KR20120005500A - 열가소성 중합체 필름에 의해 보강된 벨트를 갖는 공기압 타이어 - Google Patents

열가소성 중합체 필름에 의해 보강된 벨트를 갖는 공기압 타이어 Download PDF

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끌레르 크리스토프 르
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소시에떼 드 테크놀로지 미쉐린
미쉐린 러쉐르슈 에 떼크니크 에스.에이.
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Abstract

본 발명은 다중층 적층체에 의해 보강된 벨트를 갖는 공기압 타이어에 관한 것이며, 상기 다중층 적층체는 예를 들어 천연 고무와 같은 고무 조성의 2개의 층들 사이에 접하게 배열된 2방향 신축성 PET 필름과 같은 적어도 하나의 다중축방향 신축성 열가소성 중합체 필름을 포함한다. 당해의 당김 방향에 상관 없이, 열 가소성 중합체 필름은 바람직하게는 500 MPa 초과의 탄성 계수(E)와, 80 MPa 초과의 최대 인장 응력(σmax)과, 40% 초과의 파단 시 연신율(Ar)을 갖는다. 디엔 고무 조성의 2개의 층들 사이에 배열된 전술한 열가소성 중합체 필름은 특히 공기압 타이어의 벨트에 펑크 방지 보호 필름으로서 사용될 수 있다.

Description

열가소성 중합체 필름에 의해 보강된 벨트를 갖는 공기압 타이어{PNEUMATIC TYRE, THE BELT OF WHICH IS REINFORCED BY A THERMOPLASTIC POLYMER FILM}
본 발명은 공기압 타이어(pneumatic tyre), 및 공기압 타이어의 크라운 보강재(crown reinforcement) 또는 벨트(belt)를 보강하는 것에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 특히 침식 또는 천공에 대해 보호하기 위한 층으로서 이러한 공기압 타이어의 크라운 내에 다중층 적층체(multilayer laminate)를 사용하는 것에 관한 것이다.
래디얼 카카스 보강재(radial carcass reinforcement)를 갖는 공기압 타이어는 공지의 방법으로, 트레드(tread), 2개의 늘여지지 않는 비드(bead), 상기 비드를 트레드에 결합하는 2개의 가요성 사이드월(sidewall), 및 카카스 보강재와 트레드 사이에 원주방향으로 위치된 강성 크라운 보강재 또는 "벨트(belt)"를 포함한다.
타이어 벨트는 일반적으로 금속 또는 텍스타일 보강 스레드(metal or textile reinforcing thread)를 포함할 수 있는 겹쳐진 고무 플라이(ply)로 이루어지며, 상기 보강 스레드는 일반적으로 주어진 플라이 내에서 서로 평행하게 배열된다.
특히, 이러한 벨트는 일반적으로 트레드 밑에 위치된, "보호(protective)" 플라이로 알려진 하나 이상의 크라운 플라이(crown ply)를 포함할 수 있으며, 이러한 보호 플라이의 역할은 벨트의 잔여부를 외부 침식(attack), 찢어짐(tearing) 또는 기타 천공(perforation)으로부터 보호하는 것이다. 이는 예를 들어 중장비 또는 토목 공사 차량용 타이어의 벨트에서 일반적인 경우이다.
이러한 보호 플라이는, 한편으로는 벨트가 롤링 동안 견디는 장애물의 형상에 가능한 한 밀접하게 뒤따르도록, 그리고 다른 한편으로는 상기 벨트의 내측을 향해 반경방향으로 외부 물체가 관통하는 것을 방지하기 위해 충분히 가요성이고 변형가능해야 한다. 이러한 기준을 만족시키기 위해, 이러한 보호 층 내에 고 탄성 및 고 파괴 에너지(fracture energy)를 갖는 코드 형태의 보강 스레드의 사용이 필요하다.
"스트랜드 코드(strand cord)"로 알려진 스틸 코드는 또한 고 연신 코드(high elongation cord: HE cord)로서 설명되며, 이는 공지의 스트랜딩 기술에 의해 조립되고 함께 나선형으로 꼬이는 복수의 금속 스트랜드로 이루어지고, 각 스트랜드는 또한 나선형으로 함께 권취된 몇몇의 스틸 와이어를 포함한다.
이러한 탄성 스트랜드 코드는 특히 중장비 또는 토목 공사 차량과 같은 산업 차량용 타이어의 보호 크라운 플라이를 보강하기 위한 많은 특허 또는 특허 출원에서 설명되었다[예를 들어, 제US 5 843 583호, 제US 6 475 636호, 제WO 2004/003287호(또는 제US 2005/0183808호), 제WO 2004/033789호 또는 제US 7 089 726호, 제WO 2005/014925호 또는 제US 2006/0179813호].
그러나, 금속 스트랜드 코드로 보강된 이러한 보호 크라운 플라이는 몇몇 결점을 갖는다.
우선, 이러한 스트랜드 코드는 상대적으로 비싼데, 이는 다음의 2가지 점에서 그러하다: 첫째, 이들은 2 단계, 즉, 스트랜드의 선행 제조, 및 이에 뒤따라 이러한 스트랜드들을 꼬음으로써 조립하는 것으로 준비되며, 둘째, 일반적으로 스트랜드 코드의 와이어가 높은 꼬음(즉, 매우 짧은 나선 피치)을 갖는 것이 필요하고, 이러한 꼬음은 목표하는 탄성을 주기 위해 필수적이지만 낮은 제조 속도로 이어진다. 물론 이러한 결점은 타이어 자체의 원가에 영향을 끼친다.
이러한 금속 코드에 대한 다른 알려진 결점에는 부식 민감성, 중량 및 상대적으로 큰 크기(외경)가 있다.
본 출원인은 지속된 연구의 결과 특히 스틸 코드로 보강된 종래의 플라이를 대체할 수 있고 따라서 전술한 결점을 극복할 수 있는 경량의 고성능 다중층 적층체를 발견하였다.
따라서, 제1 주제에 따르면, 본 발명은 다중층 적층체에 의해 보강된 벨트를 갖는 공기압 타이어에 관한 것이며, 상기 적층체는 고무 조성의 2개의 층들 사이에 접하게 위치된 적어도 하나의 다중축방향으로 인출된(multiaxially drawn) 열가소성 중합체 필름을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이러한 다중층 적층체는 가요성이고 고도로 변형가능한 구조를 가지며, 이러한 구조는 의외로 천공 힘(perforation force)에 대한 높은 저항성을 갖는 것으로 나타났으며, 이는 실질적으로 더 작은 두께에도 불구하고 금속 코드로 보강된 종래의 직물(fabric)의 저항성과 동일하다.
