WO2015151666A1 - ゴム物品補強用スチールコード - Google Patents

ゴム物品補強用スチールコード Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a steel cord for reinforcing rubber articles (hereinafter also simply referred to as “steel cord”), and more particularly to a steel cord for reinforcing rubber articles that can improve the properties of a treat after rubber coating.
  • the belt commonly used as the reinforcing member of the carcass that forms the skeleton of the radial tire for passenger cars, especially the reinforcing member of the crown portion of the carcass, is mainly made of a rubberized layer of a steel cord that is inclined with respect to the equator plane of the tire. Two or more steel belt layers are used, and the steel cords in these belt layers intersect each other.
  • Patent Document 1 proposes a steel cord having a 2 + N (2 ⁇ N ⁇ 4) structure, where d1> d2 when the diameter of the core filament is d1 and the diameter of the sheath filament is d2. ing.
  • an object of the present invention is to provide a steel cord for reinforcing rubber articles that can improve the properties of a treat after rubber coating.
  • the present inventor has a case where the tensile strength between the core filament and the sheath filament satisfies a predetermined relationship in a steel cord having a 2 + N (2 ⁇ N ⁇ 4) structure.
  • the present inventors have found that the properties of the treat can be improved and have completed the present invention.
  • the steel cord for reinforcing rubber articles of the present invention is a rubber article reinforcing article comprising a core made of two core filaments and N (2 ⁇ N ⁇ 4) sheath filaments twisted around the core.
  • N 2 ⁇ N ⁇ 4
  • sheath filaments twisted around the core.
  • the steel cord of the present invention is preferably composed of a core composed of two core filaments and three sheath filaments twisted around the core.
  • the steel cord of the present invention comprises a core in which two core filaments are arranged in parallel without being twisted, and 2 to 4, particularly preferably three sheath filaments twisted around the core.
  • This is a steel cord for reinforcing rubber articles.
  • d1 when the core filament diameter is d1 and the sheath filament diameter is d2, d1> d2.
  • the steel cord 10 of the present invention is applied to, for example, the reinforcing material of the first belt layer and the second belt layer of the belt constituting the tire, the steel cord of the first belt layer and the steel cord of the second belt layer
  • the thickness of the belt layer can be reduced while maintaining the distance. This makes it possible to reduce the weight of the belt without reducing so-called BES resistance, which is resistance to BES. At the same time, since the amount of steel used can be reduced, the weight of the tire can be further reduced.
  • the core filament 1 and the sheath filament 2 each have residual torsion, and when the tensile strength of the core filament 1 is Tc and the tensile strength of the sheath filament 2 is Ts, Ts ⁇ Tc ⁇ 200 N / mm 2 , Preferably, Ts ⁇ Tc ⁇ 100 N / mm 2 , Satisfies the relationship expressed by In a steel cord 10 having a 2 + N structure manufactured by a buncher type strand wire machine, when d1> d2, the core filament 1 has a positive torsion and the sheath filament 2 has a negative torsion. Therefore, when a treat in which such a steel cord is covered with rubber is cut, the torsion of the core filament 1 is released, and curling occurs in the treat due to the minus torsion of the sheath filament.
  • Ts ⁇ Tc is preferably set to ⁇ 1000 N / mm 2 or more.
  • the diameter d1 of the core filament 1 is preferably 0.16 to 0.32 mm, and the diameter d2 of the sheath filament 2 is preferably 0.12 to 0.29 mm. If the filament diameter exceeds the above range, even if the steel cord of the present invention is used as a belt reinforcing material, a sufficient light weight effect may not be obtained. On the other hand, if the filament diameter is less than the above range, the belt strength may be insufficient.
