JP2021123209A

JP2021123209A - 空気入りタイヤ及び空気入りタイヤの製造方法

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Publication number: JP2021123209A
Application number: JP2020017366A
Authority: JP
Inventors: 学井上; Manabu Inoue
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2020-02-04
Filing date: 2020-02-04
Publication date: 2021-08-30
Anticipated expiration: 2040-02-04
Also published as: JP7476549B2

Abstract

【課題】タイヤの軽量化を図りつつ、緯糸を切断することなく、カーカスコードのコード間隔の均一化を図る。【解決手段】カーカス６は、カーカスコード６ｃからなる径糸１３と緯糸１４とで織られたファブリック１０がトッピングゴム１２で被覆された１枚のカーカスプライ６ｃからなる。カーカスコード６ｃは、総繊度が６０００〜９０００dtexのポリエチレンテレフタレート繊維コードからなる。緯糸１４は、加硫前において、１０％伸長時の応力が１．０〜１．６N、１００％伸長時の応力が１．３〜１．８N、打ち込み数が３．６〜５．９本／５cmである。【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤの軽量化を図りつつ、カーカスコードのコード間隔の均一化を図った空気入りタイヤおよび空気入りタイヤの製造方法に関する。

タイヤのカーカスプライとして、カーカスコードからなる径糸と細い緯糸とで簾織りされたファブリックを、トッピングゴムで被覆したプライ材料が広く使用されている。

他方、例えば乗用車用のタイヤでは、タイヤを軽量化するために、カーカスプライの枚数を２枚から１枚に減じることが行われている。この場合、ケース強度を確保するため、カーカスコードを例えば１１００dtex／２或いは１６７０dtex／２の細いコードから、例えば３３００dtex／２の太いコードに変更することが望まれる。

しかし、コードが太くなることで、径糸と緯糸との接触面積が増える。これにより、縦糸が緯糸に拘束され、タイヤシェーピング時(インフレート時)に、プライ材料がタイヤ周方向に均一に拡がるのを妨げる。

その結果、例えば図５（ａ）に示されるように、カーカスコード（径糸）ａのコード間隔にバラツキが生じ、ユニフォミティの低下原因となりうる。図中の符号ｂは緯糸であり、符号ｃはコード間隔が広い箇所を示す。またコード間隔が広い箇所ｃでは、図５（ｂ）に示されるように、インフレートの圧力Ｐにより、インナライナーゴムｄが、カーカスコードａ、ａ間を通ってタイヤ内側に入り込む所謂「吸い上げ」が生じる。これにより、インナライナーゴムｄのコード下の厚さｔが減じ、エア漏れの発生原因となりうる。なお。前記吸い上げによって厚さｔが減じ、タイヤ内面にカーカスコードａによる凹凸が生じる現象をＯ／ＴＨ（オープンスレッド）と呼ぶ。

下記の特許文献１には、コード間隔の均一化のために、プライ材料において緯糸を切断することが提案されている。この特許文献１では、緯糸として切断伸度が５〜２０％の低伸度糸を採用し、かつ外周に周状突起と周状溝部とを交互に形成した一対のローラ間に、プライ材料を通過させることにより、緯糸を切断している。

特開２００４−１４２４２５号公報

しかし、上記提案では、切断工程を要するため、設備コストの増加や、生産効率の低下を招く。また緯糸の切れる長さや頻度が不均一になる場合があり、カーカスコードのコード間隔の均一化を充分に達成することが難しい。そこで、緯糸を切断することなく、カーカスコードのコード間隔の均一化を図ることが望まれる。

本発明は、タイヤの軽量化を図りつつ、緯糸を切断することなく、カーカスコードのコード間隔の均一化を図りうる空気入りタイヤ及び空気入りタイヤの製造方法を提供することを課題としている。

