KR0148817B1 - 공기입 타이어의 비드부 보강방법 - Google Patents

Abstract

나일론이나 폴리에스터 칩으로 판상이나 띠상으로 압출한 압출물의 표면에 다수개의 구멍을 천공하고, 구멍이 막히지 않게 접착제를 도포하여 열처리한 후 양측에 고무를 접착시킨 것을 공기압 타이어 비드부의 후리퍼의 인서트로 사용하므로서 타이어 비드부의 내구력과 조종안정성을 향상시키고져 한 것이다.

Description

공기입 타이어의 비드부 보강방법

본 발명은 비드부를 보강하는 고속주행용 공기입 타이어에서 후리퍼 및 인서트(INSERT)로 기존의 직조된 섬유질 코드를 사용하지 않고 중합된 고분자 나일론이나 폴리에스터 칩을 판상이나 또는 띠 모양으로 압축한 섬유질층에 고무가 통과할 수 있는 구멍을 천공한 후 그 천공된 구멍이 막히지 않게 표면에 접착제를 도포한 후 열처리하여 그 양면에 고무를 압착한 다음 적당한 각 및 폭으로 재단한 것을 고속주행용 타이어 비드부의 후리퍼 및 인서트(INSERT)로 사용하여 비드부를 보강함을 특징으로 하는 타이어 비드부 보강방법이다.

일반적으로 고무제품의 보강을 위해서 사용되어지는 섬유계통의 보강물질은 나일론-6, 나일론-6.6, 폴리에스테르, 레이욘, 아라미드섬유 등이 다양한 용도에 만족하도록 재가공되어 사용되어지고 있다. 최근들어 타이어가 점차 광폭화되고 고속주행용 타이어를 선호하는 경향이 점차 증가됨에 따라 타이어의 안전도에 대한 소비자의 욕구가 더욱 증가되고 있다.

따라서, 이러한 점을 보완하기 위하여 비드부위의 후리퍼의 강성을 증가시켜 조종성능을 향상시킴과 동시에 사이드 인서트(INSERT)에 보강 코드를 사용하여 주행중 지지력을 향상키고져 나일론 또는 폴리에스터 재질로 판상이나 띠 형태로 만들어 천공한 것을 후리퍼 및 인서트로 사용하여 비드부를 보강하는 것이 본 발명의 주목적이다.

일반적으로 공기입 타이어의 비드부는 주행중 자동차의 타이어림에 고정되며 내압에 의해 대단히 큰 힘을 받기 때문에 적절한 굴곡성, 강도, 내구성을 가져야하며 주행중 펑크시 타이어가 림으로부터 떨어져 나가는 것을 방지하는 등 차량의 안전에 중요한 역할을 하게 된다.

통상 타이어의 비드부는 비드, 에이펙스, 후리퍼, 인서트 등으로 대별되는데, 비드재질은 고탄소강을 신선하여 원형 혹은 사각으로 제조하고 그 위에 고무와의 접착을 원활하게 할 목적으로 황동 또는 청동을 피막하여 사용한다. 이와 같은 비드와이어는 설계된 사양에 따라 타이어의 크기와 용도에 맞도록 형상 및 강선의 수를 조절하는데, 용도에 적합한 강력을 얻기 위해 몇가닥의 강선을 배열시킨 후 비드와이어 간의 접착을 위하여 압출기 속으로 비드와이어를 통과시켜 고무를 도포하여 성형한다.

또한 에이펙스는 타이어의 제반 성분중 가장 경성이 큰 부위로서 타이어의 크기 및 용도에 따라서 적절한 크기 및 모양으로 압축한 후 스틸로된 비드와 고무로된 에이펙스가 비드부를 형성하게 되는데 이들 사이의 계면에서의 고무와 스틸간의 물성차이에 기인한 비드분산이나 에이펙스 크랙등이 다수 발생하여 타이어의 사고나 불량의 원인이 된다. 특히 그린 상태의 타이어의 성형 케이스를 가류기에 넣고 일정한 압력 및 온도상태에서 타이어를 가류시킬 때 비드부의 고무 흐름에 의한 비드분산이 일어나는데, 이러한 비드분산이나 비드형태의 변화는 비드의 강도, 내구력, 조종성 등 타이어의 성능특성에 큰 영향을 준다. 이러한 결점을 보완하기 위해서 섬유질 계통의 코드로 비드를 보강하여 감싸주는데 통상 이를 후리퍼(FLIPPER)라고 한다.

