(57)【要約】【課題】セルロース繊維からなるカーカスコードを使用した空気入りラジアルタイヤでありながら、特にタイヤ重量の増大化を伴うこともなく、カーカスコードの高耐久性化を実現し、高速走行時に高い操縦安定性が要求される高性能タイヤとして優れた性能を発揮する空気入りラジアルタイヤを提供すること。【解決手段】カーカスに、カーボンナノチューブが含有されて補強されたセルロース繊維からなり、かつ、強度が９００〜１２００ＭＰａ、弾性率が３０〜７０ＧＰａ、撚り係数αが２８００〜４０００であるカーボンナノチューブ補強セルロース繊維コードを用いてなることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。  ここで、撚り係数α＝Ｎ×√Ｔ、    Ｎ：繊維コード１０ｃｍ長さ当たりの撚り数、    Ｔ：繊維コードの繊度（ｄｔｅｘ）【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーカスに、カーボンナノチューブが含有されて補強されたセルロース繊維からなり、かつ、強度が９００〜１２００ＭＰａ、弾性率が３０〜７０ＧＰａ、撚り係数αが２８００〜４０００であるカーボンナノチューブ補強セルロース繊維コードを用いてなることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
ここで、撚り係数α＝Ｎ×√Ｔ
Ｎ：繊維コード１０ｃｍ長さ当たりの撚り数、
Ｔ：繊維コードの繊度（ｄｔｅｘ）
【請求項２】
前記カーボンナノチューブ補強セルロース繊維コードが、総繊度２０００〜３０００ｄｔｅｘのものであることを特徴とする請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カーカスコードとして、カーボンナノチューブで補強されたセルロース繊維コードを用いてなる空気入りラジアルタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高速走行時に高い操縦安定性が要求される高性能タイヤのカーカスコードとして、レーヨン繊維コードに代表されるセルロース繊維コードが使用される技術がある。
【０００３】
しかし、レーヨン繊維などのセルロース繊維では強度が低いという問題があり、それはセルロース繊維コードを使用したタイヤは耐久性が悪いという問題を招いていた。
【０００４】
このレーヨン繊維などのセルロース繊維では強度が低いという問題を解消するため、カーカスコード径を太くして使用する、あるいはコード打ち込み本数を多くするなどの方策が採られるが、そうした場合、タイヤ全体の重量低減化が図れないという問題があった。
【０００５】
一方、高強度かつ高弾性率で、耐フィブリル性に優れたセルロース繊維を含むコンポジット繊維を提供することを目的として、セルロース繊維と単層カーボンナノチューブとを含むコンポジット繊維が提案され（特許文献１）、該セルロース繊維と単層カーボンナノチューブとを含むコンポジット繊維（セルロース繊維）は、高性能複合材料や高性能タイヤ用のタイヤコード等への利用も考えられる旨、提案されている（特許文献１の請求項１、段落００４１）。
【０００６】
しかし、特許文献１で提案されている発明は、セルロース繊維と単層カーボンナノチューブとを含むコンポジット繊維にすぎず、該繊維を高性能複合材料や高性能タイヤ用のタイヤコード等へどのようにして利用するかについての具体的な開示はなされていない。
【０００７】
特に、コンポジット繊維化されているとしても、その９９重量％以上はセルロース成分なのであり（特許文献１の段落００１６）、うまくタイヤコードに構成しなければ、カーボンナノチューブによる補強効果を十分に生かしたセルロース繊維コードを使用した空気入りラジアルタイヤを得ることは難しいものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−２０８３２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、上述したような点に鑑み、セルロース繊維からなるカーカスコードを使用した空気入りラジアルタイヤでありながら、特にタイヤ重量の増大化を伴うこともなく、カーカスコードの高耐久性化を実現し、高速走行時に高い操縦安定性が要求される高性能タイヤとして優れた性能を発揮する空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記した目的を達成する本発明の空気入りラジアルタイヤは、下記（１）の構成を有する。
（１）カーカスに、カーボンナノチューブが含有されて補強されたセルロース繊維からなり、かつ、強度が９００〜１２００ＭＰａ、弾性率が３０〜７０ＧＰａ、撚り係数αが２８００〜４０００であるカーボンナノチューブ補強セルロース繊維コードを用いてなることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
