(57)【要約】【課題】高速耐久性、操縦安定性に優れ、軽量化を達成できる空気入りラジアルタイヤを提供する。【解決手段】  ラジアルカーカス３のクラウン部外周に設けられる少なくとも２層のコード交差層からなるベルト２、該ベルト２の外周に沿って巻回したポリエステルコード１よりなるキャッププライ４とを備える空気入りラジアルタイヤＴにおいて、前記ポリエステルコード１が、接着剤処理済みのコード曲げ硬さが１５〜５０ｃＮの範囲であり、かつ該ポリエステルコード１のキャッププライ４におけるコード占有率が５０％以上である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ラジアルカーカスのクラウン部外周に設けられる少なくとも２層のコード交差層からなるベルト、該ベルトの外周に沿って巻回した有機繊維コードよりなるキャッププライとを備える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、接着処理済みのコード曲げ硬さが１５〜５０ｃＮであり、かつ該有機繊維コードの前記キャッププライにおけるコード占有率が５０％以上である
ことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】
前記有機繊維コードが、ポリエステルコードである
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３】
前記ポリエステルコードの総表示繊度が、２０００〜４５００ｄｔｅｘである
ことを特徴とする請求項２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、特に高速耐久性と操縦安定性に優れた空気入りラジアルタイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の高性能化、高馬力化、高速道路網の整備等から高速耐久性に優れた高性能な空気入りラジアルタイヤが要求されており、偏平率を小さくし、駆動力等を向上させた、いわゆる、偏平タイヤが乗用車用タイヤを中心に広く普及しつつある。
【０００３】
この偏平タイヤは、タイヤの高速走行時にベルト層が遠心力でタイヤ半径方向外方にせり上がるのを防止するために、ベルトの外周に沿ってタイヤ周方向に配列した有機繊維コードからなる少なくとも１層のキャッププライを配設することが一般に行われている。
【０００４】
従来、このようなキャッププライはタイヤ周方向に対し実質０°で巻回されたナイロンコードが主に用いられてきたが、ナイロンコードは加硫収縮や走行温度による収縮でベルト締め付け効果は得られるが、モジュラスが低いことから高速走行時の耐疲労性やたが効果が不足し高速耐久性能は十分とは言えず、このため必要に応じてプライ数やコード打ち込み数を増して対処するためタイヤ重量の増加や走行中発熱の問題が生じている。このナイロンコードのたが効果不足は、コードのモジュラスが低いことでキャッププライのタイヤ周方向及び径方向の剛性が不足することが一因し、これはナイロンコードが柔軟であることによると考えられる。また、ナイロンコードでは、ベルトエッジを外れた領域でのコード損傷が走行後に見受けられ、これはナイロンコードの引っ張りに対する引張モジュラス不足が原因していると考えられる。
【０００５】
そこで、強度やモジュラスに優れるアラミドとナイロンなどの高弾性コードと低弾性コードを組み合わせたハイブリッドコードの使用が提案されているが（特許文献１）、コストや接着性の問題があり使用範囲がレーシングタイヤなど特定のタイヤに限定される。
【０００６】
また、ナイロンよりも材質的に引張モジュラスが高く、寸法安定性、耐熱性のよいポリエステルコードのキャッププライへの使用が検討され、ナイロンよりも接着性に劣るポリエステルコードの接着性確保が実用化の問題点となっていたが、ポリエステルコードの接着性改良技術が種々提案され改善に至りつつある（特許文献２、３）。
【特許文献１】特開２００６−３５９２６号公報
【特許文献２】特開２００１−６３３１２号公報
