JP5219275B2

JP5219275B2 - スチールコード

Info

Publication number: JP5219275B2
Application number: JP2008531928A
Authority: JP
Inventors: 征正福田
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2006-08-31
Filing date: 2006-08-31
Publication date: 2013-06-26
Anticipated expiration: 2026-08-31
Also published as: EP2060673A4; CN101506433A; US7870715B2; EP2060673A1; WO2008026272A1; EP2060673B1; US20100005774A1; ES2379642T3; JPWO2008026272A1

Description

本発明は、無撚り状態で並列に引き揃えられたスチールからなる複数本のコアフィラメントの周囲に、スチールからなるシースフィラメントが１層偏在した状態で撚り合わされたスチールコードに関する。

空気入りタイヤ等のゴム物品を補強するスチールコードの撚り方には種々のものがあるが、所謂ゴムペネ性（ゴム被覆する際の、フィラメント間へのゴムの入り込み易さ）を確保する方法としては、フィラメントの型付けを大きくしてフィラメント間に隙間を確保する方法や、コアフィラメントの周囲に配置されるシースフィラメントについて、該周囲に配置できる最大本数から数本間引くことにより隙間を確保する方法等が一般的である。

具体的には例えば、特許文献１に、複数本の芯素線を同一平面上に引き揃えて並べたコアフィラメントの周囲に、複数本の側素線を巻き付け、断面を扁平状としたスチールコードであって、コード幅方向両端部における芯素線と側素線との間に夫々隙間を設けたスチールコードが開示されている。
特開２００２−１８０３８７号公報

しかしながら、コアフィラメントの周囲において、シースフィラメントが、均等な間隔ではなく一部に偏った形態に撚り合わされたスチールコードでは、無撚りで平行に引き揃えられたコアフィラメントがシースフィラメントの撚り合わせ張力に引きずられるため、多かれ少なかれうねり形状を呈し、そのため曲げの内側（圧縮側）でコアフィラメントとシースフィラメントとが接することになる。

特に、一方向に並列に引き揃えられたコアフィラメントに対して、シースフィラメントが該一方向と略直角方向から覆い被さるような断面配置となる撚り部分では、ゴム被覆がされていても、加硫時の張力と周囲ゴムからの圧力によりフィラメントが相互に接触して隙間が塞がれることで、コード内部にゴムが入っていない（ゴムペネしていない）閉空間が形成されるという問題があった。

そこで本発明の目的は、上記問題を解消して、無撚り状態で並列に引き揃えられたスチールからなる複数本のコアフィラメントの周囲に、スチールからなるシースフィラメントを１層偏在させながら撚り合わせるようにしたスチールコードに関して、加硫時にフィラメント間の隙間が確保されるようにしてゴムペネ性を高める（コアフィラメントに十分にゴムが付着するようにする）ことにある。

無撚り状態で並列に引き揃えられたスチールからなる複数本のコアフィラメントの周囲に、スチールからなるシースフィラメントを１層偏在させながら撚り合わせたスチールコードにおいて、一方向に並列に引き揃えられたコアフィラメントに対して、シースフィラメントが該一方向と略直角方向から覆い被さるような断面配置となる撚り部分で良好なゴムペネ性を確保するためには、この部分におけるシースフィラメント間に隙間が確保される必要がある。そのためには、配列方向の両端に位置するシースフィラメントが、スチールコードの最大幅方向に、ある程度の余裕をもって配置されていなければならない（コアフィラメントとは接触していてもよい）。以下、本明細書では、特に図２に示されるような断面配置におけるコード断面の長径φを、「断面長径」と記す。

本発明のスチールコードは、型付けを行わずに無撚り状態で並列に引き揃えられた直径がｄ_ｃである２本のコアフィラメントの周囲に、直径がｄ_ｓである４本のシースフィラメントを前記周囲の一部に偏在させながら１層撚り合わせてなるスチールコードであって、
断面長径φが下記式（１）、

を満たすことを特徴とする。

上記式（１）の右辺は、各フィラメントが密に接するように配置した場合の断面長径を表している。この右辺を、「最小断面長径」と称する。

本発明のスチールコードにおいては、断面長径φが上記式（１）の右辺の最小断面長径より大きいので、スチールコードにゴムを被覆して加硫する際に、スチールコードに対し張力および周囲のゴムからの圧力が作用しても、シースフィラメント間に隙間が確保され、この隙間を通ってゴムが入り込むので、コアフィラメントに十分にゴムが付着する。したがって、本発明のスチールコードにおいては、良好なゴムペネ性を確保することができる。

