JP2007182146A - 空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】カーカス層にポリケトン繊維を使用した場合でも、加硫成形時にスプレッドコードを発生させず、耐久性に優れたタイヤの製造を可能にする空気入りタイヤの製造方法を提供する。
【解決手段】少なくとも１層のカーカス層５を有し、カーカス層５の内側にタイゴム層７を介して空気透過防止層６を内貼りした未加硫タイヤを金型で加硫成形する空気入りタイヤの製造方法において、前記未加硫タイヤとして、カーカス層５をポリケトン繊維で構成すると共に、タイゴム層７を予めセミキュアした未加硫タイヤを使用することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤの製造方法に関し、更に詳しくは、カーカス層をポリケトン繊維で構成した空気入りタイヤの製造方法に関する。

高性能タイヤとして設計された空気入りタイヤには、カーカス層に高弾性率の特性を有するレーヨン繊維を使用するものがある。しかし、レーヨン繊維は、環境問題からその供給量が少なくなっているため、様々なレーヨン繊維代替材料の開発検討が行われている。

最近、レーヨン繊維に匹敵する高弾性率を有する繊維として、ポリケトン繊維が脚光を集めている。（例えば、特許文献１参照）。しかし、ポリケトン繊維は、その熱収縮応力がレーヨン繊維の１０倍〜２０倍もあるため、カーカス層に使用した場合には加硫成形時の熱収縮により、内側のタイゴム層へ食い込んで空気透過防止層側へ突出し、所謂スプレッドコードを生ずる。このようにスプレッドコードを生じた空気入りタイヤは、走行過程において、空気透過防止層にクラックが発生し、タイヤ耐久性を低下させてしまうという問題がある。
特開２００１−１２３３２６号公報

本発明の目的は、カーカス層にポリケトン繊維を使用した場合でも、加硫成形時にスプレッドコードを発生させず、耐久性に優れたタイヤの製造を可能にする空気入りタイヤの製造方法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タイヤの製造方法は、少なくとも１層のカーカス層を有し、該カーカス層の内側にタイゴム層を介して空気透過防止層を内貼りした未加硫タイヤを金型で加硫成形する空気入りタイヤの製造方法において、前記未加硫タイヤとして、前記カーカス層を下式（１）からなるポリケトン繊維で構成すると共に、前記タイゴム層を予めセミキュアした未加硫タイヤを使用することを特徴とする。

（式中のＲは、炭素数が３以上のアルキレン基を表し、ｍ及びｎは自然数であり（ｍ＋ｎ）／ｎが１〜１．０５の関係を有する。）

本発明の空気入りタイヤの製造方法は、カーカス層にポリケトン繊維を使用するに当たり、未加硫タイヤのタイゴム層を予めセミキュアした状態にして加硫成形するため、ポリケトン繊維が熱収縮するときタイゴム層へ食い込むのを防止することができ、その結果、耐久性に優れたタイヤを得ることができる。

図１は、本発明により製造する空気入りタイヤの一例をタイヤ子午線方向の半断面で示す。

図１において、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に埋設されたビードコア４間に少なくとも１層のカーカス層５が装架され、その両端部がそれぞれビードコア４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には、カーカス層５の外側に、上下一対のベルト層８がタイヤ１周にわたって配置されている。空気入りタイヤの最内側には、空気透過防止層６が内貼りされ、空気透過防止層６とカーカス層５の間には、タイゴム層７が接着層として介在している。

本発明により製造される空気入りタイヤは、上記タイヤ構造においてカーカス層を構成するカーカスコードとして、下式（１）からなるポリケトン繊維を使用している。

（式中のＲは、炭素数が３以上のアルキレン基を表し、ｍ及びｎは自然数であり（ｍ＋ｎ）／ｎが１〜１．０５の関係を有する。）

上記の構造のポリケトン繊維は弾性率が高く、タイヤのカーカス層に使用した場合に、レーヨン繊維と同等の高速耐久性及び操縦安定性を発現し、レーヨン繊維を代替することが可能となる。

また、空気透過防止層には、空気透過防止係数に優れるブチル系ゴムを含むゴム組成物や熱可塑性樹脂にエラストマーを配合した熱可塑性樹脂組成物が使用される。これらのゴム組成物や熱可塑性樹脂組成物は、他のゴム成分との接着性に劣るためタイゴム層を介在させて接合されるようになっている。

本発明の空気入りタイヤの製造方法は、上記構造を有する未加硫タイヤを成形するに当たり、タイゴム層７を予めセミキュアしたものを使用する。この未加硫タイヤを金型にセットし、その未加硫タイヤの内側からブラダーを熱媒の供給により膨径させて金型内面に押付けると共に、内外から加熱することにより加硫する。

