JP7476176B2

JP7476176B2 - タイヤの製造方法及びタイヤ

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Publication number: JP7476176B2
Application number: JP2021516143A
Authority: JP
Inventors: 光太郎早川
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2019-04-26
Filing date: 2020-04-21
Publication date: 2024-04-30
Anticipated expiration: 2040-04-21
Also published as: JPWO2020218309A1; WO2020218309A1

Description

本発明は、タイヤの製造方法及びタイヤに関するものである。

従来、車両の安全性を向上させる観点から、乾燥路面のみならず、湿潤路面、氷雪路面等の様々な路面上でのタイヤの制動性や駆動性を向上させるために、種々の検討がなされている。例えば、スタッドレスタイヤ等の冬用タイヤは、氷雪上走行性能を向上させることを目的として、トレッドに発泡構造を搭載させたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この技術では、トレッド表面に微細な溝構造を形成することにより、氷上に形成された水膜を効果的に除去して、ミクロな排水性を向上させ、これにより氷上性能を向上させている。

特開昭６２－２８３００１号公報

例えば、非降雪地域等、もっぱらサマータイヤを用いるタイヤユーザが、突然の降雪時等に、タイヤに氷上性能を求めるようになる場合がある。また、スタッドレスタイヤ等の冬用タイヤのユーザが、氷上性能をより高いものに変更したい場合もある。

そこで、本発明は、加硫済のタイヤに高い氷上性能を付与することのできる、タイヤの製造方法、及び、氷上性能を向上させたタイヤを提供することを目的とする。

本発明の要旨構成は、以下の通りである。
本発明のタイヤの製造方法は、
加硫済のタイヤのトレッドの表面にレーザ加工を施して凹部を形成する、レーザ加工工程を含むことを特徴とする。

後述の「凹部の幅」は、該凹部の延在方向に一定でない場合は、最大幅をいうものとする。

後述の「発泡率」は、トレッドゴムの平均発泡率Ｖｓを意味し、具体的には次式（１）により算出される値を意味する。
Ｖｓ＝（ρ０／ρ１－１）×１００（％）・・・（１）
式（１）中、ρ１は加硫ゴム（発泡ゴム）の密度（ｇ／ｃｍ^３）を示し、ρ０は加硫ゴム（発泡ゴム）における固相部の密度（ｇ／ｃｍ^３）を示す。なお、加硫ゴムの密度及び加硫ゴムの固相部の密度は、エタノール中の質量と空気中の質量を測定し、これから算出される。

本発明のタイヤは、
トレッドに、壁面の少なくとも一部が炭化されている凹部を有することを特徴とする。

本発明によれば、加硫済のタイヤに高い氷上性能を付与することのできる、タイヤの製造方法、及び、氷上性能を向上させたタイヤを提供することができる。

本発明の一実施形態にかかる、タイヤの製造方法のフロー図である。準備した加硫済のタイヤのトレッドの表面の一部を示す展開図である。本発明の一実施形態にかかるタイヤのトレッド踏面の一部を示す展開図である。第１の変形例にかかるタイヤのトレッドの表面の一部を示す展開図である。第２の変形例にかかるタイヤのトレッドの表面の一部を示す展開図である。第３の変形例にかかるタイヤのトレッドの表面の一部を示す展開図である。第４の変形例にかかるタイヤのトレッドの表面の一部を示す展開図である。第５の変形例にかかるタイヤのトレッドの表面の一部を示す展開図である。第６の変形例にかかるタイヤのトレッドの表面の一部を示す展開図である。第７の変形例にかかるタイヤのトレッドの表面の一部を示す展開図である。第８の変形例にかかるタイヤのトレッドの表面の一部を示す展開図である。第９の変形例にかかるタイヤのトレッドの表面の一部を示す展開図である。第１０の変形例にかかるタイヤのトレッドの表面の一部を示す展開図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に例示説明する。

＜タイヤの製造方法＞
図１は、本発明の一実施形態にかかる、タイヤの製造方法のフロー図である。
図１に示すように、本実施形態では、まず、加硫済のタイヤを準備する（ステップＳ１０１）。本実施形態において、加硫済のタイヤは、トレッドを有し、該トレッドの表面（以下、トレッド踏面という）に第１の凹部２及び第２の凹部３を有するスタッドレスタイヤである（図２参照）。本実施形態では、加硫済のタイヤのトレッドのゴムは、発泡率が１５～２５％の発泡ゴムである。発泡率を１５％以上とすることにより、タイヤとしての排水性（ひいては氷上性能）を向上させ、一方で、発泡率を２５％以下とすることにより、トレッドの剛性を確保して、乾燥路面での走行性能を向上させることができる。また、本例では、トレッドのゴムは、親水性短繊維を有する。これにより、トレッドの剛性を高めることができ、また、トレッドが発泡剤を有する場合に、特に排水性を高めることができる。なお、親水性短繊維を有しない構成とすることもできる。

図２は、準備した加硫済のタイヤのトレッドの表面の一部を示す展開図である。図２に示すように、準備した加硫済のタイヤは、トレッド踏面１の一部に、図示の範囲で３本の微細な第１の凹部２と、図示の範囲で８個の微細な第２の凹部３と、を有している。図示例では、第１の凹部２は、タイヤ周方向に延びている。特には限定されないが、第１の凹部２の延在長さは、５００～１５００μｍ、第１の凹部２の幅（最大幅）は、４０～１００μｍ、第１の凹部２の深さ（最大深さ）は、４０～１００μｍとすることができる。また、図示例では、第２の凹部３は、平面視で円形の窪みであり、特には限定されないが、最大径を４０～１００μｍ、深さ（最大深さ）を４０～１００μｍとすることができる。
ステップＳ１０１の段階において、スタッドレスタイヤの場合、トレッド踏面１に設ける凹部の形状、種類、個数、サイズ等は、特に限定されるものではなく、ミクロな水路を形成して水膜を除去することが可能なものであれば任意のものとすることができる。また、別の例として、ステップＳ１０１において、加硫済タイヤとしてサマータイヤを準備する場合は、トレッドにそのような凹部を有しないものとすることができる（通常の溝やサイプのみを有するものとすることができる）。

