KR100291467B1 - Steel tire cord having a superior rubber adhesion properties - Google Patents

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Abstract

본 발명은 타이어의 보강재로 사용되는 스틸 타이어코드의 고무접착성 개선에 관한 것이다.The present invention relates to the improvement of rubber adhesiveness of steel tire cords used as reinforcement materials for tires.

본 발명은, 표면 도금층이 형성된 여러 가닥의 스틸 와이어가 꼬여져 구성된 스틸 타이어 코드에 있어서, 상기 스틸 와이어는 그 표면에 황동도금층이 와이어 1Kg당 1 ∼8g 의 범위로 부착되고, 황동도금층 위에 코발트 도금층이 와이어 1Kg당 0.1 ∼ 1.0g의 범위로 부착되며, 다시 코발트도금층 위로 구리도금층이 와이어 1Kg당 0.1 ∼ 1.0g의 범위로 부착된 3중층의 도금층으로 이루어진 데에 기술적 특징이 있다.The present invention relates to a steel tire cord comprising a plurality of strands of steel wire having a surface plating layer formed therein, wherein the steel wire has a brass plating layer attached to the surface thereof in a range of 1 to 8 g per 1 kg of wire, and a cobalt plating layer on the brass plating layer. There is a technical feature in that it is attached in the range of 0.1 to 1.0 g per 1 Kg of wire, and the copper plating layer is further formed on the cobalt plating layer in the form of a triple layer plating layer attached in the range of 0.1 to 1.0 g per 1 Kg of wire.

본 발명은 스틸 타이어 코드를 구성하는 스틸 와이어의 표면에 황동도금층과 코발트도금층 및 구리도금층이 순차 피복되어 구성됨으로써 종래의 스틸 타이어 코드에 비해 초기 접착성의 저하됨이 없이 향상된 경시접착력 특성을 나타내어 종래의 황동도금 또는 3원합금 도금 스틸코드에 비해 타이어의 보강용으로 사용시 타이어의 수명을 연장시키는 효과가 기대되고 있다.According to the present invention, the brass plating layer, the cobalt plating layer, and the copper plating layer are sequentially coated on the surface of the steel wire constituting the steel tire cord, thereby exhibiting improved over time adhesion characteristics without deterioration of initial adhesiveness compared to conventional steel tire cords. Compared with plated or ternary alloy plated steel cords, it is expected to extend the life of tires when used for reinforcing tires.

Description

고무접착성이 우수한 스틸 타이어코드{Steel tire cord having a superior rubber adhesion properties}Steel tire cord having a superior rubber adhesion properties

본 발명은 타이어의 보강재로 사용되는 스틸 타이어코드에 관한 것으로, 보다 자세하게는 스틸코드를 구성하는 소선의 표면에 황동도금층과 코발트도금층 및 구리도금층이 순차적으로 적층 피복되도록 하여 최외층을 이루는 구리에 의한 초기접착성의 향상과 중간층의 코발트에 의한 내부식성의 향상 및 안쪽의 황동에 의한 소지금속의 보호가 이루어질 수 있도록 한 고무접착성이 우수한 스틸 타이어코드에 관한 것이다.The present invention relates to a steel tire cord used as a reinforcing material of a tire, and more particularly, a brass plating layer, a cobalt plating layer, and a copper plating layer are sequentially laminated and coated on the surface of the element wire constituting the steel cord. The present invention relates to a steel tire cord having excellent rubber adhesiveness, which is capable of improving initial adhesion, improving corrosion resistance by cobalt in an intermediate layer, and protecting base metals by brass inside.

일반적으로 차량의 타이어 보강용으로 사용되는 스틸 타이어코드는 타이어 고무와의 접착성 향상과 강선 제조과정에서의 신선가공성 향상을 위하여 그 표면에 황동(Cu/Sn) 도금층이 형성되고, 이같이 황동도금층이 형성된 강선은 단일체로 타이어 고무중에 매입되거나 황동도금된 여러가닥의 강선이 서로 꼬인 코드 형태로 제작되어 타이어 고무중에 매입되어 사용되고 있다.In general, a steel tire cord used for reinforcing tires of a vehicle has a brass (Cu / Sn) plated layer formed on its surface to improve adhesion to tire rubber and freshness in steel wire manufacturing. The formed steel wire is embedded in tire rubber as a single body, or several strands of brass plated steel wire are manufactured in the form of a twisted cord and used in tire rubber.

특히, 황동도금된 강선으로 이루어진 스틸 타이어코드의 경우에 있어서는 타이어의 고속주행시 발생되는 높은 온도, 수분 및 염수 분위기에서도 타이어 고무와의 비교적 높은 접착성을 나타내므로 여타 재질의 타이어 보강재에 비하여 선호되고 있다.Particularly, in case of steel tire cords made of brass plated steel wire, they show relatively high adhesiveness with tire rubber even at high temperature, moisture, and brine atmosphere generated during high-speed running of the tire, and thus are preferred to other tire reinforcement materials. .

