KR20040060383A

KR20040060383A - Light radial tire having belt part reinforced by PVA fiber cord

Info

Publication number: KR20040060383A
Application number: KR1020020087172A
Authority: KR
Inventors: 김철; 최수명; 권익현
Original assignee: 주식회사 효성
Priority date: 2002-12-30
Filing date: 2002-12-30
Publication date: 2004-07-06

Abstract

PURPOSE: A light radial tire, making use of a PVA(Polyvinyl alcohol) fiber as a reinforcing member of a belt part is provided to reduce the weight of the tire and improve the durability. CONSTITUTION: In a light radial tire(1), making use of a PVA fiber as a reinforcing member of a belt part(8), the inclination of belt ply cords(11,12) in the belt part of the tire is reinforced by the PVA fiber. In the PVA fiber, the strength is 12 ¯ 18 g/denier, the elastic modulus is 150 ¯ 250 g/denier, and the E-S index is under 2.0. In the inclination of belt ply cords, the gross fineness is 2,000 ¯ 10,000 denier, the twisting number is 4 ¯ 15 tpi, and the density is 15 ¯ 30 dimension/inch. The belt ply cords comprise layers of more than one.

Description

Light radial tire having belt part reinforced by PVA fiber cord}

본 발명은 고강도 PVA 섬유 코드를 벨트부 보강재로 사용한 경량 래디얼 타이어에 관한 것으로, 보다 상세하게는 타이어의 벨트부의 경사에 PVA 코드를 적용함으로써, 내피로성의 개선과 타이어의 경량화을 달성시킨 PVA 섬유를 벨트부 보강재로 이용한 경량 래디얼 타이어에 관한 것이다.The present invention relates to a lightweight radial tire using a high-strength PVA fiber cord as a belt reinforcing material, and more particularly, by applying the PVA code to the inclination of the belt portion of the tire, the PVA fiber that achieves improvement in fatigue resistance and weight reduction of the tire belt. It relates to a lightweight radial tire used as a secondary reinforcing material.

종래의 래디얼 타이어는 폴리에스터나 레이온 또는 아라미드 등의 섬유 코드로 고무를 보강한 카카스 플라이와, 스틸코드로 고무를 보강한 벨트구조로 이루어져 있다.Conventional radial tires consist of a carcass ply reinforced with rubber with fiber cords such as polyester, rayon or aramid, and a belt structure reinforced with rubber with steel cords.

또한 타이어가 림에서 벗어나는 것을 막고 안정성을 유지하기 위한 비드와이어가 타이어와 림의 접촉부분에 보강되어 있으며, 이 비드와이어는 카카스 플라이를 고정시키는 역할도 하게 된다.In addition, the bead wire is reinforced in the contact portion between the tire and the rim to prevent the tire from falling off the rim and to maintain stability, which also serves to fix the carcass ply.

최초의 공기입 타이어에는 면을 이용한 캔버스지가 카카스재로 사용되었으며, 그 후 인조 섬유의 개발에 따라 레이온이나 나일론, 폴리에스터 등의 섬유코드가 카카스 플라이의 재료로 사용되어 왔고, 최근에는 스틸코드 등이 일부 사용되고 있다.For the first pneumatic tires, cotton canvas was used as a carcass material. Since then, with the development of artificial fibers, fiber cords such as rayon, nylon, and polyester have been used as materials for carcass plies. Some code is used.

또한 이와 같은 일반 타이어는 바이어스 구조와 래디얼 구조로 나뉘어 있다.In addition, such a general tire is divided into a bias structure and a radial structure.

상기 래디얼 구조는 카카스가 타이어의 적도면에 대하여 90도에 가까운 각도로 보강되어 있는 것을 특징으로 한다.The radial structure is characterized in that the carcass is reinforced at an angle close to 90 degrees with respect to the equator plane of the tire.

래디얼 타이어의 경우는 기존의 바이어스 타이어에 비하여 노면과의 접촉면의 움직임이 적고, 경량화가 가능하며, 상대적으로 회전저항이 작기 때문에 노면의 포장도로화에 따라서 승용차 타이어의 대부분을 점하게 되었다.Radial tires have less movement of the contact surface with the road surface than the conventional bias tires, are lighter in weight, and have relatively low rolling resistance, and thus occupy most of the passenger car tires according to the road pavement.

래디얼 타이어의 경우 내구성을 향상시키기 위하여 벨트의 구조체는 주로 스틸코드로 보강되어 있다.In the case of radial tires, the belt structure is mainly reinforced with steel cords to improve durability.

이러한 스틸 코드는 매우 내구성 있는 구조체를 제공한다.Such steel cords provide a very durable structure.

스틸 코드는 물리적 특성이 열에 민감하지 않기 때문에 타이어의 작동온도나 주위의 온도에 관계 없이 형태가 거의 일정하다.Because steel cords are not heat sensitive, their shape is almost constant regardless of the operating temperature or ambient temperature of the tire.

또한 미세한 굵기의 스틸코드를 만들 수 있고, 연선구조를 만들 수 도 있기 때문에, 쓰임에 따라 다양한 구조와 물성을 가지도록 만들 수 있다.In addition, the steel cord of fine thickness can be made, and the stranded structure can be made, so that it can be made to have various structures and properties according to use.

