(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各ストランドを同心に撚り合わせたゴム物品補強用スチールコードにおいて、
それぞれのストランドは１本のコアフィラメントと該コアフィラメントの周囲に４本のシースフィラメントを巻き付けた層撚り構造からなり、
コアフィラメントとシースフィラメントの直径をそれぞれｄｃ、ｄｓとしたとき、
１．５６≦ｄｓ／ｄｃ≦１．７５の関係を満足し、
かつストランドとコードとの撚り方向を同一とした、ことを特徴とするゴム物品補強用スチールコード。
【請求項２】
各ストランドを同心に撚り合わせたゴム物品補強用スチールコードにおいて、
それぞれのストランドは１本のコアフィラメントと該コアフィラメントの周囲に５本のシースフィラメントを巻き付けた層撚り構造からなり、
コアフィラメントとシースフィラメントの直径をそれぞれｄｃ、ｄｓとしたとき、
１．００≦ｄｓ／ｄｃ≦１．１０の関係を満足し、
かつストランドとコードとの撚り方向を同一とすると共に、ストランドの集束本数を４または５本とした、
ことを特徴とするゴム物品補強用スチールコード。
【請求項３】
ゴム物品補強用スチールコードの断面形状において、各ストランドのシースフィラメント間の間隙をコードの中心側では狭く、表面側では広くしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のゴム物品補強用スチールコード。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気入りタイヤや工業用ベルトなどのゴム物品の補強材として用いられるゴム物品補強用スチールコードに関わり、詳しくは耐久性に優れたゴム物品補強用スチールコードに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ゴム物品補強用スチールコードの分野では、コード内部にゴム等の弾性体が浸入し易い構造とすることによってゴム物品の耐久性を向上させることが提案されており、例えば、スチールフィラメントのｎ本からなるストランドをｍ本撚り合わせたｍ×ｎ構造の複撚りコードのコード内部にゴムを進入させて耐腐食性を改善する試みがなされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、特開平２−１０４７８５号公報では、各ストランドにおけるスチールフィラメント相互間にそれぞれ間隙を形成させた単撚りオープン構造のストランドを複撚りスルコードが提案されているが、コードが小さな力で伸びやすいためにカレンダー時の作業性に劣り、製品の寸度にも問題があり、さらにコード内部にゴムが進入する加硫時にコードに張力が加わり間隙が狭まりゴムが進入しないという問題があった。
【０００４】
また、特開平５−１８６９７６号公報では、ストランドのフィラメントに波型を付与した３×４複撚りコードが提案されているが、波形付けによるフィラメントの強度低下や波形付けの工程が増えるので生産性が低下する問題がある。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、生産性の低下防止、撚りの安定性、ゴム等の弾性体の浸透性の向上、耐疲労性の向上を図ることの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。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、各ストランドを同心に撚り合わせたゴム物品補強用スチールコードにおいて、それぞれのストランドは１本のコアフィラメントと該コアフィラメントの周囲に４本のシースフィラメントを巻き付けた層撚り構造からなり、コアフィラメントとシースフィラメントの直径をそれぞれｄｃ、ｄｓとしたとき、１．５６≦ｄｓ／ｄｃ≦１．７５の関係を満足し、かつストランドとコードとの撚り方向を同一とした、ことを特徴としている。
【０００７】
請求項１に記載のゴム物品補強用スチールコードの作用を説明する。
【０００８】
各ストランドを同心に撚り合わせたコードとする理由は、耐疲労性を改善するためであり、コードの長手方向に沿ってコード断面が部分的に１＋３あるいは１＋４構造とすると、コードの応力に対する変形が均一でなくなり、耐疲労性が低下する。
