KR20140119045A

KR20140119045A - 공기 타이어의 제조 방법

Info

Publication number: KR20140119045A
Application number: KR1020147020806A
Authority: KR
Inventors: 도루 후쿠모토
Original assignee: 스미토모 고무 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2012-01-20
Filing date: 2012-10-31
Publication date: 2014-10-08
Also published as: JP2013146954A; JP5261584B2; US20150298408A1; EP2783842A1; WO2013108464A1; EP2783842A4; BR112014017825A8; BR112014017825A2; CN104023962A; EP2783842B1; RU2014125193A

Abstract

강성 코어를 이용한 제조 방법에 있어서, 밴드 코드의 파단을 억제하면서, 고속 내구성능을 향상시킨다. 본 발명의 공기 타이어의 제조 방법은, 강성 코어의 위에 타이어 구성 부재를 순차적으로 첩부함으로써 생타이어를 형성하는 생타이어 형성 공정을 포함한다. 생타이어 형성 공정은, 밴드 코드 배열체가 토핑 고무로 피복된 리본형의 스트립을, 나선형으로 권취되는 밴드 플라이 형성 단계를 포함한다. 밴드 코드는, 아라미드 섬유의 제1 스트랜드와, 열수축성의 유기 섬유의 제2 스트랜드가 꼬아 합쳐진 복합 코드로 이루어진다. 복합 코드는, 응력-연신율 곡선에 있어서, 원점으로부터 변곡점에 이르는 저탄성 영역과 그 변곡점을 넘는 고탄성 영역을 갖는다. 복합 코드의 연신율은, 상기 변곡점에 있어서 0.9％~3.3％의 범위이며, 또한 복합 코드의 모듈러스는, 상기 저탄성 영역에 있어서 11 N/％~31 N/％의 범위이다.

Description

공기 타이어의 제조 방법{METHOD FOR MANUFACTURING PNEUMATIC TIRE}

본 발명은 강성 코어를 이용한 공기 타이어의 제조 방법에 관한 것이다.

레이디얼 구조의 공기 타이어에는, 회전 시의 원심력에 의해, 트레드부가 반경 방향 바깥쪽으로 부풀어 오르는 리프팅이라고 불리는 현상이 발생한다. 이 리프팅은, 벨트층의 외측단을 기점으로 한 박리 손상을 발생시킨다. 따라서, 리프팅은, 공기 타이어의 고속 내구성에 큰 영향을 미친다. 리프팅의 발생을 억제하기 위해, 벨트층의 외측에, 유기 섬유의 밴드 코드를 나선형으로 권취시킨 밴드 플라이를 마련하는 것이 제안되어 있다. 이러한 밴드 플라이는, 후프 효과에 의해 리프팅을 억제한다.

종래에는, 공기 타이어의 제조 방법으로서, 생(生)타이어를 완성 타이어보다 작게 형성하는 단계, 및 생타이어를 가류(加硫) 금형 내에서 팽창시켜(이하, 「가류 스트레치」라고 하는 경우가 있음), 생타이어의 외면을 금형 내면에 압착함으로써 가류 성형하는 단계를 포함하는 것이 알려져 있다. 이 방법으로 제조된 타이어의 밴드 코드는, 가류 스트레치에 의해, 내압이 충전되어 있지 않은 상태라도 3％~4％의 연신율을 갖는다. 따라서, 밴드 코드로서 비교적 작은 모듈러스를 갖는 나일론 코드가 채용된 경우에도, 타이어의 사용 시에는, 충분한 후프 효과가 발휘되어, 리프팅을 억제할 수 있다.

이에 반하여, 예컨대 특허문헌 1은, 완성 타이어의 내면 형상에 근사한 외표면을 갖는 강성 코어를 이용한 타이어 제조 방법(이하, 「코어 공법」이라고 하는 경우가 있음)을 제안하고 있다. 코어 공법에서는, 강성 코어의 외표면에, 미가류의 카커스 플라이, 벨트 플라이, 밴드 플라이, 비드 코어, 트레드 고무, 사이드월 고무 등의 타이어 구성 부재가 순차적으로 첩부(貼付)되어 있음으로써, 완성 타이어와 거의 동형상의 생타이어가 형성된다. 또한, 생타이어는, 강성 코어와 함께 가류 금형에 투입되어 가류 성형되고 있다.

