KR101831399B1 - 하이브리드 코드 및 이를 포함하는 타이어 - Google Patents

Abstract

동시에 상연된 제1 하연사와 제2 하연사를 포함하며, 2% 내지 4%의 신율 구간에서 탄성율(elastic modulus)이 40g/D 내지 110g/D이며, 2% 신율에서의 탄성율에 대한 4% 신율(elongation)에서의 탄성율의 비율이 1.0 내지 1.40인 하이브리드 코드 및 이를 포함하는 타이어가 제공된다.

Description

하이브리드 코드 및 이를 포함하는 타이어{Hybrid cord and Tire comprising hybrid cord}

하이브리드 코드 및 이를 포함하는 타이어에 관한 것이다.

차량의 고성능화에 따라 120km/h를 초과하는 고속으로 주행하는 차량이 증가하고 있어, 고속 주행 시에도 타이어의 조종 안정성 및 내구성을 유지시킬 수 있는 타이어 코드가 요구된다.

타이어 코드는 사용되는 부위 및 역할에 따라 구분되며, 타이어를 전체적으로 지지하는 카카스 부분과, 고속주행시 하중 지지를 위한 벨트 부분, 벨트 부분의 변형을 방지하는 캡플라이 부분으로 나뉜다. 자동차의 주행 속도가 증가하게 됨에 따라 타이어의 벨트 부분이 변형되어 승차감이 저하되는 등의 문제가 발생하고 있어, 상기 벨트 부분의 변형을 방지하기 위한 캡플라이에 대한 중요도가 증가하고 있다.

캡플라이용 타이어 코드의 소재로는 나일론과 아라미드가 주로 사용된다.(참고: 한국 공개특허공보 제2009-0164609호)

나일론은 성형이 용이하며, 타소재 대비 낮은 가격, 우수한 접착 성능 및 내피로 특성을 보여주고 있기 때문에 대부분의 타이어에 적용되고 있다. 그러나, 나일론은 낮은 모듈러스를 갖고 있으며 온도 변화에 따른 형태 변화가 크므로 고속 주행 시 열과 원심력에 의한 타이어 성장율이 높아 주행안정성 및 내구성이 저하될 수 있다.

아라미드는 높은 모듈러스를 가지며 상온 및 고온에서의 모듈러스의 변화량이 적기 때문에 고속 주행 시 조종안정성이 향상된다. 그러나, 아라미드는 높은 모듈러스로 인해 성형이 비교적 어려워 타이어 외관 형상이 불량하고, 절단 신율이 낮으므로 내피로 특성 및 내구성이 낮다. 또한, 승차감이 감소한다.

한 측면은 새로운 물성의 하이브리드 코드를 제공하는 것이다.

다른 한 측면은 하이브리드 코드를 포함하는 타이어를 제공하는 것이다.

한 측면에 따라,

동시에 상연된 제1 하연사와 제2 하연사를 포함하며,

2% 내지 4%의 신율 구간에서 탄성율(elastic modulus)이 40g/d 내지 110g/d이며,

2% 신율에서의 탄성율에 대한 4% 신율(elongation)에서의 탄성율의 비율이 1.00 내지 1.40인 하이브리드 코드가 제공된다.

다른 한 측면에 따라,

상기에 따른 하이브리드 코드를 포함하는 캡플라이를 구비한 타이어가 제공된다.

한 측면에 따르면 탄성율이 한정된 하이브리드 코드를 포함함에 의하여 타이어의 조종안정성 및 고속 내구성이 향상될 수 있다.

도 1은 일구현예에 따른 타이어의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.

이하에서 예시적인 일구현예에 하이브리드 코드 및 하이브리드 코드를 포함하는 캡플라이를 구비한 타이어에 관하여 더욱 상세히 설명한다.

본 명세서에 개시된 창의적 사상은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 구현예를 가질 수 있는 바, 특정 구현예들을 상세한 설명에 상세하게 설명하고 필요한 경우 특정 구현예들을 도면에 예시한다. 본 명세서의 창의적 사상의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 구현예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 명세서의 창의적 사상은 이하에서 개시되는 구현예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.

일구현예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.

이하, 필요한 경우에, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구현예들을 상세히 설명하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 명세서에 개시된 창의적 사상이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

본 명세서에서 "제1", "제2" 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.

본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.

본 명세서에서 "하연사(primary twisted yarn)"는 하나의 필라멘트사를 어느 한쪽 방향으로 꼬아서 만든 단사(single yarn)이다.

본 명세서에서 "합연사(plied yarn)"은 2가닥 이상의 하연사들을 어느 한쪽 방향으로 함께 꼬아서 만든 실을 의미하며, 다르게는 "로 코드(raw cord)"로 지칭된다.

