JP2009114590A - Method for producing steel cord - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スチールコードの製造方法に関し、詳しくは、平面波形状型付けが施された3層撚りスチールコードを製造するにあたり、曲げ加工の影響を低減し、最外層フィラメントの形状乱れを抑制したスチールコードの製造方法、この製造方法により製造されたスチールコード、およびこのスチールコードを補強材として適用した空気入りタイヤに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing a steel cord, and more particularly, a steel cord that reduces the influence of bending and suppresses the disturbance of the shape of the outermost layer filament when manufacturing a three-layer twisted steel cord with plane wave shape molding. The manufacturing method of this, the steel cord manufactured by this manufacturing method, and the pneumatic tire which applied this steel cord as a reinforcing material.
ゴム物品の典型例であるタイヤの補強材コードとしては、その骨格をなすカーカスコードと、タイヤの赤道面に対して小さい傾斜角度、例えば、15〜35°で延びかつ隣接相互で平行に配列した複数本のコードをゴムで被覆したプライの複数枚をプライ間でコードが互いに交差する配置で重ね合わせて成るベルトコードと、がよく知られている。 As a reinforcing material cord of a tire that is a typical example of a rubber article, the carcass cord forming the skeleton and the tire equatorial plane are extended at a small inclination angle, for example, 15 to 35 ° and arranged in parallel with each other. A belt cord is well known in which a plurality of plies in which a plurality of cords are covered with rubber are overlapped in an arrangement in which the cords cross each other between the plies.
また、トラックおよびバス用並びにオフザロード用など高内圧で使用される重荷重用ラジアルタイヤ、特に扁平のタイヤにおいては、上記構造のベルトによっても剛性が不足するため、タイヤ幅方向に波形またはジグザグ形をなしてタイヤの赤道面に沿って延びる多数本のコードまたはフィラメントを補強素子として、これら補強素子をゴムで被覆したプライの複数層を、上記傾斜配置したコードによるベルトに代えて、または該ベルトに追加して用いることが、特許文献1に提案されている。 Also, heavy duty radial tires used at high internal pressure such as for trucks and buses and off-the-road use, especially flat tires, are not even rigid even with the belt of the above structure, so they are wavy or zigzag shaped in the tire width direction. A plurality of cords or filaments extending along the equator plane of the tire are used as reinforcing elements, and a plurality of layers of plies in which these reinforcing elements are covered with rubber are used instead of or in addition to the belt with the above-described inclined cords. It is proposed in Patent Document 1 to be used in the same manner.
かかる補強素子を用いることによって、タイヤ加硫成型の拡張時にクラウン部の変形や、コードの切断を引き起すことなく、内圧による成長や走行に伴う成長を抑えることができる。 By using such a reinforcing element, it is possible to suppress the growth due to the internal pressure and the growth due to running without causing deformation of the crown part or cutting of the cord during expansion of the tire vulcanization molding.
さらに、波形またはジグザグ形に延びるコードまたはフィラメントを製造する手段としては、例えば、特許文献2に記載された、上下一対の歯車(ギア)を用いてワイヤーに正弦波形の型付けを行う手法が知られている。この型付け過程で、コード表面には歯型との接触を介し大きな曲げ入力が付与され、塑性変形する結果、平面波形状の型付けに至る。
上記の歯車の噛み込みによる型付けを、平面波形状型付けが施された3層撚りスチールコードに対して行う場合、歯車の噛み込みによる応力により、歯型との接触部において、曲げ加工の影響で、3層撚りコードの最外層(第2シース層)フィラメントの間隔が局所的に広がる、いわゆるコード割れが発生するという問題があった。コード割れがひどく、製造ラインでそのような判断がなされたものは、その都度、ラインから除外しているのが現状である。 When performing the above-mentioned type of gear meshing on a three-layer twisted steel cord subjected to plane wave shape molding, due to the stress of the gear biting, the contact portion with the tooth mold is affected by bending, There has been a problem that so-called cord cracking occurs in which the interval between the outermost layer (second sheath layer) filaments of the three-layer twisted cord is locally widened. The code is severely broken, and those that have been judged on the production line are now excluded from the line.
そこで、本発明の目的は、平面波形状型付けが施された3層撚りスチールコードを製造するにあたり、曲げ加工の影響を低減し、最外層フィラメントの形状乱れを抑制したスチールコードの製造方法、この製造方法により製造されたスチールコード、およびこのスチールコードを補強材として適用した空気入りタイヤを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to produce a steel cord that reduces the influence of bending and suppresses the disturbance of the shape of the outermost layer filament when producing a three-layer twisted steel cord that has been subjected to plane wave shape shaping. An object of the present invention is to provide a steel cord manufactured by the method and a pneumatic tire to which the steel cord is applied as a reinforcing material.
