JP4098498B2

JP4098498B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP4098498B2
Application number: JP2001203764A
Authority: JP
Inventors: 眞一宮崎; 攻戸田; 融飯塚
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2001-07-04
Filing date: 2001-07-04
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2021-07-04
Also published as: JP2003011613A

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、金属コード周りのゴム硬度をトッピングゴムの硬度よりも大とすることにより、金属コード及びその付近におけるゴム剥離を防止し、耐久性を向上させた空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】
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補強素子として使用されている。
【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】
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】
又金属コードと、それを被覆するトッピングゴムとは硬度差が大きいため、タイヤ走行による変形挙動に大きな違いがある。従って、有機酸コバルト塩の使用により金属コードとトッピングゴムとの接着性が高まった場合にも、応力の集中によって、金属コ―ドとトッピングゴムとの界面部分、或いは金属コ―ド近辺でのゴム間相互にセパレ一シヨンが発生しやすくなり、夕イヤの耐久性を損ねるという問題がある。
【０００６】
そこで本発明は、金属コードの周囲に、トッピングゴムよりも硬質の有機酸コバルト塩入りの被覆ゴム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止め、コストを低下し、しかも必要な接着性を確保しながらトッピングゴムの劣化や熱老化を阻止するとともに、金属コードとトッピングゴムとの間の硬度差に勾配を持たせて応力集中を緩和せしめ、セパレ一シヨンを抑制し耐久性を向上させた空気入りタイヤの提供を目的としている。
【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を互いに平行に引き揃え、かつトッピングゴムで被覆したシート状体であり、
しかも前記被覆ゴム層は、有機酸コバルト塩が配合され、かつ前記トッピングゴムよりもゴム硬度が大な硬質のゴムからなるとともに、前記被覆ゴム層はゴム硬度（デュロメータＡ硬さ）が６５°〜１００°、かつトッピングゴムはゴム硬度（デュロメータＡ硬さ）が４０°〜６５°、しかも前記ゴム硬度の差Ｈｓ２−Ｈｓ１は、５〜３０°の範囲であることを特徴としている。
【０００８】
又請求項２の発明では、前記被覆ゴム層は、厚さが前記トッピングゴムＧにおける該被覆コードへの被覆厚さＴＢよりも小かつ金属コードの直径の０．１〜１．０倍であることを特徴としている。
【０００９】
【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は、本発明の空気入りタイヤが乗用車用である場合の子午断面を示している。
【００１０】
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とを具えている。
【００１１】
そして本例では、前記カーカス６及びベルト層７であるタイヤ補強層９のうち、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。
なおカーカス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赤道Ｃに対して例えば７５゜〜９０゜の角度で配列した１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６Ａからなるものを例示している。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折返し部６ｂを具え、該本体部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補強用のビードエーペックスゴム８が配置される。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を使用している。
【００１２】
次に、前記ベルト層７は、２枚以上、本例では２枚のコードプライ２１Ａ、２１Ｂからなる。
【００１３】
このコードプライ２１Ａ、２１Ｂは、図２に示すように、金属コード１０の周囲を薄い被覆ゴム層１１で覆ってなる被覆コード１２を用い、この被覆コード１２を互いに平行に引き揃えたコード配列体の表裏を、トッピングゴムＧで被覆したシート状体１３によって形成される。なお前記金属コード１０は、本例では、タイヤ周方向に対して１５〜４５°の角度で傾斜配列し、かつ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をタガ効果を有して強固に補強している。
【００１４】
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素線径やコード径、撚り構造などが適宜選択される。即ち、複数の金属素線を撚り合わせた撚りコード、或いは１本の金属素線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、オープン撚りなども採用しうる。また金属素線には、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。
【００１５】
しかしながら、被覆ゴム層１１との接着性の観点から、金属素線に黄銅メッキ、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。図２には、金属コード１０が黄銅メッキした単線コードからなる場合を例示している。
【００１６】
そして、前記被覆ゴム層１１においては、有機酸コバルト塩を含有するとともに、ゴム硬度が前記トッピングゴムＧよりも大な硬質のゴムからなることが極めて重要である。