본 명세서에서 "타이어 코드(tire cord)"는 상기 "로 코드" 뿐만 아니라 고무 제품에 바로 적용될 수 있도록 접착제를 함유한 합연사를 의미하는 "딥 코드(dip cord)"를 포함한다.

본 명세서에서 "꼬임수(twist number)"는 1m 당 꼬임의 횟수를 의미하며, 그 단위는 TPM(Twist Per Meter)이다.

일구현예에 따른 하이브리드 코드는 동시에 상연된 제1 하연사와 제2 하연사를 포함하며, 2% 내지 4%의 신율 구간에서 탄성율(elastic modulus)이 40g/d 내지 110g/d이며, 2% 신율에서의 탄성율에 대한 4% 신율에서의 탄성율의 비율이 1.00 내지 1.40이다. 하이브리드 코드가 상술한 조건을 만족함에 의하여 상기 하이브리드 코드를 포함하는 타이어의 조종 안정성, 고속 주행 내구성, 및 플랫 스팟이 향상되고 구름 저항도 감소하여 타이어 성능이 전체적으로 향상된다.

예를 들어, 하이브리드 코드에서 2% 내지 4%의 신율 구간에서 탄성율이 40g/d 내지 100g/d일 수 있다. 예를 들어, 하이브리드 코드에서 2% 내지 4%의 신율 구간에서 탄성율이 40g/d 내지 90g/d일 수 있다. 예를 들어, 하이브리드 코드에서 2% 내지 4%의 신율 구간에서 탄성율이 40g/d 내지 80g/d일 수 있다. 예를 들어, 하이브리드 코드에서 2% 내지 4%의 신율 구간에서 탄성율이 40g/d 내지 70g/d일 수 있다. 상기 탄성율 범위에서 타이어 성능이 더욱 향상될 수 있다.

예를 들어, 하이브리드 코드에서 2% 신율에서의 탄성율에 대한 4% 신율에서의 탄성율의 비율이 1.00 내지 1.40일 수 있다. 예를 들어, 하이브리드 코드에서 2% 신율에서의 탄성율에 대한 4% 신율에서의 탄성율의 비율이 1.00 내지 1.30일 수 있다. 예를 들어, 하이브리드 코드에서 2% 신율에서의 탄성율에 대한 4% 신율에서의 탄성율의 비율이 1.00 내지 1.20일 수 있다. 예를 들어, 하이브리드 코드에서 2% 신율에서의 탄성율에 대한 4% 신율에서의 탄성율의 비율이 1.00 내지 1.10일 수 있다. 상기 탄성율 비율 범위에서 타이어 성능이 더욱 향상될 수 있다.

하이브리드 코드의 2% 내지 4%의 신율 구간에서 탄성율(elastic modulus)이 40g/d 미만이면, 탄성율이 지나치게 낮아 고속 주행시 타이어의 성장을 억제하기 어려울 수 있다. 하이브리드 코드의 2% 내지 4%의 신율 구간에서 탄성율(elastic modulus)이 110g/d 초과이면, 탄성율이 지나치게 높아 고속 주행시 타이어 사이드부의 성장 및 변형이 증가하여 타이어의 균형이 저하되고 결과적으로 타이어의 구름저항이 증가하고 플랫 스팟이 저하될 수 있다.

하이브리드 코드에서 2% 신율에서의 탄성율에 대한 4% 신율에서의 탄성율의 비율이 1.0 미만이면 고속 주행시 타이어의 성장을 억제하기 어려울 수 있다. 하이브리드 코드에서 2% 신율에서의 탄성율에 대한 4% 신율에서의 탄성율의 비율이 1.4 초과이면 탄성율이 지나치게 높아 고속 주행시 타이어 사이드부의 성장 및 변형이 증가하여 타이어의 균형이 저하되고 결과적으로 타이어의 구름저항이 증가하고 플랫 스팟이 저하될 수 있다.

또한, 하이브리드 코드는 2% 신율에서의 강도(stress)에 대한 4% 신율(elongation)에서의 강도의 비율이 1.6 내지 2.4일 수 있다. 예를 들어, 하이브리드 코드는 2% 신율에서의 강도(stress)에 대한 4% 신율(elongation)에서의 강도의 비율이 1.7 내지 2.3일 수 있다. 하이브리드 코드는 2% 신율에서의 강도(stress)에 대한 4% 신율(elongation)에서의 강도의 비율이 1.8 내지 2.2일 수 있다. 하이브리드 코드는 2% 신율에서의 강도(stress)에 대한 4% 신율(elongation)에서의 강도의 비율이 1.9 내지 2.2일 수 있다. 하이브리드 코드가 상기 범위 내의 강도 비율을 가짐에 의하여 타이어의 성능이 더욱 향상될 수 있다.

