(57)【要約】【課題】マーチングモジュラス加硫特性を有するゴム組成物をトレッドに用いたタイヤの製造方法において、生産性を向上しながら高性能のタイヤを得ることを可能にする空気入りタイヤの製造方法を提供する。【解決手段】ＪＩＳ  Ｋ６３００−２に準拠して求めた最大トルクの３０％迄の加硫時間Ｔ３０に対する最大トルクの９５％迄の加硫時間Ｔ９５の比Ｔ９５／Ｔ３０が３．５以上であるゴム組成物をトレッドに使用した空気入りタイヤを金型で加硫を終了し、該金型から取り出したタイヤの温度が５０℃以下になった後、６０〜１００℃の加温処理を行うことを特徴とする。【選択図】図１
2008018670.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＪＩＳ  Ｋ６３００−２に準拠して求めた最大トルクの３０％迄の加硫時間Ｔ３０に対する最大トルクの９５％迄の加硫時間Ｔ９５の比Ｔ９５／Ｔ３０が３．５以上であるゴム組成物をトレッドに使用した空気入りタイヤを金型で加硫を終了し、該金型から取り出したタイヤの温度が５０℃以下になった後、６０〜１００℃の加温処理を行う空気入りタイヤの製造方法。
【請求項２】
前記加温処理を、複数本のタイヤを同時に行う請求項１に記載の空気入りタイヤの製造方法。
【請求項３】
前記加温処理を、２４〜１４４時間に行う請求項１又は２に記載の空気入りタイヤの製造方法。
【請求項４】
前記加温処理を、窒素ガス雰囲気下で行う請求項１、２又は３に記載の空気入りタイヤの製造方法。
【請求項５】
前記ゴム組成物が、ゴム１００重量部に対してシリカを２０〜１００重量部配合したゴム組成物である請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
【請求項６】
前記ゴム組成物を、前記トレッドのキャップトレッドに使用した請求項１〜５のいずれかに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、空気入りタイヤの製造方法に関し、さらに詳しくは、マーチングモジュラス加硫特性を有するゴム組成物でトレッドを構成したタイヤの製造方法において、生産性を向上しながら高性能のタイヤが得られるようにする空気入りタイヤの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の空気入りタイヤのトレッドに使用するゴムコンパウンドには、シリカを高配合したゴム組成物が用いられている。シリカ高配合のゴム組成物は転がり抵抗を低減すると共に湿潤路面での制駆動性に優れている特性があるからである。また、レース用タイヤのトレッドには、オイルを多量に配合したゴム組成物が用いられている。このようにオイル高配合のゴム組成物は、路面に対するグリップ性が高くなり制駆動性に優れているからである。
【０００３】
上記のようなゴムコンパウンドは、加硫時間を長くするほど加硫度が進み、硬度やモジュラスが高くなり続けるという、所謂マーチングモジュラス加硫特性を持っている。そのため、加硫時間を長くするほど高性能のタイヤを生産することができる特長がある。しかし、加硫時間をいたずらに長くしたのでは生産性が低下し、コスト高になることが避けられない。
【０００４】
特許文献１は、未加硫タイヤを加硫成形機で行う前加硫に続いて、ポストキュアボックス内で後加硫を行うことにより、加硫成形機を占有する前加硫時間を短縮して生産性を改善するようにした加硫方法を提案している。しかし、この加硫方法は、タイヤ１本当たりの前加硫と後加硫の合計時間を短縮するものではないので、本質的に生産性を改善するものではない上に、ポストキュアボックスでも依然として高温の加硫処理をしているので、トレッド以外の箇所に使用されているマーチングモジュラス加硫特性を持たない通常のゴムは過加硫により熱劣化する。したがって、生産性を低下することなくマーチングモジュラス加硫特性を有するトレッドゴムの優れた物性を最大限に引き出すには至っていない。
