KR101377847B1 - 보강구조의 인너라이너를 포함하는 공기입 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 1차 인너라이너와 2차 인너라이너 사이에 섬유코드를 인너라이너 고무의 경도(hardness)보다 고경도의 고무로 토핑(topping)한 보강구조를 포함하는 공기입 타이어에 관한 것으로, 본 발명에 따른 공기입 타이어는 인너라이너가 보강제 역할을 할 수 있어 내구성이 우수하면서도 기체 내투과성이 우수한 효과가 있다.

Description

보강구조의 인너라이너를 포함하는 공기입 타이어{Pneumatic Tire Having Reinforced Structure of An Innerliner}

본 발명은 보강구조의 인너라이너를 포함하는 공기입 타이어에 관한 것으로, 보다 상세하게는 1차 인너라이너와 2차 인너라이너 사이에 섬유코드를 인너라이너 고무의 경도(hardness)보다 고경도의 고무로 토핑(topping)한 보강구조를 포함하는 공기입 타이어에 관한 것이다.

일반적으로, 공기입 타이어(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 노면과 접촉하는 부분인 트레드(101)와; 타이어의 골격을 이루는 카카스(102)와; 상기 트레드(101)와 카카스(102) 사이에 다수개의 층으로 이루어진 벨트(103)와; 공기의 누출을 방지하는 인너라이너(104)와; 카카스(102)를 보호하고 유연한 굴신운동을 하도록 하는 사이드월(105)과; 트레드(101)와 사이드월(105) 사이에 위치되는 숄더부(106)와; 타이어를 림에 장착시키는 비드(107)와; 비드(107)가 받는 충격을 완화시키는 에이펙스(108)를 포함하는 구성으로 되어 있다.

이 중 인너라이너(innerliner)는 타이어의 가장 내측에 위치하여 공기의 누출을 방지하기 위한 기능을 하며, 타이어 내부의 모든 면을 둘러싸고 있다. 이러한 인너라이너에 요구되는 성능으로는 내공기 투과성, 내크랙 성장성 및 접착력 등의 있으며, 이들 특성을 만족하기 위하여 통상적으로 부틸 고무로 이루어진다.

따라서, 인너라이너는 단지 고무로만 이루어져 있기 때문에 보강제 역할을 하지 못하며, 타이어의 가장 내측에 위치하기 때문에 가류시 블래더(Bladder)에 직접적으로 닿아, 블래더의 형상에 따라 공기가 미쳐 빠져나가지 못하면 불량이 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 하나의 목적은 타이어의 인너라이너에 보강구조를 적용함으로써 인너라이너가 보강제 역할을 할 수 있는 공기입 타이어를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 인너라이너의 보강구조가 가류시 블래더의 에어 벤트 라인(air vent line) 역할을 할 수 있는 기체 내투과성이 우수한 공기입 타이어를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은, 2층 구조의 인너라이너를 구비하는 공기입 타이어에 있어서, 상기 인너라이너는 1차 인너라이너와 2차 인너라이너 사이에 소정의 간격으로 이격 배치된 다수의 보강구조를 포함하고, 상기 보강구조는 섬유코드를 인너라이너 고무의 경도보다 고경도의 고무로 토핑한 보강구조인 공기입 타이어에 관한 것이다.

본 발명의 일 구현예에 따른 공기입 타이어에 있어서, 상기 하나의 보강구조의 폭은 5~10 mm이고, 1,2차 인너라이너 사이에서 5~10 mm 간격으로 이격되게 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 구현예에 따른 공기입 타이어에 있어서, 상기 보강구조는 타이어의 원주 방향에 대하여 90도의 각을 갖고 위치하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 구현예에 따른 공기입 타이어에 있어서, 상기 토핑용 고무의 경도는 인너라이너 고무의 경도보다 쇼어 A 경도로 10~20 높은 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 구현예에 따른 공기입 타이어에 있어서, 상기 섬유코드의 EPI는 20~40 EPI인 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 공기입 타이어는, 인너라이너에 보강제 역할을 하는 섬유를 경도가 높은 고무로 토핑한 보강구조를 적용함으로써, 모노 플라이(Mono-Ply) 또는 2-플라이 구조를 갖는 타이어를 1.5-플라이, 또는 2.5-플라이화 할 수 있는 효과가 있다.

