JPS6049421B2 - 金属コ−ドとゴムの複合体 - Google Patents

金属コ−ドとゴムの複合体

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JPS6049421B2
JPS6049421B2 JP55109135A JP10913580A JPS6049421B2 JP S6049421 B2 JPS6049421 B2 JP S6049421B2 JP 55109135 A JP55109135 A JP 55109135A JP 10913580 A JP10913580 A JP 10913580A JP S6049421 B2 JPS6049421 B2 JP S6049421B2
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rubber
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metal cord
composite
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属コードて補強された金属コート−ゴム複合
体、特に新規な撚構造を有する金属コードを使用するこ
とにより、その金属コードの耐腐蝕性を改善し、使用寿
命を大幅に向上した金属コート−ゴム複合体に関するも
のである。
金属コードとゴムとの複合体は、特にスチールラジアル
タイヤにおいて、そのベルト補強層として使用されてお
り、このベルト補強剤には４本ないし５本のフィラメン
トを撚り合す）せたいわゆる１×４または１×５構造の
スチールコードが従来から応く使用されている。
これら金属コードはその断面形状をみると第１図の如く
その中央部が空洞の状態になつている。上記の如きスチ
ールコードをベルト補強剤に使用した場合、タイヤか路
面上を走行する間に小石や釘などにより金属コードに到
達するような外傷を受けるとその傷口から侵入した水分
がコードの中央部の空洞の中を容易に浸透して行き、そ
の結Ｊ果金属コードが腐食され、コードとゴムとの接着
が低下し、いわゆるコードとゴム間におけるセパレーシ
ヨンという現象を起こすといつた欠点があつた。
このような欠点を改良すべく現在までに種々検討がなさ
れているが、その中で特開昭５５−９０６９２号公報に
あるように、前記第１図に示したような各フィラメント
相互間に空隙が全くない、もつともコンパクトなコード
径を有する従来コードよりも、コード径をやや大きめに
撚り合せることによつて各フィラメントを相互に接触さ
せずに各フィラメント間に空隙を設け、かつコード断面
が円に内接するような均一断面を有する第２図に示した
ようなコードが提案され、このようなコードであれはゴ
ムに埋設後、熱入れ加硫工程において、ゴムが加硫初期
の流動状態にあるとき、ゴムがフィラメント相互間の空
隙からコードの中央部の空洞に浸透することにより、外
傷から浸入した水がコードの中を拡散しないため、金属
コードの耐腐蝕性が改善されるとしている。
しかしながら、上記公報に記載されたコードは、本発明
者らの経験によれば、熱入れ加硫工程は通常４〜４０ｋ
９／ｃイの圧力下で行なわれるため、この圧力によりコ
ードのふくらみが押しつぶされてしまい、フィラメント
相互間の空隙がほとんど失なわれ、その結果流動状態の
ゴムがコードの中央部の空洞にほとんど浸入できず、た
とえ浸入したとしても部分的にわずかにゴムが浸入する
のみで、このようなコードを使用した製品が外傷を受け
ると、外傷から浸入した水分により、部分的に浸透した
ゴムとコードとの界面が短時間のうちに腐食されてしま
い、そのすき間から更に水分がコードの長さ方向に拡散
し、その結果コードとゴムとの間にセパレーシヨンが生
じてしまうといつた欠点を有していることが明らかであ
