(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一種のラジアルコード層よりなるカーカスと、該カーカスのクラウン部半径方向外側に配置され、並列したコードを被覆ゴム中に埋設してなる少なくとも二層のコード層よりなるベルトと、該ベルトの半径方向外側に配置された少なくとも一層のキャッププライ及び／又はキャップレイヤーからなるベルト補強層と、該ベルト補強層の外側に配置されたトレッドとを備えた空気入りタイヤにおいて、該ベルト補強層のコードは、マトリックスポリマー中にクレーを０.5〜５.0重量％含有する繊維からなることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】
前記ベルト補強層のコードは、マトリックスポリマー中にクレーを１.0〜４.0重量％含有する繊維からなることを特徴とする請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項３】
ベルト補強層コード繊維のポリマー材質は、アルキレン基の炭素原子数が２〜４のポリアルキレンテレフタレートであることを特徴とする請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項４】
ベルト補強層コード繊維のポリマー材質は、アルキレン基の炭素原子数が２〜４のポリアルキレンナフタレートであることを特徴とする請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項５】
ベルト補強層コード繊維のポリマー材質は、ナイロン６６又はナイロン４６であることを特徴とする請求項１に記載の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、ベルト補強層用コードとして、マトリックスポリマー中にクレーを含有する特定の繊維コードを用いた空気入りラジアルタイヤに関し、特に、高速耐久性が良好で、かつ不良品の発生が抑制された空気入りラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年，高速道路の普及に伴い、乗用車用のラジアルタイヤの高速耐久性を向上させることの要求が増々高くなっている。
このため、乗用車用ラジアルタイヤのベルト層の端部を覆って、キャップレイヤー及び／又はキャッププライからなるベルト補強層を配設したタイヤが一般化してきている。ここで、キャップレイヤーとは、ベルトの半径方向外側に実質上タイヤ周方向に平行に配列された有機繊維コードをゴムに埋設してなるベルト補強層をベルト両端区域に配置したものである。また、キャッププライとは、ベルトの半径方向外側に実質上タイヤ周方向に平行に配列された有機繊維コードをゴムに埋設してなるベルト補強層をベルトの全幅以上にわたり配置したものである。
【０００３】
このようなベルト補強層におけるコードは、タイヤ周方向にスパイラル状に巻き付けられており、ベルトのタガ効果を増すことにより、タイヤの高速耐久性の改善が図られる。そして、このベルト補強層に用いられるコードには、通常ナイロン６６繊維やポリエチレンナフタレート繊維が用いられている。
しかし、これらの有機繊維コードを所定の高弾性率化コードとするには、タイヤ製造時に、コードを接着剤液ディップ後の熱処理工程で一定の温度とテンションの条件下で処理することが必要である。しかし、このように熱処理加工により高弾性率化したコードは、一方では熱収縮率が高くなってしまうので、タイヤを加硫後に釜から取り出す際には、コードの熱収縮による締め付けによりタイヤの変形不良が発生することがあるという欠点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような状況下、本発明は、前記の課題を解決するためなされたもので、ベルト補強層に特定材質の繊維からなるコードを用いることにより、高速耐久性に優れ、同時にタイヤ製造時の製品不良率も大幅に改善することが可能な空気入りラジアルタイヤを提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、繊維のマトリックスポリマー中に一定量のクレー（粘土鉱物）をミクロ分散させて紡糸した有機繊維を用いたコードは、繊維の弾性率が上がると同時に熱収縮率を小さくすることができることを知見し、このコードをベルト補強層に用いることにより本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、少なくとも一種のラジアルコード層よりなるカーカスと、該カーカスのクラウン部半径方向外側に配置され、並列したコードを被覆ゴム中に埋設してなる少なくとも二層のコード層よりなるベルトと、該ベルトの半径方向外側に配置された少なくとも一層のキャッププライ及び／又はキャップレイヤーからなるベルト補強層と、該ベルト補強層の外側に配置されたトレッドとを備えた空気入りタイヤにおいて、該ベルト補強層のコードは、マトリックスポリマー中にクレーを０.5〜５.0重量％含有する繊維からなることを特徴とする空気入りラジアルタイヤを提供するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、さらに詳しく本発明について説明する。
