JPH059831A - ゴム補強用ポリエステル繊維接着処理コード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ゴム補強用ポリエステル繊維接着処理コード
において、高弾性でありながら低荷重下での伸度が高
く、かつ寸法安定性に優れたものとして、空気入りラジ
アルタイヤのカーカスプライに使用した場合には乗り心
地性、タイヤのユニフォミティーおよびタイヤサイド部
の外観性が良好に維持されるようにする。 【構成】 コードの 0.5ｇ／ｄ荷重下における伸度が
1.1％以上、2.25ｇ／ｄ荷重下における伸度が 5.8％以
下、および50ｇ初期荷重下30分間 177℃における乾熱収
縮率が 2.1％以下である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はゴム補強用ポリエステル
繊維接着処理コードに関し、更に詳しくは高弾性であり
ながら低荷重下での伸度が高く、かつ寸法安定性に優れ
ており、ゴム補強材として好適なゴム補強用ポリエステ
ル繊維接着処理コードに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、ゴム補強用繊維コードは、空気入
りタイヤ、コンベヤーベルト、Ｖ−ベルトホース等の補
強用として広範囲に使用されており、かかる補強用の有
機繊維としてはレーヨン、ポリアミドおよびポリエステ
ルの各繊維が良く知られている。これら有機繊維は、例
えば、ゴム補強材の代表的用途である自動車用タイヤの
カーカスプライ材として好適に用いられるが、上記有機
繊維のうちレーヨン繊維については原料資源の問題、製
造工程での悪臭、汚水処理等の問題から、その使用は現
在のところ限界に来ている。一方、ポリアミド繊維は、
耐久性は優れているものの、クリープ性および寸法安定
性に劣り、またタイヤに用いた場合にはフラットスポッ
トの発生などの問題がある。

【０００３】このため、近年、ラジアルタイヤの補強材
としては、ポリエステル繊維が主流となってきており、
ポリエステル繊維の高強度化、高弾性化、低収縮化、あ
るいは耐熱性および耐疲労性の向上・改良技術は今日数
多く提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】最近の乗用車の高級
化、ユーザーニーズの高度化、高品質指向は、一段と厳
しくなっており、特に高級化された乗用車の乗り心地性
の改良要求、タイヤの不均一性（真円性のくずれ等）か
ら発生する振動やブレの大きさの改良要求およびタイヤ
外観上特に目立ちやすいサイド部分の凹凸レベルの改良
要求が高まってきている。これら３点の改良要求は同時
に満たされなければならないが、従来のポリエステル繊
維コードの場合、これら改良要求の１つまたは２つまで
を同時に満たすことは可能であったが、３つを同時に満
たすことは不可能であった。

【０００５】そこで本発明の目的は、高弾性率でありな
がら低荷重下での伸度が高く、かつ寸法安定性に優れて
おり、空気入りラジアルタイヤのカーカスプライに使用
した場合には乗り心地性に優れ、タイヤのユニフォミテ
ィーを示す基準である、使用者に体感性の高いラジアル
フォースバリエーション（以下ＲＦＶと略記する）の値
が小さく、更にタイヤサイド部に凹凸がなく外観を良好
に維持することのできるゴム補強用ポリエステル繊維接
着処理コードを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決すべく、先ずゴム補強用ポリエステル繊維接着処理
コードの物性と、ラジアルタイヤの中で最近特に要求の
高い性能との関係を調べたところ、タイヤの乗り心地性
能は接着処理コードの 0.5ｇ／ｄ荷重下での伸度が高い
程良くなり、タイヤのユニフォミティーは当該コードの
乾熱収縮率が小さい方が良好であり、またタイヤの外観
上特に問題となるタイヤサイド部の凹凸は当該コードの
2.25ｇ／ｄ荷重下での伸度が低くないと目立ってしまう
との関係を見い出し、更に、これら３つのタイヤ要求性
能を同時に満足させるべく、接着処理コードの１次構
造、２次構造、高次構造およびこれらと、タイヤ性能に
対応する上記コード物性との関係を均衡を図りながら厳
しく限定することにより上記３つの要求性能を同時に満
足し得ることを見い出し、本発明を完成するに至った。

【０００７】すなわち、本発明のポリエステル繊維より
なるゴム補強用接着処理コードは、該コードの 0.5ｇ／
ｄ荷重下における伸度が 1.1％以上、2.25ｇ／ｄ荷重下
における伸度が 5.8％以下、および50ｇ初期荷重下30分
間 177℃における乾熱収縮率が 2.1％以下であることを
特徴とするものである。

