JP4180904B2

JP4180904B2 - 空気入りタイヤの製造方法

Info

Publication number: JP4180904B2
Application number: JP2002364301A
Authority: JP
Inventors: 淳鶴田
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2002-12-16
Filing date: 2002-12-16
Publication date: 2008-11-12
Anticipated expiration: 2022-12-16
Also published as: JP2004195701A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トレッドゴム層に不良導電性ゴムを使用したタイヤの通電性を安価に確保することができる空気入りタイヤの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、タイヤのウェット性能、耐摩耗性、転がり抵抗の低減を同時に満足させるため、トレッドゴム層をカーボンブラックに代えてシリカを高い割合で配合した不良導電性ゴムから構成した空気入りタイヤが提案されている。このような空気入りタイヤは、トレッドゴム層が電気の通電を遮断するため、車両に蓄積された静電気がタイヤホイールからビード部、サイドウォール部を経てトレッド部から路面にアースされず、そのためラジオノイズの発生や電気回路に悪影響を与えるといった問題がある。
【０００３】
このような問題を解決するため、トレッド構造の一部にカーボンブラックを配合した良導電性ゴムからなる導電部をタイヤ接地面に出現するように設けて、タイヤの導電性を確保しようとする技術が提案されている。
【０００４】
例えば、特開平８−３４２０４号公報には、不良導電性ゴムからなるトレッドゴム層におけるタイヤ幅方向の一部に、トレッドゴム層の表面から底面に至るまで良導電性ゴムからなる導電性ストリップを設け、このストリップを通じて放電することが開示されている。
【０００５】
また、特開平１１−４２７２０号公報には、不良導電性ゴムからなる外側ゴム層と良導電性ゴムからなる内側ゴム層とからなるトレッドゴム層について、その未加硫状態の帯状トレッドゴムに対し、外側ゴム層の表面から穿孔体を押し付けて内側ゴム層まで延びる充填穴を設けるとともに、この充填穴に良導電性ゴムを充填してタイヤ接地面に露出する導電体を設けることが開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−３４２０４号公報。
【０００７】
【特許文献２】
特開平１１−４２７２０号公報。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１では、導電性ストリップを設けるために、トレッドゴム層を幅方向において３つに分割した形状に押し出す必要があり、そのため、押出機の設備変更のための投資が大きくなり、製造コストの大幅なアップを伴うことになる。
【０００９】
また、上記特許文献２では、押出機には変更を要しないものの、穿孔体により設けた充填穴に良導電性ゴムを充填するために、穿孔体に複雑な充填機構を組み込む必要があり、従ってこの場合にも設備投資は安価とは言えない。
【００１０】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、トレッドゴム層に不良導電性ゴムを使用したタイヤの通電性を安価に確保することができる空気入りタイヤの製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る空気入りタイヤの製造方法は、ベルト層の半径方向外側において、不良導電性ゴムからなりタイヤ接地面を形成する外側ゴム層と、該外側ゴム層の半径方向内側に位置する良導電性ゴムからなる内側ゴム層とを備え、前記外側ゴム層内に前記内側ゴム層からタイヤ接地面まで延びる良導電性ゴムからなる導電部が設けられた空気入りタイヤの製造方法であって、前記外側ゴム層と前記内側ゴム層とが積層された未加硫の帯状ゴム体に対し、前記外側ゴム層の表面から返し部を備える突起物を前記内側ゴム層に差し込んで引き抜き、これにより引き抜き時に前記返し部により内側ゴム層の良導電性ゴムの一部を引き上げて前記導電部を形成し、その後、前記導電部を形成した帯状ゴム体をベルト層の半径方向外側に配して加硫成形するというものである。
