JP2004068102A

JP2004068102A - スチールワイヤ、ゴム物品補強用スチールコード、及び、ゴム製品

Info

Publication number: JP2004068102A
Application number: JP2002230381A
Authority: JP
Inventors: Izumi Nakamura; 中村　いづみ
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2002-08-07
Filing date: 2002-08-07
Publication date: 2004-03-04

Abstract

【課題】伸線性や初期接着性及び耐久接着性に優れたスチールワイヤーと、このスチールワイヤーを用いたゴム物品補強用スチールコード及びゴム製品を提供する。
【解決手段】表面にブラスメッキを施したスチールワイヤーにおいて、Ｘ線光電子分光法により測定されたメッキ極表面のＣｕ，Ｚｎ，Ｏの含有量をそれぞれ原子％で表わしたＡ（Ｃｕ），Ａ（Ｚｎ），Ａ（Ｏ）を用い、下記の式により算出されるブラスメッキ表面の酸素比率Ａが、０．６０〜０．７５となるようにした。
Ａ＝Ａ（Ｏ）／｛Ａ（Ｃｕ）＋Ａ（Ｚｎ）＋Ａ（Ｏ）｝
【選択図】　　　　なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブラスメッキを施したスチールワイヤと、このスチールワイヤを用いたゴム物品補強用スチールコード及びゴム製品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
車両用スチールラジアルタイヤの骨格部材などに使用されるゴム物品補強用スチールコードは、通常、所定の線径に伸線された線材にブラスメッキ処理を施し、このブラスメッキ処理された線材を、多段スリップ型湿式伸線方法を用いて所望の線径に最終伸線処理した後、この伸線されたスチールワイヤを複数本撚り合わせたものが広く使用されている。
上記スチールコードとゴムとの接着は、成型された生タイヤの加硫工程において、スチールコード表面に施されたメッキ中に含まれる銅とゴム中の硫黄とが反応することによって得られるが、製造直後の接着性（初期接着性）を確保しようとすると、ブラスメッキ極表面のＣｕ量やその拡散状態によっては、湿熱耐久性（経時接着性）が低下するといった問題点があった。また、初期接着性が良いとしても、伸線性が悪いブラスメッキでは実用化できないので、伸線性に優れるとともに、接着性の良好なスチールワイヤの開発が望まれている。
【０００３】
そこで、ブラスメッキ中のＣｕ量やＣｕとＺｎの拡散量を制御して、伸線性と初期接着性及び経時接着性を向上する技術が提案されている（例えば、特開２０００−２７３７７６号公報）。これは、Ｘ線光電子分光法（ＥＳＣＡ）でＸ線源としてＭｇＫα線を用いて測定されるメッキ最極表面のＣｕとＺｎの２Ｐ^３／２軌道におけるＣｕとＺｎの光電子スペクトルから、ＣｕとＺｎのピーク面積の和に対するＣｕのピーク面積の比（積分強度比）Ｈを算出し、この積分強度比Ｈが０．１５〜０．４０になるように、Ｃｕ組成、Ｃｕ付着量、拡散条件等のメッキ条件を設定するもので、上記積分強度比Ｈが０．１５未満である場合には接着性が低下し、０．４０を越えると経時接着性が低下する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、メッキ極表面の主たる構成元素はブラスメッキの主成分であるＣｕとＺｎだけではなく、ブラスメッキの拡散工程で生じたＺｎＯ等の酸化物を構成する酸素も含まれており、この酸素の割合、すなわち、上記酸化物の量が伸線性やゴムとの接着性に大きな影響を与えることが知られている。したがって、上記従来例のように、スチールワイヤの極表面におけるＣｕの積分強度比Ｈのみに注目してメッキ条件を変更したとしても、伸線性や初期接着性及び経時接着性を十分に向上させることは困難であった。
【０００５】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、伸線性や初期接着性及び耐久接着性に優れたスチールワイヤと、このスチールワイヤを用いたゴム物品補強用スチールコード及びゴム製品を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、最終伸線上がりのワイヤあるいは撚り線上がりのスチールワイヤの極表面における、Ｃｕ，Ｚｎ，Ｏの割合を制御することにより、スチールワイヤの伸線性や初期接着性及び耐久接着性を向上させることができることを見いだし、本発明に到ったものである。
