JPH01113232A - 金属とゴムの複合物 - Google Patents
金属とゴムの複合物Info
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- JPH01113232A JPH01113232A JP62271455A JP27145587A JPH01113232A JP H01113232 A JPH01113232 A JP H01113232A JP 62271455 A JP62271455 A JP 62271455A JP 27145587 A JP27145587 A JP 27145587A JP H01113232 A JPH01113232 A JP H01113232A
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Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
- D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
- D07B1/00—Constructional features of ropes or cables
- D07B1/06—Ropes or cables built-up from metal wires, e.g. of section wires around a hemp core
- D07B1/0606—Reinforcing cords for rubber or plastic articles
- D07B1/0666—Reinforcing cords for rubber or plastic articles the wires being characterised by an anti-corrosive or adhesion promoting coating
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D07—ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
- D07B—ROPES OR CABLES IN GENERAL
- D07B2205/00—Rope or cable materials
- D07B2205/30—Inorganic materials
- D07B2205/3021—Metals
- D07B2205/3085—Alloys, i.e. non ferrous
- D07B2205/3089—Brass, i.e. copper (Cu) and zinc (Zn) alloys
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、タイヤ、ホース、コンベアベルトなどの金
属とゴムとからなる複合物に利用され、金属とゴムの接
着性に優れた複合物に関するものである。
属とゴムとからなる複合物に利用され、金属とゴムの接
着性に優れた複合物に関するものである。
ゴムの中に各種の補強材を埋め込んでゴム製品の強度お
よび耐久性を向上させる技術は、汰<実施されている。
よび耐久性を向上させる技術は、汰<実施されている。
なかでも、ゴムと金属の複合物は、自動車タイヤ、高圧
ゴムホース、コンベアベ)Lt )などに応用され、そ
の要求品質性能も多岐にわたっているが、ゴムと金属と
の接着性を改良して耐久性を向上させることは普遍的な
要求である。
ゴムホース、コンベアベ)Lt )などに応用され、そ
の要求品質性能も多岐にわたっているが、ゴムと金属と
の接着性を改良して耐久性を向上させることは普遍的な
要求である。
特に、補強金属として銅−亜鉛二元合金メッキしたスチ
ールコードを使用するスチールラジアルタロイヤにおい
ては、高速道路の発達に伴ってタイヤの高速耐久性およ
び高速安定性を高めることが強く要望されており、この
要望の達成のためにスチールコードとゴムとの接着性を
改良することが極めて重要な問題となっている。
ールコードを使用するスチールラジアルタロイヤにおい
ては、高速道路の発達に伴ってタイヤの高速耐久性およ
び高速安定性を高めることが強く要望されており、この
要望の達成のためにスチールコードとゴムとの接着性を
改良することが極めて重要な問題となっている。
この接着性に関しては、従来から金属表面に被覆された
メッキ層並びにゴムの改良研究が行なわれ、ゴム製品製
造時における接着性、いわゆる初期接着性は改善されつ
つあるが、実際に厳しい条件下で使用されると良好な初
期接着性が徐々に低下するという問題があり、充分満足
すべき状態になっていないのが現状である。
メッキ層並びにゴムの改良研究が行なわれ、ゴム製品製
造時における接着性、いわゆる初期接着性は改善されつ
つあるが、実際に厳しい条件下で使用されると良好な初
期接着性が徐々に低下するという問題があり、充分満足
すべき状態になっていないのが現状である。
例えば、ゴムに傷が生じて水分が浸入したり、あるいは
自動車タイヤでは、凍結防止用の食塩による塩水が浸入
