JP5653679B2 - ゴム補強用スチールワイヤの製造方法およびゴム補強用スチールワイヤ - Google Patents
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Description
本発明はゴム補強用スチールワイヤの製造方法およびゴム補強用スチールワイヤ（以下、単に「製造方法」および「ワイヤ」とも称する）に関し、詳しくは、タイヤやホース、工業用ベルト等の各種ゴム物品の補強に用いられるゴム補強用スチールワイヤの製造方法およびそれにより得られるゴム補強用スチールワイヤに関する。
従来より、タイヤやホース、工業用ベルトなどのゴム製品を補強するための素材として、ゴム補強用スチールコードが用いられている。かかるゴム補強用スチールコードは、ゴムと複合されることによりゴムと密着し、ゴム製品の強度を高めるものであるので、ゴムとの良好な接着性を有していることが要求される。そのため、ゴム補強用スチールコードには、ゴムとの接着性を高めるために、一般に、銅と亜鉛との合金である黄銅めっきが施されている。
また、このようなスチールコードにおいては、目的の径に加工するために伸線処理が施される。よって、ゴム補強用スチールコードは、通常、スチールワイヤに黄銅めっきを施すめっき工程と、伸線工程とを経て製造されている。
スチールワイヤとゴムとの接着性の改良に係る従来技術としては、例えば、特許文献１に、スチールワイヤと、その表面に形成された銅、亜鉛およびニッケルの合金からなり、ニッケル組成が表面側で高く内部に向かって低くなっている被覆層と、被覆層の表面に形成されたトリアジンチオール処理層とを具備したゴム補強用ワイヤが開示されている。また、特許文献２には、めっき浴の改良に係る技術として、銅塩と、亜鉛塩と、ピロりん酸アルカリ金属塩と、アミノ酸またはその塩から選ばれた少なくとも一種とを含有し、アミノ酸またはその塩の濃度が０．０８ｍｏｌ／Ｌ〜０．２２ｍｏｌ／Ｌである銅−亜鉛合金電気めっき浴が開示されている。
しかしながら、スチールワイヤに対し、めっき処理後に伸線処理を行う従来の手法では、伸線工程においてスチールワイヤ表面に酸化亜鉛等からなる強固な被膜が形成されて、この被膜がゴムとの接着を阻害し、ゴムとスチールコードとが接着する際に時間がかかるという問題があった。
そこで本発明の目的は、上記問題を解消して、ゴムとの初期接着性を向上させたゴム補強用スチールワイヤを得ることができるゴム補強用スチールワイヤの製造方法、および、それにより得られるゴム補強用スチールワイヤを提供することにある。
本発明者は鋭意検討した結果、伸線処理後のスチールワイヤに対し、再度めっき処理を施すことで、ゴムとの接着に要する時間を短縮することができ、さらに、接着耐久性についても向上できることを見出して、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明のゴム補強用スチールワイヤの製造方法は、スチールワイヤ表面に、銅および亜鉛のうちのいずれか一方または双方を含むめっき層を形成するめっき工程を有するゴム補強用スチールワイヤの製造方法において、
前記めっき工程後に、めっき層が形成された前記スチールワイヤを湿式伸線する湿式伸線工程と、湿式伸線された該スチールワイヤ表面に２次めっき処理を施す２次めっき工程と、を含み、該２次めっき処理後に、伸線工程を行わずにゴム組成物と加硫接着されるゴム補強用スチールワイヤの製造方法であって、
湿式伸線を１回のみ行ってゴム補強用スチールワイヤを製造するにあたり、前記湿式伸線工程における伸線をダイヤモンドダイスを用いて行うとともに、前記２次めっき処理として、該スチールワイヤ表面に、シアン化合物を含まない非シアン合金めっき浴により黄銅めっきを施すことを特徴とするものである。
前記めっき工程後に、めっき層が形成された前記スチールワイヤを湿式伸線する湿式伸線工程と、湿式伸線された該スチールワイヤ表面に２次めっき処理を施す２次めっき工程と、を含み、該２次めっき処理後に、伸線工程を行わずにゴム組成物と加硫接着されるゴム補強用スチールワイヤの製造方法であって、
湿式伸線を１回のみ行ってゴム補強用スチールワイヤを製造するにあたり、前記湿式伸線工程における伸線をダイヤモンドダイスを用いて行うとともに、前記２次めっき処理として、該スチールワイヤ表面に、シアン化合物を含まない非シアン合金めっき浴により黄銅めっきを施すことを特徴とするものである。
