(57)【要約】【課題】環境性に優れるとともに、耐久性を損なうことなくユニフォミティの悪化が抑制された空気入りタイヤを提供する。【解決手段】左右一対のビードコア５間にトロイド状に延在する１枚以上のカーカスプライからなるカーカス１を骨格とする空気入りタイヤである。カーカスプライコードが、セルロース繊維からなるフィラメントとナイロンからなるフィラメントとを撚り合わせてなるハイブリッドコードであって、グリーンタイヤ内でのハイブリッドコードの１７０℃における熱収縮率が１．０％以上４．０％以下である。【選択図】図１
2012171555.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右一対のビードコア間にトロイド状に延在する１枚以上のカーカスプライからなるカーカスを骨格とする空気入りタイヤにおいて、
前記カーカスプライコードが、セルロース繊維からなるフィラメントとナイロンからなるフィラメントとを撚り合わせてなるハイブリッドコードであり、かつ、グリーンタイヤ内での該ハイブリッドコードの１７０℃における熱収縮率が１．０％以上４．０％以下であることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記ハイブリッドコードの総ｄｔｅｘ数に対するナイロンのｄｔｅｘ数の比率が２０〜５０％である請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
グリーンタイヤ内での前記ハイブリッドコードの、１７５℃における熱収縮率と１６５℃における熱収縮率との差が１．２％以下である請求項１または２記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
グリーンタイヤ内での前記ハイブリッドコードの１７０℃における熱収縮率を、タイヤ周方向に等間隔に１０点測定したときの、最大値と最小値との差が０．５５％以内である請求項１〜３のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」とも称する）に関し、詳しくは、カーカスの補強コードの改良に係る空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ナイロンをカーカスの補強コードに適用すると、加硫時の熱収縮が大きいために、タイヤのユニフォミティが悪化することが知られている。そのため、近年では、カーカスの補強コードの材料として、熱収縮率の小さいセルロース繊維やポリエステル繊維を用いることが主流となってきている。
【０００３】
しかし、ポリエステル繊維を、高速ないし高負荷環境での使用が想定される高性能タイヤやランフラットタイヤに適用した場合、高温時の接着性の低さに起因して、耐久性が不十分となるという問題があった。そのため、高性能タイヤやランフラットタイヤのカーカスコードとしては、一般に、レーヨンに代表されるセルロース繊維が使用されているが、レーヨンは高弾性であるため、レーヨンを単独でカーカスコードに用いた場合、乗り心地性が低下するという難点がある。
【０００４】
また、レーヨンについては、製造過程における、ＣＳ２の発生による環境汚染や使用されるＺｎの毒性などが問題となっており、その影響もあって、製造するメーカーが年々減少して、世界的に供給不足となり、これに伴い価格が上昇してきている。このような背景から、高性能タイヤやランフラットタイヤに使用するレーヨンの使用量を下げることは、環境問題を解決する一つの方策となるといえる。これに対し、かかるレーヨンの使用量を下げるための技術の一つとして、カーカスプライコードとして、レーヨンに代えて、レーヨンを含むハイブリッドコードを使用することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−０５８７４０号公報（特許請求の範囲等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、前述したように、カーカスの補強コードに使用する繊維種によっては、加硫時の熱収縮率が大きくなって、タイヤのユニフォミティが悪化してしまう場合がある。よって、環境性に優れるとともに、耐久性を損なうことなく、ユニフォミティの悪化を抑制したタイヤの実現が求められていた。
【０００７】
そこで本発明の目的は、カーカスコードの改良により上記問題を解決して、環境性に優れるとともに、耐久性を損なうことなくユニフォミティの悪化が抑制された空気入り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】
【０００８】
