JP4014497B2 - スチールコード及びそれを用いた空気入りラジアルタイヤ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複層撚りのスチールコード及びそれを用いた空気入りラジアルタイヤに関し、さらに詳しくは、タイヤ加硫時のエネルギー効率を改善し、タイヤ製品完成後の耐蝕性を向上すると共に、その取り扱いを容易にしたスチールコード及びそれを用いた空気入りラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気入りラジアルタイヤにおいて、コアとシースからなる複層撚りのスチールコードがベルト層やカーカス層などの補強部に使用されている。
【０００３】
ところが、複層撚りのスチールコードは、その撚り構造に起因して内部までゴムが浸透し難くいという欠点がある。これにより生じるスチールコード内部に残存する空洞（空気）は、タイヤ生産性の面から非常に重要な課題である加硫時間の短縮を妨げている。また、複層撚りスチールコードの内部までゴムを浸透させることは、タイヤ耐久性の面からも非常に重要な要件となっている。
【０００４】
その改善策として、撚り工程の途中でスチールコードの内部に未加硫ゴムを充填する方法（例えば、特許文献１参照。）やスチールコードを液状化したゴムにディップする方法（例えば、特許文献２参照。）などが提案されている。
【０００５】
しかしながら、上述のように撚り工程の途中でスチールコードの内部に未加硫ゴムを充填したり、スチールコードを液状化したゴムにディップした場合、スチールコードの表面に未加硫ゴムが露出した状態になるため、コード同士が粘着し、その取り扱いが困難になるという問題がある。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−８８６６７号公報
【特許文献２】
特開２００２−６９８７１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、タイヤ加硫時のエネルギー効率を改善し、タイヤ製品完成後の耐蝕性を向上すると共に、コード同士の粘着を防止して取り扱いを容易にしたスチールコード及びそれを用いた空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明のスチールコードは、２本以上の素線からなるコアと２本以上の素線からなるシースとを有する複層撚りのスチールコードにおいて、前記コアに対して予め未加硫ゴムを被覆し、そのゴム被覆層の外側表面に防着用粒子を付着させた後、前記コアと前記シースとを撚り合わせてなることを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の空気入りラジアルタイヤは、上記スチールコードをベルト層及びカーカス層から選ばれた少なくとも１つの補強部に用いたことを特徴とするものである。
【００１０】
このようにコアに対して予めゴム被覆を行い、そのゴム被覆層の外側表面に防着用粒子を付着させた後、コアとシースとを撚り合わせてスチールコードを構成することにより、ゴム被覆層と防着用粒子の存在によりスチールコードの内部に空洞（空気）が殆ど存在しなくなり、タイヤ加硫時のエネルギー効率を改善し、加硫時間を短縮することができる。また、コアの周囲にゴム被覆層を設けているため、加硫時に未加硫ゴムがコア内部に浸透し易くなり、タイヤ製品完成後の耐蝕性を向上することができる。
【００１１】
しかも、ゴム被覆層の外側表面に防着用粒子を付着させているため、コアとシースとの撚り合わせた後で、スチールコードの表面に未加硫ゴムが露出した状態にはならず、その取り扱いが容易である。なお、ゴム被覆層の外側表面に防着用粒子を付着させたコアの状態でコード形状を整えるようにすれば、スチールコードのユニフォミティを改善し、その耐久性を向上することができる。
【００１２】
本発明において、防着用粒子は二酸化珪素を主成分とする組成を有することが好ましく、その粒径は５０μｍ以下であることが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤを示すものである。図１において、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。左右一対のビード部３，３間にはカーカス層４が装架され、そのタイヤ幅方向端部がビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げられている。カーカス層４はタイヤ径方向に配列した複数本のスチールコードを含んでいる。トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数のベルト層６が埋設されている。これらベルト層６はタイヤ周方向に対して傾斜する複数本のスチールコードを含んでいる。
【００１５】
