JPWO2006077978A1 - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

本発明は、低速走行時の操縦安定性と高速走行時の操縦安定性とに優れた空気入りラジアルタイヤに関し、より詳しくは、ベルト５のタイヤ半径方向外側に少なくとも一層のベルト補強層６Ａ，６Ｂを備え、該ベルト補強層６Ａ，６Ｂを構成する補強素子が、下記式(I)及び式(II)：σ ≧ -0.01×Ｅ ＋ 1.2 ・・・ (I)σ ≧ 0.02 ・・・ (II)［式中、σは、177℃における熱収縮応力（cＮ/dtex）であり；Ｅは、25℃における49Ｎ荷重時の弾性率（cＮ/dtex）である］の条件を満たすポリケトン繊維コードであることを特徴とする空気入りラジアルタイヤに関するものである。

Description

本発明は、空気入りラジアルタイヤ、特に低速走行時の操縦安定性と高速走行時の操縦安定性の双方に優れた空気入りラジアルタイヤ、並びに、低速走行時の操縦安定性と高速走行時の操縦安定性の双方に優れる上、ベルト補強層中のコードとベルト中のコードとが互いに接触することがなく、ベルトエッジセパレーション（ＢＥＳ）の発生が抑制された空気入りラジアルタイヤに関するものである。

現在、乗用車用ラジアルタイヤの骨格をなすカーカスの補強部材、特にカーカスのクラウン部の補強部材として一般に用いられているベルトは、主としてタイヤの赤道面に対し傾斜配列されたスチールコードのゴム引き層からなるベルト層を２枚以上用い、これらベルト層中のスチールコードが互いに交差するようにして構成されている。

また、タイヤの走行時の安定性、特に、高速走行時の安定性、更には、高速走行時における上記ベルト層の剥離、特に、ベルト層端部で顕著に起こる剥離を防止してタイヤの耐久性を向上させるために、上記ベルトのタイヤ半径方向外側にナイロンコード等の補強素子をゴム引きしてなるベルト補強層を配設することがあり、該ベルト補強層の構造としては、所謂、キャップ・レイヤー構造等が知られている。そして、ナイロンコード等を補強素子とするベルト補強層の配設により、走行時のタイヤの径成長を抑制して、タイヤの走行時の安定性を向上させることができる。

しかしながら、上記ベルト補強層の補強素子として一般的に用いられる上記ナイロンコード等の有機繊維コードの多くは、温度上昇と共に弾性率が低下するため、これら汎用の有機繊維コードを補強素子とするベルト補強層を備えたタイヤは、高速走行時にタイヤの温度が上昇すると共に、タイヤにかかる遠心力が増加した際に、ベルト補強層のタガ効果が減少して、トレッドが迫り出してしまい、高速走行時のタイヤの接地形状が大きく変化する結果、走行安定性が失われるという問題があった。

これに対して、高速走行時のタイヤの接地形状の変化を抑制するために、アラミド繊維コード等の高剛性で且つ高温時でも弾性率の低下しないコードをベルト補強層に適用することがある。しかしながら、アラミド繊維コード等の高剛性コードは、常温における弾性率が高過ぎるため、該高剛性コードを補強素子とするベルト補強層を備えたタイヤは、低速走行時における接地面積が不十分である。そのため、アラミド繊維コード等を補強素子とするベルト補強層を備えたタイヤは、高速走行時の操縦安定性に優れる一方、低速走行時（即ち、タイヤが低温で、タイヤにかかる遠心力が小さい場合）の操縦安定性に劣るという問題を有していた。

そこで、本発明の第１の目的は、低速走行時の操縦安定性と高速走行時の操縦安定性とに優れた空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

また、タイヤコードとしては、フィラメント束を２本撚り合わせた双撚り構造のコードを用いることが一般的であり、フィラメント束を２本撚り合わせることで、フィラメント同士の結束力を向上させて、コードの耐疲労性を向上させることができる。しかしながら、双撚り構造のコードは、コード径が太く、該コードを上記ベルト補強層に適用した場合、ベルト補強層のコードとベルト層のコード（一般には、スチールコード）とが接触し易くなり、ベルト端部での剥離、所謂、ベルトエッジセパレーション（ＢＥＳ）が発生し易くなるという問題がある。また、双撚り構造のコードを製造する場合、撚糸工程に長時間を要するため、加工費がかさみ、製造コスト面でも問題がある。

そこで、本発明の第２の目的は、低速走行時の操縦安定性と高速走行時の操縦安定性とに優れる上、ベルト補強層中のコードとベルト中のコードとが互いに接触することがなく、ベルトエッジセパレーション（ＢＥＳ）の発生が抑制された空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

本発明者は、上記第１の目的を達成するために鋭意検討した結果、ベルトの半径方向外側にベルト補強層を備える空気入りラジアルタイヤにおいて、該ベルト補強層の補強素子として特定の熱収縮応力及び弾性率を有するポリケトン繊維コードを用いることで、低速走行時のタイヤの接地面積を十分に確保して、低速走行時の操縦安定性を改善できる上、高速走行時にベルト補強層が熱収縮応力によって高いタガ効果を発揮するため、高速走行時の操縦安定性も向上することを見出した。

また、本発明者は、上記第２の目的を達成するために更に検討した結果、ベルトの半径方向外側にベルト補強層を備える空気入りラジアルタイヤにおいて、該ベルト補強層の補強素子として特定の熱収縮応力及び弾性率を有する片撚り構造のポリケトン繊維コードを用いることで、低速走行時のタイヤの接地面積を十分に確保して、低速走行時の操縦安定性を改善できる上、高速走行時にベルト補強層が高いタガ効果を発揮するため、高速走行時の操縦安定性も向上し、更に、ベルトとベルト補強層との層間ゲージを十分に確保して、ベルトエッジセパレーション（ＢＥＳ）の発生を抑制できることを見出し、本発明を完成させるに至った。

