋剤を含む第２原料を含み、前記供給装置は、前記第２原料を前記押出機に供給する第２供給装置を含み、前記第２供給装置は、前記押出機の押出方向の最下流部に接続されるのが望ましい。
本発明のシーラントタイヤの製造装置において、前記第２供給装置は、前記第２原料を粉体として粉体フィーダーから供給するのが望ましい。
本発明は、加硫成形された空気入りタイヤの内周面にシーラント材が塗布されたシーラントタイヤの製造方法であって、複数の原料を押出機に供給する供給工程と、前記押出機から吐出された前記シーラント材を前記空気入りタイヤの前記内周面に塗布する塗布工程とを含み、前記複数の原料は、少なくとも固形ゴムを含む第１原料を含み、前記供給工程は、第１段階として前記第１原料を前記押出機に供給する第１供給工程を含み、前記第１供給工程は、前記第１原料を予め混練りしたマスターバッチとして供給することを特徴とする。
本発明のシーラントタイヤの製造方法において、前記複数の原料は、少なくとも架橋剤を含む第２原料を含み、前記供給工程は、最終段階として前記第２原料を前記押出機に供給する第２供給工程を含むのが望ましい。
本発明のシーラントタイヤの製造方法において、前記複数の原料は、少なくとも１種の液状ゴムを含む第３原料を含み、前記供給工程は、前記第１供給工程と前記第２供給工程との間に行われる中間供給工程を含み、前記中間供給工程は、前記第３原料を前記押出機に供給するのが望ましい。
本発明のシーラントタイヤの製造装置において、複数の原料は、少なくとも固形ゴムを含む第１原料を含み、供給装置は、前記第１原料を押出機に予め混練りされたマスターバッチとして供給する第１供給装置を含み、前記第１供給装置は、前記押出機の押出方向の最上流部に接続されている。このような第１供給装置は、第１原料をスムーズに供給することができ、原料の供給不良が抑制されるので、シーラント材の生産効率を向上させることができる。
本発明のシーラントタイヤの製造方法において、複数の原料は、少なくとも固形ゴムを含む第１原料を含み、供給工程は、第１段階として前記第１原料を押出機に供給する第１供給工程を含み、前記第１供給工程は、前記第１原料を予め混練りしたマスターバッチとして供給している。このような第１供給工程は、第１原料をスムーズに供給することができ、原料の供給不良が抑制されるので、シーラント材の生産効率を向上させることができる。
以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき詳細に説明される。
図１は、本実施形態のシーラントタイヤの製造装置１を示す模式図である。図１に示されるように、本実施形態のシーラントタイヤの製造装置１は、加硫成形された空気入りタイヤＴの内周面Ｔｉにシーラント材Ｓが塗布されたシーラントタイヤを製造するための装置である。
図１は、本実施形態のシーラントタイヤの製造装置１を示す模式図である。図１に示されるように、本実施形態のシーラントタイヤの製造装置１は、加硫成形された空気入りタイヤＴの内周面Ｔｉにシーラント材Ｓが塗布されたシーラントタイヤを製造するための装置である。
本実施形態のシーラントタイヤの製造装置１は、シーラント材Ｓを調製する押出機２と、複数の原料Ｍを押出機２に供給する供給装置３と、シーラント材Ｓを空気入りタイヤＴの内周面Ｔｉに塗布する塗布装置４とを含んでいる。塗布装置４は、押出機２に接続されるのが望ましい。
複数の原料Ｍは、例えば、少なくとも固形ゴムを含む第１原料Ｍ１を含んでいる。固形ゴムは、粘着性を有するものが望ましい。このような第１原料Ｍ１は、空気入りタイヤＴのパンクシールとして好適なシーラント材Ｓを調製することができ、シーラント材Ｓの品質を向上させることができる。
本実施形態の供給装置３は、第１原料Ｍ１を押出機２に予め混練りされたマスターバッチとして供給する第１供給装置３Ａを含んでいる。第１供給装置３Ａは、押出機２の押出方向の最上流部に接続されるのが望ましい。このような第１供給装置３Ａは、第１原料Ｍ１をスムーズに供給することができ、原料Ｍの供給不良が抑制されるので、シーラント材Ｓの生産効率を向上させることができる。
より好ましい態様として、複数の原料Ｍは、固形ゴムの他に、フィラー、可塑剤、液状ゴム、架橋助剤及び架橋剤を含んでいる。第１原料Ｍ１は、例えば、固形ゴムと、フィラー及び可塑剤の少なくとも１つとを含んでいる。本実施形態の第１原料Ｍ１は、固形ゴムとフィラーと可塑剤とを含んでいる。
