JPH01317802A - 空気入りラジアルタイヤ - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、高速性、耐久性に優れた、軽量化された空気
入りラジアルタイヤに関するものである。

〔従来の技術〕

従来、タイヤの周方向に沿って剛性の極めて高いベルト
プライ層で補強されたクラウン部を有し、かつタイヤ赤
道面に対して略直角に配置されたカーカスプライ層で補
強されたサイドウオール部を有する空気入りラジアルタ
イヤ（以下、ラジアルタイヤという）が知られている。

このようなラジアルタイヤ、特に偏平ラジアルタイヤは
、そのサイドウオール部の剛性とクラウン部の剛性との
バランスが崩れると、車両の操縦安定性が著しく低下す
る。したがって、ラジアルタイヤの偏平化が大きくなれ
ばなる程その操縦安定性を損なわない程度までベルトの
剛性を低下させる必要があるため、従来の偏平ラジアル
タイヤには比較的剛性の低いスチールワイヤまたはアラ
ミド繊維コードがベルトプライ層に使用されてきた。

しかしながら、スチールワイヤは水分による接着劣化を
生じ易いから、その使用に際して厳重な水分（湿度）管
理を必要とし、生産性が低くならざるを得す、かつタイ
ヤの重量が増大し、燃費性が低下するという欠点がある
。またアラミド繊維コードの吸湿性は大きいが吸湿性に
起因する繊維コードの強度やモジュラスの低下は小さい
。しかし、ゴムに対する接着性が小さく、さらに吸湿に
よる接着性の大幅な低下という欠点がある。この接着性
の低いアラミド繊維コードの接着方法として、エポキシ
系やイソシアナート系の接着剤で処理した後、レゾルシ
ン・ホルマリン初期縮合物とゴムラテックスとの混合物
である、所謂ＲＦＬで処理する２段接着処理法があるが
、ナイロンコード等に比べれば接着性が劣り、かつ加工
工程が複雑になり、操作が煩雑になり、生産性の上で不
利であった。加えてアラミド繊維は、他の繊維に比較し
て著しく高価であり、現状ではその使用はタイヤのコス
トアップにつながり、経済性を無視した限られた用途の
タイヤに適用されているに過ぎない。

したがって、超高速性能を要求される、所謂ＶＲやＺＲ
等の偏平ラジアルタイヤのベルトプライ層には、タイヤ
重量の増大というデメリットがあるにもかかわらず、ス
チールコードを使用せざるを得なかった。

〔発明の目的〕 本発明の目的は、前述したようなタイヤのコストアップ
、生産性の低下並びにその重量増加がなく、高速性、耐
久性に優れた、軽量化されたラジアルタイヤを提供する
ことである。

〔発明の構成〕

本発明のラジアルタイヤは、端部の折り曲げられた単一
のベルトプライ層（Ｉ）と端部の折り曲げてられていな
い単一のベルト層ブライ（ＩＩ）の２層のベルトプライ
層を有し、前記ベルトプライ層（Ｉ）がポリエステル系
重合体番芯成分とし、ポリアミド系重合体を鞘成分とす
る芯鞘型複合繊維フィラメント（以下、複合繊維と略す
）からなる繊維コードから構成され、前記ベルトプライ
層（ＩＩ）がスチールコードから構成されたことに特徴
がある。

第１図および第２図はそれぞれ、本発明のラジアルタイ
ヤの１例を示す一部切開半斜視断面図である０図に示す
通り、本発明のラジアルタイヤはそれぞれ一対のビード
ワイヤ３とサイドウオール２、サイドウオール２に連続
するトレッド１とラジアルカーカスプライ層４との間に
設置されたベルトプライ層５から構成される。

本発明において、ベルトプライ層５は、図に示すように
、端部の折り曲げられた単一のベルトプライ層（Ｉ）と
端部の折り曲げてられていない単一のベルトプライ層（
Ｉ　Ｉ）の２層からなっている。前記ベルトプライ層（
Ｉ）は複合繊維からなる繊維コードから形成され、ベル
トプライ層（ＩＩ）はスチールコードから構成されるこ
とが必要である。

第１図においては、複合繊維からなるベルトプライ層（
Ｉ）は上側ベルトプライ層５ｕとして配置され、スチー
ルコードからなるベルトプライ層（ＩＩ）は下側ベルト
プライ層５ｄとして配置されているが、これに限定され
るものではなく、第２図に示すように、ベルトプライ層
（Ｉ）を下側ベルトプライ層５ｄとし、ベルトプライ層
（ＩＩ）を上側ベルトプライ層５ｕとして配置すること
もできる。

