JPH09324377A - タイヤコ−ド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速下での操縦安定性に優れ、耐久性の良好
なタイヤコ−ド、、とくにラジアルタイヤのカ−カス部
材用タイヤコ−ドとしての要求性能、すなわち高強力、
高弾性率で、ハイモジュラス性、寸法安定性、低発熱
性、低成長性、接着性などタイヤコ−ドに要求される特
性を実質的に満足するタイヤコ−ドを提供する。 【解決手段】 下記一般式（１）で示される繰り返し単
位から実質的になり、引張強度１０．０ｇ／デニ−ル以
上、初期弾性率１２０ｇ／デニ−ル以上を有するポリマ
ーフィラメントから構成されたコ−ドであり、該コ−ド
の曲げ硬さが１０〜８０ｇの範囲であるタイヤコ−ド。 【化１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は強度、弾性率および
耐疲労性に優れ、空気入りタイヤとして高速走行時にお
ける操縦安定性、燃料消費低減性、耐久性および品質再
現性などに優れたタイヤコ−ドに関する。

【０００２】

【従来の技術】空気入りタイヤはコ−ドの配列方向また
は配置によってバイアヤタイヤ、ラジアルタイヤおよび
ベルテッドバイアスタイヤの３種類があるが、ベルト部
のタガ効果のあるラジアルタイヤおよびベルテッドバイ
アスタイヤの２種類が車の縦安定性の良好なタイヤであ
るといわれている。モ−タリゼイションの発達に伴っ
て、上記ラジアルタイヤおよびベルテッドバイアスタイ
ヤのベルト部の補強材には高強度、高弾性率、寸法安定
性、耐衝撃性、接着性、高圧縮弾性率、低成長性、高ス
ティフネスなどが要求されるが、さらに補強素材の比重
が小さく、価格が安いことが有利である。

【０００３】近年、高速道路の敷設が進み、その操縦安
定性の良好なベルテッドバイアスタイヤやラジアルタイ
ヤが普及し、これらの中でスチ−ル繊維をベルト部材に
用いたラジアルタイヤはその優れた操縦安定性によって
注目されている。しかしながら、該ラジアルタイヤは操
縦安定性の設計を重視するあまりに、路面の凹凸を直接
拾い易く、乗り心地性や居住性が犠牲にされており、走
行時の騒音もまた大きい。すなわち、素材としてスチ−
ル繊維を用いたコ−ドを補強材とする操縦性能の良好な
タイヤは、タイヤの接地部分が剛く、路面の凹凸を直接
拾い易いから、該タイヤを装備した車が凹凸のある路面
を走行すると激しく振動し、乗り心地や居住性が悪化す
ることが知られている。

【０００４】そして、このスチ−ル繊維コ−ドは有機繊
維素材に比較して本質的に錆びる性質があり、耐久性が
不十分である。また自身の比重が大きいことからタイヤ
自体が重くなり、燃料消費量が大きいという本質的欠点
がある。

【０００５】このような現状において、路面の凹凸に起
因する振動をできる限り吸収し、乗り心地性を改善し得
るタイヤコ−ドとして、ベルト部材としてスチ−ル繊維
コ−ドだけを使用するのではなく、アラミド繊維をスチ
−ル繊維と併用することが提案されている。しかし、併
用されるアラミド繊維は高価格であること、併用に伴う
タイヤの設計、製造上の困難性などのために、特殊なタ
イヤ用途に限定されているのが実情である。

【０００６】一方テキスタイルコ−ドの中ではハイモジ
ュラス性、寸法安定性の優れたポリエステルコ−ドが汎
用され、レ−ヨンコ−ドも一部用いられている。しかし
これらの素材はゴム中での耐熱性、ゴムとの接着性、耐
疲労性などの耐久性に劣るため、過酷な条件で使用され
る比較的大型のラジアルタイヤへの適用は好ましくな
い。

【０００７】そこで、ポリエステルコ−ド並みのモジュ
ラスおよび寸法安定性を兼備し、比較的大型のラジアル
タイヤへの適用が可能な素材の開発が求められている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高速
下での操縦安定性に優れ、耐久性の良好なタイヤコ−
ド、とくにラジアルタイヤのカ−カス部材用タイヤコ−
ドとしての要求性能、すなわち高強力、高弾性率で、ハ
イモジュラス性、寸法安定性、低発熱性、低成長性、接
着性などタイヤコ−ドに要求される特性を実質的に満足
するタイヤコ−ドを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者は上記目的を達
成するために、繊維素材として特定の熱可塑性ポリマ−
からなる繊維を補強材とするタイヤコ−ドが上記問題点
を解決することを見出だした。すなわち、本発明は、下
記一般式（１）で示される繰り返し単位から実質的にな
り、引張強度１０．０ｇ／デニ−ル以上、初期弾性率１
２０ｇ／デニ−ル以上を有するポリマーフィラメントか
ら構成されたコ−ドであり、該コ−ドの曲げ硬さが１０
〜８０ｇの範囲であるタイヤコ−ドによって達成するこ
とができる。

