KR20210035810A

KR20210035810A - 고 압축성 개방 코드

Info

Publication number: KR20210035810A
Application number: KR1020217001893A
Authority: KR
Inventors: 리차드 코닐; 앙리 바흐게
Original assignee: 꽁빠니 제네날 드 에따블리세망 미쉘린
Priority date: 2018-07-25
Filing date: 2019-07-25
Publication date: 2021-04-01
Also published as: JP2021531420A; CN112424419B; WO2020021006A1; US11760128B2; JP7334234B2; US20210309050A1; CN112424419A; EP3827125B1; KR102646060B1; EP3827125A1

Abstract

본 발명은, 나선형으로 권취된 금속 와이어 요소(54)의 단일 플라이(52)를 포함하는 코드(50)에 관한 것이다. 금속 와이어 요소는, 직경(Dv)를 가지는, 케이블 내측의 아치(58)를 형성한다. 각각의 금속 와이어 요소(54)는 직경(Df) 및 나선 곡률반경(Rf)을 갖는다. Dv, Df 및 Rf는 밀리미터로 표현되고, 코드는 이하의 관계식을 만족시킨다: 9 ≤ Rf/Df ≤ 30, 및 30 ≤ Dv/Df ≤ 2.10.

Description

고 압축성 개방 코드

본 발명은, 차량용 타이어와 같은 물품을 보강하기 위해서 이용될 수 있는 금속 코드에 관한 것이다. 타이어는, 지지 요소, 예를 들어 림(rim)과 협력하는 것에 의해서 공동을 형성하도록 의도된 케이싱을 의미하는 것으로 이해되고, 이러한 공동은 대기압보다 높은 압력으로 가압될 수 있다. 본 발명에 따른 타이어는 실질적으로 도넛 형상의 구조물을 갖는다.

N=5의 나선형으로 권취된 금속 필라멘트 요소로 이루어진 단일 층을 포함하는 금속 코드가 종래 기술로부터 알려져 있다. 각각의 금속 필라멘트 요소는 강 단일-필라멘트로 구성되고, 0.38 mm의 직경을 갖는다. 각각의 금속 필라멘트 요소는 P=6.7 mm의 피치로 권취되고, 금속 필라멘트 요소의 최종 나선형 조립 단계 전에 개별적으로 미리-형성된다(preformed). 금속 필라멘트 요소는 코드의 내부 봉입체(internal enclosure)를 형성한다. 미리-형성하는 것 및 내부 봉입체는, 일단 조립되면, 비교적 상당한 에어레이션(aeration)을 코드에 제공하고, 다시 말해서 인접한 금속 필라멘트 요소들의 각각의 쌍 사이에서 비교적 큰 공간을 제공한다. 그러한 에어레이션은 2.3%와 동일한 코드의 구조적 연신율(As)을 유발한다. 그러한 코드는 특히 타이어, 예를 들어 중대형 유형(heavy-duty type)의 차량을 위한 타이어에서의 사용을 위한 것이다.

금속 필라멘트 요소를 개별적으로 미리-형성하는 단계를 필요로 하는 것에 더하여, 이러한 종래 기술 코드는 비교적 작은 길이방향 압축성을 가지고, 이는, 비교적 작은 길이방향 압축 변형 하에서 코드가 좌굴(buckle)된다는 것을 의미한다. 그러한 좌굴은 코드의 국소적인 굽힘에서 자체적으로 명확하게 나타나고, 그에 따라 코드의 압축에서 강성도(rigidity)가 떨어지게 할뿐만 아니라, 예를 들어 타이어가 받는 순환 효과(cycling effect) 하에서 금속 필라멘트 요소가 손상될 위험을 초래한다.

나선형으로 권취된 금속 필라멘트 요소의 단일 층을 포함하는 금속 코드의 다른 예가 WO2016/166056에 설명되어 있다. WO2016/166056에서, 코드(3.26)는 N=3의 나선형으로 권취된 금속 필라멘트 요소의 단일 층을 포함하고, 각각의 금속 필라멘트 요소는 강 단일-필라멘트로 구성되고 0.26 mm의 직경을 갖는다. 전술한 코드(5.38)와 마찬가지로, WO2016/166056의 코드(3.26)는 비교적 작은 길이방향 압축성을 나타낸다.

본 발명의 목적은, 우수한 길이방향 압축성 및 구성에 이용되는 금속 필라멘트 요소의 직경에 비해서 상대적으로 작은 직경 모두를 나타내는, N의 나선형으로 권취된 금속 필라멘트 요소의 단일 층을 포함하는 코드를 제시하는 것이다.

이를 위해서, 본 발명의 대상은 나선형으로 권취된 금속 필라멘트 요소의 단일 층을 포함하는 코드이고, 그러한 층의 각각의 금속 필라멘트 요소는, 코드가 실질적으로 직선인 방향으로 연장될 때, 그러한 실질적으로 직선인 방향에 실질적으로 평행한 주 축을 중심으로 하는 나선형 경로를 나타내고, 그에 따라, 주 축에 실질적으로 수직인 단면 평면 내에서, 층의 각각의 금속 필라멘트 요소의 중심과 주 축 사이의 거리는 나선 직경(Dh)의 절반과 같고 실질적으로 일정하며 층의 모든 금속 필라멘트 요소에서 동일하며, 금속 필라멘트 요소는 직경(Dv)의 코드의 내부 봉입체를 형성하고, 각각의 금속 필라멘트 요소는 직경(Df) 및 나선 곡률반경(Rf)을 가지며,

Dh, Dv, Df 및 Rf는 밀리미터로 표현되고, 코드는 이하의 관계식을 만족시킨다:

9 ≤ Rf/Df ≤ 30, 및

1.30 ≤ Dv/Df ≤ 2.10.

본 발명에 따른 코드는, 이하에서 설명되는 비교 테스트에 의해서 확인되는 바와 같이, 우수한 길이방향 압축성 그리고, 다른 모든 것이 동일할 때, 비교적 작은 직경을 나타낸다.

본 발명의 발명자는, 각각의 금속 필라멘트 요소의 직경(Df)에 비해서 충분히 큰 곡률반경(Rf)으로 인해서, 코드가 충분히 에어레이트되는 것, 그에 의해서, 코드의 길이방향 축으로부터의 각각의 금속 필라멘트 요소의 비교적 큰 간격으로 인해서, 좌굴 위험이 감소되는 것으로 생각하고, 이러한 간격은, 금속 필라멘트 요소가, 그 나선으로 인해서, 비교적 큰 길이방향 압축 변형을 가질 수 있게 하는 것으로 생각한다. 대조적으로, 종래 기술 코드의 각각의 금속 필라멘트 요소의 곡률반경(Rf)이 직경(Df)에 비해서 비교적 작기 때문에, 금속 필라멘트 요소는 코드의 길이방향 축에 더 근접하고, 그 나선으로 인해서, 본 발명에 따른 코드보다 훨씬 더 작은 길이방향 압축 변형을 가질 수 있다.

또한, 각각의 금속 필라멘트 요소의 곡률반경(Rf)이 너무 큰 경우에, 본 발명에 따른 코드는, 예를 들어 타이어를 위한, 보강 역할을 보장하기 위한 압축에서의 충분한 길이방향 경직도(stiffness)를 가지지 못할 수 있다.

또한, 내부 봉입체 직경(Dv)이 너무 큰 경우에, 코드는 금속 필라멘트 요소의 직경에 비해서 너무 큰 직경을 가질 것이다. 대조적으로, 내부 봉입체 직경(Dv)이 너무 작은 경우에, 코드는 금속 필라멘트 요소들 사이에서 코드를 위한 너무 작은 공간을 가질 수 있고, 그에 따라 좌굴이 없는 비교적 큰 길이방향 압축 변형을 가지지 못할 수 있다.

특성(Dh, Df, Dv 및 Rf) 및 이하에서 설명되는 다른 특성의 값은, 코드가 제조된 직후에, 즉 탄성중합체 매트릭스 내에 매립하는 임의의 단계에 앞서서 또는 코드가 예를 들어 타이어의 탄성중합체 매트릭스로부터 추출되고 그에 따라 탄성중합체 매트릭스를 코드, 특히 코드 내에 존재하는 임의의 재료로부터 제거하는 세정 단계(cleaning step)를 거친 후에, 코드에서 측정되거나 코드로부터 결정된다. 원래의 상태를 보장하기 위해서, 각각의 금속 필라멘트 요소와 탄성중합체 매트릭스 사이의 접착 계면은, 예를 들어 탄산 나트륨 욕(bath) 내에서의 전기화학적 프로세스에 의해서, 제거되어야 한다. 이하에서 설명되는 타이어를 제조하기 위한 방법의 성형 단계와 연관된 영향, 특히 코드의 연신율은 플라이(ply) 및 코드의 추출에 의해서 제거되며, 플라이 및 코드는, 추출 중에, 성형 단계 전으로부터의 특성을 실질적으로 다시 획득한다.

