JP2017013521A - 航空機用更生空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】航空機用更生空気入りラジアルタイヤにおいて、台タイヤと更生ゴムとの界面での剥離抗の低下が改良された航空機用更生空気入りラジアルタイヤを提供する。
【解決手段】トレッドセンター部が少なくともタイヤ半径方向内側からラジアルカーカス層２、ベルト層３、更生界面を有するクッションゴム層４、有機繊維コード５Ａのゴム引き層よりなる少なくとも一層の保護層５、及びトレッドゴム層６を有する航空機用更生空気入りラジアルタイヤにおいて、該クッションゴム層と該保護層との間に、硫黄濃度が０．５〜１．０質量％であり、かつ、該クッションゴム層の硫黄以外の配合組成に対して、その変動幅が１０質量％以内の配合組成からなるゴムシートを設置してなる、航空機用更生空気入りラジアルタイヤである。
【選択図】図１

Description

本発明は、航空機用更生空気入りラジアルタイヤ関するもので、より詳しくは、剥離抗力を改良した航空機用更生空気入りラジアルタイヤに関するものである。

航空機用のラジアルタイヤは、高内圧、高荷重条件下で使用されるため、高内圧や高速回転中の遠心力作用によりトレッド面の径方向への迫り出しが大きくなり、これに伴ってトレッドゴムがタイヤ周方向に引き伸ばされた状態になる。特に、離着陸時に滑走路上の石や金属片のような鈍い又は鋭利な異物の上を通過する際、トレッドの異物に対する抵抗力が弱くなり、踏みつけた異物によりトレッドゴムにカット傷が生じ、該異物がトレッド内部に容易に侵入してタイヤの損傷をもたらす問題がある。特に、ベルト保護層にアラミドコードを使用している従来の航空機用ラジアルタイヤにおいては、離着陸等の高速高荷重走行時に高い遠心力等により上記損傷部を起点としたトレッド剥がれ（所謂ピールオフ）が生ずる恐れがある（例えば、特許文献１参照）。

一般に、アラミドコードのような芳香族ポリアミド繊維コードは優れた耐カット性を有するため、タイヤを異物等の衝撃から守るベルト保護層（最外層）に使用されることが多い。しかし、高温時のコードとゴム間の接着性はナイロンコードやポリオレフィン繊維コードよりも低いレベルにあるため、損傷を受けた後の高速回転（高温）時に、ベルト保護層とトレッドとの間でピールオフが生じ易い。

また、一般に更生して使用される航空機用タイヤの寿命の長期化を実現するためには、台タイヤと更生ゴムとの界面での剥離抗力を向上させる必要がある。

特許文献２には、航空機用空気入りバイアスタイヤにおいて、クッションゴム層中の硫黄濃度を制御することにより、更生された後でも高い耐久性を有する航空機用空気入りバイアスタイヤについて開示されている。

特開平３−１６８０６号公報 特開２００８−１８９２３８号公報

本発明の課題は、航空機用更生空気入りラジアルタイヤにおいて、台タイヤと更生ゴムとの界面での剥離抗の低下がより改良された航空機用更生空気入りラジアルタイヤを提供することを目的とするものである。

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、航空機用更生空気入りラジアルタイヤにおいて、クッションゴム層と保護層との間に、特定のゴムシートを設置することにより、上記課題を解決し得ることを見出した。
すなわち、本発明は、下記［１］〜［５］に関する。
［１］トレッドセンター部が少なくともタイヤ半径方向内側からラジアルカーカス層、ベルト層、更生界面を有するクッションゴム層、有機繊維コードのゴム引き層よりなる少なくとも一層の保護層、及びトレッドゴム層を有する航空機用更生空気入りラジアルタイヤにおいて、該クッションゴム層と該保護層との間に、硫黄濃度が０．５〜１．０質量％であり、かつ、該クッションゴム層の硫黄以外の配合組成に対して、その変動幅が１０質量％以内の配合組成からなるゴムシートを設置してなる、航空機用更生空気入りラジアルタイヤ。
［２］前記クッションゴム層のタイヤ半径方向の外側の全ての面が更生界面である、上記［１］に記載の航空機用空気入りラジアルタイヤ。
［３］前記更生界面が、クッションゴム層の表面を１〜５ｍｍ削り取ることによってなるものである、上記［１］又は［２］に記載の航空機用更生空気入りラジアルタイヤ。
［４］前記ゴムシートの厚みが、０．５ｍｍ以上である、上記［１］〜［３］のいずれかに記載の航空機用更生空気入りラジアルタイヤ。
［５］前記ベルト層のタイヤ半径方向の外側の面と前記更生界面との距離が、１．２〜３．３ｍｍである、上記［１］〜［４］のいずれかに記載の航空機用更生空気入りラジアルタイヤ。