  • d1> d2 only the core filament 1 and the sheath filament 2 have residual torsion and satisfy the relationship represented by Ts ⁇ Tc ⁇ 200 N / mm 2. Is important and there are no other restrictions.
  • the conditions such as the twist direction and twist pitch of the sheath filament are not particularly limited, and can be appropriately configured according to a conventional method.
  • FIG. 2 is a cross-sectional side view of one preferred example of a pneumatic radial tire.
  • the illustrated tire includes a tread portion 11 that is disposed in a crown region of the carcass and forms a ground contact portion, a pair of sidewall portions 12 that extend continuously inward in the tire radial direction on both sides of the tread portion 11, A bead portion 13 is provided on the inner peripheral side of each sidewall portion 12.
  • the tread portion 11, the sidewall portion 12, and the bead portion 13 are reinforced by a carcass 14 including a single carcass layer extending in a toroid shape from one bead portion 13 to the other bead portion 13. Further, the tread portion 11 is reinforced by a belt including at least two layers disposed in the tire radial direction outside of the crown region of the carcass 14, in the illustrated example, two layers of the first belt layer 15a and the second belt layer 15b. ing.
  • a plurality of carcass layers of the carcass 14 may be used, and an organic fiber cord extending in a direction substantially orthogonal to the tire circumferential direction, for example, an angle of 70 to 90 ° can be preferably used.
  • both the first belt layer 15a and the second belt layer 15b are embedded in the coating rubber with the steel cord of the present invention juxtaposed in the tire width direction so that the major axis is in the tire width direction.
  • the steel cord of the present invention juxtaposed in the tire width direction so that the major axis is in the tire width direction.
  • the thickness of the belt layer can be reduced while maintaining the distance between the steel cord of the first belt layer 15a and the steel cord of the second belt layer 15b. This makes it possible to reduce the weight of the belt without reducing so-called BES resistance, which is resistance to BES.
  • the amount of steel used can be reduced, the weight of the tire can be further reduced.
  • the pneumatic radial tire shown in the figure is not particularly limited with respect to the other specific tire structures as long as the belt structure satisfies the above requirements. Further, the illustrated pneumatic radial tire can be suitably used for a passenger car tire.
  • inert gas such as nitrogen, argon, helium other than the air which adjusted normal or oxygen partial pressure, can be used.
  • Examples 1 to 10 and Comparative Example> Using a core filament having a tensile strength of 0.225 mm shown in Table 1 and a sheath filament having a wire diameter of 0.180 mm, a steel cord having a 2 + 3 structure was manufactured with a buncher type twisted wire machine. A plurality of the obtained steel cords were arranged in parallel, and a treat was prepared by covering unvulcanized rubber from above and below, and the treat curl property was evaluated by the following procedure. The thickness of the treat was 1.20 mm, and the number of steel cords to be driven was 38/50 mm. The resulting treat was cut, and the amount (mm) of the lift of the treat was measured.
  • FIG. 3 shows the relationship between Ts ⁇ Tc (N / mm 2 ) and the lift amount of the treat (mm).
  • the amount of lift refers to the vertical distance from the horizontal plane to the highest point of the lift with the treat placed on the horizontal plane.

