KR20160023836A

KR20160023836A - 스트립 형상 스틸 코드

Info

Publication number: KR20160023836A
Application number: KR1020167001858A
Authority: KR
Inventors: 아키라 다마다; 유우키 무라카미; 쇼우이치 오하시; 사토시 스기마루
Original assignee: 도쿄 세이꼬 가부시키가이샤; 신닛테츠스미킨 카부시키카이샤
Priority date: 2013-06-26
Filing date: 2014-06-23
Publication date: 2016-03-03
Also published as: CN104250940B; KR101788994B1; EP3015599A1; US9862234B2; US20160193878A1; TW201500235A; CN104250940A; TWI526337B; WO2014208480A1; CN203654057U; JP5995793B2; CA2933314A1; CA2933314C; EP3015599A4; JP2015007299A

Abstract

형상 안정성 및 내구성을 겸비한 스틸 코드를 제공한다. 스틸 코드(1)는, 평면 내에서 서로 평행하게 배열된 5개의 스틸제 코어 와이어(2)를 15㎛ 미만의 두께 Ad의 접착제(3)에 의해 일체로 묶은 것이다. 스틸 코드(1)를 구성하는 코어 와이어(2)는 0.45㎜ 미만의 직경 d를 갖고, 코어 와이어(2)끼리의 간격 Gd가 20㎛ 미만으로 되어 있다. 상기 코어 와이어(2)로서, 코어 와이어(2)의 프리 코일 직경 D가 코어 와이어(2)의 와이어 직경 d의 750배 이상의 것이 사용된다.

Description

스트립 형상 스틸 코드{STRIP-SHAPED STEEL CORD}

본 발명은, 스트립 형상 스틸 코드에 관한 것이다.

자동차용 타이어의 장수명화나 운동 성능의 향상, 경량화, 비용 절감 등을 위해서, 복수 개의 스틸제 와이어를 서로 평행하게 배열한 스틸 코드를, 타이어를 구성하는 벨트층에 매립하는 것이 알려져 있다.

특허문헌 1은 서로 평행하게 배열된 복수 개의 스틸 와이어에 스틸제 래핑 와이어를 나선형으로 감은 스틸 코드를 개시한다. 여기서 스틸제 래핑 와이어에 의한 구속력이 너무 강하면, 이웃하는 복수 개의 스틸 와이어 간에 강한 접촉 압력이 작용하여 사용시(타이어를 장착한 자동차의 주행시)에 프레팅 마모가 발생하여, 내구성이 저하될 우려가 있다. 특허문헌 2는 스틸제 래핑 와이어 대신에 유기 섬유에 의해 복수 개의 스틸 와이어를 래핑하는 것을 개시한다. 그러나 유기 섬유는 스틸에 비하면 강성이 극단적으로 작으므로, 다수 개의 스틸 와이어의 평행 배열을 유지하는 힘이 부족할 우려가 있다. 평행하게 정렬되는 스틸 와이어의 개수가 많은 경우에는 특히 형상 붕괴가 발생하기 쉽다.

래핑 와이어가 아니라, 접착제를 사용하여 복수 개의 와이어(필라멘트)를 서로 평행하게 정리하는 것도 제안되어 있다(특허문헌 3, 4).

래핑 와이어를 감는 대신에 접착제를 사용하여 복수 개의 스틸 와이어를 서로 평행한 상태로 유지함으로써 래핑 와이어를 사용할 때 고려해야 할 구속력의 크기 등을 고려할 필요는 없어진다. 그러나, 접착제를 사용하는 경우에는, 당연히 접착제에 의한 스틸 와이어끼리의 접착력을 고려해야만 한다. 또한, 스틸 코드와 고무의 사이에 접착제가 개재되게 되기 때문에, 고무(벨트층)에 매립되었을 때의 스틸 코드의 고무 부착성도 고려할 필요가 있다. 형상 안정성을 확보하기 위해서 접착제에 의한 접착력과 스틸 코드가 갖는 반발력(휨을 발생시키는 힘)의 관계에 대해서도 당연히 고려할 필요가 있다.

일본 특허공개 소62-149929호 공보 일본 특허공개 제2001-55008호 공보 일본 특허공개 소63-240402호 공보 일본 특허공개 평7-304307호 공보

