(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼線材に銅めっきを施す銅めっき工程と、得られた銅めっき鋼線材に亜鉛めっきを施す亜鉛めっき工程と、鋼線材表面の銅と亜鉛とを熱拡散させブラスめっき鋼線材を得る熱拡散工程と、を含むブラスめっき鋼線の製造方法において、
前記銅めっき工程後前記亜鉛めっき工程前および／または前記亜鉛めっき工程後前記熱拡散工程前に、前記鋼線材に酸化防止処理を施すことを特徴とするブラスめっき鋼線の製造方法。
【請求項２】
前記酸化防止処理を気相中で施す請求項１記載のブラスめっき鋼線の製造方法。
【請求項３】
前記酸化防止処理を液相中で施す請求項１記載のブラスめっき鋼線の製造方法。
【請求項４】
前記酸化防止処理をベンゾトリアゾールを用いて行う請求項２または３記載のブラスめっき鋼線の製造方法。
【請求項５】
鋼線材に銅めっきを施す銅めっき工程と、得られた銅めっき鋼線材に亜鉛めっきを施す亜鉛めっき工程と、鋼線材表面の銅と亜鉛とを熱拡散させブラスめっき鋼線材を得る熱拡散工程と、を含むブラスめっき鋼線の製造方法において、
前記熱拡散工程を気化性防錆剤雰囲気中で行うことを特徴とするブラスめっき鋼線の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブラスめっき鋼線の製造方法（以下、単に「製造方法」とも称する）に関し、詳しくは、ブラスめっき鋼線の品質の向上と製造プロセスにおける省エネルギー化とを両立したブラスめっき鋼線の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤ用補強材のスチールコードを代表とするブラスめっき鋼線の製造過程は、主に乾式伸線による前段伸線を行い、その後にパテンティング熱処理によりパーライト鉄鋼組織の作り込みを行い、続いて鋼線材の表面にブラスめっきを施し最終伸線工程である湿式伸線に供する。ブラスめっきの手段として、銅めっき層の上に亜鉛めっきを行い、その後熱拡散によりブラスめっき層を形成する熱拡散めっき法が一般的に採用されている。
【０００３】
ブラスめっきは銅と亜鉛との合金であり、表面傷等により鋼線の鉄地が露出すると、めっき−鉄地間に局部電池が形成される。鉄は黄銅よりも自然電位が低くアノードとして作用するため、溶出して腐食が促進されることになる。また、ブラスめっき自体も空気中に放置されると脱亜鉛現象による劣化が生じ、ゴムとの一次接着性の不良を招きやすい。そのため、最終伸線後のブラスめっき鋼線に防錆剤を被膜することが提案されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１８７７９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、タイヤの高性能化が進み、スチールコード用のブラスめっき鋼線の品質の向上が望まれている。このような要望に応えるためには、ブラスめっき鋼線の製造プロセスについてもさらなる検討が必要となってきている。また、スチールコード用ブラスめっき鋼線の製造プロセスにおける省エネルギー化や、製造設備のメンテナンス等も重要な課題となっている。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、ブラスめっき鋼線の品質の向上と製造プロセスにおける省エネルギー化とを両立したブラスめっき鋼線の製造方法およびそれにより得られたブラスめっき鋼線を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記課題を解消するためにブラスめっき鋼線の製造方法について鋭意検討した結果、以下の知見を得た。すなわち、熱拡散めっき法によりブラスめっき層を形成する場合、熱拡散時にブラスめっき層の表面に酸化亜鉛が生成する。この酸化亜鉛は、一般に針状で非常に硬質であるため、最終伸線工程における潤滑性を阻害する。そのため、鋼線材に対して熱拡散めっき法によりブラスめっき施した場合、引き抜き力の増大による消費電力のロスが生じる。また、ブラスめっき鋼線の表面の酸化亜鉛により潤滑性が損なわれることにより、ブラスめっき鋼線とダイとの摩擦が増大し、ブラスめっき鋼線の品質が低下することになる。さらに、ダイの寿命が短命化するといった弊害も生じることになる。
【０００８】
このような問題を解消する手法としては、熱拡散処理後にブラスめっき鋼線材を表面処理することにより、酸化亜鉛を低減させることが考えられる。しかしながら、熱拡散処理後に酸化亜鉛を低減させる工程を設けることは、工程スペースの制約、設備コスト、運転コストの観点からは好ましくない。
【０００９】
