KR20110081315A

KR20110081315A - 비내력 내절단성 타이어 측벽 구성요소, 상기 구성요소를 포함하는 타이어, 및 그의 제조 방법

Info

Publication number: KR20110081315A
Application number: KR1020117012086A
Authority: KR
Inventors: 마크 앨런 라몬티아; 래리 존 프릭켓; 데리아 걸슨 온빌저; 월터 케빈 웨스트게이트; 주디스 앤 트위디
Original assignee: 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니; 더 굿이어 타이어 앤드 러버 캄파니
Priority date: 2008-10-30
Filing date: 2009-10-28
Publication date: 2011-07-13
Also published as: MX2011004476A; CN102202914A; CA2738239A1; WO2010051299A1; TW201020131A; EP2349744A1; BRPI0914517A2; JP2012507440A; US20100108231A1

Abstract

본 발명은 내절단성 타이어 측벽 구성요소(6)와 그러한 구성요소의 제조 방법, 및 그러한 구성요소를 포함하는 타이어(1)에 관한 것으로, 측벽 구성요소(6)는 텍스타일 천을 포함하는데, 여기서 상기 천의 단일 층은 천의 평면에서 다중-방향 내절단성을 제공하며, 천은 시스/코어 구조를 갖는 적어도 하나의 단사를 포함하며, 시스는 내절단성 중합체 스테이플 섬유를 포함하고 코어는 무기 섬유를 포함하며, 천은 내절단성 타이어 측벽 구성요소가 18 내지 65%의 자유 면적을 갖도록 고무에 대한 천의 개선된 부착성을 위한 코팅을 추가로 갖는다.

Description

비내력 내절단성 타이어 측벽 구성요소, 상기 구성요소를 포함하는 타이어, 및 그의 제조 방법{Non-Load Bearing Cut Resistant Tire Side-wall Component, Tire Containing Said Component, and Processes for Making Same}

본 발명은 타이어의 측벽에 사용하기 위한 비내력(non-load bearing) 내절단성 구성요소에 관한 것이다. 상기 구성요소는 개선된 내절단성을 위해 스테이플 섬유 시스(staple fiber sheath) 및 연속 무기 필라멘트의 코어를 갖는 얀(yarn)을 사용하여 제조된다.

타이어 내절단성은, 특히 타이어가 오프-더-로드(off-the-road) 용도로 설계될 때, 예를 들어 래디얼 경트럭 타이어 및 SUV용 타이어(RLT 타이어라고 불림)의 경우에, 중요한 속성이다. 특히, 타이어의 측벽은 다양한 위협물에 의해서 절단되거나 베일 수 있다.

코드(cord) 형태의 고강인성(high tenacity) 아라미드 필라멘트가 기계적 보강재로서 타이어의 측벽에 포함되어 왔으며, 타이어의 비드(bead)에 부착됨으로써 타이어의 측벽 내에서 내력 구조로서 작용한다. 일반적으로 이러한 아라미드 필라멘트는 강력한 기계적 특성을 제공하도록 연속 필라멘트의 형태로 존재해 왔다. 타이어의 내력 응용에 있어서 아라미드 연속 필라멘트를 포함한 다양한 연속 필라멘트와 금속 와이어 또는 다른 무기 연속 필라멘트의 조합의 사용을 개시하는 많은 참고문헌이 있다.

미국 특허 제6,691,757호는, 타이어의 각각의 측벽에 하나씩 각각 배치되는 2개의 측부-절단 실드(side-cut shield)를 가지며, 측부-절단 실드가 평행한 필라멘트들의 적어도 2겹의 어레이(array)를 포함하고 각각의 평행한 어레이가 인접 어레이에 대해 소정 각도로 배치되는 래디얼 타이어를 개시한다. 필라멘트 어레이 내의 필라멘트는 유기 또는 무기 재료, 예를 들어 강(steel), 폴리아미드, 방향족 폴리아미드, 또는 레이온일 수 있다. 이러한 유형의 보강재는, 한 겹의 재료 층이 다중-축방향(multi-axial) 절단 보호를 제공할 수 없기 때문에, 타이어 측벽에서 상당량의 재료를 필요로 한다.

국제특허출원 공개 WO 2007/048683호는 편직 천(knitted fabric)일 수 있는 타이어의 이축-탄성(bi-elastic) 보강재를 개시한다. 천은 합성 섬유, 천연 섬유 또는 이러한 섬유들의 혼합물로 구성될 수 있다. 탄성 편직 천은 편직 천이 충분히 압축될 수 있도록 공극률(void fraction)이 적어도 40%이다. 공극률은 임의의 전통적인 수단에 의해 측정되는 편직 천의 용적 질량(volumetric mass)과 압착된 재료의 용적 질량을 비교함으로써 계산된다. 이축-탄성 보강재의 사용은 균열의 전파에 대한 저항성을 개선시킨다.

이러한 참고자료들 중 어느 것도, 타이어의 개선된 내절단성이 주요한 속성이며 내력성이 주된 고려사항이 아닌, 내절단성 중합체 섬유와 무기 섬유의 조합을 포함하는 천을 타이어 측벽에 사용하는 것을 다루지 않는다.

타이어에 사용되는 천은 일반적으로 중량(heavy) 코드로부터 제조되어 왔는데, 천을 개시하는 참고문헌들은 타이어의 트레드(tread) 내 소정 층에서의 천의 위치설정 또는 펑크 저항성을 제공하도록 높은 표면 커버율(surface cover factor)을 갖는 천 또는 매우 "조밀한(tight)" 천의 사용에 의존한다.

예를 들어, 카주사(Kazusa) 등의 미국 특허 제4,649,979호는 복수의 카커스 플라이(carcass ply)와, 트레드 아래의 이들 플라이 중간의 브레이커 플라이(breaker ply)를 갖는 자전거 타이어를 개시한다. 브레이커 플라이는 고강도의 다양한 재료로 구성될 수 있으며 타이어의 절단 및 펑크를 개선한다. 브레이커는 보통 방향족 폴리아미드, 고강도 나일론, 폴리에스테르, 비닐론, 레이온 또는 유리섬유, 또는 금속 재료, 예를 들어 와이어 네트(wire net) 또는 복수의 강 와이어로 제조된 천으로부터 형성된다.

문헌[Research Disclosure 42159 (May 1999)]은 펑크를 감소시키거나 없애기 위하여 내침투성 직조 재료, 구체적으로는 조밀하게 직조되어진 p-배향된 방향족 폴리아미드 천을 타이어를 위한 슬리브로서 사용하는 것을 개시한다.

주(Zhu) 및 프릭켓(Prickett)의 미국 특허 제6,534,175호 및 프릭켓의 미국 특허 제6,952,915호는 보호 의류에 사용되는 편안한 내절단성 천을 개시한다. 그러한 천은 사람 피부의 보호를 본질적으로 제공하도록 설계되며, 금속 섬유가 없는 내절단성 섬유를 포함하는 스트랜드(strand)와 합사된, 내절단성 스테이플 섬유의 시스와 금속 섬유 코어를 갖는 스트랜드를 포함하는 적어도 하나의 내절단성 얀으로부터 제조된다. 그러나, 스테이플 섬유의 약한 특성 때문에, 타이어 구성요소에서는 허용가능하지 않은 것으로 생각되어 왔다. 연속 필라멘트사가 스테이플 방적사로 대체되는 경우에 얀의 강인성이 감소되어서, 전형적인 응용에서는 스테이플사 질량 및 그러한 스테이플사로부터 제조된 임의의 천의 평량이 그러한 큰 얀, 코드, 또는 천의 응용을 실현불가능하게 하는 정도로 증가되어야 할 것이다. 또한, 사람의 피부를 보호하도록 설계된 그러한 천이 타이어 제조 동안에 고무 화합물의 적절한 침투를 허용하는 적절한 개방 영역(open area)을 갖는지가 확실치 않다.

따라서, 필요한 것은 하나의 재료 층을 갖는 측벽에서 다중-방향 절단 보호를 제공하며 내력 구조인 재료에 의존하지 않는, 타이어에, 특히 측벽 영역에서 개선된 절단 보호를 제공하는 방법이다.

본 발명은 내절단성 타이어 측벽 구성요소, 및 그러한 구성요소를 포함하는 타이어에 관한 것으로, 측벽 구성요소는 텍스타일 천(textile fabric)을 포함하는데, 여기서 상기 천의 단일 층은 천의 평면에서 다중-방향 내절단성을 제공하며, 천은 시스/코어 구조를 갖는 적어도 하나의 단사(single yarn)를 포함하며, 시스는 내절단성 중합체 스테이플 섬유를 포함하고 코어는 무기 섬유를 포함하며, 천은 내절단성 타이어 측벽 구성요소가 18 내지 65%의 자유 면적(free area)을 갖도록 고무에 대한 천의 개선된 부착성을 위한 코팅을 추가로 갖는다.

본 발명은 또한

a) 시스/코어 구조 - 시스는 내절단성 중합체 스테이플 섬유를 포함하고 코어는 무기 섬유를 포함함 - 를 갖는 적어도 하나의 단사를 제공하는 단계;

b) 얀을 자유 면적이 18 내지 65%인 천으로 편직 또는 직조하는 단계; 및

c) 타이어 측벽 구성요소의 자유 면적을 18 내지 65%의 범위로 유지하면서, 고무에 대한 천의 개선된 부착성을 위해 천에 코팅을 적용하는 단계를 포함하는, 내절단성 타이어 측벽 구성요소의 제조 방법에 관한 것이다.

<도 1 내지 도 4>
도 1 내지 도 4는 타이어 내의 내절단성 타이어 측벽 구성요소의 다양한 실시형태를 도시하는 도면.
<도 5 및 도 6>
도 5 및 도 6은 내절단성 타이어 측벽 구성요소에 유용한 천의 디지털 이미지.
<도 7>
도 7은 내절단성 타이어 측벽 구성요소에 사용되는 천의 일부 바람직한 실시형태를 도시하는 도면.
<도 8>
도 8은 내절단성 중합체 스테이플 섬유의 시스와 코어 무기 필라멘트를 포함하는 하나의 단사를 나타내는 도면.
<도 9>
도 9는 2개의 단사를 포함하는 합연사(ply-twisted yarn)를 나타내는 도면.

