JPH0328005A - ラジアルタイヤ - 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） 本発明はラジアルタイヤのべルトコードに適用する金属
コードと被覆ゴムとを改良し、耐久寿命を大幅に向上せ
しめたラジアルタイヤに関するものである。

（従来の技術） 近年、社会的ニーズの増大に伴い、ラジアルタイヤの軽
量化、ロングライフ化、偏平化などの要請が強まってお
り、例えば、軽量化のニーズの増大に伴い、トラック・
バス用ラジアルタイヤをはじめ、乗用車用タイヤの補強
材として用いられるスチールコードの高強力化の動きが
活発化してきている． かかるスチールコードをベルトの補強材に用いたタイヤ
においては、ベルト端のセバレーション（ＢＥＳ）が発
生し、トラック・バス用タイヤについては更生不能とな
るのみならず、乗用車用タイヤ、トラック・バス用タイ
ヤのいずれにおいても安全上著しい問題を生じることが
ある。特に、高強力スチールコードをベルトコードに用
いた場合、高強力故に細径化等のスチールコードの使用
重量を減らすことが可能となり、タイヤの軽量化につな
がるわけだが、反面スチールコード単体の曲げ剛性は低
下するか、あるいは細系化せずに使用量を減らした場合
でもベルト層におけるスチールコードの占める割合が小
さくなるため、いずれにしてもベルト全体の剛性が低下
し、柔らかくなり、ベルト端のセバレーションが発生し
やすい状況となる． そこでかかる要請に沿うタイヤを開発していく場合、ベ
ルト材ならびにベルト被覆ゴムとしては、金属コードの
高強力化に伴う耐ベルトエンドセパレーシゴン性（耐Ｂ
ＥＳ性）低下を抑制するために、従来以上のコードとゴ
ムとの接着性能を保ちながら、ゴムの亀裂成長の抑制を
図っていくことが肝要となる． （発明が解決しようとする課題） スチールコードのめっきを改良してコードとゴムとの間
の接着力向上を図る技術は、特開昭５４−８９９３９号
、同５４〜８９９４０号および同５７−５６１１０号等
の公報に見られる。しかし、いずれの場合にもめっき生
戒後の伸線による熱拡散によりコード最表面にはコバル
トが僅かしか存在しなくなり、従ってコード表面におい
てコバルトの接着に果たす役割は極めて少なくなり、有
機コバルト塩を含まないゴムとは良好なる接着を示さな
くなるという問題点があった。特に上記特開昭５７−５
６１１０号公報の記載内容を十分検討し、これに記載さ
れている通りにコバルトの三元合金めっき層を形成させ
たところ、表面にはコバルトの濃厚な層が形成されずに
内部に拡散していること、それ故に有機コバルト塩を含
まないゴムとは良好なる接着を示さないことを確認した
。

本発明者らは、かかる状況に鑑み耐久寿命を大幅に向上
し得るラジアルタイヤを開発するために、タイヤにおけ
る補強材及びその被覆ゴムのあり方について鋭意検討を
試みたところ、従来のプラスめっきコードと有機酸コバ
ルト塩入り被覆ゴムとの組み合わせでは、ゴムの亀裂進
展性が過ぎるためかかるコードとゴムとを適用したラジ
アルタイヤにおいてＢＥＳが発生しやすいという問題が
あることが分かった。特にスチールコードのフィラメン
ト（素線）の抗張力Ｔ　Ｓ　（ｋｇ／ｍｍ２）が次式：
ＴＳ≧２８１．６０＋２８８．７５　ｄ　（０．１≦ｄ
　＜０．２）ＴＳ≧４２７．２５−４３９．５０　ｄ　
（０．２≦ｄ≦０．５）（式中、ｄはフィラメントの直
径を示す）で表わされる高強力コードを使用した場合に
は、前記ＢＥＳが更に発生し易いという問題があった。

