JP6659302B2 - スチールコードの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、初期接着性と耐湿熱性がともに優れたスチールコードおよびその製造方法に関する。
鋼線と、前記鋼線を覆うCu、ZnおよびCoを有するめっき層とを備え、
前記Cuと前記Znは合金化されており、
前記めっき層の最表面に、Coで覆われた領域と、Coで覆われていない領域とが混在している、スチールコードが提供される。
Cu,Co,Znを有するめっき層を備えたスチールコードの製造方法であって、
鋼線に前記Cuをめっきする第一めっき工程と、
前記Cuの上に前記Coおよび前記Znをめっきしてめっき線を得る第二めっき工程と、
前記めっき線を伸線してスチールコードを得る伸線工程を有し、
前記伸線工程後において、前記スチールコードの表面に、Coで覆われた領域と、Coで覆われていない領域とが混在している、スチールコードの製造方法が提供される。
最初に本発明の実施形態の概要を説明する。
本発明にかかるスチールコードの一実施形態は、
(1)鋼線と、前記鋼線を覆うCu、ZnおよびCoを有するめっき層とを備え、
前記Cuと前記Znは合金化されており、
前記めっき層の最表面に、Coで覆われた領域と、Coで覆われていない領域とが混在している。
前記Coで覆われた領域の面積と、前記Coで覆われていない領域の面積との比が、2:98〜30:70であってもよい。
前記めっき層におけるCoの含有量が2〜8wt%であってもよい。
前記Coで覆われていない領域の少なくとも一部においては、前記めっき層の最表面から前記鋼線との界面までの間にCoが存在していなくてもよい。
前記Coで覆われている領域の少なくとも一部は、前記めっき層の平面視において、前記めっき層の最表面に島状に存在していてもよい。
前記スチールコードの断面視で、Coは前記鋼線から離間した位置に存在していてもよい。
Cu,Co,Znを有するめっき層を備えたスチールコードの製造方法であって、
鋼線に前記Cuをめっきする第一めっき工程と、
前記Cuの上に前記Coおよび前記Znをめっきしてめっき線を得る第二めっき工程と、
前記めっき線を伸線してスチールコードを得る伸線工程を有し、
前記伸線工程後において、前記スチールコードの表面に、Coで覆われた領域と、Coで覆われていない領域とが混在している。
前記第二めっき工程で、前記Znが前記Cuと直接接触する領域を形成してもよい。
前記第二めっき工程の後に、前記Cuと前記Znとの合金化温度以上の温度で熱処理を行い、前記めっき線の表面に前記Coの一部を露出させてもよい。
前記熱処理は、Znが液相となる温度以上の温度で行ってもよい。
前記第二めっき工程において、前記Coをめっきした後に前記Znをめっきしてもよい。
以下、本発明に係るスチールコードおよびその製造方法の実施の形態の例を、図面を参照して説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
インナーライナー5は、ゴムで構成されており、タイヤ1とホイールWとの間の空間を密閉する。
カーカス6は、タイヤ1の骨格を形成している。カーカスは、ポリエステル、ナイロン、レーヨンなどの有機繊維とゴムとにより構成されている。
ベルト7は、カーカス6を締め付けて、トレッド部2の剛性を高めている。ベルト7は、スチールコード10とゴムとにより構成されている。図示の例では、タイヤ1は4層のベルト7を有している。
ビードワイヤ8は、ビード部4に設けられている。ビードワイヤ8は、スチールワイヤを撚り合わせてゴムを被覆したものである。ビードワイヤ8は、カーカス6に作用する引っ張り力を受け止める。
この繰り返し作用する熱と水分に起因する密着強度の低下に対する耐久性を耐湿熱性と呼んでいる。
めっき層50において、Coは合金化されておらずに存在している。ここで、「Coが合金化されていない」とは、少なくともめっき層50の最表面に存在するCoのうち、合金化されていない部分が95wt%以上であることを言う。また、合金化されていない部分が99wt%以上であることが好ましい。なお、めっき層50の最表面よりも下方の層中にCoが含まれていても良い。
まず、図2に示すように、鋼線20を用意し、鋼線20にCuをめっきして第一層30を形成する(第一めっき工程)。
なお、めっき線60の表面にCoが露出されていなくても、伸線加工の条件を適宜設定することにより、めっき線60の最表面の真鍮を削ってCoを露出させ、最表面にCoで覆われた領域51と、Coで覆われていない領域52とが混在したスチールコード10を得ることもできる。
鋼線としてSWRS80A(80C材)のピアノ線を用いた。φ5.5mmの鋼線に、酸洗いの表面処理を施した。次に、この鋼線に、φ1.4mmとなるように粗伸線加工を施した。次に、Cu,Co,Znをこの順にめっきをした。このときのCoのめっき条件は、電流密度を7A/dm2、めっき液のpHを2.5、めっき時間(鋼線がめっき液中に浸かっている時間)を1.0秒に設定した。さらに、炉内の温度を550〜600℃に設定し、5秒間、熱処理を施した。
実施例1とはCoのめっき条件のみを変更して、実施例2に係るスチールコードを作製した。実施例2において、Coのめっき条件は、電流密度を28A/dm2、めっき液のpHを2.5、めっき時間を1.0秒に設定した。すると、実施例2にかかるスチールコードのCoめっき量は、実施例1のめっき量よりも多くなった。
