JP2006249636A - Steel cord - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steel cord obtained by stranding one layer of a sheath filament consisting of steel while unevenly distributing, around a plurality of core filaments as non-stranded state, doubled in parallel and improving the rubber penetrating property so as to secure the gaps among the filaments on vulcanization (so as to attach the rubber on the core filaments sufficiently). <P>SOLUTION: Since the cross sectional longer diameter of the steel cord 10 is set as larger than the minimum cross sectional longer diameter, on covering the steel cord with rubber 16 for vulcanizing, the gap A among the sheath filaments 14 is secured even on affecting a tensional force and a pressure p from the surrounding rubber against the steel cord, and the rubber 16 can penetrate through the gaps, and the core filaments 12 are sufficiently attached with the rubber 16 and exhibit a high rubber penetration. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、無撚り状態で並列に引き揃えられたスチールからなる複数本のコアフィラメントの周囲に、スチールからなるシースフィラメントが１層偏在した状態で撚り合わされたスチールコードに関する。   The present invention relates to a steel cord in which a single sheath filament made of steel is twisted around a plurality of core filaments made of steel aligned in parallel in a non-twisted state.

空気入りタイヤ等のゴム物品を補強するスチールコードの撚り方には種々のものがあるが、所謂ゴムペネ性（ゴム被覆する際の、フィラメント間へのゴムの入り込み易さ）を確保する方法としては、フィラメントの型付けを大きくしてフィラメント間に隙間を確保する方法や、コアフィラメントの周囲に配置されるシースフィラメントについて、該周囲に配置できる最大本数から数本間引くことにより隙間を確保する方法等が一般的である。   There are various methods of twisting steel cords that reinforce rubber articles such as pneumatic tires, but as a method of ensuring the so-called rubber penetrability (ease of rubber entering between filaments when coating rubber) , A method of securing the gap between the filaments by enlarging the type of the filament, a method of securing the gap by thinning out several from the maximum number of sheath filaments arranged around the core filament that can be arranged around the core filament, etc. It is common.

具体的には、複数本の芯素線を同一平面上に引き揃えて並べたコアフィラメントの周囲に、複数本の側素線を巻き付け、断面を扁平状としたスチールコードであって、コード幅方向両端部における芯素線と側素線との間に夫々隙間を設けたスチールコードが開示されている（特許文献１参照）。
特開２００２−１８０３８７号公報 Specifically, it is a steel cord in which a plurality of side strands are wound around a core filament in which a plurality of core strands are aligned and arranged on the same plane, and the cross section is flattened, and the cord width A steel cord is disclosed in which a gap is provided between a core element wire and a side element wire at both ends in the direction (see Patent Document 1).
JP 2002-180387 A

しかしながら、コアフィラメントの周囲において、シースフィラメントが均等な間隔ではなく、一部に偏った形態に撚り合わされたスチールコードでは、無撚りで平行に引き揃えられたコアフィラメントがシースフィラメントの撚り合わせ張力に引きずられるため、多かれ少なかれうねり形状を呈し、そのため曲げの内側（圧縮側）でコアフィラメントとシースフィラメントとが接することになる。   However, in the case of steel cords in which the sheath filaments are twisted in a partially biased form around the core filaments, the sheath filaments are not twisted in parallel. Since it is dragged, it exhibits a more or less waviness shape, so that the core filament and the sheath filament are in contact with each other on the inner side (compression side) of the bending.

特に一方向に並列に引き揃えられたコアフィラメントに対して、シースフィラメントが該一方向と略直角方向から覆い被さるような断面配置となる撚り部分では、ゴム被覆がされていても、加硫時の張力と周囲ゴムからの圧力によりフィラメントが相互に接触し隙間が塞がれることでコード内部にゴムが入っていない（ゴムペネしていない）閉空間が形成されるという問題があった。   In particular, for the core filaments that are aligned in parallel in one direction, the twisted portion that has a cross-sectional arrangement in which the sheath filament covers from a direction substantially perpendicular to the one direction is not covered with rubber, There is a problem that a closed space in which no rubber is contained (no rubber penetration) is formed inside the cord because the filaments contact each other and the gap is closed by the tension of the rubber and the pressure from the surrounding rubber.

本発明は、上記事実を考慮して、無撚り状態で並列に引き揃えられたスチールからなる複数本のコアフィラメントの周囲に、スチールからなるシースフィラメントを１層偏在させながら撚り合わせるようにしたスチールコードに関して、加硫時にフィラメント間の隙間が確保されるようにしてゴムペネ性を高める（コアフィラメントに十分にゴムが付着するようにする）ことを目的とする。   In consideration of the above facts, the present invention is a steel in which a single sheath filament made of steel is twisted while being unevenly distributed around a plurality of core filaments made of steel arranged in parallel in a non-twisted state. An object of the cord is to increase the rubber penetrability by ensuring a gap between the filaments during vulcanization (ensure that the rubber sufficiently adheres to the core filament).

