(57)【要約】【課題】補強材の圧延加工の工程や、補強材を束ねてゴム中に埋設する工程を要することなく、断面扁平形状の金属フィラメント束からなるゴム物品用補強材を製造することのできるゴム物品用補強材の製造方法を提供する。【解決手段】断面円形の金属フィラメント１の２本以上が並列した断面扁平の金属フィラメント束２からなるゴム物品用補強材を製造するにあたり、２本以上の金属フィラメント１を、楕円形状、トラック状または長方形状の穴ダイス１０を介して並列させて伸線加工して、全体として実質的に１本の扁平コードをなす金属フィラメント束２を得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面円形の金属フィラメントの２本以上が並列した断面扁平の金属フィラメント束からなるゴム物品用補強材を製造するにあたり、
前記２本以上の金属フィラメントを、楕円形状、トラック状または長方形状の穴ダイスを介して並列させて伸線加工して、全体として実質的に１本の扁平コードをなす前記金属フィラメント束を得ることを特徴とするゴム物品用補強材の製造方法。
【請求項２】
前記伸線加工を、前記金属フィラメント束の扁平断面における短径Ｈおよび長径Ｌが、前記金属フィラメントの径φに対し下記式（１）および（２）、
０．８７×φ≦Ｈ≦０．９８×φ                          （１）
０．８７×φ×Ｎ≦Ｌ≦０．９８×φ×Ｎ                  （２）
（上記式中、Ｎ：並列された金属フィラメントの本数である）で表される関係を満足するよう行い、かつ、該伸線加工において１回伸線する際の減面率を３〜２５％とする請求項１記載のゴム物品用補強材の製造方法。
【請求項３】
前記金属フィラメントとして、引張り強さ２５００ＭＰａ以上のものを用いる請求項１または２記載のゴム物品用補強材の製造方法。
【請求項４】
前記金属フィラメント束を、３〜１０本の金属フィラメントからなるものとする請求項１〜３のうちいずれか一項記載のゴム物品用補強材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はゴム物品用補強材の製造方法（以下、単に「製造方法」とも称する）に関し、詳しくは、スチールラジアルタイヤの骨格部材などに使用されるゴム物品用補強材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ラジアルタイヤの耐久性の向上および軽量化が重要な課題となってきており、原材料のスチールコード面からは、コードの強力化によって軽量化を行ってきた。しかし、このような構成のみでは、使用するスチールの量が少なくなることに起因して曲げ剛性が減少するという問題が生じ、得られるタイヤにおいて操縦安定性と乗り心地性とを両立できなかった。
【０００３】
これに対し、スチールコードやスチールフィラメントを扁平化して配置することで、ゴムゲージの薄肉化と扁平化による異方性を有する曲げ剛性の特徴を活かして、操縦安定性と乗り心地性との両立を図るべく、種々の技術が提案されてきている。例えば、特許文献１には、異方性補強材として偏平ないし楕円断面のフラットワイヤーからなるベルトを用いることで、操縦安定性と乗り心地性との両立を図ったラジアルタイヤが開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、丸線ワイヤを圧延加工により扁平化し、その後、波付けすることで、薄肉軽量化と、耐疲労性および乗り心地性向上との実現を図った単線スチールコードが開示されている。さらに、特許文献３には、単線スチールフィラメントの断面形状を多角形状あるいは太鼓状にして、複数本にて撚り合わせることなく並列に並べて有機繊維でラッピングすることで、隣接する単線同士の接触面積を増やして、束形状を維持させたゴム物品用補強材が開示されている。さらにまた、特許文献４には、スチールモノフィラメントの補強素子を数本以内の束毎に区分して、隣接する束または補強素子との間隔を広げたベルト層を備えるラジアルタイヤが開示されている。
【特許文献１】特許昭６３−１３０４０６号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献２】特許第３８０２２７７号公報（特許請求の範囲等）
【特許文献３】特開２００４−６０１２８号公報（特許請求の範囲，［０００９］等）
