JP4450633B2 - Pneumatic tire - Google Patents
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Description
本発明は、空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、耐久性に優れ、更には、内圧低下時にも安全に走行できる空気入りタイヤに関する。 The present invention relates to a pneumatic tire. More specifically, the present invention relates to a pneumatic tire that has excellent durability and can travel safely even when the internal pressure is reduced.
セルロース系繊維〔例えば、レーヨン(Rayon)〕は、室温時に高弾性で、高い接着力を有するということから、タイヤ補強用コードとして使用されてきた。レーヨンは、室温・高温時に、ポリエステル(PET)に対比して、高いヤング率を有し、173℃の温度での熱収縮率が0.65%であって、高い熱寸法安定性を有している。そのことから、タイヤコード等のゴム補強材として使用が試みられ、サイド補強式ランフラットタイヤのカーカスプライに適用されてきた。 Cellulosic fibers (eg, Rayon) have been used as tire reinforcing cords because they are highly elastic at room temperature and have high adhesive strength. Rayon has a high Young's modulus compared to polyester (PET) at room temperature and high temperature, and a thermal shrinkage rate of 0.65% at a temperature of 173 ° C., and has high thermal dimensional stability. ing. For this reason, it has been tried to be used as a rubber reinforcing material such as a tire cord and applied to a carcass ply of a side reinforcing type run-flat tire.
タイヤの内圧が低下した時、例えば、ランフラット(以下、「RF」という。)時の走行では、タイヤの内部発熱が高くなる。RF時等の耐久性を向上させるには、補強ゴムのゲージを厚くしたり、ショルダー部やサイド部等を補強部材によって補強したりする技術が採用されている(例えば、特許文献1〜3参照)。
本発明者の研究によれば、従来のレーヨンの弾性率では、RF時のタイヤの撓みが大きく、高温時には、カーカスプライの剛性低下〔例えば、2kgf(約19.6N、以下、1kgf≒9.80665Nで換算する。)/%のコード弾性率〔180℃の温度及び補強コード1本当たり3kgf(約29.4N)の力を加えた応力時〕〔以下、このコード弾性率の単位を「N/%(180℃・29.4N)」で示す。〕〕によって撓みがより一層大きくなり、RF走行末期の故障形態としては、三日月状補強ゴムの割れによるものが多くなり、RF耐久距離を短くすることが分かった。 According to the study of the present inventor, with the elastic modulus of the conventional rayon, the deflection of the tire at the time of RF is large, and the rigidity of the carcass ply decreases at high temperatures [for example, 2 kgf (about 19.6 N, hereinafter, 1 kgf≈9. (Converted by 80665 N.) /% Cord elastic modulus [at a temperature of 180 ° C. and stress applied with a force of 3 kgf (about 29.4 N) per reinforcing cord] [Hereinafter, the unit of the cord elastic modulus is “N /% (180 ° C., 29.4 N) ”. ]] Further increased the deflection, and as a failure mode at the end of the RF traveling, it was found that the number of cracks in the crescent-shaped reinforcing rubber increased, and the RF durability distance was shortened.
また、ゴムゲージを厚くしたり、サイド部やショルダー部を補強したりすると、タイヤ重量が増加し、空気内圧を充填した時、すなわち、内圧充填(以下、「INF」という。)時のタイヤ縦バネを上げてしまい、INF時の乗り心地を損なう。 Further, if the rubber gauge is made thicker or the side portions and shoulder portions are reinforced, the tire weight increases and the tire vertical spring is filled when the internal air pressure is filled, that is, when the internal pressure is filled (hereinafter referred to as “INF”). The ride comfort at the time of INF is impaired.
本発明の課題は、INF時の乗り心地を損なわずに、RF耐久性能を向上させることである。 The subject of this invention is improving RF endurance performance, without impairing the riding comfort at the time of INF.
