JPH01321939A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、繊維コート　（カー力スコ−ト）が互いに交
差する２層のカーカス層を有する、所謂セミ　（または
ハーフ）ラジアルタイヤのカーカスコードとして、新規
な芯鞘型複合繊維フィラメント糸からなる繊維コートを
用いた、耐久性、操縦安定性および耐ザイドカソＩ・性
に優れた空気入りタイヤに関するものである。

〔従来の技術〕

ラジアルタイヤは、一般に、タイヤ周方向に沿って極め
て剛性の高いベル１〜プライ層で補強されたクラウン部
を有し、かつタイヤ周方向に対して実質的に直交する方
向に配置されたカーカスプライで補強されたザイドウォ
ール部を有する。このような構造を有するラジアルタイ
ヤにおいて、該ザイドウォール部の剛性が低くなると、
クラウン部の剛性とのアンバランスにより車両の操縦安
定性が著しく低下することになる。したがって、ザイド
ウォールにも車両の乗り心地性を失わせることのない程
度の剛性を保障することが必要である。そのためカーカ
スＩＰＪとして、有機繊維の中でも比較的モジュラスの
高いポリエステル繊維やレーヨン繊維が好んで使用され
ている。

一方、タイヤとしての多くの優れた性能を有するラジア
ルタイヤも、縁石などとの衝突によってタイヤ側面が破
損され易く、耐ザイトカソＩ・性に劣るという本質的欠
点を有する。

このラジアルタイヤの欠点である耐サイドカット性を改
良するため、２層のカーカス層を積層し、そのカーカス
コードをタイヤ周方向に対して直交する方向からずらし
て配置し、カーカスコードに所望の交差角を与えて配置
した、所謂セミラジアルタイヤ（ハーフラジアルタイヤ
）が提案されている。

このようなセミラジアルタイヤのカーカスプライには、
ラジアルタイヤと同様に初期モジュラスの高いポリエス
テル繊維コードやレーヨンコードの使用が試みられてい
るが、セミラジアルタイヤにおいては、カーカス層間で
の剪断歪が大きく、また発熱も大きいため、疲労性や接
着性に劣るレーヨン繊維やポリエステル繊維を用いた場
合には、タイヤの耐久性が低下するという問題がある。

さらにポリエステル繊維コードは、その高分子鎖中に含
まれる官能基量が少なく、ゴムに対する接着性が低く、
エポキシ系またはイソシアネ−１・系接着剤で処理した
後、レゾルシン・ホルマリン初期縮合物とゴムラテック
スとの混合液（所謂ＲＦＬ　）で処理する２段処理を行
わなければならず、接着処理が煩雑であるという欠点が
あった。しかもポリエステル繊維の場合はゴム中の加硫
促進剤から発生ずるアミン系化合物や水分によって、ポ
リエステル中のエステル結合が加水分解を受けて繊維コ
ードの強度が低下したり、ゴムとの接着劣化を生じ、耐
熱接着性および耐化学的安定性に劣るため、タイヤとし
ての耐久性に劣る欠点もある。

一方、ポリエステル系繊維に比較して接着性がよく、比
較的初期モジュラスの高いレーヨン繊維は、吸湿性が著
しく、吸湿による強度および初期モジュラスの低下を厳
密な水分く湿度）管理によって防止しなければならず、
タイヤの生産性を著しく低下させるという欠点がある。

そのため、セミラジアルタイヤのカーカス層として、疲
労性、接着性に優れた６６ナイロン繊維が好んで用いら
れるが、６６ナイロン繊維は初期モジュラスが低く、セ
ミラジアル構造といえども操縦安定性をさらに向上させ
る必要があるというジレンマがあった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、前記カーカスコードとしてポリエステ
ル繊維コード等を用いた従来の空気入りタイヤ、特にセ
ミラジアルタイヤの欠点を解消した、高速性、耐久性、
操縦安定性等のタイヤ性能並びにタイヤの生産性に優れ
た新規な空気入りタイヤを提供することである。

〔発明の構成〕

本発明の空気入りタイヤは、繊維コードが互いに１０６
〜４０°で交差する２層のカーカス層を有し、前記繊維
コードを構成する繊維フィラメント糸がポリエステル系
重合体を芯成分とし、ポリアミド系重合体を結成°分と
する芯鞘型複合繊維からなることを特徴とする。

