JPH0692106A - 重荷重用空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 航空機用空気入りタイヤ等の重荷重用空気入
りタイヤにおいて、超高強力ナイロン繊維を用いたプラ
イ補強用コードの高速耐久性および耐疲労性を改善して
タイヤの安全性を高め、更なるタイヤの軽量化を可能に
する。 【構成】 ポリアミド繊維コードで補強された重荷重用
空気入りタイヤにおいて、上記ポリアミド繊維コードの
強度が９．０ｇ／ｄ以上であり、該コードが埋設されて
いるゴムの硫黄量がジエン系ゴム１００重量部に対して
１．０〜４．０重量部の範囲であって、該ゴムの１００
％モジュラスが２５〜６０ｋｇ／ｃｍ² の範囲である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は航空機用等の重荷重用空
気入りタイヤに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に重荷重用空気入りタイヤ、特には
航空機用タイヤに要求される性能としては安全性が第一
であるが、同時に経済性も必要とされ、タイヤの軽量化
が要求されている。しかし、タイヤの安全性と軽量化は
二律背反する性能であり、これらを両立させることは極
めて困難なことである。

【０００３】かかる状況下で、ナイロン繊維はタイヤ補
強用コード材料のなかでも優れた強力、耐久性および耐
熱性を有するため、航空機用を始めとして、トラック・
バス用、建設用等の重荷重用空気入りタイヤに多く適用
されている。一方、従来よりタイヤを軽量化するために
は、プライの枚数を少なくすることで対応しており、プ
ライの総強力の不足分は、高強力のプライ補強用コード
を採用することで対応し、安全性を確保してきた。しか
し、タイヤ補強用コードとして、単純に強力の高いコー
ドを使用しただけでは、プライの総強力は確保できるも
のの、コードの曲げ剛性や剪断剛性の低下を招いた。こ
の結果、タイヤが回転した際、踏み込み部と蹴り出し部
でコードに大きな圧縮歪みがかかるために、プライ補強
用コードが疲労し、破断してしまうことがあった。これ
まではこのような問題を解決するために、高強力のプラ
イ補強用コードを使用する場合には、かかるコードの埋
設ゴムを高弾性化し、コードにかかる歪みを低減させる
ことが通例となっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年、従来のナイロン
に較べて強力の大幅に向上したナイロンが開発され（例
えば、特開昭６１−７０００８号公報）、また加硫後に
おいても強力の低下を最小限に抑えることのできるゴム
補強用コードの接着剤処理方法も開発され（例えば、特
開平２−９１２７６号公報）、プライ補強用コードがタ
イヤ内において９．０ｇ／ｄ以上の強力を保持できるよ
うになった。

【０００５】しかし、プライ補強用コードの強力が９．
０ｇ／ｄ以上になると、埋設ゴムを上述のように高弾性
化してもコードにかかる歪みを十分に低減させることが
できなくなり、このことがタイヤを軽量化する上で大き
なネックとなってきた。従って、本発明の目的は、超高
強力ナイロン繊維を用いたプライ補強用コードの高速耐
久性および耐疲労性を改善してタイヤの安全性を高め、
更なる軽量化を可能にした重荷重用空気入りタイヤを提
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、コード埋設ゴムの配合面から鋭意検討した
結果、タイヤの安全性と軽量化を図る上で、超高強力ポ
リアミド繊維コードを埋設するゴムには最適な硫黄量範
囲とモジュラス範囲が存在することを見い出し、本発明
を完成するに至った。

【０００７】すなわち、本発明は、ポリアミド繊維コー
ドで補強された重荷重用空気入りタイヤにおいて、上記
ポリアミド繊維コードの強度が９．０ｇ／ｄ以上であ
り、該コードが埋設されているゴムの硫黄量がジエン系
ゴム１００重量部に対して１．０〜４．０重量部の範囲
であって、該ゴムの１００％モジュラスが２５〜６０ｋ
ｇ／ｃｍ² の範囲であることを特徴とする重荷重用空気
入りタイヤに関するものである。

【０００８】以下、本発明を具体的に説明する。本発明
の重荷重用空気入りタイヤにおいては、これがラジアル
タイヤの場合には本発明に係るポリアミド繊維コードは
カーカスプライおよび／またはベルトプライの補強用と
して使用され、またバイアスタイヤの場合にはカーカス
プライまたは／ブレーカーの補強用として使用される。

