JP2007253826A - 空気入り安全タイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】通常内圧走行時の乗り心地性を損なわず、製造工程の変更を伴うことなく、トレッド部のバックリング変形を抑制し、ランフラット性能を向上した空気入り安全タイヤを提供すること。
【解決手段】サイドウォールのカーカス層内周面に、荷重を分担支持する、断面が略三日月状の補強ゴム層を備えた空気入り安全タイヤにおいて、ベルト補強層を構成する繊維コードが、総繊度が１０００〜７０００ｄｔｅｘ及びポリケトン繊維を少なくとも５０質量％以上含み、かつ最大熱収縮応力が０．１〜１．８ｃＮ／ｄｔｅｘである空気入り安全タイヤである。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気入り安全タイヤに関し、詳しくは、トレッド部のバックリング変形を抑制することにより、ランフラット性能を向上した空気入り安全タイヤに関する。

従来、パンク等によりタイヤの内圧が低下した状態でも、ある程度の距離を安全に走行することが可能なタイヤ、いわゆるランフラットタイヤの一つとして、タイヤサイドウォール部のカーカスの最内面に断面略三日月状のサイド補強ゴム層を配置したランフラットタイヤ、いわゆるサイド補強型ランフラットタイヤが知られている。これらサイド補強型ランフラットタイヤはサイドウォール部での屈曲変形量を減じることにより、この屈曲部分でのゴム発熱による温度破壊、及びバットレス部とビード部との間でのインナーライナーゴムの摩滅損傷等の構造破壊を抑制し、耐久性を向上することが図られている。
しかしながら、前記屈曲変形量を十分に減じるためには、前記ゴム補強層の大巾なボリューム増加が必要となるなど、タイヤ重量および材料コストの上昇を招来し、しかもこのゴムボリュームの過度の増加は、逆にゴム発熱を助長するため耐久性を十分には向上し得ないという問題もある。

また、かかるサイド補強型ランフラットタイヤがランフラット状態で走行する際には、トレッド踏面の中央が路面から浮き上がる状態である、いわゆるバックリングが発生することが知られている。バックリングの発生したタイヤは、トレッドショルダー部の接地圧が上昇し、それによりショルダー部に近い位置に配置されている補強ゴムの発熱が大きくなる結果、タイヤが破壊に至るおそれがある。
このため、サイド補強型ランフラットタイヤにおけるランフラット走行時のバックリングの発生を抑制して耐久性を向上させたサイド補強型ランフラットタイヤが望まれており、これらに関して種々の検討がなされている。

例えば、特許文献１には、ベルトと、該ベルトの外周に配置されたナイロン繊維、アラミド繊維などの有機繊維コードよりなるベルト補強層の間に、タイヤ赤道面に対し実質上直交する多数のコード配列よりなる少なくとも１層の補強層を配置したタイヤが記載されている。このように補強層を配置することによってバックリングの発生を抑制して、ランフラット耐久性を向上することはできるが、この補強層の配置によるトレッド部全体の剛性の増加に伴って、通常内圧走行時において路面からの突入力があった際の振動乗り心地性が悪化するという問題があった。

特許文献２には、ベルトを構成するベルト層のうち、最外ベルト層を左右１対の小ベルト部材で構成し、バックリング発生時にトレッド部の変形が特に大きくなる、タイヤ赤道面を中心としてトレッド設置幅の２０〜５０％の範囲で両小ベルト部材をオーバーラップさせて、オーバーラップさせた範囲外のベルト面外曲げ剛性を増加させることなく、バックリングの発生を抑制することができる結果、乗り心地性を犠牲にすることなくランフラット走行時の耐久性を向上させたタイヤが記載されている。しかしながら、かかるタイヤではベルト層の構造が複雑であるため、製造工程が煩雑になるという問題があった。

一方、特許文献３には、サイドウォール部での前記屈曲変形は、トレッド部のバックリング変形とも強い関係があり、バックリング変形量が高いほど、サイドウォール部での屈曲変形量も増加すること、又バックリング変形を低く抑えることにより屈曲変形を抑制しうることが開示されている。
さらにはパンク時等の内圧ゼロ状態においてバックリング変形を効果的に抑制するためには、コード補強層によってトレッド部を補強強化するのではなく、高弾性の補強ゴム層を用いしかもこの補強ゴム層を、トレッド部におけるカーカスのプライ間、若しくはカーカスとベルト層との間のプライ間に介在させることが必要であることも開示されている。
またこれらの前記コード補強層、或いはベルト層及びカーカス層では、充填内圧によりコードに充分な張力が付与された時にはじめてその剛性、特に周方向剛性が発揮されるのであり、従って内圧ゼロ状態におけるタイヤ軸方向の曲げ剛性の効果的な増加を、コードの材質変更、コード層などのの追加などによって期待することは難しいと言及されている。

特開平６−１９１２４３号公報 特開２００４−３５９１４５号公報 特許第３３３５１１２号公報

本発明は、このような状況下で、通常内圧走行時の乗り心地性を損なわず、製造工程の変更を伴うことなく、トレッド部のバックリング変形を抑制し、ランフラット性能を向上した空気入り安全タイヤを提供することを目的とするものである。

