(57)【要約】【課題】  試験段階においてブラダーバックルの発生状況を推定することを可能にし、それによってブラダーバックルの発生を抑制し、ブラダー屑及びタイヤ屑の発生を抑制することを可能にしたタイヤ加硫ブラダー用ゴム組成物及びその評価方法を提供する。【解決手段】  タイヤ加硫ブラダー用ゴム組成物からなる試験片を作製し、該試験片の初期モジュラスを測定し、該試験片に対してタイヤ加硫温度範囲内の雰囲気下でブラダーストレッチ範囲内の歪を反復的に与え、任意の伸縮回数で試験片の残存モジュラスを測定し、該試験片の初期モジュラスに対する残存モジュラスの比率に基づいてタイヤ加硫ブラダー用ゴム組成物を評価する。そして、試験片の初期モジュラスに対する残存モジュラスの比率が８０％以上であるタイヤ加硫ブラダー用ゴム組成物を採用する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ加硫ブラダー用ゴム組成物からなる試験片を作製し、該試験片の初期モジュラスを測定し、該試験片に対してタイヤ加硫温度範囲内の雰囲気下でブラダーストレッチ範囲内の歪を反復的に与え、任意の伸縮回数で前記試験片の残存モジュラスを測定し、該試験片の初期モジュラスに対する残存モジュラスの比率に基づいて前記タイヤ加硫ブラダー用ゴム組成物を評価することを特徴とするタイヤ加硫ブラダー用ゴム組成物の評価方法。
【請求項２】
前記タイヤ加硫温度範囲が１５０℃〜２００℃であり、前記ブラダーストレッチ範囲が１０％〜１５０％であり、前記伸縮回数が２回〜３０回であることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ加硫ブラダー用ゴム組成物の評価方法。
【請求項３】
前記試験片の初期モジュラスに対する残存モジュラスの比率が８０％以上である場合に、前記タイヤ加硫ブラダー用ゴム組成物から成形されるタイヤ加硫ブラダーのバックル発生率が低いと判定することを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤ加硫ブラダー用ゴム組成物の評価方法。
【請求項４】
タイヤ加硫ブラダー用ゴム組成物からなる試験片を作製し、該試験片の初期モジュラスを測定し、該試験片に対して１５０℃〜２００℃であるタイヤ加硫温度範囲内の雰囲気下で１０％〜１５０％であるブラダーストレッチ範囲内の歪を反復的に与え、２回〜３０回の伸縮回数で前記試験片の残存モジュラスを測定するという試験条件において、前記試験片の初期モジュラスに対する残存モジュラスの比率が８０％以上であることを特徴とするタイヤ加硫ブラダー用ゴム組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ加硫ブラダーに使用されるゴム組成物及びその評価方法に関し、更に詳しくは、試験段階においてブラダーバックルの発生状況を推定することを可能にし、それによってブラダーバックルの発生を抑制し、ブラダー屑及びタイヤ屑の発生を抑制することを可能にしたタイヤ加硫ブラダー用ゴム組成物及びその評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤを加硫する場合、モールド内にセットされたグリーンタイヤの内側にブラダーを挿入し、モールドを介して外側からグリーンタイヤを加熱する一方で、ブラダー内に加熱加圧媒体を導入することにより、グリーンタイヤを内側から加熱するようにしている。このようなタイヤ加硫ブラダーは、高温下で伸縮を繰り返しながら５００回ほど使用されたところで寿命を迎えるのが一般的である。
【０００３】
ブラダー寿命を改善するには高破断伸びのゴム組成物（コンパウンド）が有効であり、そのようなゴム組成物の開発が日々行われている。そして、試作されたゴム組成物からなる試験片について、常温条件や高温条件で引張り試験を行ったり、老化後に引張り試験を行ったりし、そのような引張試験で得られた引張り特性に基づいてタイヤ加硫ブラダーに使用されるゴム組成物の評価が行われている。
【０００４】