すなわち、請求項１に記載の発明は、表面にブラスメッキを施したスチールワイヤであって、Ｘ線光電子分光法により測定されたメッキ極表面のＣｕ，Ｚｎ，Ｏの含有量をそれぞれ原子％で表わしたＡ（Ｃｕ），Ａ（Ｚｎ），Ａ（Ｏ）を用い、下記の式により算出されるブラスメッキ表面の酸素比率Ａを、０．６０〜０．７５としたことを特徴とするものである。
Ａ＝Ａ（Ｏ）／｛Ａ（Ｃｕ）＋Ａ（Ｚｎ）＋Ａ（Ｏ）｝
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のスチールワイヤにおいて、金属銅が上記メッキ中に均一に分布していることを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、上記メッキ中の銅含有量を６０〜７０ｗｔ％としたものである。
請求項４に記載の発明は、上記メッキの厚みを０．１〜０．４μｍとしたものである。
請求項５に記載の発明は、上記スチールワイヤの径を０．１〜０．４ｍｍとしたものである。
【０００８】
請求項６に記載のゴム物品補強用スチールコードは、請求項１〜請求項５のいずれかに記載のスチールワイヤを複数本撚り合わせて製造したものである。
請求項７に記載のゴム製品は、請求項１〜請求項５のいずれかに記載のスチールワイヤ、または、請求項６に記載のゴム物品補強用スチールコードを使用して成ることを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
本例では、スチールワイヤ表面にブラスメッキを施す際に、最終伸線上がりのワイヤあるいは撚り線上がりのスチールワイヤの極表面におけるＣｕ，Ｚｎ，Ｏの割合を、以下の式で表わされる酸素比率Ａが０．６０〜０．７５となるように、Ｃｕ組成、Ｃｕ付着量、拡散条件等のメッキ条件を設定した。
Ａ＝Ａ（Ｏ）／｛Ａ（Ｃｕ）＋Ａ（Ｚｎ）＋Ａ（Ｏ）｝
ここで、Ａ（Ｃｕ），Ａ（Ｚｎ），Ａ（Ｏ）は、ＥＳＣＡやＸＰＳなどのＸ線光電子分光法により測定されたメッキ極表面のＣｕの２Ｐ^３／２軌道，Ｚｎの２Ｐ^３／２軌道，Ｏの１Ｓ軌道のそれぞれの光電子カウント数を、それぞれの感度係数で補正して求めたメッキ極表面のＣｕ，Ｚｎ，Ｏの含有量をそれぞれ原子％で表わした値である。なお、ワイヤ表面のＯ含有量を正確に測定するためには、Ｘ線源としては、ＭｇＫα線あるいはＡｌＫα線が主に用いられる。
このとき、メッキ中のＣｕ含有量を６０〜７０ｗｔ％とし、金属銅が上記メッキ中に均一に分布するように上記メッキ条件を設定する。すなわち、Ｃｕ含有量が６０ｗｔ％未満であると初期接着性が得られず、７０ｗｔ％を越えると初期接着性は良好となるが伸線性が悪化する。また、最終伸線後のスチールワイヤの径を０．１〜０．４ｍｍとした場合には、メッキの被着量を適性量に制御するため、メッキの厚みを０．１〜０．４μｍとすることが望ましい。
【００１０】
ところで、スチールワイヤの極表面における酸素比率Ａが０．７５を越えた場合には、表面の酸素濃度が高くなり、伸線性も初期接着性もともに悪化するので、ゴムとの複合体としての安定性に欠けるだけでなく、保管後にしても、表面酸化が多いと耐久接着性が低下する傾向が見られる。
一方、上記酸素比率Ａが０．６０未満である場合には、伸線性が大幅に低下するので、スチールワイヤの生産性が確保できないだけでなく、湿潤環境下での接着特性が低下する。したがって、伸線性や初期接着性及び耐久接着性に優れたスチールワイヤを得るためには、ブラスメッキ表面の酸素比率Ａを０．６０〜０．７５の範囲とすることが望ましい。
また、このようなスチールワイヤを用いることにより、耐久性に優れたゴム物品補強用スチールコード、及び、ゴム製品を得ることができる。
【００１１】
＜実施例＞
以下に、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記に限定されるものではない。
約０．８２ｗｔ％の炭素を含有する直径約５．５ｍｍの高炭素鋼線材に、直径が約１．４ｍｍとなるまで繰り返し乾式伸線を施した後、Ｃｕが６２ｗｔ％、Ｚｎが３８ｗｔ％となるようにブラスメッキ処理を施してＣｕ，Ｚｎを拡散させた線材について、多段スリップ型湿式伸線を施して直径が約０．１７５〜０．３６０ｍｍのスチールワイヤを製造し、それらの素線を３本より合わせてスチールコードを製造した。その際、メッキ条件を種々に変更し、ブラスメッキ表面の酸素比率Ａが、Ａ＜０．６、０．６≦Ａ≦０．７５、Ａ＞０．７５である３種類のスチールコードを製造し、それぞれのスチールコードについて、伸線性、初期接着性、耐久接着性を比較した。その結果を以下の表１に示す。なお、耐久接着性の評価としては、湿潤環境試験（湿潤劣化試験）を行った。
【表１】

