JP2006021514A - タイヤ補強材の製造方法及びそれを用いた空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 すだれ織物よりなるプライの接合部における剛性の均一化を図り、タイヤを成形加硫した際に動的均一性を高める。
【解決手段】 相互に平行に引き揃えた経糸と、該経糸に実質的に直角方向に配置された緯糸で構成されたすだれ織物であって、前記緯糸はすだれ織物の両端部の経糸で折り返されるすだれ織物をゴム引きしてプライを形成するトッピング工程と、前記プライを所定長さに裁断する裁断工程、前記プライの両端部の経糸を１〜５本引き抜き、緯糸の折り返し端を切断した接合部を形成する接合部形成工程と、１のプライの接合部を他のプライの接合部を相互に接合し一体化する接合工程を有するタイヤ補強材の製造方法。
【選択図】 図２

Description

本発明は、すだれ織物を用いたタイヤ補強材の製造方法及びそれを用いた空気入りタイヤの製造方法に関し、特にタイヤカーカス、チェーファー、ビード補強層などに用いられる補強材のプライ両端の接合領域における均一性を改善し、空気入りタイヤの走行時の動的均一性を向上するものである。

すだれ織物は、タイヤの補強材に汎用されている。例えば、ラジアルタイヤのカーカスプライは、タイヤの円周に対して直角方向にすだれ織物の経糸のコードが配列される。このラジアル構造の空気入りタイヤの製造は、一般に次の工程を含んでいる。

平行に引き揃えた多数の経糸と該経糸のバラケを防止するために配置され緯糸で構成されるすだれ織物がトッピング工程でゴム引きされたプライを作成する。このプライは経糸の長手方向に実質的に直角にて所定の長さに裁断される。この裁断されたプライの経糸の長手方向の沿った両端部において、２本〜１０本のコードが相互に重複するように他の裁断プライの端部に重ね合わせてプライ間の接合をする。この接合を複数回繰り返して円筒状のカーカスプライを形成する。

その後、カーカスプライをビードコアなどの補強材と組み合わせてトロイド状に成形し、さらにトロイド状カーカスの外周にベルト層、トレッドゴム、サイドウォールゴム等を積層した後、加硫成型して空気入りタイヤを製造する。

かかる従来のタイヤの製造工程において、例えばカーカスプライは図４に裁断プライの接合方法の概略図を示す。図において裁断プライ４１、４２は、その両端部４１Ｊ、４２Ｊを突き合わせて接合部Ｊを形成する。この場合、裁断プライの接合部に重複部分をなくすることができるが、裁断プライの両端部４１Ｊ、４２Ｊでは、緯糸４３の折り返し部４３ａの頂点を起点にして接合部Ｊの境界における経糸が蛇行している。これはすだれ織物の両端部の経糸４０は、緯糸の折返しによってすだれ織物の内側に拘束されていることによる。したがって裁断プライの接合部においても経糸４０の蛇行がそのまま残り、プライの均一性を損なうこととなる。

一方、カーカスプライは図５に概略図として示されるごとく、裁断プライ５１、５２の両端部を重ね合わされて接合部５Ｊを形成する。この場合、接合部５Ｊに位置する裁断プライ５１の経糸５１ａと裁断プライ５２の経糸５２ａは相互に重複した構成となる。つまり裁断プライの接合部５Ｊではコード本数がプライの他の部分に比べ多いためコード１本当たりの伸長応力が小さくて熱収縮が大きくなり、さらに接合部の剛性が大きくなる。よってタイヤが成型され内圧が充填されたとき、上記接合部はプライの他の部分に比べ膨張量が小さくなり、その結果、サイドウォール部の接合部に対応する部分に凹部が発生し、サイドウォール部の形状が不均一となり走行時の均一性を大きく損なうことになる。

かかる問題を解決するため、特許文献１は、すだれ織物の耳部（端部）の経糸に特殊伸長コードを使用し、接合部の剛性を軽減する方法が提案されている。また特許文献２には、すだれ織物の耳部に低収縮性ポリエステルコードを使用することが開示されている。更に特許文献３には、すだれ織物の耳部に高伸度のたて糸と通常のたて糸とを交互に配列した構造が開示されている。

