ビードコード用ワイヤの製造方法、ビードコード及び車両用タイヤ
【課題】 めっき処理を施すことなしに、ゴムとの接着性に優れたビードコード用ワイヤを得ることができるビードコード用ワイヤの製造方法を提供する。
【解決手段】 ビードコード用ワイヤを製造する場合には、まず鋼線をデスケール処理する。続いて、デスケール処理がなされた鋼線に対して電解による化成皮膜処理を施すことにより、鋼線の表面にリン酸塩皮膜を形成する。続いて、化成皮膜処理がされた鋼線に対して乾式の伸線加工を施した後、更に仕上げ伸線として湿式の伸線加工を施すことにより、ビードコード用ワイヤを得る。このとき、ビードコード用ワイヤの表面に、耐食性を有するリン酸亜鉛皮膜が残留するように、伸線加工を実施する。
【解決手段】 ビードコード用ワイヤを製造する場合には、まず鋼線をデスケール処理する。続いて、デスケール処理がなされた鋼線に対して電解による化成皮膜処理を施すことにより、鋼線の表面にリン酸塩皮膜を形成する。続いて、化成皮膜処理がされた鋼線に対して乾式の伸線加工を施した後、更に仕上げ伸線として湿式の伸線加工を施すことにより、ビードコード用ワイヤを得る。このとき、ビードコード用ワイヤの表面に、耐食性を有するリン酸亜鉛皮膜が残留するように、伸線加工を実施する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両用タイヤのビード部の補強材として使用されるビードコード用ワイヤの製造方法、ビードコード及び車両用タイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用タイヤのビード部の補強材として使用されるビードコードを製造する方法としては、例えば特許文献１に記載されているものが知られている。特許文献１に記載の方法は、ビードワイヤ線材を伸線して綱線とした後、その鋼線に対して銅及び亜鉛のめっき処理を順に施して、銅及び亜鉛の熱拡散を行うというものである。
【特許文献１】特許第２８７２６８２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来技術においては、タイヤ（ゴム）との接着性を得るためにＣｕ合金系のめっき処理を実施するので、原材料費のアップに繋がる。また、めっき処理を施したワイヤからなるビードコードを車両用タイヤのリムの外周部に組み込む際には、金属（めっき層）とゴムとの加硫接着のための加硫促進剤等をゴムに添加する必要があるため、更なるコストアップとなってしまう。
【０００４】
本発明の目的は、めっき処理を施すことなしに、ゴムとの接着性に優れたビードコード用ワイヤを得ることができるビードコード用ワイヤの製造方法、ビードコード及び車両用タイヤを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係わるビードコード用ワイヤの製造方法は、鋼線をデスケール処理する工程と、デスケール処理がなされた鋼線に対して電解による化成皮膜処理を施すことにより、鋼線の表面にリン酸塩皮膜を形成する工程と、化成皮膜処理がなされた鋼線に対して伸線加工を施して、ビードコード用ワイヤを得る工程とを含み、ビードコード用ワイヤを得る工程においては、ビードコード用ワイヤの表面にリン酸塩皮膜が残留するように伸線加工を施すことを特徴とするものである。
【０００６】
このように本発明に係わるビードコード用ワイヤの製造方法においては、電解による化成皮膜処理によって鋼線の表面にリン酸塩皮膜を形成することにより、潤滑性及び耐食性を有する鋼線が得られることとなる。そして、そのような化成皮膜処理がなされた鋼線に対して伸線加工を施す際には、表面にリン酸塩皮膜が残留するように伸線加工を行うことにより、得られるビードコード用ワイヤの耐食性がある程度確保されることとなる。これにより、特に鋼線に対してめっき処理を施さなくても、接着剤を介するだけでゴムとの接着性に優れたビードコード用ワイヤを得ることができる。
【０００７】
好ましくは、ビードコード用ワイヤを得る工程においては、まず化成皮膜処理がなされた鋼線に対して乾式の伸線加工を施し、続いて湿式の伸線加工を施す。
【０００８】
乾式の伸線加工では、湿式の伸線加工に比べて潤滑剤の使用量が多くなる。このため、鋼線に対して乾式の伸線加工のみを施すと、リン酸塩皮膜の上に多くの乾式潤滑剤が残ることがあり、ビードコード用ワイヤとゴムとの接着に影響を与える可能性がある。そこで、乾式の伸線加工を行った後に、湿式潤滑剤の使用量の少ない湿式の伸線加工を行うことにより、リン酸塩皮膜上に付着した乾式潤滑剤が脱落したり溶解除去されるようになるため、リン酸塩皮膜上に残留する乾式潤滑剤を十分低減させることができる。
【０００９】
湿式の伸線加工を施すときに、全伸線減面率に対する湿式の伸線減面率の比率が１０〜４９％となるように伸線加工を行うのが好ましい。
【００１０】
湿式の伸線加工による伸線減面率の比率を１０％以上とすることにより、乾式の伸線加工によりリン酸塩皮膜上に付着した乾式潤滑剤の脱落及び溶解除去が十分に行えるようになる。湿式の伸線加工による伸線減面率の比率を４９％以下とすることにより、リン酸塩皮膜上に付着した乾式潤滑剤だけでなくリン酸塩皮膜までもが脱落及び溶解除去されてしまうことが防止される。これにより、ビードコード用ワイヤの耐食性を一層向上させることができる。また、湿式の伸線加工における潤滑効果が十分確保されるため、ビードコード用ワイヤの表面粗さの増大を抑制することができる。
【００１１】
また、乾式の伸線加工及び湿式の伸線加工を、鋼線の伸線方向が同方向となるように連続して行うのが好ましい。
【００１２】
乾式の伸線加工及び湿式の伸線加工を別々に行う場合には、乾式の伸線加工がなされた鋼線を一旦ボビンに巻き取り、その後で当該ボビンから鋼線を繰り出して湿式の伸線加工を行うので、同じ鋼線に対して伸線加工が施される方向性（伸線方向性）が逆になる。この場合には、後で実施する湿式の伸線加工時に、抵抗の増大によってリン酸塩皮膜が脱落しやすくなる。そこで、鋼線の伸線方向が同方向となるように、乾式の伸線加工及び湿式の伸線加工を連続して行うことにより、湿式の伸線加工時に生じる抵抗が低減されるため、リン酸塩皮膜の脱落を抑制することができる。
【００１３】
さらに、リン酸塩皮膜としてリン酸亜鉛皮膜を形成するのが好ましい。リン酸亜鉛は、リン酸塩の中でも特に耐食性に優れており、また電解による化成皮膜処理として汎用性が高い。従って、鋼線の表面にリン酸亜鉛皮膜を形成するのが好適である。
【００１４】
また、本発明は、環状コアワイヤと、環状コアワイヤの周りに螺旋状に巻き付けられた側線ワイヤとを備えたビードコードにおいて、側線ワイヤは、上記のビードコード用ワイヤの製造方法によって作製されたビードコード用ワイヤで構成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
このように側線ワイヤを上記のビードコード用ワイヤの製造方法によって作ることにより、上述したように、側線ワイヤの表面にはリン酸塩皮膜が残留するため、側線ワイヤの耐食性がある程度確保されるようになる。これにより、側線ワイヤは、特にめっき処理が施されていなくても、接着剤を介するだけでゴムとの接着性に優れたものとなる。
【００１６】
好ましくは、側線ワイヤの表面には、リン酸塩を含む潤滑成分が付着しており、側線ワイヤの表面粗さが０．２〜１２．０μｍＲｚであり、側線ワイヤの表面におけるリン酸塩を含む潤滑成分の付着量が０．１〜３．９ｇ／ｍ２である。
【００１７】
側線ワイヤの表面粗さを０．２μｍＲｚ以上とすることにより、リン酸塩を含む潤滑成分を側線ワイヤの表面に確実に残留させることができる。側線ワイヤの表面粗さを１２．０μｍＲｚ以下とすることにより、側線ワイヤの巻き付けに対しての側線ワイヤの表面性状を良好にすることができる。また、側線ワイヤの表面粗さを長期に亘って安定化させるためには、側線ワイヤの表面におけるリン酸塩を含む潤滑成分の付着量を０．１〜３．９ｇ／ｍ２とするのが好適であることが実験等から分かった。
【００１８】
また、好ましくは、環状コアワイヤの鋼線の材質は、Ｃ：０．０８〜０．２７質量％、Ｓｉ：０．３０〜２．００質量％、Ｍｎ：０．５０〜２．００質量％、Ｃｒ：０．２０〜２．００質量％を含み、更にＡｌ、Ｎｂ、Ｔｉ、及びＶの少なくとも１種を０．００１〜０．１００質量％の範囲で含有し、残部がＦｅ及び不可避的に混入してくる不純物からなる合金鋼である。
【００１９】
上記合金鋼は、溶接性に優れたものである。従って、例えばコアワイヤの両端面同士を溶接して環状コアワイヤを作り上げる場合には、コアワイヤの鋼線を上記合金鋼とすることにより、コアワイヤの両端面同士の溶接性が良好になるため、環状コアワイヤの接続部の強度低下を抑えることができる。よって、結果的に高強度のビードコードを得ることが可能となる。