타이어 후리퍼는 승용차용 타이어에서 서로 인접한 비드와 에이펙스를 서로 감싸줌으로써 비드와 에이펙스간의 서로 이탈을 방지하고, 강성을 증가시켜줌으로써 타이어의 조종성을 개선시켜 주는데, 후리퍼로 사용하는 재질은 일반적으로 나일론 코드를 사용하며, 타이어의 크기 및 용도에 따라 후리퍼를 사용하지 않는 경우는 일반적으로 비드렙핑을 사용하여 비드를 보강하여 준다.

비드 인서트는 비드외측으로 후리퍼와 함께 고속주행용 타이어의 조종성을 개선할 목적으로 사용하는데 이는 비드부위중 림플렌지(RIM-FLANE)의 강성을 증가시켜 주는 역할을 하며, 여기에 사용되는 재질은 벨트와 같은 구조의 스틸코드 또는 나일론코드 등이 사용된다.

일반적으로 타이어 성형방법은 인너고무위에 카카스를 부착시키고 비드를 중심으로 턴업(turn-up)시킨 후, 턴업부위에 사이드 고무를 부착시켜서 타이어 성형 케이스를 만들고 이를 가류시켜서 타이어를 완성하는데, 이때 가류에 따른 고압 및 고온에 의해 고무 흐름이 발생하고, 특히 비드 코팅고무의 흐름으로 비드 분산이 발생되며 이로 인하여 주행중 에이펙스로의 스트레스가 증가되어 에이펙스 균열이 발생하게 된다. 이와 같은 결점을 개량 보완하기 위해 본 발명에서는 비드와 에이펙스를 감싸는 후리퍼의 형상 및 구조를 변형시켜 강성을 증가 향상시키고져 한 것이다.

종래의 타이어의 후리퍼는 직조된 나일론이나 폴리에스터 코드 양면에 고무를 압착한 후 타이어 규격에 준해서 적당한 각 및 폭으로 재단하여 인접한 비드와 에이펙스를 서로 감싸줌으로써 비드와 에이펙스간의 서로 이탈을 방지하고, 강성을 증가시켜줌으로써 타이어의 조정성을 개선시키고져 하였으며, 여기에서 후리퍼로 사용하는 재질은 일반적으로 나일론 코드를 사용하였으나 코드 특성상 비드부에 충분한 강성을 부여하지 못하여, 특히 고속 주행용 타이어에서는 이점이 문제점으로 지적되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 승용차 타이어의 비드부의 결점을 보강할 목적으로 나일론 및 폴레에스터로 된 판상 또는 띠 형태를 비드부의 후리퍼 및 인서트로 사용하여 비드부위의 강성을 증가시켜 가류중 비드분산을 방지하고, 고속주행용 타이어의 주특성인 조종성을 향상시키기 위한 것으로 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 상기한 바와 같이 종래의 방법과 동일한 방법으로 타이어를 제조하되 거기에 사용된 후리퍼 및 인서트 구조가 기존의 것처럼 방사된 단본 섬유코드를 직조한 직조물이 아니고 나일론 또는 폴리에스터 폴리머 칩을 0.4mm-2.0mm의 판 또는 띠의 형태로 압축한 후 그 압출물에 직경 0.05mm-3.0mm 크기의 구멍을 천공한 다음 그 천공된 구멍이 막히지 않도록 그 표면에 접착제를 도포하여 열처리한 후 고무를 양면에 압착하여 상기에서 언급한 기존의 방법과 동일한 형태로 타이어를 제조한다.

본 발명에 사용된 나일론 또는 폴리에스터 판 또는 띠의 특징은 절단강도가 40-150kgf/㎠ 이고, 두께가 0.4mm-2.0mm이며, 신율은 10-20%, 융점이 210℃ 이상으로 열적안정성이 우수하다.

