KR20020000502A - 모노필라멘트 타입의 연장 합성 요소와 그 요소에 의해서강화된 타이어 - Google Patents

Abstract

연장 합성 요소의 모노필라멘트로 형성된 길이(15)와 큰 길이의 유리 섬유를 포함하는, 엘라스토머로 제조된 타이어, 특히 공기주입 타이어에 있어서,

상기 유리 섬유는 130℃ 이상의 유리 변이 온도(T_g)를 갖는 열경화성 수지로 주입되고, 상기 섬유는 서로에 대해서 평행하고, 상기 연장 합성 요소는 벤딩 응력 조건에서 적어도 2%의 압축시의 탄성 변형율을 가지며, 굴곡시에 연장시의 파괴 응력 보다 큰 압축시의 파괴 응력을 가진다.

Description

모노필라멘트 타입의 연장 합성 요소와 그 요소에 의해서 강화된 타이어{A tyre reinforced by an elongate composite element of the monofilament type, and such an element}

본 발명은 강화 엘라스토머로 제조한 비공기 주입 타이어 또는 공기 주입 타이어에 관한 것이다. 본 발명은 특히 새로운 강화 성분의 대체 요소, 특히 타이어를 강화하기 위해 사용된 아라미드 케이블 또는 강철 코드에 관한 것이다.

공기 타이어를 강화하기 위해 폭넓게 사용되는 선택 요소는 강철 코드이다.강화 요소로 하여금 큰 응력에 대한 내구성을 제공하면서 상대적으로 곡률 반경을 작게 할 수 있게 하는 케이블 결합 기술은 공지되어 있다. 다수의 작은 섹션의 요소 와이어들은 바람직한 내구성 전위를 얻을 수 있을 만큼 큰 적층 섹션에도 불구하고, 각 개별 섹션이 영구적으로 소성 변형되지 않고, 작은 곡률 반경을 허용할 수 있게 충분히 작게 되도록 조립된다.

작은 섹션 요소의 조립체를 사용하면, 강철의 경우에 굴곡 강성(flexural rigidity)을 제한할 수 있다. 이 굴곡 강성은 섹션의 관성 모멘트와 영율(Young's modulus)의 결과이다.

많은 다른 재료, 특히 직물성 재료도 사용된다. 예를 들면, 레이온, 나일론을 언급할 수 있고, 또는 더욱 최신의 재료, 아라미드를 언급할 수 있다. 그러나, 대다수의 용도는 힘의 전달과 변형 능력의 관점에서 필요한 성능을 달성할 수 있도록, 조립체가 다수의 작은 섹션의 필라멘트를 가져야 한다. 불행하게도, 직물의 경우에, 자주 구부림(ply)으로써, 조립체 사용의 필요성은 신장율 특성을 제한하고 조립체에 굴곡 강성을 부여하지 않거나 극히 작게 부여한다. 한편, 직물성 스펀얀(spun yarn)을 형성하는 요소 필라멘트의 크기가 미세하므로, 상기 직물성 스펀얀은 상대적으로 작은 곡률 반경을 가질 수 있다. 비록, 래디얼 타이어의 벨트에 있어서, 직물성 굴곡 얀은 롤링 내구성의 관점에서 유리하게 하중을 감소시키며, 우수한 가이드 안정성과 강철 벨트의 내마모성을 보장할 수 없는, 부식, 굴곡 강성의 부족, 어떤 경우에 신장율의 문제점등을 제거한다.

