KR102414778B1 - 내구성이 우수한 중하중용 공기입 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내구성이 우수한 중하중용 공기입 타이어를 개시한다.
본 발명에 따르는 내구성이 우수한 중하중용 래디얼 타이어는 트레드부, 사이드월부, 비드부를 구비하고, 상기 트레드부와 바디플라이와의 사이에 제1벨트층, 제2벨트층, 제3벨트층이 타이어 내부로부터 적층된 벨트부을 포함하는 중하중용 타이어에 있어서, 상기 사이드월부의 사이드월고무의 상부와 윙스트립고무의 하부에 개재되어 사이드월고무와 위스트립고무와의 점착력을 향상시키는 것을 특징으로 하는데, 이에 의하면, 주행중에 타이어의 윙스트립고무와 사이드월고무와의 사이에서 발생하는 갈라짐 불량을 개선하기 위하여 보강하는 구성을 구비하여 두 고무 사이의 점착력과 고정력을 향상시켜 반복적인 굴신 운동과 주행에도 갈라짐을 방지할 수 있다.

Description

내구성이 우수한 중하중용 공기입 타이어{Heavy duty radial tire with excellent durability}

본 발명은 내구성이 우수한 중하중용 공기입 타이어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주행중에 타이어의 윙스트립고무와 사이드월고무와의 사이에서 발생하는 갈라짐 불량을 개선하기 위하여 보강하는 구성을 구비하여 두 고무 사이의 점착력과 고정력을 향상시켜 반복적인 굴신 운동과 주행에도 갈라짐을 방지할 수 있는 내구성이 우수한 중하중용 공기입 타이어에 관한 것이다.

종래, 트럭이나 버스에 사용되는 중하중용 타이어(Heavy Duty Radial Tire)는 트레드(Tread)부와 사이드월(Sidewall)부, 비드(Bead)부, 바디 플라이(Body Ply)를 갖추고 있고 트레드(Tread)와 바디 플라이(Body Ply)와의 사이에는 공기압 및 하중에 의한 변형을 방지하기 위해 총 4개의 벨트 스틸 코드가 차례로 적층된 구조를 가지고 있다.

이러한 중하중용 타이어는 지면으로부터 받는 충격과 자동차의 전체 하중을 받고 있기 때문에 안정성과 내구성이 높이 필요로 하는 부품이다.

타이어의 구성 요소 중 트레드부의 윙스트립(Wing Strip)과 사이드월부의 사이드월고무(Sidewall rubber)와의 사이에서 발생하는 갈라짐(Crack) 불량 양상에 대해 더욱 자세하게 설명하고자 한다.

상기 윙스트립고무와 사이드월고무는 같은 고무의 원재료임에도 불구하고 타이어의 지속적인 주행과 굴신운동으로 위스트립고무의 단부 갈라짐(W/S Edge Crack, 사이드월고무쪽 단부) 불량이 빈번하게 발생하고 있다.

이러한 불량은 고무의 유동적인 흐름과 굴신운동으로 인해 트레드부의 윙스트립고무가 사이드월고무의 위치까지 내려오게 됨으로써 큰 사고로 이어지게 된다.

또 추가로 말하자면, 두 고무는 같은 원재료이지만 제조공정상 각각의 압출 공정을 거쳐 접합(joint)되기 때문에 계면이 생기게 되고 이는 완제품상 점착력이 떨어져 갈라짐 불량을 가속하게 되는 원인이 되기도 한다.

대한민국 등록특허공보 제 167115 B1 호

따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 주행중에 타이어의 윙스트립고무와 사이드월고무와의 사이에서 발생하는 갈라짐 불량을 개선하기 위하여 보강하는 구성을 구비하여 두 고무 사이의 점착력과 고정력을 향상시켜 반복적인 굴신 운동과 주행에도 갈라짐을 방지할 수 있는 내구성이 우수한 중하중용 공기입 타이어를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 트레드부, 사이드월부, 비드부를 구비하고, 상기 트레드부와 바디플라이와의 사이에 제1벨트층, 제2벨트층, 제3벨트층이 타이어 내부로부터 적층된 벨트부을 포함하는 중하중용 타이어에 있어서, 상기 사이드월부의 사이드월고무의 상부와 윙스트립고무의 하부에 개재되어 사이드월고무와 위스트립고무와의 점착력을 향상시키는 보강재를 포함하는 것을 특징으로 하는 내구성이 우수한 중하중용 래디얼 타이어를 제공한다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 보강재는 사이드월고무와 윙스트립고무의 사이에 개재되어 상기 윙스트립고무의 단부에서 턴업되어 연장된 것일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 보강재는 윙스트립고무 또는 사이드월고무 사이의 점착력은 상기 윙스트립고무와 사이드월고무의 점착력보다 10 내지 30% 더 큰 점착력을 갖는 것일 수 있다.

