JP2936112B2 - 補強用スチールコード - Google Patents

補強用スチールコード

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Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、工業用ベルトなどのゴム物品およびカー
ボンブラックやシリカなどの微粉末を混合する事により
流動性が低下したプラスチック製品の補強材として使用
されるスチールコード、とくにスチールフィラメントを
用いたいわゆるオープン撚り構造コードの改良に関す
る。
（従来の技術） スチールコードで補強された製品においては、製品内
に侵入した水分によるスチールフィラメントの腐食に伴
う製品耐久寿命の低下が問題となっている。そこでフィ
ラメント表面に金属めっきを施したり、ゴムがコード内
部にまで侵入し得るいわゆるオープン撚り構造（RESEAR
CH DISCLOSURE,JUNE 1978 第33頁参照）とすることに
よって、スチールコード耐腐食性を改良している。
（発明が解決しようとする課題） フィラメントに金属めっきを施したスチールコードで
は、スチールコードに繰返し歪が加わるような条件下で
使用されるとコード内のフィラメント相互の摩擦による
めっき層の摩滅により防食作用が失なわれ、またオープ
ン撚り構造コードではコードにわずかの張力が加わった
だけでフィラメント相互の隙間が狭くなりコード内部へ
のゴムやプラスチックの浸透が困難となるところに問題
が残る。
一方実開昭61-108397号公報にはゴムの浸入性を改良
するために、スチールコードを略楕円つる巻き状に撚り
合せたオープン撚り構造スチールコードについて開示さ
れているが、2kg荷重時の引張り伸びが大きいために、
コードを構成している各フィラメント相互の隙間が狭く
なってゴムあるいはプラスチックのコード内部への浸入
が妨げられる。
又特開昭62-170594号公報には型付率の異なる少なく
とも２つ以上の単位に分け型付率を最大値で1.65、最小
値で1.05とし、且つ最大値と最小値の差を0.20〜0.40の
範囲とすることが開示されているが、フィラメントのら
せん形状が最適化されてないためコードの加工性および
ゴムペネ性を低下させる問題がある。
そこでこの発明は、ゴムやプラスチックの浸入性に優
れたオープン撚り構造スチールコードについて提案する
ことを目的とする。
（課題を解決するための手段） この発明は、ら線状に型付けされた、３〜６本のフィ
ラメントを相互に離間して撚り合せたオープン撚り構造
のスチールコードであって、 各フィラメントは、楕円つる巻状をなし、その楕円は
次式 （x/a）２＋（y/b）２＝１ ただしa:楕円の長径 b:楕円の短径 b/a:0.70〜0.90 で表され、 またコードの5kg荷重時の引張り伸びが0.50〜0.90％
の範囲にあることを特徴とする補強用スチールコードで
ある。
また実施に当り、コードの2kg荷重時の引張り伸びP2
と5kg荷重時の引張り伸びP5との比P2／P5が0.80以下で
あることおよび隣合うフィラメントの間隙のうち、少な
くとも１つは異なる距離にあることが有利に適合する。
さらに、この発明のスチールコードは、その撚りピッ
チを、好ましくは６〜30mm、特に好ましくは６〜20mmの
範囲で製造することが有利である。
この発明に従うスチールコードは、例えば、コードの
一断面を第１図に示すように、５本のフィラメント１を
撚り合わせ、各フィラメント１の間隔を離した、いわゆ
るオープン撚り構造を基本とし、コードにおける各フィ
ラメントが所定の楕円つる巻状であることを特徴とす
る。
ここで、フィラメントが楕円つる巻状であるというこ
とは、コードを撚り戻した際の各フィラメントの形状が
楕円つる巻状であればよく、従ってコードの断面形状
は、特に規制する必要はない。なお楕円つる巻とは楕円
体の周囲に沿うつる巻線を指し、その楕円が上式に従う
ことを特徴とする。
またこの発明に従うスチールコードは、３〜６本のフ
ィラメントを、それぞれ105〜140％の型付率でら線形に
型付けしてから、撚り合わせたオープン撚り構造コード
を、曲げたわみ率を12.5％以上にした矯正ローラーに通
過させることにより得られる。
ここで型付率は、用いるフィラメントと同一のフィラ
メントを同数稠密に撚り合わせたときのコード径をdcと
し、型付け後のコード径をdfとし、（df／dc）×100
（％）で表される。なおフィラメントが楕円つる巻状で
あるときは とする。
さらに曲げたわみ率は、第２図のように配したローラ
ー群を用いて、曲げたわみ量δ（mm）とローラーの中心
間距離Ｌ（mm）としたとき（δ/L）×100（％）で表わ
される。
なお曲げたわみ率を12.5％以上としたのは12.5％未満
ではフィラメントの巻き形状が楕円から円に近くなり、
ゴムの浸入性が劣化するためである。またローラー中心
間距離Ｌはコード撚りピッチ長さの2.0倍以上にする
と、フィラメントの楕円つる巻線の位置ずれが起こるた
めか、ゴムの浸入性が改良された。
さらに矯正ローラーの操業条件を上記のように設定す
れば、コードを構成するフィラメントの表面に圧縮残留
応力が付与されるので、フィラメントの腐食疲労性も改
善できる。
（作用） スチールコードを構成するフィラメントの本数を３〜
６本と限定したのは、１〜２本では補強材として同一線
径ではコード１本当りの強力が低すぎ、コード強力を同
一にすると線径が大きくなりすぎて耐疲労性が低下し実
用には不適で、さらに１〜２本ではフィラメントを楕円
型付けすることによるゴム浸入性の改良効果がないから
である。
一方フィラメントが７本以上ではコード径が大きくな
ってコードによる補強層が厚くなり不経済であり、また
