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JP4036362B2 - Method and apparatus for manufacturing steel wire for reinforcing rubber articles - Google Patents
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JP4036362B2 - Method and apparatus for manufacturing steel wire for reinforcing rubber articles - Google Patents

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JP4036362B2 JP2002254122A JP2002254122A JP4036362B2 JP 4036362 B2 JP4036362 B2 JP 4036362B2 JP 2002254122 A JP2002254122 A JP 2002254122A JP 2002254122 A JP2002254122 A JP 2002254122A JP 4036362 B2 JP4036362 B2 JP 4036362B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤや工業用ベルトなどのゴム物品の補強に供されるゴム物品補強用スチールワイヤの製造方法およびこの方法に使用する製造装置に関し、詳しくは、ブラスめっきが施されたスチールワイヤの生産性を損なうことなくワイヤ表面のリン量を抑制し、ゴムとの接着性の向上を図ったゴム物品補強用スチールワイヤの製造方法およびこの方法に使用する製造装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、ラジアルタイヤのベルトやカーカス用ボディープライ、および各種工業用ベルト部材などのゴム物品においては、ブラスめっきが施されたスチールワイヤまたはこれを複数本撚り合わせてなるスチールコードをゴムで被覆してなるものを用いることにより、補強効果を得ることが行われている。従ってこの場合、補強効果を十全に得るためにはスチールコードとゴムとの間の接着性を十分に確保することが必要であり、かかる観点からブラスめっきにおける銅と亜鉛との割合やめっき厚さを適正化すること等が検討され、これまでに一定の知見が確立されている。
【0003】
また、特開昭63−33135号公報では、ブラスめっきを施したスチールワイヤにおいて、ブラスめっき中にリンを4mg/m2以上含有させることにより湿熱による接着性の劣化を低減させることが提案されている。
【0004】
さらに、国際出願WO097/23311号公報には、ブラスめっきが施された線材を、リン酸塩を含む潤滑剤中に浸漬したダイス群を通過させて連続湿式することで得られたスチールワイヤをスプールに巻取り、次いで、前記スプールを撚線機の巻き出し部に装着し、撚線機の巻き出し部と撚線部との間に配設した減面率5%以上の1又は2以上のダイスにより伸線して縮径し、スチールワイヤのブラスめっきの表面に形成された被膜中のリン化合物をリンとして0.2〜0.9mg/m2の範囲内、酸化亜鉛を20.0〜70.0mg/m2の範囲内とし、これにより、ゴムとの初期接着性が改善されて加流時間の短縮化を実現できることが開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本出願人は、ブラスめっきを施したスチールコードとゴムとの間の接着反応を支配するコード表面因子をこれまで以上に機器分析的手法を駆使してコントロールし、詳細に表面を造り込んで、接着性との対応を検討した結果、ブラスめっきのバルク組成が同じである場合には、ブラスめっき表面からワイヤ半径方向内側に5nmの深さまでの表層領域における、酸化物として含まれるリンの量を1.5原子%以下に抑制することが極めて効果的であるとの知見を得、先に特許出願を行った。
【0006】
かかる表層領域におけるリンの量の抑制方法としては、伸線加工のパススケジュール、ダイスのエントランスやアプローチの形状および角度、ダイスの材質、並びに潤滑剤組成などの調整が有効であることが確認されている。
【0007】
しかしながら、ワイヤ表層領域におけるリンの量の上記抑制方法では、ダイスと被伸線ワイヤとの間に本来必要な潤滑性が損なわれ、ワイヤの断線、頻繁なダイスの交換などが発生するおそれがあり、スチールワイヤの生産性を低下させてしまうという問題があった。
【0008】
また、ダイスの材質としてダイヤモンドを使用した場合、通常のダイスより高価となり、スチールコードの製造コストが高くなってしまうという問題があった。
【0009】
そこで本発明の目的は、ブラスめっきが施されたスチールワイヤの生産性を損なうことなくワイヤ表層領域におけるリンの量を抑制し、ゴムとの接着性を向上させることのできるゴム物品補強用スチールワイヤの製造方法およびこの方法に使用する製造装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のゴム物品補強用スチールワイヤの製造方法は、ブラスめっきが施されたスチールワイヤを最終湿式伸線工程で伸線した後、該スチールワイヤを、任意に変形されたスチールワイヤが密集する中を下記条件、