강철 강화 요소를 대신하여, 예를 들어, 특허 출원 EP 0 475 745호는 하기 특성, 즉, 연장 요소는 타원형 또는 직사각형이어야 하고; 연장 요소는 아라미드, 유리, PVA 및 탄소로부터 선택된 섬유를 구비하고; 사용된 주입 수지 초기 신장율은 1.5GPa를 초과하지 말아야 하는 등의 특성을 필수적으로 갖는 직물성 연장 합성 요소를 사용하는 것을 제안하였다. 제안된 상기 섬유에 대한 선택 기준은 15g/데니어(denier)(또는 136g/tex) 보다 큰 높은 점착력(특정 파괴 부하)이다. 그러나, 유리와 다른 아라미드, PVA 및 부분 탄소는 압축 강도의 관점에서 본질적으로 약하다는 것이 확인되었다. 이러한 단점은 타이어를 강화하기 위해, 상기 섬유를 적용하는데 있어서 특히 분명해지고 이것은 압축 강도의 관점에서 확인된 취약성에서 비롯된 것이다. 상기 단점을 극복하기 위해서, 연장 합성 요소에 부여된 주어진 곡률에 대해서 상기 요소에게 낮게 응력이 작용하는 낮은 경도의 수지와 상기 섬유를 결합시키는 방법을 제안하였다. 그러나, 이러한 선택은 특히 벨트의 삼각 플라이의 에지에서 큰 벤딩 응력이 작용하는 벨트 강화 요소에 대하여, 타이어의 전체 수명과 충분한 압축 강도를 충분하게 보장할 수 없기 때문에 일부 문제점을 발생시킨다.

굴곡 강성을 증가시키기 위해서, 모노필라멘트 형태의 높은 영율의 중합 직물성 생산품, 예를 들어, 1/10 밀리미터 또는 수십 밀리미터 직경의 아라미드 모노필라멘트를 사용할 수 있다. 본 출원인은 예를 들어 특허 WO92/12018를 설명하겠다. 그러나, 구조체가 파괴되기 전의 압축의 최대 변형값으로 규정된, 상기 유형의 생산품의 매우 낮은 본질적인 중요 압축 임계값은 조립체로 하여금 압축 응력에대해서 매우 취약하게 한다. 결과적으로, 조립체가 압축될 때에 돌이킬 수 없게 빠르게 변형되며, 트래드 밑에 위치한 벨트 에지에서 벤딩을 유발하는 타이어의 드리프트(drift)는 강화 요소의 부품 압축에서 응력이 가해지므로, 타이어 벨트의 삼각 플라이에 대해서 어떤 다른 재료를 사용하는 것을 더욱 어렵게 한다.

높은 계수와 높은 점착력의 직물성 섬유[아라미드 섬유, 방향성 폴리에스테르 섬유 - 예를 들어, 벡트란(Vectran)-, 폴리벤조비소자졸(polybenzobisoxazole)]를 사용하는 다른 방안은 케이블 체결 또는 유사 동작없이 사용된 단방향 연장 합성물을 생산하는 방안이다. 강화 요소의 볼륨 내용에 따라서, 직물성 플라이 얀 보다 큰 영율을 얻을 수 있다. 벤딩 계수는 신장율에 매우 유사하고 벤딩 계수에는 크기 및 섹션의 형태에 따라서 조절될 수 있는 실제 굴곡 강성이 있다. 그러나, 이러한 생산품은 압축시에 본질적인 취약성을 가지고 있다. 즉, 압축시의 파괴 응력은 자체적으로 압축시의 낮은 또는 매우 낮은 중요 변형 임계값을 가지는 직물성 섬유를 사용하는 것과 연관되어 있다. 또한, 현재에는 래디얼 타이어를 대상으로 벨트 강화물로서 사용하기 위해서는 압축에 대한 내구성을 유지할 수 있는 강화 요소의 충분한 능력이 요구된다는 것은 공지된 사실이다.

도 1은 본 발명에 따른 강화 타이어를 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10. 타이어 11. 비드

12. 측벽 13. 트래드

14. 카카스

본 발명의 목적은 연장 합성 요소를 사용하여 우수한 안내 특성과 내구성을 가지는 저하중의 타이어를 제공하는 것이다. 특히, 본 발명은 벨트의 강철 코드를 위한 비케이블 결합형인 모노필라멘트 형태의 연장 합성 요소를 대체한다.

