JP2000351852A - ニッケルメッキスチールコードとゴムとの接着方法 - Google Patents

ニッケルメッキスチールコードとゴムとの接着方法

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JP2000351852A
JP2000351852A JP11237877A JP23787799A JP2000351852A JP 2000351852 A JP2000351852 A JP 2000351852A JP 11237877 A JP11237877 A JP 11237877A JP 23787799 A JP23787799 A JP 23787799A JP 2000351852 A JP2000351852 A JP 2000351852A
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rubber
nickel
steel cord
plated steel
sulfur
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Shuji Takahashi
修二 高橋
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Yokohama Rubber Co Ltd
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  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】耐腐食性には優れるがゴムとの接着性が困難な
ニッケルメッキスチールコードとゴムとの優れた接着方
法の提供。 【解決手段】この接着方法は、ニッケルメッキスチール
コードを、イオウ含有シランカップリング剤を含む処理
剤で処理した後、未加硫ゴムに埋設し、ついで該未加硫
ゴムを加硫することからなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、タイヤのベルト層
等のタイヤ部品、コンべヤベルト、ホースなどを構成す
るコード−ゴム複合体を製造するためのニッケルメッキ
スチールコードとゴムとの接着方法に関する。
【0002】
【従来の技術】タイヤ、コンベヤベルト、ホースなどは
その強度や耐久性を維持するためにスチールコードとゴ
ムとを加硫接着して製造されている。ここで、スチール
コードとは、スチールワイヤ(スチールフィラメント)
の1本で構成されるか(スチールモノフィラメントコー
ド)、またはスチールワイヤの複数本を撚り合わせて構
成される線状のものをいう。
【0003】スチールコードとゴムとを加硫接着するた
めには、通常、スチールとゴムとの接着性がわるいので
スチールコードを構成するスチールワイヤの表面にブラ
スメッキや亜鉛メッキを施して接着性を高めている。さ
らに、これらのメッキスチールワイヤ或いはこれらを撚
り合わせたメッキスチールコードとゴムとの接着を強固
なものとするために、ゴム中にイオウ量を多量に配合す
るばかりでなく、レゾルシン系樹脂、コバルト塩などの
接着助剤を加えるなどしている。
【0004】しかしながら、このようなゴム配合では、
耐熱劣化性に劣り、昨今の環境保護・省資源といったニ
ーズに対応する長寿命製品に充分に対応できない。そこ
で、このニーズに対応するゴム/スチールコード複合製
品を提供するには、上記の高イオウ配合や接着助剤を添
加していないゴムでもスチールコードが接着するような
方法の開発が望まれる。
【0005】一方、ゴム補強に最も一般的に利用されて
いるブラスメッキスチールワイヤ或いはブラスメッキス
チールコードは、ゴムとの接着性は良好であるが、その
メッキ厚みが極めて薄いために、微視的に見た場合、下
地である鉄地が一部に露出した部分が発生しやすい。こ
のために下地の鉄とブラスとの間で局部電池を形成し、
鉄地の腐食が促進されるという問題がある。このような
問題を避けるために、ニッケルメッキを施したスチール
ワイヤが提案されているが、ニッケルメッキスチールワ
イヤは、その表層が化学的に安定な酸化皮膜で覆われて
いるために耐腐食性には優れるがゴムとの接着が極めて
困難であるという問題がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、耐腐
