JP4495299B2

JP4495299B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP4495299B2
Application number: JP2000106740A
Authority: JP
Inventors: 育嗣池田
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2000-04-07
Filing date: 2000-04-07
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2020-04-07
Also published as: JP2001287513A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サイドウォール部表面の成形不良を減じうる空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば乗用車用の空気入りラジアルタイヤは、図４に示すように、トレッド部ａからサイドウォール部ｂを経てビード部ｃのビードコアｄに至るカーカスｅと、このカーカスｅのタイヤ半径方向外側かつトレッド部ａの内方に配されたベルト層ｆとを具えている。またサイドウォール部ｂにおいて、カーカスｅの外側に配されたサイドウォールゴムｇは、タイヤ半径方向外側の先端部ｉが前記カーカスｅと前記ベルト層ｆとの間で挟まれ先細状で終端しており、そのタイヤ半径方向の外側にトレッドゴムｊが配置されている。このような構造は、一般にＴＯＳ（Tread Over Sidewall ）構造と称されている。
【０００３】
ＴＯＳ構造のタイヤは、いわゆる２ステージ成型法により生産される。すなわち、図５に示すように、円筒状をなすタイヤ成型用ドラムｋにカーカスプライｍを巻き付け、ビードコアｄ、ビードエーペックスｎなどをセットする。その後に、カーカスプライｍの両端を折り返し、サイドウォールゴムｇを張りつけする。
【０００４】
しかる後に、図６に示すように、ビード部ｃ、ｃの間隔を狭めつつ、タイヤの内腔側からブラダなどの膨張体ｐでカーカスプライｍをトロイド状に膨張変形させつつ、例えば別ステージでリング状に形成されたベルト層ｆ、未加硫のトレッドゴムｊと合体させ、タイヤの生カバーを形成しこれを加硫成形する。このようなＴＯＳ構造のタイヤは、サイドウォールゴムｇをトロイド状のカーカスの側面に後から貼り付けるＳＯＴ（Sidewall Over Tread ）構造に比べて生産しやすいため、現在乗用車用ラジアルタイヤの主流となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年ではタイヤの生産性を向上するために、タイヤの加硫時間の短縮化が種々研究されている。このためには、ゴム材の加硫反応速度を早くすれば良い。特に図４に示したＴＯＳ構造のタイヤでは、カーカスｅとベルト層ｆとの間で挟まれ先細状で終端する先端部ｉを有するサイドウォールゴムｇでは、前記先端部ｉが、タイヤの最も内部に位置しかつ上述のように各プライ材により挟まれているため、トレッドゴムｊなどに比べて加硫時の熱が伝わり難く最も加硫に時間を要する律速となる。このため、サイドウォールゴムｇ全体に加硫時間の短いゴム材を用いることが考えられている。
【０００６】
しかしながら、サイドウォールゴムｇに加硫時間の短いゴム材を用いると、加硫後のタイヤの多くにサイドウォール部ｂの表面にベア等の成形不良が見られることが分かった。発明者らの種々の実験の結果、サイドウォールゴムｇに加硫時間の短いゴム材を用いた場合、サイドウォールゴムｇの表面が内部よりも先に加熱された金型と直接接触することで表面側の加硫反応を早期に進行させ、サイドウォールゴムｇの表面側において十分なゴム流れを作り出すことができず、ひいては金型とサイドウォールゴムｇとが十分に密着する前に該サイドウォールゴムｇの表面が硬化してしまうことが原因であることが分かった。
【０００７】
