JPH08209386A - ゴムとの接着性に優れたブラスめっき鋼線 - Google Patents

ゴムとの接着性に優れたブラスめっき鋼線

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JPH08209386A
JPH08209386A JP1917095A JP1917095A JPH08209386A JP H08209386 A JPH08209386 A JP H08209386A JP 1917095 A JP1917095 A JP 1917095A JP 1917095 A JP1917095 A JP 1917095A JP H08209386 A JPH08209386 A JP H08209386A
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JP
Japan
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rubber
brass
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plated steel
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JP1917095A
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English (en)
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Masaji Sasaki
正司 佐々木
Hitoshi Tashiro
均 田代
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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    • DTEXTILES; PAPER
    • D07ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07BROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B1/00Constructional features of ropes or cables
    • D07B1/06Ropes or cables built-up from metal wires, e.g. of section wires around a hemp core
    • D07B1/0606Reinforcing cords for rubber or plastic articles
    • D07B1/0666Reinforcing cords for rubber or plastic articles the wires being characterised by an anti-corrosive or adhesion promoting coating
    • DTEXTILES; PAPER
    • D07ROPES; CABLES OTHER THAN ELECTRIC
    • D07BROPES OR CABLES IN GENERAL
    • D07B2205/00Rope or cable materials
    • D07B2205/30Inorganic materials
    • D07B2205/3021Metals
    • D07B2205/3085Alloys, i.e. non ferrous
    • D07B2205/3089Brass, i.e. copper (Cu) and zinc (Zn) alloys

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  • Electroplating Methods And Accessories (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はゴム補強用鋼線のゴムとの接着性を
改善する技術に関し、特にめっき中のFeおよびNiを
添加することによるゴムとの接着性に優れたブラスめっ
き鋼線を提供する。 【構成】 鋼素地の上に施すブラスめっきであって、め
っき層成分として、Cu、ZnおよびFeならびにNi
を同時に含有する4元系金属めっき層であることを特徴
とするゴムとの接着性に優れたブラスめっき鋼線、ま
た、前記ブラスめっき層のFeおよびNiの含有量が、
Fe+Niの合計で5〜90重量%であるめっき層であ
ることを特徴とするゴムとの接着性に優れたブラスめっ
き鋼線、さらに、FeまたはNiはいずれかが0重量%
であることを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はゴム補強用鋼線のゴムと
の接着性を改善する技術に関し、特にめっき中のFeお
よびNiを添加することによるゴムとの接着性に優れた
ブラスめっき鋼線に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、ゴムにめっき鋼線を補強用とし
て複合化する技術は、自動車用タイヤ、高圧ゴムホー
ス、コンベアベルト等広く産業上利用されている。特
に、自動車用タイヤコードはゴムとの接着性の要求が高
度であり、最近においてもさらなる改善が成されてい
る。この接着性を向上させるには、表面にブラスめっき
を施した鋼線をゴムに埋め込む工程での加硫処理におい
て、ゴム中のSとめっき成分であるCuを結合させ、そ
