JPS62105704A - ラジアルタイヤ - 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、空気入りラジアルタイヤに関するものであり
、更に特に乗用車タイヤ等の小型ラジアルタイヤ、トラ
ック・バスタイヤ等の中型ラジアルタイヤ、オフザロー
ドタイヤ等の大型ラジアルタイヤおよび航空機タイヤ、
産業車両夕、イヤ等の超高圧ラジアルタイヤの改良に関
するものであるつ〈従来の技術） ラジアルタイヤは、コード角度が周方向に対し約９０°
であって両端を一対のビードコアによって係止したカー
カスプライとトレッドゴムどの間にベルト補強層を有し
、このベル）Ｉはタイヤトレッド部の剛性を高めること
によってタイヤの操縦安定性、耐摩耗性および転り抵抗
に起因する低燃費性能を著しく高める作用を有している
。

このため、従来ベルト層には主としてスチールコードが
使用されてきたほか、アミド、レーヨン、ポリエステル
等の有機繊維も一部使用されてきた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしスチールコードを使用すると、トレッドあの曲げ
剛性が高いために乗心地が悪くなるとか、スチールコー
ドの比重が高いのでトレッド部の重量が増加し高速走行
時にこの部位に大きな遠心力が発生し、ベルト端部が踏
面側にせり出しゴム−ベルト間がセパレーションし破壊
し易くなるとか、タイヤ全体の重量が増加するために転
り抵抗が大となり、近年重要視されている燃料消費量が
増大するとか、更には踏面部に発生したカット部から水
分、が浸入しスチールコードを腐食し易いとか言った種
々の問題があった。

従って、本来柔軟でかつ腐食しない有機繊維コードを有
するベルト層が期待される訳であるが、従来ベルト層に
使用されてきたレーヨン、ポリエステルコードは弾性率
がスチールコードに比し低いためベルト層本来の機能で
あるベルト効果が充分でなく、操縦ｉ生、耐１や耗四ｊ
、二おｌ、　１て劣ると′、）う欠点を有していた。一
方、スチールコードに近い弾性率を有するアラミドコー
ドを使用するとスチールコードに近いベルト効果は得ら
れるが、アラミドコードの耐疲労性、接着性が低いため
タイヤの耐久性という面で満足できなかった。

これら従来のベルトコードの使用法について更に詳しく
説明すると、従来ベルトコードとして使用されてきた有
機繊維コードであるポリエステルおよびし・−ヨンは弾
性率が低いので、高速走行時に遠心力によって踏面側に
せり出しにくくするためにベルト端部を折り返したよう
なフォールドベルト構造として使用され、これによりベ
ルト端部の剛性を高めてきた。

しかし、このようなベルト端部を折り返す構造は、タイ
ヤの成形作業時に工数が増え繁雑であるばかりでなく、
複数のベルトコード層を積層するために、特にフォール
ド端部はベルト層が厚くなり走行時に発生する熱の放出
が少なく、フォールド端部でのゴム−コード層間のセパ
レーションに起因する故障が起こり易かった。更にまた
、かかるフォールド構造を使用してもポリエステルある
いはレーヨンコードを用いたベルト層はスチールコード
のベルト層に比し剛性が低いので操縦性、耐摩耗１生の
面でタイヤ特性が劣り、現在ではスチールラジアルタイ
ヤに比べると二級品としての地位に甘んじざるを得ない
状況である。

一方、アラミドコードはスチールコードに比し若干弾Ｉ
生率が低いので、ベルトの構造としては２枚以上のアラ
ミドコードベルト層を切り離して積層として使用する方
法、スチールコードベルト層とアラミドコードベルト層
とを組合せて使用する方法、あるいはアラミドコードベ
ルト層のベルト端部を折り返して使用する方法等数多く
の方法が提案されている。

しかし、アラミドコードベルト層は、アラミドコードの
耐疲労性が劣るためタイヤ走行時にトレッド踏面部、ベ
ルト端部に剪断、圧縮歪みを受け、コード自身が疲労劣
化するとか、繊維間のこすれにより摩耗または接着劣化
してベルトコードの切断、ベルト端部でのコム−コード
間のセバレー〉・ヨンを引き起こし、タイヤ破壊に至る
という問題があった。

