(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の伸線ダイスを通してスチールワイヤを伸線加工し、該スチールワイヤが最終伸線ダイスを通過してから３０秒以内に該スチールワイヤをエラストマーでコーティングするエラストマー／スチールワイヤ複合体の製造方法。
【請求項２】
前記スチールワイヤの伸線加工からコーティングまでの雰囲気を不活性ガスとする請求項１に記載のエラストマー／スチールワイヤ複合体の製造方法。
【請求項３】
前記エラストマーが未加硫ゴムである請求項１又は請求項２に記載のエラストマー／スチールワイヤ複合体の製造方法。
【請求項４】
複数の伸線ダイスを通してスチールワイヤを伸線加工する伸線加工装置と、前記スチールワイヤをエラストマーでコーティングする被覆装置とを備え、前記スチールワイヤが前記伸線加工装置の最終伸線ダイスを通過してから３０秒以内にコーティングを完了するようにしたエラストマー／スチールワイヤ複合体の製造装置。
【請求項５】
前記伸線加工装置と前記被覆装置との間にワイヤ通過路を取り囲む溜室を設け、該溜室及び伸線加工装置の内部に不活性ガスを充填自在にした請求項４に記載のエラストマー／スチールワイヤ複合体の製造装置。
【請求項６】
前記エラストマーが未加硫ゴムである請求項４又は請求項５に記載のエラストマー／スチールワイヤ複合体の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ材料等として好適なエラストマー／スチールワイヤ複合体を製造する方法及び装置に関し、更に詳しくは、スチールワイヤとエラストマーとの接着性を改善すると共に、製造コストの低減を可能にしたエラストマー／スチールワイヤ複合体の製造方法及び製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤやコンベアベルト等の製品は、通常、未加硫ゴムとスチールワイヤとの複合体を中間材料として用いている。これら製品に用いられるスチールワイヤは、その高い強度を発現させるために高加工度の伸線加工を施すことが必要である。また、スチールワイヤとゴムとの接着性を向上すると共に伸線加工時の潤滑性を高めるために、伸線加工前のスチールワイヤにはブラスメッキ又は亜鉛メッキを施すことが一般的である。
【０００３】
ところで、伸線加工前のブラスメッキワイヤ又は亜鉛メッキワイヤは表面が厚い酸化膜で覆われている。特に、加熱拡散法によりメッキ処理を施したブラスメッキワイヤは、拡散時の高熱により表面の酸化が著しい。ブラスメッキの場合、表面に形成される酸化物は主として酸化亜鉛である。
【０００４】
このような厚い酸化膜を持つ伸線加工前のブラスメッキワイヤ又は亜鉛メッキワイヤを多段の伸線ダイスで細線化して行くと、ブラスや亜鉛に比べて延展性に乏しい酸化膜が優先的に削り落とされ、最終伸線ダイスを通過する段階では酸化膜が非常に少ないフレッシュなブラス表面又は亜鉛表面を持ったスチールワイヤとなる。
【０００５】
この状態のメッキ表面は化学ポテンシャルが高く反応性に富んでいる。そのため、伸線加工後のスチールワイヤが空気に晒されると空気中の酸素と反応して再び酸化膜を形成し、その酸化膜の厚さが時間と共に増していく。また、多量の水分を含んだ高湿度の雰囲気に晒されると水酸化亜鉛又は水酸化銅を生成し、ワイヤ表面の劣化が更に進行する。
【０００６】
このようにブラスメッキ又は亜鉛メッキを施したスチールワイヤは、非常に酸化し易い特性を持っているので、伸線加工後に乾燥剤を同梱して厳重に密封した状態で出荷される。
【０００７】
一方、スチールワイヤと未加硫ゴムとの複合体を製造するに際しては、ゴム被覆以前の酸化を防止するために、スチールワイヤを巻き付けたクリールを防錆紙で保護したり、クリールの保管場所やゴム被覆工程に供したクリールについて厳重な温湿度管理を行うことが必要である。そのため、これらストック管理に要する設備費や光熱費が嵩み、スチールワイヤと未加硫ゴムとの複合体の製造コストが大きくなるという問題があった。また、ストック管理が不十分であると、スチールワイヤの表面が劣化し、スチールワイヤとゴムとの接着性が低下するという問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、スチールワイヤとエラストマーとの接着性を向上すると共に、その製造コストを低減することを可能にしたエラストマー／スチールワイヤ複合体の製造方法及び製造装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明のエラストマー／スチールワイヤ複合体の製造方法は、複数の伸線ダイスを通してスチールワイヤを伸線加工し、該スチールワイヤが最終伸線ダイスを通過してから３０秒以内に該スチールワイヤをエラストマーでコーティングすることを特徴とするものである。
