ES2784205T3

ES2784205T3 - Material compuesto de cordón de acero- caucho

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Publication number: ES2784205T3
Application number: ES14804931T
Authority: ES
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2013-05-30
Filing date: 2014-05-28
Publication date: 2020-09-23
Anticipated expiration: 2034-05-28
Also published as: JP6316286B2; US20160122944A1; CN105264141A; EP3006621A4; EP3006621B1; EP3006621A1; JPWO2014192811A1; WO2014192811A1; CN105264141B

Abstract

Un método de producción de un material compuesto de cordón de metal-caucho, en donde el material compuesto de cordón de metal-caucho se prepara recubriendo un cordón de metal con una composición de caucho, en donde el cordón de metal comprende un único alambre de acero sometido a revestimiento electrolítico de latón en una superficie periférica o se prepara retorciendo varios alambres del alambre de acero, en donde el cordón de metal se somete a tratamiento superficial con una solución tamponadora de pH 5,0 a 7,2 y tratamiento con al menos un compuesto de triazol seleccionado de 1,2,4-triazol, 1,2,3-triazol, 3- amino-1,2,4-triazol, y 4-amino-1,2,4-triazol, y en donde en una superficie del cordón de metal, que es una región de superficie de una profundidad de hasta 5 nm hacia el interior en dirección radial, un átomo de N representa 2 % atómico o más y 60 % atómico, o menos, y una relación de Cu/Zn es 1 o más y 4 o menos.

Description

DESCRIPCIÓN

Material compuesto de cordón de acero- caucho

Campo técnico

La presente invención se refiere a un método de producción de un material compuesto de cordón de metal y caucho adecuado para artículos de caucho para los cuales se requiere resistencia, tal como neumáticos, correas industriales y lo similar.

Técnica anterior

Hasta ahora se ha utilizado un material compuesto de cordón de acero-caucho preparado mediante recubrimiento de un cordón de metal tal como un cordón de acero y lo similar con una composición de caucho para artículos de caucho para los cuales se requiere resistencia, tales como neumáticos para automóviles, correas industriales, orugas de caucho y lo similar con el fin de reforzar cauchos para mejorar la resistencia y durabilidad de los mismos. En este sentido, un cordón de metal tiene que adherirse de forma estable y resistente a una composición de caucho para permitir que el material compuesto de cordón de metal-caucho ejerza un elevado efecto de refuerzo.

Por ejemplo, en un neumático que es un ejemplo representativo de los artículos de caucho, un material compuesto de caucho preparado mediante recubrimiento con un caucho, un cordón de acero preparado mediante torsión de varios alambres de acero sometidos a revestimiento electrolítico de latón o que comprenden un alambre de acero único se aplica a una correa y una carcasa de la misma para reforzarlos principalmente mediante el cordón de acero. Para hacer un uso práctico de un cordón de acero como material de refuerzo para neumáticos, el cordón de acero en cuestión tiene que estar firmemente adherido a un caucho de recubrimiento para el mismo y, por lo tanto, una superficie periférica de un alambre que constituye el cordón de acero se reviste electrolíticamente con un latón (Cu, Zn).

Es decir, se utiliza ampliamente la denominada adhesión por vulcanización directa en la que un cordón de metal, tal como un cordón de acero con revestimiento electrolítico de latón y lo similar se recubre con una composición de caucho que contiene azufre y al que se adhieren (adhesión mediante la formación de una capa adhesiva metal-caucho (CuxS) y lo similar) al mismo tiempo que la vulcanización de la composición de caucho anterior. Hasta ahora se han realizado diversas investigaciones para mejorar una propiedad adhesiva entre el cordón de metal y el caucho en la adhesión de vulcanización directa anterior.

Por ejemplo, para vulcanizar y moldear un neumático en un tiempo fijo, se requiere una adhesión rápida del cordón con el caucho y una fuerza adhesiva suficientemente alta proporcionada mediante la unión completa de los mismos para su fijación. Es decir, se requiere una denominada propiedad adhesiva inicial y, por tanto, es necesario añadir una sal de Co y una sal de Ni como acelerador de adhesión al caucho en una proporción considerable y mezclarlo con azufre en alta relación.

Sin embargo, si un caucho se mezcla con una sal de Co, surgen problemas significativos en cuanto a las propiedades físicas, tales como resistencia al deterioro del caucho y a la propagación de grietas en comparación con un caucho que no se mezcla con Co.