しかしながら、上述のような引張り試験で得られた引張り特性では、実際にブラダーが使用される際の伸縮条件が再現されていないため、そのような引張り特性が良好であったとしても、実際にタイヤ加硫ブラダーを作製して空気入りタイヤの加硫を行った場合、加硫を数回から数十回行った時点でブラダーバックルが発生することがある。ブラダーバックルとは、ブラダーが僅かに伸長してタイヤ内面寸法よりも大きくなることに起因して、そのブラダーが膨張時に屈曲した状態でタイヤ内面に当接する現象である。このようなブラダーバックルが発生すると、ブラダー自体が屑になることに加えて、それによって加硫されたタイヤも屑になり、無駄なコストが掛かることになる。
【０００５】
また、タイヤ加硫ブラダーの使用環境を加味しながら、その寿命を評価する方法として、凹状空間を有する一対の加熱された耐圧型の間に加硫ゴムからなる試験シートを挟持し、その耐圧型の一方から加熱気体を所定時間供給して試験シートを膨張させて他方の耐圧型の内面に圧着保持させる第１操作と、加熱気体を排出して試験シートの膨張を所定時間解除する第２操作とを、試験シートの劣化が所定基準に達するまで繰り返すことが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
しかしながら、このような寿命評価方法では、ブラダーの最終的な寿命を評価することが可能であるものの、ブラダー使用開始直後に発生する傾向があるブラダーバックルについて何ら把握することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−１４５４７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、試験段階においてブラダーバックルの発生状況を推定することを可能にし、それによってブラダーバックルの発生を抑制し、ブラダー屑及びタイヤ屑の発生を抑制することを可能にしたタイヤ加硫ブラダー用ゴム組成物及びその評価方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明のタイヤ加硫ブラダー用ゴム組成物の評価方法は、タイヤ加硫ブラダー用ゴム組成物からなる試験片を作製し、該試験片の初期モジュラスを測定し、該試験片に対してタイヤ加硫温度範囲内の雰囲気下でブラダーストレッチ範囲内の歪を反復的に与え、任意の伸縮回数で前記試験片の残存モジュラスを測定し、該試験片の初期モジュラスに対する残存モジュラスの比率に基づいて前記タイヤ加硫ブラダー用ゴム組成物を評価することを特徴とするものである。
【００１０】
また、上記目的を達成するための本発明のタイヤ加硫ブラダー用ゴム組成物は、タイヤ加硫ブラダー用ゴム組成物からなる試験片を作製し、該試験片の初期モジュラスを測定し、該試験片に対して１５０℃〜２００℃であるタイヤ加硫温度範囲内の雰囲気下で１０％〜１５０％であるブラダーストレッチ範囲内の歪を反復的に与え、２回〜３０回の伸縮回数で前記試験片の残存モジュラスを測定するという試験条件において、前記試験片の初期モジュラスに対する残存モジュラスの比率が８０％以上であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明者は、タイヤ加硫ブラダー用ゴム組成物の評価方法について鋭意研究した結果、特定の温度条件及び歪条件で試験片を伸縮させた場合、試験片の初期モジュラスに対する残留モジュラスの比率とブラダーバックル発生率との間に相関性があることを知見し、その知見に基づいて本発明に至ったのである。
【００１２】
即ち、本発明では、タイヤ加硫ブラダー用ゴム組成物からなる試験片を作製し、該試験片の初期モジュラスを測定し、該試験片に対してタイヤ加硫温度範囲内の雰囲気下でブラダーストレッチ範囲内の歪を反復的に与え、任意の伸縮回数で試験片の残存モジュラスを測定し、その試験片の初期モジュラスに対する残存モジュラスの比率に基づいてタイヤ加硫ブラダー用ゴム組成物を評価するので、試験段階においてブラダーバックルの発生状況を推定することができる。その結果、ブラダーバックルの発生を抑制し、ブラダー屑及びタイヤ屑の発生を抑制することが可能になる。