従って本発明の目的は、タイヤ重量の大幅軽減を図りな
がら、前記問題点である耐ＢＥＳ性の性能を大幅に向上
し得るラジアルタイヤの改良技術を提供することにある
。

（５題を解決するための手段） 上記目的を達或するために本発明のラジアルタイヤにお
いては、タイヤの子午断面に実質的に平行に配列された
コードよりなるカーカスのタラウン部外側でかつトレッ
ドの内側に配置されたベルトであって、被覆ゴムに埋設
されたスチールコードよりなるベルトを備え、前記スチ
ールコードが、（１）炭素含有量が０．７５〜０．９０
重量％の複数本のフィラメントを撚り合わせたものであ
り、（２）該フィラメントノ直径ｄ　（ｍｍ）と抗張力
Ｔ　Ｓ　（ｋｇ／ｍｓ’）との間に次式： ０，１≦ｄ＜０．２のときＴＳ≧２８１．６０　＋　２
８８．７５　ｄ０．２≦ｄ≦０．５のときＴＳ≧４２７
．２５−４３９．５０　ｄの関係を満足し、（３）かつ
該スチールコード表面にコバルトめっき層を有するもの
であり、前記被覆ゴムが、（４）ゴム或分１００重量部
に対して、有機コバルト金属塩をコバルト金属として０
〜０．１重量部、硫黄を０．５〜４．０重量部含有する
ゴム組底物であり、（５）かつ加硫後の１００％モジュ
ラスが２０ｋｇ／ｃ一以上であるようにしたものである
．本発明に係るスチールコードのフィラメントの撚り合
わせ方は単撚、層撚、複撚りのいずれでも浴、フィラメ
ントの直径ｄとしては０．１５〜０．４０ｗｍφが好ま
しい． 本発明における高抗張力のスチールフィラメントは、例
えば減面率を９７．５％とし、かつ伸線性の良好な潤滑
剤を使用して、通常の伸線よりも３〜４回引抜き回数を
増した多段階伸線を行うことにより作ることができる。

前記（２）におけるｄどＴＳとの関係は、好ましくは次
式： ０．ｌ≦ｄ＜０．２のときＴＳ≧３４５−３０ｄ０．２
≦ｄ≦０．５のときＴＳ≧３７９　−　２００　ａを満
たすようにする。

上記コバルトめっきの被覆方法については電気めっきお
よび各種ドライブレーティングのいずれでもよく、また
被覆工程は撚り工程の前後いずれに行っても差しつかえ
ない。コバルトめっき層の厚みは、電気めっきによる場
合は０．０５〜０、４０μｍの範囲が好ましく、一方ド
ライめっき法による場合には０．００１〜０．１５μｍ
の範囲が好ましい。

尚、コバルトめっきの素地としては、鉄並びに鉄上に銅
、亜鉛、プラス等を被覆したもののいずれでも差しつか
えない。

（作　用） 本発明において、フィラメントの炭素含有量を０．７５
〜０．９０重量％の範囲内としたのは、０．７５重量％
より少ないと前記（２）で規定するフィラメント抗張力
が得られにくく、一方０．９０重量％を超えると初折セ
メンタイトが生威するため、フィラメントが脆化してし
まいタイヤコードとして用いることが不適当となるから
である。

また、本発明においては、フィラメント抗張力ＴＳが前
記（２）に規定する２つの式を満たすことを要するが、
これは、タイヤ重量の大幅低減を考えた場合、かかる式
を満たさないような抗張力の低いコードを用いたのでは
実用上の効果が得られないことによる。更に、ｄ−ｆ）
，２ｍａ＋を境に２つの式に分けたのは伸線のし易さに
より抗張力のピークがｄ＝０．２ｍｍのところにあるか
らである。尚ＴＳの上限としては、生産加工面から４５
０ｋｇ／ｍｍ”程度が限界となる。

一方、被覆ゴム中の硫黄量をゴム或分１００重量部に対
して０．５〜４．０重量部と規定したのは、０．５３！
量部よりも少ないと十分なる加橋反応又は接着反応をせ
ず、一方４重量部を超えると耐ＢＥＳ性向上に対する本
発明の効果が薄れるからである。

また、被覆ゴム中の有機コバルト塩をコバルト金属とし
て０．１重量部以下としたのは、０．１重量部を超える
と接着性の改善どころか、却って接着性低下作用が働き
、またゴムの熱老化を促進してゴムの耐久性を低下させ
るためである。好ましくは０．０５重量部未満とする。

更に、ベルト被覆ゴムのモジュラスを２０ｋｇ／ｃｍ２
以上としたのは、２０ｋｇ／ｃｍ２未満だとヘルトへの
入力に対して被覆ゴムの歪が大きくなり過ぎるため、耐
ＢＥＳ性向上に対する本発明の効果が薄れるばかりか耐
久性上に問題を生ずるからであり、特に乗用車用タイヤ
に適用した場合には、操縦安定性が低下してしまうとい
う点も問題となるからである。