【０００９】
また、各ストランドのコアを１本のスチールフィラメントとしたのは、３本以上のスチールフィラメントからなるコアでは、コアの中心部に空間が形成され、この空間によって水分が伝播してスチールフィラメントの腐食を生ずるし、２本ではストランド断面が偏平となって撚り構造が不規則となってコード強力利用率が低下する。コアを１本のスチールフィラメントとすることにより、コアの内部にゴムを浸入させる必要はなくなり、コアの表面上にゴムが浸入すれば水分による腐蝕を防止できる。またストランドの断面を円形とすることができるのでコード強力利用率が向上できる。
【００１０】
コアフィラメントの周囲に配置するシースフィラメントの本数を４本にしたのは、３本以下では所要のコード強力を得るためにフィラメントの直径を太くする必要があり、耐疲労性が低下するためである。
【００１１】
コアフィラメントの直径をｄｃ、シースフィラメントの直径をｄｓとしてｄｓ／ｄｃの比を、シースフィラメントが４本の場合には１．５６≦ｄｓ／ｄｃ≦１．７５の範囲にしたのは、この範囲未満ではコードの撚り工程で撚り込み率の相違からコアフィラメントの飛び出しが発生し、この範囲を超えるシースフィラメント間の間隙が不均一となり均一なゴム浸透性が得にくいためである。
【００１２】
さらに、ストランドとコードとの撚り方向を同方向とすることにより、コードが局所的に曲げ変形したときに、その部分のスチールフィラメントは相互に線接触するので接触力が緩和される。このことにより、局部的な繰り返し曲げ変形を受けてもフレティングは低減して疲労破壊が低減される。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、各ストランドを同心に撚り合わせたゴム物品補強用スチールコードにおいて、それぞれのストランドは１本のコアフィラメントと該コアフィラメントの周囲に５本のシースフィラメントを巻き付けた層撚り構造からなり、コアフィラメントとシースフィラメントの直径をそれぞれｄｃ、ｄｓとしたとき、１．００≦ｄｓ／ｄｃ≦１．１０の関係を満足し、かつストランドとコードとの撚り方向を同一とすると共に、ストランドの集束本数を４または５本とした、ことを特徴としている。
【００１４】
請求項２に記載のゴム物品補強用スチールコードの作用を説明する。
【００１５】
各ストランドを同心に撚り合わせたコードとする理由は、耐疲労性を改善するためであり、コードの長手方向に沿ってコード断面が部分的に１＋３あるいは１＋４構造とすると、コードの応力に対する変形が均一でなくなり、耐疲労性が低下する。
【００１６】
また、各ストランドのコアを１本のスチールフィラメントとしたのは、３本以上のスチールフィラメントからなるコアでは、コアの中心部に空間が形成され、この空間によって水分が伝播してスチールフィラメントの腐食を生ずるし、２本ではストランド断面が偏平となって撚り構造が不規則となってコード強力利用率が低下する。コアを１本のスチールフィラメントとすることにより、コアの内部にゴムを浸入させる必要はなくなり、コアの表面上にゴムが浸入すれば水分による腐蝕を防止できる。またストランドの断面を円形とすることができるのでコード強力利用率が向上できる。
【００１７】
コアフィラメントの周囲に配置するシースフィラメントの本数を５本にしたのは、６本以上では、ストランドのシースフィラメント間の間隙を確保するためにコアフィラメントの直径を太くする必要があり、耐疲労性が低下するためである。
【００１８】
コアフィラメントの直径をｄｃ、シースフィラメントの直径をｄｓとしてｄｓ／ｄｃの比を、シースフィラメントが５本の場合に１．００≦ｄｓ／ｄｃ≦１．１０の範囲にしたのは、この範囲未満ではコードの撚り工程で撚り込み率の相違からコアフィラメントの飛び出しが発生し、この範囲を超えるシースフィラメント間の間隙が不均一となり均一なゴム浸透性が得にくいためである。
【００１９】
また、ストランドとコードとの撚り方向を同方向とすることにより、コードが局所的に曲げ変形したときに、その部分のスチールフィラメントは相互に線接触するので接触力が緩和される。このことにより、局部的な繰り返し曲げ変形を受けてもフレティングは低減して疲労破壊が低減される。
