(57)【要約】【課題】摩耗末期まで優れた氷上性能が保たれるタイヤを効率的に生産する。【解決手段】トレッドのタイヤ半径方向の最も外側に発泡ゴム層を具えるタイヤの製造方法を提供する。この方法では、前記発泡ゴム層用の組成物を準備し、前記発泡ゴム層が、外側部分と、前記外側部分が持つ発泡率よりも高い発泡率を持つ内側部分とを備えるように、前記組成物のタイヤ半径方向の外側を内側よりも１０℃〜２０℃低い温度で加熱し発泡させる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッドのタイヤ半径方向の最も外側に発泡ゴム層を具えるタイヤの製造方法であって、前記発泡ゴム層用の組成物を準備し、前記発泡ゴム層が、外側部分と、前記外側部分が持つ発泡率よりも高い発泡率を持つ内側部分とを備えるように、前記組成物のタイヤ半径方向の外側を内側よりも１０℃〜２０℃低い温度で加熱し発泡させることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記発泡ゴム層が、外側部分と、前記外側部分が持つ発泡率よりも高い発泡率を持つ内側部分とを備えることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記外側部分の発泡率は前記内側部分の発泡率の５０％から７０％までであることを特徴とする請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記発泡ゴム層の発泡率は、前記発泡ゴム層用の組成物のタイヤ半径方向の外側を内側よりも１０℃〜２０℃低い温度で加熱し発泡させることに基づいて、前記外側部分から前記内側部分にかけて滑らかに変化することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項記載の方法によってつくられるタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ、中でもスタッドレスタイヤの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
スタッドレスタイヤは摩耗中期以降になると氷上性能が悪化する。これは、摩耗により、ブロックを区画している主溝の探さが浅くなること、また、トレッドゴム中のオイルその他が、経時的に他の構成部材へ移行するとともに、飛散することによってゴムの劣化が生じて、ともにブロック剛性の増加を引き起こし、これによりブロックの柔軟性が低下して路面グリップ力が低下することにある。
【０００３】
氷上性能確保のためトレッド部を積層型にし、段階的に発泡率等を変えることで、摩耗初期から末期にかけての氷上性能を確保している（例えば、特許文献１〜３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−３２４１１２号公報
【特許文献２】特開平１−２９３２０５号公報
【特許文献３】特開平６−８７０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１等は、トレッドにおいて発泡率を疎密変化させている。これは、発泡の元になる薬品である発泡剤の量をトレッドの表面と内部とで変化させることによって行われる。つまり、発泡剤の含有量を異ならせたり、発泡剤量の異なるゴム部材を張り合わせたりして、加硫時に同一部材とする。これにより、摩耗初期では、表面の疎の発泡＋サイプにより氷上性能を確保し、摩耗後期には、サイプ溝は浅くなるが、発泡率が高くなり、サイプの低下による氷上性能の低下が、発泡率を高くすることによってカバーされている。しかし、発泡剤量の異なるゴム部材を張り合わせた積層構造をつくるには、部材数や工程数が多くなるため、コストや作業時間がかかる。
【０００６】
