JP7518420B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

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Description

本発明は、簾織物のストリップ材をベルトカバー層に用いた空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、簾織物の圧延時及びスリット時の加工性を改善することを可能にし、その簾織物を用いることでタイヤユニフォミティを改善することを可能にした空気入りタイヤに関する。
空気入りタイヤにおいて、一対のビード部間に装架されたカーカス層と、該カーカス層の外周側に配置されたベルト層と、該ベルト層の外周側に配置されたベルトカバー層とを有するものがある。ベルトカバー層は、ゴム被覆された簾織物のストリップ材をタイヤ周方向に螺旋状に巻き付けることで形成される。このようなベルトカバー層を設けることにより、タイヤ転動時におけるベルト層のせり上がりを防止し、その結果として、空気入りタイヤの高速耐久性を改善し、ロードノイズを抑制することが可能になる。
従来、ベルトカバー層のストリップ材の出発原料となるタイヤ用簾織物において、経糸には高剛性の有機繊維コードが使用されている(例えば、特許文献1参照)。このようなタイヤ用簾織物は、簾織物に対してゴムを被覆する圧延工程と、経糸に沿って簾織物を裁断するスリット工程を経て、ベルトカバー層のストリップ材に加工される。
しかしながら、タイヤ用簾織物の緯糸に高伸度糸(例えば、ポリエチレンテレフタレート繊維の未延伸糸や、ポリエチレンテレフタレート繊維を芯とし、綿を鞘とする芯鞘構造の糸)が使用されていると、簾織物の圧延時及びスリット時の加工性が悪いため、簾織物やストリップ材の幅が不安定になり、ストリップ材に含まれる経糸の本数にバラツキが生じるなどの不都合がある。その結果、このようなスリット材を用いて形成されたベルトカバー層を有する空気入りタイヤのユニフォミティが悪化するという問題がある。
特許第5029795号公報
本発明の目的は、簾織物の圧延時及びスリット時の加工性を改善することを可能にし、その簾織物を用いることによってタイヤユニフォミティを改善することを可能にした空気入りタイヤを提供することにある。
上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、一対のビード部間に装架されたカーカス層と、該カーカス層の外周側に配置されたベルト層と、該ベルト層の外周側に配置されていてゴム被覆された簾織物のストリップ材がタイヤ周方向に螺旋状に巻き付けられてなるベルトカバー層とを有する空気入りタイヤにおいて、
前記簾織物は、平行に配列された複数本の経糸と、該経糸に対して粗い密度で交差するように打ち込まれた緯糸とを含み、前記経糸はポリエチレンテレフタレート繊維のみを含む有機繊維コードであり、前記緯糸は綿紡績糸であり、該緯糸の繊度は150dtex~350dtexの範囲にあり、該緯糸の密度は2.0本/50mm~4.0本/50mmの範囲にあり、
前記ストリップ材は、その長手方向に沿って平行に配列された複数本の経糸と、該経糸に対して交差する緯糸と、前記経糸及び前記緯糸を覆うコートゴムとから構成されることを特徴とするものである。
本発明では、簾織物は、平行に配列された複数本の経糸と、該経糸に対して粗い密度で交差するように打ち込まれた緯糸とを含み、経糸はポリエチレンテレフタレート繊維のみを含む有機繊維コードであり、緯糸は綿紡績糸であり、該緯糸の繊度は150dtex~350dtexの範囲にあり、該緯糸の密度は2.0本/50mm~4.0本/50mmの範囲にあるので、簾織物の圧延時及びスリット時の加工性を改善することができる。これにより、簾織物及びストリップ材の幅を安定させ、ストリップ材に含まれる経糸の本数にバラツキが生じるのを抑制することができる。その結果、ストリップ材を用いて形成されたベルトカバー層を有する空気入りタイヤのユニフォミティを改善することができる。