본 발명은, 스틸 코드의 내구성 및 형상 안정성을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 또한, 접착제를 사용하여 복수 개의 스틸제 와이어를 서로 평행한 상태로 유지하는 스틸 코드에 있어서, 고무 부착성의 극단적인 저하를 방지하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 또한, 접착제를 사용하여 복수 개의 스틸제 와이어를 서로 평행한 상태로 유지하는 스틸 코드의 반발력을 최대한 억제하여, 스틸 코드가 매립된 고무제 시트에 있어서의 큰 휨의 발생을 방지하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의한 스틸 코드는, 서로 평행하게 배열된 복수 개의 브라스 도금된 스틸제 코어 와이어를, 상기 평행 배열을 유지한 채 한 묶음으로 한 것이며, 전체적인 외형은 스트립 형상(가늘고 긴 평면 형상)이다. 본 발명에 의한 스트립 형상 스틸 코드는, 코어 와이어의 와이어 직경(단면 직경)이 0.45㎜ 미만이며, 표면에 15㎛ 미만의 두께의 접착제가 도포되어 있으며, 상기 접착제에 의해 복수 개의 코어 와이어끼리가 일체로 고정되어 있으며, 이웃하는 코어 와이어의 간격이 20㎛ 미만이며, 상기 코어 와이어의 프리 코일 직경[와이어를 평탄한 면에 정치했을 때, 외력이 작용하지 않는 상태에서 자연스럽게 구성하는 코일(환상 형태)의 직경]이 와이어 직경의 750배 이상인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 복수 개의 코어 와이어끼리가 접착제에 의해 서로 접착되고, 이에 의해 복수 개의 코어 와이어의 평행 배열이 유지된다. 접착제에 의한 접착에 의해 코어 와이어끼리가 일체로 고정되어 있으므로, 코어 와이어끼리의 접촉압이 커지지 않아, 코어 와이어끼리 맞스침에 의한 프레팅 마모는 발생하기 어렵다. 따라서, 내구성이 높은 스틸 코드가 제공된다.

본 발명에 의한 스틸 코드는 고무제 시트 중에 매립되어 사용된다. 스틸 코드와 고무의 접착성을 높이기 위해서, 스틸 코드를 구성하는 코어 와이어의 표면에는 브라스 도금이 실시되어 있다. 본 발명에 의한 스틸 코드에 있어서, 복수 개의 코어 와이어를 일체로 고정하기 위해서 표면에 도포되는 접착제의 두께는 15㎛ 미만으로 된다. 접착제의 두께를 15㎛ 미만으로 함으로써, 접착제가 개재됨에 따른, 스틸 코드와 고무 사이의 접착성의 저하를 억제할 수 있다.

또한 발명에 의한 스틸 코드는, 0.45㎜ 미만의 와이어 직경을 갖고, 또한 프리 코일 직경이 와이어 직경의 750배 이상인 코어 와이어에 의해 구성된다. 휨(구부러지려는 성질)을 갖는 스틸 코드를 고무제 시트에 매립하면, 매립된 스틸 코드에 의해 고무제 시트에 휨이 발생해버린다. 0.45㎜ 미만의 와이어 직경을 갖고, 또한 프리 코일 직경이 와이어 직경의 750배 이상인 코어 와이어를 사용함으로써, 스틸 코드가 매립된 고무제 시트에 발생하는 휨을 비교적 작게 할 수 있다.

본 발명에 의한 스틸 코드는 또한, 이웃하는 코어 와이어의 간격이 20㎛ 미만으로 되어 있다. 인접하는 코어 와이어의 간격을 20㎛ 미만으로 하고, 또한 프리 코일 직경이 와이어 직경의 750배 이상인 코어 와이어를 사용함으로써, 접착 부분의 박리가 발생하기 어렵게 되어, 복수 개의 코어 와이어의 평행 배열을 양호하게 유지할 수 있어, 형상 안정성이 향상된다.

또한, 코어 와이어의 와이어 직경이 너무 작으면(코어 와이어가 너무 가늘면), 원하는 강도를 확보할 수 없게 될 가능성이 있으므로, 바람직하게는, 상기 코어 와이어의 와이어 직경은 0.15㎜ 이상으로 된다.

본 발명은 전술한 스틸 코드를 매립한 타이어용 벨트층, 및 이 벨트층을 구비한 타이어도 제공한다.

도 1은, 스트립 형상 스틸 코드의 일부 확대 사시도이다.
도 2는, 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따르는 스트립 형상 스틸 코드의 단면도이다.
도 3은, 자동차용 타이어의 내부 구조를 나타내는 단면도이다.
도 4는, 형상 안정성의 평가에 사용되는 시험기를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 5는, 3롤 시험기를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 6은, 3롤 시험의 시험체의 사시도이다.
도 7은, 감기려는 성질의 평가 시험에 있어서의 휨량의 계측 개소를 나타낸다.
도 8a는, 평탄성의 평가 시험에 사용되는 복합체 시트를 표면으로부터 나타내는 사시도이다.
도 8b는, 평탄성의 평가 시험에 사용되는 복합체 시트를 이면으로부터 나타내는 사시도이다.
도 9는, 형상 안정성의 평가에 관한 그래프이다.
도 10은, 고무 부착성의 평가에 관한 그래프이다.
도 11은, 시트 평탄성의 평가에 관한 그래프이다.
도 12는, 감기려는 성질의 평가에 관한 그래프이다.

도 1은, 본 발명의 실시예를 나타내는 것으로, 스트립 형상 스틸 코드(1)의 일부 확대 사시도이다. 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따르는 단면도이다.

