JPH05125675A - ゴム製物品を強化する為の改良されたケーブル - Google Patents

ゴム製物品を強化する為の改良されたケーブル

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JPH05125675A
JPH05125675A JP4115970A JP11597092A JPH05125675A JP H05125675 A JPH05125675 A JP H05125675A JP 4115970 A JP4115970 A JP 4115970A JP 11597092 A JP11597092 A JP 11597092A JP H05125675 A JPH05125675 A JP H05125675A
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filaments
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Thomas W Starinshak
トーマス・ウオルター・スタリンシヤク
Robert M Shemenski
ロバート・マーテイン・シエメンスキ
Jr John W Price
ジヨン・ウイリアム・プライス，ジユニアー
Robert J Gartland
ロバート・ジヨン・ガートランド
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Goodyear Tire and Rubber Co
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 優れた耐疲労性と耐腐食性を有するゴム物品
強化用の鋼のケーブルを提供する。 【構成】 ５本の、融点１２０℃、直径０.３mmのシン
ジオタクチック−１，２−ポリブタジエンモノフィラメ
ントをコアフィラメントとして使用し、また７本の鋼製
フィラメントを外側フィラメントとして使用して１２Ｘ
のケーブルを組み立てる。このケーブルをステアリン
酸、酸化亜鉛、アミン酸化防止剤、硫黄、促進剤及びカ
ーボンブラックを含む未硬化の天然ゴムの中に埋め込
み、硬化させる。得られたケーブル強化ゴム物品は、そ
の強化ケーブルが改良された初期接着力、塩類老化後の
接着力、蒸気老化後の接着力、初期疲労抵抗、塩老化疲
労抵抗を有することを示す。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】ゴム製物品、例えば、タイヤ、コンベア
ベルト、伝動ベルト、調時ベルト(タイミングベルト)、
ホース等の製品を、それに鋼のケーブルを組み込んで強
化するのが望ましいことが屡ある。自動車の空気タイヤ
は伸鍮(黄銅)を被覆した鋼のフィラメントから調製され
るタイヤコードで強化されることが多い。そのようなタ
イヤコードは屡、高炭素鋼または真鍮の薄層で被覆した
高炭素鋼から構成される。これらのタイヤコードはモノ
フィラメントの場合も有るが、通常は幾つかのフィラメ
ントを束ねてストランドにした物から調製される。大抵
の場合、強化すべきタイヤの形式に依存して、フィラメ
ントのストランドは更にケーブル化されてタイヤコード
となる。
【０００２】鋼のワイヤ要素で強化されるゴム製物品が
有効に機能する為には、ゴムと鋼のコード間に良好な接
着が保たれることが絶対に必要である。このような訳
で、一般に鋼のワイヤ強化材要素はゴム‐金属接着を促
進する為に真鍮で被覆される。
【０００３】真鍮で被覆した鋼のワイヤに対するゴムの
接着は、真鍮の中の銅とゴムの中の硫黄との間の結合に
依存すると言うことは、当該技術に熟練した人々によっ
て一般に同意されている。そのような真鍮被覆した鋼の
強化材要素が加硫中のゴム組成物の中に存在する時は、
ゴムと鋼強化材の間の結合は結合中間相を形成する界面
に於ける真鍮合金とゴム間の化学反応に基づいて形成さ
れるものと信ぜられている。同じく、真鍮被覆は鋼のフ
ィラメントの最終の湿式焼戻し(wet drawing)の間に潤
滑剤として重要な役目を果たしている。
【０００４】圧倒的にα‐真鍮(α型の真鍮の変態)から
成る真鍮で被覆されたフィラメントから構成されるゴム
製物品強化用のケーブルは、典型的には硬化した後に金