本発明において、経糸及び緯糸に対してエポキシ化合物を含む接着剤組成物によるディップ処理が施されていることが好ましい。エポキシ化合物を含む接着剤組成物は上記のような経糸の接着処理剤として有効であるが、エポキシ化合物を含む接着剤組成物でディップ処理する際には高温となるため、緯糸がポリエチレンテレフタレート繊維の未延伸糸やポリエチレンテレフタレート繊維を芯とし、綿を鞘とする芯鞘構造の糸であると、熱の影響を受け易くなる。これに対して、緯糸として綿紡績糸を用いた場合、エポキシ化合物を含む接着剤組成物でディップ処理を行っても、熱の影響を受け難くなる。
本発明において、緯糸の切断伸度が10%以下であることが好ましい。これにより、簾織物の圧延時及びスリット時の加工性を改善することができる。
本発明において、経糸が2本撚り構造又は3本撚り構造を有することが好ましい。経糸が2本撚り構造又は3本撚り構造を有する場合に良好な効果を奏する。
本発明の実施形態からなるタイヤ用簾織物を概略的に示す平面図である。 (a),(b)はそれぞれタイヤ用簾織物を構成する経糸を示す断面図である。 ゴム被覆されたタイヤ用簾織物から裁断されたストリップ材を示す平面図である。 本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線断面図である。 図4の空気入りタイヤのベルト層及びベルトカバー層を抽出して示す展開図である。
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図1は本発明の実施形態からなるタイヤ用簾織物を概略的に示すものである。
図1に示すように、本実施形態の簾織物1は、平行に配列された複数本の経糸2と、経糸2に対して粗い密度で交差するように打ち込まれた緯糸3とから構成されている。緯糸3は、簾織物1の幅方向両端部で折り返されている。
簾織物1において、経糸2はポリエチレンテレフタレート繊維又はアラミド繊維を含む有機繊維コードである。より具体的には、有機繊維コードとして、例えば、ポリエチレンテレフタレート繊維からなる複数本の下撚り糸を互いに撚り合わせたコード、アラミド繊維からなる少なくとも1本の下撚り糸とナイロン繊維からなる少なくとも1本の下撚り糸を互いに撚り合わせたハイブリッドコード、アラミド繊維からなる少なくとも1本の下撚り糸とポリエチレンテレフタレート繊維からなる少なくとも1本の下撚り糸を互いに撚り合わせたハイブリッドコードなどを使用することができる。このような有機繊維コードは高剛性であるため、空気入りタイヤの高速耐久性を改善し、ロードノイズを抑制する上で有効である。特に、経糸2は、図2(a)に示すように、2本の下撚り糸2A,2Bを互いに撚り合わせた2本撚り構造、又は、図2(b)に示すように、3本の下撚り糸2A,2B,2Cを互いに撚り合わせた3本撚り構造を有することが好ましい。
また、経糸2を構成する有機繊維コードの2.0cN/dtex負荷時の中間伸度は、5.0%以下であると良い。中間伸度が5.0%よりも大きいとロードノイズの改善効果が低下する。なお、2.0cN/dtex負荷時の中間伸度は、JIS-L1017の「化学繊維タイヤコード試験方法」に準拠し、つかみ間隔250mm、引張速度300±20mm/分の条件にて引張試験を実施して測定される試料コードの伸び率(%)である。
また、経糸2を構成する有機繊維コードの総繊度は1800dtex~5000dtexの範囲にあると良い。この総繊度が1800dtex未満であると、強度が低いため、耐久性が低下する。一方、総繊度が5000dtexを超えると、空気入りタイヤにおける補強層が必要以上に厚くなるため好ましくない。
簾織物1において、緯糸3は綿紡績糸である。緯糸3の繊度は150dtex~350dtexの範囲にあり、緯糸3の密度は2.0本/50mm~4.0本/50mmの範囲にある。このような緯糸3は適度な切断強度と適度な拘束力を奏する。なお、緯糸3の密度は、経糸2の長手方向に沿って配置される緯糸3の打ち込み密度であって、経糸2の長さ50mm当たりの打ち込み密度である。
