KR20080066813A - 고무 보강용 코드 - Google Patents

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히데키 이마니시
미츠하루 아키야마
히로시 이이즈카
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니혼 이타가라스 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 고무 보강용 코드는, 복수의 스트랜드 (A)를 포함하는 코어 스트랜드와, 코어 스트랜드의 주위에 배치된 복수의 스트랜드 (B)를 포함한다. 코어 스트랜드에 있어서, 복수의 상기 스트랜드 (A)가 상연(上撚)되어 있고, 스트랜드 (A)는, 복수의 보강용 섬유 (A)에 의해 구성되어 하연(下撚)되어 있다. 스트랜드 (B)는, 복수의 보강용 섬유 (B)에 의해 구성되어 하연되어 있고, 복수의 스트랜드 (B)가 상연되어 코어 스트랜드의 주위에 배치되어 있다. 복수의 스트랜드 (B)의 상연 방향이, 복수의 스트랜드 (B)로부터 선택되는 적어도 1개의 스트랜드 (B)의 하연 방향과 동일하다. 스트랜드 (B)의 하연수가 상기 스트랜드 (B)의 하연수(下撚數)보다 크고, 및/또는, 스트랜드 (B)의 상연수(上撚數)가 상기 스트랜드 (B)의 상연수보다 크다.

Description

고무 보강용 코드{CORD FOR RUBBER REINFORCEMENT}
본 발명은, 고무 보강용 코드에 관한 것이다.
종래로부터, 고무를 보강하기 위한 코드가 제안되어 왔다.
예를 들면, 일본국 특허공개 2001-114906호 공보에는, 하연(下撚 ; primary twist)된 스트랜드가 심재(芯材)(내층) 및 측재(외층)에 이용된, 내굴곡 피로성이 우수한 고무 보강용 코드가 개시되어 있다.
또, 일본국 특허공개 2004-11076호 공보에는, 하연 방향이 서로 다른 스트랜드를 심재와 측재에 이용한, 내굴곡 피로성과 치수 안정성이 우수한 고무 보강용 코드가 개시되어 있다.
또, 일본국 특허공개 평10-141445호 공보, 일본국 특허공개 평9-42382호 공보, 일본국 특허공개 평1-213478호 공보 및 일본국 특허공개 소59-19744호 공보에는, 스트랜드의 하연수(下撚數)나 상연수(上撚數)를 한정함으로써 내굴곡 피로성을 향상시킨 고무 보강용 코드가 개시되어 있다. 또한, 일본국 특허공개 평7-144731호 공보, 일본국 특허공개 평10-291618호 공보, 일본국 특허공개 2005-8069호 공보 및 일본국 특허공개 2005-22455호 공보에도, 스트랜드의 꼬임수나 꼬임 방향이 한정된 고무 보강용 코드가 개시되어 있다.
그러나, 종래의 고무 보강용 코드에서는, 코드를 굴곡시킨 경우에, 코드 내의 하연사(下撚絲)의 사이를 결속하고 있는 접착제층(예를 들면 RFL층)에 전단력에 의한 균열이 발생하고, 그것이 기점이 되어, 코드의 파괴가 시작된다는 문제가 있었다. 즉, 상기에 나타낸 바와 같은, 꼬임수나 꼬임 방향이 한정된 종래의 고무 보강용 코드에서는, 내굴곡 피로성이 충분하지 않았다.
코드를 반복하여 굴곡시킨 경우, 처음에, 하연사 사이의 접착제층에 균열이 발생한다. 다음에, 이 균열에 의해 코드 전체의 응력 밸런스가 변화하여, 각 하연사에 국소적으로, 강한 응력 집중이 발생한다. 그리고, 이 응력 집중에 의해 하연사를 구성하고 있는 스트랜드가 파단되어, 코드 전체의 파괴가 시작된다.
접착제층에 가해지는 전단력을 낮추는 수법의 하나로서, 상연수를 크게 하는 것이 효과적이다. 그러나, 단지 상연수를 크게 하는 것만으로는, 늘어나기 쉽고 치수 안정성이 나쁜 코드가 되거나, 혹은, 인장 강도가 떨어지거나 하는 문제점이 있다.
본 발명은, 이러한 종래의 문제점에 주목하여 이루어진 것으로, 그 목적의 하나는, 치수 안정성을 저하시키지 않고, 내굴곡 피로성이 우수한 고무 보강용 코드를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제1 고무 보강용 코드는, 복수의 스트랜드 (A)를 포함하는 코어 스트랜드와, 상기 코어 스트랜드의 주위에 배치된 복수의 스트랜드 (B)를 포함하는 고무 보강용 코드로서, 상기 스트랜드 (A)는, 복수의 보강용 섬유 (A)에 의해 구성되어 하연되어 있고, 상기 코어 스트랜드에 있어서, 복수의 상기 스트랜드 (A)가 상연(上撚 ; final twist)되어 있고, 상기 스트랜드 (B)는, 복수의 보강용 섬유 (B)에 의해 구성되어 하연되어 있고, 복수의 상기 스트랜드 (B)가 상연되어 상기 코어 스트랜드의 주위에 배치되어 있다. 또한, 본 발명의 제1 고무 보강용 코드는, 이하에 나타내는 (i) 및 (ii)로부터 선택되는 적어도 어느 한쪽의 구성((i) 및/또는 (ii)의 구성)을 만족한다.