本発明者は、前記目的を達成するためにランフラット走行時にタイヤトレッドが１００℃以上の高温に達することに着目し、熱収縮現象とタイヤバックリング変形の関係を鋭意検討した結果、内圧ゼロ状態においてもベルト補強層を構成する繊維コードの熱収縮応力とバックリング変形に強い相関があることを見出し、ランフラット走行時の発熱に伴い、所定の大きな熱収縮応力を発現する繊維コードをベルト補強層として配設することで上記問題を解決することが可能となった。本発明はかかる知見に基づいて完成された発明である。
すなわち、本発明は、
（１） 円筒状クラウン部の両端から径方向内側に向かって、先端部にビードコアを埋設したサイドウォールが連なり、これらサイドウォールの一方からクラウン部を通り他方のサイドウォールに至る間が繊維コードラジアルプライの少なくとも1枚からなり、その両端部をビードコアの回りに軸方向外側に巻上げて固定したカーカス層、前記カーカス層のクラウン部外周囲上に複数のベルト層、ベルト補強層およびトレッド部を順次配置して夫々補強すると共に、前記サイドウォールのカーカス層内周面に、荷重を分担支持する、断面略三日月状の補強ゴム層を備えた空気入り安全タイヤにおいて、前記ベルト補強層を構成する繊維コードが、総繊度が１０００〜７０００ｄｔｅｘ及びポリケトン繊維を少なくとも５０質量％以上含み、かつ最大熱収縮応力が０．１〜１．８ｃＮ／ｄｔｅｘであることを特徴とする空気入り安全タイヤ、
（２） 前記ベルト補強層を構成する繊維コードに含まれるポリケトン繊維原糸の引張り強度が１０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、弾性率が２００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、かつ接着剤処理（Ｄｉｐ処理）後のコードとして１５０℃×３０分間乾熱処理時の熱収縮率が１％〜５％である上記（１）の空気入り安全タイヤ、
（３） 前記ベルト補強層を構成する繊維コードの上撚り係数Ｒが下記式（Ｉ）
Ｒ＝Ｎ×（０．１２５×Ｄ／ρ）^1/2 ×１０^-3 ・・・・・(Ｉ)
[式中、Ｎはコードの撚り数（回／１０ｃｍ）、Ｄはコードの総デシテックス数、ρはコードの密度を示す。]で表され、上撚り係数Ｒの範囲が０．４〜０．９５である上記（１）又は（２）の空気入り安全タイヤ、
（４） 前記カーカス層を構成する繊維コードが、ポリケトン繊維を少なくとも５０質量％以上含み、最大熱収縮応力が０．１〜１．８ｃＮ／ｄｔｅｘの範囲にあるコードを使用した上記（１）の空気入り安全タイヤ、
（５） 前記カーカス層を構成する繊維コードに含まれるポリケトン繊維原糸の引っ張り強度が１０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、弾性率が２００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、かつ接着剤処理（Ｄｉｐ処理）後のコードとして１５０℃×３０分間乾熱処理時の熱収縮率が１％〜５％である上記（５）の空気入り安全タイヤ、
（６） 前記カーカス層のうち少なくとも１層の巻上げ端部が、ベルト層端部との重なり部を有するように配設されている上記（１）〜（５）の空気入り安全タイヤ、
（７） 前記ベルト層端部との重なり部の幅が１０〜３０ｍｍである上記（６）の空気入り安全タイヤ、
（８） ポリケトン繊維を構成するポリケトンが、下記一般式（ＩＩ）

［式中、Ａは不飽和結合によって重合された不飽和化合物由来の部分であり、繰り返し単位において同一でも異なっていてもよい］で表される繰り返し単位から実質的になる上記（１）〜（７）の空気入り安全タイヤ、及び
（９） 前記式（ＩＩ）中のＡがエチレン基である上記（８）の空気入り安全タイヤ、
を提供するものである。

本発明によれば、通常内圧走行時の乗り心地性を損なわず、製造工程の変更を伴うことなく、トレッド部のバックリング変形を抑制し、ランフラット性能を向上した空気入り安全タイヤを提供することができる。

先ず、本発明の空気入り安全タイヤに係わるベルト補強層を構成する繊維コードが、総繊度が１０００〜７０００ｄｔｅｘ及びポリケトン繊維を少なくとも５０質量％以上含み、かつ最大熱収縮応力が０．１〜１．８ｃＮ／ｄｔｅｘであることを必要とする。

本発明においてベルト補強層を構成するコードは、繊維の少なくとも５０質量％がポリケトン繊維であるコードから構成されている。前記コードは、高熱収縮性、高強度、寸法安定性、耐熱性、およびゴムとの接着性に優れるものであるが、そのためにはコードを構成する繊維の少なくとも５０質量％がポリケトン繊維であることが必要である。好ましくは少なくとも７５質量％、より好ましくは少なくとも９０質量％、最も好ましくは１００質量％のものが用いられる。

さらに、ベルト補強層を構成するコードは、総繊度が１０００〜７０００dtexであることが必要である。２２００〜４２００ｄｔｅｘであることがさらに好ましい。総繊度を上記範囲にすることによって、通常内圧時の乗り心地の悪化を抑え、ランフラット走行時のバックリングの抑制効果を得ることができる。
通常コードは、フィラメントを撚り合わせて作ることができ、撚り合わせるフィラメント束の数については特に限定はないが、繊度が５００〜３０００ｄｔｅｘのフィラメント束を２〜３本撚り合わせることからなる双撚り又は３本撚りコードが好ましい。
例えば、上記フィラメント束に下撚りをかけ、ついでこれを２本あるいは３本合わせて、逆方向に上撚りをかけることで、撚り糸コードとして得ることができる。
例えば、ベルト補強層に用いられるコードとしては、１６７０ｄｔｅｘ／２（総繊度３３４０ｄｔｅｘ）や１１００ｄｔｅｘ／２（総繊度２２００ｄｔｅｘ）等のコードが好ましく用いられる。

