JP2000016022A - スチールコード補強空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スチールコードで補強されたゴム材料からな
るベルト層において、スチールコードとコーティング用
ゴムとの接着性を改善することにより、耐久性を向上さ
せたスチールコード補強空気入りタイヤを提供するこ
と。 【解決手段】 スチールコードで補強されたゴム材料か
らなるベルト層を有するスチールコード補強空気入りタ
イヤにおいて、該ベルト層のタイヤ半径方向外側面に接
する部材に、ベルト層に用いるスチールコードコーティ
ング用ゴム組成物中の硫黄濃度よりも高い濃度の硫黄を
含有するゴム組成物を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スチールコード補
強空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、スチールコ
ードで補強されたゴム材料からなるベルト層において、
スチールコードとコーティング用ゴム組成物（以下、ベ
ルトコーティングゴムということある。）との接着性を
改善することにより、耐久性を向上させたスチールコー
ド補強空気入りタイヤに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】１９４０年代後半、ミシュラン社によっ
てスチールラジアルタイヤが開発されて以来、スチール
コード補強空気入りタイヤは順調に伸び、特に近年、ベ
ルテッドバイアスタイヤ，ラジアルタイヤへの移行に伴
い、スチールコード補強空気入りタイヤが著しく伸びて
きており、トラック用にも急激にシェアを増している。
このスチールコード補強空気入りタイヤはトレッドのタ
イヤ半径方向内側に位置するベルト層に、スチールコー
ドとそのコーティング用ゴム組成物からなるスチールコ
ード−ゴム複合体を使用したものである。このようなベ
ルト層においては、スチールコードとそのコーティング
用ゴム組成物との接着力を高め、その補強効果を高める
ために、通常は該スチールコードには黄銅メッキが施さ
れ、そして、一般に加硫剤として必要とされる量よりも
多い量の硫黄、具体的にはゴム成分１００重量当たり、
３〜８重量部程度の硫黄を含むベルトコーティングゴム
が用いられる。これは、加硫処理において、該硫黄をゴ
ム成分の加硫に寄与させるとともに、スチールコードの
黄銅メッキ中の銅と反応させて、スチールコード表面に
接着層を形成させ、接着力を発現させるためである。一
方、上記ベルト層にトレッドが接している場合、該トレ
ッドは高いＥ_B 特性（破断時の伸長特性）を必要とする
ことから、硫黄を高充填することができず、そのため、
ベルトコーティングゴムとトレッドのゴム組成物との間
に、大きな硫黄濃度差が生じる。その結果、タイヤの製
造工程における条件によっては、ベルト層におけるスチ
ールコードコーティング用ゴム組成物中の硫黄がトレッ
ドのゴム組成物中に移行し、スチールコードとゴムとの
接着層の生成に不充分な硫黄を提供することができず、
接着力が不充分になるおそれがある。

