KR100912329B1 - 타이어 보강용 복합코드 및 이를 이용한 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 1ⅹn(n=2~6), 2+m(m=1~6) 구조의 복합 스틸코드에 있어서, 상기 복합 스틸코드가 하나 이상의 유기 섬유 필라멘트를 포함하는 타이어 보강용 복합 스틸코드 및 이를 이용한 레디얼 타이어에 관한 것으로, 본 발명에 의한 복합 스틸코드는 금속필라멘트에 비해 상대적으로 가벼운 유기섬유 필라멘트를 사용하여 저연비를 달성하고, 또한 유기 섬유 필라멘트에 의한 신율 및 고무 침투성을 향상시켰다.

복합 스틸코드, 유기섬유 필라멘트, 금속 필라멘트, 고무침투성, 프렛팅마모

Description

타이어 보강용 복합코드 및 이를 이용한 타이어{Complicated code for tire and tire using the same}

본 발명은 타이어 보강용 복합코드 및 이를 이용한 레디얼 타이어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 1ⅹn(n=2~6), 2+m(m=1~6) 구조의 복합 스틸코드에 있어서, 상기 복합 스틸코드가 하나 이상의 유기 섬유 필라멘트와 하나 이상의 금속 필라멘트를 포함하는 타이어 보강용 복합코드 및 이를 이용한 레디얼 타이어에 관한 것이다.

현재 타이어에 사용되고 있는 스틸코드는 여러 가닥의 금속필라멘트를 연선하여 그 위에 고무층을 피복하여 제조되는데, 일반적으로 탄소함량이 0.7 ~ 1.0 중량%인 탄소강을 재질로 하는 선경 0.1 mm 내지 0.4 mm인 선재에 0.1 내지 0.4 ㎛ 두께의 구리, 아연, 니켈, 코발트, 주석 중에서 선택된 1 내지 4개의 원소를 합금 도금한 후 이와 같은 선재를 용도에 따라, 다양한 구조(1×3, 1×4, 2+2, 2+7, 3+6, 3+9+15 등)로 꼬아 만든 것으로 강도, 모듈러스, 내열성, 내피로성이 다른 종 류의 무기섬유 및 유기섬유에 비하여 우수하여 타이어, 콘베이어 벨트 등의 고무제품 보강용으로 사용되고 있다.

통상적인 스틸코드의 구조는 단순히 2~3 가닥의 필라멘트를 서로 꼬아서 심선코드를 제조하고 그 위에 4~10 가닥의 필라멘트를 서로 꼬아서 측선 코드를 제조한 2층( 심선코드 + 측선코드 ) 구조로 트럭 및 버스 등 중 하중용 타이어의 벨트부 및 카카스부를 보강하는 용도로 광범위하게 사용되고 있다. 이상과 같이 스틸코드는 타이어 등에 보강재로 사용되는 관계로 이종물질인 고무와의 접착이 우수하여야 하며, 자동차 주행중 형성되는 가혹한 환경하에서도 내구성이 우수하여야 하는 관계로 이러한 내구성을 향상시키기 위하여 많은 노력을 기울여 왔다. 현재 통상적으로 타이어에 사용되고 있는 스틸코드는 여러 가닥의 금속필라멘트를 연선하여 그 위에 고무층을 피복하여 제조되며, 상기 스틸코드는 고무층과의 접착력 도모를 위해 선재 표면 위에 황동 도금층을 형성한다.

일반적으로 사용되고 있는 구조는 1ⅹ2, 1ⅹ3, 2+1 및 2+2 구조인데 최근에 타이어 경량화를 통한 저연비 타이어를 위해 고강도 스틸코드를 사용 및 개발하고 있으나, 그 한계에 다다랐다. 또한 구조 단순화 즉 필라멘트 수 감소로 인해 고무와의 접착력이 저하로 인한 내구성에 저하가 우려된다.

한편, 대한민국 출원공개 제2000-0074367에서는 모노 필라멘트로 이루어진 스틸 코드를 제시하였으나, 모노 필라멘트에 접착력 및 신율을 증가를 위해 형부를 주고 있으나, 그 효과는 미비하다고 판단된다.

