JP7419644B2 - ベルト積層体、タイヤ - Google Patents
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Description
前記素線の本数nが4以上6以下であり、
前記素線の素線径が0.40mm以上0.55mm以下である。
特許文献1に開示されているように、タイヤの軽量化対策として、タイヤに用いられるスチールコードを構成するスチールフィラメントの強度を向上させ、フィラメント径を細くしてコード重量を軽減することが従来からなされている。
[本開示の効果]
本開示によれば、タイヤに用いた場合に、該タイヤを軽量化し、かつ耐久性を高めることができるスチールコードを提供することが可能となる。
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。以下の説明では、同一または対応する要素には同一の符号を付し、それらについて同じ説明は繰り返さない。
前記素線の本数nが4以上6以下であり、
前記素線の素線径が0.40mm以上0.55mm以下であるスチールコードとすることができる。
前記第1ベルト層は、複数の第1スチールコードと、前記第1スチールコードを埋設する第1被覆用ゴムとを有し、
前記第2ベルト層は、複数の第2スチールコードと、前記第2スチールコードを埋設する第2被覆用ゴムとを有し、
前記第3ベルト層は、複数の第3スチールコードと、前記第3スチールコードを埋設する第3被覆用ゴムとを有し、
前記第4ベルト層は、複数の第4スチールコードと、前記第4スチールコードを埋設する第4被覆用ゴムとを有し、
前記第2スチールコード、および前記第3スチールコードは、(1)から(4)のいずれかに記載のスチールコードであり、
前記第1スチールコード、および前記第4スチールコードの曲げ剛性が、前記第2スチールコードの曲げ剛性の20%以上90%以下であるベルト積層体とすることができる。
(6)本開示の一態様に係るタイヤは、(5)に記載のベルト積層体を含み、前記ベルト積層体を、カーカスよりも前記タイヤの半径方向の外側であり、かつトレッド部よりも前記タイヤの半径方向の内側に配置できる。
本開示の一実施形態(以下「本実施形態」と記す)に係るスチールコード、ベルト積層体、タイヤの具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
以下、本実施形態に係るスチールコードについて図1~図6に基づき説明する。
[ベルト積層体]
次に本実施形態におけるベルト積層体について図7に基づき説明する。
第2ベルト層71Bは、複数の第2スチールコード72Bと、第2スチールコード72Bを埋設する第2被覆用ゴム73Bとを有することができる。
第3ベルト層71Cは、複数の第3スチールコード72Cと、第3スチールコード72Cを埋設する第3被覆用ゴム73Cとを有することができる。
第4ベルト層71Dは、複数の第4スチールコード72Dと、第4スチールコード72Dを埋設する第4被覆用ゴム73Dとを有することができる。
図7に示すように、各ベルト層において、スチールコードは一列に並列されており、個々のスチールコードの全周はそれぞれ第1被覆用ゴム73A~第4被覆用ゴム73Dの中に埋め込まれている。
本実施形態におけるタイヤについて図8に基づき説明する。
(評価方法)
(1)スチールコードの評価方法
以下の実験例において作製したスチールコードの評価方法について説明する。
(1-1)素線径
素線径はマイクロメーターを用いて測定した。
(1-2)コード径
評価を行うスチールコードを透明樹脂に埋め込み、スチールコードの長手方向と垂直な面(断面)が露出するように試料を切り出した。
(1-3)曲げ剛性
曲げ剛性の評価は、TABER社製のV-5剛性試験機(150-B型)を用いて実施した。
(2)ベルト積層体の評価方法
(2-1)曲げ剛性
以下の各実験例で作製したベルト積層体を試験体として用いた点以外は、上記スチールコードの場合と同様にして曲げ剛性を評価した。各実験例の結果は、実験例5の結果を100として、相対値で示している。
