JPH07305285A

JPH07305285A - ゴム物品の補強に供するスチールコード用素線の製造方法

Info

Publication number: JPH07305285A
Application number: JP6094997A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Saito; 孝幸斎藤; Koichi Yokota; 浩一横田
Original assignee: Bridgestone Metalpha Corp
Current assignee: Bridgestone Metalpha Corp
Priority date: 1994-05-09
Filing date: 1994-05-09
Publication date: 1995-11-21

Abstract

(57)【要約】【目的】汎用のスチールコード用線材によっても高い
品質の鋼線を得ることのできる、スチールコード用素線
の製造方法について提案する。【構成】スチールコードの原料線材に、最終ダイスで
の真の歪が4.0 以上の伸線加工を施してスチールコード
素線を製造するに当たり、該伸線加工における最終伸線
工程は、各パスで設定した真の歪をεとしたとき、真の
歪が0.75未満の伸線加工で用いるダイスの減面率を（2
2.67 ε＋３）〜29％、真の歪が0.75〜2.25の伸線加工
で用いるダイスの減面率を20〜29％、そして真の歪が2.
25をこえる伸線加工で用いるダイスの減面率を（−6.22
ε＋43）〜（−5.56ε＋32.5）％にそれぞれ調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、空気入りタイヤやベ
ルト等のゴム物品の補強材として用いられるスチールコ
ードを構成する素線の製造方法に関し、特に高い引張強
さと優れた耐疲労性を両立したスチールコード用素線を
与えるものである。

【０００２】

【従来の技術】ゴム物品の補強に供するスチールコード
に使用される鋼線は、高強度とともに高い延性も必要と
され、しかもこのような高品質のスチールコードを安価
に提供しなくてはならない。高品質のスチールコードに
関しては、Cr等を少量添加した高炭素鋼線材が提案され
ているが、Cr等を添加した低合金鋼線材は汎用でないた
め価格は当然高くなる。

【０００３】そこで、汎用のスチールコード用線材にて
高品質のスチールコードを製造しようとする試みも行わ
れている。例えば、特開平５−200428号公報には、複数
のダイスを約15〜18％の一定の減面率として、最終ダイ
スとこの直前のダイスとの減面率の合計が他のダイスの
減面率に等しくなるようなダイスパススケジュールで伸
線することにより、ねじり回数を増加した、すなわち延
性に優れた鋼線を得る方法が提案されている。このダイ
スパススケジュールによる伸線は、伸線加工における真
の歪が3.4 程度までであればねじり回数が改善される
が、高い強度を得るのに必要となる、更に高い真の歪で
の伸線加工を施すと、ねじり回数の改善を期待できない
不利がある。

【０００４】また、特開平３−104821号公報には、伸線
回数を30〜60回として各ダイスの減面率を５〜12％とし
たダイスパススケジュールにより、各パスの伸線加工に
伴う発熱を80℃以下とする、高強度高延性極細鋼線の製
造方法が提案されている。しかし、伸線回数を通常の約
２倍としなければならないため、伸線装置は大がかりな
ものとなり、設備投資や保守費用の点で不利である。同
様に、伸線速度を低くすれば、高強度かつ高延性の鋼線
は得られるが、伸線加工の生産性が低下するため、コス
トの上昇は避けられない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、スチー
ルコードに使用される鋼線に要求される高品質と低コス
トとを両立することが難しく、これがスチールコード用
素線の製造における課題となっていた。従って、この発
明では、汎用のスチールコード用線材によっても高い品
質の鋼線を得ることのできる、スチールコード用素線の
製造方法について提案することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、スチールコ
ードの原料線材に、最終ダイスでの真の歪が4.0 以上の
伸線加工を施してスチールコード素線を製造するに当た
り、該伸線加工における最終伸線工程は、各パスで設定
した真の歪をεとしたとき、真の歪が0.75未満の伸線加
工で用いるダイスの減面率を（22.67 ε＋３）〜29％、
真の歪が0.75〜2.25の伸線加工で用いるダイスの減面率
を20〜29％、そして真の歪が2.25をこえる伸線加工で用
いるダイスの減面率を（−6.22ε＋43）〜（−5.56ε＋
32.5）％にそれぞれ調整することを特徴とするゴム物品
の補強に供するスチールコード用素線の製造方法であ
る。

【０００７】ここで、最終伸線工程とは、最終パテンテ
ィング処理後に行う製品線径までの伸線を意味する。な
お、伸線加工における真の歪（ε）は下記式(1) で定義
される。

【数１】ε＝２・ｌｎ（ｄ₀／ｄ₁）----(1) 但し、ｄ₀：伸線前の線材直径（mm）ｄ₁：伸線後の線材直径（mm）また、ダイスの減面率（Ｒ）は下記式(2) で定義され
る。

