JPH01259040A - 複合材料 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ゴムと金属材とからなる複合材であって、特
に車両用タイヤ、コンベアベルト等のゴム工業製品に用
いられ、老化後のゴムと金属との接着性に優れた複合材
に関するものである。

（従来の技術） 近年、車両用タイヤやコンヘアベルトなどに要求される
性能は多岐にわたっている。特に車両用タイヤにおいて
は、ラジアルタイヤが、乗用車用タイヤからトラック・
バス用大型タイヤに至るまで主流商品となっており、ト
レッドゴム配合技術の発達もあいまって、タイヤ寿命が
著しく向上してきている。更に、トラック・バス用大型
タイヤは、第１次寿命終了後、トレッド部の更生による
第２次、ときには、第３次までも使用される。従って、
車両用タイヤのベルト及びカーカスは、この数ｌＯ万ｋ
ｍにも及ぶ使用に耐えなければならない。

上記のラジアルタイヤは、その操縦安定性能、構造耐久
性能、耐摩耗性能及び耐パンク性能の向上のため、ベル
ト又はカーカスにゴム層を被覆したスチールコード材が
用いられている。

このようなタイヤにおいて、ゴムと金属との接着性が問
題となる。

通常、ゴムと金属材とは、加硫時にゴム中に配合された
硫黄と、金属材のめっき中の銅が反応し、ゴムと金属材
の界面に硫化物を形成することにより接着されている。

タイヤ走行中、ゴム材のヒステリシスロスによる発熱の
ため、この接着が破壊されたとき、該スチールコードと
その被覆ゴム層間が剥離し、いわゆるセパレーションを
発生させ、タイヤの走行が不能となる。

又、タイヤのトレ・７ド若しくはサイドウオールが走行
中に外傷を受けることがある。この外傷が前記スチール
コード材まで達した場合、外傷部から侵入した水分が走
行中の発熱により気化し、スチールコードのフィラメン
ト間に侵入し、スチールコードとその被覆ゴムとの接着
を破壊し前記セパレーションを誘発する。

さらに、タイヤに充填した空気内に水分が含まれている
場合、ゴム厚の薄いタイヤ内部から水分が侵入してスチ
ールコードに至り、前述と同様のセパレーションを誘発
することもある。

従来このような現象を防止するため、ゴムとスチールコ
ードとの接着性を改善する様々な技術が公開されている
。

その１つは、スチールコードを被覆するゴムの配合の技
術である。

ゴム中に有機酸コバルト塩を添加すると前記接着性が向
上することは、１９５０年代より見出され、その量・種
類について多くの研究がなされている。例えば、特開昭
６０−４２４４０号公報には、硫黄と有機酸コバルト塩
の各々の量の最適化による接着性の向上が開示されてい
る。さらにホワイトカーボン、レゾルシン、ヘキサメチ
レンテトラアミンを配合するＨ　ＲＨ系組成物が提唱さ
れている。

しかしながら、有機酸コバルト塩を多量に添加すると未
加硫ゴムの劣化や高温加硫、長時間加硫或いは走行後の
熱老化による接着力の低下を引き起こし、ＩＩ　ＲＩＩ
系ゴム組成物は、環境汚染、ゴム焼は等生産時の問題を
有する。

また、金属材のめっきの改良に関する技術がある。

特公昭５１−８３８９号公報、特開昭５５−１０５５４
８号公報にはニッケルを含有するめっき層が開示され、
さらに、三種乃至四種の金属を含有する合金めっきが、
特開昭５５−４５８８４号公報、特開昭５５−７１８８
７号公報、特開昭５５−１０５５４８号公報、特開昭５
６−８２６０４５号公報、特開昭５４−８９９４０号公
報、特開昭６１−２４３１９４公報及び特開昭６１−７
２５４５号公報等に開示されている。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、熱老化後の接着性及び温熱老化後の接着性（
以下「耐熱性」及び「耐湿熱性」という）を、他の問題
、特に、生産時の問題を引き起こすことな〈従来のもの
よりさらに向上させたゴムトレッド金属材とからなる複
合材を提供することを目的とし、改良されためっき層を
有する金属材と、該金属材に適切な配合内容を有するゴ
ムとの組合せにより、この目的を達成するものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、ゴム１００重量部に対し、有機酸コバルト塩
０．５重量部以下と硫黄３〜６重量部と加硫促進剤とし
てＮ−オキシジエチレン−２−ベンゾチアゾリルスルフ
ェンアミドまたはＮ−Ｌｅｒｔ−フチルー２−ベンゾチ
アゾリルスルフェンアミドを含有するゴム組成物と、銅
・亜鉛・ニッケルからなる三元合金めっきを施した金属
材とからなる複合材料である。

ここで有機酸コバルト塩としては、ナフテン酸コバルト
、オレイン酸コバルト、マレイン酸コバルト又はステア
リン酸コバルト等が適用されるが、特に、コバルト含有
量が８〜１０％のものが初期接着性の点で好ましい。

また、金属材の形状は、複合材料が適用され・る工業製
品によって自由に選択することができるが、前述のコン
ベアヘルドまたは車両用タイヤに本発明の複合材料を通
用する場合は、金属コード、特に、スチールコードとし
て用いられる。

