KR100567812B1 - Single wire steel cord - Google Patents
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Abstract
본 발명은 단선 스틸코드의 구조를 권취 비틀림 응력을 부여하여 나선 형상의 오픈된 구조로 개선시킨 것으로, 그 구조는 탄소함량이 0.80~1.0중량%이며 인장강도가 300~400㎏/㎣인 한가닥의 필라멘트가 상,하 한조로 된 압착롤러를 통과하게 되면서 단경/장경의 편평비가 0.50~0.95가 되도록 편평화되고, 권취 비틀림기를 통과하면서 권취 비틀림 응력에 의해 오픈 구조의 나선형으로 형성되며, 그 나선형으로 형성된 부위에 오픈 구조의 꼬임부가 복수개 형성된 스틸코드의 구조를 갖는다.The present invention is to improve the structure of the single-wire steel cord to the spiral open structure by applying a twisting torsional stress, the structure is a carbon strand of 0.80 ~ 1.0% by weight and tensile strength of 300 ~ 400㎏ / 의 As the filament passes through the up and down pair of compression rollers, the flattening ratio of the short diameter / long diameter is flattened to be 0.50 to 0.95, and is formed in a spiral of open structure by the winding torsion stress while passing through the winding torsion machine. The formed portion has a structure of a steel cord in which a plurality of twisted portions of an open structure are formed.
이에 따르면 본 발명은 편평비와 권취 비틀림 응력에 의한 내피로성과 회전성 및 직선성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 오픈된 나선형상으로 인하여 고무부재와의 결합시 침투성 및 밀착성이 향상되는 유용한 효과를 갖는다.Accordingly, the present invention not only improves fatigue resistance and rotationality and linearity due to flatness ratio and winding torsional stress, but also has a useful effect of improving permeability and adhesion when bonding with a rubber member due to the open spiral shape. .
Description
도 1은 종래 단선 스틸코드의 제조방법을 나타낸 예시도.1 is an exemplary view showing a method for manufacturing a conventional single-wire steel cord.
도 2는 본 발명에 따른 단선 스틸코드의 제조과정을 개략적으로 나타낸 예시도.Figure 2 is an exemplary view schematically showing a manufacturing process of a single wire steel cord according to the present invention.
도 3은 본 발명 단선 스틸코드를 나타낸 사시도도.Figure 3 is a perspective view showing a disconnected steel cord of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
7 : 압착롤러 10 : 스틸코드7: press roller 10: steel cord
12 : 꼬임부 P : 피치12: twist P: pitch
본 발명은 단선 스틸코드에 관한 것으로, 특히 타이어의 고무 보강용으로 사용되는 스틸코드를 단선의 비틀림 꼬임 구조로 채택하여 고무와의 침투성 및 밀착성을 향상시킬 수 있도록 그 구조가 개량된 단선 스틸코드에 관한 것이다.The present invention relates to a single-wire steel cord, and in particular, adopts a steel cord used for rubber reinforcement of a tire as a torsional twist structure of a single wire to improve the permeability and adhesion of the rubber to a single-wire steel cord. It is about.
일반적으로, 승용차용 레이디얼 타이어 벨트층은 트레드와 카커스 사이에 설치되고, 원주방향으로 형성된 벨트로서 카커스를 고리처럼 강하게 조여서 트레드 강성을 높이는 기능을 갖는다.In general, a radial tire belt layer for a passenger car is provided between the tread and the carcass, and has a function of increasing the tread rigidity by tightening the carcass like a ring in a circumferential direction.
그 벨트층의 기능은 타이어가 차량의 하중을 지지하기 위함과 동시에 코너링에서의 파워를 발휘하는 역할을 수행하게 된다.The function of the belt layer is to allow the tire to support the load of the vehicle and at the same time to exert power in cornering.
기존 타이어 벨트층은 복수개의 가닥으로 된 와이어를 꼬아서 합친 구조의 스틸코드를 사용하는 것이 통상적이며, 이러한 연선(撚線) 구조의 스틸코드는 높은 강성을 갖는 반면에, 노면이 불량한 비포장 도로에서는 타이어의 반발력이 지나치게 강하여 승차감이 좋지 않은 단점이 있었다.Conventionally, the tire belt layer uses a steel cord of a plurality of strands twisted together, and the stranded steel cord has a high stiffness, whereas on an unpaved road with poor road surface There was a disadvantage that the ride resistance is not good because the repulsive force of the tire is too strong.
