KR100449888B1 - 내구력이 향상된 공기압 타이어의 벨트 에지 부위스틸코드 렙핑용 캡플라이코드지 - Google Patents

내구력이 향상된 공기압 타이어의 벨트 에지 부위스틸코드 렙핑용 캡플라이코드지 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공기압 타이어의 벨트 에지 부위 스틸코드를 렙핑하는 플라이 코드지로서, 플라이 코드지가 직조형의 복수의 패브릭 코드와, 상기 직조형 패브릭 코드를 토핑하는 고무조성물을 포함하여 형성된 벨트 에지 부위 렙핑용 플라이 코드지를 개시한다.
바람직하기로 상기 코드를 토핑하는 고무조성물은 천연고무 단독 또는 합성고무와의 혼합고무로 구성된 원료고무 100중량부에 대하여 질소흡착 비표면적이 80∼120m2/g, DBP 흡유량이 70∼120cc/100g인 카본블랙 40∼70 중량부, 방향성 공정오일이 10 중량부 이하를 첨가하여 JIS-A 경도가 70∼85 범위를 만족하는 고강도 고무조성물로 구성한다. 상기 구성에 의하면 타이어의 벨트 부위 특히 벨트 에지 부위의 좌우 및 상하의 움직임을 최대한 줄일 수 있어 고속 주행시 세퍼레이션을 방지할 수 있으며, 내구력이 크게 향상되는 효과가 있다.

Description

내구력이 향상된 공기압 타이어의 벨트 에지 부위 스틸코드 렙핑용 캡플라이 코드지{Capply Cord Sheet for Wrapping Steel Cord near located by Belt Edge with Incresed durability for Tire}
본 발명은 공기압 타이어의 벨트 에지 부위 스틸코드를 렙핑하는 플라이 코드지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 캡플라이 코드지가 직조형의 복수의 패브릭 코드를 포함하여 구성됨으로써 내구력을 향상시킨 벨트 에지 부위 렙핑용 플라이 코드지에 관한 것이다.
기존의 공기압 타이어는 내구력 향상을 위해서는 벨트 부위의 보강이 필요했고, 특히 벨트 에지 부위는 벨트의 각도가 주행방향 대비 소형 공기압 타이어의 경우 20°∼30°, 중·대형 공기압 타이어의 경우 20°∼60°의 각도를 갖고 있어 고속 주행시 벨트 에지부위의 스틸코드가 움직이면서 발열이 발생하고, 이 발열은 스틸코드와 고무와의 접착력을 떨어뜨려 세퍼레이션(Separation)으로 이어지는 시작점으로 매우 중요한 보강 부위중 하나이다.
벨트 부위의 보강의 방법으로는 벨트 위층 전체를 덮는 풀 캡플라이(Full Capply, 도 1)나 벨트 에지 부위만을 덮는 에지 캡플라이(Edge Capply, 도 2) 또는 풀 캡플라이와 에지 캡플라이를 혼합하여 사용하는 방법 등이 있으며, 최근에는 도 3에서와 같이 벨트 에지부를 코드지로 렙핑(Wrapping)하는 기술도 도입되고 있다. 이러한 방법 모두는 공통적으로 공기압 타이어에 있어서, 벨트 부위 특히 벨트 에지부위의 움직임을 최대한 줄여 고속 주행시 세퍼레이션을 방지하여 내구력을 향상시키는데 목적을 둔다.
그러나 도 1, 도 2와 같이 기존의 풀 캡플라이나 에지 플라이를 적용한 공기압 타이어는 벨트 상하 방향의 움직임을 막을 수는 있지만 좌우 방향의 움직임을 막는데는 효과가 저하되는 문제가 있고, 도 3의 경우는 도 1 및 도 2의 방법보다는 벨트 끝 부위를 위 아래에서 각각 잡아 주어 벨트 에지의 상하 방향으로의 움직임을 잡아주는 효과만 다소 향상될 뿐 이 역시 에지 부위를 덮는 도 1, 도 2의 패브릭 코드(5, 6)와 렙핑하는 도 3의 패브릭 코드(7)의 방향이 모두 도 4의 패브릭 코드(8)에서와 같이 타이어의 원주방향의 0°∼±10°(대부분 0°)가 적용되는 관계로 공기압 타이어 사용시 스틸코드 끝 부위가 좌우 방향으로 움직이는 것을 잡아 주는 효과는 거의 없는 문제가 존재한다.
(도면 중 미설명 부호 1,2 는 공지의 제 1 및 제 2 스틸 코드를, 도면 부호 3, 4는 제 1 및 제 2바디 플라이를 나타낸다.)
