JP5379032B2 - Composite cord for rubber reinforcement - Google Patents
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Description
本発明は、ゴム補強用複合コードに関するものであり、特にタイヤ、ホース、ベルト等の補強に使用されるゴム補強用複合コードに関するものである。 The present invention relates to a rubber reinforcing composite cord, and more particularly to a rubber reinforcing composite cord used for reinforcing tires, hoses, belts and the like.
一般に、耐疲労性の観点から、ゴム補強用コードに用いられる複合撚糸コードの多くは同じ下撚数のコードを複数本合わせて、下撚と逆方向に上撚が施されている。それは下撚コードの種類が異なり、破断伸度が異なる場合でも同様であり、下撚回数はほぼ同程度であり、それらを合わせて、下撚と逆方向に上撚りが施される（たとえば特許文献１）。 In general, from the viewpoint of fatigue resistance, many of the composite twisted cords used for rubber reinforcing cords are obtained by combining a plurality of cords having the same number of lower twists and applying an upper twist in a direction opposite to the lower twist. It is the same even when the types of the lower twist cords are different and the elongation at break is different, and the number of times of the lower twists is almost the same, and the upper twists are applied in the opposite direction to the lower twists (for example, patents) Reference 1).
しかし、これらの複合撚糸コードに使用した下撚コードの破断伸度が異なる場合、複合撚糸コードの破断伸度は破断伸度の低い下撚コードに支配され、破断伸度の高い下撚りコードの強力利用率が低くなり、複合撚糸コードの破断強力が大幅に低下するといった問題がある。 However, when the breaking elongation of the lower twisted cords used in these composite twisted cords is different, the breaking elongation of the composite twisted cord is governed by the lower twisted cord with the lower breaking elongation, and the lower twisted cord with the higher breaking elongation is There is a problem that the strength utilization rate is lowered and the breaking strength of the composite twisted cord is significantly reduced.
本発明は、以上の事情を背景としてなされたものであり、耐疲労性に優れ、しかも高い強力を有するゴム補強用複合コードを提供することを目的とする。 The present invention has been made against the background described above, and an object of the present invention is to provide a rubber-reinforcing composite cord having excellent fatigue resistance and high strength.
前記の課題は、「２種類のコードＡ及びコードＢからなる複合コードであって、コードＡは、引張強度が８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、破断伸度が１４％未満の糸条からなり、かつ３０〜６０回／１０ｃｍの下撚が施されており、コードＢは、破断伸度が１４〜２５％の糸条からなり、かつ無撚か、もしくは該コードＡと同じ方向に１０回／１０ｃｍ以下の下撚が施されており、さらに、該コードＡとコードＢを引き揃え、下撚と逆方向に２５〜６０回／１０ｃｍの上撚が施されていることを特徴とするゴム補強用複合コード」により解決することができる。 The above-mentioned problem is “a composite cord composed of two types of cords A and B, and cord A is composed of a yarn having a tensile strength of 8 cN / dtex or more and a breaking elongation of less than 14%, and 30 to 30 The cord B is made of yarn having a breaking elongation of 14 to 25% and is untwisted or 10 times / 10 cm or less in the same direction as the cord A. A composite cord for reinforcing rubber, characterized by being provided with a lower twist, further arranging the cord A and the cord B and applying an upper twist of 25 to 60 times / 10 cm in the opposite direction to the lower twist Can be solved.
本発明のゴム補強用複合コードは、伸度の異なる２種類のコードに、それぞれ異なる撚りを施し、さらにこれらを巧みに組合せることによって、高い耐疲労性を維持しながら、高強力をも実現している。 The composite cord for rubber reinforcement of the present invention realizes high strength while maintaining high fatigue resistance by applying different twists to two types of cords with different elongations and skillfully combining them. doing.
