(57)【要約】【課題】  撚り数を少なくしたロングピッチにしながらも、耐フレアー性に優れるスチールコードとその製造方法、及びこのスチールコードをベルト層又はカーカス層に用いた耐久性に優れた空気入りタイヤを提供する。【解決手段】  スチール素線１をロングピッチに撚り合わせたスチールコード２の周囲に、その撚りピッチの１／５〜１／２に相当するピッチで脂肪族ポリケトン繊維からなるコード３ａ又はモノフィラメント３ｂをラッピングした後、加熱処理を施すことによりラッピング形状を保持するようにしたゴム補強用スチールコード５とその製造方法、及びこのゴム補強用スチールコード５をベルト層１２及び／又はカーカス層１０に適用した空気入りタイヤ８。【選択図】  図１
2008031561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
線径０．１５〜０．３０ｍｍのスチール素線を、最外層の撚りピッチが１５〜５０ｍｍとなるように、１×Ｎ（Ｎ＝３〜５）、１＋Ｎ（Ｎ＝２〜６）、２＋Ｎ（Ｎ＝１〜７）、３＋Ｎ（Ｎ＝６〜９）又は３＋９＋Ｎ（Ｎ＝１３〜１５）構造に撚り合わせたスチールコードの周囲に、前記撚りピッチの１／５〜１／２に相当する巻き付けピッチで少なくとも１本の下記式（１）及び（２）により表される脂肪族ポリケトン繊維からなるコード又はモノフィラメントをラッピングすると共に、該ラッピングの形状を熱収縮応力により前記スチールコードに対して保持するようにしたゴム補強用スチールコード。
−（ＣＨ2 −ＣＨ2 −ＣＯ）n −（Ｒ−ＣＯ）m −    ・・・・・・（１）
（ここで、Ｒは炭素数が３以上のアルキレン基）
１．００≦（ｎ＋ｍ）／ｎ≦１．０５    ・・・・・・・・・・・・（２）
【請求項２】
前記コード又はモノフィラメントの１５０℃における乾熱時の収縮応力が０．１９〜０．８１ｃＮ／ｄｔｅｘである請求項１に記載のゴム補強用スチールコード。
【請求項３】
前記コード又はモノフィラメントの太さが２２０〜２７５０ｄｔｅｘである請求項１又は２に記載のゴム補強用スチールコード。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載のゴム補強用スチールコードをベルト層及び／又はカーカス層に用いた空気入りラジアルタイヤ。
【請求項５】
線径０．１５〜０．３０ｍｍのスチール素線を、最外層の撚りピッチが１５〜５０ｍｍとなるように、１×Ｎ（Ｎ＝３〜５）、１＋Ｎ（Ｎ＝２〜６）、２＋Ｎ（Ｎ＝１〜７）、３＋Ｎ（Ｎ＝６〜９）又は３＋９＋Ｎ（Ｎ＝１３〜１５）構造に撚り合わせてスチールコードを形成する撚り線工程と、該スチールコードの周囲に前記撚りピッチの１／５〜１／２に相当する巻き付けピッチで少なくとも１本の下記式（３）及び（４）により表される脂肪族ポリケトン繊維からなるコード又はモノフィラメントをラッピングする巻付け工程と、該スチールコードに熱処理を施すことにより前記コード又はモノフィラメントを前記スチールコードに対して熱収縮させた後、該スチールコードを冷却して前記ラッピング形状を保持するようにする熱処理工程とからなるゴム補強用スチールコードの製造方法。
−（ＣＨ2 −ＣＨ2 −ＣＯ）n −（Ｒ−ＣＯ）m −    ・・・・・・（３）
（ここで、Ｒは炭素数が３以上のアルキレン基）
１．００≦（ｎ＋ｍ）／ｎ≦１．０５    ・・・・・・・・・・・・（４）
【請求項６】
前記熱処理工程における加熱温度を２００〜２６０℃とする請求項５に記載のゴム補強用スチールコードの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はゴム補強用スチールコードとその製造方法、及びこれを用いた空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、耐フレアー性に優れたスチールコードとその製造方法、及びこのスチールコードをベルト層又はカーカス層に用いた耐久性に優れた空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、空気入りタイヤやコンベヤベルトなどに代表されるゴム製品に使用されるゴム補強用スチールコードには低価格化という市場からの要請が強く、これを受けてスチールコードの単純化への動きが加速している。この一環として、複数本のスチール単線を撚らずに引き揃えただけのスチールコードが提案されている。しかしながら、一般に、撚りを与えたスチールコードは撚数を増やすと強度は低下するが、伸度が増加し耐疲労性が向上するという性質があるため、上述のように無撚りのスチールコードでは、強度と耐疲労性とのバランスを確保することが非常に難しいという問題があった。
