JP2007137318A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 加硫故障の発生を抑制しながらロードノイズの改善を可能にした空気入りラジアルタイヤを提供する。
【解決手段】 左右一対のビード部３，３間にカーカス層４を装架し、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側にベルト層６を埋設すると共に、ベルト層６の外周側に補強コードをタイヤ周方向に巻回してなるベルトカバー層７を配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、ベルトカバー層７の補強コードとして、弾性率が１３０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上２７０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下であり、下記（１）式で表される構造を有するポリオレフィンケトン繊維コードを用いる。
−（ＣＨ₂ −ＣＨ₂ −ＣＯ）ｎ−（Ｒ−ＣＯ）ｍ− ・・・（１）
ここで、１．０５≧（ｎ＋ｍ）／ｎ≧１．００、
Ｒは炭素数が３以上のアルキレン基である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ポリオレフィンケトン繊維コードをベルトカバー層に用いた空気入りラジアルタイヤに関し、更に詳しくは、加硫故障の発生を抑制しながらロードノイズを改善するようにした空気入りラジアルタイヤに関する。

空気入りラジアルタイヤにおいて、走行時のロードノイズを低減するために、ベルト層の外周側に補強コードをタイヤ周方向に巻回してなるベルトカバー層を配置することが行われている。このようなベルトカバー層の補強コードとしては、熱収縮性を有するナイロン繊維コードを用いることが一般的である（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、近年ではロードノイズの更なる低減が求められており、ナイロン繊維コードからなるベルトカバー層では必ずしも十分な効果が得られない場合がある。そこで、ベルトカバー層の補強コードとして、ポリオレフィンケトン繊維コードを使用することが提案されている（例えば、特許文献２参照）。

しかしながら、ベルトカバー層にポリオレフィンケトン繊維コードを用いた場合、その繊維コードが加硫時のリフト変形に追従できずにベルト層への食い込みを生じ、加硫故障を生じ易いという問題がある。また、加硫故障を回避するために、ポリオレフィンケトン繊維コードからなるベルトカバー層をベルト層の幅方向両端部に対応する領域だけに配置した場合、その部分の剛性が極端に高くなるという問題がある。これら事情により、ポリオレフィンケトン繊維コードからなるベルトカバー層は実用化に至っていないのが現状である。
特開２００５−１９３８６５号公報 特開２０００−１４２０２５号公報

本発明の目的は、加硫故障の発生を抑制しながらロードノイズの改善を可能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ための本発明の空気入りラジアルタイヤは、左右一対のビード部間にカーカス層を装架し、トレッド部における前記カーカス層の外周側にベルト層を埋設すると共に、前記ベルト層の外周側に補強コードをタイヤ周方向に巻回してなるベルトカバー層を配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベルトカバー層の補強コードとして、弾性率が１３０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上２７０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下であり、下記（１）式で表される構造を有するポリオレフィンケトン繊維コードを用いたことを特徴とするものである。
−（ＣＨ₂ −ＣＨ₂ −ＣＯ）ｎ−（Ｒ−ＣＯ）ｍ− ・・・（１）
ここで、１．０５≧（ｎ＋ｍ）／ｎ≧１．００、
Ｒは炭素数が３以上のアルキレン基である。

但し、本発明における弾性率とは、ＪＩＳ Ｌ１０１３に規定される初期引張抵抗度を意味し、当該規定に準じて測定されたものである。

本発明では、ベルト層の外周側にポリオレフィンケトン繊維コードを用いたベルトカバー層を配置し、該ポリオレフィンケトン繊維コードの弾性率を１３０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上２７０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下にすることにより、加硫故障の発生を抑制しながらロードノイズを改善することが可能になる。即ち、上記ポリオレフィンケトン繊維コードは、弾性率を低く抑えているため加硫時のリフト変形に追従することができ、しかもナイロン繊維コードに比べて高弾性であるためロードノイズを十分に低減することができる。

本発明において、加硫故障の発生を抑制しながらロードノイズについて十分な改善効果を得るために、ポリオレフィンケトン繊維コードの１５０℃での乾熱収縮率が２．０％以下であることが好ましく、更にはポリオレフィンケトン繊維コードの１５０℃での乾熱収縮応力が０．１９ｃＮ／ｄｔｅｘ以上０．８１ｃＮ／ｄｔｅｘ以下であることが好ましい。但し、乾熱収縮率及び乾熱収縮応力は、ＪＩＳ Ｌ１０１７に準じて測定されたものである。

