JP2020108935A - トレッドゴムの製造方法及び空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】薄肉のトレッドゴムにおいても、導電性能が高く、加硫成型後に良好な外観が得られるトレッドゴムの製造方法及び空気入りタイヤを提供する。【解決手段】トレッドゴムは、帯状の非導電性のキャップゴム１２を備え、キャップゴム１２の幅方向端部領域１２ａ、１２ｂに、キャップゴム１２を貫通しない深さのスリット１４を、キャップゴム１２の長手方向に沿って形成し、スリット１４が形成された幅方向端部領域１２ａ、１２ｂとトレッドゴム１０の側面の少なくとも一部とを覆うように導電性液状ゴム糊を供給し、導電性液状ゴム糊をスリット１４に侵入させて、トレッドゴム１０を製造する。【選択図】図２

Description

本発明は、空気入りタイヤに使用されるトレッドゴムの製造方法及び空気入りタイヤに関する。

近年、燃費性能と関係が深いタイヤの転がり抵抗の低減を目的として、トレッドゴムをシリカ高配合とした空気入りタイヤが提案されている。ところが、かかるトレッドゴムは、カーボンブラック高配合としたものに比べて電気抵抗が高く、車体やタイヤで発生した静電気の路面への放出を阻害しやすい。そのため、ラジオノイズなどの不具合を生じやすいという問題があった。そこで、従前より、シリカ高配合とした未加硫トレッドゴムに、導電性液状ゴム糊からなる被膜や導電ゴム層を形成して加硫成型することで、トレッドゴムに導電経路を設ける方法がある。

特許文献１には、未加硫トレッドゴムのタイヤショルダー部から、該トレッドゴムの両側又は片側に配された導電性トレッドストリップゴムにかけて、導電性液状ゴム糊を塗布し、導電性被膜を形成する方法と、導電性液状ゴム糊が塗布されるトレッドゴムのタイヤショルダー部に溜穴と呼ばれる陥没部を形成し、この溜穴に導電性液状ゴム糊を充填しておくことが記載されている。

特許文献２及び特許文献３には、未加硫の帯状トレッドゴムの長手方向（加硫成型後のタイヤ周方向）に延び、かつ、キャップゴムを貫通する深さの切れ目を形成し、この切れ目に導電性液状ゴムを流し込み、導電ゴム層を形成して加硫成型することで、キャップゴムを分断するように、キャップゴムの表面からベースゴムまでの導電経路を設ける方法が記載されている。

近年、さらなる燃費性能を向上させるため、トレッドゴムの薄肉化が進行している。トレッドゴムの薄肉化が進行すると、トレッドゴムを形成するゴム量が減少し、加硫成型時のゴムの流動量も低下する傾向にある。そのため、薄肉化したトレッドゴムに特許文献１に記載のごとく溜穴を形成すると、加硫成型時のゴムの流動量が不十分なので溜穴が塞がらず、加硫成型後に溜穴の痕が残ることがあった。また、そのトレッドゴムを冷却水で冷却すると、溜穴に冷却水が残留し、溜穴部分が変色する場合があった。溜穴の痕が残ったタイヤや変色したタイヤは外観不良とされる。

また、特許文献２、３に記載の方法では、帯状トレッドゴムの長手方向に延びてキャップゴムを貫通する導電ゴム層によって、キャップゴムが幅方向に分断されてしまう。そのため、薄肉のトレッドゴムの場合、キャップゴムの剛性低下が顕著となり、特に、加硫成型前にステッチャでトレッドゴムをタイヤ基体に圧着させる際、トレッドゴムの形状が崩れたり、導電経路が途切れたりするおそれがある。

特開２００２−００１８３４号公報 特開平１１−０４２７１９号公報 特開２００１−２７０３０９号公報

本発明は、薄肉のトレッドゴムにおいても、加硫成型後に良好な外観が得られ、導電性能の低下を抑制でき、トレッドゴムの形状が崩れず、導電経路が途切れることを抑制するトレッドゴムの製造方法及び空気入りタイヤを提供することを目的としている。