このため、本実施形態の第１原料Ｍ１のマスターバッチは、少なくとも固形ゴムとフィラーと可塑剤とを予め混練りしたものである。このような第１原料Ｍ１は、複数の原料Ｍが予め混練りされているので、シーラント材Ｓの生産効率を向上させることができる。
固形ゴムは、例えば、ゴム組成物の主成分としてブチル系ゴムが採用される。ブチル系ゴムの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは、９０質量部以上である。固形ゴムは、例えば、ジエン系ゴムを含んでいてもよい。このような固形ゴムは、粘着性及び流動性に優れており、シーラント材Ｓの品質及び生産効率を向上させることができる。
フィラーは、例えば、カーボンブラックが好適に採用される。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、１～５０質量部である。フィラーは、例えば、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、マイカ等を含んでいてもよい。このようなフィラーは、シーラント材Ｓの品質を向上させることに役立つ。
可塑剤は、例えば、オイルが採用される。オイルの含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは、１～４０質量部である。オイルは、例えば、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から適宜選択される。このような可塑剤は、シーラント材Ｓの流動性を向上させることができる。
複数の原料Ｍは、例えば、少なくとも架橋剤を含む第２原料Ｍ２を含んでいる。架橋剤は、例えば、有機過酸化物が好適に採用される。有機過酸化物の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは、０．５～４０質量部である。有機過酸化物は、例えば、アシルパーオキサイド類、パーオキシエステル類、アルキルパーオキサイド類及びハイドロパーオキサイド類等から適宜選択される。有機過酸化物は、例えば、ジベンゾイルパーオキサイドが好適に採用される。このような架橋剤は、シーラント材Ｓの粘着性、シール性、流動性及び加工性を向上させ、シーラント材Ｓの品質及び生産効率を向上させることができる。
複数の原料Ｍは、例えば、少なくとも１種の液状ゴムを含む第３原料Ｍ３を含んでいる。液状ゴムは、例えば、液状ポリブテンが好適に採用される。本実施形態の第３原料Ｍ３は、粘度の異なる第１液状ゴム、第２液状ゴム及び第３液状ゴムの３種の液状ゴムを含んでいる。第３原料Ｍ３は、それぞれ個別に供給されるのが望ましい。このような第３原料Ｍ３は、粘着性及び流動性に優れており、シーラント材Ｓの品質及び生産効率を向上させることができる。
少なくとも１種の液状ゴムは、例えば、第１原料Ｍ１に含まれていてもよい。この場合のマスターバッチは、少なくとも固形ゴムとフィラーと可塑剤と液状ゴムとを混練りしたものである。このような第１原料Ｍ１は、供給装置３の数を低減できるので、原料Ｍの供給不良が抑制され、シーラント材Ｓの生産効率をより向上させることができる。
第３原料Ｍ３は、例えば、架橋助剤を更に含んでいる。本実施形態の架橋助剤は、加硫促進剤である。架橋助剤は、例えば、ｐ－ベンゾキノンオキシム等のキノンジオキシム化合物が好適に採用される。キノンジオキシム化合物の含有量は、ゴム成分１００質量部に対して、好ましくは、０．５～４０質量部である。このような架橋助剤は、加硫を促進し、シーラント材Ｓの生産効率を向上させることができる。
架橋助剤は、例えば、第１原料Ｍ１に含まれていてもよい。この場合のマスターバッチは、少なくとも固形ゴムとフィラーと可塑剤と架橋助剤とを混練りしたものである。このような第１原料Ｍ１は、供給装置３の数を低減できるので、原料Ｍの供給不良が抑制され、シーラント材Ｓの生産効率をより向上させることができる。
