JPH07309102A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 空気入りタイヤの振動乗心地性能、操縦安定
性能、レスポンス性及び耐久性を向上させる。 【構成】 トレッドの内側に配置されたベルト層で補強
された、少なくとも１枚よりなるカーカスプライ層を有
する空気入りラジアルタイヤにおいて、上記カーカスプ
ライに適用するコードとして、６０≦Ｅｆ≦９５（式
中、Ｅｆは２５℃における０．５ｇｆ／Ｄ時のモジュラ
スを表し、単位はｇｆ／Ｄである）を満たすポリエチレ
ンナフタレート繊維コードを用い、かつ、この繊維コー
ドのコーティングゴムとして、１２≦Ｅｍ≦２０（式
中、Ｅｍは２５℃における５０％伸長時の引張応力を表
し、単位はｋｇｆ／ｃｍ² である）を満たすゴムを用い
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気入りラジアルタイ
ヤに関し、特に、振動乗心地性能を損うことなく、操縦
安定性能を著しく向上させた、乗用車用の空気入りラジ
アルタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、乗用車用ラジアルタイヤのカ
ーカスプライコードとしては、主に、ポリアミド（ナイ
ロン）、レーヨン、ポリエステル等の繊維が使用されて
おり、特に、ポリエステル（例えばポリエチレンテレフ
タレート）繊維は、タイヤの剛性向上，ユニフォミティ
ー向上，フラットスポット改良などの理由から、その使
用は、主流となりつつある。

【０００３】また、ポリエステルコードを高モジュラス
化，低収縮化することで、タイヤ剛性を向上させ、操縦
安定性を高いレベルで満たそうという改良は、数多くな
されている。

【０００４】また、特開昭５０−５５００４号公報に
は、カーカスプライコードとして、２％伸長時のモジュ
ラスが４０〜１６０ｇｆ／Ｄであり、かつ１５０℃にお
ける乾熱収縮率が３．０％以下である、実質的に、ポリ
エチレン−２，６−ナフタレートコードを用いることに
より、高弾性化，低収縮化を達成しようとする改良が開
示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、タイヤ
カーカスプライに、第一中間伸度（ＪＩＳ Ｌ １０１
７−７．７にある一定荷重伸び率の標準時試験において
定められた荷重条件計算法に基づいて算出した値を読み
取り荷重としたときのいわゆる伸び率（％）を示すも
の）において高モジュラスコードを用いると、タイヤ全
体の剛性が高くなり、操縦安定性能は向上するものの、
振動乗心地性能に問題がでてくるようになる。

【０００６】また、一般に、タイヤカーカスコードとし
て用いられるポリエチレンテレフタレートコードを高モ
ジュラス化するには、熱処理時に高張力をかけて処理す
るが、これにより、高温時熱収縮率が大きくなり、この
ようなコードを用いると、タイヤ加硫時にそのコードが
収縮して、設計目標とするタイヤ形状にコントロールす
ることが困難となってしまう。

【０００７】この欠点を克服するために、低熱収縮化の
試みはなされているが、タイヤ性能として充分な効果は
得られなかった。また、最近の乗用車の大型化，高出力
化，高重量化により、タイヤの要求性能も少しずつ変わ
りつつあり、特に、発進時及び停車時のトラクション剛
性に対応した、タイヤの前後剛性、および、その剛性に
関係の大きいタイヤのレスポンス性能の向上という要求
が極めて大きい。

【０００８】しかし、他性能を従来レベルに保ったま
ま、これらの諸性能を向上させることは、従来技術で
は、解決できなかった。また、前記特開昭５０−５５０
０４号公報に記載のポリエチレン−２，６−ナフタレー
トコードは、タイヤコードに使うことを想定してはいる
が、タイヤコードに必要なコード特性で規定されていな
いため、そのコード特性をタイヤ性能に生かし切れてい
ないというのが実状である。

【０００９】そこで、本発明は、上記不都合に鑑み、タ
イヤ形状コントロールが容易で、かつ高モジュラスな繊
維コードを用い、このコード特性をタイヤ要求性能に合
わせた、カーカスプライコードとして最も適したモジュ
ラス値で規定し、更に、上記コードを用いて従来コード
と置き換えただけでは、そのコードの特徴を生かしきれ
ていなかった点を、カーカスプライコードのコーティン
グゴムの物性を最適化することによって、上記コードの
特徴を大幅に引き出すことに成功し、これによって従来
技術で達成し得なかった、タイヤ性能のうち、特に、ト
ラクション剛性に関係の深いレスポンス性能を、他の性
能を損なうことなく向上させた、操縦安定性能の高い空
気入りラジアルタイヤを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、タイヤの
カーカスプライコードとしてポリエチレンナフタレート
繊維コードを用いて、通常条件にてタイヤを製造した場
合には、ポリエチレナフタレート繊維は、従来繊維（例
えばポリエチレンテレフタレート）よりも、一般に低収
縮，高弾性であるにもかかわらず、タイヤ性能の面で、
振動乗心地性能は向上するものの操縦安定性能は、ほと
んど向上せずその効果が小さいという特徴に着眼し、ポ
リエチレンナフタレート繊維コードのタイヤ製造時の物
性変化挙動を鋭意検討した。

