(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブラスメッキを施した鋼線材を複数のダイスを用いて伸線加工する際に、少なくとも最終段の伸線パスを複数のダイスを用いて行って、直径が０．０８ｍｍ〜０．４ｍｍのブラスメッキ鋼線を製造するブラスメッキ鋼線の製造方法方法において、上記最終段の伸線パスは、ダイスに入線する鋼線材の直径をｄとしたときに、穴径が（ｄ−２／１０００）ｍｍ〜（ｄ＋２／１０００）ｍｍであるダイスを少なくとも最下流側に１個含み、上記穴径が（ｄ−２／１０００）ｍｍ〜（ｄ＋２／１０００）ｍｍであるダイスの穴径に対するベアリング長である相対ベアリング長の合計が１．０以上で、かつ、ベアリング長の合計値が１．５ｍｍ以下であることを特徴とするブラスメッキ鋼線の製造方法。
【請求項２】
上記最終段の伸線パスは、穴径が（ｄ−２／１０００）ｍｍ〜（ｄ＋２／１０００）ｍｍであるダイスを少なくとも最下流側に複数個含み、上記穴径が（ｄ−２／１０００）ｍｍ〜（ｄ＋２／１０００）ｍｍであるダイスの相対ベアリング長の合計が１．５以上であることを特徴とする請求項１に記載のブラスメッキ鋼線の製造方法。
【請求項３】
上記最終段の伸線パスに用いられるダイスとして、穴径が全て（ｄ−２／１０００）ｍｍ〜（ｄ＋２／１０００）ｍｍの範囲内であるダイスを用いたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のブラスメッキ鋼線の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、タイヤ補強用スチールコードの素線等に用いられる直径が０．０８ｍｍ〜０．４ｍｍのゴム物品補強用ブラスメッキ鋼線の製造方法に関するもので、特に、ゴムとの接着性に優れたブラスメッキ鋼線の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、タイヤ補強用スチールコードの素線等に用いられるゴム物品補強用鋼線として、表面にブラスメッキを施した直径が０．０８ｍｍ〜０．４ｍｍ程度のブラスメッキ鋼線が用いられている。このブラスメッキ鋼線は、パテンティング等の熱処理とブラスメッキ処理とを施した鋼線材を、多段スリップ型湿式伸線方法を用いて所望の線径まで伸線して製造される。
また、上記ブラスメッキ鋼線とゴムとの接着に関しては、例えば、タイヤ製造時の加硫工程において、ゴムとの接触下で加熱されることにより、上記ゴム中の硫黄とブラスメッキ中の銅とが反応して接着層が形成されることが知られている。
上記接着層は、加硫工程において速やかにかつ確実に形成されること（初期接着性能）、及び、形成された接着層がゴム物品の使用時に水分や熱によって劣化しないこと（耐久接着性能）が求められている。
【０００３】
ところで、上記湿式伸線加工に用いられる引き抜き用のダイスとしては、タングステンカーバイト（ＷＣ）などの硬質の炭化物または窒化物の粉末を焼結して成る超硬合金を用いて形成した超硬合金ダイスが用いられているが、タイヤ補強用スチールコードの素線等に用いられる高強度鋼線の製造においては、従来の伸線以上の発熱を伴うために、製造されるブラスメッキ鋼線の延性を確保するのが困難であるだけでなく、ダイス表面が荒れて引き抜き抵抗が大きくなって、表面のブラスメッキ層の引張残留応力を十分に緩和することが困難であった。
そこで、製造されるブラスメッキ鋼線のゴムとの接着性を向上させるため、例えば、最終ダイスを含む数パスに用いられるダイスとして、上記超硬合金ダイスに代えて、上記超硬合金よりも硬い、粒径が１０μｍ以下の焼結ダイヤモンドを用いて形成した焼結ダイヤモンドダイスが用いられてきている。これにより、引き抜き加工されるブラスメッキ鋼線とダイスチップ表面との摩耗を低減して発熱を防止することができるとともに、表面のブラスメッキ層の引張残留応力を十分に緩和してすることができるので、ブラスメッキ鋼線のゴムとの接着性を向上させることができる。（例えば、特許文献１，２参照）。
【特許文献１】特開２００３−３１３７８８号公報