【０００３】
この対策として、少ない撚りを施した所謂ロングピッチのスチールコードが出現するに至っている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、ロングピッチのスチールコードは、コードの切断部において素線がばらけて拡張する所謂フレアー現象が避けられず、これがスチールコードを取り扱う上で作業性を低下させたり、タイヤの補強材に使用した場合の剥離故障の原因になるなどの厄介な問題となっていた。
【０００４】
この問題を解消するために、スチールコードの周囲にナイロンやポリエステルなどの熱可塑性有機繊維コードをラッピングしておき、これに熱処理（ホールド加工）を施すことにより耐フレアー性を向上させるようにした提案がある（例えば、特許文献２参照）。しかし、従来のラッピングコードでは、必ずしもコードの収縮性が十分には得られず、耐フレアー性を向上させるには限界があった。また、このスチールコードをベルト層又はカーカス層に適用した空気入りタイヤでは、スチールコードの結束性が弱いために所望の運動特性や耐久性が得られないという問題があった。
【特許文献１】特開平７−１８９１４６号公報
【特許文献２】特開２００４−２６３３１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、かかる従来の問題点を解消するもので、撚り数を少なくしたロングピッチにしながらも、耐フレアー性に優れるスチールコードとその製造方法、及びこのスチールコードをベルト層又はカーカス層に用いた耐久性に優れた空気入りタイヤ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の本発明のゴム補強用スチールコードは、線径０．１５〜０．３０ｍｍのスチール素線を、最外層の撚りピッチが１５〜５０ｍｍとなるように、１×Ｎ（Ｎ＝３〜５）、１＋Ｎ（Ｎ＝２〜６）、２＋Ｎ（Ｎ＝１〜７）、３＋Ｎ（Ｎ＝６〜９）又は３＋９＋Ｎ（Ｎ＝１３〜１５）構造に撚り合わせたスチールコードの周囲に、前記撚りピッチの１／５〜１／２に相当する巻き付けピッチで少なくとも１本の下記式（１）及び（２）により表される脂肪族ポリケトン繊維からなるコード又はモノフィラメントをラッピングすると共に、該ラッピングの形状を熱収縮応力により前記スチールコードに対して保持するようにしたことを特徴とする。
−（ＣＨ2 −ＣＨ2 −ＣＯ）n −（Ｒ−ＣＯ）m −    ・・・・・・（１）
（ここで、Ｒは炭素数が３以上のアルキレン基）
１．００≦（ｎ＋ｍ）／ｎ≦１．０５    ・・・・・・・・・・・・（２）
【０００７】
さらに、上述する構成において、以下の（イ）及び／又は（ロ）に記載するように構成することが好ましい。
（イ）コード又はモノフィラメントとして、１５０℃における乾熱時の収縮応力が０．１９〜０．８１ｃＮ／ｄｔｅｘのものを使用する。
（ロ）コード又はモノフィラメントの太さを２２０〜２７５０ｄｔｅｘにする。
【０００８】
また、本発明のゴム補強用スチールコードの製造方法は、線径０．１５〜０．３０ｍｍのスチール素線を、最外層の撚りピッチが１５〜５０ｍｍとなるように、１×Ｎ（Ｎ＝３〜５）、１＋Ｎ（Ｎ＝２〜６）、２＋Ｎ（Ｎ＝１〜７）、３＋Ｎ（Ｎ＝６〜９）又は３＋９＋Ｎ（Ｎ＝１３〜１５）構造に撚り合わせてスチールコードを形成する撚り線工程と、該スチールコードの周囲に前記撚りピッチの１／５〜１／２に相当する巻き付けピッチで少なくとも１本の下記式（３）及び（４）により表される脂肪族ポリケトン繊維からなるコード又はモノフィラメントをラッピングする巻付け工程と、該スチールコードに熱処理を施すことにより前記コード又はモノフィラメントを前記スチールコードに対して熱収縮させた後、該スチールコードを冷却して前記ラッピング形状を保持するようにする熱処理工程とからなることを特徴とする。
