JP2008013035A - 空気入りタイヤ - Google Patents
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【解決手段】カーカスのクラウン部タイヤ半径方向外側に配置された少なくとも2枚のスチールベルトと、該スチールベルトのタイヤ半径方向外側に配置されたベルト補強層と、を有する空気入りタイヤにおいて、前記ベルト補強層が、3本以上のフィラメント束を撚り合わせたポリケトン繊維コードであって、かつ、σ≧−0.01E+1.2、σ≧0.02(上記式中、Eは25℃における49N荷重時の弾性率(cN/dtex)であり、σは177℃における熱収縮応力(cN/dtex)である)で表される関係を満足する当該ポリケトン繊維コードがタイヤ周方向にスパイラルに巻回されてなるスパイラルベルト補強層である。
【選択図】図1
Description
前記ベルト補強層が、3本以上のフィラメント束を撚り合わせたポリケトン繊維コードであって、かつ、下記式(I)および(II)、
σ≧−0.01E+1.2 (I)
σ≧0.02 (II)
(上記式中、Eは25℃における49N荷重時の弾性率(cN/dtex)であり、σは177℃における熱収縮応力(cN/dtex)である)で表される関係を満足する当該ポリケトン繊維コードがタイヤ周方向にスパイラルに巻回されてなるスパイラルベルト補強層であることを特徴とするものである。
図1に、本発明の第1実施形態に係る空気入りタイヤの一例の概略断面図を示す。図示する本発明のタイヤ10は、トレッド部1と、その両端からタイヤ半径方向内方に延びる一対のサイドウォール部2と、その内方端に位置する一対のビード部3とを備え、少なくとも1枚のカーカスプライ(図示例では1枚)からなるカーカス層5をビード部3に埋設された一対のビードコア4間にトロイド状に延在させて有する。ここで、符号8はビードフィラーである。また、タイヤ10は、カーカス層5のクラウン部タイヤ半径方向外側に配置され、少なくとも2枚のベルトプライ(図示例では2枚の傾斜ベルト層)からなるベルト層6と、該ベルト層6のタイヤ半径方向外側に配置された少なくとも1枚(図示例では1枚)のベルト補強層7とを有する。
σ≧−0.01E+1.2 (I)
σ≧0.02 (II)
(上記式中、Eは25℃における49N荷重時の弾性率(cN/dtex)であり、σは177℃における熱収縮応力(cN/dtex)である)で表される関係を満足する当該PK繊維コードがタイヤ周方向にスパイラルに巻回されてなるスパイラルベルト補強層である。
σ≧−0.01E+1.2 (I)
σ≧0.02 (II)
但し、σが1.5より大きくなると加硫時の収縮力が大きくなりすぎ、結果的にタイヤ内部のコード乱れやゴムの配置乱れを引き起こし、耐久性悪化やユニフォミティー悪化を招くおそれがあるため、上限として、下記式、
1.5≧σ
で表される関係を満足することが好ましい。ここで、熱収縮応力σは、一般的なディップ処理を施した加硫前の上記PK繊維コードの、25cmの長さ固定サンプルを5℃/分の昇温スピードで加熱して、177℃時にコードに発生する応力(単位:cN/dtex)であり、また、弾性率Eは、同様のPK繊維コードの25℃における49N荷重時の弾性率であって、JISのコード引張り試験によるSSカーブの49N時の接線より算出される単位cN/dtexの弾性率である。
(式中、Tは撚り数(回/100mm)、Dはコードの総繊度(dtex)、ρはコードに使用される繊維素材の密度(g/cm3)である)で定義される撚り係数αが0.25〜1.25の範囲であることが好ましい。PK繊維コードの撚り係数αが0.25未満では、熱収縮応力が十分に確保できず、一方、1.25を超えると、弾性率が十分に確保できず、補強能が小さくなる。
乾熱収縮率(%)=(Lb−La)/Lb×100
但し、Lbは熱処理前の繊維長、Laは熱処理後の繊維長である。また、PK繊維における引張強度および引張弾性率は、JIS−L−1013に準じて測定することにより得られる値であり、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である。
(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、各繰り返し単位において同一であって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ものが好適であり、その中でも、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更に好ましく、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。
(上記式中、tおよびTは、純度98%以上のヘキサフルオロイソプロパノールおよび該ヘキサフルオロイソプロパノールに溶解したポリケトンの希釈溶液の25℃での粘度管の流過時間であり、Cは、上記希釈溶液100mL中の溶質の質量(g)である)で定義される極限粘度[η]が、1〜20dL/gの範囲内にあることが好ましく、3〜8dL/gの範囲内にあることがより一層好ましい。極限粘度が1dL/g未満では、分子量が小さ過ぎて、高強度のポリケトン繊維コードを得ることが難しくなる上、紡糸時、乾燥時および延伸時に毛羽や糸切れ等の工程上のトラブルが多発することがあり、一方、極限粘度が20dL/gを超えると、ポリマーの合成に時間およびコストがかかる上、ポリマーを均一に溶解させることが難しくなり、紡糸性および物性に悪影響が出ることがある。
