KR100717292B1 - 타이어 및 타이어 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 트레드 밴드와 벨트 플라이 사이에 배치된 화합물 재료의 엘라스토머 중간층을 구비하고 있으며, 상기 엘라스토머 중간층이 섬유 보강 재료로 만들어진 타이어에 관한 것이다. 일 실시예에서, 엘라스토머 중간층은 추가로 중심부보다 약 33% 더 두꺼운 단부를 갖는 것을 특징으로 한다. 이러한 실시예에서, 상기 단부는 약 2mm 두께이고 상기 중심부는 약 1.5mm이다. 상기 단부의 각각은 엘라스토머 중간층의 폭의 약 2/7을 차지하는 반면, 상기 중심부는 상기 층의 폭의 나머지 3/7을 차지한다. 엘라스토머 중간층은 보강 단섬유로 보강되어 기계 특성들 중에서도 특히 탄성 계수를 증가시킬 수 있다. 상기 보강 단섬유는 약 10 미크론의 직경, 약 200미크론의 길이, 약 20의 편평비를 갖는다. 상기 보강 단섬유는 약 5와 15 phr 사이의 농도로 화합물 재료에 포함된다. 또한 타이어 제작 방법이 기술된다.

타이어, 엘라스토머 중간층

Description

타이어 및 타이어 제조 방법{TIRE AND METHOD OF MAKING SAME}

본 발명은 타이어 및 타이어 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 타이어 및 특정 벨트 구조체를 갖는 타이어 제조 방법에 관한 것이다.

공지된 것처럼, 타이어는 카커스와, 트레드 밴드와, 한 쌍의 사이드월 그리고 상기 트레드 밴드와 상기 카커스 사이에 있는 보강층을 포함한다. 보통 적어도 단일 플라이인 카커스는 그 양 쪽단부가 한 쌍의 비드 코어 주위에 완전히 말려 있다. 상기 비드 코어와, 상기 카커스의 양쪽 단부, 그리고 비드 코어와 카커스 사이에 추가될 수 있는 모든 충전재가 타이어의 양쪽의 비드를 구성한다.

기존의(또는 공지의) 타이어에는 일반적으로 트레드 밴드 아래의 적어도 3개의 고무층 두 개의 벨트층(belted layers)과 하나의 0도 층 또는 나일론층이 있다. 상기 0도 층 또는 나일론층은 타이어의 적도면에 대해 0°로(즉, 적도면에 대하여 평행하게 원주방향으로) 배향된 보강 코드, 바람직하게는 텍스틸(textile) 재료의 보강 코드, 그리고 더욱 바람직하게는 나일론과 같은 열수축성 재료의 보강 코드를 포함한다. 상기 보강 코드는 바람직하게 엘라스토머 화합물로 만들어진 시트에 배치된다. 나일론층은 트레드 밴드와 벨트층 사이에 위치된다. 해당 기술분야의 숙련자들은 알 수 있듯이, 나일론층은 타이어가 고속에서 큰 원심력을 받았을 때 타이어 형태를 유지하는데 도움을 주기 때문에, 나일론층은 타이어를 고정시키고, 타이어의 구름 저항(rolling resistance)을 향상시키며, 일반적으로 타이어의 조작 특성을 증대시킨다. 나일론층이 없다면, 타이어의 성능은 특히 고속에서 손상될 수 있다.

두 개의 벨트층은 엘라스토머 화합물에 설치된, 얇은 코드, 바람직하게는 금속코드를 포함하고, 이러한 벨트층은 서로 교차하면서 타이어의 적도면에 대해 두 층 모두 소정 각도로 되어있다.

세 개의 보강층에 더해서, 기존의 타이어는 나일론층과 트레드 밴드 사이에 고무 시트를 또 포함할 수도 있는데, 이러한 시트는 종래의 타이어 제조 방법 때문에 추가되어야만 했다. 알려진 것처럼, 트레드 밴드는 종종 별도로 제조된 압출성형 제품이다. 그것을 별도로 제조하기 때문에, 트레드 밴드는 타이어에 포함되기 전에 실온으로 냉각된다. 냉각할 때, 트레드 밴드는 접착성을 잃고 타이어 제작 중에 하층(下層)에 적절히 붙지 않을 수 있다. 접착성의 손실을 보상하고 트레드 밴드의 하층에 대한 접착력을 향상시켜서 타이어가 가황되기 전에 적절히 조립될 수 있도록, 고무 시트가 트레드 밴드의 밑면에 추가된다. 고무 시트는 본 기술분야에서 잘 알려진 천연 고무를 주성분으로 한 엘라스토머 화합물의 캘린더링된 또는 (트레드 밴드와) 공압출된(coextruded) 시트이다. 고무 시트는 보통 0.2 내지 1.0 mm 두께이다. 고무 시트의 접착성은 고무 시트가 전형적으로 중합체 양의 약 50 퍼센트 이상의 천연 고무 함량을 갖는 화합물로 만들어진다는 사실 때문이라고 생각될 수 있다.

"캡. 베이스 타이어(cap and base tyre)"로 알려진 기존의 타이어의 대체 구조는 타이어의 내측를 향하고 있는 트레드 밴드의 측면에 트래드 밴드의 일부로서 하층을 더 포함한다. 상기 하층은 타이어의 구름 저항을 감소시키면서 핸들링을 향상시키고 트레드 밴드와 그의 아래층 사이의 트레드 밴드 내에 포함된다. 이러한 대체 구성에서, 타이어의 여러 층들은 타이어의 외측에서 내측로 다음과 같은 순서로 배열된다: (1) 트레드 밴드, (2) 트레드 밴드의 밑면에 포함되어 있는 하층, (3) 고무 시트, 그리고 (4) 벨트 플라이 위에 배치되는, 0°나일론층이다. 상기 하층은 고무 주성분 화합물로 만들어지고 보통 1과 2 mm 사이의 두께이다. 하층이 트레드 밴드와 동일한 조성과 특징을 갖지 않기 때문에, 하층의 두께는 타이어 트레드가 닳았을 때 도로와 접촉하는 일이 발생하지 않을 정도로 선택된다.

하층이 예를 들어 중합체의 양의 50 퍼센트 이상의 천연 고무 함량을 갖는 화합물로 만들어지는 경우에, 고무 시트에 관련하여 상술된 것처럼, 상기 하층이 트레드 밴드가 카커스에 적절히 달라붙기에 충분한 접착성을 가질 것이기 때문에 상기 고무 시트는 생략될 수도 있다.

하지만, 이는 덧층(overlaying layer)의 천연 고무 함량이 50% 이상인 모든 경우에 상기 고무 시트가 생략되는 것을 의미하는 것은 아니다. 어떤 경우에, 예를 들어 양호한 접착성을 가진 덧층을 만들 수 있는 다른 재료가 화합물에 첨가되는 경우, 또는 예를 들어 트레드 밴드를 냉각시키지 않을 때, 덧층의 고무 함량이 50% 미만이라는 사실에도 불구하고, 상기 고무 시트는 생략될 수 있다.

