KR19980074529A - 고성능 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 천연고무 100중량부 또는 천연고무와 트랜스 함량이 70~85%인 트랜스폴리옥테너머 고무가 95~80 : 5~20으로 이루어진 혼합고무 100중량부에 대하여 레소시놀 포름알데히드 라텍스에 함침하여 표면처리된 단섬유 10~40 중량부를 포함하는 단섬유 함유 고무조성물로 이루어진 층이 캡플라이 대신에 타이어 벨트의 양말단으로부터 20~60mm 더 연장되는 폭으로 벨트 상에 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 고성능 타이어에 관한 것이다.

Description

고성능 타이어

제 1-1 도는 벨트부에 캡플라이가 적층되어 있는 종래의 타이어를 나타낸 개략적인 단면도,

제 1-2 도는 타이어 원주상단면의 벨트부에 캡플라이가 그의 절단부위가 겹쳐진 상태로 적층되어 있는 종래의 타이어를 나타낸 개략적인 단면도,

제 2 도는 종래의 타이어 트레드부에 있어서 벨트와 엔드레스 캡플라이의 배열을 나타낸 배열도,

제 3 도는 벨트부에 단섬유 함유 고무조성물층이 적층되어 있는 본 발명의 타이어를 나타낸 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 벨트2 : 강선코드

3 : 섬유코드4 : 캡플라이

5 : 엔드레스 캡플라이6 : 단섬유 함유 고무조성물층

7 : 트레드층8 : 사이드층

9 : 카카스층

본 발명은 단섬유 함유 고무조성물 및 이 고무조성물로 이루어진 층이 벨트상에 캡플라이(cap ply) 대신 적층되어 있는 고성능 타이어에 관한 것이다.

타이어의 종류는 계절과 사용도로조건 및 성능, 사용차량에 따라 구분이 된다. 특히 승용차용 타이어의 경우는 주로 성능과 계절에 따라 구분하여 사용되는데, 고속주행, 고속안정성을 추구하는 고성능 타이어의 경우는 지면과 직접 접촉하는 트레이드부위가 넓고 반면에 높이는 낮은 것이 특징이다. 따라서 고속에 잘 견디어야 하고 변형이 적어야 하므로 타이어를 보강하는 벨트가 변형되거나 분리되는 것을 억제하기 위해 캡플라이(cap ply)를 사용하게 된다. 서로 평행하게 놓인 강선코드의 상하에 고무조성물층을 적층하여 1개의 벨트층을 만들며 이를 타이어에 적용할 때는 강성코드가 타이어의 원주방향으로 일정 각도를 갖도록 상호 교차되도록 하여 2개의 벨트층을 사용한다. 이 벨트층들이 고속주행과 타이어의 변형응력에 의해 분리되는 것을 막기 위해서 타이어의 원주방향으로 평형하게 배열된 섬유코드(예를 들면, 나일론, 레이온)의 상하에 고무조성물층을 적층하여 이루어진 1개의 캡플라이층을 벨트층 위에 적층하거나(제1도 참조) 2개의 캡플라이층을 연속적으로 감아서 적층하는 방법을 사용한다. 이때 캡플라이의 폭은 벨트층의 폭에 비해 약 10mm 정도 크게 사용하는 것이 일반적이다.

타이어의 형상을 만드는 성형과정에서 캡플라이는 다소 불균일한 인장력이 작용하고 가류과정에서 브래더의 불균일한 팽창 및 케이스의 불균형 유지로 타이어가 변형되는 현상이 발생하여 성능하락을 나타낸다. 이러한 문제점을 해결하고자 캡플라이를 끊어서 말단부위를 겹쳐서 연결하는 방법을 개선한 폭이 좁은 캡플라이를 약간의 각도를 주어 계속 연결하여 벨트층을 감싸는 방법이 사용되기도 하였다(제 2 도 참조). 그러나 이러한 방법은 성형드럼을 연속으로 회전하여 성형하여야 하기 때문에 기존의 캡플라이가 1~2회의 회전으로 마무리되던 것이 20~40회의 회전이 요구되는 관계로 2~3배의 시간이 소요되고 원재료의 낭비가 심하게 되는 문제점이 있었다. 그리고 카카스층의 원형접착도 분리를 막기 위해 양 말단부위를 겹쳐서 접착한 후에 타이어의 형상을 이루기 때문에 겹친부위가 팽창시 다른 부위보다 적게 팽창하여 그 부위가 외부에서 볼 때 들어가 있는 것으로 나타나는 현상이 발생하게 되고 겹친부위 바로 옆에는 더 많이 팽창하여 부풀어 올라오는 현상이 나타나는데 이런 현상은 타이어의 트레드와 사이드 중간부위는 숄더 부위에서 발생하며, 겹쳐지는 부분을 최소화하는 성형을 하여 이러한 문제점을 해결하고자 하나 실제적으로 근복적인 해결은 되지 못하고 있다.

