DE112021002187T5

DE112021002187T5 - Filament, Stahlkabel und Reifen

Info

Publication number: DE112021002187T5
Application number: DE112021002187.7T
Authority: DE
Inventors: Tetsuya Nakajima; Akifumi Matsuoka; Hiroyuki Fujioka
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd; Sumitomo Electric Tochigi Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd; Sumitomo Electric Tochigi Co Ltd
Priority date: 2020-04-06
Filing date: 2021-04-06
Publication date: 2023-01-19
Also published as: WO2021206092A1; JPWO2021206092A1; CN115244225A

Abstract

Ein Filament mit einer Beschichtung (12), die Kupfer, Zink und Kobalt enthält, wobei ein Kobaltgehaltanteil in der Beschichtung (12) größer gleich 0,5 Massen% und kleiner gleich 8 Massen% ist, wenn ein Gesamtgehaltanteil an Kupfer, Zink und Kobalt in der Beschichtung (12) 100 Massen% ergibt, und wobei wenn, in einer Schnittfläche, die einer Zentralachse (CA1) des Filaments (10) umfasst und in einer Längsrichtung (X) des Filaments (10) verläuft, Beobachtungsbereiche (21) mit 1 µm im Quadrat, die jeweils eine äußere Oberfläche (12A) der Beschichtung (12) umfassen, an mindestens drei Stellen mit einem Abstand (L211, L212) von 10 mm zwischen den Beobachtungsbereichen (21) entlang der Zentralachse (CA1) in der Beschichtung (12) eingestellt sind, der Durchschnittswert des von Kobalt eingenommenen Flächenanteils in den Beobachtungsbereichen (21) größer gleich 1 % und kleiner gleich 50 % ist.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Filament, ein Stahlkabel und einen Reifen.
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität basierend auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2020-068581 , eingereicht am 6. April 2020, und enthält alle in der japanischen Anmeldung beschriebenen Inhalte.
[Stand der Technik]
Beispielsweise aus JP 2016-087687 A bekannt ein Stahlkabel zur Gummiverstärkung, das mindestens einen messingbeschichteten Stahldraht umfasst, wobei der messingbeschichteten Stahldraht Kobalt mit einer Dichte von 0,001 bis 0,1 ppm in der Oberfläche des Stahldrahts innerhalb einer Tiefe von 4 nm umfasst.
[List der Literatur zum Stand der Technik]
[Patentschriften]
JP 2016-087687 A
Das Filament mit einer Beschichtung, die Kupfer, Zink und Kobalt enthält, wobei ein Kobaltgehaltanteil in der Beschichtung größer gleich 0,5 Massen% und kleiner gleich 8 Massen% ist, wenn ein Gesamtgehaltanteil an Kupfer, Zink und Kobalt in der Beschichtung 100 Massen% ergibt, und wobei wenn, in einer Schnittfläche, die einer Zentralachse des Filaments umfasst und in einer Längsrichtung des Filaments verläuft, Beobachtungsbereiche, die jeweils mit 1 µm im Quadrat und eine äußere Oberfläche der Beschichtung umfassen, an mindestens drei Stellen mit einem Abstand von 10 mm zwischen den Beobachtungsbereichen entlang der Zentralachse in der Beschichtung eingestellt sind, der Durchschnittswert des von Kobalt eingenommenen Flächenanteils in den Beobachtungsbereichen größer gleich 1 % und kleiner gleich 50 % ist.

1 zeigt eine schematische Darstellung des Filaments gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Bereichs A in 1.
3A zeigt eine schematische Darstellung des Beobachtungsbereichs.
3B zeigt ein erklärendes Diagramm zum Ermitteln der Dicke des Bereichs, in dem Zinkoxid verteilt ist.
3C zeigt ein erklärendes Diagramm zum Ermitteln eins Verhältnisses des Kupfergehalts im äußeren Oberflächenbereich zum Kupfergehalt im zentralen Bereich in der Beschichtung.
4 zeigt eine schematische Darstellung eines Filament-Basismaterials.
5 zeigt eine schematische Darstellung einer traditionale Beschichtungsvorrichtung zur Herstellung einer Co-Schicht des Filament-Basismaterials.
6 zeigt eine schematische Darstellung eines Beispiels für eine Beschichtungsvorrichtung, die geeignet ist, eine Co-Schicht in des Filament-Basismaterials herzustellen.
7 zeigt eine schematische Darstellung eines Stahlkabels gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung.
8 zeigt eine Schnittsdarstellung eines Reifens gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung.
9 zeigt eine schematische Darstellung einer Gürtelschicht.
10 zeigt ist eine erläuternde Darstellung eines Verfahrens zur Messung der Haltbarkeit.

