JP4518577B2

JP4518577B2 - タイヤの製造方法

Info

Publication number: JP4518577B2
Application number: JP14437397A
Authority: JP
Inventors: 裕二山口; 裕之寺谷; 啓詩森永
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1997-06-02
Filing date: 1997-06-02
Publication date: 2010-08-04
Anticipated expiration: 2017-06-02
Also published as: JPH10329235A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、トレッドゴム内に微細な長尺状の排水路が形成されているタイヤを製造するタイヤの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トレッドに短繊維を混入し、氷上性能を向上させる手法が提案されている（特開平４−３８２０７号公報、特開平４−１１０２１２号公報等）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
特開平４−３８２０７号公報の中で記載されている繊維は、加硫時に熱収縮によってカールしたり、またモールドの溝部、即ち、サイプ部に繊維が押し込まれてトレッドゴム中で屈曲してしまう。
【０００４】
このため、走行によりトレッドが摩耗しても、摩耗面と繊維が略平行でないものはゴムから繊維が容易に離脱せず、当初の狙いのようなミクロ的な溝が効率的に形成されず、氷上での摩擦係数の向上が十分でなかった。また、ミクロ的な溝は、タイヤにかかる負荷が大きい場合に潰れてしまうこともある。
【０００５】
また、特開平４−１１０２１２号公報に示されているように、トレッドゴムに管形状の繊維を分散させ、繊維の中空部分で氷面とトレッドの接地面との間にわき出る水を排除水する構造の空気入りタイヤでは、繊維をゴムに混練するとき、成形時の圧力、ゴム流れ、温度等によって繊維が潰れてしまい、実際には繊維が管形状を保つことができず、十分な排除水性能が得られないことがある。
【０００６】
本発明は、上記事実を考慮し、高い氷上性能を確実に得ることのできるタイヤの製造方法を提供することが目的である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
発明者は種々実験検討を重ねた結果、氷上性能を向上させるには、排除水性能を高めることが重要であり、トレッド表面に形成される微細な排水路の長手方向を一方向に揃えることが排除水性能を高めることに効果があることを見いだした。
【０００８】
押出し成型された厚肉のゴム部材を所定長さに切断したものをトレッドゴムとして用いるが、発明者は種々実験検討を重ねた結果、押出し機の口金の寸法を規定することにより、排水路を形成する繊維の方向を乱れ無く一方向に揃えられることを見いだした。
【０００９】
請求項１に記載の発明は上記事実に鑑みて成されたものであって、加硫時にガスを生成する発泡剤と、ゴムの混練時の最高温度よりも融点が高く、加硫時に溶融又は軟化してゴムマトリクスよりも粘度が低くなり、溶融又は軟化することで前記ガスが内部に移動して最大長さＬと平均中空径Ｄとの比Ｌ／Ｄが３以上となる独立気泡を形成する長尺状の樹脂とを含むゴム組成物を押出し又は圧延することにより厚さ３ミリ以下の帯状未加硫ゴムを得る工程と、前記帯状未加硫ゴムを長手方向を揃えて積層させて生トレッドを形成する工程と、前記生トレッドの装着された生タイヤケースをモールドで加硫成型する加硫工程と、を有することを特徴としている。
【００１０】
請求項１に記載のタイヤの製造方法では、加硫時にガスを生成する発泡剤と、加硫時に溶融又は軟化してゴムマトリクスよりも粘度が低くなり、溶融又は軟化することで前記ガスが内部に移動して最大長さＬと平均中空径Ｄとの比Ｌ／Ｄが３以上となる独立気泡を形成する長尺状の樹脂とを含むゴム組成物を押し出し又は、複数本の圧延ロール間にゴム組成物を通すこと等から厚さ３ミリ以下の帯状未加硫ゴムを得る。
【００１１】
