JP2004358929A

JP2004358929A - 空気入りタイヤの製造方法および空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2004358929A
Application number: JP2003163408A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Dobashi; 秀行土橋; Kenichi Sugimoto; 健一杉本
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2003-06-09
Filing date: 2003-06-09
Publication date: 2004-12-24

Abstract

【課題】複合体の不織布とゴムとの十分なる一体化をもたらして、その複合体の耐久性を向上させる。
【解決手段】不織布とゴムとの複合体を、トレッド部および、ビード部含むサイド部の少なくとも一方に一層以上配設してなる空気入りタイヤを製造するに当り、複数個の貫通孔２を設けた、フィラメント繊維よりなる不織布１に、それの両面側から未加硫ゴム３をコーティングし、次いで、未加硫ゴム３をコーティングしたその不織布１を成型型上に貼り付けて生タイヤを成型する。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、タイヤの補強部材として、不織布とゴムとの複合体を用いる場合の空気入りタイヤの製造方法および、その方法によって製造した空気入りタイヤに関するものであり、とくには、不織布に固有のすぐれた補強機能を十分に発揮させる技術を提案するものである。
【０００２】
【従来の技術】
不織布、なかでも、フィラメント繊維の交差型多方向配列になる不織布は、タイヤの補強部材として用いて、各方向に対してすぐれた補強機能を発揮することができ、しかも、ゴムとの強力な接着を可能とすることから、たとえば、特開平９−２０１０９号公報、特開２００２−１４４８２３号公報および特開２００２−１４４８２５号公報等に、不織布とゴムとの複合体を、タイヤの、ビード部を含むサイド部の補強に供する技術が提案されており、これらによれば、不織布は、フィラメント繊維が撚られていないことから、ゴムが内部まで浸透し易く、これにより、板状の一体構造体となって、変形の吸収、抑制等にすぐれた機能を発揮するので、タイヤの運動性能や耐久性の向上をもたらすことができるとする。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−２０１０９号公報
【特許文献２】
特開２００２−１４４８２３号公報
【特許文献３】
特開２００２−１４４８２５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、現実には、ゴム材料の、不織布の内部への十分なる浸透を常に確実に実現することは甚だ困難であり、たとえば、タイヤの加硫時における伝播圧力の不足等に起因する、不織布とゴムとの複合体の、耐久性等に対する懸念は依然として残っており、このことは、その複合体を、タイヤの変形量の大きい部分に適用する場合および、大きな負荷を受けるタイヤに適用する場合等にとくに重大であった。
【０００５】
この発明は、従来技術が抱えるこのような問題点を解決することを課題とするものであり、それの目的とするところは、加硫条件等のばらつきの有無にかかわらず、複合体の、不織布とゴムとの十分なる一体化を実現することができ、結果として、その複合体に、耐久性等に対する高い信頼性の下で、所期した通りの機能を十分に発揮させることを可能とする空気入りタイヤの製造方法および、その方法によって製造した空気入りタイヤを提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明の空気入りタイヤの製造方法は、不織布とゴムとの複合体を、トレッド部および、ビード部を含むサイド部の少なくとも一方に一層以上配設してなる空気入りタイヤを製造するに当って、複数個の貫通孔を設けた、フィラメント繊維よりなる不織布に、それの両面側から未加硫ゴムをコーティングし、次いで、未加硫ゴムをコーティングしたその不織布を成型型上に貼り付けて生タイヤを成型するにある。
【０００７】
