説明

タイヤ用補強材の製造方法及び空気入りラジアルタイヤ

【課題】タイヤのベルト補強層に用いることで、該ベルト補強層の空気不透過性及びタイヤの高速耐久性を向上させることが可能なタイヤ用補強材の製造方法を提供する。
【解決手段】片撚りのナイロンコードに接着剤を付着させる工程と、接着剤付きナイロンコードをヒートセットゾーンに通してヒートセット処理を行う工程と、ヒートセット処理を施したナイロンコードをノルマライジングゾーンに通してノルマライジング処理を行う工程とを含み、ヒートセットゾーンにおけるコード張力(Hot)及びノルマライジングゾーンにおけるコード張力(Nor)がそれぞれ独立して0.86〜1.43g/dtexであり、ヒートセットゾーンにおけるコード張力(Hot)とノルマライジングゾーンにおけるコード張力(Nor)との比(Hot/Nor)が0.9〜1.2であることを特徴とする接着剤付きナイロンコードからなるタイヤ用補強材の製造方法である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、タイヤ用補強材の製造方法及び該方法で製造した補強材をベルト補強層に用いた空気入りラジアルタイヤに関し、特には、タイヤのベルト補強層に用いることで、該ベルト補強層の空気不透過性及びタイヤの高速耐久性を向上させることが可能なタイヤ用補強材の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
一般に、空気入りラジアルタイヤのベルトには、主としてタイヤの赤道面に対し或るコード角度に傾斜配列されたスチールコードを含有する少なくとも2枚のベルト層が、これら層中のコードが互いに交差するようにして用いられている。また、タイヤの耐久性、特には、高速走行時におけるタイヤの耐久性を向上させるために、該ベルトのタイヤ半径方向外側に有機繊維コード等よりなるベルト補強層が配置されることがある。
【0003】
現在、タイヤの高速耐久性を向上させるために、ベルト補強層を採用することは一般的となっており、また、該ベルト補強層におけるコードの材質としては、耐熱性及び耐熱接着性等の観点から、66ナイロン等のナイロンが主として用いられている。また、従来は、かかるナイロンからなるコードを2本撚り合わせた双撚りコードや、ナイロンからなるコードを1本撚った片撚りコード等が使用されてきた(下記特許文献1参照)。
【0004】
上記ナイロンコードは、コーティングゴムとの接着性を確保するために、通常、接着剤を塗布した後、乾燥ゾーン、ヒートセットゾーン及びノルマライジングゾーンを通して、コードの表面に接着剤を付着させる接着剤処理が施される。その後、接着剤処理されたコードをコーティングゴムで被覆してコード−ゴム複合体とした後、ベルトのタイヤ径方向外側において、タイヤ周方向に連続して螺旋状に巻回されてベルト補強層を形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2007−191832号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、双撚りのナイロンコードをベルト補強層に用いたタイヤは、タイヤの重量が増加してしまう上、転がり抵抗が大きく、改善の余地が有った。これに対して、片撚りのナイロンコードをベルト補強層に用いたタイヤは、タイヤ重量及び転がり抵抗の点で改善が見られるものの、高速耐久性の点で更なる改善の余地が有った。
【0007】
また、ナイロンコードをベルト補強層に用いたタイヤは、ポリエステル繊維等の他の有機繊維からなるコードをベルト補強層に用いたタイヤよりも、コード内に空気が透過し易い。そのため、ベルト補強層にナイロンコードを使用したタイヤにおいては、悪路走行等によりトレッドに複数のカットが生じた場合、カット箇所同士の間で空気漏れ現象が引き起こされるという問題もあった。