【００２０】
環状コアワイヤの鋼線の材質は、Ｃを０．２８〜０．５６質量％含む炭素鋼であっても良い。
【００２１】
このような炭素鋼も、比較的溶接性に優れている。従って、例えばコアワイヤの両端面同士を溶接して環状コアワイヤを作り上げる場合には、コアワイヤの鋼線を上記炭素鋼とすることにより、コアワイヤの両端面同士の溶接性が良好になるため、環状コアワイヤの接続部の強度低下を抑えることができる。よって、結果的に高強度のビードコードを得ることが可能となる。
【００２２】
本発明に係わる車両用タイヤは、上記のビードコードに接着剤を塗布した状態で、当該ビードコードをビード部に埋め込んでなることを特徴とするものである。
【００２３】
このように上記のビードコードを用いることにより、上述したように、ビードコードの側線ワイヤは、特にめっき処理が施されていなくても、ゴムとの接着性を保持するために必要な表面性状を確保することができる。従って、金属とゴムとの接着に適した接着剤を使用することで、ビードコードとタイヤゴムとの接着性を良好にすることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、めっき処理を施すことなしに、ゴムとの接着性に優れたビードコード用ワイヤを得ることができる。これにより、ビードコードの作製と車両用タイヤへのビードコードの組み込みとに要するコストを低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明に係るビードコード用ワイヤの製造方法、ビードコード及び車両用タイヤの好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２６】
図１は、本発明に係るビードコードの一実施形態を備えた車両用タイヤを示す断面図である。同図において、車両用タイヤ１はタイヤ本体２を備え、このタイヤ本体２にはリム３が装着される。タイヤ本体２は、トレッド部４と、このトレッド部４の両端部からタイヤ径方向内側に延びる１対のサイドウォール部５と、リム３に嵌め込まれる１対のビード部６とを有している。
【００２７】
タイヤ本体２の内部には、カーカス７及び複数層のベルト８が埋設されている。カーカス７は、トレッド部４から各サイドウォール部５を介して各ビード部６に至るように設けられている。カーカス７の両端部は、各ビード部６において折り返されている。ベルト８は、トレッド部４におけるカーカス７のタイヤ径方向外側に設けられている。
【００２８】
各ビード部６には、環状のビードコード９がタイヤ周方向に延びるように埋め込まれている。ビードコード９は、ビード部６を補強するための補強材であり、カーカス７の折り返し部７ａに係合するように配置されている。
【００２９】
図２はビードコード９の斜視図であり、図３はビードコード９の一部拡大斜視図であり、図４はビードコード９の拡大断面図である。
【００３０】
各図において、ビードコード９は、環状コアワイヤ１０と、この環状コアワイヤ１０の周りに螺旋状に連続して巻き付けられた側線ワイヤ１１とを備えている。環状コアワイヤ１０の線径は、側線ワイヤ１１の線径に対して同等以上となっている。例えば、環状コアワイヤ１０の線径（直径）は１．５ｍｍであり、側線ワイヤ１１の線径（直径）は１．４ｍｍである。
【００３１】
環状コアワイヤ１０は、１本のコアワイヤ１０ａを環状に曲げて、そのコアワイヤ１０ａの両端面同士を溶接により接合したものである（図８参照）。この場合には、環状コアワイヤ１０の接合部分Ｓ（図８参照）の増径を生じさせること無く、コアワイヤ１０ａの両端面同士を簡単に接合することができる。
【００３２】
環状コアワイヤ１０は、合金鋼線で形成されている。この合金鋼線の材質は、例えばＣ：０．０８〜０．２７質量％、Ｓｉ：０．３０〜２．００質量％、Ｍｎ：０．５０〜２．００質量％、Ｃｒ：０．２０〜２．００質量％を含み、更にＡｌ、Ｎｂ、Ｔｉ、及びＶの少なくとも１種を０．００１〜０．１００質量％の範囲で含有し、残部がＦｅ及び不可避的に混入してくる不純物からなっている。このような組成であれば、コアワイヤ１０ａの両端面同士の溶接性が高くなるため、結果的に環状コアワイヤ１０の破断強度の低下を抑制することができる。
【００３３】
また、環状コアワイヤ１０は、Ｃを０．２８〜０．５６質量％含む中炭素鋼線材で形成されていても良い。このような炭素鋼線材を用いても、コアワイヤ１０ａの両端面同士の溶接性が高くなるため、環状コアワイヤ１０として必要とされる強度を確保することができる。
【００３４】
側線ワイヤ１１は、環状コアワイヤ１０の周りに複数周にわたって螺旋状に巻き付けられている。側線ワイヤ１１は、材質として０．７質量％以上のＣを含む高炭素鋼線材で形成されている。
【００３５】
側線ワイヤ１１の巻き付け始端部と巻き付け終端部は、略円柱状を有する接続部材１２により接続されている。接続部材１２は、側線ワイヤ１１の巻き付け始端部及び巻き付け終端部がそれぞれ挿入される１対の接続用凹部１３を両端側に有している。この接続用凹部１３は、断面円形状を有している。なお、接続部材１２としては、単なるスリーブ等であっても良い。
【００３６】
環状コアワイヤ１０及び側線ワイヤ１１の表面には、図示はしないが、リン酸塩を含む潤滑成分が付着されている。この潤滑成分としては、伸線加工前にコアワイヤ１０ａ及び側線ワイヤ１１の表面に形成されるリン酸塩皮膜（後述）であり、その他に伸線加工時に使用される潤滑剤（後述）も若干含まれることがある。このようなリン酸塩を含む潤滑成分の付着量は、０．１〜３．９ｇ／ｍ２であるのが好ましい。
【００３７】
また、環状コアワイヤ１０及び側線ワイヤ１１の表面粗さは、好ましくは０．２〜１２．０μｍＲｚである。ここでいう表面粗さは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−１９９４の規格に準拠した十点平均粗さ（Ｒｚ）のことである。具体的には、十点平均粗さ（Ｒｚ）は、図５に示すように、粗さ曲線から基準長さＬだけ抜き取り、この抜き取り部分の平均線から、最も高い山頂から５番目までの山頂の標高（Ｙｐ）の絶対値の平均値と、最も低い谷底から５番目までの谷底の標高（Ｙｖ）の絶対値の平均値との和をいう。
【数１】
【００３８】
次に、上記のビードコード９を製造して車両用タイヤ１のタイヤ本体２に組み付ける方法について、図６に示すフローチャートより説明する。
【００３９】
同図において、まず環状コアワイヤ１０を形成する鋼線と側線ワイヤ１１を形成する鋼線とを準備し、これらの鋼線をデスケール処理する（工程５１）。このデスケール処理としては、鋼線表面のスケールを化学的または機械的な方法により取り除く処理だけでなく、その後の酸洗い処理も含んでいる。
【００４０】
続いて、デスケール処理がなされた鋼線に対して電解による化成皮膜処理を施すことにより、潤滑性及び耐食性を兼ね備えるリン酸塩皮膜を鋼線の表面に形成する（工程５２）。ここでは、耐食性に優れ、電解による化成皮膜処理として汎用性の高いリン酸亜鉛皮膜をリン酸塩皮膜として形成する。具体的には、例えば亜鉛イオン、リン酸イオン及び硝酸イオンを所定量ずつ含有するリン酸塩皮膜形成用の溶液を電解液として使用し、鋼線を陰極にして電流を流すことにより、リン酸塩皮膜としてリン酸亜鉛皮膜を形成する。このとき、化成皮膜処理を電解方式で行うことにより、鋼線の表面にリン酸亜鉛皮膜を均一に安定して形成することができる。
【００４１】
続いて、電解による化成皮膜処理がなされた鋼線に対して乾式の伸線加工を施す（工程５３）。具体的には、図７に示すように、化成皮膜処理により得られた鋼線１４をリール１５から繰り出して、複数段の乾式伸線用ダイス１６に通して引き抜くことにより、鋼線１４の径を順次細くしていく。このとき、乾式伸線用ダイス１６に対する鋼線１４の滑り性を良くするために、鋼線１４に形成されたリン酸亜鉛皮膜を乾式潤滑剤で包み込んで押圧した状態で、伸線加工を行う。乾式潤滑剤としては、Ｃａ系金属石鹸類（ステアリン酸カルシウム等）やＮａ系金属石鹸（ステアリン酸ナトリウム等）が用いられる。
【００４２】
そして、乾式の伸線加工がなされた鋼線１４に対して、仕上げ伸線として湿式の伸線加工を施すことにより、所望径の鋼線（ビードコード用ワイヤ）を得る（工程５４）。具体的には、図７に示すように、最終段の乾式伸線用ダイス１６を通過した鋼線１４を複数段の湿式伸線用ダイス１７に通して引き抜くことにより、鋼線１４の径を更に順次細くしていく。このとき、湿式伸線用ダイス１７に対する鋼線１４の滑り性を良くするために、湿式潤滑剤に鋼線１４を浸漬させた状態で、伸線加工を行う。湿式潤滑剤としては、例えば脂肪酸水溶液等が使用される。