属‐ゴム間の十分な初期接着強度を与える。しかしなが
ら、表面に出るゴム‐金属間の接着力は時間の経過と共
に次第に減少する。塩類と湿気の存在はゴム‐金属間の
接着に悪影響することが知られている。タイヤ並びに他
の強化されたゴム製品は、屡その使用中に塩類と湿気が
存在する様な環境下に長い耐用期間を強いられる。この
理由からゴム製物品を強化する為のケーブルの長時間使
用中のゴム‐金属間の接着性、耐疲労性および耐腐食性
を改良することが望ましいであろう。
【０００５】
【発明の要約】この発明は、ゴム製物品を強化するのに
用いられるケーブルの長期耐用中のゴム‐金属間の接着
性、耐疲労性および耐腐食性を改善する為にシンジオタ
クチック‐１,２‐ポリブタジエンが使用することがで
きると言う思いがけない発見に基づくものである。この
発明の技術を利用することによって、改善された耐疲労
性と耐腐食性を有するタイヤコードを製造することがで
きる。ケーブルの中にシンジオタクチック‐１,２‐ポ
リブタジエンを組み込むことの付加的な特徴は、機械的
な作用の条件下に使用中のケーブルからフィラメントが
移行するのを防止することである。このことが単純密閉
型のケーブル構造の使用を可能にする。同じく、それは
外層のフィラメントよりも大きな直径を持つコアフィラ
メント(芯層のフィラメント)を用いる必要性を減少す
る。
【０００６】この発明を実施するに際して、シンジオタ
クチック‐１,２‐ポリブタジエンはケーブル内の鋼の
フィラメント間の隙間の内部に分散される。シンジオタ
クチック‐１,２‐ポリブタジエンは、この出願に用い
るのを可能にするユニークな性質の組み合わせを持って
いる。これらの性質には、ゴムと一緒に同時硬化し、ゴ
ムと結合できること、典型的なゴムと相容性(又は相溶
性)があること、慣用の硬化剤を用いて架橋できるこ
と、及び他の熱可塑性樹脂と同じ様に溶融し、加工でき
ること等が含まれる。
【０００７】主題の発明は明確に言えば、複数の鋼のフ
ィラメントと該鋼のフィラメント間の隙間内に分散され
たシンジオタクチック‐１,２‐ポリブタジエンから構
成される改良された耐疲労性と耐腐食性を有する、ゴム
製物品の強化用ケーブルを開示する。
【０００８】この発明を実施することによって多数の利
益が実現される。これらの利益には、擦過によって生ず
る内側フィラメントの表面の損傷の減少、改良された耐
腐食性、より簡単な構造の使用を許すケーブルからのフ
ィラメントの移行の減少、及びケーブルの燃炎の減少が
含まれる。
【０００９】
【発明の好ましい実施態様】本明細書と特許請求の範囲
の中で用いられる“鋼"という用語は、普通は炭素鋼と
して知られているものを指し、同じく高炭素鋼、普通
鋼、ストレート炭素鋼、及びプレーン炭素鋼とも呼ばれ
るものである。そのような鋼の一例は、アメリカ鉄及び
鋼協会グレード１０７０‐高炭素鋼(ＡＩＳＩ １０７
０)である。そのような鋼の性質は、主として炭素の存
在に負うもので、その他の合金要素を殆ど含まない。米
国特許第４,９６０,４７３号は幾つかの好ましい鋼合金
と、この発明の中でも利用できる鋼フィラメントの優れ
た製造方法を開示している。
【００１０】真鍮は銅と亜鉛の合金で、他の金属成分を
僅かながら色々な割合で含み得る。約６３％から約９９
％の銅と約１％から約３７％の亜鉛を含むアルファ‐真
鍮(α‐真鍮)は、一般にゴム製物品を強化するケーブル
の製造に利用する為にフィラメントの被覆に用いられ
る。通常は、約６２重量％から約７５重量％の銅と約３
８重量％から約２５重量％の亜鉛を含む真鍮が好まし
い。０.１％から１０％の鉄を含む鉄‐真鍮合金も使用
することができる。米国特許第４,４４６,１９８号は、
そのような鉄‐真鍮合金とそれらをタイヤ等のゴム製物
品の強化に使用する場合の利点を開示している。この発
明が、同じくまた別のタイプの被覆を有するフィラメン
トと一緒に使用できることにも留意すべきである。例え
ば、典型的にはコンベアベルトに用いられているような
亜鉛被覆したフィラメントと一緒に真鍮被覆のフィラメ
ントを使用することもできる。。
【００１１】本発明の実施に用いられるシンジオタクチ
ック‐１,２‐ポリブタジエンは、通常はシンジオタク
チックの１,２‐配置にある１,３‐ブタジエンから誘導
