KR100270170B1 - 스틸코드 제조방법 및 그 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스틸코드의 제조방법 및 그 제조장치에 관한 것으로, 보빈에서 공급된 다수의 금속필라멘트를 가이드롤러를 통하여 하나로 합치하는 단계와; 합치된 금속필라멘트를 한 쌍의 턴롤러 사이에 설치한 한 쌍의 면반을 반 시계 방향으로 회전하여 꼬임을 부여하고 진행시키는 단계와; 진행된 코드를 다시 다른 한 쌍의 턴 롤러사이에 설치한 면반을 역방향으로 회전하여 꼬임을 부가하는 단계와; 오버트위스트를 사용하여 코드를 안정화시키는 단계 및 권취하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하며, 이와 같은 제조방법과 제조장치를 이용함으로써 동일한 분당 회전수에서 기존의 설비보다 약 2배 내지 8배까지의 생산능력을 향상시킬 수 있는 효과를 갖고, 제조된 스틸코드는 타이어나 공업용 벨트 등의 고무제품 보강재로 사용될 수 있다.

Description

스틸코드 제조방법 및 그 제조장치

본 발명은 스틸코드의 제조방법 및 그 제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스틸코드의 꼬임부에 트위스트를 추가해 주는 기능을 갖는 면반을 다수 설치하여 상대회전시킴으로써 종래 2중의 꼬임방식을 4배 내지 6배까지 증가시킬 수 있는 스틸코드의 제조방법 및 그 제조장치에 관한 것이다.

스틸코드는 탄소함량이 0.6∼1.0중량%인 탄소강을 재질로 하는 선경 0.1∼ 0.4mm인 금속필라멘트에 0.1 내지 0.4㎛ 두께의 황동 도금을 실시한 후, 이와 같은 금속필라멘트를 용도에 따라 다양한 구조, 예를 들면 1×2, 1×3, 1×4, 2+2, 3+6, 3+9+15등으로 꼬아 만든 것으로 강도, 모듈러스, 내열성 및 내피로성이 다른 종류의 무기섬유 및 유기섬유에 비하여 우수하기 때문에 타이어등 고무 보강재로 주로 사용되고 있다.

스틸코드의 일반적인 제조방법으로는 신선된 적어도 2개 이상의 금속필라멘트를 연선설비의 꼬임장치에 의하여 연(撚)을 형성하여 인출장치에 의하여 인출한 후 권취하여 제조되는데, 이와 같은 스틸코드를 제조하는 연선설비의 구성은 크게 필라멘트 공급부, 공급부로부터 각각의 공급된 다수의 필라멘트를 꼬아주는 꼬임부, 꼬인 코드를 인출하는 인출부, 인출된 코드를 일정 장력으로 감아주는 권취부로 구분된다.

도 1에서 도시한 종래 더블 스틸코드의 제조설비를 참조로하여 그 진행과정을 살펴보면, 도 1에는 A-A둘레로 동일방향 및 동일 각속도로 회전하는 부품, 즉 입구측 제 1턴롤러(11), 출구측 제 2턴롤러(12) 및 입, 출구측에 각각 위치한 면반 (9,10)을 포함하는 꼬임장치가 도시되어 있다.

도시된 장치의 작동시, 입구측에서 출구측으로 향할 때 회전부품의 회전방향은 반시계 방향이다.

이를 좀더 구체적으로 살펴보면, 도 1중 상기 필라멘트 공급부에 해당하는 금속필라멘트 보빈(1)에 감겨있던 금속필라멘트(2)가 보빈에서 풀려나와 각각의 필라멘트 가이드롤러(3,4)를 지나 가이드롤러(5)에서 합쳐진다. 합쳐진 두 개의 금속필라멘트(2)는 가이드롤러(6)를 경유하여 제 1턴롤러(11)로 향하고, 이때 제 1턴롤러(11)와 제 2턴롤러(12)사이의 영역에서 면반(9,10)의 회전에 의하여 최종적으로 제조된 코드에서 상호 꼬여질 피치를 형성하면서 진행하여 한 쪽 방향으로 상호 꼬여진다. 이렇게 하여 형성된 코드는 제 2턴롤러(12)를 지나면서 그 방향이 역전되어 회전축 A-A와 일치하여 입구측에서 출구측으로 안내되어 오버트위스트(13), 인출캡스탄(14), 교정기(15), 가이드롤러(16)를 지나서 권취부(17)에 의해 최종적으로 코드가 권취된다.

