KR101052673B1

KR101052673B1 - 내구력을 강화시킨 타이어용 복합코드

Info

Publication number: KR101052673B1
Application number: KR1020090094974A
Authority: KR
Inventors: 김영주
Original assignee: 금호타이어 주식회사
Priority date: 2009-10-07
Filing date: 2009-10-07
Publication date: 2011-07-28
Also published as: KR20110037499A

Abstract

본 발명은 고탄성(高彈性)의 ＰＢＯ 섬유와 리오셀(Lyocell) 섬유를 꼬아 만든 타이어용 복합코드에 관한 것으로, 더 구체적으로는, 타이어의 내구성과 내피로특성을 향상시킬 수 있도록, 내구력을 강화시킨 타이어용 복합코드에 관한 것이다.

본 발명에 의한 타이어용 복합코드는, 카카스플라이 또는 캡플라이에 사용할 수 있는 타이어용 복합코드로서, 폴리-피-페닐렌 벤조비스옥사졸(Poly-p-Phenylene Benzobisoxazole: ＰＢＯ) 섬유로 된 한 가닥의 ＰＢＯ 모노필라멘트와 리오셀 섬유로 된 복수(複數) 가닥의 리오셀 플라이로 구성되며, 상기 ＰＢＯ 모노필라멘트의 둘레에 상기 복수 가닥의 리오셀 플라이가 배치되어 하나의 코드 형태로 합사된 것이 특징이다.

복합코드, 캡플라이, 카카스플라이, 내구력, 흡습율, 내피로특성, ＰＢＯ, 리오셀

Description

내구력을 강화시킨 타이어용 복합코드 {The hybrid cord of the tire that enhances endurance}

본 발명은 고탄성(高彈性)의 ＰＢＯ 섬유와 리오셀 (Lyocell) 섬유를 꼬아 만든 타이어용 복합코드에 관한 것으로, 더 구체적으로는, 타이어의 내구성과 내피로특성을 향상시킬 수 있도록, 코드의 내구력을 강화시킨 타이어용 복합코드에 관한 것이다.

래디얼 타이어를 비롯한 각종 타이어에서, 타이어의 골격을 형성하는 카카스플라이는, 타이어 내부의 공기압을 유지함과 아울러, 외부로부터의 충격과 타이어에 가해지는 하중을 견딜 수 있도록 제조된다.

또한, 래디얼 타이어에서, 최상층 벨트 위에 부착되는 캡플라이는, 타이어의 주행시에 수반하는 굴신운동에 의한 벨트 간 세퍼레이션과 벨트의 이탈을 방지할 수 있도록 제조된다.

타이어의 내구성을 향상시키기 위해, 이들 카카스플라이와 캡플라이의 내부에는 복수의 보강코드가 배치되는데, 종래에는 한 종류의 섬유로만 보강코드가 구성됨으로써 내구력과 강도가 떨어지는 단점이 있었다.

이러한 단점을 해결하기 위해, 본 출원인은 공개특허 제2005-0001115호(폴리 케톤과 나일론 6, 6으로 구성된 캡플라이 코드를 포함하는 공기입 타이어)에서, 물성이 다른 2종류의 섬유코드를 꼬아 만든 복합코드를 제안한바 있다.

이 공개특허에 기재된 복합코드는, 코어(심지)로 사용되는 폴리 케톤 코드에 의해, 종래의 그 어떤 섬유코드보다 내구력과 강도가 우수한 장점이다. 하지만, 폴리 케톤 코드의 주위를 감싸는 나일론 6, 6 코드는 온도와 습도에 취약한 점이 있어, 더 좋은 성능의 새로운 복합코드를 개발할 필요성이 있었다.

본 발명은 본 출원인의 선출원 공개특허 제2005-0001115호에 개시된 복합코드에 비해, 코드의 내구성과 내피로특성이 우수할 뿐 아니라, 온·습도에 관한 특성까지 우수한 새로운 복합코드를 제공함에 목적이 있다.

