(57)【要約】【課題】  ゴム物品におけるゴムペネトレーション性及び耐カットセパレーション性に優れ、バックリング変形に伴う耐コード折れ性に優れたゴム物品補強用スチールコード、及びそれを用いた空気入りタイヤを提供する。【解決手段】  クリンプト（波形型付け）を加えてなるコアフィラメントに５〜８本のシースフィラメントを巻き付けたゴム物品補強用スチールコードにおいて、該コード断面でのオープン度（外接楕円の長径／内接楕円の長径＝Ｒｏ）が２．１〜２．８の範囲に制御された形状を有する。【選択図】  図２
2006104597.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クリンプト（波形型付け）を加えたコアフィラメントに５〜８本のシースフィラメントを巻き付けたゴム物品補強用スチールコードにおいて、該コード断面でのオープン度（外接楕円の長径／内接楕円の長径＝Ｒｏ）が２．１〜２．８の範囲に制御された形状を有するゴム物品補強用スチールコード。
【請求項２】
上記のコアフィラメントに更にカール（回転）を加えてなる請求項１記載のゴム物品補強用スチールコード。
【請求項３】
上記コアフィラメントにおけるクリンプトの波長λｃと、シースフィラメントに加えてなるクリンプトの波長λｓとの関係が２≦λｓ／λｃ≦６の範囲にあると共に、コアフィラメントの線径ｄｃと波長λｃとの関係が８≦λｃ／ｄｃ≦３０の範囲にある請求項１又は２に記載のゴム物品補強用スチールコード。
【請求項４】
請求項１〜３項の何れかの項に記載のスチールコードをベルト層に用いた空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りタイヤ及び工業ベルト等のゴム物品補強用スチールコードに関すものであり、より詳しくは、ゴムペネトレーション性があり、タイヤの耐久性の指標である耐カットセパレーション性があると同時に、砂漠などの砂地や湿地帯で、或いはパンク時など正規内径以下でのタイヤ使用によって生じるバックリング変形から引き起こされるコード折れに対する耐コード折れ性を向上させたゴム物品補強用スチールコード、及びそれを用いた空気入りタイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、スチールコードにより補強された製品においては、製品内に浸入した水分によるスチールフィラメントの腐食に伴う製品耐久寿命の低下が問題となっている。
例えば、タイヤのベルトに使用するスチールコードは、スチールコード内に空洞があると、タイヤトレッドかベルトに達するほどの外傷を受けた場合、ベルトに浸入した水分がスチールコード内の空洞を伝わってコードの長手方向に沿って広がり、その結果水分に起因した錆も拡散してその部分におけるゴムとスチールコードの接着力が低下し、結局はセパレーション現象の発生を招く。
【０００３】
このような問題を解決するために、加圧加硫によって隣接する金属フィラメントの間隙を通して、ゴムがコード内部に十分に浸透するようなコード構造が提案されている。
例えば、１本のスチールフィラメントよりなるコアフィラメントと、コアの周囲に配置された６本のスチールフィラメントよりなるシースフィラメントを備えたスチールコードからなり、図１（ａ）に示す如く、コアフィラメント１はクリンプト２（又は、波形に型付け）されており、そして、クリンプト２の波形型の大きさ、即ち振幅Ｌｃと該コアフィラメントの素線径ｄｃとの関係を特定範囲に設定し、また、その波形のピッチ（又は波長）λｃを線径ｄｃとの関係において所定の長さの比で表したゴム物品用スチールコートが提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【０００４】
このような１本のクリンプしたコアフィラメントに対して５〜８本のシースフィラメントを巻き付けた各構造のスチールコードにおいて、コアフィラメントのクリンプが特定範囲の振幅Ａｃとピッチ（又は波長）λｃをもった波形とすることより、シースフィラメント間にゴム浸透の間隙が確保される。そして、コアフィラメントにこのようなクリンプトが加えられると、コード自体が偏平コードとなってコード厚の増加を防ぐことができ、ゴム層を薄くすることができる。更にゴムの浸透性も良好になるため、耐腐食性を増加する等の利点があるとしている。