・通過長さL(m):(0.0018×S−0.23)×0.9<L<(0.0018×S−0.23)×1.1
(式中、Sは伸線スピード(m/分)である)
・密集圧力:90〜110g/cm2(8.82〜10.78kPa)
・任意に変形されたスチールワイヤの線径:0.1mm以下
・密集密度:1.9g/cm3以上
にて通過させ、前記ブラスめっきが施されたスチールワイヤ表層領域におけるリンの量を抑制することを特徴とするものである。これにより、スチールコードの生産性を損なうことなくワイヤ表面のリンの量を所望量まで抑制し、ゴムとスチールコードとの間の接着性を向上させることができる。
【0011】
本発明の製造方法においては、前記ブラスめっきが施されたスチールワイヤの線径が0.15〜0.40mmであるものに好適に適用することができ、また前記任意に変形されたスチールワイヤが略5mm程度のカール径でクセ付けされていることが好ましい。
【0012】
また、本発明のゴム物品補強用スチールワイヤの製造装置は、ブラスめっきが施されたゴム物品補強用スチールワイヤの製造装置において、該スチールワイヤの通過方向に長尺で、かつ該スチールワイヤを内部に通過させるための入口と出口とを有する箱体と、該箱体の中で前記スチールワイヤの表層領域におけるリンを切削する、任意に変形されたスチールワイヤの密集体と、を具備することを特徴とするものである。この製造装置は、上記本発明の方法に好適に適用することができる。また、ワイヤ表面のリンの量を抑制するためにダイスの材質を変更する従来方法では各最終伸線機毎への新規ダイスの適用が必要となるが、本発明によれば、伸線後ボビンに巻き取るまでの間で数台分をまとめて処理でき、コスト面、管理面でも有利である。
【0013】
本発明の製造装置においては、前記箱体のスチールワイヤ通過方向長さL(m)が次式、
(0.0018×S−0.23)×0.9<L<(0.0018×S−0.23)×1.1
(式中、Sは伸線スピード(m/分)である)で表される関係を満足することが好ましく、また、前記箱体の上面が、該箱体内部におけるスチールワイヤの密集体を適宜加圧できるように落とし蓋形式となっていることが好ましい。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態につき具体的に説明する。
図1に示す本発明の一実施の形態に係るゴム物品補強用スチールワイヤの製造装置1は、ブラスめっきが施されたスチールワイヤ10の表層領域におけるリンの量を抑制するための製造装置であり、本発明の方法に好適に適用することができる。かかる製造装置1は、箱体2と、この箱体2の中の任意に変形されたスチールワイヤ3の密集体とからなる。箱体2は、スチールワイヤの通過方向に長尺に形成されており、また、箱体2は、スチールワイヤ10をその内部にて通過させるための入口4と出口5とを有する。図1に示す例では、箱体2の対向する両側面に設けられた入口4と出口5とは夫々一箇所であるが、同時に複数のスチールワイヤ10を通過させることができるように、夫々複数の入口4と出口5とを両側面に設けてもよい。
【0015】
また、箱体2は、内部に充填されたスチールワイヤ3の密集体を容易に加圧することができるように、図1の矢視方向断面図の図2に示すように、上面を落とし蓋6にて形成することが好ましい。この落とし蓋6の上から、スチールワイヤ3の密集体を適宜加圧することにより、スチールワイヤ3の密集体に所望の圧力を付与することができる。
【0016】
箱体2の中には、図1に示すように、スチールワイヤ3が夫々任意に変形された状態で密集体を形成しているが、このスチールワイヤ3の線径は、0.1mm以下、好ましくは0.05〜0.08mmとする。この線径が0.1mmを超えると、ブラスめっきが施されたワイヤ10との間に十分な接触が得られず、表層領域におけるリンの切削効果が不十分となる。同様にリンの切削効果を十分に得る上で、任意に変形されたスチールワイヤ3は、図3に示すように略5mm程度のカール径dでクセ付けされていることが好ましい。
【0017】
本発明のゴム物品補強用スチールワイヤの製造方法においては、上述の製造装置1内を下記の条件で、ブラスめっきが施されたスチールワイヤ10を最終湿式伸線工程で伸線した後に通過させることにより、ブラスめっきが施されたスチールワイヤ10の表層領域におけるリンを所望量切削する。
【0018】
即ち、スチールワイヤ3の密集体が収納された箱体2のスチールワイヤ通過方向長さL(m)が次式、
(0.0018×S−0.23)×0.9<L<(0.0018×S−0.23)×1.1
(式中、Sは伸線スピード(m/分)である)で表される関係を満足するようにする。この関係が次式、
L≦(0.0018×S−0.23)×0.9
で表される関係のときは十分なリンの切削効果が得られず、一方、次式
L≧(0.0018×S−0.23)×1.1
で表される関係のときは表面のブラスめっきまでが切削され、逆にゴムとの接着性が低下してしまうことになる。
【0019】
また、スチールワイヤ3の密集圧力が90〜110g/cm2(8.82〜10.78kPa)となるように、落とし蓋6からの圧力を調整する。この圧力が90g/cm2(8.82kPa)未満であると十分なリンの切削効果が得られず、一方、110g/cm2(10.78kPa)を超えると表面のブラスめっきまでが切削され、逆にゴムとの接着性が低下してしまうことになる。
【0020】
さらに、箱体2内スチールワイヤ3の密度は1.9g/cm3以上、好ましくは2.1〜3.0g/cm3とする。この密度が1.9g/cm3未満であると、リンが切削されるブラスめっきワイヤとの間に十分な接触が得られず、リンの切削効果が不十分となる。