また、アラミドコードを使用したフォールドベルト構造
においては、フォールド端部、特にコードの折り返され
た側での圧縮歪が大となり、コードの疲労破壊が起こり
易いので、コード層に被覆するゴム層の厚さを増すこと
により、折り曲げ・ふれるコード部分の曲率を大きくし
て圧縮歪を抑制する等の手段が採られている。

しかし、かかる手段を採るとタイヤの重量増加につなが
り、かつタイヤの蓄熱を助長するという問題があった。

更にまた、アラミドは芳香族ジアミンどテレフタル酸と
の重合体もしくは共重合体が高度に配向結晶化している
ため接着剤の浸透性が悪く、またアラミドのコード表面
はポリアミド結合に基づく官能基のみしか存在せず、か
つ表面ポリアミド結合は隣接する芳香環によって反応性
が低下させられているため接着剤との反応性が低く、従
ってアラミドコードは基本的には接着１生能の劣るコー
ドと考えられている。

上記の問題点に鑑み本発明の目的は、上述の如くスチー
ルコードをベルト層として使用した場合に生ずるタイヤ
の乗心地、タイヤ重量増加、ベルト端部の耐久性および
水分による腐食性等に関する問題を回避できる、コード
自身が柔軟で比重が小さく水分による腐食性の問題がな
い有機繊維において、従来のポリエステル、レーヨン等
の低弾性率に起因するタイヤの操縦性、耐摩耗性の欠点
を克服できかつアラミドコードの低耐疲労性および低接
着性に起因するタイヤの耐久性低下をも改良することの
できるコードをラジアルタイヤのベルト補強層用に提供
することにある。

（問題点を解決するだめの手段） 本発明者は、上述の問題点を解消すべく有機繊維のベル
トコードについて鋭意研究した結果、分子構造として繊
維表面にポリビニアルコールの水酸基を多数含有してい
るために接着性能が良好であるビニロンであって、かつ
従来のビニロンにないような高弾性率でかつ高強度のビ
ニロンをベルトコードとして使用することにより、操縦
性に侵れかつ耐久性、特に高速耐久性および転り抵抗を
も改簿された空気入りラジアルタイヤが得られることを
見い出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、２層以上のベルト補強層を有する
ラジアルタイヤにおいて、ヤーンの４．５ｇ／ｄの応力
下での伸度が２％以下でかつ強度が１５．Ｏｇ／ｄ以上
の高弾性率高強度ビニロンを撚り合せたコードをベルト
コードとして使用したことを特徴とするラジアルタイヤ
に関するものである。

本発明においてビニロンの伸度および強度を上述の如く
規定したのは、従来のビニロンの４．５ｇ／ｄの応力下
での伸度３．３％、強度１１ｇ／ｄ程度ではタイヤ周方
向の引張り剛性が充分に高くなく、タイヤの操縦性、高
速耐久性および耐摩耗性等のタイヤ性能に問題があった
からである。すなわち、充分なる操縦性を得るためには
ヤーンとして４．５ｇ／ｄ応力下での伸度が２％以下で
あることが要求され、またベルトコードとして使用する
場合の強度は高い程安全であり、ビニロンの弱点である
湿熱劣化を考１慮してもヤーンの強度として１５ｇ／ｄ
以上であることが要求される。

かかる高弾性率で高強度のビニロンの製造は、従来のビ
ニロン製造に使用したものよりも大幅に分子量を増大し
たポリマーを使用し製糸時の延伸倍率を高めるような方
法、あるいは一般にゲル紡糸法と呼ばれているような超
高分子量のポリマーを稀薄溶液より紡糸し高延伸倍率で
延伸するといった方法で達成することができる。更に、
延伸した繊維を熱処理やアセタール、ホルマール化等の
後処理することによってビニロンの化学変性を行なって
耐湿熱劣化性を改良する等の方法で、ビニロンの改質を
行なうこともできる。

このようにして製造された高弾性率で高強度のビニロン
のヤーンに下撚り上撚りをかけてコードの集束性を高め
、これと共に耐疲労性の改良を図る。このようにして１
算られた撚りコードを場合によっては緯糸を使用し、製
織してすだれ織りとし、また場合によっては撚コードの
ままレソルンノールーホルムアルデヒドーラテックス等
の通常のタイヤコード用ディブプ液に浸漬させた後、熱
処理を行ない、タイヤコードとして使用する。

