KR100347170B1 - Tires having rubber layer of different composition from tread - Google Patents
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Abstract
본 발명은 그루브의 인접면에 트레드와 다른 조성의 고무층이 형성되어 있는 타이어에 있어서, 트레드와 다른 조성의 고무층은 디엔계 천연고무 50∼90중량부, 부타디엔 고무 10∼50중량부, 카본블랙 30∼70중량부 및 첨가제를 포함하는 조성으로 제조된 것으로서, 그루브 기저면으로부터 벽면을 따라 일부분에 형성되며, 그루브의 기저면으로부터 트레드 내측으로의 두께가 트레드 고무층 두께의 10∼50%이고, 그루브의 기저면으로부터 벽면을 따라 높이가 트레드 고무층 두께의 5∼25% 되도록 오목렌즈와 유사한 형상으로 형성되며, 트레드 고무층에 비하여 탄성모듈러스가 80∼100%인 것으로서, 이는 종래 그루브의 벽면을 따라 일체로 새로운 고무층을 형성하였을 때 발생되는 타이어 트레드의 편마모 발생을 막을 수 있을 뿐만 아니라 그루브 크랙을 방지할 수 있게 되어 승차감을 향상시키고, 소음을 감소시킬 수 있다.The present invention relates to a tire in which a rubber layer having a composition different from that of a tread is formed on an adjacent surface of the groove, wherein the rubber layer having a composition different from the tread is 50 to 90 parts by weight of diene-based natural rubber, 10 to 50 parts by weight of butadiene rubber, and carbon black 30 Manufactured with a composition containing ˜70 parts by weight and additives, the groove is formed in a portion along the wall from the groove base surface, and the thickness from the groove base surface to the inside of the tread is 10 to 50% of the thickness of the tread rubber layer, and from the base surface of the groove. It is formed in a shape similar to a concave lens such that the height is 5 to 25% of the thickness of the tread rubber layer along the wall, and the elastic modulus is 80 to 100% as compared to the tread rubber layer, which forms a new rubber layer integrally along the wall of the conventional groove. Not only prevents abrasion of tire treads, but also prevents groove cracks Is able to it is possible to improve the ride comfort and reduce the noise.
Description
본 발명은 그루브의 기저면에 트레드와 다른 조성의 고무층을 형성한 타이어에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 그루브의 벽면을 따라 일체로 트레드와 다른 조성의 고무층을 형성한 것이 아닌 그루브 기저면 부분에만 새로운 고무층을 형성함으로써 타이어 트레드의 편마모를 방지하고, 그루브 크랙을 방지할 수 있도록 한 타이어에 관한 것이다.The present invention relates to a tire in which a rubber layer having a composition different from that of a tread is formed on the base of the groove, and more particularly, a new rubber layer is formed only in the groove base portion of the groove rather than integrally forming a rubber layer of a different composition from the tread along the wall of the groove. The present invention relates to a tire that is formed so as to prevent uneven wear of the tire tread and prevent groove cracks.
타이어에 있어서 그루브 크랙(Groove Crack)은 트레드 패턴 중 리브(rib) 또는 블록(block)이 주행조건 등의 외부 하중에 의해 좌, 우로 움직일 때 그 기저부에 집중되는 응력과 리브 또는 블록의 지속적인 움직임에 의한 피로가 응력 집중부위에 누적되므로 인해 기저부로부터 크랙이 발생하기 시작한다.Groove cracks in a tire are caused by stresses that are concentrated at the base and continuous movement of the ribs or blocks when the ribs or blocks in the tread pattern move left and right due to external loads such as driving conditions. As the fatigue accumulates at the stress concentration sites, cracks begin to develop from the base.
이를 해결하기 위해, WO 99/37489호에서는 그루브의 벽면으로부터 밑면에 이르기까지 일체로 트레드 고무와 다른 고무층을 적용한 타이어를 개시하고 있는 바, 그 구조는 도 1과 같다.In order to solve this problem, WO 99/37489 discloses a tire in which tread rubber and other rubber layers are integrally applied from the wall surface to the bottom surface of the groove, and the structure thereof is as shown in FIG.
