(57)【要約】【課題】ベルト層エッジ部でベルトカバー層を構成する有機繊維コードの周りのゴム剥離を防止し耐久性を向上するようにした空気入りラジアルタイヤを提供する。【解決手段】トレッド部１のカーカス層５外周側にベルト層６を配置し、ベルト層６の少なくともエッジ部外周側に有機繊維コード７をタイヤ周方向に巻回したベルトカバー層８を設けた空気入りラジアルタイヤＴにおいて、ベルトカバー層８とベルト層６エッジ部との間に短繊維を含むゴム繊維複合層９を介在させ、ゴム繊維複合層９において前記短繊維がタイヤ周方向に対して６０°〜１２０°の角度で配向するようにしたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド部のカーカス層外周側にベルト層を配置し、該ベルト層の少なくともエッジ部外周側に有機繊維コードをタイヤ周方向に巻回したベルトカバー層を設けた空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記ベルトカバー層と前記ベルト層エッジ部との間に短繊維を含むゴム繊維複合層を介在させ、該ゴム繊維複合層において前記短繊維がタイヤ周方向に対して６０°〜１２０°の角度で配向するようにした空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】
前記ゴム繊維複合層が、前記ベルトカバー層を構成するコーティングゴムである請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項３】
前記ゴム繊維複合層が、前記ベルトカバー層と前記ベルト層エッジ部との間に配置した補助ゴム層である請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項４】
前記短繊維が、脂肪族ポリアミド繊維、芳香族ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリケトン繊維、ポリビニルアルコール繊維、ガラス繊維及びカーボン繊維から選ばれる少なくとも１つである請求項１、２又は３に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項５】
前記短繊維の直径が０．１μｍ〜１０μｍで、長さが４０μｍ〜４００μｍである請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項６】
前記ゴム繊維複合層における前記短繊維の含有量が、３〜３０重量％である請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項７】
前記短繊維が、レゾルシン（Ｒ）・ホルムアルデヒド（Ｆ）の初期縮合物（ＲＦ）とゴムラテックス（Ｌ）の水系混合液（ＲＦＬ）で表面処理されている請求項１〜６のいずれかに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、さらに詳しくはベルトカバー層を設けたタイヤにおけるベルト層エッジ部でのゴム剥離を防止し、荷重耐久性を向上するようにした空気入りラジアルタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、高速走行用に設計された空気入りラジアルタイヤでは、トレッド部に設けたベルト層の外周側に、少なくともエッジ部を覆うように有機繊維コードをタイヤ周方向に螺旋状に連続的に巻きつけたベルトカバー層を配置し、ベルト層が高速走行時に遠心力で浮き上る現象を抑制し、剥離を防止するようにしている。また、このベルトカバー層はトレッドのショルダー部の剛性を高くするため、ロードノイズを改善するという効果がある。
【０００３】
しかし、走行時のタイヤにかかる荷重が高い場合、以下に説明するようなゴム破壊が発生しやすくなるという新たな問題があることがわかった。
【０００４】
図３（Ａ）のように、タイヤＴが路面に接すると車両の荷重によりトレッド部が圧縮変形し、この圧縮変形が回転方向Ｒの回転によって繰り返される。接地面１１において、トレッド部のショルダー部に作用する力は、図３（Ｂ）に示すように、有機繊維コード１２にタイヤ周方向の引張力Ｆｓが作用すると同時に、ベルトカバー層に隣接するゴムには、タイヤ幅方向に引張力Ｆｒ及びその反力としてタイヤ周方向の圧縮力ｆｒ′が作用する。そのため、タイヤ周方向に対する有機繊維コード１２の引張力Ｆｓとゴムの圧縮力ｆｒ′によりせん断歪が生じ、そのせん断歪のためベルト層エッジ部におけるゴム剥離の原因になっていた。
【０００５】
この対策としては、例えば、特許文献１に開示のようにベルト層エッジ部とベルトカバー層との間に短繊維を配合したゴム繊維層を介在させることが有効と考えられる。しかしながら、単に短繊維を配合したゴム繊維層を配置するだけでは十分な荷重耐久性は得られるものではなかった。
【特許文献１】特開平１０−４４７１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、ベルトカバー層を設けたタイヤにおけるベルト層エッジ部でのゴム剥離を防止し荷重耐久性を向上するようにした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】