表１から明らかなように、比較例であるＡ＞０．７５のスチールコードは伸線性と初期接着性が大幅に低下しており、Ａ＜０．６のスチールコードは伸線性と耐久接着性の結果が悪化している。
これに対して、本発明の実施例である０．６≦Ａ≦０．７５のスチールコードは、伸線性、初期接着性も良好であるだけでなく、耐久接着性も極めて良好であることが確認された。
【００１２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、表面にブラスメッキを施したスチールワイヤにおいて、Ｘ線光電子分光法により測定されたメッキ極表面のＣｕ，Ｚｎ，Ｏの含有量をそれぞれ原子％で表わしたＡ（Ｃｕ），Ａ（Ｚｎ），Ａ（Ｏ）を用いて算出されるブラスメッキ表面の酸素比率Ａ＝Ａ（Ｏ）／｛Ａ（Ｃｕ）＋Ａ（Ｚｎ）＋Ａ（Ｏ）｝を０．６０〜０．７５とすることにより、伸線性や初期接着性及び耐久接着性に優れたスチールワイヤを得ることができる。
また、上記スチールワイヤを用いることにより、耐久性に優れたゴム物品補強用スチールコード及び、ゴム製品を得ることができる。

Claims

表面にブラスメッキを施したスチールワイヤであって、Ｘ線光電子分光法により測定されたメッキ極表面のＣｕ，Ｚｎ，Ｏの含有量をそれぞれ原子％で表わしたＡ（Ｃｕ），Ａ（Ｚｎ），Ａ（Ｏ）を用いて算出されるブラスメッキ表面の酸素比率Ａ＝Ａ（Ｏ）／｛Ａ（Ｃｕ）＋Ａ（Ｚｎ）＋Ａ（Ｏ）｝が０．６０〜０．７５であることを特徴とするスチールワイヤ。
金属銅が上記メッキ中に均一に分布していることを特徴とする請求項１に記載のスチールワイヤ。
上記メッキ中の銅含有量が６０〜７０ｗｔ％であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスチールワイヤ。
上記メッキの厚みが０．１〜０．４μｍであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のスチールワイヤ。
上記スチールワイヤの径を０．１〜０．４ｍｍとしたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載のスチールワイヤ。
請求項１〜請求項５のいずれかに記載のスチールワイヤを複数本撚り合わせて成ることを特徴とするゴム物品補強用スチールコード。
請求項１〜請求項５のいずれかに記載のスチールワイヤ、または、請求項６に記載のゴム物品補強用スチールコードを使用して成ることを特徴とするゴム製品。