JPH0390402A - 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、ラジアルタイヤのベルトコード並びにカーカ
スプライコード等の補強材に適用する金属コードとこの
被覆ゴムとを改良し、耐久寿命を大幅に向上せしめたラ
ジアルタイヤに関するものである。

（従来の技術〉 スチールコードを補強材に用いたタイヤにおいては、ベ
ルト端のセパレーション（Ｂｕｓ）並びにカーカスプラ
イ端のセパレーション（ＰＥＳ）が発生し、更生不能と
なるのみならず、安全上、著しい問題を生じることがあ
る。こうしたスチールコード端から発生するセパレーシ
ョンを防止するために、例えば実開昭６１−２０６６９
５号公報ではＢＢＳを防止するためスチールコードの曲
げ剛性を大きくするというスチールコードの改良技術が
示されている。

しかしながら、この考案によるスチールコードは耐フレ
ツテイング疲労性に問題があるばかりか、近年、社会的
ニーズであるラジアルタイヤの軽量化の為のスチールコ
ードの高強力化によるコード自体の曲げ剛性の低下を考
えた場合、十分とは言えないのが現状である。

ここで、スチールコードだけの改良にとどまらず、スチ
ールコードとゴムとを合わせた改良技術が必要であり、
特に当該セパレーションを防止するためには、スチール
コードの被覆ゴム並びにコード端周辺ゴムを改良してゴ
ム自体の亀裂成長の抑制を図っていくことが肝要となる
。特開昭６２−２７３２３７号や特開昭６３−２５６６
３６号公報では耐亀裂成長性の優れたゴム組成物が開示
されているが、被覆ゴムとしてのスチールコードとの接
着性についての記載はなく、被覆ゴムとしてはふされし
くない。

そこで、かかるＢＥＳ並びにＰＥＳを端部周辺での補強
部材の使用以外で抑制するためには、従来以上のコード
とゴムとの接着性能を保ちながら、ゴムの亀裂成長の抑
制を図っていく必要がある。

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
こし、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いた。

（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
成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５７−５
６１１０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性能を大幅に向上
し得るラジアルタイヤを開発するために、タイヤにおけ
るスチールコード補強材及びこの被覆ゴムのあり方につ
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
、ゴム亀裂進展性が速過ぎるため、かかるコードとゴム
とを適用したラジアルタイヤにおいてＢＥＳやＰＥＳが
発生しやすいという問題があることが分かった。

従って本発明の目的は、耐ベルト端セパレーション性（
耐ＢＥＳ性）及び耐カーカスプライ端セパレーション性
（耐ＰＥＳ性）の性能を大幅に向上し得るラジアルタイ
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に本発明の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
補強コード及びその被覆ゴムよりなるトロイダル状カー
カスと、そのカーカスのクラウン部の外側かつトレッド
の内側に配置された補強コード及びその被覆ゴムよりな
るベルトとを備え、前記カーカス又は前記ベルトの少な
くとも一方に、２〜６本のフィラメントを撚り合わせた
１×ｎ　（ｎは２〜６の整数を示す）構造の単撚りスチ
ールコードであって、該フィラメント径が０．１５〜０
．５＋ａｍであり、かつ該スチールコードの表面にコバ
ルトめっきを有するスチールコードを補強コードとして
配設し、その被覆ゴムとしてゴム成分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重量部含有したゴム組
成物で、加硫後の１００％モジュラスが２０ｋｇ／ｃ−
以上であるものを用いたものである。

前記１×ｎ構造の単撚りスチールコードはｎが２である
のが好ましく、またｎが３〜６の場合には該スチールコ
ード１本当り５．０ｋｇの荷重を掛けた際の伸度（Ｐｌ
）が０．２〜１．２％の範囲内であるのが好ましい。

上記コバルトの被覆方法については電気めっき、ドライ
めっきの他、無電解めっき（化学めっき）でも差しつか
えない。

本発明における単撚り構造のゴム浸透性コードの場合、
ゴムがコード内部に浸入するため、コード内部において
のコードとゴムとの接着性がタイヤ耐久性上極めて重要
となる。