본 발명에 따른 코드는 나선형으로 권취된 금속 필라멘트 요소의 단일 층을 포함한다. 다시 말해서, 본 발명에 따른 코드는, 나선형으로 권취된 금속 필라멘트 요소의, 둘 이상의 층이 아닌, 하나의 층을 포함한다. 그러한 층은 금속 필라멘트 요소들로, 즉, 단지 하나의 금속 필라멘트 요소가 아니라, 복수의 금속 필라멘트 요소로 제조된다. 코드의 일 실시예에서, 예를 들어 코드 제조 프로세스가 완료되었을 때, 본 발명에 따른 코드는 권취된 금속 필라멘트 요소의 층으로 구성되고; 다시 말해서, 코드는 층 내의 금속 필라멘트 요소 이외의 어떠한 다른 금속 필라멘트 요소도 포함하지 않는다.

본 발명에 따른 코드는 단일 나선을 갖는다. 정의에 의해서, 단일-나선 코드는, 각각의 금속 필라멘트 요소의 축이 코드의 축을 중심으로 하는 제1 나선 및 코드의 축이 나타내는 나선을 중심으로 하는 제2 나선을 나타내는 이중-나선 코드와 대조적인, 층의 각각의 금속 필라멘트 요소의 축이 단일 나선을 나타내는 코드이다. 다시 말해서, 코드가 실질적으로 직선인 방향으로 연장될 때, 코드는 나선으로 함께 권취된 금속 필라멘트 요소의 단일 층을 포함하고, 층의 각각의 금속 필라멘트 요소는 실질적으로 직선인 방향에 실질적으로 평행한 주 축을 중심으로 하는 나선형 경로를 나타내며, 그에 따라, 주 축에 실질적으로 수직인 단면 평면 내에서, 층의 각각의 금속 필라멘트 요소의 중심과 주 축 사이의 거리는 실질적으로 일정하고 층의 모든 금속 필라멘트 요소에서 동일하다. 대조적으로, 이중-나선 코드가 실질적으로 직선인 방향으로 연장될 때, 층의 각각의 금속 필라멘트 요소의 중심과 실질적으로 직선인 방향 사이의 거리는 층의 모든 금속 필라멘트 요소에서 상이하다.

본 발명에 따른 코드는 중앙 금속 코어를 가지지 않는다. 이는 또한 1xN 구조의 코드 또는 개방 코드로 지칭되고, 여기에서 N은 금속 필라멘트 요소의 수이다. 앞서서 정의된 본 발명에 따른 코드에서, 내부 봉입체는 비어 있고, 그에 따라 어떠한 충진 재료도 가지지 않고, 특히 어떠한 탄성중합체 조성물도 가지지 않는다. 그에 따라, 이는 충진 재료가 없는 코드로 지칭된다.

본 발명에 따른 코드에서의 봉입체는 금속 필라멘트 요소에 의해서 경계 지어지고, 한편으로 반경방향으로 각각의 금속 필라멘트 요소의 내측에 위치되고 다른 한편으로 각각의 금속 필라멘트 요소에 대해서 접선적으로 위치되는 이론적인 원에 의해서 경계 지어지는 부피에 상응한다. 이러한 이론적인 원의 직경은 봉입체 직경(Dv)과 동일하다.

필라멘트 요소는, 주 축을 따라서 길이방향으로 연장되고 주 축에 대해서 수직인 단면을 가지는 요소를 의미하고, 그 가장 큰 치수(G)는 주 축을 따른 치수(L)에 비해서 상대적으로 작다. 비교적 작다는 표현은, L/G가 100 이상, 바람직하게 1000 이상이라는 것을 의미한다. 이러한 정의는 원형 단면을 갖는 필라멘트 요소 및 비-원형 단면, 예를 들어 다각형 또는 길다란 단면을 갖는 필라멘트 요소 모두에 적용된다. 매우 바람직하게, 각각의 금속 필라멘트 요소가 원형 단면을 갖는다.

정의에 의해서, 금속이라는 용어는 대부분(즉, 그 중량의 50% 초과)이 또는 전체(그 중량의 100%)가 금속 재료로 구성된 필라멘트 요소를 의미한다. 각각의 금속 필라멘트 요소는 바람직하게 강, 더 바람직하게 당업자에 의해서 일반적으로 탄소강으로 지칭되는 펄라이트 또는 페라이트-펄라이트 탄소강으로 제조되거나, 스테인리스 강(정의에 의해서 적어도 10.5% 크롬을 포함하는 강)으로 제조된다.

당업자에게 잘 알려진 매개변수인 구조적 연신율(As)은, 예를 들어 2014년의 표준 ASTM D2969-04을 힘-연신율 곡선을 얻기 위해서 테스트되는 코드에 적용하는 것에 의해서, 결정된다. As는, 힘-연신율 곡선의 최대 구배에 상응하는 연신율(%)로서 얻어진 곡선으로부터 추정된다. 힘-연신율 곡선은, 연신율 증가 방향으로, 구조적 부분, 탄성적 부분 및 소성적 부분을 포함한다는 것을 알 수 있을 것이다. 구조적 부분은 코드의 에어레이션, 즉 코드를 구성하는 여러 금속 필라멘트 요소들 사이의 빈 공간으로부터 초래되는 구조적 연신율(As)에 상응한다. 탄성적 부분은, 코드의, 특히 여러 층의 각도의 그리고 실(thread)의 직경의 구성으로부터 초래되는 탄성적 연신율에 상응한다. 소성적 부분은, 하나 이상의 금속 필라멘트 요소의 소성(탄성 한계를 초과하는 비가역적 변형)으로부터 초래되는 소성적 연신율에 상응한다.

나선 각도(α)는 당업자에게 잘 알려진 매개변수이고, 3번의 반복을 포함하는 이하의 반복적인 계산을 이용하여 결정될 수 있고, 지수(i)는 반복 1, 2 또는 3의 수를 나타낸다. %로 표현되는 구조적 연신율(As)을 알면, 나선 각도(α(i))는 α(i)=Arcos[(100/(100+As) x Cos[Arctan((π x Df)/(P x Cos(α(i-1)) x Sin(π/N))]]가 되고, 이러한 공식에서 P는, 각각의 금속 필라멘트 요소가 권취되는 밀리미터로 표현되는 피치이고, N은 층 내의 금속 필라멘트 요소의 수이고, Df는 밀리미터로 표현되는 각각의 금속 필라멘트 요소의 직경이고, Arcos, Cos 및 Arctan 그리고 Sin은 아크코사인, 코사인, 아크탄젠트 및 사인 함수를 각각 나타낸다. 제1 반복에서, 즉 α(1)의 계산에서, α(0)=0이다. 제3 반복에서, α가 각도로 표현될 때, α(3)=α은 소수점 이후의 적어도 하나의 유효 숫자를 이용하여 구한다.

밀리미터로 표현되는 나선 직경(Dh)은 관계식 Dh=P x Tan(α)/π을 이용하여 계산되고, 여기에서 P는 각각의 금속 필라멘트 요소가 권취되는 밀리미터로 표현되는 피치이고, α는 앞서서 결정된 각각의 금속 필라멘트 요소의 나선 각도이고, Tan은 탄젠트 함수이다. 나선 직경(Dh)은, 코드의 주 축에 수직인 평면 내에서 층의 금속 필라멘트 요소의 중심을 통과하는 이론적인 원의 직경에 상응한다.

밀리미터로 표현되는 봉입체 직경(Dv)은 관계식 Dv=Dh-Df를 이용하여 계산되고, Df는 각각의 금속 필라멘트 요소의 직경이고 Dh는 나선 직경이고, 이들 모두는 밀리미터로 표현된다.

밀리미터로 표현되는 곡률반경(Rf)은 관계식 Rf=P/(π x Sin(2α))를 이용하여 계산되고, 여기에서 P는 각각의 금속 필라멘트 요소의 밀리미터로 표현되는 피치이고, α는 각각의 금속 필라멘트 요소의 나선 각도이고, Sin은 사인 함수이다.

각각의 금속 필라멘트 요소가 권취되는 피치는, 금속 필라멘트 요소가 위치되는 그리고 그 후에 이러한 피치를 갖는 필라멘트 요소가 코드의 축을 중심으로 완전히 회선(turn)되는, 코드의 축에 평행하게 측정되는, 이러한 필라멘트 요소에 의해서 커버되는 길이라는 것을 알 수 있을 것이다.

후술되는 선택적인 특성들은, 기술적으로 양립 가능한 한, 서로 조합될 수 있다.

유리한 실시예에서, 모든 금속 필라멘트 요소는 동일한 직경(Df)을 갖는다.

