JP2006123649A - 空気入りラジアルタイヤの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ポリケトン繊維の特性を活かして荷重耐久性や高速耐久性を向上するようにした空気入りラジアルタイヤの製造方法を提供する。
【解決手段】 １０５℃における熱収縮応力が０．１５０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下で、かつ１５０℃における熱収縮応力が０．４４９ｃＮ／ｄｔｅｘ以上のポリケトン繊維コードをタイヤ補強部に使用した未加硫タイヤを成形し、該未加硫タイヤを加硫成形することを特徴とする。
【選択図】 なし

Description

本発明は空気入りラジアルタイヤの製造方法に関し、さらに詳しくは、ポリケトン繊維コードをタイヤ補強部に使用した空気入りラジアルタイヤの製造方法に関する。

ポリケトン繊維は、ナイロン繊維やポリエステル繊維に比べて、高強度・高弾性率である上に、高い耐熱性や寸法安定性を有することから、各種の産業用資材用途として使用することが期待されている。このような特性に着目して、このポリケトン繊維をタイヤコードにも使用する試みが多数検討されている（特許文献１，特許文献２など）。

しかし、従来の提案では、いずれもこのポリケトン繊維の優れた特性が十分に活かされているとはいえず、特にタイヤの荷重耐久性や高速耐久性を向上する観点において十分な性能を発揮するに至っていないのが現状である。
特開２００２−３０９４４２号公報 特開２００２−３０７９０８号公報

本発明の目的は、上述した従来の問題を解消し、ポリケトン繊維の特性を活かして荷重耐久性や高速耐久性を向上するようにした空気入りラジアルタイヤの製造方法を提供することにある。

上記目的を達成する本発明の空気入りラジアルタイヤの製造方法は、１０５℃における熱収縮応力が０．１５０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下で、かつ１５０℃における熱収縮応力が０．４４９ｃＮ／ｄｔｅｘ以上のポリケトン繊維コードをタイヤ補強部に使用した未加硫タイヤを成形し、該未加硫タイヤを加硫成形することを特徴とするものである。

上記ポリケトン繊維コードは、特にタイヤ補強部のうちカーカス層及び／又はベルト補強層に対して好ましく使用され、それによって空気入りラジアルタイヤの荷重耐久性や高速耐久性を一層向上することができる。

上述のように、タイヤ補強部に１０５℃における熱収縮応力が０．１５０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下で、かつ１５０℃における熱収縮応力が０．４４９ｃＮ／ｄｔｅｘ以上のポリケトン繊維コードを使用して未加硫タイヤを成形したため、加硫成形する際に大きな熱収縮応力を発生させ、加硫後のタイヤ内においてポリケトン繊維コードを弛緩させることなく緊張状態にする。したがって、ポリケトン繊維が有する高強度・高弾性率の特性がタイヤに十分に反映され、空気入りラジアルタイヤの剛性を向上させ、荷重耐久性や高速耐久性を向上させると共に，さらに操縦安定性を向上させることができる。

本発明においてポリケトン繊維とは、下記式により定義されたポリマーから構成された繊維をいう。
−（ CH₂−CH₂ −CO )n −（ R−CO−）m − ・・・（１）
１．０５≧（ｎ＋ｍ）／ｎ≧１．００ ・・・（２）

上記ポリケトンポリマーの繊維化は溶融紡糸法では、ポリケトンの特性が失われるため困難とされ、湿式紡糸法が好ましく採用される。湿式紡糸法によれば所期の高強度・高弾性率のポリケトン繊維が得られ、例えば引張り強度として７ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、好ましくは１０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、さらには１５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上が可能である。また、引張り弾性率として１００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、好ましくは１５０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、さらには２５０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上が可能である。

本発明において、上記ポリケトン繊維は、タイヤ補強部に使用されるときは、複数のフィラメントを撚り合わせた撚りコードの形態にされる。撚りコードは、紡糸延伸により所要強度や弾性率にしたフィラメントを複数本合糸して下撚りを与え、更にその複数本を合糸して上撚りを与えることにより形成される。

この撚りコードを構成する単糸フィラメントの太さ、すなわち単糸繊度としては、好ましくは０．５〜７ｄｔｅｘ、より好ましくは１〜４．５ｄｔｅｘの範囲にするのがよい。また、総繊度としては、５００〜４０００ｄｔｅｘが好ましい。単糸繊度が０．５ｄｔｅｘ未満の場合、紡糸工程、撚糸工程、製織工程などにおいて毛羽立ちが多発し、コード強力の低下を招く。また、７ｄｔｅｘよりも太いと、ポリケトン繊維が湿式紡糸で得られることからスキンコア構造になり、フィブリル化を起こし易くなり、これもコード強力の低下の原因になる。

