KR100346985B1 - Pneumatic radial tire with an improved belt durability - Google Patents

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Abstract

본 발명은 벨트 에지부에서의 크랙 발생 및 성장을 억제하여 벨트부의 내구성을 향상시킬 수 있는 공기입 레이디알 타이어를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a pneumatic radial tire that can suppress the occurrence and growth of cracks in the belt edge portion to improve the durability of the belt portion.

본 발명에서 사용하는 벨트 에지 테이프 고무는 영 모듈러스를 벨트 토핑 고무에 비해서 15％ 이상 향상시키기 위하여 벨트 토핑 고무 보다 카본블랙의 양을 늘리고, 유황과 촉진제의 사용을 늘렸으며, 벨트 토핑 고무와의 점착성을 올림과 동시에 모듈러스도 증가시킬 수 있는 크레졸계 수지를 다량 사용한 것을 특징으로 한다.In order to improve the Young's modulus by 15% or more, the belt edge tape rubber used in the present invention increased the amount of carbon black than the belt topping rubber, increased the use of sulfur and accelerators, and improved adhesion to the belt topping rubber. It is characterized by using a large amount of cresol-based resin that can increase the modulus at the same time.

Description

벨트부 내구성을 향상시킨 공기입 레이디알 타이어{PNEUMATIC RADIAL TIRE WITH AN IMPROVED BELT DURABILITY}Pneumatic radial tire which improved belt part durability {PNEUMATIC RADIAL TIRE WITH AN IMPROVED BELT DURABILITY}

본 발명은 벨트부 내구성을 향상시킨 공기입 레이디알 타이어에 관한 것이다.The present invention relates to a pneumatic radial tire having improved belt durability.

공기입 래디알 타이어에서 벨트 에지부의 내구성을 향상시키는 종래 기술로는 도 1과 같이 벨트 토핑 고무(1)를 사용하여 벨트 에지부를 감쌈으로써 재단 공정 후 발생되는 에지부 스틸코드 절단 부위의 노출된 스틸코드에서 시작되는 크랙의 발생을 억제하여 벨트 세퍼레이션을 감소시키는 기술이 알려져 왔다.Conventional techniques for improving the durability of the belt edge portion in pneumatic radial tires include the exposed steel of the cut portion of the edge steel cord generated after the cutting process by wrapping the belt edge portion using the belt topping rubber (1) as shown in FIG. Techniques for reducing belt separation by suppressing the occurrence of cracks starting from the cord have been known.

그러나, 이러한 종래 기술로는 레이디알 타이어에서 벨트 층 사이의 엇갈린 스틸코드 각도 차이에 의해 발생하는 전단 변형량을 줄이지는 못하여 고하중 또는 고속 주행시 벨트 에지부는 큰 폭의 변형 크기 만큼의 반복 피로를 받게 되고, 이로 인해 벨트 에지부 고무의 수명은 이러한 변형 크기에 역비례하여 감소하게 된다.However, this conventional technique does not reduce the amount of shear deformation caused by the staggered steel cord angle difference between the belt layers in the radial tire, so that the belt edge portion is subjected to repeated fatigue as large as the deformation size at high load or high speed driving. As a result, the life of the belt edge rubber decreases in inverse proportion to this deformation size.

따라서, 벨트 토핑 고무(1)를 사용하여 벨트 에지부를 감싸는 종래의 기술은 벨트 에지부의 크랙 발생을 감소시키는 효과는 있으나, 벨트 에지부의 변형량을 줄이지는 못하여 대폭적인 내구성의 향상을 기대하기는 힘들었다.Therefore, the conventional technique for wrapping the belt edge portion using the belt topping rubber 1 has an effect of reducing the occurrence of cracks in the belt edge portion, but it is difficult to expect a significant improvement in durability because it does not reduce the amount of deformation of the belt edge portion.

이에 본 발명은 공기입 레이디알 타이어에서 스틸코드층의 에지부에서 크랙이 발생하고 성장하여 벨트층이 세퍼레이션되는 것을 해결하고자 하는 것을 그 기술적인 과제로 한다.Accordingly, the technical problem of the present invention is to solve the occurrence of cracks and separation at the edge of the steel cord layer in the pneumatic radial tire and separation of the belt layer.

즉, 본 발명은 벨트 에지부에서의 크랙 발생 및 성장을 억제하여 벨트부의 내구성을 향상시킬 수 있는 공기입 레이디알 타이어를 제공하는데 그 목적이 있다.That is, an object of the present invention is to provide a pneumatic radial tire that can suppress the occurrence and growth of cracks in the belt edge portion to improve the durability of the belt portion.

