JP5716111B2 - 波面付き要素を有する鋼コード - Google Patents

Description

本発明は、エラストマーの補強、例えば、ゴムコンベアベルト、ゴムタイヤ、ゴムホー
ス、ゴムタイミングベルト、またはポリウレタンによるタイミング装置などに好適な鋼構
造体に関する。鋼補強体は1つの鋼フィラメントからなる。本発明はまた、鋼フィラメン
トに空間的な波面形状を付与する処理方法に関する。

このような鋼構造体は、広く知られている。
最近の従来技術文献には、鋼フィラメントが１つまたは２つのうねりを有する鋼構造体
、すなわち、撚りによる塑性変形以外の塑性変形が施された鋼フィラメントを有する構造
体が使われる傾向にある、と述べられている。この付加的な鋼フィラメントの塑性変形は
予成形によって容易に与えることができ、その結果として鋼フィラメントにうねりパター
ンが形成される。

US-A-5,020,312（ココク：優先権、１９８９年）およびUS-A-5,111,649（ココク）は３
本ないし５本の鋼フィラメントからなる鋼コード構造体を開示している。この構造体にお
いて、少なくとも１つの鋼フィラメントは、いわゆる「波面（クリンプ）」を備えている
。この波面は、比較的鋭い角度で傾斜されたジグザグ形状を有し、その鋭角度は成形工具
に依存する。波面は、平面波面を呈し、２つの歯車によって形成される。傾斜部の底の平
坦部によって形成される穴部は、鋼コード構造体へのエラストマーの浸透を促進させる効
果がある。

他の波形がEP-A-0,462,716に記載されている。この文献によれば、鋼コードは３本ない
し２７本の鋼フィラメントを有し、それらの２５％ないし６7％の鋼フィラメントが特殊
なつる巻き、すなわち、螺旋の形状を有している。この螺旋形状を付与する塑性変形は予
成形ピンを回転させることによってなされる。螺旋形状を設ける目的は、いわゆる部分荷
重伸び（PLE、この用語の定義は後述する）を増加させることなく、鋼コード構造体への
エラストマーの浸透を促進する点にある。これらの鋼コードは「SPACY」の商品名で市販
されている。このコードの重大な欠点は、その製造がエネルギーを消耗する点およびその
製造が非効率な点のいずれかまたは両方にある。すなわち、もし螺旋のピッチが撚りのピ
ッチよりも小さいと、予成形ピンの回転速度を下流側の二重撚線機の回転速度の２倍より
も大きく設定しなければならない。

さらに他の波形がWO-A-95/16816（ベッケルト：優先権、１９９３年）に記載されてい
る。この文献によると、鋼構造体は鋼フィラメントからなり、少なくとも１つの鋼フィラ
メントは多角形に予成形されている。この多角形は、曲率半径を変更可能な予成形装置に
よって得られる空間波形である。この鋼構造体は、「BETRU」の商品名で市販されている
。

本発明の目的は、鋼構造体の鋼フィラメントに従来技術の波形とは異なる波形を提供す
る点にある。
本発明の他の目的は、既存の波形の利点と組み合わせることができる波形を鋼フィラメ
ントに設ける点にある。
また、本発明の他の目的は、波形のパラメータを選択することによって多数の特定の形
態を呈することが可能な波形を提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、波形の製造がエネルギーを消耗する工具を用いることなく
行えるような波形を提供する点にある。
また、本発明の他の目的は、フィラメントの何本か、例えば、コア・フィラメントに波
形を設けることによって卵形の横断面を有する鋼構造体を提供する点にある。

本発明によれば、エラストマーを補強するのに適した鋼構造体が提供される。鋼補強体
は１つの鋼フィラメントからなる。この鋼フィラメントに、第１波面および第２波面が設
けられる。第１波面は、第２波面の面と実質的に異なる面に延在する。

こうして、エネルギーを消耗する予成形工具によって駆動されることなく、空間波形が
得られる。

本鋼構造体の他の利点は、多数の波形を設けることができる点にある。すなわち、第１
波面は、第１波面ピッチと第１波面振幅を有している。第２波面は、第２波面ピッチと第
２波面振幅を有している。これは、ある範囲にわたって互いに独立して変更可能な４つの
設計パラメータを意味している。
第１波面ピッチは第２波面ピッチと等しくても異なっていてもよい。それらの波面ピッ
チが等しい場合、円形または卵形の空間螺旋形態が得られる。一方、それらの波面ピッチ
が異なっている場合、螺旋とは別の空間形態をもたらす。

