KR100567811B1

KR100567811B1 - 고무제품 보강용 스틸코드 필라멘트의 형부 부여 장치 및형부 부여 방법

Info

Publication number: KR100567811B1
Application number: KR1020040116390A
Authority: KR
Inventors: 박병권; 김민안
Original assignee: 주식회사 효성
Priority date: 2004-12-30
Filing date: 2004-12-30
Publication date: 2006-04-05

Abstract

본 발명은, 고무제품 보강용 스틸코드 필라멘트의 형부 부여 장치 및 형부 부여 방법에 관한 것으로서, 다수의 필라멘트(F)가 통과하는 다수의 제1구멍(42a, 42b, 42c)이 형성된 제1원형판(42)과, 상기 제1구멍(42a, 42b, 42c)을 통과한 필라멘트가 통과하도록 다수의 제2구멍(44a, 44b, 44c)이 형성되고 상기 제1원형판(42)과 소정의 간격으로 두고 연속적으로 설치되는 한편 상기 제1원형판(42)에 대해 상대적으로 회전하는 제2원형판(44)을 구비하여, 각 필라멘트(F)를 상기 제1, 제2구멍을 순차적으로 통과시키면서 상기 2개의 원형판(42, 44)을 상대적으로 회전시켜 각 필라멘트(F)에 형부를 부여하므로, 최소한의 공간에서 원하는 필라멘트의 형부를 획득할 수 있고 장기간 사용하더라도 마모로 인한 파손 등을 방지할 수 있다.

Description

고무제품 보강용 스틸코드 필라멘트의 형부 부여 장치 및 형부 부여 방법{apparatus performing filament of steel cord for reinforcing rubber product and a preforming method thereby}

도1은 종래 핀(Pin)을 구비한 형부 부여 장치를 나타내는 입면도 및 측면도,

도2는 도1에서 필라멘트가 핀 사이로 통과하는 상태도,

도3는 종래 롤러(Roller)를 구비한 형부 부여 장치를 나타내는 입면도,

도4은 종래 판(Plate) 형태의 형부 부여 장치를 나타내는 개략 구성도,

도5는 본 발명에 의한 원형판 형태의 형부 부여 장치를 나타내는 입면도 및 개략 사시도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

42 : 제1원형판 42a, 42b, 42c : 제1구멍

44 : 제2원형판 44a, 44b, 44c : 제2구멍

F : 필라멘트

본 발명은 고무제품 보강용 스틸코드 필라멘트의 형부 부여 장치 및 형부 부 여 방법에 관한 것이다

스틸코드는 탄소함량이 0.6 내지 0.95 중량%인 탄소강을 재질로 하는 직경 1.0 내지 2.0 mm 인 선재에 0.1 내지 0.4 ㎛ 두께의 황동도금을 실시한 후, 신선가공을 행하여 수득된 0.1 내지 0.4 mm 인 금속 필라멘트를 용도에 따라, 다양한 구조( 1x3, 1x4, 2+2, 2+7, 3+6, 3+9+15 등 )로 꼬아 만든 것으로, 강도, 모듈라스, 내열성, 내피로성이 다른 종류의 무기섬유 및 유기섬유에 비하여 우수하여 타이어, 컨베이어 벨트 등의 고무제품 보강용으로 사용되고 있다.

일반적으로 타이어에 사용되는 스틸벨트는, 여러 가닥의 금속 필라멘트를 꼬아 만든 스틸코드 약 300 내지 600가닥을 일렬로 배열한 위, 아래에 고무층을 압착 피복하여 제조되므로, 이종물질인 고무와의 접착이 우수하여야 하며 자동차가 주행중 형성하는 가혹한 환경에 대하여는 우수한 내구성이 요구된다. 이러한 특성을 향상시키기 위하여 스틸코드 업계 및 타이어 업계에서 많은 연구를 진행시켜 왔다. 특히 스틸코드 측면에서는 스틸코드 각 필라멘트에 형부를 높게 부여하여 꼬임 형성시 각 필라멘트 간격을 벌어지게 함으로서 오픈 코드(Open Cord) 구조를 실현하여 스틸코드 내부로 고무침투를 높여 고무접착력을 향상시키고 스틸코드 필라멘트간 접촉에 의한 마찰을 감소시켜 타이어 주행시의 내피로성을 향상시킴으로서 타이어 내구성을 높일 수 있는 스틸코드 구조를 개발하였다.