以下、本発明を詳細に説明する。本発明のゴム補強用複合コードは、２種類のコードＡ及びコードＢからなる複合コードである。なお、ここで「２種類のコードＡ及びコードＢからなる」とは、次に説明するように、コードを構成する糸条の破断伸度や、撚数の異なる２種類のコードＡ及びコードＢからなることを意味し、コードＡ及びコードＢを構成する糸条が、それぞれ異なるポリマー等からなることを意味するものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail. The rubber-reinforced composite cord of the present invention is a composite cord composed of two types of cords A and B. Here, “consisting of two types of cords A and B” means that, as will be described below, two types of cords A and B having different elongation at break and two different types of cords A and B It does not mean that the yarns constituting the cord A and the cord B are made of different polymers.
本発明においては、上記複合コードにおいて、（１）コードＡは、引張強度が８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、破断伸度が１４％未満の糸条からなり、かつ３０〜６０回／１０ｃｍの下撚が施されていること、（２）コードＢは、破断伸度が１４〜２５％の糸条からなり、かつ無撚か、もしくは該コードＡと同じ方向に１０回／１０ｃｍ以下の下撚が施されていること、さらに、（３）該複合コードが、上記コードＡとコードＢとを引き揃え、下撚と逆方向に２５〜６０回／１０ｃｍの上撚が施されてなる複合コードであることが肝要である。 In the present invention, in the above composite cord, (1) Cord A is composed of a yarn having a tensile strength of 8 cN / dtex or more and a breaking elongation of less than 14%, and a 30 to 60 times / 10 cm twist is applied. (2) The cord B is made of a yarn having a breaking elongation of 14 to 25% and is untwisted or subjected to a lower twist of 10 times / 10 cm or less in the same direction as the cord A And (3) the composite cord is a composite cord in which the cord A and the cord B are aligned and an upper twist of 25 to 60 times / 10 cm is applied in the opposite direction to the lower twist. Is essential.
すなわち、コードＡを構成する高強度でありかつ破断伸度が１４％未満といった低伸度の糸条には３０〜６０回／１０ｃｍの下撚を施し、一方、コードＢを構成する破断伸度が１４〜２５％のコードＡ対比高伸度の糸条は無撚とするか、または極めて少ない撚を施すことによって、後述する上撚を施した後において、両コードの伸度が同程度となり、複合コードが破断する際、両コードが同時に破断するようになり、高強力の複合コードとすることができる。また、本発明は、上記のコードＡ及びコードＢの下撚数、複合コードの上撚数を前記のようにしたとき、高強力であるのみならず、同時に耐疲労性にも優れた複合コードが得られることを見出したものである。 That is, the high-strength yarn constituting the cord A and the low elongation yarn having a breaking elongation of less than 14% is subjected to 30 to 60 times / 10 cm of twisting, while the breaking elongation constituting the cord B is formed. The yarn with a high elongation compared to the cord A of 14 to 25% is untwisted, or after applying the upper twist described later, the elongation of the two cords is approximately the same by applying very few twists. When the composite cord breaks, both cords break at the same time, and a high-strength composite cord can be obtained. Further, the present invention provides a composite cord that not only has high strength but also has excellent fatigue resistance when the number of twists of the cord A and cord B and the number of twists of the composite cord are as described above. Has been found to be obtained.
よって、本発明においては、（１）コードＡを構成する糸条は、引張強度が８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、破断伸度が１４％未満とする必要がある。上記引張強度が８ｃＮ／ｄｔｅｘ未満では十分が強度を有する複合コードが得られない。また、こうした高強度の糸条は低伸度のものが多く、本発明は、該糸条の破断伸度が１４％未満と極めて低くても、これを他の糸条と巧みに組合せることによって、その強度を最大限に生かし、同時に屈曲疲労性をも改善しようとするものである。 Therefore, in the present invention, (1) the yarn constituting the cord A needs to have a tensile strength of 8 cN / dtex or more and a breaking elongation of less than 14%. If the tensile strength is less than 8 cN / dtex, a composite cord having sufficient strength cannot be obtained. Many of these high-strength yarns have low elongation, and the present invention can skillfully combine this yarn with other yarns even if the elongation at break of the yarn is less than 14%. Therefore, it is intended to make the best use of the strength and at the same time improve the bending fatigue.
