JP3961633B2 - 空気入りタイヤのトレッド細溝形成方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気入りタイヤのトレッド細溝形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ウエット性能や氷上性能を向上させるため、トレッドには溝幅の狭い、いわゆるサイプと呼ばれる細溝が適用されている。上記サイプは、ブレードと呼ばれる金属板を加硫金型に植え付けることにより、タイヤの加硫成型時にトレッド部に形成される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記性能に合致させるためにサイプ間隔を変更する場合には、加硫金型を作りかえるか、新設する必要があり、コストと時間がかかるという問題がある。
【０００４】
また、従来技術では、加硫金型にブレードを植え付けているため、ブレードの植え込み間隔を狭くする、また、ブレードの埋め込み密度を大きくすることによって更なる上記性能の向上を狙ってもゴム流れが悪くなり、ブロックの中央付近でベアが発生したり、ブロック剛性の低下によりタイヤがモールドから抜け出る際にブロックの一部又は全てが脱落してしまう不具合（ブロック欠け）により、ブレードの間隔を狭めたり、密度を多くするにも自ずと制限があった。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、製造上に問題を生じることなくトレッドに細溝を形成することのできる空気入りタイヤのトレッド細溝形成方法を提供することが目的である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、一対のビードコア間にトロイド状をなして跨がるカーカスのクラウン部外周に補強層とトレッドを順次配置した空気入りタイヤの前記トレッドに細溝を形成する空気入りタイヤのトレッド細溝形成方法であって、前記トレッドの少なくとも接地部分の一部を、ゴム層と、前記ゴム層よりも厚みが薄く且つ前記ゴム層のゴムよりも強度の低い材質からなる繊維層と、が互いに隣り合うように積層された積層体とし、前記積層体を変形させ、前記繊維層を剥離させる及び又は繊維層自体を破壊することで前記ゴム層とゴム層との間に周方向溝よりも溝幅が狭い細溝を形成することを特徴としている。
【０００７】
請求項１に記載の空気入りタイヤのトレッド細溝形成方法では、ゴム層と繊維層とが互いに隣り合うように積層された積層体を変形させると、繊維層がゴム層から剥離したり、
繊維層自身が破壊されたりしてゴム層とゴム層との間に細溝が形成される。
また、繊維層は、無数の繊維から構成されており、繰り返し変形によって剥離や破壊が起きやすい。
【０００８】
本発明によれば、所望の間隔で繊維層を積層することができるので、同一の加硫金型で細溝間隔の異なる空気入りタイヤを製造することができ、加硫金型を作りかえたり新設する必要がない。また、ベア、ブロックの脱落等により、ブレードを用いた従来技術では不可能であった狭い間隔の細溝を持つ空気入りタイヤをも製造することができる。
【０００９】
ところで、ブレードは、加工の問題及び曲がりや損傷の抑制のため、例えばトラックバス用のタイヤで０．６mm、乗用車用のタイヤで０．４mm以上の厚さに設定されているが、本発明では加硫金型にブレードを必要とせず、繊維層の厚さで細溝の幅を設定できるため、ブレードよりも薄い繊維層を用いることができる。したがって、タイヤ製造上に問題を生じさせずに従来よりも幅狭の細溝を簡単に形成することができる。
【００１０】
なお、ゴム層と繊維層とが互いに積層された積層体はトレッドの少なくとも接地部分の一部にあれば良く、必ずしもトレッド全体に無くても良い。例えば、トレッドがキャップ・ベース構造である場合には、キャップ部のみをこのような積層体とすれば良い。
【００１１】
トレッドは、ブロックパターン、リブパターン、ラグパターン等の何れのパターンであっても良く、パターン無し（溝無し）であっても良い。
【００１２】
なお、積層体を変形させる方法としては、例えば、表面を適度に荒らした回転ドラムに押し当ててタイヤを回転させる方法、タイヤを車両に装着して走行させる方法、タイヤを振動する物体（バイブレーター等）に押し当てる方法等があるが、積層体に外力を付与して繊維層が剥離又は破壊されれば他の方法で行っても良い。
【００１３】
【００１４】
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の空気入りタイヤのトレッド細溝形成方法において、前記繊維層が不織布からなることを特徴としている。
【００１６】
不織布は、例えば、緯糸と経糸とからなる織物と比較して薄く形成することができ、これによって幅狭の細溝を形成することが可能となる。さらに、不織布は、製造方法によって繊維の方向を一方向に揃えたり、ランダムにすることができ、ゴムとの剥離性及び破壊性を高めることができる。
【００１７】
