KR100705778B1 - Hybrid Steel Cord For Reinforcing Carcass of Tire Inside Using Nylon-6 and Carbon Steel - Google Patents
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Abstract
본 발명은 타이어 내부의 카카스 부위의 보강용 복합 스틸코드에 있어서, 상기 스틸코드는 1*a + 6*b(a : 심통부 필라멘트의 직경, b : 외부 필라멘트의 직경) 구조를 가지고, 심통부 필라멘트는 원형인 나일론-6 파이버이며, 외부 필라멘트는 탄소함량 0.7 내지 0.9중량부인 탄소강을 재질로 하고, 외부 필라멘트의 꼬임피치가 10 ~ 12mm인 나선형 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.The present invention is a composite steel cord for reinforcement of the carcass portion inside the tire, the steel cord has a structure of 1 * a + 6 * b (a: diameter of the core filament, b: diameter of the outer filament), The secondary filament is a circular nylon-6 fiber, the outer filament is made of carbon steel with a carbon content of 0.7 to 0.9 parts by weight, characterized in that the outer filament has a spiral structure having a twist pitch of 10 to 12mm.
상기 심통부 필라멘트의 직경(a)은 외부 필라멘트의 직경(b)보다 130 ~ 170%인 것을 바람직하다.The diameter (a) of the core filament is preferably 130 to 170% of the diameter (b) of the outer filament.
본 발명은 상기와 같이 이루어진 복합 스틸코드를 타이어 내부의 카카스 부위의 보강제로 사용하면 장시간 사용이 되어도 코드내의 필라멘트간의 프렛팅 현상이 최소화되어 부식을 방지할 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 타이어의 내구성을 향상시킬 수 있다. According to the present invention, when the composite steel cord made as described above is used as a reinforcing agent of the carcass portion inside the tire, the frit between the filaments in the cord can be minimized even if used for a long time to prevent corrosion. Accordingly, the present invention can improve the durability of the tire.
스틸코드, 심통부, 필라멘트Steel cord, core tube, filament
Description
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 복합 스틸코드의 필라멘트를 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a filament of a composite steel cord according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10 : 심통부 필라멘트 20 : 외부 필라멘트10: core filament 20: outer filament
a : 심통부 필라멘트의 직경 b : 외부 필라멘트의 직경a: diameter of core barrel filament b: diameter of outer filament
본 발명은 타이어 내부의 카카스 부위의 보강용 복합 스틸코드에 관한 것으로, 특히, 장시간 사용 시 스틸코드내의 필라멘트간의 프렛팅(Fretting)현상에 의한 부식을 방지할 수 있는 타이어 내부의 카카스 부위의 보강용 복합 스틸코드에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a composite steel cord for reinforcing a carcass portion inside a tire, and more particularly, to a carcass portion inside a tire that can prevent corrosion due to fritting between the filaments in the steel cord when used for a long time. It relates to a composite steel cord for reinforcement.
상기 스틸코드는 강도, 모듈러스, 내열성, 내피로성이 다른 무기섬유 및 유기섬유에 비해 우수하여, 타이어, 고압용 호스, 콘베이어 벨트 등의 고무제품 보강용으로 사용되고 있다.The steel cord is superior in strength, modulus, heat resistance, and fatigue resistance to other inorganic and organic fibers, and is used for reinforcing rubber products such as tires, high pressure hoses, conveyor belts, and the like.
통상적으로, 타이어에 사용되는 스틸코드는 여러 가닥의 금속필라멘트를 꼬아서 만든 스틸코드에 고무층을 피복하여 제조되며, 스틸코드는 탄소함량이 0.6 내지 0.95중량부인 탄소강으로 된 선재 표면 위에 0.1 내지 0.4㎛ 두께의 황동 도금을 실시한 후 신선가공을 수행하고 수득된 선재를 용도에 따라 다양한 구조(1×3, 1×4, 1+6, 2+2, 2+7, 3+6, 3+9, 3+9+15)로 꼬아서 제조된다.Typically, steel cords used in tires are made by coating a rubber layer on a steel cord made by twisting a plurality of strands of metal filament, and the steel cord is 0.1 to 0.4 탆 on a surface of a carbon steel wire having a carbon content of 0.6 to 0.95 parts by weight. After brass plating of thickness, the wire is processed and the obtained wire rod may have various structures (1 × 3, 1 × 4, 1 + 6, 2 + 2, 2 + 7, 3 + 6, 3 + 9, 3 + 9 + 15).