することによる接着低下の問題がある。このように、ゴ
ム製品使用中における接着性(以下、耐湿熱性という)
の低下を抑制するために銅−亜鉛にニッケルを添加した
三元合金メッキ層を被覆する方法が堤案されている。(
例えば、特許出願昭54−127847、特許出願昭5
4−173889 >。
自動車タイヤでは、凍結防止用の食塩による塩水が浸入
することによる接着低下の問題がある。このように、ゴ
ム製品使用中における接着性(以下、耐湿熱性という)
の低下を抑制するために銅−亜鉛にニッケルを添加した
三元合金メッキ層を被覆する方法が堤案されている。(
例えば、特許出願昭54−127847、特許出願昭5
4−173889 >。
しかしながら、三元合金を被覆された金属では、三元合
金そのものの加工性が低下するために伸線加工中に断線
したり、あるいはメッキ層が損傷を受けたりする問題、
またニッケル添加により初期接着性が低下する問題があ
り、実用化に至っていない。
金そのものの加工性が低下するために伸線加工中に断線
したり、あるいはメッキ層が損傷を受けたりする問題、
またニッケル添加により初期接着性が低下する問題があ
り、実用化に至っていない。
前者の伸線加工に関する問題については、伸線ダイス形
状や潤滑剤等の伸線条件の改善により解決され得るが、
後者のニッケル添加による初期接着性低下の問題につい
ては新たな改良が必要である。そこで、本発明者らは、
接着性に関与するメッキ層の表面組成に注目して研究し
た結果、良好な初期接着性を確保し、かつ耐湿熱性を向
上できる三元合金メッキ層を有する金属と、これに適し
た組成を有するゴムとからなる複合物を開発するに至っ
た。
状や潤滑剤等の伸線条件の改善により解決され得るが、
後者のニッケル添加による初期接着性低下の問題につい
ては新たな改良が必要である。そこで、本発明者らは、
接着性に関与するメッキ層の表面組成に注目して研究し
た結果、良好な初期接着性を確保し、かつ耐湿熱性を向
上できる三元合金メッキ層を有する金属と、これに適し
た組成を有するゴムとからなる複合物を開発するに至っ
た。
金属とゴムの接着は、メッキ中の銅とゴム中の硫黄が反
応することによって形成され、またゴム製品使用中にお
ける接着体低下は水分あるいは塩分の浸透により接着界
面でメッキ中の亜鉛が優先的に腐食することによって生
じることが分っている。
応することによって形成され、またゴム製品使用中にお
ける接着体低下は水分あるいは塩分の浸透により接着界
面でメッキ中の亜鉛が優先的に腐食することによって生
じることが分っている。
本発明者らは、このような接着機構と接着性低下機構を
考慮に入れ、銅−亜鉛−ニッケル三元合金メッキ層の表
面組成の改良について取り組んだ結果、メッキ最表面の
ニッケルメッキ含有率を下げ、かつある深さの所までニ
ッケル含有率を徐々に増加させて行くことによって、金
属とゴムの初期接着時にはメッキ中の銅とゴム中の硫黄
の反応を妨げず、かつ耐湿熱性を向上できることを見い
出した。
考慮に入れ、銅−亜鉛−ニッケル三元合金メッキ層の表
面組成の改良について取り組んだ結果、メッキ最表面の
ニッケルメッキ含有率を下げ、かつある深さの所までニ
ッケル含有率を徐々に増加させて行くことによって、金
属とゴムの初期接着時にはメッキ中の銅とゴム中の硫黄
の反応を妨げず、かつ耐湿熱性を向上できることを見い
出した。
すなわち、メッキ平均組成が、銅60〜75重量%、ニ
ッケル2〜10重量%、残りを亜鉛とする銅−亜鉛−ニ
ッケル三元合金メッキ層を被覆した金属において、銅、
亜鉛、ニッケルのメッキ条件、並びにその後の拡散条件
を適切にすることによって、メッキ最表面のニッケル含
有率が0〜5重量%と小さく、かつ最表面から50〜2
00人の深さまでは徐々に増加して、それより深い所で
はほぼ一定含有率になるようにした銅−亜鉛−ニッケル
三元合金メッキ層を被覆することである。
ッケル2〜10重量%、残りを亜鉛とする銅−亜鉛−ニ
ッケル三元合金メッキ層を被覆した金属において、銅、
亜鉛、ニッケルのメッキ条件、並びにその後の拡散条件
を適切にすることによって、メッキ最表面のニッケル含
有率が0〜5重量%と小さく、かつ最表面から50〜2
00人の深さまでは徐々に増加して、それより深い所で
はほぼ一定含有率になるようにした銅−亜鉛−ニッケル
三元合金メッキ層を被覆することである。
ここで、メッキ最表面のニッケル含有率を0〜5重量%
に限定したのは、5重量%より大きいと、初期接着性が
低下するからであり、またニッケル含有率が徐々に増加
する範囲を50〜200人に限定したのは、50人より
小さいと初期接着性に悪影響が生じ、200人よりも大
きくなると耐湿熱性の向上が得られなくなるためである
。さらに、メッキ平均組成を銅60〜75重量%に限定
したのは、60重量%より小さいと初期接着性が低下し
、75重量%より大きくなると耐湿熱性に悪影響がある
ためである。ニッケル2〜10重量%に限定したのは、
2重量%より小さいと耐湿熱性にほとんど効果がなく、
また10重量%を越すとメッキ最表面のニッケル含有率
を5%以下にすることができないと共に伸線加工性が極
めて悪く実用的でないためである。
に限定したのは、5重量%より大きいと、初期接着性が
