JP4173270B2

JP4173270B2 - 空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP4173270B2
Application number: JP2000160498A
Authority: JP
Inventors: 眞一宮崎; 攻戸田
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2000-05-30
Filing date: 2000-05-30
Publication date: 2008-10-29
Anticipated expiration: 2020-05-30
Also published as: JP2001334807A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定物性の脂肪族ポリケトン繊維コードをカーカスコードとして用いることにより、軽量化や低コスト化を図りながら走行性能を向上しうる空気入りラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】
従来、乗用車用ラジアルタイヤのカーカスコードとしては、レーヨン繊維コードやポリエステル繊維コードが好んで使用されていた。しかしレーヨン繊維は吸湿によって強度や弾性率が低下するため湿度管理を充分に行わなければならず、近年、使用が急激に減少している。これに対して、ポリエステル繊維は高強度化が進み、価格も安価なことから近年最も使用量が多く、空気入りラジアルタイヤにおけるカーカスコード材料の主流になっている。
【０００３】
しかし、このポリエステル繊維は、ゴムとの接着性がやや劣るため、予めエポキシ樹脂処理した後にＲＦＬ処理（レゾルシン−ホルムアルデヒド／ラテックス処理）を施すといった所謂二浴処理を適用しなければならないという問題がある。
【０００４】
他方、近年の自動車の高速化、或いは環境問題の観点から、軽量化や低コスト化を図りながらさらに高速性能を高めたタイヤが求められており、そのために、カーカスコードとしても、ゴムとの接着性が良好でありかつ、強度及び弾性率に優れた有機繊維材料の出現が要望されてきた。
【０００５】
なお特開平９−３２４３７７号公報で開示された脂肪族ポリケトン繊維は、高強度かつ高弾性の特性を有し、しかもゴムとの接着性も良好であり、又原料も一酸化炭素とオレフィンとを用いるため安価であるなど、タイヤコードとしての使用が提案されている。しかし、上記脂肪族ポリケトン繊維コードをタイヤコード、特にカーカスコードに適用するにあたって、高速耐久性、操縦安定性、乗り心地性等のタイヤ性能を維持或いは向上させる技術が必要となる。
【０００６】
そこで本発明の目的は、所定物性の脂肪族ポリケトン繊維コードをカーカスコードに採用することを基本として、軽量化や低コスト化を図りながら高速耐久性、操縦安定性、乗り心地性等を向上した空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、トレッド部の内方かつカーカスの外側に配されるベルト層とを具えた空気入りラジアルタイヤであって、
前記カーカスは、脂肪族ポリケトン繊維を用いたカーカスコードをタイヤ周方向に対して７５〜９０゜の角度で配列した１枚以上のカーカスプライからなり、かつ前記カーカスコードは、引張り強度が１５．０ｇ／ｄ以上、中間伸度が３．０％以下、乾熱収縮率が３．０以下、前記中間伸度と乾熱収縮率との和が５．５％以下とし、
前記ベルト層は、ベルトコードをタイヤ周方向に対して１０〜３５゜の角度で配列した２枚以上のベルトプライからなり、
かつ半径方向内側のベルトプライのベルトコードは、引張り強度が１５．０ｇ／ｄ以上、中間伸度が３．０％以下、乾熱収縮率が３．０以下、前記中間伸度と乾熱収縮率との和が５．５％以下の脂肪族ポリケトン繊維コードを使用し、半径方向外側のベルトプライのベルトコードをスチールとしたことを特徴としている。
【０００８】
また請求項２の発明では、前記カーカスコードが、総デニール数Ｄが２０００〜４５００ｄ、かつこの総デニール数Ｄの平方根√Ｄに１０cm当たりのコード撚り数Ｔを掛けた撚り係数Ｎ（＝Ｔ・√Ｄ）を１０００〜２５００としたことを特徴としている。