도 1은 타이어 벨트 에지부에 대한 단면도이다.1 is a cross-sectional view of the tire belt edge portion.

1 -- 벨트 토핑 고무 2 -- 벨트 에지 테이프 고무1-Belt Topping Rubber 2-Belt Edge Tape Rubber

3 -- 벨트 에지 스트립 4 -- 스틸 코드3-belt edge strip 4-steel cord

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여, 벨트 에지부를 감싸는 에지 테이프 고무의 모듈러스를 벨트 토핑 고무에 비해서 증가시키고, 벨트 에지부의 벨트 층간의 전단 변형력을 감소시킴으로써 스틸 와이어와 고무 간의 모듈러스 차이에 의해서 필연적으로 발생하는 벨트 에지부의 크랙 발생 및 성장을 억제하여 벨트 내구성을 향상시키게 되었다.In order to achieve the above object, the present invention consequently increases the modulus of the edge tape rubber surrounding the belt edge portion as compared to the belt topping rubber and reduces the shear strain between the belt layers of the belt edge portion, thereby reducing the modulus between the steel wire and the rubber. Crack generation and growth of the belt edge portion generated by suppressing the belt durability was improved.

본 발명은 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 벨트층의 에지부 상하를 감싸는 벨트 에지부의 테이프 고무를 벨트 토핑 고무와의 모듈러스비가 다음 조건을 만족함과 동시에 두께를 0.3 내지 1.5 mm, 폭을 10 내지 80 mm로하여서 되는 공기입 레이디알 타이어인 것을 특징으로 한다.The present invention is a means for achieving the object as described above, the tape rubber of the belt edge portion surrounding the upper and lower edges of the belt layer of 0.3 to 1.5 mm in thickness, while the modulus ratio with the belt topping rubber satisfies the following conditions It is characterized in that the pneumatic radial tire is set to 10 to 80 mm.

E2/E1 ＞ 1.15E2 / E1 ＞ 1.15

위 식에서 E1는 벨트 토핑 고무의 영 모듈러스이고, E2는 벨트 에지 테이프의 영 모듈러스이다.Where E1 is the Young's modulus of the belt topping rubber and E2 is the Young's modulus of the belt edge tape.

또한, 본 발명은 상기 벨트 에지 테이프 고무가 천연 고무 100중량부에 대해 요오드 흡착가가 70 내지 100 mg/g, DBP 흡유량이 60 내지 100 ㎖/100g인 카본블랙 45 내지 75중량부, 유황과 촉진제를 각각 3 내지 10중량부 및 0.5 내지 2.0중량부, 연화점이 80 내지 100℃이고 카슈 너트와 알킬 페놀 수지를 반응시켜서 된 크레졸계 레진을 10 내지 60％를 함유한 수지를 1 내지 10중량부 함유하는 조성물로 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention also provides 45 to 75 parts by weight of carbon black having iodine adsorption value of 70 to 100 mg / g, DBP oil absorption amount of 60 to 100 ml / 100g, sulfur and accelerator. 3 to 10 parts by weight and 0.5 to 2.0 parts by weight, each having a softening point of 80 to 100 ° C., containing 1 to 10 parts by weight of a resin containing 10 to 60% of a cresol-based resin obtained by reacting a cashew nut with an alkyl phenol resin. It is characterized by consisting of a composition.

첨부 도면의 도 1은 공기입 레이디알 타이어의 벨트부를 나타낸 도면으로서, 본 발명에서 사용하는 벨트 에지 테이프 고무(2)는 영 모듈러스를 벨트 토핑 고무(1)에 비해서 15％ 이상 향상시키기 위하여 벨트 토핑 고무(1) 보다 카본블랙의 양을 늘리고, 유황과 촉진제의 사용을 늘렸으며, 벨트 토핑 고무와의 점착성을 올림과 동시에 모듈러스도 증가시킬 수 있는 크레졸계 수지를 다량 사용한 것을 특징으로 한다.1 of the accompanying drawings shows a belt portion of a pneumatic radial tire, wherein the belt edge tape rubber 2 used in the present invention is a belt topping to improve the Young's modulus by 15% or more compared with the belt topping rubber 1. The amount of carbon black is increased from the rubber (1), sulfur and accelerators are used, and a large amount of cresol-based resin can be used to increase the modulus and increase the adhesiveness with the belt topping rubber.

도 1에서 부호 3은 벨트 에지 스트립이고, 부호 4는 스틸 코드이다.In FIG. 1, 3 is a belt edge strip and 4 is a steel cord.

