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技術 タイヤコ−ド

出願人 株式会社クラレ
発明者 三浦勤
出願日 1996年6月6日 (24年5ヶ月経過) 出願番号 1996-143894
公開日 1997年12月16日 (22年11ヶ月経過) 公開番号 1997-324377
状態 未査定
技術分野 ロープ又はケーブル一般 糸;糸またはロープの機械的な仕上げ
主要キーワード 補強素材 高圧縮弾性 スダレ状 CO単位 スダレ 遊離基触媒 ハイモジュラス 接地部分
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1997年12月16日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (2)

課題

高速下での操縦定性に優れ、耐久性の良好なタイヤコ−ド、、とくにラジアルタイヤのカ−カス部材用タイヤコ−ドとしての要求性能、すなわち高強力、高弾性率で、ハイモジュラス性、寸法安定性、低発熱性、低成長性接着性などタイヤコ−ドに要求される特性を実質的に満足するタイヤコ−ドを提供する。

解決手段

下記一般式(1)で示される繰り返し単位から実質的になり、引張強度10.0g/デニ−ル以上、初期弾性率120g/デニ−ル以上を有するポリマーフィラメントから構成されたコ−ドであり、該コ−ドの曲げ硬さが10〜80gの範囲であるタイヤコ−ド。

化1

概要

背景

空気入りタイヤはコ−ドの配列方向または配置によってバイアヤタイヤラジアルタイヤおよびベルテッドバイアスタイヤの3種類があるが、ベルト部のタガ効果のあるラジアルタイヤおよびベルテッドバイアスタイヤの2種類が車の縦安定性の良好なタイヤであるといわれている。モ−タリゼイション発達に伴って、上記ラジアルタイヤおよびベルテッドバイアスタイヤのベルト部の補強材には高強度、高弾性率、寸法安定性耐衝撃性接着性高圧縮弾性率、低成長性、高スティフネスなどが要求されるが、さらに補強素材比重が小さく、価格が安いことが有利である。

近年、高速道路の敷設が進み、その操縦安定性の良好なベルテッドバイアスタイヤやラジアルタイヤが普及し、これらの中でスチル繊維ベルト部材に用いたラジアルタイヤはその優れた操縦安定性によって注目されている。しかしながら、該ラジアルタイヤは操縦安定性の設計を重視するあまりに、路面の凹凸を直接拾い易く、乗り心地性居住性犠牲にされており、走行時の騒音もまた大きい。すなわち、素材としてスチ−ル繊維を用いたコ−ドを補強材とする操縦性能の良好なタイヤは、タイヤの接地部分が剛く、路面の凹凸を直接拾い易いから、該タイヤを装備した車が凹凸のある路面を走行すると激しく振動し、乗り心地や居住性が悪化することが知られている。

そして、このスチ−ル繊維コ−ドは有機繊維素材に比較して本質的に錆びる性質があり、耐久性が不十分である。また自身の比重が大きいことからタイヤ自体が重くなり、燃料消費量が大きいという本質的欠点がある。

このような現状において、路面の凹凸に起因する振動をできる限り吸収し、乗り心地性を改善し得るタイヤコ−ドとして、ベルト部材としてスチ−ル繊維コ−ドだけを使用するのではなく、アラミド繊維をスチ−ル繊維と併用することが提案されている。しかし、併用されるアラミド繊維は高価格であること、併用に伴うタイヤの設計、製造上の困難性などのために、特殊なタイヤ用途に限定されているのが実情である。

一方テキスタイルコ−ドの中ではハイモジュラス性、寸法安定性の優れたポリエステルコ−ドが汎用され、レ−ヨンコ−ドも一部用いられている。しかしこれらの素材はゴム中での耐熱性、ゴムとの接着性、耐疲労性などの耐久性に劣るため、過酷な条件で使用される比較的大型のラジアルタイヤへの適用は好ましくない。

そこで、ポリエステルコ−ド並みのモジュラスおよび寸法安定性を兼備し、比較的大型のラジアルタイヤへの適用が可能な素材の開発が求められている。

概要

高速下での操縦安定性に優れ、耐久性の良好なタイヤコ−ド、、とくにラジアルタイヤのカ−カス部材用タイヤコ−ドとしての要求性能、すなわち高強力、高弾性率で、ハイモジュラス性、寸法安定性、低発熱性、低成長性、接着性などタイヤコ−ドに要求される特性を実質的に満足するタイヤコ−ドを提供する。

