JPS6285702A - 乗用車用ラジアルタイヤ - 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） 本発明はスチールコードベルト層と芳香族ポリアミドベ
ルト層をベルト補強層としてトレッド部を補強した乗用
車用ラジアルタイヤの改善に関するものである。

（従来の技術） 従来、乗用車用ラジアルタイヤとしてはラジアルカーカ
スプライとトレッドゴム間にスチールコードベルト層が
２層に配置され補強されたタイヤ（以下ラジアルタイヤ
と云う）が多用されていたが、このタイヤは有機繊維コ
ードベルトコード層２枚を有するタイヤに較べ、タイヤ
トレッド部の剛性を高め、格段に良好なコーナリング特
性を向上させ操縦安定性および耐摩耗性に優れた効果が
得られたが、一方トｊノット部の曲げ剛性が高いために
乗心地が悪くなるとか、トレッド部の重量が重く、高速
走行時にこの部位に大きな遠心力が発生ずるためにベル
ト端部が路面側にせり出しゴムとベルト間がセパレーシ
ョンし破壊に至らしめ易くなるとか、またタイヤ全体の
重量が重くなるために、ころがり抵抗が大になり、近郊
重要視されている燃料消費量が大になる等の欠点を有し
ていた。

その改良手段として、スチールコードに近い物性（高強
力、高モジュラス）を有する有機繊維である芳香族ポリ
アミド繊維コードをスチールコードと併用し、スチール
コードベルト層と芳香族ポリアミド繊維コードベルト層
を有するラジアルタイヤが開発された。この芳香族ポリ
アミド繊維コードとしてはジ＝ボン社のケブラー（Ｋε
ＶＬＡＲ＠）”）に代表されるポリパラフェニレンテレ
フタルアミドのホモポリマーの繊維から成るコードが好
んで使用されていた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら上述のスチールコードベルト層と芳香族ポ
リアミド繊維コードベルト層を有するベルト補強層によ
り補強されたラジアルタイヤは、スチールコードベルト
層２枚のラジアルタイヤに比較してトレッド部剛性が若
干低く、そのため耐摩耗性、操縦安定性が若干劣り、−
万乗心地は向上しているのであるが、タイヤ走行時に芳
香族ポリアミド繊維コードベルト層のトレッド踏面部、
ベルト端部に剪断、圧縮歪を受け、芳香族ポリアミド繊
維が極度に劣化すること或いは繊維同志のこすれにより
必滅すること等により切断し、タイヤを破壊に至らしめ
る。

また芳香族ポリアミド繊維は、吸湿性が大であること、
耐湿熱劣化性が悪いことから、トレッド踏面からの水分
を吸収すること、トレッド踏面のカットからのベルト層
−２の水分の侵入によって芳香族ポリアミド繊維自身が
水分により劣化すること、隣接するスチールコードベル
ト層を発錆させること等の、ベルト層の形成に使用する
芳香族ポリアミド繊維自身の材質の問題があった。

一方、スチールコードベルト層と芳香族ポリアミド繊維
コードベルト層より成るベルト補強層を有したラジアル
タイヤの耐摩耗性、操縦安定性の改善は、ベルト層内の
配列角度あるいはコーティングゴムの剛性を高める配合
ゴムを用いること等により２律肯反要因であるタイヤ周
方向の引張り剛性、横変形に対する剪断剛性をそれぞれ
高める方向でなされるが、上記芳香族ポリアミド繊維は
圧縮モジュラスが低いために横変形に対する剪断剛性が
小さく、ベルト層内配列角度に対する依存性が他の有機
繊維に較べて大なるためこの面からベルト剛性が向上せ
ず、操縦安定性、耐摩耗性が予想される程改善されない
という問題点があった。

（問題点を解決するための手段） 本発明者等は芳香族ポリアミド繊維コードベルト層とス
チールコードベルト層を有するラジアルタイヤに関して
、耐摩耗性、操縦安定性、耐久性（故障寿命）を向上さ
せることが、タイヤ製品としての技術的な課題であるの
に鑑み、鋭意研究を行なった結果、特定の分子構造を有
する芳香族ポリアミドより成る繊維フィラメントを特定
の撚係数で撚糸して得られるコードにより耐疲労性、耐
湿熱劣化性、吸湿性、圧縮剛性が満足されることを見出
し、本発明を達成するに至った。

