(57)【要約】【課題】ポリケトン繊維の特性を活かしてタイヤの操縦安定性、ユニフォミティー、高速耐久性を向上し、さらに軽量化を図りつつ、発熱時の耐久性能を向上することができる空気入りラジアルタイヤを提供する。【解決手段】カーカス６としてポリケトン繊維コードを使用した空気入りラジアルタイヤ１であって、前記タイヤ１内の充填気体として窒素ガス及び不活性ガスの群から選ばれた少なくとも１種の気体を、充填気体全体の９５体積％以上充填する。前記ポリケトン繊維コードはタイヤ１のカーカス６、ベルト７、及びベルト補強層９の少なくともいずれかに使用できる。また、タイヤ内の充填気体圧力が３００ｋＰａ以上である空気入りラジアルタイヤの耐久性向上に効果的である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤの補強部材としてポリケトン繊維コードを使用した空気入りラジアルタイヤであって、
前記タイヤ内の充填気体として窒素ガス及び不活性ガスの群から選ばれた少なくとも１種の気体を、前記充填気体全体の９５体積％以上充填する
ことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】
前記タイヤの補強部材がカーカス、ベルト、及びベルト補強層の少なくともいずれかである
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】
前記タイヤ内の充填気体圧力が３００ｋＰａ以上である
ことを特徴とする請求項１又は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の製造方法に関し、さらに詳しくは、タイヤの補強部材としてポリケトン繊維コードを使用した空気入りラジアルタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリケトン繊維は、ナイロン繊維やポリエステル繊維に比べて、高強度、高弾性率である上に、優れた耐熱性や寸法安定性を有することから、各種の産業用資材用途として使用することが期待されている。このような特性に着目して、このポリケトン繊維をタイヤの補強部材にも使用する試みが多数検討されている。
【０００３】
例えば下記特許文献１〜３には、ＲＦＬ接着剤液で処理したポリケトン繊維コードをタイヤのカーカスや、ベルト、ベルト補強層に使用し、荷重耐久性、高速耐久性を向上させるようにしたタイヤが、また，特許文献４には特定の熱収縮応力を持つポリケトン繊維コードをカーカスに使用し、操縦安定性向上と軽量化を達成出来る空気入りタイヤが開示されている
【特許文献１】特開２００１−３３４８０７号公報
【特許文献２】特開２００４−３０８０２３号公報
【特許文献３】特開２００６−１２３６４８号公報
【特許文献４】特開２００７−５５５５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の提案では、タイヤの操縦安定性、ユニフォミティー、高速耐久性を向上し、さらに軽量化が図られるが、いずれもこのポリケトン繊維の優れた特性が活かされているとはいえず、タイヤ発熱時の耐久性能を向上する観点において十分な性能を発揮するに至っていないのが現状である。
【０００５】
タイヤの高速連続走行に伴う発熱によりタイヤ内部が１００℃以上の高温に上昇すると、その熱エネルギーがタイヤ内部に蓄積され、中でも、使用条件の過酷なトラック・バス用、ライトトラック用タイヤにおいて荷重耐久性や高速耐久性を向上することが望まれている。
【０００６】
本発明の目的は、上記従来の問題を解消し、ポリケトン繊維の特性を活かしてタイヤの操縦安定性、ユニフォミティー、高速耐久性を向上し、さらに軽量化を図りつつ、発熱時の耐久性能を向上することが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】
【０００７】
本発明者は、上記問題を解決すべく鋭意検討したところ、タイヤの高速連続走行などの発熱による蓄熱と、タイヤ内部の充填空気が時間と共に除々にタイヤゴム中を透過してポリケトンコードに作用し、熱と酸素の共存下でポリケトンコードが熱酸化劣化されコード強力の低下を生じることでタイヤ強度を低下させタイヤの耐久性能に影響することが分かった。そこで、本発明者は、ポリケトンコードの強力低下原因である熱もしくは酸素をタイヤ使用条件から除去することを検討した結果、タイヤ内部の充填気体を改良することで上記課題を解決できることを見出した。
【０００８】
すなわち、本発明は、タイヤの補強部材としてポリケトン繊維コードを使用した空気入りラジアルタイヤであって、前記タイヤ内の充填気体として窒素ガス及び不活性ガスの群から選ばれた少なくとも１種の気体を、充填気体全体の９５体積％以上充填することを特徴とする空気入りラジアルタイヤである。
