JP2004218099A - ゴム被覆コードおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スチールコードに対するゴムの浸透性および接着性を高めて、タイヤ成型時の拡張の際にもコード−ゴム界面において剥離を生じない、タイヤの補強部材に好適に用いることのできるゴム被覆コードおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】スチールワイヤの単線またはスチールワイヤの複数本の撚り合わせ構造からなるスチールコード１と、スチールコード１を被覆するゴム組成物２とからなるゴム被覆コードである。ゴム組成物２が、少なくともスチールワイヤとの界面近傍Ａにおいて加硫または半加硫状態であり、かつ、少なくとも外気と接触する外表面近傍Ｂにおいて未加硫状態である。スチールコード１をゴム組成物２にて被覆した後、スチールコード１に対し電磁誘導加熱を行うことにより、加硫または半加硫状態を形成する上記ゴム被覆コードの製造方法である。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴム被覆コードおよびその製造方法に関し、詳しくは、ゴムの浸透性および接着性を高めることによりゴム−ワイヤ界面の耐剥離性を向上した、タイヤの補強部材に好適に適用可能なゴム被覆コードおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、タイヤの補強部材として、スチールワイヤの単線、またはその複数本を撚り合わせたスチールコードをゴムで被覆してなるゴム−スチールコード複合体が使用されている。このようなスチールコードを用いた補強部材を製造する際には、ワイヤに対する被覆ゴムの浸透性や接着性を確保することが重要となる。
【０００３】
従来のゴム−スチールコード複合体の製造方法の流れ図を、図７に示す。図示するように、スチールコード２１は、複数本並べられた状態で、スチールカレンダ３１において両側をゴムで被覆されてシート状に形成されるが、従来においては、このインシュレーション／コーティング時における付加圧力とゴムの粘度とのバランスを最適化することで、物理的な面からスチールコードに対するゴムの浸透性および接着性の向上が図られてきた。また、被覆ゴムの配合の改良やスチールコードの表面改質等により浸透性および接着性を向上する技術についても種々検討がなされてきており、例えば、特許文献１に記載がある。
【０００４】
しかしながら、従来の方式で製造された補強部材においては、コーティング時のコード内部へのゴム浸透性が不十分となりやすく、タイヤ成型時の拡張の際に、コードを構成するワイヤからゴムが剥離して外気に接触し、加硫後の接着力が低下してしまう問題があった。即ち、図３に示すように、従来方法では、隣接するスチールコード１間の距離Ｄが近いほど、拡張時に反力がコード−コード間の最短距離部のワイヤに集中して、ゴム２の接着力が負けてしまい、剥離が発生してしまうことになるのである。
【０００５】
この場合、剥離の発生の有無に関わる要素としては、ワイヤとゴムとの間の接着力（未加硫ゴムの接着性（金属との親和性を含む））Ａ、および被覆ゴムの粘度Ｂがあり、これらと拡張時の反力との間には以下のような関係がある。
（１）Ａ＞拡張時の反力のとき、ゴムとワイヤは剥離せずに拡張される。
（２）Ｂ＜拡張時の反力のとき、ゴムとワイヤは剥離せずに拡張される。
（３）Ｂ＞拡張時の反力のとき、ゴムとワイヤが剥離してしまう。
（４）Ａ＜拡張時の反力のとき、ゴムとワイヤが剥離してしまう。
【０００６】
従来のゴム−スチールコード複合体の場合、このうち（３）、（４）のケースが大半を占めており、（１）、（２）のケースは、上記コード−コード間距離Ｄが広い場合にのみ確認できた。従って、従来技術では、ワイヤ束へのゴムの浸透および未加硫ゴムの粘着力のいずれもが不十分でワイヤとゴムとの間の接着力Ａが不足しており、また、被覆ゴムの粘度Ｂが高粘度傾向であるためにこの点についても不足していたものと考えられる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−２４５４４０号公報（特許請求の範囲等）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記問題に対して、ワイヤ−ゴム間の接着性を高めて耐剥離性を向上するための手法として、ゴムコーティング直後にセミキュアーを実施することが考えられる。即ち、従来は加硫工程のみにおいて実施していたゴムとワイヤとの界面における化学反応（加硫）による接着を、ゴム被覆の段階で、ワイヤとゴムとの接触面近傍のみあらかじめ１００％かまたはそれ以下で進めてしまうのである。しかしながら、コーティングゴムのゲージが薄いことから、単に加熱により加硫を行うのでは、被覆ゴム全体が加硫されて外表面の粘着性が失われてしまうおそれがあり、その後の製造工程上問題があった。
【０００９】
そこで本発明の目的は、スチールコードに対するゴムの浸透性および接着性を高めて、タイヤ成型時の拡張の際にもワイヤ−ゴム界面において剥離を生じない、タイヤの補強部材に好適に用いることのできるゴム被覆コードおよびその製造方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明者は鋭意検討した結果、セミキュアーの際の加熱方法として電磁誘導加熱方式を用いることにより、ワイヤとゴムとの接着性を確保しつつ、ゴム被覆コード自体の外表面については未加硫のままで粘着性を失わない状態とすることができることを見出して、本発明を完成するに至った。