타이어 측벽 구성요소

본 발명은 시스/코어 구조 - 시스는 내절단성 중합체 스테이플 섬유를 포함하고 코어는 무기 섬유를 포함함 - 를 갖는 적어도 하나의 단사를 포함하는 텍스타일(textile) 천을 포함하는 내절단성 타이어 측벽 구성요소에 관한 것이다. "타이어 측벽 구성요소"는 타이어의 측벽, 즉 타이어의 비드와 트레드 사이의 영역에 사용될 수 있는 재료를 의미한다. 일반적으로 이것은 타이어 측벽 내로 삽입되지만 비드에 부착되지 않는 고무 재료가 함침된 텍스타일 천의 스트립; 또는 타이어의 한 쪽의 하나의 비드로부터 타이어의 크라운(crown)을 가로질러 타이어의 다른 쪽의 비드까지 위치되지만 어느 쪽의 비드에도 부착되지 않는 고무 함침된 텍스타일 천의 보호 외피(envelope)이다. "비드"는 플라이 코드에 의해 감싸지고 플리퍼(flipper), 치퍼(chipper), 에이펙스(apex), 토우 가드(toe guard) 및 채퍼(chafer)와 같은 다른 보강 요소를 갖거나 이들 없이 바퀴의 림에 꼭 맞도록 형상화된 환형 인장 부재를 포함하는 타이어의 부분을 의미한다. "트레드"는 타이어가 통상 상태로 팽창되고 통상의 하중 하에 있을 때 도로와 접촉하게 되는 타이어의 부분을 의미한다. "크라운"은 타이어 트레드의 폭 한도 내의 타이어의 부분을 의미한다. "카커스"는 플라이들 위의 벨트 구조물, 트레드, 언더트레드(undertread), 및 측벽 고무 이외의 그러나 비드를 포함하는 타이어 구조물을 의미한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 타이어(1)는 전형적으로 2개의 비드(2), 2개의 측벽(3), 크라운 영역(4), 및 크라운 영역의 외부 표면을 형성하는 트레드 영역(5)을 갖는다. 비드(2)까지 뻗어있지만 이를 감싸지는 않는 내절단성 타이어 측벽 구성요소(6)의 일 실시형태가 도시되어 있다. 도 2는 어느 한 쪽의 비드로부터 일반적으로 타이어의 어느 한쪽의 크라운의 에지까지 타이어의 전체 측벽을 둘러싸는 내절단성 타이어 측벽 구성요소(7)를 갖는 타이어의 다른 실시형태를 도시한다. 도 3은 다수의 내절단성 타이어 측벽 구성요소(8)의 또 다른 실시형태를 도시하는데, 이들 구성요소는 중첩하는 것으로 도시되어 있으나 측벽에서 서로 맞닿는 것으로 나타날 수 있다. 도 4는 타이어의 한 쪽의 하나의 비드로부터 타이어의 크라운 영역을 가로질러 타이어의 다른 쪽의 다른 비드까지 연장하지만 이들 비드 둘레를 감싸지는 않는 보호 외피(9) 형태의 내절단성 타이어 측벽 구성요소의 또 다른 실시형태를 도시한다. 도면에 도시된 타이어 카커스, 트레드, 비드 등의 특정 형상은 예시를 위한 것이고 한정하고자 하는 것은 아니며, 예를 들어 타이어는 더 높거나 또는 더 낮은 프로파일(profile)을 가질 수 있다.

본 발명은 비내력성인 내절단성 타이어 측벽 구성요소에 관한 것이다. 타이어의 팽창된 카커스는 도로 표면 상의 자동차의 중량을 지지하여야만 한다. 내력 구성요소는 팽창된 타이어에서 측방향 하중을 유지하면서 타이어의 비드 상의 하중을 트레드로 효율적이고 기계적으로 전달한다. 그러한 내력 구성요소는 타이어의 비드에 부착됨으로써, 즉 타이어의 제조 동안에 비드 둘레에 감싸여져서 비드에 고정됨으로써 하중의 그러한 효율적인 기계적 전달을 제공한다. 예를 들어, 도 4에서, 내력 카커스 플라이(12)의 각각의 단부는 측벽에서 타이어의 어느 한 쪽의 각자의 타이어 비드(2)의 둘레를 감싸서 내력 구조를 형성한다. "비내력"은 타이어 측벽 구성요소가 비드에 부착되지 않고, 즉 통상적인 래디얼 플라이 또는 다른 카커스 구성요소처럼 제조 동안에 비드 둘레에 감싸여지지 않고, 따라서 내절단성 타이어 측벽 구성요소가 팽창된 타이어에서 비드 상의 하중을 트레드로 효율적으로 전달하지 않거나 측방향 하중을 유지하지 않음을 의미한다. 이러한 내절단성 타이어 구성요소는 내력성이 아니기 때문에, 단일 천 층 또는 플라이를 사용하여 진보된 절단 보호를 제공하도록 효율적으로 설계될 수 있다.

내절단성 측벽 구성요소에 의해 덮인 타이어 측벽의 영역의 양은 원하는 대로 변화될 수 있는데, 구성요소는 측벽의 전체 영역 또는 영역의 일부분을 덮을 수 있다. 다수의 측벽 구성요소가 타이어의 측벽에 이용될 수 있고, 원하는 대로 중첩되거나 중첩되지 않을 수 있지만, 바람직한 실시형태에서, 내절단성 타이어 측벽 구성요소는 단지 천의 단일 층 또는 플라이만을 사용한다. 실제로, 타이어 측벽 구성요소는 천의 평면에서 또는 천의 단일 층 또는 플라이를 갖는 타이어 측벽에서 다중-방향 내절단성을 제공함으로써, 타이어에 필요한 내절단성 측벽 구성요소의 개수를 감소시킨다.

측벽 구성요소는 타이어의 제조 동안에 타이어의 측벽 내에 넣어지며 타이어 고무가 함침된다. 일반적으로, 타이어의 양 측벽들은 내절단성 측벽 구성요소를 포함할 것이다. 원한다면, 하나의 측벽 구성요소 단편(piece)이 사용되어 양 측벽들을 덮을 수 있다. 예를 들어, 하나의 측벽 구성요소 단편이 제1 비드 영역으로부터 트레드 영역의 제1 에지로 연장하는 제1 측벽 영역에 포함될 수 있으며, 이때 상기 단편은 트레드 영역을 가로질러 트레드 영역의 제2 에지로 연장하고 추가로 제2 대향 측벽 영역을 가로질러 제2 비드 영역으로 연장하도록 형상화된다. 이러한 방식으로, 측벽 구성요소는 타이어에서 하나의 비드로부터 다른 대향 비드까지 포함되는 카커스 플라이와 다소 유사하지만, 측벽 구성요소는 비드 둘레에 감싸여져 비드에 고정되는 것은 아니어서 이러한 유형의 플라이에 의해서는 효율적인 내력이 달성되지 않는다.

내절단성 천

바람직한 일 실시형태에서, 타이어 측벽 구성요소에 사용되는 텍스타일 천은 편직 천이다. "편직"은 경편물(warp knit)(예를 들어, 트리코(tricot), 밀라니즈(milanese) 또는 라셸(raschel)) 및 위편물(weft knit)(예를 들어, 환편물 또는 평편물)과 같은, 니들 또는 와이어에 의해 하나 이상의 얀의 일련의 루프들을 인터로킹(interlocking)함으로써 생산할 수 있는 구조물을 포함하고자 하는 것이다. 편물 구조는 타이어의 제조 동안에 천 내의 얀에 증가된 이동성(mobility)을 제공하여 개선된 천 유연성 및 팽창을 허용하는 것으로 생각된다. 내절단성 및 유연성은 편물의 조밀성(tightness)에 의해 영향을 받으며, 그 조밀성은 임의의 특정한 필요성을 충족시키도록 조절될 수 있다. 내절단성과 유연성의 매우 효과적인 조합이 예를 들어 싱글 저지(single jersey) 편물에서 나타났지만, 테리(terry), 리브(rib), 또는 기타 편물을 포함한 다른 편물이 사용될 수 있다. 다른 실시형태에서, 타이어 측벽 구성요소에 사용되는 텍스타일 천은 직조 천이다. "직조"는 직조함으로써, 즉 적어도 2개의 얀을 전형적으로 직각으로 인터레이싱(interlacing) 또는 인터위빙(interweaving)함으로써 제조된 임의의 천을 포함하고자 하는 것이다. 일반적으로, 그러한 천은 경사(warp yarn)로 불리는 일 세트의 얀을 위사(weft yarn) 또는 씨실(fill yarn)로 불리는 다른 세트의 얀과 인터레이싱함으로써 제조된다. 직조 천은 평직(plain weave), 크로우풋직(crowfoot weave), 바스켓직(basket weave), 수자직(satin weave), 능직(twill weave), 불균형직(unbalanced weave) 등과 같이 본질적으로 임의로 직조될 수 있다. 평직이 가장 통상적이다.

내절단성 천은 하나 또는 다수의 단사, 하나 또는 다수의 합연사, 및/또는 이들의 조합으로부터 제조될 수 있다. 단사의 특징적인 꼬임 불안정성(twist liveliness)이 편직 천의 천 뒤틀림을 야기하지 않는다면, 단사가 제조 비용을 감소시키는 데 바람직하다. 합연사는 꼬임 균형을 이루어 얀 불안정성을 제거하며 단사가 잘 작용하지 않을 응용에 사용된다.

일 실시형태에서, 텍스타일 천 및 측벽 구성요소는 자유 면적(free area)이 18 내지 65%이다. "자유 면적"은 천의 개방성(openness)의 척도이며 천 평면 중 얀에 의해 덮이지 않은 영역의 양이다. 이는 천의 조밀성의 시각적 측정치이며, 천의 15.24 × 15.24 ㎝ (6 인치 × 6 인치) 정사각형 샘플을 통과한 광 테이블로부터의 광의 전자적 이미지를 촬영하고 측정된 광의 강도를 백색 픽셀의 강도와 비교함으로써 결정된다. 일부 바람직한 실시형태에서, 천 및 측벽 구성요소는 자유 면적이 25 내지 65%, 일부 실시형태에서는 30 내지 65%인 반면, 일부 바람직한 실시형태에서는 천 및 타이어 측벽 구성요소의 자유 면적이 40 내지 65%이다. 천의 이러한 개방성은 타이어 고무가 측벽 구성요소를 완전히 함침하기에 적절한 공간을 제공한다. 도 5 및 도 6은 55% 및 40% 자유 면적을 각각 갖는 하나의 유용한 편직 천(10) 및 직조 천(11)의 디지털 이미지이다.

