KR101499891B1 - 타이어 보강용 스틸코드 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 타이어 보강용 스틸 코드는, n (n > 1) 개의 소선을 포함하고, 상기 소선은 상기 타이어 보강용 스틸코드의 길이방향 축을 중심으로 미리 정해진 꼬임 피치에 따라서 주기적으로 연선되게 구성되는 타이어 보강용 스틸코드로서, 상기 소선 중 하나 이상은 길이방향으로 연장되는 편평면이 형성된 편평 소선으로 구성되며, 상기 편평 소선의 길이 방향 각 부분의 편평면의 법선은 1 꼬임 피치 구간 내에서 0° 내지 45° 의 사이각을 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

타이어 보강용 스틸코드{Steel Cord for Reinforcement of a Tire}
본 발명은 타이어 보강용 스틸코드에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수의 소선이 소정의 꼬임 피치를 가지며 서로 꼬아져 연선되게 형성되며, 상기 소선 중 하나 이상의 소선은 길이방향으로 연장되는 편평면을 포함하되, 1 꼬임 피치 구간 내에서 상기 편평면의 법선이 형성하는 각도는 0° 내지 45° 로 구성되어 소선 사이의 공간에 고무 침투가 용이한 타이어 보강용 스틸코드에 관한 것이다.
근래 타이어에서는 자원의 절약을 위한 경량화, 오랜 사용이 가능한 내구성, 코너링 및 승차감이 우수한 고 기능성 등이 요구되어 왔다. 이러한 요구에 부응하여 타이어를 보강하기 위해 다양한 부재가 창안되고 사용되었다.
타이어 보강용 스틸코드(steel cord)는, 차량의 타이어 및 공업용 벨트를 비롯한 각종 고무 제품의 보강용으로 사용되는 여러 종류의 보강재 중에서 강도, 모듈러스, 내열성, 열전달율, 내피로성 및 고무 접착성 등이 우수한 특성을 갖는다. 이러한 특성에 따라서 상술한 타이어에 요구되는 기능성을 충족하기에 적합한 부재로서 타이어 보강재로 널리 사용되고 있으며, 그 사용량이 날로 증가하는 추세에 있다.
한편, 상술한 타이어의 기능성을 더욱 확충시키기 위하여 타이어에 사용되는 타이어 보강용 스틸코드 또한 두께가 얇고 가벼우면서도 모듈러스, 내열성, 열전달율, 내피로성 및 고무 접착성 등이 우수한 타이어 보강용 스틸코드를 개발하는 것이 더욱 요구되고 있다.
한편, 수개의 소선 간의 연선으로 이루어진 타이어 보강용 스틸코드의 경우, 필연적으로 소선 사이에 공간이 형성되며, 종래의 단면이 원형인 소선의 연선 구조의 타이어 보강용 스틸코드는 소선 사이의 접촉으로 인해 상기 공간이 외부에 대해서 차단된 밀폐 구조를 갖게 된다. 따라서 상기 공간 내로 고무가 침투하기 어려워져서, 타이어 보강용 스틸코드의 내구성 저하 현상이 유발될 수 있다.
대한민국 공개특허 2001-0063257
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 하나 이상의 소선이 편평면을 포함하여 소선 간의 이격거리가 발생함에 따라서 소선 사이의 공간이 외부에 대해서 오픈된 개방된 구조를 가짐으로써, 타이어 보강용 스틸코드의 내피로성, 고무 침투성을 개선할 뿐 아니라, 생산성이 개선되고 사용자의 편의성이 증대된 스틸 코드를 제공하는 데 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 타이어 보강용 스틸 코드는, n (n > 1) 개의 소선을 포함하고, 상기 소선은 상기 타이어 보강용 스틸코드의 길이방향 축을 중심으로 미리 정해진 꼬임 피치에 따라서 주기적으로 연선되게 구성되는 타이어 보강용 스틸코드에 있어서, 상기 소선 중 하나 이상은 길이방향으로 연장되는 편평면이 형성된 편평 소선으로 구성되며,
상기 편평 소선의 길이 방향 각 부분의 편평면의 법선은 1 꼬임 피치 구간 내에서 0° 내지 45° 의 사이각을 갖는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 보강용 스틸코드는, 상기 편평 소선(110)은 길이방향에 수직한 단면을 가지며, 상기 단면은 장경, 및 단경을 갖는 비원형으로 형성되되, 상기 장경은 상기 단경 대비 1.05 배 내지 3 배로 형성된다.