[Beschreibung von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung]
[Durch die vorliegende Erfindung lösende Aufgabe]
In den letzten Jahren bestand eine Anforderung an eine verbesserte Reifenleistung. Außerdem ist im Hinblick auf die Verbesserung der Haltbarkeit eines Reifens ein Filament mit besserer Haftung am Gummi des Reifens erforderlich, wenn es in einem Reifen verwendet wird.
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Filament mit hervorragender Haftfähigkeit am Gummi bereitzustellen.
[Effekt der vorliegenden Erfindung]
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Filament mit hervorragender Haftfähigkeit am Gummi bereitzustellen ermöglicht.
[Beschreibung einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung]
Zuerst werden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung aufgelistet und beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden gleiche oder entsprechende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und die gleiche Beschreibung wird für sie nicht wiederholt.
(1) Ein Filament mit einer Beschichtung, die Kupfer, Zink und Kobalt enthält, wobei ein Kobaltgehaltanteil in der Beschichtung größer gleich 0,5 Massen% und kleiner gleich 8 Massen% ist, wenn ein Gesamtgehaltanteil an Kupfer, Zink und Kobalt in der Beschichtung 100 Massen% ergibt, und
wobei wenn, in einer Schnittfläche, die einer Zentralachse des Filaments umfasst und in einer Längsrichtung des Filaments verläuft, Beobachtungsbereiche, die jeweils mit 1 µm im Quadrat und eine äußere Oberfläche der Beschichtung umfassen, an mindestens drei Stellen mit einem Abstand von 10 mm zwischen den Beobachtungsbereichen entlang der Zentralachse in der Beschichtung eingestellt sind, der Durchschnittswert des von Kobalt eingenommenen Flächenanteils in den Beobachtungsbereichen größer gleich 1 % und kleiner gleich 50 % ist.
Im Folgenden könne Kupfer als Cu, Zink als Zn und Kobalt als Co bezeichnet werden.
Wenn ein Filament umfassend ein Beschichtung mit Gummi bedeckt wird, um einen Reifen herzustellen, reagiert das in der Beschichtung enthaltene Cu mit dem im Gummi enthaltenen S (Schwefel) und bildet eine Haftschicht, die Cu₂S enthält, an der Gummiseite der Grenzfläche zwischen dem Filament und dem Gummi. Solche Haftschicht hat die Funktion, die anfängliche Haftfähigkeit des Filaments am Gummi zu verbessern. Daher hat das in der Beschichtung enthaltene Cu eine Funktion, die anfängliche Haftfähigkeit mit dem Gummi zu verbessern.
Die anfängliche Haftfähigkeit bezieht sich auf der Haftfähigkeit des Filaments am Gummi während der Reifenproduktion, unmittelbar nach der Vulkanisierung.
Es wird angenommen, dass das in der Beschichtung enthaltene Zn die Reaktion steuert, die die oben beschriebene Haftschicht bildet.
Reifen werden auf Autos u. ä. montiert und werden verwendet, indem sie sich mit hoher Geschwindigkeit drehen, während sie in Kontakt mit dem Boden sind, so dass die Reifen über lange Zeit in einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit ausgesetzt sind. Wenn Reifen hohen Temperaturen und hoher Feuchtigkeit ausgesetzt sind, dringen Feuchtigkeit und Sauerstoff in das Gummi des Reifens ein und erreichen die Grenzfläche zwischen dem Filament und dem Gummi, welche die Haftfähigkeit des Filaments am Gummi verringern kann.
Daher war es erforderlich, dass die Haftfähigkeit des Filaments zusätzlich zu der anfänglichen Haftfähigkeit auch ausgezeichnet in der Feuchtigkeits- und Wärmebeständigkeit der Haftfähigkeit oder in der feuchtigkeits- und wärmebeständigen Haftfähigkeit des Filaments an Gummi ist, die Haftfähigkeit nach dem Aussetzen des Reifens in der Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit ist.
Wenn der Reifen in eine Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit gebracht wird, werden die Zusammensetzung usw. der oben beschriebenen Haftschicht durch die Feuchtigkeit usw. beeinflusst, die wie oben beschrieben eingedrungen ist. Daher kann die Haftfähigkeit des Filaments mit dem Gummi verringert werden. Bei dem Filament gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung können jedoch Änderungen in der Zusammensetzung der Haftschicht unterdrückt werden, da die Beschichtung Co enthält. Daher wird auch die Feuchtigkeits- und Wärmebeständigkeit der Haftfähigkeit erhöhet.
Der Co-Gehaltanteil aus Cu, Zn und Co in der Beschichtung 12 (im Folgenden auch als „der Co-Gehaltanteil in der Beschichtung“ bezeichnet) ist vorzugsweise größer gleich 0,5 Massen% und kleiner gleich 8 Massen%. Durch der Co-Gehaltanteil in der Beschichtung von größer gleich 0,5 Massen% enthält die Beschichtung eine ausreichende Menge an Co, so dass die Wirkung der Erhöhung der Feuchtigkeits- und Wärmebeständigkeit der Haftfähigkeit ausreichend bewirkt werden kann. Ferner kann durch den Co-Gehaltanteil in der Beschichtung von kleiner gleich 8 Massen% der Cu- und Zn-Gehaltanteil in der Beschichtung ausreichend erhöht werden, so dass die anfängliche Haftfähigkeit kann ebenfalls erhöht werden.
Wie oben beschrieben, wenn der Beschichtung des Filaments gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung Cu, Zn und Co enthält, wenn ein Reifen unter Verwendung des Filaments hergestellt wird, wird die Haftfähigkeit des Filaments am Gummi im Reifen erhöht. Die Haftfähigkeit bedeutet nämlich die anfängliche Haftfähigkeit und die Feuchtigkeits- und Wärmebeständigkeit der Haftfähigkeit.
In den letzten Jahren bestand jedoch ein Bedarf an einer weiteren Verbesserung der Reifenleistung und es besteht ein Bedarf an einer weiteren Verbesserung der Haftfähigkeit des Filaments am Gummi.
Gemäß der Studie der Erfinder der vorliegenden Erfindung, wenn die Beschichtung des Filaments Cu, Zn und Co enthält, werden Cu und Zn in der Beschichtung legiert. Andererseits wird Co hauptsächlich alleine als isolierte Insel in der Nähe der äußeren Oberfläche der Beschichtung verteilt. Dann wurde festgestellt, dass durch Steuerung der Verteilung von solchem Co ein Filament mit ausgezeichneter Haftfähigkeit an Gummi erhalten werden kann.
Wie oben beschrieben, kann Co die Funktion haben, die Feuchtigkeits- und Wärmebeständigkeit der Haftfähigkeit zu erhöhen. Es ist angenommen, dass wie oben beschrieben, Co jedoch kaum mit Cu oder Zn in der Beschichtung reagieren und allein existieren kann. Ferner wird Co in der Beschichtung hauptsächlich an der äußeren Oberflächenseite der Beschichtung verteilt. Daher, wenn der Co-Gehaltanteil in der Beschichtung innerhalb des oben erwähnten Bereichs liegt und der Durchschnittswerts des von Co eingenommenen Flächenanteils in einem Beobachtungsbereich kleiner gleich 50 % ist, kann dann eine ausreichende Fläche von Cu-Zn-Legierung, die auf der äußeren Oberfläche der Beschichtung freigelegt wird, sichergestellt werden und die Bildung der Haftschicht kann gefördert werden. Dadurch ist es möglich, das Filament zu erhalten, das eine besonders erhöhrte anfängliche Haftfähigkeit am Gummi aufweißt.
Wenn der Co-Gehaltanteil in der Beschichtung innerhalb des oben erwähnten Bereichs liegt und der Durchschnittswert des von Co eingenommenen Flächenverhältnisses in der Beobachtungbereich beträgt größer gleich 1 % liegt, kann dann der Anteil von Co, das in der Nähe des Gummis vorhanden ist, ausreichend erhöht werden. Da, wie oben beschrieben, Co eine Funktion hat, die Feuchtigkeits- und Wärmebeständigkeit der Haftfähigkeit erhöht. Dadurch ist es möglich, ein Filament mit besonders ausgezeichneter Feuchtigkeits- und Wärmebeständigkeit der Haftfähigkeit am Gummi zu erhalten.
Wie oben beschrieben, kann durch Einstellen des Durchschnittswerts des von Co eingenommenen Flächenanteils im Beobachtungsbereich innerhalb des obigen Bereichs das Filament mit ausgezeichneter Haftfähigkeit an Gummi erhalten werden. D.h. ein Filament mit ausgezeichneter anfänglicher Haftfähigkeit und der Feuchtigkeits- und Wärmebeständigkeit der Haftfähigkeit erhalten werden.
(2) Wenn die Beobachtungsbereiche an zehn Stellen mit einem Abstand von 10 mm zwischen den Beobachtungsbereichen entlang der Zentralachse eingestellt sind, kann der Durchschnittswert des von Kobalt eingenommenen Flächenanteils in Beobachtungsbereichen größer gleich 5 % und kleiner gleich 50 % sein.
Durch Erhöhen der Anzahl einzustellender Beobachtungsbereiche, selbst wenn ein Beobachtungsbereich enthalten ist, der einen Sonderwert oder eigenartigen Wert für den von Co eingenommenen Flächenanteil annimmt, kann der Einfluss des Beobachtungsbereichs, der einen solchen besonderen Wert annimmt, unterdrückt werden.
Wenn zehn von der Beobachtungsbereichen eingestellt sind und der Durchschnittswert des von Co eingenommenen Flächenanteils im Beobachtungsbereich kleiner gleich 50 % ist, so dass, für das gesamte Filament, eine ausreichende Fläche der Cu-Zn-Legierung, die auf der äußeren Oberfläche der Beschichtung freigelegt ist, kann ausreichend sichergestellt werden. Daher ist es möglich, die Bildung einer Haftschicht zu fördern und ein Filament zu erhalten, das eine besonders hervorragende anfängliche Haftfähigkeit am Gummi hat.
Ferner, wenn die Beobachtungsbereiche an den zehn Stellen eingestellt sind, der Durchschnittswert des von Co eingenommenen Flächenanteils im Beobachtungsbereich größer gleich 5 % ist, dadurch kann der Anteil an Co, der in der Nähe des Gummis vorhanden ist, ausreichend erhöht werden. Daher ist es möglich, ein Filament mit besonders ausgezeichneter Feuchtigkeits- und Wärmebeständigkeit der Haftfähigkeit am Gummi zu erhalten.
(3) Wenn drei erste Beobachtungsline, die entlang der Dickenrichtung der Beschichtung gerade verlaufen, mit einem Abstand von 10mm zwischen den ersten Beobachtungsline in der Schnittfläche in der Beschichtung eingestellt sind und wenn die Dicke eines Bereichs, in dem Zinkoxid verteilt ist, entlang der ersten Beobachtungsline gemessen ist, der Durchschnittswert der Dicke des Bereichs, in dem Zinkoxid verteilt ist, auf der ersten Beobachtungsline kann größer gleich 0,004 µm und kleiner gleich 0,007 µm sein.
Es wird angenommen, dass Zink, insbesondere Zinkoxid, die Reaktion steuert, durch den die Haftschicht geformt wird. Daher kann durch Einstellen des Durchschnittswerts der Dicke des Bereichs, in dem Zinkoxid verteilt ist, größer gleich 0,004 µm, die Bildung einer Haftschicht gefördert werden und die anfängliche Haftfähigkeit am Gummi kann erhöht werden. Wenn die durchschnittliche Dicke des Bereichs, in dem Zinkoxid verteilt ist, übermäßig dick wird, kann die Bildung der Haftschicht eher behindert werden. Wenn jedoch die durchschnittliche Dicke des Bereichs, in dem Zinkoxid verteilt ist, kleiner gleich 0,007 µm ist, kann die anfängliche Haftfähigkeit am Gummi ausreichend erhöht werden, ohne die Bildung der Haftschicht zu hemmen.
(4) Wenn drei zweite Beobachtungsline, die entlang der Dickenrichtung der Beschichtung gerade verlaufen, mit einem Abstand von 10mm zwischen den zweiten Beobachtungsline in der Schnittfläche in der Beschichtung eingestellt sind und wenn der Kupfergehalt entlang der zweiten Beobachtungsline gemessen ist, kann der Durchschnittswert des Verhältnisses Cu_ratio des Kupfergehalts im äußeren Oberflächenbereich zum Kupfergehalt im zentralen Bereich, das gemäß einer Gleichung (A) im Prozentsatz berechnet ist, größer gleich 90 % und kleiner gleich 97 % sein,
wobei Cu1 der Kupfergehalt in der äußeren Oberflächenbereich auf der zweiten Beobachtungsline, der zwischen der äußeren Oberfläche der Beschichtung und eine Stelle entfernt von 1/3·T=T/3 von der äußeren Oberfläche der Beschichtung liegt. In der unten gezeigten Gleichung (A), Cu2 der Kupfergehalt in dem zentralen Bereich auf der zweiten Beobachtungsline, der zwischen einer inneren Oberfläche der Beschichtung und eine Stelle entfernt von T/3 von der inneren Oberfläche der Beschichtung liegt,
wobei T eine Dicke der Beschichtung auf der zweiten Beobachtungsline ist.
${Cu}_{ratio} = Cu1 \div Cu2 \times 100$
Wenn der Durchschnittswert des Verhältnisses Cu_ratio des Kupfergehalts im äußeren Oberflächenbereich zum Kupfergehalt im zentralen Bereich größer gleich 90 % ist, d.h. dass auf der äußeren Oberflächenseite mehr Kupfer verteilt ist. Wie oben beschrieben, reagiert Kupfer mit Schwefel, um eine Cu₂S enthaltende Haftschicht zu bilden. Da eine große Kupfermenge auf der Oberflächenseite des Filaments verteilt ist, wird daher die Bildung einer Haftungsschicht gefördert, und die anfängliche Haftfähigkeit am Gummi kann besonders verbessert werden.
Der Durchschnittswert des Verhältnisses Cu_ratio des Kupfergehalts im äußeren Oberflächenbereich zum Kupfergehalt im zentralen Bereich kleiner gleich 97 % ist, so dass der auf der äußeren Oberfläche der Beschichtung, d. h. in der Nähe des Gummis, verteilte Kobaltanteil ausreichend erhöht werden kann. Daher kann das Effekt der Erhöhung der Feuchtigkeits- und Wärmebeständigkeit der Haftfähigkeit von Kobalt ausreichend auswirken lassen, und kann das Filament mit besonders ausgezeichneter anfänglicher Haftfähigkeit und Feuchtigkeits- und Wärmebeständigkeit der Haftfähigkeit erhalten werden.
(5) Ein Bearbeitungsgrad kann größer gleich 3,4 und kleiner gleich 3,8 sein.
Der Bearbeitungsgrad ist ein Index, der den Ziehengrad oder Dehnungsgrad des Filament-Basismaterials zeigt. Durch Einstellen des Bearbeitungsgrads von größer gleich 3,4 kann das in der Beschichtung enthaltendes Kobalt ausreichend in der Beschichtung dispergiert werden. Daher kann das Filament mit besonders hervorragender Feuchtigkeits- und Wärmebeständigkeit der Haftfähigkeit erhalten werden.
Bei übermäßiger Bearbeitung kann die Beschichtung jedoch dünn werden und das Kobalt auf der äußeren Oberflächenseite kann sich ablösen. Aus diesem Grund ist vorzugsweise der Bearbeitungsgrad η kleiner gleich 3,8. Durch die Einstellung des Bearbeitungsgrades η kleiner gleich 3,8 kann das Filament mit besonders hervorragender Feuchtigkeits- und Wärmebeständigkeit der Haftfähigkeit am Gummi erhalten werden.
(6) Ein Stahlkabel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann mindestens ein Filament gemäß einem der Ausführungsbeispiel (1) bis (5) umfassen.
Beim Einsatz zum Reifen kann das Stahlkabel mit besonders hervorragender Haftfähigkeit am Gummi des Reifens erhalten werden, da das Stahlkabel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die bereits beschriebenen Filamente umfasst.
(7) Ein Reifen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Stahlkabel gemäß der Ausführungsform (6) umfassen.
Der Reifen gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst den oben beschriebenen Stahlkabel. Daher ist es möglich, den dauerhaften Reifen mit hoher Haftfähigkeit zwischen dem Stahlkabel und Gummi zu erhalten.
[Details von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung]
Spezifische Beispiele des Filaments, des Stahlkabels und des Reifens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung (im Folgenden als „die vorliegende Ausführungsform“ bezeichnet) werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt und durch die Ansprüche angegeben wird sowie alle Modifikationen innerhalb der Bedeutung und des Umfangs äquivalent zu den Ansprüchen umfassen soll.
[Filament]
Im Folgenden wird das Filament gemäß dieser Ausführungsform unter Bezugnahme auf 1 bis 3C beschrieben. 1 ist eine schematische Ansicht des Filaments 10 der Ausführungsform, und 2 zeigt eine vergrößerte Ansicht des Bereichs A in 1. 3A zeigt eine schematische Darstellung des Beobachtungsbereichs. 3B zeigt ein erklärendes Diagramm zum Ermitteln der Dicke des Bereichs, in dem Zinkoxid verteilt ist. 3C zeigt ein erklärendes Diagramm zum Ermitteln eins Verhältnisses des Kupfergehalts im äußeren Oberflächenbereich zum Kupfergehalt im zentralen Bereich in der Beschichtung
Das Filament der Ausführungsform ist das Filament mit der Beschichtung, wobei die Beschichtung Kupfer, Zink und Kobalt enthalten kann.
Der Kobaltgehaltanteil in der Beschichtung kann größer gleich 0.5 Massen% und kleiner gleich 8 Massen% sein, wenn der Gesamtgehaltanteil an Kupfer, Zink und Kobalt in der Beschichtung 100 Massen% ergibt. Ferner, wenn mehrere Beobachtungsbereiche, die jeweils mit 1 µm im Quadrat und eine äußere Oberfläche der Beschichtung umfassen, in einer Schnittfläche, die durch eine Zentralachse des Filaments zu der Zentralachse parallel verläuft, in der Beschichtung eingestellt sind, der Durchwert des von Kobalt eingenommenen Flächenanteils in den Beobachtungsbereichen größer gleich 1 % und kleiner gleich 50 % sein kann.
Die oben genannte Schnittfläche des Filaments, die den Beobachtungsbereich festlegt, kann auch eine Schnittfläche, die die Zentralachse des Filaments umfasst und in der Längsrichtung des Filaments verläuft, sein.
Das Filament 10 der Ausführungsform, wie in 1 gezeigt, kann einen Draht 11 und eine Beschichtung 12, die die Oberfläche des Drahts 11 bedeckt, umfassen. Im Folgenden wird das Draht 11 und eine Beschichtung 12, die das Filament 10 der Ausführungsform aufweist, beschrieben.
(1) Draht
Der Draht 11 kann z. B. ein Stahldraht sein, wobei kann vorzugsweise ein Stahldraht mit hohem Kohlenstoffgehalt verwendet werden.
(2) Beschichtung
(Zur Zusammensetzung).
Die Beschichtung 12 kann Cu (Kupfer), Zn (Zink) und Co (Kobalt) enthalten.
Wenn ein Filament 10 umfassend ein Beschichtung 12 mit Gummi bedeckt wird, um einen Reifen herzustellen, reagiert das in der Beschichtung 12 enthaltene Cu mit dem im Gummi enthaltenen S (Schwefel) und bildet eine Haftschicht, die Cu₂S enthält, an der Gummiseite der Grenzfläche zwischen dem Filament und dem Gummi. Solche Haftschicht hat die Funktion, die anfängliche Haftfähigkeit des Filaments am Gummi zu verbessern. Daher hat das in der Beschichtung 12 enthaltene Cu die Funktion, die anfängliche Haftfähigkeit mit dem Gummi zu verbessern.
Die anfängliche Haftfähigkeit bezieht sich auf der Haftfähigkeit des Filaments am Gummi während der Reifenproduktion, unmittelbar nach der Vulkanisierung.
Es wird angenommen, dass das in der Beschichtung 12 enthaltene Zn die Reaktion steuert, die die oben beschriebene Haftschicht bildet.
Reifen werden auf Autos u. ä. montiert und werden verwendet, indem sie sich mit hoher Geschwindigkeit drehen, während sie in Kontakt mit dem Boden sind, so dass die Reifen über lange Zeit in einer Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit ausgesetzt sind. Wenn Reifen hohen Temperaturen und hoher Feuchtigkeit ausgesetzt sind, dringen Feuchtigkeit und Sauerstoff ins Gummi des Reifens ein und erreichen die Grenzfläche zwischen dem Filament und dem Gummi, welche die Haftfähigkeit des Filaments am Gummi verringern kann.
Daher war es erforderlich, dass die Haftfähigkeit des Filaments zusätzlich zu der anfänglichen Haftfähigkeit auch ausgezeichnet in der Feuchtigkeits- und Wärmebeständigkeit der Haftfähigkeit des Filaments an Gummi ist, die Haftfähigkeit nach dem Aussetzen des Reifens in der Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit ist.
Wenn der Reifen in eine Umgebung mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit gebracht wird, werden die Zusammensetzung usw. der oben beschriebenen Haftschicht durch die Feuchtigkeit usw. beeinflusst, die wie oben beschrieben eingedrungen ist. Daher kann die Haftfähigkeit des Filaments mit dem Gummi verringert werden. Bei dem Filament 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform können jedoch Änderungen in der Zusammensetzung der Haftschicht unterdrückt werden, da der Beschichtung 12 Co enthält. Daher wird auch die Feuchtigkeits- und Wärmebeständigkeit der Haftfähigkeit erhöhet.
