JP2011084193A

JP2011084193A - ランフラットタイヤ

Info

Publication number: JP2011084193A
Application number: JP2009239325A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Yamaguchi; 真広山口
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2009-10-16
Filing date: 2009-10-16
Publication date: 2011-04-28

Abstract

【課題】単糸膠着が発生したポリケトン繊維を用いたランフラットタイヤにおいて、タイヤ重量を低減しつつ、通常走行時の乗り心地とランフラット耐久性との両立を図る。
【解決手段】カーカス層２と、そのタイヤ半径方向外側に配設されたベルト層３とを有し、トレッド部１２と、バットレス部１３と、サイド部１４とを備え、バットレス部からサイド部にわたるカーカス層の内側に断面三日月状のサイド補強ゴム層４が配設されてなるランフラットタイヤである。扁平率が５０％以下であり、カーカスプライの補強材として
、単糸膠着率が３０％より大きく、単糸繊度が０．５〜１０ｄｔｅｘであり、引張強度が１０．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であるポリケトン繊維からなるコードであって、ディップ処理済みコードとしての、最大熱収縮応力が０．１〜１．８ｃＮ／ｄｔｅｘの範囲であり、１５０℃×３０分乾熱処理時熱収縮率が０．３〜５％の範囲であるコードを用いた。
【選択図】図１

Description

本発明はランフラットタイヤ（以下、単に「タイヤ」とも称する）に関し、詳しくは、サイド補強タイプのランフラットタイヤにおけるカーカスコードの改良に関する。

一酸化炭素と、エチレンやプロピレンのようなオレフィンとを、パラジウムやニッケル等の遷移金属錯体を触媒として用いて重合させることにより、一酸化炭素とオレフィンとが実質的に完全に交互共重合したポリケトンが得られることが知られている（非特許文献１）。このようなポリケトンを産業資材用繊維として応用する検討が多くの研究者によってなされ、高強度や高弾性率、高温での寸法安定性、接着性、耐クリープ性等の特性を活かして、タイヤコード、ベルト等の補強繊維や、コンクリート補強用繊維といった複合材料用繊維への応用が期待されている。

特に、エチレンと一酸化炭素との繰り返し単位からなるポリケトンは、結晶性や融点が高いことから、高強度、高弾性率の繊維やフィルムが最も得やすく、高温下での物性変化や収縮率が小さい等、熱安定性が最も優れている。このようなポリケトン繊維を製造する際には、溶融紡糸が困難であるため、溶剤にポリケトンを溶解して、乾式または湿式紡糸法により繊維化が行われている。

ところが、溶剤として金属塩水溶液を用いてマルチフィラメントの湿式紡糸を行った場合、乾燥時にポリケトン繊維が単糸膠着を起こしやすいことが明らかとなった。このような単糸膠着は熱延伸後も残り、加撚時の強力利用率を低下させたり、単糸切れを発生させたりする原因となる。また、膠着によって原糸の強力利用率が低下しやすく、同時にフィラメントが乱れることで、タイヤコード等に適用した際に、ポリケトン繊維の熱収縮特性が阻害されやすいという問題もあった。

かかるポリケトン繊維に関する改良技術としては、例えば、特許文献１に、繰り返し単位の９５モル％以上が所定構造で示されるポリケトンと金属塩水溶液とからなるポリケトン溶液を用いて湿式紡糸して得られ、単糸膠着率が３０％以下であるポリケトン繊維が開示されている。

一方で、従来、パンク等によりタイヤの内圧が低下した状態でも、タイヤが荷重支持能力を失うことなく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として、タイヤのサイド部のカーカスの内側に比較的モジュラスが高い断面三日月状のサイド補強ゴム層を配置してサイド部の剛性を向上させ、内圧低下時にサイド部の撓み変形を極端に増加させることなく荷重を負担できるようにしたサイド補強タイプのランフラットタイヤが各種提案されている（特許文献２〜５参照）。