코드는, 문헌 WO2016083265 및 WO2016083267에서 설명된 방법에 따라 그리고 시설을 이용하여 제조된다. 분할 단계를 구현하는 그러한 방법은, 금속 필라멘트 요소가 나선으로 권취되는 단일 조립 단계를 포함하는 통상적인 케이블 작업(cabling) 방법과 구별되어야 하고, 그러한 조립 단계에 앞서서, 특히 구조적 연신율의 값을 증가시키기 위해서 각각의 금속 필라멘트 요소를 개별적으로 미리-형성하는 단계가 실시된다. 그러한 방법 및 시설이 문헌 EP0548539, EP1000194, EP0622489, WO2012055677, JP2007092259, W02007128335, JPH06346386 또는 EP0143767에서 설명된다. 이러한 방법 중에, 가능한 한 가장 큰 구조적 연신율을 획득하기 위해서, 금속 단일-필라멘트가 개별적으로 미리-형성된다. 그러나, 특정 시설을 필요로 하는, 금속 단일-필라멘트를 개별적으로 미리-형성하는 이러한 단계는, 방법이, 큰 구조적 연신율을 달리 가능하게 하지 않는, 개별적으로 미리-형성하는 단계를 가지지 않는 방법에 비해서, 비교적 비생산적이 되게 할 뿐만 아니라, 미리-형성하는 도구에 대한 마찰로 인해서 이러한 방식으로 미리-형성되는 금속 단일-필라멘트에 부정적인 영향을 미친다. 그러한 부정적인 영향은 금속 단일-필라멘트의 표면에서 파단 개시부를 생성하고, 그에 따라, 금속 단일-필라멘트의 내구성, 특히 압축하의 그 내구성에 치명적이다. 그러한 미리-형성하는 것에 관한 마크(preforming mark)의 부재 또는 존재는, 제조 방법 후에 전자 현미경 하에서, 또는 더 단순하게 코드 제조 방법을 아는 것에 의해서 확인될 수 있다.

이용되는 방법으로 인해서, 코드의 각각의 금속 필라멘트 요소는 미리-형성하는 것에 관한 마크를 가지지 않는다. 그러한 미리-형성하는 것에 관한 마크는 특히 편평부(flat)를 포함한다. 미리-형성하는 것에 관한 마크는 또한, 각각의 금속 필라멘트 요소가 따라서 연장되는 주 축에 실질적으로 수직인 단면 평면 내에서 연장되는 균열을 포함한다. 그러한 균열은, 주 축에 실질적으로 수직인 단면 평면 내에서, 각각의 금속 필라멘트 요소의 반경방향 외측 표면으로부터 반경방향으로 각각의 금속 필라멘트 요소의 내측을 향해서 연장된다. 전술한 바와 같이, 그러한 균열은 굽힘 하중으로 인해서 기계적인 미리-형성하는 도구에 의해서, 다시 말해서 각각의 금속 필라멘트 요소의 주 축에 수직으로 개시되고, 그에 따라 이들이 내구성에 치명적이 되게 한다. 대조적으로, 금속 필라멘트 요소가 집합적으로 그리고 동시적으로 일시적 중심에서 미리-형성되는 WO2016083265 및 WO2016083267에서 설명된 방법에서, 미리-형성하는 하중은 비틀려(in torsion) 가해지고, 그에 따라 각각의 금속 필라멘트 요소의 주 축에 수직이지 않다. 생성된 어떠한 균열도 반경방향으로 각각의 금속 필라멘트 요소의 반경방향 외부 표면으로부터 각각의 금속 필라멘트 요소의 내측을 향해서 반경방향으로 연장되지 않고, 각각의 금속 필라멘트 요소의 반경방향 외부 표면을 따라서 연장되고, 그에 따라 이들이 내구성에 덜 치명적이게 한다.

"a 및 b 사이"라는 표현에 의해서 지정되는 임의의 값의 범위는 a 초과로부터 b 미만까지의(즉, a 및 b 한계를 포함하지 않는) 값의 범위를 나타내는 반면, "a로부터 b까지"의 표현에 의해서 지정되는 임의의 값 범위는 a로부터 b까지의(즉, 엄격한 한계 a 및 b를 포함하는) 값의 범위를 의미한다.

반경방향 횡단면 또는 반경방향 단면은, 여기에서, 타이어의 회전 축을 포함하는 평면 내의 횡단면 또는 단면을 의미한다.

축방향이라는 표현은, 타이어의 회전 축에 실질적으로 평행한 방향을 의미한다.

원주방향이라는 표현은, 타이어의 축방향 및 곡률반경 모두에 실질적으로 수직인(다시 말해서 타이어의 회전 축에 센터링된(centred) 원에 접선인) 방향을 의미한다.

반경방향이라는 표현은 타이어의 반경을 따른 방향, 즉 타이어의 회전 축과 교차되고 그러한 축에 실질적으로 수직인 임의의 방향을 의미한다.

(M으로 표시된) 중앙 평면은, 2개의 비드들 사이의 중간에 위치되고 크라운 보강부(crown reinforcement)의 중간을 통과하는 타이어의 회전 축에 수직인 평면이다.

타이어의 (E로 표시된) 적도의(equatorial) 원주방향 평면은, 중앙 평면에 그리고 반경방향에 수직인, 타이어의 적도를 통과하는 이론적 평면이다. 타이어의 적도는, 원주방향 단면 평면(원주방향에 수직이고 반경방향 및 축방향에 평행한 평면)에서, 타이어의 회전 축에 평행하고, 지면과 접촉되도록 의도된 트레드의 반경방향 최외측 지점과, 지지부, 예를 들어 림과 접촉되도록 의도된 타이어의 반경방향 최내측 지점 사이에서 동일한 거리에 위치되는 축이고, 이러한 2개의 지점 사이의 거리는 H와 동일하다.

각도의 배향은, 시계방향 또는 반시계방향의, 방향을 의미하고, 각도를 형성하는 다른 직선형 라인에 도달하기 위해서, 각도를 형성하는, 이러한 경우에 타이어의 원주방향의, 기준 직선형 라인으로부터의 회전을 필요로 한다.

바람직한 실시예에서, 11 ≤ Rf/Df ≤ 19이다.

바람직한 실시예에서, 1.30 ≤ Dv/Df ≤ 2.05이고, 더 바람직하게 1.30 ≤ Dv/Df ≤ 2.00이다.

유리하게, 나선 곡률반경(Rf)은 2 mm ≤ Rf ≤ 7 mm이다.

승용차를 위한, 그러나 또한 모터사이클과 같은 2-바퀴형 차량을 위한, 그리고 바람직하게 승용차를 위한 타이어를 보강하기 위한 코드의 일 실시예에서, 2 mm ≤ Rf ≤ 5 mm이고 바람직하게 3 mm ≤ Rf ≤ 5 mm이다.

밴, 중대형 차량, 예를 들어 경량 철도 차량, 버스, 무거운 도로 운송 차량(로리, 트랙터, 트레일러)으로부터 선택된 산업용 차량용 타이어를 보강하기 위한 코드의 일 실시예에서, 4 mm ≤ Rf ≤ 6 mm이고 바람직하게 4 mm ≤ Rf ≤ 5 mm이다.

오프-로드 차량, 예를 들어 농업용 또는 건설 플랜트 차량용 타이어를 보강하기 위한 코드의 일 실시예에서, 4 mm ≤ Rf ≤ 7 mm이고 바람직하게 4.5 mm ≤ Rf ≤ 6.5 mm이다.

유리하게, 각각의 금속 필라멘트 요소의 나선 직경(Dh)은 0.40 mm ≤ Dh ≤ 1.50 mm이다.

승용차를 위한, 그러나 또한 모터사이클과 같은 2-바퀴형 차량을 위한, 그리고 바람직하게 승용차를 위한 타이어를 보강하기 위한 코드의 일 실시예에서, 0.50 mm ≤ Dh ≤ 1.00 mm이고 바람직하게 0.70 mm ≤ Dh ≤ 1.00 mm이다.

밴, 중대형 차량, 예를 들어 경량 철도 차량, 버스, 무거운 도로 운송 차량(로리, 트랙터, 트레일러)으로부터 선택된 산업용 차량용 타이어를 보강하기 위한 코드의 일 실시예에서, 0.85 mm ≤ Dh ≤ 1.20 mm이고 바람직하게 0.90 mm ≤ Dh ≤ 1.15 mm이다.

오프-로드 차량, 예를 들어 농업용 또는 건설 플랜트 차량용 타이어를 보강하기 위한 코드의 일 실시예에서, 0.95 mm ≤ Dh ≤ 1.40 mm이고 바람직하게 1.00 mm ≤ Dh ≤ 1.35 mm이다.

유리하게, Df는 0.10 mm ≤ Df ≤ 0.50 mm이다.

승용차를 위한, 그러나 또한 모터사이클과 같은 2-바퀴형 차량을 위한, 그리고 바람직하게 승용차를 위한 타이어를 보강하기 위한 코드의 일 실시예에서, 0.20 mm ≤ Df ≤ 0.35 mm이고 바람직하게 0.25 mm ≤ Df ≤ 0.33 mm이다.

밴, 중대형 차량, 예를 들어 경량 철도 차량, 버스, 무거운 도로 운송 차량(로리, 트랙터, 트레일러)으로부터 선택된 산업용 차량용 타이어를 보강하기 위한 코드의 일 실시예에서, 0.22 mm ≤ Df ≤ 0.40 mm이고 바람직하게 0.25 mm ≤ Df ≤ 0.38 mm이다.