Der Co-gehaltanteil aus Cu, Zn und Co in der Beschichtung 12 ist vorzugsweise größer gleich 0,5 Massen% und kleiner gleich 8 Massen%, mehr vorzugsweise größer gleich 0,7 Massen% und kleiner gleich 7,95 Massen%, weiter vorzugsweise größer gleich 2,00 Massen% und kleiner gleich 7,93 Massen%. Der Co-Gehaltanteil in der Beschichtung ist ein Co-Gehaltanteil, wenn der Gesamtgehaltanteil an Cu, Zn und Co in der Beschichtung 100 Massen% ergib. Durch der Co-Gehaltanteil in der Beschichtung von größer gleich 0,5 Massen% enthält die Beschichtung eine ausreichende Menge an Co, so dass die Wirkung der Erhöhung der Feuchtigkeits- und Wärmebeständigkeit der Haftfähigkeit ausreichend bewirkt werden kann. Ferner kann durch den Co-gehaltanteil in der Beschichtung von kleiner gleich 8 Massen% der Cu- und Zn-Gehaltanteil in der Beschichtung ausreichend erhöht werden, so dass Die anfängliche Haftfähigkeit kann ebenfalls erhöht werden.
Der Co-Gehaltanteil in der Beschichtung 12 kann durch Analysieren einer Lösung, in der die Beschichtung des Filaments gelöst ist, mit einem Atomabsorptionsspektrometer u. ä. berechnet werden.
Wie oben beschrieben, im Filament 10 gemäß einem Ausführungsform enthält die Beschichtung 12 Cu, Zn und Co, daher, wenn ein Reifen unter Verwendung des Filaments hergestellt wird, wird die Haftfähigkeit des Filaments am Gummi im Reifen erhöht. Die Haftfähigkeit bedeutet nämlich die anfängliche Haftfähigkeit und die Feuchtigkeits- und Wärmebeständigkeit der Haftfähigkeit.
(Durchschnittswert des von Co eingenommenen Flächenanteils in den Beobachtungsbereichen der Beschichtung)
In den letzten Jahren bestand jedoch ein Bedarf an einer weiteren Verbesserung der Reifenleistung und es besteht ein Bedarf an einer weiteren Verbesserung der Haftfähigkeit des Filaments am Gummi.
Gemäß der Studie der Erfinder der vorliegenden Erfindung, wenn die Beschichtung 12 des Filaments 10 Cu, Zn und Co enthält, werden Cu und Zn in der Beschichtung legiert. Andererseits wird Co hauptsächlich alleine als isolierte Insel in der Nähe der äußeren Oberfläche der Beschichtung 12 verteilt. Dann wurde festgestellt, dass durch Steuerung der Verteilung von solchem Co ein Filament mit ausgezeichneter Haftfähigkeit an Gummi erhalten werden kann.
Im Filament der Ausführungsform, wenn mehrere Beobachtungsbereiche in der Schnittfläche, die durch die Zentralachse des Filaments und zu der Zentralachse parallel verläuft, eingestellt sind, vorzugsweise der Durchwert des von Co eingenommenen Flächenanteils in den Beobachtungsbereichen in dem bestimmten Bereich liegt.
Der Beobachtungsbereich wird unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. 2 ist ein schematisches Diagramm und nicht die Größe jedes Teils maßstabsgetreu. 2 ist eine vergrößerte Ansicht des Bereichs A in 1. Der Bereich A ist eine Ebene, die durch die Zentralachse CA1 des Filaments 10 und parallel zur Zentralachse CA1 verläuft. Das heißt, der Bereich A ist eine Schnittfläche, die die Zentralachse CA1 des Filaments 10 umfasst und in der Längsrichtung des Filaments 10 verläuft. In 1 sind die X-Achse, Y-Achse und Z-Achse gezeigt. Die Längsrichtung des Filaments 10 ist die Richtung der X-Achse in 1 und der Bereich A entspricht der XZ-Ebene, die die Zentralachse CA1 umfasst.
Wie in 2 gezeigt, kann der Beobachtungsbereich 21 in dem Abschnitt des Beschichtung 12 festgelegt werden und kann so eingestellt werden, dass der Beobachtungsbereich 21 die Beschichtung 12 umfasst.
Der Beobachtungsbereich 21 ist vorzugsweise so eingestellt, dass er die äußere Oberfläche 12A der Beschichtung 12 umfasst.
Die äußere Oberfläche 12A in hier kann eine Oberfläche der Beschichtung 12 gegenüber der Oberfläche, die dem Draht 11 zugewandt ist und kann auch als eine Oberfläche bezeichnet werden, die der Außenseite des Filaments 10 und der Beschichtung 12 freigelegt ist.
Mehrere Beobachtungsbereiche 21 können eingestellt werden. In 2 ist ein Beispiel dargestellt, bei dem die Beobachtungsbereiche 21A, 21B und 21C sind eingestellt, aber es ist vorzuziehen, z.B. zwischen 3 und 10 Stellen einzustellen.
Die Beobachtungsbereiche sind vorzugsweise in gleichen Abständen entlang der Zentralachse CA1 des Filaments 10 vorgesehen. Im Fall von 2 sind der Abstand L211 zwischen den Beobachtungsbereichen 21A und 21B sowie der Abstand L212 zwischen den Beobachtungsbereichen 21B und 21C vorzugsweise gleich. Der Abstand zwischen den Beobachtungsbereichen ist nicht besonders beschränkt, aber der Abstand L211 und der Abstand L212 betragen vorzugsweise beispielsweise 10 mm. Das heißt, es ist vorzuziehen, dass die Beobachtungsbereiche so eingestellt sind, dass der Abstand zwischen den Beobachtungsbereichen beispielsweise 10 mm entlang der Zentralachse CA1 des Filaments 10 beträgt.
Eine schematische Darstellung des Beobachtungsbereichs 21 ist in 3A dargestellt. 3A zeigt den Beobachtungsbereich 21. Der Beobachtungsbereich 21 kann ein Bereich mit 1 µm im Quadrat, d.h. er kann ein quadratischer Bereich mit einer Seitenlänge von 1 µm sein. Daher sind die Seitenlängen L31 und L32 des in 3a dargestellten Beobachtungsbereichs 21 sind jeweils 1 µm.
Dann kann, wie in 3A gezeigt, der Beobachtungsbereich 21 die äußere Oberfläche 12A der Beschichtung 12 umfassen. Wie in 3A gezeigt, der Beobachtungsbereich 21 ist vorzugsweise so konfiguriert, dass die äußere Oberfläche 12A der Beschichtung 12 eine Seite des Beobachtungsbereichs 21 bildet. Da jedoch die äußere Oberfläche 12A der Beschichtung 12 normalerweise feine Unregelmäßigkeiten oder Unebenheiten aufweist, kann der Beobachtungsbereich 21 so eingestellt werden, dass er einen Teil der äußere Oberfläche 12A der Beschichtung 12 umfasst.
Wie in 3A dargestellt, kann die Beschichtung 12 einen Bereich von Co 121 und einen Bereich der Legierung 122, in dem Cu und Zn legiert sind, aufweisen. Dies bedeutet jedoch nicht, dass das Co in der Beschichtungsschicht 12 vollständig von Cu und Zn getrennt ist und eine sehr geringe Menge kann im Bereich der Legierung 122 fest aufgelöst sein.
Gemäß der Studie des Erfinders der vorliegenden Erfindung beträgt, wenn die Beobachtungsbereiche 21 an drei Stellen eingestellt sind, der Durchschnittswert des Flächenanteils, der von Co eingenommenen Flächenanteils in den Beobachtungsbereichen vorzugsweise größer gleich 1 % und kleiner gleich 50 %. Sie beträgt mehr bevorzugt größer gleich 5 % und kleiner gleich 50 %, weiter bevorzugt größer gleich 9 % und kleiner gleich 50 %, besonders bevorzugt größer gleich 20 % und kleiner gleich 50 % und optimal bevorzugt größer gleich 30 % und kleiner gleich 45 %.
Wie oben beschrieben, kann Co die Funktion haben, die Feuchtigkeits- und Wärmebeständigkeit der Haftfähigkeit zu erhöhen. Es ist angenommen, dass wie oben beschrieben, Co 121 jedoch kaum mit Cu oder Zn in der Beschichtung 12 reagieren und allein existieren kann. Ferner wird Co 121 in der Beschichtung 12 hauptsächlich an der äußeren Oberflächenseite 12A der Beschichtung 12 verteilt. Daher, wenn der Co-Gehaltanteil in der Beschichtung innerhalb des oben erwähnten Bereichs liegt und der Durchschnittswerts des von Co 121 eingenommenen Flächenanteils in einem Beobachtungsbereich 21 kleiner gleich 50 % ist, kann eine ausreichende Fläche von Legierung 122, die auf der äußeren Oberfläche 12A der Beschichtung 12 freigelegt wird, sichergestellt werden und die Bildung der Haftschicht kann gefördert werden. Dadurch ist es möglich, das Filament zu erhalten, das eine besonders erhöhrte anfängliche Haftfähigkeit am Gummi aufweißt.
Wenn der Co-Gehaltanteil in der Beschichtung innerhalb des oben erwähnten Bereichs liegt und der Durchschnittswert des von Co 121 eingenommenen Flächenverhältnisses in der Beobachtungbereich 21 beträgt größer gleich 1 % liegt, kann dann der Anteil von Co, das in der Nähe des Gummis vorhanden ist, ausreichend erhöht werden. Da, wie oben beschrieben, Co eine Funktion hat, die Feuchtigkeits- und Wärmebeständigkeit der Haftfähigkeit erhöht. Dadurch ist es möglich, ein Filament mit besonders ausgezeichneter Feuchtigkeits- und Wärmebeständigkeit der Haftfähigkeit an Gummi zu erhalten.
Wie oben beschrieben, kann durch Einstellen des Durchschnittswerts des von Co eingenommenen Flächenanteils im Beobachtungsbereich 21 innerhalb des obigen Bereichs das Filament mit ausgezeichneter Haftfähigkeit an Gummi erhalten werden. D.h. ein Filament mit ausgezeichneter anfänglicher Haftfähigkeit und der Feuchtigkeits- und Wärmebeständigkeit der Haftfähigkeit erhalten werden.
Ferner, wenn die Beobachtungsbereiche 21 an zehn Stellen eingestellt sind und die zehn Beobachtungsbereich 21 bewertet sind, der Durchschnittswert des Flächenanteils, der von Co 121 eingenommenen Flächenanteils in den Beobachtungsbereichen 21 vorzugsweise größer gleich 5 % und kleiner gleich 50 %. Sie beträgt mehr bevorzugt größer gleich 9 % und kleiner gleich 50 %, weiter bevorzugt größer gleich 20 % und kleiner gleich 50 %, besonders bevorzugt größer gleich 30 % und kleiner gleich 45 %.
Durch Erhöhen der Anzahl einzustellender Beobachtungsbereiche 21, selbst wenn ein Beobachtungsbereich enthalten ist, der einen Sonderwert oder eigenartigen Wert für den von Co eingenommenen Flächenanteil annimmt, kann der Einfluss des Beobachtungsbereichs, der einen solchen besonderen Wert annimmt, unterdrückt werden.
Wenn die Beobachtungsbereiche 21 an den zehn Stellen eingestellt sind und der Durchschnittswert des von Co eingenommenen Flächenanteils im Beobachtungsbereich 21 kleiner gleich 50 % ist, so dass, für das gesamte Filament, eine ausreichende Fläche der Cu-Zn-Legierung 122, die auf der äußeren Oberfläche 12A der Beschichtung 12 freigelegt ist, kann ausreichend sichergestellt werden. Daher ist es möglich, die Bildung einer Haftschicht zu fördern und ein Filament zu erhalten, das eine besonders hervorragende anfängliche Haftfähigkeit am Gummi hat.
Ferner, wenn die Beobachtungsbereiche 21 an den zehn Stellen eingestellt sind, der Durchschnittswert des von Co 121 eingenommenen Flächenanteils im Beobachtungsbereich 21 größer gleich 5 % ist, dadurch kann der Anteil an Co, der in der Nähe des Gummis vorhanden ist, ausreichend erhöht werden. Daher ist es möglich, ein Filament mit besonders ausgezeichneter Feuchtigkeits- und Wärmebeständigkeit der Haftfähigkeit am Gummi zu erhalten.
Wenn die Beobachtungsbereiche 21 an zehn Stellen eingestellt sind, wie bei dem Fall mit drei Stellen, können die Beobachtungsbereiche 21, die Größe von 1 µm Quadrat aufweisen und die äußere Oberfläche 12A der Beschichtung 12 umfassen, in der Längsschnittfläche des Filaments 10, die die Zentralachse CA1 des Filaments 10 umfasst, eingestellt werden. Dabei können die Beobachtungsbereiche 21 an der zehn Stellen so eingestellt werden, dass der Abstand zwischen den Beobachtungsbereichen 10 mm entlang der Zentralachse CA1 beträgt.
Das Verfahren zum Ermitteln des von Co eingenommenen Flächenanteils im Beobachtungsbereich 21 ist nicht besonders beschränkt. Beispielsweise kann zunächst Element-Mapping im Beobachtungsbereich unter Verwendung von STEM/EDX (Scanning Transmission Electron Microscope: Rastertransmissionselektronenmikroskop/Energy dispersive X-ray spectrometry: Energiedispersive Röntgenanalyse) oder dergleichen durchgeführt werden. Dann kann die Fläche von Co 121 aus dem ermittelten Element-Mapping-Ergebnis berechnet werden, und der Anteil der von Co eingenommenen Fläche im Beobachtungsbereich 21 kann berechnet werden. Der Anteil der von Co eingenommenen Fläche bedeutet hier der Anteil der Fläche des Bereichs, in dem Co vorhanden ist, ohne mit anderen Metallen zu reagieren.
(Dicke des Zinkoxids verteilten Bereichs)
In die Beschichtung 12 werden drei erste Beobachtungsline, die entlang der Dickenrichtung der Beschichtung 12 gerade verlaufen, in der Längsschnittfläche des Filaments 10, die die Zentralachse CA1 des Filaments 10 umfasst, mit dem Abstand von 10mm zwischen der ersten Beobachtungsline, eingestellt. Wenn die Dicke des Bereichs, in dem Zinkoxid verteilt ist, entlang der ersten Beobachtungsline gemessen wird, ist die Dicke des Bereichs, in dem Zinkoxid verteilt ist, auf der ersten Beobachtungsline vorzugsweise größer gleich 0,004 µm und kleiner gleich 0,007 µm, weiter vorzugsweise größer gleich 0,005 µm und kleiner gleich 0,006 µm.
Die erste Beobachtungslinie wird anhand von 2 erläutert.
Wie in 2 gezeigt, können die erste Beobachtungslinien 22 im Teil der Beschichtung 12 eingestellt werden und entlang der Z-Achse, die die Richtung der Dicke der Beschichtung 12 ist, d.h. senkrecht zur Zentralachse CA1, und kann entlang der Z-Achse im 2 eingestellt werden. Die erste Beobachtungslinie 22 kann zwischen der äußeren Oberfläche 12A der Beschichtung 12 und der inneren Oberfläche 12B der Beschichtung 12 gezogen werden. Die innere Oberfläche 12B der Beschichtung 12 ist die dem Draht 11 gegenüberliegende Oberfläche der Beschichtung 12.
Die erste Beobachtungslinien 22 sind vorzugsweise mit gleichen Abständen entlang der Zentralachse CA1 des Filaments 10 vorgesehen. Im Fall von 2 sind der Abstand L 221 zwischen den ersten Beobachtungslinien 22A und 22B sowie der Abstand L 222 zwischen den ersten Beobachtungslinien 22B und 22C vorzugsweise gleich. Der Abstand L221 und der Abstand L222 betragen vorzugsweise 10 mm. Das heißt, es ist vorzuziehen, dass die erste Beobachtungslinien 22 so eingestellt sind, dass der Abstand zwischen den ersten Beobachtungslinien beispielsweise 10 mm entlang der Zentralachse CA1 des Filaments 10 beträgt.
Das Messverfahren der Dicke des Bereichs, in dem Zinkoxid verteilt ist, auf der ersten Beobachtungslinien 22 ist nicht besonders beschränkt. Zum Beispiel können Linienanalyse oder Analyse der Linien mit STEM/EDX oder dergleichen entlang der ersten Beobachtungslinie hinsichtlich Zinks und Sauerstoffs durchgeführt werden.
3B zeigt eine schematische Darstellung der Daten aus der Linienanalyse, die dabei ermittelt werden können.
Im 3B, die horizontale Achse zeigt die Messposition und die vertikale Achse zeigt die Intensität. Wie in 3B gezeigt, beim Durchführen der Linienanalyse von der äußeren Oberfläche 12A zur inneren Oberfläche 12B der Beschichtung entstehen Peaks für jedes Element in den Bereichen, in denen Zink (Zn), Sauerstoff (O) in verteilt sind.
Daher kann die Länge des Bereichs, in dem sich der Peak von Zink und der Peak von Sauerstoff überlappen, als die Dicke T1 des Bereichs angesehen werden, in dem das Zinkoxid auf der ersten Beobachtungslinie verteilt ist. Dann kann der Durchschnittswert der Dicke des Bereichs, in dem Zinkoxid verteilt ist, auf den drei ersten Beobachtungslinien als die durchschnittliche Dicke des Bereichs eingestellt werden, in dem Zinkoxid verteilt ist, bei dem Filament.
Wie oben erwähnt, es wird angenommen, dass Zink, insbesondere Zinkoxid, die Reaktion steuert, durch den die Haftschicht geformt wird. Daher kann durch Einstellen des Durchschnittswerts der Dicke des Bereichs, in dem Zinkoxid verteilt ist, größer gleich 0,004 µm, die Bildung einer Haftschicht gefördert werden und die anfängliche Haftfähigkeit am Gummi kann erhöht werden. Wenn die durchschnittliche Dicke des Bereichs, in dem Zinkoxid verteilt ist, übermäßig dick wird, kann die Bildung der Haftschicht eher behindert werden. Wenn jedoch die durchschnittliche Dicke des Bereichs, in dem Zinkoxid verteilt ist, kleiner gleich 0,007 µm ist, kann die anfängliche Haftfähigkeit am Gummi ausreichend erhöht werden, ohne die Bildung der Haftschicht zu hemmen.
(Verhältnisses des Kupfergehalts im äußeren Oberflächenbereich zum Kupfergehalt im zentralen Bereich)
In die Beschichtung 12 werden drei zweite Beobachtungsline, die entlang der Dickenrichtung der Beschichtung 12 gerade verlaufen, in der Längsschnittfläche des Filaments 10, die die Zentralachse CA1 des Filaments 10 umfasst, mit dem Abstand von 10mm zwischen der zweiten Beobachtungsline, eingestellt.
Wenn der Kupfergehalt entlang der zweiten Beobachtungslinie gemessen wird, ist der Kupfergehalt in dem äußeren Oberflächenbereich, der sich auf der Seite der äußeren Oberfläche 12A der Beschichtung 12 auf der zweiten Beobachtungslinie befindet, als Cu1 definiert. Ferner ist der Kupfergehalt im zentralen Bereich, der sich auf der Seite der Zentralachse CA1 der Beschichtung 12 auf der zweiten Beobachtungslinie befindet, als Cu2 definiert.
Dabei ist der Durchschnittswert des Verhältnisses Cu_ratio des Kupfergehalts Cu1 im äußeren Oberflächenbereich zum Kupfergehalt Cu2 im zentralen Bereich, das gemäß der folgende Gleichung (A) berechnet ist, vorzugsweise größer gleich 90 % und kleiner gleich 97 %, weiter vorzugsweise größer gleich 92 % und kleiner gleich 96 %.
${Cu}_{ratio} = Cu1 \div Cu2 \times 100$
Hier, wenn die Dicke der Beschichtung auf der zweiten Beobachtungslinie T ist, ist der äußeren Oberflächenbereich auf der zweiten Beobachtungsline ein Bereich, der zwischen der äußeren Oberfläche 12A der Beschichtung 12 und eine Stelle T/3 entfernt von der äußeren Oberfläche 12A der Beschichtung 12 liegt. Ferner ist der zentralen Bereich auf der zweiten Beobachtungsline 23 ein Bereich, der zwischen einer inneren Oberfläche 12B der Beschichtung 12 und einer Stelle T/3 entfernt von der inneren Oberfläche 12B der Beschichtung 12 liegt.
Ein Durchschnittswert des Verhältnisses Cu_ratio des Kupfergehalt im äußeren Oberflächenbereich zu dem Kupfergehalt im zentralen Bereich von größer gleich 90 % bedeutet, dass mehr Kupfer auf der äußeren Oberflächenseite verteilt ist. Wie bereits erwähnt, reagiert Kupfer mit Schwefel und bildet eine Haftschicht, die Cu₂S enthält. Da eine große Kupfermenge auf der Oberflächenseite des Filaments verteilt ist, wird daher die Bildung einer Haftungsschicht gefördert, und die anfängliche Haftfähigkeit am Gummi kann besonders verbessert werden.
Der Durchschnittswert des Verhältnisses Cu_ratio des Kupfergehalts im äußeren Oberflächenbereich zum Kupfergehalt im zentralen Bereich kleiner gleich 97 % ist, so dass der auf der äußeren Oberfläche der Beschichtung, d. h. in der Nähe des Gummis, verteilte Kobaltanteil ausreichend erhöht werden kann. Daher kann das Effekte der Erhöhung der Feuchtigkeits- und Wärmebeständigkeit der Haftfähigkeit von Kobalt ausreichend auswirken lassen, und kann das Filament mit besonders ausgezeichneter anfänglicher Haftfähigkeit und Feuchtigkeits- und Wärmebeständigkeit der Haftfähigkeit erhalten werden.
Die zweite Beobachtungslinie wird anhand von 2 erläutert.
Wie in 2 gezeigt, können die zweite Beobachtungslinien 23 im Teil der Beschichtung 12 eingestellt werden und entlang der Z-Achse, die die Richtung der Dicke der Beschichtung 12 ist, d.h. senkrecht zur Zentralachse CA1, und kann entlang der Z-Achse im 2 eingestellt werden. Die zweite Beobachtungslinie 23 kann zwischen der äußeren Oberfläche 12A der Beschichtung 12 und der inneren Oberfläche 12B der Beschichtung 12 gezogen werden.
Die zweite Beobachtungslinien 23 sind vorzugsweise mit gleichen Abständen entlang der Zentralachse CA1 des Filaments 10 vorgesehen. Im Fall von 2 sind der Abstand L231 zwischen den zweiten Beobachtungslinien 23A und 23B sowie der Abstand L232 zwischen den zweiten Beobachtungslinien 23B und 23C vorzugsweise gleich. Der Abstand L231 und der Abstand L232 betragen vorzugsweise 10 mm. Das heißt, es ist vorzuziehen, dass die zweite Beobachtungslinien 23 so eingestellt sind, dass der Abstand zwischen den zweiten Beobachtungslinien beispielsweise 10 mm entlang der Zentralachse CA1 des Filaments 10 beträgt.
Es wird erklärt, wie Cu1 und Cu2 ermittelt werden.
Das Messverfahren des Kupfergehalts entlang der zweiten Beobachtungsline 23 ist nicht besonders beschränkt. Zum Beispiel können Linienanalyse mit STEM/EDX oder dergleichen entlang der ersten Beobachtungslinie hinsichtlich Kupfers durchgeführt werden.
3C zeigt eine schematische Darstellung der Daten aus der Linienanalyse, die dabei ermittelt wird.