일부 실시형태에서, 텍스타일 천은 직조되며, 하나의 방향, 예를 들어 위사 또는 씨실 방향의 인치당 스레드(thread)의 개수가 경사 방향의 스레드의 개수보다 큰 불균형직을 갖는다. 일부 바람직한 실시형태에서, 천은 하나의 방향으로는 16 내지 28 스레드/데시미터 (4 내지 7 스레드/인치)를 가지는 반면, 다른 방향으로는 천은 28 내지 67 스레드/데시미터 (7 내지 17 스레드/인치)를 갖는다. 다른 실시형태에서, 천은 하나의 방향으로는 16 내지 63 스레드/데시미터 (4 내지 12 스레드/인치)를 가지며 다른 방향으로는 28 내지 67 스레드/데시미터 (7 내지 17 스레드/인치)를 갖는다. 마찬가지로, 일부 바람직한 실시형태에서, 텍스타일 천은 편직되며 웨일(wale)의 개수가 코스(course)의 개수와 동일하지 않다. 일부 특히 바람직한 실시형태에서, 웨일의 개수는 코스의 개수보다 작아, 매우 개방된 편직 구조를 생성한다. 일부 바람직한 실시형태에서, 편직 천은 16 내지 28 웨일/데시미터 (4 내지 7 웨일/인치) 및 28 내지 67 코스/데시미터 (7 내지 17 코스/인치)를 갖는다. 다른 실시형태에서, 편직 천은 16 내지 63 웨일/데시미터 (4 내지 12 웨일/인치) 및 28 내지 67 코스/데시미터 (7 내지 17 코스/인치)를 갖는다.

도 7은 내절단성 타이어 측벽 구성요소의 일부 실시형태의 특성을 도시한다. 삼각형 차트는 제1 축에서 0 내지 610 그램/제곱미터 (18 온스/제곱야드)의 텍스타일 천의 평량을, 제2 축에서 0 내지 5000 데니어(0 내지 5600 dtex)의 얀의 선밀도를, 그리고 제3 축에서 0 내지 100%의 자유 면적을 갖는다. 일부 실시형태에서, 텍스타일 천은 평량이 64 내지 475 g/㎡ (1.9 내지 14 oz/yd²), 바람직하게는 64 내지 373 g/㎡ (1.9 내지 11 oz/yd²), 그리고 가장 바람직하게는 119 내지 373 g/㎡ (3.5 내지 11 oz/yd²)이며, 평량 범위의 상한에 있는 천은 더 큰 절단 보호를 제공한다. 일부 실시형태에서, 천 내의 얀은 선밀도가 400 내지 4000 데니어(440 내지 4400 dtex), 바람직하게는 1200 내지 3400 데니어(1300 내지 3800 dtex), 그리고 가장 바람직하게는 1200 내지 3000 데니어(1300 내지 3300 dtex)이다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 얀의 선밀도의 이들 범위는 천에서 단위로서 사용되는 엔드(end) 또는 스레드의 총 선밀도를 말하며, 이때 엔드 또는 스레드는 하나 이상의 단사, 편직기에 함께 공급되는 하나 이상의 단사 또는 합사(plied yarn), 하나 이상의 합사, 및/또는 이들 얀의 조합 중 어느 하나이다.

도 7은 영역 A-D-G-E가 바람직한 천 특성의 실시형태인 일부 바람직한 천 구조를 도시한다. 바람직한 자유 면적 작용 범위를 나타내는 대안적인 실시형태는 25% 자유 면적에 대해 선 A-D, 30% 자유 면적에 대해 A'-D', 40% 자유 면적에 대해 A"-D"에 의해 나타내어진다. 특성들의 하나의 바람직한 조합은 문자 B-F-G-D에 의해 나타내어진 영역이며, 이는 1200 내지 3400 데니어(1300 내지 3800 dtex) 얀으로부터 제조된, 자유 면적이 25 내지 65%이고 평량이 64 내지 373 g/㎡ (1.9 내지 11 온스/제곱야드)인 텍스타일 천을 기술할 것이다. 특성들의 다른 바람직한 조합은 문자 B-C-H에 의해 나타내어진 영역으로, 이는 1200 내지 3000 데니어(1300 내지 3300 dtex) 얀, 25 내지 60%의 자유 공간, 및 119 내지 373 g/㎡ (3.5 내지 11 온스/제곱야드)의 평량을 나타낸다. 다른 바람직한 조합은 A-D, B-D, 또는 B-C 경계를 상이한 자유 면적 경계를 나타내는 적절한 A'-D' 또는 A"-D" 선 (또는 마찬가지로 B'-D" 또는 B"-D" 또는 B'-C' 또는 B"-C")으로 대체하여 생성될 수 있다.

65% 초과의 자유 면적이 텍스타일 천에 존재하는 경우, 단순히 절단을 지연시키는 데 이용될 수 있는 천이 충분하지 않기 때문에 재료의 내절단성이 나빠지는 것으로 여겨진다. 18% 미만의 자유 면적이 존재하는 경우, 천을 통한 적절한 고무 침투가 얻어지지 않아, 타이어 제조 및 작동 문제를 야기할 것으로 여겨진다. 3400 데니어(3800 dtex) 초과의 선밀도 또는 475 g/㎡ (14 온스/제곱야드) 초과의 평량을 갖는 얀이 사용되는 경우, 천이 너무 부피가 커서 타이어 측벽 구성요소로서 사실상 유용하지 않게 되는 반면, 선밀도가 400 데니어(440 dtex) 미만인 얀 또는 평량이 64 g/㎡ (1.9 온스/제곱 야드) 미만인 천이 사용되는 경우, 내절단성이 상당히 감소될 것으로 여겨진다.

코팅

자유 면적이 18 내지 65%인 텍스타일 천은 고무에 대한 천의 양호한 부착성을 위해 추가로 코팅을 갖는다. 코팅이 텍스타일 천에 적용된 후에, 생성되는 코팅된 천은 18 내지 65%의 자유 면적을 유지하며 내절단성 측벽 구성요소를 형성한다. 코팅이 없는 천에서와 같이, 일부 바람직한 실시형태에서, 코팅 후의 천은 자유 면적이 25 내지 65%, 일부 실시형태에서 30 내지 65%인 반면, 일부 바람직한 실시형태에서 코팅 후의 천은 자유 면적이 40 내지 65%이다. 바람직한 실시형태에서, 코팅은 에폭시 수지 서브코트(subcoat) 및 레소르시놀-포름알데히드 톱코트(topcoat)를 포함한다.

코팅은 고무 매트릭스에 대한 천의 부착성을 증가시키도록 설계된 중합체 재료이다. 일반적으로, 코팅은 디핑된(dipped) 타이어 코드를 위해 사용될 수 있는 것과 동일하다. 코팅은 에폭시, 아이소시아네이트, 및 다양한 레소르시놀-포름알데히드 라텍스 혼합물로부터 선택될 수 있다.

시스/코어 단사

텍스타일 천은 시스/코어 구조를 갖는 적어도 하나의 단사를 포함하며, 시스는 유기 내절단성 스테이플 섬유이고 코어는 적어도 하나의 무기 필라멘트이다. "얀"은 함께 방적되거나 꼬여서 연속 스트랜드를 형성하는 스테이플 섬유들의 집합을 의미한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 얀은 일반적으로, 직조 및 편직과 같은 작업에 적합한 텍스타일 재료의 가장 단순한 스트랜드인 단사로서 당업계에 공지된 것을 지칭한다. 방적 스테이플사는 스테이플 섬유들로부터 어느 정도의 꼬임에 의해 형성될 수 있으며, 연속 멀티필라멘트사는 꼬임에 의해 또는 꼬임 없이 형성될 수 있다. 단사에 꼬임이 존재하는 경우, 이는 모두 동일한 방향이다.

그러한 얀의 일 실시형태가 도 8에 얀(20)으로서 도시되어 있다. 유기 내절단성 스테이플 섬유 시스(21)가 무기 필라멘트 코어(22) 둘레에 감싸여지거나, 방적되거나 또는 다발로 묶여질 수 있다. 이들은 코어-스펀 방적, 예를 들어 DREF 방적과 같은 수단, 또는 링 방적을 사용한 무기 재료의 코어 삽입의 임의의 방법; 표준 무라타(Murata) 또는 무라타 볼텍스(Vortex) 제트형 방적에 의한 에어-제트 방적; 오픈-엔드(open-end) 방적 등에 의해서 달성될 수 있다. 바람직하게는 스테이플 섬유는 코어를 덮기에 충분한 밀도로 무기 필라멘트 코어 둘레에 압밀된다. 커버리지(coverage)의 정도는 얀을 방적하는 데 사용된 방법에 따라 좌우되는데, 예를 들어 DREF 방적(예를 들어, 미국 특허 제4,107,909호, 제4,249,368호 및 제4,327,545호에 개시됨)과 같은 코어-스펀 방적이 다른 방적 방법보다 더 양호한 커버리지를 제공한다. 다른 방적 방법은 일반적으로 코어의 단지 부분적인 커버리지를 제공할 수 있으나, 부분적인 커버리지도 본 발명의 목적을 위한 시스/코어 구조로 간주된다. 시스는 또한 다른 재료의 일부 섬유들을 그러한 다른 재료로 인한 감소된 내절단성이 용인될 수 있는 정도로 포함할 수 있다.

대안적으로, 단사는 하나 이상의 코어 얀이 적어도 하나의 다른 얀에 의해서 나선형으로 감싸져 있는 감싸진 얀(wrapped yarn)일 수 있다. 이들 얀은 코어 얀을 다른 얀으로 완전히 또는 부분적으로 감싸도록 사용될 수 있다. 빽빽하게 나선형으로 감싸거나 또는 다중으로 감싸는 것은 사실상 전체 코어 얀을 덮을 수 있다.