【0021】
本発明の他の実施形態として、図4に示すように、複数の伸線機本体11(図示する例では7台)による最終湿式伸線工程で伸線された複数のブラスめっきスチールワイヤ10を1台の箱体2に通過させてもよい。箱体2通過後は、夫々巻き取りリール12にて巻き取る。尚、本発明のスチールワイヤの製造方法における多段湿式伸線以外の工程、例えば最初の乾式伸線、パテンティング処理、ブラスめっき処理等は常法に従い行うことができる。
【0022】
本発明においては、周面ブラスめっき層の表面からワイヤ半径方向内方に深さ5nmまでのワイヤ表層領域における酸化物として含まれるリンの含有量を、良好に1.5原子%以下に抑制することができる。リンの含有量が1.5原子%を超えると、それにつれてゴムとの接着速度が遅くなり、所望のゴム接着性を確保するのが難しくなる。リンの量を1.5原子%以下とすることにより、ゴム接着性を安定して得ることが可能になる。
【0023】
ブラスめっき層の平均厚みは、好適には、0.13〜0.30μmである。ブラスめっき層の平均厚みが0.13μm未満では、鉄地が露出する部分が増加して初期接着性が阻害され、一方、0.30μmを超えると、ゴム物品使用中の熱によって過剰に接着反応が進行して、脆弱な接着しか得られなくなる。
【0024】
また、本発明においては、ブラスめっき層全体における銅および亜鉛の総量に対する銅の比率が60〜70重量%であり、かつ、上記ワイヤ表層領域における銅および亜鉛の総量に対する銅の比率が15〜45原子%であることが好ましい。ブラスめっき層全体における銅および亜鉛の総量に対する銅の比率が60重量%未満になると、伸線性が悪化して断線により生産性が阻害され、量産することが難しくなる。一方、70重量%を超えると、耐熱接着性の耐水分接着性が低下して、ゴム物品、特にタイヤが曝される環境に対して十分な耐久性を維持できなくなる。また、ワイヤ表層領域における銅および亜鉛の総量に対する銅の比率が15原子%未満であると、ワイヤ表層領域におけるリンの量を上記した1.5原子%以下に制限した場合であっても、ゴムとの接着反応に乏しくなる結果、より優れたゴム接着性の確保が困難となる。一方、45原子%を超えると、耐熱接着性や耐水分接着性が低下するという不利を招く。
【0025】
本発明においては、最終湿式伸線工程で伸線した後におけるスチールワイヤ3の線径は、好ましくは0.15〜0.40mmであり、かかる線径のときに良好にリンの切削効果が得られる。また、直径が0.40mmを超えると、使用したゴム物品が曲げ変形下で繰り返し歪みを受けたときに表面歪が大きくなり、座屈を引き起こし易くなる。
【0026】
伸線加工に供する鋼線材としては、炭素含有率が0.60〜0.95重量%の高炭素鋼線材を用いることが好ましく、鋼線材表層部の脱炭を抑制しつつ、初析セメンタイト、初析フェライトあるいはベイナイト等の混在量が少ない均一なパーライト組成を形成するように熱処理することが好ましい。
【0027】
本発明により製造されたスチールワイヤは、単線で用いてもよく、また、撚線機により常法に従い撚り合わせすることにより、所望の撚り構造のゴム物品補強用スチールコードとして用いてもよい。かかるスチールワイヤを複数本を撚り合わせたスチールコードとして用いる場合、ゴム物品、中でもタイヤのカーカスやベルトの補強材として好適である。
【0028】
【実施例】
以下、本発明を実施例、従来例および比較例に基づき説明する。
従来例
約0.80重量%の炭素を含有する直径約5.5mmの高炭素鋼線材に、直径が約1.72mmになるまで乾式伸線を施した後、パテンティング処理を施し、次いで銅63重量%および亜鉛37重量%の組成を有するブラスめっきを下記の表1に示す付着量で施し、しかる後、リン酸亜鉛を含有する水性潤滑剤に全没させた多段湿式伸線機にて直径0.30mmまで複数ダイスを使用し伸線加工を行った。
【0029】
ワイヤの表層領域における酸化物として含まれるリンの量をX線光電子分光法に従い計測を行った。X線光電子分光法に従い計測される光電子の脱出深さ領域において、全元素の原子数と酸化物中のリンの原子数を検出し、全元素の原子数を100としたときの酸化物中のリン原子数を指数で表示したものを、当該領域における酸化物に含まれるリンの原子%とした。
【0030】
また、所定の方法で得られたワイヤを撚り合わせ1×3×0.30mmのスチールコードとし、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下記の初期ゴム接着性試験および劣化後接着性試験を行った。この接着試験で使用したゴムの配合は、天然ゴム100重量部に対し、カーボンブラック(HFC)50重量部、亜鉛華5重量部、ナフテン酸コバルト(10%含量)2重量部、、加硫促進剤(DZ)0.5重量部および硫黄5重量部とした。
【0031】
初期接着性試験は、ゴム被覆コードを160℃で夫々5分、9分、13分、18分間加圧加硫した後室温で剥離試験を行って評価した。また、劣化後接着性試験は、ゴム被覆コードを160℃で18分間加圧加硫した後、夫々2日、4日、6日劣化させた後室温で剥離試験を行って評価した。劣化は、温度60℃、湿度90%の圧力釜に酸素を0.02MPa充填した環境下において、水分および酸素を強制的にゴム中へ浸透させることにより行った。評価したゴム付着率は、ゴムからコードを剥離をした後のスチールコードの表面を観察してコード表面が完全にゴムに覆われている場合を100%とし、ゴムが完全に覆われていない場合を0%として評価した。得られた結果を下記の表1および表2に示す。