또한, 이러한 적층체는 특히 그의 감소된 두께로 인하여 이러한 종래의 직물과 비교했을 때 낮은 이력 현상(hysteresis)을 갖는 장점을 갖는다. 공기압 타이어의 제조자의 주된 목적은 엄밀하게는 이러한 타이어의 롤링 저항성(rolling resistance)을 감소시키기 위해 그의 구성물들의 이력 현상을 낮추는 것이다.
본 발명의 공기압 타이어는 승객용, 4×4 및 SUV(Sport Utility Vehicle) 형의 자동차뿐 아니라 오토바이나 자전거와 같은 2륜 차량, 또는 밴(van), "중장비(heavy)" 차량[즉, 지하철(underground train), 버스, 무거운 도로 수송 차량(로리(lorry), 예인 차량(towing vehicle), 트레일러), 오프로드 차량], 농업 또는 토목 공사 기계, 항공기 및 기타 수송 또는 핸들링(handling) 차량으로부터 선택된 산업 차량에도 쓰일 수 있다.
본 발명 및 그 장점은 상세한 설명과 예시적 실시예, 또한 이에 뒤따르는 이러한 실시예에 대해 개략적으로 도시하는 도 1 내지 도 5(달리 표시되지 않는 한 특정하게 스케일되지 않음)를 참조하여 쉽게 이해될 것이다.
도 1 및 도 2는 타이어의 벨트 내에 본 발명에 따른 다중층 적층체가 포함된 본 발명에 따른 공기압 타이어의 2개의 예시의 반경방향 단면을 도시한다.
도 3은 본 발명의 공기압 타이어를 보강하는 다중층 적층체에 사용될 수 있는 다중축방향으로 배향된 열가소성 중합체(PET) 필름 상의 3개의 인장 방향으로 기록된 응력-연신율 곡선을 도시한다.
도 4는 본 발명에 따라 사용될 수 있는 다중층 적층체의 단면을 도시한다.
도 5는 고 연신율 금속 코드를 포함하는 종래의 보호 크라운 플라이의 단면을 도시한다.
정의
본 출원에서 이하의 정의가 사용된다:
- "고무(rubber)" 또는 "탄성중합체(elastomer)"(2개의 용어가 동의어로서 고려됨): 예를 들어 열가소성, 탄성중합체의 임의 형태의 디엔 또는 비 디엔(non-diene);
- "디엔 고무": 디엔 단량체로부터 적어도 부분적으로[즉, 단일중합체(homopolymer) 또는 혼성중합체(copolymer)] 생성된 임의의 탄성중합체(단일 탄성중합체 또는 탄성중합체의 혼합물)이며, 즉, 상기 단량체는 탄소-탄소 이중결합이 공액이 되든(conjugated) 공액이 되지 않든 2개의 탄소-탄소 이중 결합을 지님;
- "층(layer)": 다른 치수에 비해 상대적으로 작은 두께를 갖는 스트립(strip) 또는 다른 모든 3차원 요소이며, 다른 치수들 중 가장 큰 것에 대한 두께의 비율은 0.5 미만, 바람직하게는 0.1 미만임;
- "시트(sheet)" 또는 "필름(film)": 다른 치수들 중 가장 작은 것에 대한 두께의 비율이 0.1 미만인 모든 얇은 층;
- 보강 스레드(reinforcing thread)": 단면에 대해 긴 길이를 갖고, 고무 매트릭스(matrix)의 인장 특성을 강화할 수 있는 모든 길고 얇은 스트랜드, 모든 기본 필라멘트, 모든 멀티필라멘트 섬유 또는 절첩된 연사(yarn) 또는 코드와 같은 이러한 필라멘트나 섬유의 모든 조립체이며, 이러한 스레드는 곧거나(straight), 예를 들어 꼬이거나 크림핑되는 것과 같이 곧지 않을 수 있다.
- "적층체(laminate)" 또는 "다중층 적층체(multilayer laminate)": 국제 출원 분류(International Patent Classification)의 목적에서, 편평하거나 편평하지 않은 형태의 서로 접한 적어도 2개의 층을 포함하는 모든 생성물이며, 후자는 결합되거나 함께 연결될 수도 있고 안 될 수도 있음; "결합된(joined)" 또는 "연결된(connected)"이라는 표현은 특히 접착성 결합(adhesive bonding)을 통해 결합하거나 조립하는 모든 수단을 포함하도록 광범위하게 해석되어야 함.
또한, 달리 명백하게 지시되지 않는 한, 표시된 모든 백분율(%)은 중량에 의한 %이다.
"a 내지 b(between a and b)"의 표현으로 표시된 모든 값의 범위는 a 초과로부터 b 미만까지의 범위를 갖는 값의 영역을 나타내며(다시 말해 한계 a와 b는 제외됨), "a로부터 b까지(from a to b)"의 표현으로 표시된 모든 값의 범위는 a로부터 b까지의 범위를 갖는 값의 영역을 의미한다(다시 말해, 엄밀한 한계 a와 b를 포함함).
따라서, 본 발명의 공기압 타이어는 기본적인 특징으로서 크라운 보강재 또는 벨트가 다중층 적층체에 의해 보강된다는 사실을 가지며, 다중층 적층체는 고무 조성의 2개의 층들 사이에 접하게 위치된 적어도 하나의 다중축방향으로 인출된 열가소성 중합체 필름을 포함하고, 상기 필름과 층은 이하에 상세히 설명될 것이다.
다중축방향으로 인출된, 즉, 하나 초과의 방향으로 인출되거나 배향된 모든 열가소성 중합체가 사용될 수 있다. 이러한 다중축방향으로 인출된 필름은 현재까지 주로 패키징 산업, 식품 산업에서, 또는 마그네틱 코팅(magnetic coating)을 위한 지지부로서 전기 분야나 그밖에 분야에서 사용되는 것으로 알려졌다.
이들은 다양한 공지의 인출 기술에 따라 준비되며, 이러한 기술은 모두 필름에 단일 방향보다는 몇몇의 주요 방향으로 우수한 기계적 특성을 부여하기 위함이며, 예를 들어 표준 열가소성 중합체 섬유(예컨대 PET 또는 Nylon 섬유)는 공지의 방법으로 그의 용융 스피닝(melt spinning) 동안 단일축으로 인출(uniaxially drawn)된다.
이러한 기술은 몇몇 방향으로의 다중 인출 작업, 종방향 인출, 횡방향 인출 및 평면 인출 작업을 필요로 한다. 예시로서 특히 2축방향 신축-취입 성형 기술(biaxial stretch-blow moulding technique)을 언급할 수 있다. 인출 작업은 하나 이상의 단계로 실행될 수 있다; 몇몇의 인출 작업이 존재할 시, 이들은 동시적이거나 순차적일 수 있다. 적용된 인출 비율 또는 비율들은 목표하는 최종 기계적 특성의 함수이며, 일반적으로 2 초과이다.