第１波面振幅は第２波面振幅と等しくても異なっていてもよい。それらの波面振幅が異
なっていると、第１波面と第２波面の設けられたフィラメントが最終的な鋼構造体内で自
転しないという条件の下で、卵形の横断面を呈する空間形態をもたらす。
さらに変更可能な他のパラメータとして、第２波面の形成される2つの面間の角度が挙
げられる。ただし、これらの面はできるだけ互いに異なっているのが好ましい。例えば、
2つの面の最大離間角度は約９０°が最も好ましい。

本発明による鋼構造体の鋼要素は、鋼フィラメント、撚られていない鋼フィラメントの
束、または撚られた鋼フィラメントからなる鋼ストランドとして構成されるとよい。本発
明による鋼構造体は、上記の種々の鋼要素の組合せから構成されてもよい。

鋼構造体は、互いに平行に隣接して他の巻付けフィラメントまたは補強の対象となるエ
ラストマーと相溶性のある接着剤によって結束される１つ以上の鋼フィラメントからなる
非撚線構造体であってもよい。
変更例として、多数の鋼フィラメントを互いにほぼ平行に隣接して延在させてもよい。
これは、例えば、通常の比較的低回転速度で回転する撚線装置に鋼フィラメントを比較的
高い線速度で通過させることによって非常に大きな撚りピッチで撚ることによって達成さ
れる。

鋼構造体はまた、構成フィラメントの何本かまたはすべてが同類の構造体内に撚れるよ
うな撚り構造体であってもよい。

第１波面ピッチと第２波面ピッチの少なくとも１つは、それらの第２波面を有する鋼フ
ィラメントの撚りピッチよりも小さく設定されるのが好ましい。

本発明の第１用途例として、一般的な撚り構造体の内でｎ×１鋼コード、すなわち、基
本的に２本ないし５本の鋼フィラメントからなる鋼コードが挙げられる。
この用途例の第１実施態様において、これらの構成フィラメントの何本かまたは全てに
、ゴムの浸透を促進させるために第１波面および第２波面が設けられる。１例として、１
つまたは２つのフィラメントに第１波面および第２波面の設けられた４×０．２８コード
が挙げられる。このようなコードは、タイヤのブリーカ・プライに用いられる。
第２実施態様において、破断点伸びを５％よりも大きい値にまで向上させるために、フ
ィラメントの全てに第１波面および第２波面が設けられる。
１例として、第１波面および第２波面が設けられた５本のフィラメントからなる５×０．
３８コードが挙げれる。付加的な利点として、このコードは破断点伸びを実質的に減少さ
せずに比較的大きな撚りピッチ（１４ｍｍないし２０ｍｍ）で撚ることが可能である。
他の例として、 すべてのフィラメントに第１波面および第２波面が設けられた４×０
．２２コードおよび５×０．２２コードが挙げられる。これらの高伸びコードは、自動二
輪車のタイヤの補強に適している（自動二輪車のタイヤの赤道面に対してほぼ0°の角度
で配置される）。

本発明の第２用途例として、１本のコア（または多数のコア・鋼フィラメント）とその
コアの周囲に撚られたｍ本の鋼フィラメントからなる層からなり、付加的にｎ本の鋼フィ
ラメントからなる第２層がｍ本のフィラメントからなる第１層の周囲に撚られる、いわゆ
る（１＋ｍ）鋼コードまたは（１＋ｍ＋ｎ）鋼コードが挙げられる。

一又は二以上のコア・鋼フィラメントに、ａ）コア内へのエラストマーの浸透を促進す
るため、および/またはｂ）コアの卵形横断面を得て、コード全体として卵形横断面を得
るため、および/またはｃ）コア・鋼フィラメントがコード内で位置ずれを起こすのを防
ぐために、第１波面および第２波面が設けられるとよい。
１例として、単一コア・フィラメントを備える（１＋６）構成において、ゴム浸透性を
高め、かつコード内の単一コア・フィラメントの投錨効果を向上させ、すなわち、コアの
位置ずれを防ぐために、単一コア・フィラメントに第１波面および第２波面を設けた例が
挙げられる。卵形横断面が得られるという観点から、第１波面振幅は第２波面振幅よりも
大きい方がよい。他の例として、３本のコア・フィラメントを備える（３＋８+１３）構
成において、３本のコア・フィラメント間の中心へのゴム浸透を促進させるために、それ
らのコア・フィラメントに第１波面および第２波面が設けられた例があげられる。
同様の用途例として、７×７構成内のストランドのコア・フィラメントを、第１波面お
よび第２波面が設けられた２本または３本のフィラメントからなる２×１または３×１要
素に置き換える例が挙げられる。
他の例として、公知の「３×ｄ＋９×ｄ＋１５×ｄ」構成を「５×ｄ1＋９×ｄ＋１５
×ｄ」構成に置き換える例（コア・フィラメント径ｄ１はコア・フィラメント径ｄよりも
小さい）が挙げられる。コア・フィラメントには第１波面および第２波面が設けられ、ゴ
ム浸透性と伸びは向上するが剛性は低下する。

