JP2006183211A - Steel cord for reinforcing rubber article and tire - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To propose a cord structure which has improved cutting resistance against external damages without sacrificing excellent corrosion propagation resistance. <P>SOLUTION: This steel cord prepared by twisting strands each comprising element wires is characterized in that each strand has spaces between the element wires constituting at least the outermost layer, and the strands are twisted into a single layer at spaces each other. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、タイヤや工業用ベルト等のゴム物品の補強材として使用されるスチールコードおよびこのスチールコードからなるベルトを備えるタイヤに関し、特にゴム物品の耐久性の向上に寄与するスチールコードを提供しようとするものである。   The present invention relates to a steel cord used as a reinforcing material for rubber articles such as tires and industrial belts, and a tire including a belt made of the steel cord, and particularly to provide a steel cord that contributes to improving the durability of rubber articles. It is what.

従来技術Conventional technology

主に荒れ地走行に供する建設車両用タイヤや、荒れ地を走行する機会を有するダンプトラック用タイヤは、特にカーカスがラジアル構造の場合、トレッド部の強化のため複数層のスチールコード層をベルトとして用いる。   For construction vehicle tires mainly used for running on wasteland and dump truck tires that have the opportunity to run on wasteland, especially when the carcass has a radial structure, a plurality of steel cord layers are used as a belt to strengthen the tread portion.

これらのタイヤは荒れ地走行による路面からのピーク入力が大きくなる上、元来重荷重が負荷されるため、ベルトに使用するスチールコードには高い引張強さ（切断荷重）が要求される。そのために、複数本のスチール製素線を撚り合わせたストランドの複数本を更に撚り合わせた、いわゆる複撚りコードが広く用いられている。   In these tires, the peak input from the road surface due to running on a rough ground becomes large and a heavy load is originally applied, so that a steel cord used for the belt is required to have a high tensile strength (cutting load). Therefore, a so-called double twisted cord in which a plurality of strands obtained by twisting a plurality of steel strands is further twisted is widely used.

例えば、図１に断面を示すスチールコード１１は、１本の素線１２をコアとし、その周囲に６本の素線１３をシースとするストランド１４の４本を撚り合わせた、４×（１＋６）構造になり、高い引張強さを有するものである。かようなスチールコード１１を用いたコード層をベルトのタイヤ半径方向外側の１層又は２層に用いたタイヤは、トレッド部外傷が内部に貫通することに対する抵抗性（以下、耐カット性という）に優れる性質を備えているため、とりわけ荒れ地走行に際して外傷を受ける機会の多い建設車両用タイヤ等に適している。   For example, the steel cord 11 whose cross section is shown in FIG. 1 is a 4 × (1 + 6) in which four strands 14 having a strand 12 as a core and a strand 14 as a sheath are twisted around the strand 12. ) It has a structure and has a high tensile strength. A tire using a cord layer using such a steel cord 11 as one or two layers on the outer side in the tire radial direction of the belt is resistant to penetration of tread damage (hereinafter referred to as cut resistance). Therefore, it is particularly suitable for construction vehicle tires and the like that are frequently damaged when traveling on rough terrain.

一方で、上記スチールコード１１は、素線１３相互間が密着しているため、タイヤに適用した際に、ゴムをスチールコード１１の内部にまで浸透させることが難しい。その場合、タイヤの外傷等を介してタイヤ内に侵入した水分がコードを腐食し、この腐食域がコードに沿って伸びて腐食が伝播するのを防ぐ能力、いわゆる耐腐食伝播性に欠けるために、腐食域の拡大によってコードとゴムとが剥離してセパレーション故障が発生することが問題となる。   On the other hand, since the steel cord 11 is in close contact with the wires 13, it is difficult to penetrate rubber into the steel cord 11 when applied to a tire. In that case, the moisture that has entered the tire through the tire damage, etc. corrodes the cord, and this corroded area does not have the ability to prevent the corrosion from spreading along the cord, so-called corrosion propagation resistance. The problem is that separation failure occurs due to separation of the cord and rubber due to the expansion of the corrosion zone.

