KR100359655B1 - 체퍼용 스틸코드 및 이를 적용한 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타이어의 비드부를 보강하는 체퍼용 스틸코드 및 이를 이용한 타이어에 관한 것으로서, 상세히 설명하면 고/중하중의 트럭 및 버스 타이어의 비드부는 고무만으로 보강이 충분치 않으므로 스틸코드를 사용하고 있는데, 이를 체퍼(Chafer)라 하며 일반적인 구조는 3＋9*d＋w(wrap코드)이다.

이때, 절단 각도가 45∼60도로 wrap코드를 삭제한 코드의 경우는 쉽게 절단면이 풀어지는 문제가 발생하기 때문에 wrap코드를 사용하게 되는데, 이 코드로 보강된 타이어의 비드부 내부는 계속되는 반복하중과 비틀림으로 코드간의 마멸이 발생함과 동시에, wrap코드(d=0.15㎜)가 파괴되어 타이어의 외부로 삐져 나옴에 따라 인너부 공기가 누출되어 사고가 발생하거나, 외부의 수분이 침투하여 카카스 코드를 부식시키는 작용에 의해 사고가 발생하고 있다.

이를 방지하고자 본 발명에서는 wrap코드를 삭제하고, 코드의 꼬임 방향을 SSZ에서 SZ로 변경하여 적용하며, 꼬임 길이(Lay Length)를 4∼7/10∼15㎜로 적용하여 풀림 문제를 해결함과 동시에, 부식 파괴의 주요인인 wrap코드를 삭제한 상태에서 체퍼용 스틸코드를 구성한 것에 특징이 있다.

Description

체퍼용 스틸코드 및 이를 적용한 타이어{A Steel Cord Construction for Chafer and Tires using it}

본 발명은 타이어의 비드부를 보강하는 체퍼용 스틸코드 및 이를 이용한 타이어에 관한 것으로서, 상세히는 3＋9*d＋w 구조의 종래 스틸코드에서 wrap코드를 삭제한 3＋9*d 구조의 스틸코드로 변경하고, 코드의 꼬임 방향도 SSZ에서 SZ로 변경함으로써, 타이어의 비드부 내구성을 증대하고 중량을 절감시킨 체퍼용 스틸코드 및 이를 적용한 타이어에 관한 것이다.

고/중하중용 트럭 및 버스 타이어는 많은 하중을 지지해야 하므로 비드부위를 고무만으로 보강하는 것에 어려움이 있어, 상기 고무 이외에 강성이 우수한 스틸코드를 일정 간격으로(8∼12 EPI:inch per end cord) 삽입하고 배열하여, 상하에 고무를 입힌 다음, 강성이 충분하도록 일정 각도(45∼60도)를 유지하면서 재단하여 상기 비드부를 보강하는 것이 일반화된 기술이다.

이때의 각도는 54도가 바람직하며, 이 각도로 재단을 할 경우에 절단면의 풀림이 가속화되므로 이를 억제하고자 코드의 외각을 나선형으로 3.5㎜ 간격이 되게 다시 한번 감싸는 wrap코드를 사용하는 것이 일반적이다.

그리고, 이때 사용되는 코드의 구조는 3＋9*d＋w, 12*d＋w, 3＋9＋15*d＋w, 2＋7*d＋w(d:diameter, w:wrap코드) 등으로 이중에서 종래 사용하는 대표적인 코드의 구조는 3＋9*d＋w가 바람직한 구조로 선정되어 사용되고 있지만, 이러한 종래의 코드들은 각도가 커서, 꼬는 방향을 SSZ 방향으로 하면 절단면이 쉽게 풀어지는 특성이 있어, 이 절단면에서 필라멘트의 풀림을 억제하고자 상기한 방법으로 wrap코드를 사용하는 것이 일반적이다. 여기서, 스틸코드가 3＋9*d＋w의 SSZ 방향이라는 것은, 직경이 d인 3가닥의 스틸와이어를 S방향으로 꼬아서 꼬임이 이루어지도록 하고, 그 꼬임의 주변을 다시 직경이 d인 9가닥의 스틸와이어를 S방향으로 꼬임을 형성하며, 그 꼬임 주위에는 1가닥의 스틸와이어(w)로 Z방향으로 꼬아 놓은 스틸코드를 의미한다. 통상적으로, 코아부분의 S방향 꼬임은 6.3mm, 그를 둘러싼 측연부의 S방향 꼬임은 12.5mm, 그리고 wrap의 Z방향 꼬임은 3.5mm의 꼬임길이를 각각 가진다.경우에 따라서는, 3+9*d의 wrap이 없는 구조를 채용하여 사용하기도 하나, 이는 단지 종래의 SSZ 구조에서 Z방향으로 꼬여 있는 wrap을 제거한 구조에 지나지 않으므로, 그 꼬임방향은 SS이며 각각의 꼬임길이는 6.3mm와 12.5mm로 구성된다. 이 경우에는, 반복적인 사용에 따라 그 절단된 단부가 쉽게 풀리져버리는 단점이 있으므로 일반적으로 많이 사용되는 구조는 아니다.

참고로 꼬임 방향 S는 S자와 같이 꼬임의 경사가 왼쪽에서 오른쪽으로 내려오는 것을 표현한 것이고, Z는 오른쪽에서 왼쪽으로 꼬임의 경사가 내려오는 것을 표현한 것이다.

그러나, 상기 wrap코드는 그 형상이 가늘어(직경:0.15㎜) 마멸에 의해 쉽게 파괴는 특성을 가지고 있고, 또한 타이어가 하중을 받으면서 주행을 하고, 비틀림이 반복되면서 비드부에 반복응력이 집중되면, 코드와 wrap코드가 부식되어 끊어지는 문제로 인해 상기 wrap코드가 외부로 삐져 나오게 된다. 이런 현상 때문에 비드부의 타이어 사고가 빈번해지고, 인너부의 공기 누출로 인해 심각한 사고를 발생시키기도 한다.

