JP2013043612A

JP2013043612A - 空気入りラジアルタイヤ及びその製造方法

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Publication number: JP2013043612A
Application number: JP2011184429A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Ishii; 秀和石井
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2011-08-26
Filing date: 2011-08-26
Publication date: 2013-03-04
Anticipated expiration: 2031-08-26
Also published as: JP6024081B2

Abstract

【課題】ベルトカバー層の補強芯体を構成するすだれ織物における緯糸の打ち込み間隔を広げることにより、ベルトカバー層の薄肉化を可能にして、高速耐久性を向上させながら、転動抵抗性を改良するようにした空気入りラジアルタイヤ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】ベルトカバー層７の補強芯体を構成するすだれ織物８を、片撚りコードからなる経糸９と、経糸９の２〜１０本を跨いで打ち込んだ緯糸１０とにより構成した空気入りラジアルタイヤ１、及び経糸９の打ち込み間隔を広げることにより、厚さの変動を抑制したすだれ織物８をベルトカバー層７の補強芯体として使用した空気入りラジアルタイヤ１の製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、高速耐久性を向上させながら、転動抵抗性を改良するようにした空気入りラジアルタイヤ及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、ベルトカバー層の補強芯体を構成するすだれ織物における緯糸の打ち込み間隔を広げることにより、ベルトカバー層の薄肉化を可能にした空気入りラジアルタイヤ及びその製造方法に関する。

従来、タイヤの高速耐久性を向上させたりロードノイズを低減させるための手法として、ベルト層の外周側にナイロンなどからなる繊維コードをタイヤ周方向に巻き付けるようにしたベルトカバー層を配置することによって、ベルト層に対するタガ効果を発揮させることが広く行われてきた。

さらに、近年では、ベルトカバー層の補強芯体を構成する繊維コードの撚り加工費や原料使用量を低減して軽量化を図るために、繊維コードの撚り構造を従来の双撚り構造から片撚り構造に変更すると共に、タイヤ成形時における生産性を向上させるために、繊維コードをすだれ織物に製織して、このすだれ織物にゴムを被覆してカレンダー材とし、このカレンダー材を長手方向に裁断して、ベルト層の外周に巻き付けることが行われるようになった（例えば、特許文献１、２参照）。

ところが、片撚り構造の繊維コードは、コード径を細くすることができる反面、すだれ織物に製織した場合には、緯糸の太さの影響を受けて、ゴムを被覆した後のプライの厚さが増加するという問題があった。

すなわち、図６（ａ）に示すように、相隣接する経糸９、９、・・・に対して緯糸１０を打ち込んで製織されたすだれ織物８は、ゴムの被覆工程において、相隣接する経糸９、９、・・・がそれぞれゴムの押圧力を受けて矢印方向（上下方向）に押し込まれながらプライが形成される。この過程において、緯糸１０の太さが大きい場合には、相隣接する経糸９、９、・・・が、緯糸１０の太さの影響を受けて水平方向に並ばず、図６（ｂ）に示すように、ゴムＧを被覆した後のプライの厚さｔが厚くなり、これが軽量化を阻害させる要因になっていた。

特許第４０５３７２７号公報特開２０１１−１６６１号公報

本発明の目的は、上述する従来の問題点を解消するもので、ベルトカバー層の補強芯体を構成するすだれ織物における緯糸の打ち込み形態を改良することによってベルトカバー層の薄肉化を可能にし、以て高速耐久性を向上させながら、転動抵抗性を改良するようにした空気入りラジアルタイヤ及びその製造方法を提供するものである。

さらに詳細には、すだれ織物における緯糸の打ち込み間隔を広げることにより、ゴムを被覆した後におけるベルトカバー層の薄肉化を可能にした空気入りラジアルタイヤ、及びこのすだれ織物をベルトカバー層に使用して生産効率を向上させるようにした軽量化タイヤの製造方法を提供するものである。