바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 보강용 스틸코드는, 2 내지 6 가닥의 소선을 포함하며, 상기 소선이 연선 결합된 단층으로 형성된다.
바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 보강용 스틸코드는, 상기 소선은 0.08 mm 내지 0.5 mm 의 직경을 가지며, 상기 소선의 인장강도는 280kgf/㎟ 내지 500kgf/㎟ 로 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 보강용 스틸코드 제조방법은, n (n > 1) 개의 소선을 포함하고, 상기 소선은 상기 타이어 보강용 스틸코드의 길이방향 축을 중심으로 미리 정해진 꼬임 피치에 따라서 주기적으로 연선되게 구성되는 타이어 보강용 스틸코드에 있어서, 상기 소선 중 하나 이상은 길이방향으로 연장되는 편평면이 형성된 편평 소선으로 구성되며, 상기 편평 소선의 길이 방향 각 부분의 편평면의 법선은 1 꼬임 피치 구간 내에서 0° 내지 45°의 사이각을 갖는 것을 특징으로 하는 타이어 보강용 스틸코드의 제조 방법으로서,
하나 이상의 소선을 압연하여 편평면이 형성된 편평 소선을 구성하는 단계; 상기 편평 소선과 타 소선을 1 도 연선기를 사용하여 연선하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 타이어 보강용 스틸코드에 의하면, 타이어 보강용 스틸코드는 수개의 소선을 포함하고 상기 소선 중 하나 이상의 소선에는 길이방향으로 연장되게 형성된 편평면이 형성되며, 상기 편평면의 법선은 1 꼬임 피치 구간 내에서 0° 내지 45° 의 각도 범위를 갖게 구성됨에 따라서, 소선이 서로 이격되게 구성됨에 따라서, 스틸코드 내에 형성된 소선 사이의 공간이 외부에 대해서 개방된 구조를 갖는다.
따라서, 타이어 보강용 스틸코드의 소선 사이의 공간에 고무가 균일하게 침투할 수 있다. 따라서, 타이어 보강용 스틸코드의 피로특성이 향상될 수 있다. 또한, 저하중 신율의 증가 없이 고무의 침투성을 높여서 수분이나 염수가 그 소선들 사이로 침투하여 타이어 보강용 스틸코드와 고무사이의 접착계면을 파괴하는 것이 방지될 수 있다.
또한, 본 발명의 타이어 보강용 스틸코드 제조방법에 의하면, 1 도 연선기(tubular)를 사용하여 편평 소선과 타 소선을 연선함으로써 편평 소선이 균일한 방향으로 공급되어 코드 길이 방향으로 유사한 구조를 형성하게 되며 중심 공간부가 일정하게 형성되어 상술한 바와 같이 우수한 고무침투성을 갖는 타이어 보강용 스틸코드를 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 타이어 보강용 스틸코드를 나타낸 도면이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 보강용 스틸코드의 단면을 나타낸 도면이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 보강용 스틸코드의 단면을 나타낸 도면이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 보강용 스틸코드의 편평 소선을 나타낸 도면이다.
도 5 는 종래 기술에 따른 타이어 보강용 스틸코드를 나타낸 도면이다.
도 6 은 종래 기술에 따른 타이어 보강용 스틸코드를 나타낸 도면이다.
도 7 은 본 발명의 타이어 보강용 스틸코드를 포함한 다층연 구조의 타이어 보강용 스틸코드의 단면도이다.
도 8 은 본 발명의 타이어 보강용 스틸코드를 포함한 다중연 구조의 타이어 보강용 스틸코드의 단면도이다.
도 9 는 본 발명의 타이어 보강용 스틸코드를 포함한 복층연 구조의 타이어 보강용 스틸코드의 단면도이다.
도 10 은 본 발명의 타이어 보강용 스틸코드를 사용한 타이어의 부분 단면도이다.
도 11 은 도 10 에 도시된 영역의 부분 확대도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
공간적으로 상대적인 용어인 “하부", "상부", “측부” 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 부재 또는 구성 요소들과 다른 부재 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 부재를 뒤집을 경우, 다른 부재의 “상부"로 기술된 부재는 다른 부재의 "하부”에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "상부"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 부재는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다" 및/또는 "포함하는”은 언급된 부재 외의 하나 이상의 다른 부재의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도면에서 각부의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기와 면적은 실제크기나 면적을 전적으로 반영하는 것은 아니다.
