JPH08118906A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ビード部周辺の耐久性に優れ、かつ操縦安定
性に優れた空気入りラジアルタイヤを提供する。 【構成】 トレッド部１と、該トレッド部１の両側で連
なる一対のサイド部２と、該サイド部２の内周にそれぞ
れ形成された一対のビード部３とを備え、タイヤの半径
方向にカーカスプライコード４ａを配列してなるカーカ
スプライ４と該カーカスプライ４を取り巻き、トレッド
部１の内側に埋没されたベルト層５とで補強された空気
入りラジアルタイヤＡにおいて、前記カーカスプライコ
ード４ａがループ強度／強度比０．５以下、固有粘度
（ＩＶ）０．８０以上、１本当たりの繊度が１０００デ
ニール以上のポリエステルモノフィラメントであること
を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ビード部周辺の耐久性
に優れ、かつ操縦安定性に優れた空気入りラジアルタイ
ヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の空気入りラジアルタイヤは、通
常、タイヤ周方向に対して実質的に直行する方向に配置
されたコードを含むカーカス層で補強されたサイドウォ
ール部、カーカス層を固定しリムとの密着性をだすビー
ド部、タイヤ周方向に沿って極めて剛性の高いベルト層
で補強されたクラウン部を有している。

【０００３】従来、カーカス層を構成するコードとし
て、非常に小さいデニール、例えば４〜６デニール／フ
ィラメントの多数のフィラメントを使用し、さらに、糸
の集束性、耐疲労性を向上せしめる為に、該細デニール
フィラメントの下撚、上撚からなる撚糸が行われてい
る。

【０００４】一方、集束体における加撚工程を省略しよ
うという意図の下で、１本のフィラメントからなるコー
ド、いわゆるモノフィラメントコードをタイヤに適用し
ようという試みもなされ、例えば、１９７０年代の特開
昭５２−１１０９１８号公報ではナイロンのモノフィラ
メントコードの製造方法を提示し、米国特許第４３６０
０５０号明細書ではポリエステルの太デニールモノフィ
ラメントコードをタイヤに適用することが開示されてい
る。さらに上述の公報及び明細書には長円形断面または
矩形断面を有するモノフィラメントコードについての記
載が見られ、このことからモノフィラメントコードの耐
疲労性も考慮していたことを窺い知ることができる。す
なわち、モノフィラメントコードは、外力入力に対し
て、撚りコードの様に力の分散を行うことができないた
め、撚りコードに対し耐疲労性が悪いという欠点を有し
ているのである。マルチフイラメント撚りコードの場合
は、圧縮歪応力が作用しても、撚り角度を持つ１本ごと
の極細フィラメントが湾曲変形するので圧縮歪入力を緩
和、吸収する方向に働く結果、耐疲労性に優れた性能を
発揮する一方、モノフィラメントコードの場合では、圧
縮歪入力を直接受けることになるのである。

【０００５】また、１９８０年代後半にはナイロンモノ
フィラメントコードに関し、特開平２−９９６１０号公
報及び特開平２−１２７５０７号公報の開示にみられる
ように、スチームによりコード表面改質を施したコード
の各種タイヤへの適用が試みられていたことが判る。し
かし、スチーム加熱法によるモノフィラメントコードの
製造に関しては上記特開昭５２−１１０９１８号公報に
も開示されていて、さほど目新しいこととはいえず、そ
れよりもナイロンモノフィラメントコードは現在多用さ
れているポリエステルマルチフィラメント撚りコードに
比し、弾性率及び熱収縮率共に優れたものとはいえず、
これらの特性に基づき発揮されるタイヤの操縦安定性に
対する優位性を何ら見いだすことはできない。

【０００６】それというのもポリエステルに比しナイロ
ンは、タイヤ内での耐疲労性の点で優れているものの、
より一層低弾性率、より一層高熱収縮性の基本的特性を
持ち、これらの特性はいずれもタイヤの操縦安定性に対
し不利に作用し、上記基本特性はモノフィラメントコー
ドとしても解消に至らないため、ポリエステルマルチフ
イラメント撚りコードに及ばないからである。結局のと
ころ、ナイロンモノフィラメントコードを使用する限
り、近来の高度に優れた操縦安定性が求められるタイヤ
を実現する上で不可欠なカーカスプライコードとしての
高弾性率及び低熱収縮率性を満たすことができない。

