JPH04226331A - タイヤトレッド用のコンパウンドと滑り止め粒子の集塊の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明はタイヤのトレッドストリップ（踏
面の条片）用の滑り止め機能を持つ硬質材料の粒子とコ
ンパウンドからなる集塊の製造方法に関する。

【０００２】使用中にタイヤのトレッドから外に現われ
てトレッドが道路の表面、特に氷または雪で覆われた道
路の床と表面に粘着する特性を実質的に改良する、例え
ば、セラミック物質のような硬質材料の粒子を乗り物の
タイヤ用のトレッドに練り込むことが以前から提案され
ていた。

【０００３】一つの既知の方法（ＷＯ８９０６６７０）
によれば、タイヤ等のトレッドの中に、例えば、セラミ
ック型の滑り止め粒子を永久的に練り込む方法は次のよ
うなステップを含む。即ち、粒子を第一の被覆材料また
は“下塗り”とも呼ばれる物質を用いて被覆し、次にそ
の上に第二の被覆材料または“上塗り”と呼ばれる物質
を用いて被覆し、その後にこのようにして処理された粒
子を未硬化の天然または合成のゴム、若しくは合成樹脂
のコンパウンドの中に練り込む。この場合、コンパウン
ドには既に硬化または網状化の為に必要な総ての充填物
が含まれている。そして最後に、従来の方法を用いてタ
イヤの形成と硬化を行なう。

【０００４】これらの被覆の目的は、ゴムへの粒子の接
着性を安定化し、タイヤが応力を受けると粒子がトレッ
ドから現出してタイヤの摩耗を回避させることである。

【０００５】そのようにして得られた被覆は、硬化中に
トレッドコンパウンドへの粒子の堅固な接着を確かなも
のとするのに適している。特に、下塗り層は粒子が上塗
りの被覆層に接着することを可能とし、順番に今度はそ
の上塗り層がコンパウンドへしっかりと固定されるので
トレッドから粒子を無理やりに取り除こうとする力が働
くと、それは実際上常に周囲のゴムまで取り除くことに
なる。これらの被覆はいずれにせよ、そして又同じく被
覆製品が高価である点に鑑みても高々数十ミクロンのオ
ーダーの限られた厚さを持つ。

【０００６】一般には既に硬化作業の為に必要な充填物
を含んでいるコンパウンド中への粒子の導入と分布は、
普通は夫々異なる速度で回転する二つのシリンダーによ
って形成された混合機の中で行なわれ、コンパウンドと
粒子は二つのシリンダーの間隙に供給されて所謂ベンチ
、即ち、その後の操作に適するように加工され、部分的
に均質化された物質の塊を形成する。

【０００７】コンパウンドは次に既知の型の機械、例え
ば、同一速度で回転するシリンダーを有するカレンダー
の中で、又は型出し機の中で、押出機などの中で、既知
の技術に従ってトレッドストリップの形成に適した、均
一に分布した粒子を含む半完成品が得られる出口で更に
加工処理を受ける。

【０００８】この目的に用いられる粒子は高い硬度を持
つ物質の粒子、例えば、特にコランダム又は一般に金属
の炭化物（炭化タングステン）、窒化物、酸化物及びそ
れらの混合物であり、それらは最大寸法が数ミリメート
ルのオーダーの要素の形をしている。　　これらの半完
成品の製造中に、そして一般には、硬化されるべきコン
パウンドの中に滑り止め粒子を練り込み、均一に分布さ
せる時に遭遇する問題は、粒子を含むコンパウンドを加
工処理する機械が練り込みの段階とその後のタイヤ形成
の段階の両方の期間中に受ける機械要素の摩耗による急
速な品質劣化である。　　特に、混合機とカレンダーの
両方のシリンダーが、たとえシリンダー間の自由距離ま
たは間隙が粒子の最大直線寸法より大きくても操業中に
やがてその表面に筋傷を受けることである。この出来事
は、特にプロセスの第一の段階、即ち、混合機の中で重
要であり、そこでは粒子がコンパウンドと金属シリンダ
ーの間で圧搾され易く、粒子が混合機の二つのシリンダ
ー間の回転速度の相違による圧力と滑りによってシリン
ダーに摩耗をもたらす原因となる。