低下するからであり、またニッケル含有率が徐々に増加
する範囲を50〜200人に限定したのは、50人より
小さいと初期接着性に悪影響が生じ、200人よりも大
きくなると耐湿熱性の向上が得られなくなるためである
。さらに、メッキ平均組成を銅60〜75重量%に限定
したのは、60重量%より小さいと初期接着性が低下し
、75重量%より大きくなると耐湿熱性に悪影響がある
ためである。ニッケル2〜10重量%に限定したのは、
2重量%より小さいと耐湿熱性にほとんど効果がなく、
また10重量%を越すとメッキ最表面のニッケル含有率
を5%以下にすることができないと共に伸線加工性が極
めて悪く実用的でないためである。
次に、本発明に用いるゴムの組成について述べる。金属
とゴムの接着においては、金属だけでなくゴムの組成に
よって大きな影響を受ける。従って良好な接着性を得る
ために適正なゴム組成とすることが重要である。
とゴムの接着においては、金属だけでなくゴムの組成に
よって大きな影響を受ける。従って良好な接着性を得る
ために適正なゴム組成とすることが重要である。
ゴム組成の基本成分として、天然ゴムまたは合成イソプ
レンゴムを用い、ゴムを加硫硬化させると同時に金属表
面に被覆されたメッキ層との接着作用をもたせるために
硫黄を添加する。ここで硫黄を天然ゴムまたは合成イソ
プレンゴム100重量部に対して1〜8重量部に限定し
たのは、1重塁部未満ではメッキ層との接着反応が少な
く初期接着性が低下し、8重量部を越えると過剰反応と
なって接着力が低下すると共に、ゴム物性への悪影響も
でてくるためである。
レンゴムを用い、ゴムを加硫硬化させると同時に金属表
面に被覆されたメッキ層との接着作用をもたせるために
硫黄を添加する。ここで硫黄を天然ゴムまたは合成イソ
プレンゴム100重量部に対して1〜8重量部に限定し
たのは、1重塁部未満ではメッキ層との接着反応が少な
く初期接着性が低下し、8重量部を越えると過剰反応と
なって接着力が低下すると共に、ゴム物性への悪影響も
でてくるためである。
さらに接着促進剤として有機酸コバルト塩やシリカ、レ
ゾルシン、ヘキサメチレンテトラミンを添加することも
できる。有機酸コバルト塩としてナフテン酸コバルト、
ステアリン酸コバルト等を用いることができる。ここで
、有機酸コバルト塩を6重量部以下にしたのは、これを
越えるとゴム製品使用中における熱老化後のゴム物性に
著しく悪影響があるためである。尚、本発明による銅−
亜鉛−ニッケル三元合金メッキ層を有する金属を用いる
と、有機酸コバルト塩を全(添加しないゴムでも良好な
初期接着性と耐湿熱性の向上を達成することができる。
ゾルシン、ヘキサメチレンテトラミンを添加することも
できる。有機酸コバルト塩としてナフテン酸コバルト、
ステアリン酸コバルト等を用いることができる。ここで
、有機酸コバルト塩を6重量部以下にしたのは、これを
越えるとゴム製品使用中における熱老化後のゴム物性に
著しく悪影響があるためである。尚、本発明による銅−
亜鉛−ニッケル三元合金メッキ層を有する金属を用いる
と、有機酸コバルト塩を全(添加しないゴムでも良好な
初期接着性と耐湿熱性の向上を達成することができる。
一方、シリカ、レゾルシン、ヘキサメチレンテトラミン
を添加したゴムについても、シリカの場合上限を、レゾ
ルシンとへキサメチレンテトラミンの場合、上限、下限
をそれぞれ限定したのは、下限より少ないと初期接着性
が低下し、上限を越すと耐湿熱性の低下をもたらすと共
にゴム物性に悪影響があるためである。
を添加したゴムについても、シリカの場合上限を、レゾ
ルシンとへキサメチレンテトラミンの場合、上限、下限
をそれぞれ限定したのは、下限より少ないと初期接着性
が低下し、上限を越すと耐湿熱性の低下をもたらすと共
にゴム物性に悪影響があるためである。
さらに、ゴム組成として、他に加硫促進剤、加硫助剤、
補強剤、老化防止剤等を添加しても良い。
補強剤、老化防止剤等を添加しても良い。
銅−亜鉛−ニッケル三元合金メッキ層を金属表面に被覆
する際において、ニッケルの含有率がメッキ最表面で小
さく、最表面から内部深さ方向に徐々に増加する傾向を
もたせることによって、天然ゴムまたは合成イソプレン
ゴムを主成分として硫黄、さらには接着促進剤として有
機酸コバルト塩またはシリカ、レゾルミン、ヘキサメチ
レンテトラミンを添加もしくは全く添加しないゴムと加
硫接着した場合、初期接着性が阻害されることなく、ゴ
ム製品使用中における接着性の低下を抑制できる。従っ
てかかるメッキ層を被覆した金属とゴムとを加硫接着し
てなる複合物は良好な初期接着性を維持し、かつ耐湿熱
性に優れる。
する際において、ニッケルの含有率がメッキ最表面で小
さく、最表面から内部深さ方向に徐々に増加する傾向を
もたせることによって、天然ゴムまたは合成イソプレン
ゴムを主成分として硫黄、さらには接着促進剤として有
機酸コバルト塩またはシリカ、レゾルミン、ヘキサメチ
レンテトラミンを添加もしくは全く添加しないゴムと加
硫接着した場合、初期接着性が阻害されることなく、ゴ
ム製品使用中における接着性の低下を抑制できる。従っ
てかかるメッキ層を被覆した金属とゴムとを加硫接着し
