(57)【要約】【課題】加硫工程での加熱によるコード強力の低下を抑制することができるスチールコードおよびゴム製品の製造方法を提供する。【解決手段】スチールコード１が、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、芯ストランド２の外周面に、繊度が５６０ｄｔｅｘ以上２２００ｄｔｅｘ以下の長繊維４がスパイラル状に巻き付けられて、このスチールコード１を未加硫ゴム部材に埋設して成形したゴム成形体７を加硫する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項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のスチールコードにおいて、前記芯ストランドの外周面に、繊度が５６０ｄｔｅｘ以上２２００ｄｔｅｘ以下の長繊維がスパイラル状に巻き付けられていることを特徴とするスチールコード。
【請求項２】
前記長繊維にＲＦＬディップ処理が施されている請求項１に記載のスチールコード。
【請求項３】
前記長繊維が前記芯ストランドの撚り方向と反対方向に巻き付けられている請求項１または２に記載のスチールコード。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のスチールコードを未加硫ゴム部材に埋設してゴム成形体を成形し、このゴム成形体を加硫することを特徴とするゴム製品の製造方法。
【請求項５】
前記ゴム製品がコンベヤベルトであり、前記スチールコードを心体として前記未加硫ゴム部材に埋設する請求項４に記載のゴム製品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スチールコードおよびゴム製品の製造方法に関し、さらに詳しくは、加硫工程での加熱によるコード強力の低下を抑制することができるスチールコードおよびゴム製品の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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）。これらゴム製品を製造する際には、補強材となるスチールコードが未加硫ゴム部材に埋設された成形体を形成し、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。
【０００３】
ストランド構造のスチールコードの場合、加硫工程での加熱によって脆くなると、せん断切れが生じ易くなり、コード強力が低下するという問題があった。このコード強力の低下に対応するためにコードを大径化すると、コードの重量アップ、屈曲性の低下等の新たな問題が生じる。そのため、加硫工程での加熱によるコード強力の低下を抑制できるストランド構造のスチールコードが要望されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−３６５３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、加硫工程での加熱によるコード強力の低下を抑制することができるスチールコードおよびゴム製品の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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のスチールコードにおいて、前記芯ストランドの外周面に、繊度が５６０ｄｔｅｘ以上２２００ｄｔｅｘ以下の長繊維がスパイラル状に巻き付けられていることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明のゴム製品の製造方法は、上記スチールコードを未加硫ゴム部材に埋設してゴム成形体を成形し、このゴム成形体を加硫することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のスチールコードによれば、芯ストランドの外周面に、繊度が５６０ｄｔｅｘ以上２２００ｄｔｅｘ以下の長繊維がスパイラル状に巻き付けられているので、この長繊維が芯ストランドと側ストランドとの間の適度な緩衝材として機能し、両者間に作用するせん断応力が長繊維によって吸収されて低減する。それ故、加硫工程での加熱によってスチールコードが脆くなっても、せん断切れが生じ難くなり、コード強力の低下を抑制できる。
【０００９】
ここで、例えば、前記長繊維にＲＦＬディップ処理が施されている仕様にする。この仕様により、加硫工程において長繊維の潰れを抑えつつ、加硫されるゴムとの一体化をより強固にすることが可能になる。
【００１０】
前記長繊維が前記芯ストランドの撚り方向と反対方向に巻き付けられている仕様にすると、長繊維と芯ストランドとの間にすき間を確保し易くなり、これに伴って、芯ストランドと側ストランドとの間の緩衝材として、より有効に機能させることができる。
【００１１】
本発明のゴム製品の製造方法によれば、上記のスチールコードを未加硫ゴム部材に埋設したゴム成形体を加硫するので、製造したゴム製品において、上記したスチールコードの効果が得られる。例えば、前記ゴム製品はコンベヤベルトであり、前記スチールコードを心体として前記未加硫ゴム部材に埋設する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】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】図１に示すスチールコードに作用するせん断応力を例示する説明図である。
【図３】外周面に長繊維がスパイラル状に巻き付けられている芯ストランドを例示する説明図である。
【図４】本発明のゴム製品の製造方法を例示する説明図である。