그러나, 코어 공법으로 형성된 타이어는, 가류 스트레치를 거의 받지 않는다. 이 때문에, 상기 타이어의 밴드 코드는, 내압이 충전되어 있지 않은 상태에서는, 연신율을 가지고 있지 않다. 따라서, 상기 타이어의 밴드 코드로서, 작은 모듈러스를 갖는 나일론 코드가 채용된 경우, 벨트층에의 구속력이 부족해져, 리프팅을 억제하는 것은 곤란하다.

밴드 플라이의 구속력을 높이기 위해, 밴드 코드에, 고(高)모듈러스의 아라미드 섬유 코드가 채용되는 경우가 있다. 그러나, 아라미드 섬유 코드는, 열수축하지 않기 때문에, 코어 공법으로 제조되는 타이어의 밴드 코드에 아라미드 섬유 코드가 이용된 경우, 밴드 코드는 장력을 받지 않아, 타이어의 내부에서 이완되거나 또는 사행하기 쉽다. 이러한 타이어는, 주행 시에 밴드 코드의 사행부에 압축 왜곡이 반복 발생하여, 코드가 파단될 우려가 있다.

특허문헌 1: 일본 특허 공개 평성11-254906호 공보

본 발명은, 이상과 같은 문제점을 감안하여, 안출된 것으로, 밴드 코드로서, 아라미드 섬유와 열수축성의 유기 섬유의 복합 코드가 이용되고, 상기 복합 코드의 변곡점에서의 연신율 및 저탄성 영역에 있어서의 모듈러스를 규정하는 것을 기본으로 하여, 가류 성형 시의 밴드 코드의 사행을 억제하며, 코드의 파단을 억제하면서, 높은 구속력을 발휘하여 고속 내구성능을 향상시킬 수 있는 공기 타이어의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명은, 트레드부로부터 사이드월부를 거쳐 비드부에 이르는 카커스 플라이로 이루어지는 카커스와, 이 카커스의 타이어 반경 방향 외측에 있고 상기 트레드부의 내부에 배치되는 벨트 플라이를 포함하는 벨트층과, 상기 벨트층의 타이어 반경 방향 외측에 배치되는 밴드 플라이를 포함하는 밴드층을 구비하는 공기 타이어의 제조 방법으로서, 강성 코어의 외표면에, 미가류의 카커스 플라이와 벨트 플라이와 밴드 플라이를 포함하는 타이어 구성 부재를 순차적으로 첩부하여 생타이어를 형성하는 생타이어 형성 공정과, 상기 생타이어를, 상기 강성 코어와 함께 가류 금형에 투입하여 가류 성형하는 가류 공정을 포함하고, 상기 생타이어 형성 공정은, 1개의 밴드 코드 또는 복수 라인의 밴드 코드를 병렬한 밴드 코드 배열체가 토핑 고무로 피복된 리본형의 스트립을, 상기 벨트 플라이의 외측에 나선형으로 권취함으로써 밴드 플라이를 형성하는 밴드 플라이 형성 단계를 포함하며, 상기 밴드 코드는, 아라미드 섬유로 이루어지는 제1 스트랜드와, 열수축성의 유기 섬유로 이루어지는 제2 스트랜드를 꼬아 합친 복합 코드로 이루어지고, 상기 복합 코드는, 그 응력-연신율 곡선에 있어서, 원점으로부터 변곡점에 이르는 영역인 저탄성 영역과, 상기 변곡점을 넘은 영역인 고탄성 영역을 가지며, 상기 복합 코드는, 상기 변곡점에서의 연신율이 0.9％~3.3％의 범위이고, 상기 저탄성 영역에서의 모듈러스가 11 N/％~31 N/％인 것을 특징으로 한다.

상기 열수축성의 유기 섬유는, 나일론, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 또는 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)가 바람직하다.

상기 제1 스트랜드는, 총섬도가 2200 dtex 이하인 것이 바람직하다.

상기 제2 스트랜드는, 총섬도가 1100 dtex 이하인 것이 바람직하다.

본 발명에서는, 코어 공법으로 공기 타이어가 제조된다. 이 공기 타이어의 밴드 코드에는, 아라미드 섬유로 이루어지는 제1 스트랜드와, 열수축성의 유기 섬유로 이루어지는 제2 스트랜드를 꼬아 합친 복합 코드가 채용된다.