【０００９】更にそれ以上の摩耗も起こるのであって、
例えば、粒子が押出機ポートの壁と接触する時にポート
の側面の斜角部において発生する。

【００１０】本発明の目的は、機械が上述の型のトレッ
ドの製造に用いられる時に受ける劣化を避け又は少なく
とも無視できる水準にまで減らす為に上記の欠点を取り
除くことである。

【００１１】この目的は、タイヤのトレッドストリップ
用のコンパウンドと滑り止め粒子からなる集塊を製造す
る方法の中にある本発明の手段によって得られるもので
、その特徴には以下のステップが含まれる：　好ましく
は既に接着性物質で被覆された未硬化のコンパウンドの
一層を用いて粒子を被覆し；　タイヤトレッドの形成に
適当なコンパウンドを、ベンチが形成されて温度が設定
値に達する迄混合機に供給し；被覆された粒子を上記ベ
ンチに加え、コンパウンドの内部で粒子の均一な分布が
得られる迄混合操作を続け；そしてタイヤトレッド又は
タイヤの中の一部として用いるのに適した、粒子を練り
込んだコンパウンドの連続ストリップを形成し、この場
合、後でそのカーカスの上に該ストリップがタイヤの形
成と硬化の前に積層されるようにする。

【００１２】更に好ましくは、本発明の方法では混合機
のシリンダー間の距離を、処理され被覆された粒子の最
大直線距離の少なくとも２倍となるようにする。

【００１３】本発明の好ましい具体例によれば、粒子の
粘着剤塗布は逐次連続した浸漬または吹き付けの手段、
即ち、コンパウンド溶液の中で又は該溶液を用いた所謂
たまねぎ型の多層被覆処理によって得られる。この場合
、所望する被覆厚さが得られる迄は、粒子の粘着性を除
去する為に乾燥、好ましくは熱風の流れの中での乾燥段
階と、コンパウンドと馴染みの良い粉末物質による処理
を中間に挟むようにする。

【００１４】同じく又、本発明はそのような方法によっ
て得られた、滑り止め粒子配合のトレッドを有するタイ
ヤ、又はより一般的にはタイヤを備えた乗り物の車輪か
ら構成される。次に、本発明による方法を幾つかの好ま
しい具体例（但し、これらに限定されない）を用いて記
述しよう。

【００１５】練り込む粒子は、好ましくは接着剤塗料、
例えば、“下塗り”にはＣＨＥＭＯ‐ＳＩＬ　２１１、
“上塗り”にはＣＨＥＭＯＳＩＬ２２１として知られる
製品を塗布することによって既知の方法で前処理される
。この二つは共に、Ｈｅｎｋｅｌ社の製品である。

【００１６】これらの被覆物は、例えば、粒子を相当す
る接着剤溶液の浴に浸漬し、その後乾燥することによっ
て塗布される。このようにして処理された粒子は、次に
処理されたストリップの被覆物と同一またはそれと馴染
みの良い未硬化のコンパウンドの十分に厚い層で被覆層
の厚さが少なくとも０．２ｍｍになる迄被覆される。出
発粒子は普通は均一な形、即ち、円筒状または角柱状、
或いは均一な形でなくて丸みを帯びた形をしており、最
大直線寸法の値が０．８〜４ｍｍの範囲のものである。 一般に好ましい具体例によれば、粒子の被覆は下記のよ
うな処理ステーションの中で行なわれる。

【００１７】ＣＨＥＭＯＳＩＬ又は類似の製品のような
接着剤で既に処理された、例えば、コランダムの粒子は
、粒子の一番小さなものでも通過させないように１平方
センチメートル当たり多数のメッシュを持った細かい篩
の中に置かれる。