本発明者は鋭意検討した結果、カーカスコードとして、セルロース繊維からなるフィラメントとナイロンからなるフィラメントとを撚り合わせてなるハイブリッドコードを用いるとともに、かかるハイブリッドコードの熱収縮率の値を特定範囲に規定することで、上記課題を解決できることを見出して、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、左右一対のビードコア間にトロイド状に延在する１枚以上のカーカスプライからなるカーカスを骨格とする空気入りタイヤにおいて、
前記カーカスプライコードが、セルロース繊維からなるフィラメントとナイロンからなるフィラメントとを撚り合わせてなるハイブリッドコードであり、かつ、グリーンタイヤ内での該ハイブリッドコードの１７０℃における熱収縮率が１．０％以上４．０％以下であることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明のタイヤにおいては、前記ハイブリッドコードの総ｄｔｅｘ数に対するナイロンのｄｔｅｘ数の比率が２０〜５０％であることが好ましい。また、グリーンタイヤ内での前記ハイブリッドコードの、１７５℃における熱収縮率と１６５℃における熱収縮率との差は、好適には１．２％以下である。さらに、グリーンタイヤ内での前記ハイブリッドコードの１７０℃における熱収縮率を、タイヤ周方向に等間隔に１０点測定したときの、最大値と最小値との差が０．５５％以内であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、上記構成としたことにより、環境性に優れるとともに、耐久性を損なうことなくユニフォミティの悪化が抑制された空気入りタイヤを実現することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の空気入りタイヤの一例を示す幅方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は、本発明の空気入りタイヤの一例を示す幅方向断面図である。図示する本発明の空気入りタイヤは、左右一対のビード部１１間に跨ってトロイド状に延在する１枚のカーカスプライからなるカーカス１を骨格とし、そのクラウン部のタイヤ半径方向外側に、２層のベルト層２ａ，２ｂを備えている。
【００１４】
カーカス１は、図示する例では１枚であるが、２枚以上であってもよく、好適には１〜２枚とする。また、ベルト層２ａ，２ｂは、タイヤ周方向に対し、例えば、１５〜４０°の角度で傾斜して配列された複数本のスチールコードをゴム被覆してなり、図示する例では２層であるが、３層以上でもよく、例えば、２〜４層にて設けることができる。
【００１５】
本発明においては、カーカスプライコードとして、セルロース繊維からなるフィラメントとナイロン（脂肪族ポリアミド）からなるフィラメントとを撚り合わせてなるハイブリッドコードを用いる点が重要である。カーカスプライコードとして、かかるハイブリッドコードを用いるものとしたことで、レーヨンの使用量を削減して、環境性に優れたタイヤとすることが可能となった。
【００１６】
また、レーヨンやリヨセル等のセルロース繊維は、熱収縮応力は高くないが高剛性であり、ナイロンは低剛性であるが熱収縮応力が高いので、これらを組み合わせることで、高い熱収縮応力を有し、かつ、初期の剛性が低いハイブリッドコードが得られる。本発明のタイヤにおいては、かかるハイブリッドコードをカーカスプライコードとして用いたことで、特にランフラットタイヤとした場合には、通常走行時の縦バネの上昇を抑えて乗り心地性を良好に保持しつつ、ランフラット走行時のタイヤの撓みを抑制してランフラット走行耐久性を向上させることができるものである。
【００１７】
さらに、本発明においては、ハイブリッドコードを構成する２種の有機繊維として、セルロース繊維およびナイロンの組み合わせを用いたことで、ディップコード作製時の接着剤として、従来から一般に使用されているレゾルシン・ホルムアルデヒド・ラテックス（ＲＦＬ）を用いたＲＦＬ系接着剤液を使用することができ、１種類の接着剤による処理で接着性を確保できるとのメリットも得られる。ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ），ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ），ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）などの、ポリエステルまたはアラミドをベースとする有機繊維は、その化学的性質のためにゴムに対する接着性が乏しく、接着を確保するためには、例えば、ブロックドイソシアネートまたはエポキシ樹脂等による前処理が必要とされ、接着剤塗布加工時の工数が多くなってしまう。