(i) 복수의 상기 스트랜드 (B)의 상연 방향이, 복수의 상기 스트랜드 (B)로부터 선택되는 적어도 1개의 스트랜드 (B)의 하연 방향과 동일하고, 상기 스트랜드 (B)의 하연수가, 상기 스트랜드 (A)의 하연수보다 크다.
(ii) 복수의 상기 스트랜드 (B)의 상연 방향이, 복수의 상기 스트랜드 (B)로부터 선택되는 적어도 1개의 스트랜드 (B)의 하연 방향과 동일하고, 상기 스트랜드 (B)의 상연수가, 상기 스트랜드 (A)의 상연수보다 크다.
여기에서, 스트랜드 (A)의 하연수란, 스트랜드 (A)를 상연하기 전의 스트랜드 (A)의 하연수를 말한다. 또, 스트랜드 (A)의 상연수란, 스트랜드 (A)와 (B)를 합쳐서 상연한 후의 코어 스트랜드 내에 있어서의 스트랜드 (A)의 상연수를 말한다.
또, 본 발명의 제2 고무 보강용 코드는, 1개의 코어 섬유 (a)와, 상기 코어 섬유 (a)의 주위에 배치된 복수의 스트랜드 (b)를 포함하는 고무 보강용 코드로서, 상기 코어 섬유 (a)는 꼬여 있고, 상기 스트랜드 (b)는, 복수의 보강용 섬유 (b)에 의해 구성되어 하연되어 있고, 복수의 상기 스트랜드 (b)가 상연되어 상기 코어 섬유 (a)의 주위에 배치되어 있고, 복수의 상기 스트랜드 (b)의 상연 방향이, 복수의 상기 스트랜드 (b)로부터 선택되는 적어도 1개의 스트랜드 (b)의 하연 방향과 동일하고, 상기 스트랜드 (b)의 하연수가, 상기 코어 섬유 (a)의 꼬임수보다 크다.
여기에서, 코어 섬유 (a)의 꼬임수란, 스트랜드 (b)를 상연하기 전의 꼬임수가 아니라, 스트랜드 (b)와 함께 상연한 후의 고무 보강용 코드 내에서의 코어 섬유 (a)의 꼬임수를 말한다.
본 발명에 의하면, 치수 안정성을 저하시키지 않고, 내굴곡 피로성이 우수한 고무 보강용 코드가 얻어진다.
도 1은 본 발명의 고무 보강용 코드의 제조에 이용되는 가이드의 일례를 모식적으로 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다. 또한, 이하에서 서술하는 재료나 사이즈는, 특별히 기재가 없는 한 예시적인 것이고, 본 발명은 이들에 한정되지 않는다.
[제1 고무 보강용 코드]
고무를 보강하기 위한 본 발명의 제1 보강용 코드는, 복수의 스트랜드 (A)를 포함하는 코어 스트랜드와, 코어 스트랜드의 주위에 배치된 복수의 스트랜드 (B)를 포함한다. 스트랜드 (A)는, 복수의 보강용 섬유 (A)에 의해 구성되어 하연되어 있다. 코어 스트랜드에 있어서, 복수의 스트랜드 (A)는 상연되어 있다. 스트랜드 (B)는, 복수의 보강용 섬유 (B)에 의해 구성되어 하연되어 있다. 복수의 스트랜드 (B)는, 상연되어 코어 스트랜드의 주위에 배치되어 있다. 복수의 스트랜드 (B)의 상연 방향은, 복수의 스트랜드 (B)로부터 선택되는 적어도 1개의 스트랜드 (B)의 하연 방향과 동일하다. 또한, 본 발명의 제1 보강용 코드는, 스트랜드 (B)의 하연수가 스트랜드 (A)의 하연수보다 크고, 및/또는, 스트랜드 (B)의 상연수가 스트랜드 (A)의 상연수보다 크다.
발명자들이 검토한 결과, 코드를 굴곡시켰을 때의 코드 파괴의 개시 원인인, 접착제층(예를 들면 RFL층)에 작용하는 전단력은, 대부분의 경우, 코드의 최외층을 구성하고 있는 하연사끼리의 경계에서 최대값을 취하는 것을 알 수 있었다. 그 때문에, 코어의 내부에서 발생하는 응력은, 코드 파괴의 지배 요인이 아닌 것이 명확해졌다. 그 때문에, 코드를 파단에 이르게 하는 전단력을 낮추기 위해서는, 코드의 최외층을 구성하고 있는 하연사끼리의 전단력을 최소로 하는 코드의 구성을 실현하면 된다.
