JP6374202B2

JP6374202B2 - ゴム物品補強用スチールコード

Info

Publication number: JP6374202B2
Application number: JP2014077353A
Authority: JP
Inventors: 博行松尾
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2014-04-03
Filing date: 2014-04-03
Publication date: 2018-08-15
Anticipated expiration: 2034-04-03
Also published as: WO2015151666A1; JP2015196935A

Description

本発明は、ゴム物品補強用スチールコード（以下、単に「スチールコード」とも称する）に関し、詳しくは、ゴム被覆した後のトリートの性状を改善することができるゴム物品補強用スチールコードに関する。

現在、乗用車用ラジアルタイヤの骨格をなすカーカスの補強部材、特にカーカスのクラウン部の補強部材として一般に用いられているベルトは、主としてタイヤの赤道面に対し傾斜配列されたスチールコードのゴム引き層からなるスチールベルト層を２枚以上用い、これらベルト層中のスチールコードが互いに交差するようにして構成されている。

近年、環境性能の重要性が増してきており、スチールコードを補強部材として用いるゴム物品やタイヤにおいては軽量化のニーズが高まっている。タイヤの軽量化の手法の１つとして、ベルトトリートのゴムの使用量を少なくし、ベルトを薄くすることを挙げることができる。しかしながら、ゴムの使用量を少なくすると、第１ベルト層と第２ベルト層のコード間距離が短くなるため、ベルト幅方向端部のコード端を起点としたゴム剥離が容易にコード間に伝播する、いわゆるベルトエッヂセパレーション（ＢＥＳ）が生じやすくなる。このＢＥＳの改善手法としてはベルト端部のゴムを通常より厚くする手法が知られているが、当然、重量増となるため、所期の目的であるタイヤの軽量化には背反することとなる。

ベルトトリートのゴム使用量を減らす以外のタイヤ軽量化の手法としては、スチールの使用量を減らすこと、例えば、スチールコードの打込み本数を減らすことが考えられる。しかしながら、スチールコードの打込み本数が少なくなると、ベルトの剛性が低下してしまい、好ましくない。このような状況の中、タイヤの軽量化や耐久性の向上に関して、多くの提案がなされている。例えば、特許文献１では、２＋Ｎ（２≦Ｎ≦４）構造のスチールコードであって、コアフィラメントの径をｄ１、シースフィラメントの径をｄ２としたとき、ｄ１＞ｄ２としたスチールコードが提案されている。

国際公開２００１／１２８３７２号

Ｍ＋Ｎ構造のスチールコードは、一般に、バンチャータイプの撚線機で製造されている。バンチャータイプの撚線機を用いてスチールコードを製造すると、スチールコードを構成するスチールフィラメント（以下、単に、「フィラメント」とも称する）に捩じりが加わるため、コアフィラメントとシースフィラメントには、それぞれ大きく異なるト−ション（捩じれ）が加わっている。そのため、Ｍ＋Ｎ構造のスチールコードをゴムで被覆してゴム−スチールコード複合体（以下、トリート）とした場合、このトリートを才断工程にて才断すると、トリート端部のスチールコードのトーションが開放され、トリート端部が跳ね上がってカールしてしまい、作業性が悪化するという問題を有していた。

そこで、本発明の目的は、ゴム被覆した後のトリートの性状を改善することができるゴム物品補強用スチールコードを提供することにある。

本発明者は、上記課題を解消するためにベルトの構造につき鋭意検討した結果、２＋Ｎ（２≦Ｎ≦４）構造のスチールコードにおいて、コアフィラメントとシースフィラメントの抗張力が所定の関係を満足する場合に、トリートの性状を改善することができることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明のゴム物品補強用スチールコードは、２本のコアフィラメントからなるコアと、該コアの周囲に撚り合わされたＮ（２≦Ｎ≦４）本のシースフィラメントと、からなるゴム物品補強用スチールコードにおいて、
前記コアフィラメントの径をｄ１、前記シースフィラメントの径をｄ２としたとき、ｄ１＞ｄ２であり、
前記コアフィラメントおよび前記シースフィラメントが、それぞれ残留トーションを有し、かつ、前記コアフィラメントの抗張力をＴｃ、前記シースフィラメントの抗張力をＴｓとしたとき、下記式、
Ｔｓ−Ｔｃ＜０Ｎ／ｍｍ^２
で表される関係を満足することを特徴とするものである。