오프-로드 차량, 예를 들어 농업용 또는 건설 플랜트 차량용 타이어를 보강하기 위한 코드의 일 실시예에서, 0.32 mm ≤ Df ≤ 0.50 mm이고 바람직하게 0.35 mm ≤ Df ≤ 0.50 mm이다.

유리하게, Dv는 Dv ≥ 0.46 mm이다.

승용차를 위한, 그러나 또한 모터사이클과 같은 2-바퀴형 차량을 위한, 그리고 바람직하게 승용차를 위한 타이어를 보강하기 위한 코드의 일 실시예에서, 0.46 mm ≤ Dv ≤ 0.70 mm이다.

밴, 중대형 차량, 예를 들어 경량 철도 차량, 버스, 무거운 도로 운송 차량(로리, 트랙터, 트레일러)으로부터 선택된 산업용 차량용 타이어를 보강하기 위한 코드의 일 실시예에서, 0.50 mm ≤ Dv ≤ 0.80 mm이다.

오프-로드 차량, 예를 들어 농업용 또는 건설 플랜트 차량용 타이어를 보강하기 위한 코드의 일 실시예에서, 0.55 mm ≤ Dv ≤ 1.00 mm이다.

유리하게, 각각의 금속 필라멘트 요소는 3 mm ≤ P ≤ 15 mm의 피치(P)로 권취된다.

승용차를 위한, 그러나 또한 모터사이클과 같은 2-바퀴형 차량을 위한, 그리고 바람직하게 승용차를 위한 타이어를 보강하기 위한 코드의 일 실시예에서, 3 mm ≤ P ≤ 9 mm이다.

밴, 중대형 차량, 예를 들어 경량 철도 차량, 버스, 무거운 도로 운송 차량(로리, 트랙터, 트레일러)으로부터 선택된 산업용 차량용 타이어를 보강하기 위한 코드의 일 실시예에서, 7 mm ≤ P ≤ 15 mm이다.

오프-로드 차량, 예를 들어 농업용 또는 건설 플랜트 차량용 타이어를 보강하기 위한 코드의 일 실시예에서, 9 mm ≤ P ≤ 15 mm이다.

유리하게, 코드는 D ≤ 2.00 mm의 직경(D)을 갖는다.

D로 표시되는 직경 또는 가시적인 직경(visible diameter)은 두께 게이지에 의해서 측정되고, 그 접촉부의 직경은 적어도 필라멘트 요소의 권취 피치(P)의 1.5배이다(Kaefer로부터의 모델 JD50이 예로서 언급될 수 있고, 이는 밀리미터의 1/100의 정밀도를 달성할 수 있게 하고, 소정 유형의 접촉부를 구비하고, 약 0.6 N의 접촉 압력을 갖는다). 측정 프로토콜은 (코드의 축에 수직으로 그리고 0의 인장 하에서 실행되는) 3개의 측정의 세트의 3개의 반복으로 구성되고, 이러한 측정 중 제2 및 제3 측정은, 코드의 축을 중심으로 하는 측정 방향의 회전에 의해서, 1바퀴의 1/3만큼 이전의 측정으로부터 각도적으로 오프셋된 방향으로 실행된다.

승용차를 위한, 그러나 또한 모터사이클과 같은 2-바퀴형 차량을 위한, 그리고 바람직하게 승용차를 위한 타이어를 보강하기 위한 코드의 일 실시예에서, 0.75 mm ≤ D ≤ 1.40 mm이고 바람직하게 1.00 mm ≤ D ≤ 1.30 mm이다.

밴, 중대형 차량, 예를 들어 경량 철도 차량, 버스, 무거운 도로 운송 차량(로리, 트랙터, 트레일러)으로부터 선택된 산업용 차량용 타이어를 보강하기 위한 코드의 일 실시예에서, 1.15 mm ≤ D ≤ 1.55 mm이다.

오프-로드 차량, 예를 들어 농업용 또는 건설 플랜트 차량용 타이어를 보강하기 위한 코드의 일 실시예에서, 1.5 mm ≤ D ≤ 2 mm이다.

일 실시예에서, 각각의 금속 필라멘트 요소는 하나의 금속 단일-필라멘트를 포함한다. 여기에서, 각각의 금속 필라멘트 요소는 유리하게 금속 단일-필라멘트로 구성된다. 이러한 실시예의 변형예에서, 금속 단일-필라멘트는 구리, 아연, 주석, 코발트 또는 이러한 금속의 합금, 예를 들어 황동 또는 청동을 포함하는 금속 코팅의 층으로 직접적으로 코팅된다. 이러한 변형예에서, 각각의 금속 필라멘트 요소는 이어서, 예를 들어 강으로 제조된, 금속 단일-필라멘트로 구성되어 코어를 형성하고, 그러한 코어에 금속 코팅 층이 직접적으로 코팅된다.

이러한 실시예에서, 각각의 금속 기본 단일-필라멘트는, 전술한 바와 같이, 바람직하게 강으로 제조되고, 1000 MPa 내지 5000 MPa 범위의 기계적 강도를 갖는다. 그러한 기계적 강도는 타이어 분야에서 일반적인 강 등급, 즉 NT(보통 인장), HT (고인장), ST(초인장), SHT(초고인장), UT(울트라 인장), UHT(울트라 고인장) 및 MT(메가 인장) 등급에 상응하고, 높은 기계적 강도의 이용은, 코드가 매립되는 매트릭스의 보강 개선 및 이러한 방식으로 보강된 매트릭스의 경량화를 가능하게 한다.

유리하게, N개의 나선형으로 권취된 금속 필라멘트 요소로 구성된 층에서, N은 3 내지 6의 범위이다.

유리하게, 각각의 금속 필라멘트 요소의 피치(P) 대 직경(Df)의 비율(K)은 19 ≤ K ≤ 44이고, P 및 Df는 밀리미터로 표현된다.

유리하게, 각각의 금속 필라멘트 요소의 나선 각도(α)는 13° ≤ α ≤ 21°이다.

너무 큰 비율(K)의 값의 경우에 또는 너무 작은 나선 각도의 값의 경우에, 코드의 길이방향 압축성이 감소된다. 너무 작은 비율(K)의 값의 경우에 또는 너무 큰 나선 각도의 값의 경우에, 코드의 길이방향 경직도 그리고 그에 따라 그 보강 능력이 감소된다.

유리하게, 코드는, As ≥ 1%, 바람직하게 As ≥ 2.5%, 더 바람직하게 As ≥ 3% 그리고 보다 더 바람직하게 3% ≤ As ≤ 5.5%의 구조적 연신율(As)을 가지고, 구조적 연신율(As)은 힘-연신율 곡선을 획득하기 위해서 코드에 2014년의 표준 ASTM D2969-04를 적용하는 것에 의해서 결정되고, 구조적 연신율(As)은, 힘-연신율 곡선의 최대 구배에 상응하는, %의 연신율과 동일하다.

유리하게, 각각의 금속 필라멘트 요소는 미리-형성하는 것에 관한 마크를 가지지 않는다. 다시 말해서, 코드는, 각각의 금속 필라멘트 요소를 개별적으로 미리-형성하는 단계를 가지지 않는 방법에 의해 획득된다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 코드는, 문헌 WO2016083265 및 WO2016083267에서 설명된 방법에 따라 그리고 시설을 이용하여 제조된다. 이러한 방법은 M개의 금속 필라멘트 요소를 포함하는 일시적인 조립체를 꼬는 것(twisting)에 의해서 조립하는 단계로서, 그러한 단계 중에 M개의 금속 필라멘트 요소는 일시적 중심 상에서 집합적으로 그리고 동시에 미리-형성되는, 단계, 그리고 그 후에, 일시적 중심과 본 발명에 따른 코드 사이에서 일시적인 조립체를 분리하는 단계로서, 그러한 단계 중에 일시적인 조립체는, 본 발명에 따른 코드를 형성하기 위해서, 일시적인 조립체의 일시적 중심과 M개의 금속 필라멘트 요소의 적어도 일부 사이에서 분리되는, 단계를 포함한다. 더 구체적으로, 그러한 방법은, 일시적인 조립체를 형성하기 위해서, 일시적 중심 주위의 M개의 금속 필라멘트 요소의 층 내에서 M개의 금속 필라멘트 요소를 함께 조립하는 단계, 및 일시적인 조립체를 M1개의 금속 필라멘트 요소 및 M2개의 금속 필라멘트 요소로 이루어진 적어도 제1 및 제2 조립체로 분할하는 단계를 포함한다. 이어서, 제1 및 제2 조립체 중 적어도 하나가 본 발명에 따른 코드를 형성하고, 즉 M1=N 및/또는 M2=N이다.

꼬는 단계에 응답하는 각각의 금속 필라멘트 요소의 탄성적인 복귀로 인해서, 일시적인 조립체의 각각의 금속 필라멘트 요소의 피치는 일시적인 피치로부터 상기 일시적인 피치보다 큰 피치(P)로 변경된다. 당업자는, 희망 피치(P)를 획득하기 위해서 인가되어야 하는 일시적인 피치를 어떻게 결정할 지를 안다.