【０００９】
また請求項３の発明は、前記カーカスコードは、打込み本数が３０〜４０本／５ｃｍであることを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。
図１は、本発明の空気入りラジアルタイヤ１（以下タイヤ１という）が乗用車用タイヤとして形成された場合の子午断面を示している。
【００１１】
図においてタイヤ１は、トレッド部２と、その両側からタイヤ半径方向内方にのびる一対のサイドウォール部３と、各サイドウォール部３の内方端に位置するビード部４とを具える。又タイヤ１には、前記ビード部４、４間を跨るトロイド状のカーカス６と、トレッド部２の内方かつ前記カーカス６の外側に配されるベルト層７とを設けている。
【００１２】
なお前記カーカス６は、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至る本体部６ａの両側に、前記ビードコア５の廻りで折り返されて係止される折返し部６ｂを有し、この本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、ビードコア５からタイヤ半径方向外方に先細状にのびるビードエーペックスゴム８を配している。
【００１３】
又前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して７５゜〜９０゜の角度で配列した１枚以上、本例では、１枚のカーカスプライ６Ａから形成される。
【００１４】
そして、本願では前記カーカスコードに、脂肪族ポリケトン繊維コードを用いることに特徴の一つを有している。
【００１５】
この脂肪族ポリケトン繊維として、公知の種々の構造のものが使用できるが、特に次式（１）で示す構造のものが好適に使用できる。
【００１６】
【数１】

【００１７】
ここでｎ＝０のもの、すなわちエチレンと一酸化炭素とからなるコポリマー（ＣＯ−ＣＨ₂−ＣＨ₂）が、全コポリマー中の９０％以上を占めるものが好ましく、特に、実質的に１００％のものがより好ましい。なお、このような脂肪族ポリケトン繊維を製造するには、環境面、経済面から溶融紡糸が好ましい。
【００１８】
次に、前記脂肪族ポリケトン繊維からなるカーカスコードは、コードの引張り強度が１５．０ｇ／ｄ以上、中間伸度が３．０％以下、乾熱収縮率が３．０％以下、前記中間伸度と乾熱収縮率との和が５．５％以下であることが必要である。又カーカスプライは、プライ５ｃｍ当たりのコード打ち込み数が３０〜５０本の範囲であることが必要である。
【００１９】
ここで、前記コードの引張り強度は、ＪＩＳＬ１０１７（化学繊維タイヤコード試験方法）の７．５．１項の「標準時試験」に準じて測定した破断時の１デニール当たりの荷重である。前記「中間伸度」は、ＪＩＳＬ１０１７の７．７．１項の「標準時試験」に準じて測定した一定荷重（２．２５ｇ／ｄ）での伸び率である。前記「乾熱収縮率」は、ＪＩＳＬ１０１７の７．１０．２項の「Ｂ法」に準じ、１５０゜Ｃで３０分間加熱した後に測定した加熱後乾熱収縮率である。
【００２０】
すなわち前記引張り強度が１５．０ｇ／ｄ以上であると、カーカス６の強度が向上し、かつ該繊維の比重が１．２４と従来のポリエステル繊維の比重１．３８と低いため軽量化が達成できる。さらに軽量化は、従来のコードよりカーカスプライのコード打ち込み数を減らしたり、コード太さ（総デニール数）を減じることにより強度を維持しながら軽量化を達成でき、燃費の向上が図れる。従って、引張り強度が１５．０ｇ／ｄ未満では、このような効果が発揮できない。
【００２１】
又前記中間伸度が３．０％以下であると、タイヤの剛性を維持乃至向上でき、操縦安定性を高めるとともに高速走行時のタイヤの外径成長を抑えて高速耐久性を向上できる。
【００２２】
又前記乾熱収縮率が３．０％より大、或いは前記中間伸度と乾熱収縮率との和が５．５％より大のとき、加硫後にタイヤが大きく収縮し、収縮量のばらつきに伴うタイヤ変形によってユニフォミティーの低下を招く。これを避けるため、加硫金型から取出した成形タイヤに大気圧よりも大きい内圧を付与して一定時間保持し、カーカスコードの収縮を抑えて形状を安定させながら冷却する所謂ポスト・キュア・インフレーション工程（ＰＣＩ工程）を行うことが必要となり、生産コストの上昇、及び生産性の低下を招来する。