Landscapes

  • Ropes Or Cables (AREA)
  • Tires In General (AREA)

Abstract

 ゴム被覆した後のトリートの性状を改善することができるゴム物品補強用スチールコードおよびそれを用いた空気入りラジアルタイヤを提供する。 ゴム被覆した後のトリートの性状を改善することができるゴム物品補強用スチールコードおよびそれを用いた空気入りラジアルタイヤを提供する。 2本のコアフィラメント1からなるコアと、コアの周囲に撚り合わされたN本のシースフィラメン2と、からなるゴム物品補強用スチールコードであり、コアフィラメント1の径をd1、シースフィラメント2の径をd2としたとき、d1>d2であり、コアフィラメント1およびシースフィラメント2が、それぞれ残留トーションを有し、かつ、コアフィラメント1の抗張力をTc、シースフィラメント2の抗張力をTsとしたとき、下記式、 Ts-Tc≦200N/mm で表される関係を満足する。

Description

ゴム物品補強用スチールコード
 本発明は、ゴム物品補強用スチールコード(以下、単に「スチールコード」とも称する)に関し、詳しくは、ゴム被覆した後のトリートの性状を改善することができるゴム物品補強用スチールコードに関する。
 現在、乗用車用ラジアルタイヤの骨格をなすカーカスの補強部材、特にカーカスのクラウン部の補強部材として一般に用いられているベルトは、主としてタイヤの赤道面に対し傾斜配列されたスチールコードのゴム引き層からなるスチールベルト層を2枚以上用い、これらベルト層中のスチールコードが互いに交差するようにして構成されている。
 近年、環境性能の重要性が増してきており、スチールコードを補強部材として用いるゴム物品やタイヤにおいては軽量化のニーズが高まっている。タイヤの軽量化の手法の1つとして、ベルトトリートのゴムの使用量を少なくし、ベルトを薄くすることを挙げることができる。しかしながら、ゴムの使用量を少なくすると、第1ベルト層と第2ベルト層のコード間距離が短くなるため、ベルト幅方向端部のコード端を起点としたゴム剥離が容易にコード間に伝播する、いわゆるベルトエッヂセパレーション(BES)が生じやすくなる。このBESの改善手法としてはベルト端部のゴムを通常より厚くする手法が知られているが、当然、重量増となるため、所期の目的であるタイヤの軽量化には背反することとなる。
 ベルトトリートのゴム使用量を減らす以外のタイヤ軽量化の手法としては、スチールの使用量を減らすこと、例えば、スチールコードの打込み本数を減らすことが考えられる。しかしながら、スチールコードの打込み本数が少なくなると、ベルトの剛性が低下してしまい、好ましくない。このような状況の中、タイヤの軽量化や耐久性の向上に関して、多くの提案がなされている。例えば、特許文献1では、2+N(2≦N≦4)構造のスチールコードであって、コアフィラメントの径をd1、シースフィラメントの径をd2としたとき、d1>d2としたスチールコードが提案されている。
国際公開2001/128372号
 M+N構造のスチールコードは、一般に、バンチャータイプの撚線機で製造されている。バンチャータイプの撚線機を用いてスチールコードを製造すると、スチールコードを構成するスチールフィラメント(以下、単に、「フィラメント」とも称する)に捩じりが加わるため、コアフィラメントとシースフィラメントには、それぞれ大きく異なるト-ション(捩じれ)が加わっている。そのため、M+N構造のスチールコードをゴムで被覆してゴム-スチールコード複合体(以下、トリート)とした場合、このトリートを裁断工程にて裁断すると、トリート端部のスチールコードのトーションが開放され、トリート端部が跳ね上がってカールしてしまい、作業性が悪化するという問題を有していた。
 そこで、本発明の目的は、ゴム被覆した後のトリートの性状を改善することができるゴム物品補強用スチールコードを提供することにある。
 本発明者は、上記課題を解消するためにベルトの構造につき鋭意検討した結果、2+N(2≦N≦4)構造のスチールコードにおいて、コアフィラメントとシースフィラメントの抗張力が所定の関係を満足する場合に、トリートの性状を改善することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
 すなわち、本発明のゴム物品補強用スチールコードは、2本のコアフィラメントからなるコアと、該コアの周囲に撚り合わされたN(2≦N≦4)本のシースフィラメントと、からなるゴム物品補強用スチールコードにおいて、
 前記コアフィラメントの径をd1、前記シースフィラメントの径をd2としたとき、d1>d2であり、
 前記コアフィラメントおよび前記シースフィラメントが、それぞれ残留トーションを有し、かつ、前記コアフィラメントの抗張力をTc、前記シースフィラメントの抗張力をTsとしたとき、下記式、
