JPH0827685A - 金属コード及び金属コード埋設ゴム成形体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安定した金属コード、特にラジアルタイヤの
製造における複合シートの埋設に好適な特性を備えた金
属コードを提供する。 【構成】 表面に金属めっきを施した金属フィラメント
Ｆ及びまたは金属ストランドＳを、形付率の水準が80〜
85％で、その最大最小の差が20％以下に撚り合わせて金
属コードＣを作製する。なお該フィラメントの潤滑油塗
布量は 0.005重量％以下、該コードの初期伸度は0.07％
以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は金属フィラメントを撚り
合わせてなる金属コード、特にラジアルタイヤ補強用の
スチールタイヤコードの構成並びにこのコードを埋設し
たゴム成形体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ラジアルタイヤに用いられる金属コード
としては、金属めっきを施した金属フィラメントを単撚
り、二（三）層撚り、或は複撚りしたものが用いられて
いるが、夫々その撚り合わせに当っては、金属フィラメ
ント間の摩擦抵抗を小さくして撚り合わせ易くするため
に、潤滑油を塗布しているのが一般的である。

【０００３】潤滑油としては、タイヤに埋設されるため
ゴムとのなじみ（ゴムを変質させない）を考慮して、主
に石油系炭化水素を用いることが多いが、格別限定され
てはいない。そして、その塗布量についても、特に限定
はされていないが、金属コードの単位重量に対し 0.006
〜0.010 重量％が通常である。

【０００４】また、撚り合わせの安定度の指標となるフ
ィラメントあるいはストランドの形付率は、コード切断
時にフィラメントあるいはストランドにばらけを生じな
い程度であれば良いとされ70〜90％が一般的である。こ
の形付率は、本発明の重要な着目点でもあり、その技術
内容について後で詳述する。

【０００５】ラジアルタイヤの製造においては、先ず図
３Ａに示すように、上記金属コードＣの多数本（ 800本
程度）を生ゴムを主体とする組成物シート１と２の間に
挾んで、ロール３で圧延して図３Ｂの複合シート４を作
製する。次いで、この複合シート４を所定の幅と長さに
切断して形に貼り、エアー圧により膨脹成形してタイヤ
形状とし、それを加硫しててタイヤ製品としている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のラジアルタイヤ
の製造において重要なことは、膨脹成形されたタイヤ形
状シートにおいて、埋設された各金属コードＣの配列間
隔が均一に保持されていることである。この間隔に図４
に示すような大５或は小６が生じていると、タイヤに局
部的欠陥（強度の弱い部分）が生じ、バーストなどの事
故につながる恐れがある。

【０００７】このため、従来は組成物シート１，２の厚
みを大としたり、ロール３による圧延圧着力を強くし、
組成物による金属コードＣの保持強制力を大きくして、
金属コードＣ間の圧延時の移動によるばらつきを低減す
る方法がとられていた。然し乍ら、シートの厚みを大き
くすることは、即ゴムの歩留の低下をまねくと共に、重
量増，厚み増により製造作業上、使用上余分の負荷をか
けると言う新な問題を生じる。しかもこれによりばらつ
きが完全に解消されるわけでもない。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記のような
問題を解決するため、複合シートに埋設される組成物と
金属コードの態様を子細に検討し、試作，研究の結果、
従来のように、複合シートの製造工程に依存することな
く、金属コード自体の構成を特定することにより、目的
とする金属コードの配列間隔の均一な、ゴム成形体を提
供し得ることを確認したものである。

【０００９】そして、その第１の特徴とするところは、
金属コードを構成するところの撚り合わす線として、金
属めっきを施した金属フィラメントを用い、その表面に
０を含む 0.005重量％以下の潤滑油を塗布し、且つ該フ
ィラメントまたはこれを撚り合わせたストランドに形付
けしておくことである。

【００１０】第２の特徴とするところは、少くとも金属
コードの最外層を形成する上記各金属フィラメント間ま
たは各金属ストランド間の形付率の差は、20％以下と均
一で、且つその形付率の水準を80〜85％の範囲としたこ
とである。

【００１１】第３の特徴は、金属フィラメントの直径，
塗布する潤滑油の種類，金属コードの初期伸度等に夫々
より好ましき態様を付加特定することで、その内容は後
述する。