상기 본 발명의 고무 보강용 코드의 구성에 의하면, 코드의 최외층을 구성하고 있는 하연사끼리의 전단력을 작게 할 수 있고, 굴곡 피로에 의한 코드의 손상이 적은 고무 보강용 코드를 실현할 수 있다. 그 때문에, 본 발명에 의하면, 굴곡 피로가 발생하는 상황 하에 있어서의 코드의 수명을 늘릴 수 있다. 또, 본 발명에 의하면, 인장 강도의 저하나 코드의 신장을 억제할 수도 있다.
코어 스트랜드를 구성하는 보강용 섬유 (A)로서는, 예를 들면, 유리 섬유, 탄소 섬유, 폴리파라페닐렌벤조비스옥사졸 섬유(PBO 섬유) 등의 아라미드 섬유, 나 일론 섬유, 스틸 섬유를 들 수 있다. 스트랜드 (B)를 구성하는 보강용 섬유 (B)로서는, 예를 들면, 유리 섬유, 탄소 섬유, PBO 섬유 등의 아라미드 섬유, 나일론 섬유, 스틸 섬유를 들 수 있다. 유리 섬유로서는, 예를 들면, E 유리 섬유, K 유리 섬유, U 유리 섬유, S 유리 섬유, R 유리 섬유, T 유리 섬유를 들 수 있다. 유리 섬유는, 통상, 다수의 필라멘트에 의해 구성된다.
본 발명의 효과가 얻어지는 한, 보강용 섬유 (A)와 보강용 섬유 (B)는 동일해도 되고 달라고 된다. 보강용 섬유 (A)/보강용 섬유 (B)의 바람직한 조합의 예로서는, 예를 들면, E 유리 섬유/E 유리 섬유, PBO 섬유/E 유리 섬유, 탄소 섬유/E 유리 섬유, PBO 섬유/U 유리 섬유, K 유리 섬유/K 유리 섬유 등, 여러 가지의 조합을 들 수 있다.
코어 스트랜드는, 통상, 1개∼12개(예를 들면 1개∼3개)의 스트랜드 (A)로 구성된다. 복수의 스트랜드 (A)가 상연되어 코어 스트랜드가 구성된다.
스트랜드 (A)의 하연수는, 통상, 0.1회/25mm∼10회/25mm의 범위이고, 예를 들면 0.5회/25mm∼6.0회/25mm의 범위이다. 본 발명의 구성을 만족하는 한, 스트랜드 (A)의 하연 방향은, S 방향이어도 Z 방향이어도 된다.
스트랜드 (A)의 상연수는, 통상, 0.1회/25mm∼10회/25mm의 범위이고, 예를 들면 0.5회/25mm∼6.0회/25mm의 범위이다.
코어 스트랜드를 둘러싸는 주변부 스트랜드는, 통상, 5개∼24개(예를 들면 6개∼15개)의 스트랜드 (B)로 구성된다. 코어 스트랜드를 둘러싸도록 복수의 스트랜드 (B)가 상연되어 주변부 스트랜드가 구성된다.
본 발명의 고무 보강용 코드는, 짝수개(예를 들면, 6개, 8개, 16개)의 스트랜드 (B)를 구비해도 된다. 이 경우, 코어 스트랜드의 주위에는, S 방향으로 하연된 스트랜드 (B)와 Z 방향으로 하연된 스트랜드 (B)가 교대로 배치되어도 된다.
스트랜드 (B)의 하연수는, 통상, 0.1회/25mm∼10회/25mm의 범위이고, 예를 들면 0.5회/25mm∼6.0회/25mm의 범위이다. 본 발명의 구성을 만족하는 한, 스트랜드 (B)의 하연 방향은, S 방향이어도 되고, Z 방향이어도 되고, S 방향의 스트랜드와 Z 방향의 스트랜드가 섞여 있어도 된다.
스트랜드 (B)의 상연수는, 통상, 0.1회/25mm∼10회/25mm의 범위이고, 예를 들면 0.5회/25mm∼6.0회/25mm의 범위이다. 스트랜드 (B)의 상연 방향은, 스트랜드 (A)의 꼬임 방향과 동일해도 되고 달라도 된다. 한편, 스트랜드 (B)의 상연 방향을, 적어도 1개의 스트랜드 (B)의 하연 방향과 동일하게 함으로써, 내굴곡 피로성이 우수한 고무 보강용 코드가 얻어진다.
스트랜드 (A)의 수와 스트랜드 (B)의 수의 조합의 예로서는, 스트랜드 (A)/스트랜드 (B)=3개/8개, 3개/12개, 12개/15개, 3개/9개, 7개/12개, 7개/11개, 12개/14개 등을 들 수 있다.
스트랜드 (B)의 하연수가 스트랜드 (A)의 하연수보다 큰 구성의 경우는, 스트랜드 (B)의 하연수는, 예를 들면, 스트랜드 (A)의 하연수의 1.1배∼100배(예를 들면 2배∼12배)의 범위이다. 스트랜드 (B)의 상연수가 스트랜드 (A)의 상연수보다 큰 구성의 경우는, 스트랜드 (B)의 상연수는, 예를 들면, 스트랜드 (A)의 상연수의 1.1배∼100배(예를 들면 1.5배∼12배)의 범위이다.