【特許文献３】特開平１１−３４１８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記文献に記載のように、接着技術の改良によりポリエステルコードをキャッププライに適用し高速耐久性や軽量化の改善が検討されているが、従来のポリエステルコードではタイヤ周方向の引張剛性は十分と言えるが、未だタイヤ径方向の剛性、すなわち曲げ剛性が不足し高速走行時のたが効果が十分とは言えず、実用化にはさらなる耐久性能の向上が必要である。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、汎用で入手が容易であり、モジュラスに優れるポリエステルコードをキャッププライに用いた高速耐久性、操縦安定性に優れ、軽量化を達成できる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】
【０００９】
本発明者は、キャッププライコードのモジュラスとたが効果について鋭意検討した結果、タイヤコードのモジュラスとして従来より評価されてきた引張モジュラスに加えて、コードの曲げモジュラスを適正範囲としてそのコード使用量を適正化することで他のタイヤ性能を損なわずに上記課題が解決できることを見出し、さらに曲げモジュラスと接着処理済みのコード１本当たりの曲げ硬さとが相関するとの知見を得て本発明に到達した。さらに、上記知見に基づき、材質的に優れるポリエステルコードを、キャッププライ材に適用することを可能にしたものである。
【００１０】
すなわち、本発明の空気入りラジアルタイヤは、ラジアルカーカスのクラウン部外周に設けられる少なくとも２層のコード交差層からなるベルト、該ベルトの外周に沿って巻回した有機繊維コードよりなるキャッププライとを備える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、接着処理済みのコード曲げ硬さが１５〜５０ｃＮであり、かつ該有機繊維コードの前記キャッププライにおけるコード占有率が５０％以上であ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においては、前記有機繊維コードが、ポリエステルコードであることが好適であり、その総表示繊度が、２０００〜４５００ｄｔｅｘであるものが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の空気入りラジアルタイヤによれば、キャッププライ用コードの曲げ硬さとそのキャッププライ内での使用量を適正化することで、特に材質的に優れた特性を有しながら今日まで実用化がなされていなかったポリエステルコードがキャッププライに使用できるようになり、高速耐久性、操縦安定性に優れ、かつ軽量化を達成する空気入りラジアルタイヤを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は本発明の一実施形態に係る空気入りラジアルタイヤ（以下、ラジアルタイヤという）Ｔの概略半断面図である。
【００１４】
ラジアルタイヤＴは、一対のビード部１１およびサイドウォール部１２と、その両サイドウォール部１２に連なるトレッド部１０とからなり、ビード部１１に埋設したビードコア６、６間にわたり補強する２プライのラジアルカーカス３と、ラジアルカーカス３のクラウン部外周に設けられる２層のコード交差層からなるベルト２、該ベルト２の外周に沿って巻回したポリエステルコード１よりなるキャッププライ４を備え、ベルトエッジ部は２層構造のキャッププライ５（以下、エッジプライという）でなっている。
【００１５】
カーカス３としては、ポリエステル、ナイロン、レーヨンなどの有機繊維コードが、またベルト２には、フィラメント径が０．２０〜０．３０ｍｍ程度の１×４、１×５、２＋２、２＋１構造などのスチールコード、あるいはアラミドコードなどの剛直な有機繊維コードが使用される。
【００１６】
キャッププライ４は、ベルト２の外周上の両エッジ部を覆い、ポリエステルコード１をタイヤ周方向に対してほぼ０°の角度でスパイラル状に巻回し形成され、ベルト２を周方向に締め付け、タイヤ周方向及び径方向の剛性やベルト拘束力を高めるたが効果を得て、高速走行時の遠心力によるベルトのせり上がりや径成長、ベルトエッジ部の歪みを抑制し、高速で耐久性能と操縦安定性を良好にしている。
【００１７】
特に、キャッププライ４の両側部においてベルトエッジを覆うキャップはエッジプライ５を備えた２層構造でなり、ベルトエッジのスチールコード端のせり上がりを抑えてエッジセパレーションを防止するようになっている。なお、このエッジプライ５は省略してもよい。また、キャッププライ４がベルト２の全幅において２層以上の多層構造をなすものでもよい。
【００１８】
キャッププライ４及びエッジプライ５に用いられる有機繊維コードは、上記ポリエステルコード１以外に、ナイロン、ビニロン、アラミド等の有機繊維を使用することができ、２種類以上を混合し撚り合わせたハイブリッドコードでもよい。
