JP2012036539A - ゴム補強用スチールコード - Google Patents

Abstract

【課題】 コード強力を低減させることなしに、ゴムの浸透性を向上させるようにしたゴム補強用スチールコードを提供する。
【解決手段】 芯ストランド２の周囲に複数本の側ストランド３を撚り合わせたマルチストランド構造からなるゴム補強用スチールコード１において、側ストランド３の撚り合わせに先立って、芯ストランド２に芯ストランド２の長手方向に向けて螺旋状のくせ付け加工を施すようにした。
【選択図】 図１

Description

本発明はゴム補強用スチールコード関し、さらに詳しくは、コード強力を低減させることなしに、ゴムの浸透性を向上させるようにしたゴム補強用スチールコードに関する。

一般に、コンベヤベルトなどに代表されるゴム製品を補強するスチールコードには、ゴム中の水分による腐蝕を防止するための措置が施されている。スチールコードを腐蝕から守るためには、スチール素線に亜鉛等のめっきを施すほか、コードの構造を各素線間にゴムが浸透し易い形態にすることが行われ、これまでコードの構造に関する多数の提案がなされてきた（例えば、特許文献１参照）。

特に高張力下で使用されるコンベヤベルトの補強用コードには、強靭なコード強力が要求されると同時に、長期にわたり水分による腐蝕から守ることが要求されてきた。これらの要請に応えるために、従来、図５（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ示すように、複数本のスチールモノフィラメントを撚り合わせた芯ストランド２とその周囲に撚り合わされた複数本の側ストランド３とからなる図５（ａ）に示す１＋６＋１２＋６×（１＋６＋１２）構造（以下、本発明において７×１９構成コードという）、図５（ｂ）に示す１＋６＋６×（１＋６）構造（以下、本発明において７×７構成コードという）又は図５（ｃ）に示す１×３＋６＋（６＋６）＋６×（１＋６＋（６＋６））構造（以下、本発明において７×ＳｅＷ（１９）構成コードという）のスチールコード１’が使用されてきた。

そして、これらスチールコード１’におけるゴムの浸透性を確保するために、スチールコード１’を構成する各素線に僅かなくせ付けを施したうえで、各層における素線径の組み合わせを変化させながら芯ストランド２の周囲に複数本の側ストランド３を層状に撚り合わせるようにしてきた。しかし、素線径の組み合わせによってある程度はゴムの浸透性を確保することが可能であったものの、ゴムの浸透性には限界があり、さらなる改善が求められてきた。

一方、ゴムの浸透性を確保するために、芯素線に略スパイラル状のくせ付け加工を施しておき、その外周側に芯素線よりもやや外径の小さい側素線を撚り合わせるようにした提案がある（特許文献２参照）。しかし、この提案では、芯素線及び側素線がそれぞれモノフィラメントにより構成されているために、スチールコードとしてのコード強力が不足することから、その用途が極めて限定されることに加えて、ゴムの浸透性を確保するには限界があった。

特開平６−２４０５９０号公報 実開平６−４２９９３号公報

本発明の目的は、上述する問題点を解消するもので、コード強力を低減させることなしに、ゴムの浸透性を向上させるようにしたゴム補強用スチールコードを提供することにある。

上記目的を達成する本発明のゴム補強用スチールコードは、複数本の素線が撚り合わされた１本の芯ストランドの周囲に、複数本の素線が撚り合わされた複数本の側ストランドを撚り合わせたマルチストランド構造からなるゴム補強用スチールコードにおいて、前記側ストランドの撚り合わせに先立って、前記芯ストランドに該芯ストランドの長手方向に向けて螺旋状のくせ付け加工を施すようにしたことを特徴とする。