【０００７】
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、トレッド部のカーカス層外周側にベルト層を配置し、該ベルト層の少なくともエッジ部外周側に有機繊維コードをタイヤ周方向に巻回したベルトカバー層を設けた空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベルトカバー層と前記ベルト層エッジ部との間に短繊維を含むゴム繊維複合層を介在させ、該ゴム繊維複合層において前記短繊維がタイヤ周方向に対して６０°〜１２０°の角度で配向するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の空気入りラジアルタイヤは、ベルトカバー層の有機繊維コードとベルト層エッジ部との間に短繊維を含むゴム繊維複合層を介在させ、そのゴム繊維複合層において短繊維をタイヤ周方向に対して６０°〜１２０°の範囲に、主としてタイヤ幅方向に配向させたので、ゴム繊維複合層のタイヤ幅方向の引張剛性を高くし、ベルトカバー層の有機繊維コードに対するせん断歪を抑制するためゴム剥離を防止し、荷重耐久性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、本発明の空気入りラジアルタイヤの一例を示す子午線方向断面図である。
【００１０】
図１において、空気入りラジアルタイヤＴはトレッド部１、サイドウォール部２、ビード部３から構成され、ビード部３に埋設された左右一対のビードコア４間にカーカス層５が装架され、その両端部がそれぞれビードコア４の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。トレッド部１のカーカス層５の外周側に複数プライ（図示の例では２プライ）のベルト層６がタイヤ１周にわたって配置され、ベルト層６のエッジ部の外周側に有機繊維コード７をタイヤ周方向に螺旋状に連続的に巻回してベルトカバー層８を形成している。ベルトカバー層８は、図示のようにベルト層６のエッジ部のみを覆うエッジカバーに限定されるものではなく、ベルト層６の全幅を覆うフルカバーであってもよく、またフルカバーとエッジカバーとの両方を設けたものであってもよい。
【００１１】
さらに、ベルトカバー層８とベルト層６のエッジ部との間に、短繊維１０を含むゴム繊維複合層９を介在させている。このゴム繊維複合層９において短繊維１０は、図２に示すようにタイヤ周方向Ｃに対して６０°〜１２０°の角度θをなして配向している。なお、図示の例では、ゴム繊維複合層９が、ベルトカバー層８とは独立した補助ゴム層としてベルト層６のエッジ部との間に介在しているが、このような独立のゴム繊維複合層を挿入する代わりに、ベルトカバー層８のコーティングゴムをゴム繊維複合層とするようにしてもよい。
【００１２】
本発明において、ベルトカバー層８の有機繊維コード１２としては、脂肪族ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリケトン繊維、芳香族ポリアミド／脂肪族ポリアミドの複合繊維などを挙げることができる。
【００１３】
本発明において、ゴム繊維複合層９に配合した短繊維１０は、タイヤ周方向Ｃに対して６０°〜１２０°の角度θの範囲に配向していなければならない。このように短繊維を配向したことによりゴム繊維複合層は、特にタイヤ幅方向に対して引張剛性が高くなる。したがって、接地時にショルダー部のゴム層に作用する幅方向の引張力に対して、ゴム繊維複合層の変形を小さくするので、その反力によるタイヤ周方向の圧縮変形も小さくなる。このため、有機繊維コードの周方向の引張力と、ゴム繊維複合層の周方向の圧縮力との差によるせん断歪も小さくなるので、ベルト層エッジ部でのゴム剥離を防止し荷重耐久性を向上することができる。
【００１４】
短繊維がタイヤ周方向Ｃになす角度θが上記範囲から外れると、タイヤ幅方向の引張剛性を十分に高くすることができず、有機繊維コードに対するせん断歪を低減することができないため、荷重耐久性の向上は得られなくなる。短繊維の配向角度θは、さらに好ましくは８０°〜１００°がよい。
【００１５】
本発明に使用する短繊維は、特に限定されるものではないが、脂肪族ポリアミド繊維、芳香族ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、ポリケトン繊維、ポリビニルアルコール繊維、ガラス繊維及びカーボン繊維から選ばれる少なくとも１つであることが好ましい。このような短繊維を使用することにより、ゴム層を効果的に補強することが可能になる。
【００１６】
短繊維の直径は、好ましくは０．１μｍ〜１０μｍであり、より好ましくは０．１μｍ〜１．０μｍがよい。短繊維の直径が０．１μｍ未満であるとコスト高になり実用化が困難であり、１０μｍを超えると耐久性が不十分になるおそれがある。
【００１７】
また、短繊維の長さは、好ましくは４０μｍ〜４００μｍであり、より好ましくは４０μｍ〜２００μｍがよい。短繊維の長さが４０μｍ未満であると短繊維が配向する方向性を揃えるのが難しくなり、４００μｍを超えると繊維同士の絡み合いが生じ故障の原因になるおそれがある。
