JPH08175131A

JPH08175131A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JPH08175131A
Application number: JP6323288A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Oshima; 一男大島; Hiroshi Morinaga; 啓詩森永
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1994-12-26
Filing date: 1994-12-26
Publication date: 1996-07-09

Abstract

(57)【要約】【目的】コード縦方向の縦割れ、即ち、フィブリル化
を抑制し、接着力を向上させ、タイヤ内でも十分その耐
久性を保持できる空気入りタイヤを提供される。【構成】一対のビード部１及び一対のサイドウォール
部２と両サイドウォール部２間にトロイド状をなして成
るトレッド部３からなり、これら各部をラジアル配列の
モノフィラメントコードのゴム引き布からなるカーカス
プライ４により補強し、トレッド部３はベルト５により
強化してなる空気入りタイヤＡにおいて、前記カーカス
プライ４とビードフィラーゴム９間に挿入されたインサ
ート部材１０がポリエステル成分９０％以上を含むポリ
エステル系モノフィラメントコードであり、該ポリエス
テル系モノフィラメントコードは、ループ強度指数（ル
ープ強力／引っぱり強力）が１．０以下であることを特
徴とする空気入りタイヤ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カーカスプライとビー
ドフィラーゴム間にインサート部材を挿入してビード部
周辺の耐久性等を向上させた空気入りタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、空気入りタイヤの操縦安定性の向
上を目的として、タイヤ径方向に対し３０〜６０°の角
度を有したスチールコードゴム引き布を幅２０〜７０mm
に裁断しタイヤビート部のカーカス折り返し部とビード
フィラー間に挿入した、通称ワイヤーインサート（以
後、「ワイヤーインサート」と呼ぶ）が特に高運動性能
を期待されるタイヤに使用されている。このワイヤーイ
ンサートは、ビード部の剛性を保持しているビードフィ
ラーゴムの荷重支持能力を向上するばかりでなく、タイ
ヤ回転時の横方向へのタイヤ変形を抑制する効果を有
し、タイヤに高い運動性能を付与する役割を有する。

【０００３】しかしながら、タイヤビード部にビードフ
ィラーゴムを補強する目的でスチールコードを使用する
ことは、タイヤ重量アップを招き、タイヤ軽量化及び低
燃費化という点から、より軽量化が望まれていた。しか
し乍ら、スチールコードの代わりに通常の有機繊維から
なる撚コードを使用するとタイヤは軽量化するもののス
チールコード対比の剛性は大幅に低下するため、どんな
に太いデニール、若しくは高モジュラス繊維を使用して
も、または撚数を減じ、高モジュラス化してもスチール
コードより成るワイヤーインサートのもつタイヤ剛性は
確保できず、従って、タイヤ剛性の低下、ひいては操縦
安定性の低下をもたらしワイヤーインサートの代替化は
不可能であった。

【０００４】そこで、ワイヤーインサートタイヤの高運
動性発現機構を詳細に検討した結果その機能としてコー
ドの柔軟性、換言すればコードの曲げ剛性が大きな寄与
となることが見い出された。一般に、タイヤの操縦安定
性確保のためには、ビード部の横変形を抑制することが
必要であり、このような観点からビード部の剛性向上が
タイヤ操縦安定性確保の最低条件となる。従って、イン
サート材質の引っぱりモジュラスをいくら高くしても、
タイヤ変形時にコードが所謂座屈変形してしまっては、
タイヤ横変形、特にタイヤビード部の横変形の抑制とは
ならないものである。

【０００５】そこで本発明者らは、コード自体が座屈し
にくく、且つ、軽量化が可能なモノフィラメントコード
に着目したが、ナイロン系モノフィラメントでは、その
曲げ剛性が若干不足し、十分なタイヤ剛性が得られない
という欠点を有していた。また、ナイロン以上の曲げ剛
性を有するポリエステルモノフィラメントを鋭意検討し
たが、ポリエステル系モノフィラメントはその接着性が
ナイロン対比劣り、特に、高温時の接着力が不足するの
で、シビアなタイヤ走行条件では、該ポリエステルモノ
フィラメントコード近傍でゴムとのセパレーションを起
こしかねないという懸念があった。

