KR100622061B1 - 열전도율이낮은타이어 - Google Patents

Abstract

축방향으로 대향하는 측벽과 타이어를 해당 설치 림에 부착시키는 비드(beads)가 구비된 원추형 카아케스 (2)와, 상기 카아케스에 대해 왕관모양으로 배치되는 트레드 밴드 (10)와, 상기 카아케스와 트레드 밴드 사이에 끼워져 상기 측벽 사이에서 연속적으로 축방향으로 연장되는 벨트 구조(6)를 구비하는 차량 구동휠용 타이어 (1)에 있어서, 상기 트레드 밴드는 다른 조성물로 된 두 개의 축방향으로 인접한 원주부분으로 형성되며, 그 중 제 1 부분 A, 블랙부분은 적어도 40%의 카본 블랙을 포함하는 보강 필러를 구비하는 한편, 상기 제 2 부분, 백색부분은 화이트 필러의 적어도 20%를 포함하는 보강필러를 구비하며, 두 부분에 존재하는 화이트 필러의 양의 차이는 백색 부분에 존재하는 더 높은 양의 적어도 20%와 동일한 것을 특징으로 하는 차량 구동휠용 타이어.

Description

열전도율이 낮은 타이어

본 발명은 차량의 구동휠에 사용되는 타이어에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모터사이클과 차량에 사용되는 타이어를 포함한 모든 타입의 타이어에 관한 것이다. 더욱 자세히 말하자면 사용중에 온도 조건을 최적의 상태로 유지하기 위해 사용될 뿐만 아니라, 낡은 타이어를 재생하거나 덮어씌우기 위한 가공되지 않은 (raw) 또는 예비 성형된 트레드(pre-moulded treads)가 구비된 타이어에 관한 것이다.

최근의 타이어는 날씨의 변화에 따른 노면상태에 구애받지 않고 안정된 작동성능을 발휘해야 함은 물론이고, 차량 주행 시의 안락함이나, 부드러운 롤링, 고속에서의 안정성 등을 이룰 수 있는 작동상 특성을 구비해야 한다. 이러한 특성은 일반적인 주행조건 뿐만이 아니고, 특히 도로상태가 나쁘거나 온도가 높은 지역의 악조건 하에서도 유지되어야 한다.

이러한 타이어의 작동상 특성은 트레드 밴드에 형성된 그루브 및 원주방향 그리고/또는 가로방향 중공의 크기와 방향에 따라 결정된다. 그리고 이에 따라 상기 트레드 밴드에 리브 그리고/또는 블록이 여러위치에 분포성형되는 바, 상기 리브 및 블록은 타이어의 용도에 따른 트레드 패턴을 형성하게 된다. 상기 트레드 패턴은 각 타이어의 롤링방향이 같은 때는 대칭적으로 형성되고 일측이 종축을 기준으로한 반대측과 다르게 형성될 때에는 비대칭으로 이루어진다. 그리고, 타이어의 롤링방향에 따라 그 형성방향이 결정된다. 즉, 타이어의 종방향 중심면을 기준으로 대칭 형성된다.

비나 눈 때문에 미끄러운 상태이거나 굴곡이 심한 길에서 타이어가 미끄러지지 않도록 하기 위해 박판 형태의 블록과 리브가 구비되는 바, 상기 블록과 리브는 타이어의 회전방향에 대해 수직으로 형성되며 밀도와 두께가 변화하는 연속적인 좁은 홈으로 이루어진다.

앞에서 언급한 바와 같이 타이어의 작동상 특성은 타이어의 작동시 발생하는 열에 의해 크게 좌우된다. 그리고, 타이어의 품질을 결정하는 가장 큰 요인 중의 하나는 내마모성과 노면과의 접지성인 바, 이러한 기능들은 타이어의 일반적인 작동온도 (30°- 50°)에서는 물론이고 온도가 높고 마찰이 심한 소위 악조건하에서도 유지되어야 한다.

한편, 이러한 타이어의 기능들을 작동 조건의 변화에 구애받지 않고 일정하게 유지하기 어려운 것은 내마모성과 접지성이 서로 병립될 수 없기 때문이다. 실제로 타이어의 내마모성을 높이고 롤링을 줄이기 위해서는 롤링에 의해 발생하는 에너지를 분산시킬 수 있도록 히스테리시스 값이 적은 성분이 포함되어야 한다.

반면에, 타이어의 접지성을 높이기 위해서는 트레드 밴드와 노면 사이의 접촉상태가 향상되도록 에너지를 분산시킬 수 있는 히스테리시스 값이 높은 성분이 포함되어야 한다.

여기서, 각 성분의 혼합에 의해 도달하는 온도는 분산되는 에너지와 그에 따른 히스테리시스 값에 비례하게 된다.

즉, 모든 조건에서 안정된 기능을 발휘하는 타이어를 만들기 위해서는 그 히스테리시스적 성향이 서로 반대되어 병립할 수 없는 요소들을 혼합해야 한다.

따라서, 종래에는 큰 폭의 온도변화에서도 안정된 기능을 발휘할 수 있는 타이어를 만들려고 하다가 접지성이나 내마모성이 저하되는 결과를 초래하기도 하였다.

이러한 문제를 풀기위한 종래기술이 이탈리아 공화국 특허 제 1, 087, 461에 나타나 있다.

종래기술에 나타난 타이어의 트레드 밴드는 각기 다른 재료로 구성되고 축방향으로 연장형성된 두 개의 외주부로 이루어져 있는 바, 그 중의 한 부분은 낮은 그래스 트랜지션( low glass transition )온도를 갖는 성분으로 이루어지며 -55° 에서 -30°사이의 온도범위를 포함한다. 반면에 다른 한 부분은 높은 ( high glass-transition )온도를 갖는 성분으로 이루어지며 -25°에서 -10°사이의 온도범위를 포함한다. 이러한 구성은 작동 시의 온도가 적정하거나 높은 경우에는 약간의 기능적인 이점을 제공하나, 동절기와 같은 때에 최고한계온도(-10°)에 근접할 경우에는 그 기능이 현저하게 떨어진다는 단점을 내포하고 있다.

