KR20140126706A - 경량화된 벨트 구조체를 갖는 래디얼 타이어 - Google Patents

경량화된 벨트 구조체를 갖는 래디얼 타이어 Download PDF

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오로르 라르쟌느
크리스또프 르끌레르
쟈끄 모렐-쟝
아르노 베를리엔느
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꽁빠니 제네날 드 에따블리세망 미쉘린
미쉐린 러쉐르슈 에 떼크니크 에스.에이.
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Abstract

특히 승용차 또는 라이트 밴(light van)용 래디얼 타이어는 특정 구조의 다층 복합 라미네이트(10a, 10b, 10c)를 포함하는 경량화된 벨트 구조체(10)를 갖고, 예를 들어 나일론 또는 폴리에스테르로 제조된 약한 열 수축 가능한 원주방향 직물 보강재(110)를 포함하는 고무(C1)의 제1 층(10a)을 갖고, 이 층은 고강도 강의 모노필라먼트(120, 130)로 보강된 고무(각각 C2, C3)의 2개의 다른 층(10b, 10c)에 반경방향으로(방향 Z로) 장착하고, 이 다층 복합 라미네이트는 코너링 강성 및 따라서 노면 접지성에 악영향을 미치지 않는 동시에 향상되지 않으면 적어도 동일한 도로 주행 내구성을 제공하면서 중량 및 구름 저항을 감소시키는 것을 가능하게 한다.

Description

경량화된 벨트 구조체를 갖는 래디얼 타이어{RADIAL TYRE WITH LIGHTENED BELT STRUCTURE}
본 발명은 타이어 및 그 크라운 보강재(crown reinforcement) 또는 벨트에 관한 것이다. 본 발명은 더 구체적으로 특히 승용차 또는 밴(van)용 타이어의 벨트에 사용되는 다층 복합 라미네이트에 관한 것이다.
승용차 또는 밴용 래디얼 카커스(carcass)를 갖는 타이어는, 공지되어 있는 바와 같이, 트레드(tread), 2개의 비신장성 비드(inextensible bead), 비드들을 트레드에 연결하는 2개의 가요성 사이드월(sidewall) 및 카커스 보강재와 트레드 사이에 원주방향으로 배열된 강성 크라운 보강재 또는 "벨트"를 포함한다.
타이어 벨트는 "작용 플라이(working plies)", "삼각분할 플라이(triangulation plies)" 또는 심지어 "작용 보강재"로 지칭되는 적어도 2개의 고무 플라이로 구성되고, 이들 고무 플라이는 일반적으로 중첩되고 교차되며, 서로 실질적으로 평행하게 배열되고 원주방향 정중면(median circumferential plane)에 대해 경사진 금속 코드(cord)로 보강되며, 이들 작용 플라이를 고무 내의 다른 플라이 및/또는 조직(fabric)과 연계되게 하거나 연계되게 하지 않는 것이 가능하다. 이들 작용 플라이는 공지의 방식으로 자동차에 양호한 노면 접지성(road holding)("핸들링")를 성취하기 위해 필요한 높은 드리프트 추력 또는 코너링 강성을 타이어에 제공하는 주 기능을 갖는다.
상기 벨트는 - 그리고 이는 특히 지속적인 고속을 받게 되는 타이어에서 사실임 - "원주방향"으로 지칭되는 보강 스레드들(threads)로 일반적으로 보강된 "후핑 플라이(hooping ply)" 또는 "후프 보강재"로 지칭되는 고무 플라이를 더 포함할 수 있는데, 이는 이들 보강 스레드들이 서로 사실상 평행하게 배열되고 타이어 케이싱 주위에 실질적으로 원주방향으로 연장하여 바람직하게는 원주방향 정중면과 0 내지 5°의 범위에 포함된 각도를 형성하는 것을 의미한다. 이들 원주방향 보강 스레드들은 고속에서 크라운의 원심분리에 저항하는 주 기능 - 후술될 것임 - 을 갖는다.
일반적으로 직물(textile)인 적어도 하나의 후핑 플라이와 일반적으로 금속인 2개의 작용 플라이를 포함하는 다층 복합 라미네이트로 궁극적으로 이루어지는 이러한 벨트 구조체는 당업자들에게 잘 알려져 있고, 본 명세서에서 더 상세히 설명될 필요는 없다.
이러한 벨트 구조체를 설명하는 종래 기술이 특히 US 4 371 025호, FR 2 504 067호 또는 US 4 819 705호, EP 738 615호, EP 795 426호 또는 US 5 858 137호, EP 1 162 086호 또는 US 2002/0011296호, EP 1 184 203호 또는 US 2002/0055583호에 예시되어 있다.
더욱 더 강하고 내구성이 있는 강의 이용 가능성은, 타이어 제조업자들이 현재, 가능한 한, 한편으로 제조를 간단화하고 비용을 감소시키기 위해 그리고 다른 한편으로는 타이어의 보강 플라이의 두께 및 히스테리시스(hysteresis)를 감소시켜, 궁극적으로 이러한 타이어를 장착한 차량의 에너지 소비를 감소시키기 위해, 특히 단지 2개의 스레드만을 갖는 매우 간단한 구조, 또는 심지어 개별 필라먼트의 코드의 타이어 벨트에 사용을 향한 경향이 있다는 것을 의미한다.
그러나, 특히 타이어의 벨트 및 벨트가 제조되는 고무의 층의 두께를 감소시킴으로써 타이어의 질량을 감소시키기 위한 노력은 상당히 일반적으로, 특정 수의 어려움을 발생시킬 수도 있는 물리적 제한에 직면한다. 특히, 후핑 보강재에 의해 부여된 후핑 기능 및 작용 보강재에 의해 부여된 보강 기능은 더 이상 서로로부터 충분히 구별되지 않고 서로 방해할 수도 있고, 물론 직물 원주방향 스레드들과 작용 플라이의 금속 코드 사이의 직접 접촉의 위험이 판명될 수도 있다. 물론, 이들 모두는 타이어 크라운의 정확한 작동에, 그리고 타이어의 성능 및 전체 내구성에 불리하다.
이제, 이들의 연구 중에, 본 출원인 회사들은 타이어의 벨트가 적절하게 경량화되게 하여, 따라서 이들의 구름 저항을 낮추는 동시에 전술된 단점들을 완화하는 특정 구조의 다층 복합 라미네이트를 발견하였다.