簾織物1は、一対のロール間を通過する際にその両面側からゴムを被覆する圧延工程と、経糸2に沿って簾織物1を裁断するスリット工程を経て、図3に示すようなストリップ材10に加工される。図3において、ストリップ材10は、その長手方向に沿って平行に配列された複数本の経糸2と、経糸2に対して交差する緯糸3と、これら経糸2及び緯糸3を覆うコートゴム4とから構成されている。
上述した簾織物1は、平行に配列された複数本の経糸2と、経糸2に対して粗い密度で交差するように打ち込まれた緯糸3とを含み、経糸2はポリエチレンテレフタレート繊維又はアラミド繊維を含む有機繊維コードであり、緯糸3は綿紡績糸であり、緯糸3の繊度は150dtex~350dtexの範囲にあり、緯糸3の密度は2.0本/50mm~4.0本/50mmの範囲にあるので、簾織物1の圧延時及びスリット時の加工性を改善することができる。これにより、簾織物1及びストリップ材10の幅を安定させ、ストリップ材10に含まれる経糸2の本数にバラツキが生じるのを抑制することができる。
ここで、緯糸3が高伸度糸であると、緯糸3が伸び易いため圧延時に簾織物1の幅が変動し易くなる。緯糸3の繊度が150dtexよりも小さいと、緯糸3が切れ易いため経糸2を等間隔で配置することが困難になり、逆に350dtexよりも大きいと、強度が高過ぎて緯糸3の切断が困難になる。また、緯糸3の密度が2.0本/50mmよりも小さいと、簾織物1の幅方向の拘束力が小さくなるため圧延時に簾織物1の幅が過度に広がる傾向があり、逆に4.0本/50mmよりも大きいと、簾織物1の幅方向の拘束力が大きくなるため圧延時に簾織物1の幅が過度に狭まる傾向がある。
緯糸3の切断伸度は10%以下であると良い。これにより、簾織物1の圧延時及びスリット時の加工性を改善することができる。ここで、緯糸3の切断伸度が10%よりも大きいと、圧延時に簾織物1の幅が変動し易くなる。
上述した簾織物1には、ゴム被覆に先駆けて接着剤組成物によるディップ処理が施されることが一般的である。先ず、エポキシ化合物を含む接着剤組成物の処理液に簾織物1を浸漬し、経糸2及び緯糸3に対してエポキシ化合物を含む接着剤組成物を付着させる。エポキシ化合物を含む接着剤組成物が付着した簾織物1に対しては、例えば100℃~150℃の温度範囲のドライゾーンにおいて乾燥処理が行われた後、ヒートセットゾーンにおいて経糸2に対して例えば0.15g/dtex~0.60g/dtexの張力を掛けながら例えば235℃~250℃の温度範囲で熱処理が行われる。
次いで、レゾルシン・ホルマリン・ラテックス(RFL)からなる接着剤組成物の処理液に簾織物1を浸漬し、経糸2及び緯糸3に対してRFL接着剤組成物を付着させる。RFL接着剤組成物が付着した簾織物1に対しては、例えば100℃~150℃の温度範囲のドライゾーンにおいて乾燥処理が行われた後、ノルマライズゾーンにおいて経糸2に対して例えば0.15g/dtex~0.35g/dtexの張力を掛けながら例えば225℃~255℃の温度範囲で熱処理が行われる。また、RFL接着剤組成物の替りに、レゾルシン及びホルマリンを除いた接着剤組成物を用いることも可能である。
緯糸3として綿紡績糸を用いた簾織物1は、エポキシ化合物を含む接着剤組成物によるディップ処理が施される場合に特に有効である。即ち、エポキシ化合物を含む接着剤組成物は上記経糸2の接着処理剤として有効であるが、エポキシ化合物を含む接着剤組成物でディップ処理する際には高温となるため、緯糸3がポリエチレンテレフタレート繊維の未延伸糸やポリエチレンテレフタレート繊維を芯とし、綿を鞘とする芯鞘構造の糸であると、熱の影響を受け易くなる。これに対して、緯糸3として綿紡績糸を用いた場合、エポキシ化合物を含む接着剤組成物でディップ処理を行っても、熱の影響を受け難くなる。
