JP5667564B2 - ポリエチレンテレフタレートタイヤコードおよびこれを含むタイヤ - Google Patents
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Description
タイヤ補強材としてコードに求められる性能は、耐疲労性、剪断強度、耐久性、反発弾性、およびゴムとの接着力などである。このため、タイヤに求められる性能に応じて適切な素材のコードを採用する。
トレッド(tread)1:路面と接触する部分であって、制動および駆動に必要な摩擦力を与えるとともに、耐摩耗性が良好で、外部の衝撃に耐えて、発熱が少なくなければならない。
ボディープライ(あるいはカーカス)6:タイヤ内のコード層であって、荷重を支持して、耐衝撃性、走行中の屈伸運動に対する耐疲労性が強くなければならない。
サイドウォール(side wall)3:ショルダー2の下部からビード9までの間のゴム層をいい、内部のボディープライ6を保護する役割を果たす。
インナーライナー(inner liner)7:チューブの代わりにタイヤの内側に位置して、空気漏れを防止して、空気入りタイヤを可能にする。
アペックス(apex)8:ビードの分散を最小化し、外部の衝撃を緩和することにより、ビードを保護して、成形時に空気の流入を防止するために用いられる三角形状のゴム充填材である。
また、本発明は、前記タイヤコードを含み、変形が生じにくく、乗車感を向上させることができる、空気入りタイヤを提供することを目的とする。
[計算式1]
フラットスポット指数(%)=(L1−L2)/L0×100
(上記の計算式1において、L0は、タイヤコードの初期長さであり、L1は、120℃の温度でコードの切断強度の13%に相当する荷重を5分間加えて、前記荷重を維持した状態で、24℃に冷却した後に測定したタイヤコードの長さであり、L2は、120℃の温度でコードの切断強度の13%に相当する荷重を5分間加えて、0.01g/dの荷重だけを残した状態で、24℃に冷却した後に測定したタイヤコードの長さである。)
また、本発明は、前記タイヤコードを含む空気入りタイヤを提供する。
また、本明細書全体において、特別な言及がない限り、「含む」または「含有する」という用語は、ある構成要素(または構成成分)を特別な制限なく含むことを表し、他の構成要素(または構成成分)の付加を除外するものと解釈されない。
[計算式1]
フラットスポット指数(%)=(L1−L2)/L0×100
上記計算式1において、L0は、タイヤコードの初期長さであり、L1は、120℃の温度でコードの切断強度の13%に相当する荷重を5分間加えて、前記荷重を維持した状態で、24℃に冷却した後に測定したタイヤコードの長さであり、L2は、120℃の温度でコードの切断強度の13%に相当する荷重を5分間加えて、0.01g/dの荷重だけを残した状態で、24℃に冷却した後に測定したタイヤコードの長さである。
しかし、本発明の一実施例によるPETタイヤコードは、上記計算式1で定義されるフラットスポット指数が5.0%以下であり、これは、走行中の車両を駐車した時に、走行時に発生した形態変形が回復しないタイヤの接地部分におけるタイヤコードの長さL1と、形態変形が回復した残りの部分におけるタイヤコードの長さL2とで大差がないことを意味する。したがって、このタイヤコードを用いる場合には、これら両部分のタイヤコード間で形態変形の差が大きくないため、車両を駐車した後に再び走行させた時に、乗車感に影響を与えるほど車両ががたついたりすることがない。
したがって、本発明の一実施例によるタイヤコードは、高い寸法安定性を有することにより、フラットスポット現象による車両のがたつきを抑制し、乗車感を向上させることができて、空気入りタイヤのキャッププライ用コードなどに非常に好適に使用可能である。
[計算式2]
長さ変形率(%)=(L1−L0)/L0×100
上記計算式2において、L0は、タイヤコードの初期長さであり、L1は、120℃の温度でコードの切断強度の13%に相当する荷重を5分間加えて、前記荷重を維持した状態で、24℃に冷却した後に測定したタイヤコードの長さである。