【００１２】

【作用】金属コードと組成物との複合シートにおいて、
膨脹成形時の金属コードの移動による配列間隔のばらつ
きを低減するには、金属コード間の組成物の伸びのばら
つきを抑制することが考えられる。この組成物の伸びが
何に起因するかを、実験を重ね鋭意検討した結果、複合
シート製造時に組成物が金属コードの中へ（金属コード
を構成するフィラメント間あるいはストランド間）どの
程度入り込むか、その度合によるものであることが判明
した。

【００１３】即ち、組成物が金属コードの中に多く入り
込んだ部分は、膨脹成形時に複合シートが伸ばされた時
に組成物が金属コードから剥離しにくくなり、図４のよ
うに金属コードC1の周囲の組成物１，２は密着した儘
で、その分金属コードC1間の組成物の伸びが少なく、そ
の間隔６は小となる。逆に組成物が金属コードC2に入り
込んでいない部分は剥離しやすいので、金属コードC2の
周囲には空隙７が生じ、その分金属コードC2間の組成物
の伸びは多くなり、その間隔５は大きくなる。

【００１４】また上記の金属コードと組成物の剥離性の
着目より、金属コードの表面物性と組成物の剥離性につ
いても研究した結果、金属コード表面に塗布している潤
滑油の塗布量が多いと、金属コードの中に入り込む組成
物の量が多くなり、従って組成物の剥離がしにくい状態
となることを突き止めた。これらの知見をもとに、試作
の結果、実施例に示すような構成の金属コード並びに該
コードを埋設したゴム成形体を得た。

【００１５】

【実施例】炭素含有率が0.72重量％の鋼素線にブラスめ
っきを施した直径 0.175mmのフィラメントの表面に、潤
滑油として石油系炭化水素を塗布して金属フィラメント
Ｆを準備した。なお、この塗布量を表１に示す。該フィ
ラメントＦを撚り合わせて金属ストランドＳを作製し、
このストランドＳを更に撚り合わせて複撚りの金属コー
ドＣを作製した。なお、上記ブラスめっきは、ゴム組成
物との接着性をよくするもので、ブラスにはCo,Ni,Sn等
を加えてもよく、またブラスを銅，亜鉛めっき等に変え
ることもできる。

【００１６】作製した金属コードＣは、実施例１〜３の
３種で、実施例１と２については図１Ａ，Ｂにその断面
図を示す。 実施例１， ７×４×0.175 実施例２， ７×３×0.175 実施例３， ４×４×0.175 （金属ストランドＳの撚本数×金属フィラメントＦの撚
本数×金属フィラメントＦの直径mm）

【００１７】実施例４は、上記１〜３の実施例とは金属
フィラメントの直径を変え、２層撚りとしたものであ
る。 実施例４， ３×0.23＋７×0.20 （中心層の金属フィラメントＦの撚本数×金属フィラメ
ントＦの直径mm＋外層の金属フィラメントＦの撚本数×
金属フィラメントＦの直径mm）

【００１８】上記実施例１，２，３における各金属スト
ランドＳ、実施例４における外層の各金属フィラメント
Ｆの形付率並びに形付率のばらつきは表１の通りであ
る。また、夫々の金属コードＣの初期伸度（引張荷重25
〜49Ｎの伸び率）も表１に示す。

【００１９】

【表１】

【００２０】別に、夫々上記実施例と同様の金属フィラ
メントＦを用いて、形付率の水準ならびにばらつきが、
従来の範囲の従来例１，２，３，４と、従来より異なる
比較例１，２，３，４，５，６，７の金属コードＣを夫
々作成した。その構成と形付率その他の特性を表１に示
す。

【００２１】なお、表１に示した形付率，形付率のばら
つき，潤滑油塗布量並びにコード間隔のばらつきの測定
方法や表示方法を次に示す。 （形付率）図２Ａに示すような複数本の金属ストランド
Ｓからなる金属コードＣの外径D1を測定しておき、次に
該コードＣを各ストランドＳにばらして、図２Ｂのよう
に、その振幅D2を測定し、次式によって形付率を求める
（ワイヤーロープ便覧：昭和42年10月15日発行［株］白
亜書房）。 形付率％ ＝ D2／D1×100