따라서, 본 발명은 강화 요소를 포함하는 엘라스토머의 타이어에 관한 것이며, 상기 타이어에 있어서, 적어도 하나의 강화 요소는 실질적으로 대칭하는 기술 섬유를 포함하는 모노필라멘트 형태의 연장 합성 요소이고, 상기 섬유는 큰 길이를 가지며, 적어도 2.3GPa의 초기 신장율을 갖는 열경화성 수지로 주입되고, 상기 섬유는 서로에 대해서 평행하고, 상기 연장 합성 요소는 적어도 2%와 동일한 압축시의 탄성 변형율을 가지며, 굴곡시에 연장시의 파괴 응력 보다 큰 압축시의 파괴 응력을 가진다.

유리 섬유는 매우 특히 적당한 것으로 판명된다. 낮은 영율의 탄소 섬유도 적당할 수 있다. 유리 섬유를 포함하는 하이브리드 조립체를 사용할 수 있다. 양호하게는, 열경화성 수지는 130℃ 이상의 유리 변이 온도(T_g)를 가진다. 유리하게는 열경화성 수지의 초기 신장율은 적어도 3GPa이다. 양호하게는, 상기 연장 합성 요소는 적어도 3%와 동일한 압축시의 탄성 변형율을 가진다.

"타이어"는 어떤 비율의 팽창 압력 조건에서 작용하도록 설계된 타이어와 비공기 주입 타이어를 지칭한다.

본 발명은 예를 들어, 벨트에 일반적으로 제공된 두 중첩 플라이에서 강철 코드를 위한 연장 합성 요소를 대체할 수 있다.

첨부된 도 1은 본 발명에 따른 강화 타이어를 도시한다.

상기 연장 합성 요소는, 예를 들어, 펄트루션(pultrusion)으로 제조된 후에, 널리 공지된 바와 같이, 유황-가황가능한 엘라스토머에 양호한 접착성을 부여하기 위해, 접착층, 예를 들어, 레조르시놀-포름알데히드 라텍스(RFL) 접착층으로 피복될 수 있다는 것을 언급한다.

첨부된 도면은 매우 특히 유익하지만, 트래드(13)와, 두 측벽(12) 및 비드(11)의 양 측벽에 고정된 래디얼 카카스(14)를 포함하는 승용차용 타이어(10)에 국한되지 않는 적용방법을 도시한다. 표시된 특성을 갖는 모노필라멘트형의 연장 합성 요소는 트래드(13) 밑에 위치한 타이어의 일부를 강화한다.

상기 특정 적용방법에서, 상기 연장 합성 요소는 한 숄더에서 다른 숄더로 연장되는 평행 길이(15)로 배열되고, 상기 길이는 적어도 2개의 방사상 중첩된 플라이에 배열되고, 또 상기 길이는 한 플라이에서 다른 플라이로 대향 사인 각도로 배열된다. 래디얼 카카스와 삼각 분할을 형성하는 플라이의 상기 적용방법에서, 상기 각도의 절대값은 통상적으로 60도와 10도 사이에 있다.

예를 들어, 타이어 벨트의 삼각분할 플라이의 작용 특성인 작은 곡률 반경을 손상시키지 않고 유지하기 위해서, 연장 합성물의 섹션의 크기와 강화 요소의 수지 특성 사이에 양호한 조합이 이루어지는 것이 필요하다. 연장시에 변형되는 어떤 섬유 능력 수준은 연장시에 파괴되는 신장율 수준으로 합성물의 굴곡성능을 보장할 수 있을 만큼 충분하지 않다. 상대 변형 관점에서 합성물의 굴곡에서의 최상의 결과는 견인시와 압축시에서 균형을 이루는 역학적 특성을 갖는 섬유에서 얻어진다. 유리섬유는 이러한 범주에 있다.

"실질적으로 대칭되는"으로 언급되는 기술 섬유, 즉 견인시와 압축시에 상당히 잘 균형을 이루면서, 응력 조건에서 교차 벤딩에 의하여 상당한 대칭 특성을 부여하므로, 양호한 내구성을 갖는 섬유가 선택되었다. 견인시와 압축시에 매우 불향한 균형상태를 이루는 섬유, 예를 들어, 아라미드는 합성물의 압축시와 직물성섬유의 압축시에 즉시 취약성이 발견된다.