복합 코드는, 가류 성형 시, 제2 스트랜드가 열을 받아 수축한다. 이 때문에, 가류 스트레치가 없는 코어 공법에 있어서도, 복합 코드는 타이어 내에서 수축되어, 장력을 받는다. 이에 의해, 밴드 코드의 이완이나 사행이 억제되고, 나아가서는 밴드 코드의 파단이 억제된다.

복합 코드는, 그 응력-연신율 곡선의 변곡점에 있어서, 0.9％~3.3％의 범위의 연신율을 갖는다. 복합 코드는, 저탄성 영역을 갖고, 이 저탄성 영역에서의 모듈러스가 11 N/％~31 N/％의 범위로 되어 있다. 복합 코드의 변곡점에서의 연신율이 3.3％를 넘는 경우, 큰 원심력이 작용하는 타이어의 고속 주행 시, 벨트층에의 구속력이 불충분해져, 고속 내구성의 향상을 기대할 수 없다. 한편, 복합 코드의 변곡점에서의 연신율이 0.9％ 미만인 경우, 아라미드 섬유로 이루어지는 제1 스트랜드의 꼬임수를 작게 할 필요가 있다. 그러나, 이와 같은 코드는, 아라미드 섬유의 물성의 영향이 커져, 높은 모듈러스에 의한 승차감 성능의 악화나, 복합 코드의 사행에 의한 코드의 파단이 생길 우려가 있다.

복합 코드의 변곡점에서의 연신율이 적정의 범위에 있어도, 저탄성 영역에서의 모듈러스가 11 N/％ 미만인 경우, 벨트층에의 구속력이 저하하여, 고속 내구성의 향상 효과가 충분히 얻어지지 않는다. 상기 저탄성 영역에서의 모듈러스가 31 N/％를 넘으면, 아라미드 섬유의 물성의 영향이 커져, 높은 모듈러스에 의한 승차감 성능의 악화나, 복합 코드의 사행에 의한 코드의 파단이 생길 우려가 있다. 따라서, 고속 내구성과 코드 파단을 양립시키기 위해서는, 변곡점에서의 연신율과 저탄성 영역에서의 모듈러스를 양자 모두 규제하는 것이 중요해진다.

도 1은 본 발명의 제조 방법에 따라 형성된 공기 타이어의 일 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 2는 생타이어 형성 공정을 나타내는 단면도이다.
도 3은 가류 공정을 나타내는 단면도이다.
도 4는 밴드 플라이 형성 단계를 나타내는 단면도이다.
도 5는 밴드 플라이용의 스트립을 나타내는 사시도이다.
도 6의 (A), (B)는 복합 코드를 나타내는 사시도이다.
도 7은 복합 코드의 응력-연신율 곡선을 나타내는 그래프이다.

이하, 본 발명의 일 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 제조 방법에 따라 제조된 공기 타이어(1)의 일례의 단면도이다. 공기 타이어(1)는, 트레드부(2)로부터 사이드월부(3)를 거쳐 비드부(4)에 이르는 카커스(6)와, 이 카커스(6)의 반경 방향 외측에 있고 상기 트레드부(2)의 내부에 배치되는 벨트층(7)과, 상기 벨트층의 반경 방향 외측에 배치되는 밴드층(9)을 구비한다.

카커스(6)는, 카커스 코드를 레이디얼 배열시킨 적어도 1장, 본 예에서는 1장의 카커스 플라이(6A)로 형성된다. 이 카커스 플라이(6A)는, 한 쌍의 비드부(4, 4) 사이를 걸치는 토로이드형을 이룬다. 각 비드부(4)에는, 비드 코어(5)가 배치되어 있다. 각 비드 코어(5)는, 타이어 축방향 내측의 코어 부재(5i)와 타이어 축방향 외측의 코어 부재(5o)로 이루어진다. 카커스 플라이(6A)의 양측의 단부는, 예컨대 각 비드부(4)에 배치된 비드 코어(5)의 둘레에서 접히는 일없이 비드 코어(5)의 위치에서 종단되어 있다. 구체적으로는, 카커스 플라이(6A)의 양단은, 각 비드 코어(5)의 코어 부재(5i, 5o) 사이에 끼워져 있다.