【０００３】ところで、タイヤにおいてはトレッドとベ
ルト層との間にトレッドアンダークッションが設けられ
ることがある。これは、ベルトコーティングゴム中の配
合剤が、トレッドへ移行するのを防止するために設けら
れるものであり、そして、ベルト層とトレッドとの接着
性を確保するために、ベルト層を構成するゴム組成物に
近似したゴム組成物を用いたシートが用いられる。ま
た、操縦安定性，騒音性，乗り心地性，燃費特性などを
考慮してトレッドを多層構造にすることも行われてい
る。この場合、トレッド最下層に、前記のトレッドアン
ダークッションの役割を付与し、トレッドアンダークッ
ションを省略することもできる。このように、ベルト層
とトレッドとの間にトレッドアンダークッションを設け
る、あるいはトレッドを多層構造にする場合、ベルト層
のスチールコードコーティング用ゴム組成物と、トレッ
ドアンダークッションあるいは多層構造トレッドの最下
層におけるゴム組成物との間に、大き硫黄濃度差が生じ
ると、前記と同様の現象が生じ、スチールコードとゴム
との接着力が不充分になるおそれがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
状況下で、スチールコード−ゴム複合体からなるベルト
層におけるスチールコードコーティング用ゴム組成物
（ベルトコーティングゴム）中の硫黄が周辺部材に移行
することによる、スチールコードとゴムとの接着力の低
下を抑制し、耐久性の向上したスチールコード補強空気
入りタイヤを提供することを目的とするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、前記目的を
達成するために鋭意研究を重ねた結果、ベルト層のタイ
ヤ半径方向外側面に接する部材に、該ベルト層に用いる
スチールコードコーティング用ゴム組成物中の硫黄濃度
よりも高い濃度の硫黄を含有するゴム組成物を用いるこ
とにより、その目的を達成し得ることを見出した。本発
明はかかる知見に基づいて完成したものである。すなわ
ち、本発明は、スチールコードで補強されたゴム材料か
らなるベルト層を有するタイヤにおいて、該ベルト層の
タイヤ半径方向外側面に接する部材に、ベルト層に用い
るスチールコードコーティング用ゴム組成物中の硫黄濃
度よりも高い濃度の硫黄を含有するゴム組成物を用いた
ことを特徴とするスチールコード補強空気入りタイヤを
提供するものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明のスチールコード補強空気
入りタイヤは、スチールコードで補強されたゴム材料
（以下、スチールコード−ゴム複合体と称する。）から
なるベルト層を有するタイヤであって、該ベルト層のタ
イヤ半径方向外側面に接する部材には、特定の濃度の硫
黄を含有するゴム組成物を使用することが必要である。
上記ベルト層のタイヤ半径方向外側面に接する部材とし
ては、例えばトレッドアンダークッション、あるいはト
レッドが多層構造である場合には、その最下層を挙げる
ことができる。これらの部材に用いられるゴム組成物
は、ゴム成分及び硫黄を含有するものであり、上記ゴム
成分としては特に制限はないが、トレッドに通常使用さ
れるゴム成分と同じものを用いることができる。このよ
うなゴム成分としては、天然ゴムやジエン系合成ゴムが
挙げられる。ここで、ジエン系合成ゴムとしては、例え
ばポリイソプレン合成ゴム（ＩＲ），ポリブタジエンゴ
ム（ＢＲ），スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ），ア
クリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ），クロロプレ
ンゴム（ＣＲ），ブチルゴム（ＩＩＲ）などが挙げられ
る。この天然ゴムやジエン系合成ゴムは単独で用いても
よく、二種以上を組み合わせて用いてもよいが、スチレ
ン−ブタジエンゴムを４０重量％以上、好ましくは４０
〜８０重量％の割合で含有するゴム成分が有利である。

【０００７】このようにスチレン−ブタジエンゴム４０
重量％以上、好ましくは４０〜８０重量％を含むゴム成
分は、例えば天然ゴム単独のものに比べて加硫反応速度
が遅くなるため、加硫後に残存する未反応硫黄の量が天
然ゴム系に比べて多くなる。その結果、ベルトコーティ
ングゴムからの硫黄の拡散を防ぎ、更にはベルトコーテ
ィングゴムに新たに硫黄を供給できるため、走行中の接
着劣化を天然ゴム系よりも良好に抑制できる上、トレッ
ドアンダークッションなどの部材自体の弾性率の上昇が
抑制され、トレッドとベルト層との弾性格差も縮小方向
にできる。本発明においては、このゴム組成物には、ス
チールコード−ゴム複合体からなるベルトコーティング
ゴム中の硫黄濃度よりも、高い濃度になるように、硫黄
を含有させることが必要である。前記部材に、このよう
な高い硫黄濃度のゴム組成物を用いることにより、ベル
ト層から該部材へ硫黄が移行して、ベルトコーティング
ゴム中の硫黄量が減少するのが抑制され、その結果、加
硫中に充分な接着層形成反応が起こり、所望の接着力が
得られる。さらに、タイヤ使用中においても、該部材に
おける加硫後の未反応硫黄がベルト層へ供給され、接着
層の劣化が抑制される効果もある。前記部材におけるゴ
ム組成物中の硫黄濃度は、ベルトコーティングゴム中の
硫黄濃度よりも、0.０５〜0.２５ｇ／１０ｃｍ³ 程度高
いのが好ましい。この濃度差が0.０５ｇ／１０ｃｍ³ 未
満ではベルト層から該部材への硫黄の移行を充分に抑止
することができず、本発明の目的が達せられないおそれ
がある。一方、濃度差が0.２５ｇ／１０ｃｍ³ を超える
と該部材に配合される硫黄量が多くなるため、該部材か
らトレッド側への硫黄の移行が無視できなくなり、トレ
ッドの運動特性に悪影響を与えるおそれがある上、ベル
ト層のゴムの硬化が著しくなって、上記と同様に悪影響
を与えるおそれがある。トレッドやベルト層に悪影響を
与えることなく、ベルト層から該部材への硫黄の移行を
効果的に抑制するには、このゴム組成物中の硫黄濃度
は、ベルトコーティングゴム中の硫黄濃度よりも、0.１
０〜0.２０ｇ／１０ｃｍ³ 高いのが特に好ましい。

