JP2015205666A

JP2015205666A - 空気入りタイヤ及びその製造方法

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Publication number: JP2015205666A
Application number: JP2014089068A
Authority: JP
Inventors: 石井　秀和; Hidekazu Ishii; 秀和石井
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2014-04-23
Filing date: 2014-04-23
Publication date: 2015-11-19
Anticipated expiration: 2034-04-23
Also published as: JP6330449B2

Abstract

【課題】カーカスを構成するレーヨン繊維コードの耐水接着性を従来レベル以上に向上するようにした空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】レゾルシン・ホルマリン・ラテックス混合液でディップ処理したレーヨン繊維コードからなるカーカス層４を備えた空気入りタイヤであって、前記レーヨン繊維コードの以下の式で表される撚り係数Ｋが２４００〜３４００、前記混溶液の浸透率が前記レーヨン繊維コードの断面積の３０％以上６０％未満であることを特徴とする。
Ｋ＝Ｔ√Ｄ
（式中、Ｋは撚り係数、Ｔはレーヨン繊維コードの撚り数（回／１０ｃｍ）であり、Ｄはレーヨン繊維コードの総繊度（ｄｔｅｘ）である。）
【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤ及びその製造方法に関し、さらに詳しくはカーカスコードをレーヨン繊維コードで構成した空気入りタイヤ及びその製造方法に関する。

レーヨン繊維コードは、ナイロン繊維などに比べ弾性率が高く、さらに物性の温度依存性が小さいため、高性能タイプの空気入りタイヤのカーカス層などに使用することで、タイヤの操縦安定性を向上させることができる（例えば特許文献１参照）。

しかし、レーヨン繊維コードは、水分による物性変化が大きいことや水分により被覆ゴムとの接着性（耐水接着性）が低下するということが懸念される。このためレーヨン繊維コードが水分に触れないように工夫されているが、レーヨン繊維コードの耐水接着性は必ずしも十分なレベルにまで達していなかった。

特開２０１０‐１３２２１８号公報

本発明の目的は、カーカスを構成するレーヨン繊維コードの耐水接着性を従来レベル以上に向上するようにした空気入りタイヤ及びその製造方法を提供することにある。

上記目的を達成する本発明の空気入りタイヤは、レゾルシン・ホルマリン・ラテックス混合液でディップ処理したレーヨン繊維コードからなるカーカス層を備えた空気入りタイヤであって、前記レーヨン繊維コードの以下の式で表される撚り係数Ｋが２４００〜３４００、前記混溶液の浸透率が前記レーヨン繊維コードの断面積の３０％以上６０％未満であることを特徴とする。
Ｋ＝Ｔ√Ｄ
（式中、Ｋは撚り係数、Ｔはレーヨン繊維コードの撚り数（回／１０ｃｍ）であり、Ｄはレーヨン繊維コードの総繊度（ｄｔｅｘ）である。）

本発明の空気入りタイヤは、そのカーカスコードをレゾルシン・ホルマリン・ラテックス混合液でディップ処理したレーヨン繊維コードであって、レゾルシン・ホルマリン・ラテックス混溶液の浸透率をコードの断面積の３０％以上６０％未満、撚り係数Ｋを２４００〜３４００にしたレーヨン繊維コードにしたので、カーカスコードとして十分な強度および耐疲労性を有し、かつ耐水接着性を従来レベル以上に向上することができる。これにより空気入りタイヤの荷重耐久性を確保することができる。

またレーヨン繊維コードとしては、混合液でディップ処理する前の０．１３ｃＮ／ｄｔｅｘの張力負荷時の伸び率が０．４％以上０．８％未満であることが好ましい。これにより、ディップ処理のとき混合液が程度に浸透し、耐水接着性および耐疲労性を両立することができる。

本発明の空気入りタイヤの製造方法は、０．１３ｃＮ／ｄｔｅｘの張力をかけたときの伸び率が０．４％以上０．８％未満であるレーヨン繊維コードを、レゾルシン・ホルマリン・ラテックス混合液にディップ処理し、得られた繊維コードをカーカス層のカーカスコードに使用することを特徴とする。この製造方法により、レーヨン繊維コードの耐水接着性および耐疲労性を両立するとともに、空気入りタイヤの荷重耐久性を確保することができる。

