(57)【要約】【課題】  発熱特性を損うことなく運動性能の摩耗による変化を低減した空気入りタイヤおよびその製造方法を提供する。【解決手段】  環状に形成されたトレッド部と、該トレッド部の両端からタイヤ半径方向内側に配設された一対のサイドウォール部と、該サイドウォール部のタイヤ半径方向内側に連なる一対のビード部とを具備する空気入りタイヤにおいて、前記トレッド部分が深さ方向に８層以上の異なるゴム層を積層してなり、各ゴム層間で動的貯蔵弾性率（Ｅ’）が変化している。好ましくは、前記動的貯蔵弾性率（Ｅ’）の隣接層間差が０．５〜２ＭＰａである。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状に形成されたトレッド部と、該トレッド部の両端からタイヤ半径方向内側に配設された一対のサイドウォール部と、該サイドウォール部のタイヤ半径方向内側に連なる一対のビード部とを具備する空気入りタイヤにおいて、
前記トレッド部が深さ方向に８層以上の異なるゴム層を積層してなり、各ゴム層間で動的貯蔵弾性率（Ｅ’）が変化していることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記動的貯蔵弾性率（Ｅ’）の隣接層間差が０．５〜２ＭＰａである請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記動的貯蔵弾性率（Ｅ’）が前記トレッド部の内部から表面に向かい各ゴム層毎に連続的に上昇している請求項２記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記ゴム層の総数が１０〜２０である請求項１〜３のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
タイヤケースゴムと接着するゴム層のゴム組成物がゴム成分１００重量部に対し天然ゴムを７５重量部以上含有し、かつ該ゴム層の動的貯蔵弾性率（Ｅ’）と該タイヤケースゴムの動的貯蔵弾性率（Ｅ’）との差が５ＭＰａ以下である請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項６】
請求項１〜５記載の空気入りタイヤを製造するにあたり、
異種のゴム組成物を内蔵する複数の貯蔵槽のそれぞれからゴム組成物を取り出し、これらを混練しながら押出機で押出した後、該押出し物を回転する支持体上で巻回することにより前記ゴム層を積層することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
【請求項７】
各ゴム組成物の取り出し量を変化させながらゴム組成物を取り出し、前記押し出し物を得る請求項６記載の空気入りタイヤの製造方法。
【請求項８】
前記押出し物がリボン状、シート状またはひも状である請求項６または７記載の空気入りタイヤの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りタイヤおよびその製造方法に関し、詳しくは発熱特性（低発熱性）を損うことなく運動性能の摩耗による変化を低減した空気入りタイヤ、特には乗用車用空気入りタイヤおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、空気入りタイヤの使用中期から末期にかけて各々の性能が低下するという問題の対策として、例えば、特許文献１に開示されているように、タイヤトレッドにキャップゴム層とベースゴム層で別々のゴムを用い（以下「キャップ／ベース構造」と称する）、摩耗と共にベースゴム層が露出してきて、性能保持を図る方法が知られている。
【０００３】
また、キャップ／ベース構造において、運動性能と低燃費性の両立のため、運動性能に優れたゴム組成物を表面のキャップ層に、発熱特性に優れたゴム組成物を内部のベース層に配置した構造を使用することも知られている。さらに、トレッド部分とケース部分の界面の耐久性を向上させるため、タイヤ製造時にトレッド押出し物とタイヤケース部との間に両者と接着しやすいシート、いわゆるトレッドアンダークッションを貼り付けた構造（ＴＵＣ構造）とすることも知られている。