しかし、サイド補強タイプのランフラットタイヤは、サイド部に断面三日月状のサイド補強ゴム層を有するため、通常のタイヤに比べて縦バネが大きく、通常走行時の乗り心地が悪いという難点がある。また、サイド補強タイプのランフラットタイヤは、サイド補強ゴム層を有するため、通常のタイヤに比べてタイヤ重量が増加しており、バネ下重量が増えることで、操縦安定性が悪化するという問題も有する。さらに、サイド補強タイプのランフラットタイヤは、タイヤ重量の増加による車両入力の増大によって、車両自体の耐久性にも少なからず悪影響を及ぼしていると考えられる。

これに対し、サイド補強タイプのランフラットタイヤのタイヤ重量を低減するための手法としては、（１）サイド補強ゴム層のゲージを薄くすることや、（２）カーカスプライの層数を減らす（例えば、２枚を１枚にする）ことが有効であるが、いずれの手法を用いた場合においても、タイヤのランフラット耐久性が犠牲となるため、これらランフラット耐久性の向上と、タイヤ重量の低減とを両立することは困難であった。

特に、上記（２）に関しては、路面の凹凸（突起やポットホール）やうねり路での瞬間的な大入力、および、サイドウォールへの局部入力（サイドカット）等、悪路を通常内圧状態で走行する際に必要な耐久性や安全性（悪路耐久性）を確保する上で実施が困難になるケースが多く、通常は２枚以上のカーカスプライを適用せざるを得ない場合がほとんどであった。

また、従来、ランフラット耐久性や悪路耐久性を確保しつつ、カーカスプライの重量を低減するための手段として、カーカスプライの折り返し端をベルト下まで延ばして、カーカスの構造をいわゆるエンベロープ構造とすることがあるが、この場合、折り返しカーカスプライの巻上げが均一にならなかったり、カーカスプライのジョイント部が重なったりすることで、タイヤの均一性（ユニフォミティ）を著しく悪化させる場合が多かった。

特開２００２−２４２０２５号公報（特許請求の範囲等）特開２０００−２６４０１２号公報特表２００２−５００５８７号公報特表２００２−５００５８９号公報特開２００４−３０６６５８号公報

「工業材料」１２月号，第５頁，１９９７年

上記のように、単糸膠着を起こしたポリケトン繊維をタイヤコードとして用いると、単糸切れの発生や強力利用率の低下等に加え、熱収縮特性が阻害されやすいという問題があった。一方で、ランフラットタイヤにおいては、他性能を損なうことなく、かつ、通常走行時の乗り心地を悪化させずに、ランフラット耐久性の向上とタイヤ重量の低減とを両立することが求められていた。

そこで本発明の目的は、膠着が発生したポリケトン原糸における強度や弾性率の低下を抑制して、高強力および高弾性率を維持することで、撚糸およびディップ後でも高い熱収縮応力を発揮できるポリケトン繊維を実現し、かかるポリケトン繊維をカーカスプライの補強繊維として用いることで、特に扁平率５０％以下のサイド補強タイプのランフラットタイヤにおいて、タイヤ重量を低減しつつ、通常走行時の乗り心地とランフラット耐久性との両立を図ることにある。

本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、ランフラットタイヤのカーカスプライの補強材として、ある程度膠着が発生していても、特定の熱収縮応力および弾性率を満足し、単糸繊度および強力が所定の範囲内であるポリケトン繊維コードを用いることで、ランフラット耐久性を維持しつつ、通常走行時の乗り心地性を改善できるとともに、タイヤ重量の低減が可能となることを見出して、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明のランフラットタイヤは、一対のビード部にそれぞれ埋設されたビードコア間にトロイド状に延在する１枚以上のカーカスプライからなるカーカス層と、該カーカス層のタイヤ半径方向外側に配設された１層以上のベルト層とを有し、該カーカス層のクラウン部のタイヤ半径方向外側に配置されたトレッド部と、該トレッド部の両端部に位置する一対のバットレス部と、該バットレス部と前記ビード部との間を連結する一対のサイド部とを備え、前記バットレス部から前記サイド部にわたる前記カーカス層の内側に、一対の断面三日月状のサイド補強ゴム層が配設されてなるランフラットタイヤにおいて、
扁平率が５０％以下であり、かつ、前記カーカスプライの補強材として、下記式（Ｉ）、
単糸膠着率（％）＝［１−（見かけの単糸数／単糸数）］×１００（Ｉ）
（式中、見かけの単糸数は、繊維を１０ｃｍの長さに切断し、膠着して分繊ができない単糸の組を１本として数えたときの単糸の本数であり、単糸数は、前記繊維の製造に用いた紡口口金の孔数と同じ値である）で表される単糸膠着率が３０％より大きく、単糸繊度が０．５〜１０ｄｔｅｘであり、引張強度が１０．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であるポリケトン繊維からなるコードであって、ディップ処理済みコードとしての、最大熱収縮応力が０．１〜１．８ｃＮ／ｄｔｅｘの範囲であり、１５０℃×３０分乾熱処理時熱収縮率が０．３〜５％の範囲であるコードを用いたことを特徴とするものである。