【００１８】篩は常に一定の運動状態に保たれ、同時に
、その上に適当な溶剤で適当に希釈されたゴム配合物の
溶液、例えば、９０重量部のヘプタンと１０重量部のゴ
ム配合物の溶液のシャワーを降らせる。同時にまた、ト
ルエンのような類似した特性を持った他の溶剤も勿論使
用できる。好ましくは、篩は永久性または半永久性の粘
着防止剤、例えば、溶液の側への攻撃を避ける為に硬化
したシリコーンペイントで処理される。

【００１９】過剰の溶液は篩の下のタンクの中に回収さ
れ、リサイクルされる。

【００２０】乾燥並びに溶剤の蒸発は、例えば、篩の上
に約５０℃で熱風の流れを通すことによって行なわれる
。

【００２１】溶剤が蒸発した後に、その粘着性を除去し
てその後の取り扱い操作の間に粒子が充填される危険性
を除去する為に粒子に粘着防止性物質、例えば、非晶質
のシリカの雨を降らせる。粘着防止物質は、その後の硬
化プロセスと両立するような物でなければならず、これ
らの操作の間、粒子を含む篩は依然として一定の運動状
態に保たれる。

【００２２】過剰のシリカもまた篩の下の適当な容器の
中に回収され、次にリサイクルされる。適当なシリカ物
質は、例えば、Ｄｅｇｕｓｓａ社のＵＬＴＲＡＳＩＬ　
ＶＮ３として知られる製品である。その代替方法として
、液体の粘着防止剤を用いて粘着防止処理を行なうこと
もできるが、この場合も過剰の液体は回収され、リサイ
クルされる。

【００２３】篩のメッシュが多少でも詰まるのを避ける
為に処理ステーションの近くに、篩を溶剤に浸漬する為
のタンクと篩に詰まった固体残留物を除く為の回転ブラ
シ系からなる、篩の詰まりを洗い落とす為の装置を備え
ることが可能である。

【００２４】それとも又は、被覆プロセスを篩と振動可
動ベルトを用い、溶液をスプレーし、運ばれた熱風で乾
燥し、そして隣接の処理ステーションの中で粘着防止処
理を行なうことによって実施することもできる。

【００２５】上に例として述べた処理は、乾燥粒子の上
で測った接着剤層または被覆層の厚さが所望の値、好ま
しくは、少なくとも０．２ｍｍに達する迄繰り返される
。

【００２６】このようにして処理された粒子は、次にコ
ンパウンドの中に練り込まれる。こうしてトレッドが、
或いはタイヤ製造の既知の技術に従ってトレッド型出し
機の上に置かれる筈の半完成品のストリップが形成され
る。そのようなコンパウンドは天然または合成のゴムで
も、又は、エポキシ、ポリウレタン又は類似のタイプの
合成樹脂でも良いが、それらのコンパウンドには既に硬
化および／または網状化操作の為に必要な総ての添加物
が配合されている。

【００２７】最初に、シリンダー混合機にトレッド用コ
ンパウンドを所謂ベンチ、即ち、可塑性で均質なコンパ
ウンドの素材が形成される迄供給し、それをベンチの十
分な温度、例えば、６０℃、但し、兎も角も８０℃より
も高くない温度に達する迄加工処理する。

【００２８】そのようにして接着剤で被覆された粒子を
次にベンチ内に上から落としながら好ましくは連続的に
且つ漸進的にコンパウンドに加え、８％〜１５％の範囲
内の所望の容積濃度に到達せしめ、粒子の要求される均
質度が得られる迄混合操作を続行する。プロセスが続い
ている間に粒子の大部分はコンパウンドの素材中に吸着
され、若しくは練り込まれ、更にシリンダーの摩耗の危
険性を低減する。