이러한 오픈 코드 구조의 스틸코드를 제조하기 위해서는 스틸코드 꼬임시 별도의 형부기를 사용하여 각 필라멘트의 꼬임 형부를 높여 주어야 하는데 이러한 형부기로서 핀(Pin)을 구비한 형부기나 롤러(Roller)를 구비한 형부기 등 여러 형 태의 형부기를 연꼬임 기계에 맞도록 설치 사용하고 있다.

상기 핀을 구비한 형부기(10)는 도1에 도시한 바와 같이 필라멘트(F)가 통과하는 구멍(12a)이 형성된 원판부(12)와, 상기 원판부(12)의 일측평면에 돌출형성된 원추부(14)와, 상기 원추부(14)의 외주면에 길이방향으로 지그재그를 이루면서 돌출형성된 다수의 원형핀(16, 16')을 구비한 형태로서, 도1 및 도2에 도시한 바와 같이 상기 필라멘트(F)는 상기 원판부(12)의 구멍(12a)을 통과한 후 상기 핀(16, 16')에 의해 지그재그로 안내된다.

롤러(Roller)를 구비한 형부기(20)는 도3에 도시한 바와 같이, 필라멘트(F)가 통과하는 구멍(도시안됨)이 형성된 원판부(22)의 일측평면에 골이 파인 다수의 롤러(26)가 결합된 형태로서, 필라멘트(F)는 상기 롤러(26)의 골에 안내되어 상기원판부(22)를 통과하게 된다.

한편, 일본특허 평8-74187호에 개시된 종래 형부기(30)는 도4에 도시한 바와 같이 구멍(32a, 34a, 36a)이 형성된 3개의 판(32, 34, 36)을 필라멘트(F)가 순차적으로 구멍의 위치에 따라 소정의 각도로 기울어지면서 통과하게 된다.

그런데, 상기한 바와 같이 구성된 종래 핀을 구비한 형부기(10)는 장기간 사용시 마모에 의해 핀이 부러질 확률이 높고, 롤러를 구비한 형부기(20)는 설치공간상의 문제로 여러 가닥의 형부 부여시에는 사용상의 한계가 있다는 문제점이 있었다. 또한 일본특허 평8-74187호의 형부기(30)는 설치공간 등의 문제로 인해 필라멘트의 가닥수가 많은 경우 등 광범위하게 사용될 수 없다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해소하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 최소한의 공간에서 원하는 필라멘트의 형부를 획득할 수 있고 장기간 사용하더라도 마모로 인한 파손 등을 방지할 수 있는 고무제품 보강용 스틸코드 필라멘트의 형부 부여 장치 및 형부 부여 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명에 의한 고무제품 보강용 스틸코드 필라멘트의 형부 부여 장치는, 꼬임 형성시 각 필라멘트의 간격을 벌어지게 하여 오픈 코드(open cord)구조를 실현하도록 스틸코드 필라멘트에 형부를 부여하는 장치에 있어서, 다수의 필라멘트가 통과하는 다수의 제1구멍이 형성된 제1원형판과, 상기 제1구멍을 통과한 필라멘트가 통과하도록 다수의 제2구멍이 형성되고 상기 제1원형판과 소정의 간격으로 두고 연속적으로 설치되는 한편 상기 제1원형판에 대해 상대적으로 회전하는 제2원형판을 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1원형판과 제2원형판에 형성된 각 구멍의 수는 2~15 개인 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 고무제품 보강용 스틸코드 필라멘트의 형부 부여 방법은, 꼬임 형성시 각 필라멘트의 간격을 벌어지게 하여 오픈 코드(open cord)구조를 실현하도록 스틸코드 필라멘트에 형부를 부여하는 방법에 있어서, 필라멘트 가닥수 만큼의 구멍을 가진 2개의 원형판을 연속하여 배열하고, 상기 각 가닥의 필라멘트를 상기 구멍에 순차적으로 통과시키면서 상기 2개의 원형판을 상대적으로 회전시켜 각 필라멘트에 형부를 부여하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명은 꼬임 형성시 각 필라멘트의 간격을 벌어지게 하여 오픈 코드(open cord)구조를 실현하도록 스틸코드 필라멘트에 형부를 부여하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 도5에 도시한 바와 같이, 다수의 필라멘트(F)가 통과하는 다수의 제1구멍(42a, 42b, 42c))이 형성된 제1원형판(42)과, 상기 제1구멍(42a, 42b, 42c)을 통과한 필라멘트가 통과하도록 다수의 제2구멍(44a, 44b, 44c)이 형성되고 상기 제1원형판(42)과 소정의 간격으로 두고 연속적으로 설치되는 한편 상기 제1원형판(42)에 대해 상대적으로 회전하는 제2원형판(44)을 구비하여, 각 필라멘트(F)를 상기 제1, 제2구멍을 순차적으로 통과시키면서 상기 2개의 원형판(42, 44)을 상대적으로 회전시켜 각 필라멘트(F)에 형부를 부여하는 것이다.