上記加硫処理において、タイゴム層は予めセミキュアされていて、未加硫時よりもモジュラスが向上しているため、ポリケトン繊維コードが熱収縮するときタイゴム層へ食い込むこと、すなわちスプレッドコードの発生を防止することが可能となる。したがって、これによりポリケトン繊維コードが空気透過防止層の内部へ突出させることを防止し、タイヤの走行過程において、空気透過防止層にクラックを生じて、空気漏れを生じさせる危険性を未然に防止することができる。

タイゴム層を予めセミキュアする方法は、未加硫タイヤに成形する前のタイゴムシートに処理してもよく、或いは未加硫タイヤに成形後にタイヤ内側から処理するようにしてもよい。セミキュアの手段としては、電子線照射、電子線以外の放射線の照射、加熱加硫法などを挙げることができる。特に作業管理が容易で操作しやすいこと、及び加硫の度合いが制御しやすいことから、電子線照射を用いてセミキュアすることが好ましい。電子線照射の照射量は、タイゴム層の３００％モジュラスに応じて適宜、選択できる。

セミキュアによるタイゴム層のモジュラスの上昇は、３００％モジュラスで、セミキュア前の未加硫の３００％モジュラスの１．５〜２倍であることが好ましい。セミキュアによる３００％モジュラスの増加が１．５倍未満であると、硬化が不足するためポリケトン繊維コードの食い込みを防止することができず、２倍を超えると空気透過防止層との接着性が低下する。

タイゴム層の厚さは、従来のタイヤに適用される範囲で軽量化の観点から薄いことが好ましい。好ましくはポリケトン繊維コードの食い込みを防止するためには０．３ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲がよく、より好ましくは０．４ｍｍ〜１．０ｍｍであるとよい。タイゴム層の厚さを上記の範囲内とすることにより、ポリケトン繊維コードの食い込みを十分に防止すると共に、タイヤの重量増加を抑制することができる。

タイゴム層を構成するゴム組成物は、空気透過防止層の接着を助成するものであれば従来から使用されているものがいずれも使用することができる。例えば、ＮＲ，ＩＲ，ＢＲ，ＳＢＲ等のジエン系ゴム、エチレン−プロピレン共重合体ゴム、スチレン系エラストマー等にカーボンブラック、プロセスオイル、加硫剤等の配合剤を添加したゴム組成物とすることができる。

カーカス層に使用するポリケトン繊維は、その熱収縮応力が大きいことからスプレッドコードの原因になっている。そのためポリケトン繊維の熱収縮応力としては極力小さく抑えることが好ましく、温度１５０℃における熱収縮応力にして０．８ｃＮ／ｄｔｅｘ以下、より好ましくは０．２〜０．７ｃＮ／ｄｔｅｘであるとよい。温度１５０℃における熱収縮応力が０．８ｃＮ／ｄｔｅｘを超えると、加硫成形時に発生する食い込みの度合いが強くなる傾向がある。

ポリケトン繊維の熱収縮応力の調整は、ＲＦＬ（ホルマリン・レゾルシン・ラテックス）による接着処理するときの熱処理によって行うことができる。その熱処理はヒートセットゾーン（ＨＳ）とノルマライズゾーン（ＮＬ）からなり、ＨＳの処理条件は温度２００〜２３０℃で０．２〜１．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、ＮＬの処理条件は温度２００〜２３０℃で０．０５〜０．８ｃＮ／ｄｔｅｘが好ましく、両ゾーンの露出時間は、それぞれ乾燥及びＲＦＬの硬化度合により変更するとよい。

本発明において、熱収縮応力は、ＪＩＳ Ｌ−１０１７に準拠して測定する乾熱時収縮応力であり、所定の初荷重を掛け試長を決定後、室温から２５０℃まで３℃／分の昇温速度で昇温する時に発生する熱収縮応力である。

以下に、実施例を挙げて本発明を説明するが、これにより本発明の範囲が制限を受けるものではない。

〔従来例、実施例１〜４及び比較例１〜３〕
タイヤサイズ２２５／６０Ｒ１６、タイヤ構造を図１に示す構成とし、カーカス層を２プライとすることを共通条件とし、カーカスコードに従来例では、レーヨン繊維コード１８４０ｄｔｅｘ／２、実施例１〜４及び比較例１〜３では、ポリケトン繊維コード（ＰＯＫ）１６７０ｄｔｅｘ／２とする他、未加硫タイヤのタイゴム層の電子線照射によるセミキュアの有無を表１のように異ならせた未加硫タイヤを成形した。