本発明者は、平面波形状型付けが施された3層撚りスチールコードに波形の型付けを施した際に最外層が乱れる原因について鋭意究明したところ、平面波形状型付けが施された3層撚りスチールコードにおいて、平面波形状型付けが施される前の状態で、最外層フィラメントのらせん型付け率を撚り角に応じ最適な範囲に設定することにより、平面波形状型付け部の最外層シースの撚り性状乱れが抑制され、コード割れ発生レベルを低減することができることを見出し、本発明を完成するに至った。 The present inventor has earnestly investigated the cause of disturbance of the outermost layer when corrugated mold is applied to a three-layer twisted steel cord subjected to plane wave shape typing. In the three-layer twisted steel cord subjected to plane wave shape typing, By setting the helical mold rate of the outermost layer filament to an optimal range according to the twist angle in a state before the plane wave shape molding is performed, the twist property disorder of the outermost layer sheath of the plane waveform shaping unit is suppressed, The present inventors have found that the level of occurrence of code cracking can be reduced and have completed the present invention.
すなわち、本発明のスチールコードの製造方法は、平面波形状型付けが施された3層撚りスチールコードの製造方法において、
最外層フィラメントの撚り角をα(°)としたとき、最外層フィラメントのらせん型付け率f(%)が0.35×α+74.5以上、0.45×α+82.5以下の範囲内となるように3層撚りスチールコードを撚り、次いで、得られたスチールコードに平面波形状型付けを施すことを特徴とするものである。
That is, the steel cord manufacturing method of the present invention is a method for manufacturing a three-layer twisted steel cord that has been subjected to plane wave shape molding.
When the twist angle of the outermost layer filament is α (°), the outermost layer filament has a spiraling rate f (%) of 0.35 × α + 74.5 or more and 0.45 × α + 82.5 or less. A three-layer twisted steel cord is twisted, and then the obtained steel cord is subjected to plane wave shape molding.
また、本発明のスチールコードは、前記製造方法により製造されたことを特徴とするものである。 The steel cord of the present invention is manufactured by the above manufacturing method.
さらにまた、本発明の空気入りタイヤは、前記スチールコードを補強材として適用したことを特徴とするものである。好ましくは、トラック・バス用タイヤである。 Furthermore, the pneumatic tire of the present invention is characterized in that the steel cord is applied as a reinforcing material. Preferably, the tire is for trucks and buses.
本発明によれば、平面波形状型付けが施された3層撚りスチールコードを製造するにあたり、平面波形状型付け部の最外層シースの撚り性状乱れを抑制し、コード割れ発生レベルを低減することができる。これにより、加工品質を向上し、製造ラインにおける外観不良を低減した平面波形状型付けスチールコードを提供することができる。さらに、得られたスチールコードをタイヤの補強材として使用することで、タイヤの製造コストに含まれる材料加工の仕損費を低減することができる。 According to the present invention, in manufacturing a three-layer twisted steel cord subjected to plane wave shape typing, it is possible to suppress the twist property disorder of the outermost layer sheath of the plane wave shape shaping portion and reduce the level of cord cracking. As a result, it is possible to provide a plane wave shape-molded steel cord with improved processing quality and reduced appearance defects on the production line. Furthermore, by using the obtained steel cord as a reinforcing material for the tire, it is possible to reduce the material processing cost included in the manufacturing cost of the tire.
本発明のスチールコードの製造方法について、図面を参照して詳しく説明する。
本発明の平面波形状型付けが施された3層撚りスチールコードの一好適例として、3本のスチールフィラメントからなるコア1と、このコア1の周りに巻き付けられた9本のスチールフィラメントからなる第1シース2と、さらにこの第1シース2の周りに巻き付けられた15本のスチールフィラメントからなる第2シース3とを有する3+9+15撚り構造のスチールコードを製造するにあたり、先ず、第2シース3の最外層フィラメントの撚り角をα(°)としたとき、最外層フィラメントのらせん型付け率f(%)が0.35×α+74.5以上、0.45×α+82.5以下の範囲内となるようにして3層撚りスチールコードを得る。
The steel cord manufacturing method of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
As a preferred example of the three-layer stranded steel cord subjected to plane wave shape molding according to the present invention, a core 1 made of three steel filaments and a first steel wire made of nine steel filaments wound around the core 1 are used. In manufacturing a steel cord having a 3 + 9 + 15 twist structure having the
なお、かかる3層撚りスチールコードを得るにあたり、使用する型付け装置および撚線機は既知のものを使用することができ、特に制限されるべきものではない。例えば、3+9+15撚り構造のスチールコードにおいて、コア1の周囲に撚り合わされた第1シース2の周囲に、さらにらせん型付けされた第2シース3の最外層フィラメントを配置して3層構造のスチールコードを得るには、撚線機に仕掛けられた15本のスチールフィラメントの全てを型付け装置に通してらせん状の型付けを行い、次いで2層撚りコードと各素線とを撚り合わせ点(ボイス)に導入して撚合わせればよい。
In obtaining such a three-layer stranded steel cord, known molding devices and twisting machines can be used, and are not particularly limited. For example, in a steel cord having a 3 + 9 + 15 twist structure, the outermost layer filament of the
次いで、得られたスチールコードを平面波形状型付け用の歯車へ噛み込ませ、所望のスチールコードを得る。このようにして得られたスチールコードは、平面波形状型付け部の最外層シースの撚り性状乱れが抑制されており、コード割れ発生レベルが低減している。これにより、加工品質の向上を図ることができる。 Next, the obtained steel cord is meshed with a gear for shaping a plane wave shape to obtain a desired steel cord. In the steel cord thus obtained, the twisting disorder of the outermost layer sheath of the plane wave shape shaping portion is suppressed, and the level of occurrence of cord cracking is reduced. Thereby, improvement of processing quality can be aimed at.