本発明においては、上記の高弾性率で高強度のビニロン
をベルトコードとして１吏用する他に、該ベルトコード
を埋設するゴムに特徴がある。すなわち、該ビニロンが
タイヤ周方向の引張り剛性を高めているのに加え、かか
るゴムによりベルト層の横変形に対する剪断剛性を高め
、これによりベルト剛性をタイヤ横方向、周方向共に均
一に向とさせて操縦性および耐摩耗性を更に向上させる
ことができる。

ところで、かかる操縦性、耐摩耗性はタイヤ転勤時の問
題であるからタイヤの発熱を考慮すると、高温時の埋設
ゴムのタイヤ中での物性としては、１２０℃、５０　Ｈ
ｚ、１％歪にて測定した動的弾性率（Ｅ′）を０．７０
Ｘ１０８〜１．２Ｘ１０８ｄｙｎ／ｃｍ２　の範囲内と
し、通常のラジアルタイヤに使用するベルト用ゴムより
高弾性率にする必要がある。かかる動的弾性率（８′）
が０．７　Ｘ　］、０８ｄｙｎ／ｃｍ２未満であると高
温時の弾性ネが不足してベルト剛［生が低下し、一方１
２×１０８ｄｙｎ／ｃｍ２を越えると剛ｉ生が高くなり
過ぎて乗心地が悪くなり、好ましくない。

本発明における高弾性率で高強度のビニロンをベルトコ
ードどじで使用する場合、従来のポリエステルやレーヨ
ンよりも高弾性率であるため、ベルト補強層を第１図（
ａ）の（Ａ）〜（Ｃ）に示す如く２層以上の切り離し構
造として使用することも可能である。該ビニロンをこの
ような２層以上の切り離し構造のベルトに使用する場合
、ビニロンはアラミドに比し接着性が良好であるのでベ
ルト端部でのゴム−コード間のセパレーションが起こり
にくく、耐久性が良好である。

尚、本発明においてはベルト剛性を更に高めるために、
かかるベルト補強層をスチールコードのベルト補強層と
組合せて用いることができるのは勿論のことである。

他に、本発明における高弾性率で高強度のビニロンをベ
ルトコードとして使用する方法としてフォールド構造が
あり、その形態としては種々のものを使用することがで
きる。

フォールｌ−’　；Ｗ造のベル！・例としでは第１１’
１（ｂ）の（Ａ）〜（Ｆ）に示すものがあり、この内（
ｔ＼）および（Ｂ）の如き通常のポリポリエステルやレ
ーヨンで使用するベルト構造に該ビニロンコードを適用
すると、ポリエステルやレーヨンのコードを使用する場
合に比しベルトの剛性が高まり、タイヤの操縦性を大幅
に改良することができる。

また、フォールド構造のベルト例（Ｃ）〜（Ｆ）に示す
構造等にも該ビニロンコードを適用することができるが
、この際スチールコードのベルト補強層と組合せて適用
することもできるのは勿論のことである。特に（Ｃ）〜
（Ｆ）　に例示した構造の場合においては、切り離しベ
ル）Ｂをスチールコード。

のベルト層で形成し、フォールドベルト層を該ビニロン
コードのベルト爾で形成すると、タイヤ成形時に該ビニ
ロンの柔軟性が活かされ、折り返し作業がスチールより
も容易となり有利であり、かつスチールコードによる剛
性の増大によりベルト剛性の向上等の効果も得られる。

更に、スチールコードのベルト補強層のベルト端部がフ
ォールドベルト補強層によって保護されるため、切り離
しベルト端部の亀裂成長破壊を防止することができる。

かかるフォールド構造は、アラミドとスチールコードの
組合せベルトにおいて使用されるが、アラミドの場合、
フォールト内側のコードへの圧縮疲労によるコードの破
断およびフォールト外側での接着破壊が起こり易い。し
かし、該ビニ「］ンコードの場合、耐疲労性および接着
性がアラミドの場合よりも改良されているので、かがる
故障が起こりにくく、タイヤの耐久性、特に高速耐久性
が大幅に改良される。

更に、該ビニロンは耐疲労性においてアラミドよりも優
れているので、上記フォールド構造におけるアラミドコ
ードの疲労劣化破断を抑制し、この結果埋設ゴムの厚さ
を薄くすることも可能となり、タイヤの軽量化に寄与す
ることにもなる。