또한 보강 섬유의 첨가를 통해 보강된 타이어를 위한 엘라스토머 화합물을 구성하는 것이 당업계에 알려져 있다. 그러한 일례는 미국 특허 제4,871,004호("'004 특허")로, Kevlar®가 0.2 내지 20 phr(parts per hundred of rubber)의 농도를 가지는 지점까지 Kevlar® 펄프(Dupont사의 등록상표명)를 타이어 고무에 첨가시키는 것을 개시한다. 상기 '004 특허에서, Kevlar® 섬유는 0.2 내지 5mm의 길이(L), 0.005 내지 0.02mm의 직경(D), 그리고 약 100보다 큰 편평비(L/D)를 갖는 것으로 개시되어 있다. 섬유와 고무의 합성 혼합물은 개시된 타이어의 구성 요소들 중 어느 하나(선단(apexes), 충전재 스트립(filler strips), 벨트 오버레이(belt overlay) 및 고무 스트립(gum strips))를 제조하는데 사용될 수 있다. '004 특허는 공기 타이어의 제작시 보강 섬유를 엘라스토머에 첨가할 때, 상기 타이어의 보강 효과 및 합성 타이어의 증가된 강성과 같은 장점들을 개시하고 있다.

유럽 특허출원공개명세서 제0 592 218 A1호("EPO '218 특허")는 또한 공기 타이어의 상이한 부분에 대해서 보강 섬유를 고무에 첨가할 때 장점들을 개시하고 있다. EPO '218 특허는 0.1 내지 0.5 ㎛의 평균 직경(D), 40 내지 500㎛의 평균 길이(L) 및 100 내지 5000의 편평비(L/D)를 갖는 단섬유의 16 내지 30 phr의 첨가를 개시하고 있다. 첨가될 수 있는 섬유의 예는 Kevlar®와 같은 아라미드 섬유, 면, 나일론, 폴리에스테르, 레이온 및 나일론 6과 같은 표면 처리된 단섬유이다.

마찬가지로, 유럽 특허출원공개명세서 제0 604 108 A1호("EPO '108 특허)는 공기 타이어에서 고무를 강화시키기 위해 몇몇 유형의 섬유의 첨가를 개시한다. EPO '108 특허에서 논의된 특정 섬유는 UBEPOL-HE 0100(UBE사(UBE Industries Limited)로부터 구입가능), 즉 나일론-6의 단섬유이다. 상기 섬유는 0.3㎛의 평균 직경(D), 300㎛의 평균 길이(L), 및 1000의 편평비(L/D)를 갖는다고 개시되어 있다. 상기 섬유는 적어도 10 phr, 바람직하게는 10 내지 30 phr의 농도로 고무 화합물에 포함된다.

본 발명은 종래의 타이어의 나일론층을 대신하면서도 그러한 구조 요소의 이로운 특징을 계속 유지하는 공기 타이어의 트레드 밴드와 벨트 플라이 사이의 엘라스토머 중간층 제작에 관한 것이다. 더욱이, 상기 중간층은 고무 시트가 있을 경우에 그 고무 시트를 대신할 수 있다. 유사하게, 종래의 타이어의 두 번째 실시예로, 본 발명은 엘라스토머 중간층이 0°나일론층, 하층 및 고무 시트(있을 경우)를 대신하는 구조물을 제공하여, 동일한 목적들을 달성한다.

출원인은 엘라스토머 중간층(elastomeric intermediate layer)을 섬유 보강재로 만든 트레드 밴드에 도입함으로써, 종래 타이어에서의 하나 또는 둘 이상의 층을 대신한다는 것을 알아냈고, 본 발명은 양쪽 종래 타이어 디자인의 구조에 의해 이미 구현된 구름 저항 및 핸들링에 있어서 적어도 동일한 이점을 구현하면서도, 타이어의 전체 중량을 감소시킨다.

더욱이, 종래의 구조들을 보다 소수의 층으로 대체하는 것은 타이어의 구성을 단순화시킨다.

본 발명은 종래 타이어 디자인의 구성에서 종래의 0°나일론층, 고무 시트(있을 경우), 그리고 하층(있을 경우)의 제거를 보상하기 위해, Kevlar®(Kevlar® 펄프의 형태)와 같은 단섬유를, 트레드 밴드 내에 바람직하게 포함되어 있는 엘라스토머 중간층에 첨가하는 것을 의도하고 있다. 본 발명은 약 100미크론의 직경, 약 200미크론의 길이, 및 약 20의 편평비를 가진 트렁크부를 갖는 단섬유의 첨가를 의도한다. 본 발명의 다른 특징과 함께, 단섬유(Kevlar®와 같은 단섬유)의 첨가는 두 개의 종래 타이어 디자인에 의해 제공된 구름 저항 및 핸들링의 이점을 유지하는데 도움이 된다. 유사하게, 보강 섬유를 포함하는 펄프의 다른 형태인 Twaron® 펄프(Akzo Nobel의 등록 상표명)는 Kevlar® 펄프 대신 사용될 수 있다. 섬유의 첨가로 인해, 엘라스토머 중간층은 또한 "펠트"층(felted layer)으로 불린다.

본 발명은 또한 엘라스토머 중간층이 단섬유와 화합물 재료와의 조합으로 만들어진다는 것을 인정한다. 상기 화합물 재료는 천연 고무, 유화 중합된 스티렌 부타디엔 고무, 용액 중합된 스티렌 부타디엔 고무, 및 부타디엔 고무를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 화합물 재료는 약 60% 천연 고무와 약 40% 유화 중합된 스티렌 부타디엔 고무의 화합물이다. 본 발명은 상기 보강 단섬유를 상기 화합물 재료에, 약 5와 15 phr 사이, 바람직하게는 약 7과 11 phr 사이의 농도로 첨가하는 것을 의도한다. 더욱이, 본 발명은 카본 블랙이 약 20과 80 phr 사이, 바람직하게는 약 50과 70 phr 사이의 농도로 혼합물에 첨가될 것을 의도한다.

섬유 보강 엘라스토머 중간층을 위해 1mm 보다 큰 두께를 갖는 균일한 단면이 의도되지만, 본 발명은 또한 고속 테스트를 향상시킬 수 있는 불균일한 단면 및 그렇게 제작된 타이어의 핸들링 특성을 갖는 층이 제조될 수 있다는 것도 인정한다. 그러한 구조에 따라, 본 발명은 엘라스토머 중간층을 포함하는 층 전체 폭의 약 4/7을 차지하는 두꺼운 양측 단부들을 갖고, 중심부가 폭의 나머지 3/7을 차지한다는 것을 의도하고 있다. 더욱이, 본 발명은 상기 단부가 중심부보다 약 25% 내지 75%, 바람직하게는 약 33% 더 두꺼운 것을 의도하고 있다. 상세하게는, 본 발명은 단부 영역이 엘라스토머 중간층의 중심 영역보다 더 두꺼운 두께를 갖는 것을 의도하고 있다. 엘라스토머 중간층의 더 두꺼운 부분은 타이어가 회전하는 도중에 트레드 밴드의 단부에서 생기는 많은 양의 스트레스를 보다 잘 처리할 수 있다.

