JPH09164604A - コード／ゴム複合体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 タイヤのベルト層やカーカス層等に用いる上
で好適な湿潤環境下での耐腐食疲労性に優れると共にコ
ードとゴムとの接着性を実質的に損なうことのないコー
ド／ゴム複合体の製造方法を提供すること。 【解決手段】 この製造方法は、拡散法でブラスメッキ
を施したスチールワイヤを伸線後、２５０〜３５０℃の
温度下に熱処理し、ついでこのように熱処理したスチー
ルワイヤを１本乃至複数本撚り合わせてスチールコード
とし、このスチールコードを、０．６％以上の水分を含
んだ未加硫ゴム組成物に埋設し、加硫一体化してなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、タイヤのベルト層
やカーカス層等に用いる上で好適なコード／ゴム複合体
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の地球温暖化問題から高まるニーズ
のひとつとして、自動車の低燃費化が挙げられる。低燃
費化を達成する上では、自動車部品の軽量化も重要な対
策となっている。この様な背景から、自動車部品である
タイヤの軽量化要求が高い。現在、最も一般に使用され
ている空気入りラジアルタイヤの殆どが、そのベルト層
にスチ−ルコ−ドを用いている。従って、タイヤの軽量
化を達成する上では、ゴム量の低減と共に、このスチ−
ルコ−ドの使用量を低減する事が大きな課題である。

【０００３】スチ−ルコ−ドの使用量を低減するには、
タイヤの耐久性を確保する上でスチ−ルコ−ドの高強度
化が必要となる。その為、従来に比べ、炭素含有量のよ
り高い高炭素鋼に従来以上の伸線加工度を適用し、高強
度スチ−ルワイヤを製造し、このスチールワイヤを１本
乃至複数本撚り合わせてスチールコードにする試みが行
われている。

【０００４】しかしながら、高炭素鋼を用いて高加工度
を適用すると、スチールコードの強度は高まるものの湿
潤環境下での耐腐食疲労性が悪化する傾向が顕著とな
る。更にタイヤ軽量化を達成する為に、スチールコード
と共にゴム量も低減する結果、トレッド面の外傷等によ
り水が内部に容易に浸入し、スチ−ルコ−ドを取り巻く
環境が湿潤雰囲気下にさらされる事が多くなる。それ故
に、タイヤの耐久性を確保しながら、タイヤの軽量化を
達成する為には、高強度スチ−ルコ−ドの湿潤環境下で
の耐腐食疲労性の向上が必須の課題となる。

【０００５】この様な問題を解決する為に、スチールコ
ードのオープン構造、ブラスメッキ以外のメッキの適用
やスチールワイヤへの表面処理がその対策とされてい
る。しかし、これらいずれの方法でも、湿潤環境下での
腐食疲労性の低下を防ぐには至っていない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、タイ
ヤのベルト層やカーカス層等に用いる上で好適な湿潤環
境下での耐腐食疲労性に優れると共にコードとゴムとの
接着性を実質的に損なうことのないコード／ゴム複合体
の製造方法を提供する事である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この課題を解決する為
に、本発明者が検討した結果、拡散法でブラスメッキを
施したスチールワイヤを伸線後、特定の条件下で熱処理
する事により、コード／ゴム複合体の湿潤環境下での耐
腐食疲労性が飛躍的に向上する事を見出した。しかしな
がら、このように熱処理したスチールワイヤからなるス
チールコードを通常の未加硫ゴム組成物に埋設し、加硫
によって一体化した場合、ゴムとの接着性が著しく低下
する事が判明した。

【０００８】上記問題点を解決する為に、本発明者が鋭
意検討を重ねた結果、上記スチールコードとゴムとの接
着性の低下を防ぐには、該スチールコードを埋設する未
加硫ゴム組成物に含まれる水分を増量させる事が有効で
ある事が分かった。その結果、ブラスメッキを施したス
チールワイヤを伸線後、特定の条件下で熱処理し、つい
でこのスチールワイヤを撚り合わせてスチールコードと
し、このスチールコードを特定量の水分を含む未加硫ゴ
ム組成物に埋設し、加硫によって一体化する事により、
コードとゴムとの接着性を低下させる事なく、湿潤環境
下での耐腐食疲労性に優れたコード／ゴム複合体を提供
する事が可能である事を見出し、本発明を成すに至っ
た。