本発明のスチールコードにおいては、２本のコアフィラメントからなるコアと、該コアの周囲に撚り合わされた３本のシースフィラメントと、からなることが好ましい。

本発明によれば、ゴム被覆した後のトリートの性状を改善することができるゴム物品補強用スチールコードを提供することができる。

スチールコードの短径の比較図であり、（ａ）はｄ１＝ｄ２の場合、（ｂ）および（ｃ）はｄ１＞ｄ２の場合を表す。空気入りラジアルタイヤの一好適例の片側断面図である。Ｔｓ−Ｔｃとトリートの浮き上がり量との関係を示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。
本発明のスチールコードは、２本のコアフィラメントを撚り合せることなく並列して配置したコアと、コアの周囲に撚り合わされた２〜４本、特に好適には３本のシースフィラメントと、からなるゴム物品補強用スチールコードである。本発明のスチールコードにおいては、コアフィラメントの径をｄ１、シースフィラメントの径をｄ２としたとき、ｄ１＞ｄ２である。

図１（ａ）〜（ｃ）は、スチールコードの短径の比較図であり、（ａ）はｄ１＝ｄ２の場合、（ｂ）および（ｃ）はｄ１＞ｄ２の場合を表す。図示するように、Ｍ＋Ｎ構造（図示例においては２＋３構造）のスチールコード１０の短径はシースフィラメント２の径に支配されている。したがって、シースフィラメント２の径ｄ２をコアフィラメント１の径ｄ１よりも小さくすることにより、スチールコード１０の短径を小さくすることができる。したがって、本発明のスチールコード１０を、例えば、タイヤを構成するベルトの第１ベルト層および第２ベルト層の補強材に適用すれば、第１ベルト層のスチールコードと第２ベルト層のスチールコードとの距離を保ちつつ、ベルト層の厚みを薄くすることができる。これにより、ＢＥＳに対する耐性である、いわゆる耐ＢＥＳ性を低下させることなく、ベルトの軽量化が可能となる。同時に、スチールの使用量を減らすことができるため、さらにタイヤの軽量化を図ることができる。

また、本発明のスチールコードは、コアフィラメント１およびシースフィラメント２が、それぞれ残留トーションを有し、かつ、コアフィラメント１の抗張力をＴｃ、シースフィラメント２の抗張力をＴｓとしたとき、下記式、
Ｔｓ−Ｔｃ≦２００Ｎ／ｍｍ^２、
好適には、
Ｔｓ−Ｔｃ≦１００Ｎ／ｍｍ^２、
で表される関係を満足する。バンチャー型撚り線機で製造した２＋Ｎ構造のスチールコード１０は、ｄ１＞ｄ２の場合、コアフィラメント１はプラスのトーションを、シースフィラメント２はマイナスのトーションを、それぞれ有している。したがって、このようなスチールコードをゴムで被覆したトリートを裁断すると、コアフィラメント１のトーションが開放され、シースフィラメントのマイナストーションにより、トリートにカールが生じてしまう。

しかしながら、コアフィラメント１とシースフィラメント２抗張力の差を小さくすることで、具体的には、Ｔｓ−Ｔｃを２００Ｎ／ｍｍ^２未満とすることで、コアフィラメント１とシースフィラメント２の捩じりによる降伏点が近くなり、コアフィラメント１とシースフィラメント２のトーション差を小さくすることができる。その結果、トリート裁断時のトリートの浮き上がりを防止することができる。また、スチールコードのカット時のスチールコード端末のバラケも防止することができる。また、ＴｓとＴｃの強度さが大きすぎると生産ラインの調整が困難なため、好適にはＴｓ−Ｔｃを−１０００Ｎ／ｍｍ^２以上とする

本発明のスチールコードにおいては、コアフィラメント１の径ｄ１は０．１６〜０．３２ｍｍであり、かつ、シースフィラメント２の径ｄ２は０．１２〜０．２９ｍｍであることが好ましい。フィラメント径が上記範囲を超えると、本発明のスチールコードをベルトの補強材として用いたとしても、十分な軽量効果が得られない場合がある。一方、フィラメント径が上記範囲未満であると、ベルト強度不足の懸念がある。

本発明のスチールコード１０は、ｄ１＞ｄ２であり、コアフィラメント１とシースフィラメント２が、それぞれ残留トーションを有し、かつ、Ｔｓ−Ｔｃ≦２００Ｎ／ｍｍ^２で表される関係を満足することのみが重要であり、それ以外に特に制限はない。例えば、シースフィラメントの撚り方向、撚りピッチ等の条件については、特に制約されるものではなく、常法に従い適宜構成することが可能である。

