KR20110073981A - 캡플라이에 하이브리드 코드를 이용한 고성능 래디얼 타이어 - Google Patents

캡플라이에 하이브리드 코드를 이용한 고성능 래디얼 타이어 Download PDF

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KR20110073981A
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김철
안덕중
한석종
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주식회사 효성
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Abstract

본 발명은 0.65 이하의 편평률을 갖는 래디얼 공기 타이어에 있어서, 한 쌍의 평행한 비드코어와 상기 비드코어 주위에 감기는 하나 이상의 래디얼 카카스층과 그 카카스층 외주 측에 적층된 벨트층 및 상기 벨트층의 외주 측에 형성된 원주방향의 벨트 보강층을 포함하고, 상기 벨트 보강층은 아라미드와 폴리케톤 멀티필라멘트로 제조된 하이브리드 딥코드를 포함하며, 상기 하이브리드 딥코드는 (1) 15kg 이상의 강력, (2) 고무와의 접착력 10kg 이상, (3) 75% 이상의 내피로도, (4) 1000 내지 8000 데니어의 섬도, (5) 수축률 3% 미만인 것을 특징으로 한다.
하이브리드, 캡플라이, 아라미드, 폴리케톤, 내피로성, 접착력

Description

캡플라이에 하이브리드 코드를 이용한 고성능 래디얼 타이어{High Performance Radial Tire Using Hybrid Cord for Cap Ply}
최근 들어 도로 환경의 개선과 차량의 성능 향상에 따라 타이어의 성능은 계속적으로 개선되어져 왔으며, 특히 차량의 무게 증가, 한계속도의 상승에 따라 안전성이 더욱 중요한 타이어의 품질 요소로 인식되고 있다. 이러한 타이어 안전성 증가 요구 추세에 맞추어, 타이어의 안전 기준 또한 변화되고 있는 추세에 있으며, 타이어 업계에서도 타이어의 안전성을 부여하기 위한 방법에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
본 발명은 0.65 이하의 편평률을 갖는 래디얼 공기 타이어에 있어서, 한 쌍의 평행한 비드코어와 상기 비드코어 주위에 감기는 하나 이상의 래디얼 카카스층과 그 카카스층 외주 측에 적층된 벨트층 및 상기 벨트층의 외주 측에 형성된 원주방향의 벨트 보강층을 포함하고, 상기 벨트 보강층은 아라미드와 폴리케톤 멀티필라멘트로 제조된 하이브리드 딥코드를 포함하며, 상기 하이브리드 딥코드는 (1) 15kg 이상의 강력, (2) 고무와의 접착력 10kg 이상, (3) 75% 이상의 내피로도, (4) 1000 내지 8000 데니어의 섬도, (5) 수축률 3% 미만인 것을 특징으로 한다.
승용차용 타이어에 캡플라이를 부여하는 방법도 타이어의 안전성을 부여하는 방법의 하나로 널리 이용되어져 왔으며, 특히 최근에 들어서는 이러한 캡플라이를 가진 타이어가 일반화되어 널리 적용되고 있는 실정이다. 캡플라이란 타이어 트레드 및 부분과 벨트보강용 스틸코드 층 사이에 타이어의 원주 방향으로 끊김없이 연속적으로 감기게 되어 타이어의 형태안정성을 유지하는 역할을 하는 부품으로서, 특히 고온에서 열수축력을 보이는 물질을 이용하여 보강되는 것이 일반적이다. 차량이 주행하게 되는 경우, 타이어 코드의 축 방향으로 하중이 걸리게 되고, 이러한 하중에 의하여 타이어 코드가 축 방향으로 변형과 회복이 반복되며, 이러한 변형-회복에 있어서 변형시와 회복시의 인장-하중 곡선이 다른 곡선을 따라 일어나게 되는데, 여기서 인장 하중에 의한 변형과 하중이 제하여질 때의 회복곡선의 차에 의하여 타이어 코드 자체의 일손실이 발생하게 된다. 이러한 일 손실은 타이어와 타이어 코드의 온도 상승에 기여하게 되며, 또한 이러한 일 손실에 의하여 타이어는 회전하면서 에너지 손실을 가지게 되므로, 주행 중 에너지 손실이 발생하게 된다. 이러한 에너지 손실은 차량의 회전 저항을 가져오게 되어, 일반적으로 에너지 손실이 많은 특성을 가진 소재를 사용하는 경우, 타이어의 회전 저항 상승에 따른 차량의 연비 증가와 주행에 따른 타이어의 온도 상승을 가져오게 된다. 캡플라이 소재의 역할은 차량 주행에 의하여 타이어의 온도가 상승하는 경우, 캡플라이가 수축함으로써 타이어의 크기가 주행 중 커지는 것을 막는 것이다. 이러한 경우, 타이어의 크기가 커지지 않기 때문에 타이어 회전 관성의 증가를 막게 되어 결과적으로 에너지 소비의 감소와 함께 타이어의 발열을 억제함으로써 피로 수명의 증가와 내구성 의 증가를 타이어에 부여할 수 있다.
