WO2016002431A1 - スチールコードおよびコンベヤベルト - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a steel cord and a conveyor belt that are used while being embedded in a rubber product. More specifically, the present invention relates to a steel cord that can reduce hysteresis loss that occurs during use of a rubber product caused by the embedded steel cord and The steel cord relates to a conveyor belt embedded as a core.
  • 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 a core strand is used (for example, see Patent Document 1).
  • a reinforcing layer formed by arranging a large number of steel cords is embedded in an unvulcanized rubber member to form a molded body, and then this molded body is predetermined in a vulcanization process.
  • the unvulcanized rubber is vulcanized by applying a predetermined pressure while heating at a temperature. Thereby, the rubber product in which the steel cord reinforcing layer is embedded is completed.
  • the inventors of the present application have created the present invention that can reduce hysteresis loss that occurs during use of rubber products due to steel cords embedded by conducting various studies based on the above-described knowledge. .
  • An object of the present invention is to provide a steel cord that can reduce hysteresis loss caused during use of a rubber product due to an embedded steel cord and a conveyor belt in which the steel cord is embedded as a core. .
  • a steel cord of the present invention has a strand structure in which a plurality of side strands are twisted on the outer peripheral surface of a core strand, and is used in a rubber reinforcing steel cord embedded in a rubber product. A lubricant is filled between the strands constituting the core strand.
  • a large number of the above-described steel cords are arranged side by side as cores, and the unvulcanized upper cover rubber and lower cover rubber disposed with the cores sandwiched between the upper and lower sides are vulcanized. It is characterized by being manufactured.
  • the lubricant is filled between the strands constituting the core strand, the strands constituting the core strand are not used when the rubber product in which the steel cord is embedded is used. Slides very smoothly. Therefore, it is possible to reduce the hysteresis loss of the rubber product due to the slip resistance between the strands. Since the core strand is disposed at the center of the steel cord, it can be avoided that the lubricant adversely affects the adhesion between the rubber of the rubber product in which the steel cord is embedded and the steel cord.
  • the conveyor belt of the present invention since a large number of the above-described steel cords are arranged side by side as a core body, hysteresis loss during operation of the conveyor belt is reduced, and power required for operation can be suppressed. . That is, since the conveyor belt can be operated with less electric power than in the past, it greatly contributes to the reduction of energy consumption.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a steel cord of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating the steel cord of FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating another embodiment of the steel cord of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating still another embodiment of the steel cord of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the conveyor belt of the present invention.
  • FIG. 6 is a plan view of the conveyor belt of FIG.
  • the steel cord 1 of the present invention illustrated in FIGS. 1 and 2 is a steel cord 1 for rubber reinforcement used by being embedded in a rubber product.
  • the steel cord 1 has a strand structure in which a plurality of side strands 3 are twisted around the outer peripheral surface of the core strand 2, and is a so-called 7 ⁇ 7 structure.
  • the steel cord 1 is formed by twisting six side strands 3 on the outer periphery of one core strand 2.
  • the core strand 2 is formed by twisting six strands 2a around one central strand 2a.
  • the side strand 3 is formed by twisting six strands 3a around one central strand 3a.
  • the strands 2a and 3a are steel wires.
  • the twist direction of the strand 2a constituting the core strand 2 is:
  • the twist direction is the same.
  • the outer diameter of each of the strands 2a and 3a is about 0.2 mm to 1.0 mm.
  • the lubricant 8 is filled between the strands 2 a constituting the core strand 2.
  • the lubricant 8 is not filled to the surface of the strand 2a but is filled so as to fill the space between the strands 2a.
  • the lubricant 8 is filled, when the rubber cord in which the steel cord 1 is embedded is used, for example, when the steel cord 1 is bent, the strands 2a slide very smoothly. Therefore, the hysteresis loss of the rubber product due to the slip resistance between the strands 2a can be reduced. Moreover, since the core strand 2 is arrange
  • an aroma oil can be used as the lubricant 8. It is preferable to use the same type of oil as the oil blended in the rubber of the rubber product in which the steel cord 1 is embedded. When such oil is used as the lubricant 8, it is difficult to adversely affect the adhesion between the steel cord 1 and the rubber of the rubber product.
  • the kinematic viscosity at 100 ° C. of the lubricant 8 is calculated from the measurement by the kinematic viscosity test method specified in JIS K2283: 2000, and is preferably, for example, 54.0 mm 2 / s to 64.0 mm 2 / s.
