JP5826696B2 - Strip steel cord, tire belt layer and tire using the same - Google Patents
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Description
この発明は,ストリップ状スチールコード,これを用いたタイヤ用ベルト層およびタイヤに関する。 The present invention relates to a strip-shaped steel cord, a tire belt layer using the same, and a tire.
タイヤの長寿命化や運動性能の向上,軽量化,コストダウン等のために,平面的に互いに平行に配列された複数本のコアワイヤをラッピングワイヤによって束ねたスチールコードを,タイヤを構成するベルト層に埋め込むことが知られている(特許文献1,特許文献2)。また,コアワイヤとラッピングワイヤの間のフレッティング摩耗を低減するためにコアワイヤの両端部とラッピングワイヤとの間に間隙を設けたもの(特許文献3),コアワイヤ間へのゴムの浸透を向上させたり,スチールコードの長手方向の弾性を高めるためにコアワイヤに波付け加工を施したもの(特許文献4,特許文献5,特許文献6)もある。
A belt layer that constitutes a tire using a steel cord in which a plurality of core wires arranged parallel to each other in a plane are bundled with a wrapping wire in order to extend the life of the tire, improve exercise performance, reduce weight, reduce costs, etc. It is known to be embedded in (
これらの従来のスチールコードに共通するのは,スチール製ラッピングワイヤによって複数本のスチール製のコアワイヤを束ねる点にある。スチール製のラッピングワイヤを用いると,ラッピングワイヤに内在するねじりの残留応力(回転トルク)や,コアワイヤへの巻付けを解放しようとするラッピングワイヤの反発力によって,上記スチールコードに,その長手軸を中心に回転させる力(回転力)が発生することがある。スチールコードが回転力を持つと,タイヤを構成するベルト層(カレンダーシート)を作成する際(ベルト層中に平面状のスチールコードを埋め込むとき)に,スチールコードとベルト層とを平行に保つのが難しくなる。また,スチールコードをベルト層中に平行に埋込むことができたとしても,その後にスチールコードの回転力の影響によってベルト層が反ってしまうこともある。 A common feature of these conventional steel cords is that a plurality of steel core wires are bundled by a steel wrapping wire. When a steel wrapping wire is used, the longitudinal axis is attached to the steel cord due to the residual stress (rotational torque) of the torsion inherent in the wrapping wire and the repulsive force of the wrapping wire that attempts to release the winding on the core wire. A force for rotating to the center (rotational force) may be generated. When the steel cord has a rotational force, it keeps the steel cord and the belt layer parallel when creating the belt layer (calendar sheet) constituting the tire (when embedding a flat steel cord in the belt layer). Becomes difficult. Moreover, even if the steel cord can be embedded in the belt layer in parallel, the belt layer may be warped later due to the influence of the rotational force of the steel cord.
特許文献7には,スチール製ラッピングワイヤではなく,有機繊維製のラッピングワイヤでコアワイヤをラッピングするものが記載されている。有機繊維製のラッピングワイヤであれば,回転トルクや反発力が小さいので,スチールコードを回転させる回転力はほとんど発生しない。しかしながら,有機繊維はスチールに比べて剛性が小さいので,複数本のコアワイヤの平行配列を保つ力が不足し,スチールコードの形状が崩れやすい。コアワイヤの本数が多い場合には,スチールコードの形状はさらに崩れやすくなる。 Patent Document 7 describes that a core wire is wrapped with an organic fiber wrapping wire instead of a steel wrapping wire. With an organic fiber wrapping wire, the rotational torque and repulsive force are small, so there is almost no rotational force to rotate the steel cord. However, since organic fibers are less rigid than steel, the ability to maintain a parallel arrangement of multiple core wires is insufficient, and the shape of the steel cord tends to collapse. When the number of core wires is large, the shape of the steel cord is more likely to collapse.
特許文献8にはスチールコードがその長手軸を中心にして回転しないようにするために,ラッピングワイヤに内在する回転トルクを相殺する逆向きの回転トルクをコアワイヤにあらかじめ付与したスチールコードが記載されている。これによるとスチールコードが長手方向を中心に回転することはなくなるが,上記スチールコードの端部(ラッピングワイヤによる拘束力が弱い部分)において,コアワイヤにあらかじめ付与された回転トルクによってコアワイヤが動いてしまい,コアワイヤの並びが乱れ,スチールコードとベルト層との接着が剥離するセパレーションの起点となることがある。 Patent Document 8 describes a steel cord in which a reverse rotational torque that cancels out the rotational torque inherent in the wrapping wire is applied in advance to the core wire in order to prevent the steel cord from rotating about its longitudinal axis. Yes. According to this, the steel cord does not rotate around the longitudinal direction, but at the end of the steel cord (the portion where the binding force by the wrapping wire is weak), the core wire moves due to the rotational torque previously applied to the core wire. , The arrangement of the core wires may be disturbed, and the separation between the steel cord and the belt layer may be a starting point for separation.