解決しようとする問題点は、摩耗初期から末期にかけて優れた氷上性能が一定に保たれるタイヤを効率よく生産できない点である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、トレッドのタイヤ半径方向の最も外側に発泡ゴム層を具えるタイヤの製造方法であって、前記発泡ゴム層用の組成物を準備し、前記発泡ゴム層が、外側部分と、前記外側部分が持つ発泡率よりも高い発泡率を持つ内側部分とを備えるように、前記組成物のタイヤ半径方向の外側を内側よりも１０℃〜２０℃低い温度で加熱し発泡させることを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の方法は、発泡ゴム層の外側部分と内側部分との加熱温度の設定において発泡率に差をつけるため、異種の部材を積層等させることなく、同一部材で発泡率を変化させることができるという利点がある。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明は、摩耗末期まで優れた氷上性能が保たれるタイヤを提供するという目的を、発泡率の加硫温度依存性を利用して、発泡ゴム層用の同一部材内で、外側よりも内側の加硫温度を高くすることで、内側の発泡率を高くし、最小の構成数で、コストや作業性を損なわずに実現した。
【００１０】
タイヤは、トレッドのタイヤ半径方向の最も外側に発泡ゴム層を具える。発泡ゴム層は、通常のように、トレッド部の接地面を形成することができる。発泡ゴム層は外側部分（表面部）および内側部分（内部）を備える。便宜的に、発泡ゴム層の外側部分および発泡ゴム層の内側部分は、発泡ゴム層の外面と内面との間の中央の線を境界線として区別することができる。
【００１１】
タイヤのトレッドは、タイヤ半径方向の最も外側に位置するトレッド部を具え、トレッド部の内側には、ベルト層等のタイヤの基材層が形成される。トレッド部は複数のトレッドゴム層から形成することができる。この場合、発泡ゴム層は、タイヤ半径方向の最も外側のトレッドゴム層を形成する。トレッド部は単独のトレッドゴム層から形成してもよい。
【００１２】
発泡ゴム層は気泡を備えるゴム層を意味する。この意味で、発泡ゴム層は気泡を有するゴム層ともいえ、発泡率は気泡率と称することができる。
【００１３】
発泡ゴム層は外側部分と内側部分とで発泡率が異なる。発泡ゴム層の内側部分の発泡率は、発泡ゴム層の外側部分の発泡率より高く形成される。
【００１４】
発泡ゴム層は同一部材内において、タイヤ半径方向の内側部分の発泡率を高くすることにより、摩耗中期以降のブロック剛性の増加を抑制することができ、発泡ゴム層は、外側部分と内側部分との温度差の設定により、外側部分と内側部分とで発泡率に差をつけることができ、異種の部材の積層等によることなく、同一部材内において発泡率を変化させることができる。
【００１５】
発泡率（Ｖｓ）（％）は、下記式（Ｉ）により求めることができる。
Ｖｓ＝（ρ０／ρ１−１）×１００（％）  ・・・  （Ｉ）
［式中、ρ１は加硫ゴムの密度（ｇ／ｃｍ３）、ρ０は加硫ゴムにおける固相部の密度（ｇ／ｃｍ３）である。］
【００１６】
内側と外側での発泡率を変える方法としては深さ方向に発泡剤の量を変えることや、加硫時等に外側と内側の温度を変えることなどがある。
【００１７】
発泡ゴム層は、通常のトレッド部用ゴム組成物や発泡性ゴム組成物を用いて作成することができる。原料組成物には、他の種々の成分を追加することもできる。
【００１８】
ゴム組成物は、特に制限されないが、天然ゴム及びジエン系合成ゴムからなる群より選ばれるゴム成分を用いることができる。また、ゴム成分としては、−６０℃以下のガラス転移温度を有するものが望ましく、トレッドのゴム層が、低温域において十分なゴム弾性を維持し、十分な氷上性能を発揮する。
【００１９】
ジエン系合成ゴムとしては、スチレン−ブタジエン共重合体（ＳＢＲ）、シス−１，４−ポリイソプレン、シス−１，４−ポリブタジエン等があげられる。ガラス転移温度が低く、氷上性能の効果が大きい点で、シス−１，４−ポリブタジエンが好適であり、特にシス含有率が９０％以上のポリブタジエン（Ｈｉｃｉｓ−ＢＲ）が好ましい。
【００２０】
ゴム層に気泡を形成するために、ゴム組成物には発泡剤を含めることができ、また発泡助剤を用いることができる。発泡剤としては、ジニトロソペンタメチレンテトラアミン（ＤＰＴ）、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、ジニトロソペンタスチレンテトラミンやベンゼンスフォニルヒドラジド誘導体、オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド（ＯＢＳＨ）等が用いられ、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）が製造加工性を考慮すると好ましい。