도 1과 같이 그루브의 벽면과 밑면에 모두 트레드 고무와 다른 고무층을 형성하되, 이때 그루브 밑면 부분에서 고무층의 두께는 트레드층의 25∼50%, 그루브 벽면에서 고무층의 폭은 트레드 그루브 폭의 15∼30% 되도록 한다고 개시되어 있다. 그리고, 트레드 위에 적용한 이 고무층의 탄성 모듈러스는 트레드 고무의 40∼80%인 것이 바람직하다고 개시되어 있다.As shown in FIG. 1, both the wall and the bottom of the groove are formed with a different rubber layer from the tread rubber, wherein the thickness of the rubber layer at the bottom of the groove is 25 to 50% of the tread layer, and the width of the rubber layer at the groove wall is 15 to the width of the tread groove. 30%. And it is disclosed that the elastic modulus of this rubber layer applied on the tread is preferably 40 to 80% of the tread rubber.
그러나, 이와같이 트레드 그루브의 벽면까지 트레드와 특성이 다른 고무층을 적용하게 되면, 주행시 타이어의 마모가 불규칙하게 발생하게 되어 편마모가 발생되고, 이에 따라 운전자는 차가 떨리는 현상과 소음을 심하게 느끼게 될 수 밖에 없다.However, when a rubber layer having different characteristics from the tread is applied to the wall of the tread groove as described above, tire wear occurs irregularly while driving, and wear and tear occurs. .
이에 본 발명자들은 상기한 종래 기술에 있어서 문제점을 해결하기 위해 연구노력하던 중, 트레드 그루브의 벽면에 해당되는 부위에는 트레드 고무와 특성이 다른 고무층을 적용하지 않고, 그루브 크랙이 발생하는 그루브 기저에만 다른 고무층을 적용시킨 결과, 타이어 트레드의 편마모를 방지함과 동시에 그루브 크랙을 방지할 수 있음을 알게 되어 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors, while trying to solve the above problems in the prior art, do not apply a rubber layer having different characteristics from the tread rubber to the site corresponding to the wall surface of the tread groove, the groove is different only in the groove base where the groove crack occurs As a result of applying the rubber layer, the present invention has been found to prevent groove wear of the tire tread and prevent groove cracks.
따라서, 본 발명의 목적은 타이어 트레드의 편마모를 방지함과 아울러 그루브 크랙을 방지할 수 있는 효과를 갖는 타이어를 제공하는 데 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a tire having the effect of preventing uneven wear of the tire tread and preventing groove cracks.
이와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 타이어는 그루브의 인접면에 트레드와 다른 조성의 고무층이 형성되어 있는 것으로서, 여기서 트레드와 다른 조성의 고무층은 상기 트레드와 다른 조성의 고무층은 디엔계 천연고무 50∼90중량부, 부타디엔 고무 10∼50중량부, 카본블랙 30∼70중량부 및 첨가제를 포함하는 조성으로 제조된 것으로서, 그루브 기저면으로부터 벽면을 따라 일부분에 형성되며, 그루브의 기저면으로부터 트레드 내측으로의 두께가 트레드 고무층 두께의 10∼50%이고, 그루브의 기저면으로부터 벽면을 따라 높이가 트레드 고무층 두께의 5∼25% 되도록 오목렌즈와 유사한 형상으로 형성되며, 트레드 고무층에 비하여 탄성모듈러스가 80∼100%인 것임을 그 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the tire of the present invention has a rubber layer having a composition different from that of a tread on an adjacent surface of the groove, wherein the rubber layer having a composition different from that of the tread is a diene-based natural rubber. Manufactured with a composition comprising ~ 90 parts by weight, butadiene rubber 10-50 parts by weight, carbon black 30-70 parts by weight and additives, is formed in a portion along the wall from the groove base surface, from the groove base surface to the inside of the tread The thickness is 10-50% of the thickness of the tread rubber layer, and is formed in a shape similar to a concave lens such that the height is 5-25% of the thickness of the tread rubber layer along the wall from the base surface of the groove, and the elastic modulus is 80-100% compared to the tread rubber layer. It is characterized by that.
