JP2012116258A

JP2012116258A - 空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP2012116258A
Application number: JP2010266167A
Authority: JP
Inventors: Naoki Kanehira; 尚樹兼平
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2010-11-30
Filing date: 2010-11-30
Publication date: 2012-06-21
Anticipated expiration: 2030-11-30
Also published as: JP5640696B2

Abstract

【課題】リヨセル繊維からなるコードをカーカス層に用いた空気入りラジアルタイヤにおいて、ユニフォミティを良好に維持しながら耐水接着性を向上することを可能にした空気入りラジアルタイヤを提供する。
【解決手段】
溶剤紡糸法によって得られるリヨセル繊維からなる３本の下撚り糸を撚り合わせ、レゾルシンとホルマリンとラテックスとからなる混合液にて熱処理を加えて接着性を付与したコードをカーカス層に使用した空気入りラジアルタイヤにおいて、上撚り係数Ｎ１が２０００≦Ｎ１≦３５００の範囲であると共に、上撚り係数Ｎ１と下撚り係数Ｎ２との比Ｎ２／Ｎ１がＮ２／Ｎ１≦０．５８の範囲にあるようにする。
【選択図】図２

Description

本発明は、リヨセル繊維からなるコードをカーカス層に用いた空気入りラジアルタイヤに関し、更に詳しくは、耐水接着性を向上すると共にユニフォミティを改善することを可能にした空気入りラジアルタイヤに関する。

従来、高性能タイヤのカーカス材として、レーヨン繊維コードが使用されている。しかしながら、レーヨン繊維の製造過程においては有害物質が使用されることから、その代替材が求められている。溶剤紡糸法によって得られるリヨセル繊維はレーヨン繊維と同じくセルロース系の高弾性繊維であり、レーヨン繊維の代替材として有望である。そのため、リヨセル繊維の高性能タイヤのカーカス材への適用が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、空気入りラジアルタイヤのカーカス材としてリヨセル繊維コードを使用した場合、リヨセル繊維コードはレーヨン繊維コードに比べて耐水劣化後の接着性の保持率（耐水接着性）が悪いという問題がある。

特開２００４−６６９３０号公報

本発明の目的は、上述する問題点を解決するもので、リヨセル繊維からなるコードをカーカス層に用いた空気入りラジアルタイヤに関し、更に詳しくは、ユニフォミティを良好に維持しながら耐水接着性を向上することを可能にした空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りラジアルタイヤは、溶剤紡糸法によって得られるリヨセル繊維からなる３本の下撚り糸を撚り合わせ、レゾルシンとホルマリンとラテックスとからなる混合液にて熱処理を加えて接着性を付与したコードをカーカス層に使用した空気入りラジアルタイヤにおいて、前記コードの下記（１）式で表わされる上撚り係数Ｎ１が２０００≦Ｎ１≦３５００の範囲にあると共に、前記上撚り係数Ｎ１と下記（２）式で表わされる下撚り係数Ｎ２との比Ｎ２／Ｎ１がＮ２／Ｎ１≦０．５８の範囲にあることを特徴とする。
Ｎ１＝Ｔ１×Ｄ１^1/2 ・・・（１）
Ｎ２＝Ｔ２×Ｄ２^1/2 ・・・（２）
（式中、Ｔ１は上撚り数［回／１０ｃｍ］、Ｔ２は下撚り数［回／１０ｃｍ］、Ｄ１は繊維コードの総繊度［ｄｔｅｘ］、Ｄ２は下撚り糸の繊度［ｄｔｅｘ］である。）

本発明では、リヨセル繊維からなるコードをカーカス層に用いるにあたって、コードの上撚り係数Ｎ１を２０００≦Ｎ１≦３５００の範囲にし、上撚り係数Ｎ１と下撚り係数Ｎ２との比Ｎ２／Ｎ１をＮ２／Ｎ１≦０．５８の範囲にすることにより、上撚り数が下撚り数より大きくなり、コード方向と下撚り糸のフィラメントとの成す角度が大きくなるので、ゴムとコードとの間の投錨効果が高くなり、耐水接着性を改善することが出来る。しかも、リヨセル繊維からなる３本の下撚り糸を撚り合わせているので、２本撚りの場合とは異なって、コードの弾性率が過度に高くなることを回避することが出来る。そのため、カーカス層のスプライス部においてコード密度が局部的に高くなっていても、内圧充填時にその部位が窪むことを抑制し、ユニフォミティを改善することが出来る。

本発明においては、前記混合液におけるレゾルシン及びホルマリンの総重量とラテックスの重量との重量比ＲＦ／Ｌが０．１５≦ＲＦ／Ｌ≦０．４５の範囲にあることが好ましい。これにより、耐水接着性を更に向上することが出来る。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線半断面図である。本発明でカーカス層を構成するコードの一例を示す側面図である。

以下、本発明の構成について、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤを示し、図２は本発明でカーカス層を構成するコードを示すものである。

