(57)【要約】  高性能な自転車用タイヤにするために十分なエアボリュームを注入させることができ、また、ビード繊維をゴムで覆う際にビード繊維を乾燥させる必要がないため加工性に優れ、リム外れ防止に効果的である、ビード繊維を提供する。本発明のタイヤ用ビード繊維を用いることにより、高性能な自転車用タイヤを得ることができる。  弾性率８００ｃＮ／ｄｔ以上の全芳香族ポリエステル繊維を用いてなることを特徴とするタイヤ用ビード繊維である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性率８００ｃＮ／ｄｔ以上の全芳香族ポリエステル繊維を用いてなることを特徴とするタイヤ用ビード繊維。
【請求項２】
前記全芳香族ポリエステル繊維が撚糸として用いられていることを特徴とする請求項１記載のタイヤ用ビード繊維。
【請求項３】
前記撚糸が諸撚糸であり、上撚の撚係数が２０以下、下撚の撚係数が３０以下であることを特徴とする請求項２記載のタイヤ用ビード繊維。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自転車用に用いる空気入りタイヤ用ビード繊維に関する。
【背景技術】
【０００２】
走行する環境および目的により自転車用タイヤに求められる性能は大きく異なる。例えば、ロードバイク等の自転車用タイヤでは軽量性が重視され、エアボリュームの増加により振動減少を狙うことが知られている。【０００３】
ロードバイク等の自転車用タイヤとして十分なエアボリュームにするために、リム外れが起きにくいことが必要である。ロードバイク等の自転車用タイヤのエアボリュームは、ＪＩＳ  Ｋ  ６３０２記載の自転車用タイヤのリム外れ水圧試験で１５００ｋＰａ以上であることが好ましいとされている。【０００４】
そこで、自転車用タイヤを軽量化するために、自転車用タイヤとリムのかん合部分であるビード部に使用するビード繊維として、高強度の有機繊維を用いることが知られている。
例えば、特許文献１において、軽量かつ取扱い易いビード繊維として高強度の全芳香族ポリエステル繊維を使用することが提案されている。【０００５】
また、特許文献２においては、ビード繊維として、帝人株式会社製「テクノーラ」（登録商標）、デュポン株式会社製「ケブラー」(登録商標)等のパラ系アラミド繊維及び高強力ポリエチレンなどが挙げられており、中でも、パラ系アラミド繊維が好ましいことが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６４−７７６４０号公報
【特許文献２】特開平１０−９５２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、高強度な繊維をビードに採用しても必ずしも十分なエアボリュームにすることが出来なかった。【０００８】
また、テクノーラやケブラーのようなパラ系アラミド繊維は、吸水していることがあり、ゴムで覆うビード繊維として用いる場合、ゴム劣化の観点から、予熱ヒーター等で加熱した後使用する等、吸水率の管理が必要であった。【０００９】
本発明の目的は、十分なエアボリュームを注入させることができ、また、ビード繊維をゴムで覆う際の加工性に優れ、リム外れ防止に効果的なビード繊維を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、エアボリュームと有機繊維の弾性率が大きく関係していることを見出し、本発明を完成するに至った。【００１１】
すなわち、本発明の目的は、弾性率８００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の全芳香族ポリエステル繊維を用いてなることを特徴とするビード繊維によって達成される。【００１２】
また、本発明のタイヤ用ビード繊維は、前記全芳香族ポリエステル繊維が撚糸として用いられていることが好適である。【００１３】