따라서, 이러한 문제점은 종래기술로는 해결할 수 없는 것이며, 특히, 종래의 트레드 밴드는 일반사용온도( 30°- 50°)를 넘는 악조건하에서는 내마모성의 감소없이 노면과의 접지성을 유지할 수 없게 된다.

따라서, 본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명에 따르면 타이어의 기능상 특성을 일반사용조건에서와 같이 악조건 하에서도 유지할 수 있게 되었다.

본 발명은 각기 색깔이 다른 요소가 포함된, 예를 들어 트레드 밴드가 두 개의 색깔로 분리된, 타이어의 제조로부터 시작되었다. 이러한 타이어는 색채가 분리됨으로써 외관이 미려할 뿐만 아니라 소유주의 개성을 살릴 수 있으며, 특정한 방향을 기준으로하여 차량에 장착되어야 하는 경우에는 장착작업을 올바르게 시행할 수 있는 기준을 제공하게 되고, 다른 종류의 타이어와 쉽게 구별되기 때문에 보관도 용이하다.

본 발명에서는 색체요소 성분 중 강화필러(reinforcing filler)로서 탄소성분은 미소량도 사용하지 않았는 바, 그 이유는 탄소성분이 다른 색소의 색채를 약화시키기 때문이다.

색소를 사용하여 소위" 백색성분 " 필러 만을 채색할 수 있는데 상기 필러는 특정 실리카 성분으로 이루진 것을 사용함이 바람직하다.

그러나, 실리카는 타이어의 롤링 저항성을 낮추고( 혼합성분의 낮은 히스테리시스 값 때문) 미끄러운 노면에서의 접지성을 높이며, 건조한 노면에서의 접지성과 내마모성을 낮추게 됨으로써 타이어의 트레드 밴드에서 강화필러로 사용된다.

카본성분으로 이루어진 일측과 백색성분으로 이루어진 타측이 축방향으로 분할배치된 두 외주부로 구성된 트레드 밴드가 구비된 표본 타이어의 테스트 결과, 카본성분과 실리카를 각각 주성분으로 한 트레드 밴드 보다 건조한 노면에서의 기능이 전반적으로 향상됨을 알 수 있었다.

이러한, 예상치 못했던 결과의 원인을 파악하기 위해 조사를 계속하던 중, 트레드 밴드의 온도적 특성에 대한 테스트 과정에서 본 발명에 의한 타이어가 일반적인 타이어 보다 낮은 온도를 유지한다는 것이 밝혀졌다. 특히 상기 표본 타이어의 검은 부분은 트레드 부위에서 일반 타이어 보다 낮은 온도를 유지하도록 조건이 갖추어져 있었다.

본 발명과 관련하여 일반적인 검은색 타이어와 달리 분리 채색된 타이어의 기능적인 향상은 그 작동온도가 낮기 때문이라고 볼 수 있으며, 반면에, 백색 타이어와 비교할 때의 기능적인 향상은 실리카 성분의 감소 때문이라고 볼 수 있다.

특히, 분리된 두 혼합 밴드가 구비된 타이어에서 백색부분 또는 히스테리시스 값이 낮은 " 차거운 " 부분은 낮은 작동온도와 관련된 상승작용( synergetic action )을 발생시키는 것으로 추정되는데, 이로 인해 타이어 전체의 온도가 낮아질 뿐만 아니라, 검은 혼합성분과 인접한 부위의 온도가 타부위보다 더욱 낮게된다.

본 발명은 두가지 연합된 혼성물에서 히스테리시스 값들과 화이트 필러양들사이의 차이점이 주어진 제한내에 가급적 포함되어질 때 허용되는 방법으로 그의 효과를 수행가능하도록 고려되어지는 데, 이는 이후 더 상세하게 설명되어진다.

본발명의 첫 번째 관점으로서 다음과 같은 사항을 특징으로 하는 타이어의 작동온도를 조절하는 방법이 밝혀져 있다. 즉 이 타이어는 축방향으로 반대쪽 측벽이 제공되어지는 도넛형 카아케스 , 대응하는 마운팅 림(mounting rim)에 고정시키기위한 구슬들, 노면과의 회전접촉을 위해 양각 패턴으로 몰딩되고 상기 카아케스에 왕관방향으로 배치된 트레드 밴드, 상기 카아케스와 트래드 밴드에 놓여져 있으며 축방향으로 상기 측벽사이에 연속된 방법( 이 방법은 적어도 2개의 원주형이며, 축방향으로 인접한 부분들을 가진 트레드 밴드를 만드는데, 이의 첫 번째 부분과 두 번째 부분은 각각 다른 구성을 가지며 그 구성은 다른 히스테리시스 값을 가지고 있는 데 상기 두 값의 차이가 더 높은 히스테리시스값을 보이는 구성으로 된 트레드 밴드를 가진 타이어가 가지고 있을 온도보다 전반적으로 낮은 타이어에서의 작동온도를 획득하도록 해주는 것에 일치한다)으로 확장된 벨트 구조를 특징으로 한다.

가급적 상기 히스테리시스 값들 사이의 차이점은 적어도 보다 큰 값의 10%와 동등해야 하며 가급적 상기 값의 20%보다 커야 한다는 것이 밝혀졌다. 다른 관점에서 또다른 방법이 2개의 원주형 부분들( 단계별 관계안에서 축방향으로 배치된 두개의 부분들은 다른 구성을 가지고 있는 데 흰 것과 검은 것 각각에서 적어도 하나의 구성은 강화필러로서 화이트 필러를 포함하고 있으며, 화이트 필러양사이의 차이점이 더 낮은 화이트 필러양을 보이는 구성으로 된 트레드 밴드를 가진 타이어가 가지고 있을 수 있는 온도보다 전반적으로 낮은 타이어에서의 작동온도를 획득하도록 채택된 두 구성의 각각에 존재한다)에 의해 수행되어질 수 있음이 밝혀졌다.

