JPH0328004A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は空気入りラジアルタイヤ、特には重荷重用ラジ
アルタイヤのカー力スプライに適用する金属コードとそ
の被覆ゴムとを改良し、耐久寿命を大幅に向上せしめた
重荷重用ラジアルタイヤに関するものである。

（従来の技術） 近年、社会的二−ズの増大に伴い、重荷重用ラジアルタ
イヤにも軽量化、ロングライフ化及び偏平化の要請が生
じてきている。例えば、軽量化のニーズに伴って、最近
スチールコードの高強力化の動きが活発となっているの
をはじめ、偏平化、ロングライフ化の二−ズに沿うべく
ビード部の耐久性等、各種耐久性の大幅向上が望まれて
いる。

かかる要請に沿うタイヤを開発していく場合、カーカス
ブライ材としては金属コードの高強力化に伴う耐腐食疲
労性低下の問題、被覆ゴムとしては熱老化や亀裂威長の
抑制などの様々な問題の解決を図ることが肝要となる。

また、当然、カーカスブライの金属コードと被覆ゴムと
の十分なる接着性能がタイヤ耐久性能の大前提に立って
いるのは言うまでもない。従来、タイヤコードとゴムと
を接着する方法としてはタイヤコードに銅と亜鉛の合金
であるプラスめっきを施し、ゴム中の硫黄と反応させる
直接接着法が一般的であり、被覆ゴム中にはナフテン酸
コバルトなどの有機コバルト塩を入れて接着力向上を図
ってきた。

（発明が解決しようとする課題） スチールコードのめっきを改良してコードとゴムとの間
の接着力向上を図る技術は、特開昭５４−８９９３９号
、同５４　−　８９９４０号および同５７−５６１１０
号等の公報に見られる。しかし、いずれの場合にもめっ
き生戒後の伸線による熱拡散によりコード最表面にはコ
バルトが僅かしか存在しなくなり、従ってコード表面に
おいてコバルトの接着に果たす役割は極めて少なくなり
、有機コバルト塩を含まないゴムとは良好なる接着を示
さなくなるという問題点があった。特に上記特開昭５７
−５６１１０号公報の記載内容を十分検討し、これに記
載されている通りにコバルトの三元合金めっき層を形成
させたところ、表面にはコバルトの濃厚な層が形成され
ずに内部に拡散していること、それ故に有機コバルト塩
を含まないゴムとは良好なる接着を示さないことを確認
した。

本発明者らは、かかる状況に鑑み耐久寿命を大幅に向上
し得る重荷重用ラジアルタイヤを開発するために、タイ
ヤにおける補強材及びゴムのあり方について鋭意検討を
試みたところ、従来のプラスめっきコードと有機酸コバ
ルト塩入り被覆ゴムとの組み合わせでは、耐腐食疲労性
が十分とは言えず、またゴムの亀裂進展性が速く、この
ためかかるコードとゴムをトラック・バス用ラジアルタ
イヤ（ＴＢＲ）やライトトラック用ラジアルタイヤ（Ｌ
ＳＲ）等のカーカスプライコードとその被覆ゴムに適用
すると、厳しい使用状況下では耐腐食疲労性が低下する
という問題や、カーカスコードの折り返し端から亀裂が
発生しやすいためカーカスブライ端部耐破壊性（耐ブラ
イエンドセバレーション性）が低下しやすいという問題
があることが分かった。さらに、ブライコードとしてフ
ィラメント抗張力３２０ｋｇ／ｍ一以上の高強力コード
を使用した場合、上記耐腐食疲労性は大幅に低下してし
まうという問題が生じた。