また、前記撚糸が諸撚糸であり、上撚の撚係数が２０以下、下撚の撚係数が３０以下であることが好適である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、自転車用タイヤのエアボリュームを効果的に増加させることができ、ビード繊維をゴムで覆う際に、ビード繊維を乾燥させる必要がないため加工性に優れ、リム外れ防止に効果的なビード繊維を得ることができる。よって、本発明のタイヤ用ビード繊維を用いることにより、高性能な自転車用タイヤを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施例の自転車用タイヤの断面を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明で用いる全芳香族ポリエステル繊維は、全芳香族ポリエステル系ポリマーから形成される。
【００１７】
前記全芳香族ポリエステル系ポリマーは、芳香族ジカルボン酸、芳香族ジオール及び／又は芳香族ヒドロキシカルボン酸やこれらの誘導体からなるもので、場合により、これらと、脂環族ジカルボン酸、脂環族ジオール、脂肪族ジオールやこれらの誘導体との共重合体も含まれる。ここで芳香族ジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、４，４’−ジカルボキシジフェニル、２，６−ジカルボキシナフタレン、１，２−ビス（４−カルボキシフェノキシ）エタン等や、これらのアルキル基、アリール基、アルコキシ基、ハロゲン基の核置換体が挙げられる。芳香族ジオールとしては、ヒドロキノン、レゾルシン、４，４’−ジヒドロキシジフェニル、４，４’−ジヒドロキシベンゾフェノン、４，４’−ジヒドロキシジフェニルメタン、４，４’−ジヒドロキシジフェニルエタン、２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン、４，４’−ジヒドロキシジフェニルエーテル、４，４’−ジヒドロキシジフェニルスルホン、４，４’−ジヒドロキシジフェニルスルフィド、２，６−ジヒドロキシナフタレン、１，５−ジヒドロキシナフタレン等やこれらのアルキル基、アリール基、アルコキシ基、ハロゲン基の核置換体が挙げられる。芳香族ヒドロキシカルボン酸としては、ｐ−ヒドロキシ安息香酸、ｍ−ヒドロキシ安息香酸、２−ヒドロキシナフタレン−６−カルボン酸、１−ヒドロキシナフタレン−５−カルボン酸等やこれらのアルキル基、アリール基、アルコキシ基、ハロゲン基の核置換体が挙げられる。脂環族ジカルボン酸としては、トランス−１，４−ジカルボキシシクロヘキサン、シス−１，４−ジカルボキシシクロヘキサン等やこれらのアルキル基、アリール基、ハロゲン基の核置換体が挙げられる。脂環族及び脂肪族ジオールとしては、トランス−１，４−ジヒドロキシシクロヘキサン、シス−１，４−ジヒドロキシシクロヘキサン、エチレングリコール、１，４−ブタンジオール、キシリレンジオール等が挙げられる。
【００１８】
これらの組み合わせの中で、本発明において好ましい全芳香族ポリエステル系ポリマーとしては、例えば、（ａ）ｐ−ヒドロキシ安息香酸残基４０〜７０モル％と上記芳香族ジカルボン酸残基１５〜３０モル％と芳香族ジオール残基１５〜３０モル％からなるコポリエステル、（ｂ）テレフタル酸及び／又はイソフタル酸とクロルハイドロキノン、フェニルハイドロキノン、及び／又はハイドロキノンからなるコポリエステル、（ｃ）ｐ−ヒドロキシ安息香酸残基２０〜８０モル％と２−ヒドロキシナフタレン−６−カルボン酸残基２０〜８０モル％からなるコポリエステル等が挙げられる。
【００１９】
上記出発原料を用い、本発明にて用いる全芳香族ポリエステル系ポリマーを得るには、そのままで、あるいは脂肪族又は芳香族モノカルボン酸又はそれらの誘導体、脂肪族アルコール又はフェノール類又はそれらの誘導体等によるエステル化により、重縮合反応を行う。重縮合反応としては、公知の塊状重合、溶液重合、懸濁重合等を採用することができ、得られたポリマーはそのままで、あるいは粉体状で不活性気体中、又は減圧下で熱処理して紡糸用試料とする。あるいは、一度押出機により造粒して用いてもよい。
【００２０】
