インシュレーションゴム組成物、空気入りタイヤ及び空気入りタイヤの製造方法
【課題】ユニフォミニティに優れた空気入りタイヤが提供できるビードインシュレーションゴム組成物の提供。
【解決手段】加硫剤を含み加硫可能で、未加硫時におけるＪＩＳ硬度Ａが室温下７０〜９９、加硫時におけるＪＩＳ硬度Ａが室温下９０〜９９であり、前記ビードワイヤを被覆する工程での温度における未加硫時のムーニー粘度が６０以下であることを要旨とする。未加硫時、室温における硬度を大きくしているので、製造工程時にビードコアに捻り方向の外力が加わってもビードワイヤの配列に対する影響が少なくなり、本来発揮すべき性能が発揮できる。また、加硫後の硬度も適正にすることで最終的に空気入りタイヤに適用した場合に充分に高い性能が発揮できる。更に未加硫時におけるムーニー粘度を６０以下にすることで、未加硫時における成形性・取扱性に優れる。
【解決手段】加硫剤を含み加硫可能で、未加硫時におけるＪＩＳ硬度Ａが室温下７０〜９９、加硫時におけるＪＩＳ硬度Ａが室温下９０〜９９であり、前記ビードワイヤを被覆する工程での温度における未加硫時のムーニー粘度が６０以下であることを要旨とする。未加硫時、室温における硬度を大きくしているので、製造工程時にビードコアに捻り方向の外力が加わってもビードワイヤの配列に対する影響が少なくなり、本来発揮すべき性能が発揮できる。また、加硫後の硬度も適正にすることで最終的に空気入りタイヤに適用した場合に充分に高い性能が発揮できる。更に未加硫時におけるムーニー粘度を６０以下にすることで、未加硫時における成形性・取扱性に優れる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りタイヤのビードコアのビードワイヤを包囲するインシュレーションゴム組成物に関し、そのインシュレーションゴム組成物を採用した空気入りタイヤ並びにその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な空気入りタイヤにおけるビードコアとしては、所謂、ストランドビードや六角ビードなどが知られている。ストランドビードは複数本のビードワイヤを長手方向に平行に並べてインシュレーションゴム組成物にて被覆したリボン状ストリップを複数回巻回して製造される。六角ビードはインシュレーションゴム組成物にて被覆した１本のビードワイヤを所望の断面形状（例えば、六角形状）になるように連続して複数回巻回して製造される。
【０００３】
ここで、図６及び７に示すように、生タイヤを加硫成型する際には、加硫金型に入れて、内部に圧力Ｐを加えながら加熱する。生タイヤは内部からの圧力によって金型に密着する。この際に、ボディプライ１０１が変形してビード部１０２が矢印Ｚで示すように相対的に移動する。
【０００４】
なお、図６には、理解を容易にするために、タイヤとしてボディプライ１０１、ビード部１０２、ビードフィラー１０７のみが描かれているが、実際にはインナーライナー、サイドウォール、トレッド等のタイヤ躯体を有する。この加硫時には、前記圧力Ｐにより、ビード部１０２におけるボディプライ１０１のタイヤ内腔側の部分１０１ａは、トレッドへ向かう方向（矢印Ｘ方向）へ移動させられ、外側（折り返し側）の部分１０１ｂは、前記タイヤ内腔側の部分１０１ａとは反対の方向（矢印Ｙ方向）へ移動させられる。
【０００５】
従って、このボディプライ１０１の移動に伴い、ビードコア１０４全体に対して断面略中心回りの捩り回転運動が生じるので、ビードコア１０４を形成する各ビードワイヤ１００の加硫後の配列状態は、加硫前の配列状態から乱れることとなる。ビードワイヤ１００の配列状態に乱れが生じると、タイヤのユニフォミニティを充分に高いものにすることが困難になる。
【０００６】
ビードワイヤの配列の乱れを抑制する従来技術としては、図７に示すように、ビードコア１０４をコードカバー１０６によって被覆したビードが知られている。そして、この図７に示した従来のビードにおいて、ビードコアの外周面にコードカバーをその幅端部が重なるように巻き付けたビードにおいて、前記コードカバーの幅端部の重ね合わせ部が、ビードコアの内径側に位置するように構成するものがある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１７５１８０号公報（第３頁、図３、４）
【特許文献２】特開平７−２６０６７号公報（第２頁の０００３〜０００５段落）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１のビードコアにおいてはコードカバーによるビードコアの被覆を行う工程が煩雑である問題がある。また、コードカバーを設けた場合でもビードコアに外力が加わるとビードコア自身は変形してビードワイヤの配列が乱れるおそれがあった。
【０００８】
ここで、タイヤのビード部は繊維や鋼線からなるプライコードの端部を巻き付けて固定すると共に、タイヤの内周寸法を規定し、タイヤの操縦安定性を高め、ビードコア形状を設計通りに維持して、リムとのフィットネスを高める重要部分である。これら目標を達成することを目的として、製品状態において高硬度のビードフィラーやビードインシュレーションゴム組成物が配設されている。
【０００９】
ビードインシュレーションゴム組成物は、ゴム硬度を高めるために、硫黄、カーボンブラックを多量に配合している。その結果、加硫後のゴム硬度としてはＪＩＳ硬度Ａが９０を超えるものも存在する。しかし、ビードワイヤへのゴム被覆の工場における作業性の問題からカーボンブラックの配合量には限度があり、特許文献２に見られるように、未加硫ゴムの粘度を抑えながら、加硫後のゴムの硬度を上げる検討が行われている。
【００１０】
タイヤの製造工程においてタイヤの性能に及ぼす硬度としては、以下に示す３つの段階における硬度が考えられる。
【００１１】
１．未加硫ゴムの室温近傍での硬度
ゴム放置時、各工程作業初期に影響する硬度で、作業初期のゴム熱入れ作業性に影響を及ぼす。
【００１２】
２．未加硫ゴムの１００℃近傍での硬度
圧延、押出工程でのゴムの流動性を決める硬度で、工場での製品製造上での作業性に大きく影響を及ぼす。例えば、インシュレーションゴム組成物にてビードワイヤを被覆する作業を行う工程の作業性に影響を与える。
【００１３】
３．加硫後の硬度
製品タイヤ性能に大きく影響を及ぼす。
【００１４】
従来技術におけるビードインシュレーションゴム組成物における硬度の検討は上述の２．及び３．の硬度に限られており、ユニフォミニティや操縦安定性の向上には限界があることを本発明者らは発見した。
【００１５】
つまり、未加硫時硬度の値が小さいとビードコアの形状が乱れ、設計形状とは異なる形状になる箇所が周方向上に幾つも存在することで、周方向の均一性が低下して、ユニフォミニティやリムとのフィットネスが低下することになると考えられる。
【００１６】
本発明は上記実情に鑑み完成されたものであり、ビードコアに適用することで、空気入りタイヤの製造工程においてビードコアのビードワイヤの配列が乱れ難いインシュレーションゴム組成物を提供することを解決すべき課題とする。また、そのインシュレーションゴム組成物を採用したビードコアをもち、ユニフォミニティに優れた空気入りタイヤ及びその製造方法を提供することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決する目的で本発明者らは鋭意検討を行い以下の知見を得た。すなわち、製造工程中、ビードコアに捩れ方向の外力が加わるときの硬度を大きくすることで、ビードコアに発生する捩れの絶対量を小さくしてビードワイヤの配列乱れ発生を抑制するものである。ここで、製造工程中、ビードコアに対して捩れ方向の外力が加わるときの温度としては生タイヤを成形後、加硫を行うことを目的として加硫金型内にて加圧ガスを注入するときである。従って、ビードコアの温度は室温乃至室温から僅かに加熱された程度の温度であるので、室温近傍の硬度を大きくするものとした。
【００１８】
つまり、従来技術におけるインシュレーションゴム組成物は、室温における硬度を考慮することなく組成を決定しているので、成形性などを向上する目的で含有させていた軟化剤などの影響で室温における硬度が小さくなっていた。そのため、空気入りタイヤの製造工程においてビードコアに加わる外力による変形が大きくなっていた。
【００１９】
このように未加硫時において室温下の硬度を適正範囲に制御した上で、ビードワイヤの被覆などの作業性を考慮して、加熱した場合の粘度を小さくすることで原料の取り扱いやビードワイヤのインシュレーションゴム組成物による包囲が容易になる。
【００２０】
