JP4569259B2 - Manufacturing method of pneumatic radial tire - Google Patents
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Description
本発明は空気入りラジアルタイヤの製造方法に関し、さらに詳しくは、ポリケトン繊維コードをタイヤ補強部に使用した空気入りラジアルタイヤの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a pneumatic radial tire, and more particularly to a method for manufacturing a pneumatic radial tire using a polyketone fiber cord as a tire reinforcing portion.
ポリケトン繊維は、ナイロン繊維やポリエステル繊維に比べて、高強度・高弾性率である上に、高い耐熱性や寸法安定性を有することから、各種の産業用資材用途として使用することが期待されている。このような特性に着目して、このポリケトン繊維をタイヤコードにも使用する試みが多数検討されている(特許文献1,特許文献2など)。 Polyketone fiber is expected to be used for various industrial materials because it has higher strength and higher modulus than nylon fiber and polyester fiber, as well as high heat resistance and dimensional stability. Yes. Many attempts have been made to use this polyketone fiber for tire cords by paying attention to such characteristics (Patent Document 1, Patent Document 2, etc.).
しかし、従来の提案では、いずれもこのポリケトン繊維の優れた特性が十分に活かされているとはいえず、特にタイヤの荷重耐久性や高速耐久性を向上する観点において十分な性能を発揮するに至っていないのが現状である。
本発明の目的は、上述した従来の問題を解消し、ポリケトン繊維の特性を活かして荷重耐久性や高速耐久性を向上するようにした空気入りラジアルタイヤの製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a pneumatic radial tire that solves the above-described conventional problems and improves load durability and high-speed durability by utilizing the characteristics of polyketone fibers.
上記目的を達成する本発明の空気入りラジアルタイヤの製造方法は、105℃における熱収縮応力が0.150cN/dtex以下で、かつ150℃における熱収縮応力が0.449cN/dtex以上のポリケトン繊維コードをタイヤ補強部に使用した未加硫タイヤを成形し、該未加硫タイヤを加硫成形することを特徴とするものである。 The method for producing a pneumatic radial tire according to the present invention that achieves the above object includes a polyketone fiber cord having a heat shrinkage stress at 105 ° C. of 0.150 cN / dtex or less and a heat shrinkage stress at 150 ° C. of 0.449 cN / dtex or more. An unvulcanized tire using a tire reinforcing portion is molded, and the unvulcanized tire is molded by vulcanization.
本発明において、上記ポリケトン繊維コードは、特にタイヤ補強部のうちでもカーカス層及び/又はベルト補強層に対して使用され、それによって空気入りラジアルタイヤの荷重耐久性や高速耐久性を一層向上することができる。 In the present invention, the polyketone fiber cord, in particular are used for the carcass layer and / or the belt reinforcing layer. Among the tire reinforcing portion, thereby to further improve the load durability and high-speed durability of a pneumatic radial tire Can do.
上述のように、タイヤ補強部に105℃における熱収縮応力が0.150cN/dtex以下で、かつ150℃における熱収縮応力が0.449cN/dtex以上のポリケトン繊維コードを使用して未加硫タイヤを成形したため、加硫成形する際に大きな熱収縮応力を発生させ、加硫後のタイヤ内においてポリケトン繊維コードを弛緩させることなく緊張状態にする。したがって、ポリケトン繊維が有する高強度・高弾性率の特性がタイヤに十分に反映され、空気入りラジアルタイヤの剛性を向上させ、荷重耐久性や高速耐久性を向上させると共に,さらに操縦安定性を向上させることができる。 As described above, an unvulcanized tire using a polyketone fiber cord having a heat shrinkage stress at 105 ° C. of 0.150 cN / dtex or less and a heat shrinkage stress at 150 ° C. of 0.449 cN / dtex or more for the tire reinforcing portion. Therefore, a large heat shrinkage stress is generated during vulcanization molding, and the polyketone fiber cord is brought into a tensioned state without relaxing in the vulcanized tire. Therefore, the high strength and high modulus properties of polyketone fibers are fully reflected in the tire, improving the rigidity of pneumatic radial tires, improving load durability and high-speed durability, and further improving steering stability. Can be made.
本発明においてポリケトン繊維とは、下記式により定義されたポリマーから構成された繊維をいう。
−( CH2−CH2 −CO )n −( R−CO−)m − ・・・(1)
1.05≧(n+m)/n≧1.00 ・・・(2)
In the present invention, the polyketone fiber refers to a fiber composed of a polymer defined by the following formula.