不織布の製法としては、カーディング法、抄紙法、エアレイ法、メルトブロー、スパンボンド法などがあり、これらの製法によってウェブを作製する。メルトブロー、スパンボンド法以外のウェブでの繊維の結合方法として、熱融着、バインダによる方法、水流または針の力で繊維を交絡させる水流絡合法、ニードルパンチ法を好適に利用することができる。とりわけ、水流または針で繊維を交絡させる水流絡合法、ニードルパンチ法およびメルトブロー、スパンボンド法により得られた不織布が好適である。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、一対のビードコア間にトロイド状をなして跨がるカーカスのクラウン部外周に補強層とトレッドを順次配置した空気入りタイヤの前記トレッドに細溝を形成する空気入りタイヤのトレッド細溝形成方法であって、前記トレッドの少なくとも接地部分の一部を、ゴム層と、液体によって溶解する溶解層とが互いに隣り合うように積層された積層体とし、前記溶解層に液体を付与して溶解層を溶解させることで前記ゴム層とゴム層との間に周方向溝よりも溝幅が狭い細溝を形成することを特徴としている。
【００１９】
溶解層に液体を付与すると、付与された液体によって溶解層が溶解し、ゴム層とゴム層との間に細溝が形成される。なお、本発明によれば溶解層を完全に除去することができる。
【００２０】
なお、溶解層を水によって溶解する材質で形成すると、路面の水によって溶解層が溶けるので、ウエット路面や氷路面を走行したときに水によって細溝を形成することができる。
【００２１】
液体は、溶解層を溶かすことのできるものであれば水以外であっても良く、溶解層も水以外の液体で溶けるような材質であっても良い。
【００２２】
なお、溶解層を、水溶性の繊維からなる繊維層としても良い。溶解層を水溶性の繊維からなる繊維層とすると、水分を吸収し易く、素早く溶ける。
【００２３】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の空気入りタイヤのトレッド細溝形成方法において、前記積層体は、積層方向がタイヤ幅方向であることを特徴としている。
【００２４】
請求項４に記載の空気入りタイヤのトレッド細溝形成方法では、積層体の積層方向がタイヤ幅方向であるので、形成される細溝の方向はタイヤ周方向となる。
【００２５】
タイヤ周方向に延びる細溝は、接地面内の水をタイヤ周方向に排出するので、特に氷上ブレーキ性能が向上する。
【００２６】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の空気入りタイヤのトレッド細溝形成方法において、前記積層体は、積層方向がタイヤ周方向であることを特徴としている。
【００２７】
請求項５に記載の空気入りタイヤのトレッド細溝形成方法では、積層体の積層方向がタイヤ周方向であるので、形成される細溝の方向はタイヤ幅方向となる。
【００２８】
タイヤ幅方向に延びる細溝のエッジ効果により、特に氷上トラクション性能が向上する。
【００２９】
【発明の実施の形態】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態を図１乃至図３にしたがって説明する。
【００３０】
本実施形態で説明する空気入りタイヤは、一対のビードコア間にトロイド状をなして跨がるカーカスのクラウン部外周に補強層としてのベルトとトレッドとを順次配置したラジアル構造の空気入りタイヤである。なお、トレッド以外の内部構造は、一般のラジアルタイヤの構造と変わりないので説明は省略する。
【００３１】
図１に示すように、空気入りタイヤ１０のトレッド１２には、複数本の周方向溝１４及びこの周方向溝１４と交差する複数本の横溝１６とによって複数のブロック１８が形成されている。
【００３２】
トレッド１２は、直接路面に接地する上層のキャップ部１２Ａと、このキャップ部１２Ａのタイヤ内方に隣接して配置される下層のベース部１２Ｂとから構成されており、いわゆるキャップ・ベース構造とされている。
【００３３】
図２に示すように、キャップ部１２Ａはゴム層２０と繊維層２２とがタイヤ幅方向（矢印Ｗ方向）に交互に積層された構造である。
【００３４】
本実施形態では、繊維層２２に不織布が用いられている。
不織布は、引張、圧縮、剪断等に対して異方性が小さいことが好ましい。
【００３５】
不織布を構成するフィラメント繊維の材質としては、綿、レーヨン、セルロースなどの天然高分子繊維、脂肪族ポリアミド、ポリエステル、ポリビニルアルコール、ポリイミド、芳香族ポリアミドなどの合成高分子繊維、及びカーボン繊維、ガラス繊維、スチールワイヤのうちから選択した一種又は複数種の繊維を混合することが出来るが他の材質の繊維であっても良い。
【００３６】
不織布に適用する繊維の直径又は最大径は、０．１〜１００μｍの範囲が好ましく、断面形状は円状のもの、又は円と異なる断面形状のもの、中空部を有するものを用いることが出来る。さらに、異なる材質を内層と外層に配置した芯鞘構造、或いは米字形、花弁形、層状形等の複合繊維も用いることができる。
【００３７】
また、不織布に使用する繊維の長さは、８mm以上が好ましい。
不織布の厚さは０．０５〜２．０mmの範囲が好ましく、（不織布の厚さは２０ｇ／ｃｍ2の加圧下で測定した）、目付（１ｍ2 当たりの重量）は、１０〜３００ｇの範囲にあるのが好ましい。
【００３８】
また、繊維自身は、内層、外層を異なる素材とする２層構造の繊維も不織布の材料として使用することができる。
【００３９】
本実施形態の繊維層２２は、ポリエステル（ＰＥＴ）繊維からなる不織布であり、目付４０ｇ／ｍ2 、厚さ０．２mm、繊維径２５μｍ、繊維長さ５０mm、繊維の配向方向がタイヤ周方向である。
【００４０】
