JPH01175503A - コード・ゴム複合体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はタイヤ製品を補強する複合体に関する。

特に重荷重空気入りラジアルタイヤ用のベルト補強材に
関する。

〔従来の技術〕

従来の重荷重用空気入りラジアルタイヤを補強するベル
トスチールコードとしては第６図（ａ）に示すように３
本のフィラメント１を撚り合わせて構成したコア２と、
該コア２の周囲に螺旋状に巻き付けられた６本のフィラ
メント３からなるシース４を備えた３＋６撚りの層撚り
スチールコード及び第６図（ｂ）に示すように３本のフ
ィラメント５を撚り合わけて構成したコア６と該コア６
の周囲に螺旋状に巻き付けられた９本のフィラメント７
からなる第１シース８と該第１シース８の周囲に螺旋状
に巻き付けられた１５本のフィラメント９からなる第２
シース１０とさらに該第２シース１０の周囲に螺旋状に
巻き付けられたスパイラル１１を備えた３＋９＋１５＋
１１！ｉりの層撚りスチールコードなどが知られている
。そして、このコードが適当な本数でゴムと複合体をな
しこれが重荷重用タイヤのベルト部に使用されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

現在上述の３＋６Ｍ及び３＋９＋１５＋１撚のスチール
コードをタイヤに適用する限り、タイヤ性能上特に問題
はないが、今後タイＶのロングライフ化に伴い更生耐久
性が要求されてきており、特に耐ベルトエツジセパレー
ション性が重要となる。ベルトエツジセパレーションの
主原因としては、ベルトの層間に生じるぜｌν断歪が挙
げられ特にコーナーリング時に発生する層間せん断歪は
大きい。コーナリング時のタイヤの入力形態はスリップ
アングル一定の場合とサイドフォース一定の場合に大別
できスリップアングル一定の場合ベルトは定変形状態と
なりこれに対してサイドフォース一定の場合、ベルトは
定入力状態となる事がわかっている。この為、ベルトエ
ツジセパレーションの改良には両者の場合の層間せん所
歪を低下させる事が必要である。

また、３＋６１！り及び３＋９＋１５＋１Ｍりのスチー
ルコードを用いたタイヤでは、悪路での水分によるカッ
トセパレーション性が不足している。

これは３＋６及び３＋９＋１５＋１構造においてはコー
ド内へのゴムのペネトレーションが不充分である為悪路
走行中のカットからの水分の浸入により水分がコード内
を伝帳し接着低下を招きカットセパレージコンに至るも
のである。この対策としてコードのゴムペネトレーショ
ン性を改良する為、コードの型付けを大きくしてオーブ
ン化したり、フィラメント数を減少することによってフ
ィラメント間にスキ問をあけたりするような方法がある
。但し、単純にこのようなことを行なうと、コード径が
太くなりすぎたり、強力が十分ではなく打込みを密にす
るなどして耐ベルトエツジセパレーション性、耐トレッ
ドカット性の低下を沼くことになる。

本発明は耐ベルトエツジセパレーション性を向上させる
コード・ゴム複合体およびこれら耐ベルトエツジセパレ
ーション性及び耐トレッドカット性を低下させることな
く耐カツトセパレーション性を向上させる複合体を提供
するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで本発明ではその構成とするところは、コード構造
１×ｎ（但しｎ−５，７，１２，１９，２７）から成る
単撚又は層撚のスチールコードをベルト総強力（コード
１本当りの強力Ｘ巾５０ｆｌ当たりに埋め込まれたコー
ド本数）をＢとするとき、 ３５００≦Ｂ≦７５００（Ｋｇ１５０履）で、コード閤
ゲージ／コード径の値をΔとするとき、２．１０Ｘ１０
−５Ｂ＋０．１２≦Ａ≦６．０１−１．３８Ｘ１０−３
Ｂ＋８．８１Ｘ１０−８Ｂ２の特定範囲を満足するよう
にゴム中に上述の撚コードを埋め込ｌυだコード・ゴム
複合体を提供するものである。さらには、３５００≦Ｂ
≦７５００　（Ｋｇ１５０ｍ＋）で−４，２９Ｘ１０−
５Ｂ＋０．５０≦Ａ≦３．９２−８．１７ｘ１０−−５
Ｂ＋４．４３Ｘ１０−８Ｂ２の特定範囲を満足するよう
にゴム中に上述の撚コードを埋め込んだ］−ド・ゴム複
合体を提供するものである。