【０００６】このようなセパレーション部を詳細に観察
すると、コード自体のフィブリル化、及びコード〜ゴム
間の剥離がセパレーションの原因であり、特に、コード
自体のフィブリル化現象は単に接着力を向上しただけで
は改善されないものと思われた。また、ポリエステルモ
ノフィラメントコードの接着力向上のためには、特開平
３−１８５１１号公報に記載されるように低カルボキシ
ル化してエポキシ樹脂との接着性を向上している例もあ
るが、これは単にコード〜ゴム接着界面力向上効果はあ
るものの、モノフィラメント自体のもつ欠点、即ち、コ
ード〜ゴム界面剥離時のフィブリル化を抑制する効果は
持ち得ないという課題がある。更に、特開平４−２８２
１０２号公報には、スチームジェットを用いてコードの
表面配向を低下させ耐疲労性、及び接着性を向上させる
という例もあるが、このスチーム処理は接着力を若干向
上させる効果はあるものの、コード内部は不変なため、
ループ強度は大きくなり、且つ、ゴム〜コード界面剥離
時のフィブリル化は生じてしまうという課題を有してい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
従来の課題を解決するものであり、従来のスチールコー
ドより成るワイヤーインサートの代わりに、屈曲剛性に
優れるポリエステル系モノフィラメントを用い、その欠
点であるコード縦方向の縦割れ、即ち、フィブリル化を
抑制し、接着力を向上させ、タイヤ内でも十分その耐久
性を保持できるインサート部材を備えた空気入りタイヤ
を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、ポリエス
テルモノフィラメントの利点である高モジュラス高曲げ
剛性という利点を活かしつつ、且つ、耐接着性能に優れ
た、モノフィラメントコードを鋭意検討し、ワイヤーイ
ンサート同等のタイヤ運動性能を保持でき、且つ、軽量
化が可能な耐久性に優れた空気入りタイヤを得ることに
成功し、本発明を完成するに至ったのである。すなわ
ち、本発明の空気入りタイヤは、一対のビード部及び一
対のサイドウォール部と、両サイドウォール部間にトロ
イド状をなして成るトレッド部からなり、これら各部を
ラジアル配列のモノフィラメントコードのゴム引き布か
らなるカーカスプライにより補強し、トレッド部はベル
トにより強化してなる空気入りタイヤにおいて、前記カ
ーカスプライとビードフィラーゴム間に挿入されたイン
サート部材がポリエステル成分９０％以上を含むポリエ
ステル系モノフィラメントコードであり、該ポリエステ
ル系モノフィラメントコードは、ループ強度指数（ルー
プ強力／引っぱり強力）が１．０以下であることを特徴
とする。更に、前記モノフィラメントコードのループ強
度指数が０．７以下であることが好ましい。前記モノフ
ィラメントコードのデニールが８００〜７０００デニー
ルであることが好ましい。

【０００９】

【作用】本発明では、カーカスプライとビードフィラー
ゴム間に挿入されたインサート部材がポリエステル成分
９０％以上を含むポリエステル系モノフィラメントコー
ドであり、該ポリエステル系モノフィラメントコード
は、ループ強度指数（ループ強力／引っぱり強力）が
１．０以下としたので、コード縦方向の縦割れ、即ち、
フィブリル化を抑制し、接着力を向上させ、タイヤ内で
も十分その耐久性を保持でき、従って、ワイヤーインサ
ート同等のタイヤ運動性能を保持でき、且つ、軽量化が
可能な耐久性に優れた空気入りタイヤとなる。

【００１０】以下、本発明の内容を説明する。本発明の
空気入りタイヤは、図１に示すように、一対のビード部
１及び一対のサイドウォール部２と、両サイドウォール
部２間にトロイド状をなして成るトレッド部３からな
り、これら各部をラジアル配列のモノフィラメントコー
ドのゴム引き布からなるカーカスプライ４により補強
し、トレッド部３はベルト５により強化してなる空気入
りタイヤＡにおいて、前記カーカスプライ４とビードフ
ィラーゴム９間に挿入されたインサート部材１０がポリ
エステル成分９０％以上を含むポリエステル系モノフィ
ラメントであり、該ポリエステル系モノフィラメント
は、ループ強度指数（ループ強力／引っぱり強力）が
１．０以下であることを特徴とするものである。

【００１１】前記ポリエステル系モノフィラメントコー
ドのループ強度指数は、低い程良く、ループ強度指数が
１．０以下になると、接着力試験時にコード内部のフィ
ブリル化も全く生じなくなり、剥離後の接着界面は全て
ゴム破壊となるため、接着力が大きく改善されるのでル
ープ強度指数は低い程好ましく、より好ましくはループ
強度指数０．７以下がより好ましい。