한편, 황동이 피복된 강선으로 구성된 스틸코드와 고무와의 접착은 황동중의 구리와 고무중의 유황이 서로 반응하여 구리황화물을 형성함에 기인하는 것으로 알려져 있다. 이와같이 타이어를 비롯한 고무제품 보강용 강선에 고무와의 접착력 향상을 위해서 피복되는 황동층은 일반적으로 60 ∼ 70%의 구리와 30 ∼ 40%의 아연으로 이루어진 조성이 많이 사용되고 있다.On the other hand, the adhesion between the steel cord and rubber composed of brass coated steel wire is known to be caused by the copper sulfide in the brass and the sulfur in the rubber react with each other to form a copper sulfide. As described above, the brass layer coated on the steel wire for reinforcing rubber products such as tires to improve adhesion to rubber is generally made of 60 to 70% copper and 30 to 40% zinc.

황동도금된 강선과 타이어 고무간의 접착력은 시간이 경과함에 따라(통상적으로 경시접착력으로 불리워짐) 여러가지 요인에 의해 점차적으로 감소하게 된다. 이와 같이 경시접착력이 감소하게 되는 원인은, 타이어의 고속 주행시 발생하는 높은 열, 수분 또는 염수 분위기하에서 구리와 황의 반응이 촉진되어 접착 초기에 형성된 구리황화물층의 두께가 점차로 증가되고 이러한 구리황화물층의 두께 증가는 시간의 경과에 따라 계속 진행되다가 그 두께가 과도하게 증가된 시점에 이르게 되면 구리황화물층이 쉽게 파괴됨으로써 오히려 접착력이 하락하는 데에 있다.The adhesion between the brass plated steel and the tire rubber decreases gradually over time (usually called time-of-day adhesion) by a number of factors. The cause of the decrease in adhesion over time is that the reaction of copper and sulfur is promoted under high heat, moisture, or brine atmosphere generated during high-speed running of the tire, so that the thickness of the copper sulfide layer formed at the initial stage of adhesion is gradually increased. The increase in thickness continues as time passes and when the thickness reaches an excessively increased point, the copper sulfide layer is easily destroyed, and thus the adhesive strength decreases.

따라서, 스틸 코드에 의해 보강된 타이어의 수명연장을 위해서는 스틸 코드와 타이어 고무간에 높은 초기접착력이 유지되도록 하는 것에 못지 않게 경시접착력의 하락을 방지하도록 하는 것이 중요시되고 있다. 이같은 경시접착력의 하락을 방지하기 위한 많은 연구와 다양한 시도가 행해져 왔는 바, 그 중 대표적인 몇가지 경우를 살펴보면 다음과 같다.Therefore, in order to prolong the life of the tire reinforced by the steel cord, it is important to prevent the drop of the adhesive force over time as well as to maintain a high initial adhesive force between the steel cord and the tire rubber. Many studies and various attempts have been made to prevent such a drop in time-lapse adhesion, and some of them are as follows.

일반적으로 경시접착력은 황동중의 구리의 조성비를 적게 함으로서 시간의 경과에 따른 구리황화물층의 성장을 억제시킬 수 있는 것으로 알려지고 있음에 기초하여 영국특허 제1,250,419호에서는 구리의 함량을 60% 이하까지 낮추는 방안이 제시되고 있다.In general, time-dependent adhesion is known to be able to suppress the growth of the copper sulfide layer over time by reducing the composition ratio of copper in brass, British Patent No. 1,250,419 lowers the copper content to 60% or less The solution is being presented.

그러나, 이같이 60% 이하의 낮은 구리함량을 갖는 황동은 그 결정이 가공성이 극히 불량한 β-황동으로 되어 도금선에 대한 후속공정으로서의 연속된 다이를 이용한 신선가공시 와이어의 절단이 발생하는 등의 신선성이 악화되어 실용화하기에는 곤란한 문제점이 있다.However, brass having a low copper content of 60% or less, such that the crystal becomes β-brass with extremely poor workability, resulting in wire breakage during wire drawing using a continuous die as a subsequent step to the plating wire. There is a problem that the deterioration of the properties is difficult to use.

한편, 황동합금의 조성변화를 통한 경시접착력 특성의 개선에서 드러나고 있는 상기의 문제점을 감안하여, 황동에 제3의 원소를 첨가하여 3원합금으로 이루어진 도금층을 형성함으로써 경시접착력을 개선하려는 시도가 활발하게 연구되고 있는 데, 지금까지 알려진 제3의 원소첨가에 의한 경시접착력 향상 방안의 대표적인 예로는 FR-2,198,830, GB-1,122,528, US-2,912,355, 국내 특허공고 제82-631호 및 국내 특허공고 제82-1983호등을 들 수 있다.On the other hand, in view of the above problems revealed in the improvement of the time-dependent adhesive properties through the change of composition of the brass alloy, attempts to improve the time-lapse adhesive strength by forming a plating layer consisting of three-membered alloy by adding a third element to the brass As a representative example of the improvement of the time-lapse adhesive strength by the third element addition known so far, FR-2,198,830, GB-1,122,528, US-2,912,355, Korean Patent Publication No. 82-631 and Domestic Patent Publication No. 82 -1983.

