JP4953643B2 - Pneumatic tire - Google Patents
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Description
本発明は、空気入りタイヤ、特に転がり抵抗が低く、ロードノイズが大幅に低減された空気入りタイヤに関するものである。 The present invention relates to a pneumatic tire, and more particularly to a pneumatic tire with low rolling resistance and greatly reduced road noise.
近年の車輌の高級化、高品質化に伴い、特に乗用車においては車輌の低振動化、乗心地性の改良が急激に進みつつある中、タイヤに対しても低騒音、高乗心地化が求められている。即ち、乗心地性の改良と共に、特に車内に生じるノイズの低減が望まれており、かかるノイズの一つとして、走行中のタイヤが路面の凹凸をひろい、その振動が伝達されて車内の空気を振動させることに基づいて発生する所謂ロードノイズを低減することが強く要求されるようになってきた。また一方、車輌の低燃費化、低公害化が進む中、タイヤに対する低転がり抵抗性の要求も強い。 Along with the recent upgrades and quality of vehicles, especially in passenger cars, the reduction of vehicle vibration and the improvement of ride comfort are advancing rapidly, and tires are also required to have low noise and high ride comfort. It has been. In other words, it is desired to improve the riding comfort and reduce the noise generated inside the vehicle. As one of such noises, the running tire spreads the unevenness of the road surface and the vibration is transmitted to remove the air inside the vehicle. There has been a strong demand to reduce so-called road noise generated due to vibration. On the other hand, as vehicle fuel efficiency and pollution are advancing, there is a strong demand for low rolling resistance for tires.
上記ロードノイズを低減する方法としては、様々な手法が考案されているが、その一つとして高剛性繊維であるポリエチレン-２,６-ナフタレートからなるコードをゴム引きし、交差ベルト層（主ベルト）の上部に螺旋状に巻き付けてベルト補強層を形成してベルト部の振動を抑える手法が知られている。 Various methods have been devised for reducing the road noise. One of them is a rubberized cord made of polyethylene-2,6-naphthalate, which is a high-rigidity fiber, and a cross belt layer (main belt). A method of suppressing the vibration of the belt portion by forming a belt reinforcing layer by spirally winding the upper portion of the belt) is known.
しかしながら、ベルト中央部を補強するコードが過度に高剛性の繊維からなると、タイヤ転動に応じて発生する変形に対するエネルギーロスが大きくなり、ベルト補強層が無い場合及び低剛性のコードをベルト補強層に用いた場合に比べて、転がり抵抗が大きくなることが知られている。 However, if the cord that reinforces the center of the belt is made of fibers with excessively high rigidity, energy loss due to deformation that occurs in response to tire rolling increases, and when there is no belt reinforcement layer and when the low rigidity cord is used as a belt reinforcement layer It is known that the rolling resistance is increased as compared with the case used in the above.
これに対して、高剛性のベルト補強層をベルト端部のみに配置し、ベルト中央部にベルト補強層を設けないことで、上記のような転がり抵抗の悪化を防ぐことができるが、この場合、タイヤクラウン部の曲率半径が過度に小さくなるため、耐偏摩耗性や操縦安定性の低下につながる他、肝心のロードノイズの低減効果が十分に得られなくなる。 In contrast, by disposing a highly rigid belt reinforcement layer only at the belt end and not providing a belt reinforcement layer at the center of the belt, it is possible to prevent the deterioration of rolling resistance as described above. Further, since the radius of curvature of the tire crown portion becomes excessively small, it leads to a decrease in uneven wear resistance and steering stability, and an important road noise reduction effect cannot be obtained sufficiently.
かかる問題を同時に解決する方法、即ち、ロードノイズの低減と転がり抵抗の低減とを同時に実現可能な方法として、ベルト端部にポリエチレン-２,６-ナフタレート等の高剛性のベルト補強層を配置し、ナイロン６,６等の低剛性のベルト補強層をベルト中央部に設置する方法が開発されている（特許文献１〜３参照）。 As a method for simultaneously solving such problems, that is, a method capable of simultaneously reducing road noise and rolling resistance, a highly rigid belt reinforcement layer such as polyethylene-2,6-naphthalate is disposed at the belt end. A method has been developed in which a low-rigidity belt reinforcing layer such as nylon 6,6 is installed in the center of the belt (see Patent Documents 1 to 3).
しかしながら、近年の自動車に対する高級志向や環境規制により、タイヤの静粛性に対する要求が益々高まっており、ポリエチレン-２,６-ナフタレート（ＰＥＮ）コードをベルト補強層に適用して得られるロードノイズの低減効果のみでは、かかる要求性能を十分に満たすことができない事例が増えている。特に、ＰＥＮコードは、雰囲気温度がＴgを超えると剛性が大きく低下するため、一般道では十分にロードノイズを抑制することができても、高速道路、特にドイツのアウトバーン等の日本以上に高速で走行する海外の高速道路での高速走行時にタイヤがＰＥＮのＴgを超える温度まで発熱した場合、ロードノイズを抑制することができなくなる。また、ＰＥＮコードは、国外の気温が高い地域でもロードノイズを十分に抑制できないことがある。 However, due to the recent trend toward high-grade automobiles and environmental regulations, the demand for quietness of tires is increasing, and the reduction of road noise obtained by applying polyethylene-2,6-naphthalate (PEN) cord to the belt reinforcement layer. Increasingly, the number of cases where the required performance cannot be sufficiently satisfied only by the effect. In particular, since the rigidity of the PEN cord greatly decreases when the ambient temperature exceeds Tg, even if road noise can be sufficiently suppressed on ordinary roads, it is faster than Japan on expressways, especially the German autobahn. If the tires generate heat up to a temperature exceeding the Tg of PEN during high-speed driving on an overseas highway, the road noise cannot be suppressed. In addition, the PEN code may not be able to sufficiently suppress road noise even in regions where the temperature is high outside the country.
また、上記のようにベルト端部の補強層にポリエチレン-２,６-ナフタレート等の高剛性の繊維を配置し、ベルト中央部の補強層にナイロン６,６等の低剛性の繊維を配置した構造のタイヤを様々なサイズで生産した所、多くの場合においてベルト端部の補強層とベルト中央部の補強層との間にベルトが全く補強されていない5〜10mmの“隙間”が生じる例が散見された。特に加硫時に生タイヤを拡張して加硫金型に押しつける工程において、拡張に抵抗してベルト補強層に発生する応力は、ベルト端部とベルト中央部とで大きく異なる。即ち、ベルト端部の補強層には高剛性の繊維を配置しているため、拡張時に大きな応力が発生し、その結果、繊維周辺のゴムが加硫時に流れ易く、一方、ベルト中央部の補強層には低剛性の繊維を配置しているため、拡張時に発生する応力が比較的小さく、ゴムが流れずにほぼ生タイヤと同様の配置になる結果、こうした“隙間”が生じてしまう。そして、こうして生産されたタイヤは、転動時にベルト補強層の“隙間”に異常に応力が集中してしまい、その結果、ロードノイズの低減効果が十分に得られないことが判明した。 Further, as described above, high-rigidity fibers such as polyethylene-2,6-naphthalate are arranged in the reinforcing layer at the belt end portion, and low-rigidity fibers such as nylon 6,6 are arranged in the reinforcing layer in the central portion of the belt. Example of producing tires of various sizes, and in many cases, there is a 5-10mm “gap” between the reinforcing layer at the belt end and the reinforcing layer at the center of the belt where the belt is not reinforced at all. Was scattered. In particular, in the process of expanding the raw tire during vulcanization and pressing it against the vulcanization mold, the stress generated in the belt reinforcing layer resisting expansion greatly differs between the belt end and the belt center. That is, since a highly rigid fiber is arranged in the reinforcing layer at the belt end, a large stress is generated during expansion, and as a result, the rubber around the fiber tends to flow during vulcanization, while the reinforcement at the center of the belt Since the low-rigidity fibers are arranged in the layer, the stress generated during expansion is relatively small, and the rubber does not flow and the arrangement is almost the same as that of the raw tire. As a result, such a “gap” is generated. It has been found that the tires produced in this manner have abnormally concentrated stress in the “gap” of the belt reinforcing layer during rolling, and as a result, the effect of reducing road noise cannot be obtained sufficiently.
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決し、転がり抵抗が低く、ロードノイズが大幅に低減された空気入りタイヤを提供することにある。また、本発明の他の目的は、転がり抵抗が低いことに加え、ロードノイズが大幅に且つ確実に低減された空気入りタイヤを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a pneumatic tire that solves the above-described problems of the prior art, has low rolling resistance, and greatly reduces road noise. Another object of the present invention is to provide a pneumatic tire in which road noise is significantly and reliably reduced in addition to low rolling resistance.
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、ベルト中央部を補強するベルト補強層の補強素子としてヤング率が6.5GPa以下の有機繊維コードを用い、ベルト端部を補強するベルト補強層の補強素子としてＰＥＮコードに比べて更に高い剛性を有するヤング率が8GPa以上の脂肪族ポリケトン（ＰＫ）コードを用いて、ベルト補強層のタイヤ周方向の剛性を適正化することによって、タイヤの転がり抵抗を低減しつつ、ロードノイズを大幅に低減できることを見出した。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor uses an organic fiber cord having a Young's modulus of 6.5 GPa or less as a reinforcing element of a belt reinforcing layer that reinforces the belt central portion, and a belt that reinforces the belt end portion. By using an aliphatic polyketone (PK) cord having a Young's modulus of 8 GPa or more as a reinforcing element of the reinforcing layer and having a rigidity higher than that of the PEN cord, the rigidity of the belt reinforcing layer in the tire circumferential direction is optimized. It has been found that road noise can be greatly reduced while reducing rolling resistance.
更に、本発明者は、ベルト中央部を補強するベルト補強層の補強素子としてヤング率が6.5GPa以下の有機繊維コードを用い、ベルト端部を補強するベルト補強層の補強素子としてヤング率が8GPa以上のＰＫコードを用いた上、ベルト中央部を補強するベルト補強層とベルト端部を補強するベルト補強層とがオーバーラップする部分を設けることで、加硫工程における拡張時に発生する応力の幅方向分布に急激に変化する部分がなくなり、また、オーバーラップする部分が存在するため、加硫工程で上記したような“隙間”の発生が確実に防止される結果、タイヤのロードノイズを確実に低減できることを見出した。 Further, the present inventor uses an organic fiber cord having a Young's modulus of 6.5 GPa or less as a reinforcing element of the belt reinforcing layer that reinforces the belt center portion, and a Young's modulus of 8 GPa as a reinforcing element of the belt reinforcing layer that reinforces the belt end portion. The width of the stress generated during expansion in the vulcanization process by using the above PK cord and providing an overlapping part between the belt reinforcement layer that reinforces the belt center and the belt reinforcement layer that reinforces the belt end. Since there is no portion that changes rapidly in the direction distribution and there is an overlapping portion, the occurrence of the “gap” as described above in the vulcanization process is surely prevented, and tire road noise is reliably ensured. We found that it can be reduced.
