WO2014042097A1 - ゴム補強用スチールコードおよびコンベヤベルト - Google Patents

ゴム補強用スチールコードおよびコンベヤベルト Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a steel cord for reinforcing rubber and a conveyor belt. More specifically, the present invention relates to a steel cord for reinforcing rubber, which is excellent in productivity and is advantageous in reducing weight and improving bending resistance while securing the strength of the cord. The present invention relates to a conveyor belt using steel cords.
  • steel cords with twisted steel wires are used as reinforcing materials.
  • a steel cord having a strand structure in which a plurality of side strands are twisted on the outer peripheral surface of the core strand is used (see, for example, Patent Document 1).
  • a steel cord 12 having a 7 ⁇ 7 structure as illustrated in FIG. 4 is often used as the core of the conveyor belt.
  • the steel cord 12 having a 7 ⁇ 7 structure is formed by twisting six side strands 14 around the outer periphery of one core strand 13.
  • the core strand 13 is formed by twisting six steel wire strands 13b around one steel wire strand 13a.
  • the side strand 14 is formed by twisting six steel wire strands 14b around one steel wire strand 14a. Therefore, in order to manufacture the steel cord 12 having the 7 ⁇ 7 structure, three twisting steps are required, and when the cord diameter is small, there is a problem that the productivity is extremely deteriorated.
  • excellent cord strength is required, and in order to reduce energy consumption required to drive the belt, it is necessary to reduce the cord weight and improve bending resistance. Is done.
  • An object of the present invention is to provide a steel cord for reinforcing rubber, which is excellent in productivity and advantageous in reducing weight and improving bending resistance, and a conveyor belt using the rubber cord for reinforcing rubber.
  • the rubber reinforcing steel cord of the present invention is a rubber reinforcing steel cord embedded in a rubber product, and each steel wire is formed by being twisted at once in the same direction. It has a (6 + 6) structure, and the cord twist number is 9 or more and 14 or less, and the cord outer diameter is 4 mm or less.
  • each steel wire has an outer diameter of 0.35 mm to 0.75 mm.
  • the outer diameter of the small-diameter steel wire may be 60% or more and 90% or less of the outer diameter of the large-diameter steel wire.
  • the conveyor belt according to the present invention is characterized in that the steel cord for rubber reinforcement is embedded as a core.
  • each steel wire is formed into a 1 + 6 + (6 + 6) structure formed by twisting at once in the same direction, so that the twisting process is performed once.
  • Productivity is improved.
  • the cord twist multiple is 9 or more and 14 or less and the cord outer diameter is 4 mm or less, it is advantageous in reducing the weight and improving the bending resistance while ensuring the necessary cord strength.
  • the conveyor belt in which the steel cord is embedded as a core can reduce energy consumption required for driving the belt.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a steel cord of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a conveyor belt in which the steel cord of FIG. 1 is embedded as a core.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a steel cord having a 1 + 6 + (6 + 6) structure in which the twisting directions of the inner layer and outer layer steel wires are different.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a steel cord having a 7 ⁇ 7 structure.
  • the steel cord 1 of the present invention illustrated in FIG. 1 is a steel cord for reinforcing rubber used by being embedded in a rubber product.
  • This steel cord 1 has a 1 + 6 + (6 + 6) structure, one steel wire 2 as a core material, six steel wires 3 arranged on the outer peripheral surface of the steel wire 2 to form an inner layer, and steel It is formed of 12 steel wires 4a and 4b which are arranged on the outer peripheral surface of the wire 3 and form an outer layer.
  • the outer layer is composed of six large diameter steel wires 4a and six small diameter steel wires 4b.
  • Each steel wire 2, 3, 4a, 4b is formed by being twisted at the same time in the same direction, and adjacent steel wires are in close contact with each other. As the twisting direction, either S twisting or Z twisting can be adopted.
  • the cord twist multiple K is 9 or more and 14 or less, and the cord outer diameter D is set to 4 mm or less.
  • each steel wire 2, 3, 4a, 4b is, for example, not less than 0.35 mm and not more than 0.75 mm. From the viewpoint of cost reduction or the like, it is preferable that the outer diameter of the steel wire 2 serving as the core and the large diameter steel wire 4a forming the outer layer be the same. Of the two types of steel wires 4a and 4b forming the outer layer, the outer diameter of the small-diameter steel wire 4b is, for example, 60% or more and 90% or less of the outer diameter of the large-diameter steel wire 4a. .