상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 하나의 목적은 타이어 경량화를 실현하고, 스틸코드의 구조적 신율 및 인장강도를 높이기 위한 타이어 보강용 복합 스틸코드 및 이를 이용한 레디얼 타이어를 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은

1ⅹn(n=2~6), 2+m(m=1~6) 구조의 복합 스틸코드로서. 상기 복합 스틸코드가 하나 이상의 유기 섬유 필라멘트와 하나 이상의 금속 필라멘트를 포함하는 타이어 보강용 복합 스틸코드에 관계한다.

다른 양상에서 본 발명은 상기 복합스틸 코드가 카카스부, 체파부 및 벨트부 중 하나 이상에 사용된 공기입 레디얼 타이어에 관계한다.

본 발명의 의한 복합 스틸코드는 금속필라멘트에 비해 상대적으로 가벼운 유기섬유 필라멘트를 사용하여 저연비를 달성하고, 또한 유기 섬유 필라멘트에 의한 신율 및 고무 침투성을 향상시켰다.

본 발명의 타이어 보강용 복합 스틸코드는 1ⅹn(n=2~6), 2+m(m=1~6) 구조의 복합 스틸코드로서. 상기 복합 스틸코드가 하나 이상의 유기 섬유 필라멘트와 하나 이상의 금속 필라멘트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서 첨부도면을 참고하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 유기 섬유 필라멘트를 포함하는 복합 스틸코드를 나타내는 단면도로서 이를 참조하면, 본 발명에 따른 스틸 코드는 2개의 금속필라멘트(1)와 1개의 유기 섬유 필라멘트(2)가 1ⅹ3의 구조로 꼬여 있다.

본 발명의 복합 스틸코드는 1ⅹn(n=2~6), 2+m(m=1~6) 구조에서 1개 이상의 금속필라멘트를 유기섬유로 대체하여 제조될 수 있다

본 발명의 복합 스틸코드는 1개의 금속필라멘트에 1개의 유기섬유 모노필라멘트를 가지고 연선을 하여 제조될 수 있다.

또한, 본 발명의 복합 스틸코드는 1ⅹ3, 2+1 구조에서 기존 3개의 금속필라멘트로 이루어진 스틸코드에서 1개 내지 2개의 금속필라멘트를 유기섬유로 대체하여 제조될 수 있다.

종래 모노필라멘트 코드의 경우 금속필라멘트 1개로 구성된 스틸코드로서, 단지 기계적 신율만 가지고 있어 피로성능, 충격성에 매우 취약하였으나, 상기 유기섬유 모노 필라멘트를 포함하는 본 발명의 복합 스틸코드는 구조적 신율 및 인장강도에서 매우 우수하고, 단위 길이당 무게가 상대적으로 작기 때문에 스틸코드 무게감소를 통한 타이어 경량화, 연비향상 효과를 나타낸다.

유기섬유 필라멘트가 포함된 복합코드는 금속필라멘트만 구성된 스틸코드에 비해 상대적으로 고무 조성물이 복합코드 내부로 침투하기 쉬워 프렛팅을 감소시키고 및 타이어 내부에 침투된 수분, 염분 등에 의해 잘 부식되지 않아 타이어 내구성이 향상된다.

본 발명의 복합 스틸코드에서 상기 유기 섬유 필라멘트는 1개 이상 사용될 수 있다.

상기 유기섬유 필라멘트는 나이론-6. 나이론-66, 폴리에스터, 레이온, 케블러, 아라미드, 유리섬유로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 모노 필라멘트 또는 멀티필라멘트일 수 있다.

상기 유기 섬유 필라멘트는 심선의 역할을 할 수 있는 것으로서, 금속 필라멘트를 대체할 수 있을 정도의 강도 및 신율을 갖는 것이어야 한다.