【０００５】
また、１（コアフィラメント数）＋５（シースフィラメント数）構造、１＋６構造、１＋７構造、及び１＋８構造の各構造のスチールコードにおいて、図１（ａ）〜（ｃ）に示すようにコアフィラメント１にクリンプト２とカール３（回転）を加え、コアフィラメント１のクリンプト２の波長を所定範囲とすると共に、カール３の回転数ｎｃを特定範囲に設定してなる物品用スチールコードが提案されている（例えば、特許文献３参照）。
このようなコアフィラメントにカールを施したものは、コアフィラメントが立体配置となり、コア断面図の周長を長くとることができ、ゴムペネトレーション性が向上し、タイヤの耐久性である耐カットセパレーション性が向上する等の利点があるとしている。
【０００６】
ところで、近年、スポーツ多目的車（ＳＵＶ）等の大型ＰＳＲサイズ領域やＬＶＲサイズ領域のスチールラジアルが普及するに及んで砂漠のような砂地や湿地帯での使用も広がている。このため、タイヤは正規での内圧から外れ、それ以下で使用されるケースも稀ではなくなってきている。パンク時は勿論のこと、正規の内圧以下でタイヤが使用された場合、タイヤはバックリング変形を引き起こす。この際にスチールコードには大きな歪みが発生し、時にはコードの疲労破断（コード折れ）に至ることもある。このような疲労に対する耐久性はゴムペネトレーション性のみの向上では解決するものではなく、ゴム物品としてのスチールコードの課題となってきている。
【特許文献１】特開平０５−１８６９７７号公報
【特許文献２】特開平０５−１８６９７８号公報
【特許文献３】特開平０６−２９９４８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、斯かる実情に鑑み、ゴム物品におけるゴムペネトレーション性及び耐カットセパレーション性に優れ、バックリング変形に伴う耐コード折れ性に優れたゴム物品補強用スチールコード、及びそれを用いた空気入りタイヤを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明等は前記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、コアフィラメントに適切なクリンプト（波型付け）を行うことによってゴムペネトレーション性を確保した上で、コアフィラメントの型付け量とシースフィラメントの型付け量とを調整して、後述する図２に示すように、コート断面のオープン度Ｒｏ、即ち、シースフィラメントを取り囲む外接楕円の長径とコアフィラメントを囲む内接楕円の長径との関係を適正化することによって耐疲労性、即ちバックリング変形の向上が図れることを見出した。
更には、バンチャーマシンでの束撚りを行うことによって所定のカール（回転又は捻り付け）をコアフィラメントに加えると、ゴムペネトレーション性及び耐カットセパレーション性を向上させると共に、上記のコアフィラメントの型付け量とシースフィラメントの型付け量とを調整してコート断面のオープン度Ｒｏを適正化することにより、耐カットセパレーション性と耐コート折れ性の両立を図れることを見出すことにより、本発明に至ったものである。
【０００９】
本発明に係るゴム物品補強用スチールコード及びそれを用いた空気入りタイヤは、以下の構成又は手段からなる。
（１）クリンプト（波形型付け）を加えたコアフィラメントに５〜８本のシースフィラメントを巻き付けたゴム物品補強用スチールコードにおいて、該コード断面でのオープン度（外接楕円の長径／内接楕円の長径＝Ｒｏ）が２．１〜２．８の範囲に制御された形状を有するゴム物品補強用スチールコード。
【００１０】
（２）上記のコアフィラメントに更にカール（回転）を加えてなる請求項１記載のゴム物品補強用スチールコード。
【００１１】
（３）上記コアフィラメントにおけるクリンプトの波長λｃと、シースフィラメントに加えてなるクリンプトの波長λｓとの関係が２≦λｓ／λｃ≦６の範囲にあると共に、コアフィラメントの線径ｄｃと波長λｃとの関係が８≦λｃ／ｄｃ≦３０の範囲にある上記（１）又は（２）に記載のゴム物品補強用スチールコード。
【００１２】
