JP4860051B2 - 鋼素線の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、鋼素線の製造方法、特にゴム物品の補強材に適した鋼素線を製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ワイヤロープ、ばねまたはタイヤ用コード等に供される鋼素線には、様々な特性が要求されている。例えば、近年の環境問題に対して、特に自動車の低燃費化を促進することが要求されている。そして、この低燃費化の促進には、タイヤの軽量化が急務であることから、タイヤの原材料の中でも比較的に重量のある、スチールコードの使用量またはその周りに使用するゴム材料の削減が要求されている。
【０００３】
ここに、スチールコードの使用量や、その周囲のゴム材料を減らすためには、スチールコードの撚り構造を簡素化したり、コードの径を細くするなどの方策がとられている。例えば、スチールコードを簡素化する方策として、コードに使用する鋼素線をそのままタイヤの補強に供することが考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、鋼素線をそのままタイヤに適用しようとすると、該鋼素線の複数本を撚り合わせてコードとすることによって制御してきた、コードの各素線がもつ回転性、いわゆる残留トーションを適正に制御することが難しくなり、鋼素線自身の残留トーションがタイヤを製造する際のトリートの平坦性に影響を及ぼし、平坦なトリートが得られないことから、タイヤの製造そのものが難しくなるという欠点があった。
【０００５】
そこで、この発明は、鋼線材を伸線加工して鋼素線を製造する際、該鋼素線の残留トーションを低減して、とりわけタイヤなどのゴム物品の補強材として、そのまま適用することが可能な鋼素線を製造するための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】
この発明の要旨構成は、次のとおりである。
（１）鋼線材を伸線して鋼素線を製造するに当り、千鳥足状に配置した複数のロールを通過中の最終伸線後の鋼素線に、該複数のロールの出側に配置した傾動ロールにより最終伸線後の鋼素線がもつ残留トーションの素線軸回りの向きと逆方向に自転を与えて、残留トーション低減処理を施すことを特徴とする鋼素線の製造方法。
【０００７】
（２）鋼線材を伸線して鋼素線を製造するに当り、最終伸線後の鋼素線を、引き抜きキャプスタンに巻き付けた後千鳥足状に配置した複数のロールに通過中の最終伸線後の鋼素線に、該複数のロールの出側に配置した傾動ロールにより最終伸線後の鋼素線がもつ残留トーションの素線軸回りの向きと逆方向に自転を与えて、残留トーション低減処理を施すことを特徴とする鋼素線の製造方法。
【００１６】
【発明の実施の形態】
さて、鋼素線は、所定の成分組成に成る鋼線材に伸線加工を施すことによって得られる。この伸線加工は、種々の形式で行われるが、例えばタイヤ等のゴム物品の補強コード用の鋼素線の製造には、ダイスおよび引抜きキャプスタンの組み合わせを、潤滑液で満たされた槽内に、複数組積層配置し、各ダイスおよび引抜きキャプスタンに順に線材を通して連続的に伸線を行う、多段式の湿式伸線法が採用されている。
【００１７】
かような伸線過程を経て得られた鋼素線は、個々のダイスにおける伸線加工時に、例えばダイス内面の偏磨耗に起因して減面加工が線材の周上で均一に行われないこと、或いはダイスからの引き抜きを引抜きキャプスタンに巻き付けて行うことから、残留トーションを有するのが一般的である。
【００１８】
この残留トーションをもつ鋼素線は、その一端を固定して他端をフリーにした際に、素線の軸回りに特定の方向に自転するため、例えばタイヤのベルトに供するトリート材に鋼素線を適用した場合に、鋼素線が真直にならないことからトリート材の平坦性が阻害され、タイヤ製造時の障害となることは、既に述べたとおりである。従って、特に鋼素線をタイヤ等のゴム物品に適用する場合には、伸線後の鋼素線の残留トーションを低減することが極めて重要になり、この残留トーションの低減によって上記ゴム物品の補強材としての健全な適用が初めて可能になるのである。
【００１９】
以下に、鋼素線における残留トーションの低減手法について、図面を参照してより具体的に説明する。
すなわち、図１に示すように、最終伸線ダイス１の出側に配置した引抜きキャプスタン２を介して、最終伸線ダイス１から鋼素線３を引き抜くことによって、鋼素線３は最終線径に調整される。
【００２０】