- (CH 2 -CH 2 -CO) n - (R-CO-) m - ··· (1)
1.05 ≧ (n + m) /n≧1.00 (2)
上記ポリケトンポリマーの繊維化は溶融紡糸法では、ポリケトンの特性が失われるため困難とされ、湿式紡糸法が好ましく採用される。湿式紡糸法によれば所期の高強度・高弾性率のポリケトン繊維が得られ、例えば引張り強度として7cN/dtex以上、好ましくは10cN/dtex以上、さらには15cN/dtex以上が可能である。また、引張り弾性率として100cN/dtex以上、好ましくは150cN/dtex以上、さらには250cN/dtex以上が可能である。 Fiber formation of the polyketone polymer is difficult in the melt spinning method because the characteristics of the polyketone are lost, and the wet spinning method is preferably employed. According to the wet spinning method, a desired polyketone fiber having high strength and high elasticity can be obtained. For example, the tensile strength is 7 cN / dtex or more, preferably 10 cN / dtex or more, and further 15 cN / dtex or more. Further, the tensile elastic modulus can be 100 cN / dtex or more, preferably 150 cN / dtex or more, and more preferably 250 cN / dtex or more.
本発明において、上記ポリケトン繊維は、タイヤ補強部に使用されるときは、複数のフィラメントを撚り合わせた撚りコードの形態にされる。撚りコードは、紡糸延伸により所要強度や弾性率にしたフィラメントを複数本合糸して下撚りを与え、更にその複数本を合糸して上撚りを与えることにより形成される。 In this invention, when the said polyketone fiber is used for a tire reinforcement part, it is made into the form of the twisted cord which twisted together several filaments. The twisted cord is formed by combining a plurality of filaments having a required strength and elastic modulus by spinning and drawing to give a lower twist, and further combining the plurality of filaments to give an upper twist.
この撚りコードを構成する単糸フィラメントの太さ、すなわち単糸繊度としては、好ましくは0.5〜7dtex、より好ましくは1〜4.5dtexの範囲にするのがよい。また、総繊度としては、500〜4000dtexが好ましい。単糸繊度が0.5dtex未満の場合、紡糸工程、撚糸工程、製織工程などにおいて毛羽立ちが多発し、コード強力の低下を招く。また、7dtexよりも太いと、ポリケトン繊維が湿式紡糸で得られることからスキンコア構造になり、フィブリル化を起こし易くなり、これもコード強力の低下の原因になる。 The thickness of the single yarn filament constituting the twisted cord, that is, the single yarn fineness, is preferably 0.5 to 7 dtex, more preferably 1 to 4.5 dtex. The total fineness is preferably 500 to 4000 dtex. When the single yarn fineness is less than 0.5 dtex, fuzz frequently occurs in the spinning process, the twisting process, the weaving process, and the like, resulting in a decrease in cord strength. On the other hand, if it is thicker than 7 dtex, the polyketone fiber can be obtained by wet spinning, so that it becomes a skin core structure and is liable to cause fibrillation, which also causes a decrease in cord strength.
上記撚りコードをカーカス層及び/又はベルト補強層たるタイヤ補強部に使用するには、予めゴムとの接着性を向上するために、接着剤としてのRFL液(レゾルシン−ホルマリン−ラテックス液)が付与される。RFL液の組成は特に限定されないが、例えば、レゾルシンが0.1〜10重量%、ホルマリンが0.1〜10重量%、ラテックスが1〜28重量%にすることができる。 In order to use the above-mentioned twisted cord for a tire reinforcing part which is a carcass layer and / or a belt reinforcing layer , an RFL liquid (resorcin-formalin-latex liquid) is applied as an adhesive in order to improve adhesion to rubber in advance. Is done. The composition of the RFL solution is not particularly limited. For example, resorcin can be 0.1 to 10% by weight, formalin can be 0.1 to 10% by weight, and latex can be 1 to 28% by weight.
撚りコードのRFL液処理方法は、撚りコードにRFL液を付与したのち、そのRFL液の乾燥と定着のために加熱緊張処理を行なうことによりRFL処理コードを得る。加熱緊張処理工程は、ヒートセットとノルマライジングとからなり、それぞれ一般には加熱オーブンのなかに搬送ローラが設けられた構成からなり、公知の設備がいずれも使用可能である。RFL液付与後の撚りコードは、ヒートセット・ゾーンとノルマライジング・ゾーンを通過することにより撚りコードに対するRFL液の乾燥定着(固着)と物性の付与が行なわれる。 In the RFL liquid treatment method for a twisted cord, an RFL liquid is applied to the twisted cord, and then a heat tension treatment is performed for drying and fixing the RFL liquid to obtain an RFL treated cord. The heating tension treatment step is composed of heat setting and normalizing, each generally having a configuration in which a conveying roller is provided in a heating oven, and any known equipment can be used. The twisted cord after the application of the RFL liquid passes through the heat set zone and the normalizing zone, whereby dry fixing (fixing) of the RFL liquid to the twisted cord and imparting physical properties are performed.
