(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一またはそれ以上の炭素鋼ワイヤとの接触状態で、少なくとも一本のステンレススチールワイヤを含み、該ステンレススチールワイヤの微細構造が、20％(体積％)未満のマルテンサイトを含むか、あるいはマルテンサイトを含まないことを特徴とする、ハイブリッドスチールコード。
【請求項２】
該ステンレススチールの微細構造が、5％未満のマルテンサイトを含むか、
あるいはマルテンサイトを含まない、請求項１に記載のコード。
【請求項３】
該炭素鋼が、0.68％〜0.95％(体積％)の範囲内の炭素を含む、請求項１または２に記載のコード。
【請求項４】
該ステンレススチールが、体積％で、0.2％未満の炭素、16％〜20％の範囲内のクロム、10％未満のニッケルおよび2％未満のモリブデンを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載のコード。
【請求項５】
該ハイブリッドスチールコードを構成するワイヤの本数の少なくとも50％が、炭素鋼ワイヤであり、基本的なストランド型のコードであって、螺旋状に一緒に捩じられた、一群のＮ本のワイヤからなる構造(1xN)を有し、各炭素鋼ワイヤが、少なくとも一本のステンレススチールワイヤとの接触状態にある、請求項１〜４のいずれか１項に記載のコード。
【請求項６】
該ハイブリッドスチールコードを構成するワイヤの本数の少なくとも50％が、炭素鋼ワイヤであり、層状型のコードであって、Y本のワイヤを含む少なくとも第一の層によって包囲された、X本のワイヤのコアからなる構造(X+Y+Z)を有し、該第一層自体は、Z本のワイヤを含む第二の層によって包囲されており、Xは1〜4の範囲内にあり、Yは3〜12の範囲内にあり、およびZは8〜20の範囲内にある、請求鋼１〜４のいずれか１項に記載のコード。
【請求項７】
層状型のコードであって、その中心のコアが、炭素鋼ワイヤの少なくとも第一の層によって包囲されかつこれと接触している、請求項６に記載のコード。
【請求項８】
構造(1+6+11)または(1+6+12)を有し、夫々、該コードの中心コアが、６本の炭素鋼ワイヤを含む少なくとも第一の層によって包囲されかつこれと接触しており、該第一層自体が11または12本の炭素鋼ワイヤを含む第二の層によって包囲されている、請求項７に記載のコード。
【請求項９】
カーカス補強体が、請求項１〜８のいずれか１項に記載のハイブリッドスチールコードによって補強された産業用車両用のラジアルタイヤ。
【発明の詳細な説明】
本発明は、特にプラスチックおよび/またはゴム製の物品、とりわけタイヤ外皮を補強するためのスチールコードに関するものである。より詳細には、本発明はこのようなタイヤ外皮のカーカスを強化するためのコードに関するものである。
より正確には、本発明はハイブリッドスチールコード、即ち種々の型のスチール製ワイヤを含むものであり、該コードは従来のタイヤ用スチールコードよりも大きな耐久性をもつ。
従来のタイヤ用スチールコードは、多数の文書に記載されている。公知の様式では、該スチールコードは、以下において「炭素鋼」と呼ぶ、パーライト型(またはフェライト−パーライト型)炭素鋼ワイヤからなり、該炭素鋼ワイヤは通常0.2％〜1.2％(重量％)の範囲内の炭素含有率を有し、またその径は通常0.10〜0.50mmの範囲内にある。このようなワイヤは、極めて高い引張り強さ、一般的には少なくとも2000MPaおよび好ましくは2500MPa以上の引張り強さをもつことが要求され、このような高い引張り強さは、冷延伸工程中に生ずる、構造的な硬さのために達成される。次いで、該ワイヤは、ケーブルまたはストランドとして一緒に集められ、従って使用された該鋼は、捩じられた際の延性をも持つ必要がある。
公知のごとく、これらのスチールコードは、タイヤが回転している際に、大きな応力を受け、特に反復的な曲げまたは曲率の変化を受け、そのためにワイヤ相互の摩擦を生じ、また摩耗および疲労(「疲労−擦過」なる用語によって示される現象)を受ける。更に、水分の存在は、乾燥雰囲気中での使用に比して、腐食を誘発し、かつ上記の劣化過程を促進(「疲労−腐食」と呼ばれる現象)することによって、重大な役割を演ずる。以下において「疲労−擦過−腐食」という、これら公知の全ての現象は、該コードの機械特性の段階的な劣化をもたらし、また最も苛酷な回転条件の下では、その寿命にも影響を与える可能性がある。
反復的な曲げ応力が特に重大な問題となる、金属カーカスをもつタイヤ外皮の寿命を延長するために、特許出願EP-A-648,891は、改良された耐久性と耐食性とを有する、ステンレススチールワイヤからなる、スチールコードを提案しており、該コードの組成および微細構造は、これらのスチールワイヤに、炭素鋼ワイヤと置換するのに必要とされる、引張り強さおよび捩じり延性両者を与える。特に、該ステンレススチールの微細構造は、少なくとも20体積％、および好ましくは少なくとも50体積％のマルテンサイトを含んでいる。
炭素鋼ワイヤで作成した公知のコードと比較して、少なくとも20体積％のマルテンサイトを含むこのようなステンレススチールワイヤで製造したコードは、炭素鋼ワイヤの示す疲労−擦過−腐食に対する抵抗性と比較して良好な、該ステンレススチールの該抵抗性のために、改善された耐久性を有している。この改善された抵抗性は、該タイヤの寿命を大幅に増大する。
該公知の炭素鋼ワイヤコードと比較して、EP-A-648,891のコードは、該鋼の組成並びに該ワイヤの製造工程のために、高価であるという欠点を有しているが、この特許出願は、更にこのコスト節減のためには、部分的にのみ、少なくとも20体積％のマルテンサイトを含むステンレススチールワイヤで構成し、残部を炭素鋼ワイヤで構成し得る、ハイブリッドスチールコードを使用すべきことを、簡単に示唆している。
これら特定のステンレススチールワイヤのコストが高いのは、主として冷延伸によって、高いマルテンサイト含有率をもつ微細構造を得るために必要とされる、付随的な転移段階のためである。その上、特に延伸によって、より多くのステンレススチールを転移させればさせるほど、各次段階で転移を生じさせることがますます困難かつ難しくなることが知られており、このことが、延伸ダイに係わる諸問題点生じ、特により迅速なダイの摩耗を生じ、結果として該ワイヤ延伸コストを増大する可能性がある。
これら欠点の全てを一緒に考慮した場合、これらは、勿論該タイヤ自体のコストに、悪影響を与える。