【００１９】
この有機繊維コードは、接着処理済みコード１本を曲げた時のコード曲げ硬さが１５〜５０ｃＮの範囲である。ここで、コード曲げ硬さとは、接着剤処理済みのタイヤコード１本を、支点間距離２５ｍｍにてその中央部を曲げた時の最大荷重で定義される値である。
【００２０】
上記コード曲げ硬さが１５ｃＮ未満では、コードの曲げモジュラスが低くキャッププライの曲げ剛性を得るためにはコード打ち込み数やプライ数を増す必要がありタイヤ重量増や走行中の発熱によるセパレーションなど故障の原因となり、また５０ｃＮを超えるとコードが剛直になりすぎゴムとの接着破壊からエッジセパレーションを生じやすくし、また耐疲労性を低下させ耐久性能に影響する。
【００２１】
また、上記有機繊維コードのキャッププライ４におけるコード使用量は、コード占有率が５０％以上である。ここで、コード占有率（％）とは、次式で計算される値である。コード占有率（％）＝（（コード径（ｍｍ）×コード打ち込み本数（本／２５ｍｍ））×１００／２５（ｍｍ）。
【００２２】
このコード占有率が５０％未満では、上記コード曲げ硬さの範囲のコードを使用してもキャッププライの曲げ剛性が不足し高速耐久性や操縦安定性が低下傾向を示す。コード占有率の上限は特に制限されないが、あまり高くなると隣接のコード同士が接近しセパレーションに対して不利となるので、好ましいコード占有率の上限は９５％程度であり、望ましくは９０％である。
【００２３】
本発明のラジアルタイヤＴにおいては、前記有機繊維コードが、ポリエステルコードであることが好ましい。ポリエステルコードはタイヤ回転時にかかる引っ張り応力に対抗する引張モジュラスを有して耐疲労性を向上し、特にベルトエッジから外れたショルダー部におけるコード損傷やコード損傷部におけるタイヤ表面のクラック発生を防止して耐久性能を改善することができ、従来のナイロンコードの引張モジュラス不足に係る欠点を解消することができる。また、高い引張モジュラスはタイヤ周方向の剛性やベルト拘束力を高めて高速走行時のたが効果を向上して高速耐久性に優れたものとすることができる。さらに、コード曲げモジュラス、すなわち曲げ硬さを上記範囲とすることでキャッププライの曲げ剛性を適正にして高速耐久性と操縦安定性を両立する効果を発揮することができる。
【００２４】
このキャッププライ用コードにおいて、コード曲げ硬さを１５〜５０ｃＮの範囲とする手段は、特に限定されない。例えば、紡糸や延伸条件、繊度、構成フィラメントの太さ、撚係数、接着処理液や処理条件、樹脂付着率、ソフニング処理条件等が挙げられ、これら２種以上の手段を組み合わせて調整することもできる。
【００２５】
ここで、ポリエステルコードが本発明にかかるラジアルタイヤのキャッププライに好適である理由として、汎用であって入手が容易、安価であること、ナイロン、ビニロン、アラミドなどに比べて上記範囲のコード曲げ硬さが接着処方や接着処理条件により得られやすいことが挙げられる。すなわち、ナイロンやアラミドコードでは上記各手段を用いても、コードに曲げ硬さを付与するのに多数の工数がかかったり、また、例えば、ナイロンの太いフィラメントを用いて曲げ硬さを高めると耐疲労性の低下や接着処理工程などに問題を生じるという欠点がある。
【００２６】
ここで、使用できるポリエステルコードとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−２．６−ナフタレート等のポリエステル繊維が挙げられる。
【００２７】
また上記ポリエステルコードの太さは、特に限定されることはないが、総表示繊度で２０００〜４５００ｄｔｅｘであり、フィラメント１本当たりの繊度は４〜１０ｄｔｅｘ程度、好ましく５〜８ｄｔｅｘであり、片撚り糸、または双撚り糸でもよく、撚り数が上撚りと下撚りとで異なるものでもよい。
【００２８】
この総表示繊度が２０００ｄｔｅｘ未満ではコードが細いため上記手段を組み合わせても曲げ硬さが不足し、太いフィラメントを用いると耐疲労性が低下する。また４５００ｄｔｅｘを超えるものはコード径が大きくなりすぎキャッププライの厚みが増して軽量化や発熱に不利となり好ましくない。
【００２９】
本発明における、コード曲げ硬さの調整方法の１例として、ポリエステルコードの接着剤処理（ディップ処理）による方法を以下に述べる。
【００３０】
