(57)【要約】【課題】耐摩耗性を損なうことなく転がり抵抗性を低くし、重荷重用タイヤの低燃費性能を改善する。【解決手段】未加硫のトレッドゴム用成形体を加硫し重荷重用タイヤを製造するにあたり、前記トレッドゴム用成形体を、ゴム成分１００質量部中の天然ゴム５０質量部以上と、前記ゴム成分１００質量部に対してＨＡＦ級以上の等級のカーボンブラック４０〜６５質量部とを含有するゴム組成物の押出し成形によって形成し、該トレッドゴム用成形体を、前記押出し成形の押出し方向に１０％以上の伸張率で引き伸ばしてタイヤ本体の外周上に貼着し加硫することを特徴とする重荷重用タイヤの製造方法を提供する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
未加硫のトレッドゴム用成形体を加硫し重荷重用タイヤを製造するにあたり、
前記トレッドゴム用成形体を、ゴム成分１００質量部中の天然ゴム５０質量部以上と、前記ゴム成分１００質量部に対してＨＡＦ級以上の等級のカーボンブラック４０〜６５質量部とを含有するゴム組成物の押出し成形によって形成し、該トレッドゴム用成形体を、前記押出し成形の押出し方向に１０％以上の伸張率で引き伸ばしてタイヤ本体の外周上に貼着し加硫することを特徴とする重荷重用タイヤの製造方法。
【請求項２】
未加硫のトレッドゴム用成形体を加硫し重荷重用更生タイヤを製造するにあたり、
請求項１記載のタイヤ本体として台タイヤを用いることを特徴とする重荷重用更生タイヤの製造方法。
【請求項３】
前記トレッドゴム用成形体を前記押出し成形の押出し方向に２０〜５０％の伸張率で引き伸ばす請求項１又は２記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トラック及びバス用タイヤ等の重荷重用タイヤの製造方法及びその更生タイヤの製造方法に関する。特に、本発明は、かかるタイヤの低燃費化技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トレッドゴムは、未加硫ゴムを押出し機で一定形状に押出し、その後に金型モールドに入れ加硫し製造する。トレッドゴムには、耐摩耗性の要求から、ジエン系のポリマーと、High Abrasion Furnace級（以下、「ＨＡＦ級」と称する。）以上の等級のカーボンブラック（以下、「Ｃ／Ｂ」と称する。）とが使用されている（特許文献１及び２参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１９２４８０号公報
【特許文献２】特開２００２−６９２３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
タイヤの耐摩耗性を向上させることと、タイヤの転がり抵抗性（以下、「ＲＲ」と称する。）を低めることとは、二律背反の技術である。すなわち、耐摩耗性を得るためには、Ｃ／Ｂの増量や高級なＣ／Ｂの使用が行われ、その結果、ゴムのヒステリシスロス（以下、単に「ロス」と称する。）が大きくなり、ＲＲの悪化や発熱耐久性（以下、「ＱＣ」と称する。）が低下する。
【０００５】
本発明者は、タイヤの耐摩耗性及びＲＲのバランスが、トレッドゴムの損失係数〔ロスタンジェント(loss tangent, tan δ)〕の三次元的な不均一性によって壊されていることを見出した。
【０００６】
本発明の課題は、トレッドゴムの損失係数等の物性を三次元的に均一にすることによって、耐摩耗性を損なうことなく転がり抵抗性を低くし、重荷重用タイヤの低燃費性能を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、未加硫のトレッドゴム用成形体を加硫し重荷重用タイヤを製造するにあたり、前記トレッドゴム用成形体を、ゴム成分１００質量部中の天然ゴム５０質量部以上と、前記ゴム成分１００質量部に対してＨＡＦ級以上の等級のカーボンブラック４０〜６５質量部とを含有するゴム組成物の押出し成形によって形成し、該トレッドゴム用成形体を、前記押出し成形の押出し方向に１０％以上の伸張率で引き伸ばしてタイヤ本体の外周上に貼着し加硫することを特徴とする重荷重用タイヤの製造方法（第１発明）に係るものである。