ここでベルトプライ層（ＩＩ）は、スチールコードから
形成されているためその端部を折り曲げることは困難で
あるが、ベルトプライ層（Ｉ）はその端部を折り曲げる
ことが必要である。すなわち端部を折り曲げない場合は
、比較的動きの大きいタイヤ踏面ショルダ一部において
該ベルトプライ層（Ｉ）端部が起点となり、繊維コード
に沿って接着破壊が進行し、耐久性が低下するからであ
る。

本発明のラジアルタイヤは、偏平タイヤ、特に偏平率が
６０％以下であることが好走しい。これは、タイヤが偏
平になればなる程・ベルトプライ層の内圧分担率は低下
するが、ベルトプライ層の巾は拡がるといった反対の傾
向があるため、ベルト剛性を従来の偏平率が７０％以上
のラジアルタイヤと同程度に維持しようとすると、乗り
心地性、特にバージェネスが悪化するのを避けることが
できなくなるからである。しかし、偏平率が６０％以下
であっても、本発明ラジアルタイヤのベルトプライ層を
２層共に、前記複合繊維コードからなるベルトプライ層
にすると、該ベルトプライ層のベルト剛性が低下し過ぎ
て、操縦安定性が低下する。したがって、本発明のラジ
アルタイヤにおいては、２層のベルトプライ層を設け、
この内、１層は前記複合繊維コードから構成するが、も
う１層はスチールコードを用いて構成し、ベルト剛性の
過剰な低下を防止し、操縦安定性の低下を防止すること
が必要である。

これらベルトプライ層（Ｉ）および（Ｉ１）を構成する
複合繊維コードおよびスチールコードは、タイヤ周方向
に対して略平行であればよく、特に限定されるものでな
い。通常、タイヤ周方向に対して約１０＠〜３０″の角
度で周方向に対し斜めに配置することができる。約３０
＠を超えると、ベルトプライ層の所謂タガとしての機能
が小さくなるため好ましくない、逆に約１０″′よりも
低くなまと、成形が困難になる。

この場合に、複合繊維コードとスチールコードとは互い
に交差するように配置することによりベマト全体として
の周方向剛性、いわゆる“タガ”効果を発揮させ、高速
耐久性を向上させることができる。

なお、本発明のラジアルタイヤのカースプライ層を構成
するカーカスコードは特に限定されるものではない、た
とえば、乗用車タイヤのカーカスコードとしては、通常
ナイロン、ポリエステル繊維等の有機繊維が使用される
。このカーカスプライ層を構成するカーカスコード（繊
維コード）の配置は、タイヤの周方向に対して完全に直
交する方向に限られるものではなく、たとえば、少なく
とも２層のカーカスプライ層を隣接して設けた場合は、
カーカスコードをタイヤの周方向に対して直交する方向
からズラして、両層のカーカスコードが交差するように
、傾斜して配置することができる。このようなカーカス
コードが交差する２層以上のカーカス層を設けて、各ブ
ライ間をクロスプライとすることにより、所謂ケーシン
グ剛性上有利な構造を形成して操縦安定性を向上し、か
つ縁石等との衝突等に対する耐サイドカット性を向上さ
せることできる。

しかしながら、ラジアルタイヤとしての性能・を維持す
る上で、カーカスコードがタイヤの周方向に直交する方
向からタイヤ周方向に向かって約２０″を超えて傾斜す
ることは好ましくない。

本発明のラジアルタイヤにおいて、前記端部の折り曲げ
られたベルトプライ層（Ｉ）を構成する繊維コード（ベ
ルトコード）は、以下に詳述する芯鞘型複合繊維フィラ
メントから形成されることが必要である。

第３図は、このような芯鞘型複合繊維フィラメントの１
例を示す断面図であり、Ｃは芯成分、Ｓは鞘成分を示す
。

図に示すように、芯鞘型複合繊維とは、単繊維断面の中
心に芯成分Ｃを有し、その周囲を鞘成分３が取り囲むよ
うな形態を有し、これが繊維の長手方向に同様な形態に
なっているものを云う、鞘成分Ｓ中に存在する芯成分Ｃ
の本数は、第１図のように１本であってもよいし、ある
いは２本以上の複数本であってもよい。