発熱性が悪化するからである。なおフィラメント径を小
さくすることも考えられるが、伸線加工性が悪化して好
ましくない。そこでフィラメントの直径は0.15〜0.40m
m、好ましくは0.15〜0.30mmの範囲において、フィラメ
ントを経済的に製造でき、またコードとした際の機械的
疲労耐久性も実用域にあって好適である。
次に製品の補強用に使用されるスチールコード又は製
品から採り出したスチールコードは楕円つる巻状のフィ
ラメントからなり、その楕円を次式 （x/a）２＋（y/b）２＝１ ただしa:楕円の長径 b:楕円の短径 b/a:0.70〜0.90 で表される形状にすることによって、コードの5kg荷
重時の引張り伸びは小さくなり、とくにコード内部への
ゴム浸入性の指標となる2kg荷重時の引張り伸びも小さ
くなるため、フィラメント相互の間隙減少は抑制されゴ
ムの浸入性が大幅に改良できることが、発明者らの研究
によって新たに判明した。
すなわち上式に従う楕円のつる巻状フィラメントを用
いることで、2kg荷重時の引張り伸びを小さくできゴム
の浸入性を向上し得るわけである。ちなみに第３図は矯
正ローラーによって圧縮残留応力を付与した楕円つる巻
状のフィラメントからなるコード（イ）とつる巻状のフ
ィラメントからなるコード（ロ）とを、それぞれ相対湿
度90％、温度25℃の雰囲気下で回転曲げ疲労試験に供し
た結果を示したものである。同図から、圧縮残留応力の
付与によって疲労寿命が向上することもわかった。
またフィラメント間へのゴムの浸入性をさらに高める
には、コードの2kg荷重時の引張り伸びP2（％）と5kg荷
重時の引張り伸びP5（％）との比（P2／P5）を、第４図
に示すように、0.80以下にすることが好ましい。なお第
４図はカーボンブラック50重量部を含む加硫性の天然ゴ
ム組成物シートに１×５構造のスチールコードを埋設し
圧力20kg/cm2のもと温度145℃で30分間加硫したのちコ
ードの長さ方向に5mm間隔で切断し、コード断面10個を
光学顕微鏡によりゴムのコード内部への浸入度合を観察
したものである。
さらにフィラメントは不規則に配置してフィラメント
相互の間隙を少なくとも１つは異ならせることによって
2kg荷重時の伸長歪を小さくしてゴム浸入性を改良する
ことが可能である。
（実施例） 実施例１ 直径0.23mmのフィラメントを５本引揃えてくせづけ用
目板によって最密コード構造のコード径に対して1.15倍
の直径となるように螺旋状の型付けを各フィラメントに
対して行い、引続き、型付けされたフィラメント５本を
撚り合わせてオープン撚り構造のコードとした。次に第
２図に示した千鳥足状に配置された矯正ローラーにコー
ドを通過させてフィラメントを円筒から楕円筒のつる巻
に変化させた。この場合の矯正ローラーの千鳥足状配置
は第２図に示した曲げたわみ量（δ）を4.2mmおよびロ
ーラ中心間距離（Ｌ）を24mmとしロールの総数は13個と
した。得られたコードの断面を第５図に例示する。また
第６図（イ）に示すようにフィラメントは楕円つる巻状
であり、コード内部へのゴムの浸入率はほぼ100％であ
った。
一方矯正ローラーの曲げたわみ量6.8mm、ロール中心
間距離Ｌを24mmとした場合、フィラメントは第６図
（ロ）に示すような直線部分を含む偏平楕円形となりコ
ード内部へのゴムの浸入率は20％であった。
実施例２ 下表に示す条件に従うフィラメントからなるオープン
撚り構造スチールコード（１×５×0.23mm）のゴム浸入
性および耐腐食疲労性について調べた結果を下表に併記
する。
なお、耐腐食疲労性は、相対湿度90％、温度25℃の雰
囲気下でゴムを被覆しない裸コードに曲げ歪0.5％を与
え回転曲げ疲労試験を行い、従来コードNo.1の疲労寿命
を100として指数表示した。指数の大きいものほど疲労
寿命が長く、耐腐食疲労性が良好であることを示してい
る。
（発明の効果） この発明によれば、コード内部のゴムやプラスチック
の浸入性を大幅に向上するとともにフィラメント自身の
腐食疲労性も向上するので、極めて優れた耐腐食疲労性
を有し、とくに乗用車用又はトラックバス用空気入りラ
ジアルタイヤのベルト又はカーカスの補強用に好適なコ
ードを提供できる。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明に従うスチールコードの断面図、 第２図は矯正ローラーの模式図、 第３図はコード構造と疲労寿命の関係を示すグラフ、 第４図は引張り伸びとゴム浸入率との関係を示すグラ
フ、 第５図（イ）〜（ニ）はスチールコードの断面図、 第６図（イ）（ロ）はフィラメントの断面図である。 １……フィラメント

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ら線状に型付けされた、３〜６本のフィラ
    メントを相互に離間して撚り合せたオープン撚り構造の
    スチールコードであって、 各フィラメントは、楕円つる巻状をなし、その楕円は次
    式 （x/a）２＋（y/b）２＝１ ただしa:楕円の長径 b:楕円の短径 b/a:0.70〜0.90 で表され、 またコードの5kg荷重時の引張り伸びが0.50〜0.90％の
    範囲にあることを特徴とする補強用スチールコード。
  2. 【請求項２】コードの2kg荷重時の引張り伸びP2と5kg荷
    重時の引張りの伸びP5との比P2／P5が0.80以下である請
    求項１に記載の補強用スチールコード。
  3. 【請求項３】隣合うフィラメントの間隙のうち、少なく
    とも１つは異なる距離にある請求項１又は２に記載の補
    強用スチールコード。
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