本発明の目的は、新規なスチールコードを提案することによって、上記の諸欠点を解消することにあり、該新規なスチールコードの耐久性は、炭素鋼のみからなる従来のコードの耐久性と比較して、かなり改善されており、本発明のコードの耐久性は、前に述べたEP-A-648,891に記載されたコードの値に極めて近いものであり、該コードは、特殊なステンレススチールワイヤを用いて作成されているが、かなり低コストで得ることの出来るものである。
本出願人は、研究中に、驚いたことに炭素鋼ワイヤを含むスチールコードにおいて、少なくとも一本のステンレススチールワイヤを使用することによって、該ステンレススチールワイヤと接している、該炭素鋼ワイヤの疲労−擦過−腐食抵抗性が、改善されることを見出した。このスチールコード自体の該耐久性が、結果的に大幅に改善され、またこのようなコードによって強化されたタイヤの寿命も改善される。
該ステンレススチールワイヤのこの予想外の効果によって、本発明のハイブリッドコードは、負荷の殆どを支持する大部分の炭素鋼ワイヤと、僅かに限られた数の、あるいは一本程度までのステンレススチールワイヤとを含むことができ、この後者の役割は、単にこれらと接するのみで、該炭素鋼ワイヤの疲労−擦過−腐食抵抗性を改善することにある。
更に、該ステンレススチールワイヤは、最早上記の特許出願EP-A-648,891に記載のコードとは対照的に、負荷−支持型である必要がないので、該初期ステンレススチールを最早過度に転移させて、高いマルテンサイト含有率をもつ微細構造を得る必要がないという、全く有利な結果を与え、また冷延伸後にこのような高マルテンサイト含有率の微細構造を与えることのできる、特殊なステンレススチールを使用する必要もない。かくして、低コストの方法によって得られたステンレススチールワイヤは、有利に使用することが出来る。
従って、本発明の第一の目的は、一本以上の炭素鋼ワイヤと接した状態で、微細構造が20体積％未満のマルテンサイトを含む、少なくとも一本のステンレススチールワイヤを含む、ハイブリッドスチールコードを提供することにある。
本発明の第二の目的は、スチールコード中で、少なくとも一本のステンレススチールワイヤを使用して、1以上の炭素鋼ワイヤの疲労−擦過−腐食抵抗性を、接触によって改善することにあり、この使用は、任意の型のステンレススチールワイヤに対して適用され、特に微細構造が20体積％未満のマルテンサイトを含む、ステンレススチールに制限されるものではない。
本発明のもう一つの目的は、スチールコード中の、1以上の炭素鋼ワイヤの疲労−擦過−腐食抵抗性を改善する方法を提供することにあり、該方法は該コードの製造中に、少なくとも一本のステンレススチールワイヤを、付加または置換によって、該ステンレススチールワイヤが、該炭素鋼ワイヤと接触状態に維持されるように、組み込むことによって特徴付けられる。
本発明は、またプラスチックおよび/またはゴム製の物品、例えばパイプ、ベルト、タイヤ外皮等を強化し、またこのような外皮のクラウンまたはカーカスを強化するように設計された強化層を得るための、本発明によるコードの使用にも関連する。
本発明は、また本発明のコードによって強化された、該プラスチックおよび/またはゴム製の物品自体、例えばタイヤ外皮およびそのカーカス強化層、特にバン、トラック、トレーラー、地下車両、および輸送、保守または都市工学装置等の商業用車両用の、該タイヤ外皮等にも関連する。
本発明は、以下の説明並びに態様によって、より一層容易に理解されよう。
1. 定義およびテスト
1-1. 動力学的測定
Fm(N単位)で示される切断力、引張り強さRm(MPa単位)および破断点伸びA(％単位)の測定は、1978年6月のAFNOR法NF A03-151にしたがって、引っ張ることによって実施した。
1-2. 冷延伸
定義によって、変形度εは、以下の式によって与えられる：
ε＝Ln(Si/Sf)
ここで、Lnは自然対数であり、SIは変形前の該ワイヤの初期断面積であり、Sfはその変形後の最終的な断面積である。
1-3. 該スチールの微細構造
スチールの微細構造の同定即ち定量は、公知のX-線回折技術を利用して実施した。
この方法は、該スチールにおける各相の、特にα'-マルテンサイト、ε-マルテンサイトおよびガンマ-オーステナイトに関する全回折強度を測定し、該相の回折ピーク全ての積分強度を総和することからなり、これは該スチール中に存在する全ての層の和に対する、各層の割合の計算を可能とする。該X-線回折スペクトルは、ゴニオメータおよびクロム対陰極を使用して、検討すべき該ワイヤの断面について測定する。走査することによって、存在する各層の特性X-線を得ることが可能となる。上記3つの層(即ち、2種のマルテンサイトと、オーステナイト)の場合には、該走査は、50〜160°の範囲で行う。
該積分ピーク強度を得るために、干渉されたX-線を分離すべきである。以下の関係式を、任意の層の各ピークに適用する。
Iint＝(LmhxImax)/P
ここで、Iintは積分ピーク強度であり、Lmhは該ピークの中間高さにおける幅(°単位)であり、Imaxはピーク強度(1秒当たりのカウント数)であり、Pは該ピークの測定ピッチ(例えば、2θで0.05°)である。
例えば、以下のような特性X-線がある。
0004017192.tif 000002
該角度2θは、入射ビームと回折ビームとの間の、°で表した全角度である。上記層の結晶学的構造は、以下の通りである。
γ-オーステナイト：面心立方晶系
α'-マルテンサイト：体心立方晶系または正方晶系
ε-マルテンサイト：最密充填六方晶系
かくして、与えられた相「i」の体積％は、以下の式から計算できる：
相「i」の体積％＝Ii/It
ここで、Iiはこの層「i」の全てのピークの積分強度の和であり、Itは該スチールの全ての回折相の積分強度の和である。
かくして、特に以下の関係が成り立つ：
α'-マルテンサイトの％＝Iα'/It
ε-マルテンサイトの％＝Iε/It
マルテンサイトの全％＝(Iα'＋Iε)/It
ここで、Iα'は全ての該α-マルテンサイトピークの積分強度であり、Iεは全ての該ε-マルテンサイトピークの積分強度であり、Iγは全ての該γ-オーステナイトピークの積分強度である。
以下の記載においては、該スチールの微細構造における該相に関連する種々の％は、体積基準で表され、また用語「マルテンサイト」または「マルテンサイト相」とは、該α'およびεマルテンサイト相両者を包含する。従って、用語「マルテンサイトの％」とは、これら二つのマルテンサイト相の全体積％を表し、また用語「オーステナイト」とは、γ-オーステナイトを表す。上記のようにして決定された該種々の層の体積％は、絶対精度約5％で得られる。このことは、例えば5体積％以下のマルテンサイトでは、該スチールの該微細構造が、見かけ上マルテンサイトを含まないものとみなされる可能性があることを意味している。
1.4. 回転曲げテスト
