JP4242960B2

JP4242960B2 - Heavy duty pneumatic radial tire

Info

Publication number: JP4242960B2
Application number: JP36715298A
Authority: JP
Inventors: 洋児渡部
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1998-12-24
Filing date: 1998-12-24
Publication date: 2009-03-25
Anticipated expiration: 2018-12-24
Also published as: JP2000185512A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、小型トラックやトラック・バスなどの比較的重い荷重の加わる車両に供する重荷重用空気入りラジアルタイヤ、とくに軽量で走行耐久性に優れた重荷重用空気入りラジアルタイヤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
重荷重用空気入りラジアルタイヤは、乗用車用タイヤと比較すると、負荷荷重の大きい過酷な条件下での使用に耐える必要があるため、タイヤの骨格を形成するカーカスプライには、高強度のスチールコードを使用するのが通例である。
【０００３】
ところで、近年では、環境保護および省エネルギーの観点から、自動車の低燃費化が進められ、それに伴いタイヤの軽量化が強く求められている。この要請に応えるために、最近では、重荷重用タイヤの分野においても、そのカーカスプライの補強材として、スチールコードを軽量な有機繊維コードに置き換える試みがなされている。
【０００４】
例えば、特開昭６３−５７３０５号公報には、カーカスプライコードに比較的太径の芳香族ポリアミド（以下アラミド）繊維を用いた重荷重用空気入りラジアルタイヤが開示されている。ここでは、太径のプライコードを用いた場合、タイヤの走行時にカーカスへ繰り返し入力があると、該カーカスのプライコードの端部に応力が集中し易くなる結果、いわゆるプライ端セパレーションを誘発する不利があることから、プライコード端部での応力集中を緩和することを目的として、該カーカスプライを１対のビードコアの回りでタイヤの内側から外側に折り返しビードフィラーに沿わせて配置し、その折り返し端を、スチールコードからなる第１補強層で覆い、さらに第１補強層を有機繊維からなる第２補強層で覆う、ビード構造が提案されている。
【０００５】
このビード構造を採用したタイヤは、確かに、タイヤが完全に摩耗するまでの期間、カーカスのプライ端セパレーションによる故障を起こさずに走行することができる。
【０００６】
ところで、近年では、トラックやバスなどにおいて、その積載能力を高める目的で車両の低床化が進められているのに伴って、当該車両に用いる重荷重用タイヤの扁平化、例えば扁平比が７０％以下となる扁平化が要求されている。この扁平化されたタイヤは、通常の扁平比のタイヤに比べて、タイヤの負荷能力が高くなり、またタイヤサイド部の曲率が小さくなるため、カーカスプライ端末での上記応力はより大きくなる。従って、とりわけ扁平比が７０％以下の扁平タイヤでは、上記公報で提案されたビード部補強構造を採用しても、未だ充分な耐久性は得られなかった。
【０００７】
一方、特開平８−９９５０２号公報には、カーカスのプライ端セパレーションを回避する方法について、芳香族ポリアミドからなるカーカスプライをビードコアのまわりに巻回した後、ビードフィラーに沿って上げて、その端末をベルト下に配置する、方途が提案されている。この構造によってプライ端セパレーションを確かに回避することができるが、この構造を扁平比が７０％以下の扁平タイヤを適用すると、カーカスの折り返し部におけるコード強力が、タイヤ走行に伴って低下することが、新たに問題として浮上した。これは、タイヤが低内圧下や高荷重下で走行した場合に、カーカス折り返し部のプライコードに大きな圧縮入力が加わるためである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、この発明の目的は、例えば扁平比が７０％以下の扁平な重荷重用タイヤにおいて、有機繊維をカーカスプライに用いた場合に問題となるカーカスのプライ端セパレーション、そしてカーカス折り返し部のコード強力の低下をより一層抑制することによって走行耐久性を向上した、軽量の重荷重用空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、上記の問題を解決するための方途について、鋭意究明した。すなわち、従来のタイヤは、一般にカーカスプライの両端を一対のビードコアの回りで、それぞれタイヤの内側から外側に巻き返し、ビードコアの径方向外側に据えたビードフィラーに沿わせて配置しているが、カーカスプライの端末は、タイヤをリム組みした状態において、タイヤサイド部からリムフランジが離隔する位置に対して僅かに径方向内側に位置しているのが普通である。換言すると、カーカスプライの端末は、リムフランジによって固定される部分と撓み易いサイドウォール部との境界近傍に位置しているため、タイヤが回転するたびに、カーカスプライの端末に圧縮と引張りの入力が加わることになる。
【００１０】
ここで、カーカスプライの端末における応力集中は、次式で表されるように、コード径が大きいほど大きくなるため、上述の公報に開示のビード部補強構造を採用したとしても、走行距離が長くなるに従ってカーカスプライの端末が徐々にタイヤ径方向内側に引抜け、各コードの先端に小さなセパレーションが発生し、このセパレーションがやがてタイヤ周方向に繋がり、タイヤ故障に至ることが判明した。
【数１】
プライ端末での応力集中∝ tan（コード径／コード相互間距離）
【００１１】
従って、タイヤの軽量化のためにカーカスに有機繊維コードを用いる場合、コード径がスチールコードより太径になるのは避けることができないから、当該タイヤにおける耐久性を向上するには、カーカスプライコードの端末を、伸長および圧縮が繰返される位置から外すことが、極めて有効な手段となり得るのである。この発明は、以上の知見に基づくものである。
【００１２】
すなわち、この発明の要旨構成は、次のとおりである。
(1)一対のビードコア間でラジアル方向に延びるゴム被覆コードのプライによるカーカス本体と、該プライを各ビードコアのまわりにそれぞれタイヤの内側から外側へ巻返してタイヤ径方向外側に延ばした折返し部とから成るカーカスを骨格として、このカーカスのクラウン部の径方向外側に少なくとも２層のベルトを配置した重荷重用空気入りラジアルタイヤであって、上記カーカスは、その折返し部をビードコアの径方向外側に配置したビードフィラーのタイヤ外側面に沿ってさらに巻き上げて折返し部の端末をベルト下またはベルト層間に配置し、該カーカスプライを構成するコードの切断時の強さとビードのタイヤ径方向上端部におけるカーカスの折り返し部でのコードの打ち込み数との積で定義される、カーカスプライ強度が２１０００Ｎ／５０mm以上であり、該コードは径が１．４mm以下、強度が０．０５Ｎ／ｄｔｅｘ以上および撚係数が０．２５０〜０．６００の有機繊維コードであることを特徴とする重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
【００１３】
(2)一対のビードコア間でラジアル方向に延びるゴム被覆コードのプライによるカーカス本体と、該プライを各ビードコアのまわりにそれぞれタイヤの内側から外側へ巻返してタイヤ径方向外側に延ばした折返し部とから成るカーカスを骨格として、このカーカスのクラウン部の径方向外側に少なくとも２層のベルトを配置した重荷重用空気入りラジアルタイヤであって、上記カーカスは、その折返し部をビードコアでタイヤ外側から内側にさらに折り曲げたのちカーカス本体に沿ってタイヤ径方向外側に延ばして折返し部の端末をベルト下またはベルト層間に配置し、該カーカスプライを構成するコードの切断時の強さとビードのタイヤ径方向上端部におけるカーカスの折り返し部でのコードの打ち込み数との積で定義されるカーカスプライ強度が２１０００Ｎ／５０mm以上であり、該コードは径が１．４mm以下、強度が０．０５Ｎ／ｄｔｅｘ以上および撚係数が０．２５０〜０．６００の有機繊維コードであることを特徴とする重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
【００１４】
(3) 上記(1) または(2) において、有機繊維コードが、芳香族ポリアミド、ポリエステルおよびポリオレフィンケトンから選ばれた少なくとも１種から成ることを特徴とする重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１に、この発明の重荷重用空気入りタイヤの典型例として、トラック・バス用タイヤについて示す。図において、１は一対のビードコアであり、これらビードコア１間でトロイド状に跨がるカーカス２を骨格とし、このカーカス２のクラウン部の径方向外側に、複数層、図示例で径方向内側から順に第１〜４のベルト層からなる４層構造のベルト３およびトレッド４を配置して成る。また、符号５は、ビードコア１のタイヤ径方向外側に据えた、硬質ゴムによるビードフィラーである。なお、トレッド４には、タイヤの赤道面Ｏに沿って延びる複数本の周溝、さらに必要に応じて、これら周溝を横切る向きに延びる横溝を適宜配置するのが一般的である。
【００１６】
カーカス２は、タイヤの赤道面Ｏに対して、実質上直交する向きに延びる有機繊維コードの多数本をゴムで被覆したカーカスプライをビードコア１間にトロイド状に張り渡したカーカス本体20と、このカーカス本体20の両端部をビードコア１のまわりでタイヤの内側から外側に折り返してタイヤ径方向外側に延ばした折り返し部21とから成る。
【００１７】
ここで、この折返し部21の端末21ａを、伸長および圧縮が繰返される位置から外すことが肝要である。
すなわち、図１に示すように、カーカス２の折返し部21を、ビードコア１の径方向外側に配置したビードフィラー５のタイヤ外側面に沿って、タイヤ径方向外側にさらに巻き上げて、その端末21ａをベルト３の第１ベルト層または第２ベルト層の径方向内側に配置する。
【００１８】
この折返し部21の構造によって、カーカスプライの端末21ａは、カーカス本体20とベルト３との間に挟持されて、該端末21ａにおける走行時の変形および歪みの発生が抑制される結果、端末21ａを起点としたセパレーションは、未然に防止されるのである。
【００１９】
また、図１に示した折返し部21の構造において、図２に示すように、折返し部21をビードフィラー５のタイヤ外側面に沿わさずに、ビードコア１でタイヤ外側から内側にさらに折り曲げたのち、ビードフィラー５のタイヤ内側面に沿って、つまりカーカス本体20に沿ってタイヤ径方向外側に延ばして、端末21ａを同様にベルト３の第１ベルト層または第２ベルト層の径方向内側に配置してもよい。この場合、折り返し部21をカーカス本体20に沿わせることによって、折り返し部21をよりタイヤ内側の領域に配置するから、当該折り返し部21のコードへの入力は主に引張り側になるため、コードの耐疲労性を向上することが可能である。
【００２０】
なお、カーカス折り返し部21の端末21ａはベルト３領域にあればよいが、第１ベルト層下であって第１ベルト層端から第１ベルト層の幅の１／２の範囲、もしくは第２ベルト層の幅が第１ベルト層の幅より長い場合には、第１ベルト層端から第２ベルト層端の間に設置することが好ましい。第１ベルト層下に設置する場合、カーカス折り返し部２１の末端２１ａを第１ベルト層の１／２を越えた位置に配置すると重量が増加し好ましくない。
【００２１】
さらに、カーカスの折り返し部21において、該カーカスプライを構成するコードの切断時の強さ（Ｎ）とビードのタイヤ径方向上端部における折り返し部21でのコードの打ち込み数（本／50mm）との積で定義されるカーカスプライ強度（以下、単にカーカスプライ強度と示す）を２１０００Ｎ／50mm以上とすることが、肝要である。すなわち、カーカスプライ強度が２１０００Ｎ／50mm未満では、特に扁平比の小さいタイヤのケース強度が不足しタイヤの安全性が低下することから、２１０００Ｎ／50mm以上、好ましくは２４０００Ｎ／50mm以上とする。なお、この発明においては、１枚のカーカスプライを折り返し、カーカスプライ端末をベルト下に配置しているため、実質的にタイヤサイド部のカーカスプライが２層となり、タイヤサイド部の総カーカスプライ強度（以下ケース強度と言う）が前記カーカスプライ強度（１層）の２倍となる。
【００２２】
上述の通り、この発明においては、タイヤの軽量化を目的としているため使用するカーカスプライの枚数は１枚である。そして、該カーカスプライに用いる有機繊維のコードは、径が１．４mm以下および引張り強さが０．０５Ｎ／ｄｔｅｘ以上のものを用いる必要がある。
すなわち、カーカスプライの強度を高めるには、各コードの引張り強さを高めるか、コードの打ち込み数を増加すればよいが、有機繊維コードのようにスチールコードと比べて引張り強さが低い場合は、コードの打ち込み数を増加するだけでは目標とするケース強度を得ることが難しいから、コードを太くしてコードの引張り強さを高める必要がある。しかし、コード径が１．４mmをこえると、カーカスプライが厚くなってタイヤの重量増をまねくほか、例えば図２に示したビード部構造では、ビードフィラー５内側のプライ厚みが増加してビードフィラー５の厚みが減少し、その結果ビード部の剛性が低下することから、コード径の上限を１．４mm、好ましくは１．３mmとする。
【００２３】
また、このコード径の上限の下に、カーカスプライ強度を高めるには、コードの打ち込み数を増加する必要があるが、打ち込み数を増加すると、プライにおけるコードの占有率｛コード径×コード打ち込み数÷50× 100（％）｝が大きくなり、タイヤの製造が困難になる。通常、このコードの占有率は76％以下にすることがタイヤの製造において好ましいとされ、この占有率が76％をこえることのないように、コードの引張り強さを高めてコードの打ち込み数を減らすのが通例である。そして、コードの強度が０．０５Ｎ／ｄｔｅｘ未満では、プライの強度が不足するため、コードの強度は０．０５Ｎ／ｄｔｅｘ以上とする。
【００２４】
以上の条件を満足する有機繊維コードとしては、アラミド繊維、ポリエステル繊維およびポリオレフィンケトン繊維を用いることが推奨される。ちなみに、ポリエステルとポリオレフィンケトンは比較的新しい繊維であるが、アラミド繊維と比べると原料が安価で、かつ製造方法も簡単であるため、潜在的な価格はアラミド繊維よりかなり安価になることが期待できる。
【００２５】
ここで、アラミド繊維には、ポリ−ｐ−フェニレンテレフタルアミドおよびポリ−ｍ−フェニレンイソフタルアミドを用いることができる。ちなみに、前者はデュポン社が商品名ケブラーでおよびアクゾーノーベル社が商品名トワロンで販売しており、後者は帝人社が商品名テクノーラで販売している。
【００２６】
次に、ポリエステル繊維は、第一の基本構造として、テレフタル酸を主要な二官能性カルボン酸とし、エチレングリコールを主要なグリコール成分とするポリエチレンテレフタレートがある。なお、テレフタル酸の一部を、２，６−ナフタレンジカルボン酸、４，４′−ジカルボキシフェノキシメタンまたはイソフタル酸等で置換することができ、またエチレングリコールの一部をジエチレングリコール、プロピレングリコールまたはブタンジオール等で置換することができる。さらに、二官能性カルボン酸は、グリコールに対する分子数で５％以下であれば、トリメシン酸、トリメリット酸、ホウ酸、リン酸、グリセリンまたはトリメチロールプロパン等の三官能化合物で置換することができる。
【００２７】
さらに、ポリエステル繊維の第二の基本構造は、２，６−ナフタレンジカルボン酸を主要な二官能性カルボン酸とし、エチレングリコールを主要なグリコール成分とするポリエステル繊維である。その代表例は、ポリエチレン−２，６−ナフタレンジカルボキシレート（以下、ＰＥＮと示す）である。なお、２，６−ナフタレンジカルボン酸の一部をテレフタル酸、４，４′−ジカルボキシフェノキシメタンまたはイソフタル酸等で置換することができ、またエチレングリコールの一部をジエチレングリコール、プロピレングリコールまたはブタンジオール等で置換することができる。さらに、二官能性カルボン酸は、グリコールに対する分子数で５％以下であれば、トリメシン酸、トリメリット酸、ホウ酸、リン酸、グリセリンまたはトリメチロールプロパン等の三官能化合物で置換することができる。
【００２８】
また、ポリオレフィンケトン（以下、ＰＯＫと示す）は、下記構造式で表される一酸化炭素とオレフィンの共重合体である。
【化１】

