JP2001214387A - 複合コードおよびそれを用いた空気入りタイヤ - Google Patents

複合コードおよびそれを用いた空気入りタイヤ

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コードの製造工程が簡単で、生産性がよく、
コストが安くしかもゴム浸透性に優れた複合コードを提
供する。 【解決手段】 ２〜１１本の金属素線と１〜５本の融点
が５０〜２００℃の高分子繊維を撚り合わせてなる１×
ｎ構造（ｎは３〜１２の整数）の複合コード。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気入りタイヤに
用いられる金属素線と高分子繊維を撚り合わせてなる複
合コードおよびその複合コードを補強材に用いた空気入
りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】空気入りタイヤの補強材、たとえば、カ
ーカス層、ベルト層またはビード部補強層等には複数本
の金属素線を撚り合わせた金属コードが多用されてい
る。そして金属コードは、たとえば、断面が図５に示さ
れるごとく金属素線ｆが相互に隙間のない状態で充填さ
れたコンパクトコードが用いられている。この場合、金
属コードをゴム中に埋設して、補強プライを製造する
際、金属素線相互間に形成される空隙に、ゴムが浸透せ
ず、コードの空隙が形成される部分に水分の影響により
錆が発生し、これがコードの長手方向に広がり、コード
とゴムの接着力低下およびコードの強力低下を招来し、
タイヤ走行時にコードの破断をきたす等の問題点があ
る。
【０００３】このような問題を解決するため、図６で断
面図で示すごとく、金属素線ｆ間に隙間を形成するよう
に撚り合わせた、いわゆるオープンコードが提案されて
いる。
【０００４】さらに図７に断面構造で示すごとく、３次
元のスパイラル状の型付けをした金属素線ｆ１と、非型
付け金属素線ｆ２とを撚り合わせることによって、金属
素線間に隙間を形成してコード内部にゴムの浸透性を高
めた金属コードが提案されている。
【０００５】しかし、これらの金属コードでは金属素線
間に隙間を形成するため撚り方が複雑となり、あるいは
型付けのための工程が増加し、生産性が劣り、金属コー
ドの製造コストが高くなる欠点があり、さらに、型付け
金属素線は強度、剛性が低く、径を太くすることを避け
ることができない。また、このような金属コードをゴム
に埋設したプライはカールを生じ、タイヤ成形を困難に
する欠点がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、コードの製
造工程が簡単で、生産性がよくコストが安くしかもゴム
浸透性に優れた複合コードおよび該複合コードを用いた
空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、２〜１１本の
金属素線と１〜５本の融点が５０〜２００℃の高分子繊
維を撚り合わせてなる１×ｎ構造（ｎは３〜１２の整
数）の複合コードである。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の
複合コードの断面図である。図１（ａ）は１×４の複合
コードであり、３本の金属素線Ｍと１本の高分子繊維Ｐ
で構成されている。図１（ｂ）は１×７の複合コードで
あり、５本の金属素線Ｍと２本の高分子繊維Ｐで構成さ
れている。図１（ｃ）は１×９の複合コードであり、６
本の金属素線Ｍと３本の高分子繊維Ｐで構成されてい
る。
【０００９】本発明の複合コードは一般に１×ｎ構造
（ｎは３〜１２の整数）で示される撚線であって、上記
ｎのうち１〜５本を高分子繊維で置き換えるが複合コー
ドは少なくとも２本の金属素線を含んでいる。高分子繊
維と金属素線を撚り合わせるには両者はほぼ同じ撚りピ
ッチで長手方向に位置を変えながら撚り合わされ、特定
の金属素線または高分子繊維が複合コードの芯を形成し
ないようにする。たとえば、特定の金属素線が複合コー
ドの芯を形成する場合、その芯材を中心に金属素線がシ
ースを形成し、金属素線間に空隙を形成することがある
ので好ましくない。
【００１０】またこの複合コードの撚りピッチは１０〜
３０ｍｍが好適である。１０ｍｍ未満であるとコードの
初期伸びが大きくなり、たとえば空気入りタイヤの形状
を安定させるカーカス層に使用するのが困難となるほ
か、撚り工程でのコストを増大させる傾向がある。逆に
３０ｍｍを超えるとコードを切断したときにコードがば