ここで「不織布」とは、それを構成するフィラメント繊維の相互が、接着、融着されていない状態のものをいい、この不織布は、多数本のフィラメント繊維のそれぞれが三方向以上の方向に延びて相互に交差する交差型多方向配列になるものが好ましい。ここでこの交差型多方向配列は、それぞれのフィラメント繊維を、縦方向もしくは縦横方向と、左右斜め方向とに延在させること、二種類以上の傾き角度をもたせて左右斜め方向に延在させること、ランダムに延在させること等によって実現することができ、また、全ての、もしくは大部分のフィラメント繊維は、それらを、交差型多方向配列にすると否との別なく、複数の波形をつけたクリンプ繊維とすることが好ましい。
【０００８】
またここで、「貫通孔」とは、不織布のフィラメント繊維間に存在する間隙よりもはるかに大きい開口面積、たとえば直径を有するものであって、不織布の一方の面から他方の面まで直線状に貫通するものをいう。
【０００９】
そしたまた、不織布に対する未加硫ゴムのコーティングは、たとえば、予め接着処理を施したまたは施さない不織布に対し、シート状の未加硫ゴムを、プレスもしくはロール等を用いて圧着させて、その未加硫ゴムを繊維間隙内へ押し込むことによって行うことができる。
【００１０】
さらに、ここでいう「成型型」は、既知の一般的な成型ドラムの他、拡縮径可能な剛性支持部材を含む成型ドラムおよび、製品タイヤの内周面形状に近似した外周面形状を有し、円周方向で複数に分割可能ないわゆるハードコア等をも含むものとする。
【００１１】
この方法に従って生タイヤを成型する場合には、不織布の両面側からコーティングされた未加硫ゴムの相互が、その不織布に設けた、好ましくは１ｃｍ^２当り４個以上の貫通孔を経て相互に接合されることになるので、成型された生タイヤの加硫時に、コーティングゴムの流動量が不足して、そのゴムが不織布内に十分に浸透できないことがあっても、その不織布を構成するフィラメント繊維は、貫通孔の形成位置で、コーティングゴムをもって縫着されることになり、繊維相互の分離ないしは剥離がそのコーティングゴムによって十分に拘束されるので、加硫を終えた後の、不織布とゴムとの複合体の耐久性を、従来技術に比して大きく向上させることができ、その複合体に、それ本来の機能を、それの適用個所の変形条件、荷重条件等のいかんにかかわらず、長期間にわたって十分に発揮させることができる。
【００１２】
しかもこの場合には、コーティングゴムは、貫通孔の周面から不織布内へ浸透することもできるので、コーティングゴムの浸透不足を有利に補って、フィラメント繊維の一体化を一層促進することができる。
【００１３】
これをいいかえれば、コーティングゴムの浸透不足の複合体が、たとえばタイヤサイド部に配設されている場合は、その複合体が、タイヤの負荷転動によって、剪断変形、圧縮変形、引張り変形等されるに当って、積層構造になる不織布繊維の相互間に剪断力が作用すると、層状をなすフィラメント繊維間に剥離が生じるおそれがあり、一旦その剥離が生じると複合体による力の支持能力等が極端に低下するため、その複合体はタイヤの補強機能を実質的に発揮し得なくなるところ、上述したところによって生タイヤを成型した場合には、加硫後の製品タイヤでのこのような問題を十分に取り除くことができる。
【００１４】
ところで、不織布に対する貫通孔の形成は、製造された不織布へのエアブローによって、フィラメント繊維を、それらに破断等を生じさせることなく押し退けることにより行うことができる他、不織布の製造に当って、支持台に突設した突部をもってフィラメント繊維を前後、左右等に振り分け配置することによっても行うことができ、これらのいずれによっても、フィラメント繊維を、それの切断も破断もなしに所定の長さに維持することができるので、不織布、ひいては、複合体に、所期した機能を十分に発揮させることができる。
【００１５】
なおここで、不織布の目付けは２００〜１０００ｍＮ／ｍ^２とすることが、タイヤの補強部材として用いる上で好適である。
すなわち、それが２００ｍＮ／ｍ^２未満では、補強した部分の曲げ剛性が低く、補強部材としての実効に乏しく、一方、１０００ｍＮ／ｍ^２を越えると、補強した部分の曲げ剛性が高くなりすぎて、車両への乗心地等が低下するおそれがある。
【００１６】
また、不織布の貫通孔の開口面積は０．５〜３ｍｍ^２とすることが好ましい。