무기 필라멘트 코어 및 유기 내절단성 스테이플 섬유 시스를 갖는 단사는 일반적으로 20 내지 70 중량%가 무기물이며 총 선밀도가 400 내지 2800 dtex이다. 일부 실시형태에서, 시스 대 코어의 재료 비는, 중량 기준으로, 바람직하게는 75/25 내지 40/60이다.

일부 실시형태에서, 바람직하게는 본 발명에 사용되는 유기 내절단성 스테이플 섬유는 길이가 바람직하게는 2 내지 20 센티미터, 바람직하게는 3.5 내지 6 센티미터이다. 일부 바람직한 실시형태에서, 유기 내절단성 스테이플 섬유는 직경이 10 내지 35 마이크로미터이고 선밀도가 0.5 내지 7 dtex이다.

일부 바람직한 실시형태에서, 유기 내절단성 스테이플 섬유는 절단 지수(cut index)가 적어도 0.8이며 바람직하게는 절단 지수가 1.2 이상이다. 가장 바람직한 스테이플 섬유는 절단 지수가 1.4 이상이다. 절단 지수는 시험할 섬유 100%로부터 475 그램/제곱미터 (14 온스/제곱야드) 천을 직조 또는 편직하고 나서 ASTM F1790-97로 측정한 절단 성능(그램 단위로 측정됨, 절단 보호 성능(Cut Protection Performance, CPP)으로도 알려짐)을 절단되는 천의 면적 밀도(areal density)(제곱미터당 그램 단위)로 나눈 것이다. 예를 들어, 폴리(p-페닐렌 테레프탈아미드)의 섬유는 CPP가 1050 g이고 절단 지수가 2.2 g/g/㎡이고; 초고분자량 폴리에틸렌의 섬유는 CPP가 900 g이고 절단 지수가 1.9 g/g/㎡이고; 나일론 및 폴리에스테르 섬유는 CPP가 650 g이고 절단 지수가 1.4 g/g/㎡이다.

합연사

원한다면, 텍스타일 천 중의 얀은 합연사의 형태로 존재할 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이 "합연사" 및 "합사"라는 어구는 서로 교환가능하게 사용되며, 둘 이상의 얀, 즉 단사가 함께 꼬이거나 합사된 것을 말한다. 단사(스테이플사에 사용되는 경우, 단사("singles" yarn)로서 또한 일반적으로 알려져 있음)들을 함께 꼬아서 합연사를 제조하는 것은 당업계에 잘 알려져 있다. 각각의 단사는, 예를 들어 스테이플 섬유들을 수집하여 당업계에서 방적 스테이플사로서 알려진 것으로 방적한 것일 수 있다. "적어도 2개의 개별 단사를 함께 꼬는"이라는 어구는 하나의 얀이 다른 얀을 완전히 덮지 않으면서 2개의 단사를 함께 꼬는 것을 의미한다. 이는 제1 단사가 제2 단사 둘레에 완전히 감싸여져서 생성된 얀의 표면이 단지 제1 단사만을 노출시키는 덮혀지거나 감싸여진 얀과 합연사를 구별시킨다. 도 9는 단사(20, 23)로부터 제조된 합연사(24)를 도시한다. 도 8은 합연사에 사용되는 단사(20)를 나타내며, 단사는 내절단성 스테이플 섬유의 시스(21)와 무기 섬유 코어(22)를 갖는 시스/코어 구조를 갖는다. 도면은 필라멘트의 크기, 특히 많은 경우에 전체 단사보다 상당히 더 작은 무기 섬유 코어의 크기를 제한하고자 하는 것이 아니다. 단사는 명료함의 목적을 위해 도면에 도시되지 않은 추가적인 꼬임을 가질 수 있다. 일부 실시형태에서, 합연사는 적어도 2개의 상이한 단사를 포함한다. 합연사는, 합연사 또는 그러한 합연사로부터 제조된 천의 기능 또는 성능이 원하는 용도를 위해 나빠지지 않는 한, 다른 재료를 포함할 수 있다.

합연사는 2단계 공정 또는 조합된 공정을 사용하여 단사로부터 제조될 수 있다. 2단계 공정의 제1 단계에서, 2개 이상의 단사가 합연없이 서로 평행하게 조합되고 패키지 상에 권취된다. 다음 단계에서, 2개 이상의 조합된 얀이 이어서 단사들의 리버스 꼬임(reverse twist)에 의해 서로의 둘레에 (또는 함께) 링 꼬임(ring twist)되어 합연사를 형성한다. 합연사는 통상적으로 "Z" 꼬임을 갖는다(단사는 통상적으로 "S" 꼬임을 갖는다). 대안적으로, 이들 단계 둘 모두를 하나의 작업으로 조합한 조합된 공정이 채용되어 단사들을 합연할 수 있다.

합연은 단사들을 14.4. 내지 33.6, 바람직하게는 19.2 내지 31.2의 텍스 시스템 꼬임 계수(Tex system twist multiplier) (1.5 내지 3.5, 바람직하게는 2.0 내지 3.25의 면번수 꼬임 계수(cotton count twist multiplier)에 대응함)를 갖는 합연사로 꼬아서 달성된다. 꼬임 계수는 당업계에 잘 알려져 있으며, 얀 번수의 제곱근에 대한 인치당 권선수의 비이다. 이어서, 원하는 천의 요건에 따라, 합연사가 다른 동일한 또는 상이한 합연사, 또는 다른 필라멘트 또는 얀과 조합되어 코드를 형성하거나, 또는 얀 번들을 형성하여 천을 형성할 수 있거나, 또는 개별 합연사가 사용되어 천을 형성할 수 있다.

일부 실시형태에서, 하나 이상의 합연사는 코드를 제조하기 위한 또는 내절단성 천을 직조 또는 편직하기 위한 얀의 번들로 조합된다. 무기 필라멘트를 함유하지 않는 스테이플 섬유로부터 제조된 다른 단사를 합연사에 또는 얀의 번들에 부가함으로써 천의 특성이 변화될 수 있다. 바람직하게는, 이들 단사는 유기 내절단성 섬유를 함유한다. 그러한 단사는 일반적으로 선밀도가 400 내지 2800 dtex이다.

바람직한 일 실시형태에서, 2개의 동일한 스테이플 섬유 시스/무기 코어 단사들이 함께 합연되어 합연사를 형성한다. 응용 및 단사의 크기에 따라, 합연사는 그대로 사용되거나 다른 합연사와 조합될 수 있다. 예를 들어, 단사의 코어로서 2개의 0.152 ㎜ (6 밀(mil)) 강 엔드를 사용한 단일의 중량 합연사가 다른 얀과의 추가적인 조합없이 사용될 수 있다. 대안적으로, 2개의 경량 합연사들이 함께 조합되어 번들(총 4개의 단사를 가짐)을 형성하고, 번들은 합연사들을 함께 추가로 꼬면서 또는 꼬지 않고 편직기에 공급될 수 있다. 대안적으로, 어떠한 무기 필라멘트도 갖지 않는 섬유, 바람직하게는 내절단성 스테이플 섬유의 2개의 단사로부터 제조된 합연사와 조합된 2개의 스테이플 섬유 시스/무기 코어 단사로부터 제조된 합연사를 포함하는 얀 번들이 제조될 수 있다. 이들 대안은 제한하고자 하는 것이 아니며, 2개 초과의 합연사가 얀 번들에 사용될 수 있다. 얀 번들에서 요구되는 합연사의 개수 및 요구되는 절단 보호의 양에 따라 많은 조합이 가능하다.

단사는, 무기 필라멘트를 포함하든 포함하지 않든, 약간의 꼬임을 가질 수 있다. 합연사는 또한 약간의 꼬임을 가질 수 있으며, 합연사의 꼬임은 일반적으로 단사의 꼬임과 반대이다. 임의의 단사에서, 꼬임은 일반적으로 19.1 내지 38.2 텍스 시스템 꼬임 계수(2 내지 4 면번수 꼬임 계수)의 범위이다. 하나 또는 다수의 단사 또는 합연사를 공급하여 편직 천이 제조될 수 있으며, 기계에 공급되는 얀 번들은 꼬임을 가질 필요가 없지만, 원한다면 번들에 꼬임이 주어질 수 있다.

많은 실시형태에서, 강을 함유하는 바람직한 내절단성 단사는 0.076 내지 0.152 ㎜ (3 내지 6 밀) 강 코어를 가지며 시스/코어 중량비가 약 50/50인 단사인 것으로 여겨진다. 예를 들어, 0.125 ㎜ (5 밀) 강은 약 850의 데니어(935 dtex)를 가지며, 50/50 비는 최종 단사가 약 1700 데니어(1900 dtex)를 가질 것임을 의미한다. 이러한 예시적인 단사의 2개의 엔드들을 합사하는 것은 약 3.1/2 s cc (3800 dtex)인 최종 합연사를 생성할 것이다.

많은 실시형태에서, 유리섬유를 함유하는 바람직한 내절단성 단사는 400 내지 800 데니어(440 내지 890 dtex) 유리섬유 코어를 가지며 시스/코어 중량비가 약 50/50인 단사인 것으로 여겨진다. 예를 들어, 50/50 비에서 600 데니어(680 dtex) 유리섬유는 최종 단사가 약 1200 데니어(1300 dtex)일 것임을 의미할 것이다. 이러한 예시적인 단사의 2개의 엔드들을 합사하는 것은 약 4.3/2 s cc (2700 dtex)인 최종 합연사를 생성할 것이다.

