(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム配合練り生地を組み合わせた未加硫の生造りタイヤを表面予備加硫して後、成型加硫してなる空気入りタイヤであって、ゴム配合練り生地を組み合わせた未加硫の生造りタイヤを、５００℃〜６０００℃の熱源による遠赤外線または赤外線を照射し外表面温度が２５０℃〜３５０℃となるように熱源もしくは光源の出力や焦点を調整し、照射時間３秒未満で外表面の予備加硫を行って後、成型加硫することを特徴とする空気入りタイヤの製造法。
【請求項２】
トレッド部材用ゴム配合練り生地を押出し加工した未加硫ゴム配合材を表面予備加硫してなるトレッド材をトレッド部に用いた空気入りタイヤであって、トレッド部材用ゴム配合練り生地を押出し加工した未加硫ゴム配合材を、５００℃〜６０００℃の熱源による遠赤外線または赤外線を照射し外表面温度が２５０℃〜３５０℃となるように熱源もしくは光源の出力や焦点を調整し、照射時間３秒未満で外表面の予備加硫を行なって得られる表面熱処理された生トレッド材をトレッド部に用いて成型加硫することを特徴とする空気入りタイヤの製造法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は空気入りタイヤおよび空気入りタイヤの製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤは、種々のゴム練り生地を切断したり、重ね合わせたり、つなぎ合わせたりしてタイヤ形状に生造りした加硫前の生造りタイヤ（生タイヤ）を加硫機に装着、内側をブラダーなどで膨らまし、高内圧、高温下で一定時間成型加硫することにより製造される。この際、生タイヤとタイヤ金型間のエアを外部に放出しないとタイヤ表面にベアが生じ不良品となり、特に近年増加した複雑な凹凸のある高性能用タイヤなどでその発生が著しい。このため、通常つぎの方法により前記エアの外部放出が一般的に行われている。
ａ．金型の外側に通じるベントホールを設ける。
ｂ．セクショナル型割金型化もしくはスモールセグメント化
しかしながら、ａ．は勿論のこと、ｂ．においても金型間に薄いゴムはみ出しが発生するため、これをトリミングする作業が行われている。特にフラッシュなどトリミングしにくいはみ出しはより工数を必要とする作業として問題となる。
一方、通常の金型による加硫法では金型が汚れやすく、そのクリーニングに多大の労力と費用がかかることが問題となっていた。
【０００３】
このゴムのはみ出しの抑止手段として、前記セクショナル型割金型化もしくはトレッドパターン部のスモールセグメント化が目的の一つとして提案されているが、必ずしも完全なものではなく、微小なフラッシュは更にトリミングしにくく、工数はかえって従来以上に必要となる。
また、このはみ出しの抑止手段として、つぎのような流動しにくいゴム質化が考えられるがそれぞれ問題がある。
ａ．カーボンブラックなどの充填量を増量することにより硬質化：
混練作業上も困難を伴ない、タイヤの要求性能から考えられる配合量などから考えて実用化は極めて難しく実用性に乏しい。
ｂ．加硫速度を速める方法：
ゴムのはみ出しが加硫開始時のゴムの流動であるところから、金型に接するゴム質の加硫速度を速めるため、硫黄の量や加硫促進剤の種類の選択と増量の手段が考えられるが、その効果が期待したほど得られないこと、混練中や押出しもしくは圧延中にいわゆるヤケ現象が発生しやすくなることなどから実用化が極めて難しい。
ｃ．ゴム用硬化剤の利用：
未加硫ゴムを硬くして型くずれを防止するための配合としての硬化剤の利用が考えられるが、混練及び以後の加工工程中での硬化発生のため、またタイヤ性能の面より実用化は極めて困難である。
ｄ．架橋剤の表面塗布：
