JP4966554B2 - 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に関し、特に、タイヤ重量の軽減を図りつつ、特に高速走行時における操縦安定性、乗り心地性を向上させた空気入りラジアルタイヤに関するものである。   The present invention relates to a pneumatic radial tire, and more particularly to a pneumatic radial tire that is improved in handling stability and riding comfort during high-speed traveling while reducing the weight of the tire.

近年、環境問題の高まりにつれ、自動車の低燃費化に寄与する転がり抵抗の小さいタイヤ、すなわち軽量のタイヤの開発が急務である。このタイヤの軽量化には、タイヤのベルトコードとして用いられている比重が大きいスチールコードを削減すること、つまりベルトコードに有機繊維コードを適用する手法が行われている。   In recent years, with increasing environmental problems, there is an urgent need to develop tires with low rolling resistance, that is, lightweight tires that contribute to fuel efficiency reduction of automobiles. In order to reduce the weight of the tire, a method of reducing the steel cord having a large specific gravity used as a belt cord of the tire, that is, applying an organic fiber cord to the belt cord is performed.

詳細には、スチール代替材料としてアラミド、ポリエステル及びポリケトンなどの有機繊維からなるベルトコードの適用が試みられている。しかしながら、ポリエステル繊維からなるコードを適用したベルトは面内剛性が低いため、スチール、アラミドからなるコードを適用したベルトに比較してグリップ力が低下し操縦安定性が劣化する傾向がある。さらに、ポリエステル繊維などの有機繊維は温度上昇とおもに弾性率が低下するために、高速走行時の操縦安定性が低下する傾向にある。そこで、高弾性かつ熱時での弾性率の低下しにくい繊維であるアラミド繊維をベルトコードに使用すると上記の問題点は解決されるが、アラミドは熱収縮応力が全くなく、ゴムとの接着性に難があり、特に高速走行し、温度が上昇したときの耐久性が問題となっている。また、アラミドは非常に高価である。   In detail, application of a belt cord made of organic fibers such as aramid, polyester and polyketone has been attempted as a steel substitute material. However, since the belt to which the cord made of polyester fiber is applied has low in-plane rigidity, the grip force tends to be lowered and the handling stability tends to be deteriorated as compared with the belt to which the cord made of steel or aramid is applied. Furthermore, organic fibers such as polyester fibers tend to have lower handling stability when traveling at high speed because their elastic modulus decreases mainly with an increase in temperature. Therefore, the use of aramid fibers, which are highly elastic and less likely to decrease the modulus of elasticity when heated, solves the above problems. However, aramid has no heat shrinkage stress and does not adhere to rubber. In particular, there is a problem with durability when the vehicle runs at a high speed and the temperature rises. Aramid is also very expensive.

これらの欠点を有するポリエステル繊維及びアラミド繊維の代わりに、ポリケトン繊維をカーカスコード又はベルトコードとして使用する試みがなされている(特許文献1〜3参照)。しかしながら、昨今、更に高性能なタイヤが要望されており、高速耐久性が優れていることに加えて、低速(約40km/時)での走行時と、高速(約200km/時)での走行時のどちらにおいても操縦安定性及び乗り心地性に優れ、特に高速走行時における操縦安定性及び乗り心地性を向上させたタイヤを開発する必要がある。   Attempts have been made to use polyketone fibers as carcass cords or belt cords instead of polyester fibers and aramid fibers having these disadvantages (see Patent Documents 1 to 3). However, in recent years, there has been a demand for higher performance tires. In addition to excellent high-speed durability, driving at a low speed (about 40 km / hour) and at a high speed (about 200 km / hour). There is a need to develop tires that are excellent in handling stability and riding comfort at any time, and that have improved handling stability and riding comfort especially during high-speed driving.

特開2000−203211号公報JP 2000-202111 A 特開2001−334807号公報JP 2001-334807 A 特開2001−341505号公報JP 2001-341505 A

そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し、タイヤ重量の軽減を図りつつ、特に高速走行時における操縦安定性、乗り心地性を向上させた空気入りラジアル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 radial tire that solves the above-mentioned problems of the prior art and improves the handling stability and ride comfort especially at high speed while reducing the weight of the tire. It is in.

