JP2004277968A

JP2004277968A - Steel cord and pneumatic radial tire

Info

Publication number: JP2004277968A
Application number: JP2003074583A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Uryu; 知幸瓜生
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2003-03-18
Filing date: 2003-03-18
Publication date: 2004-10-07
Anticipated expiration: 2023-03-18
Also published as: JP4053910B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To disperse the appearance of a scraped off part of plating to the surface of a cord and maintain the process-passing property of a cord material well in the production processes of a tire. <P>SOLUTION: This wrapping-less steel cord 1 has a polygonal cross section of the cord obtained by twisting all of the filaments 11, 13, 15 in a same direction with an almost same pitch. The line diameter of the filament is 0.15-0.30 mm. The diameter of the core filament is equal to or thicker than that of the sheath filaments, and at least the filament 15 constituting the outermost layer sheath 14 has a twist in filament axis direction. Also, the profile-forming rate of the filaments 15a constituting the corner part of the outermost layer sheath 14 is 65-80 % and the profile-forming rate of the filaments 15b forming other than the corner part is 90-100 %. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スチールコード及び空気入りラジアルタイヤに関し、主として空気入りラジアルタイヤのカーカスやベルトの補強材として適用されるスチールコードの改良、及びそのスチールコードを用いた耐久性に優れる空気入りラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
トラック・バス用又はライトトラック用などの空気入りラジアルタイヤのカーカスプライには、従来より２層撚りや３層撚り、例えば３＋９＋１、３＋９＋１５＋１構造のスチールコードが広く使用されている。これらのスチールコードでは、コードを構成するフィラメント同士の接触及びラッピングワイヤとコードとの接触によるフレッチング摩耗によってフィラメント断面積が減少し、コード強力の低下を起こすことが知られている。
【０００３】
このフレッチングによる耐疲労性低下を改善するものとして、１本のスチールフィラメントからなるコアの周囲に２層以上の同軸層（シース）を有し、この同軸層を同一方向、同一ピッチで撚り合わせて各フィラメント間の線接触化を図るコンパクト撚り構造のスチールコード、すなわち１×１９＋１構造等のいわゆる束撚りスチールコード（例えば、特許文献１。）、また、１本のコアと、コアのまわりに配列した６本のフィラメントからなる内層シースと、内層シースの外接円上に配置され得るだけの数より１本ないし２本少ないフィラメント数を外層シースに有する３層よりスチールコードにおいて、内層シースと外層シースを同一方向、異ピッチで撚り合わせ、更にラップフィラメントの存在しないスチールコード（例えば、特許文献２。）が開示され、フレッチング摩耗の低減とコードの拘束性を維持してタイヤの耐久性を向上することが行われている。
【０００４】
【特許文献１】
実公平３−２９３５５号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開平８−２３２１７９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、スチールコードは、その製造過程においてフィラメント表面に傷を受けてめっき削れを発生することがあり、このめっき削れがスチールコードとゴムとの接着不良を起こし、また耐腐蝕疲労性にも悪影響を及ぼし、タイヤのセパレーションや接着不良部でのコード破断などのタイヤ故障の原因になっていることがある。
【０００７】
このめっき削れには、主として、（１）めっき被覆後フィラメントの最終伸線工程において受ける表面傷によるもの、（２）コード撚り線工程でのローラやプーリー等を通過する際に生じるフィラメント及びコード表面に受ける擦過傷によるものがあり、特に、（１）の伸線ダイスやプーリーの傷や摩耗、伸線ルブリカント中の異物等に原因する伸線工程中に生じるフィラメント表面の傷が顕著であり、図３に示すようにフィラメントｆの長手方向に深く、大きな傷を生じめっき削れＣの要因になっている。しかも、このめっき削れＣは肉眼でのチェックが困難な場合が多く、そのままスチールコードに撚り合わされてしまうことから接着不良問題の潜在的な原因となっている。
【０００８】
束撚りスチールコードをチューブラー型撚り線機によって製造する場合、撚り線によりスチールコード１０の各フィラメントに「捻り」が入らないため、上記めっき削れＣを生じたフィラメントｆを用いてしまうと、図８のコード側面図に示すように、めっき削れＣがフィラメントｆ表面の一線上にそのまま現れ、コード１０表面の長手方向に延々と続いて出現することになる。
【０００９】
そこで、上記めっき削れＣのコード表面への出現を長手方向で分散させるため、フィラメントに予め「捻り」を入れて撚ることが考えられるが、フィラメントに単に「捻り」を入れて撚るだけではフィラメントに残留応力が残り、ゴム被覆後のスチールコード反を裁断した際にフィラメントの残留応力が解放されコードに回転トルクが発生しシートに「反り」や「波打ち」等を生じて平坦性を損ない、コード材料の工程通過性を悪化させ、時には工程トラブルによる材料損失や製品不良、また生産性を大きく低下させるという問題がある。
【００１０】
また、バンチャー型撚り線機を用いる場合は、撚り線時に各フィラメントに「捻り」が入ることから、めっき削れは撚り線によって自動的にフィラメント周上で螺旋状（図４参照）となりコード長手方向に分散されることになる。しかし、「捻り」によりフィラメントに残る残留応力によってコードの安定性が悪化するため、撚り線前の各フィラメントに逆方向の「捻り」を入れて撚り線後のフィラメントには「捻り」が残らないようにしている。従って、コードに撚り上げられた後のフィラメントでは「捻り」が除去され、やはり前記チューブラー型撚り線機の場合と同様にめっき削れがコード表面の長手方向に延々と現れることになる。
【００１１】
上記めっき削れを表面に生じたスチールコードをタイヤに使用すると、めっき削れ部での接着力が十分でないため走行早期に接着破壊を起こしやすく、特にカーカスに用いた場合は接着不良部がタイヤラジアル方向に連続的に存在することになり、またフィラメントの地鉄が露出し耐腐蝕疲労にも悪影響する。中でも、繰り返し変形を受けやすいサイド部において発生した接着破壊が、めっき削れに沿ってラジアル方向及び周方向に伝播、拡大しセパレーションを発生し、また接着破壊部でのフィラメント切れからのコード破断の原因となり、このめっき削れがタイヤ故障のイニシエーションになっていることがある。
