JPH02169786A

JPH02169786A - ゴム補強用スチールコード

Info

Publication number: JPH02169786A
Application number: JP63318884A
Authority: JP
Inventors: Akira Nagamine; 長峰　彰; Kenichi Okamoto; 賢一岡本; Shuichi Nakada; 秀一中田
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1988-12-16
Filing date: 1988-12-16
Publication date: 1990-06-29
Anticipated expiration: 2012-09-30
Also published as: EP0373595B1; EP0373595A1; DE68905155D1; JP2659072B2; US4947638A; DE68905155T2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、トラック、バス用スチールラジアルタイヤ
のカーカス部の補強材として用いるのに好適なゴム補強
用スチールコードに関する。

〔従来の技術とこの発明の課題］スチールラジアルタイヤなど、ゴム複合体の補強材とし
て用いられるスチールコードは、高炭素鋼線の表面にゴ
ムとの接着性を高めるプラスメンキ（銅、亜鉛をベース
とした合金のメ・ツキ）を施し、このプラスメツキ後の
スチールフィラメント（素線）を撚り合わせて構成され
ている。

トラック、バス用スチールラジアルタイヤのカーカス部
の補強に用いられるカーカス用コードも当８亥スチール
コードの一種であるが、このカーカス用コードは、タイ
ヤ内圧を保持するための静的歪と、タイヤの転勤による
負荷変動によって生じる繰返し歪を受けるので、タイヤ
内圧保持のためのコード強力と、繰返し歪に耐える屈曲
疲労性能の要求度合が他のスチールコードに比べて高イ
。

そのため、このカーカス用コードには、第５図に示す３
　＋　９　＋１５Ｘ０．１７５　＋　ｗ、或いは第６図
に示す３　＋９　Ｘｏ、２２＋　ｗと云った撚り構成が
一般的に採用されている。

ところが、これ等の多層撚りコードは、図に示すように
、素線１．１間の隙間が小さいため、加硫時のゴムがコ
ード内に含浸し難く、そのため、タイヤ中のコードが繰
返し曲げを受けたとき素線が相互に擦れ合って損耗する
所謂フレッティング現象が生じて疲労性能が低下したり
、タイヤの傷口などからゴム中に浸透した水分がスチー
ルコードに直接触れてコードの発錆を招く等の問題があ
った。

なお、特公昭６２−１８６７８号、特公昭５７−９９６
３号などで提案されている素線間隔を拡げたコードや、
一部のタイヤにカーカスコードとして使用されている７
　ｘ　４　ｘＯ，１７５の撚り構成を採用した第７図の
コードは、加硫時にゴムがコード内に含浸し易く、従っ
て、多層撚りコードに見られる前述の問題は起こり難い
。しかし、これ等のコードは、生産コストが高く、これ
が普及の妨げとなっている。

また、ゴム含浸性の良いコード構造は、上記したもの〜
ほかにも、コードを構成する素線の型付は率を大きくし
たオープンコードや撚り込み率を１．１以上にしてコー
ド切断時の伸びを大きくした所謂高伸長コード（Ｈ巳コ
ード）などがあるが、これ等は、カーカス用としてはゴ
ム浸透度以外の要求性能を満たしていない。

即ち、カーカス用コードに対する要求特性は、■ゴム浸
透性、■コード剛性、■コード強力であり、これ等が全
て適性域になければならない。このうち、ゴム浸透性は
（ａ）撚り構成、（ｂ）型付は率、（Ｃ）撚り込み率で
決まる。また、コード剛性（ヤング率、伸び）は、Ｅ（ヤング率）＝　−（ｋｇｆ／薗２）ε σ（引張り耐力）　＝　　　　（ｋｇ　ｆ　／ｍ”）の
弐におけるＰ（引張荷重）が素線のＴＳ（引張強さ）、
撚りピッチ、素線（フィラメント）本数に比例し、また
、Ａ（コード横断面積）は素線径に、ε（歪）は撚り込
み率（撚りピッチ、層芯径）に各々反比例することから
、素線のＴＳ、撚りピッチ、素線本数、素線径、層芯径
で決まり、一方、コード強力は、素線のＴＳ、素線径、
撚り込み率、撚り構成で決まる。

これから判るように、上記■〜■の各特性のコントロー
ル因子は相互に関連しており、従って、■〜■の特性を
全て満足する最適領域を見つけるのは非常に難しい。

オープンコードやＨＥコードは、自己の要求特性を重視
した結果、特性コントロール因子の因果関係により、カ
ーカスコードとしては他の特性、即ち、コード剛性、コ
ード強力等が不満足なものになっている。

発明者等は、上述の諸事情に漏み、低コストかつより高
性能のカーカス用コードを月差して試作実験を重ねた結
果、ＨＥコードの特長を生かしてカーカスコードに要求
される上記■〜■の特性を全て満足するコードを見出す
に至った。

