JPH06122162A - 補強用スチ−ルコ−ド及びゴムとの複合体並びにその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、ゴム製品の補強用に使用するス
チ−ルコ−ド及びこのスチ−ルコ−ドとゴムとの複合体
における、耐腐食疲労性を改善する技術に関わるもので
ある。 【構成】 複数本の鋼素線を撚り合わせてなるゴム補強
用スチ−ルコ−ドにおいて、撚り合わされたスチ−ルコ
−ド断面の実質的に密閉された空隙部分の少なくとも１
個所に、発泡性ポリマ−が存在していることを特徴とす
る耐腐食疲労性に優れた補強用スチ−ルコ−ド。 【効果】 本発明によれば、コ−ド内部密閉された空隙
を過不足無く充填することができるため、従来のオ−プ
ン構造を有するスチ−ルコ−ドに伴うような欠点を持た
ない、耐腐食疲労性の優れたゴム補強用スチ−ルコ−ド
を提供することができたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ゴム製品の補強用に
使用するスチ−ルコ−ド及びこのスチ−ルコ−ドとゴム
との複合体における、耐腐食疲労性を改善する技術に関
わるものである。

【０００２】

【従来の技術】ゴム製品の補強用に使用されるスチ−ル
コ−ドを形成する鋼素線間には、ゴムがコ−ド内部まで
侵入できるようにしたスチ−ルコ−ドを除いて、各鋼素
線の表面にて実質的に密閉された空隙が存在している。
この空隙はスチ−ルコ−ドの長手方向に連続しており、
このスチ−ルコ−ドにて補強されたゴム製品は、使用中
に発生する貫通傷等から侵入した水分が、この空隙を伝
って容易にスチ−ルコ−ド全長に伝播してしまい、鋼素
線を錆びさせ、ゴム製品の耐久性が低下するという問題
点がある。

【０００３】このため、スチ−ルコ−ドで補強したゴム
製品の耐久性を向上するために、単撚りスチ−ルコ−ド
においては、鋼素線の型付けを大きくして鋼素線間に隙
間を作りコ−ド内部にまでゴムが侵入するようにした、
いわゆるオ−プンコ−ドが提案されている。又、層撚り
スチ−ルコ−ドにおいては、シ−スの素線数を減らすこ
とにより素線間に隙間を作り、その隙間からゴムがコ−
ド内部に侵入するようにしたスチ−ルコ−ドが提案され
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする問題点】しかるに、隣合う素
線間に隙間を持たせ、ゴムをコ−ド内部まで侵入させる
オ−プン構造のスチ−ルコ−ドにあっては、撚性状の不
安定化による耐疲労性の低下や、スチ−ルコ−ドの長手
方向における安定なゴム侵入確保が困難であるという課
題が残っている。更に、かかるオ−プン構造は単撚りス
チ−ルコ−ドに対して有効であるが、層撚り或いは複撚
りスチ−ルコ−ドにおいては、全ての鋼素線間にゴムを
侵入させることができず良好な改善効果が得られていな
い。又、スチ−ルコ−ド内の密閉された空隙を過不足無
く充填して、コ−ド内の水分伝達を防ぐ技術は未だ開示
されていない。

【０００５】

【問題を解決するための手段】本発明は上記の問題点を
解決するために、次のような手段を採用したものであ
る。本発明の第１は、耐腐食疲労性に優れた補強用スチ
−ルコ−ドにかかり、複数本の鋼素線を撚り合わせてな
るゴム補強用スチ−ルコ−ドにおいて、撚り合わされた
スチ−ルコ−ド断面の実質的に密閉された空隙部分の少
なくとも１個所に、発泡性ポリマ−が存在していること
を特徴とするものである。

【０００６】そして本発明の第２は、耐腐食疲労性に優
れた補強用スチ−ルコ−ド及びゴムとの複合体にかか
り、複数本の鋼素線を撚り合わせてなるゴム補強用スチ
−ルコ−ドとゴムとの複合体において、スチ−ルコ−ド
を構成する各鋼素線間の空隙が、ポリマ−発泡体によっ
て充填されていることを特徴とするものである。