ここで１×ｎ構造とは、同−撚りピッチ、同−撚り方向
で一工程にて撚り合わせたコードを意味する。本発明は
、３ブライ以上のベルトブライをもつ重荷重用ラジアル
タイヤのベルトプライの少な（とも２枚が交錯する層に
この複合体を適用することによって、耐ベルトエツジセ
パレーション性の向上および耐ベルトエツジセパレーシ
ョン性及び耐トレッドカット性を実用上低下させること
なく、耐カツトセパレーション性の向上をはかろうとす
るものである。なお第５図にＷＪ間ゲージ及びコード問
ゲージを示した。

（作用〕 ベルトエツジセパレーションの主原因として、ベルトの
居間に生じるせん折重（層間せん折重）が挙げられる。

タイヤはコーナリング時スリップアングルが一定あるい
はサイドフォース一定の状態（実際は、両者の状態が混
在していると推定される）で変形し、この時ベルトエツ
ジセパレーションを引き起こす大きな層間せん折重が生
じる。

例えばコーナリング時、トラック車輌のトレーラ−軸に
装着されているタイヤではスリップアングルが一定に近
い状態で変形しこれに対しダンプ車輌の遊輪軸に装着さ
れているタイヤではサイドフォースが一定に近い状態で
変形する事がわかっている。

本発明では、コード構造として１ｘｎ　（ｎ＝５．７．
１２．１９．２７）を用いる。（の理由は、１×ｎ構造
が層撚り構造より強力利用率が高くしかもそのなかでコ
アフィラメント本数が１本もしくは３木の構造がコード
径をより小さくし、ベルト総強力が一定の場合コード間
ゲージがより広くなる為これに伴い層間ぜん断歪が小さ
くなるからである。但しｎが２８以上では、撚り本数が
多くなり生産性が低下し、またｎが４以十の場合、−定
の総強力を維持しよとするとフィラメント径が太くなり
、耐疲労性が低下するので好ましくない。

さらにｎ−７、］２．１９．２７の場合コアフィラメン
ト径をシース（内層及び外層）フィラメント径よりも０
．０２〜０．０４ｍ＋大きくする方が走行中に懸念され
るフィラメント飛び出しに対して好ましい。ベルト総強
力Ｂに関しては３５００Ｋｇ１５０ｍ未満だとベルト総
強力が不足し、タイヤの破壊耐久性が低下するので好ま
しくなく、また７　５００に９／　５０ｍを超えると、
スヂールコードの使用化が多くなり、タイヤ重りが増加
して好ましくない。コード間ゲージ／コード径の値Ａに
関してはベルト総強力をＢとすると ２．１０ｘ１０−５Ｂ＋０．１２≦Ａ≦６．０１−１．
３８Ｘ１０　　Ｂ＋８．８１ｘｌＯ−５Ｂ２の閏係を満
足する必要がある。この関係は種々のコード・ゴム複合
体を作成し、ベルト総強力Ｂとコード間ゲージ／コード
径の値へとの間で本発明の効果である耐ベルトエツジセ
パレーション性を向上させるのに最適な範囲を実験によ
って見い出したものである（第１図参照）。また、重荷
重用タイヤを特に悪路で使用する場合、耐トレッドカッ
ト性及び耐力ットセパレション性が要求され、これとと
らに耐ベルトエツジセパレーション性も重要である。と
ころがこれら３者の間では改良方向が必ずしも一致せず
特に耐カツトセパレーション性の改良にはコード内への
ゴム浸透性が重要でありこの為には、フィラメント問に
スキ間を作らなければならず、従って同一構造で型付け
を大きくしてスキ間を作る場合はコード径が大きくなり
、フィラメントを何本か減してスキ間を作る場合は、コ
ード強力が低下する。どちらの場合でもベルト総強力を
一定にした場合第５図に示すようにコード聞ゲージ（ａ
）は小さくなり、耐ベルトエツジセパレーション性及び
耐トレッドカット性には好ましい方向でない。そこで耐
ベルトエツジセパレーション性及び耐トレッドカット性
を損ね、ずに耐カツトセパレージコン性を改良できる複
合体が要求される。このため、本発明ではコード構造と
してｌＸｎ　（ｎ＝５．７）を用いる。１×５において
は、第４図（ａ）に示す隣接フィラメント間のスキ間を
少なくとも１ケ所以上で０．０２ｍｍ以上とし、ゴム浸
透性を良好にすることが重要である。