하이브리드 코드에서 제1 하연사가 고탄성율 하연사이며, 제2 하연사가 저탄성율 하연사일 수 있다. 하이브리드 코드가 고탄성율 하연사와 저탄성율 하연사를 동시에 포함함에 의하여 저속 주행시에 발생하는 작은 변형에서는 저탄성율 하연사가 적용되어 승차감을 변화없이 유지시켜 주며 주행 소음이 감소할 수 있으며, 고속 주행시에 발생하는 큰 변형에서는 고탄성율 하연사가 적용되어 타이어의 팽창을 억제하여 내구성과 조종안정성이 향상될 수 있다.

고탄성율 하연사는 폴리케톤 하연사, 아라미드(aramid) 하연사, 폴리(p-페닐렌-2,6-벤조비스옥사졸)(poly(p-phenylene-2,6-benzobisoxazole) (PBO) 하연사, 탄소 섬유 하연사, 유리 섬유 하연사 등일 수 있으나 반드시 이들로 한정되지 않으며 당해 기술 분야에서 고탄성율 하연사로 사용될 수 있는 것이라면 모두 가능하다.

저탄성율 하연사는 나일론 하연사일 수 있으나 반드시 이것으로 한정되지 않으며 당해 기술 분야에서 저탄성율 하연사로 사용될 수 있는 것이라면 모두 가능하다.

하이브리드 코드는 고탄성율 하연사 및 저탄성율 하연사 외에 제3 하연사로서 중탄성율 하연사를 추가적으로 포함할 수 있다. 중탄성율 하연사는 고탄성율 하연사에 비하여 탄성율이 낮고 저탄성율 하연사에 비하여는 탄성율이 높은 하연사이다.

중탄성율 하연사는 폴리에스터 하연사, 폴리비닐알콜(PVA) 하연사, 레이온 하연사, 라이오셀(lyocell) 하연사, 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 하연사 등일 수 있으나 반드시 이들로 한정되지 않으며 당해 기술분야에서 중탄성율 하연사로 사용될 수 있는 것이라면 모두 가능하다.

하이브리드 코드가 제3 하연사를 추가적으로 포함함에 의하여 타이어의 성능을 추가적으로 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 하이브리드 코드가 고탄성율 하연사 및 저탄성율 하연사 외에 중탄성율 하연사를 추가적으로 포함하는 경우에, 저속 주행 시에는 저탄성율 하연사가 주로 응력을 받으며, 고속 주행 시에 고탄성율 하연사가 주로 응력을 받으며, 중속 주행 시에 중탄성율 하연사가 주로 응력을 받게 된다. 따라서, 차량이 저속에서 고속으로 급격하게 가속하는 경우에, 갑작스러운 응력 전환에 따른 중속 범위에서의 핸들링 성능의 저하를 보완할 수 있다.

예를 들어, 하이브리드 코드는 동시에 상연된 제1 하연사, 제2 하연사 및 제3 하연사를 포함하며, 2% 내지 4%의 신율 구간에서 탄성율(elastic modulus)이 50g/d 내지 130g/d이며, 2% 신율에서의 탄성율에 대한 4% 신율(elongation)에서의 탄성율의 비율이 1.10 내지 1.50일 수 있다.

하이브리드 코드에서 제1 하연사의 2% 신율에서의 강도(stress)에 대한 4% 신율에서의 강도의 비율이 1.5 내지 3.5이며, 상기 제2 하연사의 2% 신율에서의 강도에 대한 4% 신율에서의 강도의 비율이 0.5 내지 2.5일 수 있다.

하이브리드 코드에서 제1 하연사의 강도 비율이 1.5 내지 3.5 범위이고, 제2 하연사의 강도 비율이 0.5 내지 2.5 범위에 존재함에 의하여 하이브리드 코드를 포함하는 캡플라이를 구비한 타이어의 성능이 향상될 수 있다.

제1 하연사의 강도 비율이 1.5 미만이면 고탄성율 코드의 성능발현 효과가 낮아 고속 주행 시 타이어의 성장을 억제하기 어려울 수 있으며, 강도 비율이 3.5 초과이면 타이어의 성형 및 가류 시에 코드의 높은 탄성율 때문에 타이어 팽창이 이뤄지지 않아 타이어의 인너라이너 부분의 외관이 울퉁불퉁해지는 불량이 발생할 수 있다.

제2 하연사의 강도 비율이 0.5 미만이면 제1 하연사와 탄성율 차이가 커져 타이어 성형 및 가류 시 제1 하연사가 응력을 먼저 받게 되어 타이어 제조 시 타이어 외관불량이 발생하고 균일한 물성이 발현되지 못할 수 있으며, 강도 비율이 2.5 초과이면 하이브리드 코드의 탄성율이 지나치게 높아져 이 역시 타이어 제조 시 외관불량 가능성이 있다.