本発明者は、上記知見に基づいてさらに鋭意検討した結果、ブラスめっき層を形成するための熱拡散処理時に、ブラスめっき表面に酸化亜鉛が生成し難い条件とすることにより、上記課題を解消することができることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
すなわち、本発明のブラスめっき鋼線の製造方法は、鋼線材に銅めっきを施す銅めっき工程と、得られた銅めっき鋼線材に亜鉛めっきを施す亜鉛めっき工程と、鋼線材表面の銅と亜鉛とを熱拡散させブラスめっき鋼線材を得る熱拡散工程と、を含むブラスめっき鋼線の製造方法において、
前記銅めっき工程後前記亜鉛めっき工程前および／または前記亜鉛めっき工程後前記熱拡散工程前に、前記鋼線材に酸化防止処理を施すことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の製造方法おいては、前記酸化防止処理を気相中で施してもよく、または液相中で施してもよい。また、本発明の製造方法においては、前記酸化防止処理をベンゾトリアゾールを用いて行うことが好ましい。
【００１２】
本発明の他のブラスめっき鋼線の製造方法は、鋼線材に銅めっきを施す銅めっき工程と、得られた銅めっき鋼線材に亜鉛めっきを施す亜鉛めっき工程と、鋼線材表面の銅と亜鉛とを熱拡散させブラスめっき鋼線材を得る熱拡散工程と、を含むブラスめっき鋼線の製造方法において、
前記熱拡散工程を気化性防錆剤雰囲気中で行うことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ブラスめっき鋼線の品質の向上と製造プロセスにおける省エネルギー化とを両立したブラスめっき鋼線の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】パテンティングから最終伸線にかけての工程の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明のブラスめっき鋼線の製造方法について、図面を用いて詳細に説明する。
本発明のブラスめっき鋼線の製造方法は、鋼線材に銅めっきを施す銅めっき工程と、得られた銅めっき鋼線材に亜鉛めっきを施す亜鉛めっき工程と、鋼線材表面の銅と亜鉛とを熱拡散させブラスめっき鋼線材を得る熱拡散工程と、を含む。図１は、パテンティングから最終伸線にかけての工程の一例を示すフローチャートである。図示例においては、まず、巻き出された鋼線材はパテンティング処理が施され、次いで酸洗および水洗を経て、銅めっき処理がなされている。その後、水洗、亜鉛めっき処理、水洗を経て、鋼線材の表面に銅および亜鉛が順次めっきされる。その後、熱拡散処理により銅めっきおよび亜鉛めっきが合金化されブラスめっきとなり、最終伸線に供される。
【００１６】
本発明の一好適な実施の形態としては、銅めっき工程後亜鉛めっき工程前および／または亜鉛めっき工程後熱拡散工程前に、鋼線材に酸化防止処理を施す。このように、熱拡散処理を行う前に、鋼線材に酸化防止処理が施されることにより、ブラスめっき層表面が酸化され難くなる。これにより、ブラスめっき鋼線材の表面の酸化亜鉛の生成量を低減させることができる。その結果、その後の最終伸線における引き抜き力が低下し、伸線電力を減らすことができ、省エネルギー化を図ることができる。
【００１７】
また、引抜き力を低下させることにより、工具負担が減り、摩耗低減およびダイ等の工具の寿命が改善される。すなわち、ダイ内面の摩耗状態が改善され、ブラスめっき鋼線材によるダイのめっき凝着、縦キズ、リング摩耗が抑制される。さらに、酸化防止処理がなされていないブラスめっき鋼線は、伸線加工の際の線速が増加するに従い引抜き力が増大する傾向が見られるが、酸化防止処理により表面の酸化亜鉛量が低減されたブラスめっき鋼線においては、引抜き力には速度依存性が見られない。そのため、ブラスめっき鋼線材とダイとの摩擦によるブラスめっき鋼線の品質の低下を抑制することができる。
【００１８】
本発明の製造方法においては、鋼線材に対する酸化防止処理を気相中で施してもよく、または液相中で施してもよい。酸化防止処理を気相中で行う場合、例えば、銅めっき処理後の水洗処理後、および／または亜鉛めっき処理後の水洗処理後に酸化防止処理を行う。また、気相中で酸化防止処理を行う場合、常温にて行ってもよいが、熱風を吹き付けたり、ホットプレートを用いて直接加熱し、気化性防錆剤を融点またはそれ以上の温度に加熱して、行うことが好ましい。例えば、気化性防錆剤としてベンゾトリアゾールを用いる場合は、ベンゾトリアゾールを５０〜２００℃に加熱し、得られた気体をブラスめっき鋼線材に吹き付ければよい。
【００１９】
