KR102587465B1 - 스레드-유사 보강재 요소의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 스트랜드(strand)들의 층 및 코어(core)를 포함하는 접합된 보강 스레드-유사 요소(bonded reinforcement threadlike element)(48)의 제조 방법에 관한 것이다. 그레이(grey) 스레드-유사 요소가 어셈블리된다. 그레이 또는 사전-접합된(pre-bonded) 스레드-유사 요소가 수득된다. 그레이 또는 사전-접합된 스레드-유사 요소는, 열에 의해 가교될 수 있는 적어도 1종의 접착제 조성물의 외부층으로 피복된다. 외부층으로 피복된 그레이 또는 사전-접합된 요소는, 사전-접합된 스레드-유사 요소(48)를 수득하기 위해 접착제 조성물을 가교시키도록 열로 처리한다. 그레이 또는 사전-접합된 스레드-유사 요소를 외부층으로 피복하는 단계 및 이를 열로 처리하는 단계는, 그레이 스레드-유사 요소의 파단 신율(elongation at break)의 30%와 동일한 신율에 대해, 접합된 보강 스레드-유사 요소(48)의 탄젠트 모듈러스(tangent modulus)가 그레이 스레드-유사 요소의 탄젠트 모듈러스보다 더 높도록 수행된다.

Description

스레드-유사 보강재 요소의 제조 방법
본 발명은 타이어, 바람직하게는 승용차용 타이어에 관한 것이지만, 임의의 다른 유형의 차량, 예컨대 2륜 차량, 대형 차량, 농업용 차량, 건설 설비 차량 또는 항공기, 또는 보다 일반적으로 임의의 롤링(rolling) 장치에서 사용될 수 있다. 타이어는 지지체 요소, 예를 들어 림(rim)과 협력하여 공동(cavity)을 형성하도록 의도된 케이싱(casing)을 의미하는 것으로 이해되며, 상기 공동은 대기압보다 더 높은 압력으로 가압될 수 있다. 본 발명에 따른 타이어는 실질적으로 토로이달(toroidal) 형상의 구조를 갖는다.
크라운(crown) 및 2개의 사이드월(sidewall)을 포함하는 타이어는 종래 기술로부터 공지되어 있다. 그와 같은 타이어는 종래, 트레드(tread) 위에 반경방향으로 장착되어 있는 크라운 보강재(reinforcement) 위에 반경방향으로 장착되어 있고 2개의 비드(bead)에 앵커링(anchoring)되어 있는 카카스(carcass) 보강재를 포함하며, 상기 크라운 보강재는 2개의 사이드월에 의해 상기 비드에 연결되어 있다. 카카스 보강재는 카카스 보강 필라멘트 요소(carcass reinforcing filamentary element)를 포함하는 단일 카카스 플라이(ply)를 포함한다. 크라운 보강재는 작업 보강 필라멘트 요소(working reinforcing filamentary element)를 포함하는 2개의 작업 플라이를 포함하는 작업 보강재를 포함하며, 2개의 플라이의 작업 보강 필라멘트 요소는 1개의 작업 플라이로부터 반대 배향을 갖는 타이어의 원주방향과 서로 각도를 이룬다. 크라운 보강재는 또한, 후프 보강 텍스타일 필라멘트 요소(hoop reinforcing textile filamentary element)를 포함하는 단일 후핑(hooping) 플라이를 포함하는 후프 보강재(hoop reinforcement)를 포함한다.
카카스 보강 필라멘트 요소 및 작업 보강 필라멘트 요소는, 크라운 내에서 삼각형 메쉬(mesh)를 규정하도록 배열된다.
한편, 후프 보강재는, 경화 상태에서의 적합한 기계적 강도 특성에 의해서, 특히 고속으로 롤링할 때 타이어의 프로파일이 유지되도록 타이어의 크라운에 충분한 후핑력(hooping force)을 부여하는 것을 가능케 하여야 한다. 다른 한편, 후프 보강재는, 비-경화 상태에서의 적합한 인장 모듈러스 특성에 의해서, 타이어가 제조되는 동안에, 특히 타이어의 경화 동안에 (이 동안에 타이어는 예를 들어 팽창 막의 가압에 의해 반경방향 및 원주방향으로 확장되어 경화용 금형의 표면을 압착함), 타이어 상에 부과된 반경방향 및 원주방향 변형을 막지 않도록 타이어의 크라운의 반경방향 확장 및 그에 따른 원주방향 연신을 허용해야 한다.
이러한 타이어는 특히 US6799618에 기재되어 있다. 2개의 작업 플라이의 존재로 인해, 후핑 보강 텍스타일 필라멘트 요소는, 부과된 연신에 상관없이, 후핑 플라이(hooping ply)를 제조하는 단계 전 비-경화 상태에서, 그리고 타이어로부터 제거된 후 경화 상태에서 모두 비교적 낮은 기계적 특성, 특히 탄젠트 모듈러스(tangent modulus)를 갖는다. 따라서, US6799618에서의 후핑 플라이는, 타이어가 제조되는 동안 타이어를 반경방향 및 원주방향으로 변형시키는 것이 가능하게 하지만, 후핑 플라이의 기계적 특성 및 그에 따른 크라운 보강재의 기계적 특성을 희생시킴으로써 타이어를 변형시킬 수 있다.
작업 보강재가 단일 작업 플라이를 포함하는 타이어는 WO2016/166056으로부터 공지되어 있다. 이러한 방식으로, 타이어의 크라운 보강재가 가벼워진다. 그와 같은 타이어에서는, 크라운 내에서, 카카스 보강 필라멘트 요소, 작업 보강 필라멘트 요소 및 후핑 보강 필라멘트 요소의 특정 배열에 의해 삼각형 메쉬가 초래된다. WO2016/166056에서는, 1개의 작업 플라이의 제거로 인해, 후핑 플라이가, 구체적으로 작업 플라이들 중 1개의 제거에 대해 보상하도록, 후핑 플라이를 제조하는 단계 전 비-경화 상태에서 그리고 타이어로부터 제거된 후 경화 상태에서 모두 비교적 높은 탄젠트 모듈러스를 갖는 후핑 보강 텍스타일 필라멘트 요소를 포함한다. 따라서, 이러한 후핑 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 크라운의 기계적 강도 특성을 보장하지만, 후프 보강재에 충분한 내구성을 부여하지 않는다. 이와 같은 내구성은, 단일 작업 플라이만을 포함하는 크라운 보강재의 경우, 후프 플라이가 크라운 보강재에 작업 플라이들 중 1개의 제거로 인해 손실된 내구성의 일부를 제공하도록 의도되기 때문에 더욱더 필요하다.
본 발명의 목적은, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 내구성 및 모듈러스를 서로 독립적으로 최대화하는 것이 가능한, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소를 제조하는 방법이다.
이를 위해, 본 발명의 한 대상은,
- 적어도 1개의 모노필라멘트(monofilament)를 포함하는 제1 스트랜드(strand)로 구성된 코어(core), 및
- 적어도 2개의 제2 스트랜드를 포함하는 층이며, 층의 각각의 제2 스트랜드는 적어도 1개의 모노필라멘트를 포함하고, 층의 각각의 제2 스트랜드는 코어 주위에 헬릭스(helix)로 권취되어 있는 것인 층
을 포함하는 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 제조 방법이며, 상기 방법에서,
- 코어의 제1 스트랜드 및 층의 제2 스트랜드를 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소를 형성하도록 어셈블리하고,
- 자연 상태의 보강 필라멘트 요소 또는 사전-접합된(pre-bonded) 보강 필라멘트 요소를 수득하고,
- 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소 또는 사전-접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소를 적어도 1종의 열-가교성 접착제 조성물의 외부층으로 코팅하고,
- 외부층으로 코팅된 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소 또는 사전-접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소를, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소를 수득하기 위해 접착제 조성물을 가교시키도록 열 처리하며,
상기 방법에서, 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소 또는 사전-접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소를 외부층으로 코팅하는 단계 및 이를 열 처리 단계는, 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 파단 신율(elongation at break)의 30%와 동일한 신율에 대해, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 탄젠트 모듈러스가 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 탄젠트 모듈러스에 비해 증가하도록 수행되는 것인 방법이다.
본 발명의 발명자들은 놀랍게도, 코어 및 층을 포함하는 특정 구조를 갖는 보강 필라멘트 요소에 특정 공정을 적용함으로써, 접합된 보강 필라멘트 요소의 내구성을 그의 모듈러스의 변동과 무관하게 개선시키는 것이 가능함을 발견하였다. 이는 필라멘트 요소의 특정 구조가, 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 탄젠트 모듈러스가 낮을수록, 그에 적용된 코팅 단계 및 열 처리 단계의 파라미터들과 무관하게 그의 내구성이 보다 우수하기 때문이다. 따라서, 자연 상태의 소정의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 경우, 코팅 단계 및 열 처리 단계의 파라미터들은, 일단 접합된 상태에서 그의 모듈러스를, 불량한 내구성을 나타내는 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 수득 위험 없이 목적하는 대로 증가시키도록 변화를 줄 수 있으며, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소에 의해서만 컨디셔닝된다. 반면, 소정 모듈러스를 갖는 것이 요망되는 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 경우, 자연 상태의 임의의 보강 텍스타일 필라멘트 요소로부터 시작하는 것이 가능할 것이며; 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 모듈러스가 낮을수록, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 내구성이 보다 우수하다.
접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 탄젠트 모듈러스를 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 탄젠트 모듈러스에 비해 감소시킴으로써, 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소보다 더 낮은 모듈러스를 나타내는 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소가 수득될 뿐만 아니라, 특히, 시작 지점이 더 낮은 모듈러스를 나타내는 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소였던 경우 및 모듈러스가 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소를 수득하기 위해 증가되었던 경우보다 더 낮은 내구성을 나타내는 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소도 수득될 것이다. 본 발명에 의해 커버되지 않고 본 발명이 추구하는 목적과 반대되는 이와 같은 경우에는, 모듈러스도 내구성도 최대화되지 않을 것이다.
자연 상태의 텍스타일 필라멘트 요소는, 텍스타일 필라멘트 요소의 구성 텍스타일 재료(들)이 상기 또는 이들 재료를 피복하는 접착제 기능을 갖는 어떠한 코팅도 없이 제조된 것이다. 따라서, 자연 상태의 텍스타일 필라멘트 요소는 무코팅(bare)일 수 있으며, 이는 텍스타일 필라멘트 요소의 구성 텍스타일 재료(들)이 어떠한 코팅으로도 코팅되어 있지 않거나, 또는 아마도 사이징(sizing)됨 (즉, 텍스타일 필라멘트 요소가 제조되는 동안 텍스타일 필라멘트 요소의 구성 텍스타일 재료(들)의 슬라이딩(sliding)을 용이하게 하는 기능 및 정전하의 빌드-업(build-up)을 막는 기능을 특별히 갖는 사이징 조성물로 코팅됨)을 의미한다.
사전-접합된 텍스타일 필라멘트 요소는, 텍스타일 필라멘트 요소의 구성 텍스타일 재료(들)이, 텍스타일 필라멘트 요소의 구성 텍스타일 재료(들)와 조성물의 외부층 사이의 접착을 촉진시키도록 의도된 조성물의 중간층으로 직접 코팅되어 있는 것이며, 상기 조성물의 외부층은 텍스타일 필라멘트 요소가 접합되면 매립될 매트릭스와 사전-접합된 텍스타일 필라멘트 요소 사이의 접착을 보장하도록 의도된 다. 사전-접합된 텍스타일 필라멘트 요소의 중간 조성물 층은 그 자체로, 외부층과 동일한 품질의 접착을 보장할 수 없다. 중간층은 유리하게는 비교적 무극성의 텍스타일 재료의 경우에, 예를 들어 방향족 폴리 아미드의 경우에 사용된다.
접합된 텍스타일 필라멘트 요소는, 텍스타일 필라멘트 요소의 구성 텍스타일 재료(들)이, 자연 상태의 텍스타일 필라멘트 요소 또는 사전-접합된 텍스타일 필라멘트 요소와 매트릭스 사이의 접착을 보장하도록 의도된 외부층으로 직접 또는 간접 (사전-접합된 텍스타일 필라멘트 요소의 경우) 코팅되어 있는 것이다.
본 발명에 따른 구조를 나타내는 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 보편적으로, 표현 "코어 삽입물(core insertion)"이라 지칭된다. 따라서, 중심 코어는 층의 제2 스트랜드들의 중간에 삽입되어, 그의 주변에 및 인접해 있다. 층의 각각의 제2 스트랜드는 층의 상기 또는 다른 제2 스트랜드들 주위에 권취되어 있지 않고 코어 주위에 권취되어 있다.
이러한 구조의 보강 텍스타일 필라멘트 요소를 통해, 유리한 기계적 특성을 수득하는 것이 가능하다. 이는 보강 텍스타일 필라멘트 요소에 작은 연신이 가해질 때, 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 모듈러스가 비교적 낮게 유지되고, 모듈러스는 단일 제1 스트랜드로 구성된 코어에 의해 좌우되기 때문이다. 층의 제2 스트랜드들은 헬릭스로 권취되기 때문에, 하중이 헬릭스의 기하학적 변형에 의해 흡수되므로 작은 연신에서 모듈러스의 값을 증가시키는데 기여하지 않는다. 보강 텍스타일 필라멘트 요소에 더 긴 연신이 가해질 때, 층의 제2 스트랜드들의 헬릭스는 연신에 의해 소비되었기 때문에, 코어의 기여에 추가로, 모듈러스 증가에 크게 기여한다.
다른 한편, 이러한 구조의 보강 텍스타일 필라멘트 요소를 통해, 그의 제조 방법과 무관하게, WO2016/166056에 기재된 바와 같은 통상의 하이브리드 텍스타일 필라멘트 요소보다 이미 훨씬 더 큰 내구성을 수득하는 것이 가능하다. 이는 상기 기재된 바와 같은 "코어 삽입물" 유형의 텍스타일 필라멘트 요소가 탁월한 내구성을 나타내기 때문이다. 본 발명자들은, WO2016/166056에 기재된 바와 같은 통상의 하이브리드 텍스타일 필라멘트 요소의 압축 동안 아라미드 모노필라멘트는 손상되고 그의 파단력(force at break)은 감소되어, 반복적 응력 하중의 영향 하에, 특히 후속 인장 동안 파단의 위험이 그의 압축 전에 비해 유의하게 증가한다는 가설을 주장한다. 상기 기재된 바와 같은 "코어 삽입물" 유형의 텍스타일 필라멘트 요소가 압축 동안, 가장 큰 압축이 가해진 모노필라멘트(들)은 코어의 것들이며, 이들 모노필라멘트들은, 현명하게 선택되는 경우, 덜 배향된 분자 구조를 가져 압축 응력 하중에 대한 내성이 우수하다. 아울러, 상기 기재된 바와 같은 "코어 삽입물" 유형의 텍스타일 필라멘트 요소의 압축 동안, 층 스트랜드들의 모노필라멘트(들)은 WO2016/166056에 기재된 바와 같은 통상의 하이브리드 텍스타일 필라멘트 요소의 아라미드 모노필라멘트에 비해 더 큰 자유도를 갖는다. 따라서, 층 스트랜드들의 모노필라멘트(들)은 기계적 응력 하중에 적합화되도록 설계되어 손상이 적고 더 큰 파단력을 보존하여, 텍스타일 필라멘트 요소에 대한 반복적 응력 하중의 영향 하에 파단하기가 어려워진다.
용어 필라멘트란, 주축(main axis)을 따라 종방향으로 연장되어 있고 주축에 수직인 단면을 갖는 보강 요소를 의미하며, 그의 가장 큰 치수 D는 주축을 따른 치수 L에 비해 상대적으로 작다. 표현 상대적으로 작은이란, L/D가 100 이상, 바람직하게는 1000 이상임을 의미한다. 이 정의는, 원형 단면을 갖는 필라멘트 보강 요소 및 비-원형 단면 (예를 들어, 다각형 또는 장방형 단면)을 갖는 필라멘트 보강 요소 둘 다를 커버한다. 비-원형 단면을 갖는 필라멘트 보강 요소의 경우, 단면 가장 큰 치수 D 대 단면의 가장 작은 치수 d의 비는 20 이상, 바람직하게는 30 이상, 보다 바람직하게는 50 이상이다.
용어 텍스타일이란, 필라멘트 요소가 금속성이 아님을 의미한다. 다시 말해서, 필라멘트 요소가 1종 이상의 비-금속성 재료로 구성된다. 이러한 비-금속성 재료의 예는 유기 재료, 특히 중합체 재료, 및 미네랄 재료, 예컨대 탄소 또는 유리이다.
명세서 및 특허청구범위에서, 표현 "a와 b 사이"로 표기된 값들의 임의의 범위는 a 초과 내지 b 미만으로 연장되어 있는 값들의 범위 (즉, 끝점 a 및 b는 배제됨)를 나타내는 반면, 표현 "a 내지 b"로 표기된 값들의 임의의 범위는 끝점 "a"에서부터 끝점 "b"까지 연장되어 있는 (즉, 정확한 끝점 "a" 및 "b"를 포함함) 값들의 범위를 의미한다.
표현 "엘라스토머 100 중량부 당 중량부" (또는 phr)는, 본 발명의 의미 내에서, 엘라스토머 100 중량부 당 중량부를 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
표현 축방향이란, 타이어의 회전축에 대해 실질적으로 평행한 방향을 의미한다.
표현 원주방향이란, 축방향 및 타이어의 반경 둘 다에 실질적으로 수직인 방향 (즉, 중심이 타이어의 회전축 상에 있는 원의 접선방향)을 의미한다.
표현 반경방향이란, 타이어의 반경을 따른 방향 (즉, 타이어의 회전축과 교차하고 그 축에 실질적으로 수직인 임의의 방향)을 의미한다.
표현 정중면(median plane) (M으로 표기됨)이란, 크라운 보강재의 중간을 통과하고 2개의 비드 사이의 중간에 위치하는 타이어의 회전축에 수직인 면을 의미한다.
표현 적도방향 원주면 (E로 표기됨)이란, 정중면 및 반경방향에 수직이며 타이어의 적도를 통과하는 이론적인 면을 의미한다. 타이어의 적도는, 원주방향 단면 (원주방향에 수직이고 반경방향 및 축방향에 평행한 면) 내의, 지면과 접촉하도록 의도된 트레드의 반경방향 최외측 지점과, 지지체 (예를 들어, 림)와 접촉하도록 의도된 타이어의 반경방향 최내측 지점 사이에서 등거리에 위치하고 타이어의 회전축에 평행한 축이며, 이들 두 지점 사이의 거리는 H이다.
트위스트 N1, N1' 및 N2는 예를 들어 토쇼미터(torsiometer)를 사용하여, 예컨대 2014년도 표준 ASTM D 885/D 885M - 10a (단락 30)에 따라, 관련 기술분야의 통상의 기술자에게 공지된 임의의 방법을 사용하여 측정될 수 있다.
각 스트랜드의 카운트 (또는 선형 밀도)는 2014년도 표준 ASTM D 885/D 885M - 10a에 따라 결정된다. 카운트는 tex (생성물 1000 m의 중량 (g) - 0.111 tex는 1 데니어임음 기억하기 바람) 단위로 주어진다.
탄젠트 모듈러스 (cN/tex/% 단위로 표현됨)는 2014년도 표준 ASTM D 885/D 885M - 10a를 적용하여 수득된 힘-신율 곡선을 기초로 계산된다. 이와 같은 힘-신율 곡선으로부터, 각 지점에서 곡선의 미분을 계산함으로써 탄젠트 모듈러스를 추론한다. 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 경우, 탄젠트 모듈러스는 예를 들어, 보강 텍스타일 필라멘트 요소를 매립하고자 하는 플라이 내에 매립하는 단계 직전에 (즉, 최종 열 처리 단계와 매립 단계 사이에 탄젠트 모듈러스의 특성을 변화시키는 어떠한 다른 단계도 실시하지 않고) 측정된다.
텍스타일 필라멘트 요소의 파단 신율 및 파단력은 2014년도 표준 ASTM D 885/D 885M - 10a에 따라 측정된다. 플라이의 파단 신율은 그것이 포함하는 텍스타일 필라멘트 요소의 파단 신율과 동일하다.
용어 플라이란, 일부분에 있어서는 복수의 보강 필라멘트 요소와 다른 부분에 있어서는 엘라스토머 매트릭스의 어셈블리를 의미하며, 상기 보강 필라멘트 요소는 엘라스토머 매트릭스 내에 매립되어 있다.