本発明の第３の用途例として、互いに同じ撚り方向かつ同じ撚りピッチで撚られたｎ本
の鋼フィラメントからなるｎ×１緊密コードが挙げられる。１例として、ゴム浸透性を向
上させてかつコアの位置ずれを防ぐために、全てのコア・フィラメントに第１波面および
第２波面が設けられた３×０．３６５または９×０．３４５ＣＣ（ＣＣは緊密コードの略
称）が挙げられる。
他の例として、高い伸びを得るために、１２本のフィラメントの全てに第１波面および
第２波面が設けられた１２×０．３８ＣＣの例が挙げられる。このようなコードはゴムコ
ンベアベルトを補強するのに適した織物構造の横織りまたは縦織り要素として用いられる
。

第４の用途例として、それぞれが２つ以上のフィラメントからなる２つ以上のストラン
ドによって構成される多重ストランド鋼コードが挙げられる。このようなストランドがコ
ード内においてフィラメントが撚られるのと同じ方向に撚られると（いわゆるラングの層
コード）、高い破断点伸びが得られる。この場合、比較的小さい撚りピッチが設定される
。
しかし、本発明によれば、もしフィラメントの何本かまたはすべてに第１波面および第
２波面が設けられると、破断点伸びを減少させずに大きな撚りピッチが可能になり、その
結果、コードをより効率的に製造することができる。
さらに本発明によれば、全てのフィラメントに設けられた第１波面および第２波面と既
存の小さな撚りピッチを組み合わせることができる。その結果、より高い破断点伸びが得
られる。引張強度および破断強度の不可避的な低下は、コア・ストランドをさらに付加的
に用いることによって補償される。このコア・ストランドフィラメントにも第１波面およ
び第２波面を設けることができる。

第５の用途例として、コンベアベルトの補強に用いられるような多重ストランド鋼コー
ドが挙げられる。この場合、ストランド間へのゴムの浸透を高めるために、ストランドの
全体に第１波面および第２波面が設けられる。

本発明の他の態様によれば、鋼フィラメントに空間的な波形を付与する方法が提供され
る。本方法は、（ａ）第1平面に延在する第１波面を前記鋼フィラメントに付与する段階
と、（ｂ）前記第1平面と実質的に異なる第2平面に延在する第２波面を前記鋼フィラメン
トに付与する段階を含む ことを特徴とする。

第１波面および第２波面をいかに鋼フィラメントに設けるかを概略的に示す図である。 鋼フィラメントに付与された第１波面を示す図である。 鋼フィラメントに付与された第２波面を示す図である。 第１波面および第２波面が設けられた２つのフィラメントを備える１×４鋼コードの横断面を示す図である。 第１波面および第２波面が設けられた５つのフィラメントを備える１×５鋼コードの横断面を示す図である。 第１波面および第２波面が設けられたコア・フィラメントを備える（１＋６）鋼コードの横断面を示す図である。 第１波面および第２波面が設けられた３本の中心フィラメントを備える１２×１緊密コードの横断面を示す図である。 全てのフィラメントに第１波面および第２波面が設けられた４×２多重ストランドコードの横断面を示す図である。 ５×０．３８コード（本発明）の荷重−伸び曲線を示す図である。