따라서, 본 발명의 제1 주제는 3개의 주 방향, 즉 원주방향(X), 축방향(Y) 및 반경방향(Z)을 규정하는 래디얼 타이어(1)에 관한 것으로서(첨부된 도 1 및 도 2에 제공된 도면 부호에 따름), 트레드(3)가 장착된 크라운(2), 2개의 사이드월(4), 2개의 비드(5) - 각각의 사이드월(4)은 각각의 비드(5)를 크라운(2)에 연결함 -, 각각의 비드(5) 내에 고정되고 사이드월(4) 및 크라운(2) 내에서 연장되는 카커스 보강재(7), 원주방향(X)에서 크라운(2) 내에서 연장되고 카커스 보강재(7)와 트레드(3) 사이에 반경방향으로 위치된 크라운 보강재 또는 벨트(10)를 포함하고, 상기 벨트(10)는 보강재(110, 120, 130)의 적어도 3개의 중첩된 층을 포함하는 다층 복합 라미네이트(10a, 10b, 10c)를 포함하고, 상기 보강재들은 각각의 층 내에서 단방향성이고 고무(각각 C1, C2, C3)의 두께 내에 매립되고,
○ 트레드측에서, 원주방향(X)에 대해 -5 내지 +5도의 각도 알파로 배향된 보강재(110)의 제1 열을 포함하고, 이들 보강재(110)는 열 수축 가능 직물 재료로 제조되는 제1 보강재로 지칭되는, 고무(C1)의 제1 층(10a)과,
○ 제1 층(10a)과 접촉하고 제1 층 아래에 배열되어, 원주방향(X)에 대해 10도 내지 30도 사이에 포함된, 포지티브 또는 네거티브인 소정의 각도 베타로 배향된 보강재(120)의 제2 열을 포함하고, 이들 보강재(120)는 금속 보강재인 제2 보강재로 지칭되는, 고무(C2)의 제2 층(10b)과,
○ 제2 층(10b)과 접촉하고 제2 층 아래에 배열되어, 원주방향(X)에 대해 10도 내지 30도 사이에 자기 자신이 포함된, 각도 베타에 대향하는 각도 감마로 배향된 보강재(130)의 제3 열을 포함하고, 이들 보강재(130)는 금속 보강재인 제3 보강재로 지칭되는, 고무(C3)의 제3 층(10c)을 갖고,
이 타이어는, 한편으로는,
○ 제2 보강재(120) 및 제3 보강재(130)는 D2 및 D3로 각각 나타낸 직경이 0.20 mm 내지 0.50 mm 사이에 포함되는 강 모노필라먼트로 구성되고,
총 4 cm의 축방향 폭에 걸쳐 정중면(M)의 각각의 측에서 가황된 상태에서 타이어의 벨트의 중앙부에서 측정된 이하의 특징들, 즉,
○ 제1 보강재(110)의 평균 외피 직경(D1)은 0.40 mm 내지 0.70 mm 사이에 포함되고,
○ 축방향(Y)에서 측정된 고무(C1)의 제1 층의 제1 보강재(110)의 밀도(d1)는 70 내지 130 스레드/dm 사이에 포함되고,
○ 축방향(Y)에서 측정된 고무의 제2 층(C2) 및 제3 층(C3) 각각의 제2 보강재(120) 및 제3 보강재(130)의 d2 및 d3로 나타낸 밀도는 각각 120 내지 180 스레드/dm 사이에 포함되고,
○ 반경방향(Z)에서 측정된 그에 가장 근접한 제2 보강재(120)로부터 제1 보강재(110)를 분리하는 고무의 평균 두께(Ez1)는 0.25 내지 0.40 mm 사이에 포함되고,
○ 반경방향(Z)에서 측정된 그에 가장 근접한 제3 보강재(130)로부터 제2 보강재(120)를 분리하는 고무의 평균 두께(Ez2)는 0.35 내지 0.60 mm 사이에 포함되는 특징들이 만족되고,
다른 한편으로는, 이하의 부등식, 즉,
(1) CT < 7.5%,
(2) 0.20 < Ez1/(Ez1 + D1 + D2) < 0.30,
(3) 0.30 < Ez2/(Ez2 + D2 + D3) < 0.50,
이 만족되고,
CT는 185℃에서 2분 후에, 열 수축 가능 직물 재료로 제조된 제1 보강재(110)의 열 수축인 것을 특징으로 한다.
그 특정 구성 및 상기 특징들의 조합에 의해, 이 다층 복합 라미네이트는 임의의 종래의 조립 작업을 필요로 하지 않는 강 모노필라먼트의 사용에 의해 낮은 비용에서, 타이어의 중량 및 이들의 구름 저항을 감소시키는 것이 가능한 것이 자체로 입증되었고, 이들 모두는 특히 가혹한 주행 조건 하에서 코너링 강성 또는 내구성을 불리하게 하지 않고 성취된다.
이는 또한 승용차 또는 밴 타입의 타이어의 벨트에 통상적으로 사용된 라미네이트에 비교하여 매우 낮은 히스테리시스를 갖는 장점을 제공한다.
본 발명에 따른 다층 복합 라미네이트는 특히 4×4 및 SUV(스포츠 유틸리티 차량)을 포함하는 승용차를 위한 또는 밴을 위한 임의의 유형의 타이어용 벨트 보강 요소로서 사용될 수 있다.
본 발명 및 그 장점은 이어지는 상세한 설명 및 예시적인 실시예로부터, 그리고 이들 실시예에 관련되고,
- 반경방향 섹션(이는 타이어의 회전축을 포함하는 평면 내의 섹션을 의미함)에서, 본 발명에 따른 다층 복합 라미네이트를 그 벨트(10) 내에 합체하는, 본 발명에 따른 타이어(1)의 예(도 1),
- 단면에서, 본 발명에 따른 타이어(1)에 사용된 다층 복합 라미네이트(10a, 10b, 10c)(도 2)를 개략적으로 도시하는(달리 지시되지 않으면, 임의의 특정 축적으로 도시되지 않음) 도 1 및 도 2로부터 즉시 이해될 수 있을 것이다.
본 출원에서의 용어들은 이하와 같이 이해되어야 한다.
- "고무" 또는 "엘라스토머"(2개의 용어는 동의어인 것으로 고려됨): 디엔이건 비-디엔이건간에, 예를 들어 열가소성 유형의 임의의 유형의 엘라스토머,
- "고무 조성물" 또는 "고무성 조성물": 적어도 하나의 고무 및 하나의 충전재를 함유하는 조성물,
- "층": 그 두께가 그 다른 치수에 비교하여 비교적 작은, 바람직하게는 다른 최대 치수에 대한 두께의 비가 0.5 미만, 더 바람직하게는 0.1 미만인 시트, 스트립 또는 임의의 다른 요소,
- "축방향": 타이어의 회전축에 실질적으로 평행한 방향,
- "원주방향": 타이어의 축방향 및 반경의 모두에 대해 실질적으로 수직인(달리 말하면, 그 중심이 타이어의 회전축 위에 놓인 원에 접선임) 방향,
- "반경방향": 타이어의 반경을 따른 방향, 즉 타이어의 회전축을 통해 통과하고 이 방향에 실질적으로 수직인 임의의 방향, 즉 이 방향에 수직과 5도 이하의 각도를 이루는 방향,
- 보강재와 같은 임의의 요소를 언급할 때 "축을 따라 또는 방향 내에서 배향된"은 이 축 또는 이 방향에 실질적으로 평행하게 배향된, 즉 이 축 또는 이 방향과 5도 이하(이는 따라서 0도 또는 기껏해야 5도)의 각도를 이루는 요소를 의미하고,
- "축 또는 방향에 수직으로 배향된": 보강재와 같은 임의의 요소를 언급할 때, 이 축 또는 이 방향에 실질적으로 수직으로 배향된, 즉 이 축 또는 이 방향에 수직과 5도 이하인 각도를 이루는 요소를 의미하고,
- "원주방향 정중면"(M으로 나타냄): 2개의 비드 사이의 중간에 위치되고 크라운 보강재 또는 벨트의 중간을 통해 통과하는 타이어의 회전축(Y)에 수직인 평면,
- "보강재" 또는 "보강 트레드": 임의의 길고 가느다란 스트랜드(strand), 즉 그 단면에 관련하여 긴 길이의 임의의 종방향 선형 사상(longilinear filiform) 스트랜드, 특히 임의의 개별 필라먼트, 임의의 멀티필라먼트 파이버 또는 이러한 필라먼트 또는 합사(folded yarn) 또는 코드와 같은 파이버의 임의의 조립체, 이 스트랜드 또는 스레드가 직선형이거나 비직선형이 되게 하는, 예를 들어 꼬이거나 크림프되게 하는 것이 가능하고, 이러한 스트랜드 또는 스레드는 고무 매트릭스를 보강하는 것이 가능하다(즉, 매트릭스의 인장 특성을 향상시킴),
- "단방향성 보강재": 본질적으로 서로 평행한, 즉 하나의 동일한 축을 따라 배향된 보강재,
- "라미네이트" 또는 "다층 라미네이트": 국제 특허 분류에 의해 제공된 의미 내에서, 서로 접촉하고 있는 평면형 또는 비평면형의 적어도 2개의 층을 포함하는 임의의 제품을 의미하고, 이들 층들은 서로 접합되거나 연결되거나 또는 접합되거나 연결되지 않는 것이 가능하고, 표현 "접합된" 또는 "연결된"은 특히 접착제 접합에 의해 모든 접합 또는 조립 수단을 포함하는 것으로서 광범위하게 해석되어야 한다.