여기서, 스틸코드의 제조설비의 구성중 공급부로부터 공급된 필라멘트를 꼬아주는 꼬임부에서 이루어지는 소선의 꼬임방식에 의하여 설비능력 즉, 생산능력이 결정되는데, 상기와 같은 종래의 제조설비(연선기)는 꼬임방식에 특별한 수단이 없이 주지된 바와 같이 각 연선기의 고유특성에 따라 싱글(클로저) 또는 더블(번쳐) 꼬임방식으로 결정되어져 있어 꼬임방식의 변경에 의한 스틸코드 제조가 불가능한 단점을 갖고 있다. 또한, 이와 같은 단점을 해결하기 위하여 분당 회전수를 변경하여 생산성을 결정하고 있으나, 분당 회전수도 어느정도 그 한계성이 있어 생산성을 극대화 하기에는 부족하다.

본 발명의 목적은 상기 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 스틸코드의 제조설비에 다수의 면반을 취부하여 다중 꼬임을 부여함으로써 생산능력을 향상시킬 수 있는 스틸코드의 제조방법 및 그 제조장치를 제공하는 것이다.

제1도는 종래 더블 꼬임방식에 의한 스틸코드 제조설비의 장치 개략도이고,

제2도는 본 발명의 제 1실시태양에 의하여 4중 꼬임을 부여할 수 있는 스틸코드 제조장치의 개략도이고,

제3도는 본 발명의 제 2실시태양에 의하여 6중 꼬임을 부여할 수 있는 스틸코드 제조장치의 개략도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 금속필라멘트 보빈 2 : 금속필라멘트

3,4,5,6,7,8 : 필라멘트 가이드롤러 9, 10, 9', 10', 9", 10" : 면반

11 : 제 1턴롤러 11' : 제 3턴롤러

11" : 제 5턴롤러 12 : 제 2턴롤러

12' : 제 4턴롤러 12" : 제 6턴롤러

13 : 오버트위스트 14 : 인출캡스탄

15 : 교정기 16 : 가이드롤러

17 : 권취부

즉, 본 발명은 스틸코드의 꼬임부에 트위스트를 추가해 주는 기능을 갖는 면반을 다수 설치하여 상대회전시킴으로써 종래 2중 꼬임방식을 6중 꼬임까지 증가시킬 수 있는 스틸코드의 제조방법 및 그 제조장치에 관한 것이다.

이하, 도 2 및 도 3을 참조로 하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 의한 제 1 실시형태를 나타내는 스틸코드 제조장치의 개략도로서, 도 2중 필라멘트 공급부에 해당하는 금속필라멘트 보빈(1)에 감겨있던 금속필라멘트(2)가 보빈에서 풀려나와 각각의 필라멘트 가이드롤러(3,4)를 지나 가이드롤러(7)에서 합쳐지고, 합쳐진 두 개의 금속필라멘트(2)는 가이드롤러(8)를 경유하여 제 2턴롤러(12)로 향하는데, 이때 제 2턴롤러(12)와 제 1턴롤러(11)사이의 영역에서 면반(9,10)의 시계방향으로의 회전에 의하여 상호 꼬여질 피치를 형성하면서 진행하여 한 쪽 방향으로 꼬여진다. 이렇게 하여 꼬여진 코드는 다시 제 3턴롤러(11')와 제 4턴롤러(12')사이의 면반(9',10')이 상기 면반(9,10)의 회전에 대하여 반시계 방향으로 회전하여 4중 꼬임을 부여한다. 이때, 각각의 필라멘트는 좀 더 꼬여져 영구적인 비틀림 변형을 받으며, 잔류하고 있는 탄성변형분 만큼 반대방향으로 회전하려는 성질이 있어 이 회전성을 안정화시키기 위하여 오버트위스트 (13)를 사용하고, 최종 코드를 직선으로 마무리하기 위하여 귄취하기전 교정기(15)를 사용하여 코드의 직선선과 회전성을 조정한 후 권취부(17)로 권취한다.