本発明においてタイヤ補強部に使用するポリケトン繊維コードは、105℃における熱収縮応力が0.150cN/dtex以下で、かつ150℃における熱収縮応力が0.449cN/dtex以上となるようにすることが必要である。105℃における熱収縮応力が0.150cN/dtexよりも大きいと、所定の形状に成形する加硫工程の初期段階で熱収縮応力を発生することになり、タイヤ形状の均一性確保が難しくなる。逆に、150℃における熱収縮応力が0.449cN/dtex未満の場合には、同じく未加硫タイヤを加硫するときの熱収縮力が不足し、加硫後のタイヤにおいてポリケトン繊維コードを弛みなく緊張状態にしてタイヤ剛性を向上させることが難しい。 In the present invention, the polyketone fiber cord used for the tire reinforcing portion may have a heat shrinkage stress at 105 ° C. of 0.150 cN / dtex or less and a heat shrinkage stress at 150 ° C. of 0.449 cN / dtex or more. is necessary. When the heat shrinkage stress at 105 ° C. is larger than 0.150 cN / dtex, heat shrinkage stress is generated at the initial stage of the vulcanization process for forming into a predetermined shape, making it difficult to ensure uniformity of the tire shape. Conversely, when the heat shrinkage stress at 150 ° C. is less than 0.449 cN / dtex, the heat shrinkage force when vulcanizing an unvulcanized tire is insufficient, and the polyketone fiber cord is loosened in the vulcanized tire. It is difficult to improve the tire rigidity in a tension state.
上記のようなポリケトン繊維コードにおける熱収縮応力は、上述した加熱緊張処理工程において、ヒートセットゾーンにおけるコード1本当たりの張力を0.20cN/dtex以上、1.50cN/dtex以下とすると共に、ヒートセットゾーンでの張力Thとノルマライジングゾーンでの張力Tnとの比Th/Tnを1〜2の範囲になるようにし、かつ処理前後の寸法変化が処理前長さに対して−1.5〜4.0%になるように加熱緊張処理することにより得ることができる。 The heat shrinkage stress in the polyketone fiber cord as described above is such that the tension per cord in the heat set zone is 0.20 cN / dtex or more and 1.50 cN / dtex or less in the heating tension treatment step described above. The ratio Th / Tn between the tension Th in the set zone and the tension Tn in the normalizing zone is in the range of 1-2, and the dimensional change before and after the treatment is -1.5 to the length before the treatment. It can be obtained by heating and tensioning to 4.0%.
本発明において、上記ヒートセットおよびノルマライジングにおける加熱温度は特に限定されないが、例えば、ヒートセットでは120〜250℃、またノルマライジングでは120〜270℃にすることができる。 In the present invention, the heating temperature in the heat setting and normalizing is not particularly limited. For example, it can be 120 to 250 ° C. in heat setting and 120 to 270 ° C. in normalizing.
上記のように105℃と150℃とにおける熱収縮応力で特定されるRFL処理コードは、カーカス層及び/又はベルト補強層たるタイヤ補強部に使用して未加硫タイヤを成形し、次いでこの未加硫タイヤを金型にセットして加硫することにより荷重耐久性や高速耐久性に優れた製品タイヤにすることができる。 As described above, the RFL-treated cord specified by the heat shrinkage stress at 105 ° C. and 150 ° C. is used for a tire reinforcing portion which is a carcass layer and / or a belt reinforcing layer to form an unvulcanized tire, and then By setting a vulcanized tire in a mold and vulcanizing it, a product tire excellent in load durability and high-speed durability can be obtained.
図1は、本発明において製造される空気入りラジアルタイヤの一例を示す半断面図である。 FIG. 1 is a half sectional view showing an example of a pneumatic radial tire manufactured in the present invention.