次にブロック１８に細溝を形成する手順の一例を説明する。
空気入りタイヤ１０のトレッド１２を、例えば、表面を適度に荒らした回転ドラムに押し当てて回転させ、ブロック１８を繰り返し変形させる。ブロック１８が繰り返し変形すると、図３に示すように、繊維層２２の不織布が踏面側から剥離し始め（また、剥離した部分から繊維が脱落して行く）、ゴム層２０とゴム層２０との間に細溝２４がトレッド内側へと形成されて行く。なお、繊維層２２を構成する繊維は一部残っていても良い。
【００４１】
これらの細溝２４はタイヤ周方向に沿って延びており、接地面内の水をタイヤ周方向へ排水するので、ウエット性能及び氷上ブレーキ性能が向上する。
【００４２】
なお、繊維層２２は少なくとも無数の繊維によって層状となっており、入力によって細溝２４が形成されるものであればその形態は問わない。
【００４３】
【００４４】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。
【００４５】
上記第１の実施形態では、繊維層２２に非水溶性のポリエステル繊維からなる不織布を用いたが、第２の実施形態では、水溶性繊維からなる不織布（本発明の溶解層）が用いられている。
【００４６】
水溶性繊維としては、ビニルアルコールユニットが５０モル％以上、平均重合度が１００〜３０００のケン化度８０％未満のポリビニルアルコール系ポリマーを原料とし、紡出後の繊維に対してホルマール化・アセタール化等の耐水性を付与する処理を行っていない繊維を用いることができる。
【００４７】
ビニルアルコールユニット及び酢酸ビニルユニット以外のユニットとしては、エチレン、アリルアルコール、イタコン酸、アクリル酸、無水マレイン酸等のポリビニルアルコールの結晶性を阻害するユニットが好ましい。
【００４８】
次に、水溶性繊維の製造方法を簡単に説明する。
先ず、ビニルアルコールユニットが７５モル％、酢酸ビニルユニットが２５モル％からなる平均重合度が５００のケン化度７５モル％のポリビニルアルコール系ポリマーとジメチルスルフォキド（ＤＭＳＯ）を混合し、窒素置換後減圧下にて十分に脱泡を行い、４５％のジメチルスルフォキド（ＤＭＳＯ）溶液を作製する。
【００４９】
次に、この紡糸原液を孔径φ０．１５mmの単孔ノズルより、２°Ｃのアセトン／ＤＭＳＯ（重量比：８５／１５）の混合溶液に湿式紡糸する。
【００５０】
その後、アセトン／ＤＭＳＯ（重量比：９５／５）の混合溶液中で４．５倍の延伸を行った後、アセトン中で十分にＤＭＳＯを除去し、８０°Ｃで乾燥を行うことでポリビニルアルコール系繊維が得られる。なお、このポリビニルアルコール系繊維は、１０°Ｃの水で溶解するものである。
【００５１】
次にブロック１８に細溝を形成する手順の一例を説明する。
空気入りタイヤ１０のトレッド１２にスプレー等により水を付与すると、水溶性繊維が除々に溶けて行き、ゴム層２０とゴム層２０との間に細溝２４がトレッド内側へと形成されて行く。
【００５２】
したがって、図４に示すように、ゴム層２０とゴム層２０との間に、繊維の無い細溝２４を形成することが可能である。
【００５３】
なお、細溝２４が形成された空気入りタイヤ１０としての作用効果は第１実施形態と同様である。
【００５４】
また、前記第１の実施形態で説明した様に、空気入りタイヤ１０を回転ドラムに押し当てて回転させ、水溶性繊維からなる繊維層２２をある程度剥離させたり破壊した後に水を付与しても良く、回転させながら水を付与しても良い。
【００５５】
また、細溝２４を形成する方法としては、空気入りタイヤ１０を実際に車両に装着し、水分のある路面を走行させても良い。
【００５６】
なお、上記実施形態では、繊維層２２がタイヤ周方向に沿って真っ直ぐに延びていたが、波状やジグザグ状に延びていても良く、タイヤ周方向に対して傾斜して延びていても良く、タイヤ幅方向に延びていても良い。
【００５７】
また、キャップ部１２Ａをタイヤ径方向に複数層とし、上層側と下層側とで繊維層２２の積層数を変えても良い。一般的に、摩耗中期〜摩耗末期にかけてウエット性能等が除々に低下するが、下層側の積層数を大きくすることで、摩耗中期〜摩耗末期に細溝２４による排水作用を増大させ、ウエット性能等の低下を抑えることも可能である。
【００５８】
本実施形態では、溶解層として水溶性繊維からなる繊維層２２を用いたが、溶解層は水溶性繊維以外であっても良い。
【００５９】
水で溶ける溶解層の具体的な材質としては、前記水溶性繊維の材質をフィルム状に形成したもの、オブラート等を上げることができるが、これら以外であっても良い。
【００６０】
また、繊維層を溶かす液体は、可能な限りゴムを侵さないものが好ましく、その条件を満たす繊維層の材質と液体の組み合わせは、
ＰＥＴ →Ｐ−クロロフェノール
６Ｎｙｌｏｎ，６６Ｎｙｌｏｎ →ギ酸
ＰＥ →デカリン
などがある。
【００６１】
前記の水は雨天時の路面の水を利用できるが、水以外の前記液体は加硫成型後でかつ出荷前に使用して、事前に繊維層を溶かしておくことが好ましい。
【００６２】
また、前記実施形態では、繊維層２２とゴム層２０とがタイヤ幅方向に積層されていたが、繊維層２２とゴム層２０とはタイヤ周方向に積層しても良い。繊維層２２とゴム層２０とはタイヤ周方向に積層すると、タイヤ幅方向に沿って延びる細溝２４が形成され、細溝２４のエッジ効果により、特に氷上トラクション性能が向上する。
（試験例）