【特許文献１】特開昭５９−７０２０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来、空気入りタイヤのトレッド部においてタイヤの諸性能を向上させるために採用されている上記キャップ／ベース構造においては、トレッド部分の摩耗による運動性能の変化が大きいという問題があった。即ち、走行による摩耗によりトレッド内部のベース層のゴム組成物が表面に現れると、その時点で急激に運動性能が変化してしまうという問題があった。
【０００５】
また、上述のＴＣＵ構造においても、トレッドゴムとタイヤケースゴムとの間にこれらとは弾性率及び組成の異なるゴム組成物のゴムシートを貼り合わせるため、トレッド部分とケース部分の界面強度が十分ではないという問題があった。
【０００６】
そこで本発明の目的は、従来の問題点を解消し、発熱特性を損うことなく運動性能の摩耗による変化を低減した空気入りタイヤおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、タイヤのトレッド部分を多数の異なるゴム層に分割し、各ゴム層間で物性を変化させることで発熱特性を損うことなく運動性能の摩耗による変化を低減させることができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
即ち、本発明の空気入りタイヤは、環状に形成されたトレッド部と、該トレッド部の両端からタイヤ半径方向内側に配設された一対のサイドウォール部と、該サイドウォール部のタイヤ半径方向内側に連なる一対のビード部とを具備する空気入りタイヤにおいて、
前記トレッド部が深さ方向に８層以上の異なるゴム層を積層してなり、各ゴム層間で動的貯蔵弾性率（Ｅ’）が変化していることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の空気入りタイヤにおいては、前記動的貯蔵弾性率（Ｅ’）の隣接層間差が０．５〜２ＭＰａであることが好ましく、また、前記動的貯蔵弾性率（Ｅ’）が前記トレッド部の内部から表面に向かい各ゴム層毎に連続的に上昇していることが好ましい。また、前記ゴム層の総数は、好ましくは１０〜２０である。
【００１０】
また、本発明者らは、ケース部分と接触する最下層のゴム層のゴム組成物を改良することでトレッド部分とケース部分の界面強度を向上させることができることも見出した。よって、本発明の空気入りタイヤにおいては、タイヤケースゴムと接着するゴム層のゴム組成物がゴム成分１００重量部に対し天然ゴムを７５重量部以上含有し、かつ該ゴム層の動的貯蔵弾性率（Ｅ’）と該タイヤケースゴムの動的貯蔵弾性率（Ｅ’）との差が５ＭＰａ以下であることが好ましい。
【００１１】
また、本発明の製造方法は、前記空気入りタイヤを製造するにあたり、
異種のゴム組成物を内蔵する複数の貯蔵槽のそれぞれからゴム組成物を取り出し、これらを混練しながら押出機で押出した後、該押出し物を回転する支持体上で巻回することにより前記ゴム層を積層することを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の製造方法においては、各ゴム組成物の取り出し量を変化させながらゴム組成物を取り出すことにより、所望の動的貯蔵弾性率（Ｅ’）を有する押し出し物を得ることができる。よって、これをリボン状、シート状またはひも状として積層することにより本発明の空気入りタイヤを容易に得ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、発熱特性を損うことなく運動性能の摩耗による変化を低減した空気入りタイヤを提供することができる。また、同時にトレッド部分とケース部分の界面強度を向上させた空気入りタイヤをも提供することができる。さらに、本発明の製造方法にれば、ゴム組成物の管理工程の数や当該ゴム組成物の保管スペースを削減した状態で当該空気入りタイヤを効率良く製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の好適実施形態につき具体的に説明する。
本発明においては、環状に形成されたトレッド部と、該トレッド部の両端からタイヤ半径方向内側に配設された一対のサイドウォール部と、該サイドウォール部のタイヤ半径方向内側に連なる一対のビード部とを具備する空気入りタイヤの当該トレッド部分が深さ方向に８層以上の異なるゴム層を積層してなり、各ゴム層間で動的貯蔵弾性率（Ｅ’）が変化していることが肝要である。なお、トレッド部以外のサイドウォール部、ビード部等においては特に制限されるべきものではない。
【００１５】
