KR100642993B1

KR100642993B1 - 스틸코드 압연물의 고무 침투성 측정방법

Info

Publication number: KR100642993B1
Application number: KR1020040077878A
Authority: KR
Inventors: 민경신; 박찬수
Original assignee: 한국타이어 주식회사
Priority date: 2004-09-30
Filing date: 2004-09-30
Publication date: 2006-11-10
Also published as: CN100483103C; KR20060028951A; CN1755344A

Abstract

본 발명은 공기입 타이어용 주 보강재료인 벨트부 또는 카카스부의 스틸코드 압연물의 특성을 측정하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 여러 가닥의 필라멘트가 꼬여 이루어진 스틸코드 보강재에 고무 토핑 작업시 침투되는 고무량에 의한 인발력을 손쉽게 평가할 수 있는 스틸코드 압연물의 고무 침투성 측정방법에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은 3개 이상의 필라멘트군(10)으로 이루어진 스틸코드 압연물 시편(1)을 이용하여 인장 시험기를 통해 인발강도를 평가하는 스틸코드 압연물의 고무 침투성 측정방법에 있어서, 상기 스틸코드 압연물 시편(1)은 상, 하부측(1a,1b) 일정길이를 주변 고무(2)와 주변 필라멘트를 제거하되, 상기 상부측(1a)은 주변 고무(2)와 최외측 동심 필라멘트(10c)를 제거하며, 상기 하부측(1b)은 주변 고무(2)와 중간 동심 및 최내측 동심 필라멘트(10b,10a)를 제거하고, 이 스틸고무 압연물 시편(1)의 길이방향 중앙부측(1c)은 토핑된 주변 고무(2)와 전체 필라멘트군(10)을 그대로 남아 있도록 제작한 다음, 이 시편(1)의 상, 하부측(1a,1b)을 인발 시험기에 걸어서 양쪽에서 잡아 당겨 인발강도를 평가하도록 이루어져 있다.

Description

스틸코드 압연물의 고무 침투성 측정방법{Rubber penetration measurement method of steel cord topping rubber}

도 1은 본 발명에 따른 스틸코드 압연물의 고무 침투성을 측정하기 위해 준비하는 스틸코드 압연물 시편의 도면,

도 2는 도 1의 I-I선 확대 단면도이다.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

1 : 시편, 1a : 상부측,

1b : 하부측, 1c : 중앙부측,

2 : 고무, 10 : 필라멘트군,

10a : 최내측 동심 필라멘트,

10b : 중간 동심 필라멘트,

10c : 최외측 동심 필라멘트.

본 발명은 공기입 타이어용 주 보강재료인 벨트부 또는 카카스부의 스틸코드 압연물의 특성을 측정하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 여러 가닥의 필라 멘트가 꼬여 이루어진 스틸코드 보강재에 고무 토핑 작업시 침투되는 고무량에 의한 인발력을 손쉽게 평가할 수 있는 스틸코드 압연물의 고무 침투성 측정방법에 관한 것이다.

통상 타이어 제조시 압연(Calending)공정은 생 스틸코드의 양면에 일정 두께의 고무를 토핑 시키는 작업을 칭하며, 이 생 스틸코드 보강재가 이 압연공정을 거쳐 고무로 토핑된 스틸코드 압연물로 제조된다.

이를 좀더 부언하면, 스틸코드 보강재는 압연공정을 거쳐서 제조되는 것으로 스틸코드와 일정두께의 고무판이 스틸코드를 기준으로 상, 하측부에 위치하면서 카렌다롤을 통과하게 되며 이러한 공정을 거쳐서 압연물의 단면을 기준으로 고무 속에 스틸코드가 심어져 있는 형태가 된다.

이때 압연물의 기본적인 물성은 사용된 스틸코드 또는 고무의 고유한 특성에 가장 큰 영향을 받지만, 압연공정의 속도 또는 압력 등에 의해서도 많은 영향을 받게 된다.

즉, 동일한 스틸코드와 고무를 사용한 압연물 일지라도 압연가공 조건에 의해서도 특성이 변하게 되는데, 그렇게 변화된 특성 중에 대표적인 것으로 스틸코드 가닥 내부로 침투하는 고무량에 대한 것으로, 침투량이 많을수록 압연물의 미가류상태 강도(Green strength)는 커진다.

강도의 증가는 전체적인 치수 안정성 및 타이어의 완제품 상에서의 제품의 강성을 높이며. 이는 궁극적으로는 타이어의 내구수명을 증가시킨다.

상기의 고무침투성은 타이어의 품질에 큰 영향을 미치기 때문에 고무 침투성 을 평가하는 것은 대단히 중요한 과정이다.