이와 같이, 2-플라이를 1.5-플라이화한 경량화 구조는 약 5~7%의 중량 감소 효과가 있으며 구름 저항(Rolling resistance)을 감소시켜 주행시 연비 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 모노-플라이를 1.5-플라이화 하거나 2-플라이를 2.5-플라이화하는 보강 구조는 임팩트 벌지(Impact Bulge), 사이드월 이탈 발생을 감소시켜 제품 품질을 향상 시킬 수 있다.

또한 모노-플라이를 2-플라이화하는 등의 과보강 구조를 피할 수 있는 효과가 있다. 만약 기존의 카카스 구조를 1.5-플라이 또는 2.5-플라이화 한다면 기존의 벨트나 카카스가 웨이브(Wave)지는 현상이 발생되지만, 본 발명에 따른 인너라이너는 그 문제점을 보완 및 해결할 수 있는 구조를 가진다.

본 발명의 또 다른 효과는 가류시 블래더와 인너라이너의 접촉면에 경도가 높은 고무의 존재로 인해 에어 패스 라인(Air Pass Line)이 형성되고 그 부위를 따라 공기의 방출을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다. 이는 블래더의 형상에서 벤트 라인을 제거함으로써 블래더의 제작이 보다 용이해지며, 블래더의 두께가 보다 균일해지고 그로 인해 타이어 내측에 일정한 압력이 가해 질 수 있는 장점이 있다.

이는 단면상에서 벨트나 카카스가 휘거나 꺽이는 현상을 방지 할 수 있으며,

또한 에어가 빠져나가지 못하거나 블래더 접힘으로 인해 발생되는 불량을 최소화 할 수 있다.

도 1은 일반적인 공기입 타이어의 단면도이다.
도 2a는 본 발명의 일 구현예에 따른 인너라이너의 가류 전 구조를 도시한 개략 단면도이다.
도 2b는 본 발명의 일 구현예에 따른 인너라이너의 가류 후 구조를 도시한 개략 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 구현예에 대하여 첨부된 도면 등을 참조하여 더욱 상세히 설명한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지의 범용적인 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명은 2층 구조의 인너라이너를 구비하는 공기입 타이어에 있어서, 인너라이너는 1차 인너라이너와 2차 인너라이너 사이에 소정의 간격으로 이격 배치된 다수의 보강구조를 포함하고, 상기 보강구조는 섬유코드를 인너라이너 고무의 경도보다 고경도의 고무로 토핑한 보강구조인 공기입 타이어에 관한 것이다.

도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 인너라이너의 가류 전 및 가류 후의 구조를 도시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 인너라이너(10)는 1차 인너라이너(11)와 2차 인너라이너(12) 사이에 소정의 간격으로 이격 배치된 보강구조(20)를 포함한다. 상기 보강구조(20)는 섬유코드(21)에 인너라이너(10) 고무의 경도보다 고경도의 고무(22)를 토핑하여 이루어진다.

본 발명의 일 구현예에 따른 공기입 타이어에 있어서, 상기 하나의 보강구조(20)의 폭은 5~10 mm 범위이고, 1,2차 인너라이너 사이에서 5~10 mm 간격으로 이격 배치되는 것이 바람직하다. 보강구조(20)의 폭이 5mm 이하이면 성형 시에 반제품이 꼬여서 부착될 문제가 있고, 10 mm 이상이면 내부 압력에 의해 응력이 불균형하게 분포되는 문제가 있다. 또한, 상기 보강구조(20)는 타이어의 원주 방향에 대하여 90도의 각을 갖고 위치하는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 구현예에 따른 공기입 타이어에 있어서, 상기 토핑용 고무(22)의 재질로는 반드시 이에 한정되는 것은 아니나 천연고무 및 스타이렌 부타디엔 고무(SBR) 등의 합성고무를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 천연고무로 이루어지는 것이 좋다. 상기 토핑용 고무(22)의 경도는 인너라이너 고무(10)의 경도보다 쇼어 A 경도로 10~20 높은 것이 바람직하다.