前記目的を達成するための本発明の空気入りラジアルタイヤは、左右一対のビード部間に装架したカーカス層と、トレッド部における前記カーカス層の外周側に配置したベルト層と、該ベルト層の外周側に配置したベルトカバー層とを備え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の補強芯体を、有機繊維マルチフィラメントヤーンを一方向に撚り合わせた片撚りコードからなる経糸と、該経糸に直交し、かつ該経糸２〜１０本を跨いで打ち込んだ緯糸とにより製織されたすだれ織物により構成すると共に、前記経糸がタイヤ周方向に対して０〜５°の角度で延在するようにしたことを特徴とする。

さらに、上述する構成において、以下（１）〜（３）に記載するように構成することが好ましい。
（１）前記経糸の総繊度を９００〜２２００ｄｔｅｘにする。
（２）前記緯糸をメタ系アラミド繊維からなる紡績糸で構成する。
（３）相隣接する緯糸間において、前記緯糸の打ち込み位置を、前記経糸１本分ずつ一方向にずらせて製織する。

また、本発明の空気入りラジアルタイヤの製造方法は、左右一対のビード部間に装架したカーカス層と、トレッド部における前記カーカス層の外周側に配置したベルト層と、該ベルト層の外周側に配置したベルトカバー層とを備えた空気入りラジアルタイヤの製造方法において、あらかじめ有機繊維マルチフィラメントヤーンを一方向に撚り合わせた片撚りコードからなる経糸と、該経糸２〜１０本を跨いで打ち込んだ緯糸とによりすだれ織物を製織しておき、該すだれ織物を接着熱処理した後、ゴムを被覆してカレンダー材料となし、該カレンダー材料を前記経糸に沿って帯状体に裁断し、該帯状体を前記ベルト層の外周側に前記経糸がタイヤ周方向に対して０〜５°の角度で延在するように螺旋状に巻回して前記ベルトカバー層を形成するようにしたことを特徴とする。

さらに、上述する構成において、以下（１）〜（４）に記載するように構成することが好ましい。
（１）前記経糸の総繊度を９００〜２２００ｄｔｅｘにする。
（２）前記緯糸をメタ系アラミド繊維からなる紡績糸で構成する。
（３）前記帯状体の幅を５〜１５ｍｍにする。
（４）相隣接する緯糸間において、前記緯糸の打ち込み位置を、前記経糸１本分ずつ一方向にずらせて製織する。

本発明の空気入りラジアルタイヤによれば、ベルトカバー層の補強芯体を構成するすだれ織物を、有機繊維マルチフィラメントヤーンを一方向に撚り合わせた片撚りコードからなる経糸と、これら経糸２〜１０本を跨いで打ち込んだ緯糸とにより構成したので、経糸と緯糸との交差位置における相隣接する経糸が、ゴム被覆工程におけるゴムの押圧力によって、互いに水平方向に並ぶので、すだれ織物に被覆するゴムの薄肉化を可能にして、タイヤ重量の軽量化の促進により、転動抵抗性を改良することができる。

しかも、緯糸の打ち込み間隔の上限を経糸１０本に相当する間隔に抑えたので、ゴムを被覆する工程において、相隣接する経糸同士の乱れ（交錯）を抑制することができると共に、加硫後のタイヤにおける経糸と緯糸との交差位置の減少に伴い、プライの厚み抑制により、ゴム量を減らせるので、ゴムの発熱が低減され、高速耐久性を向上させることができる。

また、本発明の空気入りラジアルタイヤの製造方法によれば、あらかじめ有機繊維マルチフィラメントヤーンを一方向に撚り合わせた片撚りコードからなる経糸と、これら経糸２〜１０本を跨いで打ち込んだ緯糸とによりすだれ織物を形成しておき、このすだれ織物にゴムを被覆したカレンダー材料を経糸に沿って帯状体に裁断すると共に、この帯状体をベルト層の外周側に巻回してベルトカバー層を形成するようにしたので、この帯状体の巻回により生産性を向上させながら、高速耐久性を向上させた軽量化タイヤを効率よく得ることができる。

