プレキュアトレッド用ゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤ
【課題】高い生産性でプレキュアトレッドが得られるプレキュアトレッド用ゴム組成物、及び該ゴム組成物を用いてなる空気入りタイヤを提供すること。
【解決手段】（Ａ）天然ゴムを８０質量％以上有するゴム成分１００質量部に対して、（Ｂ）シリカを３質量部以上配合することを特徴とするプレキュアトレッド用ゴム組成物及び予め加硫されたトレッド部を有しないプレキュアタイヤケーシングのクラウン部の外周に、未加硫のクッションゴム層を介して予め加硫されたプレキュアトレッドを共加硫接着させてなる空気入りタイヤであって、該プレキュアトレッドが上記ゴム組成物からなる空気入りタイヤである。
【解決手段】（Ａ）天然ゴムを８０質量％以上有するゴム成分１００質量部に対して、（Ｂ）シリカを３質量部以上配合することを特徴とするプレキュアトレッド用ゴム組成物及び予め加硫されたトレッド部を有しないプレキュアタイヤケーシングのクラウン部の外周に、未加硫のクッションゴム層を介して予め加硫されたプレキュアトレッドを共加硫接着させてなる空気入りタイヤであって、該プレキュアトレッドが上記ゴム組成物からなる空気入りタイヤである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレキュアトレッド用ゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来におけるトラック・バス用ラジアルタイヤの更生タイヤの製造においては、摩耗して一次寿命を終えたタイヤ（以下、「台タイヤ」と称する）のトレッド面をバフし、この上に、予め加硫された更生用のトレッドゴム部（プレキュアトレッド）を貼りつける方法が代表的なものの１つとして知られている（例えば、特許文献１参照）。この方法は、コールド（ＣＯＬＤ）方式又はプレキュア方式等の名称で呼ばれ、台タイヤに未加硫のトレッドゴムをのせてモールド加硫するホット（ＨＯＴ）方式と区別されている。
【０００３】
上記ＣＯＬＤ方式では、台タイヤとプレキュアトレッドとを接着するために、未加硫のクッションゴムが、まず台タイヤに貼られ、更にその上にプレキュアトレッドを貼り付けた上で、加硫缶で１１０〜１４０℃、２時間〜３時間加熱する方式が一般的である。
【０００４】
ＣＯＬＤ方式を用いた更生タイヤの製造においては、一次寿命を終えた使用済みタイヤをタイヤケーシングとして使用するが、該タイヤケーシングのトレッド部には様々な形状でトレッドゴムが残っているため、ある一定の形状まで残ったトレッドゴムを削り取る必要がある。この場合のトレッドゴムを削り取る作業はバフと呼ばれ、バフされた面はバフ面と呼ばれる。なお、トレッド部を削り取るには鋸状の刃を回転させるラスプと呼ばれる刃が一般に用いられる。
このように、更生タイヤ用の台タイヤのバフ面は、表面粗さの大きい粗い面となり、この表面粗さの大きい粗い面とプレキュアトレッドとを接着させるために、バフ面等の表面粗さ以上の厚さを有するクッションゴムを用いることが通常行われる。
一方、上記更生タイヤに限らず、トレッドとタイヤケーシングとを接着させて新品のタイヤを製造する場合にも、加硫済みのトレッド及びタイヤケーシングを、未加硫ゴムを挟んで接着させるため、前記ＣＯＬＤ方式の適用が可能と考えられる。
【０００５】
ところで、上記プレキュアトレッドは、通常平金型を用いて加硫がなされるため（例えば特許文献２参照）、湿潤路面に適したトレッドパターンや冬用タイヤのトレッドパターンなど複雑なパターンの場合には、平板モールドから引き剥がす際に、トレッドゴムの微細なパターンに応力が集中し、パターンが欠けるなどの問題があった。
パターンが欠けることを避けるために、引き剥がしの速度を低速にしたり、引き剥がし部の局率を大きくするような治具を当てる方法などがあるが、いずれも生産性が極めて低下することを免れない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−５７８７１号公報
【特許文献２】特開平５−１１１９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑み、平金型を用いた加硫においてもパターンが欠けるなどの問題がなく、高い生産性でプレキュアトレッドが得られるプレキュアトレッド用ゴム組成物、及び該ゴム組成物を用いてなる空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記課題に対して鋭意検討した結果、特定の組成を有するゴム組成物を用いることで、上記課題を解決し得ることを見出した。本発明はかかる知見に基づいて完成されたものである。
すなわち、本発明は、
（１）（Ａ）天然ゴムを８０質量％以上有するゴム成分１００質量部に対して、（Ｂ）シリカを３質量部以上配合することを特徴とするプレキュアトレッド用ゴム組成物、及び
（２）予め加硫されたトレッド部を有しないプレキュアタイヤケーシングのクラウン部の外周に、未加硫のクッションゴム層を介して予め加硫されたプレキュアトレッドを共加硫接着させてなる空気入りタイヤであって、該プレキュアトレッドが上記（１）に記載のゴム組成物からなることを特徴とする空気入りタイヤ、
を提供するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のゴム組成物によれば、平金型を用いた加硫においてもパターンが欠けるなどの問題がなく、高い生産性でプレキュアトレッドが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のタイヤのクラウン部の一例を示すタイヤ子午線部分断面図である。
【図２】トレッド素材がセットされた金型の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明のプレキュアトレッド用ゴム組成物は、（Ａ）天然ゴムを８０質量％以上有するゴム成分１００質量部に対して、（Ｂ）シリカを３質量部以上配合する。
＜（Ａ）ゴム成分＞
本発明におけるゴム成分は、天然ゴム（ＮＲ）を８０質量％以上含有することが特徴である。天然ゴムが８０質量％以上であると、平金型を用いた加硫においてもパターンが欠けるなどの問題がない。すなわち、加硫後の金型の温度は、一般に１３５℃以上であるが、ゴム成分中の天然ゴムの含有量が８０質量％以上であると、加硫ゴムの破断伸び（％）が向上し、上述のパターンの欠けを生じさせないものとなる。以上の観点から、ゴム成分中の天然ゴムの含有量は８５質量％以上であることが好ましく、９０質量％以上であることがさらに好ましい。
本発明においては、ゴム成分中の天然ゴム以外のゴム成分としては特に制限はなく、合成ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム等の合成ゴムを用いることができる。これらのうち、ＢＲ及びＳＢＲが好適であり、特に、摩耗速度の速い条件ではＢＲを配合することが好ましく、路面との粘着摩擦が必要な場合には、ＳＢＲを配合することが好ましい。
【００１２】
＜（Ｂ）シリカ＞
本発明のプレキュアトレッド用ゴム組成物に用いるシリカとしては特に制限はなく、湿式シリカ、乾式シリカ、コロイダルシリカを用いることができる。これらは単独に又は混合して使用することができる。また、狭義の二酸化珪素のみを意味するものではなく、ケイ酸系充填剤を意味し、具体的には、無水ケイ酸の他に、含水ケイ酸、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム等のケイ酸塩を含むものである。なお、シランカップリング剤を併用してもよい。
シリカの含有量は、（Ａ）ゴム成分１００質量部に対して３質量部以上である。３質量部以上含有させることで、耐引き裂き性を向上させ、上述の平金型を用いた加硫においてもパターンが欠けることを抑制するものである。以上の観点から、シリカの含有量はゴム成分１００質量部に対して、５質量部以上であることが好ましく、１０質量部以上であることがさらに好ましい。一方、シリカの含有量の上限値については、本発明の効果を奏する範囲で特に限定されないが、未加硫のトレッドを押し出し成形する際に、ゴムの表層状態を安定させ、単位長さ当たりの重量を一定にし、加硫ゴムがトレッドの表層に配されないようにするとの観点から、ゴム成分１００質量部に対して３５質量部以下であることが好ましい。
