JP2021094963A - tire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、タイヤに関し、詳しくは、タイヤの補強部材の補強コードとして、所定の分子構造を有するポリアミド繊維を用いたコードを用い性能を向上させたタイヤに関する。 The present invention relates to a tire, and more particularly to a tire having improved performance by using a cord using a polyamide fiber having a predetermined molecular structure as a reinforcing cord of a tire reinforcing member.
近年、CO2排出量の増加に伴う地球温暖化等の環境問題や、資源枯渇問題が深刻化してきている。このため、タイヤにおいては、軽量・低燃費であることが要求されてきている。従来からタイヤに関しては、形状、構造、トレッド等のゴム特性等の改良・開発が盛んに行われており、ゴムの使用量を低減させること、タイヤの転がり抵抗を低減すること等により、軽量化、低燃費化が図られてきている。転がり抵抗については、ゴム部材が大きく関与していることから、例えば、トレッドゴム、ビードフィラーゴム、ベルトコーティングゴム、ビードフィラーゴム等のゴム部材自体の低ロス化、ゴム部材の形状、構造等の低歪み化等が検討され、最適化されてきた。 In recent years, environmental problems such as global warming due to an increase in CO 2 emissions and resource depletion problems have become more serious. For this reason, tires are required to be lightweight and have low fuel consumption. Conventionally, tires have been actively improved and developed in terms of shape, structure, rubber characteristics such as tread, etc., and the weight has been reduced by reducing the amount of rubber used and the rolling resistance of the tire. , Fuel efficiency has been improved. Since the rubber member is greatly involved in rolling resistance, for example, the loss of the rubber member itself such as tread rubber, bead filler rubber, belt coating rubber, and bead filler rubber can be reduced, and the shape and structure of the rubber member can be adjusted. Low distortion has been studied and optimized.
そして、近時では、ゴム部材自体の低ロス化の進展に伴い、ゴム部材以外の部材の動的繰返し歪みに起因するロスの転がり抵抗への関与が無視できなくなってきている。ゴム部材以外の部材としては、カーカスプライ層、ベルト層、ベルト補強層等があるが、これらの中でもベルト補強層は、転動接地時の歪み変動が大きいことから、ベルト補強層の低ロス化の技術が望まれている。このような状況の中、特許文献1では、タイヤにおけるキャッププライ層(ベルト補強層)として好適に使用可能であり、剛性等の機械的特性、熱特性等に優れ、ロスのみを低減させた補強コード材が提案されている。 Recently, with the progress of lowering the loss of the rubber member itself, the involvement of the loss in the rolling resistance due to the dynamic repetitive strain of the members other than the rubber member cannot be ignored. Members other than the rubber member include a carcass ply layer, a belt layer, a belt reinforcing layer, etc. Among these, the belt reinforcing layer has a large strain fluctuation at the time of rolling contact, so that the loss of the belt reinforcing layer is reduced. Technology is desired. Under such circumstances, in Patent Document 1, it can be suitably used as a cap ply layer (belt reinforcing layer) in a tire, has excellent mechanical characteristics such as rigidity, thermal characteristics, etc., and reinforcement with reduced loss only. Cord materials have been proposed.
現在、タイヤの補強部材には、ポリエステル、レーヨン、ナイロン等の有機繊維が用いられている。この中でも、ポリアミド繊維であるナイロン繊維は、他の繊維種と比較してゴムとの接着性が優れており、また、耐疲労性にも優れているという利点を有している。しかしながら、低燃費性については必ずしも十分ではなく、転がり抵抗を更に改善することが求められているのが現状である。 Currently, organic fibers such as polyester, rayon, and nylon are used for reinforcing members of tires. Among these, nylon fiber, which is a polyamide fiber, has an advantage that it has excellent adhesiveness to rubber and also has excellent fatigue resistance as compared with other fiber types. However, fuel efficiency is not always sufficient, and the current situation is that rolling resistance is required to be further improved.
そこで、本発明の目的は、タイヤの補強部材の補強コードとして、タイヤの補強部材の補強コードとして、ポリアミドのマルチフィラメントを含む補強コードを用い、耐久性と低転がり抵抗とを向上させたタイヤを提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to use a reinforcing cord containing a polyamide multifilament as a reinforcing cord for a tire reinforcing member as a reinforcing cord for a tire reinforcing member to improve durability and low rolling resistance. To provide.
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、所定の構造を有するポリアミドからなる、所定の破断強度を有するフィラメントのマルチフィラメントを用いたコードを、カーカスおよびベルト補強層のうち少なくとも一方の補強コードとして用いることで、上記課題を解消することができることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventor has obtained a cord using a multifilament of a filament having a predetermined breaking strength, which is made of a polyamide having a predetermined structure, at least among the carcass and the belt reinforcing layer. We have found that the above problems can be solved by using it as one of the reinforcing cords, and have completed the present invention.
すなわち、本発明のタイヤは、カーカスのタイヤ半径方向外側に、少なくとも1層のベルト層からなるベルトと、該ベルトのタイヤ半径方向外側に、少なくとも1層のベルト補強層と、を備えたタイヤにおいて、
前記カーカスおよび前記ベルト補強層のうち少なくとも一方が、ゴムと、芳香族ジカルボン酸を含むジカルボン酸と非芳香族ジアミンの重縮合物または非芳香族ジカルボン酸と芳香族ジアミンを含むジアミンの重縮合物からなる半芳香族ポリアミドのマルチフィラメントを含む補強コードと、からなるゴム−コード複合体を構成要素として有し、かつ、
前記マルチフィラメントを構成するフィラメント1本当たりの破断強度が、15cN以上であることを特徴とするものである。ここで、破断強度とは、マルチフィラメントを構成するフィラメントが破断したときの引張荷重として求められる値であり、引張荷重は、JIS−L1013「化学繊維フィラメント糸試験方法」の引張強さおよび伸び率の試験に準拠して測定したものである。
That is, the tire of the present invention is a tire provided with a belt composed of at least one belt layer on the outer side in the radial direction of the carcass tire and at least one layer of a belt reinforcing layer on the outer side in the radial direction of the tire of the belt. ,
At least one of the carcass and the belt reinforcing layer is a rubber and a polycondensate of a dicarboxylic acid containing an aromatic dicarboxylic acid and a non-aromatic diamine or a polycondensate of a diamine containing a non-aromatic dicarboxylic acid and an aromatic diamine. It has a reinforcing cord containing a multi-filament of a semi-aromatic polyamide composed of, and a rubber-cord composite composed of a rubber-cord composite as a constituent element.
The breaking strength per filament constituting the multifilament is 15 cN or more. Here, the breaking strength is a value obtained as a tensile load when the filament constituting the multifilament is broken, and the tensile load is the tensile strength and the elongation rate of JIS-L1013 "Chemical fiber filament yarn test method". It was measured according to the test of.
本発明のタイヤにおいては、前記マルチフィラメントを構成するフィラメントの繊度が、4dtex以上であることが好ましい。また、本発明のタイヤにおいては、前記半芳香族ポリアミドが、芳香族ジカルボン酸と非芳香族ジアミンとの重縮合物であることが好ましく、前記非芳香族ジアミンが、脂肪族ジアミンおよび脂環族ジアミンのうち少なくとも一方であることが好ましい。また、本発明のタイヤにおいては、タイヤから取り出した前記補強コードのガラス転移温度が、80〜230℃であることが好ましい。さらに、本発明のタイヤにおいては、タイヤから取り出した前記補強コードの100℃における動的弾性率E’(100℃)と25℃における動的弾性率E’(25℃)との比、E’(100℃)/E’(25℃)の値が、0.7〜1.0であることが好ましい。さらにまた、本発明のタイヤにおいては、タイヤから取り出した前記補強コードの水分率が、0.1〜2.0質量%であることが好ましい。 In the tire of the present invention, the fineness of the filaments constituting the multifilament is preferably 4 dtex or more. Further, in the tire of the present invention, the semi-aromatic polyamide is preferably a polycondensate of an aromatic dicarboxylic acid and a non-aromatic diamine, and the non-aromatic diamine is an aliphatic diamine and an aliphatic diamine. It is preferably at least one of the diamines. Further, in the tire of the present invention, the glass transition temperature of the reinforcing cord taken out from the tire is preferably 80 to 230 ° C. Further, in the tire of the present invention, the ratio of the dynamic elastic modulus E'(100 ° C.) of the reinforcing cord taken out from the tire at 100 ° C. to the dynamic elastic modulus E'(25 ° C.) at 25 ° C., E'. The value of (100 ° C.) / E'(25 ° C.) is preferably 0.7 to 1.0. Furthermore, in the tire of the present invention, the moisture content of the reinforcing cord taken out from the tire is preferably 0.1 to 2.0% by mass.