따라서, wrap코드를 사용하지 않은 상태에서도 코드의 풀림이 없어 타이어의 제조가 원활하게 이루어지도록 한 코드의 개발이 시급히 필요한 실정에 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 스틸코드의 문제점을 개선하기 위해 고안된 것으로서, 비드부 보강용 코드의 구조에서 wrap코드를 사용하지 않는 3＋9*d로변경함과 동시에, 상기 코드의 꼬는 방향을 SSZ에서 SZ로 변경하여 조절함으로써 절단면에서의 풀림을 억제하는 구조를 갖는 스틸코드와, 이 코드를 적용함으로써 비드부 사고를 억제한 타이어를 제공함에 그 목적이 있다.

이하, 본 발명에 따른 체퍼용 스틸코드의 구조와 이를 이용한 타이어의 구성에 대해 상세히 설명한다.

본 발명에서 스틸코드의 재질은 카본 함량이 0.73인 노멀 텐사일(Normal Tensile)과 카본 함량이 0.83인 하이 텐사일(High Tensile) 코드를 사용하고, wrap코드의 파괴에 의한 타이어의 사고를 방지하고자 상기 wrap코드가 없는 비드 보강용(chafer용) 스틸코드의 구조를 3＋9*d(꼬임방향:SZ, Lay Length:4∼7/10∼15㎜, d:diameter)로 개선하며, 이 스틸코드를 고/중하중용 트럭 및 버스 타이어에 적용한다.

보다 상세히 설명하면, 본 발명은 종래에 사용하던 3＋9*d＋w 구조의 스틸코드를 개선하기 위해 꼬임 방향과 꼬임 길이를 조절하여 절단면에서 필라멘트의 풀림이 적은 체퍼(chafer)용 스틸코드를 개발한 것이다.

이를 위해, 본 발명에 따른 스틸코드는 wrap이 없이 3＋9*d의 구조로 구성하되, 안쪽 3개 와이어의 꼬임 방향은 S, 그 꼬임 길이는 4∼7mm이고, 그 둘레로 배치된 9개 와이어의 꼬임 방향은 Z, 그 꼬임 길이는 10∼15㎜로 설정한 것이다. 즉, 꼬임의 방향을 SZ로 하면 절단된 단부의 풀림을 어느 정도는 방지할 수 있으나, 각각의 꼬임길이를 상기 범위로 설정하면 풀림을 완전히 방지할 수 있어 내구성의 커다란 향상을 도모할 수 있다.

이때, 코드의 배열 간격은 6∼15EPI이며, 코드의 재질은 normal tensile(카본 함량 0.72), high tensile(카본 함량 0.82), supper high tensile(카본 함량 0.92)로 강도를 강화하여 사용하는 것을 특징으로 하나, 이중에서 normal tensile이 바람직하다.

또, 이렇게 개선된 스틸코드를 이용하여 중/고하중용 트럭 및 버스 타이어에 비드 보강용으로 사용하는 체퍼용 스틸코드로 적용한 것이다.

실시예 1

코드 시험결과(normal tensile)

항 목	종래 코드(SSZ)(3＋9*d＋w)	본 발명 코드(SZ)(3＋9*d)
고무 침투도(A,B,C,D,E)	B	B
코드 풀림(A,B,C,D,E)	B	A
피로 시험(RBT)	7500회	8300회

실시예 2

1200R24 규격의 내구성 평가(국내 K사 제조)

항 목	종래 코드(SSZ)	본 발명 코드(SZ)
비드 내구력	545:46	708:55
부하 내구력	76:37	81:02

이상과 같은 목적과 구성으로 이루어진 본 발명의 스틸코드와 이를 이용한 타이어에 의하면, 다음과 같은 다양한 효과를 얻을 수 있다.

-. 타이어 비드부 보강 코드의 파괴 저항(wrap코드 포함)이 종래 코드에 비해 3배 이상 개선되어 종래 체퍼용 스틸코드에 의해 발생하던 타이어 사고를 완전히 해결할 수 있다.

-. wrap코드의 삭제로 0.3㎜의 두께를 감소할 수 있어 전체적으로 스틸코드의 무게감소가 가능하다.

-. 5% 이상의 내구성 증대가 예상되며, 필라멘트간 마멸에 의한 사고를 방지할 수 있어 품질상승이 기대된다.

-. 공정이 안정되어 불균일 코드 배열의 문제를 해소할 수 있으며, 코드 풀림과 필라멘트 쏠림 문제를 해결할 수 있다.

-. wrap코드의 마멸에 의한 끊어짐이 해소되어 비드부 부식 사고를 완전히 해소할 수 있다.

Claims (3)

1. 타이어의 비드부를 보강하는 체퍼용 스틸코드에 있어서,

   3＋9*d의 구조로 코드가 이루어지되, 안쪽 3개 와이어의 꼬임 방향은 S, 그 꼬임 길이는 4∼7mm이고, 그 둘레로 배치된 9개 와이어의 꼬임 방향은 Z, 그 꼬임 길이는 10∼15㎜로 이루어진 것을 특징으로 하는 체퍼용 스틸코드.
2. 제1항에 있어서,

   코드의 배열 간격은 6∼15EPI이며, 코드의 재질은 normal tensile(카본 함량 0.72), high tensile(카본 함량 0.82), supper high tensile(카본 함량 0.92) 중의 하나를 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 체퍼용 스틸코드.
3. 제1항 또는 제2항에 따른 체퍼용 스틸코드를 구비한 고/중하중용 트럭 및 버스 타이어.