【０００８】
また、本発明は、未加硫のトレッドゴム用成形体を加硫し重荷重用更生タイヤを製造するにあたり、第１発明に記載のタイヤ本体として台タイヤを用いることを特徴とする重荷重用更生タイヤの製造方法（第２発明）に係るものである。
【０００９】
本発明は、押出し成形後のトレッドゴム用成形体を押出し成形の押出し方向に引き伸ばした状態で加硫することによって、トレッドゴムの損失係数等の物性が三次元的に均一になり、耐摩耗性、低ＲＲ、ＱＣ等のバランスに優れたタイヤが得られるという知見に基づくものである。
【００１０】
本発明者は、二律背反の技術であるタイヤの耐摩耗性と低ＲＲとを両立させるため、種々のタイヤを試作し検討した。
【００１１】
その結果、本発明者は、従来のようにＣ／Ｂ含有未加硫ゴムを押出し機で一定形状に押出しトレッドゴム用成形体を得、その後のタイヤ本体の外周上への貼着及び加硫によってタイヤのトレッドゴムを製造した場合、得られたタイヤのトレッド部で、トレッドゴム用成形体の押出し方向とこの押出し方向に垂直な方向とにおいてゴムの損失係数に著しい違いが生じることを見出した。
【００１２】
本発明者が更に詳細に検討したところ、かかる現象は、一定形状に押出し成形されたトレッドゴム用成形体がタイヤ本体の外周上で加硫によって縮径する際に押出し方向に対して収縮し、加硫後のトレッドゴム内のＣ／Ｂ間距離がトレッドゴム用成形体の押出し方向とこの押出し方向に垂直な方向とで不均一になって生じると考えられた。
【００１３】
つまり、タイヤのトレッドゴム用成形体において、ジエン系ポリマーを主成分とし、ＨＡＦ級以上の等級のＣ／Ｂを用いて押出し成形し加硫した場合、Ｃ／Ｂが押出し方向に配向し、かつ押出し方向に対して大きく収縮するので、加硫後のトレッドゴムでは、トレッドゴム用成形体の押出し方向と押出し方向に垂直な方向とで、Ｃ／Ｂ間距離が不均一となり、ゴムの損失係数が異なるのである。
【００１４】
かかる知見の下、本発明者は、トレッドゴムにおいて、トレッドゴム用成形体の押出し方向のＣ／Ｂ間距離を押出し垂直方向のＣ／Ｂ間距離よりも短くすることなく、トレッドゴム全体として、Ｃ／Ｂ間距離が均一となるようにするため、種々の手段を検討した。
【００１５】
その結果、本発明者は、今回、押出し成形したトレッドゴム用成形体を押出し方向に所定の伸張率で引き伸ばした後に加硫することで、押出し方向のＣ／Ｂ間距離を長くすることができ、押出し方向及び押出し垂直方向でＣ／Ｂ間距離を等できるトレッドゴムが得られることを突き止め、本発明に至った。
【００１６】
トレッドゴムにおいて、Ｃ／Ｂ間距離が短い部分があると、タイヤ転動時にロスが発生し易いためＲＲが大きくなるが、本発明の技術を適用することにより、Ｃ／Ｂ間距離の極端に短いものがなくなり、低ＲＲ化が行える。
【００１７】
また、本発明の技術は、Ｃ／Ｂの充填量を減らすことなく低ＲＲ化が行えるので、耐摩耗性は、極端に低下せず、従来のものと比べても遜色はない。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、トレッドゴム用成形体が加硫によって押出し方向に対して収縮する前に、予めトレッドゴム用成形体を押出し方向に所定の長さで引き伸ばすので、トレッドゴム用成形体が押出し方向に収縮しても、押出し方向におけるＣ／Ｂ間距離が押出し垂直方向におけるＣ／Ｂ間距離と極端に異なることがなくなり、トレッドゴムの損失係数が三次元的にほぼ等しくなって、トレッドゴムにおいて、耐摩耗性を低下させることなく低ＲＲを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施の形態を説明する。
本発明では、タイヤ本体の外周上に未加硫のトレッドゴム用成形体を貼着し、このトレッドゴム用成形体を加硫し、重荷重用タイヤを製造する。
【００２０】
（１）タイヤ本体
本発明では、タイヤ本体とは、カーカス、ビード、ベルト等を備え、トレッド部を含まず、トレッドゴム用成形体を貼着する前の未加硫のタイヤをいう。
【００２１】
また、本発明では、タイヤ本体として台タイヤを用い、重荷重用更生タイヤを製造することができる。なお、台タイヤとは、タイヤのトレッド部を取り除いたタイヤをいう。