の界面に接着を強固にする働きがあるCuX S化合物を
いかに多く生成させ存在させるかが重要となる。
【0003】このゴムと金属の接着機構については、ゴ
ムに関する検討として、いかに接着界面の反応層を強固
にするか、また、金属面との直接接触を防止する検討が
なされ、この点からも接着反応とゴム物性の両面より今
後さらに検討すべきとの結論に止まっている。しかし、
その中で一般的な説として、ゴムに活性促進剤を添加す
ると、Sがゴムと速く反応してしまい、ゴム中の遊離の
Sが減少し、CuSからCu2 Sへの反応が終り、その
後において界面では酸化が生じて、むしろ接着が低下す
ることが報告されている。このことからCuSからCu
2 Sへの反応を加硫処理の間持続することが接着性にと
って重要となることが理解される。(例えば、日本ゴム
協会誌、第45巻(1972)第10号、P920-931参照)
【0004】その他、極細鋼線とゴムとの接着性を改善
させるためにブラス中に他の元素を添加する公知技術と
して、例えば、特開平5−294111号公報では2〜
12重量%のNiを、特公平3−62731号公報では
4〜10重量%のNiを、特開昭57−56110号公
報では0.05〜5重量%のCoを、特公平2−395
99号公報では0.1〜10重量%のFeをそれぞれ含
有させることにより、ゴムとの接着性を改善する技術が
開示されている。また、実際の製造プロセスでは、接着
状況は伸線後のめっきの残存状況およびめっき自体の特
性、ならびに他の工程要因によって大きく影響を受け
る。そのため、安定した良好な接着性を得るには、製造
工程管理およびめっき管理はかなりの労力と費用を要し
ている。
【0005】さらに最近では、めっき技術においても、
公害の問題から拡散めっきが主流となっており、この拡
散熱処理によって生ずる相互拡散によるブラスめっき中
のCu、Zn成分の濃度勾配の発生があり、そのためそ
れら合金濃度を、拡散めっきによって調整して接着性の
最適化をはかるには、その工程管理がさらに煩瑣にな
り、多大の困難を伴う。このため、安定した良好なる接
着性を得るための製造工程管理の簡略化を可能とする技
術開発が望まれている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の問題に鑑み、めっき中の成分としてブラス成分以外の
元素の添加を検討し、界面に生ずるCu2 S(むしろC
1.96S)化合物の生成を促進し、この反応を加硫処理
の間継続して維持し、安定してCu2 S(むしろCu
1.96S)化合物を生成させることによってゴムとの接着
性に優れたブラスめっき鋼線を提供する。本発明の他の
目的は、めっき処理の拡散めっき工程における最適化を
はかり、さらに、伸線等の工程条件の許容差の拡大をは
かることによって、接着特性のバラツキを低減したゴム
との接着性に優れたブラスめっき鋼線を提供する。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を達
成するものであり、その要旨とするところは、(1)鋼
素地の上に施すブラスめっきであって、めっき層成分と
して、Cu、ZnおよびFeならびにNiを同時に含有
する4元系金属めっき層であることを特徴とするゴムと
の接着性に優れたブラスめっき鋼線、(2)前記ブラス
めっき層のFeおよびNiの含有量が、Fe+Niの合
計で5〜90重量%である(1)記載のゴムとの接着性
に優れたブラスめっき鋼線、(3)前記FeまたはNi
の成分において、いずれかが0重量%である(1)また
は(2)記載のゴムとの接着性に優れたブラスめっき鋼
線である。
【0008】
【作用】本発明はさらにFeとNiの2元素を添加し、
4元系金属ブラスめっきとした。4元系ではあるが、適
正範囲がFe+Ni成分が5〜90重量%の広い範囲で
あるために特に厳しい管理も必要でなく工程管理が容易
となる。このFe,Niの添加方法は蒸着、電気めっき
等いずれでもよく、単独または複合添加であってもよ
い。これらFe,Ni添加によって、加硫生成物中のC
x S,ZnSの他にFeS,NiS等の生成によって
ゴムとの接着の補強的効果が得られ、また、強度の高い
Cux Sの生成の促進等によって、接着性の向上が得ら
れる。
【0009】本発明におけるFeとNi両元素の同時添
加の理由は、強度の高いCux S、具体的にはCu1.96
Sが生成しやすいとの知見から得られたものである。す
なわち、FeとNiがブラス中に同時に存在すること
が、ブラスめっきとゴムとの界面でのCu1.96S生成の
ための一種の反応促進剤としての作用を有すると考えら
れる。なお、第3発明はどちらかの元素で他を置き換え
たものであり、その効果は複合添加より小さいが、上記
と同様の作用を有するものであり、これらはゴム中のS
に対して、FeSまたはNiSの形成と同時に、ブラス
めっきとゴムとの界面での、CuSからSの放出された
Cu1.96Sへの生成を促進する作用を有するものと考え
られる。
【0010】以下、本発明の限定理由についてさらに詳
述する。本発明の鋼線とゴムとの接着性においては、ブ
ラスめっき伸線材を何本かを撚った撚り線の状態でタイ
ヤに埋め込み、約150℃で20〜30分の加硫工程に
おけるSとの反応が最も重要である。また、このブラス
めっきは、第1層としてCuめっきし、その上に第2層
としてZnめっきしてこれを拡散焼鈍して所定のブラス
成分に調整する拡散めっき工程によってめっき処理され
ている。FeおよびNiの添加は、第1層のCuめっき
の上に、第2層またはさらに3層としてFeおよびNi
とZnの各々の合金をめっきし、これを拡散焼鈍して所
定の4元系ブラス成分に調整する拡散めっき工程によっ
