KR20150016583A

KR20150016583A - 2층 다중 스트랜드 금속 케이블

Info

Publication number: KR20150016583A
Application number: KR1020147035886A
Authority: KR
Inventors: 앙리 바게; 엠마뉴엘 클레망; 티보 라펜느; 티보 포띠에르
Original assignee: 꽁빠니 제네날 드 에따블리세망 미쉘린; 미쉐린 러쉐르슈 에 떼크니크 에스.에이.
Priority date: 2012-05-25
Filing date: 2013-05-23
Publication date: 2015-02-12
Also published as: WO2013174897A1; EP2855764A1; US20150136295A1; FR2990963A1; FR2990963B1; JP6131515B2; JP2015520811A; CN104334793A

Abstract

2층 다중 스트랜드 금속 케이블(10)은 - 나선형으로 권선되는 K>1개의 내측 스트랜드(TI)로 구성되는 케이블(10)의 내층(C1)과, - 케이블(10)의 내층(C1) 주위에 나선형으로 권선되는 L>1개의 외측 스트랜드(TE)로 구성되는 케이블(10)의 불포화 외층(C2)을 포함한다. 케이블(10)의 내측 스트랜드(TI)와 외측 스트랜드(TE)는 각각 - 2개의 내측 와이어로 구성되는 스트랜드(TI, TE)의 내층과, - 스트랜드(TI, TE)의 내층 주위에 나선형으로 권선되는 N개의 외측 와이어로 구성되는 스트랜드(TI, TE)의 외층을 포함한다.

Description

2층 다중 스트랜드 금속 케이블{TWO-LAYER MULTI-STRAND METAL CABLE}

본 발명은 특히 산업용 중차량용 타이어를 보강하기 위해 사용될 수 있는 다중 스트랜드 코드에 관한 것이다.

레이디얼 카카스 보강체를 갖는 타이어는 접지면과, 두 개의 비신장형 비드와, 접지면에 비드를 연결하는 두 개의 측벽과, 카카스 보강체와 접지면 사이에 원주방향으로 배열되는 벨트 또는 크라운 보강체를 포함한다. 벨트는 금속 또는 직물 유형의 코드나 모노필라멘트와 같은 보강 요소 또는 보강재로 선택적으로 보강되는 복수의 고무 플라이를 포함한다.

일반적으로 타이어 벨트는 "워킹" 플라이 또는 "크로스" 플라이라고도 지칭되는 적어도 두 개의 중첩형 벨트 플라이로 구성되는데, 일반적으로 금속인 벨트 플라이의 보강 코드는 플라이 내에서는 실질적으로 서로 평행하게 배치되지만, 일 플라이에서 타 플라이까지는 교차되게, 즉, 고려하는 타이어의 유형에 따라 일반적으로 10°내지 45°의 각도만큼 중앙 원주면에 대해 대칭적 또는 비대칭적으로 경사지게 배치된다. 경우에 따라 가변적인 폭을 갖고 보강재를 포함할 수도 있고 포함하지 않을 수도 있는 다양한 여타의 보조 플라이 또는 고무층으로 크로스 플라이를 보완할 수 있다. 간단한 고무 쿠션의 예로는, 외부의 충격이나 천공으로부터 벨트의 나머지 부분을 보호하는 역할을 하는 "보호" 플라이나, 크로스 파일에 대해 방사상 외측에 있든 내측에 있든 실질적으로 원주방향으로 배향되는 보강재를 포함하는 "테두름(hooping)" 플라이("0도" 플라이로 공지되어 있음)를 들 수 있다.

산업용 중차량, 특히 건설 설비 유형의 중차량의 타이어는 수없이 많이 충격을 받는다. 구체적으로, 이런 유형의 타이어는 일반적으로 울퉁불퉁한 노면 위를 주행하게 되는데, 이로 인해 접지면이 천공되는 경우가 때때로 있다. 이런 천공으로 인해 부식성 물질, 예컨대 공기와 물이 침투하여 크라운 보강체의 금속 보강재를 산화시키고 타이어의 가용 수명을 크게 단축시킨다.

산업용 중차량의 타이어를 위한 보호 플라이용 코드가 종래 기술을 통해 공지되어 있다. 본 코드는 4×(1+5) 유형의 구조를 가지며, 하나의 와이어로 구성된 내층과 내층의 와이어 주위에 나선형으로 권선되는 다섯 개의 와이어로 구성되는 외층을 각각 포함하는 네 개의 스트랜드를 포함한다.

이런 종래 기술의 코드는 허용가능한 수준의 내식성과 탄성을 갖지만, 몇몇 용도로는 만족스럽더라도 특정 용도, 특히 산업용 중차량 타이어용 코드의 경우에는 충분치 않은 비교적 제한적인 파단 강도를 갖는다.

따라서, 본 발명의 목적은 내식성을 가지며 우수한 파단 강도를 갖는 다중 스트랜드 코드이다.

이를 위해, 본 발명의 일 요지는

- 나선형으로 권선되는 K개(K는 절대적으로 1보다 큼)의 내측 스트랜드로 구성되는 코드의 내층과,

- 불포화이고, 코드의 내층 주위에 나선형으로 권선되는 L개(L은 절대적으로 1보다 큼)의 외측 스트랜드로 구성되는 코드의 외층을 포함하되,

내측 스트랜드와 외측 스트랜드는 각각

- 2개의 와이어로 구성되는 스트랜드의 내층과,

- 스트랜드의 내층 주위에 나선형으로 권선되는 N개의 와이어로 구성되는 스트랜드의 외층을 포함하는 2층 다중 스트랜드 금속 코드이다.

정의상, 스트랜드의 불포화층은 해당 층의 L개의 스트랜드와 동일한 직경을 갖는 적어도 하나의 (L+1) 번째 스트랜드를 추가하기에 충분한 공간이 해당 층에 존재하고, 따라서 복수의 스트랜드가 서로 접촉하는 것이 가능한 층을 의미한다. 반대로, 해당 층의 L개의 스트랜드와 동일한 직경을 갖는 적어도 하나의 (L+1) 번째 스트랜드를 추가하기에 충분한 공간이 해당 층에 존재하지 않는다면 해당 층은 포화라고 지칭된다.

본 코드는 우수한 내식성을 갖는다. 구체적으로, 코드의 외층의 불포화로 인해, 타이어의 가황 중에 고무가 효과적으로 침투할 수 있도록 두 외측 스트랜드 사이에 고무가 통과할 수 있는 적어도 하나의 개구가 생성될 수 있다. 각각의 스트랜드의 2+N 구조는 고무의 통과를 촉진한다. 구체적으로, 각각의 스트랜드는 세장형 윤곽을 갖는 포락선(envelope)을 가지는데, 이는 인접한 스트랜드들이 서로 접촉하지 못하도록 하여, 고무의 통과를 촉진한다.

또한, 본 발명에 따른 코드는 주목할만한 강도 특성을 갖는다. 코드의 강도는 그 파단 강도의 값의 견지에서 측정될 수 있는바, 이는 힘에 대한 구조적 강도의 성능을 나타낸다.

코드의 다중 스트랜드 구조((K+L)×(2+N))는 우수한 기계적 강도, 특히, 우수한 파단 강도를 코드에 부여한다.

본 발명에 따른 코드의 구조로 인해, 비교적 높은 선밀도를 갖는 보호 크라운 플라이, 예컨대 워킹 플라이 또는 크로스 플라이를 제조하는 것이 가능해진다. 따라서, 타이어의 강도가 크게 향상된다.

코드가 보호 플라이에 사용되는 경우, 보호 플라이는 고무가 부식성 물질로부터 코드를 보호할 수 있도록 하는 고침투성을 지니게 때문에 보다 탄력적이 되고 보다 우수한 내식성을 갖게 된다.

