(57)【要約】【課題】埋設されているスチールコードに起因するゴム製品の使用時に生じるヒステリシスロスを低減させることができるスチールコードおよびその製造方法並びにこのスチールコードが心体として埋設されたコンベヤベルトを提供する。【解決手段】芯ストランド２の外周面に複数本の側ストランド３を撚り合わせる際に、芯ストランド２を構成する素線２ａの撚り方向と、側ストランド３を構成する素線３ａの撚り方向と、芯ストランド２の外周面に撚り合わせる複数本の側ストランド３の撚り方向とを同じ撚り方向に設定してストランド構造を形成した後、ゴム製品に埋設される前に、このスチールコード１に対して、スチールコード１の引張り切断荷重の１０％以上７０％以下のテンションを付与し、その後、このスチールコード１を多数本横並び状態で心体４としてコンベヤベルト７に埋設する。【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を有し、ゴム製品に埋設されて使用されるゴム補強用のスチールコードにおいて、
前記ストランド構造が形成された後、ゴム製品に埋設される前に、このスチールコードの引張り切断荷重の１０％以上７０％以下のテンションが付与されていることを特徴とするスチールコード。
【請求項２】
前記テンションの付与回数が、２回以上５回以下である請求項１に記載のスチールコード。
【請求項３】
前記テンションの大きさが、付与される順に大きくなっている請求項２に記載のスチールコード。
【請求項４】
前記テンションを付与する１回あたりの時間が、５分以上４０分以下である請求項１〜３のいずれかに記載のスチールコード。
【請求項５】
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てストランド構造を形成して、ゴム製品に埋設されて使用されるゴム補強用のスチールコードを製造するスチールコードの製造方法において、
前記ストランド構造を形成した後、ゴム製品に埋設される前に、このスチールコードに対して、このスチールコードの引張り切断荷重の１０％以上７０％以下のテンションを付与することを特徴とするスチールコードの製造方法。
【請求項６】
前記テンションを、２回以上５回以下付与する請求項５に記載のスチールコードの製造方法。
【請求項７】
前記テンションの大きさを、付与する順に大きくする請求項６に記載のスチールコードの製造方法。
【請求項８】
前記テンションを、１回あたり５分以上４０分以下で付与する請求項５〜７のいずれかに記載のスチールコードの製造方法。
【請求項９】
請求項１〜４のいずれかに記載のスチールコードが、多数本横並び状態で心体として埋設されていることを特徴とするコンベヤベルト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴム製品に埋設されて使用されるスチールコードおよびその製造方法並びにコンベヤベルトに関し、さらに詳しくは、埋設されているスチールコードに起因するゴム製品の使用時に生じるヒステリシスロスを低減させることができるスチールコードおよびその製造方法並びにこのスチールコードが心体として埋設されたコンベヤベルト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ている（例えば、特許文献１参照）。ゴム製品を製造する際には、多数本のスチールコードが配列されて形成された補強層を未加硫ゴム部材に埋設して成形体を形成し、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。これにより、スチールコード補強層が埋設されたゴム製品が完成する。
【０００３】
ゴム製品の使用時には、埋設されたスチールコードには引張力や圧縮力が作用する。本願発明者らは、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の場合、スチールコードを構成する素線（スチールワイヤ）どうしの間で生じる滑りが、ゴム製品の使用時に生じるヒステリシスロスに影響することを見出した。
【０００４】
例えば、ゴム製品がコンベヤベルトの場合、使用時のヒステリシスロスが大きいと稼働に要する電力が増大するという問題がある。そこで、本願発明者らは、上述の知見に基づいて種々の検討を行なうことにより、埋設されているスチールコードに起因するゴム製品の使用時に生じるヒステリシスロスを低減させることができる本発明を創作した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【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】
【０００６】
本発明の目的は、埋設されているスチールコードに起因するゴム製品の使用時に生じるヒステリシスロスを低減させることができるスチールコードおよびその製造方法並びにこのスチールコードが心体として埋設されたコンベヤベルトを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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を有し、ゴム製品に埋設されて使用されるゴム補強用のスチールコードにおいて、前記ストランド構造が形成された後、ゴム製品に埋設される前に、このスチールコードの引張り切断荷重の１０％以上７０％以下のテンションが付与されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明のスチールコードの製造方法は、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てストランド構造を形成して、ゴム製品に埋設されて使用されるゴム補強用のスチールコードを製造するスチールコードの製造方法において、前記ストランド構造を形成した後、ゴム製品に埋設される前に、このスチールコードに対して、このスチールコードの引張り切断荷重の１０％以上７０％以下のテンションを付与することを特徴とする。