さらに、本発明において、ベルト補強層に用いられるコードが少なくともポリケトン繊維を５０質量％含み、該コードの最大熱収縮応力が０．１〜１．８ｃＮ／ｄｔｅｘの範囲にあることが必要である。好ましくは０．４〜１．６ｃＮ／ｄｔｅｘ、より好ましくは０．４〜１．０ｃＮ／ｄｔｅｘである。最大熱収縮応力を上記範囲にすることによって、タイヤ製造時の加熱よるカーカスコードの引き揃え効率の低下を抑え、タイヤの強度を充分確保すると共に、カーカスコードの著しい収縮を抑え安定した形状のタイヤを得ることができる。

本発明において、ベルト補強層を構成する上記少なくともポリケトン繊維を５０質量％含むコードの熱収縮応力はタイヤ温度に対応して可逆的に繰り返し発現することが好ましい。
本発明に用いられる上記少なくともポリケトン繊維を５０質量％含むコードの熱収縮応力は１１０℃を超えると急激に増加する。すなわち、タイヤの温度上昇にともなって熱収縮応力増加する。
ランフラット走行によってタイヤの温度が上昇するとベルト補強層中のポリケトン繊維が大きな熱収縮応力を発揮して、トレッド部全体の剛性を向上させることによって、タイヤのバックリング現象の発生を抑制し、その結果タイヤのランフラット耐久性が向上する。ランフラット走行によるタイヤ温度の上昇は２００℃以上になることもある。
一方、低温下、すなわち、通常内圧走行時には、上記ポリケトン繊維の熱収縮応力は殆ど発揮されず、剛性が殆ど向上しないため、通常内圧走行時のタイヤの縦バネがあまり上昇せず、通常内圧走行時の乗り心地性はそこなわれない。
ポリケトン繊維コードの収縮は、コードが室温になるともとに戻り、高温になると再度発現する。この現象は可逆的に起こり、タイヤを走行させるごとに繰り返し行なわれる。

前記ポリケトン繊維を構成するポリケトンが、下記一般式（ＩＩ）：

［式中、Ａは不飽和結合によって重合された不飽和化合物由来の部分であり、繰り返し単位において同一でも異なっていてもよい］で表される繰り返し単位から実質的になることが好ましい。
本発明に用いられるポリケトン繊維コードの原料であるポリケトンは、上記式（ＩＩ）で表される繰り返し単位から実質的になるポリケトンが好ましい。また、該ポリケトンの中でも、繰り返し単位の９７モル％以上が１−オキソトリメチレン［−ＣＨ₂−ＣＨ₂−ＣＯ−］であるポリケトンが好ましく、９９モル％以上が１−オキソトリメチレンであるポリケトンがさらに好ましく、１００モル％が１−オキソトリメチレンであるポリケトンが最も好ましい。繰り返し単位中の１−オキソトリメチレンの割合が高いほど分子鎖の規則性が向上し、高結晶性で高配向度の繊維が得られる。

上記ポリケトン繊維コードの原料であるポリケトンは、部分的にケトン同士、不飽和化合物由来の部分同士が結合してもよいが、不飽和化合物由来の部分とケトン基が交互に配列している部分の割合が９０質量％以上であることが好ましく、９７質量％以上であることがさらに好ましく、１００質量％であることが最も好ましい。

また、上記式（ＩＩ）において、Ａを形成する不飽和化合物としては、エチレンが最も好ましいが、プロピレン、ブテン、ペンテン、シクロペンテン、ヘキセン、シクロヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、デセン、ドデセン、スチレン、アセチレン、アレン等のエチレン以外の不飽和炭化水素や、メチルアクリレート、ビニルアセテート、アクリルアミド、ヒドロキシエチルメタクリレート、ウンデセン酸、ウンデセノール、６−クロロヘキセン、Ｎ−ビニルピロリドン、スルニルホスホン酸のジエステル、スチレンスルホン酸ナトリウム、アリルスルホン酸ナトリウム、ビニルピロリドン及び塩化ビニル等の不飽和結合を含む化合物であってもよい。

常法によりえられたポリケトンの繊維化方法としては、（１）未延伸糸の紡糸を行なった後、多段熱延伸を行い、該多段熱延伸の最終延伸工程で特定の温度及び倍率で延伸する方法や、（２）未延伸糸の紡糸を行なった後、熱延伸を行い、該熱延伸終了後繊維に高い張力をかけたまま急冷却する方法が好ましい。上記（１）又は（２）の方法でポリケトンの繊維化を行なうことで、上記ポリケトン繊維コードの作製に好適な所望のフィラメントを得ることができる。