即ち、本発明の空気入りラジアルタイヤは、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に連なるトレッド部とを有し、前記一対のビード部間にトロイド状に延在させたカーカスと、該カーカスのクラウン部のタイヤ半径方向外側に配置した少なくとも二枚のベルト層からなるベルトと、該ベルトのタイヤ半径方向外側でベルトの全体及び／又は両端部を覆うように配置され、タイヤ周方向に対し実質的に平行に配列した補強素子のゴム引き層からなる少なくとも一層のベルト補強層とを備える空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記ベルト補強層を構成する補強素子が、下記式(I)及び式(II)：
σ ≧ -0.01×Ｅ ＋ 1.2 ・・・ (I)
σ ≧ 0.02 ・・・ (II)
［式中、σは、177℃における熱収縮応力（cＮ/dtex）であり；Ｅは、25℃における49Ｎ荷重時の弾性率（cＮ/dtex）である］の条件を満たすポリケトン繊維コードであることを特徴とする。

ここで、上記ポリケトン繊維コードの177℃における熱収縮応力σは、一般的なディップ処理を施した加硫前のポリケトン繊維コードの25cmの長さ固定サンプルを5℃/分の昇温スピードで加熱して、177℃時にコードに発生する応力であり、また、上記ポリケトン繊維コードの25℃における49Ｎ荷重時の弾性率Ｅは、ＪＩＳのコード引張り試験によるＳＳカーブの49Ｎ時の接線から算出した単位cＮ/dtexでの弾性率である。

本発明の空気入りラジアルタイヤの好適例においては、前記ベルト補強層における前記ポリケトン繊維コードの打ち込み数が40〜70（本/50mm）である。

本発明の空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベルト補強層は、該ベルト補強層の配設幅よりも狭い幅寸法を有する１本以上の補強素子をゴム引きしたリボン状シートを、所定の幅寸法になるまでタイヤの幅方向に複数回螺旋巻回することにより形成されたものであることが好ましい。

本発明の空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベルト補強層に用いるポリケトン繊維コードは、ポリケトンからなるフィラメント束を２本撚り合わせてなることが好ましい。ここで、前記ベルト補強層に用いるポリケトン繊維コードの下記式(III)：
α＝Ｔ×Ｄ^1/2 ・・・ (III)
［式中、Ｔは撚り数（回/100mm）で、Ｄはコードの総繊度（dtex）である］で定義される撚り係数αは、850〜4000であることが好ましい。また、前記ベルト補強層に用いるポリケトン繊維コードは、繊度が500〜3000dtexのポリケトンからなるフィラメント束を２本撚り合わせてなることが更に好ましい。

本発明の空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベルト補強層に用いるポリケトン繊維コードは、ポリケトンからなるフィラメント束１本を撚ったものであることが好ましい。この場合、上記第２の目的を達成することができ、より詳しくは、タイヤの低速走行時の操縦安定性と高速走行時の操縦安定性とを向上させつつ、ベルト補強層中のコードとベルト中のコードとが互いに接触することを防止して、ベルトエッジセパレーション（ＢＥＳ）の発生を抑制することができる。ここで、前記ベルト補強層に用いるポリケトン繊維コードの下記式(III)：
α＝Ｔ×Ｄ^1/2 ・・・ (III)
［式中、Ｔは撚り数（回/100mm）で、Ｄはコードの総繊度（dtex）である］で定義される撚り係数αが300〜1300であることが好ましい。また、前記ベルト補強層に用いるポリケトン繊維コードは、繊度が500〜3000dtexのポリケトンからなるフィラメント束１本を撚ったものであることが更に好ましい。

本発明の空気入りラジアルタイヤの他の好適例においては、前記ポリケトンが、下記一般式(IV)：

［式中、Ａは不飽和結合によって重合された不飽和化合物由来の部分であり、各繰り返し単位において同一でも異なっていてもよい］で表される繰り返し単位から実質的になる。ここで、前記式(IV)中のＡがエチレン基であることが特に好ましい。

本発明の空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ポリケトン繊維コードは、高温下で収縮し、室温に戻すと伸長する可逆性を有することが好ましい。

本発明によれば、特定の熱収縮応力及び弾性率を有するポリケトン繊維コードを補強素子とするベルト補強層を備えた、低速走行時の操縦安定性と高速走行時の操縦安定性とに優れた空気入りラジアルタイヤを提供することができる。

また、本発明によれば、特定の熱収縮応力及び弾性率を有する片撚り構造のポリケトン繊維コードを補強素子とするベルト補強層を備えた、低速走行時の操縦安定性と高速走行時の操縦安定性とに優れる上、ベルト補強層中のコードとベルト中のコードとが互いに接触することがなく、ベルトエッジセパレーション（ＢＥＳ）の発生が抑制された空気入りラジアルタイヤを提供することができる。

本発明の空気入りラジアルタイヤの一実施態様の断面図である。 本発明の空気入りラジアルタイヤの他の実施態様の断面図である。 本発明の空気入りラジアルタイヤのその他の実施態様の断面図である。

以下に、図を参照しながら本発明を詳細に説明する。図１は、本発明の空気入りラジアルタイヤの一実施態様の断面図であり、図２及び図３は、本発明の空気入りラジアルタイヤの他の実施態様の断面図である。