【０００８】このゴム組成物には、前記各成分以外に、
ゴム業界で通常使用される配合剤を適宜配合することが
できる。具体的には、カーボンブラックやシリカなどの
充填剤，加硫促進剤，老化防止剤，スコーチ防止剤，軟
化剤，酸化亜鉛，ステアリン酸などを含有させることが
できる。本発明においては、ベルト層のタイヤ半径方向
外側面に接する部材の厚みとしては特に制限はないが、
ベルト層の厚みの５０〜２００％程度であるのが好まし
い。この厚みが５０％未満では本発明の目的が達せられ
ないおそれがあり、また２００％を超えるとタイヤ性能
が低下する原因となる。一方、ベルト層におけるスチー
ルコード−ゴム複合体は、スチールコードコーティング
用ゴム組成物とスチールコードとからなるものであっ
て、特に制限はなく、従来スチールコード補強タイヤの
ベルト層に慣用されているものを用いることができる。
上記ベルトコーティングゴムにおけるゴム成分として
は、天然ゴムや合成ゴムが用いられる。合成ゴムとして
は、例えばスチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ），ブチ
ルゴム，ハロゲン化ブチルゴム、好ましくは臭素化ブチ
ルゴム，パラメチルスチレン基を有するブチルゴム（具
体的にはイソブチレンとｐ−ハロゲン化メチルスチレン
との共重合体等）、エチレン・プロピレン・ジエンゴム
（ＥＰＤＭ），イソプレンゴムなどが挙げられる。

【０００９】このゴム成分は、天然ゴム及び上記合成ゴ
ムの中から、適宜一種又は二種以上選択して用いること
ができるが、特にスチールコードとの接着性及びゴム破
壊特性などの面から、天然ゴム及び／又は合成イソプレ
ンゴムを５０重量％以上の割合で含有するゴム成分が好
適である。このベルトコーティングゴムには、所望によ
り、従来スチールコードコーティング用ゴム組成物にお
いて慣用されている各種接着促進剤を適宜含有させるこ
とができる。この接着促進剤としては、例えば有機酸の
金属塩、特に有機酸のコバルト塩が好ましく挙げられ
る。ここで、有機酸としては、飽和，不飽和，あるいは
直鎖状，分岐状のいずれであってもよく、例えばネオデ
カン酸，ステアリン酸，ナフテン酸，ロジン，トール油
酸，オレイン酸，リノール酸，リノレン酸などが挙げら
れる。また、このゴム組成物には、硫黄が含有される。
この硫黄の含有量は、前記ゴム成分１００重量部当た
り、３〜８重量部の範囲が好ましい。この含有量が３重
量部未満では接着層の生成に必要な硫黄を充分に提供す
ることができず、接着力が不充分になるおそれがある。
また、８重量部を超えると接着層が過剰に生成し、接着
層内で凝集破壊が起こり、接着力が低下するとともに、
ゴム物性としての耐熱老化性も低下する傾向がみられ
る。

