JP2001030706A

JP2001030706A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2001030706A
Application number: JP11209417A
Authority: JP
Inventors: Shinya Harikae; 紳也張替; Satoshi Mihara; 諭三原
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 1999-07-23
Filing date: 1999-07-23
Publication date: 2001-02-06

Abstract

(57)【要約】【課題】耐久性を損なうことなく軽量化および低燃費
化を可能とした、腐食疲労寿命を改善したスチールコー
ドを用いた空気入りタイヤの提供。【解決手段】スチールコードで補強された空気入りタ
イヤにおいて、前記スチールコード表面には内外２層の
金属めっき層が設けられ、前記金属めっき層のうち内側
の層は付着量がスチールコード重量に対して０．０２重
量％以上０．５重量％未満のニッケルめっき層よりな
り、外側の層はブラスめっき層よりなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、腐食疲労寿命（耐
腐食疲労性）を改善したスチールコードを用いたタイヤ
であって、耐久性を損なうこと無く軽量化、及び低燃費
化を可能とした空気入りタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、タイヤ骨格を形成するカーカス層
の外側にタイヤ１周にわたってベルト層を配設した空気
入りタイヤでは、操縦安定性、耐摩耗性、耐パンク性等
を高めるために、剛性の高いスチールコードをゴムに埋
設したシート材料よりこれらのカーカス層、またはベル
ト層を構成している。

【０００３】このシート材料を構成するスチールコード
の表面には、加硫時にゴムとの接着性を発現させるため
に、銅−亜鉛からなる二元合金めっき（ブラスめっき）
が施されている。すなわち、このシート材料でカーカス
層、またはベルト層を構成した場合、ゴム中に配合され
た硫黄とスチールコード表面めっき中の銅とがタイヤ加
硫時に反応し、ゴムとスチールコードとの界面に硫化物
を形成することにより接着が強固となる。

【０００４】しかしながら、このようにスチールコード
にめっきを施したシート材料でカーカス層、またはベル
ト層を構成した場合でも、走行中にタイヤのトレッド、
またはサイドウォールが外傷を受け、その外傷から浸入
した水分などにより、ワイヤの疲労過程でワイヤ表面上
に現れたスチールの活性部とブラスとの局部電池が形成
され、スチールコードの腐食疲労が進行し、コード破断
に至るという問題があった。

【０００５】これに対して、ブラスに比べて耐食性の高
いニッケルめっき被覆スチールコードが提案されている
が、ニッケルめっきは表面層が酸化ニッケルの不動態皮
膜で被覆されていることから、表面の活性に乏しいた
め、ブラスに比べて接着性に乏しいことが問題となって
いた。

【０００６】このような状況に対して、耐食性と接着性
の両立という観点から、特公昭５１−８３８９号公報に
は、鋼線（スチールコード）の表面上に２０〜１００％
のニッケル合金めっき層を鋼線重量１００ｇに対して
０．５〜２．５ｇの割合で被覆し、この上にブラスめっ
きを被覆した鋼線が良好な耐腐食性を示すことが開示さ
れている。ブラスめっきワイヤにおいて、ブラスめっき
は最終湿式伸線の直前に施され、最終湿式伸線ではブラ
スめっき自身が潤滑剤の役目を果すことが一般的に知ら
れているが、ブラスめっき層の下地としてニッケルめっ
き層を設けた場合、ニッケルはブラスに比べて塑性変形
能力に劣ることから、上記の２層めっきワイヤに従来一
般的に用いられてきた湿式伸線を施した場合、ワイヤの
表面残留応力がブラスの場合に比べて引張方向に大きく
なりやすいため乾燥雰囲気下での耐疲労性に劣り、最悪
の場合にはワイヤのめっき表面上に割れが発生するとい
う問題があった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、耐久
性を損なうこと無く軽量化、及び低燃費化を可能とした
腐食疲労寿命（耐腐食疲労性）を改善したスチールコー
ドを用いた空気入りタイヤを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、スチールコー
ドで補強された空気入りタイヤにおいて、前記スチール
コード表面には内外２層の金属めっき層が設けられ、前
記金属めっき層のうち内側の層は付着量がスチールコー
ド重量に対して０．０２重量％以上０．５重量％未満の
ニッケルめっき層よりなり、外側の層はブラスめっき層
よりなることを特徴とする。

【０００９】このようにスチールコードの表面に鋼線重
量（スチールコード重量）に対して０．０２重量％以上
０．５重量％未満のニッケルめっき層を設け、このめっ
き層の外側にブラスめっき層を設けたことにより、ワイ
ヤの疲労過程でスチールの活性面より先にニッケルの活
性面がワイヤ表面上に現われ、このニッケル活性面が不
動態皮膜である酸化ニッケルを形成、スチールの活性面
がワイヤ表面に現れるのを阻害するため、このような処
理が施されたスチールコードは耐腐食疲労性に優れた特
性を示す。また、ニッケルめっきの付着量を、鋼線重量
に対して０．０２重量％以上０．５重量％未満とするこ
とで、最終ワイヤの耐腐食疲労性を改善しつつ、ワイヤ
の最終伸線における変形抵抗を従来のブラス同等にする
ことが可能で、伸線上がりのワイヤの表面残留応力は従
来のブラスめっきワイヤ並みに抑制されるため乾燥雰囲
気下での耐疲労性の低下も抑制され、伸線加工時にめっ
き層に割れが発生することも無くなる。

