KR101034440B1

KR101034440B1 - Pneumatic Tire for Automobiles

Info

Publication number: KR101034440B1
Application number: KR1020030052974A
Authority: KR
Inventors: 장윤호; 한용식
Original assignee: 한국타이어 주식회사
Priority date: 2003-07-31
Filing date: 2003-07-31
Publication date: 2011-05-12
Also published as: KR20050014372A

Abstract

본 발명은 자동차용 공기입 타이어에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저하중에서는 낮은 모듈러스를 나타내고, 고하중에서는 높은 모듈러스를 나타내는 이중 모듈러스 코드를 체이퍼에 사용함으로써 내구성이 향상된 타이어에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pneumatic tire for automobiles, and more particularly, to a tire having improved durability by using a double modulus cord having a low modulus at low loads and a high modulus at high loads.

공기입 타이어, 비드부, 체이퍼, 내구성, 내피로성, 이중 모듈러스Pneumatic Tire, Bead Section, Chaper, Durable, Fatigue Resistance, Double Modulus

Description

Pneumatic Tire for Automobiles

도 1는 TBR(Truck Bus Radial) 비드부 구조를 나타내는 분해 사시도이다.1 is an exploded perspective view showing the structure of a truck bus radial (TBR) bead part.

도 2는 TBB(Truck Bus Bias) 비드부 구조를 나타내는 분해 사시도이다.2 is an exploded perspective view showing the structure of a TBB (Truck Bus Bias) bead part.

도 3은 실시예에서 제조된 이중 모듈러스 코드의 인장시험 결과를 나타내는 그래프이다.
Figure 3 is a graph showing the tensile test results of the double modulus cord prepared in Example.

본 발명은 자동차용 공기입 타이어에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저하중에서는 낮은 모듈러스를 나타내고 고하중에서는 높은 모듈러스를 나타내는 이중 모듈러스 코드를 체이퍼(chafer)에 사용함으로써 내구성이 향상된 타이어에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pneumatic tire for automobiles, and more particularly to a tire having improved durability by using a double modulus cord for a chafer, which exhibits low modulus at low load and high modulus at high load.

비드부는 타이어를 휠에 고정시켜 차량으로부터의 구동, 제동, 조향력을 타이어에 전달하여 차량의 구동, 제동, 조향이 원활히 이루어질 수 있도록 하는 역할을 한다. 비드부는 비드 코어, 비드 필러, 체이퍼, 림 쿠션 등으로 이루어지며(도 1 및 도 2 참조), 이들 중에서 체이퍼는 림으로부터 타이어로 전해지는 힘이 비드부의 특정한 한 부위에 집중되는 것을 방지하는, 즉 비드부 응력을 분산시켜 비드부 내구 성능을 향상시키기 위한 목적으로 타이어에 적용되며, 주로 중하중용 트럭, 버스용 타이어에서 그 역할이 더욱 중요하다고 할 수 있다.The bead part fixes the tire to the wheel and transmits driving, braking, and steering force from the vehicle to the tire so that the driving, braking, and steering of the vehicle can be performed smoothly. The bead portion consists of a bead core, bead filler, chafer, rim cushion and the like (see FIGS. 1 and 2), among which the chaper prevents the force transmitted from the rim to the tire from concentrating on a particular portion of the bead portion. That is, it is applied to the tire for the purpose of improving the bead endurance performance by dispersing the bead stress, the role is mainly important in the heavy-duty truck, bus tires.