０．０２履未満のスキ間ではゴムが浸透できない。

またフィラメント径は０．５０ａｗを超えると特に悪路
使用において腐食疲労性が悪く、好ましくない。

第４図（ｂ）に示す１×７においては、コアフィラメン
ト径とシースフィラメント径の差を０．０４履以上にす
る必要があり、これより小さいとゴムが浸透できない。

また上記同様、フィラメント径は０．５０ｍを超えると
悪路使用において腐食疲労性が悪く好ましくない。

ベルト総強力に関しては３５００に’Ｊ／　５０ａｗ未
満だとベルト総強力が不足しタイヤの破壊耐久性が低下
するので好ましくない。また７５００Ｍ１５０ｍを超え
るとスチールコード使用發が多くなり、タイヤ重量が増
加して好ましくない。また、コード問ゲージ／コード径
の値Ａに関しては上述のベルト総強力Ｂとの間に−４，
２９ｘ１０−５Ｂ＋０．５０≦Ａ≦３．９２−８．１７
Ｘ１０−−５Ｂ＋ｉ　４３ｘ１０−８Ｂ２を満足するこ
とが必要である。該ベルト総強力Ｂと該Ａとの関係も、
種々のコード・ゴム複合体を作成し、耐ベルトエツジセ
パレーション性及び耐トレッドカット性を損わずに耐カ
ツトセパレーション性を改良するのに最適な範囲を実地
評価によって見い出したものである（第２図参照）。

〔実施例〕

実施例１〜２６、比較例１〜１８ この試験では従来のスチールコードで補強した従来タイ
ヤを３種類、本発明による複合体で補強した供試タイヤ
を２６種類、さらに本発明の範囲外の複合体で補強した
比較タイヤを１５径類用意した。

ここで、従来タイ１７１．２を補強しているスチールコ
ードの撚りピッチはコアが１０ａｍ、シースが１８ｍで
あり、また従来タイヤ３を補強しているスチールコード
の撚りピッチはコアが６１１、内層シースが１２ａｍ、
外層シースが１８ｍ、スパイラルが３．５ＭＩＲである
供試タイヤ１．１０を補強しているスチールコードの撚
りピッチは１６ＩＩＩ１１供試タイヤ２．３．１１．１
２．１９．２０比校タイヤ１．５．１０を補強している
スチールコードの撚りビッヂは、コアがストレート、シ
ースが１４＃１１１１．供試タイヤ４．５．１３．１４
．２１．２２比較タイヤ２．３．６．７．１１．１２を
補強しているスチールコードの撚りピッチは、コア、シ
ースとも１４ｍ、供試タイヤ６．７．１５．１６．２３
．２４比較タイヤ４．８．１３を補強しているスチール
コードの撚りピッチは、コアがストレート、内局及び外
層シースが１４＃ＩＩＩ、供試タイルア８．９．１７．
１８．２５．２６、比較タイＡ７９．１４．１５を補強
しているスチールコードの撚りピッチはコア、内層及び
外層シースが１２ｓである。コード構造を第３図（ａ）
〜（ｉ）及び第６図（ａ）、（ｂ）に示す。また各スチ
ールコードのコア、内層、外層シースを構成するフィラ
メント径は第１表に示す。ここで今回試験した全てのス
チールコードの炭素含有量は０．８２重品％である。各
タイヤは４層のベルトブライ（内側より第１．２．３．
４ベルトブライという。

）により補強されたトラック・バス用大型ラジアルタイ
ヤでそのサイズは１１００Ｒ２０１６ＰＲである。各タ
イヤの赤道面を挟んで交差する第２、第３ベルトブライ
において第１表に示すスチールコードをタイヤ赤道面に
対して２０度の角度で交差させながら埋め込む。この時
第５図に示される病問ゲージｂは２．５ａで一定とした
。またベルトブライの巾５０履当たりの総強力は第１表
に示すとおりである。