即ち、本発明の空気入りタイヤは、一対のビード部及び一対のサイドウォール部と、両サイドウォール部に連なるトレッド部とを有し、前記一対のビード部間にトロイド状に延在させたカーカスと、該カーカスのクラウン部のタイヤ半径方向外側に配置した少なくとも二枚のベルト層からなる主ベルトと、該主ベルトのタイヤ半径方向外側に配置され、タイヤ周方向に対し実質的に平行に配列した補強素子のゴム引き層からなる少なくとも二層のベルト補強層とを備え、
前記ベルト補強層が、前記主ベルトの中央部のみを覆う一層以上のセンター部ベルト補強層と前記主ベルトの端部のみをそれぞれ覆う一対で且つ一層以上のショルダー部ベルト補強層とからなり、前記ショルダー部ベルト補強層のタイヤ幅方向外側端部が前記主ベルトのタイヤ幅方向外側端部よりもタイヤ幅方向外側に位置しており、
前記センター部ベルト補強層のタイヤ幅方向外側端部が、前記主ベルトを構成するベルト層の内の最も幅の狭いベルト層のタイヤ幅方向外側端部よりもタイヤ幅方向内側に位置しており、
前記センター部ベルト補強層を構成する補強素子がヤング率6.5 GPa以下の有機繊維コードであって、前記ショルダー部ベルト補強層を構成する補強素子がヤング率8 GPa以上の脂肪族ポリケトン（ＰＫ）コードであることを特徴とする。
That is, the pneumatic tire according to the present invention includes a pair of bead portions, a pair of sidewall portions, and a tread portion connected to both sidewall portions, and a carcass extending in a toroidal shape between the pair of bead portions. A main belt composed of at least two belt layers arranged on the outer side in the tire radial direction of the crown portion of the carcass, and arranged on the outer side in the tire radial direction of the main belt and arranged substantially parallel to the tire circumferential direction Comprising at least two belt reinforcing layers made of a rubberized layer of the reinforcing element,
The belt reinforcing layer comprises a pair of one or more center belt reinforcing layers covering only the central portion of the main belt and a pair of one or more shoulder belt reinforcing layers covering only the end portions of the main belt, The outer end of the shoulder belt reinforcing layer in the tire width direction is located on the outer side in the tire width direction of the main belt in the tire width direction outer end,
The outer end portion in the tire width direction of the center belt reinforcing layer is located on the inner side in the tire width direction than the outer end portion in the tire width direction of the narrowest belt layer among the belt layers constituting the main belt. ,
The reinforcing element constituting the center belt reinforcing layer is an organic fiber cord having a Young's modulus of 6.5 GPa or less, and the reinforcing element constituting the shoulder belt reinforcing layer is an aliphatic polyketone (PK) cord having a Young's modulus of 8 GPa or more. It is characterized by being.
本発明の空気入りタイヤにおいては、前記センター部ベルト補強層のタイヤ幅方向外側端部が、前記主ベルトを構成するベルト層の内の最も幅の狭いベルト層のタイヤ幅方向外側端部よりもタイヤ幅方向内側に位置しており、タイヤのロードノイズを十分に低減することができる。 Oite pneumatic tire of the present invention, the tire width direction outer end portion of the center portion belt reinforcing layer, narrowest belt layer in the tire width direction outer end portion of the of the belt layers constituting the main belt located in the inner side in the tire width direction than can be sufficiently reduced road noise of the tire.
本発明の空気入りタイヤの他の好適例においては、前記センター部ベルト補強層と該センター部ベルト補強層に隣接するショルダー部ベルト補強層とは少なくとも一部が重なっている。この場合、加硫工程における拡張時に発生する応力の幅方向分布に急激に変化する部分がなくなり、また、重なり部分が存在するため、加硫工程で上記したような“隙間”の発生が確実に防止される結果、タイヤのロードノイズを確実に低減することができる。 In another preferred embodiment of the pneumatic tire of the present invention, at least a part of the center belt reinforcing layer and the shoulder belt reinforcing layer adjacent to the center belt reinforcing layer overlap each other. In this case, there is no portion that changes suddenly in the width direction distribution of stress generated during expansion in the vulcanization process, and there is an overlapping portion, so that the above-mentioned “gap” is surely generated in the vulcanization process. As a result, tire road noise can be reliably reduced.
ここで、前記センター部ベルト補強層と該センター部ベルト補強層に隣接するショルダー部ベルト補強層との重なり部分の幅は、1〜20mmの範囲が好ましい。この場合、タイヤのセクション幅に関わらず、センター部ベルト補強層とショルダー部ベルト補強層との間に隙間が発生するのを十分に防止することができる。 Here, the width of the overlapping portion of the center belt reinforcing layer and the shoulder belt reinforcing layer adjacent to the center belt reinforcing layer is preferably in the range of 1 to 20 mm. In this case, it is possible to sufficiently prevent a gap from being generated between the center portion belt reinforcing layer and the shoulder portion belt reinforcing layer regardless of the section width of the tire.
本発明の空気入りタイヤの他の好適例においては、前記センター部ベルト補強層及び前記ショルダー部ベルト補強層から構成されるベルト補強層の総幅が、前記主ベルトの総幅よりも2〜10mm広い。この場合、タイヤのロードノイズを十分に低減することができる。 In another preferred embodiment of the pneumatic tire of the present invention, the total width of the belt reinforcing layer composed of the center belt reinforcing layer and the shoulder belt reinforcing layer is 2 to 10 mm than the total width of the main belt. wide. In this case, the road noise of the tire can be sufficiently reduced.
本発明の空気入りタイヤの他の好適例においては、前記ショルダー部ベルト補強層の幅が、前記主ベルトの総幅の5〜40％である。この場合、タイヤのロードノイズを十分に低減できる上、転がり抵抗が悪化することもない。 In another preferable example of the pneumatic tire of the present invention, the width of the shoulder belt reinforcing layer is 5 to 40% of the total width of the main belt. In this case, the road noise of the tire can be sufficiently reduced, and the rolling resistance is not deteriorated.
本発明の空気入りタイヤにおいて、前記ショルダー部ベルト補強層を構成する脂肪族ポリケトン（ＰＫ）コードは、下記式(I)及び式(II)：
σ ≧ -0.01×Ｅ ＋ 1.2 ・・・ (I)
σ ≧ 0.02 ・・・ (II)
［式中、σは、177℃における熱収縮応力（cＮ/dtex）であり；Ｅは、25℃における49Ｎ荷重時の弾性率（cＮ/dtex）である］の条件を満たすことが好ましい。
In the pneumatic tire of the present invention, the aliphatic polyketone (PK) cord constituting the shoulder belt reinforcing layer has the following formulas (I) and (II):
σ ≧ -0.01 × E + 1.2 (I)
σ ≥ 0.02 (II)
[Wherein, σ is a heat shrinkage stress (cN / dtex) at 177 ° C .; E is an elastic modulus (cN / dtex) at a load of 49 N at 25 ° C.] is preferably satisfied.
ここで、上記脂肪族ポリケトン（ＰＫ）コードの177℃における熱収縮応力σは、一般的なディップ処理を施した加硫前のＰＫコードの25cmの長さ固定サンプルを5℃/分の昇温スピードで加熱して、177℃時にコードに発生する応力であり、また、上記脂肪族ポリケトン（ＰＫ）コードの25℃における49Ｎ荷重時の弾性率Ｅは、ＪＩＳのコード引張り試験によるＳＳカーブの49Ｎ時の接線から算出した単位cＮ/dtexでの弾性率である。 Here, the heat shrinkage stress σ at 177 ° C. of the aliphatic polyketone (PK) cord is a temperature increase of 5 ° C./min of a 25 cm long fixed sample of the PK cord before vulcanization subjected to general dipping treatment. It is the stress generated in the cord when heated at a speed of 177 ° C, and the elastic modulus E of the aliphatic polyketone (PK) cord at 49 ° C at 49 ° C is 49N of the SS curve according to the JIS cord tensile test. Elastic modulus in unit cN / dtex calculated from the tangent of time.
本発明の空気入りタイヤにおいて、前記ショルダー部ベルト補強層を構成する補強素子は、下記式(III)：
−（ＣＨ2−ＣＨ2−ＣＯ）n−（Ｒ−ＣＯ）m− ・・・ (III)
［式中、Ｒは、不飽和結合によって重合された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いてもよく、但し、エチレン基であることはなく；ｎ及びｍは繰り返し単位数である］で表される繰り返し単位から実質的になり、式(III)中のｎとｍとが下記式(IV)：
0.95 ≦ ｎ／（ｎ＋ｍ） ≦ 1 ・・・ (IV)
を満たす脂肪族ポリケトン（ＰＫ）からなるコードであることが好ましい。
In the pneumatic tire of the present invention, the reinforcing element constituting the shoulder belt reinforcing layer has the following formula (III):
- (CH 2 -CH 2 -CO) n - (R-CO) m - ··· (III)
[Wherein R is a portion derived from an unsaturated compound polymerized by an unsaturated bond, and may be the same or different in each repeating unit, provided that it is not an ethylene group; n and m are repeating Is substantially the repeating unit represented by the formula (IV): n and m in the formula (III) are represented by the following formula (IV):
0.95 ≤ n / (n + m) ≤ 1 (IV)
It is preferable that the cord is made of an aliphatic polyketone (PK) that satisfies the above.
本発明の空気入りタイヤの他の好適例においては、前記ショルダー部ベルト補強層を構成する補強素子が、総繊度500〜2000dtexの脂肪族ポリケトン（ＰＫ）のフィラメント束を２本撚り合わせたコードである。この場合、タイヤのロードノイズを十分に低減できる上、トレッドとショルダー部ベルト補強層との間のセパレーション故障の発生も防止できる。 In another preferred embodiment of the pneumatic tire of the present invention, the reinforcing element constituting the shoulder belt reinforcing layer is a cord formed by twisting two filament bundles of aliphatic polyketone (PK) having a total fineness of 500 to 2000 dtex. is there. In this case, the road noise of the tire can be sufficiently reduced, and the occurrence of a separation failure between the tread and the shoulder belt reinforcing layer can be prevented.
本発明の空気入りタイヤにおいて、前記ショルダー部ベルト補強層を構成する脂肪族ポリケトン（ＰＫ）コードは、下記式(V)：
Ｒ＝Ｎ×(0.125×Ｄ／ρ)1/2×10-3 ・・・ (V)
［式中、Ｎはコードの撚り数（回/10cm）で、Ｄはコードの総表示デシテックス数（dtex）で、ρはコードの比重（g/cm3）である］で定義される撚り係数Ｒが0.20〜0.72であることが好ましい。この場合、トレッドとショルダー部ベルト補強層との間のセパレーション故障の発生を防止しつつ、タイヤのロードノイズを十分に低減できる。
In the pneumatic tire of the present invention, the aliphatic polyketone (PK) cord constituting the shoulder belt reinforcing layer has the following formula (V):
R = N × (0.125 × D / ρ) 1/2 × 10 -3 (V)
[Where N is the number of twists of the cord (times / 10 cm), D is the total number of decitex of the cord (dtex), and ρ is the specific gravity of the cord (g / cm 3 )] R is preferably 0.20 to 0.72. In this case, road noise of the tire can be sufficiently reduced while preventing the occurrence of a separation failure between the tread and the shoulder belt reinforcement layer.
本発明の空気入りタイヤにおいて、前記センター部ベルト補強層を構成する補強素子は、ポリヘキサメチレンアジパミド（ナイロン６,６）、ポリカプロラクタム（ナイロン６）、ポリテトラメチレンアジパミド（ナイロン４,６）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、上記式(III)で表される繰り返し単位から実質的になり且つ式(III)中のｎとｍとが下記式(VI)：
ｎ／（ｎ＋ｍ） ＜ 0.95 ・・・ (VI)
を満たす脂肪族ポリケトン、及び低倍率延伸又は高撚り化によってヤング率を6.5GPa以下とした脂肪族ポリケトンのいずれかからなるコードであることが好ましい。
In the pneumatic tire of the present invention, the reinforcing elements constituting the center belt reinforcing layer are polyhexamethylene adipamide (nylon 6,6), polycaprolactam (nylon 6), polytetramethylene adipamide (nylon 4). 6), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polybutylene terephthalate (PBT), polytrimethylene terephthalate (PTT), polyvinyl alcohol (PVA), from the repeating unit represented by the above formula (III) N and m in the formula (III) are substantially the following formula (VI):
n / (n + m) <0.95 (VI)
It is preferable that the cord is made of any one of an aliphatic polyketone satisfying the above and an aliphatic polyketone having a Young's modulus of 6.5 GPa or less by low magnification stretching or high twisting.
本発明の空気入りタイヤの他の好適例においては、前記センター部ベルト補強層を構成する補強素子が、総繊度500〜2000dtexの有機繊維のフィラメント束を２本撚り合わせたコードである。この場合、タイヤの転がり抵抗及びロードノイズを十分に低減しつつ、タイヤの耐偏摩耗性及び操縦安定性の低下も防止できる。 In another preferable example of the pneumatic tire of the present invention, the reinforcing element constituting the center portion belt reinforcing layer is a cord in which two filament bundles of organic fibers having a total fineness of 500 to 2000 dtex are twisted together. In this case, the rolling resistance and road noise of the tire can be sufficiently reduced, and the uneven wear resistance and steering stability of the tire can be prevented from being lowered.