도 1은 종래 그루부 기저면으로부터 벽면을 따라 일체로 트레드와 다른 조성의 고무층을 형성한 타이어의 단면이고,1 is a cross section of a tire in which a rubber layer having a composition different from that of a tread is integrally formed along a wall from a conventional groove base surface,
도 2는 본 발명에 따라 그루부 기저면에 해당되는 부분만을 트레드와 다른 조성의 고무층을 형성한 타이어의 단면이다.2 is a cross-sectional view of a tire in which only a portion corresponding to the groove base surface is formed with a rubber layer having a composition different from that of the tread according to the present invention.
<도면 부호의 상세한 설명><Detailed Description of Drawings>
1, 11 - 트레드1, 11-tread
2, 12 - 트레드 고무조성과 다른 새로운 고무층2, 12-tread rubber composition and other new rubber layers
이와같은 본 발명을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.This invention is described in detail with reference to the accompanying drawings as follows.
본 발명에 따른 타이어는 종래 그루브 기저면으로부터 벽면을 따라 일체로 형성되던 트레드와 조성이 다른 고무층을 그루브 기저면 부분에만 형성하도록 한 것이다.In the tire according to the present invention, a rubber layer having a different composition from a tread, which is formed integrally from the groove base surface along the wall surface, is formed only on the groove base surface portion.
구체적인 형상은 도 2와 같은 바, 그루브 기저면 부분, 그루브 벽면을 따라극히 일부분에만 트레드 고무(11)와 조성이 다른 고무층(12)이 형성된다.As shown in FIG. 2, the groove base surface portion and the rubber layer 12 having a composition different from the tread rubber 11 are formed only at a portion along the groove wall surface.
구체적으로, 그루브의 기저면으로부터 트레드 내측으로의 두께(T)가 트레드 고무층 두께의 10∼50%이고, 그루브의 기저면으로부터 벽면을 따라 높이(t)가 트레드 고무층 두께의 5∼25% 되도록 형성된다.Specifically, the thickness T from the base surface of the groove to the inside of the tread is 10 to 50% of the thickness of the tread rubber layer, and the height t from the base surface of the groove to the wall surface is formed from 5 to 25% of the thickness of the tread rubber layer.
트레드 고무와 조성이 다른 고무층(12)의 형상은 오목렌즈와 같은 형상이 된다.The shape of the rubber layer 12 which is different in composition from the tread rubber becomes a shape like a concave lens.
만일, T가 트레드 고무층 두께의 10% 미만이면 고무층이 그루브 크랙을 방지하는 데에 큰 효과가 없으며, 50%를 초과할 경우 부타디엔고무를 원료고무로 사용함에 따라 이 부분에서 발열이 증가하여 트레드가 파열되는 문제가 있다.If T is less than 10% of the thickness of the tread rubber layer, the rubber layer does not have a great effect on preventing groove cracks. If the T content exceeds 50%, butadiene rubber is used as the raw material rubber, so that heat is increased in this area. There is a problem of rupture.
또한, t가 트레드 고무층 두께의 5% 미만이면 집중적으로 응력이 가해지는부분과 동일부위에 있게 되므로 그루브 크랙 방지에 효과가 없으며, 25% 초과면 종래의 문제점이었던 편마모가 발생될 우려가 있다In addition, if t is less than 5% of the thickness of the tread rubber layer, since it is in the same region as the intensively stressed portion, there is no effect in preventing groove cracks, and if more than 25%, there is a possibility that uneven wear, which was a conventional problem, may occur.
대략적으로 보통의 타이어에 있어서 T는 1∼5mm이고, t는 2∼5mm일 것이다.In general tires T will be 1-5 mm and t will be 2-5 mm.