【００１３】
本発明において、タイヤ加硫温度範囲が１５０℃〜２００℃であり、ブラダーストレッチ範囲が１０％〜１５０％であり、伸縮回数が２回〜３０回であることが好ましい。このような条件を設定することにより、試験段階においてブラダーバックルの発生状況をより正確に推定することができる。
【００１４】
本発明において、試験片の初期モジュラスに対する残存モジュラスの比率が８０％以上である場合に、そのタイヤ加硫ブラダー用ゴム組成物から成形されるタイヤ加硫ブラダーのバックル発生率が低いと判定することが好ましい。本発明者の知見によれば、上記比率が８０％以上である場合にブラダーバックルの発生率が低くなる傾向がある。
【００１５】
本発明によれば、タイヤ加硫ブラダー用ゴム組成物からなる試験片を作製し、該試験片の初期モジュラスを測定し、該試験片に対して１５０℃〜２００℃であるタイヤ加硫温度範囲内の雰囲気下で１０％〜１５０％であるブラダーストレッチ範囲内の歪を反復的に与え、２回〜３０回の伸縮回数で試験片の残存モジュラスを測定するという試験条件において、試験片の初期モジュラスに対する残存モジュラスの比率が８０％以上である加硫ブラダー用ゴム組成物を用いてブラダーを成形した場合、ブラダーバックルの発生を抑制し、ブラダー屑及びタイヤ屑の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るタイヤ加硫ブラダーの一例を示す子午線半断面図である。
【図２】モジュラス残存率と伸縮回数との関係を示すグラフである。
【図３】ブラダーバックル発生率とモジュラス残存率との関係を示すグラフである。
【図４】ブラダーバックル発生率と３００％モジュラスとの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明に係るタイヤ加硫ブラダーの一例を示すものである。図１に示すように、ブラダー１０は、円筒状に成形された胴部１１と、該胴部１１の軸方向両端部に成形されたフランジ状の把持部１２とを備えている。このようなブラダー１０はタイヤ加硫機に配設され、加硫時にグリーンタイヤの内側に挿入される。そして、ブラダー１０内に加熱加圧媒体を導入することにより、グリーンタイヤを内側から加圧すると同時に加熱するように機能する。なお、ブラダー１０の形状は特に限定されるものではなく、タイヤ加硫機の構造に応じて任意の形状を採用することができる。
【００１８】
上述したブラダー１０はゴム組成物により一体的に成形されるが、加硫工程において歪を反復的に受ける使用環境に鑑みて、そのゴム組成物として適切な伸縮特性を有するものを選定することが要求される。そこで、任意のゴム組成物をブラダー１０に適用するにあたって、その特性を事前に評価する必要がある。ここで、例えば、タイヤ加硫ブラダー用ゴム組成物の３００％モジュラスを測定することにより、その伸縮特性をある程度把握することができる。しかしながら、３００％モジュラスに基づいてタイヤ加硫ブラダー用ゴム組成物を評価したとしても、実際にブラダー１０を作製して空気入りタイヤの加硫を行った場合、加硫を数回から数十回行った時点でブラダーバックルが発生することがある。そして、ブラダーバックルが発生すると不要なブラダー屑やタイヤ屑が発生することになる。
【００１９】
このような状況に鑑みて、以下のようなタイヤ加硫ブラダー用ゴム組成物の評価方法を実施する。先ず、タイヤ加硫ブラダー用ゴム組成物からなる加硫済みの試験片を作製し、その試験片の初期モジュラスを測定する。次いで、試験片に対してタイヤ加硫温度範囲内の雰囲気下でブラダーストレッチ範囲内の歪を反復的に与え、任意の伸縮回数で試験片の残存モジュラスを測定する。初期モジュラス及び残存モジュラスとして、例えば３００％モジュラスを測定することが可能であるが、その伸び率は適宜選択することができる。このようなモジュラスはＪＩＳ−Ｋ６２５１「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−引張特性の求め方」に記載された所定伸び引張応力の測定方法に準拠して求めることができる。そして、試験片の初期モジュラスに対する残存モジュラスの比率（以下、「モジュラス残存率」という）に基づいてタイヤ加硫ブラダー用ゴム組成物を評価する。