この発明は、か＼るコードを提供することを目的として
いる。

〔課題を解決するだめの手段〕

この発明のゴム補強用スチールコードは、２乃至４本の
素線で構成されるストランドを複数本ストランドの撚り
向と同−向きに撚り合わせてコードとなし、かつ、この
コードの下式で求められる下撚り（ストランドの撚り）
と上撚り（コードの撚り）の撚り込み率の積λを１．０
２５〜１．０５、コードの周囲にゴムを加硫被覆した状
態下でのコード伸び係数Ｅ′　〔＝ヤング率×コード断
面積（ｋｇｆｌｏ、１χ伸び）〕を６．０〜１１．０に
各々定めて成るものである。

Ｐ＋このスチールコードは、後述する理由から外周にスチー
ルフィラメントを螺旋状に巻付けた（ラッピング）構成
とするとより好ましい。

〔作用〕

以上の構成としたこの発明のスチールコードは、ストラ
ンド構成素線本数の限定とコード撚り込み率の限定によ
り、カーカスコードに不可欠なゴム浸透度効果を生じる
。

また、コード撚り込み率と伸び係数の限定により、カー
カスコードに必要なコード剛性とコード強力が得られる
。

しかも、生産性に優れ、コストアップが抑えられる。こ
の理由は以下による。

ＨＥコードの特徴の１つは先に述べたように、ゴム浸透
性に優れることである。これは、ＨＥコードの場合、ス
トランド、コード共撚りピッチが小さく（撚込み率が大
きり）、そのために、ストランドを構成する素線とスト
ランド外接円との間隙空間が撚りピッチを小さくする程
大きくなり、ゴムが浸透し易くなるためと考えられる。

また、ＨＥコードの特徴の他の１つは、下撚り、上撚り
が同一方向のため生産性に優れることである。そこで、
この発明においてもＨＥコードと同様の撚り構造を採用
したが、この構造においてコード剛性、強力などの性能
をカーカス用として満足させるには撚り込み率を小さ（
（撚りピッチを太き（）してい（必要があり、前述の間
隙空間が少なくなる。この空間はストランド径が同一の
場合、ストランド構成素線数が増加するにつれて減少す
るため、素線数５本以上は好ましくない。従って、この
発明では、ストランド１本当りの素線数を２〜４本に制
限し、撚り込み率を下げることによる間隙空間の減少を
ストランド構成素線数の減少で補うようにした。

また、撚り込み率については、小さい程ゴム浸透度以外
の性能は高まるもの−、ゴム浸透度に影響を及ぼすので
、下限値を見極めるべく、ストランド構成素線数２〜４
本のものについて実験したところ、第３図に示すように
、λ＜１．０２５の範囲ではゴム浸透度の低下が著しい
ことが判った。そのため、λの下限値を１．０２５に限
定した。

一方、λの上限については、以下のように決定した。

即ち、通常、同一素線径を有する同一構造のコードにお
いては、撚り込み率が大きい（ストランド、コードの撚
りピッチが小さい）程、当該コードのヤング率は小さく
なり、負荷荷重によるコードの荷重−伸び曲線は第４図
から判るようにその直線部の勾配が小さくなり、また、
コード切断荷重も小さくなる。

ところが、カーカス用コードは、タイヤ内圧があるため
使用時にはある一定の張力を常に受けており、この張力
下でコードが伸び易い状態では困る。即ち、カーカス部
の補強の目的を達成する上で一定範囲の伸び係数を有し
ている必要がある。

この必要伸び係数Ｅ′は６．０〜１１．０ｋｇｆ　　（
ゴム付きコードの０．１％伸び当りの負荷荷重）である
。

ここで、撚り込み率が大きく、荷重−伸び曲線の直線部
勾配が小さくなったコードの伸び係数を必要値まで高め
るためにはコードを構成する素線の径を太くするか（こ
の場合、撚り込み率は一定だから撚りピッチは大きくな
る）、又は構成素線本数を多くすればよい。

しかるに、カーカス用コードは、素線径が太くなると各
素線にか＼る曲げ歪も大きくなり、この歪がタイヤの転
勤によって繰返し作用するため、大径素線の疲労寿命が
短くなる。そこで、発明者等は種々の実験により先ず、
素線径の上限を０．２５閣φに抑えるのがよいことを見
出した。一方、素線本数増加は、コード径増加即ちコー
ド層芯径の増大となり、撚り込み率λが大きくなる。

また、カーカス用コードとしてのコード径は１．０〜１
．５薗が望ましく、このためには、素線本数は１５本以
下が望ましい。このため、０．２５ｍｍ以下の径を有す
る素線を用いて本願の撚り構造で、素線径、素線本数、
撚り込み率を変化させたコードを試作し、ヤング率（Ｅ
）を測定したところ、素線径０゜２５Ｉｉ１％素線本数
１５本の場合λ＞１．０５ｔ’、Ｅ＜８０００となり、
伸び係数−ヤング率×断面積の定義式に当てはめると、
Ｅ’　＝８０００ｘ０．７３６　！：ｉ５．９＜６．０
となり、λ＞１．０５の範囲で伸び係数が６ｋｇｆ未満
になることを確認した。λの上限を１．０５とした理由
はここにある。