また、本発明のタイヤにおいては、タイヤから取り出した前記補強コードの25℃における損失正接tanδ(25℃)と100℃における損失正接tanδ(100℃)との比、tanδ(25℃)/tanδ(100℃)の値が、0.7〜1.0であることが好ましい。さらに、本発明のタイヤにおいては、タイヤから取り出した前記補強コードの25℃における損失正接tanδ(25℃)が、0.01〜0.06であることが好ましい。さらにまた、本発明のタイヤにおいては、前記補強コードの前記ジカルボン酸に対する前記芳香族ジカルボン酸の比率が、50mol%以上であることが好ましい。また、本発明のタイヤにおいては、前記芳香族ジカルボン酸に対する芳香環が1つであるジカルボン酸の比率が、20mol%以上であるもの、前記芳香族ジカルボン酸に対する芳香環が2つであるジカルボン酸の比率が、20mol%以上であるもの、前記芳香族ジカルボン酸に対する芳香環が3つであるジカルボン酸の比率が、20mol%以上であるものを好適に用いることができる。さらに、本発明のタイヤにおいては、前記ジアミンに対する炭素原子数7〜12のジアミンの比率が、20mol%以上であることが好ましい。さらにまた、本発明のタイヤにおいては、前記補強コードが、前記ポリアミドのマルチフィラメントと、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アラミド繊維、ポリケトン繊維、ガラス繊維、炭素繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維およびポリアリレート繊維からなる群から選ばれる少なくとも1種の繊維と、のハイブリッドコードであることが好ましい。 Further, in the tire of the present invention, the ratio of the loss tangent tan δ (25 ° C.) at 25 ° C. to the loss tangent tan δ (100 ° C.) at 100 ° C. of the reinforcing cord taken out from the tire, tan δ (25 ° C.) / tan δ ( The value of (100 ° C.) is preferably 0.7 to 1.0. Further, in the tire of the present invention, the loss tangent tan δ (25 ° C.) of the reinforcing cord taken out from the tire at 25 ° C. is preferably 0.01 to 0.06. Furthermore, in the tire of the present invention, the ratio of the aromatic dicarboxylic acid to the dicarboxylic acid of the reinforcing cord is preferably 50 mol% or more. Further, in the tire of the present invention, the ratio of the dicarboxylic acid having one aromatic ring to the aromatic dicarboxylic acid is 20 mol% or more, and the dicarboxylic acid having two aromatic rings to the aromatic dicarboxylic acid. The ratio of the dicarboxylic acid having three aromatic rings to the aromatic dicarboxylic acid is 20 mol% or more, and the ratio of the dicarboxylic acid having three aromatic rings is 20 mol% or more. Further, in the tire of the present invention, the ratio of the diamine having 7 to 12 carbon atoms to the diamine is preferably 20 mol% or more. Furthermore, in the tire of the present invention, the reinforcing cord is the multifilament of the polyamide, polyester fiber, nylon fiber, aramid fiber, polyketone fiber, glass fiber, carbon fiber, polyparaphenylene benzobisoxazole fiber and polyallylate. It is preferably a hybrid cord of at least one fiber selected from the group consisting of fibers.
また、本発明のタイヤにおいては、タイヤから取り出した前記補強コードが、下記式(1)、(2)
α1=N1×√(0.125×D1/ρ)×10−3 (1)
α2=N2×√(0.125×D2/ρ)×10−3 (2)
(N1は下撚り数[回/10cm]、D1は下撚り糸1本の繊度[dtex]、N2は上撚り数[回/10cm]、D2はコードの総繊度[dtex]、ρは前記補強コードの密度[g/cm3])で表される下撚係数α1が0.1〜0.9であり、上撚係数α2が0.1〜1.2であることが好ましい。さらに、本発明のタイヤにおいては、前記α1が0.1〜0.5、前記α2が0.1〜0.7であることが好ましい。さらにまた、本発明のタイヤにおいては、前記補強コードの下撚数N1が、10〜30回/10cmであることが好ましい。また、本発明のタイヤにおいては、前記補強コードの上撚数N2が、10〜30回/10cmであることが好ましい。
Further, in the tire of the present invention, the reinforcing cord taken out from the tire is the following formulas (1) and (2).
α1 = N1 × √ (0.125 × D1 / ρ) × 10 -3 (1)
α2 = N2 × √ (0.125 × D2 / ρ) × 10 -3 (2)
(N1 is the number of lower twists [times / 10 cm], D1 is the fineness of one lower twist yarn [dtex], N2 is the number of upper twists [times / 10 cm], D2 is the total fineness of the cord [dtex], and ρ is the reinforcing cord. The lower twist coefficient α1 represented by the density [g / cm 3 ]) is preferably 0.1 to 0.9, and the upper twist coefficient α2 is preferably 0.1 to 1.2. Further, in the tire of the present invention, it is preferable that the α1 is 0.1 to 0.5 and the α2 is 0.1 to 0.7. Furthermore, in the tire of the present invention, the number of lower twists N1 of the reinforcing cord is preferably 10 to 30 times / 10 cm. Further, in the tire of the present invention, the number of upper twists N2 of the reinforcing cord is preferably 10 to 30 times / 10 cm.
本発明のタイヤは、乗用車用タイヤに好適である。 The tire of the present invention is suitable for a passenger car tire.
ここで、補強コードのtanδは、補強コードを5cmの長さとし、所定の温度、測定周波数10Hz、静的張力100g、動的繰返し歪み1000μmの条件下で、レオログラフソリッド、レオバイブロン、スペクトロメーター、メトラビブ等を用いて測定した値である。また、ガラス転移温度(Tg)は、示差走査熱量測定(Differential scanning calorimetry:DSC)で測定した値である。さらに、補強コードの動的弾性率E’は、補強コードのtanδの測定と同じ条件で測定することができる。さらにまた、「芳香族ジカルボン酸に対する芳香環が1つであるジカルボン酸の比率が、20mol%以上」とは、「原料モノマー成分由来の構造単位に対する芳香族ジカルボン酸由来の構造単位の比率が10mol%以上」を意味する。「芳香族ジカルボン酸に対する芳香環が2つであるジカルボン酸の比率が、20mol%以上」、「芳香族ジカルボン酸に対する芳香環が3つであるジカルボン酸の比率が、20mol%以上」および「ジアミンに対する炭素原子数7〜12のジアミンの比率が、20mol%以上である」も同様である。 Here, the tan δ of the reinforcing cord is a leolograph solid, a leovibron, a spectrometer, under the conditions of a predetermined temperature, a measurement frequency of 10 Hz, a static tension of 100 g, and a dynamic repeating strain of 1000 μm, with the reinforcing cord having a length of 5 cm. It is a value measured using metravib or the like. The glass transition temperature (Tg) is a value measured by differential scanning calorimetry (DSC). Further, the dynamic elastic modulus E'of the reinforcing cord can be measured under the same conditions as the measurement of tan δ of the reinforcing cord. Furthermore, "the ratio of the dicarboxylic acid having one aromatic ring to the aromatic dicarboxylic acid is 20 mol% or more" means that "the ratio of the structural unit derived from the aromatic dicarboxylic acid to the structural unit derived from the raw material monomer component is 10 mol". It means "% or more". "The ratio of a dicarboxylic acid having two aromatic rings to an aromatic dicarboxylic acid is 20 mol% or more", "the ratio of a dicarboxylic acid having three aromatic rings to an aromatic dicarboxylic acid is 20 mol% or more" and "diamine". The ratio of diamine having 7 to 12 carbon atoms to 20 mol% or more is the same.
