JP2002011519A - スチールワイヤの伸線方法およびゴム物品補強用スチールワイヤ - Google Patents

スチールワイヤの伸線方法およびゴム物品補強用スチールワイヤ

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JP2002011519A
JP2002011519A JP2000196875A JP2000196875A JP2002011519A JP 2002011519 A JP2002011519 A JP 2002011519A JP 2000196875 A JP2000196875 A JP 2000196875A JP 2000196875 A JP2000196875 A JP 2000196875A JP 2002011519 A JP2002011519 A JP 2002011519A
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steel wire
wire
rubber
cobalt
wet
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Nagasuke Hara
長亮 原
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Bridgestone Corp
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Bridgestone 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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  • Metal Extraction Processes (AREA)
  • Lubricants (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い生産性および低いコストの下に、スチー
ルワイヤに優れた初期接着性を付与することのできる、
新規なスチールワイヤの製造方法について提案する。 【解決手段】 ブラスめっきが施されたスチールワイヤ
を湿式伸線するに当り、亜鉛を含み、さらにコバルトお
よびニッケルのいずれか一方または両方を含有する湿式
潤滑剤を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば空気入り
タイヤや工業用ベルト等のゴム物品の補強材として使用
されるスチールワイヤの伸線方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ゴム物品の典型例である空気入りタイヤ
では、そのベルトやカーカスに、ブラスめっきが施され
たスチールワイヤの複数本を撚り合わせて成る、又はス
チールフィラメントの単線から成る、スチールコードを
ゴムで被覆したものを適用し、主にスチールコードによ
る補強をはかっている。そして、スチールコードをタイ
ヤの補強材として活用するには、該スチールコードを被
覆するゴムと確実に接着する必要があり、そのためにス
チールコードを構成するワイヤの周面にはブラスめっき
が施されている。このスチールワイヤは、ブラスめっき
を施してから、所定の径まで伸線を行って、コードの製
造に供するのが通例である。
【0003】このブラスめっきが施されたスチールワイ
ヤの伸線を、例えばスリップ型多段式伸線機と、 油性
剤、 極圧防止剤および界面活性剤等を含有する湿式潤滑
剤とを用いる、湿式伸線で行う場合、 リン酸エステルの
亜鉛錯体等を、伸線時の極圧防止皮膜として利用するこ
とにより、 伸線時のダイスとワイヤとの間の摩擦を低減
し、 ダイスやワイヤの損傷を抑制している。この工夫が
スチールワイヤの生産性を高めるのに、非常に大きな役
割を果たしてきたのである。
【0004】ところで、 ブラスめっきされたスチールワ
イヤとゴムとの接着は、 主にめっき中の銅とゴム中の硫
黄との反応によって得られるが、ワイヤ表面に上記した
極圧防止皮膜が残留していると、この極圧防止皮膜が銅
と硫黄との反応を阻害し、特にゴム加硫時の初期接着不
良をまねく。そこで、従来は、ゴム中に銅の拡散を促す
コバルトやニッケルを添加することにより、 この間題を
解決していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、 ゴム中にコバ
ルトやニッケルを添加することは、 ゴムの加硫反応性や
耐久性を低下させるという新たな問題を引き起こしてき
た。すなわち、添加されたコバルトやニッケルは、接着
反応を促進するのに有効であるが、これらの添加成分が
未加硫ゴムから滲み出す、いわゆるブルームを生じるた
めに、例えばタイヤの成形工程において未加硫ゴムシー
トを貼り合わせる際の作業性が低下すると共に、未加硫
ゴムシートとその周辺ゴムとの密着性や接着性が阻害さ
れ、さらに加硫ゴムにおいてはコバルトやニッケルの残
渣がゴム分子の切断反応、すなわち加硫戻りを引き起こ
し、タイヤの耐久性を低下させる原因にもなっている。
【0006】また、ゴムに添加するコバルト金属塩など
は高価であるため、スチールワイヤの被覆ゴム中のコバ
ルト等を減少させることは、上記のゴムでの問題を回避
することに加えて、ゴムの配合コストを低減するのにも
有利であり、省資源の観点からも重要なことである。
【0007】従って、上記の未加硫ゴムでの問題および
加硫後のゴムでの問題、さらにはコストの問題を回避す
るには、コバルトやニッケルの添加量を低減するか無添
