JPH04108003A - 空気入りラジアルタイヤ - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、空気入りラジアルタイヤに関するものであり
、詳しくは道路の縁石や悪路走行時におけるタイヤのサ
イドウオール部の耐カット性、オシンクランクなどに対
する耐候性を損なうことなしに、軽量化が達成される空
気入りラジアルタイヤに関するものである。

（従来の技術） 近年、大気中の二酸化炭素の増加による地球環境の温暖
化の問題や、将来の化石燃料の枯渇に備え、車両の排気
量の減少、排気ガスの減少、エネルギー効率の向上が叫
ばれている。そこで、車両に使用されるタイヤについて
は、走行時の転がり抵抗を低減し、タイヤ重量を軽量化
することが望まれている。

しかし、ラジアルタイヤは、一般に、周方向に沿って極
めて剛性の高いベルトプライ層で補強されたクラウン部
と、タイヤ周方向に対し実質的に直行する方向に配置さ
れたカーカスプライで補強されたサイドウオール部とを
有することから、タイヤ軽量化のため該サイドウオール
部のゴム量を減少し、サイドゲージを薄くすると、確か
にタイヤが軽くなる一方で、走行時の縁石への衝突や乗
り上げにより、また悪路走行時の鋭利な石等にょるサイ
ド部の受傷によりタイヤ側面が破損され易くなり、いわ
ゆる耐サイドカット性に劣るようになるという本質的な
問題点が明らかになってきた。

また、サイドゴムゲージ減により、転勤時のサイドゴム
変形歪みが増大し、実地走行時のサイドゴム表面の耐オ
ゾンクラック性も悪化するというもう一つの問題も発生
した。

かかる耐サイドカット性を向上させるために、従来より
多くのタイヤのカーカスプライに一般に用いられている
ポリエステル繊維コードを用いたまま、単にその強力を
増加する試みがなされた。

一方、従来よりサイドゴム配合ポリマーとして天然ゴム
、ポリブタジェンゴム等のジエン系ゴムが用いられ、こ
れらゴム成分に耐オゾン性、耐クランク性、耐熱老化性
を付与するために、ｐ−フェニレンジアミンのアミン系
老化防止剤やワックスを添加するのが一般的であった。

（発明が解決しようとする課Ｂ） しかし、従来なされていたポリエステル繊維コードの強
力を単に増加させる方法では、当然にコード直径が大と
なり、サイドゲージＳを薄くしてタイヤを軽量化すると
いう本来の目的を達成できなくなってしまうという問題
があった。

また、老化防止剤を配合しても、サイドゲージを薄くす
るとサイド剛性が低下し、サイド部変形量（歪み）が増
大するため、耐オゾン性の悪化を来した。

更に、かかる耐オゾン性を改良するために、アミン系老
化防止剤を多量に配合すると、茶変色性が悪化し、タイ
ヤ外観が著しく損なわれる結果となる。

そこで、本発明の目的は、道路の縁石や悪路走行時にお
けるタイヤのサイドウオール部の耐カット性、オゾンク
ラックなどに対する耐候性を損なうことなしに、空気入
りラジアルタイヤの軽量化を達成することのできる技術
を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明者等は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた
結果、使用するカーカスプライコードの繊維材質、その
強伸度物性値と打込み数、サイド厚さの間のある一定の
関係、及びコード直径の範囲を特定条件の下に設定する
ことによって、上記目的を達成することができることを
見い出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、繊維コードがタイヤ周方向に対し
、９０°〜７５°の角度をなす１枚のカーカスプライ層
を有するラジアルタイヤにおいて、その繊維コードが芳
香族ポリアミド繊維または原糸強度１４　ｇ／ｄ以上の
高強度ポリビニルアルコール繊維（以下ｒＰＶＡ繊維」
と称する）からなり、該タイヤから取り出したコードが
次式、Ａ＞２７００−３６ＯＳ （式中、Ｔｂは破断強力（ｋｇ）、Ｅｂは破断伸び（％
）、Ｎはクラウンセンター部における打込み数（本１５
ＣＩｌ）、Ｓはタイヤサイドウオール最薄部におけるサ
イドウォールトータルゲージ（ｍｍ）を示す）の関係を
満たし、かつ該コードの直径りが０．６■以下であるこ
とを特徴とする空気入りラジアルタイヤに関するもので
ある。

また、耐オゾン性に優れたポリマーであるエチレン・プ
ロピレン・ジエン系三元共重合体（ＥＰＤＭ）を、タイ
ヤサイドウオール部の表面層を構成するサイドゴムのゴ
ム成分として所定量用いることにより、耐オゾン性向上
と軽量化（薄ゲージ化）の目的が更に良好に達成できる
上、アミン系老化防止剤及びワックスの使用量も抑えら
れるため、サイド外観も一層良好なものが得られること
が分かった。