図１に示すラジアルタイヤは、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に連なるトレッド部３とを有し、上記一対のビード部１間にトロイド状に延在してこれら各部１，２，３を補強するラジアルカーカス４と、該カーカス４のクラウン部のタイヤ半径方向外側に配置された少なくとも二枚のベルト層からなるベルト５と、該ベルト５のタイヤ半径方向外側でベルト５の全体を覆うように配置したベルト補強層６Ａと、該ベルト補強層６Ａのタイヤ半径方向外側でベルト５の両端部を覆うように配置した一対のベルト補強層６Ｂとを備える。

図示例のラジアルカーカス４は、一枚のカーカスプライから構成され、また、上記ビード部１内に夫々埋設した一対のビードコア７間にトロイド状に延在する本体部と、各ビードコア７の周りでタイヤ幅方向の内側から外側に向けて半径方向外方に巻上げた折り返し部とからなるが、本発明の空気入りラジアルタイヤにおいて、ラジアルカーカス４のプライ数及び構造は、これに限られるものではない。

また、図示例のラジアルタイヤにおいては、上記ラジアルカーカス４のクラウン部のタイヤ半径方向外側には二枚のベルト層からなるベルト５が配置されており、該ベルト層は、通常、タイヤ赤道面に対して傾斜して延びるコードのゴム引き層、好ましくは、スチールコードのゴム引き層からなり、更に、二枚のベルト層が、該ベルト層を構成するコードが互いにタイヤ赤道面を挟んで交差するように積層されてベルト５を構成する。なお、図中のベルト５は、二枚のベルト層からなるが、本発明の空気入りラジアルタイヤにおいては、ベルト５を構成するベルト層の枚数は、３枚以上であってもよい。

本発明の空気入りラジアルタイヤにおいて、ベルト補強層６Ａ，６Ｂは、タイヤ周方向に対し実質的に平行に配列した補強素子のゴム引き層からなり、該補強素子が後述のポリケトン繊維コードからなることを要する。

ここで、図１に示すラジアルタイヤにおいては、ベルト５の全体を覆うベルト補強層６Ａ及びベルト５の両端部を覆うベルト補強層６Ｂが、ベルト５のタイヤ半径方向外側に一層づつ配置されているが、ベルト補強層６Ａ及びベルト補強層６Ｂの層数は、二層以上であってもよい。

本発明のラジアルタイヤは、ベルト５のタイヤ半径方向外側に一層以上のベルト補強層を備える限り特に制限されるものではなく、例えば、図２に示すラジアルタイヤのように、ベルト５のタイヤ半径方向外側にベルト５の全体を覆うベルト補強層６Ａのみが配置された態様や、図３に示すラジアルタイヤのように、ベルト５のタイヤ半径方向外側にベルト５の両端部を覆うベルト補強層６Ｂのみが配置された態様も、本発明のラジアルタイヤの好適態様の一例である。なお、図２中、ベルト補強層６Ａは一層で、図３中、ベルト補強層６Ｂは二層であるが、ベルト補強層６Ａ，６Ｂの層数はこれに限られるものではない。

本発明の空気入りラジアルタイヤにおいては、上記ベルト補強層６Ａ，６Ｂを構成する補強素子が、下記式(I)及び式(II)：
σ ≧ -0.01×Ｅ ＋ 1.2 ・・・ (I)
σ ≧ 0.02 ・・・ (II)
［式中、σは、177℃における熱収縮応力（cＮ/dtex）であり；Ｅは、25℃における49Ｎ荷重時の弾性率（cＮ/dtex）である］の条件を満たすポリケトン繊維コードであることを要する。ここで、該ポリケトン繊維コードの撚り構造は特に限定されず、該ポリケトン繊維コードとしては、例えば、ポリケトンからなるフィラメント束を２本撚り合わせたポリケトン繊維コードや、ポリケトンからなるフィラメント束１本を撚ったポリケトン繊維コードを用いることができる。

上記ポリケトン繊維コードは、高温における熱収縮応力が大きいため、低速走行時に十分な接地面積を確保できるようにポリケトン繊維コードをタイヤ中に配設した場合であっても、高速走行時にタイヤの温度が上昇するに従ってコードに十分な熱収縮応力が発生し、ベルト補強層６Ａ，６Ｂが十分なタガ効果を発揮して、遠心力によるトレッドの迫り出しを抑制する。そのため、上記式(I)及び式(II)を満たすポリケトン繊維コードを用いることで、低速走行時の操縦安定性と高速走行時の操縦安定性とを両立することが可能となる。なお、一般的な繊維コードを用いた場合、低速走行時の操縦安定性と高速走行時の操縦安定性とは二律背反の関係にあるため、両立させることができず、上記式(I)及び式(II)を満たすポリケトン繊維コードを用いることではじめて可能となる。

本発明において、上記式(I)は、タイヤ性能上から以下のようにして導き出される。高速走行状態におけるタイヤの形状変化を抑制する力としては、外界からの入力（例えば、遠心力、歪）に対してベルト補強層が受動的に発現する抗力Ｆ１と、発熱によってベルト補強層が能動的に発現する抗力Ｆ２とが存在する。即ち、高速走行時のタイヤの形状変化を効果的に抑制するためには、上記Ｆ１と上記Ｆ２との和があるレベル以上にあることが必要であり、Ｆ１及びＦ２の寄与率をそれぞれβ、γ（ここで、β＞0且つγ＞0）とすると、下記式：
β×Ｆ１＋γ×Ｆ２＞δ
（ここで、δはタイヤサイズや速度に因る基準量で、δ＞0）が導き出される。ここで、上記Ｆ１の主要な支配因子としては、ベルト補強層中のコードの剛性ＥＣがあり、一方、上記Ｆ２の主要な支配因子としては、ベルト補強層中のコードの熱収縮応力ＨＦがある。そして、上記の式にＦ１としてＥＣを、Ｆ２としてＨＦを代入し変形することで、下記式：
ＨＦ＞−β／γ×ＥＣ＋δ／γ
が導き出される。ここで、ＨＦとしてコードの177℃における熱収縮応力σを、ＥＣとしてコードの25℃における49Ｎ荷重時の弾性率Ｅを用いた場合、熱収縮応力σが、傾き（−β／γ）×弾性率Ｅ＋切片（δ／γ）の上領域にあることが必要となる。そして、本発明者が検討したところ、傾き（−β／γ）が-0.01で且つ切片（δ／γ）が1.2である場合、即ち、熱収縮応力σと弾性率Ｅが上記式(I)の関係を満たす場合、高速走行時のタイヤの形状変化を効果的に抑制できることが分った。