일반적으로 캡플라이 재료로 가장 널리 쓰이는 물질은 나일론 66으로서, 이는 나일론 66의 수축력이 높기 때문인 것으로 알려져 있다. 캡플라이가 보강되는 부분은 타이어에서 주행 중 온도가 가장 높은 부분으로 알려져 있는바, 열수축력 이외에도 내열성, 즉 열에 의한 물성 저하가 작은 특성을 가진 소재가 필요하며, 또한 그 외에도 열에 의한 접착력 저하가 작은 물질을 사용하여야만 한다. 이러한 특성을 가진 물질로 타이어 코드에 사용되고 있는 소재가 나이론 66이다. PET나 PEN 등의 기타 소재를 이용하여 캡플라이에 적용하기 위한 연구도 진행 중에 있으나, 이러한 소재들은 열에 약하고, 특히 열에 의한 접착력 저하가 크기 때문에 캡플라이에 적용되는 것에 한계가 있는 소재이다.
이외의 소재로 캡플라이에 사용되는 것은 아라미드 등이 있으나, 아라미드의 사용은 나일론 66을 사용하는 것과는 다른 특징을 지닌다. 아라미드 섬유는 방향족 폴리아미드 섬유로서, 벤젠 고리를 반복단위 안에 가지고 있는 폴리아미드 섬유이다. 고온에서도 안정된 물성을 나타내는 소재이며, 타이어 캡플라이에 적용하는 경우, 고온에서의 수축력 발현을 기대할 수는 없으나, 고온에서도 물성저하가 극히 적기 때문에 변형 자체가 억제되어 나일론 66 캡플라이를 적용한 결과와 유사한 작용을 하는 특징을 가지고 있다. 따라서 이러한 아라미드 섬유의 사용도 증가하고 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 승용차용 공기입 래디얼 타이어의 캡플라이(벨트 보강층)에 적용하기 위한 아라미드와 폴리케톤 멀티필라멘트로 제조된 하이브리드 딥코드 및 이를 이용한 래디얼 타이어를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 0.65 이하의 편평률을 갖는 래디얼 공기 타이어에 있어서, 한 쌍의 평행한 비드코어와 상기 비드코어 주위에 감기는 하나 이상의 래디얼 카카스층과 그 카카스층 외주 측에 적층된 벨트층 및 상기 벨트층의 외주 측에 형성된 원주방향의 벨트 보강층을 포함하고, 상기 벨트 보강층은 아라미드 및 폴리케톤 멀티필라멘트를 포함하는 하이브리드 딥코드로 이루어지며, 상기 하이브리드 딥코드는 (1) 15kg 이상의 강력, (2) 고무와의 접착력 10kg 이상, (3) 75% 이상의 내피로도, (4) 1000 내지 8000 데니어의 섬도, (5) 수축률 3% 미만의 물성을 가지는 것을 특징으로 하는 래디얼 공기입 타이어를 제공한다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 래디얼 공기입 타이어는 벨트 보강층이 1층 또는 2층으로 사용되는 것을 특징으로 하는 래디얼 공기입 타이어를 제공한다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 래디얼 공기입 타이어는 딥코드가 꼬임수 250 내지 500TPM인 것을 특징으로 하는 래디얼 공기입 타이어를 제공한 다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 아라미드 및 폴리케톤 멀티필라멘트로 제조되었으며, (1) 15kg 이상의 강력, (2) 고무와의 접착력 10kg 이상, (3) 75% 이상의 내피로도, (4) 1000 내지 8000 데니어의 섬도, (5) 수축률 3% 미만, (6) 5.5% 이하의 중간신도(%) + 건열수축률(%)의 물성을 갖는 것을 특징으로 하는 하이브리드 딥코드를 제공한다.