【０００７】この点を改善するためポリエステルのモノ
フィラメントコードをタイヤに使用することが提案され
ている。特開平３−１８５１１１号公報では低カルボキ
シル基ポリエステル繊維材を適用したモノフィラメント
コードをタイヤカーカスに用いる旨を開示している。と
ころが低カルボキシル化したポリエステルは、ゴム組成
物から移行するアミンによる劣化に対する改善は期待さ
れるものの、タイヤ内における物理的疲労に対する耐疲
労性については不十分であり、走行途中のコード部分に
故障が発生する懸念があり実用性に難点を有している。

【０００８】また、特開平４−２３２１０２号公報には
スチーム加熱により得たポリエステルモノフィラメント
コードをタイヤに適用する旨を開示している。スチーム
加熱により糸断面外層部の複屈折を内層対比で低下させ
る技術や、断面形状を楕円にすることにより、曲げに対
する柔軟性を高め、すなわち尺度としてのループ強度を
高め、疲労性を向上せしめる工夫がなされているが、こ
れらの工夫によっても、実際のタイヤ適用に際しては、
高荷重によりタイヤの歪が増大した際に、ビード部周辺
のコード破壊が比較的早い段階で発生するという問題が
あり、実用化されていないのが現状である。

【０００９】モノフィラメントコードは材質が同じであ
れば、従来の撚りコードに較べ、著しい高弾性率化が可
能であり、タイヤに高い操縦安定性を付与できるばかり
でなく、撚工程を必要とせず、タイヤコードの生産性に
おいてもそのメリットははかり知れないものがある。

【００１０】しかし、上述したように、ナイロン系を主
体とするモノフィラメントコードはその高弾性率化に限
界があり、従来のポリエステル系撚りコード以上の弾性
率は発現できないという欠点があった。一方、ポリエス
テル系を主体とするモノフィラメントコードは従来のポ
リエステル系撚りコード以上の高弾性率を発現できると
いうメリットはあるものの、耐疲労性に難があり、この
耐疲労性を如何に改善するかが大きな障害である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
な従来技術の問題点を解消するために創作されたもので
あり、その目的とするところは、疲労性に優れたポリエ
ステルモノフィラメントコードを用いることにより、ビ
ード部周辺の耐久性、操縦安定性に優れた空気入りラジ
アルタイヤを提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決すべく鋭意研究を重ねた結果、空気入りラジアルタ
イヤのカーカス層に特定の構造を持つポリエステルモノ
フィラメントコードを用いることにより、上記目的を達
成することができる空気入りラジアルタイヤを得ること
に成功し、本発明を完成するに至ったのである。

【００１３】すなわち、本発明の空気入りラジアルタイ
ヤは、トレッド部と、該トレッド部の両側で連なる一対
のサイド部と、該サイド部の内周にそれぞれ形成された
一対のビード部とを具え、タイヤの半径方向にカーカス
プライコードを配列してなるカーカスプライと該カーカ
スプライを取り巻き、トレッド部の内側に埋没されたベ
ルト層とで補強されており、前記カーカスプライコード
がループ強度／強度比０．５以下、固有粘度（ＩＶ）
０．８０以上、１本当たり繊度１０００デニール以上の
ポリエステルモノフィラメントであることを特徴とす
る。

【００１４】以下、本発明の内容を詳述する。本発明に
おけるカーカスプライコードを構成するポリエステルモ
ノフィラメントのループ強度を強度で除した比率（ルー
プ強度／強度比）は、０．５０以下、好ましくは０．４
５以下、さらに好ましくは０．４０以下が好ましい。こ
れまでのモノフィラメントに関する技術では、糸断面外
層部の配向を落とすことにより、柔軟性を高めることが
疲労性に対して良いと言われ、その柔軟性の尺度とし
て、ループ強度が使われ、これを高くするための工夫が
盛んに行われている。しかし、本発明者の試験による
と、ループ強度が低い糸の方がタイヤ疲労試験、あるい
はベルト屈曲疲労試験において、良好な疲労性を示すと
いう逆の結果を得たのである。