【0008】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決し、タイヤの補強層、特にはベルト補強層に用いることで、補強層の空気不透過性及びタイヤの高速耐久性を向上させることが可能なタイヤ用補強材の製造方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、かかる方法で製造した補強材をベルト補強層に用いた、空気不透過性及び高速耐久性に優れた空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、片撚りのナイロンコードの接着剤処理時において、ヒートセットゾーンにおけるコード張力(Hot)及びノルマライジングゾーンにおけるコード張力(Nor)を特定の範囲にしつつ、ヒートセットゾーンにおけるコード張力(Hot)とノルマライジングゾーンにおけるコード張力(Nor)との比(Hot/Nor)を特定の範囲にすることで、タイヤのベルト補強層に用いることで、ベルト補強層の空気不透過性及びタイヤの高速耐久性を改善することが可能なタイヤ用補強材が得られる上、また、該タイヤ用補強材は、驚くべきことに、コーティングゴムとの接着性が良好で、接着剤処理時の糸抜け・糸切れ等の問題も生じることがないことことを見出し、本発明を完成させるに至った。
【0010】
即ち、本発明のタイヤ用補強材の製造方法は、
片撚りのナイロンコードに接着剤を付着させる工程と、
前記接着剤付きナイロンコードをヒートセットゾーンに通してヒートセット処理を行う工程と、
前記ヒートセット処理を施したナイロンコードをノルマライジングゾーンに通してノルマライジング処理を行う工程と
を含み、
前記ヒートセットゾーンにおけるコード張力(Hot)及び前記ノルマライジングゾーンにおけるコード張力(Nor)がそれぞれ独立して0.86〜1.43g/dtexであり、
前記ヒートセットゾーンにおけるコード張力(Hot)と前記ノルマライジングゾーンにおけるコード張力(Nor)との比(Hot/Nor)が0.9〜1.2である
ことを特徴とする。なお、本発明の方法で製造されるタイヤ用補強材は、接着剤付きナイロンコードからなる。
【0011】
また、本発明の空気入りラジアルタイヤは、一対のビード部及び一対のサイドウォール部と、両サイドウォール部に連なるトレッド部とを有し、前記一対のビード部間にトロイド状に延在させたラジアルカーカスと、該ラジアルカーカスのクラウン部のタイヤ半径方向外側に配置したベルトと、該ベルトのタイヤ半径方向外側に配置したベルト補強層とを具え、
前記ベルト補強層が上記の方法で製造したタイヤ用補強材を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、タイヤの補強層、特にはベルト補強層に用いた場合に、補強層の空気不透過性及びタイヤの高速耐久性を向上させることができ、また、コーティングゴムとの接着性が良好で、接着剤処理時の糸抜け・糸切れ等の問題も防止されたタイヤ用補強材の製造方法を提供することができる。また、かかる方法で製造した補強材をベルト補強層に用いた、空気不透過性及び高速耐久性に優れた空気入りラジアルタイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本発明の空気入りラジアルタイヤの一実施態様の断面図である。
【図2】実施例及び比較例における空気入りラジアルタイヤの空気不透過性の評価におけるタイヤ赤道面の部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下に、本発明を詳細に説明する。本発明のタイヤ用補強材の製造方法は、片撚りのナイロンコードに接着剤を付着させる工程と、該接着剤付きナイロンコードをヒートセットゾーンに通してヒートセット処理を行う工程と、該ヒートセット処理を施したナイロンコードをノルマライジングゾーンに通してノルマライジング処理を行う工程とを含む。なお、本発明の方法で製造したタイヤ用補強材は、タイヤの種々の補強層に用いることができるが、特には、ベルト補強層中の補強材として特に好適である。
【0015】
上記ナイロンコードは、片撚り構造であり、例えば、ナイロンからなるフィラメント束1本に撚り加工を施することで、作製することができる。ここで、コードの材質としては、66ナイロン、6ナイロン等の種々のナイロンを使用でき、これらの中でも、66ナイロンが好ましい。
【0016】