本発明においては、コードＡは、上記糸条に３０〜６０回／１０ｃｍの下撚を施したものであるが、この下撚数が、３０回／１０ｃｍ未満では耐疲労性が不足し、一方、６０回を越えると強力低下が著しい。 In the present invention, the cord A is obtained by subjecting the above-mentioned yarn to 30 to 60 times / 10 cm of a lower twist, but if this number of lower twists is less than 30 times / 10 cm, the fatigue resistance is insufficient. When the number exceeds 60 times, the strength drop is remarkable.
一方、本発明においては、（２）コードＢを構成する糸条の破断伸度が１４％以上である必要があり、該破断伸度が１４％未満では、複合コードの耐疲労性を向上させることができず、破断伸度は２５％を越えると、コードＡを構成する糸条に前記の撚りを施しても、コードＡとコードＢの伸度差が大きくなり過ぎて高強度の複合コードとすることができない。また、コードＡ及びコードＢを引き揃えて複合コードとすることが難しくなる。 On the other hand, in the present invention, (2) the breaking elongation of the yarn constituting the cord B needs to be 14% or more, and if the breaking elongation is less than 14%, the fatigue resistance of the composite cord is improved. If the elongation at break exceeds 25%, the difference in elongation between the cord A and the cord B becomes too large even if the yarn constituting the cord A is subjected to the twist, and the high strength composite cord It can not be. Further, it becomes difficult to arrange the code A and the code B into a composite code.
本発明においては、コードＢは無撚か、もしくは下撚を施す場合は、コードＡと同方向に下撚を施し、その下撚数は、１０回／１０ｃｍ以下とする必要があり、５回／１０ｃｍ以下とすることが好ましい。該下撚数が１０回／１０ｃｍを越えるとコードＡと伸度差が大きくなり、コードＢの強力利用率が大幅に低下し、複合コードの強力が低下する。 In the present invention, when the cord B is untwisted or is subjected to a lower twist, the lower twist is applied in the same direction as the cord A, and the number of the lower twists must be 10 times / 10 cm or less. / 10 cm or less is preferable. If the number of lower twists exceeds 10 times / 10 cm, the difference in elongation from cord A becomes large, the strength utilization factor of cord B is greatly lowered, and the strength of the composite cord is lowered.
さらに、本発明においては、（３）上記のコードＡとコードＢとを引き揃え、下撚と逆方向に２５〜６０回／１０ｃｍの上撚を施した複合コードとする必要がある。上撚数が、２５回／１０ｃｍ未満では耐疲労性が不足し、一方、６０回／１０ｃｍを越えると強力低下が著しい。本発明においては、コードＡの糸条の繊維軸方向に対する撚角がほぼ０°になるように上撚を施す、つまり、下撚を施すことでコードＡの撚角は大きくなるが、さらに同程度の撚数の上撚を施すことによって下撚を打ち消し、撚角がほぼ０°となるようにする。そうすることにより、コードＡを構成する高強度かつ低伸度の糸条が繊維軸方向に配列し、該糸条の強力利用率が高くなり、高強度、高弾性率の複合コードが得られる。同時に、高伸度のコードＢも上撚がかかることより引き揃え性が向上し、また、高伸度のコードＢが、低伸度のコードＡに巻きつく形状となり、複合コードの耐疲労性が向上する。 Furthermore, in the present invention, (3) it is necessary to make the above-described cord A and cord B uniform and to make a composite cord in which an upper twist of 25 to 60 times / 10 cm is applied in the opposite direction to the lower twist. When the number of upper twists is less than 25 times / 10 cm, the fatigue resistance is insufficient. On the other hand, when the number of twists exceeds 60 times / 10 cm, the strength is significantly reduced. In the present invention, the twist angle of the cord A is increased by applying the upper twist so that the twist angle of the yarn of the cord A with respect to the fiber axis direction is almost 0 °, that is, by applying the lower twist. By applying an upper twist of the number of twists, the lower twist is canceled so that the twist angle becomes approximately 0 °. By doing so, the high-strength and low-elongation yarns constituting the cord A are arranged in the fiber axis direction, the strength utilization rate of the yarns is increased, and a composite cord with high strength and high elastic modulus is obtained. . At the same time, the high-stretch cord B is also twisted to improve the alignability, and the high-stretch cord B is wound around the low-stretch cord A, resulting in fatigue resistance of the composite cord. Will improve.
