KR20220157003A

KR20220157003A - 타이어 벨트 플라이 보강용 스틸코드

Info

Publication number: KR20220157003A
Application number: KR1020210064482A
Authority: KR
Inventors: 박평렬; 김기환
Original assignee: 홍덕산업(주)
Priority date: 2021-05-20
Filing date: 2021-05-20
Publication date: 2022-11-29
Also published as: KR102614761B1; EP4343055A1; BR112023024302A2; JP2024519107A; US20240239140A1; WO2022245033A1; CN117377800A

Abstract

본 발명은 타이어 벨트 플라이 보강용 스틸코드에 관한 것으로, n 개의 소선이 주기적으로 꼬여서 형성된 코드;를 포함하며, n 개의 상기 소선은 압연가공에 의해 압착되며, 압연가공에 의해 상기 소선은 압착되어 n개의 소선 중 적어도 하나 이상은 비원형으로 압축되며, n이 홀수일 때, 압연가공에 의해 n 개의 소선 중 1개의 소선의 단면은 원형이 되고, n-1 개의 소선의 단면은 비원형이되며, n이 짝수일 때, 압연가공에 의해 n 개의 소선 중 2개의 소선의 단면은 원형이 되고, n-2 개의 소선의 단면은 비원형이되는 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

타이어 벨트 플라이 보강용 스틸코드 {Steel cord for tire belt ply reinforcement}

본 발명은 타이어 벨트 플라이 보강용 스틸코드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 n 개의 소선이 주기적으로 꼬여서 형성된 코드를 압연가공하여 원형 단면과 비원형 단면을 가지는 소선을 제작하되, 소선의 개수에 따라 원형 단면을 가지는 소선의 개수를 다르게 하는 타이어 벨트 플라이 보강용 스틸코드에 관한 것이다.

타이어 보강용 스틸코드(steel cord)는, 차량의 타이어 및 공업용 벨트를 비롯한 각종 고무 제품의 보강용으로 사용되는 여러 종류의 보강재 중에서 강도, 모듈러스, 내열성, 내피로성 및 고무 접착성 등이 우수한 특성을 갖는다. 스틸코드는 이러한 특성에 따라서 타이어에 요구되는 기능성을 충족하기에 적합한 부재로서 타이어 보강재로 널리 사용되고 있으며, 그 사용량이 날로 증가하는 추세에 있다.

한편, 전세계적으로 CO₂ 배출량 규제가 대폭 강화됨에 따라 최근 전기 자동차의 전환이 빠르게 진행되고 있다. 전기 자동차의 경우 타이어의 회전저항 에너지 소모가 높기 때문에, 타이어의 회전저항을 감소시킬 수 있는 스틸코드의 개발이 필요한 실정이다.

또한, CO₂ 배출량을 감소시키기 위해서는 타이어의 수명을 향상시켜야 하며, 이에 따라 타이어의 내구성, 피로특성 등을 향상시킬 수 있는 스틸코드가 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 더욱 상세하게는 n 개의 소선이 주기적으로 꼬여서 형성된 코드를 압연가공하여 원형 단면과 비원형 단면을 가지는 소선을 제작하되, 소선의 개수에 따라 원형 단면을 가지는 소선의 개수를 다르게 하는 타이어 벨트 플라이 보강용 스틸코드에 관한 것이다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 타이어 벨트 플라이 보강용 스틸코드는, n 개의 소선이 주기적으로 꼬여서 형성된 코드;를 포함하며, n 개의 상기 소선은 압연가공에 의해 압착되며, 압연가공에 의해 상기 소선은 압착되어 n개의 소선 중 적어도 하나 이상은 비원형으로 압축되며, n이 홀수일 때, 압연가공에 의해 n 개의 소선 중 1개의 소선의 단면은 원형이 되고, n-1 개의 소선의 단면은 비원형이되며, n이 짝수일 때, 압연가공에 의해 n 개의 소선 중 2개의 소선의 단면은 원형이 되고, n-2 개의 소선의 단면은 비원형이되는 것을 특징으로 하는 것이다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 타이어 벨트 플라이 보강용 스틸코드에서 압연가공에 의해 단면이 원형이 되는 소선을 제1소선이라 하고, 압연가공에 의해 단면이 비원형이 되는 소선을 제2소선이라 할 때, 상기 제1소선의 직경에 대한 상기 제2소선의 단경의 값은 0.70 내지 0.98 일 수 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 타이어 벨트 플라이 보강용 스틸코드의 상기 소선의 수(n)는 3 내지 9개 일 수 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 타이어 벨트 플라이 보강용 스틸코드의 상기 제1소선의 직경은 0.1mm 내지 0.6mm 일 수 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 타이어 벨트 플라이 보강용 스틸코드에서 압연가공이 되기 전의 상기 소선의 직경을 d(mm)라 할 때, 제1강도(NT,Nomal Tensile)는 3,200 - 2,000 x d(mm)± 200(MPa)로 정의되고, 제2강도(HT,High Tensile)는 3,500 - 2,000 x d(mm)± 200(MPa)로 정의되고, 제3강도(ST,Super Tensile)는 3,850 - 2,000 x d(mm)± 200(MPa)로 정의되고, 제4강도(UT,Ultra Tensile)는 4,200 - 2,000 x d(mm)± 200(MPa)로 정의되고, 제5강도(MT,Mega Tensile)는 4,600 - 2,000 x d(mm)± 200(MPa)로 정의되며, 압연가공이 되기 전의 상기 소선의 인장강도는 상기 제2강도, 상기 제3강도, 상기 제4강도, 상기 제5강도 중 어느 하나의 강도를 가질 수 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 타이어 벨트 플라이 보강용 스틸코드에서 압연가공 이전에 제n강도의 인장강도를 가지는 상기 소선은, 압연가공에 의해 제n-1강도의 인장강도를 가지도록 가공될 수 있다.

