KR20080061759A - 2+5 구조의 차량용 타이어용 스틸코드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 타이어의 고무제품 보강용으로 사용되는 스틸코드에 관한 것으로, 2가닥의 심선(직경 d1)과 5개의 측선(직경 d2)으로 구성되어 2xd1 + 5xd2의 꼬임 구조를 가지는 이층연 형태의 스틸코드이며, 심선과 측선의 꼬임방향은 동일하며 그 꼬임길이는 서로 다른 것을 특징으로 한다.

본 발명의 스틸코드는 심선과 고무간의 접착력이 높아서 스틸코드의 내식성 향상 및 타이어 내구성을 향상시키며, 안정된 꼬임구조를 형성한다. 또 심선과 측선의 꼬임방향이 같으므로 한 대의 연선기에서 스틸코드를 제조할 수 있기 때문에 생산성을 높일 수 있는 이점이 있다.

스틸코드, 심선, 측선, 꼬임길이, 꼬임방향, 고무부착율.

Description

2+5 구조의 차량용 타이어용 스틸코드{2+5 type steel cord for tire of vehicle}

도면 1은 본 발명에 따른 스틸코드의 횡단면도.

도면 2은 비교예 1의 기존의 2+5 구조 스틸코드의 횡단면도.

도면 3은 비교예 2의 3+6 구조 스틸코드의 횡단면도.

스틸코드(steel cord)는 차량의 타이어 및 공업용 벨트를 비롯한 각종 고무 제품의 보강용으로 사용되는 여러종류의 보강재 중에서 강도, 모듈러스, 내열성, 열전달율, 내피로성 및 고무 접착성 등이 우수하여 특히 타이어 보강재로 널리 사용되고 있으며 또한 그 사용량이 날로 증가하는 추세에 있다.

일반적으로 스틸코드는 탄소함량이 0.6~0.95중량%인 탄소강을 최종선경이 0.1~0.5mm이고 그 표면에 황동으로 된 도금층을 형성시킨 강선으로 제조하여 용도에 따라 다양한 꼬임 구조로 꼬아서 제조하게 된다.

상기 스틸코드를 구성하는 강선 표면의 황동 도금층은 신선시 마찰력 감소의 역할을 수행하며 이후 타이어 제조시 고무와의 접착성을 증진시키게 되며 또한 이 렇게 고무와 부착된 부분의 스틸코드는 공기 및 수분과의 접촉이 억제되어 내식성이 향상된다. 따라서 스틸코드를 구성하는 강선의 표면에 고무가 부착된 비율을 향상시켜야만 타이어의 내구성을 향상시킬 수 있다.

통상적으로 고무제품의 내부에 매설되어 보강재로서의 역할을 하는 스틸코드 중에서 카카스 및 벨트에 많이 사용되는 구조 중 하나인 3x0.20 + 6x0.35 (n1xd1 + n2xd2)를 살펴보면 다음과 같은 문제점이 있다.

상기 스틸코드에 있어서 심인 3x0.20 부분은 측선과 꼬임방향이 다르므로 심을 먼저 생산한 후 이 심을 측선과 함께 연선하여 스틸코드를 제조하여야만 하는 번거로움이 있다. 이러한 2단계의 연선으로 인하여 생산성이 떨어지게 된다.

이를 해결하기 위하여 심과 측선의 꼬임길이 및 꼬임방향을 동일하게 하여 1단계의 연선으로 스틸코드를 생산하고 있으며, 심과 측선의 필라멘트의 개수를 1개씩 감소시킨 2+5구조를 채용하여 고무침투성을 향상하였다.

특히 일본공개특허번호 평9-31876에서는 스틸코드를 편평가공하여 스틸코드의 편평비 (장경/단경)가 1.1~2.0가 되도록 하여 고무침투성을 향상시키는 방안을 제안하기도 하였다.

또한 일본공개특허번호 평11-124782에서는 측선 필라멘트 중 1개 이상에 다른 필라멘트와 구분되는 일종의 웨이브를 주어 고무침투성을 향상시키는 구조를 제안하기도 하였다.

그러나 이러한 2+5 구조들은 심과 측선의 꼬임길이 및 꼬임방향이 동일하다는 구조적 특성때문에 심필라멘트 1가닥이 측선과 같이 꼬임을 형성하여 1+6형태의 연불량(撚不良)이 발생하게 되는 경우가 많았다.

또한 미국특허 4,586,324에서는 심의 꼬임방향은 측선과 같으나 꼬임길이는 측선의 1/2이 되도록 하여 1+6형태를 방지함과 동시에 심과 측선의 선경을 동일하게 구성하여 측선이 오픈되는 정도를 크게하여 고무 침투성을 향상시키는 방법을 제시하기도 하였으나 이 경우 심 주위에 측선을 균일하게 배치하는 것이 어려워 측선이 한쪽으로 몰려 연불량을 발생하는 경우가 많았다.

또한 한국공개특허 2001-0103512에서는 이러한 연불량 현상들을 방지하기 위하여 (1+1)+5 형태의 구조를 제안하기도 하였으나 연불량 현상을 완전히 근절하지 못하였다.

본 발명은 연불량이 발생하지 않으면서도 고무침투성이 뛰어나 타이어 제작시 스틸코드의 고무부착율 및 나아가서는 타이어 내구성을 향상시킬 수 있는 스틸코드를 제공하는데 기술적 과제를 두고 있다.