本発明によれば、タイヤの補強部材の補強コードとして、ポリアミドのマルチフィラメントを含む補強コードを用い、耐久性と低転がり抵抗とを向上させたタイヤを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a tire having improved durability and low rolling resistance by using a reinforcing cord containing a polyamide multifilament as a reinforcing cord of a tire reinforcing member.
以下、本発明のタイヤについて、図面を用いて詳細に説明する。
図1は、本発明の一好適な実施の形態に係るタイヤのタイヤ幅方向における概略断面図である。本発明のタイヤ10は、カーカス1のタイヤ半径方向外側に、少なくとも1層のベルト層からなるベルト2と、ベルト2のタイヤ半径方向外側に、少なくとも1層のベルト補強層3と、を備えたタイヤである。図示例においては、一対のビードコア4間に跨るカーカス1は、1層のカーカスプライからなっており、ベルト2は、2層のベルト層2a、2bからなっており、ビードコア4のタイヤ半径方向外側には、ビードフィラー5が配置されている。
Hereinafter, the tire of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a tire according to a preferred embodiment of the present invention in the tire width direction. The
図示する例においては、ベルト補強層3は、ベルト2の全体を覆うように配置されたキャップ層3aと、キャップ層3aの両端部のみを覆うように配置された一対のレイヤー層3bからなる。キャップ層3aは一方のタイヤ半部から他方のタイヤ半部にかけてタイヤ赤道面Eと交差して連続するよう配置されているのに対し、レイヤー層3bはタイヤ赤道面Eと交差することなく、それぞれのタイヤ半部においてキャップ層3aの端部のみを覆うように配置された一対からなる。本発明のタイヤ10においては、ベルト補強層3は、キャップ層3aおよびレイヤー層3bの両方を備えていてもよく、キャップ層3aのみであってもよい。さらに、キャップ層3aは2層以上であってもよく、2層以上のレイヤー層3bとの組み合わせであってもよい。なお、ベルト補強層3は、通常、タイヤ周方向に対し実質的に平行に配列したコードのゴム引き層からなる。
In the illustrated example, the belt reinforcing layer 3 is composed of a
本発明のタイヤ10においては、カーカス1およびベルト補強層3のうち少なくとも一方が、ゴムと、芳香族ジカルボン酸を含むジカルボン酸と非芳香族ジアミンの重縮合物または非芳香族ジカルボン酸と芳香族ジアミンを含むジアミンの重縮合物からなる半芳香族ポリアミドのマルチフィラメントを含む補強コードと、からなるゴム−コード複合体を構成要素として有している。半芳香族ポリアミドのマルチフィラメントからなる補強コードは、ジカルボン酸が芳香族ジカルボン酸を含むものであってもよく、ジアミンが芳香族ジアミンを含むものであってもよいが、特に、ジカルボン酸が芳香族ジカルボン酸を含み、ジアミンが脂肪族ジアミンおよび脂環族ジアミンのうち少なくとも一方を用いたポリアミドからなるマルチフィラメントを用いたコードであることが好ましい。ベルト補強層3の補強コードとして、ナイロン66が汎用的に用いられているが、このような補強コードは、ガラス転移温度Tgが低いため(50℃)、高温時剛性が低く操縦安定性に優れない。一方、アラミド繊維を用いた補強コードは、高温時剛性の確保は可能だが、剛性が高すぎてタイヤ製造性が著しく悪いという問題を有している。
In the
これに対して、半芳香族ポリアミドは、分子間相互作用によりTgが高く、さらに剛性も適度なため、カーカス1やベルト補強層3の補強コードとして用いることで、タイヤの生産性を損なうことなく、高速走行時における耐久性、操縦安定性を向上させることができる。また、タイヤ使用域での損失正接tanδが小さく、タイヤの低転がり化に有利である。さらに、脂環族ジカルボン酸と脂肪族ジアミンとからなるポリアミド繊維は吸水性が高く、物性安定性が低い。これに対して、半芳香族ポリアミド繊維は吸水性も低いため、物性の安定性も確保可能である。 On the other hand, the semi-aromatic polyamide has a high Tg due to intermolecular interaction and has an appropriate rigidity. Therefore, by using it as a reinforcing cord for the carcass 1 and the belt reinforcing layer 3, the productivity of the tire is not impaired. , Durability and steering stability at high speeds can be improved. In addition, the loss tangent tan δ in the tire use range is small, which is advantageous for reducing the rolling of the tire. Further, the polyamide fiber composed of an alicyclic dicarboxylic acid and an aliphatic diamine has high water absorption and low physical stability. On the other hand, since the semi-aromatic polyamide fiber has low water absorption, it is possible to secure the stability of physical properties.
また、本発明のタイヤ10においては、マルチフィラメントを構成するフィラメント1本当たりの破断強度が、15cN以上である。フィラメント1本当たりの破断強度が15cN未満であると、ゴム−コード接着の観点においてフィラメントが先行破断して剥離してしまうおそれがあり、タイヤの耐久性の観点からは好ましくない。補強部材の強度を十分に確保するため、マルチフィラメントを構成するフィラメント1本当たりの破断強度が、15cN以上が好ましい。
Further, in the
本発明のタイヤ10においては、マルチフィラメントを構成するフィラメントの繊度が、4dtex以上であることが好ましい。フィラメントの破断強度は、同一の繊維の場合、繊度が大きいほど高くなる。すなわち、フィラメントの繊度を調整することで、フィラメントの破断強度を調整することができる。しかしながら、フィラメントの繊度が大きくなると、接着破壊が生じやすくなり、また、コーティングゴムの厚みが増すため軽量性の観点からも好ましくない。マルチフィラメントを構成するフィラメントの繊度が、15dtex以下であることが好ましく、好適には5dtex〜12dtexである。
In the
なお、本発明のタイヤ10に係る半芳香族ポリアミドのマルチフィラメントを構成するフィラメントの破断強度、繊度は、半芳香族ポリアミドの化学組成、半芳香族ポリアミドのマルチフィラメントを製造する際の溶融紡糸における速度、温度等の製造条件を適宜変更することで、調整することができる。
The breaking strength and fineness of the filaments constituting the multifilament of the semi-aromatic polyamide according to the
本発明のタイヤ10においては、タイヤ10から取り出した補強コードのTgは80〜230℃であることが好ましい。このように、Tgが高いコードをカーカス1やベルト補強層3の補強コードとして用いることで、タイヤ使用域における損失正接tanδを小さくすることができ、タイヤ10の転がり抵抗を向上させることができる。また、高温時においても剛性を確保できるため、高速時の操縦安定性を向上させることができる。好適には、Tgは、100〜160℃である。
In the
また、本発明のタイヤ10においては、タイヤ10から取り出した補強コードの25℃における損失正接tanδ(25℃)と100℃における損失正接tanδ(100℃)との比、tanδ(25℃)/tanδ(100℃)の値が0.7〜1.0であることが好ましい。特に、タイヤから取り出した補強コードの25℃における損失正接tanδ(25℃)が、0.01〜0.06のものが好ましい。このような補強コードは高温時のtanδが低いため、熱の発生を抑制することができ、高速時におけるタイヤの耐久性を向上させることができる。好適には、tanδ(25℃)/tanδ(100℃)の値は、0.85〜1.0である。
Further, in the
さらに、本発明のタイヤ10においては、タイヤ10から取り出した補強コードの25℃における動的弾性率E’(25℃)と100℃における動的弾性率E’(100℃)との比、E’(100℃)/E’(25℃)の値が0.7〜1.0であることが好ましい。E’(100℃)/E’(25℃)の値を、上記範囲とすることで、高温時における操縦安定性を、より良好なものとすることができる。特に、タイヤから取り出した補強コードの25℃における動的弾性率E’(25℃)が、0.7〜0.8のものが好ましい。
Further, in the
さらにまた、本発明のタイヤ10においては、タイヤ10から取り出した補強コードの水分率が、0.1〜2.0質量%であることが好ましい。上述のとおり、本発明のタイヤ10に係る補強コード、特に半芳香族ポリアミド繊維は、吸水性が低いため、コード物性の安定性も確保できる。特に、水分率が0.1〜2.0質量%のものは、本発明の効果を良好に得ることができる。
Furthermore, in the
なお、補強コードのtanδ(25℃)/tanδ(100℃)の値、およびE’(100℃)/E’(25℃)の値は、補強コードの種類、撚り数、補強コードの表面に塗布する接着剤に浸漬する際の浸漬条件、接着剤の種類、接着剤処理後の熱処理の条件を適宜選択することにより、調整することができる。また、本発明のタイヤ10においては、カーカス1やベルト補強層3における補強コードの打込み本数については、補強コードの強力に応じて適宜設定することができ、例えば、20〜100本/50mmとすることができる。