この伸線加工を経た鋼素線３は、上記したように残留トーションを有するため、引抜きキャプスタン２の出側において鋼素線３を、さらに複数のロール４ａを千鳥足状に配置した矯正ロール群４に通す工程を付与する。その際、矯正ロール群４の出側に配置した傾動ロール５を、鋼素線の引き出し側から見た、図１（ｂ）に示すように、矯正ロール群４を通過した鋼素線３のパスラインＰのいずれかの側に傾けた配置とし、この傾動ロール５に矯正ロール群４を通過した鋼素線３を導くことによって、矯正ロール群４を通過中の鋼素線３に自転を与える。この自転の向きは、最終伸線直後の鋼素線３がもつ残留トーションを、例えばＪＩＳＧ3510に則る残留トーションの測定方法に従って、予め測定しておき、その素線軸回りの向きと逆方向とし、それに従って上記傾動ロール５の傾斜向きを決定する。
【００２１】
かくして矯正ロール群４を通過する鋼素線３には、まず千鳥足状に配置したロール群を通る際に異なる向きの曲げ加工が繰り返し付与されることによって、その残留応力の均一化に加えて、ロール間での軽圧下で素線が引き延ばされる結果、残留トーションの低減がはかられ、さらに残留トーションのもつ回転性と逆向きの自転が与えられることによって該残留トーションの更なる低減がはかられるのである。
【００２２】
なお、矯正ロール群４を通過中の鋼素線３に自転を与えて、残留トーションの更なる低減をはかるには、矯正ロール群４を通過した鋼素線３を導く傾動ロール５の傾き方向並びに傾きの量を、伸線後の鋼素線における残留トーションに応じて適宜に調整することが有利である。
【００２３】
なお、上記の残留トーション低減処理を経た鋼素線は、１本または複数本を束ねて、巻取りスプールに巻き取られ、保管、出荷または次工程へと供される。また、図１に示した事例では、最終伸線ダイスからの鋼素線３の引抜きを巻き付け形式の引抜きキャプスタン２で行っているが、例えば最終的に鋼素線を巻き取る巻取りドラムによる張力を利用してもよい。
【００２４】
次に、上記した以外の残留トーション低減処理について、図２を参照して具体的に説明する。すなわち、最終伸線ダイス１の出側、または引抜きキャプスタン２を用いる場合はその出側に、並置して設けた２つのロール６ａおよび６ｂをベース６ｃに回転自在に固定した捻回装置６を配置し、該装置６の２個のロール６ａおよび６ｂに鋼素線３を８の字状に通してから、ベース６ｃを回転させることによって、鋼素線３に捻りを付与してからその捻りを戻す処理を連続して与える。この捻りとそれを戻す操作は、鋼素線３に強制的に導入した歪みを導入直後に除去することであるから、この一連の操作の過程で鋼素線の周方向の応力分布が均一化されるとともに、素線が引き延ばされる結果、残留トーションを低減することが可能になる。
【００２５】
なお、上記の操作は、まず、伸線直後の鋼素線における残留トーションに応じた捻じり量を与えてから、同じ量を戻すことによって、残留トーションの低減を有利に達成できる。
【００２６】
なお、上記捻回装置６による残留トーション低減処理を行ったのち、図１に示した矯正ロール群４又は、矯正ロール群４および傾動ロール５による残留トーション低減処理を施すことによって、さらなる残留トーションの低減をはかることも可能である。
【００２７】
また、特に上記引抜きキャプスタン２の使用が前提である場合には、図３に示すように、引抜きキャプスタン２の出側に配置した補助ロール７に、引抜きキャプスタン２での鋼素線３の巻付け方向と反対回りに鋼素線３を巻付けることが有利である。すなわち、上述のように、引抜きキャプスタン２に鋼素線３を巻き付けてダイスからの引き抜き力を得る場合に、この引抜きキャプスタン２に鋼素線３を巻き付けることによっても残留トーションが発生する。従って、ここでの巻き付け方向と逆に巻回す工程を、補助ロール７にて付加することによって、引抜きキャプスタン２での巻き付けに起因する、残留トーションの低減をはかることができる。従って、補助ロール７は、引抜きキャプスタン２と同サイズのものを用いることが好ましい。
【００２８】
なお、上記の補助ロール７を用いた残留トーション低減処理の後に、上記した図１の矯正ロール群４又は、矯正ロール群４および傾動ロール５による残留トーション低減処理、並びに上記した図２の捻回装置６による残留トーション低減処理のいずれか少なくとも一方の処理を施すことによって、さらなる残留トーションの低減をはかることも可能である。
【００２９】
【実施例】
