JP2008044536A - Pneumatic radial tire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気入りラジアルタイヤに関し、さらに詳しくはベルトカバー層を設けたタイヤにおけるベルト層エッジ部でのゴム剥離を防止し、荷重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。 The present invention relates to a pneumatic radial tire, and more particularly to a pneumatic radial tire that prevents rubber peeling at a belt layer edge portion in a tire provided with a belt cover layer and improves load durability.
一般に、高速走行用に設計された空気入りラジアルタイヤでは、トレッド部に設けたベルト層の外周側に、少なくともエッジ部を覆うように有機繊維コードをタイヤ周方向に螺旋状に連続的に巻きつけたベルトカバー層を配置し、ベルト層が高速走行時に遠心力で浮き上る現象を抑制し、剥離を防止するようにしている。また、このベルトカバー層はトレッドのショルダー部の剛性を高くするため、ロードノイズを改善するという効果がある。 Generally, in a pneumatic radial tire designed for high-speed running, an organic fiber cord is continuously wound in a spiral shape in the tire circumferential direction so as to cover at least the edge portion on the outer peripheral side of the belt layer provided in the tread portion. The belt cover layer is arranged to prevent the belt layer from being lifted by centrifugal force when traveling at a high speed and to prevent peeling. Further, the belt cover layer increases the rigidity of the shoulder portion of the tread, and thus has an effect of improving road noise.
しかし、走行時のタイヤにかかる荷重が高い場合、以下に説明するようなゴム破壊が発生しやすくなるという新たな問題があることがわかった。 However, it has been found that when the load applied to the tire during traveling is high, there is a new problem that rubber breakage tends to occur as described below.
図3(A)のように、タイヤTが路面に接すると車両の荷重によりトレッド部が圧縮変形し、この圧縮変形が回転方向Rの回転によって繰り返される。接地面11において、トレッド部のショルダー部に作用する力は、図3(B)に示すように、有機繊維コード12にタイヤ周方向の引張力Fsが作用すると同時に、ベルトカバー層に隣接するゴムには、タイヤ幅方向に引張力Fr及びその反力としてタイヤ周方向の圧縮力fr′が作用する。そのため、タイヤ周方向に対する有機繊維コード12の引張力Fsとゴムの圧縮力fr′によりせん断歪が生じ、そのせん断歪のためベルト層エッジ部におけるゴム剥離の原因になっていた。
As shown in FIG. 3A, when the tire T comes into contact with the road surface, the tread portion is compressively deformed by the load of the vehicle, and this compressive deformation is repeated by rotation in the rotation direction R. As shown in FIG. 3B, the force acting on the shoulder portion of the tread portion on the
この対策としては、例えば、特許文献1に開示のようにベルト層エッジ部とベルトカバー層との間に短繊維を配合したゴム繊維層を介在させることが有効と考えられる。しかしながら、単に短繊維を配合したゴム繊維層を配置するだけでは十分な荷重耐久性は得られるものではなかった。
本発明の目的は、ベルトカバー層を設けたタイヤにおけるベルト層エッジ部でのゴム剥離を防止し荷重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。 An object of the present invention is to provide a pneumatic radial tire that prevents rubber peeling at a belt layer edge portion in a tire provided with a belt cover layer and improves load durability.
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、トレッド部のカーカス層外周側にベルト層を配置し、該ベルト層の少なくともエッジ部外周側に有機繊維コードをタイヤ周方向に巻回したベルトカバー層を設け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と前記ベルト層エッジ部との間に短繊維を含むゴム繊維複合層を介在させ、該ゴム繊維複合層において前記短繊維がタイヤ周方向に対して60°〜120°の角度で配向するようにしたことを特徴とする。 The pneumatic radial tire of the present invention that achieves the above object is a belt in which a belt layer is disposed on the outer circumferential side of a carcass layer of a tread portion, and an organic fiber cord is wound in the tire circumferential direction on at least the outer circumferential side of the belt layer. In a pneumatic radial tire provided with a cover layer, a rubber fiber composite layer including short fibers is interposed between the belt cover layer and the belt layer edge portion, and the short fibers are in the tire circumferential direction in the rubber fiber composite layer. It is characterized by being oriented at an angle of 60 ° to 120 ° with respect to the angle.