바람직하게는 소위 검정구성은 적어도 40% 카본 블랙을 포함하여야 하는 반면 소위 흰색 구성은 강화필러의 전체양에 비해 적어도 20%의 화이트 필러를 포함하여야 하는 데; 더 상세하게는 백색 혼성물은 필러양으로서 검은색 혼성물에 포함되어있는 것보다 더 많은 양의 화이트 필러양을 포함하고 있어야 하며 두 혼성물 사이의 필러의 차이점은 각각의 두 혼성물에서 전체 강화 필러의 양으로부터 적어도 화이트 필러 무게에 의한 백분율간의 적어도 20%의 백분율 차이에 가급적 상응해야한다는 것이 밝혀졌다.

다른 관점에서 발명은 축방향으로 반대쪽 측벽이 제공된 도넛형 카아케스와 상응하는 마운팅 림(mounting rim)에 상기 타이어를 고정시키기위한 구슬들, 상기 카아케스에 왕관방향으로 놓여지고, 복수의 중공(hollow)와 그루브(groove)가 적도면에 대해 다양하게 배치된, 노면의 회전접촉을 위한 양각 트래드 패턴을 결정짓기 위해 적용된 트래드 밴드 그리고 상기 카아케스와 트래드 밴드 사이에 놓여지고 상기 측벽 사이에서 연속적 방법으로 확장된 벨트구조를 특징으로하는 차량의 구동휠을 위한 타이어에 관계한다. 상기 트레드 밴드는 적어도 두 개의 원주형이며 축방향으로 인접한 부분들로 이루어져 있는 데, 이 첫 번째 부분과 두 번째 부분은 각각 다른 구성을 가지며 그 구성은 다른 히스테리시스 값을 가지고 있는 것을 특징으로 하며 상기 두 값의 차이가 보다 큰 히스테리시스 값을 보이는 구성으로 된 트레드 밴드를 가진 타이어가 가지고 있을 수 있는 온도보다 전체적으로 더 낮은 타이어에서의 작동온도를 획득하는 것을 가능하게 해준다.

본 발명은 축방향으로 대향하는 측벽과 타이어를 해당 설치 림에 부착시키는 비드가 구비된 원추형 카아케스와, 적도면에 비례하여 다양하게 배치되어 지면과 접촉하여 구르는 양각된 트레드 패턴을 정의하도록 개조된 다수개의 중공 및 그루브를 포함하며 상기 카아케스에 대해 왕관모양으로 배치되는 트레드 밴드와, 상기 카아케스와 트레드 밴드 사이에 끼워져 상기 측벽 사이에서 연속적으로 축방향으로 연장되는 벨트 구조를 구비하는 차량 구동휠용 타이어에 관한 것으로서, 상기 트레드 밴드는 적어도 두 개의 원주 축방향으로 인접한 부분, 즉 각각 다른 조성물로 이루어진 제 1 부분 및 제 2 부분으로 형성되며, 상기 제 1 부분은 적어도 40%의 카본 블랙으로 구성되는 보강 필러를 구비하는 한편, 상기 제 2 부분은, 보강 필러와 같이, 보강 필러의 총 양의 20%에 해당하는 화이트 필러를 구비하며, 그와 같은 양으로 된 상기 두 부분 사이의 조성물 차이는 더 낮은 양의 화이트 필러를 보여주는 조성물의 트레드 밴드로 이루어진 타이어가 갖는 온도 보다 전반적으로 낮은 타이어에서 주행 온도가 달성되는 것을 특징으로 한다.

제 2 부분은 더 많은 양의 화이트 필러를 포함하는 것으로 발견되었고, 두 조성물에 각각 존재하는 상기 필러의 양의 차이는, 상기 제 2 부분의 부피는 상기 온도 감소를 야기한다는 것을 전제로, 화이트 필러로 더 채워진 조성물에 유리하게 적어도 20%와 동일하다는 것이 발견되었다.

상기 관점에 따르면, 제 2 부분의 부피는 트레드 밴드의 총 양의 적어도 30% 만큼 많고 80%보다 많지 않은 것으로 발견되었다.

또다른 관점에 따르면, 상기 제 2 부분의 폭은 트레드 밴드 총 폭의 적어도 25% 만큼 넓고 80%보다 넓지 않은 것으로, 바람직하게는 50%보다 넓은 것으로 발견되었다.

또다른 새로운 관점에 따르면, 본 발명은 상기 언급된 여러 가지 대안책 중의 어느 하나에 따라 만들어진 마모된 타이어를 덧씌우거나 재생하는데 사용되며, 가공하지 않은 블랜드 (raw blend) 및 이미 예비몰딩된(pre-moulded) 블랜드로 이루어진 트래드 밴드에 관한 것이다.

여전히 또다른 관점에 따르면, 본 발명은 차량 구동휠용 타이어를 제조하는 방법에 관한 것으로, 특히 블랙과는 다른 색의 유색 삽입물을 갖는 상기 타이어용 트레드 밴드에 관한 것이다.

상기와 같이 여러 가지 다양한 관점으로 정의된 본 발명은 하기의 설명 및 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하는 첨부된 도면을 참조하여 더 잘 이해 될 것이다.

도 1은 4륜 차량용 타이어에서 진보성있는 타이어의 구조를 보여준다. 그러한 구조는 당해 기술 분야에서 잘 알려진 전형적인 타이어의 일반적인 구조와는 실질적으로 다르며, 그 차이점은 하기의 설명에서 더욱 명백해질 것이다.

타이어 (1)는 고무로 처리한 패브릭으로 된 적어도 하나의 플라이 (3)로 형성된 단단한 구조의 카아케스 (2)를 구비한다. 상기 플라이 (3)는 패브릭의 탄성 물질에 봉해진 직물 또는 금속 물질의 보강 코드를 포함하며, 앵커링 링 (anchoring ring) 또는 코어 (4)에 대해 각각 감긴 끝단 (3a)을 가지며, 코어 (4)는 고무 충진 (5)으로 이루어진 방사상의 외부 표면에 제공된다. 바람직하게는, 카아케스 플라이의 감긴 플랩 (3a)은 상기 충진의 측면의 적어도 일부분을 따라 방사상으로 바깥쪽으로 연장된다.