스트립 형상 스틸 코드(1)는, 일 평면 내에서 서로 평행하게 배열된 5개의 코어 와이어(2)와, 5개의 코어 와이어(2)를 일체로 고정하고, 그 평행 배열을 유지하는 접착제(접착층)(3)를 구비하고 있다. 코어 와이어(2)는 스틸제이며 탄소 및 철을 함유한다. 접착제(3)는 고무계의 것으로, 스티렌부타디엔, 니트릴, 클로로프렌 등을 주성분으로 한다.

스트립 형상 스틸 코드(1)를 구성하는 코어 와이어(2)는 그 단면이 원형의 것으로, 선 직경[코어 와이어(2)의 단면 직경](와이어 직경) d가 0.15㎜ 내지 0.45㎜의 것이 사용된다. 예를 들어, 선 직경 5.50㎜의 피아노선재에 건식 신선(伸線) 및 열처리를 필요 횟수 행하고, 이것에 브라스(황동) 도금, 습식 신선을 이 순서대로 행함으로써 코어 와이어(2)는 만들어진다. 5개의 코어 와이어(2)를 꼬지 않고 일 평면상에 서로 평행하게 정렬시키고, 전술한 접착제(3)를 도포해서 정형함으로써 스트립 형상 스틸 코드(1)는 만들어진다. 도포되는 접착제(3)의 두께 Ad는 15㎛ 미만으로 된다. 코어 와이어(2)의 와이어 직경 d가 예를 들어 0.20㎜이면 스틸 코드(1)의 폭은 약 1.00㎜로 된다. 도 1에 도시한 스트립 형상 스틸 코드(1)의 사시도 및 도 2에 도시한 단면도는 상당히 확대되어 나타내고 있는 것이 이해될 것이다.

도 2를 참조하여, 스트립 형상 스틸 코드(1)를 구성하는 5개의 코어 와이어(2)의 각각의 사이에는 미소한 간격 Gd가 있으며, 이 간극 Gd에도 접착제(3)가 있다. 또한, 코어 와이어(2)끼리를 그 길이 방향으로 서로 접촉시켜도 된다[이 경우에는 이웃하는 코어 와이어(2) 사이의 간격 Gd는 0으로 됨]. 이웃하는 코어 와이어(2)의 간격 Gd는, 후술하는 바와 같이 20㎛ 미만으로 된다. 어쨌든 스트립 형상 스틸 코드(1)를 구성하는 5개의 코어 와이어(2)는 접착제(3)에 의해 고정되어 일체로 되어 있으며, 평행 배열을 안정적으로 유지할 수 있다.

접착제(3)가 경화된 후에 스트립 형상 스틸 코드(1)는 릴에 감겨, 자동차용 타이어의 제조 공장 등으로 출하된다.

도 3은 자동차용 타이어(10)의 구조를 나타내는 단면도이다. 자동차용 타이어(10)는, 타이어(10)의 골격이 되는 카커스(12), 카커스(12)의 양단부에 위치하는 환상의 비드(13), 자동차용 타이어(10)의 최외층에 위치하는 트레드부(14)를 구비한다. 카커스(12)와 트레드부(14)의 사이에 2개의 벨트층(11a, 11b)이 위치한다. 스트립 형상 스틸 코드(1)는 이 벨트층(11a, 11b)에 매립되어 사용된다. 벨트층(11a, 11b)에 의해 카커스(12)가 조여지고, 이에 의해 타이어(10)의 강성이 높아진다. 또한, 벨트층(11a, 11b)은 노면으로부터의 충격을 완화하여, 외상이 카커스(12)에 직접 도달되는 것도 방지한다.

전술한 스트립 형상 스틸 코드(1)에 대하여, 다양한 관점에서 평가 시험을 행하였다. 이하, 이 평가 시험에 대하여 상세히 설명한다.

표 1은 평가 시험의 결과를 나타내고 있다. 평가 시험은, 이하에 설명하는 파라미터(구조)를 다양하게 변경한 복수 종류의 스트립 형상 스틸 코드를 작성하여, 그 각각에 대하여 행하였다.

(1) 래핑 와이어의 유무

5개의 코어 와이어(2)를 접착제(3)에 의해 일체로 하는 것이 아니라, 종래 기술과 같이(예를 들어 일본 특허공개 소62-149929호 공보를 참조), 5개의 코어 와이어(2)의 주위에 래핑 와이어를 나선형으로 감음으로써 일체로 한 스트립 형상 스틸 코드를 작성하였다(비교예 1 내지 3). 비교예 1은 스틸제 래핑 와이어를, 비교예 2는 PA66(폴리아미드 66)제 래핑 와이어를, 비교예 3은 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트)제 래핑 와이어를 각각 사용한 것이다. 비교예 1 내지 3 이외(비교예 4 내지 29, 실시예 1 내지 12)에는, 모두 래핑 와이어를 사용하지 않고, 접착제(3)에 의해 5개의 코어 와이어(2)를 일체로 한 스트립 형상 스틸 코드(1)(도 1 내지 도 2)이다.