本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、サイドウォールゴムを、タイヤの外面側に配された外層ゴム部と、この外層ゴム部の内側に配されかつ半径方向外側の先端部がカーカスとベルト層との間で挟まれ先細状で終端する内層ゴム部とを含んで構成し、かつ前記外層ゴム部を前記内層ゴム部よりも加硫初期のゴム流れ性に優れたゴム材で形成することを基本として、加熱されやすい表層ゴム部では加硫初期時に金型に沿って円滑なゴム流れを確保することで金型との密着性を高めサイドウォール部の成形不良を減じうる空気入りタイヤの提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のうち請求項１記載の発明は、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至るカーカスと、このカーカスのタイヤ半径方向外側かつトレッド部の内方に配されたベルト層とを具えた空気入りタイヤであって、前記サイドウォール部において前記カーカスの外側に配されたサイドウォールゴムは、タイヤの外面側に配された外層ゴム部と、この外層ゴム部の内側に配されかつタイヤ半径方向外側の先端部が前記カーカスと前記ベルト層との間で挟まれ先細状で終端する内層ゴム部とを具え、前記内層ゴム部の１００℃におけるムーニー粘度Ｍｉと、前記外層ゴム部の１００℃におけるムーニー粘度Ｍｏとの比（Ｍｏ／Ｍｉ）が０．２以上かつ１．０よりも小であることを特徴としている。
【０００９】
このように、サイドウォールゴムの外層ゴム部に、内層ゴム部に比して加硫初期のゴム流れ性に優れたゴム材を用いることにより、加硫初期において外層ゴム部が金型の成形面に沿って流れやすくなるため、ベア等の成形不良の発生を抑制しサイドウォール部の表面の仕上がりを良好としうる。ここで、外層ゴム部に用いる加硫初期のゴム流れ性に優れるゴム材としては、例えば内層ゴム部に比して粘度の低いゴム材、又は内層ゴム部に比して加硫時間が相対的に長いゴム材（換言すれば加硫速度が相対的に遅いゴム材）、さらにはこれらの双方を満たすゴム材などが挙げられる。より好ましくは内層ゴム部の前記ムーニー粘度Ｍｉと、前記外層ゴム部の前記ムーニー粘度Ｍｏとの比（Ｍｏ／Ｍｉ）が０．３以上かつ０．６以下であることが望ましく、さらには内層ゴム部のムーニースコーチ時間Ｔｉと、前記外層ゴム部のムーニースコーチ時間Ｔｏとの比（Ｔｏ／Ｔｉ）を１．０よりも大かつ２．５以下とすることが望ましい。
【００１０】
また前記サイドウォールゴムは、トレッド部に配されたトレッドゴムとの境界面において、該境界面のタイヤ軸方向の長さＡと、前記外層ゴム部のタイヤ軸方向の長さＢとの比（Ｂ／Ａ）が０．１〜０．８であることが望ましく、さらには前記外層ゴム部の平均厚さは、例えば０．３〜３．５mm程度とすることが望ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。
図１において、空気入りタイヤは、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、このカーカス６の半径方向外側かつトレッド部２の内方に配されて前記カーカス６にタガ効果を付与するベルト層７とを具えた乗用車用の空気入りラジアルタイヤを例示している。
【００１２】
前記カーカス６は、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至る本体部６ａに、前記ビードコア５の回りをタイヤ軸方向内側から外側に向けて折り返して形成された折返し部６ｂを一体に具えた１枚のカーカスプライ６Ａにて構成されている。前記カーカスプライ６Ａは、カーカスコードをタイヤ赤道Ｃに対して７５゜〜９０゜の角度で並列した１枚からなり、前記カーカスコードには、ポリエステル、ナイロン又はレーヨン等の有機繊維コードが好ましく採用される。なお必要に応じてスチールコードなども採用される。
【００１３】
前記ベルト層７は、コードをタイヤ赤道に対して１０〜４０°の小角度で傾けて配列した少なくとも２枚、本例ではタイヤ半径方向の内、外２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂを前記コードが互いに交差する向きに重ね合わせて構成される。また半径方向内側のベルトプライ７Ａは、半径方向外側のベルトプライ７Ｂに比べ巾広に形成されている。前記コードは、本例ではスチールコードを採用しているが、アラミド、レーヨン等の他の高弾性の有機繊維コードも必要に応じて用いることができる。