The value of tan δ (25 ° C.) / tan δ (100 ° C.) and the value of E'(100 ° C.) / E'(25 ° C.) of the reinforcing cord are determined by the type of reinforcing cord, the number of twists, and the surface of the reinforcing cord. It can be adjusted by appropriately selecting the immersion conditions when immersing in the adhesive to be applied, the type of adhesive, and the heat treatment conditions after the adhesive treatment. Further, in the
本発明のタイヤ10においては、タイヤから取り出した補強コードが、下記式(1)、(2)
α1=N1×√(0.125×D1/ρ)×10−3 (1)
α2=N2×√(0.125×D2/ρ)×10−3 (2)
で表される下撚係数α1が0.1〜0.9であり、上撚係数α2が0.1〜1.2であることが好ましい。ここで、N1は下撚り数[回/10cm]、D1は下撚り糸1本の繊度[dtex]、N2は上撚り数[回/10cm]、D2はコードの総繊度[dtex]、ρは補強コードの密度[g/cm3]である。本発明に係る半芳香族ポリアミドのマルチフィラメントに撚りを掛けることで、強力利用率が平均化し、その疲労性が向上する。特に、上記条件を満足することで、補強コードの剛性と疲労性とを両立させることができる。なお、撚糸時の張力は0.01〜0.2cN/dtexが好ましい。
In the
α1 = N1 × √ (0.125 × D1 / ρ) × 10 -3 (1)
α2 = N2 × √ (0.125 × D2 / ρ) × 10 -3 (2)
The lower twist coefficient α1 represented by is preferably 0.1 to 0.9, and the upper twist coefficient α2 is preferably 0.1 to 1.2. Here, N1 is the number of lower twists [times / 10 cm], D1 is the fineness of one lower twist yarn [dtex], N2 is the number of upper twists [times / 10 cm], D2 is the total fineness of the cord [dtex], and ρ is reinforcement. The density of the cord [g / cm 3 ]. By twisting the multifilament of the semi-aromatic polyamide according to the present invention, the strong utilization rate is averaged and the fatigue property is improved. In particular, by satisfying the above conditions, it is possible to achieve both rigidity and fatigue of the reinforcing cord. The tension at the time of twisting is preferably 0.01 to 0.2 cN / dtex.
さらに、本発明のタイヤ10においては、α1が0.1〜0.5、α2が0.1〜0.7であることが好ましい。かかる条件を満足することで、補強コードの剛性と疲労性とを高度に両立させることができる。特に、補強コードの下撚数N1は、10〜30回/10cm、上撚数N2は、10〜30回/10cmであることが好ましい。
Further, in the
本発明のタイヤ10においては、カーカスプライおよびベルト補強層3の補強コードは、上述の半芳香族ポリアミドのマルチフィラメントのみからなるコードを用いてもよいが、他の繊維を併用した、いわゆるハイブリッドコードを用いてもよい。他の繊維としては、例えば、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、アラミド繊維、ポリケトン繊維、ガラス繊維、炭素繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維およびポリアリレート繊維からなる群から選ばれる少なくとも1種の繊維を挙げることができる。
In the
次に、本発明のタイヤ10に係る半芳香族ポリアミドのマルチフィラメントを用いたコードの材料、製造方法について詳細に説明する。半芳香族ポリアミドのマルチフィラメントは、芳香族ジカルボン酸と非芳香族ジアミンの重縮合物または非芳香族ジカルボン酸と芳香族ジアミンの重縮合物からなるポリアミドのマルチフィラメントである。ジカルボン酸が芳香族ジカルボン酸を含むものであってもよく、ジアミンが芳香族ジアミンを含むものであってもよいが、特に、ジカルボン酸として芳香族ジカルボン酸を含み、ジアミンが脂肪族ジアミンおよび脂環族ジアミンのうち少なくとも一方を含んだポリアミドからなるマルチフィラメントが好ましい。
Next, the material and manufacturing method of the cord using the multi-filament of the semi-aromatic polyamide according to the
<ジカルボン酸>
本発明のタイヤ10に係る半芳香族ポリアミドのマルチフィラメントは、ジカルボン酸に対する芳香族ジカルボン酸の比率が少なくとも50mol%以上が好ましく、より好ましくは60mol%以上であり、さらに好ましくは70mol%以上である。これにより、高Tg、繊維強度、紡糸性に優れる半芳香族ポリアミドのマルチフィラメントを得ることができる。
<Dicarboxylic acid>
The multifilament of the semi-aromatic polyamide according to the
芳香族ジカルボン酸としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、2−クロロテレフタル酸、2−メチルテレフタル酸、5−メチルイソフタル酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸等の無置換または種々の置換基で置換された炭素数8〜20の芳香族ジカルボン酸等を挙げることができる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 The aromatic dicarboxylic acid is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, terephthalic acid, isophthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, 2-chloroterephthalic acid, 2-methylterephthalic acid, 5-methyl Examples thereof include aromatic dicarboxylic acids having 8 to 20 carbon atoms, which are unsubstituted or substituted with various substituents such as isophthalic acid and 5-sodium sulfoisophthalic acid. These may be used alone or in combination of two or more.
本発明のタイヤ10に係る補強コードに用いる半芳香族ポリアミドのマルチフィラメントは、芳香族ジカルボン酸以外のジカルボン酸としては、例えば、脂環構造の炭素原子数が3〜10である脂環族ジカルボン酸や炭素原子数3〜20の直鎖または分岐状脂肪族ジカルボン酸等を用いることができる。
The semi-aromatic polyamide multifilament used for the reinforcing cord according to the
脂環構造の炭素原子数が3〜10である脂環族ジカルボン酸としては、具体的には、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、1,3−シクロペンタンジカルボン酸等を挙げることができる。本発明のタイヤ10に用いる補強コードにおいては、脂環族ジカルボン酸は、無置換でも置換基を有していてもよい。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、イソブチル基、tert−ブチル基等の炭素原子数1〜4のアルキル基等を挙げることができるが、これに限られるものではない。これらの中でも、補強コードの耐熱性、寸法安定性、強度等の観点から、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸が好ましい。なお、脂環族ジカルボン酸は、1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を併用してもよい。
Specific examples of the alicyclic dicarboxylic acid having 3 to 10 carbon atoms in the alicyclic structure include 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, and 1,3-cyclopentanedicarboxylic acid. And so on. In the reinforcing cord used for the
なお、環族ジカルボン酸には、トランス体とシス体の幾何異性体が存在する。例えば、原料モノマーとしての1,4−シクロヘキサンジカルボン酸は、トランス体とシス体のどちらか一方を用いてもよく、トランス体とシス体の種々の比率の混合物として用いてもよい。 In addition, the cyclic dicarboxylic acid has geometric isomers of trans form and cis form. For example, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid as a raw material monomer may be used as either a trans form or a cis form, or may be used as a mixture of various ratios of the trans form and the cis form.