【特許文献２】特開２００３−３４２８８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記焼結ダイヤモンドダイスは高価であるので、最終ダイスを含む数パスに用いた場合にはコスト高となるため、低コストで、かつ、安定性の高いブラスメッキ鋼線の伸線方法が求められている。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、高価な焼結ダイヤモンドダイスを用いることなく、接着性に優れたブラスメッキ鋼線を安定して製造することのできる方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願の請求項１に記載の発明は、ブラスメッキを施した鋼線材を複数のダイスを用いて伸線加工する際に、少なくとも最終段の伸線パスを複数のダイスを用いて行って、直径が０．０８ｍｍ〜０．４ｍｍのブラスメッキ鋼線を製造するブラスメッキ鋼線の製造方法であって、上記最終段の伸線パスは、ダイスに入線する鋼線材の直径をｄとしたときに、穴径が（ｄ−２／１０００）ｍｍ〜（ｄ＋２／１０００）ｍｍであるダイスを少なくとも最下流側に１個含み、上記穴径が（ｄ−２／１０００）ｍｍ〜（ｄ＋２／１０００）ｍｍであるダイスの穴径に対するベアリング長である相対ベアリング長の合計が１．０以上で、かつ、ベアリング長の合計値が１．５ｍｍ以下であることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のブラスメッキ鋼線の製造方法において、上記最終段の伸線パスが、穴径が（ｄ−２／１０００）ｍｍ〜（ｄ＋２／１０００）ｍｍであるダイスを少なくとも最下流側に複数個含み、上記穴径が（ｄ−２／１０００）ｍｍ〜（ｄ＋２／１０００）ｍｍであるダイスの相対ベアリング長の合計が１．５以上であることを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のブラスメッキ鋼線の製造方法において、上記最終段の伸線パスに用いられるダイスとして、穴径が全て（ｄ−２／１０００）ｍｍ〜（ｄ＋２／１０００）ｍｍの範囲内であるダイスを用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ブラスメッキ鋼線を伸線加工する際に、最終段の伸線パスを、ダイスに入線する鋼線材の直径をｄとしたときに、穴径が（ｄ−２／１０００）ｍｍ〜（ｄ＋２／１０００）ｍｍであるダイスを少なくとも最下流側に１個含むパスとするとともに、上記穴径が（ｄ−２／１０００）ｍｍ〜（ｄ＋２／１０００）ｍｍであるダイスの相対ベアリング長の合計を１．０以上とし、かつ、ベアリング長の合計値を１．５ｍｍ以下としたので、ブラスメッキ鋼線の表層部を集中的にかつ安定して加工することができるとともに、伸線時の発熱を抑制することができるので、ブラスメッキ鋼線の接着性を大幅に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の最良の形態について、図面に基づき説明する。
図１は、本最良形態に係るブラスメッキ鋼線の湿式伸線方法を示す模式図で、同図において、１０はブラスメッキ鋼線１１を引き抜くためのダイスを備えた複数の伸線パス１２，１２，‥‥，１２Ｚと伸線処理されるブラスメッキ鋼線１１を案内するための複数の駆動キャプスタン１３，１４と、これらの伸線パス１２と駆動キャプスタン１３，１４を収納する、スチールワイヤ用の潤滑剤が満たされた潤滑液槽１５とを備えた伸線機で、１６は上記伸線機１０の上流に配置された供給リール、１７は上記伸線機１０で伸線されたブラスメッキ鋼線１１を巻き取る巻取りロールである。本例では、この伸線機１０を用いて直径が０．０８ｍｍ〜０．４ｍｍのブラスメッキ鋼線を製造する。
上記伸線パス１２は、一般には、１個のダイスから成るが、本実施の形態では、最終段の伸線パス１２Ｚを、超硬合金から成るノーマルダイス１２Ａと、同じく超硬合金から成るスキンパス用ダイス１２Ｂの２個のダイスから構成している。上記ダイス１２Ａ，１２Ｂは、いずれも、鋼性の円筒状のケース１２ａとこのケース１２ａ内に埋設された、ダイス穴を有するダイスチップ１２ｂとから成り、このダイスチップ１２ｂを構成する材料に超硬合金が用いられている。ここで、１２ｐはその内径が出口方向に向かって所定のアプローチ角で狭まくなるように形成されアプローチ部、１２ｑは上記アプローチ部１２ｐの後段に位置する、内径が一定なベアリング部、１２ｒは上記ベアリング部１２ｑの出口側に設けられたリリース部で、上記ダイスチップ１２ｂのダイス穴にブラスメッキ鋼線１１を通して引き抜くことにより、ブラスメッキ鋼線１１を伸線し、その線径を絞り込む。なお、本例では、上記最終段の伸線パス１２Ｚ以外の伸線パス１２にも全て超硬合金製のダイス（図示せず）を使用している。
【０００９】
上記ノーマルダイス１２Ａは、ベアリング部１２ｑの内径である穴径がｄ（例えば、ｄ＝０．３ｍｍ）で、上記最終段の伸線パス１２Ｚに入線した線径がｄ0（例えば、ｄ0＝０．３１３ｍｍ）のブラスメッキ鋼線１１の線径をｄまで絞り込む。