【化２】

【００１０】本発明において、ポリマ−フィラメントを
構成するポリマ−とは、一般式（１）で示される繰り返
し単位からなり、実質的に高分子中のＣＯ単位がオレフ
ィン由来の単位と交互に配列されているコポリマーのこ
とである。すなわち高分子鎖中で各ＣＯ単位の隣に、例
えばエチレンのようなオレフィンの単位が一つずつ位置
する構造をとる。該コポリマーは、一酸化炭素と特定の
１種のオレフィンとの真のコポリマーであっても、ある
いはまた一酸化炭素と２種以上のオレフィンとのコポリ
マーであっても良い。

【００１１】一般式（１）で示されるポリマーに使用す
ることが可能なオレフィン系モノマーとしては、エチレ
ン、プロピレン、ブテン、ペンテン、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、
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、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、およびスルニルホス
ホン酸のジエチルエステルなどが挙げられるが、力学特
性、耐熱性などの点からエチレンを主体としたポリマー
が好ましい。

【００１２】エチレンとエチレン以外のオレフィンとを
併用する場合、エチレンとエチレン以外のオレフィンと
のモル比は４／１以上であることが好ましい。４／１未
満の場合、ポリマーの融点が２００℃以下となり、用途
によっては耐熱性が不十分となる場合がある。最終的に
得られる不織布の耐熱性および力学的性能の点から、エ
チレンと他のオレフィン系モノマーのモル比は８／１以
上であることがより好ましい。

【００１３】該当する交互コポリマー、触媒および製造
方法は、例えばヨーロッパ特許公開第１２１９６５号、
第２１３６７１号、第２２９４０８号、および米国特許
第３９１４３９１号から公知である。また、遊離基触媒
を使用して製造される交互構造を持たないその他公知の
エチレン／ＣＯコポリマーの使用は本発明では考慮され
ない。

【００１４】本発明で使用するコポリマーの重合度は、
ｍ−クレゾール中６０℃で測定した溶液粘度（ＬＶＮ）
が１．０〜１０．０ｄｌ／ｇの範囲内であることが好ま
しい。ＬＶＮが１．０ｄｌ／ｇ未満の場合、最終的に得
られるタイヤコ−ドの力学強度が不十分となる場合があ
り、１．２ｄｌ／ｇ以上であることがより好ましい。一
方、ＬＶＮが１０．０ｄｌ／ｇを越える場合、繊維化時
の溶融粘度、溶液粘度が高くなりすぎて紡糸性が不良と
なるおそれがあり、５．０ｄｌ／ｇ未満であることがよ
り好ましい。繊維の製造工程性および最終的に得られる
タイヤコ−ドの力学的性質の点から、ＬＶＮは１．３〜
４．０ｄｌ／ｇの範囲内であることがより好ましい。

【００１５】上記したコポリマーよりなる繊維の繊維化
方法は、特に限定されないが、一般的には溶融紡糸法ま
たは溶液紡糸法が採用される。溶融紡糸法を採用する場
合、例えば特開平１−１２４６１７号公報に記載の方法
に従って、ポリマーを最低（Ｔ＋２０）℃、好ましくは
（Ｔ＋４０）℃の温度で溶融紡糸し、次いで最高（Ｔ−
１０）℃、好ましくは（Ｔ−４０）℃の温度で好ましく
は３倍以上、より好ましくは７倍以上の延伸比で延伸す
る方法により、容易に所望する繊維が製造可能である
（ただしＴは上記ポリマーの結晶融点である）。

【００１６】また溶液紡糸法を採用する場合、例えば特
開平２−１１２４１３号公報に記載の方法に従って、ポ
リマーを例えばヘキサフルオロイソプロパノール、ｍ−
クレゾールなどに０．２５〜２０％、好ましくは０．５
〜１０％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
エチルケトンなどの非溶剤浴、好ましくはアセトン浴中
で溶剤を除去、洗浄して紡糸原糸を得、さらに（Ｔ−１
００）〜（Ｔ＋１０）℃、好ましくは（Ｔ−５０）〜Ｔ
℃で延伸して最終的に所望の繊維を得ることができる
（ただしＴは上記ポリマーの結晶融点である）。

【００１７】上述のポリマ−には熱、酸素などに対して
十分な耐久性を付与する目的で該ポリマ−に酸化防止剤
を加えることが好ましく、また必要に応じて艶消し剤、
顔料、帯電防止剤なども配合することができる。このよ
うにして得られたポリマ−フィラメントは引張強度が１
０．０ｇ／デニ−ル以上、好ましくは１２．０ｇ／デニ
−ル以上、初期弾性率が１２０ｇ／デニ−ル以上、好ま
しくは１５０ｇ／デニ−ル以上であることが必要であ
り、このような高強度、高弾性率の特性を有するが故
に、タイヤに対する補強効果が増大し、タイヤに使用す
る繊維使用量またはプライ数を少なくすることが可能に
なり、タイヤの変形量を小さくし、かつ変形の回復性が
向上するから、タイヤ自体の重量を軽くし燃料費の少な
いタイヤにすることができる。さらに、高速安定性、耐
久性、耐摩耗性などが要求されるラジアルタイヤやベル
テッドバイアスタイヤの補強材としての有用性を大きく
向上させることができる。