【００１２】
本発明によれば、未加硫の帯状ゴム体の表面側から返し部を備える突起物を差し込み引き抜くという簡易な方法によってタイヤ接地面に出現する導電部を形成することができる。そのため、導電部を形成するための設備投資が安価であり、かつ、製造作業性も損なわないので、良好な導電性を有する空気入りタイヤを低コストにて製造することができる。
【００１３】
本発明の製造方法においては、外側ゴム層がキャップトレッドゴム層であり、内側ゴム層がベーストレッドゴム層であってもよい。更に、この場合、内側ゴム層の裏面に良導電性ゴムからなるクッションゴム層を未加硫状態で積層しておいて、外側ゴム層の表面からクッションゴム層まで突起物を差し込み、クッションゴム層の良導電性ゴムの一部を引き上げて内側ゴム層の良導電性ゴムとともに上記導電部を設けてもよい。
【００１４】
本発明の製造方法においては、また、外側ゴム層がトレッドゴム層であり、内側ゴム層がクッションゴム層であってもよい。すなわち、トレッドゴム層が不良導電性ゴムからなる単層構造の場合であっても、その内側のクッションゴム層を利用することにより、上記導電部を確保することができる。
【００１５】
本発明の製造方法においては、前記突起物を前記内側ゴム層の裏面まで貫通させてもよい。帯状ゴム体を貫通するように突起物を差し込むことにより、返し部によって引き上げる良導電性ゴムの量を確保しやすく、十分な初期通電性を得ることができる。
【００１６】
本発明の製造方法においては、前記未加硫の帯状ゴム体に対し、押し出し後、冷却する前の加熱状態で、前記突起物を差し込むことが好ましい。このように加熱状態の帯状ゴム体に対して加工することにより、突起物を差し込みやすく、加工性に優れる。
【００１７】
本発明の製造方法においては、前記導電部をトレッドショルダー部においてトレッドセンター部よりも配設密度を高く設定してもよい。ショルダー部は一般にセンター部よりも溝が少ないので、導電部をショルダー部に集中させることにより導電性を確保しやすい。また、ショルダー部はセンター部よりもタイヤ接地圧が小さいため、接地面に導電部を設けたことに起因するトレッドゴム層の破損が発生しにくい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施形態について図１〜７に基づいて説明する。
【００１９】
図７は、本実施形態に係る空気入りタイヤ１０の断面図である。タイヤ１０は、一対のビード部１２及びサイドウォール部１４と、両サイドウォール部１４間にまたがるトレッド部１６とを備えて構成されており、トレッド部１６の半径方向内側に配されたカーカス１８が、そこから両側のサイドウォール部１４を経てビード部１２でビードコア２０により係止され、また、トレッド部１６におけるカーカス１８の半径方向外側にベルト層２２が配されている。
【００２０】
ベルト層２２の半径方向外側には、タイヤ接地面を形成する外側ゴム層であるキャップトレッドゴム層２４と、その半径方向内側に積層された内側ゴム層であるベーストレッドゴム層２６とからなるトレッドゴム層２８が設けられている。キャップトレッドゴム層２４は不良導電性ゴムからなり、ベーストレッドゴム層２６は良導電性ゴムからなる。ここで、良導電性ゴムとは電気抵抗値が１０^８Ω・ｃｍ以下のゴムのことをいい、ゴム成分中にカーボンブラック等の導電性材料が所定量添加されたゴムを挙げることができる。一方、不良導電性ゴムとは電気抵抗値が１０^８Ω・ｃｍよりも大きいゴムのことをいい、ゴム成分中にシリカを高い割合で配合したゴムを挙げることができる。
【００２１】