ただし、式中のＡはエチレン性結合によって重合された、エチレン性不飽和化合物由来の部分であり、各繰り返し単位において同一でも異なってもよい。
【００２９】
ここで用いるオレフィンとしては、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、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、メチルアクリレート、メチレメタクリレートおよびビニルアセテート等が適合するが、作り易さや耐熱性の視点から、エチレンを主体としたポリマーを用いることが有利である。
【００３０】
そして、ＰＯＫ繊維は、溶融紡糸法または溶液紡糸法によって製造することができる。例えば、特開平１−１２４６１７号公報に記載された方法に従って、ポリマーを最低融点＋２０℃、好ましくは融点＋４００℃の温度で溶融紡糸し、次いで最高融点−１０℃、好ましくは融点−４０℃の温度で、３倍以上好ましくは７倍以上の延伸比で延伸することにより得ることができる。
【００３１】
一方、溶液紡糸法を採用する場合は、例えば特開平２−１１２４１３号公報に記載された方法に従って、ポリマーを、例えばヘキサフルオロイソプロパノールやｍ−クレゾール等に、０．２５〜２０％好ましくは０．５〜１０％の濃度で溶解させ、紡糸ノズルより押し出して繊維化し、次いでトルエン、エタノール、イソプロパノール、ｎ−ヘキサン、イソオクタン、アセトンまたはメチルエチルケトン等の浴、好ましくはアセトン浴中で溶剤を抽出除去し、洗浄して原糸とし、さらに融点−１００℃〜融点＋１０℃好ましくは融点−５０℃〜融点の温度で延伸すれば、所望の繊維が得られる。
【００３２】
また、有機繊維コードの繊度は、タイヤに求められるカーカス強度および繊維の強度によって決定することは、上述の通りである。そして、アラミド、ＰＥＴ、ＰＥＮおよびＰＯＫの原糸強度の目安を示すと、順に２２ｇ／ｄｔｅｘ、８ｇ／ｄｔｅｘ、８ｇ／ｄｔｅｘおよび１１〜１６ｇ／ｄｔｅｘである。アラミドのように、強度の大きい繊維を用いると、繊度を小さめに設計することができる。一方、ＰＥＴやＰＥＮのように、強度がアラミドより小さい繊維を用いる場合には、アラミドより繊度を大きく設計する必要がある。なお、コードの繊度は、後述の下撚する原糸の繊度と、上撚する下撚コードの本数との積で定義される。
【００３３】
次に、有機繊維コードの製造は、まず原糸に撚りを加え（これを下撚と言う）、次いでこの下撚りコードを２〜５本好ましくは２〜３本合わせ下撚の方向とは逆むきに撚糸（これを上撚と言う）することによって得ることができる。上撚の数は次式によって定義される撚係数Ｎｔが０．２５０〜０．６００、好ましくは０．３００〜０．５５０となるように、繊度に応じて決める。上撚りの撚係数が０．２５０未満ではコードの耐疲労性が低下し、一方０．６００をこえるとコード強力が低下する。また、下撚の数は通常上撚数と同一にするが、上撚数の６０％〜１２０％の範囲で変えることができる。
【数２】

