JP5035952B2 - ランフラットタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ内圧の異常低下又はパンク時にランフラット走行が可能である、いわゆるサイド補強タイプのランフラットタイヤに関し、より詳細には、ランフラット耐久性と通常内圧時の乗り心地とを高度にバランスさることにより安全性と快適性を高めたランフラットタイヤに関する。

車両走行時に起こり得る路面突起や穴、或いは鋭利な異物によるタイヤへの衝撃入力によりタイヤが損傷を受け、その結果タイヤ内部の充填空気が急激に漏出し、荷重負荷能力を失うことで、車両運動の安定性に著しく害を及ぼす場合がある。

このような現象を回避すべく、通常は可撓性を持つタイヤのサイドウォール部を、比較的高モジュラスのゴムを厚ゲージにして補強し、内部圧力が殆んどゼロとなる場合においても、たわみを極端に増加させることなく荷重を負荷できる構造が、従来より提案されている。例えば、特許文献１では、両サイド部の全域またはほぼ全域にわたり、タイヤのサイド部全体がほぼ均一な厚みになるように、子午断面が三日月状のサイド補強ゴム層を備えた構造のランフラットタイヤが提案され、パンクなどによってタイヤの充填内圧が低下しても、荷重を支えてタイヤが継続して走行することを可能にしている。

また、ランフラット動作状態で圧縮荷重や引張り荷重を支える各種インサートを設けることにより、タイヤ寿命と乗物操縦特性と乗り心地との向上を図ったサイド補強タイプのランフラットタイヤも提案されている（特許文献２）。
特開２０００−３０９２１１号公報 特表２００２−５１９２３８号公報

しかしながら、従来のランフラットタイヤでは、ランフラット走行中においてサイド部のゴムが荷重を負担するため、ゴムの温度が非常に高温になり、ゴムの軟化によりサイド部の剛性が低下し、ランフラット走行末期には、例えば、断面三日月型のサイド補強ゴム層を備えるランフラットタイヤでは当該サイド補強ゴム層が破壊してしまうという問題があった。

この問題を解決するために、サイド補強ゴム層のゲージを厚くすることも考えられるが、その場合、通常走行時の乗り心地を悪化させ、車両の耐久性をも悪化させてしまうおそれがあった。

そこで本発明の目的は、ランフラット状態の走行時耐久性と通常内圧時における振動・乗り心地性とを高度に両立させることにより安全性と快適性を高めたランフラットタイヤ、特には偏平率（タイヤ高さ／タイヤ幅）が６０％以下の断面形状を有する乗用車用ランフラットタイヤを提供することにある。

本発明者は、空気入りタイヤのランフラット耐久性能と通常走行時の乗り心地性能を両立させるために鋭意検討した結果、断面が三日月状のサイド補強ゴムを厚くすることなく、ランフラット時のたわみを抑制するためには、有機繊維コードを用いたカーカスプライの内側に、高剛性のコードを用いた補強層を配置することが有効であり、かつ、カーカスプライの有機繊維コードとして高温時に高剛性を発揮するコードとの組み合わせが必須であることが分かった。

即ち、ランフラット走行状態でタイヤサイドが曲げられたとき、カーカスプライは内側のコードほど圧縮入力が作用し、外側のコードほど引張入力が作用する。このカーカスプライの内側に高剛性のコードからなる補強層を配置すると、補強層のすぐ外側に曲げの中立軸が位置し、カーカスプライには、何も補強を施していない場合に比べ、大きな引張応力が作用することになる。

しかし、これだけでは十分にランフラット耐久性は得られなかった。それは、ランフラット走行時にはタイヤが非常に高温になるため、従来用いられている有機繊維コードのカーカスプライではランフラット走行における高温条件下で十分な剛性が得られなくなり、その結果、ランフラット走行状態で十分な剛性が発揮されず、満足なランフラット耐久力が得られなかったからである。

そこで、本発明者はさらに鋭意研究を重ねた結果、カーカスプライの内側にスチールコード補強層を配置するとともに、タイヤサイド部におけるランフラット状態での曲げの外側にポリケトン繊維を主とする特定の有機繊維コードを用いたカーカスプライを配置したところ、中立軸の外側に存在する当該有機繊維コードが良好な引張剛性を発揮し、ランフラット走行状態においても十分な曲げ剛性を発揮し、満足ゆく耐久力を確保することができることを突き止めた。

加えて、かかる有機繊維コードは高温時にのみ高い引張剛性を発現し、通常内圧走行時には縦バネの増加は最小限に抑えることができることから、断面が三日月状のサイド補強ゴム層のゲージを薄くし、通常走行時の乗り心地を良くした上で、ランフラット走行時の耐久性を確保する、従来技術では不可能だったランフラットタイヤの提供が可能となった。

同様のことがタイヤビード部でも起こり、ランフラット状態ではタイヤサイド部はインナーライナー側が曲げの内側になるのに対し、ビード部では外表面側が曲げの内側になるため、補強形態としてはインナーライナー側に上記有機繊維コードを配置し、外表面側にスチールコード補強層を配置することで、サイド部と同様の効果が得られることも分かった。本発明は、上記知見に基づき完成されたものである。