２本のフィラメントを撚り合わせてなる１×２構造の単
撚りスチールコードにおいては、コバルト層をフィラメ
ント表面上に付着形成する被覆工程は、電気めっき法等
のウェット法又はドライめっき法のいずれにおいても、
コードの撚り工程の前後いずれに実施しても差しつかえ
ない。この理由は、１×２構造の単撚りスチールコード
をコバルトめっき処理しても、フィラメント全表面にコ
バルトめっきが被覆されるからである。

一方、３〜６本のフィラメントを撚り合わせてなるＩＸ
３乃至ＩＸ６構造の単撚りスチールコードにおいては、
電気めっき等のウェット法による場合はフィラメントの
コード内部での表面上へのコバルトめっきの付着形成は
可能であるが、ドライめっき法による場合はこれが困難
となる。ただし、ウェット法による場合であっても、製
造上の課題、例えばめっき処理工程ラインのテンション
コントロールの問題や、その付着形成量および均一性の
問題等、生産性よく製造するための技術上の課題が存在
する。

従って、１×３乃至１×６構造の単撚りスチールコード
においては、ドライめっき法の場合では伸線後のフィラ
メント表面上にコバルトめっき層を形成させ、かかる後
に該フィラメントを撚り合わせることが好ましく、電気
めっき法等のウェット法の場合では、コバルトめっきの
被覆工程は撚り工程の前後のいずれに実施しても差しつ
かえないが、どちらかといえば、コバルトめっき被覆工
程を撚り工程の前に実施した方が好ましい。

尚、スチールコードの炭素含有量としては、０．７５〜
０．９０重量％の範囲内のものを使用すると実用面で好
ましい。また、コバルトめっきの素地としては、鉄並び
に鉄工に銅、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゛明において使用するベルトおよび／またはカーカ
スプライ補強用スチールコードは、前述のようにコード
内部へのゴムの浸透性を考慮して１×ｎ　（ｎは２〜６
の整数）構造の単撚りスチールコードで、フィラメント
径を０．１５〜０．５ｍｍの範囲内とする。

また、本発明において、かかるフィラメント数が３〜６
である１×３乃至１×６構造を有するスチールコードの
前記伸度（Ｐｌ）が０．２〜１．２％の範囲内が好まし
いとしたのは、伸度（Ｐ１）が０．２％未満であると、
被覆ゴムがコード内に浸透しにくくなり、また１、２％
を超えるとスチールコードを被覆ゴムで包みこむカレン
ダー作業時に張力が不均一になり易く、タイヤのコード
乱れが起こり、そのためにコンフォーミティーの低下や
耐久性上の問題が生じ易くなり、いずれにしても好まし
くないためである。尚、１×２構造の場合は、コードの
撚り構造を上記の如く単撚りゴム浸透性構造としなくと
も、被覆ゴムがコード内によく浸透する。

次に、本発明において、被覆ゴム中の硫黄量をゴム成分
１００！ｉ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ＢＥＳ
性及び耐ＰＥＳ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／ｃｍ２以上と
したのは、２０ｋｇ／ｃｍ”未満だとベルト及びカーカ
スプライの人力に対して被覆ゴムの歪が大きくなり過ぎ
るため、耐ＢＥＳ性及び耐ＰＥＳ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。特に、乗用車用ラジアルタイヤのベルトに適用し
た場合には、操縦安定性が低下してしまうという点も問
題となる。

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っき層の好適
な厚みを０．００１〜０．１５μｍと規定したのは、０
．ＯＯ１ｕｍ未満とするとめっき層が鳥状晶あるいは網
目状晶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、更には腐食成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、耐ブ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り具体的に説明する。

評価用タイヤとして、第１図に示すようなタイヤサイズ
１１／７０　Ｒ２２，５のトラック・バス用ラジアルタ
イヤ１と、第２図に示すようなタイヤサイズ１８５ＳＲ
１４の乗用車用ラジアルタイヤ１０とを使用した。図中
、２はビード部、３はサイドウオール部、４はシゴルダ
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はベルト部を夫々示す。

トラック・バス用ラジアルタイヤのカーカスプライ構造
はＩ　Ｘ　５　Ｘｏ、２５ｍｍ構造とし、また乗用車用
ラジアルタイヤのベルト交錯層には１×５×０　、２３
ｍｍ、Ｉ　Ｘ　２　Ｘｏ、３ＯｎｏｎおよびＩ　Ｘ　３
　Ｘｏ、３０ｍｍ構造を採用した。尚、使用したスチー
ルコードはいずれも炭素含有量が０．８２重量％のもの
であり、また打込み数は夫々一定とした。