【０００８】本発明のゴム補強用ポリエステル繊維接着
処理コードは、例えば以下のような手法によって得るこ
とができる。先ず、原糸製造工程における固相重合ポリ
マー（相対粘度1.51) を紡糸口金下、10〜60℃のガス雰
囲気にて急冷し、この際、紡糸速度を6000〜7000ｍ／
分、延伸倍率を1.20〜1.36の最適範囲内に選定する。次
いで、製糸された原糸を下撚りし、これら２本を、上撚
りする。この撚係数αは0.36＜α＜0.60の範囲内におい
て最適値を選定する。ここで、αは次式 α＝Ｎ×｛√(0.139×Ｄ／ρ) ｝×10^-3 （式中のＮはコード10cm当たりの撚数、Ｄはコードのト
ータルデニールの1/2 、ρは繊維の比重を示す) で表わ
される。このようにして得られたコードには次の条件に
て接着熱処理を施す。

【０００９】先ず、乾燥ゾーンの処理温度を 170℃、処
理時間を 120〜160 秒間とし、またヒートセットゾーン
およびノルマライジングゾーンの処理温度を各々 254〜
260℃、処理時間を各々60〜80秒間とし、更にヒートセ
ットゾーンのコード張力を0.30〜0.80ｇ／ｄ、ノルマラ
イジングゾーンのコード張力を0.08〜0.20ｇ／ｄの範囲
内に設定し、これにより所望のコード物性値を得ること
ができる。

【００１０】

【作用】次に、本発明のポリエステル繊維接着処理コー
ドの特徴を図１に示す該コードの伸度−応力の曲線（Ｓ
−Ｓ曲線）によって説明する。図１中のｍの曲線は、本
発明のポリエステル繊維接着処理コードの伸度−応力Ｓ
−Ｓ曲線である。これに対し、図１中のｎおよびｌの曲
線は、従来のタイヤ補強用コードとして用いられている
ポリエステル繊維接着処理コードのＳ−Ｓ曲線である。
これらｎおよびｌの曲線は、 0.5ｇ／ｄ荷重下での伸度
を 1.1％以下、即ちＢ−Ｃ間を通るように設定すると2.
25ｇ／ｄ荷重下での伸度が 5.8％以下とはならず、即ち
Ｄ−Ｅ間を通らずに 5.8％を超えるＥ−Ｆ間を通るよう
になってしまい、また逆に、2.25ｇ／ｄ荷重下での伸度
を 5.8％以下、即ち曲線がＤ−Ｅ間を通るように設定す
ると、 0.5ｇ／ｄ荷重下での伸度が 1.1％以下、即ち曲
線がＢ−Ｃ間を通らずに、Ａ−Ｂ間を通るようになって
しまう。

【００１１】また、本発明のポリエステル繊維接着処理
コードは図１中のｍの曲線を維持しつつ、乾熱収縮率を
2.1％以下に保つことが可能である。これに対して、従
来のポリエステル繊維接着処理コード、即ち図１中のｌ
のようなＳ−Ｓ曲線を持つポリエステル繊維接着処理コ
ードでは乾熱収縮率を 2.1％以下に保つことは不可能で
あり、かかるコードに対して乾熱収縮率が 2.1％以下に
なるように設定すると、2.25ｇ／ｄ荷重下での伸度は5.
8％を超えてしまい、Ｅ−Ｆ間を通る曲線となってしま
う。

【００１２】上述のように、従来においては、図１中の
ｍの曲線で示されるような、高弾性率でありながら低荷
重下での伸度が高くかつ寸法安定性に優れたポリエステ
ル繊維接着処理コードは存在し得なかった。本発明のポ
リエステル繊維接着処理コードはレーヨン繊維コードの
ような低収縮材が要求されるような用途、分野において
有効であるが、タイヤ補強用コードとして用いると、従
来のポリエステル繊維接着処理コードが有する基本物性
を損なうことなく、従来相い反すると考えられていた乗
り心地性、ユニフォミティー、タイヤ外観性を同時にす
べて満足することができる。以下、この点について詳述
する。

【００１３】本発明のポリエステル繊維接着処理コード
の 0.5ｇ／ｄ荷重下での伸度は 1.1％以上、好ましくは
1.3％以上であり、伸度−応力のＳ−Ｓ曲線が図１にお
けるＢ−Ｃ間を通ることを要する。この値が1.1％未満
であると、タイヤのカーカスプライコードとして用いた
場合に乗り心地性が劣る傾向にあり、従来のポリエステ
ル繊維接着処理コードとの顕著な改良効果の違いも認め
られない。尚、実際にはこの値は 1.1％以上 3.5％未
満、即ち伸度−応力のＳ−Ｓ曲線が図１におけるＢ−Ｇ
間を通ることになる。この理由は、2.25ｇ／ｄ荷重下で
の伸度を 5.8％以下に保つためには、 0.5ｇ／ｄ荷重下
での伸度を 3.5％以上に保つことは技術的に不可能であ
るからである。

