(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
３本以上のスチールフィラメントを撚り合わせてなる芯層と、この芯層の周りに撚り合わせた複数本のスチールフィラメントからなる外層との２層構造としたスチールコードであって、上記芯層を構成する３本以上のスチールフィラメントのうちの一部のスチールフィラメントで少なくとも１本のスチールフィラメントの周囲に未加硫ゴムが被覆され、この未加硫ゴムが芯層中心部の空隙を埋めているとともに、上記芯層の残りのスチールフィラメントには、上記少なくとも１本のスチールフィラメントに被覆された未加硫ゴムに部分的に接する以外は未加硫ゴムが被覆されていないことを特徴とするエラストマー複合スチールコード。
【請求項２】
３本以上のスチールフィラメントを撚り合わせてなる芯層と、この芯層の周りに撚り合わせた複数本のスチールフィラメントからなる外層との２層構造としたスチールコードであって、上記芯層を構成する３本以上のスチールフィラメントのうちの１本のスチールフィラメントの周囲に未加硫ゴムが被覆され、この未加硫ゴムが芯層中心部の空隙を埋めているとともに、上記芯層の残りのスチールフィラメントには、上記１本のスチールフィラメントに被覆された未加硫ゴムに部分的に接する以外は未加硫ゴムが被覆されていないことを特徴とするエラストマー複合スチールコード。
【請求項３】
外層を構成するスチールフィラメントのフィラメント相互の平均隙間が２／１００ｍｍ以上である、請求項１または２に記載のエラストマー複合スチールコード。
【請求項４】
コアフィラメントとする３本以上のスチールフィラメントのうちの一部のスチールフィラメントで少なくとも１本のスチールフィラメントの周囲に未加硫ゴムを被覆し、残りのスチールフィラメントには未加硫ゴムを被覆せずに、上記３本以上のスチールフィラメントを同時に撚り合わせて芯ストランドとなし、次いで、その芯ストランドの周りに外層フィラメントとする複数本のスチールフィラメントを撚り合わせることを特徴とするエラストマー複合スチールコードの製造方法。
【請求項５】
コアフィラメントとする３本以上のスチールフィラメントのうちの１本のスチールフィラメントの周囲に未加硫ゴムを被覆し、残りのスチールフィラメントには未加硫ゴムを被覆せずに、上記３本以上のスチールフィラメントを同時に撚り合わせて芯ストランドとなし、次いで、その芯ストランドの周りに外層フィラメントとする複数本のスチールフィラメントを撚り合わせることを特徴とするエラストマー複合スチールコードの製造方法。
【請求項６】
上記未加硫ゴムはタイヤのゴムと同質であることを特徴とする請求項４または５に記載のエラストマー複合スチールコードの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ等に埋設して補強材として使用する複層構造のスチールコードおよびその製造方法に関し、さらに詳しくは、例えばタイヤ補強材として使用した場合に十分な耐腐食性および耐疲労性を発揮することができる２層構造のエラストマー複合スチールコードおよびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤ補強用スチールコードとして、複数本の素線（スチールフィラメント）を内外２層に撚り合わせた２層構造、例えば３本のスチールフィラメントを撚り合わせて芯ストランドとなし、この芯ストランドの周りに外層フィラメントとして９本のスチールフィラメント３を配置して、芯ストランド２とは撚り方向あるいは撚りピッチを異ならせて撚り合わせてなる、所謂３＋９構造のスチールコードが従来から使用されている。
【０００３】
このような複数本のスチールフィラメントを２層に撚り合わせたスチールコード、例えば３＋９構造のスチールコードは、芯ストランドの中心部に、ストランド長手方向にストロー状に延びる空隙ができ、また、外層のスチールフィラメントの内側（芯ストランドとの間）に空隙ができて、これらの空隙に空気が溜まった状態となっている。これらの空隙は、例えばタイヤ成形工程のゴム加硫加圧時に、コード表面を取り巻くゴムがコード内部に浸入することによって減少はするが、ストランド中心部の空隙にまではゴムは浸透し難く、タイヤのゴム材中に埋設された状態でスチールコードの中心部に長手方向に延びるストロー状の中空部が残存してしまう。そして、この状態でタイヤ製品として使用した場合に、タイヤの外傷や割れ等からタイヤ内部に浸入した水分等が、ストランド中心部の空隙にまで達することがあり、その水分が毛細管現象によってコード長手方向に浸透していき、コード内部での腐食が進み、その結果、タイヤ中でのスチールコードの性能（強度や耐疲労性）が著しく低下し、タイヤの製品寿命が短くなってしまう。