【０００９】
本発明のコンベヤベルトは、上記のスチールコードが多数本横並び状態で心体として埋設されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のスチールコードおよびその製造方法によれば、ストランドを撚り合わせてストランド構造を形成した後、ゴム製品に埋設される前に、このスチールコードの引張り切断荷重の１０％以上７０％以下のテンションが付与されることで、スチールコードを構成する素線どうしのすき間が、テンションを付与する前よりも小さくなった状態でクセ付けされる。これにより、ゴム製品の使用時に、埋設されているスチールコードに起因するヒステリシスロスを低減させることができる。
【００１１】
本発明のコンベヤベルトによれば、上記のスチールコードが多数本横並び状態で心体として埋設されているので、コンベヤベルト稼動時のヒステリシスロスが低減して、稼動に要する電力を抑制することができる。即ち、従来に比して少ない電力でコンベヤベルトを稼動させることができるので、消費エネルギーの削減に大きく寄与する。
【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のスチールコードを例示する斜視図である。
【図３】本発明のコンベヤベルトの横断面図である。
【図４】図３のコンベヤベルトの平面図である。
【図５】スチールコードにテンションを付与する工程を例示する説明図である。
【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その製造方法並びにコンベヤベルトを図に示した実施形態に基づいて説明する。
【００１４】
図１に例示する本発明のスチールコード１は、ゴム製品に埋設されて使用されるゴム補強用のスチールコード１である。この実施形態では、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り、いわゆる７×７構造である。このスチールコード１は、１本の芯ストランド２の外周に６本の側ストランド３が撚り合わされて形成されている。芯ストランド２は、中心の１本の素線２ａのまわりに６本の素線２ａを撚り合わせて形成されている。側ストランド３は、中心の１本の素線３ａのまわりに６本の素線３ａを撚り合わせて形成されている。素線２ａ、３ａはスチールワイヤである。
【００１５】
この実施形態では、芯ストランド２を構成する素線２ａの撚り方向と、側ストランド３を構成する素線３ａの撚り方向と、芯ストランド２の外周面に撚り合わせる側ストランド３の撚り方向とは同じ撚り方向になっている。それぞれの素線２ａ、３ａの外径は０．２ｍｍ〜１．０ｍｍ程度である。
【００１６】
本発明のスチールコード１は７×７構造に限らずストランド構造であればよい。その他に、７×１９構造、１９＋７×７構造、７×Ｗ（１９）構造等を採用することもできる。また、素線２ａの撚り方向、素線３ａの撚り方向および側ストランド３の撚り方向はすべて同じ方向に限らず、異なる方向にすることもでき、それぞれを任意の撚り方向に設定することができる。
【００１７】
このスチールコード１は、ストランド構造が形成された後、後述するコンベヤベルト７等のゴム製品に埋設される前に、このスチールコード１の引張り切断荷重の１０％以上７０％以下のテンションＴが付与されている。スチールコード１の引張り切断荷重は、実験や計算等に基づいて予め設定されている。
【００１８】
図３、図４に例示する本発明のコンベヤベルト７は、本発明のスチールコード１が、多数本横並び状態で心体４として埋設されている。多数本のスチールコード１は、コンベヤベルト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。即ち、上カバーゴム５と下カバーゴム６の間に、心体４となる多数本のスチールコード１がベルト幅方向に所定間隔で配置されて挟まれている。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４の層と、上カバーゴム５および下カバーゴム６との層間、心体４どうしの間には、接着用ゴムが介設される。
【００１９】
本発明のスチールコード１を製造するには、芯ストランド２を中心にして、その外周面に６本の側ストランド３を撚り合わせてストランド構造を形成して、テンション付与前スチールコード１Ａを製造する。このテンション付与前スチールコード１Ａは、いわば、従来多用されているスチールコードである。
【００２０】
テンション付与前スチールコード１Ａは、例えば、図５に例示するような巻取りドラム８に巻き取っておく。次いで、テンション付与前スチールコード１Ａを巻き取った巻取りドラム８を、回転支持台９に回転可能に設置する。この回転支持台９には巻取りドラム８の回転を止めるブレーキ装置１０が備わっている。
【００２１】
次いで、巻取りドラム８からテンション付与前スチールコード１Ａを繰り出して、その先端部をテンショナ１１に取り付ける。次いで、ブレーキ装置１０を作動させて巻取りドラム８の回転を止めた状態にして、テンション付与前スチールコード１Ａをテンショナ１１によって引っ張る。これにより、テンション付与前スチールコード１Ａに、このスチールコード１（１Ａ）の引張り切断荷重の１０％以上７０％以下のテンションＴを付与して本発明１のスチールコード１を製造する。テンション付与前スチールコード１Ａと本発明のスチールコード１の引張り切断荷重は実質的に同じである。