以下、本発明を添付の図面を参照してさらに詳細に説明する。
図１は、第１波面および第２波面をいかに鋼フィラメント１０に設けるかを概略的に説
明する図である。
鋼フィラメント１０は第１歯車対１２に向かって下流方向に移動される。歯車対１２の
回転軸はｙ軸と平行であり、歯車対１２によって付与される第１波面はｘｚ面内に延在す
る平面波面である。
第１波面が設けられたフィラメント１０はさらに第２歯車対１４に向かって移動される
。歯車対１４の回転軸はｘ軸と平行である。歯車対１４によって付与される第２波面もま
た平面波面であり、ｙｚ面内に延在する。鋼フィラメント１０に付与されたこのような波
面の全体は、明らかに、平面的ではなく空間的に延在している。

第１歯車対１２と第２歯車対１４はいずれも外部手段によって駆動される必要がない。
それらは鋼フィラメント１０が通過することによって駆動されて回転される。
第１波面が第２波面に影響されてｘｚ面からｙｚ面に傾斜または回転されるのを防ぐた
めに、第２歯車対１４を第１歯車対１２にできるだけ接近させて配置させることが重要で
ある。より一般的な見地から、およびフィラメントに付与される２つの波面を制御するた
めに、曲げモーメント、すなわち、２つの波面を付与するのに必要なモーメントはできる
だけ小さく維持される必要がある。これは、例えば、より小さい振幅の波面を最初に付与
して、その後、より大きい振幅の波面を付与することによって達成される。
また、より一般的な見地から、ねじりモーメント、すなわち、フィラメントを回転させ
るのに必要なモーメントはできるだけ高く維持されるべきである。なぜなら、２つの波面
付与操作中、またはそれらの操作の間、フィラメントの回転は阻止されねばならないから
である。ねじりモーメントをできるだけ高く維持する１つの方法として、波面を与える２
対の歯車間の距離を前述の最小距離に設定する方法が挙げられる。

第３およびそれ以後の歯車対が他の平面内または同一の平面内に設けられてもよい。こ
のようにして、以後の波面付与操作によって得られる空間的な波面構造は最適化され、す
なわち、さらに高次の変化が付与された波面構造とされる。

図２はｘｚ面内に延在する第１波面を示し、図３はｙｚ面内に延在する第２波面を示し
ている。
第１波面は、その波面の上下端間の距離として測定される第１波面振幅A1を有している
。この波面振幅A1はフィラメント径ｄを含んでいる。第１波面は、その波面の２つの極小
点間の距離と等しい第１波面ピッチPc1を有している。
第２波面は、その波面の上下端間の距離として測定される第２波面振幅A2を有している。
この波面振幅A2はフィラメント径ｄを含んでいる。第２波面は、その波面の２つの極小点
間の距離と等しい第２波面ピッチPc2を有している。
図２において、第２波面の極大点であるスポット１６は鋼フィラメント１０の軸と平行
の陰影線によって示され、第２波面の極小点であるスポット１８は鋼フィラメント１０の
軸と垂直の陰影線によって示されている。
図３において、第１波面の極大点であるスポット２０は鋼フィラメント１０の軸と平行
の陰影線によって示され、第１波面の極小点であるスポット２２は鋼フィラメント１０の
軸と垂直の陰影線によって示されている。第１波面振幅A1と第２波面振幅A2は互いに独立
して変更されてよい。すなわち、A1とA2は互いに等しくても異なっていてもよい。これら
２つの振幅A1とA2は、いずれも、フィラメント径よりもわずかに大きい最小値、例えば、
１．０５×ｄ（この場合、ほとんど波面が存在しない）とフィラメント径の約４〜５倍（
４〜５×ｄ）の最大値の間で変更されるとよい。この最大値は、構造的な安定の観点から
決められている。

第一波面ピッチPc1と第２波面ピッチPc2は互いに独立して変更されてよい。すなわち、
Pc1とPc2は互いに等しくても異なっていてもよい。Pc1がPc2に対してより異なっていると
、第２波面の傾きをより容易に防ぐことができる。２つの波面ピッチPc1とPc2は、いずれ
も、フィラメント径ｄの約５倍（５×ｄ）の最小値とフィラメント径ｄの約５０倍（５０
×ｄ）の最大値の間で変更されるとよい。しかし、撚り構造において、波面ピッチの少な
くとも１つ、もっとも好適には、波面ピッチの２つはその撚り構造における鋼フィラメン
トの撚りピッチよりも小さくすることが好ましい。
まったく自由に、すなわち、互いに独立して選択可能な上記のパラメータによって、非
常に多くの異なった波面の形態が得られる。
一例として、A1をA2と等しくなるように選択し、Pc1をPc2と等しくなるように選択し、
第２波面を第１波面に対して１/４ピッチだけずらすことによって、回転予成形ピンを用
いることなく、空間的螺旋の形態、または少なくともそれに近似した形態が得られる。
他の例として、A1をA2よりもかなり大きくなるように選択することによって、卵形、す
なわち、楕円形の横断面が得られる。

