JP2006016704A

JP2006016704A - ゴム補強用スチールコード

Info

Publication number: JP2006016704A
Application number: JP2004192844A
Authority: JP
Inventors: Akitaka Morioka; 哲隆森岡
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-06-30
Filing date: 2004-06-30
Publication date: 2006-01-19
Also published as: CN1715553A; CN1715553B

Abstract

【課題】楕円オープンコードの低荷重域での引っ張りによるコード長手方向の伸びを抑制し、良好なゴム浸入性を維持する。
【解決手段】素線径０．２０〜０．４５ｍｍの１×３（１×４、１×５、１×６でもよい）の楕円オープン構造のスチールコード１０の素線を不均等な配列とし、所定のコード横断面における一側の短径部分近傍で２本の素線１，２が互いに外接した状態で該２本の素線１，２の接点における素線外周の接線Ｓと、該コード横断面における他側の短径部分近傍で上記接線Ｓに最も近接して位置する素線３の中心を結ぶ線Ｔとのなす角度αが、３〜２５°となるようにすることで、低張力付加時に短径側での接触による抗力で長径側の隙間の減少を抑制して、良好なゴム浸入性を維持し、耐疲労性を向上させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、タイヤやベルト等のゴム製品の埋設補強材として使用するゴム補強用スチールコード、特に単層構造のオープン撚りで素線の螺旋形状が偏平な断面楕円のゴム補強用スチールコード（楕円オープンコード）に関する。

タイヤやベルト等のゴム製品に埋設するゴム補強用スチールコードとして、例えば３〜６本の素線（スチールフィラメント）を単層構造に撚り合わせた所謂１×ｎ（ｎ＝３〜６）のスチールコードが従来から使用されている。この単層構造のスチールコードは、中心部がコード長手方向にストロー状の空隙となり、特に、素線同士を密着するよう稠密に撚り合わせたクローズ撚りの場合、コード中心部の空隙は閉ざされたものとなる。この場合、例えばタイヤ成形工程でスチールコードがゴムとの複合体となるときにそのコード中心部の空隙までゴムが浸透せず、コード中心部が中空部となって残ると、タイヤ表面の外傷からコード内部へ浸入した水分等が、中空部となったコード中心部の空隙に浸入して、それが毛細管現象によりコード内部を長手方向に浸透し、その結果、コード内部より腐食が進行し、スチールコードの耐疲労性を悪化させ、タイヤ寿命を縮めてしまうことがある。そこで、単層構造のスチールコードにおいて、ゴム浸入性を確保するため、円形螺旋状に形付けした素線を素線同士が密着しないよう甘く撚り合わせたオープン撚り構造とすることが行われている。

しかし、円形螺旋状に素線を形付けしたオープン撚りコードは、低荷重域での引っ張りによっても素線間の隙間が消えやすいため、例えばゴムシートにコードを挟み込むカレンダー工程やゴム製品の加硫工程でコードに張力が加わったときに、素線間の隙間が閉じてしまって、ゴム浸透性が損なわれる恐れがある。

そこで、ゴム浸透性をより良好に維持できるコードとして、単層のオープン撚り構造で、素線の螺旋形状が偏平でコード横断面が略楕円形状のゴム補強用スチールコードが考えられた（例えば、特許文献１等参照）。この単層のオープン撚り構造で素線の螺旋形状が偏平なコード（楕円オープンコード）は、引張荷重がかかったときに素線同士が短径側で先に接触し、それが拘束となってコードの伸び変形が抑制されるために、長径側にゴムの浸入を許容する隙間が維持されやすく、そのため、断面円形のコードに比べて良好なゴム浸入性を維持できる。

また、それとは別に、単層構造のスチールコードのゴム浸透性を確保する手段として、コード横断面が略楕円形で素線同士が互いに全く接触しない部分と、少なくとも２本の素線同士が接触する部分とがコード長手方向に交互に配列された構成のスチールコード（例えば、特許文献２、３等参照。）も知られているが、この場合、コードの形状安定性は良好になるものの、撚りの締まった部分が多すぎて十分なゴム浸入性は得られない。
実開平１−６２３９６号公報特開平２−９１２９１号公報特開平１０−２６６０８３号公報