らけやすくなり、工程上好ましくない。
【００１１】複合コードを構成する金属素線の断面形状
は円形、楕円形、長円形等のものを使用することができ
る。そして金属素線の線径は０．１５〜０．４５ｍｍの
ものが好適である。断面円形でないものは、長径と短径
の平均が上記線径の範囲とする。上記線径の範囲とする
ことにより、適度の剛性を付与し、好適なタイヤ性能を
得ることができる。
【００１２】複合コードを構成する高分子繊維は、マル
チフィラメントを撚り合わせたものでもよいが、１本か
らなるモノフィラメントでもよく、その径は０．１５〜
０．６０ｍｍが好ましい。この繊維径範囲でゴム浸透の
効果を発揮する。またこの高分子繊維を１〜５本使用す
ることによりコードに適度な隙間を生じ、好適なゴム浸
透を得る。
【００１３】ここで高分子繊維は、融点が５０〜２００
℃の熱可塑性樹脂、たとえば低密度ポリエチレン（融点
１０２〜１１２℃）、中密度ポリエチレン（融点１１０
〜１２０℃）、ポリプロピレン（融点約１６５℃）、ポ
リメチルペンテン（融点約１８０℃）、三元共重合ポリ
アミド（ヘキサメチレンアジピックアミド−カプロラク
タム−ラウリルラクタム共重合体で、融点は３成分の重
量比で決る）、エチレン−酢酸ビニル共重合体が使用で
きる。
【００１４】係る複合コードをゴム中に埋設し、タイヤ
補強材としてタイヤを成形し、加硫する場合、該タイヤ
補強材は加硫金型内に１５０〜２００℃の温度条件下に
おかれる。この場合、複合コードはタイヤ成形工程にお
いては、そのままの形状を維持しているが、加硫条件下
では高分子繊維は軟化または融解し、金属素線の間を軟
化した高分子繊維の材料およびゴムが金属素線を被覆
し、金属素線によって空間が形成されるのを防止する。
ここで図１（ａ）、図１（ｂ）および図１（ｃ）の複合
コード１が加硫条件下で、高分子繊維が軟化または融解
した状態のコード２の断面図をそれぞれ図２（ａ）、図
２（ｂ）および図２（ｃ）に示す。図において金属素線
Ｍは相互に間隔をおいて配置され、ゴムまたは高分子繊
維がコード内部に完全に浸透している。高分子繊維の融
点が２００℃を超えると加硫条件下でも軟化、融解せず
ゴムがコードに浸透せず、所期の効果は期待できない。
一方、融点が５０℃未満の場合、タイヤの製造工程の少
しの昇温によっても高分子繊維が流動し、工程上問題を
生ずる。高分子繊維の融点は好ましくは１００〜２００
℃である。
【００１５】次に、本発明の複合コードはベルト層に埋
設して空気入りタイヤを製造することができる。
【００１６】図３は、本発明の乗用車用タイヤの断面図
の右半分を示す。図において、乗用車用タイヤ４は１対
のビード部５の間でトロイド状に延びるカーカス６を骨
格とし、該カーカスのクラウン部を少なくとも２つのプ
ライよりなるベルト層７で補強し、さらにベルト層７の
タイヤ径方向外側にトレッド部８を配置している。そし
てベルト層の少なくとも１つのプライは、前記複合コー
ドで構成されている。複合コードは好ましくは２〜１１
本の金属素線で構成されるが、乗用車用タイヤのベルト
層には通常２〜８本が好適である。複合コードを１本の
金属素線で構成して、ベルト層の所定の剛性を得るには
プライ内での複合コードのエンド数を増加しなければな
らないため、複合コードの間隔が狭くなり、ベルト層の
両端において、複合コード端末を起点としたゴム剥離が
生じやすくなる。そして、これが複合コードの隣接相互
間で伝播して、ベルト層の両端でプライ剥離を誘発する
原因となりやすい。
【００１７】一方、複合コードの金属素線が１１本を超
えると、ベルト層の剛性が高くなりすぎて、乗用車用タ
イヤの乗心地性が不利となる。２〜８本の金属素線を上
記乗用車用タイヤに用いる場合、ベルト層中の複合コー
ドのエンド数は５０ｍｍ幅あたり１０〜５０本、好まし
くは２０〜４０本である。
【００１８】なお、複合コードをゴムに埋設するにはト
ッピング工程を経ることになるが、この工程では、５０
℃〜１２０℃のゴムが複合コードに被覆される。この
際、前記高分子繊維が融解してもよく、複合コードを構
成する金属素線の空隙にゴムは容易に浸透していく。
【００１９】このプライを用いてベルト層を構成するに
は、少なくとも１枚のプライは上述の本発明の複合プラ
イで構成したものを用いる。そして複合コードは乗用車
用タイヤの場合、タイヤ周方向に１０〜３０°の角度で
相互に反対方向に交差するようには位置する。一方トラ
ック、バス用タイヤのベルト層に使用する場合は、通常
４プライをコード角度５〜７０°の範囲で配置する。