また、アラミド繊維やポリケトン繊維を使用する場合、セルロース繊維やナイロン繊維に比べ疲労性に劣るので、疲労性を確保するためには、撚り加工で高撚りにしなければならなくなり、撚り加工の工数が増加するだけでなく、ハイブリッドコードにした際の径が太くなりすぎてしまう場合もある。結果として、セルロース繊維およびナイロン以外の他の有機繊維の組合せでは、２種類の接着剤を用いなければ接着性を確保できず、また、２種類の接着剤を用いた場合、ディップ処理の工数が多くなるとともに、２種類の接着剤を混合することで副反応が生ずる可能性があり、いずれにしても、実用上、十分なものではない。
【００１８】
本発明においては、上記ハイブリッドコードに用いる材質の組合せと併せて、グリーンタイヤ内でのハイブリッドコードの１７０℃における熱収縮率を、１．０％以上４．０％以下、特には２．０％以上３．０％以下とすることが重要である。上記ハイブリッドコードの１７０℃における熱収縮率を上記範囲内としたことで、加硫時におけるカーカスプライコードの過剰な熱収縮による締め付けを抑制することができ、タイヤのユニフォミティの悪化を抑制することが可能となる。また、適切な剛性も確保できるので、これにより、優れた環境性、耐久性およびユニフォミティを兼ね備えたタイヤとすることが可能となったものである。
【００１９】
また、本発明においては、上記ハイブリッドコードの総ｄｔｅｘ数に対するナイロンのｄｔｅｘ数の比率が、２０〜５０％、特には３０〜４０％であることが好ましい。ハイブリッドコードにおけるナイロンの比率がこの範囲より小さいと、ハイブリッドコードとしての熱収縮が小さくなり、この範囲より大きいと引張弾性率が低くなり、いずれも好ましくない。ハイブリッドコードにおけるナイロンの比率をこの範囲とすることで、高弾性であるセルロース繊維が５０％以上含まれるものとなるので、タイヤ耐久性の向上に寄与できる。また、ナイロンの比率が２０％未満で、コードの熱収縮率が１．０％未満であると、加硫時のコードの収縮が小さすぎて、成型時のビード折り返し部におけるカーカスプライコードのたるみが解消されず、タイヤのラジアルフォースバリエーション（ＲＦＶ）が大きくなってしまう。一方、コードの熱収縮率が４．０％を超えると、加硫時のプライコードの過剰な熱収縮による締め付けのため、コード近傍のゴムの厚みが不均一となり、ＲＦＶが大きくなってしまう。
【００２０】
さらに、本発明においては、グリーンタイヤ内での上記ハイブリッドコードの、１７５℃における熱収縮率と１６５℃における熱収縮率との差が、１．２％以下、特には０．８％以下であることが好ましい。すなわち、上記ハイブリッドコードの、１７５℃における熱収縮率をε（１７５℃）、１６５℃における熱収縮率をε（１６５℃）としたとき、次式、ε（１７５℃）−ε（１６５℃）≦１．２％が成り立つものとする。これは、タイヤの加硫温度近傍における熱収縮率の変動が小さいほど、ユニフォミティの悪化を抑制できるためである。よって、この差は小さいほど好ましい。
【００２１】
さらにまた、本発明においては、グリーンタイヤ内での上記ハイブリッドコードの１７０℃における熱収縮率を、タイヤ周方向に等間隔に１０点測定したときの、最大値と最小値との差が０．５５％以内、特には０．４０％以内であることが好ましい。この差は小さいほど好ましく、すなわち、タイヤ周方向において、上記熱収縮率の値が均一であるほど好適である。
【００２２】
本発明において、上記ハイブリッドコードの熱収縮率を調整する方法としては、接着剤処理（ディップ処理）工程におけるテンションや温度を制御する方法が挙げられる。具体的には、コード熱処理時における条件が重要であり、コード熱処理時の最大張力をコード１本あたり１０００ｇ以下とするとともに、多段階からなる熱処理ゾーンのうちの最終ゾーン（いわゆる、ベイキングゾーン）におけるテンションを最大張力の５０％以下に設定することで、上記本発明に係る熱収縮率の条件を満足するハイブリッドコードが得られる。さらに、コード熱処理時における最大温度を１８０℃以上に設定することが好適である。すなわち、各有機繊維において固有の物性値範囲はあるものの、上記ディップ処理条件を制御することにより、その範囲内で物性値を調整して、所望の物性を有するハイブリッドコードを得ることができるものである。
【００２３】
本発明のタイヤにおいては、上記カーカスに係る条件を満足することのみが重要であり、それ以外のタイヤ構造の詳細や各部材の材質などについては特に制限されず、従来公知のもののうちから適宜選択して構成することができる。