알려진 바와 같이, 코어 (4)와 충진 (5), 즉, 타이어 측벽의 방사상 내부 부분을 포함하는 타이어 영역은 타이어를 해당 설치 림에 부착시키는 목적을 갖는 타이어 비드를 형성한다.

공지된 방식에 따라, 카아케스 상에 배치된 것, 바람직하게는 방사형의 카아케스, 즉 회전 타이어 축을 포함하는 평면에 놓여지는 보강 코드를 갖는 방사형의 카아케스 상에 배치된 것은 트레드 밴드 (10)이며, 트레드 밴드 (10)는 지면 상에서 타이어의 접촉면을 구르도록 양각된 패턴으로 구성된다. 이 밴드의 폭 L은 트레드의 교차첨과 측벽 굴곡 사이의 상호 거리에 의해 정의된다.

이 트레드 패턴은 원주 및 횡방향으로 위치된 해당 중공 (13) 및 그루브 (14)에 의해 서로 분리된 다수개의 리브 (11)와 블록 (12)으로 구성될 수 있으며, 상기 리브와 블록은 다양한 조각 (cuts) 및 좁은 조각 또는 라메래 (lamellae) (15)로 구비될 수 있고, 전체는 당해 기술 분야에서 숙련된 기술을 가진 사람에게 잘 알려진 구성을 갖는다.

타이어(1)는 또한 카아케스(2)에 왕관 모양(crownwise)으로 배치되고, 카아케스와 트레드 밴드 사이에 놓이고, 타이어의 한쪽에서 다른쪽으로, 다시 말해 실질적으로 트레드 밴드만큼 연장되고, 상기 트레드 밴드는 바람직하게는 보강 코드가 금속재로 각 층에서 서로 평행하고 타이어의 적도면에 대해 인접한 층의 것들과 교차되는 관계로 배치되어 있는 두 개의 방사상으로 겹친 보강 코드의 층(7, 8)을 포함하는 밸트 구조로 구성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 트레드 밴드는 두 개의 원주 부분, 각각 제 1 핫(hot) 부분(A)과 제 12 콜드(cold) 부분(B)으로 구성되고, 이 두 부분은 축 방향으로 인접하면서 조성물이 다르다; 더욱 상세하게는 상기 두 개의 조성물은 다른 히스테리시스 값을 가지며, 두 값의 차이는 타이어 주행 동안, 각각의 부분이 다른 온도에서 작동하게 한다.

바람직하게, 히스테리시스 차이는 더 높은 값의 적어도 10%와 같고, 바람직하게는 그 값의 20% 이상이어야 한다.

기준이 되는 히스테리시스 값은 하기 조건하에서 직경 14 mm와 길이 25 mm의 원주형 테스트 피스(a cylindrical test piece)로 측정된 손실 인자(loss factor)(tan δ)이다: 이러한 조건은 변형되지 않은 테스트 피스의 사이즈에 비해서 3.5%의 폭이 더 변성된 25%-예비압착 테스트 피스(precompressed test piece)를 기준으로 온도 70℃, 사인 곡선 상태(a sinusoidal condition)에서 100Hz에 필적하는 변형 주파수이다,

공지된 방법으로, 테스트 피스가 이후 측정 데이터가 안정하게 되도록 측정 전에 시간과 주파수 사이클의 관점에서, 조절 사이클을 거치도록 하는 것이 바람직하다.

상기 테스트 피스는 또한 예를 들어, 타이어 트레드의 편의상 제조된 부품에서 취한, 몇 개의 알맞게 겹쳐진 얇은 두께의 슬라이스로 부터 얻을 수도 있다.

다른 구체예에서, 두 개의 원주형 부분은 제 1 (블랙) 부분(A)과 제 2 (화이트) 부분(B)을 포함한다; 더욱 상세하게는, 상기 두 개의 조성물은 화이트 필러를 포함하는 상이한 보강 필러를 갖는데, 두 조성물 각각에 존재하는 화이트 필러 양의 차이는 적어도 더 높은쪽, 편의상 화이트 부분에 존재하는 양의 20%와 같다.

화이트 필러가 더 많이 들어있는 조성물에 대해 적어도 20 중량%에 필적하는 두 개의 조성물간의 화이트 필러의 차이에 따라, 바람직하게 블랙 조성물은 카본 블랙의 적어도 40%를 함유해야 하고, 백색 조성물은 보강 필러의 전체 양에 비해, 화이트 필러의 적어도 20%를 포함해야 한다는 것을 알아냈다.

본 발명은, 제 2 부분(B)의 양(volume), 즉 콜드 조성물 또는 백색 조성물의 양이, 전체 타이어 주행 온도가 동일한 주행 조건에서, 보다 큰 히스테리시스 값을 가진 콜드 조성물로 만들거나, 다르게는 보다 적은 양의 화이트 필러를 가진 흑색 조성물로 만든 트레드가 제공된 등가의 타이어(equivalent tyre)의 온도에 비해 줄어들도록 할 때, 공지의 방법(a particularly appreciable manner)으로 본 발명의 효과를 이룬다는 것을 알아냈다.

더욱 상세하게는, 상기 제 2 부분(B)의 양이 트레드 밴드의 전체에 걸쳐 많은 양(an important amount)을 나타낼 때, 전체 트레드 밴드와 각 블랜드 부분의 주행 온도 그리고 타이어 전체의 주행 온도는 전체를 해당 블랙 또는 핫 블랜드로 만든 트레드 밴드를 가진 등가의 타이어의 온도 보다 낮게 유지된다는 것을 알아냈다.

"등가의 타이어"는 본 명세서에서 트레드 브랜드의 상이한 조성물을 제외하고는 본 발명의 것과 상당히 동일한 타이어로 간주된다.

본 발명의 타이어에서 전체 온도, 즉, 타이어의 내부 온도의 감소는 적어도 5℃ 또는 그 이상이라는 것을 알아냈다.

