(57)【要約】【課題】  ２枚のカーカスプライからなり、該カーカスプライを構成するコードが互いにタイヤのラジアル方向を挟んで交差するように該カーカスプライが積層されているカーカスを備える空気入りラジアルタイヤにおいて、通常走行時の乗り心地性を損なうことなく高速走行時の操縦性を向上させたタイヤを提供する。【解決手段】  本発明の空気入りラジアルタイヤは、２枚のカーカスプライからなり、該カーカスプライを構成するコードがタイヤのラジアル方向に対して４°〜１０°傾斜して延び、該コードが互いにタイヤのラジアル方向を挟んで交差するように該カーカスプライが積層されているカーカスを備える空気入りラジアルタイヤにおいて、該コードが、ポリケトンからなるフィラメント束を複数本撚り合わせたポリケトン繊維コードであることを特徴とする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚のカーカスプライからなり、該カーカスプライを構成するコードがタイヤのラジアル方向に対して４°〜１０°傾斜して延び、該コードが互いにタイヤのラジアル方向を挟んで交差するように該カーカスプライが積層されているカーカスを備える空気入りラジアルタイヤにおいて、該コードが、ポリケトンからなるフィラメント束を複数本撚り合わせたポリケトン繊維コードであることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】
前記ポリケトン繊維コードは、下記式（I）及び（II）：
σ≧-0.01Ｅ+1.2  ・・・（I）
σ≧0.02  ・・・（II）
［式中、σは１７７℃における熱収縮応力（ｃＮ／ｄｔｅｘ）であり、Ｅは、２５℃における４９Ｎ荷重時の弾性率（ｃＮ／ｄｔｅｘ）である］を満たす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。
【請求項３】
前記ポリケトン繊維コードは、0.3以上の１７７℃における熱収縮応力σ（ｃＮ／ｄｔｅｘ）を有することを特徴とする請求項１又は２項に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項４】
前記ポリケトンが、下記一般式(III)：
【化１】
2006321383.tif 000005
（式中、Ａは不飽和結合によって重合された不飽和化合物由来の部分であり、各繰り返し単位において同一でも異なっていてもよい）で表される繰り返し単位から実質的になることを特徴とする請求項１〜３項のいずれか１項に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項５】
前記一般式（III）中のＡがエチレン基であることを特徴とする請求項４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、空気入りラジアルタイヤに関し、特に２枚のカーカスプライからなり、該カーカスプライを構成するコードが互いにタイヤのラジアル方向を挟んで交差するように該カーカスプライが積層されているカーカスを備え、通常走行時の乗り心地性と高速走行時の操縦性に優れた空気入りラジアルタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の空気入りラジアルタイヤにおいて、タイヤの骨格をなすカーカスの構造の一つとしては、該カーカスが２枚のカーカスプライからなり、該カーカスプライを構成するコードが互いにタイヤのラジアル方向を挟んで交差するように該カーカスプライが積層されている構造が知られている。
【０００３】