【００１１】その結果、ポリエチレンナフタレート繊維
コードは、従来の他繊維（例えばポリエチレンテレフタ
レート）に比べ、例えば加硫時等のタイヤ製造時に加わ
る熱による熱収縮は小さいものの熱時伸度（伸び）が大
きいため、これをタイヤカーカスプライに用いた場合、
タイヤ製造時、特に加硫後の冷却の際に行う、ポストキ
ュアーインフレーション（ＰＣＩ）の際に、プライコー
ドの伸びが大きくなり、その結果、タイヤ形状として振
動乗心地性能には良く、操縦安定性能には不利な方向
に、タイヤ形状変化を起こすことがわかった。

【００１２】しかしながら、ポリエチレンナフタレート
繊維は、タイヤ中では、常温〜１００℃前後のタイヤ使
用時の温度においては、物性変化が少ないうえ、その物
性も高モジュラスを保つことが可能であり、これをカー
カスプライに用いたタイヤは潜在的には、操縦安定性能
の良いタイヤであるが、タイヤ形状でその良さが相殺さ
れているものと考えられる。

【００１３】そこで、本発明の特徴は、上記のように、
ポリエチレンナフタレートの高モジュラス性を生かしき
れないタイヤの状況を、コーティングゴムモジュラスの
物性を従来のゴムよりやや高モジュラス化することによ
り、その効果を引き出すことに成功した点にあり、その
結果振動乗心地性能及び耐久性を損うことなく、操縦安
定性能を飛躍的に向上させ、且つこれまで改良がむずか
しかったタイヤのレスポンス性も、高い性能を有する操
縦安定性能の高い乗用車用空気入りラジアルタイヤを提
供することを可能にした点にある。

【００１４】これらのことから、本発明は、以下の構成
とする。即ち、トレッドの内側に配置されたベルト層で
補強された、少なくとも１枚よりなるカーカスプライ層
を有する空気入りラジアルタイヤにおいて、上記カーカ
スプライに適用するコードとして、 ６０≦Ｅｆ≦９５ （式中、Ｅｆは２５℃における０．
５ｇｆ／Ｄ時のモジュラスを表し、単位はｇｆ／Ｄであ
る）を満たすポリエチレンナフタレート繊維コードを用
い、かつ、この繊維コードのコーティングゴムとして、 １２≦Ｅｍ≦２０ （式中、Ｅｍは２５℃における５０
％伸長時の引張応力を表し、単位はｋｇｆ／ｃｍ² であ
る）を満たすゴムを用いたことを特徴とする。

【００１５】本発明のカーカスプライコード（繊維接着
処理コード）は、例えば以下のような手法により得るこ
とができる。先ず、ポリエチレン−２，６−ナフタレー
トよりなる製糸された原糸を下撚りし、これら２本を上
撚りする。

【００１６】この撚係数αは、０．３０＜α＜０．６０
の範囲内において最適値を選定する（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）。

【００１７】このようにして得られたコードに、次の条
件にて接着熱処理を施す。先ず、レゾルシン−ホルムア
ルデヒド・ラテックス系の接着剤を浸漬し、乾燥ゾーン
の処理温度を１７０℃，処理時間を６０〜１６０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２５０〜２６０℃、処理時間を各
々６０〜１６０秒間とし、更にヒートセットゾーンのコ
ード張力を０．１０〜１．２０ｇｆ／Ｄ、ノルマライジ
ングゾーンのコード張力を０．０３〜０．５０ｇｆ／Ｄ
の範囲内に設定し、コードを乾燥熱処理する。これによ
り所望のコード物性を得ることができる。

【００１８】本発明のカーカスプライコーティングゴム
は、天然ゴム（ＮＲ）とスチレン−ブタジエンゴム（Ｓ
ＢＲ）をブレンドしたもので、ゴム１００重量部あたり
ＳＢＲを１０〜５０重量配合したゴムである。

【００１９】その他の配合剤としては、カーボン４０〜
６０重量部，イオウ２〜４重量部、更に、オイル，老化
防止剤，加硫促進剤，加工性改良剤の各種配合剤が挙げ
られ、これらを最適な組み合せで配合する。