상기의 제3원소 첨가형 스틸 타이어 코드 제조기술에서는 와이어의 표면에 우선 구리를 도금한 후 그 위에 아연을 도금하고 다시 그 상층부에 코발트를 도금하여 얻어진 3중층 구조의 도금층으로 피복된 와이어에 대하여 350 ∼500℃의 열을 가하여 각 도금층을 이루는 원소들간의 상호확산이 일어나도록 함으로써 구리와 아연 및 코발트로 이루어진 3원합금의 도금층을 형성하도록 하고 있다. 이때 사용되는 코발트는 열악한 환경에서도 접착층을 안정시켜 접착층의 내구성을 증가시키는 효과를 발휘하게 된다.In the above-described third element-added type steel tire cord manufacturing technology, the surface of the wire is first plated with copper, followed by zinc plating on the surface of the wire, followed by plating of cobalt on the upper layer. By applying a heat of 500 ℃ to cause the mutual diffusion between the elements constituting each plating layer to form a plating layer of a three-alloy alloy consisting of copper, zinc and cobalt. At this time, the cobalt used has an effect of increasing the durability of the adhesive layer by stabilizing the adhesive layer even in a harsh environment.

그러나, 이와같은 제3원소 첨가에 의한 경시접착력 개선방식에서는 와이어와 고무의 접착이 이루어지는 와이어 극 표면부에서 코발트의 농도가 높게 되고, 따라서 고무중의 황과 결합하는 구리의 농도가 상대적으로 낮기 때문에 초기 접착력이 만족할 만한 수준에 이르지 못하는 단점이 있다.However, in the method of improving the time-dependent adhesion by the addition of the third element, the concentration of cobalt is high at the surface of the wire pole where the wire is bonded to the rubber, and therefore the concentration of copper bonding to sulfur in the rubber is relatively low. There is a disadvantage that the initial adhesive strength does not reach a satisfactory level.

그리고, EP-188,036 및 US-4,226,918등에서는 황동도금 후 니켈을 도금하는 방법이 개시되어 있다. 그러나, 상기 방법으로 제조된 스틸 코드는 극히 제한된 고무의 조성비를 갖는 고무에 대해서만 경시접착력의 개선효과를 나타내는 단점이 있다.In addition, EP-188,036 and US-4,226,918 disclose a method of plating nickel after brass plating. However, the steel cord produced by the above method has a disadvantage in that it shows an improvement effect of the time-lapse adhesive force only for rubber having a very limited rubber composition ratio.

또한, 국내공개특허 제90-13046호 및 국내 특허공보 제94-283호에서는 황동도금층 표면에 제3의 원소를 도금하는 대신 제3의 원소를 함유하는 유기물, 예를 들면 탄화수소계 오일에 스테아린산 니켈이나 스테아린산 코발트가 함유된 오일을 스틸 코드의 연선중에 투입하여 황동도금된 스틸 코드를 오일피복시킴으로써 강선의 표면에 3원합금의 도금층이 도포되도록 한 방법이 제시되고 있다.In addition, Korean Patent Publication No. 90-13046 and Korean Patent Publication No. 94-283 disclose that instead of plating a third element on the surface of a brass plating layer, an organic substance containing a third element, for example, nickel stearate in a hydrocarbon oil A method has been proposed in which an oil containing cobalt stearate is added to a strand of a steel cord to coat a brass-plated steel cord with an oil coating so that a plating layer of a ternary alloy is applied to the surface of the steel wire.

그러나 상기 니켈이나 코발트와 같은 제3의 원소를 포함하는 유기물을 이용하여 얻어지는 구리+아연+코발트(니켈)의 3원합금에서도 와이어의 극 표면부는 구리농도가 낮기 때문에 초기 접착력이 저하되는 단점이 여전히 남아 있다.However, even in the ternary alloy of copper + zinc + cobalt (nickel) obtained by using an organic material containing a third element such as nickel or cobalt, the pole surface portion of the wire has a low copper concentration, so that the initial adhesive strength is still lowered. Remains.

따라서, 본 발명은 종래 스틸 타이어코드가 초기접착력과 경시접착력을 동시에 만족시키지는 못함에 따라 결과적으로 타이어의 수명을 단축시키는 문제점을 해결하기 위한 것으로, 스틸 와이어의 표면에 통상의 황동을 도금하고, 그 위에 코발트와 구리를 순차적으로 도금함으로써 초기접착력은 물론 경시접착력도 우수한 스틸 타이어 코드를 제공함에 목적을 두고 있다.Therefore, the present invention is to solve the problem of shortening the life of the tire as a result of the conventional steel tire cord does not satisfy both the initial adhesion and the time-lapse adhesion at the same time, and plate the ordinary brass on the surface of the steel wire, and It is aimed to provide a steel tire cord having excellent initial adhesion as well as time-lapse adhesion by plating cobalt and copper sequentially.

본 발명의 접착력이 우수한 스틸 타이어 코드는, 다수개의 스틸 와이어를 꼬아서 이루어진 스틸 코드에 있어서 상기 스틸 와이어의 표면에 황동도금층이 와이어 1Kg당 1 ∼ 8g 의 범위로 부착되고, 황동도금층 위에 코발트 도금층이 와이어 1Kg당 0.1 ∼ 1.0g의 범위로 부착되며, 다시 코발트 도금층 위로 구리도금층이 와이어 1Kg당 0.1 ∼ 1.0g의 범위로 부착되어진 구조에 기술적 특징이 있다.In the steel tire cord having excellent adhesion of the present invention, in a steel cord formed by twisting a plurality of steel wires, a brass plating layer is attached to the surface of the steel wire in the range of 1 to 8 g per 1 kg of wire, and a cobalt plating layer is formed on the brass plating layer. There is a technical feature in the structure is attached in the range of 0.1 to 1.0g per 1Kg of wire, and the copper plating layer is attached to the cobalt plating layer in the range of 0.1 to 1.0g per 1Kg of wire.