トレッドのゴムの発泡剤としては、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）、ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＮＰＴ）、ジニトロソペンタスチレンテトラミン、ベンゼンスルホニルヒドラジド誘導体、ｐ，ｐ’－オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド（ＯＢＳＨ）、重炭酸アンモニウム、重炭酸ナトリウム、炭酸アンモニウム、ニトロソスルホニルアゾ化合物、Ｎ，Ｎ’－ジメチル－Ｎ，Ｎ’－ジニトロソフタルアミド、トルエンスルホニルヒドラジド、ｐ－トルエンスルホニルセミカルバジド、ｐ，ｐ’－オキシビスベンゼンスルホニルセミカルバジド等が挙げられる。これら発泡剤の中でも、ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＮＰＴ）が好ましい。これら発泡剤は、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。また、該発泡剤の配合量は、特に限定されるものではないが、ゴム成分（例えばジエン系重合体）の合計１００質量部に対して０．１～３０質量部の範囲が好ましく、１～２０質量部の範囲とすることがさらに好ましい。また、上記発泡剤には、発泡助剤として尿素、ステアリン酸亜鉛、ベンゼンスルフィン酸亜鉛、亜鉛華等を併用することが好ましい。これら発泡助剤は、一種単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。発泡助剤を併用することにより、発泡反応を促進して反応の完結度を高め、経時的に不要な劣化を抑制することができる。また、該発泡助剤の配合量は、特に限定されるものではないが、ゴム成分（例えばジエン系重合体）の合計１００質量部に対して１～３０質量部の範囲が好ましい。
なお、上記発泡剤を含有するゴム組成物を加硫した後に得られる加硫ゴムにおいて、その発泡率は、通常１～５０％、好ましくは５～４０％である。発泡剤を配合した場合、発泡率が大きすぎるとゴム表面の空隙も大きくなり、充分な接地面積を確保できなくなるおそれがあるが、１～５０％の範囲内の発泡率であれば、排水溝として有効に機能する気泡の形成を確保しつつ、気泡の量を適度に保持できるので、耐久性を損なうおそれもない。ここで、また、発泡率は、発泡剤や発泡助剤の種類、量等により適宜変化させることができる。

また、ゴム組成物が親水性短繊維と上述の発泡剤を含む場合、加硫時に発泡剤から発生したガスが親水性短繊維の内部に浸入して、親水性短繊維の形状に対応した形状を有する気泡を形成することができ、また、該気泡は、壁面が親水性短繊維由来の樹脂で覆われ、親水化されている。そのため、親水性短繊維と発泡剤を含むゴム組成物をトレッドに使用してタイヤを製造すると、タイヤの使用時において、気泡の壁面がトレッド表面に露出することで、気泡が水を積極的に取り込むことができるようになり、タイヤに優れた排水性が付与され、タイヤの氷上性能を大幅に向上させることができる。親水性短繊維の原料として用いる親水性樹脂としては、エチレン－ビニルアルコール共重合体、ビニルアルコール単独重合体、ポリ（メタ）アクリル酸或いはそのエステル、ポリエチレングリコール、カルボキシビニル共重合体、スチレン－マレイン酸共重合体、ポリビニルピロリドン、ビニルピロリドン－酢酸ビニル共重合体、メルカプトエタノール等が挙げられ、これらの中でも、エチレン－ビニルアルコール共重合体、ビニルアルコール単独重合体、ポリ（メタ）アクリル酸が好ましく、エチレン－ビニルアルコール共重合体が特に好ましい。「ポリ（メタ）アクリル酸」は、「ポリアクリル酸」又は「ポリメタクリル酸」を指す。
上記親水性短繊維の表面には、ゴム成分（例えばジエン系重合体）に対して親和性を有し、好ましくは、ゴム組成物の加硫最高温度よりも低い融点を有する低融点樹脂からなる被覆層が形成されていてもよい。かかる被覆層を形成することで、親水性短繊維が有する水との親和性を有効に保持しつつ、被覆層とゴム成分（例えばジエン系重合体）との親和性が良好なため、短繊維のゴム成分（例えばジエン系重合体）への分散性が向上する。また、かかる低融点樹脂が加硫時に溶融することで流動性を帯びた被覆層となってゴム成分（例えばジエン系重合体）と親水性短繊維との接着を図ることに寄与し、良好な排水性と耐久性とが付与されたタイヤを容易に実現することができる。なお、かかる被覆層の厚みは、親水性短繊維の配合量や平均径等によって変動し得るが、通常０．００１～１０μｍ、好ましくは０．００１～５μｍである。
被覆層に用いる低融点樹脂の融点は、ゴム組成物の加硫最高温度よりも低いことが好ましい。なお、加硫最高温度とは、ゴム組成物の加硫時にゴム組成物が達する最高温度を意味する。例えば、モールド加硫の場合には、上記ゴム組成物がモールド内に入ってからモールドを出て冷却されるまでに該ゴム組成物が達する最高温度を意味し、かかる加硫最高温度は、例えば、ゴム組成物中に熱電対を埋め込むこと等により測定することができる。低融点樹脂の融点の上限としては、特に制限はないものの、以上の点を考慮して選択することが好ましく、ゴム組成物の加硫最高温度よりも、１０℃以上低いことが好ましく、２０℃以上低いことがより好ましい。なお、ゴム組成物の工業的な加硫温度は、一般的には最高で約１９０℃程度であるが、例えば、加硫最高温度がこの１９０℃に設定されている場合には、低融点樹脂の融点としては、通常１９０℃未満の範囲で選択され、１８０℃以下が好ましく、１７０℃以下がより好ましい。
低融点樹脂としては、ポリオレフィン系樹脂が好ましく、例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリスチレン、エチレン－プロピレン共重合体、エチレン－メタクリル酸共重合体、エチレン－エチルアクリレート共重合体、エチレン－プロピレン－ジエン三元共重合体、エチレン－酢酸ビニル共重合体、並びにこれらのアイオノマー樹脂等が挙げられる。
親水性短繊維は、平均長さが好ましくは０．１～５０ｍｍ、より好ましくは１～７ｍｍで、平均径が好ましくは１μｍ～２ｍｍ、より好ましくは５μｍ～０．５ｍｍである。平均長さ及び平均径が上記範囲内であると、短繊維同士が必要以上に絡まるおそれがなく、良好な分散性を確保することができる。
親水性短繊維の配合量は、前記ゴム成分（例えばジエン系重合体）の合計１００質量部に対して０．１～１００質量部の範囲が好ましく、１～５０質量部の範囲が更に好ましく、１～１０質量部の範囲がより一層好ましい。親水性短繊維の配合量を上記範囲に収めることで、氷上性能と耐摩耗性の良好なバランスを取ることができる。