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、タイヤのベルトコードとして、25℃の49N弾性率E(cN/dtex)と177℃熱収縮応力σ(cN/dtex)が特定の関係式を満たす熱収縮力を有するコードをベルトに使用することで、特に高速走行時の操縦安定性と乗り心地性が従来よりも向上したタイヤを得ることが可能であることを見出し、本発明を完成させるに至った。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor has found that a 49N elastic modulus E (cN / dtex) of 25 ° C. and a heat contraction stress σ (cN / dtex) of 177 ° C. are specified as the tire belt cord. By using a cord having a heat shrinkage force satisfying the relational expression for the belt, it has been found that it is possible to obtain a tire with improved handling stability and riding comfort particularly at high speeds compared to the conventional one, and the present invention. It came to complete.

すなわち、本発明の空気入りラジアルタイヤは、1対のビード部間でトロイド状に延びるラジアル配列コードのプライからなるカーカスと、このカーカスのクラウン部の径方向外側に配列した2層以上のベルト層からなるベルトとを備える空気入りラジアルタイヤであって、前記ベルト層のうち少なくとも1層が、ポリケトンの繊維から構成されたフィラメント束を2本撚り合わせたコードからなり、前記コードは、25℃の49N弾性率E(cN/dtex)と177℃熱収縮応力σ(cN/dtex)が下記式(I)及び(II):
σ≧-0.01E+1.2 ・・・(I)
σ≧0.02 ・・・(II)
を満たすことを特徴とする。
That is, the pneumatic radial tire of the present invention includes a carcass made of a ply of a radial arrangement cord extending in a toroidal shape between a pair of bead portions, and two or more belt layers arranged radially outside the crown portion of the carcass A pneumatic radial tire comprising a belt comprising: a cord in which at least one of the belt layers is a cord formed by twisting two filament bundles made of polyketone fibers; 49N elastic modulus E (cN / dtex) and 177 ° C. heat shrinkage stress σ (cN / dtex) are represented by the following formulas (I) and (II):
σ ≧ −0.01E + 1.2 (I)
σ ≧ 0.02 (II)
It is characterized by satisfying.

ここで、上記ポリケトン繊維から構成されたコードの177℃熱収縮応力σは、一般的なDip処理を施した加硫前のポリケトン繊維コードの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、上記ポリケトン繊維から構成されたコードの25℃の49N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 177 ° C. heat shrinkage stress σ of the cord composed of the above polyketone fiber is a temperature increase of 5 ° C./min of a 25 cm long fixed sample of the polyketone fiber cord before vulcanization subjected to general Dip treatment. This is the stress generated in the cord at 177 ° C when heated at speed, and the 49N elastic modulus E at 25 ° C of the cord composed of the above polyketone fiber is the tangent at 49N of the SS curve according to the cord tension test of JIS The elastic modulus in unit cN / dtex calculated from

本発明の空気入りラジアルタイヤの好適例においては、前記ポリケトンが、下記一般式(III):

Figure 0004966554
(式中、A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い)で表される繰り返し単位から実質的になることを特徴とする。 In a preferred example of the pneumatic radial tire of the present invention, the polyketone has the following general formula (III):
Figure 0004966554
(Wherein A is a portion derived from an unsaturated compound polymerized by an unsaturated bond, and each repeating unit may be the same or different) and is characterized by consisting essentially of repeating units represented by .

本発明の空気入りラジアルタイヤの他の好適例においては、前記一般式(III)中のAがエチレン基である。   In another preferred embodiment of the pneumatic radial tire of the present invention, A in the general formula (III) is an ethylene group.

本発明の空気入りラジアルタイヤおいては、前記ベルト層のコードの打ち込み数が好適には40本/50mm〜70本/50mmであり、より好適には50本/50mm〜70本/50mmであり、特に好適には55本/50mm〜70本/50mmである Oite the pneumatic radial tire of the present invention, the Suitable end count of cords of the belt layer is Ri forty / 50Mm~70 present / 50 mm der, more preferably fifty / 50Mm~70 present / 50 mm And particularly preferably 55/50 mm to 70/50 mm.