【００４３】
このとき、上述した電解による化成皮膜処理によって鋼線１４の表面にはリン酸亜鉛皮膜が均一に形成されているので、鋼線１４の伸線加工時に、乾式伸線用ダイス１６及び湿式伸線用ダイス１７に損傷等が生じにくく、鋼線１４の伸線加工性の向上に寄与させることができる。
【００４４】
また、乾式の伸線加工では、多くの量の乾式潤滑剤が必要となるため、伸線終了後もリン酸亜鉛皮膜上に乾式潤滑剤が残存することがある。しかし、乾式の伸線加工を行った後には湿式の伸線加工を実施するので、リン酸亜鉛皮膜上に付着した不要な乾式潤滑剤は、湿式伸線用ダイス１７を通過する時に脱落したり、湿式潤滑剤により溶解除去される。
【００４５】
湿式の伸線加工を実施するときには、全伸線減面率に対する湿式の伸線加工による伸線減面率の比率が１０〜４９％となるように伸線加工を行うことが好ましい。ここで、伸線加工前の鋼線の線径をｄ０、伸線加工後の鋼線の線径をｄ１としたときに、伸線減面率は下記式で表される。
【数２】
これにより、リン酸亜鉛皮膜上に付着した乾式潤滑剤の脱落及び溶解除去が促進されると共に、リン酸亜鉛皮膜までもが除去されてしまうことを防止できる。従って、仕上げ伸線により得られるビードコード用ワイヤの表面粗さの増大を抑えることが可能となる。
【００４６】
また、湿式の伸線加工では、ビードコード用ワイヤの表面粗さを０．２〜１２．０μｍＲｚに調整し、ビードコード用ワイヤにおけるリン酸亜鉛を含む潤滑成分の付着量を０．１〜３．９ｇ／ｍ２に調整するのが好ましい。ワイヤの表面粗さ（Ｒｚ）を上記範囲とすることにより、ビードコード用ワイヤの表面にリン酸亜鉛皮膜を確実に残存させつつ、ビードコード用ワイヤの表面性状を良好にし、ビードコード用ワイヤの表面の滑り性を良くすることができる。
【００４７】
乾式及び湿式の伸線加工は、図７に示すように、鋼線１４の進行方向を同じ方向（順方向）にしたままの状態で、連続的に行うことが好ましい。これにより、鋼線１４に対して伸線加工が施される方向（伸線方向性）は、乾式及び湿式の伸線加工で同じ方向となるため、後で実施する湿式の伸線加工時に、鋼線１４と湿式伸線用ダイス１７との間に生じる抵抗が小さくなり、鋼線１４の伸線がスムーズに行われるようになる。従って、鋼線１４と湿式伸線用ダイス１７との間に生じる抵抗によるリン酸亜鉛皮膜の脱落を抑制することができる。
【００４８】
このように乾式及び湿式の伸線加工を併用する複合伸線方式を採用することにより、ビードコード用ワイヤの表面には、耐食性を有するリン酸亜鉛皮膜が残留するようになる。
【００４９】
次いで、上記の乾式及び湿式の伸線加工によって得られた所望径のビードコード用ワイヤをリール１８に巻き取って、所望のコイル径を有する側線ワイヤ１１を形成する（工程５５）。
【００５０】
また、これと並行して、上記の乾式の伸線加工のみによって得られた所望径の鋼線を他のリールに巻き取って、側線ワイヤ１１よりも大きなコイル径を有するコアワイヤ１０ａを形成する。そして、そのコアワイヤ１０ａを所定の長さに切断した後、コアワイヤ１０ａの両端面同士を突き合わせて加熱溶接する。これにより、図８に示すような環状コアワイヤ１０が得られる（工程５６）。なお、コアワイヤ１０ａの形成手法としては、必要により側線ワイヤ１１の形成と同様に、乾式の伸線加工の後に湿式の伸線加工を行うようにしても良い（図６の破線矢印参照）。
【００５１】
続いて、図示しないワイヤ巻き付け機を用いて、図８に示すように側線ワイヤ１１を環状コアワイヤ１０の周りに複数周にわたって螺旋状に巻き付けていく。このとき、上述したように側線ワイヤ１１の表面の滑り性が良好であるため、環状コアワイヤ１０に対して側線ワイヤ１１を整然と配列させて、成形性の向上に寄与させることができる。
【００５２】
そして、側線ワイヤ１１の巻き付け始端部及び巻き付け終端部を接続部材１２の接続用凹部１３にそれぞれ挿入することにより、側線ワイヤ１１の巻き付け始端部及び巻き付け終端部同士を接続部材１２により接続する（図３参照）。これにより、図２に示すような環状のビードコード９が完成する（工程５７）。このようにして作製されたビードコード９は、一時保管される。
【００５３】
その後、必要に応じてビードコード９をアルカリ洗浄した（工程５８）後、ビードコード９の側線ワイヤ１１の表面に接着剤を塗布する（工程５９）。接着剤としては、金属とゴムとの接着に適した接着剤（例えば登録商標：ケムロック）を使用する。
【００５４】
続いて、ビードコード９をゴム材に固着させてなるゴム付きビードコードを作製する（工程６０）。このとき、ビードコード９には接着剤が塗布されているので、ビードコード９とゴム材との加硫接着のための加硫促進剤を添加しなくても、ビードコード９とゴム材とが確実に接着固定される。そして、そのゴム付きビードコードを車両用タイヤ１のビード部６に組み込む（工程６１）。
【００５５】
ここで、比較例として、ビードコードを製造してタイヤ本体２に組み付ける従来一般の方法を図９に示す。
【００５６】
同図において、まず鋼線のデスケール処理を行った（工程１０１）後、鋼線に対して一次伸線加工を施す（工程１０２）。この一次伸線加工としては、通常は乾式の伸線加工が採用される。続いて、一次伸線加工がなされた鋼線を低温で熱処理した（工程１０３）後、前処理として鋼線の電解酸洗い等を実施する（工程１０４）。続いて、その鋼線に対して電気めっき処理を施して、鋼線の表面に銅めっき層及び亜鉛めっき層を順に形成し（工程１０５）、更に通電又は高周波加熱により銅めっき層及び亜鉛めっき層を熱拡散させて、黄銅めっき層を形成する（工程１０６）。
【００５７】
続いて、めっきされた鋼線を酸洗いした（工程１０７）後、その鋼線に対して二次（仕上げ）伸線加工を施す（工程１０８）。この二次伸線加工としては、乾式の伸線加工または湿式の伸線加工が採用される。
【００５８】
その後、仕上げ伸線加工によって得られた鋼線をリールに巻き取って、側線ワイヤを形成する（工程１０９）。また、これと並行して、一次伸線加工によって得られた鋼線をリールに巻き取ってコアワイヤを形成し、そのコアワイヤの両端面同士を接続して環状コアワイヤを作製する（工程１１０）。そして、側線ワイヤを環状コアワイヤの周りに複数周にわたって螺旋状に巻き付け、更に側線ワイヤの巻き付け始端部及び巻き付け終端部を接続することにより、環状のビードコードを得る（工程１１１）。
【００５９】
続いて、加硫促進剤を入れたゴムシートを貼り付けて、ゴム付きビードコードを作製する（工程１１２）。そして、車両用タイヤ１のビード部６にゴム付きビードコードを組み込む（工程１１３）。
【００６０】
このような従来一般のビードコードの製造方法では、鋼線の表面に銅及び亜鉛のめっき処理を施すので、原材料費が高くなるだけでなく、車両用タイヤ１のビード部６にビードコードを組み込むときに、加硫促進剤の添加が必要となるため、大幅なコストアップに繋がってしまう。
【００６１】
これに対し本実施形態では、電解による化成皮膜処理によって、耐食性を有するリン酸亜鉛皮膜を鋼線の表面に形成した後、その鋼線に対して乾式の伸線加工及び湿式の伸線加工を順に行い、少なくとも側線ワイヤ１１の表面にリン酸亜鉛皮膜が残留するようにしたので、鋼線に対してめっき処理を施さなくても、側線ワイヤ１１の耐食性を維持することができる。従って、製造コストの低減を図ることが可能となる。
【００６２】
また、環状コアワイヤ１０及び側線ワイヤ１１からなるビードコード９を車両用タイヤ１のビード部６に組み込む際には、金属とゴムとの接着に適した接着剤を側線ワイヤ１１に塗布することで、ビードコード９とゴム材との優れた接着性を実現することができる。従って、ビードコード９とゴム材とを加硫接着する従来製品と比べて、低コストでありながら同等の接着性能を発揮させることができる。
【００６３】
以上により、ビードコード９の作製から車両用タイヤ１へのビードコード９の組み込みまでの工程にかかるトータルコストを低く抑えることが可能となる。
【００６４】
次に、本発明に係るビードコード用ワイヤの製造方法についての実施例を以下に述べる。
【００６５】
実際に、上述した方法を用いて、鋼線に対して伸線加工を施してビードコード用ワイヤ（コアワイヤ及び側線ワイヤ）を作製し、更にそのコアワイヤ及び側線ワイヤを使って、図２〜図４に示すようなビードコードを作製した。コアワイヤ及び側線ワイヤの鋼線の材質は、表１に示す通りである。
【表１】
【００６６】
