(57)【要約】【課題】耐フラットスポット性と高速走行時における操縦安定性とを両立させた空気入りタイヤを提供する。【解決手段】トレッド部３におけるカーカス層４の外周側にコードをタイヤ周方向に対して傾斜配列したベルト層７と、該ベルト層の外周側において有機繊維コードをタイヤ周方向に沿って配列したベルト補強層９と、を備えた空気入りタイヤにおいて、ベルト補強層を構成する有機繊維コードとして、ガラス転移温度が９０〜１７０℃である脂肪族ポリアミドからなり、該有機繊維コードの中間伸度が５．０〜１５．０％であるものを用いる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド部におけるカーカス層の外周側にコードをタイヤ周方向に対して傾斜配列したベルト層と、前記ベルト層の外周側において有機繊維コードをタイヤ周方向に沿って配列したベルト補強層と、を備えた空気入りタイヤにおいて、前記ベルト補強層に用いる有機繊維コードは、ガラス転移温度が９０〜１７０℃である脂肪族ポリアミドからなり、かつ中間伸度が５．０〜１５．０％である、空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記有機繊維コードの公称繊度が９００〜４０００ｄｔｅｘである、請求項１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、空気入りタイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タイヤの高速耐久性向上を目的として、ベルト層の外周側に、繊維コードをタイヤ周方向に実質的に平行に配列してなるベルト補強層を設けることが知られている。従来、ベルト補強層の繊維コードには、ナイロン６６やナイロン６などで代表される汎用のナイロン繊維（脂肪族ポリアミド繊維）が用いられている。しかし、汎用のナイロン繊維を用いたベルト補強層では、高速走行時に発生する高熱による歪みがセットされてしまう特性があるため、再走行時にタイヤが振動する要因となる、所謂フラットスポット現象が生じやすい。
【０００３】
特許文献１には、フラットスポット現象の改善に汎用のナイロン繊維よりも高弾性かつガラス転移温度が高いポリエチレンナフタレートやポリエチレンテレフタレートなどの適用が示唆され、ベルト補強層の補強素子としてポリエチレンテレフタレートとポリエチレンナフタレートを用いることが開示されている。特許文献２には、ベルト補強層を、汎用のナイロン繊維よりもガラス転移温度の高いナイロン４６からなるヤーンと、アラミド繊維からなるヤーンとを撚り合わせてなる複合コードで構成して、高速耐久性と耐フラットスポット性を向上することが開示されている。特許文献３には、ベルト補強層を、ポリエチレンナフタレートからなるヤーンと、ポリエチレンテレフタレートからなるヤーンとを撚り合わせてなる複合コードで構成して、操縦安定性と高速耐久性を向上させることが開示されている。
【０００４】
一方、特許文献４には、耐熱性、流動性、靱性、低吸水性及び剛性に優れ、高い融点を有する脂肪族ポリアミドが開示され、該脂肪族ポリアミドのガラス転移温度が９０〜１７０℃であることが記載されている。しかしながら、この文献は、主として自動車の吸気系部品や冷却系部品などの樹脂部品用途を対象としたものであり、タイヤのベルト補強層を構成する繊維コードへの適用については示唆されてない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３２０８１３号公報
【特許文献２】特開２００９−１３２３２４号公報
【特許文献３】特開２０１４−１０８６７５号公報
【特許文献４】国際公開第２００９／１１３５９０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ポリエチレンナフタレートは、汎用のナイロン繊維に比べてガラス転移温度が高いので耐フラットスポット性は改善するものの、弾性率が高く低荷重時の伸びが小さいことから、タイヤ成型の拡張時に拘束力が増大してベルトが均一に拡張されず、このことによって高速走行時における操縦安定性を向上させることが難しいという問題がある。
【０００７】