無撚り状態で並列に引き揃えられたスチールからなる複数本のコアフィラメントの周囲に、スチールからなるシースフィラメントを１層偏在させながら撚り合わせたスチールコードにおいて、一方向に並列に引き揃えられたコアフィラメントに対して、シースフィラメントが該一方向と略直角方向から覆い被さるような断面配置となる撚り部分で良好なゴムペネ性を確保するためには、この部分におけるシースフィラメント間に隙間が確保される必要がある。そのためには、配列方向の両端に位置するシースフィラメントがスチールコードの最大幅方向にある程度の余裕をもって配置されていなければならない（コアフィラメントとは接触していてもよい）。以下、本明細書では、特に図２に示されるような断面配置の長径φを「断面長径」と記す。   A core of steel cords that are twisted in a single direction around a plurality of core filaments made of steel that are arranged in parallel in a non-twisted state, and in which a sheath filament made of steel is twisted while being unevenly distributed. In order to ensure good rubber penetrability at the twisted portion where the sheath filament covers the filament from a direction substantially perpendicular to the one direction, a gap is secured between the sheath filaments in this portion. There is a need. For this purpose, the sheath filaments located at both ends in the arrangement direction must be arranged with a certain margin in the maximum width direction of the steel cord (may be in contact with the core filament). Hereinafter, in this specification, the long diameter φ of the cross-sectional arrangement as shown in FIG. 2 will be referred to as “cross-sectional long diameter”.

請求項１の発明は、無撚り状態で並列に引き揃えられた直径がｄcである２本のコアフィラメントの周囲に、直径がｄsである４本のシースフィラメントを前記周囲の一部に偏在させながら１層撚り合わせてなるスチールコードであって、前記コアフィラメントの配列方向における断面長径φが式（１）を満たすことを特徴としている。 The invention of claim 1, around the two core filaments diameters are aligned in parallel untwisted state is d c, the four sheath filaments having a diameter of d s in a part of the periphery A steel cord formed by twisting one layer while being unevenly distributed, characterized in that the cross-sectional major axis φ in the arrangement direction of the core filaments satisfies the formula (1).

Figure 2006249636
Figure 2006249636

式（１）の右辺は、各フィラメントが密に接するように配置した場合の断面長径を表している。   The right side of Expression (1) represents the cross-sectional major axis when the filaments are arranged so as to be in close contact with each other.

請求項１に記載のスチールコードでは、断面長径φが式（１）右辺の断面長径より大きいので、スチールコードにゴムを被覆して加硫する際に、該スチールコードに対して張力と周囲のゴムからの圧力が作用しても、シースフィラメント間に隙間が確保され、その隙間を通ってゴムが入り込むので、コアフィラメントに十分にゴムが付着する。即ち、請求項１に記載のスチールコードは、ゴムペネ性が良好である。   In the steel cord according to claim 1, since the cross-sectional major axis φ is larger than the cross-sectional major axis of the right side of the formula (1), when the steel cord is covered with rubber and vulcanized, the tension and the surroundings of the steel cord are increased. Even when pressure from the rubber acts, a gap is secured between the sheath filaments, and the rubber enters through the gap, so that the rubber sufficiently adheres to the core filament. That is, the steel cord according to claim 1 has good rubber penetrability.

なお、断面長径φの上限は、コアフィラメント２本とシースフィラメントの両側２本が一直線状に接して並んだ大きさであり、２ｄs＋２ｄcとなる。 The upper limit of the cross sectional length φ is two and two opposite sides of the sheath filament core filament is lined size in contact with the straight line, the 2d s + 2d c.

以上説明したように、本発明のスチールコードによれば、無撚り状態で並列に引き揃えられたスチールからなる複数本のコアフィラメントの周囲に、スチールからなるシースフィラメントを１層偏在させながら撚り合わせるようにしたスチールコードに関して、加硫時にフィラメント間の隙間が確保されるようにしてゴムペネ性を高める（コアフィラメントに十分にゴムが付着するようにする）ことができる、という優れた効果を有する。   As described above, according to the steel cord of the present invention, the sheath filaments made of steel are twisted together while being unevenly distributed around a plurality of core filaments made of steel aligned in parallel in an untwisted state. The steel cord made as described above has an excellent effect that the rubber penetrability can be improved by ensuring a gap between the filaments during vulcanization (the rubber can be sufficiently adhered to the core filament).