(2) 와이어 직경 d

와이어 직경은 코어 와이어(2)의 선 직경(단면 직경)이다. 0.15㎜ 내지 0.5㎜의 범위에서 코어 와이어(2)의 와이어 직경 d(도 2 참조)를 상이하게 하여 스트립 형상 스틸 코드(1)를 작성하였다.

(3) 프리 코일 직경 D

프리 코일 직경은, 와이어를 평탄한 면에 정치했을 때, 외력이 작용하지 않는 상태에서 자연스럽게 구성하는 코일(환상 형태)의 직경이다. 코어 와이어(2)는 전술한 바와 같이 신선 공정을 거쳐서 작성되고, 신선 공정에 있어서 다이스를 통과할 때 구부러지려 하는 성질이 생겨 버린다. 이 때문에 외력이 작용하지 않을 때 반드시 직선 형상으로 되는 것은 아니다. 다이스의 신선 출구의 형상 제어나, 다이스의 각도 조정에 의해 프리 코일 직경은 제어할 수 있다. 평가 시험에서는 100㎜ 내지 550㎜의 범위에서 프리 코일 직경을 상이하게 하였다.

(4) 프리 코일 직경/와이어 직경(D/d)

소위 스프링 지수이며, 이 실시예에서는 코어 와이어(2)의 반발력(직선 상태로부터 벗어나는, 휨을 발생시키는 힘)을 수치에 의해 표현하기 위해서 사용한다. 전술한 프리 코일 직경 D를 와이어 직경 d에 의해 나눈 값이다.

(5) 와이어 간격

이웃하는 코어 와이어(2) 사이의 간격 Gd이다(도 2 참조). 평가 시험에서는 3㎛ 내지 25㎛의 범위에서 와이어 간격 Gd를 상이하게 한 스트립 형상 스틸 코드(1)를 작성하였다.

(6) 접착제 두께

코어 와이어(2)의 표면에 도포되는 접착제(3)의 두께 Ad이다(도 1, 도 2 참조). 10㎛ 내지 20㎛의 범위에서 접착제 두께를 상이하게 하였다. 전술한 와이어 간격 Gd와 접착제 두께 Ad는, 작성한 스트립 형상 스틸 코드(1)의 단면을 확대 촬영한 단면 사진을 사용하여 측정하였다.

표 1에는, 「형상 안정성」, 「고무 부착성」, 「내구성」, 「내 프레팅성」, 「AH(감기려는 성질의 평가값)」 및 「H(시트 평탄성의 평가값)」의 6종류의 평가가 나타나 있다.

(A) 형상 안정성의 평가

스트립 형상 스틸 코드(1)는 캘린더 공정에 있어서 고무와 스트립 형상 스틸 코드(1)를 접합할 때까지 형상을 계속해서 유지할 수 있는 것인 것이 요구된다. 형상 안정성의 평가는 도 4에 도시한 시험 장치를 사용하여 행하였다. 이 시험 장치는, 스틸 코드(1)를 풀어내는 조출 릴(4)과, 스틸 코드(1)를 감아내는 권취 릴(5)과, 2대의 릴(4, 5)의 사이에 서로 간격을 두고 일직선상에 설치된 5개의 직경 50㎜의 상단 가이드 롤(6)과, 상기 상단 가이드 롤(6)의 하방에 있어서 서로 간격을 두고 일직선상에 설치된 5개의 직경 50㎜의 하단 가이드 롤(7)을 구비한다. 상단 가이드 롤(6)과 하단 가이드 롤(7)의 사이를 스틸 코드(1)가 통과할 때, 스틸 코드(1)에는 6㎜분의 상하 방향의 변동(가압)이 가해지도록, 상단 가이드 롤(6)과 하단 가이드 롤(7)의 높이 위치가 조정되어 있다. 조출 텐션을 2kgf로 하여 조출 릴(4)로부터 스틸 코드(1)를 풀어내고, 30m/min의 속도로 가이드 롤(6, 7) 사이를 통과시켜서, 권취 릴(5)에 감아낸다. 그 후에 스틸 코드(1)를 육안으로 검사한다. 표 1의 형상 안정성의 평가란에는, 접착 박리(평행 배열의 흐트러짐) 등, 스틸 코드(1)의 형 붕괴가 확인된 것에 「×」, 형 붕괴가 확인되지 않은 것에 「○」가 각각 표시되어 있다. 이 명세서에서는, 부호 「○」 및 부호 「×」를, 부호 「○」는 평가가 높은 것(또는 적당한 것)을 나타내고, 부호 「×」는 평가가 낮은 것(또는 부적당한 것)을 나타내는 것으로 하여, 각각 사용하는 것으로 한다.