부가하여, 본 발명은 더 두꺼운 영역이 트레드 홈들이 더 넓은 영역에서 엘라스토머 중간층에 추가될 수 있다는 것을 의도하고 있다. 트레드에서 더 넓은 홈은 타이어가 회전할 때 스트레스가 축적될 수 있는 디플렉션 포인트(deflection point)로 작용한다. 이러한 영역에서 엘라스토머 중간층의 두께를 증가시키는 것은 타이어가 회전하는 동안 스트레스를 감소시키는데 도움을 준다.

본 발명은 또한 엘라스토머 중간층이 트레드 밴드와 공압출되어 균일한 제품을 만들어 내는 것을 의도하고 있다. 공압출은 제작하는 동안 엘라스토머 중간층이 트레드 밴드에 알맞게 배향할 수 있게 한다. 또한 공압출은 보강 섬유를 정확히 배향하여 보강 섬유가 보강 섬유로 대체되는 0°나일론 코드와 거의 동일한 적도 방향으로 놓이게 할 수 있다.

첨부 도면은 명세서에 포함되어 그 일부를 구성하는 것으로, 본 발명의 몇 가지 실시예를 나타낸다. 위에 주어진 일반적인 설명과 아래에 주어지는 실시예의 상세한 설명과 함께, 도면은 본 발명의 원리를 설명하는데 도움이 된다.

도 1은 종래에 따른 0°나일론층과 트레드 밴드 사이에 배치된 고무 시트를 보여주는 제 1 종래 타이어 디자인의 단면도를 나타낸다.

도 2는 트레드 밴드와 카커스 사이에 있는 하층, 고무 시트 및 0°나일론층을 보여주는 제 2 종래 타이어 디자인의 단면도를 나타낸다.

도 3은 대체로 균일한 엘라스토머 중간층을 트레드 밴드 아래에 배치한 것을 보여주는, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 타이어의 단면도를 나타낸다.

도 4는 엘라스토머 중간층의 단부에서 더 두꺼운 영역을 보여주는, 본 발명의 제 2 실시예를 나타낸다.

도 5는 두꺼운 영역이 트레드 밴드의 폭을 가로질러 배치된 엘라스토머 중간층에 대한 제 3 실시예를 나타내며, 트레드 밴드내의 홈들은, 엘라스토머 중간층의 두꺼운 부분이 보상해주는 디플렉션의 포인트를 형성한다.

본 발명의 다른 이점 및 변형예는 당업자에게 쉽게 생각할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 더 넓은 측면에서 도시되고 설명되는 특정한 상세 기술, 대표적인 장치 및 예시적인 실시예에 국한되는 것은 아니다. 따라서, 첨부된 청구의 범위 및 그들의 균등물에 의해 정해지는 바와 같은 전체적인 본 발명의 개념의 정신 또는 범위에서 벗어나지 않으면서 그러한 상세 기술로부터 변경될 수도 있다.

도 1은 종래 기술의 제1 실시예에 따르는 타이어(T)를 나타낸다. 종래의 타이어(T)는 적어도 하나의 카커스 플라이(CP)를 포함하고, 상기 카커스 플라이의 양쪽 단부는 대용하는 고정 비드 코어(BC) 주위에 접혀 있으며, 상기 비드 코어는 차량 휠의 일부인 장착 림(R)에 타이어(T) 자체가 끼워 맞추어지는 위치에서 각각, 타이어(T)의 내측 원주방향 단부를 따라 정해진 비드(B)에 그의 단부 각각이 짜넣어져 있다.

카커스 플라이(CP)에는 그 연재부를 따라 고무처리 시트에 짜 넣어진 텍스틸 또는 금속 코드로 만들어진 하나 또는 그 이상의 벨트층(BL)이 부착된다. 일반적으로, 벨트층(BL)은 세 개로, 처음 두 개층은 카커스 플라이(CP) 가까이에 있고, 서로 교차하면서 타이어(T)의 적도면(Y-Y)에 대해 둘다 모두 각도를 형성하는 코드, 바람직하게는 금속 코드를 포함하는 고무처리 직물로 만들어지고, 타이어의 적도면에 대해 0°로(즉, 원주 방향으로) 배향된 보강 코드, 바람직하게는 텍스틸 재료 및 더욱 바람직하게는 나일론과 같은 열수축성 재료로 된 보강 코드를 함유하는 고무처리 직물 층(NL)이 상기 두개의 금속 벨트층 위에 설치되어 있다.

또한 카커스 플라이(CP)의 외측표면의 양측 부분 각각에 실질적으로 비드(B)에서부터 벨트층의 단부의 주변에 형성된 타이어의 소위 "숄더(shoulder)"부까지 연재되는 한 쌍의 사이드월(S)이 부착된다.

트레드 밴드(TB)는 벨트층(BL) 주위에 원주방향으로 배치되고, 상기 트레드 밴드의 단부는 숄더부에서 종단되어 있고, 사이드월(S)에 충전재되어 있다. 트레드 밴드(TB)의 외측에는 접지시에 접촉 작용하도록 설계된 롤링 표면(rolling surface)이 나타나 있고, 그 표면에는 횡방향으로 오려낸 부분(cut-outs)과 번갈아 있는 원주방향의 홈(G)이 형성되어 있다. 상기 홈(G)은 하나 또는 그 이상의 원주방향 열에 분포된 다수의 블록의 경계가 정해진다.

도시된 것처럼, 트레드 밴드(TB)는 인접한 고무 시트(RS) 위에 배치된다. 고무 시트(RS)는 전형적으로 0.2 내지 1.0 mm의 두께를 가지고 트레드 밴드(TB)의 거의 전체 폭에 이른다. 트레드 밴드(TB)의 단부 양쪽에는 소형 사이드월(MSW)이 배치되고, 이는 당업자에게 공지되어 있는 사실이다. 기존의 타이어에서, 나일론층(NL)이 고무 시트(RS) 바로 아래에 배치되고 두 층은 합해진 두께(TH)를 갖는다.

물론, 고무 시트(RS)는, 이러한 경우에, 트레드 밴드(TB)가 충분한 접착성을 나타낸다면 생략될 수 있다.