제1 하연사의 강도 비율이 제2 하연사의 강도 비율보다 높을 수 있다. 제1 하연상의 강도 비율이 제2 하연사의 강도 비율보다 높음에 의하여 타이어 성형 및 가류 시에 제2 하연사가 먼저 응력을 받게 되므로 하이브리드 코드를 포함하는 캡플라이의 적절한 팽창이 가능하므로 타이어의 외관 불량 문제를 방지할 수 있으며, 차량의 고속 주행 시에는 제1 하연사가 주로 응력을 받게 되므로 타이어의 성장을 억제하여 고속 주행 성능을 향상시킬 수 있다.

예를 들어, 하이브리드 코드에서 제1 하연사가 아라미드 하연사이고, 상기 제2 하연사가 나일론 하연사일 수 있다.

나일론(Nylon)은 주쇄에 강한 극성을 가지는 아미드(amide)기를 함유하고, 입체 규칙성 및 대칭성을 가져 결정성(crystalline)을 가진다. 나일론은 예를 들어 통상적인 나일론 6, 나일론 66, 또는 나일론 6.10일 수 있다. 특히, 나일론은 나일론 66일 수 있다.

하이브리드 코드에 사용되는 나일론 하연사는 특별히 제한되지 않으나 500 내지 2000데니어(D)의 선밀도, 7g/d 이상의 인장강도, 및 15% 이상의 절단신율을 가질 수 있다. 나일론 하연사의 인장강도가 7g/d 미만이면, 차량 주행시 벨트의 움직임을 충분히 방지하지 못할 수 있다. 나일론 필라멘트사의 절단신도가 15% 미만이면, 타이어 코드의 내피로 특성이 부진할 수 있다.

아라미드(aramid)는 주쇄에 아미드기와 함께 페닐 고리를 포함하고 있어 나일론 대비 10 배 이상의 모듈러스를 갖는다. 아라미드는 페닐 고리의 연결상태에 따라 파라형(p-)과 메타형(m-)이 있으며, 예를 들어 아리미드는 하기 화학식 1로 표시되는 폴리(p-페닐렌테레프탈아미드)(poly(p-phenylene terephthalate))이다.

<화학식 1>

상기 식에서 n은 아라미드의 분자량에 따라 결정되며, 특별히 한정되지 않는다.

아라미드 하연사는 400 내지 3000D의 선밀도, 18 g/d 이상의 인장강도, 및 4% 이상의 절단신율을 가질 수 있다. 아라미드 하연사의 인장강도가 18g/d 미만이면 나일론 하연사의 낮은 강도를 충분히 보상하지 못하기 때문에 고속 주행시 타이어 변형이 초래될 위험이 있다.

하이브리드 코드에서 제1 하연사와 제2 하연사의 중량비가 50:50 내지 70:30일 수 있다. 상기 중량비 범위에서 하이브리드 코드를 포함하는 캡플라이를 구비한 타이어의 주행 성능이 향상될 수 있다.

하이브리드 코드의 선밀도가 1700D 내지 5000D일 수 있다. 예를 들어, 하이브리드코드의 선밀도가 1700D 내지 4000D일 수 있다. 예를 들어, 하이브리드코드의 선밀도가 1700D 내지 3000D일 수 있다. 예를 들어, 하이브리드코드의 선밀도가 1700D 내지 2000D일 수 있다. 예를 들어, 하이브리드코드의 선밀도가 1700D 내지 1900D일 수 있다. 상기 하이브리드 코드의 선밀도 범위에서 하이브리드 코드를 포함하는 캡플라이를 구비한 타이어의 주행 성능이 향상될 수 있다.

예를 들어, 하이브리드 코드는 동시에 상연된 폴리케톤 하연사 및 나일론66 하연사를 포함할 수 있다.

예를 들어, 하이브리드 코드는 동시에 상연된 아리미드 하연사, 나일론66 하연사 및 폴리에스테르 하연사를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하이브리드 코드는 동시에 상연된 폴리케톤 하연사, 나일론66 하연사 및 폴리에스테르 하연사를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하이브리드 코드는 동시에 상연된 아리미드 하연사, 나일론66 하연사 및 레이온 하연사를 포함할 수 있다. 예를 들어, 하이브리드 코드는 동시에 상연된 폴리케톤 하연사, 나일론66 하연사 및 레이온 하연사를 포함할 수 있다.

하이브리드 코드에서 제1 하연사의 꼬임수가 제2 하연사의 꼬임수보다 작을 수 있다. 제1 하연사의 꼬임수가 제2 하연사의 꼬임수 보다 작음에 의하여 제1 하연사의 강력 저하를 억제할 수 있다. 즉, 제1 하연사가 높은 강력을 유지함에 의하여 고속 주행시에 타이어의 변형을 효과적으로 억제할 수 있다.