내절단성 섬유

바람직한 내절단성 스테이플 섬유는 파라-아라미드 섬유이다. 파라-아라미드 섬유는 파라-아라미드 중합체로부터 제조된 섬유를 의미하며, 폴리(p-페닐렌 테레프탈아미드)(PPD-T)가 바람직한 파라-아라미드 중합체이다. PPD-T는 p-페닐렌 다이아민 및 테레프탈로일 클로라이드의 몰-대-몰(mole-for-mole) 중합에서 생성되는 단일중합체와, 또한, p-페닐렌 다이아민을 포함하는 소량의 기타 다이아민의 그리고 테레프탈로일 클로라이드를 포함하는 소량의 기타 이산 클로라이드(diacid chloride)의 혼입에서 생성되는 공중합체를 의미한다. 대개, 기타 다이아민 및 기타 이산 클로라이드는, 기타 다이아민 및 이산 클로라이드가 중합 반응을 방해하는 반응성 기를 전혀 갖고 있지 않기만 한다면, p-페닐렌 다이아민 또는 테레프탈로일 클로라이드의 최대 약 10 몰%만큼 많은 또는 아마도 약간 더 많은 양으로 사용될 수 있다. 또한, PPD-T는, 기타 방향족 다이아민 및 방향족 이산 클로라이드가 파라-아라미드의 특성에 악영향을 미치지 않는 양으로 존재하기만 한다면, 기타 방향족 다이아민 및 기타 방향족 이산 클로라이드, 예를 들어 2,6-나프탈로일 클로라이드 또는 클로로- 또는 다이클로로테레프탈로일 클로라이드의 혼입에서 생기는 공중합체를 의미한다.

첨가제가 섬유에서 파라-아라미드와 함께 사용될 수 있으며, 최대 10 중량%만큼 많은 기타 중합체 재료가 아라미드와 블렌딩될 수 있거나, 또는 아라미드의 다이아민 대신에 10%만큼의 기타 다이아민 또는 아라미드의 이산 클로라이드 대신에 10%만큼의 기타 이산 클로라이드를 갖는 공중합체가 사용될 수 있음이 밝혀졌다.

p-아라미드 섬유는 일반적으로 p-아라미드의 용액을 모세관을 통하여 응고욕(coagulating bath) 내로 압출함으로써 방사된다. 폴리(p-페닐렌 테레프탈아미드)의 경우, 상기 용액을 위한 용매는 일반적으로 진한 황산이며, 압출은 일반적으로 공기 갭(air gap)을 통하여 저온의 수성 응고욕 내로 이루어진다. 그러한 공정은 일반적으로 미국 특허 제3,063,966호; 제3,767,756호; 제3,869,429호, 및 제3,869,430호에 개시되어 있다. p-아라미드 섬유는 이. 아이. 듀폰 디 네모아 앤드 컴퍼니(E. I. du Pont de Nemours and Company)로부터 입수가능한 케블라(Kevlar)(등록상표) 섬유로서, 그리고 테이진, 리미티드(Teijin, Ltd.)로부터 입수가능한 트와론(Twaron)(등록상표) 섬유로서 구매가능하다.

본 발명에 유용한 다른 바람직한 내절단성 섬유는 일반적으로 미국 특허 제4,457,985호에서 논의된 바와 같이 제조되는 초고분자량 또는 연장된 사슬 폴리에틸렌 섬유이다. 그러한 섬유는 토요보(Toyobo)로부터 입수가능한 상표명 다이니마(Dyneema)(등록상표)로, 그리고 허니웰(Honeywell)로부터 입수가능한 스펙트라(Spectra)(등록상표)로 구매가능하다. 다른 바람직한 내절단성 섬유는 코폴리(p-페닐렌/3,4'-다이페닐 에테르 테레프탈아미드)에 기초한 아라미드 섬유, 예를 들어 테이진, 리미티드로부터 입수가능한 테크노라(Technora)(등록상표)로 알려진 것이다. 폴리벤즈옥사졸로부터 제조되는 섬유, 예를 들어, 토요보로부터 입수가능한 자일론(Zylon)(등록상표); 이방성 용융 폴리에스테르, 예를 들어 셀라네즈(Celanese)로부터 입수가능한 벡트란(Vectran)(등록상표); 폴리아미드; 폴리에스테르; 및 바람직한 내절단성 섬유와 덜 내절단성인 섬유의 블렌드는 덜 바람직하나 더 큰 중량에서는 여전히 유용하다.

다른 내절단성 섬유에는 지방족 폴리아미드 섬유, 예를 들어 나일론 중합체 또는 공중합체를 함유하는 섬유가 포함된다. 나일론은 중합체 사슬의 구성 부분(integral part)으로서 반복 아미드기(-NH-CO-)를 갖는 장쇄 합성 폴리아미드이며, 폴리헥사메틸렌다이아민 아디프아미드인 나일론 66 및 폴리카프로락탐인 나일론 6이 포함된다. 다른 나일론은 11-아미노-운데칸산으로부터 제조된 나일론 11과, 헥사메틸렌다이아민 및 세바식산의 축합 생성물로부터 제조된 나일론 610을 포함할 수 있다.

다른 내절단성 섬유에는 폴리에스테르 섬유, 예를 들어 2가 알코올과 테레프탈산의 에스테르 적어도 85 중량%로 구성되는 중합체 또는 공중합체를 함유하는 섬유가 포함된다. 상기 중합체는 에틸렌 글리콜 및 테레프탈산 또는 그 유도체의 반응에 의해 생성될 수 있다. 일부 실시형태에서, 바람직한 폴리에스테르는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)이다. PET는 다이에틸렌 글리콜, 사이클로헥산다이메탄올, 폴리(에틸렌 글리콜), 글루타르산, 아젤라산, 세바식산, 아이소프탈산 등을 포함하는 다양한 공단량체를 포함할 수 있다. 이들 공단량체에 더하여, 트라이메식산, 파이로멜리트산, 트라이메틸올프로판 및 트라이메틸올로에탄, 및 펜타에리트리톨과 같은 분지제(branching agent)가 사용될 수 있다. PET는 공지된 중합 기술에 의해 테레프탈산 또는 그의 저급 알킬 에스테르(예를 들어, 다이메틸 테레프탈레이트) 및 에틸렌 글리콜 또는 이들의 블렌드 또는 혼합물로부터 얻어질 수 있다. 다른 잠재적으로 유용한 폴리에스테르는 폴리에틸렌 나프탈레이트 (PEN)이다. PEN은 공지된 중합 기술에 의해 2,6-나프탈렌 다이카르복실산 및 에틸렌 글리콜로부터 얻어질 수 있다.

코어

일부 실시형태에서, 무기 필라멘트 코어는 단일 필라멘트일 수 있으며; 일부 실시형태에서 무기 필라멘트 코어는 멀티필라멘트일 수 있다. 일부 바람직한 실시형태에서, 특정 상황에 필요하거나 요구되는 대로, 무기 필라멘트 코어는 바람직하게는 단일 금속 필라멘트 또는 수 개의 금속 또는 유리 필라멘트이다.

"금속 필라멘트"는 연성 금속, 예를 들어 스테인레스강, 구리, 알루미늄, 청동 등으로부터 제조되는 필라멘트 또는 와이어를 의미한다. 원한다면 이들 금속 필라멘트는 고무에서의 부착성을 개선하도록 코팅될 수 있다. 일례는 황동으로 코팅된 강 필라멘트이다. 금속 필라멘트는 일반적으로 연속 와이어이다. 일부 실시형태에서, 유용한 금속 필라멘트는 직경이 50 내지 200 마이크로미터이고, 바람직하게는 직경이 75 내지 150 마이크로미터이다. 편의를 위해, 코어 크기 변환표는 강 직경과 대응하는 선밀도 사이의 관계를 열거한다.

"유리 필라멘트"는 실리카-기재 제형들로부터 형성된 연속 멀티필라멘트사를 의미한다. 이들 제형은 E-유리, S-유리, C-유리, D-유리, A-유리 등을 포함한다. 일부 실시형태에서, 유용한 유리 필라멘트는 직경이 1 내지 25 마이크로미터이고, 바람직하게는 직경이 3 내지 15 마이크로미터이다. 일부 실시형태에서, 유용한 멀티필라멘트사는 선밀도가 110 내지 2800 dtex이다.

타이어

본 발명은 또한 비내력 내절단성 타이어 측벽 구성요소를 포함하는 타이어; 특히, 트레드 영역, 트레드 영역의 제1 에지로부터 제1 비드 영역으로 연장하는 제1 측벽 영역, 및 트레드 영역의 제2 에지로부터 제2 비드 영역으로 연장하는 제2 측벽 영역을 갖는 타이어에 관한 것으로, 타이어는 제1 측벽 내에 위치된 천의 평면에서 다중-방향 내절단성을 제공하는 텍스타일 천의 단일 층의 형태로 본 명세서에 기술된 바와 같은 내절단성 타이어 측벽 구성요소를 포함하며, 천은 어느 쪽 비드의 둘레에도 감싸여지지 않는다. 일부 실시형태에서, 천은 타이어를 위한 보호 외피를 형성하며, 제1 측벽 영역에 위치된 천은 제1 비드 영역으로부터 트레드 영역의 제1 에지로, 트레드 영역을 가로질러 트레드 영역의 제2 에지로, 그리고 제2 측벽 영역을 가로질러 제2 비드 영역으로 연장하나, 어느 쪽 비드의 둘레에도 감싸여지지 않는다.

원한다면, 타이어의 제조 동안에 내절단성 타이어 측벽 구성요소가 타이어에 포함될 수 있는 다수의 시점이 있다고 이해된다. 예를 들어, 내절단성 타이어 측벽 구성요소를 갖는 래디얼 타이어가 하기 방식으로 제조될 수 있다. 타이어 조립은 적어도 2단계로 수행된다. 제1 단계 형성은 평평한 붕괴가능한 강 형성 드럼 상에서 행해진다. 튜브리스 라이너(tubeless liner)가 적용된 다음, 바디 플라이(body ply)가 드럼의 에지에서 하방으로 절곡된다. 강 비드를 적용하고 라이너/플라이가 상방으로 절곡된다. 경화되지 않은 코팅된 직조 천 또는 편직 천의 1개 층을 포함하는 내절단성 타이어 측벽 구성요소의 보호 외피가 요구되는 경우, 보호 외피는 이 시점에 본질적으로 연속적인 표면의 형태로 하나의 비드로부터 다른 비드까지 타이어에 포함되나, 어느 쪽 비드의 둘레에도 감싸여지지 않는다. 한편, 내절단성 타이어 측벽 구성요소가 비드로부터 크라운으로 또는 비드로부터 측벽의 일부분으로 연장하는 삽입물(insert)로서만 부가되는 것이 요구되는 경우, 경화되지 않은 코팅된 직조 천 또는 편직 천의 1개 층이 적당한 치수로 절단되어 이 시점에 부가된다. 채퍼 및 측벽은 압출기에서 조합되고; 이들은 조립체로서 함께 적용된다. 드럼이 붕괴되고, 타이어는 제2 단계를 위한 준비가 된다.

