KR101526631B1 - 타이어 벨트에 적합한 부설 위치 고무 도포형 층상 케이블 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 피치(p₁)의 나선형으로 함께 권선된 직경(d₁)의 3개의 코어 와이어(10)로부터 형성된 내부 층(Ci)과, 내부 층(Ci) 주위로 피치(p₂)의 나선형으로 함께 권선된 직경(d₂)의 N개의 와이어(N개는 6개 내지 12개로 다양함)(11)의 외부 층(Ce)을 포함하는, 부설 위치에 고무 도포된, 3+N 구조의 두 개의 층(Ci, Ce)으로 구성되는 금속 코드(C-1)이며, 상기 코드는 하기의 특징들(d₁, d₂, p₁ 및 p₂는 mm 단위)을 갖는 것을 특징으로 한다:
- 0.20 < d₁ < 0.50;
- 0.20 < d₂ < 0.50;
- p₁ / p₂ ≤ 1;
- 5 < p₁ < 30;
- 10 < p₂ < 30;
- 내부 층은, 적어도 2cm의 코드의 임의의 길이에 대해, 3개의 코어 와이어에 의해 형성된 중앙 채널(13)에 그리고 3개의 코어 와이어(10)들과 외부층(Ce)의 N개의 와이어(11) 사이에 있는 갭들 각각에 제공되는 "충전 고무"(12)라고 지칭되는 디엔 고무 조성물로 외장되고,
- 코드 내의 충전 고무의 함유량은 코드의 g당 5와 30mg 사이이다.

Description

타이어 벨트에 적합한 부설 위치 고무 도포형 층상 케이블{LAYERED CABLE GUMMED IN SITU SUITABLE FOR A TYRE BELT}

본 발명은 특히 고무 제품을 강화시키기 위해 사용될 수 있는 3+N 구성의 2층 금속 코드에 관한 것이다.

또한, "부설 위치 고무 도포형(in-situ-rubberized)"의 금속 코드, 즉 상기 코드의 실제 생산 도중에 그린(즉, 비가류) 고무에 의해 내측으로부터 고무 도포된 코드에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 타이어와, 이들 타이어의 "벨트"라고도 지칭되는 크라운 보강재에 관한 것이며, 특히, 대형 차량과 같은 산업용 차량을 위한 타이어의 벨트를 강화하는 것에 관한 것이다.

공지된 바와 같이, 레디얼 타이어는 트레드(tread)와, 두 개의 비신장식 비드(inextensible bead)와, 트레드에 비드를 연결하는 두 개의 측벽과, 카커스(carcass) 보강재와 트레드 사이에서 주연방향으로 배치된 벨트를 포함한다. 이러한 벨트는, 금속 또는 직물 형태의, 케이블형 선재(thread) 또는 모노필라멘트와 같은 보강 요소("보강 선재")에 의해 보강될 수 있거나 보강될 수 없는 다양한 고무 플라이(또는 "층")로 구성된다.

타이어 벨트는 일반적으로 적어도 두 개의 겹쳐진 벨트 플라이[종종 "워킹(working)" 플라이 또는 "교차형" 플라이로 언급됨]로 구성되고, 이 적어도 두 개의 겹쳐진 벨트 플라이의 대체로 금속성 보강 코드는, 플라이 내에서 실질적으로 서로 평행하게 되도록, 그러나, 플라이들 간에는 각지도록 배치되며, 다시 말하면, 당해 타이어의 형태에 따라 중간 주연방향의 평면에 대해 대체로 10˚와 45˚ 사이의 각도로 대칭으로 또는 비대칭으로 경사지도록 배치된다. 교차형 플라이들은, 경우에 따라 폭이 다양하고, 보강 선재를 포함할 수도 포함하지 않을 수도 있는 다양한 다른 보조 고무 플라이들 또는 층들이 동반될 수 있다. 예로서, 단순 고무 쿠션, 즉 외부 공격 또는 천공으로부터 벨트의 나머지 부분을 보호하는 기능을 하는 소위 "보호" 플라이, 또 다르게는, 교차형 플라이에 대해 방사상 외측인지 또는 내측인지에 상관없이, 실질적으로 주연방향을 따라 배향된 보강 선재를 갖는 소위 "후프(hoop)" 플라이(소위 "0도" 플라이)를 언급할 수 있다.

공지된 바와 같이, 이러한 타이어 벨트는 종종 모순된 다양한 요구를 충족해야하며, 특히,

- 사실상 타이어의 크라운에 강성을 부여한다는 점에 따라, 낮은 변형에서 가능한 강성이어야 하고,

- 한편으로는 주행 동안 크라운의 내부 구역의 타이어 가열을 최소화하도록, 다른 한편으로는 타이어의 구름 저항(rolling resistance)을 감소시키도록, 즉 연료를 절약하도록, 가능한 낮은 히스테리시스(hysteresis)를 가져야하며,

- 마지막으로, 특히 타이어의 견부 구역에서의 교차된 플라이의 단부들의 분리, 즉 균열의 현상["쪼개짐(cleavage)"으로 알려짐]에 대해 높은 내구성을 가져야 하며, 이를 위해서는 특히 비교적 부식 환경에서 있으면서 높은 압축 피로 강도를 갖도록 벨트 플라이를 보강하는 금속 코드를 필요로 한다.

세 번째 요구는 대형 차량과 같은 산업 차량용 타이어의 케이스에서 특히 요구되며, 이는 차량의 트레드가 긴 주행 후에 마모의 임계 상태에 도달한 경우에 한번 이상 재생되도록 설계된다.

전술된 벨트의 보강을 위해서, 중심 코어 및 이러한 코어 주위에 배치된 동심 와이어들의 하나 이상의 층으로 구성되는, "층상(layered)" 강철 코드로 칭하는 것을 사용하는 것이 일반적 관례이다. 가장 널리 사용되는 층상 코드는, 본질적으로, N 개의 와이어의 적어도 한 개의 층으로 둘러싸인 M 개의 와이어의 코어로부터 형성되고, 상기 층 자체가 P 개의 와이어의 외부 층으로 선택적으로 둘러싸여진, M+N 또는 M+N+P 구조의 코드이고, M, N 및 심지어 P 개의 와이어는 간편화와 비용적인 이유로 일반적으로 동일한 직경을 갖는다.

지속적으로 보다 큰 강도 및 내구성을 갖는 탄소강의 이용가능성은, 최근 타이어 제조업자가, 특히 이러한 코드의 제조를 단순화하고, 복합 보강 플라이의 두께를 감소시켜서 타이어의 히스테리시스를 감소시키고, 궁극적으로는 타이어 자체의 비용과 이러한 타이어가 끼워진 차량의 에너지 소비를 감소시키기 위해서, 가능한 한 단지 두 개의 층을 갖는 코드를 사용하려는 경향이 있다는데 의미가 있다.

전술된 모든 이유로, 최근에 타이어 벨트에 가장 널리 사용되는 두 개의 층 코드는 본질적으로, 하나의 코어 또는 3개의 와이어의 내부 층 및 N 개의 와이어(예를 들어, 8개 또는 9개의 와이어)의 외부층으로부터 형성된 3+N 구조의 코드들이다. 외부 층은, 3개의 코어 와이어의 존재에 의해 형성된 내부 층의 큰 직경 때문에 비교적 불포화(unsaturated) 상태가 되며, 이는 코어 와이어의 직경이 외부 층의 와이어의 직경 보다 큰 것으로 선택될 때 더욱 그러하다.

공지된 바와 같이, 이러한 형태의 구조는, 타이어의 가류 동안, 타이어 또는 다른 고무 제품의 캘린더링 고무(calendering rubber)에 의해 외부로부터 코드의 침투를 조장하여, 결과적으로, 특히 전술된 쪼개짐 문제에 관하여, 코드의 피로 및 부식 피로 내구성을 향상시킬 수 있게 한다.

또한, 고무에 의한 코드의 양호한 침투는 코드 내에 더 적은 양의 공기가 포획되게 하여, 타이어 가류 시간["프레스 시간(press time)"]을 감소시킬 수 있게 한다는 것이 알려져 있다.

그러나, 3+N 구조의 코드는, 3개의 코어 와이어의 중심에 채널 또는 모세관이 존재하기 때문에 코어까지 바로 침투될 수 없다는 단점을 가지며, 상기 채널 또는 모세관은 고무로 채워진 후에도 빈 채로 남아 있게 되어서 일종의 "위킹 효과(wicking effect)"에 의해 물과 같은 부식 매체의 전달에 호의적이게 된다. 이러한 3+N 구조를 갖는 코드의 단점은, 예를 들어, 특허 출원 제WO 01/00922호, 제WO 01/49926호, 제WO 2005/071157호 및 제WO 2006/013077호에 잘 공지되어 기재되어 있다.

전술된 문제를 해결하기 위해서, 단일의 중심 와이어에 의해 내부 층의 와이어들을 분리시켜 내부 층(Ci)이 개방되게 하고, 외부 층으로부터 하나의 와이어를 제거시키는 것이 제안되었다. 따라서, 이렇게 얻어진 1+3+(N-1)의 구조의 코드는 외부로부터 그 중심까지 바로 침투될 수 있게 된다. 내부 층의 와이어와 비교하여, 중심 와이어는, 의도된 탈포화 효과가 일어나지 않을 수도 있다는 점 때문에 너무 미세하지 않아야 하며, 와이어가 코드의 중심에 남아있지 않게 될 수도 있다는 점 때문에 너무 굵지도 않아야 한다. 전형적으로, 예를 들어, 0.12mm 직경의 중심 와이어와 0.35mm 직경의 Ci 층 및 Ce 층의 와이어가 사용된다[예를 들어, 1990년 8월의 RD(조사 개재물), 제316107호의 "강철 코드 구조(Steel cord construction)" 참조].

먼저, 이러한 해결책은 코드의 강도에 어떠한 기여도 하지 않는 와이어의 추가를 필요로 하기 때문에 비용이 많이 든다. 이것은 또한 제조상의 문제를 초래한다: 즉, 케이블링(cabling) 동안 코드의 중심에서 와이어를 유지시키기 위해 중심 와이어 내의 높은 인장이 필요하며, 이러한 인장은 일부 경우에 와이어의 인장 강도에 근접할 수 있다. 마지막으로, 외부 와이어를 제거하는 것은 단위 단면 당 코드의 강도를 추가로 감소시키는 결과를 초래한다.