本発明は、上記課題を解決するために、以下の方法を案出した。すなわち、空気入りタイヤに使用されるトレッドゴムの製造方法であって、前記トレッドゴムは、帯状の非導電性ゴムを備え、前記非導電性ゴムの幅方向端部領域に、前記非導電性ゴムを貫通しない深さのスリットを、前記非導電性ゴムの長手方向に沿って形成し、前記スリットが形成された前記幅方向端部領域と前記トレッドゴムの側面の少なくとも一部とを覆うように導電性液状ゴム糊を供給し、前記導電性液状ゴム糊を前記スリットに侵入させる。

かかる構成により、以下の効果が得られる。
スリットは非導電性ゴムに設けられた細幅の切れ目であるから、スリットは加硫成型によって塞がれて、加硫成型後のタイヤ外観に痕残りが生じない。また、非導電性ゴムの表面付近に冷却水が残留しないため、非導電性ゴムの変色を抑制できる。さらに、スリットが非導電性ゴムを貫通しないため、非導電性ゴムが幅方向に分断されることはなく、非導電性ゴムの剛性の低下を抑制できる。そのため、タイヤ成型時にトレッドゴムの形状が崩れたり、導電経路が途切れたりする不都合を抑えられる。

また、前記スリットの深さは前記非導電性ゴムの厚みの１５〜５０％であるとよい。
また、前記スリットの溝幅は０．３〜１．０ｍｍであるとよい。
また、前記幅方向端部領域に前記スリットを複数形成し、隣り合う前記スリットの間隔は１．０〜３．０ｍｍであるとよい。

本発明の空気入りタイヤは、環状に形成されたトレッドゴムを備える空気入りタイヤであって、前記トレッドゴムは、前記空気入りタイヤの外周面を形成する非導電性ゴムと、前記非導電性ゴムの幅方向端部領域と前記トレッドゴムの側面の少なくとも一部とを覆う導電性ゴム被膜と、を備え、前記導電性ゴム被膜は、前記非導電性ゴムを貫通しない深さであり、かつ、タイヤ周方向に沿って延び、前記タイヤ径方向内側に向かって延出した薄膜状の延出部を含む。

空気入りタイヤの一例を示す子午線半断面図 トレッドゴムの一実施形態の一部を示す斜視図 図２のトレッドゴムの断面の一部を拡大した図 トレッドゴムの別実施形態の断面図

図１に示した空気入りタイヤは、一対のビード部１と、そのビード部１の各々からタイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部２と、そのサイドウォール部２の各々のタイヤ径方向外側端に連なるトレッド部３とを備える加硫成型後のタイヤである。トロイド状に成型されたカーカス４のタイヤ径方向外側にはベルト５などの補強材が配置され、それを覆うようにして薄肉のトレッドゴム１０が設けられている。また、カーカス４のタイヤ幅方向外側には、サイドゴム６が設けられている。サイドゴム６は、サイドウォール部２の外壁面を構成するサイドウォールゴム７と、カーカス４とベルト５の端部との間に配置されたパッドゴム９とを備える。ビード部１の外壁面にはリムストリップゴム８を備える。図示していないが、トレッドゴム１０の表面には、要求されるタイヤ性能や使用条件に応じた様々な溝が付与されたトレッドパターンが形成されている。薄肉のトレッドゴム１０のため、ベルト５の外周面からトレッドパターンで最も深い主溝の底までの距離は２ｍｍ以下である。

図２は未加硫のトレッドゴム１０の一実施形態の一部を示す斜視図である。トレッドゴム１０は、多層型押出機により、複数種のゴムを共押出されて形成されるゴム部材である。トレッドゴム１０は、帯状のベースゴム１１と、帯状のベースゴム１１上に積層された帯状のキャップゴム１２と、それらの幅方向両側面に接するように配置されたストリップゴム１３とを有する。キャップゴム１２は、加硫成型後のタイヤにおいてトレッドゴム１０の外周面を構成する。