미국특허 제 3,032,963호에는 일반적으로 사용되는 스틸코드 2층연 3+6 구조가 게시되어 있고, 미국특허 제 3,336,774호에는 스틸코드 2층연 2+6구조가 게시되어 있으나, 상기와 같은 2층연 구조를 가지는 스틸코드는 이를 구성하는 각 측선 필라멘트간 간격이 거의 없는 구조이기 때문에 고무가 스틸코드의 내부로 침투하지 못하여 타이어 내부에 침투된 수분, 염분 등에 의하여 스틸코드가 부식되어 타이어의 내구성이 저하되는 문제점이 있다.U.S. Patent No. 3,032,963 discloses commonly used steel cord two-layer lead 3 + 6 structures, and U.S. Patent No. 3,336,774 discloses steel cord two-layer lead two +6 structures, but has a two-layer lead structure as described above. Since steel cords have little space between each side filament constituting the steel cords, rubber does not penetrate into the steel cords and the steel cords are corroded by moisture, salt, etc. penetrated inside the tires, thereby degrading the durability of the tires. have.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 미국특허 제 4,586,324호에서는 기존의 2+6구조보다 측선수가 적은 2+5구조를 제안하였고, 일본 특허공개공보 소63-256782호에서는 기존의 3+9구조보다 측선수가 적은 3+8구조를 제안하였다.In order to solve the above problems, U.S. Patent No. 4,586,324 proposed a 2 + 5 structure with fewer side bows than the existing 2 + 6 structure, and Japanese Patent Laid-Open No. 63-256782 compared to the existing 3 + 9 structure. A 3 + 8 structure with fewer side players was proposed.
그러나, 상기와 같은 측선수가 기존보다 적게 만드는 방법은 측선을 꼬는 연선공정에서 필라멘트간 간격을 균일하게 맞추기 어려워 필라멘트간 간격이 넓은 부 위와 필라멘트간 간격이 좁은 부위가 불균일하게 존재하게 되는 문제점이 발생된다.However, in the method of making the side bow less than the conventional method, it is difficult to uniformly match the spacing between the filaments in the twisted pair process of twisting the side line, resulting in a problem in which a wide spacing between the filaments and a narrow spacing between the filaments exist unevenly. do.
또한, 일본 특허공개공보 평5-279973호 및 일본 특허공개공보 평8-013363호에는 3+6구조 스틸코드에서 심선을 구성하는 3가닥 중 1가닥을 꼬임 전에 미리 나선형의 변형을 부여하여 꼬임을 부여함으로써 심선 코드의 지름을 약간 크게 하여 측선 필라멘트간의 간격을 넓혀 고무 침투력을 향상시키는 스틸코드가 제시되어 있다. In addition, Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 5-279973 and Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 8-013363 give a twist beforehand by twisting one of three strands constituting a core in a 3 + 6 steel cord. The steel cord which improves rubber penetration by extending the space | interval between sideline filaments by making a diameter of a core wire cord slightly larger by giving it is provided.
그러나, 상기와 같이 심선 필라멘트 1가닥을 나선형 변형을 부여하는 경우, 과도한 응력이 작용하여 꼬임 시에 선이 끊어지는 단선현상이 발생되기 쉽고, 심선 필라멘트 중 1가닥만 나선형 변형을 부여함으로써 측선 사이의 간격을 넓히는 효과가 매우 적어 고무 침투력 향상이 그다지 개선되지 못하였다.However, as described above, when one strand of core filament is given a helical strain, it is easy to cause a disconnection phenomenon in which the line is broken when twisted due to excessive stress, and only one strand of the core filament is provided with a helical strain between sidelines. The effect of widening the spacing was so small that the improvement of rubber penetration did not improve much.