この回転曲げテスト(「ハンター疲労テスト(Hunter fatigue test)」)は、公知の疲労テストであって、US-A-2,345,772に記載されており、また例えばEP-A-220,766において、タイヤ外皮を強化するための、金属ワイヤの該疲労-腐食抵抗性をテストするために利用されている。
このテストは、通常一本のワイヤに適用される。本明細書においては、このテストは、該コードの疲労-腐食に対する全体的な抵抗性をテスト出来るように、単一のワイヤではなく、コード全体に対して実施する。更に、該コードは、例えば上記のEP-A-220,766に記載されているように、水中に浸漬されるのではなく、制御された湿度の大気条件(相対湿度60％および温度20℃)の下にある周囲空気に暴露される。というのは、これら条件が、該コードをタイヤ外皮内で使用した場合に遭遇する条件に近いからである。
このテストの原理は、以下の通りである：テストすべき該コードの、所定長さの検体の各端部を、2つの平行なグリップによって保持する。一方のグリップにおいて、該コードは自由に回転でき、一方でそれ自体モーター駆動される第二のグリップにおいては、該コードはしっかりと固定される。該コードの曲げは、所定の曲げ応力σを、該コードに適用することを可能とし、その強度は該検体の有効長さの関数である、付与された曲率半径(例えば、70〜250mm)、および該2つのグリップ間の距離(例えば、30〜115mm)に応じて変動する。
このようにして予め応力が印加された該コードの耐久性をテストするために、該駆動グリップを作動させ、該コードをその軸の回りに多数回回転させ、その断面の周辺上の各点が、交互に引っ張りおよび圧縮応力(＋σ；−σ)を受けるようにする。
実際には、このテストは、以下のようにして実施する。第一の応力σを選択し、かつ該疲労テストを、3000rpmにて、最大105サイクル実施する。得られた結果、即ち該最大で105サイクルの終了時点までに該コードが破壊されるか、あるいは破壊されないかに依存して、新たな応力σ(それぞれ、前の応力よりも小さなまたは大きな応力)を、新たな検体に印加し、所謂「アップアンドダウン(up-and-down)」法と呼ばれる方法(Dixon & Mood, Journal of the American Statistical Association, 1948,43:109-126)にしたがって、該応力を変化させる。このようにして、全体で17回繰り返す。このアップアンドダウン法によって規定される該テストの統計的処理は、σdと命名された耐久限度の決定を可能とし、この耐久限度は、該105回の疲労サイクルの終了時点における、コード破壊確率50％に対応する。例えば、この一連の反復実験中に印加された該応力σは、径約0.18mmの、3本のスチールワイヤからなる式(1×3)のコード(例えば、以下の実施例におけるコードC-1〜C-7)に対して、200〜1500MPaの範囲内であり得る。
このテストに対しては、Bekaertによって製造されており、電流遮断検出装置を備えている、回転曲げ装置、RBTモデル型を使用した。「該コードの破壊」とは、該コードを構成するワイヤの少なくとも一本の破壊を意味する。
該応力σを計算するための式は、以下の通りである：
σ＝1.198Eφ/C
ここで、Eは該物質の(MPaで表した)ヤング率であり、φは破壊されたワイヤの(mmで表された)径であり、またCは該2つのグリップ間の(mmで表された)距離である(C＝Lo/2.19、ここでLoは該検体の有効長さである)。
1-5. ベルトテスト
この「ベルト」テストは、例えば特許出願EP-A-362,570または上記のEP-A-648,891に記載されている、公知の疲労テストである。テストすべき該スチールコードを、ゴム物品中に組み込み、次いで加硫する。
その原理は、以下の通りである。該ゴム物品は、タイヤ外皮カーカスに対して一般的に使用されているものと類似する、公知のゴムを主成分とする混合物で作成された、無端ベルトである。各コードの軸は、該ベルトの長手方向に配向されており、かつ該コードはゴムの厚み約1mmだけ、該ベルト表面から分離されている。該ベルトを、回転円筒を形成するように配置した場合、該コードは、該円筒と同一の軸をもつ螺旋状のコイルを形成する(例えば、該螺旋のピッチは約2.5mm)。
次いで、該ベルトに以下のような応力を印加する：該ベルトを２つのプーリー間で回転させて、各コードの基本部分に、初期破壊力の12％の引っ張り応力を印加し、かつ五千万回のサイクルに対して、初期半径から40mmなる半径までの曲率変動サイクルに付す。このテストは、制御された雰囲気、即ち約20℃および60％の相対湿度の下で実施する。各ベルトに対する応力付与期間は、約3週間である。この応力付与期間の終了時点において、該コードを剥皮によって、該ベルトから取り出し、該疲労したコードワイヤの残留破壊強度を測定する。
更に、上記のものと同一のベルトを作成し、そのコードを、今回は該コードを該疲労テストに付すこと無しに、前と同様にして剥皮した。これらのコードを使用して、疲労していない該ワイヤの初期破壊力を測定する。
最後に、疲労後の該破壊力の減少(ΔFmと命名され、％で表される)を、該残留並びに初期破壊力の比較によって計算する。
公知の方法では、この劣化ΔFmは、応力と周囲大気中の水分との協働作用によって生ずる、該ワイヤの疲労および摩耗によるものである。これらの条件は、タイヤ外皮カーカス中の強化コードの受けるものに匹敵している。従って、このようにして実施した、該ベルトテストは、該ベルト中に組み込まれた該コードを含む該ワイヤの、疲労−擦過−腐食抵抗性を測定するための１尺度である。
II. 態様例
以下の記載全てにおいて、特に断らない限り、全ての％は、重量％である。
II-1. 該スチールワイヤの特性
本発明のおよび本発明以外のコードの例を製造するために、細い延伸スチールワイヤを使用する。その径φは、約0.17〜0.20mmの範囲で変化し、該ワイヤは炭素鋼またはステンレススチール製何れであってもよい。
該初期スチールの化学組成は、以下の表1に与えられており、「T」で示されたスチールは、炭素鋼であり、公知のパーライト鋼であって、0.7％の炭素を含み(米国標準AISI 1069)および「A」、「B」または「C」で示されるものは、種々の型のステンレススチールである(米国標準AISI 316、202または302)。記載した元素各々(C、Cr、Ni、Mn、Mo，Si、Cu、N)に対して示された値は、重量％であり、各スチールの残りは、不可避的な通常の不純物を含む鉄であり、また表1におけるダッシュ(-)の存在は、対応する元素が、あるとしても残留状態でのみ存在することを意味している。本明細書全体において、「ステンレススチール」とは、少なくとも11％のクロムと、少なくとも50％の鉄とを含む鋼を意味する(全ステンレススチールの重量％を基準として)。