これによれば、生タイヤの加硫に際するゴムの流動性が、ゴムの物性そのものに起因して悪い場合、および、加圧力の不足に起因して悪い場合のいずれにあっても、不織布の両面のコーティングゴムの相互を、確実に接合連結させて、不織布繊維の剥離抗力を十分に高めることができるので、加硫後の複合体の耐久性を大きく向上させることができる。
【００１７】
ところで、その開口面積が０．５ｍｍ^２未満では、貫通孔を満たすコーティングゴムによる、フィラメント繊維に対する拘束力が低くなりすぎる他、そのゴムが剪断力等によって破断されるおそれが高くなり、また、３ｍｍ^２を越えると、貫通孔の孔壁面と不織布との接合強度が低くなって、コーティングゴムによる、不織布繊維に対する拘束力が低くなりすぎるおそれがある。
【００１８】
この発明に係る空気入りタイヤは、トレッド部と、一対のサイドウォール部およびビード部とを具え、これらの各部を補強するカーカスおよび、カーカスのクラウン域の外周側でトレッド部を補強するベルトのそれぞれを設けるとともに、不織布とゴムとの複合体を、トレッド部および、ビード部を含むサイド部の少なくとも一方に一層以上配設したものであり、複合体のゴム、すなわちコーティングゴムを、不織布に設けた複数個の貫通孔のそれぞれに充満させたものである。
【００１９】
このタイヤでは、不織布を、コーティングゴムのそこへの浸透に加え、前述したような、コーティングゴムによる縫着をもって十分に拘束することができるので、複合体それ自体の耐久性を十分に確保して、その複合体に所期した機能を長期間にわたって発揮させることができる。
【００２０】
ここで、輪郭形状を円形、楕円形、角形等とすることができる貫通孔の開口面積は０．５〜３ｍｍ^２とすることが、複合体の耐久性をより有効に向上させる上で好ましい。
開口面積が０．５ｍｍ^２未満では、貫通孔を充満するコーティングゴムによるフィラメント繊維に対する拘束が低い他、それが、剪断力等によって破断されるおそれが高く、また、３ｍｍ^２を越えると、先に述べたと同様に、貫通孔と、コーティングゴムとの接合強度が低くなりすぎるおそれがある。
【００２１】
ところで、複合体は、タイヤの所要位置に配設できることはもちろんであるが、その複合体を、サイド部のカーカスの外側、すなわち、カーカス本体部分と、その本体部分の外側に延びる巻返し部分との間または、カーカスのその巻返し部分のさらに外側に配設した場合には、タイヤの耐久性の低下なしに操縦安定性を向上させることができる。
【００２２】
また、その複合体を、上述したところに代えてもしくは加えて、ベルトの外周側に配設した場合には、トレッド踏面への突起入力、そこへの尖鋭異物の刺さり込み等に対してベルトを有効に保護することができ、また、タイヤの高速回転に際する、トレッド踏面の迫出し変形を有効に阻止してタイヤの高速耐久性を向上させることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明の実施の形態を図面に示すところに基いて説明する。
図１は、不織布への貫通孔の形成態様を例示する拡大部分平面図であり、図中１は、たとえば、綿、レーヨン、ナイロン、ポリエステル、アラミドなどの他、カーボン、ガラス等から選択した一種もしくは二種以上の混合になるフィラメント繊維によって、好ましくは、そのフィラメント繊維の交差型多方向配列によって構成した、好適には目付けが２００〜１０００ｍＮ／ｍ^２の範囲の不織布を示す。
【００２４】
かかる不織布１に対し、ここでは、輪郭形状が円形をなす貫通孔２を千鳥上に形成し、各貫通孔２の開口面積、より正確には、貫通孔２の横断面積の平均値を、たとえば約２ｍｍ^２とするとともに、それらの貫通孔２の１ｃｍ^２当りの穿設を４個とする。
【００２５】
不織布１に対するこのような貫通孔２の形状は、エアブローをもって、フィラメント繊維を押し退け変位ないしは変形させることにより、所定の範囲の長さをもつフィラメント繊維に、破断も切断も生じさせることなく行うことができる他、不織布の製造に当り、支持台に突設した突部によって、その支持台上に積層されるフィラメント繊維を、前後、左右等に振り分け配置して、各突部位置に、突部輪部に対応する形状の孔を形成することにより行うこともできる。
【００２６】