なお、コアワイヤの鋼線の材質として表２に示す中炭素鋼を用いても、表１に示すものとほぼ同等の性能が得られる。
【表２】
【００６７】
また、コアワイヤの製造条件は表３に示す通りであり、６種類のコアワイヤ（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６）を作製した。側線ワイヤの製造条件は表４に示す通りであり、１０種類の側線ワイヤ（Ｎｏ．７〜Ｎｏ．１６）を作製した。
【表３】
【表４】
【００６８】
ここで、コアワイヤの製造条件として、最終段のダイスの線速は６５０ｍ／ｍｉｎである。側線ワイヤの製造条件として、最終段のダイスの線速は７００ｍ／ｍｉｎであり、スキンパスの減面率は８．２％である。なお、スキンパスとは、最終段のダイスにおいて、潤滑剤を補給せず線表面に残っている潤滑剤だけで乾式の伸線加工を行うものである。
【００６９】
また、ビードコードの製造条件としては、側線ワイヤの最大巻き付け振れ角が２３度であり、側線ワイヤの巻き出し時の張力が０．５ｋｇ以下であり、環状コアワイヤの中心径Ｄｓｏが４３７．９５ｍｍであり、環状コアワイヤの中心径Ｄｓｏに対する側線ワイヤの中心径Ｄｃ（Ｄｓｏ／Ｄｃ）が０．６４である。
【００７０】
表３に示す伸線条件Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６の環状コアワイヤと、表４に示す伸線条件Ｎｏ．７〜Ｎｏ．１６の側線ワイヤとを組み合わせて、ビードコードを作製し、成形性及び耐食性の評価を行った。その時の評価結果を表４及び表５に示す。表４では、側線ワイヤ単体での耐食性の評価結果を示し、表５では、ビードコードでの成形性及び耐食性の評価結果を示している。
【表５】
【００７１】
ここで、成形性については、環状コアワイヤに対する側線ワイヤの配列性を目視で評価した。なお、各種類のビードコードについて、評価すべきビードコードの本数は２０本であり、評価基準は下記の通りである。
◎：２０本とも配列の乱れが無い
○：配列の乱れの無いものが１８本または１９本である
△：配列の乱れの無いものが１０本〜１７本である
×：配列の乱れの無いものが９本以下である
【００７２】
耐食性については、３０℃×８０％ＲＨ（梅雨時期想定）条件下で、仕上げ伸線後の環状コアワイヤ及び側線ワイヤまたはビードコードを放置し、発錆が認められる迄の時間で評価した。この時の評価基準は、下記の通りである。
◎：２００時間以上
○：１２０時間以上２００時間未満
△：８０時間以上１２０時間未満
×：８０時間未満
【００７３】
表４及び表５に示す評価結果から、電解による化成皮膜処理によって鋼線の表面にリン酸亜鉛皮膜を形成し、その鋼線に対して少なくとも乾式の伸線加工を施すことにより、側線ワイヤの表面の耐食性が良くなることが明らかである。このとき、全伸線減面率に対する湿式の伸線加工による伸線減面率の比率を１０〜４９％とした場合には、側線ワイヤの表面の耐食性が維持されている。
【００７４】
また、表５に示す評価結果から、電解による化成皮膜処理によって鋼線の表面にリン酸亜鉛皮膜を形成し、その鋼線に対して少なくとも乾式の伸線加工を施すことにより、ビードコードの成形性が良くなることが明らかである。このとき、仕上げ伸線後の側線ワイヤの表面粗さを０．２〜１２．０μｍＲｚとした場合には、ビードコードの成形性が向上している。
【００７５】
以上のような実施例によって、鋼線にめっき処理を施さなくても、側線ワイヤの耐食性をある程度確保できると共に、ビードコードの成形性を損なうことを防止できるという本発明の効果が実証された。
【００７６】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、リン酸亜鉛皮膜が形成された鋼線に対して乾式の伸線加工及び湿式の伸線加工を連続して施す複合伸線方式を採用したが、ビードコード用ワイヤの製造条件等によっては、乾式の伸線加工だけで行っても良い。
【００７７】
また、上記実施形態では、電解による化成皮膜処理によって鋼線の表面にリン酸亜鉛皮膜を形成し、その鋼線に対して伸線加工を施すことによって、環状コアワイヤ１０及び側線ワイヤ１１の両方を作製したが、そのような製造方法は、少なくとも側線ワイヤ１１に適用すれば良い。
【００７８】
さらに、上記実施形態では、側線ワイヤ１１を環状コアワイヤ１０の周りに螺旋状に１層だけ巻き付ける構成としたが、側線ワイヤ１１を環状コアワイヤ１０の周りに複数層巻き付けても良い。また、上記の環状コアワイヤ１０の代わりに、複数本の環状コアワイヤを撚り合わせてなる撚線を形成し、この撚線の周りに側線ワイヤ１１を螺旋状に巻き付けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明に係るビードコードの一実施形態を備えた車両用タイヤを示す断面図である。
【図２】図１に示すビードコードの斜視図である。
【図３】図２に示すビードコードの一部拡大斜視図である。
【図４】図２に示すビードコードの断面図である。
【図５】図３に示す環状コアワイヤ及び側線ワイヤの表面粗さとして十点平均粗さ（Ｒｚ）を示す概略図である。
【図６】図３に示すビードコードを製造して車両用タイヤに組み付ける手順を示すフローチャートである。
【図７】図６に示す乾式の伸線加工及び湿式の伸線加工を行う方法を示す概略図である。
【図８】図３に示す環状コアワイヤの周りに側線ワイヤを螺旋状に巻き付ける様子を示す斜視図である。
【図９】比較例として、ビードコードを製造して車両用タイヤに組み付ける従来一般の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８０】
１…車両用タイヤ、６…ビード部、９…ビードコード、１０…環状コアワイヤ、１１…側線ワイヤ（ビードコード用ワイヤ）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両用タイヤのビード部の補強材として使用されるビードコード用ワイヤの製造方法、ビードコード及び車両用タイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用タイヤのビード部の補強材として使用されるビードコードを製造する方法としては、例えば特許文献１に記載されているものが知られている。特許文献１に記載の方法は、ビードワイヤ線材を伸線して綱線とした後、その鋼線に対して銅及び亜鉛のめっき処理を順に施して、銅及び亜鉛の熱拡散を行うというものである。
【特許文献１】特許第２８７２６８２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来技術においては、タイヤ（ゴム）との接着性を得るためにＣｕ合金系のめっき処理を実施するので、原材料費のアップに繋がる。また、めっき処理を施したワイヤからなるビードコードを車両用タイヤのリムの外周部に組み込む際には、金属（めっき層）とゴムとの加硫接着のための加硫促進剤等をゴムに添加する必要があるため、更なるコストアップとなってしまう。
【０００４】
本発明の目的は、めっき処理を施すことなしに、ゴムとの接着性に優れたビードコード用ワイヤを得ることができるビードコード用ワイヤの製造方法、ビードコード及び車両用タイヤを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係わるビードコード用ワイヤの製造方法は、鋼線をデスケール処理する工程と、デスケール処理がなされた鋼線に対して電解による化成皮膜処理を施すことにより、鋼線の表面にリン酸塩皮膜を形成する工程と、化成皮膜処理がなされた鋼線に対して伸線加工を施して、ビードコード用ワイヤを得る工程とを含み、ビードコード用ワイヤを得る工程においては、ビードコード用ワイヤの表面にリン酸塩皮膜が残留するように伸線加工を施すことを特徴とするものである。
【０００６】
このように本発明に係わるビードコード用ワイヤの製造方法においては、電解による化成皮膜処理によって鋼線の表面にリン酸塩皮膜を形成することにより、潤滑性及び耐食性を有する鋼線が得られることとなる。そして、そのような化成皮膜処理がなされた鋼線に対して伸線加工を施す際には、表面にリン酸塩皮膜が残留するように伸線加工を行うことにより、得られるビードコード用ワイヤの耐食性がある程度確保されることとなる。これにより、特に鋼線に対してめっき処理を施さなくても、接着剤を介するだけでゴムとの接着性に優れたビードコード用ワイヤを得ることができる。
【０００７】
好ましくは、ビードコード用ワイヤを得る工程においては、まず化成皮膜処理がなされた鋼線に対して乾式の伸線加工を施し、続いて湿式の伸線加工を施す。
【０００８】