本発明は、耐フラットスポット性と高速走行時における操縦安定性とを両立させることができる空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る空気入りタイヤは、トレッド部におけるカーカス層の外周側にコードをタイヤ周方向に対して傾斜配列したベルト層と、前記ベルト層の外周側において有機繊維コードをタイヤ周方向に沿って配列したベルト補強層と、を備えた空気入りタイヤにおいて、前記ベルト補強層に用いる有機繊維コードは、ガラス転移温度が９０〜１７０℃である脂肪族ポリアミドからなり、かつ中間伸度が５．０〜１５．０％であるものである。ここで、脂肪族ポリアミドとは、脂肪族ジアミン及び／又は脂肪族ジカルボン酸を用いて重合された、脂肪族骨格を含むポリアミドであり、脂肪族には鎖式構造のものだけでなく環式構造を持つ脂環族も含まれる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、上記特定のガラス転移温度を持つ脂肪族ポリアミドからなる有機繊維コードを用いてベルト補強層を構成することにより、有機繊維コードの復元性が改善されるので、耐フラットスポット性を改善することができる。また、かかるガラス転移温度の高い脂肪族ポリアミドを用い、かつ中間伸度を上記所定の範囲に設定した有機繊維コードを用いることで、タイヤ成型時の拡張に追従することができ、高速走行時の操縦安定性を向上することができる。そのため、耐フラットスポット性と高速走行時の操縦安定性を両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【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。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１２】
本実施形態に係る空気入りタイヤは、ベルト層の外周側に配設されるベルト補強層の構成に特徴がある。ベルト補強層は、ベルト層のタイヤ半径方向外側において、タイヤ周方向（赤道面）に沿って配列した有機繊維コードからなるものである。すなわち、ベルト補強層の有機繊維コードは、タイヤ周方向に実質的に平行に、すなわち略０°の角度（好ましくは５°以下の角度）で延びており、該コードがタイヤ幅方向に所定間隔で配列されている。このようなベルト補強層としては、ベルト層の幅方向全体を覆うキャッププライでもよく、あるいはベルト端部を覆うエッジプライでもよい。
【００１３】
図１は、空気入りタイヤの一例としての乗用車用空気入りラジアルタイヤの半断面図である。このタイヤは、左右一対のビード部（１）及びサイドウォール部（２）と、両サイドウォール部（２）間に設けられたトレッド部（３）とを備えて構成されており、一対のビード部（１）間にトロイダル状に延在するカーカス層（４）が設けられている。
【００１４】
カーカス層（４）は、トレッド部（３）からサイドウォール部（２）を通り、ビード部（１）においてビードコア（５）で内側から外側に折り返すことにより係止されている。カーカス層（４）は、有機繊維からなるカーカスコードをタイヤ周方向に対し実質上直角に配列してなる少なくとも１プライで構成されている。
【００１５】
トレッド部（３）におけるカーカス層（４）の外周側（即ち、タイヤ半径方向外側）にはベルト層（７）が配されている。ベルト層（７）は、カーカス層（４）のクラウン部の外周に重ねて設けられており、１枚又は複数枚のベルトで構成することができ、この例では内側の第１ベルト（７Ａ）と外側の第２ベルト（７Ｂ）との２枚で構成されている。ベルト層（７）は、スチールコードをタイヤ周方向に対して一定角度で傾斜させかつタイヤ幅方向に所定間隔にて配列させてなるものであり、２枚のベルト（７Ａ）（７Ｂ）間で、スチールコードが互いに交差するように配設されている。
【００１６】
ベルト層（７）の外周側（即ち、タイヤ半径方向外側）には、ベルト層（７）とトレッドゴム部（８）との間に、ベルト補強層（９）が設けられている。ベルト補強層（９）は、この例ではベルト層（７）をその全幅で覆うキャッププライであり、タイヤ周方向に実質的に平行に配列した有機繊維コードからなる。ベルト補強層（９）は、ベルト層（７）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タガ効果を得て、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、ベルト端部の歪みを抑制し、高速での耐久性能と操縦安定性を良好にする。
【００１７】
以下、該ベルト補強層を構成する有機繊維コードについて詳細に説明する。
【００１８】