炭素原子数3〜20の直鎖または分岐状脂肪族ジカルボン酸としては、例えば、マロン酸、ジメチルマロン酸、コハク酸、2,2−ジメチルコハク酸、2,3−ジメチルグルタル酸、2,2−ジエチルコハク酸、2,3−ジエチルグルタル酸、グルタル酸、2,2−ジメチルグルタル酸、アジピン酸、2−メチルアジピン酸、トリメチルアジピン酸、ピメリン酸、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、ヘキサデカン二酸、オクタデカン二酸、エイコサン二酸、ジグリコール酸等を挙げることができるが、これに限られるものではない。 Examples of the linear or branched aliphatic dicarboxylic acid having 3 to 20 carbon atoms include malonic acid, dimethylmalonic acid, succinic acid, 2,2-dimethylsuccinic acid, 2,3-dimethylglutaric acid, and 2,2. -Diethylsuccinic acid, 2,3-diethylglutaric acid, glutaric acid, 2,2-dimethylglutaric acid, adipic acid, 2-methyladipic acid, trimethyladipic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecane Examples thereof include, but are not limited to, diacid, tetradecanedioic acid, hexadecanedioic acid, octadecanedioic acid, eicosandioic acid, and diglycolic acid.
一般的に、ポリアミドのマルチフィラメントを構成するジカルボン酸に含まれる芳香環の数が多くなると、分子間の芳香環同士の相互作用による結合力が高まり、Tgが上昇する。したがって、求められる高速走行時における耐久性、操縦安定性に応じて、ジカルボン酸中に含まれる芳香環を調整すればよい。例えば、芳香族ジカルボン酸に対する芳香環が1つであるジカルボン酸の比率が、20mol%以上であるもの、芳香族ジカルボン酸に対する芳香環が2つであるジカルボン酸の比率が、20mol%以上であるもの、芳香族ジカルボン酸に対する芳香環が3つであるジカルボン酸の比率が、20mol%以上であるもの、を適宜用いることができる。なお、ジカルボン酸中に含まれる芳香環が多くなると、同時に融点(Tm)も上昇するため、繊維の紡糸作業性が低下するが、ジアミン成分の炭素原子数を増加させることでTmを下げることが可能である。 In general, when the number of aromatic rings contained in the dicarboxylic acid constituting the multifilament of polyamide is increased, the binding force due to the interaction between the aromatic rings between the molecules is increased, and the Tg is increased. Therefore, the aromatic ring contained in the dicarboxylic acid may be adjusted according to the required durability at high speed and steering stability. For example, the ratio of a dicarboxylic acid having one aromatic ring to an aromatic dicarboxylic acid is 20 mol% or more, and the ratio of a dicarboxylic acid having two aromatic rings to an aromatic dicarboxylic acid is 20 mol% or more. , And those in which the ratio of the dicarboxylic acid having three aromatic rings to the aromatic dicarboxylic acid is 20 mol% or more can be appropriately used. When the number of aromatic rings contained in the dicarboxylic acid increases, the melting point (Tm) also rises at the same time, so that the spinning workability of the fiber decreases, but the Tm can be lowered by increasing the number of carbon atoms of the diamine component. It is possible.
<ジアミン>
本発明のタイヤ10に係る半芳香族ポリアミドのマルチフィラメントは、紡糸安定性、耐熱性、低吸水性の観点から、ジアミンに対する炭素原子数7〜12のジアミンの比率が、20mol%以上であることが好ましい。より好ましくは30mol%以上80mol%以下、さらに好ましくは40mol%以上75mol%以下、特に好ましくは45mol%以上70mol%以下である。
<Diamine>
The semi-aromatic polyamide multifilament according to the
一般的にTgが高いポリマーは、Tmも高くなる傾向がある。Tmが高過ぎる場合、溶融時にポリアミドが熱分解し、分子量や強度の低下、着色、分解ガスの混入が生じて紡糸性が悪化する。しかしながら、炭素原子数7〜12のジアミンを20mol%以上含むことにより、高いTgを維持しながらも溶融紡糸に適したTmに抑えることができる。また、炭素原子数7〜12のジアミンを含むポリアミドは溶融時の熱安定性が高いため、紡糸安定性に優れ、均一性のよいマルチフィラメントを得ることができる。さらに、ポリアミド中のアミド基濃度が低下することにより、吸水時の寸法安定性に優れるマルチフィラメントを得ることができる。特に、1、9−ノナンジアミンおよび1,10−デカメチレンジアミンは、紡糸安定性と強度の両立という観点からも好ましい。 Generally, a polymer having a high Tg tends to have a high Tm. If the Tm is too high, the polyamide is thermally decomposed at the time of melting, the molecular weight and strength are lowered, coloring and decomposition gas are mixed, and the spinnability is deteriorated. However, by containing 20 mol% or more of diamine having 7 to 12 carbon atoms, it is possible to suppress the Tm to be suitable for melt spinning while maintaining a high Tg. Further, since the polyamide containing a diamine having 7 to 12 carbon atoms has high thermal stability at the time of melting, it is possible to obtain a multifilament having excellent spinning stability and good uniformity. Furthermore, by reducing the concentration of amide groups in the polyamide, it is possible to obtain a multifilament having excellent dimensional stability during water absorption. In particular, 1,9-nonanediamine and 1,10-decamethylenediamine are preferable from the viewpoint of achieving both spinning stability and strength.
1、9−ノナンジアミンおよび1,10−デカメチレンジアミン以外のジアミンとしては、特に制限はなく、無置換の直鎖脂肪族ジアミンでも、炭素原子数1〜4のアルキル基等の置換基を有する分岐状脂肪族ジアミンでも、脂環族ジアミンでもよい。ここで、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、イソブチル基、tert−ブチル基等が挙げられる。1、9−ノナンジアミンおよび1,10−デカメチレンジアミン以外のジアミンとしては、例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、トリデカメチレンジアミン等の直鎖脂肪族ジアミン、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−メチルオクタメチレンジアミン、2,4−ジメチルオクタメチレンジアミン、1,4−シクロヘキサンジアミン、1,3−シクロヘキサンジアミン、および1,3−シクロペンタンジアミン等を挙げることができる。 The diamine other than 1,9-nonanediamine and 1,10-decamethylenediamine is not particularly limited, and even an unsubstituted linear aliphatic diamine is branched having a substituent such as an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. It may be an aliphatic diamine or an alicyclic diamine. Here, examples of the substituent include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group and the like. Examples of diamines other than 1,9-nonandamine and 1,10-decamethylenediamine include ethylenediamine, propylenediamine, tetramethylenediamine, pentamethylenediamine, hexamethylenediamine, heptamethylenediamine, octamethylenediamine, and undecamethylenediamine. , Dodecamethylenediamine, Linear aliphatic diamines such as tridecamethylenediamine, 2-methylpentamethylenediamine, 2,2,4-trimethylhexamethylenediamine, 2-methyloctamethylenediamine, 2,4-dimethyloctamethylenediamine , 1,4-Cyclohexanediamine, 1,3-cyclohexanediamine, 1,3-cyclopentanediamine and the like.
また、本発明のタイヤ10に係る半芳香族ポリアミドのマルチフィラメントにおいては、ポリアミドの流動性を阻害しない範囲で、ジアミンに芳香族ジアミンを加えてもよい。芳香族ジアミンとは、芳香族を含有するジアミンであり、例えば、メタキシリレンジアミン、オルトキシリレンジアミン、パラキシリレンジアミン等が挙げられるが、これに限られるものではない。
Further, in the semi-aromatic polyamide multifilament according to the
1、9−ノナンジアミンおよび1,10−デカメチレンジアミン以外のジアミンとして、炭素原子数5〜6のジアミンを含み、炭素原子数5〜6のジアミンの比率が20mol%以上であるものがより好ましい。1、9−ノナンジアミンおよび1,10−デカメチレンジアミン以外に炭素原子数5〜6のジアミンを共重合させることで、紡糸に適した適度な融点を維持しつつも、結晶性の高いポリマーを得ることができる。炭素原子数5〜6のジアミンとしては、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、2−メチルペンタメチレンジアミン、2,5−ジメチルヘキサンジアミン、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン等を挙げることができる。 As the diamine other than 1,9-nonanediamine and 1,10-decamethylenediamine, it is more preferable that the diamine contains 5 to 6 carbon atoms and the ratio of the diamine having 5 to 6 carbon atoms is 20 mol% or more. By copolymerizing a diamine having 5 to 6 carbon atoms in addition to 1,9-nonanediamine and 1,10-decamethylenediamine, a polymer having high crystallinity can be obtained while maintaining an appropriate melting point suitable for spinning. be able to. Examples of the diamine having 5 to 6 carbon atoms include pentamethylenediamine, hexamethylenediamine, 2-methylpentamethylenediamine, 2,5-dimethylhexanediamine, 2,2,4-trimethylhexamethylenediamine and the like. ..