【０００９】本発明において使用するポリアミド繊維コ
ードは、コード強度として９．０ｇ／ｄ以上が得られる
超高強力のものであればいずれのものでもよく、６，６
−ナイロン、６−ナイロン、４，６−ナイロン、６，１
０−ナイロンおよびこれらの組み合わせによる共重合体
もしくは混合物の脂肪族ポリアミド繊維コードが挙げら
れるが、特に６，６−ナイロンまたは６−ナイロンが８
０重量％以上を占める脂肪族ポリアミドコードが好まし
く、さらにその耐熱性の高さから両者の内６，６−ナイ
ロンコードが最も好ましい。また、このコードの単糸繊
度としては３〜８デニールの範囲内であることが好まし
い。

【００１０】本発明の目的を達成する上で、かかる超高
強力ポリアミド繊維コードは、その接着剤処理時および
加硫時の強力低下を防止でき、かつ繰り返し圧縮歪み下
での耐疲労性を改善できる接着剤処理が施されているこ
とが好ましい。以下、かかる接着剤処理に使用されるレ
ゾルシン−ホルムアレデヒド／ゴムラテックス（いわゆ
るＲＦＬ）接着剤の好適例を示す。

【００１１】すなわち、好適なＲＦＬ接着剤は、レゾル
シン／ホルムアレデヒド総量のモル比（Ｒ／Ｆ）、レゾ
ルシンおよびホルムアレデヒド総量とゴムラテックス固
形分の総量との固形分重量比（ＲＦ／Ｌ）、ＲＦＬ接着
剤液の総固形分量に対するアルカリ金属水酸化物（通常
はＮａＯＨ）またはアルカリ土類金属水酸化物の重量％
（Ｓ）、ＲＦＬ接着剤液の総固形分量に対するＮＨ₃ 水
溶液のＮＨ₄ ＯＨベースの重量％（Ａ）、Ｓ＋Ａ、ＲＦ
Ｌ接着剤液の総固形分重量％（Ｃ）、ビニルピリジン
（ＶＰ）ラテックス（通常ＶＰ含有量５〜２０％）の固
形分量の全ラテックス固形分重量に対する重量比率％
（ａ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）ラテックス
の固形分量の全ラテックス固形分重量に対する重量比率
％（ｂ）、並びに天然ゴム（ＮＲ）および／またはイソ
プレンゴム（ＩＲ）ラテックスの固形分量の全ラテック
ス固形分重量に対する重量比率％（ｃ）が以下に示す関
係をすべて満たすことを要する。

【００１２】１／２．３≦Ｒ／Ｆ≦１／１．１、 好ましくは、１／２．０≦Ｒ／Ｆ≦１／１．３、 更に好ましくは、１／１．８≦Ｒ／Ｆ≦１／１．５（モ
ル比）、 ０．０５≦Ｓ≦０．８、 好ましくは、０．１≦Ｓ≦０．５、 更に好ましくは、０．１≦Ｓ≦０．３（重量％）、 １０≦Ｃ≦２４、 好ましくは、１４≦Ｃ≦２２（重量％）、 １０≦ａ≦８０、 好ましくは、３０≦ａ≦６０（重量％）、 ０≦ｂ≦７０、 好ましくは、１０≦ｂ≦５０（重量％）、 ２０≦ｃ≦６０、 好ましくは、２５≦ｃ≦５０（重量％）、

【００１３】ただし、ラテックス成分として、上記以外
のラテックスが含まれていてもよく、またＳｉＯ₂ 、カ
ーボンブラック、ホウ素化合物等を添加しても構わな
い。上述のＲＦＬ接着剤を使用してポリアミド繊維コー
ドを接着剤処理をするにあたり、このＲＦＬ接着剤液に
浸漬する際のコード張力Ｔは、コード内部への接着剤液
の良好な浸入を達成するために、好ましくは０．２ｇ／
ｄ以下、更に好ましくは０．１ｇ／ｄ以下とする。

【００１４】次に、上記ポリアミド繊維コードの埋設ゴ
ムについて説明する。本発明に係る埋設ゴムは硫黄の配
合量を上記範囲内とし、なおかつこの１００％モジュラ
スが上記の範囲内となるようにすることが重要である。
かかる条件を満たせば、その他のゴム組成物への配合
剤、例えば加硫促進剤、加硫促進助剤、カーボンブラッ
ク、軟化剤、老化防止剤等、通常配合される添加剤を通
常の量で添加することができるのは勿論のことである。
なお、本発明の重荷重用空気入りタイヤの構造は、航空
機用、トラック・バス用、建設用等としてそれ自体既知
の構造であり、プライの積層枚数の低減、コード打ち込
み本数の減少、コード太さの細糸化等によりタイヤの軽
量化が図られている以外は何らかかる構造の変更を要す
るものではない。

