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JPH0742666B2 - Reinforcement material - Google Patents
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JPH0742666B2 - Reinforcement material - Google Patents

Reinforcement material

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JPH0742666B2
JPH0742666B2 JP63299343A JP29934388A JPH0742666B2 JP H0742666 B2 JPH0742666 B2 JP H0742666B2 JP 63299343 A JP63299343 A JP 63299343A JP 29934388 A JP29934388 A JP 29934388A JP H0742666 B2 JPH0742666 B2 JP H0742666B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ゴム,プラスチック等の強化材料として使用
される補強材に関し、特に線径160μm以下、引張強度3
00kgf/mm2以上であって、冷間伸線加工によって生じた
5〜100Åの超微細セルが、50〜1000Å間隔でもって繊
維状に配列された新規な繊維状微細金属組織を有する金
属極細線からなる補強材に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a reinforcing material used as a reinforcing material such as rubber and plastic, and particularly to a wire diameter of 160 μm or less and a tensile strength of 3 μm.
Ultrafine metal wire with a new fibrous fine metallographic structure of 00 kgf / mm 2 or more and 5-100 Å ultrafine cells produced by cold wire drawing and arranged in a fibrous shape at 50-1000 Å intervals Reinforcement material consisting of.

〔従来の技術〕 従来、ゴム,プラスチック等を強化する補強材には、炭
素繊維,アラミド繊維等の化学繊維や、ピアノ線(高炭
素鋼線)等の金属細線が採用されている。例えば自動車
用空気入りタイヤでは、例えばピアノ線表面にブラスメ
ッキを施したワイヤを撚り合わせてなるスチールコード
が強度特性に優れていることから現在多量に使用されて
いる。ところで、上記タイヤ等の性能向上のためには、
軽量化することが望ましく、そのためには上記ワイヤを
より細径化するとともに、より高強度化することが要請
される。この目的を達成するには、より細径化するた
めに、加工性が優れていること、より高強度化するた
めに、加工により強化できること、が重要である。
[Prior Art] Conventionally, chemical fibers such as carbon fibers and aramid fibers, and fine metal wires such as piano wires (high carbon steel wires) have been used as reinforcing materials for reinforcing rubber and plastics. For example, in pneumatic tires for automobiles, steel cords formed by twisting brass-plated wires on the surface of a piano wire are excellent in strength characteristics and are currently used in large quantities. By the way, in order to improve the performance of the tires, etc.,
It is desirable to reduce the weight, and for that purpose, it is required to further reduce the diameter of the wire and increase the strength thereof. In order to achieve this object, it is important that the workability is excellent in order to make the diameter smaller, and that the workability can be strengthened in order to increase the strength.

そこで本発明者らは、上記目的を達成するために、引張
強度を大幅に改善できる金属組織について鋭意研究を続
け、以下の点を見出した。即ち、Fe−C−Si−Mn系鉄基
合金で、かつ針状マルテンサイト,ベイナイト又はこれ
らの混合組織からなる低温変態生成相がフェライト相中
に均一に分散されてなる複合金属組織を有する線材が強
加工性に優れており、このような金属組織を有する線材
を用いれば冷間伸線により線径160μm以下の極細線を
容易確実に得ることができる。そしてこのような線材を
冷間伸線により99%以上強加工すれば、上記フェライト
相と低温変態生成相とが複合してなる複合組織が一方向
に延びる均一な繊維状微細金属組織が形成され、このよ
うな金属組織を有する極細線は引張強度が300〜600kgf/
mm2と飛躍的に向上し、かつ靭性は従来のピアノ線,ス
テンレス線程度であることを見出した。
Therefore, in order to achieve the above-mentioned object, the present inventors continued their earnest research on a metal structure capable of significantly improving the tensile strength, and found the following points. That is, a wire material which is a Fe-C-Si-Mn-based iron-based alloy and has a composite metal structure in which a low-temperature transformation-forming phase composed of acicular martensite, bainite, or a mixed structure thereof is uniformly dispersed in a ferrite phase. However, if a wire rod having such a metal structure is used, an ultrafine wire having a wire diameter of 160 μm or less can be easily and surely obtained by cold drawing. Then, if such a wire rod is subjected to heavy working by 99% or more by cold drawing, a uniform fibrous fine metallographic structure is formed in which the composite structure in which the ferrite phase and the low temperature transformation forming phase are combined extends in one direction. , The ultrafine wire having such a metal structure has a tensile strength of 300 to 600 kgf /
It was found that the toughness was dramatically improved to mm 2 , and the toughness was comparable to conventional piano wire and stainless steel wire.

