KR20140103120A - 타이어 트레드의 생산 방법 - Google Patents

Abstract

타이어 트레드를 제조하는 방법에 있어서, 상기 트레드는 복수의 돌출 요소들(raised element; 20)을 포함하고, 각각의 돌출 요소는 타이어가 굴러갈 때 지면과 접촉하도록 의도된 접촉면과, 상기 접촉면에 연결된 측면들을 포함한다. 상기 제조 방법은:
- 상기 타이어의 그린 폼(green form; 11)을 준비하는 단계와;
- 그린 타이어(green tyre)의 외면의 전체 또는 일부에 걸쳐 커버 층(9)을 설치하는 단계와;
- 상기 그린 타이어(11)를 주형에 설치하는 단계와;
- 블레이드(5)를 포함한 상기 주형에서, 상기 돌출 요소(20)의 측면을 제조하도록 상기 블레이드를 사용하는 단계와;
- 상기 타이어를 얻기 위해서 상기 그린 타이어를 경화시키는 단계를 포함한다.
상기 제조 방법은:
- 주형에 속하는 절단 수단을 사용하여 상기 커버 층(9)을 절단하는 단계와;
- 상기 블레이드로 상기 돌출 요소의 상기 측면을 제조하는 동안, 상기 블레이드가 상기 커버 층의 절단된 부분을 상기 그린 타이어 내로 추진시켜 상기 돌출 요소의 상기 측면이 상기 절단된 부분으로 부분적으로 또는 완전히 덮이는 단계를 추가로 포함한다.

Description

타이어 트레드의 생산 방법{METHOD FOR THE PRODUCTION OF A TYRE TREAD}

본 발명은 타이어 제조 분야에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 타이어 트레드가 측면들 중 적어도 하나 위에 커버 층을 포함한 복수의 돌출 요소들(raised element)을 포함하는 타이어 제조에 관한 것이다.

타이어 트레드가 다양한 고무 화합물들을 포함하는 타이어들을 디자인하는 것이 알려진 관행이다. 문서 WO 03089257호가 이러한 트레드들을 개시하고 있다. 더 구체적으로, 문서 03089257호는 돌출 요소들을 포함한 트레드를 개시하고 있다. 각각의 돌출 요소는 타이어가 굴러갈 때 지면과 접촉하도록 의도된 접촉면과, 접촉면에 연결된 측면들을 포함한다. 이 돌출 요소들의 측면들의 모두 또는 일부는 커버 층으로 덮인다. 이 커버 층을 제조하는 재료는 트레드를 제조하는 고무 화합물과 다르다. 이 재료는 특히 고무 화합물의 웨트 그립(wet grip)보다 훨씬 우수한 웨트 그립을 갖는다. 이는 젖은 표면들 상에서의 코너링에서 매우 주목할 만한 향상을 허용한다.

이 트레드를 제조하는 하나의 방법은 특히 문서 WO 2006069912호에 개시되어 있다. 이 제조 방법에 따르면, 제 1 단계에서, 분사 노즐을 사용하여 그린 타이어(green tyre) 내로 하나 이상의 인서트들의 형태로 주입될 커버 층을 구성하도록 의도된 재료가 제공된다. 이어서 인서트 또는 인서트들이 형성되고, 제 2 단계에서, 경화된 주형(mould)의 리브들(rib)에 의해, 인서트들이 리브들에 의해 제조된 측면들을 덮는다.

이 제조 방법은 한계를 갖는다. 구체적으로 말하면, 형성되는 동안, 인서트는 이 인서트를 더 얇은 두께의 층으로 전환할 목적으로 리브로부터 상당한 전단력을 겪는다. 이 전단력은 인서트 내에 균열을 야기할 수 있고 이는 제조될 인서트 재료의 이동 제어를 더욱 어렵게 만든다. 따라서 형성된 커버 층의 형태 및 두께는 다소 아무렇게나 될 수 있다. 따라서 타이어의 성능에 영향을 미치는 층에 의해 장점들이 감소된다.

또한, 이 제조 방법에서는, 인서트들을 리브들과 정렬시킬 필요가 있다. 이것은 트레드의 제조를 더 복잡하게 만든다.

따라서 타이어 트레드에 속하는 돌출 요소의 측면 상에 커버 층을 쌓는 것을 개선할 필요가 있다.

정의

"타이어"는 내부 압력을 받는지 안 받는지 간에 탄성 트레드의 모든 유형들을 의미한다.

"그린 타이어(green tyre)" 또는 타이어의 "그린 폼(green form)"은 보강되거나 또는 보강될 수 없는 스트립들(strip) 또는 시트들의 형태인 복수의 반쯤 완성된 고무 제품들의 중첩을 의미한다. 이 그린 타이어는 타이어를 얻도록 주형에서 경화되도록 의도된다.

타이어의 "트레드"는 측면들에 의해 그리고 2개의 주요 면들에 의해 범위가 정해진 고무 재료의 양을 의미하고, 측면들과 주요 면들 중 하나는 타이어가 굴러갈 때 도로면과 접촉하도록 의도된다.

"타이어 표면"은 타이어가 굴러갈 때 도로 면과 접촉하는 타이어 트레드 상의 지점들에 의해 형성된 표면을 의미한다.