(B) 고무 부착성의 평가

스트립 형상 스틸 코드(1)가 매립되는 벨트층(11a, 11b)은 고무제이며, 스틸 코드(1)와 벨트층(11a, 11b)(고무)이 양호하게 접착되는 것이 요구된다. 스트립 형상 스틸 코드(1)를 구성하는 코어 와이어(2)의 표면에는 전술한 바와 같이 브라스 도금이 실시되어 있다. 코어 와이어(2)와 벨트층(11a, 11b)이 직접 접촉하고 있으면, 가황시(타이어 제조 공정의 최종 단계에서 행해지는 가황 성형시)에 브라스 도금에 포함되는 구리와 고무에 포함되는 황에 의해 계면 반응이 발생하기 때문에, 양자는 양호하게 접착한다. 그러나, 스트립 형상 스틸 코드(1)는 전술한 바와 같이 그 최외층에 접착제(3)가 설치되어 있으므로(도 1 내지 도 2 참조), 코어 와이어(2)(그 표면의 브라스 도금층)와 벨트층(11a, 11b)(고무)은 직접적으로는 접촉하지 않아, 따라서 스트립 형상 스틸 코드(1)와 벨트층(11a, 11b)의 접착성은 신중하게 끝까지 확인해야만 한다. 고무 부착성의 평가는, 환언하면 스트립 형상 스틸 코드(1)와 벨트층(11a, 11b)의 접착성을 평가하는 것이다. 고무 부착성의 평가는 ASTM(American Society for Testing and Materials) D2229에 준거해서 행하였다. 즉, 스트립 형상 스틸 코드(1)의 주위에 고무를 피복하여 가황 성형하고, 거기에서 스틸 코드(1)를 뽑아내고, 뽑아낸 스틸 코드(1)의 표면이 고무로 피복되어 있는 면적의 비율(고무 피복률)을 측정하였다. 표 1의 고무 부착성의 평가란에는, 고무 피복률이 75% 이상의 것에 「○」가, 75% 미만의 것에 「×」가 각각 표시되어 있다.

(C) 내구성의 평가 및 내 프레팅의 평가

자동차용 타이어(10)의 벨트층(11a, 11b)에 매립되어 있는 스트립 형상 스틸 코드(1)가 단선(파단)하면, 스트립 형상 스틸 코드(1)가 자동차용 타이어(10)의 보강재로서 기능하지 않게 되어 버린다. 스트립 형상 스틸 코드(1)의 단선은 스틸 코드(1)를 구성하는 코어 와이어(2)끼리가 맞스쳐서 서로 마모되는 것이 원인으로 되는 경우가 있다. 내구성의 평가 및 내 프레팅성의 평가는, 모두 도 5에 도시한 3롤 시험기 및 도 6에 확대해서 나타내는 시험체(30)를 사용하여 행하였다.

3롤 시험기는, 일직선상에 배치된 2개의 회전 가능한 롤(21, 23)과, 이 회전 가능한 롤(21, 23)의 사이에 상기 일직선으로부터 벗어난 위치에 배치된 회전 가능한 롤(22)의 합계 3개의 회전 가능한 롤을 포함하는 구동부(20)를 구비한다. 구동부(20)의 롤(21, 22, 23)에 스틸 코드(1)가 매립된 시험체(30)(도 6)를 걸고, 구동부(20)[3개의 롤(21, 22, 23)]를 상기 일직선 방향으로 왕복 이동시킨다. 롤(21, 22, 23)에는 그 직경이 롤 직경 D/코어 와이어 직경 d=100으로 되는 것을 사용한다. 중앙의 롤(22)과 그 양측의 롤(21, 23)의 사이에는 약 60°의 각도를 갖게 한다. 구동부(20)를 320cycle/min의 속도로 왕복 이동시켜서, 1 스트로크는 180㎜로 한다. 시험체(30)는 전체 길이 1200㎜의 스트립 형상 스틸 코드(1)를, 길이 350㎜, 높이 4.5㎜, 폭 9.5㎜의 사각형의 고무로 피복한 것이며, 시험체(30)의 양단부의 각각으로부터 스트립 형상 스틸 코드(1)가 노출되어 있다. 스트립 형상 스틸 코드(1)의 일 단부는 고정구(25)에 나사 고정하고, 타단부에는 스트립 형상 스틸 코드(1)의 절단 하중의 10% 하중의 추(24)를 매단다.

표 1의 내구성 평가란에는, 시험체(30)에 매립되어 있는 스트립 형상 스틸 코드(1)의 전부가 파단했을 때의 구동부(20)의 왕복 횟수(전부 파단 사이클 수)를 비교예 1을 100으로 했을 때의 지수에 의해 나타내고 있다. 표 1의 내 프레팅성의 평가에는, 내구성의 평가 시험에 있어서 얻어진 전부 파단 사이클 수의 80% 횟수에서 시험을 중지하고, 시험체(30)를 해체하여 스틸 코드(1)의 표면 마모의 유무를 관찰한 결과를 나타내고 있다. 마모가 확인된 것에 「×」가, 마모가 확인되지 않은 것에 「○」가 각각 표시되어 있다.