【００１３】
＜（Ｃ）発泡剤＞
後に詳述する本発明のタイヤにおいては、プレキュアトレッドの路面と接する面に発泡ゴム層を有することが好ましい。具体的には、プレキュアトレッド全体が、発泡ゴム層からなっていてもよいし、ベーストレッドの上に発泡ゴム層からなるキャップトレッドを有する２層構成であってもよい。このような発泡ゴム層は、上述のプレキュアトレッド用ゴム組成物に、加流後に気泡を形成させるための発泡剤を配合することで得られる。
該発泡剤としては、例えば、ジニトロソペンタメチレンテトラミン（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ルホ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）、二酸化炭素を発生する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、窒素を発生する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’−オキシービス（ベンゼンスルホニルセミカルバジド）等が挙げられる。
【００１４】
これらの発泡剤の中でも、製造加工性を考慮すると、ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）が好ましく、特にアゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）が好ましい。これらは、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。上記発泡剤の作用により、得られた上記加硫ゴムは発泡率に富む発泡ゴムとなる。
また、発泡ゴムとする場合には、効率的な発泡を行う観点から、発泡助剤を用い、上記発泡剤と併用するのが好ましい。該発泡助剤としては、例えば、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、発泡製品の製造に使用する助剤等が挙げられる。これらの中でも、尿素、ステアリン酸亜鉛、ベンゼンスルフィン酸亜鉛等が好ましい。これらは、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。
前記発泡剤の含有量としては、目的に応じて適宜決定すればよいが、（Ａ）ゴム成分１００質量部に対して１〜１０質量部程度が好ましい。
【００１５】
本発明のプレキュアトレッド用ゴム組成物としては、加硫後のゴム組成物の発泡率が１０〜２５％の範囲とすることが好ましい。発泡率（Ｖｓ）をこの範囲とすることにより、発泡による軟化効果による氷上制動と耐摩耗性との両立を図ることができる。
なお、発泡率（Ｖｓ）は、下記式（Ｉ）により求めることができる。
Ｖｓ＝（ρ0／ρ1−１）×１００（％） ・・・ 式（Ｉ）
（式中、ρ1は発泡ゴム密度（ｇ／ｃｍ3）であり、ρ0は発泡ゴムの固相部の密度（ｇ／ｃｍ3）である）。
【００１６】
＜（Ｄ）短繊維＞
本発明のプレキュアトレッド用ゴム組成物には（Ｄ）短繊維を配合することが好ましい。短繊維としては、特に制限はないが、熱可塑性樹脂からなる短繊維であって、該短繊維が加硫時にゴム組成物の温度が加硫最高温度に達するまでの間に該ゴム組成物中で溶融又は軟化するものであることが好ましい。ここで、該短繊維の配合量は、前記ゴム成分１００質量部に対し１〜１５質量部であり、好ましくは３〜１０質量部である。また、加硫最高温度とは、加硫時におけるゴム組成物が達する最高温度を意味する。
本発明のゴム組成物中に前記短繊維を配合すると、前記発泡剤の添加により発生する気泡がトレッド中に長尺状気泡として存在し、該トレッドの摩耗によって長尺状気泡が表面に露出して穴部が形成され、効率的な排水を行う排水路として機能する。ここで、穴部とは、穴状、窪み状及び溝状のいずれの形状であってもよい。また、トレッドの穴部の表面が溶融又は軟化した短繊維が固化した保護層で被覆されているため、水路形状保持性、水路エッジ部摩耗性、荷重入力時の水路保持性等にも優れる。
【００１７】
前記短繊維の融点（又は軟化点）の上限値には特に制限はないが、前記ゴム組成物の加硫最高温度よりも、１０℃以上低いのが好ましく、２０℃以上低いのがより好ましい。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℃程度であるので、通常、１８０℃以下が好ましく、１７０℃以下がより好ましい。一方、ゴム組成物の混練りを考慮すると、前記短繊維の融点としては、１００℃以上が好ましく、１０５℃以上がより好ましく、１１５℃以上が特に好ましい。なお、前記短繊維の融点は、それ自体公知の融点測定装置等を用いて測定することができ、例えば、ＤＳＣ測定装置を用いて測定した融解ピーク温度を前記融点とすることができる。
【００１８】
前記短繊維は、結晶性高分子、非結晶性高分子、及び結晶性高分子と非結晶性高分子のいずれで形成されていてもよいが、粘度制御が容易な点で結晶性高分子を含む有機素材から形成されているのが好ましく、結晶性高分子のみから形成されるのがより好ましい。
該結晶性高分子としては、例えば、ポリエチレン(ＰＥ)、ポリプロピレン(ＰＰ)、ポリブチレン、ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンサクシネート、シンジオタクティック-１,２-ポリブタジエン(ＳＰＢ)、ポリビニルアルコール(ＰＶＡ)、ポリ塩化ビニル(ＰＶＣ)等の単一組成重合物や、共重合、ブレンド等により融点を適当な範囲に制御したものも使用でき、更にこれらに添加剤を加えたものも使用できる。これらは、一種単独で使用しても良いし、二種以上を併用しても良い。これら結晶性高分子の中でも、ポリオレフィン、ポリオレフィン共重合体が好ましく、汎用で入手し易い点でポリエチレン(ＰＥ)、ポリプロピレン(ＰＰ)がより好ましく、融点が低く、取扱いが容易な点でポリエチレン(ＰＥ)が特に好ましい。
【００１９】
また、前記非結晶性高分子としては、例えば、ポリメチルメタクリレート(ＰＭＭＡ)、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体(ＡＢＳ)、ポリスチレン(ＰＳ)、ポリアクリロニトリル、これらの共重合体、これらのブレンド物等が挙げられる。これらは、一種単独で使用しても良いし、二種以上を併用しても良い。また、前記結晶性高分子と前記非結晶性高分子とを併用しても良い。
【００２０】
前記短繊維の繊度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、冬用タイヤとして、氷雪上性能を向上させる観点からは、１〜１１００ｄＴｅｘが好ましく、２〜９００ｄＴｅｘがより好ましい。また、前記短繊維の平均径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、該短繊維を含むゴム組成物を加硫して得られる加硫ゴム中に、後述のミクロな排水溝として機能し得る長尺状気泡を効率良く形成するためには、０．０３〜０．３ｍｍが好ましく、０．０６〜０．２５ｍｍがより好ましい。平均径が０．０３ｍｍ未満であると、長尺状の円柱発泡溝が形成されにくくなり、また前記短繊維の製造時に糸切れが多く発生する点で好ましくなく、０．３ｍｍを超えると、前記短繊維の平均径（直径）が大きくなり、同一配合量では円柱発泡溝の数が減少して、排水効率が悪くなる傾向がある。
【００２１】
＜充填剤＞
本発明のゴム組成物には、上記シリカの他に充填剤を含有していてもよい。該充填剤としては、カーボンブラック、クレー、タルク、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム等を挙げることができる。これら充填剤の種類としては特に制限はなく、従来ゴムの充填剤として慣用されているものの中から任意のものを選択して用いることができる。これらのうち、特にカーボンブラック、水酸化アルミニウムが好ましい。
【００２２】