即ち本発明の乗用車用ラジアルタイヤは、スチールコー
ドベルト層と芳香族ポリアミド繊維コードベルト層をベ
ルト補強層としてトレッド部を補強した乗用車用ラジア
ルタイヤであって、上記芳香族ポリアミド繊維コードベ
ルト層が次の一般式〔式中のＲ，、Ｒ２は同−若しくは
相異なる水素原子あるいは炭素数５以下のアルキル基で
あり、Ａｒ　、。

Ａｒ２　は同−又は異なる一般式 で表わされる基であり、ここでＹは−Ｏ−、−Ｓ−。

Ｈ３ （Ｒは炭素数５以下のアルキル基）から選ばれた基であ
り、ｍ、ｎは繰り返し単位を示す〕で表わされる成分と
を共縮合して得られた芳香族ポリアミドから成り、室温
における引張り強度が１０ｇ／ｄ以上、初期モジュラス
が３００ｇ／ｄ以上である芳香族ポ（式中のＮ７は撚係
数、Ｔは撚数（Ｔ／１０ｃｍ）　、Ｄはトークルデニー
ルを示す）で表わされる撚係数にて０．２〜０．５の範
囲で撚を加えて形成した撚コードベルト層であることを
特徴とする。

本発明で使用される上記特定の芳香族ポリアミド繊維（
以下共重合芳香族ポリアミド繊維）は、例えは特公昭５
４−４３６１２号公報に代表される製造法によって得ら
れる。特に好んで使用される繊維としては、３．４’−
ジアミノジフェニルエーテルとパラフェニレンジアミン
とテレフタル酸クロライドの共重合により得られる（１
）式においてがあり、紡糸後、３００℃以上で５倍以上
の熱延伸にかけることにより、高強力、高モジユラス化
が達成され、このものは比重が約１．４０．室温での引
張り強度は２０ｇ／ｄ　、引張りモジュラスは６００ｇ
／ｄである（産業上好適に利用できるのはＨＭ−５０帝
人社製のものである）。

また、パラフェニレンジアミンとテレフタル酸クロライ
ドの重合体であるポリパラフェニシンテレフタルアミド
繊維と比較して、３，４′−ジアミノジフェニルエーテ
ル成分を分子内に導入することによって分子鎖に可撓性
が付与され、繊維軸方向の圧縮歪に対する抵抗力が増加
し、又吸水性が少ないために、耐疲労性、耐水性、耐加
水分解性が向上される。

上記共重合芳香族ポリアミド繊維の１５００ｄの原糸を
予め撚り（下撚）、更にこの下撚コードを２本たばねる
ことにより、撚コードが得られる。この場合の次式で表
わされる撚係数（ＮＴ）　は０．２〜０．５の範囲とす
る。

（式中のＴは撚数（Ｔ／１０ｃｍ）　、Ｄはトークルデ
ニールを示す） 上記撚係数が０．２未満であると、座屈が容易に起き、
耐圧縮疲労性が低下し、０．５を越えると弾性率、破壊
強力が低下して好ましくない。

次に前述のようにして形成した撚コードに、適当な接着
剤を塗布し、２００　℃〜２５０℃の範囲の温度でデニ
ール当り０．２〜３ｇの張力下て熱処理を行なった後、
ゴム中に埋設する。

ここで共重合芳香族ポリアミド繊維コードを埋設するゴ
ムに関して、ベルト層の横変型に則する剪断剛性を高め
ることにより、共重合芳香族ポリアミド繊維が主として
、タイヤ周方向の引張り剛性を高めることに加えて、ベ
ルト剛性をタイヤ横方向、周方向共均−に向上させ、操
縦安定性、耐摩耗性を向上させることができる。ところ
で、こういった操縦安定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し、高温時のゴム物性の指標
として、埋設ゴムの加硫後の物性としては、１２０℃、
　５０Ｈｚ　、　１％歪にて測定した動的弾性率（Ｅ′
）が０．７０ｘ１０８〜１．２　　ｘｌＯ’　ｄｙｎｅ
／ｃｍ”　の範囲にある、通常の乗用車用ラジアルタイ
ヤに使用されるベルト用ゴムよりも高いモジュラスを有
するのが好ましい。