  • the steel cord 8 illustrated in FIG. 3 includes one steel wire 9 serving as a core, six steel wires 10 disposed on the outer peripheral surface of the steel wire 9 to form an inner layer, and the outer periphery of the steel wire 10. It is formed of 12 steel wires 11a and 11b which are arranged on the surface and form an outer layer.
  • the outer layer is composed of six large-diameter steel wires 11a and six small-diameter steel wires 11b.
  • Each steel wire 10 is twisted in the direction which is the outer peripheral surface of the core steel wire 9.
  • each steel wire 11a, 11b is twisted in the opposite direction to each steel wire 10 by the outer peripheral surface of the steel wire 10 which forms an inner layer.
  • the steel cord 8 has a 1 + 6 + (6 + 6) structure
  • the twisting directions are different between the inner layer and the outer layer, so that two twisting steps are required to manufacture the steel cord 8.
  • the inner layer steel wire 10 and the outer layer steel wires 11a and 11b have a certain gap rather than a close-packed arrangement.
  • each steel wire 2, 3, 4a, 4b is formed by being twisted at the same time in the same direction.
  • the twisting process is minimized and the productivity can be improved.
  • the steel wire 3 and the steel wires 4a and 4b are close to surface contact (the contact area is increased), which is advantageous for improving the bending resistance.
  • the steel cord 1 of the present invention can be used as a reinforcing material embedded in various rubber products such as tires, rubber hoses, marine hoses, fenders and the like. As illustrated in FIG. 2, the steel cord 1 is particularly preferably used as the core body 7 of the conveyor belt 5.
  • a large number of steel cords 1 arranged at predetermined intervals in the belt width direction are extended in the belt longitudinal direction and embedded between the upper cover rubber 6a and the lower cover rubber 6b.
  • the core body 7 that bears the tension when it is stretched is required to have excellent bending resistance, and therefore it is extremely useful to use the steel cord 1 of the present invention.
  • the thickness of the conveyor belt 5 can be reduced by using the steel cord 1 having a reduced diameter, it contributes to the weight reduction of the conveyor belt 1. With these effects, it is possible to reduce the energy consumption required for driving the belt.
  • steel cords (Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3) in which the cord twist multiple K and the cord outer diameter D are different in the structure illustrated in FIG. 1, and the structure illustrated in FIG. Steel cord (Comparative Example 4) and 7 ⁇ 7 steel cord (conventional example) illustrated in FIG. 4 were each embedded in unvulcanized rubber (NR / SBR system) under the same conditions (148 ° C. ⁇ 25 minutes), a test sample was prepared, the following items were measured, and the results are shown in Table 1.
  • the outer diameters of the steel wires of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 are as follows. Steel wires with reference numerals 2 and 4a in FIG. 1 and reference numerals 9 and 11a in FIG. 3: 0.59 mm Steel wire of reference numeral 3 in FIG. 1 and reference numeral 10 in FIG. 3: 0.55 mm Steel wire of reference numeral 4b in FIG. 1 and reference numeral 11b in FIG. 3: 0.45 mm
  • the outer diameter of the steel wire of the conventional example is as follows. Steel wire 13a in FIG. 4: 0.41mm Steel wires with reference numerals 13b and 14a in FIG. 4: 0.35 mm Steel wire 14b in FIG. 4: 0.31 mm
  • Examples 1 to 3 are more advantageous in cord productivity and belt weight reduction than the conventional example and Comparative Example 4. It can also be seen that Examples 1 to 3 can ensure the bending resistance and cord strength equal to or higher than those of the conventional example.