長尺状の樹脂を含むゴム組成物を、厚さ３ミリ以下の帯状未加硫ゴムとなるように押出し機のスリット状の口金から押し出し、又は複数本の圧延ロール間にゴム組成物を通すと、樹脂の長手方向が押出し方向に揃う。なお、帯状未加硫ゴムの厚さが３ミリを越えると、長尺状の樹脂の配向が乱れる。
【００１２】
次に、生タイヤケースのクラウン部に、この帯状未加硫ゴムの長手方向を揃えて積層させて生トレッドを形成する。なお、帯状未加硫ゴムを台やドラムの上等で長手方向を揃えて積層させて生トレッドを形成し、これを生タイヤケースのクラウン部に装着しても良い。
【００１３】
そして、生トレッドの装着された生タイヤケースをモールドで加硫成型する。加硫を行うと、トレッド自体が加硫最高温度に達するまでの間にゴムマトリクスよりも長尺状の樹脂の粘度が低下すると共に発泡剤によりガスが生成され、粘度が低くなった長尺状の樹脂内にガスの少なくとも一部が集まる。これによってトレッド内に外周部分に樹脂からなる保護層を有する長尺状独立気泡が形成される。
【００１４】
走行によってトレッドが摩耗すると、長尺状独立気泡による長尺状の凹部が接地表面に無数に形成される。
【００１５】
本発明では、長尺状の樹脂の方向が一方向に揃ったトレッドを加硫するので、長尺状の凹部の長手方向も一方向に揃う。
【００１６】
長手方向が揃った長尺状の凹部は排水路の役目をして接地面内の水を効率良く排除水するので、氷上走行を行った場合には氷面との間にわき出た水が長尺状の凹部により効率良く排除水されて氷上での摩擦係数を大きくすることができ、これにより高い氷上性能が得られる。
【００１７】
なお、ウエット路面においても長尺状の凹部により接地面内の水が排除水されるので高いウエット性能が得られる。
【００１８】
さらに、樹脂からなる保護層が凹部の潰れを抑制するので、高荷重時においても排除水性が確保される。
【００１９】
また、接地面に露出した樹脂による引っかき効果により、路面との摩擦係数を向上させることができる。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のタイヤ製造方法において、前記帯状未加硫ゴムは、長手方向がタイヤ周方向であり、積層方向がタイヤ幅方向であることを特徴としている。
【００２１】
請求項２に記載のタイヤ製造方法では、帯状未加硫ゴムは長手方向がタイヤ周方向となり、かつ積層方向がタイヤ幅方向となるように積層されるため、長尺状の凹部の長手方向がタイヤ周方向となり、タイヤ周方向の排水性が高まり、特に氷上ブレーキ性能が向上する。
【００２２】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のタイヤ製造方法において、前記帯状未加硫ゴムは、長手方向がタイヤ周方向であり、積層方向がタイヤ径方向であることを特徴としている。
【００２３】
請求項３に記載のタイヤ製造方法では、帯状未加硫ゴムは長手方向がタイヤ周方向となり、かつ積層方向がタイヤ径方向となるように積層されるため、長尺状の凹部の長手方向がタイヤ周方向となり、タイヤ周方向の排水性が高まり、特に氷上ブレーキ性能が向上する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図１乃至図９にしたがって説明する。
【００２５】
本実施形態の空気入りタイヤは、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通常の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。
【００２６】
図１に示すように、空気入りタイヤのトレッド１２は、複数本の周方向溝（図１には図示せず）及びこの周方向溝と交差する複数本の横溝１６とによって区画されたブロック１８を複数有している。
【００２７】
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。
【００２８】
図１及び図２に示すように、キャップ部１２Ａは、略球形の球状独立気泡２２と、長尺状独立気泡２４とを無数に含んだ発泡ゴムであり、ベース部１２Ｂには発泡されていない通常のゴムが使用されている。
【００２９】
図２に示すように、長尺状独立気泡２４は、長手方向が実質的にタイヤ周方向（矢印Ａ方向）とされており、全体が樹脂の保護層２６で補強されている。
（製造方法）
次に、本実施形態の空気入りタイヤの製造方法を説明する。
【００３０】