현재, 트럭, 버스용 타이어에서 일반적으로 사용되고 있는 체이퍼의 소재는 나일론이며, 나일론은 코드 특성상 낮은 모듈러스로 인해 응력을 분산시키는 역할에 크게 기여하기가 곤란하다. 응력 분산효과를 높이기 위한 방법으로 고모듈러스의 코드를 사용하는 방법이 있는데, 현재 일반적으로 상용화된 고모듈러스 코드인 아라미드, PEN(poly(2,3-ethylene naphthalate)의 경우, 응력 분산 측면에서는 우수한 효과를 나타내지만, 내피로 성능이 취약하여 지속적인 주행 피로에서의 물성 저하로 일정 기간 이상 사용시 응력 분산의 효과가 크게 감소하는 단점이 있어서 타이어 체이퍼의 용도로 사용하기에는 많은 제약을 받아왔다.Currently, the material of the chaper generally used in truck and bus tires is nylon, and it is difficult to contribute significantly to the role of dispersing stress due to the low modulus in the cord characteristics. In order to enhance the stress dispersion effect, there is a method using a high modulus code. Currently, the commercially available high modulus code, aramid and PEN (poly (2,3-ethylene naphthalate)), has an excellent effect in terms of stress dispersion. However, due to its weak fatigue performance, there is a disadvantage that the effect of stress dispersion is greatly reduced when used for a certain period of time due to a decrease in physical properties at constant driving fatigue, and thus has been restricted to use as a tire chaper.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명자들은 저하중에서는 낮은 모듈러스를 나타내고 고하중에서는 높은 모듈러스를 나타내는 이중 모듈러스 코드를 체이퍼에 사용하는 경우, 고하중에서의 응력 분산을 통한 내구성 향상과 낮은 저하중 모듈러스를 통한 내피로성 향상에 의해 비드부 내구성이 향상되는 것을 알아내어 본 발명을 완성하게 되었다.The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, the inventors of the present invention, when using a double modulus cord that shows low modulus at low load and high modulus at high load, the stress distribution at high load The present invention was completed by finding out that the durability of the bead part is improved by improving fatigue resistance through improving durability and low-modulus modulus.

즉, 본 발명은 적어도 하나 이상의 이중 모듈러스 코드로 이루어진 체이퍼를 비드부에 포함하는 자동차용 공기입 타이어에 관한 것이다.That is, the present invention relates to a pneumatic tire for an automobile comprising a bead portion of a chaper made of at least one double modulus cord.

이하에서 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

코드의 경우, 고하중에서의 모듈러스는 코드 본래의 물성에 의존하는 경향이 강하기 때문에, 제조공정의 변경으로 인해 고하중에서의 모듈러스 특성은 쉽게 변하지 않으나, 저하중에서의 모듈러스 특성은 쉽게 변화될 수 있다. 따라서 연사, 열처리시 조건의 변경을 통해 본 발명에 사용되는 이중 모듈러스 특성을 가지는 코드를 쉽게 제조할 수 있다.In the case of cords, since modulus at high loads tends to depend on the inherent physical properties of the cord, the modulus properties at high loads are not easily changed due to the change in manufacturing process, but the modulus properties at low loads can be easily changed. Therefore, it is possible to easily produce a cord having a dual modulus property used in the present invention by changing the conditions during the twisting, heat treatment.

구체적으로, 이중 모듈러스 특성을 가지는 코드는 제조시 180 이상의 꼬임상수(twist factor)를 갖도록 연사하거나, 0.3g/D 이하의 신장력을 받은 상태로 열처리하여 제조할 수 있다. 참고로 꼬임 상수는 아래 식에 따라서 계산된다.Specifically, the cord having a double modulus property may be manufactured by twisting to have a twist factor of 180 or more during manufacture, or by heat treatment under a stretch force of 0.3 g / D or less. For reference, the twist constant is calculated according to the following equation.

γ는 비중이고,γ is specific gravity,

n은 단위 길이당 꼬임수(꼬임수/10cm)이며,n is the number of twists per unit length (twist / 10cm),

D(denier)는 단위 길이당 코드의 중량(g/9000m)이다.D (denier) is the weight of the cord per unit length (g / 9000m).

기존의 체이퍼용 코드인 나일론의 경우, 30g/D의 모듈러스 수준으로 휠으로부터 전해지는 응력을 분산시키기에는 충분하지 못하므로, 나일론 체이퍼 적용에 따른 비드부 내구성의 향상은 상당히 제한적인 수준이라고 할 수 있다.In the case of nylon, which is a cord for a conventional chaper, it is not enough to disperse the stress transmitted from the wheel at a modulus of 30 g / D. Therefore, the bead durability improvement due to the application of the nylon chaper is very limited. have.