또한, 실시예에서 본 발명의 구조를 설명하는 과정에서 언급하는 방향은 도면에 기재된 것을 기준으로 한다. 명세서에서 본 발명을 이루는 구조에 대한 설명에서, 방향에 대한 기준점과 위치관계를 명확히 언급하지 않은 경우, 관련 도면을 참조하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 타이어 보강용 스틸코드(100)를 나타낸 도면이며, 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 보강용 스틸코드(100)의 단면을 나타낸 도면이고, 도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 보강용 스틸코드(100)의 단면을 나타낸 도면이며, 도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 보강용 스틸코드(100)의 편평 소선(120)을 나타낸 도면이고, 도 5 및 도 6 은 종래 기술에 따른 타이어 보강용 스틸코드를 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 4 를 참조하면, 본 발명에 따른 타이어 보강용 스틸코드(100)는 복수의 소선(110)을 포함할 수 있다.
각각의 소선(110)은 소정의 꼬임 피치(P)를 가지며 주기적으로 서로 꼬아져 연선된 구조를 갖는다. 각각의 소선(110)은 예컨대 소정의 강성 및 탄성을 갖는 금속 재질로 구성될 수 있으며, 바람직하게는 고장력 강선의 표면에 황동이 도금되게 구성될 수 있다. 한편, 도 1 및 도 2 에서는 소선(110)의 개수가 3 개로 구성된 타이어 보강용 스틸코드(100)를 도시하였으나, 이에 한정하지 아니하며, 본 발명에 따른 타이어 보강용 스틸코드(100)의 소선(110)의 개수는 임의일 수 있다. 한편, 바람직하게는 상기 소선(110)의 개수를 n 이라 하면, 상기 n 은 2 내지 6 일 수 있으며, 이에 한정하지 않는다.
상기 소선(110) 중 하나 이상의 소선(110)은 일부분에 길이방향으로 연장되게 형성된 편평면(122)을 포함하는 편평 소선(120)으로 구성된다. 편평면(122)은 타 영역에 비해서 곡률이 작게 형성된 영역으로써, 곡률 반경이 무한대인 일반적일 평면 뿐 아니라 상기 소선(110)의 단면을 보았을 때 타 부분에 비해서 곡률 반경이 매우 커서 대체로 편평하게 형성된 영역 또한 포함하는 것으로 정의한다. 따라서, 본 명세서에서 편평면(122)이라 함은, 완전한 평면으로 형성된 부분 외에 곡률 반경이 타 부분에 비해서 큰 부분을 모두 포함하는 것으로 한다. 한편, 바람직하게는, 상기 편평 소선(120)의 양 외측의 모서리면은 원호상 곡면을 이룰 수 있다.
상기 편평면(122)은 예컨대 소정의 압연 공정을 통해 형성될 수 있으며, 이에 한정하지 아니한다. 예컨대, 압연 공정을 통해 상기 편평면(122)이 형성될 경우, 압연 공정 과정에서 상기 소선(110)이 직경 방향으로 서로 대칭되는 양방향으로 압착됨에 따라서, 상기 편평면(122)은 편평 소선(120)의 직경방향으로 좌우 대칭되게 형성될 수 있으며, 이에 한정하지 아니한다.
상기 편평면(122)의 법선은 상기 편평 소선(120)의 1 꼬임 피치 구간 내에서 0 내지 y 의 사이각을 가질 수 있다.
즉, 도 1 내지 도 4 에 도시된 바와 같이, 1 꼬임 피치 시작점(Q1)에서의 편평면(122)의 법선을 기준선으로 할 경우, 상기 1 꼬임 피치 시작점(Q1)과 1 꼬임 피치 종료점(Q4) 사이의 모든 편평면(122)의 법선, 즉 1 꼬임 피치 구간 내의 모든 편평면(122)의 법선 사이의 각은 최대 45° 일 수 있다.