上記ナイロンコードは、特に限定されるものではないが、総繊度が1000dtex〜2000dtexであることが好ましい。ナイロンコードの総繊度がこの範囲であれば、ベルト補強層に適用した際のベルト補強層の空気不透過性を改善することができる上、タイヤ製造時におけるトレッドゴムとベルト補強層との間の空気溜まり不良等を防止でき、空気漏れを起こさないコスト安のタイヤ用補強材が得られる。
【0017】
また、上記ナイロンコードは、特に限定されるものではないが、撚り数が7〜20回/10cmであることが好ましい。ナイロンコードの撚り数が7回/10cm未満では、糸のフィラメントがバラけてしまい、作業性が悪く、一方、ナイロンコードの撚り数が20回/10cmを超えると、撚りが戻ろうとする力が強くなるので、やはり作業性に問題が出てくる。
【0018】
上記接着剤の付着工程で用いる接着剤としては、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。該接着剤は、2液型の反応性接着剤であってもよいし、1液型の非反応性接着剤であってよい。2液型反応性接着剤を使用した場合、コードの周り及び内部が比較的硬い接着剤層で被覆又は含浸されてコード全体が固められ、タイヤ用補強材の空気透過性が一般に低くなる。一方、1液型非反応性接着剤を使用した場合、コードの周り及び隙間を、適度な硬さの接着剤層で覆うことができる。
【0019】
上記2液型反応性接着剤を使用する場合は、例えば、ナイロンコードにエポキシ化合物又はブロックド・イソシアネート化合物を含有する第1液を塗布した後、レゾルシンと、ホルムアルデヒドと、ラテックスと、水酸化ナトリウム及びアンモニア水の少なくとも一方とを含有する第2液(所謂、RFL液)を塗布する。
【0020】
一方、上記1液型反応性接着剤を使用する場合は、例えば、ナイロンコードにトリアリルシアヌレートとレゾルシンとホルムアルデヒドとアンモニア水とから生成する液(所謂N3)等と、RFL液との混合液を塗布したり、p−クロロフェノールとホルムアルデヒドとから生成する2,6−ビス(2’,4’−ジヒドロキシフェニルメチル)−4−クロロフェノールを主成分とする反応生成物と、レゾルシンと、ホルムアルデヒドと、アンモニア水とからなる液(所謂PEXUL)を上記RFL液と混合してなる液を塗布したり、多価フェノールポリサルファイドと、レゾルシン及びホルムアルデヒドの縮合物とをアルカリ下で熟成した液と、上記RFL液とを混合した液を塗布する。
【0021】
上記接着剤の付着方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ディップコート法、バーコート法、ニーダーコート法、カーテンコート法、ローラコート法、スピンコート法などが挙げられ、これらの中でもディップコート法が好ましい。該ディップコート法にて行う場合、第1液剤、第2液剤等の塗布液を各種浴等の容器に収容させておき、上記ナイロンコードを上記塗布液中に浸漬させればよい。
【0022】
上記のようにして接着剤を付着させたコードは、ヒートセットゾーン及びノルマライジングゾーンを通す前に、乾燥ゾーンを通して、乾燥処理を行うことが好ましい。ここで、乾燥処理条件としては、温度が160〜170℃の範囲が好ましく、時間が60〜120秒間の範囲が好ましい。
【0023】
本発明の方法では、接着剤を付着させたナイロンコード、好ましくは接着剤を付着させ乾燥処理を施したナイロンコードをヒートセットゾーンに通してヒートセット処理を行った後、該ヒートセット処理を施したナイロンコードをノルマライジングゾーンに通してノルマライジング処理を行う。これら、ヒートセット処理及びノルマライジング処理は、加熱緊張処理であり、コードに張力を負荷しつつ加熱処理を施す。ここで、ヒートセットゾーン及びノルマライジングゾーンの温度は250〜260℃の範囲が好ましく、また、これら各ゾーンを通す時間は60〜120秒間の範囲が好ましい。
【0024】