コードＡを構成する糸条に用いる繊維としては、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリエチレンナフタレート繊維などのポリエステル繊維、ナイロン６繊維、ナイロン６６繊維などの脂肪族ポリアミド繊維、芳香族ポリアミド繊維、ポリエチレン繊維、ポリケトン繊維、ポリパラフェニレンベンズオキサゾール繊維、炭素繊維、ポリビニルアルコール繊維、セルロース繊維などの合成繊維、半合成繊維が挙げられ、特に汎用性、取扱性に優れたポリエステル繊維、中でも力学特性、耐熱性、耐薬品性に優れたポリエチレンナフタレート繊維が好ましい。 The fibers used for the yarns constituting the cord A include polyester fibers such as polyethylene terephthalate fibers and polyethylene naphthalate fibers, aliphatic polyamide fibers such as nylon 6 fibers and nylon 66 fibers, aromatic polyamide fibers, polyethylene fibers and polyketone fibers. , Synthetic fibers such as polyparaphenylene benzoxazole fibers, carbon fibers, polyvinyl alcohol fibers, cellulose fibers, and semi-synthetic fibers. Polyester fibers that are particularly versatile and easy to handle, especially mechanical properties, heat resistance, and chemical resistance. Polyethylene naphthalate fibers having excellent properties are preferred.
一方、コードＢを構成する糸条に用いる繊維としては、上記繊維を同様に例示できるが、前記破断伸度としても高強度であり、かつ耐疲労性に優れも優れていることから、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリエチレンナフタレート繊維などのポリエステル繊維、ナイロン６繊維、ナイロン６６繊維などの脂肪族ポリアミド繊維が好ましく、特に高伸度かつ高強度である点から脂肪族ポリアミド繊維が好ましい。 On the other hand, as the fiber used for the yarn constituting the cord B, the above-mentioned fibers can be exemplified in the same manner. However, since the elongation at break is high strength and excellent in fatigue resistance, polyethylene terephthalate Fiber, polyester fiber such as polyethylene naphthalate fiber, and aliphatic polyamide fiber such as nylon 6 fiber and nylon 66 fiber are preferable, and aliphatic polyamide fiber is particularly preferable from the viewpoint of high elongation and high strength.
コードＡおよび／またはコードＢを構成する糸条は、長繊維からなるマルチフィラメント糸であっても、短繊維からなる紡績糸であってもよいが、繊維の強度を十分に生かすことができるマルチフィラメント糸が好ましく、特にコードＡとして、マルチフィラメント糸を採用することが好ましい。 The yarn constituting the cord A and / or the cord B may be a multifilament yarn made of long fibers or a spun yarn made of short fibers, but a multi that can make full use of the strength of the fibers. Filament yarn is preferable, and as the cord A, it is preferable to employ a multifilament yarn.
複合コードや、コードＡ及びコードＢに用いる糸条、該糸条を構成する繊維は、前記の引張強度や破断伸度等を満足すれば、繊維の繊度、フィラメント数、断面形状、微細構造や、ポリマー中の添加剤の有無等は、なんら限定を受けるものではなく、用途等によって、任意の構成を採用することができる。 If the composite cord, the yarn used for the cord A and the cord B, and the fiber constituting the yarn satisfy the above-described tensile strength, elongation at break, etc., the fineness of the fiber, the number of filaments, the cross-sectional shape, the microstructure, The presence or absence of the additive in the polymer is not limited at all, and any configuration can be adopted depending on the application.
