JPH0354974B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は腐食に対して高められた抵抗を有する
スチールフアイバーで補強されたゴム製品、特に
ホース、コンベヤベルト又は自動車タイヤのよう
な天然ゴム又は合成ゴムの製品に関する。 一般に、各繊維が0.15ないし0.40mmの直径と
2000ニユートン／mm²以上の引張強度を有し且つ
0.05ないし0.40ミクロン厚の亜鉛又は黄銅の被覆
もしくは黄銅に基づく三成分系合金、即ち少なく
とも95重量％の黄銅及び亜鉛を含む合金、の被覆
のようなゴムに付着しうる層でおおわれた、ケー
ブル、コード又は糸状の形での補強用フアイバー
を含む、スチールフアイバー補強用ゴム製品が知
られている。 しかし、このような製品の表面への損傷の結
果、しばしば補強用スチールフアイバーが露出す
ることになる。例えば、これらの製品はゴムを貫
通して補強用スチールフアイバーに達する損傷を
しばしば受ける。その時損傷部分から水がスチー
ルフアイバーに浸透してスチールを腐食する。更
に、補強用フアイバーがコードの形である場合、
コードに達した水はコード内部の空隙を通つてコ
ードの長さ方向に浸透し、いわゆる切断腐食を起
こす。 静電気的な保護被膜を使用して補強用フアイバ
ーの腐食を最少にする試みが行なわれたが、この
ように被覆されたフアイバーに要求される引張り
可能であり周囲のゴムと両立できる、即ちゴムと
満足に付着しうると言う条件に重大な問題が生起
した。 スチールコードで補強された製品の場合、コー
ド中へのゴムマトリツクスの良好な浸透を許すこ
とによりコード中の空隙を最少限にするようなコ
ード構造の研究が最近おこなわれた。しかし、コ
ードとマトリツクスとの界面での腐食は、水がコ
ードに到達した場所から長さ方向に急速に進行す
ることが発見された。 本発明の目的は、ゴムマトリツクスの切断その
他の損傷部から補強用スチールフアイバーに到達
する水又はその他の液体によつて引き起される腐
食を減少させることである。 本発明者はゴムマトリツクスが少なくとも５×
10⁷オームセンチメートルの電気的比抵抗を持つ
場合に、驚くべきことにかかる腐食が減少するこ
とを見い出した。 本発明によれば、補強用スチールフアイバーと
接触しているゴムが少なくとも５×10⁷オームセ
ンチメートル、好ましくは少なくとも10⁹オーム
センチメートルの比抵抗を有することを特徴とす
る、ひとつ又はそれ以上のスチールフアイバーで
補強されたゴムを含む製品を提供する。 上記比抵抗が５×10⁷オームセンチメートルよ
り小さい範囲においては、ゴムマトリツクス中の
スチールフアイバーの腐食速度は幾つかの未知の
因子によることが明らかであつて予測することが
不可能である。しかし、上記の値以上では、腐食
を強力に遅らせる高い抵抗力の効果と比較して、
上記因子は非常に小さな効果を持ちうるのみであ
ることが明白である。 本発明は理論的説明によつて限定されるもので
はないが、腐食反応の電気化学的因子により説明
しうると思われる。即ち、Fe→Fe⁺⁺＋2e^-の反応
により遊離される電子がスチールからゴムを通つ
て移動できる間は、幾つかの因子に関係し且つ
Fe（OH）₂への腐食を導く反応鎖が継続できる；
しかし、これらの電子のスチールからの放出が妨
げられる場合には、その電位は腐食水中へのFe
陽イオンの一層の解離を減少させ又は停止させる
のに十分な負の状態になり、腐食速度に影響する
他の因子は減少し又は重要ではなくなる。 スチールフアイバーの少なくとも一部は本発明
の製品中にコード又はケーブルの形で存在しても
よい。更に、このフアイバーは、独立の形であれ
コード又はケーブルの形であれ、製品中でマツ
ト、メツシユ又はウエブを形成するように編織さ
れ、又は団結されてもよい。 ゴムマトリツクス中への水の浸透は、結局は、
ゴムの全比抵抗を減少させるので、出来るだけ浸