  • the lubricant 8 is easily dissipated, and when it exceeds 64.0 mm 2 / s, it is disadvantageous to sufficiently reduce the sliding resistance between the strands 2a.
  • An appropriate filling amount (immersion amount) of the lubricant 8 with respect to the steel cord 1 is, for example, 1 g / cm 3 or more.
  • the upper limit of the filling amount is, for example, 2 g / cm 3 .
  • the specification can be such that the outer periphery of the core strand 2 is covered with the adhesive layer 9.
  • the adhesive layer 9 an unvulcanized adhesive rubber sheet can be used.
  • the adhesive layer 9 prevents the filled lubricant 8 from being dissipated. Therefore, it is advantageous to ensure the effect of the lubricant 8 over a long period of time. It is also advantageous to prevent the lubricant 8 from adversely affecting the adhesion between the steel cord 1 and the rubber of the rubber product.
  • the lubricant 8 is filled only between the strands 2 a constituting the core strand 2, and at least one side strand 3 among the plurality of side strands 3 is configured. It can also be set as the specification with which the lubricant 8 is filled between the strands 3a to perform. Thereby, since the hysteresis loss of the rubber product resulting from the sliding resistance between the strands 3a can be reduced, the hysteresis loss can be further reduced. As in the embodiment of the steel cord 1 illustrated in FIG. 4, the specification may be such that the lubricant 8 is filled between the strands 3 a constituting all the side strands 3.
  • the outer periphery of the strands 2 and 3 filled with the lubricant 8 between the strands 2 a and 3 a is covered with the adhesive layer 9, but the adhesive layer 9 is omitted. It can also be a specification. However, it is preferable to provide the adhesive layer 9 to prevent the filled lubricant 8 from being dissipated.
  • the steel cord 1 of the present invention is not limited to a 7 ⁇ 7 structure, but may be a strand structure.
  • a 7 ⁇ 19 structure, a 19 + 7 ⁇ 7 structure, a 7 ⁇ W (19) structure, or the like may be employed.
  • the twist direction of the strand 2a, the twist direction of the strand 3a, and the twist direction of the side strand 3 are not limited to the same direction, but can be different directions, and each can be set to any twist direction. .
  • the slip resistance between the strands 2a (3a) is reduced, so the molding rate of these strands 2a and 3b is It is preferably 85% or more.
  • the molding rate is calculated by a ratio obtained by dividing the size (wave height) of the spiral molding of the strand by the diameter of the strand.
  • a large number of steel cords 1 of the present invention are embedded as cores 4 in a side-by-side state.
  • a large number of steel cords 1 are embedded between the upper cover rubber 5 and the lower cover rubber 6 in a state of being aligned in the longitudinal direction of the conveyor belt 7. That is, between the upper cover rubber 5 and the lower cover rubber 6, a large number of steel cords 1 serving as the core body 4 are arranged at predetermined intervals in the belt width direction.
  • an adhesive rubber is interposed between the layers of the core body 4 formed by aligning the steel cords 1, the upper cover rubber 5 and the lower cover rubber 6, and between the core bodies 4. Is done.
  • the core body 4 is sandwiched between the upper cover rubber 5 and the lower cover rubber 6 in an unvulcanized state and vulcanized, whereby the conveyor belt 7 is manufactured.
  • Examples of rubber products in which the steel cord 1 of the present invention is embedded are not limited to the conveyor belt 7, and examples include various rubber products in which the steel cord 1 is embedded as a reinforcing material, such as tires, rubber hoses, marine hoses, and fenders. it can.
  • the filling amount (immersion amount) of each lubricant was 1 g / cm 3 or more and 2 g / cm 3 or less with respect to the steel cord 1. Thereafter, a sample of each steel cord was taken out from the vulcanized rubber, and a hysteresis loss was measured when a predetermined bending test was performed using a sample of a certain length. The measurement results are shown in Table 1. In Table 1, the twist direction of the strands constituting the strands, the twist direction of the strands constituting the side strands, and the twist direction of the side strands twisted on the outer peripheral surface of the core strand are the same twist direction. Although the measurement result of the steel cord of the specification is shown, the measurement result was substantially the same for various specifications in which the twist directions were arbitrarily changed.

