KR101565877B1

KR101565877B1 - 고무 침투성이 우수한 고무 보강재용 스틸코드 및 그의 제조방법 및 제조장치

Info

Publication number: KR101565877B1
Application number: KR1020140051283A
Authority: KR
Inventors: 김영구; 김도헌
Original assignee: 홍덕산업(주)
Priority date: 2014-04-29
Filing date: 2014-04-29
Publication date: 2015-11-05

Abstract

본 발명은 고무 침투성이 우수한 고무 보강재용 스틸코드 및 그의 제조방법 및 제조장치에 관한 것으로서, 스틸코드의 강선을 서로 다른 피치를 갖도록 형성함은 물론 여러 가닥의 강선을 연선 결합할 때 상기 각 강선 간에 충분한 틈새를 형성하여 우수한 고무 침투성을 발휘하도록 한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 여러 가닥의 강선이 연선 결합된 고무 보강재용 스틸코드에 있어서, 상기 스틸코드의 강선은 일정 길이만큼씩 이격된 위치에 꺽임 형태로 절곡된 복수 개의 형부가 연속적으로 형성되고, 상기 강선의 각 형부 사이의 형부길이는 서로 다른 피치를 갖도록 형성된 것이다.
또한, 본 발명은 여러 가닥의 강선이 연선 결합된 고무 보강재용 스틸코드에 있어서, 상기 강선을 제1평판에서 제2평판이 유동가능하게 결합된 형부기의 제1,2평판의 모서리에 강선이 접촉되도록 위치시키고, 상기 형부기를 중심으로 양측부에 위치하는 강선의 양단부를 제1,2가이드롤러의 하부에 각각 접촉시켜 강선의 텐션을 유지하며, 상기 제2가이드롤러의 측방으로 강선을 잡아당겨 제1,2평판을 동시에 회전시키고, 상기 회전하는 제1평판의 모서리 및 제1평판을 기준으로 유동되는 제2평판의 모서리에 의해 일정 길이만큼씩 이격된 위치에 꺽임 형태로 절곡된 복수 개의 형부가 연속적으로 형성된 강선을 제조하도록 한 것이다.

Description

고무 침투성이 우수한 고무 보강재용 스틸코드 및 그의 제조방법 및 제조장치{STEEL CORD FOR REINFORCING RUBBER HAVING SUPERIOR PERVIOUSNESS AND MANUFACTURE METHOD THEREOF AND MANUFACTURE APPARATUS}

본 발명은 차량의 타이어 및 공업용 벨트 등을 비롯한 각종 고무제품의 내부에 매설되어 보강재로 사용되는 여러 가닥의 강선이 연선 결합된 스틸코드에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 상기 스틸코드의 강선을 서로 다른 피치를 갖는 복수 개의 형부를 형성하여 여러 가닥의 강선을 연선 결합할 때 상기 스틸코드의 중간 공간부(공공부)가 개방되도록 각 강선의 외주면을 이격시켜 충분한 틈새를 형성하여 우수한 고무 침투성을 발휘하도록 하는 고무 침투성이 우수한 고무 보강재용 스틸코드 및 그의 제조방법 및 제조장치에 관한 것이다.

차량의 타이어 및 공업용 벨트 등과 같은 탄성 중합체 제품의 보강용으로 사용되는 여러 종류의 보강재 중 하나인 스틸코드(steel cord)는 탄소강으로 된 선재에 인발 가공 및 고무와의 접착성 향상을 위해 황동으로 도금한 가는 굵기(0.10~0.40mm)의 여러 가닥의 강선을 연선 결합한 것으로서, 상기 스틸코드는 강도(强度), 모듈러스, 내열성, 열전달율, 내피로성, 고무와의 접착성 등이 다른 종류의 보강재에 비해 타이어 보강재에서 요구되는 품질 특성을 만족시키기 때문에 타이어의 보강용으로 많이 사용되어 왔으며 날로 그 사용량이 급속하게 증가되고 있는 추세에 있다.

한편, 내부 공간이 공기로 충진된 래디얼 타이어는 방사선 모양의 카카스 코드를 가지는 레디얼 카카스 부위와, 상기 레디얼 카카스 부위의 반경 방향 외측에 배열되어 트레드 부위를 보강하는 벨트층으로 구성되며, 상기 래디얼 타이어의 벨트층 및 카카스 부위에는 통상적으로 0.10~0.40mm 직경의 원형 단면을 갖는 극세강선을 2~30본 정도 연선 결합시켜 구성된 스틸코드가 매설되어 이들 벨트층과 카카스 부위의 보강이 이루어지도록 하고 있다.