다중축방향으로 인출된 열가소성 중합체 필름 및 이들을 얻기 위한 방법 또한, 예를 들어 제FR 2539349호(또는 제GB 2134442호), 제DE 3621205호, 제EP 229346호(또는 제US 4876137호), 제EP 279611호(또는 제US4867937호), 제EP 539302호(또는 제US 5409657호) 및 제WO 2005/011978호(또는 제US 2007/0031691호) 문헌과 같은 다수의 특허 문헌에서 설명되었다.
바람직하게는, 사용된 열가소성 중합체 필름은 고려된 인장 방향에 상관없이 E로 표시되는 인장 계수를 가지며, 이 인장 계수는 500 MPa 초과(특히 500 내지 4000 MPa)이고, 더 바람직하게는 1000 MPa 초과(특히 1000 내지 4000 MPa)이고, 더 바람직하게는 2000 MPa 초과이다. 2000 내지 4000 MPa, 특히 3000 내지 4000 MPa의 계수(E)의 값이 특히 바람직하며, 공기압 타이어 보강에 있어서 특히 그러하다.
다른 바람직한 실시예에 따르면, 고려된 인장 방향에 상관없이 σmax로 표시되는 열가소성 중합체 필름의 최대 인장 응력은 바람직하게는 80 MPa 초과이고(특히 800 내지 200 MPa), 더 바람직하게는 100 MPa 초과(특히 100 내지 200 MPa)이다. 150 MPa 초과의, 특히 150 내지 200 MPa의 응력의 값(σmax)이 특히 바람직하며, 공기압 타이어 보강에 있어서 특히 그러하다.
다른 바람직한 실시예에 따르면, 고려된 인장 방향에 상관없이 Yp로 표시되는 열가소성 중합체 필름의 항복점은 3% 연신율 위에, 특히 3 내지 15%에 위치된다. 4% 위, 특히 4 내지 12%의 Yp 값이 특히 바람직하며, 공기압 타이어 보강에 있어서 특히 그러하다.
다른 바람직한 실시예에 따르면, 고려된 인장 방향에 상관없이 열가소성 중합체 필름은 40% 초과의(특히 40 내지 200%), 더 바람직하게는 50% 초과의, Ar로 표시되는 파단 시 연신율을 갖는다. 50 내지 200%의 Ar 값이 특히 바람직하며, 공기압 타이어 보강에 있어서 특히 그러하다.
전술한 기계적 특성은, 예를 들어 1 mm 초과의 두께를 갖는 스트립을 위한 표준 ASTM D638-02에 따라 측정되거나, 또는 많아야 1 mm와 동일한 두께를 갖는 얇은 시트 또는 필름을 위한 표준 ASTM D882-09에 따라 측정된 힘-연신율 곡선으로부터 추론될 수 있는 바와 같이 본 기술분야의 당업자에게 잘 알려져 있다; MPa로 표현된 상기 계수(E)와 응력(σmax)은 인장 시험을 받는 시료의 초기 단면에 대해 계산된다.
사용된 열가소성 중합체 필름은 바람직하게는 열적으로 안정된(thermally stabilized) 형태이고, 즉, 인출 후에 고온에서 공지의 방법으로 그의 열적 수축(contraction)[또는 수축(shrinkage)]을 제한하고자 하는 하나 이상의 열 처리를 받는다; 이러한 열 처리는 특히 가류 후(post-curing) 처리 또는 경화 처리, 또는 이러한 가류 후 처리 또는 경화 처리의 조합으로 이루어진다.
따라서, 그리고 바람직하게는, 사용된 열가소성 중합체 필름은 150℃에서 30분 후에 5% 미만, 바람직하게는 3% 미만인 그의 길이에 대한 수축을 갖는다(달리 표시되지 않는 한 ASTM D1204-08에 따라 측정됨).
사용된 열가소성 중합체의 녹는점은 바람직하게는 100℃ 위로, 더 바람직하게는 150℃ 위로, 특히 200℃ 위로 선택되며, 특히 공기압 타이어를 보강하는 경우에 그러하다.
열가소성 중합체는 바람직하게는 폴리아미드, 폴리에스테르 및 폴리이미드를 포함하는 그룹으로부터 선택되고, 더 바람직하게는 폴리아미드 및 폴리에스테르를 포함하는 그룹으로부터 선택된다. 폴리아미드들 중에서 특히 폴리아미드 PA-4,6, PA-6, PA-6-6, PA-11 또는 PA-12가 언급될 수 있다. 폴리에스테르들 중에서 예를 들면 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트), PEN(폴리에틸렌 나프탈레이트), PBT(폴리부틸렌 테레프탈레이트), PBN(폴리부틸렌 나프탈레이트), PPT(폴리프로필렌 테레프탈레이트) 및 PPN(폴리프로필렌 나프탈레이트)가 언급될 수 있다.
열가소성 중합체는 바람직하게는 폴리에스테르, 더 바람직하게는 PET 또는 PEN이다.
본 발명에 적합한 다중축방향으로 인출된 PET 열가소성 중합체 필름의 예시는 예컨대, "Mylar" 및 "Melinex"(DuPont Teijin Films) 또는 "Hostaphan"(Mitsubishi Polyester Film)의 이름으로 판매되는 2축방향 인출 PET 필름이다.
본 발명의 공기압 타이어의 다중층 적층체에서, 열가소성 중합체 필름의 두께(e1)는 바람직하게는 0.05 내지 1 mm이고, 더 바람직하게는 0.1 내지 0.7 mm이다. 예를 들어, 0.20 내지 0.60 mm의 필름 두께는 대부분의 사용에 있어서 완벽하게 적합하다는 것이 증명되었다.
열가소성 중합체 필름은 중합체에 첨가되는 첨가제를 포함할 수 있으며, 특히 후자가 형성되는 순간에 그러하고, 이러한 첨가제는 예를 들어 노화(ageing) 방지 보호제, 가소제(plasticizer), 및 실리카, 클레이(clay), 탤크(talc), 카올린(kaolin) 또는 기타 짧은 섬유와 같은 충전재(filler)일 수 있다; 충전재는 예를 들어 필름의 표면을 거칠게 만드는 데 사용될 수 있으며, 따라서 상기 필름이 접하고자 하는 고무 층에 대한 접착성 업테이크(adhesive uptake) 및/또는 접착을 개선하는 것에 기여할 수 있다.
본 발명의 공기압 타이어의 다중층 적층체의 구성물인 고무 조성의 각 층, 또는 이하 "고무 층"은 적어도 하나의 탄성중합체에 기반한다.