以上説明したように、ビードワイヤを被覆する工程（例えば１００℃〜１３０℃程度に加熱）においては軟化乃至流動化して容易にビードワイヤの周りを被覆できるようにした上で、室温付近では高い硬度を保ち外力による変形を抑制し、更に高い温度での加熱によって加硫が進行する材料を採用することで、加硫初期におけるビード乱れを抑制してタイヤのユニフォミニティを向上し、ビードワイヤの被覆を容易に行うことができ、充分な加硫により硬度が上昇して操縦安定性やリムへのフィットネスが向上できる。
【００２１】
本発明のインシュレーションゴム組成物は上記知見に基づき完成したものであり、請求項１に記載の発明においては、加硫剤を含み加硫可能なゴム組成物であって、未加硫時におけるＪＩＳ硬度Ａが室温下７０〜９９、加硫時におけるＪＩＳ硬度Ａが室温下９０〜９９であって、前記ビードワイヤを被覆する工程での温度における未加硫時のムーニー粘度が６０以下であることを要旨とする。
【００２２】
室温近傍における具体的な硬度は「ＪＩＳ硬度Ａ」として測定された測定値である。本明細書中における「ＪＩＳ硬度Ａ」とはＪＩＳ Ｋ６２５３に準じ、Ａ型デュロメータを用い、押針の押し込み深さから決定される硬度である。試験試料は標準試料を用いた。更に、本明細書中における「室温」とは２５℃を示す。
【００２３】
そして、未加硫時の粘度は「ムーニー粘度」として測定された値である。本明細書における「ムーニー粘度」はＪＩＳ Ｋ６３００−１に準じて測定した値（ＭＬ（１＋４））である。つまり、Ｌ形ロータを用い、予熱時間を１分間、ロータの回転時間を４分間、所定の試験温度での試験条件にて測定した値である。試験装置としてはＳＭＶ−２０１（島津製作所製）を用いた。
【００２４】
請求項２に記載の発明においては、請求項１において、前記ゴム組成物が、融点及び／又は軟化点が室温超、前記ビードワイヤを被覆する工程での温度未満である特性改善材料を含むことを要旨とする。
【００２５】
前記特性改善材料としては、請求項３に記載の発明のように、質量基準で５０％以上のスチレンを含むＳＢＲ（スチレン・ブタジエンゴム）であるスチレン高含有ＳＢＲや、請求項６に記載の発明のように、前記特性改善材料としては熱硬化性樹脂を例示することができる。前記スチレン高含有ＳＢＲは、請求項４に記載のように、構成材料のうちのゴム成分全体の質量を基準として、３０質量％以上含有させることや、請求項５に記載のように、構成材料のうちのゴム成分全体の質量を基準として５０％以下含有させることが望ましい。
【００２６】
ここで、「構成材料のうちのゴム成分全体の質量」とは本発明のインシュレーションゴム組成物中に含有される構成材料のうちでゴム成分に分類される材料の質量で判断する。具体的には加硫促進剤、軟化剤、酸化防止剤、補強剤、充填材などの添加剤の質量を除外したもので判断する。
【００２７】
上記課題を解決する請求項７に記載の本発明の空気入りタイヤは、請求項１〜６のいずれかに記載のビードインシュレーションゴム組成物を加硫した加硫後インシュレーションゴム組成物と、該加硫後インシュレーションゴム組成物にて包囲されるビードワイヤとをもつビードコアを有することを要旨とする。
【００２８】
上記課題を解決する請求項８に記載の本発明の空気入りタイヤの製造方法は、請求項１〜６のいずれかに記載のビードインシュレーションゴム組成物と該ビードインシュレーションゴム組成物にて包囲されたビードワイヤとからなるビードコアを形成する工程と、
前記ビードコアをもつ生タイヤを成形する工程と、
前記生タイヤ内に加圧ガスを注入した状態で加熱することで加硫する加硫工程とを有する空気入りタイヤの製造方法であって、
前記生タイヤ成形工程後、前記加硫工程前に、前記ビードインシュレーションゴム組成物が軟化する温度以上、前記加硫が進行する温度未満に加熱しながら該生タイヤ内に前記加圧ガスを注入する工程を有することを要旨とする。
【発明の効果】
【００２９】
請求項１に係るビードインシュレーションゴム組成物は、未加硫時、室温における硬度を大きくしているので、製造工程時におけるボディプライなどの変形によりビードコアに捻り方向の外力が加わってもビードワイヤの配列に対する影響が少なくなって、ビードコアが本来発揮すべき性能が発揮できるようになる。また、加硫後の硬度も適正にすることで最終的に空気入りタイヤに適用した場合に充分に高い性能を発揮することができる。更に前記ビードワイヤを被覆する工程での温度における未加硫時のムーニー粘度が６０以下であることにより、未加硫時におけるビードワイヤ製造工程におけるワイヤへの被覆操作における作業性に優れることになる。
【００３０】
請求項２に係るビードインシュレーションゴム組成物は、前記ゴム組成物が、融点及び／又は軟化点が室温超、前記ビードワイヤを被覆する工程での温度未満である特性改善材料を含むことを要旨とすることで、ビードコアに発生する捩れ低減と被覆操作における作業性とを両立することができる。
【００３１】
請求項３に係るビードインシュレーションゴム組成物は、請求項２に係るビードインシュレーションゴム組成物における前記特性改善材料が、質量基準で５０％以上のスチレンを含むＳＢＲであるスチレン高含有ＳＢＲであるので、空気入りタイヤに採用されるゴム成分との間における親和性に優れており、信頼性が高い空気入りタイヤを提供できる。
【００３２】
請求項４に係るビードインシュレーションゴム組成物は、前記スチレン高含有ＳＢＲが構成材料のうちのゴム成分全体の質量を基準として、３０質量％以上含有することで、加硫前後の室温における硬度を適正な範囲に制御することができる。更に、請求項５に係るビードインシュレーションゴム組成物は、前記スチレン高含有ＳＢＲを含有させる量の上限を全体の質量を基準として５０％以下にすることで、充分な効果が発揮できる硬度を保ちながら適度な柔軟性を保つことが可能になる。
【００３３】
また、請求項６に記載のビードインシュレーションゴム組成物は、前記特性改善材料が熱硬化性樹脂であるので、室温における未加硫時硬度と被覆作業時におけるムーニー粘度とを両立できるばかりではなく、加硫後に熱硬化性樹脂自身も硬化させることで、加硫後硬度を制御できる幅が大きくなる。
【００３４】
請求項７に係る空気入りタイヤは、請求項１〜６のいずれかに係るビードインシュレーションゴム組成物を加硫した加硫後インシュレーションゴム組成物と、該加硫後インシュレーションゴム組成物にて包囲されるビードワイヤとをもつビードコアを有することで、その製造過程において生ずるビードワイヤの配列乱れ発生が低減され、設計された所望の性能の実現が可能になる。
【００３５】
請求項８に係る空気入りタイヤの製造方法は、請求項１〜６のいずれかに係るビードインシュレーションゴム組成物と該ビードインシュレーションゴム組成物にて包囲されたワイヤとからなるビードコアを形成する工程と、
前記ビードコアをもつ生タイヤを成形する工程と、
前記生タイヤ内に加圧ガスを注入した状態で加熱することで加硫する加硫工程とを有する空気入りタイヤの製造方法であって、
前記生タイヤ成形工程後、前記加硫工程前に、前記ビードインシュレーションゴム組成物が軟化する温度以上、前記加硫が進行する温度未満に加熱しながら該生タイヤ内に前記加圧ガスを注入する工程を有することで、その製造過程において生ずるビードワイヤの配列乱れ発生が低減され、設計された所望の性能の実現が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
（インシュレーションゴム組成物）
以下、本発明のビードインシュレーションゴム組成物について実施形態に基づき詳細に説明する。本実施形態のビードインシュレーションゴム組成物は空気入りタイヤのビードコアにおけるビードワイヤを包囲してビードワイヤの間の間隙を充填する部材である。
【００３７】
本実施形態のビードインシュレーションゴム組成物は加硫可能なゴム組成物であり加硫剤を含む。含有されているゴム成分としては特に限定しないが、天然ゴム、ＳＢＲ、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ハロゲン化ブチルゴム（ハロブチルゴム）、架橋ポリエチレンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴムが例示でき、これらのゴム成分を１種で又は２種以上混合して用いることができる。加硫剤としては特に限定されず、硫黄や、過酸化物などの一般的な加硫剤を採用可能である。更に、加硫促進剤、軟化剤、酸化防止剤、補強剤、充填材などの添加剤を含有させることができる。
【００３８】