なお、断面長径φの上限は、コアフィラメント２本とシースフィラメントの両側２本が一直線状に接して並んだ大きさであり、２ｄ_s＋２ｄ_cとなる。

また、本発明においては、前記断面長径φが、前記式（１）の右辺＋０．０１ｍｍ以上であることが好ましく、シースフィラメントの直径ｄ_sおよびコアフィラメントの直径ｄ_cが、いずれも０．１０乃至０．４０ｍｍの範囲内であることも好ましい。

以上説明したように、本発明のスチールコードによれば、無撚り状態で並列に引き揃えられたスチールからなる複数本のコアフィラメントの周囲に、スチールからなるシースフィラメントを１層偏在させながら撚り合わせるようにしたスチールコードに関して、加硫時にフィラメント間の隙間が確保されるようにしてゴムペネ性を高める（コアフィラメントに十分にゴムが付着するようにする）ことができる、という優れた効果を有する。

スチールコードの平面図および該スチールコード各部の断面図である。スチールコードの断面図である。スチールコードにゴムを被覆し、加硫してなるリボンの断面図である。チューブラー撚線機の模式図である。

符号の説明

１０スチールコード
１２コアフィラメント
１４シースフィラメント

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１及び図２において、本実施の形態に係るスチールコード１０は、無撚り状態で並列に引き揃えられた直径がｄ_c（ｍｍ）である２本のコアフィラメント１２の周囲に、直径がｄ_s（ｍｍ）である４本のシースフィラメント１４を、周囲の一部に偏在させながら１層撚り合わせてなり、断面長径φが下記式（１）、

を満足するものである。

前述したように、上記式（１）の右辺は、各フィラメントが密に接するように配置した場合におけるコードの最小断面長径を表しているので、断面長径φをかかる最小断面長径よりも大きく設定することにより、シースフィラメント１４間に隙間Ａを形成することができる。より確実なゴムぺネ性を得るためには、断面長径φは、上記最小断面長径よりも０．０１ｍｍ以上大きいことが好ましい。

なお、前述したように、断面長径φの上限は、２本のコアフィラメント１２とシースフィラメント１４の両側２本が一直線状に接して並んだ大きさであり、２ｄ_s＋２ｄ_cとなる。

本発明のスチールコード１０をタイヤ製品の補強用として使用する場合、コアフィラメント１２およびシースフィラメント１４の直径は、好適には０．１０乃至０．４０ｍｍである。フィラメント径が細すぎるとコスト的に不利であり、一方、太すぎると加工硬化が不足して重量当りの強度が低くなるだけでなく、曲げ剛性が高過ぎてしなやかさに欠け、屈曲歪みに対する耐疲労性に劣るからである。

また、コアフィラメント１２およびシースフィラメント１４の直径が同一であると、コスト的に有利である。この場合、互いに平行な２本のコアフィラメント１２の周囲には１層で最大８本のシースフィラメント１４を撚り合わせることが可能であり、４本を間引くことによってゴムペネ性が向上し、加硫時にコアフィラメント１２に対してゴム１６（図３）が十分に付着するようになる。

（作用）
図３に示されるように、スチールコード１０では、シースフィラメント１４間に隙間Ａが確保され、しかも加硫時にスチールコード１０に対し張力や周囲のゴム１６からの圧力ｐが加わっても、隙間Ａがなくなることはないので、ゴム１６は隙間Ａを通ってスチールコード１０内に入り込み、コアフィラメント１２に付着する。

このように、本発明のスチールコード１０は、シースフィラメント１４がコアフィラメント１２の周囲に偏在しながら撚り合わされている構成でありながら、ゴムペネ性が良好であり、かかるスチールコード１０を使用することで、十分にゴムが行き渡ったリボン３６等のゴム部品を製造することが可能となる。

本発明のスチールコード１０をゴムに埋設してなるリボン３６は、例えば、タイヤのベルト補強層等（図示せず）に利用でき、かかるリボン３６をベルト補強層に使用することで、トレッド（図示せず）がカットされた場合でも、ベルト補強層内、特にスチールコード内部に水分が侵入し難く、耐腐食性が改善される効果が得られる。

