JPH0971110A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 タイヤ軽量化のためアラミド繊維からビード
コアを構成したものでありながら、スチールワイヤから
なるビードコアに劣らないビード締付け力を達成し、か
つその締付け力の経時的持続性を可能にする空気入りラ
ジアルタイヤの提供。 【解決手段】 太さ 6000 〜40000 ｄのポリ−ｐ−フェ
ニレンテレフタルアミド繊維に、式Ｋ＝Ｔ√ｄ（Ｔ：コ
ードの撚り数 回／１０ｃｍ、ｄ：コードの総デニール
数）の撚り係数Ｋが400 以下の片撚りが与えられ、かつ
少なくとも含水分率２％以上、温度100 ℃以上の条件下
に１g/d 以上の緊張熱処理が与えられた片撚りコード１
０が環状に複数回連続周回してビードコア５を形成した
空気入りラジアルタイヤ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビードコアをアラ
ミド繊維から構成して軽量化した空気入りラジアルタイ
ヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】車両を軽量化する対策の一環として、空
気入りタイヤの軽量化も重要な課題となっている。この
ような観点から空気入りラジアルタイヤを軽量化するた
め、ビードコアを従来のスチールワイヤに代えてアラミ
ド繊維から構成するようにしたものが提案されている
（実開平４−７２０５号公報参照）。

【０００３】この従来提案されているアラミド繊維から
なるビードコアは、図４に示すように、それぞれ下撚り
が施された複数本のアラミド繊維糸条１１、１２、１３
を合わせ、その下撚り方向とは逆方向の上撚りを施して
構成した、いわゆるモロ撚りコード１４を使用して構成
されている。しかし、このモロ撚りコードは、下撚りと
上撚りとの撚り方向が互いに逆のため形態保持性は比較
的良好であるものの、複数本の下撚り糸を合糸して上撚
りを加えるように構成されているため、必然的にコード
径が太くなる。その結果、引張張力が負荷されたとき発
生する形態的変化に起因する伸びが大きいという特性が
あり、この特性のためにビードコアの締めつけ力が低下
しやすいという問題があった。

【０００４】また、コードが太くなることに伴ってビー
ドコアの断面も大きくなるため、タイヤのビードベ−ス
幅が広くなり、タイヤをリム組みする時にビードがリム
のハンプを乗り越え難くなり、不完全な嵌合状態が生じ
やすくなるという問題があった。また、アラミド繊維は
高弾性率ではあるが、スチールワイヤに比較してクリ−
プ性が大きいという欠点がある。そのため、単にアラミ
ド繊維をビードコアに使用しただけでは、ビードの締付
け力が経時的に低下するという現象が生ずる。従って、
単にアラミド繊維をモロ撚り構造にしたコードをビード
コアに使用したタイヤでは、上述した諸問題が相乗的に
作用して、タイヤのビードアンシーティング力が著しく
低下するという問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、タイ
ヤ軽量化のためアラミド繊維からビードコアを構成した
ものでありながら、スチールワイヤからなるビードコア
に劣らないビード締付け力を達成し、かつその締付け力
の経時的持続性を可能にする空気入りラジアルタイヤを
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の空気入りラジアルタイヤは、太さ 6000 〜40000ｄ
のポリ−ｐ−フェニレンテレフタルアミド繊維に下記式
の撚り係数Ｋが400 以下の片撚りが与えられ、かつ少な
くとも含水分率２％以上、温度100 ℃以上の条件下に１
g/d 以上の緊張熱処理が与えられた片撚りコードが環状
に複数回連続周回して構成されたビードコアが、それぞ
れ左右のビード部に埋設されて構成されていることを特
徴とするものである。

【０００７】Ｋ＝Ｔ√ｄ ただし、Ｔ：コードの撚り数 回／１０ｃｍ ｄ：コードの総デニール数 このようにタイヤ軽量化のためにビードコアに使用する
アラミド繊維として、クリープ特性の低いポリ−ｐ−フ
ェニレンテレフタルアミド繊維を使用し、しかもこのポ
リ−ｐ−フェニレンテレフタルアミド繊維から形成した
コードを、所定の撚り係数の片撚りのコード構造にした
上、かつ少なくとも含水分率２％以上、温度100 ℃以上
の条件下に１g/d 以上の緊張熱処理を施すことにより更
に低いクリープ特性にしたので、アラミド繊維コードの
経時的な伸びを著しく低くする。