【００１２】ポリエステル系モノフィラメントコードの
耐疲労性を上げるためには結節強度又はループ強度は高
い方が良いと一般に信じられているが、本発明者らの検
討によるとループ強度を高くすると接着力が一般に低下
する。これは、モノフィラメントを構成する分子間凝集
力が低下するために、ゴム〜コード界面剥離時にフィブ
リル化し易くなるためと考えられるが、それにも増し
て、耐疲労性もループ強度が低い方が良いという新事実
を発見した。

【００１３】特に、タイヤ高速運転時にビード部が発熱
する場合、上記のように容易にモノフィラメントコード
がフィブリル化する欠点はタイヤセパレーションの大き
な原因となり、タイヤビード部耐久性の低下につなが
る。ループ強度が低いと何故フィブリル化しにくくなる
か（接着力向上が図れるか）という点については、その
理由は現在迄のところ明確でない。上述したように過去
ループ強度を向上すると耐疲労性も向上すると一般に信
じられており、ループ強度向上がモノフィラメント改良
につながるという趣旨の文献、公知資料は多々存在する
が、ループ強度の低いモノフィラメントの方が接着性及
び耐疲労性が優れているという知見は存在しない。一般
にモノフィラメント表面の分子鎖配向が高い程モノフィ
ラメントのループ強度は低くなるとも考えられるが、コ
ード表面配向のみならずコード内部の分子鎖配向、及び
分子間凝集力、又コード自体の剛性もループ強度に大き
な影響を及ぼすと考えられるため、そのメカニズムはこ
れらが複雑に絡み合っているものと推察される。

【００１４】ポリエステルモノフィラメントコードの繊
度は、タイヤのサイズ、構造等により異なるが、８００
〜７０００デニール、好ましくは１０００デニール以
上、さらに好ましくは１０００〜４５００デニールであ
る。繊度が８００デニールより小さいと、十分なビード
部の剛性が得られず、タイヤ剛性が低下するので好まし
くない。また、繊度が７０００デニールを越えると、コ
ード端部よりゴム亀裂が生じることがあり、好ましくな
い。

【００１５】ポリエステルモノフィラメントに供する材
料としては、ポリエチレンテレフタレートがタイヤ材料
として最も好ましい。しかし、ポリエチレンテレフタレ
ート成分を９０％以上含有し、これに１０％以下の柔軟
剤、安定剤等の添加物を加えたもの、あるいは１０％以
下の共重合成分を加えたもの、あるいは１０％以下のポ
リブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート
等のポリマーをブレンドさせたものでも良い。

【００１６】

【実施例】次に、実施例、比較例により本発明を更に詳
細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定される
ものではない。

【００１７】（実施例１〜２及び比較例１〜３）下記表
１に示される種々のコードを用いて各試作タイヤを作製
した。この各試作タイヤについて、その試験結果を下記
表２に示す。

【００１８】試作タイヤの作製等は下記の方法により行
った。（試作タイヤの作製）空気入りタイヤは、サイズが２０
５／６５Ｒ１５の乗用車用ラジアルタイヤであり、そ
の構造は図１に従い、カーカスプライは１０００ｄ／２
の撚コードで、撚数は４７×４７（上撚数／下撚数回
／１０cm）のポリエステル撚コードの２枚である。図１
のビードフィラーゴム９は、その５０％伸び時の伸度が
約５０kg／cm²の硬度を有し、その高さは６０ｍｍであ
る。また、プライの折り返し高さは，１プライｘ₁が３
５ｍｍ、２プライの折り返し高さｘ₂が６５ｍｍであ
り、該プライとビードフィラーの間にタイヤ径方向に対
して３２度の角度を有する１×５×０．２３mmのスチー
ルコードゴム引き布としたワイヤーインサート構造（ｘ
₃が５０ｍｍ）のタイヤをコントロールとした。なお、
図１中、１はビード部、２はサイドウォール部、３はト
レッド部、５はベルト、６はビードワイヤー、７、８は
ベルト補強材である。