この発明は,長手方向を中心に回転する回転力を持たないスチールコードを提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the steel cord which does not have the rotational force which rotates centering on a longitudinal direction.
この発明はまた,コアワイヤの並びに乱れが生じにくいスチールコードを提供する。 The present invention also provides a steel cord in which the core wires are not easily disturbed.
この発明によるスチールコードは,平面内において互いに平行に配列された複数本のスチール製コアワイヤを,上記平行配列を維持したままスチール製ラッピングワイヤによって束ねたものであり,全体的な外形はストリップ状(細長い平面状)である。この発明によるストリップ状スチールコードは,上記ラッピングワイヤの硬度が上記コアワイヤの硬度よりも低く,隣接するコアワイヤ間に形成される空間の少なくとも一部が,上記空間の形状に沿って変形した上記ラッピングワイヤの少なくとも一部によって埋められていることを特徴とする。 The steel cord according to the present invention is formed by bundling a plurality of steel core wires arranged in parallel with each other in a plane by a steel wrapping wire while maintaining the parallel arrangement, and the overall outer shape is a strip shape ( Elongate planar shape). The strip-shaped steel cord according to the present invention is such that the hardness of the wrapping wire is lower than the hardness of the core wire, and at least a part of the space formed between adjacent core wires is deformed along the shape of the space. It is characterized by being filled with at least a part of.
この発明によるストリップ状スチールコードの製造方法は,平面内において互いに平行に配列された複数本のスチール製コアワイヤに上記コアワイヤよりも硬度の低いスチール製ラッピングワイヤを巻き付けて,上記複数本のコアワイヤをその平行配列を維持したまま束ね,平行配列された複数本のコアワイヤおよびこれに巻き付けられたラッピングワイヤから構成されるストリップ状のスチールコードをその両面から押圧し,これにより隣接するコアワイヤ間に形成される空間の少なくとも一部に,上記空間の形状に沿って変形した上記ラッピングワイヤの少なくとも一部を埋込むものである。 In the method of manufacturing a strip-shaped steel cord according to the present invention, a steel wrapping wire having a hardness lower than that of the core wire is wound around a plurality of steel core wires arranged in parallel to each other in a plane, and the plurality of core wires are wound around the steel core wires. A strip-shaped steel cord composed of a plurality of core wires arranged in parallel and wrapping wires wrapped around the core wires is pressed from both sides while maintaining a parallel arrangement, thereby forming between adjacent core wires. At least a part of the wrapping wire deformed along the shape of the space is embedded in at least a part of the space.
複数本のコアワイヤはそのすべてが直線状のものであっても,複数本のコアワイヤのうちの一部または全部が波付け加工されていてもよい。また,隣接するコアワイヤはその全長にわたって接していても,全長のうちの一部が接していてもよい。いずれにしても隣接するコアワイヤ間にはその全長のうちの全部または一部に空間が形成される。 All of the plurality of core wires may be linear, or some or all of the plurality of core wires may be corrugated. Further, adjacent core wires may be in contact with each other over the entire length, or a part of the total length may be in contact. In any case, a space is formed in the whole or a part of the entire length between adjacent core wires.
この発明によると,複数本のコアワイヤ間に形成される空間に,変形させられたラッピングワイヤの一部が埋め込まれている(侵入している)ので,ラッピングワイヤによるコアワイヤの拘束力が大きくなる。また,スチール製ラッピングワイヤが複数本のコアワイヤ間の空間を埋める程度に変形させられている,すなわち塑性変形量の比較的大きな変形がスチール製ラッピングワイヤに施されているので,ラッピングワイヤに内在する回転トルクおよび反発力が小さくなり,これにより回転力をほとんど持たないスチールコードを得ることができる。上述した特許文献8に記載のもののように,ラッピングワイヤに内在する回転トルクを相殺する逆向きの回転トルクを,コアワイヤにあらかじめ付与する必要もない。コアワイヤの並びに乱れが生じにくいスチールコードが提供される。 According to the present invention, since a part of the deformed wrapping wire is embedded (invaded) in the space formed between the plurality of core wires, the binding force of the core wire by the wrapping wire is increased. In addition, the steel wrapping wire is deformed to fill the space between the core wires, that is, the steel wrapping wire has a relatively large amount of plastic deformation. Rotational torque and repulsive force are reduced, which makes it possible to obtain a steel cord having almost no rotational force. Unlike the one described in Patent Document 8 described above, it is not necessary to previously apply to the core wire a reverse rotational torque that cancels the rotational torque inherent in the wrapping wire. A steel cord is provided that is less prone to disturbance of the core wire.