【００２９】混合機の二つのシリンダー間の距離は被覆
された粒子の直径、又はもっと一般的には粒子の最大直
線寸法よりも大きくなければならない。具体的な数値で
表示するならば、混合機の中で行なわれる第一の処理段
階においては、そして一般に予見される粒子寸法を基に
すれば、シリンダー間の距離は５〜１０ｍｍの範囲内に
あるべきである。しかしながら、カレンダーのシリンダ
ーの場合には、シリンダーが同一速度で回転しているこ
とと、粒子がカレンダーに送られる時はそれ迄にコンパ
ウンド内で既に比較的均一な粒子の分布が達成されてい
ることを考えれば、シリンダー間の間隙としてはもっと
低い値を採用すべきである。

【００３０】兎に角も、被覆粒子の寸法とシリンダー間
隙との間には少なくとも１：２の比を維持するのが好ま
しいことが観察されてきた。こうすることによって、コ
ンパウンド中の粒子の容積密度が増加するのに伴なって
シリンダー間で一部の粒子が圧縮される危険性を減らす
ことが可能となる。

【００３１】カレンダー、押出機又は型出し機と言った
手段によって、粒子を練り込んだコンパウンドからトレ
ッドストリップを構成するのに適した適当な形と寸法を
持った上記のストリップ、又はその代わりに、そのよう
なストリップを連続的に、且つその長手方向に沿って受
け取るのに適当なキャビティーを備えたトレッドの押出
機または型出し機の中に挿入されるべきストリップが形
成される。

【００３２】上記の粒子を含有するトレッドの部分の幅
は、求められる性能を得るに足る地面との接触面積に限
定することができる。例えば、そのような幅はタイヤの
場合と同じくトレッドストリップの約１／２のオーダー
とすることができる。その場合、トレッドは夫々異なる
エラストマー配合物と異なるトレッドのデザインを有す
る二つの並んで隣接する部分に分割され、その内の一つ
だけは使用の総ての条件下で高い性能を与える目的で上
記の粒子が配合されている。

【００３３】同様に、特定の用途、例えば複合構造体用
に推奨される厚さよりも薄い厚さを持った集塊のストリ
ップを、混合機から直に供給される粒子配合のコンパウ
ンドをカレンダーや型出し機に掛けたり、押出機で押し
出す等の手段によって造ることもできる。要するに、ひ
と度コンパウンドが均質化されたら半完成品の横断面プ
ロフィルに関して、粒子の寸法と適合する最小角度と厚
さの方が大きい限りは、粒子と上述の機械の暴露金属部
分との間で研摩剤的摩耗が起こる危険性は最早有り得な
いことが事実として観察された。