상기 타이어 등 고무 제품의 내부에 매설되어 보강재로서의 역할을 하는 스틸코드는 여러 가닥의 강선을 동일한 방향으로 꼬아서 연선 결합이 이루어지도록 하는 방식으로 제조되는바, 상기 스틸코드의 단면은 대개가 원형을 띠며, 상기 스틸코드의 내부는 서로 선 접촉을 하고 있는 외측 강선들로 둘러싸여 밀폐된 상태로 된다.

즉, 상기 단면이 원형인 각 강선의 외주면이 서로 선 접촉되면서 연선 결합됨에 따라 상기 강선과 강선 사이에는 빈 공간 즉, 스틸코드의 중심부에 중심 공간부(공공부)가 형성되며, 이와 같이 내부에 중심 공간부가 형성된 상태로 강선들로 둘러싸인 밀폐형 스틸코드에서는 이를 고무 제품 중에 매설하여 가류 접착시키는 공정에서 강선으로 둘러싸인 스틸코드의 내부에 형성된 중심 공간부로 고무의 충진이 이루어지지 않은 채 공기가 잔류하게 된다.

상기 스틸코드의 중심 영역에 고무가 제대로 충진되지 않은 상태로 제조된 타이어의 경우에는, 차량의 주행 중 타이어의 발열과 상기 스틸코드의 중심 공간부에 잔존하는 공기에 의해 고무의 열화가 촉진되어 스틸코드와 고무 간의 접착 계면층의 분리 현상이 초래되고, 상기 타이어 내에서 굴곡하중을 받으면 스틸코드에 가해지는 응력 집중에 의한 프래팅 마모가 촉진되어 파단 기점으로 작용하는 문제가 있었다.

또한, 차량의 주행 중에 가해지는 반복적인 충격이나 노면의 돌이나 못 등에 의해 타이어의 트래드부가 손상되면 수분이 모세관 현상에 의해 그 손상된 부위를 타고 침입하여 스틸코드의 중심 공간부(공공부)에 도달하게 되고, 상기 중심 공간부로 침입된 수분은 통로 역할을 하는 중심 공간부를 따라 스틸코드의 길이방향으로 확산되어 스틸코드 자체의 발청을 유발할 뿐만 아니라 상기 고무와 스틸코드 간의 접착 계면층을 치명적으로 파괴시켜 두 부재 간의 분리가 초래되도록 함으로써 타이어의 내구성을 저하시키는 문제가 있었다.

상기한 문제점을 해결하기 위해서는 상기 스틸코드의 내부에 형성된 중심 공간부에 고무가 쉽게 침투하여 잔류하는 공기를 제거하고 상기 중심 공간부에 고무가 충진되어야 한다.

이를 위해서, 국내 공개특허공보 10-2006-0093408호 '고무제품 보강용 스틸코드 필라멘트의 형부 부여방법'이 게재되어 있는바, 상기 '고무제품 보강용 스틸코드 필라멘트의 형부 부여방법'은 배열된 다각형 핀에 강선이 통과하여 형부를 부여하는 것으로서, 상기 강선에 형부를 균일하게 형성하여 상기의 강선들을 연선 결합할 경우 상기 강선들 사이에 틈이 형성되어 상기의 틈을 통하여 스틸코드의 중심 공간부로 고무가 충진된다.

그러나, 이러한 종래 스틸코드는 강선에 균일한 간격으로 형성된 형부가 연합지점에서 균일하게 공급될 경우 형부효과가 낮아져 스틸코드의 내부에 폐쇄된 공간을 형성할 문제가 있다.

그래서, 본 출원인은 국내 등록특허공보 제10-0466427호 '낮은 저하중 신율과 높은 고무침투성을 갖는 고무보강재용 스틸코드'를 등록받았는바, 상기 '낮은 저하중 신율과 높은 고무침투성을 갖는 고무보강재용 스틸코드'는 강선들이 연선 결합된 스틸코드의 중심 공간부로 고무가 충진될 수 있도록 상기 스틸코드의 강선을 비정다각형 단면 형상을 갖는 형부기의 외주면에 밀착시킨 상태에서 상기 형부기와 함께 1회전 이상 회전시킨 후 형부기를 벗어나도록 하여 상기 강선에 비정다각형의 형부기의 서로 다른 각 변에 해당하는 길이만큼씩 이격된 위치에 상기 형부기의 각 꼭지점에 대응하여 동일한 꺽임 방향을 갖는 굴곡부 즉, 형부들을 일정한 주기로 반복 형성된 강선을 제조하는 것으로서, 상기 연신 결합된 강선들 간에 틈을 발생시켜 스틸코드의 중심 공간부로 고무가 충진된다.