【００１８】かかるポリマ−フィラメントからなる本発
明のタイヤコ−ドはその曲げ硬さが１０〜８０ｇ、好ま
しくは２０〜６０ｇである。コ−ドの曲げ硬さが１０ｇ
未満の場合には、コ−ドの織りスダレの形状保持性が劣
り、ゴムへの埋め込みの際、コ−ドが乱れ易くなる。一
方、曲げ硬さが８０ｇを越えると、反対にコ−ドが硬す
ぎるために工程でのハンドリング性が悪くなり、コ−ド
の耐疲労性が低下する場合がある。

【００１９】本発明のコ−ドは、上述の溶融紡糸法また
は溶液紡糸法により得られた繊維（延伸糸）通常の方法
で合撚し、生コ−ドとする。この際の撚係数は次式で示
され、撚係数は１３００〜２２００、とくに１５００〜
１８００が好ましい。 Ｋ＝Ｔ√Ｄ （Ｔは撚数、Ｄは生コ−ドの繊度である。）

【００２０】撚係数は小さい程ハイモジュラス、低収縮
となるが耐疲労性が低下するので本発明のコ−ドをタイ
ヤカ−カス材として使用する場合には、通常２０００〜
２２００程度の撚係数が採用される。

【００２１】上述のコ−ドはそのまま、またはスダレ状
に製織した後、好ましくはタイヤコ−ド用接着剤、たと
えばＲＦＬ（レゾルシン−ホルマリン−ラテックス）液
が付与される。接着剤の付着量は１〜６重量％、通常は
２〜５重量％である。ついで加熱炉中を通過させて接着
剤を乾燥させた後緊張熱処理をするが、これらは通常連
続して行う。これらの処理条件は、コ−ドの曲げ硬さが
上述の範囲となるような条件で行えば良く、とくに限定
されるものではない。

【００２２】本発明のタイヤコ−ドは比較的大型のラジ
アルタイヤ用カ−カス材として好適であり操縦安定性、
耐久性に優れた高性能タイヤが得られる。また従来の比
較的大型のバイアスタイヤに用いるとハイモジュラスの
ため、高荷重下でのタイヤの回転時の変形量が少なく、
走行時の騒音発生の軽減に効果的である。

【００２３】

【実施例】以下、実施例により本発明を詳述するが、本
発明はこれら実施例により何等限定されるものではな
い。なお、実施例中の物性値は以下の方法により測定し
た値である。 （１）ポリマ−の溶液粘度（ＬＶＮ） ポリマーをｍ−クレゾールに０．５ｇ／ｄｌの濃度で溶
解させ、ウベローデ型粘度計を使用して６０℃で測定し
た。 （２）繊維の強度（ｇ／デニ−ル）および初期弾性率
（ｇ／デニ−ル） ＪＩＳ Ｌ １０１７に準拠した方法で測定した。 （３）コ−ドの曲げ硬さ（ｇ） 図１に示す装置を使用して測定した。図１において、１
は測定試料のコ−ド、２は該コ−ドを引掛ける支持棒、
３は直径約０．８ｍｍの針金、４は支持棒２と連結され
るロ−ド・セル、５は引張試験機のテンションメンバ−
である。図１において、２０ｍｍの長さのコ−ド１は５
ｍｍの間隔の支持棒２に引掛けられ、該コ−ド１に引張
試験機のテンションメンバ−５を引掛けて曲げた場合の
曲げ硬さを測定し、ｇで表示した。

【００２４】実施例１ プロピレンを７モル％共重合したエチレン／プロピレン
／一酸化炭素ポリマー（ＬＶＮ２．０ｄｌ／ｇ）を紡糸
温度２７５℃で紡糸し、次いでプレート温度２００℃で
６倍延伸した後、熱固定し１５００デニ−ル／７５０フ
ィラメントのタイヤコ−ド原糸を得た。該原糸の引張強
度は１３．０ｇ／デニ−ル、初期弾性率は１６０ｇ／デ
ニ−ルであった。続いて該原糸（延伸糸）を下撚、上撚
ともに１０ｃｍあたり３９Ｔの割合で合撚し生コ−ドと
した。生コ−ドはリツラ−社製コンピュ−トリ−タＲＦ
Ｌ接着剤付与および熱セット処理した。得られた処理コ
−ドの曲げ硬さは４５ｇであった。

【図面の簡単な説明】

【図１】コ−ドの曲げ硬さの測定に使用する装置の一例
を示す断面図である。

【符号の説明】

１：測定試料のコ−ド ２：該コ−ドを引掛ける支持棒 ３：直径約０．８ｍｍの針金 ４：支持棒２と連結されるフック ５：引張試験機のテンションメンバ−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下記一般式（１）で示される繰り返し単位
   から実質的になり、引張強度１０．０ｇ／デニ−ル以
   上、初期弾性率１２０ｇ／デニ−ル以上を有するポリマ
   ーフィラメントから構成されたコ−ドであり、該コ−ド
   の曲げ硬さが１０〜８０ｇの範囲であるタイヤコ−ド。 【化１】