상기 원형판(42, 44)는 직경 50 ~ 70 mm, 두께 5 ~ 10 mm 의 원형 금속판이 사용되는데, 필라멘트의 가닥수만큼의 직경 2~3mm의 구멍(각 3개)을 원형판(42, 44) 외곽 내부에 동일간격으로 뚫고 이러한 원형판(42, 44) 2개를 연속적으로 배열하여 2개의 원형판을 연꼬임 방향으로 서로 회전시켜 필라멘트(F)에 형부를 부여하게 된다. 따라서, 각 스틸코드 구조에 맞는 형부를 부여할 수 있고, 특히 개구조(Open Cord)의 스틸코드 제조에 적합하게 사용될 수 있다. 이러한 회전 원형판을 사용함으로써 최소한의 공간에서 원하는 필라멘트의 형부를 획득할 수 있고 또한 Pin 형태의 형부기에서와 같은 장기 사용시 마모에 의한 Pin 부러짐 등의 문제를 극복할 수 있다. 상기 제1원형판(42)과 제2원형판(44)에 형성된 각 구멍의 수는 2~15 개인 것이 바람직하다.

도5에 도시한 바와 같이, 세 가닥의 필라멘트로 이루어진 개구조의 스틸코드를 제조함에 있어서, 두 개의 원형판(42, 44) 중 나중에 배치된 원형판(44)을 서로 회전시킴으로서 첫 번째 원형판(42)에서 시계방향으로 42a - 42b - 42c의 필라멘트 위치가 두번째 원형판(44)에서는 동일한 회전 방향으로 44b - 44c - 44a의 순서로 배열됨으로서 두 개의 원형판(42, 44) 사이에서 필라멘트에 형부가 부여되는 효과를 볼 수 있으며 형부부여 정도는 두 번째 원형판(44)의 회전정도에 따라 결정된다.

<실시예 1>

본 발명의 형부 부여장치 및 형부 부여 방법을 사용하여 1 ×3 ×0.30 HT Open Cord를 제조함에 있어서, 직경 60mm의 3개의 구멍을 뚫은 직경 60mm의 금속 원형판 2개를 사용하고 금속 원형판을 90도로 회전시켜 형부를 부여한 후 스틸코드를 제조한 다음, 물성을 평가하여 그 결과를 하기 표1에 함께 나타내었다.

<실시예 2>

본 발명의 형부 부여장치 및 형부 부여 방법을 사용하여 1 ×3×0.30 HT Open Cord를 제조함에 있어서, 직경 60mm의 3개의 구멍을 뚫은 직경 60mm의 금속 원형판 2개를 사용하고 금속 원형판을 180도로 회전시켜 형부를 부여한 후 스틸코드를 제조한 다음, 물성을 평가하여 그 결과를 하기 표1에 함께 나타내었다.

<실시예 3>

본 발명의 형부 부여장치 및 형부 부여 방법을 사용하여 1 ×3 ×0.30 HT Open Cord를 제조함에 있어서, 직경 60mm의 3개의 구멍을 뚫은 직경 60mm의 금속 원형판 2개를 사용하고 금속 원형판을 270도로 회전시켜 형부를 부여한 후 스틸코드를 제조한 다음, 물성을 평가하여 그 결과를 하기 표1에 함께 나타내었다.