そこで、出願人は、上記耐カット性は勿論、さらに耐腐食伝搬性をも向上することを所期したコード構造について、特許文献１に提案した。すなわち、図２に示すように、互いに平行に引き揃えた２本の素線よりなるコア１５と、該コア１５の周囲に撚り上げた６〜８本の範囲内の素線よりなるシース１６とから成るストランド１７の複数本を撚り合せた複撚り構造のゴム物品補強用スチールコードにおいて、シース１６の素線相互間に隙間を設けることによって、ストランド１７の内部にまでゴムを十分に侵入させてシース素線間に水分が伝播する隙間を形成させない構造を提案した。このコード構造は、ゴムの侵入が確実に行われるため、耐腐食伝播性の著しい向上を達成し、また耐カット性も向上している。
特開平１１−６１６６６号公報 Therefore, the applicant proposed in Patent Document 1 a cord structure intended to improve not only the cut resistance but also the corrosion resistance propagation. That is, as shown in FIG. 2, a core 15 made of two strands arranged parallel to each other, and a sheath 16 made of strands in the range of 6 to 8 stranded around the core 15 In the steel cord for reinforcing a rubber article having a double twist structure in which a plurality of strands 17 made of the above are twisted, a gap is provided between the strands of the sheath 16 so that the rubber can sufficiently penetrate into the strand 17. We proposed a structure that does not form a gap through which moisture propagates between sheath wires. Since this cord structure reliably intrudes rubber, it achieves a significant improvement in corrosion resistance and cut resistance.
Japanese Patent Laid-Open No. 11-61666

上記構造のコードは、耐腐食伝播性の著しい向上と耐カット性の向上をもたらすが、このコードを特に建設車両用タイヤのベルトに用いる場合に、耐カット性の更なる向上が希求されていた。すなわち、荒地の大きな起伏、特に先端が鋭利な起伏に乗り上げた際など、タイヤのトレッド踏面からタイヤ半径方向内側に大きなせん断力が加わる場合に、耐カット性が不十分であった。   Although the cord having the above structure brings about a significant improvement in corrosion resistance propagation and an improvement in cut resistance, there has been a demand for further improvement in cut resistance particularly when this cord is used for a tire belt for construction vehicles. . That is, when a large shear force is applied from the tread surface of the tire to the inside in the tire radial direction, such as when riding on a rough undulation, particularly a sharp undulation at the tip, the cut resistance is insufficient.

そこで、本発明は、優れた耐腐食伝播性を犠牲にすることなしに、外傷に対する耐カット性をより向上したコード構造について、提案することを目的とする。そして、かようなコードをベルトに適用することによって、セパレーションの発生を抑制した高耐久性のタイヤを提供しようとするものである。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to propose a cord structure with improved cut resistance against trauma without sacrificing excellent corrosion resistance. By applying such a cord to the belt, the present invention intends to provide a highly durable tire that suppresses the occurrence of separation.

発明者らは、上記の特許文献１で提案したコードについて、特に大きなせん断力が加わった際に十分な耐カット性が発揮されない原因を鋭意解明したところ、ストランド相互が接触していることから、ストランド間、ひいては素線間でせん断力が働き、素線の破断に繋がることを知見し、本発明を導くに至った。
すなわち、本発明の要旨は次のとおりである。 The inventors have intensively clarified the reason why sufficient cut resistance is not exerted particularly when a large shear force is applied to the cord proposed in Patent Document 1, because the strands are in contact with each other. It has been found that a shearing force acts between the strands and by extension between the strands, leading to the breakage of the strands, leading to the present invention.
That is, the gist of the present invention is as follows.

（１）複数本の素線からなるストランドの複数本を撚り合せたスチールコードであって、各ストランドは少なくとも最外層を構成する素線の相互間に間隔を有し、かつ複数本のストランドを相互に間隔を置いて単層に撚り合せたことを特徴とするゴム物品補強用スチールコード。 (1) A steel cord obtained by twisting a plurality of strands composed of a plurality of strands, each strand having at least a space between strands constituting the outermost layer, and a plurality of strands A steel cord for reinforcing rubber articles characterized by being twisted into a single layer at intervals.

（２）ストランドが単層撚り構造である上記（１）に記載のゴム物品補強用スチールコード。 (2) The steel cord for reinforcing rubber articles according to (1), wherein the strand has a single-layer twisted structure.

（３）一対のビード部間にわたってトロイド状に延びるカーカスと、該カーカスの半径方向外側に１層以上のベルトとを備えるタイヤにおいて、少なくとも最外層のベルトに、上記（１）または（２）に記載のスチールコードを適用したことを特徴とするタイヤ。 (3) In a tire including a carcass extending in a toroidal shape between a pair of bead portions and one or more belts on the outer side in the radial direction of the carcass, at least the outermost belt may have the above (1) or (2) A tire characterized by applying the described steel cord.