先ず、キャップ部１２Ａを形成するためのゴム組成物に用いられるゴム成分としては、−６０°Ｃ以下のガラス転移温度を有するものが望ましい。このガラス転移温度とするのは、トレッド１２のキャップ部１２Ａが、低温域において十分なゴム弾性を維持し、十分な氷上性能を得るためである。
【００３１】
また、キャップ部１２Ａを形成するためのゴム組成物は、天然ゴム及びジエン系合成ゴムからなる群より選ばれた少なくとも１種のゴムを有することが好ましい。
【００３２】
ジエン系合成ゴムとしては、スチレン−ブタジエン共重合体、シス−１，４−ポリイソプレン、シス−１，４−ポリブタジエン等が含まれる。
【００３３】
この中で、特にガラス転移温度が低く、氷上性能の効果が大きい点で、シス−１，４−ポリブタジエンが好適に使用され、特にシス含有率が９０％以上のポリブタジエンが好ましい。
【００３４】
キャップ部１２Ａに気泡を形成するために、ゴム組成物には発泡剤及び発泡助剤が含まれている。
【００３５】
発泡剤の例としては、ジニトロソペンタメチレンテトラアミン（ＤＰＴ）、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、ジニトロソペンタスチレンテトラミンやベンゼンスフォニルヒドラジド誘導体、オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド（ＯＢＳＨ）等があるが、中でもアゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）が製造加工性を考慮すると好ましい。
【００３６】
発泡助剤としては、尿素、ステアリン酸亜鉛、ベンゼンスルフィン酸亜鉛や亜鉛華等、通常発泡製品の製造に用いられる助剤が好ましく適用される。
【００３７】
なお、発泡剤及び発泡助剤は、上記のもの以外を用いても良い。
また、ゴム組成物には、上記の成分と共に、カーボンブラック、シリカ、シランカップリング剤、プロセスオイル、加硫剤、加硫促進剤等が併用され、これら以外にも、ゴム工業で通常使用されている老化防止剤、酸化亜鉛、ステアリン酸、オゾン劣化防止剤等の添加剤が配合されている。
【００３８】
上記ゴム組成物の精錬工程（混練工程）において、図３に示すような長尺状の樹脂３２が混練され、樹脂３２は均一に分散される。
【００３９】
ここで、本実施形態に用いられる樹脂３２は、熱可塑性の樹脂であり、タイヤ加硫工程においてゴムマトリクスよりも粘度が低くなる樹脂が用いられている。
【００４０】
一般的に樹脂相の溶融前粘度は、ゴムマトリクスの架橋終了粘度（Ｍａｘ値）よりはるかに高い。しかしながら、樹脂相が一度溶融すると、その粘度は大巾に低下する。タイヤ加硫工程において、その初期から終了に至るまでの間に、ゴムマトリクスは架橋反応により粘度上昇して行く。その中で、長尺状樹脂相が溶融し、大巾に高かった粘度が溶融により低下し、そのときのゴムマトリクス粘度（架橋途中であるが）と相対的に逆転する。
【００４１】
なお、ここでいうゴムマトリクスとは、樹脂３２を除くゴム部分を指す。
全体が保護層２６で補強された長尺状独立気泡２４を得るための重要な条件は、ゴム中に配合する樹脂３２が結晶性高分子の場合、その結晶性高分子の融点を加硫最高温度以下とすることである。
【００４２】
保護層２６で補強された長尺状独立気泡２４は、加硫中に樹脂３２が加硫時の熱により溶融してゴムマトリクスよりも粘度が低下し、ゴム中に予め含有させた発泡剤等から発生してゴム中に拡散あるいは溶解したガスが、ゴム内で最も粘度の低い前記溶融した樹脂３２の内方に移動して集中することを利用して形成されるものである。
【００４３】
したがって、樹脂３２が結晶性高分子の場合、その融点はトレッド部の加硫最高温度以下とすることが重要である。なお、ここでいうトレッド部の加硫最高温度とは、モールド加硫においては、モールド内に入ってからモールドを出てタイヤが冷却されるまでのトレッド部の最高温度を指す。
【００４４】
ちなみに、ゴムの粘度としては、ムーニー粘度３０〜１００の範囲である。
樹脂３２の溶融粘度を支配するものとしては、融点（結晶性高分子の場合）、分子量が上げられる。
【００４５】
樹脂３２の融点は、使用するゴムの加硫最高温度よりも低いほど好ましい。これは、樹脂３２の融点がゴムの加硫最高温度よりも低いほど加硫中に早期に溶融するため、ゴム中に生成したガスが樹脂３２内に進入し易くなるためである。
【００４６】