"돌출 요소"는 홈들(groove) 및/또는 사이프들(sipe)에 의해 범위가 정해지는 트레드의 요소들을 의미한다. "돌출 요소" 범주 내에서, 타이어의 전체 회전을 하게 하는, 타이어 리브들과 타이어의 전체 회전을 하지 못하게 하는 블록들(block) 사이에 차이가 있다.

"주형"은 비교적 함께 근접할 때, 도넛형의 성형 공동(moulding cavity)의 범위를 정하는, 각각의 성형 요소들의 세트를 의미한다.

주형의 "성형면"은 타이어 트레드 표면을 제조하도록 의도된 주형의 표면을 의미한다.

주형의 "블레이드"는 성형면으로부터 돌출한 돌출부를 의미한다. 블레이드들의 범주 내에서, 2mm 미만의 너비인 사이프 블레이드들과 2mm 이상의 폭을 가진 리브들 사이에 차이가 있다. 사이프 블레이드들은 타이어 트레드에 사이프들을 제조하도록 의도되고, 이는 타이어가 지면과 접촉하는 접촉 패치(patch)에 적어도 부분적으로 접근하는 컷들(cut)을 의미한다. 리브들은 트레드에 홈들을 제조하도록 의도되고, 이는 타이어가 지면과 접촉하는 접촉 패치에 근접하게 가지 못하는 컷들을 의미한다.

"성형 단계" 또는 성형 요소의 측면을 "제조하는 단계"는 주형의 블레이드가 그린 타이어의 외면을 덮는 커버 층과 접촉하는 순간에 시작하는 작동을 의미한다. 이 성형 단계 동안, 블레이드는 컷을 형성하고, 이 컷은 성형 요소의 측면의 범위를 정한다. 성형 단계는 블레이드가 막 제조된 컷을 떠나는 순간 종료한다.

본 발명은 타이어 트레드를 제조하는 방법에 관한 것이고, 이 트레드는 주어진 고무 재료로 형성된 복수의 돌출 요소들을 포함한다. 각각의 돌출 요소는 타이어가 굴러갈 때 지면과 접촉하도록 의도된 접촉면과 이 접촉면에 연결된 측면들을 포함한다. 이 제조 방법은 타이어의 그린 폼을 준비하는 단계와, 그린 타이어의 외면의 전체 또는 일부에 걸쳐 커버 층을 설치하는 단계와, 그린 타이어를 주형에 설치하는 단계와, 블레이드를 포함한 상기 주형에서, 상기 돌출 요소의 측면을 제조하도록 상기 블레이드를 사용하는 단계와, 타이어를 얻기 위해서 그린 타이어를 경화시키는 단계를 포함한다. 제조 방법은 또한 주형에 속하는 절단 수단(cutting means)을 사용하여 커버 층을 절단하는 단계와, 블레이드로 돌출 요소의 측면을 제조하는 동안, 상기 블레이드가 상기 커버 층의 절단된 부분을 상기 그린 타이어 내로 추진시켜 돌출 요소의 측면이 절단된 부분으로 부분적으로 또는 완전히 덮이는 단계를 포함한다.

본 발명의 제조 방법을 사용하여, 커버 층은 간단하고 실용적인 방법으로 돌출 요소의 측면 상에 배치된다.

블레이드가 2mm 이상의 폭의 리브로 특정한 경우에, 커버 층과 리브와의 접촉을 위한 표면적은 리브와 층 사이가 접촉하는 순간에, 변형들, 특히 그 두께 내에서의 변형들을 동시에 제한하는 동안에 커버 층이 그린 타이어의 깊이 내로 추진되는 것을 허용할 만큼 충분히 크다. 그 결과, 커버 층은 이 홈이 서서히 제조되기 때문에 리브에 의해 형성된 홈의 벽들에 대해 거의 균일하게 배치될 것이다.

여기서 커버 층이 이 컷을 원하는 트레드 패턴의 특성들로 직접 조정하는 주형의 요소들에 의해 절단된다는 것을 또한 유념해야 할 것이다. 따라서 측벽들의 전체 또는 일부 상에 커버 층을 가진 돌출 요소들을 포함한 트레드의 제조가 더 용이해진다.

대안으로서, 주형에 속하는 절단 수단으로 커버 층을 절단하는 것은 측면의 성형 전에 실행된다.

따라서 주형의 블레이드가 커버 층을 그린 타이어를 내로 추진시키도록 커버 층과 접촉하는 순간에, 이 층이 완전히 절단되는 것을 보장한다. 따라서 블레이드에 의해 인가된 압력의 결과로서 커버 층의 찢어짐(tearing)과 같은 어떠한 위험도 회피된다.

다른 대안적인 형태에서, 주형에 속하는 절단 수단으로 커버 층을 절단하는 것은 측면을 제조하는 과정 동안 실행된다.

다른 대안적인 형태에서, 블레이드에 대한 절단 수단의 위치는 커버 층을 절단하는 단계 전에 조정된다.