Im 3C, die horizontale Achse zeigt die Messposition und die vertikale Achse zeigt die Intensität. Wie in 3C gezeigt, beim Durchführen der Linienanalyse von der äußeren Oberfläche 12A zur inneren Oberfläche 12B der Beschichtung 12 entsteht ein Peak in den Bereichen, in denen Kupfer (Cu) in verteilt sind.
Hier ist, von der Dicke T der Beschichtung auf der zweiten Bobachtungslinie, der äußere Oberflächenbereich 33 ein Bereich mit einer Länge von T/3 der Beschichtung 12, der auf der Seite der äußeren Oberfläche 12A angeordnet ist. Dann kann zum Beispiel die EDX-Spitzenfläche von Kupfer, gemessen im äußeren Oberflächenbereich 33, als Cu1 genommen werden.
Ferner ist von der Dicke T der Beschichtung auf der zweiten Bobachtungslinie, der zentralen Bereich 34 ein Bereich mit einer Länge von T/3 der Beschichtung 12, der auf der Seite der Zentralachse CA1 d.h. auf der Seite der innen Oberfläche 12B angeordnet ist. Dann kann zum Beispiel die EDX-Spitzenfläche von Kupfer, gemessen im zentralen Bereich 34, als Cu2 genommen werden.
Unter Verwendung der berechneten Cu1 und Cu2 kann durch die oben beschriebene Formel (A) Cu_ratio für jeweiligen zweite Beobachtungslinie berechnet werden. Dann kann der Durchschnittswert von Cu_ratio für den drei Beobachtungslinien als Durchschnittswert des Verhältnisses Cu_ratio des Kupfergehalts in dem äußeren Oberflächenbereich zum Kupfergehalts im zentralen Bereich des Filaments verwendet werden.
(Bearbeitungsgrad).
Das Filament der Ausführungsform vorzugsweise ein Bearbeitungsgrad von größer gleich 3,4 und kleiner gleich 3,8 aufweisen. η werde definiert: η = In (S₀/ S₁), wenn die Schnittfläche in der Ebene senkrecht zur Längsrichtung des Filaments S₀ ist und wobei die Schnittfläche des Filaments der Ausführungsform nach dem Ziehen S ist.
Das heißt ist der Bearbeitungsgrad ein Index, der den Ziehengrad oder Dehnungsgrad des Filament-Basismaterials zeigt. Durch Einstellen des Bearbeitungsgrads von größer gleich 3,4 kann das in der Beschichtung enthaltendes Kobalt ausreichend in der Beschichtung dispergiert werden. Daher kann das Filament mit besonders hervorragender Feuchtigkeits- und Wärmebeständigkeit der Haftfähigkeit erhalten werden.
Bei übermäßiger Bearbeitung kann die Beschichtung jedoch dünn werden und das Kobalt auf der äußeren Oberflächenseite kann sich ablösen. Aus diesem Grund ist vorzugsweise der Bearbeitungsgrad η kleiner gleich 3,8. Durch die Einstellung des Bearbeitungsgrades η kleiner gleich 3,8 kann das Filament mit besonders hervorragender Feuchtigkeits- und Wärmebeständigkeit der Haftfähigkeit am Gummi erhalten werden.
Je höher der Bearbeitungsgrad des Filaments ist, desto höher ist die Zugfestigkeit. Andererseits ist der im Filament enthaltene Kohlenstoff unverändert, weil er aus dem Material, das das Filament bildet, z.B. dem Draht, stammt.
Aus diesem Grund ist es auch möglich den Bearbeitungsgrad zu berechnen, indem vorab eine Eichkurve für den Zusammenhang zwischen dem Kohlenstoffgehalt des Filaments sowie der Zugfestigkeit und dem Verarbeitungsgrad zu erstellen und der Kohlenstoffgehalt und der Zugfestigkeit zu messen.
[Verfahren zur Herstellung des Filaments]
Ein Verfahren zum Herstellen des Filaments gemäß dieser Ausführungsform wird beschrieben. Gemäß dem Verfahren zum Herstellen des Filaments der vorliegenden Ausführungsform können die oben beschriebenen Filamente hergestellt werden. Daher werden einige der bereits erläuterten Punkte weggelassen.
Das Verfahren zur Herstellung des Filaments kann die folgenden Schritte umfassen.
Herstellungsprozess des Filament-Basismaterials, bei dem Cu Schicht, Zn Schicht und Co Schicht auf der Oberfläche des Drahts aufgebracht werden, um das Filament-Basismaterials zu formen.
Wärmebehandlungsprozess, bei dem das des Filament-Basismaterials wärmebehandelt wird.
Drahtziehprozess, bei dem das Filament-Basismaterials nach dem Wärmebehandlungsprozess gezogen wird.
Beim Aufbringen der Co Schicht im Herstellungsprozess des Filament-Basismaterials der Abstand zwischen der Elektrode, die das Co zuführt, und dem Draht konstant gehalten werden.
Im Folgenden wird jeder Prozess beschrieben.
(1) Herstellungsprozess des Filament-Basismaterials
Im Herstellungsprozess des Filament-Basismaterials kann das Filament-Basismaterial hergestellt werden.
4 zeigt schematische Darstellung der Schnittfläche, die parallel zur Zentralachse CA2 des Filament-Basismaterials 40 und durch die Zentralachse verläuft. 4 umfasst die Zentralachse CA2 des Filament-Basismaterials 40 und entspricht dem Längsschnitt des Filament-Basismaterials 40. In 4 sind die X-Achse, Y-Achse und Z-Achse gezeigt. Die Längsrichtung des Filament-Basismaterials 40 ist die Richtung der X-Achse in 4. 4 umfasst die Zentralachse CA2 sowie entspricht XZ-Ebene. Wie in 4 gezeigt, kann das Filament-Basismaterial 40 die Cu-Schicht 42, die Co-Schicht 43 und die Zn-Schicht 44 auf der Oberfläche des Drahts 41 aufweisen. Dabei ist der Draht 41 ein Draht vor dem Ziehen und kann als Basismaterialdraht bezeichnet werden, wenn er von einem Filamentdraht unterschieden wird.
Daher können die Cu-Schicht 42, die Co-Schicht 43 und die Zn-Schicht 44 auf der Oberfläche des Drahts 41 aufgebracht werden. Die Cu-Schicht, die Co-Schicht und die Zn-Schicht werden vorzugsweise jeweils durch Plattieren oder Galvanotechnik aufgebracht.
Die Reihenfolge des Formens jeder Schicht nicht besonders beschränkt ist, und ist es beispielsweise vorzuziehen, nach dem Formen der Cu-Schicht 42 auf dem Draht 41, die Co-Schicht 43 und die Zn-Schicht 44 zu bilden. Die Reihenfolge zum Formen der Co-Schicht 43 und der Zn-Schicht 44 ist ebenfalls nicht besonders beschränkt, aber es ist bevorzugt, beispielsweise nach dem Bilden der Co-Schicht 43, die Zn-Schicht 44 zu bilden.
Das Filament kann durch Ziehen eines Filament-Basismaterials hergestellt werden, aber ein Teil der Schicht, die auf der äußersten Oberfläche des Filament-Basismaterials angeordnet ist, kann während des Drahtziehprozesses mit einem Stempel oder dergleichen in Kontakt kommen und abgeschabt werden. Die bevorzugte Dicke der Co-Schicht 43 ist normalerweise dünner als die bevorzugten Dicken der Cu-Schicht 42 und der Zn-Schicht 44. Daher ist es vorzuziehen, die Co-Schicht 43 vor dem Bilden der Zn-Schicht 44 wie oben beschrieben zu formen, um zu verhindern, dass die Co-Schicht 43 während des Drahtziehprozesseses abgeschabt wird. Dadurch soll verhindert werden, dass der Co-Gehaltanteil in der Beschichtung des nach dem Drahtziehen erhaltenen Filaments stark von der Drahtziehprozesseses abweicht.
Die Dicke der einzelnen Schichten ist nicht besonders beschränkt, aber das Verhältnis der einzelnen Komponenten in der nach dem Drahtziehprozess erhaltenen Beschichtung 12 des Filaments 10 ändert abhängig von der Dicke der einzelnen Schichten. Daher ist es vorteilhaft, die Dicke der einzelnen Schichten entsprechend der Zusammensetzung der gewünschten Beschichtung 12 im Filament nach dem Drahtziehprozess zu wählen.
Zum Beispiel ist der Durchschnittswert der Dicke T42 der Cu-Schicht 42 vorzugsweise großer gleich 0,777 µm und kleiner gleich 1,290 µm, weiter vorzugsweise großer gleich 0,800 µm und kleiner gleich 1,254 µm. Der Durchschnittswert der Dicke T43 der Co-Schicht 43 ist vorzugsweise großer gleich 0,0121 µm und kleiner gleich 0,138 µm, weiter vorzugsweise großer gleich 0,0352 µm und kleiner gleich 0,0900 µm. Der Durchschnittswert der Dicke T44 der Zn-Schicht 44 ist vorzugsweise großer gleich 0,246 µm und kleiner gleich 0,627 µm, weiter vorzugsweise großer gleich 0,250 µm und kleiner gleich bis 0,614 µm oder besonders vorzugsweise großer gleich 0,306 µm und kleiner gleich 0,557 µm.
Der Durchschnittswert jeder Dicke der Cu-, Co- und Zn-Schichten kann durch Messung an mehreren Messpunkten und deren Durchschnittswert berechnet werden. Die Anzahl der Messpunkte ist nicht besonders begrenzt, liegt aber z. B. vorzugsweise zwischen 3 und 10 Punkten. Die oben genannte Vielzahl von Messpunkten sollte so eingestellt werden, dass die Abstände in der Richtung der Zentralachse des Filament-Basismaterials 40 zwischen den Messpunkten gleich sind. Der Abstand zwischen den Messpunkten ist nicht besonders begrenzt, kann aber z. B. 10 mm betragen.
Die Größe des Drahtes und die Dicke der einzelnen Schichten sollten so gewählt werden, dass der Bearbeitungsgrad bei dem unten beschriebenen Drahtziehprozess großer gleich 3,4 und kleiner gleich 3,8 liegt. Da der Bearbeitungsgrad bereits erläutert wurde, wird hier nicht weiter darauf eingegangen.
Gemäß der Studie der Erfinder der vorliegenden Erfindung, sollte beim Formen der Co-Schicht 43 die Co-Schicht 43 so geformt werden, dass sie eine gleichmäßige Dicke aufweisen. Dadurch kann für das nach dem Wärmebehandlungsprozess und dem Drahtziehprozess erhaltenen Filament der Durchschnittswert des Co-Flächenanteiles, das die vorstehend erwähnte Beobachtungsfläche einnimmt, innerhalb eines vorbestimmten Bereichs eingestellt werden.
Wie oben beschrieben, hat die Co-Schicht 43 vorzugsweise eine gleichmäßige Dicke, und wenn die Dicke an mehreren Messpunkten gemessen wird, beträgt das Variationsverhältnis vorzugsweise kleiner gleich 2,6 und weiter vorzugsweise kleiner gleich 2,5. Das Variationsverhältnis ist ein Wert, der so ermittelt wird, wenn die Dicke der Co-Schicht 43 an mehreren Messpunkten gemessen wird, dass die Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert durch den Durchschnittswert der Dicke der Co-Schicht 43 dividiert wird und mit der folgenden Formel (1) berechnet werden kann.
$\begin{array}{l} Variationsverh \ddot{a} ltnis = \\ (Maximalwert der Dicke - Minimalwert der Dicke) \div Durchschnittswert der Dicke \end{array}$
Wenn die Dicke der Co-Schicht 43 an mehreren Messpunkten gemessen wird, je kleiner das Variationsverhältnis ist, desto mehr wird der Variationsverhältnis in dem Dicken der Co-Schicht unterdrückt und die Dicken sind gleichmäßiger.
Ferner, wenn das Variationsverhältnis der Co-Schicht 43 innerhalb des obigen Bereichs liegt, kann das Kobalt eingenommenen Flächenanteil im vorbestimmten Beobachtungsbereich leicht innerhalb des oben beschriebenen Bereichs eingestellt werden, wenn ein Drahtziehen durchgeführt wird, um das Filament zu formen.
Die untere Grenze des Variationsverhältnisses der Dicke der Co-Schicht 43 ist nicht besonders beschränkt, kann aber z. B. großer gleich 0,6 sein.
Die Co-Schicht kann wie oben beschrieben durch Plattieren oder Galvanotechnik geformt werden. Herkömmlicherweise, wie der in 5 gezeigten Plattierungsvorrichtung 50, werden eine Plattierungslösung 52 und eine Co-Quelle 53 in einem Plattierungsbad 51 angeordnet. Als Co-Quelle 53 können Partikel von Co-Metall oder Co-Verbindung verwendet werden.
Eine Elektrodenplatte 54 ist mit der Co-Quelle 53 verbunden, und die Co-Quelle 53 dient als Elektrode zum Zuführen von Co. Dann wird der Draht 55 von der ersten Rolle 551 zu der zweiten Rolle 552 in dem Plattierungsbad 51 transportiert und durch den Plattierungsbad 51 geführt, um eine Co-Schicht auf dem Draht 55 aus dem Filament-Basismaterial zu formen.
Bei der in 5 gezeigten Plattierungsvorrichtung 50 unterscheidet sich jedoch der Abstand zwischen der Co-zuführenden Elektrode und dem Walzdraht 55 abhängig von der Form der Co-Quelle 53 , die die Co-zuführende Elektrode ist. Nämlich, beispielsweise der Abstand L531 zwischen Co-Quelle 531 und Draht 55 sowie der Abstand L532 zwischen Co-Quelle 532 und Draht 55 sind unterschiedlich. Dies erschwerte die Bildung einer gleichmäßigen Co-Schicht auf der Oberfläche des Drahtes 55 aus dem Filament-Basismaterial.
Daher ist es bei dem Verfahren zur Herstellung von Filamenten gemäß diesem Ausführungsform vorzuziehen, beim Aufbringen der Co-Schicht einen konstanten Abstand zwischen der Elektrode, die das Co zuführet, und dem Draht einzuhalten. Das spezifische Verfahren ist nicht besonders beschränkt, aber kann z. B. mit der in 6 gezeigten Plattierungsvorrichtung 60 durchgeführt werden. In der Plattierungsvorrichtung 60 von 6 sind die gleiche Komponente wie in der Plattierungsvorrichtung 50 von 5 mit den gleichen Nummern versehen, und die Beschreibung entfällt.
Bei der in 6 gezeigten Plattierungsvorrichtung 60 ist über dem Draht 55 ein Drahtgeflecht 61 angeordnet, auf dem die Co-Quellen 53 angeordnet sind. Die Co-Quellen 53 sind in die Plattierungslösung 52 eingetaucht. Eine Stromquelle, die nicht gezeigt ist, ist mit dem Drahtgeflecht 61 verbunden, und die Co-Quelle 53 dient als Elektrode. Dabei sind die Co-Quelle 53 auf der Bodenfläche des Drahtgeflechts 61 angeordnet, daher kann der Abstand L6 zwischen der Co-Quelle 53, die als Elektrode zum Zuführen von Co dient, und dem Draht 55 unabhängig von der Form der Co-Quellen 53 konstant gehalten werden. Dadurch kann eine Co-Schicht gleichmäßig auf der Oberfläche des Drahts 55 geformt werden.
Hier ist ein Beispiel gezeigt, bei dem das mit der Stromquelle verbundene Drahtgeflecht 61, in dem die Co-Quelle 53 angeordnet ist, über dem Draht 55 angeordnet ist. Es ist nicht auf eine solche Form beschränkt, solange der Abstand zwischen dem Draht 55 und der Elektrode, die das Co zuführt, konstant gehalten wird. So wird beispielsweise eine Platte aus einer Co-Quelle als der Elektrode, die das Co zuführt, verwendet, und es kann auch so konfiguriert werden, dass der Abstand zwischen der Elektrode, die das Co zuführt, und dem Draht 55 konstant gehalten wird.
Die Cu-Schicht und die Zn-Schicht können auch auf die gleiche Weise wie die Co-Schicht geformt werden.
Da jedoch die Cu-Schicht und die Zn-Schicht dicker als die Co-Schicht sind, ist der Unterschied in der Dickengleichmäßigkeit durch das Herstellungsverfahren der Schicht von der Cu-Schicht und der Zn-Schicht kleiner als der der Co-Schicht. Daher sind die Herstellungsbedingungen für diese Schichten nicht auf die obigen Verfahren beschränkt.
(2) Wärmebehandlungsprozess
Bei dem Wärmebehandlungsprozess kann das Filament-Basismaterial wärmebehandelt werden.
Die Temperatur der Wärmebehandlung ist nicht beschränkt, sollte aber vorzugsweise oberhalb der Legierungstemperatur von Cu und Zn liegen. Insbesondere sollte die Temperatur der Wärmebehandlung vorzugsweise großer gleich 550 °C und kleiner gleich 650 °C sein, welche über dem Schmelzpunkt (419,5 °C) liegen, bei dem sich Zn in der flüssigen Phase eintritt.
Die Dauer der Wärmebehandlung ist ebenfalls nicht besonders beschränkt, sollte aber z.B. großer gleich 3 Sekunden und kleiner gleich 7 Sekunden liegen.
Cu und Zn werden durch die Wärmebehandlung legiert.
(3) Drahtziehprozess
Beim Drahtziehprozess kann das Filament-Basismaterial nach der Wärmebehandlung gezogen werden.
Der Drahtziehprozess kann so durchgeführt werden, dass der gewünschte Filamentdurchmesser erreicht wird.
Der Durchschnittswert des von Co eingenommenen Flächenanteils in den Beobachtungsbereichen der Beschichtung, die Dicke des Bereichs, in dem Zinkoxid verteilt ist, das Verhältnisses des Kupfergehalts in einem äußeren Oberflächenbereich zu dem Kupfergehalts in einem zentralen Bereich usw. wie oben beschrieben können auf einen gewünschten Bereich eingestellt werden, indem beispielsweise Herstellungsbedingungen ausgewählt werden. Die Herstellungsbedingungen umfassen zum Beispiel die Bedingungen des Wärmebehandlungsprozesses, Bedingungen wie den Bearbeitungsgrad des Drahtziehprozesses, die Reinigung der Oberfläche des Filament-Basismaterials nach dem Herstellungsprozess des Filament-Basismaterials oder vor dem Drahtziehprozess, die Auswahl der Bedingungen der Reinigung, usw.
[Stahlkabel]
Das Stahlkabel gemäß der Ausführungsform wird in folgenden unter Bezugnahme auf 7 beschrieben.
Das Stahlkabel gemäß der Ausführungsform kann mindestens ein Filament wie oben beschrieben aufweisen.
Das Stahlkabel der Ausführungsform kann auch aus einem einzigen obigen Filament bestehen. Darüber hinaus ist es auch möglich, eine Konfiguration anzunehmen, bei der mehrere Filamente miteinander verdrillt sind. Wenn das Stahlkabel mehrere Filamente aufweist, kann mindestens eines das obige Filament sein, und alle Filamente können die obigen Filamente sein.
Wenn das Stahlkabel der Ausführungsform eine Vielzahl von Filamenten aufweist, wie in 7 gezeigt, kann ein Stahlkabel 70 durch Verdrillen einer Vielzahl von Filamenten 71 miteinander gebildet werden.
7 zeigt das Stahlkabel 70 mit einer 1×4 Struktur, bei der vier Filamente 71 entlang der Umfangsrichtung zu einer Schicht oder Lage verdrillt sind, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine solche Konfiguration beschränkt. Beispielsweise kann die Anzahl der Filamente großer gleich 3 und kleiner gleich 5 betragen. Ferner kann das Stahlkabel eine Struktur haben, bei der beispielsweise zwei oder mehr Schichten oder Lagen von Filamenten miteinander verdrillt sind.
Die Filamente, die das Stahlkabel der Ausführungsform aufweisen, können auch so genannte gewellte Filamente sein, dessen gebogene Abschnitte und nicht gebogene Abschnitte sich in Längsrichtung wiederholen.
Das Stahlkabel der Ausführungsform enthält die bereits beschriebenen Filamente. Beim Einsatz zum Reifen kann das Stahlkabel gemäß der Ausführungsform mit besonders hervorragender Haftfähigkeit am Gummi des Reifens erhalten werden, da das Stahlkabel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die bereits beschriebenen Filamente umfasst.
[Reifen]
Der Reifen in dieser Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 8 und 9 beschrieben.
Der Reifen gemäß der Ausführungsform kann das oben beschriebene Stahlkabel umfassen.
8 zeigt eine Schnittansicht des Reifens 80 gemäß der vorliegenden Ausführungsform in einer Ebene senkrecht zu der Umfangsrichtung. 8 zeigt nur den linken Seitenabschnitt von CL (Zentrallinie), während die gleiche Struktur durchgehend auf der rechten Seite von CL mit CL als Symmetrieachse vorgesehen ist.
Wie in 8 gezeigt, beinhaltet der Reifen 80 einen Laufflächenabschnitt 81, einen Seitenwandabschnitt 82 und einen Wulstabschnitt 83.
Der Laufflächenabschnitt 81 ist ein Abschnitt in Kontakt mit der Straßenoberfläche. Der Wulstabschnitt 83 ist an der Innendurchmesserseite des Reifens 80 in Bezug auf den Laufflächenabschnitt 81 bereitgestellt. Der Wulstabschnitt 83 ist ein Abschnitt in Kontakt mit der Felge des Rads des Fahrzeugs. Der Seitenwandabschnitt 82 verbindet den Laufflächenabschnitt 81 und den Wulstabschnitt 83. Wenn der Laufflächenabschnitt 81 einen Aufprall von der Straßenoberfläche erhält, verformt sich der Seitenwandabschnitt 82 elastisch und absorbiert den Aufprall.
Der Reifen 80 weist einen Innerliner 84, eine Karkasse 85, eine Gürtelschicht 86 und einen Wulstdraht 87 auf.
Der Innerliner 84 besteht aus Gummi und dichtet den Raum zwischen dem Reifen 80 und dem Rad ab.
Die Karkasse 85 bildet das Skelett des Reifens 80. Die Karkasse 85 besteht aus Gummi und organischen Fasern wie Polyester, Nylon und Rayon, oder Stahlkorden. Als Karkasse 85 kann auch ein oben beschriebenen Stahlkabel verwendet werden. Das heißt, kann ein Stahlkabel mit mindestens einem oben beschriebenen Filament als Karkasse 85 verwendet werden.
Der Wulstdraht 87 ist im Wulstabschnitt 83 bereitgestellt. Der Wulstdraht 87 nimmt die auf die Karkasse 85 wirkende Zugkraft auf.
Die Gürtelschicht 86 strafft die Karkasse 85, um die Steifigkeit des Laufflächenabschnitts 81 zu erhöhen. In 8 dargestellten Beispiel weißt der Reifen 80 zwei Gürtelschicht 86 auf.
9 zeigt eine schematische Darstellung der zwei Gürtelschichten 86. 9 zeigt eine Schnittansicht der Gürtelschicht 86 in Längsrichtung, d.h. in einer Ebene senkrecht zur Umfangsrichtung des Reifens 80.
