KR100493673B1 - 카카스부에 스틸코드가 적용된 레이디얼 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카카스부에 스틸코드가 적용된 레이디얼 타이어에 관한 것으로, 3가닥의 필라멘트를 한방향으로 꼬아 만든 1×3 스틸코드로서 카본함량이 0.70 ~ 0.96%인 카본스틸로 구성된 필라멘트들의 표면에는 황동이 도금되어 있고, 연선전 각 필라멘트들의 인장강도 수준이 260 ~ 375㎏f/㎟이며, 필라멘트의 직경에 비해 꼬임길이를 짧게 함으로써 내피로성과 내플레어성이 양호하게 된 스틸코드가 카카스부에 적용됨에 따라, 연비절감과, 조종안정성 향상, 타이어의 치수안정성 및 유니포머티특성이 향상될 수 있다.

Description

카카스부에 스틸코드가 적용된 레이디얼 타이어{A radial tire applied a steel cord in the carcass}

본 발명은 승용차 및 경트럭에 사용되는 공기입 레이디얼 타이어의 카카스부에 스틸코드를 적용한 것으로, 응력 및 열에 대한 신률변화가 극히 적은 스틸코드를 타이어의 카카스부에 사용함으로써 연비절감과, 조종안정성의 향상, 타이어 치수안정성 및 유니포머티(uniformity)특성을 향상시키도록 된, 카카스부에 스틸코드가 적용된 레이디얼 타이어에 관한 것이다.

일반적으로, 공기입 타이어에 사용되는 대부분의 벨트에는 여러 가닥의 금속선 필라멘트(filament)를 꼬아 만든 스틸코드(steel cord)가 사용되고 있으나, 카카스부에 사용되는 코드는 대부분 폴리에스터(polyester) 또는 레이온(rayon)을 재료로 사용하여 왔으며, 일부에서는 나일론(nylon)을 이용하기도 하였다.

카카스부에 스틸코드를 사용하지 않고 폴리에스터나 레이온으로 된 코드를 사용하고 있는 이유는, 스틸코드에 비해 폴리에스터 또는 레이온으로 된 코드가 치수안정성과, 내열성, 탄성 등에 있어서는 불리하지만, 스틸코드의 가장 큰 단점인 충격흡수특성에서 상기 폴리에스터 또는 레이온으로 된 코드가 스틸코드보다 유리하기 때문이었다.

그러나, 현재는 세계 각지의 도로상태가 많이 개선되어서, 승차감 향상을 위해 카카스부에 폴리에스터 또는 레이온으로 된 코드를 적용하는 것이 그 의미를 크게 상실해 가고 있는 반면에, 연비절감과, 조종안정성 향상, 타이어 치수안정성 및 유니포머티특성의 개선이 끊임없이 요구되어 왔다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 타이어의 카카스부에 적용되는 코드를 스틸코드로 대체함으로써, 연비절감과, 조종안정성 향상, 타이어의 치수안정성 및 유니포머티특성이 향상된 레이디얼 타이어를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 카본함량이 0.70 ~ 0.96%인 카본스틸로 구성된 각 필라멘트들의 표면에 황동이 도금되어 있고, 연선전 각 필라멘트의 인장강도 수준이 260 ~ 375㎏f/㎟이며, 상기 필라멘트의 직경에 비해 꼬임길이를 짧게 함으로써 코드의 내피로성과 내플레어성을 향상시키도록 되어 있다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따라 카카스부에 적용된 스틸코드의 정면도이고, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도인 바, 본 발명에 따라 카카스부에 적용되는 스틸코드(1)는 3가닥의 필라멘트(1a)를 한방향으로 꼬아 만든 1×3 스틸코드(1)로서, 카본함량이 0.70 ~ 0.96%인 카본스틸로 구성된 필라멘트(1a)의 표면에는 황동이 도금되어 있고, 연선전 각 필라멘트(1a)들의 인장강도 수준이 260 ~ 375㎏f/㎟이며, 필라멘트(1a)들 사이의 간극을 줄이는 한편, 꼬임주기가 짧게 되도록 성형된다.

여기서, 상기 필라멘트(1a)의 직경(a)과 꼬임주기(b)의 관계는 다음과 같다.

a = 0.15 ~ 0.30mm, b = 10a ~ 60a

한편, 표 1은 종래의 카카스용 코드와 본 발명에 따른 스틸코드(1)의 신률특성을 나타낸 것으로, 본 발명에 따른 스틸코드(1)가 종래의 코드에 비해 월등히 뛰어난 신률특성을 나타냄을 알 수 있다.