る。
かかる現況に鑑み、本発明者らは、上記欠点を解決すべ
く鋭意研究した結果、全く新しい概念の金属コードをゴ
ムに埋設すれば良いことを見出し本発明に到達した。
すなわち本発明は、金属コードをゴムにて埋設！した金
属コードとゴムの複合体において、前記金属コードが少
なくとも３本の金属フィラメントの撚り合わせ束から成
り、この撚り合わせ束の長手方向と直交する断面におけ
る金属フィラメントの配列が、各フィラメントの相互間
で不等間隔をな・す離散域のほか、少なくとも１の隣接
相互間で離隔し残りの隣接相互間では接触する、部分的
な接触域を含んて、長手方向に不規則断面分布をなし、
しかもゴムに埋設する前の状態で、コード１本当り５．
０ｋ９の荷重を掛けた時の伸度（Ｐ１）が０．２〜１．
２％の範囲であり、この伸度Ｐ１に応じて２．０ｋ９の
荷重を掛けた時の伸度（Ｐ２）がＰ２（％）≦０．９４
７Ｐ１−０．０８３て表わされる関係を満たす金属コー
ドであることを特徴とする金属コードとゴムとの複合体
に関するものである。
本発明において使用する金属コードは、例えば第３図に
示した種々の断面形状がコードの長さ方向に少なくとも
３種混在しているコードであつフて、５．０ｋ９の荷重
を掛けた時の伸度Ｐ１が０．２〜１．２％の範囲であり
、かつ２．０ｋ９の荷重を掛けた時の伸度Ｐ２（％）が
０．９４７Ｐ１−０．０８３以下さらに好ましくは０．
９４７Ｐ１−０．２０４以下であることが必要である。
この理由はＰ１が０．２％未満の場合は従来のコンパ門
クトコードと大差なく、本発明の目的を達成することが
できず、また１．２％を越えると裁断コードの端部が撚
り乱れを生じやすく作業性上の問題があるため好ましく
ないためてある。このうち作業性を重視する場合は０．
２〜０．７％の範囲がより好ま・しく、ゴム浸透性を重
視する場合は０．７〜１．２％の範囲がより好ましい。
またＰ２が０．９４７Ｐ１−０．０８３を越えるとゴム
に埋設された後、熱入れ加硫される工程で、コードが加
硫圧力で押しつぶされやすい断面形状が多くなり、その
結果ゴムが浸透しにくくなるため好ましくないからであ
る。Ｐ２とコードへのゴムの浸透性との関連につき以下
さらに詳述する。
一般的にオープン撚りコードに於ては、コードの引張り
応力を加えると各構成フィラメントはコードの中心に向
かつて圧縮しようとする。
ここで伸度Ｐ１が一定であつても、伸度Ｐ２が大きい場
合と小さい楊合とがある。前者は第２図に示される如く
、コードの断面形状が長さ方向に均一（フィラメント間
隙が一様）である場合で、各構成フィラメントが自由に
中心に向つて移動しようとするため、２ｋ９荷重時では
コードとして伸びが比較的大きくなるのである。
これに対し後者は第３図（１×５）のＢ上に示される如
く、コードの断面形状が不均一で、フィラメント同士が
接触している楊合であり、各フィラメントが中心に向つ
て移動しようとしても、接触した各２本のフィラメント
に関しては互いに接触圧（反発力）が働くため、２ｋ９
荷重時てはコードが伸びが小さくなるのである。断面形
状において、フィラメント同士の接触点の数が接点数と
すれば、コードの断面形状の不均一さは接点数で表わさ
れる。
接点数の多いコード程、断面が不均一なのである。単撚
構造においては、フィラメント構成が１×５のときは接
点数が４（第３図１×５のＥ）、１×４のときは接点数
が３（第３図１×４のＤ）の場合、断面形状の不均一性
が最大となる。
本発明において使用する金属コードでは撚ピッチが３〜
１６ＴｎＩｒＬであることが好ましい。
この理由は撚ピッチが３ｗｔ未満ではコード製造時の生
産性が著しく低下し、実用上商業ベースに乗らす、また
１６Ｔｒ０ｆＬを越えるとコードの座曲疲労による耐コ
ード折れ性が大きく低下し、いずれの場合も好ましくな
いためである。ここで、撚ピッチ８Ｔ０Ｉ１以上が生産
性の上で好ましいので８〜１６７ＷＬが実用上最適範囲
