JP2008296839A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 高速耐久性を良好に維持しながら、フラットスポット性能を向上することを可能にした空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】 トレッド部１に埋設されたベルト層６の外周側に、有機繊維コードをタイヤ周方向に巻回してなるベルト補強層７を配置した空気入りタイヤにおいて、ベルト補強層７を構成する有機繊維コードの総打ち込み本数の６０％以上をポリテトラメチレンアジパミド繊維コードとし、該ポリテトラメチレンアジパミド繊維コードの下記（１）式にて表される撚り係数Ｋを６００≦Ｋ≦１７００とし、該ポリテトラメチレンアジパミド繊維コードのクリープセット歪を２．５％以下とする。
Ｋ＝Ｔ×√Ｄ ・・・（１）
但し、Ｔ：コードの撚り数（回／１０ｃｍ）
Ｄ：コードの総繊度（ｄｔｅｘ）
【選択図】 図１

Description

本発明は、ポリテトラメチレンアジパミド繊維コードをベルト補強層に用いた空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、高速耐久性を良好に維持しながら、フラットスポット性能を向上することを可能にした空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤにおいて、トレッド部に埋設された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補強層を配置することが行われている。このようなベルト補強層をトレッド部に埋設することにより、ベルト層のせり上がりを抑えて高速耐久性を改善する効果が得られることが知られている。

ところで、車両を高速で走行させた後に長い時間駐車すると、タイヤにフラットスポットが形成されることがある。このようなフラットスポットが形成されると、タイヤのユニフォミティーが悪化し、ロードノイズや振動が増加することになる。フラットスポットが形成される原因として、タイヤ構成部材のクリープセット（変形が固定される現象）が挙げられる。また、タイヤサイズによって異なるが、タイヤ構成部材の中でベルト補強層のフラットスポットに対する寄与は非常に大きいものである。

従来、ベルト補強層の補強コードとして、種々の有機繊維コードが使用されているが、特に６６ナイロン繊維コードが広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、６６ナイロン繊維コードはクリープセット歪が大きいため、これをベルト補強層に用いた空気入りタイヤではフラットスポットが生じ易いという問題がある。

また、ベルト補強層の補強コードとして、４６ナイロン繊維コード等を用いることが提案されているが、これらはフラットスポット性能の改善効果を奏するものではない（例えば、特許文献２〜４参照）。

特開平６−２４２０８号公報 特開平３−２８７４０２号公報 特開昭６１−１２９３０３号公報 特開平５−２８６３０４号公報

本発明の目的は、高速耐久性を良好に維持しながら、フラットスポット性能を向上することを可能にした空気入り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タイヤは、トレッド部に埋設されたベルト層の外周側に、有機繊維コードをタイヤ周方向に巻回してなるベルト補強層を配置した空気入りタイヤにおいて、前記ベルト補強層を構成する有機繊維コードの総打ち込み本数の６０％以上がポリテトラメチレンアジパミド繊維コードであり、該ポリテトラメチレンアジパミド繊維コードの下記（１）式にて表される撚り係数Ｋが６００≦Ｋ≦１７００であり、該ポリテトラメチレンアジパミド繊維コードのクリープセット歪が２．５％以下であることを特徴とするものである。
Ｋ＝Ｔ×√Ｄ ・・・（１）
但し、Ｔ：コードの撚り数（回／１０ｃｍ）
Ｄ：コードの総繊度（ｄｔｅｘ）

本発明によれば、ベルト補強層を構成する有機繊維コードとしてポリテトラメチレンアジパミド繊維コードを用い、そのポリテトラメチレンアジパミド繊維コードの撚り係数Ｋ及びクリープセット歪を上記の如く規定することにより、ベルト補強層に基づく高速耐久性を良好に維持しながら、フラットスポット性能を向上することができる。

本発明におけるクリープセット歪の測定方法は、以下の通りである。即ち、タイヤのベルト補強層からコード片を採取し、そのコード片に総繊度（ｄｔｅｘ）の１／２０（ｇ）の錘を掛けて試長Ｌ０を計測する。この試長Ｌ０のコード片に１．０ｃＮ／ｄｔｅｘの荷重を掛け、８０℃で２０分間放置した後、荷重から開放する。その後、コード片に総繊度（ｄｔｅｘ）の１／２０（ｇ）の錘を掛けて試長Ｌ１を計測する。クリープセット歪ＣＩは（Ｌ１−Ｌ０）／Ｌ０×１００（％）から求められる。

