JPH06344708A

JPH06344708A - 重荷重用空気入りラジアルタイヤおよびその製造方法

Info

Publication number: JPH06344708A
Application number: JP5138691A
Authority: JP
Inventors: Naoki Kanehira; 尚樹兼平; Osamu Imamiya; 今宮　　督; Shuji Takahashi; 修二高橋; Kazumasa Nakakita; 一誠中北; Takayuki Fukutomi; 崇之福富
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 1993-06-10
Filing date: 1993-06-10
Publication date: 1994-12-20
Anticipated expiration: 2018-05-06
Also published as: JP3403450B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ポリパラフェニレンベンズビスオキサゾール
繊維（ＰＢＯ繊維）又はポリパラフェニレンベンズビス
チアゾール繊維（ＰＢＴ繊維）をカーカスコードに用い
て、タイヤ軽量化をはかると共にカーカス層の耐久性を
向上させた重荷重用空気入りラジアルタイヤおよびその
製造方法を提供すること。【構成】本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤ
は、特定のＰＢＯ繊維又はＰＢＴ繊維を特定処理してな
るコードをゴムに埋設してカーカス層２を形成してな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、タイヤ軽量化をはかる
と共にカーカス層の耐久性を向上させた重荷重用空気入
りラジアルタイヤおよびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、トラック、バス用等の重荷重用空
気入りラジアルタイヤにおいて、カーカスコードには、
重荷重を支えるために十分な耐久性を保持せしめるべ
く、スチールコードが使用されており、また、軽量化の
ためにアラミド繊維コード（芳香族ポリアミド繊維コー
ド）が使用されている。

【０００３】ところで、ヘテロ環含有芳香族系ポリーマ
ーからなる繊維の中で、ポリパラフェニレンベンズビス
オキサゾール (ＰＢＯ) 繊維およびポリパラフェニレン
ベンズビスチアゾール (ＰＢＴ) 繊維は、アラミド繊維
(芳香族ポリアミド繊維) の約２倍の強度と引張弾性を
有する。このため、これらＰＢＯ繊維又はＰＢＴ繊維を
カーカスコードに使用することができればアラミド繊維
の場合に比してその繊維の使用量を低減しながらさらに
高い補強効果が与えられるので、タイヤ軽量化の達成が
期待できると共にカーカス層の耐久性のいっそうの向上
が可能となる。

【０００４】しかしながら、これらのＰＢＯ繊維又はＰ
ＢＴ繊維のコードは、その分子骨格上ゴムに対して不活
性であるため、ゴムとの接着性がわるいという問題があ
るので、その実現が難しかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ＰＢ
Ｏ繊維又はＰＢＴ繊維のゴムとの接着性を改良してこれ
らの繊維をカーカスコードに用いることを可能にした重
荷重用空気入りラジアルタイヤおよびその製造方法を提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の重荷重用空気入
りラジアルタイヤは、300GPa以上(2200g/d以上) の弾性
率と4.5GPa(33g/d）以上の強度を無撚り時に有するポリ
パラフェニレンベンズビスオキサゾール繊維又はポリパ
ラフェニレンベンズビスチアゾール繊維にＫ＝Ｔ√Ｄ
（但し、Ｔはコード10cm当りの撚り数、Ｄは総デニール
数）で表わされる撚係数Ｋが1500以上の撚りが与えられ
た3000〜6000Ｄのコードが、エポキシ化合物の被膜とそ
の上のレゾルシン・ホルマリン初期縮合物とゴムラテッ
クスからなる混合組成物被膜とを介してゴムマトリック
ス中に埋設されてなるカーカス層を有することを特徴と
する。