ここで、前記カーボンブラックとしては、通常ゴム工業に用いられるものが使用でき、例えば、ＳＡＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦなど種々のグレードのカーボンブラックを単独に又は混合して使用することができる。カーボンブラックを用いる場合、配合量はゴム成分１００質量部に対し２０質量部〜６０質量部とすることが望ましい。配合量を上記範囲とすることにより、耐摩耗性と氷上性能との両立を図ることができる。
【００２３】
＜その他の配合剤＞
本発明のゴム組成物には、前記ゴム成分、カーボンブラック等の充填剤の他、プロセスオイル等の油分、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、軟化剤、酸化亜鉛、オゾン劣化防止剤、着色剤、帯電防止剤、滑剤、酸化防止剤、カップリング剤、発泡剤、発泡助剤及びステアリン酸等のゴム業界で通常使用されるゴム用配合材料を、本実施形態の目的を害しない範囲内で適宜選択し配合することができる。これら配合剤は、市販品を好適に使用できる。
【００２４】
＜空気入りタイヤ＞
上記ゴム組成物からなる予め加硫されたプレキュアトレッドを用いた本発明のタイヤは、予め加硫されたトレッド部を有しないプレキュアタイヤケーシングのクラウン部の外周に、未加硫のクッションゴム層を介して予め加硫されたプレキュアトレッドを共加硫接着させてなる空気入りタイヤである。
以下、図面を用いて本実施形態のタイヤを説明する。
【００２５】
図１は、本実施形態のタイヤのクラウン部のラジアル方向の部分断面図である。図１において、２は本実施形態のタイヤに用いられるプレキュアトレッドであり、このプレキュアトレッド２は加硫済みゴムから構成されている。このプレキュアトレッド２はタイヤ幅方向断面が略台形状を呈しており、その表面４は幅狭でタイヤとなったとき踏面となり、一方、その裏面６は幅広で、クッションゴム層１０を介して加硫済みのプレキュアタイヤケーシング１２の貼付け面８（半径方向外側面）に貼付けられる接着面となる。なお、プレキュアトレッド２及びプレキュアタイヤケーシング１２は、未加硫のクッションゴム層を介して貼り合わされた後、共加硫接着により接着される。
【００２６】
そして、前記裏面６はプレキュアタイヤケーシング１２の貼付け面８とほぼ同一の曲率半径でプレキュアトレッド２の表面４に向かって凹んでおり、その深さは幅方向中央に向かうに従い徐々に深くなっている。また、前記プレキュアトレッド２の表面４には長手方向に延びる広幅の溝が複数本形成され、これらの溝は、タイヤとなったとき、周方向に延びる主溝、副溝となる。
【００２７】
本実施形態においては、共加硫後のクッションゴム層１０の平均厚さ（クッションゴムゲージ）については特に制限はないが、接着面における凹凸を埋めて十分な接着性を確保するとの観点から１ｎｍ以上であることが好ましく、低発熱性及び耐久性の観点から０．１ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２８】
本発明のタイヤは、プレキュアトレッドの路面と接する面に発泡ゴム層を有していることが好ましい。該発泡ゴム層によって、ゴム層が柔軟で、路面との密着性が強く、優れた氷上性能を得ることができる。本発明の発泡ゴム層は、平均直径１５〜８０μｍの独立気泡を有することが好ましく、また、発泡率は１０〜２５％であることが好ましい。これらの条件を満足する発泡ゴム層は、耐摩耗性及びＤＲＹ性能を維持し、トレッドにおける凹部の体積を確保することにより、優れた氷上性能を確保することができる。
【００２９】
さらに、本発明のタイヤは、発泡ゴム層にサイプを有し、接地面積１ｃｍ2当たりの全サイプ長さが０．５〜１ｃｍであることが好ましい。サイプとはタイヤの路面に設けられる深さ、幅共に１００μｍ程度のミクロな排水溝であり、タイヤのトレッドに水膜除去能を持たせるものである。本発明のタイヤにおいては、接地面積１ｃｍ2当たりの全サイプ長さを０．５ｃｍ以上とすることで、水膜を排除し、タイヤの氷雪路面上での摩擦係数を大きくすることができ好ましい。特に０℃付近のμの低い路面での氷上性能向上に効果が大きい。一方、接地面積１ｃｍ2当たりの全サイプ長さが１ｃｍ以下であると、耐摩耗性を実用上問題ないレベルに維持することができる。以上の観点から、サイプの長さは、０．６〜０．７ｃｍであることが好ましい。
【００３０】
本実施形態のタイヤは、下記の各工程を有する本実施形態のタイヤの製造方法によって製造される。以下、本実施形態のタイヤの構成を、本実施形態のタイヤの製造方法における各工程に沿って説明する。
＜プレキュアトレッド及びプレキュアタイヤケーシングを作製する工程＞
まず、前述のようなプレキュアトレッド２を製造する場合には、幅方向断面が略台形状をした未加硫ゴムからなるトレッド素材２０を押出し機（図示せず）から押し出した後、所定長に切断し、その後、切断された帯状のトレッド素材２０を、図２に示すような下金型２１の成型凹み２２内に表面１４が底面と接触するようにしてセットする。ここで、前記成形凹み２２の底面には長手方向に延びる複数本の主骨２３が形成されている。
【００３１】
次に、下面に型付け面２４を有する上金型２５を下金型２１に当接するまで下降させる。これにより、加硫金型２６、即ち下金型２１、上金型２５は閉止して内部に形成されたキャビティ２７にトレッド素材２０が収納されるが、このとき、前記型付け面２４はトレッド素材２０の裏面１５に接触する。
その後、これらを図示していない加硫装置に搬入して加硫を行い、トレッド素材２０をプレキュアトレッド２とする。このとき、主骨２３がトレッド素材２０の表面１４にくい込み、該表面１４に長手方向に延びる複数本の溝１６を形成する。
【００３２】
他方、前述のプレキュアタイヤケーシング１２を製造する場合には、まず未加硫のタイヤケーシングを成形する。未加硫のタイヤケーシングは、公知のタイヤ製造方法におけるグリーンタイヤの成形工程と同様にして成形される。例えば、成形ドラム上に未加硫ゴムがゴム引きされたカーカス層を巻き付け、その両端部にビードコアをセットした後、その両端部を折り返し、更にサイドウォール部の未加硫ゴムを貼り付ける。次いで、その幅方向中央部を膨径させて断面馬蹄形の円環状にした後、カーカス層外周上に未加硫のベルト層を設ければ、未加硫のタイヤケーシングを得ることができる。
上記未加硫のタイヤケーシングを金型（モールド）にセットして、加硫成形することにより、トレッド部を有しないプレキュアタイヤケーシング１２を得ることができる。
【００３３】
また、更生タイヤの製造においては、使用済みタイヤをタイヤケーシングとして使用するが、該タイヤケーシングのトレッド部には様々な形状でトレッドゴムが残っているため、ある一定の形状まで残ったトレッドゴムを、前述のように、ラスプと呼ばれる鋸状の刃を回転させる装置を用いて削り取る、いわゆるバフと呼ばれる作業を行い、プレキュアタイヤケーシング１２を得る。
【００３４】
＜プレキュアトレッドにおける接着面及びプレキュアタイヤケーシングのクラウン部における接着面の表層ゴムを削り取る工程＞
前工程で得られたプレキュアトレッドやプレキュアタイヤケーシングにおいては、加硫中にモールド面と接していたタイヤケーシング表面が未加硫ゴムと共架橋し難い性質があるため、接着性を確保することを目的として表層ゴムを取り除く（削り取る）必要がある。ただし、削り取る表層ゴムは、その目的からして、厚さ０．００１ｍｍ以下の極めて薄い層で十分である。
【００３５】
上記表層ゴムが削り取られた後の面（接着面）においては、接着性確保等の観点から形状が重要であり、接触面積増大及び界面歪分散の観点からは、複雑な形状（界面粗さ）が有利であるが、必ずしも必要ではない。
具体的には、前記プレキュアトレッドにおける前記クッションゴム層との接着面、及び前記プレキュアタイヤケーシングのクラウン部における前記クッションゴム層との接着面の表面粗さが、ラジアル方向に切断した断面における断面曲線の算術平均粗さＲａで０．００１ｍｍ〜０．１ｍｍの範囲であることが好適である。上記算術平均粗さＲａをこの範囲とすることにより、共加硫接着後の接着力を十分に確保できる。
【００３６】