本発明において、ベルト補強層のコートゴムの引張り永久歪は３．０％以下であることが好ましい。引張り永久歪が小さいコートゴムを併せて使用することにより、フラットスポット性能を更に向上することができる。

本発明における引張り永久歪の測定方法は、以下の通りである。即ち、タイヤのベルト補強層のコートゴムからゴム片を採取し、そのゴム片の試長Ｌ２を計測する。この試長Ｌ２のゴム片に２５％の伸張歪を与え、７０℃で１時間放置した後、２５℃で２２時間放置する。その後、ゴム片を歪から開放し、６０分後の試長Ｌ３を計測する。引張り永久歪は（Ｌ３−Ｌ２）／Ｌ３×１００（％）から求められる。

更に、本発明においては、ポリテトラメチレンアジパミド繊維コードの撚り係数Ｋが７００≦Ｋ≦１１００であり、かつベルト補強層の幅５０ｍｍ当たりに含まれるポリテトラメチレンアジパミド繊維コードの総デシテックス数が８００００以上１５００００以下であることが好ましい。このように撚り係数Ｋを低くして繊維コードの弾性率を高めると共に、単位幅当たりのコード打ち込み数を少なくすることにより、高速耐久性を良好に維持したまま、フラットスポット性能を更に向上することができる。

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はスチールコードがタイヤ周方向に対して傾斜し、かつ層間でスチールコードが互いに交差するように配置されている。

上記空気入りタイヤにおいて、ベルト層６，６の外周側には、有機繊維コードをタイヤ周方向に巻回してなるベルト補強層７が配置されている。このベルト補強層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。

ベルト補強層７を構成する有機繊維コードとしては、ポリテトラメチレンアジパミド繊維コード（４６ナイロン繊維コード）が使用されている。ベルト補強層７を構成する全ての有機繊維コードがポリテトラメチレンアジパミド繊維コードであることが望ましいが、ベルト補強層７を構成する有機繊維コードの総打ち込み本数の６０％以上がポリテトラメチレンアジパミド繊維コードであれば、フラットスポット性能の改善効果を得ることができる。

ポリテトラメチレンアジパミド繊維コードと他の有機繊維コードとを組み合わせて用いる場合、ポリテトラメチレンアジパミド繊維コードをベルト補強層７の幅方向中央領域（接地中央領域）に配置すると良い。ベルト補強層７の幅方向外側領域に配置する有機繊維コードとしては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、レーヨン、ポリオレフィンケトン（ＰＯＫ）、芳香族ポリアミド、脂肪族ポリアミド等からなる繊維コードのほか、芳香族ポリアミドの下撚り糸と脂肪族ポリアミドの下撚り糸とを撚り合わせた複合コードを用いることができる。

上記ポリテトラメチレンアジパミド繊維コードは、下記（１）式にて表される撚り係数Ｋが６００≦Ｋ≦１７００の範囲に設定されている。また、ポリテトラメチレンアジパミド繊維コードの総繊度は９４０ｄｔｅｘ〜２８００ｄｔｅｘの範囲とすれば良い。
Ｋ＝Ｔ×√Ｄ ・・・（１）
但し、Ｔ：コードの撚り数（回／１０ｃｍ）
Ｄ：コードの総繊度（ｄｔｅｘ）

なお、撚り数とは、片撚りの場合は下撚り数を意味し、諸撚りの場合は上撚り数を意味する。

ポリテトラメチレンアジパミド繊維コードの撚り係数Ｋを上記範囲に設定することにより、フラットスポット性能を向上することができる。ここで、撚り係数Ｋが６００より小さいと荷重耐久性が低下し、逆に１７００より大きいとコードの弾性率が低下するため高速耐久性が悪化すると共に、クリープセット歪が増大するためフラットスポット性能が悪化する。