역시 3+N 코드의 이러한 코어 침투도 문제를 해결하기 위해서, 미국 특허 출원 제2002/160213호는 부설 위치 고무 도포형의 코드를 제조하는 것을 제안한다. 여기서 제안된 공정은 3개의 와이어의 조립 지점 (또는 트위스팅 지점)의 상류에서, 비가류 고무를 사용하여 단지 하나 또는 3개의 와이어들 각각을 개별적으로 외장["와이어 단위" 격리 외장]함으로써, 이렇게 외장된 내부 층 주위를 케이블링하여 외부 층의 N 개의 와이어가 후속하여 제자리에 배치되기 이전에, 고무 외장 내부 층을 얻는 것으로 구성된다.

전술된 방법은 수많은 문제를 나타낸다. 먼저, (예를 들어, 상기 문서의 도 11 및 도 12에 예시된 바와 같이) 3개의 와이어 중 단지 하나의 와이어를 외장하는 것은, 최종 코드가 고무 혼합물로 충분히 충전되는 것을 보장하지 않으므로, 만족스런 부식 저항성을 얻지 못한다. 두 번째로, (상기 문서의 도 2 및 도 5에 예시된 바와 같이) 3개의 와이어 각각의 와이어 대 와이어 외장이 실제로 코드를 충전함에도 불구하고, 결과적으로는 초과된 상당량의 고무 혼합물을 사용하게 된다. 최종 코드의 주연부로부터의 고무 혼합물에서 스며나오는 것은 이후 산업용 케이블링 및 고무 코팅 환경 하에 허용될 수 없게 된다.

비가류 고무의 높은 점착성(tack)으로 인해, 최종적으로 코드를 정확하게 캘린더링할 수 없는 것을 언급하지 않더라도, 이러한 코드가 수용 스풀에 권선될 경우에 코드의 턴(turn)들 사이의 또는 제조 도구에 대한 부적합한 점착 현상 때문에, 이렇게 고무 도포된 코드는 사용할 수 없게 된다. 캘린더링은, 예를 들어 타이어를 제조하는 동안, 두 개의 비가류 고무 층들 사이의 통합에 의해, 임의의 추후 제조를 위해 예로서, 타이어 건조를 위해 반제품으로서 작용하는 고무 도포형 금속 직물로 통합함으로써 코드를 변환하는 것으로 구성된다.

3개의 와이어 각각을 개별적으로 외장함으로써 나타나는 다른 문제점은 3개의 압출 헤드를 사용함으로써 차지하는 상당한 공간이다. 이러한 공간 요구로 인해, 원통형 층[즉, 하나의 층과 다른 층이 상이한 피치(p₁, p₂)를 갖거나, 또는 동일한 피치(p₁, p₂)를 갖지만 하나의 층과 다른 층의 트위스팅 방향이 상이한 층]을 갖는 코드의 제조시 반드시 두 개의 불연속적인 작업, 즉, (i) 제1 단계에서, 와이어의 개별적 외피형성 및 후속하는 내부 층의 케이블링 및 권선 단계, 및 (ii) 제2 단계에서, 내부 층 주위에 외부 층을 케이블링하는 단계가 실행되어야 한다. 다시 말해, 비가류 고무의 상당한 점착성으로 인해, 내부 층의 권선 및 중간 저장은 권선된 층들 사이에서 또는 소정 층의 턴들 사이에서 원하지 않게 접착되는 것을 회피하기 위해서, 중간 스풀 상에 권선될 때 넓은 권선 피치 및 인서트의 사용을 필요로 한다.

전술된 제약 모두는 산업적인 입장에서 상당히 불리하고 높은 제조율을 달성하는 것을 막는다.

이러한 연구를 계속하면서, 출원인은 부설 위치 고무 도포형 3+N 구조의 신규한 층상 코드를 발견하였고, 특정한 제조 공정에 의해 얻어진 이러한 특정한 구조는 전술된 단점을 다소 해결할 수 있다.

결과적으로, 본 발명의 제1 주제는, 피치(p₁)의 나선형으로 함께 권선된 직경(d₁)의 3개의 코어 와이어로부터 형성된 내부 층(Ci)과, 내부 층(Ci) 주위로 피치(p₂)의 나선형으로 함께 권선된 직경(d₂)의 N 개의 와이어(N은 6 내지 12 사이에서 변함)의 외부 층(Ce)을 포함하는, 부설 위치 고무 도포형 3+N 구조의 두 개의 층(Ci, Ce)으로 구성되는 금속 코드이며, 상기 코드는 하기의 특징들(d₁, d₂, p₁ 및 p₂는 mm로 표현됨)을 갖는 것을 특징으로 한다.

- 0.20 < d₁ < 0.50;

- 0.20 < d₂ < 0.50;

- p₁ / p₂ ≤ 1;

- 5 < p₁ < 30;

- 10 < p₂ < 30;

- 내부 층은, 적어도 2cm의 코드의 임의의 길이에 대해, 3개의 코어 와이어에 의해 형성된 중앙 채널에 그리고 3개의 코어 와이어들과 외부층(Ce)의 N 개의 와이어 사이에 있는 갭들 각각에 존재하는 소위 "충전 고무(filling rubber)"라고 칭하는 디엔 고무 조성물로 외장되고,

- 코드 내의 충전 고무의 함유량은 코드의 g당 5와 30mg 사이이다.

또한, 본 발명은 고무 제품 또는 반제품, 예를 들어, 플라이, 호스, 벨트, 컨베이어 벨트 및 타이어를 강화시키기 위한 이러한 코드의 사용에 관한 것이다.

본 발명의 코드는, 아주 특히, 밴, 대형 차량 - 즉, 지하철, 버스, 도로 운송 차량(로리스, 트랙터, 트레일러), 비도로 차량 - 농업용 또는 상용 엔지니어링 기계류, 및 다른 운송 또는 취급 차량으로부터 선택된 산업 차량을 위해 의도된 타이어의 벨트용 강화 요소로서 사용되도록 의도된다.

본 발명은, 본 발명에 따른 코드로 강화되는 경우에 이들 고무 제품 또는 반제품, 특히 밴 또는 대형 차량과 같은 산업용 차량을 위해 의도된 타이어에 관한 것이다.

본 발명 및 본 발명의 이점은 하기의 기재 및 예시적인 실시예에 비추어 쉽게 이해될 것이고, 이들 실시예와 관련된 도 1 내지 도 7은 각각 개략적으로 도시된다.

도 1은 컴팩트 형태의, 본 발명에 따른 3+9 구조의 코드의 단면도이다.
도 2는 다시 컴팩트 형태의 3+9 구조의 종래의 코드의 단면도이다.
도 3은 원통형 층으로 구성되는 형태의, 본 발명에 따른 3+9 구조의 코드의 단면도이다.
도 4는 다시 원통형 층으로 구성되는 형태의 3+9 구조의 종래의 코드의 단면도이다.
도 5는 매우 작은 직경의 중심 와이어를 갖는 1+3+8 구조의 원통형 층으로 구성되는 형태의 다른 종래의 코드의 단면도이다.
도 6은 본 발명에 다른 컴팩트 형태의 코드를 제작하는데 사용될 수 있는 트위스팅 및 부설 위치 고무 코팅 설치의 예이다.
도 7은 이 일반적인 표현으로서 본 발명에 따른 방사상 카커스 보강재를 갖는 아주 튼튼한 타이어의 방사상 단면도이다.

I. 측정 및 테스트

I-1. 장력 테스트 측정

금속 와이어 및 코드와 관련하여, (N의 최대 부하인) 파단력(breaking force)(F_m)(최대 부하, N 단위)과, R_m으로 표시되는 인장 강도(MPa 단위)와, A_t으로 표시되는 파단부의 신장율(총 신장률, % 단위)의 측정은, 1984년의 ISO 표준 ISO 6892에 따른 장력 하에서 수행된다.

고무 조성과 관련하여, 모듈러스 측정은, 다른 지시가 없으면 1998년의 표준 ASTM D 412에 따른 장력 하에서 수행되고(시편 "C"): E10으로 표시되고 MPa로 표기되는 10% 신장에서의 "실제" 시컨트 모듈러스(즉, 시편의 실제 단면과 관련된 시컨트 모듈러스)는 두 번째 신장시(즉, 수용 사이클 이후), 1999년의 표준 ASTM D 1349에 따른 표준 상태의 온도 및 습도 조건 하에서, 측정된다.

I-2. 공기 침투도 테스트

이 테스트는 주어진 시간 동안 일정한 압력 하에서 시편을 통과하는 공기의 체적을 측정함으로써 테스트되는 코드의 종방향 공기 침투도를 결정하는데 사용될 수 있다. 당업자에게 잘 알려져 있는 이러한 테스트의 원리는, 코드 처리에 의해 코드에 공기가 통하지 않게 되기 위해서 코드의 처리의 효과성을 설명하는 것이다. 테스트는 예를 들어 표준 ASTM D2692-98에 기재되어 있다.

본원의 테스트는, 코드가 보강하는 고무 플라이 또는 타이어로부터 추출된, 따라서 이미 가류된 고무로 코팅되어 있는 코드나 제조된 상태의 코드 상에 수행된다.

제2 경우에서, 가공되지 않은 코드들은, 사전에 외부로부터 코팅 고무 내에 코팅되어야 한다. 이를 위해, 평행하게 배치된 일련의 10 개의 코드(코드들 간의 거리: 20mm)은 가공되지 않은 상태의 고무 조성으로 된, 각각이 3.5mm의 두께를 갖는 두 개의 스킴(skim)(80 × 200mm로 측정되는 두 개의 직사각형)들 사이에 배치된다. 이후 전체 조립체는 몰드 내에 고정되는데, 이때 각각의 코드는 클램핑 모듈을 이용하여 몰드 내에 위치될 때 직선으로 유지되도록 충분한 장력 (예를 들어 2daN) 하에 유지된다. 이후, 140℃의 온도, (80 × 200mm로 측정되는 직사각형 피스톤에 인가된) 15bar의 압력에서 40분 동안 가황 처리(경화)된다. 이후, 조립체는 특성화를 위해 실체가 방출되고, 이로써 코팅된 코드의 10 개의 시료는 7×7×20mm로 측정되는 평행육면체의 형태로 절단되어 특징지어질 준비를 한다.

종래의 타이어 고무 조성은 코팅 고무로서 사용되고, 상기 조성은 (해교된) 천연 고무 및 N330 카본 블랙(65phr)에 기초하고, 또한 하기의 통상적인 첨가제, 즉 황(7phr), 술펜아미드 액셀러레이터(sulphenamide accelerator)(1phr), ZnO(8phr), 스테아르 산(0.7phr), 산화방지제(1.5phr) 및 코발트 나프테네이트(cobalt naphthenate)(1.5phr)를 포함한다. 코팅 고무의 모듈러스 E10은 약 10MPa이다.