【００１５】

【作用】本発明の重荷重用空気入りタイヤは、プライ補
強用のコードとしてコード強度９．０ｇ／ｄ以上のポリ
アミド繊維コードを使用することを要する。この強度が
９．０ｇ／ｄ未満であるとプライ枚数を減じた場合のタ
イヤ全体の総コード強力が不足し、例えば航空機の離陸
直前の状態のようにタイヤが高速で回転した場合には、
タイヤが破壊してしまうおそれがある。よって、本発明
の目的とするタイヤの軽量化を図るためには、９．０ｇ
／ｄ以上の強度が必要となる。

【００１６】また、本発明においては上記ポリアミド繊
維コードを埋設するゴムの硫黄量がジエン系ゴム１００
重量部に対して１．０〜４．０重量部の範囲であること
を要する。硫黄量が１．０重量部未満であるとゴムの剛
性を高めることができず、プライ補強用コードの疲労を
起こすことになる。一方、４．０重量部を超えると、上
記超高強力のポリアミド繊維コードに対して走行による
疲労を促進し、プライ補強用コードの破断強力の大幅な
低下を来たすことになる。

【００１７】更に、かかる埋設ゴムはその１００％モジ
ュラスが２５〜６０ｋｇ／ｃｍ² であることを要する。
この値が２５ｋｇ／ｃｍ² 未満であると曲げ剛性や剪断
剛性が十分ではなく、上述の如きＲＦＬ接着剤処理によ
り強力保持および耐疲労性に優れたコードであっても、
コード疲労を生じ、タイヤの破壊を招いてしまうことに
なる。一方、６０ｋｇ／ｃｍ² を超えるようにするに
は、硫黄量が上述のように４．０重量部に限定されてい
る状況下においてはカーボンブラックを増量するかある
いは粒径の小さなカーボンブラックを使用しなければな
らず、発熱が大きくなり、高速耐久性の低下を招いてし
まう。

【００１８】本発明においては、上述の如き超高強力の
ポリアミド繊維コードに上記埋設ゴムを併用したことに
より、これまで超高強力のポリアミド繊維コードの使用
において避けることのできなかった、コードにかかる歪
みを低減し、コード疲労を防止することができるように
なった。この結果、コードの高速耐久性および耐疲労性
が改善され、プライの積層枚数の低減、コード打ち込み
本数の減少、コード太さの細糸化等によりタイヤの軽量
化を図っても、タイヤの安全性が損なわれることがな
く、軽量化と安全性が両立する重荷重用空気入りタイヤ
が得られることになる。

【００１９】

【実施例】次に本発明を実施例により具体的に説明す
る。重荷重用空気入りタイヤのプライ補強用繊維コード
として、比較例１では原糸強度１０．０ｇ／ｄの高強力
６，６−ナイロンを、またそれ以外の比較例および実施
例では原糸強度１２．０ｇ／ｄの超高強力６，６−ナイ
ロンをそれぞれ撚り構造１２６０ｄ／２（３９×３９回
／１０ｃｍ）で使用した。

【００２０】本実施例および比較例におけるＲＦＬ接着
剤液は、まず軟水にレゾルシンを溶解させた後、ＮａＯ
Ｈ水溶液を添加し、次いでホルマリンを添加し、室温下
で６時間放置熟成させ、次いでＮＨ₃ 水溶液を加えた
後、ラテックスを加え、更に室温下で２４時間放置熟成
させた後に接着剤処理に用いた。かかる接着剤液の配合
内容は以下の通りである。

【００２１】

【００２２】この接着剤液の配合内容は、本発明におい
て好適でありとする上述の条件、すなわちレゾルシン／
ホルムアレデヒド総量のモル比（Ｒ／Ｆ）、レゾルシン
およびホルムアレデヒド総量とゴムラテックス固形分の
総量との固形分重量比（ＲＦ／Ｌ等に関する上述の関係
を全て満足するものである。次に、かかる接着剤液浸漬
後の乾燥熱処理における乾燥ゾーン、ホットゾーンおよ
びノルマライジングゾーンの温度、露出時間、コード張
力条件は、以下のように設定した。