도 2는 종래의 제2 실시예에 따른 타이어(T)의 부분 구조를 보여준다. 도시된 것처럼, 트레드 밴드(TB)는 고무 시트(RS) 위쪽의 트레드 밴드 최하부에 하층(UL)을 포함한다. 하층(UL)은 보통 약 1 내지 2 mm 사이의 두께이지만, 어떤 경우에, 하층(UL)은 타이어 트레드가 마모할 때 도로와 접촉할 정도로 충분히 두껍지 않다. 이는 하층(UL)의 성분이 트레드 밴드(TB)와 다름에 따라, 트레드 밴드(TB)와 동일한 기능 특성을 갖지 않는 것이 바람직하다. 종래 기술의 제 1 실시예처럼, 나일론층(NL)은 고무 시트(RS) 아래에 배치된다. 하층(UL), 고무 시트(RS) 및 나일론층(NL)은 합해진 두께(TH)를 갖는다. 제 1 실시예처럼, 소형 사이드월(MSW)은 트레드 밴드(TB)의 양측면 단부에 배치될 수 있다.

물론, 이 경우에서도, 고무 시트(RS)는 하층(UL)이 충분한 접착성을 나타낸다면 생략될 수 있다.

당업계에 공지된 것처럼, 고무 시트(RS)는 전형적으로 당업계에 잘 알려진 천연 고무와의 조합을 바탕으로 한 엘라스토머 화합물 재료로 구성된다. 일반적으로, 고무 시트(RS)의 충분한 접착성은 중합체 양의 50% 이상의 천연 고무의 양에 의해 생긴다. 영구적인 충분한 접착성을 얻기 위하여 다른 첨가제들이 고무 시트(RS)의 화합물에 첨가될 수 있다. 이와 같이 하여 조립할 때에 트레드 밴드(TB)(이것이 하층(UL)을 포함하든 아니든 간에)는 아래층에 붙게된다. 각 실시예에서, 고무 시트(RS)는 트레드 밴드(TB)(또는 하층(UL)을 가진 트레드 밴드(TB))의 밑면에 시트로서 부착된다. 고무 시트(RS) 아래의 층들은 전형적으로 나일론층(NL)이고 그 다음은 두 개의 벨트 플라이 및 카커스 플라이이다(도시되지 않음).

종래의 실시예에서, 고무 시트(RS)는 타이어(T)의 트렌드 밴드(TB)와 별도로 제조된다. 고무 시트(RS)는 보통, 압출 후에 트레드 밴드(TB)(또는 하층(UL)을 가진 트레드 밴드(TB))의 밑면에 부착되는 캘린더링 시트이다. 고무 시트(RS)는 또한 트레드 밴드(TB)와 공압출될 수 있다. 타이어의 다른 요소들과 함께, 고무 시트(RS)와 트레드 밴드(TB)(또는 하층(UL)을 가진 트레드 밴드(TB))는 완전히 통합된 타이어 제품을 생산하기 위해 가황된 완전 그린 타이어(green tire)를 형성한다.

종래 기술과는 반대로 도 3에 도시된 본 발명이 제 1 실시예에 도시된 것처럼, 트레드 밴드(1)는 엘라스토머 중간층(3) 위에 배치된 외면부(2)를 포함한다. 엘라스토머 중간층(3)은 그 폭이 대체로 균일한 두께(4)를 갖는다. 또한 상기 외면부(2)는 가장 바깥쪽 단부에 소형 사이드월부(5, 6)를 포함할 수도 있다. 엘라스토머 중간층(3)의 두께는 1mm 보다는 크고 바람직하게는 약 1.5 내지 2 mm범위이다. 어떤 경우에도, 트레드 패턴의 홈의 최대 깊이로 간주되는 상기 외면부(2)의 두께는 타이어 트레드가 마모될 때 엘라스토머 중간층(3)이 도로와 접촉하지 않도록 할 수 있어야 한다. 이 후 본 발명에 따라 제조된 트레드 밴드(1)가 타이어의 구조에 포함된다.

본 발명의 제 2 실시예는 도 4에 나타나 있으며, 도 4에는 엘라스토머 중간층(14) 위에 배치된 외면부(12)를 갖는 트레드 밴드(10)가 도시되어 있다. 엘라스토머 중간층(14)은 중심부(18)의 두께(16)에서 단부(24, 26)의 두께(20, 22)까지 가변 두께를 갖는다. 또한 외면부(12)는 양쪽 가장 바깥쪽 단부에 소형 사이드월부(28, 30)를 포함할 수도 있다. 중심부(18)의 두께(16)는 1mm보다 더 크고 바람직하게는 1.5mm와 2mm 사이인 반면, 단부(24, 26)의 두께(20, 22)는 1mm보다 더 크고 바람직하게는 1.5mm와 3mm 사이이고, 여하튼 상기 두께(16)보다 더 크다. 어떤 경우에도, 트레드 패턴의 홈의 최대 깊이로 간주되는 외면부(12)의 여러 두께는 타이어가 마모될 때 엘라스토머 중간층(14)이 도로와 접촉하지 않도록 할 수 있어야 한다. 이러한 본 발명의 실시예는 두께(20, 22)가 똑 같은 경우를 의도하고 있지만, 당업자들은, 본 발명의 범위 및 정신에 벗어나지 않고 트레드 밴드(10)의 내측 및 외측 단부의 기능 특성을 변화시키기 위해, 타이어 디자인에 따라 두께(20, 22)가 서로 다를 수 있다는 것을 쉽게 알 수 있을 것이다.

도 5에 도시된 것처럼, 본 발명의 제 3 실시예에서는 트레드 밴드(40)가 가변 두께의 부가적인 구역을 가진 엘라스토머 중간층(46)을 포함할 수도 있다. 도 5에 도시된 것처럼, 트레드 밴드(40)는 베이스부(56, 42)의 베이스 두께(52, 54)보다 큰 두께(48, 50)를 갖는 단부(44, 45)를 가진 엘라스토머 중간층(46)을 포함할 수도 있다. 더욱이, 넓은 홈(62)을 포함한 외면부(60)의 영역에서, 베이스부(56, 42)의 것보다 큰 두께(66)를 가진 중간의 두꺼운 부분(58)이 또한 포함될 수도 있다. 넓은 홈(62)이 특히 고속에서 작동하는 동안 스트레스가 축적될 수 있는 트레드 밴드(40)내의 디플렉션 포인트로 작용하기 때문에, 엘라스토머 중간층(46)의 중간의 두꺼운 부분(58)은 트레드 밴드(40)가 회전할 때 넓은 홈(62)의 영역에서 불균형하게 큰 스트레스를 보상한다. 엘라스토머 중간층(46)의 다양한 부위의 두께는 이전 실시예에서와 같은 일반 규칙을 따른다. 베이스부(56, 42)는 1mm보다 크고 바람직하게는 1.5mm와 2mm 사이의 두께인 반면, 단부(44, 45)와 중간의 두꺼운 부분(58)은 1mm 보다 크고 베이스부(56, 42)보다 크며 바람직하게는 1.5mm와 3mm 사이의 두께이다. 어떤 경우에도, 트레드 패턴의 홈의 최대 깊이로 간주되는 상기 외측(60)의 두께는 타이어 트레드가 마모할 때 엘라스토머 중간층(46)이 도로와 접촉하지 않도록 할 수 있어야 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 엘라스토머 중간층(46)의 단면 모양은 대칭적이다. 하지만, 단부(44, 45)의 두께(48, 50)가 서로 동일한 경우가 의도되기도 하지만, 두께(48, 50)가 서로 다르게 디자인될 수도 있다. 마찬가지로, 본 발명은 중간의 두꺼운 부분(58)의 두께(66)가 단부(44, 45)의 두께와 동일한 경우를 의도하고 있지만, 이들 부분의 각 두께는 특정 타이어 디자인의 바람직한 기능 특성에 따라 서로 다를 수도 있다. 더욱이, 베이스부(56, 42)의 두께(52, 54)가 동일한 경우가 의도되고 있지만, 당업자들은 알 수 있다시피, 이들 또한 서로 다를 수 있다.

