JP2005343301A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 高速耐久性とユニフォミティーを向上するキャッププライを有する空気入りラジアルタイヤを提供する。
【解決手段】 空気入りラジアルタイヤＴのキャッププライ１が、レーヨンフィラメント束を撚り合わせた下撚糸９ａと、ナイロンフィラメント束を前記下撚糸９ａと同方向に撚り合わせた下撚糸９ｂとを引き揃え、これら下撚糸９ａ、９ｂの撚り方向と逆方向に撚り合わせた複合コード９により形成される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、空気入りラジアルタイヤに関し、特に高速耐久性とユニフォミティーとに優れた空気入りラジアルタイヤに関する。

近年、空気入りラジアルタイヤでは、高速性能や操縦安定性を一層高めるため、トレッド部のベルト層の外側にタイヤ周方向に略平行に連続的にコードを巻回させて補強層を形成したタイヤが使用され、高速走行時のベルト層端部のせり上がり現象によるベルトエッジ部のセパレーションや、タイヤ外周の成長等を抑制してタイヤの耐久性を向上することが行われている。

このようなラジアルタイヤでは、ベルト層の外側にナイロンなどの低弾性率コードをタイヤ周方向にほぼ平行に連続的に巻回させるようにしたキャッププライと呼ばれるベルト補強層を設けるのが一般的であった。しかし、ナイロンコードは引張弾性率が小さいため、近時の超扁平化に伴うベルト部への負荷の増大に対応するためのタイヤ周方向の引張剛性を確保するには困難となっている。

このため、引張弾性率の高いアラミド繊維等の高弾性率有機繊維をキャッププライに使用することが考えられるが、アラミド繊維は高弾性率であるため伸びが小さく、タイヤ加硫成形時のリフティングにベルト部が追従することができず加硫窯との密着性に欠けタイヤの加硫成形性を低下させユニフォミティーを悪化させるだけでなく、ベルト層が不均一に乱れて耐久性を低下させるという問題がある。

このような高弾性率繊維の問題を解決するものとして、高弾性率フィラメントと低弾性率フィラメント、或いはそれらの糸条を撚り合わせた複合コードを使用する提案がなされている（特許文献１，２）。
特開平１−２４７２０４号公報 特開平４−２８３２号公報

しかしながら、上記文献１に記載のアラミド繊維や芳香族ポリエステル繊維の高弾性率フィラメントとナイロン繊維などの低弾性率フィラメントとを撚り合わせた複合コードでは、ゴムとの接着性を確保し高速耐久性やユニフォミティーを向上するために、アラミド繊維用の特殊な接着処理液を使用しなければならず、また、アラミド繊維などの特殊材料は高価であるため、汎用のラジアルタイヤにはコスト面から適用し難いという問題がある。

また、文献２には、高弾性率コードとして高倍率で延伸したナイロン繊維を用いることが開示されているが、コード製造時に延伸工程が増加するという煩雑さが伴う。

そこで本発明の目的は、一般的なＲＦＬ処理液で接着処理が可能であり、工程数の増加を伴うことがなく得られる複合コードをキャッププライに適用することで、高弾性率繊維の加硫時のリフティングの問題を解消し、高速耐久性とユニフォミティーを向上することのできる空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

請求項１に記載の発明は、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアの周りを折返されるラジアル配列のカーカス層と、トレッド部の内部かつ前記カーカス層の半径方向外側に配されたベルト層を具えるとともに、前記ベルト層の外側にタイヤ周方向に略平行にコードを巻回させ補強層を形成した空気入りラジアルタイヤにおいて、前記補強層のコードが、レーヨンフィラメント束とナイロンフィラメント束とを撚り合わせてなり、前記レーヨンフィラメントの総繊度が２６００デシテックス以下であり、かつ前記レーヨンフィラメントの構成比率が該コードの総繊度の５０〜７０％を構成する複合コードからなり、該複合コードにＲＦＬ処理及び熱処理が施されていることを特徴とする空気入りラジアルタイヤである。

請求項２に記載の発明は、前記複合コードが、レーヨンフィラメント束を撚り合わせた少なくとも１本の下撚糸と、ナイロンフィラメント束を前記下撚糸と同方向に撚り合わせた少なくとも１本の下撚糸とを引き揃え、これら下撚糸の撚り方向と逆方向に撚り合わせてな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である。

