JPH0535889U - ゴム製品補強用スチールコード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 極低荷重時の伸びが小さく取扱作業性に優
れ、繰返し曲げ応力によっても座屈、フレッティング摩
耗が容易に発生せず疲労性に優れ、しかもコード内部へ
のゴム材の侵入性を向上させ、ゴム材との完全な複合体
となり、セパレーツ現象、腐蝕による強度低下を防ぎ、
ゴム製品の寿命を延長する。 【構成】 １×ｎ（ｎ＝３〜５）構造のスチールコード
における少なくとも１本の素線に、撚りピッチＰの０．
３〜０．７倍のピッチＰ₁ で自転するよう捻られた長径
ｄ₁ ／短径ｄ₂ ＝１．２〜２．０の関係を満たす断面略
楕円あるいは扁平を呈する素線を用い、残余の真直な円
形又は異形の素線と撚り合せて成る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、自動車用タイヤ、コンベアベルト等のゴム製品の補強材として使用 されるスチールコードに関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、この種のスチールコードは複数本の素線を撚り合せた構造であり、こ のスチールコードの複数本が平行に引揃えられた状態でゴム材で以て被覆されて ゴム製品の補強材として使用されている。したがって、スチールコードとして必 要不可欠な条件は、機械的強度に優れることは勿論のこと、ゴム材との化学的な 接着が良好であること、およびコード内部へのゴム材の浸入が良好であること、 である。すなわち、スチールコードがゴム製品の補強材としての役割を充分に果 たすためには、ゴム材との完全な複合体となることが必要である。

【０００３】 上記スチールコードには、図３に示すような１×３，１×５構造のスチールコ ード７，８が使用されている。

【０００４】 しかし、上記スチールコード７，８は、コードを構成する各素線９を相互に密 着して撚り合せた、所謂クローズド撚り構造であり、空洞部Ｄがコード中央部に 存在している。よって、上記スチールコードと２枚のゴムシートとを用いて複合 体シートを成形する場合、ゴム材が上記空洞部Ｄまで浸入せず、単にコードの外 周を被覆するだけで、上記スチールコードはゴム材との完全な複合体を形成でき ない。

【０００５】 したがって、上記スチールコード７，８を使用したゴム製品、たとえば自動車 用タイヤでは、ゴム材とスチールコードとの接着が充分でなく、自動車の走行時 にゴム材とコードとが剥離する、所謂セパレーツ現象を起こしてタイヤの機能を 著しく阻害すると共に、ゴム材中の水分やタイヤの切疵より浸入した水分がコー ド内部の空洞部Ｄ内に至り、コードの長手方向に伝播してスチールコードを腐蝕 させ、機械的強度を大巾に低下させることとなる。

【０００６】 上記点に鑑み、図４に示すような、４〜５本の素線１０を各素線間に隙間Ｃを 設けながら撚り合せた、所謂オープン撚り構造と称する撚りの甘いスチールコー ド１１が提案されている（たとえば、特開昭５５−９０６９２号公報）。

【０００７】 しかし、上記スチールコード１１において、コード内部にゴム材を充分に浸入 させるためには、各素線１０、１０間の隙間Ｃが少なくとも０．０２mm以上必要 である。しかるに、隙間Ｃを充分にとると次のような問題が生ずる。すなわち、 素線の移動できる自由空間が大きくなり、素線の片寄りが生じて、撚りが長手方 向に不均一となり、繰返し曲げ応力が負荷した場合に座屈を生じ易い他、極低荷 重域でのコード伸びが大きいため、取扱作業性が悪い。また、複合体シート成形 時に加えられる極低荷重の張力によって上記隙間Ｃが減少し、コード内部へゴム 材が充分に浸入しない場合もある。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は上記問題を解消するためになしたものであり、極低荷重時のコード伸 びが良好で、かつ繰返し曲げ応力によっても座屈、フレッティング摩耗が容易に 発生せず疲労性に優れ、しかもゴム材との完全な複合体となり得るゴム製品補強 用スチールコードを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案のゴム製品補強用スチールコードは、３乃 至５本の素線を同一方向、同一ピッチ（６〜１２mm）で撚り合せてなる１×ｎ（ ｎ＝３〜５）構造のスチールコードにおいて、少なくとも１本の素線が、撚りピ ッチＰの０．３〜０．７倍のピッチＰ₁ で自転するよう捻られた長径ｄ₁ ／短径 ｄ₂ ＝１．２〜２．０の関係を満たす断面略楕円あるいは扁平の素線からなるよ うに構成した。

