(57)【要約】  複数本のフィラメントによるストランドの複数本をさらに撚り上げてなるコードにおいて、前記フィラメントの周面を、未加硫ゴムにて被覆することによって、ゴムの浸入性を向上させ、耐腐食性の向上およびより減りを抑制する。
2009011397.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１本または複数本のフィラメントを撚り合せてなるコアの周囲に、複数本のフィラメントを撚り合わせてなる少なくとも１層のシースを配したストランドの複数本をさらに撚り合わせたコードであって、該ストランドの少なくともコアの周面に、未加硫ゴムを被覆してなることを特徴とするコード。
【請求項２】
請求項１において、前記ストランドは、複数本のフィラメントを同一方向かつ同一ピッチにて撚り合わせて成ることを特徴とするコード。
【請求項３】
請求項１または２において、前記コードは、複数本のフィラメントによるコアストランドの周囲に、複数本のフィラメントによるシースストランドの複数本を巻き付けてなることを特徴とするコード。
【請求項４】
請求項３において、前記コアストランドの周面に未加硫ゴムを被覆したことを特徴とするコード。
【請求項５】
請求項３または４において、前記コードは、１本からなるコアストランドの周囲に６本のシースストランドを有することを特徴とするコード。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載のコードの複数本を並置してゴムで被覆して成ることを特徴とするコードおよびゴムの複合体。
【請求項７】
１本または複数本のフィラメントを撚り合せたコアの周囲に、複数本のフィラメントを撚り合せた少なくとも１層のシースからなるストランドの複数本をさらに撚り合わせてコードを作製するに先立ち、該ストランドの少なくともコアの周面に未加硫ゴムを被覆することを特徴とするコードの製造方法。
【請求項８】
請求項７において、コアストランドの周囲に複数本のシースストランドを撚り合わせてコードを製造するに際し、前記コアストランドの周面に未加硫ゴムを被覆することを特徴とするコードの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤや工業用ベルト等のゴム物品の補強に供するコードおよびその製造方法並びに、コードおよびゴム複合体に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤ、中でも建設車両用タイヤの補強に供するコードには、高い強力が必要とされているところから、複数本のフィラメントを撚り合わせたストランドの複数本を更に撚り合わせた、いわゆる複撚り構造を有するコードが使用されている。【０００３】
しかし、複撚り構造を有するコードは、複数本のフィラメントを用いてストランドとし、このストランドの複数本をさらに撚り合わせるため、例えば乗用車用タイヤの補強に供する単撚り構造を有するコードと比べて、フィラメントの使用本数が多く、また撚り構造が複雑であること等から、フィラメントの引張り強さの合計よりコードの引張り強さが減少してしまい、より減りが大きくなってしまう。【０００４】
この撚り減りについて例えば、クレーンに代表される荷役機械に使用されているワイヤーロープの分野では、ストランドを構成するフィラメントの本数が多いことと、ワイヤーロープを構成するストランド同士の噛み合いの作用による圧痕とがあいまって、より減りが大きくなることから、ワイヤーロープの芯内部と側ストランドとの間に、エラストマーまたは熱可塑性樹脂を充填することによって、より減りを抑制させる技術が提案されている（特許文献１および特許文献２参照）。
【特許文献１】特許第2992783号公報
【特許文献２】特開平8-158275号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の技術より、より減りの抑制が可能であるが、特にタイヤの補強に供するコードでは、さらに補強材としてのコードにおける耐腐食性の確保が要求される。すなわち、タイヤは、傷を受けるとその外傷からタイヤ内に水分が浸入し、この水分がコードに達してコードを腐食するが、コードの内部に隙間があると、この隙間を介して水分がコード軸方向に伝播して腐食域がコードに沿って拡大することになる。その結果、腐食部を起点として、セパレーション故障に到ることから、かような腐食の伝播を回避するために、コード内部への水分の浸入を抑制し得る性能、つまり耐腐食性がとりわけタイヤ補強用コードに要求されるのである。【０００６】