ここで、上記ポリケトンの未延伸糸の紡糸方法としては、特に制限はなく、従来公知の方法を採用することができ、具体的には、特開平２−１１２４１３号、特開平４−２２８６１３号、特表平―５０５３４４号に記載のようなヘキサフルオロオイソプロパノールやｍ−クレゾール等の有機溶剤を用いる湿式紡糸法、国際公開９９／１８１４３号、国際公開００／０９６１１号、特開２００１−１６４４２２号、特開２００４−２１８１８９号、特開２００４−２８５２２１号に記載のような亜鉛塩、カルシウム塩、チオシアン酸塩、鉄塩等の水溶液を用いる湿式紡糸法が好ましい。

また、得られた未延伸糸の延伸方法としては、未延伸糸を該未延伸糸のガラス転移温度よりも高い温度に加熱しして引き伸ばす熱延伸法が好ましく、更に、該未延伸糸の延伸は、上記（２）の方法では一段で行なってもよいが、多段で行なうことが好ましい。
該熱延伸の方法としては、特に制限はなく、例えば、加熱ロールや過熱プレート上に糸を走行させる方法等を採用することができる。ここで、熱延伸温度は１１０℃〜（ポリケトンの融点）の範囲が好ましく、総延伸倍率は、１０倍以上であることが好ましい。

上記（１）の方法でポリケトン繊維の繊維化を行なう場合、上記多段熱延伸の最終延伸工程における温度は、１１０℃〜（最終延伸工程の一段前の延伸工程の延伸温度−３℃）の範囲が好ましく、また、多段熱延伸の最終延伸工程における延伸倍率は、上記（２）の方法でポリケトンの繊維化を行なう場合、熱延伸終了後の繊維にかける張力は０．５〜４ｃＮ／ｄｔｅｘの範囲が好ましく、また、急冷却における冷却速度は、３０℃／秒以上であることが好ましく、さらに、急冷却における冷却終了温度は、５０℃以下であることが好ましい。
ここで、熱延伸されたポリケトン繊維の急冷却方法としては、特に制限はなく、従来公知の方法採用することができ、具体的には、ロールを用いた冷却方法が好ましい。なお、こうして得られるポリケトン繊維は、弾性歪の残留が大きいため、通常、緩和熱処理を施し、熱延伸後の繊維長より繊維長を短くすることが好ましい。ここで、緩和熱処理の温度は、５０〜１００℃の範囲が好ましく、また、緩和倍率は０．９８０〜０．９９９倍の範囲が好ましい。

また、ポリケトン繊維は結晶化度が５０〜９０％、結晶配向度が９５％以上の結晶構造を有することが好ましい。 結晶化度が５０％未満の場合、繊維の構造形成が不十分であり十分な強度が得られないばかりか熱時の収縮特性、寸法安定性も不安定となるおそれがある。このため、結晶化度としては５０〜９０％がこのましく、より好ましくは６０〜８５％である。

得られたコードは、フィラメントを撚り合わせて作ることができる。より合わせるフィラメント束の数については特に制限はなく、通常、フィラメント束を２本又は３本撚り合わせたコードが使用されるが、フィラメント束を２本撚り合わせることからなる双撚りコード及び3本撚りコードが好ましい。例えば、上記フィラメント束に下撚りをかけ、ついでこれを２本合わせて、逆方向に上撚りをかけることで、撚り糸コードとして得ることができる。
上記ベルト補強層を構成する繊維コードの上撚り係数Ｒが下記式（Ｉ）
Ｒ＝Ｎ×（０．１２５×Ｄ／ρ）^1/2 ×１０^-3 ・・・・・(Ｉ)
[式中、Ｎはコードの撚り数（回／１０ｃｍ）、Ｄはコードの総デシテックス数、ρはコードの密度を示す。]で表され、上撚り係数Ｒの範囲が０．４〜０．９５であることが好ましい。より好ましくは０．５５〜０．８５であることが望ましい。上撚り係数を上記範囲にすることによってランフラット走行時におけるバックリングの発生を抑制し、コード性能の悪化に由来するコード配列の乱れやタイヤユニフォミティの悪化を抑えることができる。

上記のようにして得られたポリケトン繊維コードをゴム引きすることで、上記ベルト補強層に用いるコード／ゴム複合体を得ることができる。ここで、ポリケトン繊維コードのコーティングゴムとしては、特に制限はなく、従来のベルトやカーカス補強層に用いていたコーティングゴムを用いることができが、ベルト補強層ようにはベルトコーテイングゴムを用いることが好ましい。なお、ポリケトン繊維コードのゴム引きに先立って、ポリケトン繊維コードに接着剤処理を施し、コーティングゴムとの接着性を向上させてもよい。

このようにして得られたポリケトン繊維コードの熱収縮応力は従来の繊維素材例えば、ナイロン６６比べて約４倍、ポリエチレンテレフタレートに比べて１０倍近い熱収縮応力である。
また、ポリケトン繊維の高い熱収縮特性を最も効果的に活用するには、加工時の処理温度や使用時の成型品の温度が、最大熱収縮応力を示す温度（以下最大熱収縮温度という）と近い温度であることが望ましい。
タイヤコードやベルト等のゴム補強用繊維材料として用いられる場合、ＲＦＬ処理温度や加硫温度等の加工温度が１００〜２５０℃であること、また、繰返し使用や高速回転によってタイヤやベルト等の材料が発熱した際の温度は１００〜２００℃にもなること等から最大熱収縮温度は１００〜２５０℃の範囲であり、より好ましくは１５０〜２４０℃であることが望ましい。

