KR100794628B1 - 고무 보강재용 스틸 코드의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 고무에 대한 침투성을 향상시킨 다층연 구조의 고무 보강재용 스틸 코드의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명 고무 보강재용 스틸 코드의 제조 방법은, 직경이 같은 소선들로 1층연과 2층연을 구성하며, 1층연과 2층연을 동일한 연 방향과 피치로서 연선하고, 각 소선을 연선하기전 1층연 소선(W1)들과 2층연 소선(W2)들 각각에 서로 다른 크기의 형부를 부여함에 기술적 특징이 있으며, 그에 따라, 본 발명 방법에 의해 제조된 스틸 코드는, 1층연 소선들 중의 적어도 어느 한 본과 이에 1:1 대응하는 2층연 소선의 상호 위치가 불규칙적으로 뒤바뀌는 구조를 갖게 된다.

본 발명 고무 보강재용 스틸 코드의 제조 방법은, 생산성이 현저히 향상됨은 물론, 본 발명 방법에 의해 제조된 스틸 코드는, 각종 물성치가 우수할 뿐 만 아니라 특히, 내코어 마이그레이션 특성과 타이어의 내구성이 향상되는 이점이 있다.

스틸 코드, 연 방향, 타이어, 고무 보강재

Description

고무 보강재용 스틸 코드의 제조 방법{The manufacturing method of steel cord for reinforcing rubber}

도 1은 본 발명의 방법을 구현하기 위한 일실시예 스틸 코드 연선기의 개략 구성도.

도 2는 1층연 소선용 핀 형부기의 핀 배열 상태도.

도 3은 2층연 소선용 삼각 형부기의 구조도.

도 4는 삼각핀 형부기의 핀 배열 상태도.

도 5는 스틸 코드의 단면 구조를 보인 것으로,

(가)는 3+9+15*0.22+1 NT 구조를 가진 스틸 코드의 단면도이고,

(나)는 3/8×0.35 HT 구조를 가진 스틸 코드의 단면도이며,

(다)는 3/8×0.35(P.F) HT 구조를 가진 스틸 코드의 단면도이고,

(라)는 본 발명 3/8×0.35 HT(P.F) 구조를 가진 스틸 코드의 단면도이다.

((도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명))

11. 핀 형부기 12. 1차 보이스 13. 삼각핀 형부기

13A. 회전축 13B. 배선판 13C. 형부대

14. 2차 보이스 15. 전오티 16. 방향 전환 롤러

17. 교정기 18. 후오티

P1, P2, P1', P2', P3'. 형부핀 H. 소선 통과공

S. 스틸코드 W1. 1층연 소선 W2. 2층연 소선

본 발명은 고무 보강재용 스틸 코드의 제조 방법에 관한 것으로, 더 자세하게는, 1층연의 외주면에 2층연이 감싸지는 다층연 구조의 스틸 코드를 동일한 선경의 소선들로서 동일 피치와 연 방향으로 연선하며, 연선하기전 1층연 소선들과 2층연 소선들 각각에 형부를 부여하되, 2층연 소선들의 형부를 더욱 크게 부여함으로써, 타이어에 매립된 스틸 코드의 1층연 소선이 고무 밖으로 뚫고 나오게 되는 코어 마이그레이션(core migration) 현상이 방지되도록 하면서 스틸 코드에 대한 고무의 침투성을 향상시켜 주는 동시에, 1공정의 연선 공정에 의해 생산성을 향상시킬 수 있도록 한, 고무 보강재용 스틸 코드의 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 트럭이나 버스 등의 대형 차량에 사용되는 타이어 보강용 스틸 코드는, 다수의 소선들이 꼬여진 코어와, 코어의 외주면을 감싸면서 일체가 되도록 다수의 소선들이 꼬여진 2층연으로 이루어진 2층연 구조의 스틸 코드와, 상기 2층연을 감싸도록 2층연의 외주면에 다수의 소선들로 구성된 3층연이 연선된 후 3층연 의 외주면을 1본의 소선이 감싸면서 랩핑(wrapping) 처리되는 3층연 구조의 스틸 코드 등이 있는 바, 이들을 살펴보면 다음과 같다.

