JP4315721B2 - 航空機用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、航空機用空気入りラジアルタイヤ、特に耐カット性および耐ピールオフ性に優れた航空機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】
航空機用ラジアルタイヤは、高い使用内圧、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外方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また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）が生ずることがある。
【０００３】
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ケト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ずるのである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した従来技術の問題点を解消し、後述する特定の有機繊維コードをベルト保護層に使用することによりアラミドコードと同等の耐カット性を保持しつつ、ベルト保護層とトレッド間の耐ピールオフ性を向上させた航空機用空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る航空機用空気入りラジアルタイヤは、一対のビードコアと、該ビードコア間にトロイド状に延在する少なくとも１枚のカーカスプライよりなるラジアルカーカスと、該カーカスのクラウン部外周上に配した少なくとも１枚のベルト層よりなるベルトと、該ベルトの外周上に配し、ほぼ円周方向に平行に配向させた有機繊維コードよりなる少なくとも１枚のベルト保護層とを備えた航空機用空気入りラジアルタイヤにおいて、該ベルト保護層を構成する有機繊維コードが下記の式（Ｉ）：
【化２】

（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、各繰り返し単位において同一でも異なっていてもよい）で表される繰り返し単位からなるポリケトン繊維のコードであり、前記ベルト保護層に用いるポリケトン繊維のコードが、５．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の引張破断強度と、２１ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の初期弾性率と、１．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の３％伸長時応力とを有することを特徴とする。
【０００７】
さらに。式（Ｉ）中のＡはエチレンであることが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を詳細に説明する。本発明の航空機用空気入りラジアルタイヤは、一対のビードコアと、該ビードコア間にトロイド状に延在する少なくとも１枚のカーカスプライよりなるラジアルカーカスと、該カーカスのクラウン部外周上に配した少なくとも１枚のベルト層よりなるベルトと、該ベルトの外周上に配し、ほぼ円周方向に平行に配向させた有機繊維コードよりなる少なくとも1枚のベルト保護層とを備え、該ベルト保護層を構成する有機繊維コードに下記の式（Ｉ）：
【化３】