비드 코어(5)의 코어 부재(5i, 5o)는, 비신장성의 비드 와이어(5a)가 타이어 둘레 방향으로 소용돌이형으로 권취됨으로써 형성되어 있다. 외측의 코어 부재(5o)의 비드 와이어(5a)의 권취수는, 내측의 코어 부재(5i)의 권취수에 비해서, 예컨대 1.2배~2.0배 정도 많은 것이 바람직하다. 이에 의해, 외측의 코어 부재(5i)는, 내측의 코어 부재(5i)보다 큰 강성을 갖는다. 이것은, 비드 와이어(5a)의 토탈 권취수를 억제하면서, 비드부(4)의 굽힘 강성을 상대적으로 높여, 조종 안정성 등의 향상에 도움이 된다.

비드부(4)에는, 비드 에이펙스(8)가 배치되어 있다. 상기 비드 에이펙스(8)는, 예컨대 80도~100도의 경도를 갖는 고무로 이루어지며, 각 코어 부재(5i, 5o)로부터 테이퍼형으로 타이어 반경 방향 외측으로 연장되어 있다.

본 명세서에 있어서 고무의 경도는, JIS-K6253에 기초하여, 23℃의 환경 하에서 측정된 듀로미터 A 경도를 의미한다.

벨트층(7)은, 벨트 코드가 타이어 둘레 방향에 대하여 예컨대 10°~35°의 각도로 배열된 적어도 1장, 본 예에서는 2장의 벨트 플라이(7A, 7B)로 형성된다. 벨트층(7)은, 각 벨트 코드가 플라이(7A, 7B) 사이에서 서로 교차하고 있다. 이에 의해, 벨트층(7)은, 높은 강성을 가지고, 트레드부(2)의 거의 전체폭에 걸쳐 후프 효과를 발휘한다.

밴드층(9)은, 밴드 코드가 타이어 둘레 방향으로 나선형으로 권취된 밴드 플라이(9A)로 이루어진다. 밴드 플라이(9A)로서는, 벨트층(7)의 타이어 축방향 외단부만을 피복하는 좌우 한 쌍의 에지 밴드 플라이, 또는 벨트층(7)의 대략 전체폭을 덮는 풀 밴드 플라이가 적절하게 선택된다. 본 실시형태에서는, 밴드층(9)이 1장의 풀 밴드 플라이로 형성되어 있다.

카커스(6)의 내측에는, 타이어의 내강면(內腔面)(1S)을 이루는 얇은 이너 라이너(10)가 배치된다. 이너 라이너(10)는, 타이어 내강 내에 충전되는 공기의 누설을 막기 위해, 예컨대 부틸 고무 또는 할로겐화 부틸 고무 등의 비공기 투과성의 고무로 이루어진다.

카커스(6)의 외측에는, 사이드월부(3)의 외면을 이루는 사이드월 고무(11)가 배치되어 있다.

밴드층(9)의 반경 방향 외측에는, 트레드부(2)의 외면을 이루는 트레드 고무(12)가 배치되어 있다.

다음에, 공기 타이어(1)의 제조 방법이 설명된다.

본 실시형태의 제조 방법은, 도 2에 나타내는 바와 같이, 강성 코어(20)가 이용된다. 강성 코어(20)의 외표면은, 공기 타이어(1)의 내강면(1S)의 형상에 실질적으로 일치하는 타이어 형성면부(20S)를 갖는다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 생타이어 형성 공정(Ka)에서는, 강성 코어(20)의 타이어 형성면부(20S)의 위에, 타이어 구성 부재가 첩부되어, 공기 타이어(1)에 근접한 형상을 갖는 생타이어(1N)가 형성된다. 타이어 구성 부재에는, 적어도 미가류의 카커스 플라이(6A), 벨트 플라이(7A, 7B), 및 밴드 플라이(9A) 등이 포함된다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 가류 공정(Kb)에서는, 생타이어(1N)가, 강성 코어(20)와 함께 가류 금형(21)에 투입되어 가류 성형된다. 이에 의해, 상기 공기 타이어(1)가 제조된다.

생타이어 형성 공정(Ka)은, 강성 코어(20)의 타이어 형성면부(20S)에, 예컨대 이너 라이너(10) 형성용의 부재를 첩부하는 이너 라이너 형성 단계, 카커스 플라이(6A) 형성용의 부재를 첩부하는 카커스 플라이 형성 단계, 비드 코어(5) 형성용의 부재를 첩부하는 비드 코어 형성 단계, 비드 에이펙스(8) 형성용의 부재를 첩부하는 비드 코어형성 단계, 벨트 플라이(7A, 7B) 형성용의 부재를 첩부하는 벨트 플라이 형성 단계, 사이드월 고무(11) 형성용의 부재를 첩부하는 사이드월 형성 단계, 트레드 고무(12) 형성용의 부재를 첩부하는 트레드 형성 단계, 밴드 플라이(9A)를 형성하는 밴드 플라이 형성 단계가 행해진다. 이들 중, 밴드 플라이 형성 단계 이외의 공정에는, 주지(周知)의 여러 방법이 적절하게 채용된다. 따라서, 본 명세서에서는 이들의 설명이 생략된다.