 Ts-Tc≦200N/mm
で表される関係を満足することを特徴とするものである。
 本発明のスチールコードにおいては、2本のコアフィラメントからなるコアと、該コアの周囲に撚り合わされた3本のシースフィラメントと、からなることが好ましい。
 本発明によれば、ゴム被覆した後のトリートの性状を改善することができるゴム物品補強用スチールコードを提供することができる。
スチールコードの短径の比較図であり、(a)はd1=d2の場合、(b)および(c)はd1>d2の場合を表す。 空気入りラジアルタイヤの一好適例の片側断面図である。 Ts-Tcとトリートの浮き上がり量との関係を示すグラフである。
 以下、本発明の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。
 本発明のスチールコードは、2本のコアフィラメントを撚り合せることなく並列して配置したコアと、コアの周囲に撚り合わされた2~4本、特に好適には3本のシースフィラメントと、からなるゴム物品補強用スチールコードである。本発明のスチールコードにおいては、コアフィラメントの径をd1、シースフィラメントの径をd2としたとき、d1>d2である。
 図1(a)~(c)は、スチールコードの短径の比較図であり、(a)はd1=d2の場合、(b)および(c)はd1>d2の場合を表す。図示するように、M+N構造(図示例においては2+3構造)のスチールコード10の短径はシースフィラメント2の径に支配されている。したがって、シースフィラメント2の径d2をコアフィラメント1の径d1よりも小さくすることにより、スチールコード10の短径を小さくすることができる。したがって、本発明のスチールコード10を、例えば、タイヤを構成するベルトの第1ベルト層および第2ベルト層の補強材に適用すれば、第1ベルト層のスチールコードと第2ベルト層のスチールコードとの距離を保ちつつ、ベルト層の厚みを薄くすることができる。これにより、BESに対する耐性である、いわゆる耐BES性を低下させることなく、ベルトの軽量化が可能となる。同時に、スチールの使用量を減らすことができるため、さらにタイヤの軽量化を図ることができる。
 また、本発明のスチールコードは、コアフィラメント1およびシースフィラメント2が、それぞれ残留トーションを有し、かつ、コアフィラメント1の抗張力をTc、シースフィラメント2の抗張力をTsとしたとき、下記式、
 Ts-Tc≦200N/mm
好適には、
 Ts-Tc≦100N/mm
で表される関係を満足する。バンチャー型撚り線機で製造した2+N構造のスチールコード10は、d1>d2の場合、コアフィラメント1はプラスのトーションを、シースフィラメント2はマイナスのトーションを、それぞれ有している。したがって、このようなスチールコードをゴムで被覆したトリートを裁断すると、コアフィラメント1のトーションが開放され、シースフィラメントのマイナストーションにより、トリートにカールが生じてしまう。
 しかしながら、コアフィラメント1とシースフィラメント2抗張力の差を小さくすることで、具体的には、Ts-Tcを200N/mm未満とすることで、コアフィラメント1とシースフィラメント2の捩じりによる降伏点が近くなり、コアフィラメント1とシースフィラメント2のトーション差を小さくすることができる。その結果、トリート裁断時のトリートの浮き上がりを防止することができる。また、スチールコードのカット時のスチールコード端末のバラケも防止することができる。また、TsとTcの強度差が大きすぎると生産ラインの調整が困難なため、好適にはTs-Tcを-1000N/mm以上とする。
 本発明のスチールコードにおいては、コアフィラメント1の径d1は0.16~0.32mmであり、かつ、シースフィラメント2の径d2は0.12~0.29mmであることが好ましい。フィラメント径が上記範囲を超えると、本発明のスチールコードをベルトの補強材として用いたとしても、十分な軽量効果が得られない場合がある。一方、フィラメント径が上記範囲未満であると、ベルト強度不足の懸念がある。
 本発明のスチールコード10は、d1>d2であり、コアフィラメント1とシースフィラメント2が、それぞれ残留トーションを有し、かつ、Ts-Tc≦200N/mmで表される関係を満足することのみが重要であり、それ以外に特に制限はない。例えば、シースフィラメントの撚り方向、撚りピッチ等の条件については、特に制約されるものではなく、常法に従い適宜構成することが可能である。
 本発明のスチールコードは、空気入りラジアルタイヤの補強材に好適に用いることができる。図2に、空気入りラジアルタイヤの一好適例の片側断面図を示す。図示するタイヤは、カーカスのクラウン領域に配設されて接地部を形成するトレッド部11と、このトレッド部11の両側部に連続してタイヤ半径方向内方へ延びる一対のサイドウォール部12と、各サイドウォール部12の内周側に連続するビード部13とを備えている。
