JP5379032B2

JP5379032B2 - ゴム補強用複合コード

Info

Publication number: JP5379032B2
Application number: JP2010018827A
Authority: JP
Inventors: 久美子茶谷; 慎太郎嶋田; 誠司伊藤
Original assignee: Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 2010-01-29
Filing date: 2010-01-29
Publication date: 2013-12-25
Anticipated expiration: 2030-01-29
Also published as: JP2011157645A

Description

本発明は、ゴム補強用複合コードに関するものであり、特にタイヤ、ホース、ベルト等の補強に使用されるゴム補強用複合コードに関するものである。

一般に、耐疲労性の観点から、ゴム補強用コードに用いられる複合撚糸コードの多くは同じ下撚数のコードを複数本合わせて、下撚と逆方向に上撚が施されている。それは下撚コードの種類が異なり、破断伸度が異なる場合でも同様であり、下撚回数はほぼ同程度であり、それらを合わせて、下撚と逆方向に上撚りが施される（たとえば特許文献１）。

しかし、これらの複合撚糸コードに使用した下撚コードの破断伸度が異なる場合、複合撚糸コードの破断伸度は破断伸度の低い下撚コードに支配され、破断伸度の高い下撚りコードの強力利用率が低くなり、複合撚糸コードの破断強力が大幅に低下するといった問題がある。

特開２００５−２２４５５号公報

本発明は、以上の事情を背景としてなされたものであり、耐疲労性に優れ、しかも高い強力を有するゴム補強用複合コードを提供することを目的とする。

前記の課題は、「２種類のコードＡ及びコードＢからなる複合コードであって、コードＡは、引張強度が８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、破断伸度が１４％未満の糸条からなり、かつ３０〜６０回／１０ｃｍの下撚が施されており、コードＢは、破断伸度が１４〜２５％の糸条からなり、かつ無撚か、もしくは該コードＡと同じ方向に１０回／１０ｃｍ以下の下撚が施されており、さらに、該コードＡとコードＢを引き揃え、下撚と逆方向に２５〜６０回／１０ｃｍの上撚が施されていることを特徴とするゴム補強用複合コード」により解決することができる。

本発明のゴム補強用複合コードは、伸度の異なる２種類のコードに、それぞれ異なる撚りを施し、さらにこれらを巧みに組合せることによって、高い耐疲労性を維持しながら、高強力をも実現している。

以下、本発明を詳細に説明する。本発明のゴム補強用複合コードは、２種類のコードＡ及びコードＢからなる複合コードである。なお、ここで「２種類のコードＡ及びコードＢからなる」とは、次に説明するように、コードを構成する糸条の破断伸度や、撚数の異なる２種類のコードＡ及びコードＢからなることを意味し、コードＡ及びコードＢを構成する糸条が、それぞれ異なるポリマー等からなることを意味するものではない。

本発明においては、上記複合コードにおいて、（１）コードＡは、引張強度が８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、破断伸度が１４％未満の糸条からなり、かつ３０〜６０回／１０ｃｍの下撚が施されていること、（２）コードＢは、破断伸度が１４〜２５％の糸条からなり、かつ無撚か、もしくは該コードＡと同じ方向に１０回／１０ｃｍ以下の下撚が施されていること、さらに、（３）該複合コードが、上記コードＡとコードＢとを引き揃え、下撚と逆方向に２５〜６０回／１０ｃｍの上撚が施されてなる複合コードであることが肝要である。

すなわち、コードＡを構成する高強度でありかつ破断伸度が１４％未満といった低伸度の糸条には３０〜６０回／１０ｃｍの下撚を施し、一方、コードＢを構成する破断伸度が１４〜２５％のコードＡ対比高伸度の糸条は無撚とするか、または極めて少ない撚を施すことによって、後述する上撚を施した後において、両コードの伸度が同程度となり、複合コードが破断する際、両コードが同時に破断するようになり、高強力の複合コードとすることができる。また、本発明は、上記のコードＡ及びコードＢの下撚数、複合コードの上撚数を前記のようにしたとき、高強力であるのみならず、同時に耐疲労性にも優れた複合コードが得られることを見出したものである。

よって、本発明においては、（１）コードＡを構成する糸条は、引張強度が８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、破断伸度が１４％未満とする必要がある。上記引張強度が８ｃＮ／ｄｔｅｘ未満では十分が強度を有する複合コードが得られない。また、こうした高強度の糸条は低伸度のものが多く、本発明は、該糸条の破断伸度が１４％未満と極めて低くても、これを他の糸条と巧みに組合せることによって、その強度を最大限に生かし、同時に屈曲疲労性をも改善しようとするものである。