なお、使用するコードが、上記式(I)の関係を満たさない場合、熱収縮応力σが大きいものの弾性率Ｅが低いコードを使用すると、高速走行時にベルト補強層のタガ効果が減少し、一方、弾性率Ｅが高いものの熱収縮応力σが小さいコードを使用すると、低速走行時のタイヤの接地面積を十分に確保できないため、いずれの場合も、タイヤの低速走行時の操縦安定性と高速走行時の操縦安定性とを同時に向上させることができない。

また、使用するコードが、上記式(II)の関係を満たさない場合、高温、即ち、高速走行時における熱収縮応力σが小さすぎるため、低速走行時の接地面積を確保できるようにコードを配設した場合、高速走行時のベルト補強層６Ａ，６Ｂのタガ効果が不十分でトレッドが迫り出し、接地形状が大きく変化するため、タイヤの高速走行時の操縦安定性が低下し、一方、高速走行時にベルト補強層６Ａ，６Ｂがタガ効果を十分に発揮できるようにコードを配設した場合、低速走行時のタイヤの接地面積を十分に確保できないため、タイヤの低速走行時の操縦安定性が低下する。

ここで、上記ポリケトン繊維コードは、177℃における熱収縮応力σが1.5cＮ/dtex以下であることが好ましい。ポリケトン繊維コードの177℃における熱収縮応力σが1.5cＮ/dtexを超えると、加硫時の収縮力が大きくなり過ぎ、結果的に、タイヤ内部のコード乱れやゴムの配置乱れを引き起こし、耐久性の悪化やユニフォミティーの悪化を招いてしまう。また、上記ポリケトン繊維コードは、生タイヤの加硫時にベルト中のコードとベルト補強層中のポリケトン繊維コードとが接触するのを防止して、タイヤの耐久性の低下を抑制する観点から、177℃における熱収縮応力σが1.30cＮ/dtex以下であることが更に好ましく、0.90cＮ/dtex以下であることがより一層好ましい。更に、上記ポリケトン繊維コードは、トレッドの高速時の迫り出しを十分に抑制する観点から、177℃における熱収縮応力σが0.05cＮ/dtex以上であることが好ましく、0.15cＮ/dtex以上であることが更に好ましく、0.4cＮ/dtex超であることがより一層好ましい。また更に、上記ポリケトン繊維コードは、トレッドの高速時の迫り出しを十分に抑制する観点から、25℃における49Ｎ荷重時の弾性率Ｅが60cＮ/dtex以上であることが好ましく、100cＮ/dtex以上であることが更に好ましい。

上記ベルト補強層６Ａ，６Ｂ中のコードとベルト５中のコードとが互いに接触するのを防止して、ベルトエッジセパレーション（ＢＥＳ）の発生を抑制する観点から、上記ベルト補強層６Ａ，６Ｂに用いるポリケトン繊維コードは、ポリケトンからなるフィラメント束１本を撚ったものであることが好ましい。ポリケトン繊維コードがポリケトンからなるフィラメント束１本を撚ったコードである場合、コード径が太くなることを防止することができる。そのため、ポリケトンからなるフィラメント束１本を撚って得たポリケトン繊維コードをベルト補強層６Ａ，６Ｂの補強素子とすることで、ベルト５とベルト補強層６Ａ，６Ｂとの層間ゲージを十分に確保して、ベルト５中のコードとベルト補強層６Ａ，６Ｂ中のコードとが接触することを防止することができ、結果として、ベルトエッジセパレーション（ＢＥＳ）の発生を抑制することができる。なお、一般に、ベルト補強層６Ａ，６Ｂに高弾性コードを使用すると、ベルト５とベルト補強層６Ａ，６Ｂとの層間ゲージを確保することが難しくなるが、高弾性なポリケトンのフィラメント束１本を撚ったコードを用いることで、上記層間ゲージの確保が可能となる。

本発明の空気入りラジアルタイヤのベルト補強層６Ａ，６Ｂにおいては、上記ポリケトン繊維コードの打ち込み数が40〜70（本/50mm）の範囲であることが好ましい。ベルト補強層におけるポリケトン繊維コードの打ち込み数が40（本/50mm）未満では、ベルト補強層のベルト補強能が小さなる。一方、ベルト補強層におけるポリケトン繊維コードの打ち込み数が70（本/50mm）を超えると、上記ポリケトン繊維コードがポリケトンからなるフィラメント束を２本撚り合わせてなる場合は、タイヤの重量が増加してしまうと共に、常温時でのトリート剛性が過大となり、低速走行時での接地面積が小さくなり、また、上記ポリケトン繊維コードがポリケトンからなるフィラメント束１本を撚ったものである場合は、トリート剛性が過剰となり、タイヤ加硫時の拡張および熱収縮応力によってベルトとベルト補強層が接触し易くなり、ＢＥＳを引き起こす。

