JP4070504B2

JP4070504B2 - タイヤ用トレッドの製造方法およびタイヤ

Info

Publication number: JP4070504B2
Application number: JP2002137081A
Authority: JP
Inventors: 克人小山; 尚雄牧野
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2002-05-13
Filing date: 2002-05-13
Publication date: 2008-04-02
Anticipated expiration: 2022-05-13
Also published as: JP2003326614A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、タイヤの転がり抵抗を小さくしてなお、車両に発生する静電気を路面へ十分に放電させることができるタイヤ用トレッドの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤの転がり抵抗の低減のため、トレッドゴムに多量に配合されるカーボンブラックの大部分を低ヒステリシスロス特性を有するシリカに置き換えることが積極的に行われる傾向にあるが、このシリカが多量に配合されたトレッドゴムは、その電気抵抗値が高くなり、その結果、車両に発生する静電気がタイヤを経由して路面に放電されにくいという問題がある。
【０００３】
そこで、トレッドゴムの放電性を確保することを目的に、低導電性のトレッドゴムと、このトレッドゴムの幅方向中間部分に配設されベルトからトレッド踏面までの導電経路の少なくとも一部を構成する導電帯とからなるトレッドを具えたタイヤが提案されており、また、このようなタイヤのトレッドを製造する方法についても種々提案されており、これらの提案の中に、導電帯を形成するに際し、回転変位されるタイヤ素材の外周上に高導電性未加硫ゴムリボンを巻付ける方法があり、たとえば特開２００２−９６４０２号公報に記載のものが公知である。
【０００４】
この他にも、導電帯を形成するのに、低導電性トレッドゴムと導電帯となる高導電性トレッドゴムとを多層押出し機により一体に押出して形成する方法や、低導電性トレッドゴムに設けた隙間に高導電性ゴムセメントを流し込んで形成する方法も提案されているが、前述の高導電性未加硫ゴムリボンで導電帯を形成する方法は、これらの他の方法に対して以下の点で優れている。すなわち、多層押出し機による前者の方法に対しては、押出ヘッドの特別の設計、押出ヘッドの内部形状の変更等が不要となる点で有利であり、また、高導電性ゴムセメントを流し込む後者の方法に対しては、トレッドの破壊等のおそれを十分に取り除き、所要の位置に、所期した通りの形状および寸法等の導電帯を簡易迅速に形成できる点で有利である。
【０００５】
しかしながら、高導電性リボンを巻き付けて導電帯を形成する方法について解決すべき問題点として次のような点があげられる。すなわち、高導電性リボンの巻きつけに際し、リボンの幅をトレッド全厚さにわたるものとした場合には、リボンを巻き付ける回数が少なくてすむので高い生産性が得られるものの、多種類のサイズのタイヤを生産する体制下ではサイズごとに異なるトレッドの断面形状に対応して、種々の幅のリボンを多種類準備する必要があるので、高導電性リボンの中間在庫を多く抱えることになり、また生産の変更に柔軟に対応することができないという問題があり、一方、このような問題を解消すべくリボンの幅を小さくした場合、トレッド厚さにわたってつながる導電帯をリボン同士を積層して形成しようとすると、トレッドの厚さと同じ高さの導電帯を得るために多くの層数のリボンを巻回して積層してゆく必要があり生産効率が低下してしまうという問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、低導電性のトレッドゴムと、このトレッドゴムの幅方向中間部分に配設されベルトからトレッド踏面までの導電経路の少なくとも一部を構成する導電帯とからなるトレッドの導電帯を、高導電性未加硫ゴムリボンを巻きつけて形成するに際し、リボンの中間在庫の圧縮と柔軟な生産体制とを可能にし、しかも高導電性未加硫ゴムリボンの巻き付けにおける生産性を高めることのできるタイヤ用トレッドの製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明はなされたものであり、その要旨構成ならびに作用を以下に示す。
【０００８】
請求項１に記載のタイヤ用トレッドの製造方法は、低導電性ゴムからなるトレッドゴムと、このトレッドゴムの幅方向中間部分に配設されベルトからトレッド踏面までの導電経路の少なくとも一部を構成する導電帯とからなる少なくとも一層のトレッド層を具えるタイヤ用トレッドの前記導電帯を、回転変位されるタイヤ素材の外周上に、高導電性未加硫ゴムリボンを巻付けて形成するタイヤ用トレッドの製造方法において、
前記タイヤ素材の赤道面に対して傾斜した側面を有し、トレッドゴムの一部となる未加硫トレッドゴムを巻き付け配置したあと、この傾斜側面の幅より狭い幅の前記高導電性未加硫ゴムリボンを、リボンの全長にわたってリボンの幅方向の少なくとも一部が傾斜側面に接触するよう巻付けて前記トレッド層を形成するものである。
【０００９】
本発明に係るこのタイヤ用トレッドの製造方法によれば、高導電性未加硫ゴムリボンの幅を傾斜側面の幅より狭いものとしたので、一種類の幅のゴムリボンだけを準備すれば、このリボンを用いて異なる厚さのトレッド層の導電帯を形成することができ、リボンの中間在庫の圧縮と柔軟な生産体制とを可能にすることができる。
【００１０】
また、このタイヤ用トレッドの製造方法では、傾斜側面を有する未加硫トレッドゴムを巻き付け配置したあと、このリボンを全長にわたって幅方向の少なくとも一部が傾斜側面に接触するよう巻付けて導電帯を形成するので、このリボンを狭幅のものにしたとしても、リボン同士の積層に頼ることなく、リボンを未加硫トレッドゴムの傾斜側面を支持面として巻き付けて導電帯の位置精度を高めることができる上に、トレッドの内周層からトレッド踏面に導通する導電帯を少ないリボン層数で形成することができ、リボン巻き付け時の生産性を向上させることができる。例えば、導電帯をタイヤの子午線断面で見たとき、リボン同士を互いに接触させずに離隔して導電帯を形成すれば極めて少ないリボン巻き数で済ますことができるが、この場合、リボン同士を積層して導電帯を形成することができず、前記傾斜側面は必須のものとなる。この場合でも、リボンは全長にわたって連続しているので、トレッドの内周層からトレッド踏面までの導通は確保されている。
【００１１】
なお、この方法で形成するトレッドは、導電帯がトレッドゴムの幅方向中間部分に配設されたものであるが、導電帯がトレッドゴムの幅方向側部にある場合は、導電層を形成する材料の外観が低導電性のトレッドゴムのものとが大きく異なるため、製品タイヤにおいて導電層が露出しタイヤ外観を損ねる上、導電層の剥離が懸念され、その点で導電帯をトレッドゴムの幅方向中間部分に配設されたトレッドは有利である。
【００１２】
請求項２に記載のタイヤ用トレッドの製造方法は、請求項１に記載するところにおいて、タイヤ素材の最外層を他のトレッド層として前記トレッド層を形成するものである。
【００１３】
