KR20200047118A - 전도성 유기섬유를 포함하는 타이어 - Google Patents

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한국타이어앤테크놀로지 주식회사
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Abstract

본 발명의 타이어는, 트레드부, 사이드월부 및 비드부를 포함하는 타이어에 있어서, 트레드부 내부에 배치되는 벨트; 상기 벨트 아래에 배치되고 사이드월부 및 비드부까지 배치되는 카카스; 상기 카카스와 사이드월 고무 사이에 배치되는 전도성 유기섬유를 포함한다.

Description

전도성 유기섬유를 포함하는 타이어{TIRE COMPRISING CONDUCTIVE ORGANIC FIBER}
본 발명은 전도성 유기섬유를 포함하는 타이어에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 타이어에 응집되는 정전기를 효과적으로 방출할 수 있고, 낮은 구름저항을 통한 연비 개선 효과를 동시에 달성할 수 있는 전도성 유기섬유를 포함하는 타이어에 관한 것이다.
과거 카본계 고무 조성물은 정전기에 대한 큰 문제가 없었으나, 차량의 트랙션, 연비 절감 요구성능의 증가에 따라 실리카 고함유(high Loading Silica) 고무 조성물의 적용이 증가하고 있다. 실리카 함량이 높은 고무 조성물은 정전기를 노면으로 방출하는데 문제가 있다.
이렇게 저구름저항(Low Rolling Resistance, LRR)을 갖는 타이어에서 정전기를 노면으로 방출하기 위한 방법으로, 일정 이상의 전도성을 갖는 사이드월 고무 조성물과, 통전이 되는 언더트레드 고무 조성물, 및 침니(Chimney) 등의 구성을 생각할 수 있다. 그러나, 사이드월의 통전을 위한 카본 등급의 함량이 증가하면 사이드월에서 발열의 증가로, LRR에 불리하다. 또한, 전기전도성 LRR 사이드월 고무 조성물 혹은 전기전도성 LRR 카카스 고무 조성물 개발을 고려할 수 있지만, 자동차 제조업체에서 요구하는 수준인 1000 V에서 100 MΩ 이하의 타이어 저항 값을 갖는 LRR 고무 조성물의 개발은 사실상 어느 정도 한계가 존재한다.
또한, LRR 성능과 전기전도성은 트레이드 오프 관계에 있어서 LRR 성능과 전기전도성을 동시에 만족하는 고무 조성물을 개발하는데 많은 시간과 비용이 필요하다. 특히, 기존의 사이드월 고무 조성물의 구름저항의 영향도가 크기 때문에, 사이드월을 통전성을 포기한 채 낮은 구름저항 특성의 고무 조성물을 사용하게 될 경우, 카카스 고무 조성물에 통전성을 부여하는 방법을 사용하는 것이 보통의 방법이다. 그러나 카카스 고무 조성물에 통전성을 부여하기 위해서는 통전성을 높이고 고무의 강도나 모듈러스가 올라가는 방향인 스트럭쳐(structure)가 발달한 카본블랙을 사용하여야 한다. 이러한 방법은, 고무 조성물이 압연 가공 중 발열에 불리하여, 가공성이 어려운 문제점이 있고, 원하는 통전성을 얻기 위해 더욱 구조가 발달된 카본을 사용할 경우 점점 가공성이 불리해지는 단점이 있기에 실제 타이어에서 통전성과 낮은 구름저항을 동시에 양립하는 것은 기술적으로 어려움이 많다.
일본 특허공보 제6303487호
본 발명의 목적은 타이어에 응집되는 정전기를 효과적으로 방출할 수 있고, 낮은 구름저항을 통한 연비 개선 효과를 동시에 달성할 수 있는 타이어를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 타이어는, 트레드부, 사이드월부 및 비드부를 포함하는 타이어에 있어서, 트레드부 내부에 배치되는 벨트; 상기 벨트 아래에 배치되고 사이드월부 및 비드부까지 배치되는 카카스; 상기 카카스와 사이드월 고무 사이에 배치되는 전도성 유기섬유를 포함한다.
