KR100726104B1 - 2개의 고무 혼합물 사이에 접합부를 갖는 고무 제품 - Google Patents

2개의 고무 혼합물 사이에 접합부를 갖는 고무 제품 Download PDF

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Abstract

구성 및 특성이 서로 다른 적어도 2개 이상의 고무 혼합물(A 및 B)로 구성되며, 상기 2개의 혼합물(A 및 B)은 겹치기 이음부(J)를 갖는다. 상기 2개의 혼합물(A 및 B) 중 적어도 하나의 엣지들 중 적어도 하나는 진동 트레이스 라인을 구비한 단부를 갖는다. 상기 고무 제품은 적합하게는 타이어이다.
고무 혼합물, 겹치기 이음부, 가황 고무 제품, 엣지, 진동 트레이스 라인

Description

2개의 고무 혼합물 사이에 접합부를 갖는 고무 제품{Rubber article with junction of two rubber mixture compositions}
본 발명은 다른 구성과 특성을 가지며, 중간에 겹치기 이음부(lap joint)를 갖는 적어도 2개의 가황 혼합물로 구성된 고무 제품에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 다양한 성분의 혼합물들이, 혼합물 중 한쪽의 엣지가 다른쪽 혼합물 위에 겹쳐지는 방식으로 결합되는 타이어에 관한 것이다.
상술된 바와 같은 혼합물 사이의 접합부는, (인장 응력, 압축 응력 또는 전단 응력에 관계없이) 응력에 노출될 때, 특히 대상 제품의 취약부를 형성하며, 이 경우 제품의 수명은 접합부의 파괴로 인해 크게 제약을 받게 되고, 이와 같은 파괴는 접합력 감퇴나 또는 상기 접합 위치에서의 응력 집중, 또는 일부 접합부의 경우 외부의 충격에 의해 발생한다.
본 발명의 목적은, 고무 혼합물들 사이에 접합부를 형성하여 공지된 파괴의 원인들에 의한 영향을 덜 받도록 함으로써, 대상 제품의 수명을 개선하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 가황 고무 제품은 다른 구성과 특성을 갖는 2개 이상의 고무 혼합물로 구성되며, 상기 2개의 혼합물 사이에서는 겹치기 이음이 수행되고, 여기서 상기 2개의 혼합물 중 적어도 한쪽의 엣지들 중 적어도 하나는 단부를 가지며, 상기 단부의 트레이스 라인(trace-line)은 운동, 즉 진동 트레이스 라인과 유사한 형상을 갖는다.
적합하게도 해당 혼합물의 엣지 두께는, 적어도 예정된 트레이스 라인 진폭과 일치하는 폭에 걸쳐, 일정하다: 상기 두께는 어떠한 상황에서도 비가황 상태에서는 2㎜ 이하의 두께를 가짐으로써, 그 결과 최종 제품의 주형화 및 가황화는 상기 2개의 혼합물의 접합시 발생하는 불규칙한 면을 제거한다.
어떠한 트레이스 라인도 좋으나(고정 또는 비고정 진동 트레이스 라인), 적합한 트레이스 라인으로는 고조파 진동(harmonic oscillation)의 사인 곡선형 트레이스 라인 및 (반 주기에 대응하는 라인이 반원인) 원형 트레이스 라인을 들 수 있다.
총안(crenellated) 또는 톱니 형상의 엣지의 적합한 적용은 타이어를 구성하는 2개의 고무 혼합물을 결합하는 것과 관련되며, 그와 같은 결합은 상기 타이어의 외벽상에 형성되든지 또는 전체적으로 내부에 형성되든지 관계없다. 그와 같은 적용은 상기 타이어의 측벽상에서 트레드용으로 사용된 혼합물과 측벽용으로 사용된 혼합물 사이의 접합부의 경우 특히 장점을 갖는다.
진동 트레이스 라인은 진폭과 파장에 의해 특징지어질 수 있다. 정점과 정점 사이를 측정한 진폭은 변수와는 관계없이 타이어에 적용할 경우 3㎜ 내지 15㎜ 사이가 적합하다. 파장에 대하여는, 적도면에서 측정된 타이어의 원주 신장부(원주 방향 길이)의 0.1% 내지 2% 사이가 적합하다.
본 발명의 특징 및 장점은 비 제한적으로 예시된 실시예를 설명하는 도면과 관련하여 상세한 설명을 참고로 이하에 더욱 상세히 설명한다.
도 1a 및 도 1b는 각각 단면도 및 평면도로 도시된 2개의 고무 혼합물 사이의 접합부에 대한 제 1 변형을 개략적으로 도시한 도면.
도 2a 및 도 2b는 각각 단면도 및 평면도로 도시된 여행용 차량 타이어에 있어서 트레드 혼합물과 측벽 혼합물 사이의 접합부를 도시한 도면.