さらに、上述する構成において、以下（１）〜（３）に記載するように構成することが好ましい。
（１）前記くせ付け加工後の芯ストランドの螺旋外径を前記芯ストランドの外径の１．０５〜１．３０倍にする。この場合において、前記くせ付け加工後の芯ストランドの螺旋ピッチを該芯ストランドに隣接する前記側ストランドの撚り合わせピッチの０．２０〜０．６０倍にするとよい。
（２）前記スチールコードの構造を７×１９構成コード又は７×７構成コードにするか、あるいは７×ＳｅＷ（１９）構成コードにする。前者の場合にあっては、前記芯ストランドの外径と前記側ストランドの外径とを互いに同等にするとよい。
（３）コンベアベルトの補強用として供する。

上述した本発明によれば、芯ストランドの周囲に複数本の側ストランドを撚り合わせたマルチストランド構造からなるゴム補強用スチールコードにおいて、側ストランドの撚り合わせに先立って、芯ストランドに芯ストランドの長手方向に向けて螺旋状のくせ付け加工を施すようにしたので、側ストランドを透過したゴムが芯ストランドの中心に向けて効率よく浸透されるため、長期にわたってスチールコードの水分による腐蝕を防止して、スチールコードのコード強力を低減させることがない。

本発明の実施形態によるゴム補強用スチールコードの断面図である。 図１のスチールコードにおける芯ストランドを取り出して示す説明図で、（ａ）はその断面図、（ｂ）はその一部側面図である。 本発明の他の実施形態によるゴム補強用スチールコードの断面図である。 本発明のさらに他の実施形態によるゴム補強用スチールコードの断面図である。 従来のゴム補強用スチールコードの断面図で、（ａ）は図１のスチールコードに相当する断面図、（ｂ）は図３のスチールコードに相当する断面図、（ｃ）は図４のスチールコードに相当する断面図である。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態によるゴム補強用スチールコードの断面図で、本発明のゴム補強用スチールコード１は、複数本（図では１９本）の素線が撚り合わされた１本の芯ストランド２の周囲に複数本（図では１９本）の素線が撚り合わされた複数本（図では６本）の側ストランド３を撚り合わせたマルチストランド構造からなる。

そして、本発明では、側ストランド３の撚り合わせに先立って、芯ストランド２には芯ストランド２の長手方向に向けて螺旋状のくせ付け加工が施されている。図中の点線Ｒは、くせ付け加工後の芯ストランド２の外郭形状を示している。

このように芯ストランド２にはあらかじめ芯ストランド２の長手方向に向けて螺旋状のくせ付け加工が施されているため、側ストランド３を透過したゴムが芯ストランド２の中心に向けて効率よく浸透されるため、長期にわたってスチールコード１の水分による腐蝕を防止して、スチールコード１のコード強力を低減させることがない。

なお、図１の実施形態では、スチールコード１の構造を１＋６＋１２＋６×（１＋６＋１２）構造からなる７×１９構成コードとした場合を例示したが、本発明のスチールコード１の構造はこれに限られるものではない。

本発明において、くせ付け加工後の芯ストランド２の螺旋外径Ｄ（図２（ａ）及び（ｂ）参照）は、特に限定されるものではないが、芯ストランド２の外径Ｄｏの１．０５〜１．３０倍、好ましくは１．１０〜１．２５倍となるように調整するとよい。これにより、スチールコード１のコード強力を適正に確保することができる。ここで、螺旋外径Ｄが芯ストランド２の外径Ｄｏの１．０５倍未満では芯ストランド２に対するゴムの浸透性が不足することになり、１．３０倍超ではスチールコード１のコード強力が不足することになる。

さらに好ましくは、くせ付け加工後の芯ストランド２の螺旋ピッチＰを芯ストランド２に隣接する側ストランド３の撚り合わせピッチ（図示省略）の０．２０〜０．６０倍、好ましくは０．３０〜０．５０倍となるように調整するとよい。これにより、側ストランド３の撚り合わせ作業を円滑に行うことができると共に、スチールコード１の形態を安定化させてコード強力の低下を抑制することができる。