本発明の空気入りタイヤにおいて、前記センター部ベルト補強層を構成する有機繊維コードは、下記式(V)：
Ｒ＝Ｎ×(0.125×Ｄ／ρ)1/2×10-3 ・・・ (V)
［式中、Ｎはコードの撚り数（回/10cm）で、Ｄはコードの総表示デシテックス数（dtex）で、ρはコードの比重（g/cm3）である］で定義される撚り係数Ｒが0.12〜2.00であることが好ましい。この場合、トレッドとセンター部ベルト補強層との間のセパレーション故障の発生を防止できる上、コードに縮れが生じることがなく、タイヤ生産時の作業性も良好である。
In the pneumatic tire of the present invention, the organic fiber cord constituting the center portion belt reinforcing layer has the following formula (V):
R = N × (0.125 × D / ρ) 1/2 × 10 -3 (V)
[Where N is the number of twists of the cord (times / 10 cm), D is the total number of decitex of the cord (dtex), and ρ is the specific gravity of the cord (g / cm 3 )] R is preferably 0.12 to 2.00. In this case, the occurrence of a separation failure between the tread and the center belt reinforcing layer can be prevented, the cord is not crimped, and the workability during tire production is good.
本発明の空気入りタイヤの他の好適例においては、前記センター部ベルト補強層及び前記ショルダー部ベルト補強層を構成するコードの打込み数が30本/50mm〜70本/50mmである。この場合、主ベルトを十分に補強できる上、トレッドとセンター部ベルト補強層及び／又はショルダー部ベルト補強層との間のセパレーション故障の発生も防止できる。 In another preferred embodiment of the pneumatic tire of the present invention, the number of cords forming the center belt reinforcing layer and the shoulder belt reinforcing layer is 30/50 mm to 70/50 mm. In this case, the main belt can be sufficiently reinforced, and the occurrence of a separation failure between the tread and the center belt reinforcing layer and / or the shoulder belt reinforcing layer can be prevented.
本発明の空気入りタイヤにおいて、前記センター部ベルト補強層及び前記ショルダー部ベルト補強層は、いずれもこれらの配設幅よりも狭い幅寸法を有する１本以上の補強素子をゴム引きしたリボン状シートを、所定の幅寸法になるまでタイヤの幅方向に複数回螺旋巻回することにより形成されたものであることが好ましい。この場合、タイヤ周方向にジョイント部が生じず、均一に主ベルトを補強することができる。 In the pneumatic tire of the present invention, each of the center belt reinforcing layer and the shoulder belt reinforcing layer is a ribbon-like sheet obtained by rubberizing one or more reinforcing elements having a width smaller than the arrangement width. Is preferably formed by spiral winding a plurality of times in the width direction of the tire until a predetermined width dimension is reached. In this case, a joint part does not arise in the tire circumferential direction, and the main belt can be reinforced uniformly.
本発明によれば、センター部ベルト補強層にヤング率が6.5GPa以下の有機繊維コードを用い、ショルダー部ベルト補強層にヤング率が8GPa以上のＰＫコードを用いることで、タイヤの転がり抵抗を低減しつつ、ロードノイズを大幅に低減することができる。また、センター部ベルト補強層とショルダー部ベルト補強層とがオーバーラップする部分を設けることで、加硫工程のタイヤ拡張時にセンター部ベルト補強層とショルダー部ベルト補強層との間に隙間が発生するのを確実に防止して、ロードノイズを確実に低減することができる。 According to the present invention, the rolling resistance of the tire is reduced by using an organic fiber cord having a Young's modulus of 6.5 GPa or less for the center belt reinforcing layer and a PK cord having a Young's modulus of 8 GPa or more for the shoulder belt reinforcing layer. However, road noise can be greatly reduced. Further, by providing a portion where the center belt reinforcement layer and the shoulder belt reinforcement layer overlap, a gap is generated between the center belt reinforcement layer and the shoulder belt reinforcement layer when the tire is expanded in the vulcanization process. Can be reliably prevented, and road noise can be reliably reduced.
以下に、図を参照しながら本発明を詳細に説明する。図１は、本発明の空気入りタイヤのトレッド部の一例の部分断面図である。本発明の空気入りタイヤは、一対のビード部及び一対のサイドウォール部と、両サイドウォール部に連なるトレッド部とを有し、前記一対のビード部間にトロイド状に延在させたカーカスと、該カーカスのクラウン部のタイヤ半径方向外側に配置した少なくとも二枚のベルト層からなる主ベルト１と、該主ベルト１のタイヤ半径方向外側に配置され、タイヤ周方向に対し実質的に平行に配列した補強素子のゴム引き層からなる少なくとも二層のベルト補強層２とを備える。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a partial cross-sectional view of an example of a tread portion of a pneumatic tire according to the present invention. The pneumatic tire of the present invention has a pair of bead portions and a pair of sidewall portions, a tread portion connected to both sidewall portions, and a carcass extending in a toroidal shape between the pair of bead portions, A main belt 1 composed of at least two belt layers arranged on the outer side in the tire radial direction of the crown portion of the carcass, and arranged on the outer side in the tire radial direction of the main belt 1 and arranged substantially parallel to the tire circumferential direction And at least two belt reinforcing layers 2 made of a rubberized layer of the reinforcing element.
本発明の空気入りタイヤにおいて、上記ベルト補強層２は、主ベルト１の中央部のみを覆う一層以上のセンター部ベルト補強層３と、主ベルト１の端部のみをそれぞれ覆う一層以上のショルダー部ベルト補強層４の一対とからなる。ここで、本発明の空気入りタイヤにおいては、図示例のように、センター部ベルト補強層３がショルダー部ベルト補強層４よりもタイヤ半径方向内側に位置していることが好ましい。また、図示例のタイヤでは、センター部ベルト補強層３は一層からなるが、本発明のタイヤのセンター部ベルト補強層３は二層以上であってもよい。更に、図示例のタイヤでは、ショルダー部ベルト補強層４は、センター部ベルト補強層３に隣接する層４ａと、該層４ａのタイヤ半径方向外側に位置する層４ｂとの二層からなるが、本発明のタイヤのショルダー部ベルト補強層４は一層であってもよいし、三層以上であってもよい。 In the pneumatic tire according to the present invention, the belt reinforcing layer 2 includes one or more center belt reinforcing layers 3 that cover only the central portion of the main belt 1 and one or more shoulder portions that respectively cover only the end of the main belt 1. It consists of a pair of belt reinforcement layers 4. Here, in the pneumatic tire of the present invention, it is preferable that the center belt reinforcing layer 3 is located on the inner side in the tire radial direction than the shoulder belt reinforcing layer 4 as in the illustrated example. In the illustrated tire, the center belt reinforcing layer 3 is composed of one layer, but the center belt reinforcing layer 3 of the tire of the present invention may be two or more layers. Furthermore, in the illustrated tire, the shoulder portion belt reinforcing layer 4 is composed of two layers, a layer 4a adjacent to the center portion belt reinforcing layer 3 and a layer 4b located on the outer side in the tire radial direction of the layer 4a. The tire belt reinforcing layer 4 of the tire of the present invention may be a single layer or three or more layers.
本発明の空気入りタイヤにおいて、ショルダー部ベルト補強層４のタイヤ幅方向外側端部Ｐ4は、主ベルト１のタイヤ幅方向外側端部Ｐ1よりもタイヤ幅方向外側に位置する。ここで、ショルダー部ベルト補強層４が二層以上からなる場合、ショルダー部ベルト補強層４のタイヤ幅方向外側端部Ｐ4とは、ショルダー部ベルト補強層４の各層の端部の中で最もタイヤ幅方向外側に位置する端部をさし、また、主ベルト１のタイヤ幅方向外側端部Ｐ1とは、主ベルト１を構成するベルト層の内の最も幅の広いベルト層１ａのタイヤ幅方向外側端部に相当する。なお、図示例のタイヤのショルダー部ベルト補強層４の各層４ａ，４ｂは、タイヤ幅方向外側端部Ｐ4が揃っているが、本発明の空気入りタイヤにおいて、ショルダー部ベルト補強層の各層のタイヤ幅方向外側端部は、不揃いであってもよい。 In the pneumatic tire of the present invention, the tire width direction outer end portion P 4 in the shoulder regions belt reinforcing layer 4 is positioned outside the tire width direction than the tire width direction outer end portion P 1 of the main belt 1. Here, when the shoulder portion belt reinforcing layer 4 is composed of two or more layers, the outer end portion P 4 in the tire width direction of the shoulder portion belt reinforcing layer 4 is the most among the end portions of each layer of the shoulder portion belt reinforcing layer 4. An end located on the outer side in the tire width direction refers to an outer end P 1 of the main belt 1 in the tire width direction. The tire of the belt layer 1a having the widest belt layer constituting the main belt 1 It corresponds to the width direction outer side end. In addition, although each layer 4a, 4b of the shoulder part belt reinforcement layer 4 of the tire of the illustrated example has the tire width direction outer side end part P 4 aligned, in the pneumatic tire of the present invention, each layer of the shoulder part belt reinforcement layer The outer ends in the tire width direction may be uneven.
上記主ベルト１を構成するベルト層１ａ，１ｂは、通常、タイヤ赤道面に対して傾斜して延びるコードのゴム引き層、好ましくは、スチールコードのゴム引き層からなり、更に、図示例のタイヤでは、二枚のベルト層１ａ，１ｂが、該ベルト層を構成するコードが互いにタイヤ赤道面を挟んで交差するように積層されて主ベルト１を構成している。なお、図示例のタイヤの主ベルト１は、最も幅の広いベルト層１ａと、該ベルト層１ａのタイヤ半径方向外側に位置し且つベルト層１ａよりも幅の狭いベルト層１ｂとの二層からなるが、本発明の空気入りタイヤにおいて、主ベルト１の構造はこれに限られるものではなく、また、主ベルト１を構成するベルト層の数は、三層以上であってもよい。 The belt layers 1a and 1b constituting the main belt 1 are usually composed of a rubberized layer of a cord extending preferably inclining with respect to the tire equatorial plane, preferably a rubberized layer of a steel cord. Then, the two belt layers 1a and 1b are laminated so that the cords constituting the belt layers intersect with each other across the tire equatorial plane to constitute the main belt 1. The main belt 1 of the illustrated tire has two layers, a belt layer 1a having the widest width and a belt layer 1b that is positioned on the outer side in the tire radial direction of the belt layer 1a and narrower than the belt layer 1a. However, in the pneumatic tire of the present invention, the structure of the main belt 1 is not limited to this, and the number of belt layers constituting the main belt 1 may be three or more.
一方、ベルト補強層２は、タイヤ周方向に対し実質的に平行に配列した補強素子のゴム引き層からなり、センター部ベルト補強層３を構成する補強素子は、ヤング率が6.5GPa以下の有機繊維コードであり、一方、ショルダー部ベルト補強層４を構成する補強素子は、ヤング率が8GPa以上の脂肪族ポリケトン（ＰＫ）コードである。ＰＥＮコードに比べて更に高い剛性を有するヤング率が8GPa以上のＰＫコードをショルダー部ベルト補強層４に使用することで、タイヤのロードノイズを大幅に低減することができ、また、センター部ベルト補強層３にヤング率が6.5GPa以下の有機繊維コードを使用することで、タイヤの転がり抵抗の増大を抑制することができる。なお、ショルダー部ベルト補強層４に使用するＰＫコードのヤング率が8GPa未満では、コードの剛性が不十分でタイヤのロードノイズを十分に低減できず、また、センター部ベルト補強層３に使用する有機繊維コードのヤング率が6.5GPaを超えると、タイヤの転がり抵抗が増大してしまう。 On the other hand, the belt reinforcement layer 2 is composed of a rubberized layer of reinforcement elements arranged substantially parallel to the tire circumferential direction. The reinforcement element constituting the center belt reinforcement layer 3 is an organic material having a Young's modulus of 6.5 GPa or less. On the other hand, the reinforcing element constituting the shoulder belt reinforcing layer 4 is an aliphatic polyketone (PK) cord having a Young's modulus of 8 GPa or more. By using a PK cord with a Young's modulus of 8 GPa or more, which has higher rigidity than the PEN cord, for the shoulder belt reinforcement layer 4, the road noise of the tire can be greatly reduced, and the center belt reinforcement By using an organic fiber cord having a Young's modulus of 6.5 GPa or less for the layer 3, an increase in tire rolling resistance can be suppressed. If the Young's modulus of the PK cord used for the shoulder belt reinforcing layer 4 is less than 8 GPa, the rigidity of the cord is insufficient and the road noise of the tire cannot be sufficiently reduced, and it is used for the center belt reinforcing layer 3. If the Young's modulus of the organic fiber cord exceeds 6.5 GPa, the rolling resistance of the tire increases.