特に、耐腐食性は、上記した複撚り構造を有するコードにおいて、強く希求されている。そして、この種の複撚り構造を有するコードの耐腐食性を向上させるためには、コードを構成するストランドの内部にゴムを十分に浸入させることが必要となる。【０００７】
コードを構成するストランド内へのゴムの浸入性を向上させるためには、ストランドの外部から内部へ至る十分な隙間を設けて、タイヤの製造工程の加硫成形時に、ストランドの内部までゴムを十分に浸入させる手法が一般的になされている。【０００８】
しかし、複撚り構造を有するコードは、複数本のフィラメントを撚り合わせてストランドとし、このストランドの複数本をさらに撚り合わせて構成されているため、コード構造が複雑である。そのため、ゴムをストランド内部まで十分に浸入させるための隙間を設けることが難しく、タイヤの製造工程の加硫成形時において、ストランド内部にゴムが十分に浸入しない結果、耐腐食性を向上させることが困難であった。【０００９】
そこで、本発明は、特にコード構造が複雑な複撚り構造を有するコードにおいて、コードを構成するストランドの内部にゴムを十分に浸入させ、より減りの抑制に併せて耐腐食性を向上させるコード構造を与えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
発明者は、コード構造が複雑な複撚り構造を有するコードの耐腐食性を向上させる手段を鋭意検討した結果、複数本のストランドを撚り合わせてコードとする際に、ストランドの製造に供するフィラメントに予め、未加硫ゴムを被覆しておくことが、タイヤ製造の加硫成形時において、ストランド内部にまでゴムを十分に浸入させるのに有効であることを見出し、本発明を完成するに至った。【００１１】
すなわち、本発明の要旨構成は次の通りである。
（1）１本または複数本のフィラメントを撚り合せてなるコアの周囲に、複数本のフィラメントを撚り合わせてなる少なくとも１層のシースを配したストランドの複数本をさらに撚り合わせたコードであって、該ストランドの少なくともコアの周面に、未加硫ゴムを被覆してなることを特徴とするコード。【００１２】
（２）上記（1）において、前記ストランドは、複数本のフィラメントを同一方向かつ同一ピッチにて巻き付けて成ることを特徴とするコード。【００１３】
（3）上記（1）または（2）において、前記コードは、複数本のフィラメントによるコアストランドの周囲に、複数本のフィラメントによるシースストランドの複数本を巻き付けてなることを特徴とするコード。【００１４】
（4）上記（3）において、前記コアストランドの周面に未加硫ゴムを被覆したことを特徴とするコード。【００１５】
（5）上記（3）または（4）において、前記コードは、１本からなるコアストランドの周囲に6本のシースストランドを有することを特徴とするコード。【００１６】
（6）上記（1）ないし（5）のいずれかに記載のコードの複数本を並置してゴムで被覆して成ることを特徴とするコードおよびゴムの複合体。【００１７】
（7）１本または複数本のフィラメントを撚り合せたコアの周囲に、複数本のフィラメントを撚り合せた少なくとも１層のシースからなるストランドの複数本をさらに撚り合わせてコードを作製するに先立ち、該ストランドの少なくともコアの周面に未加硫ゴムを被覆することを特徴とするコードの製造方法。【００１８】
（8）上記（7）において、コアストランドの周囲に複数本のシースストランドを撚り合わせてコードを製造するに際し、前記コアストランドの周面に未加硫ゴムを被覆することを特徴とするコードの製造方法。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ストランドを構成するフィラメントに予め、未加硫ゴムを被覆することによって、タイヤ製造の加硫成形時において、この未加硫ゴムを流動させてストランド内部フィラメント相互の隙間にゴムを行き渡らせることができる。従って、ストランドの内部にまでゴムが十分に浸入するため、耐腐食性が改善され、併せてより減りが抑制されたコードを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に従うコードの断面を示す図である。
