説明

空気入りラジアルタイヤ

【課題】強度や剛性に優れ、かつ、良好なユニフォミティを確保できる空気入りラジアルタイヤを提供する。
【解決手段】熱収縮応力の極大値を150〜180℃の範囲内に有する改質有機繊維コードを補強用に用いた空気入りラジアルタイヤである。改質有機繊維コードの熱収縮応力の極大値は、好適には4N以上である。また、改質有機繊維コードは、好適には、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレートまたはポリケトン繊維からなる。一対のビードコア間に跨ってトロイド状に延在し、少なくとも1枚のカーカスプライからなるカーカスと、カーカスのクラウン部ラジアル方向に配置された少なくとも1枚のベルトプライからなるベルト層とを有し、カーカスプライがゴム被覆された有機繊維コードからなる空気入りラジアルタイヤであって、前記改質有機繊維コードを、有機繊維コードとして用いてなる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は空気入りラジアルタイヤ(以下、単に「タイヤ」とも称する)に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、空気入りラジアルタイヤにおいて、その骨格をなすカーカスプライには、所定の熱収縮応力を有する有機繊維からなるコードが一般的に使用されている。かかる有機繊維コードの熱収縮応力は温度依存性を示し、温度変化に伴って変動するが、タイヤの使用温度領域にかけて熱収縮応力が増加することは、タイヤの強度や剛性を高める観点から望ましい。
【0003】
有機繊維コードの改良に係る技術としては、例えば、特許文献1に、ポリエステル繊維からなるコードに接着剤を付与した後、少なくとも230℃以上で熱セットし、所定強度、伸度および寸法安定性を有するタイヤコード用処理コードを得る技術が開示されている。また、特許文献2には、ポリケトン撚糸コードをレゾルシン−ホルマリン−ラテックス樹脂に浸漬後、熱処理するにあたり、この熱処理時の、温度を100〜270℃とするとともに、張力を、ポリケトン撚糸コードの熱収縮応力との間で所定の関係を満足するよう設定する技術が開示されている。さらに、特許文献3には、カーカスに所定のポリオレフィンケトンで形成されたコードを適用することで、ユニフォミティーと高荷重耐久性と操縦安定性との向上を図った空気入りラジアルタイヤが開示されている。
【特許文献1】特許2569720号公報(特許請求の範囲等)
【特許文献2】特開2004−218189号公報(特許請求の範囲等)
【特許文献3】特開2000−190705号公報(特許請求の範囲等)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、タイヤのカーカスプライに熱収縮応力の高いコードを適用すると、上記熱収縮応力の温度依存性に起因して、上述したようにタイヤの強度や剛性を高めることができる一方で、タイヤの加硫温度領域(150〜180℃)にわたり熱収縮応力が増加してしまう場合がある。加硫に伴いカーカスコードの熱収縮応力が徐々に増加すると、インナーライナーに対しコードが食い込んでしまうなど、プライ乱れが生じてしまい、加硫後の寸法安定性が悪化して、製品タイヤとしてのユニフォミティに悪影響を与えるという問題があった。
【0005】
そこで本発明の目的は、上述の問題点を解消して、強度や剛性に優れ、かつ、良好なユニフォミティを確保できる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】
【0006】
本発明者は鋭意検討した結果、下記構成とすることにより上記問題を解消しうることを見出して、本発明を完成するに至った。
【0007】
即ち、本発明の空気入りラジアルタイヤは、熱収縮応力の極大値を150〜180℃の範囲内に有する改質有機繊維コードを補強用に用いたことを特徴とするものである。
【0008】
熱収縮応力の極大値が4N以上である有機繊維コードの場合に、本願効果がより有効に発揮される。
【0009】
また、前記改質有機繊維コードは、有機繊維からなるコードを接着剤にディップするディップ工程と、該ディップされた有機繊維コードを乾燥する乾燥工程と、該乾燥された有機繊維コードを温度150〜180℃の範囲内で熱処理する熱処理工程と、を含む改質処理により改質されてなるものであることも好ましい。前記改質有機繊維コードは、好適には、ポリアミド(PA)、ポリエチレンテレフタレート(PET)またはポリケトン(PK)繊維からなる。
【0010】