表層ゴムを削り取る方法に関しては、前記表面粗さを好適範囲とすることができれば特に制限がなく、砥石、金属製研磨器具、不織布製研磨具などを用いて前記接着面を研磨すればよく、これらの研磨具等を用いて前記適切な算術平均粗さＲａで表される表面粗さを有する面を形成することができる。
【００３７】
＜未加硫のクッションゴム層を介して、プレキュアトレッドをプレキュアタイヤケーシングのクラウン部外周に貼付してトレッド貼付タイヤケーシングを作製する工程＞
本工程では、まずプレキュアタイヤケーシングのクラウン部外周に未加硫のクッションゴム層を形成する。前述のように、プレキュアトレッド及びプレキュアタイヤケーシングにおける接着面の表面粗さがかなり小さいため、両者の間を埋める接着層としてのクッションゴム層の加硫後の平均厚さは、前記のように０．１ｍｍ以下で十分となる。
このため、本実施形態における未加硫のクッションゴム層としては、通常のシート状のクッションゴムではなく、液状ゴムを接着面に塗布して形成されることが望ましい。なお、液状ゴムの塗布は、通常プレキュアタイヤケーシングの接着面に対して行われるが、プレキュアトレッドの接着面に行ってもよく、両者に行ってもよい。
【００３８】
上記液状ゴムとしては、未加硫のゴム組成物を溶媒に溶解させたゴム溶液を用いることが、低粘度化が可能である点から好ましい。該液状ゴム組成物としては、通常のゴム組成物に用いられるゴム成分、各種加硫促進成分、架橋成分以外に、必要に応じて、補強充填材としてのカーボンブラック、軟化剤（オイル）、老化防止剤、硫黄などの架橋剤等の通常ゴム工業で使用される薬品類等を適宜配合することができる。なお、ゴム成分としては、天然ゴム（ＮＲ）又は合成ゴムを単独又はこれらをブレンドして使用することができる。合成ゴムとしては、例えば、合成ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム等が挙げられる
【００３９】
次いで、前記プレキュアトレッドをプレキュアタイヤケーシングのトレッド部に貼付け、図１に示すように、プレキュアトレッド２の裏面６をプレキュアタイヤケーシング１２の貼付け面８にクッションゴム層１０を介して密着させ、プレキュアトレッド２が接着されたプレキュアタイヤケーシング１２（トレッド貼付タイヤケーシング）を得る。
【００４０】
＜トレッド貼付タイヤケーシングを加熱して、プレキュアトレッドをプレキュアタイヤケーシングのクラウン部外周に共加硫接着させる工程＞
次いで、前記トレッド貼付タイヤケーシングを、図示していない加硫装置に搬入して、未加硫クッションゴムを加硫しタイヤとする。このとき、前記プレキュアトレッドはプレキュアタイヤケーシングのクラウン部外周に共加硫接着される。
加硫条件としては、９０〜１３５℃程度、２〜７時間で行うことが好ましい。
【００４１】
本実施形態のタイヤは、トレッドとトレッド部を含まないタイヤケーシングとを別々に加硫した後、両者の間に加硫速度の速い未加硫ゴムを挟んで再び加硫し、これらを共加硫接着させる方法により得られるものであるが、これによりトレッドとタイヤケーシングとを一体成形して加硫した場合に比べ、タイヤ内部及び表面近傍でのゴム物性が均一化される。また、トレッドとタイヤケーシングとの接着面の表面粗さを極力小さくしたことによって、クッションゴム層を薄層化でき、タイヤの低発熱性及び耐久性と生産性との両立化を図ることができるものとなる。
【００４２】
以上、実施形態により本発明を説明したが、本発明は、上記の形態に限定されず、その発明の目的から逸脱しない範囲内において、任意の変更、改変を行うことができる。
【実施例】
【００４３】
以下、実施例により本実施形態を更に詳細に説明するが、本実施形態はこれらの実施例に限定されるものではない。
なお、諸特性は下記の方法に従って測定した。
【００４４】
（１）トレッドゴム欠損数
各実施例及び比較例にて製造したプレキュアトレッドの金型から剥離した際の１ｍ当たりのトレッドゴムの欠損数で評価した。
（２）トレッドチャンクアウト個数
各実施例及び比較例にて製造した空気入りタイヤを用いて、悪路３０％走行にて１万ｋｍ走行した後の、１０ｍｍ以上のトレッドゴムの欠損数で評価した。
【００４５】
実施例１〜５及び比較例１〜３
第１表に示す配合組成の８種類のタイヤトレッド用ゴム組成物を、バンバリーミキサーを用いて調製した。次いで、各ゴム組成物について、特開平５−１１１９２１号明細書の実施例に記載される金型Ｎｏ．５を用いて、タイヤサイズ：１９５／６５Ｒ１５に使用するプレキュアトレッドを得た。製造条件としては、プレス圧３０ｋｇ／ｍ2、温度１６０℃、加硫時間１７分の条件で加硫を行った。上記方法にて評価したトレッドゴム欠損数を第１表に示す。
次に、上記プレキュアトレッドとは別に加硫成形したプレキュアタイヤケーシングを用意した。プレキュアタイヤケーシングに用いたゴム組成物は、プレキュアトレッドに用いたゴム組成物と同じものを用いた。
次いで、プレキュアトレッドとプレキュアタイヤケーシングの接着面を研磨し、プレキュアタイヤケーシングの接着面に、接着用のクッションゴム配合のゴム組成物（未加硫）を、刷毛によりほぼ均一に塗布した。ここで用いた液状ゴムは、濃度が約１０質量％となるようにガソリンに溶解させて調製した。なお、クッションゴム組成物の配合は第２表に示すとおりである。
続いて、各プレキュアトレッドを各プレキュアタイヤケーシングに貼り付け、その後、加硫装置により１５０℃で２５分間加硫を行い、プレキュアトレッド及びプレキュアタイヤケーシングが接着された各タイヤを得た。上記方法にて評価したトレッドチャンクアウト個数を第１表に示す。
【００４６】
【表１】
【００４７】
【表２】
【００４８】
第１表に示す結果から明らかなように、本発明のゴム組成物を用いたプレキュアトレッドは、金型から引き剥がす際にも欠損がなく、高い生産性でプレキュアトレッドが得られる。また、本発明のプレキュアトレッド用ゴム組成物を用いてなる空気入りタイヤにおいても、プレキュアトレッドゴムの欠損がなく、高い性能のタイヤであることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明のゴム組成物によれば、平金型を用いた加硫においてもパターンが欠けるなどの問題がなく、高い生産性でプレキュアトレッドが得られる。特に、湿潤路面に適したトレッドパターンや冬用タイヤのトレッドパターンなど複雑なパターンの場合に有効であり、トレッドゴムの微細なパターンに応力が集中して、パターンが欠けることがない。したがって、引き剥がしの速度を高速に保つことができ、引き剥がし部の局率を大きくする必要もないため、極めて高い生産性でプレキュアトレッドを製造することができる。
【符号の説明】
【００５０】
２：プレキュアトレッド
４：表面
６：裏面
８：貼付け面
１０：クッションゴム層
１２：プレキュアタイヤケーシング
１４：表面
１５：裏面
１６：溝
２０：トレッド素材
２１：下金型
２２：成型凹み
２３：主骨
２４：型付け面
２５：上金型
２６：加硫金型
２７：キャビティ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレキュアトレッド用ゴム組成物及びそれを用いた空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来におけるトラック・バス用ラジアルタイヤの更生タイヤの製造においては、摩耗して一次寿命を終えたタイヤ（以下、「台タイヤ」と称する）のトレッド面をバフし、この上に、予め加硫された更生用のトレッドゴム部（プレキュアトレッド）を貼りつける方法が代表的なものの１つとして知られている（例えば、特許文献１参照）。この方法は、コールド（ＣＯＬＤ）方式又はプレキュア方式等の名称で呼ばれ、台タイヤに未加硫のトレッドゴムをのせてモールド加硫するホット（ＨＯＴ）方式と区別されている。
【０００３】
上記ＣＯＬＤ方式では、台タイヤとプレキュアトレッドとを接着するために、未加硫のクッションゴムが、まず台タイヤに貼られ、更にその上にプレキュアトレッドを貼り付けた上で、加硫缶で１１０〜１４０℃、２時間〜３時間加熱する方式が一般的である。
【０００４】