【特許文献１】特開平９−１９３１５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、マーチングモジュラス加硫特性を有するゴム組成物をトレッドに用いたタイヤの製造方法において、生産性を向上しながら高性能のタイヤを得ることを可能にする空気入りタイヤの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤの製造方法は、ＪＩＳ  Ｋ６３００−２に準拠して求めた最大トルクの３０％迄の加硫時間Ｔ３０に対する最大トルクの９５％迄の加硫時間Ｔ９５の比Ｔ９５／Ｔ３０が３．５以上であるゴム組成物をトレッドに使用した空気入りタイヤを金型で加硫を終了し、該金型から取り出したタイヤの温度が５０℃以下になった後、６０〜１００℃の加温処理を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、加硫時間の比Ｔ９５／Ｔ３０が３．５以上であるマーチングモジュラス加硫特性を有するゴム組成物によりトレッドを構成したタイヤを金型で加硫を終了し、金型から取り出したタイヤ温度が５０℃以下に冷却した後、改めて加硫温度より低温の６０〜１００℃の加温処理を行うことにより、トレッドゴムを金型の加硫時間を延長した場合に得られる加硫度と同程度の加硫度が得られるようにし、トレッドのモジュラスや硬度を向上することができる。したがって、金型の占有時間の短縮により生産性を向上すると共に、金型の加硫時間を延長した場合と同等の高い加硫度にしたトレッドを得、しかもトレッド以外の部分の劣化がない高性能のタイヤを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
一般のゴム組成物の加硫は、未加硫ゴムから気泡が消失した時（ブローポイント）に加硫度が略ピークに達し、それ以後加熱を続けると加硫度は低下し、モジュラスの低下が起こる。しかし、前述したとおり、マーチングモジュラス加硫特性のゴム組成物は、加硫時間を長くするほど加硫が進み、モジュラスや硬度が高くなり続けるため、加硫時間を長くするほど高性能のタイヤを製造可能になる。
【０００９】
本発明において、トレッドに使用するゴム組成物は、マーチングモジュラス加硫特性を有するゴム組成物のうち、Ｔ９５／Ｔ３０の比が３．５以上、好ましくは４〜６のものである。詳しくは、ＪＩＳ  Ｋ６３００−２に準拠し、ロータレス加硫試験機を使用し温度１６０℃において得られるトルクと加硫時間との加硫曲線から求めた最大トルクの３０％迄の加硫時間Ｔ３０に対する最大トルクの９５％迄の加硫時間Ｔ９５の比Ｔ９５／Ｔ３０が３．５以上のものである。
【００１０】
加硫時間Ｔ３０及びＴ９５によりマーチングモジュラス加硫特性を特定した理由は、加硫時間Ｔ３０が、未加硫ゴムを加硫するときゴム中の気泡（ポーラス）が消失する時（ブローポイント）と相関があり、この気泡の消失時間に合わせて加硫時間が決められ、また、加硫時間Ｔ９５付近で加硫ゴムのモジュラス等の最大物性値が発現する。このため、両者の比Ｔ９５／Ｔ３０が、通常の加硫時間に対して物性を最大にする加硫時間の関係を表し、マーチングモジュラス加硫特性の指標になるからである。具体的に、加硫時間Ｔ３０及びＴ９５は、次のようにして得られる値である。
【００１１】
図１において、温度１６０℃の加硫曲線の縦軸をトルクとし、その最小値をＭL、最大値をＭHとし、ＭLとＭHの差をＭEとする。なお、ＭHの決め方は、加硫曲線の最大値が平たんなもの又は極大値をもつものであるときはその最大値をＭHとし、加硫曲線が上昇し続けて実測できない場合、すなわち典型的なマーチングモジュラス加硫特性を示す場合には、加硫開始から６０分経過時における値をＭHとする。加硫時間Ｔ３０は、トルクの値が、ＭL＋３０％ＭEとなるのに要した加硫開始からの時間であり、加硫時間Ｔ９５は、トルクの値が、ＭL＋９５％ＭEとなるのに要した時間とする。
【００１２】
Ｔ９５／Ｔ３０が３．５以上のマーチングモジュラス加硫特性を有するゴム組成物としては、特に制限されるものではないが、シリカを高配合で含有させたゴム組成物やオイルを高配合に含有させたゴム組成物などを挙げることができる。なかでも、ゴム１００重量部に対してシリカを２０〜１００重量部配合したゴム組成物は、トレッドに使用した場合に、転がり抵抗を低減すると共に湿潤路面での制駆動性を向上する。