하지만, 이러한 스틸 코드는 타이어에 사용되는 고무와의 접착을 유지하기 위하여 표면을 브래스 코팅(brass coating)하여 주는 공정이 필요하고, 또한 스틸코드의 절단면은 이러한 코팅처리가 되어 있지 않기 때문에 반복된 하중이나 신장에 의하여 고무와의 접착력이 약하여 지는 단점이 있다.However, these steel cords require a process of brass coating the surface in order to maintain adhesion to the rubber used in the tire, and since the cut surface of the steel cord is not coated with this coating, repeated load However, there is a disadvantage in that the adhesion to the rubber is weak due to elongation.

벨트층 .내에서 벨트 에지(edge) 부분의 분리를 막기위하여 일반적으로 언더트레드 부분, 특히 벨트의 에지 부분의 고무를 두껍게 하여 주는 것이 일반적이다.It is common to thicken the rubber of the undertread portion, in particular the edge portion of the belt, to prevent separation of the belt edge portion in the belt layer.

이렇게 두꺼운 고무가 보강된 벨트의 에지 부분을 타이어 구조에서는 쇼울더라고 지칭하는데, 이러한 쇼울더 부분의 고무가 두꺼운 고무는 타이어 구조내에서 히스테리시스에 의한 발열의 증가를 가져오게 된다.This thick rubber reinforced belt edge portion is referred to as a shoulder in the tire structure, and the thick rubber of the shoulder portion causes an increase in heat generation due to hysteresis in the tire structure.

또한 당연한 결과로서, 발열로 소비되는 에너지의 증가에 의하여 회전 저항의 증가를 가져오게 된다.In addition, as a natural result, an increase in rotational resistance is caused by an increase in energy consumed by heat generation.

현재의 타이어 설계 추세는 환경친화적인 것을 지향하고 있는 바, 타이어의 중량과 회전 저항을 감소시켜서 연료의 소비량을 줄이려는 방향으로 진행되고 있다.Current tire design trends are environmentally friendly, and are directed toward reducing fuel consumption by reducing tire weight and rolling resistance.

또한 기존의 타이어에 스틸코드의 사용량을 줄이면 폐 타이어의 재생이나 재처리에 들어가는 비용을 절감 할 수 있기 때문에, 이러한 방향의 연구가 중요시 되고 있다.In addition, reducing the amount of steel cord used in existing tires can reduce the cost of recycling or reprocessing waste tires.

이러한 문제점을 해결하기 위한 시도로 미국특허 제 6,267,165 호에서는 아라미드를 벨트 코드로 이용하여 타이어의 경량화와 함께 회전 저항의 감소를 기도하고 있으나, 상기 아라미드 코드는 내피로성에 문제가 있으므로 적용이 어렵다.In an attempt to solve such a problem, US Pat. No. 6,267,165 uses aramid as a belt cord to reduce the rolling resistance and reduce the rolling resistance. However, the aramid cord is difficult to apply because of a problem in fatigue resistance.

아라미드 코드의 내피로성은 아라미드 섬유의 압축 특성에 의하여 영향을 받는 바, 그 이유는 아라미드 섬유가 압축 하중에 의하여 피브릴화 되는 경향이 크고, 그 결과 피로파괴에 취약한 특성을 가지기 때문이다.The fatigue resistance of the aramid cord is affected by the compressive properties of the aramid fibers because the aramid fibers tend to be fibrillated by the compressive load, and as a result, they are vulnerable to fatigue fracture.

미국특허 제 6,082,423 호에서는 벨트 부위에 유기 섬유 코드를 사용하고 있으며, 구체적으로는 레이온, PEN, 나일론, 아라미드 섬유를 사용하고 있다.In US Pat. No. 6,082,423, an organic fiber cord is used for the belt portion, and specifically, rayon, PEN, nylon, and aramid fibers are used.

이중에서 레이온과 PEN의 경우는 강력면에서 부족하고, 나일론의 경우는 탄성계수가 낮기 때문에 타이어의 사용에 따른 형태안정성 면에서 문제가 있다.Among them, rayon and PEN are insufficient in strength, and nylon has a low elastic modulus, so there is a problem in shape stability due to the use of tires.

유럽특허(EP) 제 237,599 호에서도 역시 아라미드 섬유를 이용한 타이어를 제안하고 있으며, 특히 벨트 에지 부분을 폴디드(folded) 구조로 하여서 내피로성의 향상을 시도하였다.European Patent (EP) No. 237,599 also proposes a tire using aramid fibers. In particular, an attempt was made to improve fatigue resistance by using a belt edge portion as a folded structure.

미국특허 제 4,644,988 호에서는 역시 폴디드 구조로 되어 있는 벨트용 보강재로서 유리 섬유를 선택하여서 타이어의 경량화를 도모하고 있지만, 유리 섬유는 내충격성이 낮기 때문에 외부에서 충격이 가하여지는 경우 급격한 층간 분리가 발생하여 타이어가 파괴되는 문제가 있었다.U.S. Patent No. 4,644,988 aims to reduce the tire weight by selecting glass fiber as the reinforcement material for the belt, which also has a folded structure.However, due to the low impact resistance, the glass fiber has a low impact resistance. There was a problem that the tire is destroyed.