【外１】

【００３４】
以上の有機繊維コードによる、すだれ状の織物にゴムを被覆してカーカスプライが得られるが、この有機繊維コードとゴムとの接着方法は、次のような公知の方法を採用することができる。
すなわち、有機繊維コードをエポキシ化合物あるいはブロックドイソシアネート化合物を含む第１液で処理した後、レゾルシンとホルマリンと各種ラテックスと苛性ソーダおよび／またはアンモニア水とを含む第２液（以下、ＲＦＬ液と示す）で処理する二浴型の接着方法、あるいはトリアリルシアヌレート、レゾルシン、ホルマリンおよびアンモニア水から生成する通称Ｎ３である液とＲＦＬ液との混合液で処理する一浴型の接着方法、ｐ−クロルフェノールおよびホルマリンから生成する２，６−ビス（２′，４′−ジヒドロキシフェニルメチル）−４−クロルフェノールを主成分とする反応生成物、レゾルシン、ホルマリンおよびアンモニア水からなる通称ＰＥＸＵＬである液を、ＲＦＬ液に混合した液で処理する一浴型の接着方法、あるいは特開昭６０−７２９７２号公報で開示されている、多価フェノールポリサルファイド、レゾルシンならびにホルマリンの縮合物をアルカリ下で熟成した液と、ＲＦＬ液とを混合した液で処理する一浴型の接着方法などがある。
【００３５】
上記の構造のカーカス２のクラウン部の径方向外側に配置するベルト３は、タイヤの赤道面Ｏに対して傾斜して延びかつ隣接相互で平行に配列した多数本のスチールコードまたはテキスタイルコードをゴムで被覆した、プライの複数枚を、その積層プライ間でコードが互いに交差する配置で重ね合わせた構造、またはタイヤの赤道面Ｏに沿って延びる多数本のスチールコードまたはテキスタイルコードをゴムで被覆した、プライの複数枚を重ね合わせた構造、のいずれかの構造あるいは両者の組み合わせ構造から成る。
【００３６】
【実施例】
以下に、実施例に従って、この発明をさらに具体的に説明するが、この発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。
発明例１
繊度が５５６０ｄｔｅｘのＰＥＴ繊維原糸にＺ方向の下撚りを１９．６回／１０ｃｍで与えた下撚りコードを２本合わせてからＳ方向に１９．６回／１０ｃｍの上撚りを施すことによって、５５６０ｄｔｅｘ／２のＰＥＴ繊維コードを作製した。このＰＥＴ繊維コードを用いてカーカスプライに供する、すだれ状織物を形成し、次いで織物を接着力付与のために特開昭６０−７２９７２号公報で開示されている多価フェノールポリサルファイド、レゾルシンおよびホルマリンの縮合物をアルカリ下で熟成した液と、ＲＦＬ液とを混合した液に浸漬した後、熱処理した。かくして得られた接着処理済の織物に、カレンダーロールを用いて両面からゴムをコーティングした。このゴム被覆織物をカーカスプライに用いて、図１に示したタイヤ構造に従う、サイズ：４３５／５０Ｒ１９．５のトラック・バス用ラジアルタイヤを製造した。すなわち、該カーカスプライを一対のビードコア１の間にタイヤ赤道面に対しほぼ９０°の角度でトロイダル状に配列し、さらにそれぞれのビードコア１の回りに内側から外側に巻き返し、引続き該カーカスプライをタイヤ赤道面に対しほぼ９０°の角度でビードフィラー５に沿ってプライ端末21ａがベルト３下に達するまで延ばした、図１に示す折返し部構造を持つラジアルタイヤを作製した。
【００３７】
また、ベルト３は、タイヤ赤道面に対して、径方向内側から順に第１ベルト層：５０°、第２ベルト層：２０°、第３ベルト層：２０°および第４ベルト層：２０°の傾斜角度で延びるスチールコードを各層２３．０本／５０mmで打ち込んだ４層構造とした。なお、ビード部を補強する目的で、図１に示すように、スチールコードによるチェーファー層６を、カーカスプライコードに対するスチールコードの傾斜角度：４０°でビード部に配した。
【００３８】
比較例１
また、比較のために、従来の方法に従って、スチールコードを２９．５本／５０mmで打ち込んで成るカーカスプライを用いて、同サイズの重荷重用ラジアルタイヤを作製した。すなわち、上記カーカスプライを一対のビードコアの間にタイヤ赤道面に対しほぼ９０度のコード角度でトロイダル状に配列し、さらにそれぞれのビードコアの回りにタイヤ内側から外側に巻き返すところまでは発明例１と同じにし、該カーカスプライの端末を、ビードベース面とビードコアとの間に配置し、さらにカーカスプライの端末付近を、スチールコードからなる第１補強層で覆うとともに、この第１補強層を互いに交錯する２枚のナイロン層からなる第２補強層で覆った。
【００３９】
比較例２
さらに、比較のために、スチールコードをカーカスプライに用いて、発明例１と同様の構造の同サイズの重荷重用ラジアルタイヤを作製した。
【００４０】
次に、上記した発明例１と比較例１および２の各タイヤは、ビード部の耐久性について評価を行った。すなわち、ベルトの発熱によるベルト故障が発生しない状態でカーカスの耐久性を評価するために、まずタイヤのトレッドをバフ研磨により削除した。そして、タイヤを標準リムに組み込んで内圧を９００ｋＰａに調整したのち、カーカスプライ端への入力が厳しくなるように、タイヤを、ＪＡＴＭＡに規定の最大負荷能力の１８５％に対応する負荷荷重および速度：60ｋｍ／ｈの条件下でドラム上で回転させ、カーカスプライにセパレーションやコード切れが発生して振動が大きくなり試験の中断を余儀なくされるまでのドラム走行距離を測定した。かくして得られた距離を、比較例１の走行距離を１００とした時の指数として、表１に示す。この値が大きいほど、カーカスプライの端部における耐セパレーション性に優れていることを表す。なお、比較例１の走行距離の１．８倍を走行した時点で充分な耐久性を備えると判断し、試験を中止しているために、１８０が最高指数である。
【００４１】
さらに、タイヤのケース強度を評価するために、タイヤをリム組みし、水を注入しタイヤが水圧で破壊した時の圧力を測定した。なお、水圧破壊圧は３０ｋｇｆ／ｃｍ²以上であれば、カーカス強度は充分であるため、その時点で試験を中止した。
【００４２】
表１に示すように、発明例１のタイヤは、従来構造の比較例１のタイヤと同等の水圧破壊圧レベルを維持しながら、比較例１のタイヤより遥かに優れた走行耐久性を示した。また、比較例２のタイヤは、カーカスプライの端末をベルト下に配置したため、良好な耐久性が得られたが、カーカスプライコードがスチールであるため、タイヤの重量が重かった。これに対し、発明例１のタイヤは、カーカスプライに有機繊維コードを用いているため、比較例２のタイヤより１．５ｋｇも軽量のタイヤとなった。
【００４３】
比較例３
繊度が３８９０ｄｔｅｘのＰＥＴ繊維原糸にＺ方向の下撚りを２３．４回／１０ｃｍで与えた、下撚りコードを、２本合わせてからＳ方向に２３．４回／１０ｃｍの上撚りを施すことによって、３８９０ｄｔｅｘ／２のＰＥＴ繊維コードを作製した。このＰＥＴコードを用いてカーカスプライ用の織物を作成し、次いで接着力付与のためにＲＦＬ液に浸漬し熱処理した。これ以降は発明例１と同じ手法によりタイヤを作製した。このタイヤは、発明例１のタイヤより軽量にするために、カーカスプライコードの径を小さくし、カーカスプライにおけるコードの占有率が上限の７６％となるように、コードの打ち込み数を高くしたものであるが、カーカスプライ強度は目標の２１０００Ｎ／ｄｔｅｘに及ばず、また水圧破壊圧も２５ｋｇｆ／ｃｍ²と、目標の３０ｋｇｆ／ｃｍ²には達することができなかった。
【００４４】
【表１】