本発明の適用された実施例のタイヤ５種、比較例のタイヤ２種を用い、ウエット性能、氷上ブレーキ性能及び偏摩耗性の比較を行った。
【００６３】
氷上ブレーキ性能の試験方法：試験タイヤを実車に装着して氷上テストコースを走行させ、時速２０km/hの時点でブレーキを踏んでタイヤをロックさせ、停止するまでの制動距離を測定した。結果は、制動距離の逆数を比較例１のタイヤを１００として指数表示した。なお、数値が大きいほど氷上ブレーキ性能が良いことを示す。
【００６４】
ウエット性能の試験方法：試験タイヤを実車に装着してウエット路面（テストコース）を走行させ、テストドライバーによるフィーリング評価を行った。結果は、比較例１のタイヤを１００として指数表示した。なお、数値が大きいほどウエットフィーリングが良いことを示す。
【００６５】
なお、氷上ブレーキ性能及びウエット性能は、テストコース（舗装路）を１０００Ｋｍ走行後のタイヤを用いて試験をおこなった。
【００６６】
ウエット性能の試験方法：試験タイヤを実車に装着してウエット路面（テストコース）を走行させ、テストドライバーによるフィーリング評価を行った。結果は、比較例１のタイヤを１００として指数表示した。なお、数値が大きいほどウエットフィーリングが良いことを示す。
【００６７】
偏摩耗の試験方法：テストタイヤを実車に装着して２万km走行させ、ブロックの段差量を測定し、その逆数を比較例１のタイヤを１００として指数表示した。なお、数値が大きいほど偏摩耗性が良いことを示す。
【００６８】
次に供試タイヤの説明をする。
各供試タイヤ共に、タイヤ周方向長さ３０mm、タイヤ幅方向長さ３０mmのブロック（なお、周方向溝の溝深さ２０mm、横溝の溝深さ１５mm）を多数有したブロックパターンのタイヤであり（図１参照）、タイヤサイズはＴＢＲ１１Ｒ２２．５である。
【００６９】
比較例１及び比較例２のタイヤは、従来通りブレードを用いてブロックにサイプを形成したタイヤである。
【００７０】
実施例１乃至実施例３は、繊維層にポリエステル繊維からなる不織布を用いたタイヤであり、実施例４は繊維層にポリエチレン繊維からなる不織布を用いたタイヤであり、実施例５は繊維層に水溶性繊維（ＰＶＡ：ポリビニルアルコール系繊維）からなる不織布を用いたタイヤである。
【００７１】
なお、その他の諸元（寸法等）及び試験結果は以下の表１及び表２に示す通りである。
【００７２】
【表１】
【００７３】
【表２】
【００７４】
ここで、比較例２のタイヤは、モールドにブロックが密着して脱落するため、所望のサイプ間隔のタイヤが製造出来なかった。
【００７５】
試験の結果、表１及び２に示すように、実施例１〜５のタイヤはウエット性能、氷上ブレーキ性能及び偏摩耗性能が比較例１のタイヤに比較して向上していることが分かる。
【００７６】
また、繊維層に水溶性繊維からなる不織布を用いた実施例５のタイヤは、繊維層に非水溶性繊維からなる不織布を用いたタイヤに対して細溝の深さが深くなり、ウエット性能及び氷上ブレーキ性能を一層向上できた。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の空気入りタイヤのトレッド細溝形成方法では、製造上に問題を生じることなくトレッドに細溝を形成することができる、という優れた効果を有する。また、細溝を形成し易い、という優れた効果を有する。
【００７８】
【００７９】
請求項２に記載の空気入りタイヤのトレッド細溝形成方法では、従来よりも幅狭の細溝を形成することができる、という優れた効果を有する。
【００８０】
請求項３に記載の空気入りタイヤのトレッド細溝形成方法では、内部に不要なものの介在しない細溝を形成することができる、という優れた効果を有する。
【００８１】
請求項４に記載の空気入りタイヤのトレッド細溝形成方法では、特に氷上ブレーキ性能を向上させることができる、という優れた効果を有する。
【００８２】
請求項５に記載の空気入りタイヤのトレッド細溝形成方法では、特に氷上トラクション性能を向上させることができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施形態に係る空気入りタイヤのトレッドのタイヤ幅方向に沿った断面図である。
【図２】 ブロック（新品時）の拡大断面図である。
【図３】 摩耗したブロックの拡大断面図である。
【図４】 水溶性繊維からなる繊維層が溶解して除去されたトレッドの拡大断面図である。
【符号の説明】
１０ 空気入りタイヤ
２０ ゴム層
２２ 繊維層（溶解層）
【発明の属する技術分野】
本発明は空気入りタイヤのトレッド細溝形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ウエット性能や氷上性能を向上させるため、トレッドには溝幅の狭い、いわゆるサイプと呼ばれる細溝が適用されている。上記サイプは、ブレードと呼ばれる金属板を加硫金型に植え付けることにより、タイヤの加硫成型時にトレッド部に形成される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記性能に合致させるためにサイプ間隔を変更する場合には、加硫金型を作りかえるか、新設する必要があり、コストと時間がかかるという問題がある。
【０００４】