[제2 고무 보강용 코드]
고무를 보강하기 위한 본 발명의 제2 보강용 코드는, 1개의 코어 섬유 (a)와, 코어 섬유 (a)의 주위에 배치된 복수의 스트랜드 (b)를 포함한다. 코어 섬유 (a)는 꼬여 있다. 스트랜드 (b)는, 복수의 보강용 섬유 (b)에 의해 구성되어 하연되어 있다. 복수의 스트랜드 (b)는, 상연되어 코어 섬유 (a)의 주위에 배치되어 있다. 복수의 스트랜드 (b)의 상연 방향은, 복수의 스트랜드 (b)로부터 선택되는 적어도 1개의 스트랜드 (b)의 하연 방향과 동일하다. 스트랜드 (b)의 하연수는, 코어 섬유 (a)의 꼬임수보다 크다.
상술한 바와 같이, 이 구성에 의하면, 코드의 최외층을 구성하고 있는 하연사끼리의 전단력을 작게 할 수 있고, 굴곡 피로에 의한 코드의 손상이 적은 고무 보강용 코드를 실현할 수 있다. 그 때문에, 본 발명에 의하면, 굴곡 피로가 발생하는 상황 하에 있어서의 코드의 수명을 늘릴 수 있다. 또, 본 발명에 의하면, 인장 강도의 저하나 코드의 신장을 억제할 수도 있다.
코어 섬유 (a)로서는, 예를 들면, 폴리파라페닐렌벤조비스옥사졸 섬유(PBO 섬유), 탄소 섬유, 유리 섬유를 들 수 있다. 또한, 코어 섬유 (a)는, 1개의 스트랜드여도 된다.
스트랜드 (b)를 구성하는 섬유 및 구조는, 제1 고무 보강용 코드의 스트랜드 (B)와 동일하기 때문에, 중복되는 설명은 생략한다.
본 발명의 효과가 얻어지는 한, 코어 섬유 (a)와 보강용 섬유 (b)는 동일해도 되고 달라고 된다. 코어 섬유 (a)/보강용 섬유 (b)의 바람직한 조합의 예로서 는, 예를 들면, E 유리 섬유/E 유리 섬유, PBO 섬유/E 유리 섬유, 탄소 섬유/E 유리 섬유, PBO 섬유/U 유리 섬유, K 유리 섬유/K 유리 섬유 등, 여러 가지의 조합을 들 수 있다.
코어 섬유 (a)의 꼬임수는, 통상, 0.1회/25mm∼10회/25mm의 범위이고, 예를 들면 0.5회/25mm∼6.0회/25mm의 범위이다. 본 발명의 구성을 만족하는 한, 코어 섬유 (a)의 꼬임 방향은, S 방향이어도 Z 방향이어도 된다.
코어 섬유 (a)를 둘러싸는 주변부 스트랜드는 통상, 5개∼24개(예를 들면 6개∼15개)의 스트랜드 (b)로 구성된다. 코어 섬유 (a)를 둘러싸도록 복수의 스트랜드 (A)가 상연되어 주변부 스트랜드가 구성된다.
본 발명의 고무 보강용 코드는, 짝수개(예를 들면, 6개, 8개, 12개, 16개)의 스트랜드 (b)를 구비해도 된다. 이 경우, 코어 섬유 (a)의 주위에는, S 방향으로 하연된 스트랜드 (b)와 Z 방향으로 하연된 스트랜드 (b)가 교대로 배치되어도 된다.
스트랜드 (b)의 하연수는, 통상, 0.1회/25mm∼10회/25mm의 범위이고, 예를 들면 0.5회/25mm∼6.0회/25mm의 범위이다. 본 발명의 구성을 만족하는 한, 스트랜드 (b)의 하연 방향은, S 방향이어도 Z 방향이어도 된다.
스트랜드 (b)의 상연수는, 통상, 0.1회/25mm∼10회/25mm의 범위이고, 예를 들면 0.5회/25mm∼6.0회/25mm의 범위이다. 스트랜드 (b)의 상연 방향은, 코어 섬유 (a)의 꼬임 방향과 동일해도 되고 달라도 되지만, 스트랜드 (b)의 하연 방향과 동일한 쪽이 보다 내굴곡 피로성이 우수하다.
스트랜드 (b)의 하연수는, 코어 섬유 (a)의 꼬임수보다 크고, 예를 들면, 코어 섬유 (a)의 꼬임수의 1.1배∼100배(예를 들면 2배∼12배)의 범위이다.
상기 제1 및 제2 고무 보강용 코드에서는, 보강용 섬유끼리 및 스트랜드끼리는, 접착제 등으로 접착되어 있어도 된다. 접착제로서는, 고무 보강용 코드의 보강용 섬유끼리의 접착에 일반적으로 이용되는 접착제를 적용할 수 있다. 예를 들면, 레조르신-포름알데히드의 축합물, 이소시아네이트, 블록 이소시아네이트, 라텍스, 카본블랙, 가황제나 가황조제 등으로부터 적어도 2종을 포함한 혼합물을 들 수 있다.
