JP6374202B2 - Steel cord for rubber article reinforcement - Google Patents

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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。   The present invention relates to a steel cord for reinforcing rubber articles (hereinafter, also simply referred to as “steel cord”), and more particularly, to a steel cord for reinforcing rubber articles that can improve the properties of a treat after rubber coating.

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。   Currently, the belt commonly used as the reinforcing member of the carcass that forms the skeleton of the radial tire for passenger cars, especially the reinforcing member of the crown portion of the carcass, is mainly made of a rubberized layer of a steel cord that is inclined with respect to the equator plane of the tire. Two or more steel belt layers are used, and the steel cords in these belt layers intersect each other.

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。   In recent years, the importance of environmental performance has increased, and there is an increasing need for weight reduction in rubber articles and tires using steel cords as reinforcing members. One technique for reducing the weight of the tire is to reduce the amount of rubber used in the belt treat and to make the belt thinner. However, if the amount of rubber used is reduced, the distance between the cords of the first belt layer and the second belt layer is shortened, so that the rubber peeling starting from the cord end at the end in the belt width direction easily propagates between the cords. So-called belt edge separation (BES) is likely to occur. As a method for improving this BES, a method of making the rubber at the end of the belt thicker than usual is known, but naturally, it increases the weight, which is contrary to the intended weight reduction of the tire. .

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。   As a technique for reducing the weight of the tire other than reducing the amount of rubber used in the belt treat, it is conceivable to reduce the amount of steel used, for example, to reduce the number of driven steel cords. However, if the number of steel cords to be driven is reduced, the rigidity of the belt is lowered, which is not preferable. Under such circumstances, many proposals have been made regarding weight reduction and durability improvement of tires. For example, Patent Document 1 proposes a steel cord having a 2 + N (2 ≦ N ≦ 4) structure, where d1> d2 when the diameter of the core filament is d1 and the diameter of the sheath filament is d2. ing.

国際公開２００１／１２８３７２号International Publication 2001/128372

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。   A steel cord having an M + N structure is generally manufactured by a buncher type twisting machine. When a steel cord is manufactured using a buncher type twisted wire machine, twisting is applied to the steel filament constituting the steel cord (hereinafter, also simply referred to as “filament”). A very different torsion is added. Therefore, when a steel cord of M + N structure is covered with rubber to form a rubber-steel cord composite (hereinafter, treat), the torsion of the steel cord at the end of the treat is released when this treat is defeated in the defeat process. However, the end of the treat jumps up and curls, and the workability deteriorates.

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。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a steel cord for reinforcing rubber articles that can improve the properties of a treat after rubber coating.

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。   As a result of intensive studies on the structure of the belt in order to solve the above problems, the present inventor has a case where the tensile strength between the core filament and the sheath filament satisfies a predetermined relationship in a steel cord having a 2 + N (2 ≦ N ≦ 4) structure. In addition, the present inventors have found that the properties of the treat can be improved and have completed the present invention.

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／ｍｍ２
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。 That is, the steel cord for reinforcing rubber articles of the present invention is a rubber article reinforcing article comprising a core made of two core filaments and N (2 ≦ N ≦ 4) sheath filaments twisted around the core. For steel cord,
When the diameter of the core filament is d1, and the diameter of the sheath filament is d2, d1> d2,
When the core filament and the sheath filament each have residual torsion, the tensile strength of the core filament is Tc, and the tensile strength of the sheath filament is Ts,
Ts−Tc <0 N / mm 2
It is characterized by satisfying the relationship represented by

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。   The steel cord of the present invention preferably includes a core composed of two core filaments and three sheath filaments twisted around the core.

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。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the steel cord for rubber article reinforcement which can improve the property of the treat after rubber | gum coating can be provided.

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。It is a comparison figure of the minor axis of a steel cord, (a) shows the case of d1 = d2, and (b) and (c) express the case of d1> d2. 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。It is a half sectional view of a suitable example of a pneumatic radial tire. 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。It is a graph which shows the relationship between Ts-Tc and the amount of lift of a treat.