すなわち、タイヤサイドウオール部の表面層を構成する
サイドゴムのゴム成分として、ＥＰＤＭを全ゴム成分１
００重量部に対し１５〜４５重量部配合するのが好まし
い。

また、タイヤサイドウオール最薄部におけるサイドウオ
ールトータルゲージＳは、好ましくは４．０■以下、更
に好ましくは２．０〜３．５　ａａである。

（作　用） 現在、ラジアルタイヤには一般にポリエステル繊維コー
ドを有するカーカスプライが使用されている０本発明で
目的とするようなサイドゲージの薄い軽量タイヤを構成
するカーカスプライ材として、従来一般に用いられてい
たかかるポリエステル繊維コードのカーカスをそのまま
使用すると、上述のように、耐サイドカツト性能が低下
し、またこの耐サイドカット性を向上させるために、ポ
リエステル繊維のままで強力の高い太糸コードを使用す
ると、コード径が太くなり、製造上、本来の目的である
薄いサイドゲージのタイヤを作成するのが困難となる。

これに対し、本発明で使用する芳香族ポリアミド繊維や
高強度ＰＶＡ繊維は、強度が高し）と共に靭性が高く、
耐切断性に優れているため、かかる不都合を生じること
なく、本発明の目的であるタイヤサイドゲージを薄くす
ることができることを確かめた。

一方、同じ強度の高い繊維でも、炭素繊維、力゛ラス繊
維、セラミック繊維、チラノ繊維等は、繊維横方向から
の入力に弱く、本発明の目的である耐サイドカット性の
向上を達成することはできなかった。

本発明に係る高強度ＰＶＡ繊維は、ＤＭＳＯ、グリセリ
ン等の有機溶剤系紡糸原液から半乾半湿式紡糸方法によ
って紡糸し、延伸して得られる高強度・高弾性率のＰＶ
Ａ繊維であり、従来のビニロンと区別され、１４ｇ／ｄ
以上の原糸強度を有する。

また、上記芳香族ポリアミド繊維や高強度ＰＶＡ繊維コ
ードをカーカスプライに用いた場合でも、タイヤの該コ
ードの破断強力Ｔｂ、切断伸びＥｂおよび打込み数Ｎか
ら求められる幅当たりのタフネスＡ　（＝１／２ＸＴｂ
ＸＥｂＸＮ）がある一定の限界値を下回る場合には、や
はり耐サイドカット性が不十分であり、この限界値は、
サイドゲージＳの厚さによって変化することを経験的に
見い出した。このことは、サイドゲージＳによってタイ
ヤサイド部の屈曲し易さが変化し、Ｓが小さいほどサイ
ド部が縁石等に衝突して変形する際にたわみ易くなるた
め、リムフランジと縁石または岩石等との間でサイド部
を咬み込みやすくなり、耐サイドカット性が変化するた
めと解釈される。

更に、当該コードのコード径りは、本発明の目的である
タイヤ軽量化を達成するためには、０．６閣以下の範囲
にあることが必要である。

同様に、軽量化、すなわちサイド部の薄ゲージ化を達成
するためには、サイドウオール最薄部におけるサイドウ
オールトータルゲージが、上述したように４ｍ以下であ
ることが好ましく、更に好ましくは３．５鳳以下である
。しかし、常用荷重の大きい比較的大型のタイヤ及びジ
ープ用タイヤやラリー用タイヤのような耐サイドカット
性が高く要求されるタイヤにおいては、サイドゲージが
４閣以上であっても、従来対比十分な軽量化効果が得ら
れる。

ところで、サイドゲージは薄いほど軽量化には好ましい
が、タイヤ内の充填空気の漏出を防止するための最内層
インナーライナー層と、カーカスブライ層と、表面のサ
イドゴム層との各々の最低限厚さを確保した上で、現在
の製造技術上可能な範囲の実質的下限は２．０ｍである
。

次に、本発明のタイヤのサイド部表面に露出するゴムを
構成するポリマーについて説明する。

従来の天然ゴム、ポリブタジェンゴム等のポリマーを基
本とした配合ゴムを用いた場合に、タイヤサイド部を薄
ゲージ化すると、内圧充填により伸張され、かつ走行転
勤時の屈曲変形増大によるサイド表面歪みが従来のタイ
ヤよりも大きくなるため、サイド部からリムフランジ上
部までのオゾンクラックの発生及び進展が促進され、外
観が劣る結果となる。