フィラメントの撚り合わせ前に行ったフィラメント上へ
のコバルト被覆方法としては、電気めっきとドライめっ
き　（スパッタリング）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を行い乾燥させた。

亘ス支□ロＬｔ住 ０浴のｐＨ：４ ・浴温度　：４０’Ｃ Ｏ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０．１　Ｔｏｒｒに調整した後、１３．５６ＭＨ
ｚ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
。

また、前記トラック・バス用ラジアルタイヤ（ＴＢＲ）
のカーカスプライ被覆ゴム組成物及び前記乗用車用ラジ
アルタイヤ（ＰＳＲ）のベルト被覆ゴム組成物としては
、夫々下記の第１〜３表に示すゴム組成物を用いた。ま
た、各コード端部における隣接部材についても同様のゴ
ム組成物を用いた。

尚、第１表中の変量値については第２表および第３表中
に示した。

上述した試作タイヤにつき、以下に示す性能評価を行な
った。

乱旦旦主住 実地走行後の乗用車用ラジアルタイヤを解剖し、ベルト
コード交錯ベルト層のトレッド側のベルト端亀裂長さを
測定し、評価した。すなわち当該ベルト層のコードの上
を剥ぎ、ベルトコード端を出し、ノギスでコードに沿っ
て発生している亀裂の長さを測定し、夫々比較例１、比
較例５および比較例７のタイヤの数値を１００として指
数表示した。

値が大きい程耐ＢＥＳ性が良好なことを示す。

娃旦旦１且 トラック・バス用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
カーカスプ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６
０ｋｌＴｌ／ｈｒ、内圧８．２５ｋｇ／ｍｍ”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３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パレーシゴン性が良好なこと
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表お
よび第３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
鉄工に銅、亜鉛をめっきしたものを素地としても、下記
の第２表および第３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表および第３表に示すタイヤ性能評価結果から
も明らかなように、本発明のラジアルタイヤでは、耐Ｂ
ＥＳ性並びに耐ＰＥＳ性の性能が大幅に改善されており
、この結果、本発明は、乗用車用ラジアルタイヤ、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（ＴＢＲ）の部分断面図、 第２図は同じ〈実施例で用いた乗用車用ラジアルタイヤ
（ＰＳＲ）の部分断面図である。 １・・・ＴＢＲ２・・・ビード部 ３・・・サイドウオール部 ５・・・トレッド部 ７・・・カーカス層 １０・・・ＰＳＲ ４・・・ショルダ一部 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補強
   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
   と、そのカーカスのクラウン部の外側かつトレッドの内
   側に配置された補強コード及びその被覆ゴムよりなるベ
   ルトとを備えたラジアルタイヤにおいて、 前記カーカス又は前記ベルトの少なくとも 一方に、２〜６本のフィラメントを撚り合わせた１×ｎ
   （ｎは２〜６の整数を示す）構造の単撚りスチールコー
   ドであって、該フィラメント径が０．１５〜０．５ｍｍ
   であり、かつ該スチールコードの表面にコバルトめっき
   を有するスチールコードを補強コードとして配設し、そ
   の被覆ゴムとして、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重量部含有したゴム組成物で、
   加硫後の１００％モジュラスが２０ｋｇ／ｃｍ＾２以上
   であるものを用いたことを特徴とするラジアルタイヤ。 ２、前記１×ｎ構造の単撚りスチールコードにおいて、
   ｎが２である請求項１記載のラジアルタイヤ。 ３、前記１×ｎ構造の単撚りスチールコードにおいて、
   ｎが３〜６であり、かつ該スチールコード１本当り５．
   ０ｋｇの荷重を掛けた際の伸度（Ｐ＿１）が０．２〜１
   ．２％の範囲内である請求項１記載のラジアルタイヤ。 ４、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記載のラジアルタイヤ。 ５、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記載のラジ
   アルタイヤ。 ６、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記載のラジアルタイヤ。 ７、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記載のラジア
   ルタイヤ。