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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The steel cord of the present invention comprises a core in which two core filaments are arranged in parallel without being twisted, and 2 to 4, particularly preferably three sheath filaments twisted around the core. This is a steel cord for reinforcing rubber articles. In the steel cord of the present invention, when the core filament diameter is d1 and the sheath filament diameter is d2, d1> d2.

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。   FIGS. 1A to 1C are comparative views of the short diameters of steel cords, where FIG. 1A shows the case where d1 = d2, and FIGS. 1B and 1C show the case where d1> d2. As shown in the figure, the short diameter of the steel cord 10 of the M + N structure (2 + 3 structure in the illustrated example) is governed by the diameter of the sheath filament 2. Therefore, by making the diameter d2 of the sheath filament 2 smaller than the diameter d1 of the core filament 1, the short diameter of the steel cord 10 can be reduced. Therefore, if the steel cord 10 of the present invention is applied to, for example, the reinforcing material of the first belt layer and the second belt layer of the belt constituting the tire, the steel cord of the first belt layer and the steel cord of the second belt layer The thickness of the belt layer can be reduced while maintaining the distance. This makes it possible to reduce the weight of the belt without reducing so-called BES resistance, which is resistance to BES. At the same time, since the amount of steel used can be reduced, the weight of the tire can be further reduced.

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／ｍｍ２、
好適には、
Ｔｓ−Ｔｃ≦１００Ｎ／ｍｍ２、
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。 In the steel cord of the present invention, the core filament 1 and the sheath filament 2 each have residual torsion, and when the tensile strength of the core filament 1 is Tc and the tensile strength of the sheath filament 2 is Ts,
Ts−Tc ≦ 200 N / mm 2 ,
Preferably,
Ts−Tc ≦ 100 N / mm 2 ,
Satisfies the relationship expressed by In a steel cord 10 having a 2 + N structure manufactured by a buncher type strand wire machine, when d1> d2, the core filament 1 has a positive torsion and the sheath filament 2 has a negative torsion. Therefore, when a treat in which such a steel cord is covered with rubber is cut, the torsion of the core filament 1 is released, and curling occurs in the treat due to the minus torsion of the sheath filament.

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／ｍｍ２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／ｍｍ２以上とする However, by reducing the difference in tensile strength between the core filament 1 and the sheath filament 2, specifically, by reducing Ts-Tc to less than 200 N / mm 2 , yielding due to torsion of the core filament 1 and the sheath filament 2 is achieved. A point becomes near and the torsion difference of the core filament 1 and the sheath filament 2 can be made small. As a result, the lift of the treat when the treat is cut can be prevented. In addition, it is possible to prevent the steel cord terminal from being separated when the steel cord is cut. Moreover, since it is difficult to adjust the production line if the strength of Ts and Tc is too large, Ts−Tc is preferably set to −1000 N / mm 2 or more.

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。   In the steel cord of the present invention, the core filament 1 preferably has a diameter d1 of 0.16 to 0.32 mm, and the sheath filament 2 has a diameter d2 of 0.12 to 0.29 mm. If the filament diameter exceeds the above range, even if the steel cord of the present invention is used as a belt reinforcing material, a sufficient light weight effect may not be obtained. On the other hand, if the filament diameter is less than the above range, the belt strength may be insufficient.

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／ｍｍ２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。 In the steel cord 10 of the present invention, d1> d2 is satisfied, the core filament 1 and the sheath filament 2 each have residual torsion, and satisfy only the relationship represented by Ts−Tc ≦ 200 N / mm 2. Is important and there are no other restrictions. For example, the conditions such as the twist direction and twist pitch of the sheath filament are not particularly limited, and can be appropriately configured according to a conventional method.

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。   The steel cord of the present invention can be suitably used as a reinforcing material for a pneumatic radial tire. FIG. 2 is a cross-sectional side view of one preferred example of a pneumatic radial tire. The illustrated tire includes a tread portion 11 that is disposed in a crown region of the carcass and forms a ground contact portion, a pair of sidewall portions 12 that extend continuously inward in the tire radial direction on both sides of the tread portion 11, A bead portion 13 is provided on the inner peripheral side of each sidewall portion 12.