乾式の伸線加工では、湿式の伸線加工に比べて潤滑剤の使用量が多くなる。このため、鋼線に対して乾式の伸線加工のみを施すと、リン酸塩皮膜の上に多くの乾式潤滑剤が残ることがあり、ビードコード用ワイヤとゴムとの接着に影響を与える可能性がある。そこで、乾式の伸線加工を行った後に、湿式潤滑剤の使用量の少ない湿式の伸線加工を行うことにより、リン酸塩皮膜上に付着した乾式潤滑剤が脱落したり溶解除去されるようになるため、リン酸塩皮膜上に残留する乾式潤滑剤を十分低減させることができる。
【０００９】
湿式の伸線加工を施すときに、全伸線減面率に対する湿式の伸線減面率の比率が１０〜４９％となるように伸線加工を行うのが好ましい。
【００１０】
湿式の伸線加工による伸線減面率の比率を１０％以上とすることにより、乾式の伸線加工によりリン酸塩皮膜上に付着した乾式潤滑剤の脱落及び溶解除去が十分に行えるようになる。湿式の伸線加工による伸線減面率の比率を４９％以下とすることにより、リン酸塩皮膜上に付着した乾式潤滑剤だけでなくリン酸塩皮膜までもが脱落及び溶解除去されてしまうことが防止される。これにより、ビードコード用ワイヤの耐食性を一層向上させることができる。また、湿式の伸線加工における潤滑効果が十分確保されるため、ビードコード用ワイヤの表面粗さの増大を抑制することができる。
【００１１】
また、乾式の伸線加工及び湿式の伸線加工を、鋼線の伸線方向が同方向となるように連続して行うのが好ましい。
【００１２】
乾式の伸線加工及び湿式の伸線加工を別々に行う場合には、乾式の伸線加工がなされた鋼線を一旦ボビンに巻き取り、その後で当該ボビンから鋼線を繰り出して湿式の伸線加工を行うので、同じ鋼線に対して伸線加工が施される方向性（伸線方向性）が逆になる。この場合には、後で実施する湿式の伸線加工時に、抵抗の増大によってリン酸塩皮膜が脱落しやすくなる。そこで、鋼線の伸線方向が同方向となるように、乾式の伸線加工及び湿式の伸線加工を連続して行うことにより、湿式の伸線加工時に生じる抵抗が低減されるため、リン酸塩皮膜の脱落を抑制することができる。
【００１３】
さらに、リン酸塩皮膜としてリン酸亜鉛皮膜を形成するのが好ましい。リン酸亜鉛は、リン酸塩の中でも特に耐食性に優れており、また電解による化成皮膜処理として汎用性が高い。従って、鋼線の表面にリン酸亜鉛皮膜を形成するのが好適である。
【００１４】
また、本発明は、環状コアワイヤと、環状コアワイヤの周りに螺旋状に巻き付けられた側線ワイヤとを備えたビードコードにおいて、側線ワイヤは、上記のビードコード用ワイヤの製造方法によって作製されたビードコード用ワイヤで構成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
このように側線ワイヤを上記のビードコード用ワイヤの製造方法によって作ることにより、上述したように、側線ワイヤの表面にはリン酸塩皮膜が残留するため、側線ワイヤの耐食性がある程度確保されるようになる。これにより、側線ワイヤは、特にめっき処理が施されていなくても、接着剤を介するだけでゴムとの接着性に優れたものとなる。
【００１６】
好ましくは、側線ワイヤの表面には、リン酸塩を含む潤滑成分が付着しており、側線ワイヤの表面粗さが０．２〜１２．０μｍＲｚであり、側線ワイヤの表面におけるリン酸塩を含む潤滑成分の付着量が０．１〜３．９ｇ／ｍ２である。
【００１７】
側線ワイヤの表面粗さを０．２μｍＲｚ以上とすることにより、リン酸塩を含む潤滑成分を側線ワイヤの表面に確実に残留させることができる。側線ワイヤの表面粗さを１２．０μｍＲｚ以下とすることにより、側線ワイヤの巻き付けに対しての側線ワイヤの表面性状を良好にすることができる。また、側線ワイヤの表面粗さを長期に亘って安定化させるためには、側線ワイヤの表面におけるリン酸塩を含む潤滑成分の付着量を０．１〜３．９ｇ／ｍ２とするのが好適であることが実験等から分かった。
【００１８】
また、好ましくは、環状コアワイヤの鋼線の材質は、Ｃ：０．０８〜０．２７質量％、Ｓｉ：０．３０〜２．００質量％、Ｍｎ：０．５０〜２．００質量％、Ｃｒ：０．２０〜２．００質量％を含み、更にＡｌ、Ｎｂ、Ｔｉ、及びＶの少なくとも１種を０．００１〜０．１００質量％の範囲で含有し、残部がＦｅ及び不可避的に混入してくる不純物からなる合金鋼である。
【００１９】
上記合金鋼は、溶接性に優れたものである。従って、例えばコアワイヤの両端面同士を溶接して環状コアワイヤを作り上げる場合には、コアワイヤの鋼線を上記合金鋼とすることにより、コアワイヤの両端面同士の溶接性が良好になるため、環状コアワイヤの接続部の強度低下を抑えることができる。よって、結果的に高強度のビードコードを得ることが可能となる。
【００２０】
環状コアワイヤの鋼線の材質は、Ｃを０．２８〜０．５６質量％含む炭素鋼であっても良い。
【００２１】
このような炭素鋼も、比較的溶接性に優れている。従って、例えばコアワイヤの両端面同士を溶接して環状コアワイヤを作り上げる場合には、コアワイヤの鋼線を上記炭素鋼とすることにより、コアワイヤの両端面同士の溶接性が良好になるため、環状コアワイヤの接続部の強度低下を抑えることができる。よって、結果的に高強度のビードコードを得ることが可能となる。
【００２２】
本発明に係わる車両用タイヤは、上記のビードコードに接着剤を塗布した状態で、当該ビードコードをビード部に埋め込んでなることを特徴とするものである。
【００２３】
このように上記のビードコードを用いることにより、上述したように、ビードコードの側線ワイヤは、特にめっき処理が施されていなくても、ゴムとの接着性を保持するために必要な表面性状を確保することができる。従って、金属とゴムとの接着に適した接着剤を使用することで、ビードコードとタイヤゴムとの接着性を良好にすることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、めっき処理を施すことなしに、ゴムとの接着性に優れたビードコード用ワイヤを得ることができる。これにより、ビードコードの作製と車両用タイヤへのビードコードの組み込みとに要するコストを低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明に係るビードコード用ワイヤの製造方法、ビードコード及び車両用タイヤの好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２６】
図１は、本発明に係るビードコードの一実施形態を備えた車両用タイヤを示す断面図である。同図において、車両用タイヤ１はタイヤ本体２を備え、このタイヤ本体２にはリム３が装着される。タイヤ本体２は、トレッド部４と、このトレッド部４の両端部からタイヤ径方向内側に延びる１対のサイドウォール部５と、リム３に嵌め込まれる１対のビード部６とを有している。
【００２７】
タイヤ本体２の内部には、カーカス７及び複数層のベルト８が埋設されている。カーカス７は、トレッド部４から各サイドウォール部５を介して各ビード部６に至るように設けられている。カーカス７の両端部は、各ビード部６において折り返されている。ベルト８は、トレッド部４におけるカーカス７のタイヤ径方向外側に設けられている。
【００２８】
各ビード部６には、環状のビードコード９がタイヤ周方向に延びるように埋め込まれている。ビードコード９は、ビード部６を補強するための補強材であり、カーカス７の折り返し部７ａに係合するように配置されている。
【００２９】
図２はビードコード９の斜視図であり、図３はビードコード９の一部拡大斜視図であり、図４はビードコード９の拡大断面図である。
【００３０】
各図において、ビードコード９は、環状コアワイヤ１０と、この環状コアワイヤ１０の周りに螺旋状に連続して巻き付けられた側線ワイヤ１１とを備えている。環状コアワイヤ１０の線径は、側線ワイヤ１１の線径に対して同等以上となっている。例えば、環状コアワイヤ１０の線径（直径）は１．５ｍｍであり、側線ワイヤ１１の線径（直径）は１．４ｍｍである。
【００３１】
環状コアワイヤ１０は、１本のコアワイヤ１０ａを環状に曲げて、そのコアワイヤ１０ａの両端面同士を溶接により接合したものである（図８参照）。この場合には、環状コアワイヤ１０の接合部分Ｓ（図８参照）の増径を生じさせること無く、コアワイヤ１０ａの両端面同士を簡単に接合することができる。
【００３２】
環状コアワイヤ１０は、合金鋼線で形成されている。この合金鋼線の材質は、例えばＣ：０．０８〜０．２７質量％、Ｓｉ：０．３０〜２．００質量％、Ｍｎ：０．５０〜２．００質量％、Ｃｒ：０．２０〜２．００質量％を含み、更にＡｌ、Ｎｂ、Ｔｉ、及びＶの少なくとも１種を０．００１〜０．１００質量％の範囲で含有し、残部がＦｅ及び不可避的に混入してくる不純物からなっている。このような組成であれば、コアワイヤ１０ａの両端面同士の溶接性が高くなるため、結果的に環状コアワイヤ１０の破断強度の低下を抑制することができる。