第１図は、本発明の空気入りタイヤの１例を示す一部切
開半斜視断面図である。図に示す通り、ｌ・レド１の下
部にベルト層５が配置され、このベルト層５の下に２層
のカーカス層４が積層されている。２はサイドウオール
、３はビードワイヤ、Ｅ−Ｅ’　はタイヤ赤道面（周方
向）を示す。第１図に示すように、本発明の空気入りタ
イヤは、それぞれ一対のビードワイヤ３とサイドウオー
ル２を有し、両サイドウオール部に連続するトレッド部
１とカーカスＮ４との間にベルト層５を有している。こ
のヘルド層５としては、主としてスチールコードが使用
されるが、デュポン社製“ケブラー”に代表される芳香
族ポリアミド繊維コードを使用してもよい。

また、タイヤの高速性を向上させる上では、ベルト層５
とトレッド１ゴム部との間にタイヤ周方向に対するコー
ド角度が０８のナイロン繊維コードからなるカバー層を
挿入することが可能である。

本発明の空気入りタイヤは、そのカーカス層の繊維コー
ドが互いに交差する２層から構成されていることが必要
である。

第３図および第４図に示すように、本発明の空気入りタ
イヤにおいて、カーカス層のカーカスコードは１０°〜
約４０°の交差角度で交差することが望ましい。

さらに本発明タイヤにおけるカーカス層を構成するカー
カスコードは、第３図および第４図において、カーカス
層４の上側カーカス７５４ｕとカーカス層４に接する側
に位置する下側のヘルド層５４のヘルドコードが互いに
交差する、好ましくは交角が９０°に近くなるようにす
ることが望ましい。

なお、上記カーカス層４のカーカスコードの配置角度の
基阜となる下側ヘルド層５ｄのヘルＩ−コードは、タイ
ヤ周方向Ｅ−Ｅ’に対して１５°〜３０°の角度とし、
ごの＋側ベルト層５．の上に積層される上側ベル１−層
５ｕのへルトコードの配置角度はタイヤ周方向Ｅ−Ｅ’
に対して１５０°〜１６５°の範囲とし、上下両側の−
、ルト層のベルトコードを交差させるのがよい。

第５図および第６図は、上述したカーカスコードとへル
トコードの配置角度の関係を満足する本発明の空気入り
タイヤのカーカス層４（２層）とヘルド層５　（３層）
との積層構造の１例を示す平面展開回である。

第７図と第８図は、カーカス相互の交角の平均、すなわ
ち弾性主軸の方向βかタイヤ径方向（周方向）から２０
″以内で偏向した場合である。

それ以上偏向させると、荷重依存性が低下して好ましく
ない。

本発明の特徴は、カーカスコードとして、ポリエステル
繊維コードに匹敵する高いモジュラスとナイロンコード
と同等のゴムに対する優れた接着性ならびに耐化学的安
定性を有する芯鞘型複合繊維フィラメント糸からなるコ
ードを使用する点にある。第２図は、このような芯鞘型
複合繊維の１例を示す断面図であり、Ｃは芯成分、Ｓば
鞘成分である。

図に示すように、芯鞘型複合繊維とは、単繊維断面の中
心に芯成分Ｃを有し、その周囲を鞘成分Ｓが取り囲むよ
うな形態を有し、これが繊維の長平方向に同様な形態に
なっているものを云う。鞘成分Ｓ中に存在する芯成分Ｃ
の本数は、第２図のように１本であってもよいし、ある
いは２本以上の複数本であってもよい。

本発明カーカスコードを構成する芯鞘型複合繊維は、芯
成分がポリエステル系重合体からなり、鞘成分がポリア
ミド系重合体からなることが必要である。これら再重合
体成分の配置が反対（逆）の場合は、これをラジアルタ
イヤのカーカスコードとして使用しても、操縦安定性と
耐久性を同時に満足させることができなくなるからであ
る。すなわち、ポリアミド系重合体を鞘成分として芯成
分のポリエステル系重合体を被覆することになり、接着
性の低いポリエステル系重合体をゴム層から隔離し、ゴ
ム層に接する繊維表面を接着性の良好なポリアミド系重
合体で形成することができる。したがって、この芯鞘型
複合繊維はポリエステル系繊維と同等の高いモジュラス
を有するだけでなく、該繊維に比べて著しく接着性に優
れ、かつ芯成分のポリエステル系重合体が被覆されてい
ることによりポリエステル系繊維のような接着劣化を生
ずることがないし、優れた耐化学的安定性を有するので
ある。