【００２０】
図２はモジュラス残存率と伸縮回数との関係を示すグラフである。図２に示すように、試験片に対してタイヤ加硫温度範囲内の雰囲気下でブラダーストレッチ範囲内の歪を反復的に与えると、試験片の残存モジュラスは伸縮回数の増加に伴って低下する。特に、初期段階で試験片の残存モジュラスが大きく低下し、その後は残存モジュラスが徐々に低下する傾向がある。このようなモジュラスの変化を観察することは実際のタイヤ加硫におけるブラダーバックルの発生状況を推定する上で有用である。つまり、伸縮回数が増加してもモジュラス残存率が高い状態が維持されるようなタイヤ加硫ブラダー用ゴム組成物はブラダーバックルが発生し難いと推定することができる。その結果、適切なタイヤ加硫ブラダー用ゴム組成物が選択されるので、実際の加硫工程におけるブラダーバックルの発生を抑制し、ブラダー屑及びタイヤ屑の発生を抑制することが可能になる。
【００２１】
上述したタイヤ加硫ブラダー用ゴム組成物の評価方法において、タイヤ加硫温度範囲は１５０℃〜２００℃であると良い。このような温度範囲は実際の加硫工程における加熱温度に対応するものであるので、実際の加硫工程におけるブラダーバックルの発生状況を推定する上で有効である。試験片に対して歪を与える雰囲気温度が上記範囲から外れると、実際の加硫工程におけるブラダーバックルの発生状況を推定することが困難になる。
【００２２】
また、ブラダーストレッチ範囲は１０％〜１５０％、より好ましくは３０％〜１００％であると良い。このようなストレッチ範囲は実際の加硫工程におけるブラダーストレッチ範囲に対応するものであるので、実際の加硫工程におけるブラダーバックルの発生状況を推定する上で有効である。試験片に対して与えられる歪が上記範囲から外れると、実際の加硫工程におけるブラダーバックルの発生状況を推定することが困難になる。なお、試験片の伸長時には上記ブラダーストレッチ範囲内の歪が与えられるが、試験片の収縮時には歪が０％の状態に戻され、そのような伸縮が繰り返されることになる。但し、試験片の収縮時において１０％程度の歪を残存させるようにしても特に問題はない。また、上記歪を付与する際の保持時間は０秒〜１０秒とすることが望ましい。
【００２３】
伸縮回数は例えば２回〜２００回程度とすることが可能であるが、好ましくは２回〜３０回、より好ましくは２０回〜３０回であると良い。このような伸縮回数で試験片に歪を与えることにより、実際の加硫工程におけるブラダーバックルの発生状況を推定することができる。伸縮回数を多くすることによりブラダーバックルの発生状況を精度良く推定することが可能になるが、伸縮回数が多過ぎると試験時間が必要以上に長くなる。
【００２４】
上述したタイヤ加硫ブラダー用ゴム組成物の評価方法において、ブラダーバックルの発生率が低いと判定するためのモジュラス残存率の閾値は特に限定されるものではないが、モジュラス残存率が８０％以上である場合に、そのタイヤ加硫ブラダー用ゴム組成物から成形されるタイヤ加硫ブラダーのバックル発生率が低いと判定することができる。上記モジュラス残存率が８０％以上である場合にブラダーバックルの発生率が低くなる傾向がある。
【００２５】
上述の知見に鑑みて、タイヤ加硫ブラダー用ゴム組成物からなる試験片を作製し、該試験片の初期モジュラスを測定し、該試験片に対して１５０℃〜２００℃であるタイヤ加硫温度範囲内の雰囲気下で１０％〜１５０％であるブラダーストレッチ範囲内の歪を反復的に与え、２回〜３０回の伸縮回数で試験片の残存モジュラスを測定するとき、試験片の初期モジュラスに対する残存モジュラスの比率が８０％以上である加硫ブラダー用ゴム組成物を使用することが望ましい。このような加硫ブラダー用ゴム組成物を用いてブラダー１０を成形した場合、実際の加硫工程におけるブラダーバックルの発生を抑制し、ブラダー屑及びタイヤ屑の発生を抑制することができる。
【実施例】
【００２６】