本発明の実施形態による空気入りラジアルタイヤの形態を示す断面図である。図１のタイヤにおけるベルトカバー層を構成するすだれ織物の一例を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は経糸と緯糸との交差位置における断面図、（ｃ）はゴムを被覆した後の状態を示す（ｂ）に相当する断面図である。本発明の他の実施形態によるすだれ織物を示す図２（ｂ）に相当する断面図である。本発明のさらに他の実施形態によるすだれ織物を示す図２（ａ）に相当する平面図である。本発明の他の実施形態によるベルトカバー層の配置を示すモデル図である。従来のベルトカバー層を構成するすだれ織物の説明図で、（ａ）は経糸と緯糸との交差位置における断面図、（ｂ）はゴムを被覆した後の状態を示す（ａ）に相当する断面図である。

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において、本発明の空気入りラジアルタイヤ１は、左右一対のビード部２、２間にカーカス層３を装架すると共に、トレッド部４におけるカーカス層３の外周側に層間でコード方向を交差させた２層のベルト層５、６を配置し、ベルト層５、６の外周側に少なくとも１層（図では１層）のベルトカバー層７を配置している。

そして、本発明の空気入りラジアルタイヤ１では、ベルトカバー層７の補強芯体を構成するすだれ織物８を、図２（ａ）に例示するように、有機繊維マルチフィラメントヤーンを一方向に撚り合わせた片撚りコードからなる経糸９と、経糸９の２〜１０本、好ましくは３〜８本（図では、３本）を跨いで打ち込んだ緯糸１０とにより構成している。そして、経糸９はタイヤ周方向に対して０〜５°の角度で配置されている。

なお、図２（ａ）の実施形態では、３本の経糸９を跨いで打ち込んだ相隣接する緯糸１０、１０の打ち込みを、すだれ織物８の長手方向に対して表側と裏側との交互にした場合を示しているが、相隣接する緯糸１０、１０の打ち込み方向は、これに限られるものではない。

図２（ｂ）は、図２（ａ）のすだれ織物８における経糸９と緯糸１０との交差位置における一部断面図で、このように製織されたすだれ織物８は、ゴムが被覆されてベルトカバー層７を形成する。すだれ織物８にゴムが被覆される段階では、図２（ｂ）の矢印で示すように、緯糸１０、１０を挟んで配列された経糸９、９、９がそれぞれゴムの押圧力を受けて上下方向に押し込まれて、ゴムＧを被覆した後のベルトカバー層７では、図２（ｃ）に示すように、相隣接する経糸９、９、・・・が平面上に並ぶようになり、ベルトカバー層７の厚さｔを減少させることができる。

このように、片撚りコードからなる経糸９の２〜１０本を跨いで緯糸１０を打ち込むことにより、ゴムＧを被覆した後のベルトカバ−層７を薄肉化することができるので、ベルトカバ−層８の薄肉化によりタイヤ重量の軽量化が可能になって、転動抵抗性を改良することができる。しかも、緯糸１０の打ち込み間隔の上限を経糸１０本に相当する間隔に抑えたので、ゴムを被覆する工程において、相隣接する経糸９、９同士の乱れ（交錯）を抑制することができると共に、加硫後のタイヤにおける経糸と緯糸との交差位置の減少に伴い、プライの厚み抑制により、ゴム量を減らせるので、ゴムの発熱が低減され、高速耐久性を向上させることができる。

ここで、緯糸１０の打ち込み間隔を、図６に示す従来のすだれ織物８のように、経糸９の１本に相当する間隔にすると、ゴムを被覆した後のプライの厚さｔが増大して、ベルトカバ−層７の薄肉化による軽量化ができなくなり、緯糸１０の打ち込み間隔を経糸９の１１本以上に相当する間隔にすると、ゴムを被覆する工程において、相隣接する経糸９、９同士の乱れ（交錯）を抑制することが難しくなって、すだれ織物８の表面に凹凸が生じ易くなり、ベルトカバ−層７の薄肉化が果たせなくなる。