層間せん折重の測定はタイヤのトレッドショルダ一部に
ナイフを入れ、第２、第３ベルトブライの端が見えるま
でトレッドショルダ一部のゴムを切り落とし、その後筒
２、第３ベルトブライのスチールコードの端をトレッド
面に垂直にパフする。

次に８．２５Ｋｙ／ｄの内圧を充填し第２、第３ベルト
ブライ端の第２と第３ベルトの中間に２ｍ格子のシール
を貼る。このタイヤをアムスラー型試験改に取り付け、
一定のスリップアングル（２，５°）を付けた後、荷重
３２５０　Ｋ９を掛け、ローラー上で転勤させ、シール
を貼った切り欠き部が荷重直下に位置した時に停止し静
止状態で２厘格子シールの変形状態を写真にとる。次に
一定のサイドフォース（８００Ｋｙ　）が発生するよう
にスリップアングルを決め、上記同様、切り欠き部が荷
重直下に位置した時、静止状態で格子の変形状態を写真
にとる。これらの写真において、格子の変形状態から層
間せん所歪を算出する。層門ゼん所歪は従来タイヤの歪
量を１００と指数表示し１００以下の値が歪量が小さく
なることを意味し耐ベルトエツジセパレーション性が良
好であることを示す。

また本発明に係るスチールコードとして、通常炭素含Ｗ
ｆ３０．７０〜０．９０重量％のスチールコードが用い
られるが、炭素含有ｆｉｌｏ、８０〜０．９０重ｅ％の
スチールコードが好ましい。これはベルト総強力が一定
の場合、炭素含有量を増加しスチールコードの抗張力を
増加させた方が、コード問ゲージが大きくなりこれに伴
い層間せん衛士が小さくなるからである。

実施例２７〜３７、比較例１９〜２７ この試験に当たっては、従来のスチールコードで補強し
た従来タイヤを３種類、本発明を適用した複合体で補強
した供試タイヤ１１種類、さらに本発明の範囲外の複合
体で補強した比較タイＡ７を６種類を用意した。

ここで従来タイヤ４．５を補強しているスチールコード
の撚りピッチはコアが１０ｓ！１シースが１８１ｗＩで
あり、また従来タイヤ６を補強しているスチールコード
の撚りピッチは、コアが６Ｍ、内層シースが１２麿、外
層シースが１８庫スパイラル３．５ｍ、供試タイヤ２７
．２８．２９．３２．３３．３６．３７及び比較タイ１
７１６．１７．１９．２０．２１を補強しているスチー
ルコードの撚りピッチはコアがストレート、シースが１
４Ｍ１供試タイヤ３０．３１．３４．３５比較タイヤ１
８を補強しているスチールコードの撚りピッチは１６履
である。コード構ｊ告は第４図（ａ）、（ｂ）及び第６
図（ａ）、（ｂ）に示す。また各スチールコードのコア
内層、外層シースを構成１るフィラメントの直径は第２
表に示す。全てのスチールコードの炭素含有間は０．８
２重憬％である。各タイヤは４層のベルトブライ（内側
より第１、第２、第３、第４ベルトブライという。）に
より補強されたトラック・バス用人型ラジアルタイＡア
でそのサイズは１０００Ｒ２０１４ＰＲで、各タイヤの
タイヤ赤道面を挟んで交差する第２、第３ベルトブライ
に第２表に示したスチールコードをタイヤ赤道面に対し
て２０度の角度で交差させながら埋設し、第５図に示し
た居間ゲージｂは２．５履と一定にしである。またベル
トブライの総強力は第２表に示すとおりである。このよ
うなタイヤに７．２５Ｎ９／ｃｊの内圧を充填した後、
悪路２０％を含む一般路を４万一にわたり、１００％負
荷で実地走行させ、走行終了時における各タイヤの耐セ
ットセパレーション性、耐ベルトエツジセパレーション
性、耐トレッドカット性を測定評価した。耐カツトセパ
レーション性は各タイヤの第３、第４ベルトブライ閤を
剥ぐとともに第３ベルトブライ上でトレッドカットが有
る部位を探し、該トレッドカットが有る部位におけるス
チールコードの接着不良の最大長さをノギスで測定した
ものである。耐トレッドカット性は前述した実地走行後
の各タイヤのトレッドを最外層ベルトブライの上で剥ぎ
最外層のベルトブライまで到達したカット数を求め、従
来タイヤの数値を指数１００とし、指数が大きいほど耐
トレッドカット性が良好であることを意味する。一方、
耐ベル１−エツジセパレーション性は前述した実地走行
後の各タイヤの第２、第３ベルトブライ間を剥いで第３
ベルトブライのコード端を出し、この第３ベルトブライ
のコード端に生じている接着不良の最大長さを該コード
端からノギスで測定したもので、その測定は第２ベルト
ブライ側から行なった。

