説明

空気入りラジアルタイヤ

【課題】加硫故障の発生減少並びに高速耐久性とロードノイズの改善を可能にしたラジアルタイヤを提供する。
【解決手段】トレッド部1におけるベルト層6の外周側に補強コードをタイヤ周方向に巻回してなるベルトカバー層7を配置したラジアルタイヤにおいて、ベルトカバー層7の補強コードとして、撚り係数KPが300〜2000となる下撚りが与えられていると共に、150℃での乾熱収縮率が1.5%以下であり、150℃での熱収縮応力が0.68cN/dtex以下であり、下記(1)式で表される構造を有するポリオレフィンケトン繊維の下撚り糸と、撚り係数KPよりも小さい撚り係数KNとなる下撚りが与えられているナイロン繊維の下撚り糸とを撚り合わせた複合コードを用いる。−(CH2−CH2−CO)n−(R−CO)m−・・・(1)ここで、1.05≧(n+m)/n≧1.00、Rは炭素数が3以上のアルキレン基である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ポリオレフィンケトン繊維をベルトカバー層に用いた空気入りラジアルタイヤに関し、更に詳しくは、加硫故障の発生を抑制しながら高速耐久性とロードノイズを改善することを可能にした空気入りラジアルタイヤに関する。
【背景技術】
【0002】
空気入りラジアルタイヤにおいて、高速耐久性を向上すると共に走行時のロードノイズを低減するために、ベルト層の外周側に補強コードをタイヤ周方向に巻回してなるベルトカバー層を配置することが行われている。このようなベルトカバー層の補強コードとしては、熱収縮性を有するナイロン繊維コードを用いることが一般的である(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、近年では高速耐久性とロードノイズの更なる改善が求められており、ナイロン繊維コードからなるベルトカバー層では必ずしも十分な改善効果が得られないのが現状である。
【0003】
そこで、ベルトカバー層の補強コードとして、ナイロン繊維コードよりも弾性率が高いポリオレフィンケトン繊維コードを使用することが提案されている(例えば、特許文献2参照)。ところが、ベルトカバー層にポリオレフィンケトン繊維コードを用いた場合、その繊維コードが加硫時のリフト変形に追従できずにベルト層への食い込みを生じ、加硫故障を生じ易いという問題がある。
【0004】
また、ベルトカバー層の補強コードとして、ポリオレフィンケトン繊維とナイロン繊維との複合コードを使用し、その下撚り係数及び上撚り係数の範囲を規定することにより、加硫故障の発生を抑制しながら高速耐久性とロードノイズを改善することが提案されている(例えば、特許文献3参照)。しかしながら、この場合、良好な効果が期待されるものの、下撚り係数及び上撚り係数が狭い範囲に限定されるため、撚り構造の設計自由度が狭くなるという欠点がある。
【特許文献1】特開2005−193865号公報
【特許文献2】特開2000−142025号公報
【特許文献3】特開2006−264666号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の目的は、加硫故障の発生を抑制しながら高速耐久性とロードノイズの改善を可能にし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】
【0006】
上記目的を達成するための本発明の空気入りラジアルタイヤは、左右一対のビード部間にカーカス層を装架し、トレッド部における前記カーカス層の外周側にベルト層を埋設すると共に、前記ベルト層の外周側に補強コードをタイヤ周方向に巻回してなるベルトカバー層を配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベルトカバー層の補強コードとして、撚り係数KP が300〜2000となる下撚りが与えられていると共に、150℃での乾熱収縮率が1.5%以下であり、150℃での熱収縮応力が0.68cN/dtex以下であり、下記(1)式で表される構造を有するポリオレフィンケトン繊維の下撚り糸と、前記撚り係数KP よりも小さい撚り係数KN となる下撚りが与えられているナイロン繊維の下撚り糸とを撚り合わせた複合コードを用いたことを特徴とするものである。
−(CH2 −CH2 −CO)n−(R−CO)m− ・・・(1)
ここで、1.05≧(n+m)/n≧1.00、
Rは炭素数が3以上のアルキレン基である。
【発明の効果】
【0007】