예를 들어, 하이브리드 코드에서 제1 하연사의 꼬임수가 제2 하연사의 꼬임수의 97% 내지 99.9%일 수 있다. 즉, 제2 하연사의 꼬임수 1000에 대하여 제1 하연사의 꼬임수가 970 내지 999일 수 있다. 예를 들어, 하이브리드 코드에서 제1 하연사의 꼬임수가 제2 하연사의 꼬임수의 98% 내지 99.9%일 수 있다. 하이브리드 코드에서 제1 하연사의 꼬임수가 제2 하연사의 꼬임수의 99% 내지 99.9%일 수 있다. 상기 꼬임수 범위에서 고속 고속주행시의 타이어의 변형을 더욱 효과적으로 억제할 수 있다. 제1 하연사의 꼬임수가 제2 하연사의 꼬임수의 97% 미만이면 하이브리드 코드의 강력이 지나치게 증가하여 타이어 성형 시 타이어의 팽창이 불완전하여 외관 불량이 발생할 수 있다. 제1 하연사의 꼬임수가 제2 하연사의 꼬임수의 99.9% 이상이면 제1 하연사의 강력이 저하되어 고속 주행시에 타이어 변형 억제 효과가 감소할 수 있다.

하이브리드 코드에서 제1 하연사의 꼬임 방향과 제2 하연사의 꼬임 방향이 서로 동일할 수 있다. 제1 하연사와 제2 하연사가 동일한 방향으로 하연됨에 의하여 인장 강도의 저하가 감소하고 피로 성능이 향상될 수 있다.

하이브리드 코드에서 제1 하연사와 제2 하연사가 상연되는 꼬임 방향이 제1 하연사 및 제2 하연사의 꼬임 방향과 다른 방향일 수 있다. 즉, 제1 하연사와 제2 하연사가 함께 상연되는 방향이 제1 하연사 및 제2 하연사의 하연 방향과 반대됨에 의하여 제1 하연사 및 제2 하연사의 필라멘트가 하이브리드 코드가 인장되는 방향으로 배열됨에 의하여 인장 강도를 최대로 증가시킬 수 있다.

다른 구현예에 따라, 타이어는 상술한 하이브리드 코드를 포함하는 캡플라이를 구비한다. 타이어가 하이브리드 코드를 포함하는 캡플라이를 구비함에 의하여 타이어의 조종 안정성, 고속 주행 내구성, 및 플랫 스팟이 향상되고 구름 저항도 감소하여 타이어 성능이 전체적으로 향상된다.

도 1을 참조하면, 타이어(10)는 트레드부(100), 사이드월부(200) 및 비드부(300)를 포함한다.

트레드부(100)는 단면상 지면과 접하는 부분으로, 노면 등으로부터의 충격, 외상으로부터 타이어를 보호하는 역할을 한다. 상기와 같은 트레드부의 표면에는 타이어의 배수성 향성을 위해 그루브(groove)에 의해 구획되는 다수개의 블록들이 형성될 수 있다.

트레드부(100)를 중심으로 타이어의 폭 방향을 따라 양측으로 사이드월(200) 및 비드부(300)가 순차적으로 위치한다.

사이드월(200)은 트레드부(100)의 양 단부로부터 연장되어 타이어의 측면을 형성하는 부분으로, 주행 중 지속적으로 반복되는 수축 및 팽창작용을 견디며, 내측면에 위치하는 카카스층(400)을 보호하는 역할을 한다.

비드부(300)는 사이드월(200)의 양단에 구비되어 코드지의 끝부분을 감싸고 있으며 상기 비드부(300)는 링 형태의 강선재를 포함하는 비드 코어(500)를 포함한다.

좌우 한 쌍의 비드부(300) 사이에는 카카스층(400)이 위치하며 타이어 내부에 타이어 고무 시트와 접합되어 타이어의 골격을 형성하는 역할을 하고 상기 카카스층(400)이 비드 코어(500) 주위를 타이어 내측에서 외측으로 감아 올라가고 있다.

카카스층(400)의 내측의 일면상에는 이너라이너(미도시)가 위치할 수 있으며 타이어 내부의 공기가 밖으로 빠져나가지 않도록 하는 역할을 한다.

트레드부(100)에 위치하는 카카스층(400)의 외측면에는 트레드의 탄성을 높이고, 조종성 및 안정성을 갖도록 하는 보강층으로서 벨트층(600)이 위치할 수 있다.

상기 벨트층(600) 과 트레드부(100) 사이에 하이브리드 코드를 포함하는 캡플라이(800)가 배치될 수 있다. 캡플라이(800)는 주행 시 벨트층(600)의 유동을 억제하여 타이어의 성능을 유지시켜 줄 수 있다.