本発明においては、コードＡは、上記糸条に３０〜６０回／１０ｃｍの下撚を施したものであるが、この下撚数が、３０回／１０ｃｍ未満では耐疲労性が不足し、一方、６０回を越えると強力低下が著しい。

一方、本発明においては、（２）コードＢを構成する糸条の破断伸度が１４％以上である必要があり、該破断伸度が１４％未満では、複合コードの耐疲労性を向上させることができず、破断伸度は２５％を越えると、コードＡを構成する糸条に前記の撚りを施しても、コードＡとコードＢの伸度差が大きくなり過ぎて高強度の複合コードとすることができない。また、コードＡ及びコードＢを引き揃えて複合コードとすることが難しくなる。

本発明においては、コードＢは無撚か、もしくは下撚を施す場合は、コードＡと同方向に下撚を施し、その下撚数は、１０回／１０ｃｍ以下とする必要があり、５回／１０ｃｍ以下とすることが好ましい。該下撚数が１０回／１０ｃｍを越えるとコードＡと伸度差が大きくなり、コードＢの強力利用率が大幅に低下し、複合コードの強力が低下する。

さらに、本発明においては、（３）上記のコードＡとコードＢとを引き揃え、下撚と逆方向に２５〜６０回／１０ｃｍの上撚を施した複合コードとする必要がある。上撚数が、２５回／１０ｃｍ未満では耐疲労性が不足し、一方、６０回／１０ｃｍを越えると強力低下が著しい。本発明においては、コードＡの糸条の繊維軸方向に対する撚角がほぼ０°になるように上撚を施す、つまり、下撚を施すことでコードＡの撚角は大きくなるが、さらに同程度の撚数の上撚を施すことによって下撚を打ち消し、撚角がほぼ０°となるようにする。そうすることにより、コードＡを構成する高強度かつ低伸度の糸条が繊維軸方向に配列し、該糸条の強力利用率が高くなり、高強度、高弾性率の複合コードが得られる。同時に、高伸度のコードＢも上撚がかかることより引き揃え性が向上し、また、高伸度のコードＢが、低伸度のコードＡに巻きつく形状となり、複合コードの耐疲労性が向上する。

コードＡを構成する糸条に用いる繊維としては、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリエチレンナフタレート繊維などのポリエステル繊維、ナイロン６繊維、ナイロン６６繊維などの脂肪族ポリアミド繊維、芳香族ポリアミド繊維、ポリエチレン繊維、ポリケトン繊維、ポリパラフェニレンベンズオキサゾール繊維、炭素繊維、ポリビニルアルコール繊維、セルロース繊維などの合成繊維、半合成繊維が挙げられ、特に汎用性、取扱性に優れたポリエステル繊維、中でも力学特性、耐熱性、耐薬品性に優れたポリエチレンナフタレート繊維が好ましい。

一方、コードＢを構成する糸条に用いる繊維としては、上記繊維を同様に例示できるが、前記破断伸度としても高強度であり、かつ耐疲労性に優れも優れていることから、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリエチレンナフタレート繊維などのポリエステル繊維、ナイロン６繊維、ナイロン６６繊維などの脂肪族ポリアミド繊維が好ましく、特に高伸度かつ高強度である点から脂肪族ポリアミド繊維が好ましい。

コードＡおよび／またはコードＢを構成する糸条は、長繊維からなるマルチフィラメント糸であっても、短繊維からなる紡績糸であってもよいが、繊維の強度を十分に生かすことができるマルチフィラメント糸が好ましく、特にコードＡとして、マルチフィラメント糸を採用することが好ましい。

複合コードや、コードＡ及びコードＢに用いる糸条、該糸条を構成する繊維は、前記の引張強度や破断伸度等を満足すれば、繊維の繊度、フィラメント数、断面形状、微細構造や、ポリマー中の添加剤の有無等は、なんら限定を受けるものではなく、用途等によって、任意の構成を採用することができる。

例えば、複合コードをタイヤコードとして用いる場合は、複合コードの総繊度は５００〜２０００ｄｔｅｘが好ましい。該総繊度が、５００ｄｔｅｘ未満では、タイヤに必要な強度を確保するためにコード数の増加を招くことになり、一方、２０００ｄｔｅｘを越えると、コードが太くなってタイヤの厚さが増加するなど、同様にタイヤ重量の増加を招くことになるため、上記繊度の範囲とすることが好ましい。コードＡの総繊度と、コードＢの総繊度とは、同じであっても良いが、コードＢの総繊度を、コードＡの総繊度より小さくすることが、強度と耐久性のバランスをとる観点から好ましい。また、コードＡ及び／またはコードＢは、下撚段階で複数本の糸条を合糸して用いてもよい。