上記ベルト補強層６Ａ，６Ｂに用いるポリケトン繊維コードがポリケトンからなるフィラメント束を２本撚り合わせてなる場合、該ポリケトン繊維コードは、下記式(III)：
α＝Ｔ×Ｄ^1/2 ・・・ (III)
［式中、Ｔは撚り数（回/100mm）で、Ｄはコードの総繊度（dtex）である］で定義される撚り係数αが850〜4000の範囲であることが好ましい。ポリケトン繊維コードの撚り係数αが850未満では、熱収縮応力が十分に確保できず、4000を超えると、弾性率が十分に確保できない（ベルト補強能が小さい）。

また、上記ベルト補強層６Ａ，６Ｂに用いるポリケトン繊維コードがポリケトンからなるフィラメント束を２本撚り合わせてなる場合、該ポリケトン繊維コードは、繊度が500〜3000dtexのポリケトンからなるフィラメント束を２本撚り合わせてなることが更に好ましい。ポリケトン繊維コードに用いるフィラメント束の繊度が500dtex未満では、弾性率・熱収縮応力共に不十分であり、3000dtexを超えると、コード径が太くなり、打ち込みを密にできない。

一方、上記ベルト補強層６Ａ，６Ｂに用いるポリケトン繊維コードがポリケトンからなるフィラメント束１本を撚ったものである場合、該ポリケトン繊維コードは、下記式(III)：
α＝Ｔ×Ｄ^1/2 ・・・ (III)
［式中、Ｔは撚り数（回/100mm）で、Ｄはコードの総繊度（dtex）である］で定義される撚り係数αが300〜1300の範囲であることが好ましい。ポリケトン繊維コードの撚り係数αが300未満では、熱収縮応力が十分に発揮されず、1300を超えると、弾性率が十分に発揮されない（ベルト補強能が小さい）。

また、上記ベルト補強層６Ａ，６Ｂに用いるポリケトン繊維コードがポリケトンからなるフィラメント束１本を撚ったものである場合、該ポリケトン繊維コードは、繊度が500〜3000dtexのポリケトンからなるフィラメント束１本を撚ってなることが更に好ましい。ポリケトン繊維コードに用いるフィラメント束の繊度が500dtex未満では、弾性率が十分に発揮されず（ベルト補強能が小さく）、3000dtexを超えると、コード１本当りの弾性率・熱収縮応力が過大となり、ベルト補強層のコードとベルト層のコードとの接触を引き起こす。

上記ベルト補強層６Ａ，６Ｂに用いるポリケトン繊維コードは、高温下で収縮し、室温に戻すと伸長する可逆性を有することが好ましい。この場合、高温下、即ち、高速走行時にベルト補強層中のポリケトン繊維コードが収縮して、十分なタガ効果を発揮して、トレッドの迫り出しを十分に抑制することができる上、低温下、即ち、低速走行時にベルト補強層中のポリケトン繊維コードが伸張して、タイヤの接地面積を十分に確保することができる。また、20℃と177℃での熱収縮応力の差が0.20cＮ/dtex以上、好ましくは0.25cＮ/dtex以上の可逆的なポリケトン繊維コードを用いることで、通常走行時と高速走行時での効果を両立することができる。

本発明の空気入りラジアルタイヤのベルト補強層を構成する補強素子は、上記式(I)及び式(II)の条件を満たすポリケトン繊維コードであることを要し、該ポリケトン繊維コードの原料のポリケトンとしては、上記式(IV)で表される繰り返し単位から実質的になるポリケトンが好ましい。また、該ポリケトンの中でも、繰り返し単位の97モル％以上が１-オキソトリメチレン［−ＣＨ₂−ＣＨ₂−ＣＯ−］であるポリケトンが好ましく、99モル％以上が１-オキソトリメチレンであるポリケトンが更に好ましく、100モル％が１-オキソトリメチレンであるポリケトンが最も好ましい。

上記ポリケトン繊維コードの原料のポリケトンは、部分的にケトン基同士、不飽和化合物由来の部分同士が結合していてもよいが、不飽和化合物由来の部分とケトン基が交互に配列している部分の割合が90質量％以上であることが好ましく、97質量％以上であることが更に好ましく、100質量％であることが最も好ましい。

また、上記式(IV)において、Ａを形成する不飽和化合物としては、エチレンが最も好ましいが、プロピレン，ブテン，ペンテン，シクロペンテン，ヘキセン，シクロヘキセン，ヘプテン，オクテン，ノネン，デセン，ドデセン，スチレン，アセチレン，アレン等のエチレン以外の不飽和炭化水素や、メチルアクリレート，メチルメタクリレート，ビニルアセテート，アクリルアミド，ヒドロキシエチルメタクリレート，ウンデセン酸，ウンデセノール，６-クロロヘキセン，Ｎ-ビニルピロリドン，スルニルホスホン酸のジエチルエステル，スチレンスルホン酸ナトリウム，アリルスルホン酸ナトリウム，ビニルピロリドン及び塩化ビニル等の不飽和結合を含む化合物等であってもよい。

更に、上記ポリケトンの重合度としては、下記式：

［式中、ｔ及びＴは、純度98％以上のヘキサフルオロイソプロパノール及び該ヘキサフルオロイソプロパノールに溶解したポリケトンの希釈溶液の25℃での粘度管の流過時間であり；Ｃは、上記希釈溶液100mL中の溶質の質量（g）である］で定義される極限粘度［η］が1〜20dL/gの範囲にあることが好ましく、2〜10dL/gの範囲にあることが更に好ましく、3〜8の範囲にあることがより一層好ましい。極限粘度が1dL/g未満では、分子量が小さ過ぎて、高強度のポリケトン繊維コードを得ることが難しくなる上、紡糸時、乾燥時及び延伸時に毛羽や糸切れ等の工程上のトラブルが多発することがあり、一方、極限粘度が20dL/gを超えると、ポリマーの合成に時間及びコストがかかる上、ポリマーを均一に溶解させることが難しくなり、紡糸性及び物性に悪影響が出ることがある。