本発明では、ベルトカバー層の補強コードとして、撚り係数KP に加えて150℃での乾熱収縮率(@150℃×30分)及び150℃での熱収縮応力を所定の範囲に規定したポリオレフィンケトン繊維の下撚り糸と、撚り係数KN が撚り係数KP よりも小さいナイロン繊維の下撚り糸とを撚り合わせた複合コードを用いることにより、初期伸びを確保しながらポリオレフィンケトン繊維の弾性率を活かすことを可能にし、それによって、加硫故障の発生を抑制しながら高速耐久性とロードノイズの改善を可能にする。また、ポリオレフィンケトン繊維の下撚り糸の150℃での乾熱収縮率及び150℃での熱収縮応力を所定の範囲に規定しているので、撚り構造の設計自由度を従来よりも大きくすることが可能である。
【0008】
本発明において、複合コードの撚り係数KC とポリオレフィンケトン繊維の下撚り糸の撚り係数KP とが1≦KC /KP ≦8の関係を満足することが好ましい。これにより、良好な高速耐久性を確保することができる。
【0009】
また、ポリオレフィンケトン繊維の下撚り糸の繊度は500〜1670dtexであり、ナイロン繊維の下撚り糸の繊度は470〜1400dtexであることが好ましい。これにより、高速耐久性とロードノイズの改善効果を十分に得ることができる。
【0010】
更に、複合コードの表面にはレゾルシン、フォルマリン及びラテックスを含むRFL処理液にて単一の接着層を形成することが好ましい。つまり、ポリオレフィンケトン繊維の下撚り糸とナイロン繊維の下撚り糸との複合コードは、RFL処理液による1浴処理にて良好な接着性を確保することができる。
【0011】
本発明において、乾熱収縮率及び乾熱収縮応力はJIS L1017に準じて測定されたものである。また、撚り係数KP ,KN ,KC はそれぞれ以下のように規定されるものである。
P =TP √DP
但し、TP :ポリオレフィンケトン繊維の下撚り数(回/10cm)
P :ポリオレフィンケトン繊維の下撚り糸の繊度(dtex)
N =TN √DN
但し、TN :ナイロン繊維の下撚り数(回/10cm)
N :ナイロン繊維の下撚り糸の繊度(dtex)
C =TC √DC
但し、TC :複合コードの上撚り数(回/10cm)
C :複合コードの総繊度(dtex)
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図1は本発明の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤを示し、1はトレッド部、2はサイドウォール部、3はビード部である。左右一対のビード部3,3間にはカーカス層4が装架され、そのカーカス層4の端部がビードコア5の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。トレッド部1におけるカーカス層4の外周側には複数層のベルト層6,6が埋設されている。これらベルト層6,6は補強コードがタイヤ周方向に対して傾斜し、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。
【0013】
上記空気入りラジアルタイヤにおいて、ベルト層6,6の外周側には、補強コードをタイヤ周方向に巻回してなるベルトカバー層7が配置されている。このベルトカバー層7は少なくともベルト層6,6のタイヤ幅方向の両端部を覆うように配置されている。また、ベルトカバー層7は少なくとも1本の繊維コードを引き揃えてゴム被覆してなるストリップ材をタイヤ周方向に対して実質的に0°で連続的に巻回したジョイントレス構造とすることが望ましい。ベルトカバー層7の補強コードとしては、ポリオレフィンケトン繊維の下撚り糸とナイロン繊維の下撚り糸とを撚り合わせた複合コードが使用されている。
【0014】
ここで用いるポリオレフィンケトン繊維は、特開平1−124617号公報、特開平2−112413号公報、米国特許第5194210号公報、特開平9−324377号公報、特開2001−115007号公報、特開2001−131825号公報などで開示された溶融紡糸や湿式紡糸によって得ることができるが、下記(1)式で表される構造を有するポリオレフィンケトン繊維を用いることが必要である。
−(CH2 −CH2 −CO)n−(R−CO)m− ・・・(1)
ここで、1.05≧(n+m)/n≧1.00、
Rは炭素数が3以上のアルキレン基である。
【0015】
(1)式において、mの分率(エチレン以外のアルキレンユニット)が増えると、タイヤの走行成長が大きくなり、耐久性が低下する。これは、紡糸繊維の結晶構造がmユニットの増加により変化し、分子鎖間の二次結合力が低下するためと考えられる。また、該繊維の強度が低くなると撚りコードとした時に更に強度が低下するので、タイヤの破壊強度を確保するためにコードの使用量を多くする必要があり、軽量で経済性の高いタイヤの提供が困難となる。ここでより好ましくはm=0である実質的にエチレンと一酸化炭素だけからなる交互共重合ポリマーを用いるのが良い。このような繊維を製造するには湿式紡糸を用いるのが好適である。
【0016】