ＣＯＬＤ方式を用いた更生タイヤの製造においては、一次寿命を終えた使用済みタイヤをタイヤケーシングとして使用するが、該タイヤケーシングのトレッド部には様々な形状でトレッドゴムが残っているため、ある一定の形状まで残ったトレッドゴムを削り取る必要がある。この場合のトレッドゴムを削り取る作業はバフと呼ばれ、バフされた面はバフ面と呼ばれる。なお、トレッド部を削り取るには鋸状の刃を回転させるラスプと呼ばれる刃が一般に用いられる。
このように、更生タイヤ用の台タイヤのバフ面は、表面粗さの大きい粗い面となり、この表面粗さの大きい粗い面とプレキュアトレッドとを接着させるために、バフ面等の表面粗さ以上の厚さを有するクッションゴムを用いることが通常行われる。
一方、上記更生タイヤに限らず、トレッドとタイヤケーシングとを接着させて新品のタイヤを製造する場合にも、加硫済みのトレッド及びタイヤケーシングを、未加硫ゴムを挟んで接着させるため、前記ＣＯＬＤ方式の適用が可能と考えられる。
【０００５】
ところで、上記プレキュアトレッドは、通常平金型を用いて加硫がなされるため（例えば特許文献２参照）、湿潤路面に適したトレッドパターンや冬用タイヤのトレッドパターンなど複雑なパターンの場合には、平板モールドから引き剥がす際に、トレッドゴムの微細なパターンに応力が集中し、パターンが欠けるなどの問題があった。
パターンが欠けることを避けるために、引き剥がしの速度を低速にしたり、引き剥がし部の局率を大きくするような治具を当てる方法などがあるが、いずれも生産性が極めて低下することを免れない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−５７８７１号公報
【特許文献２】特開平５−１１１９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑み、平金型を用いた加硫においてもパターンが欠けるなどの問題がなく、高い生産性でプレキュアトレッドが得られるプレキュアトレッド用ゴム組成物、及び該ゴム組成物を用いてなる空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記課題に対して鋭意検討した結果、特定の組成を有するゴム組成物を用いることで、上記課題を解決し得ることを見出した。本発明はかかる知見に基づいて完成されたものである。
すなわち、本発明は、
（１）（Ａ）天然ゴムを８０質量％以上有するゴム成分１００質量部に対して、（Ｂ）シリカを３質量部以上配合することを特徴とするプレキュアトレッド用ゴム組成物、及び
（２）予め加硫されたトレッド部を有しないプレキュアタイヤケーシングのクラウン部の外周に、未加硫のクッションゴム層を介して予め加硫されたプレキュアトレッドを共加硫接着させてなる空気入りタイヤであって、該プレキュアトレッドが上記（１）に記載のゴム組成物からなることを特徴とする空気入りタイヤ、
を提供するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のゴム組成物によれば、平金型を用いた加硫においてもパターンが欠けるなどの問題がなく、高い生産性でプレキュアトレッドが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のタイヤのクラウン部の一例を示すタイヤ子午線部分断面図である。
【図２】トレッド素材がセットされた金型の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明のプレキュアトレッド用ゴム組成物は、（Ａ）天然ゴムを８０質量％以上有するゴム成分１００質量部に対して、（Ｂ）シリカを３質量部以上配合する。
＜（Ａ）ゴム成分＞
本発明におけるゴム成分は、天然ゴム（ＮＲ）を８０質量％以上含有することが特徴である。天然ゴムが８０質量％以上であると、平金型を用いた加硫においてもパターンが欠けるなどの問題がない。すなわち、加硫後の金型の温度は、一般に１３５℃以上であるが、ゴム成分中の天然ゴムの含有量が８０質量％以上であると、加硫ゴムの破断伸び（％）が向上し、上述のパターンの欠けを生じさせないものとなる。以上の観点から、ゴム成分中の天然ゴムの含有量は８５質量％以上であることが好ましく、９０質量％以上であることがさらに好ましい。
本発明においては、ゴム成分中の天然ゴム以外のゴム成分としては特に制限はなく、合成ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム等の合成ゴムを用いることができる。これらのうち、ＢＲ及びＳＢＲが好適であり、特に、摩耗速度の速い条件ではＢＲを配合することが好ましく、路面との粘着摩擦が必要な場合には、ＳＢＲを配合することが好ましい。
【００１２】
＜（Ｂ）シリカ＞
本発明のプレキュアトレッド用ゴム組成物に用いるシリカとしては特に制限はなく、湿式シリカ、乾式シリカ、コロイダルシリカを用いることができる。これらは単独に又は混合して使用することができる。また、狭義の二酸化珪素のみを意味するものではなく、ケイ酸系充填剤を意味し、具体的には、無水ケイ酸の他に、含水ケイ酸、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム等のケイ酸塩を含むものである。なお、シランカップリング剤を併用してもよい。
シリカの含有量は、（Ａ）ゴム成分１００質量部に対して３質量部以上である。３質量部以上含有させることで、耐引き裂き性を向上させ、上述の平金型を用いた加硫においてもパターンが欠けることを抑制するものである。以上の観点から、シリカの含有量はゴム成分１００質量部に対して、５質量部以上であることが好ましく、１０質量部以上であることがさらに好ましい。一方、シリカの含有量の上限値については、本発明の効果を奏する範囲で特に限定されないが、未加硫のトレッドを押し出し成形する際に、ゴムの表層状態を安定させ、単位長さ当たりの重量を一定にし、加硫ゴムがトレッドの表層に配されないようにするとの観点から、ゴム成分１００質量部に対して３５質量部以下であることが好ましい。
【００１３】
＜（Ｃ）発泡剤＞
後に詳述する本発明のタイヤにおいては、プレキュアトレッドの路面と接する面に発泡ゴム層を有することが好ましい。具体的には、プレキュアトレッド全体が、発泡ゴム層からなっていてもよいし、ベーストレッドの上に発泡ゴム層からなるキャップトレッドを有する２層構成であってもよい。このような発泡ゴム層は、上述のプレキュアトレッド用ゴム組成物に、加流後に気泡を形成させるための発泡剤を配合することで得られる。
該発泡剤としては、例えば、ジニトロソペンタメチレンテトラミン（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ルホ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）、二酸化炭素を発生する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、窒素を発生する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’−オキシービス（ベンゼンスルホニルセミカルバジド）等が挙げられる。
【００１４】
これらの発泡剤の中でも、製造加工性を考慮すると、ジニトロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）が好ましく、特にアゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）が好ましい。これらは、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。上記発泡剤の作用により、得られた上記加硫ゴムは発泡率に富む発泡ゴムとなる。
また、発泡ゴムとする場合には、効率的な発泡を行う観点から、発泡助剤を用い、上記発泡剤と併用するのが好ましい。該発泡助剤としては、例えば、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、発泡製品の製造に使用する助剤等が挙げられる。これらの中でも、尿素、ステアリン酸亜鉛、ベンゼンスルフィン酸亜鉛等が好ましい。これらは、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。