본 발명의 제 3 실시예에서, 단지 하나의 상기 중간의 두꺼운 부분(58)만이 넓은 홈(62)에 대하여 도시되고 있지만, 트레드 밴드(40)가 하나 이상의 넓은 홈(62)을 포함하는 경우라면, 다수의 그런 부분이 트레드 밴드(40)의 폭에 배치될 수도 있다. 마지막으로, 소형 사이드월(68, 70)이 이전의 실시예에서와 마찬가지 로, 트레드 밴드(40)의 구조에 포함될 수도 있다.

도시된 세 개의 실시예들 중에서 엘라스토머 중간층의 구조는 이제 설명될 것이다. 다음의 설명은 본 발명에 의해 의도된 모든 실시예에 적용하는 것으로 해석되어야 한다. 이는 아래에서 더욱 상세히 설명되는 것처럼, 압출 또는 캘린더링을 통해 완성될 수 있다.

본 발명의 구조에 있어서, 본 발명의 세가지 실시예가 보여주는 바와 같이, 엘라스토머 중간층은 일반적으로 하층에 의해 점유된 공간에 배치되는 것이 바람직하다. 이 위치에 펠트층을 배치함은 종래의 타이어보다 더 가벼우면서도(무게에 있어서) 종래 타이어의 핸들링 특성을 유지하는 타이어 제작을 가능하게 한다. 그러나, 일반적으로 0°나일론층에 의해 점유된 위치에 타이어의 펠트층이 배치되는 것도 가능하다. 그러한 실시예에서, 엘라스토머 중간층의 성능 이점은 구현될 수 있으나 타이어의 전체 중량은 종래 타이어에 비해 현저하게 감소되지는 않을 것이다.

바람직하게는, 상기 보강 섬유는 Kevlar®, Twaron®, 또는 어떤 다른 재료일 수 있는 아라미드 섬유이다. 상세하게는, 상기 보강 섬유가 약 10미크론의 직경 및 약 200미크론(㎛)의 길이를 갖는 트렁크부를 갖는 것이 바람직하다. 이는 상기 보강 섬유에 약 20의 섬유 길이 대 직경의 비인 편평비를 부여한다. 상기 보강 섬유는, 트렁크부에서 밖으로 연재하면서, 상기 트렁크부의 직경보다 더 작은 직경을 갖는 미소섬유(fibrils) 또는 많은 분기(branches)를 또한 포함한다.

이러한 미소섬유의 구조에 대한 논의는 참조로 본 명세서에 첨부된 미국 특허 제4,871,004호에 개시되어 있다. 이 특허에 따르면 Kevlar® 29(특정 Kevlar® 펄프 제품)와 같은 Kevlar® 제품은 스테이플 길이로 및 펄프로써 이용 가능하고 '현대 플라스틱 백과사전(Modern Plastics Encyclopedia)'에 따르면 저밀도, 고강도 아라미드 섬유이다. 듀퐁사의 설명서에 따르면, Kevlar® 섬유는 폴리-파라페닐렌 테레프탈아미드로부터 생산된 긴 분자 사슬로 구성된다. 상기 사슬은 강한 사슬간 충전재으로 고도로 배향되어 독특한 특성의 화합물을 이룬다.

Kevlar® 섬유가 바람직한 보강제이므로 하기 논의가 특히 Kevlar®에 대해서 초점이 맞춰졌지만, 본 발명의 범위 및 정신을 벗어나지 않고, Twaron® 섬유가 전체적 또는 부분적으로 Kevlar®를 대신할 수도 있음을 알아야 한다. 액조 노벨(Akzo Nobel)에 따르면, Twaron® 섬유는 아라미드 중합체로부터 만들어진 가벼운 초강력 합성 섬유이다. 상기 아라미드 분자는 다소 지퍼(zipper)와 같이 기계적 응력을 앞뒤로 전달하는 강한 수소 충전재으로 연결된 비교적 강한 중합체 사슬이 특징이다. 마지막으로, 비슷한 분지 미소섬유를 가진 다른 아라미드 섬유는 본 발명의 범위 및 정신을 벗어나지 않고 당업계의 당업자들에게 이해되듯이, Kevlar® 또는 Twaron®을 대신할 수도 있다.

더욱이, 사용된 섬유에 관계없이, 섬유들을 바람직하게 종래 타이어 실시예에서 0°나일론 코드와 동방향으로 배향되어 섬유가 그 소정의 기능을 향상시키도록 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서 사용된 Kevlar® 섬유는 천연 고무(NR)에 분산되었고, 그 결과로 만들어진 혼합물은 "Kevlar® 펄프"로 공지되어 있으며, 또한 듀퐁사의 상품이기도 하다.

매스터배치(masterbatch)로서 Kevlar® 펄프 사용은 당업계의 당업자들은 알 수 있듯이 그것이 제조 공정에서 어떤 이점들을 제공하기 때문에, 본 발명의 성공에 크게 기여한다.

Kevlar®와 Twaron®은 모두 펄프로서 각각 그 제조업체로부터 구입 가능하다는 것을 또한 알아야 한다. 어느 쪽의 아라미드 섬유를 포함하는 펄프라도 아라미드 섬유와 고무의 혼합전 화합물(pre-mixed combination)이다. 본 발명의 엘라스토머 중간층을 구성하는데 사용된 고무 화합물에 분배된 섬유의 균일성을 향상시키기 위해, 아라미드 펄프가 미가공 아라미드 섬유보다 엘라스토머 화합물에 혼합되기가 더 쉬우므로, 아라미드 펄프를 사용하는 것이 바람직하다. 미가공 아라미드 섬유는 분지 구조로 인해 매우 푹신푹신하고 약간의 노력이 있은 후에만 엘라스토머 화합물과 혼합된다.