【０００７】更に本発明の第３は、耐腐食疲労性に優れ
た補強用スチ−ルコ−ドとゴムとの複合体の製法にかか
り、複数本の鋼素線を撚り合わせてなるゴム補強用スチ
−ルコ−ドの製造工程において、スチ−ルコ−ド断面の
実質的に密閉された空隙部分の少なくとも１個所に、発
泡性ポリマ−を存在させるよう撚り合わせてスチ−ルコ
−ドを製造し、当該スチ−ルコ−ドを未加硫ゴム中に埋
設し、次いでこれを加硫することにより、スチ−ルコ−
ドを構成する各鋼素線間の空隙をポリマ−発泡体で充填
することを特徴とするものである。

【０００８】尚、本発明で言う発泡性ポリマ−とは、発
泡剤を含んだ発泡前のポリマ−であり、この発泡性ポリ
マ−としては、モノフィラメント状又はヤ−ン状に予備
形成された線状の形態を有す発泡性ポリマ−であり、或
いは、糸状体に保持されている粉体或いは液体ポリマ−
であってもよく、更には、鋼素線に保持されている粉体
或いはペ−スト状ポリマ−であってもよい。更に又、粉
体の発泡性ポリマ−をプロセス油等に分散させたペ−ス
トを鋼素線に塗布することによっても本発明のスチ−ル
コ−ドをなすことができる。

【０００９】更に具体的に言うならば、糸状体に保持す
ることは、発泡性ポリマ−が粉体の場合、溶融紡糸直後
のフィラメントが熱いうちに粉体を吹き付け融着させる
方法や、油剤を多めに被覆させたフィラメントに粉体を
付着させる方法がある。又、発泡性ポリマ−が液体の場
合には、多数のフィラメントからなる糸に含浸させる方
法が考えられる。

【００１０】そして更に、鋼素線に保持する方法として
は、鋼素線にプロセスオイル等の適度な粘稠性を有する
物質を塗布し、その上に発泡性ポリマ−の粉体を付着さ
せるとか、伸線直後の高温状態にある鋼素線に粉体を吹
き付けて融着させることも１方法である。

【００１１】尚、発泡性ポリマ−が例えばゴム状である
場合には、これを押出しにより鋼素線上に被覆するのが
よい。

【００１２】そして、ポリマ−発泡体とは、発泡性ポリ
マ−を加熱して、発泡させた状態のポリマ−のことを言
う。

【００１３】さて、ここで使用される発泡性ポリマ−と
しては、熱硬化或いは熱可塑性ポリマ−又はゴムラテッ
クス等に、発泡剤としてトルエン等の溶剤形発泡剤やＮ
−ニトロソ化合物等の分解形発泡剤を加えたものを用い
るが、良好な効果を得るためには、ゴム製品の加硫温度
と加硫時間をもって発泡形成が行え、かつ適切な発泡倍
率を与えるよう、ポリマ−コンパウンドの配合を行う事
が肝要である。そして、かかる発泡性ポリマ−はスチ−
ルコ−ドと接着してもよいし、又、鋼素線間の空隙を充
填するのが目的であるから接着しなくてもよい。

【００１４】本発明で言うスチ−ルコ−ドは、好ましく
は、直径０．１〜０．４ｍｍの複数本の鋼素線を撚り合
わせてなるゴム補強用スチ−ルコ−ドであって、更に、
実質的に密閉された空隙とは、スチ−ルコ−ドがゴムに
埋設され、加硫される時にゴムが侵入できない空隙のこ
とを言う。

【００１５】

【作用】本発明の構成は以上の通りであるが、何れの発
明においても、基本的には、複数本の鋼素線を撚り合わ
せてなるゴム補強用スチ−ルコ−ドの製造工程におい
て、スチ−ルコ−ド断面の実質的に密閉された空隙部分
の少なくとも１個所に、発泡性ポリマ−を存在させるよ
う撚り合わせてスチ−ルコ−ドを製造するものであっ
て、このスチ−ルコ−ドを未加硫ゴム中に埋設し、加硫
する際にその熱によってスチ−ルコ−ド断面の空隙部分
をポリマ−発泡体で充填するという、全く新しい技術思
想に基づくものである。