ここで、撚り係数α＝Ｎ×√Ｔ、
Ｎ：繊維コード１０ｃｍ長さ当たりの撚り数、
Ｔ：繊維コードの繊度（ｄｔｅｘ）
【００１１】
また、かかる本発明の空気入りラジアルタイヤにおいて、さらに好ましくは、下記（２）の構成を有するものである。
（２）前記カーボンナノチューブ補強セルロース繊維コードが、総繊度２０００〜３０００ｄｔｅｘのものであることを特徴とする上記（１）記載の空気入りラジアルタイヤ。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１にかかる本発明によれば、セルロース繊維からなるカーカスコードを使用した空気入りラジアルタイヤでありながら、特にタイヤ重量の増大化を伴うこともなく、該セルロース繊維からなるカーカスコードの高耐久性化を実現し、高速走行時に高い操縦安定性が要求される高性能タイヤとして、非常に優れた性能を発揮する空気入りラジアルタイヤを提供することができる。
【００１３】
請求項２にかかる本発明の空気入りラジアルタイヤによれば、上記請求項１にかかる本発明の空気入りラジアルタイヤの効果を、さらに明確により効果的に得ることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、更に詳しく本発明について説明する。
【００１５】
本発明の空気入りラジアルタイヤは、カーカスに、カーボンナノチューブが含有されて補強されたセルロース繊維からなり、かつ、強度が９００〜１２００ＭＰａ、弾性率が３０〜７０ＧＰａ、撚り係数αが２８００〜４０００であるカーボンナノチューブ補強セルロース繊維コードを用いてなることを特徴とする。
【００１６】
強度が９００ＭＰａ未満では、強度不足のため、コード径を太くする必要があり、あるいは打ち込み本数を増やす必要があり、タイヤの重量低減を図ることが難しくなり好ましくない。
【００１７】
また、弾性率が３０ＧＰａ未満では操縦安定性が低くなり、高い操縦安定性が要求される高性能タイヤには適さない。弾性率が７０ＧＰａよりも大きいと、耐久性が低下し好ましくない。
【００１８】
本発明で、特に重要なことは、セルロース繊維コードでありかつ撚り係数αを２８００〜４０００という高レベルで撚りを入れてカーカスコードを実現できた点であり、本発明者らの各種知見によれば、この範囲レベルの撚りをセルロース繊維コードで入れることは、従来は一般に難しかったのであるが、カーボンナノチューブを含有させて補強することにより初めて実現できたものである。撚り係数αが２８００未満であると、コードの耐疲労性が低下し、タイヤ耐久性が低下するので好ましくない。撚り係数αが４０００よりも大きいと、プライブレークが発生しやすくなり、強度が大幅に低下する場合があるので好ましくない。好ましい撚り係数αの範囲は２９００〜４０００であり、更に好ましくは３０００〜４０００、最も好ましくは３２００〜３８００である。
【００１９】
本発明において、セルロース繊維に対するカーボンナノチューブの含有量は、該セルロース繊維の重量中、０．０１重量％以上１重量％以下であることが好ましく、さらに好ましくは、０．０５重量％以上０．２重量％以下である。カーボンナノチューブの含有量が、０．０１重量％未満では補強効果を十分に得ることができず、その結果、上述した高いレベルでの撚り係数の撚りを入れることも難しく、補強効果を十分に発揮できない場合があり好ましくない。一方、セルロース繊維に対するカーボンナノチューブの含有量が１重量％よりも多いと、カーボンナノチューブの均一分散性が悪化し、均一性・均質性に優れたセルロース繊維を製造することが難しくなるばかりか、該繊維の力学特性を低下させる場合があるので好ましくない。
【００２０】
カーボンナノチューブは、特に限定されないが、直径３〜５ｎｍ、アスペクト比２０以上であることが好ましく、５０以上であることがさらに好ましく、より好ましくは１００以上、最も好ましくは１０００以上のものを用いることが、補強効果をより大きくさせること、分散性が良いことなどから、複合素材としてより高い補強効果を得ることができて好ましい。一般的には、補強繊維のアスペクト比が大きいほど高い補強効果が得られる。
【００２１】
カーボンナノチューブは、主に炭素６員環が連なったグラファイトの層を円筒状にした非常に細長い繊維状物質である。カーボンナノチューブとしては、単層である単層カーボンナノチューブ（シングルウォールカーボンナノチューブ：ＳＷＣＮＴ）、二層であるダブルウォールカーボンナノチューブ（ＤＷＣＮＴ）などの複層であるマルチウォールカーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）がある。
【００２２】