更にまた本発明において、コバルトめっき層の好適な厚
みを電気めっきによる場合に０．０５〜０．４０μｍと
規定したのは、０．０５μｍ未満とするとめっき厚の均
一安定な膜が得られず、ときに素地が露出してしまう可
能性もあり、ゴムとの接着が安定化せず、一方０．４０
ｕｍを超えるとコバルトめっきのゲージが厚くなり、生
産効率、コストの面で好ましくないからである。同様に
、ドライめっき法による場合にコバルトめっき層の好適
な厚みを０．００１　〜０．１５μｍと規定したのは、
０．００１μｍ未満とするとめっき層が島状晶あるいは
網目状晶の状態であるために安定したゴムとの接着が得
られず、一方０．１５μｍを超えると生産性、コストの
面で望ましくないばかりか、逆に接着性の低下をきたし
、好ましくないからである。

本発明においては、スチールコード最外層表面にコバル
トめっきを被覆したことにより、従来の、最外層表面に
プラスを被覆したコードとの接着力向上のため被覆ゴム
中に含有させていた有機コバルト塩を取り除くかあるい
は極く少量にすることができ、それ故有機コバルト塩の
添加に基づく接着力の経時劣化、破断強度、伸度等の熱
老化を抑制できるゴム配合が可能となった． また、安定した耐熱接着性を保持するために従来比較的
多く（４〜８重量部）含有していた硫黄成分の量を４重
量部より少なくできる様になったため、硫黄の過剰使用
によるゴムの熱老化が防止でき、耐亀裂進展性が大幅に
向上するようになった。

従って、本発明によるタイヤにおいては、高強力コード
使用時に問題となっていた耐ＢＥＳ性が大幅に向上し得
る。

（実施例） 以下、本発明を実施例により具体的に説明する。

評価用タイヤとして、第１図に示すようなタイヤサイズ
１０００Ｒ２０のトラック・バス用ラジアルタイヤｌと
、第２図に示すようなタイヤサイズ１８５ＳＲ１４の乗
用車用ラジアルタイヤ１０とを使した．図中、２はビー
ド部、３はサイドウォール部、４はシジルダ一部、５は
トレッド部、６はビードワイヤ部、７はカーカス層、８
はベルト部を夫々示す。

トラック・バス用ラジアルタイヤのベルト交錯層は３　
Ｘ０．２０ｍＩｌｌ＋　６　Ｘ０．３８ｍｍ構造とし、
また乗用軍用ラジアルタイヤのベルト交錯層には１×５
×０．２３ｍｍ構造を採用した。夫々のタイヤのコード
打込み数は、比較例１及び比較例４のコントロールタイ
ヤと同一強度となる様に定めた。

フィラメントの撚り合わせ前に行ったフィラメント上へ
のコバルト被覆方法としては、電気めっきとドライめっ
き　（スパッタリング）の２通りの方法を用いた。

電気めっきは、電解脱脂及び酸洗の前処理を施した後に
、下記の電気めっき条件にて行った。コバルト被膜を形
成した後は十分に超音波洗浄を行い乾燥させた。

・浴のｐＨ７４ ・浴温度　：４０″Ｃ ・電流密度：　　５　Ａ／ｄｍ２ 一方、ドライめっきは、マグネトロンスパッタリング装
置を用いて以下のようにして行った。

まず、チャンバー内を１０”’Ｔｏｒｒ以下の真空度と
してから、この中に微量のアルゴンガスを流入して真空
度をＱ，ｌ　Ｔｏｒｒに調整した後、１３．５６Ｍｌ｛
ｚの高周波グロー放電にて５分間試験片表面をクリーニ
ングした．クリーニング後、高周波グロー放電を止め、
金属試料（コバルト）ターゲットに直流電圧−　６００
　Ｖを印加し、ターゲット電流０．５Ａにてアルゴンプ
ラズマでスバッタリッグを行ない、コバルト被膜を形成
した。

また、前記トラック・バス用ラジアルタイヤ（ＴＢＲ）
と乗用車用ラジアルタイヤ（ＰＳＲ）のベルト被覆ゴム
組戒物としては、夫々下記の第１表及び第２表に示すゴ
ム組或物を用いた。また、各コード端部における隣接部
材についても同様のゴム組威物を用いた。尚、第１表中
の変量値については第２表中に示した。

１　：ゴム 上述した試作タイヤにつき、以下に示す性能評価を行な
った。

衛ＢＥ違怯 実地走行後の乗用車用ラジアルタイヤを解剖し、ベルト
コード交錯ベルト層のトレッド側のベルト端亀裂長さを
測定し、評価した．すなわち当該ベルト層のコードの上
を剥ぎ、ベルトコード端を出し、ノギスでコードに沿っ
て発生している亀裂の長さを測定し、比較例ｌ及び比較
例４のタイヤの数値を１００として指数表示した。値が
大きい程耐ＢＥＳ性が良好なことを示す。