【００１２】
本発明は、タイヤ製造工程において工程通過性の低下を伴いやすいラッピングレスの束撚りスチールコードにおいて、上記スチールコード表面に延々と現れるめっき削れに起因する問題を解決するものであり、束撚りスチールコードの撚り線方法を改善することでコード表面に現れるめっき削れを分散させゴムとの接着性を改善し、かつタイヤ製造工程におけるコード材料の工程通過性を良好に維持することのできるスチールコード、及びそのスチールコードを補強材として適用した、中でもカーカスに適用した耐久性に優れる空気入りラジアルタイヤを提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、１〜３本のコアフィラメントからなるコアと、前記コアの周囲に配された複数のフィラメントからなる１層以上のシースからなり、前記コア及びシースを構成する全てのフィラメントが同一方向に、ほぼ同一ピッチで撚られたコード断面輪郭が多角形状であるラッピングレスのスチールコードであって、前記コアフィラメント及びシースフィラメントの線径が０．１５〜０．３０ｍｍであり、コアフィラメント径はシースフィラメント径と等しいかそれよりも太く、前記スチールコードの少なくとも最外層シースを構成するフィラメントが該フィラメント軸方向に捻りを有し、かつ、前記スチールコード断面輪郭の多角形状における前記最外層シースの角部を構成するフィラメントの型付け率が６５〜８０％であり、前記角部以外を構成するフィラメントの型付け率が９０〜１００％であることを特徴とするスチールコードである。
【００１４】
この発明のスチールコードによると、最外層フィラメントが捻りを有してコードを形成するので、たとえ伸線工程においてめっき削れの発生したフィラメントがコードに用いられたとしても、めっき削れは最外層フィラメントの捻れに従って軸方向に螺旋状となり、コード表面に現れるめっき削れがフィラメント軸方向に分散されることで、コード表面の長手方向にめっき削れが延々と出現することがなくなる。
【００１５】
また、捻りを有することでフィラメントに発生する残留応力は、最外層シースフィラメントの型付け加工による塑性変形と、その角部と角部以外のフィラメントとをそれぞれ所定の型付け率で型付けすることによって、残留応力を除去し、かつ角部と角部以外のフィラメントの相互作用によりコードを拘束すると共に互いの動きを抑制し、ラッピングを有さないスチールコードの形態安定性を確保しゴム被覆時のカレンダー工程でのコード乱れやスチールコード反の「反り」等の問題を発生することなくコード材料の工程通過性を良好に維持することができる。
【００１６】
この角部と角部以外のフィラメント型付け率の組み合わせは、上記範囲に設定する必要があり、少なくとも一方が外れるとフィラメント同士の相互作用のバランスが崩れスチールコードの形態安定性を失いコードからラッピングワイヤを除去することができず、またカレンダー時のコード乱れに基づく耐久性の低下を招く。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、前記スチールコードがチューブラー型撚り線機を用いて撚り合わされ、その最外層シースを構成するフィラメントが、撚り合わせ前に予めフィラメント軸方向の捻りが付与されていることを特徴とする請求項１に記載のスチールコードである。
【００１８】
この発明のスチールコードでは、予め捻りが付与されたフィラメントがチューブラー型撚り線機に供給されるので、めっき削れはフィラメントの捻れに従ってフィラメント周上で螺旋状となって撚り線後の最外層フィラメントに現れるめっき削れはフィラメント軸方向に分散され、コード表面の長手方向にめっき削れが延々と出現することがなくなる。また、フィラメントの捻り回数を変更することにより、コード表面に現れるめっき削れの分布状態を調整することも可能となる。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、前記スチールコードがバンチャー型撚り線機を用いて撚り合わされたことを特徴とする請求項１に記載のスチールコードである。
【００２０】
この発明のスチールコードでは、撚り線工程において自動的にフィラメントに捻りが入るので、めっき削れの発生したフィラメントが用いられたとしても、最外層フィラメントのめっき削れは撚り線時のフィラメント捻れによって螺旋状となりコード表面に分散され、コード表面の長手方向にめっき削れが延々と出現することがない。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載のスチールコードをタイヤの少なくとも一部の補強材として適用したことを特徴とする空気入りラジアルタイヤである。
【００２２】
この発明の空気入りラジアルタイヤでは、めっき削れがタイヤ中で分散されることにより、めっき削れに原因するセパレーションやコード破断の発生、耐腐蝕疲労性の低下を抑制し、タイヤの耐久性を向上することができる。
【００２３】
請求項５に記載の発明は、前記スチールコードをカーカスに適用したことを特徴とする請求項４に記載の空気入りラジアルタイヤである。
【００２４】
この発明の空気入りラジアルタイヤでは、タイヤ転動時に繰り返しの圧縮、引張歪を受け変形しやすいカーカスプライにおける上記めっき削れに基づく耐久性低下及びフレッチングによる強力低下を改善し、またカーカスコードの乱れやタイヤ精度の不良による故障発生を防ぎ、タイヤライフの大幅な長寿命化を図ることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２６】
（第１の実施形態）図１は本発明の一実施形態を示す１×１９構造のスチールコード１の断面図であり、図２はその側面図を示すものである。
【００２７】
スチールコード１は、コードの中心構造である１本のストレート状のコアフィラメント１１と、コアフィラメント１１の周囲に配された内層シース１２を構成する６本のフィラメント１３と、内層シース１２の周囲に配された外層シース１４を構成する１２本のフィラメント１５とで構成されている。
【００２８】
スチールコード１は、コアフィラメント１１とその周位に配された内層及び外層シース１２，１４のフィラメント１３，１５とが全て同一方向、同一ピッチで一回の撚り工程で撚り合わされ、図に示すようにコード断面輪郭が略六角形状をなすものである。
【００２９】
上記スチールコード１を構成するコアフィラメント径ｄｃ及びシースフィラメント径ｄｓは０．１５〜０．３０ｍｍであり、コアフィラメント１１にはシースフィラメント１３，１５と等しいかそれよりも太い線径のフィラメントが用いられている。
【００３０】
フィラメント径ｄｃ、ｄｓを上記範囲とすることで、コード強力と耐疲労性を両立して確保しタイヤの補強材として適したものとすることができる。また、これらのフィラメント１１，１３，１５は線径が全て同じ径であっても、異なる径の組み合わせであってもよく、コア及び同一シース内に異なる径のフィラメントを含んでいてもよい。
【００３１】
また、コアフィラメント径ｄｃをシースフィラメント径ｄｓより若干太い線径とすることで、シースフィラメント１３，１３間及び１５，１５間にわずかの隙間を設けてフィラメント同士の接触圧を下げ耐フレッチング性をより向上し、またコード１内部へのゴム侵入性も改善されることで耐腐蝕疲労性の向上に寄与することもできる。しかし、両者の差をあまり大きくするとシース１２，１４内でフィラメントが動きやすくなり、フィラメントの偏りを生じて逆に耐疲労性の低下を招くことになり、両者の線径比（ｄｃ／ｄｓ）は、１．０３〜１．２５程度であり、より好ましくは１．０３〜１．１５の範囲である。
【００３２】
上記各スチールフィラメント１１，１３，１５は、炭素含有量が０．７０〜０．８５重量％である高炭素鋼（例えば、ＪＩＳ規定のピアノ線材又は硬鋼線材）からなり、ゴムとの接着を確保するために銅比率が６２〜６８％で、めっき層の平均厚みが０．１５〜０．３０μｍのブラスめっきで被覆されている。
【００３３】