これらの発明等はいずれもすだれ織物のたて糸を工夫したものであるが、すだれ織物の緯糸を改良したものとして、例えば、特許文献４がある。これはすだれ織物の耳部の最端に位置するたて糸にて屈曲し対となる他方の平行緯糸の端部を終点として延在する連結緯糸で構成され、該連結緯糸をＶ字形にして、その動きを安定させるものである。
実公平４−１４４６２号公報 特公昭６３−４８７２３号公報 特公昭６１−４３４５７号公報

しかし、これらの技術において、すだれ織物よりなるプライの接合部における剛性の均一化を図ることは困難であり、タイヤを成形加硫し、これに内圧を充填したときサイドウォール部は、すだれ織物の接合部は十分な膨張が得られず凹部となって現れ、タイヤ転動時の動的均一性を低下させる。本発明はこのような問題点を解決するものである。

本発明は相互に平行に引き揃えた経糸と、該経糸に実質的に直角方向に配置された緯糸で構成されたすだれ織物であって、前記緯糸はすだれ織物の両端部の経糸で折り返されるすだれ織物をゴム引きしてプライを形成するトッピング工程と、前記プライを所定長さに裁断する裁断工程、前記プライの両端部の経糸を１〜５本引き抜き、接合部を形成する接合部形成工程と、１のプライの接合部を他のプライの接合部を相互に接合し一体化する接合工程を有することを特徴とするタイヤ補強材の製造方法である。

前記接合部形成工程は、前記プライの両端部の経糸を１〜５本引き抜くことで、前記プライの両端部における緯糸の折り返し端部が切断され、該領域の張力集中を回避し、接合部の蛇行が抑制される。ここで、前記接合部における接合幅は、０．５〜２ｍｍであることが望ましい。また本発明では、前記タイヤ補強材は、カーカスプライに好適に採用される。本発明は、更に前記カーカスプライの製造方法を含む空気入りタイヤの製造方法である。

本発明は、すだれ織物の緯糸の折り返し端部に位置する経糸は織物内側に拘束力を受けている。したがってその経糸を１〜５本、プライから引き抜き接合部を形成し、その接合部を重ね合わせてプライを接合することで、接合部以外の部分と均一な特性のプライが得られる。したがって、タイヤに成形加硫後に内圧を充填した場合、サイドウォール部分における凹部発生をより低減し、均一性を向上することができる。

本発明は相互に平行に引き揃えた経糸と、該経糸に実質的に直角方向に配置された緯糸で構成されたすだれ織物であって、前記緯糸はすだれ織物の両端部の経糸で折り返されるすだれ織物をゴム引きしてプライを形成するトッピング工程と、前記プライを所定長さに裁断する裁断工程、前記プライの両端部の経糸を１〜５本引き抜き、接合部を形成する接合部形成工程と、１のプライの接合部を他のプライの接合部を相互に接合し一体化する接合工程を有することを特徴とするタイヤ補強材の製造方法である。

以下、本発明の実施の形態を図面にしたがって説明する。

＜すだれ織物＞
図１（Ａ）において、すだれ織物３は、前述のごとく、タイヤを補強するための経糸に緯糸を織り成したものである。前記経糸は、例えばタイヤ用コードとして汎用されているものが用いられる。経糸は加硫成形中の熱、さらには接着処理の加熱工程などの熱によって溶融することがなく、加硫し終えた空気入りタイヤの内部で配列されることにより、空気入りタイヤを補強しうる。前記経糸４は、緯糸５に比して密に配列されるが、その密度は、使用されるタイヤに応じて任意に設定することができる。また経糸４は、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、レーヨン、ビニロン（特に高強力ビニロン）、アラミドからなるタイヤ用コードを好ましく採用することができる。そして経糸は、通常１２６０デニール〜６０００デニールの範囲のものが使用され、緯糸は、通常１８０デニール〜２７０デニールのものが使用できる。

