JPH04278813A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、重量の軽減、耐屈曲摩
耗及び耐疲労性の向上及び形状保持性と可撓性の保持を
目的として、熱可塑性樹脂と強化繊維からなる、複数本
の複合ロッドからなるタイヤ用ビードワイヤを用いたタ
イヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車業界は、燃費規制がさけばれてい
る昨今、エンジン自体の燃費性向上、車体重量の軽減に
取り組むとともに、タイヤの軽量化にも目を向け始めて
いる。タイヤを構成しているビードワイヤは、タイヤ全
体のうちで最も剛性の高い部分であるビードコアを形成
し、タイヤコードの端末を支え、コードの張力を受けと
めるとともに、リムとのはめ合いの確保に必要なタイヤ
内周の寸法精度を保つという役割を果している。現在は
材料として、高張力鋼線が用いられており、ゴムとの接
着を高めるために、しんちゅうメッキをしたものが大半
である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】鋼線を使ったビードワ
イヤは、鋼線の引張弾性率の強さを活かした優れた材料
であり、現在、大量にタイヤに用いられている。しかし
ながら、上記したように、自動車の燃費規制から、タイ
ヤの軽量化も必要であり、鋼線を他の材料に代替しよう
という試みがなされているが、軽量化、耐屈曲摩耗性、
耐疲労性、形状保持性及び可撓性を同時に満たす材料が
ない。

【０００４】

【課題を解決するための手段】引張り比弾性率が２５×
１０７　ｃｍ以上の複数本の連続した強化繊維束が熱可
塑性樹脂で含浸されてなる、相当直径が０．５〜５．０
ｍｍの断面を有し、該強化繊維束の体積分率が４０〜８
０％である複合ロッドを複数本撚り合わせるか、又は、
引き揃え状態にてビードワイヤーに使用したことを特徴
とするタイヤである。

【０００５】本発明でいう強化繊維束とは、繊維本数が
１０本以上３００００本以下で、素材は、ガラス繊維、
炭素繊維、アラミド繊維あるいは、ヘテロ環含有芳香族
ポリマーからなる繊維などが挙げられるが、これらの繊
維は、引張り比弾性率が２０×１０７　ｃｍ以上である
ことが必要であり、これらの繊維に限定されるわけでは
ない。これは、ビードワイヤとしての断面積を極力小さ
くし、軽量化の目的に沿い、かつタイヤ全体の構造を変
えないためである。引張り比弾性率（ｃｍ）とは引張り
弾性率（ｇ／ｃｍ２　）と比重（ｇ／ｃｍ３　）で除し
た値である。

【０００６】熱可塑性樹脂とは、ナイロン６、ナイロン
６６、ナイロン４６、ポリエステルなどが好ましいが、
これらに限定されるわけではない。熱可塑性樹脂を用い
ることにより、耐屈曲摩耗性及び耐疲労性を高めること
ができる。これらの強化繊維束と熱可塑性樹脂からなる
複合ロッドにおいて、強化繊維束は、熱可塑性樹脂で、
含浸されている。また複合ロッドの軸方向に複数の強化
繊維の単繊維が平行的に配列されている。

【０００７】複合ロッドの断面の典型的な形状は円形で
あるが、これが楕円であったりしていてもよい。断面の
大きさはその相当直径が０．５ｍｍ以上５．０ｍｍ以下
であることが必要である。相当直径とは、その断面積Ｓ
より下式によって求められる。

【０００８】

【数１】 相当直径が５．０ｍｍより大の場合、複合ロッドの可撓
性及び耐屈曲疲労性が損われる。また相当直径は、０．
５ｍｍ以上が取扱い上の容易性の点などから好ましい。 強化繊維の複合ロッド中の占める体積分率は、４０％以
上８０％以下が好ましい。４０％より小さい場合強化効
果が不十分であり、８０％より大きい場合には、均一な
強化繊維の含浸被覆が困難になり、ビードワイヤとして
の特性を保持しなくなる。

【０００９】複合ロッドは、ビードワイヤーとしての所
望の引張り比弾性率などを得るように、撚り合わされる
か、又は引き揃えられ、ビードワイヤとして使用される
。引き揃えて使用する場合には、集合体としての形態を
保持するために部分融着などの処理を施すことが好まし
い。

【００１０】さらに、ゴムとの接着性が乏しい場合が一
般的であるので、その場合には複合ロッドに表面処理を
施す。この際の処理剤の弾性率は、熱可塑性樹脂の弾性
率以下で、硬質ゴムの弾性率以上であることが、複合ロ
ッドとゴムとの接着の点から好ましい。その一例として
、レゾルシン・ホルマリン・ラテックス（ＲＦＬ）が挙
げられる。この処理を施すのは、複合ロッドを撚り合わ
せるか、又は引き揃える工程を通した后、連続的又は、
非連続的に実施することが好ましい。しかしながら、接
着性能、剛直の程度などを考慮して決めることが大切で
ある。又、ＲＦＬと、複合ロッドを構成する熱可塑性樹
脂との接着性が悪いときには、あらかじめ複合ロッドに
前処理を実施する。いずれの場合にも、ＲＦＬの付着量
は、複合ロッドの重量比の数％程度が好ましい。 しかし、これはビードワイヤがタイヤを構成する一構成
品として、要求される性能を満足することが前提であり
、必ずしもこの付着量に限定されるものではない。

【００１１】次に、本発明の複合ロッドを製造するため
の典型的な例について以下説明する。直径１３μｍの連
続したガラス繊維マルチフィラメントとナイロン６６マ
ルチフィラメントの半延伸糸とを体積比率で１：１にな
るように混繊を行い、８０００デニールの混繊糸を得る
。該混繊糸を２６０℃に加熱した後、図１および図２に
模式的に示すロールを通して張力下で２０ｍ／分の速度
で引き取る。図２は図１のロールのＡ−Ａ′断面である
。このようにして、断面が円形状の複合ロッドを得るこ
とができる。