上記動的弾性率（Ｅ′）が０．７０Ｘ１０’　ｄｙｎｅ
／ｃｍ２未満であると高温時のモジュラスが不足し、ベ
ルト剛性が低下し、１，２　ｘｌＱ８ｄｙｎｅ／　ａｍ
２を越えると乗心地性が悪くなり好ましくない。

また共重合芳香族ポリアミド繊維コードは周方向に対し
て０〜３０°の角度で好適に利用できる。

また共重合芳香族ポリアミド繊維コードベルト層は、通
常にはトレッド踏面側にスチールコードベルト層よりも
長い幅のものを両端部切離し、あるいは第１図に例示す
るように両端部をトレッド踏面側に打ち返した構造のも
のおよびスチールベルト層を両端からつつんだ構造のも
の、いわゆるホールドベルトのいずれでも利用できる。

尚第１図において１は芳香族ポリアミド繊維コードベル
ト層、２はスチールコードベルト層、３はカーカス、島
は芳香族ポリアミド繊維コードベルト層の幅、β２はス
チールコードベルト層の幅、Ｔｗはトレッド幅で１．＞
Ｔｗ＞β２となっている。

（実施例） 本発明を次の実施例ふよび比較例により説明する。

実施例１〜３．比較例１〜５ 第１表に示すポリバラフェニレン・テレフタルアミド繊
維（デュポン社製、商標名ＫＥＶＬＡＲ■）およびポ＋
Ｊ（３，４’−ジアミノジフェニルエーテル−パラフェ
ニレンジアミン−テレフタル酸クロライド）共重合芳香
族ポリアミド繊維より成るコードをゴムに埋設して成る
ベルト層と、スチールコード（構造１×５．コード径０
．６８ｍｍ、　　強力６５ｋｇ／本）のベルト層を第１
図に示す様に配置したタイヤサイズ１８５／７０ＨＲ１
４の実施例１〜３および比・鮫例１〜４の乗用車用タイ
ヤを試作した。尚各タイヤのコードはベルト作成時打込
本数４０本１５ｃｍとし、タイヤ周方向に対するコード
角度を１３°とし２枚のベルトを相互に交差するように
配置した。

また他の比較タイヤとしてスチールコード（構造１×５
．コード径０．６８ｍｍ、　　強力６５ｋｇ／本）をコ
ード角度１５°とし相互に交差する２枚のベルト層を備
えたことを除いて同様のタイヤを作成し、比較例５のタ
イヤとした。

各コードの特性、コード埋設ゴムの１２０℃、５０ｆｌ
ｚ、　　１％歪にて測定した動的弾性率（Ｅ′）並びに
タイヤの性能テストを次に示す評価方法で行ない。得た
結果を第１表に示す。

評価方法 （ア）耐疲労性＝ＧＹ式チューブ疲労テストを用い、一
定時間回転さけた後のコードの残強力保持率を求めた。

そしてケブラーを１００として指数表示した。

（イ）動的弾性率：ハイブロン型スペクトロメーターを
使用し、１２０℃、　５９Ｈｚ、歪１％、初期張力２０
０ｇ、　　サンプル長さ２　ａｍにて測定した。

（つ）プランジ＋−Ａ、：内圧３．Ｏｋｇ／ａｍ２荷重
を正規の２００％にて速度５０ｋｍ／Ｈｒで走行させ、
２．０万Ｋｍにて停止したタイヤを、空気圧１．７　ｋ
ｇ／Ｃｍ２にてリム組みセットし、タイヤトレッド中央
に先端が丸い直径２０ＩＩｌ［１１の棒を有する治具に
て押し付は測定する。通常はベルトが破壊せず、治具に
てリムまで押し付けられてしまうが、不合格はベルト部
がそれ以前に破壊した場合とし、ベルトの耐疲労性評価
のメジャーとした。