【図５】図４により製造されたコンベヤベルトの平面図である。
【図６】図５のスチールコード周辺を模式的に例示する拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明のスチールコードおよびゴム製品の製造方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。
【００１４】
図１に例示するように、本発明のスチールコード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る。芯ストランド２は複数本のスチールワイヤからなる素線２ａを撚り合わせて形成されている。それぞれの側ストランド３は、複数本のスチールワイヤからなる素線３ａを撚り合わせて形成されている。それぞれの素線２ａ、３ａの外径は０．２ｍｍ〜１．０ｍｍ程度である。
【００１５】
この実施形態のスチールコード１は７×７構造になっている。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く、その他に例えば、７×１９構造、１９＋７×７構造、７×Ｗ（１９）構造等を用いることもできる。
【００１６】
芯ストランド２の外周面には、繊度が５６０ｄｔｅｘ以上２２００ｄｔｅｘ以下の長繊維４がスパイラル状に巻き付けられている。長繊維４の材質としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ナイロン６、ナイロン６６、アラミド等の樹脂を例示できる。長繊維４の形態は、特に限定されるものではなく、モノフィラメントであってもよく、または、互いに撚り合せられたコードであってもよい。
【００１７】
ストランド構造のスチールコード１では、図２に例示するように、芯ストランド２と側ストランド３の対向する素線２ａ、３ａどうしの間でせん断応力Ｆが作用する。本発明では、芯ストランド２の外周面に長繊維４がスパイラル状に巻き付けられているため、芯ストランド２と側ストランド３との間に長繊維４が介在して、両者が直接接触する面積を低減させている。この構造により、対向する両者の素線２ａ、３ａの間に作用するせん断応力Ｆが長繊維４によってある程度吸収されて低減する。即ち、長繊維４は緩衝材として機能する。
【００１８】
図３に例示するように、長繊維４は、芯ストランド２の撚り方向と反対方向に巻き付けることが好ましい。長繊維４をこの方向に巻き付けると、芯ストランド２の撚り方向と同じ方向に巻き付けるよりも、長繊維４と芯ストランド２との間にすき間を確保し易くなる。これに伴って、芯ストランド２と側ストランド３との間の緩衝材として、長繊維４をより有効に機能させることができる。
【００１９】
尚、この実施形態では、１本の長繊維４が芯ストランド２の外周面に巻き付けられているが、例えば複数本（２本、３本など）の長繊維４を、芯ストランド２の長手方向に所定の間隔をあけて（所定のピッチ配列にして）巻き付けることもできる。
【００２０】
長繊維４にはＲＦＬディップ処理が施されていることが好ましい。このＲＦＬディップ処理では、ＲＦＬ（レゾルシン・ホルマリン・ラテックス系）処理液に長繊維４を浸漬させた後、乾燥させることにより、長繊維４の表面にＲＦＬ処理液の被膜を形成する。
【００２１】
以下、このスチールコード１を用いてゴム製品を製造する方法を、コンベヤベルトを製造する場合を例にして説明する。
【００２２】
まず、図４に例示するゴム成形体７を成形する。このゴム成形体７では、上カバーゴム５（未加硫ゴム部材）と下カバーゴム６（未加硫ゴム部材）の間に心体９となるスチールコード１が挟まれている。多数のスチールコード１は、ゴム成形体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。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９の層と、上カバーゴム５および下カバーゴム６との層間には、接着用未加硫ゴムが介設される。
【００２３】
このゴム成形体７を、加硫モールド１０の上型１０ａおよび下型１０ｂの間に配置して、所定温度で加熱しつつ所定圧力で加圧して、上カバーゴム５と下カバーゴム６を加硫する。この加硫工程を行なうことにより、図５に例示するコンベヤベルト８が製造される。コンベヤベルト８では、ベ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る。
【００２４】
加硫工程での加熱によって、スチールコード１は当初よりも脆くなる。そのため、長繊維４を設けていない場合は、芯ストランド２と側ストランド３との間に作用するせん断応力Ｆによって、スチールコード１の破壊モードとしてはせん断切れが支配的になり、コード強力が低下する。本発明では、加硫工程での加熱によってスチールコード１が脆くなっても、作用するせん断応力Ｆが長繊維４によってある程度吸収されて低減する。これによりコード強力の低下を抑制することが可能になっている。
【００２５】
これに伴って、同じコード強力を得る場合にはスチールコード１のコードを小径化することが可能になる。それ故、スチールコード１、ひいては、ゴム製品の軽量化に寄与することになる。コンベヤベルト８の場合では、コンベヤベルト８がプーリ間に張設される際のテンションを負担する心体９のコード強力の低下が抑制されるので極めて有益である。また、スチールコード１の小径化によって耐屈曲性（繰り返し屈曲に対する耐久性）が向上する。
【００２６】
長繊維４の繊度が５６０ｄｔｅｘ未満であると、上述したせん断応力Ｆの緩衝効果が小さくなってコード強力の低下を十分に抑制できない。一方、繊度が２２００ｄｔｅｘ超であると、スチールコード１全体に力が均一に負荷されにくくなり、強力低下を招いてしまう。また、スチールコード１内へのゴム浸透についても不均一となり、空気透過性が劣ってしまうことになる。そのため、長繊維４の繊度は、５６０ｄｔｅｘ以上２２００ｄｔｅｘ以下に設定する。
