JPH0473232A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、高強度、高耐久性繊維により補強された優れ
た耐久性、特には優れた高速耐久性を有する空気入りタ
イヤに関するものである。

（従来の技術） ポリエチレンテレフタレート繊維を代表とするポリエス
テル繊維は、高強力・高弾性率の特徴をもっているため
、各種産業資材用として広く用いられており、特に、タ
イヤコード、伝動用ベルト、搬送用ベルトなどのゴム補
強材として有用であるとされてきた。その中でも特に、
かかるポリエステル繊維は高強力・高弾性率の特性を活
かして、タイヤ補強用コードとして乗用車用ラジアルタ
イヤのカーカス材としてこれまで多用されてきた。

しかし、ポリエステル繊維は一般にゴム中での耐熱性に
劣る。すなわち、高温下のゴム中では、ゴム中の水分や
アミン化合物の作用によって、ポリエステル繊維のエス
テル結合部が切断され、強力低下を引き起こすことにな
る。また、ゴムとの接着性にも劣り、特に、高温雰囲気
下に長時間繰り返し暴露されるとゴムの接着性が著しく
低下し、剥離問題が起こる。従って、軽トラツクよりも
大型のトラックやバス用ラジアルタイヤのカーカス材と
して用いると、自動車走行時の発熱か大きくかつタイヤ
内に熱が蓄積され易いために、ポリエステル繊維は熱劣
化して強力が低下し、またゴムとの接着力を失い、剥離
してしまう問題があった。

そこで、ポリエステル繊維のゴム中での耐熱性を改良し
、高温下での接着性を改良することが求められてきた。

従来から、ポリエステル繊維の欠点である接着性を改良
しようとする試みが数多く提案されて来ており、その一
つとして、ポリエステルの表面をポリアミドで被覆する
方法が知られている。例えば、特開昭４９−８５３１５
号公報には、ポリエステルを芯部として６−ナイロンを
鞘部とした芯鞘複合構造の繊維の製造方法が開示されて
おり、それぞれの成分のポリマーの重合度及び芯部ポリ
マーの割合か特定されている。

また、特公昭６２−４２０６１号公報にも同様に、芯部
にポリエステル、鞘部にポリアミドを配した芯鞘複合構
造のフィラメント繊維からなるゴム補強用繊維が開示さ
れており、ポリアミド鞘部成分が７０〜３０重量％で、
かつその表面にエポキシ系接着剤が付着されていること
か記載されている。

特開平１−９７２１１号公報では、芯鞘複合構造のフィ
ラメント繊維において、芯部にポリエステル、鞘部に６
６／６Ｔコポリアミドを使用し、６６／６Ｔコポリアミ
ドにおけるヘキサメチレンジアンモニウムテレフタレー
トの共重合割合が５重量％以上、好ましくは１０〜４０
重量％であれば、芯部ポリエステルと鞘部６６／６Ｔコ
ポリアミドとの境界接着力か改良できるということが記
載されている。

特開平１−９７２１２号公報では、芯部ポリエステルと
鞘部ヘキサメチレンアンモニウムテレフタレートポリア
ミドとを高配向・高結晶繊維構造にすることにより、界
面接着性が向上し、芯鞘複合構造のフィラメント繊維の
改良が図れることか記載されている。

特公昭４９−８５３１５号公報や特公昭６２−４２０６
１号公報には、ポリエステルの短所であるゴムとの接着
性を鞘部にポリアミドを使用することにより改良し、更
にこれによりアミン分解をも抑えられるという効果があ
ることが記載されている。

（発明が解決しようとする課題） 上述した特開平１−９７２１１号公報や特開平１９７２
１２号公報などでは、いずれも芯鞘複合構造のフィラメ
ント繊維における芯部ポリエステルと鞘部ポリアミドと
の境界接着性を改良しているが、今日のタイヤへの適用
を考えた場合、さらなる改良が望まれている。