바람직하게는, 고무는 디엔 고무이다. 디엔 탄성중합체는 공지의 방법으로 2가지 종류, "본질적으로 불포화된(essentially unsaturated)" 또는 "본질적으로 포화된(essentially saturated)"으로 분류될 수 있다. "본질적으로 불포화된"이라는 용어는 15%(mol%) 초과인 디엔 오리진(diene origin)[공액 디엔(conjugated diene)]의 유닛의 함량을 갖는 공액 디엔 단량체로부터 적어도 부분적으로 생성된 디엔 탄성중합체를 의미하는 것으로 이해된다. 따라서, 부틸 고무 또는 디엔의 혼성중합체 및 EPDM 형태의 α-올레핀의 혼성중합체와 같은 디엔 탄성중합체는 앞의 정의 내에 들어오지 않고, "본질적으로 포화된" 디엔 탄성중합체로 특별히 설명될 수 있다(항상 15% 미만인 디엔 오리진의 유닛의 낮거나 매우 낮은 함량). "본질적으로 불포화된" 디엔 탄성중합체의 종류에서 "고도로 불포화된(highly unsaturated)" 디엔 탄성중합체라는 용어는, 특히 50% 초과인 디엔 오리진(공액 디엔)의 유닛의 함량을 갖는 디엔 탄성중합체를 의미한다고 이해된다.
본 발명은 모든 형태의 디엔 탄성중합체에 적용가능하지만 바람직하게는 고도로 불포화된 형태의 디엔 탄성중합체로 실시된다.
이러한 디엔 탄성중합체는 더 바람직하게는 폴리부타디엔(BRs), 천연 고무(NR), 합성 폴리이소프렌(IRs), 다양한 부타디엔 혼성중합체, 다양한 이소프렌 혼성중합체 및 이러한 탄성중합체의 혼합물을 포함하는 그룹으로부터 선택되며, 이러한 혼성중합체는 특히 부타디엔/스티렌 혼성중합체(SBRs), 이소프렌/부타디엔 혼성중합체(BIRs), 이소프렌/스티렌 혼성중합체(SIRs) 및 이소프렌/부타디엔/스티렌 혼성중합체(SBIRs)를 포함하는 그룹으로부터 선택된다.
특히 바람직한 실시예는 "이소프렌" 탄성중합체, 즉, 이소프렌 단일중합체 또는 혼성중합체, 다시 말해, 천연 고무(NR), 합성 폴리이소프렌(IRs), 다양한 이소프렌 혼성중합체 및 이러한 탄성중합체의 혼합물을 포함하는 그룹으로 부터 선택된 디엔 탄성중합체를 사용하는 것으로 이루어진다. 이소프렌 탄성중합체는 바람직하게는 천연 고무 또는 합성 시스-1,4-폴리이소프렌이다. 이러한 합성 폴리이소프렌들 중에서 바람직하게는 90% 초과의, 더 바람직하게는 98% 초과의 시스-1,4-결합의 함량(molar %)을 갖는 폴리이소프렌을 사용한다. 바람직한 일 실시예에 따르면, 고무 조성의 각 층은 50부터 100 phr까지의 천연 고무를 포함한다. 다른 바람직한 실시예에 따르면, 예를 들어 디엔 탄성중합체는, 예컨대 BR 형태의 다른 탄성중합체와의 혼련물(blend)로서 사용되거나 홀로 사용되는 SBR 탄성중합체와 같은 다른 디엔 탄성중합체로 전체적으로 또는 부분적으로 구성될 수 있다.
고무 조성은 단일 디엔 탄성중합체 또는 몇몇 디엔 탄성중합체를 함유할 수 있으며, 디엔 탄성중합체(들)는 디엔 탄성중합체가 아닌 모든 형태의 합성 탄성중합체와 조합되거나 심지어 탄성중합체가 아닌 중합체와도 조합되어 사용될 수 있다. 또한, 고무 조성은 타이어 제조를 위한 고무 매트릭스에 보통 사용되는 모든 첨가제 또는 일부 첨가제를 함유할 수 있으며, 첨가제는 예를 들어 카본 블랙(carbon black) 또는 실리카와 같은 보강 충전재, 커플링 작용제(coupling agent), 노화방지 작용제(anti-ageing agent), 산화방지제, 가소 작용제 또는 신전유(extender oil)[이는 방향족이거나 비방향족임(특히, 예를 들어 높거나 바람직하게는 낮은 점성도를 갖는 나프텐 형 또는 파라핀 형의 매우 약한 방향족 또는 비방향족인 오일, MES 또는 TDAE 오일)], 30℃를 초과하는 높은 Tg를 갖는 가소 수지(plasticizing resin), 원료 상태에서 조성물을 더 쉽게 처리할 수 있게 하는 공정 보조제(processing aid), 접착성 부여 수지(tackifying resin), 안티리버젼 작용제(anti-reversion agent), 예를 들어 HMT(hexamethylenetetramine) 또는 H3M(hexamethoxymethylmelamine)과 같은 메틸렌 수용체(methylene acceptor) 및 도너(donor), 보강 수지[예를 들어 레조르시놀(resorcinol) 또는 비스말레이미드(bismaleimide)], 예를 들어 특히 코발트, 니켈 또는 란탄족 염과 같은 금속성 염(metallic salt) 형태의 공지의 접착 촉진 시스템 및 교차결합(crosslinking) 또는 가황(vulcanization) 시스템이다.
바람직하게는, 고무 조성을 교차결합시키는 시스템은 가황 시스템, 즉, 황(또는 황 도너) 및 1차 가황 촉진제(vulcanization accelerator)에 기반한 시스템이다. 이러한 기본 가황 시스템에 다양한 공지의 2차 가황 촉진제 또는 가황 활성제(vulcanization activator)가 첨가될 수 있다. 황은 0.5 내지 10 phr의 바람직한 함량으로 사용되고, 1차 가황 촉진제, 예를 들어 술펜아미드(sulphenamide)는 0.5 내지 10 phr의 바람직한 함량에서 사용된다. 예를 들어 카본 블랙 또는 실리카와 같은 보강 충전재의 함량은 바람직하게는 50 phr 초과이고, 특히 50 내지 150 phr이다.
보통 타이어에 사용되는 모든 카본 블랙, 특히 HAF, ISAF 또는 SAF 형태의 블랙["타이어 그레이드(tyre-grade)" 블랙]은 카본 블랙으로서 적합하다. 특히 후자들 중에서 300, 600 또는 700 (ASTM) 그레이드의 카본 블랙(예를 들어, N326, N330, N347, N375, N683 또는 N772)이 언급될 것이다. 450 ㎡/g, 바람직하게는 30에서 400 ㎡/g까지의 BET 표면 영역을 갖는 침전된(precipitated) 또는 발열성(pyrogenic) 실리카가 특히 실리카로서 적합하다.