【図２】本発明に従うコードの断面を示す図である。
【図３】本発明に従うコードの製造工程を示す図である。
【図４】本発明に従うコードの製造工程を示す図である。
【図５】比較例のコードの断面を示す図である。
【図６】本発明に従うコードの断面を示す図である。
【図７】本発明に従うコードの断面を示す図である。
【図８】比較例のコードの断面を示す図である。
【図９】本発明に従うコードの断面を示す図である。
【図１０】本発明に従うコードの断面を示す図である。
【図１１】比較例のコードの断面を示す図である。
【図１２】本発明に従うコードの断面を示す図である。
【図１３】本発明に従うコードの断面を示す図である。
【図１４】比較例のコードの断面を示す図である。
【図１５】従来例のコードの断面図を示す図である。
【図１６】従来例のコードの断面図を示す図である。
【図１７】従来例のコードの断面図を示す図である。
【図１８】従来例のコードの断面図を示す図である。
【符号の説明】
【００２１】
1  コード
2  コアストランド
3  シースストランド
4  コアフィラメント
4a シースフィラメント
4b シースフィラメント
5  コア
6  最外層シース
6a 第１シース
7  未加硫ゴム
8  未加硫ゴム被覆装置
9  ワイヤー集束器
10 撚り線機
11 巻出しリール
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、本発明のコードについて図を用いて詳しく説明する。
図１に、本発明に従うコードの断面を示す。図示のコード1はコアストランド2の周囲に6本のシースストランド3を撚り合わせて成る。図示例において、コアストランド2およびシースストランド3は同様の構造を有する。すなわち、各ストランドは、3本のコアフィラメント4によるコア5の周囲に、9本のシースフィラメント4aによるシース6を撚り合わせた3＋9構造を有する。ここで、コアストランド2およびシースストランド3を構成する少なくともコア5の周面に未加硫ゴム7を被覆してなることが肝要である。【００２３】
なぜなら、コアストランド2およびシースストランド3を構成するコア5の周囲に未加硫ゴム7を被覆したことによって、各ストランドの内部が未加硫ゴムで満たされるため、タイヤの外傷から浸入した水分がコードの内部に至ることが回避されることから、耐腐食性が向上する。また、フィラメント同士の接触も回避される結果、より減りも抑制される。【００２４】
なお、コアストランド2およびシースストランド3は、複数本のフィラメントを撚り合わせたものであれば、図示の構造に限定する必要はないが、各ストランドは、複数本のフィラメントを同一方向かつ同一ピッチにて撚り合わせたコンパクト構造とすることが好ましい。【００２５】
なぜなら、コンパクト構造とすることによって、コード内のフィラメント同士が線接触となり、フィラメント同士の点接触が回避されるため、フレッティング摩耗が抑制される結果、耐腐食性が向上する。さらに、ストランドを製造する工程において、コンパクト構造とすることによって、1工程で撚り上げることが可能となり、生産性が向上する。【００２６】
次に、上記した図1のコードにおいて、図2に示すように、さらにコアストランド2の周面に未加硫ゴム7を被覆することが好ましい。【００２７】
すなわち、各ストランドの少なくともコア5の周面に未加硫ゴム7を被覆することに加えて、コアストランド1の周面に未加硫ゴムを被覆することによって、コアストランド2と各シースストランド3との接触がより確実に回避される結果、更なるより減りの抑制が可能となる。また、コードの内部が未加硫ゴムで満たされるため、コードの耐腐食性も向上する。【００２８】
図1および図2に示した、1本のコアストランドの周囲に6本のシースストランドを巻き付けたコードは、代表的な複撚り構造のコードであり、同構造のストランド同士を撚り合わせる際に、コード全体のバランスを保持し易い利点を有する。【００２９】
なお、図示のコードは同径のフィラメントから成るが、異径のフィラメントを組み合わすことも可能である。【００３０】
さらに、図示はしないが、ストランドを拘束する必要がある際には、ラッピングコードまたはラッピングフィラメントを使用しても良い。【００３１】