なお、図１の実施形態に相当する従来のゴム補強用スチールコードでは、図４（ａ）に例示するように、スチールコード１’のコード強力を確保するために、芯ストランド２の外径を側ストランド３の外径よりも大きくして、芯ストランド２の周囲に側ストランド３を撚り合わせるようにしてきた。したがって、芯ストランド２と側ストランド３とを図４（ａ）のように同一の撚り構造に形成した場合には、スチールコード１’を構成する各素線には４種類以上の外径を有するスチールフィラメントを使用する必要があった。

これに対して、図１に示す本発明のゴム補強用スチールコード１では、芯ストランド２と側ストランド３との撚り構造及び外径を互いに同等にすることができる。したがって、このように芯ストランド２と側ストランド３との外径を同等にした場合には、スチールコード１を構成する各素線の外径を３種類により構成することができる。これにより、スチールコード１の生産コストを低減させることができる。さらには、図１の実施形態のように芯ストランド２と側ストランド３との撚り構造を同等にした場合には、スチールコード１の生産性を向上させることができる。

図３は、本発明の他の実施形態によるゴム補強用スチールコード１の断面図で、本実施形態では、スチールコード１の構造を１＋６＋６×（１＋６）構造からなる７×７構成コードに形成している。

本実施形態の場合にも、図１の実施形態の場合と同様に、芯ストランド２と側ストランド３との外径を互いに同等にすることができる。そして、芯ストランド２と側ストランド３との外径を同等にした場合には、スチールコード１を構成する各素線の外径を２種類により構成することができる。これにより、スチールコード１の生産コストを大幅に低減させることができる。

さらには、図１の実施形態の場合と同様に、芯ストランド２と側ストランド３との撚り構造を同等にすることにより、スチールコード１の生産性を向上させることができる。なお、本実施形態による作用効果については、図１の実施形態による場合と同様であるため、重複する説明を省略する。

図４は、本発明のさらに他の実施形態によるゴム補強用スチールコード１の断面図で、本実施形態では、スチールコード１の構造を１×３＋６＋（６＋６）＋６×（１＋６＋（６＋６））構造からなる７×ＳｅＷ（１９）構成コードに形成している。本実施形態の場合にも、芯ストランド２の外径と側ストランド３の外径とを互いに同等にすることができる。なお、本実施形態による作用効果についても、図１の実施形態による場合と同様であるため、重複する説明を省略する。

上述する図１及び図３の実施形態では、芯ストランド２と側ストランド３との撚り構造を互いに同等にした場合を示したが、本発明のゴム補強用スチールコード１では、コード強力とゴムの浸透性とのバランスを高いレベルで確保する観点から、芯ストランド２と側ストランド３との撚り構造を異ならせることができる。

上述するように、本発明のゴム補強用スチールコード１は、側ストランド３の撚り合わせに先立って、芯ストランド２に芯ストランド２の長手方向に向けて螺旋状のくせ付け加工を施しておき、スチールコード１に対するゴムの浸透性を向上させることにより、ゴム中の水分による腐蝕を防ぎながら、コード強力を低減させることなしに、屈曲性を向上させるようにしたもので、特に高張力下で使用されるコンベヤベルトの補強用コードとして好ましく適用することができる。

スチールコードをそれぞれ「７×１９構成コード」「７×７構成コード」及び「７×ＳｅＷ（１９）構成コード」として、これらスチールコードの構造、コードの外径、くせ付け前後における芯ストランドの外径、及び側ストランドの外径をそれぞれ表１のように異ならせて、芯ストランドにくせ付け加工を施さなかった図５（ａ）〜（ｃ）に示す従来コード（従来例１〜３に相当）と芯ストランドにくせ付け加工を施した図１、３、４に示す本発明コード（実施例１〜６に相当）及び比較コード（比較例１、２）とをそれぞれ製作した。

そして、これら各コードをそれぞれゴムに埋設し、同一の条件により金型内で加硫してコードの上下左右を２ｍｍ厚さのゴムで被覆して、断面が正方形で長さ４６０ｍｍの従来試験片（従来例１〜３）、本発明試験片（実施例１〜６）及び比較試験片（比較例１、２）とした。