【０００９】
本発明の空気入りラジアルタイヤは、前記タイヤの補強部材がカーカス、ベルト、及びベルト補強層の少なくともいずれかである。
【００１０】
また、本発明の空気入りラジアルタイヤは、前記タイヤ内の充填気体圧力が３００ｋＰａ以上である空気入りラジアルタイヤに効果的である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の空気入りラジアルタイヤによれば、ポリケトン繊維の特性を活かした操縦安定性、ユニフォミティー、高速耐久性などのタイヤ性能を向上し、さらに軽量化を図りつつ、発熱時のコード強力低下を抑えてタイヤの耐久性能を大きく向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【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１の断面図であり、タイヤ１をリムＲに組み込み、タイヤ内部に気体を充填したものを示している。
【００１４】
このタイヤ１は、トレッド部２と、左右一対のビード部４と、トレッド部２とビード部４との間に介在する左右一対のサイドウォール部３とよりなり、タイヤの径方向内側に配されたカーカス６が、両側のサイドウォール部３を経てビード部４でビードコア５の内側から外側にビードフィラー１０を挟みながら巻き上げられ係止されている。また、トレッド部２におけるカーカス６の径方向外側にスチールコードよりなる２層のベルト７ａ、７ｂが配され、さらにベルト７の外周にはナイロンコードよりなる１層のベルト補強層９が配されている。
【００１５】
カーカス６は、ポリケトン繊維からなるタイヤコードを用いて構成されており、カーカス６は２枚のポリケトン繊維コードからなるプライ６ａ、６ｂで構成されている。
【００１６】
図において、ベルト７は、２枚のスチールコードからなるプライ７ａ、７ｂで構成された例を示すが、ポリケトン繊維からなるタイヤコードを用いて構成されていてもよい。また、ベルト補強層９は、１枚のナイロンコードからなる例を示すが、このベルト補強層もポリケトン繊維からなるタイヤコードを用いて構成されていてもよい。なお、カーカス、ベルト、ベルト補強層の積層枚数は、タイヤサイズや用途により適宜増減し使用することができる。
【００１７】
前記ポリケトン繊維コードは、下記式（１）で表される繰り返し単位からなるポリオレフィンケトンで実質的に形成される。
（−ＣＯ−Ａ−）  ……（１）
式（１）において、Ａは、二価のオレフィン残基を表し、オレフィン系モノマー由来の単位であり、カルボニル単位と結合している。前記ポリオレフィンケトンは、カルボニル単位と、前記オレフィン系モノマー由来の単位とが交互に配列された共重合体であり、該ポリオレフィンケトンにおいて、前記オレフィン系モノマー由来の単位は、１種であってもよいし、２種以上であってもよい。
【００１８】
前記オレフィン系モノマーとしては、例えば、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、ヘプテン、などが挙げられる。これらの中でも、力学特性、耐熱性などの点で、エチレンが好ましく、（−ＣＨ２−ＣＨ２−ＣＯ−）ｎで表される、ポリ（１−オキソトリメチレン）が耐熱性及び力学的性能に優れる点で好ましい。
【００１９】
このようなポリケトン繊維コードは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）コードより高強度、高弾性率で、かつ寸法安定性に優れており、熱収縮もナイロンコードのように大きくなく、またレーヨンコードのように耐水分安定性が悪くなく、同時にゴムとの接着性に優れ、ゴム中での耐アミン劣化にも優れ、タイヤの補強材として使用できる。ポリケトン繊維は、溶融紡糸法、溶液紡糸法などにより前記ポリオレフィンケトンを繊維化し製造する方法が挙げられ、例えば、市販品としては旭化成せんい（株）の「サイバロン」が挙げられる。
【００２０】
本発明に使用するポリケトン繊維コードは、特に限定されないが、強度が８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、２％伸張時モジュラスが１．５〜３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、２ｃＮ／ｄｔｅｘでの伸び率と１５０℃での乾熱収縮率との和である寸法安定性指数が２．０〜５．０の範囲にあるものが好ましく用いられる。
【００２１】
さらに、ポリケトン繊維コードの繊度が１０００〜４０００ｄｔｅｘであり、撚り係数Ｋが１８００〜２５００であることが好ましい。
【００２２】