En consecuencia, se han hecho diferentes propuestas acerca de cordones de metal tales como alambres a los que se adhieren los cauchos así como de control de las constituciones de las composiciones de caucho.

Se conocen, por ejemplo, 1) un material compuesto de cordón-caucho que comprende un cordón de acero y un recubrimiento de caucho para recubrir el mismo, donde el cordón de acero descrito anteriormente está constituido por un cordón tratado térmicamente obtenido utilizando un alambre de acero sometido a tratamiento térmico a una temperatura de calentamiento de 400 a 800 °C durante un tiempo de calentamiento de 30 a 250 segundos después del revestimiento electrolítico, y el caucho de recubrimiento descrito anteriormente está constituido por una composición de caucho que contiene una humedad de 0,3 a 1,0 % en un estado no vulcanizado (consultar, por ejemplo, un documento de patente 1), y 2) un material compuesto de cordón de acero-caucho que comprende una composición de caucho y un cordón de acero, donde la composición de caucho se mezcla con un componente de sal de metal de un ácido orgánico que está constituida de al menos un tipo de sal de metal de un ácido orgánico y que tiene una relación molar de contenido de metal de 2/1 a 20/1 de níquel a molibdeno en una cantidad de 0,01 a 10 partes en peso en términos de un contenido de metal basado en 100 partes en peso de un componente de caucho, y el cordón de acero tiene un revestimiento electrolítico de latón que tiene un contenido de cobre de 60 a 70 % en peso (consultar, por ejemplo, un documento de patente 2).

Sin embargo, en el material compuesto de cordón-caucho y lo similar descrito anteriormente en los documentos de patente 1 y 2, el problema de inhibición de las propiedades físicas del caucho tal como una resistencia al deterioro del caucho y una resistencia a la propagación de grietas se debe a un incremento en una carga física y térmica ejercida sobre los artículos de caucho tales como neumáticos, correas industriales y lo similar para los que se requiere resistencia especialmente en los últimos años, y la situación actual es que se desea enormemente conferirles una mejora adicional y un aumento de una propiedad adhesiva inicial, una resistencia al deterioro higrotérmico, una propiedad de tratamiento puesto (una propiedad adhesiva tras el recubrimiento de un cordón de metal, tal como un cordón de acero y lo similar con un recubrimiento de caucho y dejarlo (dejar puesto el tratamiento)), y lo similar sin ocasionar los problemas anteriores.

Documentos de la técnica anterior

Documentos de patente

Documento de patente 1: JP-A 2004-306788 (reivindicaciones, ejemplos y lo similar)

Documento de patente 2: JP-A 2005-193793 (reivindicaciones, ejemplos y lo similar)

Descripción de la invención

Cabe señalar la publicación del documento WO-A-2013/117249, que es solo relevante considerada en relación con el artículo 54(3) de la CPE. El documento US-A-4189332 describe un método según una parte de la reivindicación 1.

La presente invención trata de resolver los problemas de las tecnologías convencionales descritas anteriormente y un objeto de la misma es proporcionar un material compuesto de cordón de metal-caucho que es excelente en términos de una propiedad adhesiva inicial, una propiedad de deterioro higrotérmico y una propiedad de tratamiento que se ha dejado puesto sin ocasionar el problema de inhibición de las propiedades físicas del caucho tales como una resistencia al deterioro del caucho y una resistencia a la propagación de grietas y que es adecuado para reforzar artículos de caucho que requieren resistencia, tales como neumáticos, correas industriales y lo similar, y un método de producción para el mismo.

Considerando los problemas de las tecnologías convencionales descritas anteriormente, investigaciones intensas repetidas por los inventores han resultado en el descubrimiento de que se obtiene un material compuesto de cordón de metal-caucho y un método de producción de los mismos que cumplen el objeto descrito anteriormente mediante un material compuesto de cordón de metal-caucho preparado mediante el recubrimiento de un cordón de metal con una composición de caucho, donde se proporciona un estado de superficie del cordón de metal con una constitución que tiene propiedades físicas específicas. Por lo tanto, han logrado completar la presente invención.

Esto es, la presente invención consiste en el objeto de la reivindicación 1.

Según la presente invención, se proporcionan un material compuesto de cordón de metal-caucho que es excelente en una propiedad adhesiva inicial, una resistencia al deterioro por agua y oxígeno y una propiedad adhesiva tras dejar puesto el tratamiento, y un método de producción para el mismo.

Modo de realización de la invención

La realización de la presente invención se explicará específicamente más adelante con referencia a los ejemplos.