【００１０】
このように最終伸線ダイスを通過してから３０秒以内、好ましくは１０秒以内にスチールワイヤをエラストマーでコーティングすることにより、ワイヤ表面の酸化劣化を回避し、かつ伸線加工で得られた高い活性度のワイヤ表面にエラストマーを被着するため、スチールワイヤとエラストマーとの接着性を向上することができる。また、スチールワイヤの酸化劣化防止のためのストック管理が不要になるので、スチールワイヤとエラストマーとの複合体の製造コストを従来に比べて低減することができる。
【００１１】
一方、本発明のエラストマー／スチールワイヤ複合体の製造装置は、複数の伸線ダイスを通してスチールワイヤを伸線加工する伸線加工装置と、前記スチールワイヤをエラストマーでコーティングする被覆装置とを備え、前記スチールワイヤが前記伸線加工装置の最終伸線ダイスを通過してから３０秒以内にコーティングを完了するようにしたことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明において、スチールワイヤの伸線加工からコーティングまでの雰囲気を不活性ガスとすることが好ましい。このように伸線加工により表面が活性化されたスチールワイヤを不活性ガスの雰囲気内に留めることにより、スチールワイヤの劣化を効果的に防止することができる。この場合、伸線加工装置と被覆装置との間にワイヤ通過路を取り囲む溜室を設け、該溜室及び伸線加工装置の内部に不活性ガスを充填自在にすれば良い。
【００１３】
エラストマーとしては、未加硫ゴム又は樹脂を用いることができる。特に、エラストマーと未加硫ゴムとし、該未加硫ゴムでスチールワイヤをコーティングした場合、タイヤ材料として好適な未加硫ゴム／スチールワイヤ複合体を安価に提供することが可能になる。
【００１４】
【発明の実施形態】
以下、本発明を添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明の実施形態からなるエラストマー／スチールワイヤ複合体の製造装置を示すものである。本実施形態の製造装置は、ワイヤ供給装置１０、伸線加工装置２０、ゴム被覆装置３０を備え、伸線加工装置２０とゴム被覆装置３０との間に溜室４０を設けた構成になっている。
【００１６】
ワイヤ供給装置１０は、スチールワイヤ１を巻回させたボビン１１を回転自在に支持するクリールスタンド１２を備え、ボビン１１からスチールワイヤ１を連続的に供給するようになっている。
【００１７】
伸線加工装置２０は、図２に示すように、外径が段階的に大きくなる一対の回転ドラム２１，２２を同軸方向に配置し、これら回転ドラム２１，２２間にスチールワイヤ１を掛け回すようになっている。より具体的には、スチールワイヤ１は回転ドラム２１，２２の細径側から太径側へ順次移行し、その太径側から排出される。これら回転ドラム２１，２２の略中間であってスチールワイヤ１の通過位置には、多数の伸線ダイス２３が配置されている。回転ドラム２１，２２及びダイス２３は収納容器２４の内側に収納されている。収納容器２４はスチールワイヤ１の入口を一方の側面に有し、出口を他方の側面に有している。この出口には最終伸線ダイス２３ａが取り付けれている。また、伸線加工装置２０の収納容器２４には不図示の不活性ガス供給手段が連結され、その内部に不活性ガスを充填自在になっている。
【００１８】
ゴム被覆装置３０は、スチールワイヤ１を通過させるヘッド３１と、該ヘッド３１を介してスチールワイヤ１の周囲に未加硫ゴムを供給する押出機３２とを備えている。そのため、ヘッド３１の吐出口からはスチールワイヤ１と未加硫ゴム２とからなる複合体３が吐き出される。この複合体３は不図示の引き取り手段により任意の速度で引き取られるようになっている。
【００１９】
溜室４０は、伸線加工装置２０と被覆装置との間を隙間無く連結し、スチールワイヤ１の通過路を取り囲むようになっている。この溜室４０にも収納容器２４と同様に不図示の不活性ガス供給手段が連結され、その内部に不活性ガスを充填自在になっている。
【００２０】
次に、上記製造装置を用いたエラストマー／スチールワイヤ複合体の製造方法について説明する。
【００２１】
先ず、ブラスメッキ又は亜鉛メッキを施したスチールワイヤ１を巻回させたボビン１１をワイヤ供給装置１０にセットし、このボビン１１から引き出したスチールワイヤ１を伸線加工装置２０及びゴム被覆装置３０に連続的に導くようにセットする。そして、伸線加工装置２０の収納容器２４及び溜室４０の内部に不活性ガスとして例えば窒素ガスを充填する。なお、収納容器２４及び溜室４０は完全な気密状態ではないが、不活性ガスの連続供給により内圧を大気圧よりも高く設定すれば、不活性ガス雰囲気を維持することができる。