본 발명에 따라, 트레드 밴드 전체의 많은 양은 적어도 상기 트레드 밴드의 전체 양의 30% 만큼, 바람직하게는 50% 만큼이라고 간주된다.

한편, 이러한 양의 값을 증가시킬 때, 마모(wear)와 접지 손실(grip loss)에 대한 트레드 응답성(responsiveness)이 증가하는데, 본 발명의 타이어에 의해 달성된 우수한 작동 성능을 유지하기 위해서는, 이 제 2 부분(B)의 양은 상기 트레드 밴드의 전체 양의 80%를 넘지않아야한다고 생각된다.

또한 두 개의 트레드 부분의 블랜드 양은 트레드 부분에 형성된 패턴의 특징과 특히 일반적으로 비대칭 패턴의 경우에 두 부분 사이의 차이인 지면과 중공간의 비에 명백히 좌우되고, 소위, 콜드 또는 화이트 부분으로 불리는 제 2 부분의 폭은 트레드 밴드 전체폭의 25%와 80% 사이에 포함되고 더욱 바람직하게는 전체 폭의 50% 이상인 것으로 간주된다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 특히 착색된 조성물을 얻기를 바란다면, 제 2 부분(B)는 보강 필러로써, 바람직하게 배타 방식(an exclusive manner)으로 소위 화이트 필러를 포함한다. 다시 말하면, 바람직하게 제 2 부분(B)는 실질적으로 카본 블랙이 없다.

또한 본 발명에 따르면, 이 착색은 바람직하게 화이트 필러를 다양한 색에서 선택한 컬러 안료와 혼합함으로써 이루어진다,

모든 나라에 이들 착색제와 이미 착색된 화이트 필러를 함유한 조성물을 공급하는 많은 공급자가 있다: 이것의 프로토타입(prototype)을 완성하기 위해 본 출원인은 이탈리아 회사 CLARIANT에서 구입한 재료를 선택했다.

본 발명의 블랜드에 관해서, 보강 필러용 카본 블랙은 공지되어 있는 것을 선택한다: 본 출원인은 바람직하게 ISO 4656-1 표준에 따라 측정된, 적어도 100 ml/100g과 같고, 바람직하게는 130과 160 ml/100g에 포함되는 흡수값 DBP를 가진 카본 블랙과, 130 m²/g을 초과하지 않고 바람직하게는 70과 115 m²/g 사이에 포함된 ISO 6810 표준(CTAB)에 따라 세틸트리메틸암모늄(cetyltrimethylammonium) 흡수를 기준으로 측정된 표면적을 사용한다.

소위 "화이트" 필러에 관해서는, 예로 그것들이 깁스(gypsum), 운모(talc), 카올린(kaolin), 벤토나이트(bentonite), 이산화 티타늄, 다양한 종류의 실리케이트 그리고 실리카 등의 무기 타입의 보강 필러인 것을 나타내고 있다.

바람직하게 본 발명의 화이트 블랜드는 실리콘 디옥사이드(실리카), 실리케이트 및 그들의 혼합물을 기본으로 하고, ISO 5794-1 표준에 따른, BET법에 따라 측정된 70과 300 m²/g 사이의 표면적을 가진 보강제인 실리카-기본의 화이트 필러(silica-based white filler)와, 그것이 가황처리되는 동안 실리카와 화학적으로 반응하고 실리카를 중합 베이스(a polymeric base)와 결합할 수 있는 적절한 결합제를 포함한다.

다수의 바인더중에서, 출원인은 DEGUSSA에서 구입가능한, Si69인, 공지의 실란 결합제를 사용하는 것이 적당하다는 것을 알아냈다.

본 발명에 따라 블랜드의 중합 베이스에 관해서는, 천연 고무, 1,4-시스 폴리부타디엔, 폴리클로로프렌, 1,4-비스 폴리이소프렌, 선택적으로 할로겐화된 이소부텐-이소프렌 공중합체, 부타디엔-아크릴로니트릴, 스티렌-부타디엔 공중합체 그리고 용액과 에멀션에서 얻을 수 있는, 스티렌-부타디엔-이소프렌 삼중합체, 에틸렌-프로필렌-디엔 삼중합체를 포함한 군으로부터 선택될 수 있다.

본 발명에 따르면, 이들 중합 베이스는 완성된 산물에 주어지길 바라는 특징에 따라 단독 또는 그의 혼합물을 사용할 수 있다.

단지 예이며, 한정하는 의미는 아닌, 조성물의 두가지 예는 이후에서 각각 본 발명에 따라 타이어에 사용될 수 있는 블랙 블랜드와 화이트 블랜드로 주어진다.

카본 블랙이 없는 보강 필러의 버전에서, 부분(A)의 블랜드는 중량부로 다음 조성물을 가질 수 있다:

-중합 베이스 100.0

-카본 블랙 68.0

-ZnO 2.0

-스테아르산 1.0

-산화 방지제 2.5

-피로 방지제 1.0

-가소제 15

-황 1.2

-촉진제 1.8

보강 필러로써 상기 실리카-기본의 화이트 필러를 포함한 버전에서, 부분(B)의 블랜드는 중량부로 하기 조성물을 가질 수 있다:

-중합 베이스 100

-실리카 70

-결합제 실리카 8%

-ZnO 2

-스테아르산 1

-산화방지제 2.5

-피로방지제 1

-가소제 15

-황 1.2

-촉진제 2.5

본 발명의 결과를 얻기 위해서, 제 2 부분(B)은 트레드 밴드의 중간 또는 그 일측 위치중 어느 하나에 배치될 수도 있다: 그러나, 제 2 부분(B)이 제1 부분보다 마모 및 접지(grip) 손실에 비해 보다 크므로, 특히 중요한 것은 아니지만 사용할 때 타이어에서 가장 유리한 위치는, 내부에서의 응력이 굴곡부를 지날 때 가장 낮기 때문에 타이어가 장착되었을 때 차량의 일측에 위치되는 것이다. 극한 상황에서 사용되는 고성능 타이어 또는 타이어는, 이에 반해서, 중앙부가 대칭 및 방향 관해서 바람직한 패턴이 되고, 측부가 비대칭 부분에 대해서는 바람직한 패턴이 된다; 실질적으로, 이러한 패턴들은 차량에 장착되는 타이어를 가준으로 하여, 2개의 축방향으로 구분되는 원주방향의 영역과, 내부 영역 및 외부 영역을 각각 갖고, 이러한 경우에 있어서는, 상기 제 2 부분(B)은 패턴의 내부영역에 위치되는 것이 바람직하고, 이는 차량의 일측에 위치되게 되는 것이 된다.