芯鞘型複合繊維の芯成分を構成するポリエステル系重合
体としては、その代表的ポリマであるエチレンテレフタ
レートを高分子鎖の反復構造単位とするポリエチレンテ
レフタレートがあるが、高重合度、好ましくはオルソク
ロロフェノールを溶媒として２５°Ｃで測定した極限粘
度が少なくとも０．８０以上であるポリエチレンテレフ
タレートがよい。このポリエチレンテレフタレートは、
イソフタル酸、ｐ−オキシ安息香酸等のカルボン酸また
はその誘導体のような共重合性の第３成分が少量共重合
されていてももよい。

また、鞘成分のポリアミド系１合体としては、繊維形成
性を有するナイロン６６（ポリヘキサメチレンアジパミ
ド）、ナイロン６　（ポリカプロラクタム）、ナイロン
４６（ポリテトラメチレンアジパミド）並びにそれらの
共重合体等を挙げることができる。これらのうちでも、
特に、融点が高くてポリエステル系重合体の融点に近く
、かつ２５°Ｃにおける硫酸中での相対粘度が少なくと
も２．８以上のナイロン６６がよい。

芯鞘型複合繊維の複合比率（芯成分と鞘成分との断面積
比率）は、特に限定されるものではないが、芯成分のポ
リエステル系重合体のゴムに対する接着性や化学的安定
性の改良効果をできるだけ大きくし、かつモジュラスの
低下をできるだけ小さくする範囲内でポリエステル系重
合体からなる芯成分の断面積比率ができるだけ大きくな
るように選定すればよい。具体的にはこの複合比率は、
芯：鞘の断面積比で９０　：　１０〜１０：９０、好ま
しくは８０　：　２０〜２０：８０　、さらに好ましく
は７０：３０〜３０ニア０の範囲内で適宜選択される。

この鞘成分の比率があまりに小さく、芯成分が大きくな
り過ぎるとその芯成分のポリエステル系重合体が露出す
るようになり、ゴムに対する接着性や耐化学的劣化性が
低下するようになるから好ましくない。他方、鞘成分が
あまりに大きくなり過ぎると、ポリアミド系重合体の比
率か過剰になって、繊維コードの初期モジュラスが低く
なり、タイヤのケーシング剛性が低下するため操縦安定
性が低下する。

本発明に使用される芯鞘型複合繊維は、紡糸速度が少な
くとも２０００ｍ／分、好ましくは３０００ｍ／分以上
である高速紡糸方法により得ることが好ましい。この高
速紡糸方法を適用することにより、ポリエステル系重合
体からなる芯成分とポリアミド系重合体からなる鞘成分
との接合（接着）力が向上するからである。この理由は
明らかではないが、前記２つの重合体の結晶化、特に結
晶化し易いポリアミド系重合体の結晶化が高速紡糸のた
めに抑制された状態でその高分子鎖が繊維軸方向に配向
され、同時に繊維軸方向に配向された芯成分のポリエス
テル系重合体と接合されるために、紡糸並びに延伸工程
等における両成分の接合界面における応力の集中が著し
く抑制されることによるものと推定される。

上記芯鞘型複合繊維からなるフィラメント糸は複数本が
収束、撚糸され、カーカスコードに形成される。このコ
ードに対して付与する撚は、繊維コードの収束性、初期
接着力、耐疲労性、強度および初期モジュラスなどを考
慮して決定さるが、 Ｋ＝Ｔ、／”ｉ− （上式中、Ｋは撚係数、Ｔは撚数（回／ＬＯｃｍ）、Ｄ
はコードの総デニール数を示す。）で示される撚係数が
１０００〜３０００の範囲、好ましくは１４００〜２４
００の範囲であることがよい。