そして、未加硫時におけるＪＩＳ硬度Ａ（以下、「未加硫時硬度」と称する）が室温下で７０以上であり７５以上更には７８超であることが望ましい。そして、未加硫時硬度は取扱性向上の観点から９９以下であり、９５以下であることが望ましく、９３以下であることがより望ましく、９０以下であることが更に望ましい。加硫後のＪＩＳ硬度Ａ（以下、「加硫後硬度」と称する）が９０〜９９であり、９５以下であることが望ましい。
【００３９】
そして、ビードワイヤを被覆する工程での温度における未加硫時のムーニー粘度が６０以下である。ムーニー粘度がこれらの範囲内にあると、ビードワイヤへの被覆作業性が高くなる。ここで、被覆作業を行う温度としては室温超、加硫温度未満であれば特に限定しないが、ゴム焼けなどの問題を避けるために１１０℃以下の温度範囲にて被覆作業を行うことが望ましい。更に、ムーニー粘度は５８以下、５５以下にすることもできる。ムーニー粘度がこの範囲内であると、優れた成形性を示す。
【００４０】
室温下における未加硫時硬度及び加硫後硬度を適正な範囲に制御する方法としては特に限定しないが、インシュレーションゴム組成物中に融点及び／又は軟化点（以下、「融点等」と称する）が室温超、加硫温度未満（望ましくはビードワイヤを被覆する工程での温度未満、例えば７０℃未満）である特性改善材料を含ませることでも実現できる。つまり、この特性改善材料は単なる軟化剤とは異なり、室温においては軟化させる作用は発揮せず、室温においては融点などに達していないので高い硬度を保つことができ、加熱することで融点などに到達して柔らかくなって被覆の作業性が向上する。ここで、７０℃とは未加硫時における成型操作を行う温度の下限として想定される温度である。例えば、インシュレーションゴム組成物にてビードワイヤを包囲するときの成形操作を行う温度として１１０℃を採用することができる。
【００４１】
特性改善材料としてはスチレンの含有量が高いＳＢＲ（本明細書においては、「スチレン高含有ＳＢＲ」と称する）であるスチレン高含有ＳＢＲや熱硬化性樹脂が例示される。
【００４２】
スチレン高含有ＳＢＲは、ＳＢＲにおける共重合体組成のうち、スチレンの含有量を高くしたことで融点以下の温度である室温下における硬度が向上できる。スチレン高含有ＳＢＲは空気入りタイヤを構成するゴム組成物との親和性が高い上、空気入りタイヤに要求される特性を有するので望ましい。
【００４３】
スチレン高含有ＳＢＲは、例えば、全体の質量を基準としてスチレンを５０％以上含有する（望ましくは６０％以上、更に望ましくは８０％以上）ものである。スチレン高含有ＳＢＲは組成物に含まれるゴム成分全体の質量を基準として３０％以上（更には４０％以上）含有させることが望ましい。スチレン高含有ＳＢＲの含有量の上限としては特に限定しないが、組成物全体の質量を基準として５０％程度を採用することができる。５０％程度以下の含有量であっても室温下の未加硫時硬度を充分に高いものにすることができるからである。
【００４４】
熱硬化性樹脂は特に限定されないが、特に加硫時の加熱により硬化する材料、すなわち、熱硬化温度が加硫操作を行う温度以下の温度である熱硬化性樹脂を採用することが望ましい。加硫時に硬化する熱硬化性樹脂を採用することで、加硫後の安定性、耐久性などが向上できる。更には、ビードワイヤを包囲するときなどのような、未加硫時の成型操作時などにおいては硬化が進行しないように、硬化温度がその成型操作時の温度よりも高い熱硬化性樹脂を採用することが望ましい。熱硬化性樹脂の種類としては特に限定されないが、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、ポリウレタンなど一般的な熱硬化性樹脂から融点を考慮して選択することができる。特にフェノール樹脂を採用することが望ましく、例えば、ノボラック型フェノール樹脂、ノボラック型クレゾール樹脂、ノボラック型レゾルシン樹脂が挙げられる。
【００４５】
特性改善材料としては、スチレン高含有ＳＢＲ、熱硬化性樹脂を採用する以外にも、室温下における未加硫時硬度を大きくする目的を実現するにはブタジエンと一般的な熱可塑性樹脂を構成する単量体との共重合体を採用することも考えられる。
【００４６】
これらの特性改善材料は単独で本実施形態のインシュレーションゴム組成物中に含ませることが可能であるほか、複数種類を混合して含ませることも可能である。
【００４７】
（空気入りタイヤ及びその製造方法）
本発明の空気入りタイヤについて、空気入りラジアルタイヤに係る実施形態に基づき以下詳細に説明する。図１に示すように、本実施形態の空気入りラジアルタイヤ１１は、ボディプライ１６に沿ってトレッド部１２と、そのトレッド部１２の両端部のそれぞれに連なりサイド部を構成するサイドウォール部１３と、そのサイドウォール部１３のタイヤ内径側に連なるビード部１４とを備えている。そして、このラジアルタイヤ１１は両側のビード部１４において、車両のホイールのリム１５のリムフランジ１５ａに嵌合装着されるようになっている。
【００４８】
トレッド部１２は、スチールコードよりなる２枚のベルト１７及び周方向に巻回添着された１枚のキャップベルト１８を配置することによって補強されている。
【００４９】
また、トレッド部１２の両側のショルダ部は、ショルダプライ１９を周方向に巻回添着することによって補強されている。両ビード部１４にはビードコア３０が埋設配置され、そのビードコア３０は、上述の本実施形態のインシュレーションゴム組成物にて被覆されたビードワイヤ２３を内径側から３回、４回、５回、４回、そして３回の順に巻回積層して断面六角形としたものである。
【００５０】
ビードワイヤ２３は鋼線の周囲に上述したインシュレーションゴム組成物を被覆したものである。この被覆作業は室温超、加硫温度未満に加熱して行う。例えば、インシュレーションゴム組成物を鋼線と共に押し出し成型することで被覆作業を行うことができる。
【００５１】
各ビードコア３０のタイヤ外径側には硬質ゴムよりなる断面ほぼ三角形状のビードフィラー２１が添着配置されている。そして、ボディプライ１６の両端部がビードコア３０及びビードフィラー２１の外周面に沿って折り返されて、ボディプライ１６によりビード３０が包被されている。
【００５２】
さて、加硫が行われる前には、図２に示すように、加硫金型（図略）に生タイヤを入れ、加熱しながら生タイヤ内部に圧力Ｐが加えられる（加圧ガス注入工程）と共に、矢印Ｃで示すように、全体がタイヤ形状をなすようにビード部１４（ビードコア３０）が狭められる。なお、図２においてはボディプライ１６とビード部１４との記載を省略して示している。
【００５３】
従って、ビード部１４が矢印Ｃで示す方向に移動すると共に、ビード部１４におけるボディプライ１６のタイヤ内腔側の部分１６ａは、トレッド部１２へ向かう方向（矢印Ａ方向）へ移動させられる。このため、ボディプライ１６の外側（折り返し側）の部分１６ｂは前記タイヤ内腔側の場合とは反対の方向（矢印Ｂ方向）へ移動させられる。従って、このボディプライ１６の移動に伴い、ビードコア３０に断面略中心回りに捩り回転運動が生じる。
【００５４】
しかしながら、ビードコア３０を構成する部材のうちのインシュレーションゴム組成物の未加硫時硬度が高いので変形が抑制されてビードワイヤ２３の配列状態の乱れ発生が防止できる。その後、生タイヤを加熱することで加硫が完了する（加硫工程）。
【実施例】
【００５５】
（ビードインシュレーションゴム組成物の調製）
表１に示す組成にて種々のゴム組成物を常法にて調製し各試験例のビードインシュレーションゴム組成物とした。それぞれ各試験例のビードインシュレーションゴム組成物には、更に、カーボンブラック（シーストＳＯ、東海カーボン製）を１００質量部、軟化剤を２５質量部、炭酸カルシウムを２５質量部、タルクを１０質量部、ステアリン酸を２質量部、亜鉛華を５質量部、加硫化剤としての硫黄を８質量部、加硫促進剤を１質量部を添加した。なお、試験例１０のビードインシュレーションゴム組成物が従来技術の組成を示す。
【００５６】
ここで、ハイスチレンＳＢＲとはスチレン高含有ＳＢＲの１つであり、ハイスチレンＳＢＲ（１）が日本ゼオン製、Ｎｉｐｏｌ２０５７ＳＳ（スチレン含有量６５％）、ハイスチレンＳＢＲ（２）が日本ゼオン製、Ｎｉｐｏｌ２００７Ｊ（スチレン含有量８５％）である。熱硬化性樹脂（３）とは、スミライトレジンＰＲ２１７（住友ベークライト製；フェノール樹脂）を用いた。表１に示す組成はすべて質量部である。
【００５７】
【表１】
（試験及び結果）
・ユニフォミニティ：ＲＦＶ値（低速ＵＮＩＦ及び高速ＵＮＩＦ）の測定
自動車規格ＪＡＳＯ Ｃ６０７の「自動車タイヤのユニフォミニティ試験方法」に準じて測定した。具体的には各試験例のビードインシュレーションゴム組成物にて被覆したビードワイヤを用いて製造したビードコアを用いて製造したタイヤサイズ２１５／４５ＺＲ１７の空気入りラジアルタイヤについて試験を行った。試験条件としては内圧０．２ＭＰａ、荷重１９０３Ｎ、速度７ｋｍ／ｈ（低速ＵＮＩＦ）、１２８ｋｍ／ｈ（高速ＵＮＩＦ）とした。
