JP2018086984A - ゴム−コード複合体、タイヤ用補強部材およびこれを用いたタイヤ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】芯材コード層2と螺旋状コード層3とを有するタイヤ用補強部材における螺旋状コード層に用いられるゴム−コード複合体である。補強コード3aが1本または複数本で並列に引き揃えられてゴムにより被覆されてなる。補強コードが非金属繊維を含む。補強コードのモジュラスA、コード打込み本数B、補強コードの太さC、補強コードの比重D、補強コードの上撚り数E、補強コードの総繊度Fとして、X=A×BであるモジュラスXが1000GPa以上、Y=(50−B×C)/Bであるコード間隔Yが0.1mm以上5mm以下、Z=tanθ=E×√(0.125×F/D)/1000である補強コードの撚り係数Zが0.3以下である。
【選択図】図1
Description
前記補強コードが1本または複数本で並列に引き揃えられてゴムにより被覆されてなり、
前記補強コードが非金属繊維を含み、
前記補強コードのコード1本当たりのモジュラスをA(GPa)、ゴム−コード複合体の50mm幅あたりのコード打込み本数をB(本/50mm)、該補強コードの太さをC(mm)、該補強コードの比重をD(g/cm3)、該補強コードの上撚り数をE(回/10cm)、該補強コードの総繊度をF(dtex)としたとき、
X=A×Bで表される、ゴム−コード複合体の50mm幅あたりのモジュラスXが1,000GPa以上であり、
Y=(50−B×C)/Bで表される、ゴム−コード複合体内で隣り合う前記補強コード間の、コード長手方向に直交する方向におけるコード間隔Yが0.1mm以上5mm以下であり、かつ、
Z=tanθ=E×√(0.125×F/D)/1000で表される、前記補強コードの撚り係数Zが0.3以下であることを特徴とするものである。
前記螺旋状コード層が、上記ゴム−コード複合体を用いて形成されていることを特徴とするものである。
図1,2は、本発明の一好適な実施の形態に係るタイヤ用補強部材の幅方向断面図および概略平面図である。本発明のタイヤ用補強部材1は、少なくとも1層の芯材コード層2と、この芯材コード層2に螺旋状に巻き付けられた補強コード3aを含む螺旋状コード層3と、を有する。ここで、芯材コード層2は、芯材コード2aを多数本並行に引き揃え、この上下に未加硫ゴムを配置して、芯材コードをゴム被覆することにより製造される。芯材コード層2は、図示する本発明の補強部材においては1層であるが、複数層、例えば、2〜10層で積層されていてもよい。
本発明のタイヤは、本発明の補強部材1が用いられてなるものであり、乗用車用、トラック・バス用、建設車両用、二輪車用、航空機用、農業用のタイヤが挙げられる。好適には、乗用車用、トラック・バス用および建設車両用のタイヤである。また、本発明のタイヤは、空気入りタイヤ以外に限定されず、ソリッドタイヤや非空気入りタイヤの補強部材としても用いることができる。
図6は、トラック・バス用タイヤの一構成例を示すタイヤ幅方向断面図である。図示するトラック・バス用タイヤ20においては、接地部を形成するトレッド部21と、このトレッド部21の両側部に連続してタイヤ半径方向内方へ延びる一対のサイドウォール部22と、各サイドウォール部22の内周側に連続するビード部23と、を備えている。トレッド部21、サイドウォール部22およびビード部23は、一方のビード部23から他方のビード部23にわたってトロイド状に延びる一枚のカーカスプライからなるカーカス24により補強されている。なお、図示するトラック・バス用タイヤ20においては、一対のビード部23にはそれぞれビードコア25が埋設され、カーカス24は、このビードコア25の周りにタイヤ内側から外側に折り返して係止されている。
図8は、建設車両用タイヤの一構成例を示すタイヤ幅方向断面図である。図示する建設車両用タイヤ30においては、接地部を形成するトレッド部31と、このトレッド部31の両側部に連続してタイヤ半径方向内方へ延びる一対のサイドウォール部32と、各サイドウォール部32の内周側に連続するビード部33と、を備えている。トレッド部31、サイドウォール部32およびビード部33は、一方のビード部33から他方のビード部33にわたってトロイド状に延びる一枚のカーカスプライからなるカーカス34により補強されている。なお、図示する建設車両タイヤ30においては、一対のビード部33にはそれぞれビードコア35が埋設され、カーカス34は、このビードコア35の周りにタイヤ内側から外側に折り返して係止されている。
下記表中に示す条件に従い、炭素繊維コード(PAN系炭素繊維,比重1.74)からなる補強コードを6本で並列に引き揃えてゴムにより被覆することにより、各実施例および比較例のゴム−コード複合体を作製した。
引張剛性の測定は、作製した補強部材を長手方向が引張軸方向になるように引張試験機にチャッキングし、10mm/minの速度で引っ張り、上下のチャック間の中央の標点間距離50mmで変位を測定することにより行った。得られた結果は、比較例1を100とする指数にて表した。この値が大きいほど、引張剛性が大きいことを示す。
耐久性能の評価は、以下のようにして行った。
各実施例および比較例の補強部材を、2層のベルト層からなるベルトに代えて配置して、図4に示すような乗用車用タイヤをタイヤサイズ275/80R22.5にて作製した。得られた各供試タイヤを適用リムに組み、規定内圧、規定荷重下で80km/hの速度で5万km走行させた後に、タイヤから補強コードを取り出し、強力保持率を測定した。得られた結果は、比較例1を100とする指数にて表した。この値が大きい程、耐久性能が高いことを示す。