상기 유기섬유 필라멘트는 200 내지 800데니아 인 것을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 금속필라멘트는 스틸코드에 통상적으로 사용되는 것을 사용할 수 있고, 바람직하게는 탄소함량이 0.7~1.0 중량 %로 이루어진 탄소강 또는 스테인레스강이 될 수 있다.

상기 금속 필라멘트 직경(d1) 및 유기섬유 필라멘트 직경(d2)이 0.2~0.8mm인 것이 좋고, 0.2 내지 0.5mm인 것이 더욱 바람직하다.

유기섬유와 금속 필라멘트의 직경이 같은 것이 바람직하지만, 조건에 따라 다른 직경을 사용할 수 있다.

상기 유기섬유 및 금속 필라멘트의 꼬임 주기가 4~40mm인 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 따른 복합 스틸코드는 공기입 레디얼 타이어의 카카스 부, 벨트부 및 체파부 중 하나 이상의 보강용 스틸 코드로 이용될 수 있다.

이하에서는 구체적인 실시예와 비교예를 들어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 다만, 이는 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

탄소함량이 0.8중량%인 2개의 금속필라멘트와 1개의 아라미드(350데니아/2, 150 turn per meter)로 이루어졌으며, 꼬임 길이는 16mm하여 코드를 제조하였다.

실시예 2

탄소함량이 0.92중량%인 2개의 금속필라멘트와 1개의 아라미드(350데니아/2, 150 turn per meter)로 이루어졌으며, 꼬임 길이는16mm하여 코드를 제조하였다.

비교예

탄소함량이 0.82중량%인 3개의 금속필라멘트로 이루어졌으며, 꼬임길이는16mm하여 코드를 제조하였다.

상기 표1에 나타낸 물성값은 비교예 대비 퍼센트값으로 변환하여 나타낸 것이다.

[물성 측정 방법]

* 절단 강력은 신율은 ASTM D 2969에 의해 측정하였다.

* 노화접착력은 실시예의 스틸코드를 함유한 고무조성물을 염수에 3 주동안 침수시킨 후, ASTM D 2229에 의해 측정하였다.

* 초기 고무접착력은 150℃x30min 가류 조건에서 Instron사의 ASTM D2229-99에 의해 측정하였다.

상기 표 1에 의하면, 실시예 1 및 2는 비교예 대비 단위중량(g/m)이 약 29% 정도 감소하고, 절단 강력은 약 6% 작아지며, 초기 및 노화 접착력의 경우 약 10% 정도 양호해지는 것을 알 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 유기 섬유 필라멘트를 포함하는 복합 스틸코드를 나타내는 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>　

1 : 금속 필라멘트 2 : 유기섬유 필라멘트

d1 : 금속 필라멘트 직경 d2 : 유기 섬유 필라멘트 직경

Claims (6)

1ⅹn(n=2~6), 2+m(m=1~6) 구조의 복합 스틸코드에 있어서, 상기 복합 스틸코드가 하나 이상의 유기 섬유 필라멘트와 하나 이상의 금속 필라멘트를 포함하고,

상기 유기섬유 및 금속 필라멘트의 꼬임주기가 4~40mm인 것을 특징으로 하는 타이어 보강용 복합 스틸코드.

제 1항에 있어서, 상기 유기섬유 필라멘트는 나이론-6. 나이론-66, 폴리에스터, 레이온, 케블러, 아라미드, 유리섬유로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 모노필라멘트 또는 멀티필라멘트인 것을 특징으로 하는 타이어 보강용 복합 스틸코드.

제 1항에 있어서, 상기 금속 필라멘트 직경(d1) 및 유기섬유 필라멘트 직경(d2)이 0.2~0.8mm인 것을 특징으로 하는 타이어 보강용 복합 스틸코드.

삭제

제 1항에 있어서, 상기 유기섬유 필라멘트는 200 내지 800데니아 인 것을 특징으로 하는 타이어 보강용 복합 스틸코드.

제 1항 내지 제3항 및 제 5항 중 어느 한 항에 의해 제조된 복합스틸 코드가 카카스부, 체파부 및 벨트부 중 하나 이상에 사용된 것을 특징으로 하는 공기입 레디얼 타이어.

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