JPH03501631A - エラストマー補強用スチールワイヤ - 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】 本発明は、エラストマーの補強用スチールワイヤに係り、特に車両タイヤビード を補強するビードワイヤに関する。

丸形、矩形、若しくは正方形の断面を持つビードワイヤは公知である。

一般に、ビードワイヤは、その表面に銅、青銅、黄銅のような薄い金属被覆層を 設けて、補強すべきエラストマーに対する接着力を高めている。ビードワイヤの 製造工程において、一般に、最終工程は薄い銅または黄銅層での被覆工程である 。これは、タイヤのベルト及び／又は骨組部分に使用されるタイヤコード用の黄 銅被覆ワイヤの製造工程とは異なるものである。タイヤコード用ワイヤは、一般 に、ワイヤ表面にコーティングをした後引抜かれる。このようにして、被覆ワイ ヤは、相当平滑な表面となる。薄い銅又は黄銅の層を被覆した後においても相当 粗い表面を維持できるビードワイヤに関しては、このことが常に真実とは限らな い。場合によっては、表面の粗度により、ビードワイヤ表面に対するその周りの ゴムの接着性が促進されると考えられる。このようなことから、従来は、銅でコ ーティングする前に、スチールワイヤを深くエツチングすることにより、特に粗 な面として、ゴムの補強をなす努力がなされていた。

しかし、このエツチング工程は処理が遅く、しかも一般に深いエツチングをする と、この深いエツチングによりワイヤ表面に露出されてきた鉄酸化物または炭化 物粒子に対する銅の永続的な結合が損なわれる。

本発明の目的は、上記欠点を解消し、エラストマーに対する接着容量を最大限増 加させるという観点にもとづき、ワイヤ表面に制御可能なマイクロ粗面を持つワ イヤを作ることである。本発明のマイクロ粗面化効果は、実質的に例えばワイヤ 引抜きにより得られたワイヤ表面の相当粗い粗面とは異なり、より微細である。

事実、マイクロ粗面は、従来のワイヤ表面の上に重ねられ、一般に、その粗い不 規則性のパターンに従う。

本発明の表面調整処理は、さらに早く、連続的で、制御可能な工程を提供する。

この工程は、深いエツチングの欠点を解消し、上記典型的なマイクロ表面を作る 。このマイクロ表面は、ゴムに対する接着能力を徹底的に改善するように粗面化 されている。接着挙動を改善する機構は十分には解明されていない。本発明によ れば、露出した丸形のスチールワイヤ（すなわち、そこから接着促進被覆層が除 去されている）は、例えば直径ｄが○、８〜２關（特に約０．８９〜１．６０ｍ ｍ）の露出したワイヤは、光輝因子（以下に定義するＬ値）が３７≦ｌ、ｄｉ／ ３≦５５及び好ましくは３８≦Ｌｄ１／３≦５０に適合するものを提供する。

Ｌ値は、クロマメーター■−レフレクタンス（ミノルタ）によって測定され、定 義される。このＬ値は、露出したスチールワイヤ、すなわち銅や青銅や黄銅の皮 膜をワイヤ表面に付ける前のもの、若しくは上記皮膜を被覆ワイヤから除去した ものに関して測定される。

Ｌ値は、原則的には被覆ワイヤに関しても測定可能である。しかし、Ｌ値に関す る皮膜の色彩の影響（黄色、赤、または褐色の陰）を回避するために、出願人は 、露出したワイヤ（さらに述べるように金属皮膜を除去した後）に関してのみ測 定するようにｊ、た。従って、色彩の影響があるとしても、その効果は、自然の 明るさからは離れ（若しくは明るさが欠落し）でいる。参照り値は、まず上記測 定機器のキャリブレーションに関して、クロマメータにある標準白色基体で決定 した。標準ＣＩＥ発光体Ｃ（６７７４Ｋ）でもって、出願人の用いた参照り値は 、白色プレー）・に関して９７．３０である。

直径ｄが０．９６＋ａｍの表面粗面化露出ビードワイヤは、ワイヤ耐当たり約０ ．　５〜２ｇの被覆金属の銅または黄銅皮膜を形成した後、そのＬ値が露出した ワイヤ（すなわち以下の実施例に示すように過硫酸塩で皮膜を除去した後）につ いて約４０〜５０にあるときに好適な接着挙動を示すことが分かった。直径ｄが １．５５ｍｍ、Ｌ値が３３〜４５であって、同じように粗面化され（及び被覆さ れた）露出ワイヤについて、露出ワイヤは接着レベルが相当改善されるのが見ら れた。特定の接着値は、以下の実施例で与えられる。光輝度りを測定するために 、各種ワイヤを、測定ヘッドの測定チップの真下にある台上で互いに横並び配置 している。上記チップでの測定領域は、８關の直径の円である。

