JPH0261185A - スチールコードおよびタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はタイヤやコンベアベルト等の補強材として使用
され、強度、靭性およびゴムとの接着性に優れたスチー
ルフードおよび上記スチールコードを補強材として用い
たタイヤに関するものである。

〔従来の技術〕

従来、一般にこの種のスチールコードは熱同圧延後、？
Ａ４！冷却した素線径が５．０〜＆番、鴇を有する線材
ｒ１伸線加工およびパテンティングも理を繰り返して伸
線し、プラスメツキをＬ有したｕ、ｍ終伸線加工によっ
てスチールコード用素線を形成し、上記素儂を複数本撚
り拾わせて形成されていたう そして、上記スチールコードの複数人が平行に引き揃え
られた状態でゴム材により被覆され、タイヤやコンベア
ベルト等に使用されている。

ところで、上記スチールコードをゴム輔強材として便用
したタイヤやコンベアベルト等の種々の製品が様々の使
用環境下において十分な耐久性、１済性１乗心地性等を
有するためには、特にスチールコードの各素線自体が強
度的に優れていること、及びスチールコード並びに各素
線がゴム材とよく接着することが要求されている。すな
わち、スチールコードが補強材としての役割を充分に果
すためには、高強度、高靭性でしかも完全なゴムとの複
合体にな９ていることが必要である。

例えば、タイヤの場合、まず、スチールコードが高強度
、高靭性であり、かつ接着状態のよいことが必要である
。スチールコードが高強度。

高靭性を有することにより、スチールコード単位型適当
りの強力が向上し、その結果、タイヤへの打込本数が減
少し、タイヤの軽清化１乗心地および耐久性の向上が図
れる。しかるに、スチールコードとゴムとの接着状態が
悪いと、走行時にコードとゴム材とが剥離する。いわゆ
るセパレーツ現象を起し、タイヤの性能を著しく阻紮す
るという問題が生じる。

また、接着状態が悪いと、ゴム中の水分や外部より梗大
した水分、塩分等によって、素線に錆が急速に発生し、
コードの強力が大巾に低下したり、セパレーツ現象を早
めて、タイヤの耐久性を著しく阻害するという問題があ
うた。

上記問題をなくすため第８図（イ）に示すように。

ゴムとの性着性を良くするため、表面にプラスメツキを
施した素線（丁）を複数本撚り合わせたｌＸ８．ｌＸ５
のスチールコード（８）が広く使用されていた。しかし
、上記スチールコード（ＩＩ）では各素線（））同士が
互いに密青しで撚り合わされているため、ゴム材で被覆
した時、ゴム材がスチールコード（８）の中心部の９閣
Ａまで浸入せず、しかも６六Ｍ　（ｙｌも夫々完全にゴ
ム材で被覆されず、ゴムとの接着が不十分であった。

このため、スチールコード（８）の中心にできた空間Ａ
Ｋ％ゴム中の水分および外部より浸入した水分、塩分等
が入り込み、空ｎ４１Ａの内部をスチールコード（８）
の長手方向に伝播し、錆の発生を促進するという問題点
があった。

この問題点を除くため、最近では第８図仲）に示すよう
に、複数本の素線（ア）を撚りのあまい部分Ｅと締った
部分Ｆとが交互にあられれるよう撚り合わせ、撚りのあ
まい部分における素線（７）１…にＶＩｉ、間Ｂｔ影形
成た、いわゆるオーブンコードと称されるスチールコー
ト’（ｌが考案され、使用されている（実公昭５８−４
８８９２号公報〕号公報間が解決しようとする課題〕 最近のスチールコードにおいては、上述のようなオープ
ン構造にすることにより、ゴムとのＩＪ１屑性が改善さ
れたが、スチールフードの強度。

靭性の点で、未だに十分なものではなかった。

そこで１本発明者はスチールコードに用いられる素線の
締付組成およびスチールコードの撚り構成との組み合わ
せについて研究を重ねた結果、本発明をなすに至り九も
のである。

本発明の目的は、高強度、高靭性で、かつ撚加工性に優
れると共にゴムとの接ノＮ性も優れたスチールコードお
よび耐久性、経済性、乗心地性に優れたタイヤを提供す
るにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために１本発明の第１の発明である
スチールコードｉｔ重駄％で％Ｃ：０．７５〜０．９！
１％、Ｓｉ：α４５〜４ＪＯ，Ｍｎ　：０．３０〜Ｏ，
ｉ１０％、Ｎｉ：ａ０５〜ＬＯＩ）％を含有すると共に
、残部が鉄及び不可避的不純物よりなる素線径α１０〜
α５０霧の素線を、ゴムの浸入が町Ｕヒとカるよ５３〜
５本撚り合わせてなるものであシ、上記スチールコード
はその任意の断面において隣り合う素線間の少なくとも
一ケ所に隙間を設けて形収したが、各素線間に隙間が危
く密着した部分が部分的に現われるのを妨げる吃のでｄ
ない。