【００１６】即ち、例えば、ゴム補強用スチ−ルコ−ド
に発泡性ポリマ−を撚り込み、これを未加硫ゴム中にて
発泡させることによって、スチ−ルコ−ドを構成する鋼
素線間の空隙を殆ど無くして耐腐食疲労性を改善すると
いう、今までにみられない技術によって問題を解決する
ものである。

【００１７】ここで、本発明の作用を更に具体的な例に
よって説明すると、図１〜図５は本発明の第１を示すス
チ−ルコ−ドの断面図であり、図６は本発明の第２を示
す、図１に示したスチ−ルコ−ドが未加硫ゴム中に埋設
され、加硫されて複合体とされた時の断面図である。図
にあって、１はスチ−ルコ−ド、２は鋼素線、３は発泡
性ポリマ−であって、４は各鋼素線間の密閉された空隙
を示す。更に５は、前記の発泡性ポリマ−３が加硫熱に
よって発泡したポリマ−発泡体であり、６がゴムであ
る。

【００１８】さて、図６の複合体にて示すように、各鋼
素線２間の密閉された空隙４を、ポリマ−発泡体５で充
填することによって、複合体の外部からの水浸入を効果
的に防止し、スチ−ルコ−ド１とゴム６との接着破壊や
錆発生によるスチ−ルコ−ド１の強力低下を防止するこ
とができることとなったのである。

【００１９】かかる各発明にあって、スチ−ルコ−ドを
構成する鋼素線間の空隙４を過不足無く充填するには、
発泡性ポリマ−３の断面積をａ、空隙４の総断面積をｂ
とする時、加硫後の発泡倍率が（ａ＋ｂ）／ａで表され
る発泡性ポリマ−を用いることが望ましい。何故なら、
発泡倍率が（ａ＋ｂ）／ａより大きい時、ポリマ−発泡
体５はスチ−ルコ−ド１の外部まで膨張し、スチ−ルコ
−ド１とゴム６との接着を妨害するためであり、発泡倍
率が（ａ＋ｂ）／ａより小さい時、ポリマ−発泡体５は
空隙４を完全に充填することができないからである。

【００２０】又、ポリマ−発泡体５は、連続気泡からな
るものは水分伝達防止の点から好ましくない。好ましく
は、独立気泡からなるポリマ−発泡体がよいが、必ずし
も全てが独立気泡である必要はない。更に、ポリマ−発
泡体５の吸水率が、本発明のスチ−ルコ−ドによって補
強されるゴム６の吸水率より高い場合、ポリマ−発泡体
５に吸収された水分が鋼素線２の腐食を引き起こし、好
ましくない。尚、一般にゴム製品の使用には発熱を伴う
ため、ポリマ−発泡体５は耐熱性であることが好まし
い。

【００２１】実際上の問題としては、発泡性ポリマ−３
に粉体或いは液体を用いる時は、スチ−ルコ−ド１の外
周に発泡性ポリマ−３が付着した場合、スチ−ルコ−ド
１とゴム６との接着に悪影響を与えるため注意を要す
る。

【００２２】

【実施例】以下、実施例に基づいて更に詳細に説明す
る。 （スチ−ルコ−ド）先ず、使用される３＋９構造のスチ
−ルコ−ドについて説明すると、発泡倍率を１７倍に調
整し、直径０．１ｍｍに予備成形したフェノ−ル樹脂素
線（発泡性ポリマ−）の周囲に、直径０．２３ｍｍの鋼
素線を３本撚り合わせて内層（コア）とし、ついでその
外側に９本の鋼素線を撚り合わせて本発明の第１のスチ
−ルコ−ド（Ａ）を得た。前記図例によれば、図５がほ
ぼこれに相当する。

