KR0148815B1 - 스틸코드에 고무의 침투성을 향상시킨 고무제품 - Google Patents

Abstract

3가닥층(3A)과 9가닥층(9A), 그리고 15가닥층(15A)으로 된 스틸코드의 각 층 사이에 강선, 합성섬유 또는 고강도 고분자 물질을 랩 형태와 같이 나선형으로 감아 접착제를 도포하여 고무제품을 만들므로서 스틸코드 사이에 고무침투가 용이하게 한 것이다.

Description

스틸코드에 고무의 침투성을 향상시킨 고무제품

제1도는 3+9+15×0.175+1×0.15의 층으로 구성된 스틸코드 구조 단면도.

제2도는 스틸코드 꼬임 사시도.

제3도는 본 발명에 따른 스틸코드 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 코어코드 2 : 스트랜드

3 : 코드 3A : 3가닥층

4A : 보강랩 4 : 랩

9A : 9가닥층 15A : 15가닥층

본 발명은 여러가닥의 강선이 일정 구조로 층을 형성하면서 조합된 스틸코드에서, 랩과 유사한 보강랩을 각 층 사이에 나선형으로 감아 접착제를 도포하므로써 스틸코드에 고무의 침투성을 향상시켜 고무제품의 안정성을 향상시키고자 하는 것이다. 일반적으로, 고무의 보강재로 사용되는 코드는 사용 목적에 적합하도록 여러가닥의 강선을 일정한 구조로 조합시켜 사용하고 있다. 여기에서 사용한 구조는 제1도와 같이 3+9+15×0.175+1×0.15이 스틸코드 구조를 사용했는데 이는 코드를 구성하고 있는 구조가 안쪽에 3가닥의 강선이 일정한 거리와 방향으로 꼬여져 있고, 그 위에 다시 9가닥의 강선이 일정한 거리와 방향으로 주위를 감싸고 있으며, 다시 그 위에 15가닥의 강선이 일정한 거리와 방향으로 꼬여져 있고, 이때 각 강선의 직경이 0.75mm인 코드를 의미한다. 이 코드 위에 다시 0.15mm의 직경을 갖는 강선이 나선형으로 감겨지는데 이것이 스피랄 랩(제1도에서는 도시하지 않음)이다. 일반적으로, 고무의 보강재로 사용되는 강선은 탄소함량이 0.7 ~ 0.9% 함유된 고탄소강을 사용한다. 타이어의 하중을 지지하는 카카스(carcass)부는 불균일한 응력 및 인장과 압축 하중을 반복적으로 받고, 공기주머니가 있는 부분과 근접되어 있기 때문에 산소나 수분이 침투하기가 쉽다. 이 때문에, 다른 부위에 비해 내피로 특성의 저하 및 부식이 매우 심하다. 또한, 고무가 침투되지 않는 부분은 강선 및 이 강선을 일정한 구조로 조합시켜 된 층 사이에 마찰이 생겨, 상처부가 다른 부분에 비해 심하게 부식되므로써 강도 및 내피로 특성이 크게 하락된다.

피로나 부식에 의해 코드의 강도가 저하되면 특히 타이어의 경우는 카카스부의 스틸코드가 절상되어 큰 물적, 인적손실이 발생될 수 있다. 이 문제점을 해결하기 위해서 고무의 침투가 용이하도록 외층과 내층의 강선 굵기를 다르게 하여 사용하는 경우도 있다. 이 구조 역시 완벽하게 각 층 및 강선들 사이로 고무가 침투되지는 않는다.

본 발명은 다른 고무제품의 보강재로 많이 사용되는 스틸코드의 각 층 사이에 강선, 섬유 혹은 고강도 고분자 물질을 사용하여 각 층위에 일정한 각을 주어 일정한 거리로 나선형으로 감아서, 각 층간 그리고 강선들 간에 틈을 만들어 고무의 침투성을 향상시키는 방법에 관한 것이다.

본 발명의 스틸코드를 고무의 보강재료로 사용하면 고무가 완벽하게 각 층 및 각 강선들 사이에 침투되기 때문에 내피로성 및 수분이나 산소에 의해 발생되는 부식을 막을 수 있어 고무제품의 수명 및 안전성을 크게 향상시킬 수 있다.

본 발명은 타이어, 컨베이어 벨트, 동력 전송 벨트 및 타이밍 벨트와 같은 고무제품의 보강재로 사용되는 고탄소강 강선으로 조합된 스틸코드 구조로써, 이 스틸코드에 고무의 침투성을 향상시킨 고무제품에 관한 것이다.

