JPWO2003029342A1

JPWO2003029342A1 - ゴム組成物、空気入りタイヤ及びその製造方法

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Publication number: JPWO2003029342A1
Application number: JP2003532578A
Authority: JP
Inventors: 真黒川
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2002-09-27
Publication date: 2005-01-13
Anticipated expiration: 2022-09-27
Also published as: EP1447426B1; CN1582316A; EP1447426A4; DE60233155D1; CA2462126A1; ES2329018T3; CN100551960C; ATE437916T1; EP1447426A1; CA2462126C; WO2003029342A1; US7306019B2; JP4651940B2; US20050000614A1

Abstract

発泡状態の適正化を図った発泡ゴムで構成することによって、例えば低摩擦係数の表面をもつ物体に対しても大きな摩擦力が得られるゴム組成物、及び、このゴム組成物を、トレッドゴムの、少なくとも路面を形成する上層ゴム部に適用することにより、氷結路面上や積雪路面上でのグリップ力を高めて制動性能や旋回性能等の操縦安定性能を向上させた空気入りタイヤ、特にスタッドレスタイヤのようなウィンタータイヤ、並びに、かかるタイヤの製造方法を提供することを目的とする。この発明のゴム組成物１は、発泡ゴムで構成し、発泡ゴムは、特定方向４に沿って実質上連続して延び、樹脂保護膜５によって封じ込められた連続気泡６を有することを特徴とする。

Description

技術分野
この発明は、例えば低摩擦係数の氷面をもつ物体に対しても大きな摩擦力が得られる、発泡ゴムで構成してなるゴム組成物、及び、このゴム組成物を、トレッドゴムの、少なくとも踏面を形成する上層ゴム部に適用することにより、氷結路面上や積雪路面上でのグリップ力を高めて制動性能や旋回性能等の操縦安定性能を向上させた空気入りタイヤ、特にスタッドレスタイヤのようなウインタータイヤ、並びに、かかるタイヤの製造方法に関するものである。
背景技術
従来の空気入りタイヤ、特にスタッドレスタイヤのようなウインタータイヤでは、氷上性能や雪上性能を確保するため、種々の方法が提案されている。
氷雪路面上での摩擦係数を向上させるための手段としては、例えば特開平４−３８２０７号公報に記載されているように、トレッドゴムとして短繊維入発泡ゴムを用い、走行によるトレッドゴムの摩耗に伴って表面に露出した短繊維が離脱することによってミクロ的な溝を形成することが有用である。
しかしながら、トレッドに形成したミクロ的な溝は、タイヤにかかる負荷が大きい場合には潰れやすくなる結果、氷雪路面上での摩擦係数の向上効果を十分に得ることはできなかった。
また、前記発泡ゴム中の短繊維は、走行によってトレッドが摩耗したときのトレッド摩耗面と略平行でかつ直線状に延在させた状態で埋設することが、短繊維がトレッド摩耗面に露出したときに速やかに離脱して、トレッドにミクロな溝を形成する上で必要である。
しかしながら、実際には、前記発泡ゴム中の短繊維の中には、加硫時に熱収縮によってカールしたり、モールド部の溝部、すなわち、サイプ部に繊維が押し込まれてトレッドゴム中で屈曲したりした状態で発泡ゴム内に埋設されていることが多く、この場合には、走行によりトレッドが摩耗しても、トレッド摩耗面と略平行でない短繊維は発泡ゴムから容易に離脱することができず、当初の狙いのようなミクロ的な溝を効率的に形成することはできなかった。
さらに、氷上性能や雪上性能を確保するための手段としては、例えば特開昭６２−２８３００１号公報に記載されているように、トレッドに、球状の独立気泡を有する発泡ゴムを用いることが有用である。
すなわち、タイヤのトレッドが氷雪路面に接地したときの摩擦熱によって、氷雪路面上の氷又は雪が溶けて水になり、この水が、トレッドと氷雪路面との間で水膜を形成し、この水膜が氷上性能や雪上性能を悪化させるが、上記発泡ゴムを用いたタイヤの場合、前記独立気泡によって生じるトレッド上の凹凸の作用によって上記水膜を除去することができ、この結果、氷上性能や雪上性能の向上が図れる。
