JP5087203B2

JP5087203B2 - 航空機用空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP5087203B2
Application number: JP2003098868A
Authority: JP
Inventors: 博幸森
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2003-04-02
Filing date: 2003-04-02
Publication date: 2012-12-05
Anticipated expiration: 2023-04-02
Also published as: JP2004306635A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、航空機用空気入りラジアルタイヤ、特に耐カット性に優れ、軽量化された航空機用空気入りラジアルタイヤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の航空機用ラジアルタイヤにおいては、カーカスプライやベルト層にナイロンコードを使用しているので、カーカスプライ数やベルト層数が多くなり、高重量になる。最近、使用する部材量を極力減じて軽量化することがＯＥＭの要求としてあるが、従来の航空機用ラジアルタイヤではかかるＯＥＭの要求を達成することが困難である。
【０００３】
また、航空機用ラジアルタイヤは高い使用内圧、高荷重条件下で使用されるため、高内圧や高速回転中の遠心力作用によりトレッド面の径方向外方への迫り出しが大きくなり、これに伴ってトレッドゴムがタイヤ周方向に引き伸ばされた状態になる。特に、離着陸時に滑走路上の異物の上を通過する際、トレッドの異物に対する抵抗力が弱くなり、踏みつけた異物によりトレッドゴムにカット傷が生じ、該異物がトレッド内部に容易に侵入してタイヤの損傷をもたらす問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した従来技術の問題点を解消し、後述する特定の有機繊維コードを使用することによりトレッド面の径方向成長を抑制して異物等のカットに対する耐久性を向上させるとともに、軽量化も達成し得る航空機用空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る航空機用空気入りラジアルタイヤは、一対のビードコアと、該ビードコア間にトロイド状に延在する少なくとも１枚の有機繊維コードを含むカーカスプライよりなるラジアルカーカスと、該カーカスのクラウン部外周に配した少なくとも１枚の有機繊維コードを含むベルト層よりなるベルトとを備え、前記カーカスプライおよび／またはベルト層を構成する有機繊維コードが下記の式（Ｉ）：
【化２】

（式中のＡはエチレン性結合によって重合されたエチレン性不飽和化合物由来の部分で、各繰り返し単位において同一でも異なっていてもよい）で表される繰り返し単位からなるポリケトン繊維のコードであり、前記ベルト層に用いるポリケトン繊維のコードは、伸長方向に０．３ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重時の伸び率が０．２−２．０％、伸長方向に２．１ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重時の伸び率が１．５−７．０％、伸長方向に３．２ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重時の伸び率が２．２−９．３％であり、前記カーカスプライに用いるポリケトン繊維のコードは、伸長方向に０．２ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重時の伸び率が０．２−１．８％、伸長方向に１．９ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重時の伸び率が１．４−６．４％、伸長方向に２．９ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重時の伸び率が２．１−８．６％であり、前記カーカスプライおよび／または前記ベルト層を構成する前記ポリケトン繊維のコードは、ポリケトン繊維の原糸を下撚りし、次いで上撚りすることにより形成されたもので、下撚り係数が０．１２−０．８５、上撚り係数が０．３５−０．７５であることを特徴とする。
【０００６】
ベルト層に用いるポリケトン繊維のコードは、５．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の引張破断強度を有することが好ましい。
【０００７】
カーカスプライに用いるポリケトン繊維のコードは、５．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の引張破断強度を有することが好ましい。
【０００８】
さらに。式（Ｉ）中のＡはエチレンであることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を詳細に説明する。本発明の航空機用空気入りラジアルタイヤは、一対のビードコアと、該ビードコア間にトロイド状に延在する少なくとも１枚の有機繊維コードを含むカーカスプライよりなるラジアルカーカスと、該カーカスのクラウン部外周に配した少なくとも１枚の有機繊維コードを含むベルト層よりなるベルトとを備え、該カーカスプライおよび／またはベルト層を構成する有機繊維コードに下記の式（Ｉ）：
【化３】