【００１０】さらに、該ゴム組成物には、前記各成分以
外に、ゴム業界で通常使用される配合剤を通常の配合量
で適宜配合することができる。具体的には、カーボンブ
ラックやシリカなどの充填剤，軟化剤，加硫促進剤，酸
化亜鉛，ステアリン酸，老化防止剤などである。また、
このコーティング用ゴム組成物が適用されるスチールコ
ードは、ゴムとの接着層を良好にするために黄銅，亜
鉛、あるいはこれにニッケルやコバルトを含有する合金
でメッキ処理されていることが好ましく、特に黄銅メッ
キ処理が施されているものが好適である。スチールコー
ドの黄銅メッキ中のＣｕ含有率が７５重量％以下、好ま
しくは５５〜７０重量％で、良好で安定な接着が得られ
る。なお、スチールコードの撚り構造については特に制
限はない。前記のスチールコードコーティング用ゴム組
成物とスチールコードとからなるスチールコード−ゴム
複合体を用いたベルト層は、加硫前に、該コーティング
用ゴム組成物中の硫黄が、トレッドアンダークッション
などへ移行するのが抑制されるため、接着層の生成に充
分な硫黄が存在し、加硫により良好なスチールコードと
ゴムとの接着力が得られる。

【００１１】

【実施例】次に、実施例により本発明をさらに詳しく説
明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定さ
れるものではない。なお、実施例及び比較例における諸
特性を下記の方法に従って求めた。 （１）硫黄濃度 タイヤの各部材のサンプル約0.２ｇを切り出し、比重測
定機（東洋精機製）にて比重を測定すると共に、ＬＥＣ
Ｏ社製 ＳＣ−４３２を使用して硫黄含有量を測定し、
硫黄濃度（ｇ／１０ｃｍ³ ）を算出した。 （２）ベルト層におけるスチールコードの初期接着性 加硫成形したタイヤのベルト層におけるスチールコード
の接着性を以下のようにして求めた。すなわちＡＳＴＭ
Ｄ４７７６−１９９６に準拠して、スチールコードを
引抜いた際の引抜き力を測定し、実施例１〜６、実施例
１３〜１５は比較例１の値を１００とし、実施例７〜１
２は比較例２の値を１００として指数表示した。 （３）走行後のベルト層におけるスチールコードの接着
性 ３万ｋｍ走行した後のベルト層におけるスチールコード
の接着性を、上記（２）と同様にして求めた。 （４）タイヤの走行特性 ３万ｋｍ走行後のタイヤを乗用車に装着して実車走行を
行い、テストドライバーによるフィーリングにより評価
した操縦安定性及び振動乗り心地性を総合して、実施例
１〜６及び実施例１３〜１５のタイヤは、比較例１のタ
イヤを１００とし、実施例７〜１２のタイヤは、比較例
２のタイヤを１００として指数評価した。指数値が大き
いほど良好であることを示す。

【００１２】調製例１ スチールコードコーティング用
ゴム組成物の調製 天然ゴム（テックビーハング社製、商品名：ＲＳＳ＃
４）１００重量部に対し、カーボンブラック〔東海カー
ボン（株）製、Ｎ３３０〕６０重量部、酸化亜鉛８重量
部、加硫促進剤Ｎ，Ｎ’−ジシクロヘキシル−２−ベン
ゾチアゾリルスルフェンアミド〔大内新興化学工業
（株）製、商品名：ノクセラーＤＺ）１重量部、老化防
止剤Ｎ−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル
−ｐ−フェニレンジアミン〔大内新興化学工業（株）
製、商品名：ノクラック６Ｃ〕２重量部、硫黄５重量部
及び接着促進剤（ローヌプーラン社製、商品名：マノボ
ンドＣ２2.５）0.７重量部を配合し、スチールコードコ
ーティング用ゴム組成物を調製した。 実施例１〜６及び比較例１ 天然ゴム（テックビーハング社製、商品名：ＲＳＳ＃
４）１００重量部に対し、カーボンブラック〔東海カー
ボン（株）製、Ｎ３３０〕６０重量部、酸化亜鉛８重量
部、加硫促進剤Ｎ，Ｎ’−ジシクロヘキシル−２−ベン
ゾチアゾリルスフェンアミド〔大内新興化学工業（株）
製、商品名：ノクセラーＤＺ）１重量部、老化防止剤Ｎ
−（１，３−ジメチルブチル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−
フェニレンジアミン〔大内新興化学工業（株）製、商品
名：ノクラック６Ｃ〕２重量部、第１表に示す量の硫黄
及び接着促進剤（ローヌプーラン社製、商品名：マノボ
ンドＣ２2.５）0.６重量部を配合し、トレッドアンダー
クッション用ゴム組成物を調製した。次に、スチールコ
ードと調製例１で得られたスチールコードコーティング
用ゴム組成物からなるベルト層とトレッドとの間に、ト
レッドアンダークッションとして幅１７０ｍｍ、厚み0.
９ｍｍ（ベルト層の厚みに対し、１５０％）の上記ゴム
組成物からなるゴムシートを、タイヤ周上に貼り、タイ
ヤを加硫成形した。タイヤサイズは１８５／７０Ｒ１３
である。諸特性を第１表に示す。