따라서 블레이드에 의해 제조된 컷에 존재하는 커버 층의 재료의 양을 조정하는 것이 쉽게 가능하다. 절단 수단의 위치를 적절하게 조정하여, 컷 외부에서 초과한 커버 층 재료의 보기 안 좋은 존재를 제한하는 것이 또한 가능하다.

대안으로서, 착탈 가능한 절단 수단과 함께, 커버 층의 특성에 적합한 절단 수단은 주형에 정합한다.

따라서 주형은 이 층의 특성에 적합하도록 구성된다.

대안으로서, 커버 층은 그린 타이어의 폭을 가로질러 그린 타이어의 외면 상에 권취된다.

따라서 이것은 커버 층이 그린 타이어에 적용되는 것을 용이하게 한다.

대안으로서, 커버 층은 탄성 중합체 재료와 직조 및 비직조 섬유들의 컬렉션을 포함하고, 섬유들은 탄성 중합체 재료로 함침된다.

커버 층에서 섬유들을 사용하여, 이 층의 기계적 무결성이 개선되고, 커버 층이 더 쉽게 절단된다. 또한, 커버 층에서 섬유들의 컬렉션의 존재는 이 섬유들의 고유의 강도 때문에, 그린 타이어에 적용하는 것을 용이하게 하는, 절단된 바와 같은 커버 층의 신장성을 제한하는 것을 가능하게 한다. 결국, 탄성 중합체 재료로 섬유들을 함침하는 것은 우수한 결합을 하는 완전체를 제공한다. 따라서 커버 층은 커버 층이 절단되고 그린 타이어에 적용될 때 독립체로서 거동한다. 섬유들은 고온 캘린더링(hot calendering), 프레스 성형 또는 압력 하의 사출 성형에 의해 함침될 수 있다.

대안으로서, 탄성 중합체 재료는 섬유들을 함침하는 단계 동안 예비 가황된다.

예비 가황 단계를 통해, 그린 타이어의 표면에 걸쳐 미끄러지는 커버 층의 능력이 개선된다.

본 발명의 다른 주제는 상술한 바와 같이 제조 방법에 따라 제조된 트레드에 관한 것이다.

본 발명의 다른 특징들 및 이점들은 첨부된 도면들을 참조하여, 비제한적 예로써 주어진, 다음의 설명으로부터 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 제조 방법을 구현하기 위한 성형 요소를 도시한 개략도.
도 2a는 본 발명에 따른 제조 방법에 따라 특정한 재료의 층을 절단하는 단계를 도시한 도면.
도 2b는 성형 요소의 블레이드가 커버 층의 부분을 그린 타이어 내로 추진시키는 단계를 도시한 도면.
도 2c는 절단 수단과 블레이드가 그린 타이어에 완전히 배치되는 중간의 성형 단계를 도시한 도면.
도 2d는 도 2a 내지 도 2c의 단계들 후의 타이어 트레드의 부분을 도시한 개략도.
도 3은 본 발명에 따른 제조 방법을 사용하여 얻은 트레드의 테스트 시편을 위에서 본 도면.
도 4는 도 3의 테스트 시편의 측면도.

다음의 설명에서, 실질적으로 동일하거나 또는 유사한 요소들은 동일한 참조 부호로 표기될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 제조 방법을 구현하기 위한 성형 요소(1)를 도시한다.

더 구체적으로, 성형 요소(1)는 타이어 트레드 표면의 부분을 제조하도록 의도된 성형면(3)을 포함한다. 성형 요소(1)는 또한 본 발명을 더 쉽게 이해하도록 여기서 하나만 도시된 블레이드들(5)을 포함한다. 이 예에서 블레이드는 타이어 트레드에서 홈을 제조하도록 의도된 리브(5)이다. 트레드에서 "홈"은 폭, 즉, 2mm 초과의, 홈의 2개의 벽들을 분리한 거리의 이 트레드에서의 컷(cut)을 의미한다. 리브(5)는 수직으로 확장하고 이 성형면(3)으로부터 돌출된다. 리브(5)는 또한 확장 방향(X)에서 세로로 확장한다. 주형에서, 이 방향은 주형의 원주에 따른 원주 방향일 수 있다. 대안으로서, 확장 방향은 주형의 원주 방향에 대해 수직인 가로 방향이다. 다른 대안적인 형태에서, 이 확장 방향은 주형의 가로 방향 및 원주 방향으로 0이 아닌 각을 형성하는 사선 방향이다.

도 1은 확장 방향(X)에 대해 수직인 섹션면에서 본 성형 요소(1)를 도시한다. 이 섹션면에서, 리브(5)는 대칭축(S)에 대해 대칭을 나타내는 횡단면을 갖는다. 이 예에서 대칭축(S)은 리브(5)의 높이(Hc)를 통해 확장하고 이 리브(5)를 W/2 폭의 2개의 절반 리브들로 분할한다.

리브의 횡단면은 여기서 직사각형 형태이다. "직사각형 형태"는 리브의 상부면이 이 리브의 측면들에 대해 수직인 것, 즉, 리브의 측면들이 이 리브의 상부면에 대해 85°내지 95°의 각인 것을 의미한다.