본 발명은 타이어 벨트 플라이 보강용 스틸코드에 관한 것으로, 압연가공을 통해 스틸코드를 제작함에 따라 타이어의 회전축 방향으로는 강성을 높일 수 있으며, 이를 통해 스틸코드의 내구성 및 피로특성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 압연가공을 통해 고무의 침투성을 우수하게 함으로써 수분이나 염분의 침투로 인한 스틸코드의 내구성이 저하되는 것을 방지할 수 있으며, 본 발명은 고무의 침투성을 우수하게 함으로써 스틸코드의 초기 접착력을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

이와 함께 본 발명은 압연가공을 통해 스틸코드를 제작함에 따라, 스틸코드를 고무 시트 내에 매설할 때, 고무의 두께를 줄일 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따라 n이 짝수 인 경우에, 2개의 원형 단면을 가지면서 압연가공되는 스틸코드를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따라 n이 홀수 인 경우에, 1개의 원형 단면을 가지면서 압연가공되는 스틸코드를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 단경을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 n이 6일 경우에 제1소선과 제2소선을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 n이 홀수 인 경우에 제1소선의 직경(d₁)에 대한 제2소선의 단경(d₂)의 값이 0.70 내지 0.98 범위 안에 있는 실시 예 1, 2, 3 대한 조건과, 제1소선의 직경(d₁)에 대한 제2소선의 단경(d₂)의 값이 0.70 내지 0.98 범위를 벗어나는 비교 예 1, 2, 3에 대한 조건을 나타내는 것이다.
도 6은 도 5의 비교 예 1, 2, 3과 실시 예 1, 2, 3에 대한 초기 접착력을 비교한 것을 나타내는 도면이다.
도 7은 도 5의 비교 예 1, 2, 3과 실시 예 1, 2, 3에 대한 피로 사이클을 비교한 것을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따라 n이 짝수 인 경우에 제1소선의 직경(d₁)에 대한 제2소선의 단경(d₂)의 값이 0.70 내지 0.98 범위 안에 있는 실시 예 1, 2, 3 대한 조건과, 제1소선의 직경(d₁)에 대한 제2소선의 단경(d₂)의 값이 0.70 내지 0.98 범위를 벗어나는 비교 예 1, 2, 3에 대한 조건을 나타내는 것이다.
도 9는 도 8의 비교 예 1, 2, 3과 실시 예 1, 2, 3에 대한 초기 접착력을 비교한 것을 나타내는 도면이다.
도 10은 도 8의 비교 예 1, 2, 3과 실시 예 1, 2, 3에 대한 피로 사이클을 비교한 것을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시 예에 따라 제1소선의 직경(d₁)에 대한 제2소선의 단경(d₂)의 값이 0.70 내지 0.98 범위 안에 있는 실시 예 1, 2에 대한 직선품질과, 제1소선의 직경(d₁)에 대한 제2소선의 단경(d₂)의 값이 0.70 내지 0.98 범위를 벗어나는 비교 예 1, 2에 대한 직선품질을 나타내는 것이다.