なお、ゴムの加硫最高温度に対して樹脂３２の融点が近すぎると、樹脂３２は加硫末期に溶融する。この時点では、ゴムマトリクスはガスを取り込んで架橋が進行しているために、ガスが溶融した樹脂３２に進入し難く、長尺状独立気泡２４が形成され難くなる。
【００４７】
一方、樹脂３２の融点が低すぎると、ゴムの混練時の熱で樹脂３２が溶融してしまい、粘度が低下するために、混練の段階で樹脂３２同士の融着が発生してゴム中の樹脂３２の分散性が悪化するため好ましくない。また、樹脂３２の融点が低すぎると、混練の段階で樹脂３２がその長尺形状を保つことができなくなり、複数に分断されたり、場合によっては樹脂３２がゴム中に溶け込んでミクロに分散してしまう。
【００４８】
したがって、樹脂３２の融点は、上記概念の範囲内で選択されるべきであり、樹脂３２の融点は、ゴムの加硫最高温度よりも１０°Ｃ以上低く、好ましくは２０°Ｃ以上低く、更に好ましくは３０°Ｃ以上低く設定するべきである。
【００４９】
ちなみに、工業的にゴムの加硫温度は、最高で約１９０°Ｃであるので、加硫最高温度が１９０°Ｃに設定されている場合には、上記樹脂３２の融点は１９０°Ｃ以下、好ましくは１８０°Ｃ以下、更に好ましくは１７０°Ｃ以下とするべきである。
【００５０】
また、ゴムの混練工程を考えると、樹脂３２の融点は、混練時の最高温度に対して、５°Ｃ以上、好ましくは１０°Ｃ以上、更に好ましくは２０°Ｃ以上に設定することが良い。ゴムの混練工程での最高温度、おおよそ９５°Ｃを想定すると、樹脂３２の融点は、１００°Ｃ以上、好ましくは１０５°Ｃ以上、更に好ましくは１１５°Ｃ以上とすることが良い。
【００５１】
樹脂３２は、通常知られているように、同じ物質であっても分子量が高いほどある一定の温度における溶融粘度は高くなる。したがって、長尺状独立気泡２４を得るためには、分子量は、トレッドゴムの加硫最高温度におけるゴムの流動粘度より樹脂３２の粘度が高くならない様な範囲で選択されるべきである。
【００５２】
なお、試験を行った結果、重量平均分子量が１〜２×１０⁵程度の長尺状のポリエチレンを混入したゴム組成物では、加硫によって長尺状独立気泡２４が形成されたが、重量平均分子量が７×１０⁵以上とされる超高分子量ポリエチレンを混入したゴム組成物では、ゴム中に生成したガスがポリエチレン内部に集中せず、長尺状のポリエチレンは中空化しなかった。これは、分子量の違いに起因する溶融粘度の差によるものと考えられる。
【００５３】
一方、分子量が低すぎる場合、ゴムの混練の段階で樹脂３２の粘度が低下してしまい、樹脂３２同士の融着が発生してゴム中の分散性が悪化するため好ましくない。
【００５４】
本発明に用いられる樹脂３２の分子量は、材質の化学組成、分子鎖の分岐の状態によって決まるものなので限定されるものではないが、選択材質により適当な範囲内で選択されるべきである。
【００５５】
なお、上記融点とは、米国デュポン社製９１０型ＤＳＣ測定装置により、昇温速度１０°Ｃ／分、試料重量５ｍｇの条件で測定された融解ピーク温度のことを指す。
【００５６】
以上、本発明に必要とされる樹脂３２の熱的特性について述べたが、本発明は融点を持つ結晶性高分子に限定されるものではなく、外周部分に樹脂３２からなる保護層２６が形成された長尺状独立気泡２４が得られるものであれば、樹脂３２は非結晶性高分子でも良い。
【００５７】
樹脂３２が非結晶性高分子の場合でも、重要な条件は、加硫工程において、トレッドゴムが加硫最高温度に達するまでに樹脂３２の粘度がゴムの粘度よりも低くなることと、ゴム練り温度で樹脂３２同士の融着が発生せずに分散性が良いことであり、これら要件を満たすよう材質、分子量を選定する。
【００５８】
なお、結晶性高分子の樹脂３２の具体例としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ、融点：１３５°Ｃ）、ポリプロピレン（ＰＰ、融点：１６７°Ｃ）、ポリブチレン（融点：１２９°Ｃ）、ポリブチレンサクシネート（融点：１１５°Ｃ）、ポリエチレンサクシネート（融点：１０５°Ｃ）、シンジオタクティック−１，２−ポリブタジエン（ＳＰＢ、融点：１３０°Ｃ）のような単一組成重合物や、共重合、ブレンド等により融点を適当な範囲に操作したものも用いることができ、さらにこれらの樹脂３２に添加剤を加えても良い。
【００５９】