타이어, 컨베이어 벨트, 동력 전송 벨트 및 타이밍 벨트 같은 제품은 강도유지를 위해 강선 보강재를 사용하는 것이 바람직하다. 이들 제품중에서 대표적으로 타이어를 예를 들어 설명한다. 공기입 래디얼 타이어는 일반적으로 황동이 피복된 강선을 일정한 직경으로 신선한 후 용도에 적합하도록 조합시킨 코드를 사용하여 보강한다. 코드는 단일강선으로 사용할 수 있으나, 통상적으로 사용용도 및 목적에 의해 여러가닥을 조합시켜 사용한다. 본 발명의 목적은 스틸코드를 구성하고 있는 각 강선들 및 각 층에 고무 침투성을 향상시켜 제품의 수명을 향상시키는 것이다. 타이어를 제조하기 위해서는 코드를 일정한 간격으로 배열시킨 후 코드위에 고무를 입혀서 사용용도에 적합하도록 일정한 크기로 재단한다. 재단물은 일정한 형태로 성형한 후 일정한 형태를 갖춘 몰드속에 넣고, 일정시간 열을 가하여 제조한다.

타이어의 보강재로 많이 사용되는 3+9+15×0.175+1×0.15 스틸코드를 예를 들어 설명하면, 제1도에서 참조되는 바와 같이, 3+9+15의 의미는 3가닥의 강선으로 된 3가닥층(3A) 위에 9가닥의 강선으로 된 9가닥층(9A)이 덮여 있고, 그 위에 다시 15가닥의 강선으로 된 15가닥층(15A)이 덮여져 있으며, 이때 각 강선의 굵기는 0.175mm라는 의미이다. 각 층 위에 덮여져 있는 강선들은 일정한 방향과 길이를 갖고 덮여져 있다. 통상, 스틸코드의 사용 특성을 감안하여 방향과 거리를 선정한다. 0.15는 상기한 구조의 위에 다시 굵기가 0.15mm인 강선이 그 위를 나선형으로 감고 있다는 의미이다. 제2도의 스틸코드의 사시도에서 보면, 스틸코드는 통상적으로는 코어코드(1), 스트랜드(2), 코드(3) 및 랩(4)으로 구성되어 있다.

본 발명은 제3도에서 참조되는 바와 같이, 스틸코드의 각 층사이에 각종 재료, 즉, 강선, 합성섬유, 고강도 고분자 물질로 된 랩(4)과 같은 형태의 1개 이상의 보강랩(4A)을 용도에 적합하도록, 방향과 길이를 주어 나선형으로 감아 틈을 만들어주므로써 고무의 침투를 용이하게 하는 방법이다. 강선의 굵기는 0.05~0.2mm 범위로서 가능한 작을수록 좋고, 섬유나 고분자 물질 역시 1~100 데니어 범위로서 굵기가 작을수록 좋다. 고무와의 접착을 위하여 강선을 사용할 때는 스틸코드 강선과 동일한 선과 동일한 재질 또는 강성이 낮은 재료에 황동이나 기타 고무와 접착성이 좋은 합금으로 도금되어야 하고, 섬유나 고강도 고분자 물질에는 고무와의 접착을 위하여 접착제를 도포하여 사용해야 한다.

그 대표적인 예가 레소르시놀 포름알데히드 라덱스이다.

3+9+15×0.175+1×0.15 스틸코드에 본 발명의 이론을 적용하여 30 데니어 나이론 선을 3가닥층(3A)과 9가닥층(9A) 위에 나선형으로 감아서 된 스틸코드를 약 0.5인치 두께의 고무시트 사이에 등간격으로 배열하여 1인치 폭의 고무제품이 되도록 압연한 후 가황시켜서 고무의 침투정도 및 피로 특성을 평가하였다. 고무의 침투정도는 공기압을 변화시키면서 공기의 주입 부분에서 반대부위로 공기의 흐름량으로 평가하고, 피로 특성은 굽힘 응력하에서 시편을 계속적으로 회전시켜 파괴시 까지의 회전수로 평가한다. 그 결과를 표 1에 나타냈다. 종래 제품에 비해 공기투과량 및 내피로 특성에서 현저히 향상되었다.

[실시예 1]

본 발명에 따른 3+섬유랩(4A)+9+섬유랩(4A)+15×0.175+1×0.15(스피랄 랩)로 된 스틸코드를 종래의 스틸코드와 비교 시험한 결과를 표 1에 나타냈다.

이상과 같이 구성되는 본 발명 방법에 의한 스틸코드로 제조되는 고무제품은 고무 침투성 향상 및 부식을 방지하고, 코드의 내피로 특성 향상으로 고무제품의 성능을 향상시키며, 특히 타이어의 경우 안전성 향상 및 재생성을 향상시킬 수 있다.

Claims (2)

1. 강선보강재를 사용하는 고무제품에 있어서, 스틸코드의 3가닥층(3A)과 9가닥층(9A) 사이에 섬유, 고강성 고분자 물질, 강선중에서 선택된 어느 하나로 된 보강랩(4)을 나선형으로 감아 접착제를 도포한 스틸코드로 고무제품을 보강함을 특징으로 하는 스틸코드에 고무의 침투성을 향상시킨 고무제품.
2. 제1항에 있어서, 상기 섬유나 고강선 고분자 물질의 굵기는 1 데니어에서 100 데니어 범위이고, 강선의 굵기는 0.05~0.2mm임을 특징으로 하는 스틸코드에 고무의 침투성을 향상시킨 고무제품.