実施例1とはCoのめっき条件のみを変更して、実施例3に係るスチールコードを作製した。実施例3において、Coのめっき条件は、電流密度を56A/dm2、めっき液のpHを2.5、めっき時間を1.0秒に設定した。すると、実施例3にかかるスチールコードのCoめっき量は、実施例1のめっき量よりも多くなった。また、実施例3にかかるスチールコードのCoめっき量は、実施例2のめっき量よりも多くなった。
実施例4は、Cuをめっきした後に,CoとZnを含むめっき液を用いて、CoとZnを同時にめっきした。CoとZnのめっきの条件は、電流密度を33A/dm2、めっき液のpHを2.5、めっき時間を4秒に設定した。
得られたスチールコードのCoのめっき量は、実施例1よりも多く、実施例3よりも少なかった。
比較例1は、Cuをめっきした後にCoを、CoがCuの表面を隙間なく覆うようにめっきしたものである。その後、Cuの表面を隙間なく覆っているCoの表面にZnをめっきした。Coのめっき条件は、電流密度を70A/dm2、めっき液のpHを2.5、めっき時間を1秒に設定した。
このようにして得られためっき線60に仕上げ伸線加工を施して、スチールコードを得たところ、その最表面には、Coで覆われた領域51のみが存在し、Coで覆われていない領域52が存在していなかった。
比較例2は、Cuの上にZnのみをめっきし、Coをめっきしなかったスチールコードである。当然のことながら、スチールコードの最表面には、Coで覆われていない領域のみが存在していた。
上述のようにして作製した実施例1〜4および比較例1,2に係るスチールコードについて、伸線加工性、ゴムとの初期接着性、ゴムとの耐湿熱性について評価した。
上述のようにして得られるスチールコードの仕上げ伸線加工において、安定して伸線加工できる線速(最大線速)と、断線の程度とを考慮して、伸線加工のしやすさを評価した。
Aは、最大線速が大きく、かつ、断線しにくかったものを示す。
Cは、最大線速が小さく、かつ、断線しやすかったものを示す。
Bは、断線しにくかったが最大線速が小さい、または、最大線速が大きいが断線しやすかったものを示す。
実施例1のスチールコードは、最大線速が大きく、かつ、断線しにくかった。
実施例2のスチールコードは、最大線速が実施例1よりも低かったものの、断線は観測されなかった。
実施例3,4のスチールコードは、最大線速および断線のしにくさにおいて、実施例1よりも劣ったが、許容できる範囲であった。
初期接着性として、ゴムでスチールコードをはさみ、加硫処理後にゴムを剥離した。このときにスチールコードの表面に付着したゴムの状態を10点満点評価で目視で評点付けをした。
初期接着性は、比較例2が10点であり、最も優れていた。実施例1〜4も7点以上であり、優れていた。その中でも、実施例1,2は9点以上であり、特に優れていた。これに対して、比較例1は2点であり、初期接着性が良くなかった。比較例1においては、スチールコードの表面にCoが多く露出されていた結果、ゴムとの初期接着性が高まらなかったものと考えられる。
耐湿熱性は、以下のように評価した。上述のようにして得られた実施例1〜4および比較例1,2に係るスチールコードに、ゴムをトッピングし、温度150℃、圧力50kg/cm2で20分間の加硫処理を施し、更に温度80℃湿度95%の高温多湿状態で5日間保管した。その後、ゴムをスチールコードから剥離して、スチールコードの外周面に付着しているゴムの状態から密着性を10段階評価した。
初期接着性と耐湿熱性の両方が所定のレベル以上であったものをOK、初期接着性と耐湿熱性の少なくとも一方が所定のレベルを下回っていたものをNGとした。実施例1〜4に係るスチールコードは初期接着性と耐湿熱性の両方が所定のレベル以上でありOKであった。比較例1,2に係るスチールコードは初期接着性と耐湿熱性の少なくとも一方が所定のレベルを下回っておりNGであった。
これに比べて、比較例1に係るスチールコードは、初期接着性および耐湿熱性が低かった。比較例2に係るスチールコードは、初期接着性は高いものの、耐湿熱性が低く、初期接着性と耐湿熱性が両立できなかった。
Claims (5)
- Cu,Co,Znを有するめっき層を備えたスチールコードの製造方法であって、
鋼線に前記Cuをめっきする第一めっき工程と、
前記Cuの上に前記Coおよび前記Znをめっきしてめっき線を得る第二めっき工程と、
前記めっき線を伸線してスチールコードを得る伸線工程を有し、
前記伸線工程後において、前記スチールコードの表面に、Coで覆われた領域と、Coで覆われていない領域とが混在している、スチールコードの製造方法。 - 前記第二めっき工程で、前記Znが前記Cuと直接接触する領域を形成する、請求項1に記載のスチールコードの製造方法。
- 前記第二めっき工程の後に、前記Cuと前記Znとの合金化温度以上の温度で熱処理を行い、前記めっき線の表面に前記Coの一部を露出させる、請求項1または2に記載のスチールコードの製造方法。
- 前記熱処理は、Znが液相となる温度以上の温度で行う、請求項3に記載のスチールコードの製造方法。
- 前記第二めっき工程において,前記Coをめっきした後に前記Znをめっきする、請求項1から4のいずれか一項に記載のスチールコードの製造方法。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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