즉, 본 발명의 스틸 코드를 구성하는 스틸 와이어는 그 표면에 황동도금층, 코발트도금층 및 구리도금층의 세개 도금층이 순차적으로 피복되어진 구성으로서, 이들 각 도금층의 특성과 역할 및 도금 부착량 한정이유는 다음과 같다.That is, the steel wire constituting the steel cord of the present invention is a structure in which three plating layers of a brass plating layer, a cobalt plating layer, and a copper plating layer are sequentially coated on the surface thereof, and the characteristics and roles of each plating layer and the reason for limiting the coating weight are as follows. same.

먼저, 맨 아랫쪽, 즉 스틸 와이어의 표면에 직접 피복되는 황동도금층은 스틸 와이어가 처음(신선전) 단면적의 약 95% 이상의 가공량을 받으면서 연속된 다이를 거치면서 연신되는 과정에서 내부의 스틸(Fe)이 표면부까지 노출되는 현상을 방지하는 역할을 한다. 다시말하면 스틸 와이어의 주위를 황동도금층으로 피복함으로써 신선 다이스의 통과시 황동도금층이 다이스 팁에 직접 접촉하도록 한다.First, the bottom of the brass plating layer, which is directly coated on the surface of the steel wire, is made of the internal steel (Fe) in the process of being drawn through a continuous die while the steel wire receives a processing amount of about 95% or more of the initial cross section. ) Serves to prevent the exposure to the surface portion. In other words, by covering the steel wire with a brass plated layer, the brass plated layer is in direct contact with the die tip during the passage of the fresh die.

상기 황동의 도금 부착량은 와이어 1Kg당 1 ∼ 8g의 범위가 바람직하고, 더욱 바람직한 범위는 3 ∼ 4g인 바, 만일 황동의 부착량이 1g 미만으로 되는 때에는 연신과정에서 스틸 와이어의 표면부가 노출될 수 있으며, 이와같이 노출된 스틸은 고무중의 황과 결합하는 성질이 전혀 없고 또한 산화성 분위기에서 급격한 산화가 진행되므로 고무접착력에 치명적인 악영향을 가져 올 수 있다. 따라서 황동의 도금 부착량 하한치는 1g으로 정하였다.The plating amount of the brass is preferably in the range of 1 to 8 g per 1 kg of wire, and more preferably in the range of 3 to 4 g. If the amount of brass is less than 1 g, the surface portion of the steel wire may be exposed during the stretching process. In this way, the exposed steel has no property of bonding with sulfur in the rubber, and rapid oxidation proceeds in an oxidizing atmosphere, which may have a fatal adverse effect on rubber adhesion. Therefore, the lower limit of plating adhesion amount of brass was set at 1 g.

반대로, 황동 부착량이 8g을 초과하여 너무 많게 되면 그만큼 도금시간이 길어져야 하고 황동의 소모도 증가되어 제조원가의 상승이 불가피하게 된다.On the contrary, if the amount of brass adhesion exceeds 8g, the plating time should be increased by that much, and the consumption of brass is also increased, which leads to an increase in manufacturing cost.

다음, 황동도금층과 구리도금층 사이에서 중간층을 형성하는 코발트도금층은 그 아랫쪽의 황동중의 구리가 고무와 결합하지 못하게 하는 장벽 역할을 하여 시간의 경과에 따른 구리황화물층의 과도한 성장을 억제하는 역할을 한다.Next, the cobalt plated layer forming an intermediate layer between the brass plated layer and the copper plated layer serves as a barrier to prevent copper in the lower brass from bonding with the rubber, thereby inhibiting excessive growth of the copper sulfide layer over time. .

본 발명에서의 상기 황동도금층은 황동 이외에 구리나 아연중 어느 한가지 금속만으로 이루어진 도금층으로 대체될 수도 있다.The brass plating layer in the present invention may be replaced by a plating layer made of only one metal of copper or zinc in addition to brass.

또한, 코발트도금층은 고무중의 황과 결합하여 황화코발트 다리(bridge)를 형성하여 부식환경에서 높은 내부식성을 나타내며 접착층을 안정화시켜 접착층의 내구성을 증가시키는 효과를 발휘한다.In addition, the cobalt plated layer combines with sulfur in the rubber to form a cobalt sulfide bridge to exhibit high corrosion resistance in a corrosive environment, thereby stabilizing the adhesive layer to increase the durability of the adhesive layer.

상기 코발트의 도금 부착량은 와이어 1Kg당 0.1 ∼ 1.0g의 범위가 바람직하며, 더욱 바람직한 부착량 범위는 0.3 ∼ 0.6g이다. 이때, 코발트의 도금 부착량이 0.1g 미만인 경우에는 아랫쪽의 황동층과 고무와의 장벽 역할이 어렵게 되고, 또한 황화코발트층의 생성이 부족하여 산화성 분위기에서 내부식성이 떨어지게 된다.The plating deposition amount of the cobalt is preferably in the range of 0.1 to 1.0 g per 1 Kg of wire, and more preferably in the range of 0.3 to 0.6 g. At this time, when the coating adhesion amount of the cobalt is less than 0.1g, it becomes difficult to act as a barrier between the lower brass layer and the rubber, and also the formation of the cobalt sulfide layer is insufficient and the corrosion resistance is poor in an oxidizing atmosphere.