이상과 같이 종래의 기술들은 타이어의 경량화에 주안점을 두어 벨트의 소재를 유기 또는 무기섬유로 대체하는 방법을 시도하여 왔지만 아라미드나 유리섬유 등은 내피로성이 충분하지 못하므로 경량화와 내피로성의 향상을 동시에 달성 할 수 없었다.As described above, the conventional techniques have been attempting to replace the belt material with organic or inorganic fibers with a focus on weight reduction of the tire, but aramid and glass fibers have insufficient fatigue resistance, thereby improving the weight reduction and fatigue resistance. Could not be achieved at the same time.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고강도 PVA 섬유를 벨트부의 경사로 사용함으로서 타이어의 중량을 감소 시킬 수 있고 내구성을 개선 시킬 수 있는 경량래디얼 타이어를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to solve the problems as described above, to provide a lightweight radial tire that can reduce the weight of the tire and improve the durability by using a high-strength PVA fiber in the belt portion.

도 1은 발명에 따른 타이어의 개략적인 구조도.1 is a schematic structural diagram of a tire according to the invention;

이하 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적은 도 1에 도시된 바와 같은 타이어(1)의 벨트부(8)내의 벨트플라이 코드(11, 12)의 경사를 PVA섬유로 보강함으로써 달성된다.The object of the present invention as described above is achieved by reinforcing the inclination of the belt fly cords 11 and 12 in the belt portion 8 of the tire 1 as shown in FIG. 1 with PVA fibers.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서의 벨트 플라이 코드(11, 12)의 경사는 PVA 섬유 코드로 되어 있으며 강도 12g/데니어 - 18g/데니어, 탄성율 150g/데니어 - 250g/데니어, 수축율 0.5% 이하, E-S 지수 2.0 이하인 것으로 되어 있다.In order to achieve the above object, the inclination of the belt ply cords 11 and 12 in the present invention is made of PVA fiber cords and has a strength of 12 g / denier-18 g / denier, modulus of elasticity 150 g / denier-250 g / denier, shrinkage of 0.5% or less, It is supposed to be ES index 2.0 or less.

또 본 발명에서의 벨트부(8)내의 벨트 플라이 코드(11, 12)의 경사는 총섬도가 2,000 ∼ 10,000데니어, 꼬임수 4 ∼ 15tpi, 밀도 15 ∼ 30본/인치로 되어 있으며, 벨트플라이 코드(11, 12)의 층수는 2층 이상의 것으로 되어 있다.Incidentally, the inclination of the belt ply cords 11 and 12 in the belt portion 8 according to the present invention has a total fineness of 2,000 to 10,000 denier, a twist number of 4 to 15 tpi, and a density of 15 to 30 bones / inch. The number of layers of (11, 12) is two or more layers.

여기서 강도는 타이어 코드용 C형 그립에 게이지 길이를 250mm로 하고 인장속도를 300mm/분으로 하여 측정한 코드의 강도를 의미하며, 탄성율은 신도 0.25%-0.5% 사이의 초기 인장 탄성계수이다.In this case, the strength refers to the strength of the cord measured by using a C-type grip for tire cords having a gauge length of 250 mm and a tensile speed of 300 mm / minute, and an elastic modulus is an initial tensile modulus of elasticity between 0.25% and 0.5%.

수축율은, 테스트라이트(testrite)를 사용하여 초하중 0.05g/데니어, 섭씨 177도에서 2분간 시험하여 얻은 값이다.Shrinkage is the value obtained by testing for 2 minutes at 0.05 g / denier and 177 degree Celsius super load using a testrite.

종래의 래디얼 타이어(1)는 보강재로 카카스(2)에 사용되는 카카스 플라이용 코드(3)와 벨트부(8)에 사용되는 벨트 플라이 코드(11, 12), 캡플라이(9)에 사용되는 캡플라이 코드(15) 등으로 되어 있다.Conventional radial tire (1) is used for the carcass ply cord (3) used for the carcass (2) as a reinforcing material, and the belt ply cords (11, 12) and the cap ply (9) used for the belt portion (8). The cap fly cord 15 used is used.

카카스(2)는 타이어에 가해지는 하중을 직접적으로 받게되는 부위로서 , 카카스 코드(3)는 타이어에 가해지는 하중을 견디면서, 구동력과 제동력을 전달하는 역할을 한다.The carcass 2 is a portion directly receiving the load applied to the tire, and the carcass cord 3 serves to transmit driving and braking force while withstanding the load applied to the tire.

일반적으로 카카스코드(3)의 재료로는 레이온, 폴리에스터, 나일론 등이 주로 사용되며, 그 밖의 재료도 특수한 용도로 사용 될 수 있다.In general, as the material of the carcass cord 3, rayon, polyester, nylon, etc. are mainly used, and other materials may be used for special purposes.

또한 캡플라이(9)는 타이어의 사용에 따른 사이즈 성장을 막아주고 고속에서의 주행 안정성, 고속에서의 회전 저항 감소 및 안전성 확보등을 목적으로 하여 채택하고 있는 구조이며, 최근 들어 더욱 적용이 확대되고 있는 구조이다.In addition, the cap fly (9) is a structure that is adopted for the purpose of preventing the size growth by the use of tires, driving stability at high speed, reduction of rolling resistance at high speed, and securing safety, etc. It is a structure.