본 명세서는 본 발명의 권리범위를 명확히 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 실시할 수 있도록, 본 발명의 원리를 설명하고, 실시 예들을 개시한다. 개시된 실시 예들은 다양한 형태로 구현될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시 예에서 사용될 수 있는 "포함한다" 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 발명(disclosure)된 해당 기능, 동작 또는 구성요소 등의 존재를 가리키며, 추가적인 하나 이상의 기능, 동작 또는 구성요소 등을 제한하지 않는다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어, 결합되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 결합되어 있을 수도 있지만, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 결합되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.

본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 발명은 타이어 벨트 플라이 보강용 스틸코드에 관한 것으로, n 개의 소선이 주기적으로 꼬여서 형성된 코드를 압연가공하여 원형 단면과 비원형 단면을 가지는 소선을 제작하되, 소선의 개수에 따라 원형 단면을 가지는 소선의 개수를 다르게 하는 타이어 벨트 플라이 보강용 스틸코드에 관한 것이다.

본 발명의 실시 예에 따른 스틸코드는 자동차의 타이어 벨트 플라이 보강용으로 사용될 수 있으며, 필요에 따라서는 다른 부품으로도 사용될 수 있다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 타이어 벨트 플라이 보강용 스틸코드는, n 개의 소선(120)이 주기적으로 꼬여서 형성된 코드(110)를 포함한다.

상기 코드(110)는 n 개의 소선(120)이 주기적으로 꼬여서 형성된 것으로, 상기 소선(120)의 수(n)는 3 내지 9개 인 것이 바람직하다. 본 발명의 실시 예에 따른 타이어 벨트 플라이 보강용 스틸코드는 n 개의 소선(120)이 주기적으로 꼬여서 형성된 상기 코드(110)를 압연가공하여 제조될 수 있다.

n 개의 상기 소선(120)은 압연가공되기 전에 n개의 상기 소선(120)이 접하는 가상의 제1원(130) 내부에 배치될 수 있다. 도 1 및 도 2와 같이 n 개의 소선(120)의 동시에 접하는 가상의 제1원(130) 내부에 n 개의 소선(120)이 배치된 이후 압연가공이 진행된다.

n 개의 상기 소선(120)이 압연가공에 의해 압착되면, 압연가공에 의해 상기 소선(120)은 압착되어 n개의 소선(120) 중 적어도 하나 이상은 비원형으로 압축된다.

도 1과 같이 n이 짝수(n=4,6,8,10)인 경우에는 압연가공에 의해 n 개의 소선(120) 중 2개의 소선의 단면은 원형이 되고, n-2 개의 소선의 단면은 비원형이 될 수 있다. 도 2와 같이 n이 홀수(n=3,5,7,9,11)인 경우에는 압연가공에 의해 n 개의 소선(120) 중 1개의 소선의 단면은 원형이 되고, n-1 개의 소선의 단면은 비원형이 될 수 있다. 여기서, 비원형 단면이라 함은 대칭 또는 비대칭 형상의 타원형일 수 있다.

자동차의 타이어 벨트 플라이 보강용 스틸코드는 타이어의 회전저항을 감소시키기 위해, 코드의 겹침이 발생하지 않으면서 코드의 간격이 균일해야 한다. 이를 위해 코드는 일정한 방향으로 균일하게 연장되는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이 압연가공되기 전에 n개의 상기 소선(120)은 가상의 제1원(130) 내부에 배치될 수 있는데, 가상의 제1원(130) 외부에서 압연을 가할 수 있는 방향은 다양한 지점이 될 수 있다. 그러나 압연가공 시 잘못된 방향으로 압연가공이 진행되면, 코드의 방향이 어긋나면서 코드가 일정한 방향으로 균일하게 연장되지 않을 위험이 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 타이어 벨트 플라이 보강용 스틸코드는 n 개의 소선(120)이 주기적으로 꼬여서 형성된 상기 코드(110)를 압연가공할 때, 압연가공의 방향을 지정된 방향으로 정함에 따라 일정한 방향으로 균일하게 연장되는 코드(110)를 제작할 수 있게 된다.

