JP2007176029A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】品質と生産性とに優れたタイヤ８の提供。
【解決手段】本発明に係るタイヤ８のサイドウォール１２は、内側層４及び外側層６からなる。サイドウォール１２の上端面３０は、トレッド１０の内周面に接している。この上端面３０はさらに、ベルト２０の内周面に接している。上端面３０には、外側層６が露出していない。サイドウォール１２の下端面３２は、クリンチ部１４に接している。下端面３２には、内側層４が露出していない。サイドウォール１２の外周面４６には、内側層４が露出していない。内側層４の断面積と外側層６の断面積との比は、４０／６０以上６０／４０以下である。内側層４のゴム組成物のスコーチタイムｔ５(ｉ)に対する外側層６のゴム組成物のスコーチタイムｔ５(ｏ)の比（ｔ５(ｏ)／ｔ５(ｉ)）は、１．１以上２．５以下である。
【選択図】図３

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。詳細には、本発明は、空気入りタイヤのサイドウォールの改良に関する。

空気入りタイヤは、サイドウォールを備えている。サイドウォールは、撓みによって路面からの衝撃を吸収する。さらにサイドウォールは、カーカスの外傷を防止する。タイヤにおいてサイドウォールは、重要な役割を果たす。サイドウォールの層構造に関する提案が、特開平１０−４４７２０号公報に開示されている。

サイドウォールの上端は、バットレスに位置する。一般的なタイヤでは、このバットレスの厚みは、他の部位の厚みよりも大きい。タイヤは、グリーンタイヤが加圧されつつ加熱されることで得られる。この加圧かつ加熱は、加硫工程でなされる。厚みが大きいことに起因して、バットレスの内部は、加硫工程における熱伝導が不足しがちである。バットレスでは、アンダーキュアが生じやすい。長時間の加熱により、バットレスにおいて十分な架橋密度が達成される。しかし、長時間の加熱は、タイヤの生産性を阻害する。しかも、長時間の加熱は、他の部位のオーバーキュアを招来するおそれがある。

スコーチタイムの小さなゴム組成物がサイドウォールに用いられれば、バットレスのアンダーキュアが防止されうる。しかし、このゴム組成物は、加硫工程において十分には流動しない。不十分な流動により、サイドウォールの表面にベアーが生じる。

特開２００１−２８７５１３公報には、サイドウォールが内側層と外側層とを備えた空気入りタイヤが開示されている。この内側層のゴム組成物のスコーチタイムは、外側層のゴム組成物のスコーチタイムよりも小さい。このタイヤでは、内側層のゴム組成物が、短い加熱時間に寄与する。さらにこのタイヤでは、外側層のゴム組成物が、ベアーを抑制する。
特開平１０−４４７２０号公報 特開２００１−２８７５１３公報

サイドウォール用のゴムシートは、ゴム組成物が押し出されることによって形成される。内側層と外側層とを備えたサイドウォールが得られるには、一方のゴム組成物と他方のゴム組成物とが、押し出されつつ積層される必要がある。換言すれば、このゴムシートが得られるには、２台の押出機が必要である。２つのゴム組成物が押し出されつつ積層されるには、一方の押出機の押出速度が、他方の押出機の押出速度と同調される必要がある。押出機の押出速度は、ダイの開口の断面積に依存する。具体的には、開口の断面積が大きい場合に押出速度が小さく、開口の断面積が小さい場合に押出速度が大きい。内側層の断面積が外側層の断面積よりも大きい場合は、ゴムシートのライン速度は、この内側層のゴム組成物の押出速度に依存する。この押出速度は、遅い。外側層の断面積が内側層の断面積よりも大きい場合は、ゴムシートのライン速度は、この外側層のゴム組成物の押出速度に依存する。この押出速度は、やはり遅い。遅いライン速度は、タイヤの生産性を阻害する。