본 발명에 의하면, 주행중에 타이어의 윙스트립고무와 사이드월고무와의 사이에서 발생하는 갈라짐 불량을 개선하기 위하여 보강하는 구성을 구비하여 두 고무 사이의 점착력과 고정력을 향상시켜 반복적인 굴신 운동과 주행에도 갈라짐을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따르는 타이어의 상측 단면도이고,
도 2는 도 1의 Ⅱ로 표시된 부분을 확대하여 나타낸 그림이다.

이하, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 하고, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

아울러, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는데, 예를 들어 "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명에 따르는 타이어의 상측 단면도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ로 표시된 부분을 확대하여 나타낸 그림인데, 이를 참고한다.

본 발명에 따르는 내구성이 우수한 중하중용 래디얼 타이어(100)는 트레드부(110), 사이드월부(120), 비드부(130)를 구비하고, 상기 트레드부와 바디플라이(140)와의 사이에 제1벨트층(152), 제2벨트층(154), 제3벨트층(156)이 타이어 내부로부터 적층된 벨트부(150)을 포함하는 중하중용 타이어에 있어서, 상기 사이드월부의 사이드월고무의 상부와 윙스트립고무의 하부에 개재되어 사이드월고무와 위스트립고무와의 점착력을 향상시키는 것을 특징으로 한다.

여기서 상기 벨트층은 주로 스틸(steel)코드를 포함하는 벨트층이나 (스틸+강화섬유) 하이브리드 코드나 강화섬유 코드 또는 기능성 코드 벨트층을 모두 사용할 수 있다.

또한, 상기 제3벨트층의 상부로는 제4벨트층(158), 제5벨트층(미도시)등 이 추가로 적층된 구조가 채용될 수 있으며, 상기 제2벨트층의 하부로 베이스스트립(160)이 구비되나 베이스스트립은 제3벨트층까지 연장되어 구비될 수 있고,바디플라이(140) 아래에는 공기누출 방지를 목적으로 하는 인너라이너(142)가 채워진다.

그리고, 상기 트레드부(110)는 도로면과 접촉하는 부분인 캡트레드고무(115)와, 주행 온도와 회전저항을 감소하는 역할인 언더트레드고무(170) 및 커브길 주행 시 토크 크랙을 방지하는 역할인 윙스트립고무(180)를 포함하고, 상기 사이드월부(120)는 벨트부(150)와 바디플라이(140)의 응력을 분산시켜주는 역할인 베이스트립(160)과 굴신 운동에 따른 내피로를 향상시켜주는 기능인 사이드월고무(122)를 포함할 수 있다.

상기 윙스트립고무(180)와 사이드월고무(122)는 동일한 고무 재료로 사용하지만, 압출공정에서 따로 압출되어 성형공정에서 접합하게 되므로 경계가 나뉘어져 있어서, 타이어의 차량 장착 후 지속적인 주행과 굴신운동으로 두 고무층(윙스트립고무(180)와 사이드월고무(122))이 분리될 수 있으며, 성형공정 이후 가류공정에서 고무의 유동성으로 인하여 윙스트립고무(180)의 단부(182)가 사이드월고무(122)까지 밀려 내려오는 문제가 발생되어 설계자가 원하는 Target값에 어긋나 후에 갈라지는 불량이나 내구성에 악영향을 미치는 것이다.

상기 윙스트립고무(180)와 사이드월고무(122)와의 경계면이 약화됨으로서, 그 계면에서 갈라짐이 발생할 수 있으므로, 이를 보강하는 보강재(190)를 삽입한다.

상기 보강재의 두께는 두께는 0.5 내지 1㎜가 바람직한데, 만일 상기 보강재의 두께가 0.5mm미만이면 압출공정에서 두께가 다소 얇아 뜯김이나 갈라짐현상이 발생될 수 있기 때문에 공정상 문제가 발생할 수 있고 반대로 1㎜를 초과하면 사이드월고무와 상기 보강재의 턱짐현상 또는 단차가 발생하여 추후 Bare 불량이 발생할 우려가 있다.

이러한 보강재(190)은 그 단면이 'v'자 형상이며, 윙스트립고무(180)의 단부를 감싸는 구조이므로, 위스트립고무의 단부에 대응되는 형상으로 정의할 수도 있는데, 다시 말하면, 윙스트립고무와 사이드월고무가 대면하면 폭 방향으로 개재되어 윙스트스립고무의 외측면을 턴업하여 부착되는 구조이다.