【００１０】さらに、ワイヤの表面残留応力を低減させ
てスチールコードの耐疲労性を向上させる手段として、
伸線上がりのワイヤ、及び／または撚り線上がりのスチ
ールコードにならしロールがけをすることも有効であ
る。これによりスチールコードの耐腐食疲労性も一層向
上される。

【００１１】上記のように表面に鋼線重量に対して０．
０２重量％以上０．５重量％未満のニッケルめっき層を
設け、このめっき層の外側にブラスめっき層を設けたス
チールコードで補強された空気入りタイヤでは、スチー
ルコード周辺のゴムの厚さを薄くしても水分による腐食
疲労現象を抑制できるので、例えばこのスチールコード
をベルト層に用いた場合にはキャップトレッド溝下ゲー
ジを、カーカス層に用いた場合にはサイドトレッド部の
ゲージを薄肉化することで湿潤環境下での耐久性を損な
うこと無くタイヤ全体を軽量化することが出来、この軽
量化によって低燃費化が可能となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１に本発明の空気入りタイヤの
一例を示す。図１において、タイヤＴは左右一対のビー
ド部１及びサイドウォール２と、両サイドウォールに連
なるトレッド３からなり、ビード部１、１間にカーカス
層４の端部がビードコア５及びビードフィラー６の廻り
にタイヤ内側から外側に折返されて巻き上げられてい
る。トレッド３においては、カーカス層４の外側にベル
ト層７がタイヤ１周に亘って配置されている。

【００１３】タイヤＴにおいて、ベルト層７及びカーカ
ス層４のうち少なくともいずれかが、すなわち、ベルト
層７及びカーカス層４の両方あるいはこれらのどちらか
がスチールコードで補強されている。

【００１４】このスチールコードの表面にはニッケルめ
っき層が設けられ、このニッケルめっき層の表面にブラ
スめっき層を設けている。ニッケルめっき層の付着量
は、ワイヤの伸線加工性と耐腐食疲労性の両立という観
点から，鋼線重量に対して０．０２重量％以上０．５重
量％未満である必要がある。好ましくは０．１重量％〜
０．４重量％であるのがよい。

【００１５】ブラスめっきの組成について、ゴムとの接
着性、ワイヤの伸線加工性の観点から、ブラス合金に占
める銅の重量分率としては銅６０重量％以上７０重量％
以下として、残りを亜鉛とするのが好ましい。

【００１６】また、鋼線に付着されたブラスめっきの量
としては、ゴムとの接着性、ワイヤの伸線加工性の観点
から、鋼線重量に対し０．２０重量％以上０．７０重量
％以下であることが好ましい。

【００１７】このスチールコードを埋設するゴムには、
従来のブラスめっきスチールコードにおけるものと同様
に、ゴムとの接着性を高めるために有機酸コバルト塩を
添加することが好ましい。有機酸コバルト塩としては、
ナフテン酸コバルト、オレイン酸コバルト、マレイン酸
コバルト、ステアリン酸コバルトなどが挙げられる。ゴ
ム１００重量部に対する有機酸コバルト塩の添加量とし
ては、コバルト元素量として０．０５〜０．８重量部で
あることが好ましい。

【００１８】

【実施例】素線径０．２５ｍｍφのワイヤを４本撚り合
わせて構成される１×４構造のスチールコードを引き揃
え、４４本／５０ｍｍの密度でゴム中に埋設された圧延
材を用いて、コード角度をタイヤ周方向に対して±２４
度としてバイアス積層させたベルト層を有する１８５／
６０Ｒ１４８２Ｈの空気入りラジアルタイヤを、表１
に示すように溝下トレッドゲージおよびニッケル下地め
っき付着量を変量させて作製した（実施例１〜５、比較
例１〜７）。

【００１９】上記スチールコードには、その表面にニッ
ケルめっき層を設け、このニッケルめっき層の表面にブ
ラスめっき層を設けた。めっきは通常のブラスめっきス
チールコードの場合と同様に、最終湿式伸線の前に行わ
れ、めっき工程では、ニッケル、銅、亜鉛の順に電析さ
せた後、４５０℃にて熱拡散処理した。熱処理工程では
銅は亜鉛と拡散されブラス合金を形成するが、ニッケル
中には拡散されない。ブラスめっきの合金組成としては
銅の重量分率を６５重量％、亜鉛３５重量％とし、ブラ
スめっき付着量は鋼線重量に対し０．４５重量％とし
た。