전세계적으로 지구환경 오염문제가 중요한 쟁점으로 대두됨에 따라 현재 자동차 산업분야에서는 자동차의 연비향상과 아울러 타이어의 장기사용과 재생성 향상에 많은 연구가 진행되고 있다. As global environmental pollution is an important issue in the world, many studies are being conducted in the automobile industry in order to improve fuel efficiency of automobiles and improve long-term use and regeneration of tires.
자동차용 타이어의 장기사용과 재생성 향상을 위해서는 타이어의 장기 내구성 향상이 중요한 부분으로 대두되고 있다. 특히 트럭버스용 타이어의 장기 내구성과 재생성 향상을 위해서는 타이어 내부의 보강제로 사용되고 있는 카카스 코드의 절단강도가 장기 사용되면서도 일정한 강도 이상을 유지하게 하는 것이 필연적이다.In order to improve long-term use and regeneration of automobile tires, improving long-term durability of the tire has emerged as an important part. In particular, in order to improve the long-term durability and reproducibility of the tire for truck buses, it is inevitable that the cutting strength of the carcass cord, which is used as a reinforcing agent inside the tire, is maintained at a certain strength even when used for a long time.
일반적인 타이어 보강용 카카스 코드의 경우, 탄소강의 신선물의 수득에 의 한 다층구조로 형성되어 있기 때문에 이들이 타이어에 적용되어서 장기 사용시 필연적으로 스틸코드내의 필라멘트간의 프렛팅(Fretting)현상에 의한 부식을 피할 수 없게 되고, 이로 인해 카카스 코드의 부식과 타이어 장기 내구성 하락으로 연결된다. In the case of general tire reinforcement carcass cords, they are formed in a multilayer structure by obtaining carbon steel fresh wires, so they are applied to tires, which inevitably prevents corrosion caused by fritting between the filaments in steel cords. This is inevitable, which leads to corrosion of the carcass cord and reduced tire long-term durability.
이러한 프렛팅 현상의 최소화를 위하여 이 분야의 전문가들은 점접촉, 선접촉, 면접촉 등의 필라멘트간의 접속 스트레스분산을 위한 많은 연구를 행하여 왔으나, 궁극적으로 필라멘트간에 발생하는 마멸현상을 없애기에는 많은 어려움이 따르고 있다.In order to minimize this freting phenomenon, experts in this field have conducted a lot of researches for dispersing connection stress between filaments such as point contact, line contact, and surface contact, but ultimately, it is difficult to eliminate the wear phenomenon between filaments. Following.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 그 목적은 장시간 사용시 스틸코드내의 필라멘트간의 프렛팅(Fretting)현상에 의한 부식을 방지할 수 있는 타이어 내부의 카카스 부위의 보강용 복합 스틸코드를 제공하는 데 있다.
The present invention has been made to solve the above problems, the object of the composite steel for reinforcing the carcass portion of the tire that can prevent the corrosion caused by fritting between the filament in the steel cord for a long time use To provide the code.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 타이어 내부의 카카스 부위의 보강용 복합 스틸코드에 있어서, 상기 복합 스틸코드는 1*a + 6*b(a : 심통부 필라멘트의 직경, b : 외부 필라멘트의 직경) 구조를 가지고, 심통부 필라멘트는 원형인 나일론-6 파이버이며, 외부 필라멘트는 탄소함량 0.7 내지 0.9중량부인 탄소강을 재 질로 하고, 외부 필라멘트의 꼬임 피치가 10 ~ 12mm인 나선형 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a composite steel cord for reinforcing a carcass portion inside a tire, wherein the composite steel cord is 1 * a + 6 * b (a: diameter of the core tube filament, b: outer filament Diameter), the core filament is a circular nylon-6 fiber, the outer filament is made of carbon steel with a carbon content of 0.7 to 0.9 parts by weight, the outer filament has a spiral structure having a twist pitch of 10 to 12mm. It is done.
상기 심통부 필라멘트의 직경(a)은 외부 필라멘트의 직경(b)보다 130 ~ 170%인 것을 바람직하다.The diameter (a) of the core filament is preferably 130 to 170% of the diameter (b) of the outer filament.