本発明において用いられるベルト補強層の有機繊維は、予めポリマー中にクレーをミクロン以下のオーダーの超微粒子として分散させて紡糸して得られる。すなわち、従来は、クレーのような無機材料を有機高分子中に分子レベルで分散させることは困難であったが、本発明における繊維は、クレーのインターカレーション（クレーの表面処理による表面の有機化に伴うマトリックスポリマーでの分散）により、クレーがポリマー中にミクロンないしナノオーダーで分散することにより初めて得られたものである。インターカレーションにより、ポリマーマトリックス中に分散されたクレーは、有機繊維材としてのポリマー高分子とイオン結合し、結晶ラメラと同等サイズのものとなる。そして、これが高分子絡合点の働きをするため非結晶部分の強化材になる。また、繊維結晶間の架橋物質としての作用もあるため、応力伝達物質としても機能する。その結果、繊維の引っ張り強度や弾性率は増加し、有機繊維の熱運動が抑制されているため、熱収縮率が小さくなるものと考えられる。
【０００７】
上記ポリマー中に混合されるクレーの量は、有機繊維材としてのポリマーに対して０.5〜５.0重量％であることが必要である。クレー量が０.5重量％未満では、弾性率の向上効果が十分でなく、５.0重量％を超えれば紡糸時に繊維が切断することがある。この点から、さらに１.0〜４.0重量％が好ましい。
前記有機繊維材としてのポリマー成分は、通常タイヤ用繊維材として用いられるものであれば特に制限されず、例えばポリエステル繊維，ポリアミド繊維などが挙げられる。特に，ポリエステル繊維としてはアルキレン基の炭素原子数が２〜４のポリアルキレンテレフタレート繊維、又はアルキレン基の炭素原子数が２〜４のポリアルキレンナフタレート繊維が好ましく、中でもボリエチレンテレフタレート繊維又はポリエチレンナフタレート繊維が好ましい。また、ポリアミド繊維としては，ナイロン６６又はナイロン４６が好ましい。
【０００８】
これらの有機繊維の原糸は、通常の方法で溶融紡糸して得られる。上記の如くして得られた有機繊維コードの原糸は所望の撚り係数に調整してベルト補強層に用いられるコードが得られる。そして、タイヤ製造時には、コードを接着剤液に浸漬（ディップ）した後に、コードの緊張熱処理として、第１の加熱延伸部（ホットストレッチゾーン），第２の加熱物性調整部（ノルマライジングゾーン）において所定条件下で熱処理される。
このようにして得られた本発明における有機繊維コードの熱処理後の物性として、ＪＩＳ  Ｌ１０１７−１９８３により定義される一定荷重（Ｗ）時の伸び率、例えば１６７０ｄｔｅｘ／２のポリエチレンテレフタレート繊維の場合は、６６Ｎ（ニュートン）荷重時の伸び率が、１.5〜３.5％であることが好ましく、ポリエチレンナフタレート繊維の場合は、６６Ｎ（ニュートン）荷重時の伸び率が、１.0〜２.0％であることが好ましい。また，１４００ｄｔｅｘ／２のナイロン６６繊維の場合は、６６Ｎ（ニュートン）荷重時の伸び率が、５.0〜６.0％であることが好ましく、ナイロン４６繊維の場合は、６６Ｎ（ニュートン）荷重時の伸び率が、４.0〜５.5％であることが好ましい。
【０００９】
次に、本発明のタイヤの好適例を図面に基づき説明する。
第１図は、本発明の空気入りラジアルタイヤの構造を示す右半分の一部破断斜視図で、１はトレッド部、２，３はベルト層、４はカーカス、５はベルト補強層（キャッププライ）を示す。図示するタイヤではベルト層は、コード配列がタイヤ周方向に対して１０〜４０°で交差する２枚のベルトを有し、ベルト層２とトレッド部との間に１枚のベルト補強層５を有し、このベルト補強層５はベルトコード層２，３よりも幅を大きくし、ベルトコード層２，３の全体を被覆するキャッププライとして配置されている。
第２図は、本発明の空気入りラジアルタイヤの他の例を示したもので、ベルト補強層５’は第１図に示すタイヤのコード層の中心部を除去したセパレ─ト状のもので、ベルト層２，３の各端部を被覆するキャップレイヤーとして配置されている。
上記のキャップレイヤー又はキャッププライからなるベルト補強層の幅，枚数は必要に応じて変化させて使用することができ、更にはキャップレイヤーとキャッププライと組み合わせて使用することができる。
【００１０】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を示して本発明について具体的に説明するが、本発明は、これらによって制約されるものではない。
＜各種試験の測定方法＞
キャップレイヤーコード（ディップ熱処理コード）の物性及び供試タイヤについての評価は、下記の方法により行なった。
（１）コード強力
ＪＩＳ  Ｌ１０１７−１９８３に準じて行なった。
（２）コード中間伸度
サンプルのキャップレイヤーコードについて、ＪＩＳ  １０１７−１９８３に準じて６６Ｎ時の中間伸度（％）を測定した。値が小さい方が弾性率は高いことを示している。
（３）コード熱収縮率
長さ５０ｃｍのサンプルのキャップレイヤーコードの一端を金枠に吊し、他端に５０ｇの重りを吊し、１７７℃のオーブン中に３０分間放置して収縮率（％）を測定した。
【００１１】