【０００８】このようにアラミド繊維コードのクリープ
特性を低くした上で、アラミド繊維本来の高い引張強度
と引張弾性率を利用するので、ビード締付け力を高くす
ると共に、そのビード締付け力を経時的に低下させない
ようにすることができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施形態
を参照して説明する。図１は、本発明に関わる空気入り
ラジアルタイヤの子午線半断面を示す。図１において、
カ−カス１は、ポリエステル、ナイロン、アラミドなど
の有機繊維コード或いはスチールコードをカ−カスコー
ドとして構成され、コード角度がタイヤ周方向に対し略
９０°となるように設けられている。このカ−カス１
は、トレッド２から左右両側へサイドウォ−ル３，３、
ビード部４，４へ延長し、このビード部４，４において
両端部をそれぞれビードコア５，５の周囲にタイヤ内側
から外側へ折りかえすようにしている。カ−カス１のト
レッド部外周には図示のように２枚或いはそれ以上のベ
ルト層６が、タイヤ周方向に対してコード方向を互いに
交差させるように配置されている。

【００１０】上記ビードコア５は、ゴムで被覆されたア
ラミド繊維コード１０が環状に複数回連続的に周回する
ことにより構成されている。図２に示すように、このア
ラミド繊維コード１０は、多数本の引き揃えられたポリ
−ｐ−フェニレンテレフタルアミド繊維に一方向に撚り
が与えられた片撚り構造に構成されている。この片撚り
構造のアラミド繊維コード１０は、その１本にゴム組成
物を被覆した状態にするか、または複数本を引き揃えて
ゴム組成物を被覆したテープ状の状態にし、これを図３
に示すようにエンドレスに複数回にわたり環状に周回さ
せることによりビードコア５に構成されている。

【００１１】片撚りのアラミド繊維コード１０を複数本
引き揃え、ゴム組成物に被覆されたテープ状にして環状
のビードコア５を形成するときは、互いに撚り方向の異
なるコードを交互に並べるようにすることが好ましい。
同一撚り方向の片撚りコード１０だけを並べてビードコ
ア５を形成する場合は、撚り戻りトルクによりビードコ
アに捩れが生じるためタイヤ成形性が低下するおそれが
あるが、隣接する片撚りコードの撚り方向を異ならせる
ことによりビードコアの捩れを防止することができ、タ
イヤ成形性を向上することができる。

【００１２】上記のように複数本のアラミド繊維コード
並べる本数としては、２〜１０本とすることが望まし
い。複数本の単位でビードコアを形成するようにすれば
作業時間が短縮し、生産性を向上することができる。本
発明において、ビードコアの形成に使用するポリ−ｐ−
フェニレンテレフタルアミド繊維は、アラミド繊維の特
長である高強度・高弾性率を有する上に、アラミド繊維
のなかでも特に低いクリ−プ特性を有している。すなわ
ち、現在市販されているアラミド繊維としては、ポリ−
ｐ−フェニレンテレフタルアミド繊維のほかに、コポリ
−ｐ−フェニレン−３，４’オキシジフェニレンテレフ
タルアミド繊維があるが、この後者のアラミド繊維は引
張強度は大きいが、クリ−プ性が大きいため高いビード
アンシーティング力を経時的に維持することが難しい。

【００１３】上記ポリ−ｐ−フェニレンテレフタルアミ
ド繊維は、太さ6000〜40000 ｄの範囲の繊維に撚り係数
Ｋが 400以下の片撚りを与えたコードにし、これを複数
回環状に巻回させることによりビードコアに形成され
る。太さが6000ｄ未満では、コード１本当たりの太さが
細いため、ビードコアを製造するとき環状に巻回する周
回数が多くなって生産性を上げることができない。ま
た、太さが 40000ｄを超えると、コードの太径化によっ
てビードコアに巻回するときの周回数を少なくすること
ができるものの、コード１本当たりの負荷が増大するた
めコード相互間の剪断拘束力が弱まり、経時的にビード
コアが成長しやすくなって、ビードアンシーティング力
の低下を来すようになる。