すなわち、前記特開昭４９−８５３１５号公報などで提
案されている芯鞘複合構造のフィラメント繊維は、鞘部
のポリアミド成分によりゴムとの接着性を改良し、芯部
のポリエステル成分によってモジュラスや寸法安定性を
保持することで、確かにゴムとの接着性は十分に改良さ
れるものの、モジュラスや寸法安定性は鞘部のポリアミ
ド成分が多くなると低下してしまうことになる。すなわ
ち、芯部と鞘部との分離破壊を起こさないようなポリア
ミドの厚さにするとポリエステル繊維の有するモジュラ
スと寸法安定性が十分に保持できなくなることが判明し
た。

そこで、本発明の目的は、上記課題を克服し、ゴム接着
性に優れ、ポリエステルと同等レベルの高弾性と寸法安
定性とを有する優れた芯鞘複合構造の繊維で補強された
空気入りタイヤを提供することによる。

（課題を解決するための手段） 本発明者は、前記課題を解決するために、鋭意研究した
結果、芯鞘複合構造を有するフィラメント繊維の芯鞘界
面に、芯鞘材が相互に分散混合された中間層を形成させ
、芯部のポリエステルの特長が活かされたフィラメント
からなる複合繊維を開発し、かかる繊維により補強され
たタイヤか優れた耐久性を有することを見い出し、本発
明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、芯部と該芯部の周囲を包む異なる
ポリマーの鞘部とから構成された芯鞘複合構造を有する
フィラメントであって、該芯部が実質的にエチレンテレ
フタレート単位を主成分とするポリエステル（ＰＥＴ）
て、該鞘部がポリアミド成分からなり、ポリエステル（
ＰＥＴ）の占める割合か全体の３０〜７０重量％であり
、更に該芯部と鞘部との間に、ポリエステルとポリアミ
ドが重量比で３０　：　７０〜７０　：　３０の割合で
相互に混合分散された中間層をもち、該中間層の厚さが
フィラメント径に対して１０〜３０％の範囲で、かつ鞘
部の厚さが１×１０’−’ｃｍ〜７．５　×１０−４ｃ
ｍを満足する、５〜２０デニル（ｄ）のフィラメントで
構成される有機繊維コードをタイヤのベルト層および／
またはベルトキャップレイヤー層に適用したことを特徴
とする空気入りタイヤに関するものである。

また本発明は上記有機繊維コードをカーカスプライ材に
適用したことを特徴とする空気入りタイヤに関するもの
である。

前記の芯鞘複合構造を有するフィラメントにおいて、前
記最内層を形成するポリエステル成分は、極限粘度〔η
〕か０．８以上、複屈折が１６０　Ｘ　１０−’〜１９
０　ｘ　ＩＦ”、密度１．３９０ｇ／　ｃｍ　３以上の
特性を有することが好ましい。

また、前記最外層を形成するポリアミド成分は硫酸相対
粘度（ηγ）が２．８以上、複屈折か５０×１０−３以
上であることが好ましい。

更に、前記芯鞘複合構造を有するフィラメント繊維の強
度は７．０ｇ／ｄ以上、伸度は２０％以下、初期引張り
抵抗度は６０ｇ／ｄ以上、１５０°Ｃ乾熱収縮率は７％
以下であることが好ましい。

本発明に係る芯鞘複合構造を有するフィラメントの芯成
分は実質的にエチレンテレフタレート単位からなるポリ
エステルである。ポリエチレンテレフタレートポリマー
の物理的、化学的特性を実質的に低下させない程度、例
えば１０重量％未満の共重合成分を含んでいてもよい。

共重合成分としてはイソフタル酸、ナフタレンジカルボ
ン酸、ジフェニルジカルボン酸等のジカルボン酸、及び
プロピレングリコール、ブチレングリコール等のジオー
ル成分やエチレンオキサイド等を含んでいてもよい。

かかる繊維の強度として、好適範囲である７、０ｇ／ｄ
以上を得るためには、芯成分のポリエチレンテレフタレ
ート繊維の極限粘度〔η〕は０．８以上、好ましくは０
．９以上と高粘度となる。

また、優れたゴム中耐熱性を得るためには、芯部の主成
分であるポリエステルのカルボキシル末端基は２０当量
／１０’ｇ以下であることが好ましい。

また、鞘成分であるポリアミドは、ポリカプラミド、ポ
リヘキサメチレンアジパミド、ポリテトラメチレンアジ
パミド、ポリへキサメチレンドデカミド、ポリへキサメ
チレンドデカミド等の通常のポリアミドからなり、上記
ポリマーをブレンドまたは一部共重合したポリマーも用
いることができるが、特にはポリヘキサメチレンアジパ
ミドが好ましい。