（４）上記（１）〜（３）に記載のスチールコードをベルト層に用いた空気入りタイヤ。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るゴム物品補強用スチールコードによれば、コード断面のオープン度Ｒｏを２．１〜２．８の範囲とすると、ゴムペネトレーション性、耐カット・セパレーション及び耐コート折れ性に優れた効果を奏し得る。即ち、ゴムペネトレーション性を確保してコード断面をオープン構造としたときに、耐疲労性の劣りが全く見られずに耐コード折れ性に優れた効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の最良の形態を添付図面を参照して説明する。
図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係るゴム物品補強用スチールコードのコアフィラメント及びシースフィラメントを示す概略図である。図２は、スチールコードの断面におけるオープン度Ｒｏを示す図である。図３は、耐コード折れ性の関係を示すためのオープン度Ｒｏに対する耐コード折れ比率を示す図である。図４は、本発明に係るゴム物品補強用スチールコードを使用した空気入りラジアルタイヤの概略断面図である。図５は、耐カットセパレーション性の錆長さＬを測定する場合の説明図である。
【００１５】
本発明に係るゴム物品補強用スチールコードは、クリンプト（平面波形型付け）を加えたコアフィラメントに５〜８本のシースフィラメントを巻き付けたものである。また、より好ましくは、上記コアフィラメントに更にカール（回転）を加えてなるものである。
シールフィラメント数ｎとしては、５〜８本より選ぶが、特に６本とすることが好ましい。スチールコードが１（コアフィラメント本数）＋６（シースフィラメント本数）の構造を採る場合には、ゴムペネトレーション性の向上効率が良く、布引状のトリートの単位面積当たりの強度（比強度）を一定にした時の質量を軽くできるためである。
【００１６】
図１（ａ）に示すように、ゴム物品補強用スチールコードのコアフィラメント１はクリンプト２が加えられる。クリンプト２は１＋５、１＋６、１＋７、１＋８からなる各構造のスチールコードに応じて、コアフィラメント径ｄｃに対する特定範囲の振幅Ａｃ、及び波長λｃをもった波形とすることが良い。このようなクリンプト２はコアフィラメント１とシースフィラメント４との間にゴム浸透の間隙を確保するものであり、このような波形とすることによって生産性がよく、低コストとなる。また、コアフィラメント１にクリンプトがあると、コード自体が図２に示すように、偏平コード（楕円）となり、コード厚の増加を防ぐことができ薄ゲージ化も可能である。ゴム層を薄くすることができるようになる。またゴムの浸透性も良好であるため、耐腐食性を増加する等の効果がある。
【００１７】
本発明の物品用スチールコードは、コアフィラメントを１本、シースフィラメントの本数ｎ＝５〜８本とし、コアフィラメント径ｄｃを０．１５〜０．４８ｍｍの範囲とすることが空気入りタイヤのベルト層に用いる時に好ましい。
コアフィラメント１のクリンプトにおける振幅（Ａｃ）は図１（ａ）に示され、１＋５、１＋６、１＋７、及び１＋８からなる各構造のスチールコードに応じて決定することが好ましい。即ち、コアフィラメント径ｄｃとの関係において、各構造の取り得る範囲は、以下の値であることが好ましい。
【００１８】
１＋５では、１．１２≦Ａｃ／ｄｃ≦２．０（ｍｍ）、
１＋６では、１．１２≦Ａｃ／ｄｃ≦２．５（ｍｍ）、
１＋７では、１．４２≦Ａｃ／ｄｃ≦２．８（ｍｍ）、及び
１＋８では、１．７４≦Ａｃ／ｄｃ≦３．１２（ｍｍ）である。
振幅Ａｃ／ｄｃがこの最大値より大きくなると、シースからコアが飛びだすなどコード性状が悪くなる。Ａｃ／ｄｃがこの最小値より小さくなるとゴムペネトレーションが不十分となる。
【００１９】
コアフィラメント１の波形のクリンプト２の波長λｃとコアフィラメント径ｄｃの関係は８≦λｃ／ｄｃ≦３０の範囲が好ましい。λｃ／ｄｃが８より小さくなると、型付けが非常に短ピッチになり、フィラメントが折れ易く製造上好ましくない。更にはコード強力も低下する。λｃ／ｄｃが３０より大きくなると、ゴムのペネトレーションが不十分となる。