또한, 수지는 모든 주변부의 직물성 섬유 사이에 충분한 응집력을 제공할 수 있게 선택되어야 한다. 항상 수지에 대해서는 압축시에 신속하게 붕괴되어서 수지 섬유의 미세한 구부러짐을 피할 수 있도록, 섬유 사이에 충분한 응집력을 보장하는 것이 현명하다.

양호하게는, 사용된 연장 합성 요소는 초기 신장율이 적어도 30GPa가 되고 압축시의 파괴 응력이 적어도 0.7GPa가 되도록 구성된다.

비닐-에스테르 또는 에폭시 수지는 상기 설명한 요구조건을 충족시킨다. 수지 파괴시의 연장은 섬유의 변형 전위에 따라서 양호하게 선택된다. 유리 섬유 "E" 또는 "R"은 연장시와 압축시에 파괴될 때 결과로 신장되기 때문에, 벨트 변형과 완벽하게 양립할 수 있는 최소 곡률 반경을 보장하면서, 만약 형태가 원통형이라면 차수가 밀리미터인 큰 섹션의 모노필라멘트의 연장 합성 요소를 사용할 수 있다. 이것은 충분한 굴곡 강성이 높은 드리프트하의 응력 조건에서 국부적인 파괴 구부러짐을 피할 수 있게 한다. 유리 섬유"E"는 비용과 역학적 특성 사이에서 양호한 타혐점을 제공하며, 이것은 추가 적용을 요구하기 위해 유리 섬유 "R"을 사용하는 것을 배제하지 않는다. 섬유 함량은 유리하게는 연장 합성 요소의 전체 하중의 30%와 80% 사이에 있다. 양호하게는, 섬유는 유리 섬유이고 섬유 함량은 연장 합성 요소의 전체 하중의 50%와 80% 사이에 있다. 밀도는 양호하게는 2.2 보다 작고 유리하게는 1.4와 2.05 사이에 있다.

양호하게는, 상기 연장 합성 요소는 펄트러션에 의해서 연속으로 제조될 수있으며, 이것은 긴 섬유를 사용할 수 있게 하기 위한 공지 기술이다. 이 공지 기술은 비제한 길이의 섬유를 풀어서 수지 욕조에 담가서 주입하는 것으로 구성된다. 그 다음, 상기 섬유를 가열된 다이와 중합 작용이 발생하는 가열된 챔버를 통해서 인출한다. 이 방식에서, 다이의 형태로 표현되고 본원에서는 "모노필라멘트 형태의 연장 합성 요소" 또는 더욱 단순하게는 "연장 합성 요소"로 기술되는 어떤 섹션의 생산품을 큰 길이로 연속으로 인출할 수 있다. 단어 "모노필라멘트"는 "케이블 얀" 또는 "플라이 얀"의 기술적 개념과 반대로 사용되었다. 사실, 연장 합성 요소는 단면에서 볼 때, 중합될 때 생산품에 단일 스트랜드의 형태를 부여하는 수지에 끼워진 여러 요소 필라멘트를 포함한다.

제조를 위한, 초기 주안점은 일반적으로 수 미크론 직경의 다수의 요소 필라멘트를 포함하는 스펀 얀(또는 조방사)이고, 상기 필라멘트는 모두 나란하므로, 일부 중첩부를 제외하고는 서로에 대해서 실질적으로 평행하다. 비록, 필라멘트가 절대적으로 완전하게 평행하게 배열되는 것을 보장할 수 없지만, "서로에 대해서 실질적으로 평행하다는" 표현은 필라멘트가 케이블 얀 또는 끈( braid)이 아니고 배열의 기하학적 정확성을 제외하고는 평행하게 배열된다는 것을 표시하기 위한 의도이다.

연장 합성 요소 길이를 불연속적으로 제조하는데 특히 적당한 다른 공지된 가능성은 진공상태를 만들고 최종으로 섬유에 수지를 주입하여 섬유를 몰드에 바람직하게 배열하는 것으로 구성된다. 진공으로 인하여 섬유의 주입 작업이 매우 효율적으로 된다. 미국 특허 제 3,730,678호에는 상기 주입 기술에 대해서 기재되어있다.