本発明によれば、空気入りラジアルタイヤにおいて、ベルトの少なくとも1層に特定の熱収縮応力と弾性率を有するポリケトン繊維コードを用いたため、タイヤ重量の大幅な軽減化が図れ、特に高速走行時の操縦安定性と乗り心地性が従来よりも向上した空気入りラジアルタイヤを提供することが可能であるという有利な効果を奏する。   According to the present invention, in the pneumatic radial tire, the polyketone fiber cord having a specific heat shrinkage stress and elastic modulus is used for at least one layer of the belt, so that the weight of the tire can be greatly reduced. There is an advantageous effect that it is possible to provide a pneumatic radial tire with improved handling stability and ride comfort than before.

以下に、本発明の詳細を説明する。本発明の空気入りラジアルタイヤは、1対のビード部間でトロイド状に延びるラジアル配列コードのプライからなるカーカスと、カーカスのクラウン部の径方向外側に配列した2層以上のベルト層からなるベルトを備える。該ベルト層のコードは、タイヤの赤道面に対しあるコード角度に傾斜配列される。ベルト層が2層である場合には、これら層中のコードは互いに交差するよう積層されている。   Details of the present invention will be described below. The pneumatic radial tire of the present invention is a belt comprising a carcass made of a ply of a radial arrangement code extending in a toroidal shape between a pair of bead portions, and two or more belt layers arranged radially outside the crown portion of the carcass. Is provided. The cords of the belt layer are inclined and arranged at a cord angle with respect to the equator plane of the tire. When there are two belt layers, the cords in these layers are laminated so as to cross each other.

上記ベルト層の少なくとも1層に用いるコードは、ポリケトンの繊維から構成されたフィラメント束を2本撚り合わせたコード(以下、ポリケトン繊維コードという)であり、25℃の49N弾性率E(cN/dtex)と177℃熱収縮応力σ(cN/dtex)が上記式(I)及び(II)を満たすことを要する。該ポリケトン繊維コードは、軽量である上適度な伸縮性を有する。上記式(I)を満たさない場合はベルトコードに適用するには弾性率が低いため不適当であり、上記式(I)を満たしている場合でも上記式(II)を満たさないと、熱収縮が少ないため高速走行時の操縦安定性及び乗り心地性が劣る。なお、高速時のトレッドのせり出し抑制効果を充分なものとするため、上記熱収縮応力σは0.05以上とするのが好ましく、0.15以上とするのがより好ましく、0.4以上とするのがさらにより好ましい。また、同様の理由により、上記弾性率Eは60以上とするのが好ましく、100以上とするのがより好ましい。ここで、上記熱収縮応力σを1.5以上とすると、加硫時の収縮力が大きくなりすぎ、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ーミティーの悪化を招くおそれがある。タイヤ加硫時のコードの配置乱れをより防ぐという観点から、上記熱収縮応力σは1.30以下であるのが好ましく、0.90以下であるのがより好ましい。   The cord used for at least one of the belt layers is a cord obtained by twisting two filament bundles composed of polyketone fibers (hereinafter referred to as polyketone fiber cord), and has a 49N elastic modulus E (cN / dtex) at 25 ° C. ) And 177 ° C. heat shrinkage stress σ (cN / dtex) must satisfy the above formulas (I) and (II). The polyketone fiber cord is lightweight and has an appropriate stretchability. If the above formula (I) is not satisfied, it is inappropriate to apply to the belt cord because of its low elastic modulus. Even if the above formula (I) is satisfied, if the above formula (II) is not satisfied, the heat shrinkage Therefore, the steering stability and riding comfort at high speed are inferior. The heat shrinkage stress σ is preferably 0.05 or more, more preferably 0.15 or more, and even more preferably 0.4 or more, in order to make the tread protrusion suppression effect at a high speed sufficient. . For the same reason, the elastic modulus E is preferably 60 or more, and more preferably 100 or more. Here, if the heat shrinkage stress σ is 1.5 or more, the shrinkage force at the time of vulcanization becomes too large, resulting in the disorder of the cord inside the tire and the disorder of the rubber arrangement, resulting in deterioration of durability and uniformity. May be incurred. From the viewpoint of further preventing the cord arrangement disorder during tire vulcanization, the heat shrinkage stress σ is preferably 1.30 or less, and more preferably 0.90 or less.

