KR20010109630A - 레디얼 타이어용 스틸코드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 2가닥의 심선과 5∼7가닥의 측선으로 이루어지며, 2가닥의 심선이 직경이 서로 다른 필라멘트로 구성되어 측선 필라멘트 간에 공간이 형성된 것을 특징으로 하는 레디얼 타이어용 스틸코드에 관한 것으로, 본 발명에 의하여 고무침투성이 향상되고 프렛팅 마모성이 개선되어 내구성이 향상된 스틸코드를 제공할 수 있다.

Description

레디얼 타이어용 스틸코드 {Steel cord for radial tire}

본 발명은 레디얼 타이어용 스틸코드에 관한 것으로 보다 상세하게는 2가닥의 심선과 5∼7가닥의 측선으로 이루어지며, 2가닥의 심선이 직경이 서로 다른 필라멘트로 구성되어 측선 필라멘트 간에 공간을 부여함을 특징으로 하는 레디얼 타이어용 스틸코드에 대한 것이다.

스틸코드는 탄소함량이 0.6 내지 0.95 중량%인 탄소강을 재질로 하는 선경 0.1 mm 내지 0.4 mm인 선재에 0.1 내지 0.4 ㎛ 두께의 구리, 아연, 니켈, 코발트, 주석 중에서 선택된 1 내지 4개의 원소를 합금도금한 후 이와 같은 선재를 용도에 따라, 다양한 구조(1×3, 1×4, 2+2, 2+7, 3+6, 3+9+15 등)로 꼬아 만든 것으로 강도, 모듀러스, 내열성, 내피로성이 다른 종류의 무기섬유 및 유기섬유에 비하여 우수하여 타이어, 콘베이어 벨트 등의 고무제품 보강용으로 사용되고 있다.

통상적인 스틸코드의 구조는 단순히 2∼3 가닥의 필라멘트를 서로 꼬아서 심선코드를 제조하고 그 위에 4∼10 가닥의 필라멘트를 서로 꼬아서 측선코드를 제조한 2층( 심선코드 + 측선코드 ) 구조로 트럭 및 버스 등 중하중용 타이어의 벨트부 및 카카스부를 보강하는 용도로 광범위하게 사용되고 있다. 이상과 같이 스틸코드는 타이어 등에 보강재로 사용되는 관계로 이종물질인 고무와의 접착이 우수하여야 하며, 자동차 주행중 형성되는 가혹한 환경하에서도 내구성이 우수하여야 하는 관계로 이러한 내구성을 향상시키기 위하여 많은 노력을 기울여 왔다.

일반적으로 트럭과 버스용 공기입 레디얼 타이어의 벨트 부위 고무조성물의 보강제로 사용되는 스틸코드는 심선은 3가닥, 측선은 6가닥의 필라멘트를 사용하여 구성된 도 1과 같은 3(0.20)+6(0.35)구조가 사용되고 있다. 상기 구조의 스틸코드는 각 측선 필라멘트간 간격이 거의 없는 구조이기 때문에 고무가 스틸코드 내부로 침투하지 못하여 타이어 내부에 침투된 수분, 염분 등에 의하여 스틸코드가 부식되고 타이어의 내구성이 저하되는 문제점이 있다. 특히 갈바닉(Galvanic)부식이 발생하는 경우 타이어의 수명 감소를 예측할 수 없게 하는 문제점이 있다. 또한 타이어의 주행중 벨트부위에 가해지는 반복적인 변형에 의해 심선의 미세한 유동이 발생하게 되어 프렛팅(Fretting) 마모가 발생하게 된다.