(PK繊維の調製例)
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%を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重量%のドープを得た。
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。
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(重量%比)。
下記の表1に示すコードをスパイラルベルトに使用し、サイズ215/45ZR17のタイヤを試作し、下記の方法で耐久ドラム試験、操縦安定性を評価した。
高速耐久性については、直径が2mのドラムにタイヤを約500kgの力で押し付けて、ドラム周速を150km/hから10km/hずつ段階的に増速し、各速度の維持時間を10分間とする高速耐久ドラム試験を行い、故障の発生速度を測定した。従来例1のナイロン繊維コードを使用したもの(コントロール)を100とし、数値が高いほど耐久性が良好なものとする。
各試作タイヤを実車に装着し、60〜200km/時の速度で実車フィーリングテストを実施し、(i)直進安定性、(ii)旋回安定性、(iii)剛性感、(iv)ハンドリング等の項目について1〜10点の評点をつけ各項目を平均して操縦安定性の評点とした。尚、評価は専門のドライバー2名で行い2名の評点を求め、従来例1のコントロールを100として指数で示した。数値の大きいほうが良好である。
各試作タイヤに水を注入し、タイヤ破壊に至るまでの水圧を測定し、従来例1のコントロールを100として指数で示した。数値の大きいほうが良好である。
ナイロン繊維コードを用いた従来例に比し、アラミド繊維コードを用いた比較例およびPK繊維コードを用いた実施例では操縦安定性が良くなり、高速耐久性も向上し、水圧破壊レベルも劇的に向上することが確かめられた。また、実施例は比較例に比し、さらに高速耐久性および高速時の操縦安定性が向上していることが確かめられた。これは、PK繊維のもつ高熱収縮応力に由来するものであり、高速時に大きなタガ効果が発生していることによるものである。
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
6 スチールベルト
7 ベルト補強層
8 ビードフィラー
Claims (10)
- トレッド部と、その両端からタイヤ半径方向内方に延びる一対のサイドウォール部と、該サイドウォール部の内方端に位置する一対のビード部とを備え、該ビード部に埋設された一対のビードコア間にトロイド状に延在するカーカスと、該カーカスのクラウン部タイヤ半径方向外側に配置された少なくとも2枚のスチールベルトと、該スチールベルトのタイヤ半径方向外側に配置されたベルト補強層と、を有する空気入りタイヤにおいて、
前記ベルト補強層が、3本以上のフィラメント束を撚り合わせたポリケトン繊維コードであって、かつ、下記式(I)および(II)、
σ≧−0.01E+1.2 (I)
σ≧0.02 (II)
(上記式中、Eは25℃における49N荷重時の弾性率(cN/dtex)であり、σは177℃における熱収縮応力(cN/dtex)である)で表される関係を満足する当該ポリケトン繊維コードがタイヤ周方向にスパイラルに巻回されてなるスパイラルベルト補強層であることを特徴とする空気入りタイヤ。 - 前記スチールベルトのベルト角度が60°以下である請求項1記載の空気入りタイヤ。
- 前記ベルト補強層におけるポリケトン繊維コードの打ち込み数が30〜70本/50mmの範囲内である請求項1または2記載の空気入りタイヤ。
- 前記ポリケトン繊維コードが、繊度500〜2000dtexのフィラメント束を3本以上撚り合わせてなる請求項1〜3のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
- 前記ポリケトン繊維コードの、25℃における49N荷重時の弾性率Eが90cN/dtex以上である請求項1〜4のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
- 前記ポリケトン繊維コードの177℃における熱収縮応力σが0.2cN/dtex以上である請求項1〜5のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
- 前記ポリケトン繊維の引っ張り強度が10cN/dtex以上である請求項1〜6のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
- 前記ポリケトン繊維の弾性率が200cN/dtex以上である請求項1〜7のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
- 前記ポリケトン繊維の150℃×30分乾熱処理時熱収縮率が1%〜5%の範囲にある請求項1〜8のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
- 前記ベルト補強層が、配設幅よりも狭い幅寸法をもつ2本以上の補強素子をゴム引きした細いリボン状シートを前記配設幅になるまでタイヤ幅方向に複数回らせん巻回することによって形成されてなる請求項1〜9のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
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