본 발명의 상기 기술적 과제는 심선 2가닥과 직경이 심선의 1.4배 이상인 측선 5가닥을 연선하되 심 2가닥에 먼저 꼬임을 형성한 후 바로 측선과 연선하는 방법을 통하여 꼬임방향은 같으나 꼬임길이는 서로 다른 스틸코드를 제조함으로써 달성할 수 있다.

본 발명에 의한 스틸코드의 기술적 특징은 첫째, 측선의 직경(d2)이 심선 직경 (d1)대비 1.4배 ~ 2.0배 이상이어야 한다는 것이다. 측선의 직경(d2)이 심선 직 경(d1)의 1.4배보다 작으면 측선이 심선 주위에 균일하게 분포되지 않고 한쪽으로 치우치는 꼬임상태 불량이 발생하고, 2.0배를 초과하면 심선으로의 고무침투를 측선이 방해하여 고무침투력이 떨어지는 결과를 가져올 수 있다.

둘째, 심선에 먼저 꼬임을 형성한 후 바로 측선과 연선하는 방법을 통하여 심과 측선의 꼬임방향은 같으면서도 그 길이를 다르게 하는 것이다. 이렇게하면 스틸코드에 대한 고무침투성이 향상되어서 타이어 제조시에 스틸코드의 고무부착율이 높아지고, 그 결과 타이어의 내구성이 향상된다.

본 발명에 의한 스틸코드는 꼬임길이가 5 ~ 40mm 인것이 좋으며, 또, 심선과 측선의 직경은 0.1 ~ 0.4mm의 범위내에 있는 것이 좋다.

표 1 은 본 발명과 종래기술에 따른 스틸코드의 일반물성을 비교한 것이며,

표 2 는 본 발명과 종래기술에 따른 스틸코드의 고무침투성을 비교한 것이다.

이하에서 실시예를 들어 본 발명을 보다 상세히 설명하나, 하기의 실시예는 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 청구범위를 제한하기 위한 것은 아니다.

1) 실시예

탄소함량이 0.82%인 탄소강 선재를 인발가공, 열처리 및 황동도금을 실시하고 다시 직경 0.25mm 및 0.35mm로 최종신선을 한 후 연선가공 하여 2×0.25 + 5×0.35 구조의 스틸코드를 생산하고 그 물성을 시험한 결과를 [표1], [표2]에 나타내었다.

2) 비교예 1

탄소함량이 0.82%인 탄소강 선재를 인발가공, 열처리 및 황동도금을 실시하고 다시 직경 0.25mm 및 0.35mm로 최종신선을 한 후 연선가공 하여 2×0.25 / 5×0.35 구조의 스틸코드를 생산하고 그 물성을 시험한 결과를 [표1], [표2]에 나타내었다.

3) 비교예 2

탄소함량이 0.82%인 탄소강 선재를 인발가공, 열처리 및 황동도금을 실시하고 다시 직경 0.20mm 및 0.35mm로 최종신선 후 연선가공 하여 3×0.20 + 6×0.35 구조의 스틸코드를 생산하고 그 물성을 시험한 결과를 [표1], [표2]에 나타내었다.

* 비교예 1의 경우 단면형상이 불안정하여 절단강력 및 내피로성이 실시예 대비 저하됨

* 이층연 스틸코드의 경우 압연작업 시 측선에 압력을 받아 측선이 심선과 더욱 밀착하는 경향이 있어 비교예 2의 경우 심측으로의 고무침투성이 특히 불량함

※ L ; 측선의 중심들을 통과하는 괘적의 길이.

n ; 측선의 갯수.

본 발명에 따르면, 심선으로의 고무침투성을 향상시켜 타이어 제조시 스틸코드의 고무부착율을 증가시킬 수 있고 이로 인하여 스틸코드의 부식에 의한 타이어 파손을 방지할 수 있는 장점이 있다.

또 본 발명에 의한 스틸코드는 심선과 측선을 동시에 연선할 수 있으므로 하나의 연선기로 스틸코드를 생산할 수 있어서 생산선을 높일수 있으며, 연선시에 심선중 1개가 이탈하여 즉선과 꼬이는 현상(도 2참조)이 방지되고 꼬임구조가 안정되므로 단면형상이 안정되어서 불량율이 감소될 수 있다.

Claims (4)

1. 차량용 타이어의 고무제품 보강용으로 사용되는 스틸코드에 있어서,

   스틸코드는 심선(직경;d1) 2가닥과 측선(직경;d2) 5가닥으로 구성되는 2xd1 + 5xd2 의 꼬임구조를 가지며, 심선과 측선의 꼬임방향은 동일하나 꼬임길이가 다른 것을 특징으로 하는 2+5 구조의 차량용 타이어용 스틸코드.
2. 제1항에 있어서, 측선의 직경(d2)이 심선의 직경(d1)대비 140% ~ 200%인 것을 특징으로 하는 2+5 구조의 차량용 타이어용 스틸코드.
3. 제1항에 있어서, 측선과 심선의 직경이 0.1~0.4mm의 범위내에 있음을 특징으로 하는 2+5 구조의 차량용 타이어용 스틸코드.
4. 제1항에 있어서, 스틸코드의 꼬임길이가 5~40mm 인것을 특징으로 하는 2+5 구조의 차량용 타이어용 스틸코드.

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