本発明の空気入りラジアルタイヤは、ベルトカバー層の有機繊維コードとベルト層エッジ部との間に短繊維を含むゴム繊維複合層を介在させ、そのゴム繊維複合層において短繊維をタイヤ周方向に対して60°〜120°の範囲に、主としてタイヤ幅方向に配向させたので、ゴム繊維複合層のタイヤ幅方向の引張剛性を高くし、ベルトカバー層の有機繊維コードに対するせん断歪を抑制するためゴム剥離を防止し、荷重耐久性を向上することができる。 In the pneumatic radial tire of the present invention, a rubber fiber composite layer including short fibers is interposed between the organic fiber cord of the belt cover layer and the belt layer edge portion, and the short fibers are arranged in the tire circumferential direction in the rubber fiber composite layer. On the other hand, since it is oriented mainly in the tire width direction in the range of 60 ° to 120 °, in order to increase the tensile rigidity in the tire width direction of the rubber fiber composite layer and to suppress the shear strain of the belt cover layer with respect to the organic fiber cord. Rubber peeling can be prevented and load durability can be improved.
図1は、本発明の空気入りラジアルタイヤの一例を示す子午線方向断面図である。 FIG. 1 is a meridional direction sectional view showing an example of a pneumatic radial tire of the present invention.
図1において、空気入りラジアルタイヤTはトレッド部1、サイドウォール部2、ビード部3から構成され、ビード部3に埋設された左右一対のビードコア4間にカーカス層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のカーカス層5の外周側に複数プライ(図示の例では2プライ)のベルト層6がタイヤ1周にわたって配置され、ベルト層6のエッジ部の外周側に有機繊維コード7をタイヤ周方向に螺旋状に連続的に巻回してベルトカバー層8を形成している。ベルトカバー層8は、図示のようにベルト層6のエッジ部のみを覆うエッジカバーに限定されるものではなく、ベルト層6の全幅を覆うフルカバーであってもよく、またフルカバーとエッジカバーとの両方を設けたものであってもよい。
In FIG. 1, a pneumatic radial tire T includes a tread portion 1, a
さらに、ベルトカバー層8とベルト層6のエッジ部との間に、短繊維10を含むゴム繊維複合層9を介在させている。このゴム繊維複合層9において短繊維10は、図2に示すようにタイヤ周方向Cに対して60°〜120°の角度θをなして配向している。なお、図示の例では、ゴム繊維複合層9が、ベルトカバー層8とは独立した補助ゴム層としてベルト層6のエッジ部との間に介在しているが、このような独立のゴム繊維複合層を挿入する代わりに、ベルトカバー層8のコーティングゴムをゴム繊維複合層とするようにしてもよい。
Further, a rubber
本発明において、ベルトカバー層8の有機繊維コード12としては、脂肪族ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリケトン繊維、芳香族ポリアミド/脂肪族ポリアミドの複合繊維などを挙げることができる。
In the present invention, examples of the
本発明において、ゴム繊維複合層9に配合した短繊維10は、タイヤ周方向Cに対して60°〜120°の角度θの範囲に配向していなければならない。このように短繊維を配向したことによりゴム繊維複合層は、特にタイヤ幅方向に対して引張剛性が高くなる。したがって、接地時にショルダー部のゴム層に作用する幅方向の引張力に対して、ゴム繊維複合層の変形を小さくするので、その反力によるタイヤ周方向の圧縮変形も小さくなる。このため、有機繊維コードの周方向の引張力と、ゴム繊維複合層の周方向の圧縮力との差によるせん断歪も小さくなるので、ベルト層エッジ部でのゴム剥離を防止し荷重耐久性を向上することができる。
In the present invention, the
短繊維がタイヤ周方向Cになす角度θが上記範囲から外れると、タイヤ幅方向の引張剛性を十分に高くすることができず、有機繊維コードに対するせん断歪を低減することができないため、荷重耐久性の向上は得られなくなる。短繊維の配向角度θは、さらに好ましくは80°〜100°がよい。 If the angle θ formed by the short fiber in the tire circumferential direction C is out of the above range, the tensile rigidity in the tire width direction cannot be sufficiently increased, and shear strain on the organic fiber cord cannot be reduced. The improvement of property cannot be obtained. The orientation angle θ of the short fibers is more preferably 80 ° to 100 °.