図２は、このような不織布の両面側から未加硫ゴムをコーティングした状態を示す部分断面図であり、たとえば、接着処理を施した不織布１に対し、シート状の未加硫ゴムを、プレスまたはロールを用いて両面側から圧着させてコーティングすることにより、それらのコーティングゴム３は、圧着力、不織布繊維の間隙およびゴム粘度等との関連において不織布内へ浸入するとともに、貫通孔内へ進入して、好ましくは、図２（ａ）に示すように貫通孔内で相互に接合される。
【００２７】
ところで、ここにおけるコーティングゴム３は、たとえば生タイヤの加硫時の加熱加圧に当っては、流動性を高められて、不織布１の両面側からその内部へ一層浸透する他、貫通孔２の周面からもまた内部へ浸透することになり、また、貫通孔内に、不織布１の両面側から進入したゴム部分は、相互の接触、混じり合いの下に強固に一体化されることになる。
【００２８】
従って、未加硫ゴムのコーティング状態の下では、図２（ｂ）に例示するように、貫通孔内への、それぞれの進入ゴム部分が相互に間隔をおいて位置することがあっても、それらの両ゴム部分は、加硫時の加熱加圧によって十分に合体され、一体的に連結されることになる。
【００２９】
なおここで、未加硫ゴムをコーティングした不織布１に対する加硫の終了後の複合体においてもまた、不織布１の貫通孔内で連続するゴム部分に十分な強度を付与する一方で、貫通孔内のゴムと孔壁面との接合強度を確保するためには、その貫通孔２の開口面積、ひいては、貫通孔２の横断面積の平均値を０．５〜３ｍｍ^２の範囲とすることが好ましい。
【００３０】
図３は、図２に例示するような未加硫ゴムコーティング不織布を用い、この発明方法に従って製造した空気入りタイヤの横断面を示す図であり、これは、未加硫ゴムコーティング不織布を、たとえばタイヤ成型ドラム上で、製品タイヤの、それぞれのサイドウォール部と対応する部分に一枚ずつ貼着して生タイヤを成型した後、その生タイヤを、加硫金型内での加熱加圧下で加硫したものである。
【００３１】
このタイヤは、トレッド部１１と、このトレッド部１１の両側部から半径方向内方に延びる一対のサイドウォール部１２と、各サイドウォール部１２の内周側に連続するビード部１３とを具えるとともに、それぞれのビード部１３に配設したビードコア１４間にトロイダルに延びるとともに、側部部分をビードコア１４の周りで、タイヤ幅方向の内側から外側に巻返されて上記各部を補強するカーカス１５および、このカーカス１５のクラウン域の外周側に配設されてトレッド部１１を補強するベルト１６を具えるものであり、サイドウォール部１２で、カーカス１５の外側、ここでは、カーカス本体部分１５ａの外側で、カーカス巻返し部分１５ｂの内側に、未加硫ゴムコーティング不織布の加硫体になる、不織布とゴムとの複合体１７を配設したものである。
【００３２】
なおこの図に示すところでは、複合体１７の配設域を、ビードベース側から測って、タイヤ断面高さＨの０．３Ｈ〜０．７Ｈ倍の範囲内としているも、この配設域は所要に応じて適宜に変更できることができ、たとえば図４（ａ）に例示するように、ビード部１３のビードヒール近傍部分から、サイドウォール部１２のトレッドショルダ近傍部分までとすることもできる。なお、この配設態様を選択するときは、複合体１７は、カーカス巻返し部分１５ｂのさらに外側に配設されることになる。
【００３３】
また複合体１７は、それの配設層数を、図４（ｂ）に例示するように、二層もしくはそれ以上の複数層とすることもできる。なお、この図では、外側の複合体１７を、ビード部１３から、サイドウォール部１２のバットレス部分までとし、内側の複合体１７を、ビード部１３から、カーカス巻返し部分１５ｂの半径方向外端をカバーする領域までとしているも、このような配設域もまた所要に応じて適宜に変更できることはもちろんである。
【００３４】
ところで、このような空気入りタイヤにおいて、複合体１７に存在する不織布貫通孔の、横断面積の平均値は、先に述べたように０．２〜３ｍｍ^２の範囲とすることが好ましい。
【００３５】
また、複合体１７は、ビード部１３をも含むタイヤサイド部に配設することに加えて、または、それに代えて、図５に例示するように、ベルト１６の外周側に配設することもできる。この場合、複合体１７の、トレッド幅方向の配設域は、図示のように、ベルト１６の側部域に重なるレイヤ１８を配設したときは、従来から一般に用いられている、いわゆるキャップ層の配設域とほぼ同様とすることができ、一方、レイヤ１８を配設しないときは、そのレイヤのもしくはキャップの配設域または、キャップおよびレイヤの両配設域とすることもできる。