따라서, 도 3 의 (가)에 도시된 편평 소선(120)의 임의의 편평면(122)의 제1 법선(K1)에 대하여, 도 3 의 (나)에 도시된 1 꼬임 피치 구간 내의 상기 편평 소선(120)의 임의의 편평면(122)의 제1 법선(K1)과 임의의 편평면(122') 제2 법선(K2)이 형성하는 각도 θ 는 0 °내지 45° 일 수 있다.
이에 따라서, 상기 편평면(122)은 대략 일정한 방향으로 배향될 수 있다.
예컨대, 도 1 에 도시된 바와 같이, 1 꼬임 피치 구간 내에서 120°의 꼬임 각도 간격(Q1 내지 Q4)에 따라서 보았을 때, 상기 편평면(122)의 배향은 대략 일정한 방향으로 유지될 수 있다.
즉, 편평면(122)은 길이 방향으로 진행함에 따라서 회전함이 없게 구성되며, 따라서 편평 소선(120)은 비틀림(twisting) 없이 벤딩(bending) 만을 하며 타 소선(110)에 연선되게 된다.
또한, 도 4 에 도시된 바와 같이, 상기 편평면(122)이 형성됨에 따라서 편평 소선(120)은 단경방향 및 장경방향을 가질 수 있으며, 상기 장경방향과 단경방향은 각각 상기 편평 소선(120)의 1 피치 구간 내에서 대략 일정한 방향으로 배향될 수 있다.
이하에서는 상기와 같은 구조를 갖는 타이어 보강용 스틸코드(100)의 효과에 관해 서술한다.
본 발명에 따른 타이어 보강용 스틸코드(100)는 수개의 소선(110)이 소정의 꼬임 피치에 따라서 꼬아져 연선되게 구성되며, 상기 소선(110) 중 하나 이상의 소선(110)은 길이방향으로 연장되게 형성된 편평면(122)을 포함하고, 상기 편평면(122)의 법선은 1 꼬임 피치 구간 내에서 0° 내지 45° 의 사이각을 가짐에 따라서, 타이어 보강용 스틸코드(100)를 형성하는 각각의 소선(110) 사이에 소정의 이격거리를 갖는 간극이 형성되며, 따라서 각각의 소선(110) 사이의 공간(H)이 외부에 대해 개방될 수 있다.
즉, 예컨대 도 5 에 도시된 바와 같이 단순히 원형 단면의 소선이 서로 연선된 경우(M1)에는 소선 사이에 형성된 공간(N1)이 소선 간의 접촉으로 인하여 외부에 대하여 밀폐된 구조를 갖는다. 아울러, 도 6 에 도시된 바와 같이 하나 이상의 소선이 편평면을 갖되 상기 편평면이 타이어 보강용 스틸코드의 길이 방향에 따라서 나선형으로 배향된 타이어 보강용 스틸코드의 경우(M2)에도 소선 사이에 형성된 공간(N2)이 상기 소선 사이의 접촉으로 인해 외부에 대해 밀폐될 수 있다.
이러한 밀폐 공간(N1, N2)에는 고무와 같은 타 재질이 침투하기 어려우며, 따라서 타이어 보강용 스틸코드의 피로특성이 저하될 수 있다. 아울러, 수분이나 염수가 상기와 같은 밀폐 공간(N1, N2) 내에 침투하여 타이어 보강용 스틸코드와 고무사이의 접착계면의 파괴가 일어날 수 있다.
반면에, 본 발명에 따른 타이어 보강용 스틸코드(100)는 수개의 소선(110)을 포함하고 상기 소선(110) 중 하나 이상의 소선(110)에는 길이방향으로 연장되게 형성된 편평면(122)이 형성되며, 상기 편평면(122)의 법선은 1 꼬임 피치 구간 내에서 0° 내지 45° 의 사이각을 갖게 구성됨에 따라서, 각각의 소선(110) 사이에 소정 거리의 간극이 형성될 수 있다. 따라서, 상술한 바와 같이 타이어 보강용 스틸코드(100) 내에 형성된 소선(110) 사이의 공간(H)이 외부에 대해서 개방될 수 있다.
