JPH08176890A - 表面処理された金属ワイヤ - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、表面処理された金属ワイヤを提供
する。 【解決手段】 スチールコアを有し、且つ５〜８０％の
マンガンを含有した亜鉛／マンガン合金のクラッド層で
被覆された金属ワイヤを使用して、タイヤやエラストマ
ー材料を含んだ他の物品のための補強用構造物を得る。
亜鉛／マンガン合金の電着によってスチールコアへのク
ラッドを得る方法の幾つかの実施態様も説明されてい
る。
する。 【解決手段】 スチールコアを有し、且つ５〜８０％の
マンガンを含有した亜鉛／マンガン合金のクラッド層で
被覆された金属ワイヤを使用して、タイヤやエラストマ
ー材料を含んだ他の物品のための補強用構造物を得る。
亜鉛／マンガン合金の電着によってスチールコアへのク
ラッドを得る方法の幾つかの実施態様も説明されてい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する分野】本発明は、合金の表面クラッドで
被覆されたスチールコアを含んだタイプの、エラストマ
ー材料で造られた物品のための補強用構造物を得るのに
使用される表面処理された金属ワイヤに関する。
被覆されたスチールコアを含んだタイプの、エラストマ
ー材料で造られた物品のための補強用構造物を得るのに
使用される表面処理された金属ワイヤに関する。
【０００２】本発明はさらに、表面クラッドされた金属
ワイヤを得る方法、前記金属ワイヤで構成されたコード
を使用して得られる補強用構造物、および前記補強用構
造物を組み込んだエラストマー材料で造られたタイヤも
しくは他の物品に関する。
ワイヤを得る方法、前記金属ワイヤで構成されたコード
を使用して得られる補強用構造物、および前記補強用構
造物を組み込んだエラストマー材料で造られたタイヤも
しくは他の物品に関する。
【０００３】本発明の金属ワイヤは特に、タイヤ等のた
めの補強用構造物を製造するのに使用されるコードを得
るために、通常のストランディング操作（ｓｔｒａｎｄ
ｉｎｇ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）を受けるよう設計されて
いる。
めの補強用構造物を製造するのに使用されるコードを得
るために、通常のストランディング操作（ｓｔｒａｎｄ
ｉｎｇ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）を受けるよう設計されて
いる。
【０００４】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】運搬
手段車輪用タイヤ、ならびにエラストマー材料を使用し
て製造された他の物品は一般に、コードで造られた補強
用構造物を組み込んでおり、このとき各コードは、通常
のストランディング操作および加撚操作（ｔｗｉｓｔｉ
ｎｇ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）によって相互連結された複
数の金属ワイヤで構成されている。
手段車輪用タイヤ、ならびにエラストマー材料を使用し
て製造された他の物品は一般に、コードで造られた補強
用構造物を組み込んでおり、このとき各コードは、通常
のストランディング操作および加撚操作（ｔｗｉｓｔｉ
ｎｇ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）によって相互連結された複
数の金属ワイヤで構成されている。
【０００５】一般に金属ワイヤはスチールコアを有して
おり、このスチールコアに合金クラッドが付着されてい
る。このとき前記合金は、ワイヤの腐食を防止し、且つ
この補強用金属構造物に対するエラストマーの接着を良
好にするという二重の機能を有している。
おり、このスチールコアに合金クラッドが付着されてい
る。このとき前記合金は、ワイヤの腐食を防止し、且つ
この補強用金属構造物に対するエラストマーの接着を良
好にするという二重の機能を有している。
【０００６】通常、ワイヤをクラッドするのに使用され
る合金は黄銅である。さらに詳細に言えば、約７０％の
銅と約３０％の亜鉛を含有した銅／亜鉛合金である。
る合金は黄銅である。さらに詳細に言えば、約７０％の
銅と約３０％の亜鉛を含有した銅／亜鉛合金である。
【０００７】これまで、この種の合金を使用する上で付
きものの典型的な欠点を解消するために多くの検討がな
されてきた。実際、このような合金については、エージ
ングすると、銅イオンがエラストマー中に拡散するため
に（これによってエラストマーの機械的特性が変化す
る）、エラストマーに対する合金の接着性が悪化すると
いう事実が広く知られている。
きものの典型的な欠点を解消するために多くの検討がな
されてきた。実際、このような合金については、エージ
ングすると、銅イオンがエラストマー中に拡散するため
に（これによってエラストマーの機械的特性が変化す
る）、エラストマーに対する合金の接着性が悪化すると
いう事実が広く知られている。
【０００８】例えば特公平０１−０３１，８３７号は、
合金にコバルト層が付着された状態で、スチールワイヤ
を非鉄金属（例えば、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｓｎ、または
これらの合金）でクラッドすることを開示している。コ
