JP2005254856A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ベルト補強層に補強コードとして用いられる繊維糸（双糸）における下撚り数、上撚り数、上撚りの撚り係数に着目して、該繊維糸の熱収縮に基づいて良好な高速走行耐久性を実現できる空気入りラジアルタイヤを提供すること。
【解決手段】ベルト補強層に有機熱収縮繊維を用いた空気入りラジアルタイヤにおいて、前記有機熱収縮繊維の繊維原糸に下撚りをかけた後、該下撚り糸の複数本を引き揃えて該下撚りの撚り方向と逆方向に上撚りを掛けてなるとともに、該下撚り数Ｔ₁ 、該上撚り数Ｔ₂ 、該上撚りの撚り係数Ｋとが、下記の式（１）および式（２）を満足する双撚り糸からなるコードをベルト補強層に使用したことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
１．７５≦下撚り数Ｔ₁ と上撚り数Ｔ₂ の比＝Ｔ₁ ／Ｔ₂ ≦３．５０ …… 式（１）
１５００≦上撚りの撚り係数Ｋ＝Ｔ₂ √Ｄ≦４７００ …… 式（２）
ここで、Ｄは繊度（トータル表示デシテックス）であり、各撚り数の単位は、回／１０ｃｍである。
【選択図】なし

Description

本発明は、高速走行時の耐久性に優れた空気入りラジアルタイヤに関する。

近年、ますますの車輌の高性能化に伴い、高速走行時の耐久性により優れた空気入りラジアルタイヤの研究開発が要請されている。

かかる要請に応えるため、空気入りラジアルタイヤのベルト補強層に着目した研究開発が活発に行われている。

特に、高速走行時の耐久性により優れた空気入りラジアルタイヤを実現するベルト補強層として、熱収縮性繊維からなるコードを用いることが注目されている。これは、熱収縮性繊維からなるコードを用いれば、高速走行中にタイヤ温度が上昇したときに、ベルト補強層中のコードに縮もうとする力が働き、これが該コードの張力を高くすることになり、この結果、高速耐久性が向上することが認められるからである。

熱収縮性繊維からなるコードを工業的に得る手法としては、いくつかの方法が考えられ、例えば、延伸熱処理機の熱処理温度を下げることや、延伸熱処理機の延伸倍率を大きくすることなどが考えられる。

しかし、前者の方法では、コードの製造工程中で不安定であり、いわゆる耳つり現象が生じたりする場合があって好ましくないものであり、また、後者の方法では、大きな収縮率を有するという点で効果は大きいものであるが、コードの製造工程中で不安定であり、やはり、いわゆる耳つり現象が生じたりする場合があって好ましくないものであった。

ここで、「耳つり現象」について説明をすると、通常、タイヤコードは、多数の縦糸（タイヤコード）を織物としての形状を保持するための横糸により製織して、すだれ織物と称される反物の形状をなしているものであって、ディップ前の生コードすだれ織物、ディップ後のディップコードすだれ織物と言うように称される。このすだれ織物は反物であるので、次工程に移るときに巻き取られた反物を「巻き出す」作業が必然的に伴うものであり、かかる巻き出す作業は、生コードすだれ織物をディップ工程に供する時、ディップコードすだれ織物をゴムをコーティングする圧延（トッピング）工程に供する時、あるいは圧延された反物を所定の寸法に裁断する切断工程に供する時などである。すだれ織物は反物であるので、次工程に供されるまでのストック期間中に空気中の水分が反物側面に吸収され、反物側面部に位置するタイヤコードが収縮する。そのように反物側面部が収縮した反物を、次工程に巻き出そうとするとき、収縮した側面部のタイヤコードが中央部のタイヤコードに対して突っ張り、平坦に巻き出すことができなくなり、これがいわゆる「耳つり現象」であり、この耳つりが甚だしいときは横糸が切れてしまい、織物の形状をなさなくなり、加工・生産ができず屑を発生することになる。

また、コードに用いる繊維糸に付与する下撚りや上撚りの撚り数を大きくすることにより、繊維糸構造として縮み代を設けておくことも手段として考えられるが、製造工程中に繊維糸が撚り戻りを発生したりすることなどが頻発して作業性が悪化し、実際的ではないものであった。

一方で、コードをなす繊維糸に対して、撚り数を工夫した発明、具体的には、撚り係数と、下撚り数と上撚り数の比率に注目した発明なども提案されている（特許文献１）。

すなわち、従来技術では、通常、下撚り数と上撚り数をほぼ同一のレベルで設定し、ただし、撚り方向は相互に逆方向とするのが通常であり、従って、上撚りを掛け終わった段階で下撚りはゼロとなっているのが通常であり、これは糸の収縮挙動に特別な寄与はしないものである。尤も、下撚り数と上撚り数をほぼ同一として、但し、撚り数を大きくすると糸構造的に熱収縮する力は大きくなるが、下撚りがやはりゼロとなっているので、上撚りに基づく解撚力（撚り戻り力）が大きく、製造工程中での扱い性や作業性が悪いという問題があったものであり、かかる問題点に対して、特に、特許文献１においては、一定範囲の撚り係数を実現させつつ下撚り数を上撚り数よりも大きくしておいて（１．５〜２．５倍）、コードのモジュラスを高めてコードとゴムの接着性を向上させ、高速耐久性を向上させるという技術思想の提案である。