【００２４】
例えば、図示する例では、ベルト層２ａ，２ｂのタイヤ半径方向外側に、キャップ層３と、レイヤー層４とが配設されているが、これらの配置は本発明においては任意であり、設けなくてもよい。これらキャップ層３およびレイヤー層４は、いずれもタイヤ周方向に対し実質的に平行に配列された有機繊維コードをゴム引きしてなり、図示するように、このうちキャップ層３はベルト層２ａ，２ｂの全幅以上にわたり少なくとも１層にて配置され、レイヤー層４はベルト層２ａ，２ｂの両端領域に少なくとも１層にて配置される。
【００２５】
また、図示するように、本発明のタイヤの一対のビード部１１には夫々ビードコア５が埋設され、カーカス１はこのビードコア５の周りにタイヤ内側から外側に折り返して係止されている。さらに、ベルト層２ａ，２ｂのクラウン部外周にはトレッド部１２が、カーカス１のサイド部にはサイドウォール部１３が、夫々配置されている。さらにまた、トレッド部１２の表面には適宜トレッドパターンが形成されており、最内層にはインナーライナー（図示せず）が形成されている。さらにまた、本発明のタイヤにおいて、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。
【００２６】
本発明は、図示するような通常タイヤの他、サイドウォール部１３においてカーカス１の内側に断面三日月状のサイド補強ゴム層が配置された、いわゆるランフラットタイヤにも適用可能である。
【実施例】
【００２７】
以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
タイヤサイズ２４５／４０Ｒ１８にて、図１に示すような空気入りタイヤを作製した。カーカスは、下記表中に示す仕様のカーカスプライコードを用いた１枚のカーカスプライからなるものとした。また、ベルトは、タイヤ周方向に対し±４０°の角度にて互いに交錯配置された２層のスチールベルト層からなるものとした。さらに、タイヤ周方向に対し実質的に平行に配列された有機繊維コード（材質：ナイロン）をゴム引きしてなるキャップ層およびレイヤー層を、それぞれ１層ずつ配置した。
【００２８】
＜グリーンタイヤ内での熱収縮率の測定方法＞
各実施例および比較例のグリーンタイヤのコードを、タイヤ周方向に均等に１０ヶ所から抜き取った。抜き取るコード長は２５０ｍｍ以上とした。そのコードの一端を固定して、５０ｇの荷重をかけ、コード長を測定した。このときのコード長をＬ１（ｍｍ）とした。次に、これを、荷重を掛けた状態で５０℃の乾燥機に入れて、８℃／分のスピードで昇温させ、所定の温度になったときのコード長（Ｌ２（ｍｍ））を測定した。これらの測定結果から、下記式に基づき熱収縮率を算出して、コード１０本の平均値を求めた。
（熱収縮率）＝（Ｌ１−Ｌ２）／Ｌ１×１００  （％）
【００２９】
＜ＲＦＶ測定＞
得られた各供試タイヤをリムサイズ８  １／２Ｊのリムに組み、内圧２００ｋＰａ、負荷荷重４９７ｋｇの条件下で、ＪＡＳＯ  Ｃ  ６０７（２０００）に規定されたユニフォミティ測定方法に従って、ラジアルフォースバリエーション（ＲＦＶ）を測定した。結果は、比較例１のタイヤのＲＦＶを１００として指数表示した。指数値が小さいほど、タイヤのユニフォミティ（均一性）が高いことを示し、良好である。
【００３０】
＜高荷重下でのタイヤ耐久性＞
得られた各供試タイヤをリムサイズ８  １／２Ｊのリムに組み、内圧３００ｋＰａ、負荷荷重１１７０ｋｇ、温度３８℃、速度６０ｋｍ／ｈの条件下で耐久性試験を行って、タイヤが故障するまでの距離を測定した。結果は、比較例１のタイヤの走行距離を１００として、指数表示した。指数値が大きいほど、タイヤの耐久性が高いことを示し、良好である。
その結果を、下記の表中に併せて示す。
【００３１】
【表１】
2012171555.tif 000003
【００３２】
【表２】
2012171555.tif 000004
【００３３】
上記表中に示すように、レーヨンからなるフィラメントとナイロンからなるフィラメントとを撚り合わせてなるハイブリッドコードをカーカスプライコードとして用い、かつ、かかるハイブリッドコードの熱収縮率を所定範囲に調整した各実施例の供試タイヤにおいては、耐久性を損なうことなく、ＲＦＶが低い値に抑制されていることが確かめられた。
【符号の説明】
【００３４】
１  カーカス
２ａ，２ｂ  ベルト層
３  キャップ層
４  レイヤー層
５  ビードコア
１１  ビード部
１２  トレッド部
１３  サイドウォール部
【図１】
2012171555.tif 000005