본 발명의 목적은 상술한 바와 같이 스틸코드 끝 부위가 좌우 방향으로 움직이는 것을 방지하기 위한 방안으로 기존의 직선형 패브릭 코드를 적용한 플라이구조를 탈피하여 복수의 패브릭 코드가 직조형으로 구성되는 벨트 에지 부위 렙핑용 플라이 코드지를 제공함에 있다.
도 1은 종래의 풀 캡플라이의 사용 상태 단면도.
도 2는 종래의 에지 캡플라이의 사용 상태 단면도.
도 3은 종래의 벨트 에지부 렙핑 캡플라이 사용 상태 단면도.
도 4는 종래의 캡플라이코드를 실제 적용한 상태도.
도 5는 종래의 일반적인 직선형 캡플라이 코드지.
도 6은 본 발명의 직조형 캡플라이 코드지.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명>
1: 제 1벨트 스틸코드 2: 제 2벨트 스틸코드
3: 제 1바디 플라이 4: 제 2바디 플라이
5: 풀 캡플라이의 패브릭 코드 6: 에지 캡플라이의 패브릭 코드
7: 벨트 에지 렙핑 플라이의 패브릭 코드
8: 벨트 에지 캡플라이 또는 벨트 에지 렙핑 플라이의 패브릭 코드
9: 토핑 고무조성물
본 발명은 공기압 타이어의 벨트 에지 부위 스틸코드를 렙핑하는 플라이 코드지로서, 플라이 코드지가 직조형의 복수의 패브릭 코드와, 상기 직조형 패브릭 코드를 토핑하는 고무조성물을 포함하여 형성된 벨트 에지 부위 렙핑용 플라이 코드지를 포함한다.
상기 패브릭 코드는 직조형으로 형성하되, 바람직하기로는 직조형 코드의 한쪽 방향이 타이어 원주 방향과 -10°∼10°의 범위내에 위치하도록 형성하며, 보다 바람직하기로는 0°를 유지하도록 형성한다. 또한 상기 직조형 패브릭 코드를 토핑하는 고무조성물(도 6의 9)은 저발열, 고강도의 특성을 만족하는 것인한 특별한 한정을 요하지는 아니한다.
상기 요건을 만족하는 고무조성물의 예로는 바람직하기로는 천연고무 단독 또는 합성고무와의 혼합고무(혼합시 합성고무는 바람직하기로는 30중량부 이하 첨가한다)로 구성된 원료고무 100중량부에 대하여 질소흡착 비표면적이 80∼120m2/g, DBP 흡유량이 70∼120cc/100g인 카본블랙 40∼70 중량부, 방향성 공정오일이 10 중량부 이하를 첨가하여 JIS-A 경도가 70∼85 범위를 만족하는 고강도 고무조성물이 있다.
본 발명에서 사용하는 카본블랙의 질소흡착 비표면적이 80 미만에서는 벨트 에지부위를 보강할 수 있는 강도가 되지 못하고, 120m2/g 초과에서는 카본블랙의 분산특성이 나쁘고 고무발열이 높아져 벨트 에지부위의 고무조성물에 적합하지 않으며, 카본블랙의 DBP 흡유량이 70cc/100g 미만인 것은 가공성은 좋은나 보강효과가 감소하는 문제가 있고, DBP 흡유량이 120cc/100g 초과하는 것은 보강효과는 우수하지만 가공성이 하락하여 카본블랙의 정상적인 분산이 어려운 문제가 있어 본 발명에서 카본블랙은 질소흡착 비표면적이 80∼120m2/g이고, DBP 흡유량이 70∼120cc/100g인 것을 사용하는 것이 좋다.
카본블랙은 기본적으로 고무조성물의 강도를 나타내는 중요한 첨가제로서 본 발명에서 원료고무 100중량부에 대하여 40 중량부 미만 사용하면 벨트 에지부위에 사용하는 고무조성물로서의 충분한 강도를 내기 어려우며, 70 중량부 초과 사용하면 최종 고무제품의 발열특성이 높아져 타이어 주행중 타이어 고무의 분리(separation)사고의 원인이 될 수 있으므로 본 발명에서 카본블랙은 40∼70 중량부를 사용하는 것이 좋다.
방향성 공정오일은 가공성을 높이기 위한 첨가제로서 본 발명에서는 카본블랙이 최대 70 중량부를 사용시 방향성 공정오일이 10 중량부 이하를 첨가하는 것이 바람직하기 때문에 본 발명에서 방향성 공정오일은 10 중량부 이하로 사용하는 것이 좋다.