まり、上記スチールコードはコード平均径（Ｄ１）がク
ローズ撚りのコード径（Ｄ１）のし１〜１５倍となるよ
う構成するのが好ましいものである。

次に、第２の発明であるタイヤは上記のように構成さｇ
たスプールコードの複数本をベルト部、カーカス部、チ
エーフチ÷部の少なくとも一方に有してなる。上記所定
本数のスチールコードは、予めゴムに配列埋設して略ベ
ルト状の補強材として、タイヤの所定部分に設けると作
業性が向上する。

次に、各添加元素の化学成分を上記のように限定した理
由について詳述する。

Ｃはこの種のスチールコードに！！求される強度′ｅ確
保するために重要であり、α７ト一％以上が必要である
。しかし、Ｃ譬を高めるほど高強度のスチールコードが
得られるが、高くしすき゛ると伸線時及び撚線時に醇接
部やＣ偏析部において断線が発生しゃ−ｒく、また熱処
理においても初折セメンタイトが発生し、伸線、撚線に
悪影＃をもたらすので、α９５幅以下が好ましい。

Ｓｉは鋼の脱酸のため必要であり、またフェライトを固
溶強化するため、パテンティング処理材の引張強さを高
めるのに有効である。したがって、Ｃの場合と同様、所
望の引張強さを得るには、Ｓｉ含有菫は０．４６〜Ｌ８
０％の範囲が好ましい。Ｌ２Ｇ％を越えてＳｉを多１１
ｃ添加すると、フェライトの靭延性が劣化し、５ｉＱｚ
系の非福性介在物が生成されるため、伸＠時、撚線時に
おいて断線頻蜜が高くなり好ましくない。

ＭｎはＳｉと同様に脱酸のために必要であるが、同時に
焼入性を向上させ、引張強さを向−上させるという効果
がある。

上記効果を有効に発揮させるためには、　Ｍｎ含有瞳は
、α８０％以上必要であるが、０．９０％を越えると、
成分の１碍析傾向が強くなり、同性及び延性を低下させ
て好ましくないので、α８０〜α９Ｇ％の範囲が好適で
ちる。

次に、Ｎｉは、Ｓｉと同様、フェライト中に固溶し、僅
かにパテンティング処理材の引張強さを高める効果があ
る。

本発明者は、Ｎｉを適当量添加した’ＩＩＩＫついて伸
線実験を行った結果、Ｎ（がＣやＮによる時効を遅らせ
、鋼線の靭延性を低下させることなく。

高強度罹ＭＢ線を製造できることを見出したのである。

上記時効を遅らせるＮｉの効果は、捻回試験における縦
割れ発生を抑制するばかりでなく。

一定の極゛細線の引張強さのものにおいてでも、従来の
高炭素鋼線に比べて高い絞りを示すため。

伸線時、撚線時の断線度合を低減することができる。し
かし、Ｎｉは鋼線の焼入１性を上げるため、１．００％
を越えて添加すると、カバテンティ／グ時に完全なパー
ライト組積が得られず、マルテンサイトやベーナイト組
、鐵が発生し、伸線加工、撚線加工が困禰となる。゛ま
たＮｉは〜１５点を下げるため、多鎗に添加すると、＠
社中の残留オーステナイト量が増加し、伸１時、−〇時
にこれらがマルテンサイトに変態するので、伸ｉ 線、撚線ができ難くなる。ようて、弱き有量はα０５〜
ＬＯＧ％の範囲が好ましい。

次に、スチールコードの構成についてみる。

スチールコードの隣り合う素線間の隙１！ｊは、ゴムの
浸入が可能な範囲であればよく、スチールコードの長平
方向におけるコード平均径（Ｄ＋）が、クローズ撚りの
コード径（Ｄ２）の１．１〜Ｌ５倍とするのが好ましい
。

Ｄ１／Ｄ２がＬ１倍未満でちると、ゴムの没入が不十分
となり、ゴムと素１とが完全に接層せず。

素ＩＩＩＫ錆を発生させる原因となりやすい。一方、Ｌ
５倍を越えると、撚りが長平方向で不均一となり、ゴム
が浸入したとしても、逆にその複合材としてのモジーク
スが低下し、圧縮曲げ疲労性が悪くなるものである。ま
た、スチールコードを構成する複数本のｉ、１ｍが一体
としての効果を発揮せず、特に応力を受は易いｌ−１本
の素線が極端に早く切断する可能性がある。