一方、前記PETタイヤコードは、PETを溶融紡糸して未延伸糸を製造し、前記未延伸糸を延伸して延伸糸を製造し、前記延伸糸を合撚糸した後、接着剤に浸漬する方法によって製造されて、ディップコード形態を帯びる。この時、これら各段階の具体的な条件や進行方法が最終的に製造されたタイヤコードの物性に直接・間接的に反映されて、上述した物性を示すPETタイヤコードが製造可能である。
特に、前記PETの溶融紡糸条件を調整することにより、結晶化度が25%以上で、非晶配向指数(Amorphous Orientation Factor)(以下、「AOF」という)が0.15以下であるポリエチレンテレフタレート未延伸糸を得て、これから所定の延伸条件下で延伸糸を製造して用いることにより、フラットスポット指数が非常に小さく、寸法安定性が優れた本発明の一実施例によるPETタイヤコードを製造することができることが明らかになった。
前記タイヤコードの製造方法では、まず、PETを溶融紡糸し、上述した高い結晶化度および低い非晶配向指数を有するPET未延伸糸を製造する。
この時、上述した結晶化度および非晶配向指数を満たすPET未延伸糸を得るために、より高い紡糸張力下で前記溶融紡糸工程を行うことができる。例えば、前記溶融紡糸工程は、0.85g/d以上、好ましくは0.85〜1.25g/dの紡糸張力下で行うことができる。また、例えば、前記PETを溶融紡糸する速度を3800〜5000m/minに調整することができ、好ましくは4000〜4500m/minに調整することができる。
上述したように、前記PET未延伸糸の製造工程では、より高い紡糸張力および選択的により高い紡糸速度の条件を与えることができるが、この条件下で前記紡糸工程を好適に行うためには、前記チップの固有粘度が0.8以上であるのが好ましい。また、前記チップの溶融温度の上昇に応じた分子チェーンの切断および紡糸パックからの吐出量による圧力の増加を防止するためには、固有粘度が1.3以下であるのが好ましい。
前記延伸糸の製造後は、この延伸糸を合撚糸した後、接着剤に浸漬してディップコードを製造するが、この合撚糸工程および浸漬工程は、通常のPETタイヤコードの製造工程の条件および方法と同様である。
一方、本発明の他の実施例により、上述したPETタイヤコードを含む空気入りタイヤが提供される。より具体的には、このような空気入りタイヤは、前記PETタイヤコードをキャッププライ用コードまたはボディープライ用コードとして含むことができ、これを除く残りの構成は、通常の空気入りタイヤの構成と同様である。
実施例1
固有粘度が1.05のPETポリマーを用い、1.15g/dの紡糸張力下、4500m/minの紡糸速度で常法によりPETポリマーを溶融紡糸し、冷却して、未延伸糸を製造した。この未延伸糸を1.24の延伸比で延伸し、熱固定および巻き取って、PET延伸糸を製造した。
前記RFL接着剤溶液の組成、および乾燥および熱処理条件は、通常のPETコードの処理条件と同一にした。
実施例2〜6
PET延伸糸の製造工程中に、紡糸速度、紡糸張力、延伸比、または固有粘度の条件を下記の表1に示すように変更したことを除けば、実施例1と同一な方法によりPET延伸糸をそれぞれ製造し、このように製造されたPET延伸糸を実施例1と同一な方法により合撚糸し、接着剤溶液に浸漬した後、乾燥および熱処理して、実施例2〜6のPETタイヤコードをそれぞれ製造した。
未延伸糸を製造するために、固有粘度が1.05のPETポリマーを紡糸速度3000m/minおよび紡糸張力0.52g/dで溶融紡糸し、延伸糸を製造するために、未延伸糸を延伸比1.8で延伸したことを除けば、実施例1と同一な方法により比較例1のタイヤコードを製造した。
比較例2(ナイロン66繊維を用いたタイヤコードの製造)
相対粘度が3.3のナイロン66ポリマーを紡糸速度600m/minで溶融紡糸し、冷却して、未延伸糸を製造し、この未延伸糸を延伸比5.5で延伸し、熱固定および巻き取って、ナイロン66繊維を用いた延伸糸を製造した。
前記RFL接着剤溶液の組成、および乾燥および熱処理条件は、通常のナイロン66コードの処理条件と同一にした。
−結晶化度:CI4、n−ヘプタンを用いて密度勾配管を製造した後、密度を測定し、下記の計算式により結晶化度を測定した。