【００４５】
比較例４
繊度が５５６０ｄｔｅｘのＰＥＴ繊維原糸にＺ方向の下撚りを１６．０回／１０ｃｍで与えた、下撚りコードを、３本合わせてからＳ方向に１６．０回／１０ｃｍの上撚りを施すことによって、５５６０ｄｔｅｘ／３のＰＥＴ繊維コードを作製した。このＰＥＴ繊維コードを用いてカーカスプライに供する、すだれ状織物を形成し、次いで織物を接着力付与のために特開昭６０−７２９７２号公報で開示されている多価フェノールポリサルファイド、レゾルシンおよびホルマリンの縮合物をアルカリ下で熟成した液と、ＲＦＬ液とを混合した液に浸漬した後、熱処理した。かくして得られた接着処理済の織物に、カレンダーロールを用いて両面からゴムをコーティングした。このゴム被覆織物をカーカスプライに用いて、図２に示したタイヤ構造に従う、サイズ：４３５／５０Ｒ１９．５のトラック・バス用ラジアルタイヤを製造した。すなわち、該カーカスプライを一対のビードコア１の間にタイヤ赤道面に対しほぼ９０°の角度でトロイダル状に配列し、さらにそれぞれのビードコア１の回りに内側から外側に巻き返し、引続き該カーカスプライをビードコア１の回りでタイヤ外側から内側へ折り曲げたのち、カーカス本体20に沿ってプライ端末21ａがベルト３下に達するまで延ばした、図２に示す折返し部構造を持つラジアルタイヤを作製した。
【００４６】
このタイヤでは、カーカスプライコードの径が１．６１mmであり、カーカスプライが２．０mmをこえる厚さとなり、図２に示すタイヤ構造では、カーカス本体と折り返し部とを合わせたカーカスの厚みが４．０mmをこえる厚さとなり、必然的にビードフィラーの厚さを削減しなくてはならなかったため、ビード部剛性の低下をまねいた。また、タイヤの軽量化は、比較例２のタイヤで達成された１．５ｋｇよりも少ない範囲であった。すなわち、カーカスプライコードの径が大き過ぎる場合には、ビード部の剛性および軽量化に関して、満足する結果が得られないことがわかった。
【００４７】
発明例２
繊度が５５６０ｄｔｅｘのＰＥＮ繊維原糸にＺ方向の下撚りを１９．６回／１０ｃｍで与えた、下撚りコードを２本合わせてから、Ｓ方向に１９．６回／１０ｃｍの上撚りを施すことによって、５５６０ｄｔｅｘ／２のＰＥＮコードを作製した。これより以降は、比較例４と全く同じ手法でタイヤを試作した。このタイヤのビード部耐久性ドラム試験による走行距離指数は、表２に示すとおり１８０と良好であり、また比較例２のタイヤより１．５ｋｇ以上も軽くなった。
【００４８】
発明例３
繊度が３３３０ｄｔｅｘのＰＯＫ繊維原糸にＺ方向の下撚りを３４．２回／１０ｃｍで与えた、下撚りコードを２本合わせてから、Ｓ方向に３４．２回／１０ｃｍの上撚りを施すことによって３３３０ｄｔｅｘ／２のＰＯＫコードを作製した。これより以降は、比較例４と全く同じ手法でタイヤを試作した。このタイヤのビード部耐久性ドラム試験結果を表２に示すように、走行距離指数は１８０と良好であり、また比較例２のタイヤより１．５ｋｇ以上も軽くなった。
【００４９】
【表２】

【００５０】
発明例４
繊度が３３３０ｄｔｅｘのアラミド繊維原糸にＺ方向の下撚りを２０．６回／１０ｃｍで与えた、下撚りコードを２本合わせてから、Ｓ方向に２０．６回／１０ｃｍの上撚りを施すことによって３３３０ｄｔｅｘ／２のアラミド繊維コードを作製した。これより以降は、発明例１と全く同じ手法でタイヤを試作した。このタイヤのカーカスプライコードの撚係数は０．３５０であるが、ビード部耐久性ドラム試験による走行距離指数は、表３に示すとおり１３０と良好であった。
【００５１】
発明例５
繊度が３３３０ｄｔｅｘのアラミド繊維原糸にＺ方向の下撚りを２５．９回／１０ｃｍで与えた、下撚りコードを２本合わせてから、Ｓ方向に２５．９回／１０ｃｍの上撚りを施すことによって３３３０ｄｔｅｘ／２のアラミド繊維コードを作製した。これより以降は、発明例１と全く同じ手法でタイヤを試作した。このタイヤのカーカスプライコードの撚係数は０．４４０であり、ビード部耐久性ドラム試験による走行距離指数は、表３に示すとおり１８０で故障することなく完走できた。
【００５２】
比較例５
繊度が３３３０ｄｔｅｘのアラミド繊維原糸にＺ方向の下撚りを１４．１回／１０ｃｍで与えた、下撚りコードを２本合わせてから、Ｓ方向に１４．１回／１０ｃｍの上撚りを施すことによって３３３０ｄｔｅｘ／２のアラミド繊維コードを作製した。これより以降は、発明例１と全く同じ手法でタイヤを試作した。このタイヤのカーカスプライコードの撚係数は０．２４０であり、ビード部耐久性ドラム試験による走行距離指数は、表３に示すとおり８０であり、従来構造の比較例１のタイヤより劣る結果となった。
【００５３】
発明例６
繊度が３３３０ｄｔｅｘのアラミド繊維原糸にＺ方向の下撚りを２０．６回／１０ｃｍで与えた、下撚りコードを２本合わせてから、Ｓ方向に２０．６回／１０ｃｍの上撚りを施すことによって３３３０ｄｔｅｘ／２のアラミド繊維コードを作製した。これより以降は、比較例４と全く同じ手法でタイヤを試作した。このタイヤのカーカスプライコードの撚係数は０．３５０であるが、ビード部耐久性ドラム試験による走行距離指数は、表３に示すとおり１８０で故障することなく完走でき、発明例４より良い結果となった。
【００５４】
発明例７
繊度が１１１０ｄｔｅｘのアラミド繊維原糸にＺ方向の下撚りを４４．８回／１０ｃｍで与えた、下撚りコードを２本合わせてから、Ｓ方向に４４．８回／１０ｃｍの上撚りを施すことによって１１１０ｄｔｅｘ／２のアラミド繊維コードを作製した。これより以降は、発明例１と全く同じ手法でタイヤを試作した。このタイヤのカーカスプライコードの撚係数は０．４４０であり、ビード部耐久性ドラム試験による走行距離指数は、表３に示すとおり１８０で故障することなく完走でき、またコード径が小さいために軽量化効果も得られた。
【００５５】
比較例６
コードの引張り強さが０．０４２８Ｎ／ｄｔｅｘと比較的小さい、レーヨン繊維コードを用いて、図１に示した構造のタイヤを試作した。すなわち、コード径がこの発明の上限の１．４mmとなるコードを得るため、繊度が１８３０ｄｔｅｘのレーヨン原糸３本を合糸し、繊度が５５００ｄｔｅｘの原糸を作製し、この原糸にＺ方向の下撚りを２７．１回／１０ｃｍで与えた下撚りコードを２本合わせてから、Ｓ方向に２７．１回／１０ｃｍの上撚りを施すことによって、５５００ｄｔｅｘ／２のレーヨンコードを作製した。そして、該レーヨンコードにてカーカスプライを作製するに当たり、コードの占有率が最大の７６％となるように、コードの打ち込み数を設定した。かくして得られたプライの強度は、１２７４０Ｎ／５０mmであり、この発明で規定する２１０００Ｎ／５０mmに達することはできなかった。このプライを用いて、発明例１と同様にタイヤを作製したところ、得られたタイヤの水圧破壊圧は２０ｋｇｆ／ｃｍ²と低いレベルにあった。
このように、コードの強度が小さいと、タイヤの破壊圧力に関して充分な安全率を確保することができない。
【００５６】
【表３】

