JP5112777B2 - 空気入りタイヤ及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、より詳細にはタイヤ外表面及び加硫成形金型表面の汚れを低減することができる空気入りタイヤに関する。

従来より、空気入りタイヤは、未加硫タイヤを金型内で加硫成形することにより製造されている。かかる加硫成形時、タイヤ本体を構成するゴム組成物に添加されたオイルやワックスなどの添加剤が、加硫温度によってゴム表面にブルームしてくる。ブルームしてきた物質は、金型表面に付着、堆積することで金型汚れを引き起こし、このようにして汚れた金型でタイヤの加硫成形を行うことで、金型の汚れがタイヤ外表面に転写され、タイヤの外観品質も損なわれる。

そのため、空気入りタイヤの製造においては、金型表面の汚れをチェックし、所定以上汚染された場合に金型を洗浄するようにしている。空気入りタイヤにおいては、特にサイド部での外観品質を確保することが実用上の見栄えの点で重要であるため、サイド部を成形する金型表面での汚れを基準にして洗浄するかどうかの判断がなされている。タイヤの金型は多数のブロックにより構成されており、一般に構造が複雑であることから、洗浄作業には多大な工数を要する。そのため、サイド部を成形する金型表面での汚れを抑えることが、タイヤの外観品質上、また製造コストの点からも重要である。

なお、下記特許文献１には、タイヤの外観とともに耐候性を向上させるために、サイドウォールゴム層の外側に、ナイロンフィルム層を設けた空気入りタイヤが提案されている。また、下記特許文献２には、耐オゾンクラック性を付与しながら、外観を向上するために、超高分子量のポリエチレンからなる薄膜をサイドウォール表面にラミネートした空気入りタイヤが提案されている。

これらの文献に開示の技術は、樹脂フィルムをタイヤサイド部の外表面に設けるものではあるが、該フィルムをタイヤ本体に完全に接着するものであり、すなわち、該フィルムはタイヤ使用時におけるタイヤ外表面の一部を構成することで、耐候性や耐オゾンクラック性の向上を図っている。そのため、例えば、特許文献１では、ナイロンフィルム層をサイドウォールゴム層に確実に接着するために、ナイロンフィルムにＲＦＬ処理などの接着前処理を行っており、樹脂フィルムをタイヤ外表面に剥離可能に設けることを意図したものではない。また、これらの特許文献に開示のナイロンフィルムやポリエチレンフィルムは融点が低く、タイヤ加硫時に耐熱性に劣り収縮するおそれがある。そのため、仮に、これらのフィルムを剥がしてタイヤを使用に供しようとした場合に、剥離したタイヤ表面の光沢度が損なわれ、外観に劣るという問題がある。
特開平０７−０９６７１９号公報 特開平０３−２９２２０５号公報

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、タイヤ加硫成形時における金型表面の汚れを低減して、外観品質に優れる空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明に係る空気入りタイヤは、融点２３０℃以上、厚み２０〜１５０μｍ及び算術平均表面粗さ（Ｒａ）が０．１μｍ以下である樹脂フィルムが、未加硫タイヤ外表面に前記樹脂フィルムを貼付し前記未加硫タイヤを加硫成形することで、タイヤサイド部の外表面に剥離可能に設けられたものである。

また、本発明に係る空気入りタイヤの製造方法は、融点２３０℃以上、厚み２０〜１５０μｍ及び算術平均表面粗さ（Ｒａ）が０．１μｍ以下である樹脂フィルムを未加硫タイヤのサイド部の外表面に貼付し、前記樹脂フィルムの貼付状態で前記未加硫タイヤを加硫成形することで、前記樹脂フィルムをタイヤサイド部の外表面に剥離可能に設けるものである。

本発明によれば、上記樹脂フィルムを貼付した状態でタイヤを加硫成形するため、加硫温度にてタイヤ本体を構成するゴム組成物からタイヤ外表面にブルームしてきた物質を、該樹脂フィルムによりトラップすることができる。そのため、金型表面の汚れを低減することができる。また、上記樹脂フィルムは、タイヤの加硫後、遅くともタイヤとして使用される前にタイヤ本体から剥がされるが、ブルームしてきた物質は樹脂フィルム中にトラップされているため、剥離後のタイヤ外表面は綺麗であり、タイヤの外観品質を向上することができる。最終のユーザーに商品を渡す段階で上記樹脂フィルムを剥がせば、タイヤ輸送中のキズや汚れの付着も防止することができる。