【００１９】下記表１にコントロールのスチールコード
以外のポリエステルモノフィラメントコードの物性を示
す。コードデニールはＡ，Ｂ，Ｃ３種ともに３０００デ
ニール（ｄ）のポリエステルモノフィラメントコードで
あり、固有粘度（ＩＶ）０．９、カルボキシ含量２６
（meq/kg）であり、各々ループ強力が異なるものであ
る。これら３種のコードを通常のポリエステル用エポキ
シ液に浸漬し、１６０℃でのドライゾーンで１．２kg／
本テンション下で６０秒、２４０℃でのホットで０．７
kg／本テンション下で６０秒間処理した後、再度ディッ
プ張力約２００ｇでＲＦＬより成るディップ液に浸漬
し、再度１．２kg／本テンション下、２４０℃のドライ
ゾーンで６０秒間、０．７〜０．９kg／本のホットゾー
ンテンション下で６０秒間、計２４０秒間の熱処理を施
し、接着剤を塗布したコードを作製し、接着剤−熱延伸
後コードを作製した。

【００２０】なお、該コードの２．２５ｇ／ｄ時の中間
伸度は３．０％になるようにディップ処理工程最後のホ
ットゾーンのテンションを５００〜７００ｇの間で微調
整し、２．２５ｇ／ｄ時伸度が３％になるように調整し
た。このように作製したコードを打込数５０本／５cmに
なるようにゴム引き布を作製し、タイヤ周方向に対して
３２℃の角度になるように裁断したインサート用ゴム引
き布を通常のワイヤーインサートの代わりに用い、通常
のタイヤ成型、加硫を経て試作したタイヤを各種試験に
供した。

【００２１】なお、コード物性測定、接着剤−熱延伸後
のコード接着力、ドラム耐久性試験、コーナリングパワ
ー試験（ＣＰ、操縦安定性試験）等は、下記の方法によ
り行った。 (1) コード強力ＪＩＳＬ１０１７に準じ、オートグラフにより２５±
２℃の室温条件下でディップ−熱処理後のコードに引っ
ぱり荷重をかけ、コード切断時の荷重（kgf）を求め
た。

【００２２】(2) ２．２５gr／ｄ時伸び率（％）ＪＩＳＬ１０１７に準じ、オートグラフにより２５±
２℃の室温条件下にてディップ−熱処理後のコードに引
っぱり荷重をかけ、２．２５ｇｒ／ｄ時の伸び率（％）
（中間伸度とも呼ぶ）を求めた。なおデニール数につい
ては、ディップによる延伸又は収縮及びディップ付着量
の影響を排除するためにディップ処理前の実質デニール
を用いた。

【００２３】(3) ループ強力ＪＩＳＬ１０１７に準じ、オートグラフにより２５±
２℃の室温条件下にてディップ−熱処理前の生コードを
７０cmに切ったコードの両端をオートグラフ上方のチャ
ックに把持し、同じく同一長さに切ったコードを前者コ
ードのループ中に通した後、該コードの両端をオートグ
ラフ下方のチャックに把持してコード強力と同一条件で
引っぱりループ近傍で切断するときの荷重（kgf)を求め
た。

【００２４】(4) ループ強力指数上記方法にて測定したループ強力を、前述のコード強力
で除した値（ループ強力／引っぱり強力）で求めた。

【００２５】(5) コード〜ゴム接着力試験コード〜ゴム接着力は、接着処理後のコードをカーカス
コーティングゴムと同一の未加硫ゴム中に埋め込み１４
５℃で３０分間加硫し、得られた加硫物より１本ずつコ
ードを掘り起こし、コードを加硫物より剥離させた時の
剥離抗力を測定した。また、接着面破壊形態は、上記接
着試験終了サンプルを目視により評価した。

【００２６】(6) ドラム耐久性最大空気圧２．５kgf／cm²の内圧とした各供試タイヤを
２５±２℃の室内中に２４時間放置後、内圧を最大内圧
に再調整し、ビード部耐久性の評価に適切な条件であ
る。最大荷重６７０kg×２の荷重負荷の下で周速度６０
km／ｈで回転するドラムに押当て走行させ、故障の発生
時期及び故障内容を評価した。

【００２７】(7) コーナリングパワー試験（ＣＰ、操縦
安定性試験）コーナリングパワー(タイヤ操縦安定性)は、ＪＩＳ規格
の正規内圧、荷重を負荷されたタイヤが外径３０００mm
のドラム上に押し付けられて速度３０km／ｈで３０分間
予備走行した後、再度内圧が規格値に調整された上で同
一速度で再走行し、この時タイヤの転動方向とドラムの
円周方向との間に正負最大１４度の角度（スリップアン
グル）が連続してつけられて正負両角度に対応するコー
ナリングフォース（ＣＦ）を測定し、これより次式によ
って平均のコーナリングパウアー（ＣＰ）値を算出して
評価した。なお、比較例１のＣＰ値を１００として各タ
イヤのＣＰ値は指数化した。指数が大きい程、操縦安定
性が良好であることを示す。