上記式(I)及び(II)を満たすポリケトン繊維コードは、高温下で収縮し、室温に戻すと伸長する可逆性を有するため、該ポリケトン繊維コードをベルトに適用したタイヤは、低速走行時と高速走行特のいずれにおいても操縦安定性及び乗り心地性に優れている。特に、前記タイヤは、従来の有機繊維コードを用いたベルトを備えたタイヤよりも、高速走行し、温度が上昇した時の操縦安定性と乗り心地性が向上している。なお、20℃と177℃での熱収縮応力の差を0.20cN/dtex以上、好ましくは0.25cN/dtex以上有する可逆的なポリケトン繊維コードを用いることで、低速走行時と高速走行時での優れた操縦安定性及び乗り心地性を両立することができる。   Since the polyketone fiber cord satisfying the above formulas (I) and (II) has a reversibility that shrinks at a high temperature and expands when returned to room temperature, a tire in which the polyketone fiber cord is applied to a belt is used at low speed running. It is excellent in handling stability and ride comfort in any of the high-speed running characteristics. In particular, the tire has improved driving stability and ride comfort when traveling at a higher speed and the temperature rises than a tire having a belt using a conventional organic fiber cord. In addition, by using a reversible polyketone fiber cord having a difference in heat shrinkage stress between 20 ° C. and 177 ° C. of 0.20 cN / dtex or more, preferably 0.25 cN / dtex or more, at low speed running and high speed running It is possible to achieve both excellent driving stability and ride comfort.

原料のポリケトンとしては、上記一般式(III)で表される繰り返し単位から実質的になるポリケトンが好ましい。また、該ポリケトンの中でも、繰り返し単位の97モル%以上が1-オキソトリメチレン[−CH2−CH2−CO−]であるポリケトンが好ましく、99モル%以上が1-オキソトリメチレンであるポリケトンが更に好ましく、100モル%が1-オキソトリメチレンであるポリケトンが最も好ましい。 The starting polyketone is preferably a polyketone substantially composed of the repeating unit represented by the general formula (III). Among the polyketones, polyketones in which 97 mol% or more of repeating units are 1-oxotrimethylene [—CH 2 —CH 2 —CO—] are preferable, and polyketones in which 99 mol% or more are 1-oxo trimethylene. Is more preferable, and a polyketone in which 100 mol% is 1-oxotrimethylene is most preferable.

上記ポリケトン繊維コードの原料のポリケトンは、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。   The polyketone as the raw material of the polyketone fiber cord may be partially bonded with ketone groups and with unsaturated compounds. However, the unsaturated compound-derived portions and ketone groups are alternately arranged. Is preferably 90% by mass or more, more preferably 97% by mass or more, and most preferably 100% by mass.

また、上記一般式(III)において、Aを形成する不飽和化合物としては、エチレンが最も好ましいが、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であってもよい。   In the general formula (III), the unsaturated compound forming A is most preferably ethylene, but propylene, butene, pentene, cyclopentene, hexene, cyclohexene, heptene, octene, nonene, decene, dodecene, styrene, Unsaturated hydrocarbons other than ethylene such as acetylene and allene, and diethyls of methyl acrylate, methyl methacrylate, vinyl acetate, acrylamide, hydroxyethyl methacrylate, undecenoic acid, undecenol, 6-chlorohexene, N-vinylpyrrolidone, and sulfonyl phosphonic acid It may be a compound containing an unsaturated bond such as ester, sodium styrenesulfonate, sodium allylsulfonate, vinylpyrrolidone and vinyl chloride.