加とすることが好ましいが、再びゴム接着性の劣化が問
題になる。換言すると、スチールワイヤにおけるゴム接
着性、特に初期接着性が改善されれば、ゴムに添加する
コバルトやニッケルの削減または省略が可能になるので
ある。
【0008】そこで、この発明は、高い生産性および低
いコストの下に、スチールワイヤに優れた初期接着性を
付与することのできる、新規なスチールワイヤの製造方
法について提案することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】すなわち、この発明の要
旨構成は、次のとおりである。 (1) ブラスめっきが施されたスチールワイヤを湿式伸線
するに当り、亜鉛を含み、さらにコバルトおよびニッケ
ルのいずれか一方または両方を含有する湿式潤滑剤を用
いることを特徴とするスチールワイヤの伸線方法。
【0010】(2) 上記(1) において、湿式潤滑剤は、亜
鉛:0.30g/l以上を含み、さらにコバルトおよび
ニッケルのいずれか一方または両方を合計で0.30g
/l以上で含有する組成に成ることを特徴とするスチー
ルワイヤの伸線方法。
【0011】(3) 上記(2) において、湿式潤滑剤は、亜
鉛:0.35g/l以上を含み、さらにコバルトおよび
ニッケルのいずれか一方または両方を合計で0.40〜
0.80g/lで含有する組成に成ることを特徴とする
スチールワイヤの伸線方法。
【0012】(4) 上記(1) ないし(3) のいずれかに記載
の伸線方法によって得られたゴム物品補強用スチールワ
イヤ。なお、以上において、潤滑剤の成分組成は、伸線
開始時のものである。また、各成分は、主に錯体や単独
のイオンとして水溶液中に存在している。
【0013】
【発明の実施の形態】以下に、この発明に従うスチール
ワイヤの製造方法について、図1に示す多段スリップ型
湿式伸線装置を用いて行う、湿式の連続伸線を例に説明
する。なお、この発明は、湿式によってスチールワイヤ
の伸線を行うものであるから、湿式伸線であれば特に形
式を制限する必要はなく、単独伸線および連続伸線のい
ずれでも構わない。
【0014】さて、図1に示す多段スリップ型湿式伸線
装置は、潤滑液槽1中に配置した多段の駆動キャプスタ
ン2aと2bとの間でスチールワイヤ3を各段の駆動キ
ャプスタン間で交互に掛け渡す過程において、各段毎に
ダイス4による伸線を行うものであり、最終ダイス5を
経て、潤滑液槽1外側の駆動キャプスタン6から巻取り
工程へ送られる。
【0015】以上の湿式伸線において、潤滑液槽1内の
湿式潤滑剤に、油性剤、 極圧防止剤および界面活性剤等
の通常の湿式潤滑剤成分に加えて、亜鉛を含み、さらに
コバルトおよびニッケルのいずれか一方または両方を含
有することが肝要である。
【0016】この湿式潤滑剤成分において、まず亜鉛
は、いわゆる伸線性に影響を与える、伸線ダイスの磨耗
を抑制しかつ均等な磨耗を実現するために添加するもの
である。すなわち、図2に、湿式伸線における亜鉛濃度
とダイス寿命との関係を示すように、亜鉛はその濃度が
0.30g/l以上、とりわけ0.35g/l以上にな
ると、ダイス寿命を向上する効果がみとめられる。従っ
て、湿式潤滑剤中には、0.30g/l以上、とりわけ
0.35g/l以上で亜鉛を添加することが好ましい。
【0017】一方、亜鉛濃度が0.50g/lをこえる
と、亜鉛を含有する沈殿物の発生が多くなり、亜鉛濃度
が不安定となるため、亜鉛濃度は0.50g/l以下と
することが好ましい。なお、潤滑剤使用中(伸線中)に
おいて、ブラスめっき成分から、ある程度の亜鉛が溶解
してくるが、伸線中を通じて亜鉛の濃度が、この上限以
下となるように、例えば電析により亜鉛を析出させる等
の手段により、濃度を制御するのが望ましい。
【0018】同様に、潤滑剤使用中にブラスめっきから
潤滑剤中にある程度の銅が溶解してくるが、図3に銅濃
度とダイス寿命との関係を示すように、銅濃度が0.3
0g/lをこえると逆にダイス寿命が低下し、とりわけ
0.50g/lをこえるあたりからダイス寿命が著しい
低下を示すことがわかる。従って、電析等の手段によ
り、使用中も常に銅濃度が0.50g/l以下、より好
ましくは0.30g/l以下になるように制限すること
が推奨される。
【0019】なお、図2に示した実験は、潤滑剤におけ
る亜鉛濃度のみを種々に変更して、各亜鉛濃度の潤滑剤
を用いて、直径1.72mmのブラスめっき付ワイヤを
直径0.30mmになるまで巻き取り速度800m/mi
n にて伸線した際、最終ワイヤ径、すなわち最終ダイス
の径が伸線開始から0.005mm太くなるまでに伸線
した重量について調査し、その値が最大だった亜鉛濃度
0.42g/lのときの調査結果を100としたときの
指数をダイス寿命とした。
【0020】次に、コバルトおよびニッケルは、スチー
ルワイヤのブラスめっきにおけるゴム接着性を改善する
ために添加するものである。すなわち、図4に、上記と
同様に、潤滑剤におけるコバルト濃度とダイス寿命との
関係を調査した結果を示すように、コバルト濃度はダイ
ス寿命つまり伸線性とは相関がほとんどないことがわか
る。
【0021】一方、潤滑剤におけるコバルト濃度とワイ
ヤのゴム接着性との関係は、図5に示すように、ワイヤ
の接着性がコバルト濃度に大きく依存していることがわ
かる。すなわち、コバルト濃度が0.40g/l以上に
なると、比較的に短時間の加硫によっても接着性が確保
され、優れた接着性が得られるのである。さらに、コバ
ルト濃度が0.80g/lをこえても、それ以上の接着
性の改善はほとんどないことがわかる。従って、湿式潤
滑剤中には、0.40g/l以上でコバルトを添加する
ことが好ましく、またコスト低減の観点から上限を0.
