(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅を含む金属めっきを施し、かつ、コバルト化合物を含むオイルを表面に塗布したスチールワイヤーを有する、ゴム補強用スチールコード。
【請求項２】
前記オイルが、ミネラル系オイルである請求項１記載のゴム補強用スチールコード。
【請求項３】
銅を含む金属めっきを施したスチールワイヤーに、コバルト化合物を含むオイルを塗布する塗布工程と、
前記スチールワイヤーを撚り合わせる撚り合わせ工程と、
を有する、ゴム補強用スチールコードの製造方法。
【請求項４】
請求項１または２記載のゴム補強用スチールコードを補強素子として用いた空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、銅を含む金属めっきを施したスチールワイヤー表面に塗布するオイルにコバルト化合物を含有させ、ゴムとの接着を維持しながら、ゴムの劣化を防止し、ひいてはタイヤの耐久性を高め、またコストを低減したゴム補強用スチールコード、その製造方法および空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤなどのゴム製品の補強に用いられるスチールコードは、ゴムとの複合体を形成するため、ゴムとの良好な接着性を必要とする。そのため、スチールコードとゴムとの良好な接着性を得るために数々の技術が開示されている。
【０００３】
たとえば、スチールコードを構成するスチールワイヤーに潤滑油を被覆させるとともに、各スチールワイヤーの空隙間に吸水性ポリマーを存在させる技術が特開平６−４９７８６号公報などに開示されている。
【０００４】
また、有機カルボン酸コバルト・ホウ素金属石鹸を主成分とする反応混合物をスチールコードに塗布する手法が、特許２８２３８５７号公報などに開示されている。
【０００５】
また、ゴム成分中に、コバルト金属塩、硫黄、および、ビスマレイミド化合物を含有させるとともに、スチールコードの表面にコバルトめっき層を設ける技術が特開平４−１１６３７号公報などに開示されている。
【０００６】
しかしながら、上述の技術によっては、ゴムとスチールコードとの接着性を良好に担保するとともに、そのスチールコードを用いた経済的なタイヤを提供することは困難であった。
【０００７】
そこで、スチールコードの表面に黄銅めっきを施し、一方、ゴム組成物にコバルト金属塩などを接着助剤として添加して両者を接着する技術が提案された。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、黄銅めっきを施されたスチールコードは輸送中やタイヤ製造工程中、スチールコード表面に錆を発生したり、めっき表面の酸化変質によりゴムとの接着性を低下させるなどの問題がある。
【０００９】
また、ゴムにコバルト化合物を配合すると、未加硫状態においてゴムの分子鎖が切断される場合があり、また非常に配合コストが高価である、などの問題があった。
【００１０】
本発明は上述の問題を解決するものであり、ゴムとの接着性が改良されたスチールコードを提供するとともに、そのスチールコードの製造方法を提供し、かつ、そのスチールコードを用いた経済的なタイヤを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るゴム補強用スチールコードは、請求項１記載のように、銅を含む金属めっきを施し、かつ、コバルト化合物を含むオイルを表面に塗布したスチールワイヤーを有する、ゴム補強用スチールコードである。
【００１２】
また、本発明に係るゴム補強用スチールコードは、請求項２記載のように、請求項１記載の発明において、前記オイルが、ミネラル系オイルであるゴム補強用スチールコードである。
【００１３】
また、本発明に係るゴム補強用スチールコードの製造方法は、請求項３記載のように、銅を含む金属めっきを施したスチールワイヤーに、コバルト化合物を含むオイルを塗布する塗布工程と、前記スチールワイヤーを撚り合わせる撚り合わせ工程と、を有する、ゴム補強用スチールコードの製造方法である。
【００１４】
また、本発明に係る空気入りタイヤは、請求項４記載のように、請求項１または２記載のゴム補強用スチールコードを補強素子として用いた空気入りタイヤである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明に係るゴム補強用スチールコードは、銅を含む金属めっきを施し、かつ、コバルト化合物を含むオイルを表面に塗布したスチールワイヤーを構成要素とする。なお、銅を含む金属めっきとして銅と亜鉛のブラスめっきが好ましいが、これに限定されるわけではなく、その他の金属としてニッケル、コバルトなどが考えられる。本発明者は、銅を含む金属めっきを施したスチールワイヤーの表面にコバルト化合物を含むオイル層を設け、そのスチールワイヤーを撚り合わせてスチールコードを作成することにより、スチールコードとゴムとの接着特性を良好に担保できるとともに、高価なコバルト化合物の使用量を抑制させることも可能であるという新知見に基づいて本発明を完成させた。