更に、上記ポリケトンの重合度としては、下記式:

Figure 0004966554
(式中、t及びTは、純度98%以上のヘキサフルオロイソプロパノール及び該ヘキサフルオロイソプロパノールに溶解したポリケトンの希釈溶液の25℃での粘度管の流過時間であり;Cは、上記希釈溶液100mL中の溶質の質量(g)である)で定義される極限粘度[η]が1〜20dL/gの範囲にあることが好ましく、2〜10dL/gの範囲にあることが更に好ましく、3〜8の範囲にあることがより一層好ましい。極限粘度が1dL/g未満では、分子量が小さ過ぎて、高強度のポリケトン繊維コードを得ることが難しくなる上、紡糸時、乾燥時及び延伸時に毛羽や糸切れ等の工程上のトラブルが多発することがあり、一方、極限粘度が20dL/gを超えると、ポリマーの合成に時間及びコストがかかる上、ポリマーを均一に溶解させることが難しくなり、紡糸性及び物性に悪影響が出ることがある。 Furthermore, as the polymerization degree of the polyketone, the following formula:
Figure 0004966554
(Wherein t and T are the flow time of a viscosity tube at 25 ° C. of a diluted solution of hexafluoroisopropanol having a purity of 98% or more and a polyketone dissolved in the hexafluoroisopropanol; The intrinsic viscosity [η] defined by the mass (g) of the solute is preferably in the range of 1 to 20 dL / g, more preferably in the range of 2 to 10 dL / g, More preferably, it is in the range of 8. When the intrinsic viscosity is less than 1 dL / g, it is difficult to obtain a high-strength polyketone fiber cord because the molecular weight is too small, and troubles such as fluff and yarn breakage occur frequently during spinning, drying and stretching. On the other hand, if the intrinsic viscosity exceeds 20 dL / g, it takes time and cost to synthesize the polymer, and it becomes difficult to uniformly dissolve the polymer, which may adversely affect the spinnability and physical properties.

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、上記ポリケトン繊維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 production of the polyketone fiber 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-hexane, isooctane, acetone, methyl ethyl ketone, etc., a solvent can be removed and washed in a non-solvent bath to obtain a polyketone undrawn yarn.

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 or the like at a concentration of 2 to 30% by mass, and a spinning nozzle is formed 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 carried out by the method of (1) above, the temperature in the final stretching step of the multistage hot stretching is in the range of 110 ° C. to (the stretching temperature of the stretching step one step before the final stretching step). 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 of (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 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.

本発明のタイヤのベルトに用いられるポリケトン繊維コードは、通常の方法で上記ポリケトンの繊維のフィラメント束を2本撚り合わせて形成される。   The polyketone fiber cord used for the belt of the tire of the present invention is formed by twisting two filament bundles of the polyketone fiber by an ordinary method.

また、上記ポリケトン繊維コードにゴムを被覆するに際しては、繊維コードとゴムとの接着性を確保するために、繊維コードに、通常、RFL(レゾルシン−ホルマリン−ラテックス)液等の接着剤を付与した後、熱処理が施される。   In addition, when the rubber is coated on the polyketone fiber cord, an adhesive such as RFL (resorcin-formalin-latex) liquid is usually applied to the fiber cord in order to ensure adhesion between the fiber cord and the rubber. Thereafter, heat treatment is performed.

なお、上記ポリケトン繊維コードを適用したベルトにおいて、前記ポリケトン繊維コードの打ち込み数は、40本/50mm〜70本/50mmであることが好ましい。ベルトコードの打ち込み数が40本/50mm未満であるとゴム複合材としての弾性率が低いため不適当であり、70本/50mmを越えると重量が増加してしまい不適当である。好ましくは、前記ベルトコードの打ち込み数は50本/50mm〜60本/50mmである。   In the belt to which the polyketone fiber cord is applied, the number of driven polyketone fiber cords is preferably 40/50 mm to 70/50 mm. If the number of belt cords to be driven is less than 40/50 mm, the elastic modulus of the rubber composite material is low, which is inappropriate. If it exceeds 70/50 mm, the weight increases, which is inappropriate. Preferably, the number of driven belt cords is 50/50 mm to 60/50 mm.