上記カーカスの構造を有する空気入りラジアルタイヤでは、カーカスを構成するコードとしてナイロン、ポリエステルなどの有機繊維からなるコードが一般に使用されているが、加硫の際に、前記有機繊維からなるコードが収縮し、加硫後も該コードは収縮したままであるため、非常に高いタイヤ剛性が得られ、該タイヤの高速走行時の操縦性が大きく向上する反面、タイヤ剛性が高くなることによって、通常走行時に路面からの突起入力があった際の振動乗り心地性が大きく悪化するという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明は、上記カーカス構造を備える空気入りラジアルタイヤにおける問題点を解決し、通常走行時の乗り心地性を損なうことなく高速走行時の操縦性を向上させたタイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、カーカスプライを構成するコードの材質に着目して鋭意検討を行った結果、ポリケトン繊維からなるコードを該コードに適用することによって上記問題点を解消できることを見出し、本発明を完成させた。
【０００６】
すなわち、本発明の空気入りラジアルタイヤは、２枚のカーカスプライからなり、該カーカスプライを構成するコードがタイヤのラジアル方向に対して４°〜１０°傾斜して延び、該コードが互いにタイヤのラジアル方向を挟んで交差するように該カーカスプライが積層されているカーカスを備える空気入りラジアルタイヤにおいて、該コードが、ポリケトンからなるフィラメント束を複数本撚り合わせたポリケトン繊維コードであることを特徴とする。
【０００７】
本発明の空気入りラジアルタイヤの好適例においては、前記ポリケトン繊維コードは、下記式（I）及び（II）：
σ≧-0.01Ｅ+1.2  ・・・（I）
σ≧0.02  ・・・（II）
［式中、σは１７７℃における熱収縮応力（ｃＮ／ｄｔｅｘ）であり、Ｅは、２５℃における４９Ｎ荷重時の弾性率（ｃＮ／ｄｔｅｘ）である］を満たすことを特徴とする。
【０００８】
ここで、上記ポリケトン繊維からなるコードの１７７℃における熱収縮応力σは、２５ｃｍの長さサンプルを５℃／分の昇温スピードで加熱して、１７７℃で測定した時にコードに発生する応力であり、また、上記ポリケトン繊維コードの２５℃における４９Ｎ荷重時の弾性率Ｅは、ＪＩＳのコード引張り試験によるＳＳカーブの４９Ｎ時の接線から算出した単位ｃＮ／ｄｔｅｘでの弾性率である。
【０００９】
本発明の空気入りラジアルタイヤの他の好適例においては、前記ポリケトン繊維コードは、0.3以上の１７７℃における熱収縮応力σ（ｃＮ／ｄｔｅｘ）を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の空気入りラジアルタイヤの他の好適例においては、前記ポリケトンが、下記一般式(III)：
【化１】
2006321383.tif 000002
（式中、Ａは不飽和結合によって重合された不飽和化合物由来の部分であり、各繰り返し単位において同一でも異なっていてもよい）で表される繰り返し単位から実質的になることを特徴とする。
【００１１】
本発明の空気入りラジアルタイヤの他の好適例においては、前記一般式（III）中のＡがエチレン基であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、２枚のカーカスプライからなり、該カーカスプライ中のコードが互いにタイヤのラジアル方向を挟んで交差するように該カーカスプライが積層されているカーカスを備える空気入りラジアルタイヤにおいて、通常走行時の乗り心地性を損なわずに高速走行時の操縦性を向上させたタイヤを提供することができるという有利な効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に、本発明の詳細について説明する。本発明の空気入りラジアルタイヤは、２枚のカーカスプライからなり、該カーカスプライを構成するコードがタイヤのラジアル方向に対して４°〜１０°傾斜して延び、該コードが互いにタイヤのラジアル方向を挟んで交差するように該カーカスプライが積層されているカーカスを備え、該コードが、ポリケトンからなるフィラメント束を複数本撚り合わせたポリケトン繊維コードであることを特徴とする。