【００１４】
前記ベルト層７のタイヤ半径方向外側には、トレッド面をなすトレッドゴム８が配されている。またサイドウォール部３においては前記カーカス６のタイヤ軸方向外側にサイドウォールゴム９がそれぞれ配されている。
【００１５】
前記サイドウォールゴム９は、タイヤの外面側に配された外層ゴム部１０と、この外層ゴム部１０の内側に配されかつタイヤ半径方向外側の先端部１１ｉが前記カーカス６と前記ベルト層７との間で挟まれ先細状で終端する内層ゴム部１１とを具えている。すなわち、本例の空気入りタイヤは前述のＴＯＳ構造にて形成されている。そして、本実施形態では前記外層ゴム部１０を前記内層ゴム部１１よりも加硫初期のゴム流れ性に優れたゴム材で形成している。
【００１６】
このように、サイドウォールゴム９の外層ゴム部１０に、内層ゴム部１１に比して加硫初期のゴム流れ性に優れたゴム材を用いることにより、加硫初期において外層ゴム部１０が金型の成形面に沿ってより流れやすくなるため、このゴム流れにより金型と外層ゴム部１０との間の空気が金型の外部に円滑に排気される。これにより金型の成形面と外層ゴム部１０との間の空気溜まりが防止できるから、ベア等の成形不良の発生を抑制し、ひいてはサイドウォール部の表面の仕上がり状態を向上しうる。
【００１７】
ここで、外層ゴム部１０に用いる加硫初期のゴム流れ性に優れるゴム材としては、内層ゴム部１１に比して粘度の低いゴム材が挙げられる。
【００１８】
未加硫ゴム材のゴム流れ性を示す指標の一つとしてムーニー粘度があり、このムーニー粘度の値が小さいほどゴム流れ性に優れる。このため、例えば内層ゴム部１１の１００℃におけるムーニー粘度Ｍｉと、前記外層ゴム部１０の１００℃におけるムーニー粘度Ｍｏとの比（Ｍｏ／Ｍｉ）を、０．２以上かつ１．０よりも小、より好ましくは０．３〜０．６とすることにより、外層ゴム部１０のゴム流れ性を内層ゴム部１１のそれよりも良好としてサイドウォール部３の表面の仕上がりを向上させることができる。ここで前記比（Ｍｏ／Ｍｉ）が、０．２未満であると、外層ゴム部１０の流れ性が特に強くなって生カバー成型時に型くずれし易いという傾向があり、逆に１．０以上になると、内層ゴム部１１と外層ゴム部１０とのゴム流れ性が変わらなくなるため、サイドウォールゴム９の仕上がりのさらなる向上が期待できない傾向にある。
【００１９】
特に好ましくは前記内層ゴム部１１のムーニー粘度は２５〜５０ＭＬ（１＋４）１００℃、より好ましくは３０〜５０ＭＬ（１＋４）１００℃、さらに好ましくは３５〜４５ＭＬ（１＋４）１００℃とするのが望ましい。なお未加硫ゴムのムーニー粘度は、ゴムの練り回数及び／又は練り時間を種々設定することにより、またペプタイザー、ステアリン酸などの添加剤の配合量を違えることにより容易に調節することができる。またこのムーニー粘度は、ＪＩＳ−Ｋ６３００「未加硫ゴム物理試験方法」における「ムーニー粘度」に記載の試験方法に準拠して特定する。
【００２０】
また加硫時間の大小を表す目安としてムーニースコーチ時間を用いることができる。ムーニスコーチ時間とは、加硫が進みやすいか否かを判断する一つの指標であって、この値が大きいほど加硫初期の進行が遅いため加硫初期のゴム流れ性を向上しうる。そこで、例えば前記内層ゴム部１１のムーニスコーチ時間Ｔｉと、前記外層ゴム部１０のムーニスコーチ時間Ｔｏとの比（Ｔｏ／Ｔｉ）を１．０よりも大かつ２．５以下、より好ましくは１．３〜１．８としておくことが望ましい。
【００２１】
またこのように、内層ゴム部１１、外層ゴム部１０のムーニースコーチ時間をも限定した場合、内層ゴム部１１のゴム材は外層ゴム部１０のゴム材とは逆に加硫時間が相対的に短いゴム材を用いることができる。このような内層ゴム部１１、外層ゴム部１０の組み合わせでは、同一の条件で加硫を始めた場合、内層ゴム部１１が外層ゴム部１０よりも先に最適加硫の状態に至るが、タイヤ成形金型を用いてタイヤ生カバーを現実に加硫成形した場合、サイドウォールゴム９の内層ゴム部１１には、前記先端部１１ｉを含め外層ゴム部１０に比して熱が遅れて伝わるため、結果として内層ゴム部１１、外層ゴム部１０をほぼ同時にかつ従来よりも早期に最適加硫の状態に至らせることが可能となる点で好ましい。
【００２２】