Wie in 9 dargestellt, sind zwei Gürtelschicht 86 in radialer Richtung des Reifens 80 übereinandergestapelt. Jede Gürtelschicht 86 weist eine Vielzahl von Stahlkabel 91 und Gummi 92 auf. Die Vielzahl von Stahlkabel 91 sind parallel in einer Reihe angeordnet. Das Gummi 92 umhüllt das Stahlkabel 91, und der gesamte Umfang jedes einzelnen Stahlkabels 91 ist jeweils abgedeckt durch Gummi 92. Das Stahlkabel 91 sind in das Gummi 92 eingebettet.
Als das Stahlkabel 91 kann das bereits beschriebene Stahlkabel benutzt werden. Mit anderen Worten, es kann sich um ein Stahlkabel handeln, das mindestens ein bereits beschriebenes Filament aufweist. Das Stahlkabel 91, das für den Reifen der Ausführungsformverwendet wird, kann auch aus einem einzigen obigen Filament bestehen. Darüber hinaus kann das Stahlkabel 91, das für den Reifen der Ausführungsformverwendet wird, eine Konfiguration annehmen, bei der mehrere Filamente miteinander verdrillt sind. Dabei können ein oder mehrere der im Stahlkabel 91 enthaltenen Filamente die oben beschriebenen Filamente sein, oder alle im Stahlkabel 91 enthaltenen Filamente aus den oben beschriebenen Filamenten bestehen werden.
Beim Reifen dieser Ausführungsform ist das bereits erwähnte Stahlkabel als Stahlkabel 91 umgefasst. Daher ist es möglich, gemäß der Ausführungsform des Reifens einen dauerhaften Reifen mit hoher Haftfähigkeit zwischen dem Stahlkabel und Gummi zu erhalten.
Die Ausführungsbeispiele oben ausführlich beschrieben wurden, sind die Ausführungsbeispiele jedoch nicht auf die spezifischen Ausführungsbeispiele beschränkt, und verschiedene Modifikationen und Änderungen können innerhalb des Schutzumfangs der Ansprüche vorgenommen werden.
[Ausführungsbeispiel]
Spezifische Beispiele werden unten beschrieben, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Beispiele beschränkt.
(Bewertungsmethode)
Zunächst werden die Bewertungsmethoden des im folgenden experimentellen Beispiel hergestellten Filament-Basismaterial und Filament beschrieben.
(1) Bewertung des Filament-Basismaterials
Hinsichtlich des Filament-Basismaterials unmittelbar nach dem Formen der Beschichtung auf dem Draht, das heißt unmittelbar nach dem Herstellungsprozess des Filament-Basismaterials, wurde die Dicke der Cu-Schicht, der Co-Schicht und der Zn-Schicht an mehreren Stellen gemessen.
Die Messpunkte wurden an drei Stellen entlang der Zentralachse des Filament-Basismaterials eingestellt. Die Messpunkte wurden so gesetzt, dass der Abstand zwischen den Messpunkten 10 mm in Richtung der Zentralachse des Filament-Basismaterials ist.
Der Durchschnittswert der gemessenen Dicken der jeden Schichten an den Messpunkten wurde dann jeweils als durchschnittliche Dicke der Cu-, Co- und Zn-Schichten des Filament-Basismaterials erhalten.
Zur Messung und Berechnung der Dicke jeden Schichtens wurden zunächst Element-Mapping für jedes Element in der Schnittfläche, die durch der Zentralachse des Filament-Basismaterials und zur Zentralachse parallel verläuft, unter Verwendung von STEM/EDX (Rastertransmissionselektronenmikroskop / Energiedispersive Röntgenanalyse) durchgeführt. Aus dem ermittelten Element-Mapping-Bild wurde die Fläche jeder Schicht bestimmt, die Dicke jeder Schicht an jedem der oben genannten Messpunkte ermittelt und der Durchschnittswert berechnet.
In den Tabellen 1 bis 3 sind die durchschnittliche Dicke der Cu-Schicht, die durchschnittliche Dicke der Zn-Schicht und die durchschnittliche Dicke der Co-Schicht werden als „Cu-Schichtdicke“, „Zn-Schichtdicke“ und „Co-Schichtdicke“ bezeichnet.
In Bezug auf die Co-Schicht wird das Variationsverhältnis in Co-Schichtdicke als „Co-Schichtdicken-variations-verhältnis“ in Tabellen 1 bis 3 gezeigt, das so berechnet wurde, dass die Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert aus den gemessenen Werten an den obigen drei Messpunkten durch die durchschnittliche Co-Schichtdicke dividiert, d.h. durch die oben erwähnte Formel (1) berechnet.
(2) Bewertung des Filaments
(2-1) Durchschnittswert des von Co eingenommenen Flächenanteils in den Beobachtungsbereichen
In einer Schnittfläche, die durch die Zentralachse der in den folgenden Experimentelle Beispiele hergestellten Filamente und parallel zu der Zentralachse verläuft, wurde in der Beschichtung 12 die Beobachtungsbereiche 21A bis 21C, jeweils mit 1 µm im Quadrat, an drei Stellen eingestellt. Wie in 2 und 3A gezeigt, wurde der Beobachtungsbereich 21 so eingestellt, dass er eine äußere Oberfläche 12A der Beschichtung 12 umfassen. Darüber hinaus wurde die Abstände L211, L212 zwischen jeden Beobachtungsbereichen 21 10 mm eingestellt.
Anschließend wurde in jedem Beobachtungsbereich der von Co eingenommene Flächenanteil gemessen und berechnet, und der Durchschnittswert des von Co eingenommenen Flächenanteils in drei Beobachtungsbereichen (drei Stellen) wurde berechnet. In den Tabellen 1 bis 3 ist es als „Co Flächenanteil (Durchschnitt von 3 Stellen)“ gezeigt.
Zur Berechnung des Durchschnittswerts des von Co eingenommenen Flächenanteils in den Beobachtungsbereichen wurden zunächst Element-Mapping für jedes Element im jeden Beobachtungsbereich in der Schnittfläche, die durch der Zentralachse des Filament-Basismaterials und zur Zentralachse parallel verläuft, unter Verwendung von STEM/EDX (Rastertransmissionselektronenmikroskop / Energiedispersive Röntgenanalyse) durchgeführt. Aus dem ermittelten Element-Mapping-Bild wurden die Co eingenommenen Flächenanteile in den Beobachtungsbereichen bestimmt, und der Durchschnittswert von drei Beobachtungsbereichen (drei Stellen) berechnet.
Auf die gleiche Weise, außer dass die Anzahl der Beobachtungsbereiche auf 10 eingestellt wurde, wurde das von Co eingenommene Flächenanteil in jeden Beobachtungsbereich gemessen und berechnet, und der Durchschnittswert der von Co eingenommenen Flächenanteils von 10 Beobachtungsbereichen wurde berechnet. In Tabellen 1 bis 3 wurde als „Co Flächenanteil (Durchschnitt von 10 Stellen)‟ gezeigt.
Selbst wenn die Anzahl der Beobachtungsbereiche 10 eingestellt wurde, wurde jeder Beobachtungsbereich so eingestellt, dass er die äußere Oberfläche 12A der Beschichtung 12 umfasst, und der Abstand zwischen jedem Beobachtungsbereich 10 mm sind. Zur Berechnung des Durchschnittswerts des von Co eingenommenen Flächenanteils in den Beobachtungsbereichen wurden zunächst Element-Mapping für jedes Element im jeden Beobachtungsbereich in der Schnittfläche, die durch der Zentralachse des Filament-Basismaterials und zur Zentralachse parallel verläuft, unter Verwendung von STEM/EDX durchgeführt. Aus dem ermittelten Element-Mapping-Bild wurden die Co eingenommenen Flächenanteile in den Beobachtungsbereichen bestimmt, und der Durchschnittswert von zehn Stellen berechnet.
(2-2) Co-Gehaltanteil in der Beschichtung
Ein Teil des Filaments, auf dem die Beschichtung geformt und einem Drahtziehen durchgeführt wurde, wurde ausgeschnitten und in eine Abstreifen-Lösung getaucht, um die Beschichtung aufzulösen. Dann wurde die ermittelte Lösung unter Verwendung eines Atomabsorptionsspektrometers (Hitachi High-Technologies Corporation, Modell: Z-2300) analysiert. Aus den Analyseergebnissen wurde der Co-Gehaltanteil von Cu, Zn und Co in der Beschichtung berechnet. Das heißt, der Co-Gehaltanteil in der Beschichtung wurde berechnet, wenn der Gesamtgehalt von Cu, Zn und Co in der Beschichtung 100 Massen% ergibt. In den Tabellen 1 bis 3 ist es als „Co Gehaltanteil in Beschichtung“ gezeigt.
(2-3) Bearbeitungsgrad
Zuvor wurde die Eichkurve für den Zusammenhang zwischen dem Kohlenstoffgehalt des Filaments sowie der Zugfestigkeit und dem Verarbeitungsgrad erstellt.
Anschließend wurden der Kohlenstoffgehalt und die Zugfestigkeit hinsichtlich der folgenden Experimentelle Beispiele hergestellten Filamenten gemessen und der Bearbeitungsgrad anhand der oben genannten Eichkurve berechnet.
Der Kohlenstoffgehalt wurde mit einem Atomabsorptionsspektrometer (Hitachi High-Technologies Corporation, Modell: Z-2300) analysiert.
Die Zugfestigkeit wurde mit einem Autograph (Shimadzu Corporation, Modell: AGS-5kNX) gemessen.
(2-4) Dicke des Bereichs, in dem Zinkoxid verteilt ist
In der Beschichtung 12 wurde drei erste Beobachtungsline 22, die entlang der Dickenrichtung der Beschichtung 12 gerade verlaufen, mit Abstände L221, L222 von 10mm zwischen den ersten Beobachtungsline 22 in der Längsschnittfläche des Filaments 10, die die Zentralachse CA1 des Filaments umfasst, eingestellt.
Anschließend wurde Linienanalyse oder Analyse auf der Linie mit STEM/EDX entlang der ersten Beobachtungslinie hinsichtlich Zinks und Sauerstoffs durchgeführt. Dabei, wie in 3B gezeigt, wurde die Länge des Bereichs, in dem sich der Peak von Zink und der Peak von Sauerstoff überlappen, als die Dicke T1 des Bereichs angesehen, in dem das Zinkoxid auf der ersten Beobachtungsgeraden verteilt ist.
Für jede erste Beobachtungslinie wurde die Dicke des Bereichs, in dem Zinkoxid verteilt ist, wie oben beschrieben gemessen, und der Durchschnittswert von der auf den drei ersten Beobachtungslinien gemessenen Dicke der Bereich, in dem Zinkoxid verteilt ist, wurde berechnet. Die Ergebnisse sind in der Spalte „ZnO Schichtdicke“ in Tabellen gezeigt.
(2-5) Verhältnisses des Kupfergehalts in einem äußeren Oberflächenbereich zu dem Kupfergehalts in einem zentralen Bereich
In der Beschichtung 12 wurde drei zweiten Beobachtungsline 23, die entlang der Dickenrichtung der Beschichtung 12 gerade verlaufen, mit Abstände L231, L232 von 10mm zwischen den zweiten Beobachtungsline 23 in der Längsschnittfläche des Filaments 10, die die Zentralachse CA1 des Filaments 10 umfasst, eingestellt.
Anschließend wurde Linienanalyse mit STEM/EDX entlang der ersten Beobachtungslinie hinsichtlich Kupfers durchgeführt.
Wie in 3C gezeigt, beim Durchführen der Linienanalyse mit Bezug auf Kupfer von der äußeren Oberfläche 12A zur inneren Oberfläche 12B der Beschichtung 12 entlang der zweiten Beobachtungslinie entsteht ein Peak in den Bereichen, in denen Kupfer (Cu) verteilt ist.
Dabei bezeichnet die Dicke der Beschichtung auf der zweiten Beobachtungslinie als T. Ferner bezeichnet ein Bereich auf der zweiten Beobachtungsline, der zwischen der äußeren Oberfläche 12A der Beschichtung und eine Stelle entfernt von T/3 von der äußeren Oberfläche 12A der Beschichtung liegt, als der äußeren Oberflächenbereich 33. Außerdem, bezeichnet die im äußeren Oberflächenbereich 33 gemessene EDX-Peakfläche des Kupfers als der oberflächenseitige Kupfergehalt Cu 1.
Ferner ist ein Bereich auf der zweiten Beobachtungsline, der zwischen der inneren Oberfläche 12B der Beschichtung 12 und eine Stelle entfernt von T/3 von der inneren Oberfläche 12B der Beschichtung 12 liegt, ein zentraler Bereich 34. Außerdem, ist die im zentralen Bereich 34 gemessene EDX-Peakfläche des Kupfers der zentralenseitige Kupfergehalt Cu 2.
Verhältnisses Cu_ratio des Kupfergehalts in einem äußeren Oberflächenbereich zu dem Kupfergehalts in einem zentralen Bereich wurde dann aus den jeweiligen Ergebnissen der Messungen an der zweiten Beobachtungslinie durch folgenden Formel (A) berechnet. Der Durchschnittswert von Cu_ratio, das aus der messungen auf der drei zweiten Beobachtungslinien ermittelt wurde, wurde ermittelt und als Verhältnisses Curatio des Kupfergehalts in einem äußeren Oberflächenbereich zu dem Kupfergehalts in einem zentralen Bereich des Filaments verwendet. Die Ergebnisse sind in der Spalte „Cu Verhältniss (Oberfläche / Zentrum)“ in Tabellen gezeigt.
${Cu}_{ratio} = Cu1/Cu2 \times 100$
(2-6) Haftfähigkeitsindex
(Anfängliche Haftfähigkeit)
Die in jedem der folgenden experimentellen Beispiele hergestellten Filamente wurden in unvulkanisierten Gummi eingebettet, um einen Filament-Gummi-Komplex zu bilden. Dann wurde der Filament-Gummi-Komplex bei 160 °C für 20 Minuten vulkanisiert, um eine Probe zur Bewertung herzustellen.
Gemäß ASTM-D-2229-93a wurde das Stahlkabel aus der hergestellten Bewertungsprobe herausgezogen, die Zugkraft beim Herausziehen gemessen und die anfängliche Haftfähigkeit bewertet. Die Bewertung wurde als Index ausgedrückt, wobei der Wert von Beispiel 16 auf 100 gesetzt wurde. Je größer der Wert, desto besser das Ergebnis.
Die Ergebnisse sind als „Anfang“ von Haftfähigkeit-index in Tabellen 1 bis 3 gezeigt.
(Feuchtigkeits- und Wärmebeständigkeit der Haftfähigkeit)
Die Bewertungsproben wurden unter den gleichen Bedingungen wie für die anfängliche Haftfähigkeit hergestellt.
Dann wurde die Bewertungsprobe einem Feuchtigkeits- und Wärmebeständigkeitstest unterzogen, bei dem sie 300 Stunden in einem Ofen mit konstanter Temperatur und Feuchtigkeit, eingestellt auf eine Temperatur von 80°C und eine relative Feuchtigkeit von 95%, unter Atmosphäre gehalten wurde. Nach dem Feuchtigkeits- und Wärmebeständigkeitstest wurde die Zugkraft beim Herausziehen für die Bewertungsprobe auf die gleiche Weise wie die anfängliche Haftfähigkeit auf gemessen, und die Feuchtigkeits- und Wärmebeständigkeit der Haftfähigkeit wurde bewertet. Die Bewertung wurde als Index ausgedrückt, wobei der Wert von Beispiel 16 auf 100 gesetzt wurde. Je größer der Wert, desto besser das Ergebnis.
In den Tabellen 1 bis 3 sind die Ergebnisse als „die Feuchtigkeits- und Wärmebeständigkeit“ des Haftfähigkeitsindexes gezeigt.
(2-7) Haltbarkeitsindex
Die in den folgenden experimentellen Beispielen hergestellten Filamente wurden in unvulkanisierten Gummi eingebettet, um einen Filament-Gummi-Komplex zu bilden. Der Filament-Gummi-Komplex wurde dann 20 Minuten lang bei 160 °C vulkanisiert. Aus dem vulkanisierten Filament-Gummi-Komplex wurde ein fadenförmiges Prüfstück mit einer Querschnittsform von 5 mm Dicke und 10 mm Breite entnommen.
Dann wurde, wie in 10 gezeigt, der erhaltene Prüfkörper 100 auf die erste Walze 1011, die zweite Walze 1012 und die dritte Walze 1013 mit einem Walzendurchmesser von 25 mm aufgebracht. Die drei Walzen werden so positioniert und eingestellt, dass beim Aufbringen des Prüfkörpers auf die obigen drei Walzen, der Prüfkörper 100 zwischen der ersten Walze 1011 und der zweiten Walze 1012 und der Prüfkörper 100 zwischen der zweiten Walze 1012 und der dritten Walze miteinander parallel laufen, wie in 10 gezeigt. Ferner wird eine Last von 29,4 N entlang der Längsrichtung auf den Prüfkörper 100, der zwischen dem ersten Walze 1011 und dem dritten Walze 1013 liegt ausgeübt. Dann werden der erste, zweite und dritte Walze 1011, 1012, 1013 gedreht, um der Prüfkörper 100 in die Richtung des Pfeils A in 10 zu bewegen und dann werden der erste, zweite und dritte Walze 1011, 1012, 1013 in die umgekehrter Drehrichtung gedreht um der Prüfkörper 100 in die gegen Richtung des Pfeils A zu bewegen. Dieser Vorgang wurde als ein Satz festgelegt und wiederholt durchgeführt. Die Rotationsgeschwindigkeit jeder Walze wurde so eingestellt, dass die Hin- und Herbewegung 100 Sätze pro Minute eingestellt werden konnte. Dann wurde die Anzahl der Hin- und Herbewegungen des Prüfkörpers bis zum Bruch des Prüfkörpers gezählt.
Die Bewertungen sind als relative Werte angegeben, wobei das Ergebnis von Versuchsfall 16 mit 100 angegeben ist.
(Für die Bedingungen in jedem Versuchsfall)
Die Filamente wurden unter den folgenden Bedingungen hergestellt und bewertet.
Experimentelle Beispiele 1 bis 15 sind Versuchsbeispiele, und experimentelle Beispiele 16 bis 21 sind Vergleichsbeispiele.
[Experimentelles Beispiel 1]
Die Filamente wurden nach dem folgenden Verfahren hergestellt.
(1) Herstellungsprozess des Filament-Basismaterials
Eine Cu-Schicht 42, eine Co-Schicht 43 und eine Zn-Schicht 44 wurden durch Plattieren in der Reihenfolge gebildet und gestapelt, um ein Filament-Basismaterial 40 herzustellen (siehe 4).
Die Cu-Schicht wurde mit Kupferpyrophosphat als Plattierungslösung geformt. Die Co-Schicht wurde mit Kobaltsulfat als Plattierungslösung geformt. Die Zn-Schicht wurde mit Zinksulfat als Plattierungslösung geformt.
Beim Formen jeder Schicht wurden die Stromdichte, die Geschwindigkeit des dem Plattierungsbad zugeführten Drahtes, die Zusammensetzung der Plattierungslösung, die Konzentration der Plattierungslösung und dergleichen so eingestellt, dass jede Schicht die gewünschte Dicke aufwiest.
Die Co-Schicht wurde mit der in 6 gezeigten Plattierungsvorrichtung 60 geformt, indem der Abstand L6 zwischen der Co-Quelle 53, die als Elektrode für die Co versorgen, und dem Draht 55 konstant gehalten wurde. Der Aufbau des Plattierungsgerät 60 wurde bereits beschrieben, so dass hier auf eine Beschreibung verzichtet wird.
Tabelle 1 zeigt die Bewertungsergebnisse des Dickenvariationsverhältnisses für die oben beschriebene Co-Schicht, d.h. die durchschnittliche Dicke der Cu-Schicht, der Zn-Schicht und der Co-Schicht in dem erhaltenen Filament-Basismaterial und die Differenz zwischen der maximalen und der minimalen Dicken der Co-Schicht durch die durchschnittliche Dicke der Co-Schicht geteilt sind.
(2) Wärmebehandlungsprozess
Das Filament-Basismaterial wurde eine Wärmebehandlung durch Erhitzen auf 600 °C für 5 Sekunden in einer atmosphärischen Atmosphäre wärmebehandelt, um die Metallkomponenten zu diffundieren und die Beschichtung zu bilden.
(3) Drahtziehprozess
Durch Ziehen des Drahtes, auf dem die erhaltene Beschichtung geformt wurde, wurde das Filament mit der Beschichtung mit einem Filamentdurchmesser von 0,55 mm erhalten.
Das erhaltene Filament-Basismaterial und die Filamente wurden wie zuvor beschrieben bewertet. Die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
[Experimentelle Beispiele 2 bis 15]
Ein Filament wurde auf die gleiche Weise wie in experimentelle Beispiel 1 hergestellt, außer dass im Herstellungsprozess des Filament-Basismaterials beim Formen jeder Schicht die Stromdichte, die Geschwindigkeit des dem Plattierungsbad zugeführten Drahtes, die Zusammensetzung der Plattierungslösung, die Konzentration der Plattierungslösung und dergleichen so eingestellt wurde, dass jede Schicht die gewünschte Dicke aufweist.
Das erhaltene Filament-Basismaterial und die Filamente wurden wie zuvor beschrieben bewertet. Die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 1 und 2 gezeigt.
[Experimentelle Beispiele 16 und 17]
Im Herstellungsprozess des Filament-Basismaterials, wurden kein Co-Schicht geformt und nur Cu-Schicht und Zn-Schicht geformt. Dann wurden beim Formen jeder Schicht die Stromdichte die Geschwindigkeit des dem Plattierungsbad zugeführten Drahtes, die Zusammensetzung der Plattierungslösung, die Konzentration der Plattierungslösung und dergleichen so eingestellt, dass jede Schicht die gewünschte Dicke aufweist. Außer obigen Punkte, ein Filament wurde auf die gleiche Weise wie in experimentelle Beispiel 1 hergestellt.
Die erhaltenen Filamente wurden wie zuvor beschrieben bewertet. Die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
[Experimentelle Beispiele 18 bis 21]
Im Herstellungsprozess des Filament-Basismaterials, wurden beim Formen jeder Schicht die Stromdichte die Geschwindigkeit des dem Plattierungsbad zugeführten Drahtes, die Zusammensetzung der Plattierungslösung, die Konzentration der Plattierungslösung und der gleichen so eingestellt, dass jede Schicht die gewünschte Dicke aufweist.
Ferner wurde beim Formen der Co-Schicht, die in 5 gezeigte Plattierungsvorrichtung 50 verwendet. Daher wird beim Formen der Co-Schicht der Abstand zwischen der Co-Quelle 53, die eine Elektrode zum Zuführen von Co ist, und dem Draht 55 variierte in Abhängigkeit von der Stelle. Außer obigen Punkte, ein Filament wurde auf die gleiche Weise wie in experimentelle Beispiel 1 hergestellt.
Das erhaltene Filament-Basismaterial und die Filamente wurden wie zuvor beschrieben bewertet. Die Bewertungsergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.