得られた８種類の未加硫タイヤをそれぞれ加硫成形して空気入りタイヤを作製した後、これら空気入りタイヤのスプレッドコード、操縦安定性及び高速耐久性を下記の方法で測定した結果を表１に示す。

〔熱収縮応力〕
熱収縮応力は、ＪＩＳ Ｌ−１０１７に準拠して測定した乾熱時収縮応力であり、初荷重（０．４５ｍＮ×表示総デシテックス）を掛け試長を決定後、室温から２５０℃まで３℃／分の昇温速度で昇温させ、１５０℃の時に発生した応力を測定した。

なお、ポリケトン繊維の熱収縮応力は、前述の方法により熱処理条件を変更して調整した。

〔３００％モジュラス〕
３００％モジュラスは、ＪＩＳ Ｋ ６２５１に準拠して測定した。測定値の表示は、電子線照射前の測定値を１００とする指数で示した。この数値が大きくなるほど３００％モジュラスが増加していることを示す。

〔スプレッドコード〕
加硫成形後の空気入りタイヤを切断し、その断面観察から、カーカスコードの空気透過防止層への食い込み状態を目視で判定した。カーカースコードが、空気透過防止層へ達しているものを「ＮＧ」とし、達していないものを「ＯＫ」とした。

〔操縦安定性〕
空気入りタイヤを排気量２０００ｃｃの乗用車に装着し、テストドライバー１０人がテストコースを周回するときの操縦安定性を５点法によりフィーリング評価した。評価はテストドライバー１０人の点数の平均値で行い、従来例を１００とする指数で示した。この数値が高いほど操縦安定性に優れることを示す。

〔高速耐久性〕
空気入りラジアルタイヤを試験内圧２２０ｋＰａ、速度１２１ｋｍ／ｈの条件にて、ＪＡＴＭＡイヤーブック（２００４年度版）で規定された空気圧条件に対応する負荷能力の８８％荷重で１２０分間ならし走行する。次に３時間以上放冷した後、空気圧を２２０ｋＰａに再調整し、上記と同一の荷重下に１２１ｋｍ／ｈの速度から試験を開始し、速度を３０分毎に８ｋｍ／ｈずつ段階的に上昇させ破壊が発生するまで走行を続け、破壊時の速度で評価した。従来例の破壊時速度を１００とする指数で示した。この数値が大きくなるほど高速耐久性が優れていることを示す。

表１において本発明の製造方法により作製した空気入りタイヤ（実施例１〜４）は、カーカスコードの食い込み、所謂スプレッドコードが発生せず、レーヨン繊維を使用した従来例と同等の操縦安定性及び高速耐久性が得られることが認められた。また、実施例３及び４の空気入りタイヤでは、従来例を上回る操縦安定性の改善が認められた。

これに対し未加硫タイヤにセミキュアしていないタイゴム層を使用した比較例１〜３の空気入りタイヤは、スプレッドコードが発生し、空気入りタイヤの高速耐久性が劣ることが確認された。

本発明で製造する空気入りタイヤを例示するタイヤ子午線方向の半断面図である。

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 ビードコア
５ カーカス層
６ 空気透過防止層
７ タイゴム層
８ ベルト層

Claims (6)

1. 少なくとも１層のカーカス層を有し、該カーカス層の内側にタイゴム層を介して空気透過防止層を内貼りした未加硫タイヤを金型で加硫成形する空気入りタイヤの製造方法において、
   前記未加硫タイヤとして、前記カーカス層を下式（１）からなるポリケトン繊維で構成すると共に、前記タイゴム層を予めセミキュアした未加硫タイヤを使用する空気入りタイヤの製造方法。
   

   

   （式中のＲは、炭素数が３以上のアルキレン基を表し、ｍ及びｎは自然数であり（ｍ＋ｎ）／ｎが１〜１．０５の関係を有する。）
2. 前記タイゴム層のセミキュアを電子線照射で行なう請求項１に記載の空気入りタイヤの製造方法。
3. 予めセミキュアした前記タイゴム層の３００％モジュラスが、セミキュア前の３００％モジュラスの１．５〜２倍である請求項１又は２に記載の空気入りタイヤの製造方法。
4. 前記タイゴム層の厚みが、０．３〜１．５ｍｍである請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
5. 前記ポリケトン繊維の温度１５０℃における熱収縮応力が０．８ｃＮ／ｄｔｅｘ以下である請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。
6. 前記空気透過防止層がブチル系ゴムを含むゴム組成物からなる請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。

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