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Abstract

生産性に優れるとともに、軽量化および耐屈曲性の向上に有利なゴム補強用スチールコードおよびこのゴム補強用スチールコードを用いたコンベヤベルトを提供する。それぞれのスチールワイヤ（２）、（３）、（４ａ）、（４ｂ）が、同一方向に一度に撚られて形成された１＋６＋（６＋６）構造であり、コードの撚り倍数が９以上１４以下、コード外径が４ｍｍ以下であるゴム補強用スチールコード（１）をゴム製品に埋設して使用する。

Description

ゴム補強用スチールコードおよびコンベヤベルト
　本発明は、ゴム補強用スチールコードおよびコンベヤベルトに関し、さらに詳しくは、生産性に優れるとともに、コード強力を確保しつつ軽量化と耐屈曲性の向上に有利なゴム補強用スチールコードおよびこのゴム補強用スチールコードを用いたコンベヤベルトに関するものである。
　タイヤ、コンベヤベルト、ゴムホース等のゴム製品には、補強材としてスチールワイヤを撚り合わせたスチールコードが使用されている。例えば、芯ストランドの外周面に複数本の側ストランドを撚り合わせたストランド構造のスチールコードが使用される（例えば、特許文献１参照）。
　コンベヤベルトの心体としては、図４に例示するような７×７構造のスチールコード１２が使用されることが多い。７×７構造のスチールコード１２は、１本の芯ストランド１３の外周に６本の側ストランド１４が撚り合わされて形成される。芯ストランド１３は、１本のスチールワイヤの素線１３ａのまわりに６本のスチールワイヤの素線１３ｂを撚り合わせて形成される。側ストランド１４は、１本のスチールワイヤの素線１４ａのまわりに６本のスチールワイヤの素線１４ｂを撚り合わせて形成される。したがって、７×７構造のスチールコード１２を製造するには３回の撚り工程が必要になり、コード径が小さい場合は、非常に生産性が悪くなるという問題があった。また、スチールコードをコンベヤベルトの心体として使用する場合には、優れたコード強力が求められるとともに、ベルト駆動に要する消費エネルギを低減させるために、コードの軽量化と耐屈曲性の向上が要求される。
日本国特開２０１２－３６５３９号公報
　本発明の目的は、生産性に優れるとともに、軽量化および耐屈曲性の向上に有利なゴム補強用スチールコードおよびこのゴム補強用スチールコードを用いたコンベヤベルトを提供することにある。
　上記目的を達成するため本発明のゴム補強用スチールコードは、ゴム製品に埋設されて使用されるゴム補強用スチールコードにおいて、それぞれのスチールワイヤが、同一方向に一度に撚られて形成された１＋６＋（６＋６）構造であり、コードの撚り倍数が９以上１４以下、コード外径が４ｍｍ以下であることを特徴とする。
　ここで、例えば、それぞれのスチールワイヤの外径が０．３５ｍｍ以上０．７５ｍｍ以下の仕様にする。外層を形成する２種類のスチールワイヤのうち、小径のスチールワイヤの外径が大径のスチールワイヤの外径の６０％以上９０％以下の仕様にすることもできる。
　また、本発明のコンベヤベルトは、上記ゴム補強用スチールコードが心体として埋設されていることを特徴とする。
　本発明のゴム補強用スチールコード（以下、スチールコードという）によれば、それぞれのスチールワイヤが、同一方向に一度に撚られて形成された１＋６＋（６＋６）構造にすることで撚り工程が１回で済むので生産性が向上する。また、コードの撚り倍数が９以上１４以下、コード外径が４ｍｍ以下にすることで、必要なコード強力を確保しつつ軽量化および耐屈曲性の向上に有利なる。
　そのため、このスチールコードが心体として埋設されているコンベヤベルトは、ベルト駆動に要する消費エネルギを低減させることが可能になる。
図１は、本発明のスチールコードを例示する横断面図である。 図２は、図１のスチールコードを心体として埋設したコンベヤベルトを例示する横断面図である。 図３は、内層と外層のスチールワイヤの撚り方向が異なる１＋６＋（６＋６）構造のスチールコードを例示する横断面図である。 図４は、７×７構造のスチールコードを例示する横断面図である。