また、非結晶性高分子の樹脂３２の具体例としては、例えば、ポリメチルメタクリレート、アクリルニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリスチレンなどを用いることができる。
【００６０】
なお、樹脂３２は、前述した条件を満たすものであれば、上記具体例以外の樹脂３２であっても良い。また、分散させる樹脂３２の種類は１種類に限らず、複数種類であっても良い。
【００６１】
例えば、空気入りタイヤ１０の加硫最高温度が１７５°Ｃである場合、樹脂３２としてポリエチレン（融点：１３５°Ｃ）を用いることができる。また、ポリエチレン（融点：１３５°Ｃ）とポリプロピレン（融点：１６７°Ｃ）の両方を分散させても良い。
【００６２】
図４に示すように、ここでは押出工程の例を示すが、長尺状の樹脂３２の混練された生のゴム組成物３６を、流路断面積が出口に向かって減少する押出機の口金３８から押し出すと、樹脂３２の向き、即ち、樹脂３２の長手方向が押出し方向（矢印Ｃ方向）に沿って除々に揃い、口金３８から出た帯状ゴム組成物３６Ａは樹脂３２の長手方向が押出し方向に揃う。また、圧延工程においても、圧延ロール間隔が狭いことにより、及びシート化や巻き取り時の張力（巻取軸に与えるトルク）により、上記とほぼ同様の効果を得る。
【００６３】
ここで、帯状ゴム組成物３６Ａのゲージｔは、３mm以下にする必要がある。ゲージｔが３mmを越えると、樹脂３２の配向に乱れが生じ、樹脂３２の長手方向が押出し方向、即ち帯状ゴム組成物３６Ａの長手方向に揃わなくなる。
【００６４】
長尺状の樹脂３２を所望する方向、即ち、押出方向に沿って配列するためには、ゴムの流動性を限られた温度範囲の中でコントロールすることも重要である。即ち、オイル、液状ポリマーなどの加工性改良剤をゴム組成物に適宜添加することにより、ゴムマトリクスの粘度を下げ、流動性を高めることによって、長尺状の樹脂３２の融点以下といった押出温度の制約条件のなかでも、極めて良好に押出、かつ、理想的に長尺状の樹脂３２を押出方向に沿った方向に配列せしめることが可能となる。
【００６５】
なお、本実施形態において、未加硫ゴムからなる生のベース部１２Ｂを貼り付けるまでのグリーンタイヤの製造方法は従来通りである。
【００６６】
本実施形態のキャップ部１２Ａは、図５に示すように、長手方向を揃えるようにして帯状ゴム組成物３６Ａをタイヤ径方向（図１の矢印Ｄ方向）に対応する方向に積層して形成される。
【００６７】
ここで、生のキャップ部１２Ａは、生のベース部１２Ｂの上に帯状ゴム組成物３６Ａを順次積層する（タイヤ径方向に積層する）ことにより形成しても良く、台、コンベアやドラム等の上に帯状ゴム組成物３６Ａを順次積層し、これを生のベース部１２Ｂの上に貼り付けるようにしても良い。
【００６８】
また、生のベース部１２Ｂの上に帯状ゴム組成物３６Ａを順次積層する場合、グリーンタイヤを回転させて帯状ゴム組成物３６Ａを巻いて積層しても良く、所定長さ（例えばグリーンタイヤの略１周分の長さ）に切断した帯状ゴム組成物３６Ａを複数枚積層するようにしても良い。
【００６９】
これにより、長尺状の樹脂３２の長手方向がタイヤ周方向となった生のキャップ部１２Ａが得られる。
【００７０】
なお、図９に示すように、幅狭の帯状ゴム組成物３６Ａをタイヤ幅方向（矢印Ｗ方向）に積層しても生のキャップ部１２Ａにおいて長尺状の樹脂３２の長手方向をタイヤ周方向とすることができる。
【００７１】
このようにして形成されたグリーンタイヤをモールドで所定温度、所定圧力のもとで加硫成形することにより空気入りタイヤが形成される。
【００７２】
生のキャップ部１２Ａがモールド内で加熱されると、図６（Ａ）に示すように、発泡剤によってガス３４が発生し始める。
【００７３】
生のキャップ部１２Ａが加熱されて樹脂３２が溶融（または軟化）し、その粘度がゴムマトリクスの粘度よりも低下すると（図７参照）、図６（Ｂ）に示すように樹脂３２の周囲に発生したガス３４が溶融した樹脂３２の中へと移動する。
【００７４】
最終的には、溶融した樹脂３２のなかに移動したガス３４の気泡同士がつながって長尺状の空間が形成され、樹脂３２から離れた部位で発生したガスはその位置に止まる。
【００７５】
冷却後のキャップ部１２Ａは、図６（Ｃ）及び図６（Ｄ）に示すように球状独立気泡２２と、外周部分が固化した樹脂３２の保護層２６で補強された長尺状独立気泡２４とが形成された発泡ゴムとなる。
（作用）