請求項３に記載の発明は、前記熱処理における処理温度が１７０〜１８０℃であることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りラジアルタイヤである。

本発明の空気入りラジアルタイヤによれば、このようにキャッププライを構成する複合コードをレーヨンフィラメントとナイロンフィラメントにより構成したので、ナイロンがタイヤ加硫時のリフト率に対応するための低荷重時の伸びを大きくしてタイヤ精度を良好にしてユニフォミティーや耐久性を向上し、また高速走行中の遠心力や発熱に対してレーヨンの高モジュラス性とナイロンの高収縮性が作用してベルト層周上の引張剛性を確保し、ベルト層端部のせり上がり現象によるエッジ部のセパレーションやタイヤ外周の成長を抑制してタイヤの耐久性を向上することができる。また、複合コードがレーヨンとナイロンとで構成されるので、一般的なＲＦＬ処理液によりゴムとの高い接着性を得ることができる。

本発明のよると、レーヨンとナイロンとにより構成した複合コードをキャッププライに適用することで、コード製造の工程増や特殊な接着処理を必要とせずに、高速耐久性とユニフォミティーを向上する空気入りラジアルタイヤを提供することができる。

以下に、本発明の実施の形態を説明する。

図１は本発明の実施形態に係る乗用車用の空気入りラジアルタイヤ（以下、ラジアルタイヤという）Ｔを示すタイヤ断面図、図２はトレッド部のキャッププライ部分の展開図である。

ラジアルタイヤＴ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サイドウォール部３と、両サイドウォール部３の内方端に位置するビード部４とを有している。また各ビード部４は、環状のビードコア５が埋設され、ビードコア５、５間にはカーカス層６が装架されるとともに、トレッド部２におけるカーカス層６の外周側には２枚のベルト層７がコードを互いに交差させるように配設されている。このカーカス層６にはポリエステル、レーヨン、ナイロン等の有機繊維コードが、またベルト層７のコードにはスチールコード、アラミド繊維等の高弾性率コードが使用されている。

さらに、ベルト層７外側のトレッド部２には、１層の補強層からなるキャッププライ１が配置されている。このキャッププライ１は、図２に示すように、１本の補強コード９を、又はコード９を２〜１０本程度を引き揃えゴム被覆した５〜１５ｍｍ幅のリボン状連続ストリップをタイヤ周方向に対して０〜１０°のコード角度でベルト層７上に連続的に巻回して形成されている。

このキャッププライ１を構成する層数は特に限定されるものではなく、図に示すように１層であってもよく、或いは２層または３層以上でもよい。また、ベルト層７の補強層は、図示のようにベルト層７の全幅を覆う上記キャッププライ１のように設けてもよく、或いは図４に示すようにベルト層７の端部のみを覆うようにしたエッジプライ８を形成したものでもよく、またキャッププライ１とエッジプライ８との両者を備えるものであってもよい。

キャッププライ１やエッジプライ８を構成する補強コードは、図３に示すような複合コード９から構成されている。複合コード９は、同方向に下撚りがかけられた２本の下撚糸９ａ，９ｂが引き揃えられ、その下撚糸９ａ，９ｂの撚り方向とは逆方向の上撚りが施され形成されている。複合コード９を構成する下撚糸の本数としては、生産性の観点からは図示のように２本の下撚糸９ａ，９ｂが好ましいが、３本以上で構成してもよい。

複合コード９を構成する下撚糸９ａはレーヨンのフィラメント束をＺ方向に撚り合わせたもので、また下撚糸９ｂはナイロン６、６６、４６などのナイロンフィラメント束を下撚糸９ａと同じＺ方向に撚り合わせたものからなり、複合コード９は下撚糸９ａ、９ｂを引き揃えて下撚糸９ａ、９ｂの撚り方向と逆のＳ方向に撚り合わされ形成されている。

また、複合コード９は、上記のように下撚りを施した下撚糸９ａ、９ｂを用いずに、レーヨンフィラメント束とナイロンフィラメント束とを引き揃えて配置したものを一度に撚り合わせたものであってもよいし、レーヨンとナイロンの各フィラメント小束をランダムに配置して撚り合わせたコードでもよい。なお、複合コード９に用いられるレーヨンは、強力レベルの高いスーパー２が好ましく、さらにグレードの高いスーパー３であることが望ましい。