一方、ポリマー中のＣ＝Ｃ２重結合が少ない耐候性ポリ
マーＥＰＤＭを用いた配合ゴムをサイド表面層に配した
場合には、オゾンクランクの発生及び進展が抑えられ、
かつ老化防止剤やワックスの配合量も少なくて良いため
、それらに起因する変色もなく、良好なサイド外観を保
持することが可能となる。かかる場合に、サイドゴムと
しては、ＥＰＤＭを用いた１層構造でも良く、あるいは
表面をＥＰＤＭを用いたゴムとし、その内側に従来の天
然ゴム、ポリブタジェンゴム等のジエン系ポリマーのゴ
ムを配置した２層構造等とすることもできる。

また、耐サイドカツト性向上のため、サイド部の一部を
タイヤ周方向環状に厚く盛り上げた、いわゆるプロテク
トラインを付加することにより、サイド部の屈曲変形を
抑えて耐サイドカット性を向上させ、更に信顧性を増す
こともできる。

（実施例） 次に、本発明を実施例により説明する。

下記の第１表に示す配合処方（重量部）に従いサイドゴ
ムの配合を行い、サイズ１４５ＳＲ１３の各種テストタ
イヤを試作した。これらタイヤのカーカスプライコード
は、通常の方法により、各種繊維原糸を下撚り、上撚り
して撚り合わせた後、接着剤塗布、熱処理してデイツプ
コードとした。

また、このコードを第１図に示すようにコード上下の各
ゲージが各々デイツプコードゲージＤの１／２となるよ
うにブライコーティングゴムにて上下トッピングし、ゴ
ム付きシートを作成した。

尚、タイヤ作成時には、かかるカーカスプライコード１
枚を各々用いた。

テストタイヤのサイドゴムについては、上記配合の下に
、いろいろの厚さに調整した。

第１表 ＊３ジー０ トリルグアニジン 本実施例における各緒特性の測定は、下記のようにして
行った。

Ｔｂ　　　　　　びＥｂ タイヤから取り出したカーカスプライコードの表面のゴ
ムを、繊維を傷つけない範囲で、出来る限りハサミで取
り除いた後、ＪＩＳ　Ｌ　１０１７　　の強伸度測定法
に準じて、島津製作所（株）製オートグラフにて、破断
強力Ｔｂ（ｋｇ）および破断伸びＥｂ（％）を求めた。

かかるコード試料は、タイヤサイド部を中心とした２５
Ｃ１１試料長さで、引っ張り速度は３００ｓｍＺ分とし
、１０本の測定値の平均値を用いた。

タイヤクラウンセンター部をタイヤ周方向に沿ってきれ
いにカントして切り出したサンプルのカット面に物差し
を当てて５飄幅内に存在するコードの本数を０．５本単
位で求めた。これを、タイヤ周上３カ所について行い、
３つの数値を平均して求めＮ（本１５１）とした。

本来、打込み数としては、サイド部の打込み数を使用し
て比較すべきだが、サイド部からビード部に向かうにつ
れ単位幅当たりの打込みは密となり、数値を特定しにく
いため、代替値として、特定し易いタイヤクラウンセン
ター部で測定したものである。

また、カット面におけるコード断面のサイド厚さ方向の
外径Ｄ（第１図参照）をノギスを用いて０．０１１単位
まで測定した。コード１０本を測定した数値を平均して
求め、Ｄ（ｍ）とした。

タイヤサイド部を径方向にカットし、第２図に示すタイ
ヤサイドウオール最薄部におけるゲージを０．１間車位
まで測定した。かかる測定をタイヤ周上３カ所について
行い、３つの数値を平均し、Ｓ（鵬）を求めた。

４　　サイドカット テストタイヤを車両に装着し、第３図に示す高さ１２０
■、角部曲率２０ｍＨの垂直に切り立つた縁石に向かっ
て、速度１５）ｃｍ／時で進入角度１５″方向から乗り
上げた。同一テストタイヤにつきその内圧を３　ｋｇ／
ａ＊”からＯ，Ｉ　ｋｇ／ａｉ”づつさげて実施し、サ
イド部のカットバーストが発生した内圧Ｐ　（ｋｇ／ｃ
ｍ”　）を求めた。

内圧Ｐ以下では、サイド部がたわみ易くすべてカットバ
ーストが起きるので、Ｐが低ル）はと耐サイドカット性
が良好であり、逆にＰが高いほどサイドカットが起こり
易く、耐サイドカット性が悪いと判断した。コントロー
ルタイヤのＰ値をＰｏとし、このＰ、に対してテストタ
イヤのＰ値をＰ。