결과적으로, 이러한 보강재(190)는 윙스트립고무(180)의 하부면을 감싸는 구조가 되어, 굴신 운동과 외부의 충격에도 견디는 역할을 강화하게 되어, 주행 중에 고무 흐름의 유동성을 방지하고 윙스트립고무가 사이드월고무까지 내려오는 것을 방지할 수 있게 된다.

이러한 기능이나 역할을 담보하기 위하여는, 상기 보강재(190)는 윙스트립고무(180)와 사이드월고무(122)와의 점착력으로 두 고무층의 경계면 사이에서 분리되지 않도록 하여야 하므로, 상기 보강재는 윙스트립고무와 사이드월고무 사이에 삽입되는 고무로서, 점착력과 고정력이 높아서 반복적인 주행 및 굴신운동에도 견딜 수 있는 내피로성을 가지며, 회전저항을 감소할 수 있어야 하는데, 예를 들어 윙스트립고무와 사이드월고무 사이의 점착력 평가결과는 2940.0[gf](28.8N)로 단위 면적당 가해진 Tack 힘을 gram으로 측정한 결과값을 갖는 경우에 이 보다 10 내지 30% 큰 점착력을 가져야 하는데 이러한 점착력을 확보하기 위하여, 보강재 고무 100 중량부에 대하여 옥틸 페놀 포름알데히드 수지 1 내지 10 중량부를 사용할 수 있다.

이러한 점착력 범위는 만일 10% 미만이면, 성형공정시 반제품간 Joint Open(반제품 접합부분이 벌어지는 불량(Joint open)이 발생되거나 윙스트립고무와 사이드월고무간에 갈라짐 문제가 발생할 수 있고, 반대로 30%를 초과되면, 성형공정시 과한 접착력으로 인해 반제품이 말려 접히는 문제( Folding 불량)가 발생될 수 있다.

그런데 만일 옥틸 페놀 포름알데히드 수지가 1 중량부 미만이면, 점착력의 역할인 Tac의 성능을 저하할 뿐만 아니라, 고무와의 계면에서 부착력이 작아 쉽게 분리가 되어 공정상 제조문제가 출하후 내구성 저하가 문제될 수 있고, 반대로 10 중량부를 초과하면 점착력 물질은 유기물로서 분자량이 낮기 때문에 물성이 노화하여 성능이 나빠지는 문제가 생길 수 있다.

또한, 가류공정에서 유동성을 작게 하기 위하여 파라핀오일을 첨가함으로써 두 고무간에 흐름을 저감시킬 수 있는데 보강재 고무 100 중량부에 대하여 파라핀오일 1 내지 10 중량부를 사용할 수 있다.

그런데 만일 파라핀오일 1 중량부 미만이면, 오일성분이 낮을수록 윤활작용을 하지 않기 때문에 배합공정상 힘이 더 많이 필요로하여 공정상 문제가 발생할 수 있고, 반대로 10 중량부를 초과하면, 오일성분이 높아지므로 끈적함 정도가 낮아져 즉 점도가 낮아져 묽고 물같이 되기 때문에 압출물 형상에 대한 디멘션(DIMENSION)값의 오차가 발생할 수 있으며, 흐름성이 강해 고무간에 흐름을 촉진시키는 문제가 생길 수 있다.

타이어 100, 트레드부 110, 사이드월부 120,
비드부 130, 바디플라이 140, 제1벨트층 152,
제2벨트층 154, 제3벨트층 156, 벨트부 150.

Claims (3)

1. 삭제
2. 트레드부, 사이드월부, 비드부를 구비하고, 상기 트레드부와 바디플라이와의 사이에 제1벨트층, 제2벨트층, 제3벨트층이 타이어 내부로부터 적층된 벨트부을 포함하는 중하중용 타이어에 있어서,
   상기 사이드월부의 사이드월고무의 상부와 윙스트립고무의 하부에 개재되어 사이드월고무와 위스트립고무와의 점착력을 향상시키는 보강재를 포함하고,
   상기 보강재는 사이드월고무와 윙스트립고무의 사이에 개재되어 상기 윙스트립고무의 단부에서 턴업되어 연장된 것을 특징으로 하는 내구성이 우수한 중하중용 래디얼 타이어.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 보강재는 윙스트립고무 또는 사이드월고무 사이의 점착력은 상기 윙스트립고무와 사이드월고무의 점착력보다 10 내지 30% 더 큰 점착력을 갖는 것을 특징으로 하는 내구성이 우수한 중하중용 래디얼 타이어.

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