JP6870451B2 - Steel cord and pneumatic radial tire using it - Google Patents
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Description
本発明は、N本(N=1〜3)のコアフィラメントと、該コアフィラメントの周囲に撚り合わされたM本(M=5〜9)のシースフィラメントとからなる2層構造を有するスチールコード及び該スチールコードを補強層の補強コードとして用いた空気入りラジアルタイヤに関し、更に詳しくは、ゴム浸透性を改善すると共に、耐久性を改善することを可能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。 The present invention relates to a steel cord having a two-layer structure composed of N core filaments (N = 1 to 3) and M sheath filaments twisted around the core filaments (M = 5 to 9). Regarding a pneumatic radial tire using the steel cord as a reinforcing cord of a reinforcing layer, more specifically, a steel cord capable of improving rubber permeability and durability and a pneumatic radial tire using the same. Regarding tires.
トラック・バス用の空気入りラジアルタイヤにおいて、ベルト層の補強コードとして、N本のコアフィラメントと該コアフィラメントの周囲に撚り合わされたM本のシースフィラメントとからなる2層構造のスチールコードが使用されている(例えば、特許文献1〜3参照)。より具体的には、例えば、2本のコアフィラメントと7本のシースフィラメントとを含む2+7構造のスチールコードや、3本のコアフィラメントと8本のシースフィラメントとを含む3+8構造のスチールコードが挙げられる。
In pneumatic radial tires for trucks and buses, a two-layer steel cord consisting of N core filaments and M sheath filaments twisted around the core filaments is used as a reinforcing cord for the belt layer. (See, for example,
上述のようなスチールコードは一般的にはタイトコードであるが、ゴム浸透性を改善するために、スチールコードを構成するフィラメントに癖付けが施される場合がある。しかしながら、フィラメントに癖付けを施すと、スチールコードの伸び特性が変化し、初期伸び(低荷重域の伸び率)が過大となる傾向がある。そして、スチールコードの初期伸びが過大であると、それに起因して空気入りラジアルタイヤの耐久性が低下することが懸念される。 The steel cord as described above is generally a tight cord, but in order to improve the rubber permeability, the filament constituting the steel cord may be habituated. However, when the filament is habituated, the elongation characteristics of the steel cord change, and the initial elongation (elongation rate in the low load range) tends to become excessive. If the initial elongation of the steel cord is excessive, there is a concern that the durability of the pneumatic radial tire will decrease due to this.
本発明の目的は、ゴム浸透性を改善すると共に、耐久性を改善することを可能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。 An object of the present invention is to provide a steel cord capable of improving rubber permeability and durability, and a pneumatic radial tire using the steel cord.
上記目的を達成するための本発明のスチールコードは、N本(N=1〜3)のコアフィラメントと、該コアフィラメントの周囲に撚り合わされたM本(M=5〜9)のシースフィラメントとからなる2層構造を有するスチールコードにおいて、前記シースフィラメントのうちの2〜(M−2)本のシースフィラメントが癖付けされており、その癖付けされたシースフィラメントの全てが前記コアフィラメントの周囲で連続して並ぶように配置されていることを特徴とするものである。 The steel cord of the present invention for achieving the above object includes N core filaments (N = 1 to 3) and M sheath filaments twisted around the core filaments (M = 5 to 9). In a steel cord having a two-layer structure composed of, two (M-2) sheath filaments of the sheath filaments are habituated, and all of the habituated sheath filaments are around the core filament. It is characterized in that it is arranged so as to be lined up continuously.