【数２】Ｒ＝〔１−（Ａ₁/Ａ₂)〕× 100 但し、Ａ₁ : ダイス通過前の鋼線の断面積Ａ₂: ダイス通過後の鋼線の断面積

【０００８】

【作用】さて、伸線後の素線の強度は伸線加工度に依存
し、図１に示すように、最終ダイスにおける真の歪が
4.0以上となる伸線加工を施すことによって、高い強度
の素線を得ることが可能である。なお、このような高加
工伸線は、湿式で行うことが、安定した伸線を実現する
上で好ましい。

【０００９】しかし、真の歪が 4.0以上となる伸線で
は、大きな歪が加わるため、線材表層部に歪が集中し
て、線材の加熱によって延性が著しく低下し、断線しや
すい状態となる。特に、従来法ではダイスの減面率を一
定としているために、伸線時の真の歪みの増加と共に線
材の加工硬化がすすむので後段のダイスほど発熱が増加
するから延性が低下し、コード製造における伸線あるい
は撚り線において断線が発生する、不利をまねく。

【００１０】そこで発明者らは、最終ダイスでの真の歪
が4.0 以上となる、加工度の高い伸線を実現するため
に、各ダイスの減面率を種々に変化した、様々なダイス
パススケジュールに従って伸線加工を行ったところ、図
１に示す、斜線領域内に各パスで用いるダイスの減面率
を規制することによって、断線することなしに最終伸線
を完了することができる上、得られる素線の延性も向上
することを知見するに到った。すなわち、この発明は、
最終伸線工程にて多数のダイスによって製品線径まで引
抜きを行うに当たり、これらのダイスにおける減面率を
各パスで設定する真の歪に応じて規制することを特徴と
する。

【００１１】なお、図１の実験においては、JIS Ｇ3522
に準拠したねじり試験に従って、ねじり回数を測定して
延性を評価した。すなわち、ねじり回数は、最終伸線で
得られた鋼線を撚線してスチールコードとする際の断線
頻度と関係があり、具体的には、ねじり回数が15回未満
であると、撚線時の断線発生が著しく増加し、スチール
コードの生産性を劣化させることになる。

【００１２】ここに、図１に示す適合範囲は、真の歪が
0.75未満の伸線加工で用いるダイスの減面率を（22.67
ε＋３）〜29％、真の歪が0.75〜2.25の伸線加工で用い
るダイスの減面率を20〜29％、そして真の歪が2.25をこ
える伸線加工で用いるダイスの減面率を（−6.22ε＋4
3）〜（−5.56ε＋32.5）％に調整することで満足され
る。以下、真の歪の各範囲において、ダイスの減面率を
限定する理由について詳しく述べる。

【００１３】まず、真の歪が0.75未満の伸線加工におい
て、線材が受ける歪をより小さくかつ歪分布を均一とす
るには、高い減面率のダイスでダイス数を少なくするダ
イスパススケジュールが望ましいが、ダイスの減面率が
29％をこえると、線材とダイスとの間の潤滑状態や線材
の表面粗さの状態によって断線が発生しやすくなり、素
線の生産性に支障を来すところから、29％以下とした。
一方、ダイスの減面率の下限を真の歪εに関して（ 22.
67ε＋３）％としたのは、線材の内部歪が不均一とな
り、特に表層部の歪が高くなって、その結果延性が劣化
するからである。

【００１４】次に、真の歪が0.75〜2.25の範囲にある伸
線加工では、各ダイスの減面率を20〜29％とする。すな
わち、減面率の上限を29％としたのは、真の歪が0.75未
満の伸線加工での上限の理由と同様であり、一方減面率
の下限を20％としたのは、減面率が20％未満になると、
所望の線径とするまでに線材とダイスの接触回数が増加
して線材表層部の歪が大きくなって、延性が劣化するか
らである。

【００１５】そして、真の歪が2.25をこえる範囲にある
伸線加工では、各ダイスの減面率を（−6.33ε＋43）〜
（−5.56ε＋32.5）％とする。これら上下限の限定理由
も、真の歪が0.75〜2.25の伸線加工での理由と同様であ
るが、伸線加工の真の歪が2.25をこえると、真の歪の増
加と共に伸線の強度増加の程度が高くなるから、ダイス
の減面率を小さくしないと、ダイスによる伸線中の線材
発熱が高くなり脆化が進んで断線が発生するからであ
る。

【００１６】上記のように、この発明の伸線方法は、伸
線加工による鋼線の内部歪の状態や鋼線表面の潤滑状態
に応じてダイスの減面率を選択することにより、高強度
の素線に優れた延性が付与されるのである。例えば、図
３に、図１に示した適合範囲を満足するダイスパススケ
ジュールにて得られた素線（適合例）と、この適合範囲
を外れたダイスパススケジュールにて得られた素線（比
較例）とにおける、内部歪の半径方向分布を模式的に示
すように、比較例は適合例に比べて、素線表層部の脆化
が進んでいることがわかる。