【００２３】又、発泡倍率４倍のポリアミド樹脂を糸条
体に含浸させ、直径０．２３ｍｍに予備成形した素線を
１本と、直径０．２３ｍｍの鋼素線を２本撚り合わせて
内層（コア）とし、ついでその外側に９本の鋼素線を撚
り合わせて本発明の第１のスチ−ルコ−ド（Ｂ）を得
た。前記図例によれば、図５の２₀ の鋼素線を、ポリア
ミド樹脂素線としたものに相当する。

【００２４】尚、本発明の特徴を明確にするため、発泡
性ポリマ−を含まない３＋９構造のスチ−ルコ−ドを従
来例とし、３＋８構造のもの（オ−プン構造）を比較例
として、以下に述べる実験を行った。

【００２５】（複合体）上記のようにして得られた４種
類のスチ−ルコ−ドを、２枚の未加硫ゴムシ−ト間に挟
み、加圧加熱下で加硫しゴム製品（本発明の第２の複合
体に相当）を得た。

【００２６】（試験１）そして、このゴム製品の端部を
裁断し、スチ−ルコ−ドが露呈した断面を有する試験片
を作成し、次いでこの試験片を１０％の水酸化ナトリウ
ム水溶液に一定時間浸漬した後、ゴム製品中からスチ−
ルコ−ドを取り出し接着不良長さを測定した。

【００２７】その浸漬時間と接着不良長さの関係を図７
に示す。尚、接着不良長さ指数が１００とは、試料の全
長にわたって接着破壊が存在していることを表してい
る。図中、ａは前記した本発明のスチ−ルコ−ド（Ａ）
を用いた第１実施例であり、ｂは本発明のスチ−ルコ−
ド（Ｂ）を用いた第２実施例を示し、ｃは従来例を、ｄ
は比較例を表す。

【００２８】この図より、本発明の第２の複合体におけ
る第１実施例及び第２実施例においては、接着破壊の発
生が非常に低いことが証明されたが、一方、従来例にあ
っては、極めて短時間に接着不良指数が１００となって
しまった。又、オ−プン構造を有する比較例では、スチ
−ルコ−ド内部へのゴム侵入の効果が若干認められるも
のの、比較的早い時期に接着不良指数が大きくなってし
まった。

【００２９】（試験２）他の評価法として、前記ゴム製
品からコ−ドの外周にゴムを残すようにコ−ド１本を切
り出し、ハンタ−試験機を用いて耐腐食疲労性について
評価した。その試験条件は、蒸留水中にて曲率半径８２
ｍｍで回転曲げを行い、所定回転曲げを与えた後、鋼素
線の破断率を調査した。調査は３回行いその平均値をも
って結果とし図８に示す。図中、ａは本発明の第１実施
例を、ｂは本発明の第２実施例を示し、ｃは従来例を、
ｄは比較例を表す。

【００３０】この図から、本発明の第２の複合体におけ
る第１実施例及び第２実施例においては、鋼素線の破断
率が極めて低く、耐腐食疲労性に優れているのに対し、
従来例及び比較例にあっては、鋼素線の破断が多く耐腐
食疲労性が不十分であることが判った。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、コ−ド内部密閉された
空隙を過不足無く充填することができるため、従来のオ
−プン構造を有するスチ−ルコ−ドに伴うような欠点を
持たない、耐腐食疲労性の優れたゴム補強用スチ−ルコ
−ドを提供することができたものである。

【００３２】そして、例えば、直径０．１〜０．４ｍｍ
の線状の形態を有する或いは糸条体に保たれた発泡性ポ
リマ−３を、スチ−ルコ−ド１の撚線工程にて撚り込む
ことは、特別な改造や設備投資を必要とするものではな
く、既存の撚線機にて実行可能である。

【００３３】そして更に、本発明にあっては、ゴム製品
の加硫工程における熱を利用し、発泡性ポリマ−を発泡
させてポリマ−発泡体を得ることになるため、ユ−ザ−
に対して何ら設備投資を強いるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の第１にかかる、粉体ポリマ−を
コアに適用した層撚りスチ−ルコ−ドの断面図である。