トレッド部分を８層以上の層状とし、各層間の動的貯蔵弾性率（Ｅ’）を適宜変化させることで、実質的にトレッド部分の当該弾性率が摩耗とともに連続的に変化することになり、摩耗に伴う運動性能の変化を抑制することができる。ここで、層数が８層未満では各層間の当該弾性率差を十分に小さくすることができない。好ましくは１０層以上であるが、総数が多いと製造工数も上昇するため、好ましくは２０層以下とする。
【００１６】
本発明において、各層間の動的貯蔵弾性率（Ｅ’）差は、好ましくは０．５〜２ＭＰａ、より好ましくは０．８〜１．５ＭＰａである。この差が０．５ＭＰａ未満であるとトレッド部分全体での動的貯蔵弾性率（Ｅ’）の変化が十分ではなく、１種類のゴム組成物で製造した場合との差が顕著ではなく、逆に２ＭＰａを超えると層間の剛性段差が大きすぎ、運動性能の変化を抑制しきれなくなる。さらに、摩耗によるパターン剛性の増大を考慮すると、トレッド部の内部から表面に向かって連続的にゴム層の動的貯蔵弾性率（Ｅ’）が上昇する方向がより好ましい。
【００１７】
従来のキャップ／ベース構造では内部のベースゴムが表面に現れた場合に急激な運動性能の低下をきたしたが、本発明の空気入りタイヤではその変化がマイルドなものとなる。本発明では各ゴム層間で動的貯蔵弾性率（Ｅ’）を変化させ、各層間の損失係数（ｔａｎδ）をもあわせて連続的に変化させることで、さらに運動性能の変化をマイルドなものとすることができる。
【００１８】
タイヤのケース部分は天然ゴム主体のゴム組成物からなるため、そこに接着するトレッド部分最下面のゴム層のゴム組成物は、ゴム成分１００重量部に対し天然ゴムを７５重量部以上含有することが界面強力を向上する上で好ましい。さらに剛性段差を抑制するために、タイヤケースゴムとこれに接着するゴム層の動的貯蔵弾性率（Ｅ’）との差が５ＭＰａ以下であることが好ましい。この差が５ＭＰａを超えると従来構造対比での界面強力の向上が十分とはいえなくなる。なお、この特性は疲労後に、より顕著に表れる。
【００１９】
本発明において、上述のように各ゴム層の動的貯蔵弾性率（Ｅ’）や損失係数（ｔａｎδ）を変えるにはゴム組成物の配合内容や配合割合を適宜変えればよく、例えば、動的貯蔵弾性率（Ｅ’）を各層毎に変化させるには配合ゴム成分の種類や割合、使用するカーボンブラックの種類や割合等を変えればよく、その配合内容自体は特に制限されるべきものではない。
【００２０】
次に、本発明の空気入りタイヤの好適な製造方法について説明する。かかる製造方法では、異種のゴム組成物を内蔵する複数の貯蔵槽のそれぞれからゴム組成物を取り出し、これらを混練しながら押出機で押出した後、該押出し物を回転する支持体上で巻回することにより前記ゴム層を積層するものである。各ゴム組成物の取り出し量を変化させることにより、所望の動的貯蔵弾性率（Ｅ’）を有するゴム層を積層することができ、これにより、ゴム組成物の管理工程の数や当該ゴム組成物の保管スペースを削減することができる。
【００２１】
図１を参照して本発明の製造方法の一実施態様を説明する。図１は、本発明の製造方法に用いる製造装置の概略側面図である。図１において、支持体１は、図示を省略した回転駆動源の駆動により回転する軸１ａに取付けられる。ここで、支持体１は、タイヤケースである。
【００２２】
支持体１の表面近傍に、押出機２のゴム部材供給部２ａが位置するように、押出機２を配置する。ここで、このゴム部材製造装置は、支持体１と押出機２との組合せ装置である。供給部２ａは、通常の押出口金を備える場合と、押出口金の代わりに上下一対のローラダイを備える場合との双方を含む。供給部２ａから押し出されるゴム部材の形状としては、シート状、リボン状、ひも状等が挙げられ、かかるゴム部材を８層以上積層することにより本発明に係るトレッド部を形成することができる。
【００２３】
押出機２は、２種以上、図示例は３種の未加硫ゴム組成物Ａ、Ｂ、Ｃを個別に貯蔵する貯蔵槽３ａ、３ｂ、３ｃを備える。また、ゴム組成物貯蔵槽３ａ、３ｂ、３ｃは、ゴム組成物Ａ、Ｂ、Ｃの供給量をそれぞれ個別に調整するゴム組成物供給装置４を備える。ゴム組成物供給装置４を経たゴム組成物Ａ、Ｂ、Ｃは、ホッパ乃至フィーダ５を介して押出機２の本体に投入される。
【００２４】
本発明では、ゴム組成物貯蔵槽３ａ、３ｂ、３ｃに異種のゴム組成物Ａ、Ｂ、Ｃをそれぞれ投入し、各ゴム層の動的貯蔵弾性率（Ｅ’）が適宜変化するように、ゴム組成物供給装置４で各ゴム組成物の供給量を制御する。