본 발명의 엘라스토머층을 위해 만들어진 화합물은 상기 혼합물에 첨가된 아라미드 섬유의 양에 의해 설명될 수 있다. 상기 화합물이 고무의 백분율(parts per hundred of rubber)로 환산하여 표현되기 때문에 보통 약자 "phr"이 사용된다.

바람직하게는, 섬유의 양은 약 5와 15 phr 사이가 된다. 보다 바람직하게는, 섬유의 양은 약 7과 11 phr 사이가 된다. 가장 바람직하게는 아라미드 섬유의 양이 약 9 phr이다.

듀퐁사로부터 구입 가능한 여러 가지 다른 Kevlar® 섬유 매스터배치가 있다. Kevlar® 펄프라고 때때로 언급되는 가장 보편적으로 공지되어 사용되는 것은 77% 천연 고무(NR)와 23% 섬유의 혼합물이다.

섬유가 Kevlar® 펄프로서 첨가될 때, 섬유는 본 발명에 효과적인 고무 기질(rubber matrix)에서의 필수 분산 수준에 도달할 수 있다. 그러므로 상기 화합물에 도입된 NR의 양은 전체 고무의 양으로 계산된다.

상기 고무 화합물은 가황되어 고무 엘라스토머를 제공할 수 있는 다수의 상이한 재료 중 어떤 재료로도 구성될 수도 있다. 예를 들면, 하기 중 어느 하나 또는 혼합물이 사용될 수 있다: 천연 고무(NR), 이소프렌 고무(IR), 유화 중합된 스티렌 부타디엔 고무(E-SBR), 용액 중합 SBR(S-SBR), 부타디엔 고무(BR).및 이와 유사한 것.

본 발명에 대해서는 NR 및 E-SBR의 혼합물이 바람직하다. 발견된 최상의 결과는 NR을 사용하여 얻었지만, 불행히도, 모두 NR 혼합물을 사용하는 것은 혼합물이 압출되었을 때 직면하는 문제 때문에 불가능하게 되었다. NR 제품을 압출하는데 요구되는 온도는 매우 높았다. 실험들은 적당한 절충안 약 60% NR 및 약 40% E-SBR의 배합물(blend)이 얻어졌다는 것을 보여 주었다.

카본 블랙(CB)은 타이어 구성을 위한 표준 충전재(filler)이다. 상기 타이어에 대한 최상의 특성은 N300 시리즈로부터의 CB(ASTM 명명법; 약 65와 95mgl/gCB(ISO 1304/85) 사이의 로딘(lodine) 흡착, 약 70과 125ml/100gCB(ISO 4656/92) 사이의 DBP)가 혼합물에 대한 충전재로 사용되었을 때 얻어졌다는 것을 알았다. 실험을 통하여, CB의 양은 약 30과 80 phr 사이인 것이 바람직하였고, 약 50과 70 phr 사이가 더욱 더 바람직하였다. 본 발명에서, 약 60 phr의 CB N326을 포함하는 것이 가장 바람직하였다.

예를 들어, 방향성 폴리아미드 섬유를 갖는 레조르시놀-포름알데히드 수지인, 가교 결합 수지의 존재는 결과로 합성된 화합물에 유익한 효과가 있음이 공지되어 있다. 타이어 시험에 사용된 하나의 화합물인, 화합물 A의 상세한 배합(formulation)은 다음의 표 1에 설명되어져 있다.

표 1

화합물 "A"
성분	내용	phr	%
NR		30.0	14.45
E-SBR 1712	23% 결합된 스티렌	55.0	26.49
카본 블랙(N-300 시리즈)	N-300 시리즈	60.0	28.90
아연 산화물		8.00	3.85
크리스텍스(Crystex) OT 33	불용성 황 67%(기름 먹인)	5.25	2.53
시레즈(Cyrez) 963	헥사메톡시메틸멜라민 65% 실리카 지지	5.00	2.41
레조르시놀(Resorcinol) 80	80% 중합체 지지	1.88	0.91
DCBS	N,N'디시클로벤조티아졸설파미드 (N,N'dicyclobenzothiazolsulphamid)	1.50	0.72
6 PPD	파라페닐렌디아민 (Paraphenilendiamine)	2.00	0.96
Kevlar® 펄프	23% Kv, 77% NR 매스터배치	39.0	18.78
총합		207.63	100.0

표 1의 목록에서와 같이, 상기 화합물은 Kevlar® 펄프 39 phr(23% Kv, 77% NR)을 포함하는데, 이는 NR 30 phr 및 Kevlar® 섬유 9 phr이 있음을 의미한다.

이후, 화합물 A는 바람직하게 트레드 밴드와 소형 사이드월 화합물과 공압출되었다. 다른 이유들 중에서도 특히, 테스트될 타이어 내역에서 베이스 화합물 A에 필요한 두께가 캘린더링하기에는 너무 높기 때문에, 공압출이 바람직하였다. 덧붙여, 공압출은 실질적으로 원주 방향, 즉, 종래 타이어 구조의 0°나일론 코드와 동방향으로 섬유를 배향할 수 있게 하였다. 더욱이, 도 4 또는 도 5에 도시된 바와 같이, 화합물 A로부터 만들어진 층이 다양한 두께로 형성될 수 있게 하기 때문에 공압출이 바람직하였다. 예를 들어, 도 4에 도시되고 설명된 바와 같이, 단부(24, 26)의 두께(20, 22)는 중심부(18)의 두께(16)보다 약 33% 더 컸다.

소형 사이드월(28, 30)과 함께, 화합물 A의 공압출은 본 목적을 위해 특별히 설계된 금형(die)의 사용으로 달성되었다. 상기 금형의 하나 이상의 버전이 각각의 모양에 사용되어 화합물 A로 만들어진 층의 최종 형태를 만들도록 해야 한다.

상기 공압출 공정은 마스터 컨베이어의 속도를 통해 조절되었고 성형 온도는 120℃를 넘지 않도록 조절되었다. 또한 압출물의 치수는 테스트될 타이어의 지정 값 또는 범위에 대해 유지될 수 있도록 조절되었다. 화합물 A에서 섬유의 보강 작용 때문에, 상기 금형 밖으로 압출될 때 화합물 A가 팽창하지 않는다는 것이 발견되었다. 다시 말하면, 화합물 A는 일단 상기 압출성형기에서 떨어지면 필수적으로 동일한 치수를 계속 유지한다. 이 때문에, 상기 화합물의 점도는 최적화되어야 했다. 성형 장치는 다음의 특성을 가진 트리플렉스(triplex) 압출성형기를 사용하였다: (1) 상기 트레드 골격(body)에 대하여, 나사 직경은 150mm, (2) 상기 베이스 골격에 대하여, 나사 직경은 120mm, (3) 상기 소형 사이드월 골격에 대하여, 나사 직경은 90mm 였다. 가 골격의 배럴, 나사, 및 두부(head)는 상기 공정 중에 온도조절되었다.