以上のコードは、その複数本を並置して、ゴムで被覆して成るコードおよびゴムの複合体としてタイヤの補強に供する。具体的には、コードおよびゴムの複合体を、タイヤのベルトまたはカーカスのプライとして適用し、タイヤの補強に供する。【００３２】
次に、本発明のコードを製造する方法について図3に示すコード製造設備を用いて詳しく説明する。
すなわち、図3に示すコード製造設備は、コアフィラメント4を巻出す巻出しリール11およびシースフィラメント4aを巻出す巻出しリール11の所定数を設置し、各々の巻出しリール11より巻き出したフィラメントを集束させるワイヤー集束器9と、この集束したフィラメント同士を撚り合わせる撚り線機10を設けている。そして、巻出しリール11とワイヤー集束器9との間に、コアフィラメント4に未加硫ゴムを被覆する未加硫ゴム被覆装置8が設置されている。この撚り線機を用いてコードを製造するには、まず、コアとなるフィラメント4およびシースとなるフィラメント4aを巻出しリール11から送り出し、未加硫ゴム被覆装置8にて、フィラメント4の周面に未加硫ゴムを被覆する。その後、ワイヤー集束器9にてコアフィラメント4およびシースフィラメント4aを集合させ撚り合わせて、1本のコアストランド2を製造する。
次に、同様の手順によって、6本のシースストランド3を製造し、図3に示す撚り線機10を用いて、コアストランド2およびシースストランド3を撚り合せることによってコード1を製造することができる。【００３３】
ここで、本発明のコードを製造するにあたり、巻出しリール11とワイヤー集束器９との間にゴム被覆装置８を設け、ストランドの少なくともコアの周面に未加硫ゴムを被覆することが肝要である。【００３４】
なぜならば、コードの製造工程である巻出しと巻取りの間に未加硫ゴム被覆装置を組み込むことによって、従来通りの一連のコード製造工程内でコードを製造することが可能となり、生産性の向上や作業スペースを確保する上で極めて有効な方法となるからである。【００３５】
さらに、図4に示すように、図3に示した製造設備と同様の製造設備を用いて、巻出しリール11とワイヤー集束器9との間に未加硫ゴム被覆装置8を設け、コアストランド2の周面にさらに未加硫ゴム7を被覆したのち、このコアストランド2の周囲に複数本のシースストランド3を撚り合わせてコード1を製造することが好ましい。【００３６】
なぜならば、コアストランド1の周面に被覆したこの未加硫ゴムが緩衝材となるからである。そのため、コアストランド2とシースストランド3を撚り合わせる際の張力負担時に、各ストランド同士の接触による撚り締りが緩和される。その結果、より減りが抑制されたコードとなる。【００３７】
そして、本発明のコードを構成するストランドはバンチャー撚り線機にて撚り合わせるため、例えば3＋9構造または1＋6＋12構造のストランドを、12ccまたは19ccである、いわゆるコンパクト構造とすることによって、工程数が削減され、ストランドの生産性を向上させることが可能となる。
【実施例】
【００３８】
表1および表2に示す種々の仕様の下に、コードを作製した。これらのコード構造について図1、図2および図5〜図18に示す。なお、図15〜図18は従来のコードの断面図であり、図1、図2および図5〜図14は本発明に従うコードの断面図である。【００３９】
そして、本発明のコードの複数本を所定の間隔を置いて互いに並行に配列してゴムシートに埋設してなるプライをベルトプライに適用して、このベルトを用いた試作タイヤを作製した。かような試作タイヤについて、補強に供したコードにおけるコアストランド内部のゴム浸入率（％）、シースストランド内部のゴム浸入率（％）、コアストランドとシースストランド間のゴム浸入率（％）、撚りロス（％）を調査した。また、本発明のコードを製造する過程において、工程数を調査した。【００４０】
コアストランド内部のゴム浸入率（％）、シースストランド内部のゴム浸入率（％）およびコアストランドとシースストランド間のゴム浸入率（％）について、まず、試作タイヤを解剖して摘出したコードを各ストランドに分離した。そして、コアストランドの周面を拡大鏡により4方向から観察することによって、コアストランド周面のゴムが被覆した面積を画像処理解析装置で測定した。