【００２０】

【作用】カーカスプライに、ポリエチレンナフタレート
繊維コードを用い、その２５℃における０．５ｇｆ／Ｄ
時のＥｆ値が６０ｇｆ／Ｄ未満の場合、操縦安定性能及
びレスポンス性に対する効果は、コーティングゴムのＥ
ｍ値を本発明の範囲内にしても、得られず、またコード
のＥｆ値が９５ｇｆ／Ｄを越えた場合、操縦安定性能及
びレスポンス性向上効果はあるものの、振動乗心地性能
が低下してしまうため好ましくない。

【００２１】しかし、ポリエチレンナフタレート繊維コ
ードを使用し、そのコードのＥｆ値を６０〜９５ｇｆ／
Ｄの範囲内に調整し、且つコーティングゴムのＥｍ値を
１２〜２０ｋｇｆ／ｃｍ² の範囲内に保った場合、振動
乗心地性能及び耐久性を損うことなく、操縦安定性能及
びレスポンス性を向上させることができる。

【００２２】また、カーカスプライとしてＥｆ値が本発
明の範囲内のポリエチレンナフタレートコードを用いて
も、コーティングゴムのＥｍが１２ｋｇｆ／ｃｍ² 未満
の場合、操縦安定性能及びレスポンス性の向上効果は見
られず、逆に２０ｋｇｆ／ｃｍ² を越える場合、操縦安
定性能及びレスポンス性の効果は、かなり大きいものが
得られるが、タイヤ耐久性の面で問題が出てくる。

【００２３】これは、プライエンドセパレーションのよ
うな、タイヤ走行面で、安全上重大な故障を発生させる
可能性があるため上記物性は、２０ｋｇ／ｃｍ² を越え
ることはできない。

【００２４】また、カーカスプライコードとしてポリエ
チレンナフタレート以外のもの（例えば、ポリエチレン
テレフタレート）を用いた場合、振動乗心地性能、操縦
安定性能及びレスポンス性のすべての性能は低下し、そ
のバランスも損なわれる。

【００２５】また、カーカスプライコードのモジュラス
Ｅｆは、好ましくは、６５ｇｆ／Ｄ以上、９０ｇｆ／Ｄ
以下である。この範囲内であれば、前述の効果はよりい
っそう大きい。

【００２６】〈試験法〉 カーカスプライコードの２５℃における０．５ｇｆ
／Ｄ時のモジュラス（Ｅｆ）の測定法 雰囲気温度２５±２℃において、引張試験機（インスト
ロン，オートグラフ等）によってＪＩＳ Ｌ １０１７
に従い、引張り試験を行い、応力（ｇｆ／Ｄ）−伸度
（％）曲線を描き、応力０．５ｇｆ／Ｄ荷重下におけ
る、上記曲線の接線の傾きを求め、この値に１００を乗
じた値をＥｆ（ｇｆ／Ｄ）とした。

【００２７】 ２５℃における５０％伸長時の引張応
力（Ｅｍ）の測定法 １６０℃×２０分、加硫を行ったサンプルをＪＩＳ３号
を使用し、ＪＩＳ Ｋ−６３０１に従って応力（ｋｇ
ｆ）−伸度（％）曲線を描き、５０％伸長時の引張応力
Ｅｍ（ｋｇｆ／ｃｍ² ）を求めた。

【００２８】 操縦安定性試験（操安性） 各試作タイヤを乗用車に装置し６０〜２００ｋｍ／時の
速度で実車フィーリングテストを実施し、（ｉ）直進安
定性，（ii）旋回安定性，(iii) 剛性感，（iv) ハンド
リング等の項目について１〜１０点の評点をつけ各項目
を平均して操縦安定性の評点とした。尚、評価は専門の
ドライバー２名で行い２名の評点の平均を求め、コント
ロールを１００として指数で示した。数値の大きい方が
良好である。

【００２９】 振動乗心地試験（振乗性） 操縦安定性能同様各試作タイヤを乗用車に装置し専門の
ドライバー２名により振動乗心地性のフィーリングテス
トを行い１〜１０点の評点をつけ各項目の平均として評
点を出し、更に２名の評点の平均を求め、コントロール
を１００として指数で示した。数値の大きい方が良好で
ある。

【００３０】 レスポンス性試験 前記操縦安定性試験と同様に試作タイヤを乗用車に装着
し、レスポンス性のフィーリングテストを行った。評価
項目は、車両の応答性を評価するため、直進時危険回
避、コーナリング時危険回避、低速（４０ｋｍ／ｈ）、
中速（８０ｋｍ／ｈ）、高速（１２０ｋｍ／ｈ）時にお
ける直進時レーンチェンジ等である。特に、高速時及び
中速時におけるレーンチェンジの際の応答性（あるいは
位相遅れ）にポイントを置き、フィーリング評価を行っ
た。評価は各速度で１〜１０点の評点をつけ、平均値を
レスポンス性の評点とした。応答性が良い（位相遅れが
小さい）ものの方が評点は高い。この試験も専門のドラ
イバー２名で行い２名の評点の平均を求め、コントロー
ルを１００として指数で示した。数値の大きい方が良好
である。