・加硫前後のＪＩＳ硬度Ａの測定
未加硫時硬度は調製したインシュレーションゴム組成物に対して加硫を行う前に測定を行い、加硫後硬度は調製したインシュレーションゴム組成物を空気入りタイヤの製造時と同様の条件にて加硫した後のインシュレーションゴム組成物について測定を行った。
【００５８】
測定方法としてはＪＩＳ Ｋ６２５３に準じ、Ａ型デュロメータを用い、押針の押し込み深さから決定した。試験装置としてはＡ型硬度計（ＡＳＫＥＲ製）を用い、測定温度は室温（２５℃）とした。
・ビード部におけるビードワイヤ配列の乱れ
ユニフォミニティ試験と同様の空気入りラジアルタイヤについて、ビード部の断面を４箇所目視にて観察を行った。設計値通りのビードワイヤの配列が実現される場合には５、従来技術（試験例１０）のインシュレーションゴム組成物を採用した空気入りラジアルタイヤにおける配列乱れを１として５段階にて評価した。
・ムーニー粘度の測定
各試験例のビードインシュレーションゴム組成物について未加硫時に測定を行った。具体的には、ＪＩＳ Ｋ６３００−１に準じて測定した値（ＭＬ（１＋４）１３０℃）を採用した。試験装置としてはＳＭＶ−２０１（島津製作所製）を用いた。
【００５９】
測定結果を表２並びに図３〜５に示す。
【００６０】
【表２】
表２より明らかなように、本試験例のビードインシュレーションゴム組成物はすべて適正なムーニー粘度を有しており、ビードワイヤの被覆作業が容易であった。また、加硫後硬度としては従来技術のビードインシュレーションゴム組成物（試験例１０）よりも大きな値を示しており、空気入りタイヤに適用可能な充分な硬度を発揮できることが分かった。特に、試験例１〜９、１１及び１２は加硫後硬度が９０以上と非常に大きな値を示した。
【００６１】
表２並びに図３〜５より明らかなように、未加硫時硬度の値とユニフォミニティ及びビードワイヤ配列との間には良い相関が認められた。加硫後硬度及びムーニー粘度と各測定値との間には未加硫時硬度のような顕著な相関が認められなかった。
【００６２】
図３及び４より明らかなように、未加硫時硬度の値が大きいほどユニフォミニティ性に優れることが分かった。低速ＵＮＩＦにおいては未加硫時硬度の値が７０付近に臨界値が存在することが明らかであり、未加硫時硬度の値が７０以上（更には７５以上）になるとユニフォミニティ性に優れることが分かった。同様に、高速ＵＮＩＦにおいても未加硫時硬度の値が７０付近と７８付近に臨界値が存在することが明らかであり、未加硫時硬度の値が７０以上（更には７８超）になるとユニフォミニティ性が優れることが分かった。
【００６３】
この要因としては、図５より明らかなように、未加硫時硬度の値とビードワイヤ配列の乱れの大きさの値との関係が、ほぼ直線的であることが挙げられる。つまり、未加硫時硬度の値が大きくなるとビードワイヤの配列乱れが少なくなって設計通りの配列に近づくことで、ビード部とリムとの密着性が向上してユニフォミニティが向上するものと考えられる。
【００６４】
ここで、ユニフォミニティの値が望ましい範囲となった未加硫時硬度の値が７０以上の範囲を示す試験例は、試験例１〜９であった。試験例１〜９の組成から明らかなように、スチレン高含有ＳＢＲ及び熱硬化性樹脂の配合量は樹脂由来の成分（天然ゴム、ＳＢＲ１５００、ハイスチレンＳＢＲ（１）及び（２）、熱硬化性樹脂）の質量を基準として、３０質量％（以下「ＰＨＲ」と称する）以上であることが望ましいことが分かった。
【００６５】
その中でも、試験例２、３、４及び９は、未加硫時硬度の値が９０〜９５と非常に大きくユニフォミニティ性に非常に優れることが明らかになった。この中でも試験例２及び３は未加硫時硬度の値が９０と未加硫時における取扱性にも優れていた。
【００６６】
つまり、ハイスチレンＳＢＲ（１）は４０ＰＨＲ含有させることが望ましく、ハイスチレンＳＢＲ（２）は３０ＰＨＲ含有させることが望ましいことが分かった。両者の適正含有量の相違はそれぞれのスチレン含有量が異なることに起因するものと考えられる。つまり、ハイスチレンＳＢＲ（２）がハイスチレンＳＢＲ（１）よりもスチレンを多く含有することからスチレン含有の硬化が低い量から発揮されたものと考えられる。
【００６７】
また、試験例７及び８の結果から分かるように、ハイスチレンＳＢＲは熱硬化性樹脂と合わせて使用する場合であっても３０ＰＨＲ以上含有させることでユニフォミニティ性に優れることが分かった。
【００６８】
なお、ハイスチレンＳＢＲ（１）を３０質量部ＰＨＲ含有させている試験例１ではユニフォミニティ性に優れ且つ高い未加硫時硬度を示すのに対して、ハイスチレンＳＢＲ（１）を２０ＰＨＲしか含有しない試験例１１では未加硫時硬度の値が６５となり充分なユニフォミニティ性を得られなかった。また、ハイスチレンＳＢＲ（１）が１０ＰＨＲ、熱硬化性樹脂（３）が１０ＰＨＲで合わせて２０ＰＨＲ含有させている試験例１４でも未加硫時硬度の値が６０になって充分なユニフォミニティ性を得られなかった。
【００６９】
ハイスチレンＳＢＲ（２）及び熱硬化性樹脂についても同様であって、ハイスチレンＳＢＲ（２）を２０ＰＨＲしか含有しない試験例１２、熱硬化性樹脂（３）を約１７ＰＨＲしか含有しない試験例１３はいずれも未加硫時硬度の値が７０未満になって充分なユニフォミニティ性を得られなかった。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本実施形態における空気入りタイヤの一実施形態を示す断面図である。
【図２】ビード部におけるビードコアに外力が加わる機構を示した概念模式図である。
【図３】本実施例におけるユニフォミニティの未加硫時硬度依存性を示すグラフである。
【図４】本実施例におけるユニフォミニティの未加硫時硬度依存性を示すグラフである。
【図５】本実施例におけるビードワイヤの配列乱れの未加硫時硬度依存性を示すグラフである。
【図６】従来技術におけるビードワイヤの配列乱れが生ずる機構を示す概念模式図である。
【図７】従来技術におけるビードワイヤの配列乱れが生ずる機構を示す概念模式図である。
【符号の説明】
【００７１】
１１…空気入りタイヤ（ラジアルタイヤ）、１２…トレッド部、１３…サイドウォール部、１４…ビード部、１５…リム、１５ａ…リムフランジ、１６…ボディプライ、１７…ベルト、１８…キャップベルト、１９…ショルダプライ、２１…ビードフィラー、２３…ビードワイヤ、３０…ビードコア
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りタイヤのビードコアのビードワイヤを包囲するインシュレーションゴム組成物に関し、そのインシュレーションゴム組成物を採用した空気入りタイヤ並びにその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な空気入りタイヤにおけるビードコアとしては、所謂、ストランドビードや六角ビードなどが知られている。ストランドビードは複数本のビードワイヤを長手方向に平行に並べてインシュレーションゴム組成物にて被覆したリボン状ストリップを複数回巻回して製造される。六角ビードはインシュレーションゴム組成物にて被覆した１本のビードワイヤを所望の断面形状（例えば、六角形状）になるように連続して複数回巻回して製造される。
【０００３】
ここで、図６及び７に示すように、生タイヤを加硫成型する際には、加硫金型に入れて、内部に圧力Ｐを加えながら加熱する。生タイヤは内部からの圧力によって金型に密着する。この際に、ボディプライ１０１が変形してビード部１０２が矢印Ｚで示すように相対的に移動する。
【０００４】
なお、図６には、理解を容易にするために、タイヤとしてボディプライ１０１、ビード部１０２、ビードフィラー１０７のみが描かれているが、実際にはインナーライナー、サイドウォール、トレッド等のタイヤ躯体を有する。この加硫時には、前記圧力Ｐにより、ビード部１０２におけるボディプライ１０１のタイヤ内腔側の部分１０１ａは、トレッドへ向かう方向（矢印Ｘ方向）へ移動させられ、外側（折り返し側）の部分１０１ｂは、前記タイヤ内腔側の部分１０１ａとは反対の方向（矢印Ｙ方向）へ移動させられる。
【０００５】
従って、このボディプライ１０１の移動に伴い、ビードコア１０４全体に対して断面略中心回りの捩り回転運動が生じるので、ビードコア１０４を形成する各ビードワイヤ１００の加硫後の配列状態は、加硫前の配列状態から乱れることとなる。ビードワイヤ１００の配列状態に乱れが生じると、タイヤのユニフォミニティを充分に高いものにすることが困難になる。