Claims (24)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　次のステップ： 既に接着材料で好ましくは被覆された未硬化のコンパウ
   ンドの一つの層で粒子を被覆し；それをタイヤトレッド
   の形成に適当なコンパウンドと一緒に混合機にベンチが
   形成される迄、そして温度が設定値に達する迄供給し；
   上記のベンチに被覆した粒子を加え、コンパウンド内部
   に粒子の均一な分布が達成される迄混合操作を続け；そ
   してトレッドのストリップとして、又はタイヤの中でそ
   の一部として用いるのに適した、粒子を練り込んだコン
   パウンドの連続ストリップを形成し、その後で該ストリ
   ップの形成と硬化の前にそのカーカスの上に該ストリッ
   プが集まって組み立てられるようにする；ことを特徴と
   する、タイヤトレッド用のコンパウンドと滑り止め粒子
   の集塊の製造方法。
2. 【請求項２】　　該温度設定値が６０℃よりも低くない
   ことを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】　　該混合段階中の該ベンチの温度が８０
   ℃よりも高くないことを特徴とする請求項１記載の方法
   。
4. 【請求項４】　　混合機のシリンダー間の距離が少なく
   とも被覆された粒子の最大直線寸法の２倍であることを
   特徴とする請求項１記載の方法。
5. 【請求項５】　　該被覆の厚さが少なくとも０．２ミリ
   メートルである請求項１記載の方法。
6. 【請求項６】　　該被覆が、所望の被覆厚さが得られる
   迄中間に溶剤を蒸発させる為の乾燥段階とそれ以降の取
   り扱い操作中に粒子の粘着性と詰め込みの危険性を除く
   為の粘着防止の段階を挟んで、コンパウンド溶液を逐次
   連続して塗布することによって行なわれることを特徴と
   する請求項１記載の方法。
7. 【請求項７】　　該塗布が該コンパウンド溶液の中で逐
   次連続する浴を用いて行なわれることを特徴とする請求
   項６記載の方法。
8. 【請求項８】　　該塗布が該コンパウンド溶液の逐次連
   続するスプレーを用いて行なわれることを特徴とする請
   求項６記載の方法。
9. 【請求項９】　　該コンパウンド溶液の過剰量が回収さ
   れ、リサイクルされることを特徴とする請求項７記載の
   方法。
10. 【請求項１０】　　溶液を塗布する為に該粒子が絶えず
    一定した運動状態に保たれた篩の中に置かれることを特
    徴とする請求項８記載の方法。
11. 【請求項１１】　　該篩が前以て永久性または半永久性
    の粘着防止剤で処理されたものであることを特徴とする
    請求項１０記載の方法。
12. 【請求項１２】　　該乾燥段階が熱風を該粒子の上に運
    ぶことによって実行されることを特徴とする請求項６記
    載の方法。
13. 【請求項１３】　　溶剤を蒸発させた後に行なわれる該
    粘着防止段階が、粒子の上に粘着防止性物質の雨を降ら
    せることによって行なわれることを特徴とする請求項６
    記載の方法。
14. 【請求項１４】　　該粘着防止性物質が非晶質のシリカ
    であることを特徴とする請求項１３記載の方法。
15. 【請求項１５】　　該粘着防止性物質が回収され、リサ
    イクルされることを特徴とする請求項１３記載の方法。
16. 【請求項１６】　　該溶液の塗布が篩分けと振動用の移
    動ベルトを用いることによって、又溶液をスプレーし、
    乾燥することによって、そして隣接するステーションの
    中で粘着防止処理を行なうことによって連続的に実行さ
    れることを特徴とする請求項８記載の方法。
17. 【請求項１７】　　該粒子がコンパウンドの中で所望の
    容積濃度に達する迄、漸進的に且つ連続的に添加される
    ことを特徴とする請求項１記載の方法。
18. 【請求項１８】　　該容積濃度の値が８％〜１５％の範
    囲内にあることを特徴とする請求項１７記載の方法。
19. 【請求項１９】　　該コンパウンドが天然ゴム又は合成
    ゴムの配合物、又はエポキシ型またはポリウレタン型の
    合成樹脂の配合物であることを特徴とする請求項１記載
    の方法。
20. 【請求項２０】　　混合機に供給されたトレッド形成用
    の該コンパウンドが後続の硬化作業および／または網状
    化操作の為に必要な総ての添加材料を既に含むことを特
    徴とする請求項１記載の方法。
21. 【請求項２１】　　該粒子がコランダム（鋼石）、金属
    炭化物（炭化タングステン）、金属窒化物、金属酸化物
    及びそれらの混合物から構成される群から選ばれる物質
    であることを特徴とする請求項１記載の方法。
22. 【請求項２２】　　該粒子の直線寸法が０．８ｍｍ〜４
    ｍｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１記載の方
    法。
23. 【請求項２３】　　接着材料による粒子の該予備処理が
    少なくとも一層の下塗りと少なくとも一層の上塗りを適
    用することを特徴とする請求項１記載の方法。
24. 【請求項２４】　　請求項１乃至２３のいずれか一つに
    記載の方法によって得られる滑り止め粒子を配合したト
    レッドを有するタイヤ又は乗り物の車輪。