一実施態様において,上記変形後のラッピングワイヤを持つ上記ストリップ状スチールコードの厚さをDsとし,上記ラッピングワイヤを変形させる前のストリップ状スチールコードの厚さをDとしたときに,Ds≦0.80Dの関係を持つ。この発明のストリップ状スチールコードは,その両面から押圧することでスチール製ラッピングワイヤを変形させたものであるから,変形後のラッピングワイヤを持つストリップ状スチールコードの厚さDsは,変形前のラッピングワイヤを持つストリップ状スチールコードの厚さDよりも小さくなる。Ds≦0.80D(すなわち,Ds/Dの値が0.80以下)となる程度の大きさの力で押圧することで,製造されるスチールコードの回転力をほぼ無くすことができる。 In one embodiment, when the thickness of the strip-shaped steel cord having the wrapping wire after deformation is Ds and the thickness of the strip-shaped steel cord before the wrapping wire is deformed is D, Ds ≦ 0.80 D relationship. Since the strip-shaped steel cord of the present invention is obtained by deforming the steel wrapping wire by pressing from both sides, the thickness Ds of the strip-shaped steel cord having the wrapping wire after deformation is the wrapping before deformation. It becomes smaller than the thickness D of the strip-shaped steel cord having a wire. By pressing with a force of such a magnitude that Ds ≦ 0.80D (that is, the value of Ds / D is 0.80 or less), the rotational force of the manufactured steel cord can be almost eliminated.
Ds≦0.80Dとなるようにスチールコードを製造しても,スチールコードに回転力が生じることがある。それは比較的太いスチール製ラッピングワイヤを用いた場合である。好ましくは,ラッピングワイヤの直径(変形前のラッピングワイヤの直径であるのは言うまでもない)は0.15mm以下とされる。0.15mm以下の直径のラッピングワイヤを用いることにより,最終的に製造されるスチールコードをほぼ回転力の無いものとすることができる。なお,ラッピングワイヤ(およびコアワイヤ)はいずれも典型的には断面円形のものが用いられるので,上述のように,ラッピングワイヤの太さを「直径」により表現している。もちろん,ラッピングワイヤおよびコアワイヤの断面形状は真円でなくてもよく,たとえば楕円形であってもよい。 Even if the steel cord is manufactured so that Ds ≦ 0.80D, rotational force may be generated in the steel cord. This is the case with a relatively thick steel wrapping wire. Preferably, the diameter of the wrapping wire (not to mention the diameter of the wrapping wire before deformation) is 0.15 mm or less. By using a wrapping wire with a diameter of 0.15 mm or less, the steel cord finally produced can be made almost free of rotational force. Since the wrapping wire (and the core wire) typically have a circular cross section, the thickness of the wrapping wire is expressed by “diameter” as described above. Of course, the cross-sectional shape of the wrapping wire and the core wire may not be a perfect circle, and may be an ellipse, for example.
ラッピングワイヤが細すぎると,押圧のときにラッピングワイヤの断線が生じる可能性がある。好ましくは,上記ラッピングワイヤの直径(変形前のラッピングワイヤの直径であるのは言うまでもない)は0.10mm以上とされる。0.10mm以上の直径のラッピングワイヤを用いることにより,この発明によるスチールコードの製造時(押圧時)にラッピングワイヤが断線してしまう可能性を低めることができる。 If the wrapping wire is too thin, the wrapping wire may break when pressed. Preferably, the diameter of the wrapping wire (not to mention the diameter of the wrapping wire before deformation) is 0.10 mm or more. By using a wrapping wire having a diameter of 0.10 mm or more, it is possible to reduce the possibility that the wrapping wire is disconnected during the manufacture (pressing) of the steel cord according to the present invention.
この発明によるスチールコードは,上述したように,ラッピングワイヤの硬度がコアワイヤの硬度よりも低い。コアワイヤの硬度およびラッピングワイヤの硬度の調節は,コアワイヤおよびラッピングワイヤの炭素含有量を調節することによって実現することができる。 As described above, in the steel cord according to the present invention, the hardness of the wrapping wire is lower than the hardness of the core wire. The hardness of the core wire and the wrapping wire can be adjusted by adjusting the carbon content of the core wire and the wrapping wire.
一実施態様において,上記コアワイヤの炭素含有量(質量パーセント)をCcとし,上記ラッピングワイヤの炭素含有量(質量パーセント)をCwとしたときに,0.05≦Cc−Cw≦0.40の関係を持つ。Cc−Cw(コアワイヤの炭素含有量とラッピングワイヤの炭素含有量の差)を0.05質量%以上0.40質量%以下とすることによって,回転力を持たないスチールコードが得られやすくなり,かつラッピングワイヤの断線も生じにくくなる。 In one embodiment, when the carbon content (mass percent) of the core wire is Cc and the carbon content (mass percent) of the wrapping wire is Cw, a relationship of 0.05 ≦ Cc−Cw ≦ 0.40 is established. By making Cc-Cw (difference between the carbon content of the core wire and the carbon content of the wrapping wire) 0.05% by mass or more and 0.40% by mass or less, a steel cord having no rotational force can be easily obtained, and the wrapping wire Disconnection is less likely to occur.