코드가 워킹 플라이나 크로스 플라이에 사용되는 경우, 본 발명에 따른 코드는 우수한 기계적 강도, 특히, 우수한 압축 피로 강도로 인해 특히, 용어 "열개(cleavage)"로 공지되어 있는 현상, 즉 타이어의 숄더 영역에 있는 크로스 플라이의 단부가 분리/균열을 일으키는 현상에 대한 고내구성을 타이어에 부여한다.

용어 "금속 코드"는 정의상, 주로(즉, 와이어의 50%를 초과하는 부분이) 또는 전적으로(와이어의 100%가) 금속성 재료로 구성된 와이어로 형성되는 코드를 의미한다. 본 발명은 바람직하게는 강재 코드, 보다 구체적으로는 이하 "탄소강"이라 칭하는 펄라이트(또는 페라이트-펄라이트) 탄소강으로 제조되는 코드나, 스테인레스강(정의상, 적어도 11%의 크롬과 적어도 50%의 철을 포함하는 강)으로 제조되는 코드로 구현된다. 그러나, 물론 여타의 강 또는 여타의 합금을 사용하는 것도 가능하다.

탄소강을 사용하는 경우, 탄소강의 탄소 함량(강의 중량% 당)은 바람직하게는 0.4% 내지 1.2%, 특히 0.5% 내지 1.1%이다. 탄소 함량이 해당 범위일 때, 타이어에 요구되는 기계적 특성과 와이어의 구현 가능성 사이의 양호한 절충이 이루어진다. 탄소 함량이 0.5% 내지 0.6%일 경우에는 강의 신선(draw)이 보다 용이하기 때문에 결과적으로 강의 비용이 저감되는 효과가 있다. 대상 용례에 따라, 본 발명의 다른 유리한 실시예에서는, 특히, 보다 낮은 비용과 보다 높은 신선 용이성으로 인해 낮은 탄소 함량, 예컨대 0.2% 내지 0.5%의 탄소 함량을 갖는 강을 사용할 수도 있다.

탄소강이든 스테인레스강이든, 사용되는 금속 또는 강은 예컨대 금속 코드 및/또는 그 구성요소의 가공성이나, 접착성, 내식성, 노화방지성과 같은 코드 및/또는 타이어 자체의 사용 특성을 향상시키는 금속층으로 코팅될 수 있다.

바람직한 일 실시예에 따르면, 사용되는 강은 황동(Zn-Cu 합금) 또는 아연층으로 피복된다. 익히 아는 바와 같이, 와이어의 제조 공정 중에, 황동 또는 아연 코팅은 와이어가 용이하게 신선되도록 하고, 와이어가 고무에 보다 잘 접착되도록 한다. 그러나, 와이어는 예컨대 해당 와이어의 내식성 및/또는 고무에 대한 접착력을 향상시키는 기능을 갖는 황동 또는 아연 이외의 금속 박층, 예컨대 Co, Ni, Al, 또는 Cu, Zn, Al, Ni, Co 및 Sn 화합물 중 둘 이상의 합금으로 이루어진 박층으로 피복될 수도 있다.

기술분야의 당업자라면, 특히, 그 특유의 특정 요건에 따라 강의 조성과 해당 와이어의 최종 가공경화도를 조절함으로써, 그리고 예컨대, Cr, Ni, Co, V 또는 공지된 여타의 다양한 원소와 같은 특정 추가 원소를 함유하는 미세합금화 탄소강을 사용함으로써 이런 특성을 갖는 강재 와이어를 제조하는 방법을 알 수 있을 것이다(예컨대, Research Disclosure 34984-"타이어용 미세합금화 강재 코드의 제작"(1993년 5월), Research Disclosure 34054-"타이어용 고인장강도 강재 코드의 제작"(1992년 8월) 참조).

유리하게는, 각각의 스트랜드의 외층은 불포화이다.

정의상, 와이어의 불포화층은 해당 층의 N개의 와이어와 동일한 직경을 갖는 적어도 하나의 (N+1) 번째 와이어를 추가하기에 충분한 공간이 해당 층에 존재하고, 따라서 복수의 와이어가 서로 접촉하는 것이 가능한 층을 의미한다. 반대로, 해당 층의 N개의 와이어와 동일한 직경을 갖는 적어도 하나의 (N+1) 번째 와이어를 추가하기에 충분한 공간이 해당 층에 존재하지 않는다면 해당 층은 포화라고 지칭된다.

코드의 내식성도 코드의 외층의 불포화와 관련하여 제시한 바와 유사한 이유로 향상된다. 특히, 코드의 내층의 스트랜드에 의해 한정되는 중앙 채널까지 고무의 침투가 가능해진다. 따라서, 이런 코드에서는, 고무가 각각의 스트랜드 내부와 스트랜드 사이로 침투하게 된다.

바람직하게는, 코드의 파단 강도는 4000 N 이상, 바람직하게는 5000 N 이상, 보다 바람직하게는 6000 N 이상이다.

바람직하게는, 코드의 총 파단 연신율(At), 즉 구조적 연신율, 탄성 연신율 및 소성 연신율의 합(At=As+Ae+Ap)은 4.5% 이상, 바람직하게는 5% 이상, 보다 바람직하게는 5.5% 이상이다.

구조적 연신율(As)은 다중 스트랜드 코드 및/또는 그 기본 스트랜드의 구성과 실제 통기성, 그리고 해당되는 경우, 해당 구성 스트랜드 및/또는 와이어 중 하나 이상에 가해진 예비성형에 따른 고유 탄성에서 비롯한다.

탄성 연신율(Ae)은 개별적으로 측정된, 금속 와이어의 금속의 실제 탄성에서 비롯한다(후크의 법칙).

소성 연신율(Ap)은 개별적으로 측정된, 금속 와이어의 금속의 가소성(항복점을 넘어선 비가역적 변형)에서 비롯한다.

기술분야의 당업자에게 익히 공지되어 있는 이들 다양한 연신율 및 그 측정 방법은 문서 US5843583, WO2005/014925 및 WO2007/090603에 설명되어 있다.

유리하게는, 코드는 1% 이상, 바람직하게는 1.5% 이상, 보다 바람직하게는 2% 이상의 구조적 연신율(As)을 갖는다.

따라서, 바람직하게 코드는 "HE" 유형이다. 즉, 고탄성이다. 높은 구조적 연신율 값으로 인해, 코드의 통기성을 부여하는 것이 가능하다. 즉, 한편으론 축방향(스트랜드의 축방향에 수직한 방향)에 대한 와이어의 분리와, 다른 한편으론 축방향(코드의 축방향에 수직한 방향)에 대한 스트랜드의 분리를 가능하게 한다. 구체적으로, 스트랜드를 구성하는 와이어와, 코드를 구성하는 스트랜드는 이들을 축방향으로 분리시키는 큰 곡률을 갖는다. 해당 곡률은 와이어 또는 스트랜드의 각각의 층의 나선 직경과, 와이어 또는 스트랜드의 각각의 층의 나선 피치 또는 나선 각도(코드의 축으로부터 측정되는 각도)에 의해서 정해진다.

코드에 탄성을 부여하는 것 외에도, 스트랜드의 축에 대해 와이어를 분리시키고 코드의 축에 대해 스트랜드를 분리시킴으로써 고무가 각각의 스트랜드의 와이어 사이와 상이한 스트랜드 사이로 통과하는 것이 용이해진다. 따라서, 내식성이 향상된다.

따라서, 본 코드가 보호 플라이에 사용되는 경우, 보호 플라이는 노면에 상관없이 용이하게 변형되는 본 발명에 따른 코드의 고탄성으로 인해 보다 탄력적이 되고, 코드의 침투성으로 인해 내식성이 향상된다.