더욱이, 달리 명시적으로 지시되지 않으면, 지시된 모든 퍼센트(%)는 중량 %이다.
표현 "a 내지 b 사이"에 의해 나타낸 임의의 값들의 범위는 a 초과 내지 b 미만(즉, 종단점 a 및 b를 배제함)으로 연장하는 값들의 범위를 표현하고, 표현 "a로부터 b"에 의해 나타낸 임의의 값들의 범위가 존재하는 경우는 a로부터 b까지(즉, 정밀한 종단점 a 및 b를 포함함) 연장하는 값의 범위를 의미한다.
도 1은, 벨트가 본 발명에 따른 다층 복합 라미네이트를 포함하는, 본 발명에 따른 타이어를 통한 반경방향 섹션을 개략적으로 도시하는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 타이어 내의 벨트로서 사용된 다층 복합 라미네이트의 단면을 도시하는 도면.
예로서, 도 1은 그 벨트가 본 발명에 따른 다층 복합 라미네이트를 포함하는, 승용차 또는 밴형의 차량을 위한, 본 발명에 따른 타이어를 통한 반경방향 섹션을 매우 개략적으로(즉, 임의의 특정 축적대로 도시되어 있지는 않음) 도시한다.
3개의 주 방향, 즉 원주방향(X), 축방향(Y) 및 반경방향(Z)을 규정하는 본 발명에 따른 이 타이어(1)는 트레드(3)가 장착된 크라운(2), 2개의 사이드월(4), 2개의 비드(5) - 각각의 사이드월(4)은 각각의 비드(5)를 크라운(2)에 연결함 -, 각각의 비드(5) 내에 고정되고 사이드월(4) 및 크라운(2) 내에서 연장되는 카커스 보강재(7), 원주방향(X)에서 크라운(2) 내에서 연장되고 카커스 보강재(7)와 트레드(3) 사이에 반경방향으로 위치된 크라운 보강재 또는 벨트(10)를 포함한다. 카커스 보강재(7)는 공지의 방식으로, "래디얼"로 지칭되는 직물 코드로 보강된 적어도 하나의 고무 플라이로 제조되는데, 이들 직물 코드는 서로 사실상 평행하게 배열되고 하나의 비드로부터 다른 비드로 연장하여 원주방향 정중면(M)과 일반적으로 80° 내지 90° 사이에 포함된 각도를 이루고, 이 경우에 예로서 각각의 비드(5) 내의 2개의 비드 와이어(6) 주위에 감겨지고, 이 보강재(7)의 턴업(turn-up)(8)은 예를 들어 이 경우에 그 림(rim)(9) 상에 장착된 것으로서 도시되어 있는 타이어(1)의 외부를 향해 배열된다.
본 발명에 따르면, 그리고 이후에 상세히 설명될 도 2의 설명에 따르면, 타이어(1)의 벨트(10)는 보강재의 3개의 중첩된 층(10a, 10b, 10c)을 포함하는 다층 복합 라미네이트를 포함하고, 상기 보강재는 각각의 층 내에서 단방향성이고 고무(각각 C1, C2, C3)의 두께 내에 매립되고,
○ 트레드측에서, 원주방향(X)에 대해 -5 내지 +5도의 각도 알파(α)로 배향된 보강재(110)의 제1 열을 포함하고, 이들 보강재(110)는 열 수축 가능 직물 재료로 제조되는 제1 보강재로 지칭되는, 고무(C1)의 제1 층과,
○ 제1 층(C1)과 접촉하고 제1 층 아래에서, 원주방향(X)에 대해 10도 내지 30도 사이에 포함된, 포지티브 또는 네거티브인 소정의 각도 베타(β)로 배향된 보강재(120)의 제2 열을 포함하고, 이들 보강재(120)는 금속 보강재인 제2 보강재로 지칭되는, 고무(C2)의 제2 층과,
○ 제2 층(C2)과 접촉하고 제2 층 아래에서, 원주방향(X)에 대해 10도 내지 30도 사이에 포함된, 각도 베타에 대향하는 각도 감마(γ)로 배향된 보강재(130)의 제3 열을 포함하고, 이들 보강재(130)는 금속 보강재인 제3 보강재로 지칭되는, 고무(C3)의 제3 층을 갖는다.
모두 10° 내지 30° 사이에 포함되는 본 발명에 따른 대향하는 방향의 각도 β 및 γ는 동일하거나 상이할 수도 있는데, 즉 제2 보강재(120) 및 제3 보강재(130)는 미리 규정된 원주방향 정중면(M)의 각각의 측면 상에 대칭으로 또는 다른 방식으로 배열될 수도 있다.
도 1에 개략적으로 지시된 이 타이어에서, 트레드(3), 다층 라미네이트(10) 및 카커스 보강재(7)는 서로 접촉할 수도 있고 또는 접촉하지 않을 수도 있지만, 이들 부분은 도 1에는 간단화를 위해 그리고 도면을 더 명료하게 하기 위해 개략적으로 의도적으로 분리되어 있다는 것이 물론 이해될 것이다. 이들 부분들은 예를 들어 경화 또는 가교 결합 후에 전체의 응집력을 최적화하도록 의도된, 당업자들에게 잘 알려진 고무들을 접합함으로써, 적어도 이들의 일부의 경우에 물리적으로 분리될 수 있다.
본 발명의 타이어에서, 제2 보강재(120) 및 제3 보강재(130)는 정의에 의해, D2 및 D3로 각각 나타낸 그 직경이 0.20 mm 내지 0.50 mm, 바람직하게는 0.25 mm 초과 및 0.40 mm 미만에 포함되는 강 모노필라먼트로 구성된다. 더 바람직하게는, 특히 가혹한 주행 조건 하에서 본 발명의 타이어의 최적의 내구성을 위해, D2 및 D3가 0.28 내지 0.35 mm의 범위에 포함되는 것이 바람직하다.
강 "모노필라먼트" 또는 "모노스레드"는 여기서 그 단면의 형상이 무엇이건간에, 그 직경 또는 두께(D)가 100 ㎛ 초과인 임의의 개별 강 필라먼트를 의미하고, D는 단면이 비원형일 때 그 단면의 최단 치수를 표현한다. 따라서, 이 정의는 본질적으로 원통형 형상(원형 단면을 가짐)의 모노필라먼트 및 상이한 형상, 예를 들어 장방형의 모노필라먼트의 모두를 커버하고, 후자의 경우에(비원형 단면), 단면의 최장 치수 대 최단 치수의 비는 바람직하게는 50 미만, 더 바람직하게는 30 미만, 특히 20 미만이다.