なお、上記スチールコードは、表面にプクスメッキ、ブ
ロンズメツキ等のメツキ？ｒ　ｍ　Ｌ、　、素線径がα
１０〜０５０Ｍを有する素絵を撚りピッチ！ＬＯ−Ｂ（
ＬＯｒｔａｉで懲り合わせたものが一般的に使用される
。

以下、本発明の−＊施例を図面に基いて説明する。

〔実施例１〕 ＃ｓ１図に示すように、化学成分が重量幅でＣ：（Ｌ８
ｇ％、Ｓｉ：（Ｌ１５ｇ％、Ｍｎ　：　０．５１　＜、
Ｎ；：α４０％のほか、Ｐ：α０１０％、Ｓ：０．００
１１％、Ａｅ：０．００１鴫を含有し、残部が鉄及び不
可避的不純物から成り、素線径が０．２５Ｍ！有し、か
つ表面にプラスメツキを施した素線ｆｌを、所要の撚り
ピッチで撚り合わせ゛（Ｉ　Ｘ５の懲り構成で、コード
径の平均径（Ｄ１）がクローズ撚夛とした場合のコード
径（Ｄ２）の１４５倍とガるように形成して、ゴムの浸
入可能な、いわゆるオープンコードのスチールコード（
＝）を得た。

上記スチールコードけ）は素線＋１１間の隙間Ｃが第１
図（イ）％（ロ）％（ハ）、に）％（ホ）、（へ）に示
すように、スチールコード（りの長手方向における各断
面或いは任意断面において、少くとも１以上有す石もの
で、各隙間のパターンは一定で規則的に現われたり。

不時一定に現われることがあり、しかも、％；１図（ト
）に示されるクローズ撚り部が部分的に現われることを
必ずしも妨げるものではなく、コードの中心部Ｐにゴム
が浸入個所から両方向く浸入できるものであればよいも
のである。

〔実施例２〕 第２図（イ）及び（ロ）に示すように、上記実施例１で
得られたスチールコード（２１１複数本並列に配置して
ゴム材（３）により被覆してｔ１１強材（４）を形成し
、上記補強材（４）をタイヤのベル）　部（６ｉに配設
してタイヤ（６）を構成する。尚、上記タイヤ（＋１）
は、補強材（４）をベルト部（５）に設けたが、ベルト
部。

カーカス部、チエ′−７１部の全部又は一部に設けるこ
とも可能である。

次に、本発明のスチールコードと従来材を用いた比較用
スチールコードについて行なった比較テストの結果につ
き説明する。

第１ｆｉは本発明用の改良線材と比較用としたスチール
コードの従来線材との主要化学成分を示す。

第 １　　表 したところ、第２ｄ！！の如き結果を得た。

第　　ｇ　　表 上記祷材（素Ｓ径翫５１）１〜Ｂを、伸線加工、鉛パテ
ンテイング処理を繰返し、プラスメツキ処理′ｊｋ施し
た後、最終湿弐伸紛加工によって％素線径０．２５Ｈの
素線■〜■に夫々仕上げた。

そして、これら六イ璽のＩＡ機■〜■について、引張強
さ、絞り及び捻回値の機械的性質を測定上記第２表から
明らかなように、従来線材ｌの素線■は引張強さ８３（
ｌＫ９／−１捻回儂８Ｂ回　であったのに対し、改良線
材ｇ〜６の１ｉ’Ｊ■〜■は、いずれ吃８γＱ’ｆ、ｄ
以上の高い引張強さを有すると共に絞りも十分にあり、
しかもこのような高強度であっても４０回以上の高い捻
回値を得ることが判明した。

次に、これらの素線■〜■管用いて、＠８表の撚り構成
のスチールコード！〜曙を作り、これらのスチールコー
ド１〜■をゴムに埋設して接着および疲労試験用サンプ
ル■〜［相］を作夛、引抜試験、発錆度測定および耐疲
労性測定を行なったところ、第４表に示す如き結果を得
た。

第　　　４ 表 ｖｇ８表 第４表において、引抜力保持率とは、食塩水中に浸漬す
る前にスチールコードをゴムから引き抜いた引抜力と、
８０％食塩水中に一週間浸漬した後にスチールコードを
ゴムから引き抜いた引抜力との関係を示したもので、ス
チールコードが原毛化のときの比率＃：１．１００％で
、うり、数値が大きい程老化（劣化）が少′１く、良好
であることを示している。

また、接着劣化長さとは、ゴムに埋ｉ：１シたスチール
コード即ちサンプルｆ４．！ｉさ１５１に切新し、一方
の端面を腐食液が浸透し）いように台底樹脂塗料で被覆
し、室温下で濃度１０％の水酸化ナトリウム水溶液にＢ
４時間浸漬した後。