上記の4種の鋼(T、A、BおよびC)から開始し、かつ該ワイヤの最終的な延伸比を変化させることによって、異なる径をもつ2群のワイヤを製造し、約0.200mmに等しい平均径をもつ第一のワイヤ群を、1(ワイヤT1、A1、B1およびC1)で表し、約0.175mmに等しい平均径をもつ第二のワイヤ群を、2(ワイヤT2、A2、B2、C2)で表す。
上記のスチールワイヤを製造するために、公知の方法、例えば上記の特許出願EP-A-648,891に記載されている方法を利用して、市販のワイヤを使用して実施する。その初期径は、鋼Aについて約0.8mm、鋼Bについて0.6mm、および鋼CおよびTについて1mmである。
これら全てのワイヤを、後に使用する前に、公知の脱脂処理および/または酸洗浄処理に付し、該ステンレススチールワイヤを、更に厚み約0.3μm(マイクロメーター)のニッケル層で電気めっきする。
この段階で、該ワイヤは、約675MPa(鋼A)、975MPa(鋼B)、790MPa(鋼C)および1150MPa(鋼T)の引張り強さを有する。これらの破断点伸びは、スチンレススチールワイヤについて35-45％であり、また該炭素鋼について約10％である。
次に、各ワイヤを周囲温度にて、銅次いで亜鉛で電気めっきし、次に該ワイヤをジュール効果によって540℃に加熱して、該銅および亜鉛の相互拡散によって黄銅とする。ここで、重量比(相α/相α＋β)は、約0.85である。一旦黄銅皮膜が得られれば、該ワイヤに熱処理を施す必要はない。
次いで、各ワイヤを、水性エマルションとして公知の様式で存在するグリースを含む湿潤媒体中で、最終的に(即ち、最終的な熱処理後に)冷延伸処理する。この湿式延伸は、公知の方法で実施し、表2に示した最終的変形度εを達成する。ここで、εは該元の市販のワイヤに対する、前に示された該初期径から算出される。
このように延伸した該スチールワイヤは、表2に示す機械的特性を有しており、またその径は0.171〜0.205mmの範囲内にある。該ワイヤを覆う黄銅(＋存在するとすれば、ニッケル)の該被覆は、実際には極めて薄く、恐らく1μｍ以下であり、例えば0.15〜0.30μm(存在するとすれば、その約0.05μmがニッケルである)程度であり、これは該スチールワイヤの径φに比して無視できる程度である。
一方で該ワイヤA1およびB1、他方において該ワイヤA2およびB2は、マルテンサイトを含まず、即ちその5％(体積基準)未満のマルテンサイトを含む。該ワイヤC1およびC2は、(60体積％を越える)高いマルテンサイト含有率を有し、上記のEP-A-648,891のステンレススチールワイヤに相当する。勿論、その元素(例えば、C、Cr、Ni、Mn、Mo)で表した、該最終的なスチールワイヤの組成は、該初期スチールワイヤの組成と同一である。
該ワイヤ製造工程中の、該黄銅被覆は、該ワイヤの延伸を容易にし、かつ該ワイヤをゴム製品中で、特にタイヤ外皮中で使用する場合に、該ワイヤのゴムへの付着性を改善する。該ニッケル被覆に関連して、この被覆は該黄銅被覆の該ステンレススチールに対する接着性を良好にする。
II-2. 該コードの製造
本発明の説明において、該コードを記載するのに使用する場合、用語「式(formula)」または「構造(structure)」とは、該コードの構成を意味する。
次いで、上記のワイヤを、基本的なストランド形状または層状コード形状の、コードに組み立てる。本発明のものであるか否かに拘らず、該コードは、当業者には公知の手順並びに捩じりまたはケーブル化装置を使用して、調製する。簡単化のためにここではその詳細を省略する。
a) コード(1x3)
表2のワイヤT2、A2、B2、C2から出発して、公知の捩じり装置を使用して、公知の構造または式の、(1x3)で示す7種のスチールコードを作成し、その各々は、一段階で、即ち単一の捩じり操作中のピッチ10mmをもつ、螺旋(方向S)に捩じられた3本のワイヤを含む、基本的なストランドからなる。
これらコードをC-1〜C-7で示したが、これらは表3に角括弧内に示された種々の組み合わせを使用して調製した。これらコードC-1〜C-7の機械的特性も表3に示す。
構造[3T2]を有する(即ち、3T2ワイヤからなる)コードC-1は、炭素鋼のみからなる唯一のコードであり、従ってこれは本発明のコードではない。従って、これは本発明の一連のコードに対する「コントロール」コードを構成する。このコントロールコードと比較して、1または2本のステンレススチールワイヤを含むコードを製造するために、単に1または2本のT2炭素鋼ワイヤを、1または2本のステンレススチールワイヤで置換し、後者の表面を、該コードを構成する他の炭素鋼T2ワイヤの表面と接した状態で配置する。
従って、該コードC-2〜C-7全ては、ただ一つのステンレススチールワイヤ(コードC-2、C-3およびC-4)または2本のステンレススチールワイヤ(コードC-5、C-6およびC-7)を含む、ハイブリッドスチールコードである。例えば、式(2T2＋1A2)のコードC-2は、一本のステンレススチール(AISI 316)ワイヤと接した2本の炭素鋼T2で形成され、一方式[1T2＋2C2]のコードC-7は、一本の炭素T2ワイヤと、これに接した2本のステンレススチール(AISI 302)C2ワイヤからなる。
一方でハイブリッドコードC-2およびC-3、および他方でC-5およびC-6は、本発明によるコードである。というのは、そのステンレススチールワイヤの微細構造が、20体積％未満のマルテンサイトを含むからである。
同様に、接触によって該炭素鋼ワイヤ(T2)の疲労−擦過−腐食抵抗性を改良するための、ワイヤC-2〜C-7における、各ステンレススチールワイヤ(A2、B2またはC2)の使用も本発明によるものである。というのは、実際に本発明は、微細構造が70体積％を越えるマルテンサイトを含有するワイヤC2を包含する、任意のステンレススチールワイヤの使用をも包含するからである。
b) コード(1＋6＋12)
前に記載した2群のワイヤ(一方でT1、A1、B1およびC1、他方でT2)から出発して、ケーブル製造装置を使用して、公知の構造を有し、(1＋6＋12)として示された4層のコードを作成したが、ここで単一のワイヤからなる中心のコアは、6本のワイヤを含む第一の内部層によって包囲され、かつこれと接しており、それ自体は、12本のワイヤを含む第二の該部層によって包囲され、かつこれと接している。