ポリオレフィンケトン繊維の下撚り糸の撚り係数KP は300〜2000とする。この撚り係数KP が300未満であると耐疲労性が低下し、逆に2000を超えると複合コードのディップ反の平坦性が悪くなるため該ディップ反の圧延加工性が悪化する。ポリオレフィンケトン繊維の下撚り糸の繊度は500〜1670dtexであると良い。ポリオレフィンケトン繊維の下撚り糸の繊度が500dtex未満であると高速耐久性やロードノイズの改善効果が不十分になり、逆に1670dtexを超えると加硫時における複合コードのベルト部への食い込みにより加硫故障を生じ易くなる。
【0017】
ポリオレフィンケトン繊維の下撚り糸の150℃での乾熱収縮率は1.5%以下とする。この乾熱収縮率が1.5%を超えると加硫時における複合コードのベルト部への食い込みにより加硫故障を生じ易くなる。また、ポリオレフィンケトン繊維の下撚り糸の150℃での熱収縮応力は0.68cN/dtex以下とする。この乾熱収縮応力が0.68cN/dtexを超えると加硫時における複合コードのベルト部への食い込みにより加硫故障を生じ易くなる。
【0018】
一方、ナイロン繊維の下撚り糸の撚り係数KN は撚り係数KP よりも小さくし、好ましくは、150〜1500とする。ナイロン繊維の下撚り糸の撚り係数KN が撚り係数KP よりも大きいと複合コードの破壊形態が悪化し、劇的なコード破壊を生じ易くなる。ナイロン繊維の下撚り糸の繊度は470〜1400dtexであると良い。ナイロン繊維の下撚り糸の繊度が470dtex未満であると複合コードの初期伸びが不十分になり、逆に1400dtexを超えると高速耐久性やロードノイズの改善効果が不十分になる。
【0019】
複合コードの撚り係数KC とポリオレフィンケトン繊維の下撚り糸の撚り係数KP とは1≦KC /KP ≦8の関係を満足することが好ましい。KC /KP <1であると複合コードの耐疲労性が悪化し、KC /KP >8とすると加硫故障が生じ易くなる。
【0020】
複合コードの表面にはレゾルシン、フォルマリン及びラテックスを含むRFL処理液にて単一の接着層を形成することが好ましい。複合コードの表面にRFL処理液による接着層だけを設けた場合であっても良好な接着性を確保することができ、2浴処理に比べて製造工程を簡略化することができる。
【0021】
上記複合コードはディップ処理時にヒートセットゾーン及びノルマライズゾーンの処理温度をそれぞれ200〜250℃にして60〜180秒間熱処理することが好ましい。その際、ヒートセットゾーンで複合コードに与える張力は1.24cN/dtex以下にすると良い。ヒートセットゾーンでのコード張力を1.24cN/dtex以下にすることにより、ポリオレフィンケトン繊維の下撚り糸の乾熱収縮率及び乾熱収縮応力を低く抑えることができる。
【実施例】
【0022】
タイヤサイズ225/60R16で、ベルト層の幅方向全域を覆うフルカバー構造のベルトカバー層を備えた空気入りラジアルタイヤにおいて、ベルトカバー層の補強コードとして、ポリオレフィンケトン繊維の下撚り糸とナイロン繊維の下撚り糸とを撚り合わせた複合コードを用いた実施例1〜7及び比較例1〜3の空気入りラジアルタイヤをそれぞれ製作した。また、ベルトカバー層の補強コードとして、ポリオレフィンケトン繊維の下撚り糸を2本撚り合わせたコードを用いた比較例4の空気入りラジアルタイヤを製作した。更に、ベルトカバー層の補強コードとして、ナイロン繊維の下撚り糸を2本撚り合わせたコードを用いた比較例5の空気入りラジアルタイヤを製作した。
【0023】
実施例1〜7及び比較例1〜5の空気入りラジアルタイヤにおいて、ポリオレフィンケトン繊維の下撚り糸の150℃での乾熱収縮率及び150℃での熱収縮応力、ポリオレフィンケトン繊維の下撚り糸の撚り係数KP 、ナイロン繊維の下撚り糸の撚り係数KN 、コードの撚り係数KC 、KC /KP 、ヒートセットゾーンでのテンション、ノルマライズゾーンでのテンションは表1及び表2の通りである。なお、ポリオレフィンケトン繊維(POK)には、(n+m)/n=1.00のものを使用した。ナイロン繊維には66ナイロン(N66)を使用した。
【0024】
これら試験タイヤについて、下記の方法により、ロードノイズ、高速耐久性及び耐加硫故障を評価し、その結果を表1及び表2に併せて示した。
【0025】
ロードノイズ:
試験タイヤをリムサイズ16×7JJのホイールに組み付けて空気圧210kPaの条件で車両に装着し、運転席窓側の耳位置にマイクロフォンを設置し、舗装路面を速度60km/hで走行した際の音圧レベルを測定した。評価結果は、測定値の逆数を用い、基準タイヤ(比較例5)を100とする指数にて示した。この指数値が大きいほどロードノイズが少ないことを意味する。
【0026】
高速耐久性:
試験内圧210kPa、速度81km/hの条件にて、JATMAで規定された空気圧条件に対応する荷重の88%で120分間ならし走行した。次いで、3時間以上放冷した後、空気圧を再調整し、121km/hの速度から試験を開始し、30分毎に速度を8km/hづつ段階的に上昇させ、故障が発生するまでの走行距離を測定した。評価結果は、基準タイヤ(比較例5)を100とする指数にて示した。この指数値が大きいほど高速耐久性が優れていることを意味する。なお、故障時に劇的な破壊を生じたものには評価値に「*」を付記した。
【0027】
耐加硫故障:
加硫後のタイヤを切断し、ベルト層端部におけるベルトカバー層の食い込み状態を目視にて判定した。そして、食い込みが全く見られない場合を「○」で示し、食い込みが僅かに見られる場合を「△」で示し、食い込みが大きく製品として不適当である場合を「×」で示した。
【0028】
【表1】

【0029】
【表2】

【0030】
この表1及び表2から明らかなように、実施例1〜7のタイヤは比較例5に比べてロードノイズが少なく、高速耐久性が優れ、しかも加硫故障を生じ難いものであった。一方、比較例1のタイヤは撚り係数KN が撚り係数KP よりも大きいため故障時に劇的な破壊を生じていた。比較例2のタイヤはポリオレフィンケトン繊維の下撚り糸の撚り係数KP が大き過ぎるためディップ反が平坦にならず圧延加工性が悪いものであった。比較例3のタイヤはポリオレフィンケトン繊維の下撚り糸の乾熱収縮率及び熱収縮応力が大き過ぎるため加硫時にベルトカバー層のコードがベルト部に食い込んで加硫故障を生じていた。その結果、比較例3のタイヤについては性能試験を実施することができなかった。比較例4のタイヤはベルトカバー層にポリオレフィンケトン繊維コードを用いているため加硫時にベルトカバー層のコードがベルト部に食い込んで加硫故障を生じるもの場合が多かった。但し、比較例4のタイヤのうち加硫故障を生じていないものは良好な性能を呈していた。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】本発明の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤを示す子午線半断面図である。
【符号の説明】
【0032】
1 トレッド部
2 サイドウォール部
3 ビード部
4 カーカス層
5 ビードコア
6 ベルト層
7 ベルトカバー層

【特許請求の範囲】
【請求項1】
左右一対のビード部間にカーカス層を装架し、トレッド部における前記カーカス層の外周側にベルト層を埋設すると共に、前記ベルト層の外周側に補強コードをタイヤ周方向に巻回してなるベルトカバー層を配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベルトカバー層の補強コードとして、撚り係数KP が300〜2000となる下撚りが与えられていると共に、150℃での乾熱収縮率が1.5%以下であり、150℃での熱収縮応力が0.68cN/dtex以下であり、下記(1)式で表される構造を有するポリオレフィンケトン繊維の下撚り糸と、前記撚り係数KP よりも小さい撚り係数KN となる下撚りが与えられているナイロン繊維の下撚り糸とを撚り合わせた複合コードを用いたことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
−(CH2 −CH2 −CO)n−(R−CO)m− ・・・(1)
ここで、1.05≧(n+m)/n≧1.00、
Rは炭素数が3以上のアルキレン基である。
【請求項2】
前記複合コードの撚り係数KC と前記ポリオレフィンケトン繊維の下撚り糸の撚り係数KP とが1≦KC /KP ≦8の関係を満足することを特徴とする請求項1に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項3】
前記ポリオレフィンケトン繊維の下撚り糸の繊度が500〜1670dtexであり、前記ナイロン繊維の下撚り糸の繊度が470〜1400dtexであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項4】
前記複合コードの表面にレゾルシン、フォルマリン及びラテックスを含むRFL処理液にて単一の接着層を形成したことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。

【図1】
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【公開番号】特開2009−280013(P2009−280013A)
【公開日】平成21年12月3日(2009.12.3)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−132270(P2008−132270)
【出願日】平成20年5月20日(2008.5.20)
【出願人】(000006714)横浜ゴム株式会社 (4,905)
【Fターム(参考)】