重１軽藍勉且 試作タイヤに用いたスチールコードをベル｝　＋Ｉ＜覆
ゴムで埋め合わせてベルトトリート複合体とし、複合体
として比較例１及び比較例４のコントロールタイヤのべ
ルトトリートと同一強度が得られるよう、各試作トリー
トの打ち込み本数を変えたときの重量の低減効果を、タ
イヤ１本当りに使用するスチールコード使用重量にて比
較例工及び比較例４のコントロールタイヤ対比指数で表
示した。

値が小さい程重量軽減効果が良好であることを示す。

以上のべた試作タイヤの性能評価結果を下記の第２表に
示す。

尚、本実施例に示したコバルトめっきの素地はいずれも
鉄にプラスめっきを施したものであるが、鉄単体並びに
鉄上に銅、亜鉛をめっきしたものを素地としても、下記
の第２表に示す評価結果に何等変わりはない。

（発明の効果） 上記第２表に示すタイヤ性能評価結果からも明らかなよ
うに、本発明のラジアルタイヤでは、大幅なタイヤＭ量
の低減を図りながら、耐ＢＥＳ性の性能が大幅に改善さ
れており、この結果、本発明は、乗用車用ラジアルタイ
ヤ、トラック・バス用ラジアルタイヤ、ライトトラック
用ラジアルタイヤ等のラジアルタイヤの耐久寿命を大幅
に向上させることができる。

さらに本発明により、被覆ゴム層中の硫黄含量を低減し
得たため、タイヤにおけるその隣接ゴム部材中における
硫黄の低減並びに隣接部材そのものの除去を可能ならし
め、従来にない新しい軽量タイヤを．作り出すこともで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例で用いたトラック・バス用ラジアルタイ
ヤ（ＴＢＲ）の部分断面図、 第２図は同じく実施例で用いた乗用車用ラジアルタイヤ
（ＰＳＲ）の部分断面図である。 １・・・ＴＢＲ　　　　　　　　２・・・ビード部３・
・・サイドウォール部 ５・・・トレッド部 ７・・・カーカス層 １０・・・ＰＳＲ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、タイヤの子午断面に実質的に平行に配列されたコー
   ドよりなるカーカスのクラウン部外側でかつトレッドの
   内側に配置されたベルトであって、被覆ゴムに埋設され
   たスチールコードよりなるベルトを備えたラジアルタイ
   ヤにおてい、前記スチールコードが、 （１）炭素含有量が０．７５〜０．９０重量％の複数本
   のフィラメントを撚り合わせたものであり、 （２）該フィラメントの直径ｄ（ｍｍ）と抗張力ＴＳ（
   ｋｇ／ｍｍ＾２）との間に次式：０．１≦ｄ＜０．２の
   ときＴＳ≧２８１．６０＋２８８．７５ｄ０．２≦ｄ≦
   ０．５のときＴＳ≧４２７．２５−４３９．５０ｄの関
   係を満足し、 （３）かつ該スチールコード表面にコバルトめっき層を
   有するものであり、 前記被覆ゴムが、 （４）ゴム成分１００重量部に対して、有機コバルト金
   属塩をコバルト金属として０〜０．１重量部、硫黄を０
   ．５〜４．０重量部含有するゴム組成物であり、 （５）かつ加硫後の１００％モジュラスが２０ｋｇ／ｃ
   ｍ＾２以上であることを特徴とするラジアルタイヤ。 ２、前記フィラメントの直径ｄが０．１５〜０．４０ｍ
   ｍである請求項１記載のラジアルタイヤ。 ３、前記ｄとＴＳとの関係が次式、 ０．１≦ｄ＜０．２のときＴＳ≧３４５−３０ｄ０．２
   ≦ｄ≦０．５のときＴＳ≧３７９−２００ｄである請求
   項１記載のラジアルタイヤ。 ４、前記コバルトめっき層が電気めっきで付着形成され
   た請求項１記載のラジアルタイヤ。 ５、前記電気めっきによるコバルトめっき層の厚みが０
   ．０５〜０．４０μｍの範囲である請求項４記載のラジ
   アルタイヤ。 ６、前記コバルトめっき層がドライめっき法で付着形成
   された請求項１記載のラジアルタイヤ。 ７、前記ドライめっき法によるコバルトめっきの厚みが
   ０．００１〜０．１５μｍである請求項６記載のラジア
   ルタイヤ。