また、本発明のゴム補強用スチールワイヤは、上記本発明の製造方法により製造されてなることを特徴とするものである。
本発明によれば、上記構成としたことにより、ゴムとの初期接着性および接着耐久性を向上させたゴム補強用スチールワイヤを得ることができるゴム補強用スチールワイヤの製造方法、および、ゴムとの初期接着性および接着耐久性が向上したゴム補強用スチールワイヤを実現することが可能となった。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
本発明は、スチールワイヤ表面に、銅および亜鉛のうちのいずれか一方または双方を含むめっき層を形成するめっき工程を有するゴム補強用スチールワイヤの製造方法の改良に係るものである。
本発明は、スチールワイヤ表面に、銅および亜鉛のうちのいずれか一方または双方を含むめっき層を形成するめっき工程を有するゴム補強用スチールワイヤの製造方法の改良に係るものである。
本発明の製造方法においては、上記めっき工程後に、めっき層が形成されたスチールワイヤを湿式伸線する湿式伸線工程と、湿式伸線されたスチールワイヤ表面に２次めっき処理を施す２次めっき工程と、を含む点に特徴がある。すなわち、スチールワイヤに対し、銅ないし亜鉛を含むめっき層を形成する１次めっき処理を行った後、最終伸線工程後に、再度めっき層を形成する２次めっき処理を行う。このように、湿式伸線後のスチールワイヤに再度めっき処理を施すものとしたことで、スチールワイヤがゴムとの接着に要する時間を短縮して、初期接着性を向上するとともに、接着耐久性についても向上したスチールワイヤを得ることが可能となった。より具体的には、本発明においては、伸線前に行う１次めっき処理により、スチールワイヤを所望の長さまで伸線するための伸線性を確保しつつ、伸線後に行う２次めっき処理により、スチールワイヤとゴムとの間の初期接着性および接着耐久性を向上したものである。
本発明においては、スチールワイヤ表面に、最終伸線工程後に行う２次めっき処理としては、合金めっきを用いることが必要である。合金めっきを用いずに、熱拡散を行うと、スチールワイヤ表面に表面酸化膜が強固に生成して、接着反応を阻害してしまう。本発明においては、合金めっきを用いることで、２次めっき処理を簡便に行うことができる。かかる合金めっきには、例えば、銅塩、亜鉛塩およびピロりん酸アルカリ金属塩からなる浴や、ピロりん酸銅、ピロりん酸亜鉛、ピロりん酸アルカリ金属塩からなる浴などを用いることができる。また、合金めっきは、シアン化合物を含まないものであることが好ましい。非シアン合金めっきを用いることで、作業性が良好であって、環境負荷が低いとの効果も得ることができる。
本発明において、１次めっき工程および湿式伸線工程の各工程は、目的とするゴム補強用スチールワイヤの条件に応じて、常法に従い実施することができ、その処理条件等に特に制限はない。例えば、各めっき工程には、通常の電気めっき方法を採用することができる。また、１次めっき工程においては、銅および／または亜鉛を含む合金めっきの他、銅めっきおよび亜鉛めっきを順次施した後に熱拡散処理を行って黄銅めっき層を形成する逐次めっきを行ってもよい。さらに、めっき処理前には、スチールワイヤに対し、常法に従いバフ研磨や脱脂、希酸浸漬等の一般的な前処理を施すことができ、あるいは光沢ニッケルめっき等の下地めっきを施すことも可能である。さらにまた、めっき後には、水洗や湯洗、乾燥等の通常行われている操作を行ってもよく、必要に応じて、重クロム酸希薄溶液への浸漬や、防錆処理等を行ってもよい。また、本発明において、スチールワイヤ表面に対するめっき付着量としては、１次めっきおよび２次めっきの合計量で、３．５ｇ／ｋｇ以上とすることが好ましく、より好ましくは６．２ｇ／ｋｇ以下とする。さらに、めっき組成（銅）は、６１．５質量％〜６４．５質量％とすることが好ましい。
また、本発明のゴム補強用スチールワイヤは、上記本発明のゴム補強用スチールワイヤの製造方法により製造されてなるものであり、これにより、ゴムとの初期接着性および接着耐久性に優れるという効果を有する。本発明のワイヤにおいては、スチールワイヤ自体の材質やめっき層の組成、ワイヤ径等の条件については、特に制限されるものではなく、用途に応じ、適宜選定することが可能である。本発明のゴム補強用スチールワイヤは、ゴムと複合してなる補強材として、タイヤやホース、工業用ベルト等の各種ゴム物品の補強に用いることができる。