次いで、図１に示すように、本実施形態では、ステップＳ１０１において準備した、加硫済のタイヤのトレッドの表面にレーザ加工を施して凹部を形成する（ステップＳ１０２：レーザ加工工程）。

本実施形態では、上記レーザ加工工程においては、レーザ加工には、エキシマレーザを用いる。
エキシマレーザは、レーザ媒質に希ガスやハロゲンなどの混合ガスを用いる紫外線レーザである。本実施形態において、エキシマレーザの波長は、例えば、１５０ｎｍ以上４００ｎｍ以下とすることが好ましい。一例として、ＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）、ＸｅＣｌエキシマレーザ（波長３０８ｎｍ）、ＸｅＦエキシマレーザ（波長３５１ｎｍ）等を用いることができる。
これにより、レーザによりゴムが切削されて形成される凹部４をミクロンオーダーで加工することができ、また、波長が短いためトレッドのゴムに対して過度な熱ストレスをかけずに済む。

図３は、本発明の一実施形態にかかるタイヤのトレッドの表面の一部を示す展開図である。図３に示す例では、図示の範囲で２本のタイヤ幅方向に延びる凹部４が形成されている。凹部４は、レーザ加工工程において、レーザによってトレッドのゴムが切削されることによって形成されたものである。図示例では、凹部４は、いずれも２本の第１の凹部２と連通している。より具体的には、１つの凹部４は、２本の第１の凹部２及び１つの第２の凹部３に連通している。なお、凹部４は、第１の凹部２のみに連通しても良いし、第１の凹部２及び第２の凹部３に連通しても良いし、第２の凹部３のみに連通しても良いし、第１の凹部２及び第２の凹部３のいずれにも連通しなくても良い。排水性の観点からは、少なくとも１つの凹部４が、第１の凹部２及び第２の凹部３に連通することが好ましい。

