(57)【要約】【課題】重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、ポリケトンの繊維と所定物性のコーテニングゴムとからなるカーカスプライを使用することにより、コード−ゴム間の剛性段差を小さくし、現行と同等の走行耐久性を保ちつつ軽量化を達成する。【解決手段】一対のビードコア２と、カーカスプライ３と、補強層４，５と、ベルト層６とを備える重荷重用空気入りラジアルタイヤ１を提供する。このタイヤ１は、前記有機繊維コードが下記式（Ｉ）：【化１】2004306631.tif 000006（式中、Ａはエチレン性結合によって重合されたエチレン性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ポリケトンの繊維からなり、前記コーティングゴムが２．５〜４．５ＭＰａの１００％伸長時モジュラスを有することを特徴とする。【選択図】        図１
2004306631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のビードコアと、カーカスプライと、補強層と、ベルト層とを備え、前記カーカスプライが有機繊維コードと前記有機繊維コードを被覆しているコーティングゴムとからなり、前記カーカスプライが前記各ビードコア間でラジアル方向に延びており、前記カーカスプライが、前記各ビードコアのまわりにタイヤの内側から外側へ巻き返して延びる折り返し部を有しており、前記補強層が前記各折り返し部の少なくとも末端部で該折り返し部に沿うように配置されており、前記ベルト層が少なくとも１層のベルトプライからなり、前記ベルト層が前記カーカスプライのクラウン部の径方向外側に配置されている重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記有機繊維コードが
下記式（Ｉ）：
【化１】
2004306631.tif 000005
（式中、Ａはエチレン性結合によって重合されたエチレン性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ポリケトンの繊維からなり、前記コーティングゴムが２．５〜４．５ＭＰａの１００％伸長時モジュラスを有することを特徴とする重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】
前記［化１］中のＡがエチレン基である請求項１記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一対のビードコアと、カーカスプライと、補強層と、ベルト層とを備える重荷重用空気入りラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
小型トラックやトラック・バス用空気入りラジアタイヤは、カーカスプライにスチールコードを使用するのが一般的であり、そのため高重量である。近年、特に、環境保護の点から、タイヤの軽量化が強く求められており、スチールコードに比べて軽量で、かつ高弾性、高耐疲労性を示すポリオレフィンケトン繊維が注目されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１４２０１９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者の研究によれば、上記従来例には以下のような問題点が懸念された。
カーカスプライにスチールコードを使用したラジアルタイヤの場合、高重量であるのが問題である。これは、近年の環境問題や省エネルギーの観点から、自動車の低燃費化が進められており、それに伴い、タイヤの軽量化が強く求められているためである。そこで、スチールコードに比べて軽量、かつ高弾性、耐疲労性を示すポリオレフィンケトン繊維の適用が考えられる。しかし、コーティングゴムとして、スチールコード用の高弾性ゴムをそのまま使用すると、コード−ゴム間の剛性段差が大きくなり、その結果、応力集中を生じ、走行耐久低下に繋がり好ましくないのである。
【０００５】