成分中には、その強力が実質的に低下しない範囲で、他のポリマーあるいは添加剤（顔料、カーボン、熱安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、蛍光増白剤等）を含んでいてもよい。
【００２１】
本発明における全芳香族ポリエステル系ポリマーには、紡糸に適した分子量範囲が存在する。この溶融紡糸条件に適する分子量に対応する物性値として「流動開始温度」を用いる。「流動開始温度」は、島津製作所製のフローテスターＣＦＴ−５００を用い、内径１ｍｍ、長さ１０ｍｍのノズルで、圧力１００ｋｇ／ｃｍ２の状態で、芳香族ポリエステル試料を４℃／ｍｉｎで昇温し、試料がノズルを通って流動し、かつ４，８００Ｐａ・ｓの見かけ粘度を与える温度で定義される。
【００２２】
本発明において、溶融紡糸に適した全芳香族ポリエステル系ポリマーの「流動開始温度」は、３０５〜３２５℃が好適である。
【００２３】
本発明に使用する全芳香族ポリエステル繊維の製造は、公知の溶融押出方法により行えばよい。
【００２４】
本発明において使用する全芳香族ポリエステル繊維は、弾性率が８００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上であることが必要である。弾性率が８００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上の繊維を用いることで、リム外れがなく、高いエアボリュームを達成できる。
また、弾性率の上限は、本発明の効果を達成できれば特に限定されず、例えば、１２００ｃＮ／ｄｔｅｘ以下が適当である。
【００２５】
本発明において使用する全芳香族ポリエステル繊維は、本発明の目的を達成することができるよう、フィラメント数および総繊度は適宜設定すればよい。
【００２６】
総繊度は、好ましくは１１０〜１１０００ｄｔｅｘ、より好ましくは３３００〜９９００ｄｔｅｘである。また、マルチフィラメントであることが好ましい。
【００２７】
また、本発明において使用する全芳香族ポリエステル繊維の伸度は２〜１０％が好ましく、強度は１５〜３０ｃＮ／ｄｔｅｘが好ましい。
【００２８】
本発明で用いる全芳香族ポリエステル繊維は、ビード繊維として、原糸のまま使用することもできるが、撚糸として使用することが好ましい。
【００２９】
撚糸とする場合、撚り回数は特に限定されるものではないが、下記式による撚り係数が１００以下であることが好ましい。
【００３０】
Ｋ＝Ｔ×√Ｄ÷１００
（撚り係数：Ｋ、繊度：Ｄ（ｄｔｅｘ）、撚数：Ｔ（Ｔ／ｍ））
【００３１】
また、撚糸は片撚糸であっても、諸撚糸であってもよいが、特に、諸撚糸としたものを用いることが好適である。自転車用ビード繊維は真円性が求められ、そのためには、ある程度の撚数が必要であるが、撚数を上げるとトルクが大きくなるため、トルクを減らすためには、諸撚糸とするのがよい。トルクが小さいと、タイヤ内でビード繊維（撚糸）のうねりが発生せず好適である。
【００３２】
諸撚糸とする場合、上撚の撚係数は２０以下、下撚の撚係数は３０以下であることが好ましい。また、上撚の撚係数は１以上、下撚の撚係数は１以上であることが好ましい。
【００３３】
また、諸撚糸の場合、下撚と上撚の撚数は、上撚回数÷下撚回数が０．５５〜０．８５であることが好ましく、特に０．７〜０．８であることがより好ましい。
【００３４】
また、本発明で用いる全芳香族ポリエステル繊維を、接着性を有する成分で処理しても良い。
【００３５】
また、本発明で用いる全芳香族ポリエステル繊維にコーティングなどを施しても良い。
【００３６】
本発明のビード繊維は、所望とする自転車用タイヤのビードとして、適宜常法により使用される。その結果、自転車用タイヤのエアボリュームを効果的に増加させることができ、高性能な自転車用タイヤを得ることができる。
【実施例】
【００３７】
以下に実施例を挙げて、本発明を具体的に説明する。【００３８】
実施例中の各評価は以下のようにして行った。【００３９】
１）ビード繊維の強度、伸度、弾性率
ＪＩＳ  Ｌ  １０１３（２０１０）の標準時試験に準じ、引張試験機（島津製作所製、ＡＧＳ−５００ＮＸ）を用い、試料長２００ｍｍ、引張速度２００ｍｍ／ｍｉｎにて破断強伸度及び弾性率（初期引張抵抗度）を求めた。
