JP4057317B2

JP4057317B2 - ゴム物品補強用のスチールコード、及びそれを用いた空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP4057317B2
Application number: JP2002068891A
Authority: JP
Inventors: 眞一宮崎; 和美山崎; 攻戸田
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2002-03-13
Filing date: 2002-03-13
Publication date: 2008-03-05
Anticipated expiration: 2022-03-13
Also published as: CN1443896A; DE60330085D1; CN1250808C; US20030221762A1; EP1344864A2; US6959745B2; EP1344864B1; JP2003268684A; EP1344864A3

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、優れたゴム浸透性発揮しながら、初期伸度を低く抑えることができ、しかもコード強力や耐久性を高く確保しうるゴム物品補強用のスチールコード、及びそれを用いた空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】
近年、ゴム物品特に空気入りタイヤの補強材として、フィラメントを撚り合わせたスチ一ルコ一ドが、補強効果に優れるだけでなく、高強カゆえに使用量を減じることができ軽量化が計れる等の観点から多用されている。
【０００３】
しかし、このようなスチールコードを空気入りタイヤに使用した場合には、コード内にゴムが充分に浸透しない空洞部が形成されやすい。そのためタイヤが外傷を受けた際、外傷部からの水分が前記空洞部内に浸入しコードの腐食損傷を誘発するなどタイヤ耐久性を著しく低下させるという問題がある。
【０００４】
そこで、例えば特公昭６３−３２９１６号公報等で開示する如く、フィラメントをやや大きめに撚り合わすことによりフィラメント間に隙間を形成した構造（以下オープン撚り構造という場合がある）、及び特開平２−３０７９９号公報で開示する如く、少なくとも１本のフィラメントにジグザグ状の二次元的な細かな型付けを施して撚り合わすことにより型付け部分で隙間を形成する構造（以下二次元型付け構造）などが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前者のものは、フィラメントがゆるめに撚り合わされているため、初期伸度が大きく、カレンダーロール等を用いてコードにゴムをトッピングする（トッピング作業）時の作業性が非常に悪いという問題がある。また後者のものは、初期伸度は小さく抑えられるものの、ジグザグ状等の型付け加工によってフィラメントにダメージが残存し、強度や疲労性を低下させるなど耐久性を損ねるという問題がある。
【０００６】
そこで本発明は、所定の大きい撚り癖を付与した２種以上の撚り癖フィラメントを、各撚り癖を減少させつつコード径を減じて撚り合わすことを基本として、優れたゴム浸透性発揮しながら、初期伸度を低く抑えてトッピング作業時の作業性を向上でき、しかも撚り癖が大きいためフィラメントに与えるダメージが少なく、コード強力や耐久性を高く確保しうるゴム物品補強用のスチールコード、及びそれを用いた空気入りタイヤの提供を目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、フィラメント径Ｄが０．２５〜０．４５ｍｍのスチール製のフィラメントの３〜６本を撚り合わせたスチールコードであって、
前記フィラメントは、撚り合わせ前において撚りピッチが５〜３０ｍｍかつ撚り高さが０．５〜５．０ｍｍの大きい撚り癖を有ししかも撚り癖が異なる２種以上の撚り癖フィラメントを含んで、該フィラメントを前記撚り癖フィラメントの撚り癖を減少させつつコード径を減じて撚り合わすことにより、フィラメント間にゴム浸透用の隙間を形成するとともに、コード１本当たりの５０Ｎ荷重時の伸びを０．２％未満、かつコード強力を２５００〜３５００Ｎ／ｍｍ²としたことを特徴としている。
【０００８】