ここで、コードの最大熱収縮応力とは、一般的なディップ処理を施した加硫前のコードの、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最大応力（単位：ｃＮ／ｄｔｅｘ）である。また、コードのディップ処理済みコードとしての乾熱処理時熱収縮率とは、オーブン中で１５０℃、３０分の乾熱処理を行ない、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られる値である。
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。

本発明においては、前記サイド補強ゴム層の、前記カーカス層に直交する方向における最大ゲージが３０ｍｍ以下であることが好ましい。

本発明によれば、上記構成としたことにより、タイヤ重量を低減しつつ、通常走行時の乗り心地とランフラット耐久性との両立を図ったランフラットタイヤを実現することができる。すなわち、本発明においては、単糸膠着率が３０％より大きいポリケトン繊維を、最適な撚り条件にて処理して、カーカスコードに適用するものとしたことで、カーカスプライとして必要な強度を維持しつつ、高温時に発現する熱収縮応力を最大化することが可能となった。さらに、本発明においては、特に、扁平率５０％以下のタイヤにおいて、サイド補強ゴム層の最大ゲージを３０ｍｍ以下にすることにより、ランフラットタイヤの縦ばねを低減して、乗り心地とランフラット耐久性とのより高度な両立を達成することができる。

本発明のランフラットタイヤの一例を示す幅方向片側断面図である。撚糸用リングを示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１に、本発明のランフラットタイヤの一例の幅方向片側断面図を示す。図示するように、本発明のランフラットタイヤは、左右一対のビード部１１にそれぞれ埋設されたビードコア１間にトロイド状に延在する本体部、および、ビードコア１の周りにタイヤ幅方向内側から外側に向けて巻上げられた巻上げ部からなる１枚以上のカーカスプライからなるカーカス層２を骨格とし、カーカス層２のクラウン部のタイヤ半径方向外側に配置されたトレッド部１２と、その両端部に位置する一対のバットレス部１３と、バットレス部１３とビード部１１との間を連結する一対のサイド部１４とを備えており、バットレス部１３からサイド部１４にわたるカーカス層２の内側には、一対の断面三日月状のサイド補強ゴム層３が配設されている。

また、図示するタイヤにおいては、カーカス層２の本体部と巻上げ部との間であってビードコア１のタイヤ半径方向外側に、ビードフィラー４が配置されており、カーカス層２のクラウン部のタイヤ半径方向外側には、２枚のベルト層からなるベルト５と、ベルト５の全体を覆うベルト補強層６Ａと、ベルト補強層６Ａの両端部のみを覆う一対のベルト補強層６Ｂとが順次配置されている。ここで、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、２枚のベルト層は、各ベルト層を構成するコードが互いにタイヤ赤道面を挟んで交差するように積層されてベルト５を構成する。また、ベルト補強層６Ａ，６Ｂは、通常、タイヤ周方向に対し実質的に平行に配列したコードのゴム引き層からなる。

図示するタイヤのカーカス層２は１枚のカーカスプライからなるが、本発明においては、カーカス層２を構成するカーカスプライの枚数はこれに限られるものではなく、２枚以上であってもよい。また、その構造も、ラジアルカーカスには特に限定されない。ビード部におけるカーカス層２の係止構造についても、図示するようにビードコアの周りに巻き上げて係止した構造に限られず、カーカス層の端部を２層のビードコアで挟み込んだ構造でもよい（図示せず）。