図４は、第１の変形例にかかるタイヤのトレッドの表面の一部を示す展開図である。図５は、第２の変形例にかかるタイヤのトレッドの表面の一部を示す展開図である。図６は、第３の変形例にかかるタイヤのトレッドの表面の一部を示す展開図である。図７は、第４の変形例にかかるタイヤのトレッドの表面の一部を示す展開図である。図８は、第５の変形例にかかるタイヤのトレッドの表面の一部を示す展開図である。図９は、第６の変形例にかかるタイヤのトレッドの表面の一部を示す展開図である。図１０は、第７の変形例にかかるタイヤのトレッドの表面の一部を示す展開図である。図１１は、第８の変形例にかかるタイヤのトレッドの表面の一部を示す展開図である。図１２は、第９の変形例にかかるタイヤのトレッドの表面の一部を示す展開図である。図１３は、第１０の変形例にかかるタイヤのトレッドの表面の一部を示す展開図である。
図４に示す例では、図示の範囲で３本のタイヤ周方向に延びる凹部４が形成されている。図示例では、各凹部４は、第１の凹部２の延在長さを長くするように、第１の凹部２に一部重ねて配置されている。図示例では、各凹部４は、１つの第２の凹部３にも連通している。
図５に示す例では、図示の範囲で３本のタイヤ幅方向に延びる凹部４が形成されている。図示例では、各凹部４は、いずれも第１の凹部２と連通している。図示例では、各凹部４は、１つの第２の凹部３にも連通している。
図６に示す例では、図示の範囲で３本の円環状の凹部４が形成されている。図示例では、各凹部４は、いずれも第１の凹部２と連通している。図示例では、２つの凹部４は、２つの第２の凹部３と連通し、１つの凹部４は、第２の凹部３とは連通していない。
図７に示す例では、図示の範囲で３本の屈曲形状の凹部４が形成されている。各凹部４は、タイヤ幅方向一方側から他方側へ向かってタイヤ周方向一方側に傾斜する第１部分４ａと、タイヤ幅方向一方側から他方側へ向かってタイヤ周方向他方側に傾斜する第２部分４ｂとが屈曲部を介して接続されてなる。この例では、第１部分４ａ及び第２部分４ｂは、タイヤ幅方向に対して４５°の角度で傾斜してなる。図示例では、各凹部４は、いずれも第１の凹部２と連通している。図示例では、２つの凹部４は、２つの第２の凹部３と連通し、１つの凹部４は、１つの第２の凹部３と連通している。
図８に示す例では、図示の範囲で４つの凹部４が形成されている。図示例では、凹部４は、いずれも平面視で円環状である。本例では、４つの凹部４は、タイヤ幅方向に配列されている。本例では、タイヤ幅方向に隣接する凹部４は、互いに連通している。図示例では、２つの凹部４（図示で左から２つ目の凹部４及び図示で最も右側の凹部４）は、第１の凹部２と連通しており、他の２つの凹部４（図示で最も左の凹部４及び図示で右から２つ目の凹部４）は、第１の凹部２と連通していない。また、本例では、いずれの凹部４も、第２の凹部３とは連通していない。
図９に示す例では、図示の範囲で３本の屈曲形状の凹部４が形成されている。各凹部４は、タイヤ幅方向一方側から他方側へ向かってタイヤ周方向一方側に傾斜する第１部分４ａと、タイヤ幅方向一方側から他方側へ向かってタイヤ周方向他方側に傾斜する第２部分４ｂとが屈曲部を介して接続されてなる。この例では、第１部分４ａ及び第２部分４ｂは、タイヤ幅方向に対して３０°の角度で傾斜してなる。図示例では、３本の凹部４は、タイヤ幅方向に配列されている。本例では、タイヤ幅方向に隣接する凹部４は、互いに連通している。図示例では、１つの凹部４（図示で最も左側の凹部４）は、第１の凹部２と連通しており、他の２つの凹部４（図示で中央及び最も右側の凹部４）は、第１の凹部２と連通していない。本例では、いずれの凹部４も、第２の凹部３と連通していない。
図１０に示す例では、図示の範囲で３つの凹部４が形成されている。各凹部４は、３つの溝からなる平面視で三角形状の形状を有している。図示例では、３つの凹部４は、タイヤ幅方向に配列されている。本例では、タイヤ幅方向に隣接する凹部４は、（三角形の頂点位置で）互いに連通している。本例では、図示中央の凹部４が、図示左右の凹部４に対して、図示上下反転させた形状で配置されている。図示例では、いずれの凹部４も第１の凹部２と連通している。一方で、図示例では、いずれの凹部４も第２の凹部３と連通していない。
図１１に示す例では、図示の範囲で１本の凹部４が形成されている。凹部４は、タイヤ幅方向に延びている。凹部４の側部の外輪郭は、湾曲形状をなしている。本例では、凹部４は、２本の第１の凹部２と連通している。また、本例では、凹部４は、第２の凹部３と連通していない。
図１２に示す例では、図示の範囲で１本の階段形状の凹部４が形成されている。凹部４は、タイヤ周方向に延びる周方向部分４ｃと、タイヤ幅方向に延びる幅方向部分４ｄとが接続されてなる。図示例では、凹部４は、５本の周方向部分４ｃと５本の幅方向部分４ｄとが連通されてなる。図示例では、周方向部分４ｃの端部と幅方向部分４ｄの端部とが連通している。本例では、凹部４は、２本の第１の凹部４及び１つの第２の凹部３に連通している。
図１３に示す例では、図示の範囲で１つの凹部４が形成されている。凹部４は、タイヤ周方向に延びる周方向部分４ｃと、タイヤ幅方向に延びる幅方向部分４ｄとが連通してなる。図示例では、凹部４は、２本の周方向部分４ｃと４本の幅方向部分４ｄとが連通してなる。図示例では、周方向部分４ｃの端部は、幅方向部分４ｄとは連通しておらず、また、幅方向部分４ｄの端部は、周方向部分４ｃと連通していない。本例では、凹部４は、３本の第１の凹部４及び２つの第２の凹部３に連通している。
図４～図１３に示す例においても、凹部４は、第１の凹部２のみに連通しても良いし、第１の凹部２及び第２の凹部３に連通しても良いし、第２の凹部３のみに連通しても良いし、第１の凹部２及び第２の凹部３のいずれにも連通しなくても良い。排水性の観点からは、少なくとも１つの凹部４が、第１の凹部２及び第２の凹部３に連通することが好ましい。

