JP2012062584A - タイヤコードおよびそれを用いた空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】走行時にコード内で発生する局所的な発熱を抑制することが可能なタイヤコードを提供する。また、このタイヤコードを用いることで、耐久性を向上させた空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】有機繊維コードの表面に、繊維状フィラーとレゾルシン・ホルマリン・ラテックス系接着剤とを含む接着剤液が付着してなるタイヤコードである。繊維状フィラーのうちの少なくとも一種が、熱伝導率１０〜１２００Ｗ／ｍＫ、フィラー径１〜２０μｍ、アスペクト比５〜１０００を有する。このタイヤコードを用いた空気入りタイヤである。
【選択図】図１

Description

本発明はタイヤコードおよびそれを用いた空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」および「コード」とも称する）に関し、詳しくは、コード表面に付着させる接着剤液組成の改良に係るタイヤコードおよびそれを用いた空気入りタイヤに関する。

近年、タイヤについては、高速耐久性等の諸性能について高性能化が求められると同時に、タイヤの転がり抵抗を低減することにより、環境負荷を低減することが重要となってきている。しかし、タイヤの転がり抵抗の低減を図ろうとすると、高速走行時の耐久性の向上と転がり抵抗の低減とが背反する場合がある。

これに対し、従来、サイドウォール部やトレッド部に配置するゴムに熱伝導性を持たせて、走行中に発生する熱を逃がすことで発熱を制御し、これにより耐久性を向上させる技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−０２３７７０号公報（特許請求の範囲等）

上述のように、従来、熱伝導性の高いゴム部材を用いることでタイヤの放熱性を向上させる技術が知られているが、この場合、ゴムの内部温度の向上を抑制することはできるものの、コードとゴムとの熱伝導率が異なることからゴム−コード間では熱移動が生じにくく、したがって、コード内で発生する熱については考慮されていなかった。特に、高速走行時等において発熱が大きくなり、有機繊維コードが高温化すると、コード剛性の低下が生じてタイヤ耐久性を悪化させる原因となるため、かかるコード内で発生する局所的な熱を抑制することで、タイヤ耐久性のさらなる向上を図ることが求められていた。

そこで本発明の目的は、走行時にコード内で発生する局所的な発熱を抑制することが可能なタイヤコードを提供することにあり、また、このタイヤコードを用いることで、耐久性を向上させた空気入りタイヤを提供することにある。

本発明者は鋭意検討した結果、有機繊維からなるコードの表面に熱伝導性を有する接着剤液を付着させることで、走行中にコード内で発生する熱を、コードに沿ってタイヤ全体に分散させることができ、これにより、局所的な発熱を抑制して、タイヤ耐久性を向上させること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、本発明のタイヤコードは、有機繊維コードの表面に、繊維状フィラーとレゾルシン・ホルマリン・ラテックス系接着剤とを含む接着剤液が付着してなるタイヤコードであって、前記繊維状フィラーのうちの少なくとも一種が、熱伝導率１０〜１２００Ｗ／ｍＫ、フィラー径１〜２０μｍ、アスペクト比５〜１０００を有することを特徴とするものである。

本発明において、前記繊維状フィラーとしては、炭素繊維、セラミックス繊維、金属繊維、金属酸化物ウィスカ、金属窒化物ウィスカ、金属炭化物ウィスカ、炭素ウィスカ、ケイ素ウィスカおよび金属ウィスカからなる群より選ばれる少なくとも１種を好適に用いることができる。また、前記繊維状フィラーのアスペクト比は、好適には５〜１００である。さらに、前記接着剤液の全重量に対する前記繊維状フィラーの重量の比率は、好適には０．０１〜５質量％とする。

また、本発明の空気入りタイヤは、上記本発明のタイヤコードを用いたことを特徴とするものである。

本発明によれば、上記構成としたことにより、走行時にコード内で発生する局所的な発熱を抑制することが可能なタイヤコードを実現することができ、また、このタイヤコードを用いることで、耐久性を向上させた空気入りタイヤを実現することが可能となった。

本発明の空気入りタイヤの一例を示す幅方向片側断面図である。 本発明の空気入りタイヤの他の例を示す幅方向片側断面図である。

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。
本発明のタイヤコードは、有機繊維コード表面に、繊維状フィラーとレゾルシン・ホルマリン・ラテックス（ＲＦＬ）系接着剤とを含む接着剤液が付着してなるものであって、繊維状フィラーのうちの少なくとも一種が、熱伝導率１０〜１２００Ｗ／ｍＫ、フィラー径１〜２０μｍ、アスペクト比５〜１０００を有する点に特徴を有する。