테스트는, 코팅되어 고무 조성물(또는 코팅 고무)로 둘러싸이는 2cm 길이의 코드 상에 하기의 방식으로 수행되며, 1bar의 압력 하의 공기가 코드의 입구로 사출되고 출구에서의 공기의 체적은 유량계를 사용하여 측정된다(예를 들어 0 내지 500cm³/분으로 보정된다). 측정하는 동안, 코드 시료는 압축된 밀봉(예를 들어, 농후한 발포체 또는 고무 밀봉)내에 고정되어서 코드의 종방향 축을 따라 일 단부로부터 다른 단부까지 코드를 통과하는 공기의 양만이 측정된다. 밀봉의 밀봉 능력은 고체 고무 시료, 즉 코드가 없는 시료를 사용하여 사전에 점검된다.

측정된 평균 공기 유동률(10개의 시료에 의한 평균)은 코드의 종방향 불침투도가 높아질수록 낮아진다. 측정이 ±0.2cm³/분의 정밀도로 실시되기 때문에, 0.2cm³/분보다 낮거나 이와 동일하게 측정된 값들은 0으로 간주되며, 이 값들은 그 축을 따라(즉, 그 종방향을 따라) 소위 완전히 기밀될 수 있는 코드에 대응한다.

I-3. 충전 고무 함유량

충전 고무의 양은, 초기 코드(따라서, 부설 위치에 고무를 도포한 코드)의 무게와 적절한 전해 처리에 의해 충전 고무가 제거된 코드의 무게(따라서 그 와이어의 무게) 사이의 차이를 측정함으로써 측정된다.

그 크기를 감소시키기 위해 자체로 권선되는 (1m 길이의) 코드 시료는 (발전기의 음 단자에 연결되는) 일렉트로라이저(electrolyser)의 캐소드로 구성되는 반면에, (양 단자에 연결되는) 애노드는 플레티넘 와이어로 구성된다. 전해질은 탄산나트륨의 리터당 1몰을 포함하는 수성 용액(탈염수)으로 구성된다.

전해질에 완전히 침지된 시료는 300mA의 전류에서 15분 동안 가해진 전압을 갖는다. 이후, 코드는 바스(bath)로부터 제거되고 물로 충분히 헹궈진다. 이러한 처리는 고무가 코드로부터 용이하게 분리되게 허용한다(분리되지 않으면, 전기 분해가 몇 분 동안 지속된다). 고무는, 예를 들어, 코드로부터 와이어의 트위스팅을 차례로 풀어 흡수 천을 사용하여 고무를 단순하게 닦음(wiping)으로써 조심스럽게 제거된다. 와이어는 물에 다시 헹구어 지고, 이어서 탈염수(50%)와 에탄올(50%)의 혼합물을 포함하는 비커에 침지된다. 비커는 10분 동안 초음파 바스 안에 잠겨진다. 따라서, 고무의 모든 흔적이 벗겨진 와이어는 비커로부터 제거되어, 질소 또는 공기의 흐름에서 건조되고, 최종적으로 무게가 측정된다.

이러한 것으로부터, 코드 내의 충전 고무 함유량은, (총 10m의 코드에 걸쳐서) 10번의 측정으로 나누어 평균을 낸 초기 코드의 g(그램)당 충전 고무의 mg(밀리그램)으로 표현되어 계산함으로써 추론된다.

II . 본 발명의 상세한 기술

본 명세서에서, 달리 명확하게 지시하지 않는다면, 모든 퍼센트(%)는 질량 단위의 퍼센트를 지시한다.

또한, "a와 b 사이"라는 표현에 의해 나타낸 값의 임의의 범위는 a 보다 크고 b보다 작은 범위에 미치는 값의 범위(즉, 제한 지점인 a와 b를 배제)를 나타내는 반면에, "a 내지 b"라는 표현에 의해 나타낸 값의 임의의 범위는 a로부터 최대 b까지 미치는 값의 범위(즉, 엄밀하게 제한 지점인 a와 b를 포함)를 의미한다.

II -1. 본 발명의 3+N 코드

따라서, 본 발명의 2개의 층(Ci, Ce)으로 구성되는 3+N 구조의 금속 코드는,

- 피치(p₁)의 나선형으로 함께 권선된 직경(d₁)의 3개의 코어 와이어로부터 형성된 내부 층(Ci)과,

- 내부 층(Ci) 주위로 피치(p₂)의 나선형으로 함께 권선된 직경(d₂)의 N개의 와이어(N개는 6개 내지 12개로 다양함)의 외부 층(Ce)을 포함한다.

또한, 코드는 하기의 필수 특징들을 갖는다.

- 0.20mm < d₁ < 0.50mm;

- 0.20mm < d₂ < 0.50mm;

- p₁ / p₂ ≤ 1;

- 5mm < p₁ < 30mm;

- 10mm < p₂ < 30mm;

- 내부 층은, 적어도 2cm의 코드의 임의의 길이를 위해, 3개의 코어 와이어에 의해 형성된 중앙 채널에서 그리고 3개의 코어 와이어들과 외부층(Ce)의 N개의 와이어 사이에 있는 갭들의 각각에서 제공되는 "충전 고무"라고 칭하는 디엔 고무 조성물로 외장되고,

- 코드 내의 충전 고무의 함유량은 코드의 g당 5와 30mg 사이이다.

본 발명의 이 코드는 부설 위치에 고무 도포된 코드를 지칭될 수 있고, 이 내부층(Ci) 및 이 외부 층(Ce)은 내부 층(Ci)과 외부 층(Ce) 사이에 존재하는 각각의 갭 또는 캐비티를 적어도 부분적으로 충전하는 충전 고무의 외장에 의해 방사상으로 분리된다. 또한, 내부 층의 3개의 와이어에 의해 형성된 그 중심 모세관이 충전 고무에 의해 자체로 또한 관통된다.

본 발명의 코드는 이 충전 고무의 함유량이 코드의 g당 충전 고무의 5와 30mg 사이라는 다른 필수적인 특징을 갖는다.

지시된 최소값 이하에서는, 2cm 이상의 코드의 임의의 길이에 걸쳐서, 충전 고무는 코드의 각각의 갭들에서 적어도 부분적으로 또한 존재하는 것을 보장하는 것이 불가능한 반면에, 지시된 최대값 이상에서는 코드의 주연 상의 표면으로부터 스며나오는 충전 고무로 인하여 상술된 다양한 문제가 일어날 수 있다. 모든 이들 이유로, 충전 고무 함유량이, 코드의 g당, 5와 25mg 사이, 더욱 바람직하게 10 내지 20mg 범위에 있는 것이 바람직하다.

상술된 제한 내에 제어되는 이러한 함유량과 함께, 이러한 충전 고무 함유량은 이하에서 상세하게 설명되는 3+N 코드의 형상에 적합한 특정한 트위스팅/고무 코팅 공정을 실시함으로써만 가능할 수 있다.

이 특정 공정의 실행은, 제어된 양의 충전 고무가 얻어질 수 있게 하면서, (코드의 축을 따라 연속적이든 불연속적이든 간에) 내부 고무 파티션 또는, 특히 그 중심 채널에서, 충분한 개수로 본 발명의 코드 내의 고무 플러그의 존재를 보장한다. 따라서, 본 발명의 코드는 물과 같은 임의의 부식성 유체 또는 공기로부터의 산소의, 코드를 따른, 전파에 손상되지 않아서, 본 명세서의 도입에서 기술된 위킹 효과를 방지한다.

본 발명의 특히 양호한 하나의 실시예에 따라서, 하기의 특징, 즉 적어도 2cm의 코드의 임의의 길이에 걸쳐서, 코드는 종방향을 따라 기밀 또는 실제로 기밀인 것이 증명된다. 다시 말하면, 3개의 코어 와이어에 의해 형성된 중심 채널을 포함하는 3+N 코드 내의 각각의 모세관(또는 캐비티)은, (이단 고무와 같은 중합체로 외부로부터 코팅된) 상기 코드가 그 종방향을 따라 기밀되거나 실제로 기밀되는 방식으로, 매 2cm마다 충전 고무의 플러그(또는 내부 파티션)를 갖는다.

섹션 I-2에서 기술된 공기 침투성 테스트에서, "기밀한" 3+N 코드는 0.2cm³/분과 동일하거나 작은 평균 공기 유동률을 특징으로 하는 반면에, "실제로 기밀한" 3+N 코드는 2cm³/분, 바람직하게 1cm³/분보다 적은 평균 공기 유동률을 특징으로 한다.

강도, 가능성, 강성 및 압축 시의 코드의 내구성 사이에서 최적화된 타협을 위하여, 이들 와이어들이 하나의 층으로부터 다른 층까지의 다른 직경이든지 동일한 직경을 갖는지 간에, 층들(Ci 및 Ce)의 와이어들의 직경이 0.23 내지 0.40mm 범위 내에 있는 것이 바람직하다.

층들(Ci 및 Ce)의 와이어들은 하나의 층이 다른 층과 동일하거나 상이한 직경을 가질 수 있다. 하나의 층과 다른 층이 동일한 직경을 갖는(즉, d₁=d₂) 와이어를 사용함으로써, 특히 그 제조를 단순화시키고 그 비용을 감소시킨다.

양호하게, 이하의 관계, 즉 0.5 ≤ p₁/p₂ ≤ 1 이 만족된다.

공지된 바와 같이, 피치 "p"는 코드의 축에 평행하게 측정된 길이를 나타내고, 그 단부에서 와이어는 코드의 상기 축 주위의 완전한 1회전을 하는 이 피치를 갖는다는 것을 생각할 있을 것이다.

더욱 양호하게, 피치들(p₁, p₂)은 동일하다(p₁ = p₂). 이것은 예를 들어 도 1에서 도시된 바와 같이, 컴팩트 형태의 층상 코드에 대한 경우이며, 두 개의 층(Ci 및 Ce)은 동일한 방향의 트위스트(S/S 또는 Z/Z)로 권선되는 다른 특징을 갖는다. 이러한 컴팩트 층상 코드에서, 컴팩트는 실제로 개별 층의 와이어들이 보일 수 없게 한다. 이러한 코드의 단면이, 예를 들어, 도 1에서 도시된 바와 같이(본 발명에 따른 컴팩트 3+9 코드) 또는 도 2(부설 위치에 고무 도포되지 않은 제어부로서의 3+9 컴팩트 코드)에서와 같이, 다각형 또는 원통형이 아닌 외곽선을 갖는 것이 뒤따른다.

피치(p₂)는, 특히 d₁ = d₂ 인 경우에, 12 내지 25mm 범위, 예를 들어, 15 내지 22mm 범위 내에 선택되는 것이 더욱 바람직하다.