前記発泡剤の含有量としては、目的に応じて適宜決定すればよいが、（Ａ）ゴム成分１００質量部に対して１〜１０質量部程度が好ましい。
【００１５】
本発明のプレキュアトレッド用ゴム組成物としては、加硫後のゴム組成物の発泡率が１０〜２５％の範囲とすることが好ましい。発泡率（Ｖｓ）をこの範囲とすることにより、発泡による軟化効果による氷上制動と耐摩耗性との両立を図ることができる。
なお、発泡率（Ｖｓ）は、下記式（Ｉ）により求めることができる。
Ｖｓ＝（ρ0／ρ1−１）×１００（％） ・・・ 式（Ｉ）
（式中、ρ1は発泡ゴム密度（ｇ／ｃｍ3）であり、ρ0は発泡ゴムの固相部の密度（ｇ／ｃｍ3）である）。
【００１６】
＜（Ｄ）短繊維＞
本発明のプレキュアトレッド用ゴム組成物には（Ｄ）短繊維を配合することが好ましい。短繊維としては、特に制限はないが、熱可塑性樹脂からなる短繊維であって、該短繊維が加硫時にゴム組成物の温度が加硫最高温度に達するまでの間に該ゴム組成物中で溶融又は軟化するものであることが好ましい。ここで、該短繊維の配合量は、前記ゴム成分１００質量部に対し１〜１５質量部であり、好ましくは３〜１０質量部である。また、加硫最高温度とは、加硫時におけるゴム組成物が達する最高温度を意味する。
本発明のゴム組成物中に前記短繊維を配合すると、前記発泡剤の添加により発生する気泡がトレッド中に長尺状気泡として存在し、該トレッドの摩耗によって長尺状気泡が表面に露出して穴部が形成され、効率的な排水を行う排水路として機能する。ここで、穴部とは、穴状、窪み状及び溝状のいずれの形状であってもよい。また、トレッドの穴部の表面が溶融又は軟化した短繊維が固化した保護層で被覆されているため、水路形状保持性、水路エッジ部摩耗性、荷重入力時の水路保持性等にも優れる。
【００１７】
前記短繊維の融点（又は軟化点）の上限値には特に制限はないが、前記ゴム組成物の加硫最高温度よりも、１０℃以上低いのが好ましく、２０℃以上低いのがより好ましい。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℃程度であるので、通常、１８０℃以下が好ましく、１７０℃以下がより好ましい。一方、ゴム組成物の混練りを考慮すると、前記短繊維の融点としては、１００℃以上が好ましく、１０５℃以上がより好ましく、１１５℃以上が特に好ましい。なお、前記短繊維の融点は、それ自体公知の融点測定装置等を用いて測定することができ、例えば、ＤＳＣ測定装置を用いて測定した融解ピーク温度を前記融点とすることができる。
【００１８】
前記短繊維は、結晶性高分子、非結晶性高分子、及び結晶性高分子と非結晶性高分子のいずれで形成されていてもよいが、粘度制御が容易な点で結晶性高分子を含む有機素材から形成されているのが好ましく、結晶性高分子のみから形成されるのがより好ましい。
該結晶性高分子としては、例えば、ポリエチレン(ＰＥ)、ポリプロピレン(ＰＰ)、ポリブチレン、ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンサクシネート、シンジオタクティック-１,２-ポリブタジエン(ＳＰＢ)、ポリビニルアルコール(ＰＶＡ)、ポリ塩化ビニル(ＰＶＣ)等の単一組成重合物や、共重合、ブレンド等により融点を適当な範囲に制御したものも使用でき、更にこれらに添加剤を加えたものも使用できる。これらは、一種単独で使用しても良いし、二種以上を併用しても良い。これら結晶性高分子の中でも、ポリオレフィン、ポリオレフィン共重合体が好ましく、汎用で入手し易い点でポリエチレン(ＰＥ)、ポリプロピレン(ＰＰ)がより好ましく、融点が低く、取扱いが容易な点でポリエチレン(ＰＥ)が特に好ましい。
【００１９】
また、前記非結晶性高分子としては、例えば、ポリメチルメタクリレート(ＰＭＭＡ)、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体(ＡＢＳ)、ポリスチレン(ＰＳ)、ポリアクリロニトリル、これらの共重合体、これらのブレンド物等が挙げられる。これらは、一種単独で使用しても良いし、二種以上を併用しても良い。また、前記結晶性高分子と前記非結晶性高分子とを併用しても良い。
【００２０】
前記短繊維の繊度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、冬用タイヤとして、氷雪上性能を向上させる観点からは、１〜１１００ｄＴｅｘが好ましく、２〜９００ｄＴｅｘがより好ましい。また、前記短繊維の平均径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、該短繊維を含むゴム組成物を加硫して得られる加硫ゴム中に、後述のミクロな排水溝として機能し得る長尺状気泡を効率良く形成するためには、０．０３〜０．３ｍｍが好ましく、０．０６〜０．２５ｍｍがより好ましい。平均径が０．０３ｍｍ未満であると、長尺状の円柱発泡溝が形成されにくくなり、また前記短繊維の製造時に糸切れが多く発生する点で好ましくなく、０．３ｍｍを超えると、前記短繊維の平均径（直径）が大きくなり、同一配合量では円柱発泡溝の数が減少して、排水効率が悪くなる傾向がある。
【００２１】
＜充填剤＞
本発明のゴム組成物には、上記シリカの他に充填剤を含有していてもよい。該充填剤としては、カーボンブラック、クレー、タルク、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム等を挙げることができる。これら充填剤の種類としては特に制限はなく、従来ゴムの充填剤として慣用されているものの中から任意のものを選択して用いることができる。これらのうち、特にカーボンブラック、水酸化アルミニウムが好ましい。
【００２２】
ここで、前記カーボンブラックとしては、通常ゴム工業に用いられるものが使用でき、例えば、ＳＡＦ、ＨＡＦ、ＩＳＡＦ、ＦＥＦ、ＧＰＦなど種々のグレードのカーボンブラックを単独に又は混合して使用することができる。カーボンブラックを用いる場合、配合量はゴム成分１００質量部に対し２０質量部〜６０質量部とすることが望ましい。配合量を上記範囲とすることにより、耐摩耗性と氷上性能との両立を図ることができる。
【００２３】
＜その他の配合剤＞
本発明のゴム組成物には、前記ゴム成分、カーボンブラック等の充填剤の他、プロセスオイル等の油分、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、軟化剤、酸化亜鉛、オゾン劣化防止剤、着色剤、帯電防止剤、滑剤、酸化防止剤、カップリング剤、発泡剤、発泡助剤及びステアリン酸等のゴム業界で通常使用されるゴム用配合材料を、本実施形態の目的を害しない範囲内で適宜選択し配合することができる。これら配合剤は、市販品を好適に使用できる。
【００２４】
＜空気入りタイヤ＞
上記ゴム組成物からなる予め加硫されたプレキュアトレッドを用いた本発明のタイヤは、予め加硫されたトレッド部を有しないプレキュアタイヤケーシングのクラウン部の外周に、未加硫のクッションゴム層を介して予め加硫されたプレキュアトレッドを共加硫接着させてなる空気入りタイヤである。
以下、図面を用いて本実施形態のタイヤを説明する。
【００２５】
図１は、本実施形態のタイヤのクラウン部のラジアル方向の部分断面図である。図１において、２は本実施形態のタイヤに用いられるプレキュアトレッドであり、このプレキュアトレッド２は加硫済みゴムから構成されている。このプレキュアトレッド２はタイヤ幅方向断面が略台形状を呈しており、その表面４は幅狭でタイヤとなったとき踏面となり、一方、その裏面６は幅広で、クッションゴム層１０を介して加硫済みのプレキュアタイヤケーシング１２の貼付け面８（半径方向外側面）に貼付けられる接着面となる。なお、プレキュアトレッド２及びプレキュアタイヤケーシング１２は、未加硫のクッションゴム層を介して貼り合わされた後、共加硫接着により接着される。
【００２６】
そして、前記裏面６はプレキュアタイヤケーシング１２の貼付け面８とほぼ同一の曲率半径でプレキュアトレッド２の表面４に向かって凹んでおり、その深さは幅方向中央に向かうに従い徐々に深くなっている。また、前記プレキュアトレッド２の表面４には長手方向に延びる広幅の溝が複数本形成され、これらの溝は、タイヤとなったとき、周方向に延びる主溝、副溝となる。