最外層フィラメントのらせん型付け率fを上記範囲内と規定するのは以下の理由による。
即ち、本発明者は、先ず、コード最外層フィラメントの型付け率が割れに影響を与え、さらにフィラメントの撚り角度にも依存した最適値があることを見出した。具体的には、フィラメントの型付け率が大きいと、自発的に撚りが開く方向の応力が内在し、コード割れが発生しやすく、逆に、フィラメントの型付け率が小さいと、撚り締まる応力が内在するため、コード割れが抑制されることが分かった。またその一方で、撚り線におけるフィラメントは巻きつくことで拘束され、位置が安定化する作用が働くが、コード長手軸方向からの傾き角度で定義されるフィラメントの撚り角度が小さいと、フィラメントの拘束力が小さいため、型付け率が小さいことがコード割れ抑制のために必要となり、逆に、フィラメントの撚り角度が大きいと、フィラメントの拘束力が大きくなるため、型付け率が若干大きくてもコード割れ抑制の効果が奏せられることも分かった。かかる知見に基づき、平面波形状型付け用の歯車へ噛み込ませる前のコード最外層シースの型付け率を撚り角度と依存した領域で設定した結果、上記型付け率範囲を見出すに至った。この型付け率が上限より大きいと、割れ発生レベルが増大し、一方、下限より小さいと割れ発生の問題はないが、コードをカットした端部での素線ばらけが大きくなりすぎ、工場での作業性が難しくなる。
The reason why the outermost filament filament spiraling rate f is defined within the above range is as follows.
That is, the present inventor first discovered that the forming rate of the outermost layer cord of the cord has an influence on the cracking, and further has an optimum value depending on the twist angle of the filament. Specifically, when the filament molding rate is large, the stress in the direction of spontaneous twisting is inherent, and cord cracking is likely to occur. Conversely, when the filament molding rate is small, the twisting stress is inherent. Therefore, it was found that the code cracking is suppressed. On the other hand, the filament in the stranded wire is restrained by being wound and works to stabilize the position. However, if the twist angle of the filament defined by the inclination angle from the cord longitudinal axis direction is small, the filament is restrained. Since the force is small, it is necessary to suppress the cord cracking with a small die-setting rate. Conversely, if the twist angle of the filament is large, the binding force of the filament increases, so even if the die-setting rate is slightly high, cord cracking suppression is possible. It was also found that the effect of. Based on this knowledge, as a result of setting the styling rate of the outermost layer sheath of the cord before being meshed with the plane wave shape tying gear in a region depending on the twist angle, the above tying rate range was found. If this molding rate is larger than the upper limit, the cracking level will increase, while if it is smaller than the lower limit, there will be no problem of cracking, but the wire breakage at the end where the cord is cut will become too large and work in the factory Sexuality becomes difficult.