El material compuesto de cordón de metal-caucho obtenido mediante el método de producción de la presente invención se caracteriza por un material compuesto de cordón de metal-caucho preparado mediante el recubrimiento de un cordón de metal con una composición de caucho, donde un átomo de N en una superficie del cable de metal representa 2 % atómico o más y 60 % atómico o menos, y una relación de Cu/Zn es 1 o mayor y 4 o menos.

[Cordón de metal]

El cordón de metal utilizado para el material compuesto de cordón de metal-caucho obtenido mediante el método de producción de la presente invención se prepara mediante torsión de varios alambres de un alambre de acero de metal o comprende un alambre de acero único.

Asimismo, el alambre metálico anterior tiene una capa con revestimiento electrolítico de latón seleccionada desde los puntos de vista de una propiedad adhesiva inicial con la composición de caucho, una propiedad adhesiva higrotérmica y formación de una capa adhesiva de metal de caucho adecuada.

Una composición de revestimiento electrolítico de latón de un volumen que constituye la capa con revestimiento electrolítico de latón anterior es, preferiblemente, de 40 a 80 % en masa de Cu (cobre), y de 20 a 60 % en masa de Zn (cinc), más preferiblemente de 55 a 70 % en masa de Cu y de 30 a 45 % en masa de Zn desde los puntos de vista de la capacidad de procesamiento del cordón de acero y una propiedad adhesiva con el caucho.

Se proporciona un alambre de acero como alambre de metal y se explicará con mayor detalle. El alambre de acero es un metal lineal que comprende hierro como un componente principal (una masa de hierro con respecto a una masa completa del alambre de acero de metal supera el 50 % en masa). El metal anterior puede contener metales diferentes del hierro descrito anteriormente.

El alambre de acero tiene un diámetro de alambre de preferiblemente 0,1 a 5,5 mm, más preferiblemente de 0,15 a 5,26 mm desde los puntos de vista de capacidad de procesamiento y durabilidad. En este contexto, el diámetro de alambre del alambre de acero significa la mayor longitud entre dos puntos en una periferia en una forma en sección transversal del alambre de acero vertical a una línea axial del mismo. La forma en sección transversal del alambre de acero vertical a la línea del eje del mismo no estará limitada específicamente y puede ser elíptica, rectangular, triangular, poligonal y lo similar y, en general, es circular. Cuando un cordón de acero que es un cordón de refuerzo hecho de metal preparado retorciendo los alambres de acero anteriores se utiliza para una carcasa y una correa de un neumático, la forma en sección transversal descrita anteriormente es preferiblemente circular, y el diámetro del alambre es preferiblemente de 0,1 a 0,5 mm. Cuando se utiliza para un núcleo de talón de un neumático, la forma de sección transversal arriba descrita es preferiblemente también circular, y el diámetro de alambre es preferiblemente de 1 mm a 1,5 mm. Además, el cable de metal anterior tiene preferiblemente una capa con revestimiento electrolítico de latón que tiene la composición arriba descrita sobre una superficie del mismo, y un espesor de la capa de revestimiento electrolítico anterior no estará limitado de forma específica y es, por ejemplo, habitualmente de 100 a 300 nm.

En la presente invención, el cordón de metal que comprende un cordón de acero se puede obtener según un método ordinario mediante torsión de varios alambres de un alambre metálico tal como el alambre de acero sometido al revestimiento electrolítico de latón descrito anteriormente sobre una superficie periférica obteniéndose, por ejemplo, una estructura 1 X 3, una estructura 1 X 5 y lo similar.

El cordón de metal anterior adecuado para reforzar artículos de caucho, tal como un cordón de acero, es preferiblemente al menos uno seleccionado del grupo que consiste en un cordón de correa, un cordón de carcasa y un cordón de talón para un neumático.

En la presente invención, se requiere que un átomo de N (nitrógeno) en una superficie del cordón de metal suponga un 2 % atómico o más y un 60 % atómico o menos desde el punto de vista de la propiedad de tratamiento puesto y que una relación de Cu/Zn sea de 1 o más y 4 o menor en términos de masa. Un átomo de N en la superficie del cordón de metal representa, preferiblemente, 2,1 % atómico o más y 55,0 % atómico o menos, y la relación de Cu/Zn es, preferiblemente, 1,1 o más y 3,5 o menos.