본 발명은 아라미드와 폴리케톤 멀티필라멘트로 제조된 하이브리드 딥코드를 적용함으로써 종래의 아라미드 섬유가 고무와의 접착력이 낮다는 단점을 극복할 수 있고, 또한 폴리케톤 멀티필라멘트가 상대적으로 강력이 낮은 단점을 보완할 수 있어, 이 사로부터 형성된 처리 코드는 접착력 및 강력이 우수하여 타이어 및 벨트 등의 고무제품의 보강재로서 또는 기타 산업적 용도로서 유용하게 사용될 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 승용차용 공기입 래디얼 타이어의 캡플라이(벨트 보강층)에 본 발명의 아라미드와 폴리케톤 멀티필라멘트로 제조된 하이브리드 딥코드를 적용함으로써 고무와의 접착력을 향상시킬 수 있고 타이어의 내구성, 승차감 및 조종안정성 등에 대해 만족할 만한 결과를 얻을 수 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 기술되었지만, 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
본 발명의 공기입 타이어는 아라미드 : 폴리케톤을 1 : 1 ~ 2 내지 1 ~ 2 : 1 의 비로 꼬임수(Twist Per Meter, TPM)가 200 내지 600인 복합섬유로 구성되고, 20 내지 40개의 코드 배열 밀도(End Per Inch, EPI)를 가진 것을 캡플라이 코드로 적용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 캡플라이 코드로 사용하는 아라미드 및 폴리케톤 멀티필라멘트의 섬도는 500 내지 2000 데니어(Denier)인 것을 사용할 수 있다.
본 발명에서는 상기 아라미드 및 폴리케톤 멀티 필라멘트사를 이용하여 하이브리드 코드를 제조하는데 있어서, 딥 코드 제조의 전단계로서 코드에 연을 부여하는 단계(연사공정)를 거치게 된다.
본 발명의 연사공정을 보다 상세히 설명하면, 상기 방법에 의해 제조된 아라미드 및 폴리케톤 멀티 필라멘트는 권취된 원사 각각 1본을 가연 및 합연이 동시 진행되는 다이렉트 연사기로써 연사하여 타이어코드용 '생코드(Raw Cord)'를 제조한다. 생코드는 타이어 코드용 아라미드 및 폴리케톤 원사에 하연(Ply Twist)을 가한 후에 상연(Cable Twist)을 가하며 합연함으로써 제조되며, 일반적으로 상연과 하연은 같은 연수 혹은 필요에 따라서 다른 연수를 가하게 된다.
본 발명에서 중요한 결과로는 아라미드 및 폴리케톤 멀티 필라멘트에 부여되는 꼬임의 수준(연수)에 따라 코드의 강신도, 중신, 내피로도 등의 물성이 변화되는 것이다. 일반적으로 꼬임이 높은 경우, 강력은 감소하며, 중신 및 절신은 증가하는 경향을 띠게 된다. 내피로도는 꼬임의 증가에 따라 향상되는 추세를 보이게 된다. 본 발명에서 제조한 아라미드 및 폴리케톤 타이어코드의 연수는 상/하연 동시에 250/250 TPM 내지 500/500 TPM으로 제조하였는데, 상연과 하연을 같은 수치로 부여하는 것은, 제조된 타이어 코드가 회전이나 꼬임 등을 나타내지 않고 일직선상을 유지하기 쉽도록 하여 물성 발현을 최대로 하기 위한 것이다. 이때 250/250 TPM 미만일 경우에는 생코드의 절신이 감소하여 내피로도가 저하하기 쉽고, 500/500 TPM 초과일 경우에는 강력 저하가 커서 타이어코드용으로 적절하지 않다.