상기 전도성 유기섬유는 유기섬유에 금속이 코팅 또는 도금된 것일 수 있다.
상기 유기섬유는 면, 실크, 양모의 천연섬유, 폴리아미드, 폴리에스터의 합성섬유, 재생 셀룰로오스 섬유로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 금속은 구리, 알루미늄, 은으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 전도성 유기섬유는 3~500 데니어의 장섬유 연속사 또는 10~150 번수('s)의 방적사로 구성될 수 있다.
상기 전도성 유기섬유는 금속이 코팅된 유기섬유와 금속이 코팅되지 않은 유기섬유를 10:90 ~ 99:1의 비율로 혼방하여 이루어질 수 있다.
상기 전도성 유기섬유는 사이드월 압출물의 내측면에 위그-왜그(wig-wag) 방식으로 부착될 수 있다.
상기 전도성 유기섬유가 부착되는 파장은 타이어가 장착되는 휠의 원주보다 짧을 수 있다.
상기 전도성 유기섬유의 파장은 5cm ~ 100cm일 수 있다.
상기 전도성 유기섬유는 상기 카카스가 턴업된 후 카카스의 턴업부부터 트레드부 단부까지 카카스의 외측면에 부착될 수 있다.
상기한 본 발명의 타이어에 의하면, 카카스와 사이드월 고무 사이에 전도성 유기섬유를 배치함으로써, 타이어에 응집되는 정전기를 효과적으로 방출할 수 있고, 특히, 상기 전도성 유기섬유가 카카스 코드처럼 비드부에서 트레드부까지 레이디얼 방향으로 연장되어 효과적인 전도성 통로를 확보할 수 있다.
이에 따라, 사이드월용 고무 조성물과 토핑용 고무 조성물의 전기 전도도에 관한 요구도가 감소되므로, 구름저항을 개선하기 위하여 낮은 손실 탄성률(Loss Modulus, E")을 갖는 고무 조성물을 적용할 수 있게 되어, 결과적으로 정전기 문제의 해소와 낮은 구름저항을 통한 연비 개선 효과를 동시에 달성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 유기섬유를 적용한 레이디얼 타이어의 반단면도이다.
도 2는 사이드월 및 림쿠션 압출물 단면에서 전도성 유기섬유를 부착한 것을 나타내는 모식도이다.
도 3은 사이드월 및 림쿠션 압출물 부착면에 전도성 유기섬유를 부착한 것을 나타내는 모식도이다.
도 4는 타이어에 구비된 전도성 유기섬유의 위치를 나타내는 모식도이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 타이어는 트레드부, 사이드월부 및 비드부를 포함하는 타이어에 있어서, 트레드부 내부에 배치되는 벨트, 상기 벨트 아래에 배치되고 사이드월부 및 비드부까지 배치되는 카카스, 상기 카카스와 사이드월 고무 사이에 배치되는 전도성 유기섬유를 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전도성 유기섬유를 적용한 레이디얼 타이어의 반단면도이고, 도 2는 사이드월 및 림쿠션 압출물 단면에서 전도성 유기섬유를 부착한 것을 나타내는 모식도이며, 도 3은 사이드월 및 림쿠션 압출물 부착면에 전도성 유기섬유를 부착한 것을 나타내는 모식도이고, 도 4는 타이어에 구비된 전도성 유기섬유의 위치를 나타내는 모식도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 타이어는 트레드부(10), 사이드월부(20) 및 비드부(30)를 포함한다.
트레드부(10)는 지면과 직접 접촉하는 부분으로 자동차의 구동력 및 제동력을 노면에 전달하며, 캡트레드와 언더트레드를 포함할 수 있다.
사이드월부(20)는 외부의 충격으로부터 카카스를 보호하고 스티어링 휠의 움직임을 비드부를 거쳐 트레드부(10)에 전달하는 매개체 역할을 한다.
비드부(30)는 휠에 장착되는 부위로서 내부에 복수의 비드와이어로 구성된 비드코어와 비드필러를 포함할 수 있다.