【００１３】

【表１】

【００１４】

【表２】

【００１５】実施例７〜１２及び比較例２ 天然ゴム（テックビーハング社製、商品名：ＲＳＳ＃
４）４０重量部とＳＢＲ〔スチレン−ブタジエンゴム，
旭化成工業（株）製、商品名：タフデン２０００Ｒ）６
０重量部とからなるゴム成分１００重量部に対し、カー
ボンブラック〔東海カーボン（株）製、Ｎ３３０〕６０
重量部、酸化亜鉛８重量部、加硫促進剤Ｎ，Ｎ’−ジシ
クロヘキシル−２−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド
〔大内新興化学工業（株）製、商品名：ノクセラーＤ
Ｚ）１重量部、老化防止剤Ｎ−（１，３−ジメチルブチ
ル）−Ｎ’−フェニル−ｐ−フェニレンジアミン〔大内
新興化学工業（株）製、商品名：ノクラック６Ｃ〕２重
量部、第１表に示す量の硫黄及び接着促進剤（ローヌプ
ーラン社製、商品名：マノボンドＣ２2.５）0.７重量部
を配合し、トレッドアンダークッション用ゴム組成物を
調製した。次に実施１〜６及び比較例１と同様にしてタ
イヤを加硫成形した。諸特性を第２表に示す。

【００１６】

【表３】

【００１７】

【表４】

【００１８】実施例１３〜１５ 実施例２において、トレッドアンダークッションとし
て、厚みが第３表に示すゴムシートを用いた以外は、実
施例２と同様にしてタイヤを加硫成形した。諸特性を第
３表に示す。なお、実施例２の諸特性も併記した。

【００１９】

【表５】

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、スチールコードで補強
されたベルト層におけるスチールコードコーティング用
ゴム組成物中の硫黄が、周辺部材に移行してスチールコ
ードとゴムとの接着力が不充分になるのを抑制すること
により、耐久性の向上したスチールコード補強空気入り
タイヤが得られる。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スチールコードで補強されたゴム材料か
   らなるベルト層を有するタイヤにおいて、該ベルト層の
   タイヤ半径方向外側面に接する部材に、ベルト層に用い
   るスチールコードコーティング用ゴム組成物中の硫黄濃
   度よりも、高い濃度の硫黄を含有するゴム組成物を用い
   たことを特徴とするスチールコード補強空気入りタイ
   ヤ。
2. 【請求項２】 ベルト層のタイヤ半径方向外側面に接す
   る部材がトレッドアンダークッションである請求項１記
   載のスチールコード補強空気入りタイヤ。
3. 【請求項３】 トレッドが多層からなり、かつベルト層
   のタイヤ半径方向外側面に接する部材が、トレッド最下
   層である請求項１記載のスチールコード補強空気入りタ
   イヤ。
4. 【請求項４】 ベルト層のタイヤ半径方向外側面に接す
   る部材に用いるゴム組成物が、少なくともスチレン−ブ
   タジエンゴム４０重量％を含むゴム成分を含有するもの
   である請求項１記載のスチールコード補強空気入りタイ
   ヤ。
5. 【請求項５】 ベルト層のタイヤ半径方向外側面に接す
   る部材の厚みが、ベルト層の厚みの５０〜２００％であ
   る請求項１記載のスチールコード補強空気入りタイヤ。