밴드 플라이 형성 단계에서는, 도 4 또는 도 5에 나타내는 바와 같이, 1개의 밴드 코드(15) 또는 복수 라인의 밴드 코드(15)를 병렬한 밴드 코드 배열체가 토핑 고무(16)로 피복된 소폭의 리본형의 스트립(17)이, 벨트 플라이(7B)의 외측에, 나선형으로 권취되어 밴드 플라이(9A)가 형성된다.

밴드 코드(15)는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 아라미드 섬유로 이루어지는 제1 스트랜드(18A)와, 열수축성의 유기 섬유로 이루어지는 제2 스트랜드(18B)를 꼬아 합친 복합 코드(19)로 이루어진다.

상기 복합 코드(19)로서는, 예컨대 하기의 코드 (a)~(c) 중 어느 하나가 바람직하다. 또한 각 스트랜드(18)에는, 미리 첫 꼬임(下撚; first twist)이 실시되어 있다.

(a) 도 6의 (A)에 나타내는 바와 같이, 1개의 제1 스트랜드(18A)와, 1개의 제2 스트랜드(18B)를 포함하는 합계 2개의 스트랜드(18)로 이루어지는 코드

(b) 도 6의 (B)에 나타내는 바와 같이, 2개의 제1 스트랜드(18A)와, 1개의 제2 스트랜드(18B)를 포함하는 합계 3개의 스트랜드(18)로 이루어지는 코드

(c) 도시되지는 않았지만, 1개의 제1 스트랜드(18A)와, 2개의 제2 스트랜드(18B)를 포함하는 합계 3개의 스트랜드(18)로 이루어지는 코드

상기 코드 (b)의 경우, 우선 2개의 제1 스트랜드(18A)를 꼬아 합쳐 중간 스트랜드를 형성하고, 다음에 중간 스트랜드와, 1개의 제2 스트랜드(18B)를 꼬아 합쳐 형성된다.

마찬가지로, 상기 코드 (c)의 경우, 우선 2개의 제2 스트랜드(18B)를 꼬아 합쳐 중간 스트랜드를 형성하고, 다음에 중간 스트랜드와, 1개의 제1 스트랜드(18B)를 꼬아 합쳐 형성된다.

그러나, 이들의 경우, 중간 스트랜드가 형성됨으로써, 큰 꼬임의 영향에 의해, 원하는 특성을 얻기 어려울 우려가 있다. 이 경우, 도 6의 (B)에 나타내는 바와 같이, 중간 스트랜드를 형성하는 일없이, 3개의 스트랜드를 동시에 꼬아 합칠 수도 있다.

도 7에는, 복합 코드(19)의 응력-연신율 곡선(J)이 나타나 있다. 응력-연신율 곡선(J)에 있어서, 복합 코드(19)는, 원점(0)으로부터 변곡점(P)에 이르는 영역인 저탄성 영역(YL)과, 상기 변곡점(P)을 넘는 영역인 고탄성 영역(YH)을 갖는다. 복합 코드(19)는 상기 변곡점(P)에서의 연신율(Ep)이 0.9％~3.3％의 범위이다. 또한, 복합 코드(19)의 모듈러스(M)는, 상기 저탄성 영역(YL)에 있어서, 11 N/％~31 N/％의 범위이다.

상기 변곡점(P)은, 연신율 0％의 점(Pa)을 통과하는 응력-연신율 곡선(J)의 접선(T1)과, 파단점(Pb)을 통과하는 응력-연신율 곡선(J)의 접선(T2)의 교점(Px)을 통과하는 수직선이, 상기 응력-연신율 곡선(J)에 교차하는 점으로서 정의된다.

도 7에 일점 쇄선으로 나타내는 바와 같이, 파단점(Pb)을 포함하는 파단점 근방(Ypb)에 있어서, 응력-연신율 곡선(J)이 급격하게 변화하는 경우, 이 파단점 근방(Ypb)을 제외하고 상기 접선(T2)을 구한다. 또한, 복합 코드(19)의 저탄성 영역(YL)에서의 모듈러스(M)는, 상기 접선(T1)의 기울기로서 정의된다.