【００５７】
【発明の効果】
この発明によれば、カーカスプライコードにアラミド繊維、ポリエステル、ポリオレフィンケトンなどの太径のコードを用いた１層のカーカスプライを有する重荷重用ラジアルタイヤにおいて、カーカスプライの端末の位置を応力が集中する領域から外すことにより、従来タイヤに比較して耐プライ端セパレーション性が大幅に改善され、また所定のコードをカーカスプライに適用することによって充分な破壊強度を有する、軽量のタイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に従うタイヤの幅方向断面を示す図である。
【図２】この発明に従う別のタイヤの幅方向断面を示す図である。
【符号の説明】
１ビードコア
２カーカス
３ベルト
４トレッド
５ビードフィラー
６チェーファー
20 カーカス本体
21 折返し部
21ａ端末[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heavy-duty pneumatic radial tire for use in a vehicle to which a relatively heavy load is applied, such as a small truck or a truck / bus, and more particularly to a heavy-duty pneumatic radial tire that is lightweight and excellent in running durability.
[0002]
[Prior art]
Heavy duty pneumatic radial tires must withstand the use under severe conditions with large load loads compared to passenger car tires, so high-strength steel cords are used for the carcass ply that forms the tire frame. It is customary to use it.
[0003]
By the way, in recent years, from the viewpoint of environmental protection and energy saving, reduction in fuel consumption of automobiles has been promoted, and accordingly, weight reduction of tires has been strongly demanded. In order to meet this demand, recently, in the field of heavy duty tires, attempts have been made to replace steel cords with lightweight organic fiber cords as a reinforcing material for the carcass ply.
[0004]
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-57305 discloses a heavy duty pneumatic radial tire using a relatively large-diameter aromatic polyamide (hereinafter aramid) fiber for a carcass ply cord. Here, when a large-diameter ply cord is used, if there is repeated input to the carcass during running of the tire, the stress tends to concentrate on the end of the ply cord of the carcass, resulting in a disadvantage that induces so-called ply end separation. Therefore, for the purpose of alleviating the stress concentration at the end of the ply cord, the carcass ply is arranged around the pair of bead cores from the inside to the outside of the tire along the bead filler, and the folding is performed. A bead structure is proposed in which the end is covered with a first reinforcing layer made of steel cord, and the first reinforcing layer is covered with a second reinforcing layer made of organic fibers.
[0005]
The tire adopting this bead structure can surely run without causing a failure due to the ply end separation of the carcass until the tire is completely worn.
[0006]
By the way, in recent years, along with the progress of lowering the floor of vehicles for the purpose of increasing the loading capacity of trucks and buses, flattening of heavy duty tires used in the vehicles, for example, the flatness ratio is 70%. The following flattening is required. The flattened tire has a higher tire load capacity and a smaller tire side curvature than a normal flat ratio tire, and therefore the stress at the carcass ply terminal becomes larger. Therefore, in particular, in flat tires having a flatness ratio of 70% or less, even if the bead portion reinforcing structure proposed in the above publication is employed, sufficient durability has not been obtained.
[0007]
On the other hand, JP-A-8-99502 discloses a method for avoiding carcass ply end separation, after winding a carcass ply made of an aromatic polyamide around a bead core, and raising the carcass ply along the bead filler, A method has been proposed for placing the belt under the belt. Although this structure can surely avoid ply end separation, if a flat tire with a flatness ratio of 70% or less is applied to this structure, the cord strength at the folded portion of the carcass may decrease as the tire travels. A new problem emerged. This is because a large compression input is applied to the ply cord of the carcass folding portion when the tire travels under a low internal pressure or a high load.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a carcass ply end separation which is a problem when an organic fiber is used for a carcass ply in a flat heavy load tire having a flatness ratio of 70% or less, and a cord strength of a carcass folding portion. An object of the present invention is to provide a lightweight heavy-duty pneumatic radial tire whose running durability is improved by further suppressing the decrease.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The inventors diligently studied how to solve the above problems. That is, in the conventional tire, the ends of the carcass ply are generally wound around a pair of bead cores, respectively, wound from the inside to the outside of the tire and arranged along the bead filler placed radially outside the bead core. Usually, the end of the ply is located slightly inward in the radial direction with respect to the position where the rim flange is separated from the tire side portion in a state where the tire is assembled with the rim. In other words, since the end of the carcass ply is located in the vicinity of the boundary between the portion fixed by the rim flange and the side wall portion that is flexible, each time the tire rotates, compression and tension are input to the end of the carcass ply. Will be added.
[0010]
Here, the stress concentration at the end of the carcass ply increases as the cord diameter increases as expressed by the following equation. Therefore, even if the bead portion reinforcing structure disclosed in the above-mentioned publication is adopted, the travel distance is long. As it turns out, the carcass ply end gradually pulled out inward in the tire radial direction, and a small separation occurred at the tip of each cord. This separation eventually led to the tire circumferential direction, and it was found that tire failure occurred.
[Expression 1]
Stress concentration at ply terminal ∝ tan (Cord diameter / Distance between cords)
[0011]
Therefore, when using organic fiber cords in the carcass to reduce the weight of the tire, it is inevitable that the cord diameter will be larger than the steel cord. To improve the durability of the tire, the carcass ply cord It can be a very effective means to remove the terminal from the position where expansion and compression are repeated. The present invention is based on the above knowledge.
[0012]
That is, the gist of the present invention is as follows.
(1) A carcass body formed by a ply of a rubber-coated cord extending in a radial direction between a pair of bead cores, and a turn-up portion that wraps the ply around each bead core from the inside to the outside of the tire and extends outward in the tire radial direction. A heavy-duty pneumatic radial tire in which at least two layers of belts are arranged radially outside the crown portion of the carcass, the carcass having a folded portion arranged radially outside the bead core. The bead filler is further wound up along the outer surface of the tire and the end of the folded portion is arranged under the belt or between the belt layers, and the strength of the cord constituting the carcass ply at the time of cutting and the carcass at the upper end in the tire radial direction of the bead are arranged. The carcass ply strength, which is defined by the product of the number of cords driven at the folded portion, is 210 And at 0N / 50 mm or more, the code size of 1.4mm or less,Strength is 0.05N / dtex or moreAnd the twist coefficient is 0.250-0.600.Heavy duty pneumatic radial tire characterized by being an organic fiber cord.
[0013]
(2) a carcass body formed of a rubber-coated cord ply extending in a radial direction between a pair of bead cores, and a folded portion that wraps the ply around each bead core from the inside to the outside of the tire and extends outward in the tire radial direction. A heavy-duty pneumatic radial tire in which at least two layers of belts are arranged radially outside the crown portion of the carcass, and the carcass has a bead core at the turn-up portion from the tire outer side to the inner side. After bending further, it extends outward in the tire radial direction along the carcass body, and the end of the folded portion is arranged under the belt or between the belt layers, and the strength at the time of cutting the cord constituting the carcass ply and the upper end in the tire radial direction of the bead The carcass ply defined by the product of the number of cords driven at the carcass turnaround Degree is not less 21000N / 50mm or more, the code size of 1.4mm or less,Strength is 0.05N / dtex or moreAnd the twist coefficient is 0.250-0.600.Heavy duty pneumatic radial tire characterized by being an organic fiber cord.
[0014]
(3) A heavy-duty pneumatic radial tire according to the above (1) or (2), wherein the organic fiber cord is composed of at least one selected from aromatic polyamide, polyester and polyolefin ketone.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a truck / bus tire as a typical example of the heavy duty pneumatic tire of the present invention. In the figure, 1 is a pair of bead cores, and a carcass 2 straddling the toroidal shape between the bead cores 1 is used as a skeleton. A belt 3 and a tread 4 having a four-layer structure composed of first to fourth belt layers are arranged in this order. Reference numeral 5 denotes a bead filler made of hard rubber and placed outside the bead core 1 in the tire radial direction. The tread 4 is generally provided with a plurality of circumferential grooves extending along the equator plane O of the tire and, if necessary, lateral grooves extending in a direction crossing the circumferential grooves as appropriate.
[0016]
The carcass 2 includes a carcass body 20 in which a carcass ply in which a large number of organic fiber cords extending in a direction substantially perpendicular to the equator plane O of the tire is covered with rubber is stretched between the bead cores 1 in a toroid shape, Both ends of the carcass main body 20 are folded back around the bead core 1 from the inner side of the tire to the outer side, and are folded back portions 21 extending outward in the tire radial direction.
[0017]
Here, it is important to remove the terminal 21a of the folding portion 21 from the position where the expansion and compression are repeated.
That is, as shown in FIG. 1, the folded portion 21 of the carcass 2 is further wound up outward in the tire radial direction along the tire outer surface of the bead filler 5 arranged on the outer side in the radial direction of the bead core 1, and the terminal 21 a is The belt 3 is disposed on the radially inner side of the first belt layer or the second belt layer of the belt 3.
[0018]
As a result of the structure of the folded portion 21, the terminal 21a of the carcass ply is sandwiched between the carcass main body 20 and the belt 3, and the terminal 21a is prevented from being deformed and distorted during traveling. Separation as a starting point is prevented beforehand.
[0019]
Further, in the structure of the folded portion 21 shown in FIG. 1, as shown in FIG. 2, the folded portion 21 is not further along the tire outer surface of the bead filler 5, but is further bent from the tire outer side to the inner side by the bead core 1. The end 21a is similarly arranged radially inward of the first belt layer or the second belt layer of the belt 3 by extending along the tire inner side surface of the bead filler 5, that is, along the carcass main body 20 and radially outward. May be. In this case, since the folded-back portion 21 is arranged along the carcass body 20 so that the folded-back portion 21 is arranged in a region closer to the tire inner side, the input to the cord of the folded-back portion 21 is mainly on the pulling side. It is possible to improve fatigue resistance.
[0020]
Note that the terminal 21a of the carcass folding portion 21 may be in the belt 3 region, but it is below the first belt layer and within a range of ½ of the width of the first belt layer from the end of the first belt layer, or the second belt. When the width of the layer is longer than the width of the first belt layer, it is preferably installed between the end of the first belt layer and the end of the second belt layer. In the case of being installed under the first belt layer, if the end 21a of the carcass folded portion 21 is disposed at a position exceeding 1/2 of the first belt layer, the weight increases, which is not preferable.
[0021]
Further, in the carcass folded portion 21, the strength (N) when the cord constituting the carcass ply is cut and the number of cords driven in the folded portion 21 at the upper end in the tire radial direction of the bead (pieces / 50 mm) It is important that the carcass ply strength defined by the product (hereinafter simply referred to as carcass ply strength) be 21000 N / 50 mm or more. That is, when the carcass ply strength is less than 21000 N / 50 mm, the case strength of a tire having a particularly small flatness ratio is insufficient and the safety of the tire is lowered, so that it is 21000 N / 50 mm or more, preferably 24000 N / 50 mm or more. In the present invention, since one carcass ply is folded and the carcass ply terminal is disposed under the belt, the carcass ply at the tire side portion is substantially two layers, and the total carcass ply strength at the tire side portion is obtained. (Hereinafter referred to as case strength) is twice the carcass ply strength (one layer).
[0022]
As described above, in the present invention, since the purpose is to reduce the weight of the tire, the number of carcass plies used is one. The organic fiber cord used for the carcass ply needs to have a diameter of 1.4 mm or less and a tensile strength of 0.05 N / dtex or more.
That is, in order to increase the strength of the carcass ply, it is only necessary to increase the tensile strength of each cord or increase the number of cords to be driven, but when the tensile strength is low compared to steel cords such as organic fiber cords Since it is difficult to obtain the target case strength simply by increasing the number of cords to be driven, it is necessary to increase the tensile strength of the cord by making the cord thicker. However, if the cord diameter exceeds 1.4 mm, the carcass ply becomes thick and the tire weight increases. For example, in the bead portion structure shown in FIG. 2, the ply thickness inside the bead filler 5 increases and the bead filler is increased. Accordingly, the upper limit of the cord diameter is set to 1.4 mm, preferably 1.3 mm.
[0023]
Further, to increase the carcass ply strength under the upper limit of the cord diameter, it is necessary to increase the number of cords to be driven. However, if the number of driving is increased, the cord occupancy ratio in the ply {code diameter × number of cords to be driven ÷ 50 × 100 (%)} becomes large, making it difficult to manufacture tires. Usually, it is considered that the cord occupancy rate should be 76% or less in the manufacture of tires. To prevent this occupancy rate from exceeding 76%, the cord tensile strength is increased to reduce the number of cords to be driven. It is customary to reduce. When the cord strength is less than 0.05 N / dtex, the ply strength is insufficient, so the cord strength is set to 0.05 N / dtex or more.
[0024]
As an organic fiber cord that satisfies the above conditions, it is recommended to use an aramid fiber, a polyester fiber, and a polyolefin ketone fiber. By the way, polyester and polyolefin ketone are relatively new fibers, but the raw materials are cheaper and the manufacturing method is simpler than aramid fibers, so the potential price can be expected to be considerably cheaper than aramid fibers. .
[0025]
Here, poly-p-phenylene terephthalamide and poly-m-phenylene isophthalamide can be used for the aramid fiber. By the way, the former is sold by DuPont under the trade name Kevlar and Akzo Nobel under the trade name Twaron, and the latter by Teijin under the trade name Technora.
[0026]
Next, the polyester fiber has, as a first basic structure, polyethylene terephthalate having terephthalic acid as a main difunctional carboxylic acid and ethylene glycol as a main glycol component. A part of terephthalic acid can be substituted with 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 4,4′-dicarboxyphenoxymethane, isophthalic acid or the like, and a part of ethylene glycol is diethylene glycol, propylene glycol or butane. It can be substituted with a diol or the like. Furthermore, the bifunctional carboxylic acid can be substituted with a trifunctional compound such as trimesic acid, trimellitic acid, boric acid, phosphoric acid, glycerin, or trimethylolpropane as long as the number of molecules relative to glycol is 5% or less. .
[0027]
Further, the second basic structure of the polyester fiber is a polyester fiber having 2,6-naphthalenedicarboxylic acid as a main difunctional carboxylic acid and ethylene glycol as a main glycol component. A typical example is polyethylene-2,6-naphthalenedicarboxylate (hereinafter referred to as PEN). A part of 2,6-naphthalenedicarboxylic acid can be substituted with terephthalic acid, 4,4'-dicarboxyphenoxymethane or isophthalic acid, and a part of ethylene glycol is diethylene glycol, propylene glycol or butanediol. Etc. can be substituted. Furthermore, the bifunctional carboxylic acid can be substituted with a trifunctional compound such as trimesic acid, trimellitic acid, boric acid, phosphoric acid, glycerin, or trimethylolpropane as long as the number of molecules relative to glycol is 5% or less. .
[0028]
Polyolefin ketone (hereinafter referred to as POK) is a copolymer of carbon monoxide and olefin represented by the following structural formula.
[Chemical 1]