本発明のタイヤは、特には、一対のビードコア間に跨ってトロイド状に延在し、少なくとも1枚のカーカスプライからなるカーカスと、該カーカスのクラウン部ラジアル方向に配置された少なくとも1枚のベルトプライからなるベルト層とを有し、前記カーカスプライがゴム被覆された有機繊維コードからなる空気入りラジアルタイヤであって、前記改質有機繊維コードを、該有機繊維コードとして用いてなるものである。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、熱収縮応力が、昇温に伴い加硫温度領域にかけて増加し、その付近で極大値を取った後、緩やかに減少するような特性を有する改質有機繊維コードを用いることで、加硫時におけるコードの過大な収縮に起因する寸法安定性の悪化を生ずることなく、強度や剛性に優れ、かつ、ユニフォミティの良好な空気入りラジアルタイヤを実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
本発明の空気入りラジアルタイヤは、熱収縮応力の極大値を150〜180℃の範囲内に有する改質有機繊維コードを補強用に用いた点に特徴を有する。
【0013】
有機繊維コードの熱収縮率は加硫温度付近(150〜180℃)において徐々に増加し、それに伴い、熱収縮応力も増加して、極大値を取った後、減少する。本発明に係る改質有機繊維コードにおいては、この熱収縮応力の極大値が加硫温度付近に存在し、その後熱収縮応力は緩やかに減少することになる。従ってかかる改質有機繊維コードをタイヤに適用することで、加硫後における寸法安定性が悪化して製品タイヤとしてのユニフォミティが悪化するという従来の問題を解決できるものである。
【0014】
本発明に用いる改質有機繊維コードは、熱収縮応力の極大値を150〜180℃の範囲内に有する以外の点、例えば、撚り構造や撚りピッチ等については特に制限されるものではなく、用途に応じて適宜決定することが可能である。好適には、改質有機繊維コードの熱収縮応力の極大値が4N以上である。
【0015】
また、改質有機繊維コードを構成する有機繊維についても特に制限されるものではなく、例えば、ナイロン、アラミドなどのポリアミド(PA)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)などのポリエステル、レーヨン、ポリケトン(PK)繊維、ビニロン等を挙げることができ、特に好適には、PA、PETおよびPK繊維である。
【0016】
PAまたはPETからなるコードの場合に、上記特性を有する改質有機繊維コードを得るための改質処理方法としては、これら有機繊維からなるコードを接着剤にディップし(ディップ工程)、ディップされた有機繊維コードを乾燥した後(乾燥工程)、乾燥された有機繊維コードを温度150〜180℃の範囲内で熱処理する(熱処理工程)方法を好適に用いることができる。
【0017】
かかる熱処理温度を加硫温度領域である150〜180℃の範囲内とすることで、PAまたはPETからなる改質有機繊維コードの熱収縮応力が極大値を示す温度をコントロールすることができ、即ち、コードの熱収縮応力が、この熱処理時の設定温度付近で極大値を取ることになる。この場合、熱処理温度を150℃未満に設定すると、温度が低すぎて十分な接着剤層が形成されず、接着性が悪くなる。その一方、180℃を超える温度に設定すると、加硫温度よりも高温領域に極大点を持つことになるため、本発明の所期の目的を達成できない。
【0018】
なお、本発明に用いる改質有機繊維コードを得るための改質処理方法については、上記改質処理時における張力または熱処理温度以外の熱処理条件、ディップ工程および乾燥工程に関する条件、具体的な装置等については特に制限されず、常法に従い行うことができる。
【0019】
図1に、本発明の空気入りラジアルタイヤの一例の概略断面図を示す。図示するタイヤは、一対のビードコア1間に跨ってトロイド状に延在する少なくとも1枚のカーカスプライ2からなるカーカスと、そのクラウン部ラジアル方向に配置された少なくとも1枚のベルトプライ3からなるベルト層とを有し、カーカスプライ2は、ゴム被覆された有機繊維コードがラジアル方向に互いに平行に配列されてなる。本発明のタイヤにおいては、上記改質有機繊維コードを、かかるカーカスプライ2の補強用の有機繊維コードとして好適に用いることができる。カーカスプライ2に上記改質有機繊維コードを適用することで、前述した加硫後寸法安定性の悪化を防止して、ユニフォミティに優れた製品タイヤを得ることが可能となる。
【0020】
本発明のタイヤは、上記改質有機繊維コードを補強用に用いる以外の点については特に制限されるものではなく、常法に従い構成することができる。例えば、図示するタイヤは、左右一対のビード部11と、ビード部11からタイヤ半径方向外側に延びる一対のサイドウォール部12と、両サイドウォール部12間にトロイド状をなして連なるトレッド部13とを備え、これら各部をカーカスプライ2で補強している。また、ベルトプライ3は、ゴム被覆されたコードが実質上タイヤ周方向に平行にスパイラル状に巻回形成されてなり、コードとしては非伸張性高弾性コードが好ましく用いられ、かつ、通常、トレッド幅と同等の幅で形成される。さらに、図示はしないが、タイヤの最内層には通常インナーライナーが配置され、トレッド表面には、適宜トレッドパターンが形成される。さらにまた、本発明の空気入りタイヤにおいて、タイヤ内に充填する気体としては、通常のあるいは酸素分圧を変えた空気、または、窒素等の不活性ガスを用いることができる。