前記織物に用いられるカーカスコードの種類として、例えば、（イ）ポリケトン繊維のみからなるコード、（ロ）ポリケトン繊維とポリケトン繊維以外の繊維とを混撚または交撚したコード等が挙げられる。これらの１本のコード中にポリケトン繊維が少なくとも５０質量％含まれていることが好ましい。ポリケトン繊維は、カーカスコード中に少なくとも５０質量％、好ましくは少なくとも７５質量％、より好ましくは少なくとも９０質量％、最も好ましくは１００質量％用いられる。
コード中のポリケトン繊維の割合を上記範囲内にすることによって、優れた、コードの熱収縮性、強度、寸法安定性、耐熱性、およびゴムとの接着性などを得ることができる。

ポリケトン繊維以外の繊維としては、その割合が５０質量％未満であれば特に制限はなく、用途および目的に応じて、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、アラミド繊維等、公知の繊維が用いられる。ポリケトン繊維以外の繊維が５０質量％を越えると、例えば、ポリエステル繊維やポリアミド繊維よりなるコードの場合には強度や寸法安定性が損なわれ、レーヨン繊維よりなる経糸の場合には強度が大きく損なわれ、アラミド繊維よりなる経糸の場合にはゴムとの接着性が大きく損なわれる。

さらに、本発明の空気入り安全タイヤにおいて、上記ベルト補強層を構成するコードに含まれるポリケトン繊維原糸の引張強度が１０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上に、より好ましくは１５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上にあることが望ましい。引張強度を上記範囲にすることによって、タイヤとしての強度が十分確保することができる。引張強度の上限については特に制限はないが通常、１８ｃＮ／ｄｔｅｘ程度である。
また、前記ポリケトン繊維原糸の弾性率が２００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上に、より好ましくは２５０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上にあることが好ましい。弾性率を上記範囲にすることによって、タイヤとして十分な形状保持性を確保することができる。弾性率の上限については特に制限はないが通常、３５０ｃＮ／ｄｔｅｘ程度である。
また、前記ポリケトン繊維少なくとも５０質量％含む接着剤処理（Ｄｉｐ処理）後のベルト補強層を構成するコードとして、１５０℃にて３０分間乾熱処理時の熱収縮率が１％〜５％の範囲に、より好ましくは２％〜４％の範囲にあることが望ましい。上記熱収縮率を範囲にすることによって、タイヤ製造時の加熱による引き揃え効率及びタイヤ強度を確保し、安定したタイヤ形状を得ることが出来る。

本発明の空気入り安全タイヤのカーカス層を構成する繊維コードについては特に制限はなく、例えば、ナイロン、ポリエステル、レーヨン、ポリケトン繊維などを使用することができるが、前記ベルト補強層に用いられる繊維コードと同じく、ポリケトン繊維を少なくとも５０質量％を含み、最大熱収縮応力が０．１〜１．８ｃＮ／ｄｔｅｘの範囲にある繊維コードを使用することが特に好ましい。
ベルト補強層及びカーカスコード共に少なくともポリケトン繊維を５０質量％含むコードを適用することによって、両者の熱収縮応力を効率よく活用し、その相互作用によって、ベルト補強層のみに該コードを適用した場合に比べさらに、トレッド部のバックリング変形を抑制し、ランフラット性能を向上させることができる。

ポリケトン繊維は、カーカスコード中に少なくとも５０質量％、好ましくは少なくとも７５質量％、より好ましくは少なくとも９０質量％、最も好ましくは１００質量％用いられる。
コード中のポリケトン繊維の割合を上記範囲内にすることによって、優れた、コードの熱収縮性、強度、寸法安定性、耐熱性、およびゴムとの接着性などを得ることができる。
また、前記カーカスコードの最大熱収縮応力が０．１〜１．８ｃＮ／ｄｔｅｘの範囲にあることが好ましい。より好ましくは０．４〜１．６ｃＮ／ｄｔｅｘ、特に好ましくは０．４〜１．０ｃＮ／ｄｔｅｘである。最大熱収縮応力を上記範囲にすることによって、タイヤ製造時の加熱よるカーカスコードの引き揃え効率の低下を抑え、タイヤの強度を充分確保すると共に、カーカスコードの著しい収縮を抑え安定した形状のタイヤを得ることができる。

さらに、カーカス層を構成する繊維コードに含まれるポリケトン繊維原糸の引っ張り強度が１０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、弾性率が２００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、かつ接着剤処理（Ｄｉｐ処理）後のコードとして１５０℃×３０分間乾熱処理時の熱収縮率が１％〜５％であることが好ましい。
上記ポリケトン繊維原糸の引張強度が１０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上に、より好ましくは１５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上にあることが望ましい。引張強度を上記範囲にすることによって、タイヤとしての強度が十分確保することができる。引張強度の上限については特に制限はないが通常、１８ｃＮ／ｄｔｅｘ程度である。
また、前記ポリケトン繊維原糸の弾性率が２００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上に、より好ましくは２５０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上にあることが望ましい。弾性率を上記範囲にすることによって、タイヤとして十分な形状保持性を確保すると共に、ランフラット走行時のバックリング抑制効果を得ることができる。弾性率の上限については特に制限はないが通常、３５０ｃＮ／ｄｔｅｘ程度である。
さらに、前記ポリケトン繊維を少なくとも５０質量％含む接着剤処理（Ｄｉｐ処理）後のコードとして、１５０℃にて３０分間乾熱処理時の熱収縮率が１％〜５％の範囲に、より好ましくは２％〜４％の範囲にあることが望ましい。熱収縮率を上記範囲にすることによって、タイヤ製造時の加熱による引き揃え効率及びタイヤ強度を確保し、安定したタイヤ形状を得ることが出来る。