【００２０】
スチールコードを構成するストランドの集束本数が２本以下ではコードの断面が偏平になり座屈しやすいために耐疲労性に劣るし、所要のコード強力を得るためにはフィラメントの直径を太くすることが必要になり、耐疲労性に低下を招く。また６本以上では、ストランドを同心円上に配置することが困難となるので、コード内部及びストランドへのゴム浸透性が低下して耐腐蝕性の改善が図れない。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のゴム物品補強用スチールコードにおいて、ゴム物品補強用スチールコードの断面形状において、各ストランドのシースフィラメント間の間隙をコードの中心側では狭く、表面側では広くしたことを特徴とする。
【００２２】
請求項３に記載のゴム物品補強用スチールコードの作用を説明する。
【００２３】
ストランドとコードとの撚り方向を同方向とすることにより、コードが局所的に曲げ変形したときに、その部分のスチールフィラメントは相互に線接触するので接触力が緩和される。このことにより、局部的な繰り返し曲げ変形を受けてもフレティングは低減して疲労破壊が低減される。
【００２４】
【発明の実施の形態】
【００２５】
【実施例】
本発明のゴム物品補強用スチールコードの実施例１乃至実施例７を図１〜７及び図１１にしたがって説明する。
【００２６】
先ず、ゴム物品補強用スチールコードの製造工程を簡単に説明する。
【００２７】
炭素含有量が０．７０〜０．８５重量％であるスチールコード用線材を乾式伸線により所定の直径に縮径した後、パテンティング処理を施し、次いでブラスめっきを施し、湿式伸線によって最終直径を有するスチールフィラメントとなした。
【００２８】
撚線は１本のコアフィラメントの周囲に４又は５本のシースフィラメントを巻き付けてストランドを製造した後、このストランドの３乃至５本を同心円上に撚り合わせてゴム物品補強用スチールコードとなした。
【００２９】
図１乃至図６には、このようにして製造されたゴム物品補強用スチールコードの実施例の断面が示されており、１０〜２０はゴム物品補強用スチールコード、２４はストランド、２６はコアフィラメント、２８はシースフィラメントを示している。
【００３０】
なお、図１には実施例１に係る３×（１＋４）構造のゴム物品補強用スチールコード１０の断面が示されており、図２には実施例２に係る４×（１＋４）構造のゴム物品補強用スチールコード１２の断面が示されており、図３には実施例３に係る５×（１＋４）構造のゴム物品補強用スチールコード１４の断面が示されており、図４には実施例４に係る５×（１＋５）構造のゴム物品補強用スチールコード１６の断面が示されており、図５には実施例５に係る４×（１＋５）構造のゴム物品補強用スチールコード１８の断面が示されており、また、図６には実施例６に係る４×（１＋４）構造のゴム物品補強用スチールコード２２の断面が示されている。
【００３１】
なお、ストランド２４の撚り方向とコードの撚り方向とは同一方向である。
【００３２】
また、実施例７のゴム物品補強用スチールコード２２では、各ストランド２４のシースフィラメント２８間の間隙がコードの中心側では狭く、表面側では広く設定されている。
【００３３】
コアフィラメント２６のコアフィラメント径、シースフィラメント２８のシースフィラメント径、ストランド２４のストランドピッチ、ゴム物品補強用スチールコード２２のコードピッチは、以下の表１に示す通りである。
【００３４】
【表１】
0003576706.tif 000002
【００３５】
これら実施例１〜６の作用、効果は以下の通りである。
【００３６】
各ストランド２４のコアフィラメント２６を１本としたので、コアフィラメント２６の表面上にゴムが浸入すれば水分による腐蝕を防止でき、ストランド２４の断面を円形とすることができるのでコード強力利用率が向上できる。
【００３７】
コアフィラメント２６の周囲に配置するシースフィラメント２８の本数を４〜５本にしたので、所要のコード強力を得るためにシースフィラメント２８の直径を太くしたり、シースフィラメント２８間の間隙を確保するためにコアフィラメント２６の直径を太くする必要がなくなるため、耐疲労性の低下を防止できる。