외부 층(Ce)은 포화된 층의 특성을 갖는데, 즉 명확하게는, 상기 층에 직경(d₂)의 적어도 하나의 (N_최대+1) 번째 와이어를 추가할만한 충분한 공간이 없으며, 이때 N_최대는 내부 층(Ci) 주위의 층에 권선될 수 있는 와이어의 최대의 수를 나타낸다. 이러한 구조는 충전 고무가 그 주연부로부터 스며나오는 위험을 제한시키고, 주어진 코드 직경에 대해 보다 큰 강도를 제공한다는 이점이 있다.

따라서, 와이어의 개수 N은 본 발명의 특정 실시예에 따라 매우 넓은 범위로 다양화될 수 있는데, 예를 들어, 6 내지 12 개의 와이어를 가질 수 있으며, 와이어의 최대 개수 N_최대는, 바람직하게 외부 층을 포화된 상태로 유지시키기 위해서, 코어 와이어의 직경(d₁)과 비교하여 그 직경(d₂)이 감소하는 경우에 증가하는 것으로 이해된다.

양호한 실시예에 따르면, 층(Ce)은 8개 내지 10개의 와이어를 포함하고, 다시 말하면, 본 발명의 코드는 3+8, 3+9 및 3+10 구조의 코드들의 그룹으로부터 선택된다. 더욱 바람직하게, 이후, 층(Ce)의 와이어들은 하기의 관계식을 만족한다.

- N = 8일 때, 0.7≤(d₁/d₂)≤1;

- N = 9일 때, 0.9≤(d₁/d₂)≤1.2;

- N = 10일 때, 1.0≤(d₁/d₂)≤1.3.

특히 위의 코드들로부터 선택된 코드는 하나의 층이 다른 층과 사실상 동일한 직경을 갖는(즉, d₁ = d₂) 와이어로 구성된다.

본 발명의 특히 양호한 실시예에 따라, 외부 층은 9개의 와이어를 포함한다.

모든 층상 코드와 단지 유사하게, 본 발명의 3+N 코드는, 즉 컴팩트 형태 또는 원통형 층 형태의 두 개의 형태일 수 있다.

양호하게, 층들(Ci 및 Ce)의 모든 와이어들은 트위스트의 동일 방향에서, 즉 S방향(S/S 배치) 또는 Z방향(Z/Z 배치)에서 권선된다. 유리하게, 동일 방향에서의 권선 층들(Ci 및 Ce)은 이들 두 개의 층들 사이에서 고무 도포와 이에 따른 그들의 구성 와이어들의 마모를 최소화시킨다.

더욱 양호하게, 두 개의 층들은, 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이, 컴팩트 형태의 코드를 얻기 위해서, 동일한 방향(S/S 또는 Z/Z)에서 그리고 동일한 피치(p₁ = p₂)로 권선된다.

용어 "금속 코드"는 금속 재료로 주로(즉, 이들 와이어의 개수의 50% 이상) 또는 전체로(와이어의 100%) 이루어져 구성되는 와이어들로부터 형성된 코드를 의미하도록 본 출원에서 명확히 이해된다. 층(Ci)의 와이어들은 양호하게 강철로 이루어지고, 더욱 양호하게 탄소강으로 이루어진다. 독립적으로, 층(Ce)의 와이어들은 자체로 강철로 이루어지고, 양호하게 탄소강으로 이루어진다. 그러나, 다른 강철, 예를 들어, 스테인리스강 또는 다른 합금을 사용하는 것이 물론 가능하다. 탄소강이 사용되는 경우에, 그 탄소 함유량은 양호하게 0.4%와 1.2% 사이, 특히 0.5%와 1.1% 사이이다. 더욱 양호하게, 이는 0.6%와 1.0% 사이이고(강철의 중량%), 이러한 함유량은 복합물의 요구된 기계적 특성과 와이어들의 가능성 사이에 양호한 타협을 나타낸다.

특히, 탄소강이든 스테인리스강이든지 간에, 사용된 금속 또는 강철은 자체로 예를 들어 금속 코드의 처리 특성 및/또는 그 구성 요소, 또는 접착, 부식 저항성 또는 노화 저항 특성과 같은 자체 타이어 및/또는 코드의 사용 특성을 개선시키는 금속 층으로 자체로 코팅될 수 있다. 양호한 실시예에 따라서, 사용된 강철은 브래스(Zn-Cu 합금)의 층 또는 아연의 층으로 코팅된다. 와이어 제조 공정 동안, 브래스 또는 아연 코팅은 더 쉽게 드로잉하고 고무에 대한 더 좋은 와이어 접착을 하게 하는 것으로 생각될 것이다. 그러나, 와이어는, 예를 들어, 이들 와이어의 부식 저항성 및/또는 고무에 대한 그의 접착성을 개선시키는 기능을 갖는 브래스 또는 아연 이외의 얇은 금속 층, 예를 들어, Co, Ni, Al 또는 Cu, Zn, Al, Ni, Co 및 Sn의 혼합물들 중 2개 이상의 합금으로 코팅될 수 있다.

본 발명의 코드들은 양호하게 탄소강으로 이루어지고 양호하게 2,500MPa, 더욱 양호하게 3,000MPa보다 큰 인장 강도(R_m)를 갖는다. 이 구조적, 탄성적 및 소성 신장들의 총합인 코드의 파단(A_t)에서의 전체 신장은 양호하게 2.0%보다 크고, 더욱 양호하게는 적어도 2.5%이다.

충전 고무의 디엔 탄성 중합체(또는 분별없게 "고무", 두 개는 동의어로서 고려됨)는 폴리부타디엔(BR), 천연 고무(NR), 합성 폴리이소프렌(IR), 다양한 부타디엔 공중합체, 다양한 이소프렌 공중합체 및 이들 탄성 중합체들의 혼합에 의해 형성된 그룹으로부터 선택된 디엔 탄성 중합체인 것이 바람직하다. 이러한 공중합체는, 이들이 에멀션 중합 반응(ESBR) 또는 솔루션 중합 반응(SSBR), 부타디엔-이소프렌(BIR) 공중합체, 스티렌-이소프렌(SIR) 공중합체 및 스티렌-부타디엔-이소프렌(SBIR) 공중합체에 의해 준비되든지 간에, 스티렌-부타디엔(SBR) 공중합체에 의해 형성된 그룹으로부터 선택되는 것이 더욱 바람직하다.

양호한 실시예는 "이소프렌" 탄성 중합체, 즉 이소프렌 단일 중합체 또는 공중합체, 다시 말하면 천연 고무(NR), 합성 폴리이소프렌(IR), 다양한 이소프렌 공중합체 및 이들 탄성 중합체들의 혼합에 의해 형성된 그룹으로부터 선택된 디엔 탄성 중합체의 사용으로 구성된다. 이소프렌 탄성 중합체는 cis-1,4 형태의 합성 폴리이소프렌 또는 천연 고무를 사용하는 것이 바람직하다. 이들 합성 폴리이소프렌 중에서, 90%보다 큰, 더욱 바람직하게 98%보다 큰 cis-1,4 접착제의 함유량(몰%에서)을 갖는 폴리이소프렌을 사용하는 것이 바람직하다. 다른 양호한 실시예에 따르면, 디엔 탄성 중합체는, 예를 들어, BR 형태의 다른 탄성 중합체로 혼합되지 않거나 혼합되어 사용된, 예를 들어, SBR 탄성 중합체와 같은 다른 디엔 탄성 중합체로, 완전하게 또는 부분적으로, 구성될 수 있다.

충전 고무는, 디엔 탄성 중합체 이외의 합성 탄성 중합체의 임의의 형태 또는 탄성 중합체 이외의 중합체와의 조합으로 사용될 수 있는, 하나 이상의 디엔 탄성 중합체를 포함할 수 있다.

충전 고무는 교차결합 가능한 형태로 되어 있고, 즉 이는 그 가공(즉, 경화) 공정 동안 조성물이 교차결합을 허용하기에 적합한 교차결합 시스템을 대체로 포함한다. 양호하게, 고무 외장의 교차결합 시스템은 소위 가황 시스템, 즉, 황(또는 황 도너제)에 기초한 시스템과 1차 가황 액셀러레이터에 기초한 시스템이다. 이 기초 가황 시스템에 부가하여 다양한 알려진 2차 액셀러레이터 또는 가황 액티베이터일 수 있다. 황은 0.5와 10 phr, 더욱 바람직하게 1과 8 phr 사이의 양호한 양으로 사용되고, 1차 가황 액셀러레이터, 예를 들어, 미설펜아미드는 0.5와 10 phr 사이, 더욱 양호하게 0.5와 5.0 phr 사이의 양호한 양으로 사용된다.

그러나, 본 발명은 충전 고무가 황 또는 임의의 다른 교차결합 시스템을 함유하지 않는 경우에 적용하고, 그 자신의 교차결합을 위하여, 충전 고무 내로 상기 둘러싸는 매트릭스와 접촉함으로써, 강화하는 것으로 의도되는 본 발명의 코드가 충분하고 이동될 수 있는 고무 매트릭스 내에 교차결합 또는 가황 시스템이 제공된다는 것이 이해된다.

충전 고무는, 특히 국제출원 제WO 2005/113666호에서 기술된 바와 같이, 방향족이든지 비방향족이든지 간에, 특히 매우 약하거나 비방향족 오일, 예를 들어, 나프테닉 또는 파라피닉 형태의 높거나 양호하게 낮은 점성을 갖는 MES 또는 TDAE 오일, 30도 이상의 높은 T_g를 갖는 소성 수지, 비가공 상태에서 조성물을 처리하기 용이하게 하는 처리 보조제, 추적 수지, 항복귀제, 예를 들어, HMT(헥사메틸렌 테트라민) 또는 H3M(헥사메톡시메틸멜라민)과 같은 메틸렌 수용제 및 도너, (레소시놀 또는 비스마레이미드와 같은) 강화 수지, 코발트 또는 니켈 솔트 또는 란스아니드 솔트 금속 솔트 형태의 알려진 접착 촉진 시스템이든지 간에, 상기 교차결합 시스템으로부터 멀리, 예를 들어, 카본 블랙과 같은 강화 필러 또는 실리카와 같은 무기물 필러, 결합제, 항노화제, 항산화제, 소성제 또는 오일 확산제와 같이 타이어를 제작하도록 의도된 고무 매트릭스 내에 상용으로 사용된 첨가제의 모든 또는 일부를 또한 포함할 수 있다.

강화 필러, 예를 들어, 카본 블랙 또는 실리카와 같은 무기물 강화 필러의 함유량은 50 phr보다 크고, 예를 들어, 60과 140 phr 사이인 것이 바람직하다. 이것은 70 phr보다 크고, 예를 들어, 70과 120 phr 사이인 것이 더욱 바람직하다. 카본 블랙에 있어서, 예를 들어, 특히 타이어에 종래에 사용된 HAF, ISAF 및 SAF 형태의 모든 카본 블랙이 적합하다. 이들 중에서, 멘션은 특히 ASTM 300, 600 또는 700 등급(예를 들어, N326, N330, N347, N375, N683 및 N772)의 카본 블랙으로 이루어질 수 있다. 적합한 무기물 강화 필러는 특히 실리카(SiO₂) 형태의 미네랄 필러이고, 특히 450m²/g, 바람직하게 30 내지 400 m²/g의 BET 표면 영역을 갖는 응결 또는 발열 실리카이다.