본 발명은 또한 리브의 측면들과 이 리브의 상부면 사이의 연결 영역들이 라운딩되는 예들과 마찬가지로 리브의 측면들과 베이스(base) 사이의 연결 영역들이 라운딩되는 예들을 포함한다.

실시예의 추가의 대안적인 형태들에서, 리브의 횡단면은 정사각형 형태와 같은 직사각형 형태, 삼각형 형태 등과는 다른 형태를 채택할 수 있다.

리브(5)의 횡단면이 도 1의 굵은 선으로 나타낸 프로파일(profile)을 성형면(3)을 가진 리브(5)의 교차 지점의 2개의 지점들(A 및 B) 사이에 갖는다는 것을 또한 유념해야 할 것이다. 이 프로파일은 Lp=2*(Hc+W/2)인 프로파일 길이(Lp)를 갖는데, 즉, 프로파일 길이(Lp)는 리브(5)의 높이(Hc)의 2배 더하기 이 리브의 폭(W)에 해당한다.

도 1의 예에서, 교차 지점의 지점들(A 및 B)은 쉽게 확인할 수 있고, 리브(5)의 측벽들은 성형면(3)에 대해 수직이다. 대안으로서, 리브의 측벽들이 2개의 원호들을 형성하는 2개의 라운딩된 연결 영역들에 의해 성형면(3)에 연결되는 예들에서, 교차 지점의 지점들(A 및 B) 각각은 원의 호들의 중앙들을 지나가고 이 호들을 2개의 동일한 ½ 호들로 분할하는 직선들을 가진 원호들의 교차 지점에 해당한다.

도 1의 성형 요소(1)는 또한 리브(5)의 양쪽 측면에 배열된 2개의 절단 수단(7)을 갖는다. 이 절단 수단은 리브(5)의 확장 방향(X)에 대해 평행한 방향에서 세로로 확장한다. "평행한 방향"은 절단 수단의 확장 방향이 리브의 확장 방향(X)과 -5°내지 +5°의 각을 형성하는 것을 의미한다. 절단 수단의 높이(Hlc)는 리브의 높이(Hc)와 적어도 동일하다.

각각의 절단 수단은 타이어의 그린 폼(11)을 덮는 커버 층(9)을 자를 수 있는 단부(8)를 포함한다. 더 구체적으로, 각각의 절단 수단은 그 단부에서 절단 에지(cutting edge)(도 1의 포인트 형태로 도시됨)를 포함한다. 이 절단 에지는 도 1의 도면에서, 60°이하의 각(α)을 갖는다(2개의 절단 수단(7) 중 하나의 단부를 확대한 도 1과 연관된 확대한 상세 사항에 관한 것). 바람직한 실시예에서, 각(α)은 35°이하이다.

이 절단 에지가 장기적 기계적 무결성을 개선하도록 사전 경화될 수 있다는 것을 유념해야 할 것이다. 예를 들어, 절단 에지는 특별한 열처리로 경화될 수 있다. 대안으로서, 절단 에지가 제조되는 재료가 성형 요소의 나머지보다 더 강하도록 계획하는 것이 가능하다.

절단 수단(7)이 D=Hc+W/2와 같은, 절단 수단의 각각의 단부와 리브(5)의 횡단면의 대칭축(S) 사이의 거리(D)가 횡단면의 프로파일의 길이(Lp)의 절반 이하인 방식으로 성형 요소(1) 내에 배열된다는 것을 또한 유념해야 할 것이다. 달리 말하면, 대칭축(S)은 2개의 서브 프로파일들을 규정하도록 지점(C)에서 리브(5)의 프로파일을 교차한다. 제 1 서브 프로파일은 세그먼트(A-C)에 해당하고 제 2 서브 프로파일은 세그먼트(B-C)에 해당한다. 각각의 절단 수단에 대해, 이 절단 수단의 에지와 대칭축(S) 사이의 거리는 이 절단 수단에 인접한 서브 프로파일, 즉, 절단 수단에 대해 리브의 반만큼이나 근접한 서브 프로파일의 길이 이하이다. 도 1의 예에서, 절단 수단(7)에 대해 가장 근접한 서브 프로파일은 세그먼트(B-C)에 해당하는 서브 프로파일이다.

블레이드에 대한 절단 수단의 거리(D)를 조정하는 것이 또한 가능하다. 이 방식으로, 절단된 부분에는 절단되고 트레드 윌(tread will) 내로 밀려지는 커버 층의 일부가 예를 들어 이 트레드 표면과 수평을 이루는 것을 보장하는데 적합한 길이가 주어진다. 이 거리(D)는 연속적인 시행착오에 의해 조정될 수 있다. 그렇게 하기 위해서, 예를 들어, 주형 내에 이 절단 수단을 부착하고 원할 때 주형으로부터 절단 수단을 떼는 것이 가능하다.

게다가, 실시예의 대안적인 형태에서, 절단 수단은 성형 요소에 착탈 가능하게 정합될 수 있고, 따라서 절단될 커버 층의 특성들에 적합한 절단 수단을 사용하는 것이 가능하게 된다.

도 2a 내지 도 2c는 제조 방법을 구현하기 위한 다양한 단계들을 더 상세히 도시한다.