【００３８】
コアフィラメント２６の直径ｄｃとシースフィラメント２８の直径ｄｓとの比ｄｓ／ｄｃを、シースフィラメント２８が４本の場合には１．５６≦ｄｓ／ｄｃ≦１．７５の範囲に、シースフィラメント２８が５本の場合には１．００≦ｄｓ／ｄｃ≦１．１０の範囲にしたしたので、コアフィラメント２６の飛び出しを防止でき、シースフィラメント２８間の間隙を均一にできるため均一なゴム浸透性が得られる。
【００３９】
ストランド２４とコードとの撚り方向を同一としたので、コードが局所的に曲げ変形したときに、その部分のスチールフィラメントは相互に線接触するので接触力が緩和される。このことにより、局部的な繰り返し曲げ変形を受けてもフレティングは低減して疲労破壊が低減される。
【００４０】
また、ストランド２４の集束本数を３から５本の範囲としたので、コード断面を円形にでき、かつ、ストランド２４を同心円上に配置することができるので、耐疲労性を確保し、かつ、コード内部及びストランド２４へのゴム浸透性を確保できる。
【００４１】
なお、実施例６のゴム物品補強用スチールコード２２では、スランド２４のコード外側のシースフィラメント２８間の間隙が開いているので、ゴム物品に埋設したときの状態ではコード表面側のゴムがコードの繰り返し曲げ変形に対してシースフィラメント２８の移動を抑制するので耐疲労性が向上する。
【００４２】
（試験例）
本発明の効果を確かめるために、コード強力、コアフィラメントの飛び出し、ストランド間のゴム浸透性、ストランド内へのゴム浸透性、耐疲労性について、実施例１，２，３，５及び比較例１〜３を試作して比較を行った。
【００４３】
ここで、比較例１のゴム物品補強用スチールコード３０の断面は図７に示す通りであり、比較例２のゴム物品補強用スチールコード３２の断面は図８に示す通りであり、比較例３のゴム物品補強用スチールコード３４の断面は図９に示す通りである。比較例１〜３の他の諸元は前記表１に示す通りである。
【００４４】
なお、図７に示すように、比較例１のゴム物品補強用スチールコード３０では、撚り込み率の相違からコアフィラメント２６が飛び出す。図８に示すように、比較例２のゴム物品補強用スチールコード３２では、シースフィラメント２８の間隙が小さくなるため、ゴムの浸透性が悪くなることが分かる。また、図９に示すように、比較例３のゴム物品補強用スチールコード３４では、ストランド２４を６本としたので、ストランド２４を同心円上に配置することができなくなる。
【００４５】
以下に比較を行った項目（１）〜（３）を説明する。
（１）コアフィラメントの飛び出し
ゴム物品補強用スチールコード製造後、スチールコードを長手方向に１００ｍにわたって観察し、コアフィラメントの飛び出しの有無を観察記録した。
（２）耐疲労性
ハンター式の回転曲げ疲労試験機を使用して曲げ応力１２０ｋｇｆ／ｍｍ2 、回転数３０００ｒｐｍ、温度２０°Ｃ、相対湿度６０％の条件でスチールコードが破断するまでの総回転数を記録した。結果は、比較例１を１００として指数で表示しており、数値が大きいほど耐疲労性に優れていることを示す。
（３）ゴム浸透性
ストランド間及びストランド内のゴムの浸透性は、ゴムに埋設し加圧加熱加硫したゴム物品補強用スチールコードからコード表面のゴムをはぎ取り、各ストランド単位に撚りを解し各ストランドのコード中心側のゴム量を観察し記録し、ストランド内のゴム量が皆無のときを０％、またゴムに完全に覆われているときを１００％としてパーセント表示している。
【００４６】
前記表１に示す結果から、本発明の適用された実施例１，２，３，５のゴム物品補強用スチールコードは、ストランド間及びストランド内のゴム浸透性が共に優れており、このことから耐腐蝕性に優れていることは明らかである。
【００４７】