스틸 코드 자체의 강성 측면에서 가장 우수한 것은 3층연 구조로서, 그 대표적인 것으로는 3+9+15+w("w"는 랩핑 소선) 구조로서, 3본의 소선들을 꼬아 코어가 되는 1층연을 형성시키고, 9본의 소선들을 1층연과 동일한 연방향으로 하되 꼬임 주기(이하 "피치"라고 한다.)를 달리하여 1층연의 외주면에 2층연을 형성시켜 2층연이 1층연을 감싸도록 한 후 15본의 소선들로서, 상기 2층연과 연방향 및 피치를 달리하여, 2층연의 외주면에 최외층연인 3층연을 형성시킨 다음, 1본의 소선으로 3층연을 감싸면서 랩핑 처리되도록 하는 방법으로 3층연 구조의 스틸 코드가 제조된다.

상기와 같은 방법으로 제조된 3층연 구조의 스틸 코드는, 소선의 수가 많기 때문에 허용 장력이 클 뿐 아니라, 랩핑 소선에 의해 소선들 사이의 결속력이 좋기 때문에 트럭이나 버스와 같은 대형 차량용 타이어의 카카스나 벨트부의 보강재로 널리 사용되어 왔다.

그러나, 상기 3층연 구조의 스틸 코드의 단면 구조를 관찰하여 보면, 2층연과 3층연을 구성하는 소선들 사이의 틈새가 거의 없음을 알 수 있는 바, 고무 탑핑(topping)시 고무가 스틸 코드 내부로 침투되기 어렵기 때문에 고무와의 접착력이 떨어지게 됨은 물론, 수분이나 염분 등이 고무 내부로 침투하게 되는 경우 고무가 침투되지 못한 소선들 사이의 공극들이 수분이나 염분의 이동 통로 역할을 하게 됨으로써, 반복되는 타이어의 굴곡 운동에 의해 스틸 코드의 부식이 촉진되고 결국, 타이어의 내구성이 크게 떨어지게 되는 문제점이 있다.

그리고, 스틸 코드를 구성하는 소선들간의 점접촉(point contact)에 의해 발생하는 프레팅 피로(fretting fatigue)가 크기 때문에 타이어의 내구성을 더욱 떨어뜨리게 된다.

또한, 상기의 3+9+15+w 구조는, 연선 공정에서 하연(1층연), 중연(2층연), 상연(3층연) 형성 공정 및 랩핑 공정이 개별적으로 연속되는 4공정 방식으로 제조되기 때문에, 생산성이 저하하게 됨은 물론, 제조 비용도 증가하게 된다.

뿐만 아니라, 상기의 3층연 구조는 많은 수의 소선들로 구성되어 단위 중량이 커지기 때문에 자동차의 연비를 향상시키기 위한 타이어 경량화 등 외부 환경에 부적합한 구조인 측면이 있다.

상기와 같은 3층연 구조의 스틸 코드가 가지고 있는 단점을 보완하기 위하여 개발된 3/8 구조의 다층연 스틸 코드가 개발되었는 바, 이러한 스틸 코드는, 랩핑 소선을 갖지 않으며, 3본의 1층연과 8본의 2층연이 서로 같은 연방향과 피치로 연선되기 때문에 제조 공정이 4공정에서 1공정으로 대폭 축소된다.

즉, 상기와 같은 다층연 구조는 종래의 3층연 구조에 비하여 제조 공정이 축소될 뿐 아니라, 스틸 코드의 직경, 스틸 코드의 단위 중량이 감소하여 생산성의 향상은 물론 타이어 경량화 측면에서도 상당한 장점을 갖게 된다.