（スチールコードの製造方法および装置）
本発明のスチールコード１０は、例えば、図４に示されるようなチューブラー撚線機２０により製造することができる。チューブラー撚線機２０は、複数のコア用ボビン２２から繰り出されるコアフィラメント１２と、回転バレル２４内の複数のシース用ボビン２６から繰り出されプレフォーマ２８により型付けされるシースフィラメント１４とを集合部３０で集合させて撚り合わせることができるように構成され、撚り合わされたスチールコード１０は、形状矯正ロール３２を通ってから、例えばリール３４に巻き取られるようになっている。また、チューブラー撚線機２０では、コア用ボビン２２から繰り出されるコアフィラメント１２に対して、適宜張力を与えることができるようになっている。

チューブラー撚線機２０では、回転バレル２４内から夫々繰り出されるシースフィラメント１４に対してプレフォーマ２８により型付けを行って集合部３０に送ると共に、回転バレル２４外のコア用ボビン２２から繰り出されるコアフィラメント１２に対しては型付けを行わずに無撚り状態で並列に引き揃えて集合部３０の中心に送る。

回転バレル２４は回転しているので、集合部３０においてコアフィラメント１２の周囲にシースフィラメント１４が撚り合わされ、スチールコード１０となる。撚り合わされたスチールコード１０は、形状矯正ロール３２によって形状が整えられ、リール３４に巻き取られる。

スチールコード１０の断面長径φの調整は、撚合せ前のコアフィラメント１２に与える張力の調整と、形状矯正ロール３２における上下ロールの噛合せ量の調整によるスチールコード１０の屈曲程度の調整により行う。

具体的には例えば、コアフィラメント１２に与える張力を小さくし、形状矯正ロール３２におけるスチールコード１０の屈曲を大きくすると、一方向に引き揃えられたコアフィラメント１２に対して、シースフィラメント１４が該一方向と略直角方向から覆い被さるような断面配置となる撚り部分において、スチールコード１０が丸みを帯びる（断面長径φが小さくなる）傾向となる。

ここで、一方向とは、コアフィラメント１２の配列方向であり、例えば、図２においては、左右（水平）方向がその一方向に該当する。なお、コアフィラメント１２の配列方向はこれに限られるものではない。

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
タイヤサイズ１８５／７０Ｒ１４、２層のベルト補強層が配置される試作タイヤ（１本）のベルト層（タイヤ径方向最内側に位置する第１ベルト層）の周上に、表１に示す各実施例および各比較例に係るスチールコードを同時に埋設し、加硫後にタイヤからスチールコードを取り出して、シースフィラメントを除去したコアフィラメントの表面ゴム付き状態を観察することで、ゴムペネ性を評価した。なお、比較例１および比較例２では、断面長径φの測定値が最小断面長径（計算値）よりも小さく設定されている。

ゴムペネ率の評価は、一方向に並列に引き揃えられたコアフィラメントに対して、シースフィラメントが該一方向と略直角方向から覆い被さるような断面配置の撚り部分のみを問題とし、該当する１０箇所の断面をチェックし、ゴムペネが実現している断面数の割合（パーセンテージ）で表した。その結果を、下記の表１中に示す。

上記表１の結果からわかるように、比較例１及び比較例２では、断面長径φの測定値が最小断面長径（計算値）よりも小さいため、ゴムペネ率が何れも３０％と低い一方、実施例１〜実施例３では、断面長径φの測定値が最小断面長径（計算値）よりも大きいため、ゴムペネ率が向上していることがわかる。特に、実施例１及び実施例３では、断面長径φの測定値が最小断面長径（計算値）よりも０．０１ｍｍ以上大きく設定されていることから、ゴムペネ率がより高くなっている。

Claims

型付けを行わずに無撚り状態で並列に引き揃えられた直径がｄ_ｃである２本のコアフィラメントの周囲に、直径がｄ_ｓである４本のシースフィラメントを前記周囲の一部に偏在させながら１層撚り合わせてなるスチールコードであって、
断面長径φが下記式（１）、

を満たすことを特徴とするスチールコード。
前記断面長径φが、前記式（１）の右辺＋０．０１ｍｍ以上である請求項１記載のスチールコード。
ｄ_ｓおよびｄ_ｃが０．１０乃至０．４０ｍｍの範囲内である請求項１または２記載のスチールコード。