バルト層と適切に加工されたエラストマー混合体（コバ
ルト塩または他の適切な接着性向上剤を加えることによ
って得られる）との間に接着が達成される。
合金にコバルト層が付着された状態で、スチールワイヤ
を非鉄金属（例えば、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｓｎ、または
これらの合金）でクラッドすることを開示している。コ
バルト層と適切に加工されたエラストマー混合体（コバ
ルト塩または他の適切な接着性向上剤を加えることによ
って得られる）との間に接着が達成される。
【０００９】米国特許第４，６７７，０３３号は、銅、
亜鉛、およびマンガンで構成された三元合金を含むスチ
ールコアの金属ワイヤクラッドを開示している。このと
きマンガンが、クラッドの周縁に０．０１〜５％のレベ
ルに濃縮されている。
亜鉛、およびマンガンで構成された三元合金を含むスチ
ールコアの金属ワイヤクラッドを開示している。このと
きマンガンが、クラッドの周縁に０．０１〜５％のレベ
ルに濃縮されている。
【００１０】米国特許第４，７０４，３３７号は、ワイ
ヤの金属コアに通常の黄銅クラッドを施すことを開示し
ている。該特許によれば、このクラッドに対し、Ｆｅ、
Ｍｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、およ
びＷを含む群から選ばれる硬質材料の外部層が付着され
る。
ヤの金属コアに通常の黄銅クラッドを施すことを開示し
ている。該特許によれば、このクラッドに対し、Ｆｅ、
Ｍｎ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、およ
びＷを含む群から選ばれる硬質材料の外部層が付着され
る。
【００１１】従来技術によれば、亜鉛／コバルト合金、
および／または亜鉛／ニッケル合金（単一層あるいは二
重層の形で）も知られている。
および／または亜鉛／ニッケル合金（単一層あるいは二
重層の形で）も知られている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】マンガンのレベルを５〜
８０％の範囲に設定して、亜鉛／マンガンの二元合金を
使用してクラッドを得ることにより、エラストマー混合
体との接着特性をわずかでも低下させることなく（通常
の黄銅合金に比較して）スチールコアの腐食を充分に防
止することができ、また極めて良好な延伸適性を有する
表面処理ワイヤを得ることができる、ということを本発
明は開示している。
８０％の範囲に設定して、亜鉛／マンガンの二元合金を
使用してクラッドを得ることにより、エラストマー混合
体との接着特性をわずかでも低下させることなく（通常
の黄銅合金に比較して）スチールコアの腐食を充分に防
止することができ、また極めて良好な延伸適性を有する
表面処理ワイヤを得ることができる、ということを本発
明は開示している。
【００１３】具体的には、本発明は、エラストマー物品
向けの補強用構造物を得るのに使用される表面処理され
た金属ワイヤに関するものであり、表面クラッドが５〜
８０％のマンガン含量を有する亜鉛／マンガン合金によ
って構成されることを特徴とする。
向けの補強用構造物を得るのに使用される表面処理され
た金属ワイヤに関するものであり、表面クラッドが５〜
８０％のマンガン含量を有する亜鉛／マンガン合金によ
って構成されることを特徴とする。
【００１４】好ましい実施態様においては、マンガンの
含量は３０〜７０％である。
含量は３０〜７０％である。
【００１５】さらに詳細に説明すると、表面クラッド層
は、スチールコアの表面への電着によって形成され、
０．１〜０．３５ミクロンの厚さに延伸した後のワイヤ
のトータル直径は０．１５〜０．３５ｍｍとなる。
は、スチールコアの表面への電着によって形成され、
０．１〜０．３５ミクロンの厚さに延伸した後のワイヤ
のトータル直径は０．１５〜０．３５ｍｍとなる。
【００１６】本発明の１つの実施態様においては、硫酸
亜鉛と硫酸マンガンを含んだ電解浴中にスチールコアを
少なくとも１回浸漬して、クラッド層（この層は亜鉛／
マンガン合金で構成され、このときマンガンの含量は５
〜８０％である）の付着を起こさせることを特徴とする
プロセスによって、金属ワイヤが製造される。
亜鉛と硫酸マンガンを含んだ電解浴中にスチールコアを
少なくとも１回浸漬して、クラッド層（この層は亜鉛／
マンガン合金で構成され、このときマンガンの含量は５
〜８０％である）の付着を起こさせることを特徴とする
プロセスによって、金属ワイヤが製造される。
【００１７】さらに詳細に説明すると、本発明の電解浴
は （ａ） １０〜９０ｇ／リットルの硫酸亜鉛七水和物； （ｂ） ２０〜１００ｇ／リットルの硫酸マンガン一水
和物；および （ｃ） １１５〜２３０ｇ／リットルのクエン酸ナトリ
ウム；を含有した水溶液によって構成される。
は （ａ） １０〜９０ｇ／リットルの硫酸亜鉛七水和物； （ｂ） ２０〜１００ｇ／リットルの硫酸マンガン一水
和物；および （ｃ） １１５〜２３０ｇ／リットルのクエン酸ナトリ
ウム；を含有した水溶液によって構成される。
【００１８】電解浴は２０〜６０℃の温度に、またｐＨ
値は４〜６に保持するのが有利である。
値は４〜６に保持するのが有利である。
【００１９】５〜４０Ａ／ｄｍｑの陰極電流密度が電解
浴に加えられる。
浴に加えられる。
【００２０】本発明の他の実施態様によれば、亜鉛の層
とマンガンの層がワイヤに別々に付着され、合金クラッ