본 발명의 타이어는 4 cm[즉, 정중면(M)에 대해 -2 cm 내지 +2 cm]의 총 축방향 폭에 걸쳐 정중면(M)의 각 측면에서, 가황된 상태의 타이어의 벨트의 중앙부에서 측정된 이하의 특징들을 추가의 본질적인 특징들로서 갖는다:
○ 제1 보강재(110)의 평균 외피 직경(D1)은 0.40 mm 내지 0.70 mm 사이에 포함됨,
○ 축방향(Y)에서 측정된 고무(C1)의 제1 층의 제1 보강재(110)의 밀도(d1)는 70 내지 130 스레드/dm(데시미터, 즉 고무층의 100 mm 당) 사이에 포함됨,
○ 축방향(Y)에서 측정된 고무의 제2 층(C2) 및 제3 층(C3)의 제2 보강재(120) 및 제3 보강재(130)의 d2 및 d3로 나타낸 밀도는 120 내지 180 스레드/dm 사이에 포함됨,
○ 반경방향(Z)에서 측정된 그에 가장 근접한 제2 보강재(120)[제2 층(C2)의]로부터 제1 보강재(110)[제1 층(C1)의]를 분리하는 고무의 평균 두께(Ez1)는 0.25 내지 0.40 mm 사이에 포함됨,
○ 반경방향(Z)에서 측정된 그에 가장 근접한 제3 보강재(130)[제3 층(C3)의]로부터 제2 보강재(120)[제2 층(C2)의]를 분리하는 고무의 평균 두께(Ez2)는 0.35 내지 0.60 mm 사이에 포함됨.
도 2는 도 1의 본 발명에 따른 타이어(1) 내의 벨트(10)로서 사용된 다층 복합 라미네이트(10a, 10b, 10c)를 단면으로 도시한다(임의의 특정 축적으로 도시되지 않음).
도 2에 도시된 바와 같이, Ez1은 그에 가장 근접한 제2 보강재(120)로부터 제1 보강재(110)를 분리하는 고무의 두께[Ez1 (1), Ez1 (2), Ez1 (3), ..., Ez1(i)]의 평균이고, 이들 두께는 각각 반경방향(Z)에서 측정되고 벨트의 중심에 대해 -2.0 cm 내지 +2.0 cm 사이에 포함된 총 축방향 거리에 걸쳐 평균화된다[즉, 예를 들어 층(C1) 내에서 cm 당 10개의 보강재(110)가 존재하면 총 대략 40개의 측정치들].
달리 말하면, Ez1은 반경방향(Z)에서 그에 가장 근접한 제2 보강재(120)로부터 각각의 제1 보강재(110)를 "차례로(back-to-back)" 분리하는 최소 거리[Ez1(i)]의 평균이고, 이 평균은 정중면(M)에 대해 -2 cm 내지 +2 cm 사이로 연장하는 축방향 간격에서 벨트의 중앙부에 존재하는 모든 제1 보강재(110)에 걸쳐 계산된다.
마찬가지로, Ez2는 반경방향(Z)에서 측정된, 그에 가장 근접한 제3 보강재(130)로부터 제2 보강재(120)를 분리하는 고무의 두께의 평균[Ez2 (1), Ez2 (2), Ez2(3), ..., Ez2(i)]이고, 이 평균은 벨트의 중앙에 대해 -2.0 cm 내지 +2.0 cm 사이에 포함된 총 축방향 거리에 걸쳐 계산된다. 다른 방식으로 표현하면, 이들 두께는 반경방향(Z)에서 그에 가장 근접한 제3 보강재(130)로부터 제2 보강재(120)를 "차례로" 분리하는 최소 거리를 표현한다.
다른 방식으로 표현하면, Ez2는 반경방향(Z)에서 그에 가장 근접한 제3 보강재(130)로부터 각각의 제2 보강재(120)를 "차례로" 분리하는 최소 거리[Ez2(i)]의 평균이고, 이 평균은 정중면(M)에 대해 -2 cm 내지 +2 cm 사이로 연장하는 축방향 간격에서 벨트의 중앙부에 존재하는 모든 제2 보강재(120)에 걸쳐 계산된다.
본 발명의 타이어는 또한 이하의 부등식을 만족하고,
(1) CT < 7.5%,
(2) 0.20 < Ez1/(Ez1 + D1 + D2) < 0.30,
(3) 0.30 < Ez2/(Ez2 + D2 + D3) < 0.50,
CT는 185℃에서 2분 후에, 열 수축 가능 직물 재료로 제조된 제1 보강재(110)의 열 수축이다.
달리 말하면, 이들 제1 보강재(110)의 상대 수축은 정의에 의해 이하에 열거된 시험 조건들 하에서 7.5% 미만이다. CT는 바람직하게는 3.5% 미만, 더 바람직하게는 3% 미만이고, 이 값들은 특히 그 냉각 및 경화의 단계 중에, 타이어 케이싱의 제조 및 치수 안정성을 위해 최적인 것으로 입증되었다.
파라미터 CT는, 달리 설명되지 않으면, 표준 ASTM D1204-08에 따라, 예를 들어 0.5 cN/tex의 표준 장력(이는 따라서 시험되는 시편의 역가 또는 선형 밀도에 대해 표현됨)으로서 공지된 것 하에서 "TESTRITE" 유형의 장치에 측정된다. 일정한 길이에서, 최대 수축력(FC로 나타냄)은 또한 180℃의 온도에서 그리고 3% 연신율 하에서 이 때, 상기 시험을 사용하여 측정된다. 이 수축력(FC)은 바람직하게는 20 N(뉴턴) 초과이다. 높은 수축력은 타이어가 높은 주행 속도 하에서 가열될 때 타이어의 크라운 보강재에 대해 열 수축 가능 직물 재료로 제조된 제1 보강재(110)의 후핑 능력에 특히 유리한 것으로 입증되었다.
상기 파라미터 CT 및 FC는 이들 보강재들이 라미네이트 및 타이어 내에 합체되기 전에 접착제 코팅된 초기 직물 보강재 상에서 불분명하게 측정될 수 있고 또는 대안적으로 일단 이들 보강재들이 가황된 타이어의 중앙 구역으로부터 추출되고 바람직하게는 "탈고무화되면(derubberized)"[즉, 층(C1) 내에 이들을 코팅하는 고무의 제거] 이들 보강재 상에서 측정될 수 있다.
전술된 수축 특징들(CT)을 만족하는 임의의 열 수축 가능한 직물 재료가 적합하다. 바람직하게는, 이 열 수축 가능한 직물 재료는 폴리아미드, 폴리에스테르 및 폴리케톤으로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 폴리아미드들 중에서, 특히 폴리아미드 4-6, 6, 6-6, 11 또는 12가 언급될 수도 있다. 폴리에스테르들 중에서도, 예를 들어 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트), PEN(폴리에틸렌 나프탈레이트), PBT(폴리부틸렌 테레프탈레이트), PBN(폴리부틸렌 나프탈레이트), PPT(폴리프로필렌 테레프탈레이트), PPN(폴리프로필렌 나프탈레이트)이 언급될 수도 있다. 아라미드/나일론, 아라미드/폴리에스테르, 아라미드/폴리케톤 혼성 코드와 같은 2개(적어도 2개)의 상이한 재료로 구성된 혼성 보강재가 예를 들어, 이들이 추천된 CT 특성을 만족하면 또한 사용될 수 있다.
일 특히 바람직한 실시예에 따르면, 열 수축 가능한 직물 재료는 폴리에스테르, 특히 PET 또는 PEN, 더 바람직하게는 PET이다. 또한 더 바람직하게는, 사용된 폴리에스테르는 HMLS(High Modulus Low Shrinkage: 고강도 저수축) PET이다.