本発明のコードでは、ストランド内の素線間に隙間を設けて優れた耐腐食伝播性を確保した上で、ストランド間にも隙間を設けることによって耐カット性の著しい改善を実現することができる。従って、本発明のコードをベルトに適用したタイヤでは、外傷を受けた際に、この外傷をかいして侵入する水分による腐食伝播が抑制されるとともに、外傷を受けた際の剪断入力によるコード破断も抑制される結果、セパレーション故障の発生が回避されるため、耐久性に優れたタイヤの提供が可能となる。   In the cord of the present invention, it is possible to realize a marked improvement in cut resistance by providing a gap between strands in a strand to ensure excellent corrosion propagation resistance and also providing a gap between strands. . Accordingly, in the tire in which the cord of the present invention is applied to the belt, when the trauma is damaged, the corrosion propagation due to the moisture entering through the trauma is suppressed, and the cord breaks due to the shear input when the trauma is received. As a result, the occurrence of a separation failure is avoided, so that a tire having excellent durability can be provided.

次に、本発明のスチールコードについて、図面を参照して詳しく説明する。
本発明のスチールコードは、複数本の素線からなるストランドの複数本を撚り合せたものであって、その典型例である５×５構造、６×５構造および４×（２＋７）構造のコードを、図３、図４および図５に示す。 Next, the steel cord of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The steel cord of the present invention is obtained by twisting a plurality of strands composed of a plurality of strands, and is a typical example of a 5 × 5 structure, a 6 × 5 structure, and a 4 × (2 + 7) structure cord. Is shown in FIG. 3, FIG. 4 and FIG.

すなわち、図３に示すコードは、５本の素線１の相互間に間隔を置いて撚り合せたストランド２の５本を、ストランド相互で間隔を置いて単層に撚り合せたものであり、同様に、図４に示すコードは、５本の素線１の相互間に間隔を置いて撚り合せたストランド２の６本を、ストランド相互で間隔を置いて単層に撚り合せたものである。
また、図５に示すコードは、平行に引き揃えた２本の素線によるコア１ａと、その周囲に７本の素線を相互に間隔を置いて撚り合せたシース１ｂとからなるストランド２の４本を、ストランド相互で間隔を置いて単層に撚り合せたものである。 That is, the cord shown in FIG. 3 is obtained by twisting five strands 2 twisted at intervals between five strands 1 into a single layer at intervals between the strands, Similarly, the cord shown in FIG. 4 is obtained by twisting six strands 2 twisted at intervals between five strands 1 into a single layer at intervals between the strands. .
Further, the cord shown in FIG. 5 is a strand 2 composed of a core 1a made of two strands arranged in parallel and a sheath 1b in which seven strands are twisted around the core 1a. Four strands are twisted into a single layer at intervals between strands.

ここで、図３および図４のコード構造においてはストランド２を構成する素線相互間、また図５のコード構造においてはストランド２の最外層つまりシース１ｂを構成する素線相互間に間隔を設けることが、とりわけストランド２内部までゴムを侵入させて耐腐食伝播性を向上するために必要である。   Here, in the cord structure shown in FIGS. 3 and 4, a gap is provided between the strands constituting the strand 2, and in the cord structure shown in FIG. 5, a spacing is provided between the strands constituting the outermost layer of the strand 2, that is, the sheath 1b. In particular, it is necessary for the rubber to penetrate into the strand 2 to improve the corrosion resistance propagation property.

なお、ストランド２を構成する素線相互間に、３０μｍ以上の間隔を設けることが推奨される。なぜなら、３０μｍより小さいと剪断入力を緩和する効果が小さいためである。   It is recommended that an interval of 30 μm or more is provided between the strands constituting the strand 2. This is because if the thickness is smaller than 30 μm, the effect of relaxing the shear input is small.

さらに、いずれのコード構造においても、ストランド２の相互間に間隔を設けることが、とりわけ大きなせん断入力をコードで緩和して耐カット性を向上するために肝要である。
ここに、図６は先に図２において示したコードにおけるせん断力の作用方向であり、ストランドが相互に接触しているために、コードへのせん断入力がコード内の素線相互に働くことがわかる。このために、せん断力の大きさによっては、素線の破断に至るのである。 Further, in any cord structure, it is important to provide an interval between the strands 2 in order to alleviate a large shear input by the cord and improve cut resistance.
Here, FIG. 6 shows the direction of the shearing force in the cord shown in FIG. 2, and since the strands are in contact with each other, the shear input to the cord may act on the strands in the cord. Recognize. For this reason, depending on the magnitude of the shearing force, the wire may be broken.

