KR20090088884A - 경량 벨트 구조체를 구비한 타이어 - Google Patents

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KR20090088884A
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스테파노 트레솔디
바바라 람파나
디에고 티렐리
시모네 판파니
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Abstract

본 발명은 각각의 비드 구조체에서 끝나는 반대의 측면 가장자리를 가진 실질적으로 환형의 카커스 구조체; 상기 카커스 구조체에 대해 반지름 방향으로 외부 위치에 붙여진 적어도 하나의 벨트층을 포함하는 벨트 구조체; 상기 벨트 구조체 상에 반지름 방향으로 겹쳐진 트레드 밴드; 상기 카커스 구조체에 대해 반대쪽에 측면으로 붙여진 한 쌍의 사이드 월을 포함하며, 상기 적어도 하나의 벨트층은 적어도 하나의 복합 재료를 포함하는 적어도 하나의 제 1 신장 요소를 포함하는 코어를 포함하는 적어도 하나의 강화 코드를 포함하고, 상기 복합 재료는 폴리머 재료에 삽입된 복수의 신장된 섬유를 포함하고, 상기 코어는 적어도 하나의 단일 금속 와이어를 포함하는 적어도 하나의 제 2 신장 요소로 둘러싸인 타이어에 관한 것이다. 바람직하게는, 상기 타이어는 고성능(HP) 또는 초고성능(UHP) 타이어 또는 트랙 모터 레이스와 같은 스포츠 경주에 사용하기에 적합한 타이어이다.
벨트 구조체, 카커스 구조체, 사이드 월, 타이어

Description

경량 벨트 구조체를 구비한 타이어{Tire having a light weight belt structure}
본 발명은 경량 벨트 구조체를 구비한 타이어에 관한 것이다.
더욱 구체적으로 본 발명은 하이-파워 자동차용 타이어, 보다 일반적으로, 고속 주행 속도 및/또는 극한 주행 상태를 포함하는 용도의 타이어와 같은 고성능 타이어에 관한 것이다.
더욱 상세하게는, 본 발명은 고성능(HP) 또는 초고성능(UHP) 타이어뿐만 아니라 트랙 모터 레이스와 같은 스포츠 경주에 사용하기에 적합한 타이어에 관한 것이다.
더욱 더 상세하게는, 적어도 하나의 벨트층을 포함하는 벨트 구조체를 포함하는 타이어에 관한 것으로, 상기 적어도 하나의 벨트층은 복합 재료의 적어도 하나의 신장된 요소(elongated element)를 포함하는 코어를 포함하는 적어도 강화 코어를 포함하며, 이 코어는 적어도 하나의 금속 신장된 요소로 둘러싸인다.
또한, 본 발명은 복합 재료의 적어도 하나의 신장된 요소를 포함하는 코어를 포함하는 강화 코어에 관한 것으로, 이 코어는 적어도 하나의 금속 신장된 요소로 둘러싸인다.
게다가, 본 발명은 복합 재료의 적어도 하나의 신장된 요소를 포함하는 코어 를 포함하는 적어도 하나의 강화 코어를 포함하는 고무를 입힌 강화층에 관한 것이고, 이 코어는 적어도 하나의 금속 신장된 요소로 둘러싸인다.
차량용 타이어는 일반적으로 적어도 하나의 카커스 플라이를 포함하는 카커스 구조체; 카커스 구조체의 외부에 반지름 방향 위치에 있는 트레드 밴드; 카커스 구조체와 트레드 밴드 사이에 삽입된 벨트(또는 브레이커) 구조체를 포함한다. 타이어는 일반적으로 축방향으로 반대 위치에 있는 카커스 구조체에 붙여진 한 쌍의 사이드 월을 더 포함한다. 상기 적어도 하나의 카커스 플라이의 말단은 뒤로 접히거나 또는 2개의 환상 강화 요소, 즉, 소위 "비드 코어"에 고정되고 비드 코어를 포함하는 영역은 "타이어 비드"로 알려져 있다.
벨트 구조체는 일반적으로 서로에 대해 및 카커스 구조체에 대해 반지름방향으로 겹쳐진 관계로 배열된 하나 이상의 벨트층을 포함하고, 직물 또는 금속 강화 신장된 요소(와이어 및/또는 코드와 같음)를 구비하며, 상기 강화 신장된 요소는 각 벨트층에서 서로 평행하고 인접한 벨트층을 가로지른다.
주로, 상기한 대로 고성능 타이어들의 경우, 벨트 구조체는 강철 강화 코드를 구비한 2개 벨트층을 포함한다. 이런 벨트 구조체는 우수한 타이어 성능(예를 들어, 우수한 스티어링 안정성, 우수한 마모 저항성)을 확보한다. 그러나, 일반적으로 이런 타이어들은 사용된 강철의 양이 높아서 타이어 회전 저항을 증가시키고, 벨트의 중량이 높고 회전하는 동안 원심력이 높아져서 사이드슬립을 일으키고 고속 내구성을 감소시키는 점에서 여러 문제를 나타낸다. 또한, 녹 형성은 외부에 물 및 /또는 습도의 침투에 의해 발생하여 타이어 파괴를 일으킨다.
타이어 벨트 구조체들에서 강 강화 코드를 대체하려는 시도는 이미 종래 기술에서 이루어졌다.
예를 들어, 미국특허출원 US 5,246,051은 복수의 벨트층으로 이루어진 벨트를 포함하는 공기압 래디알 타이어를 개시하며 여기서 적어도 하나의 벨트층은 필라멘트-수지 복합체를 형성 위해, 방향족 폴리아마이드 필라멘트, 고강도 및 고신장율 폴리바이닐 알콜 필라멘트 및 탄소 필라멘트로부터 선택된 실질적으로 꼬이지 않은 필라멘트 다발을 열가소성 또는 열경화성 수지가 완전히 스며들게 하여 얻은 고무를 입힌 코드층이다. 상기한 타이어는 가벼운 중량과 적은 회전 저항을 갖는다. 또한 빠른 터닝에서 벨트 파괴에 대한 내구성은 높은 스티어링 안정성을 유지하면서 크게 향상되며 나쁜 길에서 벨트 코어 파괴에 대한 저항도 향상된다.
미국특허출원 US 2002/0043319는 강화 요소들을 포함하는 타이어, 특히 엘라스토머 공기압 타이어를 개시하며, 적어도 하나의 강화 요소는 모노필라멘트 형태의 신장된 복합 요소이며, 실질적으로 대칭인 산업용 섬유를 포함하며, 상기 섬유는 길이가 길고, 적어도 2.3 GPa의 초기 신장률을 가진 열경화성 수지에 담기고, 상기 섬유는 서로 평행하고, 상기 신장된 복합 요소는 압축시에 적어도 2%의 탄성 변형을 가지며, 신장시에 파괴 응력보다 압축시에 굴곡부에 파괴 응력을 가진다. 한 특정 실시예에서, 상기 신장된 복합 요소는 트레드 밑에 위치한 타이어의 부분을 강화시킨다. 상기한 타이어는 더 낮은 중량과, 우수한 유도성과 내구성을 가진다.
국제특허출원 WO 2006/010658은 엘라스토머 제품, 특히 차량 공기압 타이어의 플라이 벨트를 위한 적어도 하나의 금속 필라멘트로 나선형으로 감긴 비-금속성 코드 코어로 제조된 강화 코드를 개시한다. 비-금속성 코드 코어는 다른 직물 실(yarns) 또는 코드(cords)로 형성될 수 있고, 새로운 부하에 반응하여 충분한 신장 특성을 나타낼 것이다. 폴리아마이드(예를 들어, 나일론 6.6 또는 나일론 6), 폴리에스터 또는 레이온의 실 또는 코드가 바람직하다. 코드 코어 주위에 감길 금속 필라멘트는 황동-도금 강철 필라멘트인 것이 바람직하다. 상기한 강화 코드는 공기압 차량용 타이어를 위한 플라이 벨트 재료로 사용될 때, 예상외로 우수한 고속 특성을 나타내는 타이어를 얻게 한다.
그러나, 본 출원인은 상기 개시한 해결책은 일부 단점을 보일 수 있다는 것을 관찰하였다.
특히, 본 출원인은 상기 보고된 강화 요소 또는 코드는, 타이어 제조, 특히 타이어 벨트 구조체에 유리하게 사용되기 위해서, 충분한 파괴 부하, 충분한 강도, 파괴시 충분한 신장뿐만 아니라 충분한 비틀림 저항을 나타내지 않는다는 것을 알았다.