유사한 방식으로, 코드 내의 각각의 금속 필라멘트 요소의 나선 직경(Dh)은, 탄성적인 복귀로 인해서, 일시적인 조립체 내의 각각의 필라멘트 요소의 일시적인 나선 직경보다 상당히 크다. 코드 내의 각각의 금속 필라멘트 요소의 나선 직경(Dh)의 모두는 일시적인 조립체 내의 각각의 필라멘트 요소의 일시적 나선 직경보다 크고, 꼬임의 정도가 커질수록 더 커진다. 당업자는, 꼬임의 정도 및 일시적 중심의 성질에 따라, 희망 나선 직경(Dh)을 획득하기 위해서 인가되어야 하는 일시적 나선 직경을 어떻게 결정할 지를 안다. 봉입체 직경(Dv)에서도 마찬가지이다.

유리하게, 제1 실시예에서, 일시적인 조립체를 분할하는 단계는 제1 및 제2 조립체의 일시적 중심을 분리하는 단계를 포함한다. 이러한 실시예에서, 제1 조립체는, 함께 권취되고 제1 조립체의 축을 중심으로 단일 층 내에 분포되는 M1개의 금속 필라멘트 요소로 구성된다. 유사하게, 이러한 실시예의 제2 조립체는, 함께 권취되고 제2 조립체의 축을 중심으로 단일 층 내에 분포되는 M2개의 금속 필라멘트 요소로 구성된다. 다시 말해서, 일시적 중심이 적어도 하나의 필라멘트 요소를 포함하는 이러한 제1 실시예에서, 일시적 중심의 각각의 필라멘트 요소는 M1개의 금속 필라멘트 요소 및 M2개의 금속 필라멘트 요소의 제1 및 제2 조립체에 속하지 않는다. 그에 따라, M1 + M2=M이다.

이러한 제1 실시예의 제1의 바람직한 변형예에서, 분할 단계 중에, 제1 조립체는 제2 조립체 및 일시적 중심에 의해서 형성된 일시적인 유닛으로부터 분리되고, 이어서 제2 조립체 및 일시적 중심이 서로 분리된다. 제2 변형예에서, 분할 단계 중에, 일시적 중심, 제1 조립체 및 제2 조립체가 서로로부터 쌍으로 동시에 분리된다.

유리하게, 방법은 일시적 중심을 재순환시키는 단계를 포함하고, 그러한 단계 중에:

- 일시적 중심이 분할 단계의 하류로 회수되고, 그리고

- 이전에 회수된 일시적 중심이 조립 단계의 상류에 도입된다.

바람직한 실시예에서, 일시적 중심을 재순환시키는 단계가 연속적으로 실시될 수 있고, 이는 분리 단계를 떠나는 일시적 중심이, 일시적 중심을 저장하는 중간 단계 없이, 조립 단계로 재도입된다는 것을 의미한다. 다른 실시예에서, 일시적 중심을 재순환시키는 단계가 불연속적이고, 이는 일시적 중심을 저장하는 중간 단계가 있다는 것을 의미한다.

더 바람직하게, 텍스타일 일시적 중심(textile temporary centre)이 사용된다.

제2 실시예에서, 일시적인 조립체를 분할하는 단계는 적어도 제1 및 제2 조립체 사이에서 일시적 중심을 분할하는 단계를 포함한다. 따라서, 이러한 제2 실시예에서, 금속 필라멘트 요소의 2개의 조립체가 획득되고, 각각의 조립체는 나선으로 함께 권취된 P1, P2개의 금속 필라멘트 요소 각각의 층을 포함하고, 조립체들 중 적어도 하나에서, 중앙 코어는 일시적 중심의 적어도 일부를 포함하거나 그러한 것으로 구성되고, 그러한 일시적 중심을 중심으로 층의 금속 필라멘트 요소가 권취된다. 다시 말해서, 일시적 중심이 K개의 금속 필라멘트 요소(들)를 포함하는 이러한 제2 실시예에서, 일시적 중심의 K개의 금속 필라멘트 요소(들) 중 적어도 하나는 M1개의 금속 필라멘트 요소 및 M2개의 금속 필라멘트 요소의 제1 및 제2 조립체 중 적어도 하나의 조립체에 속한다.

유리하게, 분할 단계 중에, 일시적 중심의 적어도 제1 부분이 일시적인 조립체의 제1 금속 필라멘트 요소와 함께 분할되어 제1 조립체를 형성한다.

따라서, 제1 조립체는 나선으로 함께 권취된 P1개의 금속 필라멘트 요소 및 중앙 코어의 층을 포함하고, 그러한 중앙 코어는 일시적 중심의 K개의 금속 필라멘트 요소의 제1 부분(K1개의 필라멘트 요소(들))을 포함하거나 그러한 것으로 구성되고, P1개의 금속 필라멘트 요소들이 중앙 코어를 중심으로 나선으로 함께 권취된다. P1 + K1=M1이다.

유리하게, 분할 단계 중에, 일시적 중심의 적어도 제2 부분이 일시적인 조립체의 제2 금속 필라멘트 요소와 함께 분할되어 제2 조립체를 형성한다.

따라서, 제2 조립체는 나선으로 함께 권취된 P2개의 금속 필라멘트 요소 및 중앙 코어의 층을 포함하고, 그러한 중앙 코어는 일시적 중심의 K개의 금속 필라멘트 요소의 제2 부분(K2개의 필라멘트 요소(들))을 포함하거나 그러한 것으로 구성되고, P2개의 금속 필라멘트 요소들이 중앙 코어를 중심으로 나선으로 함께 권취된다. P2 + K2=M2이다.

바람직하게, 제1 및 제2 조립체가 동시에 형성된다.

바람직하게, 분할 단계 전에, 일시적 중심의 제1 및 제2 부분이 일시적 중심을 구성한다. 따라서, 일시적 중심의 제1 및 제2 부분들이 상보적이다. 그에 따라, K1 + K2=K이다. 변형예에서, K1 + K2 < K일 수 있다.

변형예에서, 제1 조립체는, 일시적 중심을 포함하거나 그러한 것으로 구성되는 중앙 코어를 중심으로 나선으로 함께 권취된 P1개의 금속 필라멘트 요소의 층을 포함하고, 제2 조립체는 나선으로 그리고 중앙 코어가 없이 함께 권취된 P2=M2개의 금속 필라멘트 요소의 층을 포함한다.

일 실시예에서, 조립 단계는 꼬임에 의해서 실행된다. 그러한 경우에, 금속 필라멘트 요소는 집합적인 꼬임 및 그 자체의 축을 중심으로 하는 개별적인 꼬임을 겪으며, 그에 의해서 금속 필라멘트 요소의 각각에서 꼬임이 없는 토크(untwisting torque)를 생성한다. 다른 실시예에서, 조립 단계는 케이블 작업에 의해서 실행된다. 이러한 경우에, 금속 필라멘트 요소는, 조립 지점 전과 후의 동기적인 회전으로 인해서, 그 자체의 축을 중심으로 꼬이지 않는다.

바람직하게, 꼬임 조립 단계의 경우에, 방법은 일시적인 조립의 균형을 잡는 단계를 포함한다. 따라서, 균형 잡는 단계가 M개의 금속 필라멘트 요소 및 일시적 중심으로 구성된 조립체에서 실행되는 경우에, 균형 잡는 단계는 분할 단계의 상류에서 실행될 수 있다.

유리하게, 방법은, 분할 단계 후에 제1 및 제2 조립체 중 적어도 하나의 균형을 잡는 단계를 포함한다.

유리하게, 방법은 제1 및 제2 조립체의 회전을 그 각각의 이동 방향을 중심으로 유지하는 단계를 포함한다. 이러한 단계는 분할 단계 이후에 그리고 제1 및 제2 조립체의 적어도 하나를 균형 잡는 단계 전에 실행된다.

본 발명의 추가적인 대상은, 코드가 매립되는 탄성중합체 매트릭스를 포함하는 반제품형 제품 또는 물품을 보강하기 위한 그러한 코드의 용도이다.

그러한 반제품형 제품 또는 물품은, 미경화 상태(즉 가교결합 또는 가황처리 전) 및 경화된 상태(가교결합 또는 가황처리 후) 모두의, 파이프, 벨트, 컨베이어 벨트, 트랙, 차량용 타이어이다. 바람직한 실시예에서, 그러한 반제품형 제품 또는 물품은 플라이의 형태를 취한다.

본 발명의 추가적인 대상은, 전술한 바와 같은 적어도 하나의 코드가 매립되는 탄성중합체 매트릭스를 포함하는 반제품형 제품 또는 물품이다.

본 발명의 추가적인 대상은 코드를 포함하는 타이어를 보강하기 위한 전술한 바와 같은 코드의 용도이다.