유리하게는, K=3 또는 K=4이다.

바람직하게는, L=8 또는 L=9이다.

유리하게는, N=2, N=3 또는 N=4이다.

바람직한 코드는 (3+8)×(2+2), (3+8)×(2+3), (3+8)×(2+4), (4+8)×(2+2), (4+8)×(2+3), (4+8)×(2+4), (4+9)×(2+2), (4+9)×(2+3) 및 (4+9)×(2+4)의 구조를 갖는 코드이다.

공지된 바와 같이, 피치는 코드의 축에 평행하게 측정되는 길이로, 와이어가 상기 코드의 축 둘레를 1회전 할 때 나아가는 거리를 나타낸다.

선택적인 특징에 따르면,

- K개의 내측 스트랜드 각각의 내측 와이어는 3.6 mm 내지 16 mm(해당값 포함), 바람직하게는 4 mm 내지 12.8 mm(해당값 포함)의 피치로 나선형으로 권선된다.

- K개의 내측 스트랜드 각각의 내측 와이어의 직경은 0.18 mm 내지 0.40 mm(해당값 포함), 바람직하게는 0.20 mm 내지 0.32 mm(해당값 포함)이다.

- K개의 내측 스트랜드 각각의 내측 와이어의 피치 대 직경의 비는 20 내지 40(해당값 포함)이다.

- K개의 내측 스트랜드 각각의 외측 와이어는 3.1 mm 내지 8.4 mm(해당값 포함), 바람직하게는 3.4 mm 내지 6.7 mm(해당값 포함)의 피치로 나선형으로 권선된다.

- K개의 내측 스트랜드 각각의 외측 와이어의 직경은 0.18 mm 내지 0.40 mm(해당값 포함), 바람직하게는 0.20 mm 내지 0.32 mm(해당값 포함)이다.

- K개의 내측 스트랜드 각각의 외측 와이어의 피치 대 직경의 비는 17 내지 21(해당값 포함)이다.

따라서, 직경이 일정하다고 할 때, 외측 와이어는 바람직하게는 내측 와이어보다 짧은 피치를 갖는다. K개의 스트랜드 각각의 탄성이 향상된다.

바람직하게는, K개의 내측 스트랜드 각각의 내층과 외층은 동일한 트위스팅 방향으로 권선된다. 코드의 탄성을 향상시키는 것에 더하여, 동일한 방향으로 내층과 외층을 권선함으로써 두 층 사이의 마찰이 최소화되고, 이에 따라 이들 층을 형성하는 와이어의 마모가 최소화된다.

다른 선택적인 특징에 따르면,

- L개의 외측 스트랜드 각각의 내측 와이어는 7.2 mm 내지 32 mm(해당값 포함), 바람직하게는 8 mm 내지 25.6 mm(해당값 포함)의 피치로 나선형으로 권선된다.

- L개의 외측 스트랜드 각각의 내측 와이어의 직경은 0.18 mm 내지 0.40 mm(해당값 포함), 바람직하게는 0.20 mm 내지 0.32 mm(해당값 포함)이다.

- L개의 외측 스트랜드 각각의 내측 와이어의 피치 대 직경의 비는 40 내지 80(해당값 포함)이다.

- L개의 외측 스트랜드 각각의 외측 와이어는 4.1 mm 내지 13.2 mm(해당값 포함), 바람직하게는 4.6 mm 내지 10.6 mm(해당값 포함)의 피치로 나선형으로 권선된다.

- L개의 외측 스트랜드 각각의 외측 와이어의 직경은 0.18 mm 내지 0.40 mm(해당값 포함), 바람직하게는 0.20 mm 내지 0.32 mm(해당값 포함)이다.

- L개의 외측 스트랜드 각각의 외측 와이어의 피치 대 직경의 비는 23 내지 33(해당값 포함)이다.

따라서, 직경이 일정하다고 할 때, 외측 와이어는 바람직하게는 내측 와이어보다 짧은 피치를 갖는다. L개의 스트랜드 각각의 탄성이 향상된다.

바람직하게는, L개의 외측 스트랜드 각각의 내층과 외층은 동일한 트위스팅 방향으로 권선된다. 따라서, 내측 스트랜드와 유사한 방식으로, 코드의 탄성과 내마모성이 향상된다.

또 다른 선택적인 특징에 따르면,

- 내측 스트랜드는 3.6 mm 내지 16 mm(해당값 포함), 바람직하게는 4 mm 내지 12.8 mm(해당값 포함)의 피치로 나선형으로 권선된다.

- 내측 스트랜드의 피치 대 각각의 내측 스트랜드의 와이어의 직경의 비는 20 내지 40(해당값 포함)이다. 각각의 내측 스트랜드의 모든 와이어는 동일한 직경을 갖는다.

- 외측 스트랜드는 7.2 mm 내지 32 mm(해당값 포함), 바람직하게는 8 mm 내지 25.6 mm(해당값 포함)의 피치로 나선형으로 권선된다.

- 외측 스트랜드의 피치 대 각각의 외측 스트랜드의 와이어의 직경의 비는 40 내지 80(해당값 포함)이다. 각각의 외측 스트랜드의 모든 와이어는 동일한 직경을 갖는다.

따라서, 직경이 일정하다고 할 때, 외측 스트랜드는 바람직하게는 내측 스트랜드보다 긴 피치를 갖는다.

바람직하게는, 코드의 내층과 외층은 동일한 트위스팅 방향으로 권선된다. 이런 권선으로 인해, 두 층 사이의 마찰이 최소화되고, 이에 따라 이들 층을 형성하는 와이어의 마모가 최소화된다.

유리하게는, 모든 와이어와 스트랜드는 동일한 트위스팅 방향으로 권선된다. 이로 인해 코드의 탄성이 향상된다.

강도, 구조적 신장성 또는 탄성, 내구성 및 유연성이 최적으로 절충되려면, 각각의 스트랜드의 외측 와이어와 내측 와이어 모두의 직경은 이들 와이어가 동일한 직경을 갖든 아니든 0.18 mm 내지 0.40 mm(해당 값 포함), 바람직하게는 0.20 mm 내지 0.32 mm(해당 값 포함)인 것이 바람직하다.

각각의 스트랜드별로, 내측 와이어와 외측 와이어는 일 층에서 타 층까지 동일한 직경을 가질 수도 있고 상이한 직경을 가질 수도 있다. 바람직하게는 일 층에서 타 층까지 동일한 직경을 갖는 와이어가 사용된다. 각각의 스트랜드의 내측 와이어는 바람직하게는 강, 보다 바람직하게는 탄소강으로 제조된다. 이와 무관하게, 각각의 스트랜드의 외측 와이어는 바람직하게는 강, 보다 바람직하게는 탄소강으로 제조된다.

본 발명의 다른 요지는 타이어의 보강 요소로서의 상기 코드의 용도에 관한 것이다.

본 발명의 또 다른 요지는 적어도 하나의 상기 코드를 포함하는 타이어이다. 바람직하게는, 타이어는 건설 설비 유형의 차량용으로 의도되어 있다.

특히 본 발명의 코드는 중차량, 즉 지하철 차량, 버스, 도로 수송 차량(대형 트럭, 트랙터, 트레일러), 노상외 차량, 즉 농기계 또는 건설 설비 기계 및 여타의 수송 또는 운반 차량 중에서 선택된 산업용 차량에 사용되는 타이어의 크라운 보강체용 보강 요소로서 사용되도록 되어있다.

바람직하게는, 타이어는 두 개의 비드에 고정되고 크라운 보강체가 방사상으로 얹혀져 있는 카카스 보강체를 가지며, 크라운 보강체에는 두 측벽에 의해 상기 비드에 연결되는 접지면이 얹혀져 있으며, 상기 크라운 보강체는 위에 전술한 코드를 가진다.