前記緯糸５は、前記経糸４の長手方向とほぼ直角の向き、かつ図１（Ａ）に示すように、前記隣り合う経糸４の１本おきに、該経糸４の上下を通るようにして織り込まれたものが示されている。緯糸５は、このように平面上に多数配列された経糸４の経糸ピッチを均一に維持する役割を果たす。なお、緯糸５の織成方法は、図１（Ａ）に示すごとく緯糸５の両端が非連続で配されたものの他、緯糸５が連続して織物３の左右の耳部でターンして織りこまれたものなど、その他種々の織り方法が採用できる。

前記緯糸５は、綿、扁平レーヨンなど実質的に融点を持たない熱に強い材料からなる糸を使用できるが、さらに融点が１１０〜１５０℃である低融点材料を使用することもできる。この場合、緯糸５がタイヤ加硫中の熱及び張力の作用下において溶融し、経糸４を波打たせる畳表現象を防止することができる。つまり、タイヤの加硫温度（約１４０〜１８０℃）条件下の熱及び圧力で、緯糸は、融点が１１０〜１５０℃であると、加硫中に経糸の拘束力を低下することができる。

前記低融点を有する緯糸の材料としては、例えば、高密度ポリエチレン、塩化ビニル・ビニルアセテート共重合体、エチレン・ビニルアセテート共重合体、三元共重合体ポリアミド、四元共重合体ポリアミド、多元共重合体ポリアミド等がある。

ここで緯糸５は、前記経糸を一定間隔に維持し、相互にバラけるのを防止するように織り込まれている。そして緯糸５は、すだれ織物３の端部に位置する経糸４ａで折り返される。したがって、緯糸の折り返し部５ａに位置する端部の経糸４ａはすだれ織物の内側に拘束され、その結果、蛇行する形状となりやすい。

＜トッピング工程＞
本発明においてプライは、すだれ織物に接着処理を施し、これをゴム組成物に埋設したものである。図１（Ａ）に本発明で用いられるプライの概略図を示す。図１（Ａ）において、プライ１はゴム組成物２に、すだれ織物３が埋設されている。ここですだれ織物は、長手方向に平行に引き揃えた経糸４に、長手方向に一定間隔で、かつ該経糸とほぼ直角の向きに緯糸５が配置されている。そしてプライ中の経糸の埋設密度は３０本／５ｃｍ〜５０本／５ｃｍの範囲に設定される。またプライ中の緯糸の埋設密度は２本／５ｃｍ〜６本／５ｃｍの範囲に設定される。

前記すだれ織物は、ゴム組成物に埋設するのに先立ち接着処理をする。該接着処理は、すだれ織物を、接着処理液に浸漬する浸漬工程と、この浸漬工程をした後、経糸にある程度の張力をかけた状態で加熱（ベーキング）する加熱工程とを含み、これによって、タイヤ補強用すだれ織物のゴム接着性が向上する。すだれ織物は、前記接着処理の後、該織物の上下に未加硫ゴムをトッピングし、いわゆるプライとして準備されてタイヤ補強材として使用される。

本発明において、前記接着処理は、タイヤ補強用すだれ織物を例えばレゾルシン−ホルマリンの初期縮合物とビニルピリジンラテックスまたはビニルピリジンラテックスとＳＢＲラテックスとの混合物などに各種薬品を加えた接着処理液に浸漬する浸漬工程と、この浸漬工程をした後、経糸にある程度の張力をかけた状態で加熱する加熱工程とを含む。

＜裁断工程＞
図１（Ａ）には、すだれ織物３に未加硫ゴム組成物２をトッピングしたプライ１の概略図を示す。ここでプライ１は経糸４の長手方向に実質的に直角、即ち緯糸５の配置方向と実質的に同じ方向に一定間隔で裁断される。ラジアルタイヤのカーカスプライに使用する場合は、この切断幅が、両ビード部に亘るカーカスのトロイド状断面長さに対応し、経糸４はタイヤ円周方向に直角（ラジアル方向）に配置されることになる。