この型の層状のコードは、特に工業的タイヤカーカスの強化用に設計されている。これは、全体で19本のワイヤからなるストランドで構成され、該ワイヤの一つは、コアとして機能し、またその他の18本のワイヤは、2つの隣接した同心状の層として、該コアの回りに巻きつけられている。このようなコード構造の特定の例は、上記の特許出願EP-A-362,570に記載されている。
これらのコードにおいて、該コアワイヤの特性のみが変更され、該コアワイヤは、ステンレススチールまたは炭素鋼である。該コアワイヤの径は、約0.200mmであり、これは1で示されるワイヤに相当する。該コアを包囲する該2層は、10mmという同一の螺旋ピッチおよび同一の巻回方向(Z)を有し、かつ全体で18本の、径0.175mmの炭素鋼ワイヤ(ワイヤT2)を含む。
かくして、各コードコアに対応する、表1とは異なる1本のスチールがある。これらのコードは、C-11〜C-14と命名され、表4の角括弧中に示された種々の構成にしたがって製造された。[1T1＋6T2＋12T2]なる構成のコードC-11は、完全に炭素鋼ワイヤからなる唯一のコードであり、従ってこの一連のコードに対するコントロールコードである。C-12〜C-14と命名されたコードは、全てステンレススチールコアワイヤをもつハイブリッドスチールコードであり、例えば構成[1A1＋6T2＋12T2]のコードC-12は、1A1ステンレススチール(AISI 316)ワイヤと、これに接する該第一の内部層を形成する、6本の炭素鋼T2ワイヤとで形成され、該炭素鋼ワイヤ自体は、12本のT2ワイヤを含む第二の該部層によって包囲されている。
また、これらコードの機械的特性も表4に示す。種々のケーブルの破壊力は、該ステンレススチールワイヤ(ワイヤAおよびB)の強度が低い場合においてさえ、殆ど同一であると思われる。これは、使用したステンレススチールワイヤの割合が極めて小さいからである(全体で19本のワイヤの内で、ただ一本のステンレスワイヤ)。
該ハイブリッドケーブルC-12およびC-13は、本発明によるものであり、これらワイヤの該ステンレススチールの微細構造は、20体積％未満のマルテンサイトを含む。
接触により、該内部層を形成する該炭素鋼T2ワイヤの疲労−擦過−腐食抵抗性を改善するための、該コードC−12〜C−14における任意のステンレススチールワイヤ(A1、B1またはC1)の使用も、本発明によるものである。というのは、実際に本発明は、微細構造が60体積％を越えるマルテンサイトを含む、ワイヤC1の使用を包含するからである。
スチールコードC-12〜C-14における、該内部層の該炭素鋼T2ワイヤの疲労−擦過−腐食抵抗性を改善する方法も、本発明によるものである。というのは、該方法が、炭素鋼ワイヤコアの代わりに、ステンレススチールワイヤコアを組み込み、後者の表面を、該ステンレススチールワイヤコアを包囲する該6T2炭素鋼ワイヤの表面と接触状態にすることによって、該ケーブルを製造することからなるからである。
c) コード(1＋6＋11)
前記のワイヤ群(一方でT1およびB1、他方でT2)から出発して、かつ前記と同様のケーブル製造装置を使用して、公知の構造(1＋6＋11)を持つ2層コードを作成したが、これも特に工業用のタイヤカーカスを強化するためのものであり、ここでは単一のワイヤからなる中心コアは、6本のワイヤを含む第一の内部層によって包囲されかつこれと接しており、該6本のワイヤ自体は、11本のワイヤを含む第二の外部層によって包囲されかつこれと接している。従って、これらの層状のコードは、全体で18本のワイヤからなるストランドで構成され、その一つがコアとして機能し、かつその他の17本が、2つの隣接する同心状の層として該コアの回りに巻かれており、該同心層の最後のものは、不飽和であるといわれる。
これらコードにおいて、該コアワイヤの特性のみが変動し、該コアは、ステンレススチール(コアB1)または炭素鋼(コアT1)の何れかである。該コアワイヤの径は約0.200mmであり、これは1として示されたワイヤに相当する。該コアを取り巻く該第一の層は、5.5mmなる螺旋ピッチを有し、該第二の(外部)層は、螺旋ピッチ11mmを有する。これら2つの層は、同一の方向(Z)に捩じられ、かつ全体で17本の、径0.175mmの炭素鋼ワイヤ(T2)からなっている。
これらコードは、C-15〜C-16と命名され、表4の角括弧内に与えられた、各構成によって作成された。構成[1T1＋6T2＋11T2]のコードC-15は、完全に炭素鋼ワイヤのみで作成されたコードであり、従ってこれらコード群のコントロールである。構成[1B1＋6T2＋11T2]のC-16と命名された該ハイブリッドスチールコードは、B1ステンレススチール(AISI 202)ワイヤと、これと接している、該第一の内部層を形成する6本の炭素鋼T2を使用して作成され、該炭素鋼ワイヤ自体は、11本のT2ワイヤからなる第二の、外部不飽和層によって包囲されている。同様に表4に示された、これらワイヤの機械的特性は、使用したステンレススチールワイヤの割合が極めて小さいために(全体で18本の内ただ一本のステンレスワイヤ)、事実上同一である。
該コードC-16は、本発明によるものである。というのは、そのコアワイヤの該ステンレススチールの微細構造が、5体積％未満のマルテンサイトを含むからである。また、接触により、該内部層を形成する該炭素鋼T2ワイヤの、疲労−擦過−腐食抵抗性を改善するための、コードC-16における、該ステンレススチールワイヤ(B1)の使用も本発明によるものである。コードC-16の該内部層の、該炭素鋼ワイヤの、疲労−擦過−腐食抵抗性を改善する方法も、本発明によるものである。というのは、該方法が、炭素鋼ワイヤコアを、ステンレススチールワイヤコアで置換し、該後者を、該ステンレススチールワイヤコアを取り巻く該6T2炭素鋼ワイヤと接した状態にすることによって製造する工程からなっているからである。
II-3. 該コードの耐久性
A) 回転曲げテスト
このテストの目的は、ハイブリッドスチールコードが、部分的にステンレススチールワイヤからなり、かつその残部が炭素鋼ワイヤからなるものである場合に、該ハイブリッドスチールコードの、特に湿潤雰囲気中での改善された耐久性を立証することにある。コードC-1〜C-7を、I-4章に記載した、回転曲げテストに付した。その結果を、表5に示す。全ての場合において、破壊されるのは炭素鋼ワイヤであったことに注目すべきである。
応力σdは、このテスト条件下における、破壊確率50％に相当する、耐久限界である。これは、絶対単位(MPa)および相対的単位(r.u.)両者によって与えられている。明らかな改善が、本発明の全ての例において認められ、σdは、コードC-2〜C-7において、炭素鋼ワイヤのみを含むコントロールコードC-1よりも、10〜20％高い。その上、テストしたコードにおける種々のワイヤの肉眼的な観測は、全ての場合において摩耗現象が事実上存在しないことを示し、しかも結果として該改善された結果が、該炭素鋼ワイヤの高い疲労−腐食抵抗性によるものであったことが示された。