このブラスめっきは、最終伸線前のフィラメントにめっき被覆が施された後、スチールフィラメント用の湿式伸線機を用いて十〜数十枚の伸線ダイスによって伸線加工され最終フィラメント径に仕上げられるが、図３に示すように、ダイスやプーリーに傷や摩耗があるとフィラメントｆがこのダイスやプーリーを通過する際にフィラメント表面に傷を受けて薄いめっき層が剥離され、めっき削れＣがフィラメントｆの長手方向同一線上に延々と発生することは従来技術で説明した通りである。
【００３４】
上記スチールコード１をチューブラー型撚り線機を用いて撚り合わせる場合に基づき以下に説明する。
【００３５】
この場合、外層シース１４を構成するフィラメント１５の全てが、撚り線機に供給される前に予め「捻り」が付与されたものが用いられている。すなわち、シース用フィラメント１５は、予め所定の捻回ピッチで自転され軸方向に「捻り」が付与されたフィラメントである。
【００３６】
従って、図４に示すように、めっき削れＣがフィラメントｆ’の「捻り」（図４ではフィラメント長さ１００ＦＤ当たり１回の捻りを付与した場合で、その軌跡を一点鎖線Ｔで示す。ＦＤはフィラメント径である。）に従ってフィラメント周上で螺旋状に回転しながら発生し、フィラメントｆ’を正面から見ると所定の間隔を置いてめっき削れＣがフィラメント正面側に現れることになる。
【００３７】
チューブラー型撚り線機では、撚り線時に各フィラメントに捻れが入らずに撚り合わされるので、コード１に使用される外層シース用フィラメント１５に、この「捻り」を付与されたフィラメントｆ’を適用することで、たとえめっき削れを生じたフィラメントを用いたとしても、図４に示すフィラメントｆ’のめっき削れＣがそのままの分散状態で撚り合わされ、図２に示すようにスチールコード１表面の所々に現れるのみとなり、ゴムとの接着性、耐腐蝕疲労性を従来よりも格段に改善することができるようになる。
【００３８】
上記チューブラー型撚り線機の場合は、上記外層シース用フィラメント１５に供給するフィラメントの捻り回数を調整し、めっき削れ出現の程度を調整することができる。また、外層シース１４を構成する各フィラメント毎に捻り回数の異なるフィラメント１５を使用し、めっき削れの分布状態を変化させることも可能である。
【００３９】
このフィラメント１５に「捻り」を付与するためのフィラメント捻り回数は特に限定されるものではないが、フィラメント径ＦＤに基づく場合はフィラメント長さ１００ＦＤ間に「捻り」が０．３〜５回程度であり、或いはコードの撚りピッチ長さＰに基づく場合は１Ｐ当たり０．３〜５回程度であって、好ましくは１００ＦＤ間に０．５〜３回、１Ｐ当たり０．５〜３回程度である。捻り回数が少ないとフィラメント軸に対するめっき削れＣの螺旋傾斜が小さく接着性改善の効果が得難く、逆に多すぎると捻り加工による鋼材の加工硬化を生じ、材料自体の耐疲労性低下を招き好ましくない。
【００４０】
「捻り」を付与する方法は、最終伸線機と巻き取り装置の間に捻り付与装置を設けてフィラメントに「捻り」を入れる方法、また、一旦リールに巻き取った最終伸線後のフィラメントに「捻り」を入れながら巻き返すもの、また、撚り線時にフィラメントを引き出しながら「捻り」を入れ撚り合わせる方法をとってもよい。
【００４１】
しかしながら、上記フィラメントに「捻り」を入れる場合、フィラメントを均一に塑性変形させ捻り加工することが難しく金属内に残留応力が発生するのを避けることができない。このため、コード撚り線後のフィラメントにも残留応力が残り、スチールコードに回転トルクが残った状態となってコードの形態安定性や取り扱い性を悪化させることになる。
【００４２】
そこで本発明のスチールコード１では、その断面輪郭の略六角形状において、外層シース１４の１２本のフィラメント１５の内、六角形状の角部を構成するフィラメント１５ａと角部以外を構成するフィラメント１５ｂに型付け率の異なるフィラメントを配置している。すなわち、角部を構成するフィラメント１５ａの型付け率Ｈａが６５〜８０％であり、角部以外を構成するフィラメント１５ｂの型付け率Ｈｂが９０〜１００％である。
【００４３】
フィラメントの型付け加工は、例えば、チューブラー撚り線機に付属する型付け装置により、装置上に設けた略直線状の複数ピンの間にフィラメントを通して加工するものが挙げられ、その型付け率の調整は、ピンの径、間隔、本数、押し込み量、フィラメントの張力を選択し決定することができる。
【００４４】
上記「捻り」が付与されることでフィラメントに発生する残留応力は、フィラメントに型付け加工を施すことで新たな螺旋状の塑性変形が与えられ「捻り」による残留応力の大半を除去することができる。さらに、最外層シースの略六角形状の角部フィラメント１５ａと角部以外のフィラメント１５ｂとをそれぞれ異なる型付け率で型付けすることで、両者の相互作用により残余の残留応力を相殺し、スチールコードの形態安定性を確保することができ、また経時変化の発生を抑えることもできる。
【００４５】
さらに、角部フィラメント１５ａと角部以外のフィラメント１５ｂとをそれぞれ所定の型付け率で型付けすることによって、フィラメント１５ａ，１５ｂの相互作用によりコード１を拘束し断面形状を安定化させると共に互いのフィラメント動きを抑制し、ラッピングを有さないスチールコード１の形態安定性を確保することができる。
【００４６】
これにより、ゴム被覆時のカレンダー工程でのコード乱れや被覆後のスチールコード反を裁断した際のシートの「そり」や「波打ち」の発生を抑えてシートの平坦性を保ち、タイヤ製造工程におけるコード材料の工程通過性を良好に維持すると共にコード乱れによる耐久性の低下を防ぐことができる。
【００４７】
ここで、外層シース１４の角部を構成するフィラメント１５ａの型付け率Ｈａが６５〜８０％であると、図５（ａ）に示すように、コード１が長尺の状態にある時は内側のフィラメント１１，１３を応力Ｆ１で締め付けてコード１全体を拘束してコード断面形状を維持しカレンダー時の形態安定性を保つことができる。しかし、コード１が切断された時は切断端部においてフィラメント１５ａの締め付け応力Ｆ１が解放され端部からフィラメント１５ａが解け広がろうとする力が発生しコード１にばらけ（フレアー）を生じようとする。
【００４８】
ここで、角部以外を構成するフィラメント１５ｂの型付け率Ｈｂが９０〜１００％であると、コードが長尺の状態では内側のフィラメント１１，１３を締め付ける力は比較的小さいが、隣接するフィラメント１５ａに対して応力Ｆ２（点線矢印）が作用しフィラメント１５ａが内側フィラメント１１，１３を押さえすぎるのを防ぎコード断面形状を良好にしている。また、コード１が切断された時は、図５（ｂ）に示すように、フィラメント１５ｂの応力Ｆ２はフィラメント１５ａのコード１から解け広がろうとする反発応力Ｆ３を両側から押さえる作用をし、コード１のフレアーや自転性（残留トーション）を抑えることができる。これによって、動こうとするフィラメント１５ａとそれを抑えようとするフィラメント１５ｂとが相互にバランスを保って作用し、長尺コード時及び切断時のコード端部の形態を安定に保つことができ、取り扱い性を損なうことなく工程通過性を良好に維持することができるようになる。
【００４９】
上記フィラメント１５ａの型付け率Ｈａが６５％未満であると、「捻り」によるフィラメントの残留応力を除去することができずコード１に回転トルクが残り、またコード切断時の反発力が大きくなりフレアー、残留トーションを発生しゴム被覆後シートの裁断時に「反り」、「波打ち」等が生じやすく、Ｈａが８０％を超えると内側フィラメント１１，１３に対する拘束力が不足しコード１の断面形状を保持することが困難となる。
【００５０】
また、フィラメント１５ｂの型付け率Ｈｂが９０％未満であるとコード切断時のフィラメント１５ａの反発力を抑えることができず、かつ自らもコード１から解れ広がろうとする力を生じてコードのフレアーを一層大きくする。Ｈｂが１００％を超えると応力Ｆ２が不足しフィラメント１５ａの内層フィラメントの押さえすぎを防ぐことができず、また一部のフィラメント１５ｂがコード１から突出したり、コードが所々でルーズ状態になりやすくゴム被覆時のカレンダー工程でスチールコード１が溝付きロールから脱線したり、カレンダーロール上でコードが振動しコードの乱れが発生しやすくなる。
【００５１】