（作　用） 本発明に係るフィラメントにおいて、前述のように芯部
と鞘部の境界層に中間層を設けたことにより、芯材の割
合を５０重量％以上とすることができる結果、芯材の効
果を十分に発揮でき、かつ芯部と鞘部との剥離を十分に
抑えることができるようになった。

すなわち、鞘部の厚さが７．５　×１０−４ｃｍを超え
る場合には、本質的に、上記中間層がなくとも芯部と鞘
部との剥離は起こり難いか、鞘部の厚さを７．５×１０
’ｃｍ以上とし、かつ芯部の割合を５０重量％以上とす
ると、フィラメントの太さを２０ｄ以上としなければな
らなくなる。しかし、フィラメントの太さが２０ｄを超
えると耐屈曲疲労性が悪くなる。

フィラメントの太さは、好ましくは６〜１５ｄである。

かかる中間層の芯材と鞘材との混合分散割合は重量比で
芯材／鞘材＝　３０／７０〜７０／３０の範囲内が良く
、これ以外の範囲では芯鞘材のからみ合いが芯材もしく
は鞘材の一方にかたより結合か低下する。好ましくは、
４０／６０〜６０／４０の範囲内とする。

一方、鞘部の厚さがＩ　Ｘ　１０−４ｃｍ未満では鞘部
の割合が少なくなり過ぎ、鞘部の部分が薄くなり過ぎて
芯鞘間に中間層を作ることがむずかしくなり、また構成
するフィラメン）・は５ｄ以下となると、芯鞘複合構造
を生せしめるための口金が困難となり、芯材材の偏心も
起こり、結果として鞘部の厚さの不均一が起こるので、
好ましくない。

上述のことから、本発明に係るフィラメントの上記中間
層は芯材／鞘材＝４０／６０〜６０／４０の範囲内の重
量比で、かつ鞘部の厚さが１Ｘ１０’ｃｍ〜７．５Ｘ１
０’ｃｍで、しかもフィラメント太さが５〜２０ｄの範
囲内のときに、芯材の効果が十分に発揮され、耐屈曲疲
労性および耐芯鞘剥離性の向上効果が得られることにな
る。

また、本発明に係る芯鞘複合構造のフィラメント繊維の
芯成分の割合は３０〜７０重量％であることを要するが
、この理由は芯成分が３０重量％未満では目的とする複
合繊維としてのモジュラス及び寸法安定性を従来のポリ
エステル繊維のレベルにすることができず、一方、芯成
分が７０重量％を超えると、中間層及び鞘部が薄くなり
、複合繊維とゴムとの接着性、ゴム中耐熱性等の改良が
十分には達せられないからである。

更にまた、本発明に係るフィラメント繊維はポリエステ
ル芯成分とポリアミド鞘成分がいずれも高度に配向、結
晶化していることが好ましい。すなわち、ポリエステル
芯成分繊維の複屈折は托ＯＸ　１０−３〜１９０Ｘ　１
０−”であることか好ましいが、この理由は１６０Ｘ１
０〜３未満では複合繊維の強度７．０ｇ／ｄ以上、初期
引張り抵抗度６０ｇ／ｄ以上を同時に達成することがで
きす、一方１９０　ｘｌＯ’を超えると寸法安定性及び
耐疲労性の改良かされないからである。

一方、ポリアミド鞘成分繊維の複屈折は好ましくは５０
　Ｘ　１０−３以上、更に好ましくは５５Ｘ１０’以上
の高配向であるか、この理由は複屈折が５０　Ｘ　１０
−’未満では高強度で高い初期引張り抵抗度を有する複
合繊維は得られないからである。

上記によって特徴づけられる本発明に係るフィラメント
繊維は７．０ｇ／ｄ以上の高強度、６０ｇ、／ｄ以上の
初期引張り抵抗度を有し、伸度は２０％以下である。よ
り好ましい繊維特性は強度８　ｇ／ｄ以上、初期引張り
抵抗度７０　ｇ　／　ｄ以上、伸度は８〜１６％であり
、これは前記条件を適正に組合せることによって達せら
れる。