また、高速耐久性を改善するために、ポリオレフィンケトン繊維コードからなるベルトカバー層をベルト層の幅方向両端部に対応する領域に配置し、特に、ポリオレフィンケトン繊維コードからなるベルトカバー層をベルト層の幅方向両端部に対応する領域に配置する一方で、ナイロン繊維コードからなるベルトカバー層をベルト層の幅方向中央部に対応する領域に配置することが好ましい。

つまり、高速耐久性を改善するには、ベルト層の幅方向両端部付近をポリオレフィンケトン繊維コードによって補強することが最も好ましいが、加硫時のリフト変形が最も大きくなるベルト層の幅方向中央部付近は弾性率が相対的に低いナイロン繊維コードによって補強し、これらポリオレフィンケトン繊維コードとナイロン繊維コードとを組み合わせて用いることで最良の補強構造を実現することができる。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤを示し、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。左右一対のビード部３，３間にはカーカス層４が装架され、そのカーカス層４の端部がビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数層のベルト層６，６が埋設されている。これらベルト層６，６は補強コードがタイヤ周方向に対して傾斜し、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。

上記空気入りラジアルタイヤにおいて、ベルト層６，６の外周側には、補強コードをタイヤ周方向に巻回してなるベルトカバー層７が配置されている。このベルトカバー層７は少なくとも１本の繊維コードを引き揃えてゴム被覆してなるストリップ材をタイヤ周方向に対して実質的に０°で連続的に巻回したジョイントレス構造とすることが望ましい。ベルトカバー層７の補強コードとしては、ポリオレフィンケトン繊維コードが使用されている。

ここで用いるポリオレフィンケトン繊維コードは、特開平１−１２４６１７号公報、特開平２−１１２４１３号公報、米国特許第５１９４２１０号公報、特開平９−３２４３７７号公報、特開２００１−１１５００７号公報、特開２００１−１３１８２５号公報などで開示された溶融紡糸や湿式紡糸によって得ることができるが、下記（１）式で表される構造を有するポリオレフィンケトン繊維コードを用いることが必要である。
−（ＣＨ₂ −ＣＨ₂ −ＣＯ）ｎ−（Ｒ−ＣＯ）ｍ− ・・・（１）
ここで、１．０５≧（ｎ＋ｍ）／ｎ≧１．００、
Ｒは炭素数が３以上のアルキレン基である。

（１）式において、ｍの分率（エチレン以外のアルキレンユニット）が増えると、タイヤの走行成長が大きくなり、耐久性が低下する。これは、紡糸繊維の結晶構造がｍユニットの増加により変化し、分子鎖間の二次結合力が低下するためと考えられる。また、該繊維の強度が低くなると撚りコードとした時に更に強度が低下するので、タイヤの破壊強度を確保するためにコードの使用量を多くする必要があり、軽量で経済性の高いタイヤの提供が困難となる。ここでより好ましくはｍ＝０である実質的にエチレンと一酸化炭素だけからなる交互共重合ポリマーを用いるのが良い。このような繊維を製造するには湿式紡糸を用いるのが好適である。

上記ポリオレフィンケトン繊維コードの弾性率は１３０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上２７０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下（１４７ｇ／Ｄ以上３０６ｇ／Ｄ以下）とする。この弾性率が１３０ｃＮ／ｄｔｅｘ未満であるとロードノイズの改善効果が不十分になり、逆に２７０ｃＮ／ｄｔｅｘを超えると加硫故障を生じ易くなる。ポリオレフィンケトン繊維コードの弾性率は、例えば、紡糸工程での延伸率に基づいて適宜調整することができる。

ポリオレフィンケトン繊維コードの１５０℃での乾熱収縮率は２．０％以下であると良い。この乾熱収縮率が２．０％を超えると加硫故障を生じ易くなる。また、ポリオレフィンケトン繊維コードの１５０℃での乾熱収縮応力は０．１９ｃＮ／ｄｔｅｘ以上０．８１ｃＮ／ｄｔｅｘ以下であると良い。この乾熱収縮応力が０．１９ｃＮ／ｄｔｅｘ未満であるとロードノイズの改善効果が不十分になる。また、０．８１ｃＮ／ｄｔｅｘを超える乾熱収縮応力を呈する繊維コードを得るにはディップ工程でのテンションを高くする必要があり、実用的な生産が困難である。上記ポリオレフィンケトン繊維コードはヒートセットゾーン及びノルマライズゾーンの処理温度をそれぞれ２００〜２４０℃にして６０〜１８０秒間熱処理すると良い。