더욱 구체적으로, 본 출원인은 상기 보고된 강화 요소 또는 코드를 사용하면, 강철 강화 요소 또는 코드를 사용하는 경우와 같이 충분한 벨트 구조체 강도를 얻을 수 없다는 것을 알았다. 결과적으로, 예를 들어, 타이어 스티어링 안정성과 타이어 고속 내구성과 같은 타이어 고속 특성은 나쁘게 영향을 받을 수 있다.
게다가, 본 출원인은 팽창된 튜브에 의해 타이어의 내부가 압축되는 것을 통 한 타이어 가황 단계 동안에, 벨트 구조체 신장은 주형에 대해 타이어를 압축하는데 불충분하게 될 수 있고, 그 결과, 때때로 성형이 불완전해지고 벨트 구조체뿐만 아니라 트레드 밴드에 바람직하지 않은 응력 및/또는 변형이 생긴다. 결과적으로, 타이어 스티어링 안정성과 타이어 고속 내구성과 같은 타이어 고속 특성은 나쁜 영향을 받을 수 있다.
본 출원인은 스티어링 안정성과 고속 내구성과 같은 고속 특성에 나쁜 영향을 주지 않으며 경량이며 낮은 회전 저항을 가진 타이어, 특히, 고성능 타이어를 제공하는 문제를 직면하였다.
본 출원인은 상기 보고된 특성들은 적어도 하나의 벨트층을 포함하는 벨트 구조체를 타이어에 제공함으로써 성취될 수 있고, 상기 적어도 하나의 벨트층은 복합 재료의 적어도 하나의 신장된 요소를 포함하는 코어를 포함하는 적어도 하나의 강화 코드를 포함하고, 상기 코어는 적어도 하나의 금속 신장된 요소로 둘러싸인다.
또한, 본 출원인은 가황 단계 동안 상기 벨트 구조체는 충분한 신장을 나타낸다는 것을 발견하였다.
제 1 태양에 따라, 본 발명은 다음을 포함하는 타이어에 관한 것이다:
- 각각의 비드 구조체에서 끝나는 반대의 측면 가장자리를 가진 실질적으로 환형의 카커스 구조체;
- 상기 카커스 구조체에 대해 반지름 방향으로 외부 위치에 붙여진 적어도 하나의 벨트층을 포함하는 벨트 구조체;
- 상기 벨트 구조체 상에 반지름 방향으로 겹쳐진 트레드 밴드;
- 상기 카커스 구조체에 대해 반대쪽에 측면으로 붙여진 한 쌍의 사이드 월;
상기 적어도 하나의 벨트층은 적어도 하나의 복합 재료를 포함하는 적어도 하나의 제 1 신장 요소를 포함하는 코어를 포함하는 적어도 하나의 강화 코드를 포함하고, 상기 복합 재료는 폴리머 재료에 삽입된 복수의 신장된 섬유를 포함하고, 상기 코어는 적어도 하나의 단일 금속 와이어를 포함하는 적어도 하나의 제 2 신장 요소로 둘러싸인다.
다른 태양에 따라, 본 발명은 적어도 하나의 복합 재료를 포함하는 적어도 하나의 제 1 신장 요소를 포함하는 코어를 포함하는 적어도 하나의 강화 코드에 관한 것이고, 상기 복합 재료는 폴리머 재료에 삽입된 복수의 신장된 섬유를 포함하고, 상기 코어는 적어도 하나의 단일 금속 와이어를 포함하는 적어도 하나의 제 2 신장 요소로 둘러싸인다.
또 다른 태양에 따라, 본 발명은 적어도 하나의 복합 재료를 포함하는 적어도 하나의 제 1 신장 요소를 포함하는 코어를 포함하는 적어도 하나의 강화 코드를 포함하는 고무를 입힌 강화층에 관한 것이고, 상기 복합 재료는 폴리머 재료에 삽입된 복수의 신장된 섬유를 포함하고, 상기 코어는 적어도 하나의 단일 금속 와이어를 포함하는 적어도 하나의 제 2 신장 요소로 둘러싸인다.
본 발명은, 상기한 태양들 중 적어도 하나에서, 이하에서 기술할 바람직한 특성들 중 하나 이상을 보여줄 것이다.
한 바람직한 실시예에 따라, 상기 적어도 하나의 강화 코어는 적어도 2개의 제 1 신장 요소를 포함하는 코어를 포함하고, 상기 적어도 2개의 제 1 신장 요소는 서로 평행하게 배열된다.
또 다른 바람직한 실시예에 따라, 상기 적어도 하나의 강화 코드는 적어도 3개의 제 1 신장 요소를 포함하는 코어를 포함하고, 상기 적어도 3개의 제 1 신장 요소는 서로 평행하게 배열된다.
하나 이상의 제 1 신장 요소가 존재하면 타이어 벨트 구조체, 특히 고성능 타이어의 벨트 구조체에 사용될 충분한 강도를 가진 강화 코드를 얻게 한다.
본 발명의 상세한 설명과 이하의 청구항을 위해서 "서로 평행하게 배열된 신장된 요소"라는 표현은 상기 신장된 요소들은 꼬이지 않는다는 것, 즉, 무한한 꼬임 길이를 가진다는 것을 의미한다.
다른 바람직한 실시예에서, 상기 코어는 적어도 2개의 제 2 신장 요소로 둘러싸이고, 상기 적어도 2개의 제 2 신장 요소의 각 하나는 적어도 하나의 단일 금속 와이어를 포함한다.
다른 바람직한 실시예에서, 상기 코어는 적어도 4개의 제 2 신장 요소로 둘러싸이고, 상기 적어도 4개의 제 2 신장 요소의 각 하나는 적어도 하나의 단일 금속 와이어를 포함한다.
하나 이상의 제 2 신장 요소가 존재하면 타이어 벨트 구조체, 특히 고성능 타이어의 벨트 구조체에 사용될 충분한 파괴 부하를 가진 강화 코드를 얻게 한다.
바람직하게는, 상기 제 2 신장 요소들은 상기 코어 주위에 동일한 방향으로 평행하게 감긴다. 바람직하게는, 강화 코드의 수명에 나쁜 영향을 줄 수 있는 상기 제 2 신장 요소들 사이에 평행한 와인딩 교점을 피한다.
한 바람직한 실시예에 따라, 상기 적어도 하나의 제 2 신장 요소는 하나의 단일 금속 와이어(즉, 모노필라멘드)로 제조된다.
한 바람직한 실시예에 따라, 상기 제 1 신장 요소는 0.1mm 내지 1.0mm, 바람직하게는 0.2mm 내지 0.6mm의 지름을 가진다.
본 발명의 상세한 설명과 하기의 청구의 범위에 대해, 다르게 표시된 경우를 제외하고, 양, 수량, 백분율 등을 표시한 모든 숫자들은 모든 경우 "대략"이라는 용어로 변경되는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 모든 범위들은 개시된 최대 및 최소의 임의의 조합을 포함하며 구체적으로 본 명세서에 열거되거나 될 수 없는 어떤 중간 범위도 포함한다.
한 바람직한 실시예에 따라, 상기 제 2 신장 요소는 0.08mm 내지 1.0mm, 바람직하게는 0.1mm 내지 0.6mm의 지름을 가진다.
한 바람직한 실시예에 따라, 상기 강화 코드는 0.3mm 내지 2.0mm, 바람직하게는 0.5mm 내지 1.2mm의 지름을 가진다.
한 바람직한 실시예에 따라, 상기 제 2 신장 요소는 2.5mm 내지 30mm, 바람직하게는 5mm 내지 20mm의 스트랜딩 피치(stranding pitch)로 상기 코어 주위에 감긴다.
한 바람직한 실시예에 따라, 상기 강화 코드는 베어 코드(bare cord)에 대해 측정한, 0.8%이상, 바람직하게는 1.2% 내지 2.5%의 파단 신율을 가진다.
상기 파단 신율은 BISFA - 95(방법 E6)(1995)에 따라 측정된다. 상기 측정값에 대한 더 상세한 내용은 이하에 예로서 제공될 것이다.
한 바람직한 실시예에 따라, 상기 강화 코드는 베어 코드에 대해 측정한, 8tsu 이상, 바람직하게는 12tsu 내지 25tsu의 강도를 가진다.