(2-2)接着耐久特性
以下の各実験例で作製したゴム積層体の内、第2ベルト層からカッターナイフでスチールコードを含む断面形状が厚み5mm、幅10mmである紐状の試験体を取出した。
[実験例1]
(スチールコード)
以下の手順により、スチールコードを製造した。
(ベルト積層体)
以下の手順により、図7に示したベルト積層体70を作製した。
(1)第2ベルト層、第3ベルト層
ゴム成分と、添加剤とを含むゴム組成物を用意した。ゴム組成物は、ゴム成分として天然ゴムを100質量部含む。ゴム組成物は添加剤として、ゴム成分100質量部に対して、カーボンブラックを60質量部、硫黄を6質量部、加硫促進剤として1質量部、酸化亜鉛10質量部、ステアリン酸コバルトを1質量部の割合で含有する。
ECU=exp((-E/R)×(1/T-1/T0))・・・(1)
式(1)中のEは活性化エネルギー、Rは一般ガス定数、T0は基準温度、Tは加硫温度となり、それぞれE=20kcal/mol、R=1.987×0.001kcal/mol・deg、T0=141.7℃となる。
(2)第1ベルト層、第4ベルト層
素線径が0.38mmとなるように伸線加工を行った点以外は、上記実験例1のスチールコードの場合と同様にして、めっき被膜を有する素線を作製した。そして、該めっき被膜を有する素線を撚線機で撚り合せて図3に示した1×5構造のスチールコードを作製し、第1スチールコード72A、第4スチールコード72Dとした。得られた第1スチールコード72A、第4スチールコード72Dについて、コード径、および曲げ剛性の評価を行った。曲げ剛性は実験例5のスチールコードを100として相対値で示している。結果を表2に示す。
[実験例2]
(スチールコード)
鋼製の素線の表面にめっき被膜を形成後、素線径が0.49mmとなるように伸線加工を行った点、および得られためっき被膜を有する素線を撚線機で撚り合せ、図3に示した1×5構造のスチールコードを製造した点以外は実験例1と同様にして実験例2のスチールコードを作製した。なお、上記実験例2のスチールコードを製造する際、5本中2本の素線について、屈曲高さhが素線径の245%、屈曲部と非屈曲部との間の繰り返しピッチPが10mmとなるように、長手方向に沿って繰り返し屈曲部と非屈曲部とを形成した波付き素線を用いた。残りの3本の素線については屈曲部を形成していない素線を用いた。
(ベルト積層体)
第2ベルト層71B、第3ベルト層71Cに用いる第2スチールコード72B、第3スチールコード72Cとして、上記実験例2のスチールコードを用いた点以外は実験例1と同様にして、ベルト積層体を作製し、評価を行った。なお、本実験例で作製した第2ベルト層71B、第3ベルト層71Cの破断荷重は、実験例1のベルト積層体に用いた第2ベルト層71B、第3ベルト層71Cの破断荷重と同じになっている。以下の実験例3~実験例5においても同様である。
[実験例3]
(スチールコード)
鋼製の素線の表面にめっき被膜を形成後、素線径が0.44mmとなるように伸線加工を行った点、および得られためっき被膜を有する素線を撚線機で撚り合せ、図4に示した1×6構造を有するスチールコードを製造した点以外は実験例1と同様にして実験例3スチールコードを作製した。なお、上記実験例3のスチールコードを製造する際、6本中2本の素線について、屈曲高さhが素線径の245%、屈曲部と非屈曲部との間の繰り返しピッチPが10mmとなるように、長手方向に沿って繰り返し屈曲部と非屈曲部とを形成した波付き素線を用いた。残りの4本の素線については屈曲部を形成していない素線を用いた。
(ベルト積層体)
第2ベルト層71B、第3ベルト層71Cに用いる第2スチールコード72B、第3スチールコード72Cとして、上記実験例3のスチールコードを用いた点以外は実験例1と同様にして、ベルト積層体を作製し、評価を行った。
[実験例4]
(スチールコード)
鋼製の素線の表面にめっき被膜を形成する際、亜鉛層の上にさらにコバルト層を形成し、熱処理後に素線径が0.55mmとなるように伸線加工を行った点以外は実験例1と同様にして実験例4のスチールコードを作製した。