（式中のＡはエチレン性結合によって重合されたエチレン性不飽和化合物由来の部分で、各繰り返し単位において同一でも異なっていてもよい）で表される繰り返し単位からなるポリケトン繊維のコードを用いる。
【００１０】
式（Ｉ）で表されるポリケトンは、分子中にＣＯ単位（カルボニル基）とオレフィン由来の単位とが配列された交互共重合体、すなわち、高分子鎖中で各ＣＯ単位の隣に、たとえばエチレン単位等のオレフィン単位が一つずつ位置する構造である。また、このポリケトンは、一酸化炭素と特定のオレフィン一種との共重合体であってもよく、一酸化炭素と特定のオレフィン二種以上との共重合体であってもよい。式（Ｉ）におけるＡを形成するオレフィンの例としては、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、デセン。ドデセン等の不飽和炭化水素化合物、スチレン、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、ウンデセン酸等の不飽和カルボン酸またはその誘導体、およびウンデセノール、６−クロロヘキセン、Ｎ−ビニルピロリドン、およびスルホニルスルホン酸のジエチルエステル等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、二種以上を組合せて用いてもよい。特に、重合体の力学特性や耐熱性等の点から、Ａはエチレンが好ましい。
【００１１】
エチレンと他のオレフィンとを併用する場合、エチレンは全オレフィンに対し８０モル％以上になるように用いるのが好ましい。８０モル％未満では、得られる重合体の融点が２００℃以下になり、該重合体から得られる繊維のコードの耐熱性が不十分となる場合がある。繊維コードの力学特性や耐熱性の点から、エチレンの使用量は、特に全オレフィンに対し９０モル％以上が好ましい。
【００１２】
式（Ｉ）のポリケトンは、公知の方法、たとえばヨーロッパ特許公開第１２１９６５号、同第２１３６７１号、同第２２９４０８号、および米国特許第３９１４３９１号明細書に記載された方法に従って製造することができる。
【００１３】
本発明に係るポリケトンの重合度は、ｍ−クレゾール中６０℃で測定した溶液粘度が１．０−１０．０デシリットル／ｇの範囲、さらに１．２−５．０デシリットル／ｇの範囲にあるのが好ましい。溶液粘度が１．０デシリットル／ｇ未満の場合、得られる繊維コードの強度が不十分となり、一方１０．０デシリットル／ｇを越えると、繊維形成時の溶融粘度や溶液粘度が高くなりすぎ、紡糸性が劣化する。
【００１４】
このポリケトン繊維の形成方法は、特に制限されず、一般的な溶融紡糸法や溶液紡糸法が採用される。溶融紡糸法の場合、たとえば特開平１−１２４６１７号公報に記載の方法に従って、重合体をその融点より２０℃以上高い温度、好ましくは４０℃程度高い温度で溶融紡糸し、次いで融点より１０℃以下低い温度、好ましくは４０℃程度低い温度で、３倍以上、好ましくは７倍以上の延伸比にて延伸処理を施すことにより所望の繊維を容易に得ることができる。一方、溶液紡糸法の場合、たとえば特開平２−１１２４１３号公報に記載の方法に従って、重合体をヘキサフルオロイソプロパノールやｍ−クレゾールに０．２５−２０質量％、好ましくは０．５−１０質量％の濃度で溶解し、紡糸ノズルより押し出し、溶剤を除去して紡糸原糸を得、さらに融点−１００℃から融点＋１０℃、好ましくは融点−５０℃から融点の範囲の温度で延伸処理することにより、所望の繊維を得ることができる。なお、ポリケトン繊維を形成する際に、所要に応じて、酸化防止剤、艶消し剤、顔料、帯電防止剤等を配合することができる。
【００１５】
このようにして形成したポリケトン繊維を用いてカーカスプライやベルト層用のコードを形成する場合、該コードは５．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の引張破断強度を有するのが好ましい。コードの引張破断強度が０．５ｃＮ／ｄｔｅｘ未満になると、必要な耐圧性能を満足することができない。
【００１６】
ポリケトン繊維コードをベルト層に用いる場合、該コードは、伸長方向に０．３ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重時の伸び率が０．２−２．０％、伸長方向に２．１ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重時の伸び率が１．５−７．０％、伸長方向に３．２ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重時の伸び率が２．２−９．３％であることが好ましい。また、ポリケトン繊維コードをカーカスプライに用いる場合、該コードは、伸長方向に０．２ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重時の伸び率が０．２−１．８％、伸長方向に１．９ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重時の伸び率が１．４−６．４％、伸長方向に２．９ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重時の伸び率が２．１−８．６％であることが好ましい。
【００１７】