【０００９】したがって、本発明は、拡散法でブラスメ
ッキを施したスチールワイヤを伸線後、２５０〜３５０
℃の温度下に熱処理し、ついでこのように熱処理したス
チールワイヤを１本乃至複数本撚り合わせてスチールコ
ードとし、このスチールコードを、０．６％以上の水分
を含んだ未加硫ゴム組成物に埋設し、加硫一体化するこ
とを特徴とする。

【００１０】この様に拡散法でブラスメッキを施したス
チールワイヤを伸線後、２５０〜３５０℃の温度下に熱
処理することで、ワイヤ表層の組織変化とワイヤ表層に
耐食性の高い被膜の形成があいまって、湿潤環境下での
耐腐食性疲労性が向上すると推定される。ここで、“熱
処理”とは、加熱する処理を行うことをいう。また、こ
のように熱処理したスチールワイヤを撚り合わせてスチ
ールコードとし、このスチールコードを、０．６％以上
の水分を含んだ未加硫ゴム組成物に埋設し、加硫一体化
するために、ゴム組成物中の水分によってゴムとの境界
面を形成するワイヤの極表面層が活性化され、ゴムとの
接着性が向上すると考えられる。

【００１１】したがって、コードとゴムとの接着性を確
保しながら、湿潤環境下での耐腐食疲労性の向上が可能
となる。また、スチールコードをその炭素含有量を高め
て高強度化する事により、スチールコードの使用量を低
減出来るから、タイヤ等の軽量化をはかる事が可能とな
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明では、拡散法でブラスメッ
キを施したスチールワイヤを伸線後、２５０〜３５０℃
の範囲の温度下、好ましくは、２７５〜３２５℃の範囲
の温度下で熱処理する。ついでこのように熱処理したス
チールワイヤを１本乃至複数本撚り合わせてスチールコ
ードとし、このスチールコードを、０．６％以上、好ま
しくは、０．６〜１．５％で示される範囲の水分を含む
未加硫ゴム組成物に埋設し、加硫によって一体化する。
この未加硫ゴム組成物は、その配合内容が特定されるも
のではなく、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、スチレン−ブ
タジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（Ｂ
Ｒ）等の原料ゴムにカーボンブラック、加硫剤等を配合
してなるものである。また、この未加硫ゴム組成物は、
クレゾール樹脂およびヘキサメチロールメラミンペンタ
メチルエーテルの部分縮合物を含有するのがよく、好ま
しくは、原料ゴム１００重量部に対し、ヘキサメチロー
ルメラミンペンタメチルエーテルの部分縮合物を１．０
〜５重量部、クレゾール樹脂を０．５〜５重量部、イオ
ウを４〜７重量部、及び有機酸コバルト塩をコバルト元
素として０．１〜０．８重量部配合してなるものであ
る。

【００１３】ここで、スチールワイヤにブラスメッキを
施す方法には、通常、シアン浴を用いて銅と亜鉛を同時
に電着させる方法（シアン法）と、銅、亜鉛の順に個別
に電着し、その後熱拡散してブラス化する方法（拡散
法）がある。しかし、シアン法はシアン浴を用いるの
で、公害、環境衛生上の問題があり、一方、拡散法はこ
の様な問題はない。このため本発明では、拡散法でブラ
スメッキを行っている。

【００１４】また、２５０〜３５０℃の温度下で熱処理
するのは、２５０℃未満では湿潤環境下での耐腐食疲労
性の向上に十分な効果が得られない。一方、３５０℃超
の温度で熱処理した場合には、ブラスメッキスチールコ
ードの湿潤環境下での耐腐食疲労性は改善せれず、更に
ブラスメッキスチールコードの引張強さの低下が顕著と
なり、コード／ゴム複合体の軽量化が達成不可能とな
る。