また、図示するベルト５は２枚のベルト層からなるが、本発明においては、ベルト５を構成するベルト層の枚数はこれに限られるものではない。さらに、図示するベルト補強層６Ａ，６Ｂは、ベルト５の全体を覆う１層のベルト補強層６Ａと、その両端部のみを覆う一対のベルト補強層６Ｂとから構成されて、いわゆるキャップ・レイヤー構造をなしているが、本発明においては、ベルト補強層６Ａ，６Ｂの配設は必須ではなく、別の構造および層数のベルト補強層を配設することもできる。

さらに、図示するタイヤは、サイド部１４からビード部１１にわたる領域のカーカス層２の折り返し部のタイヤ幅方向外側に、断面略三角形状のリムガード７を備えているが、本発明においては、リムガード７の配設も必須ではなく、他の形状のリムガードを配設することもできる。

本発明においては、上記カーカス層２を構成するカーカスプライの補強材として、下記条件を満足するポリケトン繊維からなるコードを用いる点が重要である。すなわち、本発明において用いるポリケトン繊維は、下記式（Ｉ）、
単糸膠着率（％）＝［１−（見かけの単糸数／単糸数）］×１００（Ｉ）
（式中、見かけの単糸数は、繊維を１０ｃｍの長さに切断し、膠着して分繊ができない単糸の組を１本として数えたときの単糸の本数であり、単糸数は、前記繊維の製造に用いた紡口口金の孔数と同じ値である）で表される単糸膠着率が３０％より大きいものである。単糸膠着率が３０％より大きいポリケトン繊維を、撚りやディップの条件を適宜調整することにより使いこなすことができれば、ポリケトンの製造条件を大きく緩和することが可能となる。

また、本発明において用いるポリケトン繊維は、単糸繊度が０．５〜１０ｄｔｅｘであることが必要である。単糸繊度が０．５ｄｔｅｘ未満であると、すだれ織物の製造からタイヤ製造におけるプロセスにおいて、緯糸切れが多発する懸念がある。一方、単糸繊度が１０．０ｄｔｅｘを超えると、タイヤ製造の拡張工程において均一に破断しなくなり、カーカスコード配列の乱れが大きくなる懸念がある。

さらに、本発明において用いるポリケトン繊維は、引張強度が１０．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが必要である。この引張強度が１０ｃＮ／ｄｔｅｘ未満の場合、タイヤとしての強度が不十分となる。また、引張強度が高いほど使用する繊維の重量を少なくすることができるため、好適には、引張強度１５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上のポリケトン繊維を用いる。ここで、ポリケトン繊維の引張強度は、ＪＩＳ−Ｌ−１０１３に準じて測定することにより得られる値である。

さらにまた、本発明に用いるポリケトン繊維コードは、ディップ処理済みコードとしての最大熱収縮応力が、０．１〜１．８ｃＮ／ｄｔｅｘ、好適には０．４〜１．６ｃＮ／ｄｔｅｘ、より好適には０．６〜１．４ｃＮ／ｄｔｅｘの範囲であることが必要である。これにより、ランフラット走行時のタイヤの撓みを抑制し、その結果として、タイヤのランフラット耐久性を良好に向上させることができる。かかるポリケトン繊維コードのディップ処理済みコードとしての最大熱収縮応力が０．１ｃＮ／ｄｔｅｘ未満であると、ランフラット走行耐久性を十分に向上できない場合がある。一方、最大熱収縮応力が１．８ｃＮ／ｄｔｅｘを超えると、タイヤ製造時の加熱によりコードが著しく収縮するため、出来上がりのタイヤ形状が悪化する懸念がある。

さらにまた、本発明に用いるポリケトン繊維コードは、ディップ処理済みコードとしての１５０℃×３０分乾熱処理時熱収縮率が０．３〜５％、好適には１〜３％の範囲であることが必要である。１５０℃×３０分乾熱処理時熱収縮率が０．３％未満であると、タイヤ製造時の加熱による引き揃え効率が著しく低下し、タイヤとしての強度が不十分となる。一方、１５０℃×３０分乾熱処理時熱収縮率が５％を超えると、タイヤ製造時の加熱によりコードが著しく収縮するため、出来上がりのタイヤ形状が悪化する懸念がある。

