(57)【要約】【課題】カーカス保護層を有してなるタイヤにおいて、耐カット性を大きく向上させた航空機用バイアスタイヤを提供する。【解決手段】少なくとも一対のビードコア４と、バイアスカーカス５とを具え、このバイアスカーカス５のクラウン部の半径方向外方にカーカス保護層６を有してなり、カーカス保護層６を構成する有機繊維コードの熱収縮応力σと弾性率Ｅがσ≧−０．０１Ｅ＋１．２、および、σ≧０．０２の関係を満たしてなることを特徴とする。【選択図】図１
2009214846.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一対のビードコアと、これらのビードコア間にトロイド状に延在し、複数本の有機繊維コードのゴム被覆層からなるカーカスプライの二枚以上を有機繊維コードの層間交差姿勢で積層してなるバイアスカーカスとを具え、このバイアスカーカスのクラウン部の半径方向外方にカーカス保護層を有してなる航空機用バイアスタイヤにおいて、
カーカス保護層を構成する有機繊維コードの熱収縮応力σと弾性率Ｅが下記式（１）および式（２）：
σ≧−０．０１Ｅ＋１．２・・・（１）
σ≧０．０２・・・（２）
［式中、σは１７７℃における熱収縮応力（ｃＮ／ｄｔｅｘ）であり、Ｅは２５℃の４９Ｎ荷重時の弾性率（ｃＮ／ｄｔｅｘ）である。］
の関係を満たしてなることを特徴とする航空機用バイアスタイヤ。
【請求項２】
カーカス保護層を構成する有機繊維コードの熱収縮応力σは、０．１〜１．５ｃＮ／ｄｔｅｘである請求項１に記載の航空機用バイアスタイヤ。
【請求項３】
カーカス保護層を構成する有機繊維コードが、ポリケトン繊維コードからなる請求項１または２に記載の航空機用バイアスタイヤ。
【請求項４】
ポリケトンは、一酸化炭素と、少なくとも一種の不飽和炭化水素との共重合体である請求項３に記載の航空機用バイアスタイヤ。
【請求項５】
不飽和炭化水素が、エチレンである請求項４に記載の航空機用バイアスタイヤ。
【請求項６】
カーカス保護層を構成する有機繊維コードの配設密度が、タイヤ幅方向に３．０〜１０．０本／１０ｍｍである請求項１〜５に記載の航空機用バイアスタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機用バイアスタイヤ、特に耐カット性に優れた航空機用バイアスタイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
航空機用タイヤは、１０気圧を超える非常に高い充填内圧が公的規格により定められている上、タイヤへの高度な信頼性に対する要求を満たすため、規定内圧の４倍もの耐圧性を有することが必要とされている。
【０００３】
また、航空機用タイヤはその負担する荷重が大きいため、使用状態でのタイヤの撓みが非常に大きく設定されている。すなわち、走行時のタイヤのバイアスカーカスの変形量が大きいため、バイアスカーカスが、走行毎に繰り返される変形に耐え得るような素材、構造を採用することが必須となっている。
【０００４】
これらの要求に応えるとともに、タイヤに高い内圧を充填した状態でトレッド部への異物の侵入を防ぐため、従来は、バイアスカーカスのクラウン部の半径方向外方に、高強力なナイロンコードからなる、カーカス保護層を配設して耐久性の向上を図ってきた。
【０００５】
しかるに、このような航空機用タイヤでは、高速走行による高温状況下において、高速回転中の遠心力の作用により、トレッド部の半径方向外方への迫り出しが大きくなり、これに伴ってトレッド部がタイヤ周方向に引き伸ばされた状態になるため、特に、離着陸時に、タイヤが、滑走路上の石や金属片のような鈍い、または鋭利な異物の上を通過する際、トレッド部の、異物に対する抵抗力が弱くなり、踏みつけた異物によりトレッドゴムにカット傷が生じるおそれがあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の目的は、特に、カーカス保護層を有してなるタイヤにおいて、耐カット性を大きく向上させた航空機用バイアス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】
【０００７】
この発明にかかる航空機用バイアスタイヤは、少なくとも一対のビードコアと、これらのビードコア間にトロイド状に延在し、複数本の有機繊維コードのゴム被覆層からなるカーカスプライの二枚以上を有機繊維コードの層間交差姿勢で積層してなるバイアスカーカスとを具え、このバイアスカーカスのクラウン部の半径方向外方にカーカス保護層を有するものであって、カーカス保護層を構成する有機繊維コードの熱収縮応力σと弾性率Ｅが下記式（１）および式（２）：