なお、図２の実施形態では、緯糸１０の打ち込み間隔をそれぞれ経糸９の３本（一定）毎の間隔にした場合を例示したが、本発明では、緯糸１０の１本当りの打ち込み間隔を経糸９の２〜１０本に相当する範囲内において変動させることができる。以下に述べる図３、４の実施形態についても同じ。なお、図３は緯糸１０の１本当りの打ち込み間隔を経糸９の５本毎の一定の間隔とした場合を示している。

本発明において、すだれ織物８を構成する経糸９の材質は、特に限定されるものではないが、ポリアミド繊維、アラミド繊維、ポリエチレンナフタレート繊維、ポリエチレン繊維、レーヨン繊維などが好ましく使用される。

本発明の空気入りラジアルタイヤ１では、経糸９の総繊度を９００〜２２００ｄｔｅｘ、好ましくは９００〜１４００ｄｔｅｘにするとよい。さらに好ましくは、緯糸１０の総繊度を経糸９の総繊度の１／１２以上、１／４以下、最も好ましくは、１／１０以上、１／６以下にするとよい。これにより、すだれ織物８の接着熱処理工程やゴム被覆工程における緯糸１０の破断を抑制することができると共に、経糸９のコード乱れ（交錯）に伴うベルトカバ−層７の厚肉化を効率的に抑制して、転動抵抗性を確実に改良することができる。

ここで、緯糸１０の総繊度が経糸９の総繊度の１／１２未満になると、すだれ織物８の接着熱処理工程又はゴム被覆工程の段階において緯糸１０が破断する恐れが生じ、１／４超になると、すだれ織物８の表面に凹凸が生じ易くなって、ベルトカバー層７の薄肉化が果たせなくなる。

なお、図２及び図３の実施形態では、隣接する経糸９、９間における片撚りコードの撚り方向をそれぞれ同一にした場合を示したが、すだれ織物８の形態安定性を良好に確保する観点から、片撚りコードの撚り方向を隣接する経糸９、９間において互いに異なるようにすることができる。以下に述べる図４の実施形態についても同じ。

本発明において、緯糸１０の材質としては、綿、アラミド繊維、ポリノジックレーヨン繊維、リヨセル繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維などからなる紡績糸などが使用されるが、なかでも高強度かつ低伸張性を有するメタ系アラミド繊維からなる紡績糸が好ましく使用される。これにより、緯糸１０の打ち込み本数を減らせるだけでなく、すだれ織物８の形態安定性をさらに向上させることができる。

図４は、本発明の他の実施形態によるすだれ織物８を示す平面図で、本実施形態では、すだれ織物８の長手方向に相隣接する緯糸１０、１０間において、緯糸１０の打ち込み位置を、経糸９の１本分ずつ一方向（図では左方向）にずらせて製織している。これにより、すだれ織物８の接着熱処理工程やゴム被覆工程において、経糸９、９間の乱れが一層抑制されて、ベルトカバー層７の薄肉化を容易にし、転動抵抗性をさらに向上させることができる。

なお、図４では、図２のすだれ織物８における緯糸１０の打ち込み位置を、経糸９の１本分ずつ一方向にずらせた場合を示したが、緯糸１０の打ち込み間における経糸９の本数は、これに限られるものではない。

また、図１の実施形態では、１層のベルトカバー層７がベルト層５、６の外周側の全域を覆うように配置されている場合を例示したが、ベルトカバー層７の層数及びその配置はこれに限られるものではなく、図５に例示するように、新たなベルトカバー層７ｚ、７ｚをベルトカバー層７の両端部を覆うように配置する場合がある。