本発明のスチールコードは、空気入りラジアルタイヤの補強材に好適に用いることができる。図２に、空気入りラジアルタイヤの一好適例の片側断面図を示す。図示するタイヤは、カーカスのクラウン領域に配設されて接地部を形成するトレッド部１１と、このトレッド部１１の両側部に連続してタイヤ半径方向内方へ延びる一対のサイドウォール部１２と、各サイドウォール部１２の内周側に連続するビード部１３とを備えている。

トレッド部１１、サイドウォール部１２およびビード部１３は、一方のビード部１３から他方のビード部１３にわたってトロイド状に延びる一枚のカーカス層からなるカーカス１４により補強されている。また、トレッド部１１は、カーカス１４のクラウン領域のタイヤ径方向外側に配設した少なくとも２層、図示する例では２層の第１ベルト層１５ａと第２ベルト層１５ｂとからなるベルトにより補強されている。ここで、カーカス１４のカーカス層は複数枚としてもよく、タイヤ周方向に対してほぼ直交する方向、例えば、７０〜９０°の角度で延びる有機繊維コードを好適に用いることができる。

図示例においては、第１ベルト層１５ａ、第２ベルト層１５ｂがともに、上記本発明のスチールコードが、長径がタイヤ幅方向となるようにタイヤ幅方向に並置してコーティングゴム中に埋設されてなる。本発明のスチールコード１０を用いたトリートには、カールが生じず、また、コード自体の性状が安定しているため、タイヤ製造時の作業性に優れている。また、本発明のスチールコードを用いることにより、第１ベルト層１５ａのスチールコードと第２ベルト層１５ｂのスチールコードの距離を保ちつつ、ベルト層の厚みを薄くすることができる。これにより、ＢＥＳに対する耐性である、いわゆる耐ＢＥＳ性を低下させることなく、ベルトの軽量化が可能となる。また、スチールの使用量を減らすことができるため、さらにタイヤの軽量化を図ることができる。

図示する空気入りラジアルタイヤは、ベルトの構造が上記要件を満足するものであれば、それ以外の具体的なタイヤ構造については、特に制限されるものではない。また、図示する空気入りラジアルタイヤは、乗用車用タイヤに好適に用いることができる。なお、タイヤに充填する気体としては、通常のあるいは酸素分圧を調整した空気の他、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを用いることができる。

以下、本発明を、実施例、比較例および参考例を用いてより詳細に説明する。
＜参考例１〜５、実施例６〜１０および比較例＞
表１に示す抗張力を有する線径０．２２５ｍｍのコアフィラメント、および線径０．１８０ｍｍのシースフィラメントを用いて、２＋３構造のスチールコードをバンチャー型撚線機にて製造した。得られたスチールコードを複数本並行に引き揃えて、上下から未加硫ゴムを被覆してトリートを作製し、以下の手順で、トリートカール性を評価した。トリートの厚みは１．２０ｍｍとし、スチールコードの打ち込み数は３８本／５０ｍｍとした。
得られたトリートを裁断し、トリートが浮き上がった量（ｍｍ）を測定した。得られた結果を、表１を併記する。また、図３に、Ｔｓ−Ｔｃ（Ｎ／ｍｍ^２）とトリートの浮き上がり量（ｍｍ）との関係を示す。ここで、浮き上がり量は、トリートを水平面に置いた状態で、水平面から浮き上がりの最高点までの垂直距離をいう。

表１および図３より、本発明のゴム物品補強用スチールコードは、ゴム被覆後のトリートの性状も安定であることが確かめられた。

１コアフィラメント
２シースフィラメント
３ａ、３ｂ被覆ゴム
１０スチールコード
１１トレッド部
１２サイドウォール部
１３ビード部
１４カーカス
１５ａ第１ベルト層
１５ｂ第２ベルト層

Claims

２本のコアフィラメントからなるコアと、該コアの周囲に撚り合わされたＮ（２≦Ｎ≦４）本のシースフィラメントと、からなるゴム物品補強用スチールコードにおいて、
前記コアフィラメントの径をｄ１、前記シースフィラメントの径をｄ２としたとき、ｄ１＞ｄ２であり、
前記コアフィラメントおよび前記シースフィラメントが、それぞれ残留トーションを有し、かつ、前記コアフィラメントの抗張力をＴｃ、前記シースフィラメントの抗張力をＴｓとしたとき、下記式、
Ｔｓ−Ｔｃ＜０Ｎ／ｍｍ^２
で表される関係を満足することを特徴とするゴム物品補強用スチールコード。
２本のコアフィラメントからなるコアと、該コアの周囲に撚り合わされた３本のシースフィラメントと、からなる請求項１記載のゴム物品補強用スチールコード。