【００２２】
（２）トレッドゴム用成形体
（２−１）押出し成形
本発明にかかるトレッドゴム用成形体は、所定のゴム組成物を所定の形状に押出し成形して形成される。押出し成形の条件等は、特に制限されず、種々の押出し機、押出し量、押出し速度等を用いることができる。
【００２３】
（２−２）引き伸ばし
本発明では、かかるトレッドゴム用成形体を、未加硫の状態で押出し成形の押出し方向に１０％以上の伸張率で引き伸ばし、タイヤ本体の外周上に貼着し、その後、所定の金型内で加硫する。
【００２４】
引き伸ばす長さは、トレッドゴム用成形体の厚みや加硫後の収縮程度に依存して変えることができる。引き伸ばされたトレッドゴム用成形体は加硫後にタイヤのトレッド部となるので、トレッド部として必要な厚さが確保されるようにタイヤ本体の外周上に貼着する。
【００２５】
好ましくは、トレッドゴム用成形体は、押出し成形によって押し出された方向に対して元のトレッドゴム用成形体の２０〜５０％の長さ引き伸ばす。
【００２６】
（２−３）トレッドゴム用成形体の組成
かかるトレッドゴム用成形体は、ゴム成分１００質量部中の天然ゴム５０質量部以上と、このゴム成分１００質量部に対してＨＡＦ級以上の等級のＣ／Ｂ４０〜６５質量部とを含有するゴム組成物の押し出し成形によって形成することができる。好ましくは、ゴム組成物中のゴム成分１００質量部は、天然ゴム（以下、「ＮＲ」と称する。）１００質量部からなる。
【００２７】
ゴム成分１００質量部中、ＮＲ以外のゴム成分は、特に制限されず、種々のジエン系ゴムを用いることができる。好ましくは、かかるジエン系ゴムはブタジエンラバー(以下、「ＢＲ」と称する。)である。これらは耐摩耗性向上のために使用される。
【００２８】
ゴム成分１００質量部に対し、ＨＡＦ級以上の等級のＣ／Ｂが４０質量部未満では、耐摩耗性が十分でなく、この種のＣ／Ｂが６５質量部を超えて存在すると、ゴムのヒステリシスロスが大きくなり、ＲＲやＱＣが悪化する。なお、ＨＡＦ級未満の等級のＣ／Ｂは、この種のＣ／Ｂの補強性が悪いため、得られるトレッドゴムの耐摩耗性を低下させることがある。
【００２９】
ＨＡＦ等級以上のＣ／Ｂとしては、ＨＡＦ以外に、Intermediate Super Abrasion Furnace（以下、「ＩＳＡＦ」と称する。）等が挙げられる。なお、ＨＡＦ等級未満のＣ／Ｂとしては、General Purpose Furnace（以下、「ＧＰＦ」と称する。）等が挙げられる。
【００３０】
（３）加硫
本発明では、加硫は通常の条件に従う。好ましくは、トレッドゴム用成形体を押出し成形の押出し方向に１０％の伸張率で以上引き伸ばしタイヤ本体の外周上に貼着し、その後、トレッドゴム用成形体が元の長さに収縮する前に加硫する。
【００３１】
好ましくは、本発明では、加硫後のトレッドゴムにおいて、トレッドゴム用成形体の押出し方向におけるＣ／Ｂ間距離と、この押出し方向に垂直な方向おけるＣ／Ｂ間距離とがほぼ等しくなるようにトレッドゴム用成形体を引き伸ばして加硫する。なお、この場合、ほぼ等しいとは、トレッドゴムの耐磨耗性と低ＲＲとがバランスよく両立できる程度にＣ／Ｂ間距離が三次元的に等しいことをいう。
【００３２】
また、好ましくは、本発明では、加硫後のトレッドゴムにおいて、トレッドゴム用成形体の押出し方向におけるヒステリシスロスと、この押出し方向に垂直な方向おけるヒステリシスロスとがほぼ等しくなるようにトレッドゴム用成形体を引き伸ばして加硫する。
【実施例】
【００３３】
実施例及び比較例に基づいて、本発明をより一層詳細に説明する。
１．タイヤ性能と試験片のゴム物性との関係
以下の実施例１と比較例１及び２とによって、タイヤ性能を比較し、タイヤ性能と試験片のゴム物性との関係を調べる。
【００３４】
（実施例１）
トレッドゴム用のゴム組成物は、以下の配合からなる。ＮＲ：１００質量部（以下、「ＰＨＲ」と称する。）、Ｃ／Ｂ（ＩＳＡＦ等級）：５０ＰＨＲ、イオウ（Ｓ）：１．０ＰＨＲ、加硫促進剤（以下、「ａｃｃ」と称する。）：０．８ＰＨＲ。このゴム組成物を押出し成形し、１５ｍｍの厚さのトレッドゴム用成形体を形成する。
【００３５】