０．８０ｗｔ％の炭素を含有する、直径が５．５mmの高炭素鋼線材を、直径が約１．４mmになるまで乾式伸線を施した後、パテンティング処理およびブラスめっき処理を施した。次いで、この線材を０．２５mmになるように、湿式の多段伸線を行った。さらに、最終伸線ダイスを出た鋼素線を引抜きキャプスタンに巻付けた後、表１に示す諸条件にて残留トーション低減処理を施した。かくして得られた鋼素線について、その回転性と各鋼素線を用いて作製したトリート材における平坦性とを評価した。その評価結果を、表1に併記する。
【００３０】
ここで、鋼素線の回転性は、ＪＩＳ Ｇ3510（1986）の6.8に示された方法に準拠して測定した残留トーションをもって評価した。尚、回転方向は、時計方向に回転する方向をプラス（＋）とし、その反対方向に回転するものをマイナス（−）として表示した。
【００３１】
また、トリート材の平坦性は、鋼素線を５０本／５０ｍｍの間隔で厚さ１ｍｍのゴム中に埋設した、幅３０ｃｍおよび長さ１ｍのゴムシートを作成し、このゴムシート端部が浮き上がる高さを測定し、その測定値をもって平坦性を評価した。
【００３２】
【表１】
【００３３】
【発明の効果】
この発明によれば、伸線加工後の鋼素線に不可避に残存する残留トーションを有利に低減するから、とりわけタイヤなどのゴム物品の補強材として、コードなどとして加工することなく、そのまま適用することが可能であり、この種の補強材として適合する極めて簡素な素材を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の残留トーション低減処理の具体例を示す図である。
【図２】 この発明の残留トーション低減処理の具体例を示す図である。
【図３】 この発明の残留トーション低減処理の具体例を示す図である。
【符号の説明】
１ 最終伸線ダイス
２ 引抜きキャプスタン
３ 鋼素線
４ 矯正ロール群
５ 傾動ロール
６ 捻回装置
７ 補助ロール
【発明の属する技術分野】
この発明は、鋼素線の製造方法、特にゴム物品の補強材に適した鋼素線を製造する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ワイヤロープ、ばねまたはタイヤ用コード等に供される鋼素線には、様々な特性が要求されている。例えば、近年の環境問題に対して、特に自動車の低燃費化を促進することが要求されている。そして、この低燃費化の促進には、タイヤの軽量化が急務であることから、タイヤの原材料の中でも比較的に重量のある、スチールコードの使用量またはその周りに使用するゴム材料の削減が要求されている。
【０００３】
ここに、スチールコードの使用量や、その周囲のゴム材料を減らすためには、スチールコードの撚り構造を簡素化したり、コードの径を細くするなどの方策がとられている。例えば、スチールコードを簡素化する方策として、コードに使用する鋼素線をそのままタイヤの補強に供することが考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、鋼素線をそのままタイヤに適用しようとすると、該鋼素線の複数本を撚り合わせてコードとすることによって制御してきた、コードの各素線がもつ回転性、いわゆる残留トーションを適正に制御することが難しくなり、鋼素線自身の残留トーションがタイヤを製造する際のトリートの平坦性に影響を及ぼし、平坦なトリートが得られないことから、タイヤの製造そのものが難しくなるという欠点があった。
【０００５】
そこで、この発明は、鋼線材を伸線加工して鋼素線を製造する際、該鋼素線の残留トーションを低減して、とりわけタイヤなどのゴム物品の補強材として、そのまま適用することが可能な鋼素線を製造するための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】
この発明の要旨構成は、次のとおりである。
（１）鋼線材を伸線して鋼素線を製造するに当り、千鳥足状に配置した複数のロールを通過中の最終伸線後の鋼素線に、該複数のロールの出側に配置した傾動ロールにより最終伸線後の鋼素線がもつ残留トーションの素線軸回りの向きと逆方向に自転を与えて、残留トーション低減処理を施すことを特徴とする鋼素線の製造方法。
【０００７】
（２）鋼線材を伸線して鋼素線を製造するに当り、最終伸線後の鋼素線を、引き抜きキャプスタンに巻き付けた後千鳥足状に配置した複数のロールに通過中の最終伸線後の鋼素線に、該複数のロールの出側に配置した傾動ロールにより最終伸線後の鋼素線がもつ残留トーションの素線軸回りの向きと逆方向に自転を与えて、残留トーション低減処理を施すことを特徴とする鋼素線の製造方法。
【００１６】
【発明の実施の形態】