Tabelle 1]

		Beispiel 1	Beispiel 2	Beispiel 3	Beispiel 4	Beispiel 5	Beispiel 6	Beispiel 7	Beispiel 8
Filament-Basismaterial	Cu Schichtdicke (µm)	1,034	1,027	1,120	0,777	1,290	0,800	1,221	0,777
	Zn Schichtdicke (µm)	0,437	0,486	0,481	0,398	0,598	0,246	0,627	0,246
	Co Schichtdicke (µm)	0,0751	0,0121	0,1380	0,0510	0,0400	0,0890	0,0751	0,0880
	Co-Schichtdicken-variationsverhältnis	1,37	2,48	0,62	2,02	2,50	1,08	1,42	1,07
Filament	Co Flächenanteil (Durchschnitt von 3 Stellen)	40,0	10,0	50,0	37,2	34,4	41,0	39,7	40,6
	Co Flächenanteil (Durchschnitt von 10 Stellen)	40,1	9,5	49,9	37,6	34,0	40,8	39,9	40,4
	Bearbeitungsgrad	3,6	3,6	3,6	3,6	3,6	3,6	3,6	3,6
	ZnO Schichtdicke (µm)	0,005	0,006	0,004	0,005	0,005	0,004	0,006	0,004
	Cu Verhältniss (Oberfläche/ Zentrum) (%)	91,2	95,8	90,1	90,4	96,5	95,3	90,6	92,1
	Co Gehaltanteil in Beschichtung (Mass %)	4,85	0,79	7,94	4,16	2,07	7,84	3,91	7,92
Haftfähig keit-index	Anfang	102	104	100	103	105	106	103	103
Haftfähig keit-index	Feucht.- und Wärme beständigkeit	105	102	107	104	108	105	104	104
Haltbarkeitsindex		105	102	107	104	108	105	104	104