また、従来技術では、加硫金型にブレードを植え付けているため、ブレードの植え込み間隔を狭くする、また、ブレードの埋め込み密度を大きくすることによって更なる上記性能の向上を狙ってもゴム流れが悪くなり、ブロックの中央付近でベアが発生したり、ブロック剛性の低下によりタイヤがモールドから抜け出る際にブロックの一部又は全てが脱落してしまう不具合（ブロック欠け）により、ブレードの間隔を狭めたり、密度を多くするにも自ずと制限があった。
【０００５】
本発明は上記事実を考慮し、製造上に問題を生じることなくトレッドに細溝を形成することのできる空気入りタイヤのトレッド細溝形成方法を提供することが目的である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、一対のビードコア間にトロイド状をなして跨がるカーカスのクラウン部外周に補強層とトレッドを順次配置した空気入りタイヤの前記トレッドに細溝を形成する空気入りタイヤのトレッド細溝形成方法であって、前記トレッドの少なくとも接地部分の一部を、ゴム層と、前記ゴム層よりも厚みが薄く且つ前記ゴム層のゴムよりも強度の低い材質からなる繊維層と、が互いに隣り合うように積層された積層体とし、前記積層体を変形させ、前記繊維層を剥離させる及び又は繊維層自体を破壊することで前記ゴム層とゴム層との間に周方向溝よりも溝幅が狭い細溝を形成することを特徴としている。
【０００７】
請求項１に記載の空気入りタイヤのトレッド細溝形成方法では、ゴム層と繊維層とが互いに隣り合うように積層された積層体を変形させると、繊維層がゴム層から剥離したり、
繊維層自身が破壊されたりしてゴム層とゴム層との間に細溝が形成される。
また、繊維層は、無数の繊維から構成されており、繰り返し変形によって剥離や破壊が起きやすい。
【０００８】
本発明によれば、所望の間隔で繊維層を積層することができるので、同一の加硫金型で細溝間隔の異なる空気入りタイヤを製造することができ、加硫金型を作りかえたり新設する必要がない。また、ベア、ブロックの脱落等により、ブレードを用いた従来技術では不可能であった狭い間隔の細溝を持つ空気入りタイヤをも製造することができる。
【０００９】
ところで、ブレードは、加工の問題及び曲がりや損傷の抑制のため、例えばトラックバス用のタイヤで０．６mm、乗用車用のタイヤで０．４mm以上の厚さに設定されているが、本発明では加硫金型にブレードを必要とせず、繊維層の厚さで細溝の幅を設定できるため、ブレードよりも薄い繊維層を用いることができる。したがって、タイヤ製造上に問題を生じさせずに従来よりも幅狭の細溝を簡単に形成することができる。
【００１０】
なお、ゴム層と繊維層とが互いに積層された積層体はトレッドの少なくとも接地部分の一部にあれば良く、必ずしもトレッド全体に無くても良い。例えば、トレッドがキャップ・ベース構造である場合には、キャップ部のみをこのような積層体とすれば良い。
【００１１】
トレッドは、ブロックパターン、リブパターン、ラグパターン等の何れのパターンであっても良く、パターン無し（溝無し）であっても良い。
【００１２】
なお、積層体を変形させる方法としては、例えば、表面を適度に荒らした回転ドラムに押し当ててタイヤを回転させる方法、タイヤを車両に装着して走行させる方法、タイヤを振動する物体（バイブレーター等）に押し当てる方法等があるが、積層体に外力を付与して繊維層が剥離又は破壊されれば他の方法で行っても良い。
【００１３】
【００１４】
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の空気入りタイヤのトレッド細溝形成方法において、前記繊維層が不織布からなることを特徴としている。
【００１６】
不織布は、例えば、緯糸と経糸とからなる織物と比較して薄く形成することができ、これによって幅狭の細溝を形成することが可能となる。さらに、不織布は、製造方法によって繊維の方向を一方向に揃えたり、ランダムにすることができ、ゴムとの剥離性及び破壊性を高めることができる。
【００１７】
不織布の製法としては、カーディング法、抄紙法、エアレイ法、メルトブロー、スパンボンド法などがあり、これらの製法によってウェブを作製する。メルトブロー、スパンボンド法以外のウェブでの繊維の結合方法として、熱融着、バインダによる方法、水流または針の力で繊維を交絡させる水流絡合法、ニードルパンチ法を好適に利用することができる。とりわけ、水流または針で繊維を交絡させる水流絡合法、ニードルパンチ法およびメルトブロー、スパンボンド法により得られた不織布が好適である。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、一対のビードコア間にトロイド状をなして跨がるカーカスのクラウン部外周に補強層とトレッドを順次配置した空気入りタイヤの前記トレッドに細溝を形成する空気入りタイヤのトレッド細溝形成方法であって、前記トレッドの少なくとも接地部分の一部を、ゴム層と、液体によって溶解する溶解層とが互いに隣り合うように積層された積層体とし、前記溶解層に液体を付与して溶解層を溶解させることで前記ゴム層とゴム層との間に周方向溝よりも溝幅が狭い細溝を形成することを特徴としている。
【００１９】
溶解層に液体を付与すると、付与された液体によって溶解層が溶解し、ゴム層とゴム層との間に細溝が形成される。なお、本発明によれば溶解層を完全に除去することができる。
【００２０】