도 3은 본 발명의 제 2실시형태에 해당하는 것으로, 상기 제 1실시형태에 추가로 한 쌍의 제 5턴롤러(11")와 제 6턴롤러(12") 및 이 턴롤러 사이에 면반 (9",10")을 설치하여 상기 면반(9',10')과 역 방향으로 회전을 부여하여 다시 꼬임 즉, 6중 꼬임을 부여하는 것을 보여주는 것으로, 이를 좀 더 상세히 살펴보면, 보빈(1)에 감겨있던 금속필라멘트(2)가 보빈에서 풀려나와 각각의 필라멘트 가이드롤러(3,4)를 지나 가이드롤러(5)에서 합쳐지고, 합쳐진 두 개의 금속필라멘트(2)는 가이드롤러(6)를 경유하여 제 1턴롤러(11)로 향하고, 이때 제 1턴롤러(11)와 제 2턴롤러(12)사이의 영역에서 면반(9,10)의 시계방향으로의 회전에 의하여 상호 꼬여질 피치를 형성하면서 진행하여 한 쪽 방향으로 꼬여진다. 이렇게 하여 꼬여진 코드는 다시 제 4턴롤러(12')와 제 3턴롤러(11')사이를 지나면서 면반(9',10')의 상기 면반(9,10)의 회전에 대하여 반시계 방향으로의 회전에 의하여 4중꼬임을 형성하고, 다시 제 5턴롤러(11")와 제 6턴롤러(12")사이의 영역에서 면반(9", 10")이 면반(9',10')의 반시계 방향 회전에 대하여 시계방향으로 다시 회전하여 6중 꼬임을 형성하게 된다. 그 후의 단계는 상기 제 1실시형태와 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

또한, 본 발명의 스틸코드를 제조하기 위한 제조장치의 구성은 보빈에 감겨있는 다수의 금속필라멘트를 가이드하여 하나로 합치한 후 공급하는 공급부와; 공급된 금속필라멘트를 한 쌍의 턴 롤러 사이의 한 쌍의 면반을 회전하여 제 1꼬임을 부여하는 제 1꼬임부와; 제 1꼬임부에 의해 꼬인 코드를 다른 한 쌍의 턴롤러 사이의 면반을 역회전하여 제 2꼬임을 부여하는 제 2꼬임부와; 방출된 코드를 안정화시키는 오버트위스트와; 최종코드를 직선으로 마무리하기 위한 교정기와; 제조된 코드를 권취하는 권취기를 포함하는데, 상기 꼬임부는 제 1 및 제 2꼬임부외에 다시 역방향으로 회전할 수 있는 면반을 취부하여 제 3꼬임부를 형성할 수 있음은 물론이다.

이하, 본원발명을 실시예를 들어 더욱 상세히 설명하고자 하나 본 발명이 하기 실시예에 의하여 제한되는 것은 아니다.

[실시예 1]

도 2의 제조장치를 이용하여, 금속필라멘트 보빈(1)에 감겨있던 금속필라멘트(2)가 보빈에서 풀려나와 각각의 필라멘트 가이드롤러(3,4)를 지나 가이드롤러 (7)에서 합쳐지고, 합쳐진 두 개의 금속필라멘트(2)는 가이드롤러(8)를 경유하여 제 2턴롤러(12)로 향하고, 이때 제 2턴롤러(12)와 제 1턴롤러(11)사이의 영역에서 면반(9,10)의 시계방향으로의 회전에 의하여 상호 꼬여질 피치를 형성하면서 진행하여 한 쪽 방향으로 꼬여진다. 이렇게 하여 꼬여진 코드는 다시 제 3턴롤러(11')와 제 4턴롤러(12')사이에서 면반(9',10')이 상기 면반(9,10)의 회전에 대하여 반시계 방향으로 회전하여 4중 꼬임을 부여한 후 오버트위스트(13), 교정기(15)를 통한 후 권취하여 스틸코드를 수득하였다. 이때, 면반의 총 회전수는 분당 14,000, 구조 피치는 14mm, 단위중량은 1.12g/m, 가동율은 80%를 기준으로 생산능력을 생산성 및 생산량으로 나누어 평가한 후 표 1에 나타내었다.