本発明は、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアの回りで折り返されたカーカスを含む空気入りタイヤであって、
前記カーカスは、カーカスコードからなる径糸と前記径糸に交わる緯糸とで織られたファブリックがトッピングゴムで被覆された１枚のカーカスプライからなり、
前記カーカスコードは、総繊度が６０００〜９０００dtexのポリエチレンテレフタレート繊維コードからなり、
前記緯糸は、加硫前において、１０％伸長時の応力が１．０〜１．６N、１００％伸長時の応力が１．３〜１．８Nであり、かつ打ち込み数が３．６〜５．９本／５cmである。

本発明に係る空気入りタイヤにおいて、前記緯糸は、総繊度が１００〜３００dtexであるのが好ましい。

本発明に係る空気入りタイヤにおいて、前記カーカスプライは、前記ビードコアの半径方向内側において、前記カーカスコードの打ち込み数が４５本／５cm以下であるのが好ましい。

本発明に係る空気入りタイヤにおいて、前記カーカスコードは、破断強度が３５０〜４５０Nであるのが好ましい。

本発明に係る空気入りタイヤにおいて、前記カーカスコードは、加硫前において、１８０℃における熱収縮率が５．０％以下であるのが好ましい。

本発明に係る空気入りタイヤにおいて、前記トッピングゴムは、加硫前において、１３０℃でのムーニー粘度(ＭＬ_１＋４)が３０〜４８であるのが好ましい。

本発明は、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアの回りで折り返されたカーカスを含む空気入りタイヤの製造方法であって、
前記カーカスは、カーカスコードからなる径糸と前記径糸に交わる緯糸とで織られたファブリックがトッピングゴムで被覆された１枚のカーカスプライからなり、
前記カーカスコードは、総繊度が６０００〜９０００dtexのポリエチレンテレフタレート繊維コードからなり、
前記緯糸は、加硫前において、１０％伸長時の応力が１．０〜１．６N、１００％伸長時の応力が１．３〜１．８Nであり、かつ打ち込み数が３．６〜５．９本／５cmである。

本発明に係る空気入りタイヤの製造方法において、前記緯糸は、総繊度が１００〜３００dtexであるのが好ましい。

本発明に係る空気入りタイヤの製造方法において、前記カーカスプライは、加硫前において、前記カーカスコードの打ち込み数が４５本／５cm以下であるのが好ましい。

本発明に係る空気入りタイヤの製造方法において、前記カーカスコードは、破断強度が３５０〜４５０Nであるのが好ましい。

本発明に係る空気入りタイヤの製造方法おいて、前記カーカスコードは、加硫前において、１８０℃における熱収縮率が５．０％以下であるのが好ましい。

本発明に係る空気入りタイヤの製造方法において、前記トッピングゴムは、加硫前において、１３０℃でのムーニー粘度(ＭＬ１＋４)が３０〜４８であるのが好ましい。

本発明は叙上の如く、カーカスが、カーカスコードとして総繊度が６０００〜９０００dtexの太いポリエチレンテレフタレート繊維コードを用いた１枚のカーカスプライにより形成される。これにより、必要なケース強度を確保しながらタイヤの軽量化が図られる。

また緯糸は、加硫前において、１０％伸長時の応力が１．０N以上であり、初期モジュラスが大きい。そのため、シェーピングのためのインフレートに際し、周上で均一に力が掛かり始めるまでは、緯糸が伸長するのを抑えることができ、カーカスの形状を保持することができる。なお緯糸の初期モジュラスが低い場合、力が掛かった位置から緯糸が順次伸び始めるため、カーカスの形状が歪となり周上のコード間隔にバラ付きが生じる。

また緯糸は、加硫前において、１００％伸長時の応力が１．８N以下と低い。もし応力が１．８Nを越えて高い場合、インフレートに際し、均一な力が掛かった後も、緯糸は伸長し難いため、カーカスの拡張に対する抗力となる。そのため、インナライナーゴムの吸い上げを誘発させる。しかし、本発明では、１００％伸長時の応力が１．８N以下と低いため、上記の吸い上げを抑制することができる。