このような繊維状微細金属組織は、従来知られていない
全く新規な組織である。本発明者らは、上記繊維状微細
金属組織が上記引張強度を向上させる主因になっている
との観点から、その強化メカニズムについてさらに研究
を重ねた結果、上述の如き超高強度を有する金属組織で
は、上記繊維の間隔が50〜1000Åであり、かつ、該繊維
状をなす上記複合組織が5〜100Åの超微細セルから構
成されていることを見出した。
Such a fibrous fine metallic structure is a completely new structure which has not been known so far. From the viewpoint that the fibrous fine metallographic structure is a main factor for improving the tensile strength, the inventors further conducted research on the strengthening mechanism, and as a result, the metallographic structure having the ultrahigh strength as described above. Found that the distance between the fibers is 50 to 1000Å and the fibrous composite structure is composed of ultrafine cells of 5 to 100Å.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、上記ゴム,プラスチック等の強化用補強
材を、より細径化,高強度化した場合に、タイヤ等の強
度特性をより向上させるためには、以下の特性がさらに
要請される。即ち、細径化するほど腐食の影響が大き
くなるから、より耐蝕性に優れていること、ゴム等の
マトリックス部材との接着性がワイヤ自体の強度上昇に
見合うように向上していること、コード化した場合等
の構造を安定的に保てること、が重要となる。
However, in order to further improve the strength characteristics of a tire or the like when the reinforcing reinforcing material such as rubber or plastic has a smaller diameter and higher strength, the following characteristics are further required. That is, the smaller the diameter, the greater the effect of corrosion, so that it has better corrosion resistance, and that the adhesiveness with a matrix member such as rubber is improved to match the increase in strength of the wire itself. It is important to maintain a stable structure in the case of liquefaction.

本発明者らの開発に係る上記繊維状微細金属組織を有す
る極細線は、上記加工性、加工による強化の点では
満足できる結果が得られているが、そのままでは〜
が十分ではなく、これらの点の改善が望まれる。
The ultrafine wire having the above-mentioned fibrous fine metallographic structure developed by the present inventors has obtained satisfactory results in terms of the above-mentioned workability and strengthening by processing, but as it is-
However, improvement of these points is desired.

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、細径化,高
強度化に見合う、耐蝕性,マトリックス部材との接着性
及びコード化等の構造の安定性を確保できる補強材を提
供することを特徴としている。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a reinforcing material capable of ensuring structural stability such as corrosion resistance, adhesiveness with a matrix member, and coding, which is suitable for a reduction in diameter and an increase in strength. Is characterized by.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

そこで本願第1項の発明は、C:0.01〜0.50wt%、Si:1.0
wt%以下、Mn:5.0wt%以下を含有し、残部鉄及び不可避
的不純物よりなり、フェライト相と、マルテンサイト,
ベイナイト又はこれらの混合組成からなる低温変態生成
相とが複合し、99%以上の伸線強加工により生じた5〜
100Åの超微細セルが一方向に繊維状に配列され、かつ
繊維間隔が50〜1000Åである繊維状微細金属組織を有す
る線径160μm以下、引張強度300kgf/mm2以上の超高強
度金属極細線の表面に、該金属極細線1kg当たり1〜100
gの割合にて金属を被覆してなるワイヤからなることを
特徴とする補強材であり、本願第2項の発明は、上記第
1項のワイヤにさらにその表面に樹脂を被覆してなる補
強材であり、また第3項の発明は第1項又は第2項のワ
イヤを複数本撚線化,合糸化,あるいは織布化したこと
を特徴とする補強材であり、さらに本願第4項の発明
は、上記第1項又は第2項のワイヤを複数本撚線化,合
糸化,あるいは織布化し、さらに樹脂,ゴム,あるいは
金属のいずれかを被覆してなることを特徴とする補強材
である。
Therefore, the invention of the first item of the present application is that C: 0.01 to 0.50 wt%, Si: 1.0
wt% or less, Mn: 5.0 wt% or less, balance iron and unavoidable impurities, ferrite phase, martensite,
5 to 5% produced by the wire drawing hard working of 99% or more in combination with the low temperature transformation forming phase consisting of bainite or their mixed composition
Ultra-high-strength metal ultrafine wire with a wire diameter of 160 μm or less and a tensile strength of 300 kgf / mm 2 or more, which has 100 Å ultra-fine cells arranged in a fiber in one direction and has a fibrous fine metal structure with a fiber interval of 50 to 1000 Å 1 to 100 per 1 kg of the metal ultrafine wire on the surface of
A reinforcing material comprising a wire coated with a metal in a ratio of g. The invention according to the second aspect of the present invention is a reinforcing material obtained by further coating the surface of the wire according to the first aspect with a resin. The invention according to claim 3 is a reinforcing material characterized in that a plurality of wires according to claim 1 or 2 are twisted, combined, or woven, and the invention according to claim 4 The invention according to item 1 is characterized in that the wire according to item 1 or 2 is formed by twisting a plurality of strands, forming a yarn, or woven the same, and further coating any of resin, rubber, or metal. It is a reinforcing material.

