JP2018080414A - ゴム物品補強用スチールコード、並びに、これを用いたゴムクローラおよびタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】スチールフィラメントを撚り合わせることによる、スチールコードの強力の低下を防止することができるゴム物品補強用スチールコード、並びに、これを用いたタイヤおよびクローラ。【解決手段】コアストランド２が、撚り合わされることなく並列に引き揃えられた２本のコアフィラメント２ａからなるコアと、コアの周りに撚り合わされた複数本のシースフィラメント２ｂからなる少なくとも１層のシースと、を有し、コアフィラメント２ａの径ｄｃとシースフィラメント２ｂの径ｄｓとが、下記式（１）、ｄｃ＜ｄｓ（１）で表される関係を満足し、かつ、コアフィラメント２ａの抗張力Ｔ（ＭＰａ）が下記式（２）、Ｔ＜３６５０−１７０００×（ｄｃ−０．１５）２（２）で表される関係を満足するコアストランド２の周りに、複数本のシースストランド３が撚り合わされてなるゴム物品補強用スチールコード１。【選択図】図１

Description

本発明は、ゴム物品補強用スチールコード（以下、単に「スチールコード」とも称する）、並びに、これを用いたゴムクローラおよびタイヤに関し、詳しくは、スチールフィラメントを撚り合わせることによる、スチールコードの強力の低下を防止することができるゴム物品補強用スチールコード、並びに、これを用いたゴムクローラおよびタイヤに関する。

一般に、無端状のゴムクローラには、車両等に装着されて使用に供される際に大きな張力がかかることとなる。そのため、ゴムクローラ内部には、その長手方向に沿って、抗張体としてのスチールコードが、列状をなして埋設されている。このような無端状のゴムクローラは、通常、内部にスチールコードを埋設した有端状のゴムクローラ基体を作製した後、その両端から突出させたスチールコードを重ね合わせて、この重ね合わせ部（エンドレス部位）をさらにゴム加硫することにより製造される。

このようなゴムクローラは、スチールコードに達するほどの外傷を受けると、ゴムが浸透していない部分を水分が毛細管現象にて通水し、スチールコードの水による腐食によって錆が発生する場合がある。このような問題を解消するために、従来、スチールコードの内部にゴムを十分に浸透させることが行われている。例えば、特許文献１では、２本のコアフィラメントを撚り合わせずに引き揃え、この周りに、シースフィラメントを撚り合わせたスチールコードにおいて、コアフィラメントの径、シースフィラメントの径、およびシースフィラメントの撚りピッチを適正化し、ゴム浸透性と生産性とを両立させたスチールコードが提案されている。

特開２０１２−１２７０２８号公報

特許文献１で提案されているスチールコードのような、２本のコアフィラメントを撚り合わせずに引き揃えられたコアを有するスチールコードは、内部へのゴムの浸透に優れ、カット傷を負った場所からの錆等の拡散を抑止することができる。しかしながら、建設車両用タイヤやゴムクローラ等の補強材として、特許文献１で提案されている構造のスチールコードをコアストランドとし、その周りに複数本のシースストランドを巻き付けた複撚り構造のスチールコードを採用すると、想定した強度が得られない。すなわち、スチールコードを構成する各フィラメントの撚る前の強力の総和に対して、スチールコードの強力が９０％以下に低下してしまっていた（いわゆる、撚りロス）。

そこで、本発明の目的は、スチールフィラメントを撚り合わせることによる、スチールコードの強力の低下を防止することができるゴム物品補強用スチールコード、並びに、これを用いたゴムクローラおよびタイヤを提供することにある。

本発明者らは、上記課題を解消するために鋭意検討した結果、以下の知見を得た。すなわち、コアストランドとして、２＋ｍ構造のコアストランドを有する複撚り構造のスチールコードの撚りをほぐし、各ストランドの強力を測定した結果、各ストランドでは想定した強力が得られていた。しかしながら、複撚りスチールコードでは、コアストランドのコアフィラメントが先行して破断していることが明らかになった。かかる知見を基に、本発明者らはさらに鋭意検討した結果、コアストランドを構成する各スチールフィラメントの径および抗張力を所定のものとすることで、コアストランドのコアフィラメントの先行破断を防止することができ、上記課題を解消できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明のゴム物品補強用スチールコードは、複数本のスチールフィラメントが撚り合わされたコアストランドの周りに、複数本のスチールフィラメントが撚り合わされた複数本のシースストランドが撚り合わされてなるゴム物品補強用スチールコードにおいて、
前記コアストランドが、撚り合わされることなく並列に引き揃えられた２本のコアフィラメントからなるコアと、該コアの周りに撚り合わされた複数本のシースフィラメントからなる少なくとも１層のシースと、を有し、
前記コアフィラメントの径ｄｃと前記シースフィラメントの径ｄｓとが、下記式（１）、
ｄｃ＜ｄｓ （１）
で表される関係を満足し、かつ、前記コアフィラメントの抗張力Ｔ（ＭＰａ）が下記式（２）、
Ｔ＜３６５０−１７０００×（ｄｃ−０．１５）^２ （２）
で表される関係を満足することを特徴とするものである。