（作用） ｆ機酸コバルト塩はゴム１００重量部に対し、従来は、
０．５重量部を越えないと初期接着性が劣るとされてき
た。しかし、本発明は、加硫促ＪＩｋ　ｌとしてＮ−オ
キシジエチレン−２−ベンゾチアプリルスルフェンアミ
ドまたはＮ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ヘンジチアプリル
スルフェンアミドを加え、銅・亜鉛・ニッケルからなる
三元合金めっきを施した金属材と組み合わせることによ
り、有機酸コバルト塩含有量が０．５重量部以下の場合
、さらに、有機酸コバルト塩含有量が０、即ち、有機酸
コバルト塩を全く含まない場合においても充分な接着力
を生じさせるものである。したがって、多量の有機酸コ
バルト塩を原因とする生産時の問題及び加硫後の老化を
防止することができる。

ここで、本発明に係るゴム組成物の硫黄含有量が３重量
部未満の場合、充分な初期接着力が得られず、６重量部
をこえると前記耐熱性が低下する。

また、前記加硫促進剤は、０．５〜２重量部の範囲にあ
ることが望ましい、　０．５　ｍｂ１部より少ないと加
硫が遅くなりやすく、接着が低下する場合がある。また
、２重量部より多いとゴムのモジュラスが高くなりすぎ
て、接着やゴム自身の破壊強度に悪影響を及ぼすことが
ある。

次に、本発明で使用される金属材のめっきとしては、銅
・亜鉛・ニッケルからなる三元合金めっきを必要とする
。このめっきの組成としては、銅６０〜７５重量％、ニ
ッケル４〜１０重量％、残りを亜鉛とするめっき合金が
好適に用いられる。銅含有率が６０重量％未満では初期
接着力が劣り、７５重量％を越えるとニッケル／亜鉛含
有量が少なくなり、耐熱性・耐湿熱性が不足する。ニッ
ケルは多くの量を必要とせず、４重量％以上あれば充分
であるが、１０重量％を越えると接着反応を阻害し必要
な初期接着力が得られにくくなる。

（実施例） 第１表に示す基本ゴム配合で、硫黄及びステアリン酸コ
バルトを変量し、第２表に基づいて加硫促進剤を変更、
変量したゴムを作成した。

第１表 第２表において、ゴム配合１〜１日が本発明によるゴム
配合である。

次に１ｘ５１０．２５のスチールコードに第３表に示す
組成のめっきを施したものを作成した。

第３表 第２表に示すゴム配合と第３表に示すスチールコードを
各々数種類を組み合わせて一定条件で加硫し、第４表に
示す条件下で老化させた後、ゴムをコードから機械的に
剥離させたときの剥離ツノを測定し、また、そのときの
コード表面のゴム付状態を目視による１０点法で評価し
た。その結果を第５表（１）（２）及び第６表（１）（
２）に示す。数値が大きい方が良好な結果を表す。

第４表 条件（イ）は初期接着力の測定条件、条件（ロ）及び（
ハ）は耐湿熱性、条件（ニ）は耐熱性の測定条件を表す
。

第６表　　　（２）　　　（ｋ（Ｈｆ／ｃｍ”）第５表
（１）　（２）及び第６表（１）　（２）のうち、ゴム
配合１〜１８とスチールコードＢ〜■１との組合せが、
本発明による複合材料である。

第５表（１）　（２）は、前記目視による剥離状態を１
０点法で表したものであり、数値が大きい方が良好な結
果を示す。

第６表（１）　（２）は、前記２す離力の測定結果を表
わす。

本発明による複合材料は全ての条件において良好な結果
を示した。さらに、ゴム配合１〜３．７〜９．１３〜１
８は、有機酸コバルト塩を用いずに良好な接着性を有す
る複合材料を得ることが可能となった。この効果は、特
に、スチールコードＣ−Ｆと組み合わせることによって
顕著である。

（発明の効果） 本発明により、ゴムと金属材との接着を、初期及び熱老
化後、温熱老化後にわたって向上させ、さらに、環境汚
染、ゴム焼は等の生産時における諸問題を解決すること
が回部となった。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）ゴム１００重量部に対し、有機酸コバルト塩０．
   ５重量部以下と硫黄３〜６重量部と加硫促進剤としてＮ
   −オキシジエチレン−２−ベンゾチアゾリルスルフェン
   アミドまたはＮ−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ベンゾチアゾ
   リルスルフェンアミドを含有するゴム組成物と、銅・亜
   鉛・ニッケルからなる三元合金めっきを施した金属材と
   からなる複合材料。
2. （２）前記三元合金めっきの組成が、銅６０〜７５重量
   ％、ニッケル４〜１０重量％、残りを亜鉛とすることを
   特徴とする請求項（１）記載の複合材料。
3. （３）前記加硫促進剤が０．５重量部以上２重量部以下
   であることを特徴とする請求項（１）記載の複合材料。
4. （４）前記有機酸コバルト塩のコバルト含有量が８〜１
   ０％であることを特徴とする請求項（１）乃至（３）の
   いずれかに記載の複合材料。
5. （５）有機酸コバルト塩を全く含まないことを特徴とす
   る請求項（１）乃至（３）のいずれかに記載の複合材料
   。