【0032】
実施例および比較例1〜6
めっき付着量を下記の表1および表2に示すように変量とした以外は上記従来例と同様の方法により各スチールワイヤを得た。得られたスチールワイヤを夫々下記の表1および表2に示す条件にて図1に示す製造装置1内を通過させ、従来例と同様にしてスチールコードを製造した。これらコードの表層領域のリンの量並びに初期接着性試験および劣化後接着性試験の結果を下記の表2および表3に夫々示す。
【0033】
【表1】

Figure 0004036362
*めっき表面からワイヤ半径方向内側へ5nmの深さまでの領域
【0034】
【表2】
Figure 0004036362
*めっき表面からワイヤ半径方向内側へ5nmの深さまでの領域
【0035】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、スチールコードの生産性を損なうことなくワイヤ表面のリンの量を抑制し、ゴムとスチールコードとの間の接着性を向上させることができる。この結果、高耐久性を有するゴム物品、例えば、高耐久性タイヤ等の製造が可能となる。また、ワイヤ表面のリンの量を抑制するためにダイスの材質を変更する方法では、各最終伸線機毎への新規ダイスの適用が必要となるが、本発明によれば、伸線後ボビンに巻き取るまでの間で数台分をまとめて処理でき、コスト面、管理面でも有利である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施の形態に係るスチールワイヤの製造装置を模式的に示す斜視図である。
【図2】 図1に示す矢視A−A線に沿う断面図である。
【図3】 密集体を形成するスチールワイヤ1本を取り出して示す説明図である。
【図4】 本発明の他の実施の形態に係るスチールワイヤの製造装置を模式的に示す工程図である。
【符号の説明】
1 製造装置
2 箱体
任意に変形されたスチールワイヤ
4 入口
5 出口
6 落とし蓋
10 ブラスめっきが施されたスチールワイヤ
11 伸線機本体
12 巻き取りリール[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of manufacturing a steel wire for reinforcing rubber articles used for reinforcing rubber articles such as tires and industrial belts, and a manufacturing apparatus used in the method, and more particularly, to a steel wire subjected to brass plating. The present invention relates to a method for manufacturing a steel wire for reinforcing rubber articles in which the amount of phosphorus on the wire surface is suppressed without impairing productivity and the adhesion to rubber is improved, and a manufacturing apparatus used in this method.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in rubber articles such as radial tire belts, carcass body plies, and various industrial belt members, steel wires coated with brass or a steel cord formed by twisting a plurality of these wires are covered with rubber. Reinforcing effects are obtained by using the above. Therefore, in this case, in order to fully obtain the reinforcing effect, it is necessary to sufficiently secure the adhesion between the steel cord and the rubber. From this point of view, the ratio of copper and zinc and the plating thickness in brass plating In order to optimize the thickness, etc., some knowledge has been established so far.
[0003]
Japanese Laid-Open Patent Publication No. 63-33135 proposes to reduce adhesive deterioration due to wet heat by containing 4 mg / m 2 or more of phosphorus in a brass-plated steel wire. Yes.