本発明のスチールコードにおいては、前記コアストランドの構造は、２＋ｍ構造または２＋ｍ＋ｎ構造であって、ｍは５〜７、ｎは１０〜１５であることが好ましい。また、本発明のスチールコードにおいては、前記コアフィラメントの径ｄｃは、０．１５〜０．４０ｍｍであることが好ましい。さらに、本発明のスチールコードにおいては、前記コアフィラメントの抗張力Ｔは、２５００ＭＰａ以上であることが好ましい。さらにまた、本発明のスチールコードにおいては、前記コアストランドの径ｄｃと前記シースフィラメントの径ｄｓとが、下記式（３）、
ｄｃ＞０．５×ｄｓ （３）
で表される関係を満足することが好ましい。

本発明のゴムクローラは、本発明のゴム物品補強用スチールコードが用いられてなることを特徴とするものである。

本発明のタイヤは、本発明のゴム物品補強用スチールコードが用いられてなることを特徴とするものである。

本発明によれば、スチールフィラメントを撚り合わせることによる、スチールコードの強力の低下を防止することができるゴム物品補強用スチールコード、並びに、これを用いたゴムクローラおよびタイヤを提供することができる。

本発明の一好適な実施の形態に係るゴム物品補強用スチールコードの断面図である。 本発明の一好適な実施の形態に係るゴムクローラの幅方向断面図である。 本発明の一好適な実施の形態に係るタイヤの片側断面図である。 式（２）と、実施例および比較例のコアストランドのコアフィラメントの径ｄｃおよび抗張力の関係を表したグラフである。

以下、本発明のゴム物品補強用スチールコードについて、図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の一好適な実施の形態に係るゴム物品補強用スチールコードの断面図である。本発明のスチールコード１は、複数本のスチールフィラメントが撚り合わされたコアストランド２の周りに、複数本のスチールフィラメントが撚り合わされた複数本のシースストランド３が撚り合わされてなる複撚り構造を有している。図示例においては、１本のコアストランド２の周りに、６本のシースストランド３が撚り合わされているが、本発明のスチールコードの構造はこれに限られるものではなく、例えば、シースストランドの本数は、６〜１０本とすることができる。

本発明のスチールコード１においては、コアストランド２は、撚り合わされることなく並列に引き揃えられた２本のコアフィラメント２ａからなるコアと、コアの周りに撚り合わされた複数本のシースフィラメント２ｂからなる少なくとも１層のシースと、を有している。本発明のスチールコード１においては、コアストランド２の構造は、好ましくは、２＋ｍ構造または２＋ｍ＋ｎ構造であって、ｍが５〜７、ｎが１０〜１５であり、図示するスチールコード１においては、コアストランド２は２＋６構造となっている。コアストランド２の構造がこのような構造であれば、スチールコードの生産性を損なうことはなく、また、十分な強力を得ることができる。

また、本発明のスチールコードにおいては、コアストランド２のコアフィラメント２ａの径ｄｃとシースフィラメント２ｂの径ｄｓとが、下記式（１）、
ｄｃ＜ｄｓ （１）
好ましくは、下記式（４）、
ｄｃ＜０．９２×ｄｓ （４）
で表される関係を満足する。コアストランド２のコアフィラメント２ａとシースフィラメント２ｂが同径に近づくほど、最終的な複撚りスチールコードの真円性が悪化し、断面が楕円形状になってしまう。このような真円性の悪いスチールコードを用いて製品を製造すると、加工工程において、スチールコードが複雑な経路を通った際、途中で捩じれてしまい、製品の成型作業が悪化してしまう。