또한, 트레드 표면에 크랙이 발생하기 쉽고, 그 크랙 발생된 부위로부터 타이어 내부로 빗물 등이 유입되어 부식이 조기 발생할 우려가 있었다.In addition, cracks are likely to occur on the surface of the tread, and rainwater or the like flows into the tire from the cracked portion, and there is a risk of corrosion occurring early.
그리고, 타이어가 변형되거나 진동할 경우, 꼬아서 합쳐진 와이어들끼리 서로 마찰되어 마모되는 소위 플래팅마모(fretting wear)를 발생시켜 코드 와이어가 피로 열화하는 문제점이 있었다.In addition, when the tire is deformed or vibrated, there is a problem in that the cord wire is fatigue-deteriorated by generating a so-called fretting wear in which the twisted wires are rubbed and worn together.
이에 따라 최근에는 필라멘트 한가닥을 가공하여 제조하는 단선형 스틸코드가 제안되고 있다.Accordingly, in recent years, a single wire steel cord manufactured by processing a single filament strand has been proposed.
한편, 단선의 단면이 원형일 경우에는 와이어의 재질요인이나 신선기(伸線機) 등의 기계적 요인에 의해 코드의 회전성이나 직선성이 크게 변동하게 되는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 고무부재와의 밀착성에도 복수개의 가닥을 꼬아 합쳐진 구조의 것보다 다소 저하되는 문제점이 있었다.On the other hand, if the cross section of a single wire is circular, there is a problem that the rotational and linearity of the cord are greatly changed due to mechanical factors such as wire material factor or drawing machine, as well as adhesion to the rubber member. There was also a problem that is somewhat lower than that of a structure in which a plurality of strands twisted together.
이러한 문제점을 극복하기 위한 종래 선행기술로는 대한민국 특허 등록번호 제 0415971호 "차량용 타이어의 단선 스틸코드"에 개시된 바와 같이, 대향하는 두 개의 편평면과 두 개의 환곡면을 갖는 한가닥의 와이어를 편평화한 환형 와이어의 횡단면의 단지름을 나타내는 D와 상기 편평화된 환형 와이어의 횡단면의 장지름을 나타내는 W에 있어 상기 와이어의 편평비 D/W는 0.5~0.95의 범위를 가지며, 적어도 단지름 방향으로 웨이브를 이루며, 한쪽의 편평면이 타이어 접지면측을 향하도록 타이어 벨트부에 매립되는 구조를 갖는다.Conventional prior art for overcoming this problem, as disclosed in the Republic of Korea Patent Registration No. 0415971, "Single-wire steel cord of a vehicle tire", flatten one strand of wire having two flat surfaces and two rounded surfaces facing each other. For D representing the diameter of the cross section of one annular wire and W representing the long diameter of the cross section of the flattened annular wire, the flat ratio D / W of the wire has a range from 0.5 to 0.95, and at least wave in the direction of And has a structure in which one flat surface is embedded in the tire belt portion so as to face the tire ground surface side.
그 일 실시예로는 도 1에 도시된 바와 같이, 신선기(5)를 통해 환봉 형태의 환선(2)이 압연장치인 편평 가공기(7)를 거쳐 편평 와이어(2a)를 형성하고, 이어서 편평 와이어(2a)를 원호 웨이브 넣음 가공기(8)에 넣어서 웨이브가 넣어진 코드(2A)를 얻게 되며, 이후에 권취기(9)의 릴에 감아서 재단라인측으로 공급하여 절단기(미도시)를 이용하여 절단하는 공정을 갖는다.In one embodiment, as shown in Figure 1, through the
이러한 구조를 갖는 기존의 스틸코드는 단선으로 이루어지며, 단면이 단경과 장경을 갖도록 편평화됨과 아울러, 웨이브 형상의 구조를 갖도록 함으로써, 원형 단면의 스틸코드보다는 고무부재와의 밀착성을 다소 향상시킬 수 있으나, 고무부재로의 침투성 및 밀착성이 만족스럽지 못할 뿐만 아니라, 편평화된 단경 부위에 장경 부위보다 상대적으로 큰 하중이 반복적으로 전달될 경우에는 피로 하중에 의한 크랙이 발생할 우려가 있었다.The existing steel cord having such a structure is made of a single line, and the cross section is flattened to have a short diameter and a long diameter, and has a wave-shaped structure, thereby improving adhesion to the rubber member rather than a steel cord having a circular cross section. However, not only the permeability and adhesion to the rubber member are satisfactory, but also a crack may be caused by the fatigue load when a relatively large load is repeatedly transmitted to the flattened short diameter portion.