열 수축 가능한 재료로 제조된 제1 보강재는 임의의 공지의 형태를 가질 수도 있고, 명백하게는 이들 보강재는 모노필라먼트일 수도 있지만, 더 일반적으로 직물 코드의 형태로 함께 꼬인 멀티필라먼트 파이버로 구성된다. 외피 직경이라는 것은, 일반적인 방식으로, 원형 단면이 아닌 이들 보강재의 일반적인 경우에(개별 필라먼트의 간단한 경우에 대조적으로) 이러한 제1 보강재를 둘러싸는 가상 회전 실린더의 직경이다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 구름 저항, 드리프트 추력 및 주행 내구성의 견지에서 본 발명의 타이어의 최적화된 성능을 위해, 이하의 특징들 중 적어도 하나 및 더 바람직하게는 모두가 만족된다.
○ 직경(D1)은 0.45 mm 내지 0.65 mm 사이에 포함됨,
○ 밀도(d1)는 80 내지 120 스레드/dm 사이, 더 바람직하게는 90 내지 110 스레드/dm 사이에 포함됨,
○ 밀도(d2, d3)는 각각 130 내지 170 스레드/dm 사이에 포함됨,
○ 두께(Ez1)는 0.25 내지 0.35 mm 사이, 더 바람직하게는 0.275 mm 내지 0.325 mm 사이에 포함됨,
○ 두께(Ez2)는 0.35 내지 0.55 mm 사이, 더 바람직하게는 0.375 mm 내지 0.525 mm 사이에 포함됨,
○ 반경방향(Z)에서 측정된 다층 복합 라미네이트, 즉 그 3개의 중첩된 층(C1, C2, C3)의 총 두께는 1.8 내지 2.7 mm, 더 바람직하게는 2.0 내지 2.5 mm 사이에 포함됨.
전술된 바람직한 특징들 중 임의의 하나 또는 모두와 조합되거나 조합되지 않을 수도 있는 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따르면, 이하에 지시된 부등식들 중 적어도 하나, 더 바람직하게는 이하에 지시된 부등식들의 모두가 만족된다.
0.225 < Ez1/(Ez1 + D1 + D2) < 0.275
0.325 < Ez2/(Ez2 + D2 + D3) < 0.475
0.325 < (Ez1 + Ez2)/(Ez1 + Ez2 + D1 + D2 + D3) < 0.425.
열 수축 가능한 직물 재료로 제조된 제1 보강재(110)는 대직경(예를 들어, 50 ㎛ 이상)의 기초 모노필라먼트, 멀티필라먼트 파이버(통상적으로 30 ㎛ 미만인, 소직경의 복수의 기초 필라먼트로 이루어짐), 함께 꼬인 다수의 파이버로 형성된 직물 합사, 함께 케이블링되거나 꼬인 다수의 파이버 또는 모노필라먼트로 형성된 직물 코드일 수도 있다.
정의에 의해, 제2 보강재(120) 및 제3 보강재(130)는 정의에 의해, 강 모노필라먼트이다. 바람직하게는, 강은 타이어용 "강 코드" 유형의 코드에 사용된 강과 같은 탄소강이지만, 예를 들어 스테인레스강 또는 다른 합금과 같은 다른 강을 사용하는 것이 물론 가능하다.
바람직한 일 실시예에 따르면, 탄소강이 사용될 때, 그 탄소 함량(강의 중량 %)은 0.8% 내지 1.2%의 범위로 포함되고, 다른 바람직한 실시예에 따르면, 강의 탄소 함량은 0.6% 내지 0.8%의 범위로 포함된다. 본 발명은 특히 표준 인장(NT) 또는 고인장(HT) 강 코드 유형의 강에 적용되고, 탄소강으로 제조된 (제2 및 제3) 보강재는 이어서 바람직하게는 2000 MPa 초과, 더 바람직하게는 2500 MPa 초과의 인장 강도(Rm)를 갖는다. 본 발명은 또한 강 코드 유형의 초고인장(SHT), 극초고인장(UHT) 또는 메가인장(MT) 강에 적용되고, 탄소강으로 제조된 (제2 및 제3) 보강재는 이어서 바람직하게는 3000 MPa 초과, 더 바람직하게는 3500 MPa 초과의 인장 강도(Rm)를 갖는다. 탄성 연신율과 소성 연신율의 합인 이들 보강재들의 파괴시 총 연신율(At)은 바람직하게는 2.0% 초과이다.
강으로 제조된 (제2 및 제3) 보강재가 관련되는 한, 파괴시 힘, Rm으로 나타낸 파괴시 강도(MPa 단위) 및 At로 나타낸 파괴시 연신율(% 단위의 총 연신율)의 측정이 1984년의 ISO 표준 6892에 따라 인장 하에서 취해졌다.
사용된 강은 특히 탄소강이건 스테인레스강이건간에, 예를 들어 접착 특성, 내부식성 또는 심지어 내시효성과 같은, 강 필라먼트의 가공성 또는 보강재의 마모 특성 및/또는 타이어 자체의 가공성 또는 마모 특성을 향상시키는 금속층으로 자체로 코팅될 수도 있다. 바람직한 일 실시예에 따르면, 사용된 강은 황동(Zn-Cu 합금) 또는 아연의 층으로 덮여지고, 스레드 제조 프로세스 중에, 황동 또는 아연으로 스레드를 코팅하는 것은 스레드를 견인하는 것을 더 용이하게 하고 스레드를 고무에 접합하는 것을 조장한다는 것이 상기될 것이다. 그러나, 보강재는 예를 들어 Cu, Zn, Al, Ni, Co, Sn 화합물 중 2개 이상의 합금의 Co, Ni, Al의 얇은층과 같은, 이들 스레드의 내부식성 및/또는 고무로의 이들의 접착성을 향상시키는 기능을 갖는 황동 또는 아연 이외의 금속의 얇은층으로 덮일 수 있다.
그 다층 복합 라미네이트가 제조되는 고무 화합물의 각각의 층(C1, C2, C3)(또는 이하, "고무의 층")은 적어도 하나의 엘라스토머 및 하나의 충전재에 기초한다.
바람직하게는, 고무는 디엔 고무인데, 이는 이들이 공액 결합되는지 아닌지에 대해 무관하게, 디엔 모노머, 즉 2개의 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 모노머로부터 적어도 부분적으로(즉, 호모폴리머 또는 코폴리머) 유도되는 임의의 엘라스토머(단일 엘라스토머 또는 엘라스토머의 혼합물)를 의미한다는 것이 상기될 것이다.
이 디엔 엘라스토머는 더 바람직하게는 폴리부타디엔(BR), 천연 고무(NR), 합성 폴리이소프로펜(IR), 부타디엔 코폴리머, 이소프렌 코폴리머 및 이들 엘라스토머의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는데, 이러한 코폴리머들은 부타디엔-스티렌 코폴리머(SBR), 이소프렌-부타디엔 코폴리머(BIR), 이소프렌-스티렌 코폴리머(SIR) 및 이소프렌-부타디엔-스티렌 코폴리머(SBIR)로 이루어진 그룹으로부터 특히 선택된다.
일 특정 바람직한 실시예는 "이소프렌" 엘라스토머, 즉 이소프렌의 호모폴리머 또는 코폴리머, 달리 말하면, 천연 고무(NR), 합성 폴리이소프렌(IR), 이소프렌의 다양한 코폴리머 및 이들 엘라스토머의 혼합물로부터 선택된 디엔 엘라스토머를 사용하는 것이다.