なお、本発明に用いるポリケトン繊維の引張弾性率は、高いほど同一荷重下での寸法変化が小さく、形態安定性に優れることから、２００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、特には３００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが好ましい。ここで、ポリケトン繊維の引張弾性率は、ＪＩＳ−Ｌ−１０１３に準じて測定することにより得られる値であり、具体的には、伸度０．１％における荷重と伸度０．２％における荷重とから算出した初期弾性率の値である。

本発明においては、カーカスプライの補強材として上記ポリケトン繊維からなるコードを用いたことで、コード量の低減によりタイヤの軽量化を図った場合でも、ランフラット耐久性と通常走行時の乗り心地とをいずれも確保することが可能となった。特に、カーカス層２を２枚以上のカーカスプライからなるものとする場合には、全てのカーカスプライについて上記条件を満足するポリケトン繊維からなるコードを用いることが必要である。本発明は特に、扁平率が５０％以下、例えば３０〜４５％のタイヤにおいて有用である。

また、本発明においては、サイド補強ゴム層４の、カーカス層２に直交する方向における最大ゲージが３０ｍｍ以下、例えば、４〜１２ｍｍであることが好ましい。特に、低扁平率のタイヤにおいて、サイド補強ゴム層４の最大ゲージを３０ｍｍ以下とすることにより、タイヤの縦ばねを低減して、乗り心地とランフラット耐久性とをより高度に両立させることができる。また、タイヤの軽量化にも寄与できる。

本発明において、単糸膠着率が３０％より大きいポリケトン繊維を撚糸する場合には、例えば、図２に示すような撚糸用リング２１を用いることができる。図示する撚糸用リング２１は、上端部にフランジ２２を有し、フランジ２２にＣ字状のトラベラー２３が遊嵌されている。また、撚糸用リング２１の中央空間には、高速で回転するスピンドル２５にボビン２６が取り付けられている。

ここで、ポリケトン繊維２４は、トラベラー２３を介してボビン２６に巻き取られるが、この時、ポリケトン繊維２４がトラベラー２３と摺動するとともに、トラベラー２３は撚糸用リング２１のフランジ２２に沿って摺動し、円周状に回転することによって、糸切れを防止しながら高速で繊維の巻取りを行うようになっている。本発明においては、トラベラー２３の重量を５０ｍｇ以上５ｇ未満、特には１００ｍｇ〜３ｇ、さらには３００ｍｇ〜１ｇとすることが好ましい。また、トラベラー２３の回転数は、１００ｒｐｍ以上１００００ｒｐｍ未満、特には１０００〜５０００ｒｐｍ、さらには１５００〜２０００ｒｐｍとすることが好ましい。

巻取り工程においては、トラベラー２３がフランジ２２に沿って摺動し、ポリケトン繊維２４に張力が加わることになる。ここで、高張力が加わると、膠着率が高いポリケトン繊維２４に対して強い引張りが生じ、強力保持率が低下してしまう。したがって、得られたポリケトン繊維コードをカーカスプライに適用すると、耐カット性が悪化してしまうこととなる。そこで、従来の撚糸条件よりも軽量のトラベラーを用いるとともに、トラベラー撚糸リングの回転数を少なくすることにより、ポリケトン繊維２４に加わる張力を低下させて、強力保持率を高めることができる。上記範囲よりも速く撚糸すると、糸切れが発生しやすくなり、一方、１００ｒｐｍ未満の速度であると、工業的な生産性が著しく低下するため、いずれも望ましくない。