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Abstract

　埋設されているスチールコードに起因するゴム製品の使用時に生じるヒステリシスロスを低減させることができるスチールコードおよびこのスチールコードが心体として埋設されたコンベヤベルトを提供する。ゴム製品に埋設されるゴム補強用のスチールコード１を、芯ストランド２の外周面に複数本の側ストランド３を撚り合わせたストランド構造とし、この芯ストランド２を構成する素線２ａの間に潤滑剤８が充填された状態にする。

Description

スチールコードおよびコンベヤベルト
　本発明は、ゴム製品に埋設されて使用される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、埋設されているスチールコードに起因するゴム製品の使用時に生じるヒステリシスロスを低減させることができるスチールコードおよびこのスチールコードが心体として埋設され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ている（例えば、特許文献１参照）。ゴム製品を製造する際には、多数本のスチールコードが配列されて形成された補強層を未加硫ゴム部材に埋設して成形体を形成し、次いで、この成形体を加硫工程において所定温度で加熱しつつ所定圧力で加圧して未加硫ゴムを加硫する。これにより、スチールコード補強層が埋設されたゴム製品が完成する。
　ゴム製品の使用時には、埋設されたスチールコードには引張力や圧縮力が作用する。本願発明者らは、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の場合、スチールコードを構成する素線（スチールワイヤ）どうしの間で生じる滑りが、ゴム製品の使用時に生じるヒステリシスロスに影響することを見出した。
　例えば、ゴム製品がコンベヤベルトの場合、使用時のヒステリシスロスが大きいとコンベヤベルトの稼働に要する電力が増大するという問題がある。そこで、本願発明者らは、上述の知見に基づいて種々の検討を行なうことにより、埋設されているスチールコードに起因するゴム製品の使用時に生じるヒステリシスロスを低減させることができる本発明を創作した。
日本国特開２０１２－３６５３９号公報
　本発明の目的は、埋設されているスチールコードに起因するゴム製品の使用時に生じるヒステリシスロスを低減させることができるスチールコードおよびこのスチールコードが心体として埋設され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スチールコードは、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を有し、ゴム製品に埋設されて使用されるゴム補強用のスチールコードにおいて、前記芯ストランドを構成する素線の間に潤滑剤が充填されていることを特徴とする。
　本発明のコンベヤベルトは、上記のスチールコードが、多数本横並び状態で心体として埋設され、この心体を上下に挟んで配置された未加硫の上カバーゴムおよび下カバーゴムが加硫されて製造されたことを特徴とする。
　本発明のスチールコードによれば、芯ストランドを構成する素線の間に潤滑剤が充填されているので、このスチールコードが埋設されたゴム製品の使用時に、芯ストランドを構成する素線どうしが非常に滑らかに摺動する。そのため、素線どうしの滑り抵抗に起因するゴム製品のヒステリシスロスを低減させることができる。芯ストランドは、スチールコードの中央部に配置されているので、スチールコードが埋設されるゴム製品のゴムとこのスチールコードとの接着性に潤滑剤が悪影響を及ぼすことを回避できる。
　本発明のコンベヤベルトによれば、上記のスチールコードが多数本横並び状態で心体として埋設されているので、コンベヤベルト稼動時のヒステリシスロスが低減して、稼動に要する電力を抑制することができる。即ち、従来に比して少ない電力でコンベヤベルトを稼動させることができるので、消費エネルギーの削減に大きく寄与する。
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例示する斜視図である。 図３は本発明のスチールコードの別の実施形態を例示する横断面図である。 図４は本発明のスチールコードのさらに別の実施形態を例示する横断面図である。 図５は本発明のコンベヤベルトの横断面図である。 図６は図５のコンベヤベルトの平面図である。
