JP2004322732A

JP2004322732A - 空気入りタイヤ、及びそれに用いるコードプライの形成方法

Info

Publication number: JP2004322732A
Application number: JP2003117313A
Authority: JP
Inventors: Yasutsugu Ikeda; 育嗣池田
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2003-04-22
Filing date: 2003-04-22
Publication date: 2004-11-18
Anticipated expiration: 2023-04-22
Also published as: JP4280104B2

Abstract

【課題】コスト低下を図りながら、金属コードのゴム剥離を抑制する。
【解決手段】タイヤ補強層９は、金属コード１０の周囲を被覆ゴム層１１で覆ってなる被覆コード１２が、互いに平行に引き揃えられた被覆コード配列体１３から形成される。前記被覆ゴム層１１は、有機酸コバルト塩を０．５〜２．０ｐｈｒ配合したコバルト塩高配合ゴムからなり、その被覆厚さＴを前記金属コードの直径Ｄの０．３〜１．２倍とした。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属コードのコードプライを補強層として用いた空気入りタイヤにおいて、金属コードのゴム剥離を防止し、耐久性を向上させた空気入りタイヤ、及びそれに用いるコードプライの形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ゴムの補強素子として金属コ一ドが、コード強力が高く補強効果に優れるなどの観点から多用されており、空気入りタイヤにおいても、例えば、大型タイヤのカーカスやべルト層、乗用車用タイヤのベルト層などのタイヤ補強層として使用されている。このタイヤ補強層には、図６に略示する如く、金属コードａを互いに平行に引き揃えたコード配列体ｂの表裏をトッピングゴムｃで被覆したゴム引きのコードプライが使用される。
【０００３】
しかし金属コードは、ゴムとの接着に問題があり、従来、金属コード側に対して黄銅メッキ等を施すとともに、トッピングゴム側に対してはゴム中に有機酸コバルト塩を多量に配合し、これによって接着の向上が図られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、有機酸コバルト塩は、ゴムの初期接着性を改良するものの、未加硫ゴムを劣化および熱老化させやすく、トッピングゴムの耐熱性を減じる傾向にある。しかも有機酸コバルト塩は、非常に高価であり、タイヤのコスト的にも不利となっている。
【０００５】
そこで本発明は、金属コードの周囲を、コバルト塩高配合ゴムからなる被覆ゴム層で覆った被覆コードの配列体によってタイヤ補強層を形成することを基本として、有機酸コバルト塩の使用量を最小限にとどめコスト低下を図りながら、金属コードのゴム剥離およびゴムの劣化や熱老化を抑制し耐久性を向上しうる空気入りタイヤ、及びそれに用いるコードプライの形成方法の提供を目的としている。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−３２３５０４号公報
【特許文献２】
特開２００２−３３８７４９号公報
【特許文献３】
特開２００３−１１６１３号公報
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、金属コードを有するシート状のコードプライをタイヤ補強層として用いた空気入り夕イヤであって、
前記コードプライは、前記金属コードの周囲を被覆ゴム層で覆ってなる被覆コードが、互いに平行に引き揃えられかつトッピングゴムを含まない被覆コード配列体から形成されるとともに、
前記被覆ゴム層は、ゴム中に有機酸コバルト塩を０．５〜２．０ｐｈｒ配合したコバルト塩高配合ゴムからなり、かつその被覆厚さＴを前記金属コードの直径Ｄの０．３〜１．２倍としたことを特徴としている。
【０００８】
なお前記コードプライは、隣り合う被覆コードを互いに圧接し粘着することによりシート状に形成することができる。又隣り合う被覆コードを互いに離間せしめ、被覆コードと、この被覆コードとは直角な方向の縦糸とで織合わすことによってシート状に形成することもできる。このとき、前記縦糸の破断伸度は１５０〜２００％かつ縦糸の間の間隔を５〜５０ｍｍとするのが好ましい。
【０００９】
又請求項４の発明は、前記請求項１〜３の何れかに記載のコードプライの形成方法であって、前記被覆コードを横糸とし、レピア織機を用いて該横糸を所定の長さに定寸カットしながら織り込むことにより被覆コードをシート状に連結したことを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。
図１において、空気入りタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、トレッド部２の内方かつ前記カーカス６の半径方向外側に配されるベルト層７とを具える。
【００１１】
そして本例では、前記カーカス６及びベルト層７を含むタイヤ補強層９のうち、前記ベルト層７を、金属コード１０を有するコードプライ２１によって形成している。
【００１２】