도 2a는 커버 층을 절단하는 단계를 개시한다. 이 단계에서, 성형 요소(1)와 그린 타이어(9)는 서로 더 근접하게 이동한다. 이 이동은 예를 들어, 주형 내의 멤브레인(도시되지 않음)에 의해 개시된다. 가압된 스팀의 양의 작용 하에서, 이 멤브레인은 성형 요소(1)를 향해 그린 타이어를 부풀리고 밀어낸다. 더 구체적으로, 도 2a는 절단 수단(7)이 이 예에서 커버 층(9)을 모두 동일한 두께의 복수의 부분들로 자르기 시작하는 이동을 나타낸다. 이 절단 단계는 절단 수단의 절단 에지들의 작용에 의해 더 쉽게 진행된다.

도 2b는 블레이드가 커버 층의 부분을 그린 타이어 내로 추진시키는 단계를 도시한다. 이 단계에서, 리브(5)는 그린 타이어(11)를 향해 민다. 더 구체적으로, 이 단계에서 리브(5)는 커버 층에서 절단된 부분(13)과 접촉한다. 따라서 리브(5)는 이 부분(13)을 그린 타이어(9)의 깊이 내로 추진시킨다.

여기서 절단 수단(7)의 높이(Hlc)는 리브(5)의 높이(Hc)보다 높다는 것을 유념해야 할 것이다. 따라서, 도 2a의 절단 단계는 리브(5)가 그린 타이어(11)를 향해 미는 단계 전에 발생한다. 대안으로서, 절단 수단(7)의 높이(Hlc)가 리브(5)의 높이(Hc)와 동일하도록 계획하는 것이 가능하다. 이 경우에, 도 2a의 단계와 도 2b의 단계가 동시에 발생한다.

도 2c는 리브(5)가 전체 높이(Hc)에 걸쳐 그린 타이어를 향해 밀리는 중간의 성형 단계를 도시한다. 따라서 커버 층의 부분(13)의 전체는 그린 타이어 내부에서 그 자체를 찾게 된다. 이 단계가 실행된다면, 그린 타이어를 경화시키는 것, 즉, 그린 타이어가 소성 상태로부터 탄성 상태로 변하는 고무 재료를 전환하는 것이 가능하다. 이 경화 단계는 커버 층의 내부 구조를 또한 변경할 수 있다.

도 2d는 도 2a 내지 도 2c에서 도시된 그린 타이어를 제조하고 경화시키는 다양한 단계들의 결과를 도시한다. 따라서 얻은 트레드(15)의 부분은 리브(5) 주위에서 고무를 성형하여 얻은 홈(17)과 2개의 절단 수단(7) 주위에서 고무를 성형하여 얻은 2개의 사이프들(19)을 포함한다. 여기서 홈의 모든 벽들, 즉, 측벽들 및 측벽들에 의해 측면에 있는 하부벽이 커버 층의 절단된 부분(13)으로 덮이게 된다는 것을 유념해야 할 것이다.

커버 층이 제조되는 재료의 유형에 따라, 홈(17)에 의해 부분적으로 범위가 정해진 블록(20)에 특정한 성질들이 주어질 수 있다. 따라서, 스노우(snow)에서 트레드의 접지력을 개선하는 것을 원하는 경우에, -10℃의 온도와 10Hz 주파수로 0.7MPa의 최대 교번 응력 하에서 60MPa 초과, 바람직하게는 200MPa 초과의 동적 전단 계수(

)를 갖는 커버 재료가 사용될 수 있다.

본 문서에서, 용어들 "탄성 계수(G’)"와 "점성 계수(G”)"는 기술분야의 당업자들에게 잘 알려진 동적 특성들을 나타낸다. 이 특성들은 경화되지 않은 화합물들로부터 제조된 테스트 시편들 상에서 Metravib VA4000 점도 분석기에 의해 측정된다. 도면 X2.1에서 표준 ASTM D 5992-96(1996년 최초 승인되고, 2006년 9월에 출판된 버전)에 설명된 것들과 같은 테스트 시편들이 사용된다. 테스트 시편의 직경은 10mm이고(따라서 78.5mm²의 원형의 횡단면을 가짐), 고무 화합물의 부분들 각각의 두께는 2mm이고, "직경 대 두께" 비는 5이다(2인 d/L 값을 권하는 ASTM 표준의 절 X2.4에서 언급된, 표준 ISO 2856과 대조적으로). 10Hz의 주파수에서 단순한 교번 전단 사인 곡선 응력을 받는 경화된 고무 화합물의 테스트 시편의 반응이 기록된다. 테스트 시편은 평형 위치에 대해 대칭적으로 인가된 응력(0.7MPa)으로, 10Hz에서 사인 곡선 전단 하중들을 받는다. 측정이 분당 1,5℃의 온도 변화율의 증가 동안, 재료의 유리 전이 온도(Tg) 아래의 온도(Tmin)로부터, 재료의 고무 안정기에 해당할 수 있는 온도(Tmax)까지 행해진다. 스윕(sweep)을 시작하기 전에, 테스트 시편은 테스트 시편에 걸쳐 균일한 온도를 갖도록 20분 동안 온도(Tmin)로 안정된다. 활용되는 결과는 선택된 온도들(이 예에서, 0°, 5°, 및 20℃)에서의 동적 전단 탄성 계수(G’)와 전단 점성 계수(G”)이다. "복소 계수"(

)는 탄성 계수(G’)와 점성 계수(G”)의 복잡한 합의 절대값으로서 규정된다:

실시예의 대안적인 형태에서, 커버 층의 탄성 중합체 재료는 에보나이트(ebonite)와 같은, 매우 높은 황 함유량을 가진 적어도 하나의 디엔 탄성 중합체에 기초한 화합물을 포함한다.