반대로, 코발트의 부착량이 1.0g을 초과하는 때에는 코발트가 가공성이 나쁘기 때문에 연속된 다이를 거치는 연신과정에서 와이어의 절단을 초래하게 되고, 또한 고가의 코발트 소모량이 증가되어 제조원가가 높아지게 되는 문제점이 있다.On the contrary, when the adhesion amount of cobalt exceeds 1.0g, cobalt is poor in workability, resulting in wire cutting in the stretching process through a continuous die, and in addition, expensive cobalt consumption is increased to increase manufacturing costs.

다음, 코발트 도금층위에서 최외각을 형성하는 구리도금층은 직접 고무중의 황과 반응하여 구리황화물층을 형성함으로써 우수한 초기접착력을 나타내도록 하는 역할을 한다.Next, the copper plating layer forming the outermost shell on the cobalt plating layer serves to exhibit an excellent initial adhesion by forming a copper sulfide layer by directly reacting with sulfur in the rubber.

이때, 바람직한 구리의 도금 부착량은 와이어 1Kg당 0.1 ∼ 1.0g이고, 0.3 ∼ 0.6g의 범위일 때가 보다 바람직한 바, 만일 구리의 부착량이 0.1g 미만으로 되는 때에는 고무중의 황과 반응하는 구리의 양이 부족하기 때문에 초기 접착력이 낮아지게 되는 문제점이 있으며, 구리의 부착량이 1.0g을 초과하는 경우에는 시간의 경과에 따라 구리황화물층이 계속 성장하여 경시접착력이 약화된다.At this time, the preferred coating amount of copper is 0.1 to 1.0 g per 1 kg of wire, more preferably in the range of 0.3 to 0.6 g. If the amount of copper is less than 0.1 g, the amount of copper that reacts with sulfur in the rubber Because of this lack, there is a problem that the initial adhesive strength is lowered, if the amount of copper adhesion exceeds 1.0g, the copper sulfide layer continues to grow over time, weakening the adhesion over time.

한편, 상기에서는 스틸 와이어의 표면에 부착되는 각 도금층의 부착량을 중량으로 나타내고 있는 바, 이를 두께로 환산하는 경우에 바람직한 코발트도금층 및 구리도금층의 두께는 약 50nm 정도에 달한다.On the other hand, in the above, the adhesion amount of each plating layer adhered to the surface of the steel wire is represented by weight, and in the case of converting it into a thickness, the thickness of the cobalt plating layer and the copper plating layer is about 50 nm.

본 발명의 실시예는 다음과 같다.Embodiments of the present invention are as follows.

실시예1Example 1

직경이 1.40mm인 와이어에 대하여 아래의 표1과 같이 서로 다른 3가지의 도금방법으로 도금하여 연속된 다이를 통과시킴에 의해 직경이 0.25mm인 와이어를 얻었다.A wire having a diameter of 0.25 mm was obtained by plating the wire having a diameter of 1.40 mm by three different plating methods as shown in Table 1 below and passing the die continuously.

구분division 도금방법Plating method 도금부착량Plating amount 제조방법Manufacturing method 종래예Conventional example 황동Brass 4.7g/Kg(64.3%Cu+35.7%Zn)4.7 g / Kg (64.3% Cu + 35.7% Zn) 구리도금후 그 상층부에 아연을 도금하고 열확산 방법으로 황동도금층 형성After copper plating, zinc is plated on the upper layer and brass plating layer is formed by thermal diffusion method. 황동+코발트Brass + Cobalt 5.1g/Kg(64.1%Cu+34.1%Zn+1.7%Co)5.1g / Kg (64.1% Cu + 34.1% Zn + 1.7% Co) 구리도금후 그 상층부에 아연을 도금하고 그 상층부에 코발트를 도금하여 열확산 방법으로 구리+아연+코발트의 삼원합금 형성After copper plating, zinc is plated on the upper layer and cobalt is plated on the upper layer to form three-way alloy of copper + zinc + cobalt by thermal diffusion method. 본발명Invention 황동+코발트+구리Brass + Cobalt + Copper 황동층:4.0g/Kg(63.7%Cu+36.3%Zn)코발트층:0.47g/Kg구리층:0.35g/KgBrass layer: 4.0g / Kg (63.7% Cu + 36.3% Zn) Cobalt layer: 0.47g / Kg Copper layer: 0.35g / Kg 구리도금후 그 상층부에 아연을 도금하고 열확산 방법으로 황동층을 형성하고, 그 상층부에 코발트를 도금하고, 다시 그 상층부에 구리를 도금After copper plating, zinc is plated on the upper layer, a brass layer is formed by thermal diffusion method, cobalt is plated on the upper layer, and copper is plated on the upper layer.