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그러나, 상기 구조의 다층연 스틸 코드는, 타이어 주행 중 반복되는 굴곡운동에 의해 1층연 소선들 중의 끝부분이 고무 밖으로 뚫고 타이어 밖으로 나오게 되는 코어 마이그레이션에 의해 타이어에 치명적인 손상을 야기시킬 수도 있는 큰 단점을 가지고 있는 바, 상기와 같은 코어 마이그레이션을 방지하기 위하여, 종래에는 1층연과 2층연의 피치나 연방향을 상이하게 하는 방법, 피치 및 연방향은 동일하게 하되 1층연 소선의 선경을 2층연 소선보다 크게 하는 방법 및 소선의 선경과 피치 및 연방향을 동일하게 하면서 2층연 소선에 형부를 가함으로써 소선 사이에 틈새를 확보하는 방법 등을 적용하였으나, 코어 마이그레이션 문제가 완전히 해결되지 않은 실정이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 일본공개특허공보 특개평10-292277호 및 특개평10-298880호에 각각 "스틸 코드 및 와이어"가, 특개평7-157986호에 "형부를 가진 소선이 연선된 코드 및 차량용 타이어"가 게시되어 있는 바, 각각을 살펴보면 다음과 같다.
특개평10-292277호는, 심선 3본과 측선 8∼9본을 동일 방향 및 동일 피치로 연서하여 개구조(open structure)를 이루도록 하고, 심선의 형부를 측선의 형부보다 작게 유지하면서 길이 방향으로 코드 단면이 편평 형상을 유지하도록 함으로써, 심선과 측선 사이의 틈새를 통하여 충분한 고무 침투성 부여하고 있으나, 고무의 완전한 침투를 보장하기 위하여 심선과 측선에 부여된 핀형부에 의해 스틸 코드의 직경 및 구조적 신율이 커지게 되며, 이와 같이 구조적 신율이 커지게 되면서 타이어 압연 공정 시 이피이아이(E.P.I.) 불량 등 작업성이 저하되는 동시에 타이어의 조정 안정성 및 내구성에 악영향을 미칠수 있게 된다.
또한, 충분한 고무 침투를 위해 심선과 측선에 핀형부를 부여하는 것 외에, 편평 코드 형태를 유지하기 위하여 별도의 압연 가공을 실시하는 바, 간혹, 가혹한 소성 변형에 의해 소선 표면 손상이 유발되거나, 소선 내부에 크랙이 초래될 수도 있으며, 그에 따라, 스틸 코드의 인장강도가 떨어질 수 있는 단점이 있다.
특개평10-298880호는, 특개평10-292277호와 유사한 것으로, 다만, 소선 형부 중, 나선 모양인 경우에는 핀형부 외에 나선 형부(회전체에 핀3∼5개를 꼽아 회전시켜 부여한 형부)를 부여하기도 하는데, 상기 특개평10-292277호와 거의 동일한 단점을 갖는다.
특개평7-157986호는, 나선 형부, 기어 형부 등의 다양한 형부를 부여한 소선 각각 및 꼬이지 않은 소선 다발(무연)을 랩핑 소선 1가닥으로 결속하는 바, 충분한 고무 침투도를 갖는 장점이 있으나, 소선 여러 가닥이 꼬이는 것이 아니고 다양한 형부를 갖는 소선 및 소선 다발 (무연)이 랩핑 소선 1가닥에 의해 결속되기 때문에 소선들 간의 결속력이 충분치 못하다.
즉, 소선들 사이의 결속력이 충분치 못하기 때문에, 반복되는 타이어의 굴곡 운동 및 외부 충격에 의해 주행 중 스틸 코드를 구성하는 일부 소선이 쉽게 파단될 수 있다.