かかる特定の熱伝導率、フィラー径およびアスペクト比を有する繊維状フィラーを含むＲＦＬ系接着剤液をコード表面に付着させたことで、上述したように、走行時にコード内で発生する熱をコードに沿ってタイヤ全体に分散させて、局所的な熱の偏在を抑制する効果が得られる。これにより、高速走行時においてもコード剛性の低下を抑制することができるので、タイヤ耐久性の向上に寄与することが可能となる。また、タイヤコード全体の温度が均一化されるので、タイヤ部材の内部におけるコード乱れを抑制することも可能である。さらに、繊維状フィラーを用いているために、接着剤液のディップ塗布時に繊維状フィラーをコード長手方向に配向させることができるので、熱を効果的にコードの長手方向に伝達することができ、コードの屈曲部分においても、効率良く熱伝導させることが可能となる。

本発明のタイヤコードに用いる有機繊維コードとしては、特に制限されるものではなく、タイヤの補強コードとして通常使用される材質のものを、用途に応じ適宜選定して用いることができる。具体的には例えば、ナイロン、レーヨン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル樹脂、アラミドなどを挙げることができる。

また、上記繊維状フィラーとしては、具体的には、炭素繊維、セラミックス繊維、金属繊維、金属酸化物ウィスカ、金属窒化物ウィスカ、金属炭化物ウィスカ、炭素ウィスカ、ケイ素ウィスカおよび金属ウィスカ等を挙げることができ、これらのうちの１種を単独で、または、２種以上を混合して用いることができる。このうちセラミック繊維としては、例えば、窒化ケイ素および炭化ケイ素等を挙げることができ、金属繊維としては、例えば、鉄、銅およびアルミニウム等からなる繊維を挙げることができる。また、金属酸化物ウィスカとしては、例えば、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ベリリウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化マンガン、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化ニッケル等からなるウィスカを挙げることができ、金属窒化物ウィスカとしては、例えば、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化チタン等からなるウィスカを挙げることができる。さらに、金属炭化物ウィスカとしては、例えば、炭化ホウ素、炭化アルミニウム等からなるウィスカを挙げることができる。

ここで、繊維状フィラーの熱伝導率が、１０Ｗ／ｍＫ未満では熱伝導性が不十分となり、一方、１２００Ｗ／ｍＫを超えると、コード内の熱だけでなくゴム内で発生する熱も伝導するものとなるので、結果として熱伝導の向上にはつながらない。繊維状フィラーの熱伝導率は、好適には１５０〜１０００Ｗ／ｍＫである。

また、繊維状フィラーのフィラー径は、フィラーの配向性を確保する観点からは２０μｍ以下とすることが必要であり、一方、接触面積を確保する観点からは、１μｍ以上とすることが必要である。繊維状フィラーのフィラー径は、好適には１〜１０μｍである。

さらに、繊維状フィラーのアスペクト比が、５未満では等方性に近くなって、配向の効果が小さくなり、一方、１０００を超えると、長くなりすぎるために破壊の核になる可能性が生じ、繊維径が細くなりすぎるために接触面積の確保が困難となり、結果として本発明の所期の効果が得られない。繊維状フィラーのアスペクト比は、好適には５〜１００である。

本発明において、ＲＦＬ系接着剤液中への上記繊維状フィラーの充填量は、接着剤液の全重量に対する繊維状フィラーの重量の比率が、０．０１〜５質量％となるように選定することが好ましい。すなわち、接着剤液の全重量をＡ、繊維状フィラーの重量をＢとしたとき、下記式、
（Ｂ／Ａ）×１００＝０．０１〜５（％）
を満足するものとする。接着剤液中に含まれる繊維状フィラーの含有量、すなわち、有機繊維コードに対する繊維状フィラーの付着量が、少なすぎると十分な熱伝導効果を得ることができず、一方、多すぎてもそれ以上の効果は得られない。

本発明のタイヤコードにおいては、有機繊維コード表面に、少なくとも上記条件を満足する繊維状フィラーを含むＲＦＬ系接着剤液を付着させてなるものであればよく、それ以外の点については、所望に応じ適宜実施することが可能である。本発明のタイヤコードは、有機繊維コードに、少なくとも上記条件を満足する繊維状フィラーを含むＲＦＬ系接着剤液をディップ法等により塗布し、常法に従い加熱処理等することにより得ることができる。