図１において、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。左右一対のビード部３，３間にはカーカス層４が装架されている。このカーカス層４は、タイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含み、各ビード部３に配置されたビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。また、ビードコア５の外周上にはビードフィラー６が配置され、このビードフィラー６がカーカス層４の本体部分と折り返し部分により包み込まれている。またカーカス層４の外周側には複数枚のベルト層７が配置されている。

上記空気入りラジアルタイヤにおいて、カーカス層４を構成するコードとして、溶剤紡糸法によって得られるリヨセル繊維からなる３本の下撚り糸を撚り合わせ、レゾルシンとホルマリンとラテックスとからなる混合液（ＲＦＬ混合液）にて熱処理を加えて接着性を付与したコードを使用する。そして、このコードの撚り構造を下記のように設定する。

カーカス層４を構成するコードの上撚り数をＴ１［回／１０ｃｍ］、下撚り数をＴ２［回／１０ｃｍ］、総繊度をＤ１［ｄｔｅｘ］、下撚り糸の繊度をＤ２［ｄｔｅｘ］としたとき、Ｎ１＝Ｔ１×Ｄ１^1/2で表わされる上撚り係数Ｎ１を２０００≦Ｎ１≦３５００の範囲に設定し、この上撚り係数Ｎ１とＮ２＝Ｔ２×Ｄ２^1/2で表わされる下撚り係数Ｎ２との比Ｎ２／Ｎ１をＮ２／Ｎ１≦０．５８、好ましくは０．２≦Ｎ２／Ｎ１≦０．５８の範囲に設定する。尚、上撚りの方向と下撚りの方向は逆方向にする。

このように撚り構造を規定することで、コード８の延長方向と下撚り糸９のフィラメントとがなす角度θ（図２参照）が大きくなるので、ゴムとコードとの間の投錨効果が向上し、耐水接着性を改善することが出来る。

上撚り係数Ｎ１が２０００より小さいと投錨効果が低下して耐水接着性が低下する。上撚り係数Ｎ１が３５００より大きいと上撚り数が大きくなり過ぎるためコードの弾性率が低下する。また、比Ｎ２／Ｎ１が０．５８より大きいと投錨効果が低下して耐水接着性が低下する。また、このコードにおいて、上撚り数Ｔ１は４７回／１０ｃｍ以下であることが好ましい。上撚り数Ｔ１が４７回／１０ｃｍより大きいと上撚り係数Ｎ１を上記範囲にすることが難しくなる。

上述のように構成したリヨセル繊維からなるコードをカーカス層４に用いることで耐水接着性を向上することが出来るが、このコードとして、リヨセル繊維からなる２本の下撚り糸を撚り合わせた２本撚り構造のコードを使用した場合、コードの弾性率が過度に高くなるため、内圧充填時にスプライス部のコード密度が高い部位に窪みが発生し易くなり、ユニフォミティが低下するという問題がある。

そのため、本発明においては、このコードとして、リヨセル繊維からなる３本の下撚り糸を撚り合わせた３本撚り構造のコードを使用する。このようにリヨセル繊維からなる３本撚り構造のコードをカーカス層４に使用することで、コードの弾性率が過度に高くなることを回避することが出来る。その結果、カーカス層４のスプライス部においてコード密度が局部的に高くなっていても、内圧充填時にその部位が窪むことを抑制し、ユニフォミティを改善することが出来る。

本発明において、リヨセル繊維からなるコードは、ゴムとの接着性を向上するために、予めＲＦＬ混合液（ディップ液）にて熱処理を加えて接着性を付与している。このＲＦＬ混合液において、レゾルシン及びホルマリンの総重量とラテックスの重量との重量比ＲＦ／Ｌを０．１５≦ＲＦ／Ｌ≦０．４５の範囲にすることが好ましい。ＲＦ／Ｌが０．１５より小さいとＲＦＬ接着層の硬さが増し、ゴムに対する接着性が低下する。ＲＦ／Ｌが０．４５より大きいと充分な接着層の強度が得られず、ゴムに対する接着性が低下する。

また、ＲＦＬ混合液におけるレゾルシンとホルマリンのモル比（Ｒ／Ｆ比）を０．２５〜１．０の範囲にすることが好ましい。Ｒ／Ｆ比が０．２５より小さいとホルマリンの比率が多くなり過ぎるためレゾルシンとホルマリンとの架橋が進み、ＲＦＬ接着層の硬さが増し、ゴムに対する接着性が低下する。Ｒ／Ｆ比が１．０より大きいと充分な接着層の強度が得られず、ゴムに対する接着性が低下する。

また、ＲＦＬ混合液における水酸化ナトリウムとレゾルシンのモル比（ＮａＯＨ／Ｒ比）を０．３５〜０．５５にすることが好ましい。ＮａＯＨ／Ｒ比が０．３５より小さいとＲＦＬ混合液の化学的安定性が低くゲル化し易いためディップ液として使用することが困難である。ＮａＯＨ／Ｒ比が０．５５より大きいとレゾルシンとホルマリンとの架橋が進み、ＲＦＬ接着層の硬さが増し、ゴムに対する接着性が低下する。