Tabelle 2]

		Beispiel 9	Beispiel 10	Beispiel 11	Beispiel 12	Beispiel 13	Beispiel 14	Beispiel 15
Filament-Basismaterial	Cu Schichtdicke (µm)	1,284	1,028	1,031	0.828	1,203	0,816	1,227
	Zn Schichtdicke (µm)	0,627	0,461	0,475	0,251	0,614	0,271	0,603
	Co Schichtdicke (µm)	0,0751	0,0194	0,382	0,0802	0,0783	0,0732	0,0896
	Co-Schichtdicken-variationsverhältnis	1,41	2,58	2,52	1,14	1,49	1,56	1,04
Filament	Co Flächenanteil (Durchschnitt von 3 Stellen)	41,2	6,1	22,5	43,1	38,9	39,7	42,5
	Co Flächenanteil (Durchschnitt von 10 Stellen)	40,9	5,7	23,1	42,9	39,2	40,0	42,4
	Bearbeitungsgrad	3,6	3,6	3,6	3,6	3,6	3,6	3,6
	ZnO Schichtdicke (µm)	0,005	0,006	0,005	0,004	0,007	0,006	0,005
	Cu Verhältniss (Oberfläche/ Zentrum) (%)	91,6	95,2	93,6	96,1	90,3	90,1	96,5
	Co Gehaltanteil in Beschichtung (mass %)	3,78	1,29	2,47	6,92	4,13	6,31	4,67
Haftfähig keit-index	Anfang	105	103	102	104	101	102	105
Haftfähig keit-index	Feucht.- und Wärme beständigkeit	107	102	104	106	104	104	106
Haltbarkeitsindex		107	104	103	104	103	102	103