상기 강도는 BISFA - 95(방법 E8 - 테이버 강도의 측정)(1995)에 따라 측정된다. 상기 측정값에 대한 더 상세한 내용은 이하에 예로서 제공될 것이다.
한 바람직한 실시예에 따라, 상기 복합 재료는 23℃에서 10 GPa 이상, 바람직하게는 20 GPa 내지 200 GPa인 표준 ASTM D790-03에 따라 측정된 굴곡탄성율(Flexural modulus)을 갖는다.
상기 굴곡탄성율은 타이어 벨트 구조체, 특히 고성능 타이어의 벨트 구조체에서 사용될 충분한 강도를 가진 강화 코드를 얻게 한다.
다른 바람직한 실시예에 따라, 상기 복합 재료는 23℃에서 600 MPa 이상, 바람직하게는 1000 MPa 내지 2500 MPa인 표준 ASTM D3916-02에 따라 측정된 초인장강도를 갖는다.
상기 초인장강도는 타이어 벨트 구조체, 특히 고성능 타이어의 벨트 구조체에서 사용될 충분한 파괴 부하를 가진 강화 코드를 얻게 한다.
다른 바람직한 실시예에 따라, 상기 복합 재료는 23℃에서 20 GPa 이상, 바람직하게는 30 GPa 내지 200 GPa인 표준 ASTM D3916-02에 따라 측정된 인장탄성율을 갖는다.
다른 바람직한 실시예에 따라, 상기 복합 재료는 3.0g/㎤ 이하 바람직하게는 1.0g/㎤ 내지 2.5g/㎤인 표준 ASTM D792-00에 따라 측정된 비중을 갖는다.
다른 바람직한 실시예에 따라, 상기 폴리머 재료는 23℃에서 0.5 GPa 이상, 바람직하게는 2.0 GPa 내지 25 GPa인 표준 ASTM D790-03에 따라 측정된 굴곡탄성율을 갖는다.
다른 바람직한 실시예에 따라, 상기 폴리머 재료는 23℃에서 40 MPa 이상, 바람직하게는 50 MPa 내지 200 MPa인 표준 ASTM D638-03에 따라 측정된 초인장강도를 갖는다.
다른 바람직한 실시예에 따라, 상기 폴리머 재료는 예컨대 열가소성 수지, 열경화성 수지, 또는 이들의 혼합물에서 선택될 수 있다. 열경화성 수지가 특히 바람직하다.
다른 바람직한 실시예에 따라, 상기 열가소성 수지는 (예컨대 나일론-6,6, 나일론-6, 나일론-4,6와 같은) 폴리아마이드 (예컨대, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트와 같은) 폴리에스터, 폴리에테르 에테르 케톤, 폴리카보네이트, 폴리아세탈, 또는 그 혼합물에서 선택될 수 있다. 폴리에틸렌 테트레프탈레이트(polyethylene tetrephtalate)가 특히 바람직하다.
다른 바람직한 실시예에 따라, 상기 열경화성 수지는 예컨대, 비닐-에스터 수지, 에폭시 수지, (예컨대 아이소프탈릭 폴리에스터 수지와 같은) 불포화 폴리에스터 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지, 폴리이미드 수지, 비스말레이미드 수지, 퓨란 수지, 실리콘 수지, 에폭시 수지 또는 그 혼합물에서 선택될 수 있다. 비닐 에스터 수지, 에폭시 수지 또는 그 혼합물이 특히 바람직하다.
한 바람직한 실시예에 따라, 상기 신장된 섬유는 1500 MPa 이상, 바람직하게는 1800 MPa 내지 4000 MPa인 표준 ASTM D885-03에 따라 측정된 초인장강도를 갖는다.
다른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 신장된 섬유는 50 GPa 이상, 바람직하게는 60 GPa 내지 250 GPa인 표준 ASTM D885-03에 따라 측정된 인장탄성율을 갖는다.
다른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 신장된 섬유는 예컨대, 유리섬유, 방향성 폴리아미드 섬유(예컨대, Kevlar®과 같은 예를 들면 아라미드 섬유), 폴리비닐 알콜 섬유, 탄소 섬유, 또는 그 혼합물에서 선택될 수 있다. 유리섬유가 특히 바람직하다. "E" 타입의 유리섬유가 여전히 특히 바람직하다.
한가지 바람직한 실시예에 따르면, 상기 신장된 섬유는 복합 재료의 총 중량에 대해 30 중량% 내지 95 중량%, 바람직하게는 50 중량% 내지 90 중량%의 양으로 복합 재료에 존재한다.
유리하게는, 상기 복합 재료는 풀트루전(pultrusion)에 의해 연속적으로 제조될 수 있다. 이는 릴에서 연속 섬유를 풀고 상기 섬유를 폴리머 재료(즉, 수지) 수조에 침지시켜 침투시키는 단계를 포함하는 공지의 기술이다. 예컨대, 열경화성 수지가 사용되는 경우, 섬유는 액체 수지를 통하거나 모노머 및/또는 올리고머의 액체 혼합물을 통과하며, 따라서 스며든 섬유들이 다이를 지나 복합 재료 소정의 형태를 주고 과도한 비경화 수지 액체와 다발 내에 걸린 거품들을 제거한다. 그런 후, 획득한 복합 재료는 반경화 복합 재료를 형성하도록 가열되는 관형 몰드를 지난다. 연이어, 획득한 반경화 복합 재료는 예컨대 UV 복사에 의해 또 경화를 받게 된다. 열가소성 수지가 사용될 경우, 복합 재료는 열경화성 수지를 이용한 경우에서와 동일한 방식에 따라 제조될 수 있으며, 용융된 수지의 수조가 액체 수조로 사용될 수 있다. 선택적으로, 침투를 조성하기 위해 섬유 주위로 수지 분말이 사전에 뿌려질 수 있다. 이를 위해, 복합 재료가 용융된 수지의 수조를 지나고 따라서 스며든 복합 재료가 다이를 지나 상기 코팅층을 얻게 된다.
상기한 대로, 상기 복합 재료는 수십 마이크론 지름의 복수, 일반적으로 약 수백의 신장된 섬유(즉, 제한되지 않은 길이의 섬유)를 포함하고, 이런 신장된 섬유들은 모두 나란히 있게 되어, 약간의 겹침을 제외하고 서로 실질적으로 평행하다. 비록 섬유들이 절대적으로 완벽하게 평행하게 배열될 것이라는 것을 보장할 수는 없지만, "서로 실질적으로 평행한"이란 표현은 상기 섬유들이 고의적으로 꼬이거나 묶이거나 하지 않고 상기 섬유들이 배열의 기하학적 정확성을 제외하고 평행하게 배열되는 것을 나타낸다는 것을 의미한다.
본 발명에 따라 사용될 수 있고 상업적으로 구매가능한 복합 재료의 예로는 Tecniconsult S.p.A사의 Glassline® Getev, Saint-Gobain Vetrotex사의 Twintex® 명으로 알려진 제품들이 있다.
선택적으로, 엘라스토머 재료에 대한 부착을 향상시키기 위해, 상기 제 1 신장 요소는 레조르시놀-포름알데히드(resorchinol-formaldehyde) 수지와 고무 라텍스의 혼합물(이 혼합물은 통상 "레조르시놀-포름알데히드 라텍스 RFL"로 표시됨)을 함유하는 용액에 상기 요소를 담그고 연이어 건조함으로써 표면처리될 수 있다. 사용된 라텍스는 바이닐파이리딘/스티렌-부타디엔(vinylpyridine/styrene-butadiene)(VP/SBR), 스티렌-부타디엔(styrene-butadiene)(SBR); 천연고무의 라텍스(NR); 카복실화 및 수소화 아크릴로니트릴-부타디엔(carboxylated and hydrogenated acrylonitrile-butadiene)(X-HNBR); 수소화 아크릴로니트릴(hydrogenated acrylonitrile)(HNBR); 아크릴로니트릴(acrylonitrile)(NBR), 에틸렌-프로필렌-다이엔 모노머(ethylene-propylene-diene monomer)(EPDM), 클로로설폰화 폴리에틸렌(chlorosulfonated polyethylene)(CSM); 또는 그 혼합물일 수 있다.