このタイヤ用トレッドの製造方法によれば、キャップ・ベース構造になるトレッド等の複数層のトレッド層よりなるトレッドにおいても、タイヤ素材の最外層を他のトレッド層としてその上に、トレッド層を請求項１に記載された方法で形成することができるので、請求項１に記載のタイヤ用トレッドの製造方法の効果に加えて、複数層のトレッド層を有するトレッドの製造を可能にししかもトレッドの内周面からトレッド踏面までの電気的導通経路を形成することができる。
【００１４】
請求項３に記載のタイヤ用トレッドの製造方法は、請求項１〜２のいずれかに記載するところにおいて、前記未加硫トレッドゴムを、回転体タイヤ素材の円周上への低導電性未加硫ゴムリボンの巻付けにより形成するものである。
【００１５】
このタイヤ用トレッドの製造方法によれば、一種類の低導電性未加硫ゴムリボンを用いて、種々の断面形状の未加硫トレッドゴムを形成することができ、トレッドゴムの形状、寸法等に対する設計の自由度を高めることができる。
【００１６】
請求項４に記載のタイヤは、請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法によって形成されたトレッドを具えるタイヤであって、
どのタイヤ回転位置においても、路面に接地する部分のトレッドの前記導電帯は、タイヤ子午線断面において、少なくともトレッド溝の底部からトレッド踏面までの間でタイヤ回転軸に平行に延在する任意の直線に対して交わる部分を有してなるものである。
【００１７】
このタイヤによれば、前述の作用に加えて、どのタイヤ回転位置においても、路面に接地する部分のトレッドの前記導電帯は、タイヤ子午線断面において、少なくともトレッド溝の底部からトレッド踏面までの間でタイヤ回転軸に平行に延在する任意の直線に対して交わる部分を有してので、トレッドの磨耗初期からトレッド溝が消滅する磨耗段階にいたるまで、タイヤがどの回転位置で停止しても前記導電帯を路面と接触させることができ、よって車両の走行中に限らず停車中においても車両に帯電した電荷を路面に逃がすことができ、安全を確保することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明の実施の形態を図面に示すところに基づいて説明する。図１は、この発明に係る方法の実施形態の概略を示す側面図である。未加硫ゴムリボン１は、それが高導電性であると、低導電性であるとの別なく、たとえば押出機２により押し出されて、ダイ、口金等をもって、幅が１〜８０ｍｍ程度、厚みが０．２〜７．０ｍｍ程度の横断面形状を有する長尺体として成形される。そして、このようにして連続的に形成された未加硫ゴムリボン１は、回転支持体３の回転運動に基づき、それの外周面上に直接的に、または、そこに予め積層形成されたタイヤ素材４を介して間接的に巻付けられて、貼付けローラ５の押圧作用下でそこに貼着成型される。
【００１９】
ここで、回転支持体３は、製品タイヤの内周面形状と対応する外周面形状を有する、多くは高剛性のコアである場合、タイヤ成型ドラム、なかでもそれが、その周面上に貼着されたカーカスバンドの中央部分を半径方向に大きく膨出変形させたシェーピング姿勢にある場合、ベルトトレッドドラムである場合、更生タイヤ用の台タイヤである場合等がある。
【００２０】
またタイヤ素材４は、コアもしくはタイヤ成型ドラム上に順次に積層成型されたインナライナ、カーカスおよびベルトを具えるものである場合、ベルトトレッドドラム上に貼着成型したベルトを具えるものである場合、そして更生タイヤに関しては、台タイヤそれ自身と、その周面に貼着させたトレッドアンダークッションゴム層とを具える場合があり、このトレッドアンダークッションゴム層は、先のそれぞれの場合の、成型されたベルトの外周側にもまた付加貼着されることもある。
【００２１】
なお、トレッドをキャップ・ベース構造などの複数層のトレッド層より構成するときは、前述したいずれのタイヤ素材４も、前記未加硫ゴムリボン１を巻き付けて形成するトレッド層の半径方向内側に隣接するトレッド層となる未加硫トレッド層をその最外層に具えるものとすることもできる。また、タイヤ素材４の最外層は、いずれの場合も高導電性ゴムからなるものである。
