JP4602315B2 - 金属コード、ゴム・コード複合体、及びそれを用いた空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
銅、亜鉛、ニッケルからなる3元合金メッキを施すことで、ゴムとの界面における腐食反応並びに接着反応を抑制する方法が知られている。
(1)メッキ層の粒状組織を微細化して、メッキ層における亀裂の発生を抑え、剥離抵抗を高めること;及び
(2)メッキ層結晶粒の粒界(周囲面)における凹凸を多くし、該粒界に沿った亀裂の進展を抑制すること;が特に有効であることを究明し得た。
また本発明の第2の目的は、前記ゴム・コード複合体に用いる金属コードであって、加硫接着されたゴムとの湿熱接着性を向上させる金属コードを提供することにある。
本発明の第3の目的は、前記ゴム・コード複合体を用いて耐久性を向上させた空気入りタイヤを提供することにある。
前記金属コードは、前記ゴムを加硫接着しかつ温度80℃、湿度95%の雰囲気下で20日間保持した後の湿熱劣化状態において、
前記ブラスメッキ層に存在するメッキ層結晶粒の平均粒径が、48.0nm以下、しかも該メッキ層結晶粒の粒界は、フラクタル次元が1.098〜1.256の範囲であって、
前記フラクタル次元は、ボックスカウンティング法に基づき、前記メッキ層結晶粒界の輪郭線を、一辺の大きさがrの正方形の小領域で分割し、rの大きさを変化させながら、前記輪郭線の一部を含む小領域の個数をカウントし、そのカウントした小領域の個数を縦軸、そのときのrの大きさを横軸として両対数グラフにプロットしたときの前記グラフの傾きとして定義したことを特徴としている。
又請求項3の発明では、前記ゴムは、ブラスメッキ層との間に、ゴム中の硫黄と前記ブラスメッキ層中の銅とが架橋反応した接着反応層を有するとともに、前記湿熱劣化状態において、該接着反応層の平均厚さを50nm〜1000nmとしたことを特徴としている。
又請求項4の発明では、前記ブラスメッキ層は、メッキ前素線に、重ねてメッキされる銅メッキ層と亜鉛メッキ層とを熱拡散することにより形成され、前記銅メッキ層は電流密度15〜25A/dm2、亜鉛メッキ層は電流密度40〜60A/dm2でメッキ処理するとともに、前記熱拡散は温度500〜550℃の低温拡散としたことを特徴としている。
又請求項5の発明では、前記金属コードは、少なくとも1本のメッキ素線からなることを特徴としている。
又請求項6の発明は、請求項1〜3の何れかに記載のゴム・コード複合体に用いる金属コードであって、
前記ブラスメッキ層は、メッキ前素線に重ねてメッキされる銅メッキ層と、亜鉛メッキ層とを熱拡散することにより形成され、
前記銅メッキ層は電流密度15〜25A/dm2、亜鉛メッキ層は電流密度40〜60A/dm2でメッキ処理されるとともに、前記熱拡散は温度500〜550℃の低温拡散としたことを特徴としている。
又請求項7の発明は、請求項1〜3の何れかに記載のゴム・コード複合体に用いる金属コードであって、
前記ブラスメッキ層は、メッキ前素線に重ねてメッキされる銅メッキ層と、亜鉛/ニッケル合金又は亜鉛/コバルト合金からなる亜鉛合金のメッキ層とを熱拡散することにより形成され、
前記銅メッキ層は電流密度15〜25A/dm2、亜鉛合金メッキ層は電流密度40〜60A/dm2でメッキ処理されるとともに、前記熱拡散は温度500〜550℃の低温拡散としたことを特徴としている。
(1)ブラスメッキ層16Eの粒状組織を微細化して、湿熱劣化におけるブラスメッキ層16Eの亀裂発生を抑え、剥離抵抗を高めること;及び
(2)ブラスメッキ層16Eのメッキ層結晶粒30(図4)の粒界30S(周囲面)の凹凸を多く複雑化し、該粒界に沿った亀裂の進展を抑制すること;
が湿熱劣化におけるブラスメッキ層16Eの亀裂の抑制、ひいては湿熱接着性の向上のために有効であることを究明し得た。
なお平均粒径の下限値は、電流密度のとり得る上限値から5nm以上となる。
(A) 一次メッキ層20(20A、20B、20C)を形成するに際して、電気メッキの電流密度を従来よりも高く設定し、析出粒子を予め微細化すること;及び
(B) 熱拡散処理時における温度(拡散温度)を従来よりも低く設定し、加熱中に合金粒子が成長するのを抑制すること;
で形成することができる。具体的には、銅メッキ層20Aを電気メッキする際の電流密度を15〜25A/dm2の範囲、亜鉛メッキ層20Bを電気メッキする際の電流密度を40〜60A/dm2の範囲に高めるとともに、熱拡散を拡散温度が500〜550℃の範囲の低温拡散とする。なお従来においては、銅メッキ層の電流密度は約10A/dm2、亜鉛メッキ層の電流密度は約20A/dm2、かつ拡散温度は560〜600℃の範囲に設定されている。なお第3金属メッキ層20Cを電気メッキする場合にはその電流密度を30〜40A/dm2の範囲に高める。
なおブラスメッキ方法として、
(A)銅メッキ層と、亜鉛メッキ層とを順次形成し、しかる後、熱拡散処理にて2元合金のブラスメッキ層としたものをタイプA,
