JPH0995878A - スチールコード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 近年の高強力化技術、省資源、生産コストの
低減の社会的要請に応え得るラッピングフィラメントを
備えたスチールコードを提供する。 【解決手段】 直径０．０５０ｍｍ〜０．４５ｍｍの金
属細線を撚り合わせてなる単撚り構造、層撚り構造、も
しくはそれらを束ねて撚り合わせてなる複撚り構造を有
し、かつラッピングフィラメントによって包み込まれて
いるスチールコードにおいて、前記ラッピングフィラメ
ントのもつ強力の２５％以上、好ましくは５０％以上が
コード強力に寄与している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用タイヤの
補強用スチールコードの他、ゴム物品やプラスチックス
物品の補強用スチールコードに関する。

【０００２】

【従来の技術】コードやロープ、特にフィラメントが金
属細線からなる金属コードにおいては、金属のもつ剛性
の大きさと、反撥弾性の高さから生じる作業性や取扱性
の難点を除去するために、コード全体をスパイラル状に
包み込む、いわゆるラッピングフィラメントを用いるこ
とが一般的に行なわれている。

【０００３】特にスチールタイヤ用のスチールコードを
始め、ゴム物品の補強用に使用させるコードにおいて
は、数千メートルにも及び長尺物として取り扱うことに
なるので、生産性の観点からこのラッピングフィラメン
トは必要不可欠であることが極めて多い。例えば、タイ
ヤ生産工程では、このラッピングフィラメントがコード
全体を束ね包み込むことで、シースフィラメントやコア
ーフィラメントが曲げられたり、流れの方向変更や裁断
に伴いバラバラにばらけるのを防ぐ働きをしている。ま
た、ゴム複合体製造時には、ゴムにスチールコードを埋
め込みシート状態にしたとき、シート端が反り上がった
り、カール状に変形したりするのを抑制する役割を担っ
ている。そして、多くの場合、ラッピングフィラメント
は数千メートルに及ぶコードを包み束ねることを目的と
することから、コード周上をらせん状（スパイラル状）
に包み込んでいる。

【０００４】いずれにしてもゴム複合体等の生産工程に
おいて、ラッピングフィラメントは必要不可欠であり、
スチールコードから取りはずすことが不可能なパーツと
して存在している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】スチールコードのラッ
ピングフィラメントの主目的は、上述のように「束ねる
こと」および「包むこと」にあることから、その巻数
（単位長さ当りの巻数）が多い程、すなわちスパイラル
ピッチ間隔が小さい程、これらについて優れた効果が得
られる。通常のスチールコードにおいては、大部分の場
合３．５ｍｍピッチ長になっている。

【０００６】一方、近年省資源、省エネルギーの観点か
ら素材の高機能化が叫ばれ、スチールコードの開発、研
究の分野でも著しい進展が見られる中、重要技術のひと
つとして、コードを構成するフィラメントの高強力化技
術がある。かかる高強力化技術の進歩の帰結として、今
日では極細線化が進行している。極細線化は更に、素材
の徹底的な有効活用を求めている。しかしながら、ラッ
ピングフィラメントはそれ自身コードフィラメントと同
等レベルの強力をもっているのにもかかわらず、生産性
や作業性を改善するだけの役割しか持たず、スチールコ
ードの強力に対しては寄与し得ない。

【０００７】そこで本発明の目的は、これまでのラッピ
ングフィラメントの概念を打破し、近年の高強力化技
術、省資源、生産コストの低減の社会的要請に応え得る
ラッピングフィラメントを備えたスチールコードを提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明者はスチールコード製造後のスプールへの巻
き取り（巻き戻し）からタイヤ製造までの各種工程を、
ラッピングフィラメントの役割および機能という観点か
ら鋭意検討したところ、ラッピング性能はラッピングの
有無が一次的に大きく作用し、その性状は二次的に効い
てくることが判った。即ち、ラッピングは存在すること
で基本的にはその目的の大部分を満足させ得るのであ
り、ラッピング性状のコントロールは一義的ではないこ
とが判った。

【０００９】そこで本発明者は、かかる知見を前提にラ
ッピングフィラメントをコード強力の一部として、十分
にそれがもつ強力を引き出すためには、従来のラッピン
グフィラメントという考えを捨て、ラッピングシースと
いう概念を新たにつくり出す必要に至り、更に鋭意検討
した結果、ラッピングフィラメントの性状を種々コント
ロールすることでラッピングの役割とシースの役割を合
体させ、いわゆるラッピングシースとすることに成功
し、本発明を完成するに至った。

【００１０】すなわち、本発明のスチールコードは、直
径０．０５０ｍｍ〜０．４５ｍｍの金属細線を撚り合わ
せてなる単撚り構造、層撚り構造、もしくはそれらを束
ねて撚り合わせてなる複撚り構造を有し、かつラッピン
グフィラメントによって包み込まれているスチールコー
ドにおいて、前記ラッピングフィラメントのもつ強力の
２５％以上がコード強力に寄与していることを特徴とす
るものである。