이러한 3+6 구조에 대한 문제점을 해결하게 위해 도 2와 같이 심선으로 측선과 직경이 같거나 보다 큰 1가닥의 필라멘트를 사용한 1+6 구조가 있다. 이 경우 고무조성물의 침투력은 향상시킬 수 있으나 심선과 측선의 접촉점이 증가함으로 인해 심선의 유동이 발생하는 경우 프렛팅 마모가 발생할 염려가 여전히 남아있다. 또한 심선이 직선형태로 존재하게 되어 스틸코드의 신율이 전적으로 심선에 의해서 지배받게 되어 신율이 감소하는 문제점이 있다. 상기 1+6 구조를 변형시킨 구조로서 측선의 연선 이전에 심선에 미리 나선형 변형을 가하는 방법이 있다. 그러나 이 경우 심선 필라멘트 1가닥은 측선에 공극을 부여하여 고무침투성을 향상시키는 목적으로만 사용되고 강력의 향상에는 기여하지 못한다. 또한 연선된 스틸코드의 스티프니스(Stiffness)도 심선보다는 측선에 더 큰 영향을 받게 된다.

본 발명은 상기의 종래 기술상 문제점을 극복하는 것으로 고무 침투성을 향상시킴과 동시에 프렛팅 마모를 감소시켜 내구성을 향상시킨 레디얼 타이어용 스틸코드를 제공한다.

즉, 본 발명은 2가닥의 심선과 5∼7가닥의 측선으로 이루어지며, 2가닥의 심선이 직경이 다른 필라멘트로 구성되어 측선 필라멘트 간에 공간이 형성됨을 특징으로 하는 레디얼 타이어용 스틸코드에 관한 것이다.

도 1은 종래의 3+6 구조 스틸코드의 단면도,

도 2는 종래의 1+6 구조 스틸코드의 단면도,

도 3은 본 발명에 의한 2+6 구조 스틸코드의 단면도이다.

이하 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 스틸코드는 직경이 다른 2가닥의 심선위에 5∼7가닥 측선을 연선하여 이루어진다. 심선 2가닥의 직경을 서로 다르게 한 1×2 구조의 전체 직경이 측선에 의해서 형성되는 내부의 공간보다 클 경우 측선 필라멘트사이에 공간을 부여하게 되어서 전체 구조의 오픈화를 유도하여 내부로의 고무침투성을 향상시킨다. 또한 종래의 1+6 구조에 비해 심선 필라멘트와 측선필라멘트 간의 접촉점이 적어지고, 심선을 이루는 필라멘트 간의 직경이 서로 달라서 이들이 이루는 파동형태가 비대칭형임으로 인해 타이어에 변형이 가해질시 심선의 유동성을 줄여 프렛팅마모를 감소시켜 내구성을 향상시킨다.

본 발명에 있어서, 심선 중 직경이 큰 필라멘트의 직경(d1)과 직경이 작은 필라멘트의 직경(d2) 및 측선 필라멘트의 직경(d3)은 1.2 < d1/d2 < 3.3 및 1.0 < (d1 + d2)/d3 < 1.7 의 관계를 만족시킴이 바람직하다. 또한 측선 필라멘트의 직경은 0.20 mm 이상 0.40 mm 이하로 함이 좋다. d1/d2의 값이 1.2 이하인 경우 심선의 꼬임에 의해서 측선에 규칙적인 파동형태를 부여하기가 어려우며 따라서 고무의 침투성이 떨어지게 되며, 3.3 이상인 경우 심선 두 가닥의 꼬임을 만들기가 어려워짐으로 인해 측선의 꼬임이 불안정하게 된다. 또한 (d1 + d2)/d3의 값이 1.0 이하이면 측선의 오픈화를 유도할 수 없으며, 1.7 이상인 경우 측선의 꼬임이 불안정하게 된다.

또한 본 발명에서 심선 중 직경이 큰 필라멘트의 강력(s1)과 직경이 작은 필라멘트의 강력(s2)의 관계가 0.8 < s2/s1 < 1.0 를 만족함이 바람직하다. 이는 스틸코드의 강력은 심선 중 직경이 작은 필라멘트보다는 직경이 큰 필라멘트에 영향을 받게 되기 때문이다. 상기 값이 0.8 이하인 경우 강력이 작은 필라멘트의 스티프니스가 떨어짐으로 인해 심선의 꼬임형태가 대칭적인 파동형태를 가지게 되어 고무침투성이 감소되고, 1.0 이상이 되는 경우 작은 직경의 필라멘트의 스티프니스가 더 높음으로 인해 꼬임의 파동형태가 매우 불규칙해져서 측선 필라멘트의 꼬임이 불안정하게 된다.