당업자라면, 본 기술에 비추어, 원하는 레벨의 특성(특히 탄성 모듈러스)을 달성하도록 그리고 기대한 특정 출원에 대한 구성에 적합하도록 충전 고무의 구성을 조절할 수 있을 것이다.

본 발명의 제1 실시예에 따르면, 충전 고무의 구성은 본 발명의 코드가 강화되도록 의도된 고무 매트릭스의 구성과 동일하게 되도록 선택될 수 있다. 따라서, 충전 고무의 각각의 재료들과 상기 고무 매트릭스 사이의 적합성의 문제는 없다.

본 발명의 제2 실시예에 따르면, 충전 고무의 구성은 본 발명의 코드가 강화될 의도인 고무 매트릭스의 구성과 상이하도록 선택될 수 있다. 충전 고무의 구성은 특히 전형적으로 예를 들어, 코발트 솔트, 니켈 솔트 또는 네오디뮴 솔트와 같은 금속 솔트의 5 내지 15 phr로부터, 비교적 대량의 접착제 촉진제를 사용함으로써 그리고 조절될 수 있고, 둘러싸는 고무 매트릭스 내에 상기 촉진제의 양을 유리하게 감소시킴으로써(또는 심지어 완전히 촉진제를 제거함으로써) 조절될 수 있다.

양호하게, 충전 고무는, 교차결합된 상태에서, 5와 25MPa 사이, 더욱 바람직하게 5와 20MPa 사이 및 특히 7 내지 15MPa 범위 내인 신장 E10(10% 신장에서)에서의 시컨트 모듈러스를 갖는다.

본 발명은 가공되지 않은 상태(이후에 충전 고무가 가황되지 않음)와 가공된 상태(이후에 충전 고무가 가황됨) 양쪽에서 위에 기술된 코드에 대한 코스에 관한 것이다. 그러나, 충전 고무와 주변 고무 매트릭스(예를 들어, 캘린더링 고무) 사이의 최종 가황 동안 접착을 촉진하기 위해서, 의도되는 타이어와 같은 반제품이나 완성된 제품으로 차후의 통합 때까지 비가류 상태에서의 충전 고무로 본 발명의 코드를 사용하는 것이 바람직하다.

도 1은, (직선 및 정지하여 있는 것을 추정된) 코드의 축에 직교하는 단면에서, 예를 들어 본 발명에 따른 양호한 3+9 코드를 개략적으로 도시한다.

(C-1으로 지칭된) 이 코드는 컴팩트 형태로 되어 있고, 다시 말하면, 이 내부 층(Ci) 및 외부 층(Ce)은 동일한 방향(인식된 명명법에 따라 S/S 또는 Z/Z)과 또한 동일한 피치(p₁ = p₂)로 권선된다. 이 형태의 구성은 내부 와이어(10) 및 외부 와이어(11)가 실질적으로 다각형[층(Ci)의 경우에 삼각형이고 층(Ce)의 경우에 육각형)이고 추후에 기술될 수 있는 원통형 층상 코드의 경우에와 같은 원통형이 아닌 외각선(점선으로 도시됨)을 각각 갖는 두 개의 중심 층을 형성한다는 결과를 갖는다.

충전 고무(12)는 3개의 코어 와이어(10)에 의해 형성된 (삼각형으로 표시된) 중심 모세관(13)을 충전하여, 그들을 매우 약간 분리시키면서, 3개의 와이어(10)에 의해 형성된 내부 층(Ci)을 완전히 덮는다. 또한, 충전 고무는 하나의 코어 와이어(10)와 그에 바로 인접한 2개의 외부 와이어(11)에 의해 또는 두 개의 코어 와이어(10)와 그에 인접한 외부 와이어(11)에 의해 형성된 (또한 삼각형으로 표시된) 각각의 갭 또는 캐비티를 충전한다. 따라서, 전체적으로, 12개의 갭 또는 모세관이 이러한 3+9 코드 내에 제공되고, 중심 모세관(13)이 이에 추가된다.

양호한 실시예에 따라서, 본 발명의 3+N 코드에서, 충전 고무는 이를 덮는 층(Ci) 주위로 연속적인 방식으로 연장한다.

비교를 위해, 도 2는 또한 컴팩트 형태의, (C-2로 지칭된) 종래의 3+9 코드(즉, 부설 위치에 고무 도포되지 않은 코드)의 단면을 도시한다. 충전 고무의 부재는 실제로 모든 와이어(20, 21)가 서로에 대하여 접촉되어 있다는 것을 의미하며, 이에 의해 고무에 의해 외부로부터 관통하기에 또한 매우 어려운(불침투성이라고 말하지 않음), 특히, 컴팩트 구조를 초래한다. 이러한 형태의 코드의 특징은 3개의 코어 와이어(20)가 비어있고 폐쇄되는 중심 모세관 또는 채널(23)을 형성한다는 것이고, 따라서, 물과 같은 부식성 매체의 전파에, "위킹" 효과를 통해, 호의적이다.

도 3은 본 발명에 따른 양호한 3+9 코드의 다른 예를 개략적으로 도시한다.

(C-3으로 지칭된) 이 코드는 원통형 층상 형태, 즉 이 내부 층(Ci) 및 외부 층(Ce)이 동일한 피치(p₁ = p₂)이지만 상이한 방향(S/Z 또는 Z/S)으로 권선되거나, 트위스트의 방향(S/S 또는 Z/Z 또는 S/Z 또는 Z/S)이든 간에 상이한 피치(p₁ ≠ p₂)로 권선된다. 공지된 바와 같이, 이러한 형태의 구조는, 원통형이고 더 이상 다각형이 아닌 (점선으로 표시된) 외각선과 코드(및 두 개의 층)를 제공하는 와이어들이 두 개의 인접한 중심 관형 층(Ci 및 Ce)들 내에 배치되는 결과를 갖는다.

충전 고무(32)는 3개의 코어 와이어(30)에 의해 형성된 (삼각형으로 표시된) 중심 모세관(33)을 충전하여 그들을 매우 이동시키면서, 3개의 와이어(30)에 의해 형성된 내부 층(Ci)을 완전히 덮는다. 또한, 충전 고무는 하나의 코어 와이어(30)와 그에 바로 인접한 2개의 외부 와이어(31)(가장 가까운 와이어들)에 의해 또는 두 개의 코어 와이어(30)와 그에 인접한 외부 와이어(31)에 의해 형성된 각각의 갭 또는 캐피티를, 적어도 부분적으로(하지만, 여기서, 이러한 예에서 완전히) 충전한다. 따라서, 전체적으로, 12개의 갭 또는 모세관이 이러한 3+9 코드 내에 제공되고, 중심 모세관(33)이 이에 추가된다.

비교를 위해, 도 4는 두 개의 원통형 층들로 구성되는 형태의, (C-4로 지칭된) 종래의 3+9 코드(즉, 부설 위치에 고무 도포되지 않은 코드)의 단면을 도시한다. 충전 고무의 부재는 내부 층(Ci)의 3개의 와이어(40)가 서로에 대하여 실제로 접촉되어 있다는 것을 의미하며, 이에 의해 고무에 의해 외부로부터 관통될 수 있고 또한 부식 매체에 호의적이고, 비어 있고 폐쇄되는, 중심 모세관(43)을 초래한다.

또한, 비교를 위해, 도 5는 두 개의 원통형 층들(Ci, Ce)로 구성되는 형태의, (C-5로 지칭된) 종래의 1+3+8 코드(즉, 부설 위치에 고무 도포되지 않은 코드)의 단면을 개략적으로 도시하고, 이 코드는 매우 작은 직경의 중심 와이어(55), 3개의 내부 와이어(50) 및 8개의 외부 와이어(51)를 포함한다. 중심 와이어가 이들 3개의 코어 와이어(50)에 의해 형성된 중심 채널일 때, 내부 층(Ci)의 와이어(50)를 멀리 이동시키고 충전하는 중심 와이어(55)는, (하나의 층이 나머지 층과 동일한 와이어 직경을 갖는) 외부 층(Ce)을 "탈포화"[내부 층(Ci)의 직경을 증가시킴으로써]하여서, 코드의 외부 관통성을 증가시키는 것이 가능하다.

II -2. 3+N 코드의 제조

위에서 기술된 3+N 구조의 코드는 하기의 일렬로 실시되는 4개의 단계를 포함하는 공정에 의해 제조될 수 있다.

- 먼저, 조립되는 지점에 내부 층(Ci)을 형성하기 위해서 트위스팅에 의해 3개의 코어 와이어를 함께 조립하는 단계와,

- 이후, 3개의 코어 와이어를 조립하는 상기 지점의 하류부에서, 내부 층(Ci)이 가공되지 않은 (즉, 교차결합되지 않은) "충전 고무"로 외장되는 외장 단계와,

- 뒤이어, 외부 층(Ce)의 N개의 와이어가 이에 따라 외장된 내부 층(Ci) 주위를 트위스팅하는 조립 단계와,

- 이어서, 트위스트 밸런싱의 최종 단계.

금속 와이어를 조립하는 두 가지 가능한 기술이 존재한다는 것을 하기와 같은 방법에서 생각될 수 있다.

- 케이블링(cabling)에 의한 방법으로서, 이 경우, 와이어는, 조립되는 지점 전방과 후방에서 동시에 회전하기 때문에 그 축을 중심으로 어떠한 트위스팅도 경험하지 않는, 케이블링에 의한 방법, 또는

- 트위스팅(twisting)에 의한 방법으로서, 이 경우, 와이어는, 그 축을 중심으로 집합적인 트위스팅과 개개의 트위스팅 모두를 경험하게 되어 각각의 와이어에 트위스팅 풀림 토크를 발생시키는, 트위스팅에 의한 방법.

위의 공정의 하나의 필수 특징이, 내부 층 및 외부 층 양쪽을 조립할 때, 트위스팅 단계의 사용이다.

제1 단계 동안, 3개의 코어 와이어는 공지된 방식대로 내부 층(Ci)을 형성하기 위해서 (S 또는 Z 방향으로) 함께 트위스팅된다. 와이어는, 코어 와이어가 공통 트위스팅 지점(또는 조립 지점)으로 수렴되게 의도된, 조립 안내부에 결합되든지 결합 안 되든지 간에, 스풀, 분리 그리드와 같은 공급 수단에 의해 운반된다.