本発明の空気入りタイヤの実施形態の一例を示すタイヤ子午線方向の半断面図である。

図１は、空気入りタイヤの実施形態の一例を示す。空気入りタイヤは、トレッド部１、サイドウォール部２、ビード部３からなる。

図１において、左右のビード部３間にタイヤ径方向に延在するカーカスコードをタイヤ周方向に所定の間隔で配列してゴム層に埋設した２層のカーカス層４が延設され、その両端部がビード部３に埋設したビードコア５の周りにビードフィラー６を挟み込むようにしてタイヤ軸方向内側から外側に折り返されている。カーカス層４の内側にはインナーライナー層７が配置されている。トレッド部１のカーカス層４の外周側には、タイヤ周方向に傾斜して延在する補強コードをタイヤ軸方向に所定の間隔で配列してゴム層に埋設した２層のベルト層８が配設されている。この２層のベルト層８の補強コードは層間でタイヤ周方向に対する傾斜方向を互いに逆向きにして交差している。ベルト層８の外周側には、ベルトカバー層９が配置されている。このベルトカバー層９の外周側に、トレッド部１がトレッドゴム層１２により形成される。各サイドウォール部２のカーカス層４の外側にはサイドゴム層１３が配置され、各ビード部３のカーカス層４の折り返し部外側にはリムクッションゴム層１４が設けられている。

本発明の空気入りタイヤは、カーカス層４を構成するカーカスコードをレーヨン繊維コードにより形成する。レーヨン繊維コードからなるカーカスコードを有することにより、高性能タイプの空気入りタイヤとして優れた操縦安定性を得ることができる。

本発明の空気入りタイヤに使用するレーヨン繊維コードは、以下の式で表される撚り係数Ｋが２４００〜３４００、好ましくは２６００〜３０００である。
Ｋ＝Ｔ√Ｄ
（式中、Ｋは撚り係数、Ｔはレーヨン繊維コードの撚り数（回／１０ｃｍ）であり、Ｄはレーヨン繊維コードの総繊度（ｄｔｅｘ）である。）

撚り係数Ｋを２４００以上にすることにより、優れた耐疲労性を確保することができる。また撚り係数Ｋを３４００未満にすることにより、繊維コードの強度を確保することができる。

本発明の空気入りタイヤは、レーヨン繊維コードに、レゾルシン・ホルマリン・ラテックス混合液（以下、「ＲＦＬ混合液」ということがある。）にディップ処理し、特定の浸透率を有する。このＲＦＬ混合液は、レゾルシン（Ｒ）・ホルマリン（Ｆ）の初期縮合物（ＲＦ初期縮合物）とゴムラテックス（Ｌ）との水系混合液であり、レーヨン繊維コードとゴムとの接着性を向上する。

本発明で使用するＲＦＬ混合液において、ＲＦ初期縮合物は、レゾルシンとホルマリンを水に溶解し、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加えてレゾルシンとホルマリン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レゾルシンとホルマリンとを反応させたノボラック型があり、いずれのものを用いてもよい。好ましくはノボラック型を使用するとよい。

ＲＦ初期縮合物に混合するゴムラテックス（Ｌ）は、被覆ゴム層を構成するゴムの種類に応じて適宜選択することができる。ゴムラテックスとしては、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（ＶＰ）ラテックス、スチレン−ブタジエン共重合体（ＳＢＲ）ラテックス、天然ゴムラテックス等が例示される。特にＶＰラテックスが接着性の観点から好ましい。また、ＶＰラテックスにはＳＢＲラテックスや天然ゴムラテックスを適宜混合して用いることができる。

本発明の空気入りタイヤにおいて、上述したＲＦＬ混溶液のレーヨン繊維コードへの浸透率が、レーヨン繊維コードの断面積の３０％以上６０％未満、好ましくは４０〜５０％である。ＲＦＬ混溶液の浸透率を３０％以上にすることにより、レーヨン繊維コードへ水分が浸透するのを抑制することができる。これにより耐水接着性を改良することができる。またＲＦＬ混溶液の浸透率を６０％未満にすることにより、レーヨン繊維コードの耐疲労性を高いレベルで確保することができる。本明細書において、ＲＦＬ混溶液のレーヨン繊維コードへの浸透率は、レーヨン繊維コードの断面を電子顕微鏡で観察し、得られた画像を解析して、コード断面積に対するＲＦＬ混合液が浸透した領域の面積の割合として求められる。