また加硫前において、緯糸の打ち込み数が３．６〜５．９本／５cmに規制されている。打ち込み数が３．６本／５cmを下回ると、緯糸間の間隔が広いため、緯糸間でのカーカスコードの振れが大きくなり、コード間隔にバラ付きを誘発する。逆に打ち込み数が５．９本／５cmを越える場合、緯糸による締め付けが大きく、カーカスコードが周方向に拡がるのを妨げる。そのため、インナライナーゴムの吸い上げを誘発させる。

また緯糸の１０％伸長時の応力、１００％伸長時の応力、及び打ち込み数をそれぞれ規制することにより、互いの効果が結びつき、コード間隔のバラ付きを抑え、インナライナーゴムの吸い上げ、及びユニフォミティの低下を効果的に抑制しうる。

本発明の空気入りタイヤの一実施形態を示す断面図である。カーカスプライ形成用のプライ材料を概念的に示す正面図である。緯糸の「荷重−伸長曲線」の一例を示すグラフである。カーカスコードの振れを示す概念図である。（ａ）カーカスコードのコード間隔がバラ付いたシェーピング状態のカーカスプライの写真、（ｂ）はインナライナーゴムの吸い上げを示す写真である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１に示されるように、本実施形態の空気入りタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至るカーカス６を含む。空気入りタイヤ１は、カーカス６の外側かつトレッド部２の内部に配されるベルト層７、及びカーカス６の内側に配されるインナライナーゴム８をさらに含む。

インナライナーゴム８は、例えばブチルゴム等の低空気透過性ゴムからなり、タイヤ内面Ｓを覆うことにより、タイヤ内圧を保持する。

ベルト層７は、２枚以上、本例では２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから形成される。各ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、タイヤ周方向に対して例えば１０〜３５゜の角度で配列するベルトコードを含む。各ベルトコードがプライ間で交差するように、ベルトプライ７Ａ、７Ｂはベルトコードの傾斜の向きを違えて配される。ベルト層７の半径方向外側に、高速性能（耐久性、操縦安定性などを含む）を高める目的でバンド層（図示省略）を設けることができる。バンド層は、螺旋状に巻回されるバンドコードのプライを含む。

カーカス６は、ビードコア５、５間を跨る本体部６ａと、この本体部６ａに連なりビードコア５をタイヤ軸方向内側から外側に折り返される折返し部６ｂとを具える。タイヤの軽量化のために、折返し部６ｂは、ベルト層７のタイヤ軸方向の外端７Ｅよりもタイヤ半径方向内側で終端するのが好ましい。

カーカス６は、タイヤ周方向に対して例えば７５゜〜９０゜の角度で配列したカーカスコード６ｃ（図２に示す）を有する１枚のカーカスプライ６Ａにより形成される。

このカーカスプライ６Ａは、図２に概念的に示されるように、ファブリック１０の両面がトッピングゴム１１により被覆された、プライ材料１２を用いて形成される。ファブリック１０は、カーカスコード６ｃからなる径糸１３と、径糸１３に交わる緯糸１４とで織られた簾織物状をなす。

カーカスコード６ｃとして、総繊度を６０００〜９０００dtexの範囲とした太いポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維コードが採用される。これにより、カーカス６を１枚のカーカスプライ６Ａにより形成しながら、必要なケース強度が確保される。

カーカスコード６ｃの打ち込み数Ｎａは、４５本／５cm以下が好ましい。打ち込み数が４５本／５cmを越えると、コード間距離が短く、ゴムが浸透せず、ゴム浮きまたはエアーインの現象が生じる傾向を招く。なお打ち込み数の下限は、３０本／５cm以上が好ましく、これを下回ると、平均のコード間隔が増すため、コード間隔のバラ付きが抑えられた場合にも、インナライナーゴム８の吸い上げ傾向を招き、エア漏れの発生原因となりうる。打ち込み数Ｎａは、ビードコア５の半径方向内側（所謂ビードコア下）において測定された値である。ビードコア下での打ち込み数Ｎａは、生タイヤ形成前のプライ材料１２における打ち込み数と実質的に等しい。