本発明の空気入りタイヤは、上記本発明のタイヤコードをタイヤ部材のいずれかに用いたものであればよく、これにより、特に高速走行時の耐久性の向上効果が得られるものである。

図１に、本発明の空気入りタイヤの一例の幅方向片側断面図を示す。図示する空気入りタイヤ１０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間にわたりトロイド状に延在する１層以上、図示例では２層のカーカスプライ２ａ，２ｂよりなるカーカス層２を骨格とし、そのクラウン部１２のタイヤ径方向外側に、１層以上、図示例では２層のベルトプライ３よりなるベルト層と、ベルト層の全幅を覆うキャッププライよりなるベルト補強層４と、トレッド５と、を順次備えている。なお、符号１３はサイドウォール部を示す。

また、図２は、本発明の空気入りラジアルタイヤの他の例の幅方向片側断面図である。図示する空気入りタイヤ２０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間にわたりトロイド状に延在する１層以上、図示例では２層のカーカスプライ２ａ，２ｂよりなるカーカス層２を骨格とし、そのクラウン部１２のタイヤ径方向外側に、１層以上、図示例では２層のベルトプライ３よりなるベルト層と、ベルト層の全幅を覆うキャッププライよりなるベルト補強層４と、トレッド５と、を順次備え、さらに、カーカス層２の内面に沿って、両サイドウォール部１３の全域またはほぼ全域にわたり、子午断面が三日月状のサイド補強ゴム層６を備えたランフラットタイヤである。

なお、図示例では、ベルト補強層４として、ベルト層の全幅を覆うキャッププライのみが配置されているが、本発明においては、ベルト補強層４として、さらに、ベルト層の両端部のみを覆うレイヤープライを配置してもよい。また、レイヤープライのみでベルト補強層４を構成してもよく、各プライの枚数についても、特に制限はない。キャッププライおよびレイヤープライは、いずれも、実質的にタイヤ周方向に配置された補強コードのゴム引き層よりなる。また、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層、好ましくは、スチールコードの少なくとも１層のゴム引き層からなり、図示例では、２層のベルト層が、ベルト層を構成する各コードが互いに交差するように積層されてベルト３を構成している。

本発明のタイヤにおいて、上記タイヤコードを適用するタイヤ部材としては、補強コードとして有機繊維コードを用いる部材であればよく、具体的には例えば、カーカスプライ、キャッププライ、レイヤープライ、インサート、フリッパー等を挙げることができる。ここで、インサートとは、ビード部からサイドウォール部にかけて、タイヤ周方向に配置される補強材である（図示せず）。また、フリッパーとは、カーカスプライ２の、ビードコア１間に延在する本体部と、ビードコア１の周りに折り返された折り返し部との間に配設され、ビードコア１およびそのタイヤ径方向外側に配置されるビードフィラー７の少なくとも一部を内包する補強材である（図示せず）。

本発明の空気入りタイヤにおいては、少なくとも１つのタイヤ部材について、上記本発明のタイヤコードを用いたものであればよく、それ以外のタイヤ構造の詳細および材料については特に制限されるべきものではなく、既知の構造および材料を適宜採用することができる。例えば、図示はしないが、タイヤの最内層には通常インナーライナーが配置され、トレッド表面には、適宜トレッドパターンが形成される。また、本発明の空気入りラジアルタイヤにおいて、タイヤ内に充填する気体としては、通常のある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。
下記の表１〜３中にそれぞれ示す条件を満足する有機繊維コードの表面に、ＲＦＬ系接着剤中に、各表中に示す条件に従いフィラーを添加したＲＦＬ系接着剤液を、ディップ法により塗布し、その後、常法に従い加熱処理等を行って、それぞれタイヤコードを得た。得られた各タイヤコードを、１枚のカーカスプライに通常の打込み数にて適用して、タイヤサイズ２５５／６０Ｒ１６にて、各実施例および比較例の空気入りタイヤ（ノーマルタイヤ）を製造した。使用した各フィラーの条件を、下記の表４，５中にそれぞれ示す。また、各供試タイヤにおいて、ベルト層は、タイヤ赤道面に対し互いに交錯させた２枚のスチールコードのゴム引き層からなるものとし、ベルト補強層は設けなかった。