본 발명은, 스틸 코드를 4공으로 제조함으로써 초래되는 생산성 저하와, 고무 침투성 부족이나 코어 마이그레이션 현상 등이 발생하게 되는 종래 스틸코드 제조 방법에 의한 3층연 또는 다층연 구조의 스틸 코드가 가지고 있는 제반 문제점들을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 제조 공정을 1공정으로 축소하여 생산성 향상은 물론 제조 비용을 절감할 수 있을 뿐 아니라, 코어 마이그레이션 현상이 확실히 방지되며, 우수한 고무 침투성을 가짐으로써 고무 접착이 향상될 수 있는 고무 보강재 특히, 타이어 보강재로서의 스틸 코드를 제조하는 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
그리고, 심선과 측선 중 적어도 1본이 주기적으로 위치를 바꾸어 소선들 간의 결속력이 향상되도록 함으로써 안정적인 구조적 신율을 갖는 스틸 코드를 제조하는 방법을 제공함에 본 발명의 또 다른 목적이 있다.

본 발명의 상기 목적은, 연선되기전 1·2층연의 각 소선에 개별적으로 부여되는 형부와, 1·2층연의 연 방향과 피치 및 선경의 동일화에 의하여 달성된다.

본 발명 고무 보강재용 스틸 코드의 제조 방법은, 1층연과 2층연에 동일한 피치와 연 방향을 부여함으로써 스틸 코드의 연선 공정을 1공정을 감축시키는 동시에, 동일한 선경의 소선들을 스틸 코드의 각 연으로 연선하기전 각 소선에 형부를 부여하되, 1층연 소선에 비하여 2층연 소선에 더욱 큰 형부를 부여하여 1층연 소선들 중의 일부와 이에 대응하는 2층연 소선의 상호 위치가 불규칙적으로 바뀌도록 함에 본 발명의 기술적 특징이 있는 바, 이를 살펴보면 다음과 같다.

본 발명의 방법에서, 스틸 코드의 코어인 1층연과, 외층연인 2층연의 연 방향과 피치를 동일하게 하는 것은, 제조 공정을 1공정으로 축소하여 생산성을 향상시키기 위한 것으로, 1층연과 2층연이 서로 같은 연 방향과 피치를 갖기 때문에, 1공정의 연선 과정에 의해 스틸 코드의 제조가 가능하게 되어 제조 공정의 축소는 물론, 상기와 같은 방법으로 제조된 스틸 코드는, 1층연과 2층연이 서로 선접촉을 하게 되어 소선들간에 발생하는 프레팅 피로가 현저히 감소하게 된다.

그리고, 스틸 코드를 구성하는 각 소선에 부여되는 형부는, 소선들 사이에 틈새를 형성시킴으로써 고무 침투성을 향상시키기 위한 것으로, 1층연을 구성하는 각 소선은, 연선전 형부기에 구비된 한 쌍의 형부핀에 의해 형부를 부여받게 되며, 2층연의 각 소선에는, 1층연의 외주면에 연선되기전 삼각 형부핀에 구비된 세 본의 형부핀에 의해 형부가 부여되는 바, 1층연과 2층연을 각각 구성하는 소선들 사이의 형부 차이에 의해 동일한 연 방향과 피치를 가짐에도 불구하고 소선들 사이의 틈새가 효율적으로 형성된다.

또한, 상기와 같은 동일 연 방향, 동일 피치 및 형부 차이에 의해 1층연 소선들 중의 한 본 이상과 이와 대응하는 2층연 소선들 중의 한 본 이상이 불규칙적으로 상호간의 위치를 뒤바꾸게 되며, 이와 같은 상호 위치의 역전에 의해, 동일한 연 방향과 피치에 따라 감소될 수 있는 두 연 사이의 결속력이 강화됨으로써, 코어 마이그레이션(core migration) 문제가 해결된다.

특히, 본 발명의 방법은, 1층연과 2층연이 선경 0.30∼0.40mm 범위의 동일한 직경을 갖는 소선들을 사용하면서, 1층연과 2층연이 동일한 연 방향(Z연)과 15∼25mm의 동일한 피치를 갖도록 연선하며, 1층연 소선에는 0.5∼1.5mm, 2층연 소선에는 1.0∼2.0mm의 형부가 부여되도록 함에 특징이 있는 바, 피치가 15mm에 미치지 못하면 꼬임 정도가 치밀하여 소선들 사이에 형성되는 틈새가 작아져 고무 침투성이 떨어지게 되며, 25mmm를 초과하게 되면 꼬임 정도가 느슨하게 되면서 고무 침투성은 우수하게 되나 소선들간의 결속력이 떨어지게 된다.

