JP2006248345A

JP2006248345A - 空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP2006248345A
Application number: JP2005066421A
Authority: JP
Inventors: Izuru Yura; 由良　　出
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2005-03-10
Filing date: 2005-03-10
Publication date: 2006-09-21

Abstract

【課題】ベルト補強層をポリエステル繊維コードで構成する場合、ロードノイズの低減化と共に高速耐久性を向上するようにした空気入りラジアルタイヤを提供する。
【解決手段】トレッド部１にベルト層６を配置し、該ベルト層６の少なくとも両エッジ部の外周に、それぞれ補強コードをタイヤ周方向に螺旋状に巻回したベルト補強層７を配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、ベルト補強層７の補強コードに、１５０℃下のゴムに対する剥離力が常温下の剥離力の４５％以上、８０％未満である接着剤処理されたポリエステル繊維コードを使用する。
【選択図】図１

Description

本発明は空気入りラジアルタイヤに関し、更に詳しくは、ベルト補強層をポリエステル繊維コードで構成する場合において、ロードノイズの低減化と共に高速耐久性を向上するようにした空気入りラジアルタイヤに関する。

近年、車両の高級化に伴って、車室内のロードノイズを一層低減することが要求されている。ロードノイズとは、走行中のタイヤが路面から拾った振動が車軸を経由して車室に伝達することにより、車室内の空気と共振して発生する共鳴音のことをいう。このロードノイズは、空気入りラジアルタイヤの場合には、ベルト層の外周に巻き付けたベルト補強層が低減に寄与することが知られている。つまり、空気入りラジアルタイヤは、高速耐久性を向上するためにベルト層の外周側にベルト補強層を配置しているが、その補強コードがタイヤ周方向に対して小角度で巻き付けられるため、そのタガ作用によりトレッドショルダー部の剛性を増大することによりロードノイズを低減するのである。

一般にベルト補強層の補強コードにはナイロン繊維が使用されているが、ロードノイズが上記のような理由から低減できることからすると、補強コードとしてナイロン繊維よりも弾性率が高いポリエステル繊維を使用すれば、ロードノイズの低減効果を一層向上することが期待できる。しかし、ポリエステル繊維はナイロン繊維に比べてゴムに対する接着性が低く、高速走行時の発熱した高温下には一層接着性が低下してしまうため、ベルト補強層に求められている高速耐久性向上のための本来の機能が低下してしまうという問題があった。

このような欠点を改善し、ポリエステル繊維をベルト補強層に使用可能にする対策として、ポリエステル繊維コードのゴムに対する接着力を、１８０℃下での接着力を常温時の接着力の８０％以上にするようにしたものが提案されている（特許文献１）。

しかし、この接着力の向上対策は、ポリエステル繊維コードに対するエポキシ樹脂やイソシアネート樹脂などの接着剤処理によって行うため、１８０℃下の接着力を常温時の８０％以上にもするためには、接着剤層を厚くする必要がある。そして、接着剤層を厚くする結果としてコードが硬くなり、そのコードの硬化により高速耐久性が却って悪化してしまうという問題があった。
特開２００１−６３３１２号公報

本発明の目的は、ベルト補強層をポリエステル繊維コードで構成する場合において、ロードノイズの低減化と共に高速耐久性を向上するようにした空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

上記目的を達成する本発明の空気入りラジアルタイヤは、トレッド部にベルト層を配置し、該ベルト層の少なくとも両エッジ部の外周に、それぞれ補強コードをタイヤ周方向に螺旋状に巻回したベルト補強層を配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベルト補強層の補強コードに、１５０℃下のゴムに対する剥離力が常温下の剥離力の４５％以上、８０％未満である接着剤処理されたポリエステル繊維コードを使用したことを特徴とするものである。