さらに、本発明のスチールコード１においては、コアストランド２のコアフィラメント２ａの径ｄｃとシースフィラメント２ｂの径ｄｓとが下記式（３）、
ｄｃ＞０．５×ｄｓ （３）
で表される関係を満足することが好ましい。コアフィラメント２ａの径が小さくなりすぎると、コアが小さくなるため、シースフィラメント２ｂ同士の間隙が小さくなり、コアストランド２のゴム浸透性が悪化してしまう場合がある。

さらにまた、本発明のスチールコード１は、コアストランド２を構成するコアフィラメント２ａの抗張力Ｔ（ＭＰａ）は、下記式（２）、
Ｔ＜３６５０−１７０００×（ｄｃ−０．１５）^２ （２）
で表される関係を満足する必要がある。かかる要件を満足するスチールフィラメントを、コアストランド２のコアフィラメント２ａに用いることで、コアフィラメント２ａの先行破断を防止することができる。

なお、コアストランド２のコアフィラメント２ａの径ｄｃが大きい場合、上記式（２）の関係を満足させるためには、コアフィラメント２ａの抗張力を小さくしなければならず、コアフィラメント２ａの先行破断のおそれが大きくなり、撚りロスが大きくなってしまう場合がある。そこで、本発明のスチールコード１においては、コアストランド２のコアフィラメント２ａの径ｄｃは、０．１５〜０．４０ｍｍの範囲であることが好ましく、より好ましくは、０．１５〜０．３５ｍｍ、さらに好ましくは０．１５〜０．３３ｍｍである。コアストランド２のコアフィラメント２ａの径ｄｃが上記範囲であれば、スチールコードの生産性を悪化させることなく、本発明の効果を良好に得ることができる。

また、本発明のスチールコード１においては、コアストランド２のコアフィラメント２ａの抗張力Ｔは、２５００ＭＰａ以上であることが好ましい。コアストランド２のコアフィラメント２ａの抗張力Ｔが２５００ＭＰａ未満であると、最終的に得られるスチールコードの強力が十分に得られない場合があるからである。

本発明のスチールコードは、上記の要件を満足することが重要であり、その他、特に制限はない。例えば、コアストランド２を構成するシースフィラメント２ｂの撚りピッチ、撚り方向は、常法に従い、適宜選定することができる。また、図示する例においては、シースストランド３は、１本のコアフィラメント３ａの周りに、６本のシースフィラメント３ｂが撚り合わされてなる１＋６構造であるが、本発明のスチールコードにおいては、シースストランド３の構造は特に制限はない。１＋６構造以外にも、３＋９，３＋９＋１５または１＋６＋１２構造等であってもよい。

また、シースストランド３を構成するコアフィラメント３ａの径とシースフィラメント３ｂの径とは、同径であっても異径であってもよく、さらに、シースストランド３を構成するシースフィラメント３ｂの撚りピッチ、撚り方向についても、常法に従い、適宜選定することができる。さらにまた、ストランドの撚り方向、撚りピッチ等についても特に制限はなく、常法に従い、適宜選定することができる。

次に、本発明のゴムクローラについて説明する。
本発明のゴムクローラは、本発明のゴム物品補強用スチールコードが用いられてなるゴムクローラである。図２に、本発明の一好適な実施の形態に係るゴムクローラの幅方向断面図を示す。図示するゴムクローラ１０は、補強材である本発明のスチールコード１がトリートゴム１１で被覆されてなり、内周面側に外れ防止突起部１２や翼部１３を具えた芯金１４の一部が、設置面側にラグ１５を形成してなるゴム部材１６中に埋設されてなるものである。

本発明のゴムクローラにおいては、本発明のスチールコードを抗張体として用いていればよく、それ以外の構造および各部材の材質等については、慣用されているものを適宜採用することができ、特に制限されるべきものではない。例えば、ゴム部材１６を形成するゴム組成物として、トリートゴム１１と同じゴム組成物を採用してもよく、この際にはゴム部材１６によって形成される厚み分も考慮しつつ、トリートゴム１１の厚みを適宜選択して配置すればよい。

次に、本発明のタイヤについて説明する。
本発明のタイヤは、本発明のゴム物品補強用スチールコードが用いられてなるタイヤであり、例えば、本発明のスチールコードを、カーカスプライまたはベルトの補強材として用いることができる。本発明のスチールコードは複撚り構造であり、また、コアストランドはゴム浸透性に優れているため、荒地を走行する建設車両用タイヤ等のオフロ−ド用の大型タイヤ等に好適に用いることができる。