本発明の課題は、上述の問題点を解消するために、重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、ポリケトンの繊維と所定物性のコーテニングゴムとからなるカーカスプライを使用することにより、コード−ゴム間の剛性段差を小さくし、現行と同等の走行耐久性を保ちつつ軽量化を達成することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一対のビードコアと、カーカスプライと、補強層と、ベルト層とを備え、前記カーカスプライが有機繊維コードと前記有機繊維コードを被覆しているコーティングゴムとからなり、前記カーカスプライが前記各ビードコア間でラジアル方向に延びており、前記カーカスプライが、前記各ビードコアのまわりにタイヤの内側から外側へ巻き返して延びる折り返し部を有しており、前記補強層が前記各折り返し部の少なくとも末端部で該折り返し部に沿うように配置されており、前記ベルト層が少なくとも１層のベルトプライからなり、前記ベルト層が前記カーカスプライのクラウン部の径方向外側に配置されている重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記有機繊維コードが
下記式（Ｉ）：
【化２】
2004306631.tif 000003
（式中、Ａはエチレン性結合によって重合されたエチレン性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ポリケトンの繊維からなり、前記コーティングゴムが２．５〜４．５ＭＰａの１００％伸長時モジュラスを有することを特徴とする重荷重用空気入りラジアルタイヤに係るものである。
【０００７】
本発明は、ポリケトンの繊維を被覆しているコーティングゴムの物性を２．５ＭＰａ以上で、かつ４．５ＭＰａ以下の１００％伸長時モジュラス（以下、「１００％伸長時モジュラス」を、単に、「Ｍ１００」と称する。）の所定範囲に規定し、このようにして形成されるカーカスプライを重荷重用空気入りラジアルタイヤに適用することによって、走行耐久性を損なうことなく、軽量化が達成されるという知見に基づくものである。
【０００８】
本発明者は、重荷重用空気入りラジアルタイヤに用いるカーカスプライの材質として、ポリケトンの繊維を使用する場合のコーティングゴムについて、その物性を検討した。
【０００９】
その結果、本発明者は、コーティングゴムの物性を所定範囲内に規定することによって、スチールコードをカーカスプライに用いる際のコーティングゴムとは異なり、ポリケトンの繊維から成るコードとゴムとの界面における剛性段差が小さくなり、応力集中が抑制されて、走行耐久性を低下させることなく軽量化が達成されることを突き止め、本発明に到達した。
【００１０】
本発明では、所定の高弾性率かつ高ロスのポリケトンの繊維に、所定の高弾性率かつ低ロスのコーティングゴムを適用することにより、ポリケトンの繊維／ゴムの剛性バランスやロス特性に著しく優れた重荷重用空気入りラジアルタイヤのカーカスプライを得ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施をする形態について説明する。
（１）カーカスプライ
ポリケトンの繊維からなる繊維コードと前記繊維コードを被覆するコーティングゴムとからなる。重荷重用空気入りラジアルタイヤのカーカスプライに適切な形状及び物性を有する。ポリケトンの繊維以外の繊維、例えば、種々の有機繊維、スチール等からなる繊維、かかる繊維を被覆するゴム、他のゴム層、充填剤等を含んでいてもよい。
【００１２】
（２）ポリケトンの繊維
該ポリケトンは、分子中にＣＯ単位（カルボニル基）とエチレン性不飽和化合物由来の単位とが配列された交互共重合体、即ち、高分子鎖中で各ＣＯ単位の隣に、例えばエチレン単位等のオレフィン単位が一つずつ位置する構造である。また、該ポリケトンは、一酸化炭素と特定のエチレン性不飽和化合物一種との共重合体であってもよく、一酸化炭素とエチレン性不飽和化合物二種以上との共重合体であってもよい。式（Ｉ）中のＡを形成するエチレン性不飽和化合物としては、エチレン，プロピレン，ブテン，ペンテン，ヘキセン，ヘプテン，オクテン，ノネン，デセン，ドデセン，スチレン等の不飽和炭化水素化合物、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，ウンデセン酸等の不飽和カルボン酸又はその誘導体、更にはウンデセノール，６−クロロヘキセン，Ｎ−ビニルピロリドン，及びスルニルホスホン酸のジエチルエステル等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよいが、特にポリマーの力学特性や耐熱性等の点から、エチレン性不飽和化合物としてエチレンを主体とするものを用いたポリケトンが好ましい。