上記条件を満たすポリエステル繊維コードに対する接着剤として、赤外線吸収スペクトル吸光度比が下記（１）及び（２）式を満たす成分を含むものが好ましく使用される。
０．５≦吸光度比（1510cm^-1吸収／2920cm^-1吸収）≦ ６．０・・・（１）
２．０≦吸光度比（1510cm^-1吸収／ 700cm^-1吸収）≦２５．０・・・（２）

また、上記を満たす接着剤のポリエステル繊維コードに対する付着量としては、５〜１２重量％が好ましく、さらに好ましくは、６．２〜９．２重量％にするとよい。

本発明によれば、ベルト補強層をナイロン繊維よりも弾性率が大きいポリエステル繊維コードで構成しているので、トレッドショルダー部の剛性が上がり、ロードノイズ低減効果を一層向上することができる。また、そのポリエステル繊維コードの１５０℃下でのゴムに対する剥離力が常温下の４５％以上であるので、高速走行における高温時の接着性をナイロン繊維以上にすることができ、また常温下の８０％未満であるので、接着剤の厚さやコードの硬度が過度に大きくなることがなく、ナイロン繊維と同等以上の高速耐久性を維持することができる。

図１は、本発明の空気入りラジアルタイヤを例示する半断面図で、左右対称の子午線断面の赤道中心線から片側を示す。

１はタイヤのトレッド部であり、このトレッド部１から左右両側にサイドウォール部２，２及びビード部３，３が連接するように構成されている。タイヤの内部にはカーカス層４が設けられ、その両端部がそれぞれビードコア５，５にタイヤ内側から外側へ折り返されるように係止されている。

トレッド部１には、カーカス層４の外周側にスチールコードからなる２層のベルト層６，６が層間でコードが交差するように配置されている。このベルト層６の外側にベルト補強層７が設けられ、ロードノイズの低減と高速耐久性を向上するようにしている。ベルト補強層７は、ベルト層６の全幅を覆うフルカバー層７ａと左右のエッジ部だけを覆うエッジカバー層７ｂとから構成されている。

フルカバー層７ａ及びエッジカバー層７ｂとも、予め接着剤処理されたポリエステル繊維コードが１本又は複数本をテープ状に引き揃えられた形態で、タイヤ周方向に対して約０〜１０°の小さな角度で螺旋状に巻回されることにより形成されている。ポリエステル繊維コードは、予め接着剤処理されることにより、１５０℃下のゴムに対する剥離力が常温下の剥離力の４５％以上、８０％未満であるような特性になっている。

本発明において、ベルト層はスチールコードで構成されているが、複数層の全てがスチールコードベルト層である必要はなく、少なくとも１層がスチールコードで構成されていればよい。スチールコードベルト層以外のベルト層としては、芳香族ポリアミド繊維などの高弾性率有機繊維コードを使用したベルト層を併用することができる。

ベルト補強層は、必ずしもフルカバー層とエッジカバー層の両方を必要とするものではなく、少なくともベルト層のエッジ部を巻き付けるようになっていればよい。すなわち、フルカバー層だけを設けていても、或いはエッジカバー層だけを設けていてもよい。ベルト補強層に使用されるポリエステル繊維コードは、特に種類は限定されす、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレートなどを使用することができる。

ポリエステル繊維コードは表面が接着剤処理されており、その接着剤処理によって、１５０℃下のゴムに対する剥離力が常温下の剥離力の４５％以上、８０％未満であるものが使用され、より好ましくは４５％以上、７０％以下のものが使用される。

ここで常温とは、２５℃をいう。また、剥離力とは、コードに平行に長さ２２０ｍｍとコードに直交する方向に幅２５ｍｍに採寸した２２０ｍｍ×２５ｍｍの長方形の切片をタイヤから採り出し、その切片におけるコードを１８０°反転させて速度５０ｍｍ／分で剥離するときに発生する張力のピーク値の平均をいい、かつ５点の切片について測定した平均値を使用するものとする。また、各温度下の剥離力は、同温度下に切片を３０分以上暴露した後に測定するものとする。