【００１４】また、太さ6000〜 40000ｄの範囲のポリ−
ｐ−フェニレンテレフタルアミド繊維に撚り掛けすると
きの撚り係数Ｋを 400以下、好ましくは 100〜300 の範
囲にして片撚りだけにする。このように片撚りにするこ
とにより、モロ撚りのように二段階の撚り工程を経る必
要がなくなるだけでなく、さらにビードコアの成型工程
では、所定の太さのポリ−ｐ−フェニレンテレフタルア
ミド繊維を連続的に引き出して撚り掛けしながら、引き
続き環状に周回させてビードコアに成型することがで
き、生産性を著しく向上させることができる。

【００１５】また、太さの上限を 40000ｄにしたことに
よりコード径が極端に大きくならないため、ビードコア
に張力が負荷したときのコード形態の変化を小さくする
ことができ、そのコード構造上の伸びによるビードコア
の締付け力の経時的低下を防止することができる。ま
た、撚り係数Ｋが 400を超えるほどに撚り数を多くする
と、構造上の伸びが大きくなるため、ビードコアの締付
け力の経時的に低下しやすくなる。また、撚り数が多く
なるとコードの引張強度も低下するので、ビードコア強
度を所要の大きさにするためのコードの周回数を増やさ
なければならなくなり、タイヤの軽量性や経済性の面で
不利になる。

【００１６】また、本発明において、ビードコアに使用
するポリ−ｐ−フェニレンテレフタルアミド繊維には、
少なくとも含水分率２％以上、温度100 ℃以上の条件下
に、１g/d 以上の緊張熱処理が施されている。このよう
な緊張熱処理が施されていることによって、クリープ特
性をさらに低くするようにしている。すなわち、ポリ−
ｐ−フェニレンテレフタルアミド繊維は、他のアラミド
繊維に比較してクリ−プ特性は低いが、スチールワイヤ
に比べれば大きい。しかし、上記のような緊張熱処理を
しておくことによって、ポリ−ｐ−フェニレンテレフタ
ルアミド繊維のクリ−プ性を低く抑制することができ
る。

【００１７】このようにクリープ特性を低くできるよう
になる理由は、ポリ−ｐ−フェニレンテレフタルアミド
繊維が水分を含んでいると、その可塑化効果によって分
子鎖が引き延ばされやすくなるためと推定される。この
ような処理を加えることによって、クリ−プ性が一層抑
制され、ビードアンシーティング力の経時的な低下を抑
制することができるようになる。しかし、繊維の水分率
が２％未満であると、上記クリープ特性の低下効果はほ
とんど得られない。また、水分率が２％以上であって
も、緊張熱処理するときの温度が１００℃未満、或いは
張力の負荷が１g/d 未満では、同様にクリープ特性の低
下効果はほとんどない。

【００１８】このような緊張熱処理は、ポリ−ｐ−フェ
ニレンテレフタルアミド繊維に撚りを付与する前であっ
ても、或いは撚りを付与した後であってもよい。また、
撚りコードをビードコアに形成してタイヤビード部に埋
設し、加硫工程で熱処理と同時に行うようにしてもよ
い。

【００１９】

【実施例】

実施例１，比較例１〜３ 太さ3000ｄ，水分率４．２％のポリ−ｐ−フェニレンテ
レフタルアミド繊維（米国デュポン社製“ケブラー”
（商標））を４本合糸し、これに２回／１０ｃｍ（撚り
係数Ｋ＝２１９）の片撚りを与えることにより、総デニ
ール数１２０００ｄ，引張強度２３４ｋｇｆのアラミド
繊維コードＡを得た。撚りの方向としては、左撚り方向
のコードと右撚り方向のコードとの両方を用意した。

【００２０】同様に太さ3000ｄ，水分率０．５％のポリ
−ｐ−フェニレンテレフタルアミド繊維を４本合糸し
て、２回／１０ｃｍ（撚り係数Ｋ＝２１９）の片撚りを
与えることにより、総デニール数１２０００ｄ，引張強
度２４０ｋｇｆのアラミド繊維コードＢを得た。同じく
撚りの方向としては、左撚り方向のコードと右撚り方向
のコードとの両方を用意した。