ここで本願発明における各種の条件を設定した理由につ
いて説明する。
Here, the reason why various conditions are set in the present invention will be described.

(1) 金属極細線の表面に金属を被覆した点 この金属被覆は、主として耐蝕性を向上させるためであ
り、またこの金属被覆によって、裸線に比較して剛性を
向上すること、及び合糸化,織布化等を容易化すること
も目的としている。即ち本発明の金属極細線は、鋼であ
るから、そのままでは錆の発生は避けられない。そして
本発明のように極細線化すると錆等の腐食は太径の場合
に比較して致命的な問題となるからである。
(1) A point where the surface of a metal ultrafine wire is coated with a metal This metal coating is mainly for improving corrosion resistance, and the metal coating improves rigidity as compared with a bare wire, and a composite yarn. It is also intended to make it easier to fabricate and fabricate. That is, since the metal ultrafine wire of the present invention is steel, rusting is unavoidable as it is. Then, when the ultrafine wire is used as in the present invention, corrosion such as rust becomes a fatal problem as compared with the case of a large diameter.

このような目的を果たすための被覆用金属は、Ni,Cu,Z
n,Al,Cr,Ti,等の一般的な耐蝕性を有する金属、あるい
はAg,Au,Pt,等の貴金属、等の単体金属,合金から選択
できる。
The coating metals for this purpose are Ni, Cu, Z.
It can be selected from metals having general corrosion resistance such as n, Al, Cr and Ti, or noble metals such as Ag, Au and Pt, and simple metals and alloys.

また、これらの金属の被覆方法は、電気めっき,溶融め
っき,等の湿式めっき法,PCD,CVD,スパッタリング等の
乾式めっき法等の一般に用いられている手段が採用でき
る。
As a method for coating these metals, generally used means such as wet plating methods such as electroplating and hot dipping, and dry plating methods such as PCD, CVD and sputtering can be adopted.

そしてこれらの金属の被覆量については、金属極細線1k
g当たり1〜100gとする必要がある。1g未満では、上記
被覆効果を発揮させることが困難であり、一方、100gを
越えると上記被覆効果は飽和し、逆に皮膜が厚過ぎて、
加工時のパウダリング等の副次的なデメリットが生じ
る。
And for the coating amount of these metals, the metal ultrafine wire 1k
It should be 1 to 100 g per g. If it is less than 1 g, it is difficult to exert the above coating effect, while if it exceeds 100 g, the above coating effect is saturated, and conversely the coating is too thick,
Secondary disadvantages such as powdering during processing occur.

(2) 上記金属被覆上にさらに樹脂を被覆する点 これは主としてゴム等との接着性の向上,及びコード化
構造の安定化を図るためであり、また耐蝕性の改善,強
度保持をも目的としている。即ち、上述の金属被覆のみ
の極細線の場合、各細線間に隙間があることから、該隙
間による毛細管現象によって腐食が生じ易く、また該隙
間が起因して細線同士が動いて擦れあうことにより、マ
トリックスゴム等との接着が十分でないとともにコード
構造の保持ができない。これに対して、上記金属被覆さ
れた金属極細線あるいはこれを合糸化,織布化したもの
とを樹脂被覆すると、上記隙間がほとんどなくなり、上
記細線同士が動くことによる上記問題を解消できる。こ
の被覆樹脂としては、例えばポリエステル,エポキシ,
ポリアミドイミド等の熱硬化性樹脂やポリエーテルエー
テルケトン等の熱可塑性樹脂等が選択できる。
(2) A point of further coating the above metal coating with resin This is mainly for improving the adhesiveness with rubber and the like and for stabilizing the coded structure, and also for improving the corrosion resistance and maintaining the strength. I am trying. That is, in the case of the above-mentioned ultrafine wire only with a metal coating, since there is a gap between each thin wire, corrosion is likely to occur due to the capillary phenomenon due to the gap, and the thin wires move and rub against each other due to the gap. , The adhesion to the matrix rubber etc. is not sufficient and the cord structure cannot be retained. On the other hand, when the metal-coated metal ultrafine wire or the one obtained by forming a woven or woven fabric of the metal is coated with a resin, the gap is almost eliminated, and the problem caused by the movement of the thin wires can be solved. Examples of the coating resin include polyester, epoxy,
A thermosetting resin such as polyamide-imide or a thermoplastic resin such as polyether ether ketone can be selected.