本発明によれば、クッションゴム層への歪が集中するのを回避することができ、台タイヤと更生ゴムとの界面での剥離抗力の低下が改良された航空機用更生空気入りラジアルタイヤを得ることができる。

本発明のタイヤのトレッドセンター部の一例の断面図である。 図１に示すタイヤのタイヤ赤道面に対し略０°の角度でらせん状に巻回した有機繊維コードのゴム引き層からなる保護層の一例の平面図である。 図１に示すタイヤからトレッドゴム、保護層及びクッションゴム層の一部を除去して形成した台タイヤのトレッドセンター部の一例の断面図である。 図３に示す台タイヤのクッションゴム層の更生界面にゴムシートを設置して形成した台タイヤのトレッドセンター部の一例の断面図である。

以下に、本発明を詳細に説明する。
本発明の航空機用更生空気入りラジアルタイヤは、トレッドセンター部が少なくともタイヤ半径方向内側からラジアルカーカス層、ベルト層、更生界面を有するクッションゴム層、有機繊維コードのゴム引き層よりなる少なくとも一層の保護層、及びトレッドゴム層を有する航空機用更生空気入りラジアルタイヤにおいて、該クッションゴム層と該保護層との間に、硫黄濃度が０．５〜１．０質量％であり、かつ、該クッションゴム層の硫黄以外の配合組成に対して、その変動幅が１０質量％以内の配合組成からなるゴムシートを設置してなるものである。以下、本発明の航空機用更生空気入りラジアルタイヤについて説明する。
なお、本明細書において、好ましいとされている規定は任意に採用することができ、好ましいもの同士の組み合わせはより好ましいと言える。

以下に、図を参照して本発明の航空機用更生空気入りラジアルタイヤ（以下、タイヤと略記することがある。）を詳細に説明する。図１は、本発明のタイヤのトレッドセンター部の一例の断面図であり、図３は、図１に示すタイヤからトレッドゴム層６、保護層５及びクッションゴム層４の表面を削り取り、更生界面とした台タイヤのトレッドセンター部の一例の断面図である。図４は、図３に示す台タイヤの更生界面に更生ゴム層８となるゴムシートを設置して形成された台タイヤのトレッドセンター部の一例の断面図である。また、図２は、図１に示すタイヤのタイヤ赤道面Ｐに対し略０°の角度でらせん状に巻回した有機繊維コードのゴム引き層からなる保護層の一例の平面図である。

図１に示すタイヤ（新品タイヤ）は、トレッドセンター部がタイヤ半径方向内側からインナーライナー層１、ラジアルカーカス層２、ベルト層３、クッションゴム層４、保護層５及びトレッドゴム層６を有する。上記ベルト層３は、複数のコード３Ａをベルトゴム３Ｂで被覆してなるベルト層の少なくとも一層以上からなる。また、上記保護層５は、有機繊維コード５Ａをコーティングゴム５Ｂで被覆してなる。図示例のタイヤにおいて、保護層５は、１本又は複数本の有機繊維コード５Ａをコーティングゴム５Ｂで被覆してなるゴムリボン７を、図２に示すように、タイヤ赤道面Ｐに対して略０°の角度でらせん状に巻回してなるが、本発明のタイヤの保護層は、これに限られるものではない。例えば、保護層は、タイヤ周方向に波状に延びる複数本のコードを互いに平行に並べてコーティングゴム５Ｂで被覆してもよい。更に、上記ラジアルカーカス層２は、一枚以上のカーカスプライ層から構成され、各カーカスプライ層は、複数のコード２Ａをコーティングゴム２Ｂで被覆してなる。なお、図示例のタイヤのベルト層、保護層５及びカーカスプライ層は、それぞれ二層であるが、本発明のタイヤのベルト層３、保護層５及びカーカスプライの層数は、これに限られるものではない。