−（ＣＨ2 −ＣＨ2 −ＣＯ）n −（Ｒ−ＣＯ）m −    ・・・・・・（３）
（ここで、Ｒは炭素数が３以上のアルキレン基）
１．００≦（ｎ＋ｍ）／ｎ≦１．０５    ・・・・・・・・・・・・（４）
【０００９】
さらに、上述する構成において、熱処理工程における加熱温度を２００〜２６０℃とするとよい。
【００１０】
また、本発明の空気入りタイヤは、上述するコード又はモノフィラメントをベルト層及び／又はカーカス層に使用することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、撚りピッチを１５〜５０ｍｍのロングピッチとしたスチールコードでありながらも、その周囲に撚りピッチの１／５〜１／２に相当するピッチで脂肪族ポリケトン繊維からなるコード又はモノフィラメントをラッピングすると共に、そのラッピング形状を脂肪族ポリケトン繊維の高い熱収縮応力によりスチールコードに対して保持するようにしたので、スチールコードの収束性が向上し、切断端部におけるフレアー現象の発生を防止することができる。
【００１２】
さらに、このスチールコードを空気入りタイヤのベルト層及び／又はカーカス層に使用した場合には、スチールコードの切断端部のばらけが抑制されるため、タイヤの運動特性や耐久性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の構成につき添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明のゴム補強用スチールコードの製造工程を説明するための概略図である。      
【００１５】
図１では３本のスチール素線を１×３構造のロングピッチに撚り合わせてスチールコードを形成する撚り線工程と、このスチールコードの周囲に下記式（１）及び（２）により表される脂肪族ポリケトン（以下、ＰＯＫという）繊維からなるコード又はモノフィラメントをラッピングする巻き付け工程と、このスチールコードに熱処理（ホールド加工）を施してコード又はモノフィラメントをスチールコードに対して熱収縮させた後、スチールコードを冷却してラッピング形状を保持させる熱処理工程と、その状態でスチールコードをリールに巻き付ける一連の工程を例示している。
−（ＣＨ2 −ＣＨ2 −ＣＯ）n −（Ｒ−ＣＯ）m −    ・・・・・・（１）
（ここで、Ｒは炭素数が３以上のアルキレン基）
１．００≦（ｎ＋ｍ）／ｎ≦１．０５    ・・・・・・・・・・・・（２）
【００１６】
図１に示すように、線径０．１５〜０．３０ｍｍのスチール素線１は撚り線工程で撚りピッチが１５〜５０ｍｍのロングピッチに撚り合わされてスチールコード２に形成され、次いで巻付け工程でスチールコード２の周囲に前記撚りピッチの１／５〜１／２に相当する巻き付けピッチで少なくとも１本のＰＯＫ繊維からなるコード３ａ又はモノフィラメント３ｂがラッピングされる。続いてラッピングされたスチールコード２は熱処理（セット）工程で熱源４により２００〜２６０℃、好ましくは２２０〜２４０℃に加熱され、その後冷却されて熱処理（ホールド加工）が施される。ホールド加工が施された最終のゴム補強用スチールコード５はラッピング形状を保持した状態でリール６に巻き付けられる。
【００１７】
これにより、ゴム補強用スチールコード５はＰＯＫ繊維からなるコード３ａ又はモノフィラメント３ｂの巻付け工程及び熱処理（セット）工程を経て最終的にラッピング形状を保持した状態に保たれるので、スチールコード５の収束性が向上し、切断端部におけるフレアー現象の発生を防止することができる。
【００１８】
ここで、コード３ａ又はモノフィラメント３ｂはラッピングに先立って、ゴムとの接着を良くするために公知の手段により接着処理が施されている。また、熱処理（セット）工程における加熱温度は２００〜２６０℃、好ましくは２２０〜２４０℃の範囲で適宜設定され、冷却の手段は強制冷却であっても自然冷却であっても良い。
【００１９】