앞서 언급한 바와 같이 화이트 필러(white filler)로 보강된 블렌드 부분(blend portion)의 사용은 또한 이 부분의 착색을 용이하게 한다. 방금 언급한 것과 관련하여, 블랙 타이어의 대칭적 또는 방향성 패턴은 시야에 들어오도록 그 부분이 자동차의 측면에 장착되는 것을 허용하지 않음이 분명하다. 따라서, 상응하는 트레드 부분을 다르게 착색함으로써 이 문제는 명백히 해결될 수 있다.

이 발명은 또한 모터사이클의 타이어에도 이롭게 적용될 수 있다

이러한 타이어들(도 2)은 높은 곳의 횡단 곡선에 의해서 구별되고, 트레드 말단 C-C 를 지나치는 라인 b가 적도면에서부터 측정되어 트레드 중심까지 이르는 거리(ht)와 상기 트레드 말단 사이의 거리(wt)의 특정 비율 값에 의해 일치되는데, 이 값은 일반적으로 0.15 보다는 크고, 앞바퀴용 타이어에서는 종종 0.30 보다 크며, 대개 0.05 정도인 자동차 타이어에서의 일반적인 값에 맞지 않는다. 뒤따르는 본 설명에서 상기 비율은 "굴곡 비율(curvature ratio)"이라고 칭해질 것이다. 본 발명의 목적을 위한 이 타이어에서는, 트레드 폭은 굴곡 윤곽(curvature profile)을 따라 있는 트레드 연장을 측정하는 것으로 이해되어야 한다.

도 2는 일반적으로 이러한 유형의 타이어를 보여주는데, 매우 위험한 환경을 견디어낼 수 있는 매우 특별한 기하학적 구조를 가지고 있다. 알려진 바와 같이 곡선 궤도(curvilinear trajectory)를 커버하는 2륜 차량은 캠버 앵글(camber angle)이라 알려진 앵글에 따라서 곡선 주로(bend)의 내측으로 구부리게 된다. 그 각도는 지면에 평면 수직에 관하여 65도 정도에 이른다.

이러한 타이어에서는, 이전에 기술된 것과 실질적으로 거의 동일한 카아케스 구조를 가진다. 이에 관하여서는 도 1 에 보여진 바와 같이 똑같은 참조 번호가 사용되어 있으므로 참조하기 바란다. 그러나, 이 경우에 벨트 구조 6은 필수 요소로서 보강 래핑(reinforcing wrapping)을 포함하는 것이 지적된다. 이 보강 래핑은 적어도 연장할 수 없는 코드(9)를 포함하고, 바람직하게는 금속 물질을 포함하고, 카아케스 플라이까지 왕관 모양의 원주상으로 연장되어 서로 평행하고 나란히 연속적으로 배치된 다수의 감김(9a) 를 형성하고, 감김 9a는 실질적으로 타이어( 1 )의 회전 방향으로 배향되어 있다. 반면에 경사 코드(inclined cord)의 방사상 아래로 놓여진 층 (7, 8)은 덜 배향되어 있다.

감김 (9a)는 실질적으로 종단면으로 연장이 안되는 특성으로 인해 곡선 윤곽에서 나란히 연속적으로 배치되어 있고, 바람직한 횡단 굴곡 윤곽에 따라 타이어의 구조와 치수가 안정되도록 한다.

본 발명에 따라, 트레드 밴드(10)은 상기 두 블렌드 부분 A 와 B 로 편리하게 형성되었고, 곡선 주로에서의 자동차 주행 상태나 콜드 또는 화이트 블렌드 부분의 특정한 기하학 형상으로 인해 타이어가 구조적 대칭 그리고 작동 대칭을 이루기 위해 콜드 또는 화이트 블렌드 부분은 바람직하게 적도면의 어느 쪽에도 배치될 수 있다. 어떻든, 앞서 언급된 모든 상황이나 제한, 그리고 중요한 가치들은 이러한 타이어에 있어서 유효하다.

도 3은 본 발명에 따른 트레드 밴드의 제한된 부분의 평면도를 나타내는데, 대칭 형태로 알려진 트레드 패턴으로 몰딩되었다. 이러한 유형의 타이어와 관련하여, 화이트 블렌드 부분 B는 매우 자유로운 방식으로 배치될 수 있다. 밴드의 옆이나 그 중심 어디에나 위치될 수 있다. 특히, 보여진 상기 도의 B 부분에서 크로스해칭(cross-hatching)은 중심 부분에 위치해 있고, 타이어의 적도면으로부터 오프셋(offset)되어 있다. 충족되어야 할 특별한 기술적 필요나 다른 이유와 관련하여, 상기 부분 B는 밴드의 어느 한쪽 또는 양쪽 모두에 위치될 수 있거나, 블랙 블렌드 지역과 교체하는 다수의 원주 지역으로 나누어질 수 있다.

도 4는, 다른 원주 지역 E 와 축방향으로 나란히 배치된 원주 지역 I 가 있는 비대칭 형태의 트레드 패턴으로 몰딩된 본 발명에 따라 트레드 밴드가 제공된 타이어의 정면도이다.

이미 언급한 바와 같이, 타이어는 자동차에 장착되어, 지역 1이 차량의 측면에 배치되고, 따라서 지역 E는 외부에 위치된다. 이러한 패턴 유형에서, 화이트 블렌드 부분 B(크로스해칭)는 바람직하게 패턴의 측면 지역에 배치되거나 가장 바람직하게는 내부 측면 지역 1에 배치된다.