（実施例） 次に本発明を実施例および比較例により具体的に説明す
る。

オルトクロロフェノール（２５８Ｃ）中で測定した固有
粘度（１，Ｖ）が０．９であるポリエチレンテレフタレ
ート（ＰＥＴ）チップと、硫酸中の相対粘度が２．３で
あるポリへキサメチレンアジパミド、すなわち６ローナ
イロン（６６−Ｎｙ）チップとを原料として、特公昭４
４−１８３６９号公報に記載された紡糸設備と類似の設
備を用い、ＰＥＴを芯部、６６−ＮＹを鞘部とし、中間
層としての、芯部と鞘部の混合層は予め混合しておき、
これらを口金内で複合する方法でフィラメントを作成し
た。この場合、紡糸口の穴の径及びポリマー吐出量を調
節して、ＰＥＴ　／（ＰＥＴ＋６６Ｎｙ）／６６Ｎｙの
重量比をコントロニルした。

得られたフィラメントは第１図に示すような断面構造を
有した。図中、１は芯部、２は中間層、３は鞘部を夫々
示す。かかるフィラメントのＰＥＴの１、■及びＰＥＴ
　／６６−Ｎｙ重量比の測定を次の方法により行なった
。

ＰＥＴの１．Ｖの測定は、キ酸によりフィラメントから
６６−ＮＹ層（鞘部）を溶解除去した後、ＰＥＴの１、
Ｖをオルトクロロフェノール（２５°Ｃ）中で測定した
。同時に、各芯部及び鞘部の重量を測定し、重量比を求
めた。

上述のようにして製造したフィラメントより構成された
コードを、第２図に示す１９５／７０Ｒ１４サイズのラ
ジアルタイヤのコード８層１４のコートとして使用した
。このタイヤは、カーカスコード層１２の上にベルト層
としてコートＡ層１３、更にその上にコード８層１４で
補強されている。尚、図中、１１はビード部である。コ
ード８層のコート埋込み本数は１５０本／　５　ｃｍと
し、またコードＡ層としてスチールコード（Ｉ　Ｘ　５
　Ｘｏ、　２３ｍｍ）を用いた。

また、カーカスコード層（プライ層）は、ポリエチレン
テレフタレート（ＰＥＴ）コード（１５００ｄ／３、３
０Ｘ３０）の１層構造とした。

更に、コー１”Ｂ層は、第１表に示す試作種のフィラメ
ント（芯／鞘−ＰＥＴ／６６−ＮＹ）で構成されたコー
トをそれぞれ用いた。

これら試作タイヤにつき、以下に示す方法で部材の特性
及びタイヤ性能（高速テスト）を評価した。得られた結
果を第１表に示す。

接着力 ゴム中にコードを埋め込み、加硫後、コードを取り出す
ときの剥離抗力をＪＩＳ　−に−６３０１に準じて求め
た。ただし、使用したゴムは第２表の配合を用いた。

高速テスト 米国規格のＭＶＳＳＮｏ、１０９のテスト方法に準じ、
ステップスピード方式にて行い、８　ｋｍ／時にて３０
分毎にスピードを増して故障するまで行い、故障したと
きの速度（ｋｍ　／時）及び時間（分）を測定した。

第 表 第１表から分かるように、芯鞘複合構造のフィラメント
の中間層における芯鞘成分の分散混合の割合を重量比で
芯／鞘＝　１０／９０〜９０／１０の範囲で検討したと
ころ、芯鞘成分の分散混合比か５０１５０のときに最も
接着力および高速耐久性の改善効果か認められ、どちら
の成分が増しても、かかる効果は低減する方向にあった
。結果として芯／鞘３０／７０〜７０／３０の範囲内で
上記改善効果か認められた。

次に、鞘部の厚さｌによる効果については、芯鞘境界面
の中間層の存在により、より薄い鞘部で噴着力、高速耐
久性の改善効果が見られた。しかし、厚さが１．０　ｘ
ｌＯ’Ｃｍ以下になると、かかる効果が低減する傾向に
あり、芯鞘中間層を設けた効果か少な（なると考えられ
る。