本発明に使用する短繊維は、特に限定されるものではないが、脂肪族ポリアミド繊維、芳香族ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリケトン繊維、ポリビニルアルコール繊維、ガラス繊維及びカーボン繊維から選ばれる少なくとも1つであることが好ましい。このような短繊維を使用することにより、ゴム層を効果的に補強することが可能になる。 The short fiber used in the present invention is not particularly limited, but is at least one selected from aliphatic polyamide fiber, aromatic polyamide fiber, polyester fiber, polyketone fiber, polyvinyl alcohol fiber, glass fiber, and carbon fiber. Preferably there is. By using such short fibers, the rubber layer can be effectively reinforced.
短繊維の直径は、好ましくは0.1μm〜10μmであり、より好ましくは0.1μm〜1.0μmがよい。短繊維の直径が0.1μm未満であるとコスト高になり実用化が困難であり、10μmを超えると耐久性が不十分になるおそれがある。 The diameter of the short fiber is preferably 0.1 μm to 10 μm, more preferably 0.1 μm to 1.0 μm. If the diameter of the short fiber is less than 0.1 μm, the cost becomes high and practical application is difficult, and if it exceeds 10 μm, the durability may be insufficient.
また、短繊維の長さは、好ましくは40μm〜400μmであり、より好ましくは40μm〜200μmがよい。短繊維の長さが40μm未満であると短繊維が配向する方向性を揃えるのが難しくなり、400μmを超えると繊維同士の絡み合いが生じ故障の原因になるおそれがある。 Moreover, the length of the short fiber is preferably 40 μm to 400 μm, more preferably 40 μm to 200 μm. If the length of the short fiber is less than 40 μm, it becomes difficult to align the direction of orientation of the short fiber, and if it exceeds 400 μm, the fibers may be entangled with each other and may cause a failure.
ゴム繊維複合層における短繊維の含有量は、好ましくは3〜30重量%であり、より好ましくは3重量%〜10重量%がよい。短繊維の含有量が3重量%未満であると配向の方向性の均一化が維持できず、30重量%を超えるとゴム繊維複合層の内部で短繊維の界面破壊が発生しやすくなり耐久性が低下するおそれがある。 The short fiber content in the rubber fiber composite layer is preferably 3 to 30% by weight, more preferably 3 to 10% by weight. If the short fiber content is less than 3% by weight, uniformity of orientation cannot be maintained, and if it exceeds 30% by weight, interface failure of short fibers is likely to occur inside the rubber fiber composite layer, resulting in durability. May decrease.
本発明において、短繊維は、レゾルシン(R)・ホルムアルデヒド(F)の初期縮合物(RF)とゴムラテックス(L)の水系混合液(RFL)で表面処理されていることが好ましい。このような表面処理により、短繊維とゴムとの親和性を高め、短繊維の配向方向の引張剛性をより高くすることができる。 In the present invention, the short fiber is preferably surface-treated with an aqueous condensate (RFL) of resorcin (R) / formaldehyde (F) initial condensate (RF) and rubber latex (L). By such surface treatment, the affinity between the short fibers and the rubber can be increased, and the tensile rigidity in the orientation direction of the short fibers can be further increased.