【０００６】
ビードワイヤの配列の乱れを抑制する従来技術としては、図７に示すように、ビードコア１０４をコードカバー１０６によって被覆したビードが知られている。そして、この図７に示した従来のビードにおいて、ビードコアの外周面にコードカバーをその幅端部が重なるように巻き付けたビードにおいて、前記コードカバーの幅端部の重ね合わせ部が、ビードコアの内径側に位置するように構成するものがある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−１７５１８０号公報（第３頁、図３、４）
【特許文献２】特開平７−２６０６７号公報（第２頁の０００３〜０００５段落）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１のビードコアにおいてはコードカバーによるビードコアの被覆を行う工程が煩雑である問題がある。また、コードカバーを設けた場合でもビードコアに外力が加わるとビードコア自身は変形してビードワイヤの配列が乱れるおそれがあった。
【０００８】
ここで、タイヤのビード部は繊維や鋼線からなるプライコードの端部を巻き付けて固定すると共に、タイヤの内周寸法を規定し、タイヤの操縦安定性を高め、ビードコア形状を設計通りに維持して、リムとのフィットネスを高める重要部分である。これら目標を達成することを目的として、製品状態において高硬度のビードフィラーやビードインシュレーションゴム組成物が配設されている。
【０００９】
ビードインシュレーションゴム組成物は、ゴム硬度を高めるために、硫黄、カーボンブラックを多量に配合している。その結果、加硫後のゴム硬度としてはＪＩＳ硬度Ａが９０を超えるものも存在する。しかし、ビードワイヤへのゴム被覆の工場における作業性の問題からカーボンブラックの配合量には限度があり、特許文献２に見られるように、未加硫ゴムの粘度を抑えながら、加硫後のゴムの硬度を上げる検討が行われている。
【００１０】
タイヤの製造工程においてタイヤの性能に及ぼす硬度としては、以下に示す３つの段階における硬度が考えられる。
【００１１】
１．未加硫ゴムの室温近傍での硬度
ゴム放置時、各工程作業初期に影響する硬度で、作業初期のゴム熱入れ作業性に影響を及ぼす。
【００１２】
２．未加硫ゴムの１００℃近傍での硬度
圧延、押出工程でのゴムの流動性を決める硬度で、工場での製品製造上での作業性に大きく影響を及ぼす。例えば、インシュレーションゴム組成物にてビードワイヤを被覆する作業を行う工程の作業性に影響を与える。
【００１３】
３．加硫後の硬度
製品タイヤ性能に大きく影響を及ぼす。
【００１４】
従来技術におけるビードインシュレーションゴム組成物における硬度の検討は上述の２．及び３．の硬度に限られており、ユニフォミニティや操縦安定性の向上には限界があることを本発明者らは発見した。
【００１５】
つまり、未加硫時硬度の値が小さいとビードコアの形状が乱れ、設計形状とは異なる形状になる箇所が周方向上に幾つも存在することで、周方向の均一性が低下して、ユニフォミニティやリムとのフィットネスが低下することになると考えられる。
【００１６】
本発明は上記実情に鑑み完成されたものであり、ビードコアに適用することで、空気入りタイヤの製造工程においてビードコアのビードワイヤの配列が乱れ難いインシュレーションゴム組成物を提供することを解決すべき課題とする。また、そのインシュレーションゴム組成物を採用したビードコアをもち、ユニフォミニティに優れた空気入りタイヤ及びその製造方法を提供することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決する目的で本発明者らは鋭意検討を行い以下の知見を得た。すなわち、製造工程中、ビードコアに捩れ方向の外力が加わるときの硬度を大きくすることで、ビードコアに発生する捩れの絶対量を小さくしてビードワイヤの配列乱れ発生を抑制するものである。ここで、製造工程中、ビードコアに対して捩れ方向の外力が加わるときの温度としては生タイヤを成形後、加硫を行うことを目的として加硫金型内にて加圧ガスを注入するときである。従って、ビードコアの温度は室温乃至室温から僅かに加熱された程度の温度であるので、室温近傍の硬度を大きくするものとした。
【００１８】
つまり、従来技術におけるインシュレーションゴム組成物は、室温における硬度を考慮することなく組成を決定しているので、成形性などを向上する目的で含有させていた軟化剤などの影響で室温における硬度が小さくなっていた。そのため、空気入りタイヤの製造工程においてビードコアに加わる外力による変形が大きくなっていた。
【００１９】
このように未加硫時において室温下の硬度を適正範囲に制御した上で、ビードワイヤの被覆などの作業性を考慮して、加熱した場合の粘度を小さくすることで原料の取り扱いやビードワイヤのインシュレーションゴム組成物による包囲が容易になる。
【００２０】
以上説明したように、ビードワイヤを被覆する工程（例えば１００℃〜１３０℃程度に加熱）においては軟化乃至流動化して容易にビードワイヤの周りを被覆できるようにした上で、室温付近では高い硬度を保ち外力による変形を抑制し、更に高い温度での加熱によって加硫が進行する材料を採用することで、加硫初期におけるビード乱れを抑制してタイヤのユニフォミニティを向上し、ビードワイヤの被覆を容易に行うことができ、充分な加硫により硬度が上昇して操縦安定性やリムへのフィットネスが向上できる。
【００２１】
本発明のインシュレーションゴム組成物は上記知見に基づき完成したものであり、請求項１に記載の発明においては、加硫剤を含み加硫可能なゴム組成物であって、未加硫時におけるＪＩＳ硬度Ａが室温下７０〜９９、加硫時におけるＪＩＳ硬度Ａが室温下９０〜９９であって、前記ビードワイヤを被覆する工程での温度における未加硫時のムーニー粘度が６０以下であることを要旨とする。
【００２２】
室温近傍における具体的な硬度は「ＪＩＳ硬度Ａ」として測定された測定値である。本明細書中における「ＪＩＳ硬度Ａ」とはＪＩＳ Ｋ６２５３に準じ、Ａ型デュロメータを用い、押針の押し込み深さから決定される硬度である。試験試料は標準試料を用いた。更に、本明細書中における「室温」とは２５℃を示す。
【００２３】
そして、未加硫時の粘度は「ムーニー粘度」として測定された値である。本明細書における「ムーニー粘度」はＪＩＳ Ｋ６３００−１に準じて測定した値（ＭＬ（１＋４））である。つまり、Ｌ形ロータを用い、予熱時間を１分間、ロータの回転時間を４分間、所定の試験温度での試験条件にて測定した値である。試験装置としてはＳＭＶ−２０１（島津製作所製）を用いた。
【００２４】
請求項２に記載の発明においては、請求項１において、前記ゴム組成物が、融点及び／又は軟化点が室温超、前記ビードワイヤを被覆する工程での温度未満である特性改善材料を含むことを要旨とする。
【００２５】
前記特性改善材料としては、請求項３に記載の発明のように、質量基準で５０％以上のスチレンを含むＳＢＲ（スチレン・ブタジエンゴム）であるスチレン高含有ＳＢＲや、請求項６に記載の発明のように、前記特性改善材料としては熱硬化性樹脂を例示することができる。前記スチレン高含有ＳＢＲは、請求項４に記載のように、構成材料のうちのゴム成分全体の質量を基準として、３０質量％以上含有させることや、請求項５に記載のように、構成材料のうちのゴム成分全体の質量を基準として５０％以下含有させることが望ましい。
【００２６】
ここで、「構成材料のうちのゴム成分全体の質量」とは本発明のインシュレーションゴム組成物中に含有される構成材料のうちでゴム成分に分類される材料の質量で判断する。具体的には加硫促進剤、軟化剤、酸化防止剤、補強剤、充填材などの添加剤の質量を除外したもので判断する。
【００２７】
上記課題を解決する請求項７に記載の本発明の空気入りタイヤは、請求項１〜６のいずれかに記載のビードインシュレーションゴム組成物を加硫した加硫後インシュレーションゴム組成物と、該加硫後インシュレーションゴム組成物にて包囲されるビードワイヤとをもつビードコアを有することを要旨とする。
【００２８】
上記課題を解決する請求項８に記載の本発明の空気入りタイヤの製造方法は、請求項１〜６のいずれかに記載のビードインシュレーションゴム組成物と該ビードインシュレーションゴム組成物にて包囲されたビードワイヤとからなるビードコアを形成する工程と、
前記ビードコアをもつ生タイヤを成形する工程と、
前記生タイヤ内に加圧ガスを注入した状態で加熱することで加硫する加硫工程とを有する空気入りタイヤの製造方法であって、
前記生タイヤ成形工程後、前記加硫工程前に、前記ビードインシュレーションゴム組成物が軟化する温度以上、前記加硫が進行する温度未満に加熱しながら該生タイヤ内に前記加圧ガスを注入する工程を有することを要旨とする。