なお、外周にスチールフィラメントでラッピング処理を
施したスチールコードは、螺旋状フィラメントによる結
束効果によって、当該コードを曲げたりしたときの型付
は性が幾層的に同上し、カーカスコードとしてタイヤ成
型時に要求されるビードワイヤ周りの巻き付シェイピン
グ性が著しく向上する。

（実施例〕第１図及び第２図に、この発明の具体例を示す。

第１図のスチールコード１０は、高炭素鋼線にプラスメ
ツキ等の表面処理を施したスチール素線１を３本撚り合
わせてストランド２を作り、次に、このストランドの５
本を各ストランドの素線の撚り方向と同−同きに撚り合
わせたもので、ストランド２の撚り（下撚り）とコード
１０の撚り（上撚り）の撚り込み率の積λは１．０２５
〜１．０５の範囲に、また、ゴムの加硫被覆後の伸び係
数Ｅ′は６．０〜１１．０　（０，１％伸び）の範囲に
ある。

また、第２図のスチールコード２０は、５×３の撚り構
成の第１図のコードの外周にラッピング処理を廁した構
造、即ち素線１と同様の表面処理を施したスチールフィ
ラメント３を螺旋状に巻き付けた構造となしである。

以下に、この発明のコードの性能評価結果を記す。

評価試験は、第１表に示すＮα１〜Ｎα７の本発明コー
ドと、発８〜ｋｉｏの従来コードを用意し、これ等につ
いてコード強力、ヤング率、伸び係数、ゴム浸透性を稠
べた。その測定値を第１表に併せて示す、なお、ゴム浸
透性については、コードをゴム内に埋め込み、１５０°
Ｃ×３０分、圧力２０ｋｇ／ｃＪの条件下で加硫後コー
ドを取出し、各試料のストランド間のゴム付着長さを測
定し、ゴム浸透性を次式で求めた。

この第１表から判るように、本発明のコードは、ゴム浸
透性が従来コードと同等又は従来コードを上回っている
。

また、他の特性についてもこの発明のコードはカーカス
用として全て満足できる範囲にある。

（効果〕以上説明したように、この発明のゴム補強用スチールコ
ードは、撚り構造を工夫すると共に撚り込み率、ゴム被
覆下での伸び係数をうまく調整してカーカス用スチール
コードに要求されるコードの強度、剛性、低伸び率をい
ずれも満足させ、また、コード内部へのゴムの浸透性も
充分に確保してフレッティングによる疲労性能低下、並
びに、浸透水の接触による発錆の防止効果を発揮させる
ようにしたので、トラック、バス用スチールラジアルタ
イヤのカーカス用コードとして利用するとタイヤの耐久
性向上に大きく寄与できる。

なお、この発明のスチールコードは、他のゴム複合体の
補強においてカーカス用コードと同等の特性が要求され
る場合の補強材としても有効であることは云うまでもな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、この発明のスチールコードの一例
を示す断面図、第３図はゴム浸透性と撚り込み率の関係
を示す図、第４閏は荷重−伸びの相関関係を示すグラフ
、第５図及び第６図は従来のカーカス用コードの断面図
、第７回は一部でカーカス用として使用されているコー
ドの断面図である。１・・・・・・素線、　　　　　　２・・・・・・スト
ランド、３・・・・・・スチールフィラメント、１０．
２０・・・・・・スチールコード。特許出願人　　住友電気工業株式会社同　代理人鎌田文手続補正書（自発）事件の表示昭和６３年特許願第３１８８８４号ゴム補強用スチールコード３゜補正をする者事件との関係

Claims

【特許請求の範囲】

（１）２乃至４本の素線で構成されるストランドを複数
本ストランドの撚り向と同一向きに撚り合わせてコード
となし、かつ、このコードの下式で求められる下撚り（
ストランドの撚り）と上撚り（コードの撚り）の撚り込
み率の積λを１．０２５〜１．０５、コードの周囲にゴ
ムを加硫被覆した状態下でのコード伸び係数Ｅ′〔＝ヤ
ング率×コード断面積（ｋｇｆ／０．１％伸び）〕を６
．０〜１１．０に各々定めて成るゴム補強用スチールコ
ード。 λ＝［√｛（πＤ＿１）＾２＋Ｐ＿１＾２｝／Ｐ＿１］
×［√｛（πＤ＿２）＾２＋Ｐ＿２＾２｝／Ｐ＿２］但
し、Ｐ＿１：下撚りの撚りピッチ（ｍｍ）Ｐ＿２：上〃〃（〃）Ｄ＿１：下撚りの層芯径（〃）Ｄ＿２：上〃〃（〃）
（２）請求項（１）記載のスチールコードの外周にスチ
ールフィラメントを螺旋状に巻付けて成るゴム補強用ス
チールコード。