【００１６】
コバルト化合物としては、ステアリン酸コバルト、ナフテン酸コバルト、オレイン酸コバルト、リノール酸コバルト、ロジン酸コバルトなどの有機酸コバルトを好適に使用することができる。有機酸コバルトは、オイルおよびゴムとの親和性が良く、しかも、スチールコードとゴムとの接着性を良好に保つことができるからである。
【００１７】
なお、ゴムとしてはジエン系ゴムを使用することが可能であり、具体的には、天然ゴム、ポリイソプレンゴム、ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエン共重合ゴムなどを使用することができる。また、必要に応じて、カーボンブラック、シリカ、炭酸カルシウム、プロセスオイル、硫黄、加硫促進剤、老化防止剤などの配合剤を添加することも可能である。
【００１８】
また、コバルト化合物を含有させる媒体としてのオイルは、ミネラル系オイルを使用することができる。ミネラル系オイルはゴムとの親和性が良いからである。ミネラル系オイルとしては、ナフテン系プロセスオイル、芳香族系プロセスオイルなどを好適に使用することが可能である。
【００１９】
オイル中のコバルト化合物の濃度は、０．３〜１０質量％が好ましい。コバルト化合物の濃度が０．３質量％を下回ると、スチールコードとゴムとの接着強度が弱まるからであり、一方、コバルト化合物の濃度が１０質量％を超えると、コバルト化合物の含有量が増加することに伴い製造コストが上昇するからである。
【００２０】
図１は、本発明に係るゴム補強用スチールコードを構成するスチールワイヤーの断面図を説明するものである。スチールワイヤー１の外周面にオイルの層２が設けられている。
【００２１】
図２は、本発明に係るゴム補強用スチールコードの断面を説明するものである。スチールワイヤー１が３本撚り合わされてゴム補強用スチールコード１０を構成している。なお、スチールワイヤー１の撚り合わせの本数は３本に限定されるわけではない。
【００２２】
本発明に係るゴム補強用スチールコードの製造方法は、銅を含む金属めっきを施したスチールワイヤーに、コバルト化合物を含むオイルを塗布する塗布工程と、前記スチールワイヤーを撚り合わせる撚り合わせ工程と、を有する。
【００２３】
塗布工程において、コバルト化合物を含むオイルを、少なくとも１本のスチールワイヤーに塗布する。すなわち、スチールコードを撚り合わせる前に、撚りの作業性を向上させるため、通常、オイルがスチールワイヤーの少なくとも１本に塗布されるが、このオイルにコバルト化合物を含有させ、そのコバルト化合物を含むオイルをスチールワイヤーに塗布するのである。しかし、スチールワイヤーを撚り合わせる撚り合わせ工程の後にオイルを塗布してもよい。
【００２４】
図３は、本発明に係るゴム補強用スチールコードを製造する工程を説明する図である。なお、本発明におけるスチールコードは、１本以上のスチールワイヤーを撚り合わしたものをいう。巻出しロール４が３基設けられており、それぞれの巻出しロールにはスチールワイヤーが用意されている。巻出しロール４からドラム５に至るまでの通過ラインＡにおいて、少なくとも１本のスチールワイヤーに、コバルト化合物を含有するオイルが塗布される。ドラム５において、３本のスチールワイヤーは撚り合わされて、スチールコードが製造される。その後、スチールコードはドラム６を経て、ドラム７、ドラム８を通過して、巻取りドラム９にて巻き取られる。
【００２５】
スチールコードにコバルト化合物を含むオイルを塗布する方法としては、浸漬、吹き付け、塗りつけなどを採用することができる。しかし、スチールワイヤーが撚り合わされた後にオイルを塗布されてもよい。
【００２６】
また、本発明に係る空気入りタイヤは、本発明に係るゴム補強用スチールコードを補強素子として用いたものである。本発明に係るゴム補強用スチールコードは、補強素子を使用するどの部分でも使用可能であり、たとえば、カーカス、バンド層、ベルト層などに使用することが可能である。
【００２７】
【実施例】
（実施例１）
直径０．２７ｍｍに延伸されたスチールワイヤーに、銅６３質量％、亜鉛３７質量％になるブラスめっきを施し、ナフテン酸コバルトを０．６質量％含有したミネラルオイルを吹き付けた後、３本のスチールワイヤーを撚り合わせることにより、スチールコードを作成した。なお、ミネラルオイルとしては、サンオイル（株）サンセン３１０を用いた。
【００２８】
スチールコードの被覆ゴムとしては、表１に示される配合物からなるゴム組成物を用いた。