Los efectos de la presente invención pueden obtenerse de manera suficiente mediante el control de una proporción de un átomo de N (nitrógeno) en la superficie del cordón de metal a un valor de 2 % atómico o más. Si es inferior a 2 % atómico, la propiedad del tratamiento puesto se deteriora y, si se supera el 60 % atómico, la propiedad adhesiva inicial con el caucho empeora. Además, los efectos de la presente invención pueden obtenerse de manera suficiente mediante el control de la relación Cu/Zn de modo que sea 1 o más. Si es inferior a 1, la propiedad adhesiva inicial no se ejerce en suficiente medida, y si es de 4 o menos, se mejora la propiedad adhesiva inicial. Si supera 4, la resistencia al deterioro higrotérmico no se ejerce suficientemente.

En la presente invención, un átomo de N (nitrógeno) en la superficie del cordón de metal descrito anteriormente se puede controlar hasta 2 % atómico o más y 60 % atómico o menos, por ejemplo, combinando adecuadamente el tratamiento mediante un compuesto de tipo triazol (preventivo del óxido), en concreto, un tratamiento superficial, tal como poner la superficie en contacto con una solución acuosa de un compuesto de triazol. Además, la relación de Cu/Zn sobre la superficie del cordón de metal se puede controlar hasta 1 o más y 4 o menos, por ejemplo, llevando a cabo un tratamiento en el que se combina adecuadamente un pH de una solución tamponadora ácida y una concentración de una solución acuosa de triazol. El cordón de metal que tiene una mayor relación de Cu/Zn se puede obtener a un pH inferior.

La solución tamponadora ácida incluye, por ejemplo, una solución tamponadora de ácido acético, una solución tamponadora de ácido fosfórico, una solución tamponadora de ácido cítrico y lo similar, teniendo cada una un pH de 5,0 a 7,2 y, preferiblemente, incluye una solución tamponadora de ácido acético con un pH de 5,0 a 7,2. Si el pH es inferior a 5,0, la relación de Cu/Zn no puede controlarse a un valor de 4 o menos, y si el pH supera 7,2, la relación de Cu/Zn no puede controlarse a 1 o más. El tiempo de tratamiento superficial mediante la solución tamponadora anterior puede controlarse a un valor de 0,5 a 20 segundos, por ejemplo, cuando se utiliza la solución tamponadora de ácido acético con un pH de 5,0 a 7,2.

Además, la solución acuosa de triazol se selecciona de 1,2,4-triazol, 1,2,3-triazol, 3-amino-1,2,4-triazol, 4-amino-1,2,4-triazol.

Una concentración de la solución acuosa de triazol anterior es preferiblemente de 0,01 a 20 g/l, y el tiempo de tratamiento puede variar, no obstante, dependiendo de la concentración, de 0,1 a 30 segundos.

En la presente invención, la “superficie” es una región de superficie hasta una profundidad de 5 (nm) hacia un interior en una dirección radial del alambre metálico tal como un alambre de acero. Un átomo de N y la relación Cu/Zn sobre la superficie del cordón de metal descrito anteriormente se miden midiendo la superficie del cordón de metal antes de recubrirlo con la composición de caucho después de obtener el cordón de metal y luego someterlo, si es necesario, a tratamiento de limpieza, secado y lo similar.

Además, en la presente invención (incluidos los ejemplos descritos más adelante), un átomo de N en la superficie del cordón de metal se mide midiendo un átomo de N en la superficie del cordón de metal según un método de espectroscopia de fotoelectrones de rayos X (XPS), y la relación Cu/Zn se mide midiendo una relación Cu/Zn sobre la superficie del cordón de metal según la espectroscopia de fotoelectrones descrita anteriormente.

[Composición de caucho para recubrir cordón de metal]

El componente de caucho de la composición de caucho usado para el caucho de recubrimiento en el material compuesto de cordón de metal-caucho de la presente invención no estará limitado de forma específica e incluye, por ejemplo, caucho natural, caucho de polibutadieno, caucho de poliisopreno, caucho de copolímero de estirenobutadieno, caucho de copolímero de acrilonitrilo-butadieno, caucho de copolímero de etileno-propileno, caucho de terpolímero de etileno-propileno-dieno, caucho de butilo, caucho de butilo halogenado, caucho de polietileno clorosulfonado alquilado, caucho de copolímero de isobutileno-isopreno, caucho de policloropreno, y lo similar. Los componentes de caucho anteriores se pueden usar solos o en combinación de dos o más tipos de los mismos.