（１）プランジャーＢ：内圧３．０ｋｇ／ａｍ２　にな
るまで水をタイヤ内に充填した他は、（つ）と同じ方法
で評価し、ベルトの湿熱劣化性のメジャーとした。

（オ）乗心地性：小突起付きのドラムにタイヤを押し付
は回転させて突起乗越時の反力を測定する。この反力の
大なるものが、乗心地性として劣り、指数表示した。

（力）操縦安定性フィーリングテスト：各試作タイヤを
乗用車に装着し、専門のドライバーにより操縦安定性フ
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＝「やや良いと思われる。」 ＋４：「やや良い。」 ＋８；「良い。Ｊ に区分し、コントロールの成績を１００とし、指数表示
した。

〈発明の効果） 以上説明してきたように、本発明の乗用車用ラジアルタ
イヤは、前記（１）式の共重合芳香族ポリアミドより成
る繊維を用い撚係数Ｎ’ｒを０．２〜０．５の範囲とし
て撚を加えて形成したコードを用いたベルト層と、スチ
ールコードベルト層を組合せたベルト補強層にてトレッ
ド部を補強したことにより、第１表からも明らかなよう
にスチールコードベルト層で補強されたタイヤより乗心
地性がずくれ、従来のスチールコードベルト層と芳香族
ポリアミド繊維コードベルト層とで補強されたタイヤに
比し操縦安定性、耐摩耗性が改善されたという効果が得
られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一例タイヤの上方部の断面図である。 ■・・・芳香族ポリアミド繊維コードベルト層２・・・
スチールコードペクト層 ３・・・カーカス 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、スチールコードベルト層と芳香族ポリアミド繊維コ
   ードベルト層をベルト補強層としてトレッド部を補強し
   た乗用車用ラジアルタイヤであって、上記芳香族ポリア
   ミド繊維コードベルト層が次の一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼（１） 〔式中のＲ＿１、Ｒ＿２は同一若しくは相異なる水素原
   子あるいは炭素数５以下のアルキル基であり、Ａｒ＿１
   、Ａｒ＿２は同一又は異なる一般式▲数式、化学式、表
   等があります▼、▲数式、化学式、表等があります▼、
   ▲数式、化学式、表等があります▼ で表わされる基であり、ここでＹは−Ｏ−、−Ｓ−−Ｓ
   Ｏ＿２−、−ＣＨ＿２−、▲数式、化学式、表等があり
   ます▼、−■−、−■−、−■−（Ｒは炭素数５以下の
   アルキル基）から選ばれた基であり、ｍ、ｎは繰り返し
   単位を示す〕で表わされる成分とを共縮合して得られた
   芳香族ポリアミドから成り、室温における引張り強度が
   １０ｇ／ｄ以上、初期モジュラスが３００ｇ／ｄ以上で
   ある芳香族ポリアミド繊維フィラメントを、次式 Ｎ＿Ｔ＝Ｔ×√［（０．１３９／ρ）×（Ｄ／２）］×
   １０＾−＾３（式中のＮ＿Ｔは撚係数、Ｔは撚数（Ｔ／
   １０ｃｍ）、Ｄはトータルデニールを示す）で表わされ
   る撚係数にて０．２〜０．５の範囲で撚を加えて形成し
   た撚コードベルト層であることを特徴とする乗用車用ラ
   ジアルタイヤ。 ２、上記芳香族ポリアミド繊維コードが埋設されるゴム
   が、１２０℃、５０Ｈｚ、１％歪にて測定した動的弾性
   率（Ｅ′）が０．７×１０＾８〜１．２×１０＾８ｄｙ
   ｎｅ／ｃｍ＾２の範囲のゴムである特許請求の範囲第１
   項記載の乗用車用ラジアルタイヤ。 ３、ベルト補強層がカーカス側に配置された一層のスチ
   ールコードベルト層と該スチールコードベルト層のタイ
   ヤ踏面側に積層配置された上記芳香族ポリアミド繊維コ
   ードベルト層より成る特許請求の範囲第１項または第２
   項記載の乗用車用ラジアルタイヤ。