【００２１】
発泡助剤としては、尿素、ステアリン酸亜鉛、ベンゼンスルフィン酸亜鉛や亜鉛華等、通常発泡製品の製造に用いられる助剤が好ましく用いられる。なお、発泡剤及び発泡助剤は、上記のもの以外を用いてもよい。また、ゴム組成物には、上記の成分と共に、カーボンブラック、シリカ、シランカップリング剤、プロセスオイル、加硫剤、加硫促進剤等が併用され、これら以外にも、ゴム工業で通常使用されている老化防止剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、オゾン劣化防止剤等の添加剤が配合されている。
【００２２】
上記ゴム組成物の混練工程において、長尺状の樹脂や、炭素繊維等の短繊維を混合することができ、これらは、混練され、樹脂、短繊維等は均一に分散される。
【００２３】
発泡率は、発泡剤、発泡助剤等の量、または加熱温度等によって調節することができる。発泡剤等の量が少ないか、または加熱温度が低い場合、発泡率は低く、気泡は疎になり、その一方、発泡剤の量が多いか、または加熱温度が高いと、発泡率は高く、気泡は密になる。
【００２４】
発泡剤の量は、好ましくは、実施例等に示されるように、ゴム配合剤（ゴム、その他添加剤）の１００質量部に対して５〜８質量部である。この範囲内では、発泡率の差を調節しやすい。具体的には、５質量部未満では、加硫温度を高くしても十分な発泡率が得られ難く、８質量部を超えると、発泡率が高くなりすぎる傾向があり、耐摩耗性等の低下を招くことがある。
【００２５】
発泡ゴム層は、上記組成物を、タイヤ半径方向の外側および内側において発泡剤の量を変えるか、または変えないで調製し、この組成物を、タイヤ半径方向の内側において外側よりも高い温度で加熱し発泡させることで作成することができる。
【００２６】
具体的には、温度差は、１０〜２０℃である。この範囲内では、有効な発泡率の差がえられやすい。具体的には、１０℃未満では、目的の発泡率の差の調節が難しい。２０℃を超えると、内側部分の発泡率が高くなりすぎる傾向にあり、耐摩耗性が低下することがある。
【００２７】
上記組成物は、未加硫のタイヤのトレッド部に配置することができ、タイヤを加硫する際の加熱によって発泡ゴム層として形成することができる。加硫温度、圧力等は、各種タイヤに応じて種々に設定することができる。
【００２８】
たとえば、発泡ゴム層からなるトレッド部は、加硫金型に収容された未加硫タイヤを、タイヤの内面側と外面側の双方から加熱する工程を含むタイヤの加硫方法において作成することができる。この際、タイヤ外面側の上記組成物の加硫温度を、タイヤ内面側の上記組成物の加硫温度より低い、具体的には、１０〜２０℃低い温度になるように内側熱源と外側熱源とを調節し、上記組成物を加硫し、発泡させて、発泡ゴム層を形成することができる。１０〜２０℃の温度差は、熱源の温度差によって設定することができ、発泡ゴム層用の組成物の温度差によって設定することもできる。
【００２９】
トレッド部の発泡ゴム層内の気泡率は、発泡ゴム層の外側部分から発泡ゴム層とそのの下のベルト層等との界面に向かって、滑らかに変化させることができる。たとえば、発泡ゴム層用の組成物のタイヤ半径方向の内側を外側よりも高い温度で加熱し発泡させ、温度勾配をゆるやかにすることで可能である。加熱温度が低いと発泡率は低く、気泡は疎になり、その一方、加熱温度が高いと、発泡率は高く、気泡は密になる。
【００３０】
発泡ゴム層用の組成物のタイヤ半径方向の外側を内側よりも低い温度、具体的には、１０℃〜２０℃低い温度で加熱し発泡させることに基づいて、所定の温度勾配を形成させることができ、これにより、発泡率を連続的に高くなるようにしたり、滑らかに変化させることができる。
【００３１】
発泡ゴム層は、外側部分と、外側部分が持つ発泡率よりも高い発泡率を持つ内側部分とを備えるように形成することができる。
【００３２】
具体的には、発泡ゴム層の外側部分の発泡率は内側部分の発泡率より低く設定する。