구체적으로, 본 발명의 실시 예에 따르면, n이 짝수(n=4,6,8,10)인 경우에는 n 개의 소선(120) 중 2개의 소선의 단면은 원형 형태를 유지하도록 하면서 다른 소선은 비원형 단면을 가지도록 압연가공 방향을 정하고, n이 홀수(n=3,5,7,9,11)인 경우에는 n 개의 소선(120) 중 1개의 소선의 단면은 원형 형태를 유지하도록 하면서 다른 소선은 비원형 단면을 가지도록 압연가공 방향을 정한다.

이와 같은 방법으로 압연가공 방향을 정하게 되면, 일정한 방향으로 균일하게 연장되는 코드를 제작할 수 있게 됨에 따라 코드의 겹침이 발생하는 것을 방지하면서 코드의 간격을 균일하게 할 수 있게 된다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 압연가공이 진행될 때의 압연강도는 원형 단면 소선의 직경과 비원형 단면의 단경의 비율을 통해 조절될 수 있다. 압연가공에 의해 단면이 원형이 되는 소선을 제1소선(121)이라 하고, 압연가공에 의해 단면이 비원형이 되는 소선을 제2소선(122)이라 할때, 상기 제1소선(121)의 직경(d₁)에 대한 상기 제2소선(122)의 단경(d₂)의 값은 0.70 내지 0.98(0.70 ≤d₂/d₁ ≤0.98)인 것이 바람직하다.

여기서, 상기 제2소선(122)의 단경(d₂)이라 함은, 도 1 및 도 2에서 도시된 길이일 수 있다. 다만, 비원형 단면이 도 3과 같이 타원형으로 이루어지지 않은 경우, 상기 제2소선(122)의 단경(d₂)은 비원형 단면의 장경(d₃)을 지름으로 하는 원의 중심을 통과하는 일측에서 타측으로 연장되는 길이 중 가장 짧은 거리로 정의될 수 있다.

상기 제1소선(121)의 직경(d₁)에 대한 상기 제2소선(122)의 단경(d₂)의 값이 너무 작으면(d₂/d₁ 값이 0.70보다 작으면), 압연강도가 지나치게 강해짐에 따라 단선이 발생하는 문제가 있다. 또한, 제2소선(122)이 지나치게 많이 압축되면, 고무가 침투할 수 있는 공간이 부족해짐에 따라 고무 침투성이 낮아져 피로특성이 오히려 저하될 수 있다.

반대로, 상기 제1소선(121)의 직경(d₁)에 대한 상기 제2소선(122)의 단경(d₂)의 값이 너무 크면(d₂/d₁ 값이 0.98보다 크면), 압연의 효과를 기대할 수 없게 되며, 소선 사이의 공극이 넓어짐에 따라 수분 침투 가능성이 높아져 내구성 및 피로특성이 저하될 우려가 있다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따라 n이 짝수로 이루어지면서, n의 값이 6일 때 2개의 소선의 단면이 원형이 되고, 4개의 소선의 단면은 비원형이 되는 것을 나타내는 사진이다. 이하에서는 본 발명의 실시 예와 비교 예를 비교하여 본 발명의 초기 접착력, 피로 사이클의 효과를 설명하기로 한다.

도 5 내지 도 10은 상기 제1소선(121)의 직경(d₁)에 대한 상기 제2소선(122)의 단경(d₂) 값의 비율에 따라 본 발명의 실시 예와 비교 예의 초기 접착력, 피로 사이클을 비교한 것이다.

도 5는 n이 홀수 인 경우에, 상기 제1소선(121)의 직경(d₁)에 대한 상기 제2소선(122)의 단경(d₂)의 값이 0.70 내지 0.98 범위를 벗어나는 비교 예 1, 2, 3에 대한 조건과, 상기 제1소선(121)의 직경(d₁)에 대한 상기 제2소선(122)의 단경(d₂) 값이 0.70 내지 0.98 범위 안에 있는 실시 예 1, 2, 3 대한 조건을 나타낸다.

도 6은 도 5의 비교 예 1, 2, 3과 실시 예 1, 2, 3에 대한 초기 접착력을 비교한 것을 나타내는 도면이며, 도 7은 도 5의 비교 예 1, 2, 3과 실시 예 1, 2, 3에 대한 피로 사이클을 비교한 것을 나타내는 도면이다.