コアワイヤについては,たとえば0.15mm〜0.35mmの範囲の直径を持つものが用いられる。0.15mm以上の直径を持つコアワイヤを用いることでスチールコード全体の強度を高めることができる。コアワイヤの直径を0.35mm以下とすることで,この発明のスチールコードを用いたタイヤを装着した車両の乗り心地の悪化を抑制することができる。 For the core wire, for example, one having a diameter in the range of 0.15 mm to 0.35 mm is used. The strength of the entire steel cord can be increased by using a core wire with a diameter of 0.15 mm or more. By making the diameter of the core wire 0.35 mm or less, it is possible to suppress the deterioration of the riding comfort of the vehicle equipped with the tire using the steel cord of the present invention.
この発明は上述したスチールコードを埋め込んだタイヤ用ベルト層,およびこのベルト層を備えたタイヤも提供する。 The present invention also provides a tire belt layer in which the above-described steel cord is embedded, and a tire including the belt layer.
(スチールコードの構造について)
図1は,この発明の実施例を示すもので,ストリップ状のスチールコード1の一部拡大斜視図である。図2は図1のII−II線に沿う断面図である。図3はストリップ状スチールコード1を構成するラッピングワイヤ3の一部をさらに拡大して示す斜視図である。
(About steel cord structure)
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention and is a partially enlarged perspective view of a strip-
ストリップ状スチールコード1は,一平面内において互いに平行に隣接して配列された直線状にのびる5本のコアワイヤ2と,5本のコアワイヤ2をその平行配列を維持したまま束ねる1本のラッピングワイヤ3を備えている。コアワイヤ2およびラッピングワイヤ3はいずれもスチール製であり,炭素および鉄を含有する。
The strip-shaped
コアワイヤ2はその断面が円形であり,直径0.15mm〜0.35mmのものが用いられる。たとえば,直径5.50mmのピアノ線材に乾式伸線,熱処理,ブラスめっき,湿式伸線を順番に施すことで直径0.20mmとしたものが,コアワイヤ2として用いられる。コアワイヤ2はその断面が円形であるので,隣接するコアワイヤ2同志は全長にわたって互いに線状に接触し,かつ隣接するコアワイヤ2の間には断面形状が概略扇形の空間(隙間)が上下対称に存在する。たとえばコアワイヤ2の直径が0.20mmであればストリップ状のスチールコード1の幅は約1.00mmとなる。図1に示すスチールコード1の斜視図はかなり拡大されて示されているものであることが理解されよう。
The
スチールコード1の製造に用いられるラッピングワイヤ3もその断面は円形である。ラッピングワイヤ3の直径はコアワイヤ2の直径と同等またはそれよりも小さく,直径0.10mm〜0.15mmのものが用いられる。ラッピングワイヤ3も,上述したコアワイヤ2の製造工程と同様の工程を経て製造される。
The
詳細は後述するが,コアワイヤ2に含有されている炭素量とラッピングワイヤ3に含有されている炭素量に違いがあり,ラッピングワイヤ3の硬度はコアワイヤ2の硬度よりも低い。すなわち,ラッピングワイヤ3は,コアワイヤ2よりも小さい力で変形しやすいものである。
Although details will be described later, there is a difference between the amount of carbon contained in the
互いに平行に配列された5本のコアワイヤ2の周囲からラッピングワイヤ3が巻付けられることで,5本のコアワイヤ2がラッピングワイヤ3によって束ねられる。このラッピングワイヤ3の巻付けには専用のラップ機(図示略)が用いられる。ラップ機では互いに平行に隣接して配列された5本のコアワイヤ2が一定速度で繰出され,繰出される5本のコアワイヤ2の周囲を回転運動するフライヤアームからラッピングワイヤ3が一定速度で繰出され,これにより,5本のコアワイヤ2の外側からラッピングワイヤ3が巻き付けられる。図1に示すように,ラッピングワイヤ3は,ストリップ状のコアワイヤ2の長手方向に対して斜めに設けられる。
The