【００１４】
上記ポリケトン繊維は、高温下で収縮し、室温に戻すと伸長する熱収縮可逆性を有するため、該ポリケトン繊維を、カーカスプライを構成するコードに適用したタイヤでは、加硫後、室温に戻った際に、一端収縮したポリケトン繊維コードが伸張するため、他のポリエステル等の有機繊維を該コードに適用したタイヤほどタイヤ剛性が高くならず、タイヤの一般使用温度領域において、他の有機繊維を該コードに適用したタイヤよりもタイヤの乗り心地性が悪化しない。一方で、高速走行時の高温下では、上記ポリケトン繊維コードが非常に大きい熱収縮を引き起こすことによって、タイヤ剛性が大幅に向上し、その結果、操縦性が大きく向上する。
【００１５】
なお、一般使用温度領域での乗り心地性と高速走行時の操縦性の両立の観点から、上記ポリケトン繊維コードは、下記式（I）及び（II）：
σ≧-0.01Ｅ+1.2  ・・・（I）
σ≧0.02  ・・・（II）
（式中、σは１７７℃における熱収縮応力（ｃＮ／ｄｔｅｘ）であり、Ｅは、２５℃における４９Ｎ荷重時の弾性率（ｃＮ／ｄｔｅｘ）である）を満たすことが好ましく、0.3以上の１７７℃における熱収縮応力σ（ｃＮ／ｄｔｅｘ）を有することがより好ましい。なお、使用条件のバラツキ、確実な効果の観点から、１７７℃における熱収縮応力σが0.3以上であることが好ましい。
【００１６】
本発明の空気入りラジアルタイヤのコード補強層を構成するコードは、ポリケトンからなるフィラメント束を複数本撚り合わせたポリケトン繊維コードからなることを要し、該ポリケトン繊維コードの原料のポリケトンとしては、上記式（III）で表される繰り返し単位から実質的になるポリケトンが好ましい。また、該ポリケトンの中でも、繰り返し単位の９７モル％以上が１-オキソトリメチレン［−ＣＨ2−ＣＨ2−ＣＯ−］であるポリケトンが好ましく、９９モル％以上が１-オキソトリメチレンであるポリケトンが更に好ましく、１００モル％が１-オキソトリメチレンであるポリケトンが最も好ましい。
【００１７】
上記ポリケトン繊維コードの原料のポリケトンは、部分的にケトン基同士、不飽和化合物由来の部分同士が結合していてもよいが、不飽和化合物由来の部分とケトン基が交互に配列している部分の割合が９０質量％以上であることが好ましく、９７質量％以上であることが更に好ましく、１００質量％であることが最も好ましい。
【００１８】
また、上記一般式(III)において、Ａを形成する不飽和化合物としては、エチレンが最も好ましいが、プロピレン，ブテン，ペンテン，シクロペンテン，ヘキセン，シクロヘキセン，ヘプテン，オクテン，ノネン，デセン，ドデセン，スチレン，アセチレン，アレン等のエチレン以外の不飽和炭化水素や、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，アクリルアミド，ヒドロキシエチルメタクリレート，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，スルニルホスホン酸のジエチルエステル，スチレンスルホン酸ナトリウム，アリルスルホン酸ナトリウム，ビニルピロリドン及び塩化ビニル等の不飽和結合を含む化合物等であってもよい。
【００１９】
更に、上記ポリケトンの重合度としては、下記式：
【数１】
2006321383.tif 000003
（式中、ｔ及びＴは、純度９８％以上のヘキサフルオロイソプロパノール及び該ヘキサフルオロイソプロパノールに溶解したポリケトンの希釈溶液の２５℃での粘度管の流過時間であり；Ｃは、上記希釈溶液１００ｍＬ中の溶質の質量（g）である）で定義される極限粘度［η］が１〜２０ｄＬ/ｇの範囲にあることが好ましく、２〜１０ｄＬ/ｇの範囲にあることが更に好ましく、３〜８の範囲にあることがより一層好ましい。極限粘度が１ｄＬ/ｇ未満では、分子量が小さ過ぎて、高強度のポリケトン繊維コードを得ることが難しくなる上、紡糸時、乾燥時及び延伸時に毛羽や糸切れ等の工程上のトラブルが多発することがあり、一方、極限粘度が２０ｄＬ/ｇを超えると、ポリマーの合成に時間及びコストがかかる上、ポリマーを均一に溶解させることが難しくなり、紡糸性及び物性に悪影響が出ることがある。