２）ポリマーの吸水率
ＪＩＳ  Ｌ  ０１０５記載の公定水分率
３）ビード繊維の加工性
ゴムで覆う際に乾燥が必要ではない場合○、必要な場合を△とした。
４）耐水圧
ＪＩＳ  Ｋ  ６３０２記載のタイヤのリム外れ水圧試験
５）仕上がり
タイヤ内でのビード繊維（諸糸）の状態が、うねりがなく特に良好なものを◎、良好なものを○、多少うねりがあったものを△とした。【００４０】
（実施例１）
全芳香族ポリエステル繊維であるＫＢセーレン株式会社製「ゼクシオン」（登録商標）、Ｔｙｐｅ−ＭＳ、３３００ｄｔｅｘ／２８８ｆ、単糸繊度１１．５ｄｔｅｘ、強度２１ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３％及び弾性率８５０ｃＮ／ｄｔｅｘ）に撚数２０Ｔ／ｍでＺ方向に撚糸し、ビード繊維とした。【００４１】
このビード繊維を、タイヤ周方向に環状に、３周巻き付けて環状体を形成し、このビード繊維束である環状体をゴムで覆い、自転車用タイヤ（７００×２３Ｃ）を作製した。図１にタイヤの断面を示す。【００４２】
得られた自転車用タイヤの耐水圧を評価した。【００４３】
その結果を、表１に併せて示す。【００４４】
（実施例２）
ビード繊維の撚り数を４５Ｔ／ｍとした以外は、実施例１と同様にしてタイヤを作製した。【００４５】
（実施例３）
実施例１のビード繊維を下撚糸とし、上撚１５Ｔ／ｍでＳ方向に３本諸撚とした環状体をゴムで覆い、タイヤを作製した。【００４６】
（比較例１）
ＫＢセーレン株式会社製「ゼクシオン」（登録商標）Ｔｙｐｅ−ＶＳ、３３００ｄｔｅｘ／２８８ｆ、単糸繊度１１．５ｄｔｅｘ、強度２１ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３％及び弾性率６００ｃＮ／ｄｔｅｘ）を用いた以外は、実施例１と同様にしてタイヤを作製した。【００４７】
（比較例２）
ＫＢセーレン株式会社製「ゼクシオン」（登録商標）Ｔｙｐｅ−ＶＳ、３３００ｄｔｅｘ／６７２ｆ、単糸繊度４．９ｄｔｅｘ、強度２１ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３％及び弾性率６００ｃＮ／ｄｔｅｘ）を用いた以外は比較例１と同様にしてタイヤを作製した。【００４８】
（比較例３）
ＫＢセーレン株式会社製「ゼクシオン」（登録商標）Ｔｙｐｅ−ＴＳ、３３００ｄｔｅｘ／６７２ｆ、単糸繊度４．９ｄｔｅｘ、強度２８ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３％及び弾性率６００ｃＮ／ｄｔｅｘ）を用いた以外は比較例１と同様にしてタイヤを作製した。【００４９】
（比較例４）
ＫＢセーレン株式会社製「ゼクシオン」（登録商標）Ｔｙｐｅ−ＴＳ、３３００ｄｔｅｘ／６７２ｆ、単糸繊度４．９ｄｔｅｘ、強度２８ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３％及び弾性率５００ｃＮ／ｄｔｅｘ）を用いた以外は比較例１と同様にしてタイヤを作製した。【００５０】
（比較例５）
東レ・デュポン株式会社製「ケブラー」（登録商標）、３３００ｄｔｅｘ／２０４０ｆ、単糸繊度１．６ｄｔｅｘ、強度２１ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度２．４％及び弾性率７００ｃＮ／ｄｔｅｘ）を用いた以外は比較例１と同様にしてタイヤを作製した。【００５１】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明のビード繊維は、自転車用タイヤ等に好適に使用できるものである。
【符号の説明】
【００５３】
１  ビード繊維
２  自転車用タイヤ
【図１】
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【国際調査報告】
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