【００２０】次に本発明の複合コードはトラック、バス
用タイヤのカーカスにも適用できる。
【００２１】図４は、本発明のトラック、バス用空気入
りラジアルタイヤの断面図の右半分を示す。図において
トラック、バス用空気入りラジアルタイヤ９は１対のビ
ード部１０の間でトロイド状に延びるカーカス１１を骨
格とし、該カーカスのクラウン部を４枚のプライよりな
るベルト層１２で補強し、さらに、ベルト層１２のタイ
ヤ径方向外側にトレッド部１３を、さらにカーカス１１
とその折返し部の間にビードエーペックス１４を配置し
ている。そしてカーカス１１のプライは、前述の複合コ
ードで構成される。複合コードは２〜１１本の金属素線
で構成されるが、トラック、バス用空気入りラジアルタ
イヤのカーカスには通常３〜１０本の金属素線を用いる
のが好適である。カーカスに所定の剛性を付与するには
プライ内での複合コードの打込数を調整する必要がある
が、複合コードを構成する金属素線の本数が少ないと複
合コードの間隔が狭くなり、コード間の摩滅あるいはカ
ーカスの折返し端部１１ａを起点としたゴム剥離が生じ
やすくなる。そしてこれが複合コードの隣接相互間で伝
播して、カーカス折返し端部でのプライ剥離を誘発する
原因となりやすい。
【００２２】一方、金属素線が１１本を超えると、コー
ドの中心部分までゴムの浸透が、難しくなる。２〜１１
本の金属素線で複合コードを構成する場合、カーカス中
の金属コードの打込数は５０ｍｍ幅あたり１０〜５５
本、好ましくは２０〜４５本である。
【００２３】なお、複合コードをゴムに埋設するにはベ
ルト層の場合と同様にトッピング異なってを経ることに
なるが、この工程では、５０℃〜１２０℃のゴムが複合
コードに被覆される。この際、前述のごとく高分子繊維
が融解し、複合コードを構成する金属素線の空隙にゴム
は容易に浸透していく。そのと、このようにして得られ
たカーカスのプライは、その後の作業工程においてプラ
イがカールを生ずることもなく、また金属素線相互がば
らけるといった支障も生じない。
【００２４】なお、本発明において、カーカスは埋設さ
れる複合コードがタイヤ周方向に対して、７０°〜９０
°の方向に配置される少なくとも１枚のプライで構成さ
れる。そして、カーカスの内側または外側には、ビード
部もしくはサイドウォール部の補強等のため、本発明の
複合コードのほか、スチールコード、アラミド繊維コー
ド、ポリエステル繊維コードまたはナイロン繊維コード
等の補強層を配置することもできる。
【００２５】さらに、カーカス１１とその折返し部の間
に配置されるビードエーペックス１４は、従来一般に用
いられている硬質ゴム、軟質ゴムまたはそれらの組合せ
で構成することができる。さらにカーカスの折返し上端
付近にはゴムと金属との剥離を軽減するため、フィラー
を配置することもできる。
【００２６】次に本発明の空気入りラジアルタイヤのベ
ルト層１２は４枚のプライで構成されている。従来、ト
ラック、バス用空気入りラジアルタイヤに用いられる構
造、たとえばコードの角度は通常タイヤの周方向に対し
て５〜３０°の範囲で積層されるが、カーカスに隣接す
るプライのコード角度を４０〜７０°とし、他の３枚の
コード角度を通常５〜３０°で構成することもできる。
ここでベルト層のコードは本発明の複合コードのほか、
従来のスチールコード、ガラスファイバ、これらの無機
繊維コードとアラミド繊維コード、ナイロン繊維コード
あるいはポリエステル繊維コードとの組合せを用いるこ
ともできる。
【００２７】ベルト層の外側にはコード角度がタイヤ周
方向に５°以下のいわゆるバンド層を配置することもで
きる。
【００２８】
【実施例】実施例１〜３、比較例１〜３（ベルト層への
適用） 表１に示す仕様でスチール素線と高分子繊維を撚り合わ
せて種々の複合コードを作製し、さらにこの複合コード
を用いて表１に示す仕様のベルト層を作製し、図３の構
造でサイズ１６５／７０ＳＲ１３の乗用車用ラジアルタ
イヤを試作した。ここでカーカスプライはポリエステル
コードで補強した２枚を使用し、コードを周方向に対し
て９０°に配置した。そのタイヤの性能評価を後述の方
法で行ない、その結果を併せて表１に示している。
【００２９】実施例４、比較例４（カーカス層への適
用） 表２に示す仕様のスチール素線と高分子繊維を撚り合わ
せて複合コードを作製し、さらにこの複合コードを用い
て表２に示す仕様のカーカスを作製し、図４の構造でサ
イズ１１Ｒ２２．５のトラック、バス用タイヤを試作し
た。ここでカーカスのコードは周方向に対して９０°で