【００２２】そして、上記金属コードＣを構成している
各金属ストランドＳ（単撚りの場合は金属フィラメント
Ｆ）の形付率にばらつきが大きいものほど、撚り合わせ
の状態が悪いと評価されるが、このばらつきの程度は次
の形付率の差で表わす。 （形付率の差）金属コードＣの最外層のシースを構成す
る各金属フィラメントＦあるいは各金属ストランドＳの
うち、最大の形付率のものの値と最小の形付率の値のも
のとの差をもって表わす。

【００２３】（潤滑油塗布量）日本インスツルメンツ
（株）製のオイルメーターにより、金属フィラメント単
位重量中の潤滑油重量を測定し、％で表わしている。な
お、ストランドやコードに対して塗布しないのは、フィ
ラメントでないと厳密な塗布重量のコントロールができ
ないからで、塗布総重量は勿論金属コードから測定して
いる。

【００２４】（金属コード間隔のばらつき）金属コード
Ｃの間隔の規格値（設定値）を 1.0として、実際の該コ
ード間隔の測定値を比率に置き直したものの標準偏差を
ばらつきの度合とする。この間隔の測定は、後述の複合
シート４を、タイヤ成形時の膨脹に相当する 1.6倍の伸
び量に引張った後、Ｘ線で投影し、各金属コードＣ間の
間隔をマイクロメーターで実測することによって行っ
た。

【００２５】前記した実施例，従来例，比較例の金属コ
ードＣを、夫々のグループ毎にタイヤ成形用の複合シー
ト４の本数に相当する 106本とし、図３Ａに示すように
厚み1.2mm の組成物シート１と厚み1.2mm の組成物シー
ト２の間に平行に配列してロール３で圧延し、図３Ｂに
示すように厚さ2.7mm の複合シート４多数を作製した。

【００２６】上記多数の複合シート４の夫々を図５に示
すように、両側に固定治具８，９を取付けて、その固定
治具８，９より矢印のように両側方に引張力Ｔをかけ
る。この引張力Ｔとしては、タイヤの膨脹成形時に複合
シート４にかける伸び量 1.7〜1.5倍に対応して、伸び
量が 1.6倍に達するまで負荷した。

【００２７】上記引張力Ｔをかけた後の各複合シート４
における金属コードＣ間の間隔のばらつきを表２に示
す。前記したように、ゴム成形体に埋設される金属コー
ドとして優れているかどうかは、このばらつきが大きく
多いか、小さく少いかによって端的に評価されるもの
で、表２の結果を表１に示す金属コードの構成と対比し
て考察する。

【００２８】

【表２】

【００２９】実施例１，２，３，４の金属コードの構成
は、潤滑油塗布量が 0.001〜0.002、形付率81〜84％、
形付率の差13〜16％、初期伸度 0.056〜0.063 ％の範囲
に収まって安定しており、その結果、この金属コードを
埋設した複合シートの、引張後の金属コード間の間隔の
ばらつきは 0.050〜0.058 ％と小さく少ない。

【００３０】それに対し、従来例１，２，３，４の金属
コードの構成は、実施例の何れよりも形付率が小さく、
形付率の差が大きい。また同様の対比で、潤滑油塗布量
は多く、初期伸度も大きい。その結果、該間隔のばらつ
きは、実施例の５倍程度以上と大きく多い。

【００３１】比較例は、上記実施例に比べて、その１，
４，５は形付率を大きく、２は形付率の差を大きく、
３，６は潤滑油塗布量を多く、７は初期伸度を大きく
と、構成を異にした金属コードを製作し、夫々の上記間
隔のばらつきを測定したものである。その結果、比較例
のばらつきは実施例の２倍程度以上と大きい。

【００３２】以上により明かなように、実施例のものは
従来の何れよりも遥かに秀れ、試作した新しい試みの比
較例の何れよりも高い水準を示している。

【００３３】これは、潤滑油の塗布量が伸線の可能な範
囲で殆どないか、 0.005重量％以下の小量で、組成物の
入り込みを助長することがなく、且つ撚り合わされる金
属フィラメント及びまたは金属ストランドが適度な形付
けを施されているためと考えられる。