本発明の方法において、上記ヒートセットゾーンにおけるコード張力(Hot)及びノルマライジングゾーンにおけるコード張力(Nor)は、0.86〜1.43g/dtexの範囲であり、コード張力(Hot)とコード張力(Nor)とは、同一でも、異なってもよい。ここで、ヒートセットゾーンにおけるコード張力(Hot)及びノルマライジングゾーンにおけるコード張力(Nor)が0.86g/dtex未満では、得られたタイヤ用補強材をベルト補強層に用いた場合、該ベルト補強層の空気不透過性が不十分であり、また、タイヤの高速耐久性を十分に向上させることもできない。一方、ヒートセットゾーンにおけるコード張力(Hot)及びノルマライジングゾーンにおけるコード張力(Nor)が1.43g/dtexを超えると、コードのパッキング状態が強固になることで、接着剤がコードの繊維間に入り難くなり、得られたタイヤ用補強材とコーティングゴムとの接着性が低下し、また、ヒートセット処理及びノルマライジング処理において、経糸切れ、糸抜け等の問題が発生することがある。
【0025】
更に、本発明の方法においては、上記ヒートセットゾーンにおけるコード張力(Hot)とノルマライジングゾーンにおけるコード張力(Nor)との比(Hot/Nor)が0.9〜1.2の範囲である。該比(Hot/Nor)が0.9未満では、コードのパッキング性が低く、接着剤が過剰に含浸し易く、コードの内部まで接着剤が過剰に浸透してしまう結果、タイヤ製造時におけるトレッドゴムとの間に空気溜まり不良等が引き起こされる。一方、上記比(Hot/Nor)が1.2を超えると、コードのパッキングが強く、空気漏れが生じやすいタイヤ用補強材となる。
【0026】
本発明の空気入りラジアルタイヤのベルト補強層は、上記の方法で製造したタイヤ用補強材を含むことを特徴とする。上記ナイロンコードを接着剤処理して得たタイヤ用補強材は、例えば、ゴム引きして幅狭のストリップとした後、タイヤ周方向に連続して螺旋状に巻回されてベルト補強層を形成する。ここで、ストリップの幅は、5〜20mmの範囲が好ましい。本発明の空気入りラジアルタイヤにおいては、ベルト補強層に用いる補強材(接着剤処理コード)以外に特に制限はなく、通常のタイヤ部材を用いて、通常の方法で製造することができる。ここで、タイヤ用補強材をゴム引きするのに用いるコーティングゴムは、特に限定されるものではなく、従来のベルト補強層に用いていたコーティングゴムを用いることができる。
【0027】
上記ベルト補強層において、ナイロンコードの打ち込み数は、特に限定されるものではないが、60〜70本/5cmの範囲が好ましい。ナイロンコードの打ち込み数がこの範囲であれば、タイヤ重量を増加させることなく、剛性を確保できる。
【0028】
以下に、図を参照して本発明の空気入りラジアルタイヤを詳細に説明する。図1は、本発明の空気入りラジアルタイヤの一実施態様の断面図である。図1に示すタイヤは、一対のビード部1と、一対のサイドウォール部2と、トレッド部3と、ビード部1に埋設されたビードコア4間にトロイド状に延在させたラジアルカーカス5と、該ラジアルカーカス5のクラウン部でタイヤ半径方向外側に配置した2枚のベルト層からなるベルト6と、該ベルト6のタイヤ半径方向外側でベルト6の全体を覆うように配置したベルト補強層7Aと、該ベルト補強層7Aの両端部のみを覆うように配置した一対のベルト補強層7Bとを具える。
【0029】
図示例のタイヤにおいて、ラジアルカーカス5は、一枚のカーカスプライから構成されており、また、ビード部1内に夫々埋設した一対のビードコア4間にトロイド状に延在する本体部と、各ビードコア4の周りでタイヤ幅方向の内側から外側に向けて半径方向外方に巻上げた折り返し部とからなるが、本発明のタイヤにおいて、ラジアルカーカス5のプライ数及び構造は、これに限られるものではない。ここで、ラジアルカーカス5を構成するカーカスプライは、複数の補強コードをコーティングゴムで被覆してなり、該補強コードとしては、ポリエチレンテレフタレートコード、ナイロンコード、レーヨンコード等の有機繊維コードの他、スチールコードを用いてもよい。
【0030】
また、図示例のタイヤのベルト6は、二枚のベルト層から構成されており、各ベルト層は、通常、タイヤ赤道面に対して傾斜して延びるコードのゴム引き層、好ましくは、スチールコードのゴム引き層からなり、更に、二枚のベルト層が、該ベルト層を構成するコードが互いにタイヤ赤道面を挟んで交差するように積層されてベルト6を構成している。なお、図中のベルト6は、二枚のベルト層からなるが、本発明のタイヤにおいて、ベルト6を構成するベルト層の枚数は、これに限られるものではない。