(3) Cを0.01〜0.5wt%とした点 本発明に係る繊維状微細金属組織,及び上記引張強度を
得るためには、Cの添加量を規制する必要があり、実験
の結果、0.01〜0.50%の範囲が適当であることが判明し
た。0.5%を越えると加工性が低下し、0.01%未満では
加工による強化が十分でない。
(3) Point where C is 0.01 to 0.5 wt% In order to obtain the fibrous fine metallic structure according to the present invention and the above tensile strength, it is necessary to regulate the amount of C added. A range of 0.50% was found to be suitable. If it exceeds 0.5%, the workability is deteriorated, and if it is less than 0.01%, the strengthening by working is not sufficient.

(4) Siを1.0wt%以下とした点 Siはフェライト相の強化元素として有効であるが、1.0
%を越えて過多に添加すると線材表面の脱炭が生じ易
く、また変態温度を著しく高温側にずらせ、複合組織化
のための熱処理時に線材表面に焼きが入らず、線材表面
のみがフェライト相となって、高強度化に著しい悪影響
を及ぼすこととなる。従ってSiの添加量は1.0%を上限
とする。
(4) Si content of 1.0 wt% or less Si is effective as a strengthening element for the ferrite phase, but 1.0
%, If added excessively, decarburization of the wire surface is likely to occur, and the transformation temperature shifts to the extremely high temperature side, so that the wire surface is not quenched during heat treatment for complex structure, and only the wire surface becomes ferrite phase. Therefore, the strength is significantly adversely affected. Therefore, the upper limit of Si content is 1.0%.

(5) Mnを5.0wt%以下とした点 Mnは極細線を強化するとともに、上記両相の焼き入れ性
を高める効果を有するが、5.0%を越えて過多に添加し
てもこの効果が飽和するので、添加量の上限は5.0%と
する。
(5) Point where Mn is 5.0 wt% or less Mn has the effect of strengthening the ultrafine wire and enhancing the hardenability of both phases, but even if added in excess of 5.0%, this effect saturates. Therefore, the upper limit of the added amount is 5.0%.

また、含有量を規制するのが好ましい元素,添加しても
よい元素,不可避的不純物等について説明する。
Further, elements whose content is preferably controlled, elements which may be added, and inevitable impurities are described.

Hは、鋼を脆化させる有害な元素であり、強度が高くな
るほどその影響が大きくなるので、本発明においてはH
量を1PPM以下に、特に好ましくは0.5PPMに規制するのが
よい。かかるH量の低減方法としては、溶鋼での脱ガス
処理,線材への熱間圧延及び熱処理後の冷却制御,低温
脱水素制御等の手段が有効である。
H is a harmful element that embrittles steel, and its effect increases as the strength increases, so in the present invention, H
The amount should be regulated to 1 PPM or less, particularly preferably 0.5 PPM. As a method of reducing the amount of H, means such as degassing treatment with molten steel, hot rolling on wire rods, cooling control after heat treatment, and low temperature dehydrogenation control are effective.

本発明では、極細線の金属組織を微細化するために、N
b,V,Tiから選ばれた少なくとも1種の元素を添加するこ
とができる。これらの元素は組織の微細化のためには、
いずれも0.005%以上の添加を要するが、過多に添加し
てもその効果が飽和し、かつ経済的にも不利であるの
で、上限は0.5%とする。
In the present invention, in order to refine the metal structure of the ultrafine wire, N
At least one element selected from b, V and Ti can be added. These elements are used for the refinement of the structure.
Both require 0.005% or more addition, but even if added too much, the effect is saturated and it is economically disadvantageous, so the upper limit is made 0.5%.

不可避的不純物としては、S,P,N,Al,等がある。Inevitable impurities include S, P, N, Al, and the like.

Sは、MnS量を少なくするために、0.005%以下とするの
がよく、これにより延性を一層向上させることができ
る。一方、Ca,Ce等の希土類元素を添加することによりM
nS介在物の形状を調整することも好ましい。
S is preferably 0.005% or less in order to reduce the amount of MnS, whereby the ductility can be further improved. On the other hand, by adding rare earth elements such as Ca and Ce, M
It is also preferable to adjust the shape of the nS inclusions.

Pは、粒界偏析の著しい元素であるので、その含有量を
0.01%以下とするのが好ましい。
Since P is an element with significant grain boundary segregation, its content is
It is preferably 0.01% or less.