される繰り返し単位を６５％以上含む。ＳＰＢＤは米国
特許第３,９０１,８６８号に記述された技法を用いて不
活性な有機溶媒の中で、米国特許第４,５０６,０３１号
に記述された方法を利用して水性媒体の中で、又は米国
特許第４,９０２,７４１号に開示された方法を用いて乳
濁重合によって調製することができる。米国特許第４,
５０６,０３１号は、次の段階から成る本質的にＳＰＢ
Ｄから構成されるポリブタジエンの製造方法を更に詳し
く示している: (Ａ)１,３‐ブタジエンを含む不活性な有機溶媒に、(a)
(i)コバルトのβ‐ジケトン錯体、(ii)コバルトのβ‐
ケト酸エステル錯体、(iii)炭素原子を６〜１５個有す
る有機のカルボン酸のコバルト塩、及び(iv)式 ＣoＸn
(但し、Ｘはハロゲン原子を表わし、n は２又は３を表
わす)のハロゲン化されたコバルト化合物錯体;から構成
される群から選ばれる少なくとも一つのコバルト化合物
と、第三アミンアルコール、第三ホスフィン、ケトン、
及びＮ,Ｎ‐ジアルキルアミドから構成される群から選
ばれる有機化合物、及び(b)式ＡlＲ3(但し、Ｒは炭素原
子数が１〜６の炭化水素ラジカルを表わす)の少なくと
も一つのオルガノアルミニウム化合物、以上の(a)と(b)
を溶解することによって触媒成分溶液を調製し; (Ｂ)該触媒成分溶液を希望する量の１,３‐ブタジエン
を含む該１,３‐ブタジエン/水の混合物と混合すること
によって反応混合物を調製し; (Ｃ)該反応混合物全体に隅々まで行き渡るように二硫化
炭素を均一に混合することによって重合混合物を調製
し; (Ｄ)該重合混合物を攪拌しながら該重合混合物中の該
１,３‐ブタジエンを重合してポリブタジエンとする。
【００１２】ここに記述された方法では、ＳＰＢＤの結
晶化度と融点は、重合混合物にアルコール、ケトン、ニ
トリル、アルデヒド又はアミドを添加することによって
コントロールすることができる。
【００１３】この発明のケーブルを製造するのに使用さ
れるＳＰＢＤは、通常は約７０℃から約２００℃の範囲
内の融点を有する。一般には、発明に用いられるＳＰＢ
Ｄの融点は約８０℃から約１６０℃の範囲内にあるのが
好ましく、最も好ましくは、９０℃から１２５℃の範囲
にある。ここで言う融点とは、ＤＳＣ(示差走査型熱量
測定法)曲線から決定される吸熱量値を指す。
【００１４】この発明のケーブルは少なくとも三つの鋼
のフィラメントから構成される。該鋼のフィラメント間
の隙間にＳＰＢＤが含まれる。この発明の技法は事実
上、あらゆるタイプのケーブル構造の特性を改善するの
に利用できる。
【００１５】図１は３本のコアフィラメント３と９本の
外側フィラメント４を含む１２本ケーブル構造を例示す
る。これらのフィラメント間の隙間５は、溶融後に隙間
内に分散したＳＰＢＤを含んでいる。ＳＰＢＤが鋼フィ
ラメント間の隙間の全体積を占めることは必ずしも必要
ではない。事実、本発明の利益はＳＰＢＤが鋼フィラメ
ント間の隙間の全体積を占めなくても達成される。しか
しながら、ＳＰＢＤが該鋼のフィラメント間の隙間の内
部に保留され、鋼フィラメント間の隙間から外にはみ出
してケーブルの外表面を覆わないようにすることが重要
である。これは真鍮被覆の鋼とＳＰＢＤ間の接着力より
もゴムと真鍮被覆の鋼間の接着力の方が優れているから
である。このような訳で、ＳＰＢＤがケーブルの外表面
６を覆う時はゴムと金属間の接着力は失われる。従っ
て、ＳＰＢＤはケーブルの外表面を殆ど覆わないだろ
う。
【００１６】図１は１２本のフィラメントを含む比較的
簡単なケーブル構造を示す。しかしながら、改良された
ゴム‐金属の接着性、改良された耐疲労性と耐腐食性
は、遥かにもっと複雑なケーブル構造の隙間にＳＰＢＤ
を組み込むことによって実現することができる。例え
ば、ブルドーザー(earthmover)のタイヤに利用されてい
る物のように何百本ものフィラメントを含むケーブルの
鋼フィラメント間の隙間にＳＰＢＤを組み入れることが
できる。
【００１７】ケーブルの鋼フィラメント間の隙間にＳＰ
ＢＤを組み入れるには多くのやり方がある。その一つの
技法には、ケーブル構造に利用されているコア、又は一
つ又はそれ以上の数のコアフィラメントの上にＳＰＢＤ
を押出す方法がある。これを為すには、加圧型のクロス