다음, 상기 도금된 와이어 4가닥을 서로 꼬아 2+2x0.25 구조를 갖는 스틸 코드로 제작한 후 이를 아래의 표2와 같은 조성을 갖는 고무중에 매입하여 고무 접착력을 조사하였다. 이때 고무 접착력 시험방법은 ASTM D-2229에 따라 실시하였으며, 가류조건은 60기압으로 170℃에서 12분간 가열하여 스틸 타이어코드와 고무와의 접착복합체를 얻었다.Next, the four strands of the plated wire were twisted with each other to produce a steel cord having a 2 + 2 × 0.25 structure and then embedded in a rubber having a composition as shown in Table 2 below to investigate the rubber adhesion. At this time, the rubber adhesion test method was carried out according to ASTM D-2229, the vulcanization condition was heated at 170 ℃ for 12 minutes at 60 atm to obtain an adhesive composite of the steel tire cord and rubber.

성 분ingredient 함 량content 천연고무Natural rubber 100 중량부100 parts by weight 카본블랙Carbon black 60 중량부60 parts by weight 산화아연Zinc oxide 3.5 중량부3.5 parts by weight 스테아린산Stearic acid 0.5 중량부0.5 parts by weight sulfur 3 중량부3 parts by weight 벤조시아졸Benzothiazol 0.5 중량부0.5 parts by weight 방향족 오일Aromatic oils 1.5 중량부1.5 parts by weight 레조신올 수지Resorcinol resin 1 중량부1 part by weight

이렇게 얻어진 고무 접착복합체를 70℃에서 상대습도 96% 분위기에 4일, 8일, 12일 동안 보관 후 접착력(내수접착력)을 평가하였다. 다른 접착복합체는 20% NaCl 수용액에 4일, 8일, 12일 동안 보관 후 접착력(내염수접착력)을 평가하였다.또 다른 접착복합체는 100℃의 건조로에서 4일, 8일, 12일 동안 보관 후 접착력(내열접착력)을 평가하였다. 아래의 표3은 상기의 고무접착력 평가결과이다.The rubber adhesive composite thus obtained was stored at 70 ° C. in a 96% relative humidity atmosphere for 4 days, 8 days, and 12 days, and then the adhesive strength (water resistance) was evaluated. Other adhesive complexes were stored in 20% NaCl aqueous solution for 4 days, 8 days, and 12 days, and then evaluated for adhesion (salt-resistant). Another adhesive complex was stored for 4 days, 8 days, and 12 days in a drying furnace at 100 ° C. After the adhesion (heat resistance) was evaluated. Table 3 below shows the rubber adhesive force evaluation results.

구 분division 도금방법Plating method 고무접착력(Kg)Rubber Adhesion (Kg) 초기접착력Initial Adhesion 내수접착력Water resistance 내염수접착력Salt Water Adhesion 내열접착력Heat adhesion 4일4 days 8일8th 12일12 days 4일4 days 8일8th 12일12 days 4일4 days 8일8th 14일14 days 종래방법Conventional method 황동Brass 47.047.0 43.343.3 35.635.6 32.632.6 46.746.7 40.240.2 36.836.8 40.340.3 33.633.6 32.932.9 황동+코발트Brass + Cobalt 40.240.2 41.241.2 40.240.2 35.635.6 38.538.5 38.238.2 36.536.5 40.340.3 35.235.2 34.134.1 본발명Invention 황동+코발트+구리Brass + Cobalt + Copper 46.646.6 45.545.5 44.744.7 42.342.3 46.546.5 45.845.8 44.144.1 41.341.3 38.538.5 38.238.2

상기 표3에서와 같이, 본 발명의 3중층(황동+코발트+구리) 도금층이 형성된 스틸 와이어의 고무접착성은 초기 접착성면에서 종래의 황동이나 황동+코발트로 도금된 스틸 와이어에 비해 동등하거나 우수한 특성을 나타내고 있으며, 내수,내염수 및 내열 접착성의 모든 면에서는 상기 종래의 스틸 와이어에 비해 상당히 개선된 특성을 나타내고 있음을 알 수 있다.As shown in Table 3, the rubber adhesiveness of the steel wire formed with the triple layer (brass + cobalt + copper) plating layer of the present invention is equivalent to or superior to that of conventional brass or brass + cobalt plated steel wire in terms of initial adhesion. It can be seen that all aspects of water resistance, saline and heat resistance adhesive properties are significantly improved compared to the conventional steel wire.

실시예2Example 2

직경이 1.40mm인 와이어에 대하여 제1층부에 황동의 부착량이 3.7g/Kg(63.7%Cu + 36.3%Zn)으로 도금하고, 제2층부 및 제3층부에는 각각 코발트와 구리의 도금 부착량이 아래의 표4와 같이 되도록 도금하였다.For wires with a diameter of 1.40 mm, the amount of brass deposited on the first layer was 3.7g / Kg (63.7% Cu + 36.3% Zn), and the amount of cobalt and copper was deposited on the second and third layers, respectively. Plating was performed as shown in Table 4.

이같이 도금된 도금선을 연속된 다이에 의해 직경이 0.25mm인 와이어로 연신하여 얻어진 신선 와이어 4가닥을 서로 꼬아 2+2x0.25 구조의 스틸코드로 제작하여 고무와의 접착력을 시험하였다. 고무 접착력 시험은 상기 표2의 고무 조성비를 갖는 고무를 사용하여 ASTM D-2229에 따라 실시하였으며, 이때 가류조건은 60기압으로 170℃에서 12분간 가열하여 타이어코드와 고무와의 접착복합체를 얻었다.Four plated wires obtained by stretching the plated plated wires in such a manner as to be 0.25 mm in diameter by successive dies were twisted together to form a steel cord having a 2 + 2 × 0.25 structure to test adhesion to rubber. The rubber adhesion test was carried out according to ASTM D-2229 using a rubber having a rubber composition ratio of Table 2, wherein the vulcanization conditions were heated at 170 ° C. for 12 minutes at 60 atm to obtain an adhesive composite between the tire cord and the rubber.