벨트부(8)는 타이어의 원주방향 적도면을 따라 타이어의 트레드 부(13) 하부에 보강되어 있는 부위로서 바이어스 타이어에 비하여 부족한 래디얼 타이어의 횡강성을 보완하여 노면과 접촉시 타이어의 변형을 줄이는 역할을 하게 되며, 타이어의 조종안정성을 향상시키는 작용을 한다.The belt portion 8 is a portion that is reinforced under the tread portion 13 of the tire along the circumferential equator of the tire and compensates for the lateral stiffness of the radial tire, which is insufficient compared to the bias tire, to reduce deformation of the tire upon contact with the road surface. This will improve the steering stability of the tire.

또한 벨트부(8)는 타이어의 회전 저항 감소와 접지면을 일정하게 유지시켜주는 작용을 하며, 고강성의 스틸코드를 사용함에 따라서 트레드부(13)에 내구성이 높은 고무를 사용할수 있게 함으로서 타이어의 내구성을 향상시키는데 작용을 한다.In addition, the belt portion 8 serves to reduce the rolling resistance of the tire and keep the ground surface constant, and by using a high-strength steel cord, it is possible to use high-durability rubber in the tread portion 13. It acts to improve the durability of the.

본 발명에서는 이와 같은 작용을 하는 벨트부(8)를 보강시켜 주는 벨트 플라이 코드(11, 12)의 경사를 PVA섬유를 사용하여 보강함으로써 타이어의 경량화를 가능하게 함과 동시에 내피로성을 개선시키며 회전 저항을 감소 시킬 수 있다.In the present invention, by reinforcing the inclination of the belt fly cord (11, 12) for reinforcing the belt portion 8 that acts as described above using PVA fibers, it is possible to reduce the weight of the tire and at the same time improve fatigue resistance and rotation Can reduce the resistance.

본 발명에 따른 타이어(1)는 도 1에 도시된 바와 같이 승용차 또는 경트럭용 래디얼 타이어이다.The tire 1 according to the invention is a radial tire for a car or light truck, as shown in FIG. 1.

타이어(1)는 트레드(13)의 측면 에지에 있는 쇼울더 부에서 끝나는 트레드부를 갖는다.The tire 1 has a tread portion ending at the shoulder portion at the side edge of the tread 13.

한 쌍의 측벽부가 각각 트레드(13)의 양쪽에 보강되어 있으며, 이것은 각각 비신장성 비드코어(6)를 갖는 한쌍의 비드영역(5)에서 끝난다.A pair of side walls are respectively reinforced on both sides of the tread 13, which end in a pair of bead regions 5 each having an inextensible bead core 6.

비드(5)영역은 타이어(1)를 림(rim)에 장착하였을 때 구동력과 제동력을 타이어(1)에 전달하는 역할과 림에서 타이어가 이탈하지 않도록 고정시키는 역할을 하게 된다.The bead 5 region serves to transmit driving force and braking force to the tire 1 when the tire 1 is mounted on the rim and to fix the tire so that the tire does not leave the rim.

벨트부(8)의 벨트 플라이 코드(11, 12)는 타이어의 적도면에 대하여 일정한 각도를 가지도록 2장으로 되어 있는 것이 일반적이지만 임의의 각도와 장수로 구성 될 수 도 있다.The belt ply cords 11 and 12 of the belt part 8 are generally two pieces so as to have a constant angle with respect to the equator plane of the tire, but may be composed of any angle and long life.

기존의 스틸코드를 이용한 벨트부(8)는 타이어 제작 공정상의 문제로 인하여 스틸코드가 타이어 적도면에 대하여 18-23도 정도 기울어져서 보강되어 있는 것이 일반적이며, 그 이유는 타이어 가류시 타이어 몰드에 생타이어가 충분히 압착되어 지도록 일정한 신도를 가져야 하기 때문이다.The belt part 8 using the existing steel cord is generally reinforced by tilting the steel cord by about 18-23 degrees with respect to the tire equator due to a problem in the tire manufacturing process. This is because the tires must have a constant elongation to be sufficiently compressed.

PVA 섬유를 벨트 플라이 코드(11, 12)의 경사로 사용하면 상기한 바와 같이 타이어 적도면에 대하여 일정한 각도로 기울어져서 벨트 플라이 코드(11, 12)를 보강하지 않고 적도면과 일치하는 각도로 보강 할 수 있다.When the PVA fiber is used as the inclination of the belt ply cords 11 and 12, it can be inclined at a predetermined angle with respect to the tire equator plane as described above to reinforce the belt ply cords 11 and 12 at an angle coinciding with the equator plane. .

따라서 기존의 벨트 제작용 바이어스 커터(bias cutter)와 같은 대형의 장비가 없더라도 벨트 플라이 코드(11, 12)를 절단 할 수 있다.Therefore, the belt ply cords 11 and 12 may be cut even when there is no large-scale equipment such as a bias cutter for manufacturing a belt.

결과적으로 타이어 생산에 필요한 기계를 줄일 수 있다.As a result, the machines required for tire production can be reduced.