ベースゴム１１とストリップゴム１３は導電性ゴムであり、体積抵抗率が１０^８Ω・ｃｍ未満を示すゴムが例示される。導電性ゴムは、例えば原料ゴムに補強剤としてカーボンブラックを高比率で配合することにより作製される。なお、カーボンブラック以外にも、カーボンファイバーや、グラファイト等のカーボン系、及び金属粉、金属酸化物、金属フレーク、金属繊維等の金属系の公知の導電性付与材を配合することでも得られる。

キャップゴム１２はシリカ高配合の非導電性ゴムである。該シリカは、例えば原料ゴム成分１００質量部に対して３０〜１００質量部で配合される。シリカとしては、湿式シリカが挙げられるが、補強材として汎用されているものは制限なく使用できる。非導電性ゴムは、沈降シリカや無水ケイ酸などのシリカ類以外にも、焼成クレーやハードクレー、炭酸カルシウムなどを配合して作製してもよい。非導電性ゴムは、車体やタイヤで発生した静電気の路面への放出を阻害する電気抵抗を有し、体積抵抗率が１０^８Ω・ｃｍ以上を示すゴムが例示される。

上記の原料ゴムとしては、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）等が挙げられ、これらは、１種単独で又は２種以上混合して使用される。斯かる原料ゴムは、加硫剤や加硫促進剤、可塑剤、老化防止剤等も適宜に配合される。

キャップゴム１２の幅方向端部領域１２ａ、１２ｂのそれぞれに、キャップゴム１２を貫通しない深さのスリット１４を、キャップゴム１２の長手方向に沿って形成する。スリット１４は、例えば、回転する円盤状の薄板ブレードを使用して、コンベアにより搬送されるトレッドゴム１０の表面に切り込みを入れることで形成する。

スリット１４を形成した後、スリット１４が形成された幅方向端部領域１２ａ、１２ｂと、ストリップゴム１３の一部１３ａ、１３ｂと、を覆うように、導電性液状ゴム糊を供給する。図２におけるハッチングされた領域１５は、導電性液状ゴム糊に覆われた領域を示している。導電性液状ゴム糊は、スリット１４内部に侵入する。このとき、導電性液状ゴム糊は、キャップゴム１２の表面全域を覆ってもよく、ストリップゴム１３の表面全域を覆ってもよい。また、スリット１４の形成時、導電性液状ゴム糊を付着させたブレードで切り込みを入れて、導電性液状ゴム糊がスリット１４内部に侵入しやすいようにしてもよい。

導電性液状ゴム糊は、例えば、導電性ゴムを有機溶媒と混合し、その有機溶媒にゴム成分を溶解させることで得られる。所要の導電性能が得られる限り導電性ゴム糊の組成は特に限定されないが、例えば、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）１００質量部、カーボンブラック８０質量部および高芳香族系プロセスオイル４０質量部に、ワックス、ステアリン酸、老化防止剤、亜鉛華、加硫促進剤および硫黄などを添加したゴム組成物を、ゴム用揮発油に攪拌溶解することにより作成される。

トレッドゴム１０のスリット１４について、図３を参照して説明する。図３は、図２のトレッドゴム１０の子午線断面の一部を拡大した図である。薄肉のトレッドゴム１０を構成するベースゴム１１は、幅方向両端のテーパー領域を除いた幅方向中間部分の厚さＴ１が、３ｍｍ以下であるとよい。キャップゴム１２は、幅方向両端のテーパー部分を除いた幅方向中間部分の厚さＴ２が２〜２０ｍｍであるとよく、好ましくは５〜１５ｍｍである。

スリット１４の深さＤはキャップゴム１２の厚みに応じて設定される。深さＤは、キャップゴム１２の厚みの１５〜５０％であるとよく、好ましくは、３０〜３５％であるとよい。深さＤが大きいほど、導電性液状ゴム糊がキャップゴム１２の奥深くまで侵入するようになる。しかしながら、深さＤが大きすぎると、キャップゴム１２の剛性が低下する傾向にある。深さＤが上記範囲にあると、キャップゴム１２の剛性を保ちつつ、導電性液状ゴム糊をなるべく奥深くまで侵入させて、キャップゴム１２摩耗時の導電性能を確保できる。深さＤの変更は、ブレード長さ（円盤状の場合は、ブレード径）又はブレード挿入深さを変更することにより行う。