本発明は、左右1対のビード部と、並列された複数の補強コードが被覆ゴムに埋設された1枚以上のカーカスプライからなるカーカスと、該カーカスのタイヤ半径方向外側に配置されたトレッド部と、該トレッド部の左右のサイドウォール部と、前記カーカスの内側に配設されタイヤ幅方向断面で見て三日月状のゴム補強層とを備えた空気入りタイヤであって、前記カーカスプライの補強コードが、セルロース系繊維を原料としており、50cN/dtex以上のコード弾性率〔180℃の温度及び補強コード1本当たり3kgf(約29.4N)の力を加えた応力時〕〔以下、このコード弾性率の単位を「cN/dtex(180℃・29.4N)で示す。〕で表される剛性を有することを特徴とする空気入りタイヤに係るものである。 The present invention relates to a pair of left and right bead portions, a carcass composed of one or more carcass plies in which a plurality of parallel reinforcing cords are embedded in a covering rubber, and a tread portion disposed on the outer side in the tire radial direction of the carcass And a left and right sidewall portion of the tread portion, and a crescent-shaped rubber reinforcing layer disposed inside the carcass and viewed in a cross-section in the tire width direction, the carcass ply reinforcement The cord is made of cellulosic fiber and has a cord elastic modulus of 50 cN / dtex or more [at a temperature of 180 ° C. and a stress applied with a force of 3 kgf (about 29.4 N) per reinforcing cord] [hereinafter this cord It relates to a pneumatic tire characterized by having a rigidity represented by “cN / dtex (180 ° C., 29.4 N)”.
本発明では、カーカスプライの補強コードを、高温時に所定の剛性を発揮するようにさせることによって、空気入りタイヤのRF耐久性能を著しく向上させることが可能と考えられる。 In the present invention, it is considered that the RF durability performance of the pneumatic tire can be remarkably improved by causing the reinforcing cord of the carcass ply to exhibit a predetermined rigidity at a high temperature.
本発明の空気入りタイヤによれば、RF時のタイヤ撓みが抑制され、INF時の乗り心地を損なわずに、重量変化なく、RF耐久性を向上させることができる。 According to the pneumatic tire of the present invention, tire deflection at the time of RF is suppressed, and RF durability can be improved without changing the weight without impairing the riding comfort at the time of INF.
(1)空気入りタイヤ
左右1対のビード部と、カーカスと、該カーカスのタイヤ半径方向外側に配置されたトレッド部と、該トレッド部の左右のサイドウォール部とを備える。
(1) Pneumatic tire A pair of right and left bead portions, a carcass, a tread portion disposed on the outer side in the tire radial direction of the carcass, and left and right sidewall portions of the tread portion are provided.
カーカスはカーカスプライの1枚以上からなることができ、カーカスプライは並列された複数の補強コードを被覆ゴムに埋設して作製することができる。 The carcass can be composed of one or more carcass plies, and the carcass ply can be manufactured by embedding a plurality of parallel reinforcing cords in a covering rubber.
前記カーカスの内側には、タイヤ幅方向断面で見て三日月状のゴム補強層を配設することができる。かかるタイヤは、代表的に、RFタイヤである。 A crescent-shaped rubber reinforcing layer can be disposed inside the carcass as viewed in the cross section in the tire width direction. Such tires are typically RF tires.
(2)補強コード
50cN/dtex(180℃・29.4N)以上のコード弾性率で表される剛性を有する。このような高温時弾性率が50cN/dtex(180℃・29.4N)未満では、RF走行時にタイヤの撓みが大きくなり、RF耐久性能が低下することがある。
(2) Reinforcement cord It has a rigidity represented by a cord elastic modulus of 50 cN / dtex (180 ° C, 29.4 N) or more. When the elastic modulus at such a high temperature is less than 50 cN / dtex (180 ° C. · 29.4 N), the deflection of the tire during RF running increases, and the RF durability performance may deteriorate.