【００３３】
また、環状コアワイヤ１０は、Ｃを０．２８〜０．５６質量％含む中炭素鋼線材で形成されていても良い。このような炭素鋼線材を用いても、コアワイヤ１０ａの両端面同士の溶接性が高くなるため、環状コアワイヤ１０として必要とされる強度を確保することができる。
【００３４】
側線ワイヤ１１は、環状コアワイヤ１０の周りに複数周にわたって螺旋状に巻き付けられている。側線ワイヤ１１は、材質として０．７質量％以上のＣを含む高炭素鋼線材で形成されている。
【００３５】
側線ワイヤ１１の巻き付け始端部と巻き付け終端部は、略円柱状を有する接続部材１２により接続されている。接続部材１２は、側線ワイヤ１１の巻き付け始端部及び巻き付け終端部がそれぞれ挿入される１対の接続用凹部１３を両端側に有している。この接続用凹部１３は、断面円形状を有している。なお、接続部材１２としては、単なるスリーブ等であっても良い。
【００３６】
環状コアワイヤ１０及び側線ワイヤ１１の表面には、図示はしないが、リン酸塩を含む潤滑成分が付着されている。この潤滑成分としては、伸線加工前にコアワイヤ１０ａ及び側線ワイヤ１１の表面に形成されるリン酸塩皮膜（後述）であり、その他に伸線加工時に使用される潤滑剤（後述）も若干含まれることがある。このようなリン酸塩を含む潤滑成分の付着量は、０．１〜３．９ｇ／ｍ２であるのが好ましい。
【００３７】
また、環状コアワイヤ１０及び側線ワイヤ１１の表面粗さは、好ましくは０．２〜１２．０μｍＲｚである。ここでいう表面粗さは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−１９９４の規格に準拠した十点平均粗さ（Ｒｚ）のことである。具体的には、十点平均粗さ（Ｒｚ）は、図５に示すように、粗さ曲線から基準長さＬだけ抜き取り、この抜き取り部分の平均線から、最も高い山頂から５番目までの山頂の標高（Ｙｐ）の絶対値の平均値と、最も低い谷底から５番目までの谷底の標高（Ｙｖ）の絶対値の平均値との和をいう。
【数１】
【００３８】
次に、上記のビードコード９を製造して車両用タイヤ１のタイヤ本体２に組み付ける方法について、図６に示すフローチャートより説明する。
【００３９】
同図において、まず環状コアワイヤ１０を形成する鋼線と側線ワイヤ１１を形成する鋼線とを準備し、これらの鋼線をデスケール処理する（工程５１）。このデスケール処理としては、鋼線表面のスケールを化学的または機械的な方法により取り除く処理だけでなく、その後の酸洗い処理も含んでいる。
【００４０】
続いて、デスケール処理がなされた鋼線に対して電解による化成皮膜処理を施すことにより、潤滑性及び耐食性を兼ね備えるリン酸塩皮膜を鋼線の表面に形成する（工程５２）。ここでは、耐食性に優れ、電解による化成皮膜処理として汎用性の高いリン酸亜鉛皮膜をリン酸塩皮膜として形成する。具体的には、例えば亜鉛イオン、リン酸イオン及び硝酸イオンを所定量ずつ含有するリン酸塩皮膜形成用の溶液を電解液として使用し、鋼線を陰極にして電流を流すことにより、リン酸塩皮膜としてリン酸亜鉛皮膜を形成する。このとき、化成皮膜処理を電解方式で行うことにより、鋼線の表面にリン酸亜鉛皮膜を均一に安定して形成することができる。
【００４１】
続いて、電解による化成皮膜処理がなされた鋼線に対して乾式の伸線加工を施す（工程５３）。具体的には、図７に示すように、化成皮膜処理により得られた鋼線１４をリール１５から繰り出して、複数段の乾式伸線用ダイス１６に通して引き抜くことにより、鋼線１４の径を順次細くしていく。このとき、乾式伸線用ダイス１６に対する鋼線１４の滑り性を良くするために、鋼線１４に形成されたリン酸亜鉛皮膜を乾式潤滑剤で包み込んで押圧した状態で、伸線加工を行う。乾式潤滑剤としては、Ｃａ系金属石鹸類（ステアリン酸カルシウム等）やＮａ系金属石鹸（ステアリン酸ナトリウム等）が用いられる。
【００４２】
そして、乾式の伸線加工がなされた鋼線１４に対して、仕上げ伸線として湿式の伸線加工を施すことにより、所望径の鋼線（ビードコード用ワイヤ）を得る（工程５４）。具体的には、図７に示すように、最終段の乾式伸線用ダイス１６を通過した鋼線１４を複数段の湿式伸線用ダイス１７に通して引き抜くことにより、鋼線１４の径を更に順次細くしていく。このとき、湿式伸線用ダイス１７に対する鋼線１４の滑り性を良くするために、湿式潤滑剤に鋼線１４を浸漬させた状態で、伸線加工を行う。湿式潤滑剤としては、例えば脂肪酸水溶液等が使用される。
【００４３】
このとき、上述した電解による化成皮膜処理によって鋼線１４の表面にはリン酸亜鉛皮膜が均一に形成されているので、鋼線１４の伸線加工時に、乾式伸線用ダイス１６及び湿式伸線用ダイス１７に損傷等が生じにくく、鋼線１４の伸線加工性の向上に寄与させることができる。
【００４４】
また、乾式の伸線加工では、多くの量の乾式潤滑剤が必要となるため、伸線終了後もリン酸亜鉛皮膜上に乾式潤滑剤が残存することがある。しかし、乾式の伸線加工を行った後には湿式の伸線加工を実施するので、リン酸亜鉛皮膜上に付着した不要な乾式潤滑剤は、湿式伸線用ダイス１７を通過する時に脱落したり、湿式潤滑剤により溶解除去される。
【００４５】
湿式の伸線加工を実施するときには、全伸線減面率に対する湿式の伸線加工による伸線減面率の比率が１０〜４９％となるように伸線加工を行うことが好ましい。ここで、伸線加工前の鋼線の線径をｄ０、伸線加工後の鋼線の線径をｄ１としたときに、伸線減面率は下記式で表される。
【数２】
これにより、リン酸亜鉛皮膜上に付着した乾式潤滑剤の脱落及び溶解除去が促進されると共に、リン酸亜鉛皮膜までもが除去されてしまうことを防止できる。従って、仕上げ伸線により得られるビードコード用ワイヤの表面粗さの増大を抑えることが可能となる。
【００４６】
また、湿式の伸線加工では、ビードコード用ワイヤの表面粗さを０．２〜１２．０μｍＲｚに調整し、ビードコード用ワイヤにおけるリン酸亜鉛を含む潤滑成分の付着量を０．１〜３．９ｇ／ｍ２に調整するのが好ましい。ワイヤの表面粗さ（Ｒｚ）を上記範囲とすることにより、ビードコード用ワイヤの表面にリン酸亜鉛皮膜を確実に残存させつつ、ビードコード用ワイヤの表面性状を良好にし、ビードコード用ワイヤの表面の滑り性を良くすることができる。
【００４７】
乾式及び湿式の伸線加工は、図７に示すように、鋼線１４の進行方向を同じ方向（順方向）にしたままの状態で、連続的に行うことが好ましい。これにより、鋼線１４に対して伸線加工が施される方向（伸線方向性）は、乾式及び湿式の伸線加工で同じ方向となるため、後で実施する湿式の伸線加工時に、鋼線１４と湿式伸線用ダイス１７との間に生じる抵抗が小さくなり、鋼線１４の伸線がスムーズに行われるようになる。従って、鋼線１４と湿式伸線用ダイス１７との間に生じる抵抗によるリン酸亜鉛皮膜の脱落を抑制することができる。
【００４８】
このように乾式及び湿式の伸線加工を併用する複合伸線方式を採用することにより、ビードコード用ワイヤの表面には、耐食性を有するリン酸亜鉛皮膜が残留するようになる。
【００４９】
次いで、上記の乾式及び湿式の伸線加工によって得られた所望径のビードコード用ワイヤをリール１８に巻き取って、所望のコイル径を有する側線ワイヤ１１を形成する（工程５５）。
【００５０】
また、これと並行して、上記の乾式の伸線加工のみによって得られた所望径の鋼線を他のリールに巻き取って、側線ワイヤ１１よりも大きなコイル径を有するコアワイヤ１０ａを形成する。そして、そのコアワイヤ１０ａを所定の長さに切断した後、コアワイヤ１０ａの両端面同士を突き合わせて加熱溶接する。これにより、図８に示すような環状コアワイヤ１０が得られる（工程５６）。なお、コアワイヤ１０ａの形成手法としては、必要により側線ワイヤ１１の形成と同様に、乾式の伸線加工の後に湿式の伸線加工を行うようにしても良い（図６の破線矢印参照）。
【００５１】
続いて、図示しないワイヤ巻き付け機を用いて、図８に示すように側線ワイヤ１１を環状コアワイヤ１０の周りに複数周にわたって螺旋状に巻き付けていく。このとき、上述したように側線ワイヤ１１の表面の滑り性が良好であるため、環状コアワイヤ１０に対して側線ワイヤ１１を整然と配列させて、成形性の向上に寄与させることができる。
【００５２】
そして、側線ワイヤ１１の巻き付け始端部及び巻き付け終端部を接続部材１２の接続用凹部１３にそれぞれ挿入することにより、側線ワイヤ１１の巻き付け始端部及び巻き付け終端部同士を接続部材１２により接続する（図３参照）。これにより、図２に示すような環状のビードコード９が完成する（工程５７）。このようにして作製されたビードコード９は、一時保管される。