この撚を与えたコードは、接着剤処理を施した後の２．
２５ｇ／ｄの荷重負荷時の伸び率が６．５％以下であり
、かつ１５０℃における乾熱収縮率が６．０Ｚ以下にな
るようにすることが望ましい。

前記空気入りタイヤにおいて、上記接着剤処理コードの
伸び率が６．５χを超えると、カーカスコードとしての
初期モジュラスが低過ぎて空気入りタイヤとしての操縦
安定性、高速性が低下する。また、乾熱収縮率が６．０
χを超えるとタイヤ加硫時の繊維コードの収縮に伴い、
タイヤのユニフォーミティが悪化するし、コードの初期
モジュラスも低下する。

本発明において、上記コードのカーカス層における打込
み本数はタイヤの種類によって相違するが、通常、２０
〜７０本１５ｃｌＴｌ、好ましくは３０〜６０本１５ｃ
ｍの範囲内にするのがよい。

以下、実施例を示して本発明の効果を具体的に説明する
。

なお、実施例中、タイヤの高速耐久性、耐久性、操縦安
定性およびサイド部凹凸はそれぞれ、次の方法により測
定した値である。

高速耐久性： タイヤサイズが２０５／８０Ｒ１４のタイヤを用い、次
の条件下に室内高速耐久性試験により、タイヤが破壊す
るまで走行し、その結果により判定した。

試験条件 内圧：　３．ＯＫｇｆ／ｃｍ２゜ 荷重：　ＪＡＴＭＡ設計常用設計常用荷重６４５夕ドラ
ム径：　１７０７ｍｍ。

リム：　１４Ｘ５　１／２　ＪＪ０ 荷重耐久性： タイヤサイズが２０５／８０Ｒ１４のタイヤを用い、次
の条件下に室内荷重耐久性試験により、タイヤが破壊す
るまで走行し、その結果により判定した。

試験条件 内圧：　ＪＡＴＭＡ最大空気圧２．３Ｋｇｆ／ｃｍ２゜
荷重・ＪＡＴＭＡ設計常用設計常用荷重６４５夕速度：
　８１　Ｋｍ／ｈｒ０ ドラム径：　１７０７ｍｍ０ リム：　１５Ｘ５　１／２　ＪＪ。

大連−Ｉ滓定牲： 社外パネラ−による実車操縦安定性試験を行い、そのフ
ィーリング結果を指数表示した。

実施例、比較例 ポリエチレンテレフタレートを芯成分とし、ナイロン６
６を鞘成分とする複合比率が断面積比で５０１５０であ
る、１５００（ｌの芯鞘型複合繊維フィラメント糸を２
本引揃えて、上撚数が４０凹／１０ｃｍ、−上撚数が４
０回／１０ｃｍ　、ｌ熱係数Ｋか２１９１の撚コードを
作成した。このコートをレンルシン・ホルマリン・ゴム
ラテックス（ＲＦＬ）接着剤で処理し、２３５°Ｃで０
．５ｇ／ｄの張力下に熱処理し、２．２５ｇ／ｄの荷重
下の伸び率が４．８％　、１５０°Ｃでの乾熱収縮率が
４．３χである接着処理コードを作成した。

この処理コードを５０本１５ｃｍの打込み本数で未加硫
ゴム中に埋設し、カーカス層を作成した。

このカーカス層を２枚、カーカスコードの交差角が２０
°になるように積層し、第５図に示す配置関係を有する
グリーンタイヤを作成し、加硫処理してタイヤサイズが
２０５／８０１？１４の本発明タイヤを作成した。得ら
れたタイヤの性能を表に示した。

比較のため、１５０００のポリエステル繊維コードを２
本引揃えて撚糸し、上撚数が４０回／１０ｃｍ、下撚数
が４０回／１０ｃｍ　、撚係数Ｋが２１９１の撚コード
を作成した。このコードをｖｕｌｎａｘ社製のポリエス
テル系接着剤“バルタボンドＥ　”を用いて前処理した
後、前記Ｒ　Ｆ　Ｌ接着剤で処理し、２３５°Ｃで０．
５ｇ／ｄの張力下に熱処理し、２．　２５ｇ／ｄの荷重
下の伸び率が４．４χ、１５０°Ｃでの乾熱収縮率が３
．ｆ５Ｘである接着処理コー　トを作成した。この処理
コードを５０本１５ｃｍの打込み本数で未加硫コ１、中
に埋設し、カーカス層を作成した。