제조된 '생코드 (Raw Cord)'는 제직기(weaving machine)를 사용하여 제직하고, 수득된 직물을 딥핑액에 침지한 후, 경화하여 '생코드'표면에 수지층이 부착된 타이어코드용 '딥 코드(Dip Cord)'를 제조한다.
본 발명의 딥핑 공정을 보다 상세히 설명하면, 딥핑은 섬유의 표면에 RFL (Resorcinol-Formaline-Latex)이라 불리는 수지층을 함침하여 줌으로써 달성되는데, 원래 고무와의 접착성이 떨어지는 타이어 코드용 섬유의 단점을 개선하기 위하여 실시된다.
본 발명에서 하이브리드 코드와 고무의 접착을 위한 접착액의 일 실시예로서 하기와 같은 방법을 이용하여 조제되어 사용되어질 수 있다. 하기에 기재된 예가 본 발명을 보다 명확하게 이해시키기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.
29.4wt% 레소시놀 45.6 중량부
순수 255.5 중량부
37% 포르말린 20 중량부
10wt% 수산화나트륨 3.8 중량부
상기액을 조제 후, 25℃에서 5시간 교반시키며 반응한 후, 다음의 성분을 추가한다.
40wt% VP-라텍스 300 중량부
순수 129 중량부
28% 암모니아수 23.8 중량부
상기 성분 첨가 후 25℃에서 20시간 숙성하여 고형분 농도 19.05%를 유지한다.
건조 후에 상기 접착액을 부여하게 되는데, 상기 접착액의 부착량을 조절하기 위하여 0 내지 3%의 스트레치를 가하는 것이 좋으며, 보다 바람직하게는 1 내지 2%의 스트레치를 가하는 것이 요구된다. 스트레치가 너무 높은 경우에는 접착액의 부착량(DPU)은 조절할 수 있으나 절신이 감소하는 결과를 보여 결과적인 내피로성의 감소를 가져오게 되며, 스트레치를 너무 낮추는 경우, 예를 들어 0% 미만으로 낮추는 경우에는 생코드 내부로 딥액이 침투하여 DPU를 조절하는 것이 불가능해진다.
접착제 부착량은 고형분 기준으로 섬유 무게에 대하여 2 내지 7%가 바람직하다. 접착액을 통과한 후는 120 내지 230℃에서 건조하게 된다. 이 때 180 내지 220초간 건조를 실시하며, 코드를 건조할 때, 역시 코드에 -2 내지 3% 정도의 스트레치(stretch)를 가한 상태에서 건조하는 것이 중요하다. 스트레치가 부족한 경우에는 코드의 중신 및 절신이 증가하여 타이어코드에 적용하기에는 부족한 물성을 가 지게 되며, 스트레치가 3%를 넘는 경우에는 중신수준은 적절하나 절신이 너무 낮은 값을 보이기 때문에 내피로성에 문제가 발생하게 된다.
건조 후에는 130 내지 250℃의 온도 범위에서 열처리를 행하게 된다. 열처리시 스트레치는 0 내지 2% 사이를 유지하며, 열처리 시간은 50 내지 90초가 적정하다. 50초 미만의 열처리를 하는 경우에는 접착액의 반응시간이 부족하여 접착력이 낮아지는 결과를 가져오게 되며, 90초 이상의 열처리를 하는 경우에는 접착액의 경도가 높아져서 코드의 내피로성이 감소하는 결과를 가져오게 된다.
본 발명은 2욕 딥핑기를 이용하여 딥핑을 행하는 경우에 대하여 주로 설명하고 있으나, 당업계에 통상적인 지식을 가진 자라면 1욕 딥핑기를 이용하여 동일한 조건에서 열처리를 하는 것도 가능할 것이다.