ラッピングワイヤ3およびこれにより束ねられた5本のコアワイヤ2は圧延ロール(図示略)に与えられ,ここでその両面(上下面)から挟まれて押圧される。ラッピングワイヤ3が外側に位置しており,かつ上述したようにラッピングワイヤ3の硬度はコアワイヤ2の硬度よりも低い。このため,圧延ロールによって押圧されると,ラッピングワイヤ3がコアワイヤ2よりも先に変形する。圧延ロールによる押圧力およびコアワイヤ2とラッピングワイヤ3の硬度差を調整することで,コアワイヤ2の変形量に対し,ラッピングワイヤ3の変形量をかなり大きくすることができる。
The
上述したように,コアワイヤ2の断面は円形であり,このため隣接するコアワイヤ2の間には断面形状が概略扇形の空間が形成されている。圧延ロールによって押圧されると,ラッピングワイヤ3のコアワイヤ2に面している内がわ部分のうち,隣接するコアワイヤ2の境界に位置する部分が隣接するコアワイヤ2間の空間を埋めるように変形し,隣接するコアワイヤ2間の空間の形状に沿う突起3aが形成される。同時に,圧延ロールに接するラッピングワイヤ3の外がわの部分3bは平面状に変形し,かつコアワイヤ2に接している部分には弧状の窪み3cが形成される(図3参照)。
As described above, the
変形したラッピングワイヤ3は,隣接するコアワイヤ2間の空間に入り込み,かつコアワイヤ2の表面に広く接触する。ラッピングワイヤ3とコアワイヤ2との間の接触面積が増加し,しかも上記突起3aによってコアワイヤ2の動きが制限されるから,ラッピングワイヤ3による5本のコアワイヤ2の拘束力が大きくなる。また,圧延ロールによるラッピングワイヤ3の塑性変形量が比較的大きいので,巻付けられたラッピングワイヤ3の回転トルクおよび反発力(巻付けによって生じる,巻付けを解放しようする力)がほとんど生じなくなる。5本のコアワイヤ2の平行配列を安定して維持することができる。
The
完成したストリップ状スチールコード1は巻取リールに巻き取られて,自動車用タイヤの製造工場等に出荷される。
The completed strip-shaped
図4は自動車用タイヤのベルト層4の一部拡大断面図である。図5は自動車用タイヤ10の半断面図である。上述したストリップ状のスチールコード1は,図4に示すようにゴム5によって覆われて,自動車用タイヤを構成するベルト層4の補強部材として用いられる。スチールコード1が埋め込まれたベルト層4は自動車用タイヤ10のトレッド部11の内側に埋設されて用いられる。図5に示す自動車用タイヤ10は,そのトレッド部11の内側に,2つのベルト層4(それぞれ,符号4A,4Bで区別して示す)が重ねられて設けられているタイプのものである。
FIG. 4 is a partially enlarged sectional view of the
(評価試験について)
上述したストリップ状スチールコード1(図1〜図3),およびこのスチールコード1を補強部材として用いたベルト層4(図4)を備える自動車用タイヤ10(図5)として195/65R15 91Sのタイヤを試作し,これらについて,様々な観点から評価試験を行った。以下,この評価試験について詳細に説明する。
(About the evaluation test)
195 / 65R15 91S tire as an automobile tire 10 (FIG. 5) including the above-described strip-shaped steel cord 1 (FIGS. 1 to 3) and a belt layer 4 (FIG. 4) using the
表1は,スチールコード1の製造に用いるラッピングワイヤ3の直径を変え,かつ上述した圧延ロールによる押圧力を変えて製造した12種類のストリップ状スチールコード1についての評価試験結果を示している。圧延ロールによる押圧力を変えると,押圧前のスチールコードの厚さDに対する押圧後のスチールコード1の厚さDs(図2参照)の比が変化する。表1において「Ds/D」がこの厚さの比を表している。圧延ロールによる押圧力が小さいと,Dsの値とDの値との差が小さくなるので,Ds/Dの値は大きくなる(「1」に近づく)。圧延ロールによる押圧力が大きいと,Dsの値がDの値よりも小さくなるので,Ds/Dの値は小さくなる。なお,押圧前のスチールコードの厚さDは,コアワイヤ2の直径をdc,ラッピングワイヤ3の直径をdwとすると,dc+2dwによって表される。
Table 1 shows evaluation test results for 12 types of strip-shaped
表1に示すすべての実施例および比較例において,ラッピングワイヤ3の直径およびDs/Dの値以外についての条件は同一とした。すなわち,表1に示す12種類のスチールコード(比較例1〜7および実施例1〜5)は,コアワイヤ2の直径(=0.20mm),コアワイヤ2の炭素含有量(=0.92wt%)(炭素含有量についての詳細は後述する)およびラッピングワイヤ3の炭素含有量(=0.72wt%)はいずれも同じである。
In all Examples and Comparative Examples shown in Table 1, the conditions other than the diameter of the
表1には,「回転性」,「ラッピングワイヤ断線」および「形状安定性」の3つの評価の結果が示されている。 Table 1 shows the results of three evaluations of “rotation”, “wrapping wire breakage”, and “shape stability”.