상기 제1 및 제2 고무 보강용 코드에서는, 고무 보강용 코드의 표면에는, 피복막(오버코트층)이 형성되어 있어도 된다. 피복막은, 예를 들면, 고무 보강용 코드가 매입(埋入)되는 매트릭스 고무와의 접착성을 높이는데 유효하다. 피복막으로서는, 고무 보강용 코드에 일반적으로 이용되는 피복막을 적용할 수 있다. 피복막은, 예를 들면, 클로로술폰화 폴리에틸렌, 이소시아네이트, 카본블랙, P-니트로소벤젠, 크실렌, 톨루엔 등을 포함하는 혼합액을 스트랜드에 도포하여 건조시킴으로써 형성할 수 있다.
[고무 보강용 코드의 제조 방법]
본 발명의 고무 보강용 코드는, 일반적인 방법으로 제조할 수 있다. 스트랜드는, 보강용 섬유를 이용하여 일반적인 방법으로 형성할 수 있다. 꼬임을 가하는 방법, 및 접착제나 수속제(收束劑)의 도포 및 건조의 방법도, 일반적인 방법을 적용할 수 있다.
[고무 제품]
본 발명의 보강용 코드는, 다양한 고무 제품에 적용할 수 있다. 본 발명의 보강용 코드는, 예를 들면, 톱니형 벨트, 컨베이어용 벨트, V 벨트, 타이어 등에 특히 바람직하게 적용할 수 있다. 본 발명의 고무 보강용 코드는, 고무 제품의 고무부(매트릭스 고무)에 매입되어 고무 제품을 보강한다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 상세하게 설명한다.
[실시예 1]
실시예 1에서는, 유리 섬유(E 유리 조성으로 평균 직경이 9μm인 필라멘트를 200개 집속)를 3개 정렬시켜, 표 1에 나타낸 수성 처리액을 도포하고, 150℃로 설정한 건조로 내에서 1분간 건조하여, 피복층이 형성된 유리 섬유 스트랜드 (1)을 얻었다. 또한, 표 1의 고형분량이란, 용매·분산매 이외의 성분의 양을 의미한다.
[표 1]
Figure 112008036090527-PCT00001
상기 유리 섬유 스트랜드 (1)에, Z 방향으로 0.4회/25mm의 하연을 행하여, 스트랜드 (A)를 얻었다. 또, 유리 섬유 스트랜드 (1)에 S 방향으로 3.0회/25mm의 하연을 행하여, 스트랜드 (B)를 얻었다.
다음에, 3개의 스트랜드 (A)와 8개의 스트랜드 (B)를 준비하여, 도 1에 나타 낸 가이드(10)의 중심부의 구멍(10a)에 스트랜드 (A)를 통과시키고, 주변부의 구멍(10b)에 스트랜드 (B)를 통과시켰다. 그리고, 가이드(10)를 이용하여, 이들 스트랜드에, S 방향으로 2회/25mm의 상연을 행하였다. 이에 의해, 코어 스트랜드 및 주변부 스트랜드의 양쪽에, S 방향으로 2회/25mm의 상연이 행해졌다. 여기에서, 각각의 스트랜드는 개별적으로 장력 부가 장치에 접속되어, 일정한 장력이 가해진 상태로 상연을 행하였다. 보강용 코드에서 차지하는 피복층의 양은 20질량%였다.
[실시예 2 및 비교예 1∼5]
스트랜드의 하연수, 상연수, 및 꼬임의 방향을 바꾸는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게, 고무 보강용 코드(실시예 2 및 비교예 1∼5)를 제작하였다. 각각의 코드의 구성은, 후술하는 표 3에 나타낸다.
[실시예 3 및 비교예 6]
실시예 1과 동일한 방법으로, 유리 섬유 스트랜드 (1)을 제작하였다. 이 유리 섬유 스트랜드 (1)에, Z 방향으로 1.0회/25mm의 하연을 행하여, 스트랜드 (A)를 얻었다. 또, 유리 섬유 스트랜드 (1)에, S 방향 또는 Z 방향으로 2.0회/25mm의 하연을 행하여, 스트랜드 (B)를 얻었다.
이렇게 하여, 3개의 스트랜드 (A), S 방향으로 하연이 행해진 4개의 스트랜드 (B), Z 방향으로 하연이 행해진 4개의 스트랜드 (B)를 제작하였다.
다음에, 이들 11개의 스트랜드를, 도 1의 가이드(10)와 동일한 가이드에 통과시켰다. 8개의 구멍(10b)에는, Z 방향으로 하연이 행해진 스트랜드 (B)와 S 방향으로 하연이 행해진 스트랜드 (B)를 교대로 배치하였다. 그리고, 모든 스트랜드 에 S 방향으로 2.0회/25mm의 상연을 행하였다. 이렇게 하여 실시예 3의 고무 보강용 코드를 얻었다.
스트랜드 (B)의 하연 방향을 모두 Z 방향으로 한 것 이외는, 실시예 3의 보강용 코드와 동일한 방법으로 비교예 6의 보강용 코드를 제작하였다. 즉, 표 3에 나타낸 바와 같이, 스트랜드 (B)의 하연 방향 이외는, 실시예 3 및 비교예 6의 구성은 동일하였다.