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。   The tread portion 11, the sidewall portion 12, and the bead portion 13 are reinforced by a carcass 14 including a single carcass layer extending in a toroidal shape from one bead portion 13 to the other bead portion 13. Further, the tread portion 11 is reinforced by a belt including at least two layers disposed in the tire radial direction outside of the crown region of the carcass 14, in the illustrated example, two layers of the first belt layer 15a and the second belt layer 15b. ing. Here, a plurality of carcass layers of the carcass 14 may be used, and an organic fiber cord extending in a direction substantially orthogonal to the tire circumferential direction, for example, an angle of 70 to 90 ° can be suitably used.

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。   In the illustrated example, both the first belt layer 15a and the second belt layer 15b are embedded in the coating rubber with the steel cord of the present invention juxtaposed in the tire width direction so that the major axis is in the tire width direction. Become. In the treat using the steel cord 10 of the present invention, curling does not occur and the property of the cord itself is stable, so that the workability at the time of tire manufacture is excellent. Further, by using the steel cord of the present invention, the thickness of the belt layer can be reduced while maintaining the distance between the steel cord of the first belt layer 15a and the steel cord of the second belt layer 15b. This makes it possible to reduce the weight of the belt without reducing so-called BES resistance, which is resistance to BES. Moreover, since the amount of steel used can be reduced, the weight of the tire can be further reduced.

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。   In the illustrated pneumatic radial tire, the other specific tire structures are not particularly limited as long as the belt structure satisfies the above requirements. Further, the illustrated pneumatic radial tire can be suitably used for a passenger car tire. In addition, as gas with which a tire is filled, inert gas, such as nitrogen, argon, helium other than the air which adjusted normal or oxygen partial pressure, can be used.

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／ｍｍ２）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。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, Comparative Examples, and Reference Examples.
<Reference Examples 1-5, Examples 6-10 and Comparative Examples>
Using a core filament having a tensile strength of 0.225 mm shown in Table 1 and a sheath filament having a wire diameter of 0.180 mm, a steel cord having a 2 + 3 structure was manufactured with a buncher type twisted wire machine. A plurality of the obtained steel cords were arranged in parallel, and a treat was prepared by covering unvulcanized rubber from above and below, and the treat curl property was evaluated by the following procedure. The thickness of the treat was 1.20 mm, and the number of steel cords to be driven was 38/50 mm.
The resulting treat was cut, and the amount (mm) of the lift of the treat was measured. The obtained results are also shown in Table 1. FIG. 3 shows the relationship between Ts−Tc (N / mm 2 ) and the lift amount of the treat (mm). Here, the amount of lift refers to the vertical distance from the horizontal plane to the highest point of the lift with the treat placed on the horizontal plane.

Figure 0006374202
Figure 0006374202

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。   From Table 1 and FIG. 3, it was confirmed that the steel cord for reinforcing rubber articles of the present invention has a stable treatment property after rubber coating.

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 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Core filament 2 Sheath filament 3a, 3b Cover rubber | gum 10 Steel cord 11 Tread part 12 Side wall part 13 Bead part 14 Carcass 15a 1st belt layer 15b 2nd belt layer

Claims (2)

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／ｍｍ２
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。 In a steel cord for reinforcing rubber articles comprising a core composed of two core filaments and N (2 ≦ N ≦ 4) sheath filaments twisted around the core,
When the diameter of the core filament is d1, and the diameter of the sheath filament is d2, d1> d2,
When the core filament and the sheath filament each have residual torsion, the tensile strength of the core filament is Tc, and the tensile strength of the sheath filament is Ts,
Ts−Tc <0 N / mm 2
A steel cord for reinforcing rubber articles characterized by satisfying the relationship represented by: 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。   The steel cord for reinforcing rubber articles according to claim 1, comprising a core composed of two core filaments and three sheath filaments twisted around the core.
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