即ち、本発明のランフラットタイヤは、左右一対のビード部と、該ビード部から夫々タイヤ半径方向外側に連なる一対のサイドウォール部と、両サイドウォール部に連なるトレッド部とを有し、前記一対のビード部間にトロイド状に延在してこれら各部を補強する一枚以上のカーカスプライからなるカーカス層と、該カーカスのタイヤ半径方向外側に配置されたベルト層と、前記サイドウォール部において前記カーカスの内側に配置された断面三日月状のサイド補強ゴム層と、を備えたランフラットタイヤにおいて、
前記サイドウォール部領域および前記ビード部領域の少なくとも一方の領域が、その湾曲部の外側が有機繊維コード層で内側がスチールコード層となるように、これら層の組み合わせ構造にて補強され、
前記有機繊維コード層が、ポリケトン繊維を少なくとも５０質量％以上含み、該コードの最大熱収縮応力が０．１〜１．８ｃＮ／ｄｔｅｘの範囲にあり、かつ該ポリケトン繊維の１５０℃×３０分乾熱処理時熱収縮率が１％〜５％の範囲にある有機繊維コードをゴムで被覆したコード層からなり、
前記スチールコード層が、スチールフィラメントを撚り合わせたスチールコードをゴムで被覆したコード層からなり、
前記カーカスプライの少なくとも１層が前記有機繊維コード層からなり、前記サイドウォール部領域でかつ前記有機繊維コード層の内側に、少なくとも１層の前記スチールコード層からなるインサートが配置されていることを特徴とするものである。

本発明においては、前記インサートのタイヤ半径方向内側端がビードベース部からタイヤ高さｈの２０〜４０％の位置にあり、かつ外側端がベルト層のベルト端近傍に位置することが好ましい。

また、本発明においては、好ましくは、前記ビード部に埋設されたビードコアおよびビードフィラーに内側から外側に向けて折返された前記カーカスプライの少なくとも１層が前記有機繊維コード層からなり、前記ビード部領域でかつ前記有機繊維コード層の外側に、少なくとも１層の前記スチールコード層からなるインサートが配置されているランフラットタイヤである。この場合、ビード部領域に配置された前記インサートのタイヤ半径方向内側端は、好ましくはビードベース部からタイヤ高さｈの１０〜２５％の位置にあり、かつ外側端が２０〜３５％の位置にあることが好ましい。

また、本発明の他のランフラットタイヤは、左右一対のビード部と、該ビード部から夫々タイヤ半径方向外側に連なる一対のサイドウォール部と、両サイドウォール部に連なるトレッド部とを有し、前記一対のビード部間にトロイド状に延在してこれら各部を補強する一枚以上のカーカスプライからなるカーカス層と、該カーカスのタイヤ半径方向外側に配置されたベルト層と、前記サイドウォール部において前記カーカスの内側に配置された断面三日月状のサイド補強ゴム層と、を備えたランフラットタイヤにおいて、
前記サイドウォール部領域および前記ビード部領域の少なくとも一方の領域が、その湾曲部の外側が有機繊維コード層で内側がスチールコード層となるように、これら層の組み合わせ構造にて補強され、
前記有機繊維コード層が、ポリケトン繊維を少なくとも５０質量％以上含み、該コードの最大熱収縮応力が０．１〜１．８ｃＮ／ｄｔｅｘの範囲にあり、かつ該ポリケトン繊維の１５０℃×３０分乾熱処理時熱収縮率が１％〜５％の範囲にある有機繊維コードをゴムで被覆したコード層からなり、
前記スチールコード層が、スチールフィラメントを撚り合わせたスチールコードをゴムで被覆したコード層からなり、
前記カーカスプライが２層以上からなり、タイヤ径方向外側に前記有機繊維コード層からなるカーカスプライが、内側に前記スチールコード層からなるカーカスプライが夫々配置されていることを特徴とするものである。

本発明においては、前記ポリケトン繊維において、原糸の引っ張り強度が１０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上で、かつ弾性率が２００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが好ましく、また、前記有機繊維コード層の、下記式（Ｉ）、

（ｎは撚り数（回／１０ｃｍ）、Ｄはトータル表示デシテックス数、ρは繊維の比重（ｇ／ｃｍ³）である）で定義される撚り係数Ｎが下記式（ＩＩ）、
０．６ ≦ Ｎ ≦ ０．９ ・・・ （ＩＩ）
を満たすことが好ましく、さらに、前記有機繊維コード層のコード打込み数は、好ましくは５〜６０本／５０ｍｍである。

本発明によれば、ランフラット状態の走行時耐久性と通常内圧時における振動・乗り心地性を高度に両立させることにより安全性と快適性を高めたランフラットタイヤ、特には偏平率（タイヤ高さ／タイヤ幅）が６０％以下の断面形状を有する乗用車用ランフラットタイヤを提供することができる。

（実施形態１）
図１は、本発明の好適実施形態１に係るランフラットタイヤの代表的な幅方向半断面を示すものである。図１に示すランフラットタイヤは、対をなすビード部Ｃにそれぞれ埋設されたビードコア１間で略ラジアル配列（具体的には、タイヤ赤道面Ｅに対し７０〜９０°の角度で配列）されたコードを有する１枚のプライをビードコア１及びビードフィラー５の周りに内側から外側へ折り返して形成したカーカスプライ２を有する。

また、このタイヤにおいては、カーカスプライ２のクラウン部の外周側に、タイヤ赤道面Ｅに対し傾斜して延びるコードを平行配列した少なくとも２層の傾斜ベルト層（図示例では、２層の傾斜ベルト層３１，３２）からなる主ベルト３によって補強されたトレッド部Ａが配設されている。

主ベルト３は、それを構成する傾斜ベルト層のうち、少なくとも２層の傾斜ベルト層３１，３２が、コードが互いにタイヤ赤道面Ｅを挟んで交差するように積層した交差ベルトを構成することが好ましい。

尚、トレッド部Ａには、図示は省略したが、一般タイヤと同様、タイヤ周方向に沿って延びる複数本の周方向溝、及び／又は、該周方向溝を横断する方向に延びる複数本の横断溝等のトレッド溝や、複数本のサイプなどが用途に応じて適宜配設されている。

また、図１では、主ベルト３とトレッド部Ａの間に、コードがタイヤ赤道面Ｅと実質的に平行に配列されたベルト保護層７を主ベルト３のほぼ全幅を覆うように設けた場合を示してある。このベルト保護層７は、ベルト端セパレーションに起因するタイヤ故障を防止するために設けられ、必要に応じて適宜配設することができ、少なくとも主ベルト３の両端部に配設されていればよい。