本発明の目的は、品質と生産性とに優れたタイヤの提供にある。

本発明に係るタイヤ製造方法は、
第一ゴム組成物と、この第一ゴム組成物のスコーチタイムｔ５とは異なるスコーチタイムｔ５を有する第二ゴム組成物とが、両者の断面積比が４０／６０以上６０／４０以下となるように押し出されつつ積層されて、サイドウォール用のゴムシートが得られる工程、
このゴムシートが、カーカスプライと積層され、グリーンタイヤが得られる工程
及び
このグリーンタイヤが、モールド内で加圧かつ加熱される工程
を含む。

本発明に係る空気入りタイヤは、その外面がトレッド面をなすトレッドと、このトレッドの端から半径方向略内向きに延びる一対のサイドウォールと、このサイドウォールよりも半径方向内側に位置する一対のビードと、トレッド及びサイドウォールの内側に沿って両ビードの間に架け渡されたカーカスとを備える。このサイドウォールは、内側層とこの内側層に積層された外側層とを備える。この内側層及び外側層は、ゴム組成物が架橋されることで得られる。この内側層のゴム組成物のスコーチタイムｔ５(ｉ)は、外側層のゴム組成物のスコーチタイムｔ５(ｏ)よりも小さい。この内側層の断面積と外側層の断面積との比は、４０／６０以上６０／４０以下である。

好ましくは、サイドウォールの上端面は、内側層のみからなる。好ましくは、サイドウォールの下端面は、外側層のみからなる。好ましくは、サイドウォールの外周面は、外側層のみからなる。

好ましくは、スコーチタイムｔ５(ｉ)に対するスコーチタイムｔ５(ｏ)の比（ｔ５(ｏ)／ｔ５(ｉ)）は、１．１以上２．５以下である。

本発明に係るタイヤ製造方法では、ゴムシートのライン速度が速い。この製造方法は、生産性に優れる。本発明に係る空気入りタイヤでは、内側層が短い加熱時間に寄与し、外側層がベアーの抑制に寄与する。このタイヤでは、サイドウォール用のゴムシートのライン速度が速い。このタイヤは、品質及び生産性に優れる。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１は、本発明の一実施形態に係るタイヤ製造方法が示されたフローチャートである。この製造方法では、まずサイドウォール用のゴムシートが形成される（ＳＴＥＰ１）。一方、成形機のドラム（又はフォーマー）に、カーカスプライが巻き付けられる（ＳＴＥＰ２）。カーカスプライは、筒状を呈する。次に、カーカスプライに一対のビードがセットされる（ＳＴＥＰ３）。次に、カーカスプライの両端が、軸方向内側へと折り返される（ＳＴＥＰ４）。折り返しにより、カーカスプライはビードに巻かれる。次に、カーカスプライに一対のゴムシートが巻かれる（ＳＴＥＰ５）。このゴムシートは、上記形成（ＳＴＥＰ１）で得られたものである。次に、カーカスプライがシェーピングに供される（ＳＴＥＰ６）。シェーピングにより、カーカスプライはトロイダル形状を呈する。次に、カーカスプライに、ベルトプライ及びトレッドゴムが貼り合わされる（ＳＴＥＰ７）。この貼り合わせにより、グリーンタイヤが予備成形される。次に、このグリーンタイヤがモールドに投入され、加硫に供される（ＳＴＥＰ８）。加硫では、モールド内でグリーンタイヤが加圧及び加熱される。この加圧と加熱とにより、グリーンタイヤのゴム組成物が流動する。加熱によりゴムが架橋反応を起こす。こうして、タイヤが得られる。

図２は、形成工程（ＳＴＥＰ１）で得られたゴムシート２が示された断面図である。この図２には、ゴムシート２の長手方向に対して垂直な平面に沿った断面が示されている。このゴムシート２は、内側層４及び外側層６を備えている。内側層４は、第一ゴム組成物からなる。外側層６は、第二ゴム組成物からなる。このゴムシート２は、第一ゴム組成物が第一押出機から押し出され、第二ゴム組成物が第二押出機から押し出され、両者が積層されることで得られる。第一ゴム組成物のスコーチタイムｔ５(ｉ)は、第二ゴム組成物のスコーチタイムｔ５(ｏ)とは異なっている。この例では、スコーチタイムｔ５(ｉ)は、スコーチタイムｔ５(ｏ)よりも小さい。スコーチタイムｔ５(ｉ)がスコーチタイムｔ５(ｏ)よりも大きくてもよい。