第１波面および第２波面が設けられた鋼フィラメント１０は、単一の鋼フィラメントと
して、例えば、ゴムタイヤのブリーカ・プライを補強するのに用いられる。

第１波面および第２波面が設けられた鋼フィラメント１０は、より複合化された鋼構造
体の内部において他の補強要素と隣接して配置される構成要素としても用いられる。この
より複合化された鋼構造体として、非撚り構造体、または２つ以上の鋼フィラメントが互
いに撚られる撚り構造体が挙げられる。

撚り構造体は、大別すると、基本的な手順が互いに異なる２つの方法で作製される。
第１の方法は、ケーブリング（撚り合わせ）とも呼ばれる、回転管状撚合せ機によって
行われる方法である。この技術によれば、個々の鋼フィラメントは自転しない。この鋼フ
ィラメントの非自転は、例えばフィラメントの顕微鏡観察によって確認できるが、引抜線
部の非回転による。（引抜線部は、比較的軟質の真鍮層に最終的な冷間引抜工程において
生じる不可避的な欠陥である。引抜工程は撚り工程の直前に行われるのが好ましい）。
第２の方法は、バンチング（結束）とも呼ばれる、二重撚線機によって行われる方法で
ある。この技術によれば、個々の鋼フィラメントは自転する。この自転は、引抜線部の回
転による。
上記の２つの方法は公知の技術である。

本発明者らは、鋼構造体内の鋼フィラメントが本発明による第１波面および第２波面を
備えた鋼フィラメントであるかどうかを検出する以下に述べる検出手順を開発した。
鋼構造体がケーブリングによる撚合せ構造体の場合、鋼フィラメントはその鋼構造体か
ら簡単にほぐし取られる。そのほぐし取られた鋼フィラメントを回転することによって、
a）異なった面内に延在する２つの波面、または b）２つの異なった波面ピッチ、または
c）２つの異なった波面振幅、または d）上記a）、b）およびc）の組合せが顕微鏡観察
によって発見できれば、このフィラメントは本発明による第１波面および第２波面を備え
ていることになる。

鋼構造体がバンチングによる結束構造体の場合、付加ねじれおよび残留ねじれがなくな
るまで、その鋼構造体の撚りを戻す必要がある。撚りを戻した後は、撚合せ構造体に対し
て行ったのと同じ手順を繰り返せばよい。

もちろん、他の検出技術も開発されている。例えば、WO-A-95/16816に開示されている
ように、鋼フィラメントに対して「キーエンス」ＬＳレーザ走査を行うこともできるし、
またフーリエ解析を適用することもできる。バンチングによる結束構造体の場合、そのバ
ンチングによる結束の周波数をフィルターで除外して、２つの波面の周波数およびそれら
よりも高次の調波を残留させればよい。

図４ないし図８は、第１波面および第２波面が設けられた１つ以上の鋼フィラメントを
備える撚り鋼構造体の横断面を示している。第１波面および第２波面を備えた鋼フィラメ
ントはすべて参照番号１０によって示され、それらの断面に交差陰影線が施されている。
一方、他の鋼フィラメントの断面には、いずれも一方向に傾斜した陰影線が施されている
。

図４は、４×０．２８鋼コード２４の断面を示している。ある程度の引張荷重が付加さ
れた鋼コード２４内にゴムを浸透させるために、２本のフィラメント１０は第１波面およ
び第２波面が設けられている。２本のフィラメント２６にはこれらの波面は設けられてい
ない。
ゴムの浸透を促進するために波面の設けられたフィラメントの数は、鋼コード内のフィ
ラメントの全体の数に依存する。フィラメントの全体の数が多くなるほど、波面の設けら
れたフィラメントの数も多くなる。
ゴムの浸透を促進するために波面の設けられたフィラメントの数は、波面の振幅とピッ
チにも依存する。一般的に、振幅が大きくなってピッチが小さくなるほど、ゴムはより多
く浸透し、波面の設けられたフィラメントの数は少なくなる。

図５は、高い破断点伸び（表５の結果を参照）が得られるように５本の鋼フィラメント
１０のすべてに２つの波面が設けられている５×０．３８鋼コード２８の断面を示してい
る。