ここで、外層シース１４の角部のフィラメント１５ａの型付け率Ｈａが角部以外のフィラメント１５ｂの型付け率Ｈｂよりも小さく設定することが必要がある。これは、本発明のコード断面輪郭が特有の六角形状を有するため、内層フィラメント１３，１３間の谷間に落ち込むようになるフィラメント１５ｂの型付け率が小さいと、撚り線時にフィラメント１５ｂがこの谷間両側の内側フィラメント１３，１３を圧迫しながら撚り合わされ、同時にフィラメント１５ａの内側への拘束力が不足し、コード断面形状の形崩れや内外層フィラメントの入れ替わりを発生し、均一な撚り状態を形成することができないという理由によるものである。
【００５２】
なお、この形付け率Ｋは、Ｋ（％）＝（Ｓｄ／Ｄ）×１００に定義されるもので（Ｄ＝コードの外接円径、Ｓｄ＝コードをほぐしたフリー状態でのフィラメントの螺旋外径）、本実施形態のようにコード断面が略六角形である場合、図６に示すように、外層シース１４の角部を構成するフィラメント１５ａの型付け率Ｈａは、Ｈａ（％）＝（Ｓｄａ／Ｄａ）×１００、角部以外を構成するフィラメント１５ｂの型付け率Ｈｂは、Ｈｂ（％）＝（Ｓｄｂ／Ｄｂ）×１００で表される。
【００５３】
バンチャー型撚り線機を用いてスチールコード１を製造する場合は、予め「捻り」を付与したフィラメントが不要であるという利点がある。但し、めっき削れのコード表面への出現が撚りピッチ長さによって決まり、１ピッチにつき１回の頻度でめっき削れがコード表面に現れその分散状態にも制限がある。
【００５４】
しかし、バンチャー型撚り線機では、撚り線効率を高めることができるので、スチールコードの生産性の観点からは好ましく、また、最外層シースフィラメントに上記型付け率を適用することで、コードの形態安定性を確保できるのはもちろんのことである。
【００５５】
（第２の実施形態）図７は、第２の実施形態である空気入りラジアルタイヤ５の横半断面図である。図において、空気入りラジアルタイヤ５は、トレッド部５１とサイドウォール部５２とビード部５３とからなり、１枚のスチールコードプライからなるカーカス６がタイヤ５の周方向に対して実質的に９０°で配され、トレッド部５１からサイドウォール部５２を経てビード部５３のビードコア５４を巻き込むように折り返されてコード端部６１が係止されている。トレッド部５１にはカーカス６の外側にスチールコードからなる４層のベルトプライ７がタイヤ周方向に角度を持って配設されている。
【００５６】
空気入りラジアルタイヤ５のカーカス６に適用されるスチールコードは、上記第１の実施形態において説明した図１に示す１×１９構造のスチールコード１であり、コアフィラメント１１は線径０．２０ｍｍ、シースフィラメント１３，１５は全て線径が０．１８ｍｍであって、全てのフィラメントがＳ方向にピッチ１８．０ｍｍで撚り合わされた束撚りコードである。
【００５７】
このスチールコード１の外層シース１４に用いられるフィラメント１５は、予めＺ方向の「捻り」がフィラメント長さ１８ｍｍに対して１回の割合で付与されたもので、図４に示すようにめっき削れＣが１８ｍｍピッチでフィラメント１５周上の表面に現れ、図２に示すようにめっき削れＣがコード１の外周上で分散され所々でコード表面に現れるようになっている。
【００５８】
また、スチールコード１は、外層シース１４の略六角形状の角部を構成するフィラメント１５ａの型付け率Ｈａが７５％であり、角部以外を構成するフィラメント１５ｂの型付け率Ｈｂが９５％で型付けされているので、上記第１の実施形態で説明したようにコードの形態安定性が良好であり、その製造工程においてコード材料の工程通過性が良好に維持され、タイヤ生産性や品質を維持している。
【００５９】
従って、空気入りラジアルタイヤ５は、タイヤ故障のイニシエーションとなるめっき削れがカーカスコード上のラジアル方向に分散されることで、接着不良部分が特定のカーカスコード外周に沿って連続的に出現することが避けられる。
【００６０】
これにより、タイヤ転動中に繰り返し変形を受けやすいサイド部を始めとし、めっき削れ部分において接着破壊が発生したしても、コード長手方向、すなわちタイヤのラジアル方向への接着破壊の伝播、周方向への拡大を抑制し、めっき削れに起因するセパレーションや接着破壊部でのフィラメント切れからのコード破断を未然に防ぐことができる。
【００６１】
また、カーカスコードの乱れによる特定コードへの応力集中を防ぎコード破断を防止し、かつフレッチングによるコード強力低下を低減し空気入りラジアルタイヤの耐久性を著しく向上することができる。
【００６２】
（実施例）
次に本発明を実施例によって具体的に説明する。
【００６３】
表１及び表２に記載する、断面形状が図１に示される１×１９×０．１８構造（コアフィラメント径は０．２０ｍｍ）の各スチールコードを通常のチューブラー型撚り線機を用いて、Ｓ方向に、ピッチ１８ｍｍで撚り合わせて製造した。
【００６４】
これらのスチールコードに使用した各フィラメントは、ＪＩＳ規定のピアノ線材ＳＷＲＳ８２Ａ相当の５．５ｍｍロッドに熱処理、伸線加工を繰り返して、表面にブラスめっき（銅比率６４％、めっき付着量４．５ｇ／Ｋｇ）を施した後、通常の湿式伸線機を用いて伸線加工して線径０．２０ｍｍと０．１８ｍｍに仕上げたものである。
【００６５】
各実施例（表１）及び比較例（表２）に記載の各スチールコードは、外層シースフィラメントに予め「捻り」加工を施したものと未加工のものを用い、また、外層シースの略六角形状の角部のフィラメント型付け率Ｈａ及び角部以外のフィラメント型付け率Ｈｂは、チューブラー撚り線機に付属する複数の型付けピンを備えた型付け装置によって表に示すそれぞれの値に型付け加工を施した。
【００６６】
なお、「捻り」加工は、巻き返し装置を用い、リールに巻かれた最終伸線後フィラメントを巻き取りリールを回転させながら巻き返し、フィラメント長さ１８ｍｍ当たり２回の割合でＺ方向に付与した。また、リールに巻かれたフィラメントを小型のバンチャー機内にセットし、フィラメントを引き出しながらフィラメント長さ１８ｍｍ当たり２回の割合でＺ方向に「捻り」を付与し撚り線機に供給する方法もある。
【００６７】
試作した各スチールコードについて、コード撚り状態、工程性及びカーカスプライにスチールコードを適用した試作タイヤの耐久性能について下記方法に従い評価し、その結果を表１、表２に示す。
【００６８】
なお、試作タイヤは、タイヤサイズ１１Ｒ２２．５１４ＰＲ、カーカスプライのスチールコード打ち込み数は１３本／２５ｍｍである。ベルト構成は各試作タイヤにおいて共通とし、カーカス層に隣接する１番〜３番ベルトが３×０．２０＋６×０．３５構造のスチールコードを打ち込み数１２本／２５ｍｍ、４番ベルトは１×５×０．３８構造のスチールコードを打ち込み数１２本／２５ｍｍでタイヤ周方向に対して２０°で２，３番ベルト層を交差させ配設した４枚ベルト構造を用いた。
【００６９】
評価方法）
（１）コード撚り状態：目視により、撚りムラの発生（コード径及び撚りピッチの乱れ、フィラメントの突出や入れ替わり、ルーズ性）、コード断面形状の均一性を総合評価し、問題のないものを「○」、前記のいずれかに異常のあるものを「×」と評価した。
【００７０】
（２）カレンダー加工時のコード乱れ：撚り線後３０日経過した各スチールコードを通常のスチールコード用カレンダー装置を用いて、打ち込み密度１３本／ｍｍでシート幅１ｍにゴム被覆加工を行った時のコード配列の乱れ及びコード交差の発生の有無を評価した。
【００７１】
（３）シート裁断工程性：上記（２）でゴム被覆加工した後３日経過したシートを、ギロチン式裁断機を用いてコード方向に対して９０°、長さ１ｍに裁断したシートの平坦性を評価した。平坦性が良好でトラブルの全くなかったものを「良好」、シート端部に「反り」の発生があり一時的に工程が中断したが、裁断精度（角度、長さ）の低下や後工程に問題のなかったものを「△」、シート端部に大きな「反り」が発生し工程を中断するトラブルの発生、裁断精度の著しい低下のあったものを「×」と評価した。
【００７２】
（４）タイヤ耐久性：室内ドラム試験機（ドラム径１．７ｍ）を用いて下記条件で２０万Ｋｍの走行試験を行い、完走の成否と走行後のタイヤを解体し故障状態を観察し評価した。
ドラム試験条件：速度＝６０Ｋｍ／ｈ
内圧＝９００ＫＰａ
荷重＝ＪＡＴＭＡ規定の最大荷重の８８％
周辺温度＝３８±３℃
【表１】