ケース強度の確保のために、カーカスコード６ｃの１本当たりの破断強度は、３５０〜４５０Nであるのが好ましい。破断強度が３５０Nを下回ると、ケース強度を充分に確保するのが難しくなる。逆に破断強度が４５０Nを越えると、総維度が大きくなりコード径の増加によってバルジデントの悪化、もしくはモジュラスの増大によるゴム吸い上がりの増加の傾向を招く。破断強度は、カーカスコード６ｃの総繊度、及び撚り数により調整できる。

カーカスコード６ｃの破断強度は、以下のように測定される。新品のタイヤから採取したカーカスコード６ｃに対し、ＪＩＳＬ１０１７の「化学繊維タイヤコード試験方法」に準拠して、室温（２５℃±２℃）にて引っ張り荷重試験を行い、カーカスコード６ｃが切断したときの荷重を、破断強度として求める。

カーカスコード６ｃは、１８０℃における熱収縮率が５．０％以下であるのが好ましい。熱収縮率が５．０％を越えると、タイヤ加硫中にカーカスコード６ｃに縮みが生じ、カーカスコードが内側のゴムに食い込み、ゴム吸い上げが発生する傾向を招く。この熱収縮率は、以下のように測定される。加硫前のカーカスコード６ｃに対し、ＪＩＳＬ１０１７の「化学繊維タイヤコード試験方法」に準拠し、コードを無負荷の状態かつ１８０℃の温度下で３０分間放置した時のコードの縮み量ｙと、放置前のコードの長さｘとの比（ｙ／ｘ）（％）で表される。

トッピングゴム１１は、加硫前における１３０℃でのムーニー粘度(ＭＬ_１＋４)が３０〜４８であるのも好ましい。ムーニー粘度(ＭＬ_１＋４)が３０を下回る場合、トッピングゴム１１が柔らか過ぎとなって、インナライナーゴム８の吸い上げ傾向を招き、エア漏れの発生原因となりうる。逆にムーニー粘度(ＭＬ_１＋４)が４８を越えると、ゴムの粘着力が小さくなり、生タイヤの生産性の低下原因となりうる。このムーニー粘度(ＭＬ_１＋４)は、ゴムの練り工程における例えば練り時間、練り回数等によって調整できる。トッピングゴム１１の一例として、表１のゴム組成のものが挙げられる。

次に、本実施形態では、カーカスプライ６Ａの緯糸１４は、１０％伸長時の応力Ｆ_１０が１．０〜１．６Nの範囲であり、１００％伸長時の応力Ｆ_１００が１．３〜１．８Nの範囲である。図３に、緯糸１４の「荷重−伸長曲線」の一例が示される。

図３に示されるように、緯糸１４は、１０％伸長時の応力Ｆ_１０が１．０N以上であり、従来の緯糸Ａよりも、初期モジュラスが大きい。シェーピング時、インフレートの初期段階では、内圧が不安定に作用する。そのため、もし緯糸１４の応力Ｆ_１０が１．０Nより低い場合、即ち初期モジュラスが低い場合、力が掛かった位置から緯糸１４が伸び始める。その結果、カーカス６の形状が歪となって、周上のコード間隔にバラ付きが生じる。これに対して、応力Ｆ_１０が１．０N以上の場合、インフレートに際して、周上で力が均一に掛かり始めるまでは、緯糸１４が伸長するのが抑えられる。その結果、カーカス６の形状を正常に保つことが可能となる。

応力Ｆ_１０の上限は１．６N以下であって、１．６Nを越えた場合、インフレートの初期段階でカーカス６が拡張し難くなって、インナライナーゴム８の吸い上げを誘発させる。

緯糸１４は、１００％伸長時の応力Ｆ_１００が１．８N以下である。もし、応力Ｆ_１００が、緯糸Ｂのように１．８Nを越えて高い場合、インフレートに際し、均一な力が掛かった後も、緯糸１４が伸長し難い。そのため、カーカス６が拡張し難くなって、インナライナーゴム８の吸い上げを誘発させる。しかし、応力Ｆ_１００を１．８N以下とすることで、上記の吸い上げを抑制することが可能となる。