【００２２】
本発明のスチールコード１は、ストランド構造を形成した後、ゴム製品に埋設される前に、スチールコード１の引張り切断荷重の１０％以上７０％以下のテンションＴが付与されることで、素線２ａ、３ａどうしのすき間が、テンションＴを付与する前よりも小さくなった状態でクセ付けされる。ここで、素線２ａ、３ａどうしのすき間とは、素線２ａと素線２ａ、素線３ａと素線３ａ、素線２ａと素線３ａの３種類のすき間を意味する。これにより、ゴム製品の使用時に埋設されているスチールコード１に引張力が作用しても、素線２ａ、３ｂどうしの間の滑りが小さくなり、その結果として、スチールコード１に起因するヒステリシスロスを低減させることができる。
【００２３】
付与するテンションＴがスチールコード１の引張り切断荷重の１０％未満であると、素線２ａ、３ａどうしのすき間がほとんど小さくならないので、ヒステリシスロス低減効果が小さい。一方、付与するテンションＴがスチールコード１の引張り切断荷重の７０％超であると、スチールコード１のコード強力や切断伸びを低下させることがあるので好ましくない。
【００２４】
本発明のコンベヤベルト７がプーリ間に張設されて稼動する際には、心体４には引張力と圧縮力が繰り返し作用する。このコンベヤベルト７では、心体４を構成する素線２ａ、３ａどうしのすき間が小さくなっていて、コンベヤベルト７の稼動時には素線２ａ、３ａどうしの間の滑りが生じ難くなっている。そのため、コンベヤベルト７の稼動時の心体４に起因するヒステリシスロスが低減する。
【００２５】
このコンベヤベルト７によれば、ヒステリシスロスが低減するので稼動に要する電力が抑制され、従来に比して少ない電力でコンベヤベルト７を稼動させることができる。それ故、消費エネルギーの削減に大きく寄与することになる。
【００２６】
テンション付与前スチールコード１Ａには、テンションＴを１回付与するだけでなく、複数回付与することもできる。素線２ａ、３ａどうしのすき間を安定して小さくするには、テンションＴを２回以上付与することが好ましい。また、生産効率を考慮すると、テンションＴの付与回数は５回以下にすることが好ましい。
【００２７】
テンションＴを複数回付与する場合は、毎回同じ大きさのテンションＴを付与することも、毎回異なる大きさのテンションＴを付与することもできる。付与する順にテンションＴを大きくして徐々に強いクセ付けをすると、スチールコード１に対する負担を軽減することができる。
【００２８】
テンションＴは１回あたり、例えば５分以上４０分以下、さらに好ましくは１０分以上３０分以下で付与する。テンションＴの付与時間が５分未満であると、すき間を安定して小さくすることが難しい。一方、テンションＴの付与時間が４０分超であると生産効率が低下する。
【００２９】
本発明のスチールコード１が埋設されるゴム製品としては、コンベヤベルト７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。
【実施例】
【００３０】
７×７構造のスチールコード（コード径４．４ｍｍ）について、ストランド構造を形成した後、ゴム製品の埋設する前に、表１に示すように、テンションＴの付与の有無、付与するテンションＴの大きさのみを変化させた６種類のサンプル（従来例、実施例１〜４、比較例１）を製造し、それぞれのサンプルのコード強力、切断伸びを測定した。テンションＴはインターバルを設けて２回付与し、それぞれ３０分間付与した。表１のテンションＴの大きさとは、そのスチールコードの引張り切断荷重に対する付与したテンションＴの大きさの割合である。また、それぞれのサンプルを多数本横並び状態で埋設したコンベヤベルトサンプルを製造して、所定の曲げ試験を行った際のヒステリシスロスを測定した。これら測定結果を表１に示す。尚、表１には、ストランドを構成する素線の撚り方向と、側ストランドを構成する素線の撚り方向と、芯ストランドの外周面に撚り合わせる側ストランドの撚り方向とを同じ撚り方向にした仕様のスチールコードの測定結果を示しているが、これらの撚り方向を任意に異ならせた種々の仕様についても実質的に同様の測定結果であった。
【００３１】
[コード強力] [切断伸び]
それぞれのサンプルをＪＩＳ  Ｇ３５１０：１９９２に準拠して切断するまで長手方向に引張り、切断時における荷重をコード強力、切断時における伸びを切断伸びとした。
【００３２】
[ヒステリシスロス]
従来例のヒステリシスロスを基準の１００として指数評価した。数値が小さい程、ヒステリシスロスが小さいことを示している。
【００３３】
【表１】
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【００３４】
表１の結果から、コード強力および切断伸びは、実施例１〜４は従来例と同等であり、比較例は劣っていることが分かる。ヒステリシスロスは、実施例１〜４は従来例に対して低減していることが分かる。
【符号の説明】
【００３５】
１  スチールコード
１Ａ  テンション付与前スチールコード
２  芯ストランド
２ａ  素線
３  側ストランド
３ａ  素線
４  心体
５  上カバーゴム
６  下カバーゴム
７  コンベヤベルト（ゴム製品）
８  巻取りドラム
９  回転支持台
１０  ブレーキ装置
１１  テンショナ
【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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