Nは、固溶状態で存在すると最も時効し易い元素であ
り、加工中に時効して加工性を阻害したり、加工後に時
効して伸線により得られた極細線の延性を劣化させるの
で、0.003%以下とするのが好ましい。
N is an element that is most easily aged when it exists in a solid solution state, and it aged during processing to impair the workability, or aged after processing to deteriorate the ductility of the ultrafine wire obtained by wire drawing, It is preferably 0.003% or less.

Alは、酸化物系介在物を形成し、この介在物は変形し難
いために線材の加工性を阻害するので、通常0.01%以下
とするのが好ましい。また極細線におけるSi/Al比が大
きくなるとシリケート系介在物が増大し、特にAl量が少
ない場合は急激にシリケート系介在物が増大して、伸線
性を劣化させるだけでなく、伸線して得られた極細線の
特性を劣化させる。従って本発明ではSi/Al比を1000以
下、特に好ましくは250以下にするのがよい。
Al forms oxide inclusions, and since these inclusions are difficult to deform and hinder the workability of the wire, it is usually preferable to set it to 0.01% or less. Also, as the Si / Al ratio in the ultrafine wire increases, silicate inclusions increase, and especially when the amount of Al is small, the silicate inclusions increase rapidly, which not only deteriorates the wire drawability but also causes wire drawing. The characteristics of the obtained ultrafine wire are deteriorated. Therefore, in the present invention, the Si / Al ratio is preferably 1000 or less, particularly preferably 250 or less.

上記線材の複合組織において、フェライト相に占める低
温変態生成相の体積分率は15〜75%の範囲にあることが
望ましい。これは以下の理由による。15%より小さい場
合は、かかる複合組織を有する線材の冷間伸線により16
0μm以下の極細線を得ることができるものの、得られ
た極細線はその金属組織が上述の如き繊維状微細金属組
織とならず、繊維状組織が不完全であり、引張強度も30
0kgf/mm2以下となる。一方、フェライト相に占める低温
変態生成相の体積分率が75%よりも多い場合は、伸線加
工において線材が断線し易く、また断線に至らず伸線で
きても、得られた極細線は、上記15%以下の場合と同様
に、微細な繊維状組織を持たず、繊維状組織が不完全で
あり、引張強度も300kgf/mm2以下と低い。
In the composite structure of the wire rod, it is desirable that the volume fraction of the low-temperature transformation forming phase in the ferrite phase is in the range of 15 to 75%. This is for the following reason. If it is less than 15%, it will be 16 due to cold drawing of the wire with such a composite structure.
Although an ultrafine wire of 0 μm or less can be obtained, the obtained ultrafine wire does not have a fibrous fine metallographic structure as described above, the fibrous structure is incomplete, and the tensile strength is 30%.
It will be 0 kgf / mm 2 or less. On the other hand, when the volume fraction of the low-temperature transformation forming phase in the ferrite phase is more than 75%, the wire rod is easily broken during wire drawing, and even if the wire can be drawn without breaking, the obtained ultrafine wire is As in the case of the above 15% or less, it does not have a fine fibrous structure, the fibrous structure is incomplete, and the tensile strength is as low as 300 kgf / mm 2 or less.

また、上記線材における体積分率については、低温変態
生成相の形態により、つまり該相が主として針状である
か、主として塊状であるかによって、該線材の線径と体
積分率とが規制される。なお、ここで針状(elongated
又はacicular)とは粒子が方向性を有することをいい、
塊状(globular)とは粒子が方向性を有しないことをい
う。
Regarding the volume fraction of the wire, the wire diameter and the volume fraction of the wire are regulated by the form of the low temperature transformation generation phase, that is, whether the phase is mainly needle-like or mainly lumpy. It In addition, needle-shaped (elongated here)
Or acicular) means that the particles have directionality,
The term “globular” means that the particles do not have directionality.

即ち、低温変態生成相の、80%以上が針状である場合
は、低温変態生成相の体積分率は50%以下、線径は3.5m
m以下とし、一方80%以上が塊状である場合は、体積分
率は50%以下、線径は2.0mm以下とする必要がある。ま
た、低温変態生成相が針状と塊状の混合組織である場合
は、体積分率は75%以下、線径は3.5mm以下にする必要
がある。なお、線材が有するべき線径の下限は、特に限
定されるものではないが、現状の加工技術からみて、通
常0.3mmである。
That is, when 80% or more of the low-temperature transformation-producing phase is acicular, the low-temperature transformation-producing phase has a volume fraction of 50% or less and a wire diameter of 3.5 m.
If it is m or less and 80% or more is lumpy, the volume fraction should be 50% or less and the wire diameter should be 2.0 mm or less. When the low-temperature transformation-producing phase has a mixed structure of needles and lumps, the volume fraction should be 75% or less and the wire diameter should be 3.5 mm or less. The lower limit of the wire diameter that the wire should have is not particularly limited, but is usually 0.3 mm in view of the current processing technology.