본 발명은 상기한 제반문제점을 감안하여 이를 해결하고자 제안된 것으로, 그 목적은 하나의 단선이 비틀림 꼬임 구조로 변경되어 비틀림 응력에 의한 내피로성이 향상되고, 고무 부재와의 밀착성 및 침투성이 향상되도록 그 구조가 개선된 단선 스틸코드를 제공하는 데 있다.The present invention has been proposed to solve this problem in view of the above-mentioned problems, and its object is to change one twisted wire into a twisting twist structure to improve fatigue resistance by torsional stress, and improve adhesion and permeability with a rubber member. The structure is to provide an improved single wire steel cord.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 원형의 필라멘트 한 가닥이 한 쌍의 압연롤러에 의해 압착되어 적어도 한면이상의 편평한 면이 형성되고,The present invention for achieving the above object is a pair of circular filament is pressed by a pair of rolling roller to form a flat surface of at least one surface,
상기 편평한 부위의 적어도 일부가 권취 비틀림 응력에 의해 오픈된 나선형상으로 형성되고,At least a portion of the flat portion is formed into a spiral shape opened by a winding torsion stress,
상기 나선형으로 형성된 부위에 적어도 하나 이상의 꼬임부가 형성된 것을 특징으로 한다.At least one twisted portion is formed in the spirally formed portion.
본 발명의 다른 특징은 상기 편평한 면의 단경과 장경의 편평비가 0.50~0.95인 것이다.Another feature of the present invention is that the flat ratio between the short and long diameters of the flat surface is 0.50 to 0.95.
본 발명의 또 다른 특징은 상기 필라멘트의 탄소함량이 0.80~1.0중량%이며, 인장강도가 300~400㎏/㎣인 것이다.Another feature of the present invention is that the carbon content of the filament is 0.80 ~ 1.0% by weight, the tensile strength is 300 ~ 400kg / ㎣.
그외에도, 상기 꼬임부들간의 이격된 간격인 피치가 5~40㎜인 것이다.In addition, the pitch, which is a spaced interval between the twists, is 5 to 40 mm.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 하되, 앞서 설명한 종래 구성요소와 동일한 것에 대해서는 동일부호를 기재하며 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and the same reference numerals are used for the same elements as the above-described conventional components, and redundant descriptions will be omitted.
본 발명에 따른 단선 스틸 코드는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 그 구조는 탄소함량이 0.80~1.0중량%이며 인장강도가 300~400㎏/㎣인 한가닥의 필라멘트가 상,하 한조로 된 압착롤러(7)를 통과하게 되면서 단경/장경의 편평비가 0.50~0.95가 되도록 편평화되고, 권취 비틀림기(20)를 통과하면서 권취 비틀림 응력에 의해 오픈 구조의 나선형으로 형성되며, 그 나선형으로 형성된 부위에 오픈 구조의 꼬임부(12)가 복수개 형성된 스틸코드(10)의 구조를 갖는다.As shown in FIGS. 2 and 3, the single-wire steel cord according to the present invention has a carbon content of 0.80 to 1.0% by weight and a strand of one filament having a tensile strength of 300 to 400 kg / ㎣. As it passes through the pressing roller (7), the flattening ratio of the short diameter / long diameter is flattened to be 0.50 to 0.95, and is formed in the spiral of the open structure by the winding torsion stress while passing through the winding torsion machine 20, and the spiral It has a structure of a
더 상세히 설명하면, 그 꼬임부(12)들간의 중심부들간의 간격인 피치(P)가 5~40㎜가 되며, 여기서 5㎜이하일 경우에는 그 꼬임부(12)들간의 간격이 조밀하게 되어 오픈 구조를 갖지 못하게 되며, 40㎜이상일 경우에는 피치(P) 간격이 넓어지게 되어 너무 완만한 직선성을 갖게 되어 비틀림 권취의 효과를 얻을 수 없게 된다.In more detail, the pitch P, which is an interval between the center portions between the
또한, 편평비가 0.50~0.95인 이유는 0.5이하일 경우에는 강도가 상승하게 되어 필라멘트가 갈라질 수 있으며, 0.95이상일 경우에는 거의 원형에 가깝게 되어 편평도의 효과를 얻을 수 없게 되기 때문이다.In addition, the reason that the flatness ratio is 0.50 to 0.95 is because when the strength is 0.5 or less, the filament may be cracked, and when it is 0.95 or more, the flatness is almost close to the circular shape so that the effect of the flatness cannot be obtained.