また、各シースフィラメント４に加えるクリンプトはコアフィラメントのクリンプトに応じてその波形を選択することが好ましく、シースフィラメントのクリンプトの波長λｓは、コアフィラメントの波長λｃに対して、２≦λｓ／λｃ≦６の範囲とすることが好ましい。上記λｓ／λｃの関係が２未満になると、コアフィラメントが立体状になり難くなり、６を超えると、パンチング撚り線時にコアフィラメントの捩れによる破断が起こったり、またバックリング変形時にコア先行破断が起こりやすくなる。
【００２０】
本発明に係るゴム物品補強用スチールコードは、コアフィラメント１にクリンプト２と共に更にカール３（回転又は捻り）を加えることが好ましい。上述したクリンプト２による１波長λｃ当たり適当な回転数のカールを加えることにより、ゴム物品補強用スチールコードのゴムペネトレーション性が向上し、耐カットセパレーション性が向上し、更には耐ＢＥＳ性（所定距離走行させた後のタイヤの最外層ベルトの亀裂のつながり状態を示す性質）が向上する。
コアフィラメントの波形１波長当りのコア中心を軸とした回転数ｎｃとしては０．１２≦ｎｃ≦０．８５（回／１λｃ）とすることが好ましい。上記回転数ｎｃが０．１２より小さくなると、コアが立体形状になり難い。またｎｃが０．８５より大きくなると、コアの捩れによる耐疲労性が低下する。
また、シースフィラメントの撚り方向は、コアフィラメントのカール方向と同じ方向とすることが好ましい。異方向とすると、点接触によって摩滅腐食などのフレッティング性が大きくなるばかりでなく、製造上も同方向の方が作り易いことによる。
【００２１】
スチールコードのコード断面でのオープン度Ｒｏは、図２に示すように、外接楕円６の長径Ｌｏと内接楕円７の長径Ｌｉとの長径比として表すことができる。本発明に係るゴム物品補強用スチールコードのオープン度Ｒｏ（Ｌｏ／Ｌｉ）は２．１〜２．８の範囲である。オープン度Ｒｏが２．１未満ではコード自体が偏平形状を維持できなくなりゴムペネトレーションを確保できなくなる。また、オープン度Ｒｏが２．８を超えると、図３に示す如く、ベルト折れに対する耐疲労性が十分に改良されない。図３にいて考察すると、ベルト折れ性が改良されなくなる理由はコアフィラメントの型付け量とシースフィラメントの型付け量の相互関係において、相対的にシースが膨らむ状態、所謂、コードのオープン化が著しくなるため、タイヤ加硫時のテンションによって容易にシースフィラメント同士が引き揃う傾向にあることである。これはシースフィラメントの内側に引っ張り応力が負荷され、バックリング変形が発生した際により大きな歪みとなり、これがより疲労を招くものと推測させる。
【００２２】
本発明に係るゴム物品補強用スチールコードにあっては、スチール製のコアフィラメント及びシースフィラメントの炭素含有率を０．８０〜０．８５％とすることが好ましい。かかる炭素含有率であれば、コード１本当りの強力を上げることができて、比強度を揃えた時の質量を軽くすることができて有利である。また同一コード構造、同一強力ならばコード径を小さくできる。
【００２３】
図４は、本発明のゴム物品補強用スチールコードを使用した空気入りタイヤ１０の概略断面図である。空気入りタイヤ１０は、一般的にビード部１１、カーカス１２、トレッド部１３及びベルト層１４からなり、ベルト層１４に本発明のスチールコードが使用されている。
このようなベルト層１４にあっては、スチールコードのコアフィラメントをクリンプト、更にカールすることにより、ゴムペネトレーション性が飛躍的に向上し、タイヤの耐久性である、耐カットセパレーション性を向上させることができる。コアフィラメントが立体配置となるので、各シースフィラメントとの間から容易にゴムがペネトレーションする。同じ周長であっても、同一強度にした時のコード間隔を長くとれ、もう一つの耐久性である耐ＢＥＳ性を向上させるのに有利である。
【００２４】
尚、本発明のゴム物品補強用スチールコードは、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【実施例】
【００２５】