ここで本願の超高強度金属極細線の製造方法について説
明する。
Here, a method for manufacturing the ultrahigh-strength metal ultrafine wire of the present application will be described.

先ず、重量%でC:0.01〜0.50%、Si:1.0%以下、Mn:5.0
%以下、残部Fe及び不可避的不純物よりなる線径3.5mm
以下の線材を700〜1100℃の範囲の温度に加熱した後、
冷却して(このか加熱,冷却は複数回にわたって行って
もよい。)、一部残留オーステナイトを含有してもよい
マルテンサイト,ベイナイト又はこれらの混合組織から
なる低温変態生成相がフェライト相中に体積率で15〜75
%の範囲にて均一に分散されてなる複合組織を有する線
材を製造する。なお、かかる製造方法は、特開昭62−20
824号公報に記載されている。
First, C: 0.01 to 0.50% by weight, Si: 1.0% or less, Mn: 5.0
% Or less, wire diameter 3.5 mm consisting of balance Fe and unavoidable impurities
After heating the following wire to a temperature in the range of 700-1100 ℃,
After cooling (this heating or cooling may be carried out multiple times), a low temperature transformation forming phase consisting of martensite, bainite or a mixed structure thereof, which may partially contain retained austenite, is added to the ferrite phase. 15-75 by volume
A wire having a composite structure uniformly dispersed in the range of 10% is manufactured. Incidentally, such a manufacturing method is disclosed in JP-A-62-20
It is described in Japanese Patent No. 824.

次いでこのようにして得られた複合組織線材を99%以上
の冷間伸線加工により、強加工し、上記フェライト相と
低温変態生成相とを複合化し、金属組織として一方向に
連続して延びる微細な繊維状組織を形成させる。このよ
うに加工度を高めることにより、上記繊維状組織はさら
に微細化し、繊維間隔は狭くなり、ついては上述のとお
り加工にて生じたセルの大きさ,繊維間隔がそれぞれ5
〜100Å,50〜1000Åである繊維状微細金属組織となる。
なお、99%よりも小さい伸線加工によって得られた細線
では、繊維状組織の発達の中途にあってその組織が不完
全であり、従って強度も小さい。
Then, the composite structure wire rod thus obtained is subjected to heavy working by cold drawing of 99% or more, and the ferrite phase and the low temperature transformation-generated phase are compounded to continuously extend in one direction as a metal structure. Form a fine fibrous structure. By increasing the degree of processing in this way, the fibrous structure becomes finer and the fiber spacing becomes narrower. As described above, the cell size and the fiber spacing produced by the processing are 5
It becomes a fibrous fine metallographic structure of ~ 100Å, 50 ~ 1000Å.
It should be noted that the fine wire obtained by wire drawing with a size of less than 99% has an incomplete structure in the middle of the development of the fibrous structure, and therefore has a low strength.

〔作用〕[Action]

本発明に係る補強材によれば、補強材のベースになる金
属極細線は、冷間伸線の強加工により生じた5〜100Å
の加工セルが一方向に繊維状に配列され、かつ該繊維間
隔が50〜1000Åの繊維状微細金属組織を形成しており、
上述の強化メカニズムで説明したように、300〜600kgf/
mm2の超高強度を有する。従って、例えばタイヤ補強材
として使用した場合は、このタイヤの強度を飛躍的に向
上でき、従来程度の強度の場合は補強繊維の使用量を大
幅に減少でき、それだけタイヤの軽量化を達成すること
ができる。
According to the reinforcing material of the present invention, the metal ultrafine wire serving as the base of the reinforcing material is 5 to 100 Å produced by the strong working of cold drawing.
The processing cells of are arranged in a fiber in one direction, and the fiber spacing forms a fibrous fine metallographic structure of 50 to 1000Å,
As explained in the strengthening mechanism above, 300-600kgf /
It has an ultra high strength of mm 2 . Therefore, for example, when it is used as a tire reinforcing material, the strength of this tire can be dramatically improved, and in the case of the strength of the conventional level, the amount of reinforcing fibers used can be significantly reduced, and the weight of the tire can be reduced accordingly. You can

そして、本発明の補強繊維用金属極細線は、冷間加工性
にすぐれており、線材の線径及び加工度を適宜選択する
ことにより、160μm以下のものを容易確実に得ること
ができる。従って、例えば線径10〜100μmのものを採
用し、これを撚り線化したり、織布化するのが容易であ
り、この場合比強度の優れた化学繊維と複合化すること
により、化学繊維の靭性,寿命に劣る点を本発明の金属
極細線で補うことができ、この点からも軽量化を図るこ
とができる。
The metal fine wire for reinforcing fiber of the present invention has excellent cold workability, and a wire having a diameter of 160 μm or less can be easily and surely obtained by appropriately selecting the wire diameter and the workability of the wire. Therefore, for example, it is easy to adopt a wire having a diameter of 10 to 100 μm and make it into a stranded wire or woven fabric. In this case, by combining it with a chemical fiber having an excellent specific strength, The inferior toughness and life can be compensated by the metal ultrafine wire of the present invention, and the weight reduction can be achieved also from this point.