本実施形態では、上記レーザ加工工程において、レーザにより切削され形成される凹部４の幅は、６０μｍ以下である。これにより、水路の微細な加工が可能となる。本実施形態において、レーザにより形成される凹部４の幅は、５０μｍ以下とすることがより好ましく、４０μｍ以下とすることがさらに好ましい。なお、凹部４の幅の下限は加工精度の限界によって決定されるため、特には限定されない。凹部４の深さ（最大深さ）は、１００μｍ以下とすることが好ましく、６０μｍ以下とすることがより好ましい。凹部４の延在長さは、特に限定されず、例えば、μｍオーダーからｃｍオーダーとなり得る。
また、本実施形態では、上記レーザ加工工程において、凹部４の少なくとも一部の延在部分が、タイヤ幅方向に対し４５°以下の角度で傾斜するように、レーザ加工を施す。これにより、加硫済のタイヤにさらに高い氷上性能を付与することができる。
例えば、図３、図５に示す例では、凹部４の全体が、タイヤ幅方向に対し０°の角度で延びている。例えば、図６に示す例では、凹部４の一部の延在部分が、タイヤ幅方向に対し４５°以下の角度で延びている（図６の凹部４は平面視で円環状であるので、円周の１／４の長さの領域２つ（合計で円周の１／２の長さ）が、タイヤ幅方向に対し４５°以下の角度で延びている）。図７に示す例では、凹部４の全体が、タイヤ幅方向に対し４５°の角度で傾斜して延びている。図８に示す例では、凹部４の一部の延在部分が、タイヤ幅方向に対し４５°以下の角度で延びている（図８の凹部４は平面視で円環状であるので、各凹部４につき、円周の１／４の長さの領域２つ（合計で円周の１／２の長さ）が、タイヤ幅方向に対し４５°以下の角度で延びている）。図９に示す例では、凹部４の全体が、タイヤ幅方向に対し３０°の角度で傾斜して延びている。図１０に示す例では、凹部の一部の延在部分が、タイヤ幅方向に対し４５°以下の角度で延びている（図１０の凹部４は、平面視で三角形状であり、各凹部４の１つの辺がタイヤ幅方向に対し０°の角度で延びている）。図１１に示す例では、凹部４の全体がタイヤ幅方向に対し０°の角度で延びている。図１２に示す例では、凹部４の一部の延在部分が、タイヤ幅方向に対し４５°以下の角度で延びている（凹部４のうち、上記幅方向部分４ｄがタイヤ幅方向に対し０°の角度で延びている）。図１３に示す例では、凹部４の一部の延在部分が、タイヤ幅方向に対し４５°以下の角度で延びている（凹部４のうち、上記幅方向部分４ｄがタイヤ幅方向に対し０°の角度で延びている）。一方で、図４に示す例では、凹部４は、その延在方向に、タイヤ幅方向に対し４５°以下の角度で傾斜している部分を有しない。
また、本実施形態では、上記レーザ加工工程において、凹部４は、タイヤ幅方向に対し４５°以下の角度で傾斜する部分と、タイヤ幅方向に対し４５°超の角度で傾斜する部分とが、接続されるように、レーザ加工を施して形成されることが好ましい。これにより、効率的な排水が可能となる。
例えば、図６に示す例では、凹部４は平面視で円環状であるので、円周の１／４の長さの領域２つ（合計で円周の１／２の長さ）が、タイヤ幅方向に対し４５°以下の角度で延び、残る円周の１／４の長さの領域２つ（合計で円周の１／２の長さ）が、タイヤ幅方向に対し４５°超の角度で延び、これらが連通されている。図８に示す例では、各凹部４は、平面視で円環状であるので、各凹部４につき、円周の１／４の長さの領域２つ（合計で円周の１／２の長さ）が、タイヤ幅方向に対し４５°以下の角度で延び、残る円周の１／４の長さの領域２つ（合計で円周の１／２の長さ）が、タイヤ幅方向に対し４５°超の角度で延び、これらが連通されている。図１０に示す例では、各凹部４は、平面視で三角形状であるので、各凹部４につき、タイヤ幅方向に対し０°の角度で延びる一辺と、タイヤ幅方向に対し６０°の角度で傾斜して延びる他の２辺とが連通されている。図１２に示す例では、タイヤ幅方向に対して９０°の角度で傾斜して延びる周方向部分４ｃとタイヤ幅方向に対し０°の角度で延びる幅方向部分４ｄとが連通されている。図１３に示す例では、タイヤ幅方向に対して９０°の角度で傾斜して延びる周方向部分４ｃとタイヤ幅方向に対し０°の角度で延びる幅方向部分４ｄとが連通されている。一方で、図３、図４、図７、図９、図１１に示す例では、そのように構成されていない。
以下、本実施形態のタイヤの製造方法の作用効果について説明する。

本実施形態のタイヤの製造方法では、加硫済のタイヤのトレッドの表面にレーザ加工を施して凹部４を形成している。従って、本実施形態のタイヤの製造方法によれば、加硫済のタイヤに対して、トレッドの表面に凹部４を付与することができるため、ユーザによる事後的な氷上性能への要求等に対して、加硫済のタイヤに高い氷上性能を付与することができる。
ここで、モールドにより凹部を形成する場合は、加硫時の気化現象により水路が形成されるため、その構造を制御することが困難であるが、レーザ加工により凹部を形成することにより、水路の微細構造を制御して形成することができる。
本実施形態では、準備する加硫済のタイヤに特段の事前加工等を必要とせず、本方法の実施前のタイヤの性能を通常通り発揮させることができる（例えば、本例では、発泡ゴムの発泡率を１５～２５％の発泡ゴムとし、トレッドのゴムを、親水性短繊維を有するものとし、少なくともそれによるタイヤの性能を、本方法の実施後も維持することができる）。
本実施形態では、凹部４を第１の凹部２と連通するように形成しているため、ミクロな水路が連通してより効果的な排水が可能となる。
また、本実施形態では、上記レーザ加工工程において、レーザ加工には、エキシマレーザを用いているため、凹部４をミクロンオーダーで加工することができ、また、波長が短いためトレッドのゴムに対して過度な熱ストレスをかけずに済む。
また、本実施形態では、上記レーザ加工工程において、凹部４の幅を、６０μｍ以下としているため、水路の微細な加工が可能となる。
また、本実施形態では、上記レーザ加工工程において、凹部４の少なくとも一部の延在部分が、タイヤ幅方向に対し４５°以下の角度で傾斜するように、レーザ加工を施すため、加硫済のタイヤにさらに高い氷上性能を付与することができる。
また、本実施形態では、上記レーザ加工工程において、凹部４は、タイヤ幅方向に対し４５°以下の角度で傾斜する部分と、タイヤ幅方向に対し４５°超の角度で傾斜する部分とが、接続されるように、レーザ加工を施して形成されるため、効率的な排水が可能となる。