本発明の空気入り安全タイヤは、カーカス層のうち少なくとも１層の巻上げ端部とベルト層端部との重なり部を有するように配設されていることが好ましい。ベルト層端部と重なり部を有することで、少なくともポリケトン繊維を５０質量％含む繊維コードをカーカスコードとして適用した場合、該コードの熱収縮応力の利用率を高めることができる。
また、上記巻上げ端部とベルト層端部の重なり部の幅が、１０〜３０ｍｍであることが好ましい。重なり部の幅を上記範囲にすることによって、ユニフォミティの悪化を抑え、カーカスコードの熱収縮応力の利用率を効率的に高めることができる。

以下に、図を参照にしながら本発明を詳細に説明する。図１は本発明の空気入り安全タイヤの１実施態様を示す幅方向断面図である。
図１に示すタイヤ１は、左右１対のビード部２と、１対のサイドウォール部３、両サイドウォール部３に連なるトレッド部４とを有し、該ビード部２内に夫々埋設したビードコア５間にトロイド状に延在して、これら各部２、３、４を補強する少なくとも１枚のカーカスプライからなるカーカス層６と、前記サイドウォール部３の前記カーカス層６の内側に配置された１対の断面略三日月状補強ゴム層７と、該トレッド部４の内側に配置された少なくとも２層のベルト層からなるベルト８と、該ベルト８のタイヤ半径方向外側に配置された少なくとも１枚のベルト補強層９、図示例では、ベルト８全体を覆うように配置された第１ベルト補強層９と、該第１ベルト補強層９のタイヤ半径方向外側にベルト８の幅方向の各端部を覆うように配置された１対の第２ベルト補強層１０とを備える。尚、１１はビードフィラー、１２はリムガードを示す。

図示例のカーカス層６は、１枚のカーカスプライから構成され、また、１対のビードコア５の間にトロイド状に延在する本体と、各ビードコア５の周りでタイヤ幅方向の内側から外側に向けて半径方向外側に巻き上げられた折り返し端部はベルト８端部との重なり部を有しているが、本発明の空気入り安全タイヤに置いてカーカス層６のプライ数および構造はこれらに限られるものではない。

また、図示例のベルト８を構成するベルト層は、通常、タイヤ赤道面に対して傾斜して延びるコードのゴム引き層、好ましくはスチールコードのゴム引き層からなり、さらに２枚のベルト層が、該ベルト層を構成するコードが互いに赤道面を挟んで交差するように積層されている。尚、図示例のベルト８は２枚のベルト層からなるが、本発明の空気入り安全タイヤにおいてはベルト８を構成するベルト層の枚数は３枚以上であってもよい。

本発明の空気入り安全タイヤにおいては、第１ベルト補強層９が、タイヤタイヤ周方向に対して実質的に平行に配列したコードのゴム引き層からなり、該コードが前述の少なくともポリケトン繊維を５０質量％含む、最大熱収縮応力の高い繊維コードが適用されている。尚、第１ベルト補強層９の幅は、ベルト８の幅の９５〜１０５％の範囲内であることが好ましい。
また、本発明の空気入り安全タイヤは、図１に示すように、上記ベルト８のタイヤ半径方向外側に、該ベルト８の幅方向外端部を覆うように１枚の第２ベルト補強層１０を備えるが、第２ベルト層１０の配置は必須ではない。また、この第２ベルト層１０は、第１ベルト層９と同じく、タイヤ周方向に対して実質的に平行に配列したコードのゴム引き層からなるが、該コードの材質は特に限定されず、該コードの材質としては、例えば、スチールや、ナイロン、ポリエステル、アラミド、ポリケトン等の有機繊維が挙げられる。より高いランフラット耐久性が得られることから第２ベルト補強層１０を構成するコードは、前述の少なくともポリケトン繊維を５０質量％含む、最大熱収縮応力の高い繊維コードを適用することが好ましい。

なお、第２ベルト補強層１０の幅は、確実にランフラット耐久効果を得るために、ベルト端からみて２０ｍｍ以上の幅であることが好ましい。また、第２ベルト補強層１０の幅は第１ベルト９の幅と同じであっても良い。

次に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、 本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。なお、各種の測定法は下記の方法に基づいておこなった。
＜コード物性評価＞
１．引張強度、引張弾性率
ＪＩＳ−Ｌ−１０１３に準じて測定した。引張弾性率は伸度０．１％における荷重と伸度０．２％における荷重から算出した初期弾性率の値を採用した。
２．乾熱収縮率
オーブン中で１５０℃にて３０分間の乾熱処理を行い、熱処理前後の繊維長を、１／３０（ｃＮ／ｄｔｅｘ）の荷重をかけて計測して下式により求めた。乾熱収縮率（％）＝（Ｌb−Ｌa）／Ｌb×１００（ただし、Ｌbは熱処理前の繊維長、Ｌaは熱処理後の繊維長である。）
３．最大熱収縮応力
接着剤処理（Ｄｉｐ処理）を施した、加硫前のポリケトン繊維コードを２５ｃｍの長さに固定したサンプルを５℃／分の昇温スピードで加熱し、コードに発生する応力を測定した。得られた温度−応力カーブから最大の熱収縮応力を読み取って得られた値である。