따라서, 형성된 내부 층(Ci)은 적합한 온도에서 압출 나사에 의해 공급된 비가류 충전 고무로 외장된다. 이에 따라, 충전 고무는, 종래 기술에서 기술된 바와 같은 내부 층의 배치 이전에, 조립 작동의 상류에서 와이어를 개별적으로 외장하도록 구비하지 않고 단일 압출 헤드에 의해 작은 용적의 단일 고정 지점으로 운반될 수 있다.

이 공정은 종래의 조립 공정을 느리게 하지 않는 상당한 장점을 갖는다. 따라서, 모두 높은 속도로, 생산된 코드의 형태(컴팩트 코드 또는 원통형 층상 코드)가 무엇이든지 간에, 일렬로 그리고 단일 단계로 실행되도록, 완전한 작동, 즉, 초기 트위스팅, 고무 코팅 및 최종 트위스팅을 가능하게 한다. 위의 공정은 70m/분보다 큰, 바람직하게 100m/분보다 큰 속도(트위스팅 및 고무 코팅 라인을 다른 코드 주행 속도)로 실행될 수 있다.

압출 헤드의 상류에서, 하나의 와이어가 다른 하나의 와이어와 사실상 동일한, 3개의 와이어 상에 가해진 장력은, 와이어들의 파단력의 10과 25% 사이인 것이 바람직하다.

압출 헤드는 하나 이상의 다이, 예를 들어, 상류 안내 다이와 하류 시징 다이를 포함할 수 있다. 코드의 직경을 연속적으로 측정하고 제어하는 수단이 추가될 수 있고, 이들은 압출기에 연결된다. 양호하게, 충전 고무가 압출되는 온도는 60도와 120도 사이, 더욱 바람직하게 70도와 110도 사이이다.

따라서, 압출 헤드는 실린더의 회전의 형상을 갖는 외장 구역을 한정하고, 그 직경은 0.4mm와 1.2mm 사이, 더욱 바람직하게 0.5mm와 1.0mm 사이이고, 그 길이는 4와 10mm 사이인 것이 바람직하다.

압출 헤드에 의해 운반된 충전 고무의 양은, 최종 3+N 코드에서, 이 양이 코드의 g당 5와 30mg 사이, 바람직하게 5와 25mg 사이 그리고 특히 10 내지 20mg 범위 내에 있다.

전형적으로, 압출 헤드를 떠날 때, 내부 층(Ci)은 그 주연 상의 모든 지점에서 덮여지고, 충전 고무의 최소 두께는 5㎛보다 크고, 더욱 바람직하게 10㎛보다 크고, 예를 들어 10과 50㎛ 사이이다.

이전의 외장 단계의 말기에서, 공정은, 제3 단계 동안, 내부 층(Ci) 주위에 외부 층(Ce)의 N개의 와이어를 다시 트위스팅 함으로써(S 또는 Z 방향) 이에 따라 외장되는 최종 조립 단계를 포함한다. 트위스팅 작동 동안, 충전 고무 상의 지탱하는 N개의 와이어들은 여기서 외피를 형성하게 된다. 이들 외부 와이어들에 의해 가압된 압력에 의해 배치된 충전 고무는, 내부 층(Ci)과 외부 층(Ce) 사이에서, 와이어들에 의해 비어있는 채로 남겨진 각각의 갭 또는 캐비티를 적어도 부분적으로 충전하는 경향을 본질적으로 갖는다.

이 단계에서, 본 발명의 3+N 코드는 완성되지 않으며, 즉 3개의 코어 와이어에 의해 결합된 그 중앙 채널이 충전 고무로 아직 충전되지 않거나, 어떤 경우에서든 수용가능한 공기 불침투성을 얻기에 불충분하게 충전되지 않았다.

하기의 필수적인 단계는 트위스트 밸런싱 수단에 의해 코드를 통과하는 단계이다. 용어 "트위스트 밸런싱"은, 공지된 바와 같이, 내부 층과 외부 층 모두에서, 코드의 각각의 와이어 상에 가해진 잔류 토크의 상쇄[또는 스프링백(springback)의 트위스팅 풀림]를 의미한다.

트위스트 밸런싱 도구는 트위스팅 기술의 당업자에게 잘 알려져 있다. 상기 트위스트 밸런싱 도구는 예를 들어 "스트레이트너(straightener)" 또는 "트위스터(twister)" 또는 "트위스터-스트레이트너(twister-straightener)로 구성될 수 있는데, 상기 트위스터-스트레이트너는 트위스터의 경우에는 풀리로, 또는 스트레이트너의 경우에는 작은 직경의 롤러로 이루어지며, 코드는 이러한 풀리 및/또는 롤러에 의해 작동한다.

결과적으로, 밸런싱 도구를 통과하는 동안에, 그 축을 중심으로 와이어의 적어도 부분적인 역회전을 초래하는 3개의 코어 와이어에 가해지는 트위스팅 풀림은, 여전히 고온이면서 외부로부터 코드의 코어를 향해 3개의 와이어에 의해 형성된 중심 채널의 매우 안쪽으로 비교적 유동하는 동안, 그린 상태에서의 충전 고무(즉, 교차 결합되지 않거나 비가류 충전 고무)를 가압하거나 구동하는데 충분하여서, 우수한 공기 불침투 특성을 특징으로 하는 본 발명의 케이블을 양호하게 제공한다는 것을 추정할 수 있다. 또한, 스트레이트닝 도구의 사용에 의해 제공되는 스트레이트닝 기능은, 스트레이트너의 롤러와 외부 층의 와이어 사이의 접촉이 충전 고무에 추가 압력을 가하여, 3개의 코어 와이어에 의해 형성된 중앙 모세관 내로의 그의 침투를 또한 촉진하는 장점을 가지는 것으로 생각된다.

다시 말하면, 위에서 기술된 공정은, 코드를 제조하는 최종 단계에서, 내부 층(Ci) 내로 그리고 그 주위로 충전 고무의 정상적이고 균일한 분배를 보장하도록 3개의 코어 와이어의 회전을 이용하는 동시에, 공급된 충전 고무의 양을 완전하게 제어한다.

따라서, 종래 기술에 기재된 바와 같이, 상류부가 아닌 3개의 와이어가 조립되는 지점의 하류부에서 고무를 적층시킴으로써, 본 발명의 코드의 깊숙한 코어까지 충전 고무가 관통되게 할 수 있다는 것과, 동시에, 단일의 압출 헤드를 사용함으로써 운반되는 충전 고무의 양을 제어 및 최적화할 수 있다는 것을 뜻밖에 증명하였다.

이러한 최종 트위스트 밸런싱 단계 이후에, 본 발명에 따른 코드의 제조가 완료된다. 이 코드는 금속/고무 복합 직물을 준비하기 위해서 예를 들어 캘린더링 유닛을 통해 처리되기 이전에, 저장을 위해, 수용 스풀 상에 권선될 수 있다.

위에서 기술된 공정은 코드의 주연 상의 충전 고무는 유리하게 없을 수 있는(또는 사실상 없는) 본 발명에 따른 코드를 제조하는 것을 가능하게 한다. 이러한 표현은 충전 고무의 입자가 코드의 주연 상에서 육안으로 볼 수 없고, 다시 말하면, 당업자는, 제작 후에, 본 발명에 다른 코드의 스풀과 부설 위치에 고무 도포되지 않은 종래의 코드의 스풀 사이의 차이를, 2미터 또는 3미터의 거리에서 그리고 육안으로 식별할 없다는 것을 의미한다.

물론, 이 공정은 컴팩트 코드[재인식되게 함으로써 그리고 명확하게 정의함으로써, 층들(Ci 및 Ce)이 동일한 피치와 동일한 방향으로 권선되는 코드]와 원통형 층상 코드[재인식되게 함으로써 그리고 명확하게 정의함으로써, 층들(Ci 및 Ce)이 상이한 피치들 또는 대향 방향으로 또는 상이한 피치들과 반대 방향으로 권선되는 코드]의 양쪽에 적용된다.

위에서 기술된 공정을 실행하기 위해 사용될 수 있는 조립/고무 코팅 장치는, 상류 단부에서 하류 단부까지, 형성되는 다음의 코스로 코드의 진행 방향을 따라,

- 3개의 코어 와이어를 공급하는 수단과,

- 내부 층을 형성하도록 함께 3개의 코어 와이어를 트위스팅함으로써 3개의 코어 와이어를 조립하는 수단과,

- 내부 층을 외장하는 수단과,

- 외장 수단의 하류에서, 외부 층을 형성하도록 외장된 내부 층 주위에 외부 와이어들을 트위스팅함으로써 외부 와이어들을 조립하는 수단과,

- 트위스트 밸런싱 수단을 포함하는 장치이다.

도 6은, 도 1에서 예를 들어 예시한 바와 같이, 컴팩트 코드[트위스트의 동일한 방향으로 트위스팅되고 p2 = p3를 갖는 층들(Ci 및 Ce)]의 제조를 위해 사용될 수 있는 트위스팅 장치(60)의 예를 도시한다. 이 장치에서, 공급 수단(610)은 분산 그리드(62)(선대칭의 분산기)를 통해 3개의 코어 와이어(61)를 운반하며, 그리드는 조립 안내부(63)에 결합되지 않고, 그 위에서 3개의 코어 와이어가 내부 층(Ci)을 형성하기 위해서 조립 지점(64) 상에 수렴한다.

내부 층(Ci)이 일단 형성된 후에는 외장 구역을 통과하는데, 외장 구역은 예를 들어, 내부 층이 통과할 수 있는 단일의 압출 헤드(65)로 구성된다. 수렴되는 지점(64)과 외장 지점(65) 사이의 거리는 예를 들어 50cm와 1m 사이이다. 공급 수단(670)에 의해 운반되는 외부 층(Ce)의 N개(예를 들어, 9개)의 와이어(67)는 이후 화살표 방향으로 전진하는 고무 코팅된 내부 층(Ci)(66) 주위를 트위스팅함으로써 조립된다. 이에 따라 형성된 최종 3+N 코드는, 최종적으로 예를 들어 트위스터-스트레이트너로 구성되는 트위스트 밸런싱 수단(68)을 통과한 후에 회전식 수용 유닛(69) 상에 최종적으로 수입된다.

당업자에게 잘 알려진 바와 같이, 예를 들어, 도 3에 예시된 바와 같은 원통형 층 형태의 본 발명에 따른 코드[상이한 피치(p₂)와 피치(p₃) 및/또는 층들(Ci 및 Ce)의 트위스트의 상이한 방향]는 예시의 방식으로 위에서 기술된(도 6) 바와 같은 것과 이외에 두 개의 회전식 (공급 또는 수용) 부재를 포함하는 장치를 사용하여 제조될 수 있다는 것이 본 명세서에서 생각될 수 있다.