따라서, 타이어 보강용 스틸코드(100)의 소선(110) 사이의 공간(H)에 타 재질이 용이하게 침투할 수 있다. 예컨대, 본 발명에 따른 타이어 보강용 스틸코드(100)가 타이어 보강재로 사용될 경우, 상기 타이어 보강용 스틸코드(100)의 내측에 형성된 소선(110) 사이의 공간(H)에 고무가 균일하게 침투할 수 있다. 따라서, 타이어 보강용 스틸코드(100)의 피로특성이 향상될 수 있다. 또한, 저하중 신율의 증가 없이 고무의 침투성을 높여서 수분이나 염수가 소선(110)들 사이로 침투하여 타이어 보강용 스틸코드(100)와 고무사이의 접착계면을 파괴하는 것이 방지되는 효과가 있다.
한편, 상술한 바와 같이, 상기 편평 소선(120)은 단경(L1), 및 장경(L2)을 가질 수 있으며, 바람직하게는 상기 편평 소선(120)의 단경(L1) 대비 장경(L2)의 비는 1.05 내지 3 일 수 있다. 즉, 장경(L2)의 크기는 단경(L1)의 1.05 배 내지 3 배일 수 있다. 단경(L1) 대비 장경(L2)의 비가 1.05 보다 작을 경우, 편평면(122)의 면적이 감소하여 편평화에 의한 소선(110) 사이의 공간(H)의 개방 구조가 달성되지 않을 수 있다. 반면에, 단경(L1) 대비 장경(L2)의 비가 3 보다 클 경우, 가공 공정에 의한 소선(110)의 대미지가 크기 때문에 본 발명의 이점인 내피로성이 획득되기 어려울 수 있다.
본 발명에 따른 타이어 보강용 스틸코드(100)를 구성하는 각각의 소선(110)의 직경은 0.08 mm 내지 0.5 mm 인 것이 바람직하다. 예컨대, 소선(110)의 직경이 0.08 mm 보다 작으면 보강재로서 충분한 인장강도를 만족시킬 수 없으며, 직경이 0.5 mm 보다 클 경우, 타이어 보강용 스틸코드(100)가 너무 두꺼워 내피로성이 불리해질 수 있다.
한편, 소선(110)의 인장강도는 280kgf/㎟ 내지 500kgf/㎟ 인 것이 바람직하다. 예컨대 인장강도가 500kgf/㎟ 을 초과하는 경우에는 소재의 경도가 지나치게 높아서 가공 중 단선되기 쉽게 되고, 따라서 타이어 보강용 스틸코드(100)의 생산성이 저하될 수 있다.
본 발명에 따른 타이어 보강용 스틸코드(100)를 제조하는 공정은 하기와 같다.
후술하는 타이어 보강용 스틸코드(100) 제조 공정은 예시적인 것으로, 이에 한정하지 아니한다. 예컨대, 각각의 공정은 그 사이에 별도의 공정을 포함하거나, 또는 공정 순서가 바뀔 수 있으며, 이에 한정하지 아니한다.
먼저, 하나 이상의 소선(110)을 압연하여 편평면(122)을 갖는 편평 소선(120)을 형성한다.
압연 공정은 소정의 압연 롤러 사이에 상기 소선(110)을 넣고 압착함으로써 수행될 수 있다. 소선(110)이 압연 롤러 사이를 통과함에 따라서 소선(110)의 직경방향으로 대칭되는 영역에 편평면(122)이 형성되며, 상기 편평면(122)은 소선(110)의 길이방향으로 연장될 수 있다. 한편, 상술한 바와 같이, 소선(110)의 단경 대비 장경의 비는 1.05 내지 3 인 것이 바람직하며, 압연 롤러 사이의 간극, 또는 압연 롤러의 재질 등을 조절하여 소선(110)의 단경 대비 장경의 비를 조절할 수 있다. 예컨대, 압연 롤러 사이의 간극을 작게 하는 경우 소선(110)이 더욱 큰 힘으로 압착되어 소선(110)의 단경 대비 장경의 비가 커지며, 압연 롤러 사이의 간극을 크게 할 경우 소선(110)이 비교적 작은 힘으로 압착되어 소선(110)의 단경 대비 장경의 비가 작아질 수 있다.
다음으로, 상기 편평면(122)이 형성된 편평 소선(120)과 원형단면을 갖는 일반적인 소선(110)을 연선 결합한다.