上記ポリケトンの繊維化方法としては、（１）未延伸糸の紡糸を行った後、多段熱延伸を行い、該多段熱延伸の最終延伸工程で特定の温度及び倍率で延伸する方法や、（２）未延伸糸の紡糸を行った後、熱延伸を行い、該熱延伸終了後の繊維に高い張力をかけたまま急冷却する方法が好ましい。上記（１）又は（２）の方法でポリケトンの繊維化を行うことで、上記ポリケトン繊維コードの作製に好適な所望のフィラメントを得ることができる。

ここで、上記ポリケトンの未延伸糸の紡糸方法としては、特に制限はなく、従来公知の方法を採用することができ、具体的には、特開平２−１１２４１３号、特開平４−２２８６１３号、特表平４−５０５３４４号に記載のようなヘキサフルオロイソプロパノールやｍ-クレゾール等の有機溶剤を用いる湿式紡糸法、国際公開第９９／１８１４３号、国際公開第００／０９６１１号、特開２００１−１６４４２２号、特開２００４−２１８１８９号、特開２００４−２８５２２１号に記載のような亜鉛塩、カルシウム塩、チオシアン酸塩、鉄塩等の水溶液を用いる湿式紡糸法が挙げられ、これらの中でも、上記塩の水溶液を用いる湿式紡糸法が好ましい。

例えば、有機溶剤を用いる湿式紡糸法では、ポリケトンポリマーをヘキサフルオロイソプロパノールやｍ-クレゾール等に0.25〜20質量％の濃度で溶解させ、紡糸ノズルより押し出して繊維化し、次いでトルエン，エタノール，イソプロパノール，ｎ-ヘキサン，イソオクタン，アセトン，メチルエチルケトン等の非溶剤浴中で溶剤を除去、洗浄してポリケトンの未延伸糸を得ることができる。

一方、水溶液を用いる湿式紡糸法では、例えば、亜鉛塩、カルシウム塩、チオシアン酸塩、鉄塩等の水溶液に、ポリケトンポリマーを2〜30質量％の濃度で溶解させ、50〜130℃で紡糸ノズルから凝固浴に押し出してゲル紡糸を行い、更に脱塩、乾燥等してポリケトンの未延伸糸を得ることができる。ここで、ポリケトンポリマーを溶解させる水溶液には、ハロゲン化亜鉛と、ハロゲン化アルカリ金属塩又はハロゲン化アルカリ土類金属塩とを混合して用いることが好ましく、凝固浴には、水、金属塩の水溶液、アセトン、メタノール等の有機溶媒等を用いることができる。

また、得られた未延伸糸の延伸法としては、未延伸糸を該未延伸糸のガラス転移温度よりも高い温度に加熱して引き伸ばす熱延伸法が好ましく、更に、該未延伸糸の延伸は、上記（２）の方法では一段で行ってもよいが、多段で行うことが好ましい。該熱延伸の方法としては、特に制限はなく、例えば、加熱ロール上や加熱プレート上に糸を走行させる方法等を採用することができる。ここで、熱延伸温度は、110℃〜（ポリケトンの融点）の範囲が好ましく、総延伸倍率は、10倍以上であることが好ましい。

上記（１）の方法でポリケトンの繊維化を行う場合、上記多段熱延伸の最終延伸工程における温度は、110℃〜（最終延伸工程の一段前の延伸工程の延伸温度−3℃）の範囲が好ましく、また、多段熱延伸の最終延伸工程における延伸倍率は、1.01〜1.5倍の範囲が好ましい。一方、上記（２）の方法でポリケトンの繊維化を行う場合、熱延伸終了後の繊維にかける張力は、0.5〜4cN/dtexの範囲が好ましく、また、急冷却における冷却速度は、30℃/秒以上であることが好ましく、更に、急冷却における冷却終了温度は、50℃以下であることが好ましい。ここで、熱延伸されたポリケトン繊維の急冷却方法としては、特に制限はなく、従来公知の方法を採用することができ、具体的には、ロールを用いた冷却方法が好ましい。なお、こうして得られるポリケトン繊維は、弾性歪みの残留が大きいため、通常、緩和熱処理を施し、熱延伸後の繊維長よりも繊維長を短くすることが好ましい。ここで、緩和熱処理の温度は、50〜100℃の範囲が好ましく、また、緩和倍率は、0.980〜0.999倍の範囲が好ましい。

上記ポリケトン繊維コードの製法は、特に限定されない。上記ポリケトン繊維コードがポリケトンからなるフィラメント束を２本撚り合わせてなる、即ち、双撚り構造である場合、例えば、上記ポリケトンからなるフィラメント束に下撚りをかけ、次いでこれを２本合わせて、逆方向に上撚りをかけることで、撚糸コードとして得ることができる。また、上記ポリケトン繊維コードがポリケトンからなるフィラメント束１本を撚ってなる、即ち、片撚り構造である場合、例えば、上記ポリケトンからなるフィラメント束をひきそろえて、一方の方向に撚りをかけることで、撚糸コードとして得ることができる。

上記のようにして得られたポリケトン繊維コードをゴム引きすることで、上記ベルト補強層６Ａ，６Ｂに用いるコード／ゴム複合体を得ることができる。ここで、ポリケトン繊維コードのコーティングゴムとしては、特に制限は無く、従来のベルト補強層に用いていたコーティングゴムを用いることができる。なお、ポリケトン繊維コードのゴム引きに先立って、ポリケトン繊維コードに接着剤処理を施し、コーティングゴムとの接着性を向上させてもよい。