선택적으로, 상기 제 1 신장 요소는 섬유를 덮는 추가층을 얻기 위해 용매 매질 속에서 접착제로 스며들게 할 수 있다. 바람직하게는, 상기 용매 매질 속의 접착제는 폴리머, 바람직하게는 할로겐화 폴리머, 아이소시아네이트(isocyanate)와 같은 유기 화합물, 및 카본블랙과 같은 미네랄 충전제의 혼합물이다. 상기 신장 요소 주위로 링을 형성하는 추가층은 아크릴로니트릴(NBR), 수소화 아크릴로나이트릴(HNBR), 카복실화 수소화 아크릴로니트릴(X-HNBR), 가황 수소화 아크릴로니트릴(ZSC), 클로로설폰화 폴리에틸렌(CSM), 알킬화 클로로설폰화 폴리에틸렌(ACSM), 또는 에틸렌프로필렌-다이엔 모노머(EPDM) 또는 이의 혼합물과 같은 소정 타입의 고무에 양호한 접착성을 보장하는데 특히 유리하다.
한 바람직한 실시예에 따라, 상기 적어도 하나의 제 2 신장 요소는 적어도 하나의 미리 형성된 단일 금속 와이어를 포함한다. 바람직하게는, 상기 미리 형성된 단일 금속은 한 평면에 미리 형성된다.
바람직하게는, 상기 단일 금속 와이어는 파형 구조를 추측하게 하도록 세로 연장부를 따라 만곡부에서 실질적으로 날카로운 가장자리 및/또는 단절이 없도록 미리 형성된다.
특히 바람직한 것은 실질적으로 사인곡선 파동에 따라 미리 형성되는 것이다. 바람직하게는, 상기 사인곡선 파동은 2.5mm 내지 30mm 및 더욱 바람직하게는 5mm 내지 25mm의 파장을 가진다. 바람직하게는, 상기 사인곡선 파동은 0.12mm 내지 1mm의 파동 진폭을 가진다.
다른 실시예에서, 단일 금속 와이어는 한 평면에서 미리 형성되지 않고, 나선형으로 미리 형성된다.
상기 미리 형성된 단일 금속 와이어를 얻기 위해서, 당업계에 공지된 방법들 중 임의의 하나를 사용하는 것이 가능하다. 예를 들어, 미국특허 US 5,581,990에 도시된 타입의 톱니바퀴 장치를 사용하거나 국제특허출원 WO 00/39385에 개시된 소자를 사용하는 것이 가능하다.
한 바람직한 실시예에 따라, 상기 제 2 신장 요소는 강철 또는 강철의 합금으로 제조된다. 주로, 표준 NT(보통의 인장) 강의 파열강도는 2600 N/㎟(2600 MPa)에서 3200 N/㎟, HT(고인장) 강의 파열강도는 3000 N/㎟에서 3600 N/㎟, SHT(수퍼인장) 강의 파열강도는 3300 N/㎟에서 3900 N/㎟, UHT(초고인장) 강의 파열강도는 3600 N/㎟에서 4200 N/㎟이다. 상기 파열강도 값은 특히 강철 내 함유된 탄소의 양에 따른다.
다른 실시예에 따라, 상기 타이어는 본 발명에 따른 적어도 하나의 강화 코드를 포함하는 적어도 하나의 벨트층, 및 금속, 바람직하게는 강으로 제조된 적어도 하나의 강화 코드를 포함하는 벨트 구조체를 포함한다.
다른 실시예에서 따라, 상기 타이어는 본 발명에 따른 적어도 하나의 강화 코드를 포함하는 적어도 하나의 벨트층, 및 복합 재료로 제조된 적어도 하나의 강화 신장 요소를 포함하는 벨트 구조체를 포함하고, 상기 복합 재료는 폴리머 재료(즉, 복합 재료의 모노필라멘트)에 삽입된 복수의 신장된 섬유를 포함한다. 상기 복합 재료, 상기 폴리머 재료 및 상기 신장된 섬유는 상기한 것과 같다.
다른 실시예에 따라, 상기 타이어는 금속, 특히 강으로 제조된 복수의 강화 코드를 포함하는 적어도 하나의 벨트층, 및 본 발명에 따른 적어도 하나의 강화 코드를 포함하는 적어도 하나의 벨트층을 포함하는 벨트 구조체를 포함한다.
상기 강화 코드는 주지된 기술에 따라 엘라스토머 조성물에 주로 삽입된다. 주로, 상기 엘라스토머 조성물은 엘라스토머 폴리머뿐만 아니라 타이어 업계에서 사용된 충전제(예를 들어, 카본블랙, 실리카), 가황제(예를 들어, 황), 활성제, 가속제, 가소제와 같은 다른 첨가제를 포함한다. 유리하게 사용될 수 있는 엘라스토머 폴리머의 예들은 천연고무(NR), 에폭시화 천연고무(ENR); 예를 들어, 폴리부타디엔(BR), 폴리아이소프렌(IR), 스티렌-부타디엔(SBR), 나이트릴-부타디엔(NBR), 폴리클로로프렌(CR)과 같은 부타디엔, 아이소프렌 또는 2-클로로부타디엔의 호모폴리머 및 코폴리머; 부틸 고무(IIR); 할로겐화 부틸 고무(XIIR); 에틸렌/프로필렌 코폴리머(EPM); 에틸렌/프로필렌/논-컨쥬케이트 다이엔(노르보넨, 사이클로옥타디엔 또는 다이사이클로-펜타디엔)터폴리머(EPDM) 또는 이의 혼합물이다. 당업자는 얻기 원하는 최종 제조된 생성물의 특성에 따라 사용할 엘라스토머 폴리머뿐만 아니라 첨가제를 결정할 수 있을 것이다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 벨트층은 "HP"(고성능) 또는 "UHP"(초고성능) 타이어, 즉, 적어도 210Km/h, 바람직하게는 240Km/h 이상, 더욱 바람직하게는 270Km/h 이상의 최대 속도를 유지할 수 있는 타이어에 적합한 타이어에 사용된다. 상기 타이어들의 예는 "H", "V", "W", "Y", "Z" 및 "ZR" 종류에 속하는 것들이다.
본 발명의 특징과 장점은, 단지 비 제한적인 예에 의해, 상세한 설명이 첨부된 도면을 설명할 경우 이의 일부 실시예의 다음 상세한 설명에 의해 명백해 질 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 타이어의 단면도를 도시한다;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 강화 코드의 투시도이다;
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 강화 코드의 투시도이다;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 고무를 입힌 강화층의 투시도이다;
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고무를 입힌 강화층의 투시도이다;
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고무를 입힌 강화층의 투시도이다.
도 1을 참조하여, 다음 정의가 제공된다:
"적도면"(EP)은 타이어 회전축에 수직이고 타이어의 축 중심선을 포함하는 면이다;
"종횡비"는 타이어 단면 높이(H), 즉, 적도면에서 타이어의 공칭 지름(RW)으로부터 외부 지름까지의 반지름 방향 거리를 타이어 단면적(C), 즉, 사이드 월의 외부 표면들 사이의 타이어 회전축에 평행한 최대 직선 거리로 나눈 비율이다(상기 치수는 ETRTO 표준에 따라 측정된다).
타이어(100)는 적어도 하나의 카커스 플라이(101)를 포함하고, 이의 반대 측면 가장자리는 적어도 하나의 비드 코어(102)와 적어도 하나의 비드 필러(104)를 포함하는 각각의 비드 구조체(103)와 결합된다. 카커스 플라이(101)와 비드 코어(102) 사이의 결합은 도 1에 도시된 대로 소위 카커스 턴-업(101a)을 형성하기 위해 비드 코어(102) 주위에 카커스 플라이(101)의 반대 측면 가장자리를 접음으로써 이루어진다.
선택적으로, 통상적인 비드 코어(102)는 동심형으로 배열된 고무를 입힌 와이어로 형성된 적어도 하나의 환상 삽입물로 대체될 수 있다(도 1에 도시되지 않음)(예를 들어, 유럽특허출원 EP 928,680 또는 EP 928,702 참조). 이런 경우, 카커스 플라이(101)는 상기 환상 삽입물 주위로 턴-업되지 않고, 결합은 제 1 카커스 플라이 위에 외부에 붙여진 제 2 카커스 플라이(도 1에 도시되지 않음)에 의해 이루어진다.
카커스 플라이(101)는 일반적으로 서로 평행하게 배열되고 가교 엘라스토머 조성물의 층으로 적어도 부분적으로 코팅된 복수의 강화 코드를 포함한다. 이런 강 화 코드는 주로 직물 섬유, 예를 들어, 레이온, 나일론 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트로 제조되거나 금속 합금(예를 들어, 구리/아연, 아연/망간, 아연/몰리부덴/코발트 합금 등)으로 코팅되고, 함께 꼬인 강철선으로 제조된다.