以下、本発明の実施に関連する事項について詳細に説明する。

本発明において用いられる樹脂フィルムは、融点が２３０℃以上であり、かつ厚みが２０〜１５０μｍである熱可塑性樹脂製のフィルムである。

該フィルムの融点が２３０℃未満では、タイヤ加硫時における耐熱性に劣り、収縮するなどして、剥離したタイヤ表面の光沢度が損なわれる。該フィルムの融点は２５０℃以上であることがより好ましい。該フィルムの融点の上限は、特に限定されず、融点は高いほど好ましいが、通常は３５０℃以下である。ここで、融点は、ＪＩＳ Ｋ７１２１に準拠して測定される値である。

このような融点を持つ樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）フィルム、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルムなどのポリエステル樹脂フィルム、フッ素樹脂フィルムなどが挙げられる。これらの樹脂フィルムは、ゴム組成物からブルームしてくる物質と略同等の６〜１３程度のＳＰ値（溶解度パラメータ）を持ち、ブルーム物をフィルム中にトラップすることができる。

該フィルムの厚みを２０〜１５０μｍとするのは、２０μｍ未満では、厚みが薄すぎてブルーム物がフィルムを浸透して金型表面が汚れてしまうからである。逆に、フィルムの厚みが１５０μｍを超えるような厚手のものであると、加硫成形時におけるゴム表面への追従性が悪く、作業性に劣る。ここで、フィルムの厚みは、ＪＩＳ Ｃ２１５１に準拠して測定される値である。

該樹脂フィルムの表面粗さは特に限定されないが、算術平均表面粗さ（Ｒａ）が０．１μｍ以下である平滑なものを用いることが好ましい。このような平滑性に優れるフィルムを用いることにより、剥離後のタイヤ表面の光沢度を飛躍的に向上することができ、黒色で光り輝く優れた外観を与えることができる。ここで、算術平均表面粗さ（Ｒａ）は、触針式表面粗さ計を用いて、ＪＩＳ Ｂ０６０１（触針式表面粗さ測定器）の規定に準拠し測定される単位長さ当たりの表面凹凸程度の算術平均粗さである。

上記樹脂フィルムは、未加硫タイヤ外表面に貼付し、その状態で該未加硫タイヤを加硫成形することで、タイヤサイド部の外表面に剥離可能に設けられる。詳細には、所定の形状に裁断された上記樹脂フィルムを、加硫前のタイヤ（即ち、グリーンタイヤ）におけるサイド部（即ち、サイドウォール部）外表面の所定位置に貼付し、樹脂フィルムの貼付状態にて、該未加硫タイヤをタイヤ加硫成形型内で加硫成形することにより、上記樹脂フィルムがサイド部の外表面に剥離可能に設けられた空気入りタイヤが製造される。

かかる未加硫タイヤへの樹脂フィルムの貼付は、加硫成形型に未加硫タイヤをセットする前に当該未加硫タイヤに対して実施してもよく、あるいはまた、加硫成形型の所定位置に樹脂フィルムをセットしておき、加硫成形型内で型閉めとともに該樹脂フィルムが未加硫タイヤに貼付されるようにしてもよい。好ましくは、前者のように加硫成形型にセットする前の未加硫タイヤに樹脂フィルムを貼付することである。その際、樹脂フィルムは、粘着性を有する未加硫タイヤの表面と良好な接着性を維持することができ、加硫中の樹脂フィルムの位置ズレを防止することができる。

未加硫タイヤの加硫成形自体は、常法に従い行うことができ、加硫成形型の構造についても特に限定されてない。加硫温度についても特に限定されないが、通常は１６０〜２００℃にて実施される。このような高温で加硫することにより、タイヤ本体のサイド部を構成するゴム組成物から、そのゴム表面にオイルやワックスなどの添加剤がブルームしてくるが、そのブルーム物がサイド部の外表面に貼付された上記樹脂フィルムによりトラップされ、金型表面の汚れを低減することができる。

このようにして得られた空気入りタイヤにおいては、上記樹脂フィルムがサイド部の外表面に剥離可能に設けられる。すなわち、樹脂フィルムは、加硫成形後にタイヤ本体から剥離できるように接着剤などをタイヤ表面との間で介在させることなく貼付される。