下記一般式(1)で示される繰り返し単位から実質的になり、引張強度10.0g/デニ−ル以上、初期弾性率120g/デニ−ル以上を有するポリマーフィラメントから構成されたコ−ドであり、該コ−ドの曲げ硬さが10〜80gの範囲であるタイヤコ−ド。

目的

本発明の目的は、高速下での操縦安定性に優れ、耐久性の良好なタイヤコ−ド、とくにラジアルタイヤのカ−カス部材用タイヤコ−ドとしての要求性能、すなわち高強力、高弾性率で、ハイモジュラス性、寸法安定性、低発熱性、低成長性、接着性などタイヤコ−ドに要求される特性を実質的に満足するタイヤコ−ドを提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
5件
牽制数
16件

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請求項1

下記一般式(1)で示される繰り返し単位から実質的になり、引張強度10.0g/デニ−ル以上、初期弾性率120g/デニ−ル以上を有するポリマーフィラメントから構成されたコ−ドであり、該コ−ドの曲げ硬さが10〜80gの範囲であるタイヤコ−ド。

請求項

ID=000003HE=025 WI=110 LX=0500 LY=0500

--

プロピレンを7モル%共重合したエチレン/プロピレン/一酸化炭素ポリマー(LVN2.0dl/g)を紡糸温度275℃で紡糸し、次いでプレート温度200℃で6倍延伸した後、熱固定し1500デニ−ル/750フィラメントタイヤコ−ド原糸を得た。該原糸の引張強度は13.0g/デニ−ル、初期弾性率は160g/デニ−ルであった。続いて該原糸(延伸糸)を下撚上撚ともに10cmあたり39Tの割合で合撚し生コ−ドとした。生コ−ドはリツラ−社製コンピュトリ−タRFL接着剤付与および熱セット処理した。得られた処理コ−ドの曲げ硬さは45gであった。

背景技術

0001

本発明は強度、弾性率および耐疲労性に優れ、空気入りタイヤとして高速走行時における操縦定性燃料消費低減性、耐久性および品質再現性などに優れたタイヤコ−ドに関する。

0002

空気入りタイヤはコ−ドの配列方向または配置によってバイアヤタイヤラジアルタイヤおよびベルテッドバイアスタイヤの3種類があるが、ベルト部のタガ効果のあるラジアルタイヤおよびベルテッドバイアスタイヤの2種類が車の縦安定性の良好なタイヤであるといわれている。モ−タリゼイション発達に伴って、上記ラジアルタイヤおよびベルテッドバイアスタイヤのベルト部の補強材には高強度、高弾性率、寸法安定性、耐衝撃性接着性高圧縮弾性率、低成長性、高スティフネスなどが要求されるが、さらに補強素材比重が小さく、価格が安いことが有利である。

0003

近年、高速道路の敷設が進み、その操縦安定性の良好なベルテッドバイアスタイヤやラジアルタイヤが普及し、これらの中でスチル繊維ベルト部材に用いたラジアルタイヤはその優れた操縦安定性によって注目されている。しかしながら、該ラジアルタイヤは操縦安定性の設計を重視するあまりに、路面の凹凸を直接拾い易く、乗り心地性居住性犠牲にされており、走行時の騒音もまた大きい。すなわち、素材としてスチ−ル繊維を用いたコ−ドを補強材とする操縦性能の良好なタイヤは、タイヤの接地部分が剛く、路面の凹凸を直接拾い易いから、該タイヤを装備した車が凹凸のある路面を走行すると激しく振動し、乗り心地や居住性が悪化することが知られている。

0004

そして、このスチ−ル繊維コ−ドは有機繊維素材に比較して本質的に錆びる性質があり、耐久性が不十分である。また自身の比重が大きいことからタイヤ自体が重くなり、燃料消費量が大きいという本質的欠点がある。

0005

このような現状において、路面の凹凸に起因する振動をできる限り吸収し、乗り心地性を改善し得るタイヤコ−ドとして、ベルト部材としてスチ−ル繊維コ−ドだけを使用するのではなく、アラミド繊維をスチ−ル繊維と併用することが提案されている。しかし、併用されるアラミド繊維は高価格であること、併用に伴うタイヤの設計、製造上の困難性などのために、特殊なタイヤ用途に限定されているのが実情である。

0006

一方テキスタイルコ−ドの中ではハイモジュラス性、寸法安定性の優れたポリエステルコ−ドが汎用され、レ−ヨンコ−ドも一部用いられている。しかしこれらの素材はゴム中での耐熱性、ゴムとの接着性、耐疲労性などの耐久性に劣るため、過酷な条件で使用される比較的大型のラジアルタイヤへの適用は好ましくない。