　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、図２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のスチールコード１である。この実施形態では、スチールコード１は、芯ストランド２の外周面に複数本の側ストランド３を撚り合わせたストランド構造であり、いわゆる７×７構造である。このスチールコード１は、１本の芯ストランド２の外周に６本の側ストランド３が撚り合わされて形成されている。芯ストランド２は、中心の１本の素線２ａのまわりに６本の素線２ａを撚り合わせて形成されている。側ストランド３は、中心の１本の素線３ａのまわりに６本の素線３ａを撚り合わせて形成されている。素線２ａ、３ａはスチールワイヤである。
　この実施形態では、芯ストランド２を構成する素線２ａの撚り方向と、側ストランド３を構成する素線３ａの撚り方向と、芯ストランド２の外周面に撚り合わせる側ストランド３の撚り方向とは同じ撚り方向になっている。それぞれの素線２ａ、３ａの外径は０．２ｍｍ～１．０ｍｍ程度である。
　本発明では、芯ストランド２を構成する素線２ａの間には潤滑剤８が充填されている。潤滑剤８は、素線２ａの表面に塗布されている程度ではなく、素線２ａの間を満たすように充填されている。
　潤滑剤８が充填されていることにより、このスチールコード１が埋設されたゴム製品の使用時に、例えば、スチールコード１が屈曲した際には、素線２ａどうしが非常に滑らかに摺動する。そのため、素線２ａどうしの滑り抵抗に起因するゴム製品のヒステリシスロスを低減させることができる。また、芯ストランド２は、スチールコード１の中央部に配置されているので、スチールコード１が埋設されるゴム製品のゴムと潤滑剤８とはほとんど接触しない。そのため、ゴム製品において、スチールコード１とゴムとの接着性に潤滑剤８が悪影響を及ぼすことを回避できる。
　潤滑剤８としては、例えばアロマ系オイルを用いることができる。このスチールコード１が埋設されるゴム製品のゴムに配合されているオイルと同種類のオイルを用いるとよい。このようなオイルを潤滑剤８として用いると、スチールコード１とゴム製品のゴムとの接着性に悪影響が生じ難くなる。
　潤滑剤８の１００℃時の動粘度はＪＩＳ　Ｋ２２８３：２０００に規定の動粘度試験方法による測定から算出し、例えば５４．０ｍｍ2／ｓ以上６４．０ｍｍ2／ｓ以下が好ましい。この動粘度が５４．０ｍｍ2／ｓ未満では潤滑剤８が散逸し易くなり、６４．０ｍｍ2／ｓ超では素線２ａどうしの滑り抵抗を十分に小さくさせるには不利になる。
　スチールコード１に対する潤滑剤８の適度な充填量（浸漬量）は、例えば１ｇ／ｃｍ3以上である。充填量の上限は例えば２ｇ／ｃｍ3である。
　図３に例示するスチールコード１の実施形態のように、芯ストランド２の外周に接着層９を被覆した仕様にすることもできる。接着層９としては、未加硫の接着用ゴムシートを用いることができる。この仕様によれば、充填されている潤滑剤８が散逸することが接着層９によって抑制される。そのため、潤滑剤８による効果を長期にわたって確保するには有利である。また、スチールコード１とゴム製品のゴムとの接着性に潤滑剤８が悪影響を及ぼすことを防止するにも有利である。
　上述のスチールコード１では、芯ストランド２を構成する素線２ａの間のみに潤滑剤８が充填されているが、さらに、複数本の側ストランド３のうち、少なくとも１本の側ストランド３を構成する素線３ａの間に潤滑剤８が充填されている仕様にすることもできる。これにより、素線３ａどうしの滑り抵抗に起因するゴム製品のヒステリシスロスを低減させることができるので、一段とヒステリシスロスを低減させることができる。図４に例示するスチールコード１の実施形態のように、すべての側ストランド３を構成する素線３ａの間に潤滑剤８が充填されている仕様にすることもできる。
　図３、図４に例示した実施形態では、素線２ａ、３ａの間に潤滑剤８が充填されたストランド２、３の外周が接着層９により被覆されているが、接着層９を省略した仕様にすることもできる。ただし、充填されている潤滑剤８が散逸することを防止するには接着層９を設けることが好ましい。
　本発明のスチールコード１は７×７構造に限らずストランド構造であればよい。その他に、７×１９構造、１９＋７×７構造、７×Ｗ（１９）構造等を採用することもできる。また、素線２ａの撚り方向、素線３ａの撚り方向および側ストランド３の撚り方向はすべて同じ方向に限らず、異なる方向にすることもでき、それぞれを任意の撚り方向に設定することができる。
　芯ストランド２を構成する素線２ａおよび側ストランド３を構成する素線３ａが型付けされていると素線２ａ（３ａ）どうしの滑り抵抗が低減するので、これら素線２ａ、３ｂの型付け率は８５％以上であることが好ましい。尚、型付け率とは、素線の螺旋状型付けの大きさ（波高さ）をストランドの直径で割った比率により算出される。