【０００７】また、本発明の重荷重用空気入りラジアル
タイヤの製造方法は、300GPa以上(2200g/d以上) の弾性
率と4.5GPa(33g/d）以上の強度を無撚り時に有するポリ
パラフェニレンベンズビスオキサゾール繊維又はポリパ
ラフェニレンベンズビスチアゾール繊維にＫ＝Ｔ√Ｄ
（但し、Ｔはコード10cm当りの撚り数、Ｄは総デニール
数）で表わされる撚係数Ｋが1500以上となるように撚り
を加えて3000〜6000Ｄのコードとし、このコードにエポ
キシ化合物の水溶液もしくは水分散液を含浸させた後に
該コードを 160℃〜250℃の温度で加熱し、ついでレゾ
ルシン・ホルマリン初期縮合物とゴムラテックスからな
る混合液に浸漬後に 160℃〜250℃の温度で加熱し、そ
の後、このように処理したコードをコートゴムに埋設し
てカーカス層を形成してなることを特徴とする。

【０００８】このように本発明では、所定の処理を施し
たＰＢＯ繊維又はＰＢＴ繊維のコードを用いるために、
コードとゴムとの接着性を高めることが可能となる。以
下、図を参照して本発明の構成につき詳しく説明する。
図１は本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤの子午
線方向半断面説明図である。図１において、左右一対の
ビードコア１，１間にカーカス層２が装架されており、
トレッド３においてはカーカス層２の外側に２枚のベル
ト層４，４がタイヤ周方向にタイヤ１周に亘って環状に
配置されている。

【０００９】本発明においては、カーカス層２が下記の
コードをゴムマトリックス中に埋設して構成される。 (１) コード本発明で用いるコードは、300GPa以上(2200g/d以上) の
弾性率と4.5GPa(33g/d）以上の強度、好ましくは350GPa
以上(2500g/d以上) の弾性率と5.5GPa(40g/d）以上の強
度を無撚り時に有するＰＢＯ繊維又はＰＢＴ繊維に前記
したように撚係数Ｋが1500以上、好ましくは2000〜2300
の範囲（1500Ｄ/2換算で37.5〜42.5/10cm)となるように
撚りを加えて3000〜6000Ｄのコードとしたものである。
ＰＢＯ繊維は、下記の化学構造を構成単位とするポリパ
ラフェニレンベンズビスオキサゾール (ＰＢＯ) の繊維
である。

【００１０】また、ＰＢＴ繊維は、下記の化学構造を構成単位とする
ポリパラフェニレンベンズビスチアゾール (ＰＢＴ) の
繊維である。

【００１１】ＰＢＯ繊維又はＰＢＴ繊維が無撚り時に300GPa以上(220
0g/d以上) の弾性率を有するとしたのは、300GPa 未満
では撚りを加えたときに十分な弾性率が得られないから
である。また、無撚り時に4.5GPa(33g/d) 以上の強度を
有するとしたのは、4.5GPa(33g/d) 未満では撚りを加え
たときに十分な弾性率が得られないからである。

【００１２】撚係数Ｋを1500以上としたのは、これより
小さいとＰＢＯ繊維、ＰＢＴ繊維の高強力、高弾性率の
特性を活かせなくなるからである。総デニール数を3000
〜6000Ｄとしたのは、3000Ｄ未満ではコードとして十分
な強力が得られずタイヤの耐久性が不十分となり、6000
Ｄを超えるとカーカス層のトータルゲージが増え、重量
増加を招き好ましくないためである。このコードは、２
本又は３本撚りの構造であるのが好ましい。

【００１３】このように撚りを加えたコードには、ゴム
との接着性を向上させるため次のような２段階処理を行
う。すなわち、先ず、エポキシ化合物の水溶液もしくは
水分散液を含浸させた後に 160℃〜250℃の温度で加熱
し (第１段処理) 、ついでレゾルシン・ホルマリン初期
縮合物とゴムラテックスからなる混合液に浸漬後に 160
〜250℃の温度で加熱する (第２段処理) という処理を
施す。