図３は、本発明の一好適な実施の形態に係るタイヤの片側断面図である。図示するタイヤ２０は建設車両用タイヤであり、１対のビードコア２１間でラジアル方向に延びるプライからなるカーカス２２と、このカーカス２２のクラウン部のタイヤ径方向外側に配置した、少なくとも２枚、図示例では６枚のベルト層からなるベルト２３と、このベルト２３のタイヤ径方向外側に配置されたトレッド２４とを有する。本発明のタイヤにおいては、本発明のスチールコードが補強材として用いられていればよく、それ以外のタイヤ構造および各部材の材質等については、慣用されているものを適宜採用することができ、特に制限されるものではない。

以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
＜実施例１〜４および比較例１〜４＞
表１、２に示す構造のスチールコードを作製した。スチールコードの強力、スチールコードを構成するスチールフィラメント抗張力は、同表に示すとおりであり、図４に、式（２）と、実施例および比較例のコアストランドのコアフィラメントの径ｄｃおよび抗張力の関係を表したグラフを示す。なお、スチールコードの強力の測定、スチールコードを構成するスチールフィラメントの抗張力の測定は、ＪＩＳ Ｇ ３５１０に準拠しておこなった。作製した各スチールコードにつき、撚りロスおよびコアストランドのコアフィラメントの先行破断の有無を評価した。なお、撚りロスの計算式は、以下のとおりである。

（撚りロス）
撚りロス（％）の計算は、以下の式に従って行った。
撚りロス（％）＝（フィラメント強力和（Ｎ）−コード強力実測値（Ｎ））／フィラメント強力和（Ｎ）×１００
ここで、フィラメント強力和とは、スチールコードを構成する各フィラメントの、撚り合わせる前における強力の合計の値である。

表１、２より、本発明のスチールコードは、コアストランドのコアフィラメントの先行破断が生じておらず、撚りロスが少ないことがわかる。

１ スチールコード
２ コアストランド
２ａ コアフィラメント
２ｂ シースフィラメント
３ シースストランド
３ａ コアフィラメント
３ｂ シースフィラメント
１０ ゴムクローラ
１１ トリートゴム
１２ 外れ防止突起部
１３ 翼部
１４ 芯金
１５ ラグ
１６ ゴム部材
２０ 建設車両用タイヤ
２１ ビードコア
２２ カーカス
２３ ベルト
２４ トレッド

Claims (7)

1. 複数本のスチールフィラメントが撚り合わされたコアストランドの周りに、複数本のスチールフィラメントが撚り合わされた複数本のシースストランドが撚り合わされてなるゴム物品補強用スチールコードにおいて、
   前記コアストランドが、撚り合わされることなく並列に引き揃えられた２本のコアフィラメントからなるコアと、該コアの周りに撚り合わされた複数本のシースフィラメントからなる少なくとも１層のシースと、を有し、
   前記コアフィラメントの径ｄｃと前記シースフィラメントの径ｄｓとが、下記式（１）、
   ｄｃ＜ｄｓ （１）
   で表される関係を満足し、かつ、前記コアフィラメントの抗張力Ｔ（ＭＰａ）が下記式（２）、
   Ｔ＜３６５０−１７０００×（ｄｃ−０．１５）^２ （２）
   で表される関係を満足することを特徴とするゴム物品補強用スチールコード。
2. 前記コアストランドの構造が、２＋ｍ構造または２＋ｍ＋ｎ構造であって、ｍが５〜７、ｎが１０〜１５である請求項１記載のゴム物品補強用スチールコード。
3. 前記コアフィラメントの径ｄｃが、０．１５〜０．４０ｍｍである請求項１または２記載のゴム物品補強用スチールコード。
4. 前記コアフィラメントの抗張力Ｔが、２５００ＭＰａ以上である請求項１〜３のうちいずれか一項記載のゴム物品補強用スチールコード。
5. 前記コアストランドの径ｄｃと前記シースフィラメントの径ｄｓとが、下記式（３）、
   ｄｃ＞０．５×ｄｓ （３）
   で表される関係を満足する請求項１〜４のうちいずれか一項記載のゴム物品補強用スチールコード。
6. 請求項１〜５のうちいずれか一項記載のゴム物品補強用スチールコードが用いられてなることを特徴とするゴムクローラ。
7. 請求項１〜５のうちいずれか一項記載のゴム物品補強用スチールコードが用いられてなることを特徴とするタイヤ。