(ベルト積層体)
第2ベルト層71B、第3ベルト層71Cに用いる第2スチールコード72B、第3スチールコード72Cとして、上記実験例4のスチールコードを用いた点以外は実験例1と同様にして、ベルト積層体を作製し、評価を行った。
[実験例5]
(スチールコード)
鋼製の素線の表面にめっき被膜を形成後、素線径が0.37mmとなるように伸線加工を行った点、および得られためっき被膜を有する素線を撚線機で撚り合せ、1×9構造を有するスチールコードを製造した点以外は実験例1と同様にして実験例5のスチールコードを作製した。なお、上記実験例5のスチールコードを製造する際、9本中3本の素線について、屈曲高さhが素線径の245%、屈曲部と非屈曲部との間の繰り返しピッチPが10mmとなるように、長手方向に沿って繰り返し屈曲部と非屈曲部とを形成した波付き素線を用いた。残りの6本の素線については屈曲部を形成していない素線を用いた。
(ベルト積層体)
第2ベルト層71B、第3ベルト層71Cに用いる第2スチールコード72B、第3スチールコード72Cとして、上記実験例5のスチールコードを用いた点以外は実験例1と同様にして、ベルト積層体を作製し、評価を行った。
11、11A、62 素線
111 ブラスめっき膜
112 鋼線
12 中心部空隙
C1、C2、C3 外接円
D 素線径
50 波付き素線
51、51A、51B、51C 屈曲部
52 非屈曲部
P ピッチ
S 平面
h 屈曲高さ
61 プリフォーム
70 ベルト積層体
71A 第1ベルト層
71B 第2ベルト層
71C 第3ベルト層
71D 第4ベルト層
72A 第1スチールコード
72B 第2スチールコード
72C 第3スチールコード
72D 第4スチールコード
73A 第1被覆用ゴム
73B 第2被覆用ゴム
73C 第3被覆用ゴム
73D 第4被覆用ゴム
80 タイヤ
81 トレッド部
82 サイドウォール部
83 ビード部
84 インナーライナー
85 カーカス
90、100 試験体
91 掴み治具
901 一方の端部
902 他方の端部
θ 開き角度
L 距離
1011 第1のローラー
1012 第2のローラー
1013 第3のローラー
Claims (5)
- 第1ベルト層と、第2ベルト層と、第3ベルト層と、第4ベルト層とがその順に積層されており、
前記第1ベルト層は、複数の第1スチールコードと、前記第1スチールコードを埋設する第1被覆用ゴムとを有し、
前記第2ベルト層は、複数の第2スチールコードと、前記第2スチールコードを埋設する第2被覆用ゴムとを有し、
前記第3ベルト層は、複数の第3スチールコードと、前記第3スチールコードを埋設する第3被覆用ゴムとを有し、
前記第4ベルト層は、複数の第4スチールコードと、前記第4スチールコードを埋設する第4被覆用ゴムとを有し、
前記第2スチールコード、および前記第3スチールコードは、n本の素線が撚り合わされた1×n構造を有し、
前記素線の本数nが4以上6以下であり、
前記素線の素線径が0.40mm以上0.55mm以下のスチールコードであり、
前記第1スチールコード、および前記第4スチールコードの曲げ剛性は、前記第2スチールコードの曲げ剛性の20%以上90%以下であるベルト積層体。 - n本の前記素線のうち少なくとも1本の前記素線が、長手方向に沿って屈曲部と、非屈曲部とを繰り返し有する波付き素線である請求項1に記載のベルト積層体。
- 前記素線が、表面にCuおよびZnを含むブラスめっき膜を有する請求項1または請求項2に記載のベルト積層体。
- 前記ブラスめっき膜は、さらにCoおよびNiから選択された1種類以上の元素を含有する請求項3に記載のベルト積層体。
- タイヤであって、
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のベルト積層体を含み、
前記ベルト積層体が、カーカスよりも前記タイヤの半径方向の外側であり、かつトレッド部よりも前記タイヤの半径方向の内側に配置されたタイヤ。
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