【００１５】熱処理温度は、より好ましくは、２７５〜
３２５℃で示される範囲である。熱処理時間は特に限定
するものではないが、耐腐食疲労性を確保する上では、
５〜３０分間がより好ましい。尚、熱処理方法は特に限
定されるものではない。かかる熱処理コードを埋設する
未加硫ゴム組成物に含まれる水分率を０．６％以上とす
る事が必要である。０．６％未満の場合、コードとゴム
との接着性が低下し、コード／ゴム複合体の耐久性確保
が困難である。水分率の上限は特に限定しないが、１．
５％以下が好ましい。１．５％を越えると、未加硫ゴム
が加硫される際に水分により発砲する等の問題を生ず
る。ここで、未加硫ゴム組成物に含まれる水分率を所定
量にする方法は特に限定されるものではなく、例えば、
高湿の雰囲気中に未加硫ゴム組成物を放置する、或いは
未加硫ゴム組成物に水を混合する等の方法がある。

【００１６】本発明において、拡散法でブラスメッキを
施したスチールワイヤのブラスメッキ厚みは特に限定さ
れるものではないが、最終メッキ厚が、０．１〜０．５
μｍとなるようにするのがゴムとの接着の観点で好適で
ある。ブラスメッキ組成は、通常用いられる範囲で構わ
ず、銅が６０〜７０％、亜鉛が３０〜４０％の組成であ
る。また、本発明で用いられる高炭素鋼は特に限定され
るものではないが、炭素含有率が０．８２重量％以上の
ワイヤを用いた場合に、より顕著な効果が得られる。

【００１７】

【実施例】以下、実施例により本発明の効果を更に具体
的に説明する。 実施例１ Ｃｕ／Ｚｎ合金比が０．６４／０．３６となる様ブラス
メッキを拡散法で施した、炭素含有量が０．８２重量％
のスチールワイヤを直径が０．３０ｍｍとなる様に伸線
した。このブラスメッキスチールワイヤに、表１に示す
熱処理温度で熱処理を施した。この熱処理後のスチール
ワイヤの５本を撚り合わせてスチールコードとし、この
スチールコードを表２に示す配合Ａの未加硫ゴム組成物
にその水分率を種々変化させて埋設し、加硫によって一
体化してコード／ゴム複合体を製造した。配合Ａの未加
硫ゴム組成物は、原料ゴム１００重量部に対し、ヘキサ
メチロールメラミンペンタメチルエーテルの部分縮合物
を４．０重量部、クレゾール樹脂を１．０重量部、イオ
ウを６．０重量部、及び有機酸コバルト塩をコバルト元
素として０．３重量部を配合してなるものである。

【００１８】表１に、これらの熱処理ブラスメッキスチ
ールワイヤの腐食疲労性、及びゴムとの接着性を評価し
た結果を示す。耐腐食疲労性は促進評価として、温度２
０〜２５℃の雰囲気中で、表１中に示す熱処理温度下で
熱処理温を施したブラスメッキスチールワイヤを３重量
％塩化ナトリウム水溶液中で回転曲げ疲労試験（負荷応
力：約１１７６Ｎ／ｍｍ² ）により評価した破断寿命を
指数で表わした。コードとゴムとの接着性は、ＡＳＴＭ
Ｄ２２２９に準拠してブラスメッキスチールコードを
引き抜き、その時のゴム被覆率を評価した結果として指
数で表した。いずれも数値が大きい方がよい。