なお、コードに施す波形の型付けにおいて、図3に示す波長λは、好ましくは第2シースの撚りピッチ以上、200mm以下である。この波長λが撚りピッチ未満であると撚り線中のテンションバランスに曲げ加工の影響があり、一方、200mmを超えると、波型形状に起因する伸びが得られにくくなる。また、振幅2aは、好ましくは1〜10mmである。この振幅2aが1mm未満であると波型形状に起因する伸びが得られにくくなり、一方、10mmを超えると、張力負担の変形で伸びて、波型形状消失時のコード横方向変形が大きくなる。さらに、本発明のコードにおけるフィラメント径は、0.15〜0.40mmの範囲が好ましく、この範囲より小さいと柔軟で波型がつけにくくなり、この範囲より大きいと、波型部の曲げ剛性が大きくなってタイヤへの適用時に低荷重での伸びが得にくくなる。
In the waveform patterning applied to the cord, the wavelength λ shown in FIG. 3 is preferably not less than the twist pitch of the second sheath and not more than 200 mm. If the wavelength λ is less than the twist pitch, the tension balance in the stranded wire is affected by bending. On the other hand, if it exceeds 200 mm, it is difficult to obtain elongation due to the corrugated shape. The
以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明する。
図1に示す3+9+15構造(撚り方向はSSZ)のスチールコードを、フィラメント径0.23mm、コード直径1.4mmにて、下記の表1および表2に示す仕様の下に作製した。表中の第2シース型付け率fは、図2に示すように、撚りコードの状態での最大径をD1、フィラメントをほぐした時の最大振幅をD2としたとき、(D2/D1)×100(%)で表した値である。
Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples.
A steel cord having a 3 + 9 + 15 structure (twisting direction is SSZ) shown in FIG. 1 was produced with a filament diameter of 0.23 mm and a cord diameter of 1.4 mm under the specifications shown in Tables 1 and 2 below. As shown in FIG. 2, the second sheath mold application rate f in the table is (D2 / D1) × 100, where D1 is the maximum diameter in a twisted cord state and D2 is the maximum amplitude when the filament is loosened. It is a value expressed in (%).
また、最大割れ量平均値は、平面波形状型付けコードを形状保持するため樹脂で固めた上で、図3に示すコードの谷部における、コード軸方向垂直断面の曲げ内側部のフィラメント間隔最大値(L)を連続する谷部でN=10ヶ所測定した平均値である。なお、平面波形状型付けの狙い値は、波長λ=32(mm)、振幅2a=2.5(mm)で実施した値である。
Further, the average value of the maximum amount of cracks is the maximum value of the filament interval (in the bending inner portion of the cord vertical cross section in the trough portion of the cord shown in FIG. L) is an average value obtained by measuring N = 10 points in a continuous valley. The target value for plane wave shape typing is a value implemented at a wavelength λ = 32 (mm) and an
さらに、同一撚り構造のコードにおける実施例と比較例において、第2シースフィラメントの型付け率が異なるコードに対して平面波形状型付け加工を実施し、最大割れ量を測定し、次式に従い平均値の比較指数で表示した。
割れ量比較指数=実施例の割れ量(mm)/比較例の割れ量(mm)×100
この割れ量比較指数が小さいほど、割れ量が低減されていることを意味する。
Furthermore, in the example and the comparative example in the cord of the same twist structure, the plane wave shape molding process is performed on the cord having a different molding rate of the second sheath filament, the maximum crack amount is measured, and the average value is compared according to the following formula Expressed as an index.
Crack amount comparison index = cracking amount of example (mm) / cracking amount of comparative example (mm) × 100
A smaller crack amount comparison index means that the crack amount is reduced.
さらにまた、ばらけ性評価として、ケーブルカッターで各コードをカットしたときの端部素線のほぐれについて、ほぐれがまったくないか手元で止まる場合を良、ほぐれが著しい場合を悪として判定した。得られた結果を下記の表1および表2に示す。 Furthermore, as the evaluation of dispersibility, it was determined that the loosening of the end strands when each cord was cut with a cable cutter was good when it was not loosened or stopped at hand, and the case where the loosening was significant was judged as bad. The obtained results are shown in Tables 1 and 2 below.
表1および表2に示す結果から、いずれのコード撚り構造においても比較例に比べ実施例の方が大幅に割れ量が低減され、また、ばらけ性も改善されていることが分かる。 From the results shown in Table 1 and Table 2, it can be seen that in any cord twist structure, the amount of cracking is significantly reduced and the dispersibility is improved compared to the comparative example.
1 コア
2 第1シース
3 第2シース
1
Claims (4)
最外層フィラメントの撚り角をα(°)としたとき、最外層フィラメントのらせん型付け率f(%)が0.35×α+74.5以上、0.45×α+82.5以下の範囲内となるように3層撚りスチールコードを撚り、次いで、得られたスチールコードに平面波形状型付けを施すことを特徴とするスチールコードの製造方法。 In the method of manufacturing a three-layer stranded steel cord subjected to plane wave shape molding,
When the twist angle of the outermost layer filament is α (°), the outermost layer filament has a spiraling rate f (%) of 0.35 × α + 74.5 or more and 0.45 × α + 82.5 or less. A method of manufacturing a steel cord, comprising twisting a three-layer twisted steel cord and then subjecting the obtained steel cord to plane wave shape shaping.
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