그러나, 이러한 종래 스틸코드는 동일한 꺽임 방향이 일정한 주기로 반복 형성된 형부를 갖는 강선들을 연선 결합할 때 상기 강선들의 형부가 겹쳐지면서 상기 강선들의 외주면이 서로 맞닿을 수 있음에 따라 강선의 형부 효과가 저하되며, 상기 강선의 외주면이 맞닿은 상태에서 연선 결합될 경우 스틸코드의 중심 공간부가 전체가 폐쇄 및 일부만 개방되어 상기 스틸코드의 중심 공간부로 고무가 침투하지 못하거나 불균일하게 침투하게 됨에 따라 종래에서와 같은 상기와 같은 문제점이 발생하고, 또한 형부기를 적용하는 과정에서 강선을 형부기에 1회전 시킴으로 형부기와 강선 간의 슬립이 발생할 수 있으며, 형부 높이를 낮추어 원하는 수준의 정확한 형부를 얻기 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술에서의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 2개의 평판이 구비된 형부기를 이용하여 강선에 일정 길이만큼씩 이격된 위치에 복수 개의 형부를 연속적으로 형성 및, 상기 각 형부 사이의 형부길이가 서로 다른 피치를 갖도록 형성함으로써, 상기의 강선을 여러 가닥 연선 결합하여 스틸코드를 제조할 때 상기 서로 다른 피치를 갖는 각 형부에 의하여 각 강선의 외주면이 밀착되지 않고 일정 간격으로 이격되면서 틈새를 형성함에 따라 상기의 틈새에 의해 스틸코드의 중심 공간부(공공부)가 개방되고, 상기 틈새를 통해 스틸코드의 중심 공간부로 고무의 침투성이 용이함은 물론 상기 중심 공간부로 고무가 균일하게 충진되도록 하는데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 여러 가닥의 강선이 연선 결합된 고무 보강재용 스틸코드에 있어서, 상기 스틸코드의 강선은 일정 길이만큼씩 이격된 위치에 꺽임 형태로 절곡된 복수 개의 형부가 연속적으로 형성되고, 상기 강선의 각 형부 사이의 형부길이는 서로 다른 피치를 갖도록 형성됨을 특징으로 하는 고무 침투성이 우수한 고무 보강재용 스틸코드가 제공된다.

또한 본 발명은, 여러 가닥의 강선이 연선 결합된 고무 보강재용 스틸코드에 있어서, 상기 스틸코드의 강선에 서로 다른 피치의 형부길이를 갖도록 일정 길이만큼식 이격된 복수 개의 형부를 형성하도록 모서리에 강선이 접촉된 상태에서 당겨지는 강선에 의해 회전되는 제1,2평판이 구비되고, 상기 제1평판을 기준으로 제2평판이 유동가능하게 결합되는 형부기; 상기 형부기의 양측부에 각각 회전가능하게 설치되어 상기 형부기의 모서리에 접촉된 상태에서 형부기의 측방으로 당겨지는 강선의 텐션을 유지하면서 상기 강선의 이송을 안내하는 제1,2가이드롤러;로 구성됨을 특징으로 하는 고무 침투성이 우수한 고무 보강재용 스틸코드의 제조장치가 제공된다.

또한 본 발명은, 여러 가닥의 강선이 연선 결합된 고무 보강재용 스틸코드에 있어서, 상기 강선을 제1평판에 제2평판이 유동가능하게 결합된 형부기의 제1,2평판의 모서리에 강선이 접촉되도록 위치시키고, 상기 형부기를 중심으로 양측부에 위치하는 강선의 양단부를 제1,2가이드롤러의 하부에 각각 접촉시켜 강선의 텐션을 유지하며, 상기 제2가이드롤러의 측방으로 강선을 잡아당겨 제1,2평판을 동시에 회전시키고, 상기 회전하는 제1,2평판의 각 모서리에 의해 일정 길이만큼씩 이격된 위치에 꺽임 형태로 절곡된 서로 다른 피치를 갖는 복수 개의 형부가 연속적으로 형성된 강선을 제조하도록 함을 특징으로 하는 고무 침투성이 우수한 고무 보강재용 스틸코드의 제조방법이 제공된다.