【００１９】表１のＮｏ．４，６，８，１０，１２が本
発明例で、その他は比較例である。同表に見られる様
に、本発明例のブラスメッキスチールコードは耐腐食疲
労性に優れ、ゴムとの接着も確保している事が分かる。
これに対し、比較例であるＮｏ．２，３は、いずれもブ
ラスメッキスチールコードに対する熱処理条件の温度が
２５０℃未満の例であり、本発明例に比べ、耐腐食疲労
性は劣っている。比較例であるＮｏ．５，７，９，１３
は、いずれもブラスメッキスチールコードに対する熱処
理条件の温度が２５０〜３５０℃で示される範囲である
が、これらを埋設する未加硫ゴム組成物に含まれる水分
率が０．６％未満の例である。未加硫ゴム組成物に含ま
れる水分が少ない為、ゴムとの接着性が低下している。
更に比較例であるＮｏ．１４は、ブラスメッキスチール
ードに対する熱処理条件の温度が３５０℃を越える例で
ある。耐腐食疲労性向上効果が十分に発揮されず、コー
ドとゴムとの接着性も低下してくる。その上、ブラスメ
ッキスチールコードに対する熱処理条件の温度が３５０
℃を越えると、コード自身の機械的性質、特に引張強さ
の低下が顕著となり、コード／ゴム複合体の機械的性質
も低下する。

【００２０】実施例２ 実施例１と同一のブラスメッキスチールコードを表２に
示す配合Ｂの未加硫ゴム組成物にその水分率を特定して
埋設し、加硫によって一体化した。配合Ｂの未加硫ゴム
組成物は配合剤、及び配合量は配合Ａとほぼ同じである
が、配合Ａは原料ゴム１００重量部に対し、ヘキサメチ
ロールメラミンペンタメチルエーテルの部分縮合物が
４．０ 重量部であるが、配合Ｂは原料ゴム１００重量
部に対し、ヘキサメチロールメラミンが４．０重量部で
ある点が異なる。水分率を特定した未加硫ゴム組成物
は、実施例１と同様の方法で作製した。

【００２１】得られるコード／ゴム複合体のコードとゴ
ムとの接着性を実施例１と同様の方法で評価し、その結
果を指数で表した。Ｎｏ．１１は、Ｎｏ．１０と同一の
ブラスメッキスチールコードを，配合Ｂの未加硫ゴム組
成物に埋設したものである。尚、未加硫ゴム組成物に含
まれる水分率も、Ｎｏ．１０と同じである。その結果、
Ｎｏ．１１のゴムとの接着性は、Ｎｏ．９より優れてい
るものの、未加硫ゴム組成物に含まれる水分率が同じで
あるＮｏ．１０より劣っている。即ち、配合Ａの方が、
配合Ｂより良好なゴムとの接着性を示す事が分かる。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【表２】

【００２４】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、拡
散法でブラスメッキを施したスチールワイヤを伸線後、
２５０〜３５０℃の温度下に熱処理し、ついでこのよう
に熱処理したスチールワイヤを１本乃至複数本撚り合わ
せてスチールコードとし、このスチールコードを、０．
６％以上の水分を含んだ未加硫ゴム組成物に埋設し、加
硫一体化してなるために、湿潤環境下での耐腐食疲労性
に優れると共にコードとゴムとの接着性を実質的に損な
うことのないコード／ゴム複合体を得ることが可能とな
る。また、炭素含有量を高めてスチールコードを高強度
化する事により、スチールコードの使用量を低減出来る
からタイヤ等の軽量化をはかる事が可能となる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 拡散法でブラスメッキを施したスチール
   ワイヤを伸線後、２５０〜３５０℃の温度下に熱処理
   し、ついでこのように熱処理したスチールワイヤを１本
   乃至複数本撚り合わせてスチールコードとし、このスチ
   ールコードを、 ０．６％以上の水分を含んだ未加硫ゴム組成物に埋設
   し、加硫一体化してなるコード／ゴム複合体の製造方
   法。
2. 【請求項２】前記未加硫ゴム組成物が０．６％〜１．５
   ％の水分を含有する請求項１記載のコード／ゴム複合体
   の製造方法。
3. 【請求項３】前記未加硫ゴム組成物が、クレゾール樹脂
   およびヘキサメチロールメラミンペンタメチルエーテル
   の部分縮合物を含有する請求項１又は２記載のコード／
   ゴム複合体の製造方法。