図６は、単一のコア・フィラメント１０に第１および第２波面が設けられている（１＋
６）鋼コード３０の断面を示している。コア・フィラメント１０を囲んでいる層のすべて
のフィラメント２６にはそれらの波面が設けられていない。コア・フィラメントの第１波
面振幅が第２波面振幅よりもかなり大きいので、鋼コードは卵形の断面を呈している。こ
の卵形の形状が鋼コードの長さ方向に沿ってねじれないようにするには、鋼コードが最終
的に撚られる段階で、コア・フィラメントがその鋼コード内で回転しないようにしなけれ
ばならない。これは、ケーブリングによる撚合せ技術を用いる場合は、問題がない。バン
チングによる結束技術を用いる場合は、EP-A1-0676500に示唆されるコア・フィラメント
の自転を補償する方法を用いればよい。
この実施例の１変更例として、コア・フィラメントに第１波面および第２波面を設け、
それを包囲する層の６本のフィラメントをWO-A-95/16816に開示されている多角形として
もよい。
他の変更例として、コア・フィラメントと６本の外側フィラメントの両方に第１波面お
よび第２波面を設けてもよい。

図７は、３本の中心フィラメント１０に第１波面および第２波面が設けられている１２
×０．２０緊密コードの断面を示している。９本の外側フィラメント２６にはそれらの波
面は設けられていない。波面振幅と波面ピッチに依存する中心フィラメント１０の全体的
な波面を適切に調整することによって、中心フィラメントを外側フィラメントよりも厚く
せずに緊密コードに必要なゴム浸透性を与えることができる。ゴム浸透性がそれでも不充
分な場合、または十分なゴム浸透性を得るには波面振幅を過度に高く設定しなければなら
ない場合、９本の外側フィラメントにも第１波面および第２波面を設けるとよい。

図８は、すべての構成フィラメント１０に本発明による第１波面および第２波面が設け
られている４×２×０．３５伸長コードの断面を示している。各２×０．３５ストランド
に含まれる各０．３５フィラメントの撚りピッチを３．５ｍｍから６．０ｍｍに増やして
もよい。この場合、４×２×０．３５コード内の４本の２×０．３５ストランドの撚りピ
ッチを、破断点伸びを減少させずに９ｍｍから１６mmに増やすことができる。

０．２８ｍｍの直径を有する第１鋼フィラメントに、第１波面振幅A1＝０．５０ｍｍお
よび第１波面ピッチPc1＝５．０ｍｍの第１波面と、第２波面振幅A2＝０．５０ｍｍおよ
び第２波面ピッチPc2＝３．０ｍｍの第２波面が設けられた。
０．２８ｍｍの直径を有する第２鋼フィラメントに、第１波面振幅A1＝０．７５ｍｍおよ
び第１波面ピッチPc1＝５．０ｍｍの第１波面と、第２波面振幅A2＝０．５０ｍｍおよび
第２波面ピッチPc2＝３．０ｍｍの第２波面が設けられた。
上記のパラメータA1、A2、Pc1およびPc2はすべて波面付与歯車を媒体として互いの影響が
調和されたパラメータである。以下に述べるフィラメントに関する測定値としての有効な
パラメータは、例えば、第２波面は第１波面のパラメータに影響を与えるので、そのよう
な互いの影響が調和された上記のパラメータに依存して得られる。鋼コードへのフィラメ
ントの下流側のねじれも波面振幅と波面ピッチに影響を与えることがある。下流側の操作
によって、通常、波面振幅は減少し、波面ピッチは増大する。
上記の２本のフィラメントを０．２８ｍｍの直径を有する波面の設けられていないフィラ
メントを参考として比較した。

第１フィラメントと第２フィラメントは、それぞれ、ねじれピッチP=１６．０ｍｍの４×
０．２８鋼コードに適用され、以下に示す４つの具体例に用いられた。
具体例１は、上記の第１フィラメントからなる１本の波面を有するフィラメントと３本の
波面を有しないフィラメントによって構成されている。
具体例２は、上記の第１フィラメントからなる２本の波面を有するフィラメントと２本の
波面を有しないフィラメントによって構成されている。
具体例３は、上記の第２フィラメントからなる１本の波面を有するフィラメントと３本の
波面を有しないフィラメントによって構成されている。
具体例４は、上記の第２フィラメントからなる２本の波面を有するフィラメントと２本の
波面を有しないフィラメントによって構成されている。
これらの４つの具体例は、参照用の１６．０ｍｍのねじれピッチを有する４×０．２８オ
ープンコードと比較された。