1はトレッド部、2はサイドウォール部、3はビード部、4はカーカス層である。カーカス層4は両端部がそれぞれビードコア5の周りにタイヤ内側から外側へ折り返されている。カーカス層4は1層だけの配置でもよく、複数層を配置するものであってもよい。カーカス層4を構成する補強コード(カーカスコード)は、タイヤ周方向に対して90°±10°の角度に配置されている。
Reference numeral 1 denotes a tread portion, 2 denotes a sidewall portion, 3 denotes a bead portion, and 4 denotes a carcass layer. Both ends of the carcass layer 4 are folded around the
上記カーカス層4の外周に2層のベルト層6がタイヤを1周するように配置され、2層のベルト層6はそれぞれスチールコードからなり、層間で互いに交差している。さらにベルト層6の両端部外周に、それぞれ補強コードがタイヤ周方向に螺旋状に巻き付けられて形成されたベルト補強層7が配置されている。
Two
このような空気入りラジアルタイヤにおいて、未加硫タイヤを成形する工程において、上述した熱収縮応力特性を有するポリケトン繊維コードをカーカス層4及び/又はベルト補強層7の形成に使用される。このようにして成形された未加硫タイヤを加硫すると、ポリケトン繊維コードが加硫時の熱により大きな熱収縮応力を発生し、加硫後のタイヤ内において緊張状態になる。ポリケトン繊維コードは高強度・高弾性率の特性を有しているので、このように緊張状態に維持されていることにより、空気入りラジアルタイヤの剛性が高い状態に保持されて荷重耐久性や高速耐久性を向上することができる。また、操縦安定性も向上させることができる。
In such a pneumatic radial tire, in the step of forming an unvulcanized tire, the polyketone fiber cord having the above-described heat shrinkage stress characteristic is used for forming the carcass layer 4 and / or the
以下、実施例に基づいて、本発明を具体的に説明する。
なお、以下の各実施例、各比較例において、ポリケトン繊維コードにおける熱収縮応力は、段落0015〜同0016に記載されている条件の通りに、ポリケトン繊維コードの撚りコードのRFL液処理における同液の乾燥と定着の加熱緊張処理工程において、ヒートセットゾーンにおけるコード1本当たりの張力を0.20cN/dtex以上、1.50cN/dtex以下とすると共に、ヒートセットゾーンでの張力Thとノルマライジングゾーンでの張力Tnとの比Th/Tnを1〜2の範囲になるようにし、かつ処理前後の寸法変化が処理前長さに対して−1.5〜4.0%になるように、各条件範囲内で条件を振った加熱緊張処理を施すことによりそれぞれの熱収縮応力を有するポリケトン繊維コードを得た。ヒートセットおよびノルマライジングにおける加熱温度は、ヒートセットで120〜250℃、またノルマライジングで120〜270℃で行った。
実施例1〜4、比較例1〜2
タイヤサイズが205/65R15 94H Y390L、タイヤ構造が図1で、カーカスコードがポリエステル繊維、1670dtex/2である点を共通にし、ベルト補強層を構成する補強コードを表1に記載のように異ならせた6種類の空気入りラジアルタイヤ(実施例1〜4、比較例1〜2)を製作した。
Hereinafter, based on an Example, this invention is demonstrated concretely.
In each of the following examples and comparative examples, the heat shrinkage stress in the polyketone fiber cord is the same liquid in the RFL liquid treatment of the twisted cord of the polyketone fiber cord as in the conditions described in paragraphs 0015 to 0016. In the heating and tension treatment process of drying and fixing, the tension per cord in the heat set zone is 0.20 cN / dtex or more and 1.50 cN / dtex or less, and the tension Th in the heat set zone and the normalizing zone The ratio Th / Tn to the tension Tn at 1 to 2 is in the range of 1 to 2, and the dimensional change before and after the treatment is −1.5 to 4.0% with respect to the length before the treatment. Polyketone fiber cords having respective heat shrinkage stresses were obtained by applying heat tension treatment under various conditions within the range of conditions. The heating temperature in heat setting and normalizing was 120 to 250 ° C. in heat setting and 120 to 270 ° C. in normalizing.
Examples 1-4, Comparative Examples 1-2
The tire size is 205 / 65R15 94H Y390L, the tire structure is the same as in FIG. 1 , the carcass cord is polyester fiber, 1670 dtex / 2, and the reinforcing cords constituting the belt reinforcing layer are made different as shown in Table 1. Further, six types of pneumatic radial tires (Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2) were manufactured.
これら6種類の空気入りラジアルタイヤについて、下記測定法による高速耐久性を測定し、その測定値を比較例1を100とする指数で表示した結果を表1に記載した。指数値が大きいほど優れていることを意味する。 For these six types of pneumatic radial tires, the high speed durability was measured by the following measurement method, and the measured values were displayed as an index with Comparative Example 1 as 100. The larger the index value, the better.