【０００４】
また、スチールコード内部に残る空隙の影響は、上記強度や耐疲労性の低下だけではなくて、空隙に残存した空気がタイヤ成形時に吐き出されて、エアー溜まりとなってゴム中に残ってしまい、タイヤ本体のゴム強度を損うことにもなる。
【０００５】
こうした２層構造のスチールコードを改良したものとして、スチールコード外層のフィラメントを、稠密撚りの場合のフィラメント数より何本か少ない構造にして、外層フィラメント間に隙間を持たせ、タイヤ成形時にゴムが浸透し易いようにすることも考えられている。例えば、特開平７−１０９６８５号公報に示されたスチールコードは、３本のコアフィラメントに対しシースフィラメント（外層フィラメント）の本数を７〜８本とすることで、シースフィラメントとコアフィラメントの間隙にゴムが浸入し得るようにしている。しかし、こうした構造でも、芯ストランド中心部の空隙を完全にゴムで埋め尽くすことは難しい。
【０００６】
その他、例えば特開平６−４９７８６号公報に示されているように、スチールコード内部の空隙に吸水性ポリマーを存在させるものや、特開昭６１−１３８７８９号公報に示されているように、スチールコード内部に有機材料の芯材を充填したものや、特公昭５９−２４２３９号公報に示されているように、スチールコードの芯材として加硫ゴムを使用したものが考えられているが、このような吸水性ポリマーや有機材料等を使用するについては、タイヤ本体のゴムとの接着性およびスチールフィラメントとの接着性を共に考慮する必要があって、制約の多い設計となり、技術面およびコスト面で不利なものとならざるを得ない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように従来の２層構造のスチールコードは、芯ストランドの中心部および外層フィラメントの内側（芯ストランドとの間）に空隙ができ、特にストランド中心部の空隙は、タイヤ成形時等にゴムが浸透せず、ストロー状の中空部となって残存してしまい、タイヤ使用中にタイヤの外傷や割れ等からタイヤ内部に浸入した水分等が、そのストランド中心部の空隙まで達して、コード内部を長手方向に浸透し、内部から腐食が進んで、タイヤ中でのスチールコードの強度や耐疲労性が著しく低下し、タイヤの製品寿命が縮んでしまうことがあり、また、空隙に残存した空気がエアー溜まりとなってゴム中に残ってしまい、タイヤ本体のゴム強度を損うことにもなるという問題があり、そうした問題を解消するため、外層フィラメントを少なくしてフィラメント間に隙間を持たせ、ゴムを浸透し易くしたものでも、芯ストランド中心部の空隙まで完全にゴムで埋め尽くすことは難しく、また、吸水性ポリマーや有機材料等を使用するものでは、タイヤ本体のゴムとの接着性およびスチールフィラメントとの接着性を共に考慮する必要があって、技術面およびコスト面で不利になるという問題がある。
【０００８】
本発明はこうした問題を解消するためのもので、タイヤ等に埋設して補強材として使用する２層構造のスチールコードを、十分な耐腐食性および耐疲労性を発揮し、スチールコード自体の寿命を延ばすとともに、それを補強材として使用したタイヤ等の寿命を延ばすことができるものとし、且つ、安価に製造できるようにすることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するためのエラストマー複合スチールコードおよびその製造方法を提供するものである。
【００１０】