[실시예 2]

실시예 1에서와 같이 분당 14,000의 총면반 회전수로 4중꼬임을 부여한 후 다시 역방향에 의한 분당 21,000의 총면반 회전수에 의한 6중 꼬임을 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 스틸코드를 제조한 후 생산능력을 평가하여 표 1에 나타내었다.

[비교예 1]

종래 싱글 스틸코드설비(연선장치)를 이용하여 면반의 총분당 회전수 3,500으로 회전하여 소선 자체 꼬임없이 스틸코드를 제조한 후 생산능력을 평가하여 표 1에 나타내었다.

[비교예 2]

종래 더블 스틸코드설비(연선장치)를 이용하여 면반의 총분당 회전수 7,000으로 2중 꼬임을 주어 스틸코드를 제조한 후 생산능력을 평가하여 표 1에 나타내었다.

¹⁾실시예 및 비교예는 1×2×0.30HT 구조이다.

²⁾스틸코드의 생산량 :

생산량= 회전수(rpm)×꼬임×60×24×30×단위중량×가동률에 의하여 구 한 후 비교하였다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 스틸코드의 제조장치를 이용하여 스틸코드를 제조하는 경우 동일한 회전수라 하더라도 꼬임을 더욱 증가시킬 수 있으므로 종래 싱글제조설비에 비하여 약 4배 내지 6배, 더블 제조설비에 비하여 2 내지 3배 정도 생산성을 향상시킬 수 있게된다.

Claims (4)

1. 스틸코드의 제조과정중 보빈에서 공급되는 다수의 금속필라멘트를 하나로 합치한 후 턴롤러와 면반을 이용하여 꼬임을 부여하는 단계에 있어서, 상기 꼬임부에 다수 쌍의 면반과 턴 롤러를 설치하여 다중꼬임을 부여하는 것을 특징으로 하는 스틸코드의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 스틸코드의 제조방법은 보빈에서 공급된 다수의 금속필라멘트를 가이드롤러를 통하여 하나로 합치하는 단계와; 합치된 금속필라멘트를 한 쌍의 턴롤러 사이에 설치한 한 쌍의 면반을 반 시계 방향으로 회전하여 꼬임을 부여하고 진행시키는 단계와; 진행된 코드를 다시 다른 한 쌍의 턴 롤러사이에 설치한 면반을 역방향으로 회전하여 꼬임을 부가하는 단계와; 오버트위스트를 사용하여 코드를 안정화시키는 단계; 및 제조된 코드를 권취하는 단계를 포함하는 스틸코드의 제조방법.
3. 보빈에 감겨있는 다수의 금속필라멘트를 가이드하여 하나로 합치한 후 공급하는 공급부와; 공급된 금속필라멘트를 한 쌍의 턴 롤러 사이의 한 쌍의 면반을 회전하여 제 1꼬임을 부여하는 제 1꼬임부와; 제 1꼬임부에 의해 꼬인 코드를 다른 한 쌍의 턴롤러 사이의 면반을 역회전하여 제 2꼬임을 부여하는 제 2꼬임부와; 방출된 코드를 안정화시키는 오버트위스트와; 최종코드를 직선으로 마무리하기 위한 교정기와; 제조된 코드를 권취하는 권취기를 포함하는 스틸코드의 제조장치.
4. 제3항에 있어서, 제 1 꼬임부 및 제 2 꼬임부에 추가로 다시 역회전하는 면반을 갖는 제 3꼬임부를 포함하는 스틸코드의 제조장치.