しかしながら、特開昭６２−２８３００１号公報記載のタイヤは、トレッドに形成した独立気泡によって生じる凹凸が微細なために十分な除水効果が得られなかった。
このため、出願人は、氷雪路面上での除水効果を高めるための検討を行ったところ、前記球状の独立気泡だけでなく、樹脂からなる保護層により被覆された無数の長尺状独立気泡をもつトレッドを具えた空気入りタイヤの氷雪路面上での除水効果が顕著であることを見出し、特許協力条約（ＰＣＴ）に基づく国際出願による特許出願ＪＰ９７００８７３号（国際公開第９７３４７７６号公報）によって提案した。
かかるタイヤは、特に長尺状独立気泡によって排水路を形成することができ、これによって除水効果が高められるものと考えられる。
しかしながら、出願人が氷雪路面上での除水効果をより一層高めるための検討を行ったところ、上記タイヤでは、長尺状独立気泡の長さがトレッドに配設したサイプや溝の配設ピッチよりも短いため、十分な排水路が形成されているとは言い難く、改善の余地があることが判明した。
発明の開示
この発明の目的は、気泡の存在状態の適正化を図った発泡ゴムで構成することによって、例えば低摩擦係数の氷面をもつ物体に対しても大きな摩擦力が得られるゴム組成物、及び、このゴム組成物を、トレッドゴムの、少なくとも踏面を形成する上層ゴム部に適用することにより、氷結路面上や積雪路面上でのグリップ力を高めて制動性能や旋回性能等の操縦安定性能を向上させた空気入りタイヤ、特にスタッドレスタイヤのようなウインタータイヤ、並びに、かかるタイヤの製造方法を提供することである。
上記目的を達成するため、第１発明は、発泡ゴムで構成してなるゴム組成物において、発泡ゴムは、特定方向に沿って実質上連続して延び、樹脂保護膜によって封じ込められた連続気泡を有することを特徴とするゴム組成物である。
また、前記発泡ゴムは、加硫前においては、特定方向に沿って連続して糸状に延びる樹脂コードと、発泡剤とを有し、前記樹脂コードは、加硫時に溶融し、このときの粘度が発泡ゴムを構成するゴムのそれよりも低い物性をもち、前記発泡剤は、加硫時に発泡してガスを生成する物性をもち、前記連続気泡は、前記樹脂コードが前記樹脂保護膜となって、前記発泡剤によって生成したガスの少なくとも一部を封じ込めることによって形成することが好ましい。
第２発明は、トレッドゴムの、少なくとも踏面を形成する上層ゴム部を、発泡ゴムで構成してなる空気入りタイヤにおいて、上層ゴム部は、タイヤ周方向に沿って実質上連続的に延び、樹脂保護膜によって封じ込められたトロイド状の連続気泡を有することを特徴とする空気入りタイヤである。
前記発泡ゴムは、加硫前においてはタイヤ周方向に沿って連続して糸状に延びる樹脂コードと発泡剤とを有し、前記樹脂コードは、加硫時に溶融し、このときの粘度が上層ゴム部を構成するゴムのそれよりも低い物性を持ち、前記発泡剤は、加硫時に発泡してガスを発生する物性をもち、前記連続気泡は、前記樹脂コードが前記樹脂保護膜となって、前記発泡剤によって生成したガスの少なくとも一部を封じ込めることによって形成することが好ましく、また、連続気泡は、トレッド厚み方向に複数段配設することが好ましい。
樹脂コードのコード径は１０〜１００μｍであること、及び／又は、融点がトレッドゴム自体の加硫最高温度以下であることが好ましい。
前記発泡ゴムは、前記連続気泡に加えて、長さ０．５〜５ｍｍの長尺状気泡を有し、これら長尺状気泡は、前記連続気泡とネットワーク状につながる配置になること、及び／又は、その内部に含有する全気泡の存在割合が、重量比にして１０〜４０％の範囲であり、ＨＤ（ハードネス）が３８〜５８であることが好ましい。
尚、ここでいう「ＨＤ（ハードネス）」とは、ＪＩＳＫ６２５３−１９９３で規定するタイプＡデュロメータ硬さ試験機によって、試験温度２０℃で測定したときのデュロメータ硬さの読みを意味する。
上層ゴム部の厚さは、トレッドゴムの厚さの３０〜７０％の範囲であることが好ましい。
第３発明は、１本もしくは複数本の樹脂コードを、平行配置した状態で発泡剤を含有する発泡ゴムで被覆して、所定幅のシート状部材を形成し、該シート状部材を、グリーンケース又は成形ドラムの周りに、シート状部材の樹脂コードがグリーンケース又は成形ドラムの周方向に沿うように巻回積層することによって、トレッドゴムを構成する上層ゴム部を形成した後、加硫を行い、このとき、前記樹脂コードが溶融して樹脂保護膜を形成するとともに、この樹脂保護膜が、発泡ゴム中に含有する発泡剤の発泡によって生成したガスの少なくとも一部を封じ込めることによって、上層ゴム部を構成する発泡ゴムに、タイヤ周方向に沿って実質上連続的に延びるトロイド状の連続気泡を形成することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法である。