上記空気入りラジアルタイヤにおいて、カーカス層４やベルト層６には、２本以上の素線からなるコアと２本以上の素線からなるシースとを有する複層撚りのスチールコードが使用されている。
【００１６】
図２は複層撚りのスチールコードを示すものである。図２に示すように、このスチールコードは、ｍ本の素線Ｗからなるコア１１と、ｎ本の素線Ｗからなるシース１２とを有するｍ＋ｎ撚り構造を有している。ここで、１層目のコア１１の素線数は２〜３本とし、２層目のシース１２の素線数は６〜９本とすることが望ましい。
【００１７】
上記スチールコードは、以下の工程を経て製造されたものである。つまり、ｍ本の素線Ｗを撚り合わせてコア１１を形成した後、コア１１に対して予め未加硫ゴムを被覆し、コア１１の周囲にゴム被覆層１３を形成する。次いで、ゴム被覆層１３の外側表面に防着用粒子１４を付着させる。ここで、防着用粒子１４が不均一に付着するような場合は、これを整えるようにする。例えば、防着用粒子１４が付着したコア１１をダイスに通すことでコード形状を整えることができる。その後、防着用粒子１４が付着したコア１１に対してシース１２を撚り合わせることにより、本発明の複層撚りのスチールコードを得るのである。
【００１８】
図２に示すように、コア１１とシース１２とを撚り合わせた状態では、シース１２の素線間から防着用粒子１４がはみ出すものの、ゴム被覆層１３は防着用粒子１４より内側にあるため未加硫ゴムがスチールコードの表面に露出することは殆どない。
【００１９】
防着用粒子１４は、その材質が特に限定されるものではないが、二酸化珪素（ＳｉＯ2 ）を主成分とする組成物（例えば、シリカ）を用いると良い。シリカは官能基の選択により親水性粒子又は疎水性粒子となる。防着用粒子１４を親水性粒子とした場合、スチールコード内部に進入してくる水分を捕らえ、水分がコード長手方向に拡散するのを防止することができる。一方、防着用粒子１４を疎水性粒子とした場合、スチールコード内部への水分の進入を阻むことができる。これら防着用粒子１４の粒径は５０μｍ以下であると良い。この粒径が５０μｍを超えると、粒子同士の凝集性が不十分になる。
【００２０】
このようにコア１１に対して予めゴム被覆を行い、そのゴム被覆層１３の外側表面に防着用粒子１４を付着させた後、コア１１とシース１２とを撚り合わせてスチールコードを構成し、これを空気入りラジアルタイヤのカーカス層４やベルト層６に用いることにより、以下の作用効果を得ることができる。
【００２１】
第１に、ゴム被覆層１３と防着用粒子１４の存在によりスチールコードの内部に空洞が殆ど存在しなくなるので、タイヤ加硫時のエネルギー効率を改善し、加硫時間を短縮することができる。
【００２２】
第２に、コア１１に対してゴム被覆層１３を設けているため、このスチールコードをカーカス層４やベルト層６に用いたタイヤは加硫時にコア１１の内部にゴムが浸透し易くなり、タイヤ製品完成後の耐蝕性を向上することができる。
【００２３】
第３に、ゴム被覆層１３の外側表面に防着用粒子１４を付着させているため、コア１１とシース１２との撚り合わせた後で、スチールコードの表面に未加硫ゴムが露出した状態にはならず、その取り扱いが容易である。つまり、上述のようにスチールコードの内部に未加硫ゴムを充填しながら、過剰な未加硫ゴムによるスチールコードの相互密着を確実に防止することができる。また、防着用粒子１４を付着させたコア１１の状態でコード形状を整えるようにすれば、スチールコードのユニフォミティを改善し、その耐久性を向上することができる。
【００２４】
上述した実施形態では２層撚りのスチールコードの場合について説明したが、本発明は３層以上の複層撚りのスチールコードに適用することが可能である。３層以上の複層撚りのスチールコードの場合は、内側のシースに対してゴム被覆を行い、そのゴム被覆層の外側表面に防着用粒子を付着させた後、更に外側のシースを撚り合わせるようにすると良い。
【００２５】
【実施例】
タイヤサイズ１２Ｒ２２．５の空気入りラジアルタイヤにおいて、複層撚りのスチールコード（３×０．３２＋８×０．３４５）をベルト層に使用し、そのスチールコードの処理を表１のように種々異ならせた従来例、比較例及び実施例１〜５のタイヤをそれぞれ製作した。
【００２６】
これらスチールコード及びタイヤについて、下記の方法により、ボイド発生状況、コード均一性、コード錆成長、圧延時のコード引出し作業性を評価し、その結果を表１に示した。
【００２７】
〔ボイド発生状況〕
加硫済タイヤのベルトエッジにおけるボイド発生状況を観察した。評価結果は、ボイドが全く無い場合を「無」で示し、大きいボイドが存在する場合を「大」で示した。
【００２８】
〔圧延時のコード引出し作業性〕
スチールコードを各々クリールから引き出して並べた後、圧延作業する時の作業性を評価した。評価結果は、作業性に何ら問題がない場合を「良」で示し、コード同士の粘着により作業性が大幅に低下した場合を「悪」で示した。