전술한 방법에 따라 제조된 하이브리드 딥코드는 (1) 고무와의 접착력이 10kg 이상, 바람직하게는 15 내지 30kg이고, (2) 섬도가 1000 내지 8000 데니어이며, (3) 절단하중이 10 내지 50kg의 범위인 바, 승용차용 타이어코드로서 유리하게 사용될 수 있다.
상기 제조된 하이브리드 딥코드를 캡플라이로 이용하여 본 발명에서는 승용차용 타이어를 제조한다.
도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 딥코드를 카카스로 사용하여 제조된 승용차용 타이어의 구조를 도식적으로 나타낸 것이다.
이하 도 1을 보다 자세히 하기와 같이 설명한다.
타이어(31)의 비드 영역(35)은 각각 비신장성인 환상의 비드코어(36)를 갖는다. 비드코어는 연속적으로 감겨진 단일의 또는 단일 필라멘트 강선으로 만들어지는 것이 바람직하다. 바람직한 실시예에 있어, 0.95 내지 1.00mm 직경의 고강도 강선이 4x4 구조를 형성하며, 4x5 구조를 형성하는 것도 가능하다.
본 발명의 특정 실시예에 있어, 비드 영역은 또한 비드필러(37)를 가지며, 상기 비드 필러의 경우, 일정 수준 이상의 경도를 가지는 것이 필요하며, 바람직하게는 쇼어 에이 경도 40(Shore A hardness 40) 이상인 것이 선호된다.
본 발명에 있어, 타이어(31)는 벨트 구조체(38)와 캡플라이(39)구조에 의하여 크라운 부가 보강된다. 벨트 구조체(38)는 두 개의 절단 벨트 플라이(40)를 포함하며 벨트 플라이의 벨트 코드(41)는 타이어의 원주 방향 중앙면에 대하여 약 20도의 각도로 배향된다. 벨트 플라이의 벨트 코드(41)는 원주 방향 중앙면과 대향하는 방향으로, 다른 벨트 플라이의 벨트 코드(42)의 방향과는 반대로 배치된다. 그러나 벨트 구조체(38)는 임의의 수의 플라이를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 16 내지 24°의 범위로 배치될 수 있다. 벨트 구조체(38)는 타이어(31)의 작동 중에 노면으로부터의 트레드(43)의 상승을 최소화하도록 측방향 강성을 제공하는 역할을 한다. 벨트 구조체(38)의 벨트 코드(41),(42)는 스틸코드로 제조되어 있으며, 2+2구조로 되어 있지만, 임의의 구조로 제작할 수 있다. 벨트 구조체(38)부의 상부에는 캡플라이(39)와 에지플라이(44)가 보강되어 있는데 캡플라이(39)내의 캡플라이 코드(45)는 타이어의 원주 방향에 평행하게 보강되어 타이어의 고속 회전에 따른 원주 방향의 크기 변화를 억제하는 작용을 하며, 고온에서의 열수축 응력이 크거나 고온 형태 안정성이 우수한 캡플라이 코드(45)를 이용한다. 상기 캡플라이 코드는 본 발명의 방법에 따라 제조된 아라미드 및 폴리케톤 멀티필라멘트로 제조된 하이브리드 딥코드를 사용한다. 1층의 캡플라이(39)와 1층의 에지플라이(41)를 사용할 수 있으나, 바람직하게는 1 내지 2층의 캡플라이와 역시 1 내지 2층의 에지플라이가 보강되는 것이 좋다.
이하, 구체적인 실시예 및 비교예를 가지고 본 발명의 구성 및 효과를 보다 상세히 설명하지만, 이들 실시예는 단지 본 발명을 보다 명확하게 이해시키기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 실시예 및 비교예에서 타이어코드 등의 특성은 하기와 같은 방법으로 그 물성을 평가하였다.
(a) 하이브리드 타이어 코드 강력(kgf) 및 중간신도(%)
인스트론사의 저속 신장형 인장시험기를 이용하여 시료장 250mm, 인장속도 300m/min로 측정한다. 이때 중간신도(Elongation at specific load)는 딥코드의 섬도에 따라 각각 다른 하중을 다음과 같이 부여하여 측정한다.