ここで、複合コード９を構成するレーヨンフィラメントの総繊度は２６００デシテックス（ｄｔｅｘ）以下であることが好ましく、レーヨンの繊度が２６００ｄｔｅｘを越えて多くなると、レーヨンの強度の割りには嵩高になって発熱性に対して不利となりキャッププライ１の補強コードとしての使用が困難になり、またレーヨンの高モジュラス性とナイロンの低荷重時伸び特性を両立させるためには益々コード径が大きくなってしまう。

また、複合コード９のレーヨンフィラメントとナイロンフィラメントとの構成比率は、レーヨンフィラメントの比率が複合コード９の総繊度の５０〜７０％を構成することが好ましい。レーヨンの比率が５０％未満では、コードのモジュラス不足からベルト層の拘束効果に欠け高速走行時のベルト層のせり上がりを十分抑制することができず耐久性が不十分となり、７０％を越えるとナイロンの低荷重時伸びの効果が発揮できず加硫時のリフティングに追従することが困難になる。

本発明に用いられる複合コード９の接着処理は、ナイロンコードの処理に用いられる一般的な公知のＲＦＬ処理液を使用してコードの接着剤処理を行うことができる。このＲＦＬ処理液は、例えば、アルカリ水溶液中でレゾルシンとホルマリンを反応させた液を、天然ゴムや合成ゴムラテックスに添加し熟成させて得られる。そして、このＲＦＬ処理は、ゴム業界で通常に使用されるディッピング処理装置により、コードをＲＦＬ液中にディッピングした後、乾燥処理して行われる。

複合コード９の熱処理は、通常、前記ＲＦＬ処理の後に連続してディッピング処理装置により行わる。すなわち、複合コード９をＲＦＬ処理液中に浸してディッピング処理を施した後、所定温度の乾燥処理（ドライ）ゾーンでＲＦＬ処理液の乾燥処理を行った後、連続して配置された緊張熱処理（ヒートストレッチ）ゾーン及び緊張緩和熱処理（ヒートリラックス）ゾーンの中を所定張力下で順次通過させて熱処理し熱セットさせてコード物性が調整され、その後冷却されディップコードとなる。

本発明においては、上記ヒートストレッチゾーン及びヒートリラックスゾーンにおける熱処理温度を１７０〜１８０℃とすることで、レーヨンの熱劣化を防いで高モジュラス性、強度、接着性などの諸物性を損なうことなく、ナイロンの低荷重時伸び特性や接着性などの物性を得ることができ、キャッププライの補強コードとして有用なコード物性を備えるものとなる。

この熱処理温度が１７０℃未満であると、ナイロンの熱処理が不足して、所望の低荷重時の伸びや収縮性、接着性が得られず、１８０℃を越えるとレーヨンの劣化によりモジュラスや強度が低下し高速耐久性が不十分になる。

すなわち、本発明に用いられる複合コード９は、低荷重域ではナイロンの特長により高い伸びを示し、加硫時のリフティングに容易に追従してベルト層に乱れを発生させずユニフォミティーを均一にして操縦安定性を向上することができる。また、複合コードが加硫時のリフトによって形態的に引き伸ばされた後は伸びが小さくなるとともにレーヨンの高モジュラスが作用し、さらにナイロンの収縮率が大きくなって走行中の発熱による収縮応力によりベルト層を締め付ける効果も相乗され、高速走行時のベルト層端部のせり上がりや外周の成長を抑制し、タイヤの高速耐久性を向上することができる。

以下、実施例に基づいて本発明をさらに詳しく説明する。

表１に記載の仕様に従うレーヨンフィラメントとナイロン６６フィラメントからなる下撚糸（Ａ）と（Ｂ）を用い、これらを引き揃えて上撚りをかけて撚り合わせた各複合コードを作成し、ゴム工業で一般に用いられるディッピング処理装置により、一般的なナイロン用ＲＦＬ処理液を用いてディッピング処理しドライゾーンで乾燥させた後、表に記載の熱処理条件（温度×時間）で熱処理を行いディップコードを作成した。なお、表の熱処理条件欄において、ドライゾーンを１Ｚ、ヒートストレッチゾーンを２Ｚ、ヒートリラックスゾーンを３Ｚと略して記した。