【００７３】
【表２】

【００７４】
表１に示す通り、実施例はいずれも外層フィラメントに捻りを有し、かつ請求範囲内の型付け率にあることからコード材料の工程通過性に問題がなく、その結果タイヤ品質も良好となり、またいずれもドラム走行を２０万Ｋｍ完走し、解体調査でも異常が認められずタイヤ耐久性に優れていることが分かる。
【００７５】
実施例に対して、比較例１は従来の外層フィラメントに「捻り」が付与されていないコードであり、工程性に問題はないが、２０万Ｋｍ完走後のタイヤにセパレーションの発生が確認され、耐久性は実施例のタイヤがより優れている。
【００７６】
比較例２のコードは、型付け率Ｈａが大きいためにコードの拘束性が不足しカレンダー加工時にコード断面が崩れ形状不安定となり、また比較例３のコードは、型付け率Ｈｂが大きすぎてフィラメントが所々でコードから突出し、比較例７はＨａ，Ｈｂ共に大きくコードが所々でルーズ状となり、いずれもカレンダー時のロールからの脱線やコードの振動によるコード配列の乱れを発生し、ドラム試験中にコード乱れに起因するコード破断を発生し、２０万Ｋｍ走行が未完走であった。
【００７７】
比較例４、５のコードは型付け率ＨａまたはＨｂのいずれかが小さすぎるために型付け率の両者のバランスが悪く、シート裁断時のフィラメント反発力を抑えることができず「反り」を発生し、工程性に問題がある。比較例６のコードは型付け率Ｈａ，Ｈｂ共に小さすぎるため、内層フィラメントの締め付けが強くなりすぎコード断面形状が長手方向に不均一となり、またシート裁断時のコードフレアーが大きく、かつフィラメントに残留応力が残り、その経時変化に伴う残留トーションの悪化のために「反り」が大きく発生し、工程を維持することができないと判断しタイヤ製造を断念した。
【００７８】
なお、上記実施形態では、１×１９構造に基づいて本発明を説明したが、１×１２構造、１×２７構造、１×３７構造等の束撚りスチールコードにおいても、本発明を実施することができるのはもちろんである。
【００７９】
また、本発明のスチールコードは、空気入りラジアルタイヤのカーカス以外にも、ベルトやチェーファーとして、また工業用ベルト、ゴムクローラ等のゴム製品の補強材としてももちろん使用することができる。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に従うスチールコードでは、めっき削れをコードの長手方向に分散させることで潜在的なゴムとの接着不良原因を解消し、しかもタイヤ製造における工程安定性を確保し、タイヤの生産性や品質を維持することができる。
【００８１】
本発明の空気入りラジアルタイヤは、めっき削れに起因するセパレーションやコード破断などのタイヤ故障を大幅に低減した耐久性に優れるタイヤを提供することができ、ユーザーからの高い信頼性が得られるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態のスチールコード断面図である。
【図２】実施形態のスチールコード側面図である。
【図３】めっき削れを発生したフィラメント側面図である。
【図４】実施形態のフィラメント側面図である。
【図５】外層フィラメントの相互作用を説明するコード断面図である。
【図６】型付け率を説明する説明図である。
【図７】空気入りラジアルタイヤの半断面図である。
【図８】従来例のスチールコード側面図である。
【符号の説明】
１……スチールコード
１１……コアフィラメント
１２……内層シース
１３……内層シースフィラメント
１４……外層シース
１５……外層シースフィラメント
１５ａ……角部のフィラメント
１５ｂ……角部以外のフィラメント
５……空気入りラジアルタイヤ
６……カーカス
ｆ……フィラメント
Ｃ……めっき削れ
Ｔ……フィラメントの捻れ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a steel cord and a pneumatic radial tire, and more particularly to an improvement of a steel cord applied as a reinforcing material for a carcass and a belt of a pneumatic radial tire, and to a pneumatic radial tire using the steel cord and having excellent durability. .
[0002]
[Prior art]
Conventionally, steel cords having a two-layer twist or a three-layer twist, for example, 3 + 9 + 1, 3 + 9 + 15 + 1 structure, have been widely used for carcass plies of pneumatic radial tires for trucks, buses or light trucks. In these steel cords, it is known that the cross-sectional area of the filament decreases due to fretting wear caused by contact between filaments constituting the cord and contact between the wrapping wire and the cord, resulting in a decrease in cord strength.
[0003]
In order to improve the reduction in fatigue resistance due to fretting, two or more coaxial layers (sheaths) are provided around a core made of one steel filament, and the coaxial layers are twisted in the same direction and at the same pitch. A steel cord having a compact twist structure for achieving line contact between filaments, that is, a so-called bundled twisted steel cord having a 1 × 19 + 1 structure (for example, Patent Document 1), a single core, and an arrangement around the core An inner sheath made of six filaments and a steel cord having three or less filaments in the outer sheath that has one or two less filaments than can be arranged on the circumcircle of the inner sheath. Are twisted in the same direction and at different pitches, and a steel cord free of wrapped filaments (for example, see Patent 2.) is disclosed, have been made to improve the durability of the tire by keeping reduced and code constraint of the fretting wear.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Publication No. 3-29355
[0005]
[Patent Document 2]
JP-A-8-232179
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the case of steel cord, in the manufacturing process, the filament surface may be scratched to cause plating scraping, and this plating scraping causes poor adhesion between the steel cord and rubber, and also adversely affects corrosion fatigue resistance. In some cases, this may cause tire failure such as separation of the tire or breakage of a cord at a defective bonding portion.
[0007]
This plating shaving is mainly caused by (1) surface scratches received in the final drawing step of the filament after plating, and (2) filament and cord surface generated when passing through a roller or pulley in a cord twisting step. In particular, scratches and abrasion of the wire drawing dies and pulleys in (1), and scratches on the filament surface during the wire drawing process due to foreign matter in the wire drawing lubricants are remarkable. As shown in FIG. 3, deep in the longitudinal direction of the filament f, large flaws are caused, and this is a factor of plating scraping C. In addition, the plating scrap C is often difficult to check with the naked eye, and is directly twisted to the steel cord, which is a potential cause of the adhesion failure problem.
[0008]
When a bundled twisted steel cord is manufactured by a tubular type twisting wire machine, since each filament of the steel cord 10 is not twisted by the twisted wire, if the filament f having the above-mentioned plating scrap C is used, As shown in the cord side view of No. 8, the plating scrap C appears as it is on a line of the surface of the filament f and continuously appears in the longitudinal direction of the surface of the cord 10.
[0009]
Therefore, in order to disperse the appearance of the plating shavings C on the cord surface in the longitudinal direction, it is conceivable to twist the filament by adding "twist" in advance. Residual stress remains in the filament, and when the steel cord after rubber coating is cut, the residual stress of the filament is released and a rotational torque is generated in the cord, causing "warping" or "undulating" in the sheet and impairing the flatness. In addition, there is a problem in that the processability of the cord material is deteriorated, and sometimes the material loss and product failure due to the process trouble and the productivity are greatly reduced.
[0010]
Also, when using a buncher type stranded wire machine, each filament is twisted at the time of stranded wire, so that the plating is automatically helically formed around the filament by the stranded wire (see FIG. 4) and the longitudinal direction of the cord. Will be distributed. However, since the stability of the cord deteriorates due to residual stress remaining in the filament due to "twisting", "twisting" is inserted in each filament before the stranded wire in the opposite direction, and "twisting" does not remain in the filament after the stranded wire Like that. Accordingly, "twist" is removed from the filament after being twisted into the cord, and plating scraping appears in the longitudinal direction of the cord surface in the same manner as in the case of the tubular type twisting machine.
[0011]
When a steel cord having the above-mentioned plating scraping on its surface is used for a tire, the adhesive strength at the plating scraping part is not sufficient, so that it is easy to cause an adhesive breakage at the early stage of traveling. , And the ground iron of the filament is exposed, adversely affecting corrosion fatigue. Above all, the adhesive failure generated in the side part which is susceptible to repeated deformation propagates and expands in the radial and circumferential directions along the plating scraping, causing separation, and the cause of cord breakage from filament breakage at the adhesive failure part The scraping of the plating may be an initiation of tire failure.
[0012]
The present invention is to solve the problem caused by plating scraping that appears on the steel cord surface endlessly, in a wrapping-less bundle twisted steel cord that is likely to be accompanied by a decrease in processability in a tire manufacturing process, and a bundle twisted steel cord. A steel cord capable of dispersing plating shavings appearing on the cord surface by improving the stranded wire method, improving adhesion with rubber, and maintaining good processability of the cord material in the tire manufacturing process, and It is an object of the present invention to provide a pneumatic radial tire having the steel cord applied as a reinforcing material, particularly applied to a carcass, and having excellent durability.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 comprises a core composed of one to three core filaments and one or more layers of a sheath composed of a plurality of filaments arranged around the core, and all of the core and the sheath are constituted. Is a wrappingless steel cord having a polygonal cross-section in which cords are twisted at substantially the same pitch in the same direction, wherein the core filament and the sheath filament have a wire diameter of 0.15 to 0.30 mm. The core filament diameter is equal to or larger than the sheath filament diameter, and the filament constituting at least the outermost sheath of the steel cord has a twist in the filament axial direction, and the polygonal shape of the steel cord cross-sectional profile. The filament forming the corners of the outermost sheath has a molding rate of 65 to 80%. It is a steel cord, characterized in that the typed rate of filaments constituting the other than the corner portion is 90 to 100%.
[0014]
According to the steel cord of the present invention, since the outermost filament has a twist and forms a cord, even if a filament that has undergone plating abrasion is used for the cord in the wire drawing process, the plating abrasion does not affect the outermost filament. By being spiraled in the axial direction according to the torsion, the plating shavings appearing on the cord surface are dispersed in the filament axial direction, so that the plating shavings do not endlessly appear in the longitudinal direction of the cord surface.
[0015]
In addition, the residual stress generated in the filament due to the twist is caused by plastic deformation due to the molding process of the outermost sheath filament and by molding the corner portions and the filaments other than the corner portions at predetermined molding rates, respectively. Calendering process for rubber coating by removing stress, restraining cords by the interaction of corners and non-corner filaments, suppressing the movement of each other, ensuring the dimensional stability of steel cords without wrapping In this way, the processability of the cord material can be maintained satisfactorily without causing the problems such as the disorder of the cord and the "warpage" of the steel cord.
[0016]
It is necessary to set the combination of the corner portion and the filament molding ratio other than the corner portion within the above range, and if at least one of them is out of alignment, the balance of the interaction between the filaments is lost, the form stability of the steel cord is lost, and the wrapping wire from the cord is lost. Cannot be removed, and the durability is reduced due to the disorder of the cord at the time of calendar.
[0017]
In the invention according to claim 2, the steel cord is twisted by using a tubular type twisting machine, and a filament constituting an outermost layer sheath is preliminarily twisted in a filament axial direction before twisting. The steel cord according to claim 1, wherein:
[0018]
In the steel cord according to the present invention, the pre-twisted filament is supplied to the tubular stranded wire machine, so that the plating is scraped in a spiral shape around the filament according to the twist of the filament, and the outermost filament after the stranded wire is formed. The plating shavings appearing in the surface of the cord are dispersed in the filament axial direction, and the plating shavings do not appear in the longitudinal direction of the cord surface. Also, by changing the number of twists of the filament, it is possible to adjust the distribution of plating scrapes appearing on the cord surface.
[0019]
The invention according to claim 3 is the steel cord according to claim 1, wherein the steel cord is twisted using a buncher-type twisting machine.
[0020]
In the steel cord of the present invention, the filament is automatically twisted in the stranded wire process. Therefore, even if a filament that has undergone plating abrasion is used, the plating abrasion of the outermost filament is helically formed by the filament torsion at the time of the stranded wire. The plating is dispersed on the surface of the cord, and plating scraping does not endlessly appear in the longitudinal direction of the surface of the cord.
[0021]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a pneumatic radial tire in which the steel cord according to any one of the first to third aspects is applied as a reinforcing material for at least a part of a tire.
[0022]
In the pneumatic radial tire of the present invention, the plating shavings are dispersed in the tire, thereby suppressing the occurrence of separation or cord breakage due to the plating shavings, suppressing the decrease in corrosion fatigue resistance, and improving the tire durability. be able to.
[0023]
The invention according to claim 5 is the pneumatic radial tire according to claim 4, wherein the steel cord is applied to a carcass.
[0024]
In the pneumatic radial tire of the present invention, the durability of the carcass ply, which is likely to be deformed due to repeated compression and tensile strain during rolling of the tire, is reduced in durability due to the above-mentioned plating scraping, and strength reduction due to fretting is improved. Failures due to poor tire accuracy can be prevented and tire life can be significantly extended.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0026]
First Embodiment FIG. 1 is a sectional view of a steel cord 1 having a 1 × 19 structure according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side view thereof.
[0027]
The steel cord 1 includes one straight core filament 11 as a central structure of the cord, six filaments 13 constituting an inner sheath 12 disposed around the core filament 11, and a periphery of the inner sheath 12. And 12 filaments 15 constituting the outer layer sheath 14 arranged.
[0028]
In the steel cord 1, the core filament 11 and the