한편, 본 발명에서 트레드 고무와 조성이 다른 고무층(12)은 원료고무를 디엔계 천연고무와 부타디엔고무의 블렌드물인 것이 바람직하다. 그 이유는, 디엔계 천연고무와 부타디엔고무의 블렌드물이 크랙의 성장속도와 기계적인 성장을 위해 필요한 임계 크랙 길이(critical crack length)가 디엔계 천연고무에 비해 약 2배가 필요하므로 크랙의 생성에서 상당히 유리하기 때문이다.On the other hand, in the present invention, the rubber layer 12 having a composition different from that of the tread rubber is preferably a blend of diene-based natural rubber and butadiene rubber. The reason is that the blend of diene natural rubber and butadiene rubber requires about twice the critical crack length necessary for crack growth rate and mechanical growth compared to the diene natural rubber. Because it is quite advantageous.
또한, 이 고무층(12)의 탄성 모듈러스는 트레드 고무층(11)의 탄성 모듈러스의 80∼100%인 것이 바람직하다. 만일, 80% 미만이면 주행시 외부 하중에 의해 좌,우로 움직일 때 응력이 트레드와 새로운 고무층에 균일하게 응력이 집중되지 않고 트레드 위의 새로운 고무층에만 집중되므로 크랙의 발생 및 성장에 불리하게 된다.The elastic modulus of the rubber layer 12 is preferably 80 to 100% of the elastic modulus of the tread rubber layer 11. If less than 80%, the stress is not uniformly concentrated in the tread and the new rubber layer when moving left and right by external load during driving, and thus only the new rubber layer on the tread is disadvantageous in the occurrence and growth of cracks.
구체적으로, 트레드 고무층과 조성이 다른 고무층(12)은 디엔계 천연고무 50∼90중량부, 부타디엔고무 10∼50중량부, 카본블랙 30∼70중량부 및 통상의 타이어 트레드용 고무 조성물에서 사용하는 첨가제를 포함한다.Specifically, the rubber layer 12 having a composition different from that of the tread rubber layer is used in 50 to 90 parts by weight of diene-based natural rubber, 10 to 50 parts by weight of butadiene rubber, 30 to 70 parts by weight of carbon black, and a general rubber tread rubber composition. Additives.
도 1에서와 같이 그루브 벽면 전체에 트레드와 조성이 다른 고무층을 적용시킨 경우에는 트레드의 편마모가 발생하여 승차감이 저하되며 소음 또한 심하게 발생된다.When the rubber layer having a different composition from the tread is applied to the entire groove wall surface as shown in FIG. 1, the wear of the tread occurs and the riding comfort is degraded and the noise is also severely generated.
그러나, 도 2에 나타낸 바와 같이 그루브 기저면에만 조성이 다른 고무층을 형성하는 경우 트레드의 편마모를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 그루브 크랙을 방지할 수 있다.However, as shown in FIG. 2, when a rubber layer having a different composition is formed only on the groove base surface, not only wear of the tread can be prevented, but also groove cracks can be prevented.
이하, 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같은 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited by the Examples.
실시예 1∼3 및 비교예 1∼3Examples 1-3 and Comparative Examples 1-3
디엔계 천연고무 100중량부, 카본블랙 50 중량부, 노화방지제 2중량부, 산화아연 3 중량부, 스테아린산 2 중량부, 가류촉진제 1 중량부 및 유황 1.3 중량부로 이루어진 고무조성물로 제조된 트레드 고무층과; 디엔계 천연고무 10∼90중량부, 부타디엔고무 10∼50 중량부, 카본블랙 50 중량부, 노화방지제 2 중량부, 산화아연 3중량부, 스테아린산 2 중량부, 가류촉진제 1 중량부 및 유황 1.3 중량부로 이루어진 새로운 고무층을 갖도록 도 2에 나타낸 바와 같은 형상으로 타이어를 제조하였다.A tread rubber layer made of a rubber composition composed of 100 parts by weight of diene-based natural rubber, 50 parts by weight of carbon black, 2 parts by weight of antioxidant, 3 parts by weight of zinc oxide, 2 parts by weight of stearic acid, 1 part by weight of vulcanization accelerator, and 1.3 parts by weight of sulfur; ; 10 to 90 parts by weight of diene-based natural rubber, 10 to 50 parts by weight of butadiene rubber, 50 parts by weight of carbon black, 2 parts by weight of antioxidant, 3 parts by weight of zinc oxide, 2 parts by weight of stearic acid, 1 part by weight of vulcanization accelerator, and 1.3 parts by weight of sulfur. The tire was manufactured in the shape as shown in FIG. 2 to have a new rubber layer made of parts.