【0031】
また、図示例のタイヤにおいて、ベルト補強層7A,7Bは、タイヤ周方向に対し実質的に平行に配列したナイロンコードのゴム引き層からなる。該ベルト補強層7A,7Bは、上述のようにしてナイロンコードを接着剤処理して得たタイヤ用補強材をコーティングゴムでゴム引きして準備した幅狭のストリップをタイヤ周方向に連続して螺旋状に巻回して形成されている。この場合、タイヤ周方向にジョイント部がないため、タイヤのユニフォミティーが良好となり、また、ジョイント部がないため、ジョイント部への歪集中も防止できる。なお、図示例のタイヤは、ベルト補強層7A及び7Bを具えるが、ベルト補強層7A及び7Bのいずれか一方が省略されたタイヤも本発明のタイヤの一実施態様である。また、図示例のタイヤにおいては、ベルト補強層7A,7Bはそれぞれ一層であるが、二層以上であってもよい。
【0032】
図示例のタイヤのベルト補強層7A,7Bには、上述した方法で製造したタイヤ用補強材が用いられているため、空気不透過性が従来のタイヤに比べて大幅に向上している。また、本発明にタイヤにおいては、ベルト補強層7A,7Bの配設により、クラウン部の周方向の張力剛性が大きくなり、ベルト6によるタガ効果が高まるため、タイヤの高速耐久性が向上する。なお、本発明の空気入りラジアルタイヤにおいて、タイヤ内に充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を変えた空気、又は窒素等の不活性ガスを用いることができる。
【実施例】
【0033】
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
【0034】
表1に示す構造のナイロンコード(材質:66ナイロン)を、特公昭63−12503号公報の実施例1における1液非反応系接着剤を収容する浴中に浸漬した。次に、乾燥ゾーンを通して、乾燥処理を170℃で85秒間行った。更に、ヒートセットゾーン及びノルマライジングゾーンを通して、接着剤付きのナイロンコードにヒートセット処理及びノルマライジング処理を行った。なお、ヒートセットゾーン及びノルマライジングゾーンの温度は250〜260℃であり、それそれのゾーンをそれぞれ85秒で通過するようにした。ヒートセットゾーンにおけるコード張力(Hot)及びノルマライジングゾーンにおけるコード張力(Nor)を表1に示す。
【0035】
次に、図1に示す構造で、サイズ195/65R15の空き入りラジアルタイヤを常法に従って作製した。なお、ラジアルカーカス5としては、1100dtex/2(1100デシテックス2本撚り)の撚り数(下撚り×上撚り)47×47(回/10cm)のポリエチレンテレフタレートコードをゴム引きしてシート状にしたもの(打込み数が55本/5cm)を用いた。また、ベルト6としては、1×5×0.23構造のスチールコードをゴム引きしてシート状にしたもの(打込み角度が周方向に対して左右それぞれ26°、打込み数が40本/5cm)を2枚用いた。
【0036】
また、ベルト補強層は、上記接着剤処理を施したコードをコーティングゴムでゴム引きして得たストリップをタイヤ周方向に対して0〜5°の角度でベルトのタイヤ半径方向外側に螺旋状に巻き付けて形成した。なお、ベルト補強層は、図1に示す構造であり、ここで、ベルト補強層7Aは、ベルトよりもタイヤ幅方向外側にそれぞれ5mm広く、また、ベルト補強層7Bは、幅がそれぞれ30mmである。得られたタイヤに対し、下記の方法で、高速耐久性、空気不透過性、接着性、糸切れ・糸抜け性を評価した。結果を表1に示す。
【0037】
<高速耐久性>
試作タイヤをサイズ6J−15のリムに組み付け、200kPaの内圧充填下、150km/hの速度で30分間走行させ、故障が無ければ速度を6km/hづつ上げていき、故障発生時の速度を測定し、比較例1の故障発生速度を100として指数表示した。指数値が大きくなる程、耐久限界速度が高く、高速耐久性に優れることを示す。
【0038】
<空気不透過性>
(1)キリ(木ネジ:φ5mm)を用いて、供試タイヤのインナーライナー側(図2中のa)からベルト補強層に達する穴をあけた。但し、穴はベルト補強層を突き通るものの、タイヤを貫通はしない。