次に本実施形態の作用を説明する。
【００７６】
本実施形態の空気入りタイヤ１０を走行させると、図８に示すように、略球形の球状独立気泡２２による凹部２２Ａと長尺状独立気泡２４による溝状の凹部２４Ａとが摩耗の極めて初期の段階でトレッド１２の接地面に現れる。
【００７７】
空気入りタイヤ１０を氷上で走行させると、接地圧と摩擦熱によってタイヤと氷面との間に水膜が生じるが、トレッド１２の接地面に形成された無数の凹部２２Ａ，２４Ａによって接地面内の水分（水膜）は素早く排除水されて除去される。
【００７８】
さらに、長手方向が実質的にタイヤ周方向となっている溝状の凹部２４Ａによって接地面内のタイヤ回転方向後側への排除水性が向上するため、特に氷上ブレーキ性能が向上する。
【００７９】
また、この溝状の凹部２４Ａは、外周部分がゴムマトリクスよりも硬い保護層２６で補強されているため高荷重時でも潰れ難く、高い排除水性を常に維持することができる。
【００８０】
さらに、本実施形態の空気入りタイヤ１０では、接地面に露出した保護層２６によって引っかき効果が生じるため、この引っかき効果によって横方向の氷上μが向上し、氷上ハンドリングが良好になる。
【００８１】
本発明の空気入りタイヤの製造方法によれば、加硫成形時の高温、高圧下のもとにおいても長尺状の樹脂３２を中空化することが可能となり、十分な排除水性能を得ることのできる保護層２６で補強された長尺状独立気泡２４を確実に形成することができる。
【００８２】
ここで、キャップ部１２Ａを構成している発泡ゴム部分において、球状独立気泡２２の発泡率Ｖｓ1 と長尺状独立気泡２４の発泡率Ｖｓ2 とを合わせた全発泡率をＶｓとすると、全発泡率Ｖｓは、３〜４０％の範囲内が望ましく、好ましくは５〜３５％である。発泡ゴムの全発泡率Ｖｓは、Ｖｓ＝（ρ₀ ／ρ₁ −１）×１００（％）で表され、ρ₁ は発泡ゴムの密度（ｇ／ｃｍ³ ）、ρ₀ は発泡ゴムの固相部の密度（ｇ／ｃｍ³ ）である。
【００８３】
全発泡率Ｖｓが３％未満では、発生する水膜に対して絶対的な凹部体積の不足により充分な排除水が行われず、氷上性能の効果向上が望めない。
【００８４】
全発泡率Ｖｓが４０％を越えると、氷上性能向上効果は充分だが、ゴム内の空隙が多すぎるために、コンパウンドの破壊限界が大巾に低下し、耐久性上好ましくない。
【００８５】
全発泡率Ｖｓ３〜４０％の設定範囲の中で、長尺状独立気泡２４が全発泡率Ｖｓの１０％以上を占めることが大切である。１０％未満では、適切な長尺状水路が少ないために、球状独立気泡のみの場合に対する効果が薄れるからである。
【００８６】
また、長尺状の樹脂３２の平均径は、２．３〜４００μｍが実際的である。その理由は、タイヤ加硫の一般的製造条件の中では、所望する長尺状独立気泡２４の出来上がり中空径が２０〜５００μｍになるためには、中空化前の段階で樹脂３２の平均径が２．３〜４００μｍ程度となっているためである。
【００８７】
一方、長尺状独立気泡２４の平均中空径Ｄ（＝保護層２６の内径。図２参照）は、２０〜５００μｍの範囲内であることが好ましい。
【００８８】
長尺状独立気泡２４の平均中空径Ｄが２０μｍ未満になると、排除水性が低下するため好ましくない。一方、長尺状独立気泡２４の平均中空径Ｄが５００μｍよりも大きくなると、耐カット性、ブロック欠けが悪化し、また、乾燥路面での耐摩耗性が悪化するため好ましくない。
【００８９】
また、長尺状独立気泡２４の１個当たりの最大長さＬと、平均中空径Ｄとの比Ｌ／Ｄは３以上が好ましい。
【００９０】
比Ｌ／Ｄを３以上とすることにより、摩耗したゴム表面に現れる溝状の凹部２４Ａが長くなり、平均中空径Ｄを上記の最適範囲内とした上で容積を大きくとることができ、多量の水を排除水可能となる。特に、周方向溝１４、横溝１６、サイプ１９等に端部が連結された溝状の凹部２４Ａは、吸収した水を周方向溝１４、横溝１６、サイプ１９まで排出できるので効果的である。
【００９１】
なお、生のキャップ部１２Ａがモールド内面に押し付けられることにより、ブロック表面近傍の樹脂３２の向きがタイヤ周方向とならず、これにより製品タイヤにおいて、ブロック表面近傍の長尺状独立気泡２４の向きがタイヤ周方向とならないが、ブロック１８全体からみればごく僅かであり問題はない。
【００９２】
また、上記空気入りタイヤ１０は、いわゆる乗用車用であったが、本発明は乗用車用タイヤ以外、例えば、トラック・バス用のタイヤにも適用できるのは勿論である。