内側層４の断面積Ｓｉと外側層６の断面積Ｓｏとの比（Ｓｉ／Ｓｏ）は、４０／６０以上６０／４０以下が好ましい。比（Ｓｉ／Ｓｏ）が４０／６０以上に設定されることにより、第二押出機において第二ゴム組成物が十分速く押し出される。この観点から、比（Ｓｉ／Ｓｏ）は４５／５５以上がより好ましい。比（Ｓｉ／Ｓｏ）が６０／４０以下に設定されることにより、第一押出機において第一ゴム組成物が十分速く押し出される。この観点から、比（Ｓｉ／Ｓｏ）は５５／４５以下がより好ましい。比（Ｓｉ／Ｓｏ）が上記範囲に設定されることにより、ゴムシート２が、速いライン速度で形成される。速いライン速度により、優れた生産性が達成される。

図２において、両矢印Ｗｉで示されているのは内側層４の幅であり、両矢印Ｗｏで示されているのは外側層６の幅である。幅Ｗｉと幅Ｗｏとの比（Ｗｉ／Ｗｏ）は、４５／５５以上５５／４５以下が好ましい。比（Ｗｉ／Ｗｏ）が４５／５５以上に設定されることにより、第二押出機において第二ゴム組成物が十分速く押し出される。この観点から、比（Ｗｉ／Ｗｏ）は４７／５３以上がより好ましい。比（Ｗｉ／Ｗｏ）が５５／４５以下に設定されることにより、第一押出機において第一ゴム組成物が十分速く押し出される。この観点から、比（Ｗｉ／Ｗｏ）は５３／４７以下がより好ましい。比（Ｗｉ／Ｗｏ）が上記範囲に設定されることにより、ゴムシート２が、速いライン速度で形成される。速いライン速度により、優れた生産性が達成される。

図３は、図２のゴムシート２が用いられた空気入りタイヤ８の一部が示された断面図である。この図１において、上下方向がタイヤ８の半径方向であり、左右方向がタイヤ８の軸方向であり、紙面との垂直方向がタイヤ８の周方向である。このタイヤ８は、図１中の一点鎖線ＣＬを中心としたほぼ左右対称の形状を呈する。この一点鎖線ＣＬは、タイヤ８の赤道面を表す。このタイヤ８は、トレッド１０、サイドウォール１２、クリンチ部１４、ビード１６、カーカス１８、ベルト２０、インナーライナー２２及びチェーファー２４を備えている。このタイヤ８は、チューブレスタイプの空気入りタイヤである。このタイヤ８は、乗用車に装着される。

トレッド１０は架橋ゴムからなり、半径方向外向きに凸な形状を呈している。トレッド１０は、路面と接地するトレッド面２６を形成する。トレッド面２６には、溝２８が刻まれている。この溝２８により、トレッドパターンが形成されている。トレッド１０に溝２８が形成されなくてもよい。

サイドウォール１２は、トレッド１０の端から半径方向略内向きに延びている。このサイドウォール１２は、前述のゴムシート２が架橋さて得られる。サイドウォール１２は、内側層４及び外側層６からなる。サイドウォール１２の上端面３０は、トレッド１０の内周面に接している。この上端面３０はさらに、ベルト２０の内周面に接している。このタイヤ８は、ＴＯＳ（Ｔｒｅａｄ Ｏｖｅｒ Ｓｉｄｅｗａｌｌ）構造である。サイドウォール１２の下端面３２は、クリンチ部１４に接している。

ビード１６は、サイドウォール１２よりも半径方向内側に位置している。ビード１６は、コア３４と、このコア３４から半径方向外向きに延びるエイペックス３６とを備えている。コア３４はリング状であり、複数本の非伸縮性ワイヤー（典型的にはスチール製ワイヤー）を含む。エイペックス３６は、半径方向外向きに先細りであるテーパ状であり、高硬度な架橋ゴムからなる。