ここで、前記ムーニースコーチ時間の比（Ｔｏ／Ｔｉ）が１．０未満であると、外層ゴム部１０のゴム流れ性を向上し得ず、かつ内層ゴム部１１の加硫時間を外層ゴム部１０の加硫時間よりも短くすることができないためにタイヤの生産性の向上効果が得られがたい。逆に前記比（Ｔｏ／Ｔｉ）が２．５を超えると両ゴムの加硫時間の差が大きくなりすぎて、内層ゴム部１１と外層ゴム部１０とをほぼ同時に最適加硫の状態に至らしめるのが困難な傾向にある。特に好ましくは、内層ゴム部１１のムーニスコーチ時間は１５〜２５分、さらに好ましくは１５〜２０分（いずれも１３０℃±２℃）とすることが望ましい。また前記ムーニスコーチ時間を異ならせる方法としては、例えば各ゴム部１０、１１への加硫促進剤、加硫促進助剤、加硫遅延剤又は硫黄など１以上の加硫系配合剤の配合量を違えることが挙げられる。なおムーニスコーチ時間は、ＪＩＳ−Ｋ６３００「未加硫ゴム物理試験方法」における「ムーニースコーチ試験」に記載の試験方法に準拠し、ダイを閉じてからムーニー粘度の読みがＶｍより５Ｍ上昇するまでに要した時間とする。
【００２３】
また本明細書で用いた前記ムーニスコーチ時間は、島津製作所製のムーニービスコメーターＳＭＶ２０１、２０２にて１３０℃±２℃の条件で測定したものである。
【００２４】
また前記外層ゴム部１０は、本例では略一定の小厚さでビード部４側に配されリムと接触する硬質のクリンチゴム１４からトレッドゴム８までの間をのびている。このため、外層ゴム部１０が均一に加熱され、ゴム流れ性とともに加硫の進行が均一に行われ仕上がり外観がさらに向上する。そしてこの外層ゴム部１０の平均厚さｔａは、例えば０．３〜３．５mm、より好ましくは０．５〜２．０mmとすることが望ましい。前記平均厚さｔａが、０．３mm未満ではサイドウォールゴム９の表面において十分なゴム流れ性を確保するのが困難な傾向があり、逆に３．５mmを超えてしまうと、該外層ゴム部１０のタイヤ内側部分において加硫に時間を要する傾向がある。
【００２５】
また前記サイドウォールゴム９は、図２に拡大して示すように、トレッド部２に配されたトレッドゴム８との境界面１５において、該境界面１５のタイヤ軸方向の長さＡと、外層ゴム部１０のタイヤ軸方向の長さＢとの比（Ｂ／Ａ）が０．１〜０．８であることが望ましい。前記比（Ｂ／Ａ）が、０．８を超えると、外層ゴム部１０がタイヤの内側により多く配置されるため、加硫に時間がかかる傾向があり、逆に前記比（Ｂ／Ａ）が０．１未満であると、サイドウォール部の外面において十分なゴム流れ性を確保するのが困難な傾向がある。
【００２６】
また内層ゴム部１１と外層ゴム部１０とは、前記加硫促進剤、加硫促進助剤、加硫遅延剤、硫黄などの配合量を違えて配合されるが、これ以外の配合剤、すなわち、ゴムポリマー、カーボンブラック、老化防止剤などの配合量、種類は同じであっても良いし、また必要により適宜違えることもできる。さらに、本実施形態の空気入りタイヤは、図３に示すように、前記外層ゴム部１０、内層ゴム部１１、及びビード部４側に配される前記クリンチゴム１４を例えばトリプルヘッド式の押し出し機などを用いて一体に押出して成形された生サイドウォールゴム９Ａを用い前記２ステージ成型法により従来と同様に製造しうるため、このような面からの生産性の低下といった不具合もない。
【００２７】
【実施例】
表１に示すように、サイドウォールゴムの内層ゴム部、外層ゴム部のムーニスコーチ時間、ムーニー粘度、厚さなどを違えて複数種類の乗用車用空気入りラジアルタイヤを５０本づつ試作し（サイズ１９５／６５Ｒ１５）、タイヤ加硫時間、サイドウォール部のベア発生状況を調べた。なお、サイドウォールゴム以外の構成については実施例、比較例ともに同一とした。比較例のタイヤは、サイドウォールゴムを１種のゴム材（ムーニー粘度４０ＭＬ（１＋４）１００℃、ムーニースコーチ時間２５分）にて形成した。また各実施例の内層ゴム部を形成するゴム材には、ムーニー粘度４０ＭＬ（１＋４）１００℃のものを採用した。さらにタイヤの加硫時間は、ゴムの膨潤度（swell)及び硬度を１００％加硫のものと比較することによって調べた。数値は比較例を１００とする指数であって、小さい程良好である。またサイドウォール部のベア発生状況については、比較例のベア発生率（ベアが発生したタイヤの本数／５０）を１００とする指数で表示し、数値が小さいほど良好であることを示す。