該樹脂フィルムは、タイヤの加硫後、遅くともタイヤとして使用される前にタイヤ本体から剥がされるが、ブルームしてきた物質は樹脂フィルム中にトラップされるため、剥離後のタイヤサイド部の外表面を綺麗にすることができる。また、貼付された樹脂フィルムの平滑な表面は、加硫成形により、タイヤの外表面に実質的に同一の表面粗さ（Ｒａ）で転写されるので、Ｒａが０．１μｍ以下の樹脂フィルムを用いた場合、該樹脂フィルムを剥離した後のタイヤ表面は、０．１μｍ以下という極めて平滑な算術平均表面粗さ（Ｒａ）を持つ。従って、タイヤサイド部の光の反射性を向上して、高い光沢度を発揮することができ、黒色に光り輝く優れた外観を付与することができる。

このように剥離してタイヤの使用に供される樹脂フィルムの剥離タイミングは特に限定されない。すなわち、例えば、樹脂フィルムは、タイヤの成形後に直ちに剥がしてもよく、また最終のユーザーにタイヤを提供する段階で剥がしてもよい。好ましくは、最終ユーザーに提供する段階で剥離することであり、そうすることで、タイヤ保管中や輸送中のキズや汚れの付着を防止することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤＴ１の半断面図である。このタイヤＴ１は、トレッド部２と、その両端からタイヤ半径方向内方に延びる左右一対のサイド部３と、該サイド部３の内端に連なりかつリムフランジに固着される左右一対のビード部４とで構成されている。この例では、ビードコア５の周りにカーカスプライ端が折り返し係止されたラジアル構造カーカス６と、このカーカス６のトレッド部２外周に配されたベルト層７を有する乗用車用ラジアルタイヤが示されている。

タイヤＴ１のサイド部３の外表面には、上記樹脂フィルム１０が剥離可能に設けられている。樹脂フィルム１０は、この例では、サイド部３の高さ方向の略全体において、タイヤ周方向の全周にわたってリング状に設けられている。

なお、タイヤＴ１のサイド部３の外表面には、メーカー名、ブランド名、タイヤサイズなどを示す文字、数字、記号や、タイヤ回転方向などの図形からなる標章（不図示）が一般に設けられる。樹脂フィルム１０はこれらの標章部分を除くサイド部３の全体に設けてもよく、あるいはまた、標章部分を含むサイド部３の全体に樹脂フィルムを貼付してもよい。後者の場合、標章部分に貼付する樹脂フィルムの表面粗さを変えることで、光沢度により視認可能な標章を浮かび上がらせることができる。

このようにサイド部３全体の広い範囲にわたって樹脂フィルム１０を設けることで、サイド部３の全体で金型表面の汚れを低減することができ、また、剥離後のゴム表面の外観向上効果にも優れる。

以下、本発明の実施例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

サイドウォール用ゴム組成物として、天然ゴム（ＲＳＳ＃３）５０重量部、ブタジエンゴム（宇部興産（株）製「ＢＲ１５０Ｂ」）５０重量部、カーボンブラックＦＥＦ（東海カーボン（株）製「シーストＳＯ」）６０重量部、アロマオイル（ジャパンエナジー（株）製「Ｘ−１４０」）１０重量部、パラフィンワックス（日本精蝋（株）製「ＯＺＯＡＣＥ−０３５５」）２重量部、老化防止剤６Ｃ（大内新興化学工業（株）製「ノクラック６Ｃ」）２重量部、ステアリン酸（花王（株）製「ルナックＳ−２０」）２重量部、酸化亜鉛（三井金属鉱業（株）製「亜鉛華１号」）３重量部、硫黄（細井化学工業（株）製「５％油処理粉末硫黄」）２重量部、加硫促進剤ＮＳ（大内新興化学工業（株）製「ノクセラーＮＳ−Ｐ」）１．５重量部からなる配合処方にて、容量２００Ｌのバンバリーミキサーを使用して常法により混練し、ゴム組成物を調製した。

得られたゴム組成物をサイド部に適用した空気入りラジアルタイヤ（サイズ：２１５／６０Ｒ１６）を試作した。その際、実施例１〜６及び比較例２〜４では、下記表１に記載の熱可塑性樹脂フィルムを所定の大きさに裁断し、該フィルムを図１に示すように未加硫タイヤのサイド部外表面に貼り付け、貼り付けた状態でスチール製のタイヤ成型用金型にセットして、１７０℃×２０分の加硫条件で、各試作タイヤを加硫成形した。