굴곡 강성은 방정식 R = E * I로 규정되며, 여기서 본 발명에 따른 연장 합성 요소 및 강철 코드형의 강화 요소와 비교하여, 상기 E 는 영율이고 I 는 그 부분의 관성 모멘트이며, 강철 코드 보다 본질적으로 작은 유리 섬유에 기초하는 연장 합성 요소에 대한 영율을 보상하는 고체 특성(케이블 강화 요소와 비교하여)은 큰 섹션의 관성 모멘트를 제공할 수 있다. 그러나, 연장 합성 요소의 압축과 견인시의 중요 탄성 변형으로 인하여, 고체 특성은 특히 타이어 강화에서 얻어지는 상대적으로 완만한 곡률 반경을 크게 손상시키지 않는다.

연장 합성 요소는 타이어 트래드 밑을 강화하기 위해 적용한 강철 코드와 비교된다. 이 비교를 위한 기준은 6.23NF 강철코드이다. 그 강성 "R"은 R≒160 N* mm²와 같다. 이 보기에서, 비후프 강철 코드(nonhooped steel cord)는 직경이 0.230mm인 6개의 와이어로서 구성된다. 적당한 값의 조립체의 관성 모멘트는 각 요소 코드의 6배의 관성 모멘트와 동일하다[참조 "platt,M.M.,Klein, W.G.와 함부르크, W.J., 직물 리서치 저널 29,627(1959)"]. 76%(또는 필라멘트 하중)의 섬유 질량 함량과 40,000 MPa의 영율을 갖는 0.9mm의 연장 합성 요소의 강성은 R≒1170 N*mm².

타이어의 강화 요소로서 적용하는데 있어서, 연장 합성 요소의 압축에 대하여 양호한 내구성을 확인하기 위해서, 하기 기술되는 루프 테스트를 위해 루프를 형성하는 원형 섹션의 연장 합성 요소는 1.3% 변형의 파상 굴곡 최상점에 종속된다. 1.3% 부여된 변형의 10⁷사이클 후에, 연장 합성 요소의 인장력은 4% 미만으로 손실될 수 있다. 1.3%의 변형은 종래 강철 코드의 소성 변형 보다 크다는 것을 고려하면, 상기 연장 합성 요소는 강화 요소의 상기 상기 타이어가 종속되는 반복 압축 응력에 의해 악영향이 발생하는 위험성이 없이, 타이어 트래드 밑에 있는 벨트의 강철 코드를 용이하게 교체할 수 있다는 사실을 이해할 것이다.

본 발명을 설명하기 위해서, 크기 183/65R14 86V의 두 타이어를 제조하였다. 본 발명에 따른 제 1 타이어(타이어 A)에서, 모노필라멘트 타입의 연장 합성 요소는 트래드(13) 밑의 플라이의 길이(15)(도면 참조)에 대해서 사용된다. 본 발명에 따르지 않는, 제 2 타이어(타이어 B)에서, 모노필라멘트형 연장 합성 요소를 대신하여 강철 코드를 사용한다.

본 발명을 설명하는 보기에 관한 어떤 상세한 사항 및 측정된 특성과 사용된 시험방법은 하기에 기술된다.

A-얀의 타이어:본문에서 표현되는 사용된 얀의 타이어는 제조업자가 인용하는 것이다.

B-길이 단위에 대한 질량:g/m으로 표시된 연장 합성 요소의 길이 단위에 대한 질량은 길이 10m의 샘플의 하중으로 결정된다; 그 결과는 3개 하중의 평균이다.

C-밀도:연장 합성 요소와 가교 결합 수지의 밀도는 타입PG503 델타 범위(DeltaRange)의 메틀러 톨레도의 특수 저울을 사용하여 측정되고; 수 센티미터의 샘플은 대기에서 연속으로 하중을 측정하여 메타놀에 적셔지고;장치의 소프트웨어는 그 다음 밀도를 결정하고;밀도는 3개 측정값의 평균이며; 유리 섬유의 밀도는제조업자에 의해서 인용된 것이다.