【００２８】

【数１】

【００２９】

【表１】

【００３０】上記表１に示すように、ループ強力の高い
モノフィラメントコード（Ａ）では接着力も低く、接着
試験後のコードは著しくフィブリル化しており、接着力
よりもコード内部の凝集力の方が低いために、フィブリ
ル化が起こり、結果として接着力も低いものとなった。
しかし、ループ強力の低いモノフィラメントコード
（Ｂ，Ｃ）ではループ強度が低い程、その接着力は向上
し、なおかつコードのフィブリル破壊もなく、ループ強
度が引っぱり強力の６０％であるＣのサンプルでは４．
２kg／コードの高接着力を得た。また、参考のため、通
常のポリエステル撚コード１５００ｄ／２４０×４０
回／１０cmの撚コード（Ｄ）を上記と同様に処理したデ
ィップコードの接着力は２．８kg／本であった。以上、
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄの４種のコードを前述したゴム引き布と
し、タイヤを試作し、コントロールのワイヤーインサー
トの代替とした。

【００３１】

【表２】

【００３２】（表２の考察）比較例１は、市場にも出て
いるワイヤーインサートタイヤであり、これをコントロ
ールとして各測定結果を１００とした。比較例２は、１
５００ｄ／２４０×４０回／cmの通常撚コードをワイ
ヤーインサートに用いたが、コントロール対比タイヤ操
縦性が低く、インサートとしてのビード部剛性向上が図
れないばかりでなく、ドラム耐久性もコントロールに比
べ低下した。比較例３は表１のＡのコードをワイヤーイ
ンサート代替としたが、タイヤ操縦安定・軽量化に満足
したが、ドラム耐久試験は低レベルであり、そのインサ
ート部破壊部のコードはコードのフィブリル化及び、コ
ード〜ゴム間の剥離が故障原因と推定された。

【００３３】これに対して実施例１は、表１のＢのコー
ドをインサート代替とした。タイヤ操縦安定性もコント
ロール同等であり、軽量化目的も達成しており、コント
ロール以上のドラム耐久性を示し、且つタイヤ故障部は
インサートのコード端部からのゴム亀裂であり、コード
〜ゴム間のセパレーションは認められなかった。実施例
２は表１のＣのコードをインサート代替とした。実施例
１よりも更にドラム耐久性も向上した。

【００３４】

【発明の効果】本発明では、カーカスプライとビードフ
ィラーゴム間に挿入されたインサート部材がポリエステ
ル成分９０％以上を含むポリエステル系モノフィラメン
トコードであり、該ポリエステル系モノフィラメントコ
ードは、ループ強度指数（ループ強力／引っぱり強力）
が１．０以下であるので、コード縦方向の縦割れ、即
ち、フィブリル化を抑制し、接着力を向上させることが
でき、ワイヤーインサート同等のタイヤ運動性能を保持
でき、且つ、軽量化が可能な耐久性に優れた空気入りタ
イヤが提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明の実施の一例を示す断面図、
（ｂ）はその部分拡大断面図である。

【符号の説明】

１ビード部２サイドウォール部３トレッド部４カーカスプライ９ビードフィラー１０インサート部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対のビード部及び一対のサイドウォー
ル部と、両サイドウォール部間にトロイド状をなして成
るトレッド部からなり、これら各部をラジアル配列のモ
ノフィラメントコードのゴム引き布からなるカーカスプ
ライにより補強し、トレッド部はベルトにより強化して
なる空気入りタイヤにおいて、前記カーカスプライとビードフィラーゴム間に挿入され
たインサート部材がポリエステル成分９０％以上を含む
ポリエステル系モノフィラメントコードであり、該ポリ
エステル系モノフィラメントコードは、ループ強度指数
（ループ強力／引っぱり強力）が１．０以下であること
を特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】前記モノフィラメントコードのループ強
度指数が０．７以下である請求項１記載の空気入りタイ
ヤ。
【請求項３】前記モノフィラメントコードのデニール
が８００〜７０００デニールである請求項１又は２記載
の空気入りタイヤ。