유리하게는, 본 발명에 따른 코드는 보호 플라이용 보강 요소로서 사용되도록 되어있다. 변형례로서, 본 발명에 따른 코드는 워킹 플라이용 보강 요소로서 사용되도록 되어있다.

다른 실시예에서, 본 발명의 코드는 다른 유형의 차량에 사용되는 타이어의 다른 부품을 보강하기 위해 사용될 수도 있다.

따라서, 예컨대, 테두름 플라이용 보강 요소로서 코드를 사용하는 것도 가능하다. 다른 실시예에 따르면, 이런 테두름 플라이는 카카스 플라이(들)과 워킹 플라이(들) 사이나, 워킹 플라이들 사이나, 워킹 플라이(들)과 보호 플라이(들) 사이에 방사상으로 배치될 수 있다.

본 발명은 오직 예로서 제시된 다음의 설명과 첨부 도면을 참조할 때 보다 잘 이해할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 코드의 단면도로, 코드 축(일직선형이고 대기 상태인 것으로 가정)에 수직한 단면을 도시한다.
도 2는 도 1의 코드의 스트랜드의 상세도이다.
도 3은 본 발명에 따른 타이어의 원주방향에 수직한 단면도이다.
도 4는 도 1과 매우 유사한 방식으로 작성된, 종래 기술의 코드의 단면도이다.

본 발명에 따른 코드

도 1은 참조번호 10으로 일괄 표기된 본 발명에 따른 금속 코드의 예를 도시한다. 코드(10)는 두 개의 원통형 층을 갖는 다중 스트랜드 유형이다. 따라서, 코드(10)를 형성하는 두 개의 스트랜드층이 존재한다. 스트랜드층은 서로 접해 있고 동심이다. 코드(10)는 타이어에 합체되지 않은 상태에서는 고무가 없다.

코드(10)는 코드(10)의 내층(C1)을 포함하며, 상기 내층(C1)은 K개의 내측 스트랜드(TI)로 구성되는데, 바람직하게는 K=3 또는 K=4이며, 본 구체예에서는 K=3이다. 층(C1)은 층(C1)에 원통형 윤곽(E1)을 부여하는 실질적으로 관 형상의 포락선을 가진다.

내측 스트랜드(TI)는 3.6 mm 내지 16 mm(해당 값 포함), 바람직하게는 4 mm 내지 12.8 mm(해당 값 포함)의 피치(pI)로 나선형으로 권선된다. 본 구체예에서는 pI=7.5 mm이다.

코드는 또한 코드(10)의 외층(C2)을 포함하며, 상기 외층(C2)은 L개의 외측 스트랜드(TE)로 구성되는데, 바람직하게는 L=8 또는 L=9이며, 본 구체예에서는 L=8이다. 층(C2)은 층(C2)에 원통형 윤곽(E2)을 부여하는 실질적으로 관 형상의 포락선을 가진다.

외측 스트랜드(TE)는 기계적 평형 위치에 대응되게 나란히 배치되며, 적어도 두 개의 외측 스트랜드(TE)가 고무 통로용 개구(14)에 의해 분리된다. 내층(C2)은 불포화이다. 즉, 층(C2)의 L개의 스트랜드와 동일한 직경을 갖는 적어도 하나의 (L+1) 번째 스트랜드를 추가하기에 충분한 공간이 층(C2)에 존재하며, 따라서 복수의 스트랜드가 서로 접촉하는 것이 가능하다. 따라서, 외측 스트랜드(TE)는 고무가 개구(14)를 통해 층(C2)의 외부와 내부 사이를 방사상으로 이동하는 것을 층(C2)이 허용하도록 배열된다.

외측 스트랜드(TE)는 7.2 mm 내지 32 mm(해당 값 포함), 바람직하게는 8 mm 내지 25.6 mm(해당 값 포함)의 피치(pE)로 내층(C1) 주위에 나선형으로 권선된다. 본 구체예에서는 pE=15 mm이다.

스트랜드(TI, TE)는 유리하게는 동일한 트위스팅 방향으로, 즉 S 방향("S/S" 배열) 또는 Z 방향("Z/Z" 배열)으로 권선되며, 본 구체예에서는 S/S 배열로 권선되어 있다.

도 2는 스트랜드(TI, TE)를 도시한다. 이런 스트랜드는 기본 스트랜드라고 지칭된다.

각각의 스트랜드(TI, TE)는 각각의 스트랜드(TI, TE)에 세장형 윤곽(E3)을 부여하는 확장 포락선을 가진다. 각각의 스트랜드(TI, TE)는 2개의 내측 와이어(F1)로 구성된 내층(12)과 N개의 외측 와이어(F2)로 구성된 외층(16)을 포함하는데, N=2, N=3 또는 N=4이며, 본 구체예에서는 N=3이다.

외측 와이어(F2)는 코드가 대기 상태일 때 기계적 평형 위치에 대응되게 대체로 나란히 배치되며, 적어도 두 개의 외측 와이어(F2)가 고무 통로용 개구(18)에 의해 분리된다. 층(16)은 불포화이다. 즉, 층(16)의 N개의 외측 와이어(F2)와 동일한 직경을 갖는 적어도 하나의 (N+1) 번째 외측 와이어(F2)를 추가하기에 충분한 공간이 층(16)에 존재한다. 따라서, 층(16)의 외측 와이어(F2)는 고무가 개구(18)를 통해 층(16)의 외부와 내부 사이를 방사상으로 통과하는 것을 층(16)이 허용하도록 배열된다.

각각의 와이어(F1, F2)는 바람직하게는 황동으로 코팅된 탄소강으로 제조된다. 탄소강 와이어는 공지된 방식으로 제조되는데, 예컨대, 먼저 압연 및/또는 신선에 의해 약 1 mm의 중간 직경까지 가공경화되는 기계 와이어(직경: 5 mm 내지 6 mm)로 제조된다. 코드(10)용으로 사용되는 강은 탄소 함량이 0.7%이고 나머지는 철과 강 제조 공정과 결부된 통상의 불가피한 불순물로 이루어진 NT("Normal Tensile(정상장력)"을 의미함) 유형의 탄소강이다. 변형례로서, 탄소 함량이 약 0.92%이고 약 0.2%의 크롬을 포함하는 SHT("Super High Tensile(초고장력)") 탄소강이 사용된다.

중간 직경의 와이어는 후속 변환에 앞서 탈지 및/또는 산세 처리를 거친다. 황동 코팅이 중간 와이어에 도포된 후, 예컨대 수성 에멀젼 또는 수성 분산물 형태의 신선 윤활제를 포함하는 습윤성 매체에서의 냉간 신선에 의해 각각의 와이어에 대해 소위 "최종" 가공경화 작업(즉, 최종 패턴팅 열처리 후의 작업)이 수행된다. 와이어를 둘러싸는 황동 코팅은 1 미크론보다 훨씬 작은 두께, 예컨대 약 0.15 ㎛ 내지 0.30 ㎛의 매우 작은 두께를 가지는데, 이는 강 와이어의 직경에 비하면 경미한 것이다. 물론, 각종 요소(예컨대, C, Cr, Mn)와 관련하여 해당 와이어의 강의 조성은 출발 와이어의 강의 조성과 동일하다.

K개의 내측 스트랜드(TI) 각각의 내측 와이어(F1)는 3.6 mm 내지 16 mm(해당 값 포함), 바람직하게는 4 mm 내지 12.8 mm(해당 값 포함)의 피치(p1,i)로 나선형으로 권선된다.

K개의 내측 스트랜드(TI) 각각의 내측 와이어(F1)의 직경(D1,i)은 0.18 mm 내지 0.40 mm(해당 값 포함), 바람직하게는 0.20 mm 내지 0.32 mm(해당 값 포함)이다. 바람직하게는, K개의 내측 스트랜드(TI)의 내측 와이어(F1)는 모두 동일한 직경을 갖는다.