＜接合部形成工程、接合工程＞
前記裁断プライを接合する方法を、図２に基づいて説明する。図２の（Ａ）は、裁断プライ２１の端部２１Ｊと、裁断プライ２２の端部２２Ｊを重複して配置した状態を示す。ここで、裁断プライ２１の両端部に位置する接合部２１Ｊ、裁断プライ２２の両端部に位置する接合部２２Ｊに配置されていた経糸は、プライの接合に先立ち１本〜５本抜き取られている。図においては、プライ端部の経糸を引き抜いた後の状態を２１ａ、２２ａとして示している。図１（Ａ）において、すだれ織物の端部の経糸４ａは、緯糸５の折り返し部５ａの位置ですだれ織物の内側に拘束されている。その結果、図４に示すようにプライ端部の経糸４０は長手方向に蛇行する形状となる。

以下に詳細を示すように、本発明はプライ端部に位置する経糸を１本〜５本抜き取ることで、裁断プライの接合部の蛇行を解消する。ここで、裁断プライから抜き取る経糸本数は、好ましくは１〜３本である。なお、抜き取り本数が５本を超えると、経糸の蛇行の解消効果はあるが、経糸の除去に伴う材料費の無駄を生じることとなる。そしてプライ間の接合部における接合幅は０．５〜２ｍｍに設定されることが好ましい。

つまり、本発明は、は図１（Ｂ）にすだれ織物１３のプライ１１の概略図で示すように、プライ１１の両端部の経糸を１〜５本（図では１本引き抜いている）をゴム１２から引き抜き、さらに前記プライの両端部における緯糸の折り返し端部１５ａを切断することで、プライ端部に位置する経糸の張力集中を回避し、接合部の蛇行を効果的に抑制することができる。本発明では裁断プライを接合するには、図２の（Ｂ）に示すように、接合後の断面が、経糸間隔が均一な単一層を形成するように、端部の経糸が重複しないように端部を重ねて接合することが好ましい。

＜空気入りタイヤの製造＞
前述プライを複数接合して円筒形状に形成したプライは、空気入りタイヤのカーカスプライに用いることができる。図３には、空気入りタイヤＴの断面図の右半分を示し、カーカスプライ３１は、トレッド部３２からサイドウォール部３３を経てビード部３４のビードコア３５の周りで折り返されて係止される１プライが配されている。タイヤのクラウン部にはタイヤ円周方向に５°〜４５°の角度で２プライよりなるベルト層３６が配置されている。図３はラジアル構造の空気入りタイヤを示し、カーカスプライの経糸は、タイヤの内部において半径方向に放射状（タイヤ円周方向に直角）に延びるように配される。

なお、空気入りタイヤＴは、このカーカスプライを用いて通常の成形方法でビードコア、ベルト層、トレッドゴムなどを組み合わせてタイヤ生カバーを形成し、これを加硫金型で加硫することにより製造される。

＜すだれ織物・プライの作成＞
経糸として、ポリエステルコード（１５００デニール／２本撚り）を用いて、緯糸に２２５デニールを用いたすだれ織物を用いた。

このすだれ織物は、ゴムとの接着性を改良するために接着処理された。この接着処理は、レゾルシン−ホルマリンの初期縮合物とビニルピリジンラテックスとＳＢＲラテックスとの混合物などに各種薬品を加えた接着処理液に浸漬し、経糸にある程度の張力をかけた状態で加熱して行った。その後、該織物の上下に未加硫ゴムをトッピングし、プライとして準備されてタイヤ補強材を製造した。

＜裁断プライの作成、プライの接合＞
前記プライは長手方法に一定間隔で切断される。ラジアルタイヤのカーカスプライとして用いる為、この切断幅は両ビード部に亘るカーカスのトロイド状断面長さに切断される。

実施例１に基づく裁断プライの接合方法は、図１（Ｂ）のすだれ織物のプライを用いて、図２（Ａ）に示すように、裁断プライ２１の端部２１Ｊと、裁断プライ２２の端部２２Ｊを重複して配置する。ここで、裁断プライ２１の両端部に位置する接合部２１Ｊ、裁断プライ２２の両端部に位置する接合部２２Ｊに配置されていた各１本の経糸は、接合に先立ち抜き取られ、折り返し端部１５ａは切断されている。また比較例１は、従来のプライから経糸を引き抜かない状態のものを用いた。これらの仕様をその評価結果とともに表１に示している。