파단력의 15%인 힘에 대한 플라이의 인장 시컨트 모듈러스(secant modulus in tension)는 MA15로 표기되며 daN/mm 단위로 표현된다. 모듈러스 MA15는 플라이의 보강 텍스타일 필라멘트 요소에 2014년도 표준 ASTM D 885/D 885M - 10a를 적용하여 수득된 힘-신율 곡선을 기초로 계산된다. 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 인장 시컨트 모듈러스는, 파단력의 15%인 종좌표 값을 갖는 곡선의 점과 점 (0,0) 사이에 그려진 직선의 기울기를 결정함으로써 계산된다. 모듈러스 MA15는, 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 인장 시컨트 모듈러스 곱하기 플라이의 mm 당 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 수에 의해 결정되며, 이 수는 보강 텍스타일 필라멘트 요소가 플라이 내에 연장되어 있는 방향에 수직인 방향에서 결정된다.
플라이의 파단력은, 플라이의 보강 텍스타일 필라멘트 요소에 2014년도 표준 ASTM D 885/D 885M - 10a를 적용하여 수득된 힘-신율 곡선을 기초로 계산된다. 플라이의 파단력은, 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 파단력 곱하기 플라이의 mm 당 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 수에 의해 결정되며, 이 수는 보강 텍스타일 필라멘트 요소가 플라이 내에 연장되어 있는 방향에 수직인 방향에서 결정된다.
각도의 배향은 방향 (시계방향 또는 반시계방향)을 의미하며, 여기서 기준 직선 (이 경우에, 타이어의 원주방향)으로부터 회전시켜, 각도를 규정하는 다른 직선에 도달하도록 각도를 규정하는 것이 필요하다.
스트랜드의 1% 신율에서의 인장 강성도(stiffness in tension)는 100 턴(turn)/미터의 트위스트가 적용되어 있는 스트랜드에 2014년도 표준 ASTM D 885/D 885M - 10a를 적용하여 수득된 힘-신율 곡선을 기초로 계산된다. 스트랜드의 인장 강성도는, 0.5 cN/tex의 표준 사전-장력(pretension)과 동일한 힘에 상응하는 곡선의 지점과 1% 신율과 동일한 횡좌표 값을 갖는 곡선의 지점 사이에 그려진 직선의 기울기를 결정함으로써 계산된다.
본 발명에 따른 방법의 제1 실시양태에서:
- 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소를 열-가교성 접착제 조성물의 외부층으로 코팅하고,
- 외부층으로 코팅된 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소를, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소를 수득하기 위해 접착제 조성물을 가교시키도록 열 처리하고,
상기 방법에서, 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소를 외부층으로 코팅하는 단계 및 이를 열 처리하는 단계는, 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 파단 신율의 30%와 동일한 신율에 대해, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 탄젠트 모듈러스가 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 탄젠트 모듈러스에 비해 증가하도록 수행된다.
이와 같은 제1 실시양태에서, 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 단일 접합층으로 피복된다. 이 외부층은 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소를 직접 코팅하며, 이는 외부층이 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 1개 이상의 텍스타일 모노필라멘트와 접촉하고 있음을 의미한다.
본 발명에 따른 방법의 제2 실시양태에서:
- 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소를 제1 열-가교성 접착제 조성물의 중간층으로 코팅하고,
- 중간층으로 코팅된 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소를, 사전-접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소를 수득하기 위해 제1 접착제 조성물을 가교시키도록 열 처리하고,
- 사전-접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소를 제2 열-가교성 접착제 조성물의 외부층으로 코팅하고,
- 외부층으로 코팅된 사전-접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소를, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소를 수득하기 위해 제2 접착제 조성물을 가교시키도록 열 처리하며,
상기 방법에서, 사전-접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소를 외부층으로 코팅하는 단계 및 이를 열 처리하는 단계는, 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 파단 신율의 30%와 동일한 신율에 대해, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 탄젠트 모듈러스가 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 탄젠트 모듈러스에 비해 증가하도록 수행된다.
이와 같은 제2 실시양태에서, 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 2개의 접합층으로 피복된다. 중간층은 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소를 직접 코팅하며, 이는 중간층이 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 1개 이상의 텍스타일 모노필라멘트와 접촉하고 있음을 의미한다. 외부층은 중간층을 직접 코팅하며, 이는 외부층이 중간층과 접촉하고 있음을 의미한다.
한 실시양태에서, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 탄젠트 모듈러스는, 외부층을 열 처리하는 단계 동안, 표준 사전-장력보다 더 큰 처리 장력(treatment tension) TT2를 텍스타일 필라멘트 요소에 가함으로써 증가된다. 보강 텍스타일 필라멘트 요소 분야의 통상의 기술자에게 널리 공지된 바와 같이, 표준 사전-장력은 0.5 cN/tex이다.
본 발명의 발명자들은 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소 또는 사전-접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소에 가해진 장력 TT2를 통해, 특히 큰 신율에 있어서의 탄젠트 모듈러스를 증가시키는 것이 가능함을 발견하였다. 유리하게는, 장력은 직접적으로 또는 속도를 제어함으로써 제어하기가 비교적 쉽다. 관련 기술분야의 통상의 기술자라면, 요망되는 오프셋(offset)에 따라, 특히 추구하는 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 모듈러스와 변형성(deformability) 사이의 절충에 따라, 적용되는 장력을 적합화할 것이다.
유리하게는, 카운트 Ta를 갖는 코어의 경우, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 탄젠트 모듈러스는, 외부층을 열 처리하는 단계 동안, TT2/Ta ≥ 3 cN/tex, 바람직하게는 TT2/Ta ≥ 6 cN/tex, 보다 바람직하게는 TT2/Ta ≥ 10 cN/tex, 더욱 더 바람직하게는 TT2/Ta ≥ 20 cN/tex이도록 처리 장력 TT2를 가함으로써 증가된다. 카운트 Ta란, 제1 코어 스트랜드가 1개 이상의 방적사(spun yarn)로 구성되어 있는지의 여부에 관계없이 제1 코어 스트랜드의 카운트를 의미한다. 보강 텍스타일 필라멘트 요소에 낮은 장력이 가해진 경우, 코어는 층보다 더 큰 응력을 받으므로, 탄젠트 모듈러스를 증가시키도록 비교적 낮은 임계치보다 더 큰 장력을 가하는 것이 필요하다. 아울러, 본 발명자들은 장력이 클수록 탄젠트 모듈러스가 더 많이 증가하였음에 주목하였다.
유리하게는, 카운트 Tc를 갖는 층의 경우, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 탄젠트 모듈러스는, 외부층을 열 처리하는 단계 동안, TT2/Tc ≤ 10 cN/tex, 바람직하게는 TT2/Tc ≤ 7 cN/tex, 보다 바람직하게는 TT2/Tc ≤ 5 cN/tex, 더욱 더 바람직하게는 TT2/Tc ≤ 4 cN/tex이도록 처리 장력 TT2를 가함으로써 증가된다. 카운트 Tc란, 층의 각각의 제2 스트랜드가 1개 이상의 방적사로 구성되어 있는지의 여부에 관계없이 층의 제2 스트랜드들의 카운트의 합을 의미한다. 보강 텍스타일 필라멘트 요소에 더 큰 장력이 가해지면, 층도 응력을 받으므로, 코어를 파열시킬 위험이 없도록, 그리고 또한 층에 응력이 과도하게 가해지지 않도록 (특히, 당시 제2 층 스트랜드들이 과도한 응력 하중에 민감한 재료로 구성된 경우), 지나치게 높은 장력을 초과하지 않는 것이 바람직하다.
상기 언급된 바와 동일한 이유로, 제2 실시양태에서, 중간층을 열 처리하는 단계 동안 유리하게는, TT1/Tc ≤ 10 cN/tex, 바람직하게는 TT1/Tc ≤ 7 cN/tex, 보다 바람직하게는 TT1/Tc ≤ 5 cN/tex, 더욱 더 바람직하게는 TT1/Tc ≤ 4 cN/tex이도록 하는 정도의 처리 장력 TT1을 가한다.
유리하게는, 자연 상태의 보강 요소 또는 사전-접합된 보강 요소를 외부층으로 코팅하는 단계 및 이를 열 처리하는 단계는, 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 파단 신율의 30% 이상인 임의의 신율에 대해, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 탄젠트 모듈러스가, 동일한 신율에 상응하는 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 탄젠트 모듈러스에 비해 증가하도록 수행된다. 이로써, 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 파단 신율의 30% 이상인 신율에 상응하는 모든 탄젠트 모듈러스가 증가하는 것이 보장된다.
한 실시양태에서, 자연 상태의 보강 요소 또는 사전-접합된 보강 요소를 외부층으로 코팅하는 단계 및 이를 열 처리하는 단계는, 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 파단 신율의 20%와 동일한 신율에 대해, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 탄젠트 모듈러스가 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 탄젠트 모듈러스에 비해 증가하도록 수행된다. 이 경우에, 비교적 작은 신율에 대해 탄젠트 모듈러스가 증가한다. 이를 통해, 구체적으로 비교적 작은 신율에 대해 모듈러스를 추가로 증가시키는 것이 가능하다.
유리하게는, 자연 상태의 보강 요소 또는 사전-접합된 보강 요소를 외부층으로 코팅하는 단계 및 이를 열 처리하는 단계는, 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 파단 신율의 20% 이상인 임의의 신율에 대해, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 탄젠트 모듈러스가, 동일한 신율에 상응하는 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 탄젠트 모듈러스에 비해 증가하도록 수행된다. 이로써, 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 파단 신율의 20% 이상인 신율에 상응하는 모든 탄젠트 모듈러스가 증가하는 것이 보장된다.
바람직한 실시양태에서, 6% 이상의 파단 신율을 갖는 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소 및 6% 이상의 파단 신율을 갖는 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 경우, 자연 상태의 보강 요소 또는 사전-접합된 보강 요소를 외부층으로 코팅하는 단계 및 이를 열 처리하는 단계는, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 6% 신율에서의 탄젠트 모듈러스가 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 6% 신율에서의 탄젠트 모듈러스에 비해 증가하도록 수행된다.
바람직하게는, 자연 상태의 보강 요소 또는 사전-접합된 보강 요소를 외부층으로 코팅하는 단계 및 이를 열 처리하는 단계는, 6% 내지 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 파단 신율의 범위의 임의의 신율에 대해, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 탄젠트 모듈러스가, 동일한 신율에 상응하는 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 탄젠트 모듈러스에 비해 증가하도록 수행된다. 이로써, 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 파단 신율의 6% 이상인 신율에 상응하는 모든 탄젠트 모듈러스가 증가하는 것이 보장된다.
바람직한 실시양태에서, 4% 이상의 파단 신율을 갖는 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소 및 4% 이상의 파단 신율을 갖는 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 경우, 자연 상태의 보강 요소 또는 사전-접합된 보강 요소를 외부층으로 코팅하는 단계 및 이를 열 처리하는 단계는, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 4% 신율에서의 탄젠트 모듈러스가 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 4% 신율에서의 탄젠트 모듈러스에 비해 증가하도록 수행된다.
바람직하게는, 자연 상태의 보강 요소 또는 사전-접합된 보강 요소를 외부층으로 코팅하는 단계 및 이를 열 처리하는 단계는, 4% 내지 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 파단 신율의 범위의 임의의 신율에 대해, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 탄젠트 모듈러스가, 동일한 신율에 상응하는 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 탄젠트 모듈러스에 비해 증가하도록 수행된다. 이로써, 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 파단 신율의 4% 이상인 신율에 상응하는 모든 탄젠트 모듈러스가 증가하는 것이 보장된다.
바람직한 실시양태에서, 2% 이상의 파단 신율을 갖는 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소 및 2% 이상의 파단 신율을 갖는 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 경우, 자연 상태의 보강 요소 또는 사전-접합된 보강 요소를 외부층으로 코팅하는 단계 및 이를 열 처리하는 단계는, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 2% 신율에서의 탄젠트 모듈러스가 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 2% 신율에서의 탄젠트 모듈러스에 비해 증가하도록 수행된다.
바람직하게는, 자연 상태의 보강 요소 또는 사전-접합된 보강 요소를 외부층으로 코팅하는 단계 및 이를 열 처리하는 단계는, 2% 내지 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 파단 신율의 범위의 임의의 신율에 대해, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 탄젠트 모듈러스가, 동일한 신율에 상응하는 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 탄젠트 모듈러스에 비해 증가하도록 수행된다. 이로써, 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 파단 신율의 2% 이상인 신율에 상응하는 모든 탄젠트 모듈러스가 증가하는 것이 보장된다.
자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소
상기 설명된 바와 같이, 본 발명의 발명자들은, 자연 상태의 텍스타일 필라멘트 요소의 탄젠트 모듈러스가 낮을수록 내구성은 보다 우수하였고, 이는 자연 상태의 텍스타일 필라멘트 요소의 탄젠트 모듈러스가 큰 신율에 대해 낮을 경우 더욱 그러함을 발견하였다.
따라서, 유리하게는, 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 2% 이하의 임의의 신율에 대해, 바람직하게는 3% 이하의 임의의 신율에 대해, 보다 바람직하게는 4% 이하의 임의의 신율에 대해, 더욱 더 바람직하게는 5% 이하의 임의의 신율에 대해 3 cN/tex/% 이하의 탄젠트 모듈러스를 갖는다. 바람직하게는, 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 6% 이하의 임의의 신율에 대해, 바람직하게는 7% 이하의 임의의 신율에 대해, 보다 바람직하게는 8% 이하의 임의의 신율에 대해, 더욱 더 바람직하게는 9% 이하의 임의의 신율에 대해 3 cN/tex/% 이하의 탄젠트 모듈러스를 갖는다.
유리하게는, 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 3% 이하의 임의의 신율에 대해, 바람직하게는 4.5% 이하의 임의의 신율에 대해, 보다 바람직하게는 5.5% 이하의 임의의 신율에 대해, 더욱 더 바람직하게는 6.5% 이하의 임의의 신율에 대해 5 cN/tex/% 이하의 탄젠트 모듈러스를 갖는다. 바람직하게는, 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 7.5% 이하의 임의의 신율에 대해, 바람직하게는 8.5% 이하의 임의의 신율에 대해, 보다 바람직하게는 9.5% 이하의 임의의 신율에 대해, 더욱 더 바람직하게는 10.5% 이하의 임의의 신율에 대해 5 cN/tex/% 이하의 탄젠트 모듈러스를 갖는다.
유리하게는, 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 5% 이하의 임의의 신율에 대해, 바람직하게는 6.5% 이하의 임의의 신율에 대해, 보다 바람직하게는 7.5% 이하의 임의의 신율에 대해, 더욱 더 바람직하게는 8.5% 이하의 임의의 신율에 대해 10 cN/tex/% 이하의 탄젠트 모듈러스를 갖는다. 바람직하게는, 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 10% 이하의 임의의 신율에 대해, 바람직하게는 11% 이하의 임의의 신율에 대해, 보다 바람직하게는 12% 이하의 임의의 신율에 대해, 더욱 더 바람직하게는 13% 이하의 임의의 신율에 대해 10 cN/tex/% 이하의 탄젠트 모듈러스를 갖는다.
유리하게는, 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 6% 이하의 임의의 신율에 대해, 바람직하게는 7.5% 이하의 임의의 신율에 대해, 보다 바람직하게는 9% 이하의 임의의 신율에 대해, 더욱 더 바람직하게는 10.5% 이하의 임의의 신율에 대해 15 cN/tex/% 이하의 탄젠트 모듈러스를 갖는다. 바람직하게는, 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 12% 이하의 임의의 신율에 대해, 바람직하게는 13% 이하의 임의의 신율에 대해, 보다 바람직하게는 14% 이하의 임의의 신율에 대해, 더욱 더 바람직하게는 15% 이하의 임의의 신율에 대해 15 cN/tex/% 이하의 탄젠트 모듈러스를 갖는다.
접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소
이하, 본 발명의 4개의 바람직한 실시양태를 기재할 것이다. 제1 실시양태에서, 접합된 텍스타일 필라멘트 요소의 변형성이 최대화된다. 제2 실시양태에서, 변형성은 변형성과 모듈러스 사이에서 절충 시 유리하다. 제3 실시양태에서, 모듈러스는 변형성과 모듈러스 사이에서 절충 시 유리하다. 제4 실시양태에서, 접합된 텍스타일 필라멘트 요소의 모듈러스가 최대화된다.
텍스타일 필라멘트 요소가 타이어의 다른 보강재, 예를 들어 작업 보강재 또는 카카스 보강재에서 사용되는 경우 동일한 이점들이 적용된다.
제1 및 제2 실시양태의 보편적인 특징은 하기 유리한 특징이다.
유리하게는, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 2% 이하의 임의의 신율에 대해 3 cN/tex/% 이하의 탄젠트 모듈러스를 갖는다.
유리하게는, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 3% 이하의 임의의 신율에 대해 5 cN/tex/% 이하의 탄젠트 모듈러스를 갖는다.
유리하게는, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 5% 이하의 임의의 신율에 대해 10 cN/tex/% 이하의 탄젠트 모듈러스를 갖는다.
유리하게는, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 6% 이하의 임의의 신율에 대해 15 cN/tex/% 이하의 탄젠트 모듈러스를 갖는다.
상기 규정된 특성들로 인해, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 작은 신율에서 비교적 낮은 모듈러스를 갖는 힘-신율 곡선, 및 그에 따른 양호한 변형성을 갖는다. 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소가 후프 보강재의 보강 텍스타일 필라멘트 요소를 형성하도록 의도된 경우, 이러한 텍스타일 필라멘트 요소는, 비-경화 상태에서 (즉, 경화 단계 전)의 비교적 낮은 탄젠트 모듈러스로 인해, 타이어가 제조되는 동안 타이어의 용이한 반경방향 및 원주방향 변형을 허용한다.
유리하게는, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 10% 이상의 파단 신율을 갖는다.
본 발명의 제1 실시양태
유리하게는, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 6% 이하의 임의의 신율에 대해, 바람직하게는 7% 이하의 임의의 신율에 대해, 보다 바람직하게는 8% 이하의 임의의 신율에 대해, 더욱 더 바람직하게는 9% 이하의 임의의 신율에 대해 3 cN/tex/% 이하의 탄젠트 모듈러스를 갖는다.
유리하게는, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 7.5% 이하의 임의의 신율에 대해, 바람직하게는 8.5% 이하의 임의의 신율에 대해, 보다 바람직하게는 9.5% 이하의 임의의 신율에 대해, 더욱 더 바람직하게는 10.5% 이하의 임의의 신율에 대해 5 cN/tex/% 이하의 탄젠트 모듈러스를 갖는다.
유리하게는, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 10% 이하의 임의의 신율에 대해, 바람직하게는 11% 이하의 임의의 신율에 대해, 보다 바람직하게는 12% 이하의 임의의 신율에 대해, 더욱 더 바람직하게는 13% 이하의 임의의 신율에 대해 10 cN/tex/% 이하의 탄젠트 모듈러스를 갖는다.
유리하게는, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 12% 이하의 임의의 신율에 대해, 바람직하게는 13% 이하의 임의의 신율에 대해, 보다 바람직하게는 14% 이하의 임의의 신율에 대해, 더욱 더 바람직하게는 15% 이하의 임의의 신율에 대해 15 cN/tex/% 이하의 탄젠트 모듈러스를 갖는다.
비교적 폭넓은 범위의 신율에 걸쳐, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 비교적 낮은 탄젠트 모듈러스를 가져 탁월한 변형성을 허용한다. 따라서, 비교적 폭넓은 범위의 신율에 대해, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소, 및 이를 매립하고자 하는 플라이는 비교적 낮은 힘을 부여한다.
접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소가 후프 보강재의 보강 텍스타일 필라멘트 요소를 형성하도록 의도된 경우, 이는, 후핑 보강 텍스타일 필라멘트 요소를 인장하는 동안, 보강 텍스타일 필라멘트 요소가 후핑 플라이 안쪽에 반경방향으로 있는 플라이 내로 침투할 위험, 및 타이어의 수득된 기하구조가 타이어의 예상 기하구조와 비교해서 변할 위험을 감소시킨다. 따라서, 유리하게는, 요망되는 경우, 경화 동안 타이어 안쪽에 인가된 압력을 감소시키는 것이 가능하다.
유리하게는, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 14% 이상, 바람직하게는 15% 이상, 보다 바람직하게는 16% 이상, 더욱 더 바람직하게는 17% 이상의 파단 신율을 갖는다.
본 발명의 제2 실시양태
유리하게는, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 6% 이상의 임의의 신율에 대해, 바람직하게는 5% 이상의 임의의 신율에 대해, 보다 바람직하게는 4% 이상의 임의의 신율에 대해, 더욱 더 바람직하게는 3% 이상의 임의의 신율에 대해 3 cN/tex/% 이상의 탄젠트 모듈러스를 갖는다.
유리하게는, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 7.5% 이상의 임의의 신율에 대해, 바람직하게는 6.5% 이상의 임의의 신율에 대해, 보다 바람직하게는 5.5% 이상의 임의의 신율에 대해, 더욱 더 바람직하게는 4.5% 이상의 임의의 신율에 대해 5 cN/tex/% 이상의 탄젠트 모듈러스를 갖는다.