かかる剛性は、補強コードの応力−伸び曲線を用いて求めることができる。図1は1例の補強コードの応力(荷重)−伸び曲線を示すグラフである。図1に示すように、タイヤの内圧充填〜荷重時にコード1本当たりにかかる力を3kgf(約29.4N)と見積り、180℃の温度での応力(荷重)−伸び曲線Cの約29.4N応力時における接線Sを描き、接線Sの傾きをコード弾性率として算出する。なお、単位「N/%(180℃・29.4N)」と単位「N/dtex(180℃・29.4N)」とで示すコード弾性率は、同じ補強コードの応力−伸び曲線を用いて求められるものであり、例えば、1840dtex/3のコード構造では、約27.6N(2.8kgf)/%(180℃・29.4N)が50cN/dtex(180℃・29.4N)に対応する。 Such rigidity can be obtained using a stress-elongation curve of the reinforcing cord. FIG. 1 is a graph showing a stress (load) -elongation curve of an example reinforcing cord. As shown in FIG. 1, the force applied to each cord during filling and loading of the tire is estimated to be 3 kgf (about 29.4 N), and the stress (load) -elongation curve C at about 29. The tangent line S at the time of 4N stress is drawn, and the inclination of the tangent line S is calculated as the cord elastic modulus. The cord elastic modulus indicated by the unit “N /% (180 ° C. · 29.4 N)” and the unit “N / dtex (180 ° C. · 29.4 N)” is obtained by using the stress-elongation curve of the same reinforcing cord. For example, in the code structure of 1840 dtex / 3, about 27.6 N (2.8 kgf ) /% (180 ° C. · 29.4 N) corresponds to 50 cN / dtex (180 ° C. · 29.4 N). .
補強コードは、原料繊維のコードをディップ(以下、「DIP」という。)処理することによって作製することができる。繊維コードを、DIP張力を用いることによって、すなわち、所定の張力をかけた状態でDIP処理することによって、繊維の伸張方向に対し所定の剛性を有する補強コードとすることができる。 The reinforcing cord can be produced by dipping (hereinafter referred to as “DIP”) the cord of the raw fiber. By using DIP tension for the fiber cord, that is, by performing DIP treatment in a state where a predetermined tension is applied, the fiber cord can be a reinforcing cord having a predetermined rigidity in the fiber stretching direction.
例えば、繊維コードは、DIP張力を加え、例えば、0.71cN/dtex以上のDIP張力にまで上げて、DIP処理することにより、約39.2N(4kgf)/%(180℃・29.4N)以上のコード弾性率を有する補強コードが得られる。従来のレーヨン糸等では、かかるDIP張力にまで上げてDIP処理したものは存在しない。 For example, the fiber cord is applied with DIP tension, for example, is increased to a DIP tension of 0.71 cN / dtex or more, and is subjected to DIP treatment to be about 39.2 N (4 kgf) /% (180 ° C., 29.4 N). A reinforcing cord having the above cord elastic modulus can be obtained. There is no conventional rayon yarn or the like that has been DIP processed to such a DIP tension.
このような伸張引っ張り剛性が高い、高剛性の補強コードをカーカスプライに使用することにより、通常内圧時のバネはほぼ変化せず、RF時の縦バネを特異的に上げ、RF時の撓み量を抑制することができる。つまり、INF時の乗り心地を損なわずにRF耐久距離を向上させることができる。 By using such a high-strength reinforcing cord with high tensile and tensile rigidity for the carcass ply, the spring during normal internal pressure does not substantially change, the vertical spring during RF is raised specifically, and the amount of deflection during RF Can be suppressed. That is, the RF durability distance can be improved without impairing the ride comfort during INF.
(4)繊維コード
セルロース系繊維を原料として作製することができる。かかる繊維コードを、補強コードとしてか、又は補強コードのために用いることができる。セルロース系繊維としては、レーヨン、リヨセル、等の繊維が挙げられる。
(4) Fiber cord Cellulosic fiber can be used as a raw material. Such fiber cords can be used as reinforcement cords or for reinforcement cords. Cellulosic fibers include fibers such as rayon and lyocell.