てなる複合物は良好な初期接着性を維持し、かつ耐湿熱
性に優れる。
平均メッキ組成が第1表に示される銅−亜鉛−ニッケル
三元合金メッキ層を被覆したI X 5 Xo、25φ
スチールコード、並びに比較として銅−亜鉛二元合金メ
ッキ層を有する同様のコードを用いた。
三元合金メッキ層を被覆したI X 5 Xo、25φ
スチールコード、並びに比較として銅−亜鉛二元合金メ
ッキ層を有する同様のコードを用いた。
またメッキ表面の組成をESCAで調べた結果を第1図
に示す。第2表にはゴム組成を示す。これらのスチール
コードとゴムを用いて150℃、30分で加硫したのち
、ASTM規格D 2229−80に準じて接着試験を
行なった。尚、引抜き長さを10mmとしてn=15の
平均値を用いた。接着性の調査は初期接着性と、80℃
295%RHでIO日日間または120℃蒸気で1日、
温熱劣化させたときの耐湿熱性を調べた。第3表に接着
性調査結果を示す。
に示す。第2表にはゴム組成を示す。これらのスチール
コードとゴムを用いて150℃、30分で加硫したのち
、ASTM規格D 2229−80に準じて接着試験を
行なった。尚、引抜き長さを10mmとしてn=15の
平均値を用いた。接着性の調査は初期接着性と、80℃
295%RHでIO日日間または120℃蒸気で1日、
温熱劣化させたときの耐湿熱性を調べた。第3表に接着
性調査結果を示す。
第1表
第2表
第3表より本発明例の試料1,3は各ゴムにおいて比較
例の試料2,4に比べ初期接着性が改善されており、さ
らに耐湿熱性も試料2.4と同様に比較例の試料5.6
に比べて非常に向上していることがわかる。
例の試料2,4に比べ初期接着性が改善されており、さ
らに耐湿熱性も試料2.4と同様に比較例の試料5.6
に比べて非常に向上していることがわかる。
本発明による銅−亜鉛−ニッケル三元合金メッキ層を被
覆した金属とゴムとからなる複合物は、良好な初期接着
性を保持し、かつ耐湿熱性を大幅に向上できる。
覆した金属とゴムとからなる複合物は、良好な初期接着
性を保持し、かつ耐湿熱性を大幅に向上できる。
第1図は銅−亜鉛−ニッケル三元合金メッキ表面のES
CAによるニッケル含有率の変化を示すグラフである。 (参照信号)
CAによるニッケル含有率の変化を示すグラフである。 (参照信号)
Claims (7)
- (1)メッキ平均組成が銅60〜75重量%、ニッケル
2〜10重量%、残りを亜鉛とし、かつニッケルの含有
率がメッキ最表面から内部深さ方向に徐々に増加する傾
向をもつ銅−亜鉛−ニッケルの三元合金メッキ層で被覆
された金属と、天然ダムまたは合成イソプレンゴムを主
体とし硫黄を天然ゴムまたは合成イソプレンゴム100
重量部に対して1〜8重量部含有させたゴムとを加硫接
着して成る金属とゴムの複合物。 - (2)銅−亜鉛−ニッケルの三元合金メッキ層において
、ニッケル含有率がメッキ最表面で0〜5重量%と小さ
く、かつ最表面から50〜200Åの深さまで徐々に増
加してそれより深い所ではほぼ一定含有率になることを
特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の金属とゴム
の複合物。 - (3)銅−亜鉛−ニッケルの三元合金メッキ層の平均被
覆厚さが0.05〜0.5μmであることを特徴とする
特許請求の範囲第(1)項記載の金属とゴムの複合物。 - (4)銅−亜鉛−ニッケルの三元合金メッキ層が、金属
表面に銅メッキ、亜鉛メッキ、ニッケルメッキと順にメ
ッキした後、加熱拡散して三元合金化し、引き続き伸線
加工されていることを特徴とする特許請求の範囲第(1
)項記載の金属とゴムの複合物。 - (5)ゴム組成において、接着促進剤として有機酸コバ
ルト塩を天然ゴムまたは合成イソプレンゴム100重量
部に対して0〜6重量部含有することを特徴とする特許
請求の範囲(1)項記載の金属とゴムの複合物。 - (6)ゴム組成において、接着促進剤としてシリカ、レ
ゾルシン、ヘキサメチレンテトラミンを天然ゴムまたは
合成イソプレンゴム100重量部に対してそれぞれ0〜
20重量部、0.5〜5重量部、0.5〜5重量部含有
することを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の
金属とゴムの複合物。 - (7)金属の形体が伸線加工ままのワイヤー、あるいは
これらのワイヤーを用いて得られるコード、金網、織物
であることを特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載
の金属とゴムの複合物。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62271455A JPH01113232A (ja) | 1987-10-26 | 1987-10-26 | 金属とゴムの複合物 |
JP26792188A JPH01295842A (ja) | 1987-10-26 | 1988-10-24 | 金属およびその金属とゴムとの複合物 |