次に、各ストランドの構成が2層撚り構造の場合は、各ストランドのシースを除去し、コアの周面を拡大鏡により4方向から観察することによって、ゴムが被覆した面積を画像処理解析装置で測定した。さらに、各ストランドの構成が3層撚り構造の場合は、まず、各ストランドの最外層のシースを除去して、コアと最外層のシースの中間に位置する第1シース6aの周面を拡大鏡より4方向から観察することによって、ゴムが被覆した面積を画像処理解析装置で測定し、次に、第1シースを除去して、コアの周面を4方向から観察することによって、ゴムが被覆した面積を画像処理解析装置で測定した。
なお、各ストランドの表面積については、未加硫ゴム被覆処理をしていないコードを用いて、同様の画像処理を行うことによって、各ストランドの表面積を測定した。【００４１】
そして、上記で測定した値を、下記式（1）、（2）および（3）に代入し、コアストランドのゴム浸入率（％）、シースストランドのゴム浸入率（％）およびコアストランドとシースストランド間のゴム浸入率（％）を算出した。
その結果を表1および表2に併記する。
記
コアストランドとシースストランド間のゴム浸入率＝（コアストランド周面のゴム被覆面積 / コアストランド周面の表面積）×100 -------（1）
各ストランド内部のゴム浸入率（2層撚り構造）＝（コア周面のゴム被覆面積 / コア周面の表面積）×100 -------（2）
コアストランド内部とシースストランド内部のゴム浸入率（3層撚り構造）＝｛（第1シース周面のゴム被覆面積 / 第1シース周面の表面積）×第1シースフィラメント本数＋（コア周面のゴム被覆面積 / コア周面の表面積）×コアフィラメント本数｝×100 / 第1シースフィラメントとコアフィラメント本数 -------（3）【００４２】
撚りロスは、コードを構成するフィラメントの強力の総和と、試作タイヤを解剖して抽出したコードにJIS Z 2241に準拠した引張り試験を行って測定したコードの強力との差を算出し、コードを構成するフィラメントの強力の総和に対する差の割合として算出した。その結果を表1および表2に併記する。【００４３】
撚り工程数は、下記式（4）にて算出したものである。その結果を表1および表2に併記する。ただし、本発明における複撚り工程数は、全て1とする。
記
撚り工程数＝ストランド撚り工程数＋複撚り工程数 -------（4）【００４４】
本発明の表1および表2において、従来例1〜4および比較例1〜４と各ストランド内部に未加硫ゴムを被覆した発明例1〜8を比較すると、各ストランドの内部におけるゴムの浸透率が顕著に向上している。そのため、ストランドの耐腐食性および、フレッティング摩耗が抑制する効果が向上する。【００４５】
コアストランドおよびシースストランド間のゴムの浸入性を向上させるには、発明例1〜8の評価に現れるように、コアストランドの周面に未加硫ゴムを被覆したのち、シースストランドを撚り合わせる手段が効果的である。【００４６】
コアストランドとシースストランドとの撚り締りによる接触圧を低減することに関し、従来例1〜4と比較して、コアストランドの周面に未加硫ゴムを被覆した発明例2、4、6、8は、未加硫ゴムが緩衝材となり、撚りロスを大きく抑制することが可能となることが注目される。さらに、コアストランドとシースストランド間のゴムの浸入性も向上するため、強力発揮率とコード全体の耐腐食性を同時に改善することが可能となる。ここで、強力発揮率とは、鋼材、線径、素線数から算出した計算値を基準とした、実際のコード強力の割合と定義する。
【表１】
2009011397.tif 000003
【００４７】
【表２】
2009011397.tif 000004
【図１】
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【図２】
2009011397.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2009011397.tif 000013
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2009011397.tif 000021
【図１８】
2009011397.tif 000022
【国際調査報告】
2009011397.tif 000023
2009011397.tif 000024