【００９３】
また、前記実施形態では、加硫温度が１７５°Ｃであったが、ゴムの材質、タイヤの種類等によって加硫温度は適宜変更される。
【００９４】
また、前述した実施形態では、樹脂３２の向きがタイヤ周方向となるように帯状ゴム組成物３６Ａを積層したが、樹脂３２の向きをその他の方向、例えば、タイヤ幅方向となるように帯状ゴム組成物３６Ａを積層しても良い。
【００９５】
また、本発明は、サイプ、ブロック形状等、タイヤ形状との組み合わせは自由である。
【００９６】
なお、長尺状独立気泡２４の潰れ抑制のために、保護層２６と周囲のマトリクスゴムとの接着性は重要である。本発明の実施例に用いたポリエチレンなどは、一旦溶融するためにゴムとある程度接着しているが、マトリクスゴムと保護層２６との接着性をさらに良くする方法としては、例えば、樹脂３２に表面処理を行う方法、樹脂３２にゴムとの接着性を向上させる成分を含有させる方法等がある。
（試験例）
本発明の効果を確かめるために、本発明の適用された実施例タイヤ（実施例１，２）及び比較例タイヤ（比較例１，２）を試作して氷上ブレーキ性能の比較を行うと共に、トレッドのキャップ部に用いるゴム組成物の樹脂及びゴムマトリクスの粘度、ゴム組成物の精錬作業性の比較を行った。また、球状独立気泡と長尺状独立気泡の体積比、長尺状独立気泡の平均内径、長尺状独立気泡のＬ／Ｄ、長尺状独立気泡の樹脂層の厚さの各項目に付いても比較した。
【００９７】
先ず、実施例タイヤ（実施例１，２）及び比較例タイヤ（比較例１，２）を説明する。
【００９８】
各例のタイヤ共に、タイヤサイズは１１Ｒ２２．５である。また、各例のタイヤ共に、深さ２０mmの周方向主溝と深さ１５mmの横溝とを有するブロックパターンタイヤであり、そのブロックの寸法はタイヤ周方向の寸法が３０mm、タイヤ幅方向の寸法が３０mmである。各例のタイヤ共にキャップベース構造でありキャップ部のゲージＴ（図１参照）が１２mmである。なお、比較例１のタイヤのキャップ部は従来通りの押出し成型であり、その他は実施形態で説明したように帯状ゴム組成物を積層（シート積層）したものである。
▲１▼ 粘度
（ゴムの場合）
トレッドの最高温度で下記条件で測定。ゴムのトルクがＭａｘをむかえたら終了とし、トルクをゴム粘度として、トルクの変化と発泡圧力の変化を測定した。
【００９９】
粘度は、モンサント社製コーンレオメーター型式１−Ｃ型を使用し、温度を変化させながら１００サイクル／分の一定振幅入力を与え、その際のトルク値を粘度とした。（ドーム圧力６．０kg/cm²、ホールディング圧力８．０kg/cm²、クロージング圧力８．０kg/cm²、振り角±５°）
（樹脂の場合）
スタート温度を１９０°Ｃとし５°Ｃずつ温度を下げながら発生するトルクを樹脂の粘度として、粘度の温度依存性を測定。得られたカーブからトレッドの最高温度での樹脂の粘度を読み取り、ゴムマトリクス粘度と比較した。温度以外は、ゴム粘度の測定と同条件で行った。
▲２▼球状独立気泡と長尺状独立気泡の体積比
タイヤトレッドからセンター部ブロック片を切り取り、更に、タイヤ周方向に対して垂直に、かつトレッド表面に対して垂直に、鋭利なカミソリで観察面を切り出す。このカットサンプルを走査型電子顕微鏡で、倍率１００倍にて写真撮影を行う。尚、写真撮影場所については無作為に抽出する。
【０１００】
次いでこの写真中の球状独立気泡部分と樹脂保護層を備えた長尺状独立気泡部分を分別し、それぞれの面積を測定して、ある一定面積内の球状独立気泡と長尺状独立気泡の面積比を算出する。
【０１０１】
以上の測定を１０回行い、面積比の平均を求め、これを球状独立気泡と長尺状独立気泡の体積比とした。
▲３▼ 硬度
加硫したゴム組成物をＪＩＳＫ６３０１に準拠し、室温（２４°Ｃ）にて測定したものである。
▲４▼ 長尺状独立気泡の平均内径
長尺状独立気泡の平均内径については、上記測定における長尺状独立気泡全面積を、観察された長尺状独立気泡個数で割り、１独立気泡当たりの平均断面積を求め、下記式により断面が完全な円状である事を仮定した際の直径を算出した。
【０１０２】
長尺状独立気泡内径＝（１独立気泡当たり断面積÷π）^0.5×２
以上の測定を１０回行い、その平均値を長尺状独立気泡内径とした。
▲５▼ Ｌ／Ｄ
Ｌ／Ｄは上記測定により求めた内径で投入短繊維長さを除した値である。長尺状独立気泡の長さについては、独立気泡に沿ってサンプルを切断し、実測しても良いが、誤差を多く含むため、前述のように定義した。