또한, 기존의 상용화된 코드 중에서 PEN이나 아라미드와 같은 코드는 80 내지 200g/D의 매우 높은 수준의 모듈러스를 나타내어 주행 초기의 응력 분산에는 효과적인 것으로 판단되나, 모듈러스가 높고 신율이 낮은 코드의 경우, 내피로성이 저조하여 장기간 주행시 코드 강력, 모듈러스 등의 물성이 저하되어 일정 수준의 주행 이후에는 체이퍼 본래의 역할을 잃게 된다.In addition, among the commercially available codes, codes such as PEN and aramid have a very high modulus of 80 to 200 g / D, which is considered to be effective for stress distribution in the early stage of driving, but for high modulus and low elongation, Due to low fatigue, physical properties such as cord strength and modulus deteriorate when driving for a long time, and after a certain level of driving, the original role of the chaper is lost.

본 발명에서 아라미드, PEN 또는 PVA 소재의 이중 모듈러스 코드를 사용하는 경우, 저신율에서의 저모듈러스를 통해 내피로성 문제를 해결함으로써 장기간에 걸친 피로에서도 코드의 성능 저하가 없으면서도, 고신율 모듈러스가 우수하여 휠(특히, 휠 플랜지)로부터 일부 부위에 집중적으로 전달되는 응력을 분산시킴으로써 비드부 내구성을 향상시키는 데 기여한다. In the present invention, when a double modulus cord made of aramid, PEN or PVA material is used, high fatigue modulus is excellent without reducing performance of the cord even in long-term fatigue by solving the fatigue resistance problem through low modulus at low elongation. Thereby distributing the stresses that are concentrated in some areas from the wheel (especially the wheel flange), thereby contributing to improving the bead end durability.

본 발명에서 적용되는 이중 모듈러스 코드의 모듈러스 특성은 3g/D 이하의 저하중에서는 50g/D 이하, 3g/D 이상의 고하중에서는 50g/D 이상을 나타내는 것이 바람직하다. 또한, 섬도 범위는 500 내지 5,000d인 것이 바람직하다.It is preferable that the modulus property of the double modulus cord applied in the present invention is 50 g / D or less at a drop of 3 g / D or less, and 50 g / D or more at a high load of 3 g / D or more. In addition, the fineness range is preferably 500 to 5,000 d.

본 코드의 타이어 적용은 재질 변경의 기타 설계적인 요소의 변경은 없다.
Tire application of this code does not alter other design elements of material change.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 하나, 아래 실시예는 설명을 목적으로 하는 것으로, 본 발명을 제한하거나 한정하고자 하는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the following Examples are for the purpose of explanation and are not intended to limit or limit the present invention.

실시예 1 및 비교예 1 내지 2Example 1 and Comparative Examples 1 and 2

비교예 1에서는 체이퍼로 나일론을, 비교예 2에서는 범용 PEN을 사용하였고, 실시예에서는 이중 모듈러스 PEN을 적용하였다. 이중 모듈러스 코드는 열처리시 코드에 가해지는 신장력을 조절하여 제조하였다.In Comparative Example 1, nylon was used as a chaperer, and in Comparative Example 2, general-purpose PEN was used, and in Example, a double modulus PEN was applied. Double modulus cord was prepared by adjusting the stretching force applied to the cord during heat treatment.

얻어진 이중 모듈러스 코드에 대하여 인장시험을 실시하여 이를 범용 PEN과 비교한 결과를 도 2에 나타내었다. 이중 모듈러스 코드는 저하중에서의 모듈러스가 낮고 고하중에서의 모듈러스가 높은 특징을 나타내며, 인장강도는 범용 PEN과 동등한 수준을 나타냄을 도 2로부터 알 수 있었다.Tensile tests were carried out on the obtained double modulus cords and the results are compared with those of general-purpose PENs. The double modulus code is characterized by low modulus at low load and high modulus at high load, and tensile strength is equivalent to that of general-purpose PEN.

