JP2001501264A - 空気タイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 高荷重用の空気タイヤが、１以上のラジアルカーカス層、該カーカス層の冠状領域の放射方向で外側に配置されたトレッド部分、ならびに該トレッド部分とカーカス層の冠状領域との間に挿入された冠状補強構造を有してなる。その冠状補強構造には、少なくとも第１の放射方向で最も内側のベルト層と第２の放射方向で最も外側のベルト層を有するベルト組立物がある。ベルト層を補強するコードは好ましくはＰＥＴまたはＰＥＮ製であり、線密度が２０００〜１６０００デニールであり、撚りが２〜７ＴＰＩであり、撚り係数が３〜５である。

Description

【発明の詳細な説明】 空気タイヤ 本発明は、空気タイヤ用テキスタイルコードに関するものであり、詳細には高 荷重用のラジアルカーカスタイヤのベルト用コードに関する。 ラジアルカーカスタイヤ、特にはオフロード用タイヤおよび高荷重オフロード 用タイヤは、代表的には１〜５層のカーカス層、２〜６層のベルト層および１〜 ４組のビードを有する。 オフロード用タイヤは、その用途の性質上、鋭利な岩石および凹凸の大きい地 形によって生じる切断および層剥離に曝される。その問題には、高強度材料で補 強されたベルトをそのようなタイヤに設けることで対処がなされている。 高荷重産業用タイヤのベルトで現在使用されている一つの補強コードは、線密 度が１５００デニールである３本のアラミド・ヤーンから構成されており、ヤー ンとコードは６．９回／インチ（ＴＰＩ）で撚られている。そのようなコードは 、約７５０Ｎの強度を有する。アラミドは、製造および加工のコストが高い。 農業用タイヤのベルトで現在使用されている別の補強コードは、２〜３本のレ ーヨンヤーンから構成されており、それの線ヤーン密度は１６５０〜２２００デ ニールであって、ヤーンとコードはそれぞれ約９ＴＰＩおよび６．５ＴＰＩで撚 られている。そのようなコードの強度はそれぞれ約１８０Ｎおよび３５０Ｎであ る。そのコードは、材料のコストが高いために製造コストが高く、水分を取り込 んで、引っ張り強さが低い。 それぞれ撚り係数が５．２および７．３５である２．０００／２６／６または １．０００／２ １２／１２ＴＰＩなどのポリエステルコードも現在、農場用タ イヤのベルト層補強に使用されている。６〜１２ＴＰＩの高い撚りレベルでは、 ポリエステル材料の寸法安定性、引張り応力、収縮および引張り強度は十分には 利用されない。その材料の材料コストも高いものである。 そこで本発明の目的は、十分な耐疲労性を維持しつつ、高い引張り強度、高い 引張り応力、高い寸法安定性および低いゲージを有するコードであって、先行技 術で使用されるコードより製造および加工のコストが低いコードを提供すること にある。発明の概要 本発明の空気タイヤのベルト用のポリエステルコードは、線密度が２０００〜 １６０００デニールであり、２〜９本のヤーンを有してなる。ヤーンはコードと 実質的に同じ撚りを有し、コードの撚りは２〜７ＴＰＩであり、撚り係数は３〜 ５である。ある実施態様では、コードは２〜３本のヤーンを有し、線密度が２０ ００〜４０００デニールであり、撚り係数が３．５〜４．５であり、撚りが４． ５〜６．５ＴＰＩである。別の実施態様では、コードは３〜９本のヤーンを有し 、線密度が１００００〜１５０００デニールであり、撚り係数が３．５〜４．５ であり、撚りが２．２〜３．２ＴＰＩである。第３の実施態様では、コードは６ 〜９本のヤーンを有し、線密度が１１０００〜１３０００デニールであり、撚り 係数が３．５〜４．５であり、撚りが２．５〜３．０ＴＰＩである。 本発明のコードは好ましくは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）または ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）などのポリエステル製である。 本発明ではさらに、１以上のラジアルカーカス層、カーカスの冠状領域の放射 方向で外側に配置されたトレッド、ならびにトレッド部分とカーカスの冠状領域 との間に挿入されてカーカスに対して円周方向に取り囲む形になっている冠状補 強構造を有してなる空気タイヤも提供される。該タイヤの冠状補強構造には、少 なくとも第１の放射方向で最も内側のベルト層および第２の放射方向で最も外側 のベルト層を有するベルト組立物があり、各ベルト層は、各ベルト層において互 いに平行に延びる補強コードを有し、１以上のベルト層が本発明によって製造さ れるコードで補強されている。