更に、このテスト後には、何等特別な痕跡の腐食も、コードC-2〜C-7において、該ステンレススチールワイヤと接している、該炭素鋼ワイヤ上に観測されなかった。この結果は、当業者には予想外のことである。というのは、当業者等は、このような高い湿度の下では、腐食を促進しかつ極めて有害な環境が、正に該ステンレススチールワイヤが存在しているが故に、該炭素鋼ワイヤに悪影響を及ぼすものと考えているからである。該存在は、冶金学において周知の、所謂「ガルバニック」または「バイメタル」効果に導く。
このテストは、基本的な3-ワイヤストランドについて実施したが、本発明が、単一のケーブル製造操作において、一緒に螺旋状に捩じられたN本のワイヤ(N≧2)の単一群からなり、かつ1以上の炭素鋼ワイヤと接した状態で、少なくとも1本のステンレススチールワイヤを含み、該ワイヤの微細構造が、20体積％未満のマルテンサイトを含む、式(1xN)を有する任意の型の基本的なストランドにも関連することは勿論である。このようなストランドにおいては、Nは数十本のワイヤにも及び、例えば20〜30本またはそれ以上であり、好ましくはNは2〜5の範囲内にある。
勿論、本発明はまたP≧1、Q≧1の(P＋Q)-型の、単一の式の(即ち、少数のワイヤを有する)任意のストランドランド状コードにも関連し、好ましくはP＋Qは3〜6-の範囲内にあり、少なくとも一つの基本的ストランド(または単一のワイヤ)と、少なくとも一つの他の基本的ストランド(または単一のワイヤ)とを組み合わせることによって得られ、式(P＋Q)のこのようなストランド状のコードにおけるワイヤは、次いで単一の捩じり操作中に、前に記載された基本(1xN)と呼ばれる該ストランドとの接触状態で、一緒に螺旋状に捩じられることはない。例えば、式(2＋1)、(2＋2)、(2＋3)または(2＋4)をもつストランドを例示できる。
本発明は、またストランドの少なくとも一つが、本発明によるものである、任意のマルチ−ストランドスチールコード(数本のストランドの集合体)、並びに接触によって、炭素鋼ワイヤの疲労−擦過−腐食抵抗性を改善するための、このようなマルチ−ストランドコードにおける、ステンレススチールワイヤの使用にも関連する。
B) ベルトテスト
このテストの目的は、ステンレススチールワイヤで挟んだ、炭素鋼ワイヤを使用して製造した、ハイブリッドスチールケーブルにおける、炭素鋼ワイヤの、該炭素鋼と該ステンレススチールとの接触による、高い疲労−擦過−腐食抵抗性を立証することである。
ここでは、該ステンレススチールまたは炭素鋼ワイヤ上に存在する、例えば上記したニッケルおよび/または黄銅被覆等の、種々の極めて薄い被覆が、このベルトテストの結果に、何等影響を及ぼさないことに注目すべきである。というのは、該被覆は、該ワイヤ間の最初の数サイクルの摩擦中に迅速に除去されるからである。
1) コード(1＋6＋12)
コードC-11〜C-14を、I-5章に記載したベルトテストに付した。即ち、ここでは、該コード内の該ワイヤの位置に依存して、各型のワイヤについて、およびテストした各コードについて、初期並びに残留破壊力(平均値)の測定をも実施した。減少量ΔFmを、該コアワイヤ(NOで示された欄)、該第一の内部層のワイヤ(N1で示された欄)、および該第二の外部層のワイヤ(N2で示された欄)について、表6に％単位で示す。全体としての減少ΔFmをも、個々の該ワイヤについてではなく、該コード自体について測定した。
表6の検討により、以下のことが明らかとなる：
− 該ステンレススチールコアワイヤの劣化(N0欄、ΔFm＝0〜5.1％)は、該炭素鋼コアワイヤの劣化(ΔFm＝29.4％)よりも極めて小さく、このことは、どのステンレススチールワイヤを使用したかとは無関係に、即ち該ステンレススチールの微細構造が、事実上マルテンサイトを含まない(コードC-12およびC-13に対して、5体積％未満)であっても観測される。これは、全く予想外の結果である。
− より一層驚いたことは、該コード内において、ステンレススチールコアワイヤと接触状態にある、該内部層の(N1層)炭素鋼ワイヤが、このテストにおいて、より良好な抵抗性を示したことにあり、その減少量ΔFm(8.7〜10.4％)は、該コントロールコードC-11(23.7％)の同一の層(N1)における該ワイヤの値よりも、平均して60％低い。ここでも、該改善は、使用したステンレススチールの型の如何に拘らず、即ち該ステンレススチールがマルテンサイトを含むか否かに拘らず、ほぼ同一であることが明らかである。
− 上記改良の全てが、該コード自体の性能並びに耐久性に反映され、コードC-12〜C-14の全体としての減少量ΔFm(8.4〜10.4％)は、該コントロールコード(15.2％)よりも30％低い。
− 最後に、該第二の層(N2欄)における該ワイヤの劣化は、予想されるように、テストされたコードの如何に拘らず、本質的に同一(ΔFm＝8.8〜11％)である。というのは、これらワイヤの環境が、テストされたコードの如何に拘らず、同一であったからである。
上記の結果に関連して、該種々のワイヤの肉眼的検討によれば、該ワイヤ相互に対する反復的な摩擦のために生ずる摩耗現象は、コードC-12〜C-14においては明らかにさほど顕著なものではなく、このことが、高いマルテンサイト含有率を有するステンレススチールコアワイヤばかりか、微細構造において事実上マルテンサイトを含まないその他のステンレススチールコアワイヤについても正しいことが示され、より一層驚いたことに、同一の低い摩耗性が、表面が該ステンレススチールコアワイヤと接触している、該内部(N1)層の該炭素鋼ワイヤにおいても見られた。
2) コード(1＋6＋11)
コードC-15およびC-16を、前と同様の条件下にて、ベルトテストに付した。該減少量ΔFmを、該コアワイヤ(NOで示された欄)、該第一の内部層のワイヤ(N1で示された欄)、および該第二の外部層のワイヤ(N2で示された欄)について、表6に％単位で示す。全体としての減少ΔFmをも、個々の該ワイヤについてではなく、該コード自体について測定した。
表6の検討は、前と同様に良好な結果を示した。即ち、
− 該ステンレススチールコアワイヤの劣化(N0欄、ΔFm＝3.7％)は、該炭素鋼コアワイヤの劣化(ΔFm＝15.8％)よりも極めて小さい。
− 該コードにおいて、該ステンレススチールコアワイヤと接触状態にある、該内部層(N1)の炭素鋼ワイヤは、このテストにおいてより良好な抵抗性を示し、その減少量ΔFm(8.3％)は、平均して、炭素鋼コアワイヤを含む該コントロールコードC-15(15.5％)における、同一のN1層の半分程度である。