(D) 감기려는 성질의 평가(코드 휨량 AH)

스트립 형상 스틸 코드(1)를 구성하는 코어 와이어(2)는, 전술한 바와 같이, 신선 공정을 거침으로써 만들어지므로, 외력이 작용하지 않을 때 반드시 직선 형상으로 되는 것은 아니다. 또한, 5개의 코어 와이어(2)를 평행하게 정렬시킨 상태에서 고정한 스트립 형상 스틸 코드(1)는, 전술한 바와 같이 릴에 감긴 상태에서 출하, 보관 등이 되므로, 릴에 감겨 있는 동안에 감기려는 성질도 부여된다. 스트립 형상 스틸 코드(1)에 큰 감기려는 성질이 있으면, 벨트층(11a, 11b)을 제조하는 전단계의 캘린더 시트에 휨이 발생해 버리는 경우가 있다. 캘린더 시트에 휨이 있으면 캘린더 시트로부터 벨트층(11a, 11b)을 제조하는 공정에 지장이 생길 우려가 있다. 표 1의 AH란에는, 몸통 직경 114㎜의 릴에 1.2kgf의 텐션으로 스트립 형상 스틸 코드(1)를 감아서 그대로 2주간 방치하고, 그 후에 상기 릴로부터 풀어낸 스트립 형상 스틸 코드(1)에 대한 휨량이 나타나 있다. 도 7에 도시한 바와 같이 400㎜로 절단한 스트립 형상 스틸 코드(1)를 평탄면에 두었을 때, 스트립 형상 스틸 코드(1)의 양단부를 연결하는 직선과 스트립 형상 스틸 코드(1)의 정점에서 내린 수선이 교차하는 점으로부터 상기 정점까지의 거리가 휨량 AH이다. AH는 JIS(일본 공업 규격) G 3510에 준거해서 측정을 행하였다. 표 1의 AH란에는 40㎜ 이상의 AH값이 굵은 문자로 표시되어 있다.

(E) 시트 평탄성의 평가(시트 상승량 H)

전술한 바와 같이, 스트립 형상 스틸 코드(1)에 큰 감기려는 성질이 있으면, 그 스틸 코드(1)를 매립한 캘린더 시트에 휨이 발생해 버린다. 시트 평탄성의 평가에서는, 스트립 형상 스틸 코드(1)(몸통 직경 114㎜)의 릴에 감아서 2주간 방치한 후의 것)를 고무 피복한 시트의 휨(상승)의 정도를 평가하였다. 길이 1000㎜×폭 100㎜×두께 0.5㎜의 미가황 고무 시트를 둘레 길이 1000㎜(직경 약 320㎜)의 드럼에 감아, 미가황 고무 시트 위에 2kgf의 텐션으로 스트립 형상 스틸 코드(1)를 정렬 감기한다. 또한 그 위로부터 동일 사이즈의 미가황 고무 시트를 감아 스트립 형상 스틸 코드(1)를 사이에 끼운다. 그 후에 롤을 사용하여 6kgf의 하중으로 압착하여 복합체 시트(40)를 제작한다. 복합체 시트(40)를 코드와 수직 방향으로 절단하고, 드럼으로부터 복합체 시트(40)를 제거해서 평탄한 면에 정치한 후에, 복합체 시트(40)의 네 코너에 있어서의 상승량(평탄면에서의 거리)을 측정한다.

도 8a는 복합체 시트(40)의 사시도를 나타내고 있다. 도 8b는 도 8a에 도시한 복합체 시트(40)를 뒤집은 상태를 나타내고 있다. 이해를 돕기 위해서, 도 8a의 복합체 시트(40)에는 「표」의 문자를, 도 8b의 복합체 시트(40)에는 「이」의 문자를 각각 도시하고 있다. 도 8a에 도시한 복합체 시트(40)는 AB 단부 및 CD 단부가 상방으로 휘어 있다(약간 강조해서 도시하고 있음). 이에 반하여, 도 8b에 도시한 뒤집힌 복합체 시트(40)는 거의 휨이 없는 상태로 되어 있다. 이것은, 도 8a에 도시한 바와 같이 단부가 상방으로 휘어 있는 복합체 시트(40)를 뒤집어서 평탄한 면에 정치하면, 복합체 시트(40)의 자중에 의해 평탄면을 따르기 때문이다.

뒤집지 않은 복합체 시트(40)(도 8a)의 네 코너 A, B, C 및 D에 있어서의 상승량(평탄면에서의 거리)을, 각각 Ah, Bh, Ch, Dh라 한다. 뒤집은 복합체 시트(40)(도 8b)의 네 코너 Ar, Br, Cr, Dr의 상승량을 각각 Arh, Brh, Crh, Drh라 한다. 복합체 시트(40)의 상승량 H는 다음 식에 의해 산출되는 값을 사용한다.

H=(Ah+Bh+Ch+Dh+Arh+Brh+Crh+Drh)/4

표 1의 H란에는, 전술한 산출식에 의해 산출된 상승량 H의 수치가 표시되어 있다. 또한 5㎜를 초과한 상승량 H의 수치가 굵은 글씨로 나타나 있다.