【実施例】
【0021】
以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
(実施例1)
1670dtex・2本撚りのPETからなるコードに、ディップ工程:160℃×1.5kg,乾燥工程:230℃×1.5kg,熱処理工程:160℃×1.5kgの処理条件にて改質を施して、改質PETコードを得た。得られた改質PETコードの熱収縮応力を下記に従い測定した結果を、図2に示す。図2から分かるように、得られた改質PETコードの熱収縮応力は、昇温に伴い増大した後、加硫温度付近の161℃で極大値を有し、その後、緩やかに減少している。
【0022】
<熱収縮応力測定方法>
改質コードをチャック間に保持し、チャック間距離を250mmに固定して、恒温槽内に浸漬した。恒温槽内の温度を10℃/minで昇温していくと、繊維の熱収縮に伴う応力が発生し、その値は温度によって変動するため、その熱収縮応力を昇温と共に連続的に測定した。
【0023】
次いで、得られた改質PETコードをカーカスプライに適用したタイヤサイズ195/60R15の空気入りラジアルタイヤ(図1参照)を作製し、下記に従いユニフォミティおよび接着性につき評価した。加硫温度は160℃とした。評価結果は、従来例1を100として指数にて示した。ユニフォミティについては数値が小さいほど良好であり、接着性については数値が大きいほど良好である。
【0024】
<ユニフォミティの評価方法>
自動車規格JASO C 607「自動車用タイヤのユニフォミティ試験方法」に準拠して評価した。
【0025】
<接着性の評価方法>
自動車規格JASO C 607「自動車用タイヤのユニフォミティ試験方法」に準拠して評価した。
【0026】
(従来例1、実施例2,3および比較例1,2)
また、熱処理工程における熱処理温度を夫々変えた以外は実施例1と同様にして改質PETコードを得、得られた各改質PETコードにつき、実施例1と同様にして熱収縮応力の極大値を求めた。次いで、得られた各改質PETコードをカーカスプライに適用したタイヤを作製し、実施例1と同様にしてユニフォミティおよび接着性につき評価した。
これらの結果を、下記の表1中に併せて示す。
【0027】
【表1】

【0028】
上記表1および図2の結果から分かるように、熱処理温度の調整により160℃付近に熱収縮応力の極大値が生じた実施例1に係る改質PETコードでは、熱収縮応力が加硫温度付近(150℃〜180℃)にかけて徐々に増加し、極大値を取った後は緩やかに(0.006N/℃)減少している。そのため、ユニフォミティは従来例1と比較して良好である。
【0029】
また、熱処理温度の調整により150℃付近に極大値が生じた実施例2に係る改質PETコードは、加硫温度に達しない範囲に極大値を持つため、ユニフォミティは、従来例1より良いものの、実施例1と比較すると良くない。
【0030】
さらに、熱処理温度の調整により180℃付近に極大値が生じた実施例3に係る改質PETコードは、加硫温度を超える範囲に極大値を持つため、加硫中も応力変化が生じ、ユニフォミティは、従来例1より良いものの、実施例1,2に比べて良くない。また、接着性は従来例1と比べて向上している。
【0031】
これに対し、熱処理温度の調整により130℃付近に極大値が生じた比較例1に係る改質PETコードは、加硫温度領域(150℃〜180℃)に達しない領域に極大値を持つため、ユニフォミティは従来例1と比較すると良くない。また、接着性は従来例1と比べて悪化している。
【0032】
また、熱処理温度の調整により200℃付近に極大値が生じた比較例2に係る改質PETコードは、加硫温度領域(150℃〜180℃)を超える領域に極大値を持つため、加硫中も応力変化が生じ続け、結果として、ユニフォミティは従来例1より悪化している。
【0033】
(実施例4)
1400dtex・2本撚りのナイロン(ポリアミド)からなるコードに、ディップ工程:140℃×1.0kg,乾燥工程:200℃×1.5kg,熱処理工程:160℃×1.5kgの処理条件にて改質を施して、改質ナイロンコードを得た。得られた改質ナイロンコードの熱収縮応力を改質PETコードの場合と同様にして測定した結果を、図3に示す。図3から分かるように、得られた改質ナイロンコードの熱収縮応力は、昇温に伴い増大した後、加硫温度付近の161℃で極大値を有し、その後、緩やかに減少している。
【0034】
次いで、得られた改質ナイロンコードをカーカスプライに適用したタイヤサイズ195/60R15の空気入りラジアルタイヤ(図1参照)を作製し、前述に従いユニフォミティおよび接着性につき評価した。加硫温度は160℃とした。評価結果は、従来例2を100として指数にて示した。ユニフォミティについては数値が小さいほど良好であり、接着性については数値が大きいほど良好である。