上記目的を達成するための本発明の空気入りラジアルタイヤは、複数本の補強コードを含む補強層を備えた空気入りラジアルタイヤにおいて、前記補強コードとして、N本(N=1〜3)のコアフィラメントと、該コアフィラメントの周囲に撚り合わされたM本(M=5〜9)のシースフィラメントとからなる2層構造を有するスチールコードが用いられており、前記シースフィラメントのうちの2〜(M−2)本のシースフィラメントが癖付けされており、その癖付けされたシースフィラメントの全てが前記コアフィラメントの周囲で連続して並ぶように配置されていることを特徴とするものである。 The pneumatic radial tire of the present invention for achieving the above object is a pneumatic radial tire provided with a reinforcing layer including a plurality of reinforcing cords, and N cores (N = 1 to 3) are used as the reinforcing cords. A steel cord having a two-layer structure composed of a filament and M (M = 5-9) sheath filaments twisted around the core filament is used, and 2 to (M) of the sheath filaments are used. -2) A book sheath filament is habituated, and all of the habituated sheath filaments are arranged so as to be continuously arranged around the core filament.
本発明者は、2層構造を有するスチールコードについて鋭意研究したところ、シースフィラメントに癖付けを施してゴム浸透性を改善するにあたって、シースフィラメントの癖付け本数及びその配置を規定することにより、スチールコードの初期伸びを抑制し、耐久性を効果的に改善可能になることを知見し、本発明に至ったのである。 The present inventor has diligently studied a steel cord having a two-layer structure, and found that when the sheath filament is habituated to improve rubber permeability, the number of habituated sheath filaments and the arrangement thereof are specified to make steel. It was found that the initial elongation of the cord can be suppressed and the durability can be effectively improved, and the present invention was reached.
即ち、本発明では、空気入りラジアルタイヤの補強層の補強コードとして、N本(N=1〜3)のコアフィラメントと、該コアフィラメントの周囲に撚り合わされたM本(M=5〜9)のシースフィラメントとからなる2層構造を有するスチールコードを用いるにあたって、2〜(M−2)本のシースフィラメントに癖付けを施すことにより、スチールコードの内部へのゴム浸透性を改善することができ、しかも、その癖付けされたシースフィラメントの全てをコアフィラメントの周囲で連続して並ぶように配置することにより、スチールコードの初期伸びを抑制することができ、空気入りラジアルタイヤの耐久性を効果的に改善することができる。 That is, in the present invention, as the reinforcing cord of the reinforcing layer of the pneumatic radial tire, N core filaments (N = 1 to 3) and M threads (M = 5 to 9) twisted around the core filaments are used. When using a steel cord having a two-layer structure composed of the sheath filaments of the above, it is possible to improve the rubber permeability into the inside of the steel cord by habituating 2 (M-2) sheath filaments. Moreover, by arranging all of the habitual sheath filaments in a continuous line around the core filament, the initial elongation of the steel cord can be suppressed, and the durability of the pneumatic radial tire can be improved. It can be effectively improved.
本発明において、コアフィラメント及びシースフィラメントは同一方向かつ同一ピッチで撚り合わされていることが好ましい。これにより、コアフィラメント及びシースフィラメントを一括して撚り合わせることが可能になるので、スチールコードの生産性を高めることができ、そのような撚り構造においても十分なゴム浸透性を確保することができる。 In the present invention, it is preferable that the core filament and the sheath filament are twisted in the same direction and at the same pitch. As a result, the core filament and the sheath filament can be twisted together, so that the productivity of the steel cord can be increased, and sufficient rubber permeability can be ensured even in such a twisted structure. ..
更に、コアフィラメントの素線径dcとシースフィラメントの素線径dsとは0.8≦ds/dc<1.0の関係を満たすことが好ましい。このようにコアフィラメントをシースフィラメントよりも太くすることにより、スチールコードの内部へのゴム浸透性を改善することができる。また、コアフィラメントをシースフィラメントよりも太くした場合、スチールコードが座屈し難くなるため、耐久性の観点からも好ましい。 Further, it is preferable that the wire diameter dc of the core filament and the wire diameter ds of the sheath filament satisfy the relationship of 0.8 ≦ ds / dc <1.0. By making the core filament thicker than the sheath filament in this way, the rubber permeability into the inside of the steel cord can be improved. Further, when the core filament is thicker than the sheath filament, the steel cord is less likely to buckle, which is preferable from the viewpoint of durability.