単層構造のオープン撚りで、素線の螺旋形状を偏平としコード横断面が略楕円形状としたゴム補強用スチールコード（楕円オープンコード）は、素線の短径部が拘束となることによってコードの伸び変形が抑制されて長径部での隙間が維持されやすいため、断面円形のコードに比べてゴム浸入性が良いが、それでも、タイヤ製造時の例えばゴムシートにコードを挟み込むカレンダー工程でクリールスタンドにセットされたリールからコードを引き出す時の張力によっては、やはり素線間の隙間が小さくなり、ゴムが浸入できない状態になってしまう。

したがって、単層構造のオープン撚りで素線の螺旋形状が偏平な断面楕円のゴム補強用スチールコード(楕円オープンコード)の低荷重域での引っ張りによるコード長手方向の伸びを抑制し、良好なゴム浸入性を維持できるようにすることが課題である。

本発明者は、単層構造のオープン撚りで素線の螺旋形状が偏平な断面楕円のゴム補強用スチールコード(楕円オープンコード)における素線の配列とゴム浸入性との関係に着目し、鋭意研究を重ねた結果、素線配列の状態が引っ張りによる素線間の隙間の状態に関係し、ひいてはゴム浸入性に大きく関係することを見出し、請求項１記載のゴム補強用スチールコードの発明をなすに至った。

すなわち、本発明のゴム補強用スチールコードは、例えばタイヤやベルト等のゴム製品の埋設補強材として好適な、素線径が０．２０〜０．４５ｍｍのスチールコードであって、ｎ本（ｎ＝３〜６）の素線を各々螺旋状に形付けし単層で素線間に隙間ができるように撚り合わせた１×ｎのオープン撚り構造で、各素線の螺旋形状が偏平でコード横断面が略楕円形状のゴム補強用スチールコードにおいて、ｎ本の素線の配列がコード横断面において周方向に３６０゜／ｎの間隔の均等配列ではなく不均等な配列で、所定のコード横断面における一側の短径部分近傍で２本の素線が互いに外接した状態で該２本の素線の接点における素線外周の接線と、該コード横断面における他側の短径部分近傍で上記接線に最も近接して位置する素線の中心を結ぶ線とのなす角度αが、３〜２５°であることを特徴とする。

単層のオープン撚り構造で、各素線の螺旋形状が偏平でコード横断面が略楕円形状のスチールコード（楕円オープンコード）は、従来、素線の配列がコード横断面において周方向に略３６０゜／ｎの間隔の均等配列で、その場合、低荷重域での張力付加時にコードが長手方向に伸びるにしたがって各素線間で隙間が均等に減少していき、コードの伸び変形は容易で、タイヤ製造時の例えばゴムシートにコードを挟み込むカレンダー工程でクリールスタンドにセットされたリールからコードを引き出す時の張力によっては、全ての部分で素線間の隙間が小さくなり、ゴムが浸入できない状態になってしまう。それに対し、本発明のスチールコードは、ｎ本の素線の配列がコード横断面において周方向に３６０゜／ｎの間隔の均等配列ではなく不均等な配列であって、素線間の隙間が均一でないため、低張力付加時に素線間が部分的に接触し、その接触により抗力が生じて、コード全体としての伸びが抑制され、隙間減少が抑制される。そして、その素線配列の不均等の度合いは、所定のコード横断面における一側の短径部分近傍で２本の素線が互いに外接した状態で該２本の素線の接点における素線外周の接線と、該コード横断面における他側の短径部分近傍で上記接線に最も近接して位置する素線の中心を結ぶ線とのなす角度αで表すことができ、その角度αが、３〜２５°であると、低張力付加時にも良好なゴム浸入性を維持できる。

上記角度αが３°未満では、素線配列の不均等度合いが小さすぎ、低荷重域での張力付加時にコードが長手方向に伸びるにしたがって各素線間で隙間が略均等に減少するため、ゴム浸入性が低下する。また、上記角度αが２５°を越えると、素線配列が不均等が甚だしくてコードの撚りが不安定となる。

本発明のスチールコードは、低張力付加時に素線間が部分的に接触し、その接触により抗力が生じて、コード全体としての伸びが抑制され、隙間減少が抑制され、ゴムが浸入できる隙間が確保されて、良好なゴム浸入性を維持でき、水分等の浸入による腐食を防止できて耐疲労性が向上する。