표 1의 내 프레팅성의 평가란을 참조하여, 평행 배열된 5개의 코어 와이어(2)의 주위에 스틸제 래핑 와이어를 나선형으로 감은 스트립 형상 스틸 코드(비교예 1)는, 내 프레팅성의 평가가 「×」로 되었다. 스틸제 래핑 와이어에 의한 코어 와이어(2)의 조임이 강하여, 코어 와이어(2)끼리가 강하게 맞스치기 때문이라고 생각된다. PA66제 또는 PET제 래핑 와이어를 나선형으로 감은 스트립 형상 스틸 코드(비교예 2 및 3) 및 래핑 와이어가 아니라 접착제(3)에 의해 5개의 코어 와이어(2)를 일체로 고정한 스트립 형상 스틸 코드(1)(비교예 3 내지 29, 실시예 1 내지 12)는 내 프레팅성의 평가가 모두 「○」였다.

표 1의 내구성 평가란을 참조하여, 비교예 1의 스틸제 래핑 와이어를 감은 스트립 형상 스틸 코드의 내구성을 「100」으로 하면, PA66제 또는 PET제 래핑 와이어를 나선형으로 감은 스트립 형상 스틸 코드(비교예 2 및 3), 및 접착제(3)에 의해 5개의 코어 와이어(2)를 일체로 고정한 스트립 형상 스틸 코드(1)(비교예 3 내지 29, 실시예 1 내지 12)에 대한 내구성은 모두 「100」을 초과하였다. 또한, PA66제 또는 PET제 래핑 와이어를 나선형으로 감은 스트립 형상 스틸 코드(비교예 2 및 3)보다도, 접착제(3)에 의해 5개의 코어 와이어(2)를 일체로 고정한 스트립 형상 스틸 코드(1)(비교예 3 내지 29, 실시예 1 내지 12) 쪽이 내구성이 좋은 것도 확인되었다.

래핑 와이어를 사용하여 코어 와이어(2)를 일체로 고정하는 것보다도, 접착제(3)를 사용하여 코어 와이어(2)를 일체로 고정하는 쪽이, 스트립 형상 스틸 코드(1)의 내구성 및 내 프레팅성을 향상할 수 있음이 확인된다.

다음으로 표 1의 형상 안정성의 평가란을 참조하여, 래핑 와이어로서 스틸제 와이어를 사용하면(비교예 1), 형상 안정성의 평가는 「○」로 되었지만, PA66제 또는 PET제 와이어를 사용하면(비교예 2, 3), 형상 안정성의 평가가 「×」로 되었다. PA66 또는 PET는 스틸에 비하여 강성이 낮아, 5개의 코어 와이어(2)의 평행 배열 상태를 유지하는 힘이 부족한 것으로 생각된다.

한편, 접착제(3)에 의해 5개의 코어 와이어(2)를 일체로 고정한 스트립 형상 스틸 코드(1)(비교예 3 내지 29, 실시예 1 내지 12)에 대해서는, 프리 코일 직경/와이어 직경(D/d) 및 와이어 간격 Gd의 값에 의해 형상 안정성의 평가가 좌우되는 것이 확인되었다.

도 9는, 횡축을 프리 코일 직경/와이어 직경(D/d), 종축을 와이어 간격 Gd로 하는 그래프 위에, 표 1에 나타내는 비교예 3 내지 29 및 실시예 1 내지 12에 대한 형상 안정성의 평가(○ 또는 ×)를 플롯한 것이다.

도 9의 그래프를 참조하여, D/d의 값이 750 미만이면 형상 안정성의 평가가 「×」로 되어 있다. 또한, 와이어 간격이 20㎛ 이상이면, D/d의 값이 750 이상이더라도 형상 안정성의 평가가 「×」로 되어 있다. D/d의 값이 750 이상[코어 와이어(2)의 프리 코일 직경 D가 와이어 직경 d의 750배 이상]이며, 또한 와이어 간격이 20㎛ 미만일 때, 스트립 형상 스틸 코드(1)의 형상 안정성이 도모되는 것이 확인되었다. 즉, 접착제(3)에 의한 코어 와이어(2) 사이의 구속력을 확보하여 형상 안정성을 유지하기 위해서는, 코어 와이어(2)의 반발력을 너무 크게 하지 않는[D/d가 작은 코어 와이어(2)를 사용하지 않는] 것이 필요해지고, 또한 코어 와이어(2)끼리의 와이어 간격 Gd를 너무 넓게 취하지 않는 것이 요구된다.

다음으로 고무 부착성의 평가란을 참조하여, 고무 부착성의 평가에는 접착제(3)의 두께 Ad가 영향을 미치는 것이 확인되었다.

도 10을 참조하여, 도 10은, 횡축을 와이어 직경 d, 종축을 접착제(3)의 두께 Ad로 하는 그래프 위에, 표 1에 나타내는 비교예 3 내지 29 및 실시예 1 내지 12에 대한 고무 부착성의 평가(○ 또는 ×)를 플롯한 것이다. 접착제(3)의 두께가 15㎛ 이상이면 고무 부착성의 평가가 「×」로 되어 있다. 한편, 접착제(3)의 두께를 15㎛ 미만으로 하면 고무 부착성의 평가는 「○」로 되어 있다. 접착제(3)의 존재에 의해 코어 와이어(2)의 표면(브라스 도금층)과 고무의 반응이 저해되는 것은 인정되지만, 접착제(3)의 두께를 15㎛ 미만으로 제한해 둠으로써, 반응의 저해는 비교적 억제되는 것이 확인되었다.