카커스 플라이(101)는 주로 래디얼 형태인데, 즉, 원주 방향에 대해 실질적으로 직각 방향으로 배열된 강화 코드를 포함한다.
비드 코어(102)는 타이어(100)의 내부 원주 가장자리를 따라 형성된 비드 구조체(103)에 둘러싸이고, 이에 의해 타이어는 자동차 휠의 부품을 형성하는 림에 결합된다. 각 카커스 턴-업(101a)에 의해 형성된 공간은 비드 필러(104)와 비드 코어(102)를 포함한다.
벨트 구조체(106)는 카커스 플라이(101)의 원주를 따라 붙여진다. 특히, 도 1의 실시예에서, 벨트 구조체(106)는 본 발명에 따른 복수의 강화 코드를 포함하는 2개의 벨트층(106a, 106b)을 포함하며, 상기 강화 코드는 적어도 하나의 복합 재료를 포함하는 적어도 하나의 제 1 신장 요소를 포함하는 코어를 포함하며, 상기 복합 재료는 폴리머 재료에 삽입된 복수의 섬유를 포함하며, 상기 코어는 적어도 하나의 단일 금속 와이어를 포함하는 적어도 제 2 신장 요소로 둘러싸인다. 바람직하게는, 상기 제 1 신장 요소는 바이닐 에스터 수지에 삽입된 복수의 신장된 유리 섬유로 제조된다. 바람직하게는, 상기 제 2 신장 요소는 하나의 단일 강철선(즉, 모노필라멘트)으로 제조된다.
바람직하게는, 상기 강철선은 부식 방지 합금의 코팅, 예를 들어, 주로 0.10㎛ 내지 0.30㎛의 두께를 가진 황동 코팅이 제공된다. 상기 코팅은 고무를 입힌 화 합물에 강화 코드가 잘 부착되게 하며 타이어의 생산과 사용 동안 금속의 부식에 대한 보호를 제공한다.
상기 강화 코드는 주지된 기술에 따라 엘라스토머 조성물에 주로 삽입된다.
바람직하게는, 상기 강화 코드는 각 벨트층(106a, 106b)에서 서로 평행하며 인접한 벨트층을 교차하고, 10°내지 45°, 바람직하게는 12° 내지 40°의 각도로 타이어(100)의 적도면(EP)에 대해 대칭적으로 기울어지며 가교 엘라스토머 조성물로 코팅된다.
바람직하게는, 각 벨트층(106a, 106b)에서 상기 강화 코드의 엔드 카운트(end counts)는 30 cords/dm 내지 160 cords/dm, 바람직하게는 50 cords/dm 내지 100 cords/dm이다.
바람직하게는, 상기 강화 코드는 각 벨트층(106a, 106b)의 가로 방향을 따라 동일한 엔드 카운트를 가질 수 있다. 선택적으로, 강화 코드는 각 벨트층(106a, 106b)의 가로 방향을 따라 변하는 엔드 카운트를 가질 수 있다. 예를 들어, 엔드 카운트는 각 벨트층(106a, 106b)의 중심 지역에서보다 각 벨트층(106a, 106b)의 외부 가장자리 근처에서 더 클 수 있다.
선택적으로, 벨트층(106a, 106b)의 적어도 하나는 본 발명에 따른 적어도 하나의 강화 코드, 및 금속으로 제조한 적어도 하나의 강화 코드를 포함할 수 있다. 상기 강화 코드는 다른 배열에 따라 벨트층(106a, 106b)의 가로 방향을 따라 배열될 수 있고, 상기 배열은 각 벨트층(106a, 106b)에서 동일하거나 다르며, 바람직하게는 동일하다. 예를 들어, 상기 강화 코드는 교대 순서로 배열될 수 있다: 본 발 명에 따른 한 강화 코드, 금속으로 제조된 한 강화 코드, 즉 1:1 순서. 선택적으로, 상기 교대 순서는 다음과 같을 수 있다: 본 발명에 따른 2개의 강화 코드, 금속으로 제조한 한 강화 코드, 즉 2:1 순서.
선택적으로, 벨트층(106a, 106b)의 적어도 하나는 본 발명에 따른 적어도 하나의 강화 코드, 및 복합 재료로 제조한 하나의 신장 요소로 제조한 적어도 하나의 강화 코드를 포함할 수 있고, 상기 복합 재료는 폴리머 재료(즉, 복합 재료의 모노필라멘트)에 삽입된 복수의 신장된 섬유를 포함한다. 상기 강화 코드는 다른 배열에 따라 벨트층(106a, 106b)의 가로 방향을 따라 배열될 수 있고, 상기 배열은 각 벨트층(106a, 106b)에서 동일하거나 다르며, 바람직하게는 동일하다. 예를 들어, 상기 강화 코드는 교대 순서로 배열될 수 있다: 본 발명에 따른 한 강화 코드, 금속으로 제조된 한 강화 코드, 즉 1:1 순서. 선택적으로, 상기 교대 순서는 다음과 같을 수 있다: 본 발명에 따른 2개의 강화 코드, 복합 재료로 제조한 한 강화 코드, 즉 2:1 순서.
한 다른 실시예에서, 벨트층(106)은 금속, 특히 강으로 제조된 복수의 강화 코드를 포함하는 적어도 하나의 벨트층, 및 본 발명에 따른 적어도 하나의 강화 코드를 포함하는 적어도 하나의 벨트층을 포함한다.
특히 "HP" 또는 "UHP" 타이어에서, 원주 방향에 대해 약간의 각도로 배열되고 가교 엘라스토머 조성물로 코팅된 복수의 강화 코드, 통상적으로 직물 코드를 포함하는 "0°벨트"로 통상적으로 알려진 적어도 하나의 제로-디그리 강화층(106c)이 반지름 방향으로 최외각 벨트층(106b)에 붙여진다.
트레드 밴드(109)는 벨트 구조체(106)의 외부에 반지름 방향 위치에 원주방향으로 붙여진다. 사이드 월(108)은 카커스 플라이(101) 상의 외부에 붙여지고, 이 사이드 월은 축방향으로 외부 위치에서 개별 비드 구조체(103)로부터 트레드 밴드(109)의 가장자리까지 연장된다.
트레드 하층은 벨트 구조체(106)와 트레드 밴드(109) 사이에 위치될 수 있다(도 1에 도시되지 않음). 상기 트레드 하층은 균일한 두께를 가질 수 있다. 선택적으로, 상기 트레드 하층은 가로 방향으로 변하는 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 두께는 중심 지역에서보다 이의 외부 가장자리 근처에서 더 클 수 있다.
상기 트레드 하층은 주로 상기 벨트 구조체(106)의 전개부의 표면에 실질적으로 상응하는 표면 위로 연장된다. 선택적으로, 상기 트레드 하층는 상기 벨트 구조체(106)의 반대 측면부에서 상기 벨트 구조체(106)의 전개부의 적어도 일부를 따라서만 연장된다.
"미니-사이드 월"로 알려진 엘라스토머 재료로 제조된 스트립이 사이드 월(108)과 트레드 밴드(109) 사이의 연결 지역(도 1에 도시되지 않음)에 임의적으로 존재할 수 있다, 이 미니-사이드 월은 일반적으로 트레드 밴드와 공동 압출과 트레드 밴드(109)와 사이드 월(108) 사이의 기계적 상호작용을 개선함으로써 얻는다. 선택적으로, 사이드 월(108)의 단부는 트레드 밴드(109)의 측면 가장자리를 직접 덮는다.
타이어 사이드 월(108)의 강도는 타이어 비드 구조체(103)에 "플립퍼"(도 1에 도시되지 않음)로 일반적으로 공지된 강화층을 제공함으로써 향상될 수 있다.
플립퍼는 각각의 비드 코어(102)와 비드 필러(103)를 적어도 부분적으로 덮기 위해서 이들을 주위에 감기는 강화층이고, 상기 강화층은 카커스 플라이(101)와 비드 구조체9103) 사이에 배열된다. 주로 플립퍼는 상기 카커스 플라이(101)와 비드 구조체(103)와 접촉한다.
플립퍼는 주로 가교 엘라스토머 조성물에 삽입되는 복수의 신장된 강화 요소를 포함하고, 상기 강화 요소는 직물 재료(예를 들어, 아라마이드 또는 레이온) E는 금속 재료(예를 들어, 강 코드)로 제조된다.