以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に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 these examples.

表1に示す構造のスチールコード、並びにアラミド繊維、ポリエチレンテレフタレート(PET)繊維、及びポリケトン(PK)の繊維のコードを試作し、各コードをベルトに用いたサイズ195/65R15のタイヤを試作した。なお、試作したタイヤは2層のベルトを備え、ベルトコードのタイヤの赤道面に対する角度は総て70度とし、2層のベルト総てに上記スチールコード又は上記有機繊維コードを用いた。   Steel cords having the structure shown in Table 1, and cords of aramid fibers, polyethylene terephthalate (PET) fibers, and polyketone (PK) fibers were prototyped, and tires of size 195 / 65R15 using each cord as a belt were prototyped. The prototype tire was provided with two layers of belts, and the angles of the belt cords to the equator plane of the tires were all 70 degrees, and the steel cords or the organic fiber cords were used for all the two layers of belts.

また、使用したコードの177℃における熱収縮応力σとして、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℃の時にコードに発生した応力を測定し、さらに、使用したコードの25℃における49N荷重時の弾性率Eとして、JISのコード引っ張り試験によるSSカーブの49N時の接線から算出した単位cN/dtexでの弾性率を測定した。   Further, as the heat shrinkage stress σ at 177 ° C. of the cord used, a 25 cm length fixed sample was heated at a heating rate of 5 ° C./min, and the stress generated in the cord at 177 ° C. was measured. As the elastic modulus E at 49 N load at 25 ° C. of the used cord, the elastic modulus in unit cN / dtex calculated from the tangent line at 49 N of the SS curve by the JIS cord tensile test was measured.

上記のようにして得られたタイヤに対して、下記の方法で、有機繊維コードとゴムとの接着性、操縦安定性、乗り心地性、及び高速耐久性を評価した。また、得られた各タイヤの重量は、従来例のタイヤの重量を100として指数表示した。数字が小さいほどタイヤが軽いことを示す。これらの結果を表1に示す。   The tires obtained as described above were evaluated for adhesion between organic fiber cords and rubber, steering stability, riding comfort, and high-speed durability by the following methods. In addition, the weight of each tire obtained was indicated as an index with the weight of the conventional tire as 100. The smaller the number, the lighter the tire. These results are shown in Table 1.

(1)有機繊維コードとゴムとの接着性の評価法
コードを未加硫ゴムに埋め込み、1.9MPaの圧力下、160℃で20分間加硫し、得られた加硫物よりコードを掘り起こし、300mm/分の速度でコードを加硫物より剥離させ、そのときの剥離抗力を接着力(N/本)とした。
(1) Evaluation method of adhesion between organic fiber cord and rubber The cord is embedded in unvulcanized rubber and vulcanized at 160 ° C for 20 minutes under a pressure of 1.9 MPa, and the cord is dug up from the resulting vulcanizate. The cord was peeled from the vulcanizate at a speed of 300 mm / min, and the peel resistance at that time was defined as the adhesive strength (N / piece).

(2)操縦安定性評価法
各供試タイヤを2000ccクラスの乗用車に装着して、まず3分間の80kmにわたる予備走行を行った後に、40〜200km/時の速度で実車フィーリングテストを実施し、(i)直進安定性、(ii)旋回安定性、(iii)剛性感、(iv)ハンドリング等の項目について1〜10点の評点をつけ、各項目を平均して操縦安定性の評点とした。専門のドライバー2名で行い、2名の評点の平均を求め、従来例1の供試タイヤの結果を100として、指数で示した。指数値が100よりも大きいほど操縦安定性が高く、良好であることを示す。
(2) Steering stability evaluation method Each test tire was mounted on a 2000cc class passenger car, and after a preliminary run over 80km for 3 minutes, an actual vehicle feeling test was conducted at a speed of 40 to 200km / hr. , (I) Straight stability, (ii) Turning stability, (iii) Rigidity, (iv) Handling, etc., give a score of 1-10 points, and each item is averaged to give a steering stability score. did. Two professional drivers performed, the average of the scores of the two drivers was determined, and the result of the test tire of Conventional Example 1 was taken as 100 and indicated by an index. A larger index value than 100 indicates higher steering stability and better performance.