前記シート状部材は、１本もしくは複数本の樹脂コードを引き出し、これら引き出された樹脂コードを、インシュレーション方式によって発泡ゴムで被覆することによって形成するか、１本もしくは複数本の樹脂コードを平行配置した状態で２枚の発泡ゴムシートで挟み込むことによって形成するか、又は、１本もしくは複数本の樹脂コードを、発泡剤を含有するコード状ゴムで取り囲むように積層し、インサータを用いてゴム被覆することによって形成することが好ましい。
第４発明は、少なくとも１本の樹脂コードを、発泡剤を含有する発泡ゴムで被覆した狭幅のリボン状部材を、グリーンケース又は成形ドラムの周りに、リボン状部材の樹脂コードがグリーンケース又は成形ドラムの周方向に沿うように巻回積層することによって、トレッドゴムを構成する上層ゴム部を形成した後、加硫を行い、このとき、前記樹脂コードが溶融して樹脂保護膜を形成するとともに、この樹脂保護膜が、発泡ゴム中に含有する発泡剤の発泡によって生成したガスの少なくとも一部を封じ込めることによって、上層ゴム部を構成する発泡ゴムに、タイヤ周方向に沿って実質上連続的に延びるトロイド状の連続気泡を形成することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法である。
前記リボン状部材は、１本もしくは複数本の樹脂コードを引き出し、これら引き出された樹脂コードを、インシュレーション方式によって発泡ゴムで被覆することによって形成するか、１本もしくは複数本の樹脂コードを、発泡剤を含有するコード状ゴムで取り囲むように積層し、インサータを用いてゴム被覆することによって形成することが好ましい。
また、トレッドゴムの少なくとも上層ゴム部は、前記リボン状部材を、一巻き毎に幅端部分同士が重なり合うようにタイヤ幅方向にずらしながら巻回積層することによって形成することが好ましい。
第５発明は、グリーンケース又は成形ドラムの周りに、発泡剤を含有するリボン状ゴムシートと、樹脂コードとを、前記樹脂コードが所定の間隔でグリーンケース又は成形ドラムの周方向に沿うように巻回積層することによって、トレッドゴムを構成する上層ゴム部を形成した後、加硫を行い、このとき、前記樹脂コードが溶融して樹脂保護膜を形成するとともに、この樹脂保護膜が、発泡ゴム中に含有する発泡剤の発泡によって生成したガスの少なくとも一部を封じ込めることによって、上層ゴム部を構成する発泡ゴムに、タイヤ周方向に沿って実質上連続的に延びるトロイド状の連続気泡を形成することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法である。
発明を実施するための最良の形態
以下に第１発明の実施形態の一例を図面を参照しながら説明する。
図１は、第１発明に従うゴム組成物１の一例を示したものである。
そして、第１発明のゴム組成物１の構成上の主な特徴は、ゴム組成物１を構成する発泡ゴム中における気泡の存在状態の適正化を図ること、より具体的には、発泡ゴムに、特定方向４、図１ではゴム組成物１の長手方向に沿って実質上連続して延び、樹脂保護膜５によって封じ込められた連続気泡６を形成することにあり、この構成を採用することによって、連続気泡６がトレッド部踏面に開口して、後述するような排水溝８を形成することができ、この排水溝８による除水作用によって、例えば低摩擦係数の氷面をもつ物体と接触させながらゴム組成物１をその長手方向４に移動させた場合に、常に大きな摩擦力が得られる。
前記ゴム組成物１を構成する発泡ゴムは、上記連続気泡６を形成するため、加硫前においては、特定方向４に沿って連続して糸状に延びる樹脂コード７（図２（ａ）参照）と発泡剤とを有し、前記樹脂コードは、加硫時に溶融し、このときの粘度が発泡ゴムを構成するゴム部のそれよりも低い物性をもち、前記発泡剤は、加硫時に発泡してガスを生成する物性をもち、前記連続気泡６は、前記樹脂コード７が前記樹脂保護膜となって、前記発泡剤によって生成したガスの少なくとも一部を封じ込めることによって形成することが好ましい。
図２（ａ）〜（ｄ）は、発泡ゴムに連続気泡６が形成されるまでの過程を説明するための図である。
図２（ａ）は、発泡ゴムをモールド（図示せず）内で加熱し始めたときの発泡ゴムの状態を示したものであり、加熱によって、発泡ゴム内の発泡剤が反応してガス化することにより気泡２′が発生し始める。