なお、溶解層を水によって溶解する材質で形成すると、路面の水によって溶解層が溶けるので、ウエット路面や氷路面を走行したときに水によって細溝を形成することができる。
【００２１】
液体は、溶解層を溶かすことのできるものであれば水以外であっても良く、溶解層も水以外の液体で溶けるような材質であっても良い。
【００２２】
なお、溶解層を、水溶性の繊維からなる繊維層としても良い。溶解層を水溶性の繊維からなる繊維層とすると、水分を吸収し易く、素早く溶ける。
【００２３】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の空気入りタイヤのトレッド細溝形成方法において、前記積層体は、積層方向がタイヤ幅方向であることを特徴としている。
【００２４】
請求項４に記載の空気入りタイヤのトレッド細溝形成方法では、積層体の積層方向がタイヤ幅方向であるので、形成される細溝の方向はタイヤ周方向となる。
【００２５】
タイヤ周方向に延びる細溝は、接地面内の水をタイヤ周方向に排出するので、特に氷上ブレーキ性能が向上する。
【００２６】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の空気入りタイヤのトレッド細溝形成方法において、前記積層体は、積層方向がタイヤ周方向であることを特徴としている。
【００２７】
請求項５に記載の空気入りタイヤのトレッド細溝形成方法では、積層体の積層方向がタイヤ周方向であるので、形成される細溝の方向はタイヤ幅方向となる。
【００２８】
タイヤ幅方向に延びる細溝のエッジ効果により、特に氷上トラクション性能が向上する。
【００２９】
【発明の実施の形態】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態を図１乃至図３にしたがって説明する。
【００３０】
本実施形態で説明する空気入りタイヤは、一対のビードコア間にトロイド状をなして跨がるカーカスのクラウン部外周に補強層としてのベルトとトレッドとを順次配置したラジアル構造の空気入りタイヤである。なお、トレッド以外の内部構造は、一般のラジアルタイヤの構造と変わりないので説明は省略する。
【００３１】
図１に示すように、空気入りタイヤ１０のトレッド１２には、複数本の周方向溝１４及びこの周方向溝１４と交差する複数本の横溝１６とによって複数のブロック１８が形成されている。
【００３２】
トレッド１２は、直接路面に接地する上層のキャップ部１２Ａと、このキャップ部１２Ａのタイヤ内方に隣接して配置される下層のベース部１２Ｂとから構成されており、いわゆるキャップ・ベース構造とされている。
【００３３】
図２に示すように、キャップ部１２Ａはゴム層２０と繊維層２２とがタイヤ幅方向（矢印Ｗ方向）に交互に積層された構造である。
【００３４】
本実施形態では、繊維層２２に不織布が用いられている。
不織布は、引張、圧縮、剪断等に対して異方性が小さいことが好ましい。
【００３５】
不織布を構成するフィラメント繊維の材質としては、綿、レーヨン、セルロースなどの天然高分子繊維、脂肪族ポリアミド、ポリエステル、ポリビニルアルコール、ポリイミド、芳香族ポリアミドなどの合成高分子繊維、及びカーボン繊維、ガラス繊維、スチールワイヤのうちから選択した一種又は複数種の繊維を混合することが出来るが他の材質の繊維であっても良い。
【００３６】
不織布に適用する繊維の直径又は最大径は、０．１〜１００μｍの範囲が好ましく、断面形状は円状のもの、又は円と異なる断面形状のもの、中空部を有するものを用いることが出来る。さらに、異なる材質を内層と外層に配置した芯鞘構造、或いは米字形、花弁形、層状形等の複合繊維も用いることができる。
【００３７】
また、不織布に使用する繊維の長さは、８mm以上が好ましい。
不織布の厚さは０．０５〜２．０mmの範囲が好ましく、（不織布の厚さは２０ｇ／ｃｍ2の加圧下で測定した）、目付（１ｍ2 当たりの重量）は、１０〜３００ｇの範囲にあるのが好ましい。
【００３８】
また、繊維自身は、内層、外層を異なる素材とする２層構造の繊維も不織布の材料として使用することができる。
【００３９】
本実施形態の繊維層２２は、ポリエステル（ＰＥＴ）繊維からなる不織布であり、目付４０ｇ／ｍ2 、厚さ０．２mm、繊維径２５μｍ、繊維長さ５０mm、繊維の配向方向がタイヤ周方向である。
【００４０】
次にブロック１８に細溝を形成する手順の一例を説明する。
空気入りタイヤ１０のトレッド１２を、例えば、表面を適度に荒らした回転ドラムに押し当てて回転させ、ブロック１８を繰り返し変形させる。ブロック１８が繰り返し変形すると、図３に示すように、繊維層２２の不織布が踏面側から剥離し始め（また、剥離した部分から繊維が脱落して行く）、ゴム層２０とゴム層２０との間に細溝２４がトレッド内側へと形成されて行く。なお、繊維層２２を構成する繊維は一部残っていても良い。
【００４１】
これらの細溝２４はタイヤ周方向に沿って延びており、接地面内の水をタイヤ周方向へ排水するので、ウエット性能及び氷上ブレーキ性能が向上する。
【００４２】
なお、繊維層２２は少なくとも無数の繊維によって層状となっており、入力によって細溝２４が形成されるものであればその形態は問わない。
【００４３】
【００４４】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。
【００４５】