본 발명에 사용되는 PVA섬유는 반복단위가 비닐 알코올로 되어 있는 합성고분자이며, 폴리비닐아세테이트를 알칼리 또는 산으로 가수분해 하여 제조된다.PVA fibers used in the present invention are synthetic polymers having repeating units of vinyl alcohol, and are prepared by hydrolyzing polyvinylacetate with alkali or acid.

폴리비닐아세테이트를 메탄올이나 에탄올등의 용매에 용해하여 알칼리를 가하면 수분내에 PVA가 침전되어 생성되며, 이를 비누화과정 또는 검화라고 한다.When polyvinylacetate is dissolved in a solvent such as methanol or ethanol and alkali is added, PVA precipitates in a few minutes, which is called saponification process or saponification.

검화도가 낮은 PVA를 사용할 경우, 수분에 의하여 물에 쉽게 용해되기 때문에 검화도 95% 이상인 PVA를 사용하는 것이 좋다.When PVA with low saponification degree is used, PVA having a saponification degree of 95% or more is preferable because it is easily dissolved in water by moisture.

또한 검화도가 충분히 높은 PVA원사의 경우라도 열수, 또는 습열 분위기에서 쉽게 강력이 저하되는 단점이 있으므로 타이어 코드용 소재로는 적합하지 않다.In addition, even PVA yarn with a high degree of saponification is not suitable as a tire cord material because it has a disadvantage in that strength is easily degraded in hot water or wet heat atmosphere.

본 발명에서는 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 벨트 플라이 코드용 원사의 표면을 에폭시 등으로 처리하여 표면의 가교도를 높였으며, 가교도가 높아지면 수분의 침투가 어려워지기 때문에 습열 분위기에서도 쉽게 강력의 저하가 일어나지 않게 된다.In the present invention, in order to solve such a problem, the surface of the belt ply cord yarn is treated with an epoxy or the like to increase the crosslinking degree of the surface. Will not.

기존의 스틸코드로 되어 있는 벨트 플라이 코드는 비중이 8이상인 금속이기 때문에 비탄성계수가 매우 낮은 단점이 있었으며, 이는 동일한 탄성율을 가지기 위하여 타이어 코드의 사용량을 많아지게 하기 때문에 타이어 무게의 증가를 가져오게 된다.The belt ply cord made of steel cord has a disadvantage of very low inelastic coefficient because it is a metal having a specific gravity of 8 or more. This leads to an increase in tire weight because the tire cord is used to have the same elastic modulus. .

이와 같은 타이어의 무게 증가는 타이어 회전 저항의 증가를 가져오게 되며, 결과적으로 자동차 연비의 향상에 악영향을 끼치게 된다.This increase in weight of the tire leads to an increase in tire rolling resistance, and consequently adversely affects the improvement of the fuel economy of the vehicle.

타이어의 회전 저항이 차량의 연비에 미치는 영향은 15% 정도로서, 타이어의 회전저항이 20% 향상되면 자동차의 연비는 3%정도 향상되는 결과를 가져온다.The effect of the tire rolling resistance on the fuel economy of the vehicle is about 15%. If the tire rolling resistance is increased by 20%, the fuel economy of the vehicle is improved by about 3%.

연비 향상에 따라 동일 거리를 주행하더라도 이산화탄소 배출량이 줄어들게 되며, 환경 친화적인 면에서 훨씬 효과가 있을 것으로 생각된다.As the fuel economy improves, even at the same distance, carbon dioxide emissions will be reduced, and environmentally friendly will be much more effective.

또한 기존의 아라미드 섬유를 사용한 벨트코드의 경우, 아라미드 섬유의 탄성율이 지나치게 높아서 타이어 제조시 충분한 몰드 응착이 어려워지기 때문에 타이어의 균일성(uniformity) 측면에서 불리하며, 이는 타이어의 불량율이 높아지는 현상으로 나타나게 된다. 본 발명에서 사용한 PVA코드의 경우, 이러한 단점을 개선할 수 있으며, 타이어의 균일성을 개선 할 수 있다.In addition, in the case of the belt cord using the conventional aramid fibers, the elastic modulus of the aramid fibers is too high, making it difficult to adhere to the mold enough to manufacture the tire, which is disadvantageous in terms of the uniformity (tiformity) of the tire, which leads to the phenomenon that the failure rate of the tire is increased do. In the case of the PVA code used in the present invention, such a disadvantage can be improved, and the uniformity of the tire can be improved.

즉, 타이어의 벨트부(8)가 가류시 몰드에 충분히 압착되도록 변형될 수 있기 때문에 완전한 원에 가까운 형상을 가지게 되어 아라미드 코드를 사용하는 경우에 비하여 균일성이 개선된다.That is, since the belt portion 8 of the tire can be deformed to be sufficiently compressed to the mold during vulcanization, it has a shape close to a perfect circle, thereby improving uniformity as compared with the case of using an aramid cord.

또한 본 발명은 기존의 것에 비하여 내피로성을 개선 시킬 수 있다.In addition, the present invention can improve the fatigue resistance compared to the conventional one.

이러한 내피로성의 개선은 벨트 분리(belt separation)를 방지하면 달성될 수 있다.This improvement in fatigue resistance can be achieved by preventing belt separation.