また、本発明の適用された実施例１，２，３，５のゴム物品補強用スチールコードは、比較例１〜３に比較して耐疲労性が格段に優れていることが分かる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載のゴム物品補強用スチールコードは、各ストランドを同心に撚り合わせ、それぞれのストランドを１本のコアフィラメントとコアフィラメントの周囲に４本のシースフィラメントを巻き付けた層撚り構造とし、コアフィラメントとシースフィラメントの直径をそれぞれｄｃ、ｄｓとしたとき、１．５６≦ｄｓ／ｄｃ≦１．７５の関係を満足するように構成したので、生産性の低下防止、撚りの安定性、ゴム等の弾性体の浸透性の向上、耐疲労性の向上を図ることができる、という優れた効果を有する。また、ゴム物品に埋設して加硫したときにゴムがフィラメント間に良く浸透するため、耐蝕性を向上でき錆の発生を抑えてゴム物品の耐久性を向上できる。
【００４９】
また、コードを構成するフィラメント数を多くすることができるので、コード強力を大きくでき、コード強力をさほど必要としない場合にはフィラメントの直径を小さくできるので耐疲労性を改善できる。
【００５０】
さらに、ストランドとコードとの撚り方向を同一としたので、コードが局所的に曲げ変形したときの接触力を緩和でき、フレティングを低減して疲労破壊を低減できる、という優れた効果を有する。
【００５１】
請求項２に記載のゴム物品補強用スチールコードは、各ストランドを同心に撚りわせ、それぞれのストランドを１本のコアフィラメントとコアフィラメントの周囲に５本のシースフィラメントを巻き付けた層撚り構造とし、コアフィラメントとシースフィラメントの直径をそれぞれｄｃ、ｄｓとしたとき、１．００≦ｄｓ／ｄｃ≦１．１０の関係を満足するように構成したので、生産性の低下防止、撚りの安定性、ゴム等の弾性体の浸透性の向上、耐疲労性の向上を図ることができる、という優れた効果を有する。また、ゴム物品に埋設して加硫したときにゴムがフィラメント間に良く浸透するため、錆の発生を抑えてゴム物品の耐久性を向上できる。
【００５２】
ストランドとコードとの撚り方向を同一としたので、コードが局所的に曲げ変形したときの接触力を緩和でき、フレティングを低減して疲労破壊を低減できる、という優れた効果を有する。
【００５３】
また、ゴム物品補強用スチールコードを構成するストランドの集束本数を４または５本としたので、耐疲労性の低下を防止し、コード内部及びストランドへのゴム浸透性の低下を防止できる、という優れた効果を有する。
【００５４】
請求項３に記載のゴム物品補強用スチールコードは、コード断面から見て、各ストランドのシースフィラメント間の間隙をコード中心側で狭く、表面側で広くしたので、コード表面側のゴムとフィラメントとの接着性が良くなり、コードの繰り返し曲げ変形に対してフィラメントの移動を抑制し、耐疲労性を向上できるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１に係るゴム物品補強用スチールコードの断面図である。
【図２】実施例２に係るゴム物品補強用スチールコードの断面図である。
【図３】実施例３に係るゴム物品補強用スチールコードの断面図である。
【図４】実施例４に係るゴム物品補強用スチールコードの断面図である。
【図５】実施例５に係るゴム物品補強用スチールコードの断面図である。
【図６】実施例６に係るゴム物品補強用スチールコードの断面図である。
【図７】比較例１に係るゴム物品補強用スチールコードの断面図である。
【図８】比較例２に係るゴム物品補強用スチールコードの断面図である。
【図９】比較例３に係るゴム物品補強用スチールコードの断面図である。
【符号の説明】
１０    ゴム物品補強用スチールコード
１２    ゴム物品補強用スチールコード
１４    ゴム物品補強用スチールコード
１６    ゴム物品補強用スチールコード
１８    ゴム物品補強用スチールコード
２２    ゴム物品補強用スチールコード
２４    ストランド
２６    コアフィラメント
２８    シースフィラメント
【図１】
0003576706.tif 000003
【図２】
0003576706.tif 000004
【図３】
0003576706.tif 000005
【図４】
0003576706.tif 000006
【図５】
0003576706.tif 000007
【図６】
0003576706.tif 000008
【図７】
0003576706.tif 000009
【図８】
0003576706.tif 000010
【図９】
0003576706.tif 000011