【００２２】
次に、ボビン１１からスチールワイヤ１を連続的に引き出すことにより、伸線加工装置２０における多段階のダイス２３でスチールワイヤ１を伸線加工し、これを巻き取ることなくゴム被覆装置３０に供給し、このゴム被覆装置３０においてスチールワイヤ１を未加硫ゴム２でコーティングする。このとき、スチールワイヤ１が最終伸線ダイス２３ａを通過してから３０秒以内に、スチールワイヤ１のコーティングを完了させる。これにより、ゴム被覆装置３０からはスチールワイヤ１と未加硫ゴム２とからなる複合体３が連続的に得られる。
【００２３】
上記実施形態によれば、最終伸線ダイス２３ａを通過してから３０秒以内にスチールワイヤ１を未加硫ゴム２でコーティングすることにより、ワイヤ表面が酸化劣化する時間を与えることはなく、伸線加工で得られた高い活性度のワイヤ表面に未加硫ゴム２を被着するため、加硫後におけるスチールワイヤとゴムとの接着性を強固にすることができる。
【００２４】
しかも、スチールワイヤ１を伸線加工後にそのままコーティングするので、従来のように酸化劣化を防止するために、スチールワイヤを巻き付けたクリールを防錆紙で保護したり、クリールの保管場所やゴム被覆工程に供したクリールについて厳重な温湿度管理を行う必要がなくなる。従って、スチールワイヤと未加硫ゴムとの複合体の製造コストを従来に比べて低減することができ、経済的に有利である。
【００２５】
エラストマーとして用いる未加硫ゴムは、特に限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（ＢＲ）等の原料ゴムに、カーボンブラック、加硫剤、加硫促進剤等を配合することができる。特に、クレゾール樹脂、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、有機酸コバルト塩等を配合すると、スチールワイヤとゴムとの接着性が良好になる。スチールワイヤと未加硫ゴムの複合体はタイヤ材料として好適である。
【００２６】
エラストマーとして、ナイロン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン等の樹脂を用いた場合、電線等に応用可能な複合体を構成することができる。
【００２７】
これらエラストマーは押出機によりスチールワイヤの周囲から押し出すようにしても良く、或いは溶剤に溶かしたエラストマーにスチールワイヤをディップすることでコーティングを行っても良い。
【００２８】
また、単独のスチールワイヤを伸線加工し、該単独のスチールワイヤをエラストマーでコーティングしても良く、或いは複数本のスチールワイヤを同時に伸線加工し、これら複数本のスチールワイヤをエラストマーで一体的にコーティングしても良い。
【００２９】
【実施例】
複数の伸線ダイスを通してスチールワイヤを伸線加工し、該スチールワイヤを未加硫ゴムでコーティングするに際し、伸線加工からコーティングまでの雰囲気及びその雰囲気内での放置時間を種々異ならせた実施例１〜４及び比較例１〜３に基づいて未加硫ゴム／スチールワイヤ複合体を製造した。
【００３０】
これら実施例１〜４及び比較例１〜３で得た未加硫ゴム／スチールワイヤ複合体からタイヤベルト材を形成し、これをトレッド部に埋設した空気入りタイヤを加硫した。加硫後、ベルト材をタイヤケーシングから剥離し、その剥離面におけるゴム付着率（％）を測定し、その結果を表１に示した。
【００３１】
【表１】
0004487372.tif 000002
【００３２】
この表１から判るように、実施例１〜４はいずれもゴム付着率が高く、スチールワイヤとゴムとの接着性が良好であった。一方、比較例１〜３はゴム付着率が劣っていた。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、複数の伸線ダイスを通してスチールワイヤを伸線加工し、該スチールワイヤが最終伸線ダイスを通過してから３０秒以内に該スチールワイヤをエラストマーでコーティングするから、スチールワイヤとエラストマーとの接着性を向上すると共に、その複合体の製造コストを従来に比べて低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態からなるエラストマー／スチールワイヤ複合体の製造装置の概略を示す側面図である。
【図２】図１における伸線加工装置を示す平面図である。
【符号の説明】
１  スチールワイヤ
２  未加硫ゴム
３  複合体
１０  ワイヤ供給装置
２０  伸線加工装置
２３  伸線ダイス
２３ａ  最終伸線ダイス
３０  ゴム被覆装置
４０  溜室
【図１】
0004487372.tif 000003
【図２】
0004487372.tif 000004