又請求項２の発明では、前記フイラメントは撚り癖フイラメントのみからなることを特徴としている。
【０００９】
又請求項３の発明では、前記撚り癖フイラメントは、そのより撚り癖を撚り癖フイラメントごとに違えたことを特徴としている。
【００１０】
又請求項４の発明では、前記フィラメントは、炭素含有量を０．７８〜０．９２wt％としたことを特徴としている。
【００１１】
又請求項５の発明は空気入りタイヤであって、前記請求項１〜３のいずれかに記載のゴム物品補強用のスチールコードをベルトコードとして用いたことを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。図１は、本発明のスチールコードがベルト層のベルトコードに採用された場合の空気入りタイヤを例示する断面図である。
図１において、空気入りタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、トレッド部２の内方かつ前記カーカス６の外側に配されるベルト層７とを具えており、本例では、タイヤ１が乗用車用のラジアルタイヤである場合を例示している。
【００１３】
前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して、例えば７５〜９０°の角度で配列した１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６Ａから形成される。このカーカスプライ６Ａは、前記ビードコア５、５間を跨るプライ本体部６ａの両端に、前記ビードコア５の廻りで内から外に折り返すプライ折返し部６ｂを一体に具える。また前記プライ本体部６ａとプライ折返し部６ｂとの間には、ビードコア５から半径方向外方に先細状にのびる硬質のゴムからなるビードエーペックス８が配置され、ビード部４を補強している。
【００１４】
なお前記カーカスコードとしては、本例では、ナイロン、レーヨン、ポリエステルなどの有機繊維コードを採用している。
【００１５】
又前記ベルト層７は、ベルトコードをタイヤ周方向に対して、例えば１０〜３５°の角度で配列した２枚以上、本例では２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから構成される。各ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、ベルトコードがプライ間相互で交差するように傾斜の向きを違えて重置され、これによってベルト剛性を高め、トレッド部２の略全巾をタガ効果を有して強固に補強している。
【００１６】
又本例では、前記ベルト層７に対する拘束力を高めて高速耐久性能等を向上させる目的で、ベルト層７の外側にバンド層９を配した場合を例示している。このバンド層９は、タイヤ周方向に対して例えば５°以下の角度で螺旋巻きしたバンドコードを有し、少なくとも前記ベルト層７のタイヤ軸方向外端部を覆って延在する。なおバンドコードとして、本例では、ナイロン等の有機繊維コードを採用している。
【００１７】
そして本実施形態では、前記ベルトコードとして、図２、３にその一例を略示するように、０．２５〜０．４５ｍｍのフィラメント径Ｄを有する３〜６本のフィラメンＦを互いに撚り合わせてなるスチールコード１０を採用している。
【００１８】
このとき、前記フィラメンＦは、撚り合わせ前において予め大きい撚り癖ｉが付与され、しかもこの撚り癖ｉの種類を違えた２種以上の撚り癖フィラメントＦｉを含んで構成される。
【００１９】
なお前記フィラメントＦは、その全部を撚り癖フィラメントＦｉで構成しても良く、また撚り癖フィラメントＦｉと非撚り癖フィラメントＦｊ（図示しない）とを混在させて構成することもできる。しかし何れの場合にも、前記撚り癖フィラメントＦｉは、撚り癖ｉ１を有する第１種の撚り癖フィラメントＦｉ１と、撚り癖ｉ２を有する第２種の撚り癖フィラメントＦｉ２とを少なくとも含むことが必要である。
【００２０】
本例では、前記フィラメンＦが、２本の第１種の撚り癖フィラメントＦｉ１、Ｆｉ１と、２本の第２種の撚り癖フィラメントＦｉ２、Ｆｉ２とからなる場合を例示している。
【００２１】
そして前記スチールコード１０では、前記フィラメントＦを、各撚り癖フィラメントＦｉの撚り癖ｉを減少させつつコード径が減じるように大きな張力を加えてコード径方向に圧縮させながら撚り合わせている。
【００２２】