スチールコードの腐食によりスチールコードとゴム間の
接着劣化した部分、すなわちスチールコードとゴムが接
着していない部分の長さを測定し、その測定値を鵡で表
わしたものである。

１５０ｓ＋とは全長にわたって接着劣化しており、数値
が大きい程、錆の拡散が著しいことを示している。

更に、耐疲労性は従来品（サンプル番号■）を１００と
した場合の指数で示している。

第４表から明らかなように、従来のクローズ撚りで従来
素線及び改良素線を用いたサンプル■■は、引抜力保持
率が２４％、２１５％と極めて低く、また接清力劣化長
さも１２１１ｏ＋、１ｌｆｌ園と長く、＃の拡散が著し
く、更に耐疲労性においても、サンプル■〜■とはっき
り差がある。

ところで、従来素線でオープン撚りをし九ｔンプル■は
、サンプル■〜［相］に比して引抜力保持率において余
り差がないが、接着力劣化長さ及び耐疲労性において劣
るばかりか、撚加工の容易性（第８表参照）に難点があ
り、撚り工程中、断線を生じるという問題が、Ｌる。こ
れに対して本発明のスチールコードは、金ｇ組成と撚り
構造との相乗効果によって、著しい効果を有しているこ
とが判明した。

次に、本発明のスチールコードをベルト部。

カーカス部に用いてタイヤを試作し、耐久性及び運動性
能を測定した。

耐久性の評価は、長距離の大軍走行テスト後、タイヤを
切断解析してスチールコードの破損状況９発錆状況を測
定した。また、運動性能評価は、コーナリングパワーと
乗心地性、経済性を測定した。

この結果、スチールコードの破断及び発錆については、
本発明のスチールコードを使用したタイヤが従来タイヤ
に比して非常に効果があることが確認されたが、コーナ
リングパワー、乗心地性については余り大差はなかつた
。しかし、経済性については、本発明のものは高強度の
ため、スチールコードの使用量が約１ｇ％減少すること
ができ、タイヤの軽量化により、走行距ｊ′ざ。

離に対して、弗料消費量の削減が可能となった。

〔発明の効果〕

本発明は、特定の金属組成と撚り構造にしたので、伸線
、撚線時における塑性刃ロエ性を低下させず、すぐれた
靭性と強度を有し、またゴム浸入に優れ、素線表面がゴ
ムによって完全に被覆可能で、スチールコード内部への
水分等の浸入を防止できる。

また引張強度が高いけれども、捻回値が従来けに比して
高いので、撚線工程において撚加工が容易である。この
ため、特に素り間に隙間を設ける、いわゆるオープン構
造のスチールコードの製造に適し、撚工程における断線
が少なく。

また、くせ付けも容易で所望の隙間（オープン度）を形
成できる。

更に、本発明のスプールコードをベルト部、カーカス部
、テエーフγ部の全部又は一部に埋設したタイヤは、経
済性１乗心地性および耐久性が大巾に向上すると共に軽
量化が図れる。

また、特に路面と直接接触するトレッドに近いベルト部
に設けた場合、著しい効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）、（ロ）、（ハ）、に）、（ホ）、（へ）
、（ト）は夫々本発明のスチールコードの一実施例にお
ける任意位置の切断端面図、第８図（イ）は本発明のス
チールコードを用いたタイヤに使用する補強材の一実施
例を示す一部破断拡大断面図、同図（ロ）は（イ）にお
ける補強材をタイヤのベルト部に用いたタイヤの一実施
例を示す要部説明図、第８図（イ）、仲）は夫々従来の
異なるスチールコードを示し、（イ）は切断端面図、（
ロ）は一部破断正面図で６る。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％で、Ｃ：０．７５〜０．９５％、Ｓｉ：０
   ．４５〜１．２０％、Ｍｎ：０．３０〜０．９０％、Ｎ
   ｉ：０．０５〜１．００％を含有し、残部が鉄及び不可
   避的不純物よりなる素線径０．１０〜０．５０ｍｍの素
   線を、ゴムの浸入が可能となるよう３〜５本撚り合わせ
   てなることを特徴とするスチールコード。
2. （２）コード平均径（Ｄ＿１）がクローズ撚りのコード
   径（Ｄ＿２）の１．１〜１．５倍とした請求項第１項記
   載のスチールコード。
3. （３）請求項第１項又は請求項第２項記載のスチールコ
   ードをベルト部、カーカス部、チェーファ部の少なくと
   も一部に設けてなることを特徴とするタイヤ。