【００２９】
【表１】
0004015379.tif 000002
【００３０】
そして、スチールコードを、上述のゴム組成物で被覆し、１６５℃の温度条件下、１８分間加硫させ、湿熱接着用試料を作成した。続いて、８０℃で相対湿度９５％のオーブンに、作成した湿熱接着用試料を１２０時間放置後、剥離テストを行った。剥離テストは、作成した湿熱接着用試料を０時間放置後においても行った。
【００３１】
剥離テストの評価基準を下記に基づき、小数点の数字として表示している。
５    完全にゴムで覆われ、スチールコードのめっき面が見えない。
【００３２】
４    スチールコードのめっき面が３〜６箇所見える。
３    スチールコードのめっき面が１３〜２０箇所見える。
【００３３】
２    スチールコードのめっき面が１３〜２１箇所以上見えるが、全体として６０％以上がゴムで覆われている。
【００３４】
１    スチールコードのゴムで覆われた部分が３０％未満である。
実施例１に係る剥離テストの結果を表３に示す。
【００３５】
（実施例２）
実施例２は、スチールコードに、ナフテン酸コバルトを１．０質量％含有したミネラルオイルを吹き付ける以外は、全て実施例１と同じ条件であった。実施例２に係る剥離テストの結果を表３に示す。
【００３６】
（比較例１）
比較例１は、スチールコードに、ナフテン酸コバルトを含有していないミネラルオイルを吹き付ける点と、スチールコードと接着させるゴム組成物として、下記表２に示される配合物からなるゴムを用いた点、以外は、全て実施例１と同じ条件であった。比較例１に係る剥離テストの結果を表３に示す。
【００３７】
【表２】
0004015379.tif 000003
【００３８】
次に、比較例１において作成したスチールコードを、表１に示すゴムで挟み、ベルト層を作成した。同様に、実施例２において作成したスチールコードを、表１に示すゴム組成物で被覆し、ベルト層を作成した。
【００３９】
そして、それぞれのベルト層を用いてタイヤを試作し、タイヤの高速耐久性を評価した。タイヤの試作条件は下記に示すとおりのものであった。
【００４０】
カーカス：１６７０ｄｔｅｘ／２  ポリエステル（５０エンズ）
１枚  円周方向に対するコード角度  ９０°
ベルト層：スチールコード  ２枚（４０エンズ）
円周方向に対するコード角度  ＋２０°，−２０°
タイヤサイズ    １９５／６５Ｒ１５
なお、エンズは、プライ５センチあたりのコードの埋込本数を意味する。
【００４１】
高速耐久性試験は、下記に示す条件にて行った。すなわち、ドラム試験機を用い、周辺温度を２５±５℃に調整し、試作タイヤをリムに装着し、内圧２８０ｋＰａ、荷重４９２ｋｇのもとで、走行速度を１７０ｋｍ／ｈ、１０分毎に１０ｋｍ／ｈずつ段階的に上昇させ、故障が発生するまで走行させる。そして故障が発生するまでの走行距離を、比較例１を１００とする相対指数で表示した。相対指数が大きいほど高速耐久性に優れていることになる。試験結果を表３に示す。
【００４２】
【表３】
0004015379.tif 000004
【００４３】
剥離テストの結果により、本発明に係るゴム補強用スチールコードは、ゴムとの接着性が良好であることがわかった。また、高速耐久性テストの結果により、本発明に係るゴム補強用スチールコードを使用した空気入りタイヤは耐久性に優れていることがわかった。なお、表３において、撚り合わせスチールコードが１×３×０．２７とは、直径０．２７ｍｍのスチールワイヤーを３本撚り合わせたスチールコードを意味する。
【００４４】
なお、今回開示された実施の形態および実施例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。
【００４５】
【発明の効果】
本発明に係るスチールコードは、銅を含む金属めっきを施し、かつ、コバルト化合物を含むオイルを表面に塗布したスチールワイヤーを撚り合わせて作成されたものであるという独特の構成を採用しており、係る構成により、ゴムとの接着性が改良された。また、本発明に係るスチールコードを使用した空気入りタイヤは、経済的で耐久性に優れたタイヤである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  スチールワイヤーを説明する図である。
【図２】  本発明に係るスチールコードを説明する図である。
【図３】  本発明に係るスチールコードを製造する工程を説明する図である。
【符号の説明】
１  スチールワイヤー、２  オイルの層、４  巻出しドラム、９  巻取りドラム、１０  スチールコード。
【図１】
0004015379.tif 000005
【図２】
0004015379.tif 000006
【図３】
0004015379.tif 000007