각각의 내측 스트랜드(TI)의 내측 와이어(F1)는 내측 와이어(F1)의 피치(p1,i) 대 직경(D1,i)의 비(R1,i)가 20 내지 40(해당 값 포함)이 되도록 권선된다. 본 구체예에서, p1,i=7.5 mm이고, D1,i=0.26 mm이고, R1,i=28.8이다.

K개의 내측 스트랜드(TI) 각각의 외측 와이어(F2)는 3.1 mm 내지 8.4 mm(해당 값 포함), 바람직하게는 3.4 mm 내지 6.7 mm(해당 값 포함)의 피치(p2,i)로 나선형으로 권선된다.

K개의 내측 스트랜드(TI) 각각의 외측 와이어(F2)의 직경(D2,i)은 0.18 mm 내지 0.40 mm(해당 값 포함), 바람직하게는 0.20 mm 내지 0.32 mm(해당 값 포함)이다. 바람직하게는, K개의 내측 스트랜드(TI)의 외측 와이어(F2)는 모두 동일한 직경을 갖는다.

각각의 내측 스트랜드(TI)의 외측 와이어(F2)는 각각의 내측 스트랜드(TI)의 외측 와이어(F2)의 피치(p2,i) 대 직경(D2,i)의 비(R2,i)가 17 내지 21(해당 값 포함)이 되도록 내층(12) 주위에 나선형으로 권선된다. 본 구체예에서는, p2,i=5 mm, D2,i=0.26 mm 및 R2,i=19.2이다.

L개의 외측 스트랜드(TE) 각각의 내측 와이어(F1)는 7.2 mm 내지 32 mm(해당 값 포함), 바람직하게는 8 mm 내지 25.6 mm(해당 값 포함)의 피치(p1,e)로 나선형으로 권선된다.

L개의 외측 스트랜드(TE) 각각의 내측 와이어(F1)의 직경(D1,e)은 0.18 mm 내지 0.40 mm(해당 값 포함), 바람직하게는 0.20 mm 내지 0.32 mm(해당 값 포함)이다. 바람직하게는, L개의 외측 스트랜드(TE)의 내측 와이어(F1)는 모두 동일한 직경을 갖는다.

각각의 외측 스트랜드(TE)의 내측 와이어(F1)는 내측 와이어(F1)의 피치(p1,e) 대 직경(D1,e)의 비(R1,e)가 40 내지 80(해당 값 포함)이 되도록 권선된다. 본 구체예에서는, p1,e=15 mm, D1,e=0.26 mm 및 R1,e=57.7이다.

L개의 외측 스트랜드(TE) 각각의 외측 와이어(F2)는 4.1 mm 내지 13.2 mm(해당 값 포함), 바람직하게는 4.6 mm 내지 10.6 mm(해당 값 포함)의 피치(p2,e)로 나선형으로 권선된다.

L개의 외측 스트랜드(TE) 각각의 외측 와이어(F2)의 직경(D2,e)은 0.18 mm 내지 0.40 mm(해당 값 포함), 바람직하게는 0.20 mm 내지 0.32 mm(해당 값 포함)이다. 바람직하게는, L개의 외측 스트랜드(TE)의 외측 와이어(F2)는 모두 동일한 직경을 갖는다.

각각의 외측 스트랜드(TE)의 외측 와이어(F2)는 각각의 외측 스트랜드(TE)의 외측 와이어(F2)의 피치(p2,e) 대 직경(D2,e)의 비(R2,e)가 23 내지 33(해당 값 포함)이 되도록 내층(12) 주위에 나선형으로 권선된다. 본 구체예에서는, p2,e=7.5 mm, D2,e=0.26 mm 및 R2,e=28.8이다.

바람직하게는, 모든 와이어(F1, F2)는 동일한 직경을 갖는다.

내측 스트랜드(TI)는 내측 스트랜드(TI)의 피치(pI) 대 각각의 내측 스트랜드(TI)의 와이어(F1, F2)의 직경(D1,i, D2,i)의 비(RI)가 20 내지 40(해당 값 포함)이 되도록 권선된다. 본 구체예에서, RI=28.8이다.

외측 스트랜드(TE)는 외측 스트랜드(TE)의 피치(pE) 대 각각의 외측 스트랜드(TE)의 와이어(F1, F2)의 직경(D1,e, D2,e)의 비(RE)가 40 내지 80(해당 값 포함)이 되도록 내층(C1) 주위에 나선형으로 권선된다. 본 구체예에서, RE=57.7이다.

각각의 스트랜드(TI, TE)의 와이어(F1, F2)는 유리하게는 동일한 트위스팅 방향으로, 즉 S 방향("S/S" 배열)이나 Z 방향("Z/Z" 배열)으로 권선되는데, 본 구체예에서는 S/S 배열로 권선되어 있다.

따라서, 모든 스트랜드(TI, TE)의 모든 와이어(F1, F2)는 동일한 트위스팅 방향(S)으로 권선된다. 변형례로서, 이들 와이어는 모두 동일한 트위스팅 방향(Z)으로 권선된다.

도 4는 참조번호 100으로 일괄 표기된 종래 기술의 코드를 도시한다.

본 코드(100)는 4×(1+5) 유형의 구조를 가지며, 각각 하나의 와이어(104)로 구성된 내층(102)과 내층(102)의 와이어(104) 주위에 나선형으로 권선된 다섯 개의 와이어(108)로 구성된 외층(106)을 포함하는 네 개의 스트랜드(T)를 포함한다. 스트랜드(T)는 중앙 채널(110)을 한정한다.

이하, 본 발명에 따른 코드를 제조하는 제조 방법을 설명한다.

가능한 금속 와이어 또는 스트랜드 조립 기법으로는 다음의 두 가지를 들 수 있다.

- 케이블링 기법: 조립점 전후의 동기식 회전 때문에 와이어나 스트랜드는 자체 축을 중심으로 트위스팅되지 않는다.

- 트위스팅 기법: 와이어나 스트랜드는 자체 축을 중심으로 집합적 및 개별적으로 트위스팅되며, 이로써 각각의 와이어 또는 스트랜드에 언트위스팅 토크가 생성된다.

각각의 스트랜드(TI, TE)의 조립

먼저, 각각의 기본 스트랜드(TI, TE)가 다음과 같이 형성된다.

트위스팅 조립 단계 중에, 외층(16)을 구성하는 N개의 내측 와이어(F2)가 내층(12)을 구성하는 2개의 내측 와이어(F1) 주위에 S 방향으로 15 mm의 중간 피치로 나선형으로 권선된다. 본 단계 중에, 내측 와이어(F1)는 평행한 상태이며, 따라서 무한 중간 피치를 갖는다.

코드(10)의 조립

다음으로, 코드(10)가 다음과 같이 조립된다.

트위스팅 조립 단계 중에, 스트랜드(TI) 형성 단계 중에 사전 형성된 것으로 내층(C1)을 구성하는 K개의 내측 스트랜드(TI)가 S 방향으로 7.5 mm의 소위 최초 피치로 나선형으로 권선된다.

이어서, 선행 트위스팅 단계와 함께 실행되거나 그렇지 않은 또 다른 트위스팅 조립 단계 중에, 스트랜드(TE) 형성 단계 중에 사전 형성된 L개의 외측 스트랜드(TE)로 구성되는 외층(C2)이 나선형으로 사전에 권선된 K개의 내측 스트랜드의 내층(C1) 주위에 S 방향으로 15 mm의 소위 최초 피치로 나선형으로 권선된다. 따라서, 층(C1, C2)의 스트랜드(TI, TE)와 와이어(F1, F2)는 표 1에 기재된 최초 피치를 갖는다. 변형례로서, 이들은 이와 다른 최초 피치를 갖는다.