ヘッドダイ又はチューブ型のクロスヘッドダイを備えた
押出機を利用するのが便利である。チューブ型のクロス
ヘッドダイを備えたそのような押出機とその操作に就い
ては米国特許第４,５８８,５４６号に記述されている。
この特許の教示を参考として本明細書に組み入れる。
【００１８】ＳＰＢＤで被覆されたコアフィラメント
は、次にケーブルの建造に使用される。そのようなＳＰ
ＢＤ被覆されたフィラメントは、標準的なケーブル建造
の手順を用いてケーブルのコアフィラメントとして使用
することができる。
【００１９】ＳＰＢＤはゴム製物品の硬化(加硫)温度よ
りも低い融点を持つのが好ましい。そのような場合に
は、ＳＰＢＤはゴム製物品の加硫中に溶融し、強化の為
に用いられるケーブル内の鋼フィラメント間の隙間内の
隅々まで分散するだろう。ゴム製物品が経験するであろ
う最高使用温度以上の融点をＳＰＢＤが持つことも同じ
く大切なことである。この理由から、タイヤコードの中
で利用されるＳＰＢＤの融点が約９０℃から約１２５℃
の範囲内にあるのが最も好ましい。
【００２０】ＳＰＢＤが加硫温度よりも高い融点を持つ
場合は、ケーブルはそれがゴム製物品の中に組み入れら
れる前に、別の加熱段階で加熱される必要があるだろ
う。そのような加熱段階は、ＳＰＢＤが溶融してケーブ
ル内の鋼フィラメント間の隙間に隅々まで分散する為に
必要である。場所によっては別個の加熱段階が必要とな
る場合は、誘導加熱を利用することができる。
【００２１】この発明の別の具体例では、ケーブルはＳ
ＰＢＤのモノフィラメントをケーブル構造のコア領域
(芯部)の中にケーブリングすることによって建造され
る。そのようなケーブルは、一つ又はそれ以上のＳＰＢ
Ｄモノフィラメントがケーブルの芯部の中に組み入れら
れるように標準的なバンチング(bunching、束ねること)
とストランディング(stranding、撚ること)の手順を用
いて調製される。
【００２２】ポリマーからモノフィラメントを製造する
には一般に二つの段階を必要とする。第一に、ＳＰＢＤ
はフィラメントを製造する為に溶融押出しされ、押し出
されたフィラメントは移送通路の中で冷却され、固体の
形で引き取られる。この方法は溶融紡糸として知られて
いる。次に、フィラメントは第二の操作を受け、この中
でフィラメントはスローロールから巻き戻され、制御さ
れた条件下に引き伸ばされ(延伸され)、ファーストロー
ル上に引き取られる。第二のプロセスは延伸として知ら
れる。
【００２３】溶融状態でＳＰＢＤは室温迄冷却され、常
温延伸(cold‐drawing)されて優れた物理的性質を持つ
製品を生ずる。押し出されたモノフィラメントを急冷す
る時は水を使用しないことが望ましい。何故かならば、
モノフィラメントをワイヤーの製造に用いる時に水が汚
染源となるからである。ＳＰＢＤの慣用の非等温紡糸は
対流の無い冷却を用いて行なわれる。
【００２４】ある程度のポリマーは極めて急速に結晶す
るのがＳＰＢＤの特徴である。従って、紡糸工程ではモ
ノフィラメントの形態学は幾分かは固定され、その後の
延伸段階で得られる性質の範囲を限定する。それに加え
て、延伸は完全に非晶質の状態で押出されたフィラメン
トの加工に比べて遅い速度で行なわれる。
【００２５】延伸工程では、押し出されたＳＰＢＤのモ
ノフィラメントは、一般にキャプスタン/ワインダーの
上に位置する小径のプーリーロール(滑車ロール)の最初
の一組によって引っ張られる。プーリー集成装置は、普
通は重い構造物から建造されていて、一端から片持ち梁
(カンティレバー)として支持されている。この為に、操
業者は装置の始動時に端の上を越えてフィラメントを糸
通しして各要素(プーリーロール)の回りにフィラメント
を巻き付けることができる。プーリーは典型的にはＶ字
型の溝付きロールに設計されていて、張力の為にストラ
ンドがロールの回りでスリップしないようにプーリーで
しっかりとストランドを掴み、保持するようになってい
る。延伸装置はデジタルフィードバック型のコントロー
ラー付きの変速駆動モーターで運転される。
【００２６】次に、ストランドは通常、小径のプーリー
から同じ回転軸のセットの上に据え付けられた大径のプ
ーリーへ運ばれる。最初の対(ペア)のプーリーと同様、
大径のプーリーはＶ字型の溝を利用してフィラメントを