제2 단계 형성은 강 링 상에 장착된 팽창가능한 블래더(inflatable bladder) 상에서 행해진다. 제1 단계 그린 커버(green cover)가 링 위에 끼워지고 블래더가 이를 벨트 가이드 조립체까지 팽창시킨다. 코드들이 작은 각도로 교차하는 강 벨트들이 적용된다. 이어서, 트레드 고무가 적용된다. 트레드 조립체가 롤링되어 이를 벨트에 압밀하고, 그린 커버가 기계로부터 분리된다. 원한다면, 다수의 조립 지점을 따라 각각의 구성요소가 개별적으로 적용되는 상태로 타이어 형성 공정이 자동화될 수 있다.

구성요소의 제조 방법

본 발명은 또한:

얀은 편직 천 또는 직조 천으로 형성될 수 있으나, 바람직한 실시형태에서, 천은 편직된다. 편직 천은 상이한 게이지(gauge) 범위의 편직기들에서 제조될 수 있다. 매우 다양한 플랫-베드(flat-bed) 및 원형 편직기가 채용될 수 있다. 예를 들어, 쉐이마 세이키(Sheima Seiki) 편직기가 사용되어 편직 천을 제조할 수 있다. 원한다면, 다수의 엔드 또는 얀이 편직기로 공급될 수 있는데, 즉 얀의 번들 또는 합연사의 번들이 편직기로 함께 공급되어 천으로 편직될 수 있다. 일부 실시형태에서, 섬유의 친밀한 블렌드를 갖는 하나 이상의 방적 스테이플사와 함께 하나 이상의 다른 스테이플사 또는 연속 필라멘트사를 함께 공급함으로써 천에 기능성을 부가하는 것이 바람직하다. 편물의 조밀성은 임의의 특정 요구를 충족시키도록 조절될 수 있다. 매우 효과적인 내절단성이, 예를 들어 싱글 저지 편물 및 교직(interwoven) 편물, 메시(mesh) 편물 및 테리 편물 패턴에서 나타났다.

일반적으로 천이 어느 정도의 장력 하에 있으면서 코팅이 천에 적용된 다음, 추가 처리를 위해 건조된다. 많은 경우, 1회 초과의 코팅 적용이 필요하게 된다. 고함량의 아라미드 섬유를 갖는 천에 사용되는, 천에 코팅을 적용하기 위한 하나의 바람직한 방법은 2단계 코팅 방법이다. 제1 단계에서, 에폭시드 또는 블로킹된(blocked) 아이소시아네이트와 에폭시드의 혼합물의 프라이머 또는 서브코트가 천에 적용된 다음에 건조되고; 이어서, 레소르시놀-포름알데히드 라텍스(RFL)를 천에 적용한 후 추가로 건조하는 제2 단계가 뒤따른다. 원한다면, RFL 코팅은 또한 카본 블랙을 함유할 수 있다.

코팅은 일반적으로 디핑(dipping)에 의해 천에 적용된다. 바람직하게는 코팅은 천의 얀들 사이의 개방 영역을 인지가능하게 폐쇄함이 없이 얀들을 실질적으로 또는 완전히 코팅한다. 다시 말하면, 천에 적용된 코팅은 천과 타이어 고무 사이에 적절한 부착성을 제공하기에 실질적으로 충분하지만, 타이어의 제조 동안에 그러한 동일한 타이어 고무의 침투에 대해 천을 폐쇄하지는 않는다. 천에 대한 로딩(loading) 및 코팅 점도를 조절함으로써 천의 자유 면적이 유지될 수 있으며, 바람직한 실시형태에서, 이는 코팅이 건조될 때 자유 면적이 인지가능하게 또는 실질적으로 변화되지 않도록 달성된다. 즉, 코팅되지 않은 천의 자유 면적과 건조되거나 경화된 코팅을 갖는 천의 자유 면적의 차이는 25% 미만이며, 가장 바람직하게는 15% 미만이다. 코팅된 천이 타이어의 제조에 사용되는 경우, 코팅은 건조 후에 일반적으로 경화된다.

시험 방법

내절단성. 타이어 응용을 위해 사용되는 재료의 내절단성을 측정하는 표준화된 방법은 없다. 가장 근접한 표준 방법은 ASTM 1790-04, "보호 의류에 사용되는 재료의 내절단성을 측정하기 위한 표준 시험 방법(Standard Test Method for Measuring Cut Resistance of Materials Used in Protective Clothing)"이다. 이러한 방법의 한계는 내부 타이어 압력으로 인한 측벽 장력과 관련된 경계 조건을 시뮬레이션할 수 없다는 것이었다. 타이어 라미네이트(laminate)를 시험하기 위한 새로운 방법을 개발하기 위하여, ASTM 1790-04를 시험 및 분석 프로토콜의 개발을 위한 기초로서 사용하였다. 이러한 시험에서, 샘플을 특정 하중까지 신장시키고, 다음으로 샘플을 플라스틱 맨드릴(mandrel)을 사용하여 절삭 에지에 대고 가압하고, 마지막으로 샘플이 절단될 때까지 또는 블레이드(blade)가 88.9 ㎜ (3.50 인치) 이동할 때까지, 특정 힘이 실린 절삭 에지를 샘플을 가로질러 1회 끌어당긴다. 절삭 에지는 95.25 ㎜ (3.75 인치) 길이의 날카로운 에지를 갖는 스테인레스강 나이프 블레이드이다. 각각의 시험을 위해 새로운 절삭 에지를 사용한다. 샘플은 6.35 ㎜ × 127 ㎜ (0.25 인치 × 5.00 인치)인, 고무와 코드 복합재의 직사각형 조각이다. 맨드릴은 경질 플라스틱으로 제조되며, 표면에 2개의 홈이 절삭되어 있다. 수평 홈은 샘플이 절삭 에지와 함께 움직이는 것을 방지하는 한편, 수직 홈은 절삭 에지가 샘플을 관통하게 한다. 샘플의 장력을 감시함으로써 관통 절단을 기록한다. 장력이 0으로 떨어질 때, 샘플은 절단되었다. 장력 하에서 샘플이 받는 하중의 정도는 샘플 구조에 따라 달라진다. 적절한 하중을 결정하기 위하여, 5개의 6.35 ㎜ × 127 ㎜ (0.25 인치 × 5.00 인치) 샘플을 잡아당기고 하중 대 변형(strain) 곡선을 기록한다. 샘플을 2.5% 신장시키기 위한 평균 하중을 기록하고 이러한 하중을 절단 시험에서 샘플에 장력을 가하는 데 사용한다. 타이어의 비내력 부재에 대해서는, 일정 변형 경계 조건이 일정 하중 조건보다 더 적절한 것으로 생각되었다.

시험을 5개의 상이한 맨드릴 하중에서 최소 5회 반복한다. 이들 데이터를 사용해 맨드릴 하중을 가로축으로 하고 블레이드가 이동하여 샘플을 절단한 거리를 세로축으로 하여 그래프를 그린다. 이는 맨드릴 하중의 함수로서의 절단 거리의 그래프를 생성한다. 다양한 복합 구조물 관련 절단 성능을 비교하기 위하여, 주어진 맨드릴 하중에서의 절단 거리를 함께 평균한다. 이어서, 평균 데이터를 통해 멱함수를 피팅(fitting)한다. 곡선은 대안적인 구조에 대한 유사한 곡선에 대하여 플로팅(plotting)될 수 있다. 유사한 절단 거리를 생성하기 위해 더 큰 맨드릴 하중을 필요로 하는 재료가 내절단성이 더 큰 것으로 간주된다. 재료들을 2.54 ㎝ (1") 절단 길이에서의 값에 대해 비교한다.

자유 면적 결정. 측정될 재료의 15.2 ㎝ × 15.2 ㎝ (6 인치 × 6 인치) 정방형 샘플을 강도가 3550 lux (330 피트 촉광)인 광 테이블 상에 평평하게 놓는다. 필요하다면, 6.35 ㎜ (1/4 인치) 강 바아 스톡(steel bar stock)의 30.5 ㎝ (12 인치) 길이 단편 몇 개를 사용해 샘플의 에지를 눌러 고정하여 휘어지고 주름지는 것을 방지한다. 광 테이블에 의해 후방 조명된 샘플의 이미지를 돌출된 알루미늄 프레임 상에서 테이블 위에 매달린 24 ㎜ 렌즈를 갖는 6.5 메가픽셀 디지털 SLR 카메라를 사용하여 포착한다. 자유 면적의 측정을 완료하기 위하여, 포착된 이미지를 처리 및 분석을 위해 어도브 포토샵(ADOBE PhotoShop)(등록상표)으로 옮긴다.

일단 포토샵(등록상표)에서는 이미지>모드-그레이스케일 기능을 사용하여 컬러 이미지를 그레이스케일 이미지로 변환시킨다. 다음으로 이미지>조절>스레숄드(Threshold) 기능을 사용하여 이미지를 높은 콘트라스트의 흑백 이미지로 변환시킨다. 128의 스레숄드 설정을 선택한다(0=흑색이고 255=백색). 스레숄드보다 더 밝은 모든 픽셀이 백색으로 변환되고; 더 어두운 모든 픽셀은 흑색으로 변환된다. 높은 콘트라스트의 이미지를 추가로 분석하기 위하여, 샘플의 대표 영역을 선택할 필요가 있다. 이렇게 하기 위하여, 직사각형 마키(marquee) 도구를 사용하여 샘플의 대표 부분을 하일라이팅한다. 하일라이팅된 영역을 이미지>잘라내기(Crop)를 사용하여 잘라낸다. 마지막으로, 히스토그램 도구를 사용하여 이미지의 평균 강도를 측정한다. 이미지를 고강도의 흑백 이미지로 변환하였기 때문에, 샘플의 개방 영역은 픽셀 강도가 255이고 천 커버리지를 갖는 영역은 강도가 0이다. 샘플의 자유 면적의 측정치는 평균 픽셀 강도를 백색 픽셀의 강도(255)로 나눔으로써 얻어진다.