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。図１及び図２において、本実施の形態に係るスチールコード１０は、無撚り状態で並列に引き揃えられた直径がｄcである２本のコアフィラメント１２の周囲に、直径がｄsである４本のシースフィラメント１４を周囲の一部に偏在させながら１層撚り合わせてなるものであって、断面長径φが式（２）を満たしている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 and 2, the steel cord 10 according to this embodiment, around the two core filaments 12 diameter which is aligned in parallel untwisted state is d c, is a d s diameter The four sheath filaments 14 are twisted in one layer while being unevenly distributed in a part of the periphery, and the cross-sectional major axis φ satisfies the formula (2).

Figure 2006249636
Figure 2006249636

式（２）の右辺は、各フィラメントが密に接するように配置した場合におけるスチールコード１０の最小断面長径を表しているので、断面長径φを該最小断面長径よりも大きく設定することにより、シースフィラメント１４間に隙間Ａができる。より確実なゴムぺネ性を得るためには、断面長径φは最小断面長径よりも０．０１ｍｍ以上大きいことが好ましい。   Since the right side of the formula (2) represents the minimum cross-sectional major axis of the steel cord 10 when the filaments are arranged so as to be in close contact with each other, the cross-sectional major axis φ is set larger than the minimum cross-sectional major axis, so that the sheath A gap A is formed between the filaments 14. In order to obtain more reliable rubber penetrability, the cross-sectional major axis φ is preferably greater than the minimum cross-sectional major axis by 0.01 mm or more.

なお、断面長径φの上限は、２本のコアフィラメント１２とシースフィラメント１４の両側２本が一直線状に接して並んだ大きさであり、２ｄs＋２ｄcとなる。 The upper limit of the cross sectional length φ is two core filaments 12 and on both sides two sheath filaments 14 is arranged in contact with the straight line in size, and 2d s + 2d c.

スチールコード１０をタイヤ製品の補強用として使用する場合、コアフィラメント１２及びシースフィラメント１４の直径は、略０．１０乃至０．４０ｍｍである。細過ぎるとコスト的に不利であり、また、太すぎると加工硬化が不足して重量当りの強度が低くなるだけでなく、曲げ剛性が高過ぎてしなやかさに欠け、屈曲歪みに対する耐疲労性に劣るからである。   When the steel cord 10 is used for reinforcing a tire product, the diameters of the core filament 12 and the sheath filament 14 are approximately 0.10 to 0.40 mm. If it is too thin, it is disadvantageous in terms of cost, and if it is too thick, not only will work hardening be insufficient and the strength per weight will be low, but the flexural rigidity will be too high, and it will lack flexibility and be resistant to bending strain. Because it is inferior.

コアフィラメント１２とシースフィラメント１４の直径が同一であると、コスト的に有利である。この場合、互いに平行な２本のコアフィラメント１２の周囲には１層で最大８本のシースフィラメント１４を撚り合わせることが可能であり、４本を間引くことによってゴムペネ性が向上し、加硫時にコアフィラメント１２に対してゴム１６（図３）が十分に付着するようになる。
（作用）
図３に示されるように、スチールコード１０では、シースフィラメント１４間に隙間Ａが確保され、しかも加硫時にスチールコード１０に対し張力や周囲のゴム１６からの圧力ｐが加わっても、隙間Ａがなくなることはないので、ゴム１６は隙間Ａを通ってスチールコード１０内に入り込み、コアフィラメント１２に付着する。 If the diameters of the core filament 12 and the sheath filament 14 are the same, it is advantageous in terms of cost. In this case, it is possible to twist up to eight sheath filaments 14 in one layer around the two core filaments 12 parallel to each other, and by thinning out four, the rubber penetrability is improved and during vulcanization The rubber 16 (FIG. 3) is sufficiently adhered to the core filament 12.
(Function)
As shown in FIG. 3, in the steel cord 10, the gap A is secured between the sheath filaments 14, and even if tension or pressure p from the surrounding rubber 16 is applied to the steel cord 10 during vulcanization, the gap A Therefore, the rubber 16 enters the steel cord 10 through the gap A and adheres to the core filament 12.

このように、スチールコード１０は、シースフィラメント１４がコアフィラメント１２の周囲に偏在しながら撚り合わされている構成でありながら、ゴムペネ性が良好であり、該スチールコード１０を使用することで、十分にゴムが行き渡ったリボン３６等のゴム部品を製造することが可能となる。   As described above, the steel cord 10 has a structure in which the sheath filament 14 is twisted while being unevenly distributed around the core filament 12 and has good rubber penetrability. It becomes possible to manufacture rubber parts such as a ribbon 36 in which rubber is spread.