그리고, 1층연과 2층연 소선의 형부가 각각 0.5mm, 1.0mm에 미치지 못하게 되어도 소선들 사이의 틈새가 작아져 고무 침투성이 떨어지게 되며, 각각 1.5mm, 2.0mm를 초과하게 되면 고무 침투성이 향상되나 소선들간의 결속력이 떨어지게 된다.

이때, 상기 형부란 소선을 바닥에 놓았을 때 소선에 형성된 파형 즉, 웨이브(wave)의 높이를 의미한다.

또한, 상기와 같은 조건을 만족하면서, 각 소선에 부여되는 형부의 경우 1층연 소선보다 2층연 소선에 부여된 형부가 크도록 함으로써, 1층연 소선들 중의 적어도 어느 한 본과, 2층연 소선들 중의 적어도 어느 한 본이 불규칙적으로 서로의 위치를 바꾸어 2층연 소선이 1층연 소선 위치로, 1층연 소선이 2층연 소선 위치로 위치가 바뀌면서 오히려 소선들간의 결속력이 향상된다.

그리고, 상기와 같이 1층연 소선과 2층연 소선의 위치가 바뀌는 횟수는, 스틸 코드 1m당 1∼10회, 각 위치 변화에 참여한 1층연 소선의 수는 1층연 전체 소선 수의 2/3 이하가 되도록 하여야 하는 바, 위치 변화 횟수가 10회를 초과하게 되거나 1층연의 참여 소선 수가 2/3를 초과하게 되면, 연선의 꼬임 형태가 불규칙하게 되어 오히려 1층연과 2층연의 결속력이 떨어질 수 있게 된다.

상기 본 발명의 목적과 기술적 구성을 비롯한 그에 따른 작용 효과에 관한 자세한 사항은 본 고안의 바람직한 실시예를 도시하고 있는 도면을 참조한 아래의 설명에 의해 명확하게 이해될 것이다.

도 1에 본 발명의 방법을 구현하기 위한 스틸 코드 연선기의 개략적인 구성도를, 도 2에 1층연 소선용 핀 형부기의 핀 배열 상태도를, 도 3에 2층연 소선용 삼각 형부기의 구조도를, 도 4에 삼각핀 형부기의 핀 배열 상태도를 도시하였다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 방법은, 1층연 소선(W1)의 진행 방향을 따라 전·후방에 한 쌍의 형부핀(P1)(P2)이 직립 배열된 핀 형부기(11)를 이용하여 통하여 3본의 1층연 소선(W1)들 각각에 형부를 부여한 후 이 3본의 1층연 소선(W1)들을 1차 보이스(12)에서 1층연으로 연선하며, 2층연 소선(W2)의 진행 방향을 따라 전·후방에 3본의 형부핀(P1')(P2')(P3')이 직립 배열된 삼각핀 형부기(13)로서 8본의 2층연 소선(W2)들 각각에 형부를 부여한 후 이 8본의 소선들을 2차 보이스(14)에서 1층연의 외주면에 연선하게 된다.

상기와 같은 과정을 거쳐 연선된 본 발명의 방법에 의한 스틸 코드(S)는, 전오티(15, 前 Over Twister)와 다수의 방향 전환 롤러(16)들을 통과한 후 교정기(17) 및 후오티(18, 後 Over Twister)를 거쳐 인출된다.

이때, 상기 1층연 소선(W1)들에 형부를 부여하기 위한 핀 형부기(11)에는 각 소선(W1)에 형부를 독립적으로 부여하기 위하여 한 소선(W1)당 한 쌍의 형부핀이 배열되며, 각 한 쌍의 형부핀은, 각 소선(W1)이 처음 만난 후 상단부에 접하게 되는 후방 형부핀(P1)과 이를 통과한 후 하단부에 접하게 되는 전방 형부핀(P2)으로 구성되는 바, 두 핀(P1)(P2) 사이의 수평 및 수직 간격을 조절하여 소선(W1)에 부여되는 형부의 양을 조절하게 된다.