이렇게 얻어진 고무 접착복합체를 70℃에서 상대습도 96% 분위기에서 4일, 8일, 12일 동안 보관 후 접착력(내수접착력)을 평가하였으며, 또 다른 접착복합체는 20% NaCl 수용액에 4일, 8일, 12일 동안 보관 후 접착력(내염수접착력)을 평가하였다. 또 다른 접착복합체는 100℃ 건조로에서 4일, 8일, 12일 동안 보관 후 접착력(내열접착성)을 평가하였다.The rubber adhesive composite thus obtained was stored for 4 days, 8 days, and 12 days in a relative humidity 96% atmosphere at 70 ° C., and then the adhesive strength (water resistance) was evaluated. Another adhesive composite was 4 days and 8 days in a 20% NaCl aqueous solution. After storage for 12 days, the adhesive force (saline adhesion) was evaluated. Another adhesive composite was stored for 4 days, 8 days, and 12 days in a 100 ℃ drying furnace to evaluate the adhesion (heat resistance).

상기 세가지 형태의 고무접착력에 대한 평가결과는 표4에 나타나 있다.The evaluation results for the three types of rubber adhesive force are shown in Table 4.

시편번호Psalm Number 도금부착량(g/Kg)Coating Weight (g / Kg) 고무접착력(Kg)Rubber Adhesion (Kg) 황동Brass 코발트cobalt 구리Copper 초기접착력Initial Adhesion 내수접착력Water resistance 내염수접착력Salt Water Adhesion 내열접착력Heat adhesion 4일4 days 8일8th 12일12 days 4일4 days 8일8th 12일12 days 4일4 days 8일8th 12일12 days 비교예1Comparative Example 1 3.7(Cu:63.7%)(Zn:36.3%)3.7 (Cu: 63.7%) (Zn: 36.3%) 0.050.05 0.350.35 48.148.1 35.435.4 30.230.2 22.522.5 33.033.0 28.528.5 20.420.4 25.425.4 22.122.1 18.218.2 실시예1Example 1 0.120.12 0.380.38 44.544.5 39.539.5 38.538.5 33.233.2 36.736.7 35.235.2 33.733.7 38.038.0 35.235.2 31.031.0 실시예2Example 2 0.220.22 0.330.33 48.548.5 42.142.1 40.240.2 38.538.5 42.542.5 38.538.5 35.835.8 40.540.5 36.836.8 35.735.7 실시예3Example 3 0.350.35 0.350.35 48.248.2 44.244.2 41.541.5 41.141.1 42.542.5 36.536.5 36.236.2 42.842.8 40.240.2 36.836.8 실시예4Example 4 0.470.47 0.350.35 46.646.6 45.545.5 44.744.7 42.342.3 46.546.5 45.845.8 44.144.1 41.341.3 38.538.5 38.238.2 실시예5Example 5 0.660.66 0.360.36 44.244.2 42.542.5 41.241.2 38.538.5 45.045.0 43.543.5 42.142.1 42.542.5 41.741.7 38.538.5 실시예6Example 6 0.820.82 0.410.41 46.146.1 44.244.2 41.541.5 40.240.2 44.244.2 44.244.2 40.340.3 43.143.1 41.841.8 40.240.2 비교예2Comparative Example 2 1.121.12 0.350.35 44.844.8 45.145.1 42.342.3 40.240.2 42.842.8 41.141.1 38.738.7 40.240.2 38.838.8 36.536.5 비교예3Comparative Example 3 0.450.45 0.080.08 15.215.2 12.012.0 12.512.5 10.410.4 16.216.2 14.214.2 11.511.5 13.213.2 10.210.2 11.511.5 실시예7Example 7 0.470.47 0.150.15 30.130.1 30.730.7 29.129.1 27.327.3 27.227.2 25.125.1 21.721.7 27.127.1 25.725.7 20.520.5 실시예8Example 8 0.470.47 0.280.28 42.142.1 41.741.7 40.340.3 39.239.2 40.140.1 37.237.2 35.735.7 41.141.1 36.336.3 35.535.5 실시예9Example 9 0.390.39 0.360.36 46.246.2 45.145.1 43.943.9 41.741.7 45.745.7 44.244.2 43.743.7 42.142.1 39.539.5 38.638.6 실시예10Example 10 0.440.44 0.440.44 45.945.9 46.146.1 44.244.2 40.140.1 44.144.1 41.741.7 40.640.6 41.741.7 39.639.6 37.437.4 실시예11Example 11 0.470.47 0.610.61 44.844.8 42.142.1 39.639.6 36.136.1 38.938.9 38.138.1 36.836.8 40.140.1 38.238.2 37.037.0 실시예12Example 12 0.510.51 0.750.75 47.147.1 45.145.1 38.238.2 36.136.1 42.542.5 40.140.1 39.239.2 41.841.8 39.139.1 35.735.7 실시예13Example 13 0.480.48 0.950.95 45.945.9 32.532.5 15.815.8 10.510.5 25.825.8 22.422.4 12.812.8 29.629.6 22.522.5 17.117.1 비교예4Comparative Example 4 0.470.47 1.231.23 40.140.1 20.520.5 15.415.4 11.011.0 18.918.9 10.510.5 10.410.4 20.520.5 14.214.2 10.810.8