炭素原子数5〜6のジアミンの中でも紡糸性や流動性、強度の観点からは、2−メチルペンタメチレンジアミンが好ましい。2−メチルペンタメチレンジアミンの比率が高すぎると、2−メチルペンタメチレンジアミンが自己環化して、溶融時に分解し、分子量低下を引き起こすため、紡糸性や強度が悪化する。ジアミン中の2−メチルペンタメチレンジアミンの比率としては、流動性を確保しつつも溶融時の分解が起こらない範囲に設定する必要があり、好ましくは20mol%以上70mol%以下、より好ましくは20mol%以上60mol%以下、さらに好ましくは20mol%以上55mol%以下である。 Among diamines having 5 to 6 carbon atoms, 2-methylpentamethylenediamine is preferable from the viewpoint of spinnability, fluidity and strength. If the ratio of 2-methylpentamethylenediamine is too high, 2-methylpentamethylenediamine self-cyclizes and decomposes at the time of melting, causing a decrease in molecular weight, resulting in deterioration of spinnability and strength. The ratio of 2-methylpentamethylenediamine in the diamine needs to be set within a range in which decomposition does not occur at the time of melting while ensuring fluidity, and is preferably 20 mol% or more and 70 mol% or less, more preferably 20 mol%. It is 60 mol% or more, more preferably 20 mol% or more and 55 mol% or less.
また、炭素原子数5〜6のジアミンの中でも、本発明のタイヤ10に係る補強コードの耐熱性の観点からは、ヘキサメチレンジアミンが好ましい。ヘキサメチレンジアミンの比率が高すぎると、融点が高くなりすぎて、紡糸が困難になるため、ジアミン中のヘキサメチレンジアミンの比率として、好ましくは20mol%以上60mol%以下、より好ましくは20mol%以上50mol%以下、さらに好ましくは20mol%以上45mol%以下である。
Among diamines having 5 to 6 carbon atoms, hexamethylenediamine is preferable from the viewpoint of heat resistance of the reinforcing cord according to the
ジカルボン酸の添加量とジアミンの添加量は、高分子量化のため、同mol量付近であることが好ましい。重合反応中のジアミンの反応系外への逃散分もmol比においては考慮して、ジカルボン酸全体のmol量1.00に対して、ジアミン全体のmol量は、0.90〜1.20であることが好ましく、より好ましくは0.95〜1.10であり、さらに好ましくは0.98〜1.05である。 The amount of the dicarboxylic acid added and the amount of the diamine added are preferably around the same mol amount in order to increase the molecular weight. Considering the amount of diamine escaping to the outside of the reaction system during the polymerization reaction in the mol ratio, the mol amount of the entire diamine is 0.99 to 1.20 with respect to the mol amount of 1.00 of the entire dicarboxylic acid. It is preferably 0.95 to 1.10, and even more preferably 0.98 to 1.05.
ジカルボン酸とジアミンからポリアミドを重合する際には、分子量調節のために公知の末端封止剤をさらに添加することができる。末端封止剤としては、例えば、モノカルボン酸、モノアミン、無水フタル酸等の酸無水物、モノイソシアネート、モノ酸ハロゲン化物、モノエステル類、モノアルコール類等が挙げられ、熱安定性の観点で、モノカルボン酸、モノアミンが好ましい。末端封止剤は、1種類で用いてもよいし、2種類以上を併用してもよい。 When polymerizing a polyamide from a dicarboxylic acid and a diamine, a known end-capping agent can be further added to control the molecular weight. Examples of the terminal encapsulant include acid anhydrides such as monocarboxylic acid, monoamine and phthalic anhydride, monoisocyanate, monoacid halides, monoesters and monoalcohols, and from the viewpoint of thermal stability. , Monocarboxylic acid, monoamine are preferable. The end sealant may be used alone or in combination of two or more.
本発明のタイヤ10に係る補強コードの半芳香族ポリアミドのマルチフィラメントにおいては、クロス比は1.7以下が好ましい。クロス比とは、マルチフィラメントの中の最大直径を最小直径で除した値であり、単糸間の均一性の尺度となる。マルチフィラメントの強度は、単糸の強度分布の中でも低い物性に引っ張られるため、単糸間のバラつきが大きいと強度が発現しない。そこで、本発明のタイヤ10に係る半芳香族ポリアミドマルチフィラメントにおいては、クロス比は1.7以下が好ましく、より好ましくは1.6以下であり、さらに好ましくは1.5以下である。クロス比が1.7以下であることで、単糸レベルでの延伸が均一に行われ、単糸強度のバラつきが少なく、半芳香族ポリアミドのマルチフィラメントとして優れた強度が発現する。クロス比の下限は1.0である。
In the multifilament of the semi-aromatic polyamide of the reinforcing cord according to the
<半芳香族ポリアミドの製造方法>
半芳香族ポリアミドの製造方法としては、例えば、(1)ジカルボン酸・ジアミン塩またはその混合物の水溶液また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(熱溶融重合法)、(2)熱溶融重合法で得られたポリアミドを融点以下の温度で固体状態を維持したまま重合度を上昇させる方法(熱溶融重合・固相重合法)、(3)ジアミン・ジカルボン酸塩またはその混合物の、水溶液または水の懸濁液を加熱し、析出したプレポリマーをさらにニーダー等の押出機で再び溶融して重合度を上昇させる方法(プレポリマー・押出重合法)、(4)ジアミン・ジカルボン酸塩またはその混合物の、水溶液または水の懸濁液を加熱、析出したプレポリマーをさらにポリアミドの融点以下の温度で固体状態を維持したまま重合度を上昇させる方法(プレポリマー・固相重合法)、(5)ジアミン・ジカルボン酸塩またはその混合物を、固体状態を維持したまま重合させる方法(固相重合法)、(6)ジカルボン酸と等価なジカルボン酸ハライド成分とジアミン成分を用いて重合させる方法(溶液法)等を挙げることができる。
<Manufacturing method of semi-aromatic polyamide>
Examples of the method for producing a semi-aromatic polyamide include (1) a method in which an aqueous solution of a dicarboxylic acid / diamine salt or a mixture thereof or a suspension of water is heated and polymerized while maintaining a molten state (thermal melt polymerization method). , (2) A method of increasing the degree of polymerization of the polyamide obtained by the hot melt polymerization method while maintaining the solid state at a temperature below the melting point (hot melt polymerization / solid phase polymerization method), (3) Diamine dicarboxylate. Alternatively, a method of heating an aqueous solution or a suspension of water of the mixture and further melting the precipitated prepolymer with an extruder such as a kneader to increase the degree of polymerization (prepolymer / extrusion polymerization method), (4). A method of heating a suspension of an aqueous solution or water of a diamine / dicarboxylate or a mixture thereof to increase the degree of polymerization of the precipitated prepolymer while maintaining the solid state at a temperature below the melting point of the polyamide (prepolymer / solid). (Phase polymerization method), (5) A method of polymerizing a diamine dicarboxylate or a mixture thereof while maintaining a solid state (solid phase polymerization method), (6) A dicarboxylic acid halide component and a diamine component equivalent to the dicarboxylic acid. Examples thereof include a method of polymerizing using the method (solution method).