各フィルムの表面粗さを下記方法により測定した。また、得られた各試作タイヤについて、作業性を評価するとともに、樹脂フィルムの剥離後におけるゴム表面の光沢度を測定し、また金型の汚染性を評価した。各測定ないし評価方法は以下の通りである。

［表面粗さ］
ＪＩＳ Ｂ０６０１の方法に準拠し、（株）東京精密製の触針式表面粗さ計「Ｅ−３５Ａ」を使用して、樹脂フィルムの表面の算術平均表面粗さ（Ｒａ）を測定した。

［作業性］
樹脂フィルムの貼付時におけるシワの発生、加硫後のタイヤ（特に樹脂フィルムの貼付部）の出来ばえ、樹脂フィルムを剥がすときの裂け、剥がし易さなどを評価し、問題ない場合を「○」、問題ありの場合を「×」で評価した。

［光沢］
日本電色工業（株）製の光沢計「ＶＧ２０００」を使用し、ＪＩＳ Ｚ８７４１の方法に準拠し、試作タイヤの樹脂フィルム貼付部における剥離後のゴム表面の６０°光沢度を測定した。測定は、タイヤ周方向で５箇所で実施し、その平均値を求めた。光沢度は値が大きいほど良い。

［金型の汚染性］
目視にてサイド部における金型の汚れを確認しながらタイヤの試作を行い、洗浄すべき所定の汚れに達するまでの試作回数を調べた。比較例１の値を１００とした指数で表示し、指数が大きいほど、金型が汚れにくいことを示す。

結果は表１に示すとおりであり、実施例１〜６であると、樹脂フィルムを貼付しなかったコントロールタイヤである比較例１に対し、作業性を損なうことなく、表面粗さの非常に小さなゴム表面を形成することができ、そのため、高い光沢度が得られて、黒色に光り輝く優れた外観のサイド部を形成することができ、また、金型の汚れも低減されていた。

これに対し、ナイロンフィルムを用いた比較例２では、融点が低いため、タイヤ加硫時にシワが発生し、光沢度に劣るものであった。また、比較例３では樹脂フィルムの厚みが大きすぎたため、ゴム表面への追従性が悪化し、加硫後の出来ばえに問題があり、作業性に劣るものであった。また、比較例４では樹脂フィルムの厚みが小さすぎ、そのため、ブルーム物がフィルムを浸透して金型の汚れ低減効果が不十分であった。

本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤの半断面図である。

符号の説明

Ｔ１…空気入りタイヤ
３…サイド部
１０…樹脂フィルム

Claims (8)

1. 融点２３０℃以上、厚み２０〜１５０μｍ及び算術平均表面粗さ（Ｒａ）が０．１μｍ以下である樹脂フィルムが、未加硫タイヤ外表面に前記樹脂フィルムを貼付し前記未加硫タイヤを加硫成形することで、タイヤサイド部の外表面に剥離可能に設けられた、空気入りタイヤ。
2. 前記樹脂フィルムが、サイド部の高さ方向の略全体においてタイヤ周方向の全周にわたってリング状に設けられた請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記樹脂フィルムの貼付部における当該樹脂フィルム剥離後のタイヤ外表面の算術平均表面粗さ（Ｒａ）が０．１μｍ以下である請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
4. 前記樹脂フィルムの貼付部における当該樹脂フィルム剥離後のタイヤ外表面のＪＩＳ Ｚ８７４１による６０°光沢度が６０以上である請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
5. 融点２３０℃以上、厚み２０〜１５０μｍ及び算術平均表面粗さ（Ｒａ）が０．１μｍ以下である樹脂フィルムを未加硫タイヤのサイド部の外表面に貼付し、前記樹脂フィルムの貼付状態で前記未加硫タイヤを加硫成形することで、前記樹脂フィルムをタイヤサイド部の外表面に剥離可能に設ける、空気入りタイヤの製造方法。
6. 前記樹脂フィルムを、サイド部の高さ方向の略全体においてタイヤ周方向の全周にわたってリング状に設ける請求項５記載の空気入りタイヤの製造方法。
7. 前記樹脂フィルムの貼付部における当該樹脂フィルム剥離後のタイヤ外表面の算術平均表面粗さ（Ｒａ）が０．１μｍ以下である請求項５又は６記載の空気入りタイヤの製造方法。
8. 前記樹脂フィルムの貼付部における当該樹脂フィルム剥離後のタイヤ外表面のＪＩＳ Ｚ８７４１による６０°光沢度が６０以上である請求項５〜７のいずれか１項に記載の空気入りタイヤの製造方法。

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