유리하게는, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 10% 이상의 임의의 신율에 대해, 바람직하게는 8.5% 이상의 임의의 신율에 대해, 보다 바람직하게는 7.5% 이상의 임의의 신율에 대해, 더욱 더 바람직하게는 6.5% 이상의 임의의 신율에 대해 10 cN/tex/% 이상의 탄젠트 모듈러스를 갖는다.
유리하게는, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 12% 이상의 임의의 신율에 대해, 바람직하게는 10.5% 이상의 임의의 신율에 대해, 보다 바람직하게는 9% 이상의 임의의 신율에 대해, 더욱 더 바람직하게는 7.5% 이상의 임의의 신율에 대해 15 cN/tex/% 이상의 탄젠트 모듈러스를 갖는다.
접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 모듈러스는 이 경우 제1 실시양태에서보다 상대적으로 더 높다. 따라서, 타이어 제조 방법에서와 같이, 각각의 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 연신은 부분적으로 소비되고, 비교적 낮은 신율에 있어서 타이어로부터 제거될 때 각각의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 모듈러스는, 더 높은 신율에 대해 비-경화 상태에서의 각각의 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 모듈러스에 상응한다. 결과적으로, 타이어로부터 제거될 때 각각의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 모듈러스는, 그것이 매립되는 플라이의 양호한 기계적 강도 특성을 보장하도록 비교적 높다. 그럼에도 불구하고, 이 강성도는 타이어의 탁월한 반경방향 및 원주방향 변형성을 허용하기에 충분히 적당하게 유지된다.
접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소가 후프 보강재의 보강 텍스타일 필라멘트 요소를 형성하도록 의도된 경우, 타이어가 조작되는 동안 타이어의 크라운이 붕괴할 위험은 제한적이다. 이는 비-경화 상태에서 그 자신의 중량과 트레드의 중량을 지지하여 크라운 그 자체의 반경방향 붕괴의 위험을 감소시키도록 비교적 높은 모듈러스가 상당히 충분한 강성도를 타이어의 크라운 보강재에 부여하기 때문이다.
유리하게는, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 14% 이하, 바람직하게는 13% 이하, 보다 바람직하게는 12% 이하, 더욱 더 바람직하게는 11% 이하의 파단 신율을 갖는다.
제3 및 제4 실시양태의 보편적인 특징은 하기 유리한 특징이다.
유리하게는, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 2% 이상의 임의의 신율에 대해 3 cN/tex/% 이상의 탄젠트 모듈러스를 갖는다.
유리하게는, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 3% 이상의 임의의 신율에 대해 5 cN/tex/% 이상의 탄젠트 모듈러스를 갖는다.
유리하게는, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 5% 이상의 임의의 신율에 대해 10 cN/tex/% 이상의 탄젠트 모듈러스를 갖는다.
유리하게는, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 6% 이상의 임의의 신율에 대해 15 cN/tex/% 이상의 탄젠트 모듈러스를 갖는다.
유리하게는, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 10% 이하의 파단 신율을 갖는다.
본 발명의 제3 실시양태
유리하게는, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 0.5% 이하의 임의의 신율에 대해 3 cN/tex/% 이하의 탄젠트 모듈러스를 갖는다.
유리하게는, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 0.75% 이하의 임의의 신율에 대해 5 cN/tex/% 이하의 탄젠트 모듈러스를 갖는다.
유리하게는, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 3% 이하의 임의의 신율에 대해 10 cN/tex/% 이하의 탄젠트 모듈러스를 갖는다.
유리하게는, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 4.5% 이하의 임의의 신율에 대해 15 cN/tex/% 이하의 탄젠트 모듈러스를 갖는다.
특별히 작은 신율에 대해 비교적 높은 모듈러스를 통해, 텍스타일 필라멘트 요소에 의해 탁월한 힘이 가해지는 것이 가능하다. 아울러, 이와 같은 강성도는 또한 타이어의 양호한 반경방향 및 원주방향 변형성을 허용한다.
접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소가 후프 보강재의 보강 텍스타일 필라멘트 요소를 형성하도록 의도된 경우, 이러한 실시양태는 높은 반경방향 및 원주방향 확장을 필요로 하지 않는 타이어의 경우에 특히 적합하다.
유리하게는, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 8% 내지 10% 범위의 파단 신율을 갖는다.
본 발명의 제4 실시양태
유리하게는, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 0.5% 이상의 임의의 신율에 대해 3 cN/tex/% 이상의 탄젠트 모듈러스를 갖는다.
유리하게는, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 0.75% 이상의 임의의 신율에 대해 5 cN/tex/% 이상의 탄젠트 모듈러스를 갖는다.
유리하게는, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 3% 이상의 임의의 신율에 대해 10 cN/tex/% 이상의 탄젠트 모듈러스를 갖는다.
유리하게는, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 4.5% 이상의 임의의 신율에 대해 15 cN/tex/% 이상의 탄젠트 모듈러스를 갖는다.
작은 신율로부터 시작되는 매우 높은 모듈러스로 인해, 매우 빠르게 매우 높은 힘이 가해짐으로써, 낮은 응력 하중에 대해 힘을 매우 효과적으로 흡수하는 것이 가능하다.
접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소가 후프 보강재의 보강 텍스타일 필라멘트 요소를 형성하도록 의도된 경우, 이러한 실시양태는 높은 반경방향 및 원주방향 확장을 필요로 하지 않는 타이어의 경우에 특히 적합하다.
유리하게는, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 6% 내지 8% 범위의 파단 신율을 갖는다.
다른 바람직한 특징
바람직하게는, Sc로 표기되는 제2 스트랜드들의 1% 신율에서의 인장 강성도의 합은, Sa로 표기되는 제1 스트랜드의 1% 신율에서의 인장 강성도보다 더 크고, 바람직하게는 Sc/Sa ≥ 10, 보다 바람직하게는 Sc/Sa ≥ 50, 더욱 더 바람직하게는 Sc/Sa ≥ 100이다. 층의 강성도가 비교적 높기 때문에, 후핑 보강 텍스타일 필라멘트 요소는, 작은 신율에서보다 큰 신율에서 유의하게 더 큰 강성도를 갖는다.
본 실시양태 및 이어지는 실시양태들에서, 제1 스트랜드 및 제2 스트랜드의 강성도 및 그에 따른 모듈러스에 대한 현명한 선택으로 인해 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 힘-신율 곡선의 적합화된 바이모듈러스(bimodulus) 거동을 수득하는 것이 가능하며, 코어와 층 간의 강성도의 차이 및 그에 따른 모듈러스의 차이는 상기 설명된 바와 같은 "코어 삽입물" 구조에 의해 증가된다. 유리하게는, 제1 스트랜드는 1% 신율에서의 인장 시컨트 모듈러스가 2500 cN/tex 이하, 바람직하게는 900 cN/tex 이하, 보다 바람직하게는 500 cN/tex 이하이다.
유리하게는, 각각의 제2 스트랜드는 1% 신율에서의 인장 시컨트 모듈러스가 500 cN/tex 이상, 바람직하게는 1000 cN/tex 이상, 보다 바람직하게는 2200 cN/tex 이상이다.
따라서, 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 제1 스트랜드 및 제2 스트랜드의 비교적 상이한 인장 모듈러스로 인해, 큰 신율에서 비교적 높은 모듈러스 및 작은 신율에서 비교적 낮은 모듈러스를 갖는 힘-신율 곡선을 갖는다.
한 실시양태에서, 제1 스트랜드는 단일 모노필라멘트를 포함한다. 바람직한 실시양태에서, 제1 스트랜드는 복수의 모노필라멘트를 포함하는 멀티필라멘트 스트랜드이다.
한 실시양태에서, 각각의 제2 스트랜드는 단일 모노필라멘트를 포함한다. 바람직한 실시양태에서, 각각의 제2 스트랜드는 복수의 모노필라멘트를 포함하는 멀티필라멘트 스트랜드이다.
모노필라멘트는 소정 재료로 이루어지며, 예를 들어 이 재료를 예컨대 용융 스피닝(spinning), 용액 스피닝 또는 겔 스피닝에 의해 스피닝하는 것으로부터 초래된 모놀리식(monolithic) 필라멘트로 표기된다.
단일 모노필라멘트를 포함하는 스트랜드의 경우, 모노필라멘트는 전형적으로 0.03 mm 내지 0.50 mm 범위의 직경을 갖는다.
복수의 모노필라멘트를 포함하는 멀티필라멘트 스트랜드의 경우, 모노필라멘트는 전형적으로 2 내지 30 μm 범위의 직경을 갖는다. 모노필라멘트들의 각각의 멀티필라멘트 스트랜드는 적어도 2개의 기본 필라멘트, 전형적으로 10개 초과의 기본 필라멘트, 바람직하게는 100개 초과의 기본 필라멘트, 보다 바람직하게는 500개 초과의 기본 필라멘트를 포함한다.
상기 기재된 실시양태에서, 각각의 모노필라멘트는 모놀리식 필라멘트를 형성하도록 1종 이상의 재료로부터 생성될 수 있다. 바람직하게는 그리고 산업적 비용상의 이유로, 각각의 모노필라멘트는 단일 텍스타일 재료로 이루어진다.
유리한 실시양태에서, 제1 스트랜드의 모노필라멘트(들)은 폴리에스테르, 지방족 폴리아미드, 셀룰로스, 및 이들 재료의 모노필라멘트들의 혼합물로부터 선택된 재료이거나 또는 그로 이루어지고, 바람직하게는 지방족 폴리아미드로부터 선택된 재료로 이루어지고, 보다 바람직하게는 나일론 6.6으로 이루어진다. 지방족 폴리아미드 및 특히 나일론 6.6은 비-배향된 분자 구조를 가져 압축 응력에 대한 양호한 내성을 제공하며, 이는 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 코어에 대해 특히 그의 내구성을 개선시키기 위해 추구되는 품질이다.
유리한 실시양태에서, 각각의 제2 스트랜드의 모노필라멘트(들)은 방향족 폴리아미드, 방향족 코폴리아미드, 폴리케톤, 및 이들 재료의 모노필라멘트들의 혼합물로부터 선택된 재료이거나 또는 그로 이루어지고, 바람직하게는 방향족 폴리아미드로부터 선택된 재료로 이루어지고, 보다 바람직하게는 파라-아라미드로 이루어진다. 방향족 폴리아미드 및 특히 파라-아라미드는 양호한 파단력을 제공하는 탁월한 강인성을 가지며, 이는 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 층에 대해 추구되는 품질이다.
상기 실시양태에서, 이들 재료의 모노필라멘트들의 혼합물이란, 상이한 재료로 이루어진 모노필라멘트들의 혼합물을 포함하는 멀티필라멘트 스트랜드를 의미한다. 이러한 멀티필라멘트 스트랜드는 특히 WO2009052844에 기재되어 있다.
방향족 폴리아미드 또는 방향족 코폴리아미드로 이루어진 모노필라멘트에 관한 한, 널리 공지된 바와 같이, 적어도 85%가 2개의 방향족 코어에 직접 연결된 아미드 결합으로 함께 고정된 방향족 기로 형성된 선형 거대분자들의 모노필라멘트, 및 보다 특히 폴리(p-페닐렌 테레프탈아미드) (또는 PPTA)로 이루어진 섬유들의 모노필라멘트임을 상기하기로 하며, 이는 오랫동안 광학적으로 비등방성의 스피닝 조성물로부터 제조되어 왔다. 방향족 폴리아미드 또는 방향족 코폴리아미드 중에는, 폴리아릴아미드 (또는 PAA, 특히 솔베이(Solvay) 사 상표명 익셰프(Ixef)로 알려짐), 폴리(메타크실릴렌 아디프아미드), 폴리프탈아미드 (또는 PPA, 특히 솔베이 사 상표명 아모델(Amodel)로 알려짐), 무정형 반방향족 폴리아미드 (또는 PA 6-3T, 특히 에보니크(Evonik) 사 상표명 트로그아미드(Trogamid)로 알려짐), 또는 파라-아라미드 (또는 폴리(파라페닐렌 테레프탈아미드) 또는 PA PPD-T, 특히 듀폰 디 네모아(Du Pont de Nemours) 사 상표명 케블라(Kevlar) 또는 테이진(Teijin) 사 상표명 트와론(Twaron)으로 알려짐)가 언급될 수 있다.
폴리케톤 모노필라멘트는, 에틸렌과 일산화탄소의 중축합에 의해 수득된 열가소성 중합체로 이루어진 모노필라멘트인 것으로 이해된다. 폴리케톤 필라멘트는, 그 부분에 있어서, 매우 다수의 공보물, 예를 들어 EP 310 171, EP 456 306, EP 1 925 467, WO 2002/068738 또는 US 6 818 728, US 2007/0017620, US 2009/0266462에 또한 기재되어 있다. 예를 들어, 효성(Hyosung) 사의 카릴론(Karilon), 아크로-플라스틱(Akro-Plastic) 사의 아크로테크(Akrotek), 또는 슐만(Schulman) 사의 슐라케톤(Schulaketon)이 언급될 수 있다.
폴리에스테르 모노필라멘트에 관한 한, 에스테르 결합으로 함께 고정된 기들로 형성된 선형 거대분자들의 모노필라멘트임을 상기하기로 한다. 폴리에스테르는, 디카르복실산 또는 그의 유도체들 중 1종과 디올 간의 에스테르화에 의한 중축합에 의해 생성된다. 예를 들어, 테레프탈산과 에틸렌 글리콜의 중축합에 의해 폴리에틸렌 테레프탈레이트가 제조될 수 있다. 공지된 폴리에스테르 중에는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트 (PEN), 폴리부틸렌 테레프탈레이트 (PBT), 폴리부틸렌 나프탈레이트 (PBN), 폴리프로필렌 테레프탈레이트 (PPT) 또는 폴리프로필렌 나프탈레이트 (PPN)가 언급될 수 있다.
지방족 폴리아미드 모노필라멘트에 관한 한, 카르복실산과 아민 간의 중축합에 의해 합성될 수 있으며 방향족 고리를 갖지 않는 아미드 관능기를 함유하는 중합체 또는 공중합체의 선형 거대분자들의 모노필라멘트인 것으로 이해된다. 지방족 폴리아미드 중에는, 나일론 PA4.6, PA6, PA6.6 또는 PA6.10, 및 특히 듀폰 사의 자이텔(Zytel), 솔베이 사의 테크닐(Technyl), 또는 아르케마(Arkema) 사의 릴사미드(Rilsamid)가 언급될 수 있다.
셀룰로스 모노필라멘트에 관한 한, 스피닝 공정의 경로에 상관없이, 셀룰로스 재료, 즉, 셀룰로스-기반 재료, 셀룰로스 유도체, 또는 셀룰로스 유도체로부터 재생된 셀룰로스로 이루어진 모노필라멘트인 것으로 이해된다. 표현 "셀룰로스 유도체"는, 셀룰로스의 히드록실 기의 치환에 의해 화학적 반응의 결과로서 형성된 임의의 화합물을 의미하는 것으로 이해되어야 하며, 상기 유도체는 또한 치환 유도체로 알려져 있다. 동일하게 공지된 방식으로, "재생된 셀룰로스"는 셀룰로스 유도체 상에서 수행된 재생 처리에 의해 수득된 셀룰로스인 것으로 이해된다. 셀룰로스 섬유의 예로는, 예를 들어, 코르덴카(Cordenka) 사에 의해 판매되는 레이온 또는 비스코스 섬유, 또는 효성 사에 의해 판매되는 "리오셀(Lyocell)" 섬유가 언급될 수 있다. 출원 WO 85/05115 또는 WO 97/06294에 기재된 것들과 같은 재생 셀룰로스 또는 셀룰로스 포르메이트로 이루어진 고-모듈러스(high-modulus) 섬유가 또한 언급될 수 있다.
따라서, 바람직한 실시양태에서, 코어의 제1 스트랜드는, 지방족 폴리아미드로 이루어진 적어도 1개의 모노필라멘트, 바람직하게는 나일론 6.6으로 이루어진 적어도 1개의 모노필라멘트를 포함한다. 바람직하게는, 제1 스트랜드는, 지방족 폴리아미드로 이루어진 복수의 모노필라멘트, 바람직하게는 나일론 6.6으로 이루어진 복수의 모노필라멘트를 포함하는 멀티필라멘트 스트랜드이다. 본 발명자들은, 코어의 구성 재료가 텍스타일 필라멘트 요소의 압축 하 내구성에 유의한 영향을 미친다는 것을 발견하였다. 이는, 텍스타일 필라멘트 요소의 중심에 있음으로써 헬릭스가 없어, 텍스타일 필라멘트 요소가 축방향으로 압축될 때 코어의 재료가 즉시 응력을 받기 때문이다. 지방족 폴리아미드는 압축 하에 폴리에스테르에 비해 개선된 내구성을 나타내므로, 본 발명자들은 압축 하 내구성이 매우 높은 보강 텍스타일 필라멘트 요소를 수득하였다.
바람직한 실시양태에서, 층의 각각의 제2 스트랜드는, 방향족 폴리아미드로 이루어진 적어도 1개의 모노필라멘트, 바람직하게는 파라-아라미드로 이루어진 적어도 1개의 모노필라멘트를 포함한다. 바람직하게는, 층의 각각의 제2 스트랜드는, 방향족 폴리아미드로 이루어진 복수의 모노필라멘트, 바람직하게는 파라-아라미드로 이루어진 복수의 모노필라멘트를 포함하는 멀티필라멘트 스트랜드이다. 본 발명자들은, 낮은 응력 하중 및 그에 따른 작은 신율에 있어서, 제2 층 스트랜드는 그의 헬릭스로 인해 제2 층 스트랜드의 모노필라멘트들의 구성 재료가 응력을 받지 않기 때문에 모듈러스에 대해 거의 영향을 미치지 않음을 발견하였다. 높은 응력 하중 및 그에 따른 큰 신율에 있어서는, 헬릭스에 의해 야기된 신율이 응력 하중에 의해 소비되었기 때문에, 이어서 제2 층 스트랜드들의 모노필라멘트의 구성 재료가 응력을 받는다. 탁월한 강인성(tenacity)을 갖는 방향족 폴리아미드를 선택함으로써, 보강 요소의 모듈러스는 더 작은 신율에 있어서 보강 요소의 모듈러스의 과도한 증가 없이 이들 높은 응력 하중에 대해 최대화된다.
한 실시양태에서, 층은 3개 또는 4개의 제2 스트랜드, 바람직하게는 3개의 제2 스트랜드로 구성된다. 이러한 방식으로, 코어의 전체 외부 표면이 용이하게 피복된다. 바람직하게는 상기 또는 각각의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 직경을 제한하도록 3개의 제2 스트랜드가 사용된다.
유리하게는, 코어의 제1 스트랜드의 트위스트 계수(twist factor)는 60 내지 80, 바람직하게는 65 내지 75의 범위이다. 유리하게는, 층의 각각의 제2 스트랜드의 트위스트 계수는 90 내지 120, 바람직하게는 100 내지 115의 범위이다.
스트랜드의 트위스트 계수는 R x (T/(1000 x ρ))^(1/2)이며, 여기서 관계 R은 보강 텍스타일 필라멘트 요소 내에서 어셈블리되기 전 스트랜드의 트위스트 (미터 당 턴)이고, T는 스트랜드의 카운트 (tex)이고, ρ는 스트랜드의 모노필라멘트(들)의 구성 재료의 밀도이다.
유리하게는, 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 트위스트 계수는 170 내지 220, 바람직하게는 180 내지 210의 범위이다.
보강 텍스타일 필라멘트 요소의 트위스트 계수는 R' x (T'/(1000 x ρ'))^(1/2)이며, 여기서 관계 R'은 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 트위스트 (미터당 턴)이고, T'은 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 카운트이고, ρ'은 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 모노필라멘트(들)의 구성 재료의 밀도이다. 상이한 재료의 경우, 카운트는 스트랜드들의 수로 가중된 스트랜드들 카운트의 평균을 취함으로써 수득된다. 상이한 재료의 경우, 밀도는 각 스트랜드의 카운트 및 스트랜드들의 수로 가중된 밀도의 평균을 취함으로써 수득된다.
코어의 제1 변형양태에서, 코어의 제1 스트랜드는 방적사으로 구성되며, 방적사는 적어도 1개의 모노필라멘트를 포함하고, 바람직하게는 방적사는 복수의 모노필라멘트를 포함한다. 이와 같은 제1 변형양태에서, 복수의 방적사를 어셈블리하여 코어의 스트랜드를 제조하는 사전 단계들은 생략된다.
코어의 제2 변형양태에서, 코어의 제1 스트랜드는 적어도 2개의 상이한 방적사를 포함하는 어셈블리를 포함하며, 각각의 방적사는 적어도 1개의 모노필라멘트를 포함하고, 바람직하게는 각각의 방적사는 복수의 모노필라멘트를 포함한다.