てなされるものである。なお、前述のごとくこれらFe
およびNiの添加方法は、この方法以外であっても本発
明の主旨を変更するものではない。
【0011】上記のゴム中のSは、めっき中のCuと反
応し、その界面にCux Sを形成するもので、但しこの
xは種々の値をとるがCu1.96Sの時が強度を高く、こ
れを如何に安定して生成させるかが本発明の主題であ
る。この条件としては、先ずCuが多いとCuSの生成
に有利となり、これから生ずるCu1.96Sにも有利とな
る。また、Cu比率が低減すればCu1.96Sへの生成に
有利となる。本発明では、FeおよびNiの添加によっ
てこのCu比率の低減を成し、さらにCu1.96Sへの反
応促進を同時に達成するものと考えられる。
【0012】本発明では、Fe+Niが5重量%未満で
はゴムとの接着に重要なCu1.96Sの生成が充分起こら
ず、その結果接着性が劣化する。これが90重量%超で
は、強力なCu1.96S以上にFeSおよびNiSが生成
し、また、Cuが少なすぎるためにかえってゴムとの接
着性が弱くなる。このため、Fe+Niの合計が5〜9
0重量%の範囲とした。さらに好ましくは40〜60重
量%である。このFeおよびNi添加量の調整は、めっ
き量を電流および浴成分の調整によって行い、好ましく
は電流密度として約10A/dm2として、全めっき層厚み
は約2μmを目処としてなされる。なお、めっき層の成
分分析は原子吸光分析またはICP( 誘導結合プラズマ
発光分析) によって行われる。以下、本発明について実
施例に基づいてさらに詳述する。
【0013】
【実施例】SWRS82A相当の1.2mm径パテンティ
ング処理鋼線を脱スケール、アルカリ中和後、Cuめっ
き、Zn−Fe合金めっき、Zn−Ni合金めっきを順
次施し、熱拡散させる拡散めっき処理をおこなった。C
uめっき浴はピロリン酸浴、Zn−FeおよびZn−N
iめっきは硫酸めっき浴による。Cu,ZnはCu/Z
n=65/35になるようにめっきした。Fe,Niも
含めて総厚さは約2μmとした。ブラス合金拡散は流動
層熱処理炉で500℃×約10s熱処理して行った。め
っき後約0.9mm径まで乾式潤滑剤により伸線加工し、
その後各段減面率14%で湿式潤滑剤(ステアリン酸ナ
トリウムまたはカルシウム等の混合液体)による伸線加
工を600m/min の速度で行い最終線径を0.20mm径
とし、撚り線機で7本撚り加工し、表1に示す原料から
作成したゴムを使用して加硫処理した、加硫条件として
150℃×30min の加硫処理である。
【0014】
【表1】
【0015】ゴムとの接着性試験はASTM規格D22
29に則って行い、接着強度測定はインストロン型引張
試験機によりゴムからコードを引き抜いた時の最大引抜
力とゴム接着率をもって評価した。初期接着性と耐水接
着性(120℃、95%湿度環境で6hr)の2方法で評
価した。その結果を表2に示す。
【0016】
【表2】
【0017】表2から次のことが明らかである。本発明
例1〜4はめっき中のFe+Ni濃度がそれぞれ5〜9
0重量%の範囲内に存在するのでゴムとの接着性が良好
な結果である。比較例1は、Fe+Ni濃度が5重量%
未満のためにゴムとの接着に強力なCu1.96Sの生成が
十分に起こらず本発明例よりは接着性が劣化した。比較
例2は、Fe+Ni濃度が90重量%以上のために強力
なCu1.96S以上にFeSおよびNiSが生成し、また
Cuが少なすぎるためにかえってゴム接着力が弱くな
る。
【0018】
【発明の効果】上記の実施例からも明らかな如く、本発
明はFeおよびNiをブラスめっきにさらに添加含有さ
せることによって、加硫処理時のCu1.96Sの生成を促
進し、ゴムとの接着を強固とし、初期接着性と耐水接着
性を向上し、さらに処理条件の管理の緩和、製造コスト
低減および工程省略等に寄与し、本発明によりブラスめ
っき鋼線のゴムとの接着性は大幅に改善され、工業的に
も利用価値は高い。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼素地の上に施すブラスめっきであっ
    て、めっき層成分として、Cu、ZnおよびFeならび
    にNiを同時に含有する4元系金属めっき層であること
    を特徴とするゴムとの接着性に優れたブラスめっき鋼
    線。
  2. 【請求項2】 前記ブラスめっき層のFeおよびNiの
    含有量が、Fe+Niの合計で5〜90重量%であるこ
    とを特徴とする請求項1記載のゴムとの接着性に優れた
    ブラスめっき鋼線。
  3. 【請求項3】 前記FeまたはNiの成分において、い
    ずれかが0重量%である請求項1または2記載のゴムと
    の接着性に優れたブラスめっき鋼線。
JP1917095A 1995-02-07 1995-02-07 ゴムとの接着性に優れたブラスめっき鋼線 Withdrawn JPH08209386A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007102233A1 (ja) 2006-03-08 2007-09-13 Kabushiki Kaisha Bridgestone ゴム物品補強用のブラスめっき鋼線とその製造方法
CN110199056A (zh) * 2017-01-26 2019-09-03 日本制铁株式会社 镀覆钢丝、钢丝帘线及橡胶-镀覆钢丝复合体
CN111699095A (zh) * 2018-02-14 2020-09-22 住友电气工业株式会社 轮胎

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Effective date: 20020507