【００１３】
エチレンと他のエチレン性不飽和化合物とを併用する場合、エチレンは、全エチレン性不飽和化合物に対し、８０モル％以上になるように用いるのが好ましい。８０モル％未満では得られるポリマーの融点が２００℃以下になり、得られる有機繊維コードの耐熱性が不充分となる場合がある。有機繊維コードの力学特性や耐熱性の点から、エチレンの使用量は、特に全エチレン性不飽和化合物に対し９０モル％以上が好ましい。前記のポリケトンは、公知の方法、例えばヨーロッパ特許公開第１２１９６５号，同第２１３６７１号，同第２２９４０８号及び米国特許第３９１４３９１号明細書に記載された方法に従って製造することができる。
【００１４】
本発明にかかる有機繊維コードに用いられるポリケトンの重合度は、ｍ−クレゾール中、６０℃で測定した溶液粘度が１．０〜１０．０ｄＬ／ｇの範囲にあるのが好ましい。溶液粘度が１．０ｄＬ／ｇ未満では、得られる有機繊維コードの力学強度が不充分となる場合があり、コードの力学強度の観点から、溶液粘度が１．２ｄＬ／ｇ以上であるのが更に好ましい。一方、溶液粘度が１０．０ｄＬ／ｇを超えると、繊維化時の溶融粘度や溶液粘度が高くなりすぎて紡糸性が不良となる場合があり、紡糸性の観点から、溶液粘度が５．０ｄＬ／ｇ以下であるのが更に好ましい。繊維の力学強度及び紡糸性などを考慮すると、溶液粘度は１．３〜４．０ｄＬ／ｇの範囲が特に好ましい。
【００１５】
上記ポリケトンの繊維化方法は、特に限定されないが、一般的には溶融紡糸法又は溶液紡糸法が採用される。溶融紡糸法を採用する場合には、例えば特開平１−１２４６１７号公報に記載の方法に従って、ポリマーを通常、融点より２０℃以上高い温度、好ましくは融点より４０℃程度高い温度で溶融紡糸し、次いで、通常、融点より１０℃以下低い温度、好ましくは融点より４０℃程度低い温度において、好ましくは３倍以上の延伸比で、更に好ましくは７倍以上の延伸比で延伸処理することにより、容易に所望の繊維を得ることができる。
【００１６】
一方、溶液紡糸法を採用する場合、例えば特開平２−１１２４１３号公報に記載の方法に従って、ポリマーを例えばヘキサフルオロイソプロパノール，ｍ−クレゾール等に０．２５〜２０質量％、好ましくは０．５〜１０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、好ましくはアセトン浴中で溶剤を除去、洗浄して紡糸原糸を得、さらに（融点−１００℃）〜（融点＋１０℃）、好ましくは（融点−５０℃）〜（融点）の範囲の温度で延伸処理することにより、所望のフィラメントを得ることができる。また、このポリケトンには、熱，酸素等に対して十分な耐久性を付与する目的で酸化防止剤を加えることが好ましく、また必要に応じて艶消し剤，顔料，帯電防止剤等も配合することができる。
【００１７】
（３）コーティングゴム
ポリケトンの繊維（以下、単に、「ＰＫ繊維」と称する。）からなる繊維コードを被覆しているゴムである。かかるコーティングゴムは、２．５ＭＰａ以上で、かつ４．５ＭＰａ以下のＭ１００を有する。
【００１８】
現行のスチールコードの場合、４．５ＭＰａより高いＭ１００の比較的高弾性なゴムを使用しているが、ＰＫ繊維はスチールコードに比べ低弾性率であるため、スチールコード用のものをそのまま使用すると、コード−ゴム間で剛性段差が生じ、その結果、走行での耐セパレーション性が悪くなってしまう。したがって、ＰＫ繊維にマッチしたコーティングゴムを設計することが重要である。
【００１９】
上述のような弾性率の範囲のコーティングゴムを使用することにより、現行同等の走行耐久性を保ち、かつタイヤ重量の軽量化を達成することができる。