【００１０】 また、本考案のゴム製品補強用スチールコードは、上記スチールコードにおい て、残余の素線にほぼ真直な素線を用い、捻れを有する素線の長径ｄ₁ と該略真 直な円形又は異形の素線の線径ｄとがｄ₁ ＝ｄの関係を満たすように構成した。 なお、略真直な素線が異形線のときの線径ｄとは異形線の長径をいう。

【００１１】 ところで、上記構成における数値限定は夫々多数の実験により得られた結果で あり、その理由は次の通りである。

【００１２】 コードの撚りピッチＰは、小さ過ぎると生産性に劣り、また大き過ぎると撚り 状態を良好に維持できず、繰返し曲げ応力の負荷によって座屈を生じ易い。この ため、６〜１２mmの範囲とした。

【００１３】 素線の捻りピッチＰ₁ は、小さ過ぎると生産性、加工性に劣り、しかも無理な 塑性変形を施すこととなって、素線が折損し易くなり、一方、大き過ぎると、ほ ぼ撚りピッチに沿って捻れを有することとなり、コード内部へ充分なゴム材の浸 入が望めない。このため、撚りピッチＰの０．３〜０．７倍とした。

【００１４】 捻れを有する素線の短径ｄ₂ に対する長径ｄ₁ の比ｄ₁ ／ｄ₂ は、小さ過ぎる と、素線間の隙間が充分でなくなり、流動性のよいゴム材を使用してもコード内 部へ充分にゴム材が浸入できず、一方、大き過ぎると、短径ｄ₂ 方向の剛性が小 さくなる反面、長径ｄ₁ 方向の剛性が大きくなり、繰返し曲げ応力の負荷によっ て屈撓し易くなる。このため、ｄ₁ ／ｄ₂ は１．２〜２．０の範囲とした。

【００１５】 また、撚りの形態を良好になし、疲労性を向上させる上で、捻れを有する素線 の長径ｄ₁ と、残余の略真直な素線の線径（異形線にあっては長径）ｄを一致さ せることが好ましい。

【００１６】 なお、各素線の線径は小さ過ぎると、機械的強度が不足し、一方、大き過ぎる と、柔軟性に劣ると共にコード径が増大するため、被覆するゴム材の厚みを増す 必要があり、経済的に問題がある。したがって、０．１〜０．５mmの範囲内であ ることが好ましい。

【００１７】

【作用】

上記構成になした本考案のゴム製品補強用スチールコードを、２枚のゴムシー ト間に挟んで加圧加流すると、ゴム材が素線間に形成された微小隙間よりコード 内部へ充分に浸入し、またフローにより各素線間に浸透して、各素線の周囲はゴ ム材によって被覆されて、スチールコードはゴム材との完全な複合体となり、フ レッティング摩耗、セパレーツ現象および腐蝕によるコードの機械的強度低下を 防止する。

【００１８】

【実施例】

以下、本考案のゴム製品補強用スチールコードを実施例により具体的に説明す る。

【００１９】 （実施例１） 図１において、１は、ピッチＰ₁ ＝３．２mmで自転するよう捻られた長径ｄ₁ ＝０．２８mm、短径ｄ₂ ＝０．２０mmの断面略楕円形を呈する素線であり、この 素線１、１本と、線径ｄ＝０．２８mmの断面略円形を呈する略真直な２本の素線 ２とを撚りピッチＰ＝８．５mmで撚り合せてスチールコード３を構成した。

【００２０】 （実施例２） 図２において、４は、ピッチＰ₁ ＝３．８mmで自転するよう捻られた長径ｄ₁ ＝０．２５mm、短径ｄ₁ ＝０．１２mmの断面略トラック形を呈する素線であり、 この２本の素線４と、上記素線４と同じ断面形状を呈する捻られていない３本の 素線５とを撚りピッチＰ＝１０mmで撚り合せてスチールコード６を構成した。

【００２１】 次に、自転するよう捻られた断面略楕円形を呈する素線と、断面略円形を呈す る略真直な素線とを用いて、表１に示すような１×３構造のスチールコードを作 成し、各々についてゴム材の浸入性、５kg荷重時の伸び、疲労性および取扱作業 性について評価を行なった。また、従来の１×３クローズド撚りおよびオープン 撚りコードの評価も併せて行なった。結果は同表に示す。 なお、表中、ＮＳは捻れ素線本数、ｄ₁ は長径、ｄ₂ は短径、ｄは素線径、Ｐ は撚りピッチ、Ｐ₁ は捻れピッチ、ＲＰはゴム材の浸入性、ＳＬは５kg荷重時の 伸び、ＲＦは疲労性およびＨＷは取扱作業性を表す。