【００１４】また、本発明のポリエステル繊維接着処理
コードの 2.25 ｇ／ｄ荷重下での伸度は 5.8％以下であ
ることを要する。この値が 5.8％を超えるとタイヤサイ
ドの外観（サイド凹凸）が悪化し、好ましくない。この
値は、好ましくは 5.6％以下である。更に、本発明のポ
リエステル繊維接着処理コードの 177℃における乾熱収
縮率は 2.1％以下であることを要する。この値が 2.1％
を超えるとタイヤの真円性を示す指標となるユニフォミ
ティーが悪化し、好ましくない。この値は、好ましくは
1.9％以下である。

【００１５】

【実施例】次に本発明を実施例および比較例に基づき更
に具体的に説明する。実施例における各諸特性の測定方
法は次の通りである。 (1) コードの伸度 JIS L1017 に従い、オートグラフにて室温 (25±２℃)
で引張り、0.5 ｇ／ｄ荷重下での伸度 (％) および2.25
ｇ／ｄ荷重下での伸度（％）を求めた。なお、デニール
数は、撚糸前の原糸デニールを用いた。これは撚糸、接
着処理におけるコードの長さ変化によるデニール変化に
より生ずる煩雑化を避けるためである。例えば、1000デ
ニール２本撚りのコードでは、これを2000デニールとし
て表示した。

【００１６】(2) コードの乾熱収縮率 コードに50ｇの重りを掛け、予め 177℃に保たれたオー
ブンの中へ30分間放置し、乾熱収縮させ、その時点での
コードの長さを測定し、オーブンに入れる前のコード長
さと較べて短くなった分をオーブンに入れる前のコード
長さで除して乾熱収縮率とした。すなわち、次式に基づ
き算出した。

【数１】

【００１７】(3) 乗心地性（タイヤ突起乗越振動試験） 外径2000mmのドラム上の１箇所に鉄製突起（上底19mm,
下底38mm, 高さ9.5mm)を固定し、内圧1.70kg／cm² に調
整した試験タイヤを荷重400kg で負荷し、80km／hrの速
度で20分間予備走行させた。しかる後、無負荷状態で内
圧1.70kg／cm² に再調整し、速度を20km／hrに合わせて
荷重400kg を調整し、以後５km／hr毎に速度を増加さ
せ、各速度時において突起乗越時のタイヤ固定軸荷重変
動の平均波形を求め、Ｐ−Ｐ値を算出した。タイヤ固定
軸における突起乗越時の軸荷重変動方向は、タイヤ進行
方向（前後バネ）であり、80〜40km／hrの速度域で、所
謂前後バネ定数は最大となる。従って、この速度域での
Ｐ−Ｐ値（kg) を算出した。なお、乗心地性評価は、次
式による指数化にて比較例１のコントロールタイヤを10
0 とした場合、テストタイヤ指数が 101以下の場合を
（悪）、 102〜103 の場合を（普）、 104以上の場合を
（良）とした。

【数２】 すなわち、指数化はＰ−Ｐ値が小さい方が指数が大きく
なるようにしたものであり、指数が大きい程乗心地性が
良好であることを示す。

【００１８】(4) タイヤ外観性（サイド凹凸） 表面粗さ計を用いてタイヤサイド部（径方向最大幅位
置）のタイヤ周方向の凹凸を全周にわたり測定した。タ
イヤは25±２℃の室内中で内圧 2.0kg／cm² に調整した
後、24時間放置後、空気圧 2.0kg／cm² に再調整し、測
定を実施した。この測定値が0.5mm 以上となると目視で
十分サイドの凹凸が認められ、外観上問題となる。従っ
て、外観性評価は、測定値が0.5mm 以上の場合を
（悪）、0.49〜0.45mmの場合を（普）、0.44mm以下の場
合を（良）とした。

【００１９】(5) ユニフォミティー（ＲＦＶ値） 自動車規格JASO C 607の「自動車用タイヤのユニフォミ
ティー試験方法」によって測定した。なお、評価はＲＦ
Ｖ値が 4.7kg以上で（×）、4.6 kg以下で（○）とし
た。即ち、ＲＦＶ値が小さい方がタイヤ駆動時のブレや
振動がなく、特に4.6 kg以下の場合は体感性も良好であ
るため、この評価とした。