とした場合に、耐サイドカツト性指数Ｃは次式、験を行
って、サイド部のオゾンクラックを目視で比較して、大
、中、小、微小の４段階評価で比較ランク付けをした。

（２）−Ｊ〕ヨ１【色性 上記（５）項のオゾン噴霧ドラム試験終了タイヤのサイ
ド変色性を大、中、小にて目視比較した。

得られた結果を下記の第２表に示す。

尚、サイズ１８５／７０ＳＲ１４にて同様に各種テスト
タイヤを試作し、上述のようにして各種試験を行った。

これら結果も下記の第２表に示す。

で表すことができる。かかる試験は、３本の同一タイヤ
についてそれぞれ行い、３本の平均されたＰ値を基にし
て、指数Ｃを求めた。

５　サイドオゾンクー・・り 各テストタイヤについて、オゾン噴霧ドラム試第２表か
ら次のことがｉ認された。

従来例１のタイヤは、市販の構造と同じポリエステル繊
維コードをカーカス材として用いたもので、サイドゲー
ジも４．８　ｍと厚い。

一方、従来例１とカーカスプライ材、構造は同一で単純
にサイドゲージＳだけを１．５論薄くし３．３ｍとした
比較例１では、前述のとおり、耐サイドカント性指数Ｃ
が５７七大幅に劣る結果となった。このタイヤにおいて
、カーカスプライのコード材としてポリエステル繊維を
用いたまま、該コードの強力の高いものを試作し、耐サ
イドカット性が従来例１に匹敵するタイヤを試作してみ
たところ、１５００ｄ／２／２　（１５００ｄ原糸を下
撚りで２本合糸し、上撚りで更にその２本を撚り合わせ
たもの）の太糸コードを用いた比較例２でようやく耐サ
イドカツト性指数Ｃが従来例１と同等以上になることが
分かった。しかし、この場合、コード径は０．９４閣と
太く、サイドトータルゲージは４．２閣となって、本発
明で目的とするサイドの薄ゲージ、軽量タイヤは得られ
なかった。

これに対し、本発明に係る芳香族ポリアミド繊維である
ケプラー（Ｄｕｐｏｎｔ社製、商品名）を用いた実施例
１では、僅か７２０　ｄ／２という細いコードの使用で
、耐サイドカツト性指数１０２を得ることができた。こ
の際、コード径は０．４５ｍと細く、サイドトータルゲ
ージを２．５閣と大幅に薄くすることができた。尚、こ
の場合、輻当たりのタフネスＡは１８１５で、芳香族ポ
リアミド＃ａｍコードの場合には、ポリエステル繊維コ
ードと比較して、大幅に低いＡ値で、同等の耐サイドカ
ット性を得ることができることが分かった。これは、前
記芳香族ポリアミド繊維が耐コード破断性に優れている
という固有の特質に由来するものと考えられた。

また、比較例３では、実施例１と同一のケブラー７２０
　ｄ／２を用いて、打込み数Ｎを減少させたところ、耐
サイドカツト性指数は８９まで低下した。この際、幅当
たりのタフネスＡは１６４９であった。すなわち、芳香
族ポリアミド繊維コードを用いても、幅当たりのタフネ
スＡ値がある限算値以下では、十分な耐サイドカット性
は確保できないことが分かった。

一方、実施例２のように、ケブラー１０００ｄ／２を用
いた場合、サイドトータルゲージＳを２．１■まで極端
に薄くした場合でも、耐サイドカツト性指数Ｃは１００
となり、耐サイドカット性を確保できることが分かった
。

ところで、この実施例２のタイヤをオゾン噴霧ドラム試
験に供した後の耐オゾンクラック性については、従来例
１よりも大幅に劣り、サイド変色も大である。しかし、
実施例２のサイドゴムの配合系、すなわち第１表に示す
配合系アを、ゴム成分としてＥＰＤＭを含む配合系イに
実質的に置き換えた実施例３では、耐オゾンクラック性
レベルおよび耐変色性を従来例１よりも大幅に良いレベ
ルまで向上させることができることが分かった。

更に、比較例３の場合と同様に、実施例２でのコード打
込み数を減少させた比較例４では、幅当たりのタフネス
が十分でないため、耐サイドカット性が８８と従来例１
のコントロール対比劣る結果となった。

次に、サイズ１８５／７０ＳＲ１４の各種テストタイヤ
で行った各種試験の結果について考察する。

従来例２のタイヤは、市販の構造と同じポリエステル繊
維コードのカーカスプライを用いており、サイドゴムゲ
ージも５．８鵬と厚い。

一方、従来例２のコードの代わりに本発明に係るケプラ
ー繊維コードを用い、適当な打込み数を選んだ実施例４
では、サイドゲージＳを３．４閣まで大幅に薄くしても
、従来例２のコントロールと同等以上の耐サイドカット
性を確保することができた。このときのコード径は０．
５５閣であった。