次いで、発泡ゴムがさらに高い温度（例えば加硫最高温度）まで加熱されると、樹脂７が溶融（または軟化）するとともに、その粘度がゴム部３′の粘度よりも低下するため、図２（ｂ）に示すように、溶融状態の樹脂７′の周囲に発生した気泡２′がこの樹脂７′の中に効果的に取り込まれる。
その後、溶融状態の樹脂７′の中に取り込まれた気泡２′は、前記樹脂７′の中で連鎖的につながっていき、最終的には、樹脂保護膜５によって封じ込められた連続気泡６を形成する。一方、前記樹脂７′から離れたゴム部３′で発生した気泡２′は、球状の独立気泡の状態でその位置に止まる。
その結果、第１発明のゴム組成物１を構成する発泡ゴムに、図２（ｃ）及び図２（ｄ）に示すように、球状の独立気泡２と、樹脂保護膜５で補強された連続気泡６とを形成することができる。
次に、第２発明の実施形態の一例を以下で説明する。
図３は、第２発明に従う空気入りタイヤ１０の幅方向左半断面を示したものである。
図示した空気入りタイヤ１０は、スタッドレスタイヤであり、トレッド部１１、一対のサイドウォール部１２及び一対のビード部１３を有し、ビード部１３内に埋設されたビードコア１４で両端部が固定されたトロイド状に延びる１プライからなるカーカス１５のクラウン部とトレッド部１１の間には、２枚のコードゴム引き層１６ａ，１６ｂで構成されたベルト１６が配置されている。
また、トレッド部１１は、比較的硬質なゴムからなる下層ゴム部１７と、第１発明に従うゴム組成物１と同様の発泡ゴムを適用した上層ゴム部１８の２層で構成されている。
さらに、トレッド部１１には、複数本のトレッド溝、図３では、タイヤ周方向１９に沿って延びる複数本の周方向溝２０と、これらを横切る複数本の横溝２１とを有するトレッド溝を配設して、トレッド陸部は複数個のブロック陸部２２に区分されており、さらに、各ブロック陸部２２には、氷雪路面上での性能を確保するためのエッジ成分として複数本のサイプ２３が配設されている。
尚、ここでいう「トレッド溝」とは、トレッド部１１に配設される溝の全てを含み、例えば、前述した周方向溝２０や横溝２１の他、タイヤ周方向１９に対して傾斜して延びる傾斜溝（図示せず）等が挙げられる。
そして、第２発明の空気入りタイヤ１０の構成上の主な特徴は、上層ゴム部１８を、図１に示すゴム組成物１で構成すること、より具体的には上層ゴム部１８は、タイヤ周方向１９に沿って実質上連続的に延び、樹脂保護膜５によって封じ込められた連続気泡６を有することにあり、この構成を採用することにより、氷結路面上や積雪路面上でのグリップ力を高めて制動性能や旋回性能等の操縦安定性能を向上させることができる。
図４（ａ），（ｂ）は、走行によって摩耗したトレッド部を構成するブロック陸部２２の１個を抜き出して示したときのものであり、同図（ａ）は幅方向断面、同図（ｂ）は斜視図である。なお、タイヤ１０はトロイド状をなしているので、連続気泡６は、実質的にはタイヤ周方向１９に沿ってトロイド状をなして延在している。
これらの図から明らかなように、タイヤ１０のトレッド部踏面には、トレッドの摩耗によって、樹脂保護膜５によって封じ込められていた連続気泡６が開口してタイヤ周方向１９に延びる排水路２４が常に形成されており、しかも、この排水路２４は、ブロック陸部を区画する複数本の横溝２１に連通するとともに、同一ブロック陸部２２に配設された複数本のサイプ２３にも連通しているため、良好な除水効果を得ることができる。
前記発泡ゴムは、上記連続気泡６を形成するため、加硫前においては、タイヤ周方向１９に沿って連続して糸状に延びる樹脂コード７と発泡剤とを有し、前記樹脂コード７は、加硫時に溶融し、このときの粘度が発泡ゴムを構成するゴム部３′のそれよりも低い物性をもち、前記発泡剤は、加硫時に発泡してガスを生成する物性をもち、前記連続気泡６は、前記樹脂コード７が前記樹脂保護膜５となって、前記発泡剤によって生成したガスの少なくとも一部を封じ込めることによって形成することが好ましい（図２参照）。
また、樹脂コード７は、タイヤ周方向１９に除水することを目的とするため、好ましくは１本／１ｍｍ程度の密度で配設することが好ましく、また、樹脂コードのコード径を１０〜１００μｍとすることが、実接触面積を確保する点から好ましい。
さらに、連続気泡６は、図４（ａ），（ｂ）に示すように、タイヤ幅方向はもとよりトレッド厚み方向２５に対しても規則正しくもしくはランダムに複数段配設することが好ましい。連続気泡６を上記のように配設することにより、摩耗時において常にトレッド部踏面に排水路２４を存在させることができる。
上層ゴム部１８は、前記連続気泡６に加えて、長さ０．５〜５ｍｍの長尺状気泡２６を有し、これらの長尺状気泡２６は、図５に示すように、前記連続気泡６とネットワーク状につながる配置になることが、排水に要する時間を短縮、つまり排水効率を上げる点で好ましい。