II -3. 타이어 크라운 보강부 내의 코드의 용도

본 명세서에의 도입에서 설명된 바와 같이, 본 발명의 코드는 특히 대형 차량 형태의 산업 차량용 타이어의 크라운 보강재를 위해 의도된다.

예로서, 도 7은 일반적 표현으로서 본 발명에 일치할 수 있거나 일치하지 않을 수 있는 금속 크라운 보강재를 갖는 타이어를 통한 방사상 단면을 개략적으로 도시한다. 이러한 타이어(1)는 크라운 보강재 또는 벨트(6)와, 두 개의 측벽(3)과, 두 개의 비드(4)에 의해 보강된 크라운(2)을 구비하고, 이러한 비드(4) 각각은 비드 와이어(5)에 의해 보강된다. 크라운(2)은 (이러한 개략적인 도면에 도시되지 않은) 트레드로 덮여진다. 카커스 보강재(7)는 각각의 비드(4) 내의 두 개의 비드 와이어(5) 주위로 권선되며, 타이어의 림(9)상에 장착된 것으로서 본원에 도시된, 이러한 보강재(7)의 턴업부(turn-up)(8)는 타이어(1)의 외부를 향해 위치된다. 공지된 방법대로, 카커스 보강재(7)는, "방사상" 코드에 의해 강화된 적어도 하나의 플라이에 의해 형성되고, 다시 말하면, 이들 코드들은 서로에 대해 실질적으로 평행하게 배치되고 하나의 비드로부터 다른 비드로 연장되어, 중간 주연방향의 평면[타이어의 회전 축에 대해 수직이고, 두 개의 비드(4) 사이의 중간에 위치되어 크라운 보강재(6)의 중간을 관통하는 평면]과 80˚와 90˚사이의 각을 형성한다.

본 발명에 따른 타이어는 타이어의 벨트(6)가 적어도 하나의 벨트 플라이를 위한 보강재로서 적어도 본 발명에 따른 두 개의 층으로 구성되는 금속 코드를 포함하는 것을 특징으로 한다. 도 7에서 매우 단순한 방식으로 개략적으로 도시된 이러한 벨트(6)에 있어서, 이것은 예를 들어 "작업' 벨트 플라이로 칭해지는 그 일부 또는 모두를 강화시킬 수 있다는 것으로 이해될 것이다. 물론, 이러한 타이어(1)는 공지된 바와 같이 고무 혼합물 또는 탄성 중합체의 내부 층(통상 "내부 라이너"로 칭함)을 또한 포함하는데, 상기 내부 층은 타이어의 방사상 내부 면을 형성하고 타이어 내부 공간으로부터의 어떠한 공기의 확산으로부터도 카커스 플라이를 보호하도록 의도된다.

이러한 벨트 플라이에서, 본 발명에 따른 코드의 밀도는 바람직하게 15와 110 사이, 더욱 바람직하게 30과 70 사이이고, 벨트 플라이의 dm(데시미터)당 코드, 축에서 축까지의 두 개의 인접한 코드들 사이의 거리는, 바람직하게 1.2와 6.5 mm 사이, 더욱 바람직하게 1.3과 3.0mm 사이이다.

본 발명에 따른 코드들은 두 개의 인접한 코드들 사이의 고무 브리지의 폭(L로 지칭)이 0.4와 2.0mm 사이가 되는 방식으로 배치되는 것이 바람직하다. 공지된 바와 같이, 이 폭(L)은 캘린더링 피치(고무 직물 내의 코드의 레이 피치)와 코드의 직경 사이의 차이를 나타낸다. 지시된 최소값 이하에서는, 너무 좁은, 고무 브리지가 플라이의 작동 동안, 특히 신장 또는 전단에 의해 자체 평면에서 겪는 변형 동안 기계적으로 저하되는 위험을 겪는다. 지시된 최대값 이상에서는, 코드들 사이의 천공에 의해 대상물이 관통될 위험이 존재한다. 더욱 양호하게, 동일한 이유로, 폭(L)은 0.6과 1.6mm 사이로 선택된다.

양호하게, 벨트 플라이의 직물에 사용된 고무 조성물은 탈황된 상태(즉, 경화 후)에서, 이러한 직물이 벨트의 작업 플라이를 형성하도록 의도되는 경우에, 5와 25MPa 사이, 더욱 바람직하게 5와 20MPa 사이, 특히 7과 15MPa 사이에서의 신장 E10에서의 시컨트 모듈러스를 갖는다.

III . 본 발명의 실시예들

하기의 테스트는, 그 종방향 축을 따라 우수한 공기 불침투성 특성 때문에, 타이어 벨트 내에서, 실질적으로 개선된 내구성을 갖는 코드를 제공하는 본 발명의 가능성을 보여준다.

III -1. 사용된 와이어 및 코드의 본성 및 특성

하기의 테스트에서, 도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이, 브래스 코팅된 탄소강 와이어로 형성된, 3+9 또는 1+3+8 구조의 층상 코드들이 사용된다.

탄소강, 예를 들어, 와이어는 1mm에 근접한 중간 직경에 대해 아래로, 롤링 및 드로잉에 의해, 먼저 작업 경화되는 기계 와이어(직경이 5 내지 6mm)로부터 알려진 방식으로 준비된다. 본 발명에 따른 코드(C-1)를 위해 사용된 강철은 매우 고 강도의 탄소강이고[초 고장력(Super High Tensile: SHT)으로 칭함], 그 탄소 함유량은 약 0.2% 크로뮴을 함유하여 약 0.92%이고, 나머지는 강철 제작 공정으로 인하여 철과 통상 불가피한 불순물로 형성된다. 제어 코드(C-5)를 위해 사용된 강철은 고강도 탄소강[고장력(High Tensile: HT) 강철]이고, 그 탄소 함유량은 약 0.5% 망간을 함유하여 약 0.82%이다(나머지는 철 및 불순물로 형성된다).

중간 직경의 와이어는 그들의 차후 컨버젼(conversion) 이전에 디그리징(degreasing) 및/또는 피클링(pickling) 처리를 받게 된다. 브래스 코팅이 이들 중간 와이어들 상에 침전된 후에, 소위 "최종" 작업 경화 작동은 예를 들어 수성 에멀션(aqueous emulsion) 또는 디스퍼션(dispersion)의 형태로 드로잉 윤활제에 의해 습식 매개체 내에 이것을 냉간 드로잉함으로써, 각각의 와이어 상에 실시된다[즉, 최종 페이턴팅(patenting) 열 처리 이후에].

따라서, 당겨진 강철 와이어는 표 1의 직경들 및 기계적 특성을 갖는다.

와이어를 둘러싸는 브래스 코팅은 마이크로미터보다 훨씬 작은 매우 작은 두께, 예를 들어, 0.15 내지 0.30 ㎛인 두께를 갖고, 이는 강철 와이어의 직경과 비교하여 무시될 수 있다. 물론, 와이어를 위해 사용된 강철의 조성은, 그 다양한 요소들(예를 들어, C, Cr, Mn)의 견지에서, 스타팅 와이어의 강철을 위해 사용된 조성과 동일하다.

이후, 이들 와이어들은 두 형태의 케이블(도 1에서 C-1으로 참조된) 3+9 구조의 층상 코드와 (도 5에서 C-5로 참조된) 1+3+8 구조의 층상 코드의 형태로 조립되고, 그의 구조는 도 1 및 도 5 각각에서 도시된 코드들과 표 2에서 주어진 그들의 기계적 특성과 일치한다.

본 발명의 3+9 코드(C-1)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 컴팩트 코드를 얻기 위해서 동일한 피치(p₁=p₂=15.4mm) 및 동일한 트위스트 방향(S)으로 권선되는, 모두가 0.30mm의 직경을 갖는 총 12 개의 와이어로 형성된다. 섹션 I-3에서 전술되어 지시된 방법을 따라 측정된 충전 고무의 함유량은 코드의 g당 16mg이다. 이러한 충전 고무는 세 개의 코어 와이어에 의해 형성된 중심 채널 또는 모세관을 충전시켜 세 개의 코어 와이어를 아주 약간 분리시키면서 세 개의 와이어에 의해 형성된 내부 층(Ci)을 완전하게 덮는다. 또한, 충전 고무는, 하나의 코어 와이어와 이에 바로 옆에 인접한 두 개의 외부 와이어에 의해, 또는 두 개의 코어 와이어와 이들에 인접한 외부 와이어에 의해 형성된 12 개의 갭 또는 모세관 각각을, 완전하지 않다면, 적어도 부분적으로 충전한다.

이러한 코드를 제조하기 위해서, 위에서 기술되고 도 6에 도시된 장치가 사용된다. 충전 고무는 하기의 테스트에서 코드(C-1)를 보강시키는 벨트용 고무 플라이의 형태와 동일한 형태를 갖는 타이어 크라운 보강재를 위한 종래의 고무 조성물이다. 이러한 조성물은 0.700mm의 시징 다이(sizing die)를 통해 90℃의 온도에서 압출된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 1+3+8 구조의 제어 코드(C-5)는 전체로 12개의 와이어들로 형성되고, 그 중 11개는 0.35mm의 직경을 갖는다. 3개의 와이어의 내부 층(Ci)은 7.7mm의 피치(p₁)의 나선형(S 방향)으로 함께 권선되고, 이러한 층(Ci)은, 15.4mm의 피치(p₂)로 코어 주위에 나선형(S 방향)으로 자체적으로 함께 권선된 8 개의 와이어로 된 원통형 외부 층과 접촉한다. 매우 작은 직경(0.12mm)의 단일 중심 와이어 때문에, 내부 층(Ci)의 와이어는 멀리 이동되고, 코드는 외부로부터 그 중심까지 바로 관통된다. 이러한 제어 코드(C-5)는 충전 고무를 갖지 않는다.

III -2. 타이어 내구성

이후, 층상 코드(C-1)와 층상 코드(C-5)는, 대형 차량용 방사상 타이어의 벨트 파일을 제조하기 위해 종래에 사용된 조성물로 구성되는 고무 플라이(스킴)로 캘린더링함으로써 통합된다. 이러한 조성물은 (해교된) 천연 고무 및 N330 카본 블랙(55phr)에 기초된다. 또한 하기의 통상적인 첨가제, 즉 황(6phr), 술폰아미드 액셀러레이터(1phr), ZnO(9phr), 스테아르 산(0.7phr), 산화방지제(1.5phr) 및 코발트 나프테네이트(1phr)를 포함한다. 충전 고무의 모듈러스 E10은 약 6MPa이었다.

