KR100291207B1 - 승용차 타이어용 벨트 보강재 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 승용차 타이어용 벨트보강재에 관한 것이다.
종래의 승용차 타이어에는 스틸코드(4)를 적용한 스틸벨트가 사용되고 있으나 본 발명은 이들 대신에 무기/유기 섬유코드로 구성된 섬유코드 보강고무층(5)과 단섬유 고무복합재층(6)을 타이어 벨트보강재로 구성한 것이다. 본 발명의 목적은 유기/무기 섬유코드로 구성된 섬유코드 보강고무층(5)을 레디알 방향으로 배열하고 그 윗층이나 아래층에 단섬유 고무복합재층(6)을 삽입하여 벨트의 전체적인 강성을 증대시키고, 다른 고무층과 완벽한 접착을 이룸으로써 파괴저항과 마모저항을 향상시킴으로써 승차감 및 안정성을 증대하는데 있다. 또한 폐타이어 재생성 및 처리시 환경오염을 줄이는데 기여할 수 있다.

Description

승용차 타이어용 벨트보강재
본 발명은 승용차 타이어용 벨트보강재에 관한 것으로서 보다 상세하게는 유기섬유 및 무기섬유의 단섬유 고무복합재층과 단섬유 보강고무층으로 구성된 타이어의 벨트보강재에 관한 것이다.
종래의 타이어는 스틸코드를 적용한 스틸벨트를 사용함으로써 탄성측면에서 고무혼합물과 다르고 또한 타이어가 주행하면서 스틸코드의 움직임이 많아져 스틸코드와 고무혼합물의 경계면에서 응력이 집중되고 열이 발생하여 파괴된다. 이를 억제하고자 스틸벨트층 위에 섬유코드를 원주방향으로 배열한 캡플라이층을 삽입하기도 하나 근본적으로 파괴를 방지하기보다는 스틸코드의 움직임을 적게하여 파괴가 지연되는 역할을 하며 스틸에 의한 강성으로 지면에서 올라오는 충격을 차량에 쉽게 전달하므로 승차감이 나빠지게 된다. 또한 펑크에 의한 스틸코드의 부식이 타이어 손상에 매우 크게 작용하고 제조상의 과실로 스틸코드의 관리가 부실하여 부식이 된 상태로 타이어가 제조된다면 치명적인 사고를 유발하기도 한다. 그리고 폐타이어의 처리에 있어 타이어내 스틸코드로 인하여 재생이 어렵고 비용이 많이 소요된다. 최근에 들어서는 승차감을 증대하고 재생성을 향상하고자 아라미드 코드층 벨트를 1장 또는 2장 모두에 사용하는 타이어가 개발되기도 하였으나 요구 성능이 미흡하고 원가부담으로 경쟁력이 하락되어 상용화되기는 요원한 실정이다.
본 발명의 목적은 타이어의 벨트층에 사용대신 레디알 방향으로 배열된 유기/무기 섬유코드 보강고무층과 강성을 보유하는 단섬유(PVA, POLYESTER, NYLON, ARAMID등)고무복합재층을 사용하여 벨트층의 전체적인 강성은 증가시키고 다른 고무층과 완벽한 접착을 이룸으로써 파괴저항과 마모저항을 향상하면서 승차감 및 안전성을 증가시키는데 있다.
도 1 은 기존 스틸벨트의 구성단면도
도 2 는 본 발명의 벨트 구성단면도로서
(a)는 섬유코드 보강고무층이 단섬유 고무복합재층의 하부에 부착된 상태의 단면도이고
(b), (c)는 섬유코드 보강고무층이 단섬유 고무복합재층의 상부에 부착된 상태 의 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1 : 제 1 벨트 2 : 제 2 벨트 3 : 고무혼합물
4 : 스틸코드 5 : 섬유코드 보강고무층 6 : 단섬유 고무복합재층
본 발명에 사용된 단섬유 고무복합재(6)는 단섬유의 길이가 2∼15mm, 직경이 0.0001∼0.1mm인 폴리비닐아크릴레이트나 아라미드, 폴리에스터, 나일론 등 유기섬유와 탄소섬유, 유리섬유 등의 무기섬유를 사용하고, 고무 100phr(part per hundred rubber)에 대해 단섬유는 10∼50phr을, 카본블랙은 디비피(DBP) 흡수가가 90∼120(cc/mg)인 것을 30∼60phr 사용하며, 고무는 천연고무를 단독 또는 합성고무(SBR, BR 등)를 20%이하로 혼합하여 사용한다. 그리고 공정유를 대신하여 분자량이 적은 합성이소프렌고무 2∼10phr을 추가로 적용하는 단섬유 고무복합재층을 스틸벨트 대용으로하며 두께를 0.5∼4mm 유지하고 다양한 폭으로 재단하여, 타이어의 카카스층 위에 섬유 코드 고무보강층(5)을 단섬유 고무복합재층(6) 보다 넓게 (10∼50mm) 배열하여 그 위에 적층하는 방법을 사용한다. 이렇게 적층한 단섬유 고무복합재층(6)의 양 끝단을 위로 겹침으로써 감싸도록 하여 벨트층을 구성하였다.
＜ 실시예 1-3 ＞
상기와 같은 방법으로 구성한 단섬유 고무복합재층(6)의 배합비는 표 1과 같으며, 다음의 실시예를 통하여 보다 상세히 설명하고자 한다. 다만 이들 실시예가 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다.
단섬유 고무복합재층(6)는 여러가지 재료로 구성할 수 있으나 본 발명에서는 유기섬유로 폴리비닐아크릴레이트(PVA)를 사용하였다.
표 1. 단섬유 고무복합재층 배합비 ( 단위: phr )
재 료 명 비교예 실시예 1 실시예 2 실시예 3
단섬유 - 20 30 30
천연고무 100 100 100 100
합성고무 - - - 20
이소프렌고무 - 2 2 2
카본블랙 60 60 60 60
＜ 시험예 ＞
실시예와 같이 제조한 단섬유 고무복합재층(6)을 적용한 타이어를 국내제품기준 195/70R14에 의해 시험한 결과를 표2에 나타냈다.
표 2. 성능시험 결과 ( 단위:10등급으로 구분 )
항 목 비교예 실시예1 실시예2 실시예3
-. 승차감-. 조정성-. 내구력(ECER30) 6.07.01시간 23분 7.0+6.51시간 42분 7.0+7.0-1시간 44분 6.57.01시간 25분
본 발명은 스틸코드를 사용한 스틸벨트 대신에 무기/유기 섬유코드로 된 단섬유코드 보강고무층을 단섬유 고무복합재층의 상부 또는 하부에 적층하여 섬유코드와 완벽한 접착을 이루어 내구력 상승과 승차감 증대 및 타이어의 재생성을 향상시킬 수 있다.

Claims (2)

  1. 타이어 카카스층 위에 섬유코드 보강고무층(5)을 단섬유 고무복합재층(6) 보다 넓게 상부 또는 하부로 적층하여 양단을 겹쳐서 감싸도록 구성함을 특징으로 하는 승용차 타이어용 벨트보강재.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 단섬유 고무복합재층은 천연고무 단독 또는 SBR, BR 중에서 선택된 합성고무를 20% 이하로 혼합한 원료고무 100phr, 상기 단섬유 10∼50phr을, DBP흡착가가 90∼120(cc/mg)인 카본블랙 30∼60phr, 공정유로 합성이소프렌 고무 2∼10phr을 포함함을 특징으로 하는 승용차 타이어용 벨트보강재.
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