본 기술분야의 당업자는 본 설명을 바탕으로, 목표하는 수준의 특성(특히 탄성 계수)을 달성하기 위해, 그리고 구상하는 특정 응용에 제제(formulation)를 맞추기 위해 고무 조성의 제제를 어떻게 조정하는지 알 것이다.
바람직하게는, 고무 조성은 교차결합된 상태에서 10% 연신율로 4 내지 25 MPa, 더 바람직하게는 4 내지 20 MPa인 시컨트 인장 계수(secant tensile modulus)를 가지며, 특히 5 내지 15 MPa의 값이 공기압 타이어의 벨트를 보강하는 데 특히 적합하다고 증명되었다. 계수 측정은 달리 표시되지 않는 한 1998년 표준 ASTM D 412(시편 "C")에 따른 인장 시험에서 실행된다: 여기에서 Ms로 표시되고 MPa로 표현되는 10% 연신율에서의 "트루(true)" 시컨트 계수(즉, 시편의 실제 단면에 대한 시컨트 계수)는, ASTM D 1349 (1999) 표준에 따라 정상 온도 및 수분 조건 하에서 제2 연신에서[즉, 적응 사이클(accommodation cycle) 후에] 측정된다.
본 발명의 공기압 타이어의 다중층 적층체에서 고무의 각 층의 두께(e2)는 바람직하게는 0.05 내지 2 mm, 더 바람직하게는 0.1 내지 1 mm이다. 예를 들어, 0.2에서 0.8 mm까지의 두께는 대부분의 경우에 완벽하게 적합하다는 것이 증명되었다.
바람직하게는, 본 발명의 타이어의 다중층 적층체의 폭과 길이는 각각 2.5 mm 초과 및 10 cm 초과이고, 더 바람직하게는 5 mm 초과 및 20 cm 초과이다.
열가소성 중합체 필름은 있는 그대로, 즉, 상용으로 입수가능한 대로 사용될 수 있고, 또는 협소한 스트립이나 밴드의 형태로 재절결(recut)될 수 있으며, 그 폭은 목표하는 응용예에 따라 매우 넓은 범위로 변화할 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면 본 발명의 공기압 타이어의 다중층 적층체에서 열가소성 중합체 필름은, 고무 조성의 각 층에 접하게 대면하는 접착성 층을 구비한다.
고무를 열가소성 중합체 필름에 접착시키기 위해, 예를 들어 천연 고무와 같은 적어도 하나의 디엔 탄성중합체를 포함하는 "RFL"(resorcinol-formaldehyde-latex) 형의 간단한 텍스타일 접착제와 같은 임의의 적절한 접착제 시스템이 사용될 수 있으며, 그밖에 폴리에스테르 또는 폴리아미드 섬유와 같이 종래의 열가소성 섬유와 고무 사이의 만족할만한 접착을 제공하는 것으로 알려진 모든 등가의 접착제가 사용될 수 있다.
예시로서, 접착제 코팅 공정은 본질적으로 이하의 연속된 단계를 포함할 수 있다: 접착제의 바스(bath)를 통과하고, 그 후 과도한 접착제를 제거하기 위해 배수하고(draining)[예를 들어 블로잉(blowing), 캘러브레이팅(calibrating)]; 그리고 나서, 예를 들어 오븐(예컨대 180℃에서 30초 동안) 내로 지나감으로써 건조되고, 최종적으로 열 처리된다(예컨대 230℃에서 30초 동안).
상기 접착제 코팅 공정 전에, 고무에 대한 접착성 업테이크 및/또는 최종 접착을 개선하기 위해, 예를 들어, 기계적으로 그리고/또는 물리적으로 그리고/또는 화학적으로 필름의 표면을 활성화하는 것이 유리할 수 있다. 예를 들어, 기계적 처리는 표면을 매팅(matting)하거나 스크래칭(scratching)하는 선행 단계를 포함할 수 있고; 예를 들어, 물리적 처리는 전자 비임과 같은 방사선을 통한 처리를 포함할 수 있고; 예를 들어, 화학적 처리는 에폭시 수지 및/또는 이소시안산염 화합물의 바스 내로 먼저 통과시키는 것을 포함할 수 있다.
열가소성 중합체 필름의 표면은 일반적으로 특히 매끄럽기 때문에, 접착제 코팅 동안 필름의 전체적인 접착성 업테이크를 개선하기 위해 사용된 접착제에 농축제(thickener)를 첨가하는 것도 유리할 수 있다.
본 기술분야의 당업자는 다중층 적층체에 있어서 열가소성 중합체 필름과 이것이 접하는 고무의 각 층 사이의 연결이 본 발명의 공기압 타이어의 최종 가류(교차결합) 동안 확실하게 제공된다는 것을 쉽게 이해할 것이다.
본 발명의 예시적 실시예
전술한 다중층 적층체는, 임의의 형태의 공기압 타이어, 특히, 모든 형태의 차량, 특히 승객용 차량 또는 중장비 차량, 토목 공사 차량, 항공기, 및 기타 수송 또는 핸들링 차량과 같은 산업 차량을 위한 공기압 타이어에 있어서, 보강 요소, 특히 천공에 대한 보호를 위한 요소로서 사용될 수 있다.
예시로서, 첨부하는 도 1은 본 발명에 따른 공기압 타이어의 반경방향 단면을 특정 스케일링 없이 매우 개략적으로 도시한다.
이러한 공기압 타이어(1)는 트레드(3)에 의해 덮여진 크라운(2), 2개의 사이드월(4) 및 2개의 비드(5)를 포함하고, 이러한 비드(5) 각각은 비드 와이어(6)에 의해 보강된다. 카카스 보강재(7)는 각 비드(4) 내의 2개의 비드 와이어(6) 둘레에 권취되고, 이러한 보강재(7)의 턴업부(turn-up: 8)는 예를 들어 타이어(1)의 외측을 향해 위치되며, 타이어는 여기에서 림(9) 상에 장착된 것으로 도시된다. 크라운(2)은 여기에서 적어도 2개의 상이한 보강 구조물(10a, 10b)로 만들어진 크라운 보강재 또는 벨트(10)에 의해 보강된다.
이러한 공기압 타이어(1)는, 그의 벨트(10)[또는 이에 상당한 그의 크라운(2)]가 트레드(3)와 카카스 보강재(7) 사이에 반경방향으로 위치된 적어도 하나의 다중층 적층체(10a)를 포함한다는 점에서 신규의 본질적인 특징을 가지며, 상기 다중층 적층체(10a) 자체는 2개의 고무의 층들 사이에 접하게 위치된 다중축으로 인출된 열가소성 중합체 필름으로 구성된다.