상기 트레드부(10)의 내부에는 노면 접지력 및 핸들링 등의 성능을 조절하는 벨트(40)가 배치된다. 벨트(40)의 상층에는 벨트층의 강도를 보강하기 위한 보강벨트(45)가 구비될 수 있다. 또한, 보강벨트(45)의 상층에는 스틸 벨트 층간의 분리를 방지하기 위한 보강 캡플라이(capply)와 벨트 쿠션(belt cushion) 등의 구성을 포함할 수 있다.
벨트(40)의 아래에는 타이어의 골격을 이루는 카카스(50)가 배치된다. 카카스(50)는 트레드부(10)로부터 사이드월부(20)를 거쳐 비드부(30)까지 배치된다. 특히 카카스(50)는 비드코어를 감싸서 소정 높이로 다시 올라가는 부위, 즉 턴업(turn-up)부를 포함한다.
카카스(50)의 내면에는 타이어의 내면을 구성하는 이너라이너(60)가 구비되어 타이어 내부의 공기압을 유지한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 사이드월부(20)는 카카스(50)의 외측면에 부착되는 사이드월 고무(21)와 휠에 장착되는 림쿠션 고무(22)를 포함한다.
카카스(50)와 사이드월 고무 사이에는 전도성 유기섬유(100)가 배치된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 전도성 유기섬유(100)는 사이드월부(20)에서 카카스(50)의 상반부와 턴업부의 외측면에 배치될 수 있다. 그래서, 전도성 유기섬유(100)는 차량에서 전해져 오는 정전기를 비드부로부터 트레드부까지 효과적으로 이동시켜 지면으로 전달할 수 있다.
전도성 유기섬유(100)는 유기섬유에 금속이 코팅 또는 도금된 것을 말한다. 코팅 방법은 금속염 수용액을 통한 무전해 도금이 바람직하지만, 화학적 기상증착(CVD), 물리적 기상증착(PVD) 등의 방법으로 증착할 수도 있다.
상기 유기섬유는 면, 실크, 양모의 천연섬유, 폴리아미드, 폴리에스터의 합성섬유, 재생 셀룰로오스 섬유로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 천연섬유는 면, 실크, 또는 양모 섬유 중에서 선택되는 하나 이상의 섬유일 수 있다.
상기 합성섬유는 폴리에스터 섬유, 폴리아미드 섬유, 폴리아크릴로니트릴 섬유 및 폴리우레탄 섬유로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 섬유일 수 있다.
상기 재생 셀룰로오스 섬유는 레이온 및 N-메틸모르폴린 N-옥사이드(N-methylmorpholine N-oxide, NMMO)를 이용하여 제조한 재생 셀룰로즈 섬유, 예를 들면 라이오셀 섬유로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
상기 유기섬유는 천연섬유, 합성섬유, 재생 셀룰로오스 섬유 중 2가지 이상의 섬유가 혼방된 것일 수 있다.
상기 유기섬유에 코팅 또는 도금되는 금속은 구리, 알루미늄, 은으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나일 수 있다. 이러한 금속은 전기전도성이 우수하고 코팅 또는 도금의 작업성이 좋다.
상기 전도성 유기섬유(100)는 3~500 데니어의 장섬유 연속사 또는 10~150 번수('s)의 방적사로 구성될 수 있다.
전도성 유기섬유(100)가 장섬유 연속사일 경우 3~500 데니어의 필라멘트사(filament yarn)일 수 있다. 여기서, 데니어는 필라멘트사 길이 9000m를 기준으로 1 g일때 1 데니어라 한다.
전도성 유기섬유(100)가 방적사일 경우 텍스쳐링 가공 후 방적하여 사용할 수 있다. 금속이 도금된 섬유를 텍스쳐링 가공 후 방적하면 미가류 고무 반제품과의 부착 특성이 우수하기 때문에 바람직하다.