【００２２】
図２は、この発明に従う導電帯の形成態様を示す、トレッド幅方向の断面図であり、図中３は、前述した回転支持体のいずれか一種を、そして４は、前述したタイヤ素材のいずれか一種を示し、図示のタイヤ素材４は、その最外層に、高導電性ゴムからなる、未加硫のベルトコードコーティングゴム層６を有するものとする。
【００２３】
また、ここにおける未加硫のトレッド７は、一層だけの未加硫のトレッド層７ａよりなり、このトレッド層７ａは、未加硫の低導電性トレッドゴム８からなるものとし、かかるトレッド７は、その幅方向の中間部分、図ではほぼ中央部分に、トレッド層７ａの内周側のベルトコードコーティングゴム層６からトレッド外周面Ｓ１に達する未加硫の導電帯９を有するものとする。
【００２４】
このような構造を実現するため、タイヤ素材４の周面上へ、赤道面Ｅに対して所定角度θだけ傾斜した傾斜側面Ｓ２を有する未加硫のトレッドゴム８の一部８ａを巻付け配置した後、図１に示すようにして押出成形された、好ましくは、２５℃での体積抵抗率が１０^６Ω・ｃｍ以下の高導電性未加硫ゴムリボン１０をタイヤ素材４の周面上に始端を貼り付け、次いで、タイヤ素材４、ひいては、回転支持体３の回転変位下でこれを傾斜側面Ｓ２に沿って巻付けることによって導電帯９を形成する。そして、このあと、未加硫のトレッドゴム８の残部８ｂを巻き付け配置して、未加硫のトレッド７の形成を完了する。
【００２５】
ここで、高導電性未加硫ゴムリボン１０の幅Ｗ２は、傾斜側面Ｓ２の幅Ｗ１より狭いので、リボン１０の幅と無関係に、トレッド層７ａの厚さやトレッドゴムの一部８ａの傾斜側面Ｓ２の幅を設定することができ、よってトレッドゴムの形状、寸法等に対する設計の自由度を高めることができ、また、このリボン１０はその全長にわたってリボン幅方向の少なくとも一部分を傾斜側面Ｓ２に接触するよう巻き付けられので、リボン１０をその全長にわたって安定して位置決めすることができる。
【００２６】
また、以上のようにして巻付け配置等されて成型される未加硫トレッドゴム８の一部８ａおよび残部８ｂのいずれも、その形成にあたっては、タイヤ素材４上への低導電性未加硫ゴムリボン、たとえば、幅が５〜３０ｍｍ程度、厚みが０．２〜７．０ｍｍ程度の方形断面形状を有するゴムリボンの巻付けて行うことができる他、トレッドゴム８の一部８ａもしくは残部８ｂの断面を有する低導電性未加硫ゴムの一体押出成形体で形成することもでき、前者によれば、トレッドゴムの形状、寸法等に対する設計の自由度を高めることができ、後者によれば、成型作業能率を高めることができる。
【００２７】
図３は他の実施形態を示すトレッドの幅方向断面図であり、この実施形態においては、キャップ・ベース構造の二層のトレッド層で構成されたトレッド１３を形成するに際し、ベース部分となる未加硫のベーストレッド層７ｂを、高導電性ゴムからなる未加硫のベルトコードコーティングゴム層６を最外層とするタイヤ素材４上に形成し、次いで、キャップ部分となる未加硫のキャップトレッド層７ｃを、ベーストレッド層７ｂを最外層とするタイヤ素材１６上に形成する。
【００２８】
ベーストレッド層７ｂの形成にあたっては、前述の説明にしたがって、タイヤ素材４の周面上へ、赤道面Ｅに対して所定角度θ１だけ傾斜した傾斜側面Ｓ４を有する未加硫のトレッドゴム１１の一部１１ａを巻付け配置した後、高導電性未加硫ゴムリボン１０をタイヤ素材４の周面上に始端を貼り付け、次いで、タイヤ素材４の回転変位下でこれを傾斜側面Ｓ４に沿って巻付けることによって未加硫の導電帯１２を形成し、その後、未加硫のトレッドゴム１１の残部１１ｂを巻き付け配置する。
【００２９】