(2)インナーライナー側から穴を形成した位置からタイヤ周方向3cmの位置に、トレッド側からカッターを用いてベルト補強層を切断した(図2のb)。なお、刃先がベルトに到達するまでの位置を切断しても構わない。
(3)上記(2)でカットしたトレッド位置に、直径40mmの漏斗を逆さまに被せ、周囲を粘土で埋めてカット部から漏れてくる空気が漏斗の口に集まるようにした。
(4)上記漏斗口に空気流量計を接続して、漏れ出てくる空気量を測定した。なお、ベルト補強層中のコードの切断は2本を前提とするものの、3本のコードの切断が生じた場合、その評価においては、流量×2/3の値を適用換算した。結果は、比較例1の空気量を100として指数表示した。指数値が大きい程、空気量が少なく、空気不透過性が良好であることを示す。
【0039】
<接着性>
コードをゴム中に埋設し、加硫後、コードを引き抜く際の力を測定し、比較例1のコードを引き抜く際の力を100として指数表示した。指数値が大きい程、接着性が高く、良好であることを示す。
【0040】
<糸切れ・糸抜け性>
糸切れ・糸抜けしなかった割合を求め、比較例1の糸切れ・糸抜けしなかった割合を100として指数表示した。指数値が大きい程、糸切れ・糸抜けが起こり難く、良好であることを示す。
【0041】
【表1】

【0042】
表1から、実施例1〜3のタイヤは、比較例1のタイヤに比べて、空気不透過性が高く、高速耐久性にも優れることが分かる。また、実施例1〜3のタイヤは、接着性、糸切れ・糸抜け性が、比較例1のタイヤと同等以上であった。
【0043】
一方、比較例2のタイヤは、ヒートセットゾーンにおけるコード張力(Hot)及びノルマライジングゾーンにおけるコード張力(Nor)が低すぎる上、比(Hot/Nor)が高過ぎるため、空気不透過性及び高速耐久性が実施例1〜3のタイヤに比べて劣っていた。
【符号の説明】
【0044】
1 ビード部
2 サイドウォール部
3 トレッド部
4 ビードコア
5 ラジアルカーカス
6 ベルト
7A,7B ベルト補強層

【特許請求の範囲】
【請求項1】
片撚りのナイロンコードに接着剤を付着させる工程と、
前記接着剤付きナイロンコードをヒートセットゾーンに通してヒートセット処理を行う工程と、
前記ヒートセット処理を施したナイロンコードをノルマライジングゾーンに通してノルマライジング処理を行う工程と
を含み、
前記ヒートセットゾーンにおけるコード張力(Hot)及び前記ノルマライジングゾーンにおけるコード張力(Nor)がそれぞれ独立して0.86〜1.43g/dtexであり、
前記ヒートセットゾーンにおけるコード張力(Hot)と前記ノルマライジングゾーンにおけるコード張力(Nor)との比(Hot/Nor)が0.9〜1.2である
ことを特徴とする接着剤付きナイロンコードからなるタイヤ用補強材の製造方法。
【請求項2】
一対のビード部及び一対のサイドウォール部と、両サイドウォール部に連なるトレッド部とを有し、前記一対のビード部間にトロイド状に延在させたラジアルカーカスと、該ラジアルカーカスのクラウン部のタイヤ半径方向外側に配置したベルトと、該ベルトのタイヤ半径方向外側に配置したベルト補強層とを具える空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記ベルト補強層が請求項1に記載の方法で製造したタイヤ用補強材を含むことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。

【図1】
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【図2】
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【公開番号】特開2010−248648(P2010−248648A)
【公開日】平成22年11月4日(2010.11.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−97413(P2009−97413)
【出願日】平成21年4月13日(2009.4.13)
【出願人】(000005278)株式会社ブリヂストン (11,469)
【Fターム(参考)】