【００２８】
テストの結果を表１に示すが、実施例のタイヤではいずれもベアの発生率が低いことが確認できる。またムーニスコーチ時間の比などを適切に限定した実施例１、３、４、５及び７ではタイヤの加硫時間を大幅に短縮していることが確認できる。
【００２９】
【表１】

【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の空気入りタイヤは、内層ゴム部の１００℃におけるムーニー粘度Ｍｉと、前記外層ゴム部の１００℃におけるムーニー粘度Ｍｏとの比（Ｍｏ／Ｍｉ）が０．２以上かつ１．０よりも小として、外層ゴム部を、その内側に位置する内層ゴム部よりも加硫初期のゴム流れ性に優れたゴム材で形成したことにより、加硫初期において外層ゴム部が金型の成形面に沿ってより流れやすくなるため、このゴム流れにより金型と外層ゴム部との間の空気が金型の外部に円滑に排気され、金型成形面と外層ゴム部との間の空気溜まりが防止できるから、ベア等の成形不良の発生を抑制し、ひいてはサイドウォール部の表面の仕上がり状態を向上しうる。
【００３１】
また請求項２ないし３に記載した空気入りタイヤでは、外層ゴム部の厚さなど一定範囲に限定したことにより、サイドウォール部の仕上がり精度をさらに向上しかつ加硫時間の短縮に貢献しうる。
【００３２】
また請求項５記載の発明のように、内層ゴム部と外層ゴム部とのムーニスコーチ時間の比を一定範囲に限定したときには、外層ゴム部に比して熱が遅れて伝わる内層ゴム部に加硫速度の早いゴム材を用いることができるため、両ゴムを同時に最適加硫状態に至らせることが可能となり、ひいては全体としてタイヤの加硫成形時間を短縮できタイヤの生産性をも向上しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示す空気入りタイヤの断面図である。
【図２】その部分拡大図である。
【図３】未加硫の生サイドウォールゴムを示す断面図である。
【図４】従来の空気入りタイヤの断面図である。
【図５】タイヤの製造工程を示す断面略図である。
【図６】タイヤの製造工程を示す断面略図である。
【符号の説明】
２トレッド部
３サイドウォール部
４ビード部
５ビードコア
６カーカス
７ベルト層
９サイドウォールゴム
９Ａ生サイドウォールゴム
１０外層ゴム部
１１内層ゴム部

Claims

トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至るカーカスと、このカーカスのタイヤ半径方向外側かつトレッド部の内方に配されたベルト層とを具えた空気入りタイヤであって、
前記サイドウォール部において前記カーカスの外側に配されたサイドウォールゴムは、タイヤの外面側に配された外層ゴム部と、この外層ゴム部の内側に配されかつタイヤ半径方向外側の先端部が前記カーカスと前記ベルト層との間で挟まれ先細状で終端する内層ゴム部とを具え、
前記内層ゴム部の１００℃におけるムーニー粘度Ｍｉと、前記外層ゴム部の１００℃におけるムーニー粘度Ｍｏとの比（Ｍｏ／Ｍｉ）が０．２以上かつ１．０よりも小であることを特徴とする空気入りタイヤ。
前記サイドウォールゴムは、前記ベルト層のタイヤ半径方向外側かつトレッド部に配されたトレッドゴムとの境界面において、該境界面のタイヤ軸方向の長さＡと、前記外層ゴム部のタイヤ軸方向の長さＢとの比（Ｂ／Ａ）が０．１〜０．８であることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
前記外層ゴム部の平均厚さは０．３〜３．５mmであることを特徴とする請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
前記内層ゴム部の前記ムーニー粘度Ｍｉと、前記外層ゴム部の前記ムーニー粘度Ｍｏとの比（Ｍｏ／Ｍｉ）が０．３以上かつ０．６以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
前記内層ゴム部のムーニースコーチ時間Ｔｉと、前記外層ゴム部のムーニースコーチ時間Ｔｏとの比（Ｔｏ／Ｔｉ）が１．０よりも大かつ２．５以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。