【００５３】
その後、必要に応じてビードコード９をアルカリ洗浄した（工程５８）後、ビードコード９の側線ワイヤ１１の表面に接着剤を塗布する（工程５９）。接着剤としては、金属とゴムとの接着に適した接着剤（例えば登録商標：ケムロック）を使用する。
【００５４】
続いて、ビードコード９をゴム材に固着させてなるゴム付きビードコードを作製する（工程６０）。このとき、ビードコード９には接着剤が塗布されているので、ビードコード９とゴム材との加硫接着のための加硫促進剤を添加しなくても、ビードコード９とゴム材とが確実に接着固定される。そして、そのゴム付きビードコードを車両用タイヤ１のビード部６に組み込む（工程６１）。
【００５５】
ここで、比較例として、ビードコードを製造してタイヤ本体２に組み付ける従来一般の方法を図９に示す。
【００５６】
同図において、まず鋼線のデスケール処理を行った（工程１０１）後、鋼線に対して一次伸線加工を施す（工程１０２）。この一次伸線加工としては、通常は乾式の伸線加工が採用される。続いて、一次伸線加工がなされた鋼線を低温で熱処理した（工程１０３）後、前処理として鋼線の電解酸洗い等を実施する（工程１０４）。続いて、その鋼線に対して電気めっき処理を施して、鋼線の表面に銅めっき層及び亜鉛めっき層を順に形成し（工程１０５）、更に通電又は高周波加熱により銅めっき層及び亜鉛めっき層を熱拡散させて、黄銅めっき層を形成する（工程１０６）。
【００５７】
続いて、めっきされた鋼線を酸洗いした（工程１０７）後、その鋼線に対して二次（仕上げ）伸線加工を施す（工程１０８）。この二次伸線加工としては、乾式の伸線加工または湿式の伸線加工が採用される。
【００５８】
その後、仕上げ伸線加工によって得られた鋼線をリールに巻き取って、側線ワイヤを形成する（工程１０９）。また、これと並行して、一次伸線加工によって得られた鋼線をリールに巻き取ってコアワイヤを形成し、そのコアワイヤの両端面同士を接続して環状コアワイヤを作製する（工程１１０）。そして、側線ワイヤを環状コアワイヤの周りに複数周にわたって螺旋状に巻き付け、更に側線ワイヤの巻き付け始端部及び巻き付け終端部を接続することにより、環状のビードコードを得る（工程１１１）。
【００５９】
続いて、加硫促進剤を入れたゴムシートを貼り付けて、ゴム付きビードコードを作製する（工程１１２）。そして、車両用タイヤ１のビード部６にゴム付きビードコードを組み込む（工程１１３）。
【００６０】
このような従来一般のビードコードの製造方法では、鋼線の表面に銅及び亜鉛のめっき処理を施すので、原材料費が高くなるだけでなく、車両用タイヤ１のビード部６にビードコードを組み込むときに、加硫促進剤の添加が必要となるため、大幅なコストアップに繋がってしまう。
【００６１】
これに対し本実施形態では、電解による化成皮膜処理によって、耐食性を有するリン酸亜鉛皮膜を鋼線の表面に形成した後、その鋼線に対して乾式の伸線加工及び湿式の伸線加工を順に行い、少なくとも側線ワイヤ１１の表面にリン酸亜鉛皮膜が残留するようにしたので、鋼線に対してめっき処理を施さなくても、側線ワイヤ１１の耐食性を維持することができる。従って、製造コストの低減を図ることが可能となる。
【００６２】
また、環状コアワイヤ１０及び側線ワイヤ１１からなるビードコード９を車両用タイヤ１のビード部６に組み込む際には、金属とゴムとの接着に適した接着剤を側線ワイヤ１１に塗布することで、ビードコード９とゴム材との優れた接着性を実現することができる。従って、ビードコード９とゴム材とを加硫接着する従来製品と比べて、低コストでありながら同等の接着性能を発揮させることができる。
【００６３】
以上により、ビードコード９の作製から車両用タイヤ１へのビードコード９の組み込みまでの工程にかかるトータルコストを低く抑えることが可能となる。
【００６４】
次に、本発明に係るビードコード用ワイヤの製造方法についての実施例を以下に述べる。
【００６５】
実際に、上述した方法を用いて、鋼線に対して伸線加工を施してビードコード用ワイヤ（コアワイヤ及び側線ワイヤ）を作製し、更にそのコアワイヤ及び側線ワイヤを使って、図２〜図４に示すようなビードコードを作製した。コアワイヤ及び側線ワイヤの鋼線の材質は、表１に示す通りである。
【表１】
【００６６】
なお、コアワイヤの鋼線の材質として表２に示す中炭素鋼を用いても、表１に示すものとほぼ同等の性能が得られる。
【表２】
【００６７】
また、コアワイヤの製造条件は表３に示す通りであり、６種類のコアワイヤ（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６）を作製した。側線ワイヤの製造条件は表４に示す通りであり、１０種類の側線ワイヤ（Ｎｏ．７〜Ｎｏ．１６）を作製した。
【表３】
【表４】
【００６８】
ここで、コアワイヤの製造条件として、最終段のダイスの線速は６５０ｍ／ｍｉｎである。側線ワイヤの製造条件として、最終段のダイスの線速は７００ｍ／ｍｉｎであり、スキンパスの減面率は８．２％である。なお、スキンパスとは、最終段のダイスにおいて、潤滑剤を補給せず線表面に残っている潤滑剤だけで乾式の伸線加工を行うものである。
【００６９】
また、ビードコードの製造条件としては、側線ワイヤの最大巻き付け振れ角が２３度であり、側線ワイヤの巻き出し時の張力が０．５ｋｇ以下であり、環状コアワイヤの中心径Ｄｓｏが４３７．９５ｍｍであり、環状コアワイヤの中心径Ｄｓｏに対する側線ワイヤの中心径Ｄｃ（Ｄｓｏ／Ｄｃ）が０．６４である。
【００７０】
表３に示す伸線条件Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６の環状コアワイヤと、表４に示す伸線条件Ｎｏ．７〜Ｎｏ．１６の側線ワイヤとを組み合わせて、ビードコードを作製し、成形性及び耐食性の評価を行った。その時の評価結果を表４及び表５に示す。表４では、側線ワイヤ単体での耐食性の評価結果を示し、表５では、ビードコードでの成形性及び耐食性の評価結果を示している。
【表５】
【００７１】
ここで、成形性については、環状コアワイヤに対する側線ワイヤの配列性を目視で評価した。なお、各種類のビードコードについて、評価すべきビードコードの本数は２０本であり、評価基準は下記の通りである。
◎：２０本とも配列の乱れが無い
○：配列の乱れの無いものが１８本または１９本である
△：配列の乱れの無いものが１０本〜１７本である
×：配列の乱れの無いものが９本以下である
【００７２】
耐食性については、３０℃×８０％ＲＨ（梅雨時期想定）条件下で、仕上げ伸線後の環状コアワイヤ及び側線ワイヤまたはビードコードを放置し、発錆が認められる迄の時間で評価した。この時の評価基準は、下記の通りである。
◎：２００時間以上
○：１２０時間以上２００時間未満
△：８０時間以上１２０時間未満
×：８０時間未満
【００７３】
表４及び表５に示す評価結果から、電解による化成皮膜処理によって鋼線の表面にリン酸亜鉛皮膜を形成し、その鋼線に対して少なくとも乾式の伸線加工を施すことにより、側線ワイヤの表面の耐食性が良くなることが明らかである。このとき、全伸線減面率に対する湿式の伸線加工による伸線減面率の比率を１０〜４９％とした場合には、側線ワイヤの表面の耐食性が維持されている。
【００７４】
また、表５に示す評価結果から、電解による化成皮膜処理によって鋼線の表面にリン酸亜鉛皮膜を形成し、その鋼線に対して少なくとも乾式の伸線加工を施すことにより、ビードコードの成形性が良くなることが明らかである。このとき、仕上げ伸線後の側線ワイヤの表面粗さを０．２〜１２．０μｍＲｚとした場合には、ビードコードの成形性が向上している。
【００７５】
以上のような実施例によって、鋼線にめっき処理を施さなくても、側線ワイヤの耐食性をある程度確保できると共に、ビードコードの成形性を損なうことを防止できるという本発明の効果が実証された。
【００７６】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、リン酸亜鉛皮膜が形成された鋼線に対して乾式の伸線加工及び湿式の伸線加工を連続して施す複合伸線方式を採用したが、ビードコード用ワイヤの製造条件等によっては、乾式の伸線加工だけで行っても良い。
【００７７】
また、上記実施形態では、電解による化成皮膜処理によって鋼線の表面にリン酸亜鉛皮膜を形成し、その鋼線に対して伸線加工を施すことによって、環状コアワイヤ１０及び側線ワイヤ１１の両方を作製したが、そのような製造方法は、少なくとも側線ワイヤ１１に適用すれば良い。