更に堅く把持し、プーリーの直径に比例した非常に安定
した引っ張り力を生ずる。プーリーのサイズの此の差
は、それに比例した表面速度の増加に反映し、小さい一
組のプーリーと大きい一組のプーリーの間でストランド
を引き伸ばす作用をする。異なる直径のプーリーのサイ
ズを利用して、夫れぞれに異なる延伸比を得ることがで
きる。
【００２７】部分的に結晶したＳＰＢＤ押出し物が伸張
される間に次第に高い力が生まれ、移行帯域の前と後の
Ｖ字溝プーリーがストランドを堅固に掴む。伸張プロセ
スは延伸(orientating)又は引っ張り(drawing)と呼ばれ
る。
【００２８】延伸の後、フィラメントを最大のプーリー
の上の僅かに小さい直径の溝へストランドを通すことに
よって約５パーセントだけ緩和させる。この場合は、溝
の谷は平坦になっていてストランドを余り堅く握らない
ように、そして更にストランドに若干の緩和と巻取機の
前で寸法の均一性を改善する為の処理時間を許すように
なっている。次いで、モノフィラメントは普通は、その
後のワイヤーのケーブル製造手順の処理の為に適当なス
プール(糸巻き)の上に幅方向にフィラメントを分配する
綾振り(横送り)機構を用いて巻き取られる。
【００２９】そのようなケーブル製造手順の中で用いら
れるＳＰＢＤモノフィラメントは、ワイヤーのケーブル
製造装置全体を通して加工がし易く、且つモノフィラメ
ントが破壊される可能性を減らすことができるように高
い強度を持たなければならない。これはＳＰＢＤをモノ
フィラメントに押し出して、その後、直ちにモノフィラ
メントを少なくとも約３:１の延伸比に延伸することに
よって達成される。この延伸手順は、延伸前に起こる結
晶化の程度を制限する為に、ＳＰＢＤのモノフィラメン
トが押出機を出た直後にできる限り速やかに約１０℃か
ら約５０℃の範囲内の温度で、好ましくは室温で行なう
のが普通である。ＳＰＢＤのモノフィラメントは約４:
１から約８:１の延伸比に延伸するのが好ましい。最も
好ましくは、ＳＰＢＤのモノフィラメントは約５:１か
ら約７:１の範囲内の延伸比に延伸される。この延伸に
よってＳＰＢＤ中のポリマーの分子鎖の再配列が起こ
り、引っ張った方向に強度が増加する。この高められた
分子配向の水準がモノフィラメントの強度を増加する。
しかしながら、広角度Ｘ線散乱(ＷＡＸＳ)とＤＳＣ分析
の示す処によれば、延伸手順はＳＰＢＤモノフィラメン
ト中の結晶化度の合計水準を増加しない。
【００３０】ＳＰＢＤのモノフィラメントをタイヤコー
ド構造の芯部(コア)にケーブル化する場合は、鋼フィラ
メント間の隙間に隅々までＳＰＢＤを分散させる為にＳ
ＰＢＤのモノフィラメントを溶融することが尚必要であ
る。これはゴム製物品にストランドを組み入れる為にゴ
ム製物品を硬化する間に、若しくは別個の熱処理段階で
ゴム製物品を硬化する間に行なわれる。複合材料を熱処
理段階に掛ける時は、ＳＰＢＤは溶融し、流動してワイ
ヤの束の中のフィラメントの間の隙間内の空隙を満た
し、ワイヤコードの全長を通して破壊を起こさずに連続
性を保つ。
【００３１】ＳＰＢＤはケーブル構造に組み入れる前
に、一つ又は一つ以上のゴムとブレンドできることが見
出だされた。シス‐１,４‐ポリブタジエン、ポリイソ
プレン、スチレン‐ブタジエン ゴム、ニトリルゴム、
スチレン‐イソプレン‐ブタジエン ゴム、及びイソプ
レン‐ブタジエン ゴム等の各種のポリジエンゴムがそ
のような用途に利用することができる。典型的には、ゴ
ムはＳＰＢＤ/ゴムのブレンドの約５０重量パーセント
以上を占めることはない。同じく、硬化剤、促進剤、分
解防止剤などの各種のゴム薬品をそのようなブレンドに
含めることができる。例えば、そのようなブレンドは、
硫黄の他に、酸化防止剤、加硫促進剤、オイル、ワック
ス等のゴム薬品を慣用的な量で含むことができる。例え
ば、そのようなＳＰＢＤ/ゴムのブレンドは、典型的に
は約０.２phrから約８phr(ゴム１００部当たりの部)の
硫黄を含むであろう。そのようなブレンドは、約０.５p
hrから約４phrの硫黄を含むのが好ましく、最も好まし
くは、１〜２.５phrの硫黄を含む。一次促進剤は、一般
に、そのようなブレンドには約０.１phrから約２.５phr
の範囲の濃度で存在する。一次促進剤の存在量は約０.