【発明の効果】
【００２９】
請求項１に係るビードインシュレーションゴム組成物は、未加硫時、室温における硬度を大きくしているので、製造工程時におけるボディプライなどの変形によりビードコアに捻り方向の外力が加わってもビードワイヤの配列に対する影響が少なくなって、ビードコアが本来発揮すべき性能が発揮できるようになる。また、加硫後の硬度も適正にすることで最終的に空気入りタイヤに適用した場合に充分に高い性能を発揮することができる。更に前記ビードワイヤを被覆する工程での温度における未加硫時のムーニー粘度が６０以下であることにより、未加硫時におけるビードワイヤ製造工程におけるワイヤへの被覆操作における作業性に優れることになる。
【００３０】
請求項２に係るビードインシュレーションゴム組成物は、前記ゴム組成物が、融点及び／又は軟化点が室温超、前記ビードワイヤを被覆する工程での温度未満である特性改善材料を含むことを要旨とすることで、ビードコアに発生する捩れ低減と被覆操作における作業性とを両立することができる。
【００３１】
請求項３に係るビードインシュレーションゴム組成物は、請求項２に係るビードインシュレーションゴム組成物における前記特性改善材料が、質量基準で５０％以上のスチレンを含むＳＢＲであるスチレン高含有ＳＢＲであるので、空気入りタイヤに採用されるゴム成分との間における親和性に優れており、信頼性が高い空気入りタイヤを提供できる。
【００３２】
請求項４に係るビードインシュレーションゴム組成物は、前記スチレン高含有ＳＢＲが構成材料のうちのゴム成分全体の質量を基準として、３０質量％以上含有することで、加硫前後の室温における硬度を適正な範囲に制御することができる。更に、請求項５に係るビードインシュレーションゴム組成物は、前記スチレン高含有ＳＢＲを含有させる量の上限を全体の質量を基準として５０％以下にすることで、充分な効果が発揮できる硬度を保ちながら適度な柔軟性を保つことが可能になる。
【００３３】
また、請求項６に記載のビードインシュレーションゴム組成物は、前記特性改善材料が熱硬化性樹脂であるので、室温における未加硫時硬度と被覆作業時におけるムーニー粘度とを両立できるばかりではなく、加硫後に熱硬化性樹脂自身も硬化させることで、加硫後硬度を制御できる幅が大きくなる。
【００３４】
請求項７に係る空気入りタイヤは、請求項１〜６のいずれかに係るビードインシュレーションゴム組成物を加硫した加硫後インシュレーションゴム組成物と、該加硫後インシュレーションゴム組成物にて包囲されるビードワイヤとをもつビードコアを有することで、その製造過程において生ずるビードワイヤの配列乱れ発生が低減され、設計された所望の性能の実現が可能になる。
【００３５】
請求項８に係る空気入りタイヤの製造方法は、請求項１〜６のいずれかに係るビードインシュレーションゴム組成物と該ビードインシュレーションゴム組成物にて包囲されたワイヤとからなるビードコアを形成する工程と、
前記ビードコアをもつ生タイヤを成形する工程と、
前記生タイヤ内に加圧ガスを注入した状態で加熱することで加硫する加硫工程とを有する空気入りタイヤの製造方法であって、
前記生タイヤ成形工程後、前記加硫工程前に、前記ビードインシュレーションゴム組成物が軟化する温度以上、前記加硫が進行する温度未満に加熱しながら該生タイヤ内に前記加圧ガスを注入する工程を有することで、その製造過程において生ずるビードワイヤの配列乱れ発生が低減され、設計された所望の性能の実現が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
（インシュレーションゴム組成物）
以下、本発明のビードインシュレーションゴム組成物について実施形態に基づき詳細に説明する。本実施形態のビードインシュレーションゴム組成物は空気入りタイヤのビードコアにおけるビードワイヤを包囲してビードワイヤの間の間隙を充填する部材である。
【００３７】
本実施形態のビードインシュレーションゴム組成物は加硫可能なゴム組成物であり加硫剤を含む。含有されているゴム成分としては特に限定しないが、天然ゴム、ＳＢＲ、ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ハロゲン化ブチルゴム（ハロブチルゴム）、架橋ポリエチレンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴムが例示でき、これらのゴム成分を１種で又は２種以上混合して用いることができる。加硫剤としては特に限定されず、硫黄や、過酸化物などの一般的な加硫剤を採用可能である。更に、加硫促進剤、軟化剤、酸化防止剤、補強剤、充填材などの添加剤を含有させることができる。
【００３８】
そして、未加硫時におけるＪＩＳ硬度Ａ（以下、「未加硫時硬度」と称する）が室温下で７０以上であり７５以上更には７８超であることが望ましい。そして、未加硫時硬度は取扱性向上の観点から９９以下であり、９５以下であることが望ましく、９３以下であることがより望ましく、９０以下であることが更に望ましい。加硫後のＪＩＳ硬度Ａ（以下、「加硫後硬度」と称する）が９０〜９９であり、９５以下であることが望ましい。
【００３９】
そして、ビードワイヤを被覆する工程での温度における未加硫時のムーニー粘度が６０以下である。ムーニー粘度がこれらの範囲内にあると、ビードワイヤへの被覆作業性が高くなる。ここで、被覆作業を行う温度としては室温超、加硫温度未満であれば特に限定しないが、ゴム焼けなどの問題を避けるために１１０℃以下の温度範囲にて被覆作業を行うことが望ましい。更に、ムーニー粘度は５８以下、５５以下にすることもできる。ムーニー粘度がこの範囲内であると、優れた成形性を示す。
【００４０】
室温下における未加硫時硬度及び加硫後硬度を適正な範囲に制御する方法としては特に限定しないが、インシュレーションゴム組成物中に融点及び／又は軟化点（以下、「融点等」と称する）が室温超、加硫温度未満（望ましくはビードワイヤを被覆する工程での温度未満、例えば７０℃未満）である特性改善材料を含ませることでも実現できる。つまり、この特性改善材料は単なる軟化剤とは異なり、室温においては軟化させる作用は発揮せず、室温においては融点などに達していないので高い硬度を保つことができ、加熱することで融点などに到達して柔らかくなって被覆の作業性が向上する。ここで、７０℃とは未加硫時における成型操作を行う温度の下限として想定される温度である。例えば、インシュレーションゴム組成物にてビードワイヤを包囲するときの成形操作を行う温度として１１０℃を採用することができる。
【００４１】
特性改善材料としてはスチレンの含有量が高いＳＢＲ（本明細書においては、「スチレン高含有ＳＢＲ」と称する）であるスチレン高含有ＳＢＲや熱硬化性樹脂が例示される。
【００４２】
スチレン高含有ＳＢＲは、ＳＢＲにおける共重合体組成のうち、スチレンの含有量を高くしたことで融点以下の温度である室温下における硬度が向上できる。スチレン高含有ＳＢＲは空気入りタイヤを構成するゴム組成物との親和性が高い上、空気入りタイヤに要求される特性を有するので望ましい。
【００４３】
スチレン高含有ＳＢＲは、例えば、全体の質量を基準としてスチレンを５０％以上含有する（望ましくは６０％以上、更に望ましくは８０％以上）ものである。スチレン高含有ＳＢＲは組成物に含まれるゴム成分全体の質量を基準として３０％以上（更には４０％以上）含有させることが望ましい。スチレン高含有ＳＢＲの含有量の上限としては特に限定しないが、組成物全体の質量を基準として５０％程度を採用することができる。５０％程度以下の含有量であっても室温下の未加硫時硬度を充分に高いものにすることができるからである。
【００４４】
熱硬化性樹脂は特に限定されないが、特に加硫時の加熱により硬化する材料、すなわち、熱硬化温度が加硫操作を行う温度以下の温度である熱硬化性樹脂を採用することが望ましい。加硫時に硬化する熱硬化性樹脂を採用することで、加硫後の安定性、耐久性などが向上できる。更には、ビードワイヤを包囲するときなどのような、未加硫時の成型操作時などにおいては硬化が進行しないように、硬化温度がその成型操作時の温度よりも高い熱硬化性樹脂を採用することが望ましい。熱硬化性樹脂の種類としては特に限定されないが、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、ポリウレタンなど一般的な熱硬化性樹脂から融点を考慮して選択することができる。特にフェノール樹脂を採用することが望ましく、例えば、ノボラック型フェノール樹脂、ノボラック型クレゾール樹脂、ノボラック型レゾルシン樹脂が挙げられる。