80g/lとすることが有利である。なお、使用中にも
適宜コバルトを補充する等により、常にこの範囲にして
おくのが望ましい。
【0022】なお、ゴム接着率は、伸線後のスチールワ
イヤについて、JIS G3510(1992)の参考
に規定されたゴム接着試験方法に準拠して、ゴム接着性
の試験を行って求めたものである。
【0023】以上、図4および図5に示した伸線性およ
び接着性に関するコバルトの効果は、ニッケルにおいて
も同様であり、両者は同様の作用効果の下に単独または
複合して用いることができる。
【0024】
【実施例】約0.82重量%の炭素を含有する直径5.
5mmの高炭素鋼線材に、 直径が約1.39mmとなる
まで繰り返し乾式伸線を施した後、パテンティング処
理、そしてブラスめっき処理を施して準備した線材につ
いて、 図1に示したところに従って、表1に示す添加成
分範囲の異なる種々の潤滑剤を用いて、直径が約0.2
1mmとなるまで湿式伸線を行った。なお、潤滑剤は、
脂肪酸、りん酸、りん酸エステル、アミン類、鉱物油、
乳化剤、防錆剤、防腐剤を主成分とする水溶液を、更に
水で薄め、これに銅や亜鉛、コバルト、ニッケルを溶解
させたものである。
【0025】かくして得られたワイヤについて、JIS
G3510(1992)の参考に規定されたゴム接着
試験方法に準拠して、ゴム接着性の試験を行った。ま
た、ダイス寿命についても、上記と同様に評価した。な
お、ゴムの加硫条件は、約145℃で約20分間とし
た。
【0026】
【表1】
【0027】表1から、 この発明に従う潤滑剤による湿
式伸線を経たスチールワイヤは、接着性に優れているこ
とがわかる。また、この発明に従う伸線では、ダイス寿
命が長く、伸線性が良好であることもわかる。
【0028】
【発明の効果】この発明の方法によれば、高い生産性お
よび低いコストの下に、スチールワイヤに優れた接着性
が付与されるから、このスチールワイヤをゴムで被覆す
る場合、ゴム側に必須であったコバルトやニッケル等の
接着促進剤を削減または省略することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】多段スリップ型湿式伸線機を示す模式図であ
る。
【図2】湿式伸線における、 亜鉛濃度とダイス寿命との
関係を示す図である。
【図3】湿式仲線における、 銅濃度とダイス寿命との関
係を示す図である。
【図4】湿式伸線における、 コバルト濃度とダイス寿命
との関係を示す図である。
【図5】潤滑剤中のコバルト濃度とワイヤの接着性(ゴ
ム接着率) との関係を示す図である。
【符号の説明】
1 潤滑液槽 2a,2b 駆動キャプスタン 3 駆動キャプスタン 4 ダイス 5 最終ダイス 6 駆動キャプスタン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C10M 103/06 C10M 103/06 D 105/24 105/24 105/58 105/58 105/74 105/74 125/04 125/04 173/02 173/02 // C10N 10:02 C10N 10:02 10:04 10:04 10:16 10:16 40:32 40:32

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ブラスめっきが施されたスチールワイヤ
    を湿式伸線するに当り、亜鉛を含み、さらにコバルトお
    よびニッケルのいずれか一方または両方を含有する湿式
    潤滑剤を用いることを特徴とするスチールワイヤの伸線
    方法。
  2. 【請求項2】 請求項1において、湿式潤滑剤は、亜
    鉛:0.30g/l以上を含み、さらにコバルトおよび
    ニッケルのいずれか一方または両方を合計で0.30g
    /l以上で含有する組成に成ることを特徴とするスチー
    ルワイヤの伸線方法。
  3. 【請求項3】 請求項2において、湿式潤滑剤は、亜
    鉛:0.35g/l以上を含み、さらにコバルトおよび
    ニッケルのいずれか一方または両方を合計で0.40〜
    0.80g/lで含有する組成に成ることを特徴とする
    スチールワイヤの伸線方法。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし3のいずれかに記載の伸
    線方法によって得られたゴム物品補強用スチールワイ
    ヤ。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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