La composición de caucho utilizada puede mezclarse adecuadamente con, así como el componente de caucho descrito anteriormente, componentes utilizados habitualmente en la industria del caucho siempre que no se dañe el objeto de la presente invención. Los otros componentes incluyen, por ejemplo, un agente de vulcanización tal como azufre y lo similar, una carga, tal como negro de carbón y lo similar, un aceite, tal como aceites de proceso y lo similar, un acelerador de la vulcanización, un antioxidante, un agente suavizante, óxido de cinc, y ácido esteárico, y el acelerador de adhesión incluye un compuesto de cobalto, tal como una sal de Co y lo similar.

La composición de caucho utilizada en la presente invención se puede producir mezclando los componentes respectivos anteriores mediante un método común y calentándolos y extrudiéndolos.

[Material compuesto de cordón de metal-caucho y método de producción del mismo]

El material compuesto de cordón de metal-caucho de la presente invención se puede producir sometiendo el cordón de metal anterior a los tratamientos superficiales respectivos descritos anteriormente, si es necesario, a un tratamiento de lavado mediante un método común y a continuación pasando por una etapa de adhesión del cordón de metal anterior con la composición de caucho anterior para recubrirlo.

El material compuesto de cordón de metal-caucho se puede producir adhiriendo el cordón de metal anterior sometido a los respectivos tratamientos superficiales descritos anteriormente con la composición de caucho, por ejemplo, sometiendo el cordón de metal y la composición de caucho a adhesión de vulcanización con presurización y calentamiento. Las condiciones de vulcanización no estarán específicamente restringidas, y son una presión de preferiblemente 2 MPa a 15 MPa, más preferiblemente de 2 MPa a 5 MPa, y una temperatura de preferiblemente 120 a 200 °C, más preferiblemente de 130 a 170 °C. El tiempo de vulcanización no estará restringido de forma específica, y es preferiblemente de 3 minutos a 60 horas.

El material compuesto de cordón de metal-caucho de la presente invención no estará específicamente restringido en lo que se refiere a usos del mismo, y se puede utilizar ampliamente para neumáticos de coches, correas industriales tales como correas de transmisión dinámicas, cintas transportadoras y lo similar, diversos productos de caucho y piezas tales como orugas de caucho, mangueras, cuerpos de soporte de caucho para aislamiento de base, y lo similar.

El material compuesto de cordón de metal-caucho de la presente invención se puede aplicar especialmente como materiales de refuerzo para elementos de neumáticos tales como lonas de neumáticos (lona de carcasa, lona de correa), elementos de talón y lo similar. Los neumáticos obtenidos no estarán específicamente restringidos siempre y cuando el material compuesto de cordón de metal-caucho de la presente invención se use para los mismos y las constituciones públicamente conocidas de neumáticos se pueden usar tal cual.

Las lonas a las que se aplica el material compuesto de cordón de metal-caucho descrito anteriormente se utilizan adecuadamente como lona de carcasa y lona de correa de un neumático, y el material compuesto de cordón de metalcaucho anterior se usa adecuadamente para un talón, y lo similar, de un neumático. Del mismo modo, el material compuesto de cordón de metal-caucho anteriormente descrito se usa adecuadamente para correas industriales tales como correas de transmisión dinámicas, cintas transportadoras y lo similar, orugas de caucho hechas de caucho montadas en un equipo de accionamiento de tipo oruga utilizado para buldóceres y lo similar, mangueras, cuerpos de soporte de caucho para aislamiento de base, y lo similar. Dado que los neumáticos, las correas industriales, orugas de caucho anteriores, y lo similar, son excelentes en términos de resistencia adhesiva entre la composición de caucho y el cordón de metal, son difíciles de desprender y, por lo tanto, son excelentes en cuanto a durabilidad y tienen una larga duración incluso bajo una carga elevada.

Ejemplos

La presente invención se explicará específicamente a continuación mediante ejemplos, pero la presente invención no se limitará a los siguientes ejemplos.