上記のような耐熱性を有する剥離力を得るための接着剤としては、赤外線吸収スペクトル吸光度比が下記（１）式及び（２）式を満たす成分を含むものが好ましい。
０．５≦吸光度比（1510cm^-1吸収／2920cm^-1吸収）≦ ６．０・・・（１）
２．０≦吸光度比（1510cm^-1吸収／ 700cm^-1吸収）≦２５．０・・・（２）

ここで、1510cm^-1の吸収は、芳香族イソシアネートを用いたポリウレタンウレアの吸収であり、ウレタン結合、ウレア結合のＮ−Ｈ基の変角振動と芳香環の吸収が重なった吸収である。2920cm^-1の吸収は、Ｃ−Ｈ基の伸縮振動の吸収であり、主としてスチレン・ブタジエン共重合体による吸収である。また、 700cm^-1の吸収は、置換ベンゼンのＣ−Ｈ基面外変角の吸収であり、ポリスチレンによる吸収である。

上記（１）式及び（２）式は、共に接着剤成分のイソシアネートに由来する吸収と、ラテックスに由来する吸収の吸光度比を表わしている。これら（１）式及び（２）式に規定する吸光度比が下限よりも小さいと、イソシアネートに由来する成分が不足するため、高温時に十分な接着性が得られず、また上限よりも大きいと、ラテックスに由来する成分が不足するためコードが硬くなり、高速耐久性が低下する。

なお、赤外線吸スペクトルの測定方法は、接着剤処理されたコードをヘキサフルオロイソプロパノール（ＨＦＩＰ）に浸漬してポリエステル成分を溶解し、次いで固形分を分離し、メタノールで洗浄したのち乾燥する。このようにして得られたディップ樹脂をガラス板の上に偏平にし、顕微透過法により赤外線吸スペクトルを測定する。

上記剥離力を得るために塗布する接着剤のポリエステル繊維コードに対する付着量としては、５〜１２重量％であることが好ましく、さらに好ましくは６．２〜９．２重量％にするのがよい。ここで、接着剤の付着量とは、ポリエステル繊維コードの重量に対する接着剤の重量の比率（［接着剤重量／ポリエステル繊維コード重量］×１００％）をいう。なお、ここで接着剤重量とは、コードに付着させて乾燥した後にコード上に残る固形分の重量をいう。

接着剤の付着量が５重量％よりも少ないと、１５０℃下の剥離力を常温下の剥離力の４５％以上にすることが難しくなる。また、接着剤の付着量が１２重量％よりも多いと、１５０℃下の剥離力が常温下の剥離力の８０％以上になり、かつポリエステル繊維コードが硬くなるため、却って高速耐久性が低下する。

接着剤処理は、処理液として、キャリアーを含む処理液（Ａ）、ブロックドイソシアネート水溶液（Ｂ）、エポキシ樹脂の分散液（Ｃ）、ＲＦＬ（レゾルシン−ホルムアルデヒド−ラテックス）混合液（Ｄ）の４種類を用いて、ブロックドイソシアネート／ラテックスの固形分重量比が０．５／１〜３．０／１になるように１段又は多段に処理するとよい。この処理においてブロックドイソシアネートの割合が少ないと、上述した耐熱性に優れた剥離力が得られず、またラテックスの割合が少ないとコードが硬くなり、高速耐久性が低下する。

キャリアーを含む処理液（Ａ）とは、キャリアーを水に溶解、分解又は乳化させる作用を有する処理液である。この処理液（Ａ）には、キャリアー以外の溶剤、乳化剤、安定剤などが含まれていてもよい。キャリアーとは、ポリエステル繊維の内部に浸入して膨潤を高め、内部にブロックドイソシアネート、エポキシ樹脂、ＲＦＬなどの接着剤成分が入りやすくする物質をいう。