上記第１の実施形態では、繊維層２２に非水溶性のポリエステル繊維からなる不織布を用いたが、第２の実施形態では、水溶性繊維からなる不織布（本発明の溶解層）が用いられている。
【００４６】
水溶性繊維としては、ビニルアルコールユニットが５０モル％以上、平均重合度が１００〜３０００のケン化度８０％未満のポリビニルアルコール系ポリマーを原料とし、紡出後の繊維に対してホルマール化・アセタール化等の耐水性を付与する処理を行っていない繊維を用いることができる。
【００４７】
ビニルアルコールユニット及び酢酸ビニルユニット以外のユニットとしては、エチレン、アリルアルコール、イタコン酸、アクリル酸、無水マレイン酸等のポリビニルアルコールの結晶性を阻害するユニットが好ましい。
【００４８】
次に、水溶性繊維の製造方法を簡単に説明する。
先ず、ビニルアルコールユニットが７５モル％、酢酸ビニルユニットが２５モル％からなる平均重合度が５００のケン化度７５モル％のポリビニルアルコール系ポリマーとジメチルスルフォキド（ＤＭＳＯ）を混合し、窒素置換後減圧下にて十分に脱泡を行い、４５％のジメチルスルフォキド（ＤＭＳＯ）溶液を作製する。
【００４９】
次に、この紡糸原液を孔径φ０．１５mmの単孔ノズルより、２°Ｃのアセトン／ＤＭＳＯ（重量比：８５／１５）の混合溶液に湿式紡糸する。
【００５０】
その後、アセトン／ＤＭＳＯ（重量比：９５／５）の混合溶液中で４．５倍の延伸を行った後、アセトン中で十分にＤＭＳＯを除去し、８０°Ｃで乾燥を行うことでポリビニルアルコール系繊維が得られる。なお、このポリビニルアルコール系繊維は、１０°Ｃの水で溶解するものである。
【００５１】
次にブロック１８に細溝を形成する手順の一例を説明する。
空気入りタイヤ１０のトレッド１２にスプレー等により水を付与すると、水溶性繊維が除々に溶けて行き、ゴム層２０とゴム層２０との間に細溝２４がトレッド内側へと形成されて行く。
【００５２】
したがって、図４に示すように、ゴム層２０とゴム層２０との間に、繊維の無い細溝２４を形成することが可能である。
【００５３】
なお、細溝２４が形成された空気入りタイヤ１０としての作用効果は第１実施形態と同様である。
【００５４】
また、前記第１の実施形態で説明した様に、空気入りタイヤ１０を回転ドラムに押し当てて回転させ、水溶性繊維からなる繊維層２２をある程度剥離させたり破壊した後に水を付与しても良く、回転させながら水を付与しても良い。
【００５５】
また、細溝２４を形成する方法としては、空気入りタイヤ１０を実際に車両に装着し、水分のある路面を走行させても良い。
【００５６】
なお、上記実施形態では、繊維層２２がタイヤ周方向に沿って真っ直ぐに延びていたが、波状やジグザグ状に延びていても良く、タイヤ周方向に対して傾斜して延びていても良く、タイヤ幅方向に延びていても良い。
【００５７】
また、キャップ部１２Ａをタイヤ径方向に複数層とし、上層側と下層側とで繊維層２２の積層数を変えても良い。一般的に、摩耗中期〜摩耗末期にかけてウエット性能等が除々に低下するが、下層側の積層数を大きくすることで、摩耗中期〜摩耗末期に細溝２４による排水作用を増大させ、ウエット性能等の低下を抑えることも可能である。
【００５８】
本実施形態では、溶解層として水溶性繊維からなる繊維層２２を用いたが、溶解層は水溶性繊維以外であっても良い。
【００５９】
水で溶ける溶解層の具体的な材質としては、前記水溶性繊維の材質をフィルム状に形成したもの、オブラート等を上げることができるが、これら以外であっても良い。
【００６０】
また、繊維層を溶かす液体は、可能な限りゴムを侵さないものが好ましく、その条件を満たす繊維層の材質と液体の組み合わせは、
ＰＥＴ →Ｐ−クロロフェノール
６Ｎｙｌｏｎ，６６Ｎｙｌｏｎ →ギ酸
ＰＥ →デカリン
などがある。
【００６１】
前記の水は雨天時の路面の水を利用できるが、水以外の前記液体は加硫成型後でかつ出荷前に使用して、事前に繊維層を溶かしておくことが好ましい。
【００６２】
また、前記実施形態では、繊維層２２とゴム層２０とがタイヤ幅方向に積層されていたが、繊維層２２とゴム層２０とはタイヤ周方向に積層しても良い。繊維層２２とゴム層２０とはタイヤ周方向に積層すると、タイヤ幅方向に沿って延びる細溝２４が形成され、細溝２４のエッジ効果により、特に氷上トラクション性能が向上する。
（試験例）
本発明の適用された実施例のタイヤ５種、比較例のタイヤ２種を用い、ウエット性能、氷上ブレーキ性能及び偏摩耗性の比較を行った。
【００６３】
氷上ブレーキ性能の試験方法：試験タイヤを実車に装着して氷上テストコースを走行させ、時速２０km/hの時点でブレーキを踏んでタイヤをロックさせ、停止するまでの制動距離を測定した。結果は、制動距離の逆数を比較例１のタイヤを１００として指数表示した。なお、数値が大きいほど氷上ブレーキ性能が良いことを示す。
【００６４】
ウエット性能の試験方法：試験タイヤを実車に装着してウエット路面（テストコース）を走行させ、テストドライバーによるフィーリング評価を行った。結果は、比較例１のタイヤを１００として指数表示した。なお、数値が大きいほどウエットフィーリングが良いことを示す。
【００６５】
なお、氷上ブレーキ性能及びウエット性能は、テストコース（舗装路）を１０００Ｋｍ走行後のタイヤを用いて試験をおこなった。
【００６６】