上記撚りコードをタイヤ補強部に使用するには、予めゴムとの接着性を向上するために、接着剤としてのＲＦＬ液（レゾルシン−ホルマリン−ラテックス液）が付与される。ＲＦＬ液の組成は特に限定されないが、例えば、レゾルシンが０．１〜１０重量％、ホルマリンが０．１〜１０重量％、ラッテクスが１〜２８重量％にすることができる。

撚りコードのＲＦＬ液処理方法は、撚りコードにＲＦＬ液を付与したのち、そのＲＦＬ液の乾燥と定着のために加熱緊張処理を行なうことによりＲＦＬ処理コードを得る。加熱緊張処理工程は、ヒートセットとノルマライジングとからなり、それぞれ一般には加熱オーブンのなかに搬送ローラが設けられた構成からなり、公知の設備がいずれも使用可能である。ＲＦＬ液付与後の撚りコードは、ヒートセット・ゾーンとノルマライジング・ゾーンを通過することにより撚りコードに対するＲＦＬ液の乾燥定着（固着）と物性の付与が行なわれる。

本発明においてタイヤ補強部に使用するポリケトン繊維コードは、１０５℃における熱収縮応力が０．１５０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下で、かつ１５０℃における熱収縮応力が０．４４９ｃＮ／ｄｔｅｘ以上となるようにすることが必要である。１０５℃における熱収縮応力が０．１５０ｃＮ／ｄｔｅｘよりも大きいと、所定の形状に成形する加硫工程の初期段階で熱収縮応力を発生することになり、タイヤ形状の均一性確保が難しくなる。逆に、１５０℃における熱収縮応力が０．４４９ｃＮ／ｄｔｅｘ未満の場合には、同じく未加硫タイヤを加硫するときの熱収縮力が不足し、加硫後のタイヤにおいてポリケトン繊維コードを弛みなく緊張状態にしてタイヤ剛性を向上させることが難しい。

上記のようなポリケトン繊維コードにおける熱収縮応力は、上述した加熱緊張処理工程において、ヒートセットゾーンにおけるコード１本当たりの張力を０．２０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、１．５０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下とすると共に、ヒートセットゾーンでの張力Ｔｈとノルマライジングゾーンでの張力Ｔｎとの比Ｔｈ／Ｔｎを１〜２の範囲になるようにし、かつ処理前後の寸法変化が処理前長さに対して−１．５〜４．０％になるように加熱緊張処理することにより得ることができる。

本発明において、上記ヒートセットおよびノルマライジングにおける加熱温度は特に限定されないが、例えば、ヒートセットでは１２０〜２５０℃、またノルマライジングでは１２０〜２７０℃にすることができる。

上記のように１０５℃と１５０℃とにおける熱収縮応力で特定されるＲＦＬ処理コードは、カーカス層及び／又はベルト補強層などのタイヤ補強部に使用して未加硫タイヤを成形し、次いでこの未加硫タイヤを金型にセットして加硫することにより荷重耐久性や高速耐久性に優れた製品タイヤにすることができる。

図１は、本発明において製造される空気入りラジアルタイヤの一例を示す半断面図である。

１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部、４はカーカス層である。カーカス層４は両端部がそれぞれビードコア５の周りにタイヤ内側から外側へ折り返されている。カーカス層４は１層だけの配置でもよく、複数層を配置するものであってもよい。カーカス層４を構成する補強コード（カーカスコード）は、タイヤ周方向に対して９０°±１０°の角度に配置されている。

上記カーカス層４の外周に２層のベルト層６がタイヤを１周するように配置され、２層のベルト層６はそれぞれスチールコードからなり、層間で互いに交差している。さらにベルト層６の両端部外周に、それぞれ補強コードがタイヤ周方向に螺旋状に巻き付けられて形成されたベルト補強層７が配置されている。

このような空気入りラジアルタイヤにおいて、未加硫タイヤを成形する工程において、上述した熱収縮応力特性を有するポリケトン繊維コードをカーカス層４及び／又はベルト補強層７の形成に使用される。このようにして成形された未加硫タイヤを加硫すると、ポリケトン繊維コードが加硫時の熱により大きな熱収縮応力を発生し、加硫後のタイヤ内において緊張状態になる。ポリケトン繊維コードは高強度・高弾性率の特性を有しているので、このように緊張状態に維持されていることにより、空気入りラジアルタイヤの剛性が高い状態に保持されて荷重耐久性や高速耐久性を向上することができる。また、操縦安定性も向上させることができる。