一方、図３に示したコードにおけるせん断力の作用方向を図７に示すように、ストランド相互に間隔を設けたために、コードへのせん断入力がコード内に留まることなくコード外へと伝達されることがわかる。このために、大きなせん断力に対しても、素線が破断に至ることがないのである。すなわち、ストランド相互に間隔を設けることによって、このコードをゴム物品に適用した際に、ストランド間にゴムを侵入させることができる。このようにストランド間にゴムが介在すれば、タイヤが外傷を受けた際にストランド同士の接触が回避されてストランド間に発生する剪断入力が緩和されるため、剪断に起因したコード破断を抑制することができる。   On the other hand, since the direction of shearing force in the cord shown in FIG. 3 is spaced from each other as shown in FIG. 7, the shear input to the cord is transmitted outside the cord without staying in the cord. I understand that. For this reason, a strand does not reach a fracture | rupture also with respect to a big shear force. That is, by providing an interval between the strands, when this cord is applied to a rubber article, the rubber can enter between the strands. If rubber is interposed between the strands in this way, when the tire is damaged, contact between the strands is avoided and the shear input generated between the strands is alleviated, so that cord breakage caused by shearing is suppressed. be able to.

なお、ストランド２相互間に、１５０μｍ以上の間隔を設けることが推奨される。なぜなら、１５０μｍより小さいと剪断入力を緩和する効果が小さいためである。   In addition, it is recommended to provide an interval of 150 μm or more between the strands 2. This is because the effect of relaxing the shear input is small when the thickness is smaller than 150 μm.

本発明のコードにおいて、ストランドを構成する素線の本数は好ましくは３〜１０本であり、この素線本数の下であれば、ストランドの構造が単層であっても複層であってもよい。素線の本数を３〜１０本とするのは、３本より少ないと必要な強力が得られ難く、１１本以上であると素線同士が接触しやすくなる為である。   In the cord of the present invention, the number of strands constituting the strand is preferably 3 to 10. If the number of strands is below this number, the strand structure may be a single layer or a multilayer. Good. The reason why the number of strands is 3 to 10 is that when the number is less than 3, the required strength is difficult to obtain, and when the number is 11 or more, the strands easily come into contact with each other.

また、ストランドの本数は好ましくは３〜６本であり、このストランド本数を撚り合せた単層構造である必要がある。なぜなら、３本より少ないと必要な強力が得られ難く、６本より多いとストランド撚りが製造上不安定となり、ストランド接触部分が増え十分な耐剪断力が得られない、又、複層であると同様にストランド接触部分が増加し十分な耐剪断力が得るのが困難である。   The number of strands is preferably 3 to 6, and it is necessary to have a single layer structure in which the number of strands is twisted. If the number is less than 3, the required strength is difficult to obtain. If the number is more than 6, the strand twist becomes unstable in production, the strand contact portion increases, and a sufficient shear resistance cannot be obtained. In the same manner as above, the number of strand contact portions increases and it is difficult to obtain a sufficient shear resistance.

さて、図３ないし５に例示したスチールコードは、その複数本を所定の間隔を置いて互いに並行に配列してゴムシートに埋設してなるプライを、タイヤのベルトに適用してカーカスの補強に供するもので、タイヤの構造としては、在来のタイヤに則るものでよい。例えば、図８に示すタイヤ構造が有利に適合する。なお、同図において、符号２０がビードコア、２１がこのビードコア２０にタイヤの内側から外側に巻き回したカーカス、２２がこのカーカス２１上に配置する少なくとも４層、図示例で６層のベルトおよび２３はカーカス２１のクラウン部に配置するトレッドである。   The steel cords illustrated in FIGS. 3 to 5 are applied to tire belts by applying plies in which a plurality of steel cords are arranged in parallel to each other at predetermined intervals and embedded in a rubber sheet to reinforce the carcass. The tire structure may be that of a conventional tire. For example, the tire structure shown in FIG. In the figure, reference numeral 20 denotes a bead core, 21 denotes a carcass wound around the bead core 20 from the inside to the outside of the tire, 22 denotes at least four layers arranged on the carcass 21, and six belts in the illustrated example, and 23 Is a tread disposed in the crown portion of the carcass 21.