さて、鋼素線は、所定の成分組成に成る鋼線材に伸線加工を施すことによって得られる。この伸線加工は、種々の形式で行われるが、例えばタイヤ等のゴム物品の補強コード用の鋼素線の製造には、ダイスおよび引抜きキャプスタンの組み合わせを、潤滑液で満たされた槽内に、複数組積層配置し、各ダイスおよび引抜きキャプスタンに順に線材を通して連続的に伸線を行う、多段式の湿式伸線法が採用されている。
【００１７】
かような伸線過程を経て得られた鋼素線は、個々のダイスにおける伸線加工時に、例えばダイス内面の偏磨耗に起因して減面加工が線材の周上で均一に行われないこと、或いはダイスからの引き抜きを引抜きキャプスタンに巻き付けて行うことから、残留トーションを有するのが一般的である。
【００１８】
この残留トーションをもつ鋼素線は、その一端を固定して他端をフリーにした際に、素線の軸回りに特定の方向に自転するため、例えばタイヤのベルトに供するトリート材に鋼素線を適用した場合に、鋼素線が真直にならないことからトリート材の平坦性が阻害され、タイヤ製造時の障害となることは、既に述べたとおりである。従って、特に鋼素線をタイヤ等のゴム物品に適用する場合には、伸線後の鋼素線の残留トーションを低減することが極めて重要になり、この残留トーションの低減によって上記ゴム物品の補強材としての健全な適用が初めて可能になるのである。
【００１９】
以下に、鋼素線における残留トーションの低減手法について、図面を参照してより具体的に説明する。
すなわち、図１に示すように、最終伸線ダイス１の出側に配置した引抜きキャプスタン２を介して、最終伸線ダイス１から鋼素線３を引き抜くことによって、鋼素線３は最終線径に調整される。
【００２０】
この伸線加工を経た鋼素線３は、上記したように残留トーションを有するため、引抜きキャプスタン２の出側において鋼素線３を、さらに複数のロール４ａを千鳥足状に配置した矯正ロール群４に通す工程を付与する。その際、矯正ロール群４の出側に配置した傾動ロール５を、鋼素線の引き出し側から見た、図１（ｂ）に示すように、矯正ロール群４を通過した鋼素線３のパスラインＰのいずれかの側に傾けた配置とし、この傾動ロール５に矯正ロール群４を通過した鋼素線３を導くことによって、矯正ロール群４を通過中の鋼素線３に自転を与える。この自転の向きは、最終伸線直後の鋼素線３がもつ残留トーションを、例えばＪＩＳＧ3510に則る残留トーションの測定方法に従って、予め測定しておき、その素線軸回りの向きと逆方向とし、それに従って上記傾動ロール５の傾斜向きを決定する。
【００２１】
かくして矯正ロール群４を通過する鋼素線３には、まず千鳥足状に配置したロール群を通る際に異なる向きの曲げ加工が繰り返し付与されることによって、その残留応力の均一化に加えて、ロール間での軽圧下で素線が引き延ばされる結果、残留トーションの低減がはかられ、さらに残留トーションのもつ回転性と逆向きの自転が与えられることによって該残留トーションの更なる低減がはかられるのである。
【００２２】
なお、矯正ロール群４を通過中の鋼素線３に自転を与えて、残留トーションの更なる低減をはかるには、矯正ロール群４を通過した鋼素線３を導く傾動ロール５の傾き方向並びに傾きの量を、伸線後の鋼素線における残留トーションに応じて適宜に調整することが有利である。
【００２３】
なお、上記の残留トーション低減処理を経た鋼素線は、１本または複数本を束ねて、巻取りスプールに巻き取られ、保管、出荷または次工程へと供される。また、図１に示した事例では、最終伸線ダイスからの鋼素線３の引抜きを巻き付け形式の引抜きキャプスタン２で行っているが、例えば最終的に鋼素線を巻き取る巻取りドラムによる張力を利用してもよい。
【００２４】
次に、上記した以外の残留トーション低減処理について、図２を参照して具体的に説明する。すなわち、最終伸線ダイス１の出側、または引抜きキャプスタン２を用いる場合はその出側に、並置して設けた２つのロール６ａおよび６ｂをベース６ｃに回転自在に固定した捻回装置６を配置し、該装置６の２個のロール６ａおよび６ｂに鋼素線３を８の字状に通してから、ベース６ｃを回転させることによって、鋼素線３に捻りを付与してからその捻りを戻す処理を連続して与える。この捻りとそれを戻す操作は、鋼素線３に強制的に導入した歪みを導入直後に除去することであるから、この一連の操作の過程で鋼素線の周方向の応力分布が均一化されるとともに、素線が引き延ばされる結果、残留トーションを低減することが可能になる。
【００２５】
なお、上記の操作は、まず、伸線直後の鋼素線における残留トーションに応じた捻じり量を与えてから、同じ量を戻すことによって、残留トーションの低減を有利に達成できる。
【００２６】