이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

실시예 1 내지 실시예 4Examples 1-4

다음 표 1에 나타낸 바와 같은 성분과 배합비율로 배합하되 고무배합은 인터널 믹서로 유황, 촉진제 등의 가류제를 제외한 첨가물들을 정해진 양 만큼 투입하여 배합하였다. 오픈 롤에서 가류제를 투입하여 다시 배합하였다. 미가류 고무는 MDR 2000에서 150℃에서 기류시간(t90)을 측정하였고, 고무 시편은 150℃에서 30분간 가류 프레스를 이용하여 2 mm 두께로 가류하여 덤벨(dumbbell) 형태로 잘라 Instron 사의 인장 시험기(model 4204)에서 모듈러스와 파단에너지를 시험하였다. 내피로 크랙성의 평가는 MTS를 사용하여 피로수명을, 순수 전단 시험기를 사용해서 크랙성장률을 측정하였다.Next, the ingredients were blended in the mixing ratios as shown in Table 1, but the rubber mixture was mixed by adding a predetermined amount of additives except for vulcanizing agents such as sulfur and accelerators to an internal mixer. In the open roll, a vulcanizing agent was added and re-formulated. The unvulcanized rubber was measured for air flow time (t90) at 150 ° C in MDR 2000, and the rubber specimens were cured to a thickness of 2 mm using a vulcanization press at 150 ° C for 30 minutes and cut into dumbbells to obtain a tensile tester (Instron). In model 4204, modulus and breaking energy were tested. Fatigue crack resistance was evaluated by fatigue life using MTS and crack growth rate using a pure shear tester.

그리고, 밸트 내구성 향상 효과를 확인하기 위하여 12R22.5 크기의 대형 타이어를 제조하여 주행시간을 비교하였다. 주행 조건은 하중을 고정시키고 속도만을 증가시키는 시험조건으로서 81km/h의 고속에서 하중을 20％씩 증가시키는 가혹한 시험방법인 주행시험(1)과 45km/h의 저속에서 주행하고 0.1 Hz로 슬립각을 2％씩 주는 주행시험(2) 두가지를 시험하였다.And, in order to confirm the effect of improving the belt durability, a large tire of 12R22.5 size was manufactured and the running time was compared. The running condition is a test condition that fixes the load and increases the speed only. The driving test (1), which is a harsh test method that increases the load by 20% at a high speed of 81 km / h, and runs at a low speed of 45 km / h and slip angle at 0.1 Hz Two running tests (2) giving 2% each were tested.

또한, 벨트 에지 테이프 고무의 모듈러스 증가에 따른 층간 전단 변형량의 저하를 확인하기 위하여 상기 제조한 타이어들에 대하여 공기압시 및 100％ 하중시의 벨트에지부에서 벨트층간에 발생하는 전단 변형량을 측정하였다In addition, in order to confirm the lowering of the interlaminar shear deformation caused by the increase in the modulus of the belt edge tape rubber, the shear deformation amount generated between the belt layers at the belt edge portion at pneumatic pressure and 100% load was measured.

이와 같은 방법으로 측정한 물성 시험 및 벨트 내구성 시험 결과를 다음 표 2에 나타내었다.The physical property test and belt durability test results measured in this manner are shown in Table 2 below.

비교예 1Comparative Example 1

상기 실시예 1과 동일하게 하되 벨트 에지 테이프 고무로서 다음 표 1과 같은 기존의 벨트 토핑 고무의 조성을 사용하였다.As in Example 1, but the composition of the existing belt topping rubber as shown in Table 1 as a belt edge tape rubber.

상기 실시예 1과 동일하게 측정한 물성 시험 및 벨트 내구성 시험 결과를 다음 표 2에 나타내었다.Physical property test and belt durability test results measured in the same manner as in Example 1 are shown in Table 2 below.