初期縮合物(RF)は、レゾルシン(R)とホルマリン水溶液を水に溶解し、これに水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物を触媒として加えてRとFとを反応させたレゾール型、あるいはシュウ酸、塩酸等の酸性触媒下でRとFとを反応させたノボラック型があるが、いずれのものを用いてもよい。 The initial condensate (RF) was prepared by dissolving resorcin (R) and an aqueous formalin solution in water, and adding an alkali metal hydroxide such as sodium hydroxide or potassium hydroxide as a catalyst to react R and F. There is a resol type or a novolac type in which R and F are reacted under an acidic catalyst such as oxalic acid and hydrochloric acid, and any of them may be used.
初期縮合物(RF)に混合するゴムラテックス(L)は、ゴム繊維複合層を構成するゴムの種類に応じて適宜選ばれ、例えば、ビニルピリジン・スチレン・ブタジエンターポリマーラテックス、SBRラテックス、天然ゴムラテックス等が好ましい。表面処理は、短繊維に切断する前の繊維コードに、水系混合液(RFL)を含浸塗布又は含浸付着させ、その繊維コードを熱処理することにより行なうことができる。 The rubber latex (L) to be mixed with the initial condensate (RF) is appropriately selected according to the type of rubber constituting the rubber fiber composite layer. For example, vinylpyridine / styrene / butadiene terpolymer latex, SBR latex, natural rubber Latex and the like are preferred. The surface treatment can be carried out by impregnating or adhering an aqueous mixed liquid (RFL) to the fiber cord before being cut into short fibers and heat-treating the fiber cord.
ゴム繊維複合層を構成するゴムとしては、タイヤ用に使用可能な任意のゴム、例えば天然ゴム(NR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム(SBR)、イソプレンゴム(IR)、ブチルゴム(IIR)などのジエン系ゴム等が挙げられ、これらは単独又は任意のブレンドとして用いることができる。 The rubber composing the rubber fiber composite layer may be any rubber usable for tires, such as natural rubber (NR), butadiene rubber (BR), styrene-butadiene copolymer rubber (SBR), isoprene rubber (IR). And diene rubbers such as butyl rubber (IIR), and the like can be used alone or as any blend.
本発明において、ベルトカバー層のコーティングゴムを、ゴム繊維複合層で構成する場合は、その形成方法としては、未加硫タイヤ成形時のベルト層エッジ部の外周側に、短繊維が主にタイヤ幅方向に配向したゴムシートを巻き付け、その上に有機繊維コードを螺旋状に巻回し、さらに、その上に短繊維がほぼ幅方向に配向したゴムシート又は短繊維を配合しないゴムシートを巻き付け、接着することにより形成することができる。 In the present invention, when the coating rubber of the belt cover layer is composed of a rubber fiber composite layer, the formation method is as follows. Short fibers are mainly formed on the outer peripheral side of the belt layer edge portion when molding an unvulcanized tire. A rubber sheet oriented in the width direction is wound, an organic fiber cord is wound spirally thereon, and a rubber sheet in which short fibers are substantially oriented in the width direction or a rubber sheet not blended with short fibers is wound thereon, It can be formed by bonding.
以下、実施例によって本発明をさらに説明するが、本発明の範囲をこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further, the scope of the present invention is not limited to these Examples.