【００１５】ディップ処理を行ったポリエステルモノフ
ィラメントをゴム中に埋め込み、加硫を行い、その後、
引張試験機でコードをゴムから引き抜くという一般的な
接着試験を行うと、ループ強度の高いモノフィラメント
は、外層部が剥離しゴム中に残ることが観察される。し
かしながら、ループ強度の低いサンプルは剥離量が明ら
かに少なくなったり、あるいは全く剥離が起こらなくな
る。これは糸断面外層部の配向が糸断面内層部より低い
部分があると剥離が起こりやすいということであり、分
子配向性が高い方が耐剥離性に優れていると考えられ
る。

【００１６】一方、破壊形態的に見ると、ポリエステル
モノフィラメントコードは疲労試験において破断直前に
なると、応力集中点において、著しい径の増大が起こ
る。ゴム、接着剤を取り落とすと、糸が白化しているこ
とも観察される。これらから推察すると、モノフィラメ
ントコードは、繰り返しの圧縮応力により、フィラメン
ト内部の界面破壊、一般に言われているフィブリル化が
起こって、内部から全体への破壊に至っていると考えら
れる。よって、以上のことからループ強度が低い糸の方
が耐疲労性が良いのは、内部の耐フィブリル剥離性に優
れているからであると結論づけられると考えられる。

【００１７】一般に、ポリエステルモノフィラメントに
高いループ強度が求められるのは、疲労性という面だけ
でなく、実際の製造工程、あるいは作業時に糸同士の結
節を行わねばならず、その際の強度が必要だからであ
る。しかしながら、低ループ強度であっても、特殊な結
び方をするだけで、本発明者はタイヤ製造工程、あるい
はタイヤ使用時に全く問題にならないことを確認してい
る。従って、ポリエステルモノフィラメントのループ強
度／強度比は、０．５０以下、好ましくは０．４５以
下、さらに好ましくは０．４０以下であることが望まし
い。

【００１８】ポリエステルモノフィラメントの固有粘度
は、０．８０以上、好ましくは０．８５以上、さらに好
ましくは０．９０以上である。固有粘度に関しては、糸
の製造工程における製糸性が問題無く、必要とされる強
度、初期弾性率が得られる範囲において、高ければ高い
ほど耐疲労性が向上し好ましくない。この固有粘度に関
しても、０．８０以上高いの固有粘度を有しているモノ
フィラメントほど、ゴム引き抜き接着試験において高い
耐剥離性を示しており、このことも疲労性が良くなる理
由と考えられる。

【００１９】ポリエステルモノフィラメントの繊度は、
タイヤのサイズ、構造等により異なるが、１０００デニ
ール以上、好ましくは１５００デニール以上、さらに好
ましくは２０００デニール以上である。繊度が１０００
デニールより小さいと、カーカスのコード打込数を上げ
ても同一プライ数では充分なケース強度が得られなくな
ってしまう。また、ケース強度を確保するために、プラ
イ数を増やすことも考えられるが、カーカスのトータル
重量が重くなり、転がり抵抗が大きくなり好ましくな
い。

【００２０】ポリエステルモノフィラメントに供する材
料としては、ポリエチレンテレフタレートがタイヤ材料
として最も好ましい。しかし、ポリエチレンテレフタレ
ート成分を８０％以上含有し、これに１０％以下の柔軟
剤、安定剤等の添加物を加えたもの、あるいは１０％以
下の共重合成分を加えたもの、あるいは２０％以下のポ
リブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート
等のポリマーをブレンドさせたものでも良い。

【００２１】ポリエステルモノフィラメントの断面形状
も、特に限定されるものではないが、通常は円形もしく
は円形に近い形状が、取扱い上好ましい。しかし、カー
カスへのコード打込数を少なくする場合などは、コード
〜コード間距離が大きくなることを避けるために断面形
状を楕円にしても良い。本発明者が試験したところ、こ
の断面形状を円形にしても、楕円形にしても、疲労性は
大きく変わらなかった。