[0004]
Furthermore, in international application WO097 / 23311, a steel wire obtained by continuously wet-welding a wire material subjected to brass plating through a group of dies dipped in a lubricant containing phosphate is spooled. Then, the spool is attached to the unwinding part of the twisting machine, and the area reduction rate is 5% or more 1 or 2 or more disposed between the unwinding part and the twisting part of the twisting machine. The diameter is reduced by drawing with a die, and the phosphorus compound in the coating formed on the surface of the brass plating of the steel wire is in the range of 0.2 to 0.9 mg / m 2 with phosphorus, and zinc oxide is 20.0 to It is disclosed that within the range of 70.0 mg / m 2 , the initial adhesiveness with rubber can be improved and the vulcanization time can be shortened.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The present applicant controls the surface factor of the cord that governs the adhesion reaction between the steel cord subjected to the brass plating and the rubber by using an instrumental analysis method more than ever, and creates the surface in detail, As a result of examining the correspondence with adhesiveness, when the bulk composition of the brass plating is the same, the amount of phosphorus contained as an oxide in the surface layer region from the brass plating surface to a depth of 5 nm in the wire radial direction inside is determined. Obtaining knowledge that it is extremely effective to suppress the content to 1.5 atomic% or less, a patent application was filed first.
[0006]
As a method for suppressing the amount of phosphorus in the surface layer region, it has been confirmed that adjustments such as a wire drawing pass schedule, the shape and angle of the die entrance and approach, the material of the die, and the lubricant composition are effective. Yes.
[0007]
However, the above-described method for suppressing the amount of phosphorus in the surface area of the wire may impair the lubricity inherently required between the die and the wire to be drawn, resulting in wire breakage, frequent die change, and the like. There was a problem that the productivity of the steel wire was lowered.
[0008]
Further, when diamond is used as a material for the die, there is a problem that it is more expensive than a normal die and the manufacturing cost of the steel cord is increased.
[0009]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a steel wire for reinforcing rubber articles that can suppress the amount of phosphorus in the surface region of the wire without impairing the productivity of the steel wire subjected to brass plating and can improve the adhesion to rubber. And a manufacturing apparatus used for the method.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the method of manufacturing a steel wire for reinforcing rubber articles according to the present invention includes a step of drawing a steel wire subjected to brass plating in a final wet drawing process, and then arbitrarily deforming the steel wire. The following conditions, while the steel wire is dense
Passing length L (m): (0.0018 × S−0.23) × 0.9 <L <(0.0018 × S−0.23) × 1.1
(Where S is the wire drawing speed (m / min))
・ Dense pressure: 90 to 110 g / cm 2 (8.82 to 10.78 kPa)
- optionally modified steel wire having a diameter: 0.1 mm or less, dense Density: Passing at 1.9 g / cm 3 or more, to suppress the amount of phosphorus in the steel wire surface area brass-plated It is characterized by this. Thereby, the amount of phosphorus on the wire surface can be suppressed to a desired amount without impairing the productivity of the steel cord, and the adhesion between the rubber and the steel cord can be improved.
[0011]
In the manufacturing method of the present invention, the steel wire to which the brass plating is applied can be suitably applied to a steel wire having a wire diameter of 0.15 to 0.40 mm. It is preferable that the curl diameter is about 5 mm.
[0012]
Also, the steel wire manufacturing apparatus for reinforcing rubber articles according to the present invention is a steel wire manufacturing apparatus for reinforcing rubber articles subjected to brass plating, which is long in the passing direction of the steel wire and has the steel wire inside. A box having an inlet and an outlet for passing through the steel, and a dense body of arbitrarily deformed steel wire that cuts phosphorus in a surface layer region of the steel wire in the box. It is a feature. This manufacturing apparatus can be suitably applied to the method of the present invention. In addition, in the conventional method of changing the material of the die in order to suppress the amount of phosphorus on the wire surface, it is necessary to apply a new die to each final wire drawing machine. It is possible to process several units at a time until it is rolled up, which is advantageous in terms of cost and management.
[0013]
In the manufacturing apparatus of the present invention, the length L (m) of the box in the steel wire passing direction is the following formula:
(0.0018 × S−0.23) × 0.9 <L <(0.0018 × S−0.23) × 1.1
(Wherein S is the wire drawing speed (m / min)) is preferably satisfied, and the upper surface of the box is appropriately formed of steel wire compacts inside the box. It is preferable to be in the form of a drop lid so that pressurization is possible.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described.
A steel wire manufacturing apparatus 1 for reinforcing rubber articles according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1 is a manufacturing apparatus for suppressing the amount of phosphorus in the surface layer region of a steel wire 10 subjected to brass plating. The present invention can be preferably applied to the method of the present invention. The manufacturing apparatus 1 includes a box 2 and a dense body of arbitrarily deformed steel wires 3 in the box 2. The box 2 is formed to be long in the passing direction of the steel wire, and the box 2 has an inlet 4 and an outlet 5 for allowing the steel wire 10 to pass therethrough. In the example shown in FIG. 1, the inlet 4 and the outlet 5 provided on both opposite side surfaces of the box body 2 are each one place, but a plurality of steel wires 10 can be passed at the same time so that a plurality of steel wires 10 can be passed simultaneously. The inlet 4 and the outlet 5 may be provided on both sides.