本発明のスチールコードは、素線径が０．２０〜０．４５ｍｍのｎ本（ｎ＝３〜６）の素線を各々螺旋状に形付けし単層で素線間に隙間ができるように撚り合わせた１×ｎのオープン撚り構造で、各素線の螺旋形状が偏平でコード横断面が略楕円形状のゴム補強用スチールコード（楕円オープンコード）である。このスチールコードは、例えばタイヤやベルトその他のゴム製品の埋設補強材として使用される。図１は、その一例としての、素線径が０．２０〜０．４５ｍｍの３本の素線１，２，３を撚り合わせた所謂１×３構造のスチールコード１０を模式的に示している。また、図２は当該１×３構造のスチールコードのコード横断面の一側の短径部分近傍で２本の素線が互いに外接した状態を示している。

このスチールコード１０は、３本の素線１，２，３が、図１にａ，ｂ，ｃで示すように不等間隔（ａ，ｂ，ｃの内少なくとも一つが違う）で撚り合わされている。この場合、３本の素線１，２，３はコード横断面において周方向に３６０゜／ｎ（ｎ＝３）の間隔の均等配列ではなく不均等な配列である。そして、特に、このスチールコードは、図２に示すように所定のコード横断面における一側の短径部分近傍で２本の素線１，２が互いに外接した状態で該２本の素線１，２の接点における素線外周の接線Ｓと、該コード横断面における他側の短径部分近傍で上記接線Ｓに近接して位置するもう１本の素線３の中心を結ぶ線Ｔとのなす角度αが３〜２５°となるよう製造されたものである。

このスチールコード１０は、３本の素線１，２，３の配列がコード横断面において周方向に３６０゜／ｎの間隔の均等配列ではなく不均等な配列であって、素線間の隙間が均一でないため、低張力付加時に素線間が部分的に接触し、その接触により抗力が生じて、コード全体としての伸びが抑制され、隙間減少が抑制される。そして、特に、図２に示すように所定のコード横断面における一側の短径部分近傍で２本の素線１，２が互いに外接した状態で該２本の素線１，２の接点における素線外周の接線Ｓと、該コード横断面における他側の短径部分近傍で上記接線Ｓに近接して位置するもう１本の素線３の中心を結ぶ線Ｔとのなす角度αが３〜２５°であることにより、低張力付加時にも良好なゴム浸入性を維持でき、水分等の浸入による腐食を防止できて耐疲労性が向上する。

１×３に限らず、１×４、１×５、１×６の楕円オープンコードでも同様で、例えば１×４の場合、図３に示すように所定のコード横断面における一側の短径部分近傍で４本の素線１，２，３，４の内の２本の素線１，２が互いに外接した状態で該２本の素線１，２の接点における素線外周の接線と、該コード横断面における他側の短径部分近傍で上記接線Ｓに最も近接して位置する素線３の中心を結ぶ線Ｔとのなす角度αが３〜２５°であると、低張力付加時にも良好なゴム浸入性を維持でき、水分等の浸入による腐食を防止できて耐疲労性が向上する。

図４は、１×３構造の楕円オープンコード（素線径が０．２０〜０．４５ｍｍ）の素線配置状態とゴム侵入性との関係を示している。低荷重付加時のゴム侵入性は、図４に示すように、３本の素線１，２，３のピッチであるａ，ｂ，ｃの最大値と最小値との差が、上記角度αが３°に相当する値未満では良くなくて（ゴム浸入低）、ａ，ｂ，ｃの最大値と最小値との差が角度αが３°に相当する値以上で顕著に向上する。ただし、ａ，ｂ，ｃの最大値と最小値との差が２５°に相当する値を越えるとコードの撚りが不安定となる。

本発明による１×３構造のスチールコードの模式側面図である。本発明による１×３構造のスチールコードの断面図である。本発明による１×４構造のスチールコードの断面図である。１×３構造の楕円オープンコードの素線配置状態とゴム侵入性との関係を示すグラフである。

符号の説明

１，２，３，４素線
１０スチールコード

Claims

ｎ本（ｎ＝３〜６）の素線を各々螺旋状に形付けし単層で素線間に隙間ができるように撚り合わせた１×ｎのオープン撚り構造で、各素線の螺旋形状が偏平でコード横断面が略楕円形状のゴム補強用スチールコードにおいて、ｎ本の素線の配列がコード横断面において周方向に３６０゜／ｎの間隔の均等配列ではなく不均等な配列で、所定のコード横断面における一側の短径部分近傍で２本の素線が互いに外接した状態で該２本の素線の接点における素線外周の接線と、該コード横断面における他側の短径部分近傍で上記接線に最も近接して位置する素線の中心を結ぶ線とのなす角度αが、３〜２５°であることを特徴とするゴム補強用スチールコード。