종래 압연공정을 거친 스틸코드 압연물의 고무 코드간 침투성을 평가하기 위해서는 고무가 토핑된 코드의 한쪽 끝단에 공기압을 걸어주고, 반대편에서의 감압정도를 평가하는 방법이 사용되고 있었다.

하지만, 값의 편차가 워낙 커서 압연 조건별 압연물의 특성을 구분할 수 없다. 따라서 대부분의 연구자 또는 타이어와 코드 제작사에서는 실질적인 판단에 큰 도움을 얻지 못하고 있는 실정이었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 감안하여 발명된 것으로, 스틸코드 압연물의 고무 침투성을 시험할 때 손쉽게 평가할 수 있음에 따라 궁극적으로는 타이어 내구성능을 향상시킬 수 있는 기초적인 평가자료로 활용되는 스틸코드 압연물의 고무 침투성 측정방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 3개 이상의 필라멘트군으로 이루어진 스틸코드 압연물 시편을 이용하여 인장 시험기를 통해 인발강도를 평가하는 스틸코드 압연물의 고무 침투성 측정방법에 있어서, 상기 스틸코드 압연물 시편은 상, 하부 일정길이를 주변고무와 주변 필라멘트군을 각각 제거하되, 상부측은 주변고무와 최외측 동심 필라멘트를 제거하며, 하부측은 주변고무와 중간 동심 및 최내측 필라멘트를 제거하고 이 스틸코드 압연물 시편의 길이방향 중앙부측은 토핑된 고무와 전체 필라멘트군을 그대로 남아 있도록 제작한 다음, 이 시편의 상, 하부측을 인발 시험기에 걸어서 양쪽으로 잡아당겨 인발강도를 평가하도록 되어 있다.

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 적용되는 스틸코드 압연물 시편을 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 I-I선 확대 단면도이다.

본 발명은 3개 이상의 필라멘트군(10)으로 이루어진 스틸코드 압연물 시편(1)을 이용하여 인장 시험기를 통해 인발강도를 평가하는 스틸코드 압연물의 고무 침투성 측정방법에 있어서, 상기 스틸코드 압연물 시편(1)은 상, 하부측(1a,1b) 일정길이를 주변 고무(2)와 주변 필라멘트를 제거하되, 상기 상부측(1a)은 주변 고무(2)와 최외측 동심 필라멘트(10c)를 제거하며, 상기 하부측(1b)은 주변 고무(2)와 중간 동심 및 최내측 동심 필라멘트(10b,10a)를 제거하고, 이 스틸고무 압연물 시편(1)의 길이방향 중앙부측(1c)은 토핑된 주변 고무(2)와 전체 필라멘트군(10)을 그대로 남아 있도록 제작한 다음, 이 시편(1)의 상, 하부측(1a,1b)을 인발 시험기에 걸어서 양쪽에서 잡아 당겨 인발강도를 평가하도록 되어 있다.

일반적으로 스틸코드는 3개 이상의 필라멘트가 꼬여 있는 형태를 갖고 있다. 이때 압연공정에 의해 침투되는 고무란 바로 꼬여있는 필라멘트 사이로 카렌다롤 사이의 압력, 마찰, 간격 그리고 압연속도에 의해 밀려 들어가는 고무의 양 또는 정도를 의미한다. 본 발명에서는 기존의 변별력이 현저한 감압 평가장치 등의 특수한 설비가 없이도 간단한 시편제조에 의해 평가 할 수 있도록 되어 있다.

예를 들어 스틸코드의 필라멘트군(10)의 구조가 도 2에 도시된 바와 같이 3+8+13 가닥의 구조일 경우 전체적으로는 25가닥의 필라멘트로 이루어져 있으며 통 상 최내측 동심 필라멘트(10a)의 3가닥이 가운데, 그 주변으로 중간 동심 필라멘트(10b)의 8가닥이 같이 꼬여 있으며 최종적으로 최외측 동심 필라멘트(10c)의 13가닥이 가장 바깥쪽에 둘러져서 꼬여 있는 형태이다. 이때 압연물 시편(1)에서 고무(2)가 토핑된 코드 한 가닥을 15㎝ 정도로 준비한 다음, 상, 하부측(1a,1b) 각각 5㎝씩의 토핑 고무(2) 부분을 제거한다. 각각 제거된 상, 하부측(1a,1b) 스틸코드 부분에서 먼저 상부측(1a) 코드에서 주변부 13개의 최외측 동심 필라멘트(10c)를 제거하고, 그 다음 하부측(1b)은 최외측 동심 필라멘트(10c) 13가닥을 제외한 나머지 11가닥을 제거한다.