ドを構成するよう熱拡散される。
とマンガンの層がワイヤに別々に付着され、合金クラッ
ドを構成するよう熱拡散される。
【００２１】方法に関するさらなる実施態様は、 （ａ） 硫酸マンガンを含有した第１の電解浴にスチー
ルコアを少なくとも１回浸漬して、スチールコアの外表
面にマンガンの電着を起こさせる工程； （ｂ） 硫酸亜鉛を含有した第２の電解浴にスチールコ
アを浸漬して、スチールコアの外表面に亜鉛の電着を起
こさせる工程；および （ｃ） 亜鉛とマンガンの熱拡散を行って、亜鉛／マン
ガン合金の層を形成させる工程；を含む。
ルコアを少なくとも１回浸漬して、スチールコアの外表
面にマンガンの電着を起こさせる工程； （ｂ） 硫酸亜鉛を含有した第２の電解浴にスチールコ
アを浸漬して、スチールコアの外表面に亜鉛の電着を起
こさせる工程；および （ｃ） 亜鉛とマンガンの熱拡散を行って、亜鉛／マン
ガン合金の層を形成させる工程；を含む。
【００２２】さらに詳細に説明すると、前記第１の電解
浴は （ａ） ８０〜１２０ｇ／リットルの硫酸マンガン一水
和物； （ｂ） ６０〜９０ｇ／リットルの硫酸アンモニウム；
および （ｃ） ４０〜８０ｇ／リットルのチオシアン酸アンモ
ニウム；を含有した水溶液を含む。
浴は （ａ） ８０〜１２０ｇ／リットルの硫酸マンガン一水
和物； （ｂ） ６０〜９０ｇ／リットルの硫酸アンモニウム；
および （ｃ） ４０〜８０ｇ／リットルのチオシアン酸アンモ
ニウム；を含有した水溶液を含む。
【００２３】第１の電解浴は、２０〜４０℃の範囲から
選ばれる温度に、また４．５〜５．５（好ましくは５．
５）のｐＨ値に保持される。
選ばれる温度に、また４．５〜５．５（好ましくは５．
５）のｐＨ値に保持される。
【００２４】１５〜２５Ａ／ｄｍｑの陰極電流密度が第
１の電解浴に加えられる。
１の電解浴に加えられる。
【００２５】第２の電解浴は （ａ） ３００〜４５０ｇ／リットルの硫酸亜鉛七水和
物；および （ｂ） ５０〜７０ｇ／リットルの硫酸ナトリウム；を
含有した水溶液を含む。
物；および （ｂ） ５０〜７０ｇ／リットルの硫酸ナトリウム；を
含有した水溶液を含む。
【００２６】第２の電解浴は、２０〜３０℃の温度に、
また２〜４のｐＨ値に保持される。
また２〜４のｐＨ値に保持される。
【００２７】２０〜４０Ａ／ｄｍｑの陰極電流密度が第
２の電解浴に加えられる。
２の電解浴に加えられる。
【００２８】熱拡散工程は、金属ワイヤのジュール効果
により加熱することによって行うのが有利である。
により加熱することによって行うのが有利である。
【００２９】方法に関する他の実施態様によれば、第１
と第２の電解浴の組成が逆にされる。
と第２の電解浴の組成が逆にされる。
【００３０】本発明のさらなる特性および利点は、エラ
ストマー物品向け補強用構造物を得るための表面処理金
属ワイヤについての、また表面クラッドを得るための方
法についての幾つかの好ましい実施態様に対する下記の
詳細な説明から明らかとなろう。添付図面を挙げて説明
しているが、これらによって本発明が限定されることは
ない。
ストマー物品向け補強用構造物を得るための表面処理金
属ワイヤについての、また表面クラッドを得るための方
法についての幾つかの好ましい実施態様に対する下記の
詳細な説明から明らかとなろう。添付図面を挙げて説明
しているが、これらによって本発明が限定されることは
ない。
【００３１】本発明の金属ワイヤは、合金の表面クラッ
ドで被覆されたスチールコアを有し、このとき表面クラ
ッドは、スチールコアの腐食を防止し、且つ金属ワイヤ
が組み込まれるエラストマーに対する金属ワイヤの接着
を確実にするという２つの機能を有する。
ドで被覆されたスチールコアを有し、このとき表面クラ
ッドは、スチールコアの腐食を防止し、且つ金属ワイヤ
が組み込まれるエラストマーに対する金属ワイヤの接着
を確実にするという２つの機能を有する。
【００３２】さらに、表面クラッドは、延伸操作（表面
クラッドの付着後にワイヤに対してなされる）を容易に
するために、金属ワイヤに良好な延伸適性を付与するも
のでなければならない。
クラッドの付着後にワイヤに対してなされる）を容易に
するために、金属ワイヤに良好な延伸適性を付与するも
のでなければならない。
【００３３】本発明においては、表面クラッドは亜鉛／
マンガン合金によって構成され、このときマンガンのレ
ベルは５〜８０％の範囲から選ばれ、表面クラッドはス
チールコアの外表面への電着によって得られる。
マンガン合金によって構成され、このときマンガンのレ
ベルは５〜８０％の範囲から選ばれ、表面クラッドはス
チールコアの外表面への電着によって得られる。
【００３４】したがって、本発明の方法の１つの実施態
様においては、硫酸などによる酸洗い工程の後、硫酸亜
鉛と硫酸マンガンを含有した電解浴にスチールコア（リ
ールから連続的に供給される）を導入して、スチールコ
アに亜鉛／マンガン合金の付着を起こさせる。
様においては、硫酸などによる酸洗い工程の後、硫酸亜
鉛と硫酸マンガンを含有した電解浴にスチールコア（リ
ールから連続的に供給される）を導入して、スチールコ
アに亜鉛／マンガン合金の付着を起こさせる。
【００３５】さらに詳細に説明すると、電解浴は （ａ） １０〜９０ｇ／リットルのレベルの硫酸亜鉛七
水和物； （ｂ） ２０〜１００ｇ／リットル（好ましくは３０ｇ
／リットル）のレベルの硫酸マンガン一水和物；および （ｃ） １１５〜２３０ｇ／リットルのレベルのクエン