−AOF:偏光顕微鏡を用いて測定された複屈折率およびXRDで測定された結晶配向指数(COF)を用いて、下記の式によりAOFを算出した。
×0.275)/((1−結晶化度(%)×0.01)×0.22)
次に、前記実施例1〜6、比較例1および2により製造されたタイヤコードに対して、高温高荷重状態から低温高荷重状態に転換した時のコードの長さL1の変化と、高温高荷重状態から低温低荷重状態に転換した時のコードの長さL2の変化とを測定した。前記長さの変化は、ASTM D4974基準の収縮率の試験方法に基づき、収縮挙動試験機(Testright社製、MK−V)を用いて測定した。
また、高温高荷重状態の条件は、走行中にタイヤコードに加えられる温度および荷重の条件を想定したものであって、120℃の温度で切断強度の13%に相当する荷重をタイヤコード試料に5分間持続的に加えた。
また、低温低荷重状態の条件(L2の測定条件)は、駐車時にタイヤの接地部分を除く残りの部分に位置するタイヤコードに加えられる温度および荷重の条件を想定したものであって、高温高荷重状態から温度および荷重をそれぞれ24℃および0.01g/dに下げて、3分間持続的に加えた。
これより、実施例1〜6のタイヤコードは、他種のPET繊維またはナイロン66繊維からなるタイヤコードに比べて形態変形がほとんど生じることなく、優れた寸法安定性を有することが確認された。特に、実施例1〜6のタイヤコードは、走行中の車両が駐車する時に、走行時に発生した形態変形が回復しないタイヤの接地部分における長さL1と前記形態変形が回復した残りの部分における長さL2とで大差がないことが確認された。
Claims (7)
- ポリエチレンテレフタレート(PET)を90モル%以上含み、結晶化度が25%以上で、非晶配向指数(AOF)が0.15以下であるPET未延伸糸を延伸、合撚糸および接着剤に浸漬したPETタイヤコードであって、
下記の計算式1で定義されるフラットスポット指数が5.0%以下であり、
前記未延伸糸は0.8〜1.3の固有粘度を有するPET重合体をモノフィラメントの繊度が2.5〜3.0デニールになるように考案された口金を通して、0.85g/d以上の紡糸張力および3800〜5000m/minの紡糸速度下で溶融紡糸して形成されたことを特徴とする、ポリエチレンテレフタレートタイヤコード。
[計算式1]
フラットスポット指数(%)=(L1−L2)/L0×100
(上記計算式1において、L0は、タイヤコードの初期長さであり、L1は、120℃の温度でコードの切断強度の13%に相当する荷重を5分間加えて、前記荷重を維持した状態で、24℃に冷却した後に測定したタイヤコードの長さであり、L2は、120℃の温度でコードの切断強度の13%に相当する荷重を5分間加えて、0.01g/dの荷重だけを残した状態で、24℃に冷却した後に測定したタイヤコードの長さである。) - 前記フラットスポット指数が2.0〜4.0%であることを特徴とする、請求項1に記載のポリエチレンテレフタレートタイヤコード。
- 下記の計算式2で定義される長さ変形率が3.0%以下であることを特徴とする、請求項1に記載のポリエチレンテレフタレートタイヤコード。
[計算式2]
長さ変形率(%)=(L1−L0)/L0×100
(上記計算式2において、L0は、タイヤコードの初期長さであり、L1は、120℃の温度でコードの切断強度の13%に相当する荷重を5分間加えて、前記荷重を維持した状態で、24℃に冷却した後に測定したタイヤコードの長さである。) - 総繊度が1000〜5000デニール、プライ数が1〜3、および撚数が200〜500TPMであることを特徴とする、請求項1に記載のポリエチレンテレフタレートタイヤコード。
- キャッププライ用コードまたはボディープライ用コードであることを特徴とする、請求項1乃至4のいずれか一項に記載のポリエチレンテレフタレートタイヤコード。
- 請求項1乃至4のいずれか一項に記載のタイヤコードを含むことを特徴とする、空気入りタイヤ。
- 前記コードをキャッププライまたはボディープライに適用したことを特徴とする、請求項6に記載の空気入りタイヤ。
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