一方、スキンパス用ダイス１２Ｂは、穴径が（ｄ−２／１０００）ｍｍ〜（ｄ＋２／１０００）ｍｍである、減面率が３％以下のダイスで、本例では、このスキンパス用ダイス１２Ｂのベアリング長Ｌ’を上記ノーマルダイス１２Ａのベアリング長Ｌよりも長くし、上記線径がｄに絞り込まれたブラスメッキ鋼線１１の表層部のみを集中的に加工することで、上記伸線パス１２及び上記ノーマルダイス１２Ａによる引き抜きにより生じた上記表層部の引張り残留応力を低減して、上記ブラスメッキ鋼線１１の接着性を改良するようにしている。これにより、高価な焼結ダイヤモンドダイスを用いることなく、ブラスメッキ鋼線１１の接着性を向上させることができる。
【００１０】
このとき、上記スキンパス用ダイス１２Ｂの穴径に対するベアリング長Ｌ’の比である相対ベアリング長を１．０以上とすること、及び、ベアリング長Ｌ’の絶対値を１．５ｍｍ以下にすることが肝要で、相対ベアリング長を１．０以上、好ましくは、１．５以上とすることにより、減面率が実質で０％である場合も含めて、ブラスメッキ表層部の加工を安定して行うことができる。
なお、ベアリング長を長くすると伸線時の発熱が大きくなり、延性等の製造されるブラスメッキ鋼線１１の機械的特性が劣化するので、本例では、上記相対ベアリング長に対して上限値を設けるのではなく、ベアリング長Ｌ’の絶対値の上限値１．５ｍｍとすることで、ベアリング長に起因する伸線時の発熱を抑制するようにしている。
また、スキンパス用ダイス１２Ｂの穴径が入線する鋼線材（ブラスメッキ鋼線１１）の線径以上の場合には、ダイスによる減面率は実質０％になるが、実際の操業では微妙な芯ずれや鋼線材の振動を伴うので、ダイス穴径を最大でも入線する鋼線材の直径よりも２／１０００ｍｍ程度大きくしてやれば、鋼線材表面とダイス壁面が接触し、表面のブラスメッキはダイスによる加工を受けるので問題はない。また、減面率が０％であると、下地の鋼材への影響が少ないので、かえって好ましい場合がある。
【００１１】
このように、本最良の形態によれば、ブラスメッキ鋼線１１を伸線加工する伸線機１０の最終段の伸線パス１２Ｚを、超硬合金から成るノーマルダイス１２Ａと、同じく超硬合金から成り、ダイスに入線する鋼線材の直径をｄとしたときに、穴径が（ｄ−２／１０００）ｍｍ〜（ｄ＋２／１０００）ｍｍであるスキンパス用ダイス１２Ｂの２個のダイスから構成するとともに、上記スキンパス用ダイス１２Ｂの相対ベアリング長を１．０以上とし、かつ、ベアリング長を１．５ｍｍ以下としたので、減面率が実質で０％である場合も含めて、ブラスメッキ鋼線１１の表層部を集中的にかつ安定して加工することができるとともに、伸線時の発熱を確実に抑制することができるので、高価な焼結ダイヤモンドダイスを用いることなく、ブラスメッキ鋼線１１の接着性を大幅に向上させることができる。
【００１２】
なお、上記最良の形態では、最終段の伸線パス１２Ｚを、超硬合金から成るノーマルダイス１２Ａとスキンパス用ダイス１２Ｂの２個のダイスから構成したが、上記スキンパス用ダイス１２Ｂの後段に更に、穴径が（ｄ−２／１０００）ｍｍ〜（ｄ＋２／１０００）ｍｍであるスキンパス用ダイスを１個または複数個設けてもよい。
あるいは、最終段の伸線パス１２Ｚのダイスを、全て、穴径が（ｄ−２／１０００）ｍｍ〜（ｄ＋２／１０００）ｍｍであるスキンパス用ダイスで構成してもよい。
なお、この場合には、上記穴径が（ｄ−２／１０００）ｍｍ〜（ｄ＋２／１０００）ｍｍであるダイスの相対ベアリング長の合計を１．０以上、より好ましくは１．５以上とし、かつ、上記穴径が（ｄ−２／１０００）ｍｍ〜（ｄ＋２／１０００）ｍｍであるダイスのベアリング長の合計値を１．５ｍｍ以下にすることが必要で、これにより、ブラスメッキ鋼線１１の表層部の加工を安定して行うことができるとともに、伸線時の発熱を確実に抑制することができる。
【実施例】
【００１３】
複数のダイスが配列された伸線機において、最終段の伸線パスに、図３の表に示すようなダイスを用いてブラスメッキ鋼線を伸線加工し、その初期接着性と耐久接着性とを調べた。その結果を図３の表に併せて示す。なお、評価結果は以下の従来例１を１００とした指標で示した。
従来例１は、超硬合金から成るノーマルダイスを１個用いて伸線する、オーソドックスな伸線条件で、全ての伸線パスに超硬合金から成るノーマルダイスを用いている。
また、従来例２は、焼結ダイヤモンドから成るノーマルダイスを１個用いて伸線したもので、最終パスを含む３つのパスで焼結ダイヤモンドダイスを使用し、他の伸線パスでは超硬合金ダイスを用いている。