「５０N（ニュートン）における鋼エレメント（鋼コードまたは鋼フィラメント）の部分
荷重伸び（PLE）」は、鋼エレメントに５０ニュートンの規定荷重が付加されたときの鋼
エレメントの長さの増加として定義され、規定の予張力（例えば、２．５ニュートン）の
もとに測定された鋼エレメントの初期の長さに対するパーセントとして表示される。

ゴム浸透は２つの方法で測定された。
第１の方法は、公知の利用しやすい圧力降下試験である。
第２の方法は、いわゆる出現率を測定する方法であり、本実施例において、以下の手順
によってコア・フィラメントの出現率が測定されている。撚りコードは製造条件に対応す
る条件下でゴムが充填されている。その後、個々の鋼フィラメントはほぐされ、出現率は
特定の鋼フィラメントの全表面積に対するその鋼フィラメントのゴムに被われた部分の表
面積として測定される。この出現率の測定において、その数値は用いられるゴムの種類に
大きく依存する。

０．３８ｍｍの直径を有する第１高張力鋼フィラメントに、第１波面振幅A1＝１．０ｍｍ
および第１波面ピッチPc1＝５．２ｍｍの第１波面と、第２波面振幅A2＝０．７５ｍｍお
よび第２波面ピッチPc2＝３．２ｍｍの第２波面が設けられた。
０．３８ｍｍの直径を有する第２高張力鋼フィラメントに、第１波面振幅A1＝１．０ｍｍ
および第１波面ピッチPc1＝５．２ｍｍの第１波面と、第２波面振幅A2＝０．５０ｍｍお
よび第２波面ピッチPc2＝３．２ｍｍの第２波面が設けられた。
０．３８ｍｍの直径を有する第３高張力鋼フィラメントに、第１波面振幅A1＝０．７５ｍ
ｍおよび第１波面ピッチPc1＝５．２ｍｍの第１波面と、第２波面振幅A2＝０．７５ｍｍ
および第２波面ピッチPc2＝３．２ｍｍの第２波面が設けられた。
上記のパラメータA1、A2、Pc1およびPc2はすべて波面付与歯車を媒体として互いの影響が
調和されたパラメータである。表３に示されるフィラメントに関する測定値としての有効
なパラメータは、例えば、第２波面は第１波面のパラメータに影響を与えるので、そのよ
うな互いの影響が調和された上記のパラメータに依存して得られる。鋼コード内へのフィ
ラメントの下流側のねじれも波面振幅と波面ピッチに影響を与えることがある。

上記の３種類の高張力フィラメントを用いて、表４に示される、本発明による１４．０mm
の撚りピッチを有する９本の５×0.３８コードが作製された。これらのコードにおいて、
鋼フィラメントのすべてに第１波面および第２波面が設けられている。

表５は、これらの９本の本発明によるコードと参照コードとしての１２．０ｍｍの撚り
ピッチを有する５×０．３８高張力オープンコードを比較した結果を示している。

以下、比較試験から得られた結果について説明する。長さ/径の比が大きい鋼コードは
圧縮に対する抵抗が小さい。しかし、ゴムを充填することによって、鋼コードの圧縮抵抗
は著しく改善される。ゴムが充填された鋼コードの圧縮特性に関する情報が得られるシリ
ンダー試験が開発されている。３０ｍｍの径と４８．２５ｍｍの高さを有するゴムシリン
ダーの厳密な中心個所が試験用鋼コードによって補強される。精密金型を用いて、鋼コー
ドに張力を加えながらゴムを硬化させることによって、そのコードをゴムシリンダーの軸
心に正確に沿った直線状に保持することができる。圧縮試験から、力と歪の関係を示すグ
ラフが得られる。Wkは不安定点、すなわち、座屈点における歪を示す。圧縮試験に関する
さらに詳細な情報は、L.BOURGOISによる「鋼コードの機械的特性の測定とその関連試験方
法」（特別技術刊行物６９４、アメリカ材料検査協会、１９８０年）から得られる。Wkが
３％を超えれば、保護プライ用鋼コードは良好な圧縮挙動を示す、とその文献に述べられ
ている。