【００３４】特に、形付率の水準がその金属コードの最
外層のものにおいて、80〜85％の範囲で、形付率の差が
20％以下であることが効果を高めていると思われる。ま
た、金属コードの初期伸度を0.07％以下に抑えることに
より、該コードを組成物シート間に挾んで圧延する際、
金属コード間隔への過大でばらつきの生じ易い組成物の
侵入を防ぎ、安定した埋設が行われるためと考えられ
る。

【００３５】塗布する潤滑油として、石油系炭化水素を
用いたのは、実験の結果他の油に比べてゴム組成物に付
着した時のゴムの粘性が最も低く、また生ゴムの練りの
段階においても添加されているもので、ゴムへの影響が
少いからである。

【００３６】また、金属フィラメントの直径が、0.15mm
以下のものを用いる場合は、金属コードが細径となり該
コード自体の外周の凹凸が少なくなり、該コードへの組
成物の侵入度の差が僅少となる。従って、侵入度の差を
軽減させる本発明の効果が顕著に現らわれるのは金属フ
ィラメントの直径が0.15mm以上の場合である。

【００３７】

【発明の効果】以上各項において説明したように、本発
明による金属コードは、表面に金属めっきされた金属フ
ィラメントを用いて、適度に形付されてなるものである
から、耐食性に秀れ安定した金属コードとして、種々の
用途に用いることができる。

【００３８】特に、この金属コードをラジアルタイヤの
製造における、複合シートに埋設して用いるときは、在
来のように製造工程に依存することなく、タイヤ膨脹成
形時の金属コードの間隔のばらつきが低減され、タイヤ
の局部異常（強度の弱い部分）の発生を防止することが
できる。また、金属コードと組成物との複合シートの製
造工程における歩留が向上されるので、製造コストの低
減をはかることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ａは実施例１の金属コードの断面図、Ｂは実施
例２の金属コードの断面図である。

【図２】図２は形付率を説明するもので、Ａは金属コー
ドの斜視図、Ｂは該コードの構成要素の１つである金属
ストランドの斜視図である。

【図３】Ａは金属コードをゴムを主体とする組成物シー
トに埋設する状態を説明する斜視図、Ｂは埋設して作製
された複合シートの斜視図である。

【図４】複合シートに、膨脹成形と同様な引張力を加え
て伸ばした後の断面図である。

【図５】複合シートに引張力を加える状態を説明する模
型的平面図である。

【符号の説明】

Ｆ 金属フィラメント Ｓ 金属ストランド Ｃ,C1,C2
金属コード Ｔ 引張力 １，２ ゴムを主体と組成物シート ３
ロール ４ 複合シート ５ 大いなる金属コード間の間隔 ６ 小なる金属コード間の間隔 ７ 金属コードの周囲
に生じた空隙 ８，９ 固定治具

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｄ０２Ｇ 3/48

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に金属めっきを施した金属フィラメ
   ント、またはこの表面に潤滑油を塗布した金属フィラメ
   ントを撚り合わせてなる金属コードにおいて、撚り合わ
   される金属フィラメント及びまたは金属ストランドは形
   付けされ、且つ潤滑油の塗布量は 0.005重量％以下であ
   ることを特徴とする金属コード。
2. 【請求項２】 各金属フィラメント及びまたは金属スト
   ランドの形付率の差は20％以下と均一で、且つ少くとも
   その最外層に撚り合わされるものの形付率の水準は、80
   〜85％の範囲であることを特徴とする請求項１記載の金
   属コード。
3. 【請求項３】 金属フィラメントの表面に塗布する潤滑
   油は石油系炭化水素であることを特徴とする請求項１ま
   たは２記載の金属コード。
4. 【請求項４】 金属コードの初期伸度（引張荷重25〜49
   Ｎ間の伸び率）が0.07％以下であることを特徴とする請
   求項１，２または３記載の金属コード。
5. 【請求項５】 金属フィラメントの直径が0.15mm以上で
   あることを特徴とする請求項１，２，３または４記載の
   金属コード。
6. 【請求項６】 請求項１，２，３，４または５記載の金
   属コードを天然ゴム及びまたは合成ゴムを主体とする組
   成物中に埋設してなることを特徴とする金属コード埋設
   ゴム成形体。