전도성 유기섬유(100) 방적사는 10 번수('S) 내지 150 번수('S)일 수 있다. 여기서, 번수는 면번수, 모번수, 마번수가 있고, 상기 면번수는 면사의 무게가 1 파운드(453 g)일 때 840 야드(768 m) 길이가 되면 1 번수라 하고, 상기 모번수는 모사의 무게가 1 kg일때 1 km 길이가 되면 1 번수라 하고, 상기 마번수는 마사의 무게가 1 파운드(453 g)일때 300 야드(274 m) 길이가 되면 1 번수라 한다.
상기 전도성 유기섬유(100)가 3 데니어 미만 또는 10 번수('S) 미만인 경우 인장 강력이 부족하여 작업성에 불리할 수 있고, 500 데니어 초과 또는 150 번수('S) 초과인 경우 너무 굵어서 타이어 내부에서 이물질로 작용할 수도 있다.
한편, 전도성 유기섬유(100)는 금속이 코팅된 유기섬유와 금속이 코팅되지 않은 유기섬유를 10:90 ~ 99:1의 비율로 혼방하여 이루어질 수도 있다.
전도성 유기섬유(100)는 2가지 이상의 섬유를 혼방하여 이루어진 섬유에 금속 도금을 한 것을 사용할 수도 있고, 금속 도금한 섬유를 금속 도금하지 않은 섬유와 소정 비율로 혼방하여 이루어진 것을 사용할 수도 있다.
전도성 유기섬유(100)는 금속이 코팅된 유기섬유와 금속이 코팅되지 않은 유기섬유를 혼방함에 따라, 다수의 모우로 인하여 압연물에 부착성이 유리한 장점이 있다. 금속이 코팅된 유기섬유만을 적용하는 경우 우수한 전기전도성을 얻을 수 있으나, 금속이 코팅되지 않은 유기섬유를 혼방하면 가격적인 면에서뿐만 아니라 압연물 시트에 부착하는 작업성 면에서도 유리하다.
금속이 코팅된 유기섬유와 금속이 코팅되지 않은 유기섬유의 혼방 비율이 10:90 중량비를 초과하면 전기전도도가 너무 낮을 수 있고, 상기 혼방 섬유의 혼방 비율이 99:1 중량비 미만이면 금속이 도금된 유기섬유 기재의 높은 신율 때문에 작업성이 저하될 수 있고, 압연물에 부착이 불리할 수 있으며, 비용적인 측면에서도 불리하다.
전도성 유기섬유(100)는 사이드월 압출물의 내측면에 위그-왜그(wig-wag) 방식으로 부착될 수 있다.
전도성 유기섬유(100)는 사이드월 고무(21)와 림쿠션 고무(22)로 구성된 사이드월 압출물의 압출 공정에서 부착될 수 있다. 사이드월 압출물은 압출된 후 냉각라인을 지나게 되고, 보빈 또는 카트리지에 권취하는 공정에서 전도성 유기섬유(100)를 연속적으로 부착하거나, 소정 길이로 잘린 형태로 부착할 수 있다.
전도성 유기섬유(100)는 사이드월 압출물의 내측면, 즉 카카스(50)가 접촉하게 되는 표면에 부착된다.
전도성 유기섬유(100)는 위그-왜그(wig-wag) 방식으로 부착될 수 있는데, 이는 사이드월 압출물을 이동하는 동안 전도성 유기섬유(100)를 롤(roll)에서 권출하면서 좌우로 흔들어 압출물 표면에 지그재그(zig-zag) 형태로 부착하는 것을 말한다. 이렇게 사이드월 고무(21) 압출물에 전도성 유기섬유(100)를 부착하는 것이 도 3에 도시되어 있다.
이때, 전도성 유기섬유(100)가 부착되는 형태의 파장은 타이어가 장착되는 휠의 원주보다 짧은 것이 바람직하다. 전도성 유기섬유(100)가 위그-왜그(wig-wag) 방식으로 부착되면, 도 3에 도시된 바와 같이, 사인 곡선(sine curve)의 형태로 부착될 수 있다. 이러한 사인 곡선의 파장이 휠의 원주보다 짧아야, 타이어 림으로부터 트레드부까지 정전기를 전달하는 경로를 형성할 수 있다.