실시예의 다른 대안적인 형태에서, 커버 층은 섬유들의 콜렉션, 예를 들어, 펠트(felt)를 형성하는 섬유들의 3차원 콜렉션을 포함한다. 이 펠트의 섬유들은 방직 섬유들, 미네랄 섬유들 및 그 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택될 수 있다. 이 펠트의 섬유들은 천연 근원의 방직 섬유들의 그룹, 예를 들어, 실크, 면, 대나무, 셀룰로오스, 울 섬유들 및 그 혼합물의 그룹으로부터 선택될 수 있다는 것을 또한 유념해야 할 것이다.

실시예의 다른 대안적인 형태에서, 커버 층의 탄성 중합체 재료는 PET(polyethylene terephthalate)와 같은 적어도 하나의 열가소성 폴리머에 기초한 화합물을 포함한다. 이러한 폴리머는 1GPa 초과의 영 계수를 가질 수 있다.

커버 층은 단일 층일 수 있다는 것을 유념해야 할 것이다. 대안으로서, 커버 층은 다른 화합물들의 몇몇의 층들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 그린 타이어와 접촉하는 커버 층의 더 낮은 부분을 구성하는 재료는 리브가 이 커버 층을 그린 타이어의 깊이 내로 추진시킬 때 그린 타이어 상에서 커버 층이 미끄러지는 능력을 개선하는 방식으로 선택될 수 있다. 더 낮은 층이 제조되는 재료는 예를 들어, 면 또는 예비 가황된 고무일 수 있다. 유사하게, 커버 층의 상부 부분이 제조되는 재료는 트레드에 부여되는 성질들, 예를 들어, 스노우가 있는 지면 상에서의 더 나은 접지력을 위해 선택된다.

성형 단계 전에, 제조 방법은 타이어의 그린 폼을 준비하는 단계와, 그린 타이어의 외면의 전체 또는 일부에 커버 층을 적용하는 단계와, 성형 요소(1)를 포함한 주형에 덮인 그린 타이어를 설치하는 단계를 포함한다.

그린 타이어를 준비하는 단계는 실질적으로 회전하는 지지부 상에, 보강 트레드들이 끼워진, 고무의 스트립들을 설치하는 단계를 포함한다. 전통적으로, 보강 트레드들은 그린 타이어의 지지부의 회전축에 대해 실질적으로 평행하다.

그린 타이어가 준비되었다면, 커버 층으로 이 그린 타이어의 외면을 덮는 것이 가능하다. 이 커버 층은 이 외면의 전체 또는 부분을 덮을 수 있다. 커버 층이 이 그린 타이어의 폭을 가로질러, 그린 타이어의 외면 상에 권취된 하나 이상의 스트립들로부터 형성된다는 것을 유념해야 할 것이다. 대안으로서, 이 층은 그린 타이어의 원주 상에 권취된 하나 이상의 스트립들로부터 형성된다.

이어서 커버 층으로 덮인 그린 타이어가 주형에 배치된다.

컷들에서 커버 층들을 포함한 트레드들을 사용한 복수회의 타이어 생산 시도가 실행되어 왔다.

표 1은 실행된 다양한 테스트들을 설명한다.

표 2는 사용된 탄성 중합체 재료의 체계적 정리를 제공하고, 표 3은 실행된 마찰 테스트들의 결과들을 보여준다.

(1) 면직물(Coco coupon, Cournond'Auvergne)

(2) 비스코스 펠트, 100% 비스코스, 275g/m, 두께: 1mm (www.feutrine-express.fr).

(1) 천연 고무(RSS#3);

(2) SBR 용액(건조 SBR에 나타낸 함량들: 1-2에서 23% 스티렌, 15% 폴리부타디엔 그룹들 및 1-4 트랜스에서 70% 폴리 부타디엔(Tg=-52℃));

(3) SBR 용액(건조 SBR에 나타낸 함량들: 1-2에서 44% 스티렌, 41% 폴리부타디엔 그룹들(Tg=-12℃);

(4) 카본 블랙 N234;

(5) MES 오일(Shell "Catanex SNR");

(6) TDAE 오일(Hansen & Rosenthal "Vivatec 500");

(7) 유형 C5 탄화수소 수지(Crayvalley "Wingtack 86");

(8) 산화 아연(산업 등급 - Umicore);

(9) 스테아린(Uniquema "Pristerene");

(10) N-1, 3-dimethylbutyl-N-phenylparaphenylenediamine(Flexsys "Santoflex 6-PPD"); DPG = diphenylguanidine(Flexsys "Perkacit DPG");

(11) N-cyclohexyl-2-benzothiazyl-sulphenamide(Flexsys "Santocure CBS").