すなわち本発明によるエラストマー複合スチールコードは、３本以上のスチールフィラメントを撚り合わせてなる芯層と、この芯層の周りに撚り合わせた複数本のスチールフィラメントからなる外層との２層構造としたスチールコードであって、上記芯層を構成する３本以上のスチールフィラメントのうちの一部のスチールフィラメントで少なくとも１本のスチールフィラメントの周囲に未加硫ゴムが被覆され、この未加硫ゴムが芯層中心部の空隙を埋めているとともに、上記芯層の残りのスチールフィラメントには、上記少なくとも１本のスチールフィラメントに被覆された未加硫ゴムに部分的に接する以外は未加硫ゴムが被覆されていないことを特徴とする。このエラストマー複合スチールコードは、上記芯層を構成する３本以上のスチールフィラメントのうちの１本のスチールフィラメントの周囲に未加硫ゴムが被覆され、この未加硫ゴムが芯層中心部の空隙を埋めているとともに、上記芯層の残りのスチールフィラメントには、上記１本のスチールフィラメントに被覆された未加硫ゴムに部分的に接する以外は未加硫ゴムが被覆されていないものであってよい。
【００１１】
このエラストマー複合スチールコードは、芯層を構成する３本以上のスチールフィラメントのうちの少なくとも１本のスチールフィラメントの周囲に未加硫ゴムが被覆され、この未加硫ゴムが芯層中心部の空隙を埋めているため、例えばタイヤ補強材としてタイヤ成形時にタイヤ本体のゴムに埋め込まれることにより、未加硫ゴムが加硫化されて、芯層中心部の空隙が完全にゴムで埋まる。そのため、水分等によるコード中心部からの腐食を防止して、スチールコードの耐疲労性を改善し、タイヤ等のゴム製品の寿命を延ばすことができ、また、タイヤ成形時にゴム中に持ち込まれる空気の量を少なくし、エアー溜まりを無くしてタイヤ本体のゴム強度を高めることが容易となる。
【００１２】
また、上記エラストマー複合スチールコードは、外層を構成するスチールフィラメントのフィラメント相互の平均隙間が２／１００ｍｍ以上であるよう、芯層および外層のフィラメント線径および本数を設定するのが望ましい。
【００１３】
上記エラストマー複合スチールコードは、芯層を構成する３本以上のスチールフィラメントのうちの一部（少なくとも１本）のフィラメント周囲のみに未加硫ゴムが被覆され、芯層中心部の空隙は未加硫ゴムで埋まっているが、外層フィラメントの内側およびフィラメント間の空隙はそのまま残るため、それらの空隙には加硫加圧によってゴム製品（タイヤ等）のゴムとコードが複合化される際に、ゴムを浸透させる必要がある。外層を構成するスチールフィラメントのフィラメント相互の平均隙間が２／１００ｍｍ以上であると、ゴム製品のゴムとコードが複合化される際に、残存した空隙にゴムが浸透し易く、上記課題の達成が確実なものとなる。
【００１４】
また、本発明によるエラストマー複合スチールコードの製造方法は、コアフィラメントとする３本以上のスチールフィラメントのうちの一部のスチールフィラメントで少なくとも１本のスチールフィラメントの周囲に未加硫ゴムを被覆し、残りのスチールフィラメントには未加硫ゴムを被覆せずに、上記３本以上のスチールフィラメントを同時に撚り合わせて芯ストランドとなし、次いで、その芯ストランドの周りに外層フィラメントとする複数本のスチールフィラメントを撚り合わせることを特徴とする。このエラストマー複合スチールコードの製造方法は、コアフィラメントとする３本以上のスチールフィラメントのうちの１本のスチールフィラメントの周囲に未加硫ゴムを被覆するものであってよい。
【００１５】
このエラストマー複合スチールコードの製造方法によれば、未加硫ゴムが被覆された少なくとも１本のスチールフィラメントを含む３本以上のスチールフィラメントが撚り合わされ芯ストランドとされた後、その芯ストランドの周りに複数本のスチールフィラメントが撚り合わされることにより、３本以上のスチールフィラメントを撚り合わせてなる芯層と、この芯層の周りに撚り合わせた複数本のスチールフィラメントからなる外層との２層構造としたスチールコードであって、未加硫ゴムが芯層中心部の空隙に充填された２層構造のエラストマー複合スチールコードが得られる。そして、このエラストマー複合スチールコードは、未加硫ゴムが芯層中心部の空隙を埋めているため、例えばタイヤ補強材としてタイヤ成形時にタイヤ本体のゴムに埋め込まれることにより、未加硫ゴムが加硫化されて、芯層中心部の空隙が完全にゴムで埋まる。また、空隙が残る外層フィラメントの内側およびフィラメント間には、タイヤ成形時等の加硫加圧によってゴムを浸透させることができる。そのため、水分等によるコード中心部からの腐食を防止して、スチールコードの耐疲労性を改善し、タイヤ等のゴム製品の寿命を延ばすことができ、また、タイヤ成形時にゴム中に持ち込まられる空気の量を少なくし、エアー溜まりを無くしてタイヤ本体のゴム強度を高めることが容易となる。また、未加硫ゴムは、タイヤ本体のゴムとの接着性およびスチールフィラメントとの接着性が良好で、技術面およびコスト面で問題を生じない。