半芳香族ポリアミドを製造する方法としては、トランス異性体比率を85%以下に維持することが容易であるため、また、得られるポリアミドの色調に優れるため、(1)熱溶融重合法、または(2)熱溶融重合・固相重合法によりポリアミドを製造することが好ましい。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、特に限定されるものではなく、公知の装置、例えば、オートクレーブ型反応器、タンブラー型反応器、ニーダー等の押出機型反応器等が挙げられる。 As a method for producing a semi-aromatic polyamide, since it is easy to maintain the trans isomer ratio at 85% or less and the color tone of the obtained polyamide is excellent, (1) Fused Deposition Modeling Method or (1) 2) It is preferable to produce the polyamide by the hot melt polymerization / solid phase polymerization method. The polymerization form may be a batch type or a continuous type. The polymerization apparatus is not particularly limited, and examples thereof include known apparatus such as an autoclave type reactor, a tumbler type reactor, and an extruder type reactor such as a kneader.
<半芳香族ポリアミドのマルチフィラメント>
本発明のタイヤ10に係る半芳香族ポリアミドのマルチフィラメントは、上述した半芳香族ポリアミドを繊維化したものである。半芳香族ポリアミドのマルチフィラメントの製造方法としては、様々な方法を用いることができるが、通常は溶融紡糸が用いられ、スクリュー型の溶融押出機を用いて行うことが好ましい。ポリアミドの紡糸温度(溶融温度)は300℃以上360℃以下であることが好ましい。300℃以上あれば、熱量不足による未溶解物の混入を抑制することができる。360℃以下であると、ポリマーの熱分解や分解ガスの発生を大幅に低減し、紡糸性が向上する。なお、本発明のタイヤにおいては、半芳香族ポリアミドのマルチフィラメントを構成するフィラメントの破断強度は15cN以上であるが、フィラメントの破断強度は、半芳香族ポリアミドの化学組成以外にも、溶融紡糸における速度、温度等の製造条件を適宜変更することで、調整することができる。
<Multifilament of semi-aromatic polyamide>
The semi-aromatic polyamide multifilament according to the
本発明のタイヤ10に係る半芳香族ポリアミドのマルチフィラメントコードには、タイヤを構成するゴムと半芳香族ポリアミドのマルチフィラメントコードとの接着のために、接着剤を用いることが好ましく、この接着剤としては、レゾルシン−ホルマリン−ラテックス液(RFL液)が好ましい。
For the semi-aromatic polyamide multifilament cord according to the
RFL液を付着させた後、RFL液の乾燥、固着およびリラックス処理を行う。RFL液の乾燥温度は、好ましくは120〜250℃、より好ましくは140〜200℃、乾燥時間は、好ましくは10秒以上、より好ましくは20〜120秒間である。乾燥後の撚糸物は、引き続きヒートセットゾーンおよびノルマライジングゾーンにおいて熱処理を受ける。ヒートセットゾーンおよびノルマライジングゾーンにおける温度と時間は、それぞれ、150〜250℃と10〜300秒とすることが好ましい。この際、2%〜10%の延伸が施され、好ましくは3%〜9%の延伸が施されることが好ましい。 After adhering the RFL liquid, the RFL liquid is dried, fixed and relaxed. The drying temperature of the RFL liquid is preferably 120 to 250 ° C., more preferably 140 to 200 ° C., and the drying time is preferably 10 seconds or longer, more preferably 20 to 120 seconds. After drying, the twisted material is subsequently heat-treated in the heat set zone and the normalizing zone. The temperature and time in the heat set zone and the normalizing zone are preferably 150 to 250 ° C. and 10 to 300 seconds, respectively. At this time, stretching of 2% to 10% is performed, and it is preferable that stretching of 3% to 9% is performed.
本発明のタイヤ10は、カーカス1のタイヤ半径方向外側に、少なくとも1層のベルト層からなるベルト2と、ベルト2のタイヤ半径方向外側に、少なくとも1層ベルト補強層3と、を備え、カーカス1およびベルト補強層3のうち少なくとも一方が、ゴムと、芳香族ジカルボン酸を含むジカルボン酸と非芳香族ジアミンの重縮合物または非芳香族ジカルボン酸と芳香族ジアミンを含むジアミンの重縮合物からなる半芳香族ポリアミドのマルチフィラメントを含む補強コードと、からなるゴム−コード複合体を構成要素として有し、かつ、マルチフィラメントを構成するフィラメント1本当たりの破断強度が、15cN以上であること以外に特に制限はなく、既知の構造を採用することができる。なお、本発明のタイヤ10においては、カーカスプライやベルト補強層の少なくとも1層が上記ゴム−コード複合体からなっていればよく、その他の層は従来の構成であってもよい。
The
例えば、図1に示す例では、カーカス1は、1層のカーカスプライからなっているが、本発明のタイヤ10においては、カーカスプライの層数はこれに限られるものではなく、2層以上であってもよい。また、カーカス1やベルト補強層3の補強コードとして、上述の半芳香族ポリアミドのマルチフィラメントからなるコード以外のものを用いる場合、既知の有機繊維コードを用いることができ、カーカスのコードの角度は、タイヤ周方向に対してほぼ直交する方向、例えば、70〜90°とすることができる。有機繊維コードとしては、通常用いられている既知のものを用いることができる。例えば、ナイロンやポリエチレンテレフタレート(PET)のコードを使用することもできる。さらに、ビード部におけるカーカスプライの係止構造についても、図示するようにビードコア4の周りに巻き上げられて係止した構造に限られず、カーカスプライの端部を2層のビードコアで挟み込んだ構造でもよい(図示せず)。
For example, in the example shown in FIG. 1, the carcass 1 is composed of one layer of carcass ply, but in the
また、図示するタイヤ10においては、ベルト2は、2層のベルト層2a、2bからなるが、本発明のタイヤ10においては、ベルト層は3層以上であってもよい。ベルト層は、タイヤ周方向に対し、例えば、±15〜40°で傾斜して延びるコードのゴム引き層、好ましくは、スチールのような金属コードのゴム引き層とすることができる。例えば、図示する2層のベルト層2a、2bを、各ベルト層を構成する金属コード同士がタイヤ赤道面Eを挟んで互いに交差するように積層された交錯層としてもよい。金属コードとしては、複数本の金属フィラメントを撚り合わせた金属コードであってもよく、複数本の金属フィラメントを撚り合わせずに束ねたものであってもよい。さらには複数本の金属フィラメントを撚り合わせずに並列に配置したものでもよく、その際の金属フィラメントは真直であっても型付けしてあっても良い。
Further, in the illustrated
複数本の金属フィラメントを撚り合わせずに並列にならべた金属コードの形態としては、好適には2本以上、より好適には5本以上であって、好適には20本以下、より好適には12本以下、さらに好適には10本以下、特に好適には9本以下の束として金属フィラメントを並列に配置し、構成したものを挙げることができる。 The form of the metal cord in which a plurality of metal filaments are arranged in parallel without twisting is preferably 2 or more, more preferably 5 or more, preferably 20 or less, and more preferably. Examples thereof include those in which metal filaments are arranged in parallel as a bundle of 12 or less, more preferably 10 or less, and particularly preferably 9 or less.
複数本の金属フィラメントを撚り合わせずに並列にならべた、または束ねた金属コードのゴム−金属コード複合体は、既知の方法にて製造することができる。例えば、金属コードを所定の間隔で平行に並べ、この金属コードを上下両側から、エラストマーからなる厚さ0.5mm程度のシートでコーティングして製造することができる。また、金属フィラメントの型付けについても、通常の型付け機を用いて、従来の手法で行うことができる。 A rubber-metal cord composite of metal cords in which a plurality of metal filaments are arranged in parallel without being twisted or bundled can be produced by a known method. For example, metal cords can be arranged in parallel at predetermined intervals, and the metal cords can be coated from both the upper and lower sides with a sheet made of an elastomer and having a thickness of about 0.5 mm. Further, the metal filament can be molded by a conventional method using a normal molding machine.