Ejemplos 1 a 22 y ejemplos comparativos 1 a 6

Alambres de acero (espesor de una capa con revestimiento electrolítico: 0,2 pm, diámetro de alambre: 0,3 mm) se sometieron a revestimiento electrolítico de latón con composiciones que se muestran en la Tabla 1 y la Tabla 2 descritas más adelante y se retorcieron para preparar cordones de acero con una estructura 1 X 3. A continuación, los cordones anteriores se lavaron con un líquido de tratamiento que comprendía el tratamiento 1: una solución tamponadora de ácido acético o una solución de tratamiento de ácido fosfórico y el tratamiento 2: un medio preventivo del óxido (compuesto de triazol) que son los métodos de tratamiento mostrados a continuación, y se secaron a 50 °C durante 1 minuto. Los cordones de acero anteriores que salieron del tratamiento de lavado anterior se utilizaron para medir una cantidad de N (cantidad de N en una superficie más externa: % atómico) en la superficie del alambre con revestimiento electrolítico en el cordón de acero y una relación de Cu/Zn (relación de Cu/Zn en una superficie más externa) mediante un espectrómetro de fotoelectrones de rayos X (Quantera, fabricado por Ulvac-Phi Inc.). Los resultados de la misma se muestran en la Tabla 1 y la Tabla 2.

Las condiciones de medición mediante la espectroscopía fotoelectrónica de rayos X se muestran a continuación.

Fuente de rayos x: rayo de Al-K a monocromático

Región medida: 50 pmf

Picos medidos: C1s, O1s, N1s, P2p, Cu2p2/3, Zn2p2/3 Procesamiento de datos: Multipak (fabricado por Ulvac-Phi Inc.): Determinación cuantitativa: determinada a partir del área del pico obtenida utilizando un método de coeficiente de sensibilidad relativa *Cu/Zn es una relación del valor determinado de Cu2p2/3 y Zn2p2/3

[Tratamiento 1: tratamiento con una solución tamponadora de ácido acético o una solución de tratamiento de ácido fosfórico]

En el tratamiento realizado mediante la solución tamponadora de ácido acético se usó una solución de tratamiento en la que se controló acetato de sodio 0,1 N al pH mostrado en la Tabla 1 y la Tabla 2 mediante ácido acético para lavar los cordones de acero preparados durante un tiempo de tratamiento de 10 segundos para someterlos a tratamiento superficial.

En el tratamiento efectuado mediante la solución de tratamiento de ácido fosfórico, se usó la solución de tratamiento de ácido fosfórico que se controló al pH (concentración) mostrado en la Tabla 2 para lavar los cordones de acero preparados durante un tiempo de tratamiento de 10 segundos para someterlos a tratamiento superficial.

[Tratamiento 2: tratamiento mediante compuesto de triazol (preventivo del óxido)]

En el tratamiento llevado a cabo con el compuesto de triazol (preventivo del óxido), se usaron soluciones acuosas de compuesto de triazol que se controlaron a las concentraciones respectivas utilizando los compuestos de triazol respectivos mostrados en la Tabla 1 y la Tabla 2 para lavar los cordones de acero preparados durante un tiempo de tratamiento de 10 segundos para someterlos a tratamiento superficial.

Los cordones de acero que salieron de los tratamientos de lavado descritos anteriormente se utilizaron para evaluar una propiedad adhesiva inicial, una propiedad de deterioro por agua y oxígeno y una propiedad de tratamiento puesto que evaluaran respectivamente una propiedad adhesiva de cordón/caucho mediante los siguientes métodos utilizando las composiciones de caucho que tienen las formulaciones de mezcla mostradas en la Tabla 1 y la Tabla 2. Además, se evaluó la TF y una propiedad de propagación de grietas del caucho tras el deterioro higrotérmico como propiedades físicas del caucho. Los resultados de las evaluaciones se muestran a continuación en la Tabla 1 y la Tabla 2.

Método de evaluación de la propiedad adhesiva inicial:

Los cordones de acero que fueron sometidos al tratamiento de lavado descrito anteriormente se dispusieron paralelos a un intervalo de 12,5 mm, y los cordones de acero anteriores se recubrieron con una composición de caucho desde las caras superior e inferior y se vulcanizaron a 160 °C durante 7 minutos para adherir la composición de caucho y los cordones de acero. Por lo tanto, se obtuvo un material compuesto de cordón de metal-caucho en el que los cordones de acero estaban cubiertos en la lámina de caucho de un espesor de 1 mm (los cordones de acero se dispusieron en un intervalo de 12,5 mm sobre la superficie de la lámina en una parte central en una dirección de espesor de la lámina de caucho).

A continuación, los cordones de acero fueron retirados de las muestras respectivas inmediatamente después de la vulcanización según la norma ASTM D 2229 para observar visualmente una velocidad de recubrimiento del caucho adherido a los cordones de acero y determinarla a un grado de 0 a 100 % para establecerla como indicador de una propiedad adhesiva inicial. Los resultados de la misma se indicaron mediante un índice en la Tabla 1 y la Tabla 2 siguientes, donde el valor del ejemplo comparativo 1 se fijó en 100. Se muestra que cuanto mayor es el valor del índice, más sobresaliente es la propiedad adhesiva inicial.