【００２２】

【表１】

【００２３】 この評価に際して、ゴム材の浸入性ＲＰ（％）は、各コードに５kgの引張荷重 をかけた状態で１００％モジュラスが３５kg／cm² のゴム材（スチールコードを 埋設するタイヤのブレーカー用として使用される通常のゴム材）中に埋込み、加 硫した後、コードを取出し、そのコードを分解して、各素線の一定長さを観察し 、観察した長さに対してゴム材と接触した形跡のある長さの比を百分率で求め、 その平均値を表示した。なお、この値は６０以上必要である。

【００２４】 ５kg荷重時の伸びＳＬ（％）は各コードの伸びを示し、取扱作業性および撚り の安定性上低い値であることが好ましく、上限を０．４％と設定して評価した。

【００２５】 疲労性ＲＦは、スチールコードを複数本、１００％モジュラスが３５kg／cm² のゴム材中に埋込んで複合体シートを形成し、このシートを用いて３点プーリ曲 げ疲労試験機により、フレッティング摩耗、座屈等を経てコードが破断するに至 るまでの繰返し回数を求め、従来例のコードを１００として指数で表示した。

【００２６】 取扱作業性ＨＷは、スチールコード製造時、複合体シート成形時の作業の煩雑 さならびにコードの取扱性の評価であり、また製造時の加工難易度も考慮して、 従来例のコードと比較して非常に劣るものを×、少し劣るものを△、差がないも のを○として評価した。

【００２７】 表１において、従来例１は、１×３クローズ撚り構造のスチールコードであり 、撚りが非常に安定しており、５kg荷重時の伸び、取扱作業性は良好であるが、 ゴム材の浸入性に劣る。

【００２８】 従来例２は、平均形付率（各素線間に隙間を設けて撚り合せたときのコード径 ／各素線を稠密に撚り合せたときのコード径×１００）１３０％の１×３オープ ン撚り構造のスチールコードであり、ゴム材の浸入性および疲労性に優れるが、 ５kg荷重時の伸びが大きく、取扱作業性に劣る。

【００２９】 比較例１〜４は、捻れ素線を用いた１×３構造のスチールコードであるが、捻 れピッチＰ₁ および素線の長径ｄ₁ ／短径ｄ₂ が本考案のものと異なり、評価項 目を全て満足することができない。

【００３０】 これに対して、本考案１〜３のスチールコードは、評価項目のいずれをも満足 し、ゴム製品の補強材として最適であることが判明した。

【００３１】 上記評価と同様にして、１×４、１×５構造のスチールコードを評価したとこ ろ、略同様の傾向を示し、本考案のスチールコードは全ての評価項目を満足し、 ゴム製品の補強材として最適であることが判明した。

【００３２】

【考案の効果】

本考案のゴム製品補強用スチールコードは、コード長手方向のほぼ全域に亘っ てコード内部に空洞部を有さず、かつ極低荷重時のコード伸びが小さく、取扱作 業性も良好である。また、スチールコードをゴム材にて被覆したとき、スチール コードを構成する各素線間にゴム材が確実にいきわたるため、ゴム材との完全な 複合体となり、コードの腐蝕が防止できると共に、ゴム材とコードとのセパレー ツ現象が防止できる。しかも、繰返し曲げ応力が加わっても、座屈、フレッティ ング現象が容易に起こらず疲労性も良好である。さらに、極低荷重時のコード伸 びが大きいと、スチールコードをリールに巻取る際にリールがパンクしたり、複 合体シート成形の際にシートが波打つ等の弊害があるが、これが解消される等の 優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例のスチールコードを示す概略断
面図である。

【図２】本考案の他の実施例のスチールコードを示す概
略断面図である。

【図３】（イ）（ロ）は従来のクローズド撚りコードを
夫々示す概略断面図である。

【図４】従来のオープン撚りコードを示す概略断面図で
ある。

【符号の説明】

１，２，４，５，９，１０ 素線 ３．６，７，８，１１ スチールコード Ｃ 空隙 Ｄ 空洞部

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ３乃至５本の素線を同一方向、同一ピッ
   チ（６〜１２mm）で撚り合せてなる１×ｎ（ｎ＝３〜
   ５）構造のスチールコードにおいて、少なくとも１本の
   素線が、撚りピッチＰの０．３〜０．７倍のピッチＰ₁
   で自転するよう捻られた長径ｄ₁ ／短径ｄ₂ ＝１．２〜
   ２．０の関係を満たす断面略楕円あるいは扁平の素線か
   らなるゴム製品補強用スチールコード。
2. 【請求項２】 残余の素線に、線径ｄが捻れを有する素
   線の長径ｄ₁ とほぼ一致する略真直な素線を用いた請求
   項１記載のゴム製品補強用スチールコード。