상기에서 심통부 필라멘트의 직경을 외부 필라멘트의 직경보다 130% 미만으로 적용시키면 외부 필라멘트간의 간격이 좁아져 개방(open)성이 떨어지는 문제점이 발생되고, 심통부 필라멘트의 직경을 외부 필라멘트의 직경보다 170%을 초과하여 적용시키면 외부 필라멘트간의 간격이 너무 넓어져 필라멘트 분산이 일어나고 제동력이 떨어지므로 바람직하지 못하다.When the diameter of the core filament is applied to less than 130% of the diameter of the outer filament, the gap between the outer filaments is narrowed, resulting in a poor openness, and the diameter of the core tube filament is less than the diameter of the outer filament. Application in excess of% is not preferable because the spacing between the outer filaments is too wide, filament dispersion occurs and the braking force is reduced.
상기 외부 필라멘트의 꼬임 방향은 Z방향(오른나사 방향)인 것이 바람직하다.The twisting direction of the outer filament is preferably in the Z direction (right screw direction).
*개방(open)성에 대한 설명 * Description of openness
타이어 보강용 코드류는 최종적으로 타이어에 사용될 때 고무와 접촉을 많이 해야하며, 그러기 위해서는 접촉면적이 넓어야 한다. 여러 가닥으로 꼬여있는 코드의 경우, 외부 필라멘트의 바깥쪽 표면만이 고무와 접착에 관여하게 되는데, 외부 필라멘트간의 간격이 조금 벌어지면 고무가 심통부쪽으로 투입이 가능하여 최종적으로 고무와 코드의 접촉면적이 넓어지고, 접착력이 증대된다. 이러한 목적으로 코드간의 간격을 벌려주는 것을 '개방(open)성'이라 한다. Tire reinforcement cords must have a lot of contact with rubber when they are finally used in tires, and in order to do so they must have a large contact area. In the case of cords twisted with multiple strands, only the outer surface of the outer filament is involved in the adhesion with the rubber. When the gap between the outer filaments increases a little, the rubber can enter the core part and finally the contact area between the rubber and the cord This widens and the adhesive force increases. For this purpose, the space between the codes is called 'openness'.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하고자 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 복합 스틸코드의 필라멘트를 나타내는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a filament of a composite steel cord according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 복합 스틸코드는 1*a + 6*b의 구조를 가진다. 즉, 직경이 a인 1개의 심통부 필라멘트(10)와, 상기 심통부 필라멘트(10)의 외부로 직경이 b인 6개의 외부 필라멘트(20)가 형성된다.Referring to Figure 1, the composite steel cord of the present invention has a structure of 1 * a + 6 * b. That is, one
상기 심통부 필라멘트(10)는 그 재질이 나일론-6이고, 고정되며, 원형인 파이버인 것이 바람직하다.The
상기 외부 필라멘트(20)는 그 재질이 탄소함량이 0.7 내지 0.9중량부인 탄소강인 것이 바람직하다.The
또한, 상기 외부 필라멘트(20)는 꼬임 피치가 10 ~ 12mm이고, 꼬임방향이 Z방향(오른나사 방향)인 나선형 구조를 가지는 것이 좋다.In addition, the
상기 심통부 필라멘트의 직경(a)은 외부 필라멘트의 직경(b)보다 130 ~ 170%인 것을 바람직하며, 상기 심통부 필라멘트의 직경(a)이 0.32mm이고, 외부 필라멘트의 직경(b)이 0.20mm인 것이 보다 바람직하다.The diameter (a) of the core filament is preferably 130 to 170% of the diameter (b) of the outer filament, the diameter (a) of the core filament is 0.32 mm, and the diameter (b) of the outer filament is 0.20. It is more preferable that it is mm.