일단 타이어가 상기한 바대로 혼합 및 성형단계에 따라 제작되었으면, 공기 타이어(175/65 R14 T)는 화합물 A로 만들어진 트레드 밴드 하부의 보강층을 갖도록 만들어졌다. 그후 결과로 만들어진 타이어로 실험이 실시되었고 본 발명의 구성의 효과를 평가하기 위해 다른 유사 타이어와 비교되었다.

첫 번째로, 종래의 타이어가 테스트되었다(타이어 Ⅰ). 두 번째로, 고무시트 및 하층이 화합물 A로 만들어진 엘라스토머 중간층으로 대체된 타이어(타이어 Ⅱ)가 테스트되었다. 세 번째로, 나일론 0°플라이가 제거된, 타이어 Ⅱ와 유사한 타이어(타이어 Ⅲ)가 테스트되었다. 제 3 실시예에서, 화합물 A의 두께는 하층의 두께보다 30%가 증가되었다. 제 3 실시예에서, 화합물 A의 두께 범위는 공압출된 반제품의 트레드, 소형 사이드월, 및 베이스 화합물 A의 전체 결합 두께의 17 % 와 27% 사이였다. 이 경우에서, 상기 하층은 약 2mm 두께였다. 네 번째이자 마지막으로, 타이어(타이어 Ⅳ)는 타이어 Ⅲ처럼 제작되었다. 이러한 네 번째 실시예에서, 화합물 A는 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따라서 형성되었다. 중심 트레드 지역에서의 화합물 A의 두께 범위는 타이어 Ⅲ와 동일하였다. 엘라스토머 중간층의 단부에서, 상기 단부는 화합물 A를 포함한 트레드의 공압출된 반제품의 전체 두께보다 25% 와 50% 사이로 더 두꺼웠다. 타이어 Ⅳ의 경우에서, 상기 하층은 중심부에서 2mm 두께였고 단부에서는 3mm 두께였다. 상기 네 개의 타이어는 이후 여러 가지 방법으로 테스트되었다.

첫 번째로, 고속 인테그리티 테스트(High Speed Integrity Test)가 실시되었다. 상기 테스트는 2m의 직경을 구비하며 394Kg인 하중을 갖고 2.5바(bar)인 공기압을 갖는 드럼상에서 회전하는 타이어에 대해 실시된다. 우리 테스트에서 T 속도 등급(T speed class)을 갖는 타이어에 대해, 상기 타이어는 190Km/h에서 60분간 회전되고 이후, 상기 타이어가 파열할 때까지 10분마다 10Km/h씩 속도를 증가시켰다.

모든 타이어가 인테그리티 테스트 한계(200Km/h에서 10분)를 통과할 수 있었다. 그러나, 타이어 Ⅲ의 경우, 상기 테스트는 다른 타이어보다 일찍 종결되었다(220Km/h에서 2분). 타이어 Ⅲ 테스트의 이른 종결은 나일론 0°플라이 없이, 베이스층 두께가 심지어 화합물 A로부터 만들어진 고도로 보강된 베이스를 갖는 다른 디자인보다 효율이 낮았다는 것을 나타낸다. 이것이 타이어 Ⅲ 디자인이 사용하기에 부적합하고, 다만 타이어 Ⅳ와 같은 다른 디자인만이 바람직했다는 것을 의미하는 것이 아니라는 것을 주목해야 한다. 모든 다른 타이어는 최소한 230Km/h에 달하였다. 이는 본 발명의 이점을 포함하고, 단부가 상기 베이스층 중심부보다 33% 더 두껍게 만들어진 타이어 Ⅳ가 바람직한 실시예였다는 것을 입증하였다. 다시 말해서, 본 발명의 엘라스토머 중간층을 포함한 타이어 Ⅳ는 타이어 성능 손실 없이 종래의 나일론 및 고무시트를 성공적으로 대신했다.

두 번째로, 구름 저항(Rolling Resistance:RR) 테스트가 타이어 Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ, 및 Ⅳ에 대하여 실시되었다. 상기 타이어에 화합물 A를 첨가함은, 심지어 그 효과 범위가 선택된 속도 및 구조의 함수로 변했지만, 모든 실시예에서 이로웠다고 결정되었다. 타이어 Ⅰ 및 Ⅱ는 중간 속도(<120Km/h)까지는 동일한 RR을 나타냈지만, 더 높은 속도에서는 타이어 Ⅱ가 더 작은 RR을 나타냈다. 타이어 Ⅰ 및 Ⅱ의 무게가 같았으므로, RR의 향상은 단지 화합물 A에만 의존하는 것으로 보여졌다. 타이어 Ⅲ 및 Ⅳ는 나일론 0°플라이를 포함하지 않았기 때문에 타이어 Ⅰ 및 Ⅱ보다 가벼웠고, 저속에서는 두 타이어 모두 낮은 RR을 나타냈다. 고속에서, 타이어 Ⅲ는 증가된 RR을 나타냈다. 타이어 Ⅲ보다 더 향상된 타이어 Ⅳ는 타이어 Ⅰ과 유사한 RR을 나타냈다. 이 경우에, 나일론 0°플라이 없이 화합물 A는 종래 타이어에 있는 대부분의 원래의 안정성을 유지할 수 있었다는 것을 알았지만, 상기 테스트는 화합물 A가 단부에서 더 두꺼워지는 구조적 변형에 의해 제공된 부가의 안정성으로 유용해졌다는 것을 보여주었다.

세 번째이자 마지막으로, 실외 테스트가 타이어 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, 및 Ⅳ를 사용하여 실시되었다. 이 테스트에서, 몇 가지의 구동 조건이 화합물 A의 효과 및 상기 새로운 구조를 입증하기 위해 평가되었다. 상기 테스트는 나일론 0°플라이가 제거될 때 잃은 특성을 회복하는데 도움을 주기 위해, 도 4에 도시된 바와 같이 변형된 화합물 A로 만들어진 층 형태가 바람직하다는 것을 입증하였다. 상기 구조에 관계없이, 드라이 핸들링 성능이 화합물 A가 타이어 구성에 포함되었던 각 실시예에서 향상되었다는 것을 알아냈다. 상기 향상은 적당했지만 현저했고, 특히 타이어 Ⅳ에서 두드러졌다. 이러한 결론은 또한 소프트 핸들링 조건에서도 입증되었다. 안락감 테스트는 타이어 Ⅱ에서만 향상이 보였지만, 타이어 Ⅲ, 및 Ⅳ와 뚜렷한 차이는 관찰되지 않았으며, 이것은 화합물 A로부터 만들어진 엘라스토머 중간층의 포함이 성능 손실 없이 종래 타이어의 나일론층과 고무시트를 성공적으로 대신하였다는 결론을 다시금 뒷받침한다. 본 발명은 타이어에게 나일론 0°플라이 제거를 보상하는 새로운 구성을 제공한다. 또한, 본 발명은 제조에 있어서는 더 쉬우면서도 나일론 0°플라이가 제공하는 핸들링 특성을 잃지 않는 더 가벼운 타이어의 구성을 가능하게 한다.