　図５、図６に例示する本発明のコンベヤベルト７は、本発明のスチールコード１が、多数本横並び状態で心体４として埋設されている。多数本のスチールコード１は、コンベヤベルト７の長手方向に引き揃えられた状態で、上カバーゴム５と下カバーゴム６の間に埋設されている。即ち、上カバーゴム５と下カバーゴム６の間に、心体４となる多数本のスチールコード１がベルト幅方向に所定間隔で配置されて挟まれている。一般的には、スチールコード１を引き揃えて形成された心体４の層と、上カバーゴム５および下カバーゴム６との層間、心体４どうしの間には、接着用ゴムが介設される。この心体４が未加硫状態の上カバーゴム５および下カバーゴム６によって上下に挟まれて加硫されることによりコンベヤベルト７が製造されている。
　本発明のコンベヤベルト７がプーリ間に張設されて稼動する際には、心体４には引張力と圧縮力が繰り返し作用する。このコンベヤベルト７では、心体４を構成する素線２ａ（３ａ）どうしのすき間に潤滑剤８が充填されているので、コンベヤベルト７の稼動時には素線２ａ（３ａ）どうしが非常に滑らかに抵抗なく摺動する。そのため、コンベヤベルト７の稼動時の心体４に起因するヒステリシスロスが低減する。
　このコンベヤベルト７によれば、ヒステリシスロスが低減するのでコンベヤベルト７の稼動に要する電力が抑制され、従来に比して少ない電力でコンベヤベルト７を稼動させることができる。それ故、消費エネルギーの削減に大きく寄与することになる。
　本発明のスチールコード１が埋設されるゴム製品としては、コンベヤベルト７に限らず、タイヤ、ゴムホース、マリンホース、防舷材など、スチールコード１が補強材として埋設される種々のゴム製品を例示できる。
　７×７構造のスチールコード（コード径４ｍｍ）について、芯ストランドを構成する素線の間に動粘度が異なる３種類の潤滑剤を充填したサンプル（コード実施例１～３）と潤滑剤を充填しないサンプル（コード従来例）をそれぞれ、未加硫ゴムに埋設してゴムを加硫した。コード実施例１、２、３に充填した潤滑剤にはアロマ系オイルを用い、それぞれの動粘度は４０℃で８ｍｍ2／ｓ、４０℃で５５ｍｍ2／ｓ、１００℃で５５ｍｍ2／ｓであった。また、それぞれの潤滑剤の充填量（浸漬量）は、スチールコード１に対して１ｇ／ｃｍ3以上２ｇ／ｃｍ3以下であった。その後、加硫したゴムからそれぞれのスチールコードのサンプルを取り出して、一定長さのサンプルを用いて所定の曲げ試験を行った際のヒステリシスロスを測定した。この測定結果を表１に示す。尚、表１には、ストランドを構成する素線の撚り方向と、側ストランドを構成する素線の撚り方向と、芯ストランドの外周面に撚り合わせる側ストランドの撚り方向とを同じ撚り方向にした仕様のスチールコードの測定結果を示しているが、これらの撚り方向を任意に異ならせた種々の仕様についても実質的に同様の測定結果であった。
 [ヒステリシスロス] 
　コード従来例のヒステリシスロスを基準の１００として指数評価した。数値が小さい程、ヒステリシスロスが小さいことを示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１の結果から、コード実施例１～３はコード従来例に比してヒステリシスロスが低減していることが分かる。
１　スチールコード
２　芯ストランド
２ａ　素線
３　側ストランド
３ａ　素線
４　心体
５　上カバーゴム
６　下カバーゴム
７　コンベヤベルト（ゴム製品）
８　潤滑剤
９　接着層

Claims (6)

  1. 　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を有し、ゴム製品に埋設されて使用されるゴム補強用のスチールコードにおいて、
    　前記芯ストランドを構成する素線の間に潤滑剤が充填されていることを特徴とするスチールコード。
  2. 　前記複数本の側ストランドのうち、少なくとも１本の側ストランドを構成する素線の間に潤滑剤が充填されている請求項１に記載のスチールコード。
  3. 　前記潤滑剤が素線の間に充填されているストランドの外周が接着層により被覆されている請求項１または２に記載のスチールコード。
  4. 　前記芯ストランドおよび前記側ストランドを構成する素線の型付け率が８５％以上である請求項１～３のいずれかに記載のスチールコード。
  5. 　前記潤滑剤の１００℃時の動粘度が５４．０ｍｍ2／ｓ以上６４．０ｍｍ2／ｓ以下である請求項１～４のいずれかに記載のスチールコード。
  6. 　請求項１～５のいずれかに記載のスチールコードが、多数本横並び状態で心体として埋設され、この心体を上下に挟んで配置された未加硫の上カバーゴムおよび下カバーゴムが加硫されて製造されたことを特徴とするコンベヤベルト。
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