ある。そのタイヤの性能評価を以下の方法で行ない、そ
の結果を併せて表２に示している。
【００３０】（１） ゴム浸透度 試供スチールコードを用いたベルト層またはカーカスを
備えるタイヤからスチールコードをトッピングゴムが付
着した状態で取出す。このゴム付きコードの表面からで
きる限りゴムを除去した後、断面からナイフを入れて５
〜６本の素線のうち、隣り合う２本の素線を除去し、除
去された２本の素線と残りの素線の束との間に形成され
ている空隙にゴムが完全に充填されている部分の長さを
約１０ｃｍにわたり測定し、ゴムが充填されている部分
の長さの全長に対する比率をもってゴムの浸透度とす
る。上記測定を１０本のコードについて行ない、平均値
をもってそのコードの測定値とする。
【００３１】（２） タイヤの走行後の錆発生指数 タイヤを約２０万ｋｍ走行させた後、タイヤを解体して
金属コードの錆の発生状況を観察して比較対象コードを
１００とする指数で表示している。数値が小さいほど錆
の発生が少なくて良好である。
【００３２】（３） タイヤ走行後の強度保持率 タイヤを約２０万ｋｍ走行させた後、タイヤを解体して
金属コードを取出し、走行前のコードの強度を１００と
する指数で表示している。数値が大きいほど良好であ
る。
【００３３】（４） 転動抵抗 ＳＡＥ Ｊ １２６９に準拠して測定し、従来例の転動
抵抗値を１００としたときの指数で表示した。指数は小
さいほど転動抵抗が小さいことを示している。
【００３４】（５） 経済性 金属素線に型付けしているもの、オープン構造のような
複雑な撚りのものは経済性が悪いものとし、そうでない
ものをよいとした。
【００３５】
【表１】
【００３６】
【表２】
【００３７】表１および２から本発明の実施例１〜４は
ゴムの浸透度に優れ、錆発生指数、コードの強度保持
性、転動抵抗性、さらにタイヤの経済性に優れているこ
とがわかる。
【００３８】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
【００３９】
【発明の効果】本発明は金属素線と高分子繊維を撚り合
わせた複合コードで構成したため、これをタイヤの補強
材に用いると、高分子繊維が加硫の温度条件で軟化もし
くは融解し、周囲のゴムとともに金属素線の周囲を完全
に被覆するため、従来のコンパクト金属コードのような
空隙は形成されない。したがって金属コードの錆発生が
軽減でき、さらに金属コードの強度保持が図れる。しか
もタイヤ製造工程での経済性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）（ｂ）（ｃ）は本発明の複合コードの
断面図である。
【図２】 （ａ）（ｂ）（ｃ）は本発明の複合コードの
高分子繊維が融解した状態の断面図である。
【図３】 本発明の空気入りタイヤの断面図の右半分で
ある。
【図４】 本発明の空気入りタイヤの断面図の右半分で
ある。
【図５】 従来のコンパクト型スチールコードの断面図
である。
【図６】 従来のオープンコードの断面図である。
【図７】 従来の型付けコードの断面図である。
【符号の説明】 １，２ 複合コード、４，９ 空気入りタイヤ、５，１
０ ビード部、６，１１ カーカス、７，１２ ベルト
層、８，１３ トレッド部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3B153 AA06 AA07 BB20 CC13 CC31 CC51 FF16 GG01 GG07 GG40 4L036 MA04 MA33 MA34 MA39 PA21 PA46 RA10 UA08

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ２〜１１本の金属素線と１〜５本の融点
    が５０〜２００℃の高分子繊維を撚り合わせてなる１×
    ｎ構造（ｎは３〜１２の整数）の複合コード。
  2. 【請求項２】 金属素線の線径は０．１５〜０．４５ｍ
    ｍである請求項１記載の複合コード。
  3. 【請求項３】 高分子繊維がポリエチレン繊維またはポ
    リプロピレン繊維である請求項１記載の複合コード。
  4. 【請求項４】 ２〜１１本の金属素線と１〜５本の融点
    が５０〜２００℃の高分子繊維を撚り合わせてなる１×
    ｎ構造（ｎは３〜１２の整数）の複合コードを補強材に
    用いた空気入りタイヤ。
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