이소프렌 엘라스토머는 바람직하게는 천연 고무 또는 cis-1,4 타입의 합성 폴리이소프렌이다. 이들 합성 폴리이소프렌들 중에, 바람직하게는 90% 초과, 더 바람직하게는 98% 초과의 cis-1,4 결합의 함량(mol %)을 갖는 폴리이소프렌이 사용된다. 바람직한 일 실시예에 따르면, 고무 조성물의 각각의 층은 50 내지 100 phr의 천연 고무를 함유한다. 다른 바람직한 실시예에 따르면, 디엔 엘라스토머는 전체적으로 또는 부분적으로, 예를 들어 BR 타입의 다른 엘라스토머와 함께 절단되거나 절단되지 않은 사용된 SBR 엘라스토머와 같은 다른 디엔 엘라스토머로 이루어질 수도 있다.
각각의 고무 조성물은, 단일 또는 다수의 디엔 엘라스토머(들), 또한 예를 들어, 카본 블랙 또는 실리카와 같은 보강 충전재, 결합제, 시효 방지제, 산화 방지제, 가소제 또는 이 오일이 본질적으로 방향족 또는 비방향족이건간에 신장 오일(특히 예를 들어 높은 또는 바람직하게는 낮은 점도를 갖는 나프탈렌 또는 파라핀형의 모든 방향족이면 매우 약한 오일, MES 또는 TDAE 오일), 높은 유리 천이 온도(30℃ 초과)를 갖는 가소화 수지, 미가공 상태에서 조성물의 처리성을 향상시키는 제제, 점착성 수지, 역화방지제(antireversion agent), 예를 들어 HMT(헥사메틸렌테트라아민) 또는 H3M(헥사모톡시메틸멜라민)과 같은 메틸렌 수용자 및 공여자, 보강 수지(레소시놀 또는 비스말레이미드와 같은), 금속염 유형, 예를 들어 코발트, 니켈 또는 란타나이드의 염의 공지의 접착 촉진제 시스템, 가교 결합 또는 가황 시스템과 같은, 타이어의 제조를 위해 의도된 고무 매트릭스에 일반적으로 채용된 첨가제의 모두 또는 일부를 함유할 수도 있다.
바람직하게는, 고무 조성물을 위한 가교 결합 시스템은 가황 시스템으로 지칭되는 시스템, 즉 황(또는 황 공여자) 및 1차 가황 가속제에 기초하는 시스템이다. 다양한 공지의 가황 활성화제 또는 2차 가속제가 이 기본 가황 시스템에 첨가될 수도 있다. 황은 0.5 내지 10 phr의 바람직한 비율로 사용되고, 1차 가황 가속제, 예를 들어 설펜아미드가 0.5 내지 10 phr 사이에 포함된 바람직한 비율로 사용된다. 보강 충전재, 예를 들어 카본 블랙 및/또는 실리카의 레벨은 바람직하게는 30 phr 초과, 특히 30 내지 100 phr 사이에 포함된다.
모든 카본 블랙, 특히 타이어에 통상적으로 사용되는 HAF, ISAF, SAF 타입의 블랙(타이어 등급 블랙으로 지칭되는 블랙들)은 카본 블랙 대신에 적합하다. 이 카테고리에서, 더 특히 (ASTM) 등급 300, 600 또는 700의 카본 블랙(예를 들어, N326, N330, N347, N375, N683, N772)을 특히 언급할 수 있을 것이다. 450 m2/g 미만, 바람직하게는 30 내지 400 m2/g의 BET 표면적을 갖는 석출된 발열된 실리카가 특히 실리카 대신에 적합하다.
당업자는 본 명세서의 견지에서, 원하는 레벨의 특성(특히, 탄성 계수)에 도달하고 고려되는 특정 용례에 적합하도록 조성을 채택하기 위해 고무 조성물의 조성을 어떻게 조정해야 하는지를 인지할 것이다.
바람직하게는, 가교 결합된 상태의 각각의 고무 조성물은 4 내지 25 MPa, 더 바람직하게는 4 내지 20 MPa 사이에 포함된 10% 연신율에서의 시컨트 인장 계수를 갖고, 5 내지 15 MPa 사이에 특히 포함된 값들은 자체로 특히 적합한 것으로 입증되었다. 계수 측정은 1998년의 표준 ASTM D 412에 따라(시편 "C") 달리 지시되지 않으면 인장 하에서 행해졌고, "진정한" 시컨트 계수(시편의 실제 단면에 대한 계수를 의미함)는 10% 연신율에서 제2 연신(즉, 수용 사이클 후에)에서 측정되고, 이는 여기서 Ms로서 나타내고 MPa로 표현된다(1999년의 표준 ASTM D 1349에 따른 표준 온도 및 상대 습도 조건 하에서).
제1, 제2 및 제3 보강재를 전술된 고무의 이들의 3개의 각각의 층(C1, C2, C3)에 접착하게 하기 위해, 제1 직물 보강재가 관련되는 한, 예를 들어 "RFL"(resorcinol-formaldehyde-latex: 레소시놀-포름알데히드-라텍스) 또는 등가의 유형의 직물 접착제 또는 예를 들어 강으로 제조된 제2 및 제3 보강재가 관련되는 한 황동 또는 아연과 같은 접착성 코팅과 같은 임의의 적합한 접착제 시스템이 사용될 수도 있지만, 보통의, 즉 비코팅된 강을 사용하는 것이 또한 가능하다.
본 발명의 예시적인 실시예
이어지는 시험은, 그 특정 구성에 의해, 본 발명에 따른 다층 복합 라미네이트는 케이블링되지 않은 강 모노필라먼트의 사용에 의해 낮은 비용에서, 타이어의 중량 및 따라서 구름 저항을 감소시키는 것을 가능하게 하고, 이 모두는 이들 타이어의 코너링 강성 또는 전체 내구성을 손상시키지 않고 무엇보다도 먼저 성취된다.
이들 비교 시험은 이들의 다층 복합 라미네이트의 구성을 제외하고는 모든 관점에서 동일하고 통상의 방식으로 제조된 사이즈 205/55 R16의 승용차 타이어 상에서 수행되었다.
A) 시험된 타이어
도 2의 개략도에 따른 이들 예의 본 발명에 따른 타이어에서, 보강재(110)는 폴리아미드 66으로 제조된 합사이고, 각각의 합사는 대략 0.66 mm인 직경(D1)을 갖는 250 turns/meter에서 함께 꼬인(직접 케이블링 기계 상에서) 140 tex의 2개의 방적사로 이루어지고, 이들의 CT는 대략 7%이고, 이들의 수축력(FC)은 대략 28 N이다.
직물 보강재(110)를 덮는 고무(C1)의 제1 층은 천연 고무, 카본 블랙, 가황 시스템 및 일반적인 접착제에 기초하여 직물 보강재의 캘린더링(calendering)에 대해 통상적인 고무 조성물이고, 폴리아미드 합사와 고무의 층 사이의 접착성은 예를 들어 "RFL"(resorcinol-formaldehyde-latex: 레소시놀-포름알데히드-라텍스) 유형의 간단한 직물 접착제를 사용하여 공지의 방식으로 보장된다.
이 제1 층(C1)을 제조하기 위해, 직물 합사(110)는 당업자들에게 잘 알려진 방식으로, 대략 0.25 mm의 두께를 각각 갖는, 미가공(미가황) 상태에서 고무 조성물의 2개의 층 사이에서 캘린더링되었다.