＜タイヤ性能評価＞
１．ランフラット耐久性試験
試供タイヤを、リム（１６×７１／２ＪＪ）、内圧０ｋｇｆ/ｃｍ²の状態でＦＲ車の右前輪に装着して速度８０ｋｍ／ｈで走行させ、該タイヤが破壊するまでの走行距離（ｋｍ）で比較した。なお走行時の該タイヤへの負荷荷重は５８５ｋｇであった。

＜ポリケトン繊維の製造＞
常法により調製したエチレンと一酸化炭素が完全交互共重合した極限粘度５．３のポリケトンポリマーを、塩化亜鉛６５重量％／塩化ナトリウム１０重量％含有する水溶液に添加し、８０℃で２時間攪拌溶解しポリマー濃度８質量％のドープを得た。
このドープを８０℃に加温し、２０μｍ焼結フィルターでろ過した後に、８０℃に保温した紡口径０．１０ｍｍφ、５０ホールの紡口より１０ｍｍのエアーギャップを通した後に５重量％の塩化亜鉛を含有する１８℃の水中に吐出量２．５ｃｃ／分の速度で押出し、速度３．２ｍ／分で引きながら凝固糸条とした。
引き続き凝固糸条を濃度２重量％、温度２５℃の硫酸水溶液で洗浄し、さらに３０℃の水で洗浄した後に、速度３．２ｍ／分で凝固糸を巻取った。
この凝固糸にＩＲＧＡＮＯＸ１０９８（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社製）、ＩＲＧＡＮＯＸ１０７６（Ｃｉｂａ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ社製）をそれぞれ０．０５重量％ずつ（対ポリケトンポリマー）含浸せしめた後に、該凝固糸を２４０℃にて乾燥後、仕上剤を付与して未延伸糸を得た。
なお、仕上剤としては、オレイン酸ラウリルエステル／ビスオキシエチルビスフェノールＡ／ポリエーテル（プロピレンオキシド／エチレンオキシド＝３５／６５：分子量２００００）／ポリエチレンオキシド１０モル付加オレイルエーテル／ポリエチレンオキシド１０モル付加ひまし油エーテル／ステアリルスルホン酸ナトリウム／ジオクチルリン酸ナトリウム＝３０／３０／１０／５／２３／１／１（質量％比）の組成のものを用いた。

得られた未延伸糸を１段目を２４０℃で、引き続き２５８℃で２段目、２６８℃で３段目、２７２℃で４段目の延伸を行った後に、引き続き５段目に２００℃で１．０８倍（延伸張力１．８ｃＮ／ｄｔｅｘ）の５段延伸を行い、巻取機にて巻取った。未延伸糸から５段延伸糸までの全延伸倍率は１７．１倍であった。
この繊維は強度１５．６ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度４．２％、弾性率３４７ｃＮ／ｄｔｅｘと高物性を有していた。

＜試供タイヤの製造＞
ポリケトン繊維については上記にて製造されたものを用いた。その他については、第１表に記載の内容に基づいてそれぞれ試供タイヤ（タイヤサイズ：２２５／６０Ｒ１６）を１プライ構造で試作し、それぞれのタイヤについてランフラット耐久性を測定した。テスト結果を第１表に示す。

従来例
０．０８ｃＮ／ｄｔｅｘの最大熱収縮応力を有する６６ナイロン繊維コード（１４００ｄｔｅｘ／２）を、第１ベルト補強層に適用し、レーヨン繊維コード（１８４０ｄｔｅｘ／３）をカーカスに適用した。

実施例１〜３
０．９１ｃＮ／ｄｔｅｘの最大熱収縮応力を有するポリケトン繊維コード（１６７０ｄｔｅｘ／２）を、第１ベルト補強層に適用し、レーヨン繊維コード（１８４０ｄｔｅｘ／３）をカーカスに適用した。

実施例４〜６
０．９３ｃＮ／ｄｔｅｘの最大熱収縮応力を有するポリケトン繊維コード（１１００ｄｔｅｘ／２）を、第１ベルト補強層に適用し、０．９１ｃＮ／ｄｔｅｘの最大熱収縮応力を有するポリケトン繊維コード（１６７０ｄｔｅｘ／２）をカーカス層に適用した。

比較例１
０．９０ｃＮ／ｄｔｅｘの熱収縮応力を有するポリケトン繊維コード（９４０ｄｔｅｘ／１）を、第１ベルト補強層に適用し、レーヨン繊維コード（１８４０ｄｔｅｘ／３）をカーカスに適用した。

比較例２
０．９０ｃＮ／ｄｔｅｘの熱収縮応力を有するポリケトン繊維コード（３３４０ｄｔｅｘ／３）を、第１ベルト補強層に適用し、レーヨン繊維コード（１８４０ｄｔｅｘ／３）をカーカスに適用。