本発明の空気入りタイヤにおいては、図１に示すように、センター部ベルト補強層３のタイヤ幅方向外側端部Ｐ3が、主ベルト１を構成するベルト層１ａ，１ｂの内の最も幅の狭いベルト層１ｂのタイヤ幅方向外側端部Ｐ1bよりもタイヤ幅方向内側に位置しており、主ベルト１の端部がヤング率8 GPa以上のＰＫコードによって補強されるため、タイヤのロードノイズを十分に低減することができる。 In the pneumatic tire of the present invention, as shown in FIG. 1, the outer end portion P 3 in the tire width direction of the center portion belt reinforcing layer 3 is the widest of the belt layers 1 a and 1 b constituting the main belt 1. narrower than the tire width direction outer end portion P 1b of the belt layer 1b located on the inner side in the tire width direction, since the end portion of the main belt 1 is reinforced by the PK code above Young's modulus 8 GPa, tire road noise Can be sufficiently reduced.
本発明の空気入りタイヤにおいて、センター部ベルト補強層３と該センター部ベルト補強層３に隣接するショルダー部ベルト補強層４ａとは、図１に示すように、少なくとも一部が重なっていることが好ましい。この場合、加硫工程の拡張時に発生する応力の幅方向分布に急激に変化する部分がなくなり、拡張時に発生する応力がタイヤ幅方向で連続的に変化する。そのため、加硫工程の拡張時には、ベルト補強層２においてゴム流れの度合いが連続的に変化し、センター部ベルト補強層３とショルダー部ベルト補強層４との間に隙間が生じるのを防止することができる。また、センター部ベルト補強層３と該センター部ベルト補強層３に隣接するショルダー部ベルト補強層４ａとが重なっている場合、加硫工程の拡張時にセンター部ベルト補強層３とショルダー部ベルト補強層４とが多少ずれても、オーバーラップ部分の存在により、全く主ベルト１が補強されていない隙間の発生を確実に防止することができるので、目的とする構造のタイヤを容易に製造することができる。 In the pneumatic tire of the present invention, the center part belt reinforcing layer 3 and the shoulder part belt reinforcing layer 4a adjacent to the center part belt reinforcing layer 3 may overlap at least partially as shown in FIG. preferable. In this case, there is no portion in which the distribution in the width direction of the stress generated during the expansion of the vulcanization process changes rapidly, and the stress generated during the expansion continuously changes in the tire width direction. Therefore, at the time of expansion of the vulcanization process, the degree of rubber flow continuously changes in the belt reinforcing layer 2 to prevent a gap from being generated between the center belt reinforcing layer 3 and the shoulder belt reinforcing layer 4. Can do. When the center belt reinforcing layer 3 and the shoulder belt reinforcing layer 4a adjacent to the center belt reinforcing layer 3 are overlapped, the center belt reinforcing layer 3 and the shoulder belt reinforcing layer are expanded when the vulcanization process is expanded. Even if it is slightly deviated from 4, the occurrence of a gap in which the main belt 1 is not reinforced at all can be surely prevented due to the presence of the overlap portion, so that a tire having a desired structure can be easily manufactured. it can.
ここで、センター部ベルト補強層３と該センター部ベルト補強層３に隣接するショルダー部ベルト補強層４ａとの重なり部分の幅Ｗは、タイヤサイズや加硫時の拡張率によって適宜設定する必要があり、特に限定されるものではないが、1〜20mmの範囲が好ましく、1〜12mmの範囲が更に好ましい。セクション幅が小さく、ベルト端部の拡張率が1％以下のタイヤであれば、センター部ベルト補強層３と該層３に隣接するショルダー部ベルト補強層４ａとの重なり部分の幅Ｗは1mmでも十分であり、また、ＳＵＶ向け等の大型タイヤであっても、センター部ベルト補強層３と該層３に隣接するショルダー部ベルト補強層４ａとの重なり部分の幅Ｗが20mmあれば、センター部ベルト補強層３とショルダー部ベルト補強層４との間に隙間が発生するのを十分に防止することができる。 Here, the width W of the overlapping portion between the center belt reinforcing layer 3 and the shoulder belt reinforcing layer 4a adjacent to the center belt reinforcing layer 3 needs to be appropriately set according to the tire size and the expansion rate during vulcanization. Although not particularly limited, a range of 1 to 20 mm is preferable, and a range of 1 to 12 mm is more preferable. If the tire has a small section width and a belt end expansion rate of 1% or less, the width W of the overlapping portion of the center belt reinforcing layer 3 and the shoulder belt reinforcing layer 4a adjacent to the layer 3 may be 1 mm. If the width W of the overlapping portion between the center portion belt reinforcing layer 3 and the shoulder portion belt reinforcing layer 4a adjacent to the layer 3 is 20 mm even in a large tire for SUV or the like, the center portion Generation of a gap between the belt reinforcing layer 3 and the shoulder belt reinforcing layer 4 can be sufficiently prevented.
本発明の空気入りタイヤにおいて、センター部ベルト補強層３及びショルダー部ベルト補強層４から構成されるベルト補強層２の総幅Ｗ2は、主ベルト１の総幅Ｗ1よりも2〜10mm広いことが好ましい。ベルト補強層２の総幅Ｗ2を主ベルト１の総幅Ｗ1よりも2mm以上大きくして、主ベルト１の端部をベルト補強層２で確実に覆うことで、ロードノイズを十分に低減することができる。一方、ベルト補強層２の総幅Ｗ2を主ベルト１の総幅Ｗ1よりも10mmを超えて大きくしても、ロードノイズを更に低減することができない。 In the pneumatic tire of the present invention, the total width W 2 of the belt reinforcing layer 2 composed of the center belt reinforcing layer 3 and the shoulder belt reinforcing layer 4 is 2 to 10 mm wider than the total width W 1 of the main belt 1. It is preferable. The total width W 2 of the belt reinforcing layer 2 made larger than 2mm than the total width W 1 of the main belt 1, by securely cover the end portion of the main belt 1 in the belt reinforcing layer 2 sufficiently reduce road noise can do. On the other hand, be increased beyond the 10mm than the total width W 2 of the belt reinforcing layer 2 total width W 1 of the main belt 1, it is impossible to further reduce the road noise.
本発明の空気入りタイヤにおいて、ショルダー部ベルト補強層４の幅Ｗ4が、主ベルト１の総幅Ｗ1の5〜40％であることが好ましい。ショルダー部ベルト補強層４の幅Ｗ4が主ベルト１の総幅Ｗ1の5％未満では、タイヤのロードノイズを十分に低減できないことがある。一方、ショルダー部ベルト補強層４の幅Ｗ4が主ベルト１の総幅Ｗ1の40％を超えると、タイヤの転がり抵抗が悪化することがある。ここで、ショルダー部ベルト補強層４が二層以上からなる場合、ショルダー部ベルト補強層４の幅Ｗ4とは、ショルダー部ベルト補強層４の各層の幅をさし、図示例のタイヤにおいては、センター部ベルト補強層３に隣接する層４ａの幅Ｗ4aと、該層４ａのタイヤ半径方向外側に位置する層４ｂの幅Ｗ4bとをさす。 In the pneumatic tire of the present invention, the width W 4 of the shoulder belt reinforcing layer 4 is preferably 5 to 40% of the total width W 1 of the main belt 1. If the width W 4 of the shoulder portion belt reinforcing layer 4 is less than 5% of the total width W 1 of the main belt 1, the road noise of the tire may not be sufficiently reduced. On the other hand, if the width W 4 of the shoulder belt reinforcing layer 4 exceeds 40% of the total width W 1 of the main belt 1, the rolling resistance of the tire may deteriorate. Here, when the shoulder portion belt reinforcing layer 4 is composed of two or more layers, the width W 4 of the shoulder portion belt reinforcing layer 4 refers to the width of each layer of the shoulder portion belt reinforcing layer 4. The width W 4a of the layer 4a adjacent to the center belt reinforcing layer 3 and the width W 4b of the layer 4b located on the outer side in the tire radial direction of the layer 4a are indicated.
本発明の空気入りタイヤにおいて、ショルダー部ベルト補強層４を構成する脂肪族ポリケトン（ＰＫ）コードは、上記式(I)及び式(II)の条件を満たすことが好ましい。上記式(I)及び式(II)の関係を満たすＰＫコードを使用することで、高速走行時等のタイヤが高温状態になる場合でも、熱収縮応力によって、主ベルト１の端部に十分な締め付け効果が発現するため、ロードノイズの悪化を確実に防止することができる。 In the pneumatic tire of the present invention, the aliphatic polyketone (PK) cord constituting the shoulder belt reinforcing layer 4 preferably satisfies the conditions of the above formulas (I) and (II). By using a PK cord that satisfies the relationship of the above formulas (I) and (II), the end portion of the main belt 1 is sufficient due to the heat shrinkage stress even when the tire is in a high temperature state during high speed running or the like. Since the tightening effect is exhibited, the deterioration of road noise can be reliably prevented.
ここで、上記ＰＫコードは、177℃における熱収縮応力σが1.5cＮ/dtex以下であることが好ましい。ＰＫコードの177℃における熱収縮応力σが1.5cＮ/dtexを超えると、加硫時の収縮力が大きくなり過ぎ、結果的に、タイヤ内部のコード乱れやゴムの配置乱れを引き起こし、耐久性の悪化やユニフォミティーの悪化を招いてしまう。また、上記ＰＫコードは、生タイヤの加硫時に主ベルト１中のコードとショルダー部ベルト補強層４中のＰＫコードとが接触するのを防止して、タイヤの耐久性の低下を抑制する観点から、177℃における熱収縮応力σが1.30cＮ/dtex以下であることが更に好ましく、0.90cＮ/dtex以下であることがより一層好ましい。更に、上記ＰＫコードは、トレッドの高速時の迫り出しを十分に抑制する観点から、177℃における熱収縮応力σが0.05cＮ/dtex以上であることが好ましく、0.15cＮ/dtex以上であることが更に好ましく、0.4cＮ/dtex超であることがより一層好ましい。また更に、上記ＰＫコードは、トレッドの高速時の迫り出しを十分に抑制する観点から、25℃における49Ｎ荷重時の弾性率Ｅが60cＮ/dtex以上であることが好ましく、100cＮ/dtex以上であることが更に好ましい。 Here, the PK cord preferably has a heat shrinkage stress σ at 177 ° C. of 1.5 cN / dtex or less. If the heat shrinkage stress σ at 177 ° C of the PK cord exceeds 1.5 cN / dtex, the shrinkage force during vulcanization will increase too much, resulting in cord irregularity inside the tire and rubber placement disorder, resulting in durability. It will lead to deterioration and uniformity. In addition, the PK cord prevents the cord in the main belt 1 and the PK cord in the shoulder belt reinforcing layer 4 from coming into contact with each other during vulcanization of the raw tire and suppresses a decrease in tire durability. Therefore, the heat shrinkage stress σ at 177 ° C. is more preferably 1.30 cN / dtex or less, and further preferably 0.90 cN / dtex or less. Further, the PK cord preferably has a heat shrinkage stress σ at 177 ° C. of 0.05 cN / dtex or more, and preferably 0.15 cN / dtex or more, from the viewpoint of sufficiently suppressing the tread protrusion at high speed. More preferably, it is more preferably over 0.4 cN / dtex. Furthermore, the PK cord preferably has an elastic modulus E at a load of 49 N at 25 ° C. of 60 cN / dtex or more, preferably 100 cN / dtex or more from the viewpoint of sufficiently suppressing the tread from protruding at high speed. More preferably.
