JPH02289192A - 撚り線 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、非晶質金属細線からなり、高強度ならびに高
疲労特性を有する撚り線に関するものである。

（従来の技術） 近年、鉄系又はコバルト系の非晶質金属細線が得られて
おり、その優れた機械的性質（高強度。

高疲労特性）を利用しタイヤコード、ベルト補強材、バ
ネ材など各種産業用資材への応用が試みられている。

鉄系の非晶質金属細線のタイヤコードへの応用に関して
は、非晶質金属細線の撚り線を用いて特性に優れたタイ
ヤコードを作製できることが特開昭６１−４７８３９号
公報に記載されている。また、特開昭６２−２８２０８
７号公報には、ゴム物品用補強材への非晶質金属細線を
用いた撚り線の応用が記載されている。さらに、特開昭
６３−１５８２３３号公報には、車両用タイミングベル
ト等に使用する伝動ベルトに非晶質金属細線からなる撚
り線を用いることが記載されており、高強度伝動ベルト
が非晶質金属細線の撚り線を用いて実現できることが記
載されている。

この撚り線の構造について特開昭６２−２８２０８７号
公報には、非晶質金属細線を用い、　　ＩＸｎ　（ｎ：
３゜４．５．７　）で示されるストランドをさらに４本
撚り合わせてなるコードの記載があり、このコードのス
トランドのピッチ長さＳ、がＳ１≧４０ｄ（ｄ：線径）
であり、かつそのストランドを撚り合わせたコードのピ
ッチ長さＳ２が１．４Ｓｌ≦８２≦２．４Ｓ＋の範囲で
あることが破断性に優れた補強用撚り線として望ましい
ことが記載されている。

（発明が解決しようとする課題） 前記したように鉄系又はコバルト系の非晶質金属細線は
、優れた高強度ならびに高疲労特性を有するものの、そ
の特性が撚り線には十分に活かされていないのが現状で
ある。

すなわち、前記したごとく特開昭６２−２８２０８７号
公報に記載されている。コードのストランドのピンチ長
さＳｌがＳ、≧４Ｑｄ（ｄ：線径）であり。

かつそのストランドを撚り合わせたコードのピッチ長さ
Ｓ２が１．４Ｓ、　Ｓ５．≦２．４ｓ、の条件を満足す
るる撚り線の強度ならびに疲労特性を調べてみると。

両者とも非常に悪く、素線である非晶質金属細線の優れ
た高強度ならびに高疲労特性が十分に活かされていない
という問題点が判明した。

本発明は、非晶質金属細線からなり、５れた高強度なら
びに高疲労特性を有する撚り線を提供することを目的と
するものである。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究の結
果、撚り線の強度ならびに疲労特性は。

撚り線の素線の線径と撚り構造の関係に大きく左右され
るという知見を見出し、この知見に基づいて撚り線の素
線の線径と撚り構造をある特定の範囲に限定することに
より、優れた高強度ならびに高疲労特性を有する撚り線
が得られることを見出し２本発明を完成した。

すなわち２本発明は、素線が非晶質金属細線であり、そ
の素線の線径と撚り線の撚り数が次の関係式（１）を満
足することを特徴とする撚り線を要旨とするものである
。

１０≦ｄＮ≦１３０　　　　　（Ｉ） 〔式中ｄは素線の線径（μｍ）、Ｎは１ｃｍ当りの撚り
数（回）を表す。〕 本発明にいう撚り線の撚り数とは撚り線の撚り長さ（ピ
ッチ）Ｐ［ｃｍｌの逆数をいう。

本発明における前記関係式で示される条件は。

従来の結晶賞金属細線からなる撚り線の最適な撚り構造
からは考えられない程撚り数の小さい範囲ではあるが、
非晶質金属細線からなる疲労特性に優れた高強度の撚り
線を得るためには満足しなければならない条件であり、
前記間係式のｄＮＯ値が１３０を越えると、素線である
非晶質金属細線が受ける捻り応力が高くなり、素線の疲
労特性が損なわれ、それに伴い撚り線の疲労特性も大幅
に低下する。また、前記関係式のｄＮＯ値が１０より小
さいと、撚り線の集束性が悪くなり、撚り線の疲労特性
もばらつき、撚り線としての実用性が低下する。