なお、本発明試験片（実施例１〜６）及び比較試験片（比較例１、２）において、くせ付け加工後の芯ストランドの螺旋外径を、それぞれ芯ストランドに隣接する側ストランドの撚り合わせピッチの０．４５倍に設定した。

これら１１種類の試験片について、以下の方法によりゴム浸透性及びコード強力を測定し、その結果を表１に記載した。

〔ゴム浸透性〕
各試験片をオーストラリア規格（ＡＳ−１３３３）による「空気透過性試験方法」に準拠して、試験片の長手方向の一端部から１００ｋＰａの空気圧を圧入し、空気圧を圧入した後の６０秒間に他端部側に透過した空気圧を測定し、その結果を表１に記載した。この空気圧が小さいほど耐空気透過性に優れ、スチールコードに対するゴム透過性が優れていることを示す。

さらに、その後、スチールコードを解体して、芯ストランドを取り出し、芯ストランドの周囲に付着したゴム量（％）を目視により測定し、その結果を表１に併記した。

〔コード強力〕
各試験片を長手方向に引張ったときの破断時における荷重を測定し、その結果を以ってコード強力の評価とした。その測定結果を、実施例１、２については従来例１を１００とする指数により、実施例３、４については従来例２を１００とする指数により、実施例５、６については従来例３を１００とする指数によりそれぞれ表１に記載した。数値が大きいほどコード強力が優れていることを示す。

表１より、「７×１９構成コード」及び「７×７構成コード」にあっては、本発明コードは従来コードに比して、コード強力を向上させると共に、ゴムの浸透性を向上させていることがわかる。なお、比較例１は、くせ付け前後における芯ストランド外径比（Ｄ／Ｄｏ）が小さ過ぎたため、ゴムの浸透性が低下し、比較例２は、くせ付け前後における芯ストランド外径比（Ｄ／Ｄｏ）が大き過ぎたため、コード強力が低減することを確認した。

また、「７×ＳｅＷ（１９）構成コード」においては、従来コードではゴム透過性が全く改善されていなかったのに対して、本発明コードではコード強力を向上させると共に、ゴム透過性が改善されていることが確認された。

１ ゴム補強用スチールコード
２ 芯ストランド
Ｄｏ 芯ストランドの外径
Ｄ 芯ストランドの螺旋径
Ｐ 芯ストランドの螺旋ピッチ
３ 側ストランド

Claims (7)

1. 複数本の素線が撚り合わされた１本の芯ストランドの周囲に、複数本の素線が撚り合わされた複数本の側ストランドを撚り合わせたマルチストランド構造からなるゴム補強用スチールコードにおいて、
   前記側ストランドの撚り合わせに先立って、前記芯ストランドに該芯ストランドの長手方向に向けて螺旋状のくせ付け加工を施すようにしたゴム補強用スチールコード。
2. 前記くせ付け加工後の芯ストランドの螺旋外径を前記芯ストランドの外径の１．０５〜１．３０倍にした請求項１に記載のゴム補強用スチールコード。
3. 前記くせ付け加工後の芯ストランドの螺旋ピッチを該芯ストランドに隣接する前記側ストランドの撚り合わせピッチの０．２０〜０．６０倍にした請求項２に記載のゴム補強用スチールコード。
4. 前記スチールコードの構造が７×１９構成コード又は７×７構成コードである請求項１〜３のいずれか１項に記載のゴム補強用スチールコード。
5. 前記芯ストランドの外径と前記側ストランドの外径とを互いに同等にした請求項４に記載のゴム補強用スチールコード。
6. 前記スチールコードの構造が７×ＳｅＷ（１９）構成コードである請求項１〜３のいずれか１項に記載のゴム補強用スチールコード。
7. コンベアベルトの補強用である請求項１〜６の何れか１項に記載のゴム補強用スチールコード。

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