キャップトレッドゴム層２４内には、ベーストレッドゴム層２６からタイヤ接地面まで延びる柱状の導電部３０が多数設けられている。導電部３０はベーストレッドゴム層２６と共通の良導電性ゴムからなり、従ってタイヤ１０には良好な導電性が確保されている。導電部３０の配置及び数は特に限定されないが、タイヤがその周上のどこで接地しても少なくとも１つの導電部３０が接地面内にあるように設けられることが好ましい。
【００２２】
次に、このタイヤ１０を製造する方法について説明する。まず、図１に示すように、押出機５０により未加硫の帯状トレッドゴム５２を押出成形する。帯状トレッドゴム５２は、図３に示すように、キャップトレッドゴム層２４とベーストレッドゴム層２６とが共に未加硫の状態で上下に積層一体化されたものである。
【００２３】
押し出された帯状トレッドゴム５２は、ベルトコンベヤー５４上を搬送されながら、冷却槽５６に投入される前の加熱状態で穿孔加工に供される。穿孔加工は、図２に示すように周面に複数の突起物６０を持つローラー５８を、図１に示すように前後のベルトコンベヤー５４の間隙の上方に配して、帯状トレッドゴム５２を走行させながら、その上面からローラー５８を押し当て転動させることにより行われる。
【００２４】
詳細には、突起物６０はその先端に返し部６４を備えており、この返し付突起物６０を、図３に示すようにキャップトレッドゴム層２４の表面（上面）からベーストレッドゴム層２６まで差し込み、上方に引き抜く。その際、図４（ａ）に示すように、突起物６０の返し部６４がベーストレッドゴム層２６の裏面（下面）から完全に突き出るように、突起物６０を帯状トレッドゴム５２に対し貫通させることが好ましい。すると、加熱状態の未加硫ゴムはある程度の柔軟性（流動性）と粘着性を有するので、ベーストレッドゴム層２６の良導電性ゴムの一部が、突起物６０の引き抜き動作に伴って、返し部６４に引っ掛かって上方に引き上げられ、図４（ｂ）に示すようにキャップトレッドゴム層２４の表面に出現する。
【００２５】
このようにして帯状トレッドゴム５２に形成される貫通孔３２は、未加硫ゴムの柔軟性・流動性により冷却槽５６に入る前に自然と塞がれ、これにより、図６に示すように、キャップトレッドゴム層２４内にベーストレッドゴム層２６から連続して上方に延び帯状トレッドゴム５２の表面に露出する円柱状の導電部３０が形成される。
【００２６】
ここで、穿孔加工する際における帯状トレッドゴム５２の温度については特に限定されないが、加工性を確保するため５０℃以上であることが好ましい。
【００２７】
また、突起物６０は、この実施形態では、本体となる円錐体の頂部に返し部６４となる円錐体を付加した形状としているが、これに限定されるものではない。なお、このように本体を円錐体としたのは強度確保のためであり、また、返し部６４を円錐体としたのは帯状トレッドゴム５２への挿入時における抵抗を小さくするためである。また、返し部６４を円錐体としたことにより、突起物６０の全周にわたって返しが形成され、突起物６０の周りのゴムをその全周で引き上げることができる。返し部６４の形状は、突起物６０の引き抜き時に、その引き抜き動作に伴って周囲のゴムを上方に引き上げることができれば、特に限定されない。また、例えば、図５に示すように、先端の返し部６４とともに、その内側に小さな凸条６６を突起物の周上に１本又は複数本設けて、この凸条６６も返し部として作用させ、引き上げるゴム量を増加させることもできる。
【００２８】
上記のように穿孔された後、帯状トレッドゴム５２は、冷却槽５６で冷却され、その後、カッター６２でタイヤ１本分の長さに切断される。そして、この切断された未加硫の帯状トレッドゴム５２ａを、公知のタイヤ成形方法に従ってベルト層２２の半径方向外側に貼り付けて生タイヤを作製し、この生タイヤを加硫成形することにより、図７に示すようにタイヤ接地面に所定のトレッドパターンが刻まれた空気入りタイヤ１０が製造される。
【００２９】
以上説明した本実施形態であると、未加硫の帯状トレッドゴム５２の表面から返し部６４を備える突起物６０を差し込み引き抜くという簡易な方法によって、タイヤ接地面に露出する導電部３０を形成することができるので、少ない設備投資で、かつ、製造作業性も損なうことなく、良好な導電性を確実に確保することができる。