したがって、芯鞘成分の中間層がある場合の鞘部の厚さ
ｌは、Ｉ　Ｘｌ０−’ｃｍ〜７．５　ＸＩＯ’ｃｍの範
囲で効果が認められ、特に、２．ＯＸｌ０−’ｃｍ　〜
６．ＯＸＯ−’ｃｍの範囲で改善効果か顕著である。

施例４〜８．比較例４ 実施例１と同じ方法によって得られた芯鞘複合構造のフ
ィラメントよりなるコードを使用して単位幅（５ｃｍ）
当りのコート本数（打込み数）が５０本になるようにト
ッピングを行い、これをカーカスプライ層として、１０
００　Ｒ２０サイズのトラック、バス用ラジアルタイヤ
を作成した。この場合、カーカスプライは５層とし、そ
のうち３プライはビードワイヤの周りに内側から外側へ
折り返し、外側の２プライは外側から内側へ折り返した
。得られたタイヤを次の方法で試験した。

ロングラン・ドラム試験 試験タイヤを直径３．５ｍのドラムに正規内圧の１２０
％の負荷の条件下にかけて速度６０ｋｍ　／時で７．０
万す走行させ、次にタイヤよりカーカスコードを採取し
、ショルダ一部及びビード部の該コードの強力を測定し
、低い方の値を未走行時のコード強力値で除した百分率
値を残強力保持率として示した。

試験結果を第２表に示す。

第３表から分かるように、芯鞘複合構造においては、フ
ィラメントデニールが大きくなると、耐疲労性か低下し
、フィラメントデニールが２０ｄ以上になると、比較例
４のＰＥＴ　１００％のフィラメントデニール６よりも
耐疲労性が悪くなる。したがって、芯鞘複合構造を有す
るフィラメントのデニールの上限は２０ｄとなることが
分かる。

以上の結果、中間層における芯／鞘の重量比と、鞘の厚
さｌと、フィラメントデニール数との関係から、好適範
囲を示したのが第３図である。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の空気入りタイヤにおいて
は、ベルト層もしくはカーカス層の補強コードとして、
芯鞘複合構造を有するフィラメントにおいて芯材と鞘材
とが分散混合された中間層のあるものを用いたことによ
り、鞘部が薄くとも芯鞘ポリマー界面の剥離が抑制され
る結果、耐久性、特に高速耐久性を顕著に改善すること
ができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の空気入りタイヤの補強用繊維コート
のフィラメントの断面図、 第２図は、本発明の一例空気入りタイヤの断面略図、 第３図は、芯鞘複合構造を有するフィラメントのフィラ
メントデニールと鞘部の厚さと芯／鞘型量比との関係を
示すグラフである。 ｌ・・・芯部　　　　　　２・・・中間層３・・・鞘部
　　　　　　１１・・・ビード部１２・・・カーカスコ
ード層 １３・・・コードＡ層　　　１４・・・コードＢ層第１
図 ＠２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、芯部と該芯部の周囲を包む異なるポリマーの鞘部と
   から構成された芯鞘複合構造を有するフィラメントであ
   って、該芯部が実質的にエチレンテレフタレート単位を
   主成分とするポリエステルで、該鞘部がポリアミド成分
   からなり、ポリエステルの占める割合が全体の３０〜７
   ０重量％であり、更に該芯部と鞘部との間に、ポリエス
   テルとポリアミドが重量比で３０：７０〜７０：３０の
   割合で相互に混合分散された中間層をもち、該中間層の
   厚さがフィラメント径に対して１０〜３０％の範囲で、
   かつ鞘部の厚さが１×１０＾−＾４ｃｍ〜７．５×１０
   ＾−＾４ｃｍを満足する、５〜２０ｄのフィラメントで
   構成される有機繊維コードをタイヤのベルト層および／
   またはベルトキャップレイヤー層に適用したことを特徴
   とする空気入りタイヤ。 ２、請求項１記載の有機繊維コードをカーカスプライ材
   に適用したことを特徴とする空気入りタイヤ。