【特許文献４】特許第２７１３８０６号公報（特許請求の範囲等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、スチールコードやスチールフィラメントなどの補強材を扁平化して配置する技術は種々提案されているが、扁平化にあたり、例えば、ワイヤを圧延する方法では、高強度の圧延加工が難しい面があり、加工度が高いとフィラメント内に割れが発生したり、強力低下や延性低下が生じ、扁平化できる長径Ｌと短径Ｈとの比Ｈ／Ｌが０．５以上と、扁平化率に制限があった。また、単線スチールフィラメントの断面形状を多角形等とした場合も、単線自身のストレートネスやトーションの影響により、ゴム中に埋め込む際に、きれいに並列に引き揃わない可能性がある。さらに、束にする際に、接着剤やラッピング用のワイヤーまたは有機繊維が必要となり、そのための設備が必要となるという難点があった。
【０００６】
そこで本発明の目的は、従来技術におけるような、補強材の圧延加工の工程や、補強材を束ねてゴム中に埋設する工程を要することなく、断面扁平形状の金属フィラメント束からなるゴム物品用補強材を製造することのできるゴム物品用補強材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】
【０００７】
本発明者は鋭意検討した結果、下記構成とすることにより、上記課題を解決できることを見出して、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明のゴム物品用補強材の製造方法は、断面円形の金属フィラメントの２本以上が並列した断面扁平の金属フィラメント束からなるゴム物品用補強材を製造するにあたり、
前記２本以上の金属フィラメントを、楕円形状、トラック状または長方形状の穴ダイスを介して並列させて伸線加工して、全体として実質的に１本の扁平コードをなす前記金属フィラメント束を得ることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の製造方法においては、前記伸線加工を、前記金属フィラメント束の扁平断面における短径Ｈおよび長径Ｌが、前記金属フィラメントの径φに対し下記式（１）および（２）、
０．８７×φ≦Ｈ≦０．９８×φ                          （１）
０．８７×φ×Ｎ≦Ｌ≦０．９８×φ×Ｎ                  （２）
（上記式中、Ｎ：並列された金属フィラメントの本数である）で表される関係を満足するよう行い、かつ、該伸線加工において１回伸線する際の減面率を３〜２５％とすることが好ましい。
【００１０】
また、本発明は、前記金属フィラメントとして、引張り強さ２５００ＭＰａ以上のものを用いる場合に特に有効である。さらに、本発明において好適には、前記金属フィラメント束を、３〜１０本の金属フィラメントからなるものとする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のゴム物品用補強材の製造方法によれば、上記構成としたことにより、強力低下などの問題を生ずることなく、引き揃いの良い断面扁平形状の金属フィラメント束からなるゴム物品用補強コードを安定して生産することが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
本発明は、断面円形の金属フィラメントの２本以上が並列した断面扁平の金属フィラメント束からなるゴム物品用補強材の製造方法に係る改良技術である。
【００１３】
本発明においては、かかる２本以上の金属フィラメントを、楕円形状、トラック状または長方形状の穴ダイスを介して並列させて伸線加工することで、金属フィラメント束を得る。図１に、本発明の一好適実施形態に係る伸線加工工程を示す説明図を示す。図示する例では、５本の金属フィラメント１を、楕円形状の穴ダイス１０を介して並列させて伸線加工して、金属フィラメント束２としている。
【００１４】
すなわち、本発明においては、上記穴ダイスを介して伸線することで、断面円形の金属フィラメント１の複数本から、全体として実質的に１本の扁平コードをなす金属フィラメント束２を得ることができ、結果として、扁平加工を施された場合のような、断面が扁平形状である引き揃いの良いフィラメント束からなるゴム物品補強材２を、強力低下などの問題を生ずることなく、安定して製造することが可能となる。また、本発明においては、伸線を用いてフィラメント束とすることができるため、従来のように余分な接着剤やラッピング用設備、ワイヤーなどを必要とせず、高効率での生産が可能である。