たとえば、発泡ゴム層の内側部分の発泡率は１９〜２５％であり、外側部分の発泡率は内側部分の発泡率よりも低く、２〜１６％から選ぶことができる。この範囲内では、発泡率の差に見合った効果がえられやすい。具体的には、内側部分の発泡率が１９％未満では、摩耗中期以降の氷上性能が得られ難く、２５％を超えると、耐摩耗性の低下が著しくなる傾向にある。外側部分の発泡率が２％未満では、初期の氷上性能が得られず、１６％を超えると、耐摩耗性が低下する傾向にある。
【００３３】
好ましくは、外側部分の発泡率は内側部分の発泡率の５０％から７０％までである。この範囲内では、発泡率の差に見合った効果がえられやすい。具体的には、５０％未満では、発泡率が低くなりすぎる傾向にあり、初期の氷上性能がえられないことがある。７０％を超えると、発泡率が高くなりすぎる傾向にあり、耐摩耗性が落ちることがある。
【００３４】
発泡ゴム層は、トレッド部内のタイヤ半径方向の最も外側に、トレッド部の一部のトレッドゴム層として用いることができる。この場合も、トレッドゴム層は、内側部分の気泡率が外側部分の気泡率より高い。また、トレッド部はその全体を発泡ゴム層としてもよい。発泡ゴム層の内側は非発泡のゴム層でよい。トレッド部用の単独の部材において加硫発泡を行うことで、部材数を減らすことができ、コスト、作業時間の大幅な短縮が可能である。
【００３５】
発泡ゴム層は、所望の機能を発揮する限り、形状、構造、組成等によって制限されるものではない。タイヤの種類、たとえば、空気入りタイヤ、重荷重用タイヤ、乗用車用タイヤ、オールシーズンタイヤ、サマータイヤ、スタッドレスタイヤ等によって任意に設計することができる。
【００３６】
発泡ゴム層は、気泡の数、気泡の大きさ、気泡の種類、たとえば、独立気泡、連続気泡等のようなもの、形状、たとえば、長尺状等のようなもの、厚さ等、種々に設定することができ、特にそれらによって制限されない。発泡ゴム層の厚さは、通常のトレッド部の厚さ以下でよい。
【００３７】
好ましくは、発泡ゴム層の厚さは、２０〜６０ｍｍである。この範囲内では、発泡率の差に見合った効果がえられやすい。具体的には、２０ｍｍ未満では、ゴムが硬くなる傾向にあり、氷上性能が低下することがある。６０ｍｍを超えると、タイヤゲージが厚くなりすぎる傾向にあり、加硫に要する時間が長くなることがある。
【実施例】
【００３８】
（タイヤ試作）
各実施例、および比較例のゴム組成物をトレッドゴムに用いたＴＢＲ１１Ｒ２２．５サイズのタイヤを試作する。なお、発泡ゴム層は、単独の原料組成物をトレッド部のタイヤ半径方向の最も外側に配置して、未加硫タイヤの加硫の際に、同時に加硫し発泡させて形成する。
【００３９】
発泡率、氷上性能、摩耗性を下記の方法によって評価した。組成、加工温度差、発泡率、評価結果を表１にまとめて示す。
（１）発泡率の調整
タイヤ加硫の際に外側熱源の温度と内側熱源の温度に差をつけることで、トレッド表面と内部に温度差を設け、発泡率を変化させた。
（２）氷上性能
氷上平坦路にて、車輪が静止している状態から加速し、１００ｍ進むまでのラップタイムを測定し、比較例１を１００として指数表示した。指数値が大きい程、到達時間が短く、氷上での加速に優れることを示す。初期と末期の氷上性能を評価するため、一度新品時の氷上性能を判定した後、トレッド部を７割バフしたタイヤを作製し、同様の氷上性能試験を実施した。
（３）耐摩耗性
試験タイヤのトレッド部を半分バフさせたものを車両に装着し、約１万ｋｍ走行後、溝深さの平均値から１ｍｍ当たりの走行距離を求めて、比較例１の走行距離を１００として指数表示した。指数値が高いほど耐摩耗性に優れていることを示す。
【００４０】
【表１】
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【００４１】
表に示すように、実施例のタイヤでは、深さ方向の発泡率のバランスを変えることで、摩耗未期の氷上性能を確保できている。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
単独の部材において発泡率を変化させることができ、これによって、部材数を減らす必要が不可欠な用途にも適用できる。