また、本発明の金属極細線は、Ni等の金属が被覆されて
いるので、耐蝕性を向上できる。即ち、本発明の金属極
細線が極めて細径であるので、錆が発生すると致命的な
問題となるが、本発明では極細化に見合った耐蝕性が得
られている。さらにまた、この金属皮膜上に樹脂皮膜を
形成したので、撚り線化した場合の各細線間の隙間がな
くなり、各細線同士の動きが抑制されて、マトリックス
部材との接着性,コード化構造の安定性を改善できる。
Further, since the metal ultrafine wire of the present invention is coated with a metal such as Ni, the corrosion resistance can be improved. That is, since the metal ultrafine wire of the present invention has an extremely small diameter, it causes a fatal problem when rust occurs, but in the present invention, the corrosion resistance corresponding to the ultrathinning is obtained. Furthermore, since a resin film is formed on this metal film, the gap between the thin wires when twisted is eliminated, the movement of each thin wire is suppressed, and the adhesiveness with the matrix member and the coding structure are improved. The stability can be improved.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を図について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図及び第2図は本発明の一実施例によるタイヤ用コ
ードを示す。
1 and 2 show a tire cord according to an embodiment of the present invention.

第1図において、1はタイヤコードであり、これは表面
にNiめっき膜4が被覆形成された中心線1aと外周線1b〜
1gとを撚り線化し、さらにその外周をポリエステルから
なる樹脂層3でコーティングしたものである。また第2
図において、タイヤコード2は、これもNiめっき膜4が
被覆形成された中心線2aと外周線2b〜2gとを撚り線化
し、その外周を樹脂層3でコーティングしたものであ
る。ここで中心線1a,2aはそれぞれ、第2表のA1,B1欄の
特性を有する金属極細線からなり、また上記外周線1b〜
1g,2b〜2gはそれぞれ第2表のA2,B1欄の特性を有する金
属極細線からなる。なお、このA1,A2あるいはB1はそれ
ぞれ第1表のAあるいはB欄の組成を有する。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a tire cord, which has a center line 1a and a peripheral line 1b having a Ni plating film 4 formed on the surface thereof.
1 g is made into a stranded wire, and the outer periphery thereof is further coated with a resin layer 3 made of polyester. The second
In the figure, the tire cord 2 is formed by twisting the center line 2a, which is also coated with the Ni plating film 4, and the outer peripheral lines 2b to 2g, and coating the outer periphery with the resin layer 3. Here, the center lines 1a and 2a are made of fine metal wires having the characteristics of columns A1 and B1 of Table 2, respectively, and the outer peripheral lines 1b to
1g and 2b to 2g each consist of an ultrafine metal wire having the characteristics of columns A2 and B1 in Table 2. Each of A1, A2 and B1 has the composition shown in column A or B of Table 1, respectively.

第3表は上記本発明範囲のタイヤコード1,2と、樹脂コ
ーティングの施されていないタイヤコードとの破断強度
の比較結果を示す。
Table 3 shows the results of comparison of breaking strength between the tire cords 1 and 2 within the scope of the present invention and the tire cords not coated with resin.

同表からも明らかなように、本発明のタイヤコードは、
樹脂コーティングを施したことにより、樹脂コーティン
グのないものに比較して破断強度が向上していることが
わかる。
As is clear from the table, the tire cord of the present invention,
It can be seen that, by applying the resin coating, the breaking strength is improved as compared with that without the resin coating.

第3図は本発明範囲のタイヤコードの、塩水噴霧試験
(JIS法)における耐蝕性向上効果を説明するための図
である。
FIG. 3 is a diagram for explaining an effect of improving corrosion resistance of a tire cord within the scope of the present invention in a salt spray test (JIS method).