本発明の空気入りラジアルタイヤの製造方法は、ベルトカバ−層７の補強芯体を構成するすだれ織物８における緯糸１０の打ち込み間隔を広げることにより、ゴム被覆後のベルトカバ−層７の薄肉化を可能にした図２〜４の実施形態において例示するすだれ織物を使用して、軽量化されたタイヤを生産性を向上させて製造することを骨子とするもので、その要旨は、あらかじめ有機繊維マルチフィラメントヤーンを一方向に撚り合わせた片撚りコードからなる経糸９と、これら経糸９の２〜１０本を跨いで打ち込んだ緯糸１０とによりすだれ織物８を形成しておき、このすだれ織物８にゴムを被覆してカレンダー材料を製造し、このカレンダー材料を経糸９に沿って帯状体に裁断してベルト層５、６の外周側に螺旋状に巻回することによりベルトカバー層７を形成することを特徴にしている。

このように、緯糸１０の打ち込み間隔を広げることにより薄肉化されたカレンダー材料を、帯状体に裁断し、この帯状体をベルト層５、６の外周側に巻回してベルトカバー層７を形成するようにしたので、帯状体の巻回に伴い、タイヤ成形時における生産性を向上させることができ、カレンダー材料の薄肉化により軽量化された空気入りラジアルタイヤ１を効率よく得ることができる。

上述する製造方法において、帯状体の幅を５〜１５ｍｍにするとよい。帯状体の幅が５ｍｍ未満では、生産効率が悪化することになり、１５ｍｍ超では、経糸９にタイヤ周方向に対して角度がついてしまうので、所望の剛性が得られなくなる。

このようにして得られた空気入りラジアルタイヤ１は、高速耐久性を向上させながら、転動抵抗を低減させることができるので、低燃費指向の車両に装着する空気入りラジアルタイヤとして幅広く適用することができる。

タイヤサイズを２０５／５５Ｒ１６、タイヤ構造を図１、ベルトカバー層の補強芯体を構成するすだれ織物の経糸を総繊度が１４００ｄｔｅｘのナイロン６６マルチフィラメントヤーンにすると共に、緯糸の打ち込み間における経糸の本数、緯糸の材料、経糸の総繊度に対する緯糸の総繊度の割合、緯糸の打ち込み密度、及び隣接する緯糸間における経糸１本に相当する打ち込み位置のずれ、をそれぞれ表１のように異ならせてすだれ織物を製織した。

そして、これらすだれ織物に経糸及び緯糸がそれぞれ露出しない程度にゴムを被覆してカレンダー材料を製造し、このカレンダー材料を１０ｍｍの幅に裁断して帯状体を形成し、この帯状体をベルト層の外周側に螺旋状に巻回してベルトカバー層を形成した従来タイヤ（従来例）、本発明タイヤ（実施例１〜７）及び比較タイヤ（比較例）をそれぞれ作製した。

なお、表１において、上述する緯糸の打ち込み間における経糸の本数を「経糸の本数」、隣接する緯糸間における経糸１本に相当する打ち込み位置のずれを「打ち込み位置のずれ」と表示した。

これら９種類のタイヤについて、ベルトカバー層の厚さを測定すると共に、以下の試験方法により転動抵抗性及び高速耐久性の評価を行い、その結果を従来タイヤを１００とする指数により表１に記載した。ベルトカバー層の厚さ及び転動抵抗性については、数値が小さいほど優れていることを示し、高速耐久性については、数値が大きいほど優れていることを示す。
〔転動抵抗性の評価〕
各タイヤをリム（サイズ：１６×６．５ＪＪ）に組み込み、空気圧２３０ｋＰａを充填して、室内ドラム試験機（ドラム径：１７０７ｍｍ）を用いて、荷重４ｋＮを負荷させて、走行速度を８０ｋｍ／ｈとして走行させたときの転動抵抗値を測定した。
〔高速耐久性の評価〕
各タイヤをリム（サイズ：１６×６．５ＪＪ）に組み込み、空気圧２３０ｋＰａを充填して、室内ドラム試験機（ドラム径：１７０７ｍｍ）を用いて、ＪＡＴＭＡ規定の最大荷重の８８％に相当する荷重を負荷させて、速度を２００ｋｍ／ｈにて１時間走行させ、次いで３０分毎に速度を１０ｋｍ／ｈずつ加速させながら、タイヤが破壊するまでの総走行距離を測定し、その結果を以て評価した。