ポリケトン繊維コードの伸び率を伸長方向に０．３ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重時０．２−２．０％、または伸長方向に０．２ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重時０．２−１．８％とする理由は以下のとおりである。すなわち、航空機用空気入りラジアルタイヤを加硫するにあたり、通常生タイヤが加硫モールド内にて０．２−２．０％程度伸長するようにタイヤ外径を設定する。これは、加硫時に生タイヤ内部に負荷される圧力によってタイヤを均等に伸長せしめてコードの方向を揃え、コードの打ち込みバラツキを是正するためである。該加硫工程では、ベルト層のコードにおよそ０．３ｃＮ／ｄｔｅｘ、カーカスプライのコードにおよそ０．２ｃＮ／ｄｔｅｘの比較的小さい張力が作用するので、このときポリケトン繊維コードの伸び率がベルト層で２．０％より大きく、カーカスプライで１．８％より大きいと、コード性状是正の効果がなくなり、一方０．２％未満になると、コード張力が加硫中の生タイヤの膨満時に大きくなり、該コードがタイヤ径方向内側のゴム中に食い込む等の不都合が生ずる。
【００１８】
一方、ポリケトン繊維コードの伸び率を伸長方向に２．１ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重時１．５−７．０％、３．２ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重時２．２−９．３％、または伸長方向に１．９ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重時１．４−６．４％、２．９ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重時２．１−８．６％とする理由は以下のとおりである。すなわち、航空機用空気入りラジアルタイヤでは、標準状態の内圧負荷時にベルト層のコードにおよそ２．１ｃＮ／ｄｔｅｘまたカーカスプライのコードにおよそ１．９ｃＮ／ｄｔｅｘの張力が加わり、走行時にベルト層のコードにおよそ３．２ｃＮ／ｄｔｅｘまたカーカスプライのコードにおよそ２．９ｃＮ／ｄｔｅｘの張力が加わるので、このときコードの伸び率が上記範囲を上回ると、タイヤ径方向の膨出を効果的に抑制することができず、異物に対する抵抗力が小さくなる。また、伸び率が逆に上記範囲を下回ると、ベルト層のタガ効果が著しく大きくなり、カーカスプライが必要以上にタイヤ幅方向に膨出することになり、好ましくない。
【００１９】
さらに、カーカスプライやベルト層に用いるポリケトン繊維コードは、ポリケトン繊維の原糸を下撚りし、次いで上撚りすることにより形成されたもので、下撚り係数が０．１２−０．８５、上撚り係数が０．３５−０．７５であるのが好ましい。各撚り係数が上記範囲を下回ると、コードの引き揃え効果が悪くなり、段切れを生じてコード強力の低下を招き、逆に上回ると、繊維を拘束する力が大きくなりすぎ、コード強力の不足につながり、好ましくない。
【００２０】
ここで言う撚り係数ＮＴとは以下の式から算出されるものである。
ＮＴ＝Ｎ×（０．１３９×Ｄ／ρ）^１／２×１０^−３
Ｎ：有機繊維コード１００ｍｍ当りの撚り数
下撚りの“Ｄ”：下撚りをかける糸束のデニール数
上撚りの“Ｄ”：コード全体のデニール数÷２
ρ：有機繊維コードの比重（ｇ／ｃｍ^３）
【００２１】
本発明に係る航空機用空気入りラジアルタイヤは、上述したポリケトン繊維のコードを含むカーカスプライを少なくとも一枚および／または該ポリケトン繊維のコードを含むベルト層を少なくとも一層備えるもので、特にカーカスプライ枚数およびベルト層数に制限はないが、カーカスプライ数は６枚、ベルト層数は６枚が好ましい。
【００２２】
ナイロンコードをカーカスプライおよびベルト層に用いる従来の航空機用空気入りラジアルタイヤでは、通常カーカスプライ数は７枚、ベルト層数は８枚であるので、本発明では使用カーカスプライ枚数やベルト層数を従来のものよりはるかに減ずることができ、タイヤの軽量化になる。
【００２３】
【実施例】
次に、本発明を実施例につき説明するが、これら実施例によってなんら限定されるものではない。
【００２４】
タイヤサイズ:１２７０ｘ４４５Ｒ２２３２ＰＲを有する実施例１，２および３ならびに従来例の航空機用空気入りラジアルタイヤを作成する。これらタイヤは、表１に示すようなナイロンコードおよびポリエチレンケトン繊維コードをカーカスプライおよび／またはベルト層にベルト層のコード打込み数が６．３本／１０ｍｍ、カーカスプライのコード打込み数が７．８本／１０ｍｍとして用いる以外、すべて同一のタイヤ構造を有する。なお、使用したナイロンコードと、ポリエチレンケトン繊維コードの物性を表２に示す。これらタイヤに対し、後述する方法により耐カット性を測定し、結果を表１に示す。
【００２５】
従来例：カーカスプライおよびベルト層にナイロンコードを使用しており、カーカスプライ枚数は７枚、ベルト層数は８枚である。
実施例１：ベルト層のナイロンコードをポリエチレンケトン繊維コードに変更しており、またベルト層数を６枚に変更している。
実施例２：ベルト層およびカーカスプライのナイロンコードをポリエチレンケトン繊維コードに変更しており、またベルト層数を６枚、カーカスプライ枚数を６枚に変更している。
実施例３：カーカスプライのナイロンコードをポリエチレンケトン繊維コードに変更しており、またカーカスプライ枚数を６枚に変更している。
【００２６】
耐カット性は、幅４０ｍｍ，刃先角度３０度のカッターを１６２０ｋＰａの内圧充填下の供試タイヤのトレッドセンター部にその幅方向に向けて規定荷重（２４８６０ｋｇ）の５％に相当する力で垂直に押し付けた際に生ずるカット深さを測定することにより評価し、従来例タイヤのカット深さの逆数を１００として指数表示する。この場合、数値が大きいほど、耐カット性に優れていることを示す。
【００２７】
タイヤ重量は、従来例タイヤを１００として指数表示する。この場合、数値が小さいほど、軽量であることを示す。
【００２８】
【表１】