発明が解決しようとする課題

0007

そこで、ポリエステルコ−ド並みのモジュラスおよび寸法安定性を兼備し、比較的大型のラジアルタイヤへの適用が可能な素材の開発が求められている。

課題を解決するための手段

0008

本発明の目的は、高速下での操縦安定性に優れ、耐久性の良好なタイヤコ−ド、とくにラジアルタイヤのカ−カス部材用タイヤコ−ドとしての要求性能、すなわち高強力、高弾性率で、ハイモジュラス性、寸法安定性、低発熱性、低成長性、接着性などタイヤコ−ドに要求される特性を実質的に満足するタイヤコ−ドを提供することにある。

0009

本発明者は上記目的を達成するために、繊維素材として特定の熱可塑性ポリマ−からなる繊維を補強材とするタイヤコ−ドが上記問題点を解決することを見出だした。すなわち、本発明は、下記一般式(1)で示される繰り返し単位から実質的になり、引張強度10.0g/デニ−ル以上、初期弾性率120g/デニ−ル以上を有するポリマーフィラメントから構成されたコ−ドであり、該コ−ドの曲げ硬さが10〜80gの範囲であるタイヤコ−ドによって達成することができる。

0010

本発明において、ポリマ−フィラメントを構成するポリマ−とは、一般式(1)で示される繰り返し単位からなり、実質的に高分子中のCO単位オレフィン由来の単位と交互に配列されているコポリマーのことである。すなわち高分子鎖中で各CO単位の隣に、例えばエチレンのようなオレフィンの単位が一つずつ位置する構造をとる。該コポリマーは、一酸化炭素と特定の1種のオレフィンとの真のコポリマーであっても、あるいはまた一酸化炭素と2種以上のオレフィンとのコポリマーであっても良い。

0011

一般式(1)で示されるポリマーに使用することが可能なオレフィン系モノマーとしては、エチレン、プロピレン、ブテンペンテン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、およびスルニルホスホン酸ジエチルエステルなどが挙げられるが、力学特性、耐熱性などの点からエチレンを主体としたポリマーが好ましい。

0012

エチレンとエチレン以外のオレフィンとを併用する場合、エチレンとエチレン以外のオレフィンとのモル比は4/1以上であることが好ましい。4/1未満の場合、ポリマーの融点が200℃以下となり、用途によっては耐熱性が不十分となる場合がある。最終的に得られる不織布の耐熱性および力学的性能の点から、エチレンと他のオレフィン系モノマーのモル比は8/1以上であることがより好ましい。

0013

該当する交互コポリマー触媒および製造方法は、例えばヨーロッパ特許公開第121965号、第213671号、第229408号、および米国特許第3914391号から公知である。また、遊離基触媒を使用して製造される交互構造を持たないその他公知のエチレン/COコポリマーの使用は本発明では考慮されない。

0014

本発明で使用するコポリマーの重合度は、m−クレゾール中60℃で測定した溶液粘度(LVN)が1.0〜10.0dl/gの範囲内であることが好ましい。LVNが1.0dl/g未満の場合、最終的に得られるタイヤコ−ドの力学強度が不十分となる場合があり、1.2dl/g以上であることがより好ましい。一方、LVNが10.0dl/gを越える場合、繊維化時の溶融粘度、溶液粘度が高くなりすぎて紡糸性が不良となるおそれがあり、5.0dl/g未満であることがより好ましい。繊維の製造工程性および最終的に得られるタイヤコ−ドの力学的性質の点から、LVNは1.3〜4.0dl/gの範囲内であることがより好ましい。

0015

上記したコポリマーよりなる繊維の繊維化方法は、特に限定されないが、一般的には溶融紡糸法または溶液紡糸法が採用される。溶融紡糸法を採用する場合、例えば特開平1−124617号公報に記載の方法に従って、ポリマーを最低(T+20)℃、好ましくは(T+40)℃の温度で溶融紡糸し、次いで最高(T−10)℃、好ましくは(T−40)℃の温度で好ましくは3倍以上、より好ましくは7倍以上の延伸比延伸する方法により、容易に所望する繊維が製造可能である(ただしTは上記ポリマーの結晶融点である)。

0016

また溶液紡糸法を採用する場合、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−クレゾールなどに0.25〜20%、好ましくは0.5〜10%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などの非溶剤浴、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(T−100)〜(T+10)℃、好ましくは(T−50)〜T℃で延伸して最終的に所望の繊維を得ることができる(ただしTは上記ポリマーの結晶融点である)。