このカーカス層を２枚、カーカスコードの交差角が２０
°になるように積層してグリーンタイヤを作成し、加硫
処理してタイヤサイズが２０５／８０Ｒ１４の比較タイ
ヤを作成し、得られたタイヤ（以下、比較タイヤという
）の性能を表に示した。

別に、１２６００のナイロン６６繊維コードを２本引揃
えて上稗・４０回／１０ｃｍ　、下撚４０回／１０ｃｍ
　、　ｌ？ｌｉ係数Ｋが２００８の撚コードを作成した
。このコードをＲＦして処理し、２３５°Ｃて０．　１
ｇ／ｄの張力下に熱処理し、２．２５ｇ／ｄの荷重下の
伸ひ率が８。

２χ、１５０°Ｃでの乾熱収縮率が２．６χである接着
処理コードを作成した。この処理コードを打込め本数５
０本１５ｃｍで未加硫ゴム中に埋設し、カーカス層を作
成した。このカーカス層を２枚、カーカスコードの交差
角が２０６になるように積層してグリーンタイヤを作成
し、加硫処理してタイヤサイズが２０５／８０１１１４
のタイヤを作成し、得られたタイヤ（以下、従来タイヤ
という）の性能を表に示した。

高速耐久性、荷重耐久性、操縦安定性はいずれも、従来
タイヤの測定値を１００とする指数値であり、数値の大
きい方 が性能が良いことを示す。

表から、ナイロン６６繊維コードを使用した従来タイヤ
に比較して、ポリエステル繊維コ−１・１日 を使用した比較タイヤは操縦安定性が優れているものの
、明らかに耐久性が低下する。これに対し本発明タイヤ
は荷重耐久性は従来タイヤと同等であり、高速耐久性と
操縦安定性においてはいずれも明確に優れていることが
判る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、セミラジアルタイヤのカーカス層とし
て、前述した芯鞘型複合繊維フィラメント糸からなる繊
維コードを使用することにより、カーカスコードの特性
をポリエステル系繊維コードと同等の高い初期モジュラ
スまたは剛性を保有しながら、耐化学的安定性（劣化）
性、耐熱接着性等の著しく改良されたものにし、タイヤ
としての操縦安定性、耐久性を大きく向上し、かつこの
コードからなる２層のカーカス層をそのカーカスコード
が相互に交差するように配置することにより、縁石等に
よるサイド部の損傷の少ない、優れたサイドカット性を
有し、交差した繊維コード間の剪断歪に起因する耐久性
の低下を防止した空気入りタイヤにすることができる。

また、カーカス層として優れた接着性を有するから、た
とえばＲＦＬによる１段接着剤処理だけでゴムに対する
優れた接着性をイ」与することができ、接着剤処理工程
を簡略化し、タイヤの生産性を向上させることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の空気入りタイヤの１例を示す一部切開
半斜視断面図、第２図は本発明に使用する芯鞘型複合繊
維の１例を示す断面図、第３図および第４図はカーカス
コードとへルトコードの配置角度の関係を説明するため
のトレッド部の平面展開図、第５図、第６図、第７図お
よび第８図は、本発明タイヤのカーカスコードとベルト
コードの配置関係を示すトレッド部の平面展開図である
。 Ｃ・・・芯成分、Ｓ・・・鞘成分、１・・・トレッド、
４ｕ・・・上側カーカス層、４ｄ・・・下側カーカス層
、５ｕ・・・上側ベルト層、５ｄ・・・下側ベルト層。 第１図 第２図 第３図 第５図 第４図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 繊維コードが互いに１０°〜４０°の角度で交差する２
   層のカーカス層を有し、前記繊維コードを構成する繊維
   フィラメント糸がポリエステル系重合体を芯成分とし、
   ポリアミド系重合体を鞘成分とする芯鞘型複合繊維から
   なる空気入りタイヤ。