벨트 분리는 타이어의 벨트부(8)의 단부에서 타이어고무와 타이어 코드와의 접착면에 분리가 발생하는 현상으로서 타이어의 안전에 큰 영향을 끼치는 요인이 된다.The belt separation is a phenomenon that separation occurs at the adhesive surface between the tire rubber and the tire cord at the end of the belt portion 8 of the tire, which is a factor that greatly affects the safety of the tire.

차량이 주행하게 되면, 타이어의 온도가 상승하게 되는데, 이러한 온도 상승 정도는 타이어 부위에 따라 다르게 된다.As the vehicle runs, the temperature of the tire increases, and the degree of temperature rise varies depending on the tire part.

특히, 타이어 고무가 가장 두꺼운 벨트단부(belt edge) 부위에서 온도 상승이 현저하며, 이 부위에서의 온도 상승에 따른 접착력 저하로 인하여 분리 현상이 발생한다.In particular, the temperature rise is remarkable at the belt edge portion where the tire rubber is thickest, and a separation phenomenon occurs due to a decrease in adhesion force due to the temperature rise at this portion.

또한 기존의 스틸코드의 경우, 사용에 따른 타이어 트레드 표면의 손상 부위로 수분이 침투하여 부식 등의 문제가 발생할 수 있고, 이와 같은 부식의 영향으로도 접착력의 저하가 발생하여 내피로성의 급격한 저하를 가져오게 된다.In addition, in the case of the existing steel cord, moisture may penetrate into the damaged area of the surface of the tire tread according to use, which may cause problems such as corrosion. Will be imported.

타이어 코드를 고무에 접착시키는 방법은 여러 가지가 있으나 스틸코드의 경우에는 스틸코드 표면에 황동 도금을 하여 황동 도금 피막의 구리와 가류시 고무내에 가류제로 첨가하는 황원자와의 가교 반응을 통하여 접착력을 발현하게 된다.There are many ways to bond tire cords to rubber. However, in the case of steel cords, the adhesive strength is expressed through cross-linking reaction between copper of brass plated film and sulfur atom added as a vulcanizing agent in rubber when vulcanized. Done.

유기 섬유 코드의 경우, 섬유와 고무의 직접적인 접착현상은 거의 없기 때문에 접착 처리가 필수적이다.In the case of organic fiber cords, adhesion treatment is essential because there is almost no direct adhesion between the fibers and the rubber.

이러한 접착처리는 통상의 일욕처리 또는 이욕처리에 의하게 되는데, 나일론, 레이온 등 표면에 반응기가 많은 유기섬유 코드의 경우는 일욕처리를 거치며,폴리에스터 등은 표면에 반응기가 적기 때문에 이욕처리를 거치게 되는 것이 일반적이다.The adhesive treatment is performed by a conventional sun bath treatment or a bath bath treatment. In the case of an organic fiber cord having a lot of reactors on the surface such as nylon and rayon, the bath treatment is performed through a sun bath treatment, and the polyester is subjected to a bath treatment because there are few reactors on the surface. Is common.

본 발명에서 적용되는 PVA 벨트 코드의 경우는 섬유 표면에 수산화기가 매우 많기 때문에 기존의 다른 섬유에 비하여 훨씬 우수한 접착력을 발현 할 수 있으므로 일욕처리로도 충분한 접착력을 가질 수 있으며, 또한 접착액의 처리량도 감소 시킬 수 있다.In the case of the PVA belt cord applied in the present invention, since there are many hydroxyl groups on the surface of the fiber, it is possible to express much better adhesive force than other conventional fibers, and thus it is possible to have sufficient adhesive force even in a single bath treatment. Can be reduced.

카카스(2)는 적어도 하나의 카카스 플라이(3)을 포함한다. 도 1에 도시된 예에 있어서, 반경방향 외측 카카스 턴업(4)을 갖는 카카스플라이(3)가 도시되어 있으며, 이러한 카카스 플라이는 1층 또는 2층의 평행한 코드로 이루어지는 것이 바람직하다.The carcass 2 comprises at least one carcass ply 3. In the example shown in FIG. 1, a carcass ply 3 with a radially outer carcass turnup 4 is shown, which is preferably made of one or two parallel cords. .

카카스 플라이(3)용 코드의 재료는 통상의 고무제품 보강용도로 사용되는 재료와 같으며, 구체적인 예로는 레이온, 나일론, PET, 아라미드 또는 스틸 코드 등을 들수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The material of the cord for the carcass ply 3 is the same as the material used for reinforcing general rubber products, and specific examples thereof include rayon, nylon, PET, aramid or steel cord, but are not limited thereto.

실시예 및 비교예Examples and Comparative Examples

실시예의 래디얼 타이어는 벨트부(8)가 2층의 벨트 플라이 코드(11, 12)로 되어 있으며, 상기 벨트 플라이 코드(11, 12)의 경사는 PVA 섬유 코드로 되어 있다.In the radial tire of the embodiment, the belt part 8 is made of two layers of belt ply cords 11 and 12, and the inclination of the belt ply cords 11 and 12 is made of PVA fiber cords.