２phrから約１.５phrの濃度が好ましく、最も好ましく
は、０.３〜１phrの濃度である。そのようなブレンドで
は、二次促進剤も約０.０２phrから約０.８phrの濃度で
同じく普通に利用されるだろう。二次促進剤は、好まし
くは０.０５〜０.５phr、最も好ましくは０.１〜０.３p
hrの濃度で使用される。
【００３２】以下に述べる実施例は、この発明とこの発
明の実施利益を更に具体的に説明する為に与えられるも
のである。これらの代表的な実施例は、単に本発明を例
示する為のものであって、それらが本発明の権利範囲や
実施方法を限定するものと考えるべきではない。特に指
示しない限り、総ての部とパーセンテージは重量に基づ
くものである。
【００３３】
【実施例１〜４】このシリーズの実験では、５本のコア
フィラメントと７本の外側フィラメントを使用して１２
Ｘケーブルを組み立てた。実施例１〜３では、ＳＰＢＤ
のモノフィラメントをコアフィラメントとして使用し
た。実施例１と２で使用したＳＰＢＤの融点は１２０℃
であった。実施例３では、ＳＰＢＤは１４０℃の融点を
持っていた。実施例１で使用したＳＰＢＤのモノフィラ
メントの直径は０.３mmであった。実施例２と３の場合
は、モノフィラメントの直径は０.３８mmであった。実
施例１〜３で使用したＳＰＢＤのモノフィラメントは、
延伸比３:１に延伸されたものであった。実施例４はケ
ーブル構造に組み入れるＳＰＢＤのモノフィラメント無
しの対照実験として行なった。
【００３４】この一連の実験で製造したケーブルは、次
ぎに２部のステアリン酸、１０部の酸化亜鉛、１部のア
ミン酸化防止剤、３部の硫黄、天然ゴム１００部当たり
１部の促進剤と５５部のカーボンブラックを含む未硬化
の天然ゴムの中に埋め込んだ。これらのゴムの試験片を
１４９℃(３００°Ｆ)で３４分間硬化した。これらの試
験片の中の鋼のコードを次ぎに、ＡＳＴＭ標準試験法Ｄ
‐２２７９‐７３に従って引き伸ばし(pull‐out)試験
に供した。ゴムと金属の初期接着力を示すこれらの引き
伸ばし試験の結果を表Iに示す。
【００３５】一連の試験片(硬化ブロック)を、５％の塩
化ナトリウムを含む水性の塩溶液の中に３２℃(９０°
Ｆ)で浸漬し、その侭３日間溶液中に放置した。これら
のサンプルを塩溶液から取り出して、引き伸ばし試験に
掛けた。これらの引き伸ばし試験の結果は表Iの中に塩
類‐老化(salt‐aged)接着力として報告されている。別
の一連の試験片は１２１℃(２５０°Ｆ)の温度で２日間
蒸気を当てた。この手順の結果は表Iの中で、蒸気‐老
化(steam‐aged)接着力として報告されている。ケーブ
ルは又、３本ロールの疲労試験の中で評価した。疲労試
験は最初のケーブルと塩類‐疲労手順後のケーブルに就
いて行なった。疲労試験の結果は同じく表Iに示す。
【００３６】 表 I ゴムの接着力 耐疲労性 塩‐ 蒸気‐ 塩 ‐実施例 初期値 老化 老化 初期値 老化 １ 108 61 77 23,808 22,474 ２ 102 92 81 19,462 17,040 ３ 108 72 86 16,737 13,908 ４＊ 100 49 75 17,822 11,766 注. ＊ 対照実験 ３本ロールの疲労試験では、５５吋(１４０cm)のワイヤ
ケーブルを０.１２吋x０.３７５吋x２１.５吋(３.０mm
x ９.５mm x ５４.６mm)のゴムの間に入れて、１５５℃
で２０分間硬化する。ケーブルの一端をテスターにしっ
かりと固定し、別の一端には、ローラーを通して撚り糸
加工した後に予備‐荷重(プレロード)の錘を結び付け
る。加えた荷重はケーブルの切断強さの１０％に等し
い。ローラーの直径は通常は１吋であるが、０.６吋
(１.５cm)にすることもできる。試料を中間ローラーの
真上にある第一ローラーの下と第三ローラーの下に置
く。ローラーの中心から中心迄の距離は３６.６mmで、
他の二つのローラーの中心線から中間ローラー迄の距離
は１吋(２.５４cm)のローラーを使用した時で１２.７mm
である。ローラーの集成装置を循環(サイクル)させ、複
合材料に殆ど逆方向の曲げの力を負荷する。最初の切断
に至る迄のサイクル数を記録する。