キャップゴム１２の表面が、ベースゴム１１とキャップゴム１２との接触面に対して傾斜を有する場合がある。そのため、スリット（厳密には、スリット深さ方向に延びるスリット幅方向中心線ｉ１）とキャップゴム１２表面との間になす角θ１が９０度をなす必要はない。角θ１は９０±１０度であるとよく、より好ましくは、９０±５度であるとよい。スリット（厳密には、幅方向中心線ｉ１）とキャップゴム１２とベースゴム１１と接触面との間になす角θ２が８５度より大きく９５度未満をなすように、スリット１４を形成すると好ましい。

スリット１４の溝幅Ｗは０．５〜２．０ｍｍであるとよく、より好ましくは１．０〜１．５ｍｍであるとよい。溝幅Ｗが小さいと、導電性液状ゴム糊がスリット内に侵入しにくい。溝幅Ｗが大きいと、導電性液状ゴム糊がキャップゴム内部に過剰に侵入しやすく、スリット１４内の底部に溜まるなど、導電性液状ゴム糊が深さ方向に不均等となる傾向にある。溝幅Ｗが上記範囲にあると、適量の導電性液状ゴム糊をスリット１４の奥深くまで、深さ方向に均等に侵入させるうえで好ましい。溝幅Ｗは、ブレードの厚みを変更することで調整する。

幅方向端部領域１２ａ、１２ｂには、スリット１４を１本形成してもよいが、本実施形態のように複数本形成することが好ましい。例えば、一つの幅方向端部領域（１２ａ又は１２ｂ）内に、スリット１４を５〜２０本形成してもよく、より好ましくは、１０〜１５本形成する。隣り合うスリットとの間隔Ｓは１．０〜３．０ｍｍであるとよく、より好ましくは、１．５〜２．５ｍｍである。一つの幅方向端部領域内に複数本のスリットが形成されることで、幅方向端部領域における導電性液状ゴム糊の侵入領域が増加するとともに、幅方向端部領域全体が保持する導電性液状ゴム糊の保持量が増え、キャップゴム１２摩耗時の導電性能を維持しやすくなる。隣り合うスリットとの間隔Ｓは、全て同じでも、異なっていてもよい。各スリットの深さを全て同じ深さにしてもよく、異ならせてもよい。各スリットの深さを異ならせる場合は、各スリットを形成するためのブレードごとに、ブレード長さ（円盤状ブレードの場合は、ブレード径）又は挿入深さを変更することで行うとよい。各スリットとキャップゴム１２表面との間になす角θ１を互いに異ならせてもよい。互いに異ならせる場合は、ブレードごとにブレードの取り付け角を調整するとよい。

上記トレッドゴム１０をタイヤ径方向最外側に環状に形成した未加硫タイヤを加硫成型して空気入りタイヤを製造する。加硫成型後の空気入りタイヤにおけるトレッドゴム１０は、ベースゴム１１と、ベースゴム１１の外周側に積層されたキャップゴム１２と、キャップゴム１２の幅方向端部領域とトレッドゴム１０の側面の少なくとも一部とを覆う導電性ゴム被膜と、を備える。導電性ゴム被膜は、キャップゴム１２を貫通しない深さであり、かつ、タイヤ周方向に沿って延び、タイヤ径方向内側に向かって延出した薄膜状の延出部を含んでいる。この延出部を含む導電性ゴム被膜は、加硫成型前のキャップゴム１２において形成されたスリット１４に侵入した導電性液状ゴム糊によって形成される。