가. 1500(아라미드) 및 1500(폴리케톤)데니어/2합 하이브리드 딥코드, 하중 6.8kg
나. 1000(아라미드) 및 1000(폴리케톤)데니어/2합 하이브리드 딥코드, 하중 4.5kg
다. 1500(아라미드)데니어/2합 딥코드, 하중 6.8kg
라. 1500(폴리케톤)데니어/2합 딥코드, 하중 6.8kg
마. 840(나일론)데니어/2합 딥코드, 하중 4.5kg
(b) 건열수축률(%, Shrinkage)
25℃, 65 %RH에서 24시간 방치한 후, 20g의 정하중에서 측정한 길이(L0)와 150℃로 30분간 20g의 정하중에서 처리한 후의 길이(L1)의 비를 이용하여 건열수축률을 나타낸다.
S(%) = (L0 - L1) / L0 × 100
(c) 하이브리드 딥코드 E-S치
일정 하중 하에서의 신도를 본 발명에서는 중간신도(E)라 부르며, 'S'는 상기 (b)항의 건열수축률을 의미하는 것으로, 중간신도(E)와 건열수축률(S)의 합을 'E-S'라고 본 발명에서는 칭한다.
E-S = 중간신도(%) + 건열수축률(%)
(d) 내피로도
타이어 코드의 피로 시험에 통상적으로 사용되는 굳리치 디스크 피로 시험기(Goodrich Disc Fatigue Tester)를 이용하여 피로시험 후 잔여강력을 측정하여 내피로도를 비교하였다. 피로 시험 조건은 120℃, 2500RPM, 압축 12% 조건이었으 며, 피로 시험 후 테트라클로로에틸렌액에 24시간 침지하여 고무를 팽윤시킨 후 고무와 코드를 분리하여 건조하고 데시케이터에 24시간 방치 후 잔여강력을 측정하였다. 잔여 강력의 측정은 통상의 인장 강도 시험기를 이용하여 앞의 (a)방법에 따라 측정하였다.
(e) 접착력
하이브리드 딥코드의 고무에 대한 초기 접착력을 측정하기 위하여 H-테스트( H-test)를 실시하였다. H-테스트는 딥코드의 양단을 각각 9.5mm 고무 덩어리에 매설되도록 하고, 양단의 고무 덩어리 간 간격을 9mm로 유지하여 양쪽 고무를 잡아당김으로써 고무-코드 간의 분리가 발생하는 최대하중을 측정하여 접착력을 평가하는 방법이다. 또한, 접착력 평가 전에 160℃, 25kg/cm2의 압력으로 20분간 가황함으로써 고무에 충분한 강도를 부여하여 측정한다. 이외의 방법은 ASTM D4776-98에 따라 행하였다. 시험에 사용된 고무 조성물은 천연고무 100부, 산화아연 3.0부, 카본블랙 28.9부, 스테아린산 2.0부, 파인타르 7.0부, MBTS 1.25부, 황 3.0부, 디페닐 구아니딘 0.15부 및 페닐베타 나프틸아민 1.0부를 배합한 것이다.
[실시예 1]
타이어 보강용 코드를 제조하기 위하여 아라미드 및 폴리케톤 섬유를 각각 얻었다. 얻어진 아라미드 및 폴리케톤 섬유를 각각 1500데니어/2합으로 연사하였으 며, 연사 시 장력은 본당 200g 수준을 유지하였다. 연수는 360TPM이었으며, 상연/하연 동일 조건으로 연사하였다.
얻어진 하이브리드 생코드를 160℃에서 130초간 건조시킨 후, 하기의 방법으로 조제된 접착액에 통과시켜 접착액을 부여하였다. 건조 시 1.5%의 스트레치를 가하여 열수축에 의한 생코드의 불균일이 발생하지 않도록 조절하여 주었고, 249℃에서 1분간 열처리를 하였다.
29,4wt% 레소시놀 45.6 중량부
순수 255.5 중량부
37% 포르말린 20 중량부
10wt% 수산화나트륨 3.8 중량부
상기액을 조제 후, 25℃에서 5시간 교반시키며 반응한 후, 다음의 성분을 추가한다.