【００３７】ここに示されたゴムの接着力を、対照実験
の初期接着力を１００％として対照実験の値に対して正
規化した。表に見る如く、隙間内にＳＰＢＤを分散させ
たケーブルは改良された初期接着力、塩類老化後の接着
力、蒸気老化後の接着力、初期疲労抵抗、塩老化疲労抵
抗を示した。特に良好な疲労抵抗を示したのは、融点が
１２０℃のＳＰＢＤから造った０.３０mmのモノフィラ
メントを使用した実施例１であった。この一連の実施例
は、疲労抵抗とケーブルのゴム‐金属間接着力が、ケー
ブルの隙間内にＳＰＢＤを組み入れることによって改善
できることを明瞭に示している。
【００３８】実施例５〜６ 実施例５は、融点が１２０℃のＳＰＢＤを用いて埋封し
た０.２mmのコアフィラメントを含む１x０.２２＋１８x
０.２０＋１のケーブルである。ポリマーで埋封したフ
ィラメントの直径は約０.３３mmであった。対照ケーブ
ル(実施例６)はポリマーを含まなかった。
【００３９】 接着力 疲労抵抗実施例 初期値 塩老化後 初期値 塩老化後 ５ 101 70 19,500 11,157 ６＊ 100 46 17,130 14,253 注. ＊ 対照実験 老化後の接着力と初期疲労抵抗に於ける改善は評価すべ
きである。更に、ケーブルコアを含むポリマーは、ケー
ブルに捩りの周期運動を与えた時でも対照実験の場合の
ように移行(migrate)することは無かった。
【００４０】実施例７〜９ 実施例７と８は、融点が１２０℃のＳＰＢＤを用いて埋
封した３x０.２２＋９x０.２０＋１のケーブルである。
実施例７は比較的厚いポリマー層とコアに対する全体直
径０.８０mmを持っていた。実施例８は比較的薄いポリ
マーの被覆層と全体としてのコアの厚さ０.５０mmを持
っていた。対照ケーブル(実施例９)は、ＳＰＢＤを含ま
なかった。
【００４１】 接着力 疲労抵抗実施例 初期値 塩老化後 蒸気老化後 初期値 塩老化後 ７ 93 69 90 20,637 9,069 ８ 93 88 98 22,193 10,062 ９＊ 100 53 87 15,170 12,187 注. ＊ 対照実験 ケーブルワイヤ被覆方法は基本的には一つの押出方法で
あり、この場合、溶融ポリマーがチューブ材料の形式で
軸方向に移動するワイヤの上に連続して押し出される
か、或いは、押し出された溶融ポリマーの中心部を通し
てワイヤが引き出されるかのいずれかである。
【００４２】典型的なワイヤ被覆装置は、巻き出し(pay
‐off)装置、クロスヘッドダイを備えた押出機および巻
き取り(take‐up、引き取り)装置から構成される。ワイ
ヤー被覆ダイには二つの一般的タイプがある。加圧型の
ダイを用いる場合は、ワイヤーは溶融プラスチックが尚
加圧下にある間にダイの本体内で被覆される。
【００４３】キャプスタンは、ワイヤーが被覆装置内を
一定速度で被覆装置を通して引き抜かれるのに従って、
ワイヤーの速度をコントロールする。巻取機(winder)ま
たは引き取り装置(takeup unit)の唯一の機能は、被覆
されたワイヤーをカプスタン速度に合った一定速度で引
き取ることである。巻取機では、被覆されたワイヤーが
綾振り機構によってスプールの表面をトラバースして、
ワイヤーのケーブル製作手順に於けるその後の加工に便
利な様にスプールの上に巻き取られる。
【００４４】実施例１０〜１２ 実施例１０は、延伸比５.５に延伸されたポリマーから
成る０.３５mmのＳＰＢＤモノフィラメントを含む１２x
０.２０＋１のケーブルである。実施例１１は、延伸比
７:１で造られた０.３２mmのＳＰＢＤモノフィラメント
を有する。実施例１２は、ＳＰＢＤを含まない対照実験
である。実施例１０に使用されたＳＰＢＤは融点が１２
０℃で、実施例１１に使用されたＳＰＢＤは融点が９０
℃のものであった。
【００４５】 接着力 疲労抵抗実施例 初期値 塩老化後 初期値 塩老化後 １０ 101 99 23,443 17,645 １１ 101 97 24,317 18,060 １２＊ 100 50 22,946 13,358 注. ＊ 対照実験 ここでも又、老化させた後の接着力と疲労抵抗に就いて
はＳＰＢＤを含む試料に於ける改善は明らかである。