本発明の空気入りラジアルタイヤは、ベルト補強層６Ａ，６Ｂに上述のポリケトン繊維コードをゴム引きしてなるコード／ゴム複合体を適用し、常法により製造することができる。なお、本発明の空気入りラジアルタイヤにおいて、タイヤ内に充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を変えた空気、又は窒素等の不活性ガスを用いることができる。

本発明の空気入りラジアルタイヤの製造においては、ベルト補強層６Ａ，６Ｂの配設幅よりも狭い幅寸法を有する１本以上の補強素子をゴム引きしたリボン状シートを、所定の幅寸法になるまでタイヤの幅方向に複数回螺旋巻回することによりベルト補強層６Ａ，６Ｂを形成することが好ましい。リボン状シートを連続して螺旋巻回してベルト補強層６Ａ，６Ｂを形成することにより、タイヤ周方向にジョイント部が生じず、均一にベルト５を補強することができる。

＜実施例＞
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。

図２に示す構造を有するサイズ２３５／５５Ｒ１７のラジアルタイヤを常法に従って作製した。なお、各供試タイヤは、ベルト補強層に用いたコード以外は同様であり、供試タイヤのベルトは二枚のスチールベルト層から構成され、タイヤ半径方向内側のベルト層は幅が200mmであり、タイヤ半径方向外側のベルト層は幅が190mmである。また、ベルトに隣接しベルトの全体を覆うベルト補強層６Ａを、ベルト端からそれぞれ10mmタイヤ幅方向外側に出るように配置した。

なお、供試タイヤのベルト補強層は、表１に示す材質のコードをゴム引きしてなるリボン状シートを、ベルトのタイヤ半径方向外側に周方向に対し実質的に平行になるように螺旋状（スパイラル状）に巻きつけて製造した。また、使用したコードは、所定の繊度の原糸を下撚りし、これを２本合わせ更に上撚りして作製した。このようにして試作したタイヤについて、下記の方法で接地面積、低速走行時の操縦安定性、高速走行時の操縦安定性及びトレッドの迫り出し量を測定した。結果を表１に示す。

（１）接地面積
タイヤに内圧1.7kg/cm²（1.67×10⁵Pa）をかけ、インクを塗ってケント紙上にＪＡＴＭＡ又はＪＩＳで定められた荷重をかけ、フットプリントを取った。接地面積は、このフットプリントの面積から算出した。

（２）低速走行時及び高速走行時の操縦安定性
外径3000mmのドラム上に内圧1.7kg/cm²（1.67×10⁵Pa）に調整した試験タイヤを設置し、本タイヤサイズと内圧からＪＡＴＭＡ又はＪＩＳで定められている荷重で負荷させた後、所定の速度で30分間予備走行させ、無負荷状態で内圧を1.7kg/cm²に再調整し、再度所定の荷重・速度で前記ドラムでスリップアングルを最大14°迄正負連続してつけた。正負各角度でのコーナーリングフォース（ＣＦ）を測定し、次式：

にてコーナーリングパワー（Ｃ_p値）を求めた。尚、指数化は各試験タイヤのＣ_p値で除算し、ナイロン（Nylon）品（即ち、表１においては比較例１、表２においては比較例５）を100とした。この指数が大きい程、操縦安定性が良好である。

（３）トレッドの迫り出し量
内圧1.7kg/cm²、ＪＡＴＭＡ又はＪＩＳで定められた荷重における時速200km/hでのトレッド端部のせり出し量を写真撮影にて測定して求めた。また、時速40km/hでの迫り出し量を規準状態として200km/hでの迫り出し量との差として評価した。

表１から明らかなように、上記式(I)及び式(II)を満たすポリケトン繊維コードをベルト補強層の補強素子とする実施例のタイヤは、常温での接地面積が大きいため、低速走行時の操縦安定性に優れる上、高速走行時のトレッドの迫り出しが抑制されているため、高速走行時の操縦安定性にも優れていた。

一方、ナイロンコードをベルト補強層の補強素子とする比較例１のタイヤは、高速走行時のトレッドの迫り出しが大きいため、高速走行時の操縦安定性が実施例に比べ劣っていた。また、アラミドコードをベルト補強層の補強素子とする比較例２のタイヤは、常温での接地面積が小さいため、低速走行時の操縦安定性が比較例１及び実施例のタイヤに比べ劣っていた。

また、図１に示す構造を有するサイズ２０５／６５Ｒ１５のラジアルタイヤを常法に従って作製した。なお、各供試タイヤは、ベルト補強層に用いたコード以外は同様であり、供試タイヤのベルトは二枚のスチールベルト層から構成され、タイヤ半径方向内側のベルト層は幅が160mmであり、タイヤ半径方向外側のベルト層は幅が150mmである。また、ベルトに隣接しベルトの全体を覆うベルト補強層６Ａを、ベルト端からそれぞれ5mmタイヤ幅方向外側に出るように配置し、更に、該ベルト補強層６Ａのタイヤ半径方向外側でベルトの両端部のみを覆うベルト補強層６Ｂを、ベルト補強層６Ａの端部からタイヤ幅方向内側に25mmの幅でそれぞれ配置した。

なお、供試タイヤのベルト補強層は、表２に示す材質のコードをゴム引きしてなるリボン状シートを、ベルトのタイヤ半径方向外側に周方向に対し実質的に平行になるように螺旋状（スパイラル状）に巻きつけて製造した。また、使用したコードは、片撚り構造の場合、所定の繊度の原糸を一方向に撚って作製し、一方、双撚り構造の場合、所定の繊度の原糸を下撚りし、これを２本合わせ更に上撚りして作製した。このようにして試作したタイヤについて、上記の方法で接地面積、低速走行時の操縦安定性、高速走行時の操縦安定性、トレッドの迫り出し量を測定し、更に、下記の方法でベルトとベルト補強層との層間ゲージ及びベルトエッジセパレーション耐久性を測定した。結果を表２に示す。