σ≧−０．０１Ｅ＋１．２・・・（１）
σ≧０．０２・・・（２）
［式中、σは１７７℃における熱収縮応力（ｃＮ／ｄｔｅｘ）であり、Ｅは２５℃の４９Ｎ荷重時の弾性率（ｃＮ／ｄｔｅｘ）である。］
の関係を満たすものである。
【０００８】
ここで、熱収縮応力σとは、ＪＩＳ  Ｌ１０１７  ８．１０の試験による、一般的なディップ処理を施した加硫前の有機繊維コードの２５ｃｍの長さサンプルを、５℃／分の昇温速度で加熱して、１７７℃で２分間加熱したときのコードに発生する応力（ｃＮ／ｄｔｅｘ）をいうものとする。
また、弾性率Ｅとは、ＪＩＳ  Ｌ１０１７  ８．５のコード引張り試験による、ＳＳカーブの４９Ｎ時の接線から算出した弾性率（ｃＮ／ｄｔｅｘ）をいうものとする。
本発明の航空機用バイアスタイヤでは、タイヤ内に充填する気体としては、通常の空気もしくは酸素分圧を変えた空気、または、窒素等の不活性ガスを用いることができる。
【０００９】
このようなタイヤでより好ましくは、カーカス保護層を構成する有機繊維コードの熱収縮応力σを、０．１〜１．５ｃＮ／ｄｔｅｘとし、カーカス保護層を構成する有機繊維コードを、ポリケトン繊維コードとする。
【００１０】
ところで、ポリケトンは、一酸化炭素と、少なくとも一種の不飽和炭化水素との共重合体とすることが好ましく、より好ましくは、不飽和炭化水素を、エチレンとする。
【００１１】
また好ましくは、カーカス保護層を構成する有機繊維コードの配設密度は、タイヤ幅方向に３．０〜１０．０本／１０ｍｍとする。
【発明の効果】
【００１２】
従来の航空機用タイヤは、高速走行による高温状況下において、高内圧や高速回転中の遠心力の作用によりトレッド部の半径方向外方への迫り出しが大きくなって、これに伴ってトレッド部がタイヤ周方向に引き伸ばされることに起因して、耐カット性の低下するおそれがあった。
【００１３】
これに対し、本発明の航空機用バイアスタイヤでは、特に、カーカス保護層を構成する有機繊維コードの熱収縮応力σと弾性率Ｅが下記式（１）および式（２）：
σ≧−０．０１Ｅ＋１．２・・・（１）
σ≧０．０２・・・（２）
［式中、σは１７７℃における熱収縮応力（ｃＮ／ｄｔｅｘ）であり、Ｅは２５℃の４９Ｎ荷重時の弾性率（ｃＮ／ｄｔｅｘ）である。］
の関係を満たすものとして、カーカス保護層を構成する有機繊維コードを、高速走行時における発熱によって熱収縮させて大きな熱収縮応力の発揮を担保し、これにより、離着陸等の高速走行（高温）時の、遠心力の作用によるトレッド部の半径方向外方への迫り出しを強力に抑制して、タイヤの拡径変形を拘束することで、トレッド部の周長の増加に起因する、カットの発生を有効に防止することができる。
【００１４】
すなわち、σ＜−０．０１Ｅ＋１．２の場合、および、σ＜０．０２の場合はいずれも、高速走行時の、トレッド部の半径方向外方への迫り出し抑制効果が不十分で、耐カット性の向上が望めない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、図面を参照しながら本発明の航空機用バイアスタイヤの実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明の航空機用バイアスタイヤの一の実施形態を、規定内圧の充填姿勢で示す幅方向断面図である。
図中１はトレッド部を、２はトレッド部の側部に連続して半径方向内方に延びる一対のサイドウォール部を、３は各サイドウォール部２の内周側に連続させて設けたビード部をそれぞれ示す。
【００１６】
ここに示すタイヤでは、一対のビード部３内に埋設した、三対のビードコア４と、これらのビードコア４間に、トロイド状に延在し、バイアスカーカス５を、例えば、タイヤ赤道面に対して４０〜７０°の範囲の角度で傾斜して、複数本の有機繊維コードの被覆層からなる、二枚のカーカスプライを層間交差姿勢で積層して構成する。
【００１７】
また、バイアスカーカス５のクラウン部の半径方向外方に、有機繊維コードからなるカーカス保護層６およびトレッドゴム７を順次に配置し、このトレッドゴム７の表面には、例えば、タイヤ周方向に延びる四本の周溝等を形成する。
ここで、カーカス保護層６においては、例えば、有機繊維コードの、タイヤ幅方向の配設密度を３．０〜１０．０本／１０ｍｍとすることができる。
【００１８】