타이어 비드 구조체(103)는 "체이퍼"(chafer)(도 1에 도시되지 않음)이란 용어로 일반적으로 알려지고 비드 구조체(103)의 강도를 증가시키는 작용을 가진 추가 강화층을 포함할 수 있다.
체이퍼는 가교 엘라스토머 조성물에 삽입되고 직물 재료(예를 들어, 아라미드 또는 레이온) 또는 금속 재료(예를 들어, 강 코드)로 일반적으로 제조된 복수의 신장된 강화 요소를 주로 포함한다.
주로, 체이퍼는 타이어 비드 구조체(103) 및/또는 사이드 월(108)의 내부에 복수의 위치에 위치할 수 있다. 바람직하게는, 체이퍼는 플립퍼와 카커스 플라이(101) 사이에 위치할 수 있다. 선택적으로, 체이퍼는 플립퍼 외부 다리 부분과 일치하게 위치될 수 있다. 선택적으로, 체이퍼는 카커스 플라이(101)에 대해 축방향으로 외부 위치에 위치할 수 있어서, 플립퍼 외부 다리 부분의 근처에서 연장된다. 선택적으로, 체이퍼는 카커스 플라이(101)에 대해 축방향으로 내부 위치에 위치할 수 있어서, 플립퍼 내부 다리 부분의 근처에서 연장된다.
타이어에 두 카커스가 제공되는 경우, 체이퍼는 상기 카커스 플라이들 사이에 위치될 수 있다. 바람직하게는, 체이퍼는 플립퍼 내부 다리 부분의 근처에 카커스 플라이들 사이에 위치될 수 있다. 선택적으로, 체이퍼는 플립퍼 외부 다리 부분의 근처에 카커스 플라이들 사이에 위치될 수 있다.
선택적으로, 체이퍼는 카커스 플라이들에 대해 외부로 축방향 위치에 위치될 수 있어서, 플립퍼 외부 다리 부분의 근처에서 연장된다. 선택적으로, 체이퍼는 카커스 플라이들에 대해 내부로 축방향 위치에 위치될 수 있어서, 플립퍼 내부 다리 부분의 근처에서 연장된다.
주로, 체이퍼는 비드 코어(102)의 반지름 방향으로 외부 부분과 일치하게 시작하고, 체이퍼는 비드 필러(104)의 주변 형태를 따르며 타이어 사이드 월(108)과 일치하게 끝난다. 선택적으로, 체이퍼는 타이어 사이드 월(108)을 따라 타이어 벨트 구조체(106)의 단부까지 연장될 수 있다.
튜브리스 타이어인 경우, 타이어의 팽창 공기를 반드시 통과시키지 않는 라이너로 일반적으로 알려진 고무층(112)이 카커스 플라이(101)에 대해 내부 위치에 제공될 수 있다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 타이어(100)는 0.65 이하, 바람직하게는 0.45 이하, 더욱 바람직하게는 0.35 이하의 종횡비(H/C)를 가진다. 낮은 종횡비 값은 "HP" 및 "UHP" 타이어에 유리하게 사용된다.
본 발명에 따른 타이어 생산 방법은 당업계에 공지된 기술에 따르고 장치를 사용하여 수행될 수 있고, 상기 방법은 그린 타이어를 제조하고 뒤이어 그린 타이 어를 성형하고 가황하는 단계를 포함한다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 강화 코드의 투시도이다. 강화 코드(1)는 평행하게 배열된 3개의 제 1 신장 요소(2)로 제조된 코어를 포함하고, 상기 코어는 2개의 제 2 신장 요소(3)로 둘러싸이고, 상기 2개의 제 2 신장 요소(3)는 상기 코어 주위에 동일한 방향으로 평행하게 감긴다. 바람직하게는, 상기 3개 제 1 신장 요소의 각각은 바이닐 에스터 수지에 삽입된 복수의 신장된 유리 섬유로 제조된다. 바람직하게는, 상기 제 2 신장 요소의 각각은 하나의 단일 강철선(즉, 모노필라멘트)으로 제조된다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 강화 코드의 투시도이다. 강화 코드(1)는 평행하게 배열된 3개의 제 1 신장 요소(2)를 포함하는 코어를 포함하고, 상기 코어는 4개의 제 2 신장 요소(3)로 둘러싸이고, 상기 4개의 제 2 신장 요소(3)는 상기 코어 주위에 동일한 방향으로 평행하게 감긴다. 바람직하게는, 상기 3개 제 1 신장 요소의 각각은 바이닐 에스터 수지에 삽입된 복수의 신장된 유리 섬유로 제조된다. 바람직하게는, 상기 제 2 신장 요소의 각각은 하나의 단일 강철선(즉, 모노필라멘트)으로 제조된다.
본 발명에 따른 강화 코드를 생산하는 방법은 강철 코드의 제조에 주로 사용되는 것과 같은 당업계에 공지된 기술에 따르고 장치들을 사용하여 수행될 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 고무를 입힌 강화층(20)의 투시도이다. 고무를 입힌 강화층(20)은 본 발명에 따른 복수의 강화 코드(21)를 포함하고, 상기 강화 코드는 엘라스토머 조성물(22) 속에 삽입된다. 도 4에 도시된 대로, 상기 강화 코드(21)는 도 3에 도시된 것과 동일하다.
바람직하게는, 상기 고무를 입힌 강화층(20)에 상기 강화 코드(21)의 엔드 카운트는 30 cords/dm 내지 160 cords/dm, 바람직하게는 50 cords/dm 내지 100 cords/dm이다.
도 5는 본 발명에 따른 고무를 입힌 강화층(20a)의 다른 실시예이다. 고무를 입힌 강화층(20)은 본 발명에 따른 복수의 강화 코드(21), 및 금속, 바람직하게는 강으로 제조된 복수의 강화 코드(23)를 포함하고, 상기 강화 코드(21, 23)는 엘라스토머 조성물(22) 속에 삽입된다. 상기 강화 코드(21, 23)는 다른 배열에 따라 고무를 입힌 강화층의 가로 방향을 따라 배열될 수 있다. 상기 강화 코드(23)는 다음 형태일 수 있다: 2+4x0.22.
도 5에 도시된 대로, 상기 강화 코드(21, 23)의 교대 순서는 1:1이다. 선택적으로, 상기 교대 순서는 2:1일 수 있다(도 5에 도시되지 않음).
도 6은 본 발명에 따른 고무를 입힌 강화층(20b)의 다른 실시예이다. 고무를 입힌 강화층은 본 발명에 따른 적어도 하나의 강화 코드(21), 및 복합 재료로 제조된 적어도 하나의 신장 요소(24)를 포함하고, 상기 복합 재료는 폴리머 재료(즉, 복합 재료의 모노필라멘트)에 삽입된 복수의 신장된 섬유를 포함하고, 상기 강화 코드(21, 24)는 엘라스토머 조성물(22) 속에 삽입된다. 상기 강화 코드(21, 24)는 다른 배열에 따라 고무를 입힌 강화층의 가로 방향을 따라 배열될 수 있다.
도 6에 도시된 대로, 상기 강화 코드(21, 24)의 교대 순서는 1:1이다. 선택 적으로, 상기 교대 순서는 2:1일 수 있다(도 6에 도시되지 않음).
본 발명은 예시적 목적을 위해 제공되고 본 발명을 제한하지 않는 여러 예시적 실시예를 통해 더 기술될 것이다.