以下に実施例により、本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこの実施例によって何等限定されるものではない。下記の表１及び２のコードを用いて、タイヤを試作し、実地テストによってその効果を調べた。
【００２６】
【表１】
2006104597.tif 000003
【００２７】
【表２】
2006104597.tif 000004
【００２８】
評価方法
（１）．実施用タイヤサイズ；２３５／８０Ｒ  １６
（２）．ゴムペネトレーション率（％）；試作タイヤからコードを摘出し、シース素線を全て除去、コア素線を取り出した後、拡大鏡にてゴムの被覆された長さを測定し、次式で求めるものである。
ゴムペネトレーション（％）＝ゴム被覆長・１００／試料長
（３）．耐カットセパレーション性；実地走行距離３万ｋｍの走行後の２Ｂカット部（２枚のベルトの最外層ベルトのカット部）の錆長さＬ（図５のゴム付きコード２１のカット部２０を参照）の平均値をとった。Ｌの値は小さい程良い。
（４）耐ベルト折れ性；正規内圧の５０％のタイヤを正規荷重の下、ＳＬＩＰ角度３度で１０００ｋｍの走行後、最外層のベルトを５０本採取し、コードの破断本数の比率（％）とする。
【００２９】
表１の実施例１〜７と比較例１〜３との結果から、オープン度Ｒｏが２．１から２．８までのコードを使用したタイヤには、耐コード折れ比率が全く破断しないのに対して、比較例１〜３のオープン度Ｒｏが３．０以上のものには破断が見られた。表２の実施例８〜１４と比較例４〜６との結果から、オープン度Ｒｏが２．１から２．８までのコードを使用したタイヤには、耐コード折れ比率が全く破断しないのに対して、比較例１〜３のオープン度Ｒｏが２．９以上のものには破断が見られた。
【００３０】
表１の実施例１〜６と実施例７との結果を比べると、λｓ／λｃが２未満の実施例７はゴムペネトレーション性、及び耐カットセパレーション性が実施例１〜６に比べて問題が出てくることが分かる。表２の実施例８〜１３と実施例１４との結果を比べると、λｓ／λｃが２未満の実施例１４はゴムペネトレーション性、及び耐カットセパレーション性が実施例８〜１３に比べて問題が出てくることが分かる。
表１及び表２の比較例２と比較例３との結果、及び比較例５と比較例６との結果を比べると、λｃ／ｄｃが３０を超える比較例３及び比較例６は比較例２及び比較例５に比べてゴムペネトレーション率及び耐カットセパレーション性が低下してくることが分かる。
【００３１】
表１及び表２の実施例１〜７と実施例８〜１４との結果を比べると、コアフィラメン形状においてカールを加えた実施例８〜１４ものは、ゴムペネトレーション性及び耐カットセパレーション性が改良されることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明のゴム物品補強用スチールコードは、タイヤ等のベルト層に用いた場合に、そのタイヤのゴムペネトレーション性、耐カットセパレーション性及び耐コード折れ性等が向上し、スポーツ多目的車等に広く利用でき、産業上の利用可能性の高いものである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１（ａ）〜（ｃ）は、ゴム物品補強用スチールコードのコアフィラメント及びシースフィラメントを示す概略図である。
【図２】図２は、スチールコードの断面におけるオープン度Ｒｏを示す図である。
【図３】図３は、耐コード折れ性の関係を示すためのオープン度Ｒｏに対する耐コード折れ比率を示す図である。
【図４】図４は、本発明に係るゴム物品補強用スチールコードを使用した空気入りラジアルタイヤの概略断面図である。
【図５】図５は、耐カットセパレーション性の錆長さＬを測定する場合の説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
１・・・コアフィラメント
２・・・クリンプト
３・・・カール
４・・・シースフィラメント
１０・・・タイヤ
１４・・・ベルト層
【図１】
2006104597.tif 000005
【図２】
2006104597.tif 000006
【図３】
2006104597.tif 000007
【図４】
2006104597.tif 000008
【図５】
2006104597.tif 000009