도 1에서는 승용차용 타이어에 대해서 예시하고 있으나, 이에 한정되지 않고, 승용차용, 트럭용, 버스용, 중차량용 등, 각종 차량의 용도에 대하여 이용되는 타이어를 제공한다.

이하의 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명이 더욱 상세하게 설명된다. 단, 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서 이들만으로 본 발명의 범위가 한정되는 것이 아니다.

(하이브리드 코드)

실시예 1 (A1000D/1P+N66 840D/1P)

S 방향으로 하연된 꼬임수 375 TPM 및 선형밀도 1000Ddenier(이하 D로 표시)인 아라미드 하연사 및

S 방향으로 하연된 꼬임수 380TPM 수 및 선형밀도 840D의 나일론66 하연사를 포함하며, 상기 하연사들이 함께 Z 방향으로 상연된 꼬임수 370TPM 의 하이브리드 코드를 준비하였다.

아라미드 하연사와 나일론 66 하연사의 중량비는 54:46이었다.

상기 하이브리드 코드의 2% 신율(elongation)에서의 탄성율(elastic modulus)은 59g/d이며, 4% 신율에서의 탄성율은 62g/d 이었다. 2% 신율에서의 탄성율에 대한 4% 신율에서의 탄성율의 비율은 1.05 이었다.

상기 아라미드 하연사의 2% 신율에서의 강도가 5.4이고, 4% 신율에서의 강도가 13 이었다. 상기 나일론 하연사의 2% 신율에서의 강도가 1.1 이고, 4% 신율에서의 강도가 1.6이었다.

따라서, 아라미드 하연사의 2% 신율에서의 강도에 대한 4% 신율에서의 강도의 비율이 2.5이며, 나일론 66 하연사의 2% 신율에서의 강도에 대한 4% 신율에서의 강도의 비율이 1.5 이었다.

실시예 2 (A1500D/1P+N66 1260D/1P)

S 방향으로 하연된 꼬임수 315TPM 및 선형밀도 1500D인 아라미드 하연사 및

S 방향으로 하연된 꼬임수 320TPM 수 및 선형밀도 1260D의 나일론66 하연사를 포함하며, 상기 하연사들이 함께 Z 방향으로 상연된 꼬임수 310TPM의 하이브리드 코드를 준비하였다.

아라미드 하연사와 나일론 66 하연사의 중량비는 54:46이었다.

상기 하이브리드 코드의 2% 신율(elongation)에서의 탄성율(elastic modulus)은 49g/d이며, 4% 신율에서의 탄성율은 51g/d 이었다. 2% 신율에서의 탄성율에 대한 4% 신율에서의 탄성율의 비율은 1.04 이었다.

비교예 1 (A1000D/2P)

S 방향으로 하연된 꼬임수 450TPM 및 선형밀도 1000D인 2개의 아라미드 하연사들이 함께 Z 방향으로 상연된 꼬임수 450TPM 코드를 준비하였다.

상기 아라미드 코드의 2% 신율(elongation)에서의 탄성율(elastic modulus)은 260g/d이며, 4% 신율에서의 탄성율은 322g/d 이었다. 2% 신율에서의 탄성율에 대한 4% 신율에서의 탄성율의 비율은 1.24 이었다.

비교예 2 (N66 840D/2P)

S 방향으로 하연된 꼬임수 310TPM 및 선형밀도 840D인 2개의 나일론하연사들이 함께 Z 방향으로 상연된 꼬임수 300TPM 코드를 준비하였다.

상기 나일론 코드의 2% 신율(elongation)에서의 탄성율(elastic modulus)은 51g/d이며, 4% 신율에서의 탄성율은 39g/d 이었다. 2% 신율에서의 탄성율에 대한 4% 신율에서의 탄성율의 비율은 0.76 이었다.

비교예 3 (A1000D/1P+N66 840D/1P)

S 방향으로 하연된 꼬임수 440TPM 및 선형밀도 1000인 아라미드 하연사 및

S 방향으로 하연된 꼬임수 295TPM 수 및 선형밀도 840의 나일론66 하연사를 포함하며, 상기 하연사들이 함께 Z 방향으로 상연된 꼬임수 390TPM 의 하이브리드 코드를 준비하였다.

아라미드 하연사와 나일론 66 하연사의 중량비는 54:46이었다.

상기 하이브리드 코드의 2% 신율(elongation)에서의 탄성율(elastic modulus)은 79g/d이며, 4% 신율에서의 탄성율은 114g/d 이었다. 2% 신율에서의 탄성율에 대한 4% 신율에서의 탄성율의 비율은 1.44 이었다.