【００２０】
上記ポリケトンの繊維化方法としては、（１）未延伸糸の紡糸を行った後、多段熱延伸を行い、該多段熱延伸の最終延伸工程で特定の温度及び倍率で延伸する方法や、（２）未延伸糸の紡糸を行った後、熱延伸を行い、該熱延伸終了後の繊維に高い張力をかけたまま急冷却する方法が好ましい。上記（１）又は（２）の方法でポリケトンの繊維化を行うことで、上記ポリケトン繊維コードの作製に好適な所望のフィラメントを得ることができる。
【００２１】
ここで、上記ポリケトンの未延伸糸の紡糸方法としては、特に制限はなく、従来公知の方法を採用することができ、具体的には、特開平２−１１２４１３号、特開平４−２２８６１３号、特表平４−５０５３４４号に記載のようなヘキサフルオロイソプロパノールやｍ-クレゾール等の有機溶剤を用いる湿式紡糸法、国際公開第９９／１８１４３号、国際公開第００／０９６１１号、特開２００１−１６４４２２号、特開２００４−２１８１８９号、特開２００４−２８５２２１号に記載のような亜鉛塩、カルシウム塩、チオシアン酸塩、鉄塩等の水溶液を用いる湿式紡糸法が挙げられ、これらの中でも、上記塩の水溶液を用いる湿式紡糸法が好ましい。
【００２２】
例えば、有機溶剤を用いる湿式紡糸法では、ポリケトンポリマーをヘキサフルオロイソプロパノールやｍ-クレゾール等に０．２５〜２０質量％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等の非溶剤浴中で溶剤を除去、洗浄してポリケトンの未延伸糸を得ることができる。
【００２３】
一方、水溶液を用いる湿式紡糸法では、例えば、亜鉛塩、カルシウム塩、チオシアン酸塩、鉄塩等の水溶液に、ポリケトンポリマーを２〜３０質量％の濃度で溶解させ、５０〜１３０℃で紡糸ノズルから凝固浴に押し出してゲル紡糸を行い、更に脱塩、乾燥等してポリケトンの未延伸糸を得ることができる。ここで、ポリケトンポリマーを溶解させる水溶液には、ハロゲン化亜鉛と、ハロゲン化アルカリ金属塩又はハロゲン化アルカリ土類金属塩とを混合して用いることが好ましく、凝固浴には、水、金属塩の水溶液、アセトン、メタノール等の有機溶媒等を用いることができる。
【００２４】
また、得られた未延伸糸の延伸法としては、未延伸糸を該未延伸糸のガラス転移温度よりも高い温度に加熱して引き伸ばす熱延伸法が好ましく、更に、該未延伸糸の延伸は、上記（２）の方法では一段で行ってもよいが、多段で行うことが好ましい。該熱延伸の方法としては、特に制限はなく、例えば、加熱ロール上や加熱プレート上に糸を走行させる方法等を採用することができる。ここで、熱延伸温度は、１１０℃〜（ポリケトンの融点）の範囲が好ましく、総延伸倍率は、10倍以上であることが好ましい。
【００２５】
上記（１）の方法でポリケトンの繊維化を行う場合、上記多段熱延伸の最終延伸工程における温度は、１１０℃〜（最終延伸工程の一段前の延伸工程の延伸温度−３℃）の範囲が好ましく、また、多段熱延伸の最終延伸工程における延伸倍率は、１．０１〜１．５倍の範囲が好ましい。一方、上記（２）の方法でポリケトンの繊維化を行う場合、熱延伸終了後の繊維にかける張力は、０．５〜４ｃＮ/ｄｔｅｘの範囲が好ましく、また、急冷却における冷却速度は、30℃/秒以上であることが好ましく、更に、急冷却における冷却終了温度は、50℃以下であることが好ましい。ここで、熱延伸されたポリケトン繊維の急冷却方法としては、特に制限はなく、従来公知の方法を採用することができ、具体的には、ロールを用いた冷却方法が好ましい。なお、こうして得られるポリケトン繊維は、弾性歪みの残留が大きいため、通常、緩和熱処理を施し、熱延伸後の繊維長よりも繊維長を短くすることが好ましい。ここで、緩和熱処理の温度は、５０〜１００℃の範囲が好ましく、また、緩和倍率は、０．９８０〜０．９９９倍の範囲が好ましい。