気化性防錆剤としては、ベンゾトリアゾール以外にも、例えば、トリルトリアゾール、ジシクロヘキシルアンモニウムナイトライト、ジシクロヘキシルアンモニウムサリシレート、モノエタノールアミンベンゾエート、ジイソプロピルアンモニウムベンゾエート、シクロヘキシルアミンベンゾエート、ジシクロヘキシルアンモニウムシクロヘキサンカルボキシレート、シクロヘキシルアミンシクロヘキサンカルボキシレート、ジシクロヘキシルアンモニウムアクリレート、シクロヘキシルアミンアクリレート等を用いることができる。好適には、ベンゾトリアゾールである。
【００２０】
酸化防止処理を液相中で行う場合、例えば、銅めっき処理後の水洗処理の水浴および／または亜鉛処理後の水洗処理の水浴にベンゾトリアゾールやトリルトリアゾール等のトリアゾール化合物を添加することにより行うことができる。好適にはベンゾトリアゾールである。この場合、水浴中のベンゾトリアゾールの濃度は、０．１〜５．０ｍｇ／Ｌ程度とするのが好ましい。なお、処理時間は、トリアゾール化合物の濃度に応じて適宜決定することができ、トリアゾール化合物濃度が低ければ処理時間は長く、濃度が高ければ処理時間を短くすることができる。例えば、トリアゾール化合物濃度を０．１ｇ／Ｌとした場合は、１０〜３０秒とすればよい。
【００２１】
また、本発明の他の好適な実施の形態は、鋼線材に銅めっきを施す銅めっき工程と、得られた銅めっき鋼線材に亜鉛めっきを施す亜鉛めっき工程と、鋼線材表面の銅と亜鉛とを熱拡散させブラスめっき鋼線材を得る熱拡散工程と、を含み、熱拡散工程を気化性防錆剤雰囲気中で行う。熱拡散処理を気化性防錆剤雰囲気下で行うことにより、ブラスめっき表面に酸化亜鉛が生成し難くなる。本実施の形態においても、気化性防錆剤としては、上記のものと同様のものを用いることができる。
【００２２】
本発明の製造方法は、ブラスめっき層を形成するための熱拡散処理時に、ブラスめっき表面に酸化亜鉛が生成し難い条件とすることが重要であり、それ以外の銅めっき処理、亜鉛めっき処理等の他の工程における条件等については常法に従い適宜選定して実施することができ、特に制限されるものではない。
【００２３】
また、本発明のブラスめっき鋼線の製造方法に用いる鋼線材としては、通常、スチールコード用として用いられている鋼線材であればよく、その径や材質等については、公知のものであればいずれも使用可能であるが、鋼線材としては炭素含有量０．７０質量％以上の高炭素鋼線が好適である。なお、伸線工程についても、鋼線材の伸線工程において通常使用される伸線機を用いて、常法に従い伸線加工を行うものであれば、伸線条件等に特に制限はない。
【実施例】
【００２４】
以下、本発明の製造方法について、実施例を用いてより詳細に説明する。
＜実施例１〜３および比較例＞
線径１．７２ｍｍの鋼線材に対して銅めっき、水洗、亜鉛めっき、水洗を順次施し、その後、熱拡散処理によりブラスめっき鋼線材を得た。この際、表１に示す条件となるように銅めっき後の水洗浴および亜鉛めっき後の水洗浴に、防錆剤としてベンゾトリアゾール（ＢＴＡ）を添加し、鋼線材に対して酸化防止処理を実施した。その後、銅めっきおよび亜鉛がめっきが施された鋼線材に熱拡散処理を施し、ブラスめっき鋼線材とした。得られたブラスめっき鋼線材の表面上に残存している酸化亜鉛の量を同表に併記する。その後、得られたブラスめっき鋼線材に対して、線径０．３０ｍｍまで最終湿式伸線を施してブラスめっき鋼線を得た。
【００２５】
＜ダイの寿命＞
実施例１〜３および比較例のブラスめっき鋼線材に最終湿式伸線を施すに際し、湿式伸線機の最初のダイの寿命を、比較例を１００とする指数にて評価した。この数値が大なるほど、ダイの寿命が長いことを意味する。得られた結果を同表に併記する。
【００２６】
＜消費電力＞
実施例１〜３および比較例のブラスめっき鋼線材に最終湿式伸線を施すに際し、最終湿式伸線に要した電力を測定し、比較例を基準とて消費電力の変化量を算出した。得られた結果を同表に併記する。
【００２７】
＜捻回特性＞
実施例１〜３および比較例のブラスめっき鋼線について、直線状となるよう保持したブラスめっき鋼線に、ブラスめっき鋼線の直径の１００倍の長さあたり３回に相当する量の捻りを加えてから元の状態に捻り戻すことを繰り返す繰返し捻り試験を行って、ブラスめっき鋼線にクラックが発生するまでに加えた捻りおよび捻り戻しの総量（回／１００Ｄ）を測定した。得られた結果を同表に併記する。
【００２８】
【表１】
0005797531.tif 000002
【００２９】
表１より本発明の製造方法によれば、ブラスめっき鋼線材表面上の酸化亜鉛を低減できていることがわかる。これにより、ダイ寿命が長くなり、また、消費電力が低減されており、製造プロセスにおける省エネルギー化が可能であることが確かめられた。また、捻回特性も向上しており、ブラスめっき鋼線の品質も向上していることがわかる。
【図１】
0005797531.tif 000003