また、撚糸後のコードのディップ処理に際しては、ディップ液を含浸させた後、生コード内部に含浸したディップ液を最表面へ押出すために、絞りロールにて接着液量の調整を行う。この際、単糸膠着率が３０％より大きい繊維では、ディップ液成分がコード内部に含浸しにくいため、ロール圧は、比較的低圧である２５０Ｐａ〜１０００Ｐａ、好適には２５０Ｐａ〜５００Ｐａとすることができる。これにより、コードが潰れてしまうという不具合の発生を防止することができる。この絞りロールによる処理によって、コード表面の膠着部分にも接着剤の成分を保持させることができるので、ゴムとの接着処理（ＲＦＬ処理）において最も重要な、ディップコード最表面層の接着層を良好に形成することができ、単糸膠着率が３０％以下の原糸では達成できなかった、ゴムとの良好な接着力を有するコードを得ることができ、これにより、耐久性に優れたタイヤを得ることが可能となる。上記効果を良好に得るためには、ポリケトン繊維の単糸膠着率は６５％以上であることが好ましい。一方、８５％を超えると、強力利用率が低下してしまうため、好ましくない。

カーカスプライは、上記条件を満足するポリケトン繊維からなるコードと、このコードを被覆するコーティングゴムとからなる。かかるポリケトン繊維を用いてカーカスプライを作製するに際しては、まず、かかるポリケトン繊維に、上記撚糸方法に従い所定の撚りを加えて、２〜３本にて撚り合せ、これを経糸として多数本引き揃え、それに細く弱い緯糸を荒く打込んでスダレ状とし、さらに、ゴムとの接着を行うための上記接着剤処理（ディップ処理）を行う。その後、所定の厚さのトッピングゴムで被覆し、ゴム被覆コードとする。次に、このゴム被覆コードの経糸が一定の長さとなるように裁断し、裁断面以外の両縁部を接合することで、タイヤのカーカスプライとすることができる。タイヤ成型時には、かかるカーカスプライをドラム成型機（または類似設備）上で経糸と同一方向に切断し、接合することにより筒状にする。

本発明において、上記ポリケトン繊維に用いるポリケトンは、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、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。本発明においては、繰り返し単位の９５モル％以上が１−オキソトリメチレンであることが好ましく、より好ましくは９９モル％以上であり、１００モル％が最も好ましい。

かかるポリケトンは、部分的にケトン基同士、不飽和化合物由来の部分同士が結合していてもよいが、不飽和化合物由来の部分とケトン基と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％以上であることが更に好ましく、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、メチルメタクリレート、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チルエステル、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、ビニルピロリドンおよび塩化ビニル等の不飽和結合を含む化合物等であってもよい。

さらに、上記ポリケトンの重合度としては、下記式（ＩＩＩ）、

（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。

さらにまた、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って十分な強度が得られないばかりか加熱時の収縮特性や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％が好ましく、より好ましくは６０〜８５％である。

上記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および倍率で延伸する方法や、（２）未延伸糸の紡糸を行った後、熱延伸を行い、該熱延伸終了後の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）または（２）の方法でポリケトンの繊維化を行うことで、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４−５０５３４４号に記載されているようなヘキサフルオロ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、国際公開第９９／１８１４３号、国際公開第００／０９６１１号、特開２００１−１６４４２２号、特開２００４−２１８１８９号、特開２００４−２８５２２１号に記載されているような亜鉛塩、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挙げられ、これらの中でも、上記塩の水溶液を用いる湿式紡糸法が好ましい。

例えば、有機溶剤を用いる湿式紡糸法では、ポリケトンポリマーをヘキサフルオロイソプロパノールやｍ−クレゾール等に０．２５〜２０質量％の濃度で溶解させ、紡糸ノズルより押し出して繊維化し、次いでトルエン、エタノール、イソプロパノール、ｎ−ヘキサン、イソオクタン、アセトン、メチルエチルケトン等の非溶剤浴中で溶剤を除去、洗浄してポリケトンの未延伸糸を得ることができる。

一方、水溶液を用いる湿式紡糸法では、例えば、亜鉛塩、カルシウム塩、チオシアン酸塩、鉄塩等の水溶液に、ポリケトンポリマーを２〜３０質量％の濃度で溶解させ、５０〜１３０℃で紡糸ノズルから凝固浴に押し出してゲル紡糸を行い、さらに脱塩、乾燥等してポリケトンの未延伸を得ることができる。ここで、ポリケトンポリマーを溶解させる水溶液には、ハロゲン化亜鉛と、ハロゲン化アルカリ金属塩またはハロゲン化アルカリ土類金属塩とを混合して用いることが好ましく、凝固浴には、水、金属塩の水溶液、アセトン、メタノール等の有機溶媒等を用いることができる。