그리고, 2층연 소선(W2)들에 형부를 부여하기 위한 콘 형상의 삼각핀 형부기(13)는, 회전축(13A)의 후방단부 외주면에 결합되며 테두리부를 따라 다수의 소선 통과공(H)이 형성된 원판상의 배선판(13B)과, 회전축(13A)의 전방단부 인접한 외주면에 결합된 콘 형상의 형부대(13C)를 포함하여 구성되며, 직경이 큰 형부대(13C)의 후방단부 위주면 원호상 다수 곳에서 직경이 작은 전방단부 외주면 측으로 소선(W2) 1본당 3본의 형부핀(P1')(P2')(P3')들이 1조를 구성하여 순차 배열된 구조로서, 각 소선(W2)은 상기 소선 통과공(H)을 관통한 후 그 전방에 위치한 3본의 형부핀핀(P1')(P2')(P3')들을 거치면서 형부를 부여받게 된다.

이때, 2층연의 각 소선(W2)에 부여되는 형부의 크기는, 각 1조 3본의 형부핀들 사이의 수평 및 수직 거리에 의해 조절된다.

상기와 같은 연선 과정에 의해 제조되는 본 발명 방법에 의해 제조된 스틸 코드의 특성을 다음의 실시예로서 살펴보기로 한다.

실시예

종래의 스틸 코드 구조들 중 본 발명 방법이 개선하고자 하는 3종류 구조의 스틸 코드와 본 발명 방법으로 제조된 스틸 코드를 준비하여 각종 시험을 실시하였으며, 그 결과를 다음의 표 1에 나타내었으며, 각 스틸 코드의 단면 구조를 도 5에 도시하였다.

구 분	3+9+15×0.22+1 NT	3/8×0.35 HT	3/8×0.35(P.F.)HT, 프리포밍	3/8×0.35(P.F.) HT, 심선과 측선 위치 이동
	비교예 1	비교예 2	비교예 3	실시예
피치(mm)/연	6S/12S/18Z/ 3.5S	18Z	18Z	18Z
스틸코드 직경(mm)	1.62	1.45	1.45	1.45
고무토핑 게이지(mm)	2.62	2.45	2.45	2.45
절단력(kgf)	271	317	314	314
단위중량(g/m), 인덱스	8.53 100%	8.45 99%	8.45 99%	8.53 100%
고무사용량비율 (%)	100	105	105	105
스틸코드사용량 index	100%	85%	85%	85%
통기성(분)	1	1.5	2	3.5
가류 후 코어풀아웃 포스 (core pull out force, kgf)	-	3	5	20
코어마이그레이션	◎	×	△	◎
헌터피로(150kgf) 내피로성	5076	13459	12161	13789
	×	◎	◎	◎
스티프니스(TSU)	138	177	195	200
제조공정수	4	1	1	1

* 스틸 코드 사용 중량 인덱스(index) (%) : 이피이아이(E.P.I) 당 소요되는

스틸 코드 사용 중량( g/inch )의 인덱스.

* 통기성(분) : 스틸 코드를 고무속에 가류시켰을 때 스틸 코드 내부로 고무

가 어느 정도 침투되었는가를 시간으로 계수화 시킨 값으로 시간이

길수록 스틸 코드 내부로의 고무 침투도가 높음을 의미함.

* 코어 마이그레이션 : ◎ - 매우 양호, ○ - 양호, △ - 보통, X - 나쁨

* 내피로성(fretting fatigue) : ◎ - 매우양호, ○ - 양호, X - 나쁨

* 가류 후 코어 풀 아웃 포스 (core pull out force) 테스트 : 고무속에 스
틸 코드를 가류 후 2층연을 모두 제거한 상태에서 1층연 3본만을 인
장 시험한 값으로서, 그 수치가 높을수록 스틸 코드 내부로 고무가
많이 침투되었음을 의미함.