【００２５】
また、ゴム組成物供給装置４は、異種ゴム組成物の配合を所望の性能に合わせて計算できるコンピューター制御手段６を更に備えている。コンピューター制御手段６は、支持体１の交換に応じて、ゴム組成物を投入する時期と、このゴム組成物の投入停止時期とを制御する。また、コンピューター制御手段６は、支持体１の用途、目的に応じて、ゴム組成物供給装置４からの流出比率を制御することができる。更に、コンピューター制御手段６は、ゴム組成物供給装置４からの流出比率を、同一部材内で変えることにより、同一部材内の部分部分により物性を変えることができる。
【００２６】
なお、押出機２は直状移動機構７を備え、直状移動機構７は、支持体１の回転軸１ａの中心軸Ｘに沿って押出機２を直状に移動させる。この移動は、供給部２ａから供給される帯状のゴム部材を支持体１の巻付面に対し螺旋状に順次巻回するためのものである。また、この製造装置は、押出機２の供給部２ａの前方にガイドローラ８を有する。ガイドローラ８は、供給部２ａから供給する帯状ゴムを、回転する支持体１の巻付面の所定位置に案内する。
【実施例】
【００２７】
以下、本発明を実施例に基づき説明する。
実施例１
下記の表１に示す配合に従い、ゴム組成物Ａ、ＢおよびＣを常法にてバンバリーミキサーによる混練り方法で作製した。なお、ゴム組成物Ａ、ＢおよびＣはいずれも他に、亜鉛華（１号亜鉛華、白水化学（株）製）３重量部、硫黄（軽井沢精錬所（株）製）１．５重量部、ステアリン酸（日本油脂（株）製）２重量部、加硫促進剤（Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアジルスルフェンアミド、ノクセラーＣＺ、大内新興化学工業（株）製）１重量部および老化防止剤（Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン、ノクラック６Ｃ、大内新興化学工業（株）製）１重量部を配合した。
【００２８】
得られたゴム組成物Ａ、ＢおよびＣの動的貯蔵弾性率（Ｅ’）および損失係数（ｔａｎδ）は、東洋精機（株）製粘弾性測定機にて初期荷重１５０ｇｒ、周波数５０Ｈｚ、動歪１％、室温にて測定した。結果を下記の表１に併記する。
【００２９】
【表１】
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１）ＪＳＲ（株）製スチレンブタジエンゴムの商品名
２）ＪＳＲ（株）製スチレンブタジエンゴムの商品名
３）ＪＳＲ（株）製  商品名：ＢＲ０１
【００３０】
次いで、表１のゴム組成物Ａとゴム組成物Ｂとを用い、図１に示す製造装置のゴム組成物貯蔵層３ａにゴム組成物Ａを、またゴム組成物貯蔵層３ｂにゴム組成物Ｂを夫々投入し、ゴム組成物貯蔵層３ｃにはゴム組成物の投入を行わなかった。
【００３１】
ゴム組成物投入の後、各ゴム層（１）〜（１１）（図２参照）の動的貯蔵弾性率（Ｅ’）が最下層からトレッド表面に向け順に、（１）３．５、（２）４、（３）４．５、（４）５、（５）５．５、（６）６、（７）６．５、（８）７、（９）７．５、（１０）８および（１１）８．５ＭＰａとなるようにゴム組成物供給装置４でゴム組成物Ａ及びゴム組成物Ｂの供給比率を制御し、押出機２の供給部２ａから支持体１のケースゴム表面にゴム組成物Ａとゴム組成物Ｂとが所定の比率で混合された帯状のゴム層を押し出した。押出された１１層のゴム層は、ガイドローラ８により、回転する支持体１のケースゴムの巻付面の所定位置に案内した。
【００３２】
このようにして製造した生タイヤを常法に従い加硫成型し、タイヤサイズ２０５／６０Ｒ１５の空気入りタイヤを製造した。このタイヤのトレッド部の各層の厚さはいずれも約０．７ｍｍであった。
【００３３】
比較例１
表１のゴム組成物Ａとゴム組成物Ｂとを用い、比較のため図３に示すキャップ／ベース構造の空気入りタイヤ（サイズ２０５／６０Ｒ１５）を製造した。ベース層Ｂにはゴム組成物Ｂ（Ｅ’：３．５ＭＰａ）を、またキャップ層Ａにはゴム組成物Ａ（Ｅ’：８．５ＭＰａ）を夫々使用した。このタイヤのトレッド部のベース層Ｂの厚さは３ｍｍ、キャップ層Ａの厚さは５ｍｍであった。
【００３４】
実施例１および比較例１の空気入りタイヤについて以下の評価試験を行った。
（転がり抵抗）
日本自動車タイヤ協会（ＪＡＴＭＡ）規定による室内転がり抵抗試験に準拠して行い、比較例１を１００として指数表示した。数値が大きくなる程結果が良好である。
（操縦安定性）