이와 같이, 아라미드 섬유로 이루어지는 제1 스트랜드(18A)와, 열수축성의 유기 섬유로 이루어지는 제2 스트랜드(18B)를 꼬아 합친 복합 코드(19)는, 가류 공정(Kb)에서 받는 열에 의해, 제2 스트랜드(18B)가 열수축한다. 이 때문에, 코어 공법의 경우라도, 타이어 내부에서의 복합 코드(19)의 이완이나 사행이 억제되어, 코드의 파단이 억제된다.

복합 코드(19)의 변곡점(P)에서의 연신율(Ep)이 3.3％를 넘는 경우, 예컨대 큰 원심력이 작용하는 고속 주행 시, 복합 코드(19)는, 낮은 모듈러스밖에 나타내지 않아, 복합 코드(19)[밴드 코드(15)]에 의한 구속력이 불충분해져, 고속 내구성을 충분히 향상시킬 수 없다. 한편, 복합 코드(19)의 변곡점(P)에서의 연신율(Ep)이 0.9％ 미만인 경우, 아라미드 섬유로 이루어지는 제1 스트랜드(18A)의 꼬임수를 작게 할 필요가 있다. 그러나, 이와 같은 코드는, 아라미드 섬유의 물성의 영향이 커져, 높은 모듈러스에 의한 승차감 성능의 악화나, 복합 코드의 사행에 의한 코드의 파단이 생길 우려가 있다. 이러한 관점에서, 복합 코드(19)의 상기 변곡점(P)에서의 연신율(Ep)은, 1.6％ 이상이 바람직하다.

복합 코드(19)는, 변곡점(P)에서의 연신율(Ep)이 적정하여도, 저탄성 영역(YL)에서의 모듈러스(M)가 11 N/％ 미만인 경우, 구속력이 저하하여, 고속 내구성을 충분히 향상시킬 수 없다. 반대로, 상기 모듈러스(M)가, 31 N/％를 넘는 경우, 아라미드 섬유의 물성이 지배적으로 되어 승차감 성능의 저하나 코드 파단의 우려가 있다. 따라서, 고속 내구성과 코드 파단을 양립시키기 위해, 복합 코드(19)는, 변곡점(P)에서의 연신율(Ep)과 저탄성 영역(YL)에서의 모듈러스(M) 양자 모두를 상기 범위로 규제하는 것이 필요하다. 상기 모듈러스(M)는 11 N/％ 이상이 바람직하고, 18 N/％ 이하가 바람직하다.

복합 코드(19)의 변곡점(P)에서의 연신율(Ep) 및 저탄성 영역(YL)에서의 모듈러스(M)는, 제1, 제2 스트랜드(18A, 18B)의, 굵기(섬도), 첫 꼬임의 수, 최종 꼬임(上撚; final twist)의 수 등에 의해 조정할 수 있다.

여기서, 열수축성의 유기 섬유로서는, 열수축률이 3.0％ 이상인 것이 바람직하다. 열수축률이 3.0％를 하회하는 경우, 밴드 코드의 사행을 억제하는 효과가 충분히 발휘되지 않는다. 이러한 유기 섬유로서는, 예컨대 나일론, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 또는 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)가 바람직하다. 상기 「열수축률」은, JIS-L1017의 8. 10 (b)항의 「가열 후 건열 수축률(B법)」에 준하여, 코드를 무하중의 상태에서 온도 180℃로 30분간 가열한 후의 가열 후 건열 수축률을 의미한다.

본 실시형태의 복합 코드(19)는, 제1 스트랜드(18A) 및 제2 스트랜드(18B)는 첫 꼬임 방향과 최종 꼬임 방향이 같은 방향이다. 제1 스트랜드(18A)의 첫 꼬임수(na)는, 예컨대 42±5회 /10 ㎝ 정도이며, 제2 스트랜드(18B)의 첫 꼬임수(nb) 및 최종 꼬임수(nc)보다 작게 설정되어 있다.

제1 스트랜드(18A)는, 아라미드 섬유의 총섬도가 2200 dtex 이하인 것이 바람직하다. 이것을 넘으면 승차감성이 저하될 우려가 있다. 또한, 제2 스트랜드(18A)의 열수축성의 유기 섬유의 총섬도는, 1100 dtex 이하가 바람직하고, 이것을 넘으면 저탄성 영역(YL)의 모듈러스가, 상기 범위로 설정되기 어려워진다.