도 8은 n이 짝수 인 경우에, 상기 제1소선(121)의 직경(d₁)에 대한 상기 제2소선(122)의 단경(d₂) 값이 0.70 내지 0.98 범위를 벗어나는 비교 예 1, 2, 3에 대한 조건과, 상기 제1소선(121)의 직경(d₁)에 대한 상기 제2소선(122)의 단경(d₂) 값이 0.70 내지 0.98 범위 안에 있는 실시 예 1, 2, 3 대한 조건을 나타낸다.

도 9는 도 8의 비교 예 1, 2, 3과 실시 예 1, 2, 3에 대한 초기 접착력을 비교한 것을 나타내는 도면이며, 도 10은 도 8의 비교 예 1, 2, 3과 실시 예 1, 2, 3에 대한 피로 사이클을 비교한 것을 나타내는 도면이다.

도 5 내지 도 10에서, 비교 예 2를 살펴보면, 상기 제1소선(121)의 직경(d₁)에 대한 상기 제2소선(122)의 단경(d₂)의 값이 0.70 보다 작아짐에 따라 오히려 초기 접착력 및 피로 특성이 저하되는 문제가 있다. 이는 상기 제2소선(122)이 지나치게 많이 압축되면, 고무가 침투할 수 있는 공간이 부족해짐에 따라 고무 침투성이 낮아져 피로특성이 오히려 저하될 수 있음을 나타낸다.

또한, 도 5 내지 도 10에서, 비교 예 2와 같이 상기 제1소선(121)의 직경(d₁)에 대한 상기 제2소선(122)의 단경(d₂)의 값이 0.70 보다 작은 경우, 제작과정에서 단선이 발생할 수 있는 문제가 있다.

도 5 내지 도 10에서, 비교 예 1, 3을 살펴보면, 상기 제1소선(121)의 직경(d₁)에 대한 상기 제2소선(122)의 단경(d₂)의 값이 0.98 보다 커짐에 따라 초기 접착력 및 피로특성이 저하됨을 알 수 있으며, 장경(d₃)의 강성 계수 또한 상승하지 않는 것을 알 수 있다.

상기 제1소선(121)의 직경(d₁)에 대한 상기 제2소선(122)의 단경(d₂)의 값이 0.98 보다 큰 경우 압연의 효과를 기대할 수 없는 것으로, 상기 제1소선(121)의 직경(d₁)에 대한 상기 제2소선(122)의 단경(d₂)의 값이 0.98 보다 큰 경우 회전축 방향으로는 강성을 높일 수 없게 되면서 내구성을 향상시킬 수도 없게 된다.

또한, 상기 제1소선(121)의 직경(d₁)에 대한 상기 제2소선(122)의 단경(d₂)의 값이 0.98 보다 큰 경우 소선 사이의 공극이 넓어짐에 따라 수분 침투 가능성이 높아져 내구성 및 피로특성이 저하되는 것을 알 수 있으며, 상기 제1소선(121)의 직경(d₁)에 대한 상기 제2소선(122)의 단경(d₂)의 값이 0.98 보다 큰 경우 스틸코드를 고무 시트 내에 매설할 때 고무의 두께를 감소시키는 효과도 기대하기 어렵게 된다.