なお、上記捻回装置６による残留トーション低減処理を行ったのち、図１に示した矯正ロール群４又は、矯正ロール群４および傾動ロール５による残留トーション低減処理を施すことによって、さらなる残留トーションの低減をはかることも可能である。
【００２７】
また、特に上記引抜きキャプスタン２の使用が前提である場合には、図３に示すように、引抜きキャプスタン２の出側に配置した補助ロール７に、引抜きキャプスタン２での鋼素線３の巻付け方向と反対回りに鋼素線３を巻付けることが有利である。すなわち、上述のように、引抜きキャプスタン２に鋼素線３を巻き付けてダイスからの引き抜き力を得る場合に、この引抜きキャプスタン２に鋼素線３を巻き付けることによっても残留トーションが発生する。従って、ここでの巻き付け方向と逆に巻回す工程を、補助ロール７にて付加することによって、引抜きキャプスタン２での巻き付けに起因する、残留トーションの低減をはかることができる。従って、補助ロール７は、引抜きキャプスタン２と同サイズのものを用いることが好ましい。
【００２８】
なお、上記の補助ロール７を用いた残留トーション低減処理の後に、上記した図１の矯正ロール群４又は、矯正ロール群４および傾動ロール５による残留トーション低減処理、並びに上記した図２の捻回装置６による残留トーション低減処理のいずれか少なくとも一方の処理を施すことによって、さらなる残留トーションの低減をはかることも可能である。
【００２９】
【実施例】
０．８０ｗｔ％の炭素を含有する、直径が５．５mmの高炭素鋼線材を、直径が約１．４mmになるまで乾式伸線を施した後、パテンティング処理およびブラスめっき処理を施した。次いで、この線材を０．２５mmになるように、湿式の多段伸線を行った。さらに、最終伸線ダイスを出た鋼素線を引抜きキャプスタンに巻付けた後、表１に示す諸条件にて残留トーション低減処理を施した。かくして得られた鋼素線について、その回転性と各鋼素線を用いて作製したトリート材における平坦性とを評価した。その評価結果を、表1に併記する。
【００３０】
ここで、鋼素線の回転性は、ＪＩＳ Ｇ3510（1986）の6.8に示された方法に準拠して測定した残留トーションをもって評価した。尚、回転方向は、時計方向に回転する方向をプラス（＋）とし、その反対方向に回転するものをマイナス（−）として表示した。
【００３１】
また、トリート材の平坦性は、鋼素線を５０本／５０ｍｍの間隔で厚さ１ｍｍのゴム中に埋設した、幅３０ｃｍおよび長さ１ｍのゴムシートを作成し、このゴムシート端部が浮き上がる高さを測定し、その測定値をもって平坦性を評価した。
【００３２】
【表１】
【発明の効果】
この発明によれば、伸線加工後の鋼素線に不可避に残存する残留トーションを有利に低減するから、とりわけタイヤなどのゴム物品の補強材として、コードなどとして加工することなく、そのまま適用することが可能であり、この種の補強材として適合する極めて簡素な素材を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の残留トーション低減処理の具体例を示す図である。
【図２】 この発明の残留トーション低減処理の具体例を示す図である。
【図３】 この発明の残留トーション低減処理の具体例を示す図である。
【符号の説明】
１ 最終伸線ダイス
２ 引抜きキャプスタン
３ 鋼素線
４ 矯正ロール群
５ 傾動ロール
６ 捻回装置
７ 補助ロール
Claims (2)
- 鋼線材を伸線して鋼素線を製造するに当り、千鳥足状に配置した複数のロールを通過中の最終伸線後の鋼素線に、該複数のロールの出側に配置した傾動ロールにより最終伸線後の鋼素線がもつ残留トーションの素線軸回りの向きと逆方向に自転を与えて、残留トーション低減処理を施すことを特徴とする鋼素線の製造方法。
- 鋼線材を伸線して鋼素線を製造するに当り、最終伸線後の鋼素線を、引き抜きキャプスタンに巻き付けた後千鳥足状に配置した複数のロールに通過中の最終伸線後の鋼素線に、該複数のロールの出側に配置した傾動ロールにより最終伸線後の鋼素線がもつ残留トーションの素線軸回りの向きと逆方向に自転を与えて、残留トーション低減処理を施すことを特徴とする鋼素線の製造方法。
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2001
- 2001-05-02 JP JP2001135272A patent/JP4860051B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2002331327A (ja) | 2002-11-19 |
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