이하에서는 본 발명에 해당되는 실시예들과 다른 비교예들을 서로 대비하여 상세히 설명하기로 하되, 그 구체적인 데이터는 아래에 기재된 표 1을 참조할 수 있으며, 이는 본 발명을 한정하고자 하는 것이 아니라 사용될 수 있는 예를 들어 쉽게 설명하기 위함이다.Hereinafter, embodiments corresponding to the present invention and other comparative examples will be described in detail with respect to each other, and the specific data may refer to Table 1 described below, which may be used instead of limiting the present invention. For example, this is for ease of explanation.
(실시예1)Example 1
탄소함량이 0.82중량%, 직경이 5.5㎜인 와이어 로드를 직경 1.75㎜가 되도록 신선기(5)를 통해 1차 신선한 후에 페이턴팅(patenting)열처리 및 황동도금을 시행하고 직경 0.35㎜까지 최종 신선하여 한 가닥의 필라멘트(2)로 구성하고, 이후 편평비를 주기 위해 압착롤러(7)를 사용하여 단경/장경의 편평비가 0.65가 되도록 압연한 후 권취 비틀림 응력을 가하여 피치(P)가 18㎜인 스틸코드(10)를 제조하였으 며, 그 물성은 아래 표 1의 샘플 1에 자세히 기재되어 있다.The wire rod having a carbon content of 0.82% by weight and a diameter of 5.5mm was first fresh through the
(실시예2)Example 2
탄소함량이 0.82중량%, 직경이 5.5㎜인 와이어 로드를 직경 1.75㎜가 되도록 신선기(5)를 통해 1차 신선한 후에 페이턴팅(patenting)열처리 및 황동도금을 시행하고 직경 0.35㎜까지 최종 신선하여 한 가닥의 필라멘트(2)로 구성하고, 이후 편평비를 주기 위해 압착롤러(7)를 사용하여 단경/장경의 편평비가 0.85가 되도록 압연한 후 권취 비틀림 응력을 가하여 피치(P)가 18㎜인 스틸코드(10)를 제조하였으며, 그 물성은 아래 표 1의 샘플 2에 자세히 기재되어 있다.The wire rod having a carbon content of 0.82% by weight and a diameter of 5.5mm was first fresh through the
(비교예1)(Comparative Example 1)
탄소함량이 0.82중량%, 직경이 5.5㎜인 와이어 로드를 직경 1.75㎜가 되도록 신선기(5)를 통해 1차 신선한 후에 그 와이어 로드(2)를 페이턴팅(patenting)열처리 및 황동도금을 시행하고 직경 0.35㎜까지 최종 신선하여 한 가닥의 필라멘트(2a)로 구성하고, 편평비를 부여하지 않았으며 그 물성은 아래 표1의 샘플 3에 기재되어 있다.The
(비교예2)(Comparative Example 2)
탄소함량이 0.82중량%, 직경이 5.5㎜인 와이어 로드를 직경 1.75㎜가 되도록 신선기(5)를 통해 1차 신선한 후에 페이턴팅(patenting)열처리 및 황동도금을 시행 하고 직경 0.35㎜까지 최종 신선하여 한 가닥의 필라멘트(2)로 구성하고, 이후 편평비를 부여하기 위해 압착롤러(7)를 사용하여 단경/장경의 편평비가 0.85가 되도록 필라멘트(2a)를 압연하였으며, 그 물성은 아래 표1의 샘플 4에 기재되어 있다.The wire rod having a carbon content of 0.82% by weight and a diameter of 5.5mm was first freshened through the
참고로, 표1에서 사용된 물성 측정법은 다음과 같다.For reference, the physical property measurement method used in Table 1 is as follows.