食性には優れるがゴムとの接着性が困難なニッケルメッ
キスチールコードとゴムとの優れた接着方法を提供する
ことにある。さらに詳しくは、特別なゴム配合物を用い
なくても良好な接着が得られるニッケルメッキスチール
コードとゴムとの接着方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のニッケルメッキ
スチールコードとゴムとの接着方法は、ニッケルメッキ
スチールコードを、イオウ含有シランカップリング剤を
含む処理剤で処理した後、未加硫ゴムに埋設し、ついで
該未加硫ゴムを加硫することを特徴とする。
【0008】このようにニッケルメッキスチールコード
を、イオウ含有シランカップリング剤を含む処理剤で処
理するため、ニッケルメッキスチールコードとゴムとの
接着性を向上させることが可能となる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明についてさらに詳細
に説明する。
【0010】本発明におけるニッケルメッキスチールコ
ードは、少なくともニッケルを主成分とするメッキが施
されたスチールコードをいう。ここで、少なくともニッ
ケルメッキを主成分とするとは、ニッケルのほかに銅、
亜鉛などの第3成分が50重量%未満含まれていてもよ
いメッキをいう。耐腐食性の観点では、ニッケル単独で
メッキされたスチールコードがより好ましい。スチール
コードにニッケルメッキを施す方法としては、特に限定
するものではなく、公知の方法を用いることが出来る。
【0011】また、本発明においてニッケルメッキスチ
ールコードを処理するために用いる“イオウ含有シラン
カップリング剤を含む処理剤”は、イオウ含有シランカ
ップリング剤を液体に混入してなる液状物である。用い
る液体としては、例えば、アルコール類、ケトン類等の
有機溶剤、又は水である。
【0012】処理剤を作製する場合、水を用いるのが、
処理が容易であり好ましい。このような水タイプの処理
剤を作製する場合、イオウ含有シランカップリング剤を
アルコール類、ケトン類に予め溶解した後に、水を添加
し懸濁液として用いても良い。あるいは有機溶剤をその
まま用いても良いが、環境・安全面からは水を併用する
のが好ましい。
【0013】処理剤中のイオウ含有シランカップリング
剤の濃度は、特に限定されるものではないが、0.5〜
4重量%が接着の観点でより好ましい。また、処理剤に
は、シランカップリング剤の加水分解を促進するために
少量の酸を添加することが好ましい。その量は特に限定
されるものではないが、処理剤中の酸の濃度として0.
1重量%〜2重量%程度が用いられる。酸としては、特
に限定されるものではないが、水溶性のある酢酸、塩
酸、硫酸、蓚酸などが用いられる。
【0014】イオウ含有シランカップリング剤は、イオ
ウ含有シラン化合物であって特に限定されるものではな
いが、例えば、γ‐メルカプトプロピルトリメトキシシ
ラン、ビスー(3−トリエトキシシリルプロピル)−テ
トラスルフィド、ビスー(3−トリエトキシシリルプロ
ピル)−ジスルフィド、3−チオシアネートプロピルー
トリエトキシシランなどが好適であり、中でも汎用性、
接着性の観点でビスー(3−トリエトキシシリルプロピ
ル)−テトラスルフィドがより好適である。
【0015】イオウ含有シランカップリング剤を含む処
理剤でのニッケルメッキスチールコードの処理は、例え
ば、この処理剤にニッケルメッキスチールコードを浸漬
することによって行えばよい。その浸漬時間は、特に限
定されるものではないが、3分以下で十分である。時間
が長すぎると接着性はむしろ低下してくる。また、浸漬
以外の方法としては、塗布や噴霧などの方法を用いるこ
とも可能である。
【0016】また、上記処理剤には、耐水接着性を高め
るために、イオウ含有シランカップリング剤に加えて、
さらに下記式を有するアルキルシリケートを含ませるの
がよい。
【0017】
【化1】
【0018】アルキルシリケートのうちでは、メチルシ
リケートを用いるのが好ましい。n-プロピルシリケー
ト、n-ブチルシリケート等は縮合反応が遅いので不便で
ある。
【0019】処理剤中のアルキルシリケート含有量(す
なわち、処理剤中のアルキルシリケート濃度)は、イオ
ウ含有シランカップリング剤100重量部に対して30
〜120重量部であるのがよい。30重量部未満では少