透生の低いゴムを使用することが好ましい。ま
た、グラフアイト又はカーボンブラツクのような
薄板状粒子の充填剤を使用することが好ましい。 腐食水がゴムと接触して酸を形成しないことを
確実にするために、ゴムは少なくとも７、好まし
くは少なくとも８のアルカリ度をもつことが好ま
しい。 ゴムに関してここに用いた「アルカリ度」の用
語は下記操作によつて得られる溶液のPHを意味す
る：平均直径0.52mmの粒子状（直径分布の分散δ
＝0.36mm）のゴム10ｇを4.5％NaCl（即ち、水１Kg
当りNaCl45ｇ）（PH＝6.39）の水溶液500ml中に
浸漬し、この混合物を２時間煮沸した後この溶液
のPHを測定する。 ゴムのアルカリ度は充填剤及び添加剤の使用に
より変えることができる。従つて、例えば、高ア
ルカリ度のゴムを必要とする場合には、７以上の
高PHを有するカーボンブラツク充填剤を使用で
き、且つ付着性を改良するためにゴムに加えられ
るある種のコバルト塩、例えばアビエチン酸コバ
ルト、の添加を避けてもよい。 以下の実施例は本発明を説明するものであり、
保護の範囲を限定するものではない。 実施例 補強用スチールゴールドに使用される通常のス
チールワイヤーを準備した。このワイヤは炭素含
有率0.75％、直径0.25mmで、ゴムへの付着力を増
すために0.12mm厚の黄銅（68％Cu−32％Zn）の
被覆を有していた。 このワイヤの囲りにゴムの厚い層を硬化させ
て、中心に長さ方向に補強用ワイヤを有し直径３
mmの円形断面を有する、厚いゴムに埋込んだワイ
ヤを形成した。このゴム埋込ワイヤは10mmの長さ
に切断され、高さ10mmで厚さ３mmの多数の小さな
シリンダーとされた。これらのシリンダー中のワ
イヤは、従つて、各切断面を除いてゴムで覆われ
ており、切断面でワイヤの断面が外部の腐食勢力
にさらされていた。 「腐食速度」を求めるために、このようなシリ
ンダー状の小片25個を５％NaCl溶液（即ち、水
１Kg当りNaCl50ｇ）中に35℃で22時間放置した。
その後、溶液中のFeイオンを測定した。Feイオ
ン濃度の測定値から、そのシリンダーの切断面に
おけるミクロン単位の腐食進度を計算して、これ
を腐食速度と称した。各ゴム組成ごとに腐食速度
の測定を３回行ない、その平均値を採用した。 各ゴムの比抵抗は、直径25mm厚さ４mmのゴム円
板を２個の金メツキした円板状電極間に置いて測
定した。これらの電極の片方はゴム円板の下に他
方は上に20ニユートン／cm²の接触圧力で設置され
た。上側電極は直径20mmであり、下側電極はゴム
円板の直径よりも大きな直径をもつていた。両電
極間の抵抗を10ナノアンペアの電流で測定して、
比抵抗を抵抗測定値から計算した。 14の実施例において、異なるゴム組成が使用さ
れ、求められたゴムの比抵抗、腐食速度、及びゴ
ムのアルカリ度を下記の表に示す。 実施例１〜５においては、組成不知の変性ゴム
を使用した。 実施例６〜14においては、９種の異なるゴム組
成を使用した。これらのゴム組成はそれぞれ次の
基本的成分を有していた。 100重量部の天然ゴム ４重量部ほクマロン樹脂 ７重量部の酸化亜鉛 ２重量部のステアリン酸 １重量部の抗酸化剤Ｎ−１，３−ジメチルブチ
ル−N′−フエニル−ｐ−フエニレンジアミン
（Santoflex^*13） 0.8重量部の促進剤Ｎ−オキシジエチレン−２
−ベンゾチアゾールスルフエンアミド
（Santocure^*MOR） （注：Santoflex及びSantocureは商標である） これらの基本的成分以外に、各ゴム組成はカー
ボンブラツク、シリカ、レゾルシノール、ヘキサ
メチレントラミン、Ｎ−（シクロヘキシルチオ）−
フタラミド、硫黄、及びアビエチン酸コバルトの
ようなコバルト塩から選ばれた成分を更に含んで
いた。これらの補助的成分の実施例６〜14で使用
したゴム組成中における含有量は90℃での硬化温
度Tcにおける分単位の硬化時間と一緒に表中に
列挙される。