도 5 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따라 상기 제1소선(121)의 직경(d₁)에 대한 상기 제2소선(122)의 단경(d₂)의 값이 0.70 내지 0.98 가 되도록 압연가공을 진행하면, 비교 예 1, 2, 3에 비하여 초기 접착력이 향상되고, 피로특성이 향상되며, 장경(d₃)의 강성계수 또한 상승하는 것을 알 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따라 상기 제1소선(121)의 직경(d₁)에 대한 상기 제2소선(122)의 단경(d₂)의 값이 0.70 내지 0.98 가 되도록 압연가공을 진행하면, 고무의 침투성을 우수하게 함으로써 수분이나 염분의 침투로 인한 스틸코드의 내구성이 저하되는 것을 방지하면서 스틸코드의 초기 접착력을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따라 상기 제1소선(121)의 직경(d₁)에 대한 상기 제2소선(122)의 단경(d₂)의 값이 0.70 내지 0.98 가 되도록 압연가공을 진행하면, 타이어의 회전축 방향으로는 강성을 높임에 따라(장경(d₃) 강성계수 상승) 스틸코드의 내구성 및 피로특성을 향상시킬 수 있게 되며, 스틸코드를 고무 시트 내에 매설할 때 원형의 스틸코드에 비해 강도의 저하 없이 고무의 두께를 줄일 수 있게 된다.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따라 상기 제1소선(121)의 직경(d₁)에 대한 상기 제2소선(122)의 단경(d₂)의 값이 0.70 내지 0.98 인 것이 바람직하다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 압연가공 전, 후로 상기 소선(120)의 인장강도가 변화되도록 압연가공이 진행될 수 있다. 압연가공이 되기 전의 상기 소선(120)의 직경을 d(mm)라 할 때, 제1강도(NT,Nomal Tensile)는 3,200 - 2,000 x d(mm)± 200(MPa)로 정의되고, 제2강도(HT,High Tensile)는 3,500 - 2,000 x d(mm)± 200(MPa)로 정의되고, 제3강도(ST,Super Tensile)는 3,850 - 2,000 x d(mm)± 200(MPa)로 정의되고, 제4강도(UT,Ultra Tensile)는 4,200 - 2,000 x d(mm)± 200(MPa)로 정의되고, 제5강도(MT,Mega Tensile)는 4,600 - 2,000 x d(mm)± 200(MPa)로 정의될 수 있다. 여기서, 상기 소선(120)의 직경(d)은 압연가공 되기 전의 소선의 직경으로, 제1소선(121)의 직경(d₁)과 동일한 것일 수 있다.

압연가공이 되기 전의 상기 소선(120)의 인장강도는 상기 제1강도(NT), 상기 제2강도(HT), 상기 제3강도(ST), 상기 제4강도(UT), 상기 제5강도(MT) 중 어느 하나의 강도를 가질 수 있다. 압연가공 되기 전의 상기 소선(120)의 인장강도는 스틸코드에서 요구되는 인장강도에 따라 변경될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 소선(120)의 인장강도가 변하도록 압연가공이 진행될 수 있다. 구체적으로, 상기 소선(120)의 인장강도가 낮아지도록 압연가공이 진행될 수 있으며, 압연가공 이전에 제n강도의 인장강도를 가지는 상기 소선(120)은 압연가공에 의해 제n-1강도의 인장강도를 가지도록 가공될 수 있다.(여기서, n = 2, 3, 4, 5의 값이 될 수 있다.)

구체적으로, 압연가공 이전에 상기 소선(120)의 인장강도가 제5강도(MT) 였다면, 압연가공 이후에 상기 소선(120)의 인장강도가 제4강도(UT)가 되며, 압연가공 이전에 상기 소선(120)의 인장강도가 제4강도(UT) 였다면, 압연가공 이후에 상기 소선(120)의 인장강도가 제3강도(ST)가 될 수 있다.

이와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 압연가공은 상기 소선(120)의 인장강도가 변화되는 방향으로 진행될 수 있다. 압연가공이 진행될 경우, 소선이 압착됨에 따라 소선의 물성치가 변화될 수 있다. 압연가공을 진행할 때 이 부분을 고려하지 않고 압연가공을 진행하게 되면, 최종 제작되는 스틸코드의 인장강도를 정확히 알 수 없게 되는 문제점이 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 타이어 벨트 플라이 보강용 스틸코드는 이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 압연가공에 의해 변화되는 물성치(인장강도)를 지정된 값에서 변화되도록 하는 것이다.

본 발명의 실시 예에 따른 타이어 벨트 플라이 보강용 스틸코드는 압연가공 이전에 제n강도의 인장강도를 가지는 상기 소선(120)을 압연가공에 의해 제n-1강도의 인장강도를 가지도록 압연 가공하는 것으로, 정해진 값에서 인장강도가 변화되도록 압연가공을 진행함에 따라 최종 제작되는 스틸코드의 인장강도를 정확히 알 수 있게 된다.

이때, 상기 소선(120)의 직경에 따라 상기 소선(120)의 인장강도가 변화되는 정도가 다를 수 있기 때문에, 상기 소선(120)의 직경(d)에 대한 비율에 따라 상기 제1강도(NT), 상기 제2강도(HT), 상기 제3강도(ST), 상기 제4강도(UT), 상기 제5강도(MT)가 정해질 수 있다.