本発明では裁断プライを接合するには、図２（Ｂ）に示すように、接合後の断面が、経糸間隔が均一な単一層を形成するように、端部の経糸が重複しないように端部を重ねて接合する。

＜ラジアルタイヤの製造＞
前述プライを複数接合して円筒形状に形成したプライは、タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５の空気入りラジアルタイヤのカーカスプライに適用した。実施例は、図３に示す空気入りタイヤに基づき製造した。ここで空気入りラジアルタイヤの仕様は、次のとおりである。

ベルト層 ： ２枚
スチールコード： １×４×０．２５
角度 ： ２２°×２２°（タイヤ周方向に対して）
タイヤ加硫条件： １６５°×２０分
＜タイヤ性能評価＞
（１） タイヤ均一性（ラジアルフォースバリエーション）
（１−１） ＲＦＶ ＯＡ
タイヤに荷重をかけ軸の高さを一定にしてタイヤを回転させたときにタイヤの軸にあらわれる上下方向の荷重振動で、実車走行における振動発生の原因となるものである。

測定は、タイヤ走行マシーンで、走行速度６０ｒｐｍで、荷重４０００Ｎ、リム幅１５×６インチで測定した値であり、単位はＮで示される。

（１−２） ＲＦＶ １Ｈ
ＲＦＶ（ＯＡ）の測定結果を、次数成分に分解したときの１次成分の値を示す。

（１−３） ＲＦＶ ２Ｈ
ＲＦＶ（ＯＡ）の測定結果を、次数成分に分解したときの２次成分の値を示す。
（２） バルジ／デント評価
タイヤのサイドウオール部における外表面の凹凸を目視で、１〜５点の評価で行った。点数の大きいほど、サイドウオール部の外表面の凹凸の程度が小さいことを示す。表１から実施例１の均一性（ＲＦＶ）およびバルジ／デント性が改善していることが判る。

本発明のタイヤ補強材の製造方法により製造されたカーカスプライを用いた空気入りタイヤは、プライの接合部の蛇行あるいは重複部分が形成されないため、全体が均一なタイヤ、特にサイドウォール部表面に凹部が形成されることがなく美的外観が改善され商品価値を高めることができる。さらに走行時においても均一性（ラジアルフォースバリエーション）が改善できる。

（Ａ）、（Ｂ）はいずれも、すだれ織物のプライの概略図である。 本発明のプライの接合方法を示す概略図である。 本発明の空気入りラジアルタイヤの断面図の右半分を示す。 従来のプライの接合状態を示す概略図である。 従来のプライの接合状態を示す概略図である。

符号の説明

１ プライ、２ ゴム、３ すだれ織物、４ 経糸、４ａ 端部の経糸、５ 緯糸、５ａ 緯糸の折り返し部。

Claims (5)

1. 相互に平行に引き揃えた経糸と、該経糸に実質的に直角方向に配置された緯糸で構成されたすだれ織物であって、前記緯糸はすだれ織物の両端部の経糸で折り返されるすだれ織物をゴム引きしてプライを形成するトッピング工程と、
   前記プライを所定長さに裁断する裁断工程と、
   前記プライの両端部の経糸を１〜５本引き抜き、接合部を形成する接合部形成工程と、
   １のプライの接合部を他のプライの接合部を相互に接合し一体化する接合工程を、
   有することを特徴とするタイヤ補強材の製造方法。
2. 接合部形成工程は、プライの両端部の経糸を１〜５本引き抜き、前記プライ両端部の緯糸の折り返し部を切断することを特徴とする請求項１記載のタイヤ補強材の製造方法。
3. 接合部における接合幅は、０．５〜２ｍｍである請求項１または２記載の製造方法。
4. タイヤ補強材は、カーカスプライである請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法。
5. 請求項４に記載のカーカスプライの製造方法を含む空気入りタイヤの製造方法。

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