JPH10329235A - タイヤの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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。 【解決手段】 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る長尺状の樹脂とを含
むゴム組成物を押出し機のスリット状の口金から押し出
して厚さ３ミリ以下の長尺の帯状ゴム組成物３６Ａを得
る。これにより、樹脂の方向が押出し方向に揃う。生タ
イヤケースのクラウン部に、この帯状ゴム組成物３６Ａ
を長手方向がタイヤ周方向となるように積層させてキャ
ップ部１２Ａを形成する。加硫を行うと、ゴム中のガス
が粘度が低下した樹脂内に集まり、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。キャ
ップ部１２Ａ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形成され路面との間の水を排除水
するので高い氷上性能が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【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４−３８２０
７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、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
ール間にゴムを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１
２Ａ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１
２Ａ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２
４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３
２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３
２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１
９０°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３
２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、１
００°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９
１０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３６
Ａ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３
２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Ｖｓ
1 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）×１
００（％）で表され、ρ₁ は発泡ゴムの密度（ｇ／ｃｍ
³ ）、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２．３〜４
００μｍ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、２０〜５００μ
ｍ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２０
μｍ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５００
μｍ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２
４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１７
５°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１１Ｒ
２２．５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。 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/c
m²、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。 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。 硬度 加硫したゴム組成物をＪＩＳ Ｋ６３０１に準拠し、室
温（２４°Ｃ）にて測定したものである。 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。 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。 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。 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

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｂ２９Ｋ 105:24 Ｂ２９Ｌ 30:00

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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。
2. 【請求項２】 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。
3. 【請求項３】 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。