그리고, 그루브 크랙 발생과 편마모 발생을 관찰하여 그 결과를 다음 표 1에 나타내었다.And, groove cracks and partial wear were observed and the results are shown in Table 1 below.
각각의 실시예는 도 2에 있어서 새로운 고무층의 T와 t의 값을 변경한 경우이고, 비교예 1∼2의 경우는 T와 t의 값이 본 발명의 범위를 벗어나는 경우이며, 비교예 3은 도 1에 나타낸 바와 같이 종래의 방법에 따라 그루브의 벽면을 따라 트레드 표면까지 새로운 고무층이 형성된 경우이다.Each example is a case where the values of T and t of the new rubber layer in FIG. 2 are changed, and in the case of Comparative Examples 1 to 2, the values of T and t are outside the scope of the present invention. As shown in FIG. 1, a new rubber layer is formed along the wall of the groove to the tread surface according to the conventional method.
여기서, 트레드 전체의 두께는 20mm 되도록 제조하였다.Here, the thickness of the entire tread was prepared to be 20mm.
실시예 4∼6 및 비교예 4∼5Examples 4-6 and Comparative Examples 4-5
도 1에 나타낸 바와 같이 실시예 1의 조건에 따라 트레드 그루브 기저면에 새로운 고무층을 형성하되, 다음 표 2에 나타낸 바와 같이 그 조성을 달리하였다.As shown in FIG. 1, a new rubber layer was formed on the bottom surface of the tread groove according to the conditions of Example 1, but its composition was changed as shown in Table 2 below.
얻어진 타이어에 대하여 60℃ tanδ, 그루브 크랙 발생 유무를 측정하여 그 결과를 다음 표 2에 나타내었다.The tire obtained was measured at 60 ° C. tan δ and groove cracks. The results are shown in Table 2 below.
실시예 7 및 비교예 6∼7Example 7 and Comparative Examples 6-7
도 2에 나타낸 바와 같은 구조를 갖도록 실시예 1의 조건에 따라 타이어를 제조하되, 다음 표 3에 나타낸 바와 같이 새로운 고무층(12)의 탄성 모듈러스를 변경하였다.A tire was manufactured according to the conditions of Example 1 to have a structure as shown in FIG. 2, but the elastic modulus of the new rubber layer 12 was changed as shown in Table 3 below.
그루브 크랙 발생유무를 관찰하여 그 결과를 다음 표 3에 나타내었다.The presence of groove cracks was observed and the results are shown in Table 3 below.
상기 표 1∼3의 결과로부터, 본 발명에서와 같이 디엔계 천연고무와 부타디엔고무를 원료고무로 하는 고무층을 도 2에 나타낸 바와 같이 그루브 기저면에만 형성한 경우 그루브 크랙 발생이 없고 편마모 발생 또한 없음을 알 수 있다.From the results of Tables 1 to 3, when the rubber layer made of the diene-based natural rubber and butadiene rubber as the raw material rubber is formed only on the groove base surface as shown in FIG. 2, there is no groove crack generation and no uneven wear. Able to know.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따라 트레드 그루브의 기저면에만 트레드 고무와 조성이 다른 고무층을 형성한 타이어의 경우, 타이어 트레드의편마모를 방지함과 함께 그루브 크랙을 방지할 수 있게 되어 승차감을 향상시키고, 소음을 감소시킬 수 있다.As described in detail above, in the case of a tire in which a rubber layer having a composition different from that of the tread rubber is formed only on the base surface of the tread groove according to the present invention, the tire tread can be prevented and groove cracks can be prevented to improve ride comfort. And noise can be reduced.
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