【００２３】
又脂肪族ポリケトン繊維が有する高強度、高弾性の特徴を有効に利用するため、従来のポリエステル繊維コードの場合のコード打ち込み数が、４５〜５５本／５ｃｍであったものが、本願では３０〜５０本／５ｃｍと、従来より低めに設定でき、タイヤの軽量化を可能にできる。なお３０本／５ｃｍ未満では、カーカス６の強度が低く、耐外傷性が確保できなくなり、逆に５０本／５ｃｍを越えるとコード間のゴム量が不十分となり、接着強度が低下したり、又タイヤ重量の不必要な増加を招く。なお、実施例の表に示すように、３０〜４０本／５ｃｍとするのもよい。
【００２４】
又本例では、カーカスコードの撚り係数Ｎ、すなわちカーカスコードの太さ（総デニール数Ｄ）の平方根√Ｄに１０ｃｍ当たりのコード撚り数Ｔを掛けた値（Ｎ＝Ｔ√Ｄ）を１０００〜２５００、かつ前記総デニール数Ｄを２０００〜４５００ｄとした好ましい場合を例示している。なお前記コード撚り数Ｔは、コードの上撚り数Ｔｕと下撚り数Ｔｄとの平均値（Ｔｕ＋Ｔｄ）／２を意味する。
【００２５】
もし前記撚り係数Ｎが１０００未満では、コードの疲労耐久性に劣るなど破断損傷しやすくなりかつコードの集束性が損なわれるため、コードの管理性、取り扱い性が悪くなる。又撚り係数Ｎが２５００を越えると、引張弾性率が大きく減じるとともに必然的にコードの伸び大きくなってタイヤ剛性が低下し、操縦安定性及び高速耐久性の向上が望めなくなる。なおカーカスコードの前記総デニール数Ｄが２０００ｄ未満では、コード打ち込み数が増加して生産性を損ね、逆に４５００ｄを越えると耐外傷性が低下したり、タイヤ重量の不必要な増加を招く。
【００２６】
次に、前記ベルト層７は、高弾性のベルトコードをタイヤ周方向に対して１０〜３５゜の角度で傾斜配列した２枚以上、本例では２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから形成される。各ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、ベルトコードがプライ間相互で交差するように傾斜の向きを違えて重置され、これによるコードのトライアングル構造によってベルト剛性を高め、トレッド部２の略全巾を補強する。
【００２７】
又ベルトコードとしては、半径方向内側のベルトプライ７Ａのベルトコードに、カーカスコードと同様に脂肪族ポリケトン繊維コードを使用する。半径方向外側のベルトプライ７Ｂのベルトコードとして、表１に記載のようにスチールコードを用いる。このベルトコードに用いる脂肪族ポリケトン繊維コードもカーカスコードと同様、引張り強度が１５．０ｇ／ｄ以上、中間伸度が３．０％以下、乾熱収縮率が３．０以下、前記中間伸度と乾熱収縮率との和が５．５％以下、総デニール数Ｄが２０００〜４５００ｄ、かつ撚り係数Ｎ（＝Ｔ・√Ｄ）を１０００〜２５００とすることが好ましく、本例では、カーカスコードと同一のコードを使用する場合を例示している。
【００２８】
このように、ベルトコードにも脂肪族ポリケトン繊維コードを使用することにより、大幅な軽量化を達成する一方、カーカスプライとベルトプライとの間の剪断応力が緩和されるため、ベルト端剥離の防止に期待できる。又カーカスコードに脂肪族ポリケトン繊維コードを使用することによる高速耐久性、操縦安定性、及び乗り心地性の向上をさらに高レベルに高めることが可能となる。
【００２９】
なお、脂肪族ポリケトン繊維コードのベルトプライとスチールコードのベルトプライを、耐パンク性などを考慮し、半径方向外側にスチールコードのベルトプライを配する。
【００３０】
なお、前記ベルト層７の外側に、該ベルト層７の少なくとも両端部を覆うことにより、遠心力による該両端部のせり上がりを抑え、高速耐久性を高めるバンド層９を巻装している。このバンド層９は、バンドコードをタイヤ周方向に対して５度以下の角度で配列したバンドプライからなり、本例では、前記両端部のみを覆う左右一対のエッジバンドプライ１１Ａと、ベルト層７の略全巾を覆うフルバンドプライ１１Ｂとから形成した場合を例示している。