[0015]
Further, the box body 2 has its upper surface dropped as shown in FIG. 2 in the cross-sectional view in the direction of the arrow in FIG. 1 so that the dense body of steel wires 3 filled therein can be easily pressurized. It is preferable to form by. A desired pressure can be applied to the dense body of steel wires 3 by appropriately pressurizing the dense body of steel wires 3 from above the drop lid 6.
[0016]
In the box 2, as shown in FIG. 1, a dense body is formed in a state where the steel wires 3 are arbitrarily deformed, but the wire diameter of the steel wires 3 is 0.1 mm or less, Preferably it is 0.05-0.08 mm. When this wire diameter exceeds 0.1 mm, sufficient contact cannot be obtained with the wire 10 subjected to brass plating, and the cutting effect of phosphorus in the surface layer region becomes insufficient. Similarly, in order to obtain a sufficient phosphorus cutting effect, it is preferable that the arbitrarily deformed steel wire 3 has a curl diameter of about 5 mm as shown in FIG.
[0017]
In the method for manufacturing a steel wire for reinforcing rubber articles according to the present invention, the steel wire 10 subjected to brass plating is passed through the manufacturing apparatus 1 after being drawn in the final wet drawing process under the following conditions. Thus, a desired amount of phosphorus in the surface layer region of the steel wire 10 to which the brass plating is applied is cut.
[0018]
That is, the length L (m) in the steel wire passing direction of the box 2 in which the dense body of the steel wires 3 is stored is represented by the following formula:
(0.0018 × S−0.23) × 0.9 <L <(0.0018 × S−0.23) × 1.1
(Wherein S is the wire drawing speed (m / min)). This relationship is
L ≦ (0.0018 × S−0.23) × 0.9
In the case of the relationship represented by the formula, a sufficient phosphorus cutting effect cannot be obtained, while the following formula L ≧ (0.0018 × S−0.23) × 1.1
When the relationship is represented by the above, even the surface brass plating is cut, and conversely, the adhesiveness with the rubber is lowered.
[0019]
Moreover, the pressure from the drop lid 6 is adjusted so that the dense pressure of the steel wires 3 is 90 to 110 g / cm 2 (8.82 to 10.78 kPa). If this pressure is less than 90 g / cm 2 (8.82 kPa), a sufficient phosphorus cutting effect cannot be obtained, while if it exceeds 110 g / cm 2 (10.78 kPa), up to the surface brass plating is cut, On the contrary, the adhesiveness with the rubber is lowered.
[0020]
Furthermore, the density of the box body 2 in the steel wire 3 is 1.9 g / cm 3 or more, preferably 2.1~3.0g / cm 3. When this density is less than 1.9 g / cm 3 , sufficient contact cannot be obtained with the brass plating wire from which phosphorus is cut, and the cutting effect of phosphorus becomes insufficient.
[0021]
As another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 4, a plurality of brass-plated steel wires 10 drawn in a final wet wire drawing step by a plurality of wire drawing machine bodies 11 (seven in the illustrated example) are used. You may let it pass through one box 2. After passing through the box 2, it is wound around the take-up reel 12. In addition, processes other than the multistage wet drawing in the manufacturing method of the steel wire of this invention, for example, the first dry drawing, a patenting process, a brass plating process, etc. can be performed in accordance with a conventional method.
[0022]
In the present invention, the content of phosphorus contained as an oxide in the wire surface layer region from the surface of the peripheral surface brass plating layer to a depth of 5 nm inward in the wire radial direction is favorably suppressed to 1.5 atomic% or less. be able to. If the phosphorus content exceeds 1.5 atomic%, the adhesion speed with the rubber becomes slower accordingly, and it becomes difficult to ensure the desired rubber adhesion. By making the amount of phosphorus 1.5 atomic% or less, rubber adhesion can be stably obtained.
[0023]
The average thickness of the brass plating layer is preferably 0.13 to 0.30 μm. When the average thickness of the brass plating layer is less than 0.13 μm, the portion where the iron base is exposed increases and the initial adhesiveness is inhibited. On the other hand, when the average thickness exceeds 0.30 μm, the adhesive reaction is excessively caused by heat during use of the rubber article. Progresses and only fragile adhesion can be obtained.