도 5는 방향성 형태의 트레드 패턴으로 몰딩된 본 발명에 따른 트레드 밴드의 한정된 부분의 평면도이다. 이러한 패턴에서, 화이트 블렌드 부분 B(크로스해칭)는 바람직하게 중심 부분에 배치되고, 가장 바람직하게는 타이어 적도면의 어느 쪽에도 배치될 수 있다.

주행 환경에서의 본 발명 타이어의 동작은, 참고로 동등한 블랙 타이어와 비교했을 때, 타이어 서모그래피(tire thermography)라고 알려진 특별한 기술을 채택함으로써 분석된다. 특히, 비교되는 타이어는 소정의 속도로서 드럼 회전에 의한 마찰에 의해 가동된다. 출원인은 직경 1700mm의 드럼을 사용했는데, 그 회전은 시속 120 km의 속력을 내었다. 타이어는 작동을 위해서 권장 림에 장착되고, 주행 압력에 근접하는 압력으로 팽창되며, 주행 하중에 상응하는 하중이 있는 드럼에 프레스된다. 이 모든 것은 E. T. R. T. O. (European Tyre and Rim Technical Organization)에 의해 제공되어 있다.

타이어 크기, 카아케스 구조, 트레드 패턴 그리고 환경 온도에 따라 30분에서 60분 사이의 다양한 시차(time lag)를 가진 후에, 타이어의 내부(전체) 온도는 안정화에 이른 것으로 보인다. 그리고 나서 트레드의 적외선 사진을 찍는다. 정지 상태에서와 회전 상태에서 사진을 찍는데 실험자가 구체적인 필요에 따라 방식을 선택한다. 어떤 경우이건 그 결과는, 착색되거나 착색이 안 된 단계로 편리하게 생산될 수 있는 타이어 트레드의 이미지를 가지는데, 다른 색상이나 채색이 안 된 음영은 양 표면에서 그리고 움푹한 바닥에서 다른 온도 트레드를 점점이 식별한다.

도 6은 트레드 밴드가 블랙 블렌드로 만들어진다는 사실은 별문제로 하고, 프로토타입 타이어와 매우 유사하고 출원인 바로 그 자신에 의해 제조된 보통 생산의 타이어와 비교된 포토타입 타이어 트레드의 서모그래피를 보여준다.

출원인에 의해 선택된 색채 범위에는, 25도에서 65도까지 온도가 증가함에 따라 색채가 하늘색, 녹색, 노란색을 지나 파란색에서 붉은색까지 다양하다. 사진에 나타난 타이어는 본 발명에 따른 타이어로, 그림에서 오른쪽으로는 오른쪽으로 화이트 부분을 가진 블랙/화이트의 두 블렌드 밴드로 제공되었고, 왼쪽으로는 일반 생산된 Pirelli 타이어 "P 200 CHRONO ENERGY" 와 비교되었다.

시험된 타이어는 175/70 R 13 의 크기를 가지고 있고, 림 타이어 J 5.5" 에 장착되었으며, 2.2 바(bars)의 압력으로 팽창되고, 또 450 kg의 하중에 해당한다.

두 부분의 블렌드는 다음의 표에서 시작하는 구성을 가지고 있다.

[표 1]

성분	블랙 블렌드	화이트 블렌드
SBR 1712	80
SBR 1500	20
OE-SSBR		80
BR		33
카본 블랙-N 220	45
Degussa에서 구입 가능한실리카-VN3	20	70
결합제	1.6	5.6
ZnO	2.5	2.5
스테아르 산	2	2
산화방지제	1.5	1.5
피로 방지제	1	1
가소제	10	5
황	1	1.4
촉진제	2.3	3.8

도 6에서, 본 발명 타이어에서 녹색 부분보다 약한 하늘색 부분을 쉽게 볼 수 있는데, 참조 타이어보다 두드러지게 큰 지역을 취하고, 타이어의 왼쪽 쇼울더를 향하여 뻗어있으며, 블랙 블렌드로 이루어졌고, 참조 타이어의 상응 부분에 비례한다.

타이어의 내부(전체) 온도의 검출은 참조 타이어가 58도의 값을 갖는 것에 비해 본 발명 타이어는 53도의 값을 갖는다.

위 타이어로 비교 도로 시험을 한 결과는 다음 표와 같이 재현된다.

보다 구체적으로, 표를 참고하여, 1 과 2로 표시된 칼럼은 각각 "P 200 CHRONO ENERGY"(칼럼 1)타이어와 본 발명 타이어(칼럼 2)로 얻어진 시험 결과를 말하는 것이고, 타이어는 VW POLO 1.4 자동차에 장착되어졌다. 표는 환경 온도 14도와 건조한 도로 표면에서, 표준 도로 한 부분과 자동차 트랙 한 부분을 포함하는 혼합 도로에서의 작동 테스트에서 얻어진 결과를 보여준다.

[표 2]

실행	타이어1	타이어2
직선거리주행
방향 안정성	6.5	6.5
스티어링 정밀성	6.5	6.5
고속주행
empty on the centre	6.0	6.5
스티어링 반응 진행성	6.5	7.0
곡선주로에서의 방향안정성	6.5	7.0
차륜 재정렬	5.5	6.5
극한 환경
이율 (Yield)	7.0	7.0
곡선주로에서의 풀림성(release)	6.5	7.0
통제성	7.0	7.0

상기 할당된 포인트는 점수가 많을수록 작동이 더 양호해지는 테스트에서 참작된 다른 작동과 관련하여 테스트 운전자의 감(feeling)에 의해 1 내지 10 스케일에서 해당 타이어에 의해 얻어진 판단을 나타낸다.