本実施形態において、ベルト補強層に用いる有機繊維コードは、ガラス転移温度（Ｔｇ）が９０〜１７０℃である脂肪族ポリアミドのヤーンからなる。このようにガラス転移温度の高い脂肪族ポリアミド繊維を用いることにより、有機繊維コードの復元性が改善されるので、耐フラットスポット性を向上することができる。また、ベルト補強層に耐熱性を付与することができるので、高速走行時の操縦安定性や高速耐久性に有利である。脂肪族ポリアミドのガラス転移温度の下限は、より好ましくは１００℃以上であり、更に好ましくは１２０℃以上である。脂肪族ポリアミドの延伸率を高めると配向が上がり結晶度が向上することでガラス転移温度が高くなる。しかし、配向を上げすぎると硬くなり、紡糸工程などの加工時に毛羽やフィラメント切れの要因となりやすい。そのため、ガラス転移温度は１７０℃以下であることが好ましく、より好ましくは１６０℃以下である。ここで、ガラス転移温度は、ＪＩＳ  Ｋ７１２１に準じて測定される。
【００１９】
上記ガラス転移温度を持つ本実施形態に係る脂肪族ポリアミドは、脂肪族骨格を含むポリアミドであり、芳香族骨格のみからなるアラミドは含まれない。脂肪族ポリアミドは、脂肪族ジアミン及び／又は脂肪族ジカルボン酸を用いて重合されたものであり、ここでいう脂肪族には鎖式構造のものだけでなく環式構造を持つ脂環族も含まれる概念である。また、脂肪族ジアミン及び／又は脂肪族ジカルボン酸とともに、芳香族ジアミン及び／又は芳香族ジカルボン酸を併用して重合したものであってもよい。
【００２０】
好ましい実施形態に係る脂肪族ポリアミドとしては、国際公開第２００９／１１３５９０号に開示されたポリアミドが挙げられる。すなわち、（ａ）少なくとも５０モル％の脂環族ジカルボン酸を含むジカルボン酸と、（ｂ）少なくとも５０モル％の、主鎖から分岐した置換基を持つジアミンを含むジアミンと、を重合させた、ポリアミドである。
【００２１】
上記脂環族ジカルボン酸としては、例えば、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、１，３−シクロヘキサンジカルボン酸、及び１，３−シクロペンタンジカルボン酸などの環式構造の炭素数が３〜１０である脂環族ジカルボン酸から選択される少なくとも一種が挙げられ、好ましくは１，４−シクロヘキサンジカルボン酸である。ジカルボン酸は、脂環族ジカルボン酸のみで構成してもよく、また、例えば、アジピン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、テトラデカン二酸、及びヘキサデカン二酸などの鎖式脂肪族ジカルボン酸、並びに、テレフタル酸、イソフタル酸、及びナフタレンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸から選択される少なくとも一種を併用してもよい。脂環族ジカルボン酸以外のジカルボン酸として、より好ましくは炭素数が１０〜１８の鎖式脂肪族ジカルボン酸である。
【００２２】
上記ジアミンについて、主鎖から分岐した置換基としては、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、及びイソブチル基などの炭素数１〜４のアルキル基などが挙げられ、好ましくはメチル基である。主鎖から分岐した置換基を持つジアミンとしては、例えば、２−メチルペンタメチレンジアミン、２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジアミン、２，４，４−トリメチルヘキサメチレンジアミン、及び２−メチルオクタメチレンジアミンなどの炭素数３〜２０の分岐状飽和脂肪族ジアミンから選択される少なくとも一種が挙げられ、好ましくは２−メチルペンタメチレンジアミンである。ジアミンは、主鎖から分岐した置換基を持つジアミンのみで構成してもよく、また、例えば、直鎖飽和脂肪族ジアミン、脂環族ジアミン、及び芳香族ジアミンから選択される少なくとも一種を併用してもよい。
【００２３】
上記ジカルボン酸（ａ）とジアミン（ｂ）を重合させて脂肪族ポリアミドを製造する方法としては、特に限定されないが、熱溶融重合法を用いることが好ましい。熱溶融重合法は、ジカルボン酸及びジアミンの水溶液又は水の懸濁液、又はジカルボン酸及びジアミン塩と他の成分との混合物の水溶液又は水の懸濁液を、加熱し、溶融状態を維持したまま重合させる方法である。重合形態としては、バッチ式でも連続式でもよい。重合装置としては、例えば、オートクレーブ型反応器、タンブラー型反応器、及びニーダーなどの押出機型反応器などが挙げられる。
【００２４】