１実施態様では、タイヤの冠状補強構造は２つの ベルト層を有し、該ベルト層のコードは線密度が２０００〜４０００デニールで あり、横方向コード密度が２０〜３０ＥＰＩである。第２の実施態様では、冠状 補強構造は４つのベルト層を有し、該ベルト層のコードは線密度が１１０００〜 １３０００デニールであり、ベルト層の横方向コード密度が１０〜１５ＥＰＩで ある。第３の実施態様では、冠状補強構造は２つのベルト層を有し、コードは線 密度が１１０００〜１３０００デニールであり、ベルト層の横方向コード密度が １０〜１５ＥＰＩである。 コードを用いたファブリックは、カレンダー加工時にコード間の十分なゴム流 を確保するのに必要な０．１ｍｍという最低距離よりはるかに大きい、２本の隣 り合うコード間（リベット領域）距離を有する。同時に、そのファブリックは十 分なタイヤ補強強度を提供するものであり、その強度は個々のコード強度および 横方向コード密度によって規定される。図面の簡単な説明 本発明に最も関連の深い分野の当業者に対して、本発明のある種の好ましい実 施態様について、添付の図面を参照しながら説明する。これらの実施態様は、以 下で定義のようなポリエステルコードの構築に関するものであり、以下に記載の 請求の範囲で定義される本発明の範囲内であれば多くの形態で変更が可能である 。 図１は、本発明によって製造される空気タイヤの右側の断面図である。 図２は、本発明によるコードの側面図である。 図３および図４は、本発明によるコードの断面の模式図である。定義 本明細書および請求の範囲で使用する場合、タイヤの「赤道面」とは、タイヤ の回転軸に対して垂直であって、タイヤトレッドの中心を通る面である。「軸方 向」および「軸方向に」という用語は、タイヤの回転軸に対して平行な方向を指 し、「放射方向(ラジアル)」および「放射方向に」という用語は、放射方向でタ イヤの回転軸に向かう方向または該回転軸から離れる方向を指す。「デニール」 とは、撚る前のヤーン９０００メートルの重量（グラム）を意味するものとする 。発明の詳細な説明 図１について説明すると、ビード芯１１間に延びる４本のラジアルカーカス層 １２によって軸方向に隔てられた１対の実質的に非伸縮性のビード芯１１を有す るラジアルカーカス空気タイヤ１０の一部を示してある。カーカス層は各ビード 芯周囲で軸方向および放射方向で外方向に折り重ねられており、互いに実質的に 平行であってタイヤの赤道面（ＥＰ）とある角度を形成しているコードによって 補強されている。カーカス層１２のコードは、例えばスチール、レーヨン、ポリ エステル、ポリアミドまたは芳香族ポリアミドなどの好適な材料製とすることが できる。タイヤ１０の冠状領域１４は、タイヤトレッド１３の放射方向で内側に 位置するベルト組立物１５によって補強されている。 ベルト組立物１５は本質的に剛性であり、４つの同心ベルト層１６、１７、１ ８および１９を有してなり、それら各層はポリエステルコードによって補強され た弾性層から成る。ポリエステルは、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）また はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とすることができる。各層内では、コ ードは互いに実質的に平行である。タイヤが４本のベルトを有するこの場合は、 放射方向で最も内側のベルト層１９のコードは例えば約２０°の角度を形成して おり、ブレーカー１８および１７におけるコードはそれぞれ約−２０°および２ ０°の角度を形成しており、放射方向で最も外側のベルト層１６のコードは約− ２０°の角度を形成している。以上の角度はいずれも、硬化タイヤの赤道面（Ｅ Ｐ）に対する角度である。 タイヤが２つのベルト層を有する別の実施態様では、放射方向で最も内側のベ ルト層１９のコードは硬化タイヤの赤道面（ＥＰ）と１５°〜３０°の角度を形 成することができるが、放射方向で最も外側のベルト層１６のコードは、放射方 向で最も内側のベルト層１９のコードに対して対角的に反対方向、すなわち硬化 タイヤの赤道面（ＥＰ）と−１５°〜−３０°の角度を形成して延びる。好まし くは、コードの角度はそれぞれ、１７°〜２３°および−１７°〜−２３°であ る。 図２について説明すると、それぞれが線密度１０００デニールを有し６．５Ｔ ＰＩで撚られている２本のヤーン２１および２２を有してなる本発明によるコー ド２０を示してある。その各ヤーンは、複数のポリエステルフィラメント２３を 有する。そのコードは、コードの一方に対して反対の手で６．