リボン３６は、タイヤのベルト補強層等（図示せず）に利用でき、該リボン３６をベルト補強層に使用すると、トレッド（図示せず）がカットされたときでも、ベルト補強層内、特にスチールコード内部に水分が侵入し難く、耐腐食性が改善される。
（スチールコードの製造方法及び装置）
スチールコード１０は、例えば図４に示されるようなチューブラー撚線機２０により製造することができる。チューブラー撚線機２０は、複数のコア用ボビン２２から繰り出されるコアフィラメント１２と、回転バレル２４内の複数のシース用ボビン２６から繰り出されプレフォーマ２８により型付けされるシースフィラメント１４とを集合部３０で集合させて撚り合わせることができるように構成され、撚り合わされたスチールコード１０は、形状矯正ロール３２を通ってから、例えばリール３４に巻き取られるようになっている。また、チューブラー撚線機２０では、コア用ボビン２２から繰り出されるコアフィラメント１２に対して、適宜張力を与えることができるようになっている。 The ribbon 36 can be used for a belt reinforcing layer (not shown) of a tire. When the ribbon 36 is used for a belt reinforcing layer, even when the tread (not shown) is cut, the inside of the belt reinforcing layer, particularly steel. Moisture does not easily penetrate into the cord and corrosion resistance is improved.
(Steel cord manufacturing method and equipment)
The steel cord 10 can be manufactured by a tubular stranded wire machine 20 as shown in FIG. 4, for example. The tubular stranded wire machine 20 includes a core filament 12 fed from a plurality of core bobbins 22 and a sheath filament 14 fed from a plurality of sheath bobbins 26 in a rotating barrel 24 and molded by a preformer 28. The steel cord 10 that is configured to be assembled and twisted at 30 and twisted can be wound around a reel 34 after passing through the shape correction roll 32. Further, in the tubular stranded wire machine 20, tension can be appropriately applied to the core filament 12 fed out from the core bobbin 22.

チューブラー撚線機２０では、回転バレル２４内から夫々繰り出されるシースフィラメント１４に対してプレフォーマ２８により型付けを行って集合部３０に送ると共に、回転バレル２４外のコア用ボビン２２から繰り出されるコアフィラメント１２に対しては型付けを行わずに無撚り状態で並列に引き揃えて集合部３０の中心に送る。   In the tubular stranded wire machine 20, the sheath filaments 14 respectively fed out from the inside of the rotating barrel 24 are molded by the preformer 28 and sent to the assembly part 30, and the core fed out from the core bobbin 22 outside the rotating barrel 24. The filaments 12 are arranged in parallel in an untwisted state without being molded, and are sent to the center of the assembly portion 30.

回転バレル２４は回転しているので、集合部３０においてコアフィラメント１２の周囲にシースフィラメント１４が撚り合わされ、スチールコード１０となる。撚り合わされたスチールコード１０は、形状矯正ロール３２によって形状が整えられ、リール３４に巻き取られる。   Since the rotating barrel 24 is rotating, the sheath filament 14 is twisted around the core filament 12 in the gathering portion 30 to form the steel cord 10. The shape of the twisted steel cord 10 is adjusted by a shape correction roll 32 and wound around a reel 34.

スチールコード１０の断面長径φの調整は、撚合せ前のコアフィラメント１２に与える張力の調整と、形状矯正ロール３２における上下ロールの噛合せ量の調整によるスチールコード１０の屈曲程度の調整により行う。   The cross-sectional major axis φ of the steel cord 10 is adjusted by adjusting the tension applied to the core filament 12 before twisting and adjusting the degree of bending of the steel cord 10 by adjusting the amount of engagement of the upper and lower rolls in the shape correction roll 32.

具体的には、例えばコアフィラメント１２に与える張力を小さくし、形状矯正ロール３２におけるスチールコード１０の屈曲が大きくすると、一方向に引き揃えられたコアフィラメント１２に対して、シースフィラメント１４が該一方向と略直角方向から覆い被さるような断面配置となる撚り部分において、スチールコード１０が丸みを帯びる（断面長径φが小さくなる）傾向となる。   Specifically, for example, when the tension applied to the core filament 12 is reduced and the bending of the steel cord 10 in the shape correction roll 32 is increased, the sheath filament 14 is more than the core filament 12 aligned in one direction. The steel cord 10 tends to be rounded (the cross-sectional major axis φ becomes smaller) in the twisted portion that has a cross-sectional arrangement that covers from a direction substantially perpendicular to the direction.