矩形断面のワイヤは、本発明で処理され、タロマメ−ター■の測定ヘッドの下で 横並びに配置されて同様に測定されるが、一般に粗面化されて同様に接着能力を 増加させた比較マイクロ表面に対してＬ値が大きいものとなる。このことは、上 記矩形ワイヤの光の反射パターン（記録されたＬ値に対する入力として）が円形 のワイヤよりも散乱が少ないという事実によって説明することができる。

本発明は、また制御可能な方法でワイヤ表面に関する特定のマイクロ粗面化効果 を得ることができる工程も提供する。

一般に、粗面化効果は、Ｃｕ　（ＣｕＳＯ，−浴から）、黄銅または約０．５〜 １６重量％の錫含有量の青銅でメッキする前に、硫酸イオン含有浴で電解ビクリ ングのようなピクリング工程中での、任意の適切な制御可能な連続エツチング工 程によって得ることができる。別の連続処理は、ワイヤ、をを銅、黄銅又は青銅 でメッキする前に、従来のビッククリング浴（例えばＭＣＩ）中に、余分にかつ 十分な酸化剤を十分量添加する方法に関する。上記酸化剤は、熱論、イオンを酸 化出来、かつワイヤ表面に金属沈着物を形成しないものでなければならない。さ らに適切な方法は、ＭＣＩ中での電解ビックリング工程で、これをたとえば交流 電流中でおこなうことができる。さらに別の有効な方法は、メッキ浴中に酸化剤 を加えることである。これらの処理により、ワイヤ表面での酸素量と炭素量は、 一般に従来のビックリング処理されたワイヤに比べて増加する。このことは、エ ツチング処理工程では５、ワイヤ表面からのＦｅがワイヤ表面に一般に存在する イオンカーバイド（および多分イオンオキサイド）に対して選択的に溶解される ことを意味する。この溶解により、ワイヤ表面内にマイクロキャビティや孔が形 成される。このことによりその明るさを失う。この結果、上述のようにＬ値が減 少する。露出ワイヤに関するこのマイクロ粗面化の結果、被覆ワイヤについても 、より低いＬ値（光輝度）が観察される。すなわち、本発明の予備エツチング（ 粗面化）をしないで同様の皮膜を形成ｌ、たワイヤに比較して本発明の露出ワイ ヤに従来の銅等の接着促進金属被覆層を形成したものは、低いＬ値が観察される 。この薄い被膜は、一般にワイヤの表面の不平滑さくマイクロキャビティ）に従 属する。

ワイヤ表面は、見掛上相当暗く、鈍い影のワイヤ表面である。この金属被覆層は 銅、または０．５〜３重量％のＳｎを含む青銅、又は銅含有量が６０〜７２重二 ％の黄銅である。

発明の具体例では、その詳細を明確にする観点に基づいて実施例により記載され 、また接着挙動および特性が改良されることの証明を提供する。

直径ｄが０．９６ｍｍ（セットＡ）と直径ｄが１．５５ｍ１（セットＢ）である 、常法に従って引抜いた円形ビードワイヤ（炭素量が少なくとも０．６％のスチ ールワイヤ）を連続的に特別に設計されたビックリング設備に通して、その表面 にマイクロ粗面化効果が得られるようにした。ついでワイヤを、常法に従ってＣ ｕＳＯ４浴中で無電解メッキして、銅皮膜（皮膜重量は、ワイヤ腹当りＣｕがほ ぼ０．３〜０．７ｇである）を形成した。被覆していない及び被覆したワイヤは 、いずれも粗面化されていないワイヤに比べて、見掛上鈍く暗い陰を示していた 。この様に処理された露出ワイヤのＬ値は、上述のようにして決定された。

本発明で処理されたワイヤセットは、ゴム化合物中に埋め込まれ、加硫された。

その付着容量をさらに常法に従った引抜試験で決定し、これを、直径と組成が同 じであるが、本発明のマイクロ表面粗面化処理を行っていない従来のビードワイ ヤの接着挙動と比較した。