尚、上層ゴム部１８に長尺状気泡２６を形成する手段としては、例えば図１０に示すように、長尺状の樹脂３７を生のゴム組成物３８に混練し、押出し機３９の口金４０から所定形状に押出されたシート状ゴム部材４１を上層ゴム部１８として用い、その後、加硫によって発泡させる方法を用いることが好ましい。
樹脂コード７の融点は、製品タイヤ時に連続気泡６を封じ込める樹脂保護膜５を形成するため、トレッドゴム自体の加硫最高温度以下であることが必要であり、好ましくは前記加硫最高温度よりも１０℃以上低くすること、更に好ましくは３０℃以上低くする。
すなわち、樹脂コード７の融点と前記加硫最高温度の差が小さい（具体的には樹脂コードの融点が高い）と、樹脂コード７は加硫末期で溶融し始め、ゴム部では既にガスを取り込んで架橋反応が進行しているため、溶融した樹脂コード内に取り込まれるガス量が少なくなり、連続気泡６の形成が難しくなるからであり、一方、樹脂コード７の融点と前記加硫最高温度の差が大きい（具体的には樹脂コードの融点が低い）と、ゴムの混練時の熱で樹脂コード７が溶融し、この混練の段階で溶融状態にある樹脂コード７′同士の融着が発生し、連続気泡６をタイヤ周方向１９に沿って延在させることが難しくなるからである。
ここでいう「トレッドゴム自体の加硫最高温度」とは、モールド加硫においては、モールド内に入ってからモールドを出てタイヤが冷却されるまでのトレッド部の最高温度を意味する。
また、上層ゴム部１８の厚さは、トレッドゴムの厚さの３０〜７０％の範囲であることが好ましく、より好ましくは、４０〜５５％の範囲である。上層ゴム部１８の厚さがトレッドゴムの厚さの３０％未満だと、タイヤの使用末期には、上層ゴム部１８を構成する発泡ゴムが存在しなくなり、タイヤの使用寿命において、安定した氷雪上性能を確保することが難しくなるからであり、また、７０％を超えると、トレッド部の剛性が不足しがちで、通常の走行時（乾燥路面走行時）の操縦安定性を十分に確保できなくなる恐れがあるからである。
さらに、上層ゴム部１８を構成する発泡ゴムは、その内部に含有する全気泡の存在割合が、重量比にして１０〜４０％の範囲であり、ＨＤが３８〜５８であることが好ましい。発泡ゴムの内部に含有する全気泡の存在割合が重量比にして１０％未満だと、排水効率が低くなるからであり、４０％超えだと、耐摩耗や一般路性能が悪化するからであり、また、発泡ゴムのＨＤが３８未満だと、耐摩耗や一般路性能が悪化するからであり、５８超えだと、氷路のミクロの凹凸に追従しづらくなるからである。
加えて、連続気泡６の断面径は１０〜２００μｍの範囲であることが好ましい。前記断面径が１０μｍ未満だと、排水効率が不十分であり、２００μｍ超えだと、実接触面積が低下し、氷上での摩擦係数が下がるからである。
以下に、第３発明〜第５発明に従う空気入りタイヤの製造方法を説明する。
まず、第３発明による上層ゴム部１８の形成方法について説明する。第３発明では、１本もしくは複数本の樹脂コードを、平行配置した状態で発泡剤を含有する発泡ゴムで被覆して、所定幅のシート状部材を形成する。ここで「所定幅」とは、トレッドゴムと同じ幅を意味する。
図６（ａ）は、シート状部材３０を形成する方法の一例を示す図である。
この図では、ボビン３１からそれぞれ１本もしくは複数本の樹脂コード７を引き出し、引き出された樹脂コード７は平行配置された後、２台のゴム押出し機３２ａ，３２ｂによって押出された発泡ゴム３３ａ，３３ｂで、インシュレーション方式によって前記樹脂コード７を被覆した後、インサータ３４を通過させ、樹脂コード７及び発泡ゴム３３ａ，３３ｂを一体化することによって、シート状部材３０を形成する場合を示してあるが、１台のゴム押出し機を用いて前記樹脂コード７を被覆してシート状部材３０を形成してもよくシート状部材３０の形成方法は、これだけには限定されず、種々の形成方法を採用することができる。
例えば、樹脂コードが折れやすいなどの材質である場合には、図７に示すように、押出し機４２からグリーンケースの周長程度に押出した樹脂コード７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，‐‐を、一方の発泡ゴムシート３３ｂ上に並べ置き、この状態で他方の発泡ゴムシート３３ａを被せて樹脂コード７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，‐‐を発泡ゴムシート３３ａ，３３ｂで挟み込むことによって、シート状部材３０を形成することが好ましい。