ここで、レーザ加工工程において、レーザ加工には、エキシマレーザを用いることが好ましい。凹部をミクロンオーダーで加工することができ、また、波長が短いためトレッドのゴムに対して過度な熱ストレスをかけずに済むからである。

また、レーザ加工工程において、凹部の幅は、６０μｍ以下であることが好ましい。水路の微細な加工が可能となるからである。

また、トレッドのゴムは、発泡率が１５～２５％の発泡ゴムであることが好ましい。本方法の実施前においても、発泡率を１５％以上とすることにより、タイヤとしての排水性を向上させ、一方で、発泡率を２５％以下とすることにより、トレッドの剛性を確保して、乾燥路面での走行性能を向上させることができるからである。

また、トレッドのゴムは、親水性短繊維を有することが好ましい。トレッドの剛性を高めることができ、また、トレッドが発泡剤を有する場合に、特に排水性を高めることができるからである。

また、レーザ加工工程において、凹部の少なくとも一部の延在部分が、タイヤ幅方向に対し４５°以下の角度で傾斜するように、レーザ加工を施すことが好ましい。加硫済のタイヤにさらに高い氷上性能を付与することができるからである。

また、レーザ加工工程において、凹部は、タイヤ幅方向に対し４５°以下の角度で傾斜する部分と、タイヤ幅方向に対し４５°超の角度で傾斜する部分とが、接続されるように、レーザ加工を施すことが好ましい。効率的な排水が可能となるからである。

なお、凹部４の形状や個数、サイズ等は、上記の例に限定されるものではなく、加硫済のタイヤに新たな水路を凹部４として形成することによって、加硫済のタイヤにさらに氷上性能を付与することができる限り、様々なものとすることができる。
また、上記の実施形態では、準備した加硫済のタイヤは、スタッドレスタイヤであり、トレッドの表面に、第１の凹部２及び第２の凹部３を有するものとしたが、加硫済のタイヤとしてサマータイヤを準備してもよく、この場合、トレッドの表面には、通常の溝やサイプのみを有し、ミクロンオーダーの凹部を有しないものとすることができる。

＜タイヤ＞
本発明の一実施形態にかかるタイヤは、特には限定されないが、この例では、一対のビード部に跨るカーカスのクラウン部のタイヤ径方向外側にベルトと、トレッドとを有するものである。
本実施形態のタイヤは、スタッドレスタイヤである。このタイヤのトレッドのゴムは、発泡率が１５～２５％の発泡ゴムである。また、本例では、トレッドのゴムは、親水性短繊維を有する。なお、発泡剤や親水性短繊維については、タイヤの製造方法の実施形態において既に説明した通りであるので、説明を省略する。

既に図３～図７を用いて説明したように、本実施形態のタイヤは、トレッド踏面１の一部に、第１の凹部２、第２の凹部３、及び凹部４を有している。第１の凹部２、第２の凹部３については、タイヤの製造方法の実施形態において既に説明した通りであるので、説明を省略する。
本実施形態のタイヤは、トレッドに、壁面の少なくとも一部が炭化されている凹部４を有するものである。他の凹部４の諸元については、タイヤの製造方法の実施形態において既に説明した通りであるので、説明を省略する。
なお、第１の凹部２、第２の凹部３は、（凹部４と連通した箇所を除き）、壁面が炭化されていない。
以下、本実施形態のタイヤの作用効果について説明する。

本実施形態のタイヤは、トレッドの表面に、第１の凹部２及び第２の凹部３に加えて、壁面の少なくとも一部が炭化されている凹部４が形成されている。これにより、壁面の少なくとも一部が炭化されている凹部４によるミクロな水路が形成され、水膜を除去する効果を高めて、氷上性能を向上させることができる。特に凹部４は、炭化された箇所において剛性が高まるため、水路が潰れにくくなって排水性が向上し、氷上性能を向上させることができる。
なお、凹部４は、壁面の少なくとも一部が炭化されていれば良く、（壁面全体ではなく）壁面の一部が炭化されていることがより好ましい。
特に本実施形態では、発泡ゴムの発泡率を１５～２５％の発泡ゴムとしており、発泡率を１５％以上とすることにより、タイヤとしての排水性（ひいては氷上性能）を向上させ、一方で、発泡率を２５％以下とすることにより、トレッドの剛性を確保して、乾燥路面での走行性能を向上させることができる。
また、本実施形態では、トレッドのゴムを、親水性短繊維を有するものとしているため、トレッドの剛性を高めることができ、また、トレッドが発泡剤を有する場合に、特に排水性を高めることができる。
本実施形態では、凹部４の幅を６０μｍ以下としているため、水路が微細である。
本実施形態では、凹部４を第１の凹部２と連通させているため、ミクロな水路が連通して、より効果的な排水が可能となる。
また、本実施形態では、凹部４の少なくとも一部の延在部分が、タイヤ幅方向に対し４５°以下の角度で傾斜しているため、氷上性能をさらに高めることができる。
また、本実施形態では、凹部４は、タイヤ幅方向に対し４５°以下の角度で傾斜する部分と、タイヤ幅方向に対し４５°超の角度で傾斜する部分とが、接続されているため、効率的な排水が可能となる。

ここで、凹部の幅は、６０μｍ以下であることが好ましい。水路が微細となるからである。

ここで、トレッドのゴムは、発泡率が１５～２５％の発泡ゴムであることが好ましい。発泡率を１５％以上とすることにより、タイヤとしての排水性を向上させ、一方で、発泡率を２５％以下とすることにより、トレッドの剛性を確保して、乾燥路面での走行性能を向上させることができるからである。