図中、曲線a〜dは、それぞれ第4表のa〜d欄の構成
を有するタイヤコードの耐蝕性を示す。同図からも明ら
かなように、Niめっきを施したもの(特性線C)、及び
Niめっき上にポリエステル樹脂層を形成した本発明のタ
イヤコード(特性曲線d)は、錆発生面積率が大幅に減
少していることが判る。
In the figure, curves a to d show the corrosion resistance of the tire cords having the configurations in columns a to d of Table 4, respectively. As is clear from the figure, the Ni-plated product (characteristic line C), and
It can be seen that in the tire cord of the present invention (characteristic curve d) in which the polyester resin layer is formed on the Ni plating, the area ratio of rust generation is significantly reduced.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上のように本発明に係る補強材によれば、補強繊維と
して、5〜100Åの加工セルが繊維状に配列され、かつ
該繊維間隔が50〜1000Åの超微細粒金属組織を形成する
線径160μm以下、引張強度300〜600kgf/mm2の超高強度
金属極細線を採用し、これに所定量の金属被覆を形成
し、さらに樹脂被覆を形成したので、補強繊維の強度を
従来よりはるかに高くできるとともに、極細線化,高強
度化に見合った耐蝕性,マトリックスゴム等との接着
性,及びコード構造の安定性を改善できる効果がある。
As described above, according to the reinforcing material of the present invention, as the reinforcing fibers, the processing cells of 5 to 100 Å are arranged in a fibrous shape, and the fiber spacing is 50 to 1000 Å the wire diameter forming the ultrafine grain metallographic structure. Ultra-high-strength ultrafine metal wires with a tensile strength of 160 μm or less and a tensile strength of 300 to 600 kgf / mm 2 were used, a certain amount of metal coating was formed on this, and a resin coating was also formed, so the strength of the reinforcing fiber is much higher than before. In addition to being able to increase the strength, there is an effect that the corrosion resistance corresponding to the ultrafine wire and the increase in strength, the adhesiveness with the matrix rubber, and the stability of the cord structure can be improved.

【図面の簡単な説明】 第1図,第2図は本発明の一実施例によるタイヤコード
の断面図、第3図はその耐蝕性試験結果を示す特性図で
ある。 図において、1,2はタイヤコード、3は樹脂層、4は金
属めっき層である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 and FIG. 2 are sectional views of a tire cord according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a characteristic diagram showing the results of its corrosion resistance test. In the figure, 1 and 2 are tire cords, 3 is a resin layer, and 4 is a metal plating layer.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】C:0.01〜0.50wt%、Si:1.0wt%以下、Mn:
5.0wt%以下を含有し、残部鉄及び不可避的不純物より
なり、フェライト相と、マルテンサイト,ベイナイト又
はこれらの混合組織からなる低温変態生成相とが複合
し、99%以上の伸線強加工により生じた5〜100Åの超
微細セルが一方向に繊維状に配列され、かつ繊維間隔が
50〜1000Åである繊維状微細金属組織を有する線径160
μm以下、引張強度300kgf/mm2以上の超高強度金属極細
線の表面に、該金属極細線1kg当たり1〜100gの割合に
て金属を被覆してなるワイヤからなることを特徴とする
補強材。
1. C: 0.01 to 0.50 wt%, Si: 1.0 wt% or less, Mn:
It contains 5.0 wt% or less, the balance is iron and unavoidable impurities, and the ferrite phase and the low-temperature transformation-generated phase composed of martensite, bainite, or a mixed structure of these are complex, and 99% or more The resulting 5-100Å ultrafine cells are arranged in a fiber in one direction and the fiber spacing is
Wire diameter 160 with fibrous microstructure of 50 to 1000Å
Reinforcing material comprising a wire formed by coating the surface of an ultra-high-strength ultrafine metal wire having a tensile strength of 300 μm / mm 2 or more and a tensile strength of 300 kgf / mm 2 or more with 1 to 100 g per 1 kg of the ultrafine metal wire. .
【請求項2】特許請求の範囲第1項のワイヤの表面にさ
らに樹脂を被覆したことを特徴とする補強材。
2. A reinforcing material, characterized in that the surface of the wire according to claim 1 is further coated with a resin.
【請求項3】特許請求の範囲第1項又は第2項のワイヤ
を複数本撚線化,合糸化,あるいは織布化したことを特
徴とする補強材。
3. A reinforcing material obtained by forming a plurality of wires according to claim 1 or 2 into a plurality of twisted wires, twisted yarns, or woven fabrics.
【請求項4】特許請求の範囲第1項又は第2項のワイヤ
を複数本撚線化,合糸化,あるいは織布化し、さらに樹
脂,ゴム,あるいは金属のいずれかを被覆してなること
を特徴とする補強材。
4. A plurality of wires according to claim 1 or 2 which are twisted, combined or woven, and further coated with either resin, rubber or metal. Reinforcement material characterized by.
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