ウエット性能の試験方法：試験タイヤを実車に装着してウエット路面（テストコース）を走行させ、テストドライバーによるフィーリング評価を行った。結果は、比較例１のタイヤを１００として指数表示した。なお、数値が大きいほどウエットフィーリングが良いことを示す。
【００６７】
偏摩耗の試験方法：テストタイヤを実車に装着して２万km走行させ、ブロックの段差量を測定し、その逆数を比較例１のタイヤを１００として指数表示した。なお、数値が大きいほど偏摩耗性が良いことを示す。
【００６８】
次に供試タイヤの説明をする。
各供試タイヤ共に、タイヤ周方向長さ３０mm、タイヤ幅方向長さ３０mmのブロック（なお、周方向溝の溝深さ２０mm、横溝の溝深さ１５mm）を多数有したブロックパターンのタイヤであり（図１参照）、タイヤサイズはＴＢＲ１１Ｒ２２．５である。
【００６９】
比較例１及び比較例２のタイヤは、従来通りブレードを用いてブロックにサイプを形成したタイヤである。
【００７０】
実施例１乃至実施例３は、繊維層にポリエステル繊維からなる不織布を用いたタイヤであり、実施例４は繊維層にポリエチレン繊維からなる不織布を用いたタイヤであり、実施例５は繊維層に水溶性繊維（ＰＶＡ：ポリビニルアルコール系繊維）からなる不織布を用いたタイヤである。
【００７１】
なお、その他の諸元（寸法等）及び試験結果は以下の表１及び表２に示す通りである。
【００７２】
【表１】
【表２】
ここで、比較例２のタイヤは、モールドにブロックが密着して脱落するため、所望のサイプ間隔のタイヤが製造出来なかった。
【００７５】
試験の結果、表１及び２に示すように、実施例１〜５のタイヤはウエット性能、氷上ブレーキ性能及び偏摩耗性能が比較例１のタイヤに比較して向上していることが分かる。
【００７６】
また、繊維層に水溶性繊維からなる不織布を用いた実施例５のタイヤは、繊維層に非水溶性繊維からなる不織布を用いたタイヤに対して細溝の深さが深くなり、ウエット性能及び氷上ブレーキ性能を一層向上できた。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の空気入りタイヤのトレッド細溝形成方法では、製造上に問題を生じることなくトレッドに細溝を形成することができる、という優れた効果を有する。また、細溝を形成し易い、という優れた効果を有する。
【００７８】
【００７９】
請求項２に記載の空気入りタイヤのトレッド細溝形成方法では、従来よりも幅狭の細溝を形成することができる、という優れた効果を有する。
【００８０】
請求項３に記載の空気入りタイヤのトレッド細溝形成方法では、内部に不要なものの介在しない細溝を形成することができる、という優れた効果を有する。
【００８１】
請求項４に記載の空気入りタイヤのトレッド細溝形成方法では、特に氷上ブレーキ性能を向上させることができる、という優れた効果を有する。
【００８２】
請求項５に記載の空気入りタイヤのトレッド細溝形成方法では、特に氷上トラクション性能を向上させることができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施形態に係る空気入りタイヤのトレッドのタイヤ幅方向に沿った断面図である。
【図２】 ブロック（新品時）の拡大断面図である。
【図３】 摩耗したブロックの拡大断面図である。
【図４】 水溶性繊維からなる繊維層が溶解して除去されたトレッドの拡大断面図である。
【符号の説明】
１０ 空気入りタイヤ
２０ ゴム層
２２ 繊維層（溶解層）
Claims (5)
- 一対のビードコア間にトロイド状をなして跨がるカーカスのクラウン部外周に補強層とトレッドを順次配置した空気入りタイヤの前記トレッドに細溝を形成する空気入りタイヤのトレッド細溝形成方法であって、
前記トレッドの少なくとも接地部分の一部を、ゴム層と、前記ゴム層よりも厚みが薄く且つ前記ゴム層よりも強度の低い繊維層と、が互いに隣り合うように積層された積層体とし、
前記積層体を変形させ、前記繊維層を剥離させる及び又は繊維層自体を破壊することで前記ゴム層とゴム層との間に周方向溝よりも溝幅が狭い細溝を形成することを特徴とする空気入りタイヤのトレッド細溝形成方法。 - 前記繊維層が不織布からなることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤのトレッド細溝形成方法。
- 一対のビードコア間にトロイド状をなして跨がるカーカスのクラウン部外周に補強層とトレッドを順次配置した空気入りタイヤの前記トレッドに細溝を形成する空気入りタイヤのトレッド細溝形成方法であって、
前記トレッドの少なくとも接地部分の一部を、ゴム層と、液体によって溶解する溶解層とが互いに隣り合うように積層された積層体とし、
前記溶解層に液体を付与して溶解層を溶解させることで前記ゴム層とゴム層との間に周方向溝よりも溝幅が狭い細溝を形成することを特徴とする空気入りタイヤのトレッド細溝形成方法。 - 前記積層体は、積層方向がタイヤ幅方向であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の空気入りタイヤのトレッド細溝形成方法。
- 前記積層体は、積層方向がタイヤ周方向であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の空気入りタイヤのトレッド細溝形成方法。
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