상기에서 설명한 바와 같이 이루어진 본 발명에 따르면, 2개의 평판이 구비된 형부기를 이용하여 일정 길이만큼씩 이격된 위치에 복수 개의 형부를 연속적으로 형성 및 각 형부 사이의 형부길이가 서로 다른 피치를 갖는 강선을 제조함으로써, 상기의 강선을 여러 가닥 연선 결합하여 스틸코드를 제조할 때 상기 서로 다른 피치를 갖는 각 형부에 의하여 각 강선의 외주면이 밀착되지 않고 일정 간격으로 이격될 뿐만 아니라, 상기 일정 간격으로 이격 및 이격된 상태를 유지하는 각 강선에 의해 상기 강선과 강선 사이에서 틈새를 안정적으로 확보하여 상기의 틈새에 의해 스틸코드의 중심 공간부(공공부)가 개방되므로 상기 스틸코드의 중심 공간부로 고무의 침투성이 용이함은 물론 상기 스틸코드의 중심 공간부에 고무가 균일하게 침투되도록 하는 효과가 있다.

특히, 상기의 강선으로 제조된 스틸코드가 적용된 타이어의 경우에는, 상기 강선들 사이에 공극 즉, 스틸코드의 중심 공간부(공공부)로 고무가 완전 충진됨에 따라 종래 스틸코드에서 공기가 잔존하는 중심 공간부의 존재로 인해 발생하는 문제점 즉, 스틸코드와 고무 간 접착 계면층의 분리 현상, 프래팅 마모와 부식, 침투하는 수분으로 인한 스틸코드의 발청 및 타이어의 내구성이 저하되는 문제점을 방지하는 효과도 있다.

또한, 형부기의 양측부에 가이드롤러에 의해 강선의 텐션을 일정하게 유지하면서 상기 형부기의 제1,2평판의 각 모서리에 강선이 접촉됨에 따라 상기 형부기와 강선 간의 슬립 현상을 방지하고, 당겨지는 강선에 의해 회전되는 형부기에 의하여 상기 강선에 형부길이가 서로 다른 복수 개의 형부가 정확한 형상으로 형성됨에 따라 상기 강선을 단순 작업으로 손쉽고 용이하게 제조함은 물론 상기 강선 제조작업에 따른 작업 효율성 및 생산성이 향상되는 효과도 있다.

그리고, 형부기의 제1평판에 결합되는 제2평판의 결합 위치에 따라 상기 강선에 형성된 복수 개의 형부 간의 형부길이 즉, 형부와 형부 사이에 서로 다른 피치를 갖도록 상기 강선의 형부길이를 다양하게 조절 가능한 효과도 있다.

도 1은 본 발명 고무 침투성이 우수한 고무 보강재용 스틸코드의 강선에 복수 개의 형부를 형성하는 제조장치의 구조도.
도 2는 본 발명 스틸코드의 강선에 복수 개의 형부를 형성하는 형부기의 구조를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명 형부기의 각 구성을 분리한 상태로 나타낸 분리사시도.
도 4 내지 도 6은 본 발명 형부기에 의해 복수 개의 형부를 갖는 강선을 제조하는 과정을 순차적으로 나타낸 작동상태도.
도 7과 도 8은 본 발명 형부기의 제1평판에 제2평판의 결합 위치를 나타낸 정면도.
도 9a와 9b는 본 발명 형부기를 나타낸 제1다른 실시예.
도 10a와 도 10b는 본 발명 형부기를 나타낸 제2다른 실시예.
도 11은 본 발명 형부기에 의해 제조된 복수 개의 형부가 형성된 스틸코드의 강선을 나타낸 도면.
도 12는 본 발명 복수 개의 강선이 연선 결합된 스틸코드를 나타낸 단면도.
도 13은 본 발명 스틸코드의 다른 제1실시예.
도 14는 본 발명 스틸코드의 다른 제2실시예.

이하, 본 발명에 따른 고무 침투성이 우수한 고무 보강재용 스틸코드 및 그의 제조방법 및 제조장치는 첨부된 도 1 내지 도 14를 참조하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명은, 차량의 타이어 및 공업용 벨트 등과 같은 탄성 중합체 제품의 보강용으로 사용되는 여러 종류의 보강재 중 하나인 스틸코드(steel cord, 1)가 구비되어 있고, 상기 스틸코드(1)는 탄소강으로 된 선재에 인발 가공 및 고무와의 접착성 향상을 위해 황동으로 도금한 가는 굵기를 갖는 여러 가닥의 강선(10)을 연선 결합되어 있다.