本発明では、特に限定されないが、単層カーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）を含むセルロース繊維コードを用いることが好ましい。単層カーボンナノチューブは、マルチウォールナノチューブに比べて、高強度、高弾性率に優れる優位点があり、特に、セルロース系再生繊維に含有させた場合に高強度、高弾性率化に効果を有する繊維が得られる。
【００２３】
本発明において、カーボンナノチューブ補強セルロース繊維コードは、総繊度２０００〜３０００ｄｔｅｘのものであることが好ましい。総繊度が２０００ｄｔｅｘ未満のときは、強度不足によるタイヤ耐久性の低下、あるいは強度を得るために打ち込み本数を増やすと、カーカスプライ層の近傍でゴムとの接着性低下を引き起こしやすく、その点でタイヤ耐久性の低下を招くことがあり、好ましくない。総繊度が３０００ｄｔｅｘよりも大きいときは、コード径が大きくなり、タイヤ全体重量の低減化を実現できず好ましくない。
【００２４】
特に、カーボンナノチューブを含有させずに（カーボンナノチューブで補強せずに）、セルロース繊維コードをカーカスコードに適用しようとする場合には、強度不足を補うために、コードの太さを大きくすること等も必要だったものであり、その場合、タイヤ全体重量の増加という不都合を避けられなかったものである。それに対して、本発明では、上述のように総繊度２０００〜３０００ｄｔｅｘの範囲のセルロース繊維コードで、前述した本発明の効果を享受して使用することができるのであり、タイヤ全体重量の増加などの不都合を付随的に招くことがない。
【実施例】
【００２５】
以下、実施例などにより、本発明の空気入りラジアルタイヤの具体的構成、効果について説明する。
【００２６】
実施例１〜６、比較例１〜４
試験タイヤとして、２２５／４５Ｒ１７を使用し、各実施例、各比較例ごとに、ＪＡＴＭＡ標準リムに取り付けて試験タイヤとした。
【００２７】
各実施例、各比較例の各空気入りラジアルタイヤのカーカスコードの仕様は、表１に記載したとおりである。
【００２８】
比較例１はカーボンナノチューブを何ら含有していないものであり、従来技術による例である。比較例２〜４は、カーボンナノチューブを含有しているものであるが、撚り係数などが本発明の範囲内に入らないものである。
【００２９】
各試験タイヤについては、操縦安定性、荷重耐久性、タイヤ重量を下記する試験・評価方法によって測定と評価を行い、その評価結果を表１に示した。
【００３０】
（１）操縦安定性：
２．３ｋｇ／ｃｍ2の空気圧を重点した試験タイヤを車両に装着し、テストコース及びサーキットでテストドライバーにより１０点法フィーリング評価を行い、その点数で評価した。
【００３１】
評価結果は、カーボンナノチューブを含有しない従来タイヤ（比較例１）の点数を１００とする指数で表示した。この指数が大きいほど操縦安定性が優れている。
【００３２】
（２）荷重耐久性：
ドラム径１７０７ｍｍ、ＪＩＳ  Ｄ−４２３０規定荷重耐久性試験終了後、荷重を２０％／５時間加速して、タイヤが破壊するまで試験を続行した。評価は、試験タイヤが破壊するまでの総時間を求め、評価はカーボンナノチューブを含有しない従来タイヤ（比較例１）によるものを指数１００として示し、その指数値が大きいほどタイヤ重量が軽く良好であることを示している。
【００３３】
（３）タイヤ重量：
各試験タイヤの重量を測定器により測定し、その結果を、カーボンナノチューブを含有しない従来タイヤ（比較例１）を１００とする指数値で評価した。この指数値が大きいほどタイヤ重量が軽いことを示している。
【００３４】
表１に示した各実施例、各比較例の結果からわかるように、本発明によれば、セルロース繊維からなるカーカスコードを使用した空気入りラジアルタイヤでありながら、タイヤ重量の増大化を伴うことなく、該カーカスコードの耐久性に非常に優れたものであり、高速走行時に高い操縦安定性が要求される高性能タイヤとして優れた性能を発揮するものである。
【００３５】
【表１】
2014189212.tif 000002
【手続補正書】
【提出日】平成25年4月1日(2013.4.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
実施例１〜５、比較例１〜５
試験タイヤとして、２２５／４５Ｒ１７を使用し、各実施例、各比較例ごとに、ＪＡＴＭＡ標準リムに取り付けて試験タイヤとした。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
比較例１はカーボンナノチューブを何ら含有していないものであり、従来技術による例である。比較例２〜５は、カーボンナノチューブを含有しているものであるが、撚り係数あるいは引張弾性率などが本発明の範囲内に入らないものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
【表１】
2014189212.tif 000003