이상, 본 발명의 특히 바람직한 실시형태에 대해서 서술하였지만, 본 발명은 도시된 실시형태에 한정되는 일없이, 여러 양태로 변형하여 실시된다.

실시예

도 1에 나타낸 내부 구조를 갖는 공기 타이어(사이즈 215/45R17)를, 강성 코어를 이용한 본 발명의 제조 방법과, 표 1, 표 2의 사양에 기초하여 시작(試作)하였다. 그리고, 각 샘플 타이어의 승차감 성능, 내구 성능(밴드 코드 파단성), 고속 내구성능에 대해서 테스트를 행하였다.

표 1 및 표 2에 나타낸 구성 이외의 카커스, 벨트층, 밴드층의 사양은, 이하와 같이 동일하다.

·카커스

플라이수: 2장

코드: 1100 dtex(PET)

코드각: 90도

코드 주입수: 38개/5 ㎝

·벨트층

플라이수: 2장

코드: 1×3×0.27 HT(스틸)

코드각: +20도/-20도

코드 주입수: 40개/5 ㎝

·밴드층

플라이수: 1장(풀 밴드)

코드 주입수: 40개/5 ㎝

밴드 코드의 변곡점(P), 저탄성 영역(YL)의 모듈러스(M)는, 클램프 간격 250 ㎜, 속도 300 ㎜/분으로, 코드가 파단될 때까지 인장 시험을 행하고, 이때 얻어진 「응력-연신율 곡선(J)」에 기초하여 구하였다. 또한, 밴드 코드가 1종류의 유기 섬유로 이루어지며 변곡점을 갖지 않는 경우, 저탄성 영역(YL)의 모듈러스(M)는, 3％ 연신 시에 있어서의 「응력-연신율 곡선(J)」의 접선의 기울기로서 구하였다.

(1) 승차감 성능:

타이어를 17×7.0 JJ의 림, 200 ㎪의 내압으로 승용차(국산 2000 ㏄)의 전륜(全輪)에 장착하고, 타이어 테스트 코스의 드라이 아스팔트 노면 상에 있어서 울퉁불퉁감, 튀어 오름, 댐핑에 관하여, 10점법으로 드라이버의 관능 평가를 행하였다. 수치가 클수록 성능이 양호하다.

(2) 내구성능(밴드 코드 파단):

드럼 주행 시험기를 이용하여, 17×7.0 JJ의 림, 200 ㎪의 내압, 하중(정규 하중), 속도 60 ㎞/h의 조건으로 30000 ㎞ 주행시키고, 주행 후 타이어를 해체하여, 밴드 코드의 파단의 유무를 확인하였다. 평가는 이하와 같다.

A: 밴드 코드에 있어서 파단되어 있는 부분 없음

B: 밴드 코드에 있어서 파단되어 있는 부분이 1부분

C: 밴드 코드에 있어서 파단되어 있는 부분이 2부분 이상

(3) 고속 내구성능:

드럼 시험기를 이용하여, 17×7.0 JJ의 림, 200 ㎪의 내압의 조건으로, ECE30에 의해 규정된 하중/속도 성능 테스트에 준거하여, 스텝 스피드 방식에 의해 실시하였다. 테스트는 시속 80 ㎞/h에서 스타트하여, 10분간 주행마다 10 ㎞/h씩 속도를 증가시켜, 타이어가 파괴되기까지의 주행 거리를 측정하였다. 평가는, 비교예 1을 100으로 하는 지수로 표시되어 있고, 수치가 클수록 양호하다.

(4) 타이어 질량:

타이어 1개당의 중량을 측정하고, 비교예 1을 100으로 하는 지수로 표시한다. 지수는 작은 쪽이 양호하다.

또한, 표 1, 표 2의 소재에 있어서, 「N」은 나일론66, 「A」는 아라미드, 「PET」는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 「PEN」은 폴리에틸렌나프탈레이트이다. 또한, N의 열수축률은 4.5％, A의 열수축률은 0％, PET의 열수축률은 4.0％, PEN의 열수축률은 1.6％였다.

또한, 표 1, 표 2의 코드 구성에 있어서, 부호의 의미는 다음과 같다.