However, A in the formula is a portion derived from an ethylenically unsaturated compound polymerized by an ethylenic bond, and may be the same or different in each repeating unit.
[0029]
As the olefin used here, ethylene, propylene, butene, pentene, hexene, heptene, octene, nonene, decene, dodecene, styrene, methyl acrylate, methyl methacrylate, vinyl acetate, etc. are suitable, but from the viewpoint of ease of production and heat resistance. Therefore, it is advantageous to use a polymer mainly composed of ethylene.
[0030]
The POK fiber can be produced by a melt spinning method or a solution spinning method. For example, according to the method described in JP-A-1-124617, the polymer is melt-spun at a temperature of the lowest melting point + 20 ° C., preferably the melting point + 400 ° C., and then the highest melting point−10 ° C., preferably the melting point−40 ° C. And can be obtained by stretching at a stretching ratio of 3 times or more, preferably 7 times or more.
[0031]
On the other hand, when the solution spinning method is adopted, for example, according to the method described in JP-A-2-112413, the polymer is added to, for example, hexafluoroisopropanol, m-cresol, or the like by 0.25 to 20%, preferably 0.8. It is dissolved at a concentration of 5 to 10%, extruded from a spinning nozzle to be fiberized, and then the solvent is extracted and removed in a bath of toluene, ethanol, isopropanol, n-hexane, isooctane, acetone or methyl ethyl ketone, preferably an acetone bath, If it is washed to obtain a raw yarn and further drawn at a temperature of melting point-100 ° C to melting point + 10 ° C, preferably melting point-50 ° C to melting point, a desired fiber is obtained.
[0032]
Further, as described above, the fineness of the organic fiber cord is determined by the carcass strength and fiber strength required for the tire. And the standard of the raw yarn strength of aramid, PET, PEN and POK is 22 g / dtex, 8 g / dtex, 8 g / dtex and 11 to 16 g / dtex in order. If you use strong fibers like aramid,FinenessCan be designed smaller. On the other hand, when using a fiber whose strength is smaller than aramid, such as PET or PEN, it is necessary to design the finer than aramid. The fineness of the cord is defined by the product of the fineness of the original yarn to be twisted, which will be described later, and the number of lower twisted cords to be twisted.
[0033]
Next, in the production of the organic fiber cord, first, the original yarn is twisted (this is referred to as the lower twist), and then 2 to 5, preferably 2 to 3, of the lower twist cords are combined and the direction of the lower twist is reversed. It can be obtained by twisting yarn (this is called upper twist). The number of upper twists is determined according to the fineness so that the twist coefficient Nt defined by the following formula is 0.250 to 0.600, preferably 0.300 to 0.550. If the twist coefficient of the upper twist is less than 0.250, the fatigue resistance of the cord decreases, while if it exceeds 0.600, the cord strength decreases. The number of lower twists is usually the same as the number of upper twists, but can be changed in the range of 60% to 120% of the number of upper twists.
[Expression 2]