【００１３】
本発明の空気入りタイヤのトレッドは、単層ゴムで構成されたものであっても、キャップトレッドとアンダートレッドとの２層構成であってもよい。後者の場合におけるマーチングモジュラス加硫特性のゴム組成物の適用は、キャップトレッドにすることが好ましい。勿論、キャップトレッド及びアンダートレッドの両方に適用することは何ら差し支えない。
【００１４】
本発明の空気入りタイヤの製造方法において、金型で加硫を終了するとは、未加硫ゴム中の気泡（ポーラス）が消失する時（ブローポイント）までの加硫時間のことであり、タイヤの種類やサイズ毎に加硫温度などとの関係から定められる。その加硫条件は、予め、未加硫ゴムがブローポイントまで達する加熱温度や加熱時間などの条件としてブローポイントテスターを使用してラボ評価により求めることができる。ブローポイントテスターとしては、東洋精機製作所製ハイスピードブローポイントテスターを使用することができる。
【００１５】
加硫を終了後に、金型から取り出したタイヤは、温度が５０℃以下、好ましくは常温まで放冷した後に次の加温処理に付される。放冷処理はカーカス層が有機繊維コードで構成されたタイヤでは、ポストキュアインフレータ等を使用して冷却することが好ましい。これにより、タイヤの加硫の進行は停止状態になる。
【００１６】
未加硫ゴムの加硫は、一般に１５０〜１８０℃の温度で行われるが、本発明で行う加温処理は６０〜１００℃、好ましくは８０〜９０℃の温度で行う。この加温処理により、トレッドのマーチングモジュラス加硫特性を持つゴム組成物が加硫度を上昇させ、モジュラスが向上する。しかし、トレッド以外の部分のゴムは温度が低いため、劣化を生ずることはない。加温処理が、６０℃未満であるとトレッドゴムの加硫度を十分に高くすることができず、１００℃を超えるとマーチングモジュラス加硫特性を有しないゴム組成物からなるトレッド以外のサイドウォール部やビード部が熱劣化を受けやすくなる。また、カーカス層やベルトカバー層を構成する有機繊維コードの劣化および熱収縮を生じることがある。
【００１７】
また、加温処理を行う時間は、特に限定されないが、好ましくは２４〜１４４時間、より好ましくは７２〜１２０時間にするとよい。処理時間が、２４時間未満であるとトレッドゴムの加硫度を十分に高くすることができないことがあり、１４４時間を超えるとトレッド部以外のゴム部材や有機繊維コードの熱劣化が進むことがある。
【００１８】
加温処理は、上述のように５０℃以下、好ましくは常温まで放冷したタイヤを複数本まとめて同時に行うことが好ましい。このように加硫済みの冷却タイヤを、複数本まとめて加温処理することにより生産性を低下させずに、１本ずつの金型による加硫時間を延長した場合と比べて生産性を向上することができる。また、複数本をまとめて加温処理するので、タイヤ毎の品質のばらつきをなくして均一化することができ、高性能のタイヤを安定して生産することができる。
【００１９】
加温処理するタイヤの一回当たりの本数は、加温ボックスの容量により決められ、特に制限されるものではないが、好ましくは５０〜２００本にするとよい。５０本以上をまとめて加温処理することにより生産性を向上することができ、２００本以下にすることにより加温処理に使用する設備の大きさ及び稼働率を適正化することができる。なお、加温処理は、空気入りタイヤの製造工程において独立した工程としてもよいが、保管庫等での保管中に適宜、行ってもよい。
【００２０】
また、加温処理は窒素ガス雰囲気下で行うことが好ましい。窒素ガス雰囲気下で加温処理することにより、サイドウォール部やビード部等のゴム部材の過加硫及び熱劣化を防止することができ、より高性能なタイヤを製造することができる。
【００２１】
以下に、実施例を挙げて本発明を説明するが、これにより本発明の範囲が制限を受けるものではない。
【実施例】
【００２２】