본 발명의 타이어는 승용차용, 트럭용, 고성능 타이어 등의 다양한 형태와 크기의 타이어에 적용될 수 있다.
상기 전도성 유기섬유의 파장은 타이어의 크기에 따라 5cm ~ 100cm로 형성될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 타이어(1)의 사이드월부 내부에 전도성 유기섬유(100)가 원주 방향으로 지그재그로 배치됨으로써, 휠(80)로부터 발생하는 정전기를 도로(90) 노면으로 전달하여 방출할 수 있다.
이와 달리, 전도성 유기섬유(100)는 압출공정 및 성형공정에서 성형기의 사이드월 압출물 하면에 소정 길이로 사선으로 부착될 수도 있다. 이때, 전도성 유기섬유(100)는 압출물 하면에 복수개가 소정 간격으로 부착될 수 있다.
한편, 전도성 유기섬유(100)는 카카스(50)가 턴업된 후 카카스의 턴업부부터 트레드부 단부까지 카카스의 외측면에 부착될 수도 있다.
전도성 유기섬유(100)를 카카스(50) 압연물 표면에 일반적인 방식으로 부착하면, 카카스 성형드럼 외측에 부착되어 있는 전도성 유기섬유가 턴업과 동시에 에이펙스(apex) 쪽으로 들어가게 된다. 이때, 카카스 토핑 컴파운드가 저구름저항(LRR) 특성을 갖고 전기를 통하지 않을 경우, 림쿠션 컴파운드에서 전도성 유기섬유까지 전기가 통하지 못할 수가 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 카카스 턴업 및 인플레이션이 된 이후에, 카카스 턴업부 외측부터 트레드부까지 카카스에 전도성 유기섬유를 부착한다. 즉, 카카스와 사이드월/림쿠션 고무 압출물 사이에 전도성 유기섬유가 배치되어, 림쿠션으로부터 트레드 압출물의 언더트레드 고무까지 전기가 직접 통하도록 할 수 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
[실시예 1]
하기 표 1에서와 같이, 타이어 225/45R17 규격을 선정하여, 비교예 1에서는 전도성 섬유를 사용하지 않고, 실시예 1-1 내지 1-4에서는 전도성 섬유를 사이드월 압출물 하측면에 부착하여 타이어를 제조하였다. 비교예 1과 실시예 1-1 내지 1-4에서 카카스 컴파운드와 사이드월 컴파운드는 모두 현재 사용되는 일반 통전성 컴파운드를 사용하였다.
구분 비교예 1 실시예 1-1 실시예 1-2 실시예 1-3 실시예 1-4
규격 225/45R17 225/45R17 225/45R17 225/45R17 225/45R17
적용부위 - 사이드월압출물 하측면, wig-wag 파장 20cm 사이드월압출물 하측면, wig-wag 파장 20cm 사이드월압출물 하측면, wig-wag 파장 20cm 사이드월압출물 하측면, wig-wag 파장 40cm
전도성 섬유 - 50 denier Cu 도금
PA6 장섬유		 30's Cu 도금 PA6
방적사		 30's Cu 도금 PA6/Cotton(5:5) 혼방사 5 denier 탄소섬유
카카스 컴파운드 일반 컴파운드 (통전) 일반 컴파운드
(통전)		 일반 컴파운드
(통전)		 일반 컴파운드
(통전)		 일반 컴파운드
(통전)
사이드월 컴파운드 일반 컴파운드(통전) 일반 컴파운드
(통전)		 일반 컴파운드
(통전)		 일반 컴파운드
(통전)		 일반 컴파운드
(통전)
실시예 1-1은 50 데니어 구리 도금 PA6 장섬유를 사용하여 사이드월 압출물 하측면에 전도성 섬유를 파장 20cm로 부착하였다.
실시예 1-2는 30 번수 구리 도금 PA6 방적사를 사용하여 사이드월 압출물 하측면에 전도성 섬유를 파장 20cm로 부착하였다.