【００２０】本実施例では、供試ゴム補強用ポリエステ
ル繊維接着処理コードを乗用車用ラジアルタイヤのカー
カスプライ材として用いて、その性能を評価した。コー
ドの紡糸延伸条件を表１に、接着処理条件を表２に示
し、またこれら種々の接着処理コードの物性およびこれ
らを用いて作ったタイヤ(165SR13サイズ) の諸特性の評
価結果を表３に示す。

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【表３】

【００２４】表３において本発明の条件をすべて満たす
接着処理コードは、表１中の条件ＣおよびＤと、表２中
の条件２および３とを組み合わせたものである。すなわ
ち、従来の接着処理コードの製造方法は、表１中の条件
ＡおよびＢに示すように、2000〜4000ｍ／分の比較的中
程度の紡糸速度を用い、かつ表２中の条件１に示すよう
に、接着熱処理条件も 240〜250 ℃といった低い温度を
用いるものである。これに対し、本発明に係る接着処理
コードの製造方法は、表１中の条件ＣおよびＤに示すよ
うに超高速紡糸6000〜6700ｍ／分で紡糸し、更に表２中
の条件２および３に示すように、従来のポリエステルの
融点に近い高温、例えば255 〜260 ℃において接着熱処
理するものである。技術的には超高速紡糸された糸はミ
クロ構造的に結晶サイズが大きく、融点が高いため、従
来糸よりも更に高温、長時間処理が可能になっており、
この特徴を利用して特に熱収縮物性等で効果を上げてい
る。上述した本発明に係る接着処理コードの製造上の特
徴により、初めて本発明で要求される物性値を満たすコ
ードが得られることになる。

【００２５】表３により、以下のことが確かめられた。
比較例１〜５のように、本発明の接着処理コードではな
いコードでは、2.25ｇ／ｄ荷重下での伸度を低い値に設
定したところ、 0.5ｇ／ｄ荷重下での伸度が低くなり過
ぎ、また乾熱収縮率も大きくなり、その結果、タイヤの
乗り心地性およびユニフォミティーの性能が劣ってしま
った。

【００２６】次に、比較例６および７のように、本発明
の接着処理コードではないコードにおいて、2.25ｇ／ｄ
荷重下での伸度を 5.8％よりも高くすると 0.5ｇ／ｄ荷
重下での伸度も 1.1％以上に高くなり、同時に乾熱収縮
率も 2.1％よりも低くなって、乗り心地性およびユニフ
ォミティーの性能が向上した。しかし、サイド外観性
は、2.25ｇ／ｄ荷重下での高い伸度に影響され、悪化し
てしまった。これに対し、本発明のポリエステル繊維接
着処理コードをカーカスプライに用いた実施例１〜７に
おいては、乗り心地性は良好で、サイド外観性の指標と
なるサイド凹凸量も普通程度以上に良好であり、しかも
ユニォミティー性能も良く、従来の接着処理コードを用
いた比較例１〜５よりも総合性能において優れているタ
イヤとなった。

【００２７】尚、比較例８〜10では、従来のポリエステ
ル繊維接着処理コードで、できる限りコード物性のバラ
ンスを図ったが、タイヤ性能的には各性能のうちどれか
１つまたは２つの性能が劣ってしまった。このことか
ら、本発明のすべての条件を満たさない限り、乗り心地
性、ユニフォミティーおよび外観性をすべて満足するこ
とはできないことが分かる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明のゴム
補強用ポリエステル繊維接着処理コードにおいては、該
コードの 0.5ｇ／ｄおよび2.25ｇ／ｄ両荷重下での伸度
を所定の範囲内とし、なおかつ乾熱収縮率も所定範囲内
としたことにより、高弾性率でありながら低荷重下での
伸度が高く、かつ寸法安定性にも優れたものとなる。か
かる接着処理コードを空気入りタイヤのカーカスプライ
に用いた場合は、乗り心地性、タイヤのユニフォミティ
ーおよび外観性をすべて満足することができる。また、
本発明の接着処理コードはレーヨン繊維コードのような
低収縮材のコードが要求されるような用途、分野にも有
効である。

【図面の簡単な説明】

【図１】ポリエステル接着処理コードの伸度と応力との
関係を示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 ポリエステル繊維よりなるゴム補強用接
   着処理コードにおいて、該コードの 0.5ｇ／ｄ荷重下に
   おける伸度が 1.1％以上、2.25ｇ／ｄ荷重下における伸
   度が 5.8％以下、および50ｇ初期荷重下30分間 177℃に
   おける乾熱収縮率が 2.1％以下であることを特徴とする
   ゴム補強用ポリエステル繊維接着処理コード。