여기서, 압연가공에 의해 인장강도가 변하는 상기 소선(120)은 압연가공에서 압착되는 상기 제2소선(122)일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라서 압연가공에 의해 인장강도가 변하는 상기 소선(120)은 상기 제1소선(121) 및 상기 제2소선(122)일 수도 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 타이어 벨트 플라이 보강용 스틸코드의 상기 제1소선(121)의 직경은 0.1mm 내지 0.6mm 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 변경될 수도 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 타이어 벨트 플라이 보강용 스틸코드는, 압연가공을 통해 제조됨에 따라 직선 품질이 우수해질 수도 있다.

일반적으로 타이어 보강재인 스틸코드는 타이어에 사용되기까지 수개월의 시간이 소요된다. 즉, 일정한 내경을 가진 스풀에 권취된 후, 수개월 후에 사용된다. 이와 같이 권취된 후 수개월 후에 사용되는 스틸코드의 특성상, 스틸코드의 직선성은 타이어 보강재용 스틸코드의 중요한 특성이 된다.

직선성이 불량하면 타이어 제조시 작업 공정성에 영향을 주며, 버클링 및 팁 라이징(Tip rising) 현상을 발생시켜, 압연 및 재단 공정시 문제가 발생할 수 있다.

직선품질이 우수하다는 것은 스틸코드를 스풀에 2개월 내지 1년 권취된 상태에서 스틸코드 일단의 일 지점에 고정시키고 스틸코드를 수직으로 400mm 내렸을 때, 상기 일 지점으로부터 수직한 선을 이루는 제1축과 스틸코드의 타단이 이루는 간격이 작을수록 직선 품질이 우수한 것이다.

본 발명의 실시 예에 따른 타이어 벨트 플라이 보강용 스틸코드는, 압연가공을 통해 제조됨에 따라 직선 품질이 우수해질 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 스틸코드는, 스풀에 2개월 내지 1년 권취된 상태에서 상기 스틸코드를 일단의 일 지점에 고정시키고, 상기 스틸코드를 수직으로 400mm 내렸을 때, 상기 일 지점으로부터 수직한 선을 이루는 제1축과 상기 스틸코드의 타단이 이루는 간격이 40mm 이하로 될 수 있다.

도 11은 상기 제1소선(121)의 직경(d₁)에 대한 상기 제2소선(122)의 단경(d₂)의 값의 비율에 따라 본 발명의 실시 예와 비교 예의 직선품질을 비교한 것으로, 도 11은 시간의 경과에 따라, 스틸코드를 스풀에 2개월 내지 1년 권취된 상태에서 상기 스틸코드를 일단의 일 지점에 고정시키고, 스틸코드를 수직으로 400mm 내렸을 때, 상기 일 지점으로부터 수직한 선을 이루는 제1축과 상기 스틸코드의 타단이 이루는 간격을 나타내는 것이다.

도 11은 상기 제1소선(121)의 직경(d₁)에 대한 상기 제2소선(122)의 단경(d₂)의 값이 0.70 내지 0.98 범위를 벗어나는 비교 예 1, 2와 상기 제1소선(121)의 직경(d₁)에 대한 상기 제2소선(122)의 단경(d₂)의 값이 0.70 내지 0.98 범위 안에 있는 실시 예 1, 2에 대한 직선 품질을 도시한다.

도 11을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따라 압연가공을 통해 스틸코드를 제작하면, 스틸코드의 잔존응력이 제거됨에 따라 시간이 지나도 직선성이 우수한 것을 알 수 있다.

상술한 본 발명의 실시 예에 따른 타이어 벨트 플라이 보강용 스틸코드는 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 타이어 벨트 플라이 보강용 스틸코드는 압연가공을 통해 스틸코드를 제작함에 따라 타이어의 회전축 방향으로는 강성을 높일 수 있으며, 이를 통해 스틸코드의 내구성 및 피로특성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 타이어 벨트 플라이 보강용 스틸코드는 고무의 침투성을 우수하게 함으로써 수분이나 염분의 침투로 인한 스틸코드의 내구성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있으며, 본 발명의 실시 예에 따른 타이어 벨트 플라이 보강용 스틸코드는 고무의 침투성을 우수하게 함으로써 스틸코드의 초기 접착력과 피로 특성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