更に、ポリテトラメチレンアジパミド繊維コードの撚り係数Ｋが７００≦Ｋ≦１１００であり、かつベルト補強層の幅５０ｍｍ当たりに含まれるポリテトラメチレンアジパミド繊維コードの総デシテックス数が８００００以上１５００００以下であると良い。例えば、ベルト補強層７の幅５０ｍｍ当たりのコード打ち込み数が５０本で繊維コードの総繊度が１８８０ｄｔｅｘである場合、上記総デシテックス数は９４０００である。このように撚り係数Ｋを低くして繊維コードの弾性率を高めると共に、単位幅当たりのコード打ち込み数を少なくすることにより、高速耐久性を良好に維持したまま、フラットスポット性能を更に向上することができる。ここで、上記総デシテックス数が８００００未満であると高速耐久性が不十分になり、逆に１５００００を超えるとフラットスポット性能の改善効果が不十分になる。

上記ポリテトラメチレンアジパミド繊維コードは、クリープセット歪が２．５％以下に設定されている。このようにポリテトラメチレンアジパミド繊維コードとしてクリープセット歪が小さいものを用いることにより、フラットスポット性能を向上することができる。ここで、クリープセット歪が２．５％を超えるとフラットスポット性能の改善効果が不十分になる。

ポリテトラメチレンアジパミド繊維コードのクリープセット歪を２．５％以下にするためには、上記撚り係数Ｋの条件を満足すると共に、コード処理条件を以下のように規定することが好ましい。つまり、ディップ処理時の接着剤としては、レゾルシン・ホルムアルデヒド・ラテックス（ＲＦＬ）を使用する。そして、ＲＦＬを付着させた繊維コードを初めに１００℃以上１５０℃以下の温度で乾燥させる。その後、繊維コードに０．８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上１．８ｃＮ／ｄｔｅｘ以下の張力を掛けて２１０℃以上２３５℃以下の温度で１分間緊張処理を施す。更に、繊維コードに０．５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上１．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以下の張力を掛けて２１０℃以上２３５℃以下の温度で１分間緊張処理を施す。このような熱処理を行うことにより、クリープセット歪が２．５％以下のポリテトラメチレンアジパミド繊維コードを得ることができる。なお、緊張処理における張力を大きくするほどクリープセット歪が小さくなる。

上記空気入りタイヤにおいて、ベルト補強層７のコートゴムの引張り永久歪は３．０％以下であると良い。ベルト補強層７に引張り永久歪が小さいコートゴムを併せて使用することにより、フラットスポット性能を更に向上することができる。ここで、引張り永久歪が３．０％を超えるとフラットスポット性能の改善効果が不十分になる。

引張り永久歪が３．０％以下となるゴム組成物のゴム成分としては、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）等を挙げることができ、特に、ＮＲ、ＩＲ、ＢＲを用いることが好ましい。硫黄の配合量は２．０phr 以上５．０phr 以下、更に好ましくは、２．５phr 以上３．５phr 以下が良い。カーボンブラックの配合量は４０phr 以上８０phr 以下、更に好ましくは、４０phr 以上６５phr 以下が良い。使用するカーボンブラックのヨウ素吸着量は２０ｇ／ｋｇ以上１００ｇ／ｋｇ以下、更に好ましくは、２０ｇ／ｋｇ以上５０ｇ／ｋｇ以下が良い。また、使用するカーボンブラックのＤＢＰ吸収量は６０×１０^-5ｍ³ ／ｋｇ以上１４０×１０^-5ｍ³ ／ｋｇ以下が良く、ＣＴＡＢ表面積は３０×１０³ ｍ² ／ｋｇ以上１００×１０³ ｍ² ／ｋｇ以下、更に好ましくは、３０×１０³ ｍ² ／ｋｇ以上７０×１０³ ｍ² ／ｋｇ以下が良い。

タイヤサイズ２２５／４５Ｒ１７で、トレッド部に埋設されたベルト層の外周側に、有機繊維コードをタイヤ周方向に巻回してなるベルト補強層を配置した空気入りタイヤにおいて、ベルト補強層を構成する有機繊維コードの材質、撚り構造、撚り係数、クリープセット歪、ベルト補強層のコートゴムの引張り永久歪、ベルト補強層の幅５０ｍｍ当たりに含まれる有機繊維コードの総デシテックス数を表１及び表２のように種々異ならせた従来例、実施例１〜６及び比較例１〜３の空気入りタイヤをそれぞれ製作した。クリープセット歪はコード処理条件に基づいて調整した。表１及び表２において、「６６Ｎ」はポリヘキサメチレンアジパミド（６６ナイロン）を意味し、「４６Ｎ」はポリテトラメチレンアジパミド（４６ナイロン）を意味する。