本発明の空気入りタイヤにおいて、ショルダー部ベルト補強層４を構成する補強素子は、上記式(III)で表される繰り返し単位から実質的になり、式(III)中のｎとｍとが上記式(IV)を満たす脂肪族ポリケトン（ＰＫ）からなるコードであることが好ましい。ここで、式(III)中のＲを形成する不飽和化合物としては、エチレン以外の不飽和化合物、例えば、プロピレン，ブテン，ペンテン，シクロペンテン，ヘキセン，シクロヘキセン，ヘプテン，オクテン，ノネン，デセン，ドデセン，スチレン，アセチレン，アレン等のエチレン以外の不飽和炭化水素や、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，アクリルアミド，ヒドロキシエチルメタクリレート，ウンデセン酸，ウンデセノール，６-クロロヘキセン，Ｎ-ビニルピロリドン，スルニルホスホン酸のジエチルエステル，スチレンスルホン酸ナトリウム，アリルスルホン酸ナトリウム，ビニルピロリドン及び塩化ビニル等の不飽和結合を含む化合物等が挙げられる。 In the pneumatic tire of the present invention, the reinforcing element constituting the shoulder belt reinforcing layer 4 is substantially composed of a repeating unit represented by the above formula (III), and n and m in the formula (III) are the above. A cord made of an aliphatic polyketone (PK) satisfying the formula (IV) is preferable. Here, as the unsaturated compound forming R in the formula (III), unsaturated compounds other than ethylene, for example, propylene, butene, pentene, cyclopentene, hexene, cyclohexene, heptene, octene, nonene, decene, dodecene, Unsaturated hydrocarbons other than ethylene such as styrene, acetylene, and allene, methyl acrylate, methyl methacrylate, vinyl acetate, acrylamide, hydroxyethyl methacrylate, undecenoic acid, undecenol, 6-chlorohexene, N-vinyl pyrrolidone, and sulfonyl phosphonic acid And compounds containing unsaturated bonds such as diethyl ester, sodium styrene sulfonate, sodium allyl sulfonate, vinyl pyrrolidone and vinyl chloride.
上記ポリケトンは、部分的にケトン基同士、不飽和化合物由来の部分同士が結合していてもよいが、不飽和化合物由来の部分とケトン基が交互に配列している部分の割合が90質量％以上であることが好ましく、97質量％以上であることが更に好ましく、100質量％であることが最も好ましい。 In the polyketone, the ketone groups may be partially bonded to each other and the unsaturated compound-derived portions may be bonded to each other, but the proportion of the unsaturated compound-derived portions and the ketone groups alternately arranged is 90% by mass. It is preferably at least 97% by mass, more preferably 100% by mass.
更に、上記ポリケトンの重合度としては、下記式：
上記ポリケトンの繊維化方法としては、（１）未延伸糸の紡糸を行った後、多段熱延伸を行い、該多段熱延伸の最終延伸工程で特定の温度及び倍率で延伸する方法や、（２）未延伸糸の紡糸を行った後、熱延伸を行い、該熱延伸終了後の繊維に高い張力をかけたまま急冷却する方法が好ましい。上記（１）又は（２）の方法でポリケトンの繊維化を行うことで、上記ＰＫコードの作製に好適な所望のフィラメントを得ることができる。 As the method for fiberizing the polyketone, (1) after spinning an unstretched yarn, performing multi-stage heat stretching, and stretching at a specific temperature and magnification in the final stretching step of the multi-stage heat stretching, (2 ) A method in which after the undrawn yarn is spun, hot drawing is performed, and the fiber after completion of the hot drawing is rapidly cooled with high tension applied. A desired filament suitable for the production of the PK cord can be obtained by fiberizing the polyketone by the method (1) or (2).
ここで、上記ポリケトンの未延伸糸の紡糸方法としては、特に制限はなく、従来公知の方法を採用することができ、具体的には、特開平２−１１２４１３号、特開平４−２２８６１３号、特表平４−５０５３４４号に記載のようなヘキサフルオロイソプロパノールやｍ-クレゾール等の有機溶剤を用いる湿式紡糸法、国際公開第９９／１８１４３号、国際公開第００／０９６１１号、特開２００１−１６４４２２号、特開２００４−２１８１８９号、特開２００４−２８５２２１号に記載のような亜鉛塩、カルシウム塩、チオシアン酸塩、鉄塩等の水溶液を用いる湿式紡糸法が挙げられ、これらの中でも、上記塩の水溶液を用いる湿式紡糸法が好ましい。 Here, the spinning method of the unstretched yarn of the polyketone is not particularly limited, and a conventionally known method can be employed. Specifically, JP-A-2-112413, JP-A-4-228613, Wet spinning method using an organic solvent such as hexafluoroisopropanol and m-cresol as described in JP-A-4-505344, WO99 / 18143, WO00 / 09611, JP2001-164422 No., JP-A No. 2004-218189, JP-A No. 2004-285221, and the wet spinning method using an aqueous solution of zinc salt, calcium salt, thiocyanate, iron salt, etc., among these, A wet spinning method using an aqueous solution of is preferred.
例えば、有機溶剤を用いる湿式紡糸法では、ポリケトンポリマーを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質量％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，メチルエチルケトン等の非溶剤浴中で溶剤を除去、洗浄してポリケトンの未延伸糸を得ることができる。 For example, in a wet spinning method using an organic solvent, a polyketone polymer is dissolved in hexafluoroisopropanol or m-cresol at a concentration of 0.25 to 20% by mass, extruded from a spinning nozzle to be fiberized, and then toluene, ethanol, isopropanol, n -Unstretched polyketone yarn can be obtained by removing the solvent in a non-solvent bath such as hexane, isooctane, acetone, methyl ethyl ketone, and washing.
一方、水溶液を用いる湿式紡糸法では、例えば、亜鉛塩、カルシウム塩、チオシアン酸塩、鉄塩等の水溶液に、ポリケトンポリマーを2〜30質量％の濃度で溶解させ、50〜130℃で紡糸ノズルから凝固浴に押し出してゲル紡糸を行い、更に脱塩、乾燥等してポリケトンの未延伸糸を得ることができる。ここで、ポリケトンポリマーを溶解させる水溶液には、ハロゲン化亜鉛と、ハロゲン化アルカリ金属塩又はハロゲン化アルカリ土類金属塩とを混合して用いることが好ましく、凝固浴には、水、金属塩の水溶液、アセトン、メタノール等の有機溶媒等を用いることができる。 On the other hand, in the wet spinning method using an aqueous solution, for example, a polyketone polymer is dissolved in an aqueous solution of zinc salt, calcium salt, thiocyanate, iron salt, etc. at a concentration of 2 to 30% by mass, and a spinning nozzle is used at 50 to 130 ° C. Then, it is extruded into a coagulation bath and subjected to gel spinning, followed by desalting and drying to obtain an undrawn polyketone yarn. Here, in the aqueous solution in which the polyketone polymer is dissolved, it is preferable to use a mixture of zinc halide and a halogenated alkali metal salt or a halogenated alkaline earth metal salt. An organic solvent such as an aqueous solution, acetone, or methanol can be used.
また、得られた未延伸糸の延伸法としては、未延伸糸を該未延伸糸のガラス転移温度よりも高い温度に加熱して引き伸ばす熱延伸法が好ましく、更に、該未延伸糸の延伸は、上記（２）の方法では一段で行ってもよいが、多段で行うことが好ましい。該熱延伸の方法としては、特に制限はなく、例えば、加熱ロール上や加熱プレート上に糸を走行させる方法等を採用することができる。ここで、熱延伸温度は、110℃〜（ポリケトンの融点）の範囲が好ましく、総延伸倍率は、10倍以上であることが好ましい。 Further, as a drawing method of the obtained undrawn yarn, a hot drawing method in which the undrawn yarn is heated and drawn to a temperature higher than the glass transition temperature of the undrawn yarn is preferable. The method (2) may be carried out in one stage, but it is preferably carried out in multiple stages. There is no restriction | limiting in particular as this heat drawing method, For example, the method etc. which run a thread | yarn on a heating roll or a heating plate are employable. Here, the heat stretching temperature is preferably in the range of 110 ° C. to (melting point of polyketone), and the total stretching ratio is preferably 10 times or more.
上記（１）の方法でポリケトンの繊維化を行う場合、上記多段熱延伸の最終延伸工程における温度は、110℃〜（最終延伸工程の一段前の延伸工程の延伸温度−3℃）の範囲が好ましく、また、多段熱延伸の最終延伸工程における延伸倍率は、1.01〜1.5倍の範囲が好ましい。一方、上記（２）の方法でポリケトンの繊維化を行う場合、熱延伸終了後の繊維にかける張力は、0.5〜4cN/dtexの範囲が好ましく、また、急冷却における冷却速度は、30℃/秒以上であることが好ましく、更に、急冷却における冷却終了温度は、50℃以下であることが好ましい。ここで、熱延伸されたポリケトン繊維の急冷却方法としては、特に制限はなく、従来公知の方法を採用することができ、具体的には、ロールを用いた冷却方法が好ましい。なお、こうして得られるポリケトン繊維は、弾性歪みの残留が大きいため、通常、緩和熱処理を施し、熱延伸後の繊維長よりも繊維長を短くすることが好ましい。ここで、緩和熱処理の温度は、50〜100℃の範囲が好ましく、また、緩和倍率は、0.980〜0.999倍の範囲が好ましい。 When polyketone fiberization is performed by the method of (1) above, the temperature in the final stretching step of the multistage thermal stretching is in the range of 110 ° C to (stretching temperature in the stretching step one step before the final stretching step-3 ° C). Moreover, the draw ratio in the final drawing step of multistage hot drawing is preferably in the range of 1.01 to 1.5 times. On the other hand, when polyketone fiberization is carried out by the method (2) above, the tension applied to the fiber after completion of the hot drawing is preferably in the range of 0.5 to 4 cN / dtex, and the cooling rate in rapid cooling is 30 ° C / The cooling end temperature in the rapid cooling is preferably 50 ° C. or lower. Here, there is no restriction | limiting in particular as a rapid cooling method of the heat-stretched polyketone fiber, A conventionally well-known method can be employ | adopted, Specifically, the cooling method using a roll is preferable. In addition, since the polyketone fiber obtained in this way has a large residual elastic strain, it is usually preferable to perform relaxation heat treatment so that the fiber length is shorter than the fiber length after hot drawing. Here, the temperature of the relaxation heat treatment is preferably in the range of 50 to 100 ° C., and the relaxation ratio is preferably in the range of 0.980 to 0.999 times.
本発明の空気入りタイヤにおいて、ショルダー部ベルト補強層４を構成する補強素子は、総繊度500〜2000dtexの脂肪族ポリケトン（ＰＫ）のフィラメント束を２本撚り合わせたコードであることが好ましい。繊度が500dtex未満のＰＫのフィラメント束を撚りあわせたコードを使用すると、ショルダー部ベルト補強層４の剛性が不十分となり、タイヤのロードノイズを十分に低減できないことがある。一方、繊度が2000dtexを超えるＰＫのフィラメント束を撚りあわせたコードを使用すると、コード間に存在するゴム量が少なくなり、ショルダー部ベルト補強層４とトレッドゴムとの耐剥離性が悪化し、走行した際に、トレッドとショルダー部ベルト補強層４との間でセパレーション故障が発生する恐れがある。 In the pneumatic tire of the present invention, the reinforcing element constituting the shoulder belt reinforcing layer 4 is preferably a cord in which two filament bundles of aliphatic polyketone (PK) having a total fineness of 500 to 2000 dtex are twisted together. If a cord in which a filament bundle of PK having a fineness of less than 500 dtex is twisted is used, the rigidity of the shoulder belt reinforcing layer 4 may be insufficient, and the road noise of the tire may not be sufficiently reduced. On the other hand, if a cord made by twisting PK filament bundles with fineness exceeding 2000dtex is used, the amount of rubber existing between the cords will be reduced, and the resistance to peeling between the shoulder belt reinforcement layer 4 and the tread rubber will be deteriorated. When doing so, there is a risk that a separation failure may occur between the tread and the shoulder belt reinforcing layer 4.