本発明において、上記スチールコードが使用される空気入りラジアルタイヤの補強層は特に限定されるものではなく、例えば、カーカス層、ベルト層、サイド補強層を挙げることができる。しかしながら、上記スチールコードの特性を考慮すると、該スチールコードが使用される補強層はベルト層であることが好ましい。この場合、ベルト層に含まれるスチールコードのゴム浸透性を改善し、空気入りラジアルタイヤの耐久性を効果的に改善することができる。また、上記スチールコードはタイヤ以外のゴム製品を補強するための補強コードとしても利用可能である。 In the present invention, the reinforcing layer of the pneumatic radial tire in which the steel cord is used is not particularly limited, and examples thereof include a carcass layer, a belt layer, and a side reinforcing layer. However, considering the characteristics of the steel cord, the reinforcing layer in which the steel cord is used is preferably a belt layer. In this case, the rubber permeability of the steel cord contained in the belt layer can be improved, and the durability of the pneumatic radial tire can be effectively improved. The steel cord can also be used as a reinforcing cord for reinforcing rubber products other than tires.
また、本発明はトラック・バス用の空気入りラジアルタイヤに適用することが好適であるが、上述のようなスチールコードが補強層の補強コードとして使用される限りにおいて、上記以外の用途の空気入りラジアルタイヤにも適用可能である。 Further, the present invention is preferably applied to a pneumatic radial tire for trucks and buses, but as long as the steel cord as described above is used as a reinforcing cord for a reinforcing layer, the present invention is pneumatically used for purposes other than the above. It can also be applied to radial tires.
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からなる空気入りラジアルタイヤを示し、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間にはタイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含むカーカス層4が装架され、そのカーカス層4の端部がビードコア5の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。 Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a pneumatic radial tire according to an embodiment of the present invention, in which 1 is a tread portion, 2 is a sidewall portion, and 3 is a bead portion. A carcass layer 4 including a plurality of reinforcing cords extending in the tire radial direction is mounted between the pair of left and right bead portions 3 and 3, and the end portion of the carcass layer 4 is folded back from the inside to the outside of the tire around the bead core 5. It has been.
また、トレッド部1におけるカーカス層4の外周側には複数層のベルト層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補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。ベルト層6において、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば20°〜60°の範囲に設定されている。
Further, a plurality of
上記空気入りラジアルタイヤにおいて、ベルト層6の補強コードとして、後述する2層構造を有するスチールコードが使用されている。
In the pneumatic radial tire, a steel cord having a two-layer structure, which will be described later, is used as a reinforcing cord for the