例えば、複合コードをタイヤコードとして用いる場合は、複合コードの総繊度は５００〜２０００ｄｔｅｘが好ましい。該総繊度が、５００ｄｔｅｘ未満では、タイヤに必要な強度を確保するためにコード数の増加を招くことになり、一方、２０００ｄｔｅｘを越えると、コードが太くなってタイヤの厚さが増加するなど、同様にタイヤ重量の増加を招くことになるため、上記繊度の範囲とすることが好ましい。コードＡの総繊度と、コードＢの総繊度とは、同じであっても良いが、コードＢの総繊度を、コードＡの総繊度より小さくすることが、強度と耐久性のバランスをとる観点から好ましい。また、コードＡ及び／またはコードＢは、下撚段階で複数本の糸条を合糸して用いてもよい。 For example, when a composite cord is used as a tire cord, the total fineness of the composite cord is preferably 500 to 2000 dtex. If the total fineness is less than 500 dtex, the number of cords will be increased in order to ensure the strength required for the tire. On the other hand, if it exceeds 2000 dtex, the cord becomes thicker and the thickness of the tire increases. Similarly, since the tire weight is increased, the fineness is preferably within the above range. The total fineness of the cord A may be the same as the total fineness of the cord B, but reducing the total fineness of the cord B to be smaller than the total fineness of the cord A balances strength and durability. To preferred. Further, the cord A and / or the cord B may be used by combining a plurality of yarns at the lower twisting stage.
また、上記複合コードにおいて、コードＡを構成する繊維の本数は、１５０〜４００本の範囲、またコードＢを構成する繊維の本数は、１００〜４００本の範囲であるのが好ましい。前記本数が夫々上限値を超えると、繊維が細過ぎとなって、繊維同士の擦れによりコードの強度低下を招く傾向となり、逆に下限値を超えると、繊維が太くなりすぎて、耐久性に問題が生じる。
以上に説明した本発明の複合コードは、例えば、リング撚糸機等を用い公知の方法に製造することができる。
In the composite cord, the number of fibers constituting the cord A is preferably in the range of 150 to 400, and the number of fibers constituting the cord B is preferably in the range of 100 to 400. When the number exceeds the upper limit value, the fiber becomes too thin, and the strength of the cord tends to be reduced due to friction between the fibers. Conversely, when the value exceeds the lower limit value, the fiber becomes too thick, resulting in durability. Problems arise.
The composite cord of the present invention described above can be manufactured by a known method using, for example, a ring twisting machine.
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、実施例における特性の測定は、下記の測定法で行った。
（１）コードＡ、コードＢの引張強度、破断伸度、及び、複合コードの強力、破断伸度
ＪＩＳ Ｌ１０１７に準拠して測定した。
（２）耐疲労性（屈曲疲労試験後の強力、破断伸度、強力保持率）
複合コードの一端に１．０ｋｇの荷重を取り付け、直径１０ｍｍのローラーに掛け渡し、他端をコードの長軸方向に振幅５０ｍｍ、速度１００回／分で振動させることにより、コードを繰り返し屈曲させ、これを屈曲回数１万回繰り返す屈曲疲労試験を行い、該試験後の複合コードの強力、破断伸度を上記（１）と同様にして測定した。また、下記式にて、強力保持率を測定した。
強力保持率（％）＝屈曲疲労試験後の複合コードの強力（Ｎ）／屈曲疲労試験前の複合コードの強力（Ｎ）×１００
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. In addition, the measurement of the characteristic in an Example was performed with the following measuring method.
(1) Tensile strength of cord A and cord B, elongation at break, and strength of composite cord, elongation at break Measured according to JIS L1017.
(2) Fatigue resistance (strength after bending fatigue test, elongation at break, strength retention)
A 1.0 kg load is attached to one end of the composite cord, it is passed over a roller with a diameter of 10 mm, and the other end is vibrated in the major axis direction of the cord with an amplitude of 50 mm and a speed of 100 times / min. The bending fatigue test was repeated 10,000 times, and the strength and breaking elongation of the composite cord after the test were measured in the same manner as in the above (1). Moreover, the strong retention rate was measured by the following formula.