도 11은 표 1의 시험 결과에 기초하는 시트 평탄성의 평가에 관한 그래프를 나타내는 것으로, 횡축을 스트립 형상 스틸 코드(1)의 휨량 AH, 종축을 시트 상승량 H로 하는 그래프 위에, 시트 상승량 H가 5㎜를 초과한 것에 대하여 「×」를, 5㎜ 이하의 것에 대하여 「○」를 플롯한 것이다. 도 12는 감기려는 성질의 평가에 관한 그래프를 나타내는 것으로, 횡축을 프리 코일 직경/와이어 직경(D/d), 종축을 와이어 직경 d로 하는 그래프 위에, 휨량 AH가 40㎜ 이상인 것에 대하여 「×」를, 40㎜ 미만인 것에 대하여 「○」를 각각 플롯한 것이다.

도 11을 참조하여, 스트립 형상 스틸 코드(1)의 휨량 AH(도 7 참조)가 40㎜ 이상의 스트립 형상 스틸 코드(1)를 사용한 복합체 시트(40)(도 8a, 도 8b 참조)는 시트 상승량 H가 5㎜를 초과하였다. 또한, 스트립 형상 코드(1)의 휨량 AH가 40㎜를 초과하면, 복합체 시트(40)의 시트 상승량 H가 급격하게 커지기 시작하는 것도 확인되었다. 휨량 AH가 40㎜ 미만이면 시트 상승량 H가 5㎜ 이하로 되었다. 시트 상승량 H는 스트립 형상 스틸 코드(1)의 휨량 AH에 강하게 의존하는 것이 확인된다.

도 12를 참조하여, 프리 코일 직경/와이어 직경(D/d)의 값이 750 미만이거나, 와이어 직경이 0.45㎜ 이상이면, 스트립 형상 스틸 코드(1)의 휨량 AH가 40㎜ 이상으로 되었다. 프리 코일 직경/와이어 직경(D/d)의 값이 750 이상 또한 와이어 직경이 0.45㎜ 미만이면, 스트립 형상 스틸 코드(1)의 휨량 AH가 40㎜ 미만으로 되는 것이 확인되었다. 즉, 프리 코일 직경/와이어 직경(D/d)의 값이 750 이상[코어 와이어(2)의 프리 코일 직경 D가 와이어 직경 d의 750배 이상]이며 또한 와이어 직경 d가 0.45㎜ 미만일 때, 복합체 시트(40)의 시트 상승량 H는 5㎜ 이하로 억제할 수 있다.

전술한 평가 시험 결과를 정리하면, 제조되는 스틸 코드(1)의 형상 안정성을 양호한 것으로 하기 위해서는, D/d의 값이 750 이상[코어 와이어(2)의 프리 코일 직경 D가 와이어 직경 d의 750배 이상] 또한 이웃하는 코어 와이어(2)끼리의 와이어 간격 Gd를 20㎛ 미만으로 하는 것이 필요해진다. 스트립 형상 스틸 코드(1)와 벨트층(11a, 11b)의 접착성을 양호하게 하기 위해서는 접착제(3)의 두께 Ad를 15㎛ 미만으로 하는 것이 필요해진다. 또한 스트립 형상 스틸 코드(1)가 매립된 복합체 시트(40)의 휨이 5㎜ 이내로 되게 평탄성을 확보하기 위해서는, D/d의 값이 750 이상[코어 와이어(2)의 프리 코일 직경 D가 와이어 직경 d의 750배 이상] 또한 와이어 직경 d를 0.45㎜ 미만으로 할 필요가 있다.

1: 스트립 형상 스틸 코드
2: 코어 와이어
3: 접착제
10: 타이어
11a, 11b: 벨트층

Claims

서로 평행하게 배열된 복수 개의 브라스 도금된 스틸제 코어 와이어를, 상기 평행 배열을 유지한 채 한 묶음으로 한 스트립 형상 스틸 코드에 있어서,
상기 코어 와이어의 와이어 직경이 0.45㎜ 미만이며,
표면에 15㎛ 미만의 두께의 접착제가 도포되어 있으며, 상기 접착제에 의해 복수 개의 코어 와이어끼리가 일체로 고정되어 있으며,
이웃하는 코어 와이어의 간격이 20㎛ 미만이며,
상기 코어 와이어의 프리 코일 직경이 와이어 직경의 750배 이상인 것을 특징으로 하는, 스트립 형상 스틸 코드.
제1항에 있어서,
상기 와이어 직경이 0.15㎜ 이상인, 스트립 형상 스틸 코드.
제1항 또는 제2항에 기재된 스트립 형상 스틸 코드가 매립되어 있는, 타이어용 벨트층.
제3항에 기재된 타이어용 벨트층을 구비한, 타이어.