図2は本発明で使用される2層構造を有するスチールコードの一例を示すものである。図2に示すように、スチールコード10は、N本(N=1〜3)のコアフィラメント11と、該コアフィラメント11の周囲に撚り合わされたM本(M=5〜9)のシースフィラメント12とからなる2層構造を有している。本実施形態において、スチールコード10は2本のコアフィラメント11と7本のシースフィラメント12とから構成されている。つまり、2+7構造である。その他の例として、例えば、図3に示すように、3+8構造を挙げることができる。なお、スチールコード10が複数本のコアフィラメント11を有する場合、それらコアフィラメント11は互いに撚り合わされていることが望ましい。
FIG. 2 shows an example of a steel cord having a two-layer structure used in the present invention. As shown in FIG. 2, the
上述したスチールコード10において、M本のシースフィラメント12のうち、2〜(M−2)本のシースフィラメント12Aには癖付けが施されており、残りのシースフィラメント12Bには癖付けが施されていない。図2及び図3においては、それぞれ4本のシースフィラメント12Aに癖付けが施されている。そして、癖付けされたシースフィラメント12Aの全てがコアフィラメント11の周囲で連続して並ぶように配置される一方で、癖付けされていないシースフィラメント12Bの全てがコアフィラメント11の周囲で連続して並ぶように配置されている。つまり、図2及び図3に示すように、M本のシースフィラメント12はコアフィラメント11を取り囲むように配置されているが、癖付けされたシースフィラメント12Aの全てが互いに隣接するように配置され、癖付けされていないシースフィラメント12Bの全てが互いに隣接するように配置されている。
In the
上述した空気入りラジアルタイヤでは、ベルト層7の補強コードとして、N本(N=1〜3)のコアフィラメント11と、該コアフィラメント11の周囲に撚り合わされたM本(M=5〜9)のシースフィラメント12とからなる2層構造を有するスチールコード10を用いるにあたって、2〜(M−2)本のシースフィラメント12Aに癖付けを施すことにより、スチールコード10の内部へのゴム浸透性を改善することができる。しかも、その癖付けされたシースフィラメント12Aの全てをコアフィラメント11の周囲で連続して並ぶように配置することにより、癖付けの位相が揃った状態でシースフィラメント12Aが所定の位置に配置されるため、スチールコード10の初期伸びを抑制することができ、空気入りラジアルタイヤの耐久性を効果的に改善することができる。
In the above-mentioned pneumatic radial tire, N core filaments 11 (N = 1 to 3) and M threads (M = 5 to 9) twisted around the
ここで、本発明に含まれるスチールコード10(図2)の物性と本発明に含まれないスチールコード10(図4)の物性との差異について説明する。図4に示すスチールコード10′において、シースフィラメント12Aに癖付けが施されており、シースフィラメント12Bには癖付けが施されていないという点では図2の例と同じであるが、図2の例とは異なって癖付けされたシースフィラメント12Aの全てがコアフィラメント11の周囲で連続して並ぶように配置されていない。そして、図2に示すスチールコード10と図4に示すスチールコード10′について、引張荷重(N)を変化させながら伸び率(%)を測定した場合、図5のような結果が得られた。図5に示すように、癖付けされたシースフィラメント12Aの全てがコアフィラメント11の周囲で連続して並ぶように配置されていない図4のスチールコード10′は、癖付けされたシースフィラメント12Aの全てがコアフィラメント11の周囲で連続して並ぶように配置されている図2のスチールコード10に比べて初期伸びが大きくなっている。このような初期伸びの増大は癖付けされたシースフィラメント12Aの配置に起因している。
Here, the difference between the physical properties of the steel cord 10 (FIG. 2) included in the present invention and the physical properties of the steel cord 10 (FIG. 4) not included in the present invention will be described. In the steel cord 10'shown in FIG. 4, the
上述したスチールコード10において、コアフィラメント11の本数をN本(N=1〜3)とし、シースフィラメント12の本数をM本(M=5〜9)としているが、これはゴム浸透性と形状安定性を確保するためである。コアフィラメント11及びシースフィラメント12の本数が多過ぎるとゴム浸透性が低下し、シースフィラメント12の本数が少な過ぎると安定した撚り構造を得ることが困難になる。また、2〜(M−2)本のシースフィラメント12Aに対して癖付けが施されているが、これはゴム浸透性を確保しつつ初期伸びを抑制するためである。癖付けされたシースフィラメント12Aの本数が少な過ぎるとゴム浸透性が低下し、逆に多過ぎると初期伸びが過大になる。
In the
図6に示すように、スチールコード10のシースフィラメント12Aはその長手方向に沿って蛇行するように癖付けされている。癖付けの形態は、波状でも良く、或いは、螺旋状でも良い。シースフィラメント12Aの波高Hは、シースフィラメント12Aの素線径dsに対して、1.3≦H/ds≦2.0の範囲にあると良い。この比H/dsが小さ過ぎるとゴム浸透性の改善効果が低下し、逆に大き過ぎると初期伸びの抑制効果が低下することになる。また、シースフィラメント12Aの癖付けピッチLは、シースフィラメント12Aの波高Hに対して、10≦L/H≦30の範囲にあると良い。この比L/Hが小さ過ぎると初期伸びの抑制効果が低下し、逆に大き過ぎるとゴム浸透性の改善効果が低下することになる。