ストリップ状スチールコード1は,上述したように,自動車用タイヤ10のベルト層4中に埋込まれて用いられる。したがって,スチールコード1にその長手方向を中心に回転する力(回転力)が内在すると,ベルト層4またはベルト層4を製造する前段階のカレンダーシートに反りが生じてしまうことがある。したがってスチールコード1は回転力を持たないものであることが要求される。表1の「回転性」の評価は,JIS G3510の6.8残留トーションに準じて実施した。±1/2以上の残留トーションが確認されたものについて「False 」が,±1/2未満の残留トーションにとどまったものについて「True」がそれぞれ示されている。
As described above, the strip-shaped
ラッピングワイヤ3が断線すると,平行配列された複数本のコアワイヤ2の拘束力が無くなり,コアワイヤ2の並びに乱れが生じてしまう。表1の「ラップワイヤ断線」の評価欄には,スチールコード1を構成するラッピングワイヤ3に断線が発生していれば「False 」が,断線がなければ「True」がそれぞれ示されている。この断線の有無は,たとえば磁気を利用した断線検出器を用いて自動的に検出することができる。
When the
スチールコード1は上述のように自動車用タイヤ10に用いられるので,ある程度外部から力が繰り返し加えられても,スチールコード1の形状を維持させ続けられるものであることが要求される。「形状安定性」の評価は,互いに間隔をあけて設けられ,かつ高低差を持たせて設けられた回転自在の10台の直径 200mmのガイドロールにスチールコード1を掛け,2kgfの張力をかけつつ,30m/min の速度で上記10台のガイドロールを往復させ,その後の形状を目視することで行った。表1の「形状安定性」の評価欄には,スチールコード1の型くずれが確認されたものについて「False 」が,型くずれが確認されなかったものについて「True」がそれぞれ示されている。
Since the
表1の比較例2〜6を参照して,Ds/Dの値が0.80よりも大きいと,すなわち圧延ロールを用いたスチールコード1の圧延工程における押圧力が弱すぎると,回転性の評価が「False 」となった。ラッピングワイヤ3に回転トルクまたは反発力が大きく残存してしまい,その結果としてスチールコード1に回転力が生じているものと考えられる。Ds/Dが0.80以下であれば回転性の評価は「True」となることが多かった(比較例1,実施例1〜5)。圧延ロールによる押圧力を大きくしてラッピングワイヤ3の塑性変形量を大きくすることで,ラッピングワイヤ3の回転トルクまたは反発力が弱められ,その結果としてスチールコード1の回転力がほとんどなくなったと考えられる。
With reference to Comparative Examples 2 to 6 in Table 1, if the value of Ds / D is larger than 0.80, that is, if the pressing force in the rolling process of the
比較例7を参照して,比較例7のDs/Dの値は0.50であり比較的小さい(0.80よりも小さい)値であるものの,回転性の評価が「False 」となった。比較例7のものはラッピングワイヤ3の直径が0.17mmと比較的大きく,圧延ロールによる押圧を経てもラッピングワイヤ3の回転トルクまたは反発力が小さくならず,その結果として,スチールコード1に回転力が生じたものと考えられる。ラッピングワイヤ3の直径を0.15mm以下とし,かつDs/Dが0.80以下であれば(比較例1,実施例1〜5)は,いずれも回転性の評価が「True」となった。
Referring to Comparative Example 7, the value of Ds / D of Comparative Example 7 is 0.50, which is a relatively small value (less than 0.80), but the evaluation of the rotational property is “False”. In Comparative Example 7, the diameter of the
比較例1を参照して,比較例1のスチールコード1はDs/Dの値が0.80であり,回転性の評価は「True」であった。しかしながら,スチールコード1の製造中にラッピングワイヤ3の断線が頻発し,ラッピングワイヤ断線の評価が「False 」となった。断線によってラッピングワイヤ3によるコアワイヤ2の拘束が無くなるので,「形状安定性」の評価も「False 」となった。比較例1のスチールコード1を構成するラッピングワイヤ3の直径は0.08mmとかなり細く,圧延工程における負荷にラッピングワイヤ3が耐えることができなかったと考えられる。他方,0.10mm以上の直径を持つラッピングワイヤ3であれば,ラッピングワイヤ3に断線が生じることはなく,形状安定性にも問題は生じなかった(比較例2〜7,実施例1〜5)。
With reference to the comparative example 1, the
表1による評価試験結果をまとめると,製造されるスチールコード1を回転力の無いものとするには,ラッピングワイヤ3の直径を0.15mm以下とし,かつDs/Dが0.80以下となるように圧延ロールによる押圧力を調整することが必要とされる。さらにラッピングワイヤ3の断線が生じないようにして形状安定性を良好なものとするには,ラッピングワイヤ3の直径を0.10mm以上とすることが必要である。
To summarize the results of the evaluation test according to Table 1, in order to make the manufactured
表2は,ラッピングワイヤ3の材料として,スチールではなく,有機繊維を用いたものについての評価試験結果を示している。表2には,66ナイロン(PA66)およびポリエチレンテレフタレート(PET)の2種類の有機繊維からなるラッピングワイヤを用いて製造したコード(比較例7および8)のそれぞれについて,「回転性」,「ラッピングワイヤ断線」および「形状安定性」の評価が示されている。
Table 2 shows the results of an evaluation test on a material using organic fibers instead of steel as the material of the