이에 본 발명자는 상기한 문제점들을 해결하고자 예의 검토한 결과, 고무와의 접착성이 우수한 단섬유를 함유한 고무조성물로 이루어진 층을 벨트상에 캡플라이 대신 적용하게 되면 캡플라이의 사용에 따른 타이어의 변형을 방지할 수 있을 뿐 아니라 엔드레스 캡플라이의 사용에 따른 생산성 하락을 방지할 수 있는 등의 장점을 지닌 고성능 타이어를 얻는다는 것을 발견하여 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 고무와의 접착성이 우수한 단섬유 함유 고무조성물로 이루어진 층이 벨트상에 캡플라이 대신 적층되어 있는 고성능 타이어를 제공하는 것이다.

본 발명에서의 단섬유 함유 고무조성물은 천연고무 100중량부 또는 천연고무와 트랜스함량이 70~85%인 트랜스폴리옥테너머 고무가 95~80 : 5~20으로 이루어진 혼합고무 100중량부에 대하여 레소시놀 포름알데히드 라텍스에 함침하여 표면처리된 단섬유 10~40 중량부를 포함한다.

본 발명에 따른 고무조성물에 사용되는 단섬유는 고무와의 접착성이 우수한 나일론, 레이온, 탄소섬유, 유리섬유, 케블라, 폴리에스터 등이 바람직하며, 섬유길이가 각각 0.1~0.5mm, 0.5~2mm, 2~8mm인 단섬유들을 80~50 : 10~20 : 10~40의 비율로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는 단섬유와 고무간의 가교결합이 용이하도록 레소시놀포름알데히드 라텍스(레소시놀 포름알데히드/라텍스=20~5/80~95)에 단섬유를 함침한 후 건조하여 사용한다. 이와 같은 단섬유의 표면처리과정을 일예로 들면 다음과 같다: 단섬유를 80℃에서 5시간 동안 레소시놀포름알데히드 라덱스에 함침한 후 이를 꺼내 100℃에서 24시간 동안 건조시킨다.

또한 고무의 보강을 위해 본 발명에 따른 고무조성물에 요오드 흡착가가 80~90mg/g이고 디부틸프탈레이트 흡수가가 80~110cc/100g인 카본블랙을 30~60중량부 첨가 사용하여 강도를 조절할 수도 있으며, 임의로 가황조제를 소량 사용할 수도 있고 기타 통상의 첨가제들을 첨가사용할 수 있다.

본 발명의 타이어는 이상에서 설명한 바의 고무조성물로 이루어진 층이 타이어 벨트의 양말단으로부터 20~60mm 더 연장되는 폭으로 벨트상에 적층되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 타이어는, 제 3 도에 도시된 바와 같이, 단섬유 함유 고무조성물층이 기존의 캡플라이층 보다 넓은 범위로 적층되어 있어, 즉 그 범위가 벨트 뿐 아니라 숄더부위까지 이르므로 카카스 플라이 부위에서의 인덴테이션 및 벌지(bulge) 문제가 근본적으로 해결될 수 있으며, 또한 고무조성물층을 구성하는 고무성분이 고온(100℃ 이상)에서 쉽게 흐를 수 있는 특성을 가지므로 가류동안 적층부위가 균일한 두께로 되어 적층부위에서의 단층현상이나 불균일한 인장력에 따른 타이어의 변형을 방지할 수 있게 된다.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

[실시예 1]

하기 표 1의 조성에 따라 고무시편을 제조한 후 이에 대한 물성을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

[표 1]

(단위 : 중량부)

(가류온도 : 160℃, 시간 : 15분)

1) 트랜스폴리옥테너머 고무 : 트랜스 함량 80중량%, 녹는점 50℃.

2 ) 0.5mm 길이의 나일론.

3) 0.2mm, 0.8mm, 1.2mm 길이의 나일론이 50 : 20 : 30의 비율로 혼합된 것.

4) 0.8mm 길이의 폴리에스터.

[실시예 2]

실시예 1의 시료 4에 따른 고무조성물을 두께 1.0mm로 압연하여 164mm의 폭으로 벨트층상에 적층한 고무조성물층과, 기존에 사용된 캡플라이층 및 엔드레스 캡플라이층에 대해서 내구력을 비교시험 하였으며 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다(하기 표 2의 수치들은 각 시험편의 파괴시간을 나타낸다).

[표 2]. 205/65R14 내구력 시험결과

(단위 : 분)

Claims (3)

1. 천연고무 100중량부 또는 천연고무와 트랜스함량이 70~85%인 트랜스폴리옥테너머 고무가 95~80 : 5~20으로 이루어진 혼합고무 100중량부에 대하여 레소시놀 포름알데히드 라텍스에 함침하여 표면처리된 단섬유 10~40 중량부를 포함하는 단섬유 함유 고무조성물로 이루어진 층이 캡플라이 대신에 타이어 벨트의 양말단으로부터 20~60mm 더 연장되는 폭으로 벨트 상에 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 고성능 타이어.
2. 제1항에 있어서,

   상기 단섬유는 나이론, 레이온, 케블라, 유리섬유, 탄소섬유, 폴리에스터임을 특징으로 하는 고성능 타이어.
3. 제1항에 있어서,

   상기 단섬유는 섬유길이가 각각 0.1~0.5mm, 0.5~2mm, 2~8mm인 단섬유들이 80~50 : 10~20 : 10~40의 비율로 혼합된 것임을 특징으로 하는 고성능 타이어.