この複合繊維の芯成分はポリエステル系重合体からなり
、鞘成分はポリアミド系重合体からなることが重要であ
る。これら両型合体成分の配置が反対（逆）の複合繊維
をラジアルタイヤのベルトプライ層に適用しても、ラジ
アルタイヤの高速耐久性を満足させることができなくな
るからである。すなわち、ポリアミド系重合体を鞘成分
とし、芯成分のポリエステル系重合体を被覆することに
より、接着性の低いポリエステル系重合体をゴム層から
隔離し、ゴム層と接する繊維表面を接着性の良好なポリ
アミド系重合体で形成することができる。したがって、
この複合繊維は、ポリエステル系繊維と同等の高いモジ
ュラスを有するだけでなく、該繊維に比べて著しく接着
性に優れ、かつポリアミド系重合体で被覆されている芯
成分のポリエステル系重合体は、ポリエステル系繊維の
ように接着劣化を生じたり、エステル結合の加水分解等
により劣化することもなく、ベルト層として優れた耐久
性を示す。

前記複合繊維の芯成分を構成するポリエステル系重合体
としては、エチレンテレフタレートを高分子鎖の反復構
造単位とするポリエチレンテレフタレートが代表的ポリ
マであるが、高重合度、好ましくはオルソクロロフェノ
ールを溶媒として２５℃で測定した権限粘度が少なくと
も０．６０以上であるポリエチレンテレフタレートがよ
い、このポリエチレンテレフタレートは、イソフタル酸
、ｐ−オキシエトキシ安息香酸等のカルボン酸またはそ
の誘導体等のような共重合性の第３成分が少量共重合さ
れていてもちよい。

また鞘成分のポリアミド系重合体としては、繊維形成性
を有するナイロン６６（ポリヘキサメチレンアジパミド
）、ナイロン６　（ポリカプロラクタム）、ナイロン（
ポリテトラメチレンアジパミド）４６並びにそれらの共
重合体等を挙げることができる。ポリエステル系重合体
としてポリエチレンテレフタレートを使用するときは、
融点が近くて製糸性の良好なナンロン６６、好ましくは
２５℃における硫酸中での相対粘度が少なくとも２．８
以上のナイロン６６がよい。

複合繊維の複合比率（芯成分と鞘成分との断面積比率）
は、特に限定されるものではないが、芯成分のポリエス
テル系重合体のゴムに対する接着性や化学的安定性の改
良効果をできるだけ大きくし、かつモジュラスの低下を
できるだけ小さくする範囲でポリエステル系重合体から
なる芯成分の断面積比率が出来るだけ大きくなるように
選定するのがよい。具体的には、この複合比率は、芯：
鞘の断面積比で９０：１’Ｏ〜１０：９０、好ましくは
８０：２０〜２０：８０　、さらに好ましくは７０：３
０〜３０ニア０の範囲内で適宜選択される。複合比率が
鞘成分の比率があまりに小さく、芯成分が大きくなり過
ぎるとその芯成分のポリエステル系重合体が露出するよ
うになり、ゴムに対する耐熱接着性や耐化学的老化性が
低下し、ベルトプライ層として使用した場合のタイヤの
高速性、耐久性が向上しなくなる。他方、鞘成分があま
りに大きくなり過ぎると、ポリアミド系重合体の比率が
過剰になって、繊維コードの初期モジュラスが低くなり
、ベルトプライ層として使用したときの操縦安定性を損
なわずに高速性を向上させることが困難になるからであ
る。

本発明に使用される芯鞘型複合繊維は、紡糸速度が少な
くとも２０００ｍ／分、好ましくは３０００ｓ／分以上
である高速紡糸方法により得ることが好ましい、この高
速紡糸方法を適用することにより、ポリエステル系重合
体からなる芯成分とポリアミド系重合体からなる鞘成分
との接合（接着）力が向上するからである。この理由は
明らかではないが、前記２つの重合体の結晶化、特に結
晶化し易いポリアミド系重合体の結晶化が高速紡糸のた
めに抑制された状態でその高分子鎖が繊維軸方向に配向
され、同時に繊維軸方向に配向された芯成分のポリエス
テル系重合体と接合されるために、紡糸並びに延伸工程
等における両成分の接合界面における応力の集中が著し
く抑制されることによるものと推定される。

上記複合繊維は、複数本が収束、撚糸され、繊維コード
に形成される。この繊維コードに対して付与する撚は、 ＫＩＩＩ＝Ｔｆ「 （上式中、Ｋは撚係数、Ｔは撚数（回／１０ｃｍ＋）Ｄ
はコードの総デニール数を示す） で示される撚係数が１０００〜２２００の範囲であるこ
とが望ましく、好ましくは１４００〜２０００の範囲が
よい、この撚係数が１０００よりも小さくなると、繊維
コードの収束性が低下し、初期接着力が低下するだけで
なく、耐疲労性が低下するため、この繊維コードを使用
したベルトプライ層の耐久性が低下する。他方、撚係数
が２２００を超えると、繊維コードの強度と初期モジュ
ラスの低下が著しく、これをベルトプライ層として使用
したタイヤの操縦安定性ならびに高速性が低下する。