실시예 1-4
다음 특징들은 4개 다른 강화 코드를 검사하였다:
실시예 1( 비교예 ): 2+4x0.22 11.5mm/13.5mm SZ 강화 강 코드;
실시예 2( 비교예 ): 4x0.22 12.5mm S 강화 강 코드;
실시예 3(본 발명): 다음 특성을 가진 바이닐 에스터 수지(20중량%)에 삽입된 타입 "E"(80중량%)의 신장된 유리 섬유로 제조된 복합 재료인 Glassline® Getev 025/101로 제조되고, 평행하게 배열된 3개 신장된 요소로 제조된 코어를 구비한 본 발명에 따른 3x0.25/2x0.22 Inf./10 mm S 강화 코드(Tecniconsult S.p.A.에 의해 판매):
- 23℃에서 표준 D790-03에 따라 측정한 48 GPa의 굴곡탄성율;
- 23℃에서 표준 D3916-02에 따라 측정한 1450 MPa의 초인장강도;
- 23℃에서 표준 D3916-02에 따라 측정한 50 GPa의 인장탄성율;
- 표준 ASTM D792-00에 따라 측정한 2.1g/cm3의 비중;
상기 코어는 10mm S의 스트랜딩 피치로 평행하게 배열된 2개의 단일 강철선으로 둘러싸인다;
실시예 4(본 발명): 다음 특성을 가진 바이닐 에스터 수지(20중량%)에 삽입 된 타입 "E"(80중량%)의 신장된 유리 섬유로 제조된 복합 재료인 Glassline® Getev 025/101로 제조되고, 평행하게 배열된 3개 신장된 요소로 제조된 코어를 구비한 본 발명에 따른 3x0.25/4x0.22 Inf./12.5 mm S 강화 코드(Tecniconsult S.p.A.에 의해 판매):
- 23℃에서 표준 D790-03에 따라 측정한 48 GPa의 굴곡탄성율;
- 23℃에서 표준 D3916-02에 따라 측정한 1450 MPa의 초인장강도;
- 23℃에서 표준 D3916-02에 따라 측정한 50 GPa의 인장탄성율;
- 표준 ASTM D792-00에 따라 측정한 2.1g/cm3의 비중;
상기 코어는 12.5mm S의 스트랜딩 피치로 평행하게 배열된 2개의 단일 강철선으로 둘러싸인다
실시예 코드 지름(1) (mm) 파괴 부하(2) (N) 테이버 강도(3) (tsu) 파단 신율(4) (%) 중량(5) (Ktex)
1(*) 0.70 660 19.0 1.70 1.80
2(*) 0.53 450 12.5 1.75 1.20
3 0.55 360 12.7 1.71 0.85
4 0.75 540 18.8 1.63 1.47
(*): 비교예;
(1): 방법 BISFA E10에 따라 측정;
(2): 방법 BISFA E6에 따라 측정;
(3): 방법 BISFA E8에 따라 측정;
(4): 방법 BISFA E6에 따라 측정;
(5): 방법 BISFA E5에 따라 측정.
표 1에 보고된 데이터는 본 발명(실시예 3 및 4)에 따라 대략 동일한 지름을 가진 강화 코드는 비교예(실시예 1 및 2)에 따른 강 강화 코드에 대해 낮은 중량을 가지며, 남은 특성들은 나쁜 영향을 받지 않는 것을 분명하게 보여준다. 특히, 테이버 강도와 파괴 신장률은 실질적으로 변하지 않으면서 충분한 파괴 부하를 얻는다.
또한, 상기 보고된 강화 코드는 캐나다, 온타리오, 토론토의 "The Rubber Division of the American Chemical Society"에 제공된 "Compression and Flexion Measurements on Textile, Glass and Steel Cords"(1974), 페이퍼 No. 60에 시모니 에프와 카니바리 씨가 보고한 대로 작동시킨 순수 모멘텀 역계에 의해 측정된 비틀림 저항 검사를 받았다.
이를 위해서, 실험실 압출기로 미리 고무를 입힌 실싱예 1(비교예)의 코드 샘플과 실시예 4(본 발명)의 코드 샘플을 2.06±0.2()의 100% 신장탄성률(100% 탄성률)을 가진 가교 엘라스토머 상에 놓고 강 테이프로 결합시켰다. 코드 샘플 단부와 강 테이프 단부를 고정하고 이렇게 얻은 검사 샘플을 소정의 가황 조건하에서 주형에서 가황시켜 하나의 블럭을 얻었다.
가황 후에, 얻은 하나의 블럭의 한 단부를 순수 모멘텀 역계에 고정하여 블럭이 회전하는 것을 막고 평면 운동하게 하고 다른 단부를 고정하여 블럭이 평면 운동하는 것을 막고 회전 운동하게 하였다. 즉, 상기 하나의 블럭이 순수 굽힘 모멘텀을 받게 하였다.
얻은 결과를 도 7에 제공하였고 가로 좌표는 각 코드 샘플에 대해 제공된 변형[백분율(%)]을 나타내고 세로 좌표는 상기 변형으로부터 얻은 부하(N/cord)를 나타낸다. 상기 결과는 2개의 코드 샘플 사이에 현저한 차이가 없다는 것을 분명하게 보여준다. 사실상, 비틀림은 실시예 4(본 발명)의 코드 샘플의 경우에 -34 N/cord 및 실시예 1(비교예)의 코드 샘플의 경우 -35 N/cord의 부하가 가해질 때 발생한다.
실시예 5-6
2개의 고무를 입힌 강화층은 다음 코드를 사용하여 생산하였다:
코드 A: 실시예 1(비교예)의 코드;
코드 B: 실시예 4(본 발명)의 코드.
더욱 상세하게는, 다음 2개의 고무를 입힌 강화층을 얻었다:
(1) 고무를 입힌 강화층(비교예의 층 1) 엘라스토머 재료에 삽입된 코드의 100%는 코드 A이었다; 코드의 엔드 카운트는 60 cords/dm이고; 층의 두께는 1.2mm이었다;
(2) 고무를 입힌 강화층(본 발명의 층 2) 엘라스토머 재료에 삽입된 코드의 100%는 코드 B이었다; 코드의 엔드 카운트는 60 cords/dm이고; 층의 두께는 1.2mm이었다.
500mm의 길이와 100mm의 넓이를 가진 상기한 고무를 입힌 강화층의 샘플들을 계량하고 다음 총중량(g/m2)을 발견하였다:
(1) 비교예의 층 1: 2340 g/m2;
(2) 본 발명의 층 2: 2090 g/m2(비교예 층 1에 비해 약 10%의 중량 감소).
본 발명의 내용 중에 포함되어 있음.

Claims (62)

  1. 각각의 비드 구조체에서 끝나는 반대의 측면 가장자리를 가진 실질적으로 환형의 카커스 구조체;
    상기 카커스 구조체에 대해 반지름 방향으로 외부 위치에 붙여진 적어도 하나의 벨트층을 포함하는 벨트 구조체;
    상기 벨트 구조체 상에 반지름 방향으로 겹쳐진 트레드 밴드; 및
    상기 카커스 구조체에 대해 반대쪽에 측면으로 붙여진 한 쌍의 사이드 월을 포함하는 타이어로서,
    상기 적어도 하나의 벨트층은 적어도 하나의 복합 재료를 포함하는 적어도 하나의 제 1 신장 요소를 포함하는 코어를 포함하는 적어도 하나의 강화 코드를 포함하고, 상기 복합 재료는 폴리머 재료에 삽입된 복수의 신장된 섬유를 포함하고, 상기 코어는 적어도 하나의 단일 금속 와이어를 포함하는 적어도 하나의 제 2 신장 요소로 둘러싸인 타이어.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 강화 코드는 서로 평행하게 배열된 적어도 2개의 제 1 신장 요소를 포함하는 코어를 포함하는 타이어.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 강화 코드는 서로 평행하게 배열된 적어도 3개의 제 1 신장 요소를 포함하는 코어를 포함하는 타이어.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코어는 적어도 하나의 단일 금속 와이어를 포함하는 적어도 2개의 제 2 신장 요소로 둘러싸인 타이어.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코어는 적어도 하나의 단일 금속 와이어를 포함하는 적어도 4개의 제 2 신장 요소로 둘러싸인 타이어.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 신장 요소는 상기 코어 주위에, 같은 방향으로, 평행하게 감기는 타이어.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제 2 신장 요소는 하나의 단일 금속 와이어로 제조되는 타이어.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 신장 요소는 0.1mm 내지 1.0mm의 지름을 가진 타이어.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 신장 요소는 0.2mm 내지 0.6mm의 지름을 가진 타이어.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 신장 요소는 0.08mm 내지 1.0mm의 지름을 가진 타이어.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 신장 요소는 0.1mm 내지 0.6mm의 지름을 가진 타이어.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강화 코드는 0.3mm 내지 2.0mm의 지름을 가진 타이어.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 강화 코드는 0.5mm 내지 1.2mm의 지름을 가진 타이어.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 신장 요소는 2.5mm 내지 30mm의 스트랜딩 피치로 상기 코어 주위에 감긴 타이어.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2 신장 요소는 5mm 내지 20mm의 스트랜딩 피치로 상기 코어 주위에 감긴 타이어.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강화 코어는 베어 코드에 대해 측정한 0.8% 이상의 파단 신율을 갖는 타이어.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 강화 코어는 베어 코드에 대해 측정한 1.2% 내지 2.5%의 파단 신율을 갖는 타이어.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강화 코어는 베어 코드에 대해 측정한 8 tsu 이상의 강도를 갖는 타이어.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 강화 코어는 베어 코드에 대해 측정한 12 tsu 내지 25 tsu의 강도를 갖는 타이어.