【0035】
(従来例2、実施例5,6および比較例3,4)
また、熱処理工程における熱処理温度を夫々変えた以外は実施例4と同様にして改質ナイロンコードを得、得られた各改質ナイロンコードにつき、実施例4と同様にして熱収縮応力の極大値を求めた。次いで、得られた各改質ナイロンコードをカーカスプライに適用したタイヤを作製し、実施例4と同様にしてユニフォミティおよび接着性につき評価した。
これらの結果を、下記の表2中に併せて示す。
【0036】
【表2】

【0037】
上記表2および図3の結果から分かるように、熱処理温度の調整により160℃付近に熱収縮応力の極大値が生じた実施例4に係る改質ナイロンコードでは、熱収縮応力が加硫温度付近(150℃〜180℃)にかけて徐々に増加し、極大値を取った後は緩やかに減少している。そのため、ユニフォミティは従来例2と比較して良好である。
【0038】
また、熱処理温度の調整により150℃付近に極大値が生じた実施例5に係る改質ナイロンコードは、加硫温度に達しない範囲に極大値を持つため、ユニフォミティは、従来例2より良いものの、実施例4と比較すると良くない。
【0039】
さらに、熱処理温度の調整により180℃付近に極大値が生じた実施例6に係る改質ナイロンコードは、加硫温度を超える範囲に極大値を持つため、加硫中も応力変化が生じ、ユニフォミティは、従来例2より良いものの、実施例4,5に比べて良くない。また、接着性は従来例2と比べて向上している。
【0040】
これに対し、熱処理温度の調整により130℃付近に極大値が生じた比較例3に係る改質ナイロンコードは、加硫温度領域(150℃〜180℃)に達しない領域に極大値を持つため、ユニフォミティは従来例2と比較すると良くない。また、接着性は従来例2と比べて悪化している。
【0041】
また、熱処理温度の調整により200℃付近に極大値が生じた比較例4に係る改質ナイロンコードは、加硫温度領域(150℃〜180℃)を超える領域に極大値を持つため、加硫中も応力変化が生じ続け、結果として、ユニフォミティは従来例2より悪化している。
【図面の簡単な説明】
【0042】
【図1】本発明の一実施の形態に係る空気入りラジアルタイヤの概略断面図である。
【図2】実施例における改質PETコードの熱収縮応力の測定結果を示すグラフである。
【図3】実施例における改質ナイロンコードの熱収縮応力の測定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【0043】
1 ビードコア
2 カーカスプライ
3 ベルトプライ
11 ビード部
12 サイドウォール部
13 トレッド部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
熱収縮応力の極大値を150〜180℃の範囲内に有する改質有機繊維コードを補強用に用いたことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
【請求項2】
前記改質有機繊維コードの熱収縮応力の極大値が、4N以上である請求項1記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項3】
前記改質有機繊維コードが、有機繊維からなるコードを接着剤にディップするディップ工程と、該ディップされた有機繊維コードを乾燥する乾燥工程と、該乾燥された有機繊維コードを温度150〜180℃の範囲内で熱処理する熱処理工程と、を含む改質処理により改質されてなる請求項1記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項4】
前記改質有機繊維コードがポリアミド、ポリエチレンテレフタレートまたはポリケトン繊維からなる請求項1〜3のうちいずれか一項記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項5】
一対のビードコア間に跨ってトロイド状に延在し、少なくとも1枚のカーカスプライからなるカーカスと、該カーカスのクラウン部ラジアル方向に配置された少なくとも1枚のベルトプライからなるベルト層とを有し、前記カーカスプライがゴム被覆された有機繊維コードからなる空気入りラジアルタイヤであって、前記改質有機繊維コードを、該有機繊維コードとして用いてなる請求項1〜4のうちいずれか一項記載の空気入りラジアルタイヤ。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2007−196699(P2007−196699A)
【公開日】平成19年8月9日(2007.8.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−13924(P2006−13924)
【出願日】平成18年1月23日(2006.1.23)
【出願人】(000005278)株式会社ブリヂストン (11,469)
【Fターム(参考)】