かかるキャリアーの例としては、例えば、ｐ−クロルフェノール，ｏ−フェニルフェノール等のフェノール誘導体類、モノクロルベンゼン、トリクロルベンゼン等のハロゲン化ベンゼン類及びレゾルシンとｐ−クロルフェノールとホルムアルデヒドとの反応生成物等を挙げることができる。このうち特に好ましくは、レゾルシンとｐ−クロルフェノールとホルムアルデヒドとの反応生成物を使用するとよい。

タイヤサイズが１９５／６０Ｒ１５で、フルカバー層とエッジカバー層とを有するベルト補強層を設けた図１に記載のタイヤ構造を有する空気入りラジアルタイヤを製作するに当たり、ベルト補強層の繊維コードの種類、繊度、接着剤の付着量、接着剤の赤外線（ＩＲ）吸収スペクトル吸光度比を、それぞれ表１に記載のように異ならせた５種類の空気入りラジアルタイヤを製作した。

なお、ベルト補強層の繊維コードの接着剤処理に使用した接着剤成分には、実施例１、２及び比較例２では、下記組成Ｉの処理液を使用し、従来例では、下記組成 II の処理液を使用し、また比較例１では、下記組成 IIIの処理液を使用した。

処理液組成Ｉ
１浴目組成：キャリアーを含む処理液及びブロックドイソシアネート水溶液を含む処理液。
２浴目組成：ブロックドイソシアネート水溶液、エポキシ樹脂の分散液、及びレゾルシン−ホルマリン−ラテックスの混合液を含む処理液。
処理液組成 II
レゾルシン−ホルマリン−ラテックスの混合液。
処理液組成 III
１浴目組成：ヒドロキシフェニル−エーテル、ラテックスを含む処理液。
２浴目組成：レゾルシン−ホルマリン−ラテックスの混合液。

上記のように製作した５種類の空気入りラジアルタイヤについて、それぞれ常温（２５℃）時と１５０℃時における剥離力、及び下記に記載の測定法による高速耐久性とロードノイズとを測定したところ、表１に記載の結果を得た。

（高速耐久性）
ドラム試験機により、ＪＩＳＤ４２３０に規定される高速耐久性試験を終了した後、さらに３０分毎に速度を１０ｋｍ／ｈづつ増加させて、タイヤが破壊するまでの走行距離を測定した。

測定値は従来例を１００とする指数で示し、指数が大きいほど高速耐久性が優れていることを意味する。

（ロードノイズ）
試験タイヤに空気圧２００ｋＰａを充填し、排気量２０００ｃｍ³の乗用車に装着し、粗い路面を速度６０ｋｍ／ｈで走行するときの車室内騒音の音圧（ｄＢ）を測定した。

測定値は従来例を１００とする指数で示し、指数が小さいほどロードノイズが低いことを意味する。

本発明の空気入りラジアルタイヤを例示する半断面図である。

符号の説明

１トレッド部
４カーカス層
６ベルト層
７ベルト補強層
７ａフルカバー層
７ｂエッジカバー層

Claims

トレッド部にベルト層を配置し、該ベルト層の少なくとも両エッジ部の外周に、それぞれ補強コードをタイヤ周方向に螺旋状に巻回したベルト補強層を配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベルト補強層の補強コードに、１５０℃下のゴムに対する剥離力が常温下の剥離力の４５％以上、８０％未満である接着剤処理されたポリエステル繊維コードを使用した空気入りラジアルタイヤ。
前記接着剤が、赤外線吸収スペクトル吸光度比が下記（１）及び（２）式を満たす成分を含む請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
０．５≦吸光度比（1510cm^-1吸収／2920cm^-1吸収）≦ ６．０・・・（１）
２．０≦吸光度比（1510cm^-1吸収／ 700cm^-1吸収）≦２５．０・・・（２）
前記接着剤のポリエステル繊維コードに対する付着量が５〜１２重量％である請求項１又は２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記接着剤のポリエステル繊維コードに対する付着量が６．２〜９．２重量％である請求項３に記載の空気入りラジアルタイヤ。