【００２９】
〔コード均一性〕
スチールコードの外径を長手方向に沿って任意の１０箇所で測定し、コード均一性を判定した。評価結果は、コード外径のバラツキがゴムを充填してない場合と同程度である場合を「良」で示し、コード外径のバラツキが大きい場合を「悪」で示した。
【００３０】
〔コード錆成長〕
幅１０ｍｍ、厚さ５ｍｍ、長さ１０００ｍｍのゴムブロック中に３本のコードを長手方向に沿って埋め込んで加硫した試験片を製作し、この試験片をコード端末が露出したままオーブン中で７０℃×９８％ＲＨの条件で１４日間放置して劣化させた後、コード端末からの錆の成長を観察した。評価結果は、錆の成長が全く無い場合を「無」で示し、錆がコード端末からコード長手方向に沿って大きく成長した場合を「大」で示した。
【００３１】
【表１】
【００３２】
この表１から判るように、本発明の実施例１〜５はいずれも圧延時のコード引出し作業性及びコード均一性が従来例と同等であり、ボイドの発生状況及びコード錆成長については従来例よりも優れていた。一方、比較例は圧延時のコード引出し作業性及びコード均一性が従来例よりも劣っていた。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、コアに対して予め未加硫ゴムを被覆し、そのゴム被覆層の外側表面に防着用粒子を付着させた後、コアとシースとを撚り合わせてなる複層撚りのスチールコードを構成し、これを空気入りラジアルタイヤのベルト層やカーカス層に用いるようにしたから、スチールコードの取り扱いを困難にすることなく、タイヤ加硫時のエネルギー効率を改善し、タイヤ製品完成後の耐蝕性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤを示す半断面図である。
【図２】本発明の実施形態からなる複層撚りのスチールコードを示す断面図である。
【符号の説明】
１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ カーカス層
５ ビードコア
６ ベルト層
１１ コア
１２ シース
１３ ゴム被覆層
１４ 防着用粒子
Ｗ 素線
【発明の属する技術分野】
本発明は、複層撚りのスチールコード及びそれを用いた空気入りラジアルタイヤに関し、さらに詳しくは、タイヤ加硫時のエネルギー効率を改善し、タイヤ製品完成後の耐蝕性を向上すると共に、その取り扱いを容易にしたスチールコード及びそれを用いた空気入りラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気入りラジアルタイヤにおいて、コアとシースからなる複層撚りのスチールコードがベルト層やカーカス層などの補強部に使用されている。
【０００３】
ところが、複層撚りのスチールコードは、その撚り構造に起因して内部までゴムが浸透し難くいという欠点がある。これにより生じるスチールコード内部に残存する空洞（空気）は、タイヤ生産性の面から非常に重要な課題である加硫時間の短縮を妨げている。また、複層撚りスチールコードの内部までゴムを浸透させることは、タイヤ耐久性の面からも非常に重要な要件となっている。
【０００４】
その改善策として、撚り工程の途中でスチールコードの内部に未加硫ゴムを充填する方法（例えば、特許文献１参照。）やスチールコードを液状化したゴムにディップする方法（例えば、特許文献２参照。）などが提案されている。
【０００５】
しかしながら、上述のように撚り工程の途中でスチールコードの内部に未加硫ゴムを充填したり、スチールコードを液状化したゴムにディップした場合、スチールコードの表面に未加硫ゴムが露出した状態になるため、コード同士が粘着し、その取り扱いが困難になるという問題がある。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−８８６６７号公報
【特許文献２】
特開２００２−６９８７１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、タイヤ加硫時のエネルギー効率を改善し、タイヤ製品完成後の耐蝕性を向上すると共に、コード同士の粘着を防止して取り扱いを容易にしたスチールコード及びそれを用いた空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明のスチールコードは、２本以上の素線からなるコアと２本以上の素線からなるシースとを有する複層撚りのスチールコードにおいて、前記コアに対して予め未加硫ゴムを被覆し、そのゴム被覆層の外側表面に防着用粒子を付着させた後、前記コアと前記シースとを撚り合わせてなることを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の空気入りラジアルタイヤは、上記スチールコードをベルト層及びカーカス層から選ばれた少なくとも１つの補強部に用いたことを特徴とするものである。
【００１０】