リヨセル繊維は、例えば、原料のセルロースから溶剤紡糸法によって得られるセルロース系繊維であり、例えば、特公昭60−28848号公報明細書、特表平11−504995号公報明細書に記載されているように、有機溶剤中に溶解されたセルロースと水等の非溶媒を含む溶液を、空気中又は非沈殿性媒体中に紡糸し、その際、紡糸口金から出た繊維形成溶液を送り出す速度より早い速度で引っ張って、3倍以上の延伸倍率で延伸した後に、非溶媒で処理することによって得ることができる。 The lyocell fiber is, for example, a cellulosic fiber obtained from a raw material cellulose by a solvent spinning method, and is described in, for example, Japanese Patent Publication No. 60-28848 and Japanese Patent Publication No. 11-504959. In addition, a solution containing cellulose and a non-solvent such as water dissolved in an organic solvent is spun into air or a non-precipitating medium, and at this time, a speed higher than the speed at which the fiber-forming solution discharged from the spinneret is sent out. It can obtain by extending | stretching by (3) and extending | stretching by the draw ratio of 3 times or more, and processing with a nonsolvent.
繊維コードは0.35以上の撚り係数を有することができる。撚り係数が0.35未満では、コード疲労性が著しく低下することがある。
撚り係数は、
The fiber cord can have a twist coefficient of 0.35 or more. If the twist coefficient is less than 0.35, the cord fatigue may be remarkably lowered.
The twist factor is
で示される。
Indicated by
好ましくは、繊維コードは、300℃以上の融点を有する有機繊維からなる。その理由は、RF走行時タイヤ内温度が非常に高温となり、プライコードの溶融を防ぐためである。 Preferably, the fiber cord is made of an organic fiber having a melting point of 300 ° C. or higher. The reason for this is to prevent the ply cord from melting because the temperature in the tire during RF running becomes very high.
本発明を、図面を参照して、詳細に説明する。
図2は、本発明の1例の空気入りタイヤの部分断面図である。
図2に示すように、空気入りタイヤ1は、左右1対のビード部2(図2では片側を示している。)と、並列された複数の補強コードが被覆ゴムに埋設された1枚以上のカーカスプライからなるカーカス3と、カーカス3のタイヤ半径方向外側に配置されたトレッド部4と、トレッド部4の左右のサイドウォール部5(図2では片側)と、カーカス3の内側に配設されタイヤ幅方向断面で見て三日月状のゴム補強層6とを備える。
The present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view of an example pneumatic tire of the present invention.
As shown in FIG. 2, the pneumatic tire 1 includes at least one pair of left and right bead portions 2 (one side is shown in FIG. 2) and a plurality of parallel reinforcing cords embedded in a covering rubber. The
カーカス3を構成するカーカスプライの補強コードは、レーヨン及びリヨセル等のセルロース系繊維を原料としており、50cN/dtex(180℃・29.4N)以上のコード弾性率で表される剛性を有する。
The carcass ply reinforcing cord constituting the
ビード部2は、リング状のビードコア2Aを備え、そのタイヤ半径方向外側には、ビードフィラーゴム2Bとカーカス3とを配置することができる。カーカス3のタイヤ半径方向外側には、ベルト7を配置することができ、ベルト7のタイヤ半径方向外側には、トレッド部4が配置される。トレッド部4の左右には、一対のサイドウォール部5(図2では片側)が配置される。
The
カーカス3は、図2に示すように、少なくとも1枚のカーカスプライからなることができる。このカーカスプライの両端部(図2では片側)は、ビードコア2Aの周りで折り返されて折り返し端部を形成することができ、カーカスプライの折り返し端部の中には、ビードフィラーゴム2Bを位置させることができる。
The
カーカス3は、2枚以上の複数のカーカスプライからなることもできる。その場合、前述のように、一方のカーカスプライの端部は、ビードコア2Aの周りで折り返されて折り返し端部を形成することができ、その折り返し端部の外側で、サイドウォール部5内に、他方のカーカスプライを配置することができる。
The
サイドウォール部5は、表面側がサイドゴムからなり、その内側はタイヤ幅方向断面で見て三日月状のゴム補強層6によって補強される。ゴム補強層6は、代表的に、図2に示すように、ビード部2の上方で、カーカス3の内側に、少なくとも1枚配設される。ゴム補強層は複数枚からなることができ、その場合、カーカスプライの内側だけに限られず、複数枚のカーカスプライを用いて、それらの外側及びそれらの間の位置にも配設することができる。