도 1에 도시된 이러한 타이어(1)에서, 트레드(3), 다중층 적층체(10a), 크라운 보강 구조물(10b) 및 카카스 보강재(7)는, 비록 이러한 부분들이 개략적인 도 1에서 도면의 단순성 및 명확성의 이유로 일부러 분리되었으나, 서로 접하거나 접하지 않을 수 있다는 것을 이해할 것이다. 이들은 예를 들어 가류 또는 교차결합 후에 조립의 응집력(cohesion)을 최적화기 위해 본 기술분야의 당업자에게 공지된 바와 같이 결합 고무(bonding rubber)에 의해 매우 최소한으로 일부분에서 물리적으로 분리될 수 있다.
도 4에 더 상세하게 도시된 바와 같이 다중층 적층체(10a)는 여기에서 예를 들어 대략 0.4 mm와 동일한 두께(e2)를 갖는 2개의 고무 조성의 층들(101) 사이에 샌드위치된 예를 들어 대략 0.35 mm와 동일한 두께(e1)를 갖는 2축방향으로 인출된 PET의 필름(100)을 포함하며, 따라서 적층체는 예를 들어 대략 1.15 mm의 총 두께(e1+2e2)를 갖는다. 여기에서 사용된 고무 조성은, 전형적으로 천연 고무, 카본 블랙, 가황 시스템 및 통상의 첨가제에 기반한 공기압 타이어를 위한 벨트의 금속 플라이를 캘린더링(calender)하기 위한 종래의 조성이다. PET 필름과 고무의 각 층 사이의 접착은 전술한 바와 같이 공지의 방법으로 증착된 RFL 형태의 접착제에 의해 제공된다.
본 발명의 바람직한 제1 실시예를 도시하는 도 1에서, 다중층 적층체(10a)는 벨트(10) 내부에, 트레드 아래에 위치하여 벨트의 잔여부를 보호하는 역할을 하는 크라운 보호용 구조물 또는 스크린(screen)을 구성하며, 이러한 예시의 경우에 크라운 보강 구조물(10b)은 공기압 타이어가 롤링할 때 발생할 수 있는 외부 침식, 찢어짐, 또는 기타 천공에 대비한다.
또한, 유리하게는 다중층 적층체는 물에 대한 그리고 산소에 대한 스크린 또는 배리어를 구성하는 역할을 가지며, 이러한 요소는 본 발명의 공기압 타이어의 잔여부 내에, 특히 벨트 자체 내에 또는 카카스 보강재 내에 존재하는 금속 코드에 대해 부식성이 있다.
첨부하는 도 2에 도시된 본 발명의 다른 가능한 실시예에서는, 다중층 적층체(10a)가 이러한 동일한 벨트(10) 내부에서, 이번에는 크라운 보강 구조물(10b) 아래에 위치되고 공기압 타이어의 잔여부, 이러한 예시의 경우에 카카스 보강재(7)를 보호하는 데 책임을 갖는 크라운 보호용 구조물 또는 스크린을 구성한다.
본 발명의 가능한 다른 실시예에 따르면, 크라운을 보호하기 위한 2개의 구조물(다중층 적층체)(10a)은 또한 크라운 보강 수조물(10b)의 어느 한 측부 상에 반경방향으로 위치될 수 있다.
도 1 및 도 2의 상기 설명에서 카카스 보강재(7)는 공지의 방법 그 자체로서 예를 들어, 텍스타일 또는 금속의 "반경방향(radial)" 보강 스레드로 보강된 적어도 하나의 고무 플라이로 구성되며, 다시 말해, 이러한 보강 스레드는 서로에 실질적으로 평행하게 위치되고 하나의 비드로부터 다른 비드로 연장되어, 중간 원주방향 평면(2개의 비드들(4) 사이에 중간에 위치되고 크라운 보강부(10)의 중간을 통과하는 타이어의 회전 축에 직각인 평면)과 80°내지 90°의 각도를 형성한다.
이러한 반경방향 보강 스레드는, 예를 들어, 스틸, 폴리에스테르, 나일론, 아라미드, 셀룰로오스, 폴리케톤, 그렇지 않으면 하이브리드(hybrid)이거나 합성물(composite) 형태로 만들어지며, 다시 말해, 예컨대 하이브리드 아라미드-나일론 코드와 같은 전술한 재료들의 혼합물로 구성될 수 있다.
벨트(10)의 크라운 보강 구조물(10b)은 예를 들어, 공지의 방법 그 자체로서 예컨대 텍스타일 또는 금속의 "원주방향(circumferential)" 보강 스레드(11)에 의해 보강된 고무 플라이로 구성되며, 다시 말해, 이러한 보강 스레드는 실질적으로 서로 평행하게 위치되고 공기압 타이어 둘레에 실질적으로 원주방향으로 연장되어, 바람직하게는 중간 원주방향 평면과 0°로부터 10°까지의 범위 내의 각도를 형성한다. 이러한 보강 스레드(11)의 주요 역할은 고속에서 크라운의 원심분리를 견디는 것임을 상기한다.
원주방향 보강 스레드(11)의 예시로서, 예를 들어, 카본 스틸 또는 스테인리스 스틸로 만들어진 코드, 함께 꼬여진 섬유로 이루어진 텍스타일 코드, 특히 바람직하게는 온도 및/또는 수분에 대한 치수의 안정성으로 알려진 코드가 사용될 수 있다. 이러한 코드의 텍스타일 섬유는 예를 들어, 폴리비닐 알코올 섬유, 방향족 폴리아미드(또는 "아라미드") 섬유, 지방족 폴리아미드(또는 "Nylon") 섬유, 폴리에스테르(예를 들어, PET 또는 PEN) 섬유, 방향족 폴리에스테르 섬유, 셀룰로오스(예를 들어, 레이온, 비스코스) 섬유, 폴리페닐렌 벤조비스옥사졸 섬유, 폴리케톤 섬유, 유리 섬유, 카본 섬유 및 세라믹 섬유를 포함하는 그룹으로부터 선택된다. 특히 바람직하게는, 카본 스틸, 아라미드, 폴리에스테르, 나일론, 셀룰로오스, 폴리케톤으로 이루어진 보강 스레드와, 또한 아라미드/나일론 코드와 같이 이러한 다양한 재료로 구성된 하이브리드 보강 스레드가 특히 언급될 것이다.
상기 반경방향 또는 원주방향 보강 스레드는 모든 공지의 형태를 채용할 수 있으며, 예를 들어, 큰 직경(예를 들어 바람직하게는 50 ㎛ 이상)의 개별 모노필라멘트, 멀티필라멘트 섬유(전형적으로 30 ㎛ 미만의 작은 직경을 갖는 복수의 개별 필라멘트로 구성됨), 함께 꼬여진 몇몇 섬유로 형성된 텍스타일 절첩식 연사(textile folded yarn), 몇몇 섬유 또는 케이블링되거나(cabled) 함께 꼬여진 모노필라멘트로 형성된 텍스타일 또는 금속 코드의 형태일 수 있다.