고무조성물의 JIS-A 경도가 70 미만에서는 벨트 에지부위를 보강하는 스틸코드 랩핑용 고무조성물의 강도로 너무 낮아 충분한 효과를 기대하기 어려우며, 경도가 85 초과하면 강도는 높지만 발열특성이나 피로노화 특성이 감소하는 단점이 있어 JIS-A 경도는 70∼85 범위를 만족하는 것이 좋다.
바람직하기로는 상기에서 경도는 스틸벨트 토핑 고무조성물 보다는 3∼10, 보다 바람직하기로는 5정도 높을 것이 요구되는데 이는 타이어의 주행시 벨트 에지부에서의 움직임이 벨트 안쪽보다 많은 이유에서 기인한다.
기타 본 발명의 고무조성물은 통상의 첨가제, 예를 들면 산화아연, 접착제, 점착제, 노화방지제, 유황 및 가류촉진제 등을 포함할 수 있지만 이들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 정도의 것으로 이에 관한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기와 같은 요건을 만족하는 고무조성물은 코드를 토핑할 때의 두께가 0.8∼1.5mm로 형성함이 바람직하다. 이러한 이유로는 만일 0.8mm 미만에서는 본 발명에서 요구하는 벨트 에지 보강을 위한 강도로는 약하고, 1.5mm를 초과하는 경우에는 벨트 에지를 감싸는 토핑지로서 너무 두꺼워 타이어 숄더부의 프로파일(profile)이 균일하지 못하는 문제가 발생하기 때문이다.
상기와 같은 구성의 벨트 에지 부위 렙핑용 플라이 코드지는 렙핑하는 코드의 상부와 하부폭(도 3의 W0)은 보강효과를 높이기 위해 적어도 30mm 이상으로 설정함이 바람직하다.
이하 본 발명의 내용을 실시예를 통해 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나 다음의 실시예는 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 권리 범위를 이에 한정하고자 하는 것은 아니다.
<비교예 1>
하기 표 1에 개시된 배합비(A 조성물)와 같이 천연고무(NR) 80 중량부와 부타디엔고무(BR)로 구성되는 원료고무에 100중량부에 대하여, 카본블랙으로는 N330(HAF) 50중량부, 산화아연 4중량부, 노화방지제 2중량부, 접착제 3중량부, 점착제 3중량부, 방향족 공정오일 7중량부, 유황 3.0중량부 및 가류촉진제 0.5중량부를 첨가하여 밴버리믹서에 배합하고 160℃의 온도에서 방출하였다.
생성된 고무의 물리적 특성을 ASTM 표준방법에 의해 측정하여 그 결과를 표 1에 나타내었다.
또한 상기 고무조성물을 토핑고무로 하여 도 5에서와 같은 일반 직선형 페브릭 코드로 구성된 풀 캡플라이를 제조하여 도 1에서와 같은 방법으로 195/60R14규격의 타이어에 적용하고 내구력을 측정한 결과를 표 2에 나타내었다.
<비교예 2>
토핑 고무조성물은 상기 비교예 1에서와 동일한 것(A 조성물)을 사용하였고,
상기 고무조성물을 토핑고무로 하여 도 5에서와 같은 일반 직선형 페브릭 코드로 구성된 벨트 에지 렙핑 캡플라이를 제조하여 도 3에서와 같은 방법으로 195/60R14규격의 타이어에 적용하고 내구력을 측정한 결과를 표 2에 나타내었다.
<실시예 1>
토핑 고무조성물은 상기 비교예 1에서와 동일한 것(A 조성물)을 사용하였고,
상기 고무조성물을 토핑고무로 하여 도 6에서와 같은 직조형 페브릭 코드로 구성된 벨트 에지 렙핑 캡플라이를 제조하여 도 3에서와 같은 방법으로 195/60R14규격의 타이어에 적용하고 내구력을 측정한 결과를 표 2에 나타내었다.
<실시예 2>
토핑 고무조성물은 표 1의 B 조성물을 사용하였고,
상기 고무조성물을 토핑고무로 하여 도 6에서와 같은 직조형 페브릭 코드로 구성된 벨트 에지 렙핑 캡플라이를 제조하여 도 3에서와 같은 방법으로 195/60R14규격의 타이어에 적용하고 내구력을 측정한 결과를 표 2에 나타내었다.
<실시예 2>
토핑 고무조성물은 표 1의 C 조성물을 사용하였고,
상기 고무조성물을 토핑고무로 하여 도 6에서와 같은 직조형 페브릭 코드로 구성된 벨트 에지 렙핑 캡플라이를 제조하여 도 3에서와 같은 방법으로 195/60R14규격의 타이어에 적용하고 내구력을 측정한 결과를 표 2에 나타내었다.