마지막으로, 본 발명의 다른 대상은, 전술한 바와 같은 코드를 탄성중합체 매트릭스 내에 매립하는 것에 의해서 얻어진 필라멘트 보강 요소를 포함하는 타이어이다. 타이어는, 지지 요소, 예를 들어 림(rim)과 협력하는 것에 의해서 공동을 형성하도록 의도된 케이싱을 의미하는 것으로 이해되고, 이러한 공동은 대기압보다 높은 압력으로 가압될 수 있다. 본 발명에 따른 타이어는 실질적으로 도넛 형상의 구조물을 갖는다.

본 발명에 따른 타이어에서, 코드는 탄성중합체 매트릭스 내에 매립된다. 따라서, 본 발명에 따른 타이어 내에서, 코드는, 탄성중합체 조성물을 기초로 하고 충진된 코드의 내부 봉입체 내에 위치되는, 내부 봉입체를 위한 충진 재료를 포함한다. 충진 재료는 이러한 경우에, 코드가 매립되는 탄성중합체 매트릭스가 기초로 하는 것과 동일한 탄성중합체 조성물을 기초로 한다.

특성(Df, Dv, Rf)의 그리고 전술한 특성의 다른 값은 타이어로부터 추출된 플라이 및 코드에서 측정되거나 그로부터 결정된다. 전술한 코드의 특성은, 타이어 제조 방법의 완료 시에, 성형 단계가 주어지면, 타이어가 전술한 장점을 가지도록 보장한다.

탄성중합체 매트릭스는, 탄성중합체 조성물의 가교결합으로부터 초래되는 탄성중합체 거동을 갖는 매트릭스를 의미한다. 그에 따라, 탄성중합체 매트릭스는 탄성중합체 조성물을 기초로 한다. 탄성중합체 매트릭스와 마찬가지로, 충진 재료는 탄성중합체 조성물, 이러한 경우에 코드가 매립되는 매트릭스와 동일한 조성물을 기초로 한다.

"기초로 한다"는 표현은, 조성물이, 사용되는 여러 성분의 현장에서의 반응(in situ reaction)의 화합물 및/또는 생성물을 포함하는 것으로 이해되어야 하며, 이러한 성분의 일부는, 조성물의 다양한 제조 페이즈(phase) 중에, 적어도 부분적으로, 서로 반응할 수 있고 및/또는 서로 반응하도록 의도되며; 그에 따라 조성물은 완전히 또는 부분적으로 가교결합된 상태 또는 비-가교결합 상태에 있을 수 있다.

탄성중합체 조성물은, 조성물이 적어도 하나의 탄성중합체 및 적어도 하나의 다른 성분을 포함한다는 것을 의미한다. 바람직하게, 적어도 하나의 탄성중합체 및 적어도 하나의 다른 성분을 포함하는 조성물은 탄성중합체, 가교결합 시스템 및 충진제를 포함한다. 이러한 플라이를 위해서 이용되는 조성물은 필라멘트 보강 요소의 스킴 코팅(skim coating)을 위한 통상적인 조성물이고, 디엔 탄성중합체, 예를 들어 천연 고무, 강화 충진제, 예를 들어 카본 블랙 및/또는 실리카, 가교결합 시스템, 예를 들어, 바람직하게 황, 스테아르산 및 아연 산화물을 포함하는, 가황처리 시스템, 및 선택적으로 가황처리 촉진제 및/또는 지연제 및/또는 다양한 첨가제를 포함한다. 필라멘트 보강 요소와 그러한 요소가 매립되는 매트릭스 사이의 접착은, 예를 들어 일반적인 접착 조성물, 예를 들어 RFL 유형의 접착제 또는 동등한 접착제에 의해서 보장된다.

파괴시의 힘의 15%와 동일한 힘에 대한 플라이의 인장의 시컨트 계수(secant modulus)는 MA₁₅로 표시되고 daN/mm으로 표현된다. 계수 MA₁₅는 플라이의 코드에 2014년의 표준 ASTM D2969-04를 적용하는 것에 의해서 얻어지는 힘-연신율 곡선을 기초로 계산된다. 코드의 인장의 시컨트 계수는 지점(0,0)과 파괴시의 힘의 15%와 동일한 세로 좌표 값을 갖는 곡선의 지점 사이에서 그려지는 직선의 구배를 결정하는 것에 의해서 계산된다. 계수 MA₁₅는 코드의 인장의 시컨트 계수에 플라이의 mm당 코드의 밀도를 곱하는 것에 의해서 결정된다. 플라이 내의 필라멘트 보강 요소의 밀도(d)가, 필라멘트 보강 요소가 플라이 내에서 연장되는 방향에 수직인 방향으로 플라이 내에 존재하는 필라멘트 보강 요소의 수라는 것을 알 수 있을 것이다. 밀도(d)는 또한 mm로 표현되는 배치 피치(laying pitch)(p)로부터 결정될 수 있고, 배치 피치는, 보강 요소가 플라이 내에서 연장되는 방향에 수직인 방향을 따른 2개의 연속적인 필라멘트 보강 요소들 사이의 축-대-축 거리와 동일하다. d와 p 사이의 관계식은 d=100/p이다.

코드의 파괴시의 힘은 2014년의 표준 ASTM D2969-04에 따라 측정된다. 플라이의 파괴시의 힘은 플라이의 코드에 2014년의 표준 ASTM D2969-04를 적용하는 것에 의해서 얻어지는 힘-연신율 곡선을 기초로 계산된다. 플라이의 파괴시의 힘은, 코드의 파괴시의 힘에 플라이의 단위 폭 당 코드의 밀도를 곱하는 것에 의해서 결정되고, 이러한 밀도는 전술한 바와 같다.

본 발명의 타이어는 (특히 4x4 차량 및 SUV(스포츠 유틸리티 차량)을 포함하는) 승용 모터 차량을 위한 것일 수 있으나, 또한 모터 사이클과 같은 2-바퀴형 차량 또는 밴, 중대형 차량, - 즉 경량 철도 차량, 버스, 무거운 도로 운송 차량(로리, 트랙터, 트레일러), 오프-로드 차량, 농업용 또는 건설 플랜트 차량과 같은 산업용 차량, 항공기 및 다른 운송 또는 핸들링 차량을 위한 것일 수도 있다. 매우 바람직하게, 본 발명의 타이어는 승용차를 위한 것이다.

유리하게, 타이어는 트레드 및 크라운 보강부를 포함하는 크라운, 2개의 측벽, 2개의 비드를 포함하고, 각각의 측벽은 각각의 비드를 크라운에 연결하고, 크라운 보강부는 크라운 내에서 타이어의 원주방향으로 연장되고, 타이어는, 각각의 비드 내에 고정되고 측벽 내에서 그리고 크라운 내에서 연장되는 카카스 보강부(carcass reinforcement)를 포함하고, 크라운 보강부는 반경방향으로 카카스 보강부와 트레드 사이에 개재되고, 크라운 보강부는, 전술한 바와 같은 코드를 탄성중합체 매트릭스 내에 매립하는 것에 의해서 얻어지는 필라멘트 보강 요소를 포함한다.

바람직하게, 크라운 보강부는, 적어도 하나의 후핑 플라이(hooping ply) 및 바람직하게 하나의 후핑 플라이를 포함하는 후프 보강부를 포함한다. 후프 보강부는 바람직하게 후핑 플라이에 의해서 형성된다. 이러한 실시예는 승용차, 2-바퀴형 차량, 산업용 차량, 그리고 바람직하게 승용차를 위한 타이어에 특히 적합하고, 산업용 차량은 밴, 중대형 차량, 예를 들어 경량 철도 차량, 버스, 무거운 도로 운송 차량(로리, 트랙터, 트레일러)으로부터 선택된다.

바람직하게, 크라운 보강부는, 적어도 하나의 작업 플라이를 포함하는 작업 보강부를 포함한다.

일 실시예에서, 후프 보강부는 반경방향으로 작업 보강부와 트레드 사이에 개재된다. 따라서, 금속 코드의 이용에 의해서, 후프 보강부는, 그 후핑 기능에 더하여, 천공에 대한 보호 기능을 가지고, 텍스타일 후핑 필라멘트 보강 요소를 포함하는 후프 보강부보다 훨씬 더 효과적인 영향을 미친다.

유리하게, 후핑 플라이는, 전술한 바와 같은 코드를 탄성중합체 매트릭스 내에 매립하는 것에 의해서 얻어지는 적어도 하나의 필라멘트 보강 요소를 포함한다.

감소된 직경으로 인해서, 코드는, 후핑 플라이의 두께, 그 중량, 타이어의 이력현상(hysteresis), 그리고 그에 따라 타이어의 롤링 저항을 감소시킬 수 있게 한다. 구체적으로, 모든 다른 것들이 동일할 때, 후핑 플라이의 두께가 두꺼워질 수록, 그 이력현상이 커진다. 직경을 줄임으로써, 각각의 코드의 후방부에 존재하는 두께를 유지하면서, 플라이의 총 두께가 감소되고, 그에 따라, 한편으로, 트레드와 후핑 플라이 사이의, 그리고 다른 한편으로, 반경방향으로 후핑 플라이의 내측부 상의 플라이와 후핑 플라이 자체 사이의 디커플링 두께(decoupling thickness)를 유지할 수 있게 한다. 또한, 각각의 코드의 후방부에서 두께를 일정하게 유지하는 것에 의해서, 후핑 플라이를 통한 부식제의 통과에 대한 저항이 유지되고, 이는, 작업 보강부가 보호될 수 있게 하고, 이러한 보호는, 작업 보강부가 단일 작업 플라이만을 포함할 때, 보다 더 중요하다.