[Outside 1]

[0034]
A carcass ply can be obtained by covering a comb-shaped fabric with the above organic fiber cord with rubber, and the following known methods can be adopted as a method of bonding the organic fiber cord and rubber.
That is, after the organic fiber cord is treated with the first liquid containing the epoxy compound or the blocked isocyanate compound, the second liquid containing resorcin, formalin, various latexes, caustic soda and / or aqueous ammonia (hereinafter referred to as RFL liquid). Or a one-bath type adhesion method in which treatment is carried out with a mixture of a solution commonly known as N3 generated from triallyl cyanurate, resorcin, formalin and aqueous ammonia and an RFL solution, p-chlor A reaction product mainly composed of 2,6-bis (2 ′, 4′-dihydroxyphenylmethyl) -4-chlorophenol, which is formed from phenol and formalin, a liquid commonly known as PEXUL composed of resorcin, formalin and aqueous ammonia. , A one-bath-type adhesion method in which treatment is performed with a liquid mixed with RFL liquid, Alternatively, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-72972, a one-bath type treatment is carried out with a solution obtained by mixing a polyphenol-polysulfide, a resorcin and a formalin condensate in an alkali and an RFL solution. There are bonding methods.
[0035]
The belt 3 arranged on the radially outer side of the crown portion of the carcass 2 having the above-described structure is formed by extending a plurality of steel cords or textile cords extending obliquely with respect to the equator plane O of the tire and arranged in parallel with each other. A structure in which a plurality of plies covered with each other are stacked in an arrangement in which the cords cross each other between the laminated plies, or a plurality of steel cords or textile cords extending along the equator plane O of the tire are covered with rubber. , A structure in which a plurality of plies are superposed, or a combination of both.
[0036]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
Invention Example 1
By combining two lower twisted cords with a Z-direction twist of 19.6 times / 10 cm on a PET fiber yarn having a fineness of 5560 dtex, and then applying an upper twist of 19.6 times / 10 cm in the S direction, A 5560 dtex / 2 PET fiber cord was prepared. The PET fiber cord is used for carcass ply to form a comb-like woven fabric, and then the woven fabric is provided with polyhydric phenol polysulfide, resorcin and formalin disclosed in JP-A-60-72972 for imparting adhesion. The condensate was immersed in a solution obtained by aging under an alkali and an RFL solution, and then heat-treated. The adhesive-treated woven fabric thus obtained was coated with rubber from both sides using a calendar roll. Using this rubber-coated fabric for a carcass ply, a radial tire for trucks and buses having a size of 435 / 50R19.5 according to the tire structure shown in FIG. 1 was manufactured. That is, the carcass ply is arranged between the pair of bead cores 1 in a toroidal shape at an angle of approximately 90 ° with respect to the tire equatorial plane, and is further rolled back from the inside to the outside around each bead core 1. A radial tire having a folded portion structure shown in FIG. 1 was produced that extended along the bead filler 5 until the ply terminal 21a reached below the belt 3 at an angle of approximately 90 ° with respect to the equator plane.
[0037]
The belt 3 has a first belt layer: 50 °, a second belt layer: 20 °, a third belt layer: 20 °, and a fourth belt layer: 20 ° in order from the radially inner side with respect to the tire equatorial plane. A steel cord extending at an inclination angle was driven at a rate of 23.0 pieces / 50 mm for each layer to form a four-layer structure. For the purpose of reinforcing the bead portion, as shown in FIG. 1, the chafer layer 6 made of steel cord was disposed on the bead portion at an inclination angle of the steel cord with respect to the carcass ply cord: 40 °.
[0038]
Comparative Example 1
For comparison, a heavy-duty radial tire of the same size was manufactured using a carcass ply formed by driving steel cords at 29.5 pieces / 50 mm according to a conventional method. That is, the above-described carcass ply is arranged in a toroidal shape at a cord angle of approximately 90 degrees with respect to the tire equatorial plane between a pair of bead cores, and further to the case where each of the bead cores is wound back from the inside of the tire to the outside. The end of the carcass ply is arranged between the bead base surface and the bead core, and the vicinity of the end of the carcass ply is covered with a first reinforcing layer made of steel cord, and the first reinforcing layers are crossed with each other. Covered with a second reinforcing layer consisting of two nylon layers.
[0039]
Comparative Example 2
Further, for comparison, a heavy-duty radial tire of the same size and having the same structure as that of Invention Example 1 was manufactured using a steel cord as a carcass ply.
[0040]
Next, each tire of Invention Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 was evaluated for the durability of the bead portion. That is, in order to evaluate the durability of the carcass without causing a belt failure due to heat generation of the belt, the tire tread was first removed by buffing. Then, after the tire is incorporated into the standard rim and the internal pressure is adjusted to 900 kPa, the tire is subjected to a load load and speed corresponding to 185% of the maximum load capacity prescribed in JATMA so that the input to the end of the carcass ply becomes severe. Rotating on the drum under the condition of 60 km / h, the drum running distance was measured until the carcass ply was separated and the cord was broken and the vibration increased and the test was forced to be interrupted. The distance thus obtained is shown in Table 1 as an index when the traveling distance of Comparative Example 1 is taken as 100. The larger this value, the better the separation resistance at the end of the carcass ply. Note that 180 is the highest index because it is determined that the vehicle has sufficient durability when the vehicle travels 1.8 times the travel distance of Comparative Example 1 and the test is stopped.
[0041]
Furthermore, in order to evaluate the case strength of the tire, the tire was assembled with a rim, water was injected, and the pressure when the tire was destroyed by water pressure was measured. The water pressure breaking pressure is 30 kgf / cm.²If so, the carcass strength was sufficient, and the test was stopped at that point.
[0042]
As shown in Table 1, the tire of Invention Example 1 exhibited much better running durability than the tire of Comparative Example 1 while maintaining the hydraulic pressure break pressure level equivalent to that of Comparative Example 1 having a conventional structure. . The tire of Comparative Example 2 had good durability because the end of the carcass ply was placed under the belt, but the weight of the tire was heavy because the carcass ply cord was made of steel. On the other hand, since the tire of Invention Example 1 uses an organic fiber cord for the carcass ply, the tire is 1.5 kg lighter than the tire of Comparative Example 2.
[0043]
Comparative Example 3
A PET fiber yarn with a fineness of 3890 dtex was given a Z twist of 23.4 times / 10 cm, and after two twisted cords were combined, 23.4 times / 10 cm of an upper twist was applied in the S direction. To produce a 3890 dtex / 2 PET fiber cord. Using this PET cord, a fabric for carcass ply was prepared, and then immersed in an RFL solution and heat-treated for imparting adhesion. Thereafter, tires were produced by the same method as in Invention Example 1. In order to make this tire lighter than the tire of Invention Example 1, the diameter of the carcass ply cord is reduced and the number of cords driven is increased so that the cord occupancy ratio in the carcass ply is 76% of the upper limit. However, the carcass ply strength does not reach the target of 21000 N / dtex, and the hydraulic break pressure is 25 kgf / cm.²And the target of 30 kgf / cm²Could not reach.
[0044]
[Table 1]