トレッド部Ａの両端部とビード部との間には、これらを連結するサイドウォール部Ｂが設けてあり、少なくともサイドウォール部Ｂにわたるカーカスプライ２の内面側には、略三日月状の断面形状を有するサイド補強ゴム層６が配設されており、いわゆるサイド補強タイプのランフラットタイヤの構造となっている。

本実施形態１では、カーカスプライ２は、繊維コードと該繊維コードを被覆するコーティングゴムとからなる。すなわち、繊維に一定の撚りを加え、２〜３本撚り合せ、これを経糸として多本数引き揃え、それに細く弱い緯糸を荒く打ち込み、スダレ状とし、更にゴムとの接着を行なう為の接着剤処理を行う。しかる後、一定厚さのトッピングゴムを被覆し、ゴム被覆コードとする。

また、本実施形態１においては、カーカスプライ２のコードは、ポリケトン繊維を少なくとも５０質量％以上、好ましくは７０質量％以上、より好ましくは１００質量％含むことが望ましい。５０質量％未満だと、タイヤとしての強度、耐熱性、ゴムとの接着性のいずれかの性能が不十分となる。

また、カーカスプライ２のコードの最大熱収縮応力は、０．１〜１．８ｃＮ／ｄｔｅｘ、好ましくは０．４〜１．６ｃＮ／ｄｔｅｘ、より好ましくは０．６〜１．４ｃＮ／ｄｔｅｘの範囲にあることが望ましい。最大熱収縮応力が０．１ｃＮ／ｄｔｅｘ未満の場合には、ランフラット走行耐久性を十分に向上させることができない。一方、最大熱収縮応力が１．８ｃＮ／ｄｔｅｘを超える場合には、タイヤ製造時の加熱によりコードが著しく収縮するため、出来上がりのタイヤ形状が悪化する懸念がある。

さらに、カーカスプライ２のコードに含まれるポリケトン繊維として、１５０℃×３０分乾熱処理時熱収縮率が１％〜５％の範囲、好ましくは２％〜４％の範囲である。１５０℃×３０分乾熱処理時熱収縮率が１％未満の場合には、タイヤ製造時の加熱による引き揃え効率が著しく低下し、タイヤとしての強度が不十分となる。一方、１５０℃×３０分乾熱処理時熱収縮率が５％を超える場合には、タイヤ製造時の加熱によりコードが著しく収縮するため、出来上がりのタイヤ形状が悪化する懸念がある。

さらにまた、カーカスプライ２のコードに含まれるポリケトン繊維として、引っ張り強度は、好ましくは１０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、より好ましくは１５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である。この引っ張り強度が１０ｃＮ／ｄｔｅｘ未満の場合、タイヤとしての強度が不十分となる。

さらにまた、カーカスプライ２のコードに含まれるポリケトン繊維として、弾性率は、好ましくは２００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、より好ましくは２５０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である。この弾性率が２００ｃＮ／ｄｔｅｘ未満の場合、ランフラット走行耐久性を十分に向上させることができない。

次に、カーカスプライ２のコードの、下記式（Ｉ）、

（ｎは撚り数（回／１０ｃｍ）、Ｄはトータル表示デシテックス数、ρは繊維の比重（ｇ／ｃｍ³）である）で定義される撚り係数Ｎが下記式（ＩＩ）、
０．６ ≦ Ｎ ≦ ０．９ ・・・ （ＩＩ）
を満たすことが好ましく、さらには下記式（ＩＩＩ）、
０．７ ≦ Ｎ ≦ ０．８５ ・・・ （ＩＩＩ）
を満たすことが、より好ましい。この係数が０．６未満の場合にはカーカスプライコードに要求される耐疲労性が低下し、結果としてタイヤ耐久性が低下するという問題が生じる。一方、０．９より大きい場合には撚糸の撚り戻りが大きく、作業性が著しく悪化する。

また、サイドウォール部Ｂの領域でかつカーカスプライ２の内側には、少なくとも１層（図示する例では１層）のスチールコード層からなるインサート４が配置される。

このインサート４を配置することにより、通常走行時の縦ばね係数が大きくなるのを抑制したまま、ランフラット走行時にサイド補強ゴム層６の変形を抑制することができるので、通常走行時の振動・乗り心地性を維持しつつ、ランフラット時の耐久性を向上させることができる。

即ち、インサート４の配置により、カーカスプライ２の内側に曲げ剛性が強いスチールコード層が配置されることになるので、曲げの中立軸はカーカスプライ２とインサート４の間に存在し、カーカスプライ２が引っ張り側、インサート４が圧縮側となる。これにより、ランフラット走行時に前記有機繊維コードからなるカーカスプライ２の引っ張り剛性が大きいことから、サイド補強ゴム層６がつぶれにくい方向へと作用し、結果としてランフラット耐久性が向上する。また、スチールコードによるインサート４は、曲げ剛性が強いので、カーカスプライ２と連動してサイド補強ゴム層６がつぶれにくい方向へと作用する。

このインサート４は、スチールフィラメントを撚り合わせたスチールコードをゴムで被覆したコード層である。スチールフィラメントの径は、好ましくは０．１〜０．４ｍｍであり、また撚り構造としては１×３、１×４及び１×５等とすることができる。また、コード打込み数は、好ましくは５〜３０本／５０ｍｍである。