표 1은 실행된 다양한 테스트들을 설명하고 있다.

제 1 테스트(A1)는 섬유들의 콜렉션을 통해 면 섬유 직물로 구성된 커버 층과 함침 탄성 중합체 재료를 통해 매우 높은 황 함유량을 가진 디엔 화합물(ME1)의 층에서 실행되었다.

콜렉션은 화합물로 직물을 함침하기 위해 16bar의 압력 하에서, 9분 동안 160℃의 온도에서 플레이트 프레스(plate press) 내에 배치되었다. 커버 층의 최종 두께는 대략 0.6mm이었다.

함침 후에, 커버 층의 스트립들은 타이어 트레드의 그린 폼의 표면 상에 배치되었다. 몇몇의 면 트레드들(날실들 또는 씨실들)이 성형 동안 의도된 이동 방향에 대해 수직으로 지향되어 성형 동안 커버 층의 어떤 확장도 안 한다는 것을 유념해야 한다.

면직물이 직물을 자르고 컷 내의 위치로 커버 층을 쉽게 미끄러지게 하도록 그린 트레드 측면보다는 주형 측면 상에 배치되는 것이 바람직하다.

따라서 어셈블리는 주형 내에 배치되었고 도 2a 내지 도 2d에 설명된 바와 같은 성형 작동들은 어려움 없이 실행되었고, 면직물은 트레드의 컷들 내에 정확하게 놓이게 되었다. 특히, 매우 미세한 면직물은 커버 층을 트레드 내의 컷(3, 4) 내로 추진시키는 리브(5) 및 블레이드들(7)에 의해 어려움 없이 절단될 수 있었다.

매우 높은 황 함유량을 가진 탄성 중합체 재료(ME1)는 경화되지 않거나 또는 보통의 압력 하의 고온 함침 동안 얻게된 제한된 예비 가황된 것으로서 거동한다.

20phr 초과의 황 함유량은 매우 높은 계수(약 300 내지 1000 MPa의 3%의 변형에서의 확장 계수)의 커버 층 재료를 얻는 것을 가능하게 하고, 이는 스노우가 덮인 지면 상에서 매우 접지력있게 밀착되게 한다.

제 2 테스트(A2)는 유사하게 섬유들의 콜렉션을 통해 높은 Tg 화합물(ME2)을 가진 면직물에서 실행되었다.

함침 조건들은 제 1 테스트의 조건들과 동일하였고, 면직물은 주형 측면 상에 배치되었고 ME2 재료는 함침 시간에 예비 가황되었다.

성형은 전처럼 잘 진행되었다.

다른 3개의 테스트들은 섬유들의 콜렉션으로서 비스코스 펠트 또는 베이즈와, 함침 탄성 중합체 재료를 통해 디엔 화합물(ME2)의 1개 또는 2개의 층들에서 실행되었다.

테스트 A3에 대해, 비스코스 펠트는 11분 동안 동일한 온도 및 압력 조건들 하에서 ME2 화합물의 2개의 층들 사이에 끼워져 있다. 이것은 펠트가 화합물로 잘 함침되게 한다. 커버 층의 최종 두께는 1.1mm이었다.

성형 작동들은 잘 진행되었다. 그것은 비스코스 펠트의 고유한 강도가 층이 나타낸 바와 같이 컷을 통해 정확히 있다는 것이 판명되었기 때문에 미끄러짐 동안 커버 층의 비확장 및 커버 층의 미끄러짐의 용이성을 보장하는데 충분하였다는 것을 의미한다.

테스트 A4는 매우 유사하고, 유일한 차이점은 11분보다 더 길고, 지속적인 20분의 함침 시간에서의 변화이다. 그것은 탄성 중합체 화합물의 예비 가황을 눈에 띄게 증가시켰고 트레드의 그린 폼 상의 커버 층의 미끄러짐의 큰 용이성이 주목되었다.

테스트 A5에 대해, 디엔 화합물(ME2)의 단지 하나의 층은 비스코스 펠트를 함침하도록 사용되었다. 함침 작동의 시간은 9분이었다. 커버 층의 최종 두께는 대략 0.6mm이었다.

유사하게 성형 테스트가 잘 진행되었다.

테스트들(A3, A4 및 A5)의 것들과 유사한 커버 층들은 또한 도 3 및 도 4에서 볼 수 있는 테스트 시편들(21)을 생산하도록 사용되었다.

사용된 테스트 시편(21)은 도 3의 윗부분에서 보이고 도 4의 측면에서 주어진다. 이 테스트 시편은 평행 6면체 고무 지지부(25)(길이 L1=60mm, 폭 l=56mm 및 두께 2mm) 상에 제조된 고무 화합물의 4개의 블록들(23)로 구성된다.

각각의 블록은 25mm의 폭, 27mm의 길이 및 9mm의 높이를 갖는다. 이 블록들은 대략 6mm 너비의 길이 방향 홈(27)과 가로 홈(29)에 의해 분리된다. 각각의 블록(23)은 4개의 축방향으로 지향된 사이프들(31)을 갖는다. 이 사이프들은 0.6mm 너비이고 블록을 5개의 동일한 부분들로 나눈다. 이 사이프들은 블록의 각각의 측면에서 나온다. 테스트 시편은 사이프들의 축 방향에 대해 수직인 길이 방향으로 이동된다.