【００２３】乾燥ゾーン ：１３０℃×１２０秒
×０．８ｇ／ｄ ホットゾーン ：２３５℃×４０秒×０．８ｇ／ｄ ノルマライズゾーン：２３０℃×４０秒×０．５ｇ／ｄ

【００２４】得られた処理コードをそれぞれサイズＡＰ
Ｓ Ｈ４４．５×１６．５−２０２６ＰＲのタイヤのプ
ライ補強用として使用し、比較例１を基準として、他の
比較例および実施例はかかるプライの枚数を２枚減少さ
せた。このときのタイヤの重量を、比較例１のタイヤを
１００して指数で表すと下記の表１および表２に示すよ
うに９０となる。なお、コードの埋設ゴムの配合組成
（重量部）は表１および表２に示す通りである。

【００２５】コード埋設ゴムの１００％モジュラス、プ
ライ補強用コードの破断強度、タイヤの軽量化度、タイ
ヤの高速耐久性およびコードの耐疲労性は以下のように
して測定した。 コード埋設ゴムの１００％モジュラス 加硫後のタイヤから切り出した厚さ０．２ｍｍ程度のゴ
ムシートから、ＤＩＮ−５３５０４で規定されるＳ３Ａ
サイズの刃型を用いてダンベル状のサンプルを作成し、
室温にて引っ張り速度１００ｍｍ／ｍｉｎで引っ張り、
サンプルの平行部分の歪みが１００％になったときの応
力を求めた。 破断強度 まず、加硫後のタイヤからプライ補強用コードを取り出
した後、ＪＩＳ Ｌ１０１７に従い、島津製作所製オー
トグラフにて引っ張り試験を行い、破断時の強力（ｋ
ｇ）を求めた。また、加硫後のタイヤ中のコードについ
て、採取したコードからフィラメントを１０本抜き取
り、光学顕微鏡でフィラメント各１本ずつのコード径を
求め、その平均フィラメント径から断面を真円形とみな
して、フィラメント断面積を求めた。これと、断面観察
して数えた総フィラメント本数とから単に長さ当たりの
体積を求め、これを密度ρ＝１．１４を用いて単に長さ
当たりの重量（デニール）に変換し、推定デニール数を
求め、次式に従い強度を算出した。 強度（ｇ／ｄ）＝破断強力／推定デニール

【００２６】タイヤの軽量化度 比較例１を基準として、他の比較例および実施例はかか
るプライの枚数を２枚減少させた。このとき、比較例１
の重量を１００として、他の比較例および実施例の重量
を指数で表示した。数値が小さい程軽量である。 タイヤの高速耐久性 荷重３９６００ＬＢＳ、内圧１２．７ｋｇ／ｃｍ² で速
度０から６０秒間ごとに２２５ＭＰＨの割合で増速した
場合にタイヤが破壊するまでの時間を測定し、比較例１
を１００として指数で表示した。数値が大きい程結果が
良好である。 コードの耐疲労性 荷重３９６００ＬＢＳ、内圧１２．７ｋｇ／ｃｍ² およ
び速度４０ＭＰＨにて、コードが破断するまでの時間を
測定し、比較例１を１００として指数で表示した。数値
が大きい程結果が良好である。得られた結果を表１およ
び表２に示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【表２】

【００２９】表中 １）Ｎ−フェニル−Ｎ’−イソプロ
ピル−ｐ−フェニレンジアミン ２）Ｎ−tert−ブチル−２−ベンゾチアゾールスルフェ
ンアミド

【００３０】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明の重荷重
用空気入りタイヤは、プライ補強用の超高強力ポリアミ
ド繊維コードの強度と、該コードが埋設されるゴムの硫
黄量および１００％モジュラスとを最適値の範囲に設定
したことにより、該プライ補強用コードの高速耐久性お
よび耐疲労性が改善され、タイヤの安全性を損なうこと
なく、タイヤの軽量化を図ることが可能である。従っ
て、例えば、航空機用空気入りタイヤとして極めて有用
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリアミド繊維コードで補強された重荷
   重用空気入りタイヤにおいて、 上記ポリアミド繊維コードの強度が９．０ｇ／ｄ以上で
   あり、該コードが埋設されているゴムの硫黄量がジエン
   系ゴム１００重量部に対して１．０〜４．０重量部の範
   囲であって、該ゴムの１００％モジュラスが２５〜６０
   ｋｇ／ｃｍ^２の範囲であることを特徴とする重荷重用空
   気入りタイヤ。