상기 과제가 해결될 수 있는 본 발명의 내구력을 강화시킨 타이어용 복합코드는, 카카스플라이 또는 캡플라이에 사용할 수 있는 타이어용 복합코드로서, 폴리-피-페닐렌 벤조비스옥사졸(Poly-p-Phenylene Benzobisoxazole: ＰＢＯ) 섬유로 이루어진 한 가닥의 ＰＢＯ 모노필라멘트(ＰＢＯ monofilament ) 와 리오셀 섬유로 이루어진 복수(複數) 가닥의 리오셀 플라이( Lyocell ply ) 로 구성되며, 한 가닥의 ＰＢＯ 모노필라멘트 주위를 에워싸도록 상기 복수 가닥의 리오셀 플라이가 ＰＢＯ 모노필라멘트의 둘레에 배치되어, 이들이 하나의 코드 형태로 합사된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 ＰＢＯ 모노필라멘트는, 복합코드의 내구성과 내피로특성을 향상시키는 역할을 하며, 고분자 사슬의 반복단위는 고리가 1개인 p-phenylene과 3개의 고리가 접합된 형태인 벤조비스옥사졸로 되어 있다. 섬도(纖度)는 500∼3000 데니어(denier)인 것이 바람직하다.

상기 리오셀 플라이는, ＰＢＯ 모노필라멘트가 수분을 흡수하지 않도록 함과 동시에, 복합코드의 형태안정성을 향상시키는 역할을 하며, 여러 가닥의 리오셀 모 노필라멘트를 꼬아 만든 구조로 되어 있다. 플라이 개개의 섬도는 1000∼3000 데니어인 것이 바람직하다.

그렇지 않고 ＰＢＯ 모노필라멘트의 굵기(섬도)를 500 데니어 미만으로 하고 리오셀 플라이의 굵기를 1000 데니어 미만으로 할 경우, 본 발명에 따른 복합코드는 카카스플라이용 고무조성물 또는 캡플라이용 고무조성물과의 접착에 문제가 생길 수 있으며, 실용성이 떨어진다. 이에 반해, ＰＢＯ 모노필라멘트와 리오셀 플라이의 굵기가 둘 다 3000 데니어를 초과할 경우, 본 발명에 따른 복합코드의 굵기가 지나치게 굵어지게 되고, 결과적으로는 카카스플라이나 캡플라이가 너무 두꺼워져서 타이어용으로는 적합하지 않게 된다.

또한, ＰＢＯ 모노필라멘트는 10∼200ＴＰＭ(twist per meter)의 꼬임수로 되어 있고, 리오셀 플라이는 50∼600가닥의 리오셀 모노필라멘트를 50∼600ＴＰＭ의 꼬임수로 꼬아 형성시키며, 이들 ＰＢＯ 모노필라멘트와 리오셀 플라이를 합사한 본 발명의 복합코드는 50∼600ＴＰＭ의 꼬임수로 되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 내구성과 내피로특성이 우수할 뿐 아니라, 온·습도에 관한 특성까지 우수한 타이어용 복합코드를 제공할 수 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여, 본 발명에 따른 타이어용 복합코드에 대해 보다 상세히 설명한다.

여기서, 아래 실시예는, 단지 본 발명의 기술 사상에 대한 이해를 돕기 위해 제시하는 것뿐이므로, 본 발명의 권리범위가 아래 실시예로 한정되는 것은 아니다.

먼저, 첨부된 도 1은 본 발명에 따른 타이어용 복합코드의 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 타이어용 복합코드의 부분 사시도이다.

도면에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 복합코드(30)는, 한 가닥의 ＰＢＯ 모노필라멘트(10)가 중심에 위치되어 있고, 이 ＰＢＯ 모노필라멘트(10)의 외주변(둘레)에, 복수의 리오셀 플라이(20)가 상기 ＰＢＯ 모노필라멘트(10)를 감싸는 구조로 배치되어 있다.