　以下、本発明のスチールコードおよびコンベヤベルトを図に示した実施形態に基づいて説明する。
　図１に例示する本発明のスチールコード１は、ゴム製品に埋設されて使用されるゴム補強用スチールコードである。このスチールコード１は、１＋６＋（６＋６）構造であり、芯材となる１本のスチールワイヤ２と、このスチールワイヤ２の外周面に配置されて内層を形成する６本のスチールワイヤ３と、スチールワイヤ３の外周面に配置されて外層を形成する１２本のスチールワイヤ４ａ、４ｂとで形成されている。外層は大径の６本のスチールワイヤ４ａと小径の６本のスチールワイヤ４ｂとで構成されている。それぞれのスチールワイヤ２、３、４ａ、４ｂは、同一方向に一度に撚られて形成されていて、隣接するスチールワイヤどうしは互いに接触して最密状態で配置されている。撚り方向はＳ撚り、Ｚ撚りのいずれも採用することができる。
　また、コードの撚り倍数Ｋが９以上１４以下であり、コード外径Ｄが４ｍｍ以下に設定されている。この撚り倍数Ｋとは、コード外径Ｄに対する撚り長さＬ（Ｋ＝Ｌ／Ｄ）である。コード外径Ｄが４ｍｍ超であると軽量化および耐屈曲性の向上には不利になるので、４ｍｍ以下にする。実用上のコード強力を確保するには、コード外径Ｄは例えば２ｍｍ以上にすることが好ましい。撚り倍数Ｋが９未満であるとコード強力の低下が顕著になり、１４超では耐屈曲性の低下が顕著になるため、撚り倍数Ｋは９以上１４以下にする。
　それぞれのスチールワイヤ２、３、４ａ、４ｂの外径は、例えば０．３５ｍｍ以上０．７５ｍｍ以下である。コスト低減等の観点から、芯材となるスチールワイヤ２と外層を形成する大径のスチールワイヤ４ａの外径は同じにするとよい。また、外層を形成する２種類のスチールワイヤ４ａ、４ｂのうち、小径のスチールワイヤ４ｂの外径は、例えば、大径のスチールワイヤ４ａの外径の６０％以上９０％以下にするとバランスがよくなる。
　図３に例示するスチールコード８は、芯材となる１本のスチールワイヤ９と、このスチールワイヤ９の外周面に配置されて内層を形成する６本のスチールワイヤ１０と、スチールワイヤ１０の外周面に配置されて外層を形成する１２本のスチールワイヤ１１ａ、１１ｂとで形成されている。外層は大径の６本のスチールワイヤ１１ａと小径の６本のスチールワイヤ１１ｂとで構成されている。それぞれのスチールワイヤ１０は、芯材のスチールワイヤ９の外周面である方向で撚り合わされている。そして、それぞれのスチールワイヤ１１ａ、１１ｂは、内層を形成するスチールワイヤ１０の外周面で、それぞれのスチールワイヤ１０とは反対方向で撚り合わされている。
　したがって、このスチールコード８は、１＋６＋（６＋６）構造であるが、内層と外層とでは撚り方向が異なっているので、スチールコード８を製造するには２回の撚り工程が必要になる。また、内層と外層との撚り方向が異なっているので、内層のスチールワイヤ１０と外層のスチールワイヤ１１ａ、１１ｂとが最密状態の配置ではなくある程度のすき間を有している。
　即ち、図１に例示する本発明のスチールコード１は、１＋６＋（６＋６）構造であっても、それぞれのスチールワイヤ２、３、４ａ、４ｂが、同一方向に一度に撚られて形成されているので、撚り工程が最小限の１回となり生産性を向上させることができる。また、内層と外層との撚り方向が同一なので、スチールワイヤ３とスチールワイヤ４ａ、４ｂとが面接触に近くなり（接触面積が大きくなり）、耐屈曲性の向上には有利になる。
　本発明のスチールコード１は、タイヤ、ゴムホース、マリンホース、防舷材などの種々のゴム製品に補強材として埋設して使用することができる。図２に例示するように、このスチールコード１をコンベヤベルト５の心体７として用いることが特に好ましい。
　コンベヤベルト５では、べルト幅方向に所定間隔で配置された多数のスチールコード１がベルト長手方向に延設されて、上カバーゴム６ａと下カバーゴム６ｂの間に埋設される。
　コンベヤベルト５では、張設される際のテンションを負担する心体７には、優れた耐屈曲性が要求されるので、本発明のスチールコード１を用いると極めて有益である。また、小径化したスチールコード１を用いることによってコンベヤベルト５の厚さを薄くできるので、コンベヤベルト１の軽量化に寄与する。これらの効果によって、ベルト駆動に要する消費エネルギを低減させることが可能になる。