酸ナトリウム；を含有した水溶液によって構成される。
水和物； （ｂ） ２０〜１００ｇ／リットル（好ましくは３０ｇ
／リットル）のレベルの硫酸マンガン一水和物；および （ｃ） １１５〜２３０ｇ／リットルのレベルのクエン
酸ナトリウム；を含有した水溶液によって構成される。
【００３６】電解浴の温度は、２０〜６０℃の範囲内で
一定に保持するのが好ましい。
一定に保持するのが好ましい。
【００３７】電解浴のｐＨ値は４〜６に保持する。
【００３８】電着に対しては、ステンレス鋼または亜鉛
の陽極を使用することができ、電解浴中の陰極電流密度
は５〜４０Ａ／ｄｍｑであるのが好ましい。
の陽極を使用することができ、電解浴中の陰極電流密度
は５〜４０Ａ／ｄｍｑであるのが好ましい。
【００３９】上記の温度、ｐＨ値、および陰極電流密度
は、電着された合金中に所望されるマンガンのパーセン
トに基づいて選択されることに留意しなければならな
い。
は、電着された合金中に所望されるマンガンのパーセン
トに基づいて選択されることに留意しなければならな
い。
【００４０】合金中のマンガンのパーセントレベルは、
ｐＨ値および陽極電流密度の増大と共に正比例的に増大
する傾向があり、また電解浴温度の増大と共に反比例的
に減少する傾向がある。
ｐＨ値および陽極電流密度の増大と共に正比例的に増大
する傾向があり、また電解浴温度の増大と共に反比例的
に減少する傾向がある。
【００４１】リールからのスチールコアの供給速度、し
たがって電解浴中に存在する時間は、得ようとするクラ
ッドの最終厚さにしたがって調整される。
たがって電解浴中に存在する時間は、得ようとするクラ
ッドの最終厚さにしたがって調整される。
【００４２】好ましい実施態様においては、クラッドの
最終厚さは１．５〜４ミクロンであり、このとき電着を
受けるスチールコアの直径は０．８５〜２ｍｍである。
最終厚さは１．５〜４ミクロンであり、このとき電着を
受けるスチールコアの直径は０．８５〜２ｍｍである。
【００４３】電解浴を出ると、クラッドされたワイヤ
は、さらなる酸洗い工程にて処理されるか、あるいはリ
ン酸塩浴（ｐｈｏｓｐｈａｔｉｎｇ ｂａｔｈ）にて処
理され、次いでリールに再巻き上げされるか、あるいは
直接１回以上の延伸操作を施す。この延伸操作により、
ワイヤの最終直径は０．１５〜０．３５ｍｍとなる。
は、さらなる酸洗い工程にて処理されるか、あるいはリ
ン酸塩浴（ｐｈｏｓｐｈａｔｉｎｇ ｂａｔｈ）にて処
理され、次いでリールに再巻き上げされるか、あるいは
直接１回以上の延伸操作を施す。この延伸操作により、
ワイヤの最終直径は０．１５〜０．３５ｍｍとなる。
【００４４】上記の説明とは別に、スチールコアに対す
る表面被覆の形成は、第１と第２の電解浴中に連続的に
浸漬することによって行うこともできる。先ず亜鉛が、
次いでマンガンが付着され、ジュール効果による熱拡散
工程が施された後、亜鉛／マンガン合金がつくりだされ
る。
る表面被覆の形成は、第１と第２の電解浴中に連続的に
浸漬することによって行うこともできる。先ず亜鉛が、
次いでマンガンが付着され、ジュール効果による熱拡散
工程が施された後、亜鉛／マンガン合金がつくりだされ
る。
【００４５】さらに詳細に説明すると、第１の電解浴
は、 （ａ） ８０〜１２０ｇ／リットル（好ましくは１００
ｇ／リットル）の硫酸マンガン一水和物； （ｂ） ６０〜９０ｇ／リットル（好ましくは７５ｇ／
リットル）の硫酸アンモニウム；および （ｃ） ４０〜８０ｇ／リットル（好ましくは６０ｇ／
リットル）のチオシアン酸アンモニウム；を含むのが好
ましい。
は、 （ａ） ８０〜１２０ｇ／リットル（好ましくは１００
ｇ／リットル）の硫酸マンガン一水和物； （ｂ） ６０〜９０ｇ／リットル（好ましくは７５ｇ／
リットル）の硫酸アンモニウム；および （ｃ） ４０〜８０ｇ／リットル（好ましくは６０ｇ／
リットル）のチオシアン酸アンモニウム；を含むのが好
ましい。
【００４６】第１の電解浴は２０〜４０℃（好ましくは
２５℃）の温度に保持され、４．５〜５．５（好ましく
は５．５）のｐＨ値を有する。
２５℃）の温度に保持され、４．５〜５．５（好ましく
は５．５）のｐＨ値を有する。
【００４７】マンガンの電着に対しては、使用する陽極
はグラファイト／マンガン（８：１）であるのが好まし
く、このとき陰極電流密度は１５〜２５Ａ／ｄｍｑ（好
ましくは２０Ａ／ｄｍｑ）である。
はグラファイト／マンガン（８：１）であるのが好まし
く、このとき陰極電流密度は１５〜２５Ａ／ｄｍｑ（好
ましくは２０Ａ／ｄｍｑ）である。
【００４８】第２の電解浴は、 （ａ） ３００〜４５０ｇ／リットル（好ましくは３７
０ｇ／リットル）の硫酸亜鉛七水和物；および （ｂ） ５０〜７０ｇ／リットル（好ましくは６０ｇ／
リットル）の硫酸ナトリウム；を含有した水溶液で構成
されるのが好ましい。
０ｇ／リットル）の硫酸亜鉛七水和物；および （ｂ） ５０〜７０ｇ／リットル（好ましくは６０ｇ／
リットル）の硫酸ナトリウム；を含有した水溶液で構成
されるのが好ましい。
【００４９】第２の電解浴は２０〜３０℃（好ましくは
２５℃）の温度に保持され、また２〜４（好ましくは
３）のｐＨ値に保持される。
２５℃）の温度に保持され、また２〜４（好ましくは
３）のｐＨ値に保持される。
【００５０】電着に対しては、使用する陽極は亜鉛であ
るのが好ましく、また加える陰極電流密度は２０〜４０
Ａ／ｄｍｑ（好ましくは３０Ａ／ｄｍｑ）である。