【００１７】
即ち、前記トッピングゴムＧとして、ゴム硬度Ｈｓ１（デュロメータＡ硬さ）を４０°〜６５°とした従来的な軟質のゴムが、タイヤの走行特性上用いられるのに対して、前記被覆ゴム層１１には、ゴム硬度Ｈｓ２が６５°〜１００°、好ましくは７０°〜１００°とした硬質のものが使用される。このとき前記ゴム硬度の差Ｈｓ２−Ｈｓ１は、０〜６０°の範囲が好ましく、さらには５〜３０°の範囲が好ましく、本発明において前記ゴム硬度の差Ｈｓ２−Ｈｓ１を５〜３０°の範囲とする。
【００１８】
このように、金属コード１０とトッピングゴムＧとの間に、中間的な被覆ゴム層１１を介在せしめ、この金属コード１０とトッピングゴムＧとの間に硬度勾配を持たせている。これによって、隣接する金属コード１０と被覆ゴム層１１との間の硬度差、及び被覆ゴム層１１とトッピングゴムＧとの間の硬度差をそれぞれ減じることができ、タイヤ走行における変形挙動の違いに基づく応力集中を分散緩和させうる。従って、金属コード１０と被覆ゴム層１１との隣接面、被覆ゴム層１１とトッピングゴムＧとの隣接面、だけでなくトッピングゴムＧ内におけるセパレーションをも効果的に抑制しうるのである。
【００１９】
なお前記被覆ゴム層１１の厚さＴＡは、トッピングゴムＧにおける被覆コード１２への被覆厚さＴＢよりも少なくとも小であることが好ましく、特にセパレーションの抑制効果の観点から、厚さＴＡは、金属コードの直径の０．１〜１．０倍であるのが望ましい。
【００２０】
ここで、前記トッピングゴムＧのゴム硬度Ｈｓ１が４０°未満では柔らかすぎて操縦安定性や耐久性に劣り、逆に６５°をこえると硬すぎて同様の性能（操縦安定性や耐久性）がまた悪化してくる。
【００２１】
又前記ゴム硬度差Ｈｓ２−Ｈｓ１が前記０〜６０°の範囲外になると、金属コード１０と被覆ゴム層１１との間、或いは被覆ゴム層１１とトッピングゴムＧとの間の硬度差の一方が過大となるなど適正な硬度勾配が得られず、セパレーションの抑制効果が充分に発揮されなくなる。なお前記ゴム硬度Ｈｓ２が６５°未満或いは１００°を越えると、ゴム硬度差Ｈｓ２−Ｈｓ１を前記範囲に設定するのが難しくなる。なお、本発明においては前記のように、前記ゴム硬度の差Ｈｓ２−Ｈｓ１を５〜３０°の範囲とする。
【００２２】
又被覆ゴム層１１の前記厚さＴＡがコード直径の０．１倍未満では、応力の分散緩和が充分に達成されなくなり、逆に１．０倍より大では、トッピングゴムの厚さが厚くなりすぎたり、有機酸コバルト塩の使用量が高まりコストダウンに不利となる。
【００２３】
次に前記セパレーションの抑制効果のためには、金属コード１０と被覆ゴム層１１との間の接着性を充分に確保することも重要である。そのために被覆ゴム層１１では、ゴム基材中に有機酸コバルト塩を配合している。
【００２４】
ここで、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は好適に使用でき、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用いる。
【００２５】
又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が用いうる。
【００２６】
この有機酸コバルト塩の配合量は、特に規制されないが、前記ゴム基材の１００重量部に対し、コバルト量として０．０５〜１．０重量部の範囲が好ましく、０．０５重量部未満では、金属コード１０との必要な接着性を維持することが難しく、また１．０重量部より多い場合は、それ以上の接着性の向上が望めず、かつコストダウンへの利点が小さくなる。
【００２７】
又前記被覆ゴム層１１では、前述の高いゴム硬度Ｈｓ２を確保するために、補強剤としてカーボンブラックをゴム基材１００重量部に対して５０〜８０重量部配合している。なお他の添加剤としては、タイヤ用ゴムに一般的に使用される、例えば加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤等が選択的に使用できる。さらに、前記ゴム硬度Ｈｓ２を得るために、レゾルシンやレゾルシン系樹脂のような樹脂材を補助的に使用することも可能であるが、コスト、工程上等の理由で、これら樹脂材を使用しないことが望ましい。
【００２８】
他方、トッピングゴムＧでは、ゴム硬度Ｈｓ１を減じるために、前記ジエン系ゴムからなるゴム基材の１００重量部に対し、カーボンブラックの配合量を、前記被覆ゴム層１１よりも少ない４０〜６０重量部の範囲に止めている。このトッピングゴムＧでは、金属コード１０と接触しないため、有機酸コバルト塩を配合する必要がなくなる。従って、トッピングゴムＧの劣化や熱老化、及びコストの上昇といった有機酸コバルト塩に基づく従来の種々の不具合も、同時に解決することができる。なおトッピングゴムＧにおいても、前記加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤等の他の添加剤を選択的に使用しうることは言うまでもない。
【００２９】
次に、前記被覆コード１２の形成方法であるが、前記被覆ゴム層１１をなす有機酸コバルト塩配合の前記ゴム組成物を、いったんトルエンなどの有機溶媒に溶融して液状化し、このゴム溶液中に金属コード１０を浸して（ディップして）被覆する方法、或いは、ゴム押し出機を用い、金属コード１０に前記ゴム組成物を被覆しながら同時に押し出す方法などが好適に採用できる。
【００３０】
なお本実施形態のコードプライ２１は、前記ベルト層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。
【００３１】
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。
【００３２】
【実施例】
ベルト層に本発明に係わるコードプライを用いたタイヤサイズが１９５／６５Ｒ１５のタイヤを、表１の仕様に基づき試作するとともに、各試供タイヤの耐久性をテストし比較した。なおカーカスには、以下の如き従来的な仕様のものを使用している。プライ数（１枚）、コード（ポリエステル、１６７０dtex）、コード角度（８９°）
【００３３】
（１）タイヤ耐久性；
ドラム試験機を用い、ＪＩＳに規定の最大荷重の１５０％の荷重を加え、かつＪＩＳに規定の内圧の８０％の圧力のもとで８０ｋｍ／ｈの走行速度で、タイヤが破壊するまで走行させ、その走行距離を、比較例１を１００とする指数で表示した。
【００３４】
【表１】