Método de evaluación de propiedad de deterioro higrotérmico:

Los cordones de acero que fueron sometidos al tratamiento de lavado descrito anteriormente se dispusieron paralelos en un intervalo de 12,5 mm, y los cordones de acero anteriores se recubrieron con una composición de caucho desde las caras superior e inferior y se vulcanizaron a 160 °C durante 20 minutos para adherir la composición de caucho y los cordones de acero. Por lo tanto, se obtuvo un material compuesto de cordón de metal-caucho en el que los cordones de acero estaban cubiertos en la lámina de caucho de un espesor de 1 mm (los cordones de acero se dispusieron en un intervalo de 12,5 mm sobre la superficie de la lámina en una parte central en una dirección de espesor de la lámina de caucho).

El material compuesto de cordón de metal-caucho anterior se deterioró bajo la atmósfera de 75 °C y una humedad relativa de 95 % durante 7 días. A continuación, los cordones de acero fueron retirados de las muestras respectivas según la norma ASTM D 2229 para observar visualmente una velocidad de recubrimiento del caucho adherido a los cordones de acero y determinarla a un grado de 0 a 100 % para establecerla como indicador de una propiedad de deterioro higrotérmico. Los resultados de la misma se indicaron mediante un índice en la Tabla 1 y la Tabla 2 siguientes, donde el valor del ejemplo comparativo 1 se fijó en 100. Se comprueba que cuanto mayor es el valor del índice, mejor es la propiedad de deterioro higrotérmico.

Método de evaluación de propiedad de tratamiento puesto:

Una muestra tratada preparada recubriendo los cordones de acero sometidos al tratamiento de lavado descrito anteriormente con un caucho no vulcanizado se dejó en la atmósfera aérea de una temperatura de 45 °C y una humedad relativa de 85 % durante 7 días. A continuación, tras vulcanizar a 160 °C durante 20 segundos, se utilizó el material compuesto de cordón de metal-caucho así obtenido para eliminar mediante frotamiento los cordones de acero del caucho, y se observó visualmente una cantidad de adhesión de caucho del mismo para evaluar un nivel de adhesión de caucho en un grado de 0 a 100 %. Los resultados se indicaron mediante un índice en la Tabla 1 y la Tabla 2 siguientes, donde el valor del ejemplo comparativo 1 se fijó en 100. Se comprueba que cuanto mayor sea el valor numérico, mejor será la propiedad adhesiva tras dejar puesto el tratamiento.

Método de evaluación de TF tras el deterioro higrotérmico:

Se evaluó TF (propiedad física deteriorada del caucho) tras el deterioro higrotérmico vulcanizando un caucho no vulcanizado a 160 °C durante 20 minutos, deteriorando a continuación el caucho vulcanizado a 100 °C durante 2 días (condición de deterioro térmico), o a 70 °C y a una humedad de 100 % durante 4 días (condición de deterioro higrotérmico) y, a continuación, sometiéndolo a una prueba de tracción según JIS K 6251: 2010 para medir de este modo Eb (elongación (%) de rotura) y Tb (resistencia a la tracción (MPa)) para determinar TF (tenacidad: Eb X Tb). Los resultados de la misma se indicaron mediante un índice en la Tabla 1 y la Tabla 2 siguientes, donde el valor del ejemplo comparativo 1 se fijó en 100. Se comprueba que cuanto mayor sea el valor numérico, mejor será la propiedad física del caucho (TF) aún tras el deterioro higrotérmico.

Método de evaluación de la propiedad de propagación de grietas del caucho:

La propiedad de propagación de grietas se evaluó realizando una prueba de fatiga a esfuerzo constante para las muestras respectivas mediante una máquina de prueba de fatiga fabricada por Ueshima Seisakusho Co., Ltd. para medir una frecuencia a la que se rompió. Los resultados de la misma se indicaron mediante un índice en la Tabla 1 y la Tabla 2 siguientes, donde el valor del ejemplo comparativo 1 se fijó en 100. Se muestra que cuanto mayor sea el valor numérico, mejor será la resistencia a la propagación de grietas.