(3)乗り心地性評価法
上記操縦安定性評価法と同様に、各タイヤを乗用車に装着し、乗り心地性についての官能試験を行って評価し、従来例1の供試タイヤの結果を100として、指数で示した。指数値が100よりも大きいほど乗り心地性が高く、良好であることを示す。
(3) Ride Comfort Evaluation Method Similar to the above-described steering stability evaluation method, each tire is mounted on a passenger car and subjected to a sensory test for ride comfort, and the result of the test tire of Conventional Example 1 is 100. As an index. As the index value is larger than 100, the ride comfort is higher and better.

(4)高速耐久性評価法
試験タイヤをドラム径1707mmの試験機に装着し、JIS−D4230に規定される高速耐久性試験を行い、更に30分毎に10km/時加速して、タイヤが破壊するまでの走行距離を測定した。測定結果を、従来例のタイヤの走行距離を100とした時の指数で表した。指数値が大きいほど耐久性が高く、良好であることを示す。
(4) High-speed durability evaluation method A test tire is mounted on a testing machine having a drum diameter of 1707 mm, a high-speed durability test specified in JIS-D4230 is performed, and further 10 km / hour is accelerated every 30 minutes. The distance traveled was measured. The measurement results were expressed as an index when the running distance of the conventional tire was set to 100. The larger the index value, the higher the durability and the better.

Figure 0004966554
Figure 0004966554

表1において、従来例と比較例1を比較すると、比較例1はスチールベルトの代替としてアラミド繊維を使用したことにより、タイヤ重量は大幅に軽量化されるが、高温時の熱収縮応力が全くなく、接着性が低下するため、180km/時での走行時における操縦安定性と、高速耐久性が低下している。比較例2はPET繊維を使用したことにより、タイヤ重量は低減されるものの、弾性率が低く、ベルト剛性が不十分となる結果、操縦安定性、乗り心地性、高速耐久性の総てが劣化しており、特に、180km/時での走行時における操縦安定性及び乗り心地性と、高速耐久性が大きく低下している。これらに対して、ポリケトン繊維をベルトに使用した実施例1〜3は、上記比較例1及び2と比較して、接着力と高温時の熱収縮応力が大きいため、180km/時での走行時における操縦安定性及び乗り心地性が向上しており、特に高速耐久性が非常に良い。また、これらの実施例1〜3は、比較例1及び2とは異なり、180km/時という高速での走行時においても操縦安定性及び乗り心地性が40km/時という低速での走行時のものより劣化せず、却って向上している。さらに、これらの実施例1〜3を従来例と比較すると、実施例1〜3において、操縦安定性は、従来例とほぼ同等に維持されながら、乗り心地性が従来例よりも向上している。   In Table 1, when comparing the conventional example with the comparative example 1, the comparative example 1 uses the aramid fiber as an alternative to the steel belt, so that the weight of the tire is greatly reduced, but the heat shrinkage stress at high temperature is quite low. However, since the adhesiveness is lowered, the steering stability and the high-speed durability at the time of traveling at 180 km / hour are lowered. Although the tire weight is reduced in Comparative Example 2 due to the use of PET fiber, the elastic modulus is low and the belt rigidity is insufficient. As a result, the handling stability, ride comfort, and high-speed durability are all deteriorated. In particular, steering stability and ride comfort during traveling at 180 km / hour and high-speed durability are greatly reduced. On the other hand, Examples 1-3 using the polyketone fiber for the belt have a larger adhesive force and heat shrinkage stress at high temperature than the above Comparative Examples 1 and 2, and therefore when running at 180 km / hour. The steering stability and ride comfort are improved, and particularly high-speed durability is very good. Also, these Examples 1 to 3 differ from Comparative Examples 1 and 2 in that the driving stability and riding comfort are at a low speed of 40 km / hour even at a high speed of 180 km / hour. There is no further deterioration, and it is improving. Further, comparing these Examples 1 to 3 with the conventional example, in Examples 1 to 3, the steering stability is maintained almost equal to that of the conventional example, but the ride comfort is improved as compared with the conventional example. .