従って本発明の目的は、タイヤ重量の大幅軽減を図りな
がら、前記問題点である耐腐食疲労性を改善し、更にラ
ジアルタイヤの耐プライエンドセバレーション性の性能
を大幅に向上し得る重荷重用ラジアルタイヤの改良技術
を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するためた本発明の空気入りラジアルタ
イヤにおいては、タイヤの子午断面に実質的に平行に配
列されたスチールコード及びその被覆ゴムよりなるトロ
イダル状カーカスを備え、前記スチールコードが、（１
）炭素含有量が０．７５〜０．９０重量％の鋼材であっ
て、（２）フィラメント抗張力が３２０ｋｇ／ｍｍ”以
上で、（３）かつ表面にコバルトめっき層を有するフィ
ラメントを複数本撚り合わせてなり、前記被覆ゴムが、
（５）ゴム成分１００重量部に対して、有機コバルト金
属塩をコバルト金属としてＯ−０．１重量部、硫黄を０
．５〜４．０重量部含有するゴム組或物であり、（６）
かつ加硫後の１００％モジュラスが２０ｋｇ／ｃ一以上
であるようにしたものである。

本発明に係るスチールコードのフィラメントの撚り合わ
せ方は単撚、層撚、複撚りのいずれでもよく、フィラメ
ント径としては０．１５ｍｍφ〜０　．　２５ｍｍφが
好ましい。

本発明における高抗張力のスチールフィラメントは、例
えば減面率を９７．５％とし、かつ伸線性の良好な潤滑
剤を使用して、通常の伸線よりも３〜４回引抜き回数を
増した多段階仲線を行うことにより作ることができる。

上記コバルトめっきの被覆方法については電気めっきお
よび各種ドライブレーティングのいずれでもよく、また
被覆工程は撚り工程の前後いずれに行っても差しつかえ
ない。コバルトめっき層の厚みは、電気めっきによる場
合は０．０５〜０．４０μｍの範囲が好ましく、一方ド
ライめっき法による場合には０．００１〜０．１５μｍ
の範囲が好ましい。

尚、コバルトめっきの素地としては、鉄並びに鉄上に銅
、亜鉛、プラス等を被覆したもののいずれでも差しつか
えない。

（作　用） 本発明においてフィラメント抗張力を３２０ｋｇ／ｍｍ
”以上としたのは、タイヤ重量の大幅低減を考えた場合
、抗張力３２０ｋｇ／ｌＩｌｍ２以上であるものでない
と実用上の効果は得られないからである。尚、上限とし
ては生産加工性の面から４５０ｋｇ／ｍｍ”程度が限界
となる。

また、フィラメントの炭素含有量を０．７５〜０．９０
重量％の範囲内としたのは、−０．７５重量％より少な
いとフィラメント抗張力３２０ｋｇ／ｍｍ”以上のもの
が得られにくく、一方０．９０重量％を超えると初析セ
メンタイトが生成するため、フィラメントが脆化してし
まいタイヤコードとして用いることが不適当となるから
である。

一方、被覆ゴム中の硫黄量をゴム成分１００重量部に対
して０．５〜４．０重量部と規定したのは、０．５重量
部よりも少ないと十分なる加橋反応又は接着反応をせず
、一方４重量部を超えると耐腐食疲労性及び耐エンドセ
バレーション性向上に対する本発明の効果が薄れるから
である。

また、被覆ゴム中の有機コバルト塩をコバルト金属とし
て０．１重量部以下としたのは、０．１重量部を超える
と接着性の改善どころか、却って接着性低下作用が働き
、またゴムの熱老化を促進してゴムの耐久性を低下させ
るためである。好ましくは０．０５重量部未満とする。

更に、被覆ゴムのモジュラスを２０ｋｇ／ｃ一以上とし
たのは、２０ｋｇ／ｃｍ”未満だと入力に対して被覆ゴ
ムの歪が大きくなり過ぎるため、耐ブライエンドセバセ
ーション性向上に対する本発明の効果が薄れるばかりか
耐久性上に問題を生ずるからである。

更にまた本発明において、コバルトめっき層の好適な厚
みを電気めっきによる場合に０．０５〜０．４０μｍと
規定したのは、０．０５μｍ未満とするとめっき厚の均
一安定な膜が得られず、ときに素地が露出してしまう可
能性もあり、ゴムとの接着が安定化せず、一方０．４０
μｍを超えるとコバルトめっきのゲージが厚くなり、生
産効率、コストの面で好ましくないからである。同様に
、ドライめっき法による場合にコバルトめづき層の好適
な厚みを０．００１　〜０．１５μｍと規定したのは、
０．００１　ｔｔ　ｍ未満とするとめっき層が島状晶あ
るいは網目状品の状態であるために安定したゴムとの接
着が得られず、一方０．１５μｍを超えると生産性、コ
ストの面で望ましくないばかりか、逆に接着性の低下を
きたし、好ましくないからである。