Tabla 1

Tabla 1 (continuación)

Tabla 2

*1 a *2 en la Tabla 1 y la Tabla 2 descritas anteriormente muestran lo siguiente.

*1: Nocrac 6C, N-fenil-N'-(1,3-dimetilbutil)-p-fenilendiamina, fabricado por Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd. *2: Nocceler DZ, N,N'-diciclohexil-2-benzotiazolilsulfenamida, fabricado por Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd. *3: Manobond C22,5, contenido de cobalto: 22,5 % en masa, fabricado por OMG Co., Ltd.

Como resulta evidente a partir de los resultados mostrados en la Tabla 1 y la Tabla 2 descritas anteriormente, los materiales compuestos de cordón de metal-caucho preparados en los ejemplos 1 a 22 comprendidos en el alcance de la presente invención son excelentes en términos de una propiedad adhesiva de cable/caucho (una propiedad adhesiva inicial, una propiedad de deterioro higrotérmico y una propiedad de tratamiento puesto (una propiedad adhesiva tras dejar puesto el tratamiento)) sin dañar las propiedades físicas del caucho (TF tras el deterioro higrotérmico y una propiedad de propagación de grietas) en comparación con los materiales compuestos de cordón de metal-caucho preparados en los ejemplos comparativos 1 a 6 que quedan fuera del alcance de la presente invención, y los efectos de la presente invención se pueden confirmar.

Para observar específicamente los ejemplos, en los ejemplos 1 a 9 se prepararon los materiales compuestos de cordón de acero-caucho en los que se fijó una relación Cu/Zn sobre una superficie de un cable de metal y en los que se hizo variar una cantidad de átomos de N en el alcance de la presente invención; los materiales compuestos de cordón de metal-caucho en los que se hizo variar una relación de Cu/Zn y una cantidad de átomos de N en una superficie de un cordón de metal, respectivamente, en el alcance de la presente invención se prepararon en los ejemplos 10 a 13; y en los ejemplos 14 a 22 se prepararon los materiales compuestos de cordón de metal-caucho en los que se hizo variar una composición de revestimiento electrolítico de latón y el tipo de compuesto de triazol y en los que la relación de Cu/Zn y una cantidad de átomos de N sobre una superficie de un cordón de metal pertenecía al alcance de la presente invención, y podría confirmarse que todos los materiales compuestos de cordón de metal-caucho anteriores podrían ejercer los efectos de la presente invención.

A diferencia de esto, en los ejemplos comparativos 1 a 6, para observar los ejemplos comparativos, se prepararon los materiales compuestos de cordón de metal-caucho en los que una relación de Cu/Zn sobre una superficie de un cordón de metal queda fuera del alcance de la presente invención. En los casos anteriores, al menos una de la propiedad adhesiva inicial, la propiedad de deterioro higrotérmico y la propiedad de tratamiento puesto (la propiedad adhesiva tras dejar puesto el tratamiento) en la propiedad adhesiva cordón/caucho es inferior en términos del rendimiento y podría confirmarse que no pudieron ejercer los efectos de la presente invención.

Aplicabilidad industrial

Se puede proporcionar un material compuesto de cordón-caucho para diversos productos de caucho tales como neumáticos, correas industriales, incluidas correas de transmisión dinámicas, cintas transportadoras y lo similar, y un método de producción para obtener los mismos.

Claims

REIVINDICACIONES

i. Un método de producción de un material compuesto de cordón de metal-caucho, en donde el material compuesto de cordón de metal-caucho se prepara recubriendo un cordón de metal con una composición de caucho, en donde el cordón de metal comprende un único alambre de acero sometido a revestimiento electrolítico de latón en una superficie periférica o se prepara retorciendo varios alambres del alambre de acero, en donde el cordón de metal se somete a tratamiento superficial con una solución tamponadora de pH 5,0 a 7,2 y tratamiento con al menos un compuesto de triazol seleccionado de 1,2,4-triazol, 1,2,3-triazol, 3-amino-1,2,4-triazol, y 4-amino-1,2,4-triazol, y en donde en una superficie del cordón de metal, que es una región de superficie de una profundidad de hasta 5 nm hacia el interior en dirección radial, un átomo de N representa 2 % atómico o más y 60 % atómico, o menos, y una relación de Cu/Zn es 1 o más y 4 o menos.
2. El método de producción de un material compuesto de cordón de metal-caucho como se describe en la reivindicación 1, en donde la composición del revestimiento electrolítico de latón es de 40 % a 80 % de Cu y de 20 a 60 % de Zn.