전체적으로 가운데 중앙부측(1c) 5㎝ 부분은 필라멘트 25가닥과 토핑된 또는 침투되어 있는 고무(2)가 그대로 남아있는 상태이며 상, 하부측(1a,1b) 각 5㎝ 부분은 상측 12가닥의 필라멘트, 하측 13가닥의 필라멘트가 남아 있게 된다. 이렇게 준비된 시편(1)을 해당 가류 온도에서 압력이 가해지지 않은 상태의 챔버에서 고무부분만을 그대로 가류시킨다.

여기서, 상기 시편(1)을 챔버에서 가류시킬 때 고무(2)의 해당 가류온도에서 일정시간(t 90)이상 압력이 가해지지 않은 상태로 가류 진행되어 진다.
여기서 압력을 가하지 않는 이유는 압연공정을 거친 스틸코드인 필라멘트군(10)과 고무(2) 간의 침투상태를 그대로 유지하여야 하기 때문이다.

이렇게 완성된 시편(1)을 인스트론사의 인발 시험기에서 제작된 상, 하부측(1a,1b) 필라멘트를 양쪽에서 잡아당겨 인발강도를 측정한다.

이렇게 측정된 값은 미세한 차이까지 인발강도의 차이로 극명하게 구분되어 압연물의 고무 침투량을 쉽게 평가할 수 있게 한다.

이하에서는, 실시예에 의거하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 하며, 본 발명은 이들 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.

(실시예 1)

다음 표 1의 실시예 1과 같은 시편(1)을 준비하고 전술한 바와 같은 시험방법으로 인스트론사의 인발 시험기에서 인발강도를 측정하였다.

실시예 1의 결과에서 보는 바와 같이 값이 작음에도 편차가 큰 종래의 고무 침투성 시험의 표준편차(2.7)와는 달리 작은 편차(0.9)로 시편간의 편차가 작아서 해당 압연물의 고유 침투성을 정확하게 나타내고 있다.

즉, 고무 침투성에 대한 실질적인 판단을 내릴 수 있는 결과를 유도할 수 있었다.

(실시예 2)

실시예 2에서는 시험 부위를 5㎝ 에서 10㎝로 길게 함으로써 편차의 변화를 통한 결과의 신뢰성 여부를 확인 하고자 하였다. 실시예 2의 결과에서 보는 바와 같이 실시예 1의 결과보다 큰 값을 보여주며, 편차 면에서도 큰 변화가 없음을 알 수 있었다. 역시 종래 비교예에 비해서는 매우 양호한 결과를 보여주었다.

(표 1)

3+8+15 필라멘트	종래 비교예	본 발명 실시예 1	본 발명 실시예 2
시편형태	10㎝	상(5㎝)+중(5㎝)+하(5㎝)	상(5㎝)+중(10㎝)+하(5㎝)
단위	Bar	Kgf	Kgf
시편 1	1.7	25.0	65.1
시편 2	8.4	26.3	66.9
시편 3	3.2	24.8	64.7
시편 4	4.2	26.0	64.3
시편 5	1.5	23.7	65.8
시편 6	6.2	25.2	67.1
평균	4.2	25.2	65.7
표준편차	2.7	0.9	1.2

상기와 같이 본 발명에 따른 스틸코드 압연물의 고무 침투성 측정방법은 타이어 압연 공정시 스틸코드에 침투되는 고무 침투성을 쉽게 평가할 수 있으며, 이는 궁극적으로 타이어의 내구성 향상에 도움을 주는 기초적인 평가자료로 폭 넓게 활용할 수 있는 잇점을 갖는다.

Claims

3개 이상의 필라멘트군(10)으로 이루어진 스틸코드 압연물 시편(1)을 이용하여 인장 시험기를 통해 인발강도를 평가하는 스틸코드 압연물의 고무 침투성 측정방법에 있어서,

상기 스틸코드 압연물 시편(1)은 상, 하부 일정길이를 주변 고무(2)와 주변 필라멘트를 제거하되, 상기 상부측(1a)은 주변 고무(2)와 최외측 동심 필라멘트(10c)를 제거하며, 상기 하부측(1b)은 주변 고무(2)와 중간 동심 및 최내측 동심 필라멘트(10b,10a)를 제거하고, 이 스틸고무 압연물 시편(1)의 길이방향 중앙부측(1C)은 토핑된 주변 고무(2)와 전체 필라멘트군(10)을 그대로 남아 있도록 제작한 다음, 이 시편(1)의 상, 하부측(1a,1b)을 인발 시험기에 걸어서 양쪽에서 잡아 당겨 인발강도를 평가하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 스틸코드 압연물의 고무 침투성 측정방법.
제 1항에 있어서, 상기 시편(1)을 쳄버에서 가류할 때 고무(2)의 해당 가류온도에서 일정시간(t 90)이상 압력이 가해지지 않은 상태로 가류 진행되는 것을 특징으로 하는 스틸코드 압연물의 고무 침투성 측정방법.