금속 보강재(120, 130)는 3650 MPa(파괴력 258 N)의 정도의 강도(Rm), 2.3%의 총 연신율(At) 및 0.30 mm의 직경(D2, D3)을 갖는 UHT 유형의 미세 합금 탄소강 모노필라먼트(0.9% 탄소 및 0.2% Cr)이다.
이들 강 모노필라먼트(120, 130)를 덮는 고무의 제2 층(C2) 및 제3 층(C3)은 통상적으로 천연 고무, 카본 블랙, 가황 시스템 및 접착 촉진제를 경유하는 코발트염과 같은 일반적인 접착제에 기초하여, 금속 타이어 벨트 플라이의 캘린더링에 대해 통상적인 조성물로 이루어진다.
이들 2개의 층(C2, C3)을 제조하기 위해, 모노필라먼트(130)는 당업자들에게 잘 알려진 방식으로, 대략 0.32 mm의 두께를 각각 갖는, 미가공(미가황) 상태에서 고무 조성물의 2개의 층 사이에서 캘린더링되었다.
축방향(Y)에서 측정된 제1 층(C1) 내의 직물 합사(110)의 밀도(d1)는 대략 100 스레드/dm인데, 제2 강 모노필라먼트(120) 및 제3 강 모노필라먼트(130)의 (d2 및 d3 각각)은 대략 160 스레드/dm이다.
따라서, 정중면(M)의 각각의 측에서 -2 cm 내지 +2 cm로 축방향으로 연장하는 범위에서, 대략 40개(즉, 각각의 측에서 20개)의 직물 합사(110) 및 대략 64개(즉 각각의 측에서 32개)의 제2 강 모노필라먼트(120) 및 제3 강 모노필라먼트(130)가 존재한다.
강 모노필라먼트(120)로부터 이들 직물 합사(110)를 분리하는 고무의 측정된 평균 두께(Ez1)는 대략 0.31 mm였고, 반면에 다른 강 모노필라먼트(130)로부터 강 모노필라먼트(120)를 분리하는 고무의 평균 두께(Ez2)는 대략 0.45 mm였다. 반경방향에서 측정된 본 발명에 따른 라미네이트의 총 평균 두께는 대략 2.3 mm였다.
따라서, 본 발명에 따른 본 예에서, 특히 바람직한 이하의 3개의 부등식이 실제로 만족된다는 것이 주목될 것이다.
0.225 < Ez1/(Ez1 + D1 + D2) < 0.275
0.325 < Ez2/(Ez2 + D2 + D3) < 0.475
0.325 < (Ez1 + Ez2)/(Ez1 + Ez2 + D1 + D2 + D3) < 0.425.
상기 지시된 모든 데이터(D1, D2, D3, d1, d2, d3, Ez1, Ez2)는 전술된 바와 같이 정중면(M)의 일 측에서 2 cm인, 벨트의 중앙부를 통해 취한 타이어의 반경방향 섹션의 사진에서 조작자에 의해 실험적으로 측정된 평균값이다.
사용된 표본 타이어는 이하의 기술적인 특징들, 즉 금속 보강재(120, 130)가 14 mm의 피치에서 함께 케이블링된 직경 0.30 mm의 2개의 스레드로 이루어진 SHT 강(대략 3170 MPa인 Rm, 450 N의 파열력)의 통상의 "2.30" 디자인 코드로 이루어지고, 이들 코드의 직경(외피)은 따라서 0.6 mm이고, 이들은 대략 85 스레드/dm의 밀도로 배열되고, 강 코드(120)로부터 나일론 합사(110)를 분리하는 고무의 측정된 평균 두께(Ez1)는 대략 0.31 mm였고, 반면에 강 코드(120)를 분리하는 고무의 측정된 평균 두께(Ez2)는 0.50 mm의 정도였다. 반경방향에서 측정된 라미네이트의 총 평균 두께는 대략 3.0 mm였다.
상기 2개의 금속층을 제조하기 위해, "2.30" 코드가 미가공(미가황) 상태에서 고무 조성물의 2개의 층 사이에서 캘린더링되었고, 코드의 각각은 당업자들에게 잘 알려진 방식으로 대략 0.40 mm의 두께를 갖는다.
이들 표본 타이어의 다층 복합 라미네이트에서, 본 발명의 경우에서와는 달리, 이하의 필수 부등식 중 어느 하나도 만족되지 않는다는 것이 특히 주목될 수도 있다.
0.20 < Ez1/(Ez1 + D1 + D2) < 0.30,
0.30 < Ez2/(Ez2 + D2 + D3) < 0.50.
B) 비교 시험의 결과
기계 상에서 수행된 제1 시리즈의 시험에서, 표본 타이어와 비교할 때, 본 발명의 타이어는,
- 다층 복합 라미네이트 상에 대략 11%의 중량 절약, 즉 타이어 자체 상의 대략 2%의 중량 절약,
- 구름 저항의 대략 2% 향상(대략 0.150 kg/tonne을 표현함),
- 그리고 예기치 않게, 이 적당한 벨트의 경량화에도 불구하고, 정확하게 동일한 드리프트 추력을 제공하였다는 점이 우선 주목된다.
구름 저항은 ISO 87-67(1992년) 방법에 따라 힘 측정계 상에서 측정되었다. 드리프트 추력을 측정하기 위해, 각각의 타이어는 1도의 코너링 각도에 대해, "Z"로 나타낸 부하를 변경하여 적합한 자동 기계(MTS에 의해 시판되는 "편평한-트랙" 유형의 기계) 상에서 80 km/h의 일정한 속도에서 주행되었고, "D"로 나타낸 코너링 강성 또는 드리프트 추력(제로 드리프트에서 추력에 대해 보정됨)은 센서를 사용하여 이 부하(Z)의 함수로서 차륜 상의 횡방향 부하를 기록함으로써 공지의 방식으로 측정되었고, 드리프트 추력은 원점에서 D(Z) 곡선의 구배이다.
다음에, 기계 또는 차량(폭스바겐 골프) 상에서 실제 주행 시험을 행하여, 다양한 구동 조건 하에서 표본 타이어와 본 발명에 따른 타이어의 내구성을 비교하였다.
우선, 초고속 주행에 대한 내구성이 기계 상에서, 미리 설정된 제한 속도(250 km/h 초과)까지 또는 적용 가능하면 시험된 타이어가 시험의 종료 전에 파괴될 때까지 정해진 단계들에서 속도의 점진적인 증가를 받게 됨으로써 평가되었다.
다음에, 매우 격렬한 코너링 하에서의 내구성이 이 모두가 1000 km 초과인, 매우 높은 횡방향 가속도를 발생하는 미리 정해진 속도의 다양한 사이클에 따라 과부하, 공기압 부족(underinflation) 하에서 매우 굴곡된 서킷(circuit) 주위에서 차량을 주행함으로써 평가되었고, 이 특히 가혹한 시험 후에, 시험된 각각의 타이어는 벗겨졌고(파괴 분석에 의해), 적용 가능한 경우에 다층 복합 라미네이트의 관련층(C2, C3) 내의 금속 보강재(120, 130) 내의 파열의 수가 카운트되었다.
마지막으로, 매우 가혹한 조건 하에서 매우 긴 시간 주행(40 000 km)에 대한 내구성이 일정한 속도에서 다양한 미리 정해진 압력 및 과부하 사이클에 따라, 자동 주행 기계 상에서 또한 시험되었고, 그 후에 각각의 시험된 타이어는 벗겨지고 그 다층 복합 라미네이트의 전체 조건이 특히 공지된 바와 같이 최고 가열을 겪는 타이어의 숄더 영역에서 관찰되었다.