なお前記カーカス６は、本例では、従来的な構造をなし、カーカスコードをタイヤ周方向に対して例えば７５゜〜９０゜の角度で配列した１枚以上のカーカスプライ６Ａから形成される。このカーカスプライ６Ａは、前記ビードコア５、５間に跨るプライ本体部６ａの両端に、前記ビードコア５の廻りで内側から外側に折り返されるプライ折返し部６ｂを具える。そして、前記該プライ本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、前記ビードコア５からタイヤ半径方向外側に先細状にのびるビードエーペックスゴム８が配置され、ビード部４からサイドウォール部３にかけて補強される。なおカーカスコードとして、本例では、ナイロン、ポリエステル、レーヨン、芳香族ポリアミド等の有機繊維コードが使用される。
【００１３】
次に、前記ベルト層７は、ベルトコードをタイヤ周方向に対して１０〜４５°の角度で傾斜配列した２枚以上、本例では２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂからなり、各コードがプライ間相互で交差することにより、ベルト剛性を高めトレッド部２を強固に補強する。そして前記ベルトプライ７Ａ、７Ｂが、以下に説明するコードプライ２１によって形成される。
【００１４】
このコードプライ２１は、図２（Ａ）に示すように、金属コード１０の周囲を被覆ゴム層１１で覆ってなる被覆コード１２が、互いに平行に引き揃えられたコード配列体１３によって構成される。即ち、前記コードプライ２１では、コード配列体１３の表裏はトッピングゴムによって被覆されておらず、各被覆コード１２は、本例では、隣り合う被覆コード１２が互いに圧接して粘着することによって、一枚のシート状に連結される。
【００１５】
ここで、前記金属コード１０としては、特に規制されることがなく、要求するコード特性に応じてフィラメント径やコード径、撚り構造などが適宜選択される。即ち、複数のフィラメントを撚り合わせた撚りコード、或いは１本のフィラメントからなる単線コードであっても良く、また撚り構造として束撚り、層撚りなど種々のものが採用しうる。またフィラメントには、撚り合わせ前に波状或いは螺旋状の型付けを行っても良い。なお図３（Ａ）には、フィラメントＦの３本を撚り合わせた１×３構造のオープンタイプの撚りコードを、又図３（Ｂ）には、４本のフィラメントＦからなるストランドＳの３本を撚り合わせた３×４構造のオープンタイプの撚りコードのものを例示している。
【００１６】
前記金属コード１０の直径Ｄ（コード径Ｄ）は、本明細書では、前記図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、金属コード１０を構成する全フィラメントＦをその中に含み、しかも金属コード１０を構成する最大要素Ｊ（図３（Ａ）ではフィラメントＦ、図３（Ｂ）ではストランドＳ）の少なくとも２本が内接する円弧のうち、最小径となる基準円弧Ｒの直径として定義する。
【００１７】
又金属コード１０では、前記被覆ゴム層１１との接着性の観点から、各フィラメントＦに黄銅メッキ、亜鉛メッキなどの従来的なメッキ処理を施すのが好ましい。
【００１８】
次に、前記被覆ゴム層１１は、ゴム基材中に、有機酸コバルト塩を０．５〜２．０ｐｈｒ配合したコバルト塩高配合ゴムから形成される。コバルト塩高配合ゴムには、必要なゴム物性を得るために、ゴム基材に、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤等の周知の添加剤が選択的に使用できる。
【００１９】
前記ゴム基材としては、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム等のジエン系ゴムが好適に使用でき、このジエン系ゴムを単独で或いは２種以上をブレンドして使用する。
【００２０】
有機酸コバルト塩としては、従来から金属コードとの接着のために用いられているものが好適に使用でき、例えばナフテン酸コバルト、ステアリン酸コバルト、オレイン酸コバルト、ラウリル酸コバルト、トリデシル酸コバルト、パルチミン酸コバルト、アラニン酸コバルトなどを用いうる。
【００２１】
この有機酸コバルト塩は、オイル及びゴムとの親和性に優れ、しかも金属コード１０とゴムとの接着性を良好に保つことができる。従って、金属コード１０は、このコバルト塩高配合ゴムからなる被覆ゴム層１１を介して、その外側のタイヤゴムとも高い接着力を有して接合でき、金属コード１０の剥離損傷を効果的に防止できる。しかも、有機酸コバルト塩の使用が、金属コード１０の周囲に限られるため、その使用量を最小限に抑えることができる。従って、有機酸コバルト塩による弊害である、コストの上昇、ゴムの劣化や熱老化等を抑制することが可能となる。
【００２２】
またコードプライ２１は、従来的なトッピングゴムを有しないため、タイヤの軽量化に大きく貢献することができる。
【００２３】
又このような作用効果（以下本願の作用効果という場合がある）を有効に発揮するためには、前記被覆ゴム層１１の被覆厚さＴを、前記金属コードの直径Ｄの０．３〜１．２倍することが必要である。
【００２４】
ここで前記被覆コード１２は、コードプライ２１に形成される前の状態においては、図２（Ｂ）に示すように、円形状断面を有する。このような被覆コード１２は、ゴム押出し機２２（図５に示す）を用い、金属コード１０にコバルト塩高配合ゴムを被覆しながら押し出すことにより円形状断面に形成できる。