次いで、上記シート状部材３０は、例えば、下層ゴム部１７を構成するゴムシートを予め巻回積層したグリーンケース又は成形ドラム、図８では成形ドラム３５の周りに、シート状部材３０に埋設した樹脂コード７が成型ドラム３５の周方向に沿うように巻回積層し、これによって上層ゴム部１８を形成する。
次に、第４発明の製造方法における上層ゴム部１８の形成方法を説明する。第４発明では、少なくとも１本の樹脂コードを、発泡剤を含有する発泡ゴムで被覆して、狭幅のリボン状部材を用いて上層ゴム部１８を形成する。
図１１は、リボン状部材４３を形成する方法の一例を示す図である。
この図では、１本の樹脂コード７を、ゴム押出し機３２によって押出された発泡ゴムで、インシュレーション方式によって被覆した後、インサータ３４を通過させ、樹脂コード７を発泡ゴムで被覆することによって、リボン状部材４３を形成する。
また、リボン状部材４３は、図１２（ａ）に示すように、１本の樹脂コード７を、発泡剤を含有する複数本のコード状ゴム４４で取り囲むように積層した後、インサータを通過させ、樹脂コード７をゴム被覆することによって形成するか、あるいは、図１２（ｂ）に示すように、複数本の樹脂コード７を、それぞれ複数本のコード状ゴム４４で取り囲むように積層した後、インサータを通過させ、樹脂コード７をゴム被覆することによって形成してもよい。
次いで、上記リボン状部材４３は、例えば、下層ゴム部１７を構成するゴムシートを予め巻回積層したグリーンケース又は成形ドラムの周りに、リボン状部材４３に埋設した樹脂コード７が成型ドラムの周方向に沿うように巻回積層し、これによって上層ゴム部１８を形成する。
また、第４発明においては、上層ゴム部１８は、図９に示すように、トレッドゴムの少なくとも上層ゴム部１８は、前記リボン状部材４３を、一巻き毎に幅端部分同士が重なり合うようにタイヤ幅方向３６にずらしながら巻回積層することによって形成してもよく、この形成方法によれば、連続気泡６を、トレッド幅方向だけでなくトレッド厚み方向にも有効に配設することができるので、タイヤが摩耗していった時、トレッド部１１の踏面には、常に連続気泡６が開口することによって形成した排水溝２４を存在させることができ、この結果、摩耗時の氷雪上性能の低下を抑制することができる。
次に、第５発明による上層ゴム部１８の形成方法を説明する。
図１３（ａ）に示すように、下層ゴム部１７上にコード状ゴム４４をタイヤ幅方向３６にずらしながら巻回して単一ゴム層４５を形成する。次いで、単一ゴム層４５上に、複数本の樹脂コード７とコード状ゴム４４とを、樹脂コード７が所定の間隔で配置されるように巻回してコードゴム層４６を形成する。そして、所定の厚みに達するまで、単一ゴム層４５とコードゴム層４６とを順次積層して、上層ゴム部１８を形成する。なお、この図では、単一ゴム層４５を複数本のコード状ゴム４４で形成する場合を示してあるが、図１３（ｂ）に示すように、単一ゴム層４５を一枚の広幅のゴムシートで構成してもよい。
そして、第３発明〜第５発明のいずれかに従って上層ゴム部１８を積層して形成したグリーンタイヤに対し加硫を行うことによって、タイヤのトレッドの上層ゴム部を構成する発泡ゴムには、前記樹脂コード７が溶融して樹脂保護膜５が形成されるとともに、この樹脂保護膜５が、発泡ゴム中に含有する発泡剤の発泡によって生成したガスの少なくとも一部を封じ込めることによって、タイヤ周方向１９に沿って実質上連続的に延びる連続気泡６を形成することができる。
上述したところは、この発明の実施形態の一例を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。
次に、第１発明に従うゴム組成物を上層ゴム部に適用し、第３発明に従う方法によって、第２発明に従うスタッドレスタイヤを試作し、性能を評価したので以下で説明する。
・実施例
実施例１〜９のタイヤは、図３に示すタイヤ幅方向半断面を有し、タイヤサイズが２０５／６５Ｒ１５である乗用車用ラジアルスタッドレスタイヤであり、連続気泡は、１ｍｍ間隔で５段×３０列に配設し、上層ゴム部の厚さをトレッドゴムの厚さの４５％とし、上層ゴム部を構成する発泡ゴムの、内部に含有する全気泡の存在割合の重量比とＨＤについては表１に示す。尚、上層ゴム部の形成は、厚さ０．５ｍｍ、幅１０ｍｍの狭幅のリボン状部材を、図９に示すように、一巻き毎に幅端部分同士が重なり合うようにタイヤ幅方向にずらしながら巻回積層することによって形成した。また、リボン状部材には、樹脂コードが１．５本／１ｍｍの密度で配設され、加硫前のリボン状ゴム部材に埋設した樹脂コードは、コード径が３０μｍ、融点がトレッドゴム自体の加硫最高温度よりも約３０℃低い１４０℃であった。