応力Ｆ_１００の下限は１．３N以上であって、１．３Nを下回ると、成形及び加硫時にタイヤ周上に均一にインフレート応力がかかる前に緯糸１４の一部が伸び始めてしまい、コード間隔を一定に保つことが難しくなる。

緯糸１４の１０％伸長時の応力Ｆ_１０の値、及び１００％伸長時の応力Ｆ_１００の値は、以下のように測定される。加硫前において、ファブリック１０から採取した緯糸１４に対し、ＪＩＳＬ１０１７の「化学繊維タイヤコード試験方法」に準拠して、室温（２５℃±２℃）にて引っ張り荷重試験を行い、「荷重−伸長曲線」を求める。この曲線から、それぞれ１０％伸長時及び１００％伸長時の荷重を求める。

緯糸１４は、総繊度が１００〜３００dtexであるのが好ましく、総維度が３００dtexを越える場合、緯糸１４が太いために、径糸１３（カーカスコード）が畳表のように蛇行し、ユニフォミティの悪化傾向を招く。逆に、総維度が１００dtexを下回る場合、緯糸１４請求項の強力、モジュラスが小さく、ゴムをトッピングする前のファブリック１０が簾形状を保つことが難しくなる。

このような伸び特性の緯糸１４としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）またはナイロンからなる芯材の周囲を、コットンのスパン糸で被覆した被覆糸が好適に採用しうる。

緯糸１４の打ち込み数Ｎｂは、３．６〜５．９本／５cmに規制される。打ち込み数Ｎｂが３．６本／５cmを下回ると、緯糸１４、１４間の間隔が広くなる。そのため、例えば図４に示されるように、緯糸１４、１４間の間隔が広い場合、緯糸１４、１４間でのカーカスコード６ｃの振れ幅δが大きくなって、コード間隔にバラ付きを誘発する。逆に打ち込み数Ｎｂが５．９本／５cmを越える場合、間隔が狭くなって振れ幅δが小さくなるが、緯糸１４による締め付けが大きくなる。そのため、カーカス６が拡張し難くなって、インナライナーゴム８の吸い上げを誘発させる。

緯糸１４の加硫前における１０％伸長時の応力、１００％伸長時の応力、及び打ち込み数をそれぞれ規制することにより、互いの効果が結びつき、コード間隔のバラ付きを抑え、インナライナーゴム８の吸い上げ、及びユニフォミティの低下を効果的に抑制しうる。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

本発明の効果を確認するために、図１に示す構造を有する空気入りタイヤ（２２５／４５Ｒ１７）が、表２〜３の仕様に基づいて試作された。そして、各試作タイヤについて、タイヤ質量、カーカスコードのコード間隔のバラ付き、カーカスコード下のインナライナーゴムの厚さ、タイヤのＲＦＶ（ラジアルフォースバリエーション）がそれぞれ測定され、比較された。表の記載以外は実質的に同仕様である。

（１）タイヤ質量：
タイヤ１本当たりの質量を測定し、比較例１を基準とした差で表示される。−（マイナス）表示は、比較例１より軽量であることを示す。

（２）コード間隔のバラ付き：
直径４００mm(周長１２５７mm)の筒状のインフレートマシンに、プライ材料を巻き付けて円筒状に形成した。巻き付けの始端部と終端部との重なり幅は５mmである。そしてインフレートマシンを、直径６００mm(周長１８８５mm)になるまで拡径させ、拡径後のプライ材料において、幅５０mm毎のカーカスコードの本数を、一周に亘って測定した。そして、カーカスコードの本数／５０mmの最大値と最小値の差を表示した。数値が小さいほど、コード間隔のバラ付きが少ない。