バイアスカーカス５の半径方向内方には、空気等の封入気体に対するバリア性を有する不透過性のインナーライナーゴム８を配設する。
【００１９】
図２（ａ）は、図１のタイヤの、二層のカーカス保護層を、波型にくせ付けされた有機繊維コードによって形成した場合を示す部分展開平面図であり、図２（ｂ）は、二層のカーカス保護層を有機繊維からなる角度付きコードで形成した場合を示す部分展開平面図である。
【００２０】
図２（ａ）に示すカーカス保護層６は、波型にくせ付けされた多数本の有機繊維コードを周方向に巻き回すことによって形成することができ、高いタイヤ内圧が充填されても、カーカス保護層６を構成する有機繊維コードそれ自身の張力負担を十分に小さく抑えることができる。
また、図２（ｂ）に示すように、多数の有機繊維のコードを、例えばタイヤ赤道面に対して５０〜７０°の角度で直線状に延在させて配置することにより、異物の侵入に対し、有機繊維コードに固有の剛性の下で、刺さり込みに対する優れたプロテクト機能を発揮することができる。
この場合、カーカス保護層６を構成する有機繊維コードが層間で相互に交差するように複数枚のカーカス保護層６を配置することで、小さな異物の侵入をより効果的に防止することができる。
【００２１】
そしてこの航空機用バイアスタイヤでは、カーカス保護層６を構成する有機繊維コードの熱収縮応力σと弾性率Ｅが、下記式（１）および式（２）：
σ≧−０．０１Ｅ＋１．２・・・（１）
σ≧０．０２・・・（２）
［式中、σは１７７℃における熱収縮応力（ｃＮ／ｄｔｅｘ）であり、Ｅは２５℃の４９Ｎ荷重時の弾性率（ｃＮ／ｄｔｅｘ）である。］
の関係を満たすものとする。
【００２２】
ここで、弾性率Ｅは、好ましくは６０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上とし、より好ましくは１００ｃＮ／ｄｔｅｘ以上とする。
弾性率Ｅが６０ｃＮ／ｄｔｅｘ未満の場合、高速走行時の半径方向外方への迫り出し抑制効果が不十分となる傾向がある。
【００２３】
なお、有機繊維コードの通常走行時と、高速走行時での効果を両立させるためには、コードの２０℃での熱収縮応力と１７７℃での熱収縮応力との差を、好ましくは０．２０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、より好ましくは０．２５ｃＮ／ｄｔｅｘ以上とする。
【００２４】
式（１）および（２）における熱収縮応力σおよび弾性率Ｅは、有機繊維コードの種類によっても変わるが、コード作成時の撚り数やディップ処理条件を変えることにより熱収縮応力σおよび弾性率Ｅの値を変えることができる。
【００２５】
このような重荷重用空気入りタイヤおいて、カーカス保護層６を構成する有機繊維コードは、好ましくは最大熱収縮応力σが０．１〜１．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、より好ましくは０．４〜１．０ｃＮ／ｄｔｅｘの範囲である。
【００２６】
それが０．１ｃＮ／ｄｔｅｘ未満の場合には、タイヤ製造時の加熱による引き揃え効率が低下し、タイヤとしての強度が不十分となる傾向がある。一方、１．５ｃＮ／ｄｔｅｘを超える場合には、タイヤ製造時の加熱により有機繊維コードが収縮するため、加硫後のタイヤの形状が悪化する傾向がある。
【００２７】
より好ましくは、カーカス保護層６を構成する有機繊維コードを、ポリケトン繊維コードとする。
【００２８】
ポリケトン繊維コードとすることにより、温度の上昇に伴って熱収縮して大きな熱収縮応力および弾性力を発揮し、温度の低下に伴って伸張変形する可逆性を有するので、走行中におけるコード疲労によるカーカスプライの破断を防ぎ、優れたタイヤ耐久性を確保することができる。
【００２９】
カーカス保護層６を構成する有機繊維コードがポリケトン繊維コードでは、化１で表される繰り返し単位から実質的になるポリケトン製の繊維よりなる。
【化１】
2009214846.tif 000003