【表】 コバルト塩
(Manobond^＊BPS)
硬化時間(分)、
12.8 13.4 21.8

Tc＝90℃

比抵抗(Ωcm) 4.87×10^５ 1×10^７ 8×10^５
9.35×10^６ 5×10^７ 8×10^５ 6.5×10^５ 3.5×10
^９
腐食速度(ミクロ 130 142 105
88 23 57 60
12
ン)

ゴムのアルカリ度 8.30 7.00 7.90
7.08 7.10 7.21 6.21
−

【表】 上記実施例からわかるように、ゴムの比抵抗が
５×10⁷オームセンチメートル未満では必然的で
ないにもかかわらず腐食速度が大きくなることが
わかる。しかし、比抵抗が５×10⁷オームセンチ
メートル以上の場合、腐食速度は小さい。 補強用スチールフアイバは、黄銅被覆であるよ
りも1.9ミクロン厚までの電気メツキであつても
９ミクロン厚のホツトデイツプメツキであつて
も、メツキされた場合に腐食速度が２ミクロン以
下に減少することが観察された。従つて、本発明
の製品中の補強用スチールフアイバーは、特に製
品がコンベヤーベルトである場合に、メツキされ
ることが可能な限り望ましい。 以上の記載から離れて、高い比抵抗を有する別
のゴムを作つてもよい。天然ゴムが補強用スチー
ルフアイバーとの付着性の点で好ましいにもかか
わらず、天然ゴムの代りにブチルゴム又はネオプ
レンゴムのような合成ゴムを使用することもでき
る。 与えられたゴムについて比抵抗を制御するため
に利用できる基本的なフアクターは充填剤含有量
とその粒径である：充填剤がカーボンブラツクで
ある場合、その含有量が減少する時及びその粒径
が増大する時、比抵抗が増大する。ゴムの十分な
引張強度のためには、0.35ないし0.8の間のカー
ボンブラツク含有量が使用される。上記の実施例
において、ASTM−タイプＮ−326のカーボンブ
ラツクが使用されたが、これは中間的の粒子寸法
のハイアブレンオンフアーネス（HAF）型であ
る。一層小さな粒子寸法のカーボンブラツクは
ASTM分類において大きな数字の付く型、例え
ば500Å〜5000Åの平均粒子直径に対応する粒子
寸法であるASTM分類Ｎ−880又はＮ−990のサ
ーマル型である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スチールフアイバーで補強されたゴム製品で
   あつて、該フアイバーと接触するゴムが少なくと
   も５×10⁷オームセンチメートルの比抵抗をもつ
   ことを特徴とする上記ゴム製品。 ２ 上記ゴムはアルカリ度が少なくとも７である
   ことを特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の
   ゴム製品。 ３ 上記スチールフアイバーは黄銅又は黄銅系の
   三成分系合金の被覆で覆われていることを特徴と
   する、特許請求の範囲第１項又は第２項記載のゴ
   ム製品。 ４ 上記スチールフアイバーは亜鉛の被覆でおお
   われていることを特徴とする、特許請求の範囲第
   １項又は第２項記載のゴム製品。 ５ 自動車タイヤであることを特徴とする、特許
   請求の範囲第３項記載のゴム製品。 ６ コンベヤーベルトであることを特徴とする、
   特許請求の範囲第３項記載のゴム製品。 ７ 上記スチールフアイバーの少なくとも一部が
   スチールコードフイラメントである、特許請求の
   範囲第１項ないし第６項のいづれかひとつに記載
   のゴム製品。