또한, 벨트(10)의 보강 구조물(10b)은 본 기술분야의 당업자에게 공지된 방법으로 적어도 2개의 겹쳐지고 교차된 플라이로 구성될 수 있으며, 이러한 플라이는 서로 실질적으로 평행하게 위치되고 중간 원주방향 평면에 대해 경사진 금속 코드로 보강된 "워킹 플라이(working ply)" 또는 "삼각측량 플라이(triangulation ply)"로 알려져 있고, 이러한 워킹 플라이가 다른 고무 직물 및/또는 플라이와 결합되는 것이 가능하다. 이러한 워킹 플라이의 주요 역할은 공기압 타이어에 높은 코너링 강성(cornering stiffness)을 부여하는 것이다.
도 3은 전술한 본 발명에 따른 공기압 타이어의 예시에서 사용된 2축방향 인출 PET 필름(0.35 mm의 두께를 갖는 DuPont Teijin Films의 "Mylar A")에 기록된 응력-연신율 곡선을 재현한다.
C1, C2 및 C3에 의해 표시된 곡선은 각각, 압출 방향에 대응하는 필름의 주요 배향을 따라("Machine Direction"을 의미하는 "MD" 방향의 이름으로도 알려짐), MD 방향에 법선방향 배향을 따라("Transverse Direction"을 의미하는 "TD" 방향의 이름으로 알려짐), 그리고 최종적으로 2개의 선행 방향들(MD 및 TD)에 대해 비스듬한 방향(45°각도)을 따라 실행된 인장 시험에 대응한다. 도 3에 표시된 바와 같은 인장 계수(E), 최대 인장 응력(σmax), 항복점(Yp) 및 파단 시 연신율(Ar)과 같은 기계적 특성은 본 기술분야의 당업자에게 공지된 방법으로 이러한 인장 시험 곡선으로부터 추론될 수 있다.
이러한 인장 시험 곡선의 기록과 기계적 특성의 측정은 달리 지시되지 않는 한 ASTM D882-09 표준에 따라, 4 mm의 폭과 30 mm의 길이를 갖고(인장 시험을 받는 작동 부분), 200 mm/min의 속도로 인출된 시험된 열가소성 중합체 필름의 두께와 동일한 두께(e1)를 갖는 아령 형태의 필름 시편 상에서 이루어졌다.
도 3을 참조하면, 특히, 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 대응되는 다중축방향으로 인출된 열가소성 중합체 필름은, 고려된 인장 방향에 상관없이 이하의 기계적 특성을 갖는다(도 3의 응력-연신율 곡선으로부터 추론됨):
- 500 MPa 초과의 인장 계수(E)
- 100 MPa 초과의 최대 인장 응력(σmax)
- 5 내지 10%의 항복점(Yp)
- 50% 초과인 Ar에 의해 표시된 파단 시 연신율.
다중층 적층체에 의해 본 발명의 공기압 타이어의 벨트에 제공된 보강재의 품질은 주어진 인덴터(indentor)에 의한 천공에 대한 저항성을 측정하는 것으로 이루어진 천공 시험에 의해 평가될 수 있다. 이러한 시험의 원리는 공지되어 있으며 예를 들어 ASTM F1306-90 표준에 설명된다.
비교 천공 시험 중에 이하의 것들이 시험되었다:
- 한편으로, 다중층 적층체(10a)는 도 4에 도시된 바와 같이 두께(e2)를 갖는 2개의 고무 층들(101) 사이에 단순히 위치한 두께(e1)를 갖는 전술한 2축방향 인출 필름(100)을 포함한다;
- 다른 한편으로, 비교를 위해, 종래의 금속성 직물은 대략 2.5 mm의 레이 피치(lay pitch)에 따라 평면 내에서 서로에 대해 평행하게 위치된 일련의 스틸 멀티스트랜드 코드(200)를 포함하며, 상기 일련의 코드는 도 5에 도시된 바와 같이 고무(201)로 코팅된다; 코드의 후면의 고무의 두께는 여기에서 e2, 즉, 대략 0.4 mm와 동일하다.
"6×0.35" 또는 "3×2×0.35" 구조의 이러한 멀티스트랜드 코드(200)는, 각각 케이블링에 의해 함께 조립된 0.35 mm 직경을 갖는 2 스레드의 3 스트랜드(단순화를 위해 도 5에서 스트랜드는 나타나지 않음)로 구성된 코드이며, 이는 본 문헌의 도입부에서 설명된 바와 같이(예를 들어 전술한 출원 제WO 2004/033789호 참조) 산업 차량을 위한 공기압 타이어의 보호 크라운 플라이를 보강하는 데 잘 알려진 탄성(즉, 고 연신율 또는 HE) 금속 코드를 형성한다. 이러한 코드의 총 직경[또는 외형 직경(envelope diameter)]은 대략 1.4 mm이고, 따라서 최종 금속 직물은 대략 2.2 mm의 총 두께를 갖는다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따라 사용된 다중층 적층체(10a)와 종래의 금속성 직물(20) 사이에 존재하는 두께의 현저한 차이를 도시하기 위해 실질적으로 동일한 스케일(스케일 1)로 도시되었다.
본 발명의 공기압 타이어의 다중층 적층체에서, 도 4에 개략적으로 도시된 바와 같이 필름(100)의 폭 "L"은 바람직하게는 2개의 고무의 층들(101)(이들 사이에 필름이 위치됨) 사이의 폭과 동일하다. 그러나 본 발명은 물론 이러한 폭(L)이 더 작거나 더 커서 상이한 경우에도 적용된다; 예를 들어, 이러한 다중층 적층체 내의 열가소성 중합체 필름은, 예컨대 2개의 고무 층들의 방향과 상이하거나 동일한 주된 방향을 따라 병렬되고(juxtapose) 배향된 복수의 더 협소한 스트립 또는 밴드로 구성될 수 있다.
사용된 금속 인덴터(도면부호 30으로 도 5에 도시됨)는 원통형 형상(직경 4.5 mm ± 0.05 mm)을 갖고, 그의 단부는 원추형이고(30°± 2°의 각도), 1 mm 직경으로 절두되었다. 시험된 합성물의 샘플(본 발명에 따른 다중층 적층체 또는 대조 금속성 직물)은, 인덴터가 천공된 샘플과 그의 지지 플레이트를 자유롭게 통과하게 하도록 12.7 mm의 직경을 갖는 구멍에 의해 인덴터와 정렬되게 관통되는 18 mm 두께를 갖는 금속 지지부에 부착되었다.