このようにコアに対して予めゴム被覆を行い、そのゴム被覆層の外側表面に防着用粒子を付着させた後、コアとシースとを撚り合わせてスチールコードを構成することにより、ゴム被覆層と防着用粒子の存在によりスチールコードの内部に空洞（空気）が殆ど存在しなくなり、タイヤ加硫時のエネルギー効率を改善し、加硫時間を短縮することができる。また、コアの周囲にゴム被覆層を設けているため、加硫時に未加硫ゴムがコア内部に浸透し易くなり、タイヤ製品完成後の耐蝕性を向上することができる。
【００１１】
しかも、ゴム被覆層の外側表面に防着用粒子を付着させているため、コアとシースとの撚り合わせた後で、スチールコードの表面に未加硫ゴムが露出した状態にはならず、その取り扱いが容易である。なお、ゴム被覆層の外側表面に防着用粒子を付着させたコアの状態でコード形状を整えるようにすれば、スチールコードのユニフォミティを改善し、その耐久性を向上することができる。
【００１２】
本発明において、防着用粒子は二酸化珪素を主成分とする組成を有することが好ましく、その粒径は５０μｍ以下であることが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤを示すものである。図１において、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。左右一対のビード部３，３間にはカーカス層４が装架され、そのタイヤ幅方向端部がビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げられている。カーカス層４はタイヤ径方向に配列した複数本のスチールコードを含んでいる。トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数のベルト層６が埋設されている。これらベルト層６はタイヤ周方向に対して傾斜する複数本のスチールコードを含んでいる。
【００１５】
上記空気入りラジアルタイヤにおいて、カーカス層４やベルト層６には、２本以上の素線からなるコアと２本以上の素線からなるシースとを有する複層撚りのスチールコードが使用されている。
【００１６】
図２は複層撚りのスチールコードを示すものである。図２に示すように、このスチールコードは、ｍ本の素線Ｗからなるコア１１と、ｎ本の素線Ｗからなるシース１２とを有するｍ＋ｎ撚り構造を有している。ここで、１層目のコア１１の素線数は２〜３本とし、２層目のシース１２の素線数は６〜９本とすることが望ましい。
【００１７】
上記スチールコードは、以下の工程を経て製造されたものである。つまり、ｍ本の素線Ｗを撚り合わせてコア１１を形成した後、コア１１に対して予め未加硫ゴムを被覆し、コア１１の周囲にゴム被覆層１３を形成する。次いで、ゴム被覆層１３の外側表面に防着用粒子１４を付着させる。ここで、防着用粒子１４が不均一に付着するような場合は、これを整えるようにする。例えば、防着用粒子１４が付着したコア１１をダイスに通すことでコード形状を整えることができる。その後、防着用粒子１４が付着したコア１１に対してシース１２を撚り合わせることにより、本発明の複層撚りのスチールコードを得るのである。
【００１８】
図２に示すように、コア１１とシース１２とを撚り合わせた状態では、シース１２の素線間から防着用粒子１４がはみ出すものの、ゴム被覆層１３は防着用粒子１４より内側にあるため未加硫ゴムがスチールコードの表面に露出することは殆どない。
【００１９】
防着用粒子１４は、その材質が特に限定されるものではないが、二酸化珪素（ＳｉＯ2 ）を主成分とする組成物（例えば、シリカ）を用いると良い。シリカは官能基の選択により親水性粒子又は疎水性粒子となる。防着用粒子１４を親水性粒子とした場合、スチールコード内部に進入してくる水分を捕らえ、水分がコード長手方向に拡散するのを防止することができる。一方、防着用粒子１４を疎水性粒子とした場合、スチールコード内部への水分の進入を阻むことができる。これら防着用粒子１４の粒径は５０μｍ以下であると良い。この粒径が５０μｍを超えると、粒子同士の凝集性が不十分になる。
【００２０】
このようにコア１１に対して予めゴム被覆を行い、そのゴム被覆層１３の外側表面に防着用粒子１４を付着させた後、コア１１とシース１２とを撚り合わせてスチールコードを構成し、これを空気入りラジアルタイヤのカーカス層４やベルト層６に用いることにより、以下の作用効果を得ることができる。
【００２１】
第１に、ゴム被覆層１３と防着用粒子１４の存在によりスチールコードの内部に空洞が殆ど存在しなくなるので、タイヤ加硫時のエネルギー効率を改善し、加硫時間を短縮することができる。
【００２２】
第２に、コア１１に対してゴム被覆層１３を設けているため、このスチールコードをカーカス層４やベルト層６に用いたタイヤは加硫時にコア１１の内部にゴムが浸透し易くなり、タイヤ製品完成後の耐蝕性を向上することができる。
【００２３】