As shown in FIG. 6, the
図7に示すように、スチールコード10において、コアフィラメント11はピッチPcにより一方向(例えば、S撚り)に撚り合わされ、シースフィラメント12はピッチPsにより一方向(例えば、S撚り)に撚り合わされている。また、ピッチPcとピッチPsは同一値に設定されている。このようにコアフィラメント11及びシースフィラメント12は同一方向かつ同一ピッチで撚り合わされていることが好ましい。これにより、コアフィラメント11及びシースフィラメント12を一括して撚り合わせることが可能になるので、スチールコード10の生産性を高めることができる。しかも、そのような撚り構造を採用した場合であっても十分なゴム浸透性を確保することができる。
As shown in FIG. 7, in the
スチールコード10において、コアフィラメント11の素線径dcとシースフィラメント12の素線径dsとは0.8≦ds/dc<1.0の関係を満たしていると良い。このようにコアフィラメント11をシースフィラメント12よりも太くすることにより、スチールコード10の内部へのゴム浸透性を改善することができる。また、コアフィラメント11をシースフィラメント12よりも太くした場合、スチールコード10が座屈し難くなるため、耐久性の観点からも好ましい。但し、比ds/dcが小さ過ぎるとコアフィラメント11とシースフィラメント12の強力のバランスが悪くなって断線等の不都合を生じ易くなる。
In the
スチールコード10において、コアフィラメント11の素線径dc及びシースフィラメント12の素線径dsは0.15mm〜0.40mmの範囲に設定することが好ましい。このように素線径dc,dsを適正化することにより、コード強力を十分に確保しながら、良好な耐疲労性を確保することができる。素線径dc,dsが0.15mmよりも小さいとコード強力が不十分になり、逆に0.40mmよりも大きいと耐疲労性が低下することになる。
In the
上述した実施形態では、2層構造を有するスチールコード10をベルト層6に使用した場合について説明したが、本発明では、上記のようなスチールコード10を他の補強層に適用することが可能である。
In the above-described embodiment, the case where the
タイヤサイズ295/80R22.5の空気入りラジアルタイヤにおいて、ベルト層の補強コードだけを異ならせた従来例、比較例1〜3及び実施例1〜5のタイヤを製作した。 In the pneumatic radial tire having a tire size of 295 / 80R22.5, the tires of the conventional example, Comparative Examples 1 to 3 and Examples 1 to 5 in which only the reinforcing cord of the belt layer was different were manufactured.
即ち、従来例、比較例1〜3及び実施例1〜5において、ベルト層の補強コードとして、3本のコアフィラメントと8本のシースフィラメントとからなる3+8構造を有するスチールコード又は2本のコアフィラメントと7本のシースフィラメントとからなる2+7構造を有するスチールコードを使用し、コアフィラメントの素線径dc、シースフィラメントの素線径ds、比ds/dc、癖付けされたシースフィラメントの本数、癖付けされたシースフィラメントの配置を表1のように設定した。なお、癖付けされたシースフィラメントの配置は図8(a)〜(f)の通りであるが、理解を容易にするために、図8(a)〜(f)において癖付けされたシースフィラメントには斜線を付与した。また、各スチールコードにおいて、コアフィラメント及びシースフィラメントは同一方向かつ同一ピッチで撚り合わせた。 That is, in the conventional example, Comparative Examples 1 to 3 and Examples 1 to 5, as the reinforcing cord of the belt layer, a steel cord or two cores having a 3 + 8 structure composed of three core filaments and eight sheath filaments. Using a steel cord having a 2 + 7 structure consisting of a filament and seven sheath filaments, the wire diameter dc of the core filament, the wire diameter ds of the sheath filament, the ratio ds / dc, the number of habituated sheath filaments, The arrangement of the habituated sheath filaments was set as shown in Table 1. The arrangement of the habituated sheath filaments is as shown in FIGS. 8 (a) to 8 (f), but in order to facilitate understanding, the habituated sheath filaments in FIGS. 8 (a) to 8 (f). Is shaded. Further, in each steel cord, the core filament and the sheath filament were twisted in the same direction and at the same pitch.