実施例１〜４、比較例１〜２
タイヤサイズが２０５／６５Ｒ１５ ９４Ｈ Ｙ３９０Ｌ、タイヤ構造が図１で、カーカスコードがポリエステル繊維、１６７０ｄｔｅｘ／２である点を共通にし、ベルト補強層を構成する補強コードを表１に記載のように異ならせた６種類の空気入りラジアルタイヤ（実施例１〜４、比較例１〜２）を製作した。

これら６種類の空気入りラジアルタイヤについて、下記測定法による高速耐久性を測定し、その測定値を比較例１を１００とする指数で表示した結果を表１に記載した。指数値が大きいほど優れていることを意味する。

〔高速耐久性〕
ドラム径１７０７ｍｍの試験ドラムを使用し、ＪＩＳ Ｄ−４２３０に規定によるＪＩＳ高速耐久性試験終了後、３０分毎に１０ｋｍ／ｈｒづつ加速してタイヤが破壊するまでの走行距離を測定した。

実施例５〜７、比較例３
タイヤサイズが２０５／６５Ｒ１５ ９４Ｈ Ｙ３９０Ｌ、タイヤ構造が図１で、ベルト補強層の補強コードが６６ナイロン９４０ｄｔｅｘ／２である点を共通にし、カーカス層を構成する補強コードを表１に記載のように異ならせた４種類の空気入りラジアルタイヤ（実施例５〜７、比較例３）を製作した。

これら４種類の空気入りラジアルタイヤについて、下記測定法により荷重耐久性と操縦安定性を測定し、その測定値を比較例３を１００とする指数で表示した結果を表２に記載した。指数値が大きいほど優れていることを意味する。

〔荷重耐久性〕
試験タイヤを空気圧１８０ｋＰａで１５×６ＪＪのリムにリム組みし、直径１７０７ｍｍのドラム上を一定速度８１ｋｍ／ｈｒとして、ＪＡＴＭＡで規定された空気圧条件下に対応する最大荷重の８５％で４ｈｒ、次いで最大荷重の９０％で６ｈｒ、さらに最大荷重で２４ｈｒ走行する。ここまで故障がない場合、最大荷重の１１５％で４ｈｒ、次いで最大荷重の１３０％で２ｈｒ、最大荷重の１４５％で４ｈｒ、さらに最大荷重の１６０％で破壊するまでの走行距離を測定する。

〔操縦安定性〕
試験タイヤを空気圧２３０ｋＰａで１５×６ＪＪのリムにリム組みし、排気量２．５リットルの乗用車に装着し、訓練された５人のテストドライバーがテストコースで走行するときのフィーリングを採点し、５人の平均値により表した。

実施例８〜９、比較例４〜５
タイヤサイズが２０５／６５Ｒ１５ ９４Ｈ Ｙ３９０Ｌ、タイヤ構造が図１で、ベルト補強層の補強コードが６６ナイロン９４０ｄｔｅｘ／２である点を共通にし、カーカス層を構成する補強コードを表１に記載のように異ならせた４種類の空気入りラジアルタイヤ（実施例８〜９、比較例４〜５）を製作した。

これら４種類の空気入りラジアルタイヤについて、上記と同じ測定法により荷重耐久性と操縦安定性を測定し、その測定値を比較例５を１００とする指数で表示した結果を表３に記載した。指数値が大きいほど優れていることを意味する。

なお、タイヤを解体した結果では、比較例４のタイヤではコードが蛇行していた。

本発明の空気入りラジアルタイヤの一例を示す半断面図である。

符号の説明

１ トレッド部
４ カーカス層
６ ベルト層
７ ベルト補強層

Claims (3)

1. １０５℃における熱収縮応力が０．１５０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下で、かつ１５０℃における熱収縮応力が０．４４９ｃＮ／ｄｔｅｘ以上のポリケトン繊維コードをタイヤ補強部に使用した未加硫タイヤを成形し、該未加硫タイヤを加硫成形する空気入りラジアルタイヤの製造方法。
2. 前記タイヤ補強部が、前記ポリケトン繊維コードからなるカーカス層である請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤの製造方法。
3. 前記タイヤ補強部が、ベルト層の少なくとも両端部外周に前記ポリケトン繊維コードをタイヤ周方向に巻回して形成したベルト補強層である請求項１又は２に記載の空気入りラジアルタイヤの製造方法。
   

Images