一般に、航空機用タイヤは、加硫ゴムを主とする台タイヤに未加硫ゴムを主とする更生ゴムを貼り付けた更生タイヤとして更生される。そのため、更生タイヤの台タイヤのゴム部分は繰り返し加硫されることとなり、クッションゴム層４の更生界面（バフ面）と更生ゴム層との剥離抗力が低下するが、その原因としては、架橋反応を起こすのに必要なゴム中の硫黄成分が未加硫ゴムから加硫ゴム（更生台タイヤ側）へ移行するためであると考えられている。
本発明の航空機用更生空気入りラジアルタイヤでは、トレッドゴム層の少なくとも一部分、トレッドゴム層６と保護層５の少なくとも一部分、トレッドゴム層６、保護層５、及びクッションゴム層４の少なくとも一部分が欠損した箇所を更生することにより、航空機用更生空気入りラジアルタイヤとする。この更生に当たっては、更生前の空気入りラジアルタイヤの前記欠損箇所におけるクッションゴム層４のタイヤ半径方向の外側の少なくとも一部の面をバフ加工することにより、削り取り、更生界面とする。バフ加工することにより更生界面とする際には、クッションゴム層のタイヤ半径方向の外側の全ての面を更生界面とすることが望ましい。全ての面を更生界面とすることにより、トレッドゴム層及び保護層も全て新しいものとすることができる。バフ加工することにより削り取る厚みは、１ｍｍ以上とすることが望ましく、好ましくは、１〜５ｍｍの範囲内で削り取ることが望ましい。１ｍｍ以上削り取ることにより、硫黄成分の多いクッションゴム層４の表面部分をなくすことができ、更生後のタイヤの台タイヤと更生ゴムとの界面での剥離抗力の低下を改善することができる。

前記クッションゴム層４のタイヤ半径方向の外側の少なくとも一部の面をバフ加工することにより、削り取った更生界面には、ゴムシートを設置することにより本発明の航空機用更生空気入りラジアルタイヤを得ることができる。更生界面に設置されるゴムシートは、硫黄濃度が０．５〜１．０質量％であり、かつ、該クッションゴム層の硫黄以外の配合組成に対して、その変動幅が１０質量％以内の配合組成からなるゴムシートが設置される。ゴムシート中の硫黄分濃度を上記範囲内とすることにより、更生後のタイヤの台タイヤと更生ゴムとの界面での剥離抗力の低下を改善することができる。また、クッションゴム層の硫黄以外の配合組成と設置されるゴムシートの配合組成は、その配合組成の変動幅を１０質量％以内とすることが必要である。その配合組成の変動幅が１０質量％を超えると、配合組成の相違が大きくなることから、更生後のタイヤの台タイヤと更生ゴムとの界面での剥離抗力が低下する恐れがあり好ましくない。その配合組成の変動幅は、好ましくは５質量％以内とすることが望ましい。そして、硫黄以外のクッションゴム層の配合組成とゴムシートの配合組成を同じ配合組成とすることが最も好ましい。設置されるゴムシートの厚みは、０．５ｍｍ以上、好ましくは０．５〜５ｍｍとすることが好ましい。なお、更生回数を複数回行う場合は、更生するタイヤからトレッドゴム層及び保護層を除去し、その表面をバフ加工することにより同様に削り取り、更生界面とする。その後、同様にして保護層及びトレッドゴム層を貼り付けて、本発明の航空機用更生空気入りラジアルタイヤとすることができる。

クッションゴム層４を構成する成分の配合組成は、特に限定されるものではないが、天然ゴム等のジエン系ゴムにカーボンブラック、ステアリン酸、酸化亜鉛、老化防止剤、加硫促進剤、硫黄を配合してなるものを挙げることができる。更生界面に設置されるゴムシートは、前述したとおり、前記クッションゴム層の硫黄以外の配合組成に対して、その変動幅を１０質量％以内とした配合組成からなるゴムシートが使用される。硫黄の配合組成については、更生界面に設置されるゴムシート中の硫黄分濃度も、クッションゴム層４に使用された硫黄分濃度と同じ濃度とすることが好ましい。

本発明の航空機用更生空気入りラジアルタイヤでは、前記ベルト層３のタイヤ半径方向の外側の面と前記更生界面との距離を１．２〜３．３ｍｍ、より好ましくは、１．５〜３．０ｍｍとすることが好ましい。このような距離とすることにより、硫黄高濃度部分を十分に除き、更生タイヤの接着性を改善することができる。