The side wall portion 5 is made of side rubber on the surface side, and the inside thereof is reinforced by a crescent-shaped rubber reinforcing layer 6 as seen in the cross section in the tire width direction. As shown in FIG. 2, at least one rubber reinforcing layer 6 is typically disposed above the
本発明を、図面を参照して、実施例及び比較例に基づきより一層詳細に説明する。
(実施例1)
図2に示すような空気入りタイヤを製造する。
セルロース系繊維(レーヨン)のコードを、0.71cN/dtexのDIP張力で引いてDIP処理(温度:149℃、時間:180秒)し、50cN/dtex(180℃・29.4N)以上のコード弾性率で表される剛性を有する補強コードを作製し、このコードをカーカスプライに適用して、RFタイヤを成型する。
ここで、繊維コード種:1840dtex/3、38×38、繊維コードのDIP液は、F/Rモル比:1.98、RF/L固体質量%:16.0、(NaOH+NH4OH)/Rモル比:0.80のものを使用、カーカスプライの被覆ゴム:天然ゴム100質量部、HAFカーボンブラック50質量部及びイオウ3質量部、タイヤ中へのカーカスプライの打ち込み:35本/5cm、タイヤサイズ:215/45ZR17の乗用車用ラジアルタイヤであり、その他の条件は表1に併せて示す。
また、補強コードの高温時弾性率は、前述したようにコードの応力−伸び曲線を用い、タイヤの内圧充填〜荷重時にコード1本当たりにかかる力を3kgfと見積り、3kgf応力時における応力−伸び曲線の接線を描き、算出する(図1参照)。
The present invention will be described in more detail based on examples and comparative examples with reference to the drawings.
Example 1
A pneumatic tire as shown in FIG. 2 is manufactured.
A cord of cellulose fiber (rayon) is drawn with a DIP tension of 0.71 cN / dtex and subjected to DIP treatment (temperature: 149 ° C., time: 180 seconds), and a cord of 50 cN / dtex (180 ° C., 29.4 N) or more. A reinforcing cord having rigidity represented by an elastic modulus is manufactured, and this cord is applied to a carcass ply to mold an RF tire.
Here, fiber cord type: 1840 dtex / 3, 38 × 38, DIP solution of fiber cord is F / R molar ratio: 1.98, RF / L solid mass%: 16.0, (NaOH + NH 4 OH) / R Molar ratio: 0.80 used, Carcass ply covering rubber: 100 parts by weight of natural rubber, 50 parts by weight of HAF carbon black and 3 parts by weight of sulfur, driving carcass ply into the tire: 35 / 5cm, tire Size: 215 / 45ZR17 radial tire for passenger cars. Other conditions are also shown in Table 1.
The elastic modulus at high temperature of the reinforcing cord is calculated by using the stress-elongation curve of the cord as described above, and the force applied to each cord at the time of filling the inner pressure of the tire to the load is estimated as 3 kgf, and the stress-elongation at the time of 3 kgf stress. Draw a curve tangent and calculate (see Figure 1).
(実施例2)
表1に示すように、実施例1において、撚り係数を0.57から0.43に変える以外は、実施例1と同様にしてタイヤを製造する。
(実施例3)
表1に示すように、実施例1において、コード材質のレーヨンをリヨセルに変える以外は、実施例1と同様にしてタイヤを製造する。
(実施例4)
表1に示すように、実施例2において、コード材質のレーヨンをリヨセルに変える以外は、実施例1と同様にしてタイヤを製造する。
(比較例1)
表1に示すように、実施例1において、補強コードの剛性を50cN/dtex(180℃・29.4N)未満に変える以外は、実施例1と同様にしてタイヤを製造する。
(Example 2)
As shown in Table 1, tires are manufactured in the same manner as in Example 1 except that the twist coefficient is changed from 0.57 to 0.43 in Example 1.
(Example 3)
As shown in Table 1, tires are manufactured in the same manner as in Example 1 except that the rayon of the cord material is changed to lyocell in Example 1.
Example 4
As shown in Table 1, tires are manufactured in the same manner as in Example 1 except that the rayon of the cord material is changed to lyocell in Example 2.