실시예1-3은 30 번수 구리 도금 PA6/면을 5:5로 혼방한 혼방사를 사용하여 사이드월 압출물 하측면에 전도성 섬유를 파장 20cm로 부착하였다.
실시예1-4는 5 데니어 탄소섬유를 사용하여 사이드월 압출물 하측면에 전도성 섬유를 파장 20cm로 부착하였다.
[실험예 1]
상기 실시예 1에서 제조된 타이어의 통전 성능 및 내구 성능을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
구분 비교예 1 실시예 1-1 실시예 1-2 실시예 1-3 실시예 1-4
전기저항
(타이어상 측정)		 20MΩ 3.0KΩ 5.0KΩ 100KΩ 0.9MΩ
고속내구성 100 min (OK) 100 min
(OK)		 100 min
(OK)		 100 min
(OK)		 100 min
(OK)
일반내구성 60 hr
(OK)		 60 hr
(OK)		 60 hr
(OK)		 60 hr
(OK)		 60 hr
(OK)
장기내구성 400 hr
(OK)		 400 hr
(OK)		 400 hr
(OK)		 400 hr
(OK)		 400 hr
(OK)
RRc (Index) 100 100 100 100 100
비교예 1에 비해 실시예 1-1 내지 1-4의 경우 타이어의 통전 성능이 향상됨을 확인할 수 있다.
[실시예 2]
하기 표 3에서와 같이, 타이어 225/45R17 규격을 선정하여, 비교예 2에서는 전도성 섬유를 사용하지 않고, 실시예 2-1 내지 2-4에서는 전도성 섬유를 사이드월 압출물 하측면에 부착하여 타이어를 제조하였다. 비교예 2와 실시예 2-1 내지 2-4에서 카카스 컴파운드와 사이드월 컴파운드는 모두 비통전성 저구름저항(LRR) 컴파운드를 사용하였다.
구분 비교예 2 실시예 2-1 실시예 2-2 실시예 2-3 실시예 2-4
규격 225/45R17 225/45R17 225/45R17 225/45R17 225/45R17
적용부위 - 사이드월압출물 하측면, wig-wag 파장 20cm 사이드월압출물 하측면, wig-wag 파장 20cm 사이드월압출물 하측면, wig-wag 파장 20cm 사이드월압출물 하측면, wig-wag 파장 40cm
전도성 섬유 - 50 denier Cu 도금 PA6 장섬유 30's Cu 도금 PA6 방적사 30's Cu 도금 PA6/Cotton(5:5) 혼방사 5 denier 탄소섬유
카카스 컴파운드 LRR 컴파운드 (미통전) LRR 컴파운드
(미통전)		 LRR 컴파운드
(미통전)		 LRR 컴파운드
(미통전)		 LRR 컴파운드
(미통전)
사이드월 컴파운드 LRR 컴파운드 (미통전) LRR 컴파운드
(미통전)		 LRR 컴파운드
(미통전)		 LRR 컴파운드
(미통전)		 LRR 컴파운드
(미통전)
실시예 2-1은 50 데니어 구리 도금 PA6 장섬유를 사용하여 사이드월 압출물 하측면에 전도성 섬유를 파장 20cm로 부착하였다.
실시예 2-2는 30 번수 구리 도금 PA6 방적사를 사용하여 사이드월 압출물 하측면에 전도성 섬유를 파장 20cm로 부착하였다.
실시예 2-3은 30 번수 구리 도금 PA6/면(cotton)을 5:5로 혼방한 혼방사를 사용하여 사이드월 압출물 하측면에 전도성 섬유를 파장 20cm로 부착하였다.
실시예 2-4는 5 데니어 탄소섬유를 사용하여 사이드월 압출물 하측면에 전도성 섬유를 파장 20cm로 부착하였다.