filaments

13 and 15 of the inner and

outer sheaths

12 and 14 arranged around the core filament 11 are all twisted in the same direction and at the same pitch in a single twisting step, as shown in the figure. The cross section of the cord has a substantially hexagonal shape.
[0029]
The core filament diameter dc and the sheath filament diameter ds of the steel cord 1 are 0.15 to 0.30 mm, and the core filament 11 is a filament having a wire diameter equal to or larger than the

sheath filaments

13 and 15. Has been.
[0030]
By setting the filament diameters dc and ds in the above ranges, it is possible to secure cord strength and fatigue resistance at the same time and to use the filaments as a tire reinforcing material. The

filaments

11, 13, and 15 may have the same wire diameter or a combination of different diameters, and may include filaments of different diameters in the core and the same sheath.
[0031]
Further, by making the core filament diameter dc slightly larger than the sheath filament diameter ds, a slight gap is provided between the

sheath filaments

13 and 13 and between the

sheath filaments

15 and 15 to reduce the contact pressure between the filaments and reduce the fretting resistance. It is possible to further improve the corrosion fatigue resistance by further improving the rubber penetration into the cord 1. However, if the difference between the two is too large, the filament can easily move in the

sheaths

12 and 14, causing the filament to be deflected and conversely causing a decrease in fatigue resistance, and the wire diameter ratio (dc / ds) between the two. Is about 1.03 to 1.25, more preferably in the range of 1.03 to 1.15.
[0032]
Each of the

steel filaments

11, 13, and 15 is made of high-carbon steel (for example, a piano wire or hard steel wire specified by JIS) having a carbon content of 0.70 to 0.85% by weight, and adheres to rubber. To ensure this, the copper layer is covered with brass plating having a copper ratio of 62 to 68% and an average thickness of the plating layer of 0.15 to 0.30 μm.
[0033]
In this brass plating, after the filament before the final drawing is coated with a plating, a wire drawing process is performed by using ten to several tens of drawing dies using a wet drawing machine for steel filaments to finish to a final filament diameter. However, as shown in FIG. 3, if the die or pulley has scratches or wear, the filament f is damaged on the filament surface when the filament f passes through the die or pulley, the thin plating layer is peeled off, and the plating shavings C are removed. It is as described in the prior art that the filament f is continuously generated on the same line in the longitudinal direction.
[0034]
The following description is based on the case where the steel cord 1 is twisted using a tubular type twisting wire machine.
[0035]
In this case, all of the filaments 15 constituting the outer layer sheath 14 are provided with “twist” in advance before being supplied to the stranded wire machine. In other words, the sheath filament 15 is a filament that has been rotated in advance at a predetermined twist pitch and has “twist” applied in the axial direction.
[0036]
Therefore, as shown in FIG. 4, the plating scrap C gives a "twist" of the filament f '(in FIG. 4, a single twist is given per 100 FD of filament length), and the trajectory is indicated by a dashed-dotted line T. The filament f 'is generated while rotating spirally on the circumference of the filament according to the filament diameter. When the filament f' is viewed from the front, plating shavings C appear on the front side of the filament at predetermined intervals.
[0037]
In the tubular type stranded wire machine, since each filament is twisted without twisting at the time of stranded wire, the filament f ′ provided with this “twist” is applied to the filament 15 for the outer sheath used in the cord 1. By doing so, even if a filament that has undergone plating abrasion is used, the plating abrasion C of the filament f ′ shown in FIG. 4 is twisted in the dispersed state as it is, and as shown in FIG. Only appears, and the adhesiveness to rubber and corrosion fatigue resistance can be remarkably improved.
[0038]
In the case of the tubular type stranded wire machine, the number of twists of the filament supplied to the filament 15 for the outer sheath can be adjusted to adjust the degree of appearance of plating scraping. It is also possible to use a filament 15 having a different number of twists for each filament constituting the outer layer sheath 14 to change the plating scrap distribution.
[0039]
The number of twists of the filament for imparting the “twist” to the filament 15 is not particularly limited. However, when the filament 15 is based on the filament diameter FD, the “twist” is about 0.3 to 5 times during a filament length of 100 FD. Yes, or based on the twist pitch length P of the cord, it is about 0.3 to 5 times per 1P, preferably about 0.5 to 3 times per 100FD, and about 0.5 to 3 times per 1P. . If the number of twists is small, the helical inclination of the plating scrap C with respect to the filament axis is small, and it is difficult to obtain the effect of improving the adhesiveness. Absent.
[0040]
The method of applying "twist" is to provide a twist applying device between the final wire drawing machine and the winding device and to add "twist" to the filament. A method of rewinding while adding "twist" or a method of inserting and twisting while twisting a filament while drawing a filament may be adopted.
[0041]
However, when "twisting" is applied to the filament, it is difficult to uniformly deform the filament by plastic deformation, and it is difficult to avoid the generation of residual stress in the metal. For this reason, residual stress also remains in the filament after the cord stranded wire, and a rotational torque remains in the steel cord, thereby deteriorating the form stability and handleability of the cord.
[0042]
Therefore, in the steel cord 1 of the present invention, in the approximately hexagonal cross-sectional profile, of the 12 filaments 15 of the outer sheath 14, the filament 15a constituting the hexagonal corner and the filament 15b constituting the other than the corner are formed. Filaments with different molding rates are arranged. That is, the shaping rate Ha of the filament 15a forming the corner is 65 to 80%, and the shaping rate Hb of the filament 15b forming the part other than the corner is 90 to 100%.
[0043]
The molding process of the filament includes, for example, a process in which a filament is processed through a plurality of substantially linear pins provided on the device by a molding device attached to a tubular stranded wire machine. The diameter, interval, number of pins, pushing amount, and tension of the filament can be selected and determined.
[0044]
Residual stress generated in the filament by the above-mentioned "twist" is given, a new helical plastic deformation is given by applying a molding process to the filament, and most of the residual stress due to "twist" can be removed. . Further, by molding the substantially hexagonal corner filaments 15a and the non-corner filaments 15b of the outermost sheath with different molding rates, the residual stress is offset by the interaction between the two, and the form of the steel cord is reduced. Stability can be ensured, and the occurrence of aging can be suppressed.
[0045]
Further, by shaping the corner filaments 15a and the filaments 15b other than the corners at predetermined shaping rates, the cords 1 are restrained by the interaction of the