上述した実施形態では、ポリオレフィンケトン繊維コードからなるベルトカバー層７をベルト層６の幅方向全域にわたって配置した場合について説明したが、本発明では、ポリオレフィンケトン繊維コードからなるベルトカバー層７ａをベルト層６の幅方向両端部に対応する領域だけに配置しても良い（図２参照）。このようにポリオレフィンケトン繊維コードからなるベルトカバー層７ａを少なくともベルト層６の幅方向両端部に対応する領域に配置した場合、加硫故障の発生を抑制しながらロードノイズを改善し、更には高速耐久性の改善効果を確保することができる。

また、ポリオレフィンケトン繊維コードからなるベルトカバー層７ａをベルト層６の幅方向両端部に対応する領域だけに配置する一方で、ナイロン繊維コードからなるベルトカバー層７ｂをベルト層６の幅方向中央部に対応する領域だけに配置しても良い（図３参照）。このようにポリオレフィンケトン繊維コードからなるベルトカバー層７ａを少なくともベルト層６の幅方向両端部に対応する領域に配置する一方で、ナイロン繊維コードからなるベルトカバー層７ｂをベルト層６の幅方向中央部に対応する領域に配置した場合も、加硫故障の発生を抑制しながらロードノイズを改善し、更には高速耐久性の改善効果を確保することができる。特に、ナイロン繊維コードの材料としては６６ナイロンを用いることが好ましい。

タイヤサイズ２２５／６０ＺＲ１６で、ベルト層の幅方向全域を覆うフルカバー構造のベルトカバー層を備えた空気入りラジアルタイヤにおいて、ベルトカバー層を構成する繊維コードの種類、弾性率、１５０℃での乾熱収縮率、１５０℃での熱収縮応力を表１のように種々異ならせた実施例１〜１３及び比較例１〜４の空気入りラジアルタイヤをそれぞれ製作した。なお、ポリオレフィンケトン（ＰＯＫ）の繊維コードには、（ｎ＋ｍ）／ｎ＝１．００のものを使用した。ナイロン繊維コードには６６ナイロン（６６Ｎ）を使用した。

これら試験タイヤについて、下記の方法により、ロードノイズ及び耐加硫故障を評価し、その結果を表１に併せて示した。

ロードノイズ：
試験タイヤをリムサイズ１５×６ＪＪのホイールに組み付けて空気圧１８０ｋＰａの条件で車両に装着し、運転席窓側の耳位置にマイクロフォンを設置し、舗装路面を速度６０ｋｍ／ｈで走行した際の音圧を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用い、基準タイヤ（比較例４）を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほどロードノイズが少ないことを意味する。

耐加硫故障：
加硫後のタイヤを切断し、ベルト層端部におけるベルトカバー層の食い込み状態を目視にて判定した。そして、食い込みが全く見られない場合を「○」で示し、食い込みが僅かに見られる場合を「△」で示し、食い込みが大きく製品として不適当である場合を「×」で示した。

この表１から明らかなように、実施例１〜１３のタイヤは比較例４に比べてロードノイズが少なく、しかも加硫故障を生じ難いものであった。一方、比較例１のタイヤはポリオレフィンケトン繊維コードの弾性率が低過ぎるためロードノイズの改善効果が不十分であった。比較例２，３のタイヤはポリオレフィンケトン繊維コードの弾性率が高過ぎるためロードノイズの改善効果があるものの加硫故障を生じ易いものであった。

次に、タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５で、ベルト層の幅方向両端部だけを覆うエッジカバー構造のベルトカバー層を備えた空気入りラジアルタイヤにおいて、ベルトカバー層を構成する繊維コードの種類、弾性率、１５０℃での乾熱収縮率、１５０℃での熱収縮応力を表２のように種々異ならせた実施例１４及び比較例５〜６の空気入りラジアルタイヤをそれぞれ製作した。なお、ポリオレフィンケトン（ＰＯＫ）の繊維コードには、（ｎ＋ｍ）／ｎ＝１．００のものを使用した。ナイロン繊維コードには６６ナイロン（６６Ｎ）を使用した。