X/2: 첫 꼬임한 스트랜드(X) 2개를, 최종 꼬임으로 꼬아 합친 코드

X/Y/2: 첫 꼬임한 스트랜드(X) 1개와, 첫 꼬임한 스트랜드(Y) 1개를, 최종 꼬임으로 꼬아 합친 코드

X/1: 첫 꼬임한 1개의 스트랜드(X)로 이루어지는 코드(편연(片撚) 코드)

X/X/Y/Y/4: 첫 꼬임한 스트랜드(X) 2개와, 첫 꼬임한 스트랜드(Y) 2개의 합계 4개의 스트랜드를 최종 꼬임으로 꼬아 합친 코드

X/X/Y/3: 첫 꼬임한 스트랜드(X) 2개와, 첫 꼬임한 스트랜드(Y) 1개의 합계 3개의 스트랜드를 최종 꼬임으로 꼬아 합친 코드

(X/2+Y/2)/2: 첫 꼬임한 스트랜드(X) 2개를 꼬아 합친 1개의 중간 스트랜드와, 첫 꼬임한 스트랜드(Y) 2개를 꼬아 합친 1개의 중간 스트랜드를 최종 꼬임으로 꼬아 합친 코드

(X+Y/2)/2: 첫 꼬임한 스트랜드(X) 1개와, 첫 꼬임한 스트랜드(Y) 2개를 꼬아 합친 1개의 중간 스트랜드를 최종 꼬임으로 꼬아 합친 코드

실시예의 타이어는, 승차감 성능을 유지하면서, 고속 내구성능을 향상시키며 또한 코드 파단을 억제할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.

1N : 생타이어 2 : 트레드부
3 : 사이드월부 4 : 비드부
6 : 카커스 6A : 카커스 플라이
7 : 벨트층 7A, 7B : 벨트 플라이
9 : 밴드층 9A : 밴드 플라이
15 : 밴드 코드 16 : 토핑 고무
17 : 스트립 18 : 스트랜드
18A : 제1 스트랜드 18B : 제2 스트랜드
19 : 복합 코드 20 : 강성 코어
21 : 가류 금형 Ka : 생타이어 형성 공정
Kb : 가류 공정 P : 변곡점
YH : 고탄성 영역 YL : 저탄성 영역

Claims

트레드부로부터 사이드월부를 거쳐 비드부에 이르는 카커스 플라이를 포함하는 카커스와, 이 카커스의 타이어 반경 방향 외측에 있고 상기 트레드부의 내부에 배치되는 벨트 플라이를 포함하는 벨트층과, 상기 벨트층의 타이어 반경 방향 외측에 배치되는 밴드 플라이를 포함하는 밴드층을 구비하는 공기 타이어의 제조 방법으로서,
강성 코어의 외표면에, 미가류의 카커스 플라이와 벨트 플라이와 밴드 플라이를 포함하는 타이어 구성 부재를 순차적으로 첩부(貼付)하여 생(生)타이어를 형성하는 생타이어 형성 공정과, 상기 생타이어를, 상기 강성 코어와 함께 가류 금형에 투입하여 가류 성형하는 가류 공정을 포함하고,
상기 생타이어 형성 공정은, 1개의 밴드 코드 또는 복수 라인의 밴드 코드를 병렬한 밴드 코드 배열체가 토핑 고무로 피복된 리본형의 스트립을, 상기 벨트 플라이의 외측에 나선형으로 권취함으로써 밴드 플라이를 형성하는 밴드 플라이 형성 단계를 포함하며,
상기 밴드 코드는, 아라미드 섬유로 이루어지는 제1 스트랜드와, 열수축성의 유기 섬유로 이루어지는 제2 스트랜드를 꼬아 합친 복합 코드로 이루어지고,
상기 복합 코드는, 그 응력-연신율 곡선에 있어서, 원점으로부터 변곡점에 이르는 영역인 저탄성 영역과, 상기 변곡점을 넘은 영역인 고탄성 영역을 가지며,
상기 복합 코드는, 상기 변곡점에서의 연신율이 0.9％~3.3％의 범위이고, 상기 저탄성 영역에서의 모듈러스가 11 N/％~31 N/％인 것을 특징으로 하는 공기 타이어의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 열수축성의 유기 섬유는, 나일론, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 또는 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN)인 것인 공기 타이어의 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 스트랜드는, 총섬도가 2200 dtex 이하인 것인 공기 타이어의 제조 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 스트랜드는, 총섬도가 1100 dtex 이하인 것인 공기 타이어의 제조 방법.