비교예 4 (A1500D/1P+N66 1260D/1P)

S 방향으로 하연된 꼬임수 295TPM 및 선형밀도 1500denier(이하 D로 표시)인 아라미드 하연사 및

S 방향으로 하연된 꼬임수 185TPM 수 및 선형밀도 1260D의 나일론66 하연사를 포함하며, 상기 하연사들이 함께 Z 방향으로 상연된 꼬임수 280TPM 의 하이브리드 코드를 준비하였다.

아라미드 하연사와 나일론 66 하연사의 중량비는 54:46이었다.

상기 하이브리드 코드의 2% 신율(elongation)에서의 탄성율(elastic modulus)은 87g/d이며, 4% 신율에서의 탄성율은 146g/d 이었다. 2% 신율에서의 탄성율에 대한 4% 신율에서의 탄성율의 비율은 1.68 이었다.

하이브리드 코드 꼬임

실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 4에서 준비된 하이브리드 코드의 꼬임 방향 및 꼬임수를 정리하여 하기 표 1에 나타내었다.

	제1 하연사 꼬임수 [TPM]	제2 하연사 꼬임수 [TPM]	상연 꼬임수 [TPM]	제1 하연사 꼬임수/ 제2 하연사 꼬임수
실시예 1	S 375	S 380	Z 370	0.99
실시예 2	S 315	S 320	Z 310	0.98
비교예 1	S 450	-	Z 450	-
비교예 2	-	S 310	Z 300	-
비교예 3	S 440	S 295	Z 390	1.49
비교예 4	S 295	S 185	Z 280	1.59

하이브리드 코드 물성 측정

실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 4에서 준비된 하이브리드 코드 및 상기 하이브리드 코드에 사용된 하연사들의 신율에 따른 강도 및 탄성율은 ASTM D-885 방법에 따라 측정하여 그 결과의 일부를 하기 표 2에 나타내었다.

하연사들에 대한 신율에 따른 강도비(stress ratio)는 상기 실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 4에 각각 기재하였다.

	2% 탄성율 [g/d]	4% 탄성율 [g/d]	4%탄성율/ 2%탄성율	2% 강도 [g/d]	4% 강도 [g/d]	4%강도/ 2%강도
실시예 1	59	62	1.05	1.3	2.5	1.9
실시예 2	49	51	1.04	1.0	2.1	2.1
비교예 1	260	322	1.24	5.3	13	2.5
비교예 2	51	39	0.76	1.1	1.6	1.5
비교예 3	79	114	1.44	1.6	4.7	2.9
비교예 4	87	146	1.68	1.8	5.9	3.3

상기 표 2에서 2% 탄성율은 신율(elongation) 2%에서의 탄성율(elastic modulus)이며, 4% 탄성율은 신율 4%에서의 탄성율이며, 2% 강도는 신율 2%에서의 강도(stress)이며, 4% 강도는 신율 4%에서의 강도이다.

(타이어 제조)

실시예 3

상기 실시예 1의 코드를 포함하는 캡플라이를 구비한 타이어를 제조하였다. 제조된 타이어의 규격은 225/45ZR17 94Y, 캡플라이 개수는 하나, 캡 플라이 형태는 전면 커버(full cover), 코드 배열 밀도는 28 (ends/inch)이었다.

실시예 4 및 비교예 5 내지 8

실시예 1의 코드 대신에 실시예 2 및 비교예 1 내지 4의 코드를 포함하는 캡플라이를 각각 구비한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일하게 타이어를 제조하였다.

조종 안정성 평가

평가용 타이어를 장착한 차량을 전문적인 시험 드라이버가 운전하면서 코너링이나 차선 변경시의 응답성을 평가한다. 평가용 타이어를 80 내지 120km/hr의 속력으로 30분 동안 주행하면서 조종 안정성을 평가하여 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

비교예 6의 값을 100으로 하고, 실시예 3 내지 4 및 비교예 7 내지 8의 조종 안정성을 상대값으로 나타내고 있다. 값이 높을수록 조종 안정성이 우수하다.

고속 주행 내구성 평가

ECE-R30에 따라 공기압 3.65kgf/cm2, 하중 456kg 조건 하에서 속도를 증가시키면서 파괴 시까지 타이어의 고속 주행 내구성을 평가하여 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. 비교예 6의 값을 100으로 하고, 실시예 3 내지 4 및 비교예 7 내지 8의 고속 주행 내구성을 상대값으로 나타내고 있다. 값이 높을수록 고속 주행 내구성이 우수하다.