ポリケトンは、一酸化炭素ＣＯと不飽和炭化水素との共重合体であり、例えば、高分子鎖中で各ＣＯ単位の隣に、エチレン単位等が一つずつ位置する交互共重合体である。また、ポリケトンは、一酸化炭素と特定の不飽和炭化水素の一種との共重合体であってもよく、一酸化炭素と不飽和炭化水素の二種以上との共重合体であってもよい。式中のＡを形成する不飽和炭化水素としては、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、シクロペンテン、ヘキセン、シクロヘキセン、ヘプテン、オクテン、ノネン、デセン、ドデセン、スチレン、アセチレン、アレン等の不飽和炭化水素化合物や、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、アクリルアミド、ヒドロキシエチルメタクリレート、ウンデセン酸、ウンデセノール、６−クロロヘキセン、Ｎ−ビニルピロリドン、スルニルホスホン酸のジエチルエステル、スチレンスルホン酸ナトリウム、アリルスルホン酸ナトリウム、ビニルピロリドン及び塩化ビニル等の不飽和結合を含む化合物等であってもよい。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。
特にポリマーの力学特性や耐熱性等の点から、不飽和炭化水素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。
【００３０】
また、ポリケトン繊維コードの原料のポリケトンは、部分的にケトン基同士、不飽和炭化水素由来の部分同士が結合していてもよいが、不飽和炭化水素由来の部分とケトン基が交互に配列している部分の割合が９７質量％以上であることが好ましい。
【００３１】
更に、ポリケトンの重合度としては、下記式：
【数１】
2009214846.tif 000004
（式中、ｔ及びＴは、純度９８％以上のヘキサフルオロイソプロパノール及びヘキサフルオロイソプロパノールに溶解したポリケトンの希釈溶液の２５℃での粘度管の流過時間であり；Ｃは、上記希釈溶液１００ｍＬ中の溶質の質量（ｇ）である）で定義される極限粘度［η］が１〜２０ｄＬ／ｇの範囲にあることが好ましく、２〜１０ｄＬ／ｇの範囲にあることが更に好ましく、３〜８の範囲にあることがより一層好ましい。極限粘度が１ｄＬ／ｇ未満では、分子量が小さ過ぎて、高強度のポリケトン繊維コードを得ることが難しくなる上、紡糸時、乾燥時及び延伸時に毛羽や糸切れ等の工程上のトラブルが多発することがあり、一方、極限粘度が２０ｄＬ／ｇを超えると、ポリマーの合成に時間及びコストがかかる上、ポリマーを均一に溶解させることが難しくなり、紡糸性及び物性に悪影響が出ることがある。
【００３２】
ここで、ポリケトンの未延伸糸の紡糸方法としては、公知の方法を採用することができ、具体的には、特開平２−１１２４１３号、特開平４−２２８６１３号、特表平４−５０５３４４号に記載のようなヘキサフルオロイソプロパノールやｍ−クレゾール等の有機溶剤を用いる湿式紡糸法、国際公開第９９／１８１４３号、国際公開第００／０９６１１号、特開２００１−１６４４２２号、特開２００４−２１８１８９号、特開２００４−２８５２２１号に記載のような亜鉛塩、カルシウム塩、チオシアン酸塩、鉄塩等の水溶液を用いる湿式紡糸法が挙げられる。
【００３３】
例えば、有機溶剤を用いる湿式紡糸法では、ポリケトンポリマーをヘキサフルオロイソプロパノールやｍ−クレゾール等に０．２５〜２０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中で溶剤を除去、洗浄してポリケトンの未延伸糸を得ることができる。
【００３４】
一方、水溶液を用いる湿式紡糸法では、例えば、亜鉛塩、カルシウム塩、チオシアン酸塩、鉄塩等の水溶液に、ポリケトンポリマーを２〜３０質量％の濃度で溶解させ、５０〜１３０℃で紡糸ノズルから凝固浴に押し出してゲル紡糸を行い、更に脱塩、乾燥等してポリケトンの未延伸糸を得ることができる。
【００３５】
また、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溶液紡糸法を採用することができる。
【００３６】
得られたポリケトンの未延伸糸は、（ｉ）多段熱延伸を行い、多段熱延伸の最終延伸工程で特定の温度及び倍率で延伸する方法や、（ｉｉ）熱延伸を行い、熱延伸終了後の繊維に高い張力をかけたまま急冷却する方法が好ましい。上記（ｉ）又は（ｉｉ）の方法でポリケトンの繊維化を行うことで、ポリケトン繊維コードの作製に好適な所望のフィラメントを得ることができる。
【００３７】
得られた未延伸糸の延伸法としては、未延伸糸を未延伸糸のガラス転移温度よりも高い温度に加熱して引き伸ばす熱延伸法が好ましく、更に、未延伸糸の延伸は、上記（ｉｉ）の方法では一段で行ってもよいが、多段で行うことが好ましい。熱延伸の方法としては、特に制限はなく、例えば、加熱ロール上や加熱プレート上に糸を走行させる方法等を採用することができる。ここで、熱延伸温度は、１１０℃〜（ポリケトンの融点）の範囲が好ましく、総延伸倍率は、１０倍以上であることが好ましい。