また、得られた未延伸糸の延伸法としては、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て引き伸ばす熱延伸法が好ましく、さらに、かかる未延伸糸の延伸は、上記（２）の方法では一段で行ってもよいが、多段で行うことが好ましい。熱延伸の方法としては、特に制限はなく、例えば、加熱ロール上や加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）の範囲内が好ましく、総延伸倍率は、好適には１０倍以上とする。

上記（１）の方法でポリケトンの繊維化を行う場合、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、１．０１〜１．５倍の範囲が好ましい。一方、上記（２）の方法でポリケトンの繊維化を行う場合、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、更に、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。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、従来公知の方法を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、弾性歪みの残留は大きいため、通常、緩和熱処理を施し、熱延伸後の繊維長よりも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、ポリケトン繊維コード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（最大熱収縮温度）と近い温度であることが望ましい。具体的には、必要に応じて行われる接着剤処理における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、繰り返し使用や高速回転によってタイヤ材料が発熱した際の温度は１００〜２００℃にもなることなどから、最大熱収縮温度は、好ましくは１００〜２５０℃の範囲内、より好ましくは１５０〜２４０℃の範囲内である。

なお、本発明において、上記ポリケトン繊維を用いて、前述の物性値を満足するカーカスプライコードを得るための方法としては、ディップ処理時の温度やテンションを調節する方法が挙げられる。具体的には例えば、温度１００〜２５０℃で、コード１本当たりのテンションを５００ｇ〜４ｋｇ程度かけて処理することにより、本発明の条件を満足するカーカスプライコードを得ることができる。

なお、本発明に用いるポリケトン繊維コードは、下記式（ＩＶ）、

（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／ｃｍ^３）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。ポリケトン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。

本発明のランフラットタイヤにおいては、上記カーカスプライの補強材等に係る条件を満足することのみが重要であり、それ以外のタイヤ構造の詳細や材料などについては特に制限されるものではなく、常法に従い製造することができる。また、本発明において、タイヤ内に充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を変えた空気、または窒素等の不活性ガスを用いることができる。

以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
＜ポリケトン繊維の調製例＞
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質量％／塩化ナトリウム１０質量％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質量％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質量％、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（ＣｉｂａＳｐｅｃｉａｌｔｙＣｈｅｍｉｃａｌｓ社製）、ＩＲＧＡＮＯＸ１０７６（ＣｉｂａＳｐｅｃｉａｌｔｙＣｈｅｍｉｃａｌｓ社製）をそれぞれ０．０５質量％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。

仕上剤は以下の組成のものを用いた。
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（質量％比）。

得られた未延伸糸につき、ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｏｌｙｍｅｒＳｃｉｅｎｃｅＶｏｌ９４，４４６−４５２（２００４）の記載のとおり、延伸倍率および乾燥温度を適宜変更することにより、下記表中に示す物性を有するポリケトン原糸を得た。例えば、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段延伸を行って、巻取機にて巻取り、未延伸糸から５段延伸糸までの全延伸倍率を１７．１倍とした場合、この繊維原糸は引張強度１５．６ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度４．２％、引張弾性率３４７ｃＮ／ｄｔｅｘの高物性を有していた。

＜タイヤの製造＞
下記表中に示す物性を有するポリケトン繊維を用いて、所定の撚り条件にて、同表中に示す繊度および構造を有するポリケトン繊維コードを作製した。得られたコードを、それぞれカーカスプライの補強材に適用して、同表中に示すタイヤサイズを有するサイド補強タイプのランフラットタイヤを作製した。得られた各供試タイヤにつき、下記に従い縦バネ指数、ランフラット耐久性およびタイヤ重量の評価を行った。

（１）内圧充填時の縦バネ
２３０ｋＰａの内圧を充填した供試タイヤの荷重−撓み曲線を測定し、得られた荷重−撓み曲線上のある荷重における接線の傾きを該荷重に対する縦バネ定数とし、それぞれタイヤサイズが同一の従来例のタイヤの縦バネ定数の値を１００として指数表示した。指数値が小さい程、縦バネ定数が小さく、通常走行時の乗り心地に優れていることを示す。