しかし、本発明者らの検討によれば、上述のようなレベルにての撚り係数の範囲の下で、下撚り数を上撚り数よりも大きくしたとしても、本発明が所期のねらいとしている繊維糸コードの収縮という技術視点からは、ほとんど効果が見い出されていないものであった。

結局、特許文献１は、コードとゴムの接着性を向上させるのに撚り構造を工夫改善したにすぎず、熱による収縮と撚り構造という点についての着眼は見られないものであった。
特開平９−３０２０８号公報（段落００１２、００１６）

本発明は、上述のような点に鑑み、熱収縮性繊維からなるコードを用いれば、高速走行中にタイヤ温度が上昇したときに、ベルト補強層中のコードに縮もうとする力が働きこれが該コードの張力を高くすることになり、この結果、高速耐久性が向上するという技術的視点のもとで、該コードとして用いられる繊維糸における、下撚り数、上撚り数、上撚りの撚り係数に着目して最適なコードを使用した空気入りラジアルタイヤを提供せんとするものであり、本発明の目的は、ベルト補強層に補強コードとして用いられる繊維糸（双糸）における下撚り数、上撚り数、上撚りの撚り係数に着目して、該繊維糸の熱収縮に基づいて良好な高速走行耐久性を実現できる空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

上述した目的を達成する本発明の空気入りラジアルタイヤは、以下の（１）の構成からなるものである。
（１）ベルト補強層に有機熱収縮繊維を用いた空気入りラジアルタイヤにおいて、前記有機熱収縮繊維の繊維原糸に下撚りをかけた後、該下撚り糸の複数本を引き揃えて該下撚りの撚り方向と逆方向に上撚りを掛けてなるとともに、該下撚り数Ｔ₁ 、該上撚り数Ｔ₂ 、該上撚りの撚り係数Ｋとが、下記の式（１）および式（２）を満足する双撚り糸からなるコードをベルト補強層に使用したことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。

１．７５≦下撚り数Ｔ₁ と上撚り数Ｔ₂ の比＝Ｔ₁ ／Ｔ₂ ≦３．５０ …… 式（１）
１５００≦上撚りの撚り係数Ｋ＝Ｔ₂ √Ｄ≦４７００ …… 式（２）
ここで、Ｄは繊度（トータル表示デシテックス）であり、各撚り数の単位は、回／１０ｃｍである。

請求項１にかかる本発明によれば、高速走行中にタイヤ温度が上昇したときに、ベルト補強層中のコードに縮もうとする力が効果的に働き、これが該コードの張力を高くすることになり、この結果、高速耐久性を著しく向上させることができる新規な空気入りラジアルタイヤを提供することができるものである。

以下、更に詳しく本発明の空気入りラジアルタイヤについて、説明する。

本発明の空気入りラジアルタイヤは、ベルト補強層に有機熱収縮繊維を用いた空気入りラジアルタイヤにおいて、該有機熱収縮繊維の繊維原糸に下撚りをかけた後、その下撚り糸の複数本を引き揃えて該下撚りの撚り方向と逆方向に上撚りを掛けてなる双撚り糸を用いたコードをベルト補強層に使用したものであり、特に、上述の下撚り数Ｔ₁ 、上撚り数Ｔ₂ 、上撚りの撚り係数Ｋとが、下記の式（１）および式（２）を満足する関係を有するように構成したものである。

１．７５≦下撚り数Ｔ₁ と上撚り数Ｔ₂ の比＝Ｔ₁ ／Ｔ₂ ≦３．５０ …… 式（１）
１５００≦上撚りの撚り係数Ｋ＝Ｔ₂ √Ｄ≦４７００ …… 式（２）
ここで、Ｄは繊度（トータル表示デシテックス）であり、各撚り数の単位は、回／１０ｃｍである。

すなわち、式（１）に表されるように、互いに逆方向の撚り方向（下撚りがＺ方向なら上撚りはＳ方向。下撚りがＳ方向なら上撚りはＺ方向。）である下撚りと上撚りとを、下撚り数を上撚り数よりも一定比率以上にて多くしておくことにより、上撚りをかけ終わった段階でも下撚りが残っており、この残存している撚り構造が熱収縮を大きくすることに寄与し、タイヤ温度が上昇した走行中のベルト補強層コードの張力を高くすることになり高速走行安定性の向上に寄与することとなるものである。