연선 공정은 1 도 연선기(Tubular)를 사용하여 수행될 수 있다. 예컨대, 2 도 비틀림 연선기를 이용하여 연선하게 될 경우, 굽힘 응력 외에 비틀림 응력이 가해지게 되어 편평 소선(120)이 비틀림을 받으며 연선될 수 있다. 따라서, 타이어 보강용 스틸코드(100)의 비틀림이 수반되기 때문에, 길이 방향에 따라서 유사한 단면구조를 얻기 어렵고 소선(110) 사이에 형성된 공간이 외부에 대해서 개방되기 어렵게 된다.
따라서, 1 도 연선기를 이용하여 연선 공정을 수행하면, 소선(110) 공급시 비틀림 응력이 없이 대체로 굽힘응력만 작용하게 되므로, 편평 소선(120)이 비틀림(twisting) 없이 오로지 벤딩(bending)되어 연선결합될 수 있다. 따라서, 타이어 보강용 스틸코드(100)의 길이방향으로 유사한 구조를 형성하게 되며, 상술한 바와 같이 소선(110) 사이에 형성된 공간이 외부에 대해서 개방된 구조를 가지며 고무와 같은 타 재질의 침투가 용이하게 된다.
도 7 내지 도 9 는 본 발명에 따른 타이어 보강용 스틸코드(100)를 포함한 다층연, 다중연, 및 복층연의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 7 내지 도 9 를 참조하면, 본 발명에 따른 타이어 보강용 스틸코드(100)는 다층연, 다중연, 및 복층연 구조를 갖는 타이어 보강용 스틸코드(100)에 포함되어 사용될 수 있다. 이때, 복층연 구조는 다층연 및 다중연 구조가 혼합된 구조를 갖는 것으로 정의한다. 예컨대, 본 발명에 따른 타이어 보강용 스틸코드(100)는 다층연 구조를 갖는 타이어 보강용 스틸코드(A)의 하연으로 사용되거나, 또는 다중연 구조를 갖는 타이어 보강용 스틸코드(B)의 일부, 또는 복층연 구조를 갖는 타이어 보강용 스틸코드(C)의 일부를 구성할 수 있으며, 이에 한정하지 아니한다.
도 10 은 본 발명에 따른 타이어 보강용 스틸코드(100)를 포함한 타이어의 부분 단면도이며, 도 11 은 도 7 의 K 영역을 확대 도시한 확대도이다.
도 10 및 도 11 을 참조하면, 본 발명에 따른 타이어 보강용 스틸코드(100)를 포함한 타이어(200)는 벨트층(210)을 포함하며, 상기 벨트층(210)에 타이어 보강용 스틸코드(100)가 매설될 수 있다.
벨트층(210)은 주행시 타이어(200)가 외부로부터 받는 충격을 완화함과 동시에 타이어(200) 외측의 갈라짐이나 외상이 타이어(200)의 내부 부재로 직접 도달되는 것을 방지한다. 벨트층(210)은 통상 타이어 보강용 스틸코드(100)에 고무를 입혀서 이루질 수 있다. 상기 고무는 천연고무와 합성고무 중 적어도 하나를 사용할 수 있다.
한편, 벨트층(210)은 단층, 또는 복층으로 형성될 수 있으며, 이에 한정하지 아니한다. 바람직하게는, 벨트층(210)은 타이어(200)에 가해지는 하중이나 충격으로부터 타이어(200)를 지지하는 역할, 외부 손상으로부터 타이어(200) 내부 부재를 보호하는 역할 등을 분담하도록 복수의 층을 갖게 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 타이어 보강용 스틸코드(100)는 편평면(122)이 형성된 편평 소선(120)을 포함하며, 상기 편평면(122)의 법선은 1 꼬임 피치 구간 내에서 0° 내지 45° 의 각도 범위를 갖게 구성됨에 따라서, 상기 편평 소선(120)은 비틀림(twisting) 없이 벤딩(bending)하며 연선된다. 따라서, 각각의 소선(110) 사이에 소정의 이격거리를 갖는 간극이 형성되며, 타이어 보강용 스틸코드(100) 내에 형성된 소선(110) 사이의 공간(H)이 외부에 대해서 개방된 구조를 갖는다.
따라서, 타이어 보강용 스틸코드(100)의 소선(110) 사이의 공간(H)에 벨트층(210)을 구성하는 고무 재질이 용이하게 침투할 수 있고, 타이어 보강용 스틸코드(100)의 피로특성이 향상될 수 있다. 또한, 저하중 신율의 증가 없이 고무의 침투성을 높여서 수분이나 염수가 소선(110)들 사이의 공간(H)으로 침투하여 타이어 보강용 스틸코드(100)와 고무사이의 접착계면을 파괴하는 것이 방지되는 효과가 있다.