なすぎて耐水接着性を十分に高めることができず、一
方、120重量部超では初期接着力が低下するからであ
る。
【0020】このように処理されたニッケルメッキスチ
ールコードは、乾燥した後、未加硫ゴムに埋設される。
乾燥条件も特に限定されるものではないが、50〜15
0℃程度で数十秒乃至数分乾燥させれば良い。
【0021】未加硫ゴムは、天然ゴム(NR)、イソプ
レンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレン
−ブタジエン共重合体ゴム(SBR)等のゴムにカーボ
ンブラック、亜鉛華、イオウ等の配合剤を配合してなる
ゴム組成物である。例えば、通常、ブラスメッキスチー
ルコードとの接着に用いる高イオウ配合であって接着助
剤を添加したゴム組成物を用いることもできるが、低イ
オウ配合で接着助剤を含まないゴム組成物を用いること
もできる。
【0022】つぎに、上記のようにしてニッケルメッキ
スチールコードを未加硫ゴムに埋設した後、その未加硫
ゴムを加硫してニッケルメッキスチールコードとゴムと
を一体化する。この場合の加硫は、常法によって行えば
よい。
【0023】
【実施例】以下、実施例を挙げる。 実施例A 0.3mmφニッケルメッキスチールワイヤを2本撚り
合わせた1×2スチールコードを用いて、表1に示す処
理剤A中に2分間浸漬し、100℃で3分間乾燥した後
に、表2に示す未加硫ゴム組成物に埋設し、160℃x
20分間の加硫を行った後に、ゴム中からスチールコー
ドを引抜く力を測定する引抜き接着試験を行った。この
方法は、ASTM D2229−93aに準拠した方法
である。
【0024】対比として全く処理剤処理を施さない1×
2スチールコードを用いた。接着力測定結果を表3に示
す。
【0025】
【表1】
【表2】
【0026】
【表3】
【0027】表3から明らかなように、未処理品は接着
力がほとんど得られないのに対して、本発明の処理を施
すことで飛躍的に接着力が向上することが分る。
【0028】実施例B ここでは、未加硫ゴム組成物として表4に示す配合を用
いた。表2の配合のようなブラスメッキスチールコード
用接着性ゴムではない。
【0029】実施例Aと全く同様な未処理および処理済
みニッケルメッキスチールコードを用い、表4の未加硫
ゴム組成物に埋設し、160℃x20分間の加硫を行っ
た後に、引抜き試験を行った。接着力測定結果を表5に
示す。
【0030】
【表4】
【0031】
【表5】
【0032】表5から明らかなように、何らの特殊な接
着性ゴム組成物を用いなくても、イオウ含有シランカッ
プリング剤であるビスー(3−トリエトキシシリルプロ
ピル)−テトラスルフィドで予め処理することにより飛
躍的に接着力が向上することが分る。
【0033】実施例C 処理剤Aのシランカップリング剤として他のイオウ含有
シランカップリング剤であるγ‐メルカプトプロピルト
リメトキシシランを用い、1×2構造のニッケルメッキ
スチールコードに処理した場合の接着力を測定した。ま
た、イオウを含まないシランカップリング剤としてエポ
キシシランであるγ‐グリシドキシプロピルトリエトキ
シシランを用いて同様の配合処理剤で処理した場合の接
着力も測定した。さらに、処理剤から酢酸を除いて処理
を施したものについても接着力を測定した。未加硫ゴム
組成物としては実施例Bと同様に表4の配合物を用い
た。これらの結果を表6に示す。
【0034】
【表6】
【0035】表6から明らかなように、イオウを含まな
いエポキシシランでは全く接着力の向上が得られないこ
とが分る。また、実施例2と実施例3の比較からビスー
(3−トリエトキシシリルプロピル)−テトラスルフィ
ドの方がより高い接着力を与えることが分る。さらに、
実施例3と実施例4の比較から、酸を添加した方が明ら
かに高い接着を与えることが分る。
【0036】実施例D 処理剤A中のイオウ含有シランカップリング剤であるビ
スー(3−トリエトキシシリルプロピル)−テトラスル
フィドの濃度を変えて同様の試験を行った(カップリン
グ剤の量を変えた分だけ、水で量補正を行った)。スチ
ールコードとしては、1×2構造のニッケルメッキスチ
ールコードを用いた。未加硫ゴム組成物としては実施例
Bと同様に表4の配合物を用いた。この結果を表7に示
す。
【0037】
【表7】
【0038】表7から明らかなように、処理剤濃度が低