【００１４】第１段処理で用いるエポキシ化合物は、１
分子中に少なくとも１個以上、好ましくは２個以上のエ
ポキシ基を有するものがよい。このエポキシ化合物は、
多価アルコールもしくは多価フェノールとエピクロルヒ
ドリンとの反応生成物をアルカリ処理することによって
得られる。この際の多価アルコールとしては、例えば、
グリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコー
ル、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキ
サトリオール、ポリアクリルアルコール、ポリビニルア
ルコール、イノシトール、トリメチロールプロパン、
１, ４−ジメチロールベンゼン等が用いられる。多価フ
ェノールとしては、例えば、レゾルシン、ハイドロキノ
ン、ビスフェノールＡ、フロログリシノール、カテコー
ル等が用いられる。このエポキシ化合物は、水に溶解も
しくは分散させた水溶液又は水分散液として用いられ
る。エポキシ化合物としては芳香環を有する２官能以上
のものが好ましい。芳香環を有するとＰＢＯ又はＰＢＴ
に化学構造上類似するようになるので、これらに対する
親和性が高まるからである。なお、エポキシ化合物に対
して、ゴムラテックスとその架橋剤を併用するのがより
好ましい。

【００１５】第２段処理で用いるレゾルシン・ホルマリ
ン初期縮合物とゴムラテックスからなる混合液 (ＲＦ
Ｌ) としては、ゴムとタイヤコードとの接着に通常用い
られるものを使用すればよい。ゴムラテックスは、例え
ば、天然ゴム、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム、ポ
リブタジエンゴム等のゴムの水分散液である。ＲＦＬに
はアジリジン系化合物、ブロックドイソシアネートなど
を添加するのが好ましい。

【００１６】また、第１段処理および第２段処理の各加
熱温度を 160℃〜250℃としたのは、 160℃未満では液
中のレゾルシン・ホルマリンの縮合が不十分となり、一
方、250℃を超えるとレゾルシン・ホルマリンの縮合が
進みすぎ十分な接着性が得られなくなるからである。な
お、各加熱は、コードに0.9g/d〜1.1g/dのテンションを
かけながら行うのが好ましい。

【００１７】(２) ゴムタイヤのカーカス層を構成する通常のゴム組成物を用い
ればよい。すなわち、天然ゴム、スチレン−ブタジエン
共重合体ゴム等のゴムに対しカーボンブラック、硫黄等
の配合剤を配合してなる配合物である。このゴム組成物
には、レゾルシン・ホルマリン樹脂 (ＲＦ樹脂) とメチ
レンドナーを配合するのが好ましい。

【００１８】(３) 本発明の重荷重用空気入りラジアル
タイヤは、前記コードを前記ゴムのマトリックス中に埋
設してなるカーカス層を有するものである。この重荷重
用空気入りラジアルタイヤは、前記コードを未加硫の前
記ゴムに埋設してカーカス層を構成し、ついで常法によ
り加硫一体化することにより得ることができる。この場
合に用いるコードの形態は、コード単独形態であっても
よく、スダレ状や織物状であってもよい。

【００１９】

【実施例】表３に示す諸元のコードを下記の配合内容
（重量部）の未加硫のコートゴム（ゴム組成物）にエン
ド数30本／50mmで埋設し、カーカス層を構成して、加硫
条件148℃×30分で加硫することによりタイヤサイズ11R
22.5の図１に示すタイヤ構造の重荷重用空気入りラジ
アルタイヤを作製した（実施例１〜４、比較例１〜
６）。配合内容ＮＲ 100 重量部ＨＡＦカーボンブラック 50 重量部亜鉛華 7 重量部ステアリン酸 1 重量部石油系アロマオイル 2 重量部ナフテン酸コバルト 2 重量部不溶性硫黄(20%オイル処理) 8 重量部促進剤 0.8重量部老化防止剤 1.0重量部ここで用いたＰＢＯ繊維コードは、表１に示す第１段処
理液 (重量部) および表２に示す第２段処理液 (重量
部) を用いて、テンション(1.0g/d)をかけながら240℃
の温度で加熱処理したものである。なお、第１段処理お
よび第２段処理において、加熱に先立って乾燥処理した
(120℃×0.2g/d) 。なお、このＰＢＯ繊維コードは、3
50GPa(2500g/d) の弾性率と5.5GPa(40g/d）の強度を無
撚り時に有するものである。表１（第１段処理液）水 98.0 エポキシ化合物(EX313) 2.0 注) EX313 グリセロールポリグリシジルエーテル、２官
能、ナガセ化成工業(株) 製。表２（第２段処理液）水 50.3 10%NaOH 2.5 ＲＦ樹脂^* 2.8 37% ホルマリン 1.9 ラテックス^** 42.5 全固形分(%) 20.0 注) * スミカノール700F (75％)、住友化学工業 (株)
製。