상기 스틸코드(1)는 1×N 구조(단층연 구조), N+M 구조(2층연 구조), N+M+S 구조(3층연 구조) 중 어느 하나의 구조로 구성되어 있고, 상기의 N, M, S는 강선(10)의 개수를 나타낸 것으로서, 상기 스틸코드(1)의 1×N 구조는 도 12에서와 같이 복수 개의 강선(10)으로만 이루어진 구조이고, 상기 스틸크드(1)의 N+M 구조는 도 13에서와 같이 도 12의 구조 외부에 복수 개의 강선(10)이 더 구비된 구조이며, 상기 N+M+S 구조는 도 14에서와 같이 도 13의 구조 외부에 복수 개의 강선(10)이 더 구비된 구조이다.

여기서, 상기 N는 3~5개로 구성되어 있으며, 상기 M은 5~9개로 구성되어 있고, 상기 S는 10~18개로 구성되어 있으며, 상기 N의 개수가 1~2개일 경우에는 스틸코드(1)의 중심 공간부(공공부)(H)를 형성하지 않으므로 사용이 적합하지 않으며, 상기 M의 개수가 5개 이하 또는 상기 S의 개수가 10개 이하일 경우에는 원하고자 하는 스틸코드(1)의 강도 및 경도를 얻을 수 없으며, 상기 N의 개수가 5개 이상 또는 상기 M의 개수가 9개 이상 또는 상기 S의 개수가 18개 이상일 경우일 경우 상기 스틸코드(1)의 중심 공간부(H)가 폐쇄된 단층연 구조를 형성하지 않는다.

상기 강선(10)의 직경은 0.10~0.40mm로 형성되어 있고, 상기 강선(10)의 인장강도는 280~450kgf/mm²인 것이 바람직하다.

상기의 강선(10)은 도 11에서와 같이, 일정 길이만큼씩 이격된 위치에 꺽임 형태로 절곡된 복수 개의 형부(11)가 연속적으로 형성되어 있고, 상기 강선(10)의 각 형부(11) 사이의 형부길이(p)는 서로 다른 피치로 형성되어 있다.

그러므로, 상기 스틸코드(1)를 제작하기 위해 상기의 강선(10)을 여러 가닥 꼬아 연선 결합할 때 상기 각 강선(10)에 형성된 복수 개의 형부(11)는 서로 다른 피치 즉, 상기 형부(11)와 형부(11) 사이의 형부길이(p)가 서로 다름에 따라 상기 각 형부(11)에 의하여 상기 연선 결합되는 각 강선(10)의 외주면은 밀착되지 않고 일정 간격으로 이격된 상태를 유지함에 따라 상기 각 강선(10) 사이에 틈새가 발생한다.

상기 각 강선(10) 사이에 형성된 틈새에 의하여 상기 스틸코드(1)의 중심 공간부(공공부)(H)는 개방되어, 상기 스틸코드(1)를 타이어에 매립 설치하는 과정에서 상기의 틈새를 통해 중심 공간부(H)로 고무가 균일하게 투입되면서 상기 스틸코드(1)의 중심 공간부(H)는 고무로 완전 충전된다.

그러므로, 상기의 스틸코드(1)는 타이어에 밀착된 상태로 견고하게 매설됨에 따라 타이어의 내구성이 향상되고, 상기 중심 공간부(H)에 고무가 완전 충진된 스틸코드(1)의 중심 공간부(H)로 수분이나 습기의 유입을 차단함에 따라 상기 스틸코드(1)의 발청을 방지할 수 있다.

상기 스틸코드(1)의 강선(10)에 서로 다른 형부길이(p)를 갖는 복수 개의 형부(11)를 형성하기 위한 제조장치가 구비되어 있는데, 상기 제조장치는 도 1 내지 도 3에서와 같이, 상기 강선(10)이 외주면에 위치한 상태에서 모서리에 접촉되도록 설치됨은 물론 제조장치의 측방으로 당겨지는 강선(10)에 의해 회전되면서 상기 모서리에 접촉된 위치에서 강선(10)이 꺽힘 형태로 절곡된 복수 개의 형부(11)를 형성하도록 하는 형부기(20)가 회전가능하게 설치되어 있다.

상기 형부기(20)는 도 2와 도 3에서와 같이, 강선(10)이 접촉된 상태에서 회전하는 형부기(20)에 의해 상기 강선(10)에 서로 다른 피치의 형부길이(p)를 갖도록 일정 길이만큼씩 이격된 위치에 꺽임 형태로 굴곡된 복수 개의 형부(11)를 형성하도록 상기 강선(10)이 접촉된 외주면에 복수 개의 모서리를 갖는 제1,2평판(21,24)로 구성되어 있다.