다음으로, 코드(10)를 오버트위스팅하는 단계가 수행된다. 따라서, 사전에 권선된 와이어(F1, F2)와 스트랜드(TE, TI)가 오버트위스팅된다. 즉, 코드(10)가 S 방향으로 추가로 트위스팅된다. 본 오버트위스팅 단계 중에, 대응하는 최초 피치보다 작은 중간 피치를 획득하도록 와이어(F1, F2)와 스트랜드(TE, TI)의 초기 피치가 각각 저감된다.

이어서, 코드(10)의 잔류 토크가 0이 되도록, 오버트위스팅된 코드(10)를 밸런싱하는 단계가 수행된다. 이를 위해, 코드는 회전식 밸런싱 수단을 통과한다. 본 명세서에서, 용어 "밸런싱"은 기술분야의 당업자에게 공지되어 있는 방식대로, 트위스팅된 상태인 코드의 각각의 와이어와 트위스팅된 상태인 코드의 각각의 스트랜드에 가해지는 잔류 트위스팅 토크(또는 언트위스팅 스프링-백)를 상쇄한다는 의미로 이해되어야 한다. 밸런싱 수단은 트위스팅 기술분야의 당업자에게 공지되어 있다. 밸런싱 수단은 예컨대 코드가 이를 통해 활주하는 풀리를 단일 평면 내에 한 개, 두 개 또는 네 개 포함하는 트위스터로 구성될 수 있다.

다음으로, 오버트위스팅 및 밸런싱된 코드를 언트위스팅하는 단계가 수행된다. 따라서, 사전에 밸런싱된 코드(10)의 와이어(F1, F2)와 스트랜드(TE, TI)가 언트위스팅된다. 즉, 코드(10)가 Z 방향으로 트위스팅된다. 따라서, 최초 피치를 획득하도록 와이어(F1, F2)와 스트랜드(TE, TI)의 중간 피치가 증가한다. 따라서, 언트위스팅 단계의 종료시, 와이어(F1, F2)와 스트랜드(TE, TI)의 피치는 다시 표 1의 피치가 된다.

마지막으로, 바람직하게는, 코드(10)는 저장 풀에 권취된다.

전술한 코드(10)는 전술한 방법에 의해 획득될 수 있다.

본 발명에 따른 타이어

도 3은 참조번호 20으로 일괄 표기된 본 발명에 따른 타이어를 도시한다.

타이어(20)는 크라운 보강체(24)에 의해 보강되는 크라운(22)과, 두 개의 측벽(26)과, 두 개의 비드(28)를 구비하며, 각각의 비드(28)는 비드 와이어(30)로 보강된다. 크라운(22)에는 본 개략도에 도시 안 된 접지면이 얹혀져 있다. 각각의 비드(28)의 두 비드 와이어(30) 주위에는 카카스 보강체(32)가 권선되는데, 카카스 보강체는 타이어(20)의 외부를 향해 배치되는 턴업부(turn-up, 34)를 포함하며, 이때 턴업부는 본 명세서에는 휠 림(36) 상에 장착된 것으로 도시되어 있다. 카카스 보강체(32)는 본래 공지된 방식대로, 소위 "레이디얼" 코드에 의해 보강되는 적어도 하나의 플라이로 제조되는데, 레이디얼 코드란 이들 코드가 서로 거의 평행하게 형성되어 있고 중앙 원주면(타이어의 회전축에 수직한 면으로, 두 비드(28) 사이의 중간에 위치하고 크라운 보강체(24)의 중앙을 통과하는 면)과 80° 내지 90°의 각도를 이루도록 일측 비드에서 타측 비드까지 연장된다는 것을 의미한다.

크라운 보강체(24)는 적어도 하나의 크라운 플라이를 가지는데, 크라운 플라이의 보강 코드는 본 발명에 따른 금속 코드이다. 도 3에 아주 단순하게 묘사된 크라운 보강체(24)에서, 본 발명의 코드는 예컨대 워킹 크라운 플라이의 전부 또는 일부를 보강하거나, 삼각 크라운 플라이나 보호 크라운 플라이가 사용되는 경우에는 삼각 크라운 플라이(또는 하프 플라이) 및/또는 보호 크라운 플라이의 전부 또는 일부를 보강할 수 있다. 물론, 워킹 플라이와, 삼각 플라이 및/또는 보호 플라이 이외에도, 본 발명의 타이어의 크라운 보강체(24)는 여타의 크라운 플라이, 예컨대 하나 이상의 테두름 크라운 플라이를 가질 수 있다.

물론, 타이어(20)는 공지된 방식대로, 타이어의 방사상 내면을 한정하고 타이어 내부의 공간에서 비롯되는 공기의 확산으로부터 카카스를 보호하도록 의도된 내측 고무층 또는 엘라스토머층(통상 "내측 라이너")을 추가로 포함한다. 특히 중차량용 타이어의 경우, 유리하게는, 카카스 플라이와 내층 사이에 배치되어 내층 및 따라서 카카스층을 보강하고 카카스 보강체가 겪는 힘을 부분적으로 비국지화하도록 의도된 중간 보강 엘라스토머층도 포함할 수 있다.

본 벨트 플라이에서, 본 발명에 따른 코드의 밀도는 바람직하게는 벨트 플라이의 dm(데시미터)당 15개 내지 80개(해당 값 포함), 보다 바람직하게는 플라이의 dm당 35개 내지 65개(해당 값 포함)이며, 인접한 두 코드 사이의 거리(축간 거리)는 바람직하게는 약 1.2 mm 내지 6.5 mm(해당 값 포함), 보다 바람직하게는 약 1.5 mm 내지 3.0 mm(해당 값 포함)이다.

본 발명에 따른 코드는 바람직하게는 인접한 두 코드 사이의 고무 가교의 폭(L)이 0.5 mm 내지 2.0 mm(해당 값 포함)가 되도록 배치된다. 해당 폭(L)은 공지된 방식대로, 캘린더링 피치(코드가 고무 직물에 부설되는 피치)와 코드의 직경 사이의 차에 해당한다. 기재된 최솟값보다 작을 경우에는, 플라이가 작용하고 있을 때, 특히 신장 응력 또는 전단 응력을 받아 플라이의 면이 변형을 겪는 동안에, 지나치게 협소한 고무 가교가 기계적으로 열화될 위험이 있다. 기재된 최댓값보다 클 경우에는, 천공에 의해 물체가 코드 사이를 침투할 위험이 있다. 보다 바람직하게는, 이와 동일한 이유로, 폭(L)은 0.8 mm 내지 1.6 mm(해당 값 포함)가 되도록 선택된다.

바람직하게는, 벨트 플라이의 직물에 사용되는 고무 조성물은 해당 직물이 벨트 플라이, 예컨대 보호 플라이를 형성하도록 의도된 것일 경우, 가황된 상태에서(즉, 경화 후에), 5 MPa 내지 25 MPa(해당 값 포함), 보다 바람직하게는 5 MPa 내지 20 MPa(해당 값 포함), 특히 7 MPa 내지 14 MPa 범위의 시컨트 신장 계수(E10)를 가진다. 본 계수가 해당 범위일 경우, 한편으론 본 발명의 코드들 사이, 그리고 다른 한편으론 해당 코드에 의해 보강되는 직물들 사이에 최선의 내구성 절충이 이루어졌다.

이하, 본 발명에 따른 타이어를 제조하는 방법을 설명한다.