＜高速ドラム耐久性＞
得られた各供試タイヤについて、ドラム走行試験に基づき高速耐久性を評価した。具体的には、各供試タイヤを２５℃±２℃の室内で内圧３００ｋＰａに調整した後、２４時間放置し、その後、空気圧の再調整を行い、４００ｋｇの荷重をタイヤに負荷して、直径約３ｍのドラムの上で、速度１００ｋｍ／時にて、１０分ごとに１０ｋｍずつ速度を上昇させて、走行させた。タイヤが故障したときの距離を耐久距離として、比較例３の値を１００とする指数にて示した。その結果を、下記の表１〜３中に、併せて示す。数値が大なるほど、高速耐久性に優れることを示し、良好である。

＊１）接着剤液の全重量に対する繊維状フィラーの重量の比率である。

＊２）ＪＩＳ Ｋ ５１０１−１２で規定される見掛け密度を意味する。

上記表１〜３中に示すように、本発明に係る熱伝導率、フィラー径およびアスペクト比の条件を満足する繊維状フィラーを含むＲＦＬ系接着剤を付着させたタイヤコードをカーカスプライに適用した各実施例の供試タイヤにおいては、同じコード材質で比較したとき、かかる条件を満足しないフィラーを用いるかまたはフィラーを付着させなかった各比較例の供試タイヤに比し、良好なドラム耐久性が得られていることが明らかである。

下記の表６，７中にそれぞれ示す条件を満足する有機繊維コードの表面に、各表中に示す条件に従いフィラーを添加したＲＦＬ系接着剤をディップ法により塗布し、その後、常法に従い加熱処理等を行って、それぞれタイヤコードを得た。得られた各タイヤコードを通常の打込み数にて適用したキャッププライを設け、カーカスプライにフィラーを含まない通常のディップコードを用いた以外は実施例１等と同様にして、各実施例および比較例の空気入りタイヤ（ノーマルタイヤ）を製造した。得られた各供試タイヤについて、実施例１等と同様にして高速耐久性を評価した結果を、下記の表６，７中に併せて示す。なお、指数評価の基準としては、比較例６を用いた。

上記表６，７中に示すように、本発明に係る熱伝導率、フィラー径およびアスペクト比の条件を満足する繊維状フィラーを含むＲＦＬ系接着剤を付着させたタイヤコードをキャッププライに適用した各実施例の供試タイヤにおいては、かかる条件を満足しないフィラーを用いるかまたはフィラーを付着させなかった各比較例の供試タイヤに比し、良好なドラム耐久性が得られていることが明らかである。例えば、同じ材質のフィラー同士で比較した場合、多孔質カーボンを用いた比較例６と炭素繊維を用いた実施例１１との間、および、多孔質アルミナを用いた比較例７とアルミナ繊維を用いた実施例１２との間では、それぞれ各実施例において、ドラム耐久性が向上していることがわかる。

１ ビードコア
２ カーカス層
２ａ，２ｂ カーカスプライ
３ ベルトプライ
４ ベルト補強層
５ トレッド
６ サイド補強ゴム層
７ ビードフィラー
１０，２０ 空気入りタイヤ
１１ ビード部
１２ クラウン部
１３ サイドウォール部

Claims (5)

1. 有機繊維コードの表面に、繊維状フィラーとレゾルシン・ホルマリン・ラテックス系接着剤とを含む接着剤液が付着してなるタイヤコードであって、
   前記繊維状フィラーのうちの少なくとも一種が、熱伝導率１０〜１２００Ｗ／ｍＫ、フィラー径１〜２０μｍ、アスペクト比５〜１０００を有することを特徴とするタイヤコード。
2. 前記繊維状フィラーが、炭素繊維、セラミックス繊維、金属繊維、金属酸化物ウィスカ、金属窒化物ウィスカ、金属炭化物ウィスカ、炭素ウィスカ、ケイ素ウィスカおよび金属ウィスカからなる群より選ばれる少なくとも１種である請求項１記載のタイヤコード。
3. 前記繊維状フィラーのアスペクト比が５〜１００である請求項１または２記載のタイヤコード。
4. 前記接着剤液の全重量に対する前記繊維状フィラーの重量の比率が、０．０１〜５質量％である請求項１〜３のうちいずれか一項記載のタイヤコード。
5. 請求項１〜４のうちいずれか一項記載のタイヤコードを用いたことを特徴とする空気入りタイヤ。

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