と言える。また本発明に使用する金属コードを構成する
フィラメントは、その直径が０．１２〜０．４ｗ０Ｔｔ
であることが好ましい。これは０．１２ｗｒ：１ｎ未満
てあると強力が小さすぎ、また０．４Ｔ０Ｌを越えると
疲労性が低下して実用上適しないためてある。また上記
金属コートとしてはその種類は限定されないが、入手し
易く安価である点からスチールコードが好ましく、この
場合フィラメントは、その表面がゴムとの接着を良好に
するため、Ｃｕ，Ｓｎ，Ｚｎ等あるいはこれらにＮｉや
ＣＯを含んだ合金によつて被覆されていてもかまわない
。更に本発明において使用する金属コードは次の様にし
て製造することがてきる。
すなわちあらかじめ過大にくせづけしたフィラメントを
所定のＰ１（５ｋ９荷重時伸度）を持つようにコード径
方向に圧縮させることにより製造てきる。１例として第
１表の実験ＮＯ２のコードは、くせづけ直後のＰ１の値
が１．８％てあり、これを通常の撚機にて撚つた後、ロ
ーラーにて０．８７％まで圧縮したものである。
最後に本発明において、金属コードを埋設するゴムは天
然ゴムまたは合成ゴムてあるが本発明の金属コードとゴ
ムとの複合体を例えばラジアルタイヤのベルト補強層に
使用する場合、埋設ゴムの５０％モジユラスは１０〜４
０ｋ９／Ｃｒｌであることが好ましい。
この理由は５０％モジユラスが１０ｋｇ／ｄ未満の場合
は金属コードエンド部の歪が大きくなり耐ベルトエンド
セパレーシヨン（ベルトコード端よりのベルトコーティ
ングゴムの亀裂成長をいう）性が低下し、一方４０ｋ９
／ｄを越えると、ベルトコードの耐久性すなわちコード
折れが発生しやすくなり同時に加工性も著しく低下しい
ずれの場合も好ましくないためてある。以上のような構
成からなる本発明の金属コードとゴムとの複合体におい
ては、ゴムがコードの長手方向および断面方向に十分に
浸透しているため、外傷による水分の浸入に起因する金
属コード表面の錆の拡散が防止される。
そのため金属コードの腐食によるコードとゴムとの接着
力低下によるセパレーシヨン現象の大幅に改善され、本
発明の金属コードとコムとの複合体は使用寿命が著しく
改善される。このため本発明の複合体はタイヤに用いら
れて優れた効果を奏するはかりてなく、農業用耕耘機用
として又ベルト等工業用品に広範囲に用いることができ
る。なお本発明は、２＋７，３＋６，３＋９，４＋１０
，３＋９＋１５等の層撚りコードあるいは７×３，７Ｘ
４等の複撚りコードに適用することも可能である。
実施例１ 真鍮メッキを施したスチールフィラメントを撚り合せる
ことによつて第１表に示す１澹類の金属コードを作成し
た。
撚ピッチはいずれも９．５Ｔ０ｎである。これらの金属
コードをタイヤのベルトコーティングゴムとして用いる
５０％モジユラス２５ｋｇ／ｄのゴムにて埋設し加硫し
た後、金属コードを採取してコード中央部にゴムがほぼ
完全に浸透している部分の長さを測定し、ゴム浸透度合
いをコード全長に対する比率を指数て評価した。また比
較のために第１図に示したような従来金属コードについ
ても同様に評価した。結果を合せて第１表に示す。ここ
でＰ１およびＰ２は全長２０〜５０ｃｍの金属コードに
、各々５．０ｋ９、２．０ｋ９の荷重を掛けた場合の伸
度（％）であり、断面形状とは、コードの長さ・方向に
５ｒｆ０ｒＬ間隔の位置におけるコードの断面形状を拡
大鏡て観察し、第３図に示した記号て表示したものであ
る。上記第２表の実験ＮＯ．ｌ〜１２のコードについて
、Ｐ，を横軸、Ｐ２を縦軸にとり、コム浸透度合いが８
０〜１００は０１６０〜７９は◇、４０〜５９は、２０
〜３９はΔおよび０〜１９はとしてロッドしたのが第４
図である。
第１表および第４図から明らかなように、Ｐ２≦０．９
４７Ｐ１−０．０８３の範囲にある実験ＮＯ．ｌ〜５（
好ましくはＰ２≦０．９４７Ｐ１−０．２０４の範囲に