또한, 상기 필라멘트의 직경에 비해 꼬임주기를 짧게 함으로써, 완전 반복응력에 의한 코드의 피로한계를 90 ~ 100㎏f/㎟ 이상으로 하고, 코드를 절단했을 때 절단부의 플레어(flare)가 10mm 이하로 되어서, 카카스부에 적용시 완전 반복응력을 받아 일어날 수 있는 코드의 피로파괴 및 코드풀림현상이 방지되게 되며, 탄성률을 90 ~ 97%로 소폭 감소시켜 타이어 성형과정에서 카카스 턴업(turn-up)성을 향상시키고, 굽힘강성(bending stiffness)을 감소시켜 주행 중에 일어나는 발열이 감소되므로 타이어의 내구성이 향상될 수 있게 된다. 이때, 상기 스틸코드(1)는 그 직경(d)을 기준으로 고무의 토핑두께가 d+0.2 ~ d+2.0mm 범위인 것이 바람직하다.상기와 같은 본 발명에 따른 1×3 스틸코드의 물리적 특성이 표 2에 자세히 나타나 있는데, 표 2에서 실험재료로 사용된 스틸코드(1)는 카본 함량이 0.82%인 카본스틸로서, 필라멘트(1a)의 직경(a)은 0.20mm이고 꼬임주기(b)는 25a, 즉 5.0mm로 제조된 것이며, 괄호 안의 수치는 고무부착률을 의미한다.

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항목	폴리에스터코드1500denier/2	레이온코드1650denier/2	나일론코드840denier/2	본 발명에 따른 스틸코드
수축율(%)	2.7(150℃×30분건열수축율)	2.0(150℃×30분건열수축율)	10(100℃×30분비등수수축율)	0
중간신율(%)	3.5(하중6.8kgf범위)	2.9(하중6.8kgf범위)	8.5(하중4.5kgf범위)	1.0이하(하중6.8kgf범위)
신율(%)	15	13	20	2.5
수축율+중간신율(%)	6.2	4.9	18.5	1.0이하

항목/구분	본 발명에 따른 스틸코드
도금특성	도금성분(Cu,Zn(wt%))		63.7, 36.3
	도금두께(um)		0.21
기계적 특성	꼬임길이(mm)		5.0
	꼬임방향		오른쪽
	소선경(mm)		0.20
	코드경(mm)		0.41
	절단하중(kgf)		29
	절단신률(%)		2.5
	저하중신률(%) (0.2∼1.6kg범위)		0.071
	단위중량(g/m)		0.78
	탄성률(%)		95
	플레어(mm)		없음
	굽힘강성(g-cm/본)		12
	RBT 피로실험		100이상
고무접착력(Kg/0.5inch)(ASTM방법)	초기(160℃×20min)		32(95)
	열노화 (100℃)	4일	31(95)
		8일	30(90)
		12일	29(90)
	습도조건 (70℃*96%R/H)	4일	30(90)
		8일	29(90)
		12일	28(85)
	온수조건 (70℃)	4일	32(90)
		8일	31(90)
		12일	31(90)
	염분조건 (20% NaCl)	4일	26(80)
		8일	22(80)
		12일	24(75)

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이상 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 타이어의 카카스부에 적용되는 코드를 스틸코드로 대체함으로써, 연비절감과, 조종안정성 향상, 타이어의 치수안정성 및 유니포머티특성이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따라 카카스부에 적용된 스틸코드의 정면도이고,

도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도이다.

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Claims (3)

1. 타이어의 카카스부에 1×3 스틸코드(1)가 적용되되, 이 스틸코드(1)는 카본 함량이 0.70 ~ 0.96%인 카본스틸을 가공하여 표면에 황동을 도금한 3가닥의 필라멘트(1a)들로 구성되고, 연선전 각 필라멘트(1a)들의 인장강도 수준은 260 ~ 375㎏f/㎟이며, 필라멘트(1a)의 직경(a)은 0.15 ~ 0.30mm 이고서 꼬임주기(b)는 10a ~ 60a 로 성형되며, 하중 0.2 ~0.6kgf 범위에서의 저하중신률이 0.10%이하인 카카스부에 스틸코드가 적용된 레이디얼 타이어에 있어서,

   상기 스틸코드(1)는 완전 반복응력에 대한 피로한계수준이 90㎏/㎟ 이상이며, 절단시 플레어되는 범위가 10mm 이하인 한편, 그 직경(d)을 기준으로 고무의 토핑두께가 d+0.2 ~ d+2.0mm 범위인 것을 특징으로 하는 카카스부에 스틸코드가 적용된 레이디얼 타이어.
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