【００１１】好ましくは、前記ラッピングフィラメント
のもつ強力の５０％以上がコード強力に寄与するように
する。

【００１２】本発明においては、スチールコードの最外
層として存在したラッピングフィラメントを単にラッピ
ング機能のみにとどめるのではなく、最外層シースとし
ての役割をももたせたラッピングシースとすることで新
しいコード設計・コード構造の道を拓いたのである。

【００１３】

【発明の実施の形態】スチールコードの具体的性状コン
トロールとしては、スパイラルピッチ間隔、型付量、撚
りフィラメント径、材質等が挙げられるが、シースとし
ての最も本質的役割であるコード強力の発現に効果的に
関与するパラメーターとしては、スパイラルピッチ間
隔、フィラメント径および材質の三つであることが判っ
た。フィラメント径や材質については比較的単純にその
径の大きさや、材質のもつ強力の大きさに伴い、コード
強力に対するこれらの寄与度を増大させることができ
る。

【００１４】しかし、スパイラルピッチ間隔について
は、フィラメントの撚り理論によれば一般的には全ての
フィラメントの引き揃えが最大限となったときに最大の
強力を発現することが予測されるが、現実のコードでラ
ッピングフィラメントのコード強力に対する寄与を最大
限に発揮させるための理論的な推定は容易なことではな
い。

【００１５】そこで本発明者は、現実に使用されている
各種スチールコードについてピッチ間隔のコード強力へ
の影響を検討したところ、現実に使用されているピッチ
間隔（大部分は３．５ｍｍ近辺）から大きくかけ離れた
ところで、作業性を損なうことなく強力を最大限に引き
出すことができることに成功した。

【００１６】具体的な好適ピッチ間隔はスチールコード
の種類、ラッピングフィラメントの材質や直径等によっ
て変動し得るため特定し得ないが、これまで３．５ｍｍ
近辺のピッチ間隔であったものについては、例えば７．
０ｍｍ以上、好ましくは８．０〜１２ｍｍの範囲内とす
ることにより、作業性を損なうことなくラッピングフィ
ラメントのもつ強力の２５％以上、好ましくは５０％以
上をコード強力に寄与せしめることができる。

【００１７】本発明においては、ラッピングフィラメン
トの材質は何らスチールに制限されるものではなく、他
の金属、無機、有機の繊維を問わず、コード強力に寄与
してラッピングシースフィラメントとして機能し得れ
ば、全てのコードに適用することができる。

【００１８】また本発明は、特定コード構造における材
質などの性状によって制限されるものでなく、あくまで
も、ラッピング材のもつ強力がコード強力に２５％以上
寄与していることが明らかなコード構造をもつ全てのコ
ードが対象となる。

【００１９】さらにまた、本発明のスチールコードにお
けるラッピングフィラメントの撚り方向についてはラッ
ピングの役割を効果的に果たす意味で内層コードの最外
層とは異方向であることが望ましいが、ラッピングの役
割を果し得る範囲においては同方向でもかまわない。

【００２０】中小型ＴＢＲの汎用プライ材に用いられる
（３＋９）×０．２３＋１×０．１５構造およびＬＴＲ
のプライ材に用いられる（３＋９）×０．１７５＋１×
０．１５構造におけるラッピングフィラメントの強力へ
の寄与度を実際に算出した。

【００２１】それによると、現実コードでのラッピング
フィラメントが単純に１００％コード強力に寄与すると
すれば、ＴＢＲでは３．８％、ＬＴＲでは６．６％、ま
た材質、フィラメント径をも考慮にいれれば、最大１０
％程度まで、コード強力を向上させることができること
が分かった。このことは、従来のコード設計の目安から
考えれば、シースフィラメント１本の増減に相当し、ま
たフィラメント径では０．２３ｍｍから０．２４２ｍｍ
へ、もしくは０．１７５ｍｍから０．１８４ｍｍへの変
更に相当し、更に材質面ではレギュラーテンサイル（Ｒ
ＥＧ）材からハイテンサイル（ＨＴ）材への変更に相当
する。従って、設計要素としては、極めて大きな変更に
価する。更にはタイヤ設計の立場からはコード使用量と
して、同程度の低減を図れることを意味し、軽量化、低
コスト化への貢献がなされるのは明らかである。

【００２２】上述の如く従来のラッピングフィラメント
はその目的から考えて、コード設計に際しては、材質は
もちろん線径、ピッチ間隔等、撚り性状全般的について
何ら省みることがなされていなかった。本発明はラッピ
ングフィラメントを単にラッピング機能のみの役割とし
てとらえるのではなく、シースとしての基本機能である
コード強力発現の役割をも担わせ得、そのためにスパイ
ラルピッチ間隔を適正にコントロールすると共に、フィ
ラメント径や材質（ノーマルテンサイル材からスーパー
ハイテン材まで含む）を適正化するものである。