これら試験タイヤについて、下記の評価方法により、ゴム浸透率及びタイヤ耐久性を評価し、その結果を表1に併せて示した。 The rubber penetration rate and tire durability of these test tires were evaluated by the following evaluation methods, and the results are also shown in Table 1.
ゴム浸透率:
各試験タイヤからベルト層のスチールコードを取り出し、カッターナイフでスチールコードの外側に付着したゴムを除去し、1本のシースストランド及び1本のコアフィラメントを除去した際のコード内のゴム浸透率を目視にて測定した。このような測定をタイヤ周上の8ケ所に配置されたスチールコードについて行い、これら8本のスチールコードのゴム浸透率の平均値を求め、これをゴム浸透率とした。
Rubber penetration:
Take out the steel cord of the belt layer from each test tire, remove the rubber adhering to the outside of the steel cord with a cutter knife, and determine the rubber penetration rate in the cord when one sheath strand and one core filament are removed. It was measured visually. Such a measurement was performed on steel cords arranged at eight locations on the tire circumference, and the average value of the rubber penetration rates of these eight steel cords was obtained and used as the rubber penetration rate.
タイヤ耐久性:
各試験タイヤをリムサイズ22.5×7.50の試験リムに装着し、空気圧800kPa、初期速度160km/h、荷重30kNの条件にて、室内ドラム試験機により走行試験を実施し、10分毎に速度を10km/hずつ増加させ、タイヤが故障するまでの走行時間を計測した。評価結果は、従来例を100とする指数にて示した。この指数値が大きいほど耐久性が優れていることを意味する。
Tire durability:
Each test tire was attached to a test rim with a rim size of 22.5 x 7.50, and a running test was conducted with an indoor drum tester under the conditions of an air pressure of 800 kPa, an initial speed of 160 km / h, and a load of 30 kN, and every 10 minutes. The speed was increased by 10 km / h, and the running time until the tire failed was measured. The evaluation result is shown by an index of 100 in the conventional example. The larger the index value, the better the durability.
表1から明らかなように、実施例1〜5では、従来例との対比において、スチールコードのゴム浸透率が高く、タイヤ耐久性が優れていた。特に、実施例3〜5から判るように、コアフィラメントの素線径dcをシースフィラメントの素線径dsよりも適度に太くした場合、タイヤ耐久性の改善効果が顕著に現れていた。これに対して、比較例1,2では、癖付けされたシースフィラメントの本数が実施例1と同じであるものの、その癖付けされたシースフィラメントの全てがコアフィラメントの周囲で連続して並ぶように配置されていないため、初期伸びの増大に起因してタイヤ耐久性の改善効果が得られなかった。また、比較例3では、癖付けされたシースフィラメントの本数が少な過ぎるため、ゴム浸透性が不十分であり、タイヤ耐久性の改善効果が得られなかった。 As is clear from Table 1, in Examples 1 to 5, the rubber penetration rate of the steel cord was high and the tire durability was excellent as compared with the conventional examples. In particular, as can be seen from Examples 3 to 5, when the wire diameter dc of the core filament is made appropriately thicker than the wire diameter ds of the sheath filament, the effect of improving the tire durability is remarkably exhibited. On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, although the number of habituated sheath filaments is the same as that of Example 1, all the habituated sheath filaments are continuously arranged around the core filament. Since it was not arranged in, the effect of improving tire durability could not be obtained due to the increase in initial elongation. Further, in Comparative Example 3, since the number of habituated sheath filaments was too small, the rubber permeability was insufficient, and the effect of improving the tire durability could not be obtained.
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
10 スチールコード
11 コアフィラメント
12 シースフィラメント
12A 癖付けされたシースフィラメント
12B 癖付けされていないシースフィラメント
1 Tread part 2 sidewall part 3 bead part 4 carcass layer 5
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