本発明のベルトプライ層ＣＩ）を構成する前記複合繊維
コードは、撚糸し、接着剤処理を施した繊維コードの２
．２５ｇ／ｄの荷重負荷時の伸び率が５．０％以下であ
り、かつ１５０℃における乾熱収縮率が４．５％以下に
なるようにすることが望ましい。該接着剤処理コードの
伸び率が５．０χを超えると、初期モジュラスが低下し
、ベルトプライ層（Ｉ）として使用したとき操縦安定性
の維持や高速性の向上が不十分になる。また、乾熱収縮
率が４．５χを超えるときは、グリーンタイヤの加硫時
の繊維コードの収縮に伴い、ダイヤユニフォーミティの
悪化を招き、かつ繊維コードの初期モジュラスが低下し
、操縦安定性或いは高速性が低下する。

本発明において、上記繊維コードのベルトプライ層にお
ける打込み本数は、タイヤの種類によって相違するが、
通常、２０〜７０本１５ｃｎ＋、好ましくは３０〜６０
本１５ｃｍの範囲内にするのがよい。

また、本発明のベルトプライ層（ＩＩ）を構成するスチ
ールベルトとしては、特に限定されるものではなく、公
知の各種スチールコードを使用することができる。たと
えば、２　＋　７　（０，２２）、２　＋　６　（０，
２２）、Ｉ　Ｘ　５　（０，２３）、Ｉ　Ｘ　４　（０
，２５）、１　＋　２　（０，２５）、１　ｘ　２　（
０，３０）等である。

カーカスプライ層のカーカスコードとしては、乗用車用
タイヤでは、一般にナイロン、ポリエステル繊維、レー
ヨン繊維等の有機繊維を使用し、重量増加を小さくする
のがよい。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明タイヤ並びにその優れた効果
を具体的に説明する。

なお、実施例中、タイヤの高速耐久性、荷重耐久性、振
動乗り心地性はそれぞれ、次の方法により測定した値で
ある。

遇迷足入性： タイヤサイズが１８５／６０ＶＲ１４のタイヤを使用し
、次の条件下に室内高速耐久試験を行い、タイヤが破壊
するまで走行し、その結果により判定した。

試験条件 内圧Ｐ　：　３．ＯＫｇｆ／ｃｔａ″、荷重Ｗ　：　Ｊ
ＡＴＭＡ設計常用設計常用荷重４１夕に加速、 ドラム径：　１７０７ｍｍ、 リム　：１４Ｘ５・１／２ＪＪ　。

週１■Ｌ入１： タイヤサイズが１８５／６０ＶＲ１４のタイヤを使用し
、次の条件下に室内荷重耐久試験を行い、タイヤが破壊
するまで走行し、その結果により判定した。

試験条件 内圧Ｐ　：　ＪＡＴＭＡ最大空気圧２．５Ｋｇｆ／ｃｎ
＋”、荷重ＴＡ　：　ＪＡＴＭＡ設計常用荷重より４時
間毎に１３χアツプ、 速度Ｖ　：　８１）ｌｎ＋／ｈｒ　。

ドラム径：　１７０７ーー、 リム　：１４Ｘ５・ｌ／２ＪＪ。

五Ｗ已ロー１法： 振動乗り心地性の代用試験として、次の条件下に室内突
起乗り越し試験を行い、その結果により判定した。

内圧Ｐ　：　ＪＡＴＭＡ設計常用圧１．９Ｋｇｆ／ｃｍ
”、荷重質：　ＪＡＴＭＡ設計常用設計常用荷重４１夕
ドラム径：２５００ＩｌｌＩＩ＋。

ス連」已し限１性 社内専門パネラ−による実車乗り心地試験であって、そ
のフィーリング結果を指数で表した。

実施例、比較例 ポリエチレンテレフタレートを芯成分とし、ナイロン６
６を鞘成分とする、複合比率が断面積比で５０１５０で
、１５０００の芯鞘複合繊維フィラメントを２本引揃え
て撚糸し、上撚３３回／１０ｃｍ、下撚３３回／１０ｃ
ｎ＋　、撚係数Ｋ　１８０７の繊維コードを作成した．
この繊維コードにＲＦＬ　（レゾルシン・ホルマリン・
ゴムラテックス）接着剤を用いて処理した後、２４０℃
で１．０　ｇ／ｄの張力を与えて熱処理し、２．２５ｇ
／ｄ荷重負荷時の伸び率が３、３χ、１５０℃の乾熱収
縮率が３．２χである接着処理コードを作成した。