るのが好ましく、また加える陰極電流密度は２０〜４０
Ａ／ｄｍｑ（好ましくは３０Ａ／ｄｍｑ）である。
【００５１】さらに他の実施態様においては、上記の第
１と第２の電解浴の順序が逆であり、したがって亜鉛が
電着されてからマンガンが電着される。
１と第２の電解浴の順序が逆であり、したがって亜鉛が
電着されてからマンガンが電着される。
【００５２】電気拡散（ｅｌｅｃｔｒｏｄｉｆｆｕｓｉ
ｏｎ）の後、リン酸塩浴によって酸洗い工程を施し、こ
うして得られたワイヤをホイールに再び巻き取るか、あ
るいは引き続き直接延伸操作により処理し、これによっ
てワイヤを所望の直径にする。
ｏｎ）の後、リン酸塩浴によって酸洗い工程を施し、こ
うして得られたワイヤをホイールに再び巻き取るか、あ
るいは引き続き直接延伸操作により処理し、これによっ
てワイヤを所望の直径にする。
【００５３】リールからのワイヤの進行速度、およびス
チールコアが第１と第２の電解浴中に滞留する時間の長
さは、付着により得られるクラッドも含めて所望の最終
厚さが得られるよう、さらにまたクラッドを構成する亜
鉛／マンガン合金中のマンガンの所望パーセントが得ら
れるよう調整される。
チールコアが第１と第２の電解浴中に滞留する時間の長
さは、付着により得られるクラッドも含めて所望の最終
厚さが得られるよう、さらにまたクラッドを構成する亜
鉛／マンガン合金中のマンガンの所望パーセントが得ら
れるよう調整される。
【００５４】本発明による亜鉛／マンガン合金の表面ク
ラッドは、処理されたワイヤに優れた防錆特性を付与す
る。この防錆特性は、図１のグラフに示されているよう
に、合金中のマンガンのパーセントが大きくなるにつれ
て向上する傾向がある。
ラッドは、処理されたワイヤに優れた防錆特性を付与す
る。この防錆特性は、図１のグラフに示されているよう
に、合金中のマンガンのパーセントが大きくなるにつれ
て向上する傾向がある。
【００５５】より正確に言うと、図１のグラフは、ｙ軸
が錆形成時間（分）を、そしてｘ軸が亜鉛／マンガン被
覆層中のマンガンのパーセントを表している。
が錆形成時間（分）を、そしてｘ軸が亜鉛／マンガン被
覆層中のマンガンのパーセントを表している。
【００５６】このグラフは、厚さ３ミクロンのＺｎ／Ｍ
ｎ合金で被覆されたテストサンプルを、ＮａＣｌの５％
水溶液中に浸漬することによって行われたテストに関す
るものである。
ｎ合金で被覆されたテストサンプルを、ＮａＣｌの５％
水溶液中に浸漬することによって行われたテストに関す
るものである。
【００５７】防錆特性が、約２５０分の最小値（マンガ
ンが全く含まれていないサンプルの場合）から、約２
０，０００分の最大値（マンガンのパーセントが約８０
％の場合）まで、どのように変化するかが容易にわか
る。
ンが全く含まれていないサンプルの場合）から、約２
０，０００分の最大値（マンガンのパーセントが約８０
％の場合）まで、どのように変化するかが容易にわか
る。
【００５８】比較として、図２の表は、亜鉛／マンガン
で被覆されたサンプル（マンガンのパーセントは５％、
３０％、および８０％）の防錆特性（錆形成時間を分で
表示）、ならびに黄銅で被覆された対応サンプル（Ｚ
ｎ、Ｚｎ／Ｃｏ、およびＮｉＣｏ／ＺｎＣｏ）の防錆特
性を示している。
で被覆されたサンプル（マンガンのパーセントは５％、
３０％、および８０％）の防錆特性（錆形成時間を分で
表示）、ならびに黄銅で被覆された対応サンプル（Ｚ
ｎ、Ｚｎ／Ｃｏ、およびＮｉＣｏ／ＺｎＣｏ）の防錆特
性を示している。
【００５９】試験条件は、図１のグラフに関して説明し
たものと同じである。
たものと同じである。
【００６０】マンガンの含量がわずか５％の場合でも、
防錆特性はすでに、通常の黄銅クラッドの防錆特性より
１０倍高いということがはっきりわかる。
防錆特性はすでに、通常の黄銅クラッドの防錆特性より
１０倍高いということがはっきりわかる。
【００６１】マンガンの含量が３０％の場合、防錆特性
は、亜鉛／コバルト合金のそれより２倍以上大きく、ま
たＮｉＺｎ／ＺｎＣｏ二重層クラッドのそれより明らか
に優れている。
は、亜鉛／コバルト合金のそれより２倍以上大きく、ま
たＮｉＺｎ／ＺｎＣｏ二重層クラッドのそれより明らか
に優れている。
【００６２】本発明にしたがって処理されたワイヤはさ
らに、極めて良好な延伸性を示し、この点は、マンガン
が硬質物質であって、延伸性の低下が予想されることか
らすると意外であった。
らに、極めて良好な延伸性を示し、この点は、マンガン
が硬質物質であって、延伸性の低下が予想されることか
らすると意外であった。
【００６３】しかしながら、こうした予想にもかかわら
ず、亜鉛／マンガンクラッドの場合、特にマンガンの含
量が３０〜７０％のときに優れた延伸性が得られ、そし
てワイヤを絞りリングに通したときに剥離はわずかしか
起こらないということが見いだされた。
ず、亜鉛／マンガンクラッドの場合、特にマンガンの含
量が３０〜７０％のときに優れた延伸性が得られ、そし
てワイヤを絞りリングに通したときに剥離はわずかしか
起こらないということが見いだされた。
【００６４】図３のグラフは、剥離したクラッドの量
（ｙ軸上にｇ／ｍｑにて表示）に関しての、本発明のワ
イヤの延伸性を示している。ｘ軸は、Ｚｎ／Ｍｎ合金中
のマンガンのパーセントを表している。
（ｙ軸上にｇ／ｍｑにて表示）に関しての、本発明のワ
イヤの延伸性を示している。ｘ軸は、Ｚｎ／Ｍｎ合金中