일반적으로 ＰＢＯ 모노필라멘트(10)의 몰포로지(Morphology)는, 결정이 95% 이상, 비정질(amorphous)이 5% 이하로 되어 있어, 열 및 장력에 대한 구조안정성과 강력은 매우 우수하지만, 굴신에 따른 피로성능은 약하다는 단점이 있다.

이에 본 발명에서는, 적당한 수준의 꼬임을 부여한 여러 가닥의 리오셀 플라이(20)를 ＰＢＯ 모노필라멘트(10)의 외주변에 커버링(covering)용으로 배치함으로써, 굴신에 대한 ＰＢＯ 모노필라멘트(10)의 낮은 피로성능은 리오셀 플라이(20)에 의해 보강하고, 리오셀 플라이(20)의 낮은 구조안정성과 강력은 ＰＢＯ 모노필라멘트(10)에 의해 보강하도록 하였다.

또한, 본 발명에서 사용하는 리오셀 플라이(20)에 의하면, 본 출원인의 선출원 공개특허 제2005-0001115호에 개시된 복합코드가 갖고 있는 문제점, 즉, 폴리 케톤 코드를 둘러싸는 나일론 6, 6 코드가 온·습도에 취약하여 폴리 케톤 코드 쪽으로 수분이 침투하는 단점을 보완할 수 있다.

<비교예>

아래의 표 1에 나타낸 비교예는, 캡플라이 제조시에 보강코드용으로 주로 사용하는 폴리에스터(ＰＥＴ) 섬유코드로서, 코드 굵기를 1500 데니어로 했을 때의 기본 섬유물성(초기 강력, 피로 후 강력, 피로 유지율, 습윤율)을 각각 측정한 것이다.

<실시예 1>

아래의 표 1에 나타낸 실시예 1은, 꼬임수가 100인 1500 데니어의 ＰＢＯ 모노필라멘트(10)를 중심에 위치시키고, 각각의 꼬임수가 100인 1260 데니어의 나일론 6(또는 나일론 6, 6) 플라이를 ＰＢＯ 모노필라멘트(10)의 둘레에 커버링용으로 복수 개 배치한 후, 이들 ＰＢＯ 모노필라멘트(10)와 나일론 6 플라이를 꼬임수가 100이 되도록 꼬아 만든 복합코드로서, 비교예와 같은 조건으로 기본 섬유물성을 각각 측정한 것이다.

<실시예 2>

실시예 2는, 꼬임수가 100인 1500 데니어의 ＰＢＯ 모노필라멘트(10)를 중심에 위치시키고, 꼬임수가 100인 1500 데니어의 리오셀 플라이(20)를 ＰＢＯ 모노필라멘트(10)의 둘레에 커버링용으로 복수 개 배치한 후, ＰＢＯ 모노필라멘트(10)와 리오셀 플라이(20)를 꼬임수가 100이 되도록 서로 꼬아 만든 복합코드(30)로서, 비교예와 같은 조건으로 기본 섬유물성을 각각 측정한 것이다.

<실시예 3>

실시예 3은, 굵기가 가는 복수의 ＰＢＯ 모노필라멘트를 모아서 꼬임수가 100이 되도록 꼬아 만든 1500 데니어의 ＰＢＯ 플라이를 중심에 위치시키고, 꼬임수가 100인 1500 데니어의 리오셀 플라이(20)를 ＰＢＯ 플라이의 둘레에 커버링용으로 복수 개 배치한 후, 이들 ＰＢＯ 플라이와 리오셀 플라이(20)를 꼬임수가 100이 되도록 꼬아 만든 복합코드로서, 비교예와 같은 조건으로 기본 섬유물성을 각각 측정한 것이다.