코드(10)는 캘린더링에 의해, 레이디얼 타이어의 크라운 보강체를 제조하기 위해 통상적으로 사용되는 보강 충전제인 카본 블랙과 천연 고무를 기본으로 하는 공지된 조성물로부터 형성되는 복합 직물에 합체된다. 본 조성물은 엘라스토머와 보강 충전제(카본 블랙) 이외에도, 항산화제, 스테아르산, 신전유, 점착 촉진제인 코발트 나프테네이트 및 마지막으로 가황 시스템(황, 촉진제 및 ZnO)을 기본적으로 가진다.

본 코드에 의해 보강되는 복합 직물은 코드의 양편에 중첩되고 각각 0.5 mm 내지 0.8 mm(해당 값 포함)의 두께를 갖는 두 개의 얇은 고무층으로 형성되는 고무 매트릭스를 가진다. 캘린더링 피치(코드가 고무 직물에 부설되는 피치)는 1.3 mm 내지 2.8 mm(해당 값 포함)이다.

이후, 본 복합 직물은 타이어 제조 공정 중에 크라운 보강체의 보호 플라이로서 사용되는데, 이 외에는 해당 공정의 단계는 기술분야의 당업자에게 공지되어 있다.

측정 및 비교 시험

4×(1+5)의 구조를 갖는 종래 기술의 코드(100)와 본 발명에 따른 코드(10)를 비교하였다.

코드(100)의 각각의 와이어(104, 108)의 직경은 0.26 mm이다. 스트랜드(106)의 피치(P)는 8 mm이고, 와이어(104) 주위의 와이어(108)의 피치(p)는 5 mm이다.

동력( dynamometric ) 측정

금속 코드를 대상으로, ISO 6892(1984) 기준에 따라 장력 하에서 파단 강도(Fm(최대 하중, 단위 N))를 측정한다. 총 파단 연신율(At)과 구조적 신장 또는 연신 성능(As)(연신율, 단위%)의 측정은 기술분야의 당업자에게 널리 공지되어 있으며 예컨대 문서 US 2009/294009에 설명되어 있다(도 1 및 관련 설명 참조).

하기 표 2는 파단 강도(Fm)와 구조적 연신율의 측정 결과를 보여준다.

코드(10)는 4.5% 이상, 바람직하게는 5% 이상, 보다 바람직하게는 5.5% 이상의 총 파단 연신율(At)을 갖는다.

코드(10)는 1% 이상, 바람직하게는 1.5% 이상의 구조적 연신율(As)을 갖는다. 도시 안 된 변형례에서, 구조적 연신율(As)은 2% 이상이다.

코드(10)의 파단 강도는 4000 N 이상, 바람직하게는 5000 N 이상이고, 심지어는 6000 N 이상이다.

본 발명의 코드(10)는 구조적 연신 특성 및 이에 따른 탄성을 그대로 유지하면서 코드(100)보다 2.3배 높은 파단 강도를 가진다. 전술한 바와 같이, 탄성은 코드의 통기성을 나타내는 것으로, 이는 고무가 보다 용이하게 코드를 침투할 수 있도록 하는 특성이기도 하다.

공기 투과성 시험

본 시험은 일정한 시간 동안 상압 하에서 시험 시편을 통과하는 공기의 체적을 측정함으로써 시험 대상 코드의 종방향 공기 투과성을 판정할 수 있도록 한다. 기술분야의 당업자에게 공지되어 있는 이런 시험의 원 취지는 코드를 공기 불투과성으로 만드는 처리의 유효성을 입증하는 것이다. 이는 예컨대 ASTM D2692-98 기준에 설명되어 있다.

본 명세서에서는, 코드에 의해 보강되어 있고, 따라서 경화 상태의 고무로 이미 외부로부터 코팅된 타이어나 고무 플라이에서 추출한 코드나, 제조된 그대로의 코드를 대상으로 본 시험을 실시한다.

후자의 경우, 제조된 그대로의 코드는 코팅 고무로 지칭되는 고무로 사전에 외부로부터 코팅될 필요가 있다. 이를 위해, 평행하게 놓이는 일련의 코드 10개가 미가류 상태인 디엔 고무 화합물의 두 개의 층 또는 "막(skim)"(80 mm×200 mm 치수의 두 직사각형) 사이에 배치되는데, 각각의 막의 두께는 3.5 mm이다. 이어서, 코드가 몰드에 배치될 때 곧게 놓이도록 보장하기 위해 클램핑 모듈을 사용하여 각각의 코드가 충분한 장력(예컨대 2 daN)을 받도록 하는 상태에서, 이 모두를 몰드 내에 고정한다. 이어서, 140℃의 온도 및 15 bar의 압력에서 40분 동안 가황(경화)를 수행한다(80 mm×200 mm 치수의 직사각형 피스톤 사용). 그 후, 전체를 몰드에서 들어내고, 이로부터, 이와 같이 코팅된 10개의 코드 시편을 7 mm×7 mm×20 mm 치수의 평행육면체 형태로 잘라낸다.

코팅 고무로 사용되는 화합물은 천연(콜로이드화) 고무와 카본 블랙 N330(65 phr)을 기본으로 하고 황(7 phr), 설펜아미드계 촉진제(1 phr), ZnO(8 phr), 스테아르산(0.7 phr), 항산화제(1.5 phr), 코발트 나프테네이트(1.5 phr)(phr은 엘라스토머 100부당 중량부를 의미함)를 포함하는 통상의 첨가제를 함유하는 것으로, 타이어에 통상적으로 사용되는 디엔 고무 화합물이다. 코팅 고무의 E10 계수는 약 10 MPa이다.

경화 상태의 고무 조성물(또는 코팅 고무)로 주위가 코팅된 2 cm 길이의 코드를 대상으로 다음과 같이 시험을 수행한다. 1 bar의 압력 하에서 코드의 입구로 공기를 보내고, (예컨대 0 ㎤/min에서 500 ㎤/min까지 눈금이 매겨진) 유량계를 사용하여 출구에서의 공기 체적을 측정한다. 측정 중에는, 코드의 종축을 따라 일측 단부에서 타측 단부까지 코드를 통과하는 공기의 양만이 측정에 반영되도록 코드 시편을 압축된 기밀 시일(예컨대 조밀한 발포체나 고무로 제조된 시일) 내에 고정시킨다. 기밀 시일 자체의 기밀성은 고상 고무 시편, 즉 코드가 없는 고무 시편을 사용하여 사전에 점검한다.

코드의 종방향 불투과성이 높을수록, (10개의 시편을 평균한) 평균 공기 유량 측정치가 낮다. 측정이 ±0.2 ㎤/min의 정확도로 이루어지기 때문에 0.2 ㎤/min 이하의 측정값은 0으로 간주한다. 측정값이 0.2 ㎤/min 이하라면, 해당 코드는 그 축을 따라(즉, 그 종방향으로) 기밀성(완전히 기밀성)이라고 할 수 있다.

1분 동안 코드를 통과한 공기의 체적(단위 ㎤)을 측정(10회의 측정치를 평균)함으로써, 코드(10)를 대상으로 전술한 공기 투과성 시험을 실시하였다.

코드(10)를 대상으로 측정된 평균 공기 유량은 0으로, 이는 각각의 시험 시편을 대상으로 측정된 공기 유량이 0.2 ㎤/min 이하라는 것을 의미한다.

코드의 공기 투과성이 실질적으로 0이기 때문에(평균 공기 유량이 0이기 때문에) 본 발명의 코드(10)는 공기 투과성이 매우 낮으며, 따라서 고무 침투율이 보다 높다. 따라서, 본 발명에 따른 코드(10)는 내식성을 현저히 향상시킨다.

물론, 본 발명은 전술한 예시적인 실시예에 제한되지 않는다.

예컨대, 몇몇 와이어는 예컨대 소성 변형되는 비원형 단면, 특히 난형, 다각형, 예컨대 삼각형, 정사각형 또는 직사각형인 단면을 가질 수 있다.