得られた各ディップコードのコード強力、２％伸張時荷重と接着力をＪＩＳ Ｌ１０１７に記載の「引張り試験、Ｔテスト（Ａ法）」に準じて測定し、表に示した。

また、このディップコードを用いて表記載のエンド数で引き揃えゴム被覆したトッピングシートから幅１０ｍｍのリボン状連続ストリップを作成し、このストリップをベルト層上に連続的に巻回して１プライのキャッププライを形成した図１に示すタイヤサイズ１９５／５０Ｒ１５ ８２Ｖの試験タイヤを製造し、タイヤの高速耐久性能とユニフォミティーを下記方法により評価した。なお、試験タイヤのカーカス層はポリエステル１６７０ｄｔｅｘ／２（エンド数２３本／２５ｍｍ）の２プライ、ベルト層はスチールコード２＋２×０．２５（エンド数２０．５本／２５ｍｍ）の交差角度２３度の２プライとした。

［高速耐久性］
試験タイヤを標準リムにリム組みし、空気圧３００ｋＰａ、荷重３．４ｋＮの条件下に、ドラム径１７０７ｍｍの回転ドラムを使用し、ＥＣＥ−Ｒ３０の高速耐久試験法に準拠し規定時間を走行させた後、１０分毎に速度を１０Ｋｍ／ｈずつ増加して、タイヤが故障するまで走行させた。故障発生までの走行距離を、比較例１を１００とする指数で表に示した。数値が大きいほど良好である。

［ユニフォミティー］
ＪＡＳＯ Ｃ６０７の自動車用タイヤのユニフォミティー試験方法に準拠してラジアルフォースバリエーション（ＲＦＶ）を測定し、比較例１を基準にして評価した。比較例１と同等ないし優れるを「○」、５％以上劣るを「×」として表に示した。

表１に示す結果から明らかなように、本発明に係る実施例１及び２のタイヤは比較例１の従来構成のキャッププライを備えたタイヤに対して高速耐久性が大きく向上し、ユニフォミティーは同等以上の水準にあって操縦安定性が安定している。実施例に対して、比較例２はレーヨンの構成比率が少なくモジュラス不足から高速耐久性が実施例ほど向上せず、比較例３はレーヨンの比率が多すぎるため加硫時のリフティング追従性に劣りベルト精度が低下しユニフォミティーと耐久性が悪化した。レーヨンの総繊度が多い比較例４ではコード径が大きくなってトレッドボリュームが増し、発熱が高く早期にブローアウトした。また、熱処理温度の高い比較例５はコード強力不足から耐久性が低下し、処理温度の低い比較例６はナイロンの接着不良からやはり耐久性の低下を招く結果となった。

以上説明したように、本発明の空気入りラジアルタイヤは、優れた高速耐久性を有すると同時にユニフォミティーを向上するもので、耐久性能と操縦安定性を要求される各種のタイヤ、特に扁平率の大きい高速仕様のタイヤに好適である。

実施形態の空気入りラジアルタイヤの断面図である。 図１のタイヤのトレッド部におけるキャッププライの展開図である。 実施形態の複合コードの側面図である。 エッジプライを具えた空気入りラジアルタイヤの断面図である。

符号の説明

１……キャッププライ
２……トレッド部
３……サイドウォール部
４……ビード部
５……ビードコア
６……カーカス層
７……ベルト層
８……エッジプライ
９……複合コード
Ｔ……空気入りラジアルタイヤ

Claims (3)

1. トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアの周りを折返されるラジアル配列のカーカス層と、トレッド部の内部かつ前記カーカス層の半径方向外側に配されたベルト層を具えるとともに、前記ベルト層の外側にタイヤ周方向に略平行にコードを巻回させ補強層を形成した空気入りラジアルタイヤにおいて、
   前記補強層のコードが、レーヨンフィラメント束とナイロンフィラメント束とを撚り合わせてなり、前記レーヨンフィラメントの総繊度が２６００デシテックス以下であり、かつ前記レーヨンフィラメントの構成比率が該コードの総繊度の５０〜７０％を構成する複合コードからなり、該複合コードにＲＦＬ処理及び熱処理が施されている
   ことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記複合コードが、レーヨンフィラメント束を撚り合わせた少なくとも１本の下撚糸と、ナイロンフィラメント束を前記下撚糸と同方向に撚り合わせた少なくとも１本の下撚糸とを引き揃え、これら下撚糸の撚り方向と逆方向に撚り合わせてなる
   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。
3. 前記熱処理における処理温度が１７０〜１８０℃である
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
   

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