５ＴＰＩでヤーン を撚ることで得られる。そのコードの撚り係数は約４である。そのようなコード は、トラクターの後部タイヤのべルト補強に適している。約２５端／インチ（en d per inch：ＥＰＩ）のコード密度を用いることが望ましい。 コード２０では、各ヤーンの成分フィラメントは、ヤーンの単位長さ当たり所 定の回転数で撚られており(通常は１インチ当たりの回転数すなわちＴＰＩで表 される)、さらに、個々のヤーンはコードの単位長さ当たり所定の回転数で撚ら れている。撚り方向とは、ヤーンまたはコードを垂直に保持した場合に、それの 螺 旋の傾きの方向を指す。螺旋の傾きが「Ｓ」字の傾きに一致する方向である場合 、その撚りは「Ｓ」または「左手」であると称する。螺旋の傾きが「Ｚ」字の傾 きに一致する方向である場合、その撚りは「Ｚ」または「右手」であると称する 。「Ｓ」すなわち「左手」撚り方向は、「Ｚ」すなわち「右手」撚りとは反対の 方向である。「ヤーン撚り」とは、ヤーンをコードに組み込む前にヤーンに加え る撚りを意味するものとし、「コード撚り」とは、２本以上のヤーンを互いに撚 ることでユードを形成する時に、それらヤーンに加える撚りを意味するものとす る。 本発明の１実施態様では、図３に示したように、２本の１０００デニールのヤ ーン３１および３２がそれぞれ、６．５ＴＰＩで矢印３５で示された方向に撚ら れ、それらのヤーンは次に、６．５ＴＰＩで矢印３６で示した方向に撚られて、 コード３０を形成する。コード３０の撚り係数は約４である。そのようなコード は、農場用タイヤのベルト用の補強材として使用される。その場合、横方向密度 ２５〜３０ＥＰＩを用いることが望ましい。 図４について説明すると、３本のヤーン４１、４２および４３を有する、３９ ００／３デニールのコード４０を示してある。ヤーンは、２．７ＴＰＩで矢印４ ５で示した方向に撚られ、次にそのヤーンは一緒に、２．７ＴＰＩで矢印４６で 示した方向に撚られる。コードの撚り係数は約４である。そのようなコードは、 大きさ６５０／７５Ｒ３２の収穫用タイヤでの使用に有効であると考えられ、そ の場合、コードの横方向密度は１３ＥＰＩである。得られるファブリックは、現 在使用されているベルトに対して等しい表面当たり等しい強度を有するものであ り、タイヤトレッド領域でベルトゲージを加えることでベルトの配置を改善しつ つ、同時に材料コストを下げるものである。 本発明は、わずか数千デニールを有するコードで使用できるが、低コスト、引 張り強度、引張り応力および低収縮の利点が最も大きいのは、８０００デニール を超える巨大なコードの場合である。 本発明によれば、各ヤーンは２ＴＰＩ以上、より好ましくは２．５ＴＰＩ以上 の撚りを有する。ヤーンに加えるべき最大撚りは３ＴＰＩ、好ましくは２．７Ｔ ＰＩである。ヤーンの撚りを同一とすることで、製造工程が簡単になるが、本発 ４４明の実施においてそれは強制されるべきものではない。コードは、２〜４Ｔ ＰＩ の範囲、より好ましくは２．４〜３ＴＰＩの範囲の撚りを有する。コードおよび ヤーンの撚りの量は、実質的に同じとすることができる。ヤーンは同じ左手もし くは右手の撚りを有し、コードの撚りはそれと反対方向とする。そのような高線 密度を有し、そのように加えられた撚りが低いヤーンから製造されるコードは、 張力、引張り応力および収縮について要求される性質を示した。 本発明によるコードは、３〜５、好ましくは３．５〜４．５の撚り係数を有す る。「撚り係数」とは、コードにおけるヤーンがコードの長軸に対して成すねじ れ角の指標となる数字を指す。本明細書および請求の範囲で使用する場合、コー ドの撚り係数は、テキスタイル業界で公知である下記式に従って求められるもの である。 ＴＭ＝０．０１３７ＣＴ×（ＣＤ）^1/2 式中、ＴＭは撚り係数であり； ＣＴはコード長さ１インチ（２．５４ｃｍ）当たりの回転数であり； ＣＤは、ヤーンもしくは小群に撚りを加える前における、ヤーンおよび／また はコードのヤーンの小群のデニールの合計である。撚り係数は、引張り強度、引 張り応力、伸長および疲労などのコードの物理的性質を特徴づけるものであるこ とから、コードの重要な特徴である。撚り係数が５以下の場合、高引張り応力、 高引張り強度、高寸法安定性および低収縮を示すコードということになる。そし て、これらのコードは比較的低い疲労抵抗を持つものであるが、それらは農業用 タイヤおよび産業用タイヤにおけるベルト補強材として使用することができる。 本発明の利点は、本発明に従ってアラミドコードおよびポリエステルコードに ついて行った比較試験から明らかになろう。 ^*)粘着試験はいずれも、同じゴム化合物で比較する。 浸漬特性 ^*)粘着試験はいずれも、同じゴム化合物で比較する。 線密度はいずれもデニール単位であり、1.1dtexは1デニールに等しい。 上記の結果は明らかに、レーヨンをポリエステルに代えた場合に、本発明の内 容に従って製造されるタイヤコードの強度／重量性能が優れていることを示すも のである。アラミドをポリエステルに代えた場合、コストが大きい利点であるが 、ポリエステルも比較的大きい破壊時伸長を示している。 これらの表では、「伸長」は破壊時のコードの最大長さであり；「張力」は破 壊時にコードに加わる最大の力であり；「Ｌａｓｅ」は指定された伸長（パーセ ント）でのニュートン単位の負荷であり；「収縮」は最小の力を加えての熱曝露 （硬化条件）後におけるパーセントでの長さ変化である。 寸法１８．４Ｒ３８ＳＴＲの農場用タイヤにおいて本発明によるＰＥＴ材料を 使用することで以下の結果が得られ、それは冠状部分の寸法安定性が改善されて いることを示している。 NSK：タイヤのグルーブのノンスキッドまたは深さ OD：タイヤの最大全体径 SD：タイヤ側壁の横方向で外側の部分を分離する最大距離 以上、本発明について多様な側面から例示・説明したが、当業者であれば、本 発明の各種形態での修正および実施が可能であることは明らかであろう。本発明 は、以下に記載の請求の範囲のみによって限定されるものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，Ｆ Ｉ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ， ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，Ｍ Ｘ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ， ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ポリエステル製の空気タイヤベルト用コードにおいて、 該コードが線密度２０００〜１６０００デニールを有し、２〜９本のヤーンを 有してなり； 該ヤーンが前記コードと実質的に同じ撚りを有し； 該コードの撚りが２〜７ＴＰＩであり、撚り係数は３〜５である ことを特徴とするコード。 ２．前記コードが２〜３本のヤーンを有する請求項１記載のコードであって、 線密度が２０００〜４０００デニールであり、撚り係数が３．５〜４．５であり 、撚りが４．５〜６．５ＴＰＩであるコード。 ３．前記コードが３〜９本のヤーンを有する請求項１記載のコードであって、 線密度が１００００〜１５０００デニールであり、撚り係数が３．５〜４．５で あり、撚りが２．２〜３．２ＴＰＩであるコード。 ４．前記コードが６〜９本のヤーンを有する請求項１記載のコードであって、 線密度が１１０００〜１３０００デニールであり、撚り係数が３．５〜４．５で あり、撚りが２．５〜３．０ＴＰＩであるコード。 ５．前記コードが、ポリエチレンテレフタレートおよびポリエチレンナフタレ ートからなる群から選択される請求項１、２または３記載のコード。 ６．１以上のラジアルカーカス層、カーカスの冠状領域の放射方向で外側に配 置されたトレッド、ならびにトレッド部分とカーカスの冠状領域との間に挿入さ れてカーカスに対して円周方向に取り囲む形になっている冠状補強構造を有して なることで、前記冠状補強構造に、少なくとも第１の放射方向で最も内側のベル ト層および第２の放射方向で最も外側のベルト層を有するベルト組立物があり、 各ベルト層は、各ベルト層において互いに平行に延びる補強コードを有する空気 タイヤにおいて、 １以上のベルト層が、線密度が２０００〜１６０００デニールであって２〜９ 本のヤーンを有するポリエステルコードで補強されており、該ヤーンが該コード と実質的に同じ撚りを有し、該コードが２〜７ＴＰＩの撚りおよび３〜５の撚り 係数を有することを特徴とする空気タイヤ。 ７．前記冠状補強構造が、２つのベルト層を有し、前記コードが２０００〜４ ０００デニールの線密度および２０〜３０ＥＰＩの横方向コード密度を有する請 求項６記載の空気タイヤ。 ８．前記冠状補強構造が、４つのベルト層を有し、前記コードが１１０００〜 １３０００デニールの線密度および１０〜１５ＥＰＩのベルト層での横方向コー ド密度を有する請求項６記載の空気タイヤ。 ９．前記冠状補強構造が、２つのベルト層を有し、前記コードが１１０００〜 １３０００デニールの線密度および１０〜１５ＥＰＩのベルト層での横方向コー ド密度を有する請求項６記載の空気タイヤ。