이상과 같이 하여 얻어진 각각의 보강용 코드에, 오버코트층을 형성하였다. 오버코트층은, 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무(CSM 고무), 이소시아네이트, p-니트로소벤젠, 카본블랙, 크실렌의 혼합물을 도포하여 건조함으로써 형성하였다.
다음에, 오버코트층이 형성된 각각의 보강용 코드에 대해, 치수 안정성을 평가하였다. 구체적으로는, 코드를 잡아당겨, 0.8% 늘어났을 때의 장력을 측정하였다.
또, 오버코트층이 형성된 보강용 코드를 이용하여, 평벨트를 제작하였다. 구체적으로는, 표 2의 조성을 갖는 매트릭스 고무에, 보강용 코드 1개를 매설하여 평벨트(길이 295mm, 폭 9mm, 두께 3mm)를 제작하였다.
[표 2]
Figure 112008036090527-PCT00002
다음에, 제작한 평벨트의 내굴곡성을 평가하였다. 구체적으로는, 평벨트를 굴곡 시험 장치에 걸고, 벨트 표면에 균열이 발견될 때까지의 굴곡 회수를 카운트하여, 이 회수를 굴곡 수명으로 하였다. 또한, 굴곡 시험은, 풀리 반경 : 5mm, 장력 : 10N, 주파수 : 10Hz의 조건으로 행하였다.
고무 보강용 코드의 스트랜드의 구성, 및 평가 결과에 대해, 표 3에 나타낸다.
[표 3]
Figure 112008036090527-PCT00003
또한, 표 3에 있어서, 내굴곡 피로성의 평가는, 굴곡 수명이 40×106 이상에서 ◎, 20×106 이상 40×106 미만에서 ○, 20×106 미만에서 △로 하였다. 또, 표 3에 있어서, 치수 안정성의 평가는, 210N 이상에서 ◎, 190∼209N에서 ○, 190N 미만에서 △로 하였다.
표 3에 나타낸 바와 같이, 코어의 스트랜드 (A)의 하연수보다 주변부의 스트랜드 (B)의 하연수를 크게 함으로써, 내굴곡 피로성과 치수 안정성의 양쪽을 만족 하는 코드를 제작할 수 있었다.
또, 실시예 3에서는, S 방향으로 하연된 스트랜드 (B)와 Z 방향으로 하연된 스트랜드 (B)가 교대로 배열되어 있기 때문에, 스트랜드 (B) 사이에서의 전단력이 가장 작아지고, 비교예 1에 비해 내굴곡 피로성이 매우 향상하였다. 또, 스트랜드 (B)의 배열만이 다른 비교예 6의 코드와 비교해도, 실시예 3의 코드는, S 방향으로 하연된 스트랜드 (B)와 Z 방향으로 하연된 스트랜드 (B)를 교대로 배열함으로써, 보다 우수한 내굴곡 피로성이 얻어지는 것을 확인할 수 있다.
[실시예 4]
실시예 1과 동일한 방법으로, 유리 섬유 스트랜드 (1)을 제작하였다. 이 유리 섬유 스트랜드 (1)에, S 방향으로 2.0회/25mm의 하연을 행하여, 스트랜드 (A)를 얻었다. 또, 유리 섬유 스트랜드 (1)에, S 방향으로 2.0회/25mm의 하연을 행하여, 스트랜드 (B)를 얻었다.
상기 3개의 스트랜드 (A)에, Z 방향으로 5.0회/25mm의 상연을 행하였다. 그리고, 이 3개의 스트랜드 (A)와, 8개의 스트랜드 (B)를 모아 S 방향으로 3.0회/25mm의 상연을 행하였다. 이렇게 하여, 실시예 4-1의 보강용 코드를 얻었다. 이 코드의 코어 스트랜드에는, 최종적으로, Z 방향으로 2.0회/25mm의 상연이 행해졌다.
또한, 실시예 4-1에서는, 도 1에 나타낸 가이드(10) 대신에, 중심부의 구멍(10a)이 1개이고 주변부의 구멍(10b)이 가이드(10)와 동일한 가이드를 이용하여, 중심부의 구멍(10a)에 스트랜드 (A)를 3개 통과시키고, 주변부의 구멍(10b)에 스트 랜드 (B)를 통과시켰다. 또한, 실시예 4-2, 실시예 5, 6, 비교예 7∼11에서도, 실시예 4-1과 동일한 가이드를 이용하여 코드를 제작하였다.
실시예 4-2에서는, S 방향으로 하연된 스트랜드 (B)와, Z 방향으로 하연된 스트랜드 (B)를 교대로 배치하여 상연을 행하였다.
실시예 4-3에서는, 실시예 1과 동일한 방법으로 제작한 스트랜드 (A)와 스트랜드 (B)를 이용하여, 실시예 4-1과 동일한 방법으로 상연을 행하였다. 즉, 실시예 4-3으로서, 스트랜드 (B)가, 하연수 및 상연수의 양쪽 모두에, 스트랜드 (A)보다 큰 코드를 제작하였다.