この処理コードを５５本１５ｃｍの打込み本数で未加硫
ゴム中に埋設してベルトプライ層（Ｉ）を作成した．他
方、２　＋　７　（０．２２）のスチールコードを３５
本１５ｃｍの打込み本数で未加硫ゴム中に埋設してベル
トプライ層（ＩＩ）を作成した。

また、カーカスプライ層は、カーカスコードとしては、
１５０００のポリエステル繊維コードを２本引揃えて撚
糸し、１５０００／２のコードとなし、Ｖｕｌｎａｘ社
製のポリエステル系接着剤“バルカボンドＥ”を用いて
前処理した後前記ＲＦＬ接着荊を用いて処理した繊維コ
ードから形成した。

これらのベルトプライ層（Ｉ）　、（ＩＩ）およびカー
カスプライ層を用いて、第２図に示す構造のグリーンタ
イヤを形成し、加硫処理してタイヤサイズが１８５／６
０ＶＲ１４（以下、本発明タイヤという）を作成し、そ
の性能を評価し、表に示す結果を得た。

比較のために、１５０００のアラミド繊維コードを２本
引揃えて撚糸し、上撚３５回／１０ｃＩ１１、下撚３５
回／１０ｃ剛、撚係数Ｋ　１９１７の繊維コードを作成
。

した。この繊維コードに水溶性エポキシ樹脂を付着させ
、２４０℃で１　、０ｇ／ｄの張力を加えて熱処理した
０次いで前記ＲＦＬ接着剤を用いて処理した後、２４０
℃で０．３ｇ／ｄの張力を与えて熱処理し、２．２５ｇ
／ｄ荷重負荷時の伸び率が１．５ｚ、１５０℃の乾熱収
縮率が０．５χである接着処理コードを作成した。

この処理コードを５０本７５ｃｍの打込み本数で未加硫
ゴム中に埋設してベルトプライ層を作成した。このベル
トプライ層を前記本発明の複合繊維コードからなるベル
トプライ層（ＩＩ）に代えて使用し、第２図に示す構造
のグリーンタイヤを形成し、加硫処理してタイヤサイズ
が１８５／６０ＶＲ１４（以下、比較タイヤという）を
作成し、その性能を評価し、表に示す結果を得た。

、第２図に示す構造のグリーンタイヤを形成し、加硫処
理した。得られたタイヤの性能を評価し、その結果を表
に示した。

（注）高速耐久性、荷重耐久性、振動乗り心地性性、実
車乗り心地性はいずれも、比較タイヤの測定値を１００
とする指数値で示し、値が大きいほど性能が良いことを
意味する。

〔発明の効果〕

本発明タイヤは、２プライのベルト層のうち、１層が芯
成分がポリエステル系重合体で、鞘成分がポリアミド系
重合体からなる芯鞘型複合繊維フィラメントを用いた端
部の折り畳まれたベルトプライ層からなり、も１層がス
チールコードからなるベルトプライ層から構成されるが
、前記複合繊維コードの優れた接着性により、前記２層
のベルトプライ層は−・体内に強固に、接合することが
でき、この複合繊維の高い初期モジユラスとあいまって
、乗り心地性や軽量性を高水準に維持して、タイヤの耐
久性、高速性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ、本発明のタイヤの１例
を示す一部切開半斜視断面図、第３図は本発明に使用す
る芯鞘型複合繊維フィラメントの１例を示す断面図であ
る。 Ｃ・・・芯成分、Ｓ・・・鞘成分、１・・・トレッド部
、４・・・カーカスプライ層、５・・・ベルトプライ層
。 代理人　弁理士　小　川　信　−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 端部の折り曲げられた単一のベルトプライ層（ I ）と
   端部の折り曲げてられていない単一のベルトプライ層（
   II）の２層のベルトプライ層を有し、前記ベルトプライ
   層（ I ）がポリエステル系重合体を芯成分とし、ポリ
   アミド系重合体を鞘成分とする芯鞘型複合繊維フィラメ
   ントからなる繊維コードから構成され、前記ベルトプラ
   イ層（II）がスチールコードから構成された空気入りラ
   ジアルタイヤ。