[0045]
Comparative Example 4
A PET fiber yarn with a fineness of 5560 dtex is given a Z twist in the Z direction at 16.0 turns / 10 cm. After combining three twisted cords, apply an upper twist of 16.0 turns / 10 cm in the S direction. To produce a 5560 dtex / 3 PET fiber cord. The PET fiber cord is used for carcass ply to form a comb-like woven fabric, and then the woven fabric is provided with polyhydric phenol polysulfide, resorcin and formalin disclosed in JP-A-60-72972 for imparting adhesion. The condensate was immersed in a solution obtained by aging under an alkali and an RFL solution, and then heat-treated. The adhesive-treated woven fabric thus obtained was coated with rubber from both sides using a calendar roll. Using this rubber-coated fabric for a carcass ply, a radial tire for trucks and buses having a size of 435 / 50R19.5 according to the tire structure shown in FIG. 2 was produced. That is, the carcass ply is arranged between the pair of bead cores 1 in a toroidal shape at an angle of approximately 90 ° with respect to the tire equatorial plane, and is further wound around the bead cores 1 from the inside to the outside. A radial tire having a folded portion structure shown in FIG. 2 was produced, which was bent around the tire 1 from the outer side to the inner side and then extended along the carcass main body 20 until the ply terminal 21a reached below the belt 3.
[0046]
In this tire, the diameter of the carcass ply cord is 1.61 mm, and the carcass ply has a thickness exceeding 2.0 mm. In the tire structure shown in FIG. 2, the thickness of the carcass combined with the carcass body and the folded portion is 4 The thickness exceeded 0.0 mm, and the thickness of the bead filler was inevitably reduced, so the bead rigidity was reduced. Further, the weight reduction of the tire was in a range less than 1.5 kg achieved with the tire of Comparative Example 2. That is, when the diameter of the carcass ply cord is too large, it has been found that satisfactory results cannot be obtained regarding the rigidity and weight reduction of the bead portion.
[0047]
Invention Example 2
PEN fiber yarn with a fineness of 5560 dtex is given 19.6 turns / 10 cm in the Z direction, and 2 twisted cords are combined, and then 19.6 turns / 10 cm in the S direction. Thus, a 5560 dtex / 2 PEN cord was produced. From this point onward, tires were manufactured in the same manner as in Comparative Example 4. The mileage index of this tire in the bead portion durability drum test was as good as 180 as shown in Table 2, and was 1.5 kg or more lighter than the tire of Comparative Example 2.
[0048]
Invention Example 3
A POK fiber yarn with a fineness of 3330 dtex is given 34.2 turns / 10 cm in the Z direction, and then two twisted cords are combined, and then 34.2 turns / 10 cm in the S direction. To produce a POK code of 3330 dtex / 2. From this point onward, tires were manufactured in the same manner as in Comparative Example 4. As shown in Table 2, the bead portion durability drum test results of this tire were as good as 180, and the weight of the tire of Comparative Example 2 was 1.5 kg or more lighter.
[0049]
[Table 2]

[0050]
Invention Example 4
Applying 20.6 times / 10 cm in the S direction after combining two lower twisted cords, giving a Z twist of 20.6 times / 10 cm to an aramid fiber yarn with a fineness of 3330 dtex To produce an aramid fiber cord of 3330 dtex / 2. From this point onward, tires were manufactured in the same manner as in Invention Example 1. Although the twist coefficient of the carcass ply cord of this tire was 0.350, the mileage index according to the bead portion durability drum test was as good as 130 as shown in Table 3.
[0051]
Invention Example 5
Applying 25.9 times / 10cm in the S direction after combining two lower twisted cords in which an aramid fiber yarn with a fineness of 3330dtex was given a Z twist of 25.9 times / 10cm. To produce an aramid fiber cord of 3330 dtex / 2. From this point onward, tires were manufactured in the same manner as in Invention Example 1. The twist coefficient of the carcass ply cord of this tire was 0.440, and the running distance index according to the bead portion durability drum test was 180 as shown in Table 3, and the vehicle could complete without failure.
[0052]
Comparative Example 5
Apply two twisted cords to the aramid fiber yarn with a fineness of 3330 dtex given a Z twist of 14.1 times / 10 cm, and then apply a twist of 14.1 times / 10 cm in the S direction. To produce an aramid fiber cord of 3330 dtex / 2. From this point onward, tires were manufactured in the same manner as in Invention Example 1. The twist coefficient of the carcass ply cord of this tire is 0.240, and the mileage index according to the bead portion durability drum test is 80 as shown in Table 3, which is inferior to the tire of Comparative Example 1 having the conventional structure. It was.
[0053]
Invention Example 6
Applying 20.6 times / 10 cm in the S direction after combining two lower twisted cords, giving a Z twist of 20.6 times / 10 cm to an aramid fiber yarn with a fineness of 3330 dtex To produce an aramid fiber cord of 3330 dtex / 2. From this point onward, tires were manufactured in the same manner as in Comparative Example 4. Although the twist coefficient of the carcass ply cord of this tire is 0.350, the mileage index by the bead portion durability drum test is 180, as shown in Table 3, and can be completed without failure. became.
[0054]
Invention Example 7
Applying 24.8 twists / 10cm in the S direction after combining the two twisted cords in which the primary twist of 1110 dtex aramid fiber was given 44.8 turns / 10cm in the Z direction. To produce an 1110 dtex / 2 aramid fiber cord. From this point onward, tires were manufactured in the same manner as in Invention Example 1. The twist coefficient of the carcass ply cord of this tire is 0.440, and the mileage index according to the bead portion durability drum test is 180, as shown in Table 3. The effect was also obtained.
[0055]
Comparative Example 6
A tire having the structure shown in FIG. 1 was made using a rayon fiber cord having a relatively low tensile strength of 0.0428 N / dtex. That is, in order to obtain a cord having a cord diameter of 1.4 mm which is the upper limit of the present invention, three rayon raw yarns having a fineness of 1830 dtex are combined to produce a raw yarn having a fineness of 5500 dtex. Two lower twisted cords having a lower twist of 27.1 times / 10 cm were combined, and then 27.1 times / 10 cm of upper twisted cords were applied in the S direction to produce a 5500 dtex / 2 rayon cord. Then, when producing the carcass ply with the rayon cord, the number of cords to be driven was set so that the cord occupancy would be the maximum 76%. The strength of the ply thus obtained was 12740 N / 50 mm, and could not reach 21000 N / 50 mm defined in the present invention. Using this ply, a tire was produced in the same manner as in Invention Example 1. As a result, the hydraulic breaking pressure of the obtained tire was 20 kgf / cm.²And was at a low level.
Thus, when the strength of the cord is small, it is not possible to ensure a sufficient safety factor with respect to the tire breaking pressure.
[0056]
[Table 3]

[0057]
【The invention's effect】
According to the present invention, in a heavy duty radial tire having a single-layer carcass ply using a large-diameter cord such as an aramid fiber, polyester, polyolefin ketone or the like as a carcass ply cord, stress is concentrated on the position of the end of the carcass ply. By removing from the region, it is possible to provide a lightweight tire that has significantly improved ply end separation resistance compared to conventional tires and that has a sufficient breaking strength by applying a predetermined cord to the carcass ply. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a cross section in the width direction of a tire according to the present invention.
FIG. 2 is a view showing a cross section in the width direction of another tire according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Bead core
2 Carcass
3 Belt
4 tread
5 Bead filler
6 Chafer
20 Carcass body
21 Folding part
21a terminal

Claims

A carcass body comprising a rubber-covered cord ply extending in a radial direction between a pair of bead cores, and a folded portion in which the ply is wound around each bead core from the inside to the outside of the tire and extended outward in the tire radial direction. Is a heavy-duty pneumatic radial tire in which at least two layers of belts are disposed radially outside the crown portion of the carcass, and the carcass has a bead filler whose folded portion is disposed radially outside the bead core. Further, the end of the turn-up portion is arranged under the belt or between the belt layers along the outer surface of the tire, and the strength of the cord constituting the carcass ply is cut and the turn-up portion of the carcass at the upper end in the tire radial direction. The carcass ply strength, which is defined by the product of the number of code shots at 0N / are at least 50mm, the code size is 1.4mm or less, heavy duty air strength 0.05 N / dtex or more and the twist coefficient is characterized in that an organic fiber cord of from 0.250 to 0.600 Entering radial tire.

A carcass body comprising a rubber-covered cord ply extending in a radial direction between a pair of bead cores, and a folded portion in which the ply is wound around each bead core from the inside to the outside of the tire and extended outward in the tire radial direction. Is a heavy-duty pneumatic radial tire in which at least two layers of belts are disposed radially outside the crown portion of the carcass, and the carcass is further bent from the tire outer side to the inner side with a bead core. After that, it extends outward in the tire radial direction along the carcass main body, and the end of the folded portion is arranged under the belt or between the belt layers, and the strength of the cord constituting the carcass ply at the time of cutting and the carcass at the upper end in the tire radial direction of the bead Carcass ply defined by the product of the number of cords driven at the turn-up section Burden degree is at 21000N / 50mm or more, the code whose diameter 1.4mm or less, the strength is 0.05 N / dtex or more and the twist coefficient is characterized in that an organic fiber cord of from 0.250 to 0.600 Heavy duty pneumatic radial tire.

3. A heavy-duty pneumatic radial tire according to claim 1, wherein the organic fiber cord is made of at least one selected from aromatic polyamide, polyester and polyolefin ketone.