그리고 나서, 천공 저항성을 특성화하기 위해 10 cm/min의 속도로 샘플을 통과하는 상기 인덴터(인장 시험 기계에 연결된 센서를 구비함)의 힘-변위 곡선이 기록되었다.
아래 표 1은 기록된 측정의 상세를 제공하며, 베이스(100)가 대조 합성물로서 사용되었다: 굽힘 계수(bending modulus)는 힘-변위 곡선의 초기 기울기를 나타내고; 천공 시의 힘은 인덴터의 팁에 의해 샘플이 천공되기 전에 기록된 최대 힘이고; 천공 시의 연신율은 천공의 순간에 기록된 상대적 연신율이다.
시험된 합성물: 두께
(mm)		 굽힘 계수 천공 시의 힘 천공 시의 연신율
대조부 2.20 100 100 100
본 발명 1.15 93 92 103
표 1을 참조하면, 본 발명의 공기압 타이어의 다중층 적층체는 놀랍게도 대조 방법(control solution)에 비해 실질적으로 절반인 두께와 보강 스레드의 부재에도 불구하고 표준 금속성 직물과 거의 등가의 천공 저항성을 갖는다는 것을 알 수 있다.
본 발명에 따른 다중층 적층체를 포함하는 벨트를 갖는 승객 차량용 공기압 타이어에 대한 다른 실행된 시험에서, 그의 다중축방향 인출 열가소성 중합체 필름(2축방향 인출 PET)은, 병렬되고 중간 원주방향 평면에 대해 40°만큼 경사진 대략 30 mm의 폭을 갖는 스트립의 형태를 갖는다. 이러한 벨트는 도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이 단순히 상기 다중층 적층체(10a)와 보강 구조물(10b)[아라미드로 만들어진 원주방향 보강 스레드(11)]로 구성된다. 이러한 시험은 이러한 공기압 타이어의 드리프트 추력(drift thrust) 또는 코너링을 측정하기 위해 실행되었다; 높은 드리프트 추력 또는 코너링은 자동차에 매우 우수한 노면 핸들링(road handling)을 제공한다는 것을 상기한다.
이러한 시험의 요구사항을 위해, 시험된 각 공기압 타이어는 적절한 크기의 휠에 끼워지고 2.2 bar까지 팽창된다. 적절한 자동 기계(MTS에 의해 판매되는 "sol-plan" 형 기계) 상에서 80 km/h의 일정 속도로 주행된다. 하중 "Z"는 1 도의 드리프트 각도에서 변화하고, 코너링 강성 또는 드리프트 추력 "D"(제로 드리프트에서의 추력에 대해 보정됨)는 센서를 사용하여 이러한 하중(Z)의 함수로서 휠 상의 횡방향 힘을 기록함으로써 공지의 방법으로 측정된다. 드리프트 추력은 곡선 D(Z)의 원점에서의 기울기이다.
놀랍게도, 본 발명의 이러한 공기압 타이어는 그들의 특히 단순하고 경량화된 벨트 구조에도 불구하고, 특히 전술한 2개의 종래의 워킹 플라이 없이, 2개의 워킹 플라이 및 원주방향 보강 스레드의 구조물(10b)(단, 다중층 적층체 없음)을 포함하는 종래의 벨트에서 관찰되는 것과 등가의 드리프트 추력을 발생시킨다는 것이 관찰되었다.
따라서, 본 발명의 공기압 타이어의 다중층 적층체는 종래의 금속성 직물과 비교했을 때 많은 장점(특히 작은 두께, 저밀도, 저비용, 부식에 대해 민감하지 않음)을 가지며, 본 발명에 의해 얻어진 결과에 의하면, 이러한 타이어의 트레드와 카카스 보강재 사이에 위치된 공기압 타이어의 벨트를 보강하기 위한 요소로서 매우 많은 응용예에 제안될 수 있다.
전술한 다중층 적층체는 승객 차량용 공기압 타이어뿐 아니라, 특히 예를 들어 무거운 도로 수송 차량, 농업 또는 토목 공사 차량과 같은 오프로드 차량과 같은 험하거나 가혹한 롤링 조건에 직면하도록 의도된 산업 차량과 같은 산업 차량과 항공기 및 기타 수송 또는 핸들링 차량을 위한 공기압 타이어의 모든 형태로도 유용하게 사용될 수 있다.

Claims (17)

  1. 다중층 적층체에 의해 보강된 벨트를 갖는 공기압 타이어에 있어서,
    상기 적층체는 고무 조성의 2개의 층들 사이에 상기 2개의 층들과 접하게 위치된 적어도 하나의 다중축방향으로 인출된 열가소성 중합체 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는
    타이어.
  2. 제1항에 있어서,
    고무는 디엔 고무인
    타이어.
  3. 제2항에 있어서,
    디엔 고무는 폴리부타디엔, 천연 고무, 합성 폴리이소프렌, 다양한 부타디엔 혼성중합체, 다양한 이소프렌 혼성중합체 및 이러한 탄성중합체들의 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택되는
    타이어.
  4. 제3항에 있어서,
    고무 조성의 각 층은 50부터 100 phr까지의 천연 고무를 포함하는
    타이어.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    열가소성 중합체 필름은 고려되는 인장 방향에 상관없이 E로 표시되는 500 MPa 초과의 인장 계수를 갖는
    타이어.
  6. 제5항에 있어서,
    인장 계수(E)는 1000 MPa 초과인
    타이어.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    열가소성 중합체 필름은 고려되는 인장 방향에 상관없이 σmax로 표시되는 80 MPa 초과의 최대 인장 응력을 갖는
    타이어.
  8. 제7항에 있어서,
    응력(σmax)은 100 MPa 초과인
    타이어.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    열가소성 중합체 필름은 고려되는 인장 방향에 상관없이 Ar로 표시되는 40% 초과의 파단 시 연신율을 갖는
    타이어.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    열가소성 중합체 필름은 열적으로 안정된
    타이어.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    열가소성 중합체 필름은 150℃에서 30분 후에 5% 미만의 상대적 길이 수축을 갖는
    타이어.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    열가소성 중합체는 폴리에스테르인
    타이어.
  13. 제12항에 있어서,
    폴리에스테르는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌 나프탈레이트인
    타이어.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    열가소성 중합체 필름의 두께는 0.05 내지 1 mm인
    타이어.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    고무 조성의 각 층의 두께는 0.05 내지 2 mm인
    타이어.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    다중층 적층체의 폭과 길이는 각각 2.5 mm와 10 cm 초과인
    타이어.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    열가소성 중합체 필름은 고무 조성의 각 층을 대면하는 접착성 층을 구비하는
    타이어.
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