【００２５】
そして被覆コード１２における前記被覆厚さＴは、金属コード１０の前記基準円弧Ｒに対する厚さとして定義する。なお、前記被覆厚さＴが、金属コードの直径Ｄの０．３倍未満では、本願の作用効果が充分に発揮されず、逆に１．２倍を越えると、接着性への更なる向上が見込まれずコストダウンへの利点を小さくする。
【００２６】
又同様に、有機酸コバルト塩の配合量が０．５ｐｈｒ未満では、本願の作用効果を発揮することができなくなり、逆に２．０ｐｈｒを越えると、接着性への更なる向上が見込まれず、コストダウンへの利点を小さくするとともに、ゴムの劣化や熱老化の傾向を強くする。
【００２７】
又コードプライ２１としては、図４に示すように、隣り合う被覆コード１２を互いに離間させることもできる。係る場合には、コード配列体１３は、各被覆コード１２と、この被覆コード１２とは直角な向きの縦糸１５とで製織された織物状に形成される。このとき、前記縦糸１５には、破断伸度が１５０〜２００％の高伸度の有機繊維コード、例えば商品名アコーディオン（東洋紡績株式会社製）、ノービル（株式会社帝人製）を用いるとともに、該縦糸１５、１５間の間隔Ｐ（図５に示す）を５〜５０ｍｍとするのが好ましい。
【００２８】
これにより、被覆コード１２、１２間を安定して連結するとともに、この縦糸１５に起因するタイヤ加硫成形時のコード乱れを防止できる。なお破断伸度が１５０％未満、及び間隔Ｐが５ｍｍ未満では、加硫成形時のストレッチの際、縦糸１５の影響を受けてコード乱れが発生傾向となる。逆に破断伸度が２００％より大、及び間隔Ｐが５０ｍｍより大では、縦糸１５の拘束力が不十分となってコード配列体１３としての保形成を確保することができなくなる。
【００２９】
なお、隣り合う被覆コード１２、１２を互いに圧接し粘着させて連結する場合（図２（Ａ）に示す）においても、連結をより確実に行うために、前述と同様、被覆コード１２と縦糸１５とを製織した織物状とすることができる。
【００３０】
次に、前記コードプライ２１は、以下の如き方法で形成しうる。
即ち、図５に概念的に示すように、周知のゴム押出し機２２を用い、１本の金属コード１０に、コバルト塩高配合ゴムを被覆させながら押し出すことにより、被覆コード１２を形成する。しかる後、この被覆コード１２を横糸１２Ａとし、レピア織機２３を用いて該横糸１２Ａを所定の長さに定寸カットしながら織り込むことにより被覆コード１２をシート状に連結する。
【００３１】
詳しくは、前記間隔Ｐで整経された複数本の縦糸１５を供給するとともに、横糸１２Ａの挿入位置（横入れ位置）Ｑにおける前記縦糸１５の奇数番目と偶数番目とを、上糸、下糸として交互に上下移動させる。又横入れ位置Ｑには、縦糸１５と直交する向きに往復移動しうるレピア２４が設けられ、前記横入れ位置Ｑの一端側で待機する被覆コード１２の先端をクランプするとともに、他端側まで引き出して縦糸１５を横切らせる。しかる後、この被覆コード１２は、その後端側がカッタ２５によって所定の長さ（例えば３００〜８００ｍｍ）で定寸カットされる。又定寸カットされた被覆コード１２は、筬２６により、織物の後端側に打ち込まれ、これによって被覆コード１２は、所定のピッチＫで配列する。
【００３２】
ここで、前記ピッチＫを被覆コード１２の直径よりも大、又は等しく設定した場合には、隣り合う被覆コード１２の間を互いに離間、又は接触させたコードプライ２１を形成できる。又前記ピッチを被覆コード１２の直径よりも小に設定した場合には、隣り合う被覆コード１２の間を粘着させて連結させたコードプライ２１を形成できる。係る場合には縦糸１５を用いなくても良く、この縦糸１５なしのコードプライ２１は、レピア織機２３を用い、縦糸１５なしで被覆コード１２のみで同様に織り込むことによって形成できる。なお被覆コード１２の間を粘着によって連結する場合には、被覆コード１２の表面温度が４０℃以上と、ゴムの粘着性が充分に高い状態で、前記織り込みを行うのが好ましい。
【００３３】
なお前記コードプライ２１は、ベルト層７の他、カーカス６、バンド層（図示しない）、或いはビード部４を補強するビード補強層（図示しない）など種々のタイヤ補強層に使用することができる。
【００３４】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
【００３５】
【実施例】
本発明に係わる未加硫のコードプライを、表１の仕様に基づき、それぞれ２枚試作するとともに、各コードプライを、コードが直交する向きに重ね合わせて、温度（１６５〜１７０℃）、荷重（２０〜２５ｋｇｆ／ｃｍ^２）、時間（１５〜２０分）の条件下で加硫接着した。そして、この加硫接着サンプルにおける金属コードの接着力をテストし、従来のコードプライからなるサンプルと比較した。なお表１中のゴム組成は表２に示している。
【００３６】
（１）接着力；
剥離巾を２５ｍｍとして、ＩＮＳＴＲＯＮと呼ばれる引っ張り試験機によって、接着力を測定し、比較例１を１００とする指数で表示した。値が大なほど接着力に優れている。
（２）被覆性；
ゴムとスチールコードとの被覆性を、剥離後の接着面への目視によって５点評価した。
なお評価は、
１点−−金属面が全くゴムで被覆されていない；
５点−−金属面が完全にゴムで被覆されている；
とし、４点以上を合格とした。
（３）コスト；
コードプライを１ｍ^２形成する際の材料コストを、比較例１を１００とする指数で表示した。値が小なほど低コストである。
【００３７】
【表１】