【００３５】
【表２】

【００３６】
【発明の効果】
叙上の如く本発明は、金属コードの周囲に、トッピングゴムよりも硬質の有機酸コバルト塩入りの被覆ゴム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止め、必要な接着性を確保しながら、コストの低減を図るとともに、トッピングゴムの劣化や熱老化を阻止できる。又金属コードとトッピングゴムとの間の硬度差に勾配を持たせるため、応力を分散緩和させることができ、前記接着性の確保と相俟って、セパレ一シヨンを抑制し耐久性を向上させることができる。
【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】そのコードプライを拡大して示す断面図である。
【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
１３シート状体
２１コードプライ
Ｇトッピングゴム

Claims

金属コードを有する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を互いに平行に引き揃え、かつトッピングゴムで被覆したシート状体であり、
しかも前記被覆ゴム層は、有機酸コバルト塩が配合され、かつ前記トッピングゴムよりもゴム硬度が大な硬質のゴムからなるとともに、前記被覆ゴム層はゴム硬度（デュロメータＡ硬さ）が６５°〜１００°、かつトッピングゴムはゴム硬度（デュロメータＡ硬さ）が４０°〜６５°、しかも前記ゴム硬度の差Ｈｓ２−Ｈｓ１は、５〜３０°の範囲であることを特徴とする空気入りタイヤ。
前記被覆ゴム層は、厚さが前記トッピングゴムＧにおける該被覆コードへの被覆厚さＴＢよりも小かつ金属コードの直径の０．１〜１．０倍であることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。