【００１６】
上記エラストマー複合スチールコードの製造方法において、予めスチールフィラメントに被覆する未加硫ゴムは、接着性およびコスト等の面から、タイヤゴムと同質であるのが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１および図２は、本発明の実施の形態のエラストマー複合スチールコードの製造方法を示している。この例は、例えば３＋８構造のエラストマー複合スチールコードを製造する場合で、その製造方法は、芯ストランドを製造する工程（図１に示す）と、芯ストランドの周りに外層フィラメントを撚り合わせる工程（図２に示す）からなる。図１において、１は未加硫ゴム被覆装置、２は線分け装置、３は集合ボイス、４はバンチャー撚線機、図２において、５は線分け装置、６は集合ボイス、７はバンチャー撚線機である。いずれも装置自体は従来公知のものである。
【００１９】
図１に示す芯ストランド製造の工程では、芯層フィラメントとするスチールフィラメント８が３本平行に繰り出され、バンチャー撚り線機４の撚口に向けて供給される。そして、その供給の途中、３本のスチールフィラメント８にうちの１本は、未加硫ゴム被覆装置１でフィラメント周囲に未加硫ゴムが被覆される。そして、それら３本のスチールフィラメント８が線分け装置２で３本に分けられて集合ボイス３に送られ、集合ボイス３で集合し、バンチャー撚線機４に供給されて、所定ピッチで３本同時に撚り合わされる。こうして芯ストランドが形成され、一旦リールに巻き取られる。
【００２０】
そして、次工程において、図２に示すように、芯ストランド９と、外層フィラメントとする８本のスチールフィラメント１０が、芯ストランド９の周りを８本の外層フィラメントが取り巻く配置で平行に繰り出され、バンチャー撚線機７の撚口に向けて供給される。そして、芯ストランド９と外層の８本のスチールフィラメント１０は線分け装置５で分けられて集合ボイス６に送られ、集合ボイス６で集合し、バンチャー撚線機７に供給されて、芯ストランド９の周りに外層の８本のスチールフィラメント１０が撚り合わされる。
【００２１】
こうして例えば図３に断面形状を示す２層構造のエラストマー複合スチールコード１２が得られる。このエラストマー複合スチールコード１２は、芯ストランド９を構成する３本のスチールフィラメント８のうちの１本のフィラメント周囲に被覆された未加硫ゴム１３が、ストランド中心部１４の空隙を埋めているものとなる。
【００２２】
このエラストマー複合スチールコード１２は、例えばタイヤ補強材としてタイヤ成形時にタイヤ本体のゴムに埋め込まれるもので、その場合、芯層フィラメントとするスチールフィラメント８の１本に被覆される未加硫ゴム１３は、タイヤゴムと同質のものが用いられる。そして、その未加硫ゴム１３は、タイヤ成形（加硫）時に加硫化され、ストランド中心部１４の空隙が完全にゴムで埋まる。また、外層フィラメントの内側およびフィラメント間の空隙には、加硫加圧によってタイヤ等のゴムとコードが複合化される際に、ゴムが浸透する。
【００２３】
図３に示す例は、芯層および外層に全て同径のフィラメントを使用した３＋８構造であって、外層を構成するスチールフィラメント１０のフィラメント相互の隙間ｔ1を平均２／１００ｍｍ以上とし、ゴム製品のゴムと複合化される際にコード内部へのゴムの浸透性が良好なものとすることができる。
【００２４】
図４は、本発明の実施の形態の他の例のエラストマー複合スチールコードの断面図である。この例では、芯ストランド２１を構成するスチールフィラメント８’の径を外層を構成するスチールフィラメント１０’の径よりも大きくした３＋９構造のエラストマー複合スチールコード２２を示している。
【００２５】
この場合も製造方法は同様で、芯ストランドの製造工程では、芯層フィラメント２１とするスチールフィラメント８’を３本平行に繰り出してバンチャー撚線機に供給し、その供給の途中で、３本のスチールフィラメント８’のうちの１本の周囲に未加硫ゴム１３’を被覆する。そして、外層フィラメントを撚り合わせる工程で、芯ストランド２１の周りに、外層フィラメントとする径の小さいスチールフィラメント１０’を９本配置し、バンチャー撚線機に供給して撚り合わす。
