JP6246653B2 - ブラスめっき付きゴム物品補強用スチールワイヤ - Google Patents
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Description
かかる過加硫接着性が重要視される理由は、例えばタイヤ加硫時、タイヤ内部も含めたゴム全体の加硫度を確保するために、例えば比較的長時間にわたって加硫を行うと、加硫が過度に進行する部分が存在し得ることとなり、その部分は熱履歴の影響により接着性が低下する虞があるからである。この現象のメカニズムは必ずしも明確ではないが、ゴム中の脂肪酸、金属塩などの成分が接着層にアタックする反応が進行することに起因すると考えられる。
また、過加硫接着性、初期接着性および耐熱接着性は、ブラスめっき付きスチールワイヤ表面の酸素の量にも影響されるが、特許文献1のスチールワイヤでは十分に検討されていなかった。
なお、本発明において、特定の原子についての「原子%」とは、XPS法で測定された全ての原子の数量に対する、特定の原子の数量の割合を意味し、また、「原子数量比」とは、原子の数量の比を意味する。
本発明のブラスめっき付きゴム物品補強用スチールワイヤ(以下、スチールワイヤとも称す)は、XPS(X線光電子分光)法による測定において、最表面に、亜鉛が4.93〜14原子%の量で含まれ、且つ、酸素が50原子%以下の量で含まれ、該最表面における、亜鉛に対する銅の原子数量比が2.33超6以下であることを特徴とする。
なお、タイヤのゴム組成物に配合したコバルト塩を可能なかぎり低減することが好ましい。具体的には、ゴム組成物中のコバルト塩は、一般にタイヤ等に用いられている直接加硫接着における被覆ゴムと金属補強材との初期接着性を向上させるために、被覆ゴムに接着プロモーターとして配合されるところ、被覆ゴムの劣化及び亀裂成長性等に対する耐久性の向上の観点からは、コバルト塩を可能なかぎり低減することが好ましい。
またなお、ブラスめっき付きゴム物品補強用スチールワイヤの、上記最表面における、亜鉛濃度、及び亜鉛に対する銅の原子数量比は、ブラスめっきの組成自体を調整すること以外、例えば、水溶液による処理(浸漬)時間及び/又は水溶液のpHの調整により調整することができ、例えば、水溶液による処理時間を長くするか、水溶液のpHを下げるかで、亜鉛原子数を減少させ、亜鉛に対する銅の原子数量比を増加させることができる。
したがって、上記金属塩を含む水溶液にスチールワイヤを浸漬処理した後、45℃以上の加熱による乾燥は行わないこととする。
黄銅めっき(Cu:63質量%、Zn:37質量%)スチールワイヤを撚り合わせて、1×3構造のスチールコードを作製し、次いで、このスチールコードを、酢酸コバルトが0.1mol/Lで含まれている水溶液(酢酸でpH6.5に調整)中に10秒間浸漬させ、余分な付着液をエアーブローで除去した後、1.5時間常温保存した。該スチールコードを平行に並べ、上下両方向から表1に示す配合のゴム組成物でコーティングし、表1に記載の条件で加硫してサンプルを作製した。該サンプルについて、以下の方法で過加硫接着性、劣化物性及び亀裂成長性を評価した。得られた評価結果、並びに上記浸漬後のスチールワイヤの最表面の組成をX線光電子分光(X−ray photoelectron Spectroscopy:XPS、Quantera SXM、アルバック・ファイ(株)製)にて、リン(P)、亜鉛(Zn)、酸素(O)及びコバルト(Co)の量(原子%)、並びに亜鉛に対する銅の原子数量比(Cu/Zn)を測定した結果を表1に示す。
X線源:単色化Al−Kα線
測定領域:50μmΦ
測定ピーク:C1s、O1s、N1s、P2p、Cu2p2/3、Zn2p2/3
データ処理:Multipak(アルバック・ファイ(株)製)
定量:得られたピーク面積から相対感度係数法を用いて定量
*Cu/Znは、Cu2p2/3、Zn2p2/3の定量値の比である。
表1に示すように、各配合量を変化させた以外、実施例1と同様にしてサンプルを作製して評価した。得られた結果を表1に示す。なお、亜鉛濃度、及び亜鉛に対する銅の原子数量比は、例えば、水溶液による処理時間を長くするか、水溶液のpHを下げるかで、亜鉛原子数が減少し、Cu/Znが増加する。
[比較例6]
スチールコードの浸漬処理後の乾燥条件などを表1に示すように変化させた以外、実施例1と同様にしてサンプルを作製して評価した。得られた結果を表1に示す。
各サンプルを160℃で200分加硫した後、ASTM−D−2229に準拠し、各サンプルからスチールコードを引き抜き、ゴムの被覆状態を目視で観察して、比較例1のサンプルのゴム被覆率を100として、各サンプルを指数評価した。数値が大きいほど、過加硫接着性が優れることを意味する。
未加硫ゴムを160℃で20分加硫後、100℃で24時間(熱劣化条件)で劣化させた後に、JIS K6251に準拠して引張試験を行うことによってEb(切断時伸び(%))及びTb(引張強さ(MPa))を測定し、熱劣化後のTF(タフネス:Eb×Tb)を求め、比較例1を100として、各サンプルを指数評価した。数値が大きいほど、ゴムの劣化物性が優れること(熱劣化条件で劣化しにくいこと)を意味する。
各サンプルについて上島製疲労試験機を用いて定応力疲労試験を行い、破断するまでの回数を測定し、比較例1を100として指数表示した。該数値が大きいほど耐亀裂成長性に優れることを示す。
※2 大内新興化学工業(株)製、ノクセラーDZ、N,N’−ジシクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド
※3 OMG製、マノボンドC22.5、コバルト含有量22.5質量%
Claims (3)
- XPS(X線光電子分光)法による測定において、
最表面に、亜鉛が4.93〜14原子%の量で含まれ、且つ、酸素が50原子%以下の量で含まれ、
該最表面における、亜鉛に対する銅の原子数量比が2.33超6以下であることを特徴とする、ブラスめっき付きゴム物品補強用スチールワイヤ。 - イオン化傾向が亜鉛より小さく銅よりも大きい金属が0.01〜2.0原子%の量でさらに含まれることを特徴とする、請求項1に記載のブラスめっき付きゴム物品補強用スチールワイヤ。
- リンが0.5〜5原子%の量で含まれることを特徴とする、請求項1又は2に記載のブラスめっき付きゴム物品補強用スチールワイヤ。
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