第２表から明らかなように本光明にかかわる供試タイヤ
は従来タイヤ及び比較タイヤに比べて、耐ベルトエツジ
セパレーション性及び耐トレッドカット性が同等以上で
耐カツトセパレーション性が著しく向上している。

（発明の効果） 以上説明したように、この本発明によれば、タイヤの実
用性を損うことなく、大型車輌の装着軸によらず、耐ベ
ルトエツジセパレーション性の向上がはかれる。また悪
路性能、特に耐力ットヒバレーション性の大巾な向上も
はかれる。

【図面の簡単な説明】

第１図はベルト総強力Ｂとコード問ゲージ／コード径の
値Ａとの関係２．１０Ｘ１０−５８＋０．１２≦Ａ≦６
．０１−１．３８Ｘ１０−３Ｂ＋８．８１Ｘ１０−５Ｂ
２を満足する範囲を図示したものであり、第２図は−４
，２９ｘ１０−５Ｂ＋０．５０≦Ａ≦３．９２−８．１
７ｘ１０−５Ｂ＋４．４３Ｘ１０−８Ｂ２を満足する範
囲を図示したものである。第３図は本発明にかかわるス
チールコードの撚り構造を図示したもので（ａ）は１Ｘ
５、（ｂ）、（Ｃ）は１Ｘ７、（ｄ）、（ｅ）は１×１
２、（ｆ）、（（Ｊ）は１Ｘ１９、（ｈ）、（ｉ）は１
×２７のコードの撚り構造を示したものである。第４図
は１×５．１×７の撚り構造のフィラメント囚のスキ間
を示したものであり、第５図はコード間ゲージ及び１１
間ゲージを示し、第６図（ａ）は従来のベルトスチール
コードである３×６Ｍりのｌｌ！撚りスチールコードを
第６図（ｂ）は同じ＜３＋９＋１５＋ＩＭりの層撚りス
チールコードを示したものである。 出願人代理人　　藤　　本　　博　　光（二Ｂ） 烙　１　図 塾　２　回 ＜ｆ）　　　　　　　　　　（ｙ１ 烙　３　図 第４（２ ａ：　コード間ケ゛−ジ ７二層Ｍ７゛−ジ 第　５　図 第　Ｏ目

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、コード構造１×ｎ（ｎ≧３）で表記される単撚又は
   束撚のスチールコードを以下の条件を満足してゴム組成
   物中に埋設してなるコード・ゴム複合体。 １、３５００≦Ｂ≦７５００ ただしＢはベルト総強力（Ｋｇ／５０ｍｍ）を表わす。 ２、２．１０×１０＾−＾５Ｂ＋０．１２≦Ａ≦６．０
   １−１．３８×１０＾−＾３Ｂ＋８．８１×１０＾−＾
   ８Ｂ＾２ ただしＡは（コード間ゲージ／コード径）を表わす。 ２、前記スチールコードがさらに −４．２９×１０＾−＾５Ｂ＋０．５０ ≦Ａ≦３．９２−８．１７×１０＾−＾４Ｂ＋４．４３
   ×１０＾−＾８Ｂ＾２ を満足することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   のコード・ゴム複合体。 ３、ｎが５、７、１２、１９又は２７であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のコード・ゴム複合体
   。 ４、ｎ＝５である前記スチールコードのフィラメント径
   が０．５０ｍｍ以下であり、隣接フィラメント間の空隙
   を少なくとも１か所０．０２ｍｍ以上であることを特徴
   とする特許請求の範囲第２項記載のコード・ゴム複合体
   。 ５、ｎ＝７である前記スチールコードのコアフィラメン
   ト径ＤＣ及びシースフィラメント径ＤｓとがＤｃ−Ｄｓ
   ≧０．０４ｍｍかつＤｓ≦０．５０ｍｍを満足すること
   を特徴とする特許請求の範囲第２項記載のコード・ゴム
   複合体。