（実施例） 次に本発明を図面を参照して実施例および社較例に３よ
り説明する。

本実施例および比較例においては下記の第１表に示すヤ
ーンをベルトコードとして使用し、１５００ｄ／２．４
０　Ｘ４０Ｔ／１０ｃｍのポリエステルコードの１枚の
ラジアルカーカスプライから成る１８５／７０１１Ｒ１
４ザイズのラジアルタイヤにつき以下に示すゴム試験お
よびタイヤ試験を行なった。

（１）ゴム試験 動的弾性率（Ｅ′〉をパイブロン型スペクトロメータを
使用し、１２０℃、５０Ｈｚ、歪１％、初期張力２００
ｇおよびサンプル長さ２ｃｍの条件にて測定した。

（２〕高速耐久性試験（ドラムテスト）Ｆ　！、＋　Ｖ
　Ｓ　５−１０９の高速耐久テストに準拠して行なった
。具体的には先ず、内圧２．１　ｋｇｆ／ｃｍ２　に調
整したタイヤを２５℃±１℃の室温中に２４時間放置し
、空気圧を２．１　ｋｇｆ／　０ｍ２に再調整した後、
直径約２ｍのドラムに対しＪＩＳ正規荷重、内圧２．１
ｋｇｆ／ｃｍ２時の１００％荷重をタイヤに負荷し、８
１Ｋｍ／時の速度で２時間慣らし走行させた。次いで、
室温までタイヤを除冷し、内圧を２．１ｋｇｆ／ｃｍ２
　に再調整した後、同一荷重をタイヤに負荷し、速度１
２１　Ｋｍ／時から３０分毎に速度を段階的に上げてゆ
き、タイヤ破壊時の速度と時間を測定した。

（３）操縦性試験（フィーリングテスト）各サンプルを
乗用車に装着し、専門のドライバーにより操縦性フィー
リングテストを行なった。

評価はコントロールとの対比で、 ０、変わらない ±２；やや良い（悪い）と思われる ±４；やや良い（悪い） ±８；良い（悪い） に区別し、コントロールの成績を川Ｏとする指数表示に
て示した。指数が大きい程操縦性が優れている。

（４）転り抵抗測定試験 惰行法により測定した。得られた結果をコントロールの
成績を１００として指数表示した。指数が小さい程転り
抵抗は小さく、従って低燃費性能は良好となる。

実施例１．２および比較例１，２ 実施例１として、第２図に示すベルト構造を有するタイ
ヤであって、カーカス側の第１ベルトのコードがスチー
ルコードより成り、第１ベルト上の第２ベルトのコード
が前記高弾性率高強度のビニロンから成り、第１および
第２ベルトともタイヤ周方向に対し１３°の角度で層内
でコードが交差するよう配列され、第２ベルトはタイヤ
幅方向両端で折りたたまれたフォールド構造となってい
るタイヤを使用した。この際、第１ベルトのスチールコ
ードとして、構造１×５、フィラメント径０．６８ｍｍ
、コード強力６５ｋｇ１本のものを使用し、また第２ベ
ルトの該ビニロンコードの打込み数を４０本１５ｃｍと
した。

また比較例１として、上記タイヤの第２ベルトの該ビニ
ロンコードの代わりに前記アラミドコードを使用した以
外はすべて実施例１と同様の条件としたタイヤを使用し
た。

更に、ベルト補強層ゴムの動的弾性率（Ｅ′）の効果を
見るために、かかる動的弾性率を実施例１に比し低下さ
せた以外はすべて実施例１と同様の条件としたタイヤを
比較例２として使用した。

更にまた、第３図に示すベルト構造を有するタイヤであ
って、カーカス側の第１ベルトのコードが前記高弾性率
高強度ビニロンから成り、この第１ベルトの上で、スチ
ールコードを有する第２ベルトが両端で折りたたまれた
フォールド構造の該第１ベルトにより挟まれた構造とな
っている以外は実施例１と同様の条件としたタイヤを実
施例２として用いた。