[실험예 2]
상기 실시예 2에서 제조된 타이어의 통전 성능 및 내구 성능을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
구분 비교예 2 실시예 2-1 실시예 2-2 실시예 2-3 실시예 2-4
전기저항(타이어상 측정) 29.9GΩ 0.7MΩ 1.2MΩ 5.0MΩ 15.0MΩ
고속내구성 100 min (OK) 100 min (OK) 100 min (OK) 100 min (OK) 100 min (OK)
일반내구성 60 hr (OK) 60 hr (OK) 60 hr (OK) 60 hr (OK) 60 hr (OK)
장기내구성 400 hr (OK) 400 hr (OK) 400 hr (OK) 400 hr (OK) 400 hr (OK)
RRc (Index) 95 95 96 95 95
비교예 2에 비해 실시예 2-1 내지 2-4의 경우 타이어의 통전 성능이 향상됨을 확인할 수 있다. 실시예 2-1 내지 2-4는 내구 성능 및 구름저항(RR) 성능 시험을 통해 내구성의 변화가 없고 통전이 유지되며 구름저항 성능이 개선됨을 알 수 있다.
본 발명의 타이어에 의하면, 전도성 유기섬유를 턴업된 카카스와 사이드월 압출물 사이에 배치함으로써 정전기가 카카스 토핑 고무층을 통과해야 하는 단점을 상쇄시킬 수 있다. 따라서, 카카스 토핑 컴파운드 및 사이드월 고무의 저구름저항(LRR) 성능을 극대화할 수 있다.
전도성 유기섬유에 의해 림부로부터 트레드부까지 통전성을 확보하게 되면, 카카스 토핑 컴파운드와 사이드월 고무 컴파운드에 대한 전기전도도의 요구도가 감소될 수 있다. 따라서, 구름저항 성능을 개선하기 위하여 카본블랙 충진재의 충진률을 낮추어 낮은 손실 탄성률(Loss Modulus, E")을 갖는 고무 컴파운드를 적용할 수 있게 되어, 결과적으로 정전기 문제의 해소와 낮은 구름저항을 통한 연비 개선 효과를 동시에 달성할 수 있다.
이상, 본 발명을 예시적으로 설명하였으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 사상과 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술은 본 발명의 권리범위에 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 타이어
10: 트레드부
20: 사이드월부
21: 사이드월 고무
22: 림쿠션 고무
30: 비드부
40: 벨트
45: 보강벨트
50: 카카스
60: 이너라이너
80: 휠
90: 도로
100: 전도성 유기섬유

Claims (10)

  1. 트레드부, 사이드월부 및 비드부를 포함하는 타이어에 있어서,
    트레드부 내부에 배치되는 벨트;
    상기 벨트 아래에 배치되고 사이드월부 및 비드부까지 배치되는 카카스;
    상기 카카스와 사이드월 고무 사이에 배치되는 전도성 유기섬유를 포함하는 타이어.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전도성 유기섬유는 유기섬유에 금속이 코팅 또는 도금된 것을 특징으로 하는 타이어.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 유기섬유는 면, 실크, 양모의 천연섬유, 폴리아미드, 폴리에스터의 합성섬유, 재생 셀룰로오스 섬유로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 금속은 구리, 알루미늄, 은으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 전도성 유기섬유는 3~500 데니어의 장섬유 연속사 또는 10~150 번수('s)의 방적사로 구성되는 것을 특징으로 하는 타이어.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전도성 유기섬유는 금속이 코팅된 유기섬유와 금속이 코팅되지 않은 유기섬유를 10:90 ~ 99:1의 비율로 혼방하여 이루어진 것을 특징으로 하는 타이어.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도성 유기섬유는 사이드월 압출물의 내측면에 위그-왜그(wig-wag) 방식으로 부착되는 것을 특징으로 하는 타이어.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전도성 유기섬유가 부착되는 파장은 타이어가 장착되는 휠의 원주보다 짧은 것을 특징으로 하는 타이어.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전도성 유기섬유의 파장은 5cm ~ 100cm인 것을 특징으로 하는 타이어.
  10. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전도성 유기섬유는 상기 카카스가 턴업된 후 카카스의 턴업부부터 트레드부 단부까지 카카스의 외측면에 부착되는 것을 특징으로 하는 타이어.
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