上述したトレッドゴム用成形体の一部から試験片を形成する。この試験片は、押出し成形の押出し方向に４０％引き伸ばし、タイヤ本体の外周上に貼着することなく加硫する。
【００３６】
加硫後の試験片についてゴム物性を評価する。ゴム物性には粘弾性（Ｅ’）、損失係数（ｔａｎδ）及び耐摩耗性を選定する。また、粘弾性及び損失係数については試験片の押出し方向及び押出し垂直方向の双方で評価し、耐摩耗性については試験片の押出し方向で評価する。得られる結果を表１に示す。
【００３７】
別に、前述のトレッドゴム用成形体を押出し成形の押出し方向に４０％引き伸ばし、タイヤ本体の外周上に貼着し加硫する。得られたタイヤについてタイヤ性能を評価する。タイヤ性能としては、ＲＲ、ＱＣ及び耐摩耗性を選定する。得られる結果を表１に示す。
【００３８】
（比較例１）
実施例１と同様に、トレッドゴム用成形体を形成するが、引き伸ばすことなくタイヤ本体の外周上に貼着して加硫する。なお、加硫後のトレッドゴムの厚みが実施例１のタイヤと同程度になるようにトレッドゴム用成形体の貼着量を調整する。実施例１と同様に、試験片のゴム物性及びタイヤの性能を評価する。得られる結果を表１に示す。
【００３９】
（比較例２）
実施例１において、Ｃ／Ｂの配合量を５ＰＨＲ減少させ４５ＰＨＲとした以外は、実施例と同様のトレッドゴム用成形体を形成する。比較例１と同様に、トレッドゴム用成形体を引き伸ばすことなく用いる。実施例１と同様に、試験片のゴム物性及びタイヤの性能を評価する。得られる結果を表１に示す。
【００４０】
【表１】
2004268578.tif 000002
【００４１】
表１中、各特性は、コントロール（前述の比較例１）を１００とし、指数で表示する。ゴム物性のうち、粘弾性は引っ張り歪１．０％での測定値であり、損失係数は、温度１００℃、周波数５２Ｈｚ、歪２０％のｔａｎδでの測定値であり、耐摩耗性はランボーン試験機での評価結果である。表１中、タイヤ性能は、低ＲＲ、ＱＣ及び耐摩耗性では数値が大きいほど良である。
【００４２】
表１の結果から明らかなように、比較例１に対し、実施例１のように引っ張り後に加硫することで、タイヤ性能において、耐摩耗性を維持しながら、ＲＲ及びＱＣが向上する。
【００４３】
比較例２のように、ゴム組成物中のＣ／Ｂの配合量を減らすことで同様なＲＲ及びＱＣを得ようとする場合（Ｃ／Ｂを比較例１で用いる量より５ＰＨＲ減量する場合）、実施例１のタイヤに比べ、耐摩耗性が大きく低下する。
【００４４】
表１に示すように、試験片の押出し方向及び押出し垂直方向のゴム物性値の差が大きいほど、製品タイヤのＲＲ及びＱＣが悪化し、試験片の評価結果とタイヤ性能との間に相関が認められる。
【００４５】
２．引き伸ばし量と低ロス効果及び耐摩耗性との関係
以下の実施例２〜５及び比較例２によって、トレッドゴム用成形体の引き伸ばし量と、得られるトレッドゴムの低ロス効果及び耐摩耗性との関係を調べる。
【００４６】
（実施例２）
実施例１において、ゴム組成物として、ＮＲ：１００ＰＨＲをＮＲ：７０ＰＨＲ及びＢＲ：３０ＰＨＲに変えてトレッドゴム用成形体を得、この一部の試験片を押出し方向に１０％引き伸ばして加硫する以外は、実施例１と同様にして、加硫後の試験片を得、そのゴム物性を評価する。結果を表２に示す。
【００４７】
（実施例３）
実施例２において、トレッドゴム用成形体の試験片を押出し方向に３０％引き伸ばして加硫する以外は、実施例２と同様にして、加硫後の試験片を得、そのゴム物性を評価する。結果を表２に示す。
【００４８】
（実施例４）
実施例２において、トレッドゴム用成形体の試験片を押出し方向に５０％引き伸ばして加硫する以外は、実施例２と同様にして、加硫後の試験片を得、そのゴム物性を評価する。結果を表２に示す。
【００４９】
（実施例５）
実施例２において、トレッドゴム用成形体の試験片を押出し方向に１００％引き伸ばして加硫する以外は、実施例２と同様にして、加硫後の試験片を得、そのゴム物性を評価する。結果を表２に示す。
【００５０】
（比較例３）
実施例２において、トレッドゴム用成形体の試験片を押出し方向に引き伸ばさずに加硫する以外は、実施例２と同様にして、加硫後の試験片を得、そのゴム物性を評価する。結果を表２に示す。