ディップ処理は、処理液として公知のものが使用できる。例えば、従来からポリエステル繊維の接着処理として用いられている、ポリエステルコードをエポキシ化合物で処理した後、ゴムとの接着剤として汎用されているレゾルシン・ホルマリン・ゴムラテックス（ＲＦＬ）で処理する方法、また特開昭５４−８２４９２号公報に開示されているように、ポリエポキシド化合物、ビニルピリジンラテックス、ブロックドイソシアネート化合物の混合液で処理した後ＲＦＬで処理する方法がある。
【００３１】
また、上記特許文献２に記載の、熱可塑性重合体（Ａ）、熱反応型水性ウレタン樹脂（Ｂ）、エポキシド化合物（Ｃ）およびゴムラテックス（Ｄ）を含む接着剤組成物からなり、熱可塑性重合体（Ａ）の主鎖が付加反応性のある炭素−炭素二重結合を実質的に有さず、ペンダント基として架橋性を有する官能基を少なくとも１つ有する接着剤を用いる方法、また、特許文献３に開示されているように、ポリエステル繊維を（ａ）エポキシ化合物、（ｂ）スチレン／ブタジエン比が５／９５〜４５／５５（重量比）のスチレン−ブタジエン共重合体ゴムラテックスおよび（ｃ）特定の熱反応型水溶性ポリウレタン樹脂を配合してなる第１処理液で処理し、次にレゾルシン・ホルマリン縮合物およびゴムラテックス（ＲＦＬ）からなる第２処理液で処理する方法や、特開平８−１５８２６１号公報に提案されているように、ポリエポキシド化合物および／またはブロックドイソシアネート化合物を含む第１処理液、およびレゾルシン・ホルマリン重縮合物・ゴムラテックス（ＲＦＬ）と、ブロックドイソシアネート化合物と、アルギン酸アルカリ金属置換体、セルロース、カルボキシメチルセルロースアルカリ金属置換体およびしょ糖などの多糖類および／または多糖類誘導体とを含む第２処理液で処理する方法など、各種の接着剤処方を用いたディップ処理によることができる。
【００３２】
また、接着処理装置は、特に限定されることがなく、ゴム業界で通常に使用されるディッピング処理装置によることができる。例えば、コードを処理液中でディップ処理を施した後、所定温度の乾燥処理（ドライ）ゾーンで処理液の乾燥処理を行った後、連続して配置された緊張熱処理（ヒートストレッチ）ゾーン及び緊張緩和熱処理（ヒートリラックス）ゾーンの中を所定張力下で順次通過させて熱処理して熱セットさせコード物性が調整される方法が挙げられる。この処理工程を２回以上繰り返してもよい。
【００３３】
これらの装置はシングルコード処理機、複数のシングルコードを同時に処理できるコードセッター、あるいはすだれ織物を処理することができる、いわゆるディッピングマシンなどのゴム工業で通常に使用される公知のディップ処理機によることができる。
【００３４】
上記ディップ処理における、処理液組成やその固形分濃度、処理回数及び延伸率、熱処理温度、時間など条件を調整することにより、例えば、コードの樹脂付着率を変更しコード曲げ硬さを調整することができる。
【００３５】
この樹脂付着率を変更する場合、ポリエステルコードに対する樹脂付着率は特に制限されないが、４〜１１重量％であることが好ましい。４重量％より少ないと充分なコード曲げ硬さと初期接着、耐熱接着性が得られず、１１重量％を超えるとブリスターの発生等により接着性がむしろ低下する場合があることや、コードが硬くなりすぎ強力低下、耐疲労性の低下、ディップ粕の発生が多くなるなど品位の点から好ましくない。
【００３６】
本発明のラジアルタイヤにおいて、キャッププライ４の成型方法は従来の方法によることができる。例えば、処理済みコードを所定間隔で引き揃えてゴム被覆されたリボン状の帯状部材を、タイヤ２ｎｄ成型の際に成型ドラム１周毎に帯状部材をベルト上でずらせながら側端部同士を突き合わせスパイラル状に巻き付けることによりコード角度はタイヤ周方向に対して実質的に０°に成型される。また、処理済みのシングルコードをタイヤ幅方向にずらせながらベルト上にスパイラル状に巻き付けたものでもよい。
【実施例】
【００３７】
以下に、本発明の実施例について説明するが、本発明の主旨を逸脱しない限り本実施例により限定されるものではない。
【００３８】
表２に、実施例、比較例に用いたディップ処理により樹脂付着率を変更した１１００ｄｔｅｘ／２（撚り数４７×４７回／１０ｃｍ）、１６７０ｄｔｅｘ／２（撚り数３８×３８回／１０ｃｍ）のポリエステルコード（東洋紡績（株）製、エステル）及び従来の９４０ｄｔｅｘ／２（撚り数３０×３０回／１０ｃｍ）ナイロン６６コード（旭化成（株）製、レオナ６６）の主な特性を示す。コード強力、コード２％伸張時モジュラスは、ＪＩＳ  Ｌ１０１７に準じ、常温で引張試験した時のコード切断荷重、及び２％伸張時の荷重である。