インサート４の幅および配置箇所は、上記作用が良好に発揮されるように適宜定める。好ましくは、インサート４の、ビードベース部からタイヤ半径方向内側端までの高さＥ１を、タイヤ高さｈの２０〜４０％の位置とする。この値が２０％未満であるとスチールコードがビード部Ｃにまで達してしまい、この箇所では湾曲方向が逆となって引っ張り側になってしまうことから、スチールコードの圧縮剛性に強いという特性を活かせなくなる。ただし、スチールコードは引っ張り剛性が強いので、ビード部Ｃにまでスチールコードが達していても特に問題となることはない。一方、４０％を超えるとサイドウォール部Ｂ領域の湾曲部を十分にカバーできず、好ましくない。また、インサート４のタイヤ半径方向外側端はベルト３のベルト端近傍にまで達していることが好ましい。ただし、ビードベース部から当該外側端までの高さＥ２をタイヤ高さｈの８０％より大きくしても、既にサイド補強ゴム層６を十分覆っているため、もはや効果の増大は望めない。即ち、ベルト３よりも幅方向内側に達してもサイド補強ゴム層６のつぶれを抑制する効果を高めることはない。

（実施形態２）
本実施形態２では、前記実施形態１のインサート４（図１参照）の代わりに、図２に示すように、インサート４１がビード部Ｃの領域でかつカーカスプライ２の外側に配置され、それ以外はすべて前記実施形態１と同様である。なお、実施形態１のインサート４とインサート４１とを一緒に適用してもよい。

このように、曲げ剛性が強いスチールコードのインサート４１をビード部Ｃにおいてカーカスプライ２の外側に配置すると該スチールコードが圧縮側になりサイド補強ゴム層６がつぶれようとする方向（サイドウォール部Ｂとは逆）に対し抵抗しようとする方向に作用するので、ランフラット耐久性が向上する。

この際、インサート４１の、ビードベース部からタイヤ半径方向内側端までの高さＥ１１を、好ましくはタイヤ高さｈの１０〜２５％の位置とする。１０％より小さいところに入れてもこの付近はリムで押圧されるところなので、ほとんど変形がなく、入れる意味がない。一方、２５％を超えるとビード部Ｃ領域の湾曲部を十分にカバーできず、好ましくない。また、インサート４１の、ビードベース部からタイヤ半径方向外側端までの高さＥ１２を、好ましくはタイヤ高さｈの２０〜３５％の位置とする。２０％未満ではビード部Ｃの湾曲部を十分にカバーできず、一方、３５％より大きくするとサイドウォール部Ｂにまでインサート４１が達してしまうが、この部分では高温下での引っ張りに強いカーカスプライ２に負担させた方が効率的だからである。

なお、本実施形態２では、インサート４１がカーカスプライ２の外側に配置されていればよく、したがって、図３および図４にそれぞれ示すインサート４２および４３のように、折返しカーカスプライ２の内側カーカスプライに対して外側であっても、同様の効果を得ることができる。

（実施形態３）
本実施形態３では、図５に示すカーカスプライ２０が、スチールフィラメントを撚り合わせたスチールコードをゴムで被覆したコード層で構成されている。かかるコードのスチールフィラメントの径、撚り構造、コード打込み数は本実施形態１のインサートと同様とすることができる。

また、サイドウォール部Ｂの領域でかつカーカスプライ２０の外側に、周方向に少なくとも１層（図示する例では１層）の有機繊維コード層からなるインサート４４が配置されている。この有機繊維コード層は、前記実施形態１におけるカーカスプライの有機繊維コード層と同様のものである。

このインサート４４を配置することにより、前記実施形態と同様に、通常走行時の縦ばね係数が大きくなるのを抑制したまま、ランフラット走行時にサイド補強ゴム層６の変形を抑制することができるので、通常走行時の振動・乗り心地性を維持しつつ、ランフラット時の耐久性を向上させることができる。

即ち、前記有機繊維コードのインサート４４がスチールコードのカーカスプライ２０の外側に配置されることで、曲げの中立軸はカーカスプライ２０とインサート４４の間に存在し、カーカスプライ２０が圧縮側、インサート４４側が引っ張りとなる。これにより、ランフラット走行時に前記有機繊維コードからなるインサート４４の引っ張り剛性が大きいことから、サイド補強ゴム層６がつぶれにくい方向へと作用し、結果としてランフラット耐久性が向上する。また、スチールコードによるカーカスプライ２０は、曲げ剛性が強いので、インサート４４と連動してサイド補強ゴム層６がつぶれにくい方向へと作用する。

インサート４４の幅および配置箇所は、上記作用が良好に発揮されるように適宜定める。好ましくは、インサート４４の、ビードベース部からタイヤ半径方向内側端までの高さＥ２１をタイヤ高さｈの２０〜４０％の位置とする。この値が２０％未満であるとビード部Ｃに達してしまい、ここでは逆に圧縮領域に入ってくるため、圧縮に弱い有機繊維コード層を入れることは逆効果となる。一方、４０％を超えるとサイドウォール部Ｂ領域の湾曲部を十分にカバーできず、好ましくない。また、インサート４４のタイヤ半径方向外側端はベルト３のベルト端近傍にまで達していることが好ましい。ただし、ビードベース部から当該外側端までの高さＥ２２をタイヤ高さｈの８０％より大きくしても既にサイド補強ゴム層６を十分覆っているため、もはや効果の増大は望めない。即ち、ベルト３よりも幅方向内側に達してもサイド補強ゴム層６のつぶれを抑制する効果を高めることはない。

なお、本実施形態３では、カーカスプライおよびインサート以外は本実施例１と同様の構造とするものである。

（実施形態４）
本実施形態４では、前記実施形態３のインサート４４（図５参照）の代わりに、図６に示すように、インサート４５がビード部Ｃの領域でかつカーカスプライ２０の内側に配置され、それ以外はすべて前記実施形態３と同様である。なお、実施形態３のインサート４４とインサート４５とを同時に適用してもよい。

このように、有機繊維コード層からなるインサート４５をビード部Ｃにおいてスチールコード層からなるカーカスプライ２０の内側に配置すると該スチールコードが圧縮側になりサイド補強ゴム層６がつぶれようとする方向（サイドウォール部Ｂとは逆）に対し抵抗しようとする方向に作用するので、ランフラット耐久性が向上する。