고속 주행 구름 저항 평가

ISO28580 시험 조건에 따라 상기에서 제작한 공기입 타이어를 정규 림에 장착하고, 규정 내압 250 kPa를 충전하며, 구름 저항 시험기를 이용하여, 속도 80 km/h, 하중 536kg으로 구름 저항을 측정하여 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

구름 저항의 측정값을 하중으로 나눈 구름 저항 계수(RRC)에 대해, 비교예 6의 값을 100으로 하고, 실시예 3 내지 4 및 비교예 7 내지 8의 구름 저항을 상대값으로 나타내고 있다. 값이 작을수록 구름 저항이 작고 성능이 우수하다.

플랫 스팟 평가

특정 하중, 온도 및 시간 하에서 타이어 형상 변형에 대한 복원 시간 및 복원 정도를 규정한 타이어의 플랫 스팟 평가 기준에 따라 타이어의 플랫 스팟을 평가하여 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. 비교예 6의 값을 100으로 하고, 실시예 3 내지 4 및 비교예 7 내지 8의 고속 주행 내구성을 상대값으로 나타내고 있다. 값이 높을수록 플랫 스팟이 개선된다.

	조종안정성	고속내구성	고속구름저항	플랫 스팟
실시예 3	109	115	96	103
실시예 4	112	121	95	104
비교예 5	측정불가	측정불가	측정불가	측정불가
비교예 6	100	100	100	100
비교예 7	103	108	103	101
비교예 8	106	110	104	103

표 3에 보여지는 바와 같이 실시예 5 내지 8의 타이어는 비교예 6 내지 8의 타이어에 비하여 조종 안정성, 고속 주행 내구성, 및 플랫 스팟이 개선되었고 구름 저항도 감소하여 타이어 성능이 전체적으로 향상되었다.

실시예 3 내지 4의 타이어는 고속 주행에서 타이어의 성장 및 변형이 감소하여 향상된 주행 성능을 제공하며, 구름 저항도 감소하여 연비 및 플랫 스팟이 개선된 것으로 판단되었다.

비교예 1의 아라미드 코드를 포함하는 캡플라이를 채용한 타이어는 제조가 불가하여 물성 측정이 불가하였다.

비교예 6 내지 8의 타이어는 고속 주행에서 원주 방향의 성장 및 변형은 감소하나 사이드부의 성장 및 변형이 급격히 증가하여 타이어의 균형이 저하되어 구름저항이 증가하고 플랫 스팟이 저하된 것으로 판단되었다.

10: 타이어 100: 트레드부
200: 사이드월부 300: 비드부
400: 카카스층 500: 비드 코어
600: 벨트층 700: 이너라이너
800: 캡플라이

Claims (12)

1. 동시에 상연된 제1 하연사와 제2 하연사를 포함하며,
   2% 내지 4%의 신율 구간에서 탄성율(elastic modulus)이 40g/d 내지 110g/d이며,
   2% 신율에서의 탄성율에 대한 4% 신율(elongation)에서의 탄성율의 비율이 1.04 내지 1.05이며,
   2% 신율에서의 강도(stress)에 대한 4% 신율(elongation)에서의 강도의 비율이 1.9 내지 2.1인 하이브리드 코드.
2. 삭제
3. 제1 항에 있어서, 상기 제1 하연사가 고탄성율 하연사이며, 제2 하연사가 저탄성율 하연사인 하이브리드 코드.
4. 제1 항에 있어서, 상기 제1 하연사의 2% 신율에서의 강도(stress)에 대한 4% 신율에서의 강도의 비율이 1.5 내지 3.5이며, 상기 제2 하연사의 2% 신율에서의 강도에 대한 4% 신율에서의 강도의 비율이 0.5 내지 2.5인 하이브리드 코드.
5. 제1 항에 있어서, 상기 제1 하연사가 아라미드 하연사이고, 상기 제2 하연사가 나일론 하연사인 하이브리드 코드.
6. 제1 항에 있어서, 상기 제1 하연사와 제2 하연사의 중량비가 50:50 내지 70:30인 하이브리드 코드.
7. 제1 항에 있어서, 선밀도가 1700D 내지 5000D인 하이브리드 코드.
8. 제1 항에 있어서, 상기 제1 하연사의 꼬임수가 제2 하연사의 꼬임수보다 작은 하이브리드 코드.
9. 제1 항에 있어서, 상기 제1 하연사의 꼬임수가 제2 하연사의 꼬임수의 97% 내지 99.9%인 하이브리드 코드.
10. 제1 항에 있어서, 상기 제1 하연사의 꼬임 방향과 제2 하연사의 꼬임 방향이 서로 동일한 하이브리드 코드.
11. 제1 항에 있어서, 상기 제1 하연사와 제2 하연사가 상연되는 꼬임 방향이 제1 하연사 및 제2 하연사의 꼬임 방향과 다른 방향인 하이브리드 코드.
12. 제1 항 및 제3 항 내지 제11 항 중 어느 한 항의 하이브리드 코드를 포함하는 캡플라이를 구비한 타이어.

Images