[비교예 7∼9]
상술한 실시예 및 비교예와 동일한 방법으로, 비교예 7∼9의 고무 보강용 코드를 제작하였다. 이상과 같이 하여 얻어진 각각의 보강용 코드에, 오버코트층을 형성하여, 실시예 1과 동일한 평가를 행하였다. 실시예 4-1, 4-2 및 비교예 7∼9의 고무 보강용 코드의 구성 및 평가 결과를 표 4에 나타낸다.
[표 4]
Figure 112008036090527-PCT00004
또한, 표 4에 있어서, 내굴곡 피로성의 평가는, 굴곡 수명이 40×106 이상에서 ◎, 20×106 이상 40×106 미만에서 ○, 20×106 미만에서 △로 하였다. 또, 표 4에 있어서, 치수 안정성의 평가는, 210N 이상에서 ◎, 190∼209N에서 ○, 190N 미만에서 △로 하였다.
비교예 8 및 9와 달리, 실시예 4-1 및 4-2에서는, 코어의 상연수보다 주변부 스트랜드의 상연수가 크다. 이러한 구성에 의해, 내굴곡 피로성을 향상할 수 있었다. 또, 비교예 7은, 스트랜드 (B)의 상연 방향과 스트랜드 (B)의 하연 방향이 다르기 때문에, 실시예 4-1, 4-2보다 굴곡 수명이 짧았다.
또, 실시예 4-2에서는, S 방향으로 하연된 스트랜드 (B)와 Z 방향으로 하연된 스트랜드 (B)가 교대로 배열되어 있기 때문에, 스트랜드 (B) 사이에서의 전단력이 가장 작아지고, 실시예 4-1에 비해 내굴곡 피로성을 더욱 향상할 수 있었다.
실시예 4-1 및 4-2의 코드는, 복수의 스트랜드 (A)를 포함하는 코어 스트랜드와, 코어 스트랜드의 주위에 배치된 복수의 스트랜드 (B)를 포함하는 고무 보강용 코드이다. 이 코드에서는, 스트랜드 (A)는, 복수의 보강용 섬유 (A)에 의해 구성되어 하연되어 있고, 코어 스트랜드에 있어서, 복수의 스트랜드 (A)가 상연되어 있다. 또, 스트랜드 (B)는, 복수의 보강용 섬유 (B)에 의해 구성되어 하연되어 있고, 복수의 스트랜드 (B)가 상연되어 코어 스트랜드의 주위에 배치되어 있다. 또, 스트랜드 (B)의 상연수는, 스트랜드 (A)의 상연수보다 크다. 또, 스트랜드 (B)의 상연 방향은, 복수의 스트랜드 (B)로부터 선택되는 적어도 1개의 스트랜드 (B)의 하연 방향과 동일하다.
이 코드에 있어서, 코어 스트랜드의 주위에는, S 방향으로 하연된 스트랜드 (B)와 Z 방향으로 하연된 스트랜드 (B)가 교대로 배치되어 있어도 된다.
또, 실시예 4-3과 같이, 스트랜드 (B)의 상연수와 하연수의 양쪽을, 스트랜드 (A)보다 높게 해도, 동일한 효과가 얻어진다.
[실시예 5 및 6, 비교예 10 및 11]
코어 섬유 (a)로서, 1개의 스트랜드인 PBO 섬유(도요 보우세키제, 무연품(無撚品), 160 TEX)를 준비하였다. 또, 실시예 3과 동일하게, S 방향으로 하연된 스트랜드 (b)와, Z 방향으로 하연된 스트랜드 (b)를 준비하였다. 이들 스트랜드를 조합해 상연하여, 고무 보강용 코드를 제작하였다. 이상과 같이 하여 얻어진 각각의 보강용 코드에, 실시예 1과 동일하게 오버코트층을 형성하고, 실시예 1과 동일한 평가를 행하였다. 실시예 5 및 6, 비교예 10 및 11의 고무 보강용 코드의 구성 및 평가 결과를 표 5에 나타낸다. 실시예 5의 코어 섬유 (a)는, Z 방향으로 3.0회/25mm의 꼬임수로 꼬아 둔 후 주변부 스트랜드와 함께 S 방향으로 2.0회/25mm의 꼬임수로 꼬임(상연)을 행하였다. 그 결과, 코어 섬유 (a)에는, 최종적으로 Z 방향으로 1.0회/25mm의 꼬임이 행해졌다. 실시예 6의 코어 섬유 (a)는, Z 방향으로 1.0회/25mm의 꼬임수로 꼬아 둔 후 주변부 스트랜드와 함께 S 방향으로 2.0회/25mm의 꼬임수로 꼬임(상연)을 행하였다. 그 결과, 코어 섬유 (a)에는, 최종적으로 S 방향으로 1.0회/25mm의 꼬임이 행해졌다. 비교예 10의 고무 보강용 코드는, 스트랜드 (b)의 하연 방향의 배열 이외는, 실시예 6과 동일한 방법으로 제작하였다. 비교예 9의 코어 섬유 (a)는, 무연 상태로 주변부 스트랜드와 함께 S 방향으로 2.0회/25mm의 꼬임수로 꼬임(상연)을 행하였다. 그 결과, 코어 섬유 (a)에는, 최종적으로 S 방향으로 2.0회/25mm의 꼬임이 행해졌다.