本発明の空気入りタイヤにおいて、ショルダー部ベルト補強層４を構成する脂肪族ポリケトン（ＰＫ）コードは、上記式(V)で定義される撚り係数Ｒが0.20〜0.72であることが好ましい。使用するＰＫコードの撚り係数Ｒが0.20未満では、コードとゴムとの接着性が悪く、トレッドとショルダー部ベルト補強層４との間でセパレーション故障が発生し易くなる。一方、使用するＰＫコードの撚り係数Ｒが0.72を超えると、コードの剛性が低く、タイヤのロードノイズを十分に低減できないことがある。 In the pneumatic tire of the present invention, the aliphatic polyketone (PK) cord constituting the shoulder belt reinforcing layer 4 preferably has a twist coefficient R defined by the above formula (V) of 0.20 to 0.72. When the twist coefficient R of the PK cord to be used is less than 0.20, the adhesion between the cord and the rubber is poor, and a separation failure is likely to occur between the tread and the shoulder belt reinforcing layer 4. On the other hand, when the twist coefficient R of the PK cord used exceeds 0.72, the stiffness of the cord may be low, and tire road noise may not be sufficiently reduced.
本発明の空気入りタイヤにおいて、センター部ベルト補強層３を構成する補強素子は、ヤング率が6.5GPa以下の有機繊維コードである限り特に制限されるものではない。該ヤング率が6.5GPa以下の有機繊維コードとしては、例えば、ポリヘキサメチレンアジパミド（ナイロン６,６）、ポリカプロラクタム（ナイロン６）、ポリテトラメチレンアジパミド（ナイロン４,６）等のポリアミドからなるコード、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）等のポリエステルからなるコード、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）コード等を使用することができ、また、上記式(III)で表される繰り返し単位から実質的になり且つ式(III)中のｎとｍとが下記式(VI)：
ｎ／（ｎ＋ｍ） ＜ 0.95 ・・・ (VI)
を満たす脂肪族ポリケトンからなるコードや低倍率延伸又は高撚り化によってヤング率を6.5GPa以下とした脂肪族ポリケトンからなるコード等を使用することもできる。
In the pneumatic tire of the present invention, the reinforcing element constituting the center portion belt reinforcing layer 3 is not particularly limited as long as it is an organic fiber cord having a Young's modulus of 6.5 GPa or less. Examples of the organic fiber cord having a Young's modulus of 6.5 GPa or less include polyhexamethylene adipamide (nylon 6,6), polycaprolactam (nylon 6), polytetramethylene adipamide (nylon 4,6) and the like. Use cords made of polyamide, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polybutylene terephthalate (PBT), polytrimethylene terephthalate (PTT) polyester, polyvinyl alcohol (PVA) cord, etc. And consisting essentially of repeating units represented by the above formula (III), wherein n and m in the formula (III) are represented by the following formula (VI):
n / (n + m) <0.95 (VI)
It is also possible to use a cord made of an aliphatic polyketone satisfying the above, a cord made of an aliphatic polyketone having a Young's modulus of 6.5 GPa or less by low-stretching or high twisting.
本発明の空気入りタイヤにおいて、センター部ベルト補強層３を構成する補強素子は、総繊度500〜2000dtexの有機繊維のフィラメント束を２本撚り合わせたコードであることが好ましい。繊度が500dtex未満の有機繊維のフィラメント束を撚りあわせたコードを使用すると、センター部ベルト補強層３の剛性が不十分となり、タイヤクラウン部の曲率半径が過度に小さくなって、タイヤの耐偏摩耗性及び操縦安定性が低下し、更には、肝心のロードノイズ低減効果が十分に得られないおそれがある。一方、繊度が2000dtexを超える有機繊維のフィラメント束を撚りあわせたコードを使用すると、センター部ベルト補強層３の剛性が大きくなり過ぎ、タイヤの転がり抵抗を十分に低減できないことがある。 In the pneumatic tire of the present invention, the reinforcing element constituting the center belt reinforcing layer 3 is preferably a cord formed by twisting two filament bundles of organic fibers having a total fineness of 500 to 2000 dtex. If a cord in which filament bundles of organic fibers with a fineness of less than 500 dtex are twisted is used, the rigidity of the center belt reinforcing layer 3 becomes insufficient, the radius of curvature of the tire crown becomes excessively small, and uneven wear resistance of the tire Performance and steering stability are lowered, and further, the important road noise reduction effect may not be sufficiently obtained. On the other hand, when a cord in which filament bundles of organic fibers having a fineness exceeding 2000 dtex are twisted is used, the rigidity of the center belt reinforcing layer 3 becomes too large, and the tire rolling resistance may not be sufficiently reduced.
本発明の空気入りタイヤにおいて、センター部ベルト補強層３を構成する有機繊維コードは、上記式(V)で定義される撚り係数Ｒが0.12〜2.00であることが好ましい。使用する有機繊維コードの撚り係数Ｒが0.12未満では、コードとゴムとの接着性が悪く、トレッドとセンター部ベルト補強層３との間でセパレーション故障が発生し易くなる。一方、使用する有機繊維コードの撚り係数Ｒが2.00を超えると、コードに縮れが生じ、タイヤ生産時の作業性が大幅に悪化するおそれがある。 In the pneumatic tire of the present invention, the organic fiber cord constituting the center part belt reinforcing layer 3 preferably has a twist coefficient R defined by the above formula (V) of 0.12 to 2.00. When the twist coefficient R of the organic fiber cord to be used is less than 0.12, the adhesion between the cord and the rubber is poor, and a separation failure is likely to occur between the tread and the center belt reinforcing layer 3. On the other hand, when the twist coefficient R of the organic fiber cord used exceeds 2.00, the cord is crimped, and the workability during tire production may be significantly deteriorated.
本発明の空気入りタイヤにおいて、センター部ベルト補強層３及びショルダー部ベルト補強層４を構成するコードの打込み数は、30本/50mm〜70本/50mmの範囲が好ましい。センター部ベルト補強層３及びショルダー部ベルト補強層４を構成するコードの打込み数が30本/50mm未満では、主ベルト１を十分に補強できないことがある。一方、センター部ベルト補強層３及びショルダー部ベルト補強層４を構成するコードの打込み数が70本/50mmを超えると、コード間に存在するゴム量が少なくなり、センター部ベルト補強層３とトレッドゴムとの耐剥離性や、ショルダー部ベルト補強層４とトレッドゴムとの耐剥離性が悪化し、走行した際に、トレッドとセンター部ベルト補強層３及び／又はショルダー部ベルト補強層４との間でセパレーション故障が発生する恐れがある。 In the pneumatic tire of the present invention, the number of cords constituting the center belt reinforcing layer 3 and the shoulder belt reinforcing layer 4 is preferably in the range of 30/50 mm to 70/50 mm. If the number of cords forming the center belt reinforcing layer 3 and the shoulder belt reinforcing layer 4 is less than 30/50 mm, the main belt 1 may not be sufficiently reinforced. On the other hand, when the number of cords constituting the center belt reinforcement layer 3 and the shoulder belt reinforcement layer 4 exceeds 70/50 mm, the amount of rubber existing between the cords decreases, and the center belt reinforcement layer 3 and the tread The peel resistance between the rubber and the peel resistance between the shoulder belt reinforcing layer 4 and the tread rubber deteriorates, and when running, the tread and the center belt reinforcing layer 3 and / or the shoulder belt reinforcing layer 4 Separation failure may occur.
上記ヤング率が6.5GPa以下の有機繊維コード及びヤング率が8GPa以上のＰＫコードは、双撚り構造であっても、片撚り構造であってもよい。双撚り構造の場合は、例えば、有機繊維やＰＫからなるフィラメント束に下撚りをかけ、次いでこれを複数本、好ましくは２本合わせて、逆方向に上撚りをかけることで、コードを作製することができる。また、片撚り構造の場合は、例えば、有機繊維やＰＫからなるフィラメント束をひきそろえて、一方の方向に撚りをかけることで、コードを作製することができる。 The organic fiber cord having a Young's modulus of 6.5 GPa or less and the PK cord having a Young's modulus of 8 GPa or more may have a double twist structure or a single twist structure. In the case of a twisted structure, for example, a cord is produced by applying a lower twist to a filament bundle made of organic fibers or PK, then combining a plurality of these, preferably two, and applying an upper twist in the opposite direction. be able to. Moreover, in the case of a single twist structure, a cord can be produced by, for example, gathering filament bundles made of organic fibers or PK and twisting in one direction.
上記のようにして得られたヤング率が6.5GPa以下の有機繊維コード及びヤング率が8GPa以上のＰＫコードをゴム引きすることで、センター部ベルト補強層３及びショルダー部ベルト補強層４に用いるコード／ゴム複合体を得ることができる。ここで、有機繊維コード及びＰＫコードのコーティングゴムとしては、特に制限は無く、従来のベルト補強層に用いていたコーティングゴムを用いることができる。なお、有機繊維コード及びＰＫコードのゴム引きに先立って、有機繊維コード及びＰＫコードに接着剤処理を施し、コーティングゴムとの接着性を向上させてもよい。 A cord used for the center belt reinforcing layer 3 and the shoulder belt reinforcing layer 4 by rubber-drawing the organic fiber cord having a Young's modulus of 6.5 GPa or less and the PK cord having a Young's modulus of 8 GPa or more obtained as described above. / A rubber composite can be obtained. Here, there is no restriction | limiting in particular as a coating rubber of an organic fiber cord and PK cord, The coating rubber used for the conventional belt reinforcement layer can be used. Prior to rubberizing the organic fiber cord and PK cord, the organic fiber cord and PK cord may be subjected to an adhesive treatment to improve the adhesion to the coating rubber.
本発明の空気入りタイヤは、センター部ベルト補強層３にヤング率が6.5GPa以下の有機繊維コードをゴム引きしてなるコード／ゴム複合体を適用し、ショルダー部ベルト補強層４にヤング率が8GPa以上のＰＫコードをゴム引きしてなるコード／ゴム複合体を適用し、更に、好ましくはセンター部ベルト補強層３及びショルダー部ベルト補強層４を一部オーバーラップさせて、常法により製造することができる。なお、本発明の空気入りタイヤにおいて、タイヤ内に充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を変えた空気、又は窒素等の不活性ガスを用いることができる。 In the pneumatic tire of the present invention, a cord / rubber composite formed by rubberizing an organic fiber cord having a Young's modulus of 6.5 GPa or less is applied to the center belt reinforcing layer 3, and the shoulder belt reinforcing layer 4 has a Young's modulus. A cord / rubber composite formed by rubberizing a PK cord of 8 GPa or more is applied, and the center belt reinforcing layer 3 and the shoulder belt reinforcing layer 4 are preferably partially overlapped and manufactured by a conventional method. be able to. In the pneumatic tire of the present invention, as the gas filled in the tire, normal or air with a changed oxygen partial pressure, or an inert gas such as nitrogen can be used.
本発明の空気入りタイヤの製造においては、ヤング率6.5GPa以下の有機繊維コードの１本以上をゴム引きして得た、センター部ベルト補強層３の配設幅よりも狭い幅寸法を有するリボン状シートを、所定の幅寸法になるまでタイヤの幅方向に複数回螺旋巻回することによりセンター部ベルト補強層３を形成することが好ましい。また、本発明の空気入りタイヤの製造においては、ヤング率8GPa以上のＰＫコードの１本以上をゴム引きして得た、ショルダー部ベルト補強層４の配設幅よりも狭い幅寸法を有するリボン状シートを、所定の幅寸法になるまでタイヤの幅方向に複数回螺旋巻回することによりショルダー部ベルト補強層４を形成することが好ましい。リボン状シートを連続して螺旋巻回してセンター部ベルト補強層３及びショルダー部ベルト補強層４を形成することにより、タイヤ周方向にジョイント部が生じず、均一に主ベルト１を補強することができる。 In the production of the pneumatic tire of the present invention, a ribbon having a width dimension narrower than the arrangement width of the center belt reinforcing layer 3 obtained by rubberizing one or more organic fiber cords having a Young's modulus of 6.5 GPa or less. Preferably, the center belt reinforcing layer 3 is formed by spirally winding the sheet-like sheet a plurality of times in the tire width direction until a predetermined width dimension is obtained. In the production of the pneumatic tire of the present invention, a ribbon having a width smaller than the width of the shoulder belt reinforcing layer 4 obtained by rubberizing one or more PK cords having a Young's modulus of 8 GPa or more. The shoulder belt reinforcing layer 4 is preferably formed by spirally winding the sheet-like sheet a plurality of times in the tire width direction until a predetermined width dimension is obtained. By continuously spirally winding the ribbon-shaped sheet to form the center belt reinforcing layer 3 and the shoulder belt reinforcing layer 4, it is possible to reinforce the main belt 1 uniformly without generating a joint portion in the tire circumferential direction. it can.