【００２０】 ** ニポール2518FSA(40％)、日本ゼオン (株) 製。つぎに、得られたタイヤについて、下記により耐久性を
評価した。この結果を表３に示す。ここで、比較例１
は、3＋9(0.175)構造のスチールコードを用いた場合の
現在の重荷重用空気入りラジアルタイヤである。この場
合、80kg／本を強度の下限とした。

【００２１】耐久性：水槽の中にリム組みしたタイヤを
入れ、内圧に水圧を用い約10〜15分で破壊圧に達するよ
うな加圧速度で加圧することにより水圧テストを行っ
た。その破壊圧の優劣を比較した。また、φ1707mmの回
転ドラム上でJATMA で指定された最大空気圧をタイヤに
注入し、最大規定空気圧の150%荷重、速度50km/hで1000
0km 走行させ、終了タイヤについてカーカスコードの折
れの有無を確認することにより高荷重ドラム試験を行っ
た。

【００２２】表３から明らかなように、本発明のタイヤ（実施例１〜
４）はスチールコードを用いる比較例１の場合と同様に
耐久性に優れていることが判る。なお、比較例２は本発
明に比して総デニール数および強力が不足しており（20
00D 、78：指数) 、比較例３は撚係数が不足しており
（k=1300) 、比較例４は強力が不足しており（87：指
数) 、比較例５は撚係数が不足しており（k=1300) 、比
較例６はアラミド繊維コードを用いた場合である。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、所
定の物性を有するＰＢＯ繊維又はＰＢＴ繊維に所定の撚
りを加えてコードとし、このコードに所定の処理を施
し、これをゴムに埋設してカーカス層を構成したため
に、コードとゴムとの接着性を向上させることができる
ので、アラミド繊維コードを用いる場合と同様にタイヤ
軽量化をはかり得ると共にアラミド繊維コードを用いる
場合よりもいっそうカーカス層の耐久性を向上させるこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤの子
午線方向半断面説明図である。

【符号の説明】

１ビードコア２カーカス層３
トレッド４ベルト層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中北一誠神奈川県平塚市追分２番１号横浜ゴム株式会社平塚製造所内 (72)発明者福富崇之神奈川県平塚市追分２番１号横浜ゴム株式会社平塚製造所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】 300GPa以上の弾性率と4.5GPa以上の強度
を無撚り時に有するポリパラフェニレンベンズビスオキ
サゾール繊維又はポリパラフェニレンベンズビスチアゾ
ール繊維に、Ｋ＝Ｔ√Ｄ（但し、Ｔはコード10cm当りの
撚り数、Ｄは総デニール数）で表わされる撚係数Ｋが15
00以上の撚りが与えられた3000〜6000Ｄのコードが、エ
ポキシ化合物の被膜とその上のレゾルシン・ホルマリン
初期縮合物とゴムラテックスからなる混合組成物被膜と
を介してゴムマトリックス中に埋設されてなるカーカス
層を有する重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】 300GPa以上の弾性率と4.5GPa以上の強度
を無撚り時に有するポリパラフェニレンベンズビスオキ
サゾール繊維又はポリパラフェニレンベンズビスチアゾ
ール繊維に、Ｋ＝Ｔ√Ｄ（但し、Ｔはコード10cm当りの
撚り数、Ｄは総デニール数）で表わされる撚係数Ｋが15
00以上となるように撚りを加えて3000〜6000Ｄのコード
を形成し、このコードにエポキシ化合物の水溶液もしく
は水分散液を含浸させた後に該コードを 160℃〜250℃
の温度で加熱し、ついでレゾルシン・ホルマリン初期縮
合物とゴムラテックスからなる混合液に浸漬後に 160℃
〜250℃の温度で加熱し、その後、このように処理した
コードをコートゴムに埋設してカーカス層を形成する重
荷重用空気入りラジアルタイヤの製造方法。