【００２１】また、太さ3000ｄ，水分率４．２％のポリ
−ｐ−フェニレンテレフタルアミド繊維を４本合糸し、
これに１０回／１０ｃｍ（撚り係数Ｋ＝１０９５）の片
撚りを与えることにより、総デニール数１２０００ｄ，
引張強度２１６ｋｇｆのアラミド繊維コードＣを得た。
同じく撚りの方向としては、左撚り方向のコードと右撚
り方向のコードとの両方を用意した。

【００２２】次いで、上述のようにして得た３種類のア
ラミド繊維コードＡ，Ｂ，Ｃに、それぞれ温度１６０℃
の雰囲気下に２g/d の張力を１０分間加える緊張熱処理
を行って、それぞれアラミド繊維コードＡ' ，Ｂ' ，
Ｃ' にした。上述のようにして得たアラミド繊維コード
Ａ’，Ｂ’，Ｃ’及びＡの４種類について、それぞれ左
撚り方向のコードと左撚り方向のコードとを交互に４本
並べるように引き揃え、ゴム組成物を被覆したテープ状
材料にし、これを環状に５層に周回させて幅方向本数×
半径方向本数が４×５構造、重量が３２ｇのビードコア
に製作した。

【００２３】次いで、これら４種類のビードコアを使用
して、それぞれタイヤサイズ１８５／７０Ｒ１４の本発
明タイヤ、比較タイヤ１〜３を製作した。いずれのビー
ドコアにも捩れはなく、タイヤを成形するとき成形上に
不都合な問題はなかった。 比較例４ 太さ1500ｄ，水分率２．５％のコポリ−ｐ−フェニレン
−３、４’オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維
（帝人社製“テクノーラ”（商標））を８本合糸して、
２回／１０ｃｍ（撚り係数Ｋ＝２１９）の片撚りを与え
ることにより、総デニール数１２０００ｄ，引張強度２
７５ｋｇｆのアラミド繊維コードを得た。前述した実施
例同様に、撚りの方向としては左撚り方向のコードと右
撚り方向のコードとの両方を用意した。さらに、上記片
撚りコードを、温度１６０℃の雰囲気下で２g/d の張力
を１０分間加える緊張熱処理を行って、アラミド繊維コ
ードＤを得た。

【００２４】次いで、このアラミド繊維コードＤを、前
述した実施例同様に左撚り方向のコードと左撚り方向の
コードとを交互に４本並べるように引き揃え、ゴム組成
物を被覆したテープ状材料にし、これを環状に５層に周
回させて幅方向本数×半径方向本数が４×５構造、重量
が３２ｇのビードコアに製作した。このビードコアを使
用し、上記同様に同じタイヤサイズ１８５／７０Ｒ１４
の比較タイヤ４を製作した。

【００２５】比較例５ 太さ3000ｄ，水分率４．２％のポリ−ｐ−フェニレンテ
レフタルアミド繊維を４本合糸し、これに２回／１０ｃ
ｍ（撚り係数Ｋ＝２１９）の下撚りを加えた後、この下
撚り糸を４本合わせてさらに２回／１０ｃｍ（撚り係数
Ｋ＝２１９）の上撚りを加えて、総デニール数１２００
０ｄ，引張強度２３０ｋｇｆのモロ撚りのアラミド繊維
コードＥを得た。

【００２６】次いで、このアラミド繊維コードを同じ撚
り方向のものを４本引き揃え、ゴム組成物でコーティン
グしてテープ状にし、これを環状に５層に周回させて４
×５構造で、重量３２ｇのビードコアを製作した。この
ビードコアを使用し、上記同様に同じタイヤサイズ１８
５／７０Ｒ１４の比較タイヤ５を製作した。

【００２７】比較例６ 径１．００ｍｍのスチールワイヤを使用して、これにゴ
ム組成物をコーティングし、４×５構造の層巻きにした
重量１４８ｇのビードコアを製作した。このビードコア
を使用し、上記同様に同じタイヤサイズ１８５／７０Ｒ
１４の従来タイヤを製作した。

【００２８】上述のように実施例１、比較例１〜６で製
作した本発明タイヤ、比較タイヤ１〜５および従来タイ
ヤの７種類のタイヤについて、それぞれリムサイズ１４
×５１／２ＪＪのリムにリム組したときのビードアンシ
ーティング力を、ＪＡＴＭＡ安全基準ビードアンシーテ
ィング試験法に従って測定し、表１に示す結果を得た。
評価は従来タイヤの測定値を１００とする指数で行っ
た。指数値が大きいほどビードアンシーティング性に優
れていることを示す。