本発明においては、スチールコード最外層表面にコバル
トめっきを被覆したことにより、従来の、最外層表面に
プラスを被覆したコードとの接着力向上のため被覆ゴム
中に含有させていた有機コバルト塩を取り除くかあるい
は極く少量にすることができ、それ故有機コバルト塩の
添加に基づく接着力の経時劣化、破断強度、伸度等の熱
老化を抑制できるゴム配合が可能となった。

また、安定した耐熱接着性を保持するために従来比較的
多く（４〜８重量部）含有していた硫黄成分の量を４重
量部より少なくできる様になったため、硫黄の過剰使用
によるゴムの熱老化が防止でき、耐亀裂進展性が大幅に
向上し、更には腐食戒分低減による隣接するスチールコ
ードの耐腐食疲労性向上も可能となった。

従って、本発明によるタイヤにおいては、高強力コード
使用時に問題となっていた耐腐食疲労性が大幅に向上す
るばかりでなく、耐プライエンドセパレーション性も大
幅に向上し得る。

（実施例） 以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。

評価用タイヤとして、第１図に示すようなタイヤサイズ
１１　／７０Ｒ２２．　５のトラック・バス用ラジアル
タイヤ（ＴＢＲ）　　１を使用し、カーカスブライ構造
は３　＋　９　Ｘ０．２０ｍｍ＋　１のコンパクトコー
ド（同一方向撚り）並びにＩ　Ｘ　５　Ｘ０．２５ｎ＋
ｍの２種のスチールコードをタイヤ周方向に対して９０
゜の角度で、コントロールタイヤ（下記の第２表に示す
比較例１，比較例５）のケース強度に適合するようにそ
れぞれ決定した打ち込み数にて配列させた。ここで、第
１図中、２はビード部、３はサイドウオール部、４はシ
ョルダ一部、５はトレッド部、６はビードワイヤ部、７
はカーカス層、８はベルト部をそれぞれ示す。

前記タイヤを構威するカーカスプライ用被覆ゴム組成物
としては、第１表及び第２表にて示すゴム組成物を用い
た。また、プライコード端の隣接部材も同組戒物を用い
た。

尚、めっきの被覆方法としては電気めっきとドライめっ
き（スパッタリング法）の２通りの方法を用いた。

電気めっきは、電解脱脂及び酸洗の前処理を施した後に
、下記の電気めっき条件にて行った。コバルト被膜を形
成した後は十分に超音波洗浄ラ行い乾燥させた。

Ｏ浴のｐＨ：４ ・浴温度　：４０゜Ｃ ・電流密度；　　５　Ａ／ｄｍ” 一方、ドライめっきは、マグネトロンスパッタリング装
置を用いて以下のようにして行った。

まず、チャンバー内を１０〜’Ｔｏｒｒ以下の真空度と
してから、この中に微量のアルゴンガスを流入して真空
度をＱ，ｌ　Ｔｏｒｒに調整した後、１３．５６ＭＨｚ
の高周波グロー放電にて５分間試験片表面をクリーニン
グした。クリーニング後、高周波グロー放電を止め、金
属試料（コバルト）ターゲットに直流電圧−　６００　
Ｖを印加し、ターゲット電流０．５Ａにてアルゴンプラ
ズマでスパッタリングを行ない、コバルト被膜を形成し
た。

上述した試作タイヤにつき、以下に示す各性能評価を行
った。

厳旦旦旦性 各スチールコードをカー力スブライに用いたタイヤを試
作し、リム組み時にタイヤのインナライナーとチューブ
との間の内部に３００ｃｃ程の水を封入し、各供試タイ
ヤのドラムテストにおけるコード切れ（ＣＢＵ）故障に
至る迄の寿命（走行距離）を比較例１のコントロールタ
イヤのものと対比し、指数にて表示した。値が大きい程
耐ＣＢＵ性が良好なことを示す。