また、凹部の少なくとも一部の延在部分が、タイヤ幅方向に対し４５°以下の角度で傾斜していることが好ましい。氷上性能をさらに高めることができるからである。

また、凹部は、タイヤ幅方向に対し４５°以下の角度で傾斜する部分と、タイヤ幅方向に対し４５°超の角度で傾斜する部分とが、接続されていることが好ましい。効率的な排水が可能となるからである。

なお、凹部４の形状や個数、サイズ等は、上記の例に限定されるものではなく、壁面の少なくとも一部が炭化されてなる凹部４を有することによって、タイヤの氷上性能を向上させることができる限り、様々なものとすることができる。
また、トレッドの表面に、第１の凹部２や第２の凹部３など、凹部４以外のミクロンオーダーの凹部を有しない構成とすることもできる。

また、壁面の少なくとも一部が炭化されてなるサイプ７が形成されたブロック５を有するタイヤとすることも好ましい。

上記の例では、タイヤは、スタッドレスタイヤを例示したが、サマータイヤ等の用途のものとすることができる。この場合、タイヤのトレッドは、非発泡ゴムからなることが好ましい。

トレッドが、非発泡ゴムからなる場合、トレッドゴムのゴム組成物は、変性ポリマーを有しても良い（例えば変性ＳＢＲ、変性ＢＲ）。また、トレッドゴムのゴム組成物において、シリカとカーボンブラックとの総重量に対するシリカの比率を70%以上、又は90%以上とすることができる。また、トレッドゴムのゴム組成物は、熱可塑性樹脂を含んでも良い（ゴム成分１００質量部に対して５～５０質量部とすることが好ましい）。なお、トレッドは、分割トレッドとしても良く、例えばタイヤ径方向に異なるゴム種が積層された構造、又は、例えばタイヤ幅方向に異なるゴム種を用いたものとすることができる。

例えば、ｔａｎδの温度曲線のピーク位置の温度が－１６．０℃以上－６．０℃以下にあって、ピーク位置のｔａｎδが１．１３よりも大きく、０℃におけるｔａｎδが０．９５以上であり、かつ－５℃におけるｔａｎδと５℃のおけるｔａｎδとの差の絶対値を―５℃と５℃との温度差で除した値｛｜（－５℃におけるｔａｎδ）－（５℃におけるｔａｎδ）｜／１０｝（／℃）が０．０４５／℃より小さい、トレッド用ゴム組成物を用いることができる。
ここで、ｔａｎδは、動的引張粘弾性測定試験機を用いて、周波数５２Ｈｚ、初期歪２％、動歪１％、３℃／分の昇温速度で－２５℃から８０℃におけるｔａｎδの値を動的引張貯蔵弾性率Ｅ’に対する動的引張損失弾性率Ｅ’’の比（Ｅ’’／Ｅ´）から測定するものとする。
上記に加えて、０℃におけるｔａｎδは、０．９５以上とすることが好ましい。
あるいは、少なくとも２種類の結合スチレン含量の異なるスチレン－ブタジエン共重合体ゴムを含むゴム成分と充填材とを含有するゴム組成物であって、結合スチレン含量が高いスチレン－ブタジエン共重合体ゴム（Ａ）の結合スチレン含量Ｓｔ（Ａ）と結合スチレン含量が低いスチレン－ブタジエン共重合体ゴム（Ｂ）の結合スチレン含量Ｓｔ（Ｂ）との差｛Ｓｔ（Ａ）－Ｓｔ（Ｂ）｝が６～２２質量％であり、０℃におけるｔａｎδが０．９５以上であり、かつ－５℃におけるｔａｎδと５℃のおけるｔａｎδとの差の絶対値を―５℃と５℃との温度差で除した値｛｜（－５℃におけるｔａｎδ）－（５℃におけるｔａｎδ）｜／１０｝（／℃）が０．０４５／℃より小さい、トレッド用ゴム組成物を用いることもできる。
結合スチレン含量（質量％）は、^１Ｈ－ＮＭＲスペクトルの積分比から算出し、ｔａｎδは、動的引張粘弾性測定試験機を用いて、周波数５２Ｈｚ、初期歪２％、動歪１％、３℃／分の昇温速度で－２５℃から８０℃におけるｔａｎδの値を動的引張貯蔵弾性率Ｅ’に対する動的引張損失弾性率Ｅ’’の比（Ｅ’’／Ｅ´）から測定するものとする。