コード３ａ又はモノフィラメント３ｂの巻き付けピッチがスチールコード２の撚りピッチの１／５未満ではスチールコード５の生産性が悪化することとなり、１／２超ではラッピング形状の保持が充分得られず巻き取り性及び耐フレアー性が低下することとなる。
【００２０】
本発明において、スチールコード２の周囲には、スチールコード２の結束性を効率よく高める観点から、２本以上のフィラメントを撚り合わせたマルチフィラメント構造からなるコード３ａをラッピングするのが最も好ましいが、１本の単線からなるモノフィラメント３ｂをラッピングするようにしてもよい。モノフィラメント３ｂをラッピングする場合のフィラメントの断面形状は特に限定されるものではないが、略円形状をなす他、扁平（楕円）形状又は表面に凹凸を有する略円形状にすることができる。
【００２１】
上述するコード３ａ又はモノフィラメント３ｂとしては、１５０℃における乾熱時の収縮応力が０．１９〜０．８１ｃＮ／ｄｔｅｘ、好ましくは０．４〜０．８ｃＮ／ｄｔｅｘのものを使用するとよい。１５０℃における乾熱時の収縮応力が０．１９ｃＮ／ｄｔｅｘ未満ではフレアー現象を十分に抑制することが難しくなり、０．８１ｃＮ／ｄｔｅｘ超ではコード３ａ又はモノフィラメント３ｂの生産性が悪くなる。ここで、上述する１５０℃における乾熱時の収縮応力は、ＪＩＳ  Ｌ１０１７に準拠して測定した場合の値をいう。      
【００２２】
また、コード３ａ又はモノフィラメント３ｂの太さは、ラッピング形状の保持及びコードの柔軟性を維持する観点から、２２０〜２７５０ｄｔｅｘ、好ましくは５５０〜２２００ｄｔｅｘにするとよい。２２０ｄｔｅｘ未満ではコード３ａ又はモノフィラメント３ｂの強度が小さくなり過ぎて、ラッピング加工が難しくなると共にスチールコード５の保持性が不足することになり、２７５０ｄｔｅｘ超ではスチールコード５の柔軟性を確保することが難しくなると共に、ゴム製品に使用したときのスチールコード５の間隔が密になり過ぎてゴムとの接着性に影響を及ぼす原因になる。
【００２３】
なお、図１にはスチールコード２が１×３構造である場合を例示したが、本発明のゴム補強用スチールコード５が対象にする１×Ｎ（Ｎ＝３〜５）、１＋Ｎ（Ｎ＝２〜６）、２＋Ｎ（Ｎ＝１〜７）、３＋Ｎ（Ｎ＝６〜９）又は３＋９＋Ｎ（Ｎ＝１３〜１５）構造に撚り合わされたスチールコード２は、図１と同様の工程により、その周囲をＰＯＫ繊維からなるコード３ａ又はモノフィラメント３ｂによりラッピングされ、熱処理によるホールド加工が施されてラッピング形状を保持した状態のゴム補強用スチールコード５となる。
【００２４】
上記のようにして得られたゴム補強用スチールコード５は、空気入りタイヤやコンベヤベルトを始めとする種々のゴム製品の補強用に使用することができ、特に空気入りタイヤのベルト層又はカーカス層に好ましく適用される。このスチールコードを空気入りタイヤのベルト層及び／又はカーカス層に使用した場合には、スチールコードの切断端部のばらけが抑制されるため、タイヤの運動特性や耐久性を向上させることができる。
【００２５】
図２は本発明の空気入りタイヤの一例を示す半断面図である。空気入りタイヤ８は左右一対のビード部９、９間でトロイド状に延びるカーカス層１０を骨格として、クラウン部１１におけるカーカス層１０の外周に２層のベルト層１２が配置される。
【００２６】
ベルト層１２のうちの少なくとも１層、及び／又はカーカス層１０には、上述した線径０．１５〜０．３０ｍｍのスチール素線を最外層の撚りピッチが１５〜５０ｍｍとなるように１×Ｎ（Ｎ＝３〜５）、１＋Ｎ（Ｎ＝２〜６）、２＋Ｎ（Ｎ＝１〜７）、３＋Ｎ（Ｎ＝６〜９）又は３＋９＋Ｎ（Ｎ＝１３〜１５）構造に撚り合わされたスチールコード２の周囲に、前記撚りピッチの１／５〜１／２に相当する巻き付けピッチで少なくとも１本のＰＯＫ繊維からなるコード３ａ又はモノフィラメント３ｂがラッピングされ、ラッピング形状が保持させた状態のスチールコード５がゴムを被覆された後使用される。
【００２７】
このように、ベルト層１２及び／又はカーカス層１０の構成部材として上述した結束性が高められたゴム補強用スチールコード５を使用することにより、ゴム補強用スチールコード５の切断端部のばらけが抑制されるため、タイヤの運動特性や耐久性を向上させることができる。