該ポリケトン繊維コードの強度は、タイヤの性能を維持するためのタイヤ強度を確保するために８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上必要であり、好ましくは１０ｃＮ／ｄｔｅｘ以上である。また、８ｃＮ／ｄｔｅｘ未満の場合、カーカスやベルトコードの打ち込み本数を増やしたり、コードを太くする必要がある。打ち込み本数が多すぎると、ビード部での発熱が高くなり蓄熱しやすく、またセパレーションが起こりやすくなり、耐久性が低下し、また、コードを太くすると、プライが厚くなり、やはり発熱性や軽量化に悪影響する。
【００２３】
ポリケトン繊維コードの２％伸張時モジュラスが１．５ｃＮ／ｄｔｅｘ未満であると、十分なカーカス剛性が得られず操縦安定性やユニフォミティーが低下し、３．５ｃＮ／ｄｔｅｘを超えるとカーカス剛性が高くなりすぎ、すなわちサイドウォール部が剛直になり高速耐久性や乗り心地が悪化する。
【００２４】
また、寸法安定性指数が２．０未満になるとコードの寸法安定性は良好になり、加硫時のコード収縮が少なくユニフォミティーが良好になるが、タイヤ内でのコードの伸び率も小さくなって応力時の歪を吸収できず耐久性能が低下し、またタイヤ成型時にカーカスが拡張しずらくなるためコード分布の乱れを生じやすくし高速耐久性やユニフォミティーに影響する。寸法安定性指数が５．０を超えると加硫時の収縮が大きくなりユニフォミティーが悪化し、タイヤ走行中の伸びが大きくなって剛性不足により操縦安定性や高速耐久性が低下し、特に５．５を超えるとカーカスプライジョイントでのサイド部凹凸の発生頻度が大きくなり製品外観の不良原因となる。特に、１プライタイヤでは、サイドウォール部ゴムの薄肉化が同時に図られるので、この寸法安定性指数はタイヤ軽量化にとって重要なものとなり、より好ましくは４．０以下である。
【００２５】
さらに、ポリケトン繊維コードの繊度が１０００ｄｔｅｘ未満では、強度が８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上でもコード１本当たりの強力が低くなり、コード打ち込み本数の増加や、プライ数の増加などタイヤの軽量化や耐久性に不利になる。４０００ｄｔｅｘを超えるとコード径が大きくなってプライ厚み増となり、１プライ化した場合にも軽量化効果が減少し好ましくない。
【００２６】
また、コード撚り係数は１８００〜２５００であることが好ましく、この範囲にあると上記寸法安定性指数の制御が容易となり、すなわち撚り係数が１８００未満では伸び率、乾熱収縮率共に小さくなって耐久性が低下し、２５００を超えると伸び率が大きくなってユニフォミティーや操縦安定性に悪影響し、また強度も低下する。
【００２７】
上記ポリケトン繊維コードの各コード特性は、引張試験機（例えば、島津製作所（株）製のオートグラフなど）によって、ＪＩＳ  Ｌ１０１７（化学繊維タイヤコード試験方法）に従って引張試験を行い求めることができる。
【００２８】
また、撚り係数Ｋは次式により求められる値である。Ｋ＝Ｔ・Ｄ１／２。ここで、Ｋ＝撚り係数、Ｔ＝上撚り数と下撚り数の平均値（回／１０ｃｍ）、Ｄ＝総表示デシテックス（ｄｔｅｘ）。
【００２９】
また、本発明におけるポリケトン繊維コードは、通常接着剤処理が施され使用される。接着剤としては、ＲＦＬ接着液が挙げられ、ＲＦＬ（レゾルシン−ホルマリン−ラテックス）の組成は特に限定されないが、例えば、カセイソーダ水中にレゾルシンが１〜１０重量％、ホルマリンが１〜１０重量％、ラテックスが１〜２８重量％にすることができる。具体的には、ナイロンコード用として公知の処方である、Ｄ５Ａ処方が挙げられる。また、エポキシ化合物あるいはブロックドイソシアネート化合物を含む第１液で処理した後、レゾルシンとホルマリンとラテックスを含む第２液（ＲＦＬ液）で処理する２浴型の公知のポリエステルコード用処方などを利用することができる。
【００３０】
上記のようにして得たポリケトン繊維コードは、常法に従いその多数本からなるスダレ織物に製織され、タイヤ用ゴム組成物を用いて所定厚みのトッピング反に加工され、タイヤのカーカス、ベルト、ベルト補強層に使用して未加硫タイヤを成型し、次いで未加硫タイヤを金型にセットして加硫することにより製品タイヤを製造することができる。
【００３１】
本発明の空気入りラジアルタイヤは、該タイヤを標準リムに組み込み、タイヤ内の充填気体として窒素ガス及び不活性ガスの群から選ばれた少なくとも１種の気体が、充填気体全体の９５体積％以上で充填される。より好ましくは９７体積％以上であり、窒素ガス及び不活性ガスの充填量が１００体積％に近いほど望ましい。
【００３２】
上記標準リムとは、日本のＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ教会）、米国のＴＲＡ、欧州のＥＴＲＴＯ等、タイヤが生産或は使用される地域に有効な産業規格に定められている、各タイヤのサイズに応じて使用が認められているリムのことである。