또한, 그 우수한 길이방향 압축성에 의해서, 코드는 압축 하에서의 우수한 내구성을 타이어에 제공할 수 있게 하고, 이는, US2007006957에서 설명된 종래 기술의 타이어에 비해서, 작업 플라이의 제거의 경우에 더 유리하다. 또한, WO2016/166056에서 설명된 종래 기술의 후핑 텍스타일 필라멘트 보강 요소와 비교할 때, 후프 보강부는, 금속 필라멘트 요소의 사용으로 인해서, 저렴하고, 열적으로 더 안정적이며, 타이어에 기계적 보호를 제공한다. 또한, 금속 필라멘트 요소의 이용은, 그 제조 후에, 방사선 촬영에 의한 후프 보강부의 체크를 보다 용이하게 한다. 마지막으로, WO2016/166056에서 설명된 종래 기술의 코드(3.26)와 비교할 때, 본 발명에 따른 타이어의 코드는 우수한 길이방향 압축을 나타내고 그에 따라 압축 하에서 훨씬 더 양호한 내구성을 나타낸다.

마지막으로, 금속 코드의 이용에 의해서, 후프 보강부는, 그 후핑 기능에 더하여, 천공에 대한 보호 기능을 가지고, 후핑 텍스타일 필라멘트 보강 요소를 포함하는 후프 보강부보다 훨씬 더 효과적인 영향을 미친다.

유리하게, 그러한 또는 각각의 후핑 필라멘트 보강 요소는 타이어의 원주방향과 엄격하게 10°미만, 바람직하게 7°이하, 그리고 더 바람직하게 5°이하의 각도를 형성한다.

유리하게, 그러한 또는 각각의 작업 플라이는 복수의 작업 필라멘트 보강 요소를 포함한다. 바람직하게, 각각의 작업 필라멘트 보강 요소는 금속 필라멘트 요소이다.

바람직하게, 각각의 플라이의 작업 필라멘트 보강 요소는 서로 실질적으로 평행한 방식으로 나란히 배열된다. 더 바람직하게, 각각의 작업 필라멘트 보강 요소는 타이어의 작업 보강부의 하나의 축방향 단부로부터 타이어의 작업 보강부의 다른 축방향 단부까지 축방향으로 연장된다.

바람직하게, 크라운 보강부는 적어도 하나의 카카스 플라이 그리고 더 바람직하게 단일 카카스 플라이를 포함한다. 카카스 보강부는 바람직하게 카카스 플라이에 의해서 형성된다. 이러한 실시예는 승용차, 2-바퀴형 차량, 산업용 차량, 그리고 바람직하게 승용차를 위한 타이어에 특히 적합하고, 산업용 차량은 밴, 중대형 차량, 예를 들어 경량 철도 차량, 버스, 무거운 도로 운송 차량(로리, 트랙터, 트레일러)으로부터 선택된다.

유리하게, 카카스 플라이는 카카스 필라멘트 보강 요소를 포함한다.

바람직하게, 각각의 카카스 필라멘트 보강 요소는 텍스타일 필라멘트 요소이다. 정의에 의해서, 텍스타일은, 선택적으로 접착제 조성물을 기초로 하는 코팅의 하나 이상의 층으로 코팅된 하나 이상의 기본적인 텍스타일 단일-필라멘트에 의해서 형성된 비-금속 필라멘트 요소를 의미한다. 각각의 기본적인 텍스타일 단일-필라멘트는, 예를 들어, 용융체 스피닝, 용액 스피닝, 또는 겔 스피닝에 의해서 얻어진다. 각각의 기본적인 텍스타일 단일-필라멘트는 유기 재료, 특히 중합체 재료, 또는 무기 재료, 예를 들어 유리 또는 탄소로 제조된다. 중합체 재료는 열가소성체 유형, 예를 들어 지방족 폴리아미드, 특히 폴리아미드 6,6, 및 폴리에스테르, 특히 폴리에틸렌 테레프탈레이트일 수 있다. 중합체 재료는 비-열가소성체 유형, 예를 들어 방향족 폴리아미드, 특히 아라미드, 및 천연 또는 인공 셀룰로오스, 특히 레이온일 수 있다.

바람직하게, 각각의 카카스 필라멘트 보강 요소는 타이어의 하나의 비드로부터 타이어의 다른 비드까지 축방향으로 연장된다.

유리하게, 타이어의 반경방향으로 적도 원주방향 평면 상으로 투영되는 삼각형 메시를 형성하도록, 적어도 작업 필라멘트 보강 요소 및 카카스 필라멘트 보강 요소가 배열된다.

유리한 실시예에서, 크라운 보강부가 작업 보강부 및 후프 보강부에 의해서 형성된다.

플라이는, 한편으로 하나 이상의 필라멘트 보강 요소의, 그리고 다른 한편으로 탄성중합체 매트릭스의 조립체를 의미하고, 필라멘트 보강 요소(들)는 탄성중합체 매트릭스 내에 매립된다.

유리하게, 각각의 플라이의 필라멘트 보강 요소가 탄성중합체 매트릭스 내에 매립된다. 상이한 플라이들이 동일한 탄성중합체 매트릭스 또는 상이한 탄성중합체 매트릭스들을 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 타이어의 제1 실시예에서, 작업 보강부는 2개의 작업 플라이를 포함하고, 바람직하게 작업 보강부는 2개의 작업 플라이로 구성된다.

이러한 제1 실시예에서, 타이어의 반경방향으로 적도 원주방향 평면 상으로 투영되는 삼각형 메시를 형성하도록, 적어도 작업 필라멘트 보강 요소 및 카카스 필라멘트 보강 요소가 배열된다. 이러한 제1 실시예에서, 후핑 필라멘트 보강 요소는 삼각형 메시를 형성하는데 있어서 필수적이지 않다.

유리하게, 이러한 제1 실시예에서, 각각의 작업 플라이 내의 각각의 작업 필라멘트 보강 요소는 타이어의 원주방향과 10°내지 40°범위의, 바람직하게 20°내지 30°범위의 각도를 형성한다.

유리하게, 하나의 작업 플라이 내에서 작업 필라멘트 보강 요소와 타이어의 원주방향에 의해서 형성되는 각도의 배향은, 다른 작업 플라이 내에서 작업 필라멘트 보강 요소와 타이어의 원주방향에 의해서 형성되는 각도의 배향에 반대이다. 다시 말해서, 하나의 작업 플라이 내의 작업 필라멘트 보강 요소들은 다른 작업 플라이 내의 작업 필라멘트 보강 요소와 교차된다.

유리하게, 각각의 카카스 필라멘트 보강 요소는 타이어의 중앙 평면 내의, 다시 말해서 타이어의 크라운 내의 타이어의 원주방향과 80°이상의, 바람직하게 80°내지 90°범위의 각도를 형성한다.

유리하게, 각각의 카카스 필라멘트 보강 요소는 타이어의 적도 원주방향 평면 내의, 다시 말해서 타이어의 각각의 측벽 내의 타이어의 원주방향과 80°이상의, 바람직하게 80°내지 90°범위의 각도를 형성한다.

본 발명의 제2 실시예에서, 작업 보강부는 단일 작업 플라이를 포함한다. 작업 보강부는 바람직하게 작업 플라이에 의해서 형성된다. 이러한 실시예는, 그러한 또는 각각의 후핑 필라멘트 보강 요소가 전술한 바와 같은 코드에 의해서 형성될 때 특히 유리하다. 그에 따라, 전술된 후프 보강부의 기계적 강도 및 내구성 특성은 작업 플라이를 작업 보강부로부터 제거할 수 있게 한다. 상당히 더 가벼운 타이어가 얻어진다.

이러한 제2 실시예에서, 타이어의 반경방향으로 적도 원주방향 평면 상으로 투영되는 삼각형 메시를 형성하도록, 후핑 필라멘트 보강 요소(들), 작업 필라멘트 보강 요소 및 카카스 필라멘트 보강요소가 배열된다. 이러한 제2 실시예에서, 제1 실시예와 달리, 후핑 필라멘트 보강 요소는 삼각형 메시를 형성하기 위해서 필요하다.

유리하게, 각각의 카카스 필라멘트 보강 요소는 타이어의 중앙 평면 내의, 다시 말해서 타이어의 크라운 내의 타이어의 원주방향과 55°이상의, 바람직하게 55°내지 80°범위의, 그리고 더 바람직하게 60°내지 70°범위의 각도(A_C1)를 형성한다. 따라서, 카카스 필라멘트 보강 요소는, 원주방향과 함께 형성되는 각도로 인해서, 타이어의 크라운 내의 삼각형 메시의 형성에 관여한다.