꼬임 계수는 얀 번수의 제곱근에 대한 인치당 권선수의 비이다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 면번수 꼬임 계수는 인치당 권선수를 면번수의 제곱근으로 나눈 것이며, 텍스 시스템 꼬임 계수는 인치당 권선수를 텍스 단위의 얀의 선밀도의 제곱근과 곱한 것이다.

실시예 1

내절단성 아라미드 섬유 및 1 엔드의 스테인레스강 모노필라멘트를 포함하는 시스/코어 단사를 제조하였다. 아라미드 섬유는 이. 아이. 듀폰 디 네모아 앤드 컴퍼니에 의해 머지(Merge) 1F1208 타입 970 로얄 블루(Royal Blue) 생산자 착색 스테이플로서 상표명 케블라(등록상표) 섬유로 판매되는 폴리(p-페닐렌 테레프탈아미드) 섬유였다. 이들 섬유는 절단 길이가 약 3.8 센티미터이고 선밀도가 필라멘트당 1.6 dtex이다. 50 마이크로미터 직경(대략 2 밀) 내지 150 마이크로미터 직경(대략 6 밀) 304L 스테인레스강 범위의 4개의 강 모노필라멘트를 사용하였다. 모든 모노필라멘트 강 샘플은 베카에르트 코포레이션(Bekaert Corporation)에 의해 제조되었다. 50 마이크로미터 직경 강은 상표명 베키녹스(Bekinox)(등록상표) VN 50/1로 판매된다. 75 마이크로미터 직경 강은 베키녹스(등록상표) VN 75/1로 판매된다. 100 마이크로미터 직경 강은 상표명 베키녹스(등록상표) VN 100/1로 판매된다. 150 마이크로미터 직경 강은 상표명 베키녹스(등록상표) VN 150/1로 판매된다.

아라미드 섬유를 짧은 스테이플 방적사를 처리하는 데 사용되는 표준 카딩기(carding machine)를 통해 공급하여 카딩된 슬리버(sliver)를 제조하였다. 카딩된 슬리버를 2-패스 연신(two pass drawing) (브레이커/피니셔 연신(breaker/finisher drawing))을 사용하여 연신된 슬리버로 처리하고 로빙(roving) 프레임 상에서 처리하여 35 그레인 (1553 dtex) 슬리버를 제조하였다. DREF III 마찰 방적 공정으로 얀을 생성하였다. 아라미드 슬리버 및 상이한 직경의 모노필라멘트 강을 공정에 공급하여 강 코어와 아라미드 시스 얀을 갖는 얀을 생성하였다. 표 1은 생성된 다양한 얀을 기술한다.

[표 1]

실시예 2

내절단성 아라미드 섬유 및 1 엔드의 유리섬유 멀티필라멘트를 포함하는 시스/코어 단사를 제조하였다. 아라미드 섬유는 이. 아이. 듀폰 디 네모아 앤드 컴퍼니에 의해 머지 1F1208 타입 970 로얄 블루 생산자 착색 스테이플로서 상표명 케블라(등록상표) 섬유로 판매되는 폴리(p-페닐렌 테레프탈아미드) 섬유였다. 이들 섬유는 절단 길이가 약 3.8 센티미터이고 선밀도가 필라멘트당 1.6 dtex이다. 200 데니어(222 dtex) 멀티필라멘트 E 유리섬유 얀을 사용하였다.

아라미드 섬유를 짧은 스테이플 방적사를 처리하는 데 사용되는 표준 카딩기를 통해 공급하여 카딩된 슬리버를 제조하였다. 카딩된 슬리버를 2-패스 연신(브레이커/피니셔 연신)을 사용하여 연신된 슬리버로 처리하고 로빙 프레임 상에서 처리하여 35 그레인 (1553 dtex) 슬리버를 제조하였다. DREF III 마찰 방적 공정으로 얀을 생성하였다. 아라미드 슬리버 및 1 내지 3 엔드의 200 데니어(220 dtex) 유리섬유를 공정에 공급하여 유리섬유 코어와 아라미드 시스 얀을 갖는 얀을 생성하였다. 표 2는 생성된 다양한 얀을 기술한다.

[표 2]

실시예 3

시스/코어 단사를 다음과 같이 제조하였고 표 3a에 요약한다. 내절단성 아라미드 섬유 및 1 엔드의 스테인레스강 모노필라멘트를 포함하는 제1 시스/코어 단사(3-1)를 제조하였다. 아라미드 섬유는 이. 아이. 듀폰 디 네모아 앤드 컴퍼니에 의해 머지 1F1208 타입 970 로얄 블루 생산자-착색 스테이플로서 상표명 케블라(등록상표) 섬유로 판매되는 폴리(p-페닐렌 테레프탈아미드) 섬유였다. 이들 섬유는 절단 길이가 약 3.8 센티미터이고 선밀도가 필라멘트당 1.6 dtex이다. 강 모노필라멘트는 베카에르트 코포레이션에 의해 상표명 베키녹스(등록상표) VN 50/1로 판매되는 50 마이크로미터 직경(대략 2 밀) 304L 스테인레스강이었다. 아라미드 섬유를 짧은 스테이플 방적사를 처리하는 데 사용되는 표준 카딩기를 통해 공급하여 카딩된 슬리버를 제조하였다. 카딩된 슬리버를 2-패스 연신(브레이커/피니셔 연신)을 사용하여 연신된 슬리버로 처리하고 로빙 프레임 상에서 처리하여 35 그레인 (1553 dtex) 슬리버를 제조하였다. DREF III 마찰 방적 공정으로 얀을 생성하였다. 아라미드 슬리버 및 50 마이크로미터 직경 강을 공정에 공급하여 강 코어와 아라미드 시스 얀을 갖는 10/1s cc (590 dtex) 얀을 생성하였다.

상기 단계들을 반복하여 제2 시스/코어 단사(3-2)를 형성하지만, 직경이 100 마이크로미터(4 밀)인 스테인레스강 모노필라멘트를 사용하였다. 얀을 다시 DREF III 마찰 방적 공정에서 생성하여, 강 코어와 아라미드 시스 얀을 갖는 2.3/1s cc (2568 dtex) 얀을 생성하였다.

상기 단계들을 반복하여 제3 시스/코어 단사(3-3)를 형성하지만, 직경이 150 마이크로미터(6 밀)인 스테인레스강 모노필라멘트를 사용하였다. 얀을 다시 DREF III 마찰 방적 공정에서 생성하여, 강 코어와 아라미드 시스 얀을 갖는 2.3/1s cc (2568 dtex) 얀을 생성하였다.

상기 단계들을 반복하여 제4 시스/코어 단사(3-4)를 형성하지만, 선밀도가 110 dtex인 유리섬유 멀티필라멘트사를 사용하였다. 얀을 다시 DREF III 마찰 방적 공정에서 생성하여, 유리섬유 코어와 아라미드 시스 얀을 갖는 10/1s cc (590 dtex) 얀을 생성하였다.

상기 단계들을 반복하여 제5 시스/코어 단사(3-5)를 형성하지만, 폴리(p-페닐렌 테레프탈아미드) 섬유를 흑색으로 착색하였고 직경이 75 마이크로미터(3 밀)인 스테인레스강 모노필라멘트를 사용하였다. 얀을 다시 DREF III 마찰 방적 공정에서 생성하여, 강 코어와 아라미드 시스 얀을 갖는 7.4/1s cc (800 dtex) 얀을 생성하였다.

제6 100% 스테이플 섬유 단사(3-6)를 이. 아이. 듀폰 디 네모아 앤드 컴퍼니에 의해 머지 1F849 타입 970 스테이플로서 상표명 케블라(등록상표) 섬유로 판매되는 폴리(p-페닐렌 테레프탈아미드) 섬유로만 제조하였다. 이들 섬유는 절단 길이가 약 4.8 센티미터이고 선밀도가 필라멘트당 1.6 dtex이다. 스테이플 섬유를 표준 카딩기를 통해 공급하여 카딩된 슬리버를 제조하였다. 이어서, 카딩된 슬리버를 2-패스 연신(브레이커/피니셔 연신)을 사용하여 연신된 슬리버로 연신하고 로빙 프레임 상에서 처리하여 6560 dtex (0.9 행크 수(hank count)) 로빙을 제조하였다. 이어서, 2 엔드의 로빙을 링 방적하여 얀을 생성하였다. 면번수 꼬임 계수가 3.10인 "Z" 꼬임을 갖는 10/1s 면번수 (590 dtex) 얀을 생성하였다.

제7 100% 스테이플 섬유 단사(3-7)를 이. 아이. 듀폰 디 네모아 앤드 컴퍼니에 의해 머지 1F848 타입 970 스테이플로서 상표명 케블라(등록상표) 섬유로 판매되는 폴리(p-페닐렌 테레프탈아미드) 섬유로만 제조하였다. 이들 섬유는 절단 길이가 약 4.8 센티미터이고 선밀도가 필라멘트당 2.5 dtex이다. 스테이플 섬유를 표준 카딩기를 통해 공급하여 카딩된 슬리버를 제조하였다. 이어서, 카딩된 슬리버를 2-패스 연신(브레이커/피니셔 연신)을 사용하여 연신된 슬리버로 연신하고 로빙 프레임 상에서 처리하여 9840 dtex (0.6 행크 수) 로빙을 제조하였다. 이어서, 2 엔드의 로빙을 링 방적하여 얀을 생성하였다. 면번수 꼬임 계수가 3.10인 "Z" 꼬임을 갖는 2.3/1s 면번수 (2568 dtex) 얀을 생성하였다.

이어서, 면번수 꼬임 계수가 2.6인 8가지 상이한 합연사를 표 3b에 요약한 바와 같이 상기 7가지 단사로부터 제조하였다.