表１より、本発明タイヤは、従来タイヤに比して、転動抵抗性を改善させながら、高速耐久性を向上させていることが判る。なお、比較タイヤは、緯糸の打ち込み間隔を大きくし過ぎたため、経糸の形態が安定せずに、経糸同士が交錯してしまい、ベルトカバー層の薄肉化が果たせなくなり、従来タイヤに比して、転動抵抗性及び高速耐久性が悪化したことを確認した。

なお、本発明タイヤのうち、実施例３は、実施例１に比して経糸の総繊度を小さくしたため、経糸の凹凸が抑制されて、ベルトカバー層の薄肉化が促進され、転動抵抗性が向上した。

また、実施例４は、経糸の総繊度をさらに小さくしたことによるすだれ織物の強度の低下を緯糸の打ち込み密度の増加によって補うようにしたが、緯糸の打ち込み密度の増加に伴い、経糸に凹凸が生じてしまい、実施例３に比してベルトカバー層の厚さが増加して、転動抵抗性の向上効果がやや低減した。

さらに、実施例５、６は、緯糸に高強度のメタアラミド繊維を使用したので、緯糸の打ち込み密度を低減させることが可能になり、実施例３に比してベルトカバー層の厚さが低減して、転動抵抗性がさらに向上した。

１空気入りラジアルタイヤ
２ビード部
３カーカス層
４トレッド部
５、６ベルト層
７ベルトカバー層
８すだれ織物
９経糸
１０緯糸

Claims

左右一対のビード部間に装架したカーカス層と、トレッド部における前記カーカス層の外周側に配置したベルト層と、該ベルト層の外周側に配置したベルトカバー層とを備え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の補強芯体を、有機繊維マルチフィラメントヤーンを一方向に撚り合わせた片撚りコードからなる経糸と、該経糸に直交し、かつ該経糸２〜１０本を跨いで打ち込んだ緯糸とにより製織されたすだれ織物により構成すると共に、前記経糸がタイヤ周方向に対して０〜５°の角度で延在するようにした空気入りラジアルタイヤ。
前記経糸の総繊度を９００〜２２００ｄｔｅｘとした請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記緯糸をメタ系アラミド繊維からなる紡績糸とした請求項１又は２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
相隣接する緯糸間において、前記緯糸の打ち込み位置を、前記経糸１本分ずつ一方向にずらせて製織した請求項１、２又は３に記載の空気入りラジアルタイヤ。
左右一対のビード部間に装架したカーカス層と、トレッド部における前記カーカス層の外周側に配置したベルト層と、該ベルト層の外周側に配置したベルトカバー層とを備えた空気入りラジアルタイヤの製造方法において、
あらかじめ有機繊維マルチフィラメントヤーンを一方向に撚り合わせた片撚りコードからなる経糸と、該経糸２〜１０本を跨いで打ち込んだ緯糸とによりすだれ織物を製織しておき、該すだれ織物を接着熱処理した後、ゴムを被覆してカレンダー材料となし、該カレンダー材料を前記経糸に沿って帯状体に裁断し、該帯状体を前記ベルト層の外周側に前記経糸がタイヤ周方向に対して０〜５°の角度で延在するように螺旋状に巻回して前記ベルトカバー層を形成するようにした空気入りラジアルタイヤの製造方法。
前記経糸の総繊度を９００〜２２００ｄｔｅｘにした請求項５に記載の空気入りラジアルタイヤの製造方法。
前記緯糸をメタ系アラミド繊維からなる紡績糸にした請求項５又は６に記載の空気入りラジアルタイヤの製造方法。
前記帯状体の幅を５〜１５ｍｍにした請求項５、６、又は７に記載の空気入りラジアルタイヤの製造方法。
相隣接する緯糸間において、前記緯糸の打ち込み位置を、前記経糸１本分ずつ一方向にずらせて製織した請求項５〜８のいずれか１項に記載の空気入りラジアルタイヤの製造方法。