ゴム１００重量部に対しシリカを７０重量部、カーボンブラックを５重量部配合したゴム組成物であって、図２に示す加硫曲線を有し、加硫時間Ｔ３０が４．５分、加硫時間Ｔ９５が１８分、加硫時間の比Ｔ９５／Ｔ３０が４．０でありマーチング加硫特性を有する未加硫のゴム組成物を下記の条件Ａ、Ｂで加硫処理した。
【００２３】
図３及び４は、条件Ａ、Ｂにより得られた各加硫ゴムの加硫時間と、下記の試験法により測定した硬度及び３００％モジュラスとの関係を表すグラフである。この結果から、条件Ｂで得た加硫ゴムは、加硫時間１０分の加硫ゴムを８０℃、９６時間加温処理することにより、条件Ａの加硫時間を２３分に延長した加硫ゴムとほぼ同等の物性を得ることが認められた。
【００２４】
条件Ａ
上記の未加硫のゴム組成物を、温度１６０℃で１０分、１５分、２３分及び３０分間加硫した。
【００２５】
条件Ｂ
条件Ａで得られた加硫時間１０分の加硫ゴムを一旦、室温（２０℃）の状態にしてから、空気中にて８０℃で９６時間の加温処理を行った。
【００２６】
実施例１〜６および比較例１〜３
タイヤサイズ１９５／５５Ｒ１５の空気入りタイヤのキャップトレッドに、上記ゴム組成物を使用し、金型での加硫を１７０℃で行うことを共通条件にし、加硫時間及び加硫後の加温処理の条件を表１に示すように異ならせた９種類の空気入りタイヤ（実施例１〜６、比較例１〜３）を製作した。なお、実施例１〜６及び比較例３において、加硫を終了した後の加温処理は、ポストキュアインフレータを用いて室温（２０℃）まで放冷した後、表１に示す加温温度、時間で行った。
【００２７】
得られた空気入りタイヤについて、下記の試験法により、キャップトレッドゴムの硬度及びモジュラスを測定すると共に、操縦安定性を評価したところ、表１に示す結果が得られた。
【００２８】
〔硬度試験〕
ＪＩＳ  Ｋ６２５３に準拠して、試験温度２３℃における硬度測定試験（タイプＡデュロメータ）を行った。測定結果を、比較例１の硬度を１００とする指数で表した。この数値が高いほど硬度が高いことを示す。
【００２９】
〔モジュラス試験〕
ＪＩＳ  Ｋ６２５１に準拠して３００％モジュラスを測定し、測定結果を、比較例１の３００％モジュラスを１００とする指数で表した。この数値が高いほど３００％モジュラスが高いことを示す。
【００３０】
〔操縦安定性〕
得られた空気入りタイヤを規格リムに装着して空気圧２００ｋＰａを充填し、排気量３０００ｃｃの乗用車に取り付け、テストドライバーが乾燥路面からなるサーキットコースを５周ラップするときの操縦安定性のフィーリングを評価した。評価結果は比較例１のタイヤを１００とする指数で表示し、この数値が大きいほど乾燥路面の操縦安定性が優れていることを意味する。
【００３１】
【表１】
2008018670.tif 000003
【００３２】
表１の結果から、本発明の製造方法により得られた空気入りタイヤ（実施例１〜６）は、加温処理を行っていない比較例１と比べ、硬度、モジュラス及び操縦安定性が向上し、特に実施例３から得られた空気入りタイヤは加硫時間を１．５倍に延長した比較例２の空気入りタイヤとほぼ同等の性能が得られることが認められた。なお、比較例２の製造方法は、加硫時間が１．５倍であり生産性が大幅に低下すると共に、サイドウォール部やビード部の過加硫や熱劣化が進むため実際に採用することはできない。また、加温温度が５０℃と低い比較例３の空気入りタイヤでは物性の改良がほとんど認められなかった。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の空気入りタイヤの製造方法における加硫曲線の解析方法を模式的に示す説明図である。
【図２】本発明の製造方法に使用するゴム組成物の加硫曲線の一例を示す説明図である。
【図３】本発明の製造方法に使用するゴム組成物の加硫時間と硬度の関係の一例を示すグラフである。
【図４】本発明の製造方法に使用するゴム組成物の加硫時間とモジュラスの関係の一例を示すグラフである。
【図１】
2008018670.tif 000004
【図２】
2008018670.tif 000005
【図３】
2008018670.tif 000006
【図４】
2008018670.tif 000007