40wt% VP-라텍스 300 중량부
순수 129 중량부
28% 암모니아수 23.8 중량부
상기 성분 첨가 후 25℃에서 20시간 숙성하여 고형분 농도 19.05%를 유지한다.
접착액을 부여한 후, 160℃에서 2분간 건조시킨 후, 249℃에서 1분간 열처리를 하여 접착제 처리를 종료하였다. 이와 같이 제조된 딥 코드의 물성을 평가하여 표 1에 나타내었다.
[실시예 2]
아라미드 및 폴리케톤 섬유를 각각 1000데니어/2합으로 연사한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실험을 수행하여 생코드 및 처리 코드를 제조하였다.
[비교예 1]
아라미드 멀티 필라멘트를 1500데니어/2합으로 연사한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실험을 수행하여 생코드 및 처리 코드를 제조하였다. 이와 같이 제조된 딥 코드의 물성을 평가하여 표 1에 나타내었다.
[비교예 2]
폴리케톤 멀티 필라멘트를 1500데니어/2합으로 연사한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실험을 수행하여 생코드 및 처리 코드를 제조하였다. 이와 같이 제조된 딥 코드의 물성을 평가하여 표 1에 나타내었다.
[비교예 3]
나이론 66 멀티필라멘트를 840데니어/2합으로 연사한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실험을 수행하여 생코드 및 처리 코드를 제조하였다. 이와 같이 제조된 딥 코드의 물성을 평가하여 표 1에 나타내었다.
[표 1]
Figure 112009080184824-PAT00001
상기 표 1의 시험 결과로 볼 때, 유사한 섬도기준으로 대비해보면, 본 발명에 따른 하이브리드 딥코드의 경우(실시예 1)는 아라미드만 사용한 딥코드(비교예 1)에 비하여 접착력이 대폭 향상됨을 알 수 있고 내피로도 또한 우수하며, 또한 실시예 1의 딥코드가 폴리케톤 멀티필라멘트만 사용한 딥코드(비교예 2)보다 동일한 섬도 기준으로 내피로도가 매우 우수한 것을 알 수 있다.
[실시예 3]
본 발명의 실시예 1에 의해 제조된 하이브리드 딥코드를 캡플라이로 사용하여 제조된 래디얼 타이어는 반경 방향 외측 플라이 턴업을 갖는 카카스층을 가지며, 상기 카카스층은 1층을 포함되도록 설치하였다. 이때 카카스 코드의 사양은 다음의 표 2에 나타낸 바와 같이 하고, 타이어의 원주 방향 중간 면에 대하여 90도 각도로 배향하였다. 상기 플라이 턴업(34)은 타이어 최대 단면 높이에 대하여 40 내지 80%의 높이를 갖도록 하였다. 비드영역(35)은 0.95 내지 1.00mm 직경의 고강도 강선이 4×4로 형성된 비드코어(36)와 쇼어 에이 경도(shore A hardness) 40 이상의 경도의 비드필러(37)를 갖도록 하였다. 벨트 구조체(38)는 상부에 1층의 캡플라이(39)와 1층의 에지플라이(44)로 된 벨트 보강층에 의해 보강되며 캡플라이(39) 내의 캡플라이 코드가 타이어의 원주 방향에 대하여 평행하도록 배치하였다.
[실시예 4]
타이어 제작을 위한 코드 소재를 실시예 2에 의해 제조된 하이브리드 딥코드를 사용한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 타이어를 제조하였다.
[비교예 4]
타이어 제작을 위한 코드 소재를 비교예 1에 의해 제조된 아라미드 멀티 필라멘트를 1500데니어/2합으로 연사한 딥코드를 사용한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 타이어를 제조하였다.
[비교예 5]
타이어 제작을 위한 코드 소재를 비교예 2에서 제조된 폴리케톤 멀티필라멘트를 1500데니어/2합으로 연사한 딥코드를 사용한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 타이어를 제조하였다.
[비교예 6]
타이어 제작을 위한 코드 소재를 통상의 나일론 840데니어/2합으로 연사한 딥코드를 사용한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 타이어를 제조하였다.