【００５１】
（比較例４）
実施例２において、トレッドゴム用成形体の試験片を押出し方向に８％引き伸ばして加硫する以外は、実施例２と同様にして、加硫後の試験片を得、そのゴム物性を評価する。結果を表２に示す。
【００５２】
【表２】
2004268578.tif 000003
【００５３】
表２中、ゴム物性は比較例３のものを１００として指数で表す。表２に示すように、押出し後に引っ張る効果としては、１０％以上の伸張率が必要である。１０％未満の伸張率では低ロスの効果が得られない。また、これらの実験例からは、３０〜５０％の伸張率で高い低ロス化の効果が得られることがわかる。５０％を超えて伸張させても伸張率に見合ったそれ以上の効果は得られ難い。
【００５４】
３．Ｃ／Ｂの等級と低ロス効果及び耐摩耗性との関係
以下の比較例３及び４によって、Ｃ／Ｂの等級と低ロス効果及び耐摩耗性との関係について調べる。
【００５５】
（比較例５）
実施例１において、ゴム組成物中のＣ／Ｂ（ＩＳＡＦ等級）：５０ＰＨＲをＣ／Ｂ（ＧＰＦ等級）：５０ＰＨＲに変えてトレッドゴム用成形体を得、このトレッドゴム用成形体を引き伸ばすことなくタイヤ本体の外周上に貼着して加硫する以外は、実施例１と同様にしてタイヤを製造し、その性能を評価する。結果を表３に示す。
【００５６】
（比較例６）
比較例５において、トレッドゴム用成形体を押出し方向に５０％の伸張率で引き伸ばして加硫する以外は、比較例５と同様にしてタイヤを製造し、その性能を評価する。結果を表３に示す。なお、表３中、この例のタイヤ性能は、比較例５のものを１００として指数で表す。
【００５７】
４．ＮＲの配合量と低ロス効果及び耐摩耗性との関係
以下の比較例７及び８によって、ＮＲ量と低ロス効果及び耐摩耗性との関係について調べる。
【００５８】
（比較例７）
実施例１において、ゴム組成物中のＮＲ：１００ＰＨＲをＮＲ：３０ＰＨＲ及びＢＲ：７０ＰＨＲに変えてトレッドゴム用成形体を得、このトレッドゴム用成形体を引き伸ばすことなくタイヤ本体の外周上に貼着して加硫する以外は、実施例１と同様にしてタイヤを製造し、その性能を評価する。結果を表３に示す。
【００５９】
(比較例８)
比較例７において、トレッドゴム用成形体を押出し方向に５０％の伸張率で引き伸ばして加硫する以外は、比較例７と同様にしてタイヤを製造し、その性能を評価する。結果を表３に示す。なお、表３中、この例のタイヤ性能は、比較例７のものを１００として指数で表す。
【００６０】
５．Ｃ／Ｂの配合量と低ロス効果及び耐摩耗性との関係
以下の比較例９及び１０によって、Ｃ／Ｂの配合量と低ロス効果及び耐摩耗性との関係について調べる。
【００６１】
（比較例９）
実施例１において、ゴム組成物中のＣ／Ｂ（ＩＳＡＦ等級）：５０ＰＨＲをＣ／Ｂ（ＩＳＡＦ等級）：３０ＰＨＲに変えてトレッドゴム用成形体を得、このトレッドゴム用成形体を引き伸ばすことなくタイヤ本体の外周上に貼着して加硫する以外は、実施例１と同様にしてタイヤを製造し、その性能を評価する。結果を表３に示す。
【００６２】
（比較例１０）
比較例９において、トレッドゴム用成形体を押出し方向に５０％の伸張率で引き伸ばして加硫する以外は、比較例９と同様にしてタイヤを製造し、その性能を評価する。結果を表３に示す。なお、表３中、タイヤ性能は、比較例９のものを１００として指数で表す。
【００６３】
【表３】
2004268578.tif 000004
【００６４】
表３に示すように、ＨＡＦ級未満の等級のＣ／Ｂの使用、ＮＲが５０ＰＨＲ未満、或いはＣ／Ｂ配合量が４０ＰＨＲ未満では、加硫前に伸張させても、低ロス効果が得られない。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明によれば、トレッドゴム用成形体が加硫によって押出し方向に対して収縮する前に、予めトレッドゴム用成形体を押出し方向に所定の長さで引き伸ばすので、トレッドゴム用成形体が押出し方向に収縮しても、押出し方向におけるＣ／Ｂ間距離が押出し垂直方向におけるＣ／Ｂ間距離と極端に異ならなくなり、トレッドゴムの損失係数が三次元的にほぼ等しくなって、トレッドゴムにおいて、耐摩耗性を低下させることなく低ＲＲを実現することができる。