상기 제1,2평판(21,24)은 상기 제1,2평판(21,24)이 동일선상에 위치 즉, 상기 제1,2평판(21,24)의 각 모서리가 같은 평면상에 위치하도록 서로 겹쳐지는 형태로 결합되어 있고, 상기 제1,2평판(21,24)은 같이 회전되도록 볼트와 너트로 이루어진 체결부재(B)에 의해 지지부(미도시)에 회전가능하게 결합되어 있다.

상기 제1평판(21)의 일면에는 제1평판(21) 내측으로 파여진 형태의 제1결합홈(22)이 형성되어 있고, 상기 제1결합홈(22) 측인 제1평판(21)의 중앙부에는 체결부재(B)가 삽입 체결되는 원형의 체결공(23)이 형성되어 있다.

상기 제2평판(24)의 일면에는 상기 제1평판(21)과 제2평판(24)이 동일선상에 위치하게 겹쳐지도록 상기 제1결합홈(22)에 대응되는 위치인 상기 제2평판(24) 내측으로 파여진 형태의 제2결합홈(25)이 형성되어 있고, 상기 제2결합홈(25) 측인 제2평판(24)의 중앙부에는 상기 제1평판(21)을 기준으로 제2평판(24)이 유동가능하도록 상기 체결공(23)과 일치한 상태에서서 체결부재(B)가 삽입 체결되는 장공의 체결공(26)이 형성되어 있다.

상기 형부기(20)의 제1,2평판(21,24)은 상기 제1평판(21)과 제2평판(24)이 결합된 위치에 따라 상기 강선(10)에 연속적으로 형성되는 복수 개의 형부(11)와 형부(11) 사이의 형부길이(P)를 조절할 수 있다.

즉, 도 1에서와 같이 상기 제1평판(21)의 중심을 기준으로 제2평판(24)의 중심이 상기 제1평판(21) 중심의 하방 측에 위치하거나 또는, 도 7에서와 같이 상기 제1평판(21)의 중심과 제2평판(25)의 중심이 일치하게 위치하거나 또는, 도 8에서와 같이 상기 제1평판(21)의 중심을 기준으로 제2평판(24)의 중심이 상기 제1평판(21) 중심의 상방 측에 위치하도록 설치할 수 있다.

그러므로, 상기 제1평판(21)의 각 모서리와 상기 제1평판(24)의 각 모서리와 인접하는 제2평판(24)의 각 모서리 사이의 간격은 상기 제1평판(21)과 제2평판(24)이 결합된 위치에 따라 달라짐으로써, 상기 제1,2평판(21,24)으로 이루어진 형부기(20)를 거친 강선(10)에 연속적으로 형성된 복수 개의 형부(11) 간의 형부길이(p)는 서로 다른 피치를 가짐은 물론 상기 각 형부(11) 간에 다양한 형부길이(p)를 갖는 여러 형상의 강선(10)을 제조할 수 있다.

상기 형부기(20)의 제1,2평판(21,24)은 도 1에서와 같이 모서리가 3개인 삼각형 또는, 도 9a와 도 9b에서와 같이 모서리가 4개인 정사각형 또는, 도 10a와 도 10b에서와 같이 모서리가 2개인 직사각형은 물론 육각, 팔각형상 등 모서리가 복수 개 있는 다각형상으로 형성되어 있다.

상기 형부기(20)의 양측부에는 상기 형부기(20)의 모서리에 접촉된 상태로 설치되어 형부기(20)의 측방으로 당겨지는 강선(10)의 텐션을 유지하면서 상기 강선(10)의 이송을 안내하는 가이드롤러가 지지부(미도시)에 각각 회전가능하게 설치되어 있다.

상기 각 가이드롤러는 상기 형부기(20)의 일방에 설치되어 상기 강선(10)의 이송을 형부기(20)로 안내하도록 하는 제1가이드롤러(31)와, 상기 형부기(20)의 타방에 설치되어 상기 형부기(20)를 거친 강선(10)의 이송을 형부기(20)의 측방으로 안내하도록 하는 제2가이드롤러(32)로 구성되어 있다.

상기 제1,2가이드롤러(31,32)의 외주면에는 상기 각 가이드롤러(31,32)에 접촉된 상태로 이송되는 강선(10)이 각 가이드롤러(31,32)에서 탈거되는 것을 방지하도록 상기 강선(10)이 삽입 위치하는 가이드홈(31a,32a)이 각각 형성되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명은, 제1,2평판(21,24)이 겹쳐진 상태로 결합된 형부기(20)의 외주면 즉, 제1,2평판(21,24)의 각 모서리에 강선(10)이 접촉되도록 위치 설치한다.