カーカス１８は、カーカスプライ３８からなる。カーカスプライ３８は、両側のビード１６の間に架け渡されており、トレッド１０及びサイドウォール１２の内側に沿っている。カーカスプライ３８は、コア３４の周りを、軸方向内側から外側に向かって巻かれている。

図示されていないが、カーカスプライ３８は、コードとトッピングゴムとからなる。コードが赤道面に対してなす角度の絶対値は、７０°から９０°である。換言すれば、このカーカス１８はラジアル構造である。コードは、通常は有機繊維からなる。好ましい有機繊維としては、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が例示される。バイアス構造のカーカスが採用されてもよい。

ベルト２０は、カーカス１８の半径方向外側に位置している。ベルト２０は、カーカス１８と積層されている。ベルト２０は、カーカス１８を補強する。ベルト２０は、内側ベルトプライ４０及び外側ベルトプライ４２からなる。図示されていないが、内側ベルトプライ４０及び外側ベルトプライ４２のそれぞれは、コードとトッピングゴムとからなる。コードは、赤道面に対して傾斜している。傾斜角度の絶対値は、通常は１０°以上３５°以下である。内側ベルトプライ４０のコードの赤道面に対する傾斜方向は、外側ベルトプライ４２のコードの赤道面に対する傾斜方向とは逆である。コードの好ましい材質は、スチールである。コードに、有機繊維が用いられてもよい。

インナーライナー２２は、カーカス１８の内周面に接合されている。インナーライナー２２は、架橋ゴムからなる。インナーライナー２２には、空気透過性の少ないゴムが用いられている。インナーライナー２２は、タイヤ８の内圧を保持する役割を果たす。

チェーファー２４は、ビード１６の近傍に位置している。タイヤ８がリムに組み込まれると、このチェーファー２４がリムと当接する。この当接により、ビード１６の近傍が保護される。チェーファー２４は、通常は布とこの布に含浸したゴムとからなる。ゴム単体からなるチェーファー２４が用いられてもよい。

図３から明らかなように、サイドウォール１２の上端面３０は、バットレス４４に至っている。加硫工程において熱が伝導しにくいバットレス４４に、スコーチタイムｔ５(ｉ)が短いゴム組成物が存在することにより、バットレス４４のアンダーキュアが抑制される。このタイヤ８の加硫工程（ＳＴＥＰ８）では、加熱時間が短い。短い加熱時間は、生産性に寄与する。短い加熱時間はさらに、バットレス４４以外の部位のオーバーキュアを抑制する。

図２及び図３から明らかなように、サイドウォール１２の上端面３０には、外側層６が露出していない。換言すれば、この上端面３０は、内側層４のみからなる。バットレス４４には、スコーチタイムｔ５(ｉ)が小さい第一ゴム組成物が主として配置される。これにより、さらに短い加熱時間が達成される。

図３から明らかなように、サイドウォール１２の外周面４６には、内側層４が露出していない。換言すれば、外周面４６は、外側層６のみからなる。この外周面４６は、加硫工程（ＳＴＥＰ８）においてモールドと接触する。外周面４６には、スコーチタイムｔ５(ｏ)が大きい第二ゴム組成物のみが配置される。この第二ゴム組成物は、加硫工程（ＳＴＥＰ８）において十分に流動する。この流動により、外周面４６におけるベアーが抑制される。

図２及び図３から明らかなように、サイドウォール１２の下端面３２には、内側層４が露出していない。換言すれば、この下端面３２は、外側層６のみからなる。サイドウォール１２とクリンチ部１４との境界には、スコーチタイムｔ５(ｏ)が大きい第二ゴム組成物のみが存在する。従って、加硫工程（ＳＴＥＰ８）において、この第二ゴム組成物とクリンチ部１４のゴム組成物との間で、十分な架橋反応が生じる。十分な架橋は、サイドウォール１２とクリンチ部１４との接合強度に寄与する。さらに、このタイヤ８では、サイドウォール１２の下端面３２に内側層４が露出する場合に比べ、サイドウォール１２とクリンチ部１４との境界の構造がシンプルである。構造がシンプルな境界では、界面剥離が生じにくい。このタイヤ８は、耐久性にも優れる。