同様に、キャプトレッド層７ｃの形成にあたっては、タイヤ素材１６の最外層をなすベーストレッド層７ｂの周面上へ、赤道面Ｅに対して所定角度θ２だけ傾斜した傾斜側面Ｓ５を有する未加硫のトレッドゴム１４の一部１４ａを巻付け配置した後、高導電性未加硫ゴムリボン１０を、ベーストレッド層７ｂの導電帯１２にその始端を貼り付け、タイヤ素材４の回転変位下でこれを傾斜側面Ｓ４に沿って巻付けることによって、未加硫の導電帯１５を形成し、次いで、未加硫のトレッドゴム１４の残部１４ｂを巻き付け配置する。このようにして、ベルトからトレッドの外周面Ｓ３まで達する導電経路の一部を構成するとともに互いに導通する導電帯１２と導電帯１５とを形成することができる。
【００３０】
この実施の形態においても、トレッドゴム１１の一部１１ａと残部１１ｂおよびトレッドゴム１４の一部１４ａのいずれも、その形成にあたっては、タイヤ素材上への低導電性未加硫ゴムリボンの巻付けにより行うことができる他、一体押出成形体で形成することもできることは前述のとおりであり、それぞれの場合の効果も前述の説明のとおりである。
【００３１】
図３においては、キャップトレッド層７ｃの導電帯１５を、ベーストレッド層７ｂの導電帯１２に対して、赤道面Ｅに関し反対の向きに傾斜させているが、これを、導電帯の部分を拡大して断面で表す図４に示されるように、赤道面Ｅに関し同じ向きに傾斜させてもよく、また、図３に示すトレッド１３は二層のトレッド層７ｂ、７ｃより構成されているが、トレッドを構成するトレッド層の数を二より多いものとしてもよく、この場合、各トレッド層の形成に際しては、前述に説明したところによることができる。
【００３２】
さらに、図３に示す導電帯１２、１５の形成にあたっては、これらの導電帯１２、１５の部分を拡大して断面で表す図５に示すところにしたがって、タイヤ子午線断面に現れる一部分のリボン１０同士を接触させずに互いに離隔して配置することもでき、この場合、リボン１０は全長にわたって連続しているのでベルトからトレッド外周面までの導通経路の一部を構成する要件を確保した上でリボンの全長を短くすることができ、生産性の向上に寄与させることができる。ただし、加硫成型により形成されるトレッド溝の底部に対応する未加硫トレッドの高さ位置にある、タイヤ素材４の軸線に平行な直線Ｌ１より半径方向外側に位置するリボン１０に関しては、どのタイヤ子午線断面においてもリボン１０同士が互いに接触するよう配置することが肝要である。なお、図５に示されるようなリボン１０の配置においては、リボン１０を互いに積層させながら半径方向に重ねてゆくことができないので、リボン１０の巻きつけに先立って配置される未加硫のトレッドゴムの一部１１ａ、１４ａが傾斜側面Ｓ４、Ｓ５を有することが必須なものとなる。
【００３３】
図６は、図５に示すところにしたがってリボン１０を巻き付けて形成された導電帯１２、１５を有する未加硫タイヤを加硫してできたタイヤ２０のトレッド２３の一部を示すタイヤ子午線断面図である。タイヤ２０のトレッド２３は、ベーストレッド２１、キャップトレッド２２、および未加硫の導電帯１２、１５が加硫されてなる導電帯２６よりなり、周方向に延在するトレッド溝２４を有する。図５に示すところにしたがって形成された導電帯２６は、どのタイヤ回転位置においても、路面に接地する部分のトレッド２３部分のタイヤ子午線断面において、少なくともトレッド溝２４の底部２５からトレッド踏面までの間Ｄでタイヤ回転軸に平行に延在する任意の直線Ｌに対して交わる部分を必然的に有することになり、このことにより、トレッド２３の磨耗初期からトレッド溝２４が消滅する磨耗段階にいたるまで、タイヤ２０がどの回転位置で停止しても前記導電帯２６を路面と接触させることができ、よって車両の走行中に限らず停車中においても車両に帯電した電荷を路面に逃がすことができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上述べたところから明らかなように、本発明によれば、高導電性未加硫ゴムリボンの幅を傾斜側面の幅より狭いものとしたので、一種類の幅のゴムリボンだけで異なる厚さのトレッド層の導電帯を形成することができ、リボンの中間在庫の圧縮と柔軟な生産体制とを可能にするとともに、傾斜側面を有する未加硫トレッドゴムを巻き付け配置したあと、このリボンを全長にわたって幅方向の少なくとも一部が傾斜側面に接触するよう巻付けて導電帯を形成するので、このリボンを狭幅のものにしたとしても、リボン同士の積層に頼ることなく、リボンを未加硫トレッドゴムの傾斜側面を支持面として巻き付けて導電帯の位置精度を高めることができる上に、トレッドの内周層からトレッド踏面に導通する導電帯を少ないリボン層数で形成することができ、リボン巻き付け時の生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る方法の実施形態の概略を示す側面図である。
【図２】この発明に従う導電層の形成態様を示す、トレッド幅方向の断面図である。
【図３】キャップ・ベース構造のトレッドへの導電層の形成態様を示す、トレッド幅方向の断面図である。
【図４】導電層の他の形成態様を示すトレッド幅方向の断面図である。
【図５】導電層の他の形成態様を示すトレッド幅方向の断面図である。
【図６】導電層を有するタイヤのトレッドを示す断面図である。
【符号の説明】
１未加硫ゴムリボン
２押出機
３回転支持体
４、１６タイヤ素材
５貼付けローラ
６未加硫のベルトコードコーティングゴム層
７、１３未加硫のトレッド
７ａ未加硫のトレッド層
７ｂ未加硫のベーストレッド層
７ｃ未加硫のキャップトレッド層
８、１１、１４未加硫のトレッドゴム
８ａ、１１ａ、１４ａ未加硫のトレッドゴムの一部
８ｂ、１１ｂ、１４ｂ未加硫のトレッドゴムの残部
９、１２、１５導電帯
１０高導電性未加硫ゴムリボン
２０タイヤ
２１ベーストレッド
２２キャップトレッド
２３トレッド
２４トレッド溝
２５トレッド溝の底部
２６導電帯
Ｓ１、Ｓ３トレッド外周面
Ｓ２、Ｓ４、Ｓ５傾斜側面
Ｌタイヤ軸線に平行な直線
Ｌ１タイヤ素材に平行な直線

Claims

低導電性ゴムからなるトレッドゴムと、このトレッドゴムの幅方向中間部分に配設されベルトからトレッド踏面までの導電経路の少なくとも一部を構成する導電帯とからなる少なくとも一層のトレッド層を具えるタイヤ用トレッドの前記導電帯を、回転変位されるタイヤ素材の外周上に、高導電性未加硫ゴムリボンを巻付けて形成するタイヤ用トレッドの製造方法において、
前記タイヤ素材の赤道面に対して傾斜した側面を有し、トレッドゴムの一部となる未加硫トレッドゴムを巻き付け配置したあと、この傾斜側面の幅より狭い幅の前記高導電性未加硫ゴムリボンを、リボンの全長にわたってリボンの幅方向の少なくとも一部が傾斜側面に接触するよう巻付けて前記トレッド層を形成するタイヤ用トレッドの製造方法。
タイヤ素材の最外層を他のトレッド層として前記トレッド層を形成する請求項１に記載のタイヤ用トレッドの製造方法。
前記未加硫トレッドゴムを、タイヤ素材の円周上への低導電性未加硫ゴムリボンの巻付けにより形成する請求項１〜２のいずれかに記載のタイヤ用トレッドの製造方法。
請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法によって形成されたトレッドを具えるタイヤであって、
どのタイヤ回転位置においても、路面に接地する部分のトレッドの前記導電帯は、タイヤ子午線断面において、少なくともトレッド溝の底部からトレッド踏面までの間でタイヤ回転軸に平行に延在する任意の直線に対して交わる部分を有してなるタイヤ。