本発明のタイヤ用簾織物は、カーカス層、ベルトカバー層、サイド補強層に代表される空気入りタイヤの補強層に使用することができる。特に、ベルトカバー層に用いることが好ましい。
図4は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示すものである。図1に示すように、本実施形態の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部11と、該トレッド部11の両側に配置された一対のサイドウォール部12,12と、これらサイドウォール部12のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部13,13とを備えている。
一対のビード部13,13間にはカーカス層14が装架されている。このカーカス層14は、タイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含み、各ビード部13に配置されたビードコア15の廻りにタイヤ内側から外側へ折り返されている。ビードコア15の外周上には断面三角形状のゴム組成物からなるビードフィラー16が配置されている。
一方、トレッド部11におけるカーカス層14の外周側には複数層のベルト層17が埋設されている。これらベルト層17はタイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。ベルト層17において、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば10°~40°の範囲に設定されている。ベルト層17の補強コードとしては、スチールコードが好ましく使用される。ベルト層17の外周側には、高速耐久性の向上を目的として、補強コードをタイヤ周方向に対して例えば5°以下の角度で配列してなる少なくとも1層のベルトカバー層18が配置されている。
ベルトカバー層18は、図5に示すように、ゴム被覆された簾織物1のストリップ材10を、ベルト層17の外周側にタイヤ周方向に螺旋状に巻き付けることで構成されている。ストリップ材10の幅は、例えば、5mm~20mmである。このようなベルトカバー層18を設けることにより、タイヤ転動時におけるベルト層17のせり上がりを防止し、その結果として、空気入りタイヤの高速耐久性を改善し、ロードノイズを抑制することが可能になる。
上述のように構成される簾織物1をベルトカバー層18の出発材料とした場合、簾織物1の圧延時及びスリット時の加工性が改善されているので、簾織物1及びストリップ材10の幅を安定させ、ストリップ材10に含まれる経糸の本数にバラツキが生じるのを抑制することができる。その結果、ストリップ材10を用いて形成されたベルトカバー層18を有する空気入りタイヤのユニフォミティを改善することができる。
平行に配列された複数本の経糸と、該経糸に対して粗い密度で交差するように打ち込まれた緯糸とを有するタイヤ用簾織物において、経糸の材質、緯糸の材質、緯糸の破断伸度、緯糸の繊度、緯糸の密度を表1のように設定した従来例、実施例1~4及び比較例1~4のタイヤ用簾織物を製作した。なお、本明細書において、実施例4は参考例である。
タイヤ用簾織物には、エポキシ化合物を含む接着剤組成物による第1ディップ処理と、レゾルシン・ホルマリン・ラテックス(RFL)からなる接着剤組成物による第2ディップ処理を施した。タイヤ用簾織物の経糸としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)繊維からなる複数本の下撚り糸を互いに撚り合わせたコード、又は、アラミド繊維からなる下撚り糸とナイロン繊維からなる下撚り糸を互いに撚り合わせたハイブリッドコードを用いた。タイヤ用簾織物の緯糸としては、ポリエチレンテレフタレート繊維を芯とし、綿を鞘とする芯鞘構造の糸、又は、綿紡績糸を用いた。
上述した従来例、実施例1~4及び比較例1~4のタイヤ用簾織物について、下記方法により、圧延時の加工性及びスリット時の加工性を評価し、その結果を表1に併せて示した。