이중 모듈러스 PEN 코드, 나일론, 범용 PEN 코드를 12R22.5 규격의 타이어로 적용하여, 주행(ECER54 조건) 전후 물성을 측정하고, 이를 하기 표 1에 나타내었다. 실시예 2의 범용 PEN의 경우, 주행 후, 모듈러스와 인장강도에서 30% 정도의 물성 저하를 나타내었지만, 나일론과 이중 모듈러스 PEN의 경우, 주행 전후로 물성에서의 큰 차이를 나타내지 않아서, 이중 모듈러스 코드의 경우, 내피로성이 향상됨을 알 수 있었다. 또한, 주행시험으로 측정한 비드 내구성의 경우, 범용 PEN과 이중 모듈러스 PEN을 적용한 경우가 우수하여, 이로부터 체이퍼에 고모듈러스 코드 적용시 비드부 응력 분산이 용이하여 비드부 주행 내구성 향상에 도움이 됨을 알 수 있었다.The dual modulus PEN cord, nylon, and general purpose PEN cord were applied to tires of the 12R22.5 standard to measure physical properties before and after running (ECER54 conditions), which are shown in Table 1 below. In the general-purpose PEN of Example 2, the physical properties of the modulus and tensile strength were reduced by about 30% after running, but in the case of nylon and the double modulus PEN, there was no significant difference in the physical properties before and after the driving, In this case, it was found that fatigue resistance was improved. In addition, the bead durability measured by the driving test is excellent when the general purpose PEN and the double modulus PEN are applied. From this, when the high modulus cord is applied to the chaper, the bead stress distribution is easy, which helps to improve the bead durability. It could be known.

타이어 규격: 12R22.5Tire specification: 12R22.5 비교예Comparative example 실시예Example 1One 22 1One 체이퍼 재질Chaper material 나일론nylon 범용 PENUniversal PEN 이중 모듈러스 PENDouble Modulus PEN 신품 타이어 코드 물성New tire cord properties 저하중(1g/D) 모듈러스(g/D)Low load (1 g / D) Modulus (g / D) 3535 100100 3030 고하중(5g/D) 모듈러스(g/D)Heavy Load (5g / D) Modulus (g / D) 3030 9595 9090 파단 강도(g/D)Breaking strength (g / D) 7.57.5 7.07.0 7.07.0 절단 신율(%)Elongation at break (%) 22.022.0 10.010.0 16.016.0 주행후 타이어 코드 물성Tire cord properties after running 저하중(1g/D) 모듈러스(g/D)Low load (1 g / D) Modulus (g / D) 3535 7070 3030 고하중(5g/D) 모듈러스(g/D)Heavy Load (5g / D) Modulus (g / D) 3030 6565 8585 파단 강도(g/D)Breaking strength (g / D) 7.57.5 5.05.0 6.56.5 절단 신율(%)Elongation at break (%) 21.021.0 11.011.0 15.015.0 비드 내구성(지수)Bead durability (index) 100100 109109 111111

본 발명에 의해 이중 모듈러스 코드를 비드부의 체이퍼로 적용하는 경우, 고하중에서의 응력 분산을 통한 내구성 향상과 저하중 모듈러스를 통한 내피로성 향상에 의해 비드부 내구성을 향상시키는 효과가 있다.According to the present invention, when the double modulus cord is applied to the bead of the bead portion, there is an effect of improving the bead portion durability by improving durability through stress dispersion under high load and fatigue resistance through modulus under load.

Claims

A pneumatic tire for an automobile comprising a bead portion comprising a chaper consisting of at least one double modulus cord having a modulus of 50 g / D or less at a load of 3 g / D or less and a modulus of 50 g / D or more at a load of 3 g / D or more.

2. The pneumatic tire of claim 1, wherein the cord is aramid, PEN or PVA fiber having two or more modulus depending on elongation.

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