[표 5]
Figure 112008036090527-PCT00005
또한, 표 5에 있어서, 내굴곡 피로성의 평가는, 굴곡 수명이 40×106 이상에서 ◎, 20×106 이상 40×106 미만에서 ○, 20×106 미만에서 △로 하였다. 또, 표 5에 있어서, 치수 안정성의 평가는, 150N 이상에서 ◎, 140∼149N에서 ○로 하였다.
실시예 5 및 6은, 스트랜드 (b)의 하연수가 코어의 꼬임수보다 크다. 실시예 5는, 스트랜드 (b)의 상연 방향이 그 하연 방향과 동일하다. 실시예 5는, 비교예 11에 비해 치수 안정이 높았다.
또, 실시예 6에서는, S 방향으로 하연된 스트랜드 (b)와 Z 방향으로 하연된 스트랜드 (b)가 교대로 배열되어 있기 때문에, 스트랜드 (b) 사이에서의 전단력이 가장 작아지고, 내굴곡 피로성이 향상하였다. 이것은, 스트랜드 (b)의 배열만이 다른 비교예 10과의 비교에 의해서도 확인할 수 있다.
굴곡에 의한 코드 파괴의 개시 원인인, 접착제층(RFL층)에 작용하는 전단력은, 대부분의 경우, 주변부 스트랜드에 있어서의 하연 섬유끼리의 경계에 발생한다. 그래서, 주변부 스트랜드만을 랭 꼬임(Lang's lay)으로 하거나, 혹은, 주변부 스트랜드의 꼬임수를 올리거나 함으로써, 굴곡 시에 코드 내부에서 발생하는 응력을 줄일 수 있고, 코드의 수명을 늘릴 수 있다.
본 발명은 고무 보강용 코드에 적용할 수 있다.

Claims (4)

  1. 복수의 스트랜드 (A)를 포함하는 코어 스트랜드와, 상기 코어 스트랜드의 주위에 배치된 복수의 스트랜드 (B)를 포함하는 고무 보강용 코드로서,
    상기 스트랜드 (A)는, 복수의 보강용 섬유 (A)에 의해 구성되어 하연(下撚)되어 있고,
    상기 코어 스트랜드에 있어서, 복수의 상기 스트랜드 (A)가 상연(上撚)되어 있고,
    상기 스트랜드 (B)는, 복수의 보강용 섬유 (B)에 의해 구성되어 하연되어 있고,
    복수의 상기 스트랜드 (B)가 상연되어 상기 코어 스트랜드의 주위에 배치되어 있는 고무 보강용 코드로서, 또한,
    (i) 복수의 상기 스트랜드 (B)의 상연 방향이, 복수의 상기 스트랜드 (B)로부터 선택되는 적어도 1개의 스트랜드 (B)의 하연 방향과 동일하고, 상기 스트랜드 (B)의 하연수(下撚數)가, 상기 스트랜드 (A)의 하연수보다 큰,
    및／또는,
    (ii) 복수의 상기 스트랜드 (B)의 상연 방향이, 복수의 상기 스트랜드 (B)로부터 선택되는 적어도 1개의 스트랜드 (B)의 하연 방향과 동일하고, 상기 스트랜드 (B)의 상연수(上撚數)가, 상기 스트랜드 (A)의 상연수보다 큰, 고무 보강용 코드.
  2. 청구항 1에 있어서,
    짝수개의 상기 스트랜드 (B)를 구비하고,
    상기 코어 스트랜드의 주위에는, S 방향으로 하연된 상기 스트랜드 (B)와 Z 방향으로 하연된 상기 스트랜드 (B)가 교대로 배치되어 있는, 고무 보강용 코드.
  3. 1개의 코어 섬유 (a)와, 상기 코어 섬유 (a)의 주위에 배치된 복수의 스트랜드 (b)를 포함하는 고무 보강용 코드로서,
    상기 코어 섬유 (a)는 꼬여 있고,
    상기 스트랜드 (b)는, 복수의 보강용 섬유 (b)에 의해 구성되어 하연되어 있고,
    복수의 상기 스트랜드 (b)가 상연되어 상기 코어 섬유 (a)의 주위에 배치되어 있고,
    복수의 상기 스트랜드 (b)의 상연 방향이, 복수의 상기 스트랜드 (b)로부터 선택되는 적어도 1개의 스트랜드 (b)의 하연 방향과 동일하고,
    상기 스트랜드 (b)의 하연수가, 상기 코어 섬유 (a)의 꼬임수보다 큰 고무 보강용 코드.
  4. 청구항 3에 있어서,
    짝수개의 상기 스트랜드 (b)를 구비하고,
    상기 코어 섬유 (a)의 주위에는, S 방향으로 하연된 상기 스트랜드 (b)와 Z 방향으로 하연된 상기 스트랜드 (b)가 교대로 배치되어 있는, 고무 보강용 코드.
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