比較例３
０．０８ｃＮ／ｄｔｅｘの熱収縮応力を有するポリケトン繊維（３７質量％）・６６ナイロン繊維コード（６３質量％）からなる混撚りコード（ＰＫ１６７０／ｄｔｅｘ、６６ナイロン１４００ｄｔｅｘ／２）を、第１ベルト補強層に適用し、レーヨン繊維コード（１８４０ｄｔｅｘ／３）をカーカスに適用した。

第１表から明らかなように、本発明の実施例１〜６のタイヤは、従来例、ベルト補強層に用いたポリケトン繊維の総繊度が小さな比較例１及び最大熱収縮応力の小さい混撚りコードをベルト補強層に用いた比較例３のタイヤに比べランフラット耐久性が向上している。さらにカーカスコードにも最大熱収縮応力の高いポリケトン繊維コードを用いた実施例４〜６のタイヤはその相乗効果によってランフラット耐久性が大幅に向上している。比較例２のタイヤは、従来例のタイヤ対比ランフラット耐久性は向上しているもののベルト補強層に用いたポリケトン繊維コードの総繊度が１０、０２０ｄｔｅｘと大きく、タイヤ重量の増加はもとよりベルト補強層の厚さが過大となり、ベルト部の剛性が高くなり通常内圧時の乗心地が劣る。
さらに、ランフラット耐久性向上に対するベルト補強層コードの上撚り係数の効果が大きいことがわかる。

本発明によれば、通常内圧走行時の乗り心地性を損なわず、製造工程の変更を伴うことなく、トレッド部のバックリング変形を抑制し、ランフラット性能を向上した空気入り安全タイヤを提供することができる。
特に、サイド補強型空気入り安全タイヤに対して、好適に適用することができる。

本発明の空気入り安全タイヤの一実施態様を示す幅方向左断面図である。

符号の説明

１ タイヤ
２ ビード部
３ サイドウォール部
４トレッド部
５ ビードコア
６ カーカス層
７ 断面略三日月状の補強ゴム層
８ ベルト
９ 第１ベルト層
１０ 第３ベルト層
１１ ビードフィラー
１２ リムガード

Claims (9)

1. 円筒状クラウン部の両端から径方向内側に向かって、先端部にビードコアを埋設したサイドウォールが連なり、これらサイドウォールの一方からクラウン部を通り他方のサイドウォールに至る間が繊維コードラジアルプライの少なくとも1枚からなり、その両端部をビードコアの回りに軸方向外側に巻上げて固定したカーカス層、前記カーカス層のクラウン部外周囲上に複数のベルト層、ベルト補強層およびトレッド部を順次配置して夫々補強すると共に、前記サイドウォールのカーカス層内周面に、荷重を分担支持する、断面略三日月状の補強ゴム層を備えた空気入り安全タイヤにおいて、前記ベルト補強層を構成する繊維コードが、総繊度が１０００〜７０００ｄｔｅｘ及びポリケトン繊維を少なくとも５０質量％以上含み、かつ最大熱収縮応力が０．１〜１．８ｃＮ／ｄｔｅｘであることを特徴とする空気入り安全タイヤ。
2. 前記ベルト補強層を構成する繊維コードに含まれるポリケトン繊維原糸の引張り強度が１０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、弾性率が２００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、かつ接着剤処理（Ｄｉｐ処理）後のコードとして１５０℃×３０分間乾熱処理時の熱収縮率が１％〜５％である請求項１に記載の空気入り安全タイヤ。
3. 前記ベルト補強層を構成する繊維コードの上撚り係数Ｒが下記式（Ｉ）
   Ｒ＝Ｎ×（０．１２５×Ｄ／ρ）^1/2 ×１０^-3 ・・・・・(Ｉ)
   [式中、Ｎはコードの撚り数（回／１０ｃｍ）、Ｄはコードの総デシテックス数、ρはコードの密度を示す。]で表され、上撚り係数Ｒの範囲が０．４〜０．９５である請求項１又は２に記載の空気入り安全タイヤ。
4. 前記カーカス層を構成する繊維コードが、ポリケトン繊維を少なくとも５０質量％以上含み、最大熱収縮応力が０．１〜１．８ｃＮ／ｄｔｅｘの範囲にあるコードを使用した請求項１に記載の空気入り安全タイヤ。
5. 前記カーカス層を構成する繊維コードに含まれるポリケトン繊維原糸の引っ張り強度が１０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、弾性率が２００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、かつ接着剤処理（Ｄｉｐ処理）後のコードとして１５０℃×３０分間乾熱処理時の熱収縮率が１％〜５％である請求項５に記載の空気入り安全タイヤ。
6. 前記カーカス層のうち少なくとも１層の巻上げ端部が、ベルト層端部との重なり部を有するように配設されている請求項１〜５のいずれかに記載の空気入り安全タイヤ。
7. 前記ベルト層端部との重なり部の幅が１０〜３０ｍｍである請求項６に記載の空気入り安全タイヤ。
8. ポリケトン繊維を構成するポリケトンが、下記一般式（ＩＩ）
   

   

   ［式中、Ａは不飽和結合によって重合された不飽和化合物由来の部分であり、繰り返し単位において同一でも異なっていてもよい］で表される繰り返し単位から実質的になる請求項１〜７のいずれかに記載の空気入り安全タイヤ。
9. 前記式（ＩＩ）中のＡがエチレン基である請求項８に記載の空気入り安全タイヤ。

Images