【００３０】
図８は第２の実施形態に係る空気入りタイヤ４０の断面図である。この実施形態では、導電部３０がトレッドのショルダーリブ４２のみに設けられており、センター領域のリブには導電部３０は設けていない。そのため、この実施形態では、図９に示すように、軸方向の両端部のみに返し付突起物６０を有するローラー５８ａを用いて、上記の穿孔加工を行うものである。
【００３１】
このようにショルダーリブ４２のみに導電部３０を設けることの利点は、(1) ショルダー部はセンター部よりも溝が少ないので導電性を確保しやすい点（穿孔箇所が溝内に配されると、その箇所では導電部３０をタイヤ接地面に出現させることができず、導電性が発揮されないため）、及び、(2) ショルダー部はセンター部よりもタイヤ接地圧が小さいことから導電部３０を設けたことに起因するトレッドゴム層２８の破損を低減することができる点、にある。
【００３２】
図１０は第３の実施形態に係る空気入りタイヤ４５の断面図である。この実施形態は、トレッドゴム層２８が単層構造であってこれが不良導電性ゴムからなる外側ゴム層を構成する点、及び、このトレッドゴム層２８とベルト層２２との間にクッションゴム層４６が設けられこれが良導電性ゴムからなる内側ゴム層を構成する点が、上記第１の実施形態と異なる。
【００３３】
そのため、この実施形態では、未加硫の状態で積層一体化されたトレッドゴム層２８とクッションゴム層４６に対し、その上面から上記ローラー５８を押し当てて返し部６４を備える突起物６０により穿孔加工を行う。その他は第１の実施形態と同様である。
【００３４】
なお、トレッドゴム層２８とクッションゴム層４６とは押出機により一体に押出成形してもよく、また、別々に押し出して一体に貼り付けてもよく、更に、押出成形されたトレッドゴム２８の裏面にクッションゴム層４６を形成するゴム組成物の流動体を塗布することによっても作製することができる。
【００３５】
【実施例】
以下、実施例により具体的に説明するが、本発明の範囲はこれにより限定されるものではない。
【００３６】
下記表１に従って、不良導電性ゴム配合である配合Ａと、良導電性ゴム配合である配合Ｂとを調製した。両配合には、共通の添加剤として、ワックスを２重量部、老化防止剤６Ｃを２重量部、ステアリン酸を３重量部、ＺｎＯを３重量部、硫黄を２重量部、加硫促進剤ＮＳを１．５重量部添加した。
【００３７】
【表１】

【００３８】
次いで、配合Ａをキャップトレッドゴム層２４（厚み＝約７ｍｍ）に、配合Ｂをベーストレッドゴム層２６（厚み＝約４ｍｍ）に用いて、上記した第１の実施形態の構成を持つ乗用車用ラジアルタイヤを、タイヤサイズ：１９５／６５Ｒ１５として作製し、これを実施例１，２のタイヤとした。ここで、実施例１は、穿孔加工において、返し部６４を備える突起物６０を、帯状トレッドゴム５２を貫通させずに、ベーストレッドゴム層２６まで差し込んだ例である。また、実施例２は、図４（ａ）に示すように、突起物６０の返し部６４が帯状トレッドゴム５２を貫通するまで差し込んだ例である。
【００３９】
また、比較例として、下記表２に示す構成のタイヤを作製した。ここで、比較例１は配合Ａからなる単層構造のトレッドゴム層を備えて穿孔加工を行っていない点で実施例１と相違するタイヤである。また、比較例２は穿孔加工をしていないことを除いて、実施例１と同じ構成を持つタイヤである。更に、比較例３，４は穿孔加工のやり方が実施例１とは相違したものである。すなわち、比較例３，４は返し部のない単なる円錐状の突起物を持つローラーを用いた例であり、比較例３ではこの突起物を帯状トレッドゴムの上面から差し込んで下面まで貫通しない穴を設けた例であり、比較例４はこの突起物を帯状トレッドゴムの上面から差し込んで下面まで貫通させた例である。
【００４０】
上記で得られた各タイヤについて、新品時の初期通電性と１５０００ｋｍ走行後の摩耗後通電性を評価した。通電性は、タイヤをホイールに組み付け、内圧２ｋｇ／ｃｍ^２とし、鉄板上に荷重４００ｋｇで押し付け、鉄板とホイールの間に２００Ｖの電圧をかけて通電の有無及び電気抵抗値を測定した。電気抵抗値が１０^８Ω・ｃｍ以下の場合を「○」、１０^８〜１０^１１Ω・ｃｍ以下の場合を「△」、通電が確認できなかった場合を「×」とした。結果を表２に示す。