유리하게는, 코어의 제1 스트랜드의 카운트는 10 tex 내지 100 tex, 바람직하게는 40 tex 내지 60 tex의 범위이다. 스트랜드의 카운트는, 코어의 제1 스트랜드의 구성 방적사(들)의 카운트들의 합인 것으로 이해된다. 따라서, 코어의 제1 변형양태에서, 방적사의 카운트는 10 tex 내지 100 tex, 바람직하게는 40 tex 내지 60 tex의 범위이다. 코어의 제2 변형양태에서, 코어의 제1 스트랜드의 2개의 구성 방적사의 경우, 각 방적사의 카운트는 5 tex 내지 50 tex, 바람직하게는 20 tex 내지 30 tex의 범위이다.
층의 제1 변형양태에서, 층의 각각의 제2 스트랜드는 방적사으로 구성되며, 방적사는 적어도 1개의 모노필라멘트를 포함하고, 바람직하게는 방적사는 복수의 모노필라멘트를 포함한다. 이와 같은 제1 변형양태에서, 복수의 방적사를 어셈블리하여 층의 각 스트랜드를 제조하는 사전 단계들은 생략된다.
층의 제2 변형양태에서, 층의 각각의 제2 스트랜드는 적어도 2개의 상이한 방적사를 포함하는 어셈블리를 포함하며, 각 방적사는 적어도 1개의 모노필라멘트를 포함하고, 바람직하게는 각 방적사는 복수의 모노필라멘트를 포함한다.
유리하게는, 층의 각각의 제2 스트랜드의 카운트는 50 tex 내지 350 tex, 바람직하게는 130 tex 내지 220 tex의 범위이다. 스트랜드의 카운트는, 층의 각각의 제2 스트랜드의 구성 방적사(들)의 카운트들의 합인 것으로 이해된다. 따라서, 층의 제1 변형양태에서, 방적사의 카운트는 50 tex 내지 350 tex, 바람직하게는 130 tex 내지 220 tex의 범위이다. 층의 제2 변형양태에서, 층의 각각의 제2 스트랜드의 2개의 구성 방적사의 경우, 각 방적사의 카운트는 25 tex 내지 175 tex, 바람직하게는 65 tex 내지 110 tex의 범위이다.
유리하게는, 코어의 제1 스트랜드의 카운트 대 층의 제2 스트랜드들의 카운트의 합의 비는 0.05 내지 0.15의 범위이다. 이로써 코어가 층에 의해 충분히 피복되는 것이 보장되며, 이는 코어의 제1 스트랜드가 층으로 한정된 공간 내부에 완전히 함유됨을 의미한다.
한 실시양태에서, 방법은 하기 단계들을 포함한다:
- 코어의 제1 스트랜드를 제1 트위스트 방향으로 미터당 턴 수 N1을 통해 트위스트하는 단계,
- 층의 각각의 제2 스트랜드를 제1 트위스트 방향으로 미터당 턴 수 N1'을 통해 트위스트하는 단계,
- 코어의 제1 스트랜드 및 층의 제2 스트랜드를 자연 상태의 보강 필라멘트 요소를 수득하도록 제1 트위스트 방향과 반대인 제2 트위스트 방향으로 미터당 턴 수 N2를 통해 트위스트하는 어셈블리 단계.
바람직하게는, N1>N1' 및 N2=N1'이다. 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 기하구조로 인해, 코어는 그의 모노필라멘트의 잔여 트위스트(residual twisting)가 0이도록 제2 방향으로 트위스트해제(untwisting)가 덜 필요한 반면, 층은 잔여 트위스트가 0이도록 제2 방향으로 트위스트해제가 실질적으로 동일하게 필요하다. 유리하게는, 1.02 ≤ N1/N1' ≤ 1.15, 바람직하게는 1.05 ≤ N1/N1' ≤ 1.10이다.
상기 규정된 카운트를 갖는 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 파단력과 내구성 사이에 최상의 절충을 수득하기 위해:
- N1은 300 내지 380 턴/미터, 바람직하게는 320 내지 360 턴/미터의 범위이고,
- N1'은 275 내지 355 턴/미터, 바람직하게는 295 내지 335 턴/미터의 범위이며,
- N2는 275 내지 355 턴/미터, 바람직하게는 295 내지 335 턴/미터의 범위이다.
본 발명의 추가의 대상은,
- 상기 규정된 바와 같은 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 제조 방법,
- 플라이를 제조하는 단계이며, 이 동안에 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소가 조성물 내에 매립되는 것인 단계, 및
- 타이어를 수득하기 위해, 플라이를 포함하는 그린 형태(green form)의 타이어를 경화시키는 단계
를 포함하는, 타이어의 제조 방법이다.
본 발명의 또 다른 대상은, 상기 규정된 바와 같은 방법에 의해 수득될 수 있는 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소이다.
본 발명의 또 다른 대상은, 상기 규정된 바와 같은 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소를 포함하는 타이어이다.
상기 기재된 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소에 특히 적합한 실시양태에서, 타이어는, 타이어의 원주방향과 정확히 10° 미만의 각도를 이루는 적어도 1개의 후핑 보강 텍스타일 필라멘트 요소를 포함하는 후핑 플라이를 포함하는 후프 보강재를 포함하는 크라운 보강재를 포함하며, 상기 또는 각각의 후핑 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 상기 규정된 바와 같은 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소이다.
유리하게는, 후프 보강재는 단일 후핑 플라이를 포함한다. 따라서, 후핑 플라이 이외에도 후프 보강재는, 필라멘트 보강 요소로 보강된 어떠한 플라이도 갖지 않는다. 타이어의 후프 보강재로부터 배제된 이러한 보강된 플라이의 필라멘트 보강 요소는 금속 필라멘트 보강 요소 및 텍스타일 필라멘트 보강 요소를 포함한다. 매우 바람직하게는, 후프 보강재는 후핑 플라이로 형성된다.
유리하게는, 상기 또는 각각의 후핑 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 타이어의 원주방향과 정확히 10° 미만, 바람직하게는 7° 이하, 보다 바람직하게는 5° 이하의 각도를 이룬다.
제1 실시양태에서, 후핑 플라이는 유리하게는, 후핑 플라이의 파단력의 15%와 동일한 힘에 대해 200 daN/mm 이상의 인장 시컨트 모듈러스를 갖는다. 제2 실시양태에서, 후핑 플라이는 유리하게는, 후핑 플라이의 파단력의 15%와 동일한 힘에 대해 500 daN/mm 이상의 인장 시컨트 모듈러스를 갖는다.
제1 실시양태에서, 후핑 플라이는 유리하게는, 후핑 플라이의 파단력의 15%와 동일한 힘에 대해 500 daN/mm 이하의 인장 시컨트 모듈러스를 갖는다. 제2 실시양태에서, 후핑 플라이는 유리하게는, 후핑 플라이의 파단력의 15%와 동일한 힘에 대해 800 daN/mm 이하의 인장 시컨트 모듈러스를 갖는다.
유리하게는, 후핑 플라이의 파단력은 35 daN/mm 이상, 바람직하게는 45 daN/mm 이상, 보다 바람직하게는 55 daN/mm 이상이다. 제2 실시양태에서, 후핑 플라이의 파단력은 유리하게는 60 daN/mm 이상, 바람직하게는 70 daN/mm 이상이다.
유리하게는, 상기 또는 각각의 후핑 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 타이어로부터 제거될 때 4% 이상, 바람직하게는 3.5% 이상, 보다 바람직하게는 3% 이상, 더욱 더 바람직하게는 2% 이상의 임의의 신율에 대해 5 cN/tex/% 이상의 탄젠트 모듈러스를 갖는다. 이러한 보강 텍스타일 필라멘트 요소는, 경화 상태에서 (즉, 타이어가 제조된 후) 후핑 텍스타일 필라멘트 요소(들)의 비교적 높은 탄젠트 모듈러스로 인해, 기계적으로 충분히 견고한 후프 보강재를 수득하여 타이어의 성능 손상의 위험 없이 타이어의 크라운 보강재를 경량화하는 것을 가능케 한다. 따라서, 후프 보강재는 매우 작은 신율에 대해 높은 모듈러스를 가짐으로써, 큰 힘을 매우 빠르게 흡수하는 것이 가능하다. 이로써, 타이어의 나머지 크라운 보강재를 특히 하기 기재된 수단으로 인해 더욱 더 경량화하는 것이 가능하다.
유리하게는, 상기 또는 각각의 후핑 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 타이어로부터 제거될 때 6% 이상, 바람직하게는 5% 이상, 보다 바람직하게는 4% 이상의 임의의 신율에 대해 10 cN/tex/% 이상의 탄젠트 모듈러스를 갖는다.
유리하게는, 상기 또는 각각의 후핑 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 타이어로부터 제거될 때 8% 이상, 바람직하게는 7% 이상, 보다 바람직하게는 6% 이상의 임의의 신율에 대해 15 cN/tex/% 이상의 탄젠트 모듈러스를 갖는다.
유리하게는, 상기 또는 각각의 후핑 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 타이어로부터 제거될 때 8% 이상의 임의의 신율에 대해 20 cN/tex/% 이상의 탄젠트 모듈러스를 갖는다.
유사하게는, 더 큰 신율에 대해, 후프 보강재는 비교적 높은, 또는 심지어 매우 높은 모듈러스를 가짐으로써, 타이어의 크라운 보강재를 기계적 특성의 손상 위험 없이 수월하게 경량화하는 것이 가능하다.
유리하게는, 상기 또는 각각의 후핑 보강 텍스타일 필라멘트 요소는 타이어로부터 제거될 때 6% 이상, 바람직하게는 7% 이상, 보다 바람직하게는 8% 이상의 파단 신율을 갖는다. 따라서, 상기 또는 각각의 후핑 보강 텍스타일 필라멘트 요소는, 타이어가 가혹한 조건 하에서도 롤링되는 동안 크라운 보강재가 겪는 변형을 흡수하기에 충분히 큰 파단 신율을 갖는다. 유사하게는, 후핑 플라이는 타이어로부터 제거될 때 6% 이상, 바람직하게는 7% 이상, 보다 바람직하게는 8% 이상의 파단 신율을 갖는다.
한 실시양태에서, 타이어는, 트레드, 2개의 사이드월 및 2개의 비드를 포함하는 크라운을 포함하며, 각각의 사이드월은 각 비드를 크라운에 연결시키고, 크라운 보강재는 타이어의 원주방향으로 크라운 내에 연장되어 있다.
한 실시양태에서, 타이어는, 사이드월 내 및 크라운 내에 연장되어 있고 각각의 비드에 앵커링되어 있는 카카스 보강재를 포함하며, 크라운 보강재는 카카스 보강재와 트레드 사이에 반경방향으로 개재되어 있다.
유리하게는, 카카스 보강재는 단일 카카스 플라이를 포함한다. 따라서, 카카스 플라이 이외에도 카카스 보강재는, 필라멘트 보강 요소로 보강된 어떠한 플라이도 갖지 않는다. 타이어의 카카스 보강재로부터 배제된 이러한 보강된 플라이의 필라멘트 보강 요소는 금속 필라멘트 보강 요소 및 텍스타일 필라멘트 보강 요소를 포함한다. 매우 바람직하게는, 카카스 보강재는 카카스 플라이로 형성된다.
바람직하게는, 단일 카카스 플라이는 카카스 보강 필라멘트 요소를 포함한다.
한 실시양태에서, 크라운 보강재는, 단일 작업 플라이를 포함하는 작업 보강재를 포함한다. 따라서, 작업 플라이 이외에도 작업 보강재는, 필라멘트 보강 요소로 보강된 어떠한 플라이도 갖지 않는다. 타이어의 작업 보강재로부터 배제된 이러한 보강된 플라이의 필라멘트 보강 요소는 금속 필라멘트 보강 요소 및 텍스타일 필라멘트 보강 요소를 포함한다. 매우 바람직하게는, 작업 보강재는 작업 플라이로 형성된다. 상기 기재된 후프 보강재의 기계적 강도 및 내구 특성을 통해, 작업 보강재로부터 작업 플라이를 제거하는 것이 가능하다. 유의하게 더 가벼운 타이어가 수득된다.
한 실시양태에서, 후프 보강재는 작업 보강재와 트레드 사이에 반경방향으로 개재된다. 변형양태에서, 후프 보강재는 작업 보강재와 카카스 보강재 사이에 반경방향으로 개재될 수 있다.
바람직하게는, 단일 작업 플라이는 작업 보강 필라멘트 요소를 포함한다.
기재된 타이어에서, 크라운은 트레드 및 크라운 보강재를 포함한다. 트레드는,
- 지면과 접촉하도록 의도된 표면에 의해 바깥쪽을 향해 반경방향으로, 및
- 크라운 보강재에 의해 안쪽을 향해 반경방향으로
한정된 중합체 재료, 바람직하게는 엘라스토머 재료의 스트립(strip)인 것으로 이해된다.
중합체 재료의 스트립은 중합체 재료, 바람직하게는 엘라스토 재료의 플라이로 구성되거나, 또는 각 플라이가 중합체 재료, 바람직하게는 엘라스토머 재료로 구성된 여러 플라이들의 스택(stack)으로 구성된다.
매우 바람직한 실시양태에서, 크라운 보강재는 단일 후프 보강재 및 단일 작업 보강재를 포함한다. 따라서, 후프 보강재 및 작업 보강재 이외에도 크라운 보강재는, 보강 요소로 보강된 어떠한 보강재도 갖지 않는다. 타이어의 크라운 보강재로부터 배제된 이러한 보강재의 보강 요소는 필라멘트 보강 요소, 편물(knit) 또는 제직물(woven fabric)을 포함한다. 매우 바람직하게는, 크라운 보강재는 후프 보강재 및 작업 보강재로 구성된다.
매우 바람직한 실시양태에서, 크라운 보강재 이외에도 크라운은, 보강 요소로 보강된 어떠한 보강재도 갖지 않는다. 타이어의 크라운으로부터 배제된 이러한 보강재의 보강 요소는 필라멘트 보강 요소, 편물 또는 제직물을 포함한다. 매우 바람직하게는, 크라운은 트레드 및 크라운 보강재로 구성된다.
매우 바람직한 실시양태에서, 카카스 보강재는 크라운 보강재와 직접 반경방향으로 접촉하도록 배열되며, 크라운 보강재는 트레드와 직접 반경방향으로 접촉하도록 배열된다. 이와 같은 매우 바람직한 실시양태에서, 단일 후핑 플라이 및 단일 작업 플라이는 유리하게는 서로 직접 반경방향으로 접촉하도록 배열된다.
표현 직접 반경방향으로 접촉한다란, 서로 직접 반경방향으로 접촉하고 있는 해당 물체들 (이 경우에, 플라이, 보강재 또는 트레드)가 임의의 물체 (예를 들어, 서로 직접 반경방향으로 접촉하고 있는 해당 물체들 사이에 반경방향으로 개재된 임의의 플라이, 보강재 또는 스트립)에 의해 반경방향으로 분리되어 있지 않음을 의미한다.
한 실시양태에서, 후핑 보강 텍스타일 필라멘트 요소, 작업 보강 필라멘트 요소 및 카카스 보강 필라멘트 요소는 적도방향 원주면 상에 투영 시 삼각형 메쉬를 규정하도록 배열된다. 이러한 메쉬를 통해, 후핑 플라이, 2개의 작업 플라이, 및 카카스 플라이를 포함하는 통상의 종래 기술 타이어와 유사한 특성들을 수득하는 것이 가능하다.
한 실시양태에서, 각각의 카카스 보강 필라멘트 요소는 타이어의 정중면에서 타이어의 원주방향과 55°이상, 바람직하게는 55° 내지 80°의 범위, 보다 바람직하게는 60° 내지 70°의 범위의 각도 AC1을 이룬다. 따라서, 카카스 보강 필라멘트 요소는, 원주방향으로 형성된 각도로 인해, 타이어의 크라운에서 삼각형 메쉬의 형성에 관여한다.
한 실시양태에서, 각각의 카카스 보강 필라멘트 요소는 타이어의 적도방향 원주면에서 타이어의 원주방향과 85° 이상의 각도 AC2를 이룬다. 카카스 보강 필라멘트 요소는 각각의 사이드월에서 실질적으로 반경방향 (즉, 원주방향에 실질적으로 수직)이어서, 래디얼 타이어의 모든 이점을 보유하는 것이 가능하다.
한 실시양태에서, 각각의 작업 보강 필라멘트 요소는 타이어의 정중면에서 타이어의 원주방향과 10° 이상, 바람직하게는 30° 내지 50°의 범위, 보다 바람직하게는 35° 내지 45°의 범위의 각도 AT를 이룬다. 따라서, 작업 보강 필라멘트 요소는, 원주방향으로 형성된 각도로 인해, 타이어의 크라운에서 삼각형 메쉬의 형성에 관여한다.
가능한 한 효과적인 삼각형 메쉬를 형성하기 위해, 각도 AT의 배향 및 각도 AC1의 배향은 바람직하게는 타이어의 원주방향에 대해 반대이다.
유리하게는, 각 플라이의 보강 필라멘트 요소는 엘라스토머 매트릭스 내에 매립된다. 상이한 플라이들이 동일한 엘라스토머 매트릭스 또는 상이한 엘라스토머 매트릭스를 차지할 수 있다.
엘라스토머 매트릭스는 가교된 상태에서 엘라스토머 거동을 나타내는 매트릭스인 것으로 이해된다. 이러한 매트릭스는 유리하게는, 적어도 1종의 엘라스토머 및 적어도 1종의 다른 성분을 포함하는 조성물을 가교시킴으로써 수득된다. 바람직하게는, 적어도 1종의 엘라스토머 및 적어도 1종의 다른 성분을 포함하는 조성물은 엘라스토머, 가교 시스템, 및 충전제를 포함한다.
바람직하게는, 엘라스토머는 디엔 엘라스토머이며, 즉, 상기하기로 하는 바와 같이 디엔 단량체 (즉, 공액화 여부에 관계없이 탄소-탄소 이중 결합을 2개 보유하는 단량체)로부터 적어도 부분적으로 유래된 (즉, 단독중합체 또는 공중합체) 임의의 엘라스토머 (단일 엘라스토머, 또는 엘라스토머들의 블렌드)이다. 이와 같은 디엔 엘라스토머는 보다 바람직하게는 폴리부타디엔 (BR), 천연 고무 (NR), 합성 폴리이소프렌 (IR), 부타디엔 공중합체, 이소프렌 공중합체, 및 이들 엘라스토머의 블렌드로 이루어진 군으로부터 선택되며, 상기 공중합체는 특히 부타디엔-스티렌 공중합체 (SBR), 이소프렌-부타디엔 공중합체 (BIR), 이소프렌-스티렌 공중합체 (SIR), 및 이소프렌-부타디엔-스티렌 공중합체 (SBIR)로 이루어진 군으로부터 선택된다. 하나의 특히 바람직한 실시양태는, "이소프렌" 엘라스토머, 즉, 이소프렌 단독중합체 또는 공중합체, 다시 말해서, 천연 고무 (NR), 합성 폴리이소프렌 (IR), 다양한 이소프렌 공중합체, 및 이들 엘라스토머의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 디엔 엘라스토머를 사용한다는데 있다.
바람직하게는, 각 조성물에 대한 가교 시스템은, 가황 시스템, 즉, 황 (또는 황 공여제) 및 1차 가황 촉진제에 기반한 것이라 지칭되는 시스템이다. 이와 같은 기본 가황 시스템에 다양한 공지된 2차 가황 촉진제 또는 가황 활성화제가 첨가될 수 있다. 황은 0.5 phr과 10 phr 사이의 바람직한 함량으로 사용되고, 1차 가황 촉진제 (예를 들어, 술펜아미드)는 0.5 phr과 10 phr 사이의 바람직한 함량으로 사용된다. 보강 충전제, 예를 들어 카본 블랙 및/또는 실리카의 함량은 바람직하게는 30 phr 초과, 특히 30 phr과 100 phr 사이이다. 용어 "phr"은 엘라스토머 백부 당 중량부를 의미한다.
타이어에서 종래 사용된 모든 카본 블랙, 특히 HAF, ISAF 또는 SAF 유형의 블랙 ( "타이어 등급(tyre-grade)" 블랙)이 카본 블랙으로서 적합하다. 보다 특히 후자 중에는 300, 600 또는 700 (ASTM) 등급의 카본 블랙 (예를 들어, N326, N330, N347, N375, N683 또는 N772)이 언급될 수 있을 것이다. BET 표면적이 450 m2/g 미만, 바람직하게는 30 내지 400 m2/g인 침강 또는 퓸드(fumed) 실리카가 실리카로서 특히 적합하다.