< 비교 실시예 >

종래의 Pin 형태의 형부기를 사용하여 1 ×3 ×0.30 HT Open Cord를 제조함에 있어서, 지름 2mm의 Pin을 사용하고 중간 Pin(도2의 16') 간격(도2의 H)을 2mm로 사용하여 스틸코드를 제조한 다음, 물성을 평가하여 그 결과를 하기 표1에 함께 나타내었다.

상기 실시예 및 비교 실시예에서 사용한 물성 측정방법은 다음과 같다.

1) 저하중 신율 (%)

일반적인 인장시험기를 사용하였으며, 0.2～1.6Kg 까지의 인장하중 범위에서 스틸코드가 늘어난 길이를 백분율로 평가하였다.

2) 형부율 (%)

일반적인 투영기를 사용하였으며, 스틸코드 연꼬임 상태에서의 코드경 D(mm)를 측정하고 연꼬임을 해체한 후 각 필라멘트의 형부높이(d)를 측정하여 그 비율(d/D)을 백분율로 평가하였다.

3) 형부기 교체주기

Pin 형태의 형부기, 및 본 발명의 회전 금속원형판을 사용하여 1 ×3 × 0.30 HT Open Cord를 6개월간 지속적으로 제조중 형부기 파손에 의해 교체되는 주기를 측정하여 평가하였다.

[표 1]

구 분	스틸코드 구조	저하중 신율(%)	형부율(%)	형부기 교체주기	비고
실시예 1	1×3×0.30HT Open Cord	0.16	95	반 영구적
실시예 2	1×3×0.30HT Open Cord	0.20	97	반 영구적
실시예 3	1×3×0.30HT Open Cord	0.30	104	반 영구적
비교 실시예	1×3×0.30HT Open Cord	0.27	99	35일

상기한 바와 같이 본 발명의 실시예를 들어 상세히 설명하나, 상기 실시예들은 단지 설명의 목적만을 위한 것으로, 상기 실시예에 의하여 본 발명이 제한되는 것은 아니다.

본 발명에 의한 고무제품 보강용 스틸코드 필라멘트의 형부 부여 장치 및 형부 부여 방법에 의하면, 스틸코드를 구성하고 있는 각 필라멘트의 형부가 높은 개구조의 스틸코드를 제조하는 방법에 있어서 원형판의 회전각도에 따라 원하는 정도의 필라멘트 형부를 충분히 획득할 수 있고 또 파손없이 영구적으로 사용할 수 있는 효과를 갖는다. 또한 스틸코드의 필라멘트 가닥수를 증가할 필요가 있을 때 원형판에 필라멘트 가닥수 만큼의 구멍을 구성하여 사용할 수 있으므로 공간상의 제약을 극복할 수 있어 고형부율의 스틸코드 구조 제조시 광범위하게 사용할 수 있는 잇점이 있다.

Claims

꼬임 형성시 각 필라멘트의 간격을 벌어지게 하여 오픈 코드(open cord)구조를 실현하도록 스틸코드 필라멘트에 형부를 부여하는 장치에 있어서,

다수의 필라멘트가 통과하는 다수의 제1구멍이 형성된 제1원형판과, 상기 제1구멍을 통과한 필라멘트가 통과하도록 다수의 제2구멍이 형성되고 상기 제1원형판과 소정의 간격으로 두고 연속적으로 설치되는 한편 상기 제1원형판에 대해 상대적으로 회전하는 제2원형판을 구비하는 것을 특징으로 하는 고무제품 보강용 스틸코드 필라멘트의 형부 부여 장치.
제 1항에 있어서

상기 제1원형판과 제2원형판에 형성된 각 구멍의 수는 2~15 개인 것을 특징으로 하는 고무제품 보강용 스틸코드 필라멘트의 형부 부여 장치.
꼬임 형성시 각 필라멘트의 간격을 벌어지게 하여 오픈 코드(open cord)구조를 실현하도록 스틸코드 필라멘트에 형부를 부여하는 방법에 있어서,

필라멘트 가닥수 만큼의 구멍을 가진 2개의 원형판을 연속하여 배열하고, 상기 각 가닥의 필라멘트를 상기 구멍에 순차적으로 통과시키면서 상기 2개의 원형판을 상대적으로 회전시켜 각 필라멘트에 형부를 부여하는 것을 특징으로 하는 고무제품 보강용 스틸코드 필라멘트의 형부 부여 방법.