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
図１に示す構造を有する、サイズ２３５／５５ Ｒ１７の乗用車用ラジアルタイヤを常法に従って作製した。なお、主ベルト１のタイヤ半径方向内側のベルト層１ａの幅は160 mmであり、主ベルト１のタイヤ半径方向外側のベルト層１ｂの幅は150 mmであり、センター部ベルト補強層３の幅は112 mmであり、ショルダー部ベルト補強層４のタイヤ半径方向内側の層４ａの幅は38 mmであり、ショルダー部ベルト補強層４のタイヤ半径方向外側の層４ｂの幅は26 mmである。また、ベルト補強層２の総幅Ｗ2と主ベルト１の総幅Ｗ1との差（mm）、主ベルト１の総幅Ｗ1に対するショルダー部ベルト補強層４の幅Ｗ4の比率（％）、センター部ベルト補強層３と該層３に隣接するショルダー部ベルト補強層４ａとのオーバーラップ部分の幅Ｗ（mm）、並びに、センター部ベルト補強層３及びショルダー部ベルト補強層４に用いたコードの材質、構造、ヤング率、撚り係数、弾性率、熱収縮応力及びコード打ち込み数は、表１〜４に示す通りである。 A radial tire for passenger cars of size 235/55 R17 having the structure shown in FIG. 1 was produced according to a conventional method. The width of the belt layer 1a on the inner side in the tire radial direction of the main belt 1 is 160 mm, the width of the belt layer 1b on the outer side in the tire radial direction of the main belt 1 is 150 mm, and the width of the center belt reinforcing layer 3 Is 112 mm, the width of the layer 4a on the inner side in the tire radial direction of the shoulder portion belt reinforcing layer 4 is 38 mm, and the width of the layer 4b on the outer side in the tire radial direction of the shoulder portion belt reinforcing layer 4 is 26 mm. The ratio of the shoulder portions belt reinforcing layer 4 having a width W 4 for the difference (mm), the total width W 1 of the main belt 1 between the total width W 2 of the belt reinforcing layer 2 and the total width W 1 of the main belt 1 (% ), The width W (mm) of the overlap portion between the center belt reinforcing layer 3 and the shoulder belt reinforcing layer 4a adjacent to the layer 3, and the center belt reinforcing layer 3 and the shoulder belt reinforcing layer 4 the material of the stomach code, structure, Young's modulus, twist factor, modulus of elasticity, the number of implantation thermal shrinkage stress and code are as shown in Table 1-4.
なお、実施例１０のセンター部ベルト補強層３に使用したＰＫコードの原料ポリケトン（*1）は、エチレンとプロピレンと一酸化炭素とのターポリマー（プロピレン約6％含有）であり、比較例６のショルダー部ベルト補強層４に使用したＰＫコードの原料ポリケトン（*2）は、−（ＣＨ2−ＣＨ2−ＣＯ）n−（ＣＨ2−ＣＨ(ＣＨ3)−ＣＯ）m−で表され、式中のｎ及びｍがｎ／(ｎ+ｍ)＝0.55を満たすポリケトンあり、その他に使用したＰＫコードの原料は、繰り返し単位の98％が（ＣＨ2−ＣＨ2−ＣＯ）であるポリケトンである。 The PK cord material polyketone (* 1) used for the center belt reinforcing layer 3 of Example 10 is a terpolymer of ethylene, propylene and carbon monoxide (containing about 6% propylene). The raw material polyketone (* 2) of PK cord used for the shoulder belt reinforcement layer 4 is represented by — (CH 2 —CH 2 —CO) n — (CH 2 —CH (CH 3 ) —CO) m —. In the formula, n and m are polyketones satisfying n / (n + m) = 0.55, and the other PK cord raw material used is a polyketone in which 98% of repeating units are (CH 2 —CH 2 —CO) It is.
次に、加硫後のタイヤを解剖して、センター部ベルト補強層３及びショルダー部ベルト補強層４を露出させ、センター部ベルト補強層３とショルダー部ベルト補強層４との間に隙間が発生しているか否かを確認した。また、同様にして作製したタイヤに対して、下記の方法でロードノイズ、転がり抵抗及び高速耐久性を評価した。結果を表１〜４に示す。 Next, the vulcanized tire is dissected to expose the center belt reinforcement layer 3 and the shoulder belt reinforcement layer 4, and a gap is generated between the center belt reinforcement layer 3 and the shoulder belt reinforcement layer 4. I confirmed whether or not. Further, road noise, rolling resistance and high-speed durability were evaluated for tires produced in the same manner by the following methods. The results are shown in Tables 1-4.
（１）ロードノイズ
試作タイヤをリムに組み付け、200kPaの内圧を充填し、排気量2000ccのセダンタイプの乗用車の４輪総てに装着し、２名乗車してロードノイズ評価路のテストコースを60km/h又は250km/hの速度で走行させながら、運転席の背もたれの中央部分に取り付けた集音マイクを介して周波数100〜500Hz及び300〜500Hzの全音圧（デシベル）を測定し、該測定値からロードノイズを評価し、比較例１のタイヤの60km/h走行時のロードノイズを100として指数表示した。指数値が大きい程、ロードノイズが小さく良好であることを示す。
(1) Road noise A prototype tire is assembled on the rim, filled with 200kPa internal pressure, mounted on all four wheels of a sedan type passenger car with a displacement of 2000cc, and two people get on the road noise evaluation road test course for 60km Measure the total sound pressure (decibel) at frequencies of 100 to 500 Hz and 300 to 500 Hz via a sound collecting microphone attached to the center part of the backrest of the driver's seat while traveling at a speed of / h or 250 km / h. The road noise was evaluated, and the road noise at the time of running at 60 km / h of the tire of Comparative Example 1 was taken as 100 and indicated as an index. The larger the index value, the smaller the road noise and the better.
（２）転がり抵抗
スチール平滑面を有する外径が1707.6mmで、幅が試験タイヤの最大幅以上で、回転速度を一定に制御できる回転ドラムを用い、400kgfの荷重の作用下で、0〜180km/hの速度で回転させた時の惰行法をもって測定し、この測定値から転がり抵抗を評価し、比較例１のタイヤの転がり抵抗を100として指数表示した。指数値が大きい程、転がり抵抗が小さく良好であることを示す。
(2) Rolling resistance Using a rotating drum with a steel smooth surface with an outer diameter of 1707.6mm, a width that is greater than the maximum width of the test tire and a constant rotational speed, 0 to 180km under the action of a load of 400kgf The rolling resistance was measured by the coasting method when rotating at a speed of / h, the rolling resistance was evaluated from the measured value, and the rolling resistance of the tire of Comparative Example 1 was indicated as an index. It shows that rolling resistance is so small that index value is large.
（３）高速耐久性
試作タイヤをリムに組み付け200kPaの内圧を充填し、150km/hの速度で30分間走行させ、故障が無ければ速度を6km/hづつ上げていき、故障発生時の速度を測定し、比較例１の故障発生速度を100として指数表示した。指数値が大きい程、耐久限界速度が高く高速耐久性に優れることを示す。
(3) High speed durability The prototype tire is assembled to the rim, filled with 200kPa internal pressure, run at a speed of 150km / h for 30 minutes, and if there is no failure, the speed is increased by 6km / h. Measured, and indexed with the failure occurrence rate of Comparative Example 1 as 100. The larger the index value, the higher the endurance limit speed and the higher the high speed durability.
比較例１と実施例１〜１０との比較から、ショルダー部ベルト補強層にヤング率が8GPa以上のＰＫコードを用い、センター部ベルト補強層にヤング率が6.5GPa以下の有機繊維コードを用いた上で、ショルダー部ベルト補強層とセンター部ベルト補強層とにオーバーラップ部分を設けることで、タイヤの転がり抵抗を低減しつつ、ロードノイズ及び高速耐久性を大幅に改善できることが分る。また、比較例２の結果から、ショルダー部ベルト補強層にヤング率が8GPa以上のＰＫコードを用いた方が、ＰＥＮコードを用いた場合に比べて、ロードノイズ及び高速耐久性の改善幅が非常に大きくなることが分る。更に比較例３の結果から、ショルダー部ベルト補強層にヤング率が8GPa以上のＰＫコードを用いた上、センター部ベルト補強層にもヤング率が8GPa以上のＰＫコードを用いると、タイヤの転がり抵抗が大幅に悪化することが分る。 From the comparison between Comparative Example 1 and Examples 1 to 10, a PK cord having a Young's modulus of 8 GPa or more was used for the shoulder belt reinforcing layer, and an organic fiber cord having a Young's modulus of 6.5 GPa or less was used for the center belt reinforcing layer. From the above, it can be seen that road noise and high-speed durability can be significantly improved while reducing the rolling resistance of the tire by providing an overlap portion between the shoulder portion belt reinforcing layer and the center portion belt reinforcing layer. From the results of Comparative Example 2, the improvement in road noise and high-speed durability is much greater when the PK cord having a Young's modulus of 8 GPa or more is used for the shoulder belt reinforcement layer than when the PEN cord is used. It turns out that it becomes big. Furthermore, from the results of Comparative Example 3, when a PK cord having a Young's modulus of 8 GPa or more is used for the shoulder belt reinforcing layer and a PK cord having a Young's modulus of 8 GPa or more is used for the center belt reinforcing layer, the rolling resistance of the tire is increased. You can see that it gets worse.
なお、実施例１１の結果から、ショルダー部ベルト補強層とセンター部ベルト補強層とにオーバーラップ部分を設けないと、加硫時のタイヤの拡張によってショルダー部ベルト補強層とセンター部ベルト補強層との間に隙間が発生するため、ショルダー部ベルト補強層とセンター部ベルト補強層とにオーバーラップ部分を設けることが好ましいことが分る。また、実施例１１の結果から、センター部ベルト補強層における有機繊維コードの打ち込み数が70本/50mmを超えると、タイヤの転がり抵抗が増大するため、有機繊維コードの打ち込み数は、70本/50mm以下が好ましいことが分る。 In addition, from the result of Example 11, if an overlap part is not provided in a shoulder part belt reinforcement layer and a center part belt reinforcement layer, a shoulder part belt reinforcement layer and a center part belt reinforcement layer by expansion of the tire at the time of vulcanization, It is understood that it is preferable to provide an overlap portion between the shoulder portion belt reinforcing layer and the center portion belt reinforcing layer. Further, from the results of Example 11, when the number of driving organic fiber cords in the center belt reinforcing layer exceeds 70/50 mm, the rolling resistance of the tire increases, so the number of driving organic fiber cords is 70 / It can be seen that 50 mm or less is preferable.
また、実施例１２及び実施例１６の結果から、ショルダー部ベルト補強層におけるＰＫコードの打ち込み数が30本/50mm未満では、タイヤの高速耐久性が低下し、一方、70本/50mmを超えると、タイヤの高速耐久性が低下するため、ＰＫコードの打ち込み数は、30本/50mm〜70本/50mmの範囲が好ましいことが分る。 Further, from the results of Example 12 and Example 16, when the number of PK cords driven in the shoulder belt reinforcing layer is less than 30/50 mm, the high-speed durability of the tire is lowered, while when it exceeds 70/50 mm. Since the high-speed durability of the tire decreases, it can be seen that the number of PK cords to be driven is preferably in the range of 30/50 mm to 70/50 mm.