第３に、ゴム被覆層１３の外側表面に防着用粒子１４を付着させているため、コア１１とシース１２との撚り合わせた後で、スチールコードの表面に未加硫ゴムが露出した状態にはならず、その取り扱いが容易である。つまり、上述のようにスチールコードの内部に未加硫ゴムを充填しながら、過剰な未加硫ゴムによるスチールコードの相互密着を確実に防止することができる。また、防着用粒子１４を付着させたコア１１の状態でコード形状を整えるようにすれば、スチールコードのユニフォミティを改善し、その耐久性を向上することができる。
【００２４】
上述した実施形態では２層撚りのスチールコードの場合について説明したが、本発明は３層以上の複層撚りのスチールコードに適用することが可能である。３層以上の複層撚りのスチールコードの場合は、内側のシースに対してゴム被覆を行い、そのゴム被覆層の外側表面に防着用粒子を付着させた後、更に外側のシースを撚り合わせるようにすると良い。
【００２５】
【実施例】
タイヤサイズ１２Ｒ２２．５の空気入りラジアルタイヤにおいて、複層撚りのスチールコード（３×０．３２＋８×０．３４５）をベルト層に使用し、そのスチールコードの処理を表１のように種々異ならせた従来例、比較例及び実施例１〜５のタイヤをそれぞれ製作した。
【００２６】
これらスチールコード及びタイヤについて、下記の方法により、ボイド発生状況、コード均一性、コード錆成長、圧延時のコード引出し作業性を評価し、その結果を表１に示した。
【００２７】
〔ボイド発生状況〕
加硫済タイヤのベルトエッジにおけるボイド発生状況を観察した。評価結果は、ボイドが全く無い場合を「無」で示し、大きいボイドが存在する場合を「大」で示した。
【００２８】
〔圧延時のコード引出し作業性〕
スチールコードを各々クリールから引き出して並べた後、圧延作業する時の作業性を評価した。評価結果は、作業性に何ら問題がない場合を「良」で示し、コード同士の粘着により作業性が大幅に低下した場合を「悪」で示した。
【００２９】
〔コード均一性〕
スチールコードの外径を長手方向に沿って任意の１０箇所で測定し、コード均一性を判定した。評価結果は、コード外径のバラツキがゴムを充填してない場合と同程度である場合を「良」で示し、コード外径のバラツキが大きい場合を「悪」で示した。
【００３０】
〔コード錆成長〕
幅１０ｍｍ、厚さ５ｍｍ、長さ１０００ｍｍのゴムブロック中に３本のコードを長手方向に沿って埋め込んで加硫した試験片を製作し、この試験片をコード端末が露出したままオーブン中で７０℃×９８％ＲＨの条件で１４日間放置して劣化させた後、コード端末からの錆の成長を観察した。評価結果は、錆の成長が全く無い場合を「無」で示し、錆がコード端末からコード長手方向に沿って大きく成長した場合を「大」で示した。
【００３１】
【表１】
この表１から判るように、本発明の実施例１〜５はいずれも圧延時のコード引出し作業性及びコード均一性が従来例と同等であり、ボイドの発生状況及びコード錆成長については従来例よりも優れていた。一方、比較例は圧延時のコード引出し作業性及びコード均一性が従来例よりも劣っていた。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、コアに対して予め未加硫ゴムを被覆し、そのゴム被覆層の外側表面に防着用粒子を付着させた後、コアとシースとを撚り合わせてなる複層撚りのスチールコードを構成し、これを空気入りラジアルタイヤのベルト層やカーカス層に用いるようにしたから、スチールコードの取り扱いを困難にすることなく、タイヤ加硫時のエネルギー効率を改善し、タイヤ製品完成後の耐蝕性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤを示す半断面図である。
【図２】本発明の実施形態からなる複層撚りのスチールコードを示す断面図である。
【符号の説明】
１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ カーカス層
５ ビードコア
６ ベルト層
１１ コア
１２ シース
１３ ゴム被覆層
１４ 防着用粒子
Ｗ 素線
Claims (4)
- ２本以上の素線からなるコアと２本以上の素線からなるシースとを有する複層撚りのスチールコードにおいて、前記コアに対して予め未加硫ゴムを被覆し、そのゴム被覆層の外側表面に防着用粒子を付着させた後、前記コアと前記シースとを撚り合わせてなるスチールコード。
- 前記防着用粒子の粒径が５０μｍ以下である請求項１に記載のスチールコード。
- 前記防着用粒子が二酸化珪素を主成分とする組成を有する請求項１又は請求項２に記載のスチールコード。
- 請求項１〜３のいずれかに記載のスチールコードをベルト層及びカーカス層から選ばれた少なくとも１つの補強部に用いた空気入りラジアルタイヤ。
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