EP88909131A EP0343254B1 (en) | 1987-10-26 | 1988-10-25 | Metal and composite material made of the metal with rubber |
US07/362,416 US4929512A (en) | 1987-10-26 | 1988-10-25 | Metal and composite material made of the metal and rubber |
PCT/JP1988/001081 WO1989003901A1 (en) | 1987-10-26 | 1988-10-25 | Metal and composite thereof with rubber |
DE3850246T DE3850246T2 (de) | 1987-10-26 | 1988-10-25 | Metall und komposit des metalls mit kautschuk. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62271455A JPH01113232A (ja) | 1987-10-26 | 1987-10-26 | 金属とゴムの複合物 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01113232A true JPH01113232A (ja) | 1989-05-01 |
Family
ID=17500270
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62271455A Pending JPH01113232A (ja) | 1987-10-26 | 1987-10-26 | 金属とゴムの複合物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01113232A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04176831A (ja) * | 1990-11-08 | 1992-06-24 | Ishihara Chem Co Ltd | ゴムの直接加硫接着用材料、ゴムと金属の直接加硫接着法、及び金属にゴムを直接加硫接着してなる複合材料 |
US9951469B2 (en) | 2012-07-24 | 2018-04-24 | Nv Bekaert Sa | Steel cord for rubber reinforcement |
US10358769B2 (en) | 2012-02-06 | 2019-07-23 | Nv Bekaert Sa | Ternary or quaternary alloy coating for steam ageing and cured humidity adhesion elongated steel element comprising a ternary or quaternary brass alloy coating and corresponding method |
US10619271B2 (en) | 2012-02-06 | 2020-04-14 | Nv Bekaert Sa | Process for manufacturing an elongated steel element to reinforce rubber products |
-
1987
- 1987-10-26 JP JP62271455A patent/JPH01113232A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04176831A (ja) * | 1990-11-08 | 1992-06-24 | Ishihara Chem Co Ltd | ゴムの直接加硫接着用材料、ゴムと金属の直接加硫接着法、及び金属にゴムを直接加硫接着してなる複合材料 |
US10358769B2 (en) | 2012-02-06 | 2019-07-23 | Nv Bekaert Sa | Ternary or quaternary alloy coating for steam ageing and cured humidity adhesion elongated steel element comprising a ternary or quaternary brass alloy coating and corresponding method |
US10619271B2 (en) | 2012-02-06 | 2020-04-14 | Nv Bekaert Sa | Process for manufacturing an elongated steel element to reinforce rubber products |
US9951469B2 (en) | 2012-07-24 | 2018-04-24 | Nv Bekaert Sa | Steel cord for rubber reinforcement |
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