【００２９】
【表２】

【００３０】
表１の結果から、すべての実施例タイヤは、ポリケトン繊維のコードをカーカスプライおよび／またはベルト層に使用しているので、従来例タイヤに比べて耐カット性に優れ、タイヤ重量も軽量化されていることが分かる。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ポリケトン繊維よりなるコードをカーカスプライおよび/またはベルト層に用いることにより、航空機用空気入りラジアルタイヤの耐カット性を大幅に向上させることができ、またタイヤ重量を低減することができる。

Claims

一対のビードコアと、該ビードコア間にトロイド状に延在する少なくとも１枚の有機繊維コードを含むカーカスプライよりなるラジアルカーカスと、該カーカスのクラウン部外周に配した少なくとも１枚の有機繊維コードを含むベルト層よりなるベルトとを備えた航空機用空気入りラジアルタイヤにおいて、前記カーカスプライおよび／またはベルト層を構成する有機繊維コードが下記の式（Ｉ）：

（式中のＡはエチレン性結合によって重合されたエチレン性不飽和化合物由来の部分で、各繰り返し単位において同一でも異なっていてもよい）で表される繰り返し単位からなるポリケトン繊維のコードであり、
前記ベルト層に用いるポリケトン繊維のコードは、伸長方向に０．３ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重時の伸び率が０．２−２．０％、伸長方向に２．１ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重時の伸び率が１．５−７．０％、伸長方向に３．２ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重時の伸び率が２．２−９．３％であり、
前記カーカスプライに用いるポリケトン繊維のコードは、伸長方向に０．２ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重時の伸び率が０．２−１．８％、伸長方向に１．９ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重時の伸び率が１．４−６．４％、伸長方向に２．９ｃＮ／ｄｔｅｘ荷重時の伸び率が２．１−８．６％であり、
前記カーカスプライおよび／または前記ベルト層を構成する前記ポリケトン繊維のコードは、ポリケトン繊維の原糸を下撚りし、次いで上撚りすることにより形成されたもので、下撚り係数が０．１２−０．８５、上撚り係数が０．３５−０．７５であることを特徴とする航空機用空気入りラジアルタイヤ。
前記ベルト層に用いるポリケトン繊維のコードが、５．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の引張破断強度を有することを特徴とする請求項１記載の航空機用空気入りラジアルタイヤ。
前記カーカスプライに用いるポリケトン繊維のコードが、５．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の引張破断強度を有することを特徴とする請求項１記載の航空機用空気入りラジアルタイヤ。
式（Ｉ）中のＡがエチレンであることを特徴とする請求項１記載の航空機用空気入りラジアルタイヤ。