この際、インサート４５の、ビードベース部からタイヤ半径方向内側端までの高さＥ３１を、好ましくはタイヤ高さｈの１０〜２５％の位置とする。１０％より小さいところに入れてもこの付近はリムで押圧されるところなので、ほとんど変形がなく、入れる意味がない。一方、２５％を超えるとビード部Ｃ領域の湾曲部を十分にカバーできず、好ましくない。また、インサート４５の、ビードベース部からタイヤ半径方向外側端までの高さＥ３２を、好ましくはタイヤ高さｈの２０〜３５％の位置とする。３５％より大きくするとサイドウォール部Ｂにまで達してしまい圧縮側になってしまうので、ここに有機繊維コード層を入れても、サイド補強ゴム層６のつぶれ変形抑制にはほとんど効果がない。

（実施形態５）
図示はしないが、インサートを用いずにカーカスプライを２層以上とし、タイヤ径方向外側に前記有機繊維コード層からなるカーカスプライを、内側に前記スチールコード層からなるカーカスプライを夫々配置してサイド補強型のランフラットタイヤとしても、サイド補強ゴム層６のつぶれ変形を抑制することができる。この場合、ビード部Ｃでは湾曲部での前記有機繊維コード層と前記スチールコード層との配置が本発明で意図する配置とは逆になるが、サイド補強ゴム層６のつぶれ変形を抑制する効果としてはビード部Ｃよりもサイドウォール部Ｂの方が効果が大きいため、このような配置とすることができる。

次に、本発明に使用し得る、ポリケトン繊維（以下「ＰＫ繊維」と略記する）を少なくとも５０質量％以上含む繊維について詳述する。

本発明に使用し得るＰＫ繊維以外の繊維は、ナイロン、エステル、レーヨン、ポリノジック、リヨセル、ビニロン等を挙げることができる。

なお、本発明におけるＰＫ繊維の乾熱収縮率は、オーブン中で１５０℃、３０分の乾熱処理を行ない、熱処理前後の繊維長を、１／３０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）の荷重をかけて計測して下式により求められる値である。
乾熱収縮率（％）＝（Ｌｂ−Ｌａ）／Ｌｂ×１００
但し、Ｌｂは熱処理前の繊維長、Ｌａは熱処理後の繊維長である。また、ＰＫ繊維における引張強度および引張弾性率は、ＪＩＳ−Ｌ−１０１３に準じて測定することにより得られる値であり、引張弾性率は伸度０．１％における荷重と伸度０．２％における荷重から算出した初期弾性率の値である。

本発明に使用し得るカーカスプライコードは、具体的には、以下に詳述するＰＫ繊維コードが好適である。即ち、コード１本あたりの総デシテックスが１０００〜２００００デシテックスであるマルチフィラメント撚りのＰＫ繊維である。１本あたりの総デシテックスが１０００〜２００００デシテックスの範囲内であるコードであれば、高剛性で、かつ、有機繊維のメリットであるスチールコード対比の軽量化が達成できる。総デシテックスが１０００デシテックス未満ではカーカスプライとして十分な高剛性を得ることができず、一方、２００００デシテックスを超えると、プライのゲージが厚くなってしまい、タイヤ質量増加やタイヤ品質の劣化を招いてしまう。

また、かかるコードの最大熱収縮応力は、一般的なディップ処理を施した加硫前のＰＫ繊維コードの、２５ｃｍの長さ固定サンプルを５℃／分の昇温スピードで加熱して、１７７℃時にコードに発生する最大応力（単位：ｃＮ／ｄｔｅｘ）である。

上記ＰＫ繊維の原料のポリケトンとしては、下記一般式（ＩＶ）、

（式中、Ａは不飽和結合によって重合された不飽和化合物由来の部分であり、各繰り返し単位において同一であっても異なっていてもよい）で表される繰り返し単位から実質的になるものが好適であり、その中でも、繰り返し単位の９７モル％以上が１−オキソトリメチレン［−ＣＨ₂−ＣＨ₂−ＣＯ−］であるポリケトンが好ましく、９９モル％以上が１−オキソトリメチレンであるポリケトンが更に好ましく、１００モル％が１−オキソトリメチレンであるポリケトンが最も好ましい。

かかるポリケトンは、部分的にケトン基同士、不飽和化合物由来の部分同士が結合していてもよいが、不飽和化合物由来の部分とケトン基とが交互に配列している部分の割合が９０質量％以上であることが好ましく、９７質量％以上であることが更に好ましく、１００質量％であることが最も好ましい。

また、上記式（ＩＶ）において、Ａを形成する不飽和化合物としては、エチレンが最も好ましいが、プロピレン、ブテン、ペンテン、シクロペンテン、ヘキセン、シクロヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、デセン、ドデセン、スチレン、アセチレン、アレン等のエチレン以外の不飽和炭化水素や、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、ビニルアセテート、アクリルアミド、ヒドロキシエチルメタクリレート、ウンデセン酸、ウンデセノール、６−クロロヘキセン、Ｎ−ビニルピロリドン、スルニルホスホン酸のジエチルエステル、スチレンスルホン酸ナトリウム、アリルスルホン酸ナトリウム、ビニルピロリドンおよび塩化ビニル等の不飽和結合を含む化合物等であってもよい。