更に、実施例１４及び比較例４の結果から、ショルダー部ベルト補強層に用いるＰＫコードの撚り係数Ｒが0.20未満又は0.72を超えると、タイヤの高速耐久性が低下するため、ショルダー部ベルト補強層に用いるＰＫコードの撚り係数Ｒは、0.20〜0.72の範囲が好ましいことが分る。 Furthermore, from the results of Example 14 and Comparative Example 4, if the twist coefficient R of the PK cord used for the shoulder portion belt reinforcing layer is less than 0.20 or exceeds 0.72, the high speed durability of the tire decreases, so the shoulder portion belt reinforcing layer It can be seen that the twisting coefficient R of the PK cord used for is preferably in the range of 0.20 to 0.72.
また更に、実施例１３の結果から、センター部ベルト補強層に用いる有機繊維コードの撚り係数Ｒが0.12未満では、タイヤの高速耐久性が低下するため、センター部ベルト補強層に用いる有機繊維コードの撚り係数Ｒは、0.12以上が好ましいことが分る。 Furthermore, from the results of Example 13, when the twist coefficient R of the organic fiber cord used for the center portion belt reinforcing layer is less than 0.12, the high-speed durability of the tire is lowered. It can be seen that the twist coefficient R is preferably 0.12 or more.
更にまた、比較例５及び実施例１７の結果から、ショルダー部ベルト補強層に用いるＰＫコードの総繊度が500dtex未満では、タイヤのロードノイズが増大することに加え、タイヤの高速耐久性が大幅に低下し、一方、2000dtexを超えると、高速耐久性が低下するため、ショルダー部ベルト補強層に用いるＰＫコードの総繊度は、500〜2000dtexの範囲が好ましいことが分る。 Furthermore, from the results of Comparative Example 5 and Example 17, when the total fineness of the PK cord used for the shoulder belt reinforcing layer is less than 500 dtex, in addition to the increase in tire road noise, the high-speed durability of the tire is greatly increased. On the other hand, if it exceeds 2000 dtex, the high-speed durability is lowered, so that the total fineness of the PK cord used for the shoulder belt reinforcing layer is preferably in the range of 500 to 2000 dtex.
加えて、実施例１５の結果から、センター部ベルト補強層に用いる有機繊維コードの総繊度が500dtex未満では、高速走行時のロードノイズが悪化するため、有機繊維コードの総繊度は、500dtex以上が好ましいことが分る。 In addition, from the results of Example 15, when the total fineness of the organic fiber cord used for the center belt reinforcing layer is less than 500 dtex, road noise during high-speed running deteriorates. Therefore, the total fineness of the organic fiber cord is 500 dtex or more. It turns out that it is preferable.
また、比較例６の結果から、上記式(III)中のｎとｍとが上記式(IV)を満たさない脂肪族ポリケトン（ＰＫ）からなるヤング率が8GPa未満のＰＫコードをショルダー部ベルト補強層に用いると、ロードノイズが悪化するため、式(IV)を満たす脂肪族ポリケトン（ＰＫ）からなるコードを用いることが好ましいことが分る。 Further, from the result of Comparative Example 6, the shoulder belt reinforced with a PK cord having a Young's modulus of less than 8 GPa consisting of an aliphatic polyketone (PK) in which n and m in the above formula (III) do not satisfy the above formula (IV). When it is used for the layer, road noise is worsened. Therefore, it can be seen that a cord made of an aliphatic polyketone (PK) satisfying the formula (IV) is preferably used.
１ 主ベルト
１ａ 主ベルトを構成するベルト層の内で最も幅の広いベルト層
１ｂ 主ベルトを構成するベルト層の内で最も幅の狭いベルト層
２ ベルト補強層
３ センター部ベルト補強層
４ ショルダー部ベルト補強層
４ａ センター部ベルト補強層に隣接する層
４ｂ センター部ベルト補強層に隣接する層のタイヤ半径方向外側に位置する層
Ｐ1 主ベルトのタイヤ幅方向外側端部
Ｐ1b 最も幅の狭いベルト層のタイヤ幅方向外側端部
Ｐ4 ショルダー部ベルト補強層のタイヤ幅方向外側端部
Ｗ センター部ベルト補強層とそれに隣接するショルダー部ベルト補強層との重なり部分の幅
Ｗ1 主ベルトの総幅
Ｗ2 ベルト補強層の総幅
Ｗ4 ショルダー部ベルト補強層の幅
Ｗ4a センター部ベルト補強層に隣接するショルダー部ベルト補強層の幅
Ｗ4b センター部ベルト補強層に隣接するショルダー部ベルト補強層のタイヤ半径方向外側に位置する層の幅
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main belt 1a The widest belt layer in the belt layer which comprises a main belt 1b The narrowest belt layer in the belt layer which comprises a main belt 2 Belt reinforcement layer 3 Center part belt reinforcement layer 4 Shoulder part Belt reinforcing layer 4a Layer adjacent to the center belt reinforcing layer 4b Layer positioned on the outer side in the tire radial direction of the layer adjacent to the center belt reinforcing layer P 1 Outer end in the tire width direction of the main belt P 1b The narrowest belt Tire width direction outer edge of the layer P 4 shoulder width outer edge of the shoulder belt reinforcement layer W width of the overlapping portion of the center belt reinforcement layer and the shoulder belt reinforcement layer adjacent thereto W 1 total width of the main belt width W 4b center of W 2 belt reinforcing layer total width W 4 shoulder portion belt reinforcing layer width W 4a Center section shoulder portion belt reinforcing layer adjacent to the belt reinforcing layer of the Width of the layer located on the radially outer side of the shoulder portion the belt reinforcing layer adjacent to the section belt reinforcing layer
Claims (14)
前記ベルト補強層が、前記主ベルトの中央部のみを覆う一層以上のセンター部ベルト補強層と前記主ベルトの端部のみをそれぞれ覆う一対で且つ一層以上のショルダー部ベルト補強層とからなり、前記ショルダー部ベルト補強層のタイヤ幅方向外側端部が前記主ベルトのタイヤ幅方向外側端部よりもタイヤ幅方向外側に位置しており、
前記センター部ベルト補強層のタイヤ幅方向外側端部が、前記主ベルトを構成するベルト層の内の最も幅の狭いベルト層のタイヤ幅方向外側端部よりもタイヤ幅方向内側に位置しており、
前記センター部ベルト補強層を構成する補強素子がヤング率6.5 GPa以下の有機繊維コードであって、前記ショルダー部ベルト補強層を構成する補強素子がヤング率8 GPa以上の脂肪族ポリケトン（ＰＫ）コードであることを特徴とする空気入りタイヤ。 A carcass having a pair of bead portions and a pair of sidewall portions, and a tread portion connected to both sidewall portions, and extending in a toroid shape between the pair of bead portions, and a tire radius of a crown portion of the carcass A main belt composed of at least two belt layers arranged on the outer side in the direction, and at least a rubberized layer of reinforcing elements arranged on the outer side in the tire radial direction of the main belt and arranged substantially parallel to the tire circumferential direction. In a pneumatic tire provided with two belt reinforcement layers,
The belt reinforcing layer comprises a pair of one or more center belt reinforcing layers covering only the central portion of the main belt and a pair of one or more shoulder belt reinforcing layers covering only the end portions of the main belt, The outer end of the shoulder belt reinforcing layer in the tire width direction is located on the outer side in the tire width direction of the main belt in the tire width direction outer end,
The outer end portion in the tire width direction of the center belt reinforcing layer is located on the inner side in the tire width direction than the outer end portion in the tire width direction of the narrowest belt layer among the belt layers constituting the main belt. ,
The reinforcing element constituting the center belt reinforcing layer is an organic fiber cord having a Young's modulus of 6.5 GPa or less, and the reinforcing element constituting the shoulder belt reinforcing layer is an aliphatic polyketone (PK) cord having a Young's modulus of 8 GPa or more. A pneumatic tire characterized by being.
σ ≧ -0.01×Ｅ ＋ 1.2 ・・・ (I)
σ ≧ 0.02 ・・・ (II)
［式中、σは、177℃における熱収縮応力（cＮ/dtex）であり；Ｅは、25℃における49Ｎ荷重時の弾性率（cＮ/dtex）である］の条件を満たすことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。 The aliphatic polyketone (PK) cord constituting the shoulder belt reinforcing layer has the following formulas (I) and (II):
σ ≧ -0.01 × E + 1.2 (I)
σ ≥ 0.02 (II)
[Wherein σ is a heat shrinkage stress (cN / dtex) at 177 ° C .; E is an elastic modulus at 49 N load (cN / dtex) at 25 ° C.] The pneumatic tire according to claim 1.
−（ＣＨ2−ＣＨ2−ＣＯ）n−（Ｒ−ＣＯ）m− ・・・ (III)
［式中、Ｒは、不飽和結合によって重合された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いてもよく、但し、エチレン基であることはなく；ｎ及びｍは繰り返し単位数である］で表される繰り返し単位から実質的になり、式(III)中のｎとｍとが下記式(IV)：
0.95 ≦ ｎ／（ｎ＋ｍ） ≦ 1 ・・・ (IV)
を満たす脂肪族ポリケトン（ＰＫ）からなるコードであることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。 The reinforcing element constituting the shoulder belt reinforcing layer has the following formula (III):
- (CH 2 -CH 2 -CO) n - (R-CO) m - ··· (III)
[Wherein R is a portion derived from an unsaturated compound polymerized by an unsaturated bond, and may be the same or different in each repeating unit, provided that it is not an ethylene group; n and m are repeating Is substantially the repeating unit represented by the formula (IV): n and m in the formula (III) are represented by the following formula (IV):
0.95 ≤ n / (n + m) ≤ 1 (IV)
The pneumatic tire according to claim 1, wherein the pneumatic tire is a cord made of an aliphatic polyketone (PK) that satisfies the above.
Ｒ＝Ｎ×(0.125×Ｄ／ρ)1/2×10-3 ・・・ (V)
［式中、Ｎはコードの撚り数（回/10cm）で、Ｄはコードの総表示デシテックス数（dtex）で、ρはコードの比重（g/cm3）である］で定義される撚り係数Ｒが0.20〜0.72であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。 The aliphatic polyketone (PK) cord constituting the shoulder belt reinforcement layer has the following formula (V):
R = N × (0.125 × D / ρ) 1/2 × 10 -3 (V)
[Where N is the number of twists of the cord (times / 10 cm), D is the total number of decitex of the cord (dtex), and ρ is the specific gravity of the cord (g / cm 3 )] The pneumatic tire according to claim 1, wherein R is 0.20 to 0.72.
ｎ／（ｎ＋ｍ） ＜ 0.95 ・・・ (VI)
を満たす脂肪族ポリケトン、及び低倍率延伸又は高撚り化によってヤング率を6.5 GPa以下とした脂肪族ポリケトンのいずれかからなるコードであることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。 The reinforcing elements constituting the center belt reinforcing layer are polyhexamethylene adipamide (nylon 6,6), polycaprolactam (nylon 6), polytetramethylene adipamide (nylon 4,6), polyethylene terephthalate (PET). ), Polyethylene naphthalate (PEN), polybutylene terephthalate (PBT), polytrimethylene terephthalate (PTT), polyvinyl alcohol (PVA), and a repeating unit represented by the above formula (III) and having the formula (III) ) In n) is the following formula (VI):
n / (n + m) <0.95 (VI)
2. The pneumatic tire according to claim 1, wherein the pneumatic tire is a cord made of any one of an aliphatic polyketone satisfying the above and an aliphatic polyketone having a Young's modulus of 6.5 GPa or less by low-strength stretching or high twisting.
Ｒ＝Ｎ×(0.125×Ｄ／ρ)1/2×10-3 ・・・ (V)
［式中、Ｎはコードの撚り数（回/10cm）で、Ｄはコードの総表示デシテックス数（dtex）で、ρはコードの比重（g/cm3）である］で定義される撚り係数Ｒが0.12〜2.00であることを特徴とする請求項１に記載のラジアルタイヤ。 The organic fiber cord constituting the center belt reinforcing layer is represented by the following formula (V):
R = N × (0.125 × D / ρ) 1/2 × 10 -3 (V)
[Where N is the number of twists of the cord (times / 10 cm), D is the total number of decitex of the cord (dtex), and ρ is the specific gravity of the cord (g / cm 3 )] The radial tire according to claim 1, wherein R is 0.12 to 2.00.
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