1)선경(단경과 장경) : 마이크로미터를 이용하여 측정1) Wire diameter (short diameter and long diameter): measured using micrometer
편평비 = 단경/장경 Flat ratio = short diameter / long diameter
2) 피치(P) : 스틸코드의 꼬임부가 10개 형성된 길이를 측정2) Pitch (P): Measure the length that 10 twisted parts of steel cord are formed.
피치(P) = 꼬임부가 10개 형성된 길이/10 Pitch (P) = length with 10 twisted parts / 10
(즉 피치(P)가 동일할 경우에는, 피치=꼬임부들간의 상호 간격)(I.e., if the pitch P is the same, pitch = mutual spacing between kinks)
3)자전(코드의 회전성) : 코드 단말부를 "ㄱ"자 형태로 꺽어서 고정한 상태로 6m 인출한 후 고정상태를 해제하여 코드가 회전하는 수를 측정3) Rotation (rotation of the cord): The number of cords is rotated by releasing the fixed state after pulling the cord terminal part 6m in a state where it is fixed by bending the code terminal part in a "-" shape
4)코드의 직선성(AH : Arc Height) : 코드를 40㎝ 길이로 절단하여 평판에 자유롭게 놓아 두었을 때 코드가 형성하는 원호의 높이를 측정4) Arc straightness (AH: Arc height): Measure the height of the arc formed by the cord when the cord is cut to 40cm and placed freely on the plate.
5)내피로성 : RBT(Rotating Beam Tester)시험기를 사용하여 150㎏/㎟의 피로응력 하에서 피로 파단이 발생할 때까지의 회전수를 측정5) Fatigue Resistance: Measure the number of revolutions until fatigue fracture occurs under the fatigue stress of 150㎏ / ㎠ using RBT (Rotating Beam Tester) tester.
이러한 물성 측정법을 사용할 결과는 아래와 같다.The result of using this property measurement method is as follows.
[표1]Table 1
위에서 본 바와 같이 필라멘트를 압연한 것(편평비가 있는 것)이 그렇지 않은 것보다 스틸코드(10)의 자전 및 코드의 직선성이 우수함을 알 수 있다.As seen above, it can be seen that rolling the filament (having a flat ratio) is superior to the rotation of the
또한, 편평비가 낮아지면 내피로성이 증가하게 되며, 이는 압연시 가공량이 많아져 표면 경도가 상승하기 때문이다. 그러나, 압연 가공량이 많아지면 가공시 에너지 소모가 클 뿐만 아니라, 압연롤러(7)등의 마모가 심해지므로 편평비를 0.70~0.90으로 제조하고 권취 비틀림응력으로 피치(P)가 발생하도록 하여 내피로성을 향상시키는 것이 바람직할 것이다.In addition, when the flat ratio is lowered, the fatigue resistance increases, because the amount of processing during rolling increases the surface hardness. However, if the amount of rolling is increased, not only energy consumption is increased during processing, but also wear of the rolling roller 7 is increased, so that the flatness ratio is produced at 0.70 to 0.90 and the pitch P is generated by the winding torsion stress. It would be desirable to improve.
이상과 같이 설명한 본 발명은 단선 스틸코드의 구조를 권취 비틀림 응력을 부여하여 나선 형상의 오픈된 구조로 개선시킨 것인 바, 이에 따르면 본 발명은 편평비와 권취 비틀림 응력에 의한 내피로성과 회전성 및 직선성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 오픈된 나선형상으로 인하여 고무부재와의 결합시 침투성 및 밀착성이 향상되는 유용한 효과를 갖는다.The present invention as described above is to improve the structure of the single-wire steel cord to the spiral open structure by giving a winding torsion stress, according to the present invention is fatigue and rotational resistance due to the flat ratio and winding torsion stress and Not only can the linearity be improved, but the open spiral shape has a useful effect of improving the permeability and adhesion when bonding with the rubber member.
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