これら試験タイヤについて、下記の方法により、フラットスポット性能及び高速耐久性を評価し、その結果を表１及び表２に併せて示した。

フラットスポット性能：
先ず、ＪＡＳＯ Ｃ６０７「自動車用タイヤのユニフォミティ試験方法」に準拠して、各試験タイヤのラジアル・フォース・バリエーション（ＲＦＶ）を測定し、次いで、１５０ｋｍ／ｈの速度で３０分間予備走行した後、荷重を負荷した状態でドラムを１時間停止した。その後、再びＲＦＶを測定し、予備走行前後のＲＦＶの差を求め、これを評価指標とした。評価結果は、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が小さいほどフラットスポット性能が優れ、即ち、フラットスポットが形成され難いことを意味する。

高速耐久性：
ドラム試験機を用い、ＪＩＳ Ｄ４２３０に規定される高速耐久性試験を行った後、更に３０分毎に速度を１０ｋｍ／ｈづつ増加させ、タイヤが破壊されるまでの走行距離を測定した。評価結果は、従来例を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。

これら表１及び表２から明らかなように、実施例１〜６のタイヤは従来例に比べて高速耐久性を良好に維持しながらフラットスポット性能を向上することができた。特に、実施例４〜６のタイヤはベルト補強層のコートゴムとして引張り永久歪が低いものを用いているためフラットスポット性能の改善効果が顕著であった。更に、実施例６のタイヤはポリテトラメチレンアジパミド繊維コードの撚り係数を低くし、かつベルト補強層の幅５０ｍｍ当たりに含まれるポリテトラメチレンアジパミド繊維コードの総デシテックス数を比較的小さくしているためフラットスポット性能の改善効果が顕著であった。

一方、比較例１のタイヤはベルト補強層にポリテトラメチレンアジパミド繊維コードを用いているものの、そのクリープセット歪が過大であるため、フラットスポット性能の改善効果が少なく、しかも従来例に比べて高速耐久性が劣っていた。比較例２のタイヤはベルト補強層にポリテトラメチレンアジパミド繊維コードを用いているものの、その撚り係数が過大であり、かつクリープセット歪が過大であるため、フラットスポット性能の改善効果が少なく、しかも従来例に比べて高速耐久性が劣っていた。比較例３のタイヤはベルト補強層にポリテトラメチレンアジパミド繊維コードを用いているものの、その使用量が過少であるため、フラットスポット性能の改善効果が不十分であった。

本発明の実施形態からなる空気入り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 ベルト補強層

Claims (3)

1. トレッド部に埋設されたベルト層の外周側に、有機繊維コードをタイヤ周方向に巻回してなるベルト補強層を配置した空気入りタイヤにおいて、前記ベルト補強層を構成する有機繊維コードの総打ち込み本数の６０％以上がポリテトラメチレンアジパミド繊維コードであり、該ポリテトラメチレンアジパミド繊維コードの下記（１）式にて表される撚り係数Ｋが６００≦Ｋ≦１７００であり、該ポリテトラメチレンアジパミド繊維コードのクリープセット歪が２．５％以下であることを特徴とする空気入りタイヤ。
   Ｋ＝Ｔ×√Ｄ ・・・（１）
   但し、Ｔ：コードの撚り数（回／１０ｃｍ）
   Ｄ：コードの総繊度（ｄｔｅｘ）
2. 前記ベルト補強層のコートゴムの引張り永久歪が３．０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記ポリテトラメチレンアジパミド繊維コードの撚り係数Ｋが７００≦Ｋ≦１１００であり、かつ前記ベルト補強層の幅５０ｍｍ当たりに含まれる前記ポリテトラメチレンアジパミド繊維コードの総デシテックス数が８００００以上１５００００以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空気入りタイヤ。

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