本実施形態に係る脂肪族ポリアミドからなるヤーンは、上記脂肪族ポリアミド、又は該脂肪族ポリアミドに種々の添加剤を添加した脂肪族ポリアミド組成物を用いて、常法に従い溶融紡糸することで作製することができる。
【００２５】
本実施形態に係るベルト補強層に用いる有機繊維コードにおいて、中間伸度は５．０〜１５．０％の範囲内に設定される。有機繊維コードの中間伸度が５．０％以上であることにより、タイヤ成型時におけるタイヤの拡張に追随することができ、ベルトの均一な拡張を可能にして、高速走行時の操縦安定性を高めることができる。有機繊維コードの中間伸度が１５．０％以下であることにより、ベルト補強層によるタガ効果を高めて、高速走行時の操縦安定性を向上することができる。有機繊維コードの中間伸度は、７．０〜１３．０％であることが好ましく、より好ましくは１０．０〜１３．０％である。中間伸度の設定は、例えば、コードを構成する脂肪族ポリアミドの弾性率に応じて、コード構造や撚り数を調整すること、またＲＦＬ（レゾルシン−ホルマリン−ラテックス）処理液などの公知の接着処理液の種類及び付着量などを調整することにより行うことができ、上記範囲内に設定することができる。ここで、中間伸度は、ＪＩＳ  Ｌ１０１７に準じて測定される。
【００２６】
本実施形態において、有機繊維コードの繊度（公称繊度ないし表示繊度とも称される。）は、９００〜４０００ｄｔｅｘであることが好ましい。繊度が９００ｄｔｅｘ以上であることにより、コードの打ち込み本数を増大させなくてもベルト補強層による拘束力を維持することができる。また、繊度が４０００ｄｔｅｘ以下であることにより、剛性が過度に高くならず、ベルトへのめり込みが抑制されるので、高速走行時の操縦安定性の低下を抑えることができる。有機繊維コードの繊度は１２００〜３８００ｄｔｅｘであることが好ましく、より好ましくは１５００〜３５００ｄｔｅｘである。
【００２７】
本実施形態の有機繊維コードのコード構造としては、多数の脂肪族ポリアミドフィラメントを束ねてなるヤーンに一方向の撚りを付与した片撚り構造でもよく、あるいはまた、脂肪族ポリアミドフィラメントのヤーンをＺ方向に撚って下撚糸とし、得られた下撚糸を複数本引き揃えて下撚り方向と逆方向であるＳ方向に撚り合わせた構造でもよく、例えば２本の下撚糸を撚り合わせた双撚り構造でもよい。撚り数（上撚り数）Ｔとしては、特に限定されず、例えば１０〜５０回／１０ｃｍでもよく、１５〜４０回／１０ｃｍでもよい。なお、下撚り数については、通常は上撚り数と同じ値に設定することができる。
【００２８】
以上よりなる有機繊維コードを用いて、ベルト補強層をベルト層の外周側に巻き付けた状態にて生タイヤ（グリーンタイヤ）を作製し、得られた生タイヤを加硫成型することで空気入りタイヤが得られる。ベルト層上にベルト補強層を形成する際には、上記有機繊維コードを１本又は複数本引き揃えてゴム被覆したものを、生タイヤのベルト層上に螺旋状に巻き付けるか、又は、有機繊維コードを引き揃えた幅広のゴム引きシートをベルト層上に一周巻きすればよい。好ましくは、前者の螺旋状に巻き付けることである。
【００２９】
ベルト補強層における上記有機繊維コードのエンド数（打込み本数）としては、コード強力等に応じて適宜に設定することができ、特に限定されないが、１５〜５０本／２５ｍｍであることが好ましい。
【実施例】
【００３０】
以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００３１】
［測定方法・試験方法］
実施例における各測定方法及び試験方法は以下の通りである。
【００３２】
・ガラス転移温度：ＪＩＳ  Ｋ７１２１に準じて、ＰＥＲＫＩＮ−ＥＬＭＥＲ社製Ｄｉａｍｏｎｄ−ＤＳＣを用いて測定。測定条件は、試料をホットステージ（Ｍｅｔｔｌｅｒ社製ＥＰ８０）で溶融させて得られた溶融状態のサンプルを、液体窒素を用いて急冷し、固化させて測定サンプルとし、該測定サンプル１０ｍｇを用いて昇温スピード２０℃／分の条件下、３０〜３５０℃の範囲で昇温して、ガラス転移温度を測定。
【００３３】
・引張強さ、伸び率：ＪＩＳ  Ｌ１０１７に準じ、２０℃、６５％ＲＨの恒温条件で２４時間放置後、引張試験機を用いて切断時の強さと伸びを求め、試料の繊度から引張強さを算出するとともに、伸び率を算出した。なお、表１中のヤーン物性は、コードを構成するヤーンの無撚り状態（測定に際してフィラメントがばらけない程度のわずかな撚りをかけた状態を含む。）での測定値である。
【００３４】
・中間伸度：ＪＩＳ  Ｌ１０１７に準じ、２０℃、６５％ＲＨの恒温条件で２４時間放置後、引張試験機を用いて一定荷重時の試料の伸び率を測定した。荷重は、試料の繊度（ｄｔｅｘ）に０．０２３Ｎ／ｄｔｅｘを乗じた値とした。