直径０．２５ｍｍのスチール製素線を使用して、図１、図２、図３、図４および図５に示す構造のスチールコードを、表１に示す仕様の下に作製し、各スチールコードを同表に示す打込み数にてベルトに適用し、図８に示した構造のタイヤをサイズ３６．００Ｒ５１で試作した。なお、ベルト２２は、カーカス２１上に、タイヤの赤道面に対してスチールコードが左６７°の角度で傾斜する向きに延びるベルト層と、タイヤの赤道面に対してスチールコードが右６７°の角度で傾斜する向きで延びるベルト層との積層に成る。   Steel cords having the structure shown in FIGS. 1, 2, 3, 4 and 5 are manufactured using steel strands having a diameter of 0.25 mm under the specifications shown in Table 1, and each steel cord is manufactured. Was applied to the belt with the number of shots shown in the table, and a tire having the structure shown in FIG. 8 was prototyped with a size of 36.00R51. The belt 22 extends on the carcass 21 in a direction in which the steel cord is inclined at an angle of 67 ° to the left with respect to the equator plane of the tire, and the steel cord has a right angle of 67 ° with respect to the equator plane of the tire. It is a laminate with a belt layer extending in a direction inclined at an angle.

かくして得られたタイヤについて、適用リムに装着後に規定内圧を充填してから、同一鉱山現場で平均速度40ｋｍ／ｈにて稼動するダンプトラックに装着し、約1000時間稼動させた。その後、タイヤを解剖して、最外側のベルト層のコードにおけるカット箇所数を数えるとともに、カットした部分におけるコードの腐食長さを求めた。これらの測定結果を、表１に併記する。このカット箇所数並びに腐食長さは、いずれも小さいほうが良い。   The tire thus obtained was filled with the specified internal pressure after being mounted on the applicable rim, then mounted on a dump truck operating at an average speed of 40 km / h at the same mine site, and operated for about 1000 hours. Thereafter, the tire was dissected and the number of cut portions in the cord of the outermost belt layer was counted, and the corrosion length of the cord in the cut portion was obtained. These measurement results are also shown in Table 1. Both the number of cut points and the corrosion length are preferably small.

従来のコードの断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section of the conventional cord. 従来のコードの断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section of the conventional cord. 本発明のコードを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the code | cord | chord of this invention. 本発明のコードを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the code | cord | chord of this invention. 本発明のコードを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the code | cord | chord of this invention. 図２に示したコードにおけるせん断力の作用方向を示す図である。It is a figure which shows the action direction of the shear force in the cord | code shown in FIG. 図３に示したコードにおけるせん断力の作用方向を示す図である。It is a figure which shows the action direction of the shear force in the cord | code shown in FIG. 本発明のコードを適用するのに好適のタイヤ構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a tire structure suitable for applying the cord of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ 素線
１ａ コア
１ｂ シース
２ ストランド
２０ ビードコア
２１ カーカス
２２ ベルト
２３ トレッド 1 Strand 1a Core 1b Sheath 2 Strand 20 Bead Core 21 Carcass 22 Belt 23 Tread

Claims (3)

複数本の素線からなるストランドの複数本を撚り合せたスチールコードであって、各ストランドは少なくとも最外層を構成する素線の相互間に間隔を有し、かつ複数本のストランドを相互に間隔を置いて単層に撚り合せたことを特徴とするゴム物品補強用スチールコード。   A steel cord obtained by twisting a plurality of strands composed of a plurality of strands, each strand having at least a spacing between the strands constituting the outermost layer, and spacing the plurality of strands from each other A steel cord for reinforcing rubber articles, characterized in that it is twisted into a single layer. ストランドが単層撚り構造である請求項１に記載のゴム物品補強用スチールコード。   The steel cord for reinforcing rubber articles according to claim 1, wherein the strand has a single-layer twist structure. 一対のビード部間にわたってトロイド状に延びるカーカスと、該カーカスの半径方向外側に１層以上のベルトとを備えるタイヤにおいて、少なくとも最外層のベルトに、請求項１または２に記載のスチールコードを適用したことを特徴とするタイヤ。   The steel cord according to claim 1 or 2 is applied to at least an outermost belt in a tire including a carcass extending in a toroidal shape between a pair of bead portions and one or more belts on a radially outer side of the carcass. A tire characterized by that.

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