本発明の空気入りタイヤのカーカスコードを構成するレーヨン繊維コードとしては、ＲＦＬ混合液でディップ処理する前のレーヨン繊維コードが、０．１３ｃＮ／ｄｔｅｘの張力をかけたときの伸び率が、好ましくは０．４％以上０．８％未満、より好ましくは０．５〜０．７％であるとよい。０．１３ｃＮ／ｄｔｅｘの張力下の伸び率を０．４％以上にすることにより、ディップ処理するときＲＦＬ混合液が浸透しやすくなり、耐水接着性を改良することができる。また０．１３ｃＮ／ｄｔｅｘの張力下の伸び率を０．６％未満にすることにより、ＲＦＬ混合液が過剰に浸透するのを抑制することができる。これによりレーヨン繊維コードの耐疲労性を高いレベルで確保することができる。レーヨン繊維コードに０．１３ｃＮ／ｄｔｅｘの張力をかけたときの伸び率を０．４％以上０．８％未満にするには、レーヨン繊維コードを緩く撚糸することにより調節することができる。例えば撚糸するときの張力を低くするとよい。また撚糸機として、直撚機よりもリング撚糸機を使用することにより、レーヨン繊維コードを緩く撚糸することができる。或いは、一旦、撚糸して巻き取った後、リワインド操作を行うことにより、撚りを緩くすることができる。またこれらを組み合わせて、レーヨン繊維コードの０．１３ｃＮ／ｄｔｅｘ張力下の伸び率を調節することができる。

上述したカーカスコードを被覆するゴムとしては、タイヤ等のゴム製品に使用可能な任意のジエン系ゴム、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）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）など例示される。これらのジエン系ゴムは単独又は任意のブレンドとして用いることができる。

本発明の空気入りタイヤのカーカスコードは、上述した撚り係数ＫとＲＦＬ混合液の浸透率を有するレーヨン繊維コードにより構成したので、被覆ゴムとの接着性、とりわけ耐水接着性を向上することができる。このためカーカスコードと被覆ゴムとの接着力が優れるため、タイヤ耐久性を向上することができる。

本発明の空気入りタイヤの製造方法は、０．１３ｃＮ／ｄｔｅｘの張力をかけたときの伸び率が０．４％以上０．８％未満で、撚り係数Ｋが２４００〜３４００であるレーヨン繊維コードを、レゾルシン・ホルマリン・ラテックス混合液にディップ処理し、得られた繊維コードをカーカス層のカーカスコードに使用するものである。レーヨン繊維コードの０．１３ｃＮ／ｄｔｅｘの張力をかけたときの伸び率が０．４％以上０．８％未満にするには、上記の通り調節することができる。

このレーヨン繊維コードを、レゾルシン・ホルマリン・ラテックス混合液でディップ処理する。ここでレーヨン繊維コードに好ましくは０．０７５〜０．１０５ｃＮ／ｄｔｅｘ、より好ましくは０．０８５〜０．０９５ｃＮ／ｄｔｅｘの張力をかけながらディップ処理するとよい。このような張力をかけながらディップ処理することにより、レーヨン繊維コードに浸透するＲＦＬ混合液の量を適切に調節することができる。

上記で得られたディップ処理したレーヨン繊維コードを、簾織にしゴム引きすることによりカーカス層を構成するカーカスプライをえることができる。このカーカスプライを用いて、通常の方法で空気入りタイヤを製造することができる。

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。

表１に示すように、繊維コードの撚り数、撚り係数Ｋ、０．１３ｃＮ／ｄｔｅｘの張力をかけたときの伸び率を異ならせた９種類のレーヨン繊維コード（標準例、実施例１〜６、比較例１〜２）を準備した。なお、レーヨン繊維コードとしては、コード構造が１８４０ｄｔｅｘの２本撚り、１．８２ｃＮ／ｄｔｅｘの張力をかけたときの伸び率を４．２％にすることを共通の条件にした。また０．１３ｃＮ／ｄｔｅｘの張力をかけたときの伸び率は、使用する撚糸機の種類（直撚機またはリング撚糸機）、撚糸時の張力の大きさ（大、中、小）およびリワインドの有無により調節した。

レーヨン繊維コードを、レゾルシン・ホルマリン・ラテックス（ＲＦＬ）混合液に、０．０９ｃＮ／ｄｔｅｘのテンションをかけながらディップ処理し、乾燥させた。なお、ゴムラテックス（Ｌ）としてビニルピリジン・スチレン・ブタジエンターポリマー（ＶＰ）ラテックスを使用した。