D-섬유의 질량 함량: 퍼센트로 기재된 섬유의 질량 함량은 연장 합성 요소의 길이 단위에 대한 질량으로 리니어 밀도(linear density)로부터 얻어진 섬유의 1m의 하중을 분할함으로써 계산된다.

E-유리 변이 온도(T_g): 유리 변이 온도는 다른 열분석법으로 측정되고;바람직한 값은 변이 중간부의 정의에 의해서 선택되고; 사용된 장치는 메틀러에 의해서 제조된 열량계이다.

F-직경; 연장 합성 요소의 직경은 하기 수학식 1에 따른 체적 질량과 길이 단위에 대한 질량으로부터 계산하여 결정된다.

D는 연장 합성 요소의 직경을 mm로 나타내고, M_I는 길이 단위에 대한 질량을 g/m으로 나타내고 ρ는 체적 질량을 g/cm³로 나타낸다.

연장 합성 요소의 섹션 형태는 타입 M420의 레이카 입체 현미경(stereoscopic microscope)을 사용하여 확인된다.

G-역학적 특성: 연장 합성 요소의 역학적 특성은 타입4466의 인스트론 견인장치를 사용하여 측정되며; 측정된 요소는 400mm의 초기 길이에 대한 견인공정에 종속되며; 모든 결과는 10 측정값의 평균으로 얻어진다

초기 신장율은 견인장치로 공급된 소프트웨어 SERIE IX의 계산 코드19.3에 따라 결정된다. 이 계산은 ASTM 규격 D 638의 원칙에 따라서 실행된다.

압축 특성의 성질 비교는 루프 시험 방법[D.Sinclair, J.App.Phys.21,380(1950)]으로 불리우는 연장 합성 요소에서 측정된다. 상기 시험을 사용할 때, 점차 파괴점으로 도달하는 루프가 생산된다. 큰 사이즈의 섹션으로 인하여 용이하게 관찰할 수 있는 파괴 특성은 본 발명의 연장 합성 요소를 즉시 실현할 수 있으며, 파괴될 때까지 벤딩 응력에 영향을 받을 때, 재료가 연장되는 측부에서 파괴되고, 이것은 단순한 관찰로 식별할 수 있다. 이 경우에 루프 크기가 크다고 주어지면, 항상 루프에 기재된 원의 반경을 판독할 수 있다. 파괴점 직전에 기재된 원의 반경은 중요 곡률 반경에 일치하며, 그것은 R_M으로 표시된다. 하기 수학식 2는 계산으로 중요 탄성 변형을 결정할 수 있다:

여기서, r은 연장 합성 요소의 반경에 일치한다.

압축시의 파괴 응력은 하기 수학식 3으로 산출하여 얻을 수 있다:

M_i는 초기 신장율이다.

본 발명에 따른 연장 합성 요소의 경우에 있어서, 루프의 파괴는 연장의 부분에서 나타나므로, 굴곡부에서 압축시의 파괴 응력은 연장시의 파괴 응력 보다 크다는 결론이 얻어진다.

소위 3점 방법으로 불리우는 방법에 따라서 직사각형 비임의 굴곡부에서 파괴된다. 상기 방법은 ASTM 규격 D 790과 일치한다. 상기 방법은 또한 연장시에서의 파괴 특성을 사실적으로 시각으로 확인할 수 있다.

H-코너링 힘의 측정

코너링 힘의 측정작업은 독일 연방 공화국의 IGEL(ingenieurgesellschaft fur Leichtbau mbH)로부터의 동력 측정 코어를 사용함으로써 차량에서 직접 실행된다. 센서를 구비한 상기 장치는 3개의 주요 축선의 방향에서 힘을 측정할 수 있다.

시험한 타이어의 강화 요소 플라이는 다음과 같이 형성된다:

타이어 A

합성 요소: 0.88mm의 원형 섹션

놓여지는 피치 1.8mm

플라이 사이의 각도 23⁰

플라이 강도 444daN/cm

타이어 B

강철 코드: 0.230mm의 6케이블 코드

놓여지는 피치: 1.4mm

플라이 사이의 각도 25⁰

플라이 강도: 444daN/cm

타이어의 하중은 다음과 같다:

본 발명에 따른 타이어 A: 7.65kg

강철 와이어로 조절된 타이어 B: 8.16kg

차량에서 주행한 후에, 모든 다른 조건이 동일하면, 각 타이어는 1⁰의 드리프트 각도에서 119daN의 동일 코너링 힘을 나타내며, 본 발명의 모노필라멘트 타입의 연장 합성 요소는 설명한 적용에서 적당하다는 것을 나타낸다.