【００４５】
特性改善材料としては、スチレン高含有ＳＢＲ、熱硬化性樹脂を採用する以外にも、室温下における未加硫時硬度を大きくする目的を実現するにはブタジエンと一般的な熱可塑性樹脂を構成する単量体との共重合体を採用することも考えられる。
【００４６】
これらの特性改善材料は単独で本実施形態のインシュレーションゴム組成物中に含ませることが可能であるほか、複数種類を混合して含ませることも可能である。
【００４７】
（空気入りタイヤ及びその製造方法）
本発明の空気入りタイヤについて、空気入りラジアルタイヤに係る実施形態に基づき以下詳細に説明する。図１に示すように、本実施形態の空気入りラジアルタイヤ１１は、ボディプライ１６に沿ってトレッド部１２と、そのトレッド部１２の両端部のそれぞれに連なりサイド部を構成するサイドウォール部１３と、そのサイドウォール部１３のタイヤ内径側に連なるビード部１４とを備えている。そして、このラジアルタイヤ１１は両側のビード部１４において、車両のホイールのリム１５のリムフランジ１５ａに嵌合装着されるようになっている。
【００４８】
トレッド部１２は、スチールコードよりなる２枚のベルト１７及び周方向に巻回添着された１枚のキャップベルト１８を配置することによって補強されている。
【００４９】
また、トレッド部１２の両側のショルダ部は、ショルダプライ１９を周方向に巻回添着することによって補強されている。両ビード部１４にはビードコア３０が埋設配置され、そのビードコア３０は、上述の本実施形態のインシュレーションゴム組成物にて被覆されたビードワイヤ２３を内径側から３回、４回、５回、４回、そして３回の順に巻回積層して断面六角形としたものである。
【００５０】
ビードワイヤ２３は鋼線の周囲に上述したインシュレーションゴム組成物を被覆したものである。この被覆作業は室温超、加硫温度未満に加熱して行う。例えば、インシュレーションゴム組成物を鋼線と共に押し出し成型することで被覆作業を行うことができる。
【００５１】
各ビードコア３０のタイヤ外径側には硬質ゴムよりなる断面ほぼ三角形状のビードフィラー２１が添着配置されている。そして、ボディプライ１６の両端部がビードコア３０及びビードフィラー２１の外周面に沿って折り返されて、ボディプライ１６によりビード３０が包被されている。
【００５２】
さて、加硫が行われる前には、図２に示すように、加硫金型（図略）に生タイヤを入れ、加熱しながら生タイヤ内部に圧力Ｐが加えられる（加圧ガス注入工程）と共に、矢印Ｃで示すように、全体がタイヤ形状をなすようにビード部１４（ビードコア３０）が狭められる。なお、図２においてはボディプライ１６とビード部１４との記載を省略して示している。
【００５３】
従って、ビード部１４が矢印Ｃで示す方向に移動すると共に、ビード部１４におけるボディプライ１６のタイヤ内腔側の部分１６ａは、トレッド部１２へ向かう方向（矢印Ａ方向）へ移動させられる。このため、ボディプライ１６の外側（折り返し側）の部分１６ｂは前記タイヤ内腔側の場合とは反対の方向（矢印Ｂ方向）へ移動させられる。従って、このボディプライ１６の移動に伴い、ビードコア３０に断面略中心回りに捩り回転運動が生じる。
【００５４】
しかしながら、ビードコア３０を構成する部材のうちのインシュレーションゴム組成物の未加硫時硬度が高いので変形が抑制されてビードワイヤ２３の配列状態の乱れ発生が防止できる。その後、生タイヤを加熱することで加硫が完了する（加硫工程）。
【実施例】
【００５５】
（ビードインシュレーションゴム組成物の調製）
表１に示す組成にて種々のゴム組成物を常法にて調製し各試験例のビードインシュレーションゴム組成物とした。それぞれ各試験例のビードインシュレーションゴム組成物には、更に、カーボンブラック（シーストＳＯ、東海カーボン製）を１００質量部、軟化剤を２５質量部、炭酸カルシウムを２５質量部、タルクを１０質量部、ステアリン酸を２質量部、亜鉛華を５質量部、加硫化剤としての硫黄を８質量部、加硫促進剤を１質量部を添加した。なお、試験例１０のビードインシュレーションゴム組成物が従来技術の組成を示す。
【００５６】
ここで、ハイスチレンＳＢＲとはスチレン高含有ＳＢＲの１つであり、ハイスチレンＳＢＲ（１）が日本ゼオン製、Ｎｉｐｏｌ２０５７ＳＳ（スチレン含有量６５％）、ハイスチレンＳＢＲ（２）が日本ゼオン製、Ｎｉｐｏｌ２００７Ｊ（スチレン含有量８５％）である。熱硬化性樹脂（３）とは、スミライトレジンＰＲ２１７（住友ベークライト製；フェノール樹脂）を用いた。表１に示す組成はすべて質量部である。
【００５７】
【表１】
（試験及び結果）
・ユニフォミニティ：ＲＦＶ値（低速ＵＮＩＦ及び高速ＵＮＩＦ）の測定
自動車規格ＪＡＳＯ Ｃ６０７の「自動車タイヤのユニフォミニティ試験方法」に準じて測定した。具体的には各試験例のビードインシュレーションゴム組成物にて被覆したビードワイヤを用いて製造したビードコアを用いて製造したタイヤサイズ２１５／４５ＺＲ１７の空気入りラジアルタイヤについて試験を行った。試験条件としては内圧０．２ＭＰａ、荷重１９０３Ｎ、速度７ｋｍ／ｈ（低速ＵＮＩＦ）、１２８ｋｍ／ｈ（高速ＵＮＩＦ）とした。
・加硫前後のＪＩＳ硬度Ａの測定
未加硫時硬度は調製したインシュレーションゴム組成物に対して加硫を行う前に測定を行い、加硫後硬度は調製したインシュレーションゴム組成物を空気入りタイヤの製造時と同様の条件にて加硫した後のインシュレーションゴム組成物について測定を行った。
【００５８】
測定方法としてはＪＩＳ Ｋ６２５３に準じ、Ａ型デュロメータを用い、押針の押し込み深さから決定した。試験装置としてはＡ型硬度計（ＡＳＫＥＲ製）を用い、測定温度は室温（２５℃）とした。
・ビード部におけるビードワイヤ配列の乱れ
ユニフォミニティ試験と同様の空気入りラジアルタイヤについて、ビード部の断面を４箇所目視にて観察を行った。設計値通りのビードワイヤの配列が実現される場合には５、従来技術（試験例１０）のインシュレーションゴム組成物を採用した空気入りラジアルタイヤにおける配列乱れを１として５段階にて評価した。
・ムーニー粘度の測定
各試験例のビードインシュレーションゴム組成物について未加硫時に測定を行った。具体的には、ＪＩＳ Ｋ６３００−１に準じて測定した値（ＭＬ（１＋４）１３０℃）を採用した。試験装置としてはＳＭＶ−２０１（島津製作所製）を用いた。
【００５９】
測定結果を表２並びに図３〜５に示す。
【００６０】
【表２】
表２より明らかなように、本試験例のビードインシュレーションゴム組成物はすべて適正なムーニー粘度を有しており、ビードワイヤの被覆作業が容易であった。また、加硫後硬度としては従来技術のビードインシュレーションゴム組成物（試験例１０）よりも大きな値を示しており、空気入りタイヤに適用可能な充分な硬度を発揮できることが分かった。特に、試験例１〜９、１１及び１２は加硫後硬度が９０以上と非常に大きな値を示した。
【００６１】
表２並びに図３〜５より明らかなように、未加硫時硬度の値とユニフォミニティ及びビードワイヤ配列との間には良い相関が認められた。加硫後硬度及びムーニー粘度と各測定値との間には未加硫時硬度のような顕著な相関が認められなかった。
【００６２】
図３及び４より明らかなように、未加硫時硬度の値が大きいほどユニフォミニティ性に優れることが分かった。低速ＵＮＩＦにおいては未加硫時硬度の値が７０付近に臨界値が存在することが明らかであり、未加硫時硬度の値が７０以上（更には７５以上）になるとユニフォミニティ性に優れることが分かった。同様に、高速ＵＮＩＦにおいても未加硫時硬度の値が７０付近と７８付近に臨界値が存在することが明らかであり、未加硫時硬度の値が７０以上（更には７８超）になるとユニフォミニティ性が優れることが分かった。
【００６３】
この要因としては、図５より明らかなように、未加硫時硬度の値とビードワイヤ配列の乱れの大きさの値との関係が、ほぼ直線的であることが挙げられる。つまり、未加硫時硬度の値が大きくなるとビードワイヤの配列乱れが少なくなって設計通りの配列に近づくことで、ビード部とリムとの密着性が向上してユニフォミニティが向上するものと考えられる。
【００６４】
ここで、ユニフォミニティの値が望ましい範囲となった未加硫時硬度の値が７０以上の範囲を示す試験例は、試験例１〜９であった。試験例１〜９の組成から明らかなように、スチレン高含有ＳＢＲ及び熱硬化性樹脂の配合量は樹脂由来の成分（天然ゴム、ＳＢＲ１５００、ハイスチレンＳＢＲ（１）及び（２）、熱硬化性樹脂）の質量を基準として、３０質量％（以下「ＰＨＲ」と称する）以上であることが望ましいことが分かった。
【００６５】