【００２０】なお、溝下トレッドゲージとはトレッド部
に形成された主溝の溝底から最外ベルト層までの距離を
示す。

【００２１】作製されたタイヤについて、下記によりタ
イヤ重量、タイヤスラローム耐久試験、タイヤ調湿劣化
後スラローム耐久試験、およびタイヤ転動抵抗試験を実
施した。この結果を表１に示す。

【００２２】タイヤ重量：各仕様毎にタイヤの総重量を
測定し、比較例１を１００とする指数で示した。指数値
が小さい方が軽量である。

【００２３】タイヤスラローム耐久試験：リムサイズ１
４×５．５JJのリムに試験内圧１７０ｋPaで組み込んだ
試験タイヤを、ドラム表面が平滑な鋼製でかつ直径が１
７０７mmであるドラム試験機を用い、周辺温度を３８±
３℃に制御し、走行速度３０km/hr 、スリップ角０±５
°、荷重JATMA(1998年版のイヤーブックに記載) 最大荷
重の７０％±４０％の変動条件下で、荷重とスリップ角
を０．０８３Hzの矩形波で変動させて２４時間、７２０
km走行させた。走行後にタイヤを切開し、ベルトコード
破断の有無を調べ、破断個所数を数えた。破断個所数が
少ないものほど耐疲労性に優れる。

【００２４】タイヤ調湿劣化後スラローム耐久試験：室
温７５℃、相対湿度９５％RHに保持されたチャンバー内
に、リムサイズ１４×５．５JJのリムに試験内圧１７０
ｋPaで組み込んだ試験タイヤを４週間保持後、内圧を再
度１７０ｋPaに調整する。このように前処理された試験
タイヤを、ドラム表面が平滑な鋼製でかつ直径が１７０
７mmであるドラム試験機を用い、周辺温度を３８±３℃
に制御し、走行速度３０km/hr 、スリップ角０±５°、
荷重JATMA(1998年版のイヤーブックに記載) 最大荷重の
７０％±４０％の変動条件下で、荷重とスリップ角を
０．０８３Hzの矩形波で変動させて１０時間、３００km
走行させた。走行後にタイヤを切開し、ベルトコード破
断の有無を調べ、破断個所数を数えた。破断個所数が少
ないものほど耐腐食疲労性に優れる。

【００２５】タイヤ転動抵抗試験：リムサイズ１４×
５．５JJのリムに試験内圧２００ｋPaで組み込んだ試験
タイヤを、ドラム径１７０７ｍｍの室内ドラム式タイヤ
転動抵抗試験機を用い、ＪＡＴＭＡイヤーブック１９９
８年版記載の当該空気圧における最大負荷荷重の８５％
に相当する荷重を負荷してドラムに押し付けた状態で、
速度８０ｋｍ／ｈｒで走行させたときの転動抵抗を測定
した。測定結果は、従来タイヤ１の測定値を基準（１０
０）とする指数で表示した。この指数が小さいほど低燃
費性に優れる。

【００２６】

【表１】

【００２７】表１において、比較例１、２はニッケル下
地めっきを施さない通常のブラスめっきを施したスチー
ルコードの場合を示し、比較例７はニッケルめっきだけ
を実施した場合である。なお、比較例６では、伸線後の
ワイヤのめっき表面に割れが発生したため、タイヤ試作
には至らなかった。

【００２８】本発明の場合（実施例１〜５）は、比較例
１〜７に比べて、タイヤ重量、耐疲労性、耐腐食疲労
性、及び低燃費性に優れることがわかる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ス
チールコードで補強された空気入りタイヤにおいて、前
記スチールコードの表面に２層の金属めっき層が設けら
れ、前記２層の金属めっき層の内側（鋼線側）の層は付
着量が鋼線重量に対して０．０２重量％以上０．５重量
％未満であるニッケルめっき層よりなり、外側（表面
側）の層はブラスめっき層よりなるために、耐久性を損
なうことなくタイヤの軽量化、及び低燃費化をはかるこ
とが可能となり、さらに、スチールコードの腐食疲労寿
命（耐腐食疲労性）の改善が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の空気入りタイヤの一例の子午線方向半
断面図である。

【符号の説明】

Ｔタイヤ１ビード部２サイドウオール３トレッド４カーカス層５ビードコア６ビードフィラー７ベルト層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スチールコードで補強された空気入りタ
イヤにおいて、前記スチールコード表面には内外２層の
金属めっき層が設けられ、前記金属めっき層のうち内側
の層は付着量がスチールコード重量に対して０．０２重
量％以上０．５重量％未満のニッケルめっき層よりな
り、外側の層はブラスめっき層よりなる空気入りタイ
ヤ。
【請求項２】前記スチールコードでベルト層およびカ
ーカス層のうち少なくともいずれかが補強された請求項
１記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】前記ブラスめっき層を構成する銅と亜鉛
との重量比（銅／亜鉛）が、６０／４０〜７０／３０で
ある請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】前記ブラスめっき層の付着量が、スチー
ルコード重量に対して０．２重量％以上０．７重量％以
下である請求項１乃至３のいずれか１項記載の空気入り
タイヤ。