得られたＲＦＬ混合液でディップ処理したレーヨン繊維コードを切断し、その断面を
デジタルマイクロスコープ（ＨＩＲＯＸ社製ＣＴ−７）を用いて５０倍で観察し撮像した。得られた写真を画像解析することにより、コード断面積に対するＲＦＬ混合液が浸透した領域の面積の割合を求め、ＲＦＬ混合液の浸透率とした。この結果を表１に示す。

得られた９種類のレーヨン繊維コード（標準例、実施例１〜６、比較例１〜２）をそれぞれカーカスコードとして、エンド数４５本／５０ｍｍで引き揃えて、表２に示すゴム組成物でゴム引きし未加硫のカーカスプライを成形した。得られたカーカスプライを２つ使用して、タイヤサイズが２４５／４０Ｒ１８の９種類の空気入りタイヤ（標準例、実施例１〜６、比較例１〜２）を製作した。
得られた空気入りタイヤの耐水接着性および荷重耐久性を下記の方法で評価した。

耐水接着性
得られた空気入りタイヤを温度７０℃、湿度９６％の環境下にて３日間放置した。その後、２層構造のカーカス層を切り出し、ＪＩＳＫ６２５６の試験条件に準拠してカーカス層間の剥離試験を行い、剥離強度を測定した。得られた結果は、標準例の剥離強度を１００とする指数として表１に示した。この値が大きいほど、空気入りタイヤの耐水接着性が優れることを意味する。

荷重耐久性
得られた空気入りタイヤをリムサイズ１８×８．０Ｊのリムに装着し、ＪＩＳＤ４２３０６．３に準拠する室内ドラム試験機（ドラム径１７０７ｍｍ）に取付け、荷重耐久試験を行った。タイヤが破壊するまで走行させ、その走行距離を測定した。得られた結果は、標準例の走行距離を１００とする指数として表１に示した。この値が大きいほど、空気入りタイヤの荷重耐久性が優れることを意味する。

表２で配合した原材料は、以下の通りである。
ＮＲ：天然ゴム、ＴＳＲ２０
ＳＢＲ：スチレンブタジエンゴム、日本ゼオン社製Ｎｉｐｏｌ１５０２
カーボンブラック：東海カーボン社製シーストＶ
オイル：昭和シェル石油社製エキストラクト４号Ｓ
酸化亜鉛：正同化学工業社製酸化亜鉛３種
ステアリン酸：日油社製ビーズステアリン酸
老化防止剤：フレキシス社製ＳＡＮＴＯＦＬＥＸ６ＰＰＤ
不溶性硫黄：フレキシス社製ＣＲＹＳＴＥＸＨＳＯＴ２０
加硫促進剤：大内新興化学工業社製ノクセラーＣＺ−Ｇ

表１の結果から明らかなように、実施例１〜６の空気入りタイヤは、タイヤの荷重耐久性を維持しながら、耐水接着性を改良することが確認された。

比較例１の空気入りタイヤは、ＲＦＬ混合液の浸透率が３０％未満であるため、タイヤの耐水接着性が低下した。また比較例２の空気入りタイヤは、ＲＦＬ混合液の浸透率が６０％以上であるため、タイヤの耐水接着性は改良されるが、タイヤの荷重耐久性が悪化した。

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ビードフィラー
７インナーライナー層
８ベルト層
９ベルトカバー層

Claims

レゾルシン・ホルマリン・ラテックス混合液でディップ処理したレーヨン繊維コードからなるカーカス層を備えた空気入りタイヤであって、前記レーヨン繊維コードの以下の式で表される撚り係数Ｋが２４００〜３４００、前記混溶液の浸透率が前記レーヨン繊維コードの断面積の３０％以上６０％未満であることを特徴とする空気入りタイヤ。
Ｋ＝Ｔ√Ｄ
（式中、Ｋは撚り係数、Ｔはレーヨン繊維コードの撚り数（回／１０ｃｍ）であり、Ｄはレーヨン繊維コードの総繊度（ｄｔｅｘ）である。）
前記混合液でディップ処理する前のレーヨン繊維コードが、０．１３ｃＮ／ｄｔｅｘの張力をかけたときの伸び率が０．４％以上０．８％未満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。
０．１３ｃＮ／ｄｔｅｘの張力をかけたときの伸び率が０．４％以上０．８％未満であるレーヨン繊維コードを、レゾルシン・ホルマリン・ラテックス混合液にディップ処理し、得られた繊維コードをカーカス層のカーカスコードに使用することを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤの製造方法。