(B)銅メッキ層と、亜鉛メッキ層と、第3金属メッキ層とを順次形成し、しかる後、熱拡散処理にて3元合金メッキ層としたものをタイプB,
(C)銅メッキ層と、亜鉛合金(亜鉛/ニッケル合金、或いは亜鉛/コバルト合金)のメッキ層とを順次形成し、しかる後、熱拡散処理にて3元合金メッキ層としたものをタイプC
としている。
5−−−完全にゴムで覆われ、スチールコードのメッキ面が見えない。
4−−−メッキ面が3〜6箇所見える。
3−−−メッキ面が11〜16箇所見える。
2−−−メッキ面が21箇所以上見えるが、全体として60%以上ゴムで覆われている。
1−−−ゴムで覆われた部分の面積が10%以上かつ30%未満である。
なお、表2〜4は、評点を0.5刻みで評価しているが、整数評点の範囲外のものを、そのようにしている。
(ベルト層)
・プライ数 ----2枚
・コード角度 ----(+20°、−20°)
・コード打ち込み数----40本/5cm
(カーカス)
・コード ----1670dtex/2(ポリエステル)
・プライ数 ----1枚
・コード角度 ----(90°)
・コード打ち込み数----50本/5cm
ドラム走行試験機を用い、内圧(280kPa)、荷重(492kgf)の条件で、速度170km/hからスタートし、10分毎に10km/hずつ段階的にスピードアップさせ、タイヤが破壊するまでの走行距離を、比較例1を100とする相対指数で表示した。数値が大きいほど高速耐久性に優れている。
9 ゴム・コード複合体
10 金属コード
12 ゴム
15 メッキ前素線
15E 伸線後の素線
16、16E ブラスメッキ層
17A、17E メッキ素線
20A 銅メッキ層
20B 亜鉛メッキ層
25 接着反応層
30 メッキ層結晶粒
30S 粒界
Claims (8)
- 金属製のメッキ前素線の表面に銅と亜鉛とを含むブラスメッキ層を設けかつ伸線したメッキ素線からなる金属コードにゴムを加硫接着したゴム・コード複合体であって、
前記金属コードは、前記ゴムを加硫接着しかつ温度80℃、湿度95%の雰囲気下で20日間保持した後の湿熱劣化状態において、
前記ブラスメッキ層に存在するメッキ層結晶粒の平均粒径が、48.0nm以下、しかも該メッキ層結晶粒の粒界は、フラクタル次元が1.098〜1.256の範囲であって、
前記フラクタル次元は、ボックスカウンティング法に基づき、前記メッキ層結晶粒界の輪郭線を、一辺の大きさがrの正方形の小領域で分割し、rの大きさを変化させながら、前記輪郭線の一部を含む小領域の個数をカウントし、そのカウントした小領域の個数を縦軸、そのときのrの大きさを横軸として両対数グラフにプロットしたときの前記グラフの傾きとして定義したことを特徴とするゴム・コード複合体。 - 前記ブラスメッキ層は、メッキ100重量部に対して、0.1〜5.0重量部のコバルト、又は1.0〜10.0重量部のニッケルを含むことを特徴とする請求項1記載のゴム・コード複合体。
- 前記ゴムは、ブラスメッキ層との間に、ゴム中の硫黄と前記ブラスメッキ層中の銅とが架橋反応した接着反応層を有するとともに、前記湿熱劣化状態において、該接着反応層の平均厚さを50nm〜1000nmとしたことを特徴とする請求項1又は2記載のゴム・コード複合体。
- 前記ブラスメッキ層は、メッキ前素線に重ねてメッキされる銅メッキ層と亜鉛メッキ層とを熱拡散することにより形成され、
前記銅メッキ層は電流密度15〜25A/dm2、亜鉛メッキ層は電流密度40〜60A/dm2でメッキ処理されるとともに、前記熱拡散は温度500〜550℃の低温拡散としたことを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載のゴム・コード複合体。 - 前記金属コードは、少なくとも1本のメッキ素線からなることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載のゴム・コード複合体。
- 請求項1〜3の何れかに記載のゴム・コード複合体に用いる金属コードであって、
前記ブラスメッキ層は、メッキ前素線に重ねてメッキされる銅メッキ層と、亜鉛メッキ層とを熱拡散することにより形成され、
前記銅メッキ層は電流密度15〜25A/dm2、亜鉛メッキ層は電流密度40〜60A/dm2でメッキ処理されるとともに、前記熱拡散は温度500〜550℃の低温拡散としたことを特徴とする金属コード。 - 請求項1〜3の何れかに記載のゴム・コード複合体に用いる金属コードであって、
前記ブラスメッキ層は、メッキ前素線に重ねてメッキされる銅メッキ層と、亜鉛/ニッケル合金又は亜鉛/コバルト合金からなる亜鉛合金のメッキ層とを熱拡散することにより形成され、
前記銅メッキ層は電流密度15〜25A/dm2、亜鉛合金メッキ層は電流密度40〜60A/dm2でメッキ処理されるとともに、前記熱拡散は温度500〜550℃の低温拡散としたことを特徴とする金属コード。 - 請求項1〜5の何れかに記載のゴム・コード複合体をタイヤ補強用のプライに用いた空気入りタイヤ。
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