カーカスプーイエンドセパレーション 試作タイヤのトレッドゴムをパフして、ベルト層の発熱
によりベルト層の故障のない状態で耐カーカスブライエ
ンドセパレーション性を評価した。

具体的には各試作タイヤを荷重ＪＩＳ　２００％、速度
６０ｋｍ／ｈｒ　，内圧８．２５ｋｇ／ＩＩ１一の条件
下でドラム上で回し、カーカスプライコード先端にセパ
レーションが発生し、振動が大きくなったときのドラム
走行距離を夫々の走行距離として比較例１のコントロー
ルタイヤのものと対比し指数にて表示した。

値が大きい程耐カーカスブライエンドセバレーション性
が良好なことを示す。

里量竪櫨豊果 試作タイヤに用いたスチールコードをカーカス被覆ゴム
で埋め合わせてプライトリート複合体とし、複合体とし
て比較例１のコントロールタイヤのプライトリートと同
一強度が得られるよう、各試作トリートの打ち込み本数
を変えたときの重量の低減効果を、タイヤ１本当りに使
用するスチールコード使用重量にて比較例１のコントロ
ールタイヤ対比指数で表示した。値が小さい程重量軽減
効果が良好であることを示す。

以上のべた試作タイヤの性能評価結果を下記の第２表に
示す。

尚、本実施例に示したコバルトめっきの素地はいずれも
鉄にプラスめっきを施したものであるが、鉄単体並びに
鉄上に銅、亜鉛をめっきしたものを素地としても、下記
の第２表に示す評価結果に何等変わりはない。

（発明の効果） 上記第２表に示すタイヤ性能評価結果からも明らかなよ
うに、本発明の空気入りラジアルタイヤでは、大幅なタ
イヤ重量の低減を図りながら、耐腐食疲労性並びに耐カ
ー力スプライエンドセパレーション性の性能が大幅に改
善されており、この結果、本発明は、トラック・バス用
ラジアルタイヤ、ライトトラック用ラジアルタイヤ等の
重荷重用ラジアルタイヤの耐久寿命を大幅に向上させる
ことができる。

さらに本発明により、被覆ゴム層中の硫黄含量を低減し
得たため、タイヤにおけるその隣接ゴム部材中における
硫黄の低減並びに隣接部材そのものの除去を可能ならし
め、従来にない新しい軽量タイヤを作り出すこともでき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例で用いたトラック・バス用ラジアルタイ
ヤの部分断面図である． ２・・・ビード部　　　　　３・・・サイドウォール部
４・・・ショルダ一部　　　５・・・トレッド部６・・
・ビードワイヤ部 ８・・・ベルト部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、タイヤの子午断面に実質的に平行に配列されたスチ
   ールコード及びその被覆ゴムよりなるトロイダル状カー
   カスを備えたラジアルタイヤにおいて、 前記スチールコードが、 （１）炭素含有量が０．７５〜０．９０重量％の鋼材で
   あって、 （２）フィラメント抗張力が３２０ｋｇ／ｍｍ＾２以上
   で、（３）かつ表面にコバルトめっき層を有するフィラ
   メントを複数本撚り合わせてなり、 前記被覆ゴムが、 （５）ゴム成分１００重量部に対して、有機コバルト金
   属塩をコバルト金属として０〜０．１重量部、硫黄を０
   ．５〜４．０重量部含有するゴム組成物であり、 （６）かつ加硫後の１００％モジュラスが２０ｋｇ／ｃ
   ｍ＾２以上であることを特徴とする空気入りラジ アルタイヤ。 ２、前記コバルトめっき層が電気めっきで付着形成され
   た請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。 ３、前記電気めっきによるコバルトめっき層の厚みが０
   ．０５〜０．４０μｍの範囲である請求項２記載の空気
   入りラジアルタイヤ。 ４、前記コバルトめっき層がドライめっき法で付着形成
   された請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。 ５、前記ドライめっき法によるコバルトめっきの厚みが
   ０．００１〜０．１５μｍである請求項４記載の空気入
   りラジアルタイヤ。