前記保護層は、有機繊維コードのゴム引き層よりなる少なくとも一層を有するものであるが、該保護層を構成する有機繊維コードとしては、ポリケトン繊維コード、アラミド繊維コード、ナイロン繊維コード、ポリエステル繊維コード等の有機繊維コードを挙げることができるが、ポリケトン繊維コードを用いることにより、タイヤの耐カット性及び高温接着性を改善できることから、ポリケトン繊維コードを用いることが好ましい。

前記ポリケトン繊維コードとしては、下記式（IV）

［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、各繰り返し単位において同一でも異なってもよい］で表される繰り返し単位から実質的になるポリケトン繊維コードを用いることができる。また、該ポリケトンの中でも、繰り返し単位の９７モル％以上が１−オキソトリメチレン［−ＣＨ_２−ＣＨ_２−ＣＯ−］であるポリケトンが好ましく、９９モル％以上が１−オキソトリメチレンであるポリケトンが更に好ましく、１００モル％が１−オキソトリメチレンであるポリケトンが最も好ましい。

上記ポリケトン繊維コードの原料のポリケトンは、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(IV)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，ビニルピロリドン及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。

更に、上記ポリケトンの重合度としては、下記式：

［式中、ｔ及びＴは、純度９８％以上のヘキサフルオロイソプロパノール及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；ｍ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の範囲にあることが好ましく、２〜１０ｄＬ／ｇの範囲にあることが更に好ましく、３〜８ｄＬ／ｇの範囲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、乾燥時及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及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、紡糸性及び物性に悪影響が出ることがある。

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及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）又は（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号に記載の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号に記載のような亜鉛塩、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。

上記ポリケトン繊維を用いて保護層用コードを形成する場合、該コードは、引張破断強度が５．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、初期弾性率が２１ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、３％伸長時応力が１．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが好ましい。引張破断強度、初期弾性率及び３％伸長時応力が上記範囲内にあると、アラミドコード使用時と同等の耐カット性を発揮することができる。しかし、引張破断強度が上記範囲を下回ると、保護層としての強度が不足し、アラミドコードと同等の耐カット性を実現することが困難になる。また、初期弾性率及び３％伸長時応力が上記範囲を下回ると、保護層としての剛性が不足し、異物に対する抵抗力が弱まり、その結果、アラミドコードと同等の耐カット性を実現することが困難になると同時に、トレッドの耐カット性が劣化することになる。

なお、更生前の空気入りラジアルタイヤは、前記欠損箇所をバフ加工することにより、削り取り、更生界面とするが、前記欠損箇所をバフ加工する際には、欠損箇所のみをバフ加工し、クッションゴム層の更生界面に、前記ゴムシートを配置して更正タイヤとしてもよいし、その欠損箇所に前記ゴムシートを配置して、さらにその上に保護層、トレッドゴム層を配置して更正タイヤとしてもよいし、あるいは、更生前の空気入りラジアルタイヤのクッションゴム層より表面側の保護層及びトレッドゴム層を全て取り去り、クッションゴム層の表面をその全周にわたってバフ加工し、クッションゴム層の更生界面に全周にわたって前記ゴムシートを配置して、さらにその上に保護層、トレッドゴム層を配置して更正タイヤとしてもよい。

以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。各種物性評価方法は以下の方法により行った。

表１に示す配合処方に従ってクッションゴム用のゴム組成物Ａ及びＢを調製した。また、表２に示す配合処方に従って保護層のゴムを得るためのゴム組成物Ｘを調製した。

＊１ Ｎ-(１,３-ジメチルブチル)-Ｎ^’-フェニル-ｐ-フェニレンジアミン
＊２ Ｎ-ｔ-ブチル-２-ベンゾチアゾリルスルフェンアミド

比較例１及び３
表３に示す組み合わせで、クッションゴム用ゴム組成物及び保護層のゴム組成物を用い、更に、ポリケトン繊維コードを保護層に用いて、クッションゴムのタイヤ半径方向外側に保護層及び更生ゴム（トレッドゴム）を貼り付け加硫して、図１に示す構造でタイヤサイズ：Ｈ４４．５Ｘ１６．５−２１／２８ＰＲ（５０×２０Ｒ２２）の航空機用空気入りラジアルタイヤ（新品タイヤ、更生回数０回）を作製した。また、図３に示すように、新品タイヤからトレッドゴム層、保護層及びクッションゴム層の一部を除去し、バフ掛けした後、保護層及びトレッドゴム層を貼り付けて加硫して図１と同様の構造の航空機用更生空気入りラジアルタイヤを作成した。同様に更生を行い更生回数１〜５回の更生タイヤをそれぞれ準備した。上述のようにして準備した新品タイヤに対し、下記の方法により、剥離抗力を測定した。結果を表３に示す。