그리고, 상기 형부기(20)를 중심으로 양측부에 위치하는 강선의 양단부를 회전가능하게 설치된 제,1가이드롤러(31,32)의 하부에 접촉 즉, 상기 제1,2가이드롤러(31,32)의 외주면에 형성된 가이드홈(31a,32a)에 강선(10)이 삽입되도록 설치한다.

상기의 형부기(20)와 제1,2가이드롤러(31,32)에 의하여 강선(10)은 일정 텐션을 유지할 뿐만 아니라 상기 강선(10)은 제1,2가이드롤러(31,32)의 안내를 받으면서 정확한 위치에서의 이송이 가능하다.

상기와 같이, 상기 강선(10)이 형부기(20)와 제1,2가이드롤러(31,32)에 설치되면 상기 제2가이드롤러(32) 측에 있는 강선(10)을 형부기(20)의 측방으로 잡아당기면 상기 당겨지는 강선(10)에 의해 형부기(20)가 체결부재(B)를 중심으로 하여 회전 즉, 제1,2평판(21,24)이 동시에 회전된다.

그러면, 상기 동시에 회전하는 제1,2평판(21,24)의 각 모서리에 접촉된 부분에서 강선(10)은 꺽힘 형태로 절곡되면서 형부(11)가 형성되고, 상기 강선(10)을 잡아당기는 힘에 의해 회전하는 제1,2평판(21,24)의 각 모서리에 강선(10)이 접촉되면서 상기 강선(10)에는 복수 개의 형부(11)가 연속적으로 형성된다.

그러므로, 상기 제1평판(21)의 모서리와 상기 제1평판(21)의 모서리와 인접된 제2평판(24)의 각 모서리 간의 길이만큼씩 이격된 위치 즉, 상기 강선(10)에는 일정 길이만큼씩 이격된 위치에 꺽임 형태로 절곡된 복수 개의 형부(11)가 형성될 뿐만 아니라 상기 각 형부(11) 사이의 형부길이(p)는 서로 다른 피치를 갖는다.

상기 각기 다른 피치의 형부길이(p)를 갖는 각 형부(11)가 형성된 강선(10)을 여러 가닥으로 연선 결합하게 되면, 상기 각 형부(11)에 의하여 각 강선(10)의 외주면을 접촉되지 않음은 물론 상기 각 강선(10) 사이에는 일정한 틈이 형성되어 중심 공간부(공공부)(H)는 개방된 헝태의 스틸코드(1)가 제조된다.

상기의 스틸코드(1)를 타이어에 매립 설치할 때 상기 각 강선(10) 사이에 형성된 틈을 통해 상기 스틸코드(1)의 중심 공간부(H)로 고무가 균일하게 투입됨에 따라 상기 중심 공간부(H)에 고무로 완전 충전된 상태의 스틸코드(1)가 매설된 타이어가 제조된다.

상기 서로 다른 피치의 형부길이(p)를 갖는 형부(11)가 복수 개 형성된 여러 가닥의 강선(10)의 외주면이 접촉되지 않은 상태로 연선 결합된 스틸코드(1)는 도 12 내지 도 13b에서와 같이 다양한 형태로 제조할 수 있다.

여기서, 직경이 0.3mm인 3개의 강선(10)이 연선 결합된 1×N 구조의 스틸코드(1)와, 직경이 0.3mm인 3개의 강선(10) 외주면에 직경이 0.22mm인 9개의 강선이 연선 결합된 N+M 구조의 스틸코드와, 직경이 0.3mm인 3개의 강선(10) 외주면에 직경이 0.22mm인 9개의 강선(10) 외주면에 직경이 0.22mm인 15개의 강선(10)이 연선 결합된 스틸코드(1)를 표준 가류조건으로 가류 후 비교재의 초기접착력을 100으로 하여 열시효(100℃×3주), 염수시효(5% 염수용액×3주) 조건하에 비교하였는바, 그 결과는 아래의 [표 1]과 같다.

구분	3×0.30 HT		3+9×0.22+1 NT		3+9+15×0.22+1 NT
구분	비교재	실시예	비교재	실시예	비교재	실시예
초기접착력	100	100	100	102	100	101
열시효	65	82	55	75	45	65
염수시효	70	85	65	80	55	70

상기의 [표 1]에서와 같이, 본 발명의 스틸코드(1)는 초기접착력, 열시효, 염수시효 등에서 기존의 스틸코드보다 높은 효과를 나타내고 있다.