さらに、上記ポリケトンの重合度としては、下記式（Ｖ）、

（上記式中、ｔおよびＴは、純度９８％以上のヘキサフルオロイソプロパノールおよび該ヘキサフルオロイソプロパノールに溶解したポリケトンの希釈溶液の２５℃での粘度管の流過時間であり、ｃは、上記希釈溶液１００ｍＬ中の溶質の質量（ｇ）である）で定義される極限粘度［η］が、１〜２０ｄＬ／ｇの範囲内にあることが好ましく、３〜８ｄＬ／ｇの範囲内にあることがより一層好ましい。極限粘度が１ｄＬ／ｇ未満では、分子量が小さ過ぎて、高強度のポリケトン繊維コードを得ることが難しくなる上、紡糸時、乾燥時および延伸時に毛羽や糸切れ等の工程上のトラブルが多発することがあり、一方、極限粘度が２０ｄＬ／ｇを超えると、ポリマーの合成に時間およびコストがかかる上、ポリマーを均一に溶解させることが難しくなり、紡糸性および物性に悪影響が出ることがある。

さらにまた、ＰＫ繊維は、結晶化度が５０〜９０％、結晶配向度が９５％以上の結晶構造を有することが好ましい。結晶化度が５０％未満の場合、繊維の構造形成が不十分であって十分な強度が得られないばかりか加熱時の収縮特性や寸法安定性も不安定となるおそれがある。このため、結晶化度としては５０〜９０％が好ましく、より好ましくは６０〜８５％である。

上記ポリケトンの繊維化方法としては、（１）未延伸糸の紡糸を行った後、多段熱延伸を行い、該多段熱延伸の最終延伸工程で特定の温度および倍率で延伸する方法や、（２）未延伸糸の紡糸を行った後、熱延伸を行い、該熱延伸終了後の繊維に高い張力をかけたまま急冷却する方法が好ましい。上記（１）または（２）の方法でポリケトンの繊維化を行うことで、上記ポリケトン繊維コードの作製に好適な所望のフィラメントを得ることができる。

ここで、上記ポリケトンの未延伸糸の紡糸方法としては、特に制限はなく、従来公知の方法を採用することができ、具体的には、特開平２−１１２４１３号、特開平４−２２８６１３号、特表平４−５０５３４４号に記載されているようなヘキサフルオロイソプロパノールやｍ−クレゾール等の有機溶剤を用いる湿式紡糸法、国際公開第９９／１８１４３号、国際公開第００／０９６１１号、特開２００１−１６４４２２号、特開２００４−２１８１８９号、特開２００４−２８５２２１号に記載されているような亜鉛塩、カルシウム塩、チオシアン酸塩、鉄塩等の水溶液を用いる湿式紡糸法が挙げられ、これらの中でも、上記塩の水溶液を用いる湿式紡糸法が好ましい。

例えば、有機溶剤を用いる湿式紡糸法では、ポリケトンポリマーをヘキサフルオロイソプロパノールやｍ−クレゾール等に０．２５〜２０質量％の濃度で溶解させ、紡糸ノズルより押し出して繊維化し、次いでトルエン、エタノール、イソプロパノール、ｎ−ヘキサン、イソオクタン、アセトン、メチルエチルケトン等の非溶剤浴中で溶剤を除去、洗浄してポリケトンの未延伸糸を得ることができる。

一方、水溶液を用いる湿式紡糸法では、例えば、亜鉛塩、カルシウム塩、チオシアン酸塩、鉄塩等の水溶液に、ポリケトンポリマーを２〜３０質量％の濃度で溶解させ、５０〜１３０℃で紡糸ノズルから凝固浴に押し出してゲル紡糸を行い、さらに脱塩、乾燥等してポリケトンの未延伸を得ることができる。ここで、ポリケトンポリマーを溶解させる水溶液には、ハロゲン化亜鉛と、ハロゲン化アルカリ金属塩またはハロゲン化アルカリ土類金属塩とを混合して用いることが好ましく、凝固浴には、水、金属塩の水溶液、アセトン、メタノール等の有機溶媒等を用いることができる。

また、得られた未延伸糸の延伸法としては、未延伸糸を該未延伸糸のガラス転移温度よりも高い温度に加熱して引き伸ばす熱延伸法が好ましく、さらに、かかる未延伸糸の延伸は、上記（２）の方法では一段で行ってもよいが、多段で行うことが好ましい。熱延伸の方法としては、特に制限はなく、例えば、加熱ロール上や加熱プレート上に糸を走行させる方法等を採用することができる。ここで、熱延伸温度は、１１０℃〜（ポリケトンの融点）の範囲内が好ましく、総延伸倍率は、好適には１０倍以上とする。

上記（１）の方法でポリケトンの繊維化を行う場合、上記多段熱延伸の最終延伸工程における温度は、１１０℃〜（最終延伸工程の一段前の延伸工程の延伸温度−３℃）の範囲が好ましく、また、多段熱延伸の最終延伸工程における延伸倍率は、１．０１〜１．５倍の範囲が好ましい。一方、上記（２）の方法でポリケトンの繊維化を行う場合、熱延伸終了後の繊維にかける張力は、０．５〜４ｃＮ／ｄｔｅｘの範囲が好ましく、また、急冷却における冷却速度は、３０℃／秒以上であることが好ましく、更に、急冷却における冷却終了温度は、５０℃以下であることが好ましい。熱延伸されたポリケトン繊維の急冷却方法としては、特に制限はなく、従来公知の方法を採用することができ、具体的には、ロールを用いた冷却方法が好ましい。なお、こうして得られるポリケトン繊維は、弾性歪みの残留は大きいため、通常、緩和熱処理を施し、熱延伸後の繊維長よりも繊維長を短くすることが好ましい。ここで、緩和熱処理の温度は、５０〜１００℃の範囲が好ましく、また、緩和倍率は、０．９８０〜０．９９９倍の範囲が好ましい。

また、ＰＫ繊維コードの高い熱収縮特性を最も効果的に活用するには、加工時の処理温度や使用時の成型品の温度が、最大熱収縮応力を示す温度（最大熱収縮温度）と近い温度であることが望ましい。具体的には、必要に応じて行われる接着剤処理におけるＲＦＬ処理温度や加硫温度等の加工温度が１００〜２５０℃であること、また、繰り返し使用や高速回転によってタイヤ材料が発熱した際の温度は１００〜２００℃にもなることなどから、最大熱収縮温度は、好ましくは１００〜２５０℃の範囲内、より好ましくは１５０〜２４０℃範囲内である。