【００２９】なお、測定は、空気を充填直後のビードア
ンシーティング力と１週間経過後のビードアンシーティ
ング力とを測定した。ここで測定したビードアンシーテ
ィング力は、ビードコアのリムに対する締付け力であ
り、この締付け力が小さいとタイヤがリムから外れ易く
なるため、タイヤにとって最も重要な特性の一つであ
る。

【００３０】 表１から明らかなように、本発明タイヤは、スチールビ
ードコアを使用した従来タイヤと同等のビードアンシー
ティング力を示し、かつビードアンシーティング力の経
時変化もないことがわかる。また、本発明タイヤのビー
ドコアは、従来タイヤに使用したスチールビードコアの
約１／５にも大幅に軽量化されていることがわかる。

【００３１】一方、比較タイヤ１は、本発明タイヤと同
様なコードを用いているものの、緊張熱処理が施されて
いないために引張弾性率が低く、ビードアンシーティン
グ力も低くなり、さらにクリ−プも大きいためにビード
アンシーティング力の経時低下を示している。比較タイ
ヤ２は、本発明タイヤと同様な緊張熱処理を施している
ため、初期の引張弾性率は高く、初期のビードアンシー
ティング力が本発明タイヤと同等であるが、水分率２％
未満で緊張熱処理したものであるためクリ−プ性が大き
くなっており、経時的にビードアンシーティング力が低
下している。

【００３２】比較タイヤ３は、撚り係数Ｋが 400を超え
ているため、水分率２％以上で、所定の緊張熱処理を施
しているものの、初期弾性率が大幅に低くなっているた
め、初期のビードアンシーティング力が著しく低い結果
になっている。比較タイヤ４は、コポリ−ｐ−フェニレ
ン−３，４’オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維
を用いていて、元の初期弾性率が低いため、本発明タイ
ヤと同構造、同様の緊張熱処理を施していながら、クリ
−プ性は改善されていない。したがって、ビードアンシ
ーティング力が従来タイヤに比べて劣る結果になってい
る。

【００３３】比較タイヤ５は、本発明タイヤと同じポリ
−ｐ−フェニレンテレフタルアミド繊維を用いている
が、モロ撚り構造であるため引張弾性率が低く、しかも
緊張熱処理を施してないため、ビードアンシーティング
力が充分でなく、かつビードアンシーティング力の経時
低下が発生している。

【００３４】

【発明の効果】上述したように本発明によれば、タイヤ
軽量化のためアラミド繊維からビードコアを構成したも
のでありながら、アラミド繊維として耐クリープ性に優
れたポリ−ｐ−フェニレンテレフタルアミド繊維を選定
し、かつコード構造を片撚りにし、かつ所定の緊張熱処
理を施したことにより、スチールワイヤのビードコアに
劣らないビード締付け力と、その締付け力の経時的持続
性を可能にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例からなる空気入りラジアルタイ
ヤの半断面図である。

【図２】本発明のビードコアに使用されるアラミド繊維
コードの斜視図である。

【図３】図２のコードから構成されたビードコアの要部
を例示する斜視図である。

【図４】従来のビードコアに使用されているアラミド繊
維コードの斜視図である。

【符号の説明】

１ カーカス ４ ビード部 ５ ビードコア １０ アラミド繊維コード

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 太さ 6000 〜40000 ｄのポリ−ｐ−フェ
   ニレンテレフタルアミド繊維に下記式の撚り係数Ｋが40
   0 以下の片撚りが与えられ、かつ少なくとも含水分率２
   ％以上、温度100 ℃以上の条件下に１g/d 以上の緊張熱
   処理が与えられた片撚りコードが環状に複数回連続周回
   して構成されたビードコアが、それぞれ左右のビード部
   に埋設されて構成された空気入りラジアルタイヤ。 Ｋ＝Ｔ√ｄ ただし、Ｔ：コードの撚り数 回／１０ｃｍ ｄ：コードの総デニール数
2. 【請求項２】 前記片撚りコードとして互いに撚り方向
   が異なるものが隣接するように少なくとも２本をテープ
   状に引き揃え、これを環状に複数回連続周回させて前記
   ビードコアを構成した請求項１に記載の空気入りラジア
   ルタイヤ。