【００２０】
かかるコーティングゴムは、ＰＫ繊維と同程度の弾性率で、かつＰＫ繊維に比べ低ロスである。かかる弾性率で、かつ低ロスのコーティングゴムは、カーカスプライとして、ＰＫ繊維／ゴムの剛性バランス及びロス特性を適正化することができる。
【００２１】
コーティングゴムは、ＰＫ繊維を被覆する限り、種々の形状からなることができる。代表的には、被膜、シート等である。
【００２２】
コーティングゴムは種々のゴム組成物からなることができる。かかるゴム組成物は、ゴム成分に対し、必要に応じて、種々の添加剤が配合されたものである。代表的には、かかるゴム組成物は加硫処理された加硫ゴム組成物である。
【００２３】
（４）被覆
上述のコーティングゴムが形成されるように行う。ＰＫ繊維は、ゴム組成物を用いて、浸漬、塗布、貼り合わせ等の公知の方法に従って被覆される。ＰＫ繊維は、ゴムによる被覆に先立って前処理することができる。
【００２４】
被覆後に得られるゴム被覆ＰＫ繊維部材は、所定物性のコーティングゴムが形成されるように、任意の後処理を行うことができる。非加硫のゴム組成物が被覆されている場合には、その後に加硫処理を行うことができる。
【００２５】
カーカスプライは上述のゴム被覆ＰＫ繊維部材からなることができる。かかるカーカスプライは重荷重用空気入りラジアルタイヤの所定位置に配置される。コーティングゴムとして、上述のような非加硫のゴム組成物を用いる場合、カーカスプライは、重荷重用空気入りラジアルタイヤの所定位置において上述のゴム被覆ＰＫ繊維部材を加硫することによって得ることができる。
【００２６】
カーカスプライは、上述のコーティングゴムの物性が損なわれない限り、種々のＰＫ繊維コードの形状、配置、被覆形態等を有することができる。
【００２７】
（５）重荷重用空気入りラジアルタイヤ
上述のカーカスプライを備える。カーカスプライの配置等は、公知の空気入りタイヤのように種々に設定することができる。かかるタイヤには、小型トラック用空気入りラジアルタイヤや、トラック・バス用空気入りラジアルタイヤ等のような、種々のタイヤサイズ等の重荷重用空気入りラジアルタイヤが含まれる。
【００２８】
以下、図面を参照して、本発明を詳細に説明する。
図１は、本発明の１例の重荷重用空気入りラジアルタイヤの断面図である。
図１に示すように、１例の小型トラック用タイヤ１は、一対のビードコア２（図１では一方のみ示す。）と、カーカスプライ３と、補強層４，５と、ベルト層６とを備える。
【００２９】
カーカスプライ３は、ＰＫ繊維コードと前記ＰＫ繊維コードを被覆しているコーティングゴムとからなる。前記コーティングゴムは、２．５ＭＰａ以上で、かつ４．５ＭＰａ以下のＭ１００を有する。カーカスプライ３は、タイヤの赤道面Ｏに対して、実質上直交する向きに延びるＰＫ繊維コードの多数本がコーティングゴムによって被覆されている。
【００３０】
本例のタイヤ１においては、カーカスプライ３は、各ビードコア２間でトロイド状に跨がるカーカス骨格を有し、各ビードコア２間でラジアル方向に延びており、各ビードコア２のまわりにタイヤの内側から外側へ巻き返し、折り返されて延びる折り返し部３Ａを有している。かかるカーカスプライは複数配置することができる。
【００３１】
各折返し部３Ａは、その少なくとも末端部３Ｂにおいて、補強層、例えば、スチールコードによる第１補強層４及び有機繊維コードによる第２補強層５にてタイヤの外側から覆われている。
【００３２】
特に、第１補強層４は、カーカスプライ３のＰＫ繊維コードに対し傾斜して、好ましくは５５〜８０°の傾斜角度で配列した多数本のスチールコードによるゴム被覆層の１層であるか、又は複数層を層間でスチールコードが互いに交差する配置で重ね合わせた構造を有することができる。
【００３３】
また、第１補強層４の外側に配置する第２補強層５は、カーカスプライ３のＰＫ繊維コードに対し傾斜して、好ましくは２５〜６５°の傾斜角度で配列した多数本の有機繊維コードによるゴム被覆層の複数層を、その層間で有機繊維コードが互いに交差する配置で重ね合わせた構造を有することができる。
【００３４】