【００３９】
ディップ処理によるコードの樹脂付着率の調整は、ディップ処理液の種類と処理回数により行った。使用した２種類の第１処理液と第２処理液の処方を下記表１に示す。
【００４０】
ディップ処理は、第１処理をＤｕＰｏｎｔ社の処方ＩＰＤ２２またはＩＰＤ３１の１回処理とし、第２処理をＲＦＬ処理液による１回または２回処理とした。なお、比較例１及び従来例のＮｙ６６のＲＦＬ処理液は、ビニルピリジン（ＶＰ）ラテックスの固形分濃度を１２．０％として全固形分が１５％のものを使用した。また、比較例３の第１処理液のＩＰＤ２２はエポキシ化合物を１１．８％として、全固形分を２２％とした。使用したディップ処理機は、（株）市金工業社製のシングルタイヤコード処理機である。
【００４１】
【表１】
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【００４２】
それぞれのコードをキャッププライに使用した、タイヤサイズ２２５／４０ＺＲ１７  ９１Ｗ（図１に示す４本リブパターン）の試験タイヤを製造した。試験タイヤは１キャッププライ構造で、コードを表２に記載の打ち込み数で引き揃えキャッププライ用配合ゴムで表裏面に厚み０．１５ｍｍでゴム被覆した幅１０ｍｍのリボン状帯状部材を作製し、これをタイヤ成型２ｎｄ工程でベルト上にスパイラル状に巻き付けた。
【００４３】
また、カーカスはポリエステル１６７０ｄｔｅｘ／２（エンド数２２本／インチ）の２プライ、ベルトはスチールコード２＋２×０．２５（エンド数２０本／インチ）の２プライとした。
【００４４】
各試験タイヤの操縦安定性、高速耐久性を下記の方法に従い評価し、その結果を表２に示す。
【００４５】
［操縦安定性］
各タイヤを規定リムを用いて内圧２００ｋＰａに調整し、３０００ｃｃの国産乗用車に同種タイヤ４本を装着し、操縦安定性評価用のテストコースにて３名のテストドライバーによりハンドル応答性、剛性感、グリップ感等の操縦安定性を総合的に官能評価し、従来例を基準として評価し、優れるのもを「◎」、同等であるものを「○」、やや劣るものを「△」、劣るものを「×」とした。
【００４６】
［高速耐久性］
ＥＣＥ−Ｒ３０で定められた条件に準拠してドラム試験を行い、規定の速度、時間条件では故障の発生が認められず各試験タイヤは合格したので、さらに１０分ごとに速度を１０Ｋｍ／ｈずつ増速して故障するまでドラム走行を続け、故障発生時までの走行距離を従来例を１００とする指数で示した。数値の大きいほど高速耐久性が良好であることを示している。
【００４７】
【表２】
2007276670.tif 000004
【００４８】
表に示す結果から明らかなように、本発明にかかる各実施例のラジアルタイヤはナイロンコードを使用した従来例のタイヤに対して、操縦安定性と高速耐久性を向上することができる。また、従来例タイヤでは、ショルダー部にキャッププライコードの破断に因るクラックの発生が見られたのに対し、実施例タイヤではクラックが認められなかった。
【００４９】
これに対して、コード曲げ硬さが１５ｃＮ未満あるいはコード占有率が５０％未満の比較例１、２、４はタイヤ径方向の曲げ剛性不足により操縦安定性が劣り、コード曲げ硬さが５０ｃＮを超える比較例３ではキャッププライコードの破断がトレッド中央側のリブに沿って発生し高速耐久性が劣る結果となった。１６７０ｄｔｅｘ／３のポリエステルコードを用いた比較例５では、ドラム走行による発熱が高くキャッププライとトレッドゴム間にセパレーションを発生し耐久性に劣った。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
以上の通り、本発明の空気入りラジアルタイヤは、高速耐久性を向上し、操縦安定性や乗り心地を良好にするもので、乗用車用のラジアルタイヤ、特に扁平率が６０％以下の扁平タイヤに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】実施形態の空気入りラジアルタイヤの半断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１……ポリエステルコード
２……ベルト
３……カーカス
４……キャッププライ
５……エッジプライ
６……ビードコア
１０……トレッド部
１１……ビード部
１２……サイドウォール部
Ｔ……ラジアルタイヤ
【図１】
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