セットＡ用の電解ピックリングラインは、下流方向に、常法に従ったＨＣＩピッ クリング浴（約５０℃で２００ｇ／ΩＨＣＩ）、ワイヤが交互にそれぞれアノー ドとカソードの極性となっている四つの連続したセル、を備えた。電解液は、４ ０℃で２００ｇＮａ２ＳＯ４／Ｉの溶液であった。電解ピックリングライン中に おけるワイヤの電流密度１００Ａ／ｄａ２での処理時間は約２秒であった。リン スと無電解銅メッキの後に、ワイヤを異なるゴム組成（Ｃｐｌ〜Ｃｐ５）に適切 に埋め込み、加硫し、そして接着値（Ｎ）を決定した。

その結果を表１に示す。この表は、また上記ピックリング処理されたワイヤ（セ ットＡとＢ）の対応り値の結果を示す。このワイヤからは、銅皮膜が除去され、 そして、本発明に従っている（発明と示す）。いずれについても、その銅皮膜を 同様に除去した後の従来の（粗面化処理されていない）ビードワイヤと比較した （参照資料を参照と示す）。

Ｃｕ皮膜の除去は、過硫酸アンモニウム溶液で常法に従っておこない、その後露 出ワイヤをリンスし、乾燥した。金属皮膜の除去は、熱論、常にスチールワイヤ 自体を溶解せず、また腐食させないものでおこなわれる。

表１ 表１から、接着能力（Ｎ）は、参照ワイヤ（参照）を本発明ワイヤ（発明）とを 同じゴム組成に対して比較した時に増加することは明らかである。この記録から 、平均で３０％を越える改良がなされる。

マイクロ粗面化ワイヤの表面については、これをオキサイドとカーバイドの粒子 （エツチングを制御することにより形成される）との間にある銅被覆マイクロキ ャビティおよび孔の分散と比較できると推測される。銅は、一般に上記粒子上よ りも孔中での結合性がよい。上記表面に対するゴムの加硫（及び時効処理後）に 関して、硫化銅粒子が形成され、これは接着能力の劣化に対する原因となる。

しかし、多分、これらの硫化物粒子は、孔とキャビティ内での結合が良好のまま であり、このことにより接着容量の劣化を避けると思われる。

本発明のスチールワイヤがビードワイヤの場合、この発明は熱論、そのワイヤで 補強されたビード領域を持つ車両タイヤにも関するものである。原則的に、本発 明のスチールワイヤで任意のエラストマ一部材を補強することができる。

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. １．粗面と金属被覆層とを有し、エラストマーの接着容量を高めたエラストマー 補強用の丸形スチールワイヤにおいて、ワイヤの直径ｄが０．８ｍｍ〜２ｍｍで あって、上記直径範囲における露出したワイヤ（被覆層を除去した後のワイヤ） の光輝因子しが３７≦Ｌｄ１／３≦５５を満たしていることを特徴とするスチー ルワイヤ。
2. ２．３８５Ｌｄ１／３≦５０である請求項１に記載のスチールワイヤ。
3. ３．０．８９≦ｄ≦１．６０ｍｍである請求項１に記載のスチールワイヤ。
4. ４．金属被覆層がワイヤの０．５〜２ｇ／ｍ２の重量を持つ請求項１に記載のス チールワイヤ。
5. ５．金属被覆層が銅層である請求項１又は２に記載のスチールワイヤ。
6. ６．被複層は、錫含有量が０．５〜１６重量％の青銅層である請求項１又は２に 記載のスチールワイヤ。
7. ７．青銅層の錫含有量が０．５〜３重量％である請求項６に記載のスチールワイ ヤ。
8. ８．金属被覆層は、銅含有量が６０〜７２重量％の黄銅層である請求項１又は２ に記載のスチールワイヤ。
9. ９．車両タイヤのビード領域の補強用の請求項１に記載のビードワイヤ。
10. １０．請求項１に記載のワイヤで補強されたエラストマー部材。
11. １１．請求項７のビードワイヤで補強されたビード領域を持つ車両タイヤ。
12. １２．エラストマーに対するスチールワイヤの接着容量を向上する方法であって 、上記表面に接着促進金属被覆層を形成する前に、ビックリング処理においてワ イヤ表面をエッチングすることにより、上記スチールワイヤの表面を連続してか つ調整可能としてマイクロ粗面化する工程を具備している上記方法。
13. １３．上記ビックリング処理は、硫酸イオン含有浴中での電解ビックリングであ る請求項１２の方法。
14. １４．上記ビックリング処理は、通常のビックリング浴中に余分の酸化剤を添加 している請求項１２の方法。