また、上記複合コードにおいて、コードＡを構成する繊維の本数は、１５０〜４００本の範囲、またコードＢを構成する繊維の本数は、１００〜４００本の範囲であるのが好ましい。前記本数が夫々上限値を超えると、繊維が細過ぎとなって、繊維同士の擦れによりコードの強度低下を招く傾向となり、逆に下限値を超えると、繊維が太くなりすぎて、耐久性に問題が生じる。
以上に説明した本発明の複合コードは、例えば、リング撚糸機等を用い公知の方法に製造することができる。

以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。なお、実施例における特性の測定は、下記の測定法で行った。
（１）コードＡ、コードＢの引張強度、破断伸度、及び、複合コードの強力、破断伸度
ＪＩＳＬ１０１７に準拠して測定した。
（２）耐疲労性（屈曲疲労試験後の強力、破断伸度、強力保持率）
複合コードの一端に１．０ｋｇの荷重を取り付け、直径１０ｍｍのローラーに掛け渡し、他端をコードの長軸方向に振幅５０ｍｍ、速度１００回／分で振動させることにより、コードを繰り返し屈曲させ、これを屈曲回数１万回繰り返す屈曲疲労試験を行い、該試験後の複合コードの強力、破断伸度を上記（１）と同様にして測定した。また、下記式にて、強力保持率を測定した。
強力保持率（％）＝屈曲疲労試験後の複合コードの強力（Ｎ）／屈曲疲労試験前の複合コードの強力（Ｎ）×１００

［実施例１］
引張強度８．４ｃＮ／ｄｔｅｘ、破断伸度１３％のポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）繊維（帝人ファイバー（株）製“ＴＥＯＮＥＸ”）からなる１１００ｄｔｅｘ／２５０フィラメントのマルチフィラメント糸を使用し、該マルチフィラメント糸に４８回／１０ｃｍでＺ方向に下撚を施し、これをコード１とした。
引張強度９．１ｃＮ／ｄｔｅｘ、破断伸度２０％の脂肪族ポリアミド繊維（旭化成（株）製“レオナ”）からなる９４０ｄｔｅｘ／１４０フィラメントのマルチフィラメント糸を使用し、該マルチフィラメント糸には下撚は施さず、これをコード２とした。
上記のコード１とコード２を引き揃え４６回／ｃｍでＳ方向に上撚を施し、複合コードを得た。いずれの撚糸もリング撚糸機を用いて行った。結果を表１に示す。

［実施例２］
引張強度９．１ｃＮ／ｄｔｅｘ、破断伸度２０％の脂肪族ポリアミド繊維（旭化成（株）製“レオナ”）からなる９４０ｄｔｅｘ／１４０フィラメントのマルチフィラメント糸を使用し、該マルチフィラメント糸には１０回／１０ｃｍでＺ方向に下撚を施し、これをコード３とした。
コード２に代えて、上記コード３を用いた以外は実施例１と同様にして複合コードを得た。結果を表１に示す。

［比較例１］
引張強度９．１ｃＮ／ｄｔｅｘ、破断伸度２０％の脂肪族ポリアミド繊維“レオナ”（旭化成（株）製）、からなる９４０ｄｔｅｘ／１４０フィラメントのマルチフィラメント糸を使用し、該マルチフィラメント糸に５２回／１０ｃｍでＺ方向に下撚を施し、これをコード４とした。
コード２に代えて、上記コード４を用いた以外は実施例１と同様にして複合コードを得た。結果を表１に示す。

［比較例２］
上撚の撚数を、４６回／ｃｍから１０回／ｃｍに変更した以外は、比較例１と同様にして複合コードを得た。結果を表１に示す。

本発明のゴム補強用複合コードは、高い耐久性を有しながら、強力にも優れており、特にタイヤ、ホース、ベルト等の補強用コードとして使用することができる。

Claims

２種類のコードＡ及びコードＢからなる複合コードであって、コードＡは、引張強度が８ｃＮ／ｄｔｅｘ以上、破断伸度が１４％未満の糸条からなり、かつ３０〜６０回／１０ｃｍの下撚が施されており、コードＢは、破断伸度が１４〜２５％の糸条からなり、かつ無撚か、もしくは該コードＡと同じ方向に１０回／１０ｃｍ以下の下撚が施されており、さらに、該コードＡとコードＢを引き揃え、下撚と逆方向に２５〜６０回／１０ｃｍの上撚が施されていることを特徴とするゴム補強用複合コード。
前記コードＡを構成する糸条がポリエチレンナフタレート繊維からなり、コードＢを構成する糸条が脂肪族ポリアミド繊維からなる請求項１記載のゴム補強用複合コード。