<표 1> 토핑 고무 조성물
조성물 A B C
NR 80 100 80
SBR 0 0 20
BR 20 0 0
N330(HAF) 50 50 0
N326(L/S HAF) 0 0 60
산화아연 4 3 3
노화방지제 2 3 3
접착제 3 3 5
점착제 3 2 2
방향족 공정오일 7 5 5
유황 3.0 3.5 3.7
가류촉진제 0.5 1.0 0.8
JIS-A 경도 65 73 78
300%-모듈러스(kgf/cm2) 130 155 195
H.B.U(Δ℃) 30 35 36
특징 일반직선형 패브릭코드 토핑 고무조성물 일반 스틸벨트코드 토핑 고무조성물 고강도 직조형 패브릭코드 토핑 고무조성물
<표 2> 타이어 내구력 평가결과
시험내용 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5
캡플라이방법 성형방법 풀캡플라이(도 1) 벨트에지 렙핑 캡플라이(도 3) 벨트에지 렙핑 캡플라이(도 3) 벨트에지 렙핑 캡플라이(도 3) 벨트에지 렙핑 캡플라이(도 3)
사용코드 도 5의 코드 도 5의 코드 도 6의 코드 도 6의 코드 도 6의 코드
토핑고무조성물(표 1) A A A B C
타이어 중량 8.5kg 8.2kg 8.2kg 8.2kg 8.2kg
ECE-R30(HR속도조건) 주행시간 1시간 20분 1시간 25분 1시간 25분 1시간 30분 1시간 40분
사고양상 트래드 벗겨짐 트래드 벗겨짐 벨트 에지 파괴 벨트 에지 파괴 벨트 에지 파괴
상기 결과를 통해 알 수 있듯이 기존의 직선형의 캡플라이 방식에 의한 경우는 트래드가 벗겨질 정도로 내구력이 떨어지는 것을 확인할 수 있으며, 반면에 동일한 조건하에 실험한 결과 본 발명에 의한 직조형의 캡플라이 코드지를 적용한 경우는 벨트에지부가 파괴되는 정도로 내구력이 향상되었음을 확인할 수 있다.
또한 고강도 고무조성물인 C 조성물을 적용한 결과 벨트에지부를 효과적으로 잡아주어 내구력이 크게 향상되어 있음을 확인할 수 있다.
본 발명에 의하면 직조형 페브릭 코드에 고강도 저발열 토핑고무를 적용한 결과 타이어의 벨트 부위 특히 벨트 에지부위의 좌우 및 상하의 움직임을 최대한 줄일 수 있어 고속 주행시 세퍼레이션을 방지할 수 있으며, 내구력이 크게 향상되는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 공기압 타이어의 벨트 에지 부위 스틸코드를 렙핑하는 캡 플라이코드지에 있어서, 상기 캡 플라이코드지는 직조형의 복수의 패브릭 코드와, 원료고무 100중량부에 대하여 질소흡착 비표면적이 80∼120m2/g, DBP 흡유량이 70∼120cc/100g인 카본블랙 40∼70 중량부를 포함하는 고무조성물로 상기 직조형 패브릭 코드를 토핑하여 형성됨을 특징으로 하는 캡 플라이코드지.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 직조형 코드의 한쪽 방향은 타이어 원주 방향과 -10°∼10°의 범위내에 위치하도록 형성된 캡 플라이코드지.
  3. 제 1항에 있어서, 직조형 패브릭 코드를 토핑하는 고무조성물의 원료고무는 천연고무 단독 또는 합성고무와의 혼합고무로 구성되며, 원료고무 100중량부에 대해 방향성 공정오일이 10 중량부 이하를 첨가하여 JIS-A 경도가 70∼85 범위를 만족하는 고강도 고무조성물임을 특징으로 하는 캡 플라이코드지.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 플라이 코드지의 토핑의 두께는 0.8∼1.5mm로 형성된 캡 플라이코드지.
  5. 제 1항 내지 제 4항에서 선택된 어느 한 항의 캡 플라이코드지를 렙핑하는 코드의 상부와 하부폭이 적어도 30mm 이상으로 설정하여 제조된 공기압 타이어
KR10-2001-0052215A 2001-08-28 2001-08-28 내구력이 향상된 공기압 타이어의 벨트 에지 부위스틸코드 렙핑용 캡플라이코드지 KR100449888B1 (ko)

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