【００２７】
長繊維４の巻き付けピッチＰは、コードピッチの１／５未満であると、長繊維４が介在することに起因して、加硫工程において、芯ストランド２と側ストランド３とのすき間に未加硫ゴムが浸透し難くなる。そして、スチールコード１（芯ストランド２）と加硫ゴムとの接着性に悪影響が生じ易くなる。一方、巻き付けピッチＰがコードピッチの５倍超であると、上述したせん断応力Ｆの緩衝効果が小さくなってコード強力の低下を十分に抑制することが難しくなる。そのため、長繊維４の巻き付けピッチＰは、コードピッチの１／５以上、５倍以下程度に設定することが好ましい。尚、このコードピッチとは、芯ストランド２に対して側ストランド３を撚り合わせる時のピッチである。
【００２８】
尚、上記の好ましい巻き付けピッチＰは、芯ストランド２の外周面に１本の長繊維４が芯ストランド２の撚り方向と反対方向に巻き付けられている場合の値（範囲）である。長繊維４が２本の場合は、それぞれの長繊維４の巻き付けピッチＰは、長繊維４が１本の場合の２倍の巻き付けピッチＰが好ましくなる。同様に、長繊維４が３本の場合は、それぞれの長繊維４の巻き付けピッチＰは、長繊維４が１本の場合の３倍の巻き付けピッチＰが好ましくなる。
【００２９】
長繊維４が芯ストランド２の撚り方向と同じ方向に巻き付けられている場合は、芯ストランド２の撚り方向と反対方向に巻き付けられている場合の好ましい範囲内であり、かつ、芯ストランド２の撚りピッチとなるべく離れている値（範囲）が、好ましい巻き付けピッチＰとなる。
【００３０】
長繊維４にＲＦＬディップ処理が施されていると、加硫工程において長繊維４の潰れを抑えつつ、加硫されるゴムとより強固に一体化させることが可能になる。これにより、均一なコード強力を確保し易くなる。
【００３１】
本発明では、長繊維４が芯ストランド２の外周面にスパイラル状に巻き付けられているので、ゴム成形体７を加硫した後は、図６に例示するように、芯ストランド２と側ストランド３とのすき間に未加硫ゴムが浸透し易くなる。一方、例えば、芯ストランド２の外周面を単純に布等の緩衝材で被覆する場合には、その緩衝材によって、芯ストランド２と側ストランド３とのすき間に未加硫ゴムが浸透し難くなることがある。ところが、本発明は、このすき間への未加硫ゴムの浸透性が著しく優れている。したがって、芯ストランド２と側ストランド３とのすき間を加硫ゴムＲにより充填するには有利になる。これにより、スチールコード１と加硫ゴムＲとを一段と強固に加硫接着させることができる。
【００３２】
本発明により製造するゴム製品としては、コンベヤベルト８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。スチールコード１のコード強力の重要度が相対的に高いコンベヤベルト８や重荷重用タイヤ（大型の建設機械用タイヤ等）の製造に本発明を適用するのは特に好適である。
【実施例】
【００３３】
図１、図３に例示した構造と同構造のスチールコード（実施例１〜５、比較例１、２）と、図１、図３に例示した構造のスチールコードから芯ストランドの外周面にスパイラル状に巻き付けられた長繊維をなくしたスチールコード（従来例）とをそれぞれ、同条件で未加硫ゴム（ＮＲ／ＳＢＲ系）に埋設して２０分間加硫し、加硫後にスチールコードを取出して試験サンプルとし、スチールコード強度、切断伸び、空気透過性を測定した。その結果を表１に示す。表１には、従来例のスチールコードの加硫する前のデータを参考例として記載した。それぞれの試験サンプルのスチールコード外径は４ｍｍであり、長繊維にはポリエステル樹脂製の長繊維を用いた。長繊維は、芯ストランドの撚り方向とは反対方向にスパイラル状に巻き付けられている。
【００３４】
[コード強力] [切断伸び]
それぞれの試験サンプルをＪＩＳ  Ｇ３５１０：１９９２に準拠して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、破断時における伸びを切断伸びとした。
【００３５】
[空気透過性]
それぞれの試験サンプルをオーストラリア規格（ＡＳ−１３３３）による「空気透過性試験方法」に準拠して、試験サンプルの長手方向の一端部から１００ｋＰａの空気圧を圧入し、空気圧を圧入した後の６０秒間に他端部側に透過した空気圧を測定し、その結果を表１に記載した。この空気圧が小さいほど耐空気透過性に優れ、スチールコードに対するゴム浸透性が優れていることを示す。尚、５ｋＰａ未満であれば十分な耐空気透過性を有していると判断できる。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
表１の結果から、実施例１〜５は従来例に比してコード強力の低下を抑制できることが分かる。また、空気透過性も実用上問題がないレベルを有していることが分かる。比較例１は従来例と同等のコード強力である。比較例２は従来例に比してコード強力が低下するとともに空気透過性も劣っている。
【符号の説明】
【００３８】
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  長繊維
５  上カバーゴム
６  下カバーゴム
７  ゴム成形体
８  コンベヤベルト（ゴム製品）
９  心体
１０  加硫モールド
１０ａ  上型
１０ｂ  下型
Ｒ  加硫ゴム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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