【００３３】
特に、軽量で低転がり抵抗性能を重視した高内圧タイヤ、例えば３００ｋＰａ以上の内圧の乗用車用やレーシングタイヤ、あるいはトラック・バス用、ライトトラック用タイヤなどの大型、重荷重用途のタイヤにおいては、内圧が高ければ充填空気中の酸素がゴム層を浸透しポリケトン繊維コードに作用して悪影響が大きくなるため、上述の本発明の窒素ガス及び不活性ガスを充填気体中の９５体積％以上含有せしめて充填気体中の酸素量を減ずることで、熱との共存下での熱酸化劣化を防止する効果をもたらすことができる。ただし、不可避的にタイヤ内部に残存する少量の酸素は含まれてもよい。
【００３４】
ここで不活性ガスとは、化学的に不活性である気体のことであり、具体的にはヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン等の希ガス類元素の気体である。
【００３５】
また、本発明の空気入りラジアルタイヤは、前記窒素ガスが前記酸素を除く充填気体の内の８０％以上で含まれることが好ましく、より好ましくは９０％以上であり、さらに１００％窒素ガスであってもよい。これは不活性ガスは上記熱酸化劣化を防止する効果は、窒素ガスと同等であり、窒素ガスよりも軽量であるメリットはあるが、反面で安全性、取り扱い性やコストの点で不経済となるからである。
【００３６】
また、上記タイヤ内部の充填気体を窒素及び不活性ガスで充填すると、ポリケトン繊維コードに対する上記効果に加えて、例えば、スチールコードをカーカスプライ又はベルトに使用するタイヤにおいて、タイヤ内部から透過する酸素による鋼材の耐腐食疲労性を大幅に改善することにより、タイヤの軽量化と耐久性等に優れた空気入りラジアルタイヤが得られる。特に、充填気体中の水分率が０．５重量％以下、好ましくは０．３重量％以下であるようなドライガスを使用すると、酸素抑制と水分抑制という相乗効果により、スチールコードの耐腐食疲労性がさらに効果的に改善されることとになる。
【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】
カーカスに、ポリケトン繊維コード（１６７０ｄｔｅｘ／２構造、打ち込み密度１５本／２５ｍｍ）のトッピング反２枚を用い、ベルトとして３×０．２０＋６×０．３５ｍｍのスチールコード（打ち込み密度１２本／２５ｍｍ）の２枚を交差角度４４度で配置した、サイズ２０５／７５Ｒ１６  ８ＰＲのライトトラック用ラジアルタイヤを試作し、タイヤの室内耐久性試験を下記方法により行った。
【００３９】
［室内耐久性試験］
試作タイヤをリムサイズ１６×５．５のリムに組み込みし、窒素ガスを充填した実施例タイヤと通常の圧縮空気を充填した比較例タイヤを、ドラム表面が平滑な鋼製で直径が１．７０７ｍであるドラム試験機を使用して、周辺温度を３０±３℃に制御し、タイヤ内圧５００ｋＰａ 、荷重１２３４ｋｇ、速度１２０ｋｍ／ｈの条件にて１００，０００ｋｍ走行させた。走行試験終了後、トレッドセンター部の表面温度を測定し、タイヤに故障発生がないことを確認した後、タイヤを分解しタイヤ周上３か所からカーカスコードを各１０本取り出し、試験前の新品タイヤから取り出したコード強力に対するコード強力保持率を求めた。結果を表１に示す。なお、コード強力は、島津製作所（株）製のオートグラフＤＣＳ２０００を用いて、ＪＩＳ  Ｌ１０１７に従じる引張試験を行い求めた。
【００４０】
【表１】
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【００４１】
表１に示す結果から明らかなように、本発明に係る実施例タイヤのカーカスコード強力は比較例タイヤのコード強力に対し優れた値を示している。これは、タイヤ内部に充填された窒素ガスがポリケトン繊維コードに対して安定であることを示し、これより空気入りラジアルタイヤの耐久性能を向上できることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
以上の通り、本発明の空気入りラジアルタイヤは、乗用車用タイヤ、レーシングタイヤ、トラック・バス用、ライトトラック用タイヤに使用でき、特にタイヤ内圧が３００ｋＰａ以上の高内圧で使用されるタイヤに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】実施形態の空気入りラジアルタイヤの断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１……空気入りラジアルタイヤ
６……カーカス
７……ベルト
９……ベルト補強層
【図１】
2009006872.tif 000004