供試空気入りタイヤを実車に装着し、運動性能（操縦安定性）を６点を標準として官能評価した。
（ドライ制動性）
供試空気入りタイヤを実車に装着し、速度６０ｋｍ／時からの制動距離を測定した。測定はタイヤの新品時と６０％摩耗時の２回行った。評価は比較例１の制動距離を１００として指数表示した。数値が大なるほど結果が良好である。
得られた結果を下記の表２に示す。
【００３５】
【表２】
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【００３６】
上記表２により、実施例１の空気入りタイヤは比較例１のタイヤに比し、いずれの性能も向上していることが分かる。
【００３７】
実施例２
上記表１に示すゴム組成物Ａとゴム組成物Ｃとを用い、図１に示す製造装置のゴム組成物貯蔵層３ａにゴム組成物Ａを、またゴム組成物貯蔵層３ｃにゴム組成物Ｃを夫々投入し、ゴム組成物貯蔵層３ｂにはゴム組成物の投入を行わなかった。
【００３８】
ゴム組成物投入の後、各ゴム層（１）〜（１０）（図４参照）の動的貯蔵弾性率（Ｅ’）が最下層からトレッド表面に向け順に、（１）１８、（２）１６、（３）１４、（４）１２、（５）１１．４、（６）１０．８、（７）１０．２、（８）９．６、（９）９および（１０）８．５ＭＰａとなるようにゴム組成物供給装置４でゴム組成物Ａ及びゴム組成物Ｃの供給比率を制御し、押出機２の供給部２ａから支持体１のケースゴム表面にゴム組成物Ａとゴム組成物Ｃとが所定の比率で混合された帯状のゴム層を押し出した。押出された１０層のゴム層は、ガイドローラ８により、回転する支持体１のケースゴム（Ｅ’：２０ＭＰａ）の巻付面の所定位置に案内した。
【００３９】
このようにして製造した生タイヤを常法に従い加硫成型し、タイヤサイズ２０５／６０Ｒ１５の空気入りタイヤを製造した。このタイヤのトレッド部の各層の厚さは、（１）〜（４）までのゴム層が０．４ｍｍであり、（５）〜（１０）までのゴム層が約１ｍｍであった。
【００４０】
比較例２
表１のゴム組成物Ａとゴム組成物Ｃとを用い、図５に示すキャップ／ベース構造の空気入りタイヤ（サイズ２０５／６０Ｒ１５）を製造した。ベース層Ｃにはゴム組成物Ｃ（Ｅ’：１８ＭＰａ）を、またキャップ層Ａにはゴム組成物Ａ（Ｅ’：８．５ＭＰａ）を夫々使用した。ケースゴムの動的貯蔵弾性率（Ｅ’）は実施例２と同様に２０ＭＰａとした。また、このタイヤのトレッド部のベース層Ｂの厚さは０．５ｍｍ、キャップ層Ａの厚さは７．５ｍｍであった。
【００４１】
実施例２および比較例２の空気入りタイヤについて以下の評価試験を行った。
（ＴＬＢ剥離）
供試空気入りタイヤを実車に装着し、一般市道を１０００ｋｍ走行した後、タイヤを解剖し、ＡＳＴＭ記載のＴＬＢ（トレッドベース）剥離試験片を作製して評価した。比較例２を１００として指数表示した。数値が大なるほど結果が良好である。
【００４２】
【表３】
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【００４３】
上記表３により、実施例２の空気入りタイヤは比較例２のタイヤに比し、大幅に耐ＴＬＢ剥離性が向上していることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の製造方法に使用する製造装置の概略側面図である。
【図２】実施例１のトレッド部の断面を模式的に示す断面図である。
【図３】比較例１のトレッド部の断面を模式的に示す断面図である。
【図４】実施例２のトレッド部の断面を模式的に示す断面図である。
【図５】比較例２のトレッド部の断面を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  支持体
１ａ  回転軸
２  押出機
２ａ  供給部
３ａ、３ｂ、３ｃ  ゴム貯蔵槽
４  ゴム組成物供給装置
５  ホッパ（フィダー）
６  コンピューター制御手段
７  直状移動機構
８  ガイドローラ
Ｘ  中心軸
【図１】
2006151166.tif 000006
【図２】
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【図３】
2006151166.tif 000008
【図４】
2006151166.tif 000009
【図５】
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