本実施形態の押出機２は、その内部でシーラント材Ｓを調製するためのバレル２ａと、複数の原料Ｍをバレル２ａに供給するための複数の供給口２ｂと、調製されたシーラント材Ｓを吐出するための吐出口２ｃとを有している。押出機２は、バレル２ａの内部に２軸のスクリュー（図示省略）を有する二軸混練押出機であるのが望ましい。このような押出機２は、複数の原料Ｍから調製されたシーラント材Ｓを混練りしつつ、連続して吐出することができる。
供給装置３は、複数の原料Ｍを定量ずつ供給できるものが望ましい。本実施形態の第１供給装置３Ａは、第１原料Ｍ１のマスターバッチをギアポンプ３ａから供給している。第１原料Ｍ１のマスターバッチは、第２押出機（図示省略）により、予め混練りされているのが望ましい。第１供給装置３Ａは、例えば、第２押出機に接続されていてもよい。このような第１供給装置３Ａは、第１原料Ｍ１を定量供給することができ、シーラント材Ｓの品質及び生産効率を向上させることができる。また、本実施形態の第１供給装置３Ａは、第１原料Ｍ１のマスターバッチを供給しているので、第１原料Ｍ１の供給不良が抑制され、シーラント材Ｓの生産効率をより向上させることができる。
本実施形態の供給装置３は、第２原料Ｍ２を押出機２に粉体として供給する第２供給装置３Ｂを含んでいる。第２供給装置３Ｂは、押出機２の押出方向の最下流部に接続されるのが望ましい。このような第２供給装置３Ｂは、シーラント材Ｓの調製の最終段階で第２原料Ｍ２の架橋剤を供給することができ、シーラント材Ｓの品質及び生産効率を向上させることができる。
本実施形態の第２供給装置３Ｂは、第２原料Ｍ２の粉体を粉体フィーダー３ｂから供給している。このような第２供給装置３Ｂは、第２原料Ｍ２を定量供給することができ、シーラント材Ｓの品質及び生産効率を向上させることができる。
本実施形態の供給装置３は、第１供給装置３Ａと第２供給装置３Ｂとの間で、第３原料Ｍ３を供給する中間供給装置群３Ｍを含んでいる。中間供給装置群３Ｍは、例えば、第１液状ゴムを供給する第３供給装置３Ｃと、第２液状ゴムを供給する第４供給装置３Ｄと、第３液状ゴムを供給する第５供給装置３Ｅとを含んでいる。
第３供給装置３Ｃ、第４供給装置３Ｄ及び第５供給装置３Ｅは、それぞれ、例えば、流量計Ｆにより供給量が計測されている。第３供給装置３Ｃ、第４供給装置３Ｄ及び第５供給装置３Ｅは、それぞれ、例えば、ギアポンプから供給するようにしてもよい。このような中間供給装置群３Ｍは、各液状ゴムを定量供給することができ、シーラント材Ｓの品質及び生産効率を向上させることができる。また、本実施形態の中間供給装置群３Ｍは、各液状ゴムの供給量を個別に制御することができ、シーラント材Ｓの品質及び生産効率をより向上させることができる。
第３供給装置３Ｃ、第４供給装置３Ｄ及び第５供給装置３Ｅは、例えば、少なくとも１種の液状ゴムが第１原料Ｍ１に含まれる場合、対応する各供給装置３Ｃ～３Ｅが省略されてもよい。このような供給装置３は、中間供給装置群３Ｍをより簡易な構成にすることができるので、原料Ｍの供給不良が抑制され、シーラント材Ｓの生産効率をより向上させることができる。
本実施形態の中間供給装置群３Ｍは、更に架橋助剤を粉体として供給する第６供給装置３Ｆを含んでいる。第６供給装置３Ｆは、例えば、架橋助剤の粉体を粉体フィーダーから供給している。このような中間供給装置群３Ｍは、架橋助剤の供給量を個別に制御することができ、シーラント材Ｓの品質及び生産効率を向上させることができる。
第６供給装置３Ｆは、例えば、架橋助剤が第１原料Ｍ１に含まれる場合、省略されてもよい。このような供給装置３は、中間供給装置群３Ｍをより簡易な構成にすることができるので、原料Ｍの供給不良が抑制され、シーラント材Ｓの生産効率をより向上させることができる。
本実施形態の塗布装置４は、押出機２の吐出口２ｃに接続され、かつ、シーラント材Ｓを吐出するノズル４ａと、空気入りタイヤＴを回転自在に支持する支持台４ｂとを含んでいる。このような塗布装置４は、空気入りタイヤＴを回転させながらノズル４ａからシーラント材Ｓを吐出することで、空気入りタイヤＴの内周面Ｔｉにシーラント材Ｓをらせん状に連続して塗布することができる。
次に、図１を参酌しつつ、上述のシーラントタイヤの製造装置１を用いて、本実施形態のシーラントタイヤの製造方法が説明される。本実施形態のシーラントタイヤの製造方法は、加硫成形された空気入りタイヤＴの内周面Ｔｉにシーラント材Ｓが塗布されたシーラントタイヤを製造するための方法である。