このように構成することにより、フィラメントＦの間には前記撚り癖ｉによって隙間が形成され、必要なゴム浸透性を確保することができる。またこの隙間は、撚り癖ｉに撚って拘束されているため安定しており、従って、初期伸度を低く抑えることが可能となる。特に、撚り癖ｉを違えた２種以上の撚り癖フィラメントＦｉを用いているため、フィラメントＦ間が部分的に接触する箇所が増加して拘束力が高まるため、初期伸度をより低く設定することが可能となる。また大きい撚り癖ｉが採用されるため、この撚り癖ｉによるフィラメントＦへのダメージがなく、従って、コード強力や耐久性を高く確保することが可能となる。
【００２３】
そのためには、図４に示すように、前記撚り癖ｉは、その撚りピッチＰを５．０〜３０．０ｍｍの範囲、かつ撚り高さＨを０．５〜５．０ｍｍの範囲とすることが必要である。なお前記撚り癖ｉは、螺旋状であって周知のピン型の型付け装置を用いて癖付けすることができる。また「撚り癖が異なる」とは、前記撚りピッチＰ、又は撚り高さＨの少なくとも一方が相違することを意味し、フィラメントＦ間の隙間への拘束力を高めるためには、双方を相違させるのが好ましい。
【００２４】
なお撚りピッチＰが５．０ｍｍより小、及び撚り高さＨが５．０ｍｍより大では、癖付け加工によるフィラメントＦへのダメージを確実に防止することが難しく、また撚りピッチＰが３０．０ｍｍより大、及び撚り高さＨが０．５ｍｍより小では、癖付けが小さすぎて充分なゴム浸透性を得ることができなくなる。このような観点から、好ましくは前記撚りピッチＰは、１０〜２５ｍｍの範囲、撚り高さＨは２〜４ｍｍの範囲とするのが望ましい。
【００２５】
またこのような構造を採用することにより、スチールコード１０のコード１本当たりの５０Ｎ荷重時の伸びを０．２％未満の低い値に、かつコード強力を２５００〜３５００Ｎ／ｍｍ²の高い値に設定することが可能となる。
【００２６】
ここで、前記フィラメント径Ｄを０．２５〜０．４５ｍｍとしたのは、もしフィラメント径Ｄが０．２５ｍｍより小さいと、強度および曲げ剛性が低くなり過ぎ、又０．４５ｍｍを越えると耐疲労性が低下するからである。
【００２７】
またコード1 本当たりの５０Ｎ荷重時の伸びを０．２％未満としたのは、もし伸びが０．２％以上となると寸法安定性が悪くなり、しかもトッピング作業時の作業性が著しく損なわれるからである。
【００２８】
またコード強力を２５００〜３５００Ｎ／ｍｍ²としたのは、もしコード強力が２５００Ｎ／ｍｍ²未満では耐久性を向上させるに不十分であり、また３５００Ｎ／ｍｍ²を越えるとコ一ドがもろくなり、またコスト的にも不利となるからである。
【００２９】
またコードを構成するフィラメントＦの本数を３〜６本としたのは、３本未満では、前記範囲のコード強カを得ることが難しくなり、もし得ようとするとフィラメントが大くなり過ぎ、耐疲労性の低下を招くからである。また６本を越えると、逆に前記範囲のコード強カを得る場合、フィラメントが細くなり過ぎ、曲げ剛性等が不十分なものとなる。
【００３０】
また前記フィラメントＦとして、炭素含有量が０．７８〜０．９２wt％の高炭素鋼材を使用することが、コード強力の観点から好ましい。
【００３１】
また前記スチールコード１０としては、ゴム浸透性を高める、および５０Ｎ荷重時の伸びを抑える等の観点から、本例の如く、フィラメントＦの全部を撚り癖フィラメントＦｉで構成するのが好ましく、さらには、各撚り癖フィラメントＦｉの撚り癖ｉを互いに相違させるのがより好ましい。
【００３２】
またこのようなスチールコード１０を前記ベルトコードとして採用した場合には、ベルトコードの破断損傷が少ない、耐久性に優れる空気入りタイヤを得ることができる。
【００３３】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施でき、例えばタイヤとしても、乗用車用タイヤの他、小型トラック用タイヤ、重荷重用タイヤなど種々のカテゴリのタイヤとして形成しうる。またスチールコードを、ベルトコードコード以外の、例えばカーカスコード、バンドコードとして採用することもでき、さらにはタイヤ以外の種々なゴム物品の補強のために使用することができる。
【００３４】
【実施例】