【００１１】
即ち、本発明のゴム被覆コードは、スチールワイヤの単線または該スチールワイヤの複数本の撚り合わせ構造からなるスチールコードと、該スチールコードを被覆するゴム組成物とからなるゴム被覆コードにおいて、前記ゴム組成物が、少なくとも前記スチールワイヤとの界面近傍において加硫または半加硫状態であり、かつ、少なくとも外気と接触する外表面近傍において未加硫状態であることを特徴とするものである。前記ゴム組成物は、低粘度ゴム組成物であることが好ましい。
【００１２】
また、本発明のゴム被覆コードの製造方法は、上記本発明のゴム被覆コードの製造方法であって、前記スチールコードを前記ゴム組成物にて被覆した後、該スチールコードに対し電磁誘導加熱を行うことにより、前記加硫または半加硫状態を形成することを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の方法においては、前記電磁誘導加熱とともに、前記ゴム組成物の外表面の冷却を行うことが好ましく、また、前記電磁誘導加熱とともに、前記ゴム組成物の外表面に加圧を行うことも好ましい。さらに、前記ゴム組成物による被覆に先立って、前記スチールコードにセメントを含浸させることも好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１に、本発明の一例のゴム被覆コードの断面図を示す。本発明のゴム被覆コードは、スチールワイヤの単線またはスチールワイヤの複数本の撚り合わせ構造からなるスチールコード１と、これを被覆するゴム組成物２とからなる。
【００１５】
本発明においては、ゴム組成物２が、少なくともスチールコード１を構成するスチールワイヤとの界面近傍の領域Ａにおいて加硫または半加硫状態であり、かつ、少なくとも外気と接触する外表面近傍の領域Ｂにおいて未加硫状態となっている。このため、ワイヤに対するゴム組成物の接着性を十分確保した上で、ゴム被覆コード自体の表面の粘着性をも保持することが可能となる。
【００１６】
このようなゴム被覆コードを得るための手法として、本発明においては、電磁誘導加熱の手法を用いる。即ち、スチールコードをゴム組成物にて被覆した後、このスチールコードに対し電磁誘導加熱を施すことで、外部からスチールワイヤ自体を加熱して、ワイヤ側からゴム組成物の加硫を行う。これにより、スチールコードの外表面近傍の領域Ｂについては未加硫のままで、ワイヤとの界面近傍の領域Ａのみのゴム組成物の加硫を行うことが可能となる。実際には、ワイヤに接触した面から加硫が始まり、ワイヤの中心から外層側になるほど加硫度が下がることになるので、加熱時間等を調整することで、最外層について未加硫の状態を保持させ、その後のインシュレーションワイヤ間での接着力を確保することができる。
【００１７】
この際には、電磁誘導加熱とともに、ゴム組成物の外表面を冷却することが好ましい。被覆ゴムは薄いため、短時間のうちに外層部まで加熱、加硫が進展してしまいやすいが、外表面の冷却を併用することで、ワイヤから発生した熱のゴム組成物の最外層部分への熱の伝達を抑えることができるので、外表面近傍の未加硫状態を好適に維持することができ、粘着性をより良好に確保して、その後のシート状部材への組み上げ工程に寄与することができる。
【００１８】
また、電磁誘導加熱とともに、ゴム組成物の外表面に圧力を付与することも好ましい。これにより、ワイヤの発熱によりゴム側から発生するガスを排除して、ガスの滞留により生ずるゴム−ワイヤ間の剥離をより効果的に防止することができるとともに、ゴム組成物のワイヤ束への浸透をよくすることができ、従来のゴムの浸透レベルの維持、助長を図ることができる。
【００１９】
さらに、本発明においては、ゴム組成物による被覆に先立って、スチールコードにセメントを含浸させることが好適である。あらかじめセメントを含浸させておくことによって、ワイヤ束内の絡み合いを増すことができるとともに、加硫時の接着面積を増加させることができる。なお、セメント自体は既知のものを使用することができ、特に制限されるものではない。
【００２０】
図２に、上述した本発明の製造方法に使用することのできる流れ装置の一例を示す。図示する装置において、スチールコード１は、最初に、セメント塗布・乾燥装置１１にてセメント中に浸漬、乾燥される。これにより、スチールコード１のワイヤ間へのゴム組成物の含浸が助長されるとともに、加硫時の面積が確保される。
【００２１】
セメント含浸後のスチールコード１は、次いで、ゴム押出機１２において低粘度ゴム組成物２（図示せず）により被覆され、その後、電磁誘導加熱装置１３中に導入されて、ワイヤとゴムとの接触面およびその近傍のみについて加硫（半加硫）される。この際、電磁誘導加熱装置１３とともに冷却装置１４および連続加圧装置１５を同時に使用して、ゴム組成物の外表面を冷却および加圧することで、より良好な部分加硫状態を実現するとともに、ゴム組成物の浸透性の向上、剥離防止等を図ることができる。
【００２２】