実施例１〜実施例５は、本発明によるブラスメッキ鋼線の製造方法により伸線加工したもので、全ての伸線パスに超硬合金から成るダイスを用いている。
実施例１はダイスを２個使用しており、前段がノーマルダイスで後段がスキンパス用ダイスである。また、穴径が（ｄ−２／１０００）ｍｍ〜（ｄ＋２／１０００）ｍｍであるダイスの相対ベアリング長の合計値（ここでは、上記スキンパス用ダイスの相対ベアリング長）は１．０であり、ベアリング長の合計値である総ベアリング長（上記スキンパス用ダイスのベアリング長）は０．３ｍｍである。
実施例２はダイスが２個であり、２個ともスキンパス用ダイスで、相対ベアリング長の合計値は１．５、総ベアリング長は０．４５ｍｍである。
実施例３はダイスが３個であり、３個ともスキンパス用ダイスで、相対ベアリング長の合計値は２．５、総ベアリング長は０．７５ｍｍである。
実施例４はダイスが３個であり、３個ともスキンパス用ダイスであるが、相対ベアリング長の合計値は３．０で、総ベアリング長は０．９０ｍｍである。
実施例５はダイスが４個であり、４個ともスキンパス用ダイスで、相対ベアリング長の合計値は４．０、総ベアリング長は１．２０ｍｍである。
一方、比較例１は実施例１においてスキンパス用ダイスのベアリング長を半分（０．５）にしたもので、総ベアリング長も半分の０，１５ｍｍとなる。
比較例２は実施例４において穴径を（ｄ＋２／１０００）ｍｍよりも大きくしたもので、相対ベアリング長も総ベアリング長も０である。
比較例３は実施例５においてダイスの穴径を（１／１０００）〜（２／１０００）ｍｍ大きくし、かつ、相対ベアリング長の合計値を６．０と大きくしたもので、総ベアリング長も１．８０ｍｍと大きい。
【００１４】
図３の表に示したように、本発明によるブラスメッキ鋼線の初期接着性の評価結果は、実施例１では１８０で、耐久接着性の評価結果は１５０と、従来例１に比べて接着性が大幅に向上していることが確認された。
また、相対ベアリング長及び総ベアリング長を大きくしていくと、初期接着性も耐久接着性もともに向上し、相対ベアリング長が２．５、総ベアリング長が０．７５である実施例３では、焼結ダイヤモンドダイスを使用した従来例２と同等の接着性を得ることができることが分かった。また、上記実施例３よりも相対ベアリング長及び総ベアリング長が長い実施例４，５も、上記従来例２と同等の接着性を有することがわかった。
これに対して、ベアリング長の短い比較例１は実施例１では、初期接着性は向上するものの、耐久接着性はさほど向上しなかった。
また、比較例２では、穴径が大き過ぎてブラスメッキ鋼線の表層部を加工することができないことが明らかになった。
また、相対ベアリング長の合計値と総ベアリング長を大きくした比較例３は、初期接着性も耐久接着性もともに向上してはいるものの、作製された鋼線の延性が低下しているたため、不良品となってしまった。また、最終伸線のときの引き抜き抵抗が大きいため、実験中に断線が多発したので、実用には適さないことが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
以上説明したように、本発明によれば、ブラスメッキ鋼線の表層部を集中的にかつ安定して加工することができるとともに、伸線時の発熱を抑制することができるので、高価な焼結ダイヤモンドダイスを用いることなく、ブラスメッキ鋼線の接着性を大幅に向上させることができる。また、このようなブラスメッキ鋼線をタイヤ用スチールコードの素線としてゴム製品の補強に用いることにより、優れた補強効果を有する安価なタイヤ補強用ゴム製品を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の最良の形態に係る湿式伸線方法の概要を示す模式図である。
【図２】本最良の形態に係る最終段の引抜パスの一構成例を示す図である。
【図３】本発明の実施例に用いられるダイスの諸元との得られたブラスメッキ鋼線の接着性の評価結果を示す図である。
【符号の説明】
【００１７】
１０  伸線機、１１  ブラスメッキ鋼線、１２  伸線パス、
１２Ｚ  最終段の伸線パス、１２Ａ  ノーマルダイス、１２Ｂ  スキンパス用ダイス、
１２ａ  ケース、１２ｂ  ダイスチップ、１２ｐ  アプローチ部、
１２ｑ  ベアリング部、１２ｒ  リリース部で、１３，１４  駆動キャプスタン、
１５  潤滑液槽、１６  供給リール、１８  巻取りロール。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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