加硫前に架橋剤を表面に塗布することゴム表面を硬化できるが、工程がふえる上、材料費がかかるなどの問題がある。
ｅ．予備加硫手段としての電子照射線の利用：
前記ベントスピューやフラッシュの発生を抑止する手段の一つとして電子照射によるゴム分子間の炭素−炭素結合反応を予備加硫手段の一つとして利用が例えば、特公昭５６−１１６０５に提案されている。
しかしながら、電子照射線処理によりスピュー、フラッシュなどのゴムのはみ出し抑制には非常に効果があるものの、装置が高価であること、Ｘ線を防ぐのが困難であるなどの安全性の問題に加えて、電子照射線によるゴム性能の低下の不具合（特に耐摩耗性が５〜１０％低下）があり実用化が可能であるが大きなスペースが必要である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、これらの従来技術の問題点に鑑み、タイヤなどの加硫の際、（ａ．セクショナル型割金型間、ｂ．トレッド部のスモールセグメンタル金型、ｃ．マイクロベントホールなど細径、）などで発生するゴムのはみ出し（フラッシュおよびベントスピュー）を抑制された空気入りタイヤおよびその製造法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は上記の課題を解決するため検討を重ねた結果、ゴム配合練り生地の押出加工、生造り加工などの後の未加硫ゴム配合体の外表面のみを加熱し架橋化する方法を見いだし本発明の空気入りタイヤおよびその製造法を完成するに至った。
【０００６】
本発明は次の１及び２項の構成を有する。
（１）ゴム配合練り生地を組み合わせた未加硫の生造りタイヤを表面予備加硫して後、成型加硫してなる空気入りタイヤであって、ゴム配合練り生地を組み合わせた未加硫の生造りタイヤを、５００℃〜６０００℃の熱源による遠赤外線または赤外線を照射し外表面温度が２５０℃〜３５０℃となるように熱源もしくは光源の出力や焦点を調整し、照射時間３秒未満で外表面の予備加硫を行って後、成型加硫することを特徴とする空気入りタイヤの製造法。
（２）トレッド部材用ゴム配合練り生地を押出し加工した未加硫ゴム配合材を表面予備加硫してなるトレッド材をトレッド部に用いた空気入りタイヤであって、トレッド部材用ゴム配合練り生地を押出し加工した未加硫ゴム配合材を、５００℃〜６０００℃の熱源による遠赤外線または赤外線を照射し外表面温度が２５０℃〜３５０℃となるように熱源もしくは光源の出力や焦点を調整し、照射時間３秒未満で外表面の予備加硫を行なって得られる表面熱処理された生トレッド材をトレッド部に用いて成型加硫することを特徴とする空気入りタイヤの製造法。
【０００７】
本発明に係わる未加硫の生造りタイヤとは、各種混練り機を用いて所定の配合剤、充填剤を原料ゴム中に均一に分散させる混練り作業後の練り生地、加硫前のタイヤトレッド材などを、切断したり重ね合わせたりあるいは各種形状につなぎ合わせたりして、タイヤ形状に近いものに作り上げた通常生タイヤと呼ばれるものである。具体例としてはラジアルタイヤ、バイアスタイヤなどの加硫前のタイヤの生加工品のことである。
【０００８】
本発明に係わる空気入りタイヤは、未加硫の生造りタイヤの外表面を加熱し外表面のみを架橋化する予備加硫を行って後、所定の成型加硫を行うことにより得られる。その加熱方法としては、赤外線ヒーターが示される。通常、ハロゲンランプなどのランプを用いたヒーター、セラミックヒーター、ニクロム線ヒーターなどの赤外線又は遠赤外線を発生する熱源を未加硫ゴム配合体の外表面までの距離０．１〜１００ｃｍにセットして加熱する。通常、熱源温度（ハロゲンヒーターの場合、色温度）を５００〜６０００℃とし、未加硫ゴム配合体の外表面の温度が２５０〜３５０℃で照射時間が３秒未満で処理する。特にタイヤトレッド生部材の場合、表面温度が２５０℃〜３５０℃で処理時間３秒未満が良い。３秒以上の処理では発泡して外観が悪くなることがある。本発明における未加硫の生造りタイヤの未加硫のタイヤトレッド生部材の外表面を架橋化する加硫は、上記の加熱方法で外表面の厚み１．０ｍｍ以下のみを加硫することができる。厚み１．０ｍｍをこえる外表面の架橋化（加硫）は著しい表面硬化のため加硫時に所要の形を得ることが困難である。また、いわゆるベアーを生ずるおそれがある。