すぎても、また高くても接着力が低下してくることが分
る。イオウ含有シランカップリング剤濃度として0.5
〜4重量%がより好ましい。
【0039】実施例E 処理剤Aに種々の配合量でメチルシリケートを加えた処
理剤で、実施例Aにおけると同様にニッケルメッキスチ
ールコードを処理した後、実施例Bにおけると同様に表
4に示す未加硫ゴム組成物に埋設し、加硫後、接着力を
測定した(引抜き力N/12.7mm、初期接着力(N))。
【0040】つぎに、加硫試料を70℃×95RH%中
で2週間吸湿劣化を行った後、同様に接着力を測定した
(吸湿後接着力(N))。
【0041】この結果を表8に示す。ここで、メチルシ
リケートとしては、コルコート株式会社製のメチルシリ
ケート21(平均重合度3)を用いた。また、イオウ含
有シランカップリング剤であるビスー(3−トリエトキ
シシリルプロピル)−テトラスルフィドを表8中ではS
i69と記載した。
【0042】
【表8】
【0043】表8から、メチルシリケートを配合しない
実施例2に比し、メチルシリケートを配合した実施例9
〜12では吸湿後接着力(N)が向上していることが分
る(すなわち、耐水接着性が向上)。ただし、実施例9
では、イオウ含有シランカップリング剤(Si69)1
00重量部に対するメチルシリケートの配合量が25重
量部と少ないため吸湿後接着力(N)が77となって実
施例2に比して耐水接着性を十分に高めることができ
ず、一方、実施例12では、メチルシリケートの配合量
が125重量部と多いため初期接着力が低下してしま
う。
【0044】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、イ
オウ含有シランカップリング剤を含む処理剤でニッケル
メッキスチールコードを予め処理することで、特別なゴ
ム配合物を用いることなく、ニッケルメッキスチールコ
ードとゴムとの良好な接着を提供することが可能とな
る。さらに、この処理剤にアルキルシリケートを配合す
ることにより耐水接着性をいっそう向上させることがで
きる。
フロントページの続き Fターム(参考) 4F070 AA04 AC52 AC53 AE08 GA01 GC04 4F071 AA11 AA12 AA13 AB03 AB04 AB08B AB17 AC16A AE02 AF58A AH08 AH17 CA04 CD03 4J040 EK021 HD37 KA16 LA06 MA02 MA12 MB02 PA07 PA14

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ニッケルメッキスチールコードを、イオ
    ウ含有シランカップリング剤を含む処理剤で処理した
    後、未加硫ゴムに埋設し、ついで該未加硫ゴムを加硫す
    ることからなるニッケルメッキスチールコードとゴムと
    の接着方法。
  2. 【請求項2】 前記処理剤が酸を含有する請求項1記載
    のニッケルメッキスチールコードとゴムとの接着方法。
  3. 【請求項3】 前記イオウ含有シランカップリング剤が
    ビスー(3−トリエトキシシリルプロピル)−テトラス
    ルフィドである請求項1又は2記載のニッケルメッキス
    チールコードとゴムとの接着方法。
  4. 【請求項4】 前記処理剤中のイオウ含有シランカップ
    リング剤濃度が0.5重量%〜4重量%である請求項1
    乃至3のいずれか1項記載のニッケルメッキスチールコ
    ードとゴムとの接着方法。
  5. 【請求項5】 前記処理剤がさらにアルキルシリケート
    を含む請求項1乃至4のいずれか1項記載のニッケルメ
    ッキスチールコードとゴムとの接着方法。
  6. 【請求項6】 前記アルキルシリケートがメチルシリケ
    ートである請求項5記載のニッケルメッキスチールコー
    ドとゴムとの接着方法。
  7. 【請求項7】 前記処理剤中のアルキルシリケート含有
    量がイオウ含有シランカップリング剤100重量部に対
    して30〜120重量部である請求項5又は6記載のニ
    ッケルメッキスチールコードとゴムとの接着方法。
  8. 【請求項8】 請求項1乃至7のいずれかの接着方法に
    よって得られるコード−ゴム複合体。
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