さらに、本発明のタイヤ10においては、図示はしないが、最内層にはインナーライナーを配置してもよい。本発明のタイヤ10において、タイヤ内に充填する気体としては、通常のあるい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。本発明のタイヤは乗用車用タイヤに好適である。
Further, in the
以下、本発明のタイヤを、実施例を用いてより詳細に説明する。
<実施例および比較例>
図1に示すタイプのタイヤを、タイヤサイズ:205/55R16にて作製した。カーカスは、実質的にタイヤ周方向と直交する方向に配列されてなる、一層のカーカスプライから構成されている。また、ベルト補強層は、キャップ層を1層、および、レイヤー層を1層を、タイヤ周方向に実質的に平行(0°〜5°)になるように配置した。ベルト補強層の構成は表1に示すとおりである。表中、半芳香族ポリアミドとは、主にテレフタル酸と1,9−ジアミンノナンからなる。補強コードの諸物性は以下のとおりである。
Hereinafter, the tire of the present invention will be described in more detail with reference to examples.
<Examples and Comparative Examples>
The type of tire shown in FIG. 1 was manufactured with a tire size of 205 / 55R16. The carcass is composed of a single layer of carcass ply, which is arranged in a direction substantially orthogonal to the tire circumferential direction. Further, as the belt reinforcing layer, one cap layer and one layer layer were arranged so as to be substantially parallel (0 ° to 5 °) in the tire circumferential direction. The structure of the belt reinforcing layer is as shown in Table 1. In the table, the semi-aromatic polyamide mainly consists of terephthalic acid and 1,9-diaminenonane. The physical characteristics of the reinforcing cord are as follows.
得られたタイヤにつき、転がり抵抗および耐久性を下記の手順で評価を行った。なお、半芳香族ポリアミドのマルチフィラメントからなるコードのTg、tanδ(25℃)/tanδ(100℃)の値、およびE’(100℃)/E’(25℃)の値は、ジカルボン酸に対する芳香族ジカルボン酸の比率、撚り数、接着剤に浸漬する際の浸漬条件、接着剤処理後の熱処理の条件を調整して調整した。 The rolling resistance and durability of the obtained tires were evaluated by the following procedure. The values of Tg, tan δ (25 ° C.) / tan δ (100 ° C.), and E'(100 ° C.) / E'(25 ° C.) of the code composed of multifilaments of semi-aromatic polyamide are relative to the dicarboxylic acid. The ratio of the aromatic dicarboxylic acid, the number of twists, the dipping conditions when immersing in the adhesive, and the heat treatment conditions after the adhesive treatment were adjusted.
<ゴムとの接着評価>
コード方向に長さ200mm程度で、幅は評価コード20本が入るようにタイヤからサンプルを切り出した。このサンプルからコード2本おきにコード6本を起こし、これをまとめてつかんでサンプルから引きはがした際の抵抗力をコード本数(6本)で割ったものを数値とした。
<Evaluation of adhesion with rubber>
A sample was cut out from the tire so that the length was about 200 mm in the cord direction and the width was 20 evaluation cords. Six cords were raised from this sample every two cords, and the resistance force when the cords were grasped together and peeled off from the sample was divided by the number of cords (6 cords) to obtain a numerical value.
<転がり抵抗>
各タイヤをJATMAで規定する正規リムに組み、適正内圧を充填し、適正荷重を負荷して、速度80km/hのドラムテストにて、比較例1および比較例2における各タイヤの抵抗力を直接測定し、実施例1〜3においては繊維の破断強度および繊度に基づき各タイヤの抵抗力を推測することにより評価した。指数値が大なるほど、転がり抵抗が小さく、優れていることを示す。得られた結果を、表1に併記する。
<Rolling resistance>
Each tire is assembled on a regular rim specified by JATMA, the appropriate internal pressure is applied, an appropriate load is applied, and the resistance of each tire in Comparative Example 1 and Comparative Example 2 is directly applied in a drum test at a speed of 80 km / h. It was measured and evaluated by estimating the resistance of each tire based on the breaking strength and fineness of the fibers in Examples 1 to 3. The larger the exponential value, the smaller the rolling resistance and the better. The obtained results are also shown in Table 1.
<耐久性>
得られたタイヤをJATMAで規定するリムに組み付け、適正内圧を充填し、適正荷重を負荷して、ドラム試験機で、速度120km/hからスタートし、20分毎に速度を10km/hずつステップアップさせながら走行させて、故障発生時の速度を測定することにより、高速耐久性を評価した。なお、比較例1および比較例2は実測し、実施例1〜3は繊維の破断強度および繊度に基づいて推測した。比較例1のタイヤを基準として、同等の場合を◎、次いで○とした。結果を表1に併記する。
<Durability>
Assemble the obtained tire to the rim specified by JATMA, fill it with the proper internal pressure, load the proper load, start from a speed of 120 km / h with a drum tester, and step the speed by 10 km / h every 20 minutes. The high-speed durability was evaluated by running while raising the tire and measuring the speed at the time of failure. Comparative Examples 1 and 2 were actually measured, and Examples 1 to 3 were estimated based on the breaking strength and fineness of the fibers. Based on the tires of Comparative Example 1, the equivalent cases were marked with ⊚ and then with ◯. The results are also shown in Table 1.
以上より、本発明のタイヤは、転がり抵抗並びに耐久性が向上していることがわかる。 From the above, it can be seen that the tire of the present invention has improved rolling resistance and durability.
10 タイヤ
1 カーカス
2 ベルト
3 ベルト補強層
4 ビードコア
5 ビードフィラー
10 Tires 1 Carcass 2 Belts 3 Belt Reinforcement Layer 4 Bead Core 5 Bead Filler
Claims (20)
前記カーカスおよび前記ベルト補強層のうち少なくとも一方が、ゴムと、芳香族ジカルボン酸を含むジカルボン酸と非芳香族ジアミンの重縮合物または非芳香族ジカルボン酸と芳香族ジアミンを含むジアミンの重縮合物からなる半芳香族ポリアミドのマルチフィラメントを含む補強コードと、からなるゴム−コード複合体を構成要素として有し、かつ、
前記マルチフィラメントを構成するフィラメント1本当たりの破断強度が、15cN以上であることを特徴とするタイヤ。 In a tire having a belt composed of at least one belt layer on the outer side in the radial direction of the carcass tire and at least one layer of a belt reinforcing layer on the outer side in the radial direction of the tire of the belt.
At least one of the carcass and the belt reinforcing layer is a rubber and a polycondensate of a dicarboxylic acid containing an aromatic dicarboxylic acid and a non-aromatic diamine or a polycondensate of a diamine containing a non-aromatic dicarboxylic acid and an aromatic diamine. It has a reinforcing cord containing a multi-filament of a semi-aromatic polyamide composed of, and a rubber-cord composite composed of, as a constituent element,
A tire characterized in that the breaking strength per filament constituting the multifilament is 15 cN or more.
α1=N1×√(0.125×D1/ρ)×10−3 (1)
α2=N2×√(0.125×D2/ρ)×10−3 (2)
(N1は下撚り数[回/10cm]、D1は下撚り糸1本の繊度[dtex]、N2は上撚り数[回/10cm]、D2はコードの総繊度[dtex]、ρは前記補強コードの密度[g/cm3])で表される下撚係数α1が0.1〜0.9であり、上撚係数α2が0.1〜1.2である請求項1〜15のうちいずれか一項記載のタイヤ。 The reinforcing cord taken out from the tire is the following formulas (1) and (2).
α1 = N1 × √ (0.125 × D1 / ρ) × 10 -3 (1)
α2 = N2 × √ (0.125 × D2 / ρ) × 10 -3 (2)
(N1 is the number of lower twists [times / 10 cm], D1 is the fineness of one lower twist yarn [dtex], N2 is the number of upper twists [times / 10 cm], D2 is the total fineness of the cord [dtex], and ρ is the reinforcing cord. The lower twist coefficient α1 represented by the density [g / cm 3 ]) is 0.1 to 0.9, and the upper twist coefficient α2 is 0.1 to 1.2. The tire described in item 1.
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