【００２２】

【作用】上記のように、規定範囲にあるポリエステルモ
ノフィラメント、すなわち、ループ強度／強度比０．５
以下、固有粘度（ＩＶ）０．８０以上、１本当たり繊度
１０００デニール以上のポリエステルモノフィラメント
をカーカスコードとして使用することにより、ビード部
周辺の耐久性を、従来のポリエステルモノフィラメント
を使用したタイヤに較べ、著しく向上させることができ
る。これは、コード内部のフィブリル剥離性が改善され
た効果である。この効果により後述するような高荷重ド
ラム耐久試験において経験的に実用上問題ない領域であ
ると考えられている２万ｋｍ完走が可能であるタイヤを
作ることに成功した。

【００２３】

【実施例】次に、本発明を実施例、比較例により具体的
に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。

【００２４】（実施例１〜５、比較例１〜６）下記表１
に示される種々の製造条件で得られたコードを用いて各
試作タイヤを作製した。この各試作タイヤについて、そ
れぞれの試験結果を下記表１及び図１に示す。図１中の
数値はドラム走行距離を示す。

【００２５】なお、試作タイヤの作製、コード引張試
験、固有粘度測定、コード耐剥離性試験、高荷重ドラム
耐久性試験及び操縦安定性試験は下記の方法により行っ
た。 (1) 試作タイヤの作製 試作タイヤは、図２に示すように、トレッド部１と、該
トレッド部１の両側で連なる一対のサイド部２と、該サ
イド部２の内周にそれぞれ形成された一対のビード部３
とを備え、タイヤの半径方向にカーカスプライコード４
を配列してなるカーカスプライ４ａと該カーカスプライ
４ａを取り巻き、トレッド部１の内側に埋没されたベル
ト層５とで補強された空気入りラジアルタイヤＡであ
り、そのサイズは全て１６５／７０Ｒ１３である。カー
カスプライコードを構成するポリエステルモノフィラメ
ントの材質は、ポリエチレンテレフタレートであり、カ
ルボキシル基量は２５〜３０モル／１０⁶ｇである。こ
のフィラメント繊度は各実施例共３０００デニールであ
る。また、カーカスコードの打込数及びタイヤ構造にお
いても各実施例において全て同一である。

【００２６】(2) コード引張試験 ＪＩＳ Ｌ１０１７に準拠し、島津製作所社製オートグ
ラフにより、２５℃±２℃の室温条件下でディップ処理
前のモノフィラメントコードを一定速で引張を行い、コ
ード切断時の荷重を求め、コードデニールで除すことに
より、コード強度を求めた。ループ強度については、一
定長さに切ったディップ処理前のモノフィラメントコー
ドの両端を片側のチャックに把持し、同じく一定長さに
切ったコードをそのループ中に通した後、両端を他方の
チャックに把持して上記と同様の方法で引張した。コー
ド切断時の荷重を求め、これをコードデニールの２倍の
値で除すことによりループ強度を求めた。

【００２７】(3) 固有粘度測定 溶媒にｐ−クロロフェノール／テトラクロロエタン
（３：１）混合溶媒を使用し、３０℃にて、スコット
（ＳＣＨＯＴＴ）社製自動ＩＶ測定装置を使用してディ
ップ処理前のモノフィラメントコードの固有粘度を測定
した。

【００２８】(4) コード耐剥離性試験 コードにエポキシ処理を行い、その後、ＲＦＬ樹脂に浸
漬し、１６０℃で６０秒間乾燥し、さらに、２４０℃で
６０秒熱処理して、接着剤組成物処理コードを作製し
た。この接着剤組成物処理コードを未加硫状態の配合ゴ
ム組成物に埋め込み、１７０℃×３０分、２０ｋｇ／ｃ
ｍ²の加圧下で加硫し、得られた加硫物からコードを一
定速度で引き抜き、その際、加硫ゴム中に残ったコード
の剥離物の量を、目視により以下のように評価した。な
お、○及び△が実用上好ましい。 ○：無し もしくは ほとんど無し △：少し有り ×：有り もしくは 剥離により破断