상기에서 심통부 필라멘트의 직경(a)을 외부 필라멘트의 직경(b)보다 130% 미만으로 적용시키면 외부 필라멘트간의 간격이 좁아져 개방(open)성이 떨어지는 문제점이 발생되고, 심통부 필라멘트의 직경(a)을 외부 필라멘트의 직경(b)보다 170%을 초과하여 적용시키면 외부 필라멘트간의 간격이 너무 넓어져 필라멘트 분산이 일어나고 제동력이 떨어지므로 바람직하지 못하다.When the diameter (a) of the core tube filament is applied to less than 130% than the diameter (b) of the outer filament, the gap between the outer filaments is narrowed, resulting in a problem of poor openness, and the diameter of the core tube filament ( If a) is applied to more than 170% of the diameter of the outer filament (b), it is not preferable because the spacing between the outer filaments is too wide, filament dispersion occurs and the braking force is reduced.
상기와 같은 구조로 이루어진 본 발명에 따른 복합 스틸코드는, 외부 필라멘트(탄소강)(20)간 상호 마멸은 일어나지 않고, 단지 외부 필라멘트(탄소강)(20)와 심통부 필라멘트(나일론 파이버)(20)간에만 마멸이 발생하고, 상대적으로 무르기가 약한 나일론-6 파이버만 마멸이 발생하며, 전체적인 스틸코드부의 보강성능 하락에는 어떠한 영향도 미치지 못한다.In the composite steel cord according to the present invention having the above structure, mutual abrasion between the outer filament (carbon steel) 20 does not occur, but only the outer filament (carbon steel) 20 and the core filament (nylon fiber) 20 Abrasion only occurs in the liver, and only nylon-6 fibers, which are relatively soft, occur, and have no effect on the deterioration of the reinforcing performance of the overall steel cord part.
또한, 본 발명의 복합 스틸코드는 심통부 필라멘트의 직경(a)이 외부 필라멘트의 직경(b)보다 크므로 종래의 타이어 보강용 스틸코드의 심통부 필라멘트(10)의 이동(Core migration) 현상을 크게 개선할 수 있을 뿐만 아니라 외부 필라멘트(20)의 개방(open)성으로서 타이어상의 고무 침투를 향상시킬 수 있다.In addition, the composite steel cord of the present invention, since the diameter (a) of the core barrel filament is larger than the diameter (b) of the outer filament, the core migration phenomenon of the core barrel filament (10) of the conventional steel reinforcing steel cord (core migration) Not only can it be greatly improved, but also the openness of the
다음 표 1은 본 발명의 복합 스틸코드(실시예)와 종래의 일반 스틸코드(비교예)의 내피로 성능을 시험한 결과이다. 그러나, 이들이 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다.Table 1 shows the results of testing fatigue resistance of the composite steel cord (example) of the present invention and the conventional general steel cord (comparative example). However, these do not limit the technical scope of the present invention.
**내피로 특성을 RBT(Rotating Beam Tester, Beaker사 제품) 피로 시험기를 이용하였음.** Anti fatigue property was used RBT (Rotating Beam Tester, Beaker) fatigue tester.
<표 1>TABLE 1
표 1에 나타난 바와 같이, 시험하중이 비교적 낮은 경우(90kg/mm2)에는 비교예나 실시예 둘다 비슷한 내피로 성능을 나타냈지만, 시험하중이 높은 경우(120kg/mm2)에는 실시예가 비교예보다 내피로 성능이 월등히 우수함을 알 수 있다.As shown in Table 1, when the test load is relatively low (90 kg / mm 2 ), both comparative examples and examples showed similar fatigue resistance performance, but when the test load is high (120 kg / mm 2 ), the examples are better than the comparative example The fatigue performance is excellent.
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, with reference to the preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and modified within the scope of the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. It will be appreciated that it can be changed.
본 발명은 상기와 같이 이루어진 복합 스틸코드를 타이어 내부의 카카스 부위의 보강제로 사용하면 장시간 사용이 되어도 코드내의 필라멘트간의 프렛팅 현상이 최소화되어 부식을 방지할 수 있다.According to the present invention, when the composite steel cord made as described above is used as a reinforcing agent of the carcass portion inside the tire, the frit between the filaments in the cord can be minimized even if used for a long time to prevent corrosion.
이에 따라, 본 발명은 타이어의 내구성을 향상시킬 수 있다. Accordingly, the present invention can improve the durability of the tire.
Claims (3)
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