▲６▼ 長尺状独立気泡の樹脂層の厚み
長尺状独立気泡の樹脂層の厚みについては、上記測定に用いたカットサンプルを用い、走査型電子顕微鏡を樹脂の厚みが測定できるほどの高倍率にして写真撮影し、１個の長尺状独立気泡につき、４ヵ所の厚みを測定する。この測定を４０個の長尺状独立気泡に対して行い、平均値を長尺状独立気泡の保護層の厚みとした。
▲７▼ 氷上ブレーキ性能
タイヤを大型車両に装着して氷上平坦路を走行させ、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、停止するまでの距離を測定した。結果は、距離の逆数を比較例タイヤ１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。
【０１０３】
なお、表中の発泡剤は、永和化成（株）ビニホールＶである。
発泡助剤は、大塚化学（株）ベンゼンスルフィン酸亜鉛、
尿素（永和化成（株）セルペーストＪ）である。
【０１０４】
カーボン：Ｎ２２０（商品名）は、旭カーボン（株）旭♯８０である。
ゴムマトリクス（未加硫）は、樹脂を除いたゴム組成物を指す。
【０１０５】
加硫ゴム組成物の第１独立気泡は前述した実施形態で説明した球状独立気泡を指し、第２独立気泡は同実施形態で説明した長尺状独立気泡を指す。
【０１０６】
また、表１の長尺樹脂の種類（名称）は、ＰＥはポリエチレンを指す。
なお、その他の仕様と試験結果は表１に示す通りである。
【０１０７】
【表１】

【０１０８】
表１に示すように、本発明の適用された実施例１，２のタイヤは、比較例１，２のタイヤに比べて何れも氷上ブレーキ性能が高いことが証明された。
【０１０９】
また、ブロックを切断して観察した結果、実施例１，２のタイヤでは長尺状独立気泡の長手方向がタイヤ周方向に揃っており、比較例１，２のタイヤでは長尺状独立気泡の配向に乱れがあることが確認された。
【０１１０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載のタイヤの製造方法によれば、長尺状の樹脂の向きを揃えることができ、高い氷上性能を確実に得ることのできるタイヤを製造できる、という優れた効果を有する。
【０１１１】
また、請求項２及び請求項３に記載のタイヤの製造方法によれば、氷上ブレーキ性能に優れたタイヤを製造できる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】ブロックの拡大断面図である。
【図２】キャップ部の拡大断面図である。
【図３】長尺状の樹脂の斜視図である。
【図４】長尺状の樹脂の方向を揃える原理を説明する説明図である。
【図５】帯状ゴム組成物をタイヤ径方向に積層することにより得られた生のキャップ部の斜視図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｄ）は、長尺状独立気泡が形成される順序を説明する説明図である。
【図７】温度（加硫時間）とゴム及び樹脂の粘度の関係を示したグラフである。
【図８】摩耗したキャップ部の拡大断面図である。
【図９】帯状ゴム組成物をタイヤ幅方向に積層することにより得られた生のキャップ部の斜視図である。
【符号の説明】
１２トレッド
１２Ａキャップ部
２４長尺状独立気泡
３２樹脂
３６Ａ帯状ゴム組成物３６Ａ（帯状未加硫ゴム）
３８口金

Claims

加硫時にガスを生成する発泡剤と、ゴムの混練時の最高温度よりも融点が高く、加硫時に溶融又は軟化してゴムマトリクスよりも粘度が低くなり、溶融又は軟化することで前記ガスが内部に移動して最大長さＬと平均中空径Ｄとの比Ｌ／Ｄが３以上となる独立気泡を形成する長尺状の樹脂とを含むゴム組成物を押出し又は圧延することにより厚さ３ミリ以下の帯状未加硫ゴムを得る工程と、
前記帯状未加硫ゴムを長手方向を揃えて積層させて生トレッドを形成する工程と、
前記生トレッドの装着された生タイヤケースをモールドで加硫成型する加硫工程と、
を有することを特徴とするタイヤの製造方法。
前記帯状未加硫ゴムは、長手方向がタイヤ周方向であり、積層方向がタイヤ幅方向であることを特徴とした請求項１に記載のタイヤの製造方法。
前記帯状未加硫ゴムは、長手方向がタイヤ周方向であり、積層方向がタイヤ径方向であることを特徴とした請求項１に記載のタイヤの製造方法。