상기 벨트 플라이 코드(11, 12)에 사용되는 PVA 섬유 코드는 강도가 16g/데니어, 탄성계수 200g/데니어, E-S 지수 2.0 이하의 물성을 갖는다.The PVA fiber cords used for the belt ply cords 11 and 12 have physical properties of 16 g / denier, modulus of elasticity 200 g / denier, and E-S index of 2.0 or less.

또 상기 벨트 플라이 코드(11, 12)의 경사는 1,000데니어/2/2, 꼬임수 6tpi, 밀도 30본/인치이고, 상기 벨트 플라이 코드(11, 12)는 타이어의 원주방향 중앙면에 대하여 20도의 각도로 배향 되어 있고, 2층으로 되어 있다.The belt ply cords 11 and 12 have an inclination of 1,000 denier / 2/2, a twist of 6 tpi and a density of 30 bones / inch, and the belt ply cords 11 and 12 have a diameter of 20 with respect to the circumferential center surface of the tire. It is oriented at the angle of a figure, and has two layers.

이에 대하여 비교예의 래디얼 타이어는 벨트부(8)가 스틸코드로 되어 있으며, 크기는 205/60R 15 91V 형의 것으로 중량은 약 9.5㎏이었다.In contrast, the radial tire of the comparative example had a belt part 8 of steel cord, and had a size of 205 / 60R 15 91V type and weighed about 9.5 kg.

크기가 동일한 실시예의 래디얼 타이어는 무게가 7.9 ∼ 8.6㎏이었으며 비교예의 것에 비하여 중량이 10 ∼ 17% 정도 감소 되었다.The radial tires of the same size were 7.9 to 8.6 kg and the weight was reduced by 10 to 17% compared to the comparative example.

도 1에 도시된 래디얼 타이어에 있어서, 카카스 플라이(2)는 적어도 한층의 카카스 플라이 보강용 타이어 코드(3)을 포함한다.In the radial tire shown in FIG. 1, the carcass ply 2 includes at least one layer of carcass ply reinforcement tire cords 3.

또 도 1의 래디얼 타이어는 반경 방향 외측 플라이 턴업(4)을 가지는 카카스 플라이(2)가 제공되어 있으며, 이러한 카카스 플라이(2)는 바람직하게는 1층내지 2층의 카카스 코드를 포함한다.The radial tire of FIG. 1 is also provided with a carcass ply 2 having a radially outer fly turnup 4, which carcass ply 2 preferably comprises one or two layers of carcass cords. do.

보강용 카카스 코드(3)는 타이어(1)의 원주방향 중간면에 대하여 85°∼ 90°의 각도로 되어 있다.The reinforcement carcass cord 3 is at an angle of 85 ° to 90 ° with respect to the circumferential intermediate surface of the tire 1.

플라이 턴업(4)의 경우, 타이어 최대 단면 높이에 대하여 40 ∼ 80% 정도의 높이를 가지도록 하는 것이 바람직하다.In the case of the fly turn-up 4, it is preferable to have a height of about 40 to 80% with respect to the tire maximum cross-sectional height.

플라이 턴업의 높이가 40% 미만이면 타이어 측벽의 강성 보완 효과가 지나치게 낮으며, 80%를 초과하면 타이어 측벽 강성이 너무 높아 승차감등에 좋지 않은 영향을 끼치게 된다.If the height of the fly turn-up is less than 40%, the stiffness complementary effect of the tire side wall is too low, and if it exceeds 80%, the tire side wall stiffness is too high, which adversely affects the riding comfort.

도 1에 도시된 바와 같이, 타이어(1)의 비드 영역(5)은 각각 비신장성인 환상의 비드코어(6)를 갖는다.As shown in FIG. 1, the bead regions 5 of the tire 1 each have an annular bead core 6 which is inextensible.

비드코어(6)는 연속적으로 감겨진 단일의 또는 단일 필라멘트 강선으로 만들어지는 것이 바람직하다.The bead core 6 is preferably made of a single or single filament steel wire wound continuously.

바람직하기로는 0.95mm ∼ 1.3mm 직경의 고강도 강선이 4x4 구조를 갖도록 하거나, 4x5 구조를 갖도록 할 수 도 있다.Preferably, the high strength steel wire having a diameter of 0.95 mm to 1.3 mm may have a 4x4 structure, or may have a 4x5 structure.

또 도 1의 래디얼 타이어는 비드 영역(5)에 또한 비드필러(7)를 가지며, 상기 비드 필러(7)는 일정 수준 이상의 경도를 가지는 것이 필요하며, 바람직하게는 Shore A hardness 60이상인 것이 선호된다.The radial tire of FIG. 1 also has a bead filler 7 in the bead region 5, and the bead filler 7 needs to have a hardness of a certain level or more, preferably Shore A hardness of 60 or more. .

또 도 1의 래디얼 타이어(1)는 벨트부(8)와 캡플라이(9)구조에 의하여 크라운 부가 보강된다.In addition, the radial tire 1 of FIG. 1 is reinforced with a crown part by the structure of the belt part 8 and the cap ply 9.

도 1에서 벨트부(8)는 두 개의 절단 벨트 플라이(10)를 포함하며, 벨트 플라이 코드(11)는 타이어의 원주 방향 중앙면에 대하여 0도 ∼ 20도로 배향된다.The belt part 8 in FIG. 1 comprises two cutting belt plies 10, the belt ply cords 11 being oriented from 0 degrees to 20 degrees with respect to the circumferential central surface of the tire.