[표 2]
Figure 112009080184824-PAT00002
상기 실시예 3 ~ 4 및 비교예 4 ~ 6에 따라 제조된 215/60 R15 V 타이어를 2000cc 등급의 승용차에 장착하고 60km/h 속도로 주행하면서 차량 내에서 발생하는 소음을 측정하여 가청 주파수 영역의 값을 노이즈(dB)로 나타내었으며, 조종 안정성 및 승차감은 숙련된 운전자가 테스트 코스를 주행하여 100점 만점에 5점의 단위로 평가하여 그 결과를 다음의 표 3에 나타내었다. 내구성은 FMVSS(Federal Motor Vehicle Safety Standard, 미국 연방 자동차 안전 기준)을 109의 P-메트릭 타이어 내구성 테스트(P-metric tire endurance test) 방법을 따라 측정온도 섭씨 38℃(±3℃), 타이어 표기 하중의 85, 90, 100% 조건으로, 주행 속도 80km/h로 하여 총 34시간 주행하여 트레드나 사이드월, 카카스 코드, 이너라이너, 비드 등 어느 부위에도 비드 분리, 코드 절단, 벨트 세퍼레이션 등의 흔적을 찾을 수 없는 경우에 합격(OK)으로 판정하였다.
[표 3]
Figure 112009080184824-PAT00003
상기 표 3의 시험 결과로 볼 때, 본 발명에 따른 타이어(실시예 3)는 캡플라이에 폴리케톤 멀티필라멘트만 사용한 비교예 4에 비하여 타이어의 무게가 줄어드는 것을 볼 수 있고, 또한 성능 면에서도 본 발명에 의해 제조된 하이브리드 딥코드를 캡플라이에 사용하는 경우에 승차감, 조종 안정성 및 소음 감소 면에 효과가 우수하였으며, 타이어의 유니포머티 또한 향상됨을 알 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 아라미드 및 폴리케톤 하이브리드 코드를 캡플라이 코드에 사용하여 제조된 승용차용 타이어의 구조를 도식적으로 나타낸 일예이다.
※ 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명
31 : 타이어 32 : 카카스층
33 : 카카스층 보강용 코드 34 : 플라이 턴업
35 : 비드영역 36 : 비드코어
37 : 비드필러 38 : 벨트 구조체
39 : 캡플라이 40 : 벨트플라이
41, 42 : 벨트코드 43 : 트래드
44 : 에지플라이 45 : 캡플라이 코드

Claims (4)

  1. 0.65 이하의 편평률을 갖는 래디얼 공기 타이어에 있어서, 한 쌍의 평행한 비드코어와 상기 비드코어 주위에 감기는 하나 이상의 래디얼 카카스층과 그 카카스층 외주 측에 적층된 벨트층 및 상기 벨트층의 외주 측에 형성된 원주방향의 벨트 보강층을 포함하고,
    상기 벨트 보강층은 아라미드 및 폴리케톤 멀티필라멘트를 포함하는 하이브리드 딥코드로 이루어지며, 상기 하이브리드 딥코드는 하기 물성을 가지는 것을 특징으로 하는 래디얼 공기입 타이어.
    (1) 15kg 이상의 강력, (2) 고무와의 접착력 10kg 이상, (3) 75% 이상의 내피로도, (4) 1000 내지 8000 데니어의 섬도, (5) 수축률 3% 미만
  2. 제1항에 있어서,
    상기 벨트 보강층이 1층 또는 2층으로 사용되는 것을 특징으로 하는 래디얼 공기입 타이어.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 딥코드는 꼬임수 250 내지 500TPM인 것을 특징으로 하는 래디얼 공기입 타이어.
  4. 아라미드 및 폴리케톤 멀티필라멘트로 제조된 하기 물성을 갖는 것을 특징으로 하는 하이브리드 딥코드.
    (1) 15kg 이상의 강력, (2) 고무와의 접착력 10kg 이상, (3) 75% 이상의 내피로도, (4) 1000 내지 8000 데니어의 섬도, (5) 수축률 3% 미만, (6) 5.5% 이하의 중간신도(%) + 건열수축률(%)
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