【００４６】この発明を更に具体的に説明する目的から
幾つかの代表的な具体例とその詳細を示してきたが、当
該技術に熟練した人にとって種々の変法と修正法が本発
明の範囲から逸脱すること無しに為し得ることは明白で
ある。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は３本のコアフィラメントと９本の外側フ
ィラメントから成るゴム物品強化用の螺旋巻きでないケ
ーブルの断面図である。
【符号の説明】
３ コアフィラメント ４ 外側フィラメント ５ フィラメントの隙間 ６ 外表面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ２９Ｋ 105:06 (72)発明者 ロバート・マーテイン・シエメンスキ アメリカ合衆国オハイオ州44720，ノー ス・カントン，サトン・アベニユー・ノー ス・イースト 204 (72)発明者 ジヨン・ウイリアム・プライス，ジユニア ー アメリカ合衆国オハイオ州44685，ユニオ ンタウン，ブロード・ビスタ 3930 (72)発明者 ロバート・ジヨン・ガートランド アメリカ合衆国オハイオ州44515，ヤング スタウン，サウス・ヨークシヤー・ロード 141

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の鋼のフィラメントとシンジオタク
    チック‐１,２‐ポリブタジエンから成り、該シンジオ
    タクチック‐１,２‐ポリブタジエンが該鋼フィラメン
    ト間の隙間内に分散されていることを特徴とする改良さ
    れた耐疲労性と耐腐食性を有するゴム製物品を強化する
    為のケーブル。
  2. 【請求項２】 シンジオタクチック‐１,２‐ポリブタ
    ジエンが約８０℃から約１６０℃の範囲内の融点を持つ
    ことを特徴とする請求項１記載のケーブル。
  3. 【請求項３】 シンジオタクチック‐１,２‐ポリブタ
    ジエンが約９０℃から約１２５℃の範囲内の融点を持つ
    ことを特徴とする請求項１記載のケーブル。
  4. 【請求項４】 鋼のフィラメントが本質的にアルファ
    (α)‐真鍮構造を有する真鍮で被覆されていることを特
    徴とする請求項２記載のケーブル。
  5. 【請求項５】 請求項１記載のケーブルで強化されてい
    ることを特徴とするタイヤ。
  6. 【請求項６】 次の： (１)シンジオタクチック‐１,２‐ポリブタジエンのモ
    ノフィラメントを複数の鋼のフィラメントと共にケーブ
    ル化して該鋼フィラメントの間に隙間を持つケーブル構
    造となし、この場合該シンジオタクチック‐１,２‐ポ
    リブタジエンモノフィラメントは、(a)シンジオタクチ
    ック‐１,２‐ポリブタジエン樹脂をその融点以上の温
    度で押し出して紡糸モノフィラメントとなし、(b)紡糸
    モノフィラメントを約１０℃から約５０℃の範囲内の温
    度で少なくとも約３:１の延伸比で延伸することによっ
    て製造したものであり；そして (２)その後、該ケーブル構造体をシンジオタクチック‐
    １,２‐ポリブタジエンの融点以上の温度に、該シンジ
    オタクチック‐１,２‐ポリブタジエンを溶融させ、か
    つ該鋼フィラメント間の隙間に普く分散させるのに十分
    な時間に亙って加熱する:工程を特徴とする改良された
    耐疲労性と耐腐食性を有する、ゴム製物品を強化する為
    のケーブルの製造方法。
  7. 【請求項７】 加熱を、ケーブルを用いて強化すべきゴ
    ム物品の硬化と同時にすること、及びシンジオタクチッ
    ク１,２‐ポリブタジエンが約９０℃から約１２０℃の
    範囲内の融点を持つことを特徴とする請求項６記載の方
    法。
JP4115970A 1991-05-09 1992-05-08 ゴム製物品を強化する為の改良されたケーブル Pending JPH05125675A (ja)

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