구분division 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 비교예 1Comparative Example 1 천연고무Natural rubber 100100 100100 100100 100100 100100 카본블랙Carbon black 6565 7070 7070 7070 6060 산화아연1) Zinc oxide 1) 55 55 55 55 55 스테아린산Stearic acid 1One 1One 1One 1One 1One 노방제2) Preservative 2) 22 22 22 22 22 코발트납사3) Cobalt naphtha 3) 1One 1One 1One 1One 1One 레진4) Resin 4) 55 55 1010 1010 유황brimstone 55 55 55 88 55 촉진제5) Accelerator 5) 1One 1One 1One 1.51.5 1One 지연제6) Retardant 6) 0.50.5 0.50.5 0.50.5 0.50.5 0.50.5

1) 산화아연 : KS#2호 ZnO1) Zinc Oxide: KS # 2 ZnO

2) 노방제 : 파라-페닐 디아민계2) Roving Agent: Para-phenyl diamine

3) 코발트 납사 : 코발트 나프테네이트3) cobalt naphtha: cobalt naphthenate

4) 레진 : 코발트계를 함유한 보강성 수지4) Resin: Reinforcement resin containing cobalt

5) 촉진제 : 머캅토벤조 티아졸계 또는 설펜아미드계5) Accelerator: Mercaptobenzothiazole type or sulfenamide type

6) 지연제 : PVI6) Retardant: PVI

구분division 실시예1Example 1 실시예2Example 2 실시예3Example 3 실시예4Example 4 비교예1Comparative Example 1 미가류 물성t5@125,mint90@150,minUncured property t5 @ 125, mint90 @ 150, min 19.223.019.223.0 19.322.819.322.8 18.923.518.923.5 16.522.816.522.8 19.522.919.522.9 인장물성영모듈러스(MPa)100 모듈러스(MPa)신률(％)파단에너지(MJ/㎥)Tensile Properties Young's Modulus (MPa) 100 Modulus (MPa) Elongation (%) Breaking Energy (MJ / ㎥) 13612803951361280395 14632703651463270365 16652903801665290380 19702603301970260330 10553003901055300390 내피로크랙성MTS(RT,6Hz)피로수명(kc)@25％min.스트레인50％ 크기순수 전단(RT,6Hz)dc/dn(nm/주기)Fatigue Crack Resistance MTS (RT, 6 Hz) Fatigue Life (kc) @ 25% min. Strain 50% Size Pure Shear (RT, 6 Hz) dc / dn (nm / cycle) 39014.239014.2 37515.637515.6 38615.138615.1 35616.535616.5 38015.838015.8 타이어 내구성(12R22.5)주행시험 1(hrs)주행시험 2(hrs)벨트층간전단변형(o)(#2 #3 벨트)@공기압시@100％ 하중시Tire durability (12R22.5) Driving test 1 (hrs) Driving test 2 (hrs) Belt interlayer shear deformation (o) (# 2 # 3 belt) @ pneumatic @ 100% load 6185193461851934 6089173260891732 6595143065951430 6085122760851227 4978254849782548

상기 실시예 및 비교예에서 나타난 바와 같이 카본블랙의 투입량을 늘이고, 보강성 레진을 첨가한 결과 고무의 모듈러스가 대폭 증가됨을 알 수 있었다. 크레졸계 수지를 사용하고, 카본블랙의 양을 증가시킨 실시예 1을 보면, 영모듈러스가 비교예와 비교해서 30％ 증가함으로써 벨트 층간의 전단 변형량을 공기압 시 24％, 하중 시 29％ 감소시켰으며, 이러한 변형량의 감소로 주행 내구 시간이 향상된 결과를 얻을 수 있었다.As shown in the examples and comparative examples, it was found that the modulus of the rubber was significantly increased as the amount of carbon black was increased and reinforcing resin was added. In Example 1 using the cresol-based resin and increasing the amount of carbon black, the Young's modulus increased by 30% compared with the comparative example, thereby reducing the shear strain between the belt layers by 24% at pneumatic pressure and 29% at load. As a result, the driving endurance was improved by reducing the deformation amount.

실시예 2에서는 실시예 1에 비해서 카본블랙의 양을 증량한 결과 모듈러스가 소폭 증가되었으나, 내피로성이 저하됨으로써 주행 시간이 실시예 1에 비해서 향상되지는 않았다. 오히려, 실시예 3의 경우 크레졸계 수지의 첨가량을 증가시킨 경우 모듈러스가 더 증가했음에도 내피로성이 저하되지 않아 주행 내구 시간을 더 향상시킬 수 있었다.In Example 2, as a result of increasing the amount of carbon black compared to Example 1, the modulus slightly increased, but the fatigue time was lowered, so that the running time was not improved as compared with Example 1. On the contrary, in the case of Example 3, when the addition amount of the cresol-based resin was increased, fatigue resistance did not decrease even though the modulus was further increased, thereby further improving driving endurance time.

실시예 4의 유황과 설펜아미드계 촉진제의 양을 증가시킨 경우 가교밀도의 상승으로 모듈러스가 증가되었으나, 내피로성이 저하되어 전단 변형량의 감소 효과가 주행 내구 성능에 크게 반영되지 않았다.In the case of increasing the amount of sulfur and sulfenamide-based accelerator of Example 4, the modulus increased due to the increase in the crosslinking density, but the fatigue resistance was lowered so that the effect of reducing the amount of shear deformation was not significantly reflected in the driving durability performance.