本発明の撚り線の撚り構造としては、ｍり線を構成する
ストランドの撚り方向が同じ方向であり。

かつ、撚り線の撚り方向がストランドの撚り方向とは逆
方向になっていることが望ましい。これは撚り線を構成
する素線とストランドの力学的安定条件に基づくもので
あり、ストランドの撚り方向と撚り線の撚り方向が逆で
ない場合は疲労特性に優れた高強度の撚り線が得られな
くなる傾向がある。

また１本発明における撚り線を構成するストランド（素
線を撚り合わせたもの）の撚り数については、撚り線に
より合わされる前のストランドの１ｃｍ当りの撚り数Ｓ
と撚り線の１ｃｍ当りの撚り数Ｎが次式（ｎ）で表され
る関係を満足しているのが望ましい。

Ｓ≧Ｎ　　　　　　　（Ｉｆ） この式の条件も、素線とストランドの力学的安定条件に
基づくものであり、撚り線により合わされる前のストラ
ンドのより数Ｓが撚り線の撚り数Ｎよりも小さくなると
、撚り線に捻り応力が残り撚り線の直線性が悪くなり、
疲労特性が劣化する（噴量にある。

本発明の撚り線を製造するには２例えばリングねん糸機
などの各種ねん糸機や、チューブラ−などの各種撚り線
機を用いて行うことができる。

例えば、リングねん糸機の場合には、糸（非晶質金属細
線）速度１０〜１５０ｍ／分、スピンドル回転数２００
〜４０００ｒ、ｐ、ｍ、の条件下で、Ｓ撚りあるいはＺ
撚りのストランドを作製した後。

そのストランドを用いてストランドの撚り方向とは逆方
向に撚りをかけることによって撚り線を作製することが
できる。このリングねん糸機を用いると２本発明の疲労
特性に優れた高強度の撚り線が効率良く経済的に得るこ
とができる。

本発明に用られる非晶質金属細線としては２例えば鉄族
系（Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ系）の非晶質金属細線があげられ
２鉄系非晶質金属細線としては。

（ｉ）　　Ｐ、Ｃ，Ｓｉ、Ｂ、Ｇｅの何れか１種又は２
種以上で０．０１〜３５原子％ （２１Ｃｏ及びＮｉの何れか１種又は２種以上で０．Ｏ
１〜４０原子％ （３）　　Ｃｒ、　Ｎｂ＋　Ｔａ、　ｖ、　Ｍｏ、　ｈ
、　ＴｉＩ　Ｚｒの何れか１種又は２種以上で０．０１
〜１５原子％ （４）　　Ｍｎ、Ｐｄ、Ａ１．八１１１　Ｃｕ、　Ｚｎ
＋　Ｃｄ、　Ｓｎ＋　Ｓｂ＋　Ｈｆ及びｐｔの何れか１
種又は２種以上で０．０１〜５原子％の群から選ばれた
何れか１群又は２群以上を含有量で０．０１〜７５原子
％含有し、残部が実質的にＦｅからなる非晶質金属細線
が好ましい。

また、コバルト系非晶質金属細線としては。

（１）　　Ｐ＋　Ｃ，Ｓｉ＋　Ｂ、　Ｇｅの何れか１種
又は２種以上で０４０１〜３５原子％ （２１Ｆｅ及びＮｉの何れか１種又は２種以上で０．Ｏ
１〜４０原子％ （３１Ｃｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｔ、Ｚｒの
何れか１種又は２種以上で０．０１〜１５原子％ （４）　　Ｍｎ、Ｐｄ、ＡＩ＋Ａｕ、Ｃｕ＋Ｚｎ、Ｃｄ
、Ｓｎ＋Ｓｂ、Ｈｆ及びｐｔの何れか１種又は２種以上
で０．０１〜５原子％の群から選ばれた何れか１群又は
２群以上を含有量で０．０１〜７５原子％含有し、残部
が実質的にＣｏからなる非晶質金属細線が好ましい。