0017

上述のポリマ−には熱、酸素などに対して十分な耐久性を付与する目的で該ポリマ−に酸化防止剤を加えることが好ましく、また必要に応じて艶消し剤顔料帯電防止剤なども配合することができる。このようにして得られたポリマ−フィラメントは引張強度が10.0g/デニ−ル以上、好ましくは12.0g/デニ−ル以上、初期弾性率が120g/デニ−ル以上、好ましくは150g/デニ−ル以上であることが必要であり、このような高強度、高弾性率の特性を有するが故に、タイヤに対する補強効果が増大し、タイヤに使用する繊維使用量またはプライ数を少なくすることが可能になり、タイヤの変形量を小さくし、かつ変形の回復性が向上するから、タイヤ自体の重量を軽くし燃料費の少ないタイヤにすることができる。さらに、高速安定性、耐久性、耐摩耗性などが要求されるラジアルタイヤやベルテッドバイアスタイヤの補強材としての有用性を大きく向上させることができる。

0018

かかるポリマ−フィラメントからなる本発明のタイヤコ−ドはその曲げ硬さが10〜80g、好ましくは20〜60gである。コ−ドの曲げ硬さが10g未満の場合には、コ−ドの織りスダレ形状保持性が劣り、ゴムへの埋め込みの際、コ−ドが乱れ易くなる。一方、曲げ硬さが80gを越えると、反対にコ−ドが硬すぎるために工程でのハンドリング性が悪くなり、コ−ドの耐疲労性が低下する場合がある。

0019

本発明のコ−ドは、上述の溶融紡糸法または溶液紡糸法により得られた繊維(延伸糸)通常の方法で合撚し、生コ−ドとする。この際の撚係数次式で示され、撚係数は1300〜2200、とくに1500〜1800が好ましい。
K=T√D
(Tは撚数、Dは生コ−ドの繊度である。)

0020

撚係数は小さい程ハイモジュラス、低収縮となるが耐疲労性が低下するので本発明のコ−ドをタイヤカ−カス材として使用する場合には、通常2000〜2200程度の撚係数が採用される。

0021

上述のコ−ドはそのまま、またはスダレ状製織した後、好ましくはタイヤコ−ド用接着剤、たとえばRFLレゾルシンホルマリンラテックス)液が付与される。接着剤の付着量は1〜6重量%、通常は2〜5重量%である。ついで加熱炉中を通過させて接着剤を乾燥させた後緊張熱処理をするが、これらは通常連続して行う。これらの処理条件は、コ−ドの曲げ硬さが上述の範囲となるような条件で行えば良く、とくに限定されるものではない。

0022

本発明のタイヤコ−ドは比較的大型のラジアルタイヤ用カ−カス材として好適であり操縦安定性、耐久性に優れた高性能タイヤが得られる。また従来の比較的大型のバイアスタイヤに用いるとハイモジュラスのため、高荷重下でのタイヤの回転時の変形量が少なく、走行時の騒音発生の軽減に効果的である。

0023

以下、実施例により本発明を詳述するが、本発明はこれら実施例により何等限定されるものではない。なお、実施例中の物性値は以下の方法により測定した値である。
(1)ポリマ−の溶液粘度(LVN)
ポリマーをm−クレゾールに0.5g/dlの濃度で溶解させ、ウベローデ型粘度計を使用して60℃で測定した。
(2)繊維の強度(g/デニ−ル)および初期弾性率(g/デニ−ル)
JIS L 1017に準拠した方法で測定した。
(3)コ−ドの曲げ硬さ(g)
図1に示す装置を使用して測定した。図1において、1は測定試料のコ−ド、2は該コ−ドを引掛け支持棒、3は直径約0.8mmの針金、4は支持棒2と連結されるロ−ド・セル、5は引張試験機テンションメンバ−である。図1において、20mmの長さのコ−ド1は5mmの間隔の支持棒2に引掛けられ、該コ−ド1に引張試験機のテンションメンバ−5を引掛けて曲げた場合の曲げ硬さを測定し、gで表示した。

図面の簡単な説明

0024

実施例1

--

0025

図1コ−ドの曲げ硬さの測定に使用する装置の一例を示す断面図である。

0026

1:測定試料のコ−ド
2:該コ−ドを引掛ける支持棒
3:直径約0.8mmの針金
4:支持棒2と連結されるフック
5:引張試験機のテンションメンバ−

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