본 발명은 섹션에 대해서 큰 길이를 가지며 실질적으로 대칭하는 기술 섬유를 포함하는 연장 합성 요소까지 확대되며, 상기 섬유는 큰 길이를 가지고, 상기 유리 섬유는 적어도 2.3GPa의 초기 신장율을 갖는 열경화성 수지로 주입되고, 상기 섬유는 서로에 대해서 실질적으로 평행하고, 섬유 함량은 연장 합성 요소의 전체 하중의 30%와 80% 사이에 있으며, 연장 합성 요소의 밀도는 2.2 이하이고, 상기 연장 합성 요소는 굴곡부에서 연장시의 파괴 응력 보다 큰 압축시의 파괴 응력을 가지며, 상기 연장 합성 요소는 적어도 2%와 동일한 압축시의 탄성 변형을 가진다.

본 발명에 따른 타이어의 기술과 연관하여 상기 설명한 바와 같이, 유리 섬유가 매우 적당하다는 사실이 판명되었다. 양호하게는, 열경화성 수지는 130℃ 이상의 유리 변이 온도(T_g)를 가진다. 유리하게는, 열경화성 수지의 초기 신장율은적어도 3GPa이다. 양호하게는, 실질적으로 대칭하는 기술 섬유는 유리 섬유이고 섬유 함량은 연장 합성 요소의 전체 하중의 50%와 80% 사이에 있다.

하기 특성을 구비하고 낮은 계수를 갖는 60%의 유리 섬유의 질량 내용을 갖는, 본 발명에 따르지 않는 기준빔이 제조되었다.

굴곡시에, 기준빔은 압축 응력이 작용하는 측부에서 파괴된다.

하기 특성을 구비한 수지를 가지며 70%의 유리 섬유의 질량 내용을 갖는, 본 발명에 따른 빔이 제조되었다.

본 발명에 따른 상기 빔은 연장 응력이 작용하는 측부에서 굴곡시에 파괴된다.

유리하게는, 밀도, 압축시의 파괴 응력의 최소값과 초기 신장율의 최소값은 이미 기술하였다. 상기 연장 합성 요소의 섹션은 예를 들어, 원형이고, 강화 타이어에 적용되는 통상 직경은 0.4mm 이상이고 또는 예를 들어 타원형이다. 연장 합성 요소의 한 특징 형태는 압축시의 탄성변형에 대략 동일한 연장시의 탄성 변형에 관한 것이다.

본 발명은 연장 합성 요소를 사용하여 우수한 안내 특성과 내구성을 가지는 저하중의 타이어를 제공할 수 있다.

Claims (27)