圧延時の加工性:
簾織物にゴムを被覆する圧延工程において、ゴム被覆後の圧延材(ゴム被覆された簾織物)の幅変動量を全長にわたって測定した。評価結果は、圧延材の幅変動量が10mm超であるものを「×」で示し、幅変動量が10mm以下かつ5mm超であるものを「△」で示し、幅変動量が5mm以下であるものを「○」で示した。
スリット時の加工性:
圧延材を一定幅にスリットする工程において、スリット後のストリップ材の幅変動量を全長にわたって測定した。評価結果は、ストリップ材の幅変動量が2mm超であるものを「×」で示し、幅変動量が2mm以下かつ1mm超であるものを「△」で示し、幅変動量が1mm以下であるものを「○」で示した。
Figure 0007518420000001
この表1から判るように、従来例のタイヤ用簾織物は、緯糸が高伸度糸であるため、圧延幅の変動が発生し、スリット幅も安定していなかったのに対して、実施例1~4のタイヤ用簾織物は、緯糸が綿紡績糸であるため、圧延幅が安定し、スリット幅も安定していた。一方、比較例1のタイヤ用簾織物は、緯糸が細過ぎるため、圧延時に緯糸が切れ易く、その結果として、経糸を等間隔で拘束することができず、スリットも困難であった。比較例2のタイヤ用簾織物は、緯糸が太過ぎるため、過度の強度によりスリットが困難であった。比較例3のタイヤ用簾織物は、緯糸の密度が低過ぎるため、簾織物の幅方向の拘束力が小さくなり、圧延幅が拡がり、スリット幅も安定していなかった。比較例4のタイヤ用簾織物は、緯糸の密度が高過ぎるため、簾織物の幅方向の拘束力が大きくなり、圧延幅が狭くなり、スリット幅も安定していなかった。
次に、一対のビード部間に装架されたカーカス層と、該カーカス層の外周側に配置されたベルト層と、該ベルト層の外周側に配置されたベルトカバー層とを有する空気入りタイヤを製造するにあたって、従来例、実施例1~4及び比較例1~4のタイヤ用簾織物から得られたストリップ材をタイヤ周方向に螺旋状に巻き付けることでベルトカバー層を形成した。
これら従来例、実施例1~4及び比較例1~4の空気入りタイヤについて、下記方法により、ストリップ材中の経糸本数のバラツキ及びタイヤユニフォミティを評価し、その結果を表2に示した。
ストリップ材中の経糸本数のバラツキ:
10本のタイヤに使用されたストリップ材中の経糸本数を計測し、基準値に対する変動本数を求めた。評価結果は、例えば、経糸本数の基準値が8本であるとき、経糸本数が7本又は9本であるストリップ材が存在する場合を「±1」とする。
タイヤユニフォミティ:
各試験タイヤをユニフォミティ試験機に取り付け、それぞれ10本の試験タイヤのコニシティを測定し、その標準偏差σを求めた。評価結果は、標準偏差σの逆数を用い、従来例を100とする指数にて示した。この指数値が大きいほどタイヤユニフォミティが良好であることを意味する。
Figure 0007518420000002
この表2から判るように、従来例のタイヤでは、緯糸が高伸度糸であるため、圧延幅の変動が発生し、ストリップ材中の経糸本数にバラツキが生じていた。これに対して、実施例1~4のタイヤでは、緯糸が綿紡績糸であるため、圧延幅が安定し、スリット幅も安定し、ストリップ材中の経糸本数が一定であり、その結果、ユニフォミティが改善されていた。一方、比較例1では、緯糸が細過ぎるため、圧延時に緯糸が切れ易く、スリットが困難であった。そのため、比較例1では、タイヤの製造にストリップ材を供することができなかった。比較例2のタイヤでは、緯糸が太過ぎるため、スリット時に緯糸が切れ難く、圧延材の幅方向に皴が発生し、ストリップ材中の経糸本数にバラツキが生じ、その結果、ユニフォミティが悪化した。比較例3のタイヤでは、緯糸の密度が低過ぎるため、簾織物の幅方向の拘束力が小さくなり、圧延幅が拡がり、スリット幅も安定せず、その結果、ユニフォミティが悪化した。比較例4のタイヤでは、緯糸の密度が高過ぎるため、簾織物の幅方向の拘束力が大きくなり、圧延幅が狭くなり、スリット幅も安定せず、その結果、ユニフォミティが悪化した。