관련 기술분야의 통상의 기술자라면, 본 설명에 비추어, 요망되는 수준의 특성 (특히, 탄성 모듈러스)을 달성하기 위해 조성물의 제형을 조절하는 방법, 및 제형을 구상된 특정 용도에 맞게 적합화하는 방법을 알고 있을 것이다. 따라서, 각 조성물은 단일 또는 여러 디엔 엘라스토머(들), 및 타이어의 제조를 목적으로 하는 조성물에서 통상 사용되는 첨가제, 예를 들어 보강 충전제, 예컨대 카본 블랙 또는 실리카, 커플링제, 노화방지제, 산화방지제, 가소제 또는 증량제 오일 (성질이 방향족이든지 비-방향족이든지의 여부에 관계없이) (특별히, 높은 또는 바람직하게는 낮은 점도를 갖는 예를 들어 나프텐 또는 파라핀 유형의 매우 약간 방향족인 오일, MES 또는 TDAE 오일), 높은 유리 전이 온도 (30℃ 초과)를 갖는 가소화 수지, 비-경화 상태에서 조성물의 가공성을 개선시키는 작용제, 점착부여 수지, 전도방지제(anti-reversion agent), 메틸렌 수용자 및 공여자, 예컨대 HMT (헥사메틸렌테트라아민) 또는 H3M (헥사메톡시메틸멜라민), 예를 들어 보강 수지 (예컨대, 특별히 코발트 염, 니켈 염 또는 란타나이드 염과 같은 금속 염 유형의 접착 프로모터 시스템으로 공지됨) 중 일부 또는 전부를 함유할 수 있다.
바람직하게는, 각각의 엘라스토머 매트릭스는 10% 신율에서 신장 시컨트 모듈러스(secant modulus in extension)가 4 MPa과 25 MPa 사이, 보다 바람직하게는 4 MPa과 20 MPa 사이이고; 특히 5 MPa과 15 MPa 사이의 값들이 특별히 적합한 것으로 입증되었다. 모듈러스 측정은, 달리 나타내지 않는 한, 1998년도 표준 ASTM D 412 (시험 시편 "C")에 따라 인장 하에 수행되며: "진정한(true)" 시컨트 모듈러스 (즉, 시험 시편의 실제 단면에 대한 것)는 10% 신율에서 제2 연신으로 (즉, 수용 사이클(accommodation cycle) 후에) 측정되며, 이는 여기서 Ms로 표기되고, MPa 단위로 표현된다 (1999년도 표준 ASTM D 1349에 따라 표준 온도 및 상대 습도 조건 하에).
유리하게는, 각각의 작업 보강 필라멘트 요소는 금속성이다. 금속성 필라멘트 요소란, 정의상, 금속성 재료로 전부 (스레드의 100%) 이루어진 여러 스레드들의 어셈블리 또는 1개의 스레드로 형성된 필라멘트 요소를 의미한다. 이러한 금속성 필라멘트 요소는 바람직하게는, 강철(steel), 보다 바람직하게는 펄라이트계 (또는 페라이트계-펄라이트계) 탄소강 (이하, "탄소강"이라 지칭됨)으로 이루어지거나, 또는 스테인레스강 (정의상, 적어도 11%의 크로뮴 및 적어도 50%의 철을 포함하는 강철)으로 이루어진 1개 이상의 스레드로 구현된다. 그러나 물론, 다른 강철 또는 기타 합금을 사용하는 것이 가능하다. 유리하게는 탄소강이 사용되는 경우, 그의 탄소 함량 (강철에 대한 중량%)은 바람직하게는 0.2%와 1.2% 사이, 특히 0.5%와 1.1% 사이이고; 이들 함량은, 타이어에 요구되는 기계적 특성과 스레드의 타당성 사이에 양호한 절충을 나타낸다. 사용된 금속 또는 강철 (특히 탄소강이든지 스테인레스강이든지)은 자체적으로, 예를 들어 금속성 코드(cord) 및/또는 그의 구성 요소의 가공성(workability), 또는 코드 및/또는 타이어 자체의 용도 특성, 예컨대 접착성, 내부식성 또는 내노화성을 개선시키는 금속성 층으로 코팅될 수 있다. 바람직한 실시양태에 따라, 사용된 강철은 황동 (Zn-Cu 합금) 또는 아연의 층으로 피복된다.
본 발명은 단지 비제한적 예로서 주어진 하기 설명을 읽음으로써 그리고 도면을 참조하여 더 잘 이해될 것이며, 여기서:
- 도 1은, 본 발명에 따른 타이어의 원주방향에 수직인 단면의 도면이고;
- 도 2는, 후핑 보강 텍스타일 필라멘트 요소, 작업 보강 필라멘트 요소 및 카카스 보강 필라멘트 요소의 적도방향 원주면(E) 상으로의 투영을 예시하는 도 1 내 타이어의 컷어웨이(cutaway) 도면이고;
- 도 3은, 타이어의 정중면(M) 상으로 투영 시 도 1 내 타이어의 사이드월 내에 배열된 카카스 보강 필라멘트 요소의 도면이고;
- 도 4는, 도 1 내 타이어의 접합된 후핑 보강 텍스타일 필라멘트 요소 (직선형이고 정지 상태인 것으로 간주됨)의 축에 수직인 단면의 사진이고;
- 도 5는, 본 발명에 따른 타이어 및 종래 기술의 타이어의 접합된 후핑 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 탄젠트 모듈러스의 변동을 도시하는 그래프이며,
- 도 6은, 본 발명에 따른 방법을 사용하여 제조된 자연 상태의 후핑 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 탄젠트 모듈러스의 변동을 도시하는 그래프이다.
본 발명에 따른 타이어의 실시예
타이어의 각각 통상적인 축방향(X), 반경방향(Y) 및 원주방향(Z)에 상응하는 도면부호 X, Y, Z의 프레임이 도면에 나타나 있다.
도 1에는 일반 도면부호(10)로 표기된 본 발명에 따른 타이어를 나타낸다. 타이어(10)는 실질적으로, 축방향(X)에 실질적으로 평행한 축의 둘레를 따른 회전을 보인다. 타이어(10)는 이 경우에 승용차에 사용된다.
타이어(10)는, 원주방향(Z)으로 크라운(12) 내에 연장되어 있는 크라운 보강재(14), 및 트레드(20)를 포함하는 크라운(12)을 갖는다.
크라운 보강재(14)는, 단일 작업 플라이(18)를 포함하는 작업 보강재(16), 및 단일 후핑 플라이(19)를 포함하는 후프 보강재(17)를 포함한다. 다시 말해서, 작업 보강재(16)는 작업 플라이(18)로 구성되고, 후프 보강재(17)는 후핑 플라이(19)로 구성된다.
크라운 보강재(14)는 트레드(20) 위에 장착된다. 여기서, 후프 보강재(17), 이 경우에 후핑 플라이(19)는 작업 보강재(16)와 트레드(20) 사이에 반경방향으로 개재된다.
타이어(10)는 크라운(12)이 안쪽으로 반경방향 연장되어 있는 2개의 사이드월(22)을 포함한다. 타이어(10)는 또한, 사이드월(22)의 안쪽에 반경방향으로 있는 2개의 비드(24)를 포함하며, 각각은 소정 질량의 충전 고무(30) 위에 장착된 환형(annular) 보강 구조물(26), 이 경우에 비드 와이어(28), 및 또한 래디얼 카카스 보강재(32)를 포함한다. 크라운 보강재(14)는 카카스 보강재(32)와 트레드(20) 사이에 반경방향으로 위치한다. 각각의 사이드월(22)은 각 비드(24)를 크라운(12)에 연결시킨다.
카카스 보강재(32)는 단일 카카스 플라이(34)를 갖는다. 카카스 보강재(32)는, 각 비드(24) 내에서 비드(24)에서부터 사이드월(22)을 거쳐 크라운(12)으로 연장되어 있는 주요 스트랜드(38), 및 턴업(turnup) 스트랜드(40)를 형성하도록 비드 와이어(28) 주위에 턴업됨으로써 각각의 비드(24)에 앵커링되며, 턴업 스트랜드(40)의 반경방향 외측 말단부(42)는 환형 보강 구조물(26)의 바깥쪽에 반경방향으로 있다. 따라서, 카카스 보강재(32)는 비드(24)에서부터 사이드월(22)을 거쳐 크라운(12)으로까지 연장되어 있다. 본 실시양태에서, 카카스 보강재(32)는 또한, 크라운(12)에 걸쳐 축방향으로 연장되어 있다. 크라운 보강재(14)는 카카스 보강재(32)와 트레드(20) 사이에 반경방향으로 개재된다.
변형양태에서, 후프 보강재(17)는 작업 보강재(16)와 카카스 보강재(32) 사이에 반경방향으로 개재될 수 있다.
각각의 작업 플라이(18), 후핑 플라이(19) 및 카카스 플라이(34)는, 상응하는 플라이의 1종 이상의 보강 요소가 매립되어 있는 엘라스토머 매트릭스를 포함한다.
도 2를 참조하면, 단일 카카스 플라이(34)는 카카스 보강 필라멘트 요소(44)를 포함한다. 각각의 카카스 보강 필라멘트 요소(44)는 타이어(10)의 정중면(M)에서, 즉, 크라운(12)에서 타이어(10)의 원주방향(Z)과 55° 이상, 바람직하게는 55° 내지 80°의 범위, 보다 바람직하게는 60° 내지 70°의 각도 AC1을 이룬다.
스케일에 미뤄볼 때 모든 카카스 보강 필라멘트 요소(44)가 서로 평행하게 나타나 있는 간략화된 도면인 도 3을 참조하면, 각각의 카카스 보강 필라멘트 요소(44)는 타이어(10)의 적도방향 원주면(E)에서, 즉, 각각의 사이드월(22)에서 타이어(10)의 원주방향(Z)과 85° 이상의 각도 AC2를 이룬다.
본 실시예에서, 관례상, 기준 직선으로부터 반시계 방향, 이 경우에 원주방향(Z)으로 배향된 각도는 양(positive)의 부호를 가지며, 기준 직선으로부터 시계 방향, 이 경우에 원주방향(Z)으로 배향된 각도는 음(negative)의 부호를 갖는 것으로 정한다. 이 경우에, AC1=+67° 및 AC2=+90°이다.
도 2를 참조하면, 단일 작업 플라이(18)는 작업 보강 필라멘트 요소(46)를 포함한다. 각각의 작업 보강 필라멘트 요소(46)는 정중면(M)에서 타이어(10)의 원주방향(Z)과 10° 이상, 바람직하게는 30° 내지 50°의 범위, 보다 바람직하게는 35° 내지 45°의 각도 AT를 이룬다. 상기 규정된 배향에 미뤄볼 때 AT=-40°이다.
단일 후핑 플라이(19)는 적어도 1종의 후핑 보강 텍스타일 필라멘트 요소(48)를 포함한다. 이 경우에 후핑 플라이(19)는, 타이어(10)의 크라운(12)의 축방향 폭 LF에 걸쳐 연속적으로 권취되어 있는 단일 후핑 보강 텍스타일 필라멘트 요소(48)를 포함한다. 유리하게는, 축방향 폭 LF는 작업 플라이(18)의 폭 LT보다 더 작다. 후핑 보강 텍스타일 필라멘트 요소(48)는 타이어(10)의 원주방향(Z)과 정확히 10° 미만, 바람직하게는 7° 이하, 보다 바람직하게는 5° 이하의 각도 AF를 이룬다. 이 경우에 AF=+5°이다.
후핑 플라이는, 후핑 플라이의 파단력의 15%와 동일한 힘에 대해 261 daN/mm인 인장 시컨트 모듈러스를 갖는다. 후핑 플라이의 파단력은 59 daN/mm이다.
카카스 보강 필라멘트 요소(44), 작업 보강 필라멘트 요소(46) 및 후핑 보강 필라멘트 요소(48)는, 적도방향 원주면(E) 상으로 투영 시 삼각형 메쉬를 규정하도록, 크라운(12) 내에 배열됨을 주지하기 바란다. 여기서, 각도 AF와, 각도 AT의 배향 및 각도 AC1의 배향이 타이어(10)의 원주방향(Z)에 대해 반대라는 사실로써 상기 삼각형 메쉬를 수득하는 것이 가능하다.
각각의 카카스 보강 필라멘트 요소(44)는 종래 2개의 멀티필라멘트 스트랜드를 포함하며, 각각의 멀티필라멘트 스트랜드는 폴리에스테르, 이 경우에 PET 모노필라멘트들의 방적사으로 구성되고, 이들 2개의 멀티필라멘트 스트랜드는 한 방향에서 240 턴/m로 개별적으로 오버트위스트(overtwisted)된 다음, 반대 방향에서 240 턴/m로 함께 트위스트된다. 이들 2개의 멀티필라멘트 스트랜드는 서로의 주위에 헬릭스로 권취되어 있다. 각각의 이들 멀티필라멘트 스트랜드는 220 tex의 카운트를 갖는다.
각각의 작업 보강 필라멘트 요소(46)는, 각각이 0.30 mm의 직경을 갖는 2개의 강철 모노필라멘트의 어셈블리이며, 2개의 강철 모노필라멘트는 14 mm의 피치(pitch)로 함께 권취되어 있다.
도 4에 예시된 후핑 보강 텍스타일 필라멘트 요소(48)는, 적어도 1개의 모노필라멘트를 포함하는 적어도 1개의 제1 스트랜드(50) (이 경우에, 복수의 모노필라멘트를 포함하는 제1 멀티필라멘트 스트랜드)를 포함한다. 제1 스트랜드는 1% 신율에서의 인장 시컨트 모듈러스가 2500 cN/tex 이하, 바람직하게는 900 cN/tex 이하, 보다 바람직하게는 500 cN/tex 이하이다. 이 경우에, 제1 스트랜드(50)의 모노필라멘트는 폴리에스테르, 지방족 폴리아미드, 셀룰로스로부터 선택된 재료, 및 이들 재료의 모노필라멘트들의 혼합물로 이루어지고, 바람직하게는 지방족 폴리아미드로부터 선택된 재료로 이루어지고, 보다 바람직하게는 이 경우에 나일론 6.6으로 이루어진다.
후핑 보강 텍스타일 필라멘트 요소(48)는 마찬가지로, 적어도 1개의 모노필라멘트를 포함하는 적어도 1개의 제2 스트랜드(52) (이 경우에, 복수의 모노필라멘트를 각각 포함하는 복수의 제2 멀티필라멘트 스트랜드)를 포함한다. 각각의 제2 스트랜드(52)는 1% 신율에서의 인장 시컨트 모듈러스가 500 cN/tex 이상, 바람직하게는 1000 cN/tex 이상, 보다 바람직하게는 2200 cN/tex 이상이다. 이 경우에, 각각의 제2 스트랜드(52)의 모노필라멘트는 방향족 폴리아미드, 방향족 코폴리아미드, 폴리케톤으로부터 선택된 재료, 및 이들 재료의 모노필라멘트들의 혼합물로 이루어지고, 바람직하게는 방향족 폴리아미드로부터 선택된 재료로 이루어지고, 보다 바람직하게는 이 경우에 파라-아라미드로 이루어진다.
후핑 보강 텍스타일 필라멘트 요소(48)는 상기 기재된 바와 같은 제1 스트랜드(50)로 구성된 코어(54)를 포함한다. 다시 말해서, 코어(54)는, 2개가 아닌 단일 제1 스트랜드(50)를 포함한다.
나타낸 실시양태에서, 코어(54)의 제1 멀티필라멘트 스트랜드(50)는, 이 경우에 나일론 6.6으로 이루어진 복수의 모노필라멘트의 단일 방적사(56)로 구성된다. 코어(54)의 제1 스트랜드(50)의 카운트는 10 tex 내지 100 tex의 범위, 이 경우에 40 tex 내지 60 tex이다. 이 경우에, 코어(54)의 제1 스트랜드(50)는, 피에이치피 화이버스(PHP Fibers) 사의 상표명 엔카 나일론(Enka Nylon) 4444HRT로 알려진 47 tex의 카운트를 갖는 방적사로 구성된다.
변형양태에서, 코어의 제1 스트랜드가, 폴리에스테르, 지방족 폴리아미드, 셀룰로스로부터 선택된 재료로 이루어진 모노필라멘트, 및 이들 재료의 모노필라멘트들의 혼합물, 바람직하게는 지방족 폴리아미드로부터 선택된 재료로 이루어진, 보다 바람직하게는 나일론 6.6으로 이루어진 모노필라멘트들의 복수의 상이한 방적사, 즉, 적어도 2개의 상이한 방적사를 포함하는 어셈블리를 포함하는 것으로 생각할 수 있다.
후핑 보강 텍스타일 필라멘트 요소(48)는 마찬가지로, 상기 기재된 바와 같은 적어도 2개의 제2 스트랜드(52)를 포함하는 층(58)을 포함한다. 층(58)의 각각의 제2 스트랜드(52)는 코어(54) 주위에 헬릭스로 권취되어 있다. 층(58)은 3개 또는 4개의 제2 스트랜드(52), 이 경우에 3개의 제2 스트랜드(52)로 구성된다.
나타낸 실시양태에서, 층(58)의 각각의 제2 멀티필라멘트 스트랜드(52)는, 이 경우에 파라-아라미드로 이루어진 모노필라멘트들의 단일 방적사(60)로 구성된다. 층(58)의 각각의 제2 스트랜드(52)의 카운트는 50 tex 내지 350 tex의 범위, 이 경우에 130 tex 내지 220 tex이다. 이 경우에, 층(58)의 각각의 제2 스트랜드(52)는, 테이진 사의 상표명 트와론 1000으로 알려진 167 tex의 카운트를 갖는 파라-아라미드 모노필라멘트들의 방적사로 구성된다.
변형양태에서, 층의 각각의 제2 스트랜드가, 방향족 폴리아미드, 방향족 코폴리아미드, 폴리케톤으로부터 선택된 재료로 이루어진 모노필라멘트 및 이들 재료의 모노필라멘트들의 혼합물, 바람직하게는 방향족 폴리아미드로부터 선택된 재료로 이루어진, 보다 바람직하게는 파라-아라미드로 이루어진 모노필라멘트들의 복수의 상이한 방적사, 즉, 적어도 2개의 상이한 방적사를 포함하는 어셈블리를 포함하는 것으로 생각할 수 있다.
제2 스트랜드들(52)의 1% 신율에서의 인장 강성도의 합 Sc는, 제1 스트랜드(50)의 1% 신율에서의 인장 강성도 Sa보다 더 크다. 이 경우에, 파라-아라미드로 이루어진 각각의 제2 스트랜드의 1% 신율에서의 인장 강성도는 621 daN이며, 나일론 6.6으로 이루어진 제1 스트랜드의 1% 신율에서의 인장 강성도는 15 daN이다. 따라서, Sc=3 x 621 > Sa=15, 바람직하게는 Sc/Sa ≥ 10, 보다 바람직하게는 Sc/Sa ≥ 50, 더욱 더 바람직하게는 Sc/Sa ≥ 100이다.
코어의 제1 스트랜드의 카운트 대 층의 제2 스트랜드들의 카운트의 합의 비는 0.05 내지 0.15의 범위이고, 이 경우에 0.09이다.
후핑 텍스타일 필라멘트 요소의 제조 방법
접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소(48)는 하기 단계들을 포함하는 제조 방법을 구현함으로써 제조된다.
방법은 우선, 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소를 어셈블리하는 단계를 포함하며, 여기서 코어(54)의 제1 스트랜드(50) 및 층(58)의 제2 스트랜드들(52)이 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소를 형성하도록 어셈블리된다.
코어(54)의 제1 스트랜드(50)를 트위스트하는 단계에서는, 트위스트가 제1 트위스트 방향에서, 예를 들어 방향(Z)에서 미터당 턴 수 N1으로 제1 스트랜드(50)에 적용된다. 층(58)의 각각의 제2 스트랜드(52)를 트위스트하는 또 다른 단계에서, 트위스트는 제1 트위스트 방향(Z)에서 미터당 턴 수 N1'으로 각각의 제2 스트랜드(52)에 적용된다.
이어서, 트위스트에 의해 층(58)의 제2 스트랜드들(52) 및 코어(54)의 제1 스트랜드(50)를 어셈블리하는 단계에서는, 트위스트가는, 제1 트위스트 방향과 반대인 제2 트위스트의 방향에서, 이 경우에 방향(S)에서 미터당 턴 수 N2로 코어 및 층의 스트랜드들(50, 52)의 세트에 적용된다.
N1, N1' 및 N2는, 코어(54)의 제1 스트랜드(50)의 모노필라멘트들에서의 잔여 트위스트, 및 층(58)의 각각의 제2 스트랜드(52)의 모노필라멘트들에서의 잔여 트위스트가 10 턴/m 이하, 바람직하게는 거의 0이도록 선택된다. 따라서, N1, N1' 및 N2의 선택은 각 스트랜드의 카운트, 층 내의 제2 스트랜드들의 수 뿐만 아니라, 제조 방법의 파라미터, 특히, 제1 스트랜드 및 제2 스트랜드의 인장 T1, T2 각각 및/또는 어셈블리 장치에서의 제1 스트랜드 및 제2 스트랜드의 속도 V1, V2 각각에 좌우된다. 따라서, N1>N1' 및 N2=N1'이다. 유리하게는, 1.02 ≤ N1/N1' ≤ 1.15, 및 바람직하게는 1.05 ≤ N1/N1' ≤ 1.10이다. 여기서, N1/N1'=1.08이다.