【０００９】
本発明に係わる生造りタイヤのゴム配合組成は、トレッド、カーカスなどタイヤを構成する部分によって多種多様の組成となるが、合成ゴム、天然ゴム、カーボンブラック、亜鉛華、ステアリン酸、老化防止剤、加硫促進剤、硫黄、アロマオイル、スピンドルオイルなどの軟化剤などからなり、熱架橋が可能な配合である。
特にトレッドタイヤ配合の場合は、たとえば、原料ゴムがＳＢＲ１００重量部に対して、カーボンブラック８５重量部、オイル２０重量部、ＺｎＯの３重量部、硫黄１．５重量部、加硫促進剤の１．２重量部、老化防止剤１．０重量部の割合の配合が示される。
生造りタイヤは、これら種々の配合により得られる未加硫のトレッド材、未加硫のカーカス材などを切断したり重ね合わせたりあるいは各種形状につなぎ合わせたりしてタイヤ形状に近いものに作り上げたものである。
【００１０】
【作用】
本発明の方法による外表面のみを表面処理した（予備加硫した）未加硫の生タイヤは、タイヤとして本加硫する際の加硫開始時に未加硫生タイヤ内部のゴムの流動よりも外表面の流動が抑制されるため加硫後のフラッシャ、ベンスピューなどのゴムのはみだしが著しく抑制される。そのため、加硫機から見いだした加硫済タイヤの外観が良好なものとなる。
【００１１】
【実施例】
以下、実施例にて本願発明を説明する。
実施例、比較例に用いたゴム練り生地の配合組成などは次のとおりである。
タイヤトレッド用に配合したゴム練り生地：
ＳＢＲ                      １００重量部
カーボンブラック              ８５重量部
プロセスオイル                ２０重量部
亜鉛華                          ３重量部
硫黄                            １．５重量部
加硫促進剤                      １．２重量部
老化防止剤                      １．０重量部
スラブシート：
上記ゴム練り生地を厚さ２ｍｍにシーテイングして、加硫条件１６５℃，２０ｋｇｆ／ｃｍ２，１０ｍｉｎで加硫したスラブシートを作製した。
破断強度（Ｔｂ）と破断伸び（Ｅｂ）は、ＪＩＳ３号のダンベルで試験シートを打ち抜き、ＪＩＳＫ６３０１の試験方法により行った。
【００１２】
実施例１
タイヤトレッド用に配合したゴム練り生地を押出加工することによって得られた未加硫の生トレッド材（幅３００ｍｍ、厚み１０ｍｍ）を表面温度が３００℃になるようにしてトレース速度３０ｍ／ｍｉｎで、熱源温度が約３０００℃のハロゲンヒーター（ヒーターゾーン：幅０．２ｍ，長さ１ｍ）で照射して（照射時間２秒）表面を加硫するゴム表面処理加工を行った（図１参照）。該生トレッド材の表面層約１００μｍのみが加硫され内部は未加硫の生トレッドのままであった。
【００１３】
実施例２
種々のゴム練り生地を切断したり、重ね合わせたり、つなぎ合わせたりしてタイヤ形状に生造りした加硫前の生造りタイヤ（生タイヤ）を、回転しながらハロゲンヒーター（ハロゲンランプを６本使用、熱源温度３０００℃）で照射して表面温度が３００℃、照射時間２．５秒の条件で表面を加硫するゴム表面処理加工を行った（図２参照）。
この表面処理した生タイヤを従来の方法で加硫（条件：１６５℃、１０ｍｉｎ）を行った。はみ出しは表面処理しないものより著しく減少した。
【００１４】