【００２７】
本実施形態においては、共加硫後のクッションゴム層１０の平均厚さ（クッションゴムゲージ）については特に制限はないが、接着面における凹凸を埋めて十分な接着性を確保するとの観点から１ｎｍ以上であることが好ましく、低発熱性及び耐久性の観点から０．１ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２８】
本発明のタイヤは、プレキュアトレッドの路面と接する面に発泡ゴム層を有していることが好ましい。該発泡ゴム層によって、ゴム層が柔軟で、路面との密着性が強く、優れた氷上性能を得ることができる。本発明の発泡ゴム層は、平均直径１５〜８０μｍの独立気泡を有することが好ましく、また、発泡率は１０〜２５％であることが好ましい。これらの条件を満足する発泡ゴム層は、耐摩耗性及びＤＲＹ性能を維持し、トレッドにおける凹部の体積を確保することにより、優れた氷上性能を確保することができる。
【００２９】
さらに、本発明のタイヤは、発泡ゴム層にサイプを有し、接地面積１ｃｍ2当たりの全サイプ長さが０．５〜１ｃｍであることが好ましい。サイプとはタイヤの路面に設けられる深さ、幅共に１００μｍ程度のミクロな排水溝であり、タイヤのトレッドに水膜除去能を持たせるものである。本発明のタイヤにおいては、接地面積１ｃｍ2当たりの全サイプ長さを０．５ｃｍ以上とすることで、水膜を排除し、タイヤの氷雪路面上での摩擦係数を大きくすることができ好ましい。特に０℃付近のμの低い路面での氷上性能向上に効果が大きい。一方、接地面積１ｃｍ2当たりの全サイプ長さが１ｃｍ以下であると、耐摩耗性を実用上問題ないレベルに維持することができる。以上の観点から、サイプの長さは、０．６〜０．７ｃｍであることが好ましい。
【００３０】
本実施形態のタイヤは、下記の各工程を有する本実施形態のタイヤの製造方法によって製造される。以下、本実施形態のタイヤの構成を、本実施形態のタイヤの製造方法における各工程に沿って説明する。
＜プレキュアトレッド及びプレキュアタイヤケーシングを作製する工程＞
まず、前述のようなプレキュアトレッド２を製造する場合には、幅方向断面が略台形状をした未加硫ゴムからなるトレッド素材２０を押出し機（図示せず）から押し出した後、所定長に切断し、その後、切断された帯状のトレッド素材２０を、図２に示すような下金型２１の成型凹み２２内に表面１４が底面と接触するようにしてセットする。ここで、前記成形凹み２２の底面には長手方向に延びる複数本の主骨２３が形成されている。
【００３１】
次に、下面に型付け面２４を有する上金型２５を下金型２１に当接するまで下降させる。これにより、加硫金型２６、即ち下金型２１、上金型２５は閉止して内部に形成されたキャビティ２７にトレッド素材２０が収納されるが、このとき、前記型付け面２４はトレッド素材２０の裏面１５に接触する。
その後、これらを図示していない加硫装置に搬入して加硫を行い、トレッド素材２０をプレキュアトレッド２とする。このとき、主骨２３がトレッド素材２０の表面１４にくい込み、該表面１４に長手方向に延びる複数本の溝１６を形成する。
【００３２】
他方、前述のプレキュアタイヤケーシング１２を製造する場合には、まず未加硫のタイヤケーシングを成形する。未加硫のタイヤケーシングは、公知のタイヤ製造方法におけるグリーンタイヤの成形工程と同様にして成形される。例えば、成形ドラム上に未加硫ゴムがゴム引きされたカーカス層を巻き付け、その両端部にビードコアをセットした後、その両端部を折り返し、更にサイドウォール部の未加硫ゴムを貼り付ける。次いで、その幅方向中央部を膨径させて断面馬蹄形の円環状にした後、カーカス層外周上に未加硫のベルト層を設ければ、未加硫のタイヤケーシングを得ることができる。
上記未加硫のタイヤケーシングを金型（モールド）にセットして、加硫成形することにより、トレッド部を有しないプレキュアタイヤケーシング１２を得ることができる。
【００３３】
また、更生タイヤの製造においては、使用済みタイヤをタイヤケーシングとして使用するが、該タイヤケーシングのトレッド部には様々な形状でトレッドゴムが残っているため、ある一定の形状まで残ったトレッドゴムを、前述のように、ラスプと呼ばれる鋸状の刃を回転させる装置を用いて削り取る、いわゆるバフと呼ばれる作業を行い、プレキュアタイヤケーシング１２を得る。
【００３４】
＜プレキュアトレッドにおける接着面及びプレキュアタイヤケーシングのクラウン部における接着面の表層ゴムを削り取る工程＞
前工程で得られたプレキュアトレッドやプレキュアタイヤケーシングにおいては、加硫中にモールド面と接していたタイヤケーシング表面が未加硫ゴムと共架橋し難い性質があるため、接着性を確保することを目的として表層ゴムを取り除く（削り取る）必要がある。ただし、削り取る表層ゴムは、その目的からして、厚さ０．００１ｍｍ以下の極めて薄い層で十分である。
【００３５】
上記表層ゴムが削り取られた後の面（接着面）においては、接着性確保等の観点から形状が重要であり、接触面積増大及び界面歪分散の観点からは、複雑な形状（界面粗さ）が有利であるが、必ずしも必要ではない。
具体的には、前記プレキュアトレッドにおける前記クッションゴム層との接着面、及び前記プレキュアタイヤケーシングのクラウン部における前記クッションゴム層との接着面の表面粗さが、ラジアル方向に切断した断面における断面曲線の算術平均粗さＲａで０．００１ｍｍ〜０．１ｍｍの範囲であることが好適である。上記算術平均粗さＲａをこの範囲とすることにより、共加硫接着後の接着力を十分に確保できる。
【００３６】
表層ゴムを削り取る方法に関しては、前記表面粗さを好適範囲とすることができれば特に制限がなく、砥石、金属製研磨器具、不織布製研磨具などを用いて前記接着面を研磨すればよく、これらの研磨具等を用いて前記適切な算術平均粗さＲａで表される表面粗さを有する面を形成することができる。
【００３７】
＜未加硫のクッションゴム層を介して、プレキュアトレッドをプレキュアタイヤケーシングのクラウン部外周に貼付してトレッド貼付タイヤケーシングを作製する工程＞
本工程では、まずプレキュアタイヤケーシングのクラウン部外周に未加硫のクッションゴム層を形成する。前述のように、プレキュアトレッド及びプレキュアタイヤケーシングにおける接着面の表面粗さがかなり小さいため、両者の間を埋める接着層としてのクッションゴム層の加硫後の平均厚さは、前記のように０．１ｍｍ以下で十分となる。
このため、本実施形態における未加硫のクッションゴム層としては、通常のシート状のクッションゴムではなく、液状ゴムを接着面に塗布して形成されることが望ましい。なお、液状ゴムの塗布は、通常プレキュアタイヤケーシングの接着面に対して行われるが、プレキュアトレッドの接着面に行ってもよく、両者に行ってもよい。
【００３８】
上記液状ゴムとしては、未加硫のゴム組成物を溶媒に溶解させたゴム溶液を用いることが、低粘度化が可能である点から好ましい。該液状ゴム組成物としては、通常のゴム組成物に用いられるゴム成分、各種加硫促進成分、架橋成分以外に、必要に応じて、補強充填材としてのカーボンブラック、軟化剤（オイル）、老化防止剤、硫黄などの架橋剤等の通常ゴム工業で使用される薬品類等を適宜配合することができる。なお、ゴム成分としては、天然ゴム（ＮＲ）又は合成ゴムを単独又はこれらをブレンドして使用することができる。合成ゴムとしては、例えば、合成ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム等が挙げられる
【００３９】
次いで、前記プレキュアトレッドをプレキュアタイヤケーシングのトレッド部に貼付け、図１に示すように、プレキュアトレッド２の裏面６をプレキュアタイヤケーシング１２の貼付け面８にクッションゴム層１０を介して密着させ、プレキュアトレッド２が接着されたプレキュアタイヤケーシング１２（トレッド貼付タイヤケーシング）を得る。
【００４０】
＜トレッド貼付タイヤケーシングを加熱して、プレキュアトレッドをプレキュアタイヤケーシングのクラウン部外周に共加硫接着させる工程＞