本開示は、以下の発明[1]~[8]を包含する。
発明[1]は、平行に配列された複数本の経糸と、該経糸に対して粗い密度で交差するように打ち込まれた緯糸とを有するタイヤ用簾織物において、
前記経糸はポリエチレンテレフタレート繊維又はアラミド繊維を含む有機繊維コードであり、前記緯糸は綿紡績糸であり、該緯糸の繊度は150dtex~350dtexの範囲にあり、該緯糸の密度は2.0本/50mm~4.0本/50mmの範囲にあることを特徴とするタイヤ用簾織物である。
発明[2]は、前記経糸及び前記緯糸に対してエポキシ化合物を含む接着剤組成物によるディップ処理が施されていることを特徴とする発明[1]に記載のタイヤ用簾織物である。
発明[3]は、前記緯糸の切断伸度が10%以下であることを特徴とする発明[1]又は[2]に記載のタイヤ用簾織物である。
発明[4]は、前記経糸が2本撚り構造又は3本撚り構造を有することを特徴とする発明[1]~[3]のいずれかに記載のタイヤ用簾織物である。
発明[5]は、一対のビード部間に装架されたカーカス層と、該カーカス層の外周側に配置されたベルト層と、該ベルト層の外周側に配置されていてゴム被覆された簾織物のストリップ材がタイヤ周方向に螺旋状に巻き付けられてなるベルトカバー層とを有する空気入りタイヤにおいて、
前記簾織物は、平行に配列された複数本の経糸と、該経糸に対して粗い密度で交差するように打ち込まれた緯糸とを含み、前記経糸はポリエチレンテレフタレート繊維又はアラミド繊維を含む有機繊維コードであり、前記緯糸は綿紡績糸であり、該緯糸の繊度は150dtex~350dtexの範囲にあり、該緯糸の密度は2.0本/50mm~4.0本/50mmの範囲にあることを特徴とする空気入りタイヤである。
発明[6]は、前記経糸及び前記緯糸に対してエポキシ化合物を含む接着剤組成物による被覆処理が施されていることを特徴とする発明[5]に記載の空気入りタイヤである。
発明[7]は、前記緯糸の切断伸度が10%以下であることを特徴とする発明[5]又は[6]に記載の空気入りタイヤである。
発明[8]は、前記経糸が2本撚り構造又は3本撚り構造を有することを特徴とする発明[5]~[7]のいずれか空気入りタイヤである。
1 簾織物
2 経糸
3 緯糸
4 コートゴム
10 ストリップ材
11 トレッド部
12 サイドウォール部
13 ビード部
14 カーカス層
15 ビードコア
16 ビードフィラー
17 ベルト層
18 ベルトカバー層

Claims (4)

  1. 一対のビード部間に装架されたカーカス層と、該カーカス層の外周側に配置されたベルト層と、該ベルト層の外周側に配置されていてゴム被覆された簾織物のストリップ材がタイヤ周方向に螺旋状に巻き付けられてなるベルトカバー層とを有する空気入りタイヤにおいて、
    前記簾織物は、平行に配列された複数本の経糸と、該経糸に対して粗い密度で交差するように打ち込まれた緯糸とを含み、前記経糸はポリエチレンテレフタレート繊維のみを含む有機繊維コードであり、前記緯糸は綿紡績糸であり、該緯糸の繊度は150dtex~350dtexの範囲にあり、該緯糸の密度は2.0本/50mm~4.0本/50mmの範囲にあり、
    前記ストリップ材は、その長手方向に沿って平行に配列された複数本の経糸と、該経糸に対して交差する緯糸と、前記経糸及び前記緯糸を覆うコートゴムとから構成されることを特徴とする空気入りタイヤ。
  2. 前記経糸及び前記緯糸に対してエポキシ化合物を含む接着剤組成物による被覆処理が施されていることを特徴とする請求項に記載の空気入りタイヤ。
  3. 前記緯糸の切断伸度が10%以下であることを特徴とする請求項又はに記載の空気入りタイヤ。
  4. 前記経糸が2本撚り構造又は3本撚り構造を有することを特徴とする請求項又はに記載の空気入りタイヤ。
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