尚、その他のタイヤの構造については、一般的な乗用車用空気入りラジアルタイヤとほぼ同様に構成した。
・従来例
従来例のタイヤは、上層ゴム部を構成する発泡ゴムとして、ＨＤが４８であり、発泡率をゴムの重量比率の２６％を発泡させたゴムをトレッド全体の４５％の厚さとし、連続気泡を設けていないこと以外は実施例１のタイヤと同様に構成した。
（試験方法）
上記各供試タイヤを６．５Ｊ×１５に組み付けることによって得られるタイヤ車輪を乗用車に装着し、かかる乗用車を各種路面（乾いた路面、濡れた路面、氷結路面、積雪路面）上にて走行させ、氷結路面上及び積雪路面上での制動性能と、乾いた路面上及び濡れた路面上での操縦安定性能について評価した。尚、このときのタイヤ内圧は、前後輪とも１９０ｋＰａとし、荷重は２名乗車相当とした。
制動性能は、氷結路面上では２０ｋｍ／ｈ、積雪路面上では４０ｋｍ／ｈからＡＢＳ（ａｎｔｉ−ｌｏｃｋｂｒａｋｉｎｇｓｙｓｔｅｍ）をＯＦＦにした状態から急ブレーキ（フル制動）をかけたときの制動距離を測定し、この測定値から評価した。
操縦安定性能は、テストコースを１０周走行したときの平均周回タイムを測定し、この測定タイムから評価した。
表１にこれらの評価結果を示す。尚、表１中の数値はいずれも、従来例を１００とする指数比で示してあり、数値が大きいほど性能が優れている。

表１に示す評価結果から、実施例のタイヤは、従来例のタイヤに比べると、乾いた路面及び濡れた路面の操縦安定性能は同等レベルであるが、氷結路面及び積雪路面上での制動性能が格段に優れている。
産業上の利用可能性
この発明によれば、発泡状態の適正化を図った発泡ゴムで構成することによって、例えば低摩擦係数の氷面をもつ物体に対しても大きな摩擦力が得られるゴム組成物、及び、このゴム組成物を、トレッドゴムの、少なくとも踏面を形成する上層ゴム部に適用することにより、氷結路面上や積雪路面上でのグリップ力を高めて制動性能や旋回性能等の操縦安定性能を向上させた空気入りタイヤ、特にスタッドレスタイヤのようなウインタータイヤ、並びに、かかるタイヤの製造方法の提供が可能になった。
【図面の簡単な説明】
図１は、第１発明に従うゴム組成物の斜視図である。
図２は、第１発明に従うゴム組成物を構成する発泡ゴムに連続気泡６が形成される過程を説明するための図である。
図３は、第２発明に従う空気入りタイヤの幅方向半断面をトレッド部踏面とともに示した斜視図である。
図４は、図３のタイヤのトレッド部に形成したブロック陸部の１個を抜き出したときのものであり、（ａ）は幅方向断面図、（ｂ）は斜視図である。
図５は、ブロック陸部の他の実施形態を示す図である。
図６は、第３発明に従う製造方法のうち、シート状ゴム部材の形成工程を説明するための図である。
図７は、シート状ゴム部材の他の形成工程を説明するための図である。
図８は、第３発明に従う製造方法のうち、シート状ゴム部材を成形ドラムの周りに巻回積層するときの状態を説明するための図である。
図９は、狭幅のリボン状のシート状ゴム部材を用いて上層ゴム部を形成する方法を説明するための図である。
図１０は、長尺状気泡を形成するための方法を説明するための図である。
図１１は、第４発明に従う製造方法のうち、狭幅のリボン上ゴム部材の形成工程を説明するための図である。
図１２は、樹脂コードとコード状ゴムを用いてリボン状部材を形成する方法を説明するための図である。
図１３は、第５発明に従う上層ゴム部を形成するための方法を説明するための図である。

Claims

発泡ゴムで構成してなるゴム組成物において、
前記発泡ゴムは、特定方向に沿って実質上連続して延び、樹脂保護膜によって封じ込められた連続気泡を有することを特徴とするゴム組成物。
前記発泡ゴムは、加硫前においては、特定方向に沿って連続して糸状に延びる樹脂コードと、発泡剤とを有し、
前記樹脂コードは、加硫時に溶融し、このときの粘度が発泡ゴムを構成するゴムのそれよりも低い物性をもち、
前記発泡剤は、加硫時に発泡してガスを生成する物性をもち、
前記連続気泡は、前記樹脂コードが前記樹脂保護膜となって、前記発泡剤によって生成したガスの少なくとも一部を封じ込めることによって形成してなる請求項１記載のゴム組成物。
トレッドゴムの、少なくとも踏面を形成する上層ゴム部を、発泡ゴムで構成してなる空気入りタイヤにおいて、
前記発泡ゴムは、タイヤ周方向に沿って実質上連続的に延び、樹脂保護膜によって封じ込められたトロイド状の連続気泡を有することを特徴とする空気入りタイヤ。
連続気泡は、トレッド厚み方向に複数段配設する請求項３記載の空気入りタイヤ。