【００３８】
【表２】

【００３９】
【発明の効果】
叙上の如く本発明は、金属コードの周囲を、コバルト塩高配合ゴムからなる被覆ゴム層で覆った被覆コードの配列体によってタイヤ補強層を形成しているため、有機酸コバルト塩の使用量を最小限にとどめコスト低下を図りながら、金属コードのゴム剥離、およびゴムの劣化や熱老化を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気入りタイヤの一実施例を示す断面図である。
【図２】（Ａ）は、そのコードプライを拡大して示す断面図、（Ｂ）は被覆コード配列体形成前の被覆コードを拡大して示す断面図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）は、金属コードの直径を説明する断面図である。
【図４】コードプライの他の実施例を説明する断面図である。
【図５】コードプライの形成方法を説明する線図である。
【図６】従来のコードプライを説明する断面図である。
【符号の説明】
９タイヤ補強層
１０金属コード
１１被覆ゴム層
１２被覆コード
１２Ａ横糸
１３被覆コード配列体
１５縦糸
２１コードプライ
２３レピア織機

Claims

金属コードを有するシート状のコードプライをタイヤ補強層として用いた空気入り夕イヤであって、
前記コードプライは、前記金属コードの周囲を被覆ゴム層で覆ってなる被覆コードが、互いに平行に引き揃えられかつトッピングゴムを含まない被覆コード配列体から形成されるとともに、
前記被覆ゴム層は、ゴム中に有機酸コバルト塩を０．５〜２．０ｐｈｒ配合したコバルト塩高配合ゴムからなり、かつその被覆厚さＴを前記金属コードの直径Ｄの０．３〜１．２倍としたことを特徴とする空気入りタイヤ。
前記コードプライは、隣り合う被覆コードが互いに圧接して粘着することにより、シート状に形成されることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
前記コードプライは、隣り合う被覆コードが互いに離間し、かつ該被覆コードと直角な方向の縦糸とで織合わすことによりシート状に形成されるとともに、前記縦糸の破断伸度を１５０〜２００％かつ縦糸の間の間隔を５〜５０ｍｍとしたことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
請求項１〜３の何れかに記載のコードプライの形成方法であって、前記被覆コードを横糸とし、レピア織機を用いて該横糸を所定の長さに定寸カットしながら織り込むことにより被覆コードをシート状に連結したことを特徴とするコードプライの形成方法。