표 3

175/65 R14 T 유형의 타이어에 대한 테스트 결과
	타이어 Ι	타이어 Ⅱ	타이어 Ⅲ	타이어 Ⅳ
			-Ny 0˚	-Ny 0˚
	NP	＋Kv	＋Kv	＋Kv var.thick
소프트 핸들링	5.1	6	5.4	5.6
드라이 핸들링	5.8	6	6	6.5
쾌적성	5.3	5.8	5.3	5.1
구름 저항(80km/hr)	9.25	9.25	8.93	8.92
구름 저항(160km/hr)	11.78	11.33	12.39	12.0
시간(속도)	1'(240Km/hr)	6'(230Km/hr)	2'(220Km/hr)	10'(220Km/hr)

표 3에서, "-Ny 0°"는 상기 나일론층이 빠진 것을 의미하고, "NP"는 본 명세서 첫머리에 개시하였던 종래 타이어를 말하며, "＋Kv"는 Kevlar® 펄프가 첨가된 것을 의미하고, "＋Kv var.thick"은 Kevlar® 펄프가 첨가되었고 그 층이 가변 두께를 가진 것을, 그리고 "1'(240km/hr)"는 240km/hr 속도에서 1'후에 타이어가 "파괴됨"을 의미한다.

부가적인 이점 및 변형은 당업계의 당업자들이 쉽게 생각할 수 있을 것이다. 그러므로, 더 넓은 측면에서 본 발명은 특정한 상세한 설명, 대표적인 장치, 및 도시되고 설명된 실시예에 국한되지 않는다. 따라서, 변형은 이러한 첨부된 청구항 및 그 균등물에 의해 한정된 발명의 개념의 정신 또는 범위로부터 벗어나지 않고 그러한 상세한 설명으로부터 변경될 수도 있다.

상기 내용에 포함되어 있음.

Claims (26)

1. 레이디얼 카커스와, 지면과 접촉되도록 표면에 홈들이 제공되며 상기 카커스 레이디얼 외측 표면에 위치되는 트레드 밴드와, 휠 림상에 타이어를 고정시키기 위한 비드와 사이드월, 그리고 상기 트레드 밴드와 상기 카커스 사이에 벨트 구조체, 상기 벨트 구조체와 상기 트레드 밴드 사이에 섬유 보강 엘라스토머 중간층을 구비하는 차륜용 공기 타이어에 있어서, 상기 섬유 보강 엘라스토머 중간층은, 단면에서 중심부 보다도 더 두꺼운 양쪽 단부를 가지며, 상기 양쪽 단부는 모두 상기 중심부보다도 25% ~ 75% 더 두꺼운 것을 특징으로 하는 차륜용 공기 타이어.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 섬유 보강 엘라스토머 중간층은 화합물 재료 및 보강단 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 차륜용 공기 타이어.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 보강단 섬유는 아라미드 중합체를 포함하는 것을 특징으로 하는 차륜용 공기 타이어.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 보강 단섬유는 타이어의 적도면에 대해서 0°의 각도로 배향되는 것을 특징으로 하는 차륜용 공기 타이어.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 화합물 재료는 천연 고무, 이소프렌 고무, 유화 중합된 스티렌 부타디엔 고무, 용액 중합 스티렌 부타디엔 고무, 및 부타디엔 고무중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 차륜용 공기 타이어.
6. 제 2 항에 있어서,

   상기 화합물 재료에서 보강 단섬유의 농도는 5 ~ 15 phr 범위인 것을 특징으로 하는 차륜용 공기 타이어.
7. 제 2 항에 있어서,

   상기 화합물 재료에서 보강 단섬유의 농도는 7 ~ 11 phr 범위인 것을 특징으로 하는 차륜용 공기 타이어.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 섬유 보강 엘라스토머 중간층은 상기 트레드 밴드 내에 포함되는 것을 특징으로 하는 차륜용 공기 타이어.
9. 제 2 항에 있어서,

   상기 화합물 재료는 50% 이상의 천연 고무를 포함하는 것을 특징으로 하는 차륜용 공기 타이어.
10. 제 2 항에 있어서,

    상기 화합물 재료는 20 ~ 80 phr 범위의 농도의 카본 블랙을 포함하는 것을 특징으로 하는 차륜용 공기 타이어.
11. 제 1 항에 있어서,

    상기 섬유 보강 엘라스토머 중간층은 1mm 이상의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 차륜용 공기 타이어.
12. 제 1 항에 있어서,

    상기 섬유 보강 엘라스토머 중간층은 1.5mm ~ 3mm 범위의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 차륜용 공기 타이어.
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15. 제 1 항에 있어서,

    상기 양쪽 단부는 둘 다 상기 중심부보다 33% 더 두꺼운 것을 특징으로 하는 차륜용 공기 타이어.
16. 제 1 항에 있어서,

    상기 섬유 보강 엘라스토머 중간층의 양쪽 단부 각각은 상기 섬유 보강 엘라스토머 중간층의 폭의 2/7을 점유하고 상기 섬유 보강 엘라스토머 중간층의 중심부는 상기 폭의 나머지 3/7을 점유하도록 하는 것을 특징으로 하는 차륜용 공기 타이어.
17. 제 1 항에 있어서,

    상기 벨트 구조체는, 서로 교차하고 타이어의 적도면에 대해 둘 다 0도보다 큰 각도를 이루는 코드를 포함하는 고무처리 직물로 이루어진 적어도 하나의 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 차륜용 공기 타이어.
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19. 제 1 항에 있어서,

    상기 타이어는 고무 시트, 0도 층 및 하층(下層)을 포함하는 군으로부터 선택된 하나 이상의 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 차륜용 공기 타이어.
20. 제 1 항에 있어서,

    상기 섬유 보강된 엘라스토머 중간층은 상기 벨트 구조체 및 상기 트레드 밴드 사이에 놓인 유일한 층인 것을 특징으로 하는 차륜용 공기 타이어.
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25. 제 1 항에 있어서,

    상기 섬유 보강 엘라스토머 중간층은 가교 결합 수지를 구비하여 이루어 짐을 특징으로 하는 차륜용 공기 타이어.
26. 제 25 항에 있어서,

    상기 가교 결합 수지는 레조르시놀-포름알데히드 수지임을 특징으로 하는 차륜용 공기 타이어.

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