タイヤサイズを195/65R15、タイヤ構造を図1のように、ベルトカバー層にポリケトン繊維コードを使用し、ナイロン66繊維の短繊維を含むゴム繊維複合層を有することを共通条件にし、短繊維の周方向の配向角度、直径、長さ及び含有量を、表1のように異ならせた5種類の空気入りラジアルタイヤ(実施例1〜3、比較例1、2)を製作した。従来例として、ゴム繊維複合層を有しないことを除き、実施例1と同様の空気入りラジアルタイヤを製作した。 As shown in FIG. 1, the tire size is 195 / 65R15, the tire structure is a polyketone fiber cord for the belt cover layer, and the rubber fiber composite layer including the short fibers of nylon 66 fibers is used as a common condition. Five types of pneumatic radial tires (Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2) with different orientation angles, diameters, lengths, and contents in the circumferential direction as shown in Table 1 were produced. As a conventional example, a pneumatic radial tire similar to that of Example 1 was manufactured except that the rubber fiber composite layer was not provided.
得られた6種類の空気入りラジアルタイヤ(実施例1〜3、比較例1、2、従来例)について、以下に説明する試験法により荷重耐久性を測定し、その結果を表1に記載した。 With respect to the obtained six types of pneumatic radial tires (Examples 1 to 3, Comparative Examples 1 and 2, and conventional examples), load durability was measured by the test method described below, and the results are shown in Table 1. .
荷重耐久性試験
得られた空気入りラジアルタイヤを、ドラム径1707mmのドラム試験機にて、JIS D4230、JATMA規定荷重における耐久性試験の終了後、荷重を20%ずつ5時間毎に増加を継続し、タイヤが故障したときの荷重を測定した。試験結果は、各タイヤの荷重値を従来例の荷重値を100とする指数で表した。この指数が大きくなるほど荷重耐久性が優れていることを示す。
Load durability test The obtained pneumatic radial tire was continuously increased by 5% every 5 hours after the end of the durability test under the JIS D4230 and JATMA specified load on a drum testing machine with a drum diameter of 1707 mm. The load when the tire broke down was measured. The test results are represented by an index in which the load value of each tire is 100 as the load value of the conventional example. It shows that load durability is excellent, so that this index | exponent becomes large.
表1から明らかなように本発明の空気入りラジアルタイヤ(実施例1〜3)は、従来例のタイヤに対して荷重耐久性が大幅に向上することが認められた。これに対し、ゴム繊維複合層における短繊維の配向方向が周方向に向いているもの(比較例1、2)は、荷重耐久性の改善が不十分であった。 As is apparent from Table 1, it was recognized that the pneumatic radial tires (Examples 1 to 3) of the present invention have significantly improved load durability compared to the conventional tires. On the other hand, those in which the orientation direction of the short fibers in the rubber fiber composite layer is in the circumferential direction (Comparative Examples 1 and 2) were insufficiently improved in load durability.
1 トレッド部
5 カーカス層
6 ベルト層
7 有機繊維コード
8 ベルトカバー層
9 ゴム繊維複合層
10 短繊維
T 空気入りラジアルタイヤ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tread part 5
Claims (7)
前記ベルトカバー層と前記ベルト層エッジ部との間に短繊維を含むゴム繊維複合層を介在させ、該ゴム繊維複合層において前記短繊維がタイヤ周方向に対して60°〜120°の角度で配向するようにした空気入りラジアルタイヤ。 In a pneumatic radial tire in which a belt layer is arranged on the outer circumferential side of the carcass layer of the tread, and a belt cover layer in which an organic fiber cord is wound in the tire circumferential direction is provided on at least the outer circumferential side of the belt layer.
A rubber fiber composite layer containing short fibers is interposed between the belt cover layer and the belt layer edge portion, and the short fibers are at an angle of 60 ° to 120 ° with respect to the tire circumferential direction in the rubber fiber composite layer. A pneumatic radial tire that is oriented.
The said short fiber is surface-treated with the aqueous | water-based liquid mixture (RFL) of the initial condensate (RF) of resorcinol (R) and formaldehyde (F), and rubber latex (L). Pneumatic radial tires.
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JP2011136670A (en) * | 2009-12-29 | 2011-07-14 | Sumitomo Rubber Ind Ltd | Pneumatic tire |
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- 2006-08-17 JP JP2006222482A patent/JP2008044536A/en active Pending
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