[표 3a]

[표 3b]

실시예 4

조밀한 스타일(T)과 성긴 스타일(L)로 지칭된, 두 가지 스타일의 편직 천을 실시예 1 및 실시예 2에서 제조된 선택된 단사로부터 생성하였다. 조밀한 샘플은 성긴 샘플보다 더 적은 자유 면적을 가졌다. 2개의 원형 편직기를 사용하여 표 4a 및 표 4b에 나타낸 얀을 편직하였다. 더 중량인 천의 일부 조밀한 편물과 더 경량인 천을 위해 10 게이지 66.04 ㎝ (26 인치) 직경 원형 편직기를 사용하였다. 조밀한 스타일 및 성긴 스타일의 더 중량인 천을 위해 3.5 게이지 25.4 ㎝ (10 인치) 직경 원형 편직기를 사용하였다. 기계의 장력 설정을 변경하여 천의 원하는 조밀함을 얻었다. 표 4a 및 표 4b는 각각의 유형의 천 및 구조에 대한 자유 면적 및 내절단성을 요약한다. 각각의 천 디자인의 대략 1 미터 샘플을 제조하였다. 더 조밀한 천이 더 양호한 내절단성을 가졌으나, 덜 신장되었으며 고무가 통과하기 위한 면적이 더 적었다.

[표 4a]

[표 4b]

실시예 5

표 3b로부터의 합연사를 이어서 표준 7 게이지 쉐이마 세이키 편직기에 공급하였다. 편직될 1 엔드의 각각의 합연사를 공급함으로써 천 샘플을 제조하고자 시도하였다는데, 생성된 천의 평량이 표 4에 기술되어 있다. 몇 번의 초기 편직 시도 후에, 표 3b의 합연사 3-14, 3-15, 3-16, 및 3-17 (0.102 및 0.152 ㎜ (4 및 6 밀) 강 코어를 갖는 2.3/2s cc 얀들)은 편직하기가 매우 어려우며, 얀 3-15 및 3-17은 전혀 편직할 수 없는 것으로 밝혀졌다. 강성(stiffness) 및 높은 선밀도 둘 모두가 이들 편직 문제를 야기한 것으로 여겨진다. 표 3a의 단사로부터 편직된 천은 꼬임, 비틀림 또는 다른 천 변형 없이 허용가능한 천 특성을 제공하였으며, 얀의 총 선밀도 및 유사한 무기 코어 재료의 농도가 동일하다면 천의 절단 성능이 단사 또는 합연사의 사용에 의해 영향을 받지 않았음을 또한 알았다. 편직된 천 모두는 자유 면적이 18 내지 65% 범위였다. 품목 5-8의 절단 성능은 측정하지 않았으나, 품목 5-1 내지 품목 5-3과 동일한 범위일 것으로 예측된다.

[표 5]

천을 전술된 내절단성 시험에 처하게 하였고, 모든 천이 100% 아라미드 대조군과 비교하여 더 양호한 내절단성을 제공하였다. 동일한 얀 구조에서는 조밀한 천이 더 양호한 내절단성을 갖는다.

실시예 6

실시예 4 및 실시예 5에서 제조된 천은 단계적 공정에 의해 코팅된 천이 될 수 있다. 천을 먼저 프라이머 에폭시드 용액에 디핑하는데, 용액의 점도를 얀들 사이의 자유 면적을 폐쇄하지 않으면서 천 내의 얀들의 본질적으로 완전한 커버리지를 허용하도록 조절하였다. 이어서, 천이 인지할 수 있게 수축하거나 자유 면적이 붕괴되는 것을 방지하기에 충분한 정도로만 장력을 천에 인가하면서 천 상의 프라이머를 건조시킨다. 이어서, 천을 레소르시놀-포름알데히드 라텍스의 톱코트에 디핑하며, 다시 라텍스의 점도를 얀들 사이의 자유 면적을 폐쇄하지 않으면서 천 내의 얀들의 본질적으로 완전한 커버리지를 허용하도록 조절하였다. 이어서, 천이 인지할 수 있게 수축하거나 자유 면적이 붕괴되는 것을 방지하기에 충분한 정도로만 장력을 천에 인가하면서 천 상의 톱코트를 건조시킨다. 측정하면, 코팅되지 않은 천의 자유 면적과 건조된 코팅을 갖는 천의 자유 면적의 차이는 25% 미만이다.

실시예 7

시스/코어 합연사 또는 단사를 포함하는 타이어 구성요소를 갖는 래디얼 타이어를 하기 방식으로 제조할 수 있다. 타이어 조립은 적어도 2단계로 수행된다. 제1 단계 형성은 평평한 붕괴가능한 강 형성 드럼 상에서 행해진다. 튜브리스 라이너가 적용된 다음, 바디 플라이가 드럼의 에지에서 하방으로 절곡된다. 강 비드를 적용하고 라이너/플라이가 상방으로 절곡된다. 이 시점에, 원한다면, 시스/코어 합연사를 포함하는 편직 또는 직조 천, 또는 시스/코어 합연사를 함유하는 코드를 포함하는 천을 본질적으로 연속적인 표면의 형태로 한 쪽 비드로부터 다른 쪽 비드까지 타이어에 포함시킬 수 있다. 채퍼 및 측벽은 압출기에서 조합되고; 이들은 조립체로서 함께 적용된다. 다시, 원한다면, 측벽 삽입물을 이 시점에서 부가할 수 있으며, 삽입물은 시스/코어 합연사를 포함하는 편직 또는 직조 천, 또는 시스/코어 합연사를 함유하는 코드를 포함하는 천으로부터 제조된다. 드럼이 붕괴되고, 타이어는 제2 단계를 위한 준비가 된다.

제2 단계 형성은 강 링 상에 장착된 팽창가능한 블래더 상에서 행해진다. 제1 단계 그린 커버가 링 위에 끼워지고 블래더가 이를 벨트 가이드 조립체까지 팽창시킨다. 코드들이 작은 각도로 교차하는 강 벨트들이 적용된다. 이 시점에서, 대안적으로, 시스/코어 합연사를 포함하는 천을 타이어에 포함시킬 수 있다. 이어서, 트레드 고무가 적용된다. 트레드 조립체가 롤링되어 이를 벨트에 압밀하고, 그린 커버가 기계로부터 분리된다. 원한다면, 다수의 조립 지점을 따라 각각의 구성요소가 개별적으로 적용되는 상태로 타이어 형성 공정이 자동화될 수 있다. 원한다면, 타이어의 제조 동안 시스/코어 합연사 또는 시스/코어 합연사를 함유하는 코드를 포함하는 편직 또는 직조 천을 타이어에 포함시킬 수 있는 다수의 시점이 있음이 이해된다.

Claims

내절단성 타이어 측벽 구성요소로서,
텍스타일 천(textile fabric) - 상기 천의 단일 층은 천의 평면에서 다중-방향 내절단성을 제공함 - 을 포함하며,
천은 시스/코어(sheath/core) 구조를 갖는 적어도 하나의 단사(single yarn)를 추가로 포함하고, 시스는 내절단성 중합체 스테이플(staple) 섬유를 포함하고 코어는 무기 섬유를 포함하며,
천은 내절단성 타이어 측벽 구성요소가 18 내지 65%의 자유 면적(free area)을 갖도록 고무에 대한 천의 개선된 부착성을 위한 코팅을 추가로 갖는 내절단성 타이어 측벽 구성요소.
제1항에 있어서, 자유 면적이 25 내지 65%인 내절단성 타이어 측벽 구성요소.
제1항에 있어서, 자유 면적이 30 내지 65%인 내절단성 타이어 측벽 구성요소.
제1항에 있어서, 자유 면적이 40 내지 65%인 내절단성 타이어 측벽 구성요소.
제1항에 있어서, 코팅은 에폭시 수지 서브코트(subcoat) 및 레소르시놀-포름알데히드 톱코트(topcoat)를 포함하는 내절단성 타이어 측벽 구성요소.
제1항에 있어서, 단사의 선밀도는 1200 내지 3400 데니어(1300 내지 3800 dtex)인 내절단성 타이어 측벽 구성요소.
제1항에 있어서, 평량은 64 내지 373 g/㎡ (1.9 내지 11 온스/제곱야드)인 내절단성 타이어 측벽 구성요소.
제1항에 있어서, 단사는 적어도 하나의 다른 단사와 14.4 내지 33.6의 텍스 시스템 꼬임 계수(Tex system twist multiplier) (1.5 내지 3.5의 면번수 꼬임 계수(cotton count twist multiplier))로 합연되는 내절단성 타이어 측벽 구성요소.
제1항에 있어서, 천은 편물(knit)인 내절단성 타이어 측벽 구성요소.
제1항에 있어서, 타이어 측벽 내 비드(bead) 영역 위에 위치하는 삽입물(insert)의 형태인 내절단성 타이어 측벽 구성요소.
제1항에 있어서, 제1 측벽 영역 내 제1 비드 영역으로부터 타이어 트레드(tread) 영역의 제1 에지로, 타이어 트레드 영역을 가로질러 타이어 트레드 영역의 제2 에지로, 그리고 제2 측벽 영역을 가로질러 제2 비드 영역으로 연장하는 타이어 삽입물의 형태인 내절단성 타이어 측벽 구성요소.
트레드 영역, 트레드 영역의 제1 에지로부터 제1 비드 영역으로 연장하는 제1 측벽 영역, 및 트레드 영역의 제2 에지로부터 제2 비드 영역으로 연장하는 제2 측벽 영역을 가지며,
제1항의 내절단성 타이어 측벽 구성요소를 적어도 제1 측벽 내에 위치하는 천 삽입물의 형태로 포함하는 타이어.
제12항에 있어서, 제1 측벽 영역 내에 위치되는 천 삽입물은 제1 비드 영역으로부터 트레드 영역의 제1 에지로, 트레드 영역을 가로질러 트레드 영역의 제2 에지로, 그리고 제2 측벽 영역을 가로질러 제2 비드 영역으로 연장하는 타이어.
내절단성 타이어 측벽 구성요소의 제조 방법으로서,
a) 시스/코어 구조 - 시스는 내절단성 중합체 스테이플 섬유를 포함하고 코어는 무기 섬유를 포함함 - 를 갖는 적어도 하나의 단사를 제공하는 단계;
b) 단사를 자유 면적이 18 내지 65%인 천으로 편직 또는 직조하는 단계; 및
c) 타이어 측벽 구성요소의 자유 면적을 18 내지 65%로 유지하면서, 고무에 대한 천의 개선된 부착성을 위해 천에 코팅을 적용하는 단계
를 포함하는, 내절단성 타이어 측벽 구성요소의 제조 방법.