表５に示される弾性係数の値は、平均値である。引張試験による荷重−伸び曲線によれ
ば、２つの異なった弾性係数が観察される。この２つの異なった弾性係数は、異なった波
面ピッチを有する２つの波面による。引張試験において、小さい波面ピッチを有する波面
は小さい荷重における伸びをもたらし、大きい波面ピッチを有する波面のみが大きい荷重
における伸びをもたらす。この２つの弾性係数は、表５の本発明コードNo.１の荷重−伸
び曲線を表す図９に示されている。
２つの明らかに異なる弾性係数は一点鎖線によって示されている。

多数の０．２２ｍｍフィラメントに第１波面および第２波面が設けられた。表６は、それ
らのフィラメントの特性を参照フィラメントとしての０．２２ｍｍの直線フィラメントの
特性を比較した結果を示している。

２つの波面を有する１２本のフィラメントを備える１２×０．３８緊密コードが作製され
た。このコードは、コンベア・ベルトを補強するための織物構造内の横織りフィラメント
として用いることができる。１２×０．３８緊密コード（CC）の４つの具体例が従来の４
×７×０．２５高伸び（HE）コードと比較された。１２×０．３８緊密コードの４つの具
体例間の差は以下の通りである。
No.１：低巻張力、バンチャ（結束機）の低回転速度 No.２：高巻張力、バンチャ（結束
機）の低回転速度 No.３：低巻張力、バンチャ（結束機）の高回転速度 No.４：高巻張力
、バンチャ（結束機）の高回転速度

vそれぞれが２つの波面を有する多数の０．３０ｍｍ径のフィラメントを備える４×０．
３０コードおよび５×０．３０コードが作製された。歯車によって互いに同調された第１
波面および第２波面のパラメ−タは、第１波面の振幅を０．７０ｍｍ、第１波面ピッチを
５．２ｍｍ、第２波面の振幅を０．５５ｍｍ、第２波面ピッチを３．２ｍｍとした。表８
は、上記コードの測定された特性を示している。

上記の特性に加え、本発明による鋼コードは、ゴムのようなエラストマーを補強するた
めに以下の特徴を有している。
―フィラメント径は、０．０４ｍｍから１．１ｍｍ、さらに具体的には、０．１５ｍｍか
ら０．６０ｍｍ、例えば、０．２０ｍｍから０．４５ｍｍにある。
−鋼組成は、０．６０％の最小炭素量（例えば、少なくとも０．８０％で最大値は１．１
％）、 ０．２０から０．９０％の範囲のマンガン量、０．１０から０．９０％の範囲の
シリコン量、また、それぞれが好ましくは０．０３％未満の硫黄とリンを含み、さらに付
加的な元素として（０．２から０．４％）のクロム、ボロン、コバルト、ニッケル、およ
びバナジウムなどを含む。
−フィラメントは、亜鉛などの耐食性皮膜、または真鍮、銅−亜鉛−ニッケル（例えば、
６４％銅―３５％亜鉛―０．５%ニッケル）、銅−亜鉛−コバルト（例えば、６４％銅―
３５．７％亜鉛―０．３%コバルト）などのいわゆる三元合金、あるいは亜鉛―コバルト
や亜鉛−ニッケルのような銅を含まない合金からなるゴムへの付着性を促進する皮膜によ
って容易に被覆される。

本発明は、すべての一般的に用いられている２１５０MPaから約３０００MPa以上の最終
引張強度を有するコードに好適である。

Claims (4)

1. エラストマーを補強するための単一の鋼フィラメントであって、前記単一の鋼フィラメントは第１波面および第２波面を備え、前記第１波面は前記第２波面の面と実質的に異なる面に延在し、前記第１波面は第１波面ピッチを有し、前記第２波面は第２波面ピッチを有し、前記第１波面ピッチは前記第２波面ピッチと異なることを特徴とする単一の鋼フィラメント。
2. 前記鋼フィラメントは、円形の横断面を有することを特徴とする請求項１に記載の単一の鋼フィラメント。
3. 前記第１波面は第１波面振幅を有し、前記第２波面は第２波面振幅を有し、前記第１波面振幅と前記第２波面振幅は、鋼フィラメントの直径をｄとした場合に、１．０５×ｄの最小値と５×ｄの最大値との間で変わることを特徴とする請求項２に記載の単一の鋼フィラメント。
4. 前記第１波面振幅は前記第２波面振幅と異なることを特徴とする請求項３に記載の単一の鋼フィラメント。

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