Tensile strength retention (%) = Strength of composite cord after bending fatigue test (N) / Strength of composite cord before bending fatigue test (N) × 100
［実施例１］
引張強度８．４ｃＮ／ｄｔｅｘ、破断伸度１３％のポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）繊維（帝人ファイバー（株）製“ＴＥＯＮＥＸ”）からなる１１００ｄｔｅｘ／２５０フィラメントのマルチフィラメント糸を使用し、該マルチフィラメント糸に４８回／１０ｃｍでＺ方向に下撚を施し、これをコード１とした。
引張強度９．１ｃＮ／ｄｔｅｘ、破断伸度２０％の脂肪族ポリアミド繊維（旭化成（株）製“レオナ”）からなる９４０ｄｔｅｘ／１４０フィラメントのマルチフィラメント糸を使用し、該マルチフィラメント糸には下撚は施さず、これをコード２とした。
上記のコード１とコード２を引き揃え４６回／ｃｍでＳ方向に上撚を施し、複合コードを得た。いずれの撚糸もリング撚糸機を用いて行った。結果を表１に示す。
[Example 1]
A multifilament yarn of 1100 dtex / 250 filament made of polyethylene naphthalate (PEN) fiber (“TEONEX” manufactured by Teijin Fibers Limited) having a tensile strength of 8.4 cN / dtex and a breaking elongation of 13% is used. Was twisted in the Z direction at 48 times / 10 cm.
A multifilament yarn of 940 dtex / 140 filament made of aliphatic polyamide fiber (“Leona” manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.) having a tensile strength of 9.1 cN / dtex and a breaking elongation of 20% is used. This was designated as code 2.
The above cord 1 and cord 2 were aligned and subjected to an upper twist in the S direction at 46 times / cm to obtain a composite cord. All the twisting yarns were performed using a ring twisting machine. The results are shown in Table 1.
［実施例２］
引張強度９．１ｃＮ／ｄｔｅｘ、破断伸度２０％の脂肪族ポリアミド繊維（旭化成（株）製“レオナ”）からなる９４０ｄｔｅｘ／１４０フィラメントのマルチフィラメント糸を使用し、該マルチフィラメント糸には１０回／１０ｃｍでＺ方向に下撚を施し、これをコード３とした。
コード２に代えて、上記コード３を用いた以外は実施例１と同様にして複合コードを得た。結果を表１に示す。
[Example 2]
A multifilament yarn of 940 dtex / 140 filament made of an aliphatic polyamide fiber (“Leona” manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.) having a tensile strength of 9.1 cN / dtex and a breaking elongation of 20% was used. A lower twist was applied in the Z direction at / 10 cm to obtain a cord 3.
A composite cord was obtained in the same manner as in Example 1 except that the cord 3 was used instead of the cord 2. The results are shown in Table 1.
［比較例１］
引張強度９．１ｃＮ／ｄｔｅｘ、破断伸度２０％の脂肪族ポリアミド繊維“レオナ”（旭化成（株）製）、からなる９４０ｄｔｅｘ／１４０フィラメントのマルチフィラメント糸を使用し、該マルチフィラメント糸に５２回／１０ｃｍでＺ方向に下撚を施し、これをコード４とした。
コード２に代えて、上記コード４を用いた以外は実施例１と同様にして複合コードを得た。結果を表１に示す。
[Comparative Example 1]
A multifilament yarn having a tensile strength of 9.1 cN / dtex and an aliphatic polyamide fiber “Leona” (manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.) having an elongation at break of 20% was used. A lower twist was applied in the Z direction at / 10 cm to obtain a cord 4.
A composite cord was obtained in the same manner as in Example 1 except that the cord 4 was used instead of the cord 2. The results are shown in Table 1.
［比較例２］
上撚の撚数を、４６回／ｃｍから１０回／ｃｍに変更した以外は、比較例１と同様にして複合コードを得た。結果を表１に示す。
[Comparative Example 2]
A composite cord was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that the number of twists of the upper twist was changed from 46 times / cm to 10 times / cm. The results are shown in Table 1.
本発明のゴム補強用複合コードは、高い耐久性を有しながら、強力にも優れており、特にタイヤ、ホース、ベルト等の補強用コードとして使用することができる。 The composite cord for reinforcing rubber of the present invention is excellent in strength while having high durability, and can be used particularly as a reinforcing cord for tires, hoses, belts and the like.
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| JP2011157645A (en) | 2011-08-18 |
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