【００１８】
ゴム繊維複合層における短繊維の含有量は、好ましくは３〜３０重量％であり、より好ましくは３重量％〜１０重量％がよい。短繊維の含有量が３重量％未満であると配向の方向性の均一化が維持できず、３０重量％を超えるとゴム繊維複合層の内部で短繊維の界面破壊が発生しやすくなり耐久性が低下するおそれがある。
【００１９】
本発明において、短繊維は、レゾルシン（Ｒ）・ホルムアルデヒド（Ｆ）の初期縮合物（ＲＦ）とゴムラテックス（Ｌ）の水系混合液（ＲＦＬ）で表面処理されていることが好ましい。このような表面処理により、短繊維とゴムとの親和性を高め、短繊維の配向方向の引張剛性をより高くすることができる。
【００２０】
初期縮合物（ＲＦ）は、レゾルシン（Ｒ）とホルマリン水溶液を水に溶解し、これに水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物を触媒として加えてＲとＦとを反応させたレゾール型、あるいはシュウ酸、塩酸等の酸性触媒下でＲとＦとを反応させたノボラック型があるが、いずれのものを用いてもよい。
【００２１】
初期縮合物（ＲＦ）に混合するゴムラテックス（Ｌ）は、ゴム繊維複合層を構成するゴムの種類に応じて適宜選ばれ、例えば、ビニルピリジン・スチレン・ブタジエンターポリマーラテックス、ＳＢＲラテックス、天然ゴムラテックス等が好ましい。表面処理は、短繊維に切断する前の繊維コードに、水系混合液（ＲＦＬ）を含浸塗布又は含浸付着させ、その繊維コードを熱処理することにより行なうことができる。
【００２２】
ゴム繊維複合層を構成するゴムとしては、タイヤ用に使用可能な任意のゴム、例えば天然ゴム（ＮＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）などのジエン系ゴム等が挙げられ、これらは単独又は任意のブレンドとして用いることができる。
【００２３】
本発明において、ベルトカバー層のコーティングゴムを、ゴム繊維複合層で構成する場合は、その形成方法としては、未加硫タイヤ成形時のベルト層エッジ部の外周側に、短繊維が主にタイヤ幅方向に配向したゴムシートを巻き付け、その上に有機繊維コードを螺旋状に巻回し、さらに、その上に短繊維がほぼ幅方向に配向したゴムシート又は短繊維を配合しないゴムシートを巻き付け、接着することにより形成することができる。
【００２４】
以下、実施例によって本発明をさらに説明するが、本発明の範囲をこれらの実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００２５】
タイヤサイズを１９５／６５Ｒ１５、タイヤ構造を図１のように、ベルトカバー層にポリケトン繊維コードを使用し、ナイロン６６繊維の短繊維を含むゴム繊維複合層を有することを共通条件にし、短繊維の周方向の配向角度、直径、長さ及び含有量を、表１のように異ならせた５種類の空気入りラジアルタイヤ（実施例１〜３、比較例１、２）を製作した。従来例として、ゴム繊維複合層を有しないことを除き、実施例１と同様の空気入りラジアルタイヤを製作した。
【００２６】
得られた６種類の空気入りラジアルタイヤ（実施例１〜３、比較例１、２、従来例）について、以下に説明する試験法により荷重耐久性を測定し、その結果を表１に記載した。
【００２７】
荷重耐久性試験
得られた空気入りラジアルタイヤを、ドラム径１７０７ｍｍのドラム試験機にて、ＪＩＳ  Ｄ４２３０、ＪＡＴＭＡ規定荷重における耐久性試験の終了後、荷重を２０％ずつ５時間毎に増加を継続し、タイヤが故障したときの荷重を測定した。試験結果は、各タイヤの荷重値を従来例の荷重値を１００とする指数で表した。この指数が大きくなるほど荷重耐久性が優れていることを示す。
【００２８】
【表１】
2008044536.tif 000003
【００２９】
表１から明らかなように本発明の空気入りラジアルタイヤ（実施例１〜３）は、従来例のタイヤに対して荷重耐久性が大幅に向上することが認められた。これに対し、ゴム繊維複合層における短繊維の配向方向が周方向に向いているもの（比較例１、２）は、荷重耐久性の改善が不十分であった。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の空気入りラジアルタイヤの一例を示す子午線方向断面図である。
【図２】本発明の空気入りラジアルタイヤにおけるゴム繊維複合層の短繊維の配向方向の一例を示す模式拡大図である。
【図３】空気入りラジアルタイヤの接地面及びそこに作用する力の説明図であり、（Ａ）はタイヤ側面図、（Ｂ）はタイヤ接地面におけるベルトカバー層の有機繊維コード周りの模式拡大図である。
【符号の説明】
【００３１】
１    トレッド部
５    カーカス層
６    ベルト層
７    有機繊維コード
８    ベルトカバー層
９    ゴム繊維複合層
１０    短繊維
Ｔ    空気入りラジアルタイヤ
【図１】
2008044536.tif 000004
【図２】
2008044536.tif 000005
【図３】
2008044536.tif 000006