판내부의 구멍의 수는 25-150개/inch²(지름 : 0.05 - 1.0mm)로 함이 바람직하고, 상기에서 언급한 방법으로 판이나 띠를 만들어서 천공하면 접착제를 표면에 도포하여 양면에 고무를 압착할 때 고무와 상기 언급한 판과의 충분한 접착이 이루어지도록 하기 위해서는 접착에 의해서 구멍내부에서 막히지 않도록 열처리할 때 일정한 압력으로 공기를 계속가하므로서 압착 및 가류시 접착제가 도포된 구멍이 막히지 않은 채로 고무가 천공된 부분을 통하여 충분히 침투되도록 하며, 그 결과 고무와 판과의 접착력은 3kgf/㎠이상 유지하게 된다.

특히 림플렌지에 사용되는 사이드 인서트의 경우에는 그 강성(stiffness)이 15g/cm이상으로 유지되어야 하므로, 기존의 스틸 인서트를 사용하는 타이어에 본 원발명의 후리퍼 및 인서트를 사용하므로서 비드부위의 강성을 증가시켜 주며, 인서트를 사용하지 않는 타이어에 본 발명의 후리퍼를 사용하므로서 비드부위의 특성을 개선하여 특히 조종성을 향상시켜 주게 된다. 이를 실시예를 들어 설명한다.

[실시예]

비드부의 내구력을 평가하기 위해 기존의 비드구조를 가진 범용 타이어와 본 발명에서의 방법으로 제조한 타이러를 차량에 장착한 후, 실제 자동차를 이용하여 전문 드라이버에 의한 이들 타이어들의 성능을 비교 평가하였다.

시험방법 : 비드내구력 평가(BAB TESTER)/실차 평가(FEEING TEST)

적용타이어 : 185/65R 13

-타이어 1 : 840D/2P 나일론 코드 후리퍼 적용, 인서트 사용하지 않음

-타이어 2 : 폭 80mm 판상구조 후리퍼적용, 인서트 사용하지 않음

-타이어 3 : 폭 80mm 판상구조 후리퍼적용, 폭 30mm 판상구조 인서트 사용

시험방법 : 비드내구력 평가(BAB TESTER)/실차 평가(FEEING TEST)

적용타이어 : 195/50VR 15

-타이어 1 : 840D/2P 나일론 코드 후리퍼 적용, 스틸인서트 사용

-타이어 2 : 폭 80mm 판상구조 후리퍼적용, 스틸인서트 사용

-타이어 3 : 폭 80mm 판상구조 후리퍼적용, 폭 40mm 판상구조 인서트 사용

상기 결과에서 보는 바와 같이 범용비드를 사용하여 제조한 타이어 보다 본 발명에서 제시한 판상 및 띠, 형태의 후리퍼와 인서트를 사용한 타이어가 전반적으로 우수함을 알수 있는데, 승차감 측면에서는 표1에서 보는 바와 같이 185/65R13 타이어는 상대적으로 승차감 특성이 떨어졌지만 이는 비드부의 강성의 증가에 기인한 것이며, 그러나 전반적으로 타이어의 성능이 향상되었음을 알 수 있다.

이상의 본 발명에서와 같이 타이어 후리퍼 및 림프렌지 인서트(INSERT)에 다수의 구멍이 천공된 판상형태의 섬유질 층을 사용하므로서 비드부위의 분산을 방지하고, 강성을 증가시켜줌으로써 비드부위의 내구력과 고속주행용 타이어에서 조종성(HANDLING)을 향상시키는 효과가 있게 된다.

Claims (3)

1. 나일론이나 폴리에스터 칩을 판상이나 띠상으로 압출한 것에 다수의 구멍을 천공하고 상기 구멍이 막히지 않도록 표면에 접착제를 도포하여 열처리한 다음 양면에 고무를 접착시킨 것을 고속주행용 타이어 비드부의 후리퍼와 인서트로 사용하여 비드를 제조함을 특징으로 한 공기입 타이어의 비드부 보강방법.
2. 제1항에 있어서, 나일론이나 폴리에스터들의 압출물은 절단강도가 40-150kgf/㎠이상이고 두께가 0,4-2.0mm이며, 신율이 10-20%인 것을 특징으로 하는 공기입 타이어의 비드부 보강방법.
3. 제1항에 있어서, 판상이나 띠상의 압출물은 지름이 0.05-3.0mm인 구멍을 25-150개/inch²형성함을 특징으로 하는 공기입 타이어의 비드부 보강방법.