これら試験タイヤについて、下記の方法により高速耐久性を評価すると共に、上述の方法によりロードノイズ及び耐加硫故障を評価し、その結果を表２に併せて示した。但し、ロードノイズの評価については、比較例６を基準タイヤとし、その基準タイヤを１００とする指数にて示した。

高速耐久性：
試験内圧２１０ｋＰａ、速度８１ｋｍ／ｈの条件にて、ＪＡＴＭＡで規定された空気圧条件に対応する荷重の８８％で１２０分間ならし走行した。次いで、３時間以上放冷した後、空気圧を再調整し、１２１ｋｍ／ｈの速度から試験を開始し、３０分毎に速度を８ｋｍ／ｈづつ段階的に上昇させ、故障が発生するまでの走行距離を測定した。評価結果は、基準タイヤ（比較例６）を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど高速耐久性が優れていることを意味する。

この表２から明らかなように、実施例１４のタイヤは比較例６に比べて高速耐久性及びロードノイズの結果が良好であり、しかも加硫故障を生じ難いものであった。一方、比較例５のタイヤはポリオレフィンケトン繊維コードの弾性率が高過ぎるためロードノイズの改善効果があるものの加硫故障を生じ易いものであった。

次に、タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５で、ベルト層の幅方向全域を覆うフルカバー構造のベルトカバー層を備えた空気入りラジアルタイヤにおいて、ベルトカバー層を構成する繊維コードの種類、弾性率、１５０℃での乾熱収縮率、１５０℃での熱収縮応力を表３のように種々異ならせた実施例１５及び比較例７〜８の空気入りラジアルタイヤをそれぞれ製作した。なお、ポリオレフィンケトン（ＰＯＫ）の繊維コードには、（ｎ＋ｍ）／ｎ＝１．００のものを使用した。ナイロン繊維コードには６６ナイロン（６６Ｎ）を使用した。

これら試験タイヤについて、上述の方法により、高速耐久性、ロードノイズ及び耐加硫故障を評価し、その結果を表３に併せて示した。但し、高速耐久性及びロードノイズの評価については、比較例８を基準タイヤとし、その基準タイヤを１００とする指数にて示した。

この表３から明らかなように、実施例１５のタイヤは比較例８に比べて高速耐久性及びロードノイズの結果が良好であり、しかも加硫故障を生じ難いものであった。一方、比較例７のタイヤはポリオレフィンケトン繊維コードの弾性率が高過ぎるためロードノイズの改善効果があるものの加硫故障を生じ易いものであった。

本発明の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤを示す子午線半断面図である。 本発明の他の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤを示す子午線半断面図である。 本発明の更に他の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤを示す子午線半断面図である。

符号の説明

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ カーカス層
５ ビードコア
６ ベルト層
７ ベルトカバー層

Claims (5)

1. 左右一対のビード部間にカーカス層を装架し、トレッド部における前記カーカス層の外周側にベルト層を埋設すると共に、前記ベルト層の外周側に補強コードをタイヤ周方向に巻回してなるベルトカバー層を配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベルトカバー層の補強コードとして、弾性率が１３０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上２７０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下であり、下記（１）式で表される構造を有するポリオレフィンケトン繊維コードを用いた空気入りラジアルタイヤ。
   −（ＣＨ₂ −ＣＨ₂ −ＣＯ）ｎ−（Ｒ−ＣＯ）ｍ− ・・・（１）
   ここで、１．０５≧（ｎ＋ｍ）／ｎ≧１．００、
   Ｒは炭素数が３以上のアルキレン基である。
2. 前記ポリオレフィンケトン繊維コードの１５０℃での乾熱収縮率が２．０％以下である請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記ポリオレフィンケトン繊維コードの１５０℃での乾熱収縮応力が０．１９ｃＮ／ｄｔｅｘ以上０．８１ｃＮ／ｄｔｅｘ以下である請求項１又は請求項２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
4. 前記ポリオレフィンケトン繊維コードからなるベルトカバー層を前記ベルト層の幅方向両端部に対応する領域に配置した請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
5. 前記ポリオレフィンケトン繊維コードからなるベルトカバー層を前記ベルト層の幅方向両端部に対応する領域に配置する一方で、ナイロン繊維コードからなるベルトカバー層を前記ベルト層の幅方向中央部に対応する領域に配置した請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。

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