（２）ランフラット耐久性
各供試タイヤに内圧を充填することなく、荷重４．１７ｋＮ、速度８９ｋｍ／ｈ、温度３８℃の環境下でドラム試験を行い、タイヤが故障に至るまでの走行距離を測定して、それぞれタイヤサイズが同一の従来例のタイヤが故障に至るまでの走行距離を１００として指数表示した。指数値が大きい程、故障に至るまでの走行距離が長く、ランフラット耐久性に優れていることを示す。

（３）カーカスプライの重量
常法に従い製造したカーカスプライの単位面積当たりの重量を測定し、それぞれタイヤサイズが同一の従来例を１００として指数表示した。この数値が小さいほど、重量が少なく、良好であることを示す。

＊１）前記式（Ｉ）に従って得られる値である。
＊２）一般的なディップ処理を施した加硫前のコードの、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最大応力（単位：ｃＮ／ｄｔｅｘ）である。
＊３）ディップ処理済みコードについてオーブン中で１５０℃、３０分の乾熱処理を行ない、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、下式により求められる値である（但し、Ｌｂは熱処理前の繊維長、Ｌａは熱処理後の繊維長）。
乾熱収縮率（％）＝（Ｌｂ−Ｌａ）／Ｌｂ×１００

ランフラット耐久性はサイド補強ゴム層のゲージに大きく依存するものの、上記表中に示すように、本発明の条件を満足するポリケトン繊維をカーカスプライの補強材として用いた各実施例のランフラットタイヤにおいては、タイヤ重量の増加および通常走行時の乗り心地の悪化を抑制しつつ、ランフラット耐久性を確保できることが明らかである。これにより、カーカスコードに用いるポリケトン繊維の単糸膠着率が高くても、かかるポリケトン繊維の物性値について本発明の条件を満足するものとすることで、単糸膠着率が低いポリケトン繊維を用いた従来例のタイヤと同等のランフラット耐久性が確保できることが確かめられた。

１ビードコア
２カーカス
３サイド補強ゴム層
４ビードフィラー
５ベルト
６Ａ，６Ｂベルト補強層
７リムガード
１１ビード部
１２トレッド部
１３バットレス部
１４サイド部
２１撚糸用リング
２２フランジ
２３トラベラー
２４ポリケトン繊維
２５スピンドル
２６ボビン

Claims

一対のビード部にそれぞれ埋設されたビードコア間にトロイド状に延在する１枚以上のカーカスプライからなるカーカス層と、該カーカス層のタイヤ半径方向外側に配設された１層以上のベルト層とを有し、該カーカス層のクラウン部のタイヤ半径方向外側に配置されたトレッド部と、該トレッド部の両端部に位置する一対のバットレス部と、該バットレス部と前記ビード部との間を連結する一対のサイド部とを備え、前記バットレス部から前記サイド部にわたる前記カーカス層の内側に、一対の断面三日月状のサイド補強ゴム層が配設されてなるランフラットタイヤにおいて、
扁平率が５０％以下であり、かつ、前記カーカスプライの補強材として、下記式（Ｉ）、
単糸膠着率（％）＝［１−（見かけの単糸数／単糸数）］×１００（Ｉ）
（式中、見かけの単糸数は、繊維を１０ｃｍの長さに切断し、膠着して分繊ができない単糸の組を１本として数えたときの単糸の本数であり、単糸数は、前記繊維の製造に用いた紡口口金の孔数と同じ値である）で表される単糸膠着率が３０％より大きく、単糸繊度が０．５〜１０ｄｔｅｘであり、引張強度が１０．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であるポリケトン繊維からなるコードであって、ディップ処理済みコードとしての、最大熱収縮応力が０．１〜１．８ｃＮ／ｄｔｅｘの範囲であり、１５０℃×３０分乾熱処理時熱収縮率が０．３〜５％の範囲であるコードを用いたことを特徴とするランフラットタイヤ。
前記サイド補強ゴム層の、前記カーカス層に直交する方向における最大ゲージが３０ｍｍ以下である請求項１記載のランフラットタイヤ。