상기 표에서 알 수 있듯이, 특히 트레드 블렌드가 이용되지 않을 때 직선 주행 거리에 따른 정상적인 주행 조건하에서, 공지된 타이어의 작동과 실질적으로 동일한 본 발명에 따른 타이어의 작동은 이용의 정확성을 증가시키고 블랜드가 속한 스트레스 조건을 증가시키는 것, 즉, 손실된 열을 증가시키고 특히 접지와 연결된 아이템이 연관될 때 트레드에 의해 달성된 온도를 증가시키는 것에 대해 매우 양호하다. 실제로, 상기 표에서, 당해 타이어는 모든 관점에서 기준 타이어보다 높은 점수를 얻었다.

따라서, 본 발명은 블랙 (핫(hot)) 블랜드 및 화이트 (콜드(cold)) 블랜드로 각각 이루어진 뚜렷한 트레드 밴드 부분 사이의 결합 (synergetic combination)에 의해 바람직한 개선이 달성 가능하게 되어, 독점적으로 긍정적인 전체 결과, 즉, 도로에서 공지된 타이어의 작동의 관점에서 알 수 있는 공지된 타이어에 대해 확인된 것 보다 더 양호하거나 동일한 결과가 얻어지는 것이 분명하다.

또한, 본 발명은 필요한 모든 작동 성능을 안전하게 유지하면서도 타이어의 주행 온도를 감소시키는 편리한 방법을 제공하며, 이미 가황된(vulcanized) 구 카아케스와 새로운 카아케스, 즉, 가공되지 않은 것 (raw) 또는 예비 몰딩된 (premoulded) 카아케스 사이의 점착성으로 재생된 타이어와 관련하여 본 발명이 특히 우수한 결과를 달성할 수 있다는 것이 더욱 명백하다. 트레드 밴드는 자동차도로에 발견될 수 있는 트레드 피스에 의해 입증된 바와 같이, 타이어의 작동 온도에 대한 응력으로 인해 특히 결정적인 요소를 나타냈다.

마지막으로, 본 발명은 제한적인 기능이 아니라 설명적인 기능을 가지며 당해 기술 분야에서 숙련된 기술을 가진 사람은 상기 설명된 본 발명을 이해한 후 필요에 따라 특정의 적용 조건 및 예측 밖의 적용 조건을 충족시키기 위해 본 발명과 연계된 모든 변수의 변형을 실시할 수 있다는 것이 명백하다.

도 1은 본 발명에 따른 4륜 차량용 타이어의 축횡단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 2륜 차량용 타이어의 축횡단면도이다.

도 3은 대칭형의 트레드 패턴으로 몰딩된 본 발명에 따른 트레드 밴드 일부의 평면도이다.

도 4는 비대칭형의 트레드 패턴으로 몰딩된 본 발명에 따른 트레드 밴드 일부의 평면도이다.

도 5는 방향성의 트레드 패턴으로 몰딩된 본 발명에 따른 트레드 밴드 일부의 평면도이다.

도 6은 동일한 작업 조건에서, 비대칭형의 동일한 트레드 패턴으로 언급된 공지된 타입의 타이어의 트레드와 비교된 본 발명에 따른 타이어 트레드의 서모그래피(thermography)를 보여준다.

Claims (11)

1. 축 방향으로 대향하는 측벽과 타이어를 해당 설치 림에 부착시키는 비드를 포함하는 도넛형 카아케스 (2)와, 적도면에 대해서 다양하게 배치되어 지면과 접촉하여 구르는 양각된 트레드 패턴을 정의하는 다수개의 중공 및 그루브를 포함하며 상기 카아케스에 대해 왕관모양으로 배치되는 트레드 밴드 (10)와, 상기 카아케스와 트레드 밴드 사이에 끼워져 상기 측벽 사이에서 연속적으로 축 방향으로 연장되는 벨트 구조 (6)를 포함하는 차량 구동휠용 타이어 (1)로서, 상기 트레드 밴드는 적어도 두 개의 원주 축 방향으로 인접한 각각 다른 조성물로 이루어진 제 1 부분 및 제 2 부분으로 형성되며, 상기 제 1 부분은 적어도 40%의 카본 블랙을 포함하는 보강 필러를 포함하여 이루어지고, 상기 2 부분은 화이트 필러를 포함하는 보강 필러를 포함하여 이루어지고, 상기 화이트 필러는 보강 필러의 총량의 적어도 20%에 해당하는 양으로 존재하고, 상기 제1부분 및 제2부분의 70도씨에서의 히스테리시스 값의 차이는 더 높은 값의 10%값 이상인 것을 특징으로 하는 차량 구동휠용 타이어.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제 2 부분은 더 많은 양의 화이트 필러를 포함하며, 상기 제1 부분에 포함된 보강 필러와 상기 제2 부분에 포함된 보강필러의 양의 차이값은 더 많은 양의 20%값 이상인 것을 특징으로 하는 타이어.
3. 제 1항에 있어서, 상기 제 2 부분의 부피는 상기 트레드 밴드 전체 부피의 30%이상인 것을 특징으로 하는 타이어.
4. 제 1항에 있어서, 상기 제 2 부분의 부피는 상기 트레드 밴드 전체 부피의 80%를 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 타이어.
5. 제 1항에 있어서, 상기 제 2 부분의 폭은 상기 트레드 밴드 전체 폭의 25% 이상인 것을 특징으로 하는 타이어.
6. 제 1항에 있어서, 상기 제 2 부분의 폭은 상기 트레드 밴드 전체 폭의 80%를 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 타이어.
7. 제 1항에 있어서, 상기 제 2 부분의 폭은 상기 트레드 밴드 전체 폭의 50%이상인 것을 특징으로 하는 타이어.
8. 제 1항에 있어서, 상기 화이트 필러는 실리카 원료의 보강 필러인 것을 특징으로 하는 타이어.
9. 제 2항에 있어서, 상기 제 2 부분의 보강 필러는 카본 블랙이 없는 것을 특징으로 하는 타이어.
10. 제 9항에 있어서, 상기 보강 필러는 색소로 더 채워지는 것을 특징으로 하는 타이어.
11. 제 1항에 내지 제 10 항 중 어느 한 항에서 기재된 바와 같은, 마모된 타이어를 덧씌우거나 재생하는데 사용하기 위한 트레드 밴드.