ゴム成分としてブチルゴムを含むタイヤ加硫ブラダー用ゴム組成物を使用し、カーボンブラックの配合量、オイルの配合量、加硫時間を表１のように種々異ならせて、幅１０ｍｍ、厚さ２ｍｍの短冊状の試験片を作製した（試験例１〜６）。各試験片をチャック間隔が４０ｍｍである引張試験装置に取り付け、温度１８０℃、歪８０％の条件で各試験片の初期モジュラスを測定した後、温度１８０℃、歪８０％の条件で各試験片に対して歪を反復的に与え、その伸縮回数が２０回であるときの各試験片の残存モジュラスを測定した。そして、各試験片について、初期モジュラスに対する残存モジュラスの比率（モジュラス残存率）を求めた。また、同じゴム組成物を用いて、ゴム組成物が大変形した場合の３００％モジュラスも測定した。
【００２７】
次に、試験例１〜６のタイヤ加硫ブラダー用ゴム組成物を用いてそれぞれ円筒状をなす多数本のタイヤ加硫ブラダーを成形した。その際、タイヤ加硫ブラダーの加硫時間は対応する試験片の加硫時間と同じにした。このようにして得られたタイヤ加硫ブラダーをタイヤ加硫機に配設し、実際に空気入りタイヤの加硫を行った。そして、試験例１〜６のタイヤ加硫ブラダーについて、２０本のタイヤを加硫した時点でブラダーバックルの発生の有無を確認し、ブラダーバックル発生率を求めた。その結果を表１に示す。また、図３はブラダーバックル発生率とモジュラス残存率との関係を示すグラフであり、図４はブラダーバックル発生率と３００％モジュラスとの関係を示すグラフである。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
表１に示すように、試験例１〜６において、モジュラス残存率が８０％以上である場合にブラダーバックル発生率が低くなる傾向があった。また、図３に示すように、ブラダーバックル発生率とモジュラス残存率との間には相関性が認められ、モジュラス残存率が高くなるほどブラダーバックル発生率が低下していた。一方、図４に示すように、ブラダーバックル発生率と３００％モジュラスとの間には強い相関性は認められなかった。このことからも明らかなように、試験段階においてブラダーバックルの発生状況を推定するための指標として、試験片の初期モジュラスに対する残存モジュラスの比率（モジュラス残存率）は有用であることが判る。
【００３０】
また、表２に示すタイヤ加硫ブラダー用ゴム組成物について、上記と同様の試験片を作製した（試験例１１〜１６）。各試験片をチャック間隔が４０ｍｍである引張試験装置に取り付け、温度１５０℃、歪１５０％の条件で各試験片の初期モジュラスを測定した後、温度１５０℃、歪１５０％の条件で各試験片に対して歪を反復的に与え、その伸縮回数が２０回であるときの各試験片の残存モジュラスを測定した。そして、各試験片について、初期モジュラスに対する残存モジュラスの比率（モジュラス残存率）を求めた。また、同じゴム組成物を用いて、ゴム組成物が大変形した場合の３００％モジュラスも測定した。
【００３１】
次に、試験例１１〜１６のタイヤ加硫ブラダー用ゴム組成物を用いてそれぞれ円筒状をなす多数本のタイヤ加硫ブラダーを成形した。その際、タイヤ加硫ブラダーの加硫時間は対応する試験片の加硫時間と同じにした。このようにして得られたタイヤ加硫ブラダーをタイヤ加硫機に配設し、実際に空気入りタイヤの加硫を行った。そして、試験例１１〜１６のタイヤ加硫ブラダーについて、２０本のタイヤを加硫した時点でブラダーバックルの発生の有無を確認し、ブラダーバックル発生率を求めた。その結果を表２に示す。
【００３２】
【表２】
2017227544.tif 000004
【００３３】
表２に示すように、試験例１１〜１６においても、モジュラス残存率が８０％以上である場合にブラダーバックル発生率が低くなる傾向があった。
【符号の説明】
【００３４】
１０  ブラダー
１１  胴部
１２  把持部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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