本発明のゴム被覆コードは、上記のような手法により被覆ゴムにおける部分的な加硫状態を実現した点に特徴を有するものであり、それ以外の、ゴム組成物やスチールコード自体の物性等については、特に制限されるものではない。
【００２３】
例えば、ゴム組成物のゴム成分としては、通常の天然ゴム（ＮＲ）や、スチレン・ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、塩素化ブチルゴムや臭素化ブチルゴム等のハロゲン化ブチルゴム、エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム等の一般に用いられている各種合成ゴムの中から適宜１種または２種以上を選択して用いることができるが、本発明においては、特に、低粘度のゴム組成物を使用することが好ましい。被覆ゴムとして、拡張の際に被覆ゴムが追随できる程度の低粘度ゴム組成物を用いることで、図４（イ）に示すような拡張時におけるワイヤ−ゴム界面の剥離の発生をより確実に防止することができる（図４（ロ）参照）。
【００２４】
また、ゴム組成物に配合する添加剤としては、一般に用いられているものを適宜使用することができ、特に制限されない。例えば、カーボンブラックやシリカ等の増量や補強を目的とした充填剤、亜鉛華等の加硫促進助剤、ステアリン酸等の滑剤などを、常法に従い適宜配合量にて用いることができる。
【００２５】
【実施例】
以下、実施例により本発明を説明する。
実施例
タイヤ用として汎用されているゴム組成物２およびスチールコード１（１×５構造、素線径１．７ｍｍ）を用いて、図２に示す装置において、図５（イ）に示すようなゴム被覆コードを作製した。被覆厚は０．７ｍｍとし、電磁誘導加熱装置１３としては出力１．０Ａのものを用いた。加熱時間は４０秒程度であった。連続加圧装置１５の圧力は４９０ｋＰａとし、冷却装置１４の冷媒としては圧縮空気を用いた。
【００２６】
得られたゴム被覆コードをタイヤの補強部材として適用し、成型工程における拡張後の断面を観察したところ、図５（ロ）に示すような状態であり、コード内のワイヤとゴムとが密着していて、外気やガスの浸入はなかった。
【００２７】
比較例
実施例と同様のゴム組成物２およびスチールコード１を用いて、図７に示す装置において、ゴム被覆コードを作製した（図６（イ）参照）。被覆厚は０．７ｍｍとした。
【００２８】
得られたゴム被覆コードをタイヤの補強部材として適用し、成型工程における拡張後の断面を観察したところ、図６（ロ）に示すような状態であり、ゴムがコードから剥離して、外気やガスが浸入していた。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、スチールコードに対するゴムの浸透性および接着性を高めて、タイヤ成型時の拡張の際のワイヤ−ゴム界面における剥離、即ち、加硫前に外気、ガスに暴露されることを防止することができ、所期の接着力を確保して、タイヤの補強部材に好適に用いることのできるゴム被覆コードおよびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一例のゴム被覆コードを示す断面図である。
【図２】本発明に係る製造装置を示す概略説明図である。
【図３】従来のゴム−スチールコード複合体のコード−コード間を示す断面図である。
【図４】（イ）は、拡張により被覆ゴムがコードから剥離した状態を示す断面図であり、（ロ）は、密着を維持している状態を示す断面図である。
【図５】（イ）は、実施例のゴム被覆コードを示す斜視図であり、（ロ）は、その拡張後の状態を示す斜視図である。
【図６】（イ）は、比較例のゴム被覆コードを示す斜視図であり、（ロ）は、その拡張後の状態を示す斜視図である。
【図７】従来の製造装置を示す概略説明図である。
【符号の説明】
１ スチールコード
２ ゴム組成物
１１ セメント塗布・乾燥装置
１２ ゴム押出機
１３ 電磁誘導加熱装置
１４ 冷却装置
１５ 連続加圧装置
２１ スチールコード
３１ スチールカレンダ

Claims (6)

1. スチールワイヤの単線または該スチールワイヤの複数本の撚り合わせ構造からなるスチールコードと、該スチールコードを被覆するゴム組成物とからなるゴム被覆コードにおいて、前記ゴム組成物が、少なくとも前記スチールワイヤとの界面近傍において加硫または半加硫状態であり、かつ、少なくとも外気と接触する外表面近傍において未加硫状態であることを特徴とするゴム被覆コード。
2. 前記ゴム組成物が、低粘度ゴム組成物である請求項１記載のゴム被覆コード。
3. 請求項１または２記載のゴム被覆コードの製造方法であって、前記スチールコードを前記ゴム組成物にて被覆した後、該スチールコードに対し電磁誘導加熱を行うことにより、前記加硫または半加硫状態を形成することを特徴とするゴム被覆コードの製造方法。
4. 前記電磁誘導加熱とともに、前記ゴム組成物の外表面の冷却を行う請求項３記載のゴム被覆コードの製造方法。
5. 前記電磁誘導加熱とともに、前記ゴム組成物の外表面に加圧を行う請求項３または４記載のゴム被覆コードの製造方法。
6. 前記ゴム組成物による被覆に先立って、前記スチールコードにセメントを含浸させる請求項３〜５のうちいずれか一項記載のゴム被覆コードの製造方法。

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