　表１に示すように、図１に例示した構造でコード撚り倍数Ｋ、コード外径Ｄを異ならせたスチールコード（実施例１～３、比較例１～３）と、図３に例示した構造のスチールコード（比較例４）と、図４に例示した７×７構造のスチールコード（従来例）とをそれぞれ、未加硫ゴム（ＮＲ／ＳＢＲ系）に埋設して同じ条件（１４８℃×２５分）で加硫して試験サンプルを作製し、下記項目の測定をしてその結果を表１に示す。
　実施例１～３、比較例１～４のスチールワイヤの外径は以下のとおりである。
図１の符号２、４ａ、図３の符号９、１１ａのスチールワイヤ：０．５９ｍｍ
図１の符号３、図３の符号１０のスチールワイヤ：０．５５ｍｍ
図１の符号４ｂ、図３の符号１１ｂのスチールワイヤ：０．４５ｍｍ
　従来例のスチールワイヤの外径は以下のとおりである。
図４の符号１３ａのスチールワイヤ：０．４１ｍｍ
図４の符号１３ｂ、１４ａのスチールワイヤ：０．３５ｍｍ
図４の符号１４ｂのスチールワイヤ：０．３１ｍｍ
[コード生産性] 
　それぞれのスチールコードを製造するのに要する時間を測定し、従来例を基準の１００として指数で評価した。数値が小さい程、生産性に優れていることを示す。
[コード強力] 
　それぞれのスチールコードを破断するまで長手方向に引張り、破断時における荷重をコード強力とした。
[ベルト重量] 
　それぞれの試験サンプルの重量を測定し、従来例を基準の１００として指数で評価した。数値が大きい程、重量が大きいことを示す。
[耐屈曲性] 
　それぞれの試験サンプルをプーリ径９０ｍｍに巻き付けて繰り返し屈曲させてコードに破断が生じるまでの回数を測定した。従来例を基準の１００として指数で評価し、数値が大きい程、耐屈曲性が優れることを示す。
[ゴム接着性]
　それぞれの試験サンプルについて、初期接着と湿熱条件（５０℃、湿度９５％、５週間）で放置した後で、コード表面にゴムが接着して残った割合を測定した。数値が大きい程、コードとゴムとの接着性が優れることを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１の結果から、実施例１～３は従来例、比較例４に比してコード生産性、ベルトの軽量化に有利なことが分かる。また、実施例１～３は、従来例と同等以上の耐屈曲性およびコード強力を確保できることも分かる。
１　本発明のスチールコード
２　芯材となるスチールワイヤ
３　内層のスチールワイヤ
４ａ、４ｂ　外層のスチールワイヤ
５　コンベヤベルト
６ａ　上カバーゴム
６ｂ　下カバーゴム
７　心体
８　別の１＋６＋（６＋６）構造のスチールコード
９　芯材となるスチールワイヤ
１０　内層のスチールワイヤ
１１ａ、１１ｂ　外層のスチールワイヤ
１２　７×７構造のスチールコード
１３　芯ストランド
１３ａ、１３ｂ　素線
１４　側ストランド
１４ａ、１４ｂ　素線

Claims (4)

  1. 　ゴム製品に埋設されて使用されるゴム補強用スチールコードにおいて、それぞれのスチールワイヤが、同一方向に一度に撚られて形成された１＋６＋（６＋６）構造であり、コードの撚り倍数が９以上１４以下、コード外径が４ｍｍ以下であることを特徴とするゴム補強用スチールコード。
  2. 　それぞれのスチールワイヤの外径が０．３５ｍｍ以上０．７５ｍｍ以下である請求項１に記載のゴム補強用スチールコード。
  3. 　外層を形成する２種類のスチールワイヤのうち、小径のスチールワイヤの外径が大径のスチールワイヤの外径の６０％以上９０％以下である請求項１または２に記載のゴム補強用スチールコード。
  4. 　請求項１～３のいずれかに記載のゴム補強用スチールコードが心体として埋設されているコンベヤベルト。
PCT/JP2013/074104 2012-09-11 2013-09-06 ゴム補強用スチールコードおよびコンベヤベルト WO2014042097A1 (ja)

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