（４）タイヤ製造時不良本数
供試タイヤを２０本製造し、タイヤ製造時に発生した不良品の本数を数えた。
（５）ドラム高速耐久性
米国規格ＦＭＶＳＳ  Ｎｏ．１０９のテスト方法に準じてステップスピード方式で、３０分ごとにスピードを増して、タイヤが故障するまで走行し、故障したときの速度（ｋｍ／時）とそれまでの経過時間（分）を測定した。
【００１２】
＜コードの製造＞
ベルト補強層用コードを製造するために、ナイロン６６，ナイロン４６，ＰＥＴ又はＰＥＮの各ポリマー中に、ポリマーの融点より２０℃〜５０℃高い温度で、クレーを分散させた後、通常の方法で溶融紡糸することにより製糸することにより原糸を得た。この原糸を用いて、ポリエチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタレートについては、コード構造１６７０ｄｔｅｘ／２，撚り数３９×３９回／１０ｃｍのコードを得た。また、同様にして、ナイロン６６及びナイロン４６については、コード構造１４００ｄｔｅｘ／２，撚り数３９×３９回／１０ｃｍのコードを得た。
【００１３】
＜供試タイヤの作製＞
撚糸されたコードはすだれ織りとして、ゴムとの接着性をよくするため、デッピング装置により、コードをレゾルシン−ホルマリン−ラテックス溶液に浸漬し、乾燥ゾーンを通した後、下記条件で緊張熱処理を行なった。
（Ａ）繊維素材がポリエチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタレートの場合：
ホットストレッチングゾーン  ２５０℃×６０秒
ノルマライジングソーン      ２５０℃×６０秒
（Ｂ）繊維素材がナイロン６６及びナイロン４６の場合：
ホットストレッチングゾーン  ２３０℃×４０秒
ノルマライジングソーン      ２３０℃×４０秒
【００１４】
上記処理により、第１表及び第２表に示す物性を有するコードを得た。
このようにして得られたコードをキャップレイヤー (図２参照）に用い、下記のカーカス層及びベルト層を有するチューブレスタイヤ（タイヤサイズ２０５／６０ＶＲ１５）を作製した。
（１）カーカス層；ポリエチレンテレフタレートコード（コード構造２１００ｄｔｅｘ／２）を用い，コード打ち込み数が５０本／５ｃｍのゴムコーティングプライ１枚からなる構成とした。
（２）ベルト層；スチールコード（コード構造１×５×０.3ｍｍ）を用い，コード打ち込み数が３６本／５ｃｍのベルト２枚からなる構成とした。
（３）ベルト補強層；キャップレイヤーコードとして、タイヤ径方向に対して９０度でスパイラル状に、コード打ち込み数を５０本／５ｃｍとして巻き付けた。
【００１５】
実施例１〜４及び比較例１，２
キャップレイヤー材として、実施例１〜４のタイヤには、第１表に示す量のクレーを含有するナイロン６６コード又はナイロン４６コードを用い、比較例１，２のタイヤにはクレーを含まない通常のナイロン６６コードを用いて、上記の方法により乗用車用ラジアルタイヤ各２０本を試作した。
各試作タイヤについて、その製造時の不良本数とドラム高速耐久性とを上記の方法に従って測定した。結果を第１表に示す。
【００１６】
【表１】
0004441082.tif 000002
【００１７】
実施例５〜８及び比較例３，４
実施例５〜８のタイヤには、第１表に示す量のクレーを含有するポリエチレンテレフタレート又はポリエチレンナフタレートを用い、比較例３，４のタイヤにはクレーを含まない通常のポリエチレンテレフタレートを用いて、実施例１と同様にしてタイヤを試作し、製造時の不良本数とドラム高速耐久性とを上記の方法に従って測定した。結果を第２表に示す。
【００１８】
【表２】
0004441082.tif 000003
【００１９】
（注）
ＰＥＴ：ポリエチレンテレフタレート
ＰＥＮ：ポリエチレンナフタレート
上記に示すように、本発明におけるクレー含有の繊維コードは、比較例で用いたクレーを含有しない通常コードに比べて、コードの弾性率が大きくなる一方で、コードの熱収縮率は小さく抑えられている。そして、本発明におけるコードをキャップレイヤー材に用いた実施例のタイヤは、クレーを含有しない通常コードを用いた比較例のタイヤに比べて、高速耐久性が改善されると同時に、タイヤ製造時の製品不良率も大幅に改善されていることがわかる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明した如く、本発明では、クレーを含有した特定性状の繊維コードを、空気入りラジアルタイヤのベルト補強層に用いることにより、高速耐久性を著しく改良することができ、同時にタイヤ製造時の製品不良率も大幅に改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の空気入りラジアルタイヤの例を示す一部破断斜視図である。
【図２】  本発明の空気入りラジアルタイヤの別の例を示す一部破断斜視図である。
【符号の説明】
１：トレッド部
２：ベルト層
３：ベルト層
４：カーカスプライ
５：ベルト補強層（キャッププライ）
５’：ベルト補強層（キャップレイヤー）
【図１】
0004441082.tif 000004
【図２】
0004441082.tif 000005