スコーチタイムｔ５(ｉ)に対するスコーチタイムｔ５(ｏ)の比（ｔ５(ｏ)／ｔ５(ｉ)）は、１．１以上が好ましい。比（ｔ５(ｏ)／ｔ５(ｉ)）が１．１以上に設定されることにより、タイヤ８の品質と生産性とが両立される。この観点から、比（ｔ５(ｏ)／ｔ５(ｉ)）は１．３以上がより好ましく、１．５以上が特に好ましい。比（ｔ５(ｏ)／ｔ５(ｉ)）は、２．５以下が好ましい。

スコーチタイムｔ５(ｉ)及びｔ５(ｏ)は、「ＪＩＳ Ｋ ６３００」の規定に準拠して測定される。試験条件は、以下の通りである。
測定装置：島津製作所社の「ムーニービスコメーターＳＭＶ２００」
ロータ：Ｌタイプ
試験温度：１３０±１℃
測定では、まずダイが閉じられる。１分間の予熱後、ロータが回転する。ダイが閉じられてから、ムーニー粘度が最低値Ｖｍよりも５Ｍ大きくなるまでの時間が、測定される。

生産性の観点から、スコーチタイムｔ５(ｉ)は２０分以下が好ましく、１８分以下がより好ましく、１６分以下が特に好ましい。スコーチタイムｔ５(ｉ)は、１０分以上が好ましい。

ベアー抑制の観点から、スコーチタイムｔ５(ｏ)は１２分以上が好ましく、１５分以上がより好ましく、１８分以上が特に好ましい。スコーチタイムｔ５(ｏ)は、２５分以下が好ましい。

タイヤ８の各部材の寸法及び角度は、タイヤ８が正規リムに組み込まれ、正規内圧となるようにタイヤ８に空気が充填された状態で測定される。測定時には、タイヤ８には荷重がかけられない。本明細書において正規リムとは、タイヤ８が依拠する規格において定められたリムを意味する。ＪＡＴＭＡ規格における「標準リム」、ＴＲＡ規格における「Design Rim」、及びＥＴＲＴＯ規格における「Measuring Rim」は、正規リムである。本明細書において正規内圧とは、タイヤ８が依拠する規格において定められた内圧を意味する。ＪＡＴＭＡ規格における「最高空気圧」、ＴＲＡ規格における「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に掲載された「最大値」、及びＥＴＲＴＯ規格における「INFLATION PRESSURE」は、正規内圧である。ＪＡＴＭＡ規格に準拠した乗用車用タイヤ８の正規内圧は、１８０ｋＰａである。

以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。

［実施例１］
図２に示されたゴムシートを用い、図３に示された構造を備えた実施例１のタイヤを得た。このタイヤのサイドウォールは、内側層及び外側層を備えている。内側層のゴム組成物のスコーチタイムｔ５(ｉ)は、１５．０分である。外側層のゴム組成物のスコーチタイムｔ５(ｏ)は、１９．５分である。このゴムシートの比（Ｓｉ／Ｓｏ）は、５０／５０である。

［実施例２から５及び比較例１から２］
比（Ｓｉ／Ｓｏ）を下記の表１に示される通りとした他は実施例１と同様にして、実施例２から５及び比較例１から２のタイヤを得た。

［実施例６から８］
内側層に、スコーチタイムｔ５(ｉ)が下記の表２に示されるゴム組成物を用いた他は実施例１と同様にして、実施例６から８のタイヤを得た。

［比較例３及び４］
外側層に、スコーチタイムｔ５(ｏ)が下記の表２に示されるゴム組成物を用いた他は実施例１と同様にして、比較例３のタイヤを得た。このタイヤでは、内側層のゴム組成物は、外側層のゴム組成物と同一である。さらに、内側層に、スコーチタイムｔ５(ｉ)が下記の表２に示されるゴム組成物を用いた他は実施例１と同様にして、比較例４のタイヤを得た。このタイヤでは、内側層のゴム組成物は、外側層のゴム組成物と同一である。

［実施例９］
図４に示されるゴムシート４８を用いた他は実施例１と同様にして、実施例９のタイヤを得た。このゴムシート４８は、内側層５０及び外側層５２を備えている。このタイヤでは、サイドウォールの下端面５４に、内側層５０が露出している。この内側層５０は、クリンチ部と接している。

［ライン速度の測定］
ゴムシートの形成時のライン速度を測定した。この結果が、比較例１が１００とされたときの指数として、下記の表１及び２に示されている。

［バットレスの架橋密度］
バットレスに位置するサイドウォールのゴム硬度を測定し、架橋密度を「Ａ」から「Ｃ」に格付けした。十分な架橋密度が得られているものを、「Ａ」とした。この結果が、下記の表１及び２に示されている。

［外観観察］
５本のタイヤを目視で観察し、サイドウォールにおけるベアーの有無を判定した。この結果が、下記の表１及び２に示されている。

表１及び２に示されるように、実施例のタイヤは品質及び生産性に優れている。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。

本発明に係るタイヤは、種々の車両に装着されうる。

図１は、本発明の一実施形態に係るタイヤ製造方法が示されたフローチャートである。 図２は、形成工程で得られたゴムシートが示された断面図である。 図３は、図２のゴムシートが用いられた空気入りタイヤの一部が示された断面図である。 図４は、本発明の実施例９に係るタイヤのゴムシートが示された断面図である。

符号の説明

２、４８・・・ゴムシート
４、５０・・・内側層
６、５２・・・外側層
８・・・タイヤ
１０・・・トレッド
１２・・・サイドウォール
１４・・・クリンチ部
１６・・・ビード
１８・・・カーカス
２０・・・ベルト
２２・・・インナーライナー
２４・・・チェーファー
３０・・・上端面
３２、５４・・・下端面
４４・・・バットレス
４６・・・外周面

Claims (6)

1. 第一ゴム組成物と、この第一ゴム組成物のスコーチタイムｔ５とは異なるスコーチタイムｔ５を有する第二ゴム組成物とが、両者の断面積比が４０／６０以上６０／４０以下となるように押し出されつつ積層されて、サイドウォール用のゴムシートが得られる工程、 このゴムシートが、カーカスプライと積層され、グリーンタイヤが得られる工程
   及び
   このグリーンタイヤが、モールド内で加圧かつ加熱される工程
   を含むタイヤ製造方法。
2. その外面がトレッド面をなすトレッドと、このトレッドの端から半径方向略内向きに延びる一対のサイドウォールと、このサイドウォールよりも半径方向内側に位置する一対のビードと、トレッド及びサイドウォールの内側に沿って両ビードの間に架け渡されたカーカスとを備えており、
   このサイドウォールが、内側層とこの内側層に積層された外側層とを備えており、
   この内側層及び外側層が、ゴム組成物が架橋されることで得られており、
   この内側層のゴム組成物のスコーチタイムｔ５(ｉ)が、外側層のゴム組成物のスコーチタイムｔ５(ｏ)よりも小さく、
   この内側層の断面積と外側層の断面積との比が４０／６０以上６０／４０以下である空気入りタイヤ。
3. 上記サイドウォールの上端面が内側層のみからなる請求項２に記載のタイヤ。
4. 上記サイドウォールの下端面が外側層のみからなる請求項２又は３に記載のタイヤ。
5. 上記サイドウォールの外周面が外側層のみからなる請求項２から４のいずれかに記載のタイヤ。
6. 上記スコーチタイムｔ５(ｉ)に対するスコーチタイムｔ５(ｏ)の比（ｔ５(ｏ)／ｔ５(ｉ)）が１．１以上２．５以下である請求項２から５のいずれかに記載のタイヤ。

Images