のマンガンのパーセントを表している。
【００６５】さらに留意すべきことは、本発明のワイヤ
がエラストマー材料に対して優れた接着特性を示すとい
う事実である。前述したように、この優れた接着特性
は、運搬手段車輪用タイヤ（本発明の金属ワイヤを張り
つめ、これををウェブすることにより作られた補強用構
造物が適用される）の機械的抵抗性や耐久性にとって必
須のものである。
がエラストマー材料に対して優れた接着特性を示すとい
う事実である。前述したように、この優れた接着特性
は、運搬手段車輪用タイヤ（本発明の金属ワイヤを張り
つめ、これををウェブすることにより作られた補強用構
造物が適用される）の機械的抵抗性や耐久性にとって必
須のものである。
【００６６】図４は、本発明のワイヤのエラストマーに
対する接着耐久性を示している。これらのデータは、コ
バルトをベースとした接着性向上剤を含有し、１５１℃
で３０分キュアーしたゴムサンプルに関して行った種々
の試験から得られたものである。これらのサンプルは、
黄銅、（銅７０％，亜鉛３０％）、亜鉛、亜鉛／マンガ
ン（マンガン含量５〜８０％）、およびマンガン単独の
被覆物について試験した。
対する接着耐久性を示している。これらのデータは、コ
バルトをベースとした接着性向上剤を含有し、１５１℃
で３０分キュアーしたゴムサンプルに関して行った種々
の試験から得られたものである。これらのサンプルは、
黄銅、（銅７０％，亜鉛３０％）、亜鉛、亜鉛／マンガ
ン（マンガン含量５〜８０％）、およびマンガン単独の
被覆物について試験した。
【００６７】亜鉛／マンガン合金クラッドのゴム−金属
接着性が、黄銅クラッドのそれに比較して実質的な低下
をきたしていないことを、表は明確に示している。
接着性が、黄銅クラッドのそれに比較して実質的な低下
をきたしていないことを、表は明確に示している。
【００６８】しかしながら、亜鉛／マンガン合金は、か
なりの長期間にわたってゴム−金属接着性の低下を生じ
ないという利点を提供する。この点は、黄銅クラッドの
場合には認められず、脱亜鉛現象のプロセスや、エラス
トマー混合体中への銅イオンのマイグレーションプロセ
スがかなりの低下を引き起こす。
なりの長期間にわたってゴム−金属接着性の低下を生じ
ないという利点を提供する。この点は、黄銅クラッドの
場合には認められず、脱亜鉛現象のプロセスや、エラス
トマー混合体中への銅イオンのマイグレーションプロセ
スがかなりの低下を引き起こす。
【００６９】さらに、広範な試験によってエラストマー
混合体についての改善がなされれば〔特に、より優れた
接着性向上剤の使用や、他のファクター（例えばイオウ
の濃度など）の最適化〕、ゴム−金属結合の特性がより
一層改良されるものと考えられる。
混合体についての改善がなされれば〔特に、より優れた
接着性向上剤の使用や、他のファクター（例えばイオウ
の濃度など）の最適化〕、ゴム−金属結合の特性がより
一層改良されるものと考えられる。
【００７０】さらに、絞りリング中に特殊な滑剤および
／または適切な材料を加えることによって、金属ワイヤ
の延伸特性を改良することができると考えられる。
／または適切な材料を加えることによって、金属ワイヤ
の延伸特性を改良することができると考えられる。
【００７１】本発明は、プロセス中にニッケルが全く存
在しないため、衛生的上のあらゆる問題（ａｌｌ ｐｒ
ｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ａ ｓａｎｉｔａｒｙ ｎａｔｕ
ｒｅ）（これらの問題は通常、亜鉛／ニッケルおよび／
または亜鉛／コバルトの合金を含んだクラッディングプ
ロセスにおける当該金属に関係する）が取り除かれる。
在しないため、衛生的上のあらゆる問題（ａｌｌ ｐｒ
ｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ａ ｓａｎｉｔａｒｙ ｎａｔｕ
ｒｅ）（これらの問題は通常、亜鉛／ニッケルおよび／
または亜鉛／コバルトの合金を含んだクラッディングプ
ロセスにおける当該金属に関係する）が取り除かれる。
【００７２】本発明には多くの変形や改良形が可能であ
るが、これらはいずれも本発明の特許請求の範囲内であ
ることは言うまでもない。
るが、これらはいずれも本発明の特許請求の範囲内であ
ることは言うまでもない。
【図１】本発明の金属ワイヤに関して、スチールコアに
付着させた亜鉛／マンガン合金中のマンガンのパーセン
ト（ｘ軸）と錆形成時間（ｙ軸）との関係を示したグラ
フである。
付着させた亜鉛／マンガン合金中のマンガンのパーセン
ト（ｘ軸）と錆形成時間（ｙ軸）との関係を示したグラ
フである。
【図２】本発明の金属ワイヤサンプルによって示される
塩水中の錆抵抗性と、種々の従来技術の方法にしたがっ
て造られた他の金属ワイヤサンプルのそれとを比較した
表である。
塩水中の錆抵抗性と、種々の従来技術の方法にしたがっ
て造られた他の金属ワイヤサンプルのそれとを比較した
表である。
【図３】本発明の金属ワイヤの延伸性を示したグラフで
あり、剥離したクラッドの量をｙ軸として、そしてスチ
ールコアに付着させた亜鉛／マンガン合金中のマンガン
のパーセントをｘ軸として表している。
あり、剥離したクラッドの量をｙ軸として、そしてスチ
ールコアに付着させた亜鉛／マンガン合金中のマンガン
のパーセントをｘ軸として表している。
【図４】本発明の方法によって得られるゴム−金属の接
着耐久性と、従来技術のクラッド法によって得られるゴ