filaments

15a and 15b to stabilize the cross-sectional shape, and the filament movement of each other. And the dimensional stability of the steel cord 1 having no wrapping can be secured.
[0046]
This suppresses the occurrence of "sludge" and "wavy" of the sheet when cutting the cord disturbance in the calendar process at the time of rubber coating and the opposite of the steel cord after coating, keeping the flatness of the sheet, and in the tire manufacturing process It is possible to maintain the processability of the cord material satisfactorily and to prevent the durability of the cord material from lowering due to disorder.
[0047]
Here, when the shaping ratio Ha of the filament 15a constituting the corner of the outer sheath 14 is 65 to 80%, as shown in FIG. 5A, when the cord 1 is in a long state, the inside of the cord 1 is long. The

filaments

11 and 13 are tightened by the stress F1 to restrain the cord 1 as a whole, maintain the cord cross-sectional shape, and maintain the form stability during calendering. However, when the cord 1 is cut, the tightening stress F1 of the filament 15a is released at the cut end, and a force is generated to cause the filament 15a to be unwound and spread from the end, so that the cord 1 is likely to be flared. I do.
[0048]
Here, if the molding rate Hb of the filament 15b constituting the portion other than the corner portion is 90 to 100%, the force for clamping the

inner filaments

11 and 13 is relatively small when the cord is long, but the adjacent filament 15a , A stress F2 (dotted arrow) acts on the

inner filaments

11 and 13 to prevent the filaments 15a from being excessively pressed, thereby improving the cord cross-sectional shape. Further, when the cord 1 is cut, as shown in FIG. 5B, the stress F2 of the filament 15b acts to suppress the repulsive stress F3 of the filament 15a, which is about to unravel and spread from the cord 1, from both sides. 1 flare and rotation (residual torsion) can be suppressed. As a result, the filament 15a which is about to move and the filament 15b which intends to suppress it work while maintaining a balance with each other, and the form of the cord end at the time of a long cord and at the time of cutting can be stably maintained, The process-passing property can be maintained satisfactorily without impairing the handling property.
[0049]
If the molding rate Ha of the filament 15a is less than 65%, the residual stress of the filament due to "twisting" cannot be removed, the rotational torque remains in the cord 1, and the repulsive force at the time of cutting the cord increases, resulting in flare. Residual torsion is generated and “warping” or “undulation” is likely to occur when cutting the sheet after rubber coating. When Ha exceeds 80%, the restraining force on the

inner filaments

11 and 13 is insufficient and the cross-sectional shape of the cord 1 is maintained. It becomes difficult.
[0050]
If the molding rate Hb of the filament 15b is less than 90%, the repulsive force of the filament 15a at the time of cutting the cord cannot be suppressed, and the cord itself generates a force to be released from the cord 1 to reduce the flare of the cord. Make it even bigger. If Hb exceeds 100%, the stress F2 is insufficient, so that it is impossible to prevent the inner layer filament of the filament 15a from being excessively pressed, and a part of the filament 15b is protruded from the cord 1 or the cord is liable to be loose in some places. In the calendering step at the time of coating, the steel cord 1 is derailed from the grooved roll, or the cord vibrates on the calender roll, and the cord is likely to be disturbed.
[0051]
Here, it is necessary to set the molding rate Ha of the filament 15a at the corner of the outer sheath 14 to be smaller than the molding rate Hb of the filament 15b other than the corner. This is because, since the cord cross-sectional profile of the present invention has a unique hexagonal shape, if the molding rate of the filament 15b that falls into the valley between the inner layer filaments 13 is small, the filament 15b is placed on both sides of the valley at the time of the stranded wire. The

inner filaments

13 and 13 are twisted while being pressed, and at the same time, the restraining force on the inner side of the filament 15a is insufficient, and the cord cross-sectional shape is deformed and the inner and outer layer filaments are interchanged to form a uniform twisted state. This is because they cannot.
[0052]
The shaping rate K is defined as K (%) = (Sd / D) × 100 (D = diameter of circumscribed circle of cord, Sd = outer spiral of filament in free state where cord is loosened) In the case where the cord section is substantially hexagonal as in the present embodiment, as shown in FIG. 6, the molding rate Ha of the filament 15a constituting the corner of the outer sheath 14 is Ha (%) = (Sda). / Da) × 100, and the molding rate Hb of the filament 15b constituting the portion other than the corner portion is represented by Hb (%) = (Sdb / Db) × 100.
[0053]
When the steel cord 1 is manufactured by using a buncher-type stranded wire machine, there is an advantage that a filament to which “twist” has been applied in advance is unnecessary. However, the appearance of plating abrasion on the cord surface is determined by the twist pitch length, and plating abrasion appears on the cord surface once per pitch, and there is a limit to the dispersion state.
[0054]
However, in the buncher type stranded wire machine, the stranded wire efficiency can be increased, so it is preferable from the viewpoint of steel cord productivity.In addition, by applying the above-mentioned molding rate to the outermost sheath filament, the morphological stability of the cord is improved. Of course, it is possible to secure sex.
[0055]
Second Embodiment FIG. 7 is a lateral half sectional view of a pneumatic radial tire 5 according to a second embodiment. In the figure, a pneumatic radial tire 5 includes a tread portion 51, a sidewall portion 52, and a bead portion 53, and a carcass 6 made of one steel cord ply is substantially 90 ° with respect to the circumferential direction of the tire 5. Are folded back so that the bead core 54 of the bead portion 53 is wound from the tread portion 51 via the sidewall portion 52, and the cord end portion 61 is locked. In the tread portion 51, a four-layer belt ply 7 made of a steel cord is disposed outside the carcass 6 at an angle in the tire circumferential direction.
[0056]
The steel cord applied to the carcass 6 of the pneumatic radial tire 5 is the 1 × 19 steel cord 1 shown in FIG. 1 described in the first embodiment, and the core filament 11 has a wire diameter of 0.20 mm. Each of the