【００２６】
上記ポリケトン繊維コードは、上記ポリケトンからなるフィラメント束を複数本、好ましくは２本又は３本撚り合わせてなり、例えば、上記ポリケトンからなるフィラメント束に下撚りをかけ、次いで、これを複数本合わせて、逆方向に上撚りをかけることで、双撚り構造の撚糸コードとして得ることができる。
【００２７】
上記のようにして得られたポリケトン繊維コードをコーティングゴムで被覆することによって、上記カーカスプライに用いるコード／ゴム複合体を得ることができる。ここで、ポリケトン繊維コードのコーティングゴムとしては特に制限はなく、従来のカーカスに用いていたコーティングゴムを用いることができる。なお、ポリケトン繊維コードのコーティングゴムによる被覆に先立って、ポリケトン繊維コードに接着剤処理を施し、コーティングゴムとの接着性を向上させてもよい。
【００２８】
本発明の空気入りラジアルタイヤは、上述のポリケトン繊維コードを、タイヤのラジアル方向に対し４〜１０°、好ましくは４〜６°の傾斜角度で隣接相互間において平行に配置し、コーティングゴムで被覆してなるコード／ゴム複合体を適用した２枚のカーカスプライを、前記コードがタイヤのラジアル方向を挟んで互いに交差するように積層し、常法により製造することができる。なお、本発明の空気入りラジアルタイヤにおいて、タイヤ内に充填する気体としては、通常の又は酸素分圧を変えた空気、もしくは窒素等の不活性ガスを用いることができる。
【００２９】
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
【実施例】
【００３０】
表１に示す材質、構造のコードを、タイヤのラジアル方向に対し表１に示す角度となるように傾斜させ、平行に配列し、コーティングゴムで被覆してコード／ゴム複合体を作製し、該コード／ゴム複合体を適用した２枚のカーカスプライを、表１に示す製品時のプライ交錯角度でコードがタイヤのラジアル方向を挟んで互いに交差するように積層して、サイズ２４５／４０Ｒ１８のタイヤを試作した。
【００３１】
このようにして試作したタイヤについて、下記の方法で、通常走行時の乗り心地性、高速走行時の操縦性を測定した。結果を表１に示す。
【００３２】
（１）  通常走行時の乗り心地性
２３０ｋＰａの内圧を充填した供試タイヤの荷重−撓み曲線を２５℃の温度下で測定し、得られた荷重−撓み曲線上のある荷重における接線の傾きを該荷重に対する縦ばね定数とし、比較例１のタイヤの縦ばね定数の値を１００として指数表示した。指数値が小さい程、縦ばね定数が小さく、すなわち通常走行時の乗り心地性が優れていることを示す。
【００３３】
（２）  高速走行時の操縦性
２８０ｋＰａの内圧を充填した供試タイヤの荷重−撓み曲線を５０℃の温度下で測定し、得られた荷重−撓み曲線上のある荷重における接線の傾きを該荷重に対する縦ばね定数とし、比較例１のタイヤの縦ばね定数の値を１００として指数表示した。指数値が大きい程、縦ばね定数が大きく、すなわち高速走行時の操縦性が優れていることを示す。
【００３４】
【表１】
2006321383.tif 000004
【００３５】
表１から、実施例では、通常走行時の乗り心地性が、ポリエステル繊維コードを該コードに適用し、該コードのタイヤのラジアル方向に対する角度が０°である比較例１とほぼ同程度であり、高速走行時の操縦性が比較例１より向上した。
【００３６】
一方で、ポリエステル繊維コードを、カーカスプライを構成するコードに適用し、該コードがタイヤのラジアル方向を挟んで互いに交差している比較例２では、高速走行時の操縦性は比較例１よりも向上したが、実施例ほど向上せず、通常走行時の乗り心地性は、比較例１、実施例よりも劣化していた。