以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
常法に従い黄銅めっき層を形成する１次めっき処理、および、湿式伸線処理を施した後のスチールワイヤ表面に、下記表１中に示す条件に従い、２次めっき処理を施して、ゴム補強用スチールワイヤを製造した。下記の表２に、２次めっきにおけるめっき浴およびめっき処理の条件を示す。得られた各ゴム補強用スチールワイヤについて、以下に従い接着試験を行った結果を、下記の表１中に併せて示す。
常法に従い黄銅めっき層を形成する１次めっき処理、および、湿式伸線処理を施した後のスチールワイヤ表面に、下記表１中に示す条件に従い、２次めっき処理を施して、ゴム補強用スチールワイヤを製造した。下記の表２に、２次めっきにおけるめっき浴およびめっき処理の条件を示す。得られた各ゴム補強用スチールワイヤについて、以下に従い接着試験を行った結果を、下記の表１中に併せて示す。
＜接着試験＞
各供試ワイヤを１２．５ｍｍ間隔で平行に並べ、この供試ワイヤを上下両側からゴム組成物でコーティングして、これを温度１６０℃で３分、５分、１０分および２０分間の条件でそれぞれ加硫して、幅１２．５ｍｍのサンプル（ゴム−スチールワイヤ複合体）を作製した。次に、このサンプルを用いて、ＡＳＴＭＤ−２２２９に準拠して接着試験を行った。具体的には、引張試験機を使用して、各サンプルからワイヤを引き抜き、ワイヤに付着しているゴムの被覆率を０〜１００％で表示して、接着性の指標とした。また、２０分間加硫した後に、温度７０℃湿度１００％でそれぞれ３日、４日および５日間劣化させた後にも、上記と同様にして接着試験を行った。ゴム被覆率の数値が大きいほど、接着性が高く良好であることを示す。なお、下記表中の初期接着性は、加硫直後に測定した結果である。
各供試ワイヤを１２．５ｍｍ間隔で平行に並べ、この供試ワイヤを上下両側からゴム組成物でコーティングして、これを温度１６０℃で３分、５分、１０分および２０分間の条件でそれぞれ加硫して、幅１２．５ｍｍのサンプル（ゴム−スチールワイヤ複合体）を作製した。次に、このサンプルを用いて、ＡＳＴＭＤ−２２２９に準拠して接着試験を行った。具体的には、引張試験機を使用して、各サンプルからワイヤを引き抜き、ワイヤに付着しているゴムの被覆率を０〜１００％で表示して、接着性の指標とした。また、２０分間加硫した後に、温度７０℃湿度１００％でそれぞれ３日、４日および５日間劣化させた後にも、上記と同様にして接着試験を行った。ゴム被覆率の数値が大きいほど、接着性が高く良好であることを示す。なお、下記表中の初期接着性は、加硫直後に測定した結果である。
＊２）熱拡散としては、スチールワイヤに対し銅めっきおよび亜鉛めっきを順次施した後、４００℃３０分間で熱処理を実施した。
上記表中に示すように、１次めっきおよび湿式伸線後に２次めっきを施した各実施例のゴム補強用スチールワイヤにおいては、良好なゴムとの初期接着性および接着耐久性が得られていることが確かめられた。これに対し、２次めっき処理を行わなかった各比較例のゴム補強用スチールワイヤにおいては、各実施例とめっき付着量やめっき組成は同等であっても、初期接着性が悪く、また、接着耐久性についても低下していることがわかる。
Claims (2)
- スチールワイヤ表面に、銅および亜鉛のうちのいずれか一方または双方を含むめっき層を形成するめっき工程を有するゴム補強用スチールワイヤの製造方法において、
前記めっき工程後に、めっき層が形成された前記スチールワイヤを湿式伸線する湿式伸線工程と、湿式伸線された該スチールワイヤ表面に２次めっき処理を施す２次めっき工程と、を含み、該２次めっき処理後に、伸線工程を行わずにゴム組成物と加硫接着されるゴム補強用スチールワイヤの製造方法であって、
湿式伸線を１回のみ行ってゴム補強用スチールワイヤを製造するにあたり、前記湿式伸線工程における伸線をダイヤモンドダイスを用いて行うとともに、前記２次めっき処理として、該スチールワイヤ表面に、シアン化合物を含まない非シアン合金めっき浴により黄銅めっきを施すことを特徴とするゴム補強用スチールワイヤの製造方法。 - 請求項１記載のゴム補強用スチールワイヤの製造方法により製造されてなることを特徴とするゴム補強用スチールワイヤ。
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