【００１５】
図２に、本発明の他の好適実施形態に係る伸線加工工程を示す説明図を示す。図示する例では、金属フィラメント１を、楕円形状の穴ダイス２０を介して２本ずつ並列させて伸線加工した後、この伸線加工された２本ずつの金属フィラメント束３を、楕円形状の穴ダイス３０を介してさらに続けて多段伸線することで、４本の金属フィラメント束４としている。このように多段伸線を行うことで、さらに安定して長い扁平構造の束フィラメントを製造することが可能となる。この本発明に係る多段伸線は、例えば、４〜５段まで行うことができる。
【００１６】
また、本発明においては、上記伸線加工を、１回の伸線ごとに、金属フィラメント束の断面の短径Ｈおよび長径Ｌが、金属フィラメント１の径φに対し下記式（１）および（２）、
０．８７×φ≦Ｈ≦０．９８×φ                          （１）
０．８７×φ×Ｎ≦Ｌ≦０．９８×φ×Ｎ                  （２）
（上記式中、Ｎ：並列された金属フィラメントの本数である）で表される関係を満足するよう行うことが好ましい。これにより、金属フィラメント束を縦、横共に均等に伸線しつつ、所望の減面率を得ることができる。上記短径Ｈおよび長径Ｌのそれぞれが、元の径φおよびφ×Ｎの０．８７倍未満となるまで伸線すると、断線や延性の低下が生ずる一方、０．９８倍を超える程度までしか伸線しないと、束形状を保てないおそれがある。
【００１７】
なお、本発明においては、２本以上の金属フィラメントを並べて伸線するため、扁平比Ｈ／Ｌの値が０．５以下である金属フィラメント束でも容易に製造可能であるというメリットもある。
【００１８】
さらに、本発明においては、上記伸線加工において１回伸線する際の減面率を、３〜２５％とすることが好ましい。これは、減面率が２５％を超えると、伸線加工時の発熱および引き抜きテンションの影響により、フィラメントの断線や延性低下が生ずるおそれがあり、一方、３％未満では、束コードとならず、素線同士がバラバラになって、性状が保てないおそれがあるためである。また、伸線後、金属フィラメント同士が圧着した状態とするためには、５％以上の減面率が必要となるため、より好ましい減面率の条件は５〜１５％である。なおここで、減面率とは、伸線前後におけるフィラメントの面積減少率を意味する。
【００１９】
本発明に係る伸線加工工程においては、全ての金属フィラメントが一定のテンションで引き抜かれる状態となるため、巻取り時には、各フィラメントがきれいに引き揃えられる。場合によっては、ローラレベラなどでの矯正を行うことで、ストレートネス、トーションも確保できる扁平ワイヤーとなる。
【００２０】
また、伸線の際には、伸線加工に伴う発熱の抑制、伸線加工の潤滑性能確保および発熱による延性低下を考慮して、油若しくは水溶性の潤滑剤を、ダイス前に設置するか、ダイス・ワイヤー全体をかかる潤滑剤に浸漬させて、その後、拭き取る措置を採ることが好ましい。
【００２１】
なお、伸線加工における穴ダイス１０としては、目的とするゴム物品用補強材の扁平率に応じて、適切な寸法のものを用いることができ、特に制限されるものではない。
【００２２】
本発明において、ゴム物品用補強材となる金属フィラメント束を構成する金属フィラメントの本数は、好適には３本以上、より好適には３〜１０本とする。これは、金属フィラメントの本数が３本未満では、タイヤの総強力を確保するために多くの補強材が必要となり、コード間隙が減少してしまい、タイヤとして、耐ベルトセパレーションが悪化するためである。
【００２３】
本発明の製造方法は、特に、難加工である引張り強さ２５００ＭＰａ以上の抗張力を有する金属フィラメントに対して有利であり、引張り強さが２５００ＭＰａ未満であると、タイヤでは剛性を確保するために必要なスチール使用量が多くなり、コード間隙低下に伴う耐ベルトエンドセパレーション性が低下する。より好ましくは、軽量化に有利となる引張り強さ３０００ＭＰａ以上の金属フィラメントである。
【００２４】