ここで、「適用リム」とは、タイヤのサイズに応じて下記の規格に規定されたリムをいう。また、「規定内圧」とは、下記の規格において、最大負荷能力に対応して規定される空気圧をいい、「規定荷重」とは、下記の規格で、タイヤに負荷することが許容される最大の質量をいう。さらに、規格とは、タイヤが生産または使用される地域に有効な産業規格をいい、たとえば、アメリカ合衆国では、“THE TIRE AND RIM ASSOCIATION INC.のYEAR BOOK”であり、欧州では、“THE European Tyre and Rim Technical OrganisationのSTANDARDS MANUAL”であり、日本では日本自動車タイヤ協会の“JATMA YEAR BOOK”である。
コード巻き付け作業性の評価は、以下のようにして行った。
芯材コード層に対してストリップを巻き付け、端部をステッチャーで圧着して、芯材コード層とストリップとの間でのゴムの密着と空隙を確認した。問題なく巻き付けが可能であれば○、そうでなければ×とした。
すなわち、まず、図10に示すように、未加硫状態の各ゴム−コード複合体サンプル100を、L=60mm間隔で配置された2点の治具A,Bの上に、端を固定しない状態で載置した。コード方向は、2点の治具A,B間と並行となる方向とした。次に、ゴム−コード複合体サンプル100の長手方向の中心部に10mm/minの速度で錘Cを下ろしていくことにより、曲げ入力を加えた。サンプルが応力を発揮し始めてから計測して、錘Cを15cm下ろした時点での最大発揮応力を曲げ応力の値とした。
2 芯材コード層
2a 芯材コード
3 螺旋状コード層
3a 補強コード
10 乗用車用タイヤ
11,21,31 トレッド部
12,22,32 サイドウォール部
13,23,33 ビード部
13a 凹部
14,24,34 カーカス
15,25,35 ビードコア
16,26,36 ビードフィラー
17,27,37 ベルト
17a,17b,27a〜27d,37a〜37g ベルト層
18 ベルト補強層
18a キャップ層
18b レイヤー層
20 トラック・バス用タイヤ
21a 角部
29,39 ベルトアンダークッションゴム
30 建設車両用タイヤ
100 ゴム−コード複合体サンプル
Claims (12)
- 少なくとも1層の芯材コード層と、該芯材コード層に螺旋状に巻き付けられた補強コードを含む螺旋状コード層と、を有するタイヤ用補強部材における、該螺旋状コード層に用いられるゴム−コード複合体であって、
前記補強コードが1本または複数本で並列に引き揃えられてゴムにより被覆されてなり、
前記補強コードが非金属繊維を含み、
前記補強コードのコード1本当たりのモジュラスをA(GPa)、ゴム−コード複合体の50mm幅あたりのコード打込み本数をB(本/50mm)、該補強コードの太さをC(mm)、該補強コードの比重をD(g/cm3)、該補強コードの上撚り数をE(回/10cm)、該補強コードの総繊度をF(dtex)としたとき、
X=A×Bで表される、ゴム−コード複合体の50mm幅あたりのモジュラスXが1,000GPa以上であり、
Y=(50−B×C)/Bで表される、ゴム−コード複合体内で隣り合う前記補強コード間の、コード長手方向に直交する方向におけるコード間隔Yが0.1mm以上5mm以下であり、かつ、
Z=tanθ=E×√(0.125×F/D)/1000で表される、前記補強コードの撚り係数Zが0.3以下であることを特徴とするゴム−コード複合体。 - 前記補強コードの総繊度Fが、1,000dtex以上30,000dtex以下である請求項1記載のゴム−コード複合体。
- 前記補強コードの総繊度Fが、5,000dtex以上30,000dtex以下である請求項2記載のゴム−コード複合体。
- 前記補強コードの総繊度Fが、9,000dtex以上30,000dtex以下である請求項3記載のゴム−コード複合体。
- 前記非金属繊維が、アラミド繊維、ポリケトン繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、ポリアリレート繊維、玄武岩繊維、炭素繊維およびガラス繊維のうちから選ばれるいずれか1種以上である請求項1〜4のうちいずれか一項記載のゴム−コード複合体。
- 前記非金属繊維が、炭素繊維およびガラス繊維のうちのいずれか一方または双方である請求項5記載のゴム−コード複合体。
- 前記モジュラスXが、2,000GPa以上6,000GPa以下である請求項1〜6のうちいずれか一項記載のゴム−コード複合体。
- JIS K7074に準拠する3点曲げ試験により測定された、未加硫状態のゴム−コード複合体の50mm幅あたりの曲げ応力が、0.1N以上80N以下である請求項1〜7のうちいずれか一項記載のゴム−コード複合体。
- 少なくとも1層の芯材コード層と、該芯材コード層に螺旋状に巻き付けられた補強コードを含む螺旋状コード層と、を有するタイヤ用補強部材であって、
前記螺旋状コード層が、請求項1〜8のうちいずれか一項記載のゴム−コード複合体を用いて形成されていることを特徴とするタイヤ用補強部材。 - 前記芯材コード層の芯材コードが金属コードからなり、かつ、該芯材コードが、該芯材コード層の長手方向に対して40〜90°の傾斜角度を有する請求項9記載のタイヤ用補強部材。
- 前記芯材コード層の厚みが1〜3mmである請求項9または10記載のタイヤ用補強部材。
- 請求項9〜11のうちいずれか一項記載のタイヤ用補強部材を用いたことを特徴とするタイヤ。
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