スチール製ラッピングワイヤ3ではなく,有機繊維製のラッピングワイヤを用いると,有機繊維には回転トルクや反発力がほとんど生じないので,コード全体にも回転力はほとんど生じない。このため,比較例7,8のいずれについても「回転性」の評価は良好(True)であった。また,有機繊維製のラッピングワイヤは断線もほとんど生じない。「ラッピングワイヤの断線」の評価も,比較例7,8の両方について良好(True)であった。
When an organic fiber wrapping wire is used instead of the
しかしながら,ラッピングワイヤとして有機繊維ワイヤを用いると,「形状安定性」の評価がいずれも「False 」となった。有機繊維はスチールに比べて剛性が低く,複数本のコアワイヤ2を平行配列させた状態に保持する力が不足したものと考えられる。自動車用タイヤの構成部材として用いることを考えると,コアワイヤ2を束ねるために用いるラッピングワイヤとして有機繊維製のものを用いるのは適切でないことが分かる。
However, when organic fiber wire was used as the wrapping wire, the “shape stability” was evaluated as “False”. It is considered that the organic fiber has lower rigidity than steel and lacks the force to hold the plurality of
表3は,スチールコード1を構成するコアワイヤ2およびラッピングワイヤ3に含有している炭素の量を異ならせて製造した4種類のスチールコード1についての評価試験結果を示している。表3の評価試験結果に示す4種類のスチールコード1は,炭素含有量を変数とする評価結果を得るために,コアワイヤ2の直径(=0.20mm),ラッピングワイヤ3の直径(=0.10mm),およびDs/Dの値(=0.75)はいずれも同一としている。表3には「回転性」および「ラッピングワイヤ断線」についての評価試験結果が示されている。
Table 3 shows the evaluation test results for four types of
上述したように,スチールコード1を構成するラッピングワイヤ3の硬度は,コアワイヤ2の硬度よりも低く,ラッピングワイヤ3はコアワイヤ2よりも小さい力で変形しやすい。この硬度の違いはコアワイヤ2およびラッピングワイヤ3の炭素含有量(より正確には,コアワイヤ2およびラッピングワイヤ3を製造するのに用いられるピアノ線材の炭素含有量)を調整することによって実現することができる。
As described above, the hardness of the
炭素含有量が増えるとスチール製ワイヤの硬度は高くなる。コアワイヤ2の炭素含有量とラッピングワイヤ3の炭素含有量の差が大きいほど,ラッピングワイヤ3はコアワイヤ2よりも相対的に柔らかいものになる。
As the carbon content increases, the hardness of the steel wire increases. The larger the difference between the carbon content of the
比較例9を参照して,コアワイヤ2の炭素含有量とラッピングワイヤ3の炭素含有量を同じにする,すなわち,コアワイヤ2とラッピングワイヤ3の硬度を同等にすると,回転性の評価が「False 」となった。これは,コアワイヤ2とラッピングワイヤ3の硬度が同等であるためにラッピングワイヤ3の塑性変形量が少なくなってしまい,ラッピングワイヤ3に回転トルクまたは反発力が大きく残存し,その結果としてスチールコード1にも回転力が生じたものと考えられる。
Referring to Comparative Example 9, when the carbon content of the
比較例10を参照して,炭素含有量差が0.50質量%(wt%)であるものについては,ラッピングワイヤ3の断線が頻発した。これは,コアワイヤ2とラッピングワイヤ3の間の硬度差が大きすぎるために,圧延ロールによる押圧のときにラッピングワイヤ3が大きくつぶれてしまい,圧延工程における負荷にラッピングワイヤ3が耐えることができなかったと考えられる。
With reference to Comparative Example 10, the
製造されるスチールコード1を回転力の無いものとし,かつラッピングワイヤ3の断線を防ぐには,コアワイヤ2とラッピングワイヤ3の炭素含有量差を0.05〜0.40質量%の範囲に収めることが必要である。
In order to make the manufactured
表4は,スチールコード全体の回転力を抑制するために,ラッピングワイヤ3によって生じる回転トルクに相当する大きさであって,かつ逆向きの回転トルクをコアワイヤ2にあらかじめ付与し,これを用いて製造したスチールコード1についての評価試験結果を示している。表4に示す3種類のスチールコード1は,コアワイヤ2の直径(=0.20mm),ラッピングワイヤ3の直径(=0.15mm),コアワイヤ2の炭素含有量(=0.92wt%),ラッピングワイヤ3の炭素含有量(=0.72wt%),Ds/Dの値(=0.60)についていずれも同一である。
Table 4 shows the magnitude corresponding to the rotational torque generated by the
比較例11は,5本のコアワイヤ2のすべてにあらかじめ回転トルクを付与したものである。比較例12は5本のコアワイヤ2のうちの1本のみにあらかじめ回転トルクを付与したものである。比較例13は5本のコアワイヤ2のうちの両端の2本にあらかじめ回転トルクを付与したものである。
In Comparative Example 11, rotational torque is applied to all five
ラッピングワイヤ3をコアワイヤ2の周囲に巻付けることによって生じる回転トルクを相殺する逆向きの回転トルクをコアワイヤ2にあらかじめ付与すると,スチールコード1全体としての回転トルクが少なくなる。比較例11〜13のいずれについても,スチールコード1に回転力はほぼ発生せず,回転力の評価が「True」となった。また,ラッピングワイヤ3の断線も生じることはなかった。
If a reverse rotational torque that cancels the rotational torque generated by winding the