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* P.F : 프리포밍(pre-forming)의 약자로서, 연선전 소선에 형부를 부여하였

음을 의미함.

* H.T : High Tensile

* N.T : Normal Tensile

상기 표 1에서 보듯이 종래 구조인 3+9+15+w NT 구조는, 코어 마이그레이션 문제가 없으나, 스틸 코드경이 크기 때문에 타이어 경량화에 불리하며, 4공정을 거쳐 제조되기 때문에 생산성이 매우 떨어지면서 제조 비용이 증가하게 되는 단점이 있다.

그리고, 헌터 피로 시험 결과에서도 알 수 있듯이 각 소선들이 점접촉을 하기 때문에 내프레팅 피로 특성이 낮아 타이어 내구성을 떨어뜨리게 된다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 소선들 사이의 틈새가 매우 작기 때문에 고무 톱핑시 스틸 코드 내부로 고무가 침투되기 어려워 고무와의 접착력이 떨어지게 되며, 수분이나 염분 등이 스틸 코드 내부로 침투하게 되는 경우 고무가 침투되지 않은 소선들 사이의 공극들이 수분이나 염분 등의 이동 경로가 됨으로써, 스틸 코드의 부식이 촉진된다. 통기성 결과값이 1분으로 가장 낮다.

상기 비교예 1의 구조가 갖는 단점을 위하여 랩핑 소선을 갖지 않으면서, 동일한 직경의 소선들을 사용하여 1·2층연이 동일한 연 방향과 피치를 가지면서 1공정으로 제조되는 비교예 2의 2층연 속연 구조인 3/8 HT 구조가 개발되는 바, 이 구조는 종래의 3+9+15+w NT 구조의 4공정에 비하여 그 공정수가 대폭적으로 축소되어 생산성이 현저히 향상되는 동시에 제조 비용의 절감이 가능하며, 스틸 코드의 직경이 감소하기 때문에 타이어의 경량화 측면에서도 유리한 장점이 있을 뿐 아니라, 동일 연 방향 및 동일 피치로 제조되기 때문에 소선들이 선접촉을 하게 되고, 그에 따라, 내프레팅 피로 특성이 향상된다.

그러나, 상기 구조 역시 통기성이 1.5분, 가류 후 코어 풀 아웃 시험값이 3kgf에 불과한 정도로서 즉, 스틸 코드 내부로 침투한 고무의 양이 적기 때문에 타이어 주행 중 반복되는 굴곡 운동에 의해 1층연 소선들 중 적어도 1본 이상의 소선이 고무 밖으로 뚫고 나옴으로써, 타이어에 치명적인 손상을 가하게 되는 코어 마이그레이션 문제를 초래하기 쉬운 문제가 있다.

따라서, 상기 비교예 2가 가지고 있는 코어 마이크레이션에 대한 단점을 해결하기 위하여, 비교예 3과 같이, 2층연을 구성하는 8본의 소선에 형부를 부여하여 실험하여본 결과, 통기성 2분, 코어 풀 아웃 시험값이 5kgf으로서, 코어 마이그레이션 억제 측면에서 다소 향상된 것으로 나타났다.

즉, 코어 풀 아웃 시험값이 5kgf인 경우에는 코어 마이그레이션이 어느 정도 억제되나, 코어 마이그레이션이 완전히 방지되기 위해서는 코어 풀 아웃 시험값이10kgf 이상 되어야 하는 것으로 파악되었다.

그러나, 본 발명의 방법에 의한 스틸 코드는, 2층연 소선 뿐 아니라 2층연 소선에도 형부가 부여된 것으로, 1·2층 각각을 구성하는 소선들에 부여되는 형부와 피치를 제어하여 1층연을 구성하는 소선들 중의 적어도 1본과 2층연을 구성하는 소선들 중의 적어도 1본의 위치가 불규칙적으로 바뀌도록 하되, 위치가 바뀌는 소선이 특정 소선으로 고정되지 않고 바뀌도록 하였으며, 이러한 구조에 의해, 비교예 1과 같이, 코어 마이그레이션 문제가 해결되었다.