원형 단면을 갖거나 갖지 않는 와이어, 예컨대 파상 와이어는 나선 또는 지그재그 형태로 트위스팅 또는 비틀림될 수 있다. 이런 경우에, 와이어의 직경은 코어 와이어 자체의 직경(또는 단면이 원형이 아닐 경우에는 다른 가로 크기)이 아니라 와이어를 둘러싸는 가상 회전 원기둥의 직경(포락 직경)을 의미한다.

산업적 실현 가능성, 비용 및 전반적 성능 등의 이유로, 본 발명은 바람직하게는 전형적인 원형 단면을 갖는 선형 와이어, 즉 곧은 와이어로 구현된다.

앞에서 설명하거나 검토한 실시예의 특징들은 서로 친화성을 갖기만 한다면 조합하여 사용하는 것도 가능하다.

Claims

- 나선형으로 권선되는 K>1개의 내측 스트랜드(TI)로 구성되는 코드(10)의 내층(C1)과,
- 불포화이고, 코드(10)의 내층(C1) 주위에 나선형으로 권선되는 L>1개의 외측 스트랜드(TE)로 구성되는 코드(10)의 외층(C2)을 포함하며,
내측 스트랜드(TI)와 외측 스트랜드(TE)는 각각
- 2개의 내측 와이어(F1)로 구성되는 스트랜드(TI, TE)의 내층(12)과,
- 스트랜드(TI, TE)의 내층(12) 주위에 나선형으로 권선되는 N개의 외측 와이어(F2)로 구성되는 스트랜드(TI, TE)의 외층(16)을 포함하는 것을 특징으로 하는 2층 다중 스트랜드 금속 코드(10).
제1항에 있어서, 각각의 스트랜드(TI, TE)의 외층(16)은 불포화인 코드(10).
제1항 또는 제2항에 있어서, 코드(10)의 파단 강도(Fm)가 4000 N 이상, 바람직하게는 5000 N이상, 보다 바람직하게는 6000 N 이상인 코드(10).
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 1% 이상, 바람직하게는 1.5% 이상, 보다 바람직하게는 2% 이상의 구조적 연신율(As)을 갖는 코드(10).
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 4.5% 이상, 바람직하게는 5% 이상, 보다 바람직하게는 5.5% 이상의 총 파단 연신율(At)을 갖는 코드(10).
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, K=3 또는 K=4인 코드(10).
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, L=8 또는 L=9인 코드(10).
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, N=2, N=3 또는 N=4인 코드(10).
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, K개의 내측 스트랜드(TI) 각각의 내측 와이어(F1)는 3.6 mm 내지 16 mm(해당값 포함), 바람직하게는 4 mm 내지 12.8 mm(해당값 포함)의 피치(p1,i)로 나선형으로 권선되는 코드(10).
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, K개의 내측 스트랜드(TI) 각각의 내측 와이어(F1)의 직경(D1,i)은 0.18 mm 내지 0.40 mm(해당값 포함), 바람직하게는 0.20 mm 내지 0.32 mm(해당값 포함)인 코드(10).
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, K개의 내측 스트랜드(TI) 각각의 내측 와이어(F1)의 피치(p1,i) 대 직경(D1,i)의 비(R1,i)는 20 내지 40(해당값 포함)인 코드(10).
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, K개의 내측 스트랜드(TI) 각각의 외측 와이어(F2)는 3.1 mm 내지 8.4 mm(해당값 포함), 바람직하게는 3.4 mm 내지 6.7 mm(해당값 포함)의 피치(p2,i)로 나선형으로 권선되는 코드(10).
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, K개의 내측 스트랜드(TI) 각각의 외측 와이어(F2)의 직경(D2,i)은 0.18 mm 내지 0.40 mm(해당값 포함), 바람직하게는 0.20 mm 내지 0.32 mm(해당값 포함)인 코드(10).
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, K개의 내측 스트랜드(TI) 각각의 외측 와이어(F2)의 피치(p2,i) 대 직경(D2,i)의 비(R2,i)는 17 내지 21(해당값 포함)인 코드(10).
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, K개의 내측 스트랜드(TI) 각각의 내층(12)과 외층(16)은 동일한 트위스팅 방향으로 권선되는 코드(10).
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, L개의 외측 스트랜드(TE) 각각의 내측 와이어(F1)는 7.2 mm 내지 32 mm(해당값 포함), 바람직하게는 8 mm 내지 25.6 mm(해당값 포함)의 피치(p1,e)로 나선형으로 권선되는 코드(10).
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, L개의 외측 스트랜드(TE) 각각의 내측 와이어(F1)의 직경(D1,e)은 0.18 mm 내지 0.40 mm(해당값 포함), 바람직하게는 0.20 mm 내지 0.32 mm(해당값 포함)인 코드(10).
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, L개의 외측 스트랜드(TE) 각각의 내측 와이어(F1)의 피치(p1,e) 대 직경(D1,e)의 비(R1,e)는 40 내지 80(해당값 포함)인 코드(10).
제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, L개의 외측 스트랜드(TE) 각각의 외측 와이어(F2)는 4.1 mm 내지 13.2 mm(해당값 포함), 바람직하게는 4.6 mm 내지 10.6 mm(해당값 포함)의 피치(p2,e)로 나선형으로 권선되는 코드(10).
제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, L개의 외측 스트랜드(TE) 각각의 외측 와이어(F2)의 직경(D2,e)은 0.18 mm 내지 0.40 mm(해당값 포함), 바람직하게는 0.20 mm 내지 0.32 mm(해당값 포함)인 코드(10).
제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, L개의 외측 스트랜드(TE) 각각의 외측 와이어(F2)의 피치(p2,e) 대 직경(D2,e)의 비(R2,e)는 23 내지 33(해당값 포함)인 코드(10).
제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, L개의 외측 스트랜드(TE) 각각의 내층(12)과 외층(16)은 동일한 트위스팅 방향으로 권선되는 코드(10).
제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 내측 스트랜드(TI)는 3.6 mm 내지 16 mm(해당값 포함), 바람직하게는 4 mm 내지 12.8 mm(해당값 포함)의 피치(pI)로 나선형으로 권선되는 코드(10).
제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 내측 스트랜드(TI)의 피치(pI) 대 내측 스트랜드(TI) 각각의 와이어(F1, F2)의 직경(D1,i, D2,i)의 비(RI)는 20 내지 40(해당값 포함)인 코드(10).
제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 외측 스트랜드(TE)는 7.2 mm 내지 32 mm(해당값 포함), 바람직하게는 8 mm 내지 25.6 mm(해당값 포함)의 피치(pE)로 나선형으로 권선되는 코드(10).
제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 외측 스트랜드(TE)의 피치(pE) 대 외측 스트랜드(TE) 각각의 와이어(F1, F2)의 직경(D1,e, D2,e)의 비(RE)는 40 내지 80(해당값 포함)인 코드(10).
제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 코드(10)의 내층(C1)과 외층(C2)은 동일한 트위스팅 방향으로 권선되는 코드(10).
제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 와이어(F1, F2)와 스트랜드(TI, TE)는 모두 동일한 트위스팅 방향으로 권선되는 코드(10).
타이어의 보강 요소로서의 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 따른 코드(10)의 용도.
제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 따른 코드(10)를 적어도 하나 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어(20).
제30항에 있어서, 건설 설비 유형의 차량용인 타이어(20).
제30항 또는 제31항에 있어서, 두 개의 비드에 고정되고, 두 개의 측벽에 의해 상기 비드에 연결되는 접지면이 얹혀져 있는 크라운 보강체가 방사상으로 얹혀져 있는 카카스 보강체를 포함하며, 상기 크라운 보강체는 제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 따른 코드를 적어도 하나 포함하는 타이어(20).