이 제2 시리즈의 시험의 종료시에, 본 발명에 따른 타이어는, 표본 타이어와 비교할 때, 당업자들에게 놀랍게도,
- 고속 주행에 대한 등가의 내구성(양 경우에 시험된 타이어의 주목된 파괴가 없음),
- 마찬가지로 등가인 매우 격렬한 코너링 하에서 내구성(양 경우에 금속 보강재의 관찰된 파열이 없음),
- 마지막으로, 극단적으로 가혹한 주행 조건 하에서 향상된 매우 장기간 주행 내구성(본 발명에 따른 다층 복합 라미네이트의 더 양호한 외관)
을 나타내는 것으로 판명되었다.
따라서, 전술된 본질적인 기술 특징들의 모두가 관찰되면, 특히 한편으로는 그 열 수축성이 제어되는 직물 원주방향 보강재(110)가 사용되고, 다른 한편으로는 소직경 모노필라먼트의 형태의 금속 보강재(120, 130)가 사용되면, 추천된 제조 한계 내에서, 첫째로 제1 층의 원주방향 보강재에 의해 부여된 후핑의 기능 및 둘째로 다른 2개의 층들의 금속 보강재에 의해 부여된 강성의 기능의 차별화 및 가공성을 방해하지 않고 타이어 벨트의 전체 두께를 감소시키는 것이 여전히 적절하게 가능하다는 것이 판명되었다.
예기치 않게, 본 발명은 승용차 또는 밴 타이어의 중량 및 구름 저항이 코너링 강성 및 따라서 노면 접지성 및 핸들링을 손상시키지 않고 감소되게 하고, 동시에 특히 가혹한 주행 조건 하에서도 더 양호하지 않으면 적어도 등가인 주행 내구성을 제공한다.

Claims (13)

  1. 3개의 주 방향(main direction), 즉 원주방향(X), 축방향(Y) 및 반경방향(Z)을 규정하는 래디얼 타이어(1)로서, 트레드(3)가 장착된 크라운(2), 2개의 사이드월(4), 2개의 비드(5) - 각각의 사이드월(4)은 각각의 비드(5)를 상기 크라운(2)에 연결함 -, 각각의 비드(5) 내에 고정되고 상기 사이드월(4) 및 상기 크라운(2) 내에서 연장되는 카커스 보강재(7), 원주방향(X)에서 상기 크라운(2) 내에서 연장되고 상기 카커스 보강재(7)와 상기 트레드(3) 사이에 반경방향으로 위치된 크라운 보강재 또는 벨트(10)를 포함하고, 상기 벨트(10)는 보강재(110, 120, 130)의 적어도 3개의 중첩된 층을 포함하는 다층 복합 라미네이트(10a, 10b, 10c)를 포함하고, 상기 보강재들은 각각의 층 내에서 단방향성이고 고무(각각 C1, C2, C3)의 두께 내에 매립되고,
    ○ 트레드측에서, 원주방향(X)에 대해 -5 내지 +5도의 각도 알파로 배향된 보강재(110)의 제1 열을 포함하고, 이들 보강재(110)는 열 수축 가능 직물 재료로 제조되는 제1 보강재로 지칭되는, 고무(C1)의 제1 층(10a)과,
    ○ 상기 제1 층(10a)과 접촉하고 제1 층 아래에 배열되어, 원주방향(X)에 대해 10도 내지 30도 사이에 포함된, 포지티브 또는 네거티브인 소정의 각도 베타로 배향된 보강재(120)의 제2 열을 포함하고, 이들 보강재(120)는 금속 보강재인 제2 보강재로 지칭되는, 고무(C2)의 제2 층(10b)과,
    ○ 상기 제2 층(10b)과 접촉하고 제2 층 아래에 배열되어, 원주방향(X)에 대해 10도 내지 30도 사이에 자기 자신이 포함된, 상기 각도 베타에 대향하는 각도 감마로 배향된 보강재(130)의 제3 열을 포함하고, 이들 보강재(130)는 금속 보강재인 제3 보강재로 지칭되는, 고무(C3)의 제3 층(10c)을 갖는 래디얼 타이어(1)에 있어서,
    한편으로는,
    ○ 상기 제2 보강재(120) 및 상기 제3 보강재(130)는 D2 및 D3로 각각 나타낸 직경이 0.20 mm 내지 0.50 mm 사이에 포함되는 강 모노필라먼트로 구성되고,
    총 4 cm의 축방향 폭에 걸쳐 정중면(M)의 각각의 측에서 가황된 상태에서 타이어의 벨트의 중앙부에서 측정된 이하의 특징들, 즉,
    ○ 상기 제1 보강재(110)의 평균 외피 직경(D1)은 0.40 mm 내지 0.70 mm 사이에 포함되고,
    ○ 축방향(Y)에서 측정된 고무(C1)의 제1 층의 상기 제1 보강재(110)의 밀도(d1)는 70 내지 130 스레드/dm 사이에 포함되고,
    ○ 축방향(Y)에서 측정된 고무의 제2 층(C2) 및 제3 층(C3) 각각의 상기 제2 보강재(120) 및 상기 제3 보강재(130)의 d2 및 d3로 나타낸 밀도는 각각 120 내지 180 스레드/dm 사이에 포함되고,
    ○ 반경방향(Z)에서 측정된 그에 가장 근접한 상기 제2 보강재(120)로부터 제1 보강재(110)를 분리하는 고무의 평균 두께(Ez1)는 0.25 내지 0.40 mm 사이에 포함되고,
    ○ 반경방향(Z)에서 측정된 그에 가장 근접한 상기 제3 보강재(130)로부터 제2 보강재(120)를 분리하는 고무의 평균 두께(Ez2)는 0.35 내지 0.60 mm 사이에 포함되는 특징들이 만족되고,
    다른 한편으로는, 이하의 부등식, 즉,
    (1) CT < 7.5%,
    (2) 0.20 < Ez1/(Ez1 + D1 + D2) < 0.30,
    (3) 0.30 < Ez2/(Ez2 + D2 + D3) < 0.50
    이 만족되고,
    CT는 185℃에서 2분 후에, 열 수축 가능 직물 재료로 제조된 상기 제1 보강재(110)의 열 수축인 것을 특징으로 하는, 래디얼 타이어.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 직경(D2, D3)은 각각 0.25 mm 초과 0.40 mm 미만인, 래디얼 타이어.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 직경(D1)은 0.45 mm 내지 0.65 mm 사이에 포함되는, 래디얼 타이어.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밀도(d1)는 80 내지 120 스레드/dm 사이에 포함되는, 래디얼 타이어.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 밀도(d2, d3)는 각각 130 내지 170 스레드/dm 사이에 포함되는, 래디얼 타이어.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 두께(Ez1)는 0.25 내지 0.35 mm 사이에 포함되는, 래디얼 타이어.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 두께(Ez2)는 0.35 내지 0.55 mm 사이에 포함되는, 래디얼 타이어.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열 수축(CT)은 3.5% 미만인, 래디얼 타이어.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    0.225 < Ez1/(Ez1 + D1 + D2) < 0.275인, 래디얼 타이어.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    0.325 < Ez2/(Ez2 + D2 + D3) < 0.475인, 래디얼 타이어.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    0.325 < (Ez1 + Ez2)/(Ez1 + Ez2 + D1 + D2 + D3) < 0.425인, 래디얼 타이어.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 보강재(120) 및 제3 보강재(130)가 제조되는 강은 탄소강인, 래디얼 타이어.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열 수축 가능 직물 재료는 폴리에스테르인, 래디얼 타이어.
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