【００３８】
上記（ｉ）の方法でポリケトンの繊維化を行う場合、多段熱延伸の最終延伸工程における温度は、１１０℃〜（最終延伸工程の一段前の延伸工程の延伸温度−３℃）の範囲が好ましく、また、多段熱延伸の最終延伸工程における延伸倍率は、１．０１〜１．５倍の範囲が好ましい。一方、上記（ｉｉ）の方法でポリケトンの繊維化を行う場合、熱延伸終了後の繊維にかける張力は、０．５〜４ｃＮ／ｄｔｅｘの範囲が好ましく、また、急冷却における冷却速度は、３０℃／秒以上であることが好ましく、更に、急冷却における冷却終了温度は、５０℃以下であることが好ましい。ここで、熱延伸されたポリケトン繊維の急冷却方法としては、特に制限はなく、従来公知の方法を採用することができ、具体的には、ロールを用いた冷却方法が好ましい。なお、こうして得られるポリケトン繊維は、弾性歪みの残留が大きいため、通常、緩和熱処理を施し、熱延伸後の繊維長よりも繊維長を短くすることが好ましい。ここで、緩和熱処理の温度は、５０〜１００℃の範囲が好ましく、また、緩和倍率は、０．９８０〜０．９９９倍の範囲が好ましい。
【００３９】
有機繊維コードは、例えば、ポリケトンからなるフィラメント束を複数本、好ましくは二本又は三本撚り合わせてなり、これも例えば、ポリケトンからなるフィラメント束に下撚りをかけ、次いで、これを複数本合わせて、逆方向に上撚りをかけることで、双撚り構造の撚糸コードとして得ることができる。
【００４０】
ところで、カーカス保護層６を構成する有機繊維コードの配設密度を、タイヤ幅方向に３．０〜１０．０本／１０ｍｍとすることにより、トレッド部１への異物の侵入に対する耐久性をより高めることができる。
すなわち、配設密度が３．０本／１０ｍｍ未満の場合には、有機繊維コードのコード間が広くなるために、小さな異物を防御することが困難になり、一方、１０．０本／１０ｍｍを超える場合には、有機繊維コードの密集によりコード間のゴムゲージを十分に確保することができず、その部分の接着性を低下させる傾向がある。
【実施例１】
【００４１】
次に、図１および図２（ｂ）に示すような構造を有する、サイズがＨ４９×１９．０−２２  ３２ＰＲのバイアスタイヤを試作し、表１に示すように、それぞれの諸元を変化させた実施例タイヤ、および比較例タイヤ１〜３のそれぞれにつき、耐カット性を評価した。
なお、カーカス保護層の有機繊維コードに用いられる材質のポリケトンは、ほぼ１００％が上記（化１）で表される繰り返し単位からなり、その９７モル％以上が１−オキソトリメチレンである。
【００４２】
【表１】
2009214846.tif 000005
【００４３】
実施例タイヤ、および比較例タイヤ１〜３のそれぞれにつき、タイヤをリムサイズＨ４９×１９．０−２２のリムに装着し、荷重を２５６７０ｋｇ（５６６００ＬＢＳ）、内圧を１４１０ｋＰａ（２０５ｐｓｉ）とし、直径３０４８ｍｍ（１２０ｉｎｃｈ）のドラム試験機の速度が３８０ｋｍ／ｈに達したとき、高さ１０ｍｍ、幅５００ｍｍのブレードを有する金属板をタイヤ踏面にあて、そのタイヤ踏面にできたカット深さを評価した。その評価結果を表２に指数で示す。
なお、表中の指数値は、比較例タイヤ１の値をコントロールとして求めたものであり、指数が大きいほど、性能が良好なことを示す。
【００４４】
【表２】
2009214846.tif 000006
【００４５】
表２の結果から、実施例タイヤは、比較例タイヤ１〜３に対し、優れた耐カット性を示した。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の航空機用バイアスタイヤの一の実施形態を規定内圧の充填姿勢で示す幅方向断面図である。
【図２】（ａ）は、図１のタイヤの二層のカーカス保護層が波型にくせ付けされた有機繊維コードからなる態様を示す展開平面図であり、（ｂ）は、図１のタイヤの二層のカーカス保護層が有機繊維コードの角度付きで配置された態様を示す展開平面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１    トレッド部
２    サイドウォール部
３    ビード部
４    ビードコア
５    バイアスカーカス
６    カーカス保護層
７    トレッドゴム
８    インナーライナーゴム
【図１】
2009214846.tif 000007
【図２】
2009214846.tif 000008