비교예와 실시예 1∼3의 물성 비교표

항목	구분	비교예	실시예 1	실시예 2	실시예 3
코어	재질	ＰＥＴ	ＰＢＯ	ＰＢＯ	ＰＢＯ
	총 굵기(denier)	1500	1500	1500	1500
	구성	모노필라멘트 1가닥	모노필라멘트 1가닥	모노필라멘트 1가닥	플라이 1가닥
커버링	재질	없음	나일론 6	리오셀	리오셀
	총 굵기(denier)		1260	1500	1500
	구성		복수의 플라이	복수의 플라이	복수의 플라이
물성	코드 굵기(㎜)	0.56	0.64	0.65	0.65
	초기 강력(㎏)	11	24	34	35
	피로 후 강력	7	19	29	31
	피로 유지율	63%	79%	85%	88%
	습윤율(흡습율)	0.5	0.8	0.3	0.3
비고		피로시험 조건(굴곡 노화 시험법) 하중: 80㎏, 사이클 수: 200,000 rpm: 200, 온도: 80℃

완제품 타이어의 내구력 평가표

완제품 제조평가 ECER -54	시간/사고종류	비교예	실시예 1	실시예 2	실시예 3	하중
	평균주행시간	65시간	71시간	74시간	76시간	일반하중
	평균사고종류	비드 터짐	비드 터짐	비드 터짐	비드 터짐	일반하중
	평균주행시간	62시간	69시간	72시간	74시간	130%하중
	평균사고종류	비드 터짐	비드 터짐	비드 터짐	비드 터짐	130%하중

* ECER-54: ＦＭＶＳＳ 규정을 적용하여 부하 내구력 평가

상기 표 2는, 비교예의 보강코드와 실시예 1∼3의 복합코드를 사용해서 만든 캡플라이를 적용하여, 4 본의 경트럭용 타이어(5.00Ｒ 12 규격의 타이어)를 제작한 후, 이들 경트럭용 타이어를 타이어 주행시험기에 걸어, 동일한 조건 하에 각각 테스트한 내구력 평가표이다.

상기 표 2에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 해당하는 실시예 2 및 실시예 3의 경우, 비교예보다 타이어의 내구력이 15%가량 향상되었다. 또한, 습윤율 측면에서, 본 발명에 해당하는 실시예 2 및 실시예 3이 비교예보다는 40%가량, 실시예 1보다는 70%가량 향상되었다.

도 1은 본 발명에 따른 타이어용 복합코드의 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 타이어용 복합코드의 부분 사시도.

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

10...ＰＢＯ 모노필라멘트(ＰＢＯ monofilament)

20...리오셀 플라이(lyocell ply)

30...복합코드(hybrid cord)

Claims

카카스플라이 또는 캡플라이에 사용할 수 있는 타이어용 복합코드로서,

상기 복합코드는,

폴리-피-페닐렌 벤조비스옥사졸(Poly-p-Phenylene Benzobisoxazole: ＰＢＯ) 섬유로 이루어진 한 가닥의 ＰＢＯ 모노필라멘트와, 리오셀 섬유로 이루어진 복수(複數) 가닥의 리오셀 플라이(ply)로 구성되며;

상기 한 가닥의 ＰＢＯ 모노필라멘트 주위를 에워싸도록 상기 복수 가닥의 리오셀 플라이가 상기 ＰＢＯ 모노필라멘트의 둘레에 배치되어 하나의 코드 형태로 합사된 것을 특징으로 하는 내구력을 강화시킨 타이어용 복합코드.
제1항에 있어서,

상기 ＰＢＯ 모노필라멘트는, 섬도가 500∼3000 데니어(denier)이고, 꼬임수가 10∼200ＴＰＭ이며,

상기 리오셀 플라이는, 플라이의 섬도가 1000∼3000 데니어이며, 50∼600가닥의 리오셀 모노필라멘트를 모아서 50∼600ＴＰＭ의 꼬임수로 꼬아 형성시킨 것을 특징으로 하는 내구력을 강화시킨 타이어용 복합코드.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 타이어용 복합코드는, 꼬임수가 50∼600ＴＰＭ인 것을 특징으로 하는 내구력을 강화시킨 타이어용 복합코드.