(Comparative Example 1)
As shown in Table 1, tires are manufactured in the same manner as in Example 1, except that the rigidity of the reinforcing cord is changed to less than 50 cN / dtex (180 ° C. · 29.4 N).
実施例及び比較例で製造したタイヤのRF耐久性能(ドラム試験)、及びINF時と空気内圧を大気圧まで低減させた時(DEF時)との縦バネを測定し、評価する。
(1)RF耐久性能
各試作タイヤを常圧でリム組みし、空気を内圧230kPaで封入してから38℃の室温中に24時間放置後、バルブのコアを抜き、内圧を大気圧として、荷重約4.17kN(425kgf)、速度89km/h、室温38℃の条件でドラム走行テストを行い、この際の故障発生までの走行距離で表す。なお、評価は、比較例1の場合を100とした指数で表1中に示し、値が高いほどRF耐久性能が良好である。
(2)縦バネ
タイヤの縦バネ定数の評価試験の方法は、荷重−たわみ曲線上でのある荷重値の接線の傾きを、その荷重に対する縦バネ定数(kg/mm)とし、縦バネ定数指数は、従来例の縦バネ定数を100とした時の比率で表す。
RF durability performance (drum test) of tires manufactured in Examples and Comparative Examples, and longitudinal springs at the time of INF and when the air pressure is reduced to atmospheric pressure (at the time of DEF) are measured and evaluated.
(1) RF durability performance Each tire is assembled with rims at normal pressure, air is sealed at an internal pressure of 230 kPa, and left at room temperature of 38 ° C. for 24 hours, then the valve core is removed and the internal pressure is set to atmospheric pressure. The drum running test was conducted under the conditions of about 4.17 kN (425 kgf), speed 89 km / h, and room temperature 38 ° C., and the running distance until failure occurred at this time is shown. In addition, evaluation is shown in Table 1 by the index | exponent which set the case of the comparative example 1 to 100, and RF durability performance is so favorable that a value is high.
(2) Longitudinal spring The method of evaluation test of the longitudinal spring constant of the tire is that the slope of the tangent of a certain load value on the load-deflection curve is defined as the longitudinal spring constant (kg / mm) with respect to the load, and the longitudinal spring constant index. Represents a ratio when the longitudinal spring constant of the conventional example is 100.
表1に示すように、実施例のタイヤは、比較例のタイヤに比べて、RF耐久距離で45%以上アップする。なお、表1には示していないが、縦バネは、INF時:変化なし、DEF時:11%アップする。 As shown in Table 1, the tire of the example is improved by 45% or more in the RF durability distance as compared with the tire of the comparative example. Although not shown in Table 1, the vertical spring is INF: no change, DEF: 11% up.
本発明は、所定の補強コードをカーカスプライに適用することで、高温時に高弾性を発揮するカーカスプライが得られ、これを用いる空気入りタイヤのRF耐久性能の向上が可能である。 In the present invention, by applying a predetermined reinforcing cord to the carcass ply, a carcass ply exhibiting high elasticity at a high temperature can be obtained, and the RF durability performance of a pneumatic tire using the carcass ply can be improved.
1 空気入りタイヤ
2 ビード部
3 カーカス
4 トレッド部
5 サイドウォール部
6 ゴム補強層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
前記カーカスプライの補強コードが、セルロース系繊維を原料としており、50cN/dtex以上のコード弾性率〔180℃の温度及び補強コード1本当たり29.4Nの力を加えた応力時〕で表される剛性を有することを特徴とする空気入りタイヤ。 A pair of right and left bead portions, a carcass made of one or more carcass plies in which a plurality of parallel reinforcing cords are embedded in a covering rubber, a tread portion disposed on the outer side in the tire radial direction of the carcass, and the tread A pneumatic tire comprising left and right sidewall portions of the portion, and a crescent-shaped rubber reinforcing layer disposed inside the carcass as seen in a cross section in the tire width direction,
The reinforcing cord of the carcass ply is made of cellulosic fibers, and is expressed by a cord elastic modulus of 50 cN / dtex or more (at a temperature of 180 ° C. and a stress applied with a force of 29.4 N per reinforcing cord). A pneumatic tire characterized by having rigidity.
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