N1은 300 내지 380 턴/미터의 범위, 바람직하게는 320 내지 360 턴/미터, 이 경우에 N1=340 턴/미터이다. N1'은 275 내지 355 턴/미터의 범위, 바람직하게는 295 내지 335 턴/미터, 이 경우에 N1'=315 턴/미터이다. N2는 275 내지 355 턴/미터의 범위, 바람직하게는 295 내지 335 턴/미터, 이 경우에 N2=315 턴/미터이다.
따라서, 나일론 6.6의 밀도가 1.14이고, 파라-아라미드의 밀도가 1.44이기 때문에, 코어(54)의 제1 스트랜드(50)의 트위스트 계수는 60 내지 80의 범위, 바람직하게는 65 내지 75, 이 경우에 69이다. 층(58)의 각각의 제2 스트랜드(52)의 트위스트 계수는 90 내지 120의 범위, 바람직하게는 100 내지 115, 이 경우에 107이다.
후핑 보강 텍스타일 필라멘트 요소(48)의 가중치 밀도가 1.41이고 후핑 보강 텍스타일 필라멘트 요소(48)의 가중치 카운트가 548 tex이기 때문에, 후핑 보강 텍스타일 필라멘트 요소(48)의 트위스트 계수는 170 내지 220의 범위, 바람직하게는 180 내지 210, 이 경우에 196이다.
제1 및 제2 스트랜드(50, 52)의 어셈블리 전에 방법은 공급 단계를 포함하며, 이 동안 제1 스트랜드(50) 및 제2 스트랜드(52)는 제1 및 제2 스트랜드(50, 52)가 어셈블리되는 어셈블리 지점까지 이송된다. 방법은 유리하게는, 폐쇄-루프(closed-loop) 스트랜드 장력 피드백 단계를 포함하며, 이 동안:
- 각 스트랜드(50, 52)가 어셈블리 지점에 도달할 때 각 스트랜드(50, 52)에서 수득하고자 하는 종방향 인장 상태를 나타내는 "어셈블리 장력 설정치(assembly tension setpoint)"로 알려진 장력 설정치를 규정하고,
- 각 스트랜드(50, 52)의 이송 방향과 관련하여 어셈블리 지점의 상류 및 각 스트랜드(50, 52)를 따라 위치한 제1 장력 측정 지점에서 각 스트랜드(50, 52) 내에 가해지는 "실제 어셈블리 장력"으로 알려진 장력을 측정하고,
- 장력 피드백 루프를 사용하여, 각 스트랜드(50, 52)의 실제 어셈블리 장력과 어셈블리 장력 설정치 간의 차이에 상응하는 "장력 오차"로 알려진 오차를 결정하며,
- 장력 오차를 기초로, 각 스트랜드(50, 52) 내에서 실제 어셈블리 장력이 어셈블리 장력 설정치를 향해 자동적으로 수렴하도록 어셈블리 지점 상류의 각 스트랜드(50, 52)에 작용하는 장력 조절기 부재(member)를 구동시킨다.
이 방법을 구현하기 위한 설비는, 특히 장력 피드백 유닛(unit) 또는 장력 피드백 유닛들을 부가하여 각 스트랜드(50, 52)에서의 장력의 폐쇄-루프 피드백 제어를 허용함으로써 향상시킨 고리 직조기(ring loom)에 상응할 수 있다.
실제로 설비는, 각 스트랜드(50, 52)가 초기에 상부에 보관되어 있는 입력 릴(input reel)로부터 각 스트랜드(50, 52)를 권출하고 이를 어셈블리 지점에 공급하는 것이 가능하도록 설계된 공급 장치를 포함한다. 해당 공급 장치는 유리하게는, 드라이브 장치(drive device)에 적용된 드라이브 설정치에 응답하여 "전진 속도(forward speed)"로 알려진 속도를 각 스트랜드(50, 52)에 부여하도록 설계되고 어셈블리 지점의 상류에 위치한 모터작동형(motorized) 드라이브 장치를 포함할 수 있다. 따라서, 모터작동형 드라이브 장치는, 입력 릴에서부터 어셈블리 지점까지 "이송 방향"으로 알려진 방향으로 각 스트랜드(50, 52)를 드라이브하는 것을 가능케 한다. 관례상, 각 스트랜드(50, 52)가 입력 릴에서부터 어셈블리 지점 및 그 초과까지 이동하는 이송 방향은, 이동의 상류-하류 방향에 상응하는 것으로 간주될 것이다. 모터작동형 드라이브 장치는 예를 들어 스풀(spool), 또는 대안적으로 3-롤(three-roll) 공급 시스템을 포함할 수 있다. 이러한 3-롤 공급 시스템은 3개의 롤, 즉, 바람직하게는 자유로운 태양 롤(sun roll), 및 바람직하게는 모터작동형 및 동기형인 2개의 유성 롤(planet roll)을 포함하며, 롤들은 Ω (대문자 오메가) 형태의 경로를 따라 롤들 사이의 마찰에 의해 각 스트랜드(50, 52)가 드라이브되도록 배열된다. 이동 시 각 스트랜드(50, 52)를 드라이브하도록 의도된 상기 구성에서, 태양 롤은 바람직하게는 2개의 유성 롤과 접촉할 수 있으며, 태양 롤의 원통형 표면은 유성 롤들에 의해 태양 롤의 드라이브를 개선시키기 위해 비-슬립(non-slip) 고무의 층으로 코팅될 수 있다. 물론, 공급 장치는, 상이한 스트랜드에 각각 할당된 복수의 별도의 모터작동형 드라이브 장치를 포함할 수 있다.
"고리 직조기" 유형의 설비 내에서 그 자체로 또한 공지되어 있는 하나의 가능한 배열에서, 설비는, 어셈블리 지점의 하류 (이 경우에, 어셈블리 지점의 바로 하류)에 텍스타일 필라멘트 요소를 가이드하도록 의도되며 예를 들어 세라믹으로 이루어진 가이드 아이(guide eye), 및 가이드 아이의 하류 및 출력 릴(output reel)의 상류에 위치한 텍스타일 필라멘트 요소의 통과 지점을 형성하는 슬라이더(slider)가 자유롭게 슬라이딩하는 방식으로 상부에 탑재되어 있고 출력 릴과 동축성(coaxial)인 고리를 가질 수 있다.
따라서, 출력 릴이 모터작동형 스핀들에 의해 릴의 바람직하게는 수직 축의 둘레를 따라 회전 드라이브되어 텍스타일 필라멘트 요소 상에 견인력(traction)이 가해질 때, 공급 장치에 의해 스트랜드들의 공급이 보장되면서, 슬라이더가 출력 릴의 둘레를 따라 회전 시 상대적 이동을 수행하여 텍스타일 필라멘트 요소 상에 트위스트력(twisting force)이 초래됨으로써, 스트랜드들이 어셈블리 지점에서 트위스트되면서 출력 릴 상으로 텍스타일 필라멘트 요소의 점진적 권취를 가이드한다. 고리는 또한, 텍스타일 필라멘트 요소의 턴을 출력 릴의 전체 길이를 따라 분배하도록 출력 릴의 축을 따라 병진으로 앞뒤로 이동하게 된다. 아울러, 공급 장치는 바람직하게는, 스트랜드들이 분배기(distributor)의 하류에, 이 경우에 바로 하류에, 보다 바람직하게는 바로 아래에 위치한 어셈블리 지점을 향해 수렴하는 기하 구성을 배열하기 위해 스트랜드들을 공간에 분배하도록 설계된 분배기를 포함할 수 있다. 분배기는, 모터작동형 드라이브 장치 및/또는 입력 릴에서 나오는 스트랜드들을 가이드하도록 각각 의도된 복수의 통과 지점을 규정하는 지지 플레이트(support plate)의 형태일 수 있다.
방법은 스트랜드 장력 피드백 단계를 포함한다. 각 스트랜드(50, 52)에서의 장력은, 해당 지점에서 각 스트랜드(50, 52) 내에 가해진 종방향 인장력(tensile force), 및 이에 따라 이 힘의 적용으로부터 초래되는 인장 응력(tensile stress)에 상응한다. 각 스트랜드(50, 52)에 대한 장력 피드백은 폐쇄 루프에서 실시된다. 각 스트랜드(50, 52)에 대한 장력 피드백 단계 동안:
- 각 스트랜드(50, 52)가 어셈블리 지점에 도달할 때 각 스트랜드(50, 52)에서 수득하고자 하는 종방향 장력의 상태를 나타내는 "어셈블리 장력 설정치" T_set으로 알려진 장력 설정치를 규정하고,
- 각 스트랜드(50, 52)의 이송 방향과 관련하여 어셈블리 지점의 상류 및 각 스트랜드(50, 52)를 따라 위치한 제1 장력 측정 지점 PT1에서 각 스트랜드(50, 52) 내에 가해진 "실제 어셈블리 장력" T_actual로 알려진 장력을 측정하고,
- 장력 피드백 루프를 사용하여, 각 스트랜드(50, 52)의 실제 어셈블리 장력과 어셈블리 장력 설정치 간의 차이에 상응하는 "장력 오차" ER_T로 알려진 오차를 결정하며:
ER_T = T_set - T_actual,
- 장력 오차 ER_T를 기초로, 각 스트랜드(50, 52) 내에서 실제 어셈블리 장력 T_actual이 어셈블리 장력 설정치 T_set을 향해 자동적으로 수렴하도록 어셈블리 지점 상류의 각 스트랜드(50, 52)에 작용하는 장력 조절기 부재를 구동시킨다.
따라서 설비는, "장력 피드백 모드"로 알려진 작동 모드에 따라 해당 스트랜드 내 장력의 폐쇄-루프 피드백 제어를 위해 설계된 장력 피드백 유닛을 포함하며, 이를 위해 장력 피드백 유닛은,
- 스트랜드가 어셈블리 지점에 도착할 때 각 스트랜드(50, 52)에서 수득하고자 하는 종방향 장력의 상태를 나타내는 "어셈블리 장력 설정치" T_set으로 알려진 설정치를 설정하는 것을 가능케 하는, 장력 설정치를 설정하기 위한 부재,
- 각 스트랜드(50, 52)의 이송 방향과 관련하여 어셈블리 지점의 상류 및 각 스트랜드(50, 52)를 따라 위치한 제1 장력 측정 지점 PT1에서 각 스트랜드(50, 52) 내에 가해진 "실제 어셈블리 장력" T_actual로 알려진 장력을 측정하는 장력 모니터링 부재,
- 각 스트랜드(50, 52)의 실제 어셈블리 장력 T_actual과 어셈블리 장력 설정치 T_set 간의 차이에 상응하는 "장력 오차" ER_T로 알려진 오차를 평가하는 장력 피드백 부재, 및
- 각 스트랜드(50, 52) 내에서 실제 어셈블리 장력 T_actual이 어셈블리 장력 설정치 T_set을 향해 자동적으로 수렴하도록 어셈블리 지점 상류의 각 스트랜드(50, 52)에 작용하며 장력 피드백 부재에 의존적인 장력 조절기 부재
를 포함한다.
물론, 각 스트랜드(50, 52)에 대해 상이한 조립 장력 설정치 T_set가 설정될 수 있으며, 다른 스트랜드들과 독립적으로 각 스트랜드(50, 52)에 대한 별도의 조절이 보장될 수 있다.
아울러, 공급 단계 동안, 각 스트랜드(50, 52)는 바람직하게는 상기 언급된 바와 같이, 모터작동형 드라이브 장치에 적용된 드라이브 설정치에 응답하여 "전진 속도" V_fwd로 알려진 속도를 각 스트랜드(50, 52) 상에 부여하도록 설계되고, 어셈블리 지점의 상류에 위치한 스풀과 같은 모터작동형 드라이브 장치에 의해 어셈블리 지점을 향해 이동한다. 이어서 바람직하게는, 제1 장력 측정 지점 PT1을 선택하며, 이 경우 실제 어셈블리 장력 T_actual은, 상기 제1 장력 측정 지점 PT1이 모터작동형 드라이브 장치 (상류)에서부터 어셈블리 지점 (하류)까지 연장되어 있는 "접근 부분(approach portion)"으로 알려진 각 스트랜드(50, 52)의 부분에 위치하도록 측정된다. 따라서 유리하게는, 실제 어셈블리 장력 T_actual은, 모터작동형 드라이브 장치의 위치 (해당 스트랜드가 취한 경로를 따라 고려)와 어셈블리 지점의 위치 (해당 스트랜드가 취한 경로를 따라 고려) 사이에 함유되어 특히 어셈블리 지점에 근접한 측정 지점 PT1에서 측정된다. 보다 특히, 이와 같이 선택된 장력 측정 지점 PT1은, 해당 스트랜드의 상류-하류 이송 방향에서 어셈블리 지점 앞에 있는 마지막 드라이브 요소 (이 경우에, 모터작동형 드라이브 장치)와 어셈블리 지점 사이에 위치할 수 있다. 따라서, 실제 어셈블리 장력 T_actual은 바람직하게는, 해당 스트랜드가 어셈블리 지점에 도달하기 전 그 안의 장력을 유의하게 변경시키고 해당 스트랜드에 능동적으로 작용할 수 있는 마지막 모터작동형 장치 (이 경우에, 모터작동형 드라이브 장치)의 하류에서 측정된다. 결과적으로, 외부 힘에 의해 거의 교란되지 않는 접근 부분에서 어셈블리 지점에 가능한 한 가깝게 수행되는 실제 어셈블리 장력 T_actual의 측정이 특히 신뢰성 있으며, 이는 스트랜드가 어셈블리 지점에 도달 시 해당 스트랜드에 실제로 가해진 장력을 나타낸다.
바람직한 특징에 따라, 스트랜드 장력 피드백 단계 동안, 모터작동형 드라이브 장치, 특히 해당 스트랜드와 연관된 모터작동형 드라이브 장치는 바람직하게는, 장력 오차 ER_T에 따라, 모터작동형 드라이브 장치에 적용된 드라이브 설정치를 조절함으로써 장력 조절기 부재로서 사용될 것이다. 유리하게는, 모터작동형 장치의 사용을 통해, 측정된 장력 오차 ER_T에 따라, 모터작동형 장치에 의해 해당 스트랜드에 충분히 감소된 전진 속도 V_fwd를 적용함으로써 어셈블리 지점 상류의 해당 스트랜드를 감속시키는 것 (해당 스트랜드를 유지하여 해당 장력을 증가시키는 효과를 가짐)이 가능하거나, 또는 반대로, 어셈블리 지점 상류의 해당 스트랜드를 가속시키는 것, 즉, 해당 스트랜드의 전진 속도 V_fwd를 증가시키는 것 (해당 스트랜드에서의 장력을 감소시켜 해당 스트랜드를 "완화(slackening)"시키는 효과를 가짐)이 가능하다.
이에 따라 유리하게는, 장력에 대한 그만큼 많은 상호 독립적인 조절이 각 스트랜드(50, 52) 상에서 동시에 그리고 간단하게 수행될 수 있다.
또 다른 바람직한 특징에 따라, 공급 단계 동안 해당 스트랜드 (예를 들어, 제1 스트랜드(50))가 특히 상기 기재된 바와 같이 어셈블리 지점의 상류에 위치한 스풀과 같은 모터작동형 드라이브 장치에 의해 어셈블리 지점을 향해 이동하면, 방법은 또한 권출 단계를 포함할 수 있으며, 이 동안 해당 스트랜드 (이 경우에, 예를 들어 제1 스트랜드(50))가, 모터작동형 드라이브 장치의 상류에 위치하고 해당 스트랜드를 위한 상기 모터작동형 드라이브 장치와 별개인 권출 장치에 의해 입력 릴로부터 권출된다. 권출 장치는, "입력 릴 속도" ω7로 알려진 선택된 속도로 회전 시에 해당 입력 릴을 수용 및 드라이브하도록 의도된 모터작동형 릴 홀더를 포함한다. 이어서 유리하게는, 모터작동형 릴 홀더와 모터작동형 드라이브 장치 사이에 해당 스트랜드 (이 경우에, 예를 들어 제1 스트랜드(50))를 따라 위치한 제2 장력 측정 지점 PT2에서, 해당 스트랜드에 가해진 실제 "권출 장력" T_unwind_actual로 알려진 장력을 측정하는 것이 가능하고, 결과적으로 상기 실제 권출 장력 T_unwind_actual이 미리 결정된 권출 장력 설정치 T_unwind_set를 향해 수렴하도록 입력 릴 속도 ω7을 조절하는 것이 가능하다. 구체적으로, 한쪽 (상류)에서는 입력 릴 속도 ω7 및 이에 따라 다른쪽 (하류)에서는 스트랜드가 방출되는 권출 속도를 제어함으로써, 유리하게는 권출 장치 (상류)와 모터작동형 드라이브 장치 (하류) 사이에 지배적인 스트랜드의 권출 장력을 선택하는 것이 가능하다. 따라서 유리하게는, 모터작동형 드라이브 장치의 입력에서 존재하는 해당 스트랜드에 대해 잘 제어된 실제 권출 장력 T_unwind_actual이 제공되며, 이는 제1 사전-장력 수준을 설정하고, 이어서 이를 기초로, 모터작동형 드라이브 장치의 작용으로 인해, 상기 스트랜드 상에 요망되는 실제 어셈블리 장력 T_actual을 부여하기 위해 어셈블리 지점의 상류 및 모터작동형 드라이브 장치의 하류에서 접근 부분 내 스트랜드의 장력의 상태를 변경시키는 것이 가능할 것이다. 이와 관련하여, 이중 모터작동 (권출 장치 및 모터작동형 드라이브 장치의 모터작동)으로 인해 장력 예비하중(tension preload)을 규칙적이고 잘 제어된 값을 갖는 실제 권출 장력 T_unwind_actual의 형태로 생성 및 유지함으로써 유리하게는, 해당 스트랜드의 실제 어셈블리 장력 T_actual을 보다 정확하고 더 쉽게 조절하는 것이 가능한 것으로 밝혀졌다. 특히, 실제 권출 장력 T_unwind_actual과 동일한 제1 장력 수준이 존재함으로써, 가산(additive) 작용 (스트랜드의 제동에 의해 장력이 증가)에 의해, 또는 대조적으로 상기 제1 수준을 기초로 모터작동형 드라이브 장치에 의해 가해진 감산(subtractive) 작용 (스트랜드의 가속화에 의해 장력이 감소)에 의해, 매우 폭넓은 범위의 실제 어셈블리 장력으로부터 자유롭게 선택될 것이며 제2 장력 수준을 형성하는 파생 실제 어셈블리 장력 T_actual을 정확히 달성하는 것이 가능함을 참고하기 바라며, 이의 하한값은 (절대값 면에서) 제1 장력 수준 (즉, 실제 권출 장력 T_unwind_actual)보다 더 낮고, 상한값은 상기 제1 장력 수준보다 더 높다. 보다 특히, 제1 장력 수준이 존재함으로써, 제2 장력 수준에서 어셈블리 장력 (설정치 및 실제 어셈블리 장력 둘 모두) T_set, T_actual을, 스트랜드에서 장력 졸트(jolt)가 생성될 위험 없이, 및 실제 어셈블리 장력 T_actual이 0의 값을 통과 (스트랜드가 설비에 걸쳐 스트랜드의 경로를 규정하는 가이드 (도르래, 롤러 등)로부터 이탈되는 위험이 있음)할 위험 없이 매우 낮은 수준으로, 예를 들어 수 센티뉴톤 (수 그램의 질량인 중량과 동일) 또는 수십 센티뉴톤 (수십 그램의 질량인 중량과 동일)으로 감소시키는 것이 가능하다. 특히, 동일한 한 스트랜드 상에서 및 서로로부터 소정 거리에서 어셈블리 지점의 상류에 위치한 2개의 장력 측정 지점 PT1, PT2를 사용하여 2개의 장력 수준을 갖는 상기와 같은 방법을 통해 특히, 제1 장력 수준으로부터 "차감"에 의해 달성될 T_actual = 100 cN (100 센티뉴톤)과T_actual = 5 cN (5 센티뉴톤) 사이의 어셈블리 장력 범위의 효과적인 조절을 수득하는 것이 가능하다. 예로서, 제1 장력 수준에 대해 50 cN (50 센티뉴톤)과 600 cN 사이, 예를 들어 100 cN, 200 cN 또는 400 cN의 권출 장력 T_unwind_set을 선택 (및 이에 따라 실제 권출 장력 T_unwind_actual을 수득)하는 것이 가능하고, 제2 장력 수준에서 15 cN (15 센티뉴톤, 약 15 그램의 질량에 상응)과 100 N (100 뉴톤, 약 10 킬로그램의 질량에 상응) 사이, 또는 5 cN (5 센티뉴톤, 약 5 그램의 질량에 상응)과 200 N (200 뉴톤, 약 20 킬로그램의 질량에 상응) 사이의 매우 폭넓은 가능한 범위로부터 자유롭게 선택될 설정치 T_set에 완전히 따를 정확하고 안정한 어셈블리 장력 T_actual을 수득하는 것이 가능할 수 있다.