심선의 꼬임길이(L1)과 측선의 꼬임길이(L2)는 1 < L1/L2 < 2.5 의 관계를 만족시킴이 바람직하다. 상기 조건을 만족시킬 때, 측선 필라멘트간에 안정적으로 공간이 부여되며, 프렛팅 마모효과도 감소시킬 수 있다.

이하 본 발명의 실시예를 들어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하나, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.

실시예

각각 직경이 0.25 mm와 0.18 mm인 2가닥의 필라멘트를 심선으로 사용하였고 0.35 mm의 필라멘트 6가닥을 측선으로 하였으며, 심선과 측선의 꼬임길이는 20.0mm, 17.0 mm로 하여 본 발명에 의한 스틸코드를 제조하였다.

비교예1

0.2 mm 직경의 필라멘트 3 가닥을 심선으로, 직경 0.35 mm의 필라멘트 6 가닥을 측선으로 하여 기존의 3+6 구조의 스틸코드를 제조하였다.

비교예2

직경 0.35 mm의 필라멘트 1 가닥을 심선으로, 동일 직경의 필라멘트 6 가닥을 측선으로 하여 기존의 1+6 구조의 스틸코드를 제조하였다.

	실시예	비교예1	비교예2
구 조	1(0.25)×1(0.18)+6(0.35)HT	3(0.20)+6(0.35)HT	1+6(0.35)HT
단위 중량	100	126	123
절단 강력	100	100	110
신율	100	100	91
코드경	100	95	95
노화접착력	100	85	73

※ 상기 표 1에 나타난 물성 값은 측정값을 실시예 대비 퍼센트 값으로 변환하여 나타내었다.

[ 물성측정방법]

* 절단강력과 신율은 ASTM D 2969에 의해 측정하였다.

* 노화접착력 : 실시예의 스틸코드를 함유한 고무조성물을 염수에 3주동안 침수시킨 후, ASTM D 2229에 의해 측정하였다.

본 발명에 의한 레디얼 타이어용 스틸코드는 고무침투성이 향상됨과 동시에 프렛팅 마모를 감소시켜 내구성이 향상된다. 또한 기존의 변형되지 않은 1+6 구조에서 심선 1가닥 대비 동일한 심선 직경을 형성하는 1×2 구조는 단위 길이당 무게가 작기 때문에 경량화의 효과가 있고, 신율에서도 우수한 성질을 보인다. 변형된 1+6 구조와 대비하여 볼 때 스틸코드 전체 강력에 대한 심선의 역할이 크게 되고 또한 스티프니스가 높아져 주행 중 조종안전성도 향상시킬 수 있다.

Claims (5)

1. 2가닥의 심선과 5∼7가닥의 측선으로 이루어지며, 2가닥의 심선이 직경이 서로 다른 필라멘트로 구성되어 측선 필라멘트 간에 공간이 형성된 것을 특징으로 하는 레디얼 타이어용 스틸코드.
2. 제1항에 있어서, 상기 심선 중 직경이 큰 필라멘트의 직경(d1)과 직경이 작은 필라멘트의 직경(d2) 및 상기 측선 필라멘트의 직경(d3)이 1.2 < d1/d2 < 3.3 및 1.0 < (d1 + d2)/d3 < 1.7 의 관계를 만족시킴을 특징으로 하는 레디얼 타이어용 스틸코드.
3. 제1항에 있어서, 상기 측선 필라멘트의 직경이 0.20 mm 이상 0.40 mm 이하임을 특징으로 하는 레디얼 타이어용 스틸코드.
4. 제1항에 있어서, 상기 심선 중 직경이 큰 필라멘트의 강력(s1)과 직경이 작은 필라멘트의 강력(s2)의 관계가 0.8 < s2/s1 < 1.0 를 만족시킴을 특징으로 하는 레디얼 타이어용 스틸코드.
5. 제1항에 있어서, 상기 심선의 꼬임길이(L1)와 상기 측선의 꼬임길이(L2)가 1 < L1/L2 < 2.5 의 관계를 만족시킴을 특징으로 하는 레디얼 타이어용 스틸코드.