− 最後に、該第二の層の劣化(N2欄)は、予想されるように、使用したコードの如何によらず、本質的に同一である(ΔFm＝9または11％)。というのは、これらワイヤの環境が、該コードが本発明によるものか、あるいは本発明以外であるかによらず、同一であるからである。
以前のテストにおけるように、種々のワイヤの肉眼的な検査は、該ワイヤ相互間の反復的な摩擦による摩耗現象が、C-15に比して、コードC-16において明らかにさほど顕著なものではなくなっていることを示しており、このことは、微細構造が全くマルテンサイトを含まない、ステンレススチールコアワイヤばかりか、驚いたことに、該ステンレススチールコアワイヤと接触している、該内部層(N1)の炭素鋼ワイヤについても正しい。
従って、ステンレススチールコアワイヤの存在は、該コアと該第一層との間の疲労現象を、予想外に減じることによって、該スチールコードの全体としての挙動を改善している。その上、該コアと該第一層との低い摩耗は、該ワイヤ間のブロッキングの危険性を減じ、かつその結果としての引っ張り応力の不均衡を減じるという、有利な結果を与える。
これらテストにおいては、構造(1＋6＋12)および(1＋6＋11)をもつ層状のコードについて記載したが、本発明は、外装の有無に拘らず、１以上の炭素鋼ワイヤとの接触状態で、微細構造が20体積％未満のマルテンサイトを含む、少なくとも1本のステンレススチールワイヤを含む、全ての型のスチールワイヤにも関連し、このような層状ケーブルは、特に、Y本のワイヤの少なくとも一つの第一層によって包囲されかつこれと接している、X本のワイヤのコアを含む、一般的な構造(X＋Y＋Z)を有し、該第一層は、恐らくZ本の第二の層によって包囲されており、ここで好ましくは、場合に応じて、Xは1〜4であり、Yは3〜12であり、またZは8〜20の範囲にある。
例えば、このようなコードにおいて、該第一層(飽和または不飽和)は、X＝1である場合には、Y＝4、5または6、X＝2である場合には、Y＝6、7または8、X＝3である場合には、Y＝8、9または10、X＝4である場合には、Y＝9、10または11をもつことができ、またこの第一層は、ただ一つ(Z＝0の場合)であるか、あるいは逆に、Z本のワイヤを含む第二の層(飽和または不飽和)によって包囲されていてもよく、例えばY＝6である場合には、Z＝11または12、Y＝7である場合には、Z＝12または13、Y＝8である場合にはZ＝13または14、Y＝9である場合には、Z＝14または15をもつことができ、また該ワイヤのピッチおよび/または捩じれ方向および/またはその径は、層毎に同一または異なり、このようなケーブルは、必要ならば、該最後の層の回りに螺旋状に巻回された、ワイヤで包まれていてもよい。
本発明の好ましい態様によるこの種の層状コードにおいて、該中心のコアは、炭素鋼ワイヤの少なくとも第一の層によって包囲されかつこれと接触している、１以上のステンレススチールワイヤからなっている。特に、コアが単一のステンレススチールワイヤからなる、層状コード、例えば前記テストにおいて記載した式(1＋6＋12)または(1＋6＋11)で示されるコードの利点は、強調すべきものである。該コード内で許容されたその位置における該コアワイヤは、該コードの製造中に、さほど応力を受けないので、高い捩じり延性をもつ該ワイヤに対して、特別なステンレススチール組成を使用する必要はない。
タイヤ用のコードにおけるステンレススチールワイヤの使用に関連するもう一つの公知の問題は、該コードとゴムとの接着性を改善するために使用した黄銅が、一般的に炭素鋼ワイヤ上に堆積するよりも、ステンレススチールワイヤ上に堆積することが困難である点にあり、これが、ニッケル層などの中間層の堆積が必要となる理由である。ただ一つのステンレススチールコアをもつ、従って一般的には該ゴムと直接接していない層状のコードについては、該黄銅および/またはニッケルメッキ操作を省くことができ、またこのことは、該ステンレススチールワイヤを製造し、かつ使用するコストを低下する。次いで、該ワイヤを乾式延伸し、または無機オイル中で湿式延伸することができる。
C) タイヤでのテスト
このテストの目的は、炭素鋼ワイヤの疲労−擦過−腐食抵抗性および結果としての該コード自体の耐久性を改善するための、スチールコード内での、二本の炭素鋼ワイヤと接している、ただ１本のステンレススチールワイヤの使用が、該ステンレススチールの微細構造が、マルテンサイトを含むか否かとは無関係に、該タイヤカーカス外皮の寿命を大幅に増大できるという事実を示すことにある。
このテストでは、４つの型の外皮P-1、P-2、P-3およびP-4を製造し、単一のラジアル層からなるそのラジアルカーカスを、夫々コードC-1、C-2、C-3およびC-4で強化した。従って、該外皮P-1は、これらテストに対するコントロールを構成する。これら外皮を、公知の同一のホイール−リムに固定し、水分で飽和した空気で、同一の圧まで膨張させた。これら外皮を、次に同一の荷重の下でかつ同一の速度で、自動巻き取り装置上に、該コードが破壊されるまで(該カーカス補強材の破壊)巻き付けた。
かくして、該種々の外皮は、以下の距離「移動」した(該コントロール外皮に対する100を基準とした)。
P-1:    100
P-2:    220
P-3:    280
P-4:    220
かくして、本発明によって補強した該外皮は、該コントロール外皮よりも、２〜殆ど３倍の距離を移動した。
結果として、前に記載した種々の態様例によって示したように、本発明は、プラスチックおよび/またはゴム物品、特にタイヤ外皮強化用の該スチールコードの耐久性およびこれら物品自体の寿命を大幅に増大する。該スチールコードにおいては、炭素鋼ワイヤの表面を、ステンレススチールワイヤの表面と接触状態におくことによって、極めて薄いあるいは超うす型の皮膜を、該ワイヤ表面上に存在させた場合においてさえ、該炭素鋼ワイヤの疲労−擦過−腐食に対する抵抗性が予想外の様式で改善される。
従って、これは、タイヤ用スチールコードの寿命および該タイヤ自体の寿命を高める手段を与え、該コードは、低コストにて、幾つかの場合には、実際に無視できる程度の余剰コストで、強化用に使用できる。
EP-A-648,891において、該ステンレススチールワイヤは、それ自身の固有の引張り強さ、疲労並びに腐食抵抗性のために使用されたが、本発明によれば、該ステンレススチールワイヤは、接触によって、コードを形成するためにこのスチールワイヤと組み合わされた、他の炭素鋼ワイヤの耐疲労特性を改善するためにのみ、使用されている。