また、本発明の上記関係を満足する繊維コード糸は、その残存している下撚りが上撚りの解撚をキャンセルする方向に働き、補強層の製造工程中の安定性が高いものとなる。

本発明において、上述の式（１）と式（２）は、本発明の所期の効果を良好に発揮する上で同時に満足されるものであることが必要である。すなわち、Ｔ₁ ／Ｔ₂ が１．７５未満では、上撚りを掛け終わったときに残存している下撚り数が小さくなり、撚り構造に基づく熱収縮効果は乏しく、本発明の所期の効果は期待できないものであり、また、３．５よりも大きい場合には、下撚り数が一般に多すぎることとなり、通常は撚糸自体が難しくなり不都合である。

上撚りの撚り係数Ｋ（＝Ｔ₂ √Ｄ）が１５００未満では、撚り構造に基づく熱収縮効果が乏しく本発明の所期の効果は期待できないものであり、４７００よりも大きい場合には、撚りが入りすぎであり、繊維に対する拘束が逆に多くなり適度な熱収縮効果を発揮することが難しくなり、またコスト的にも不利なものとなり好ましくない。

上述の効果をより良好に発揮できる上で、好ましい下撚り数Ｔ₁ と上撚り数Ｔ₂ の比＝Ｔ₁ ／Ｔ₂ は、２．０〜３．０であり、また、好ましい上撚りの撚り係数Ｋ＝Ｔ₂ √Ｄの範囲は、１８００〜２２００である。

本発明において、有機熱収縮繊維とは、一般に有機繊維が用いられてなる、ＪＩＳ Ｌ１０１７における１５０℃の乾熱収縮率が１〜１５％のものをいうものである。有機繊維とは、有機合成繊維が一般的なものであり、ナイロン繊維、ポリエステル繊維などを好ましく使用することができる。

また、上述のトータル表示デシテックスＤ（繊度）は、特に限定されるものではないが、好ましくは４７０〜４２００デシテックス、より好ましくは９４０〜１８８０デシテックスの範囲内である。

実施例１〜３、比較例１〜３
ベルト補強層コードとして、ナイロン繊維糸の９４０デシテックス（ｄｔｅｘ）／２（双糸）を用いて、各種の下撚りと上撚りを施したものを準備し、タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５の空気入りラジアルタイヤを作成し、評価をした。

評価は、下撚り数と上撚り数が同一（下撚り：４９Ｚ、上撚り：４９Ｓ）であるものを従来例として、該従来例コード使いでの熱収縮応力値、高速耐久性を１００とした指数評価を行なって評価した。

その結果は、以下の表１に示したとおりのものであり、本発明にかかる実施例１〜３のものは、熱収縮応力値（１００℃）で指数１５０〜３３０を示すとともに、高速耐久性では指数１２０〜１４５を示し、明らかに本発明で所期のねらいとした効果を持つものであることから確認できた。

なお、比較例２は、特開平９−３０２０８号公報記載の先行技術例における撚り係数０．５、Ｔ₁ ／Ｔ₂ ＝２．５とした例である。この比較例２品は熱収縮応力が小さく、高速耐久性が本発明品のレベルよりも劣るものであった。

なお、ＦＭＶＳＳ高速耐久性試験は、米国運輸省の規格ＦＭＶＳＳ No.109の高速耐久試験であり、１７０７φドラム上で、空気圧２２０ｋＰａ、荷重５．８１ｋＮにて、速度８０ｋｍ／ｈｒ×２ｈｒの予備走行後、速度１２０ｋｍ／ｈｒを開始速度として、３０分毎に速度を８ｋｍ／ｈｒずつ増加させて、破壊に至るまで走行させたものであり、上述したように、従来例のものを指数１００として評価した。

Claims (1)

1. ベルト補強層に有機熱収縮繊維を用いた空気入りラジアルタイヤにおいて、前記有機熱収縮繊維の繊維原糸に下撚りをかけた後、該下撚り糸の複数本を引き揃えて該下撚りの撚り方向と逆方向に上撚りを掛けてなるとともに、該下撚り数Ｔ₁ 、該上撚り数Ｔ₂ 、該上撚りの撚り係数Ｋとが、下記の式（１）および式（２）を満足する双撚り糸からなるコードをベルト補強層に使用したことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
   １．７５≦下撚り数Ｔ₁ と上撚り数Ｔ₂ の比＝Ｔ１／Ｔ₂ ≦３．５０ …… 式（１）
   １５００≦上撚りの撚り係数Ｋ＝Ｔ₂ √Ｄ≦４７００ …… 式（２）
   ここで、Ｄは繊度（トータル表示デシテックス）であり、各撚り数の単位は、回／１０ｃｍである。