【００３１】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
【００３２】
【実施例】
図１の構造をなすタイヤサイズ１６５／７０Ｒ１３のタイヤを、第１表の仕様により試作するとともに、試供タイヤのタイヤ重量、経済性、燃費性、及びタイヤ性能（高速耐久性、操縦安定性、乗り心地性）をテストし互いに比較した。なお、タイヤ形状の安定化のためにポスト・キュア・インフレーション工程（ＰＣＩ工程）の必要の有無を判断した。
【００３３】
（１）タイヤ重量
タイヤ１本当たりの重量を測定し、従来例との重量差を示す。マイナス（−）表示は従来例より軽量である。
（２）経済性
従来例を基準とし、コストが従来例と同等−△、従来例より低コスト−○、従来例より非常に低コスト−◎。
（３）燃費性
従来例を基準とし、従来例と同等−△、従来例より良好−○、従来例より非常に良好−◎。
（４）高速耐久性
ドラム試験機を用い、周辺温度２５±５゜Ｃに制御し、試供タイヤをリム（５Ｊ×１３）、内圧（２８０ｋＰａ）、荷重（ＪＡＴＭＡで規定する空気内圧条件に対応する荷重（４３７ｋｇｆ）の８０％）のもとで、走行速度を１７０ｋｍ／ｈから、１０分毎に１０ｋｍ／ｈづつ段階的に上昇させ、故障が発生するまで走行させる。そして故障が発生するまでの走行距離を、従来例を１００とする指数で表示している。指数が大きいほど高速耐久性に優れている。
（５）操縦安定性及び乗り心地性
試供タイヤを乗用車両（１６００ｃｃ；ＦＦ）の全輪に装着し、実車走行を行いドライバーの官能評価により従来例を３とする５点評価を行った。指数の大きい方が良好である。
【００３４】
【表１】

【００３５】
実施例のタイヤは、脂肪族ポリケトン繊維コードをカーカスコードに採用しているため、軽量化や低コスト化を図りながら高速耐久性、操縦安定性、乗り心地性等を向上しうるのが確認できる。
【００３６】
【発明の効果】
叙上の如く本発明は、特定物性の脂肪族ポリケトン繊維コードを少なくともカーカスコードに採用しているため、軽量で燃費性の良い経済的なタイヤを提供することができる。又高速耐久性、操縦安定性、乗り心地性等を向上しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のタイヤの断面図である。
【符号の説明】
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
７ベルト層

Claims

トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、トレッド部の内方かつカーカスの外側に配されるベルト層とを具えた空気入りラジアルタイヤであって、
前記カーカスは、脂肪族ポリケトン繊維を用いたカーカスコードをタイヤ周方向に対して７５〜９０゜の角度で配列した１枚以上のカーカスプライからなり、かつ前記カーカスコードは、引張り強度が１５．０ｇ／ｄ以上、中間伸度が３．０％以下、乾熱収縮率が３．０以下、前記中間伸度と乾熱収縮率との和が５．５％以下とし、
前記ベルト層は、ベルトコードをタイヤ周方向に対して１０〜３５゜の角度で配列した２枚以上のベルトプライからなり、
かつ半径方向内側のベルトプライのベルトコードは、引張り強度が１５．０ｇ／ｄ以上、中間伸度が３．０％以下、乾熱収縮率が３．０以下、前記中間伸度と乾熱収縮率との和が５．５％以下の脂肪族ポリケトン繊維コードを使用し、半径方向外側のベルトプライのベルトコードをスチールとしたことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
前記カーカスコードは、総デニール数Ｄが２０００〜４５００ｄ、かつこの総デニール数Ｄの平方根√Ｄに１０cm当たりのコード撚り数Ｔを掛けた撚り係数Ｎ（＝Ｔ・√Ｄ）を１０００〜２５００としたことを特徴とする請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記カーカスコードは、打込み本数が３０〜４０本／５ｃｍであることを特徴とする請求項１又は２記載のラジアルタイヤ。