Tabelle 3

		Beispiel 16	Beispiel 17	Beispiel 18	Beispiel 19	Beispiel 20	Beispiel 21
Filament-Basismaterial	Cu Schichtdicke (µm)	1,270	0,820	1,101	1,221	1,120	1,027
	Zn Schichtdicke (µm)	0,730	0,480	0,571	0,627	0,481	0,486
	Co Schichtdicke (µm)	-	-	0,1410	0,0751	0,1380	0,0121
	Co-Schichtdicken-variationsverhältnis	-	-	0,57	2,66	2,83	2,98
Filament	Co Flächenanteil( Durchschnitt von 3 Stellen)	-	-	54,0	65,0	56,0	0,8
	Co Flächenanteil (Durchschnitt von 10 Stellen)	-	-	53,9	64,3	55,2	0,4
	Bearbeitungsgrad	3,6	3,6	3,6	3,6	3,6	3,6
	ZnO Schichtdicke (µm)	0,007	0,006	0,004	0,006	0,004	0,006
	Cu Verhältniss (Oberfläche/ Zentrum) (%)	97,8	97,2	88,4	90,6	90,1	95,8
	Co Gehaltanteil in Beschichtung (mass %)	-	-	7,78	3,91	7,94	0,79
Haftfähig keit-index	Anfang	100	95	96	99	96	99
Haftfähig keit-index	Feucht.- und Wärme beständigkeit	100	98	108	102	103	95
Haltbarkeitsindex		100	95	98	97	98	95

Aus den Ergebnissen in den Tabellen 1 bis 3 ist ersichtlich, dass das Filament mit einer Beschichtung, der Cu, Zn und Co enthält und der Durchschnittswert des von Co eingenommenen Flächenanteils in den Beobachtungsbereichen größer gleich 1 % und kleiner gleich 50 % ist, wenn drei Beobachtungsbereiche eingestellt sind. erhalten wurde.
Dann wurde bestätigt, dass die Filamente der experimentellen Beispiele 1 bis 15 im Vergleich zu den Filamenten der experimentellen Beispiele 16 bis 21, die die obigen Anforderungen nicht erfüllten, in der anfänglichen Haftfähigkeit und die Feuchtigkeits- und Wärmebeständigkeit der Haftfähigkeit überlegen waren. Das heißt, es wurde bestätigt, dass die Haftfähigkeit am Gummi ausgezeichnet war.
Zusätzlich wurde bestätigt, dass die Filamente der experimentellen Beispiele 1 bis 15 auch einen ausgezeichneten Haltbarkeitsindex aufwiesen.
Daher kann bei den Reifen, die die Stahlkorde verwenden, die die Filamente der experimentellen Beispiele 1 bis 15 umfassten, die Haltbarkeit verbessert und die Lebensdauer verlängert werden, so dass die Austauschhäufigkeit unterdrückt werden kann.
Bezugszeichenliste

10: Filament
11: Draht
12: Beschichtung
A: Bereich
CA1: Zentralachse
12A: Äußere Oberfläche
12B: Innere Oberfläche
X: X-Achse (Längsrichtung)
Y: Y-Achse
Z: Z-Achse (Dickenrichtung)
21, 21A, 21B, 2 1C: Beobachtungsbereich
22, 22A, 22B, 2 2C: Erste Beobachtungslinie
23, 23A, 23B, 2 3C: Zweite Beobachtungslinie
L211, L212: Abstand
L221, L222: Abstand
L231, L232: Abstand
121: Co
122: Legierung
L31, L32: Länge der einen Seite
33: Äußere Oberfläche
34: Zentraler Bereich
T1: ZnO-Dicke
T: Dicke der Beschichtung
40: Filament-Basismaterial
41: Draht
42: Cu-Schicht
43: Co-Schicht
44: Zn-Schicht
T42: Dicke
T43: Dicke
T44: Dicke
CA2: Zentralachse
X: X-Achse (Längsrichtung)
Y: Y-Achse
Z: Z-Achse
50: Plattierungsvorrichtung
51: Plattierungsbad
52: Plattierungslösung
53,531,532: Co-Quelle
54: Elektrodenplatte
55: Draht
551: Erste Rolle
552: Zweite Rolle
L531, L532: Abstand
60: Plattierungsvorrichtung
61: Drahtgeflecht
L6: Abstand
70: Stahlkabel
71: Filament
80: Reifen
81: Laufflächenabschnitt
82: Seitenwandabschnitt
83: Wulstabschnitt
84: Innerliner
85: Karkasse
86: Gürtelschicht
87: Wulstdraht
CL: Zentrallinie
91: Stahlkabel
92: Gummi
100: Testkörper
1011: Erste Walze
1012: Zweite Walze
1013: Dritte Walze
101: Pfeil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2020068581 [0002]
JP 2016087687 A [0003, 0004]

Claims

Filament mit einer Beschichtung (12), die Kupfer, Zink und Kobalt enthält, wobei ein Kobaltgehaltanteil in der Beschichtung (12) größer gleich 0,5 Massen% und kleiner gleich 8 Massen% ist, wenn ein Gesamtgehaltanteil an Kupfer, Zink und Kobalt in der Beschichtung (12) 100 Massen% ergibt, und wobei wenn, in einer Schnittfläche, die eine Zentralachse (CA1) des Filaments (10) umfasst und in einer Längsrichtung (X) des Filaments (10) verläuft, Beobachtungsbereiche (21) mit 1 µm im Quadrat, die jeweils eine äußere Oberfläche (12A) der Beschichtung (12) umfassen, an mindestens drei Stellen mit einem Abstand (L211, L212) von 10 mm zwischen den Beobachtungsbereichen (21) entlang der Zentralachse (CA1) in der Beschichtung (12) eingestellt sind, der Durchschnittswert des von Kobalt eingenommenen Flächenanteils in den Beobachtungsbereichen (21) größer gleich 1 % und kleiner gleich 50 % ist.
Filament (10) gemäß dem Anspruch 1, wobei wenn die Beobachtungsbereichen (21) an zehn Stellen mit einem Abstand (L211, L212) von 10 mm zwischen den Beobachtungsbereichen (21) entlang der Zentralachse (CA1) eingestellt sind, der Durchschnittswert des von Kobalt eingenommenen Flächenanteils in Beobachtungsbereichen (21) größer gleich 5 % und kleiner gleich 50 % ist.
Filament (10) gemäß dem Anspruch 1 oder 2, wobei wenn drei erste Beobachtungsline (22), die entlang der Dickenrichtung (Z) der Beschichtung (12) gerade verlaufen, mit einem Abstand (L221, L222) von 10mm zwischen den ersten Beobachtungsline (22) in der Schnittfläche in der Beshichtung (12) eingestellt sind und wenn die Dicke eines Bereichs, in dem Zinkoxid verteilt ist, entlang der ersten Beobachtungsline gemessen ist, der Durchschnittswert der Dicke des Bereichs, in dem Zinkoxid verteilt ist, auf der ersten Beobachtungsline (22) größer gleich 0,004 µm und kleiner gleich 0,007 µm ist.
Filament (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei wenn drei zweite Beobachtungsline (23), die entlang der Dickenrichtung (Z) der Beschichtung gerade verlaufen, mit einem Abstand (L231, L232) von 10 mm zwischen den zweiten Beobachtungsline (23) in der Schnittfläche in der Beschichtung (12) eingestellt sind und wenn der Kupfergehalt entlang der zweiten Beobachtungsline gemessen ist, der Durchschnittswert des Verhältnisses Cu_ratio des Kupfergehalts in einem äußeren Oberflächenbereich zu dem Kupfergehalts in einem zentralen Bereich, das gemäß einer Gleichung (A) berechnet ist, größer gleich 90 % und kleiner gleich 97 % ist: ${Cu}_{ratio} = Cu1 \div Cu2 \times 100$
wobei Cu1 der Kupfergehalt im äußeren Oberflächenbereich auf der zweiten Beobachtungsline (23), der zwischen der äußeren Oberfläche (12A) der Beschichtung (12) und einer Stelle entfernt von T/3 von der äußeren Oberfläche (12A) der Beschichtung (12) liegt, wobei Cu2 der Kupfergehalt im zentralen Bereich auf der zweiten Beobachtungsline (23), der zwischen einer inneren Oberfläche (12B) der Beschichtung (12) und einer Stelle T/3 entfernt von der inneren Oberfläche (12B) der Beschichtung (12) liegt, wobei T eine Dicke der Beschichtung auf der zweiten Beobachtungsline (23) ist.
Filament (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Bearbeitungsgrad von größer gleich 3,4 und kleiner gleich 3,8 ist.
Stahlkabel umfassend mindestens ein Filament (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5
Reifen umfassend das Stahlkabel gemäß dem Anspruch 6.