바람직한 특징에 따라 설비는, "속도 피드백 모드"로 알려진 작동 모드에 따라 각 스트랜드의 전진 속도 V_fwd에 대한 폐쇄-루프 피드백 제어를 위해 설계된 전진-속도 피드백 유닛을 포함하며, 이를 위해 속도 피드백 유닛은,
- 어셈블리 지점 상류의 각 스트랜드 상에 부여하고자 하는 전진 속도의 값에 상응하는 "전진 속도 설정치" V_fwd_set으로 알려진 설정치를 설정하는 것을 가능케 하는, 속도 설정치를 설정하기 위한 부재,
- 어셈블리 지점의 상류 및 각 스트랜드를 따라 위치한 전진-속도 측정 지점 PV1에서, 해당 측정 지점 PV1에서의 각 스트랜드의 실제 전진 속도를 나타내는 "실제 전진 속도" V_fwd_actual로 알려진 속도 값을 측정하는 속도 모니터링 부재,
- 각 스트랜드의 실제 전진 속도와 전진 속도 설정치 간의 차이에 상응하는 "속도 오차" ER_V로 알려진 오차를 평가하는 속도 피드백 부재: ER_V = V_fwd_set - V_fwd_actual, 및
- 각 스트랜드의 실제 전진 속도 V_fwd_actual이 전진 속도 설정치 V_fwd_set를 향해 자동적으로 수렴하도록 어셈블리 지점 상류의 각 스트랜드에 작용하고 속도 피드백 부재에 의존적인 속도 조절기 부재
를 포함한다.
따라서 바람직하게는 설비는, 각 스트랜드에 있어서, 장력 피드백 모드 또는 속도 피드백 모드를 선택적으로 활성화시키는 것을 가능케 하는 셀렉터(selector)를 가질 수 있다. 다시 말해서, 사용자는 각 스트랜드에 있어서, 각 스트랜드에 대한 장력 피드백 모드와 각 스트랜드에 대한 전진 속도 피드백 모드 사이에 선택 가능성이 제공된다. 따라서, 방법은 상응하는 선택 단계를 제공할 수 있다. 이 경우에 다중 어셈블리 조합을 실현하는 것이 가능하며, 이 안에서 각 스트랜드가 장력 면에서 조절되거나 또는 여러 스트랜드들이 장력 면에서 조절되면서 또 다른 스트랜드 또는 여러 다른 스트랜드들이 속도 면에서 조절된다.
아울러, 속도 피드백, 및 해당 스트랜드의 실제 전진 속도 V_fwd_actual의 측정은 바람직하게는, 피드백 제어 하에 있는 해당 전진 속도가 스트랜드가 어셈블리 지점에 도달하는 전진 속도에 해당되도록, 어셈블리 지점과 어셈블리 지점 앞에 있는 마지막 모터작동형 요소 사이에 함유된 어셈블리 지점에 근접하여, 예를 들어 접근 부분에서 존재함을 참고하기 바란다. 바람직하게는, 속도 측정 지점 PV1은 모터작동형 드라이브 장치에 위치할 수 있다.
소정 카운트 및 트위스트에 대해, 제조 방법에서 어셈블리 단계 동안 코어에 적용된 속도 V1 또는 장력 T1을 다양하게 함으로써, 텍스타일 필라멘트 요소의 힘-신율 곡선 및 이에 따라 특히 그의 탄젠트 모듈러스를 다양하게 하는 것이 가능하다. 이 경우에, T2에 비해 장력 T1을 증가시킴으로써 또는 속도 V2에 비해 속도 V1을 감소시킴으로써, 탄젠트 모듈러스는 모든 신율에 대해 감소하고, 파단 신율은 증가하며, 텍스타일 필라멘트 요소의 파단력은 감소한다. 반면, T2에 비해 장력 T1을 저하시킴으로써 또는 속도 V2에 비해 속도 V1을 증가시킴으로써, 탄젠트 모듈러스는 모든 신율에 대해 증가하고, 파단 신율은 감소하고, 텍스타일 필라멘트 요소의 파단력은 증가한다. 탄젠트 모듈러스를 다양하게 하는 것에 추가로, T2에 비해 장력 T1의 증가 또는 V2에 비해 속도 V1의 감소를 통해, 하기 기재된 내구성 시험에서 입증된 바와 같이 텍스타일 필라멘트 요소의 내구성을 개선시키는 것이 가능하다. 이 경우에, 코어(54)의 제1 스트랜드(50)에 적용된 속도 V1은 9.3 m/분이다. 층(58)의 각각의 제2 스트랜드(52)에 적용된 속도 V2는 10.55 m/분이다. 어셈블리 상태 동안 자연 상태의 텍스타일 필라멘트 요소(48)에 적용된 장력은 1200 cN이다.
상기 기재된 어셈블리 단계 후에, 자연 상태의 보강 필라멘트 요소가 수득된다. 이어서 제조 방법은, 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소를 제1 열-가교성 접착제 조성물의 중간층으로 코팅하는 단계를 포함한다. 이 경우에, 예를 들어 폴리글리세롤 폴리글리시딜 에테르에 기반한 수용액 상태의 에폭시 수지를 포함하고 접착제 프라이머 기능을 갖는 제1 접착제 조성물이 사용된다. 이어서 방법은, 제1 접착제 조성물을 가교시키도록 중간층으로 코팅된 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소에 대한 제1 열 처리 단계를 포함한다. 그런 다음, 사전-접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소가 수득된다.
다음으로 방법은, 사전-접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소를 제2 열-가교성 접착제 조성물의 외부층으로 코팅하는 제2 단계를 포함한다. 이 경우에, RFL 유형 (엘라스토머(들)의 레조르시놀-포름알데히드-라텍스)의 통상의 수성 접착제 조성물이 사용된다. 다음으로 방법은, 제2 접착제 조성물을 가교시키도록 외부층으로 코팅된 사전-접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소에 대한 제2 열 처리 단계를 포함한다. 이어서, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소가 수득된다.
접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소(48)에 있어서, 중간층으로 코팅된 자연 상태의 보강 요소로 코팅하고 열 처리하는 제1 단계 동안, 이 경우에 0.2 daN인 장력 TT1이 중간층으로 코팅된 자연 상태의 보강 요소에 적용된다. 외부층으로 코팅된 사전-접합된 보강 요소로 코팅하고 열 처리하는 제2 단계 동안, 텍스타일 필라멘트 요소 상의 표준 사전-장력보다 더 크고 이 경우에 0.2 daN인 장력 TT2가 외부층으로 코팅된 사전-접합된 보강 요소에 적용된다.
제2 열 처리 단계 동안, 처리 장력 TT2는 TT2/Ta ≥ 3 cN/tex이도록 적용된다. 이 경우에, Ta가 47 tex이면, TT2/Ta=3.19 cN/tex이다. 장력 TT2는 TT2/Tc ≤ 10 cN/tex, 바람직하게는 TT2/Tc ≤ 7 cN/tex, 보다 바람직하게는 TT2/Tc ≤ 5 cN/tex, 더욱 더 바람직하게는 TT2/Tc ≤ 4 cN/tex이도록 하는 정도이다. 이 경우에, Tc가 501 tex이면, TT2/Tc=0.3 cN/tex이다.
도면부호 T1로 표기된 US 6799618로부터의 하이브리드 텍스타일 필라멘트 요소, WO2016/166056으로부터의 통상의 하이브리드 텍스타일 필라멘트 요소 T2, 및 상기 기재된 텍스타일 필라멘트 요소(48)를 비교하였다. 각각의 이들 접합된 텍스타일 필라멘트 요소의 탄젠트 모듈러스는, 후핑 플라이를 제조하는 단계 전 (파선 곡선) 및 타이어로부터 제거될 때 (실선 곡선) 측정되었다. 자연 상태의 텍스타일 필라멘트 요소(48)의 탄젠트 모듈러스가 마찬가지로 측정되었다 (점선 곡선). 이들 텍스타일 필라멘트 요소의 탄젠트 모듈러스의 변동은 도 5에 나타나 있다.
파선 곡선을 참조하면, 접합된 텍스타일 필라멘트 요소(48)는, 텍스타일 필라멘트 요소 T2와 달리, 2% 이하의 임의의 신율에 대해 3 cN/tex/% 이하의 탄젠트 모듈러스를 가짐을 주지하기 바란다. 이 경우에, 접합된 텍스타일 필라멘트 요소(48)는, 6% 이하 및 심지어 7% 이하의 임의의 신율에 대해 3 cN/tex/% 이하의 탄젠트 모듈러스를 갖는다.
마찬가지로, 접합된 텍스타일 필라멘트 요소(48)는 3% 이하의 임의의 신율에 대해 5 cN/tex/% 이하의 탄젠트 모듈러스를 가짐을 주지하기 바란다. 이 경우에, 접합된 텍스타일 필라멘트 요소(48)는 8.5% 이하의 임의의 신율에 대해 7.5 cN/tex/% 이하의 탄젠트 모듈러스를 갖는다.
아울러, 접합된 텍스타일 필라멘트 요소(48)는 5% 이하의 임의의 신율에 대해 10 cN/tex/% 이하의 탄젠트 모듈러스를 가짐을 주지하기 바란다. 이 경우에, 접합된 텍스타일 필라멘트 요소(48)는 10% 이하 또는 심지어 11% 이하의 임의의 신율에 대해 10 cN/tex/% 이하의 탄젠트 모듈러스를 갖는다.
또한, 접합된 텍스타일 필라멘트 요소(48)는 6% 이하의 임의의 신율에 대해 15 cN/tex/% 이하의 탄젠트 모듈러스를 가짐을 주지하기 바란다. 이 경우에, 접합된 텍스타일 필라멘트 요소(48)는 12% 이하의 임의의 신율에 대해 15 cN/tex/% 이하의 탄젠트 모듈러스를 갖는다.
반면, 텍스타일 필라멘트 요소 T2는 0.1% 이하의 신율에 대해서만 5 cN/tex/% 이하의 탄젠트 모듈러스를 갖는다. 0.1%의 신율을 초과하면, 텍스타일 필라멘트 요소 T2의 탄젠트 모듈러스가 5 cN/tex/%보다 높다.
또한, 텍스타일 필라멘트 요소 T2의 탄젠트 모듈러스는 0.2% 이상의 임의의 신율에 대해 10 cN/tex/%를 초과하지만, 텍스타일 필라멘트 요소 T2의 파단 신율의 값인 6% 이상의 임의의 신율에 대해서는 중요하지 않다. 접합된 텍스타일 필라멘트 요소(48)는 이 경우에 10% 이상, 이 경우에 14% 이상, 또는 심지어 15% 이상, 또는 심지어 16% 이상, 및 이 경우에 16.5%의 훨씬 더 높은 파단 신율을 갖는다.
실선 곡선을 참조하면, 타이어로부터 제거될 때 텍스타일 필라멘트 요소(48)는, 4% 이상, 또는 심지어 3.5% 이상, 또는 심지어 3% 이상, 및 기재된 예에서 2% 이상의 임의의 신율에 대해 5 cN/tex/% 이상의 탄젠트 모듈러스를 가짐을 주지하기 바란다. 텍스타일 필라멘트 요소 T1은 타이어로부터 제거될 때 4.5% 초과의 신율에 대해서만 5 cN/tex/% 초과의 탄젠트 모듈러스를 갖는다.
타이어로부터 제거될 때 텍스타일 필라멘트 요소(48)는, 6% 이상, 또는 심지어 5% 이상, 또는 기재된 예에서 심지어 4% 이상의 임의의 신율에 대해 10 cN/tex/% 이상의 탄젠트 모듈러스를 가짐을 주지하기 바란다. 반면, 텍스타일 필라멘트 요소 T1은 타이어로부터 제거될 때 6.3% 초과의 신율에 대해서만 10 cN/tex/% 이상의 탄젠트 모듈러스를 갖는다.
텍스타일 필라멘트 요소(48)는 타이어로부터 제거될 때 8% 이상, 또는 심지어 7% 이상, 및 기재된 예에서 6% 이상의 임의의 신율에 대해 15 cN/tex/% 이상의 탄젠트 모듈러스를 갖는다. 반면, 텍스타일 필라멘트 요소 T1은 타이어로부터 제거될 때 8.6% 초과의 신율에 대해서만 15 cN/tex/% 이상의 탄젠트 모듈러스를 갖는다.
텍스타일 필라멘트 요소(48)는 타이어로부터 제거될 때 8% 이상의 임의의 신율에 대해 20 cN/tex/% 이상의 탄젠트 모듈러스를 갖는다. 텍스타일 필라멘트 요소 T1의 탄젠트 모듈러스는 타이어로부터 제거될 때 20 cN/tex/%의 값에 결코 도달하지 못한다.
최종적으로, 타이어로부터 제거될 때 텍스타일 필라멘트 요소(48)는 6% 이상, 바람직하게는 7% 이상, 보다 바람직하게는 8% 이상의 파단 신율을 가짐을 주지하기 바란다. 텍스타일 필라멘트 요소 T2는 이 경우에 6%인 훨씬 더 낮은 파단 신율을 갖는다.
이들 곡선으로부터, 텍스타일 필라멘트 요소(48)는 타이어로부터 제거될 때 높은 기계적 강도 특성, 특히 T1의 탄젠트 모듈러스보다 유의하게 더 높은 탄젠트 모듈러스, 및 T2의 탄젠트 모듈러스에 비교적 근접한 탄젠트 모듈러스, 또는 T2의 파단 신율보다 더 큰 신율에 대해 심지어 더 높은 탄젠트 모듈러스를 가짐을 알 수 있다. 또한, 접합된 텍스타일 필라멘트 요소(48)는 비교적 낮은 탄젠트 모듈러스, 이 경우에 T2의 탄젠트 모듈러스보다 유의하게 더 낮고, 12% 미만의 신율까지 T1의 탄젠트 모듈러스보다 더 낮은 탄젠트 모듈러스를 가져, 타이어가 제조되는 동안 타이어의 용이한 반경방향 변형 및 원주방향 변형이 가능함을 알 수 있다.
본 발명에 따라, 사전-접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소를 외부층으로 코팅하는 단계 및 이를 열 처리하는 단계는, 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 파단 신율의 30%와 동일한 신율 (이 경우에, 19%의 30%, 즉, 5.7%인 신율)에 대해, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소(48)의 탄젠트 모듈러스 (이 경우에, 1.5 cN/tex/5)가 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 탄젠트 모듈러스 (이 경우에, 0.5 cN/tex/%)에 비해 증가하도록 수행된다.
이 경우에, 사전-접합된 보강 요소를 외부층으로 코팅하는 단계 및 이를 열 처리하는 단계는, 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 파단 신율의 30% 이상의 임의의 신율에 대해, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소(48)의 탄젠트 모듈러스가 동일한 신율에 상응하는 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 탄젠트 모듈러스에 비해 증가하도록 수행된다.
바람직하게는, 사전-접합된 보강 요소를 외부층으로 코팅하는 단계 및 이를 열 처리하는 단계는, 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 파단 신율의 20%와 동일한 신율 (이 경우에, 19%의 20%, 즉, 3.8%인 신율)에 대해, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소(48)의 탄젠트 모듈러스 (이 경우에, 0.75 cN/tex/%)가 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 탄젠트 모듈러스 (이 경우에, 0.25 cN/tex/%)에 비해 증가하도록 수행된다. 이 경우에, 자연 상태의 보강 요소 또는 사전-접합된 보강 요소를 외부층으로 코팅하는 단계 및 이를 열 처리하는 단계는, 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 파단 신율의 20% 이상인 임의의 신율에 대해, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소(48)의 탄젠트 모듈러스가 동일한 신율에 상응하는 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 탄젠트 모듈러스에 비해 증가하도록 수행된다.
사전-접합된 보강 요소를 외부층으로 코팅하는 단계 및 이를 열 처리하는 단계는, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 6%, 4% 및 2% 신율에서의 탄젠트 모듈러스를, 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 6%, 4% 및 2% 신율에서의 탄젠트 모듈러스에 비해 각각 증가시키도록 수행된다. 이 경우에, 사전-접합된 보강 요소를 외부층으로 코팅하는 단계 및 이를 열 처리하는 단계는, 6%, 4% 및 2% 내지 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 파단 신율의 범위의 임의의 신율에 대해, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소(48)의 탄젠트 모듈러스가 동일한 신율에 상응하는 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 탄젠트 모듈러스에 비해 증가하도록 수행된다.
타이어의 제조 방법
하기 기재된 방법을 사용하여 타이어(10)를 제조한다.
우선, 작업 플라이(18) 및 카카스 플라이(34)는, 각 플라이의 보강 텍스타일 필라멘트 요소들을 서로 평행하게 배열하고, 이를 적어도 1종의 엘라스토머를 포함하는 비-가교된 조성물 내에 예를 들어 스키밍(skimming)에 의해 매립함으로써 제조되며, 상기 조성물은 가교될 때 엘라스토머 매트릭스를 형성하도록 의도된다. 직선형 플라이로 알려진 플라이가 수득되며, 여기서 플라이의 보강 텍스타일 필라멘트 요소들은 서로 평행하고, 플라이의 주(main) 방향에 대해 평행하다. 이어서, 필요한 경우, 각 직선형 플라이의 일부를 소정 절단각으로 절단하고, 이들 부분을 경사형 플라이로 알려진 것을 수득하도록 버팅(butting)하며, 여기서 플라이의 보강 텍스타일 필라멘트 요소들은 서로 평행하고, 절단각과 동일한 플라이의 주 방향과 소정 각도를 형성한다.
이어서, EP1623819 또는 FR1413102에 기재된 바와 같은 어셈블리 방법을 구현한다.
이 어셈블리 방법 동안, 후프 보강재(17) (이 경우에, 후핑 플라이(19))는 작업 보강재(16)의 바깥쪽에 반경방향으로 배열된다. 이 경우에, 제1 변형양태에서, LF보다 유의하게 더 작은 폭 B를 갖는 스트립을 제조하며, 여기서 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소(48)는 비-가교된 조성물 중에 매립되고, 스트립은 축방향 폭 LF를 수득하도록 여러 턴에 걸쳐 헬릭스로 권취된다. 제2 변형양태에서, 폭 LF를 갖는 후핑 플라이(19)를 카카스 플라이 및 작업 플라이와 유사한 방식으로 제조하며, 후핑 플라이(19)를 작업 보강재(16) 위에 1 턴에 걸쳐 권취한다. 제3 변형양태에서, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소(48)를 작업 플라이(18)의 바깥쪽에 반경방향으로 권취한 다음, 상단에 조성물의 층을 침착시키며, 여기서 후핑 보강 텍스타일 필라멘트 요소(48)는 타이어의 경화 동안 매립될 것이다. 3개의 변형양태에서, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소(48)는, 타이어의 제조 방법의 말엽에 후핑 보강 텍스타일 필라멘트 요소(48)를 포함하는 후핑 플라이(19)를 형성하도록 조성물 내에 매립된다.
이어서, 트레드(20)의 레잉(laying) 단계 후에 타이어가 수득되며, 여기서 엘라스토머 매트릭스의 조성물은 아직 가교되어 있지 않고, 비-경화 상태이다. 이것이 그린 형태의 타이어로 알려진 것이다.
최종적으로, 조성물이 가교된 상태인 타이어를 수득하기 위해 조성물을 예를 들어 경화 또는 가황에 의해 가교시킨다. 이 경화 단계 동안, 엘라스토머 매트릭스가 비-경화 상태인 타이어는, 타이어가 경화용 금형의 표면을 압착하도록 예를 들어 팽창성 막을 가압함으로써 반경방향, 원주방향 및 축방향으로 확장된다. 이러한 반경방향 및 원주방향 확장은 이 경우에 유리하게는, 제1 및 제2 실시양태의 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소로 인해, 또한 보다 제한된 방식으로 제3 및 제4 실시양태의 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소를 사용함으로써 구현된다.
비교 시험
본 발명에 따른 모든 상기 기재된 텍스타일 필라멘트 요소(48)와 유사한 접합된 텍스타일 필라멘트 요소 A1, B1, C1, A2 및 C2 및 WO2016/166056의 통상의 하이브리드 텍스타일 필라멘트 요소 T2의 압축 피로 강도 (즉, 압축 하 내구성)를 시험하였다.