그리고, 통기성, 코어 풀 아웃 시험값 등이 비교예 1, 2, 3에 비하여 월등히 높았으며, 1·2층 전체 11본의 소선들 모두에 형부를 가함으로써, 소선들 사이에 고무가 충분히 침투할 수 있는 틈새를 형성시킬 수 있었으며, 그 결과, 높은 고무침투도를 얻을 수 있었다.

또한, 상기 표 1의 헌터(hunter) 피로 시험 결과에서도 알 수 있듯이 가장 우수한 내피로 특성을 적인 문제에서도 우수함을 알수 있었다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명 고무 보강재용 스틸 코드의 제조 방법은. 3+9+15+w NT 구조의 3층연 스틸 코드의 4공정 제조 공정보다 적은 1공정으로 스틸 코드의 제조가 가능하여 스틸 코드의 생산성이 획기적으로 향상될 뿐만 아니라, 종래의 속연 구조인 3/8×0.35 스틸 코드보다도 각종 물성치가 우수함하면서 내코어 마이그레이션 특성이 개선됨으로써, 타이어의 내구성 개선에 상당한 효과가 있을 것으로 기대된다.

Claims (6)

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5. 각각 다수의 소선들로 구성되는 1층연과 2층연으로 이루어진 고무 보강재용 스틸 코드의 제조 방법에 있어서, 1층연 소선(W1)들의 진행 방향을 따라 각각 직립 배열된 한 쌍의 형부핀(P1)(P2)에 의해 1층연 소선(W1)들 각각에 형부를 부여하는 단계와; 상기 형부가 부여된 1층연 소선(W1)들을 1층연으로 연선하는 단계와; 2층연 소선(W2)들의 진행 방향을 따라 각각 직립 배열된 3본의 형부핀(P1')(P2')(P3')에 의해 2층연 소선(W2)들 각각에 형부를 부여하는 단계와; 상기 1층연과 동일한 피치 및 연 방향을 가지면서 1층연을 감싸도록, 상기 형부가 부여된 2층연소선(W2)들을 1층연의 외주면에 연선하여 2층연을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지되,

   상기 1층연 소선(W1)은 0.5∼1.5mm, 2층연 소선(W2)은 1.0∼2.0mm의 형부를 가지며, 1층연 소선(W1)보다 2층연 소선(W2)의 형부가 큰 것을 특징으로 하는 고무 보강재용 스틸 코드의 제조 방법.
6. 각각 다수의 소선들로 구성되는 1층연과 2층연으로 이루어진 고무 보강재용 스틸 코드의 제조 방법에 있어서, 1층연 소선(W1)들의 진행 방향을 따라 각각 직립 배열된 한 쌍의 형부핀(P1)(P2)에 의해 1층연 소선(W1)들 각각에 형부를 부여하는 단계와; 상기 형부가 부여된 1층연 소선(W1)들을 1층연으로 연선하는 단계와; 2층연 소선(W2)들의 진행 방향을 따라 각각 직립 배열된 3본의 형부핀(P1')(P2')(P3')에 의해 2층연 소선(W2)들 각각에 형부를 부여하는 단계와; 상기 1층연과 동일한 피치 및 연 방향을 가지면서 1층연을 감싸도록, 상기 형부가 부여된 2층연소선(W2)들을 1층연의 외주면에 연선하여 2층연을 형성하는 단계를 포함하여 이루어지되,

   상기 1층연 소선들 중의 2/3와 이에 각각 대응하는 2층연 소선들은, 스틸 코드 1m당 1∼10회의 빈도로 상호 위치가 뒤바뀐 것을 특징으로 하는 고무 보강재용 스틸 코드의 제조 방법.

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