【００４１】
【表２】

【００４２】
表２に示すように、穿孔加工を全く行っていない比較例１，２では導電性が得られなかった。また、比較例３，４は穿孔加工を行っているものの、突起物に返し部がないため、ベーストレッドゴム層の良導電性ゴムがトレッド表面に露出せず、満足した導電性は得られなかった。
【００４３】
これに対し、返し部を持つ突起物を用いて穿孔加工を行った実施例１，２では初期通電性及び摩耗後通電性ともに改善効果が認められた。特に、実施例２では、返し部付きの突起物をベーストレッドゴム層の下面まで貫通するように差し込んだので、ベーストレッドゴム層から十分な量の良導電性ゴムを引き上げることができ、そのためトレッド表面に十分な通電箇所が確保されており、新品時から摩耗後に至るまで満足できる導電性が確保されていた。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、未加硫の帯状ゴム体の表面側から返し部を備える突起物を差し込み引き抜くという簡易な方法によってタイヤ接地面に出現する導電部を形成することができるので、良好な導電性を有する空気入りタイヤを低コストにて製造することができる。
【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製造工程の一部を示す概略図である。
【図２】同製造工程で用いるローラーの斜視図である。
【図３】同製造工程における穿孔加工時の斜視断面図である。
【図４】（ａ）は図３の要部拡大断面図であり、（ｂ）はその後突起物を引き抜いた状態を示す断面図である。
【図５】突起物の変更例を示す図である。
【図６】導電部が形成された帯状トレッドゴムの斜視断面図である。
【図７】同実施形態に係るタイヤの断面図である。
【図８】第２の実施形態に係るタイヤの断面図である。
【図９】第２の実施形態における穿孔加工時の斜視断面図である。
【図１０】第３の実施形態に係るタイヤの断面図である。
【符号の説明】
１０，４０，４５……空気入りタイヤ
２４……キャップトレッドゴム層
２６……ベーストレッドゴム層
２８……トレッドゴム層
３０……導電部
４６……クッションゴム層
５２……帯状トレッドゴム
６０……突起物
６４……返し部

Claims

ベルト層の半径方向外側において、不良導電性ゴムからなりタイヤ接地面を形成する外側ゴム層と、該外側ゴム層の半径方向内側に位置する良導電性ゴムからなる内側ゴム層とを備え、前記外側ゴム層内に前記内側ゴム層からタイヤ接地面まで延びる良導電性ゴムからなる導電部が設けられた空気入りタイヤの製造方法であって、
前記外側ゴム層と前記内側ゴム層とを積層してなる未加硫の帯状ゴム体に対し、前記外側ゴム層の表面から返し部を備える突起物を前記内側ゴム層に差し込んで引き抜き、該引き抜き時に前記返し部により内側ゴム層の良導電性ゴムの一部を引き上げて前記導電部を形成する工程と、
前記導電部を形成した帯状ゴム体をベルト層の半径方向外側に配して加硫成形する工程と、
を含む空気入りタイヤの製造方法。
前記外側ゴム層がキャップトレッドゴム層であり、前記内側ゴム層がベーストレッドゴム層である請求項１記載の空気入りタイヤの製造方法。
前記外側ゴム層がトレッドゴム層であり、前記内側ゴム層がクッションゴム層である請求項１記載の空気入りタイヤの製造方法。
前記突起物を前記内側ゴム層の裏面まで貫通させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
前記未加硫の帯状ゴム体に対し、押し出し後の加熱状態で前記突起物を差し込むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
前記導電部を、トレッドショルダー部においてトレッドセンター部よりも配設密度を高く設定した請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。