접합된 텍스타일 필라멘트 요소 A1, B1, C1, A2 및 C2는 접합된 텍스타일 필라멘트 요소(48)와 구조적으로 동일하지만, 층(58)의 각각의 제2 스트랜드(54)의 속도 V2가 자연 상태의 각 텍스타일 필라멘트 요소 A, B 및 C에 대한 10.3 m/분, 10.5 m/분, 10.2 m/분과 각각 동일하고 코어(54)의 제1 스트랜드(50)의 속도 V1이 9.3 m/분인 상이한 제조 방법을 구현함으로써 수득된다. 어셈블리 단계 동안 자연 상태의 각 텍스타일 필라멘트 요소 A 및 B에 적용된 장력은 1100 cN이고, 자연 상태의 텍스타일 필라멘트 요소 C에 대해서는 550 cN이다.
장력 TT1은 모든 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A1, B1, C1, A2 및 C2에 대해 0.15 daN이다. 장력 TT2는 각각의 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A1 및 C1에 대해 0.15 daN이다. 장력 TT2는 모든 각각의 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A2, B1 및 C2에 대해 1 daN이다.
각각의 이들 접합된 텍스타일 필라멘트 요소의 탄젠트 모듈러스를 측정하였고, 이들 접합된 텍스타일 필라멘트 요소의 탄젠트 모듈러스의 변동은 도 6 (실선 곡선)에 나타나 있다.
각각의 이들 접합된 텍스타일 필라멘트 요소의 제조를 가능케 한 자연 상태의 텍스타일 필라멘트 요소 A, B, C의 탄젠트 모듈러스를 또한 측정하였다 (파선 곡선). 자연 상태의 텍스타일 필라멘트 요소 A를 통해, 본 발명에 따른 방법을 상기 기재된 파라미터들로 구현함으로써 접합된 텍스타일 필라멘트 요소 A1 및 A2의 제조가 가능하였다. 자연 상태의 텍스타일 필라멘트 요소 B를 통해, 본 발명에 따른 방법을 상기 기재된 파라미터들로 구현함으로써 접합된 텍스타일 필라멘트 요소 B1의 제조가 가능하였다. 자연 상태의 텍스타일 필라멘트 요소 C를 통해, 본 발명에 따른 방법을 상기 기재된 파라미터들로 구현함으로써 접합된 텍스타일 필라멘트 요소 C1 및 C2의 제조가 가능하였다.
각각의 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A 및 C는 2% 이하의 임의의 신율에 대해 3 cN/tex/% 이하의 탄젠트 모듈러스를 갖는다. 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소 B는 6% 이하의 임의의 신율에 대해 3 cN/tex/% 이하의 탄젠트 모듈러스를 갖는다. 각각의 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A 및 C는 3% 이하의 임의의 신율에 대해 5 cN/tex/% 이하의 탄젠트 모듈러스를 갖는다. 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소 B는 7.5% 이하의 임의의 신율에 대해 5 cN/tex/% 이하의 탄젠트 모듈러스를 갖는다. 각각의 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A 및 C는 5% 이하의 임의의 신율에 대해 10 cN/tex/% 이하의 탄젠트 모듈러스를 갖는다. 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소 B는 10% 이하의 임의의 신율에 대해 10 cN/tex/% 이하의 탄젠트 모듈러스를 갖는다. 각각의 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A 및 C는 6% 이하의 임의의 신율에 대해 15 cN/tex/% 이하의 탄젠트 모듈러스를 갖는다. 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소 B는 12% 이하의 임의의 신율에 대해 15 cN/tex/% 이하의 탄젠트 모듈러스를 갖는다.
각각의 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A1, B1 및 C1은 2% 이하의 임의의 신율에 대해 3 cN/tex/% 이하의 탄젠트 모듈러스를 갖는다. 각각의 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A1, B1 및 C1은 3% 이하의 임의의 신율에 대해 5 cN/tex/% 이하의 탄젠트 모듈러스를 갖는다. 각각의 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A1, B1 및 C1은 5% 이하의 임의의 신율에 대해 10 cN/tex/% 이하의 탄젠트 모듈러스를 갖는다. 각각의 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A1, B1 및 C1은 6% 이하의 임의의 신율에 대해 15 cN/tex/% 이하의 탄젠트 모듈러스를 갖는다. 각각의 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A1, B1 및 C1은 10% 이상의 파단 신율을 갖는다.
각각의 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A1, B1 및 C1은 3% 이상의 임의의 신율에 대해 3 cN/tex/% 이상의 탄젠트 모듈러스를 갖는다. 각각의 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A1, B1 및 C1은 4.5% 이상의 임의의 신율에 대해 5 cN/tex/% 이상의 탄젠트 모듈러스를 갖는다. 각각의 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A1, B1 및 C1은 7% 이상의 임의의 신율에 대해 10 cN/tex/% 이상의 탄젠트 모듈러스를 갖는다. 각각의 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A1, B1 및 C1은 9% 이상의 임의의 신율에 대해 15 cN/tex/% 이상의 탄젠트 모듈러스를 갖는다. 각각의 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A1, B1 및 C1은 11% 이하의 파단 신율을 갖는다.
각각의 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A2, C2는 2% 이상의 임의의 신율에 대해 3 cN/tex/% 이상의 탄젠트 모듈러스를 갖는다. 각각의 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A2, C2는 3% 이상의 임의의 신율에 대해 5 cN/tex/% 이상의 탄젠트 모듈러스를 갖는다. 각각의 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A2, C2는 5% 이상의 임의의 신율에 대해 10 cN/tex/% 이상의 탄젠트 모듈러스를 갖는다. 각각의 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A2, C2는 6% 이상의 임의의 신율에 대해 15 cN/tex/% 이상의 탄젠트 모듈러스를 갖는다. 각각의 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A2, C2는 10% 이하의 파단 신율을 갖는다.
각각의 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A2, C2는 0.5% 이하의 임의의 신율에 대해 3 cN/tex/% 이하의 탄젠트 모듈러스를 갖는다. 각각의 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A2, C2는 0.75% 이하의 임의의 신율에 대해 5 cN/tex/% 이하의 탄젠트 모듈러스를 갖는다. 각각의 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A2, C2는 3% 이하의 임의의 신율에 대해 10 cN/tex/% 이하의 탄젠트 모듈러스를 갖는다. 각각의 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A2, C2는 4.5% 이하의 임의의 신율에 대해 15 cN/tex/% 이하의 탄젠트 모듈러스를 갖는다. 각각의 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A2, C2는 8% 내지 10% 범위의 파단 신율을 갖는다.
방법 동안에, 각각의 사전-접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소를 외부층으로 코팅하는 단계 및 이를 열 처리하는 단계는, 각각의 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A, B, C의 파단 신율의 30%와 동일한 신율 (이 경우에, 각각의 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A 및 C의 경우 4%인 신율 및 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소 B의 경우 5.3%인 신율)에 대해, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A1, B1, C2, A2, C2의 탄젠트 모듈러스가 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A, B, C의 탄젠트 모듈러스에 비해 증가하도록 수행된다. 이 경우에 탄젠트 모듈러스는, 각각의 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A 및 C에 대한 5.5 cN/tex/%에서부터, 각각의 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A1 및 C1에 대한 7 cN/tex/%로 또는 각각의 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A2 및 C2에 대한 10.5-11 cN/tex/%로 변한다. 이 경우에 탄젠트 모듈러스는, 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소 B에 대한 2 cN/tex/%에서부터, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소 B1에 대한 10 cN/tex/%로 변한다. 아울러, 각각의 사전-접합된 보강 요소를 외부층으로 코팅하는 단계 및 이를 열 처리하는 단계는, 각각의 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A, B, C의 파단 신율의 30% 이상인 임의의 신율에 대해, 각각의 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A1, B1, C2, A2, C2의 탄젠트 모듈러스가 동일한 신율에 상응하는 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A, B, C의 탄젠트 모듈러스에 비해 증가하도록 수행된다.
방법 동안에, 각각의 사전-접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소를 외부층으로 코팅하는 단계 및 이를 열 처리하는 단계는, 각각의 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A, B, C의 파단 신율의 20%와 동일한 신율 (이 경우에, 각각의 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A 및 C의 경우 2.4%인 신율 및 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소 B의 경우 3.2%인 신율)에 대해, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A1, B1, C2, A2, C2의 탄젠트 모듈러스가 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A, B, C의 탄젠트 모듈러스에 비해 증가하도록 수행된다. 이 경우에 탄젠트 모듈러스는, 각각의 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A 및 C에 대한 2.5 cN/tex/%에서부터, 각각의 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A1 및 C1에 대한 3.5 cN/tex/%로 또는 각각의 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A2 및 C2에 대한 7.5 cN/tex/%로 변한다. 이 경우에 탄젠트 모듈러스는, 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소 B에 대한 0.75 cN/tex/%에서부터, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소 B1에 대한 5 cN/tex/%로 변한다. 아울러, 각각의 사전-접합된 보강 요소를 외부층으로 코팅하는 단계 및 이를 열 처리하는 단계는, 각각의 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A, B, C의 파단 신율의 20% 이상인 임의의 신율에 대해, 각각의 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A1, B1, C2, A2, C2의 탄젠트 모듈러스가 동일한 신율에 상응하는 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A, B, C의 탄젠트 모듈러스에 비해 증가하도록 수행된다.
예시된 실시양태에서, 각각의 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A1, B1, C2, A2, C2는 6% 이상의 파단 신율을 갖고, 각각의 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A, B, C는 6% 이상의 파단 신율을 갖는다. 각각의 사전-접합된 보강 요소를 외부층으로 코팅하는 단계 및 이를 열 처리하는 단계는, 각각의 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A1, B1, C2, A2, C2의 6%, 4% 및 2% 신율에서의 탄젠트 모듈러스가 각각의 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A, B, C의 6%, 4% 및 2% 신율에서의 탄젠트 모듈러스에 비해 각각 증가하도록 수행된다. 이 경우에, 사전-접합된 보강 요소를 외부층으로 코팅하는 단계 및 이를 열 처리하는 단계는, 2% 내지 각각의 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A, B, C의 파단 신율의 범위의 각 신율에 대해, 각각의 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A1, B1, C2, A2, C2의 탄젠트 모듈러스가 동일한 신율에 상응하는 각각의 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A, B, C의 탄젠트 모듈러스에 비해 증가하도록 수행된다.
타이어를 보강하도록 의도된 텍스타일 필라멘트 요소들에 있어서, 피로 강도는 이들 텍스타일 필라멘트 요소에 대해 다양한 공지된 실험실 시험, 특히, 경우에 따라서는 "구두 광택(shoe shine) 시험"으로 알려진 "벨트" 시험으로 공지된 피로 시험을 수행함으로써 분석될 수 있으며, 여기서 접착제로 사전 코팅된 텍스타일 필라멘트 요소들이 엘라스토머 물품 내로 혼입된다. "벨트" 시험의 원리는 다음과 같다: 벨트는 텍스타일 필라멘트 요소들의 2개의 층, 즉, 각각 0.4 mm의 조성물의 2개의 스킴(skim) 내에 1.25 mm의 피치로 매립되어 있는 성능을 평가하고자 하는 텍스타일 필라멘트 요소들을 포함하는 제1 층, 및 제1 층의 연신을 방지하기 위한 제2 강화 층을 포함하며, 상기 제2 층은 비교적 강성의 텍스타일 필라멘트 요소를 포함하고, 또한 각각 0.3 mm의 조성물의 2개의 스킴 내에 0.9 mm의 피치로 매립되어 있고 315 턴/미터의 트위스트로 함께 트위스트된 각각 167 tex의 아라미드의 2개의 스트랜드를 포함한다. 각 텍스타일 필라멘트 요소의 축은 벨트의 종방향으로 배향되어 있다.
다음으로, 상기 벨트에 대해 하기 응력 하중이 가해진다: 성능을 평가하고자 하는 텍스타일 필라멘트 요소들을 포함하는 제1 층이 휠(wheel)과 접촉하고, 벨트의 각 기본 부분에 대해 15 daN의 장력이 가해지며, 벨트의 각 기본 부분이 구체적으로 7 Hz의 주파수로 190,000 사이클 동안 무한 곡률 반경에서부터 소정 곡률 반경까지 굴곡하게 되는 곡률의 변동 사이클들을 겪도록, 소정 직경 (이 경우에 15 mm)의 휠 주위로 막대-크랭크 시스템을 사용하여 벨트를 주기적으로 드라이브한다. 벨트의 곡률의 이와 같은 변동은, 휠에 가장 근접한 내부층의 텍스타일 필라멘트 요소가 선택된 휠 직경에 따라 소정의 기하 압축비(compression ratio)를 겪게 한다. 이들 응력 하중의 말엽에, 텍스타일 필라멘트 요소들이 내부층으로부터 스트립핑되고, 피로 텍스타일 필라멘트 요소의 잔여 파단 강도(residual breaking strength) Frr이 측정된다. 사전에, 초기 파단력 Fri를 측정하였으며, 이 값은 응력을 받지 않은 새로운 벨트로부터 텍스타일 필라멘트 요소를 제거하는 힘에 상응한다. 이어서, 텍스타일 필라멘트 요소의 감퇴 D를 식 D=100x(1-Frr/Fri)를 사용하여 계산한다. 따라서, D가 100에 근접할수록, 텍스타일 필라멘트 요소의 압축 하 내구성이 보다 낮다. 반면, D가 0에 근접할수록, 텍스타일 필라멘트 요소의 압축 하 내구성이 보다 높다.
결과는 하기 표 1에 수집되어 있다:
<표 1>
Figure 112020062292276-pct00001
표 1의 연구로부터, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A1 및 A2가 유의하게 상이한 탄젠트 모듈러스를 가지면서 동일한 내구성을 가짐을 주목할 것이다. 동일한 효과가 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소 C1 및 C2에 대해 관찰된다. 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A1, A2, C1 및 C2는 필적하는 내구성을 갖는다. 따라서 여기서, 내구성은 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소에 따라서만 좌우됨이 입증되었다. 이는 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A1, A2, C1 및 C2가, 일부분에 있어서는 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A1, C1과 다른 부분에 있어서는 A2, C2 간의 상이한 장력 TT2를 사용하는 본 발명에 따른 방법에서 비롯되고, 탄젠트 모듈러스가 실제로 동일한 변동을 갖는 자연 상태의 보강 필라멘트 요소 A 및 C에서 유래되기 때문이다.
마찬가지로, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A1, A2, C1, C2 및 B1 중에, 최상의 내구성을 갖는 것은 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소 B1임을 주목할 것이다. 또한, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소 A1, B1 및 C1의 탄젠트 모듈러스의 변동이 실제로 동일함을 주목할 것이다. 따라서 여기서, 큰 신율에 걸쳐 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 탄젠트 모듈러스가 낮을수록, 수득되는 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 내구성이 보다 우수함이 입증되었다.
따라서, 본 발명에 따른 방법을 통해, 최대 내구성 및 최대 모듈러스를 갖는 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소를 제조하는 것이 가능하며, 내구성 및 모듈러스는 서로 독립적으로 조절될 수 있다.

Claims (15)

  1. 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소(bonded reinforcing textile filamentary element)(48)의 제조 방법이며,
    상기 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소(48)는
    - 적어도 1개의 모노필라멘트를 포함하는 제1 스트랜드(50)로 구성된 코어(54), 및
    - 적어도 2개의 제2 스트랜드(52)를 포함하는 층(58)이며, 층(58)의 각각의 제2 스트랜드(52)는 적어도 1개의 모노필라멘트를 포함하고, 층(58)의 각각의 제2 스트랜드(52)는 코어(54) 주위에 헬릭스로 권취되어 있는 것인 층(58)
    을 포함하고,
    상기 층의 각각의 제2 스트랜드는 층의 다른 제2 스트랜드 주위로 권취되지 않으면서 코어 주위로 권취되며,
    상기 방법에서:
    - 코어(54)의 제1 스트랜드(50) 및 층(58)의 제2 스트랜드(52)를 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소를 형성하도록 어셈블리하고,
    - 자연 상태의 보강 필라멘트 요소 또는 사전-접합된(pre-bonded) 보강 필라멘트 요소를 수득하고,
    - 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소 또는 사전-접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소를 적어도 1종의 열-가교성 접착제 조성물의 외부층으로 코팅하고,
    - 외부층으로 코팅된 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소 또는 사전-접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소를, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소(48)를 수득하기 위해 접착제 조성물을 가교시키도록 열 처리하며,
    상기 방법에서, 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소 또는 사전-접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소를 외부층으로 코팅하는 단계 및 이를 열 처리하는 단계는, 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 파단 신율의 30%와 동일한 신율에 대해, 각각의 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소(48)의 탄젠트 모듈러스가 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 탄젠트 모듈러스에 비해 증가하도록 수행되고,
    탄젠트 모듈러스는 2014년도 표준 ASTM D 885/D 885M - 10a를 적용하여 수득된 힘-신율 곡선을 기초로 계산되며,
    Sc로 표기되는 제2 스트랜드의 1% 신율에서의 인장 강성도의 합은, Sa로 표기되는 제1 스트랜드의 1% 신율에서의 인장 강성도보다 더 큰 것을 특징으로 하는 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소(48)의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    - 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소를 열-가교성 접착제 조성물의 외부층으로 코팅하고,
    - 외부층으로 코팅된 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소를, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소(48)를 수득하기 위해 접착제 조성물을 가교시키도록 열 처리하며,
    상기 방법에서, 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소를 외부층으로 코팅하는 단계 및 이를 열 처리하는 단계는, 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 파단 신율의 30%와 동일한 신율에 대해, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소(48)의 탄젠트 모듈러스가 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 탄젠트 모듈러스에 비해 증가하도록 수행되는 것인, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소(48)의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    - 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소를 제1 열-가교성 접착제 조성물의 중간층으로 코팅하고,
    - 중간층으로 코팅된 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소를, 사전-접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소를 수득하기 위해 제1 접착제 조성물을 가교시키도록 열 처리하고,
    - 사전-접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소를 제2 열-가교성 접착제 조성물의 외부층으로 코팅하고,
    - 외부층으로 코팅된 사전-접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소를, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소(48)를 수득하기 위해 제2 접착제 조성물을 가교시키도록 열 처리하며,
    상기 방법에서, 사전-접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소를 외부층으로 코팅하는 단계 및 이를 열 처리하는 단계는, 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 파단 신율의 30%와 동일한 신율에 대해, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소(48)의 탄젠트 모듈러스가 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 탄젠트 모듈러스에 비해 증가하도록 수행되는 것인, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소(48)의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소(48)의 탄젠트 모듈러스가, 외부층을 열 처리하는 단계 동안, 텍스타일 필라멘트 요소에 표준 사전-장력(pretension)보다 더 큰 처리 장력(treatment tension) TT2를 인가함으로써 증가하는 것인, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소(48)의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서, 카운트 Ta를 갖는 코어의 경우, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소(48)의 탄젠트 모듈러스는, 외부층을 열 처리하는 단계 동안, TT2/Ta ≥ 3 cN/tex, 또는 TT2/Ta ≥ 6 cN/tex, 또는 TT2/Ta ≥ 10 cN/tex, 또는 TT2/Ta ≥ 20 cN/te이도록 처리 장력 TT2를 인가함으로써 증가하는 것인, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소(48)의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서, 카운트 Tc를 갖는 층의 경우, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소(48)의 탄젠트 모듈러스는, 외부층을 열 처리하는 단계 동안, TT2/Tc ≤ 10 cN/tex, 또는 TT2/Tc ≤ 7 cN/tex, 또는 TT2/Tc ≤ 5 cN/tex, 또는 TT2/Tc ≤ 4 cN/tex이도록 처리 장력 TT2를 인가함으로써 증가하는 것인, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소(48)의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서, 자연 상태의 보강 요소 또는 사전-접합된 보강 요소를 외부층으로 코팅하는 단계 및 이를 열 처리하는 단계가, 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 파단 신율의 20%와 동일한 신율에 대해, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소(48)의 탄젠트 모듈러스가 자연 상태의 보강 텍스타일 필라멘트 요소의 탄젠트 모듈러스에 비해 증가하도록 수행되는 것인, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소(48)의 제조 방법.
  8. 타이어(10)의 제조 방법이며,
    - 제1항에 따른 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소(48)의 제조 방법,
    - 플라이(ply)(19)를 제조하는 단계이며, 이 동안에 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소(48)가 조성물 내에 매립되는 것인 단계, 및
    - 타이어(10)를 수득하기 위해, 플라이를 포함하는 타이어의 그린 형태(green form)를 경화시키는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 타이어(10)의 제조 방법.
  9. 제1항에 따른 방법에 의해 수득될 수 있는 것을 특징으로 하는, 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소(48).
  10. 제9항에 따른 접합된 보강 텍스타일 필라멘트 요소(48)를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어(10).
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