ム−金属の接着耐久性とを比較した表である。
着耐久性と、従来技術のクラッド法によって得られるゴ
ム−金属の接着耐久性とを比較した表である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ２５Ｄ 5/26 Ｆ Ｄ０７Ｂ 1/06 Ｚ 1/16 (72)発明者 フェデリコ・パヴァン イタリア共和国 50136 フィレンツェ, ヴィア・ピラティ ４ア
Claims (33)
- 【請求項１】 合金の表面クラッドで被覆されたスチー
ルコアを含んだタイプの、エラストマー材料で造られた
物品のための補強用構造物を得るのに使用される表面処
理された金属ワイヤであって、このとき前記表面クラッ
ドが、５〜８０％のマンガン含量を有する亜鉛／マンガ
ン合金によって構成されていることを特徴とする、前記
金属ワイヤ。 - 【請求項２】 前記クラッド合金中のマンガン含量が３
０〜７０％であることを特徴とする、請求項１記載の金
属ワイヤ。 - 【請求項３】 前記表面クラッドが、スチールコアの表
面への電着によって形成されることを特徴とする、請求
項１記載の金属ワイヤ。 - 【請求項４】 クラッドの層が０．１〜０．３５ミクロ
ンの厚さを有することを特徴とする、請求項１記載の金
属ワイヤ。 - 【請求項５】 前記スチールコアが０．１５〜０．３５
ｍｍの直径を有することを特徴とする、請求項４記載の
金属ワイヤ。 - 【請求項６】 合金の表面クラッドで被覆されたスチー
ルコアを含んだタイプの、エラストマー材料で造られた
物品のための補強用構造物を得るのに使用される金属ワ
イヤを表面クラッドする方法であって、このとき硫酸亜
鉛と硫酸マンガンとを含有した電解浴中にスチールコア
を少なくとも１回浸漬させて、表面クラッドの層の付着
を起こさせる工程を含み、そして前記クラッドが５〜８
０％のマンガン含量を有する亜鉛／マンガン合金によっ
て構成されていることを特徴とする前記方法。 - 【請求項７】 前記電解浴が、 （ａ） １０〜９０ｇ／リットルの硫酸亜鉛七水和物； （ｂ） ２０〜１００ｇ／リットルの硫酸マンガン一水
和物；および （ｃ） １１５〜２３０ｇ／リットルのクエン酸ナトリ
ウム；を含有した水溶液によって構成されていることを
特徴とする、請求項６記載の方法。 - 【請求項８】 前記電解浴が２０〜６０℃の範囲から選
ばれたある温度に保持されることを特徴とする、請求項
７記載の方法。 - 【請求項９】 前記電解浴が４〜６のｐＨ値に保持され
ることを特徴とする、請求項７記載の方法。 - 【請求項１０】 前記電解浴に５〜４０Ａ／ｄｍｑの陰
極電流密度が加えられることを特徴とする、請求項７記
載の方法。 - 【請求項１１】 合金の表面クラッドで被覆されたスチ
ールコアを含んだタイプの、エラストマー材料で造られ
た物品のための補強用構造物を得るのに使用される金属
ワイヤを表面クラッドする方法であって、 （ａ） 硫酸マンガンを含有した第１の電解浴にスチー
ルコアを少なくとも１回浸漬して、スチールコアの外表
面にマンガンの電着を起こさせる工程； （ｂ） 硫酸亜鉛を含有した第２の電解浴にスチールコ
アを浸漬して、スチールコアの外表面に亜鉛の電着を起
こさせる工程；および （ｃ） 亜鉛とマンガンの熱拡散を行って、亜鉛／マン
ガン合金のクラッド層を形成させる工程；を含むことを
特徴とする前記方法。 - 【請求項１２】 前記第１の電解浴が、 （ａ） ８０〜１２０ｇ／リットルの硫酸マンガン一水
和物； （ｂ） ６０〜９０ｇ／リットルの硫酸アンモニウム；
および （ｃ） ４０〜８０ｇ／リットルのチオシアン酸アンモ
ニウム；を含有した水溶液を含んでいることを特徴とす
る、請求項１１記載の方法。 - 【請求項１３】 前記第１の電解浴が２０〜４０℃の範
囲のある温度に保持されることを特徴とする、請求項１
２記載の方法。 - 【請求項１４】 前記第１の電解浴が４．５〜５．５の
ｐＨ値に保持されることを特徴とする、請求項１２記載
の方法。 - 【請求項１５】 前記第１の電解浴に１５〜２５Ａ／ｄ
ｍｑの陰極電流密度が加えられることを特徴とする、請
求項１２記載の方法。 - 【請求項１６】 前記第２の電解浴が、 （ａ） ３００〜４５０ｇ／リットルの硫酸亜鉛七水和
物；および （ｂ） ５０〜７０ｇ／リットルの硫酸ナトリウム；を
含有することを特徴とする、請求項１１記載の方法。 - 【請求項１７】 前記第２の電解浴が２０〜３０℃の温
度に保持されることを特徴とする、請求項１６記載の方
法。 - 【請求項１８】 前記第２の電解浴が２〜４のｐＨ値に
保持されることを特徴とする、請求項１６記載の方法。 - 【請求項１９】 前記第２の電解浴に２０〜４０Ａ／ｄ
ｍｑの陰極電流密度が加えられることを特徴とする、請
求項１６記載の方法。 - 【請求項２０】 ジュール効果により金属ワイヤを加熱
することによって熱拡散工程が行われることを特徴とす
る、請求項１１記載の方法。 - 【請求項２１】 合金の表面クラッドで被覆されたスチ
ールコアを含んだタイプの、エラストマー材料で造られ
た物品のための補強用構造物を得るのに使用される金属
ワイヤを表面クラッドする方法であって、 （ａ） 硫酸亜鉛を含有した第１の電解浴にスチールコ
アを浸漬して、スチールコアの外表面に亜鉛の電着を起
こさせる工程； （ｂ） 硫酸マンガンを含有した第２の電解浴にスチー
ルコアを少なくとも１回浸漬して、スチールコアの外表