  20. 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복합 재료는 23℃에서 표준 ASTM D790-03에 따라 측정된 10 GPa 이상의 굴곡탄성율을 갖는 타이어.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 복합 재료는 23℃에서 표준 ASTM D790-03에 따라 측정된 20 GPa 내지 200 GPa의 굴곡탄성율을 갖는 타이어.
  22. 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복합 재료는 23℃에서 표준 ASTM D3916-02에 따라 측정된 600 MPa 이상의 초인장강도를 갖는 타이어.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 복합 재료는 23℃에서 표준 ASTM D3916-02에 따라 측정된 1000 MPa 내지 2500 MPa의 초인장강도를 갖는 타이어.
  24. 제 1 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복합 재료는 23℃에서 표준 ASTM D3916-02에 따라 측정된 20 GPa 이상의 인장탄성율을 갖는 타이어.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 복합 재료는 23℃에서 표준 ASTM D3916-02에 따라 측정된 30 GPa 내지 200 GPa의 인장탄성율을 갖는 타이어.
  26. 제 1 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복합 재료는 표준 ASTM D792-00에 따라 측정된 3.0g/㎤ 이하의 비중을 갖는 타이어.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 복합 재료는 표준 ASTM D792-00에 따라 측정된 1.0g/㎤ 내지 2.5g/㎤의 비중을 갖는 타이어.
  28. 제 1 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리머 재료는 23℃에서 표준 ASTM D790-03에 따라 측정된 0.5 GPa 이상의 굴곡탄성율을 갖는 타이어.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 폴리머 재료는 23℃에서 표준 ASTM D790-03에 따라 측정된 2.0 GPa 내지 25 GPa의 굴곡탄성율을 갖는 타이어.
  30. 제 1 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리머 재료는 23℃에서 표준 ASTM D638-03에 따라 측정된 40 MPa 이상의 초인장강도를 갖는 타이어.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 폴리머 재료는 23℃에서 표준 ASTM D638-03에 따라 측정된 50 MPa 내지 200 MPa의 초인장강도를 갖는 타이어.
  32. 제 1 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리머 재료는 열가소성 수지, 열경화성 수지 또는 이의 혼합물로부터 선택되는 타이어.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 열가소성 수지는 폴리아마이드, 폴리에스터, 폴리에터 에터 케톤, 폴리카보네이트, 폴리아세탈 또는 이의 혼합물로부터 선택되는 타이어.
  34. 제 32 항에 있어서,
    상기 열경화성 수지는 비닐-에스터 수지, 에폭시 수지, 불포화 폴리에스터 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지, 폴리이미드 수지, 비스말레이미드 수지, 퓨란 수 지, 실리콘 수지, 에폭시 수지 또는 그 혼합물로부터 선택되는 타이어.
  35. 제 1 항 내지 제 34 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 신장된 섬유는 표준 ASTM D885-03에 따라 측정된 1500 MPa의 초인장강도를 갖는 타이어.
  36. 제 35 항에 있어서,
    상기 신장된 섬유는 표준 ASTM D885-03에 따라 측정된 1800 MPa 내지 4000 MPa의 초인장강도를 갖는 타이어.
  37. 제 1 항 내지 제 36 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 신장된 섬유는 표준 ASTM D885-03에 따라 측정된 50 GPa 이상의 인장탄성율을 갖는 타이어.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 신장된 섬유는 표준 ASTM D885-03에 따라 측정된 60 GPa 내지 250 GPa의 인장탄성율을 갖는 타이어.
  39. 제 1 항 내지 제 38 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 신장된 섬유는 유리 섬유, 방향족 폴리아마이드 섬유, 폴리바이닐 알콜 섬유, 탄소 섬유 또는 이의 혼합물로부터 선택되는 타이어.
  40. 제 1 항 내지 제 39 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 신장된 섬유는 복합 재료의 총 중량에 대해 30 중량% 내지 95 중량%의 양으로 복합 재료에 존재하는 타이어.
  41. 제 40 항에 있어서,
    상기 신장된 섬유는 복합 재료의 총 중량에 대해 50 중량% 내지 90 중량%의 양으로 복합 재료에 존재하는 타이어.
  42. 폴리머 재료에 삽입된 복수의 신장된 섬유를 포함하는 적어도 하나의 복합 재료를 포함하는 적어도 하나의 제 1 신장 요소를 포함하는 코어를 포함하는 강화 코드로서, 상기 코어는 적어도 하나의 단일 금속 와이어를 포함하는 적어도 하나의 제 2 신장 요소로 둘러싸이는 강화 코드.
  43. 제 42 항에 있어서,
    서로 평행하게 배열되는 적어도 2개의 제 1 신장 요소를 포함하는 코어를 포함하는 강화 코드.
  44. 제 42 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 강화 코드는 서로 평행하게 배열되는 적어도 3개의 신장 요소를 포함하는 코어를 포함하는 강화 코드.
  45. 제 42 항 내지 제 44 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코어는 적어도 하나의 단일 금속 와이어를 포함하는 적어도 2개의 제 2 신장 요소로 둘러싸이는 강화 코드.
  46. 제 42 항 내지 제 44 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 코어는 적어도 하나의 단일 금속 와이어를 포함하는 적어도 4개의 제 2 신장 요소로 둘러싸이는 강화 코드.
  47. 제 42 항 내지 제 46 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 신장 요소는 상기 코어 주위에 같은 방향으로 평행하게 감기는 강화 코드.
  48. 제 42 항 내지 제 47 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제 2 신장 요소는 하나의 단일 금속 와이어로 제조되는 강화 코드.
  49. 제 42 항 내지 제 48 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 신장 요소는 0.1mm 내지 1.0mm의 지름을 가진 강화 코드.
  50. 제 42 항 내지 제 49 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 신장 요소는 0.08mm 내지 1.0mm의 지름을 가진 강화 코드.
  51. 제 42 항 내지 제 50 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강화 코드는 0.3mm 내지 2.0mm의 지름을 가진 강화 코드.
  52. 제 42 항 내지 제 51 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 신장 요소는 2.5mm 내지 30mm의 스트랜딩 피치로 상기 코어 주위에 감긴 강화 코드.
  53. 제 42 항 내지 제 52 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강화 코어는 베어 코드에 대해 측정한 0.8% 이상의 파단 신율을 갖는 강화 코드.
  54. 제 42 항 내지 제 53 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강화 코어는 베어 코드에 대해 측정한 8 tsu 이상의 강도를 갖는 강화 코드.
  55. 제 42 항 내지 제 54 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복합 재료는 제 20 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 따라 정의되는 강화 코드.
  56. 제 42 항 내지 제 55 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 폴리머 재료는 제 28 항 내지 제 34 항 중 어느 한 항에 따라 정의되는 강화 코드.
  57. 제 42 항 내지 제 56 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 신장된 섬유는 제 35 항 내지 제 41 항 중 어느 한 항에 따라 정의되는 강화 코드.
  58. 제 42 항 내지 제 57 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 강화 코드를 포함하는 고무를 입힌 강화층.
  59. 제 42 항 내지 제 57 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 강화 코드, 및 금속으로 제조된 적어도 하나의 강화 코드를 포함하는 적어도 하나의 벨트층을 포함하는 벨트 구조체를 포함하는 타이어.
  60. 제 42 항 내지 제 57 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 강화 코드, 및 금속으로 제조된 적어도 하나의 강화 코드를 포함하는 적어도 하나의 벨트층을 포함하는 벨트 구조체를 포함하는 타이어.
  61. 제 42 항 내지 제 57 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 강화 코드, 및 폴리머 재료에 삽입된 복수의 신장된 섬유를 포함하는 복합 재료로 제조된 적어도 하나의 강화 신장 요소를 포함하는 적어도 하나의 벨트층을 포함하는 벨트 구조체를 포함하는 타이어.
  62. 금속으로 제조된 복수의 강화 코드를 포함하는 적어도 하나의 벨트층, 및 제 42 항 내지 제 57 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 강화 코드를 포함하는 적어도 하나의 벨트층을 포함하는 적어도 하나의 벨트층을 포함하는 벨트 구조체를 포함하는 타이어.
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