【図２】図２は本発明の第１にかかる、糸条体に液体ポ
リマ−を含浸させたものを適用した単撚りスチ−ルコ−
ドの断面図である。

【図３】図３は本発明の第１にかかる、３本のモノフィ
ラメント状ポリマ−を適用した３層撚りスチ−ルコ−ド
の断面図である。

【図４】図４は本発明の第１にかかる、１本の鋼素線を
モノフィラメント状ポリマ−にて置き換えた複撚りスチ
−ルコ−ドの断面図である。

【図５】図５は本発明の第１にかかる、鋼素線にてペ−
スト状ポリマ−を保持した束撚りスチ−ルコ−ドの断面
図である。

【図６】図６は図１に示した本発明の第１のスチ−ルコ
−ドを、未加硫ゴム中に埋設し、加硫した後得られる、
本発明の第２のスチ−ルコ−ドとゴムとの複合体の断面
図である。

【図７】図７は接着試験結果を示すグラフである。

【図８】図８は腐食疲労試験結果を示すグラフである。

【符号の説明】 １：スチ−ルコ−ド、 ２：鋼素線、 ３：発泡性ポリマ−、 ４：鋼素線間の空隙、 ５：ポリマ−発泡体、 ６：ゴム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｊ 5/06 7310−4Ｆ 5/12 ＣＥＱ 9267−4Ｆ // Ｃ０８Ｌ 7:00 8218−4Ｊ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数本の鋼素線を撚り合わせてなるゴム
   補強用スチ−ルコ−ドにおいて、撚り合わされたスチ−
   ルコ−ド断面の実質的に密閉された空隙部分の少なくと
   も１個所に、発泡性ポリマ−が存在していることを特徴
   とする耐腐食疲労性に優れた補強用スチ−ルコ−ド。
2. 【請求項２】 複数本の鋼素線を撚り合わせてなるゴム
   補強用スチ−ルコ−ドとゴムとの複合体において、スチ
   −ルコ−ドを構成する各鋼素線間の空隙が、ポリマ−発
   泡体によって充填されていることを特徴とする耐腐食疲
   労性に優れた補強用スチ−ルコ−ド及びゴムとの複合
   体。
3. 【請求項３】 複数本の鋼素線を撚り合わせてなるゴム
   補強用スチ−ルコ−ドの製造工程において、スチ−ルコ
   −ド断面の実質的に密閉された空隙部分の少なくとも１
   個所に、発泡性ポリマ−を存在させるよう撚り合わせて
   スチ−ルコ−ドを製造し、当該スチ−ルコ−ドを未加硫
   ゴム中に埋設し、次いでこれを加硫することにより、ス
   チ−ルコ−ドを構成する各鋼素線間の空隙をポリマ−発
   泡体で充填することを特徴とする耐腐食疲労性に優れた
   補強用スチ−ルコ−ドとゴムとの複合体の製法。
4. 【請求項４】 前記発泡性ポリマ−が、モノフィラメン
   ト状又はヤ−ン状に予備形成された線状の形態を有す発
   泡性ポリマ−であることを特徴とする請求項第１項記載
   の耐腐食疲労性に優れた補強用スチ−ルコ−ド並びに請
   求項第３項記載の補強用スチ−ルコ−ドとゴムとの複合
   体の製法。
5. 【請求項５】 前記発泡性ポリマ−が、糸状体に保持さ
   れている粉体或いは液体ポリマ−であることを特徴とす
   る請求項第１項記載の耐腐食疲労性に優れた補強用スチ
   −ルコ−ド並びに請求項第３項記載の補強用スチ−ルコ
   −ドとゴムとの複合体の製法。
6. 【請求項６】 前記発泡性ポリマ−が、鋼素線に保持さ
   れている粉体或いはペ−スト状ポリマ−であることを特
   徴とする請求項第１項記載の耐腐食疲労性に優れた補強
   用スチ−ルコ−ド並びに請求項第３項記載の補強用スチ
   −ルコ−ドとゴムとの複合体の製法。