테스트들은 -10℃의 온도에서 촘촘한 인공 스노우에 의해 덮인, 110mm 길이의 트랙 상에서 실행되었다.

하중 및 접선력은 트레드의 스트립의 수평 이동 동안 기록된다. 따라서 마찰 계수가 계산되고, 이것은 접선력의 평균값을 제 1의 30mm의 이동에서 적용된 하중으로 나눔으로써 얻어진다.

커버 층의 3개의 두께들이 얻어졌다: 1.1mm, 0.8mm 및 0.5mm. 3개의 테스트 시편들은 테스트 시편에서 모든 컷들, 홈들 및 사이프들이 커버 재료의 층으로 덮이는 방식으로 성형되었다.

제어 테스트 시편은 "스노우" 타이어를 위해 기제로서 트레드 화합물을 사용하여 생산되었다.

스노우가 덮인 지면 상의 마찰 테스트들은 이 테스트 시편들로 실행되었고 결과들은 비교값으로 표 3에 주어진다. 100의 값은 제어 테스트 시편에 대한 결과로서 할당되었고, 따라서 100 초과의 값은 더 높은 마찰 계수와 따라서 더 우수한 접지력 성능을 나타낸다. 100 아래의 값은 테스트가 제어의 마찰 계수보다 낮은 마찰 계수로 되돌아가는 것을 의미한다.

화합물(ME2)은 Tg=-12℃인 매우 높은 유리 전이 온도를 가진 SBR에 기초한 화합물이다. 화합물은 매우 저온에서 매우 단단한 테스트 시편들의 에지들을 제조하는, -10℃의 온도에서 약 275MPa의 동적 전단 계수(

)를 갖는다. 이 화합물은 또한 60℃의 온도에서 0.4MPa 아래의 더 낮은 동적 전단 계수를 갖는다.

본 발명은 설명되고 도시된 예들로 제한되지 않고 다양한 수정들은 그 범주를 벗어나는 일 없이 만들어질 수 있다.

Claims (8)

1. 타이어 트레드를 제조하는 방법에 있어서,
   상기 트레드는 복수의 돌출 요소들(raised element; 20)을 포함하고, 각각의 돌출 요소는 타이어가 굴러갈 때 지면과 접촉하도록 의도된 접촉면과, 상기 접촉면에 연결된 측면들을 포함하고, 상기 제조 방법은:
   - 상기 타이어의 그린 폼(green form; 11)을 준비하는 단계와;
   - 그린 타이어(green tyre)의 외면의 전체 또는 일부에 걸쳐 커버 층(9)을 설치하는 단계와;
   - 상기 그린 타이어(11)를 주형에 설치하는 단계와;
   - 블레이드(5)를 포함한 상기 주형에서, 상기 돌출 요소(20)의 측면을 제조하도록 상기 블레이드를 사용하는 단계와;
   - 상기 타이어를 얻기 위해서 상기 그린 타이어를 경화시키는 단계를 포함하고,
   상기 제조 방법은:
   - 주형에 속하는 절단 수단을 사용하여 상기 커버 층(9)을 절단하는 단계와;
   - 상기 블레이드로 상기 돌출 요소의 상기 측면을 제조하는 동안, 상기 블레이드가 상기 커버 층의 절단된 부분(13)을 상기 그린 타이어 내로 추진시켜 상기 돌출 요소의 상기 측면이 상기 절단된 부분으로 부분적으로 또는 완전히 덮이는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 타이어 트레드 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 주형에 속하는 상기 절단 수단으로 상기 커버 층을 절단하는 단계는 상기 측면을 제조하기 전에 실행되는 것을 특징으로 하는, 타이어 트레드 제조 방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 주형에 속하는 상기 절단 수단으로 상기 커버 층을 절단하는 단계는 상기 측면을 제조하는 과정 동안 실행되는 것을 특징으로 하는, 타이어 트레드 제조 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 블레이드에 대한 상기 절단 수단의 위치는 상기 커버 층을 절단하는 단계 전에 조정되는 것을 특징으로 하는, 타이어 트레드 제조 방법.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 절단 수단은 착탈 가능하고 상기 커버 층의 특성들에 적합한 절단 수단은 상기 주형에 정합되는 것을 특징으로 하는, 타이어 트레드 제조 방법.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 커버 층은 상기 그린 타이어의 폭을 가로질러 상기 그린 타이어의 상기 외면 상에 권취된 하나 이상의 스트립들(strip)로부터 형성되는, 타이어 트레드 제조 방법.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 커버 층은 탄성 중합체 재료와 직조 또는 비직조 섬유들의 컬렉션을 포함하고, 상기 섬유들은 상기 탄성 중합체 재료로 함침되는 것을 특징으로 하는, 타이어 트레드 제조 방법.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 탄성 중합체로 상기 섬유들을 함침하는 단계 동안 상기 탄성 중합체 재료가 예비 가황되는(prevulcanized) 것을 특징으로 하는, 타이어 트레드 제조 방법.

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