比較例２及び実施例１
表３に示す組み合わせで、クッションゴム用ゴム組成物及び保護層のゴム組成物を用い、更に、ポリケトン繊維コードを保護層に用いて、クッションゴムのタイヤ半径方向外側に保護層及び更生ゴム（トレッドゴム）を貼り付け加硫して、図１に示す構造でタイヤサイズ：Ｈ４４．５Ｘ１６．５−２１／２８ＰＲ（５０×２０Ｒ２２）の航空機用空気入りラジアルタイヤ（新品タイヤ、更生回数０回）を作製した。また、図３に示すように、新品タイヤからトレッドゴム、保護層及びクッションゴム層の一部を除去し、バフ掛けした。バフ掛けは、比較例１及び３より、１ｍｍ深く削ってバフ掛けを行い、更生界面とした。そのクッションゴム層の更生界面の上に厚さ１ｍｍの更生用ゴムシート（補正用シート）を貼り付け、次いで、比較例１及び３と同様にして、保護層及びトレッドゴム層を貼り付けて加硫して図１と同様の構造の航空機用更生空気入りラジアルタイヤを作成した。同様に更生を行い更生回数１〜５回の更生タイヤをそれぞれ準備した。上述のようにして準備した新品タイヤに対し、下記の方法により、剥離抗力を測定した。結果を表３に示す。

＜剥離抗力（指数）＞
各航空機タイヤを試験ドラムに装着し、更生１回目の更生面剥離抗力［更生面（トレッド部）が剥離するまでの抗力（摩擦抵抗）］を“１００”として、更生２〜５回目の生面剥離抗力を指数化した。なお、数値が大きいほど、更生面剥離抗力に優れている。

上記比較例１及び３は、更生用ゴムシート（補正用シート）を用いないで、更生した例であるが、更生５回目の剥離抗力（指数）が５０程度と大きく低下していることが示されている。比較例２は、更生する際に、更生用ゴムシート（補正用シート）を用いた例であるが、用いた更生用ゴムシート（補正用シート）の硫黄分濃度が１．３１質量％と高いため、更生回数を進めると、剥離抗力が低下し、更生５回目では、５１まで低下していることが示されている。これに対して、実施例１では、更生回数を進めても剥離抗力が大きく低下せず、更生５回目でも、６６を維持していることが示されている。

１ インナーライナー層
２ ラジアルカーカス層
２Ａ コード
２Ｂ コーティングゴム
３ ベルト層
３Ａ コード
３Ｂ ベルトゴム
４ クッションゴム層
５ 保護層
５Ａ 有機繊維コード
５Ｂ コーティングゴム
６ トレッドゴム層
７ ゴムリボン
８ 更生ゴム層
Ｐ タイヤ赤道面
Ｓ 更生界面

本発明の航空機用更生空気入りラジアルタイヤは、更生回数を重ねても、台タイヤと更生ゴムとの界面での剥離抗力の低下が少ないので、航空機用更生空気入りラジアルタイヤとして、有用である。

Claims (5)

1. トレッドセンター部が少なくともタイヤ半径方向内側からラジアルカーカス層、ベルト層、更生界面を有するクッションゴム層、有機繊維コードのゴム引き層よりなる少なくとも一層の保護層、及びトレッドゴム層を有する航空機用更生空気入りラジアルタイヤにおいて、該クッションゴム層と該保護層との間に、硫黄濃度が０．５〜１．０質量％であり、かつ、該クッションゴム層の硫黄以外の配合組成に対して、その変動幅が１０質量％以内の配合組成からなるゴムシートを設置してなる、航空機用更生空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記クッションゴム層のタイヤ半径方向の外側の全ての面が更生界面である、請求項１に記載の航空機用更生空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記更生界面が、クッションゴム層の表面を１〜５ｍｍ削り取ることによってなるものである、請求項１又は２に記載の航空機用更生空気入りラジアルタイヤ。
4. 前記ゴムシートの厚みが、０．５ｍｍ以上である、請求項１〜３のいずれかに記載の航空機用更生空気入りラジアルタイヤ。
5. 前記ベルト層のタイヤ半径方向の外側の面と前記更生界面との距離が、１．２〜３．３ｍｍである、請求項１〜４のいずれかに記載の航空機用更生空気入りラジアルタイヤ。

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