【００３１】 タイヤ耐久性（低内圧高荷重耐久性ド
ラム）試験 ドラム表面が平滑な鋼製でかつ直径が１．７０７ｍであ
るドラム試験機を用い、周辺温度を３０±３℃に制御
し、リムサイズ５1/2Ｊ−１５，試験内圧１．０ｋｇ／
ｃｍ² ，荷重６５０ｋｇの条件にて故障発生又は１０，
０００ｋｍまで走行させた。過去の実績より１０，００
０ｋｍ完走しない場合には市場で問題となる可能性があ
る。評価は１０，０００ｋｍ故障なしに完走したものの
みＯＫとした。それ以外をＮＧとする。

【００３２】

【実施例】以下に本発明を実施例に基づいて更に詳しく
説明する。本実施例は、タイヤサイズ２０５／６５Ｒ１
５を用いた。下記の表１に示す各種カーカスプライコー
ド及びこれのコーティングゴムを用い試作タイヤを工場
において通常条件にて作成した。

【００３３】これは、チューブレス構造であり、カーカ
スプライは、１５００Ｄ／２（１５００デニール２本撚
り）でかつ下撚り×上撚り数が３９×３９（回／１０ｃ
ｍ）のものを２枚、打ち込み角度は周方向に対して８０
〜１００°（実施のものは共に９０°）、打ち込み数は
５０本／５ｃｍである。ベルト層は、１×５×０．２
３構造のスチールコードベルト層２枚で、打ち込み角度
は周方向に対して２６°、打ち込み数は５５本／５ｃｍ
である。タイヤ最外層のベルト補強層としてのキャップ
ベルトは、１２６０Ｄ／２でかつ下撚り×上撚り数が３
９×３９（回／１０ｃｍ）のものを１枚、打ち込み角度
は周方向に対し０〜１５°（実施のものは０°）、打ち
込み数は５５本／５ｃｍである。

【００３４】試作タイヤの性能評価を表１に示す。

【表１】

【００３５】以上より、Ｅｆ及びＥｍが規定の範囲より
小さい場合（比較例１〜５）は、対応する実施例４〜６
に比べて、操縦安定性能及びレスポンス性が劣ることが
わかる。Ｅｆが規定の範囲より大きい場合（比較例６）
は、対応する実施例６に比べて、振動乗心地性能が劣る
ことがわかる。Ｅｍが規定範囲より大きい場合（比較例
７）は、耐久性に問題があることがわかる（対応する実
施例は８）。

【００３６】コード種がＰＥＮの場合（比較例８）は、
対応する実施例５に比べて、振動乗心地性能、操縦安定
性能及びレスポンス性が劣ることがわかる。以上より、
コード種、コードモジュラス、コーティングゴムモジュ
ラスが本発明の範囲内にあるものは、上記各性能におい
て優れていることがわかる。

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
タイヤ形状コントロールが容易で、かつ高モジュラスな
繊維コードを用い、このコード特性をタイヤ要求性能に
合わせた、カーカスプライコードとしてもっとも適した
モジュラス値で規定し、更に、上記コードを用いて従来
コードと置き換えただけでは、そのコードの特徴を生か
しきれていなかった点を、カーカスプライコードのコー
ティングゴムの物性を最適化することによって、上記コ
ードの特徴を大幅に引き出すことに成功し、これによっ
て従来技術で達成し得なかった、タイヤ性能のうち、特
に、トラクション剛性に関係の深いレスポンス性能を、
他の性能を損なうことなく向上させた、振動乗心地性
能、操縦安定性能、レスポンス性及び耐久性の高い空気
入りラジアルタイヤを提供できるとうい効果を得られ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トレッドの内側に配置されたベルト層で
   補強された、少なくとも１枚よりなるカーカスプライ層
   を有する空気入りラジアルタイヤにおいて、 上記カーカスプライに適用するコードとして、 ６０≦Ｅｆ≦９５ （式中、Ｅｆは２５℃における０．
   ５ｇｆ／Ｄ時のモジュラスを表し、単位はｇｆ／Ｄであ
   る）を満たすポリエチレンナフタレート繊維コードを用
   い、 かつ、この繊維コードのコーティングゴムとして、 １２≦Ｅｍ≦２０ （式中、Ｅｍは２５℃における５０
   ％伸長時の引張応力を表し、単位はｋｇｆ／ｃｍ² であ
   る）を満たすゴムを用いたことを特徴とする空気入りラ
   ジアルタイヤ。