【００１２】又、複合ロッドを得る他の製造方法として
、以下説明する方法も有効である。引張り比弾性率が２
５×１０７　ｃｍ上の強化繊維束を開繊薄層化させ、図
３に示す装置にて溶融した熱可塑性樹脂を圧入させたチ
ャンバー（図４）内を通過させ、該樹脂を該繊維束に含
浸させた後、引き取り、必要に応じて冷却ダイを通過さ
せることにより、含浸性の優れた複合ロービングを得る
ことができる。図４に示すチャンバーは、ヒーターにて
所定の温度に加熱してあり、該チャンバー内に供給され
る溶融熱可塑性樹脂も所定温度に加熱されたものを、定
量供給装置にて、該チャンバーへ供給される。

【００１３】

【実施例】以下に本発明の実施例を示し、本発明を具体
的に説明する。 実施例１ 引張り比弾性率が３０×１０７　ｃｍである直径１３μ
ｍの連続したガラス繊維マルチフィラメント（ロービン
グ）と硫酸溶液による相対粘度２．５のナイロン６６マ
ルチフィラメントの半延伸糸とを１：１の体積比率で混
繊を行い、８０００デニールの混繊糸を得た。該混繊糸
１本を緊張下で２６０℃まで加熱した後、図１および図
２に模式的に示すローラを通して張力下で２０ｍ／分の
速度で引き取った。図２は図１のロールのＡ−Ａ′断面
である。こうして得た、相当直径０．９ｍｍの複合ロッ
ドを４本撚り合わせた後、ＲＦＬ処理を施したものをビ
ードワイヤに使用したタイヤを製造した。該ビードワイ
ヤは可撓性と形状保持性に優れ、又、耐屈曲摩耗性及び
耐疲労性にも優れたものであった。勿論、従来のスチー
ルのビードワイヤ使いのタイヤに比べて、軽量であった
。

【００１４】実施例２ 引張り比弾性率が１３０×１０７　である炭素繊維マル
チフィラメント（１２Ｋトウ）を強化繊維束として用い
、図３に模式的に示す装置にて、硫酸溶液による相対粘
度２．５のナイロン６６を該強化繊維束に含浸させ、複
合ロッドを得た。そのロッドの強化繊維束の体積分率は
６０％で、直径は０．９７ｍｍであった。図４に示すチ
ャンバー及び図３中の溶融樹脂供給装置は、ヒーターに
より２６０℃に加熱した。又、該チャンバーの出口ダイ
の寸法は、０．９６ｍｍの直径を有する円型である。該
出口ダイから引取られた複合ロッドは、同じく図３に示
す冷却ダイを通過後、ワインダーにて、４０ｍ／分の巻
取り速度にて、巻取られた。なお冷却ダイは、その入口
部にて、水を供給できる方式となっており、その水が、
複合ロッド表面を冷却する働きと、冷却ダイ内での潤滑
作用の働きをすることにより、比較的高速度にての複合
ロッド引取りを可能にしている。得られた複合ロッド３
本を引き揃えて、約８ｃｍ間隔で、熱ウエルダー処理を
実施し、複合ロッドを構成しているＮｙ６６樹脂同志を
熱融着させた。

【００１５】該熱融着複合ロッドにＲＦＬ処理を施した
ものをビードワイヤに使用したタイヤを製造した。該ビ
ードワイヤは、実施例１と同様にビードワイヤ特性の優
れたものでありかつ、タイヤの重量軽減に寄与するもの
であった。

【００１６】

【表１】

【００１７】

【表２】

【００１８】

【発明の効果】本発明によれば、形状保持性と可撓性に
優れ、かつ耐屈曲摩耗性と耐疲労性に優れたビードワイ
ヤを使用するため燃費向上に寄与することができるタイ
ヤの軽量化を実現することができる。又、鋼線を使った
ビードワイヤに比べて切断性に優れるため、廃棄の際の
処理も簡単である。

【図面の簡単な説明】

【図１】熱可塑性繊維と強化繊維の混繊糸を加熱して熱
可塑性繊維を溶融し、強化繊維に含浸させて複合ロッド
を製造する装置（混繊糸法）の加熱ロールの側面図であ
る。

【図２】図１における加熱ロールのＡ−Ａ′断面図であ
る。

【図３】強化繊維を溶融熱可塑性樹脂中を通過させて複
合ロッドを製造する装置（メルト圧入法）の全体図であ
る。

【図４】図３中の圧力チャンバーの詳細図を示す。

【符号の説明】

１　　混繊糸 ２　　加熱ロール ３　　加熱ロールの嵌合部の溝 ４　　強化繊維供給装置 ５　　供給ローラ−１ ６　　供給ローラ−２ ７　　開繊装置−１ ８　　開繊装置−２ ９　　熱可塑性樹脂溶融装置 １０　　圧力チャンバー １１　　引取りローラ １２　　強化繊維束 １３　　入口部 １４　　溶融熱可塑性樹脂入口部 １５　　溶融熱可塑性樹脂 １６　　出口部 １７　　冷却ダイ １８　　複合ロッド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　引張り比弾性率が２５×１０７　ｃｍ
   以上の複数本の連続した強化繊維束が熱可塑性樹脂で含
   浸されてなる、相当直径が０．５〜５．０ｍｍの断面を
   有し、該強化繊維束の体積分率が４０〜８０％である複
   合ロッドを複数本撚り合わせるか、又は引き揃え状態に
   てビードワイヤーに使用したことを特徴とするタイヤ。