ある実験ＮＯ．ｌ〜２）の金属コードはゴムの浸透度合
が６５以上（好ましくは９５以上）てあつて、金属コー
ドにゴムが良く浸透しているのに対し、Ｐ２〉０．９４
７Ｐ１一０．０４３の範囲にある実験ＮＯ．９〜１２の
金属コードは各フィラメントが互いに接触しない均一に
断面形状のコードに近いものであり、ゴムの浸透度合い
が劣つていることがわかる。
次に上記第１表の実験ＮＯ．ｌ〜１２の金属コードをベ
ルト補強層（埋設ゴム５０％モジユラス２５ｋ９／ｄに
用い、サイズ１７５ＳＲ１４のタイヤを作成した。
これらのタイヤについて、その接地部に、金属コーｌド
に達するような直径３悶の穴をあけ、一般路で５万ｈ走
行させた後、前記穴の位置に相当する金属コードを採取
し、埋設ゴムとの接着界面がどの位の長さにわたつて接
着低下しているかを、コードの腐食長さとして評価し、
実験ＮＯ．ｌ３の金属コードを用いて同様に評価した場
合のコードの腐食長さを１００として指数て表わした。
値が小さくなる程良好。結果を前記第１表に示した。こ
のことから本発明に従う金属コードを用いた実験ＮＯ．
ｌ〜５のタイヤにおいては、金属コードの耐蝕性が改善
゜され、特にＮＯ．ｌ〜２はその改善が著しいため、使
用寿命が大幅に向上することがわかる。実施例２ 直径が０．２５ｍＪｎの真鍮メッキを施した５本のスチ
ールフィラメントからなる、Ｐ１＝０．７０％、Ｐ２＝
０．５２％、断面形状がＡＢＣＣ″ＤＤ″Ｅの本発明に
従う金属コードを、５０％モジユラスが１０〜４０ｋｇ
ゴムに埋設し、実施例１と同様に評価した。
結果を第２表に示す。第２表から明らかなように、埋設
ゴムのモジユラスに影響されずに本発明の目的が達成で
きることがわかる。
実施例３ 実施例２に使用した金属コードを農業用耕耘機のコム製
覆帯の補強剤として使用し、１年間にわたつて走行テス
トを実施した。
その結果からも本発明に従う金属コードは耐腐蝕性が大
幅に向上していることが明らかとなつた。
【図面の簡単な説明】
第１図はコンパクト型の従来金属コードの断面図、第２
図は特開昭５５−９０６９鏝公報に記載の金属コードの
断面図、第３図は本発明に従う金属コードの断面図、第
４図はＰｌ，Ｐ２とゴム浸透度合いの関係を示す線図で
ある。 １・・・・・・コード、２・・・・・フィラメント、３
・・・・・・接触点。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 金属コードをゴムに埋設した金属コードとゴムの複
    合体において、前記金属コードが少なくとも３本の金属
    フィラメントの撚り合せ束から成り、この撚り合せ束の
    長手方向と直交する断面における金属フィラメントの配
    列が、各フィラメントの相互間で不等間隔をなす離散域
    のほか、少なくとも１の隣接相互間で離隔し残りの隣接
    相互間では接触する、部分的な接触域を含んで、長手方
    向に不規則な断面分布をなし、しかもゴムに埋設する前
    の状態で、コード１本当り５．０ｋｇの荷重を掛けた時
    の伸度（Ｐ＿１）が０．２〜１．２％の範囲であり、こ
    の伸度Ｐ＿１に応じて２．０ｋｇの荷重を掛けた時の伸
    度（Ｐ＿２）がＰ＿２（％）≦０．９４７Ｐ＿１−０．
    ０８３で表わされる関係を満たす金属コードであること
    を特徴とする金属コードとゴムとの複合体。 ２ 前記伸度（Ｐ＿２）がＰ＿２≦０．９４７Ｐ＿１−
    ０．２０４で表わされる範囲にある金属コードである特
    許請求の範囲第１項記載の金属コードとゴムの複合体。 ３ 金属コードを埋設するゴムが５０％モジユラス１０
    〜４０ｋｇ／ｃｍ＾２のゴムである特許請求の範囲第１
    項または第２項記載の金属コードとゴムとの複合体。
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