一方、PK繊維コードを用いるものの、本願で規定する物性を有さないPK繊維コードを用いた比較例3は、実施例1〜3と比較して、操縦安定性と乗り心地性が劣っており、実施例1〜3において見られた上記のような高速走行時における操縦安定性と乗り心地性の向上効果が見られなかった。   On the other hand, although the PK fiber cord is used, Comparative Example 3 using the PK fiber cord that does not have the physical properties defined in the present application is inferior in handling stability and riding comfort as compared with Examples 1 to 3. Moreover, the improvement effect of the steering stability at the time of the above high-speed driving | running | working seen in Examples 1-3 and riding comfort was not seen.

Claims (6)

1対のビード部間でトロイド状に延びるラジアル配列コードのプライからなるカーカスと、このカーカスのクラウン部の径方向外側に配列した2層以上のベルト層からなるベルトとを備える空気入りラジアルタイヤであって、前記ベルト層のうち少なくとも1層が、ポリケトンの繊維から構成されたフィラメント束を2本撚り合わせたコードからなり、前記コードは、25℃の49N弾性率E(cN/dtex)と177℃熱収縮応力σ(cN/dtex)が下記式(I)及び(II):
σ≧-0.01E+1.2 ・・・(I)
σ≧0.02 ・・・(II)
を満たすことを特徴とする前記空気入りラジアルタイヤ。
A pneumatic radial tire comprising a carcass made of a ply of a radial arrangement code extending in a toroidal shape between a pair of bead parts, and a belt made of two or more belt layers arranged radially outside the crown part of the carcass. And at least one of the belt layers is made of a cord obtained by twisting two filament bundles composed of polyketone fibers, and the cord has a 49N elastic modulus E (cN / dtex) of 177 at 25 ° C. The heat shrinkage stress σ (cN / dtex) at 0 ° C. is represented by the following formulas (I) and (II):
σ ≧ −0.01E + 1.2 (I)
σ ≧ 0.02 (II)
Said pneumatic radial tire characterized by satisfying.
前記ポリケトンが、下記一般式(III):
Figure 0004966554
(式中、A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い)で表される繰り返し単位から実質的になることを特徴とする請求項1記載の空気入りラジアルタイヤ。
The polyketone is represented by the following general formula (III):
Figure 0004966554
(Wherein A is a portion derived from an unsaturated compound polymerized by an unsaturated bond, and each repeating unit may be the same or different) and is characterized by consisting essentially of repeating units represented by The pneumatic radial tire according to claim 1.
前記一般式(III)中のAがエチレン基であることを特徴とする請求項2記載の空気入りラジアルタイヤ。   The pneumatic radial tire according to claim 2, wherein A in the general formula (III) is an ethylene group. 前記コードの打ち込み数が40本/50mm〜70本/50mmであることを特徴とする請求項1〜3項のいずれか1項に記載の空気入りラジアルタイヤ。   The pneumatic radial tire according to any one of claims 1 to 3, wherein the number of driven cords is 40/50 mm to 70/50 mm. 前記コードの打ち込み数が50本/50mm〜70本/50mmであることを特徴とする請求項4項に記載の空気入りラジアルタイヤ。5. The pneumatic radial tire according to claim 4, wherein the number of driven cords is 50/50 mm to 70/50 mm. 前記コードの打ち込み数が55本/50mm〜70本/50mmであることを特徴とする請求項5に記載の空気入りラジアルタイヤ。The pneumatic radial tire according to claim 5, wherein the number of driven cords is 55/50 mm to 70/50 mm.
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