【００３６】
【実施例】
サイドウォール部に、図３に示すように複合体を配設した、サイズが２３５／７５Ｒ１５のタイヤであって、複合体不織布の貫通孔密度および貫通孔開口面積のそれぞれをパラメータとしたものを、６．５Ｊのリムに組付けるとともに、充填空気圧を１８０ｋｐａ、荷重を８０００Ｎ、速度を６０ｋｍ／ｈとしてドラム耐久試験を行って、複合体の配設個所に破壊が生じるまでのタイヤの走行距離を測定したところ、表１に示す結果を得た。なお表中のドラム耐久性指数は、大きいほどすぐれた結果を示すものとした。
【００３７】
【表１】

【００３８】
表１によれば、実施例タイヤはいずれも、貫通孔を設けた不織布を用いることによって耐久性を有利に向上させ得ることが明らかであり、また、貫通孔開口面積は、それが１ｍｍ^２の場合に耐久性がもっとも高くなり、そして、貫通孔密度については、１ｃｍ^２当り４個とすることで、耐久性が最も高くなることが明らかである。
【００３９】
【発明の効果】
上記実施例からも明らかなように、この発明によれば、不織布とゴムとの複合体において、不織布を、その内部へのコーティングゴムの浸透と併せて、そこに設けた貫通孔での、それぞれの表面側のコーティングゴムの相互連結によって一体的にかつ強固に拘束することで、不織布のフィラメント繊維の、意図しない剥離を原因とする、複合体の耐久性の低下を十分に防止することができ、これがため、複合体を補強部材として適用した空気入りタイヤにおいては、不織布に固有の補強機能を、長期間にわたって所期した通りに発揮させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】不織布への貫通孔の形成態様を例示する拡大部分平面図である。
【図２】不織布への未加硫ゴムのコーティング状態を示す断面図である。
【図３】この発明に係るタイヤの実施形態を示す横断面図である。
【図４】複合体の他の配設態様を例示する部分横断面図である。
【図５】複合体のさらに他の配設態様を例示するトレッド部の横断面図である。
【符号の説明】
１不織布
２貫通孔
３コーティングゴム
１１トレッド部
１２サイドウォール部
１３ビード部
１５カーカス
１６ベルト
１７複合体

Claims

不織布とゴムとの複合体を、トレッド部および、ビード部含むサイド部の少なくとも一方に一層以上配設してなる空気入りタイヤを製造するに当り、
複数個の貫通孔を設けた、フィラメント繊維よりなる不織布に、それの両面側から未加硫ゴムをコーティングし、次いで、未加硫ゴムをコーティングしたその不織布を成型型上に貼り付けて生タイヤを生成する空気入りタイヤの製造方法。
不織布の貫通孔を、製造された不織布に対するエアブローにより形成する請求項１に記載の空気入りタイヤの製造方法。
不織布の貫通孔を、その不織布の製造に当り、支持台に突設させた突部によってフィラメント繊維を振り分け配置することにより形成する請求１に記載の空気入りタイヤの製造方法。
不織布の目付けを２００〜１０００ｍＮ／ｍ^２とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
不織布の貫通孔の個数を１ｃｍ^２当り４個以上とする、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、
貫通孔の開口面積を、０．５〜３ｍｍ^２とする請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
トレッド部と、一対のサイドウォール部およびビード部とを具え、これらの各部を補強するカーカスおよび、カーカスのクラウン域の外周側でトレッド部を補強するベルトのそれぞれを設けるとともに、不織布とゴムとの複合体を、トレッド部および、ビード部を含むサイド部の少なくとも一方に一層以上配設してなる空気入りタイヤであって、
複合体のゴムを、不織布に設けた複数個の貫通孔のそれぞれに充満させてなる空気入りタイヤ。
貫通孔の開口面積を０．５〜３ｍｍ^２としてなる請求項７に記載の空気入りタイヤ。
複合体を、サイド部のカーカスの外側に配設してなる請求項７もしくは８に記載の空気入りタイヤ。
複合体をベルトの外周側に配設してなる請求項７〜９のいずれかに記載の空気入りタイヤ。