도 3a 내지 도 3c는 타이어의 비이드 와이어 위의 유사 삼각형 단면의 상부 엣지와 상기 타이어의 카커스 플라이 라인에 사용된 혼합물 사이의 내부 접합부를 나타내는 도면.
단면도로 도시된 가황 고무 플레이트(도 1a)는 구성 및 그에 따른 특성이 서로 다른 2개의 고무 혼합물(A 및 B)로 구성된다. 비가황 상태인 상기 2개의 혼합물은 캘린더 로울(calendering roll)의 롤러들 사이를 관통하거나 또는 압출기의 블레이드 안으로 관통함으로써 성형되며, 각 단면의 엣지들은 두께(e)로 형성되며, 최대 두께로부터 2㎜ 이하, 실예로는 0.6㎜까지 규칙적으로 감소하는 부분과 상기 단면의 엣지까지 일정하게 유지되는 나머지 부분으로 구성된다. 상기 2개의 혼합물 사이의 접합부는 2개의 경사 엣지와, 7㎜의 폭(l) 및 일정한 두께를 갖는 설상부(tongue) 형상으로 형성된다. 상기 설상부는 물결 형상을 가지며(도 1b), 그 결과, 각각의 혼합물의 엣지의 단부는 정점과 정점 사이에 5㎜의 진폭(a)과 10㎜의 파장(λ)을 갖는 사인 곡선형 트레이스 라인을 갖는다.
도 2a 및 도 2b는 상술된 원리를 적합하게 적용한 예에 관한 것이며, 사이즈가 175/70.R.13인 타이어에서 그 단면의 상부를 부분적으로 도시한다. 상기 타이어는 크라운 보강재(2)가 방사상으로 적층된 방사상 카커스 보강재(1)를 포함하며, 상기 크라운 보강재(2)는 하나의 플라이로부터 다음 플라이로 교차하는 금속 케이블로 제조된 2개의 플라이로 구성되고, 원주 방향으로 22°의 각도를 형성한다. 상기 크라운 보강재(2)의 엣지는 단면부(3)에 의해 카커스 보강재(1)에 결합된다. 트레드(4)는 상기 보강재(2)를 방사상으로 커버하며, 측벽 고무(5)에 연결된다. 상기 트레드(4)와 측벽 고무(5) 사이의 접합부는, 상기 트레드의 엣지에 의해, 두께가 지점(point; C)까지 감소하는 부위(4')와 상기 타이어 외벽상의 지점들(C 및 D) 사이에서 0.6㎜의 일정한 두께를 갖는 부위(4'') 또는 설상부로 형성된다. 상기 설상부(4'')는 도 2b에 단면도로 도시되어 있다: 그의 단부에서 진동 트레이스 라인은 중심축(X-X')의 양 측부상에 라운딩된 정점을 갖는 연속적인 삼각형들로 형성된다. 상기 진폭(a)은 5㎜이고 파장(λ)은 10㎜이며, 여기서 파장의 경우는 적도면(Z-Z')에서 측정된 타이어의 원주 신장부의 0.55%를 나타낸다.
마지막 예로서, 도 3a 내지 도 3c는 타이어의 내부 접합부, 특히, 상기 카커스 보강재(1)의 고정 비이드 와이어(6) 위로 방사상 위치된 고무 혼합물의 단부(7)의 방사상 최상 지점과, 한편으로는 상기 카커스 보강재(1)의 케이블을 커버하는 고무 혼합물층(플라이 라이닝)과의 사이 및 다른 한편으로는 상기 지점 외측에 축상 위치한 고무 혼합물과의 사이의 접합부에 관한 것이다. 상술된 바와 같이, 상기 단부(7)는 두께가 감소하는 부위와, 0.5㎜의 일정한 두께 및 5㎜의 폭을 갖는 부위(EF)를 갖는 엣지를 포함한다. 상기 부위(EF)는 도 3b에 도시된 바와 같이 주기적인 트레이스 라인이 반원 형상을 나타내는 단부를 가지며, 3.0㎜의 진폭(a)과 6.0㎜의 파장(λ)을 갖는다. 상기 트레이스 라인은 또한 도 3c에 도시된 바와 같이 주기적인 사다리꼴 형상의 트레이스로 될 수 있으며, 이 경우도 동일한 값의 진폭과 파장을 가지며, 혼합물들 사이에 접합부를 형성하지 않는다.
트레드와 측벽 고무 사이에 직선 엣지를 갖는 접합부를 구비하는 타이어와 상술된 바와 같은 접합부와 관련된 설명에 따라 주기적인 트레이스 라인을 갖는 동일한 혼합물들 사이에 접합부를 갖는 타이어 사이의 비교 실험을 통해, 외견상으로 어떠한 저하 현상이 나타나기 전에, 과부하 환경에서 회전시키거나 또한 오존(ozonated) 환경에서 회전시킬 때, 상기 후자의 본 발명에 따른 타이어가 상기 전자의 트레드와 측벽 고무 사이에 직선 트레이스 라인을 갖는 접합부를 형성하는 타이어에 비해 2배 상당의 커버 길이를 갖는 방식으로 설계되므로, 본 발명에 따른 방법이 매우 우수함을 알 수 있다. 마찬가지로, 상기 비이드 와이어 위의 단부와 카커스 보강재의 라이닝 사이의 타이어 하부에 사용되는 본 발명에 따른 접합부는, 구성적 관점에서, 관습적으로 사용되는 라이닝 혼합물과의 접합 상용성이 매우 열악한 혼합물을 단부(7)에 사용할 수 있다.