例えば、トレッドゴムのゴム組成物として、天然ゴム及び合成イソプレンゴムからなる群から選択される少なくとも１種のイソプレン系ゴムを５０質量％以上含むゴム成分（Ａ）と、熱可塑性樹脂（Ｂ）と、シリカを７０質量％以上含む充填剤（Ｃ）と、を含み、前記熱可塑性樹脂（Ｂ）の配合量が、前記ゴム成分（Ａ）１００質量部に対して５～４０質量部であり、０℃におけるｔａｎδが０．５以下であり、３０℃におけるｔａｎδと６０℃におけるｔａｎδとの差が０．０７０以下であり、動歪１％、０℃における貯蔵弾性率が２０ＭＰａ以下である、ものを用いることができる。なお、長さ５０ｍｍ、幅５ｍｍ、厚み２ｍｍのゴムシートを切り出し、初期荷重１６０ｍｇ、動歪１％、周波数５２Ｈｚの条件下で、０℃、３０℃及び６０℃における損失正接（ｔａｎδ）、並びに、０℃における貯蔵弾性率（Ｅ’）を測定するものとする。
あるいは、ゴム組成物は、Ｃ_５系樹脂、Ｃ_５～Ｃ_９系樹脂、Ｃ_９系樹脂、テルペン系樹脂、テルペン－芳香族化合物系樹脂、ロジン系樹脂、ジシクロペンタジエン樹脂、及びアルキルフェノール系樹脂の中から選ばれる少なくとも１種の熱可塑性樹脂（Ｂ）を、ゴム成分１００質量部に対して５～５０質量部配合してなることもできる。規定量の熱可塑性樹脂（Ｂ）を配合することで、ガラス転移点（Ｔｇ）が高くなり、０℃での損失正接（ｔａｎδ）が向上するため、主にタイヤの湿潤路面での性能を向上させることができる。ゴム成分（Ａ）は、上記の通り、ＮＲを７０質量％以上含有するものであるが、上記の熱可塑性樹脂（Ｂ）は、ＮＲとの相溶性が高いため、上記の効果が特に得られやすい。上記の熱可塑性樹脂（Ｂ）は、ゴム成分（Ａ）１００質量部に対して５～５０質量部、好ましくは１０～３０質量部配合される。熱可塑性樹脂（Ｂ）の配合量をゴム成分（Ａ）１００質量部に対して５～５０質量部とすることで、所望の破壊特性や耐摩耗性を確保することができる。熱可塑性樹脂（Ｂ）の配合量が５質量部未満であると、湿潤路面での制動性能が充分に発揮されにくく、一方、５０質量部超であると、所望の耐摩耗性や破壊特性が得られにくくなるおそれがある。

なお、トレッドの表面にレーザ加工を施して凹部を形成した後にトレッドパターンを形成しても良く、あるいは、トレッドパターンを有するトレッドの表面にレーザ加工を施して凹部を形成しても良い。

サマータイヤ（例えばトレッドゴムが非発泡ゴム）の場合も、スタッドレスタイヤ（例えばトレッドゴムが発泡ゴム）の場合も、路面への追随性はレーザ加工の有無によらずに、ほぼ同等と考えられる。しかし、排水性という点では、特にサマータイヤの場合、通常は非発泡ゴムを用い、氷面上の薄い水膜を除去できる気泡が存在しないため、排水性が低く氷上性能が十分には発現しない場合があるが、レーザ加工を施して凹部を形成することで、排水性が補完され、スタッドレスタイヤに近い氷上性能を発揮することができると考えられる。

スタッドレスタイヤ（例えばトレッドゴムが発泡ゴム）においては、微細加工による更なる排水性の向上と、発泡率と弾性率とを好適範囲に設計できる利点がある。タイヤ周方向に対し垂直な方向にミクロ排水のパスが形成されることで、より高い表情性能を発現する。

常法で作製した非発泡のスムースタイヤに対し、トレッドゴムを円環状に切り出し、切り出したトレッドゴムにレーザ加工を施して、元の台タイヤに接着し、パタン付与後に氷上試験を行った（発明例）。
低速条件（２０ｋｍ／ｈ）及び中速条件（３０ｋｍ／ｈ）でブレーキを踏んだ際の制動距離を測定し、その逆数を指数化した。
対比の対象として、レーザ加工を施さない同様の非発泡のスムースタイヤ（比較例１）を用意し、また、一般的なスタッドレスタイヤ（発泡ゴム）（比較例２）を用意した。
各タイヤのタイヤサイズは、２０５／５５Ｒ１６とした。
以下の表１に評価結果を示す。

表１に示したように、発明例のタイヤは、比較例１のタイヤより氷上性能が大きく向上し、比較例２のスタッドレスタイヤに近い氷上性能が得られたことがわかる。

１：トレッド踏面（トレッドの表面）、２：第１の凹部、３：第２の凹部、
４：凹部、４ａ：第１部分、４ｂ：第２部分、
４ｃ：周方向部分、４ｄ：幅方向部分、

Claims

トレッドの表面に複数の第１の凹部及び複数の第２の凹部を有する加硫済のタイヤの前記トレッドの表面にレーザ加工を施して少なくとも１つの別の凹部を形成し、
前記第１の凹部は、タイヤ周方向に延びていて、延在長さは５００～１５００μｍであり、
前記第２の凹部は、平面視で円形の窪みであり、
少なくとも１つの前記別の凹部が、前記第１の凹部及び前記第２の凹部の少なくともいずれかと連通するようにする、レーザ加工工程を含むことを特徴とする、タイヤの製造方法。
少なくとも１つの前記別の凹部が、前記複数の第１の凹部及び前記複数の第２の凹部のうちの２つ以上と連通するようにする、レーザ加工工程を含むことを特徴とする、請求項１のタイヤの製造方法。
前記レーザ加工工程において、前記レーザ加工には、エキシマレーザを用いる、請求項１又は２に記載のタイヤの製造方法。
前記レーザ加工工程において、前記凹部の幅は、６０μｍ以下である、請求項１～３のいずれか一項に記載のタイヤの製造方法。
前記トレッドのゴムは、発泡率が１５～２５％の発泡ゴムである、請求項１～４のいずれか一項に記載のタイヤの製造方法。
前記トレッドのゴムは、親水性短繊維を有する、請求項１～５のいずれか一項に記載のタイヤの製造方法。
前記レーザ加工工程において、前記凹部の少なくとも一部の延在部分が、タイヤ幅方向に対し４５°以下の角度で傾斜するように、前記レーザ加工を施す、請求項１～６のいずれか一項に記載のタイヤの製造方法。
前記レーザ加工工程において、前記凹部は、タイヤ幅方向に対し４５°以下の角度で傾斜する部分と、タイヤ幅方向に対し４５°超の角度で傾斜する部分とが、接続されるように、前記レーザ加工を施して形成される、請求項１～７のいずれか一項に記載のタイヤの製造方法。