本発明の該コードの引張り強さは、従って好ましくは複数本で存在する、炭素鋼ワイヤによって、本質的に与えることが出来る。該ステンレススチールワイヤ自体は、該コードの引張り強さに対してほんの僅かに、あるいは無視し得る程度に寄与するに過ぎず、また該ステンレススチールワイヤの機械的特性は、従って臨界的なものではない。これらは、公知技術によるステンレススチールワイヤを使用して作成したコードの場合と同様に、該ステンレススチールの組成および微細構造が、機械的強度要件によって、既に指定されているという意味で、臨界的なものではない。かくして、広範囲に及ぶステンレススチール組成が可能であり、結果としてコスト並びに該ワイヤの製法に関連する制約が、最適化される。
好ましくは、本発明によれば、該コードで使用される該スチールワイヤは、以下の諸特性の少なくとも一つを満たすであろう。
− 該炭素鋼は、0.5％〜1.0％、より好ましくは0.68％〜0.95％の範囲の炭素を含み、これらの濃度範囲は、タイヤに要求される機械的特性と、該ワイヤの実現可能性との間の良好な折衷性を示し、機械的強度が出来るだけ高いものである必要がない用途では、タイヤであれ、それ以外であれ、使用する炭素鋼は、有利には0.50％〜0.68％、特に0.55％〜0.60％の範囲内の炭素含有率を有し、また最終的にこのような鋼は、ワイヤへの引き抜きが容易であるという理由から、さほどコスト高なものではない。
− 該ステンレススチールは、(転移を容易にするために)0.2％未満の炭素と、(該ワイヤのコストとその腐食特性との間の良好な折衷を確保するための)16％〜20％の範囲内のクロムと、10％未満のニッケルと、(該ワイヤのコストを抑えるための)2％未満のモリブデンとを含む。
− より好ましくは、該ステンレススチールは、0.12％未満の炭素と、17％〜19％の範囲内のクロムと、8％未満のニッケルとを含み、該炭素含有率は、(上記と同様の理由から)より好ましくは、多くとも0.08％に等しい。
好ましくは、本発明のコードは、以下の諸特性の少なくとも一つを持つであろう。
− 該ステンレススチールの微細構造は、(体積％で)10％未満、より好ましくは5％未満のマルテンサイトを含み、あるいはこれを全く含まない。というのは、このような鋼はコストが低く、かつ転移が容易であるからである。
− 強度、曲げ耐久性および実現可能性間の良好な折衷のためには、該スチールワイヤは、該コードがタイヤ外皮の補強用である場合には、0.01〜0.45mm、より好ましくは0.12〜0.35mmの範囲内の径φを有し、またより好ましくは、該スチールワイヤは、該コードをタイヤ外皮のカーカスを強化するものである場合には、0.15〜0.25mmの範囲内の径φを有する。
− 該炭素鋼ワイヤの最終的な変形度εは、2.0を越え、また好ましくは3.0を越える。
− 該炭素鋼ワイヤの引張り強さは、少なくとも2000MPaに等しく、また好ましくは2500MPaを越えるものである。
− 少なくとも50%および好ましくは大部分の該スチールワイヤが、炭素鋼ワイヤであり、更に一層有利には、該スチールワイヤの少なくとも2/3が、炭素鋼ワイヤである。
− 各炭素鋼ワイヤは、少なくとも一本のステンレススチールワイヤと接触している。
工業用のタイヤカーカスを補強するためには、好ましくは、特にコアワイヤのみがステンレススチール製である場合には、構造(1＋6＋12)または(1＋6＋11)のコードを使用して、本発明を適用する。
勿論、本発明は上記の態様例にのみ限定されるものではない。
例えば、本発明は、任意のマルチストランドハイブリッドスチールロープにも関連し、該ロープの構造には、少なくとも一本の本発明によるストランド、特に前に記載した型の、即ち(1xN)、(P＋Q)、または(X＋Y＋Z)型の式で示される少なくとも一本のストランドが組み込まれている。
本発明は、また任意のマルチ−ストランドハイブリッドスチールロープにも関連し、該ロープの少なくとも一本のストランドは、ステンレススチール製であり(即ち、ステンレススチールワイヤからなり)、かつ１以上の炭素鋼のストランドランドと接しており(即ち、炭素鋼ワイヤからなり)、また本発明はまたこのようなマルチ−ストランドロープにおいて、少なくとも一本のステンレススチールストランドを使用して、接触によって、その他のストランドランドを構成する該炭素鋼ワイヤの、疲労−擦過−腐食耐久性を改善することにも関連する。
上記例において、該ステンレススチールワイヤは、ニッケル被覆を有しており、最終的なワイヤへの引き抜き前に、黄銅で被覆された。しかしながら、その他の製法も可能であり、例えば該ニッケルは、幾つかの他の金属、例えば銅、亜鉛、錫、コバルトまたはこれらの一種またはそれ以上の合金で置換することが出来る。他方、ニッケルは、比較的厚い層(引き抜き前に、約0.3μm)として堆積されたが、超うす型の層で十分であり、そのような層は、例えば所謂「フラッシュ」堆積法(例えば、引き抜き前に、0.01〜0.03μmの厚み、即ち引き抜き後の厚み0.002〜0.006μm)によって得られる。
最終的な延伸は、ステンレススチールまたは炭素鋼ワイヤ何れについても、「澄んだ(bright)」ワイヤ、即ち金属被覆を持たないワイヤについて実施することが出来た。該ベルトテストおよび該回転曲げテストの結果は、該ステンレススチールまたは炭素鋼ワイヤが澄んだものであるか、あるいは逆に各被覆によって覆われているかに拘らず、本質的に同一であることが分かった。
勿論、該炭素鋼ワイヤは、それ自体を黄銅以外の薄い金属層で被覆することも出来、その機能は、例えば該ワイヤの耐腐食性および/またはそのゴムに対する接着性を改善することにあり、その例はCo、Ni、Zn、Al、Al-Zn合金、または一種以上の元素Cu、Zn、Ni、Co、Snの合金、例えば特に5〜15％のNiを含む３成分Cu-Zn-Ni合金であり、該金属層は、特に前に記載したような「フラッシュ」堆積法によって得られる。
本発明のハイブリッドスチールコードは、他方において、かつ本発明の範囲を逸脱すること無しに、種々の径および特性を持つワイヤ、例えば種々の組成のステンレススチールワイヤまたは種々の組成の炭素鋼ワイヤを包含し、該コードは、また炭素鋼またはステンレススチールワイヤに加えて、これら以外の金属ワイヤ、あるいは更に非金属繊維、例えば無機または有機繊維をも含むことが出来る。本発明のコードは、また予備成形したワイヤ、例えば該コードの構造を多少とも波打たせ、かつ疎なものとし、しかもプラスチックおよび/またはゴム材料による透過性を増大するように設計されたものなどをも含むことが出来る。また、このようなワイヤの予備成形または波形周期は、該コード自体の捩じれピッチよりも小さな、これに等しいまたはこれよりも大きなものであり得る。
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