상기에서와 같이, 서로 다른 피치의 형부길이(p)를 갖는 형부(11)가 복수 개 형성된 여러 가닥의 강선(10)을 연선 결합된 스틸코드(1)의 중심 공간부(H)가 개방되어 상기 중심 공간부(H)로 고무의 투입이 원활하게 이루어지면서 고무가 완전 충진됨으로써, 상기 스틸코드(1)와 고무 간 접착 계면층의 분리 현상을 방지, 프래팅 마모와 부식을 방지, 침투하는 수분으로 인한 스틸코드의 발청을 방지함은 물론 타이어의 내구성을 확보할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 고무 침투성이 우수한 고무 보강재용 스틸코드 및 그의 제조방법 및 제조장치는 예시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않으며 그 발명의 기술범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있으므로 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 되는 것이다.

1: 스틸코드 10: 강선
11: 형부 20: 형부기
21,24: 제1,2평판 22,25: 제1,2결합홈
23,26: 제1,2체결공 31,32: 제1,2가이드롤러
31a,32a: 가이드홈 B: 체결부재
H: 중심 공간부 p: 형부길이

Claims

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여러 가닥의 강선이 연선 결합된 고무 보강재용 스틸코드에 있어서,
상기 스틸코드의 강선에 서로 다른 피치의 형부길이를 갖도록 일정 길이만큼식 이격된 복수 개의 형부를 형성하도록 모서리에 강선이 접촉된 상태에서 당겨지는 강선에 의해 회전되는 제1,2평판이 구비되고, 상기 제1평판을 기준으로 제2평판이 유동가능하게 결합되는 형부기;
상기 형부기의 양측부에 각각 회전가능하게 설치되어 상기 형부기의 모서리에 접촉된 상태에서 형부기의 측방으로 당겨지는 강선의 텐션을 유지하면서 상기 강선의 이송을 안내하는 제1,2가이드롤러;로 구성됨을 특징으로 하는 고무 침투성이 우수한 고무 보강재용 스틸코드의 제조장치.
제 3 항에 있어서,
형부기의 제1평판은 일면에 제1결합홈이 형성되고, 상기 제1평판의 중앙부에는 체결부재가 삽입 체결되는 원형의 체결공이 형성되며, 상기 형부기의 제2평판은 겹쳐지는 형태로 결합되는 제1,2평판이 동일선상에 위치하도록 상기 제1결합홈과 대응되는 제2결합홈이 형성되며, 상기 제2평판의 중앙부에는 제1평판을 기준으로 제2평판이 유동가능하도록 상기 체결공과 일치한 상태에서 체결부재가 삽입 체결되는 장공의 체결공이 형성됨을 특징으로 하는 고무 침투성이 우수한 고무 보강재용 스틸코드의 제조장치.
제 3 항에 있어서,
형부기의 제1,2평판은 다각형상으로 형성됨을 특징으로 하는 고무 침투성이 우수한 고무 보강재용 스틸코드의 제조장치.
제 3 항에 있어서,
형부기의 제1평판에 제2평판이 결합된 위치에 따라 강선에 연속적으로 형성되는 복수 개의 형부 간의 형부길이를 조절할 수 있도록 함을 특징으로 하는 고무 침투성이 우수한 고무 보강재용 스틸코드의 제조장치.
제 3 항에 있어서,
제1가이드롤러는 형부기 측으로 강선의 이송을 안내하도록 형부기의 일방에 설치되고, 제2가이드롤러는 형부기의 측방으로 상기 형부기를 거친 복수 개의 형부를 갖는 강선의 이송을 안내하도록 형부기의 타방에 설치됨을 특징으로 하는 고무 침투성이 우수한 고무 보강재용 스틸코드의 제조장치.
여러 가닥의 강선이 연선 결합된 고무 보강재용 스틸코드에 있어서,
상기 강선을 제1평판에 제2평판이 유동가능하게 결합된 형부기의 제1,2평판의 모서리에 강선이 접촉되도록 위치시키고, 상기 형부기를 중심으로 양측부에 위치하는 강선의 양단부를 제1,2가이드롤러의 하부에 각각 접촉시켜 강선의 텐션을 유지하며, 상기 제2가이드롤러의 측방으로 강선을 잡아당겨 제1,2평판을 동시에 회전시키고, 상기 회전하는 제1,2평판의 각 모서리에 의해 일정 길이만큼씩 이격된 위치에 꺽임 형태로 절곡된 서로 다른 피치를 갖는 복수 개의 형부가 연속적으로 형성된 강선을 제조하도록 함을 특징으로 하는 고무 침투성이 우수한 고무 보강재용 스틸코드의 제조방법.
제 8 항에 있어서,
강선의 각 형부 사이의 형부길이는 각기 서로 다른 피치로 형성됨을 특징으로 하는 고무 침투성이 우수한 고무 보강재용 스틸코드의 제조방법.