1. 적어도 하나의 강화 요소가 모노필라멘트 외형의 연장 합성 요소인 강화 요소와, 실질적으로 대칭하는 기술 섬유를 포함하고, 상기 섬유는 큰 길이를 가지며 적어도 2.3GPa의 초기 신장율을 갖는 열경화성 수지로 주입되고, 상기 섬유는 서로에 대해서 실질적으로 평행하고, 상기 연장 합성 요소는 적어도 2%와 동일한 압축시의 탄성 변형율을 가지며 굴곡시에 연장시의 파괴 응력 보다 큰 압축시의 파괴 응력을 가지는 엘라스토머 타이어.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 실질적으로 대칭하는 기술 섬유는 유리 섬유인 타이어.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 열경화성 수지는 130℃ 이상의 유리 변이 온도(T_g)를 가지는 타이어.
4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 열경화성 수지의 초기 신장율은 적어도 3GPa인 타이어.
5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 연장 합성 요소는 압축시의 탄성 변형율과 실질적으로 동일한 연장시의 탄성 변형율을 가지는 타이어.
6. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 연장 합성 요소는 레조르시놀-포름알데히드 유액(RFL) 접착제 층으로 피복되는 타이어.
7. 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 연장 합성 요소는 트래드 밑에 위치한 타이어 부분을 강화하는 타이어.
8. 제 1 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 연장 합성 요소는 한 숄더에서 다른 숄더로 연장되는 평행한 길이로 배열되고, 상기 길이는 한 플라이에서 다른 플라이로 반대 사인 각도로써, 반경방향으로 중첩되는 적어도 두 플라이에 배열되는 타이어.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 각도의 절대값은 60⁰와 10⁰사이에 있는 타이어.
10. 제 2 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 있어서, 섬유 함량은 연장 합성 요소의 전체 하중의 30%와 80% 사이에 있고, 연장 합성 요소의 밀도는 2.2 이하인 타이어.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 섬유는 유리 섬유이고 상기 섬유 함량은 연장 합성 요소의 전체 하중의 50%와 80% 사이에 있는 타이어.
12. 제 1 항 내지 제 11 항중 어느 한 항에 있어서, 초기 신장율은 적어도 30GPa인 타이어.
13. 제 1 항 내지 제 12 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 연장 합성 요소는 적어도 0.7GPa와 동일한 압축시의 파괴 응력을 가지는 타이어.
14. 제 1 항 내지 제 13 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 연장 합성 요소는 원형 섹션을 가지는 타이어.
15. 제 14 항에 있어서, 상기 원형 섹션의 직경은 0.4mm 보다 큰 타이어.
16. 제 1 항 내지 제 15 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 연장 합성 요소는 적어도 3%와 동일한 압축시의 탄성 변형율을 가지는 타이어.
17. 그 섹션에 대해서 큰 길이를 가지며 실질적으로 대칭하는 기술 섬유를 포함하는 모노필라멘트 형태의 연장 합성 요소에 있어서,

    상기 섬유는 큰 길이를 가지고, 상기 유리 섬유는 적어도 2.3GPa의 초기 신장율을 갖는 열경화성 수지로 주입되고, 상기 섬유는 서로에 대해서 평행하고, 섬유 함량은 연장 합성 요소의 전체 하중의 60%와 80% 사이에 있으며, 밀도는 2.2 이하이고, 상기 연장 합성 요소는 굴곡시에 연장시의 파괴 응력 보다 큰 압축시의 파괴 응력을 가지며, 적어도 2%와 동일한 압축시의 탄성 변형율을 가지는 연장 합성 요소.
18. 제 17 항에 있어서, 상기 실질적으로 대칭하는 기술 섬유는 유리 섬유인 연장 합성 요소.
19. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서, 상기 열경화성 수지는 130℃ 이상의 유리 변이 온도(T_g)를 가지는 연장 합성 요소.
20. 제 17 항 내지 제 19 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 열경화성 수지의 초기 신장율은 적어도 3GPa인 연장 합성 요소.
21. 제 17 항 내지 제 20 항중 어느 한 항에 있어서, 밀도가 1.4와 2.05 사이에 있는 연장 합성 요소.
22. 제 17 항 내지 제 21 항중 어느 한 항에 있어서, 압축시의 탄성 변형율과 대략 동일한 연장시의 탄성 변형율을 가지는 연장 합성 요소.
23. 제 17 항 내지 제 22 항중 어느 한 항에 있어서, 초기 신장율은 적어도30GPa인 연장 합성 요소.
24. 제 17 항 내지 제 23 항중 어느 한 항에 있어서, 적어도 0.7GPa와 동일한 압축시의 파괴 응력을 가지는 연장 합성 요소.
25. 제 17 항 내지 제 24 항중 어느 한 항에 있어서, 원형 섹션을 가지는 연장 합성 요소.
26. 제 25 항에 있어서, 상기 원형 섹션의 직경은 0.4mm 이상인 연장 합성 요소.
27. 제 17 항 내지 제 26 항중 어느 한 항에 있어서, 적어도 3%와 동일한 압축시의 탄성 변형율을 가지는 연장 합성 요소.