次いで、前記トレッド貼付タイヤケーシングを、図示していない加硫装置に搬入して、未加硫クッションゴムを加硫しタイヤとする。このとき、前記プレキュアトレッドはプレキュアタイヤケーシングのクラウン部外周に共加硫接着される。
加硫条件としては、９０〜１３５℃程度、２〜７時間で行うことが好ましい。
【００４１】
本実施形態のタイヤは、トレッドとトレッド部を含まないタイヤケーシングとを別々に加硫した後、両者の間に加硫速度の速い未加硫ゴムを挟んで再び加硫し、これらを共加硫接着させる方法により得られるものであるが、これによりトレッドとタイヤケーシングとを一体成形して加硫した場合に比べ、タイヤ内部及び表面近傍でのゴム物性が均一化される。また、トレッドとタイヤケーシングとの接着面の表面粗さを極力小さくしたことによって、クッションゴム層を薄層化でき、タイヤの低発熱性及び耐久性と生産性との両立化を図ることができるものとなる。
【００４２】
以上、実施形態により本発明を説明したが、本発明は、上記の形態に限定されず、その発明の目的から逸脱しない範囲内において、任意の変更、改変を行うことができる。
【実施例】
【００４３】
以下、実施例により本実施形態を更に詳細に説明するが、本実施形態はこれらの実施例に限定されるものではない。
なお、諸特性は下記の方法に従って測定した。
【００４４】
（１）トレッドゴム欠損数
各実施例及び比較例にて製造したプレキュアトレッドの金型から剥離した際の１ｍ当たりのトレッドゴムの欠損数で評価した。
（２）トレッドチャンクアウト個数
各実施例及び比較例にて製造した空気入りタイヤを用いて、悪路３０％走行にて１万ｋｍ走行した後の、１０ｍｍ以上のトレッドゴムの欠損数で評価した。
【００４５】
実施例１〜５及び比較例１〜３
第１表に示す配合組成の８種類のタイヤトレッド用ゴム組成物を、バンバリーミキサーを用いて調製した。次いで、各ゴム組成物について、特開平５−１１１９２１号明細書の実施例に記載される金型Ｎｏ．５を用いて、タイヤサイズ：１９５／６５Ｒ１５に使用するプレキュアトレッドを得た。製造条件としては、プレス圧３０ｋｇ／ｍ2、温度１６０℃、加硫時間１７分の条件で加硫を行った。上記方法にて評価したトレッドゴム欠損数を第１表に示す。
次に、上記プレキュアトレッドとは別に加硫成形したプレキュアタイヤケーシングを用意した。プレキュアタイヤケーシングに用いたゴム組成物は、プレキュアトレッドに用いたゴム組成物と同じものを用いた。
次いで、プレキュアトレッドとプレキュアタイヤケーシングの接着面を研磨し、プレキュアタイヤケーシングの接着面に、接着用のクッションゴム配合のゴム組成物（未加硫）を、刷毛によりほぼ均一に塗布した。ここで用いた液状ゴムは、濃度が約１０質量％となるようにガソリンに溶解させて調製した。なお、クッションゴム組成物の配合は第２表に示すとおりである。
続いて、各プレキュアトレッドを各プレキュアタイヤケーシングに貼り付け、その後、加硫装置により１５０℃で２５分間加硫を行い、プレキュアトレッド及びプレキュアタイヤケーシングが接着された各タイヤを得た。上記方法にて評価したトレッドチャンクアウト個数を第１表に示す。
【００４６】
【表１】
【００４７】
【表２】
【００４８】
第１表に示す結果から明らかなように、本発明のゴム組成物を用いたプレキュアトレッドは、金型から引き剥がす際にも欠損がなく、高い生産性でプレキュアトレッドが得られる。また、本発明のプレキュアトレッド用ゴム組成物を用いてなる空気入りタイヤにおいても、プレキュアトレッドゴムの欠損がなく、高い性能のタイヤであることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明のゴム組成物によれば、平金型を用いた加硫においてもパターンが欠けるなどの問題がなく、高い生産性でプレキュアトレッドが得られる。特に、湿潤路面に適したトレッドパターンや冬用タイヤのトレッドパターンなど複雑なパターンの場合に有効であり、トレッドゴムの微細なパターンに応力が集中して、パターンが欠けることがない。したがって、引き剥がしの速度を高速に保つことができ、引き剥がし部の局率を大きくする必要もないため、極めて高い生産性でプレキュアトレッドを製造することができる。
【符号の説明】
【００５０】
２：プレキュアトレッド
４：表面
６：裏面
８：貼付け面
１０：クッションゴム層
１２：プレキュアタイヤケーシング
１４：表面
１５：裏面
１６：溝
２０：トレッド素材
２１：下金型
２２：成型凹み
２３：主骨
２４：型付け面
２５：上金型
２６：加硫金型
２７：キャビティ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）天然ゴムを８０質量％以上有するゴム成分１００質量部に対して、（Ｂ）シリカを３質量部以上配合することを特徴とするプレキュアトレッド用ゴム組成物。
【請求項２】
前記（Ａ）ゴム成分１００質量部に対して、さらに（Ｃ）発泡剤１〜１０質量部配合することを特徴とする請求項１に記載のプレキュアトレッド用ゴム組成物。
【請求項３】
前記（Ａ）ゴム成分１００質量部に対して、さらに（Ｄ）短繊維１〜１５質量部配合する請求項２に記載のプレキュアトレッド用ゴム組成物。
【請求項４】
予め加硫されたトレッド部を有しないプレキュアタイヤケーシングのクラウン部の外周に、未加硫のクッションゴム層を介して予め加硫されたプレキュアトレッドを共加硫接着させてなる空気入りタイヤであって、該プレキュアトレッドが請求項１〜３のいずれかに記載のゴム組成物からなることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項５】
前記プレキュアトレッドの路面と接する面に発泡ゴム層を有し、該発泡ゴム層が請求項２又は３に記載のゴム組成物からなり、該発泡ゴム層が平均直径１５〜８０μｍの独立気泡を含み、発泡率が１０〜２５％であることを特徴とする請求項４に記載の空気入りタイヤ。
【請求項６】
前記発泡ゴム層にサイプを有し、接地面積１ｃｍ2当たりの全サイプ長さが０．５〜１ｃｍである請求項４又は５に記載の空気入りタイヤ。
【請求項１】
（Ａ）天然ゴムを８０質量％以上有するゴム成分１００質量部に対して、（Ｂ）シリカを３質量部以上配合することを特徴とするプレキュアトレッド用ゴム組成物。
【請求項２】
前記（Ａ）ゴム成分１００質量部に対して、さらに（Ｃ）発泡剤１〜１０質量部配合することを特徴とする請求項１に記載のプレキュアトレッド用ゴム組成物。
【請求項３】
前記（Ａ）ゴム成分１００質量部に対して、さらに（Ｄ）短繊維１〜１５質量部配合する請求項２に記載のプレキュアトレッド用ゴム組成物。
【請求項４】
予め加硫されたトレッド部を有しないプレキュアタイヤケーシングのクラウン部の外周に、未加硫のクッションゴム層を介して予め加硫されたプレキュアトレッドを共加硫接着させてなる空気入りタイヤであって、該プレキュアトレッドが請求項１〜３のいずれかに記載のゴム組成物からなることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項５】
前記プレキュアトレッドの路面と接する面に発泡ゴム層を有し、該発泡ゴム層が請求項２又は３に記載のゴム組成物からなり、該発泡ゴム層が平均直径１５〜８０μｍの独立気泡を含み、発泡率が１０〜２５％であることを特徴とする請求項４に記載の空気入りタイヤ。
【請求項６】
前記発泡ゴム層にサイプを有し、接地面積１ｃｍ2当たりの全サイプ長さが０．５〜１ｃｍである請求項４又は５に記載の空気入りタイヤ。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１２−１１１９１０（Ｐ２０１２−１１１９１０Ａ）
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６４３９８（Ｐ２０１０−２６４３９８）
【出願日】平成２２年１１月２６日（２０１０．１１．２６）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２６日（２０１０．１１．２６）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
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