面にマンガンの電着を起こさせる工程；および （ｃ） 亜鉛とマンガンの熱拡散を行って、亜鉛／マン
ガン合金のクラッド層を形成させる工程；を含むことを
特徴とする前記方法。 - 【請求項２２】 前記第１の電解浴が、 （ａ） ３００〜４５０ｇ／リットルの硫酸亜鉛七水和
物；および （ｂ） ５０〜７０ｇ／リットルの硫酸ナトリウム；を
含有することを特徴とする、請求項２１記載の方法。 - 【請求項２３】 前記第１の電解浴が２０〜３０℃の範
囲から選ばれたある温度に保持されることを特徴とす
る、請求項２２記載の方法。 - 【請求項２４】 前記第１の電解浴が２〜４のｐＨ値に
保持されることを特徴とする、請求項２２記載の方法。 - 【請求項２５】 前記第１の電解浴に２０〜４０Ａ／ｄ
ｍｑの陰極電流密度が加えられることを特徴とする、請
求項２２記載の方法。 - 【請求項２６】 前記第２の電解浴が、 （ａ） ８０〜１２０ｇ／リットルの硫酸マンガン一水
和物； （ｂ） ６０〜９０ｇ／リットルの硫酸アンモニウム；
および （ｃ） ４０〜８０ｇ／リットルのチオシアン酸アンモ
ニウム；を含有した水溶液を含んでいることを特徴とす
る、請求項２１記載の方法。 - 【請求項２７】 前記第２の電解浴が２０〜４０℃の範
囲から選ばれたある温度に保持されることを特徴とす
る、請求項２６記載の方法。 - 【請求項２８】 前記第２の電解浴が４．５〜５．５の
ｐＨ値に保持されることを特徴とする、請求項２６記載
の方法。 - 【請求項２９】 前記第２の電解浴に１５〜２５Ａ／ｄ
ｍｑの陰極電流密度が加えられることを特徴とする、請
求項２６記載の方法。 - 【請求項３０】 ジュール効果により金属ワイヤを加熱
することによって熱拡散工程が行われることを特徴とす
る、請求項２１記載の方法。 - 【請求項３１】 請求項１に記載の表面処理金属ワイヤ
を複数使用して構成されたコードを複数含んだ、エラス
トマー材料で作られた物品のための補強用構造物。 - 【請求項３２】 請求項３１に記載の補強用構造物を組
み込んだ、エラストマー材料で作られた物品。 - 【請求項３３】 請求項３１に記載の補強用構造物を組
み込んだ、運搬手段車輪用タイヤ。
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|---|---|---|---|
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| IT94A001627 | 1994-07-28 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| JP2011184776A (ja) * | 2010-03-10 | 2011-09-22 | Nagoya Plating Co Ltd | 無機防錆皮膜、並びに、無機防錆皮膜を形成するためのめっき方法、及び、これに用いられるめっき液 |
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| CN107824630B (zh) * | 2017-10-23 | 2019-05-10 | 江苏兴达钢帘线股份有限公司 | 一种金属线、其制造方法及轮胎 |
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| GB8615746D0 (en) * | 1986-06-27 | 1986-08-06 | Bekaert Sa Nv | Brass-coated steel elements |
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| US5002837A (en) * | 1988-07-06 | 1991-03-26 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Zn-Mg alloy vapor deposition plated metals of high corrosion resistance, as well as method of producing them |
| KR910003036B1 (ko) * | 1988-12-30 | 1991-05-17 | 포항종합제철 주식회사 | 고내식성 철-망간계 이층도금강판 및 그 제조방법 |
| US5221559A (en) * | 1989-02-17 | 1993-06-22 | Compagnie Generale Des Etablissements Michelin-Michelin & Cie | Method of treating a metallic reinforcement so as to favor its adherence to a rubber base composition and of producing an article with said reinforcements; reinforcements and articles obtained by these |
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-
1994
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-
1995
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