벨트 플라이 코드(11)는 원주 방향 중앙면과 대향하는 방향으로, 다른 벨트 플라이 코드(12)의 방향과는 반대로 배치된다.The belt ply cord 11 is arranged in a direction opposite to the circumferential center surface, opposite to the direction of other belt ply cords 12.

그러나 벨트부(8)는 임의의 수의 플라이를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 16-24°의 범위로 배치될 수 있다.However, the belt part 8 may comprise any number of plies and may preferably be arranged in the range of 16-24 °.

벨트부(8)는 타이어(1)의 작동중에 노면으로부터의 트레드(13)의 상승을 최소화하도록 측방향 강성을 제공하는 역할을 한다.The belt portion 8 serves to provide lateral rigidity to minimize the rise of the tread 13 from the road surface during the operation of the tire 1.

또 실시예에서 벨트부(8)의 상부는 캡플라이(9)와 에지플라이(14)로 보강되어 있다.In the embodiment, the upper portion of the belt portion 8 is reinforced with a cap ply 9 and an edge ply 14.

캡플라이(9)내의 캡플라이코드(15)는 타이어의 원주 방향에 평행하게 보강되어 타이어의 고속회전에 따른 원주 방향의 크기 변화를 억제하는 작용을 하며, 고온에서의 열수축 응력이 큰 캡플라이 코드(15)을 이용한다.The capply cord 15 in the capply 9 is reinforced in parallel to the circumferential direction of the tire to suppress the size change in the circumferential direction according to the high speed rotation of the tire, and the capply cord having a large heat shrinkage stress at high temperature (15) is used.

바람직하게는 나일론 섬유가 이용되며, 그 외의 유기 섬유코드의 예로는 PEN이나 레이온, 아라미드가 사용될 수 있으며, 스틸코드를 사용하는 것도 무방하다.Preferably, nylon fibers are used, and examples of other organic fiber cords may include PEN, rayon, and aramid, and steel cords may be used.

상기 실시예에 있어서 1층의 캡플라이(9)와 1층의 에지플라이(14)가 사용되고 있으나, 바람직하게는 1∼2층의 캡플라이와 역시 1∼2층의 에지플라이가 보강되는 것이 좋다.In the above embodiment, one layer of cap ply 9 and one layer of edge ply 14 are used, but preferably one or two layers of cap plies and also one or two layers of edge plies are reinforced. .

이와 같이 본 발명의 타이어는 종래의 타이어에 비하여 중량을 감소 시킬 수 있는 장점이 있으며, 그 결과 타이어의 운동에너지를 감소시켜서 회전에 따른 연료소비를 줄일 수 있다.As described above, the tire of the present invention has an advantage of reducing weight compared to the conventional tire, and as a result, it is possible to reduce fuel consumption due to rotation by reducing the kinetic energy of the tire.

또한 본 발명의 타이어는 타이어 코드의 접착력이 향상되어 벨트부(8)의 분리(separation)현상을 방지 할 수 있다.In addition, the tire of the present invention can improve the adhesion of the tire cord can prevent the separation phenomenon of the belt portion (8).

분리 현상은 내구시험(Endurance test)을 실시하여 평가하였으며, 권장 하중의 125% 상태에서 공기압 160kPa, 속도 130km로 50시간 주행하여 평가하였다.The segregation phenomenon was evaluated by endurance test, and it was evaluated by driving at air pressure 160kPa and speed 130km for 50 hours at 125% of the recommended load.

비교예의 타이어는 벨트부(8)의 분리현상이 발생하여 주행시험을 통과하지 못하였으나, 실시예의 타이어는 주행시험에 통과하였다.Although the tire of the comparative example did not pass the driving test due to the separation phenomenon of the belt part 8, the tire of the example passed the driving test.

본 발명의 래디얼 타이어는 고강도 PVA 섬유 코드를 사용한 것이므로 타이어의 중량을 감소 시킬 수 있다.Since the radial tire of the present invention uses a high-strength PVA fiber cord, it is possible to reduce the weight of the tire.

또 본 발명의 래디얼 타이어는 벨트부(8)의 분리현상을 방지 할 수 있고 내피로성이 우수하므로 내구성이 우수할 뿐만 아니라 타이어의 균일성(uniformity)도 개선 시킬 수 있다.In addition, the radial tire of the present invention can prevent the phenomenon of separation of the belt portion 8 and has excellent fatigue resistance, so that not only the durability is excellent but also the uniformity of the tire can be improved.

Claims

A light weight radial tire using PVA fibers as a belt reinforcement, characterized in that the inclination of the belt fly cord of the tire belt portion (8) is a PVA fiber cord.

The lightweight radial tire according to claim 1, wherein the PVA fiber cord has the following physical properties.

Modulus of elasticity; 150 to 250 g / denier

E-S index; 2.0 or less

2. The belt ply cord according to claim 1, wherein the belt ply cord has a total fineness of 2,000 to 10,000 denier, a twist of 4 to 15 tpi, a density of 15 to 30 bones / inch, and the belt ply cord has two or more layers. Light-weight radial tire which used PVA fiber to make belt part reinforcement material.