ここで、このＲＦＬ混合液に含まれるラテックスとしては、ビニルピリジンラテックス、天然ゴムラテックス、スチレン−ブタジエンゴムラテックス等が挙げられるが、全ラテックスの５０重量％以上をビニルピリジンラテックスにすることが好ましい。ビニルピリジンラテックスを選択することにより、リヨセル繊維からなるコードのゴムに対する接着性を効果的に改善することが出来る。特に、ラテックスの全量（１００重量％）をビニルピリジンラテックスにすることが最も好ましい。

タイヤサイズを２０５／５５ＺＲ１６で共通にし、カーカス層を構成するコードの仕様、具体的にはコードの総繊度Ｄ１、下撚り糸の繊度Ｄ２、撚り本数、下撚り数Ｔ２、下撚り係数Ｎ２、上撚り数Ｔ１、上撚り係数Ｎ１、上撚り係数と下撚り係数との比Ｎ２／Ｎ１、ＲＦＬ混合液におけるレゾルシン及びホルマリンの総重量とラテックスの重量との重量比ＲＦ／Ｌを表１のように異ならせた比較例１〜３、実施例１〜７のタイヤを製作した。

尚、比較例１〜３及び実施例１〜７において、ＲＦＬ混合液中のＲ／Ｆ比を１／２．５にし、ＮａＯＨ／Ｒ比を０．５／１にし、ラテックスとしては全固形分が１８％のビニルピリジンラテックスを使用した。

これらの試験タイヤについて、下記の評価方法によりタイヤユニフォミティ及び耐水接着性を評価し、その結果を表１に併せて示した。

タイヤユニフォミティ
タイヤに正規内圧を充填したとき、カーカス層のスプライス部におけるタイヤ最大幅と該スプライス部を除くタイヤ周上４箇所における最大幅の平均値を測定し、その差を求めた。評価結果は測定値の逆数を用い、比較例１を１００とする指数で示した。指数値が大きいほどタイヤユニフォミティが優れている。

耐水接着性
評価タイヤを湿度８０％、温度７０℃の条件下で３０日間調湿後、耐久試験を実施し、その走行距離を測定した。より具体的には、耐久試験は以下の手順で行った。調湿後の評価タイヤをリムサイズ１６×６１／２ＪＪのホイールにリム組みし、走行速度を８１ｋｍ／ｈで一定とし、直径１７０７ｍｍのドラム上を、ＪＡＴＭＡで規定された空気圧条件に対応する最大荷重の８５％で４ｈｒ、次いで最大荷重の９０％で６ｈｒ、次いで最大荷重の１３０％で２ｈｒ、次いで最大荷重の１４５％で４ｈｒ、次いで最大荷重の１６０％で走行させ、破壊するまでの走行距離を測定した。評価結果は比較例１を１００とする指数で示した。指数値が大きいほど耐水接着性が優れている。

比較例１が基準である。比較例２はＮ２／Ｎ１の値を小さくしているので耐水接着性は向上するが下撚り糸の撚り本数が２本であるためコードの弾性率が高くなり過ぎてユニフォミティが低下していた。比較例３は比Ｎ２／Ｎ１が大き過ぎるため、耐水接着性の改善効果が得られなかった。

一方、実施例１〜７は、ユニフォミティを維持したまま耐水接着性を向上することが出来た。特に、実施例１に比べて下撚り数Ｔ２及び比Ｎ２／Ｎ１を更に小さくした実施例２〜７は、より高度にユニフォミティと耐水接着性とを両立することが出来た。

１トレッド部
２サイドウォール部
３ビード部
４カーカス層
５ビードコア
６ビードフィラー
７ベルト層
８コード
９下撚り糸

Claims

溶剤紡糸法によって得られるリヨセル繊維からなる３本の下撚り糸を撚り合わせ、レゾルシンとホルマリンとラテックスとからなる混合液にて熱処理を加えて接着性を付与したコードをカーカス層に使用した空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記コードの下記（１）式で表わされる上撚り係数Ｎ１が２０００≦Ｎ１≦３５００の範囲にあると共に、前記上撚り係数Ｎ１と下記（２）式で表わされる下撚り係数Ｎ２との比Ｎ２／Ｎ１がＮ２／Ｎ１≦０．５８の範囲にあることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
Ｎ１＝Ｔ１×Ｄ１^1/2 ・・・（１）
Ｎ２＝Ｔ２×Ｄ２^1/2 ・・・（２）
（式中、Ｔ１は上撚り数［回／１０ｃｍ］、Ｔ２は下撚り数［回／１０ｃｍ］、Ｄ１は繊維コードの総繊度［ｄｔｅｘ］、Ｄ２は下撚り糸の繊度［ｄｔｅｘ］である。）
前記混合液におけるレゾルシン及びホルマリンの総重量とラテックスの重量との重量比ＲＦ／Ｌが０．１５≦ＲＦ／Ｌ≦０．４５の範囲に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。