상기 표1에서와 같이 본 발명의 도금 부착량 범위를 벗어나는 비교예1,3,4 의 경우 내수, 내염수 및 내열 접착성에 있어서 본 발명의 실시예1 내지 13에 비해서 뒤떨어진 특성을 보이고 있음을 알 수 있다. 다만, 비교예2의 경우 초기 접착력을 비롯한 내수, 내염수 및 내열접착성의 모든 면에서 우수한 특성을 보이고 있긴 하나 이는 코발트 도금 부착량이 상대적으로 많음에 기인하는 것으로 이같이 코발트 부착량이 많은 경우에는 연속된 다이를 거쳐 와이어의 연신을 하는 과정에서 와이어의 절단이 초래될 가능성이 높고 또한 코발트가 고가임에 따라 제조원가가 상승되기 때문에 현실적으로 이같이 적용하기에는 문제점이 있다.As shown in Table 1, Comparative Examples 1, 3, and 4, which deviate from the coating adhesion range of the present invention, show characteristics inferior to those of Examples 1 to 13 of the present invention in water, saline, and heat resistance. Can be. However, in the case of Comparative Example 2, it shows excellent characteristics in all aspects such as initial adhesion, water resistance, saline and heat resistance, but this is due to the relatively high amount of cobalt plating. In the process of extending the wire through the wire is likely to cause cutting and also because the cobalt is expensive, there is a problem to apply in this way because the manufacturing cost is increased.

이상에서 살펴본 바와같이, 본 발명은 스틸 타이어 코드를 구성하는 스틸 와이어의 표면에 황동도금층과 코발트도금층 및 구리도금층이 순차 피복되어 구성됨으로써 종래의 스틸 타이어 코드에 비해 초기 접착성의 저하됨이 없이 향상된 경시접착력 특성을 나타냄을 알 수 있다.As described above, the present invention is a brass plated layer, cobalt plated layer and a copper plated layer is sequentially coated on the surface of the steel wire constituting the steel tire cord, improved initial adhesion without compromising the initial adhesiveness compared to the conventional steel tire cord It can be seen that the characteristics.

따라서, 본 발명의 스틸 타이어 코드는 종래의 황동도금 또는 3원합금 도금 스틸코드에 비해 우수한 초기접착력 및 시효접착력을 나타냄에 따라 타이어의 보강용으로 사용시 타이어의 수명을 연장시키는 효과가 기대되고 있다.Therefore, the steel tire cord of the present invention exhibits excellent initial adhesive strength and aging adhesive strength compared to conventional brass plated or ternary alloy plated steel cords, and is expected to have an effect of extending the life of the tire when used for reinforcing tires.

Claims (4)

표면 도금층이 형성된 여러 가닥의 스틸 와이어가 꼬여져 구성된 스틸 타이어코드에 있어서, 상기 스틸 와이어는 그 표면에 황동도금층이 와이어 1Kg당 1 ∼8g 의 범위로 부착되고, 황동도금층 위에 코발트도금층이 와이어 1Kg당 0.1 ∼ 1.0g의 범위로 부착되며, 다시 코발트도금층 위로 구리도금층이 와이어 1Kg당 0.1 ∼ 1.0g의 범위로 부착됨을 특징으로 하는 스틸 타이어코드.In a steel tire cord composed of multiple strands of steel wire having a surface plating layer formed thereon, the steel wire has a brass plating layer attached to the surface thereof in a range of 1 to 8 g per 1 kg of wire, and a cobalt plating layer per 1 kg of wire on the brass plating layer. The steel tire cord is attached in the range of 0.1 to 1.0g, and the copper plated layer is attached to the cobalt plated layer in the range of 0.1 to 1.0g per kilogram of wire. 제1항에 있어서, 상기 코발트도금층의 코발트 도금 부착량은 와이어 1Kg당 0.3 ∼ 0.6g인 것을 특징으로 하는 스틸 타이어코드.The steel tire cord according to claim 1, wherein the cobalt plating amount of the cobalt plating layer is 0.3 to 0.6 g per 1 kg of wire. 제1항에 있어서, 상기 구리도금층의 구리 도금 부착량은 와이어 1Kg당 0.3 ∼ 0.6g인 것을 특징으로 하는 스틸 타이어코드.The steel tire cord according to claim 1, wherein the copper plating amount of the copper plating layer is 0.3 to 0.6 g per 1 kg of wire. 제1항에 있어서, 상기 스틸 와이어상에 피복되는 도금층중에서 가장 안쪽의 황동도금층은 황동 이외의 구리나 아연의 어느 한가지 금속으로 도금된 구리 또는 아연 도금층으로 이루어짐을 특징으로 하는 스틸 타이어코드.The steel tire cord according to claim 1, wherein the innermost brass plating layer of the plating layer coated on the steel wire is made of a copper or zinc plating layer plated with one metal of copper or zinc other than brass.
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