これらタイヤにつき上述の各試験を行なった。

得られた結果を第２表に示す。

実施例３および比較例３ 第４図に示すタイヤのベルトは、カーカス側の第１ベル
トとその上に配置された第２ベルトが層間のコードが互
いに交差するように配置された切り離し構造となってお
り、第１および第２ベルトコードの配列角度はタイヤ周
方向に対し１５°となっている。かかるタイヤのベルト
コードとして前記高弾性率高強度ビニロンを使用し、コ
ード打込み数を４０本１５ｃｍとしたものを実施例３と
して使用した。

一方、ｎビニロンコードの代りにベルトコードとして、
構造１×５、フィラメント径０．６８ｎ＋ｍ、コード強
力６５ｋｇ／本のスチールコードを使用した以外は実施
例３と同じ条件としたタイヤを比較例３として用いた。

これらタイヤにつき上述の各試験を行なった。

得られた結果を第２表に併記する。

実施例４および比較例４〜６ 第５図に示すタイヤのベルトは、カーカス側から第１お
よび第２ベルトがタイヤ幅方向の一端で折りたたまれた
フォールド構造のベルトで構成され、またその上に配置
された第３および第４ベルトが同様に折りたたまれたフ
ォールド構造のベルトで構成され、この際各折りたたみ
部分が重積しないように配置され、各コードの周方向に
対する配列角度は１５°であり、また層間でコードが互
いに交差するように配置されている。かかるベルト構造
を有するタイヤにおいて、各ベルトコードとして前記高
弾性率高強度ビニロンを使用したものを実施例４として
使用した。

また、比較例４〜６として、各ベルトコードとして前記
ポリエステル、レーヨンおよび通常のビニロンを使用し
た以外は実施例４と同じ条件としたタイヤを夫々用いた
。

これらタイヤにつき上述の各試験を行なった。

得られた結果を第２表に併記する。

上述の第２表の試験結果より、ベルト構造が同じ場合に
はベルトコードとして本発明における高弾性率高強度ビ
ニロンを使用したタイヤの方がそれ以外の有機繊維コー
ドまたはスチールコードを使用したタイヤよりも操縦性
、高速耐久性もしくは転り抵抗に起因する低燃費性能に
優れていることが分かる。

また、同じベルト構造で高弾性率高強度ビニロンを使用
しても、コード埋設ゴムの弾性率　Ｅ′が所定の範囲よ
りも低いと操縦性、高速耐久性および低燃費性能が共に
低下することが確められた。

（発明の効果） 以上説明してきたように、本発明のラジアルタイヤでは
ベルト補強層のコードとして所定の高弾性率および高強
度を有するビニロンを使用することにより、操縦性、耐
久性、特に高速耐久性、および低燃費性能が著しく改善
されるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

１１図（ａ）の（八）〜（Ｃ）は、夫々ベルト補強層の
切り離し構造の一例を示す憶断面図、 第１図（ｂ）の（Ａ）〜（Ｆ）は、夫々ベルト補強層の
フォールド構造の一例を示す横断面図、第２〜５図は、
夫々本発明に適用可能なベルト構造の一例を示すタイヤ
の断面図である。 特許出願人　株式会社ブリヂストン 第１図 （ａ） （Ａ） （Ｂ）　□ （Ｃ）　□ 第１図 （ｂ） （Ｄ）　ｃ＝−−コ （Ｆ＞　　ＣＥニ一つ 第２図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、２層以上のベルト補強層を有するラジアルタイヤに
   おいて、ヤーンの４．５ｇ／ｄの応力下での伸度が２％
   以下でかつ強度が１５．０ｇ／ｄ以上の高弾性率高強度
   ビニロンを撚り合せたコードをベルトコードとして使用
   したことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。 ２、ベルトコードを埋設するゴムの動的弾性率Ｅ′が０
   ．７×１０＾８〜１．２×１０＾８ｄｙｎ／ｃｍ＾２の
   範囲内にある特許請求の範囲第１項記載の空気入りラジ
   アルタイヤ。 ３、ベルト補強層が２層以上の切り離しベルト構造から
   成る特許請求の範囲第１または２項記載の空気入りラジ
   アルタイヤ。 ４、ベルト補強層が２層以上でかつ該ベルト補強層の横
   方向最外端部分が折り返されたフォールド構造から成る
   特許請求の範囲第１または２項記載の空気入りラジアル
   タイヤ。 ５、２層以上のベルト補強層の少なくとも１層がスチー
   ルコードを有する特許請求の範囲第１〜４項のいずれか
   一つの項記載の空気入りラジアルタイヤ。