（３）コード下厚さ（カーカスコード下のインナライナーゴムの厚さ）：
光学式顕微鏡を用い、バットレズ部の所定位置（ビードベースラインからタイヤ半径方向外側に７０mm離れた位置）において、タイヤ内面からカーカスコードまでの距離を測定した。測定は、タイヤ周方向の１６ヵ所（タイヤの両側で、それぞれ８ヶ所）の位置で測定した。結果は、測定値の平均値及び標準偏差σで評価される。平均値が高いほど、インナライナーゴムの吸い上げが少なく、また標準偏差σが小さいほどバラツキが少なく優れている。

（４）タイヤのＲＦＶ：
ＪＡＳＯＣ６０７のユニフォミティ測定法に基づいて、各タイヤのＲＦＶが、ユニフォミティマシンを用いて測定された。そしてタイヤ１０００本の平均値が、比較例１を１００とする指数で示される。数値が小さいほどユニフォミティに優れている。

表に示されるように、実施例のタイヤは、タイヤの軽量化を図りながらカーカスコードのコード間隔のバラ付きが抑えられており、インナライナーゴムのコード下での厚さ低下、及びユニフォミティの低下が、それぞれ抑制されているのが確認できる。

１空気入りタイヤ
２トレッド部
３サイドウォール部
４ビード部
５ビードコア
６カーカス
６Ａカーカスプライ
６ｃカーカスコード
１０ファブリック
１１トッピングゴム
１３径糸
１４緯糸

Claims

トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアの回りで折り返されたカーカスを含む空気入りタイヤであって、
前記カーカスは、カーカスコードからなる径糸と前記径糸に交わる緯糸とで織られたファブリックがトッピングゴムで被覆された１枚のカーカスプライからなり、
前記カーカスコードは、総繊度が６０００〜９０００dtexのポリエチレンテレフタレート繊維コードからなり、
前記緯糸は、加硫前において、１０％伸長時の応力が１．０〜１．６N、１００％伸長時の応力が１．３〜１．８Nであり、かつ打ち込み数が３．６〜５．９本／５cmである、空気入りタイヤ。
前記緯糸は、総繊度が１００〜３００dtexである、請求項１記載の空気入りタイヤ。
前記カーカスプライは、前記ビードコアの半径方向内側において、前記カーカスコードの打ち込み数が４５本／５cm以下である、請求項１または２記載の空気入りタイヤ。
前記カーカスコードは、破断強度が３５０〜４５０Nである、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
前記カーカスコードは、加硫前において、１８０℃における熱収縮率が５．０％以下である、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
前記トッピングゴムは、加硫前において、１３０℃でのムーニー粘度(ＭＬ_１＋４)が３０〜４８である、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアの回りで折り返されたカーカスを含む空気入りタイヤの製造方法であって、
前記カーカスは、カーカスコードからなる径糸と前記径糸に交わる緯糸とで織られたファブリックがトッピングゴムで被覆された１枚のカーカスプライからなり、
前記カーカスコードは、総繊度が６０００〜９０００dtexのポリエチレンテレフタレート繊維コードからなり、
前記緯糸は、加硫前において、１０％伸長時の応力が１．０〜１．６N、１００％伸長時の応力が１．３〜１．８Nであり、かつ打ち込み数が３．６〜５．９本／５cmである、空気入りタイヤの製造方法。
前記緯糸は、総繊度が１００〜３００dtexである、請求項７記載の空気入りタイヤの製造方法。
前記カーカスプライは、加硫前において、前記カーカスコードの打ち込み数が４５本／５cm以下である、請求項７または８記載の空気入りタイヤの製造方法。
前記カーカスコードは、破断強度が３５０〜４５０Nである、請求項７ないし９のいずれか１項に記載の空気入りタイヤの製造方法。
前記カーカスコードは、加硫前において、１８０℃における熱収縮率が５．０％以下である、請求項７ないし１０のいずれか１項に記載の空気入りタイヤの製造方法。
前記トッピングゴムは、加硫前において、１３０℃でのムーニー粘度(ＭＬ_１＋４)が３０〜４８である、請求項７ないし１１のいずれか１項に記載の空気入りタイヤの製造方法。