また、カーカスプライ材のコードを、破断強力が高い高
強度ＰＶＡ繊維とした実施例５でも同様に耐サイドカッ
ト性は１０６となり、良好であった。

ところで、実施例５におけるサイドゴムの配合は、配合
系アの従来のジエン系ポリマーのみの配合系を用いたま
ま、サイドゲージを薄＜シたため、耐オゾンクラック性
は従来よりも劣り、かつ変色も大であった。

これに対し、実施例５のサイドゴムの配合系アを配合系
イに代えた実施例６では、実施例３と同様に、耐オゾン
クランク性および耐変色性が大幅に改良された。

更に、実施例７では、サイドゲージを４．０鵬に設定し
たときに、ケプラー１０００　ｄ／２を用いて、打込み
数１８．３本／　５　Ｃ１とした場合でも、耐サイドカ
ット性を確保することができることが分かった。

しかし、比較例５のように、実施例７の打込み数を１４
．３本／　５　Ｃ１まで落とすと、耐サイドカツト性指
数Ｃが９１となり、従来例２のコントロール対比劣る結
果となった。

ちなみに、実施例１〜７、比較例３〜５の１０例につき
、耐サイドカツト性指数ＣのサイドゴムゲージＳと、幅
当たりのタフネスＡに対する関係をプロットしたのが第
４図である０図中、各点の添数字が耐サイドカツト性指
数Ｃである。これらデータより、本発明に係る芳香族ポ
リアミド繊維コードまたは高強力ＰＶＡ繊維コードを用
いたカーカスプライでも、ＡがＳとの関係において、本
発明のＡ＞２７００−３６Ｏ３の関係を満たして初めて
十分な耐サイドカット性を確保できる関係にあることが
確かめられた。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明の空気入りラジアルタ
イヤにおいては、使用するカーカスプライコードの繊維
材質、その強伸度物性値と打込み数、サイド厚さの間の
ある一定の関係、及びコード直径の範囲を特定条件の下
に設定したことによって、軽量で、かつ道路の縁石や悪
路走行時におけるタイヤのサイドウオール部の耐カット
性に優れ、更に、タイヤサイド表面に露出するゴムの主
成分ポリマーを特定することにより、同時にオゾンクラ
ックなどに対する耐候性を損なわずに、サイド外観をも
良好に保持することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、空気入りラジアルタイヤのクラウンセンター
部におけるタイヤ周方向断面図、第２図は、空気入りラ
ジアルタイヤの径方向部分断面図、 第３図は、耐サイドカット性の試験に用いた縁石の断面
図、 第４図は、耐サイドカツト性指数ＣのサイドゲージＳと
幅当たりのタフネスＡに対する関係を示すグラフである
。 第１ 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、繊維コードがタイヤ周方向に対し、９０゜〜７５゜
   の角度をなす１枚のカーカスプライ層を有するラジアル
   タイヤにおいて、 その繊維コードが芳香族ポリアミド繊維ま たは原糸強度１４ｇ／ｄ以上の高強度ポリビニルアルコ
   ール繊維からなり、該タイヤから取り出したコードが次
   式、 Ａ＝（Ｔｂ×Ｅｂ）／２×Ｎ Ａ＞２７００−３６０Ｓ （式中、Ｔｂは破断強力（ｋｇ）、Ｅｂは破断伸び（％
   ）、Ｎはクラウンセンター部における打込み数（本／５
   ｃｍ）、Ｓはタイヤサイドウォール最薄部におけるサイ
   ドウォールトータルゲージ（ｍｍ）を示す）の関係を満
   たし、かつ該コードの直径Ｄが０．６ｍｍ以下であるこ
   とを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。 ２、タイヤサイドウォール部の表面層を構成するサイド
   ゴムのゴム成分として、エチレン・プロピレン・ジエン
   系三元共重合体を全ゴム成分１００重量部に対し１５〜
   ４５重量部含むゴム成分を用いた請求項１記載の空気入
   りラジアルタイヤ。 ３、タイヤサイドウォール最薄部におけるサイドウォー
   ルトータルゲージＳが４．０ｍｍ以下である請求項１又
   は２記載の空気入りラジアルタイヤ。 ４、タイヤサイドウォール最薄部におけるサイドウォー
   ルトータルゲージＳが２．０〜３．５ｍｍである請求項
   ３記載の空気入りラジアルタイヤ。