さらに、ニッケル系非晶質金属ｍ線としては。

Ｑ）　　Ｐ、Ｃ，Ｓｉ、Ｂ、Ｇｅの何れか１種又は２種
以上で０．０１〜３５原子％ （２）　　Ｆｅ及びＧｏの何れか１種又は２種以上で０
．０１〜４０原子％ ｆ３）　　Ｃｒ、Ｎｂ、Ｔａ、ν、　Ｍｏ、　Ｌ　Ｔｉ
＋　Ｚｒの何れか１種又は２種以上で０．０１〜１５原
子％ （４）　　Ｍｎ、Ｐｄ、ＡＩ＋Ａｕ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃｄ
、Ｓｎ＋Ｓｂ、Ｈｆ及びｐｔの何れか１種又は２種以上
で０．０１〜５原子％の群から選ばれた何れか１群又は
２群以上を含有量でｏ、ｏｉ〜７５原子％含有し、残部
が実質的にＮｉからなる非晶質金属細線が好ましい。

上記の素線となる非晶質金属細線の線径としては、１０
μｍ以上１１５μｍ以下であることが望ましい。素線の
線径が１０８ｍ未満であると、素線の強力が低く、ｍり
工程の際素線の破断が多発する傾向が認められ、また、
線径が１１５μｍを超えると、撚り線を構成する素線の
靭性が悪くなり、撚り線の疲労特性も低下する傾向にあ
る。

また、上記の非晶質金属細線は、伸線加工して使用する
こともでき、この場合、断面圧下率３〜４０％の条件で
冷間伸線を行えばよい。

（実施例） 次に本発明を実施例により具体的に説明する。

実施例１ 回転液中紡糸法により、Ｃｏ４５原子％、Ｆｅ２３原子
％、Ｃｒ１Ｏ原子％、Ｓｉ９原子％、Ｂ１３原子％から
なる線径１２５μｍの非晶質金属細線を作製した。この
ときの製造条件としては、アルゴンガス噴出圧が４．５
ｋｇ／ｃｄで、紡糸ノズル先端の石英製ノズルピースの
孔径が０．１２５＋＊ｍΦで９回転ドラムのドラム径が
５００１１ＩＩｌφで、ドラムの回転数が３２Ｏｒ。

ｐ、ｍ、であった。

次いで、得られた非晶質金属細線をダイヤモンドダイス
を用いて冷間で断面圧下率が１０％になるように線引加
工を行って線径５０μｍの非晶質金属細線を得た。

次に、得られた非晶質金属細線を用いて共立機械製作所
製すングツイスターＨ〜１０型により、素線７本からな
る１ｃｍ当りの撚り数０．８５回のストランドを作製し
、そのストランドを４本用いて再びリングツイスタ−Ｈ
−１０型により、撚り線を行って１ｃｍ当りの撚り数０
．８０回である撚り線を３本件製した。このときのスト
ランドならびに撚り線の作成条件は、ストランドのより
方向がＺに対して撚り線の撚り方向はＳであり、ストラ
ンドならびに撚り線の撚り数は、ねん糸機のスピンドル
回転数を２２０Ｏｒ、ｐ、ｍ、とじ、糸速度を３０ｍ／
分として得たものである。

得られた撚り線を用いて引張り試験ならびに疲労試験を
行った。

疲労試験（疲労特性）は、第１図に示した屈曲疲労試験
機を用い、プーリー（２）径１５Ｂ、荷重（３）２ｋｇ
、駆動カム（４）の回転数１８　Ｏｒ、ｐ、ｖａ、の条
件下で測定した撚り線（１）の破断に至るまでの屈曲回
数（荷重の上下回数）で評価して行った。