本発明に係るカーカスプライまたはインサートを被覆するコーティングゴムは、種々の形状からなることができる。代表的には、被膜、シート等である。また、コーティングゴムは、既知のゴム組成物を適宜採用することができ、特に制限されるべきものではない。

本発明のランフラットタイヤは、好適には偏平率（タイヤ高さ／タイヤ幅）が６０％以下の断面形状を有する乗用車用ランフラットタイヤにおいて、特に優れた効果を奏するものである。

以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明する。
（ＰＫ繊維の調製例）
常法により調製したエチレンと一酸化炭素が完全交互共重合した極限粘度５．３のポリケトンポリマーを、塩化亜鉛６５重量％／塩化ナトリウム１０重量％含有する水溶液に添加し、８０℃で２時間攪拌溶解し、ポリマー濃度８重量％のドープを得た。

このドープを８０℃に加温し、２０μｍ焼結フィルターでろ過した後に、８０℃に保温した紡口径０．１０ｍｍφ、５０ホールの紡口より１０ｍｍのエアーギャップを通した後に５重量％の塩化亜鉛を含有する１８℃の水中に吐出量２．５ｃｃ／分の速度で押出し、速度３．２ｍ／分で引きながら凝固糸条とした。

引き続き凝固糸条を濃度２重量％、温度２５℃の硫酸水溶液で洗浄し、さらに３０℃の水で洗浄した後に、速度３．２ｍ／分で凝固糸を巻取った。
この凝固糸にＩＲＧＡＮＯＸ１０９８（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社製）、ＩＲＧＡＮＯＸ１０７６（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社製）をそれぞれ０．０５重量％ずつ（対ポリケトンポリマー）含浸せしめた後に、該凝固糸を２４０℃にて乾燥後、仕上剤を付与して未延伸糸を得た。

仕上剤は以下の組成のものを用いた。
オレイン酸ラウリルエステル／ビスオキシエチルビスフェノールＡ／ポリエーテル（プロピレンオキシド／エチレンオキシド＝３５／６５：分子量２００００）／ポリエチレンオキシド１０モル付加オレイルエーテル／ポリエチレンオキシド１０モル付加ひまし油エーテル／ステアリルスルホン酸ナトリウム／ジオクチルリン酸ナトリウム＝３０／３０／１０／５／２３／１／１（重量％比）。

得られた未延伸糸を１段目を２４０℃で、引き続き２５８℃で２段目、２６８℃で３段目、２７２℃で４段目の延伸を行った後に、引き続き５段目に２００℃で１．０８倍（延伸張力１．８ｃＮ／ｄｔｅｘ）の５段延伸を行い、巻取機にて巻取った。未延伸糸から５段延伸糸までの全延伸倍率は１７．１倍であった。この繊維原糸は強度１５．６ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度４．２％、弾性率３４７ｃＮ／ｄｔｅｘと高物性を有していた。このＰＫ繊維を１６７０ｄｔｅｘ／２の太さにて撚り係数０．８４でコードにしたところ、熱収縮応力０．９ｃＮ／ｄｔｅｘ、乾熱収縮率３．１％であった。

（実施例１〜３、参考例１〜２、比較例１〜２、従来例１〜２）
タイヤサイズが２２５／６０Ｒ１７のタイヤを下記の表１に示す仕様により試作し、下記試験方法による、ランフラット耐久力および通常走行時の乗り心地性の評価を実施した。なお、表中、「レーヨン」とは、１６５０ｄｔｅｘ／３のレーヨン繊維コードを打込み数４８で打込んだコード層を、「ＰＫ繊維」とは、上記調製例にて製造したＰＫ繊維コードを打込み数４８で打込んだコード層を、また、「スチール」とは、１×３×０．２２（ｍｍ）のスチール製フィラメントを５本層状に撚り合わせたコードを打込み数１２で打込んだコード層を、夫々表す。供試タイヤでは、これらコード層をカーカスプライコードまたはインサートとして使用した。

また、供試タイヤは、通常は２３０ｋＰａの空気充填圧力と６．１７ｋＮの負荷荷重条件下で使用されるが、ゼロ内圧での使用にも耐えられるよう、カーカスプライの内側に断面三日月形のサイド補強ゴム層６を下記の表１に示す厚さ（最大厚さ）にて設けてある。さらに、０．２２ｍｍのスチール製フィラメントを５本層状に撚り合わせたコードを並行に配置し、その軸線がタイヤ赤道方向と為す角度が１５〜３０°である互いに交錯した２枚のスチールベルト層３１、３２と、そのタイヤ半径方向外側に配置され、実質的に周方向に捲回されたリボン状芳香族ポリアミド繊維コード層からなるベルト保護層７とを備えている。

（ランフラット耐久力）
ランフラット耐久力は、一定室温（３８℃）のドラム試験機にて、タイヤ内圧を０ｋＰａにした状態（ランフラット状態）で、一定半径のドラムに押し付けることで荷重負荷し、時速８０ｋｍ／ｈにてタイヤを回転させ、タイヤが故障するまでの走行時間を測定したものである。なお、ドラム走行中の荷重、速度は一定とし、タイヤ走行時間が長いほど、耐久力の効果が高いことを示す。なお、表中においては、従来例１のドラム走行時間を１００とし、比較例、実施例の数値を指数表示した。数値が大なるほどランフラット耐久力が大きい。