 トレッド部11、サイドウォール部12およびビード部13は、一方のビード部13から他方のビード部13にわたってトロイド状に延びる一枚のカーカス層からなるカーカス14により補強されている。また、トレッド部11は、カーカス14のクラウン領域のタイヤ径方向外側に配設した少なくとも2層、図示する例では2層の第1ベルト層15aと第2ベルト層15bとからなるベルトにより補強されている。ここで、カーカス14のカーカス層は複数枚としてもよく、タイヤ周方向に対してほぼ直交する方向、例えば、70~90°の角度で延びる有機繊維コードを好適に用いることができる。
 図示例においては、第1ベルト層15a、第2ベルト層15bがともに、上記本発明のスチールコードが、長径がタイヤ幅方向となるようにタイヤ幅方向に並置してコーティングゴム中に埋設されてなる。本発明のスチールコード10を用いたトリートには、カールが生じず、また、コード自体の性状が安定しているため、タイヤ製造時の作業性に優れている。また、本発明のスチールコードを用いることにより、第1ベルト層15aのスチールコードと第2ベルト層15bのスチールコードの距離を保ちつつ、ベルト層の厚みを薄くすることができる。これにより、BESに対する耐性である、いわゆる耐BES性を低下させることなく、ベルトの軽量化が可能となる。また、スチールの使用量を減らすことができるため、さらにタイヤの軽量化を図ることができる。
 図示する空気入りラジアルタイヤは、ベルトの構造が上記要件を満足するものであれば、それ以外の具体的なタイヤ構造については、特に制限されるものではない。また、図示する空気入りラジアルタイヤは、乗用車用タイヤに好適に用いることができる。なお、タイヤに充填する気体としては、通常のあるいは酸素分圧を調整した空気の他、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを用いることができる。
 以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
<実施例1~10および比較例>
 表1に示す抗張力を有する線径0.225mmのコアフィラメント、および線径0.180mmのシースフィラメントを用いて、2+3構造のスチールコードをバンチャー型撚線機にて製造した。得られたスチールコードを複数本並行に引き揃えて、上下から未加硫ゴムを被覆してトリートを作製し、以下の手順で、トリートカール性を評価した。トリートの厚みは1.20mmとし、スチールコードの打ち込み数は38本/50mmとした。得られたトリートを裁断し、トリートが浮き上がった量(mm)を測定した。得られた結果を、表1を併記する。また、図3に、Ts-Tc(N/mm)とトリートの浮き上がり量(mm)との関係を示す。ここで、浮き上がり量は、トリートを水平面に置いた状態で、水平面から浮き上がりの最高点までの垂直距離をいう。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1および図3より、本発明のゴム物品補強用スチールコードは、ゴム被覆後のトリートの性状も安定であることが確かめられた。
  1 コアフィラメント
  2 シースフィラメント
  10 スチールコード
  11 トレッド部
  12 サイドウォール部
  13 ビード部
  14 カーカス
  15a 第1ベルト層
  15b 第2ベルト層 

Claims (2)

  1.  2本のコアフィラメントからなるコアと、該コアの周囲に撚り合わされたN(2≦N≦4)本のシースフィラメントと、からなるゴム物品補強用スチールコードにおいて、
     前記コアフィラメントの径をd1、前記シースフィラメントの径をd2としたとき、d1>d2であり、
     前記コアフィラメントおよび前記シースフィラメントが、それぞれ残留トーションを有し、かつ、前記コアフィラメントの抗張力をTc、前記シースフィラメントの抗張力をTsとしたとき、下記式、
     Ts-Tc≦200N/mm
    で表される関係を満足することを特徴とするゴム物品補強用スチールコード。
  2.  2本のコアフィラメントからなるコアと、該コアの周囲に撚り合わされた3本のシースフィラメントと、からなる請求項1記載のゴム物品補強用スチールコード。 
PCT/JP2015/055575 2014-04-03 2015-02-26 ゴム物品補強用スチールコード WO2015151666A1 (ja)

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