〔高速耐久性〕
ドラム径1707mmの試験ドラムを使用し、JIS D−4230に規定によるJIS高速耐久性試験終了後、30分毎に10km/hrづつ加速してタイヤが破壊するまでの走行距離を測定した。
[High-speed durability]
Using a test drum having a drum diameter of 1707 mm, after the completion of the JIS high-speed durability test according to JIS D-4230, the distance traveled by acceleration at 10 km / hr every 30 minutes until the tire broke was measured.
実施例5〜7、比較例3
タイヤサイズが205/65R15 94H Y390L、タイヤ構造が図1で、ベルト補強層の補強コードが66ナイロン940dtex/2である点を共通にし、カーカス層を構成する補強コードを表1に記載のように異ならせた4種類の空気入りラジアルタイヤ(実施例5〜7、比較例3)を製作した。
Examples 5-7, Comparative Example 3
The tire size is 205 / 65R15 94H Y390L, the tire structure is the same as in FIG. 1, and the reinforcement cord of the belt reinforcement layer is 66 nylon 940 dtex / 2, and the reinforcement cords constituting the carcass layer are as shown in Table 1. Four different types of pneumatic radial tires (Examples 5 to 7, Comparative Example 3) were produced.
これら4種類の空気入りラジアルタイヤについて、下記測定法により荷重耐久性と操縦安定性を測定し、その測定値を比較例3を100とする指数で表示した結果を表2に記載した。指数値が大きいほど優れていることを意味する。 With respect to these four types of pneumatic radial tires, load durability and steering stability were measured by the following measurement methods, and the measured values were displayed as an index with Comparative Example 3 as 100. The larger the index value, the better.
〔荷重耐久性〕
試験タイヤを空気圧180kPaで15×6JJのリムにリム組みし、直径1707mmのドラム上を一定速度81km/hrとして、JATMAで規定された空気圧条件下に対応する最大荷重の85%で4hr、次いで最大荷重の90%で6hr、さらに最大荷重で24hr走行する。ここまで故障がない場合、最大荷重の115%で4hr、次いで最大荷重の130%で2hr、最大荷重の145%で4hr、さらに最大荷重の160%で破壊するまでの走行距離を測定する。
[Load durability]
The test tire was assembled on a rim of 15 × 6 JJ at an air pressure of 180 kPa, a constant speed of 81 km / hr on a drum with a diameter of 1707 mm, 4 hr at 85% of the maximum load corresponding to the pneumatic conditions specified by JATMA, and then the maximum The vehicle travels 6 hours at 90% of the load and 24 hours at the maximum load. If there is no failure so far, 115% of the maximum load is 4 hours, then 130% of the maximum load is 2 hours, 145% of the maximum load is 4 hours, and further, the travel distance until failure is measured at 160% of the maximum load is measured.
〔操縦安定性〕
試験タイヤを空気圧230kPaで15×6JJのリムにリム組みし、排気量2.5リットルの乗用車に装着し、訓練された5人のテストドライバーがテストコースで走行するときのフィーリングを採点し、5人の平均値により表した。
[Maneuvering stability]
The test tire is assembled on a rim of 15 x 6 JJ with an air pressure of 230 kPa, mounted on a passenger car with a displacement of 2.5 liters, and the feelings when five trained test drivers run on the test course are scored. Expressed by the average of 5 people.
タイヤサイズが205/65R15 94H Y390L、タイヤ構造が図1で、ベルト補強層の補強コードが66ナイロン940dtex/2である点を共通にし、カーカス層を構成する補強コードを表1に記載のように異ならせた4種類の空気入りラジアルタイヤ(実施例8〜9、比較例4〜5)を製作した。
The tire size is 205 / 65R15 94H Y390L, the tire structure is the same as in FIG. 1, and the reinforcement cord of the belt reinforcement layer is 66 nylon 940 dtex / 2, and the reinforcement cords constituting the carcass layer are as shown in Table 1. Four different types of pneumatic radial tires (Examples 8 to 9, Comparative Examples 4 to 5) were produced.
これら4種類の空気入りラジアルタイヤについて、上記と同じ測定法により荷重耐久性と操縦安定性を測定し、その測定値を比較例5を100とする指数で表示した結果を表3に記載した。指数値が大きいほど優れていることを意味する。 With respect to these four types of pneumatic radial tires, load durability and steering stability were measured by the same measurement method as described above, and the measurement values were displayed as an index with Comparative Example 5 being 100. The larger the index value, the better.
1 トレッド部
4 カーカス層
6 ベルト層
7 ベルト補強層
1 Tread 4
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