sheath filaments

13 and 15 has a wire diameter of 0.18 mm, and is a bundle twisted cord in which all filaments are twisted in the S direction at a pitch of 18.0 mm.
[0057]
The filament 15 used for the outer layer sheath 14 of the steel cord 1 is one in which "twist" in the Z direction is given in advance once per filament length of 18 mm, and as shown in FIG. Appear on the surface on the circumference of the filament 15 at a pitch of 18 mm, and as shown in FIG. 2, plating shavings C are dispersed on the outer periphery of the cord 1 and appear on the surface of the cord in some places.
[0058]
Further, in the steel cord 1, the filament 15a forming the substantially hexagonal corner of the outer layer sheath 14 has a molding rate Ha of 75%, and the filament 15b constituting the portion other than the corner has a molding rate Hb of 95%. Therefore, as described in the first embodiment, the morphological stability of the cord is good, the processability of the cord material in the manufacturing process is well maintained, and the tire productivity and quality are maintained. I have.
[0059]
Therefore, in the pneumatic radial tire 5, the plating shavings, which are the initiation of the failure of the tire, are dispersed in the radial direction on the carcass cord, so that the defective adhesion portion may appear continuously along the specific carcass cord outer periphery. can avoid.
[0060]
Thereby, even if the adhesive break occurs in the scraped portion, including the side portion which is easily deformed repeatedly during the rolling of the tire, the propagation of the adhesive break in the cord longitudinal direction, that is, the radial direction of the tire, the circumferential direction It is possible to prevent the cord from being broken due to the separation due to plating scraping or the filament breakage at the adhesive breakage portion.
[0061]
Further, it is possible to prevent stress concentration on a specific cord due to disorder of the carcass cord, prevent cord breakage, reduce a cord strength decrease due to fretting, and remarkably improve the durability of the pneumatic radial tire.
[0062]
(Example)
Next, the present invention will be described specifically with reference to examples.
[0063]
Each steel cord having a 1 × 19 × 0.18 structure (core filament diameter is 0.20 mm) having a cross-sectional shape shown in Table 1 and Table 2 shown in FIG. 1 was used using an ordinary tubular type twisted wire machine. In the S direction at a pitch of 18 mm.
[0064]
Each filament used for these steel cords is repeatedly heat-treated and drawn to a 5.5 mm rod equivalent to JIS-specified piano wire SWRS82A, and brass plated on the surface (copper ratio 64%, plating weight 4.5 g / Kg), followed by wire drawing using an ordinary wet wire drawing machine to finish the wire diameters of 0.20 mm and 0.18 mm.
[0065]
As the steel cords described in each of the examples (Table 1) and the comparative examples (Table 2), those in which an outer sheath filament was subjected to a “twisting” process in advance and those not yet processed were used. The filament molding rate Ha at the corners of the shape and the filament molding rate Hb at the corners other than the corners were subjected to molding processing to the respective values shown in the table by a molding apparatus having a plurality of molding pins attached to the tubular stranding machine. .
[0066]
In the "twisting" process, the filament was wound around the reel after the final drawing, and the filament was wound twice while rotating the take-up reel, and applied in the Z direction at a rate of twice per filament length of 18 mm. There is also a method in which a filament wound on a reel is set in a small buncher machine, "twisting" is applied in the Z direction at a rate of twice per filament length of 18 mm while the filament is being drawn, and the filament is supplied to the stranded wire machine.
[0067]
With respect to each of the steel cords produced as prototypes, the cord twisting state, processability, and durability of the prototype tire in which the steel cord was applied to the carcass ply were evaluated according to the following methods. The results are shown in Tables 1 and 2.
[0068]
The prototype tire has a tire size of 11R22.5 14 PR and the number of carcass ply steel cords to be driven is 13/25 mm. The belt configuration is common to all the prototype tires, and the first to third belts adjacent to the carcass layer are steel cords having a structure of 3 × 0.20 + 6 × 0.35 with a driving number of 12/25 mm and the fourth belt is 1 × 5. A four-belt structure was used in which steel cords having a structure of × 0.38 were driven and the number of belt layers 2 and 3 intersected at 12 ° / 25 mm at 20 ° with respect to the tire circumferential direction.
[0069]
Evaluation method)
(1) Cord twist state: A visual evaluation of occurrence of twist unevenness (turbulence in cord diameter and twist pitch, protrusion or replacement of filaments, looseness), and uniformity of cord cross-sectional shape were visually evaluated. ○ ”, those having an abnormality in any of the above were evaluated as“ × ”.
[0070]
(2) Cord disturbance during calendering: When each steel cord 30 days after the stranded wire is rubber-coated to a sheet width of 1 m at a driving density of 13 / mm using a normal calender for steel cord. Were evaluated for the occurrence of code sequence disorder and code crossover.
[0071]
(3) Sheet cutting processability: The flatness of a sheet obtained by cutting a sheet 3 days after rubber coating in the above (2) to 90 ° with respect to the cord direction and 1 m in length using a guillotine type cutting machine. Was evaluated. If the flatness was good and there was no trouble, the process was temporarily interrupted due to the occurrence of “warpage” at the sheet edge, but the cutting accuracy (angle, length) decreased and the post-process A sample having no problem was evaluated as "△", and a large "warp" at the end of the sheet caused a problem of interrupting the process, and a sample having significantly reduced cutting accuracy was evaluated as "X".
[0072]
(4) Tire durability: A 200,000 km running test was performed using an indoor drum tester (drum diameter: 1.7 m) under the following conditions, and the success and failure of the completed running and the tires after running were disassembled, and the failure state was observed and evaluated. did.
Drum test conditions: speed = 60 km / h
Internal pressure = 900 KPa
Load = 88% of the maximum load specified by JATMA
Ambient temperature = 38 ± 3 ° C
[Table 1]

[0073]
[Table 2]

[0074]
As shown in Table 1, all of the examples have a twist in the outer filament, and have a molding rate within the scope of the claims, so that there is no problem in the processability of the cord material, and as a result, the tire quality is good, and In each case, 200,000 km of drum running was completed, and no abnormalities were observed in the dismantling inspection, indicating that the tires had excellent tire durability.
[0075]
In contrast to the example, Comparative Example 1 is a cord in which "twist" is not applied to the conventional outer layer filament, and there is no problem in processability, but occurrence of separation was confirmed in the tire after 200,000 km was completed. The durability of the tire of the embodiment is more excellent.
[0076]
The cord of Comparative Example 2 has a large shaping ratio Ha, so the restraint of the cord is insufficient, the cross section of the cord is broken during calendering, and the shape becomes unstable. In Comparative Example 7, both Ha and Hb protruded from the cords, and the cords became large and loose in some places. Both of them caused derailment from the roll at the time of calendering and disordered cord arrangement due to vibration of the cords. A cord break occurred due to the disturbance, and 200,000 km was not completed.
[0077]
In the cords of Comparative Examples 4 and 5, since either the molding rate Ha or Hb was too small, the balance between the molding rates was poor, and the filament repulsion at the time of sheet cutting could not be suppressed, and "warping" occurred. There is a problem in processability. In the cord of Comparative Example 6, since both the molding ratios Ha and Hb were too small, the tightening of the inner layer filament was too strong, the cord cross-sectional shape was not uniform in the longitudinal direction, the cord flare was large when the sheet was cut, and the residual stress was applied to the filament. However, due to the deterioration of the residual torsion caused by the change with time, "warpage" was largely generated, and it was judged that the process could not be maintained, and the tire production was abandoned.
[0078]
In the above embodiment, the present invention has been described based on the 1 × 19 structure. However, the present invention may be applied to a bundle twisted steel cord having a 1 × 12 structure, a 1 × 27 structure, a 1 × 37 structure, or the like. Of course you can.
[0079]
Further, the steel cord of the present invention can be used as a belt or chafer in addition to a carcass of a pneumatic radial tire, and as a reinforcing material for rubber products such as industrial belts and rubber crawlers.
[0080]
【The invention's effect】
As described above, in the steel cord according to the present invention, the plating shavings are dispersed in the longitudinal direction of the cord, thereby eliminating a potential cause of poor adhesion to rubber, and further ensuring the process stability in tire production, Productivity and quality can be maintained.
[0081]
The pneumatic radial tire of the present invention can provide a tire having excellent durability with greatly reduced tire failure such as separation and cord breakage due to plating scraping, and excellent reliability from users can be obtained. Has the effect.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a steel cord according to an embodiment.
FIG. 2 is a side view of a steel cord according to the embodiment.
FIG. 3 is a side view of a filament that has undergone plating scraping.
FIG. 4 is a side view of the filament according to the embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a cord for explaining the interaction of an outer filament.
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a molding rate.
FIG. 7 is a half sectional view of a pneumatic radial tire.
FIG. 8 is a side view of a conventional steel cord.
[Explanation of symbols]
1 ... steel cord
11 core filament
12 ... Inner sheath
13 ... Inner sheath filament
14 ... Outer sheath
15 ... Outer sheath filament
15a …… corner filament
15b ... filament other than corners
5. Pneumatic radial tire
6 Carcass
f ... filament
C ... Plating scraping
T: filament twist

Claims

A core composed of 1 to 3 core filaments, and a sheath composed of one or more layers composed of a plurality of filaments arranged around the core,
All filaments constituting the core and the sheath are wrapping-less steel cords in the same direction, the cord cross-sectional contour twisted at substantially the same pitch is a polygonal shape,
The wire diameter of the core filament and the sheath filament is 0.15 to 0.30 mm, and the core filament diameter is equal to or larger than the sheath filament diameter,
The filament constituting at least the outermost sheath of the steel cord has a twist in the filament axial direction, and
In the polygonal shape of the steel cord cross-sectional contour, the molding rate of the filament constituting the corner of the outermost sheath is 65 to 80%, and the molding rate of the filament constituting the section other than the corner is 90 to 100%. Characterized by steel cord.

The steel cord is twisted using a tubular twisted wire machine,
The steel cord according to claim 1, wherein the filament constituting the outermost sheath has been twisted in the axial direction of the filament before being twisted.

The steel cord according to claim 1, wherein the steel cord is twisted using a buncher-type twisting machine.

A pneumatic radial tire, wherein the steel cord according to any one of claims 1 to 3 is applied as a reinforcing material for at least a part of the tire.

The pneumatic radial tire according to claim 4, wherein the steel cord is applied to a carcass.