따라서, 본 발명에 따른 타이어 보강용 스틸코드(100)가 사용된 타이어(200)의 신뢰성이 향상되며 사용연한이 연장될 수 있다.
이상에서는 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
100: 타이어 보강용 스틸코드 110: 소선
120: 편평 소선 122: 편평면
200: 타이어 210: 벨트층

Claims (7)

  1. n (n > 1) 개의 소선(110)을 포함하고,
    상기 소선(110)은 타이어 보강용 스틸코드(100)의 길이방향 축을 중심으로 미리 정해진 꼬임 피치에 따라서 주기적으로 연선되게 구성되는 타이어 보강용 스틸코드(100)에 있어서,
    상기 소선(110) 중 하나 이상은 길이방향으로 연장되는 편평면(122)이 형성된 편평 소선(120)으로 구성되며,
    상기 편평 소선(120)의 길이 방향 각 부분의 편평면(122)의 법선은,
    1 꼬임 피치 시작점(Q1)에서의 편평면(122)의 법선을 기준선으로 하여, 1 꼬임 피치 시작점(Q1)과 1 꼬임 피치 종료점(Q4) 사이의 모든 편평면(122)의 법선이 형성하는 각도는 0 °내지 45° 인 것을 특징으로 하는 타이어 보강용 스틸코드(100).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 편평 소선(120)은 길이방향에 수직한 단면을 가지며,
    상기 단면은 장경, 및 단경을 갖는 비원형으로 형성되되,
    상기 장경은 상기 단경 대비 1.05 배 내지 3 배인 것을 특징으로 하는 타이어 보강용 스틸코드(100).
  3. 제1항에 있어서,
    상기 타이어 보강용 스틸코드(100)는,
    2 내지 6 가닥의 소선(110)을 포함하며, 상기 소선(110)이 연선 결합된 단층연인 것을 특징으로 하는 타이어 보강용 스틸코드(100).
  4. 제3항에 있어서,
    상기 소선(110)은 0.08 mm 내지 0.5 mm 의 직경을 가지며,
    상기 소선(110)의 인장강도는 280kgf/㎟ 내지 500kgf/㎟ 인 것을 특징으로 하는 타이어 보강용 스틸코드(100).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 타이어 보강용 스틸코드(100)를 포함하며, 다층연, 다중연, 및 복층연 중 어느 하나의 구조를 갖는 타이어 보강용 스틸코드(100).
  6. 제5항의 타이어 보강용 스틸코드(100)를 포함한 타이어(200).
  7. n (n > 1) 개의 소선(110)을 포함하고,
    상기 소선(110)은 타이어 보강용 스틸코드(100)의 길이방향 축을 중심으로 미리 정해진 꼬임 피치에 따라서 주기적으로 연선되게 구성되는 타이어 보강용 스틸코드(100)에 있어서,
    상기 소선(110) 중 하나 이상은 길이방향으로 연장되는 편평면(122)이 형성된 편평 소선(120)으로 구성되며,
    상기 편평 소선(120)의 길이 방향 각 부분의 편평면(122)의 법선은,
    1 꼬임 피치 시작점(Q1)에서의 편평면(122)의 법선을 기준선으로 하여, 1 꼬임 피치 시작점(Q1)과 1 꼬임 피치 종료점(Q4) 사이의 모든 편평면(122)의 법선이 형성하는 각도는 0 °내지 45° 로서,
    상기 편평 소선(120)의 길이 방향 각 부분의 편평면(122)은,
    1 꼬임 피치 구간 내에서 존재하는 상기 편평면(122)의 모든 법선이 0° 내지 45° 의 사이각을 갖는 것을 특징으로 하는 타이어 보강용 스틸코드(100)의 제조 방법으로서,
    하나 이상의 소선(110)을 압연하여 편평면(122)이 형성된 편평 소선(120)을 구성하는 단계;
    상기 편평 소선(120)과 타 소선(110)을 1 도 연선기를 사용하여 연선하되,
    상기 편평 소선(120)은 벤딩(bending)하며 연선되는 단계;를 포함하는 타이어 보강용 스틸코드(100) 제조방법.
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