図１の構造をなしかつ表１の仕様のスチールコードを試作し、その撚り安定性、ゴム浸透性、トッピング作業時の作業性をテストするとともに、その結果を表１に記載した。また試供のスチールコードをベルトコードとして使用した、図１の構造の乗用車タイヤ（タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５）を試作し、各試供タイヤの耐久性をテストするとともに、その結果を表１に記載した。
【００３５】
なおタイヤにおいて、カーカスには、ポリエステル繊維コード（１６７０dtex／２）をタイヤ周方向に対し９０゜で配列した１枚のプライ（コード密度；５０本／５ｃｍ）を使用し、又ベルト層には、表１のスチールコードをタイヤ周方向に対して２２°で配列した２枚のプライ（コード密度；４０本／５ｃｍ）を使用している。なお表１以外の仕様は各タイヤとも同じである。
【００３６】
（１）撚り安定性；
コードをカットし、その際のフィラメントのバラケの有無を確認した。
【００３７】
（２）ゴム浸透性；
ゴム内にコードを埋設したゴムシートを、２５ｋｇ／ｃｍ²の圧力、かつ１５０℃−３０分の条件で加硫した。そして、コード１０ｃｍを顕微鏡で観察し、ゴムが浸入している長さを、コード長さ１０ｃｍに対する割合で比較した。
【００３８】
（３）トッピング作業時の作業性；
複数のコードを引き揃えたコード配列体に、カレンダーロールを用いてゴムをトッピングして、ゴム引きプライを形成する際の作業性を、作業者の官能評価により実施例１を３とした５点法で表示している。値の大きい方が良好である。
【００３９】
（４）耐久性；
ドラム試験機を用い、ＪＩＳに規定された最大荷重の１５０％の荷重を加え、かつＪＩＳに規定された内圧の８０％の内圧のもとで、８０ｋｍ／ｈの走行速度で走行させ、タイヤが破壊に至るまでの走行距離を、比較例２を１００とする指数で表示した。指数が大きい方が耐久性に優れている。
【００４０】
【表１】

【００４１】
表の如く、実施例品は、優れたゴム浸透性を発揮するとともに、初期伸度を低く抑えてコード埋設時の作業性を改善しうるのが確認できる。また、コード強力を高めることができ、ベルトコードに用いたときは、タイヤの耐久性を大きく向上しうるのが確認できる。
【００４２】
【発明の効果】
叙上の如く本発明は、所定の大きい撚り癖を付与した２種以上の撚り癖フィラメントを、各撚り癖を減少させつつコード径を減じて撚り合わせているため、優れたゴム浸透性発揮しながら、初期伸度を低く抑えてコード埋設時の作業性を向上できる。また、撚り癖が大きいためフィラメントに与えるダメージがなく、コード強力や耐久性を高く確保することが可能となる。
【００４３】
またこのようなスチールコードをベルトコードとして採用した場合には、ベルトコードの破断損傷が少ない耐久性に優れる空気入りタイヤを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスチールコードを用いた空気入りタイヤを示す断面図である。
【図２】そのスチールコードを示す断面図である。
【図３】前記スチールコードの形成状態を説明する線図である。
【図４】撚り癖フィラメントの撚り癖の状態を説明する側面図である。
【符号の説明】
１０スチールコード
Ｆフィラメント
Ｆｉ、Ｆｉ１、Ｆｉ２撚り癖フィラメント
Ｈ撚り高さ
ｉ撚り癖
Ｐ撚りピッチ

Claims

フィラメント径Ｄが０．２５〜０．４５ｍｍのスチール製のフィラメントの３〜６本を撚り合わせたスチールコードであって、
前記フィラメントは、撚り合わせ前において撚りピッチが５〜３０ｍｍかつ撚り高さが０．５〜５．０ｍｍの大きい撚り癖を有ししかも撚り癖が異なる２種以上の撚り癖フィラメントを含んで、該フィラメントを前記撚り癖フィラメントの撚り癖を減少させつつコード径を減じて撚り合わすことにより、フィラメント間にゴム浸透用の隙間を形成するとともに、コード１本当たりの５０Ｎ荷重時の伸びを０．２％未満、かつコード強力を２５００〜３５００Ｎ／ｍｍ²としたことを特徴とするゴム物品補強用のスチールコード。
前記フィラメントは撚り癖フィラメントのみからなることを特徴とする請求項１記載のゴム物品補強用のスチールコード。
前記撚り癖フィラメントは、そのより撚り癖を撚り癖フィラメントごとに違えたことを特徴とする請求項２記載のゴム物品補強用のスチールコード。
前記フィラメントは、炭素含有量を０．７８〜０．９２wt％としたことを特徴とする請求項１又は２記載のゴム物品補強用のスチールコード。
請求項１〜３のいずれかに記載のゴム物品補強用のスチールコードをベルトコードとして用いたことを特徴とする空気入りタイヤ。