【００２９】(5) 高荷重ドラム耐久性試験 試作タイヤを２５℃±２℃の室内中でＪＩＳ規格の最大
空気圧に調整した後、２４時間放置後、空気圧の再調整
を行い、ＪＩＳ規格の最大荷重の２倍荷重をタイヤに負
荷し、直径約１．７ｍのドラム上で速度６０ｋｍ／時で
走行させ、故障発生時までの走行距離を測定した。な
お、本来２万ｋｍが目標であるが、本試験実施にあたっ
て、２万ｋｍ以上の耐久性を確認するために、３万ｋｍ
までの走行距離を求めた。

【００３０】(6) 操縦安定性試験 各試作タイヤを乗用車に装着し、専門のドライバーによ
り操縦安定性と振動乗り心地性のフィーリングテストを
行った。評価は一般に使用されているポリエステル撚り
コード（１５００デニール／２本撚り、撚り数４０×４
０／１０ｃｍ）を使用したコントロールタイヤを５とし
た１０点法の相対評価にて、コントロール対比で以下の
ように区別した。 ０：変わらない ±２：やや良い（やや悪い） ±４：良い（悪い）

【００３１】

【表１】

【００３２】（表１及び図１の考察）上記表１及び図１
から以下のことが確認された。比較例１、２は固有粘度
が低く、また、ループ強度が高いためにコード耐剥離性
が悪く、高荷重ドラム耐久レベルも低い。比較例３はル
ープ強度は低いが、固有粘度が低いために、ドラム耐久
レベルが目標未達である。比較例４、５は固有粘度は高
いが、ループ強度が高いために、やはり、ドラム耐久レ
ベルの目標値レベルに達していない。なお、これらのド
ラム試験の故障は全てビード折り返し部のコード破断が
原因であった。

【００３３】これに対して実施例１〜５は、本発明の条
件を満たすものである。ループ強度が低いほど、また、
固有粘度が高いほど、耐剥離性が向上していることがわ
かる。そして、その結果、各実施例とも高荷重ドラム耐
久性が目標レベルに達している。実施例５においては、
３万ｋｍ走行しても故障にいたらず、充分実使用に耐え
得るものと判断される。

【００３４】比較例６は、通常使用されているポリエス
テル撚りコードをカーカスコードとして使用したコント
ロールタイヤであるが、この比較例６のタイヤに較べ、
モノフィラメントをカーカスコードとして使用した各実
施例のタイヤは、いずれも操縦安定性が向上しているこ
とが認められる。また、本発明のように、低ループ強度
化、高固有粘度化しても、各比較例に較べた操縦安定性
には影響を及ぼしていないこともわかる。

【００３５】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。す
なわち、本発明の空気入りラジアルタイヤにおいて、カ
ーカスプライコードにループ強度／強度比０．５以下、
固有粘度（ＩＶ）０．８０以上、１本当たり繊度１００
０デニール以上のポリエステルモノフィラメントを使用
することにより、高い操縦安定性を保持しながら、ビー
ド部周辺の耐久性を向上せしめることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】フィラメント特性と高荷重ドラム耐久性との関
係を示す特性図である。

【図２】実施例等で使用した試作タイヤの一例を示す部
分断面図である。

【符号の説明】

Ａ 試作タイヤ（空気入りラジアルタイヤ） １ トレッド部 ２ サイド部 ３ ビード部 ４ａ カーカスプライコード ４ カーカスプライ ５ ベルト層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トレッド部と、該トレッド部の両側で連
   なる一対のサイド部と、該サイド部の内周にそれぞれ形
   成された一対のビード部とを備え、タイヤの半径方向に
   カーカスプライコードを配列してなるカーカスプライと
   該カーカスプライを取り巻き、トレッド部の内側に埋没
   されたベルト層とで補強された空気入りラジアルタイヤ
   において、 前記カーカスプライコードがループ強度／強度比０．５
   以下、固有粘度（ＩＶ）０．８０以上で、１本当たりの
   繊度が１０００デニール以上のポリエステルモノフィラ
   メントであることを特徴とする空気入りラジアルタイ
   ヤ。