（通常走行時乗り心地性）
通常内圧時の縦バネ定数（乗り心地の指標）は、タイヤに２３０ｋＰａの空気圧を充填した後、タイヤに一定荷重を負荷し、荷重軸方向のたわみと荷重の関係から、規定荷重でのたわみ−荷重線図の傾きを算出したものである。この数値は低いほど車両への入力が小さく、乗り心地が良いことを示す。なお、表中においては、従来例１の縦バネ定数（ｋＮ／ｍｍ）を１００とし、比較例、実施例の数値を指数表示した。数値が大なるほど乗り心地性が良いことを示す。

本発明の実施形態１に係るランフラットタイヤの断面図である。 本発明の実施形態２に係るランフラットタイヤの断面図である。 本発明の実施形態２に係る他のランフラットタイヤの断面図である。 本発明の実施形態２に係るさらに他のランフラットタイヤの断面図である。 参考例１に係るランフラットタイヤの断面図である。 参考例２に係るランフラットタイヤの断面図である。

符号の説明

１ ビードコア
２ カーカスプライ
３ ベルト
４，４１，４２，４３，４４，４５ インサート
５ ビードフィラー
６ サイド補強ゴム層
７ ベルト保護層
Ａ トレッド部
Ｂ サイドウォール部
Ｃ ビード部

Claims (8)

1. 左右一対のビード部と、該ビード部から夫々タイヤ半径方向外側に連なる一対のサイドウォール部と、両サイドウォール部に連なるトレッド部とを有し、前記一対のビード部間にトロイド状に延在してこれら各部を補強する一枚以上のカーカスプライからなるカーカス層と、該カーカスのタイヤ半径方向外側に配置されたベルト層と、前記サイドウォール部において前記カーカスの内側に配置された断面三日月状のサイド補強ゴム層と、を備えたランフラットタイヤにおいて、
   前記サイドウォール部領域および前記ビード部領域の少なくとも一方の領域が、その湾曲部の外側が有機繊維コード層で内側がスチールコード層となるように、これら層の組み合わせ構造にて補強され、
   前記有機繊維コード層が、ポリケトン繊維を少なくとも５０質量％以上含み、該コードの最大熱収縮応力が０．１〜１．８ｃＮ／ｄｔｅｘの範囲にあり、かつ該ポリケトン繊維の１５０℃×３０分乾熱処理時熱収縮率が１％〜５％の範囲にある有機繊維コードをゴムで被覆したコード層からなり、
   前記スチールコード層が、スチールフィラメントを撚り合わせたスチールコードをゴムで被覆したコード層からなり、
   前記カーカスプライの少なくとも１層が前記有機繊維コード層からなり、前記サイドウォール部領域でかつ前記有機繊維コード層の内側に、少なくとも１層の前記スチールコード層からなるインサートが配置されていることを特徴とするランフラットタイヤ。
2. 前記インサートのタイヤ半径方向内側端がビードベース部からタイヤ高さｈの２０〜４０％の位置にあり、かつ外側端がベルト層のベルト端近傍に位置する請求項１記載のランフラットタイヤ。
3. 前記ビード部に埋設されたビードコアおよびビードフィラーに内側から外側に向けて折返された前記カーカスプライの少なくとも１層が前記有機繊維コード層からなり、前記ビード部領域でかつ前記有機繊維コード層の外側に、少なくとも１層の前記スチールコード層からなるインサートが配置されている請求項１または２記載のランフラットタイヤ。
4. ビード部領域に配置された前記インサートのタイヤ半径方向内側端がビードベース部からタイヤ高さｈの１０〜２５％の位置にあり、かつ外側端が２０〜３５％の位置にある請求項３記載のランフラットタイヤ。
5. 左右一対のビード部と、該ビード部から夫々タイヤ半径方向外側に連なる一対のサイドウォール部と、両サイドウォール部に連なるトレッド部とを有し、前記一対のビード部間にトロイド状に延在してこれら各部を補強する一枚以上のカーカスプライからなるカーカス層と、該カーカスのタイヤ半径方向外側に配置されたベルト層と、前記サイドウォール部において前記カーカスの内側に配置された断面三日月状のサイド補強ゴム層と、を備えたランフラットタイヤにおいて、
   前記サイドウォール部領域および前記ビード部領域の少なくとも一方の領域が、その湾曲部の外側が有機繊維コード層で内側がスチールコード層となるように、これら層の組み合わせ構造にて補強され、
   前記有機繊維コード層が、ポリケトン繊維を少なくとも５０質量％以上含み、該コードの最大熱収縮応力が０．１〜１．８ｃＮ／ｄｔｅｘの範囲にあり、かつ該ポリケトン繊維の１５０℃×３０分乾熱処理時熱収縮率が１％〜５％の範囲にある有機繊維コードをゴムで被覆したコード層からなり、
   前記スチールコード層が、スチールフィラメントを撚り合わせたスチールコードをゴムで被覆したコード層からなり、
   前記カーカスプライが２層以上からなり、タイヤ径方向外側に前記有機繊維コード層からなるカーカスプライが、内側に前記スチールコード層からなるカーカスプライが夫々配置されていることを特徴とするランフラットタイヤ。
6. 前記ポリケトン繊維において、原糸の引っ張り強度が１０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上で、かつ弾性率が２００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である請求項１〜５のうちいずれか一項記載のランフラットタイヤ。
7. 前記有機繊維コード層の、下記式（Ｉ）、
   

   

   （ｎは撚り数（回／１０ｃｍ）、Ｄはトータル表示デシテックス数、ρは繊維の比重（ｇ／ｃｍ^３）である）で定義される撚り係数Ｎが下記式（ＩＩ）、
   ０．６ ≦ Ｎ ≦ ０．９ ・・・ （ＩＩ）
   を満たす請求項１〜６のうちいずれか一項記載のランフラットタイヤ。
8. 前記有機繊維コード層のコード打込み数が５〜６０本／５０ｍｍである請求項１〜７のうちいずれか一項記載のランフラットタイヤ。

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