【００１７】この発明では、最終伸線において伸線加工
度に応じてダイスの減面率を特定することにより、高強
度かつ高延性を有する素線が得られるが、この発明は、
伸線時の発熱を抑制する方法、例えば、全てのダイスを
潤滑液中に浸漬する方法、冷却効果を高めるためにダイ
ス間の距離を長くする方法、冷却キャプスタンを設ける
方法等と併用することによって、より安定した伸線を実
現できる。

【００１８】また、スチールコードの原料線材として
は、低コストでスチールコード用素線を提供するため、
汎用の素材を用いることが好ましい。すなわち、Ｃ：0.
70〜0.90wt％、Mn：0.30〜0.60wt％およびSi：0.30〜0.
90wt％を含有し、残部鉄および不可避的不純物からなる
高炭素鋼線材などが有利に適合する。さらに、高強力か
つ高延性のスチールコード用鋼線を得るためには、非金
属介在物を極力低減することが望ましい。

【００１９】そして、この原料線材を、上記した伸線加
工に供して、例えば直径 0.2〜0.6mmのスチールコード
用素線とする。この範囲の線径は、スチールコードを構
成する鋼線の本数を少なくしてコード内部にゴムが侵入
しやすくするためであり、例えば、３＋９＋15×0.15
（mm）のコード強力に相当するスチールコードは、0.2m
m以上の素線を用いることによって、１＋４＋７構造で
達成できるのため、シース層内の素線間に隙間を設ける
ことができ、コード内部にゴムが侵入しやすくなる。一
方、素線の直径が 0.6mmをこえると、耐疲労性が著しく
劣化し、ゴム製品の寿命を低下させるので 0.6mm以下と
した。

【００２０】

【実施例】直径：5.5 mmおよび炭素含有量：0.82wt％の
スチールコード用炭素鋼線材を、通常の方法により2.54
mmの直径まで乾式伸線を施し、次いで最終パテンティン
グ処理後にブラスめっきを施した。この中間線材を、図
４および表１〜７に示すダイスパススケジュール（イ）
〜（ト）に従って、最終ダイスを除いた全てのダイスが
潤滑液中に浸漬された多段コーン式のスリップ型伸線機
を用いて、それぞれ直径が0.3 mmまで伸線を施してスチ
ールコード用の素線を製造した。

【００２１】ここで、ダイスパススケジュール（ホ）は
従来の等しい減面率のダイスによるものであり、同
（ハ）および（ヘ）はこの発明に従うものであり、その
他は比較例である。なお、ダイスパススケジュール
（イ），（ロ），（ハ）および（ニ）は最初の４ダイス
までは潤滑性の良好な乾式伸線機を用いて伸線し、続い
て湿式伸線を行った。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【表２】

【００２４】

【表３】

【００２５】

【表４】

【００２６】

【表５】

【００２７】

【表６】

【００２８】

【表７】

【００２９】次に、各ダイスパススケジュールにて得ら
れた素線を、チューブラー撚線機により、それぞれ５本
撚り合わせて１×５構造のスチールコードとしてスプー
ルに巻き付けた。かくして得られたスチールコードにつ
いて、その撚りをほぐして５本の素線に戻した後、各素
線の引張り強さおよびねじり回数と持率を測定した。こ
の測定結果を、撚線状況と併せて表８に示す。

【００３０】

【表８】

【００３１】

【発明の効果】この発明によれば、高強度かつ高延性の
スチールコード用素線を低コストで提供でき、ゴム物品
の補強に要するスチールコード使用量の低減による軽量
化を経済的に実現し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】伸線加工による鋼線の強度の変化を示す図であ
る。

【図２】最終伸線工程における真の歪と減面率との関係
を示す図である。

【図３】伸線後の線材の内部歪を示す図である。

【図４】最終伸線におけるダイスパススケジュールを示
す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ６０Ｃ 9/00 Ｊ 7615−3Ｄ // Ｂ２９Ｋ 21:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スチールコードの原料線材に、最終ダイ
スでの真の歪が4.0以上の伸線加工を施してスチールコ
ード素線を製造するに当たり、該伸線加工における最終
伸線工程は、各パスで設定した真の歪をεとしたとき、
真の歪が0.75未満の伸線加工で用いるダイスの減面率を
（22.67 ε＋３）〜29％、真の歪が0.75〜2.25の伸線加
工で用いるダイスの減面率を20〜29％、そして真の歪が
2.25をこえる伸線加工で用いるダイスの減面率を（−6.
22ε＋43）〜（−5.56ε＋32.5）％にそれぞれ調整する
ことを特徴とするゴム物品の補強に供するスチールコー
ド用素線の製造方法。