加硫成型後の空気入りタイヤは、リムに接するリムストリップゴム８から、サイドウォール部２のサイドゴム６及びトレッド部３のストリップゴム１３を通じて、トレッド部３表面の導電性ゴム被膜へと導電経路が形成される。また、トレッド部３表面の導電性ゴム被膜が走行により摩耗したとしても、導電性ゴム被膜がタイヤ横溝内で露出することにより、ストリップゴム１３から路面への導電経路が維持される。なお、加硫成型前のスリット深さ（又は、加硫成型後の導電性ゴム被膜における突出部のタイヤ径方向長さ）は、加硫成型後に形成されたトレッドパターンの最も深い主溝深さよりも短い。

図４を参照して、トレッドゴムの別実施形態を説明する。トレッドゴム２０は、帯状のベースゴム２１と、帯状のベースゴム２１上に積層された帯状のキャップゴム２２とを有するが、それらの幅方向両側面に接するように配置されたストリップゴムを有しない。スリット２４は、キャップゴム２２の一定厚領域とテーパー領域との両方に形成されている。スリット２４が設けられた位置におけるキャップゴム２２の厚さが薄くなるほど、スリット２４が浅くなるようにしている。導電性液状ゴム糊は、キャップゴム２２のテーパー領域全体を覆っている。本実施形態のトレッドゴム２０をタイヤ径方向最外側に環状に形成した未加硫タイヤから、例えば、サイドウォール部２の一部がトレッドゴム２０のテーパー領域の少なくとも一部を覆うＳＷＯＴ構造を有する空気入りタイヤを加硫成型してもよい。

上記二つの実施形態では、トレッドゴム１０（２０）はベースゴム１１（２１）上に非導電性のキャップゴム１２（２２）を積層した構造を有しているが、トレッドゴムは、ベースゴムを有さず、非導電性ゴムを有する構造でもよい。そうすると、図３における、ベースゴムの、幅方向両端のテーパー領域を除いた幅方向中間部分の厚さＴ１の下限値は０ｍｍである。

上記で説明した数値範囲において、上限値と下限値は、その数値自体を含む範囲でもよく（下限値以上又は上限値以下）、その数値自体を含まない範囲でもよい（下限値超又は上限値未満）。
本発明は、上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。

３…トレッド部
６…サイドゴム
１０、２０…トレッドゴム
１１、２１…ベースゴム
１２、２２…キャップゴム
１３…ストリップゴム
１４、２４…スリット
１５、２５…導電性液状ゴム糊に覆われた領域

Claims (5)

1. 空気入りタイヤに使用されるトレッドゴムの製造方法であって、
   前記トレッドゴムは、帯状の非導電性ゴムを備え、
   前記非導電性ゴムの幅方向端部領域に、前記非導電性ゴムを貫通しない深さのスリットを、前記非導電性ゴムの長手方向に沿って形成し、
   前記スリットが形成された前記幅方向端部領域と前記トレッドゴムの側面の少なくとも一部とを覆うように導電性液状ゴム糊を供給し、前記導電性液状ゴム糊を前記スリットに侵入させることを特徴とする、トレッドゴムの製造方法。
2. 前記スリットの深さは前記非導電性ゴムの厚みの１５〜５０％である、請求項１に記載のトレッドゴムの製造方法。
3. 前記スリットの溝幅は０．３〜１．０ｍｍである、請求項１又は２に記載のトレッドゴムの製造方法。
4. 前記幅方向端部領域に前記スリットを複数形成し、隣り合う前記スリットの間隔は１．０〜３．０ｍｍである、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のトレッドゴムの製造方法。
5. 環状に形成されたトレッドゴムを備える空気入りタイヤであって、
   前記トレッドゴムは、
   前記空気入りタイヤの外周面を形成する非導電性ゴムと、
   前記非導電性ゴムの幅方向端部領域と前記トレッドゴムの側面の少なくとも一部とを覆う導電性ゴム被膜と、を備え
   前記導電性ゴム被膜は、前記非導電性ゴムを貫通しない深さであり、かつ、タイヤ周方向に沿って延び、前記タイヤ径方向内側に向かって延出した薄膜状の延出部を含む、ことを特徴とする、空気入りタイヤ。

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