본 발명의 일 구현예에 따른 공기입 타이어에 있어서, 상기 섬유코드(21)는 폴리에스터계 합성섬유, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 레이온, 아라미드 섬유, 라이오셀, Nylon 6, 및 Nylon 66 중에서 선택된 어느 하나로 이루어진 단일 가닥의 모노필라멘트, 또는 상기 모노필라멘트가 2 내지 3 가닥으로 꼬여진 합사 필라멘트로 이루어진 것을 사용할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 보강구조(20)의 섬유코드(21)는 카카스와 유사한 강도를 낼 수 있는 EPI 수준인 20~40 EPI(Each per inch)인 것이 바람직하다.

한편, 완제품 타이어는 원재료 즉, 천연고무와 합성고무 및 화학 재료들을 혼합하여 특정 물리적 성질을 갖는 컴파운드를 만드는 정련 공정, 이 컴파운드를 일정한 시트 형태의 반제품을 만드는 압출/압연/재단 공정, 반제품들을 성형하여 그린 케이스를 만드는 성형 공정 및 그린 케이스를 가류시켜 완제품 타이를 만드는 가류 공정을 통해 제조 된다.

상기한 가류 공정에서는 그린 케이스를 가류 장치의 내부 가류 공간에 설치되는 가류 금형과 블래더 사이에 삽입한 후, 가류 매체를 이용해 열과 압력을 가하여 트레드 패턴을 가지는 완제품 타이어를 완성하게 된다.

이 경우 인너라이너가 타이어의 가장 안쪽에 위치하기 때문에 블래더와 직접 접촉하게 되며 이때 발생하는 에어를 제거하기 위하여 일반적으로 블래더에는 에어 벤트 라인을 설치하게 된다.

그러나, 본 발명에 따른 공기입 타이어에 따르면, 인너라이너(10)에 인너라이너(10) 고무의 경도보다 10~20 정도 높은 고무(22)로 토핑된 섬유코드(21)로 이루어진 보강구조(20)를 1, 2차 인너라이너(11, 12) 사이에 위치 시킴으로 인해 도 2b에 도시된 바와 같이 가류시 고무의 경도 차이로 인하여 블래더와 접촉하는 인너라이너(10) 표면이 요철 형상으로 되기 때문에 자연스럽게 에어 패스 라인(Air Pass Line)이 형성 될 수 있다. 이는 경도가 서로 다른 물질을 같은 힘으로 눌렀을 때 변형의 차이가 발생하는 원리를 이용한 것이다. 이로 인하여 에어 방출을 보다 용이하게 함으로써 가류시 발생하는 불량률을 감소 시킬 수 있다.

또한 보강제 역할을 하는 섬유코드(21)를 경도가 높은 토핑 고무(22)로 토핑함으로써 모노-플라이 또는 2-플라이 구조를 갖는 타이어를 1.5-플라이 또는 2.5-플라이화 할 수 있는 효과가 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 구현예를 들어 본 발명을 상세하게 설명하였으나 본 발명은 상술한 구현예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에 의해 많은 변형이 가능함은 자명할 것이다.

10 : 인너라이너
11 : 제1 인너라이너
12 : 제2 인너라이너
20 : 보강구조
21 : 섬유코드
22 : 토핑 고무

Claims (6)

1. 2층 구조의 인너라이너를 구비하는 공기입 타이어에 있어서,
   상기 인너라이너는 1차 인너라이너와 2차 인너라이너 사이에서 소정의 간격을 두고 서로 떨어져 배치되는 다수의 보강구조를 포함하고, 상기 보강구조는 섬유코드를 인너라이너 고무의 경도보다 고경도의 고무로 토핑한 보강구조임을 특징으로 하는 공기입 타이어.
2. 제1항에 있어서, 상기 하나의 보강구조의 폭은 5~10 mm이고, 1,2차 인너라이너 사이에서 5~10 mm 간격으로 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
3. 제1항에 있어서, 상기 보강구조는 타이어의 원주 방향에 대하여 90도의 각을 갖고 위치하는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
4. 제1항에 있어서, 상기 토핑용 고무의 경도는 인너라이너 고무의 경도보다 쇼어 A 경도가 10~20 높은 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
5. 제4항에 있어서, 상기 토핑용 고무의 재질은 천연고무 및 합성고무로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.
6. 제1항에 있어서, 상기 섬유코드의 EPI는 20~40 EPI인 것을 특징으로 하는 공기입 타이어.

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