本発明のゴム物品用補強材の製造方法においては、断面円形の金属フィラメントの２本以上を、所定の穴ダイスを介して同時に伸線加工することで扁平かつ束状として、実質的に１本の板状の補強材を得ることができるものであり、それ以外の点については特に制限されるものではない。本発明の製造方法により得られるゴム物品用補強材は、タイヤの補強部材としてのベルトやカーカスなどの補強コードとして、好適に用いられるものである。
【実施例】
【００２５】
以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
＜実施例１＞
３本の断面円形の金属フィラメント（０．３ｍｍφ（引張り強さ：３３００ＭＰａ））を、楕円形状の穴ダイスを介して並列させて減面率１０％にて１回伸線加工することにより、全体として実質的に１本の扁平コードをなす金属フィラメント束からなる実施例１のゴム物品用補強材を製造した。得られた金属フィラメント束の断面形状を、図３（ａ）に示す。また、この金属フィラメント束の扁平断面における短径Ｈは０．３０ｍｍであり、長径Ｌは０．９ｍｍであった。
【００２６】
＜実施例２＞
６本の断面円形の金属フィラメント（０．３ｍｍφ（引張り強さ：３３００ＭＰａ））を、楕円形状の穴ダイスを介して並列させて減面率１０％にて１回伸線加工することにより、全体として実質的に１本の扁平コードをなす金属フィラメント束からなる実施例２のゴム物品用補強材を製造した。得られた金属フィラメント束の断面形状を、図３（ｂ）に示す。また、この金属フィラメント束の扁平断面における短径Ｈは０．３ｍｍであり、長径Ｌは１．８ｍｍであった。
【００２７】
＜比較例１＞
３本の断面円形の金属フィラメント（０．３ｍｍφ（引張り強さ：３３００ＭＰａ））を一単位として、図３（ｃ）に示すように１本ずつ間隔をあけてゴムに打ち込むことで、比較例１のゴム物品用補強材を得た。
【００２８】
＜比較例２＞
３本の断面円形の金属フィラメント（０．３ｍｍφ（引張り強さ：３３００ＭＰａ））を、図３（ｄ）に示すように引き揃えてゴムに打ち込むことで、比較例２のゴム物品用補強材を得た。
【００２９】
＜比較例３＞
３本の断面円形の金属フィラメント（０．３ｍｍφ（引張り強さ：３３００ＭＰａ））を、図３（ｅ）に示すように並列させてゴムに打ち込むことで、比較例３のゴム物品用補強材を製造した。
【００３０】
＜断面形状フラット性＞
得られた各ゴム物品用補強材につき、断面形状のフラット性を評価した。評価は、ゴムへの打ち込み形状で２０箇所測定した結果に基づき、０．３ｍｍ（線径分）以上の打ち込み乱れが一本もないものを○、５本未満のものを△、５本以上のものを×とした。
【００３１】
＜長径方向曲げ剛性＞
得られた各ゴム物品用補強材につき、長径方向における曲げ剛性を評価した。評価は、各補強材を用いてタイヤのベルト部材を作製し、このタイヤベルトの面内剛性測定（２層のベルト部材を引っ張って算出）により行った。結果は、比較例１を１００とする指数にて表示した。数値が大なるほど結果は良好である。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
上記表１に示すように、複数本の金属フィラメントを穴ダイスを介して並列させて伸線加工することにより得られた実施例の補強材は、いずれも伸線して引き揃えたために断面形状のフラット性が良好であり、長径方向の曲げ剛性についても、従来の束でラッピングしたコード（比較例３）と同等以上であることがわかる。また、金属フィラメント束の本数をアップさせることで、剛性も向上することが確認された。なお、実施例２における６本の金属フィラメント束での剛性アップに関しては、打ち込み間隙が減少し、打ち込み本数がアップした効果であるものと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一好適実施形態に係る伸線加工工程を示す説明図である。
【図２】本発明の他の好適実施形態に係る伸線加工工程を示す説明図である。
【図３】各実施例および比較例における補強材一単位あたりの断面形態を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  金属フィラメント
２，３，４  金属フィラメント束
１０，２０，３０  穴ダイス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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