前記発泡ゴムは、加硫前においては、タイヤ周方向に沿って連続して糸状に延びる樹脂コードと、発泡剤とを有し、
前記樹脂コードは、加硫時に溶融し、このときの粘度が上層ゴム部を構成するゴムのそれよりも低い物性をもち、
前記発泡剤は、加硫時に発泡してガスを生成する物性をもち、
前記連続気泡は、前記樹脂コードが前記樹脂保護膜となって、前記発泡剤によって生成したガスの少なくとも一部を封じ込めることによって形成してなる請求項３又は４記載の空気入りタイヤ。
樹脂コードのコード径は１０〜１００μｍである請求項５記載の空気入りタイヤ。
樹脂コードの融点は、トレッドゴム自体の加硫最高温度以下である請求項５又は６記載の空気入りタイヤ。
前記発泡ゴムは、前記連続気泡に加えて、長さ０．５〜５ｍｍの長尺状気泡を有し、これら長尺状気泡は、前記連続気泡とネットワーク状につながる配置になる請求項３〜７のいずれか１項記載の空気入りタイヤ。
前記発泡ゴムは、その内部に含有する全気泡の存在割合が、重量比にして１０〜４０％の範囲であり、ＨＤが３８〜５８である請求項３〜８のいずれか１項記載の空気入りタイヤ。
上層ゴム部の厚さは、トレッドゴムの厚さの３０〜７０％の範囲である請求項３〜９のいずれか１項記載の空気入りタイヤ。
１本もしくは複数本の樹脂コードを、平行配置した状態で発泡剤を含有する発泡ゴムで被覆して、所定幅のシート状部材を形成し、該シート状部材を、グリーンケース又は成形ドラムの周りに、シート状部材の樹脂コードがグリーンケース又は成形ドラムの周方向に沿うように巻回積層することによって、トレッドゴムを構成する上層ゴム部を形成した後、加硫を行い、このとき、前記樹脂コードが溶融して樹脂保護膜を形成するとともに、この樹脂保護膜が、発泡ゴム中に含有する発泡剤の発泡によって生成したガスの少なくとも一部を封じ込めることによって、上層ゴム部を構成する発泡ゴムに、タイヤ周方向に沿って実質上連続的に延びるトロイド状の連続気泡を形成することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
少なくとも１本の樹脂コードを、発泡剤を含有する発泡ゴムで被覆した狭幅のリボン状部材を、グリーンケース又は成形ドラムの周りに、リボン状部材の樹脂コードがグリーンケース又は成形ドラムの周方向に沿うように巻回積層することによって、トレッドゴムを構成する上層ゴム部を形成した後、加硫を行い、このとき、前記樹脂コードが溶融して樹脂保護膜を形成するとともに、この樹脂保護膜が、発泡ゴム中に含有する発泡剤の発泡によって生成したガスの少なくとも一部を封じ込めることによって、上層ゴム部を構成する発泡ゴムに、タイヤ周方向に沿って実質上連続的に延びるトロイド状の連続気泡を形成することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。
前記シート状部材およびリボン状部材は、１本もしくは複数本の樹脂コードを引き出し、これら引き出された樹脂コードを、インシュレーション方式によって発泡ゴムで被覆することによって形成する請求項１１又は１２記載の空気入りタイヤの製造方法。
前記シート状部材およびリボン状部材は、１本もしくは複数本の樹脂コードを、発泡剤を含有するコード状ゴムで取り囲むように積層し、インサータを用いてゴム被覆することによって形成してなる請求項１１又は１２記載の空気入りタイヤの製造方法。
前記シート状部材は、１本もしくは複数本の樹脂コードを平行配置した状態で２枚の発泡ゴムシートで挟み込むことによって形成する請求項１１記載の空気入りタイヤの製造方法。
トレッドゴムの少なくとも上層ゴム部は、前記リボン状部材を、一巻き毎に幅端部分同士が重なり合うようにタイヤ幅方向にずらしながら巻回積層することによって形成する請求項１２〜１４のいずれか１項記載の空気入りタイヤの製造方法。
グリーンケース又は成形ドラムの周りに、発泡剤を含有するリボン状ゴムシートと、樹脂コードとを、前記樹脂コードが所定の間隔でグリーンケース又は成形ドラムの周方向に沿うように巻回積層することによって、トレッドゴムを構成する上層ゴム部を形成した後、加硫を行い、このとき、前記樹脂コードが溶融して樹脂保護膜を形成するとともに、この樹脂保護膜が、発泡ゴム中に含有する発泡剤の発泡によって生成したガスの少なくとも一部を封じ込めることによって、上層ゴム部を構成する発泡ゴムに、タイヤ周方向に沿って実質上連続的に延びるトロイド状の連続気泡を形成することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。