実施例１に準拠して生トレッド材を製作し、表面温度、照射時間、金型の穴の大きさが加硫時のスピュー発生にどのように影響するかを調べた。その結果を図３〜５に示す。
生トレッドの表面処理条件：
実施例１に準拠して製作した生タイヤトレッドゴムを所定の表面処理温度（１７５℃，２００℃，３００℃）、所定の照射時間（１〜４秒）でハロゲンヒーターを照射し表面処理した生タイヤトレッドゴムを得た。
この表面処理生タイヤトレッドゴムを所定の径（０．２，０．３，０．４ｍｍψ）の穴をあけた金型を用いて、１６５℃、２０Ｋｇｆ／ｃｍ２，１０ｍｉｎの加硫を行った後、金型の穴に入り込んだゴム（スピュー）の長さを測定した。
なお、その長さが短いほど表面処理による架橋効果がよいことを示す。
図３は表面処理温度が１７５℃、図４は表面処理温度が２００℃、図５は表面処理温度が３００℃の場合を示す。
この結果、表面処理温度が３００℃で、照射時間が２秒が最もよかった。ただし、３００℃で３秒処理したものは表面に少し気泡が発生して外観に問題があった。
【００１５】
前述の所定の方法で作製した厚み２ｍｍのスラブシートをゴム表面までの距離４ｃｍところからハロゲンヒーター〔７０ボルト（６０Ｈｚ）〕で所定の照射時間（２０秒、４０秒、６０秒）照射して表面処理を施した。これを１６５℃、２０Ｋｇｆ／ｃｍ2，１０ｍｉｎで加硫後、所定の方法で破断強度（Ｔｂ）と破断伸び（Ｅｂ）を測定した。その結果を図６に示す。
【００１６】
比較例１
上記のスラブシートと同様のスラブシートを電子照射線処理（加速電圧２００ＫＶ，電流１０ｍＡ）で，所定の照射量（２０〜４００Ｍｒａｄ）の表面処理を行った。これを１６５℃、２０Ｋｇｆ／ｃｍ2，１０ｍｉｎで加硫後、所定の方法で破断強度（Ｔｂ）と破断伸び（Ｅｂ）を測定した。その結果を図７に示す。照射量増加にともなって、著しい物性低下を示す。また、照射量４０Ｍｒａｄ以上ではゴム引っ張り時に細かい亀裂が生じた。
【００１７】
【発明の効果】
本発明による空気入りタイヤは金型成形加硫時のバリ、フラッシュ、スピューなどのゴムのはみ出しが抑制されるので、加硫後の製品タイヤのバリ除去などの仕上げ作業や修正作業が軽減され、外観、品質に優れた製品タイヤが得られると共に、タイヤの生産性が向上する。さらに金型の汚れが著しく軽減されるので、金型の洗浄作業も軽減される。
また、従来知られている電子照射線の処理方法に比べて加硫後のゴムの破断強度、破断伸びなどの低下が少ないこと、本発明の製造方法の生タイヤの予備加硫は簡単に処理装置が作製できてコンパクトのため既存の製造ラインへの取り付けが容易で従来の電子照射線の処理方法のような高価な装置が必要でないこと、Ｘ線防御などの装置が必要がなく安全性が良いことなどの利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】押出加工された未加硫トレッドゴム材の表面処理の模式図である。
【図２】生造りのゴムタイヤの表面処理の模式図である。
【図３】ハロゲンヒーター照射時間とスピューの関係〔表面処理温度（１７５℃）〕を示す図である。
【図４】ハロゲンヒーター照射時間とスピューの関係〔表面処理温度（２００℃）〕を示す図である。
【図５】ハロゲンヒーター照射時間とスピューの関係〔表面処理温度（３００℃）〕を示す図である。
【図６】ハロゲンヒーター照射時間とトレッドゴムの破断強度、破断伸びとの関係を示す図である。
【図７】電子照射線の照射量とトレッドゴムの破断強度、破断伸びとの関係を示す図である。
【符号の簡単な説明】
１、ハロゲンヒーター
２、押出加工機
３、生トレッド材
４、カレンダーロール
５、生タイヤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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