【００７８】
さらに、上記実施形態では、側線ワイヤ１１を環状コアワイヤ１０の周りに螺旋状に１層だけ巻き付ける構成としたが、側線ワイヤ１１を環状コアワイヤ１０の周りに複数層巻き付けても良い。また、上記の環状コアワイヤ１０の代わりに、複数本の環状コアワイヤを撚り合わせてなる撚線を形成し、この撚線の周りに側線ワイヤ１１を螺旋状に巻き付けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明に係るビードコードの一実施形態を備えた車両用タイヤを示す断面図である。
【図２】図１に示すビードコードの斜視図である。
【図３】図２に示すビードコードの一部拡大斜視図である。
【図４】図２に示すビードコードの断面図である。
【図５】図３に示す環状コアワイヤ及び側線ワイヤの表面粗さとして十点平均粗さ（Ｒｚ）を示す概略図である。
【図６】図３に示すビードコードを製造して車両用タイヤに組み付ける手順を示すフローチャートである。
【図７】図６に示す乾式の伸線加工及び湿式の伸線加工を行う方法を示す概略図である。
【図８】図３に示す環状コアワイヤの周りに側線ワイヤを螺旋状に巻き付ける様子を示す斜視図である。
【図９】比較例として、ビードコードを製造して車両用タイヤに組み付ける従来一般の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８０】
１…車両用タイヤ、６…ビード部、９…ビードコード、１０…環状コアワイヤ、１１…側線ワイヤ（ビードコード用ワイヤ）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼線をデスケール処理する工程と、
前記デスケール処理がなされた鋼線に対して電解による化成皮膜処理を施すことにより、前記鋼線の表面にリン酸塩皮膜を形成する工程と、
前記化成皮膜処理がなされた鋼線に対して伸線加工を施して、ビードコード用ワイヤを得る工程とを含み、
前記ビードコード用ワイヤを得る工程においては、前記ビードコード用ワイヤの表面に前記リン酸塩皮膜が残留するように前記伸線加工を施すことを特徴とするビードコード用ワイヤの製造方法。
【請求項２】
前記ビードコード用ワイヤを得る工程においては、まず前記化成皮膜処理がなされた鋼線に対して乾式の伸線加工を施し、続いて湿式の伸線加工を施すことを特徴とする請求項１記載のビードコード用ワイヤの製造方法。
【請求項３】
前記湿式の伸線加工を施すときに、全伸線減面率に対する湿式の伸線減面率の比率が１０〜４９％となるように伸線加工を行うことを特徴とする請求項２記載のビードコード用ワイヤの製造方法。
【請求項４】
前記乾式の伸線加工及び前記湿式の伸線加工を、前記鋼線の伸線方向が同方向となるように連続して行うことを特徴とする請求項２または３記載のビードコード用ワイヤの製造方法。
【請求項５】
前記リン酸塩皮膜としてリン酸亜鉛皮膜を形成することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載のビードコード用ワイヤの製造方法。
【請求項６】
環状コアワイヤと、前記環状コアワイヤの周りに螺旋状に巻き付けられた側線ワイヤとを備えたビードコードにおいて、
前記側線ワイヤは、請求項１〜５のいずれか一項記載のビードコード用ワイヤの製造方法によって作製されたビードコード用ワイヤで構成されていることを特徴とするビードコード。
【請求項７】
前記側線ワイヤの表面には、リン酸塩を含む潤滑成分が付着しており、
前記側線ワイヤの表面粗さが０．２〜１２．０μｍＲｚであり、
前記側線ワイヤの表面における前記リン酸塩を含む潤滑成分の付着量が０．１〜３．９ｇ／ｍ２であることを特徴とする請求項６記載のビードコード。
【請求項８】
前記環状コアワイヤの鋼線の材質は、Ｃ：０．０８〜０．２７質量％、Ｓｉ：０．３０〜２．００質量％、Ｍｎ：０．５０〜２．００質量％、Ｃｒ：０．２０〜２．００質量％を含み、更にＡｌ、Ｎｂ、Ｔｉ、及びＶの少なくとも１種を０．００１〜０．１００質量％の範囲で含有し、残部がＦｅ及び不可避的に混入してくる不純物からなる合金鋼であることを特徴とする請求項６または７記載のビードコード。
【請求項９】
前記環状コアワイヤの鋼線の材質は、Ｃを０．２８〜０．５６質量％含む炭素鋼であることを特徴とする請求項６または７記載のビードコード。
【請求項１０】
請求項６〜９のいずれか一項記載のビードコードに接着剤を塗布した状態で、当該ビードコードをビード部に埋め込んでなることを特徴とする車両用タイヤ。
【請求項１】
鋼線をデスケール処理する工程と、
前記デスケール処理がなされた鋼線に対して電解による化成皮膜処理を施すことにより、前記鋼線の表面にリン酸塩皮膜を形成する工程と、
前記化成皮膜処理がなされた鋼線に対して伸線加工を施して、ビードコード用ワイヤを得る工程とを含み、
前記ビードコード用ワイヤを得る工程においては、前記ビードコード用ワイヤの表面に前記リン酸塩皮膜が残留するように前記伸線加工を施すことを特徴とするビードコード用ワイヤの製造方法。
【請求項２】
前記ビードコード用ワイヤを得る工程においては、まず前記化成皮膜処理がなされた鋼線に対して乾式の伸線加工を施し、続いて湿式の伸線加工を施すことを特徴とする請求項１記載のビードコード用ワイヤの製造方法。
【請求項３】
前記湿式の伸線加工を施すときに、全伸線減面率に対する湿式の伸線減面率の比率が１０〜４９％となるように伸線加工を行うことを特徴とする請求項２記載のビードコード用ワイヤの製造方法。
【請求項４】
前記乾式の伸線加工及び前記湿式の伸線加工を、前記鋼線の伸線方向が同方向となるように連続して行うことを特徴とする請求項２または３記載のビードコード用ワイヤの製造方法。
【請求項５】
前記リン酸塩皮膜としてリン酸亜鉛皮膜を形成することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載のビードコード用ワイヤの製造方法。
【請求項６】
環状コアワイヤと、前記環状コアワイヤの周りに螺旋状に巻き付けられた側線ワイヤとを備えたビードコードにおいて、
前記側線ワイヤは、請求項１〜５のいずれか一項記載のビードコード用ワイヤの製造方法によって作製されたビードコード用ワイヤで構成されていることを特徴とするビードコード。
【請求項７】
前記側線ワイヤの表面には、リン酸塩を含む潤滑成分が付着しており、
前記側線ワイヤの表面粗さが０．２〜１２．０μｍＲｚであり、
前記側線ワイヤの表面における前記リン酸塩を含む潤滑成分の付着量が０．１〜３．９ｇ／ｍ２であることを特徴とする請求項６記載のビードコード。
【請求項８】
前記環状コアワイヤの鋼線の材質は、Ｃ：０．０８〜０．２７質量％、Ｓｉ：０．３０〜２．００質量％、Ｍｎ：０．５０〜２．００質量％、Ｃｒ：０．２０〜２．００質量％を含み、更にＡｌ、Ｎｂ、Ｔｉ、及びＶの少なくとも１種を０．００１〜０．１００質量％の範囲で含有し、残部がＦｅ及び不可避的に混入してくる不純物からなる合金鋼であることを特徴とする請求項６または７記載のビードコード。
【請求項９】
前記環状コアワイヤの鋼線の材質は、Ｃを０．２８〜０．５６質量％含む炭素鋼であることを特徴とする請求項６または７記載のビードコード。
【請求項１０】
請求項６〜９のいずれか一項記載のビードコードに接着剤を塗布した状態で、当該ビードコードをビード部に埋め込んでなることを特徴とする車両用タイヤ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−３０８８６４（Ｐ２００７−３０８８６４Ａ）
【公開日】平成１９年１１月２９日（２００７．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１０２１４３（Ｐ２００７−１０２１４３）
【出願日】平成１９年４月９日（２００７．４．９）
【出願人】（３０２０６１６１３）住友電工スチールワイヤー株式会社 (163)
【出願人】（５０４２１１４２９）栃木住友電工株式会社 (50)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月２９日（２００７．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月９日（２００７．４．９）
【出願人】（３０２０６１６１３）住友電工スチールワイヤー株式会社 (163)
【出願人】（５０４２１１４２９）栃木住友電工株式会社 (50)
【Ｆターム（参考）】
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