[0024]
In the present invention, the ratio of copper to the total amount of copper and zinc in the entire brass plating layer is 60 to 70% by weight, and the ratio of copper to the total amount of copper and zinc in the wire surface layer region is 15 to 45%. It is preferably atomic%. When the ratio of copper to the total amount of copper and zinc in the entire brass plating layer is less than 60% by weight, the wire drawing property deteriorates, the productivity is hindered by disconnection, and mass production becomes difficult. On the other hand, when it exceeds 70% by weight, the moisture-resistant adhesive property of heat resistance is lowered, and it becomes impossible to maintain sufficient durability against the environment where the rubber article, particularly the tire is exposed. Further, when the ratio of copper to the total amount of copper and zinc in the wire surface layer region is less than 15 atomic%, even if the amount of phosphorus in the wire surface region is limited to the above 1.5 atomic percent or less, rubber As a result, it becomes difficult to ensure better rubber adhesion. On the other hand, when it exceeds 45 atomic%, the heat resistant adhesiveness and moisture resistant adhesiveness are disadvantageously lowered.
[0025]
In the present invention, the wire diameter of the steel wire 3 after being drawn in the final wet drawing step is preferably 0.15 to 0.40 mm, and a good phosphorus cutting effect is obtained at such a wire diameter. It is done. On the other hand, when the diameter exceeds 0.40 mm, the used rubber article is subjected to repeated strain under bending deformation, the surface strain becomes large, and buckling is likely to occur.
[0026]
As the steel wire to be subjected to wire drawing, it is preferable to use a high carbon steel wire having a carbon content of 0.60 to 0.95% by weight, while suppressing the decarburization of the steel wire surface layer, It is preferable to perform heat treatment so as to form a uniform pearlite composition with a small amount of pro-eutectoid ferrite or bainite.
[0027]
The steel wire produced according to the present invention may be used as a single wire, or may be used as a steel cord for reinforcing rubber articles having a desired twisted structure by twisting together according to a conventional method using a twisting machine. When using a steel cord in which a plurality of such steel wires are twisted together, it is suitable as a reinforcing material for rubber articles, particularly tire carcass and belts.
[0028]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described based on examples, conventional examples, and comparative examples.
Conventional example A high carbon steel wire rod having a diameter of about 5.5 mm containing about 0.80% by weight of carbon is subjected to dry drawing until the diameter is about 1.72 mm, and then subjected to a patenting treatment. Then, a brass plating having a composition of 63% by weight of copper and 37% by weight of zinc was applied in an adhesion amount shown in Table 1 below, and then fully immersed in an aqueous lubricant containing zinc phosphate. Drawing was performed using a plurality of dies up to a diameter of 0.30 mm with a wire machine.
[0029]
The amount of phosphorus contained as an oxide in the surface layer region of the wire was measured according to X-ray photoelectron spectroscopy. In the escape depth region of the photoelectron measured according to the X-ray photoelectron spectroscopy, the number of atoms of all elements and the number of phosphorus atoms in the oxide are detected. The number of phosphorus atoms expressed as an index was defined as the atomic% of phosphorus contained in the oxide in the region.
[0030]
In addition, the wire obtained by the predetermined method is twisted to form a steel cord of 1 × 3 × 0.30 mm, and the following initial rubber adhesiveness in accordance with the rubber adhesion test method defined in JIS G3510 (1992) Tests and post-degradation adhesion tests were performed. The rubber compound used in this adhesion test was composed of 50 parts by weight of carbon black (HFC), 5 parts by weight of zinc white, 2 parts by weight of cobalt naphthenate (10% content), and 100% by weight of natural rubber. The agent (DZ) was 0.5 parts by weight and sulfur was 5 parts by weight.
[0031]
The initial adhesion test was evaluated by performing a peel test at room temperature after pressure-vulcanizing the rubber-coated cord at 160 ° C. for 5 minutes, 9 minutes, 13 minutes, and 18 minutes, respectively. In addition, the post-degradation adhesion test was evaluated by performing a peel test at room temperature after the rubber-coated cord was pressure vulcanized at 160 ° C. for 18 minutes and then deteriorated for 2 days, 4 days, and 6 days, respectively. Degradation was performed by forcibly penetrating moisture and oxygen into the rubber in an environment in which 0.02 MPa of oxygen was filled in a pressure kettle having a temperature of 60 ° C. and a humidity of 90%. The evaluated rubber adhesion rate is 100% when the cord surface is completely covered by observing the surface of the steel cord after peeling the cord from the rubber, and when the rubber is not completely covered. Was evaluated as 0%. The obtained results are shown in Tables 1 and 2 below.
[0032]
Examples and Comparative Examples 1-6
Each steel wire was obtained by the same method as in the above-described conventional example except that the plating adhesion amount was changed as shown in Tables 1 and 2 below. The obtained steel wire was passed through the production apparatus 1 shown in FIG. 1 under the conditions shown in Table 1 and Table 2 below, and a steel cord was produced in the same manner as in the conventional example. The amounts of phosphorus in the surface layer region of these cords and the results of the initial adhesion test and the post-degradation adhesion test are shown in Table 2 and Table 3 below, respectively.