【００２３】特に、時代の要請と共に一般に強まる低コ
スト化コード、軽量化コードは、必然的に簡素化の方向
に進まざるを得ず、フィラメント本数が減少する流れに
ある今日、ラッピングフィラメントのコード強力への効
果的寄与を考えた構造設計は極めて重要である。

【００２４】

【実施例】次に、本発明を実施例および比較例に基づき
具体的に説明する。本発明に基づき作製した各種スチー
ルコードおよび比較のために作製したスチールコードの
構造、材質、ラッピングフィラメントの条件、作業性、
コード強力、コード強力の上昇率、およびラッピングフ
ィラメント強力のコードへの寄与率を下記の表１〜表３
に示す。なお、表１には（３＋９）の２層り撚り構造の
例を、表２には（３＋９）２層撚り構造で、シースとコ
アの撚り方向と撚りピッチが同一なコード、いわゆる束
撚りが可能なコンパクト構造の例を、また表３には１×
３×０．３０構造で、フィラメント材としてスーパーハ
イテンサイル（ＳＨＴ）（３６０ｋｇ／ｍｍ² ）を用い
た例を夫々示してある。

【００２５】また、作業性についてはコードの裁断時の
ばらけ具合と、ゴム複合体のシート物としたときの反り
具合およびカールの程度により評価し、極めて良好な場
合を◎、良好な場合を○、普通の場合を△、不良な場合
を×として示した。

【００２６】

【表１】

【００２７】表１から明らかなように、ラッピングフィ
ラメントの存在しないコード（比較例１）では作業性に
難があるが、この点については従来のラッピングフィラ
メントを設けることにより改善することができる（比較
例２）。しかし、この場合、コード強力は変わらない。

【００２８】これに対し、実施例１ではラッピングフィ
ラメントーのピッチ間隔を３．５ｍｍから８ｍｍに変更
することにより、急激にラッピングフィラメントをコー
ド強力へ寄与させることができ、更に実施例２のように
１２ｍｍにピッチ長を増加させることにより９５％もの
寄与率を確保できた。実施例３では、ラッピングフィラ
メントのピッチ間隔を１０ｍｍとし、かつラッピングフ
ィラメントの直径をシースフィラメントの直径と等しく
し、さらに、ラッピングフィラメントの材質をＳＨＴ材
（３６０ｋｇ／ｍｍ² ）としたことにより、コード強力
を１０％上昇させることができたと同時に、作業性の改
善も達成することができた。

【００２９】

【表２】

【００３０】表２から明らかなように、このコードはバ
ンチャー機での一回撚りのため、ラッピングフィラメン
トが存在しない場合には（比較例３）、裁断時のバラケ
が大きく、作業性に大きな難点をもつ。この難点は、従
来のラッピングフィラメントを設けることによって解消
されるが（比較例４）、この場合、ラッピングフィラメ
ントのもつ強力はコード強力に全く利用されていない。

【００３１】これに対し、実施例４、５では夫々３６０
ｋｇ／ｍｍ² 、４００ｋｇ／ｍｍ²のＳＨＴ材をラッピ
ングフィラメントに使用し、線径をシースと同一にし、
かつピッチ間隔を１０ｍｍにしたところ、極めて良好な
作業性を維持したまま、ほぼ完全にラッピングフィラメ
ントのもつ強力を利用することができた。

【００３２】

【表３】

【００３３】表３の比較例５に示す１×３×０．３０構
造のスチールコードは、低コスト化のため多くの場合こ
の構造で用いられ、ラッピングフィラメントを使用する
ことはない。しかし、この構造のコードにおいても、実
施例６、７に示す如き条件でラッピングフィラメントを
設けることにより、その強力をほぼ１００％引き出すこ
とができ、よって比較例５に示されるような作業上の欠
点を改善しながら、コード強力の増大を図ることがで
き、低コスト化を可能にした簡素化構造が実現できる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明のスチー
ルコードにおいては、ラッピングフィラメントにラッピ
ングフィラメントとしての役割とシースフィラメントと
しての役割をもたせ、いわゆるラッピングシースとした
ことにより、作業性を損なうことなくコード強力を高め
ることができ、よって、近年の高強力化技術、省資源、
生産コストの低減の社会的要請に十分に応えることがで
きる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直径０．０５０ｍｍ〜０．４５ｍｍの金
   属細線を撚り合わせてなる単撚り構造、層撚り構造、も
   しくはそれらを束ねて撚り合わせてなる複撚り構造を有
   し、かつラッピングフィラメントによって包み込まれて
   いるスチールコードにおいて、 前記ラッピングフィラメントのもつ強力の２５％以上が
   コード強力に寄与していることを特徴とするスチールコ
   ード。
2. 【請求項２】 前記ラッピングフィラメントのもつ強力
   の５０％以上がコード強力に寄与している請求項１記載
   のスチールコード。