図２は、本実施形態のシーラントタイヤの製造方法を示すフローチャートである。図２に示されるように、本実施形態のシーラントタイヤの製造方法は、複数の原料Ｍを押出機２に供給する供給工程Ｓ１と、シーラント材Ｓを調製する調製工程Ｓ２と、シーラント材Ｓを空気入りタイヤＴの内周面Ｔｉに塗布する塗布工程Ｓ３とを含んでいる。塗布工程Ｓ３は、押出機２から吐出されたシーラント材Ｓを直接塗布するのが望ましい。
図３は、供給工程Ｓ１のフローチャートである。図３に示されるように、本実施形態の供給工程Ｓ１は、最初に、第１段階として第１原料Ｍ１を押出機２に供給する第１供給工程Ｓ１１を含んでいる。本実施形態の第１供給工程Ｓ１１は、第１原料Ｍ１を予め混練りしたマスターバッチとして供給している。このような第１供給工程Ｓ１１は、第１原料Ｍ１をスムーズに供給することができ、原料Ｍの供給不良が抑制されるので、シーラント材Ｓの生産効率を向上させることができる。
第１供給工程Ｓ１１は、第１原料Ｍ１のマスターバッチをギアポンプ３ａから供給するのが望ましい。このような第１供給工程Ｓ１１は、第１原料Ｍ１を定量供給することができ、シーラント材Ｓの品質及び生産効率を向上させることができる。また、本実施形態の第１供給工程Ｓ１１は、第１原料Ｍ１のマスターバッチを供給しているので、第１原料Ｍ１の供給不良が抑制され、シーラント材Ｓの生産効率をより向上させることができる。
本実施形態の供給工程Ｓ１は、第１供給工程Ｓ１１の次に、第２段階として第３原料Ｍ３を押出機２に供給する中間供給工程Ｓ１ｍを含んでいる。本実施形態の中間供給工程Ｓ１ｍは、少なくとも１種の液状ゴムを供給している。中間供給工程Ｓ１ｍは、例えば、架橋助剤を供給してもよい。このような中間供給工程Ｓ１ｍは、各液状ゴム及び架橋助剤の供給量を個別に制御することができ、シーラント材Ｓの品質及び生産効率を向上させることができる。
中間供給工程Ｓ１ｍは、例えば、液状ゴム及び架橋助剤の少なくとも１つが第１原料Ｍ１のマスターバッチとして混練りされた場合、対応する中間供給工程Ｓ１ｍが省略されてもよい。このような供給工程Ｓ１は、供給工程Ｓ１の数を低減できるので、原料Ｍの供給不良が抑制され、シーラント材Ｓの生産効率をより向上させることができる。
本実施形態の供給工程Ｓ１は、中間供給工程Ｓ１ｍの次に、最終段階として第２原料Ｍ２を押出機２に供給する第２供給工程Ｓ１２を含んでいる。すなわち、中間供給工程Ｓ１ｍは、第１供給工程Ｓ１１と第２供給工程Ｓ１２との間に行われるのが望ましい。このような第２供給工程Ｓ１２は、シーラント材Ｓの調製の最終段階で第２原料Ｍ２の架橋剤を供給することができ、シーラント材Ｓの品質及び生産効率を向上させることができる。
第２供給工程Ｓ１２は、第２原料Ｍ２を粉体として粉体フィーダー３ｂから供給するのが望ましい。このような第２供給工程Ｓ１２は、第２原料Ｍ２を定量供給することができ、シーラント材Ｓの品質及び生産効率を向上させることができる。
図２に示されるように、本実施形態の調製工程Ｓ２は、押出機２のバレル２ａの内部に設けられた２軸のスクリュー（図示省略）により、複数の原料Ｍを混練りし、シーラント材Ｓを調製するのが望ましい。このような調製工程Ｓ２は、シーラント材Ｓを効率よく調製することができ、シーラント材Ｓの品質及び生産効率を向上させることができる。
本実施形態の塗布工程Ｓ３は、押出機２の吐出口２ｃに接続されたノズル４ａから空気入りタイヤＴの内周面Ｔｉにシーラント材Ｓを塗布している。このような塗布工程Ｓ３は、調製されたシーラント材Ｓをそのまま塗布することができるので、シーラントタイヤの品質及び生産効率を向上させることができる。
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は、上述の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施し得る。
図１の製造装置を用いて、図２及び図３の製造方法で原料を供給する実施例と、従来の製造装置を用いて固形ゴムをペレットとして供給する比較例とが、表１の仕様に基づきテストされた。テストは、各実施例及び比較例の製造装置で、タイヤサイズ２１５／５５Ｒ１７のシーラントタイヤを製造したときの、製造装置の停止時間が計測された。シーラント材の原料の共通仕様及びテスト方法は、以下のとおりである。