이와 함께, 본 발명의 실시 예에 따른 타이어 벨트 플라이 보강용 스틸코드는 압연가공을 통해 스틸코드를 제작함에 따라, 스틸코드를 고무 시트 내에 매설할 때, 고무의 두께를 줄일 수 있는 장점이 있으며, 본 발명의 실시 예에 따른 타이어 벨트 플라이 보강용 스틸코드는 압연가공을 통해 직선 품질을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

특히, 본 발명의 실시 예에 따른 타이어 벨트 플라이 보강용 스틸코드는 압연가공 이후의 인장강도를 제n강도라 할 때, 압연가공 이전의 인장강도를 제n+1강도로 하는 것으로, 이를 통해 원형의 스틸코드에 비해 강도의 저하 없이 스틸코드를 고무 시트 내에 매설할 때, 고무의 두께를 줄일 수 있는 장점이 있다.

더욱이 본 발명의 실시 예에 따른 타이어 벨트 플라이 보강용 스틸코드는 제1소선의 직경(d₁)에 대한 제2소선의 단경(d₂)의 값이 0.70 내지 0.98 범위로 지정하면서 압연가공을 진행함에 따라, 단선이 발생하거나 고무의 침투력이 저하되어 수분이나 염분의 침투로 인한 스틸코드의 내구성 및 피로특성이 저하되는 것을 방지하면서 스틸코드를 제작할 수 있는 장점이 있다.

이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시 예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

110...코드
120...소선
121...제1소선
122...제2소선
130...가상의 제1원

Claims

자동차의 타이어 벨트 플라이 보강용 스틸코드에 있어서,
n 개의 소선이 주기적으로 꼬여서 형성된 코드;를 포함하며,
n 개의 상기 소선은 압연가공에 의해 압착되며, 압연가공에 의해 상기 소선은 압착되어 n개의 소선 중 적어도 하나 이상은 비원형으로 압축되며,
n이 홀수일 때, 압연가공에 의해 n 개의 소선 중 1개의 소선의 단면은 원형이 되고, n-1 개의 소선의 단면은 비원형이되며,
n이 짝수일 때, 압연가공에 의해 n 개의 소선 중 2개의 소선의 단면은 원형이 되고, n-2 개의 소선의 단면은 비원형이되는 것을 특징으로 하는 타이어 벨트 플라이 보강용 스틸코드.
제1항에 있어서,
압연가공에 의해 단면이 원형이 되는 소선을 제1소선이라 하고, 압연가공에 의해 단면이 비원형이 되는 소선을 제2소선이라 할 때,
상기 제1소선의 직경에 대한 상기 제2소선의 단경의 값은 0.70 내지 0.98 인 것을 특징으로 하는 타이어 벨트 플라이 보강용 스틸코드.
제2항에 있어서,
상기 소선의 수(n)는 3 내지 9개 인 것을 특징으로 하는 타이어 벨트 플라이 보강용 스틸코드.
제2항에 있어서,
상기 제1소선의 직경은 0.1mm 내지 0.6mm 인 것을 특징으로 하는 타이어 벨트 플라이 보강용 스틸코드.
제1항에 있어서,
압연가공이 되기 전의 상기 소선의 직경을 d(mm)라 할 때,
제1강도(NT,Nomal Tensile)는 3,200 - 2,000 x d(mm)± 200(MPa)로 정의되고,
제2강도(HT,High Tensile)는 3,500 - 2,000 x d(mm)± 200(MPa)로 정의되고,
제3강도(ST,Super Tensile)는 3,850 - 2,000 x d(mm)± 200(MPa)로 정의되고,
제4강도(UT,Ultra Tensile)는 4,200 - 2,000 x d(mm)± 200(MPa)로 정의되고,
제5강도(MT,Mega Tensile)는 4,600 - 2,000 x d(mm)± 200(MPa)로 정의되며,
압연가공이 되기 전의 상기 소선의 인장강도는 상기 제2강도, 상기 제3강도, 상기 제4강도, 상기 제5강도 중 어느 하나의 강도를 가지는 것을 특징으로 하는 타이어 벨트 플라이 보강용 스틸코드.
제5항에 있어서,
압연가공 이전에 제n강도의 인장강도를 가지는 상기 소선은,
압연가공에 의해 제n-1강도의 인장강도를 가지도록 가공되는 것을 특징으로 하는 타이어 벨트 플라이 보강용 스틸코드.