그러나, 역시 비교예에 비해서 향상된 내구성능을 보임으로써 본 발명의 요지에 해당하는 벨트 에지 테이프 고무의 모듈러스 증가에 의해 비교예와 비교할 때 벨트 에지부의 변형량이 감소하고, 그에 따른 주행 내구 성능의 향상을 나타냄으로써 그 유효성이 증명되었다.However, also by showing an improved durability compared to the comparative example by the increase in the modulus of the belt edge tape rubber corresponding to the gist of the present invention, compared with the comparative example, the amount of deformation of the belt edge portion is reduced, thereby improving the running durability performance Its validity has been demonstrated.

특히, 크레졸 수지를 사용하여 모듈러스의 상승 효과와 내피로성의 향상을 동시에 얻음으로서 벨트 에지부 전단 변형량의 감소 및 크랙 성장률 저하를 가져올 수 있었다.In particular, by using the cresol resin simultaneously to obtain the synergistic effect of the modulus and the improvement of fatigue resistance, it was possible to reduce the shear deformation amount of the belt edge portion and to lower the crack growth rate.

본 발명의 공기입 레이디알 타이어는 벨트 에지부를 감싸는 에지 테이프 고무의 모듈러스를 기존에 벨트 에지부를 감쌌던 벨트 토핑 고무에 비해서 증가시키고, 벨트 에지부의 벨트 층간의 전단 변형력을 감소시킴으로써 스틸 와이어와 고무 간의 모듈러스 차이에 의해서 필연적으로 발생하는 벨트 에지부의 크랙 발생 및 성장을 억제하여 벨트 내구성을 향상된 효과가 있다.The pneumatic radial tire of the present invention increases the modulus of the edge tape rubber surrounding the belt edge portion compared to the belt topping rubber which has previously wrapped the belt edge portion, and reduces the shear deformation between the belt layers of the belt edge portion, thereby reducing the shear force between the steel wire and the rubber. There is an effect of improving belt durability by suppressing crack generation and growth of the belt edge part inevitably caused by the difference in modulus.

Claims (2)

벨트층의 에지부 상하를 감싸는 벨트 에지부의 테이프 고무를 벨트 토핑 고무와의 모듈러스비가 다음 조건을 만족함과 동시에 두께를 0.3 내지 1.5 mm, 폭을 10 내지 80 mm로 하여서 됨을 특징으로 하는 공기입 레이디알 타이어.The pneumatic radial body characterized in that the tape rubber of the belt edge portion covering the upper and lower edges of the belt layer has a thickness of 0.3 to 1.5 mm and a width of 10 to 80 mm while the modulus ratio with the belt topping rubber satisfies the following conditions. tire. E2/E1 ＞ 1.15E2 / E1 ＞ 1.15 위 식에서 E1는 벨트 토핑 고무의 영 모듈러스이고, E2는 벨트 에지 테이프의 영 모듈러스이다.Where E1 is the Young's modulus of the belt topping rubber and E2 is the Young's modulus of the belt edge tape. 제 1항에 있어서, 상기 벨트 에지 테이프 고무가 천연 고무 100중량부에 대해 요오드 흡착가가 70 내지 100 mg/g, DBP 흡유량이 60 내지 100 ㎖/100g인 카본블랙을 45 내지 75중량부, 유황과 촉진제를 각각 3 내지 10중량부 및 0.5 내지 2.0중량부, 연화점이 80 내지 100℃이고 카슈 너트와 알킬 페놀 수지를 반응시켜서 된 크레졸계 레진을 10 내지 60％를 함유한 수지를 1 내지 10중량부를 함유하는 조성물로 이루어진 것을 특징으로 하는 공기입 레이디알 타이어.According to claim 1, wherein the belt edge tape rubber is 45 to 75 parts by weight of carbon black having an iodine adsorption value of 70 to 100 mg / g, DBP oil absorption of 60 to 100 ml / 100g with respect to 100 parts by weight of natural rubber 1 to 10 parts by weight of a resin containing 10 to 60% of a cresol-based resin by 3 to 10 parts by weight, 0.5 to 2.0 parts by weight of accelerator, 80 to 100 ° C of softening point, and a reaction between the cashew nut and the alkyl phenol resin. A pneumatic radial tire comprising a composition containing the same.
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