しかしながら,自動車用タイヤ10に対してFMVSS 139 2.Endurance Performance に基づく耐久試験を行い,その後自動車用タイヤ10を解体してセパレーションの有無を調査したところ,比較例11〜13のスチールコード1を用いると,いずれについてもセパレーションの発生が確認された。このことが,表4において「セパレーション」の評価欄において「False 」で示されている。これは,スチールコード1の端部(図1参照)では,ラッピングワイヤ3によるコアワイヤ2の拘束力がやや弱いために,コアワイヤ2が回転トルクを有していると,この影響でコアワイヤ2が動いてしまい,ベルト層4内においてゴム5とスチールコード1との接着が剥がれたものと考えられる。自動車用タイヤ10の構成部材として用いることを考えると,コアワイヤ2にあらかじめ回転トルクを付与しておくのは妥当ではないことが分かる。
However, a durability test based on FMVSS 139 2. Endurance Performance was performed on the
表5は,様々な直径を持つコアワイヤ2を用いて製造したスチールコード1についての評価試験の結果を示している。表5には「耐久性」および「乗り心地」についての評価結果が示されている。表5に示す4種類のスチールコード1のすべてにおいて,コアワイヤ2の直径以外の条件は同一とした。
Table 5 shows the result of the evaluation test for the
自動車用タイヤ10を排気量1500ccの乗用車に装着して「8字旋回テスト」を実施した。「8字旋回テスト」では,自動車用タイヤ10の負荷荷重をJATMA YEAR BOOK 指定の定荷重,内圧をJATMA YEAR BOOK指定の定圧×0.9とした条件で,図6に示す形状のテストコースを規定速度で周回した。図6のテストコースを 150周走行後,タイヤを解体してベルト層4中のスチールコード1の状態を調査する。表5の「耐久性」の評価欄には,テスト中にタイヤが破壊した場合や解体調査においてスチールコード1の折れ(断線)が確認されたものなど異常が確認されたものについて「False 」が,異常が無かったものについて「True」が示されている。
また,自動車用タイヤ10を排気量1500ccの乗用車に装着し,内圧を200kPaに調整して,悪路走行評価用のテストコースにおいて,3名のテストドライバーに走行させた。表5の「乗り心地」の評価欄には,3名のドライバーによる総合評価が合格であれば「True」が,不合格であれば「False 」が示されている。
In addition, the
比較例14を参照して,比較的細い直径0.10mmのコアワイヤ2を用いると,走行試験後にスチールコード1の状態を調査したところ,スチールコード1の断線が確認され,評価が「False 」であった。比較例15を参照して,比較的太い直径0.40mmのコアワイヤ2を用いると,悪路走行時の乗り心地の評価が「False 」となった。0.15mm〜0.35mmの範囲内の直径を有するコアワイヤ2であれば,耐久性および乗り心地のいずれの観点の評価も「True」となった。
With reference to Comparative Example 14, when the
1 スチールコード
2 コアワイヤ
3 ラッピングワイヤ
4,4A,4B ベルト層
5 ゴム
10 タイヤ
1
10 tires
Claims (6)
上記ラッピングワイヤの硬度が上記コアワイヤの硬度よりも低く,
隣接するコアワイヤ間に形成される空間の少なくとも一部が,上記空間の形状に沿って変形した上記ラッピングワイヤの少なくとも一部によって埋められている,
ストリップ状スチールコード。 A strip-shaped steel cord in which a plurality of steel core wires arranged in parallel with each other in a plane are bundled with steel wrapping wires while maintaining the parallel arrangement,
The hardness of the wrapping wire is lower than the hardness of the core wire,
At least part of the space formed between adjacent core wires is filled with at least part of the wrapping wire deformed along the shape of the space;
Strip steel cord.
請求項1に記載のストリップ状スチールコード。 When the carbon content (mass percent) of the core wire is Cc and the carbon content (mass percent) of the wrapping wire is Cw, 0.05 ≦ Cc−Cw ≦ 0.40,
The strip-shaped steel cord according to claim 1 .
平行配列された複数本のコアワイヤおよびこれに巻き付けられたラッピングワイヤから構成されるストリップ状のスチールコードをその両面から押圧し,これにより隣接するコアワイヤ間に形成される空間の少なくとも一部に,上記空間の形状に沿って変形した上記ラッピングワイヤの少なくとも一部を埋込む,
ストリップ状スチールコードの製造方法。 Winding a steel wrapping wire having a lower hardness than the core wire around a plurality of steel core wires arranged parallel to each other in a plane, and bundling the plurality of core wires while maintaining the parallel arrangement;
A strip-shaped steel cord composed of a plurality of core wires arranged in parallel and a wrapping wire wound around the core wires is pressed from both sides, whereby at least a part of the space formed between adjacent core wires is Embed at least part of the wrapping wire deformed along the shape of the space,
Manufacturing method for strip steel cord.
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