【００２８】
本発明のゴム補強用スチールコード５は、上述するように、線径０．１５〜０．３０ｍｍのスチール素線１を、最外層の撚りピッチが１５〜５０ｍｍとなるように、１×Ｎ（Ｎ＝３〜５）、１＋Ｎ（Ｎ＝２〜６）、２＋Ｎ（Ｎ＝１〜７）、３＋Ｎ（Ｎ＝６〜９）又は３＋９＋Ｎ（Ｎ＝１３〜１５）構造に撚り合わせてスチールコード２を形成する撚り線工程と、このスチールコード２の周囲に前記撚りピッチの１／５〜１／２に相当する巻き付けピッチで少なくとも１本の下記式（３）及び（４）により表される脂肪族ポリケトン繊維からなるコード３ａ又はモノフィラメント３ｂをラッピングする巻付け工程と、このスチールコード２に熱処理を施すことによりコード３ａ又はモノフィラメント３ｂをスチールコード２に対して熱収縮させた後、スチールコード２を冷却してラッピング形状を保持するようにする熱処理工程と、により得られる。
−（ＣＨ2 −ＣＨ2 −ＣＯ）n −（Ｒ−ＣＯ）m −    ・・・・・・（３）
（ここで、Ｒは炭素数が３以上のアルキレン基）
１．００≦（ｎ＋ｍ）／ｎ≦１．０５    ・・・・・・・・・・・・（４）
【００２９】
本発明において、上述する熱処理工程における加熱温度を２００〜２６０℃、好ましくは２２０〜２４０℃に設定するとよい。これにより、ゴム補強用スチールコード５のラッピング形状を効率よく保持することができるため、フレアー現象の発生を確実に防止することができる。
【実施例】
【００３０】
本発明のゴム補強用スチールコードが耐フレアー性に及ぼす影響を調べるために、スチールコードの構造を２＋２（素線径：０．２５ｍｍ）、撚りピッチを２５ｍｍと共通にして、その周囲を表１に示すラッピングコードでラッピングした後、２３０℃による熱処理（ホールド加工）を施した本発明スチールコード（実施例）及び比較スチールコード（比較例１〜３）をそれぞれ作製した。
【００３１】
上記４種類のスチールコードについて、以下の試験方法により耐フレアー性を評価すると共に、上記４種のスチールコードをそれぞれ図２に示す空気入りタイヤ（サイズ：２１５／６０Ｒ１６）の２層のベルト層に適用させて以下の試験方法によりベルト耐久性を評価した。
［スチールコードの耐フレアー性］
各スチールコードを用いて、同一打ち込み本数、同一ゲージからなるゴム複合体を作製し、これを切断機にて切断した際のコードのばらけ状態を観察し、耐フレアー性の評価とした。その結果をＡ（優れる）、Ｂ（良好）、Ｃ（劣る）、Ｄ（全く劣る）の４段階に分けて表１に表示した。
［空気入りタイヤのベルト耐久性］
各タイヤをリムサイズ１６×６ＪＪのリムに装着し、空気圧をＪＡＴＭＡ最大空気圧の７５％とした低圧条件かつ同最大荷重の１４０％とした高荷重条件において、速度約８０ｋｍ／ｈのドラム上をタイヤ故障（ベルト部セパレーション）が発生するまで継続して走行させ、その合計走行距離を測定してベルト耐久性の評価とした。その結果を◎（非常に優れる）、○（優れる）、△（劣る）、×（非常に劣る）の４段階に分けて表１の該当欄に併記した。
【００３２】
【表１】
2008031561.tif 000003
【００３３】
表１の結果から、本発明スチールコードは、比較スチールコードに比して耐フレアー性が格段に優れていることがわかる。また、本発明スチールコードをベルト層に適用させた空気入りタイヤは、比較スチールコードをベルト層に適用させた空気入りタイヤに比してベルト耐久性が向上していることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明のゴム補強用スチールコードの製造工程を説明するための概略図である。
【図２】本発明の空気入りタイヤの一例を示す半断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  スチール素線
２  スチールコード
３ａ  コード
３ｂ  モノフィラメント
４  熱源
５  ゴム補強用スチールコード
６  リール
８  空気入りタイヤ
９  ビード部
１０  カーカス層
１１  クラウン部
１２  ベルト層
【図１】
2008031561.tif 000004
【図２】
2008031561.tif 000005