ここで、一方向とは、コアフィラメント１２の配列方向であり、例えば図２においては、左右（水平）方向がその一方向に該当する。なお、コアフィラメント１２の配列方向はこれに限られるものではない。
（試験例）
タイヤサイズ１８５／７０Ｒ１４、２層のベルト補強層が配置される試作タイヤ（１本）のベルト層（タイヤ径方向最内側に位置する第１ベルト層）の周上に、表１に示す各実施例と各比較例に係るスチールコードを同時に埋設し、加硫後にタイヤからスチールコードを取り出し、シースフィラメントを除去したコアフィラメントの表面ゴム付き状態を観察することで、ゴムペネ性を評価した。なお、比較例１及び比較例２では、断面長径φの測定値が最小断面長径（計算値）よりも小さく設定されている。 Here, the one direction is the direction in which the core filaments 12 are arranged. For example, in FIG. 2, the left-right (horizontal) direction corresponds to the one direction. The arrangement direction of the core filaments 12 is not limited to this.
(Test example)
Each implementation shown in Table 1 on the circumference of the belt layer (the first belt layer located on the innermost side in the tire radial direction) of the prototype tire (one) in which the tire size 185 / 70R14 and two belt reinforcing layers are arranged The steel cords according to the examples and the comparative examples were simultaneously embedded, the steel cords were taken out of the tires after vulcanization, and the state of the core filaments with the surface rubber removed from the sheath filaments was observed to evaluate the rubber penetrability. In Comparative Example 1 and Comparative Example 2, the measured value of the cross-sectional major axis φ is set smaller than the minimum cross-sectional major axis (calculated value).

ゴムペネ率の評価は、一方向に並列に引き揃えられたコアフィラメントに対して、シースフィラメントが該一方向と略直角方向から覆い被さるような断面配置の撚り部分のみを問題とし、該当する１０箇所の断面をチェックし、ゴムペネが実現している断面数の割合（パーセンテージ）で表した。   The evaluation of the rubber penetration rate is concerned only with the twisted portion of the cross-sectional arrangement in which the sheath filament covers from the direction substantially perpendicular to the one direction with respect to the core filament arranged in parallel in one direction. The cross section was checked and expressed as a percentage of the number of cross sections realized by the rubber penet.

この試験例によれば、比較例１及び比較例２では、断面長径φの測定値が最小断面長径（計算値）よりも小さいため、ゴムペネ率が何れも３０％と低いが、実施例１から実施例３では、断面長径φの測定値が最小断面長径（計算値）よりも大きいため、ゴムペネ率が向上していることがわかる。特に、実施例１及び実施例３では、断面長径φの測定値が最小断面長径（計算値）よりも０．０１ｍｍ以上大きく設定されていることから、ゴムペネ率が高くなっている。   According to this test example, in Comparative Example 1 and Comparative Example 2, since the measured value of the cross-sectional major axis φ is smaller than the minimum cross-sectional major axis (calculated value), the rubber penetration rate is as low as 30%. In Example 3, since the measured value of the cross-sectional major axis φ is larger than the minimum cross-sectional major axis (calculated value), it can be seen that the rubber penetration rate is improved. In particular, in Examples 1 and 3, the measured value of the cross-sectional major axis φ is set to be 0.01 mm or more larger than the minimum cross-sectional major axis (calculated value), so the rubber penetration rate is high.

Figure 2006249636
Figure 2006249636

スチールコードの平面図及び該スチールコード各部の断面図である。It is a top view of a steel cord, and a sectional view of each part of the steel cord. スチールコードの断面図である。It is sectional drawing of a steel cord. スチールコードにゴムを被覆し、加硫してなるリボンの断面図である。It is sectional drawing of the ribbon which coat | covers rubber | gum on a steel cord and is vulcanized. チューブラー撚線機の模式図である。It is a schematic diagram of a tubular stranded wire machine.

符号の説明Explanation of symbols

１０ スチールコード
１２ コアフィラメント
１４ シースフィラメント 10 Steel cord 12 Core filament 14 Sheath filament

Claims (1)

無撚り状態で並列に引き揃えられた直径がｄｃである２本のコアフィラメントの周囲に、直径がｄｓである４本のシースフィラメントを前記周囲の一部に偏在させながら１層撚り合わせてなるスチールコードであって、
断面長径φが式（１）を満たすことを特徴とするスチールコード。
Figure 2006249636
 Four sheath filaments with a diameter of ds are twisted in a single layer while being unevenly distributed in a part of the circumference around two core filaments with a diameter of dc aligned in parallel in an untwisted state A steel cord,
A steel cord characterized in that the cross-sectional major axis φ satisfies the formula (1).
Figure 2006249636
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