【００３５】
・生産性：紡糸終了時、目視でヤーンを観測し、形状に問題ないものを○、毛羽、フィラメント切れ発生したものは×と評価。
【００３６】
・耐フラットスポット性：内圧２００ｋＰａで組み込んだ試験タイヤを排気量２０００ｃｃの試験車両に装着し、タイヤ１本当たりの荷重を４．３１ｋＮとして速度１００ｋｍ／ｈにて１時間走行させた後、１６時間静置させた。その後、テストドライバーによる官能評価を行った。評価は、走りはじめの上下方向及び前後方向の振動の大きさについて行い、実施例１の空気入りタイヤの振動の大きさを１０点とした０〜２０点の２０段階で評価した。点数が小さいほど振動が小さく、従って、耐フラットスポット性に優れることを意味する。
【００３７】
・高速操縦安定性：内圧２００ｋＰａで組み込んだ試験タイヤを排気量２０００ｃｃの試験車両に装着し、乾燥路面のテストコースを走行し、速度１００ｋｍ／ｈでのレーンチェンジ時およびコーナリング時における操舵性ならびに直進時における安定性について、熟練のテストドライバー１名による官能評価によって行う。この官能評価は、比較例１の空気入りタイヤを基準（１００）とした指数で示し、この指数が高いほど高速操縦安定性が優れていることを示す。
【００３８】
［実施例・比較例］
タイヤサイズが１９５／６５Ｒ１５であって、図１に示すようにベルト補強層（９）を備える乗用車用空気入りラジアルタイヤを試作した。ベルト補強層（キャッププライ）を構成する有機繊維コードの構成は、実施例及び比較例の各タイヤについて、下記表１に示す通りであり、ベルト補強層以外の構成は、全ての共通の構成とした。
【００３９】
詳細には、ベルト層は、２＋１×０．２７ｍｍのスチールコードよりなるものを２枚とした（コード打ち込み本数は１８本／２５．４ｍｍ、コード角度は＋２５°／−２５°）。カーカス層は、ポリエステル繊維の１６７０ｄｔｅｘ／２コードを２３本／２５ｍｍで配列したものの１プライとした。ベルト補強層における有機繊維コードの打ち込み本数は２０本／２５ｍｍとした。
【００４０】
表１中の「Ｎｙ６６」はナイロン６６を示し、「ＰＥＮ」はポリエチレンナフタレートを示す。また、「高Ｔｇ−ＰＡ」は、国際公開第２００９／１１３５９０号の［００５７］〜［００６２］に記載された熱溶融重合法により作製した、ガラス転移温度がナイロン６６よりも高い脂肪族ポリアミドを、常法に従い溶融紡糸して作製したヤーンである。実施例及び比較例のコードはいずれも、下撚りした下撚糸を２本撚り合わせて得られた双撚り構造である。なお、双撚り構造についての表中の撚り数は上撚り数を示し、下撚り数は上撚り数と同数に設定した。
【００４１】
得られた各タイヤを用いて、耐フラットスポット性と高速操縦安定性を評価した。結果を表１に示す。
【００４２】
【表１】
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【００４３】
表１に示すように、実施例１〜４であると、ナイロン６６を用いた比較例２に比べて、耐フラットスポット性が改善されており、また、ＰＥＮを用いた比較例１に比べて、耐フラットスポット性を維持しつつ高速操縦安定性が改善されていた。一方、比較例３では、有機繊維コードを構成する脂肪族ポリアミドのガラス転移温度が規定外の８２℃であったため、耐フラットスポット性の改善効果が不十分であった。比較例４では、有機繊維コードを構成する脂肪族ポリアミドのガラス転移温度が規定外の１７５℃であったため、ヤーンの生産性が低下するとともに、引張強さが小さく、高速操縦安定性の向上効果が得られなかった。比較例５では、比較例２に対し、耐フラットスポット性は改善したものの、有機繊維コードの中間伸度が規定外の４．５％であったため、成型時のタイヤの拡張に追従できず、ベルトが不均一に拡張されたためか、高速操縦安定性に劣っていた。比較例６では、有機繊維コードの中間伸度が規定外の１７．９％であったため、ベルト補強層によるタガ効果が小さく、高速操縦安定性に劣っていた。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、乗用車用タイヤを始めとする各種の空気入りタイヤに好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００４５】
３…トレッド部、４…カーカス層、７…ベルト層、９…ベルト補強層
【図１】
2016060341.tif 000004