（４）ベルトとベルト補強層との層間ゲージ
タイヤを幅方向に裁断し、その断面において、半径方向外側のベルトの、幅方向外側から１〜５本のベルトコードについて、それぞれのベルトコードから最近のキャップコード（ベルト補強層６Ａのコード）との最短距離を測定し、５本の平均値を算出した。

（５）ベルトエッジセパレーション（ＢＥＳ）耐久性
同一タイヤ４本を実車に取り付け、一般道路を20000km走行後、タイヤを取り外し、タイヤを切断してベルト端部でセパレーションを起こしている部分の周方向長さを測定した。指数化するにあたって、各タイヤのセパレーション長さを除し、ナイロン（Nylon）品（即ち、比較例５）を100とした。指数値が大きい程、ＢＥＳ耐久性が高く、良好であることを示す。

表２から明らかなように、上記式(I)及び式(II)を満たす片撚り構造のポリケトン繊維コードをベルト補強層の補強素子とする実施例５〜７のタイヤは、常温での接地面積が大きいため、低速走行時の操縦安定性に優れ、且つ高速走行時のトレッドの迫り出しが抑制されているため、高速走行時の操縦安定性にも優れる上、ベルトとベルト補強層との間のゲージが十分に確保されているため、ベルトエッジセパレーション耐久性が非常に優れていた。

一方、ナイロンコードをベルト補強層の補強素子とする比較例５のタイヤは、高速走行時のトレッドの迫り出しが大きいため、高速走行時の操縦安定性が実施例に比べ劣っていた。また、アラミドコードをベルト補強層の補強素子とする比較例６のタイヤは、常温での接地面積が小さいため、低速走行時の操縦安定性が比較例５及び実施例５〜７のタイヤに比べ劣る上、ベルトとベルト補強層との間のゲージが不十分で、ベルトエッジセパレーション耐久性が悪かった。更に、上記式(I)及び式(II)を満たすものの、双撚り構造のポリケトン繊維コードをベルト補強層の補強素子とする比較例７のタイヤは、ベルトとベルト補強層との間のゲージが不十分で、ベルトエッジセパレーション耐久性が悪かった。

Claims (12)

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に連なるトレッド部とを有し、前記一対のビード部間にトロイド状に延在させたカーカスと、該カーカスのクラウン部のタイヤ半径方向外側に配置した少なくとも二枚のベルト層からなるベルトと、該ベルトのタイヤ半径方向外側でベルトの全体及び／又は両端部を覆うように配置され、タイヤ周方向に対し実質的に平行に配列した補強素子のゴム引き層からなる少なくとも一層のベルト補強層とを備える空気入りラジアルタイヤにおいて、
   前記ベルト補強層を構成する補強素子が、下記式(I)及び式(II)：
   σ ≧ -0.01×Ｅ ＋ 1.2 ・・・ (I)
   σ ≧ 0.02 ・・・ (II)
   ［式中、σは、177℃における熱収縮応力（cＮ/dtex）であり；Ｅは、25℃における49Ｎ荷重時の弾性率（cＮ/dtex）である］の条件を満たすポリケトン繊維コードであることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記ベルト補強層における前記ポリケトン繊維コードの打ち込み数が40〜70（本/50mm）であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記ベルト補強層は、該ベルト補強層の配設幅よりも狭い幅寸法を有する１本以上の補強素子をゴム引きしたリボン状シートを、所定の幅寸法になるまでタイヤの幅方向に複数回螺旋巻回することにより形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
4. 前記ベルト補強層に用いるポリケトン繊維コードが、ポリケトンからなるフィラメント束を２本撚り合わせてなることを特徴とする請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
5. 前記ベルト補強層に用いるポリケトン繊維コードの下記式(III)：
   α＝Ｔ×Ｄ^1/2 ・・・ (III)
   ［式中、Ｔは撚り数（回/100mm）で、Ｄはコードの総繊度（dtex）である］で定義される撚り係数αが850〜4000であることを特徴とする請求項４に記載の空気入りラジアルタイヤ。
6. 前記ベルト補強層に用いるポリケトン繊維コードは、繊度が500〜3000dtexのポリケトンからなるフィラメント束を２本撚り合わせてなることを特徴とする請求項４に記載の空気入りラジアルタイヤ。
7. 前記ベルト補強層に用いるポリケトン繊維コードが、ポリケトンからなるフィラメント束１本を撚ったものであることを特徴とする請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
8. 前記ベルト補強層に用いるポリケトン繊維コードの下記式(III)：
   α＝Ｔ×Ｄ^1/2 ・・・ (III)
   ［式中、Ｔは撚り数（回/100mm）で、Ｄはコードの総繊度（dtex）である］で定義される撚り係数αが300〜1300であることを特徴とする請求項７に記載の空気入りラジアルタイヤ。
9. 前記ベルト補強層に用いるポリケトン繊維コードは、繊度が500〜3000dtexのポリケトンからなるフィラメント束１本を撚ったものであることを特徴とする請求項７に記載の空気入りラジアルタイヤ。
10. 前記ポリケトンが、下記一般式(IV)：
    

    

    
    ［式中、Ａは不飽和結合によって重合された不飽和化合物由来の部分であり、各繰り返し単位において同一でも異なっていてもよい］で表される繰り返し単位から実質的になることを特徴とする請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
11. 前記式(IV)中のＡがエチレン基であることを特徴とする請求項１０に記載の空気入りラジアルタイヤ。
12. 前記ポリケトン繊維コードが、高温下で収縮し、室温に戻すと伸長する可逆性を有することを特徴とする請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。

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