（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、各繰り返し単位において同一でも異なっていてもよい）で表される繰り返し単位からなるポリケトン繊維のコードを用いる。
【０００９】
式（Ｉ）で表されるポリケトンは、分子中にＣＯ単位（カルボニル基）とオレフィン由来の単位とが配列された交互共重合体、すなわち、高分子鎖中で各ＣＯ単位の隣に、たとえばエチレン単位等のオレフィン単位が一つずつ位置する構造である。また、このポリケトンは、一酸化炭素と特定のオレフィン一種との共重合体であってもよく、一酸化炭素と特定のオレフィン二種以上との共重合体であってもよい。式（Ｉ）におけるＡを形成するオレフィンの例としては、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。ドデセン等の不飽和炭化水素化合物、スチレン、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、ウンデセン酸等の不飽和カルボン酸またはその誘導体、およびウンデセノール、６−クロロヘキセン、Ｎ−ビニルピロリドン、およびスルホニルスルホン酸のジエチルエステル等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、二種以上を組合せて用いてもよい。特に、重合体の力学特性や耐熱性等の点から、Ａはエチレンが好ましい。
【００１０】
エチレンと他のオレフィンとを併用する場合、エチレンは全オレフィンに対し８０モル％以上になるように用いるのが好ましい。８０モル％未満では、得られる重合体の融点が２００℃以下になり、該重合体から得られる繊維のコードの耐熱性が不十分となる場合がある。繊維コードの力学特性や耐熱性の点から、エチレンの使用量は、特に全オレフィンに対し９０モル％以上が好ましい。
【００１１】
式（Ｉ）のポリケトンは、公知の方法、たとえばヨーロッパ特許公開第１２１９６５号、同第２１３６７１号、同第２２９４０８号、および米国特許第３９１４３９１号明細書に記載された方法に従って製造することができる。
【００１２】
本発明に係るポリケトンの重合度は、ｍ−クレゾール中６０℃で測定した溶液粘度が１．０−１０．０デシリットル／ｇの範囲、さらに１．２−５．０デシリットル／ｇの範囲にあるのが好ましい。溶液粘度が１．０デシリットル／ｇ未満の場合、得られる繊維コードの強度が不十分となり、一方１０．０デシリットル／ｇを越えると、繊維形成時の溶融粘度や溶液粘度が高くなりすぎ、紡糸性が劣化する。
【００１３】
このポリケトン繊維の形成方法は、特に制限されず、一般的な溶融紡糸法や溶液紡糸法が採用される。溶融紡糸法の場合、たとえば特開平１−１２４６１７号公報に記載の方法に従って、重合体をその融点より２０℃以上高い温度、好ましくは４０℃程度高い温度で溶融紡糸し、次いで融点より１０℃以下低い温度、好ましくは４０℃程度低い温度で、３倍以上、好ましくは７倍以上の延伸比にて延伸処理を施すことにより所望の繊維を容易に得ることができる。一方、溶液紡糸法の場合、たとえば特開平２−１１２４１３号公報に記載の方法に従って、重合体をヘキサフルオロイソプロパノールやｍ−クレゾールに０．２５−２０質量％、好ましくは０．５−１０質量％の濃度で溶解し、紡糸ノズルより押し出し、溶剤を除去して紡糸原糸を得、さらに融点−１００℃から融点＋１０℃、好ましくは融点−５０℃から融点の範囲の温度で延伸処理することにより、所望の繊維を得ることができる。なお、ポリケトン繊維を形成する際に、所要に応じて、酸化防止剤、艶消し剤、顔料、帯電防止剤等を配合することができる。
【００１４】
このようにして形成したポリケトン繊維を用いてベルト保護層用のコードを形成する場合、該コードは５．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の引張破断強度と、２１ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の初期弾性率と、１．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の３％伸長時応力とを有することが好ましい。
【００１５】
ベルト保護層に用いるポリケトン繊維コードが上記範囲の引張破断強度、初期弾性率および３％伸長時応力を有すると、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、ベルト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、初期弾性率および３％伸長時応力が上記範囲を下回ると、ベルト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。
【００１６】
上記範囲内の諸物性を有するポリケトン繊維コードをベルト保護層に使用することにより、アラミドコードと同等の耐カット性を保持し、また該ポリケトン繊維コードが高い高温接着性を有するので、ベルト保護層とトレッド間の耐ピールオフ性を著しく向上させることができる。
【００１７】
本発明に係る航空機用空気入りラジアルタイヤにおいては、上述したポリケトン繊維のコードをベルトの径方向外周上でほぼ円周方向に平行に配列して少なくとも1枚のベルト保護層を形成する。この場合、ベルト保護層は、一本のポリケトン繊維コードまたは複数本のポリケトン繊維コードよりなるストリップをベルトの一方側端部またはその近傍から他方側端部またはその近傍までタイヤの幅方向にスパイラル状に巻回することにより形成してもよく、または多数のポリケトン繊維コードを所定間隔で互いに平行に配し、所定の幅を有する帯状体をベルトの外周上に巻回することにより形成してもよい。また、複数枚のベルト保護層を用いる場合、少なくとも一枚を両側端部分のみの中抜き保護層としてもよい。
【００１８】
【実施例】
次に、本発明を実施例につき説明するが、これら実施例によってなんら限定されるものではない。
【００１９】
タイヤサイズ:１２７０ｘ４４５Ｒ２２ ３２ＰＲを有する実施例１および従来例の航空機用空気入りラジアルタイヤを作成する。これらタイヤは、表１に示すようなアラミドコードおよびポリエチレンケトン繊維コードをベルト保護層に用いる以外、すべて同一のタイヤ構造を有する。ここで、ベルト保護層はタイヤ周方向に波状に延びる複数本の有機繊維コードを互いに平行に並べてゴムコーティングした１枚の波状コードプライから構成されており、打込み数は３．６本／１０ｍｍである。なお、使用したアラミドコードと、ポリエチレンケトン繊維コードの物性を表２に示す。これらタイヤに対し、後述する方法により耐カット性および耐ピールオフ性を測定し、結果を表１に示す。
【００２０】
耐カット性は、幅４０ｍｍ，刃先角度３０度のカッターを１６２０ｋＰａの内圧充填下の供試タイヤのトレッドセンター部にその幅方向に向けて規定荷重（２４８６０ｋｇ）の５％に相当する力で垂直に押し付けた際に生ずるカット深さを測定することにより評価し、従来例タイヤのカット深さの逆数を１００として指数表示する。この場合、数値が大きいほど、耐カット性に優れていることを示す。
【００２１】
耐ピールオフ性は、１６２０ｋＰａの内圧充填下の供試タイヤのトレッドセンター部にタイヤ幅方向に幅４００ｍｍ、深さ１５ｍｍのカット傷を形成した後、該タイヤをドラム試験機上で規定荷重（２４８６０ｋｇ）下トレッド剥がれ（ピールオフ）を生ずるまで走行させることにより評価し、従来例でピールオフが生じた時のドラム速度を１００として指数表示する。この場合、数値が大きいほど、耐ピールオフ性に優れていることを示す。
【００２２】
【表１】

【００２３】
【表２】

【００２４】
ここで言う初期弾性率とは、伸び−応力曲線において、コードに０．１ｃＮ／ｄｔｅｘの初期張力を作用させた時の点をＡ、さらにそこから０．５％の伸びを与えた点をＢとした場合、直線ＡＢの傾きから算出されるものである。また、３％伸張時応力とは、上記同様コードに０．１ｃＮ／ｄｔｅｘの初期張力を作用させた後、３％の伸びを与えた時の応力を示す。いずれもタイヤから取り出したコードで測定を行なった。
【００２５】
表１の結果から、実施例タイヤは、アラミドコードと同等の耐カット性を保持しつつ、従来例タイヤに比べて耐ピールオフ性が優れていることが分かる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ポリケトン繊維よりなるコードをベルト保護層に用いることにより、航空機用空気入りラジアルタイヤの耐カット性を従来のアラミドコードを用いた場合と同等に保持しつつ、耐ピールオフ性を大幅に向上させることができる。

Claims (2)

1. 一対のビードコアと、該ビードコア間にトロイド状に延在する少なくとも１枚のカーカスプライよりなるラジアルカーカスと、該カーカスのクラウン部外周上に配した少なくとも１枚のベルト層よりなるベルトと、該ベルトの外周上に配し、ほぼ円周方向に平行に配向させた有機繊維コードよりなる少なくとも１枚のベルト保護層とを備えた航空機用空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベルト保護層を構成する有機繊維コードが下記の式（Ｉ）：
   

   

   （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、各繰り返し単位において同一でも異なっていてもよい）で表される繰り返し単位からなるポリケトン繊維のコードであり、
   前記ベルト保護層に用いるポリケトン繊維のコードが、５．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の引張破断強度と、２１ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の初期弾性率と、１．０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の３％伸長時応力とを有することを特徴とする航空機用空気入りラジアルタイヤ。
2. 式（Ｉ）中のＡがエチレンであることを特徴とする請求項１記載の航空機用空気入りラジアルタイヤ。