Claims (6)

  1. 구성 및 특성이 서로 다른 적어도 2개의 고무 혼합물로 구성된 가황 고무로 제조된 타이어로서,
    상기 2개의 혼합물은 겹치기 이음부(lap joint)를 형성하며, 상기 2개의 혼합물 중 적어도 한쪽의 엣지들 중 적어도 하나의 엣지는 상기 2개의 혼합물 중 다른쪽의 대응하는 엣지 위로 겹쳐지며 상기 이음부의 평면에 진동 트레이스 라인(oscillatory trace-line)을 구비한 단부를 가지며,
    상기 적어도 하나의 엣지의 두께는 상기 2개의 혼합물 중 적어도 하나의 최대 두께에 비해 감소되고,
    상기 진동 트레이스 라인은 상기 적어도 하나의 엣지의 전체 두께에 걸쳐 연장하며,
    상기 적어도 하나의 엣지의 두께는 상기 진동 트레이스 라인의 진폭에 걸쳐 일정하게 형성되는 타이어.
  2. 복수의 가황 고무 혼합물로 제조된 타이어로서,
    2개의 혼합물 사이의 적어도 하나의 겹치기 이음부는 상기 혼합물들 중 하나의 엣지를 다른 혼합물 위에 겹침으로써 형성되며,
    상기 엣지는 상기 이음부의 평면에 진동 트레이스 라인을 구비한 단부를 가지며, 그의 두께는 상기 하나의 혼합물의 최대 두께에 비해 감소되며,
    상기 진동 트레이스 라인은 상기 엣지의 전체 두께에 걸쳐 연장하며,
    상기 엣지의 두께는 상기 진동 트레이스 라인의 진폭에 걸쳐 일정하게 형성되는 타이어.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 하나의 엣지는 다른 혼합물의 엣지와 겹치며, 상기 하나의 엣지 또는 상기 엣지들 모두는 진동 트레이스 라인을 구비한 단부를 갖는 타이어.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 2개의 혼합물은 상기 타이어의 트레드를 위한 혼합물과 상기 타이어의 측벽을 위한 혼합물을 포함하며, 상기 2개의 혼합물들은 상기 타이어의 외벽상에 형성되는 접합부를 갖는 타이어.
  5. 복수의 가황 고무 혼합물로 제조된 타이어로서,
    2개의 혼합물 사이의 적어도 하나의 겹치기 이음부는 상기 혼합물들 중 하나의 엣지를 다른 혼합물 위에 겹침으로써 형성되며,
    상기 하나의 엣지는 다른 혼합물의 엣지와 겹치며, 상기 하나의 엣지 또는 상기 엣지들 모두는 진동 트레이스 라인을 구비한 단부를 가지며,
    상기 2개의 혼합물은 상기 타이어의 트레드를 위한 혼합물과 상기 타이어의 측벽을 위한 혼합물을 포함하며, 상기 2개의 혼합물들은 상기 타이어의 외벽상에 형성되는 접합부를 가지며,
    상기 접합부에서, 상기 트레드의 엣지는 2㎜ 이하의 일정한 두께의 부위로 연장되는 두께 감소 부위를 가지며, 상기 일정한 두께의 부위는 진동 트레이스 라인에서 종결되는 타이어.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 트레이스 라인은 3㎜ 내지 15㎜ 사이의 진폭, 및 적도면에서 측정된 타이어의 원주 신장부의 0.1% 내지 2% 사이의 파장을 갖는 타이어.
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