따라서, 캘린더링된 복합 직물은 코드의 어느 한 측면 상에 겹쳐진 고무 혼합물의 두 개의 얇은 층(두께가 약 0.8mm)으로 형성된 고무 매트릭스를 갖는다. 캘린더링 피치(고무 직물 내의 코드의 레이 피치)는 약 2.5mm이다. 코드의 직경[코드(C-1 및 C-5)들 각각에 대해 약 1.3mm와 1.5mm]이 주어지면, 코드들의 등부(back) 상의 고무 혼합물 두께는 약 0.4와 0.6mm 사이이다.

이후, 직경 315/80 R22.5 치수의 (P-1 및 P-5로 각각 표시된) 대형 차량 타이어에 대해, 러닝(running)을 위해 의도되는 타이어와 새로운 타이어의 박리(decortication)를 위한 다른 타이어와 함께 각각 연속으로 수행되는, 두 개의 연속 러닝 테스트(running test)가 수행된다.

따라서, 본 발명의 코드(C-1)에 의해 보강된 타이어(P-1)는 본 발명에 따른 타이어들이다. 타이어(P-5)는 종래 기술의 제어 타이어로 구성된 코드(C-5)에 의해 보강되는데, 이들은 특히 (개개의 중심 와이어를 갖추지 않은) 종래의 3+9 코드와 비교하여, 이들의 인식되는 성능 때문에, 이러한 테스트에 있어서의 선택을 지배한다.

그러므로, 타이어(P-1 및 P-5)들은 그 벨트(6)를 보강하는 코드(C-1 및 C-5)들을 제외하면 동일하다.

특히, 공지된 방식으로, 크라운 보강재 또는 벨트(6)는, 두 개의 겹쳐져 교차된 "워킹 플라이" 위에 놓여진 65˚로 경사진 금속 코드에 의해 보강된 두 개의 삼각측량 반 플라이로 형성된다. 이러한 워킹 플라이는, 서로에 대해 사실상 평행하게 배치되고 26˚(방사상 내부 플라이) 및 18˚(방사상 외부 플라이)로 경사진 위의 금속 코드들(각각 C-1 및 C-5)에 의해 보강된다. 두 개의 워킹 플라이는 또한 18˚로 경사진 (고 신장율의) 종래의 탄성 금속 코드에 의해 보강된 보호 플라이에 의해 덮여진다. 기재된 경사진 모든 각은 중간 주연방향의 평면에 대해 측정된다.

이러한 타이어는, 자동 롤링 기계상에서, 타이어가 견부 구역에서 그들의 크라운 블록의 매우 강한 코너링(cornering)과 강압 압축을 연속적으로 받게 함으로써, 과부하 상태하에서, 쪼개짐 현상(벨트 플라이의 단부들의 분리)에 대한 그들의 저항을 테스트하도록 의도된 엄격한 러닝 테스트를 받게 된다.

테스트는 타이어의 강제 파괴가 일어날 때까지 수행된다. 이후, 본 발명의 코드에 의해 보강된 타이어(P-1)들은, 이들에 부과되는 매우 심각한 러닝 상태하에서, 확실히 개선된 내구성을 나타낸다는 것을 발견하였는데, 즉 이동된 평균 거리가 또한 이미 우수한 성능을 나타낸 제어 타이어보다 20% 더 증가했다.

III -3. 공기 침투도 테스트

본 발명의 코드(C-1)는, 1 분 동안 코드를 통과하는 공기의 체적(cm³)을 측정(테스트되는 각 코드에 대한 10 번의 측정의 평균을 취함)함으로써 섹션 I-2에서 기술된 공기 침투도 테스트를 또한 받는다.

테스트되는 각각의 코드(C-1)와 측정치의 100%(즉, 10개 중 10개의 시료)에 대하여, 0 또는 0.2cm³/분 미만의 유속이 측정된다. 다시 말하면, 본 발명의 코드는 그 축을 따라 소위 기밀될 수 있으며, 즉 코드는 고무에 의한 최적량의 침투를 갖는다.

본 발명의 컴팩트 코드(C-1)와 동일한 구조의 부설 위치에 고무 도포된 제어 코드는, 내부 층(Ci)의 하나의 와이어 또는 세 개의 와이어 각각을 개별적으로 외장함으로써 준비된다. 이 외장은 종래 기술(전술된 출원 제US 2002/160213호)에 기재된 바와 같이 조립되는 지점의 상류부에 위치되는 때(일렬로 외장 및 트위스팅)에 다양한 직경(320 내지 420μm)의 압출 다이를 사용하여 실행된다. 엄격한 비교를 위해, 충전 고무의 양은 최종 코드 내의 충전 고무의 함유량(즉, 섹션 I-3에서 주어진 방법에 따라 측정된 코드의 6과 25mg/g 사이)이 본 발명의 코드에 근접되도록 하는 방식으로 또한 조절된다.

하나의 와이어가 외장되는 경우에, 테스트되는 코드에 상관없이, 측정치의 100%(즉, 10 개 중 10 개의 시료)가 2cm³/분을 초과하는 공기 유동률을 나타낸다는 것을 발견하였으며, 측정된 평균 유동률은 사용된 작동 환경에 따라, 특히 테스트되는 압출 다이의 직경에 따라 16 내지 62cm³/분으로 변화된다.

3개의 와이어 각각이 개별적으로 외장되는 경우에, (0.2 내지 4cm³/분으로 다양하게) 측정된 평균 유동률이 전술된 값보다 낮더라도, 하기와 같은 사항이 발견되었다.

- 최악의 경우(320μm 다이), 측정치의 90%(즉, 10개 중 9개의 시료)가 2cm³/분을 초과하는 유동률, 평균 유동률 4cm³/분을 나타내며;

- 최선의 경우(420μm 다이), 측정치의 10%(즉, 10개 중 1개의 시료)가 여전히 약 2cm³/분의 유동률, 평균 유동률 약 0.2cm³/분을 갖는다.

다시 말하면, 섹션 I-2에서 테스트되는 상기 제어 코드들 중 어떠한 테이블도 그 종방향 축을 따라 기밀인 소위 코드일 수 없다. 또한, 최저 공기 침투도를 갖는 이러한 코드는 그 주연부에 비교적 많은 양의 충전 고무를 가져서, 산업 환경 하에서 캘린더링 작동에 부적합하게 된다.

물론, 본 발명은 상술된 실시예에 제한되지 않는다.

따라서, 예를 들어, 본 발명의 코드는 타이어 이외의 제품, 예를 들어, 호스, 벨트 및 컨베이어 벨트를 강화시키기 위해 사용될 수 있다. 유리하게, 또한, 그들의 크라운 보강재 이외의 타이어의 부품들, 특히 대형 차량과 같은 산업용 차량을 위한 타이어의 카커스 보강재를 강화시키기 위해 또한 사용될 수 있다.

또한, 본 발명은 임의의 멀티스트랜드 강철 코드(또는 멀티스트랜드 로프)에 관한 것이고, 그 구조는, 요소 스트랜드로서, 본 발명에 따른 적어도 하나의 층상 코드를 병합한다.

예를 들어, 산업용 엔지니어링 형태의 산업용 차량을 위한 타이어 내에 사용될 수 있는 본 발명에 따른 멀티스트랜드의 예로서, 멘션은 특히 하기의 구조의 멀티스트랜드 로프로 이루어질 수 있고,

- 전체 7개의 요소 스트랜드들, 즉 중심에 하나와 중심 주위에 케이블링된 6개의 다른 스트랜드로부터 형성된 (1+6)(3+N) 구조;

- 전체 12개의 요소 스트랜드들, 즉 중심에 3개와 중심 주위에 케이블링된 9개의 다른 스트랜드로부터 형성된 (3+9)(3+N) 구조,

여기서, 컴팩트 형태 또는 원통 층상형이든지 간에, 특히 3+8 또는 3+9 구조에 의해 형성된, 3+N의 층상 코드에 의해 형성된 각각의 요소 스트랜드는, 본 발명에 따른 스트랜드이다.

특히 (1+6)(3+N) 또는 (3+9)(3+N) 구조의, 이러한 멀티스트랜드 강철 로프들은 로프들의 제조 동안 자체로 부설 위치에 고무 도포될 수 있다.

Claims (23)

1. 피치(p₁)의 나선형으로 함께 권선된 직경(d₁)의 3개의 코어 와이어로부터 형성된 내부 층(Ci)과, 내부 층(Ci) 주위로 피치(p₂)의 나선형으로 함께 권선된 직경(d₂)의 N 개의 와이어(N 개는 6개 내지 12개로 다양함)의 외부 층(Ce)을 포함하는, 부설 위치에 고무 도포된, 3+N 구조의 두 개의 층(Ci, Ce)으로 구성되는 금속 코드에 있어서,
   상기 금속 코드는 하기의 특징들(d₁, d₂, p₁ 및 p₂는 mm 단위),
   - 0.20 < d₁ < 0.50;
   - 0.20 < d₂ < 0.50;
   - p₁ / p₂ ≤ 1;
   - 5 < p₁ < 30;
   - 10 < p₂ < 30;
   - 내부 층은, 적어도 2cm의 코드의 임의의 길이에 대해, 3개의 코어 와이어에 의해 형성된 중앙 채널에 그리고 3개의 코어 와이어들과 외부층(Ce)의 N 개의 와이어 사이에 있는 갭들 각각에 제공되는 "충전 고무"라고 지칭하는 디엔 고무 조성물로 외장됨,
   - 코드 내의 충전 고무의 함유량은 코드의 g당 5mg 초과 30mg 미만임
   - 충전 고무가 코드의 주연 상에 존재하는 않는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는
   금속 코드.
2. 제1항에 있어서,
   하기의 관계,
   0.5 ≤ p₁/p₂ ≤ 1 을 만족하는
   금속 코드.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   p₁ = p₂ 인
   금속 코드.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   외부 층(Ce)의 와이어는 동일한 피치를 갖는 나선형으로 그리고 내부 층(Ci)의 와이어와 같은 방향의 트위스트로 권선되는
   금속 코드.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   외부 층은 포화 층인
   금속 코드.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   외부 층(Ce)은 8개, 9개 또는 10개의 와이어를 포함하는
   금속 코드.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   섹션 I-2에 따른 공기 침투도 테스트에서, 2 cm³/분 미만의 평균 공기 유동률을 갖는
   금속 코드.
8. 제7항에 있어서,
   섹션 I-2에 따른 공기 침투도 테스트에서, 0.2 cm³/분 미만의 평균 공기 유동률을 갖는
   금속 코드.
9. 멀티스트랜드 코드이며,
   멀티스트랜드 코드의 적어도 하나의 스트랜드가 제1항 또는 제2항에 따른 금속 코드인
   멀티스트랜드 코드.
10. 제1항 또는 제2항에 따른 금속 코드를 포함하는
    타이어.
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제
21. 삭제
22. 삭제
23. 삭제

Images