固形ゴム ： ブチルゴム
フィラー ： カーボンブラック
可塑剤 ： オイル
第１液状ゴム ： 第１高分子液状ポリブテン
第２液状ゴム ： 第２高分子液状ポリブテン
第３液状ゴム ： 低分子液状ポリブテン
架橋助剤 ： ｐ－ベンゾキノンオキシム
架橋剤 ： ジベンゾイルパーオキサイド
フィラー ： カーボンブラック
可塑剤 ： オイル
第１液状ゴム ： 第１高分子液状ポリブテン
第２液状ゴム ： 第２高分子液状ポリブテン
第３液状ゴム ： 低分子液状ポリブテン
架橋助剤 ： ｐ－ベンゾキノンオキシム
架橋剤 ： ジベンゾイルパーオキサイド
＜停止時間＞
各実施例及び比較例の製造装置を用いてシーラントタイヤを１時間製造したときに、供給装置の供給不良等により製造装置が停止した停止時間が計測された。結果は、比較例を１００とする指数で表され、数値が小さいほど停止時間が短く生産効率に優れていることを示す。
各実施例及び比較例の製造装置を用いてシーラントタイヤを１時間製造したときに、供給装置の供給不良等により製造装置が停止した停止時間が計測された。結果は、比較例を１００とする指数で表され、数値が小さいほど停止時間が短く生産効率に優れていることを示す。
テストの結果が表１に示される。
テストの結果、実施例の製造装置は、比較例に対して、製造装置の停止時間が低減しており、シーラント材の生産効率に優れていることが確認された。
１ シーラントタイヤの製造装置
２ 押出機
３ 供給装置
３Ａ 第１供給装置
４ 塗布装置
２ 押出機
３ 供給装置
３Ａ 第１供給装置
４ 塗布装置
Claims (8)
- 加硫成形された空気入りタイヤの内周面にシーラント材が塗布されたシーラントタイヤの製造装置であって、
前記シーラント材を調製する押出機と、
複数の原料を前記押出機に供給する供給装置と、
前記押出機に接続され、かつ、前記シーラント材を前記空気入りタイヤの前記内周面に塗布する塗布装置とを含み、
前記複数の原料は、少なくとも固形ゴムとフィラーと可塑剤とを含む第１原料を含み、
前記供給装置は、前記第１原料を前記押出機に予め混練りされたマスターバッチとして供給する第１供給装置を含み、
前記第１供給装置は、前記押出機の押出方向の最上流部に接続される、
シーラントタイヤの製造装置。 - 前記第１供給装置は、前記マスターバッチをギアポンプから供給する、請求項１に記載のシーラントタイヤの製造装置。
- 前記第１原料は、架橋助剤を含む、請求項１又は２に記載のシーラントタイヤの製造装置。
- 前記複数の原料は、少なくとも架橋剤を含む第２原料を含み、
前記供給装置は、前記第２原料を前記押出機に供給する第２供給装置を含み、
前記第２供給装置は、前記押出機の押出方向の最下流部に接続される、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のシーラントタイヤの製造装置。 - 前記第２供給装置は、前記第２原料を粉体として粉体フィーダーから供給する、請求項４に記載のシーラントタイヤの製造装置。
- 加硫成形された空気入りタイヤの内周面にシーラント材が塗布されたシーラントタイヤの製造方法であって、
複数の原料を押出機に供給する供給工程と、
前記押出機から吐出された前記シーラント材を前記空気入りタイヤの前記内周面に塗布する塗布工程とを含み、
前記複数の原料は、少なくとも固形ゴムとフィラーと可塑剤とを含む第１原料を含み、
前記供給工程は、第１段階として前記第１原料を前記押出機に供給する第１供給工程を含み、
前記第１供給工程は、前記第１原料を予め混練りしたマスターバッチとして供給する、
シーラントタイヤの製造方法。 - 前記複数の原料は、少なくとも架橋剤を含む第２原料を含み、
前記供給工程は、最終段階として前記第２原料を前記押出機に供給する第２供給工程を含む、請求項６に記載のシーラントタイヤの製造方法。 - 前記複数の原料は、少なくとも１種の液状ゴムを含む第３原料を含み、
前記供給工程は、前記第１供給工程と前記第２供給工程との間に行われる中間供給工程を含み、
前記中間供給工程は、前記第３原料を前記押出機に供給する、請求項７に記載のシーラントタイヤの製造方法。
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