その中でも、試験例２、３、４及び９は、未加硫時硬度の値が９０〜９５と非常に大きくユニフォミニティ性に非常に優れることが明らかになった。この中でも試験例２及び３は未加硫時硬度の値が９０と未加硫時における取扱性にも優れていた。
【００６６】
つまり、ハイスチレンＳＢＲ（１）は４０ＰＨＲ含有させることが望ましく、ハイスチレンＳＢＲ（２）は３０ＰＨＲ含有させることが望ましいことが分かった。両者の適正含有量の相違はそれぞれのスチレン含有量が異なることに起因するものと考えられる。つまり、ハイスチレンＳＢＲ（２）がハイスチレンＳＢＲ（１）よりもスチレンを多く含有することからスチレン含有の硬化が低い量から発揮されたものと考えられる。
【００６７】
また、試験例７及び８の結果から分かるように、ハイスチレンＳＢＲは熱硬化性樹脂と合わせて使用する場合であっても３０ＰＨＲ以上含有させることでユニフォミニティ性に優れることが分かった。
【００６８】
なお、ハイスチレンＳＢＲ（１）を３０質量部ＰＨＲ含有させている試験例１ではユニフォミニティ性に優れ且つ高い未加硫時硬度を示すのに対して、ハイスチレンＳＢＲ（１）を２０ＰＨＲしか含有しない試験例１１では未加硫時硬度の値が６５となり充分なユニフォミニティ性を得られなかった。また、ハイスチレンＳＢＲ（１）が１０ＰＨＲ、熱硬化性樹脂（３）が１０ＰＨＲで合わせて２０ＰＨＲ含有させている試験例１４でも未加硫時硬度の値が６０になって充分なユニフォミニティ性を得られなかった。
【００６９】
ハイスチレンＳＢＲ（２）及び熱硬化性樹脂についても同様であって、ハイスチレンＳＢＲ（２）を２０ＰＨＲしか含有しない試験例１２、熱硬化性樹脂（３）を約１７ＰＨＲしか含有しない試験例１３はいずれも未加硫時硬度の値が７０未満になって充分なユニフォミニティ性を得られなかった。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本実施形態における空気入りタイヤの一実施形態を示す断面図である。
【図２】ビード部におけるビードコアに外力が加わる機構を示した概念模式図である。
【図３】本実施例におけるユニフォミニティの未加硫時硬度依存性を示すグラフである。
【図４】本実施例におけるユニフォミニティの未加硫時硬度依存性を示すグラフである。
【図５】本実施例におけるビードワイヤの配列乱れの未加硫時硬度依存性を示すグラフである。
【図６】従来技術におけるビードワイヤの配列乱れが生ずる機構を示す概念模式図である。
【図７】従来技術におけるビードワイヤの配列乱れが生ずる機構を示す概念模式図である。
【符号の説明】
【００７１】
１１…空気入りタイヤ（ラジアルタイヤ）、１２…トレッド部、１３…サイドウォール部、１４…ビード部、１５…リム、１５ａ…リムフランジ、１６…ボディプライ、１７…ベルト、１８…キャップベルト、１９…ショルダプライ、２１…ビードフィラー、２３…ビードワイヤ、３０…ビードコア
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気入りタイヤのビードワイヤを包囲するビードインシュレーションゴム組成物であって、加硫剤を含み加硫可能で、未加硫時におけるＪＩＳ硬度Ａが室温下７０〜９９、加硫時におけるＪＩＳ硬度Ａが室温下９０〜９９であり、
前記ビードワイヤを被覆する工程での温度における未加硫時のムーニー粘度が６０以下であることを特徴とする空気入りタイヤのビードワイヤを包囲するビードインシュレーションゴム組成物。
【請求項２】
前記ゴム組成物は、融点及び／又は軟化点が室温超、前記ビードワイヤを被覆する工程での温度未満である特性改善材料を含む請求項１に記載のインシュレーションゴム組成物。
【請求項３】
前記特性改善材料は、質量基準で５０％以上のスチレンを含むＳＢＲであるスチレン高含有ＳＢＲである請求項２に記載のインシュレーションゴム組成物。
【請求項４】
前記スチレン高含有ＳＢＲは構成材料のうちのゴム成分全体の質量を基準として、３０質量％以上含有する請求項３に記載のインシュレーションゴム組成物。
【請求項５】
前記スチレン高含有ＳＢＲは構成材料のうちのゴム成分全体の質量を基準として５０％以下含有する請求項３又は４に記載のインシュレーションゴム組成物。
【請求項６】
前記特性改善材料は、熱硬化性樹脂である請求項２〜５のいずれかに記載のインシュレーションゴム組成物。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載のビードインシュレーションゴム組成物を加硫した加硫後インシュレーションゴム組成物と、該加硫後インシュレーションゴム組成物にて包囲されるビードワイヤとをもつビードコアを有する空気入りタイヤ。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれかに記載のビードインシュレーションゴム組成物と該ビードインシュレーションゴム組成物にて包囲されたビードワイヤとからなるビードコアを形成する工程と、
前記ビードコアをもつ生タイヤを成形する工程と、
前記生タイヤ内に加圧ガスを注入した状態で加熱することで加硫する加硫工程とを有する空気入りタイヤの製造方法であって、
前記生タイヤ成形工程後、前記加硫工程前に、前記ビードインシュレーションゴム組成物が軟化する温度以上、前記加硫が進行する温度未満に加熱しながら該生タイヤ内に前記加圧ガスを注入する工程を有することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
【請求項１】
空気入りタイヤのビードワイヤを包囲するビードインシュレーションゴム組成物であって、加硫剤を含み加硫可能で、未加硫時におけるＪＩＳ硬度Ａが室温下７０〜９９、加硫時におけるＪＩＳ硬度Ａが室温下９０〜９９であり、
前記ビードワイヤを被覆する工程での温度における未加硫時のムーニー粘度が６０以下であることを特徴とする空気入りタイヤのビードワイヤを包囲するビードインシュレーションゴム組成物。
【請求項２】
前記ゴム組成物は、融点及び／又は軟化点が室温超、前記ビードワイヤを被覆する工程での温度未満である特性改善材料を含む請求項１に記載のインシュレーションゴム組成物。
【請求項３】
前記特性改善材料は、質量基準で５０％以上のスチレンを含むＳＢＲであるスチレン高含有ＳＢＲである請求項２に記載のインシュレーションゴム組成物。
【請求項４】
前記スチレン高含有ＳＢＲは構成材料のうちのゴム成分全体の質量を基準として、３０質量％以上含有する請求項３に記載のインシュレーションゴム組成物。
【請求項５】
前記スチレン高含有ＳＢＲは構成材料のうちのゴム成分全体の質量を基準として５０％以下含有する請求項３又は４に記載のインシュレーションゴム組成物。
【請求項６】
前記特性改善材料は、熱硬化性樹脂である請求項２〜５のいずれかに記載のインシュレーションゴム組成物。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載のビードインシュレーションゴム組成物を加硫した加硫後インシュレーションゴム組成物と、該加硫後インシュレーションゴム組成物にて包囲されるビードワイヤとをもつビードコアを有する空気入りタイヤ。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれかに記載のビードインシュレーションゴム組成物と該ビードインシュレーションゴム組成物にて包囲されたビードワイヤとからなるビードコアを形成する工程と、
前記ビードコアをもつ生タイヤを成形する工程と、
前記生タイヤ内に加圧ガスを注入した状態で加熱することで加硫する加硫工程とを有する空気入りタイヤの製造方法であって、
前記生タイヤ成形工程後、前記加硫工程前に、前記ビードインシュレーションゴム組成物が軟化する温度以上、前記加硫が進行する温度未満に加熱しながら該生タイヤ内に前記加圧ガスを注入する工程を有することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−２０８３４８（Ｐ２０１０−２０８３４８Ａ）
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１７４５３３（Ｐ２００７−１７４５３３）
【出願日】平成１９年７月２日（２００７．７．２）
【出願人】（５９１０３２３５６）不二精工株式会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月２日（２００７．７．２）
【出願人】（５９１０３２３５６）不二精工株式会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
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