【００２６】
このエラストマー複合スチールコード２２もまた、芯ストランド２１を構成する３本のスチールフィラメント８’のうちの１本のフィラメント周囲に被覆された未加硫ゴム１３’が、ストランド中心部２３の空隙を埋めるものとなる。そして、その未加硫ゴム１３’が、タイヤ成形（加硫）時に加硫化され、ストランド中心部２３の空隙が完全にゴムで埋まり、外層フィラメントの内側およびフィラメント間の空隙には、加硫加圧によってタイヤ等のゴムとコードが複合化される際に、ゴムが浸透する。
【００２７】
また、この図４に示す例は、芯層のフィラメントの径を外層のフィラメントの径よりも大きくした３＋９構造であるため、外層を構成するスチールフィラメント１０’のフィラメント相互の隙間ｔ2をやはり平均２／１００ｍｍ以上とすることができ、ゴム製品のゴムと複合化される際にコード内部へのゴムの浸透性が良好なものとすることができる。
【００２８】
なお、これら図示した実施の形態は、３＋８あるいは３＋９構造の場合を示すものであるが、本発明は、芯ストランドを３本以上のスチールフィラメントで形成する２度撚り２層構造のスチールコード一般に適用することができる。
【００２９】
また、上記実施の形態では、芯ストランドを構成するスチールフィラメントの１本に未加硫ゴムを被覆しているが、未加硫ゴムを被覆するフィラメント数は、芯ストランドを構成するスチールフィラメントの一部で少なくとも１本であってよく、例えば芯ストランドを３本のスチールフィラメントで形成する場合は、１本あるいは２本に、また、４本のスチールフィラメントで形成する場合は、１本、２本あるいは３本に未加硫ゴムを被覆する。
【００３０】
本発明は、タイヤ補強用以外のスチールコードの製造方法にも適用できることは勿論である。
【００３１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、芯層を構成する３本以上のスチールフィラメントのうちの一部で少なくとも１本のスチールフィラメントの周囲に未加硫ゴムが被覆され、この未加硫ゴムが芯層中心部の空隙を埋めたエラストマー複合スチールコードが得られ、それが例えばタイヤ補強材としてタイヤ成形時にタイヤ本体のゴムに埋め込まれることにより、未加硫ゴムが加硫化されて、芯層中心部の空隙が完全にゴムで埋まるため、水分等によるコード中心部からの腐食を防止して、スチールコードの耐疲労性を改善し、タイヤ寿命を伸ばすことができ、また、タイヤ成形時にゴム中に持ち込まれる空気の量を少なくし、エアー溜まりを無くしてタイヤ本体のゴム強度を高めることが容易となる。
【００３２】
また、例えば外層のフィラメント相互の平均隙間を２／１００ｍｍ以上とすることにより、ゴム製品のゴムとコードが複合化される際に、外層フィラメントの内側およびフィラメント間にゴムが浸透し、コード内部の空隙が完全にゴムで埋まるため、耐腐食性および耐疲労性を一層向上させることができる。
【００３３】
そして、被覆する未加硫ゴムはタイヤのゴムと同質とすることができるため、フィラメントとの接着性も全く問題がない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態において芯ストランドを製造する工程の概略図である。
【図２】本発明の実施の形態において芯ストランドの周りに外層フィラメントを撚り合わせる工程の概略図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるエラストマー複合スチールコードの一例の断面図である。
【図４】本発明の実施の形態におけるエラストマー複合スチールコードに他の例の断面図である。
【符号の説明】
１  未加硫ゴム被覆装置
２  線分け装置
３  集合ボイス
４  バンチャー撚線機
５  線分け装置
６  集合ボイス
７  バンチャー撚線機
８、８’  スチールフィラメント（芯層）
９、２１  芯ストランド
１０、１０’  スチールフィラメント（外層）
１２、２２  エラストマー複合スチールコード
１３、１３’  未加硫ゴム
１４、２３  ストランド中心部
【図１】
0004067853.tif 000002
【図２】
0004067853.tif 000003
【図３】
0004067853.tif 000004
【図４】
0004067853.tif 000005