[0033]
[Table 1]
Figure 0004036362
* Area from the plating surface to the depth of 5 nm inward in the wire radial direction [0034]
[Table 2]
Figure 0004036362
* Area from the plating surface to the depth of 5 nm inward in the wire radial direction [0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the amount of phosphorus on the wire surface can be suppressed without impairing the productivity of the steel cord, and the adhesion between the rubber and the steel cord can be improved. As a result, it becomes possible to produce a highly durable rubber article, for example, a highly durable tire. In addition, in the method of changing the material of the die in order to suppress the amount of phosphorus on the wire surface, it is necessary to apply a new die to each final wire drawing machine. It is possible to process several units at a time until it is rolled up, which is advantageous in terms of cost and management.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a steel wire manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG.
FIG. 3 is an explanatory view showing one steel wire forming a dense body.
FIG. 4 is a process diagram schematically showing a steel wire manufacturing apparatus according to another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Production apparatus 2 Box 3 Steel wire 4 arbitrarily deformed 4 Inlet 5 Outlet 6 Dropping lid 10 Steel wire 11 plated with brass 11 Wire drawing machine body 12 Winding reel

Claims (6)

ブラスめっきが施されたスチールワイヤを最終湿式伸線工程で伸線した後、該スチールワイヤを、任意に変形されたスチールワイヤが密集する中を下記条件、
・通過長さL(m):(0.0018×S−0.23)×0.9<L<(0.0018×S−0.23)×1.1
(式中、Sは伸線スピード(m/分)である)
・密集圧力:90〜110g/cm2(8.82〜10.78kPa)
・任意に変形されたスチールワイヤの線径:0.1mm以下
・密集密度:1.9g/cm3以上
にて通過させ、前記ブラスめっきが施されたスチールワイヤ表層領域におけるリンの量を抑制することを特徴とするゴム物品補強用スチールワイヤの製造方法。
After drawing the steel wire subjected to brass plating in the final wet drawing step, the steel wire is subjected to the following conditions while the arbitrarily deformed steel wire is closely packed:
Passing length L (m): (0.0018 × S−0.23) × 0.9 <L <(0.0018 × S−0.23) × 1.1
(Where S is the wire drawing speed (m / min))
・ Dense pressure: 90 to 110 g / cm 2 (8.82 to 10.78 kPa)
- optionally modified steel wire having a diameter: 0.1 mm or less, dense Density: Passing at 1.9 g / cm 3 or more, to suppress the amount of phosphorus in the steel wire surface area brass-plated A method for producing a steel wire for reinforcing rubber articles.
前記ブラスめっきが施されたスチールワイヤの線径が0.15〜0.40mmである請求項1記載の製造方法。  The manufacturing method according to claim 1, wherein a wire diameter of the steel wire to which the brass plating is applied is 0.15 to 0.40 mm. 前記任意に変形されたスチールワイヤが略5mm程度のカール径でクセ付けされている請求項1または2記載の製造方法。  The manufacturing method according to claim 1 or 2, wherein the arbitrarily deformed steel wire is curled with a curl diameter of about 5 mm. ブラスめっきが施されたゴム物品補強用スチールワイヤの製造装置において、該スチールワイヤの通過方向に長尺で、かつ該スチールワイヤを内部に通過させるための入口と出口とを有する箱体と、該箱体の中で前記スチールワイヤの表層領域におけるリンを切削する、任意に変形されたスチールワイヤの密集体と、を具備することを特徴とするゴム物品補強用スチールワイヤの製造装置。  In an apparatus for manufacturing a steel wire for reinforcing rubber articles subjected to brass plating, a box body that is long in the passing direction of the steel wire and has an inlet and an outlet for allowing the steel wire to pass therethrough, An apparatus for producing a steel wire for reinforcing rubber articles, comprising: a densely-assembled steel wire deformed by cutting phosphorus in a surface layer region of the steel wire in a box. 前記箱体のスチールワイヤ通過方向長さL(m)が次式、
(0.0018×S−0.23)×0.9<L<(0.0018×S−0.23)×1.1
(式中、Sは伸線スピード(m/分)である)で表される関係を満足する請求項4記載の製造装置。
The steel wire passing direction length L (m) of the box is the following formula:
(0.0018 × S−0.23) × 0.9 <L <(0.0018 × S−0.23) × 1.1
The manufacturing apparatus of Claim 4 which satisfies the relationship represented by (In formula, S is a wire drawing speed (m / min)).
前記箱体の上面が、該箱体内部におけるスチールワイヤの密集体を適宜加圧できるように落とし蓋形式となっている請求項4または5記載の製造装置。  6. The manufacturing apparatus according to claim 4 or 5, wherein the upper surface of the box is in the form of a drop lid so that a dense body of steel wires inside the box can be appropriately pressurized.
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