第２補強層５のうち、第１補強層４に接する層は、その末端部を第１補強層４の末端部より径方向外側に、かつ第２補強層５の残りの層より径方向内側に配置すること、更に第１補強層４に接する層を構成する有機繊維コードを、第１補強層４のスチールコードと同じ向きに配列することが好ましい。
【００３５】
そして、図示例では、折返し部３Ａの末端部３Ｂよりタイヤ径方向外側の位置から、ビードコア２の下端を経由して、カーカスプライに沿うように、第１補強層４及び第２補強層５を順次に積み重ねることによって、特に、折返し部３Ａの末端部３Ｂに集中する応力を緩和し、該末端部３Ｂを起点とするセパレーションを抑制した、ビード部補強構造とすることができる。なお、第２補強層５のタイヤ径方向外側の末端部は、第１補強層４の同末端部より、タイヤ径方向外側の位置に設定することができる。
【００３６】
本例のタイヤ１は、カーカスプライ３のクラウン部径方向外側に、ベルト層６及びトレッド層７を配置してなる。ベルト層６は、少なくとも１層のベルトプライを有することができる。トレッド層７には、タイヤの赤道面Ｏに沿うように延びる複数本の周溝７Ａが設けられ、更に必要に応じて、これら周溝７Ａを横切る向きに延びる横溝を適宜配置することができる。
【００３７】
【実施例】
以下、本発明を、実施例に基づいて詳細に説明する。
（実施例１）
表１に示すコードとコーティングゴムとからなるカーカスプライを備える重荷重用空気入りラジアルタイヤ（タイヤサイズ：２２５／６０Ｒ１９．５）を製造する。コード材質はＰＫ繊維であり、コーティングゴムは２．６ＭＰａのＭ１００を有する。なお、コーティングゴムのＭ１００は、ＪＩＳ−Ｋ−６２５１−１９９３に従って測定する。
【００３８】
（実施例２）
実施例１において、コーティングゴムのＭ１００を、４．３ＭＰａに変える以外は、実施例１と同様にして重荷重用空気入りラジアルタイヤを製造する。
【００３９】
（従来例）
実施例１において、コード材質をスチールに変え、コーティングゴムのＭ１００を、５．０に変える以外は、実施例１と同様にしてタイヤを製造する。
【００４０】
（比較例１）
実施例１において、コーティングゴムのＭ１００を、５．０ＭＰａに変える以外は、実施例１と同様にしてタイヤを製造する。
【００４１】
（比較例２）
実施例１において、コーティングゴムのＭ１００を、２．０ＭＰａに変える以外は、実施例１と同様にしてタイヤを製造する。
【００４２】
（性能評価）
実施例１及び２、従来例、及び比較例１及び２の重荷重用空気入りラジアルタイヤについて、走行耐久性及びタイヤ重量を評価する。結果を表１に示す。走行耐久性及びタイヤ重量の評価は、以下に示すように行う。
１）走行耐久性
タイヤサイズ：２２５／６０Ｒ１９．５、タイヤ内圧：７．０ｋｇｆ／ｃｍ２で劣化耐久ドラム試験を実施する。従来例のタイヤで故障が発生したときの走行距離を１００とし、指数表示する。数値が大きいほど走行耐久性に優れていることを示す。
２）タイヤ重量
タイヤサイズ：２２５／６０Ｒ１９．５で比較する。従来例のタイヤ質量を１００として指数表示する。数値が小さいほど軽量であることを示す。
【００４３】
【表１】
2004306631.tif 000004
【００４４】
表１に示すように、実施例１及び２の重荷重用空気入りラジアルタイヤは、いずれも、従来例のタイヤに比べ、著しい軽量化と優れた走行耐久性と両立することができる。比較例１及び２のタイヤは、いずれも、軽量化するものの走行耐久性が低下する。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、所定の高弾性率かつ高ロスのＰＫ繊維に、所定の高弾性率かつ低ロスのコーティングゴムが被覆されたカーカスプライを用いるので、ＰＫ繊維／ゴムの剛性バランスやロス特性に著しく優れ、重荷重用空気入りラジアルタイヤの軽量化と走行耐久性とをともに満足させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１例の重荷重用空気入りラジアルタイヤの断面図である。
【符号の説明】
１  重荷重用空気入りラジアルタイヤ
２  ビードコア
３  カーカスプライ
４，５  補強層
６  ベルト層
【図１】
2004306631.tif 000007