また、撚り線の強力Ｆｃ［ｋｇ］は、インストロン引張
り試験機を用い、試料長７６ｎ＋、歪速度２．５Ｘ　１
０−”／分で測定した破断強力である。

さらに強力保持率（％）は、撚り線を構成する素線の強
力Ｆｆ［ｋｇ］と素線の本数Ｎｆから次式より算出した
値である。

強力保持率（％）　＝　１００Ｆｃ／（ＦｆＮｆ）引張
り試験の結果は、３本の撚り線の強力の平均値は１８ｋ
ｇであった。また、疲労試験（疲労特性）の結果は、３
本の撚り線の破断までの屈曲回数の平均値は２Ｘ１０’
回であった。

比較例１ 実施例１と同様にして線径５０μｍの非晶質金属細線を
得た。さらに得られた非晶質金属細線を用いて１株式会
社石山製作所のチューブラ−型撚り線機により、撚り線
を行い、素線７本がＳ撚り及びＺ撚りで撚り合わされた
ストランドからなり。

隣接するストランドの撚り方向が逆方向であるように撚
り合わされた７×４の撚り構造を持つ撚り線を３本作製
した。

ここで撚り線の構造は、　（ストランド中の素線の本数
）×（ストランドの本数）で表す。

得られたストランドの撚り数Ｓは、２．５回であり、撚
り線の撚り数Ｎは、　１．２５回であった。

次に得られた撚り線を用い、実施例」と同様にして引張
り試験ならびに疲労試験を行った。

その結果、３本のより線の強力の平均値は１７．８ｋｇ
と実施′＠１と同レベルであったが、破断までの屈曲回
数の平均値は３Ｘ１０’回であり、実施例１に比べて大
幅に劣っていた。

実施例２〜４．比較例２〜３ 実施例１と同様にして線径５０μｍの非晶質金属細線を
得た後、共立機械製作所製リングツイスタ−Ｈ−１０型
により、撚り線を行って表１に示す撚り構造を持つ撚り
線を３本ずつ作成した。

次に得られた撚り線を用いて実施例１と同様に引張試験
ならびに疲労試験を行った。ここで疲労試験の荷重は１
０ｋｇを用いた。

引張試験ならびに疲労試験の結果を表１に合わせて示す
。

なお１表１の値は、３本の撚り線の平均値である。

表１ 表１から明かなように、特定の関係式（１）を満足する
本発明の撚り線は、比較例２及び３に比べて強度ならび
に疲労特性に優れている。

また、比較例２は、疲労特性のバラツキが大きかった。

実施例５〜８．比較例４〜５ 回転液中紡糸法によりＣｏ４５原子％、Ｆｅ２３原子％
、Ｃｒ１Ｏ原子％、Ｓｉ９原子％、Ｂ１３原子％からな
る線径１２５μｍの非晶質金属細線を作製した後、冷間
で線引加工を行って線径がそれぞれ８、　２０．　５０
．　１００．　１２０　ａｍの非晶質金属細線を得た。

次に得られた非晶質金属細線を用いて実施例１と同様に
共立機械製作所製リングツイスタ−Ｈ−１０型により、
撚り線を作製し１表２に示す構造を持つ撚り線を３本ず
つ作製した。

得られた撚り線を実施例２と同様にして引張り試験なら
びに疲労試験を行った。

その結果を表２に示す。

なお２表２の強力ならびに疲労特性は、３零の撚り線の
平均値である。

表２ 表２から本発明の撚り線である実施例５〜８は比較例５
に比べて疲労特性に優れていることが明らかである。

また、比較例４は素線の強力か弱すぎるため。

撚り線を作製することができなかった。

（発明の効果） 本発明の撚り線は、素線である非晶質金属細線の優れた
高強度ならびに高疲労特性が十分に活かされ、優れた高
強度ならびに高疲労特性を有している。

そのため、各種ベルト補強材として非常に有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、疲労特性を測定するための屈曲疲労試験機の
概略図である。 ｌ・・−撚り線、２・−プーリー、　　３−　・荷重。 ４・−・駆動カム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）素線が非晶質金属細線であり、その素線の線径と
   撚り線の撚り数が次の関係式（ I ）を満足することを
   特徴とする撚り線。 １０≦ｄＮ≦１３０（ I ） 〔式中ｄは素線の線径（μｍ）、Ｎは１ｃｍ当りの撚り
   数（回）を表す。〕