일 실시예에서, 각각의 카카스 필라멘트 보강 요소는 타이어의 적도 원주방향 평면 내의, 다시 말해서 각각의 측벽 내의 타이어의 원주방향과 85°이상의 각도(A_C2)를 형성한다. 카카스 필라멘트 보강 요소는 각각의 측벽 내에서 실질적으로 반경방향이고, 다시 말해서 원주방향에 실질적으로 수직이고, 이는, 래디얼 타이어의 모든 장점이 유지될 수 있게 한다.

일 실시예에서, 각각의 작업 필라멘트 보강 요소는 타이어의 중앙 평면 내에서 타이어의 원주방향과 10°이상, 바람직하게 30°내지 50°범위, 그리고 더 바람직하게 35°내지 45°범위의 각도(A_T)를 형성한다. 따라서, 작업 필라멘트 보강 요소는, 원주방향과 함께 형성되는 각도로 인해서, 타이어의 크라운 내의 삼각형 메시의 형성에 관여한다.

가능한 한 효과적인 삼각형 메시를 형성하기 위해서, 각도(A_T)의 배향 및 각도(A_C1)의 배향은 바람직하게 타이어의 원주방향과 관련하여 반대된다.

전술한 제1 또는 제2 실시예에서든지 간에, 유리하게, 후핑 플라이는, 후핑 플라이의 파괴시의 힘의 15%와 동일한 힘에 대해서, 300 daN.mm^-1 이상, 바람직하게 350 daN.mm^-1 이상, 그리고 더 바람직하게 400 daN.mm^-1 이상의 인장에서의 시컨트 계수를 유리하게 갖는다. 일 실시예에서, 후핑 플라이는 유리하게, 후핑 플라이의 파괴시의 힘의 15%와 동일한 힘에 대해서, 500 daN/mm^-1 이하, 바람직하게 450 daN.mm^-1 이하의 인장에서의 시컨트 계수를 갖는다.

전술한 제1 또는 제2 실시예에서든지 간에, 유리하게, 후핑 플라이의 파괴시의 힘은 55 daN.mm^-1 이상, 바람직하게 60 daN.mm^-1 이상, 그리고 더 바람직하게 65 daN.mm^-1 이상이다. 유리하게, 후핑 플라이의 파괴시의 힘은 85 daN.mm^-1 이하, 바람직하게 80 daN.mm^-1 이하, 그리고 더 바람직하게 75 daN.mm^-1 이하이다.

본 발명에 따른 타이어 제조 방법

본 발명에 따른 타이어는 이하에서 설명된 방법을 이용하여 제조된다.

무엇보다도, 각각의 카카스 플라이, 각각의 작업 플라이, 및 각각의 후핑 플라이가 제조된다. 각각의 플라이는 각각의 플라이의 필라멘트 보강 요소를 비-가교결합 탄성중합체 조성물 내에 매립하는 것에 의해서 제조된다.

이어서, 그린 형태(green form)의 타이어를 형성하도록, 카카스 보강부, 작업 보강부, 후프 보강부 및 트레드가 배열된다.

다음에, 그린 형태의 타이어를 적어도 반경방향으로 확대하기 위해서, 그린 형태의 타이어를 성형한다. 이러한 단계는 그린 형태의 타이어의 각각의 플라이를 원주방향으로 잡아 늘리는 효과를 갖는다. 이러한 단계는 그러한 또는 각각의 후핑 필라멘트 보강 요소를 타이어의 원주방향으로 잡아 늘리는 효과를 갖는다. 따라서, 그러한 또는 각각의 후핑 필라멘트 보강 요소는, 성형 단계 전에, 성형 단계 후의 특성과 상이한 특성을 갖는다.

전술한 바와 같이, 전술한 충진 재료가 없는 코드의 특성은, 타이어 제조 방법의 완료 시에, 성형 단계가 주어지면, 타이어가 전술한 장점을 가지도록 보장한다.

마지막으로, 성형된 그린 형태의 타이어의 조성물이 예를 들어 경화 또는 가황처리에 의해서 가교결합되고, 그에 따라 각각의 조성물이 가교결합된 상태를 나타내고 조성물을 기초로 하는 탄성중합체 매트릭스를 형성하는 타이어가 획득된다.

본 발명은, 순전히 비제한적인 예에 의해서 주어진 그리고 첨부 도면을 참조한 이하의 설명으로부터 보다 잘 이해될 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 타이어의 반경방향 단면도이다.
도 2는, 후핑 필라멘트 보강 요소의, 작업 필라멘트 보강 요소의, 그리고 카카스 필라멘트 보강 요소의 적도 원주방향 평면(E) 상으로의 투영을 도시하는, 도 1의 타이어의 절취도이다.
도 3은 타이어의 중앙 평면(M) 상으로 투영된 도 1의 타이어의 측벽 내에 배열된 카카스 필라멘트 보강 요소의 도면이다.
도 4는 (직선적이고 휴지상태(at rest)로 가정된) 본 발명의 제1 실시예에 따른 코드의 축에 수직인 횡단면도이다.
도 5는 도 4의 코드의 사시도이다.
도 6은 도 4 및 도 5의 코드의 힘-연신율 곡선을 도시한다.
도 7은 연신율의 함수로서 도 6의 곡선의 미분의 변동을 보여주는 곡선을 도시한다.
도 8 및 도 9는 제2 실시예에 따른 코드의 도 4 및 도 5와 유사한 도면이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 타이어의 도 1의 도면과 유사한 도면이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 도 10의 타이어의, 도 2 및 도 3의 도면과 유사한 도면이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 타이어

도 1은 타이어의 일반적인 축방향(X), 반경방향(Y) 및 원주방향(Z)에 각각 상응하는 기준 프레임(X, Y, Z)을 도시한다.

도 1은 전반적인 참조번호 10에 의해서 표시된 본 발명에 따른 타이어의 반경방향 단면도를 개략적으로 도시한다. 타이어(10)는 축방향(X)에 실질적으로 평행한 축을 중심으로 하는 회전을 나타낸다. 타이어(10)는 이러한 경우에 승용차를 위한 것이다.

타이어(10)는 크라운(12)을 가지고, 그러한 크라운은 작업 필라멘트 보강 요소(46, 47)를 각각 포함하는 2개의 작업 플라이(16, 18)를 포함하는 작업 보강부(15)를 포함하는 크라운 보강부(14), 및 적어도 하나의 후핑 필라멘트 보강 요소(48)를 포함하는 후핑 플라이(19)를 포함하는 후프 보강부(17)를 포함한다. 크라운 보강부(14)는 타이어(10)의 원주방향(Z)으로 크라운(12) 내에서 연장된다. 크라운(12)은 크라운 보강부(14)의 외측부 상에서 반경방향으로 배열되는 트레드(20)를 포함한다. 이러한 경우에, 이러한 경우에 후핑 플라이(19)인, 후프 보강부(17)는 반경방향으로 작업 보강부(15)와 트레드(20) 사이에 개재된다. 이러한 경우에, 작업 보강부(15)는 단지 2개의 작업 플라이(16, 18)를 포함하고, 후프 보강부(17)는 단일 후핑 플라이(19)를 포함한다. 이러한 경우에, 작업 보강부(15)는 2개의 작업 플라이(16, 18)로 구성되고, 후프 보강부(17)는 후핑 플라이(19)로 구성된다. 크라운 보강부(14)는 작업 보강부(15) 및 후프 보강부(17)로 구성된다.

타이어(10)는 또한, 크라운(12)을 내측을 향해서 반경방향으로 연장시키는 2개의 측벽(22)을 포함한다. 타이어(10)는 또한 측벽(22)의 내측부 상에서 반경방향으로 2개의 비드(24), 그리고 또한 반경방향 카카스 보강부(32)를 가지며, 각각의 비드는, 비드 와이어 상의 충진 고무(30)의 매스(mass)가 위에 배치된 환형 보강 구조물(26), 이러한 경우에 비드 와이어(28)를 갖는다. 각각의 측벽(22)은 각각의 비드(24)를 크라운(12)에 연결한다.

카카스 보강부(32)는 복수의 카카스 필라멘트 보강 요소(44)를 포함하는 카카스 플라이(34)를 가지고, 카카스 플라이(34)는 비드 와이어(28) 주위의 접힘부(turnup)에 의해서 각각의 비드(24)에 고정되고, 그에 따라, 각각의 비드(24)에서, 비드로부터 측벽을 통해서 크라운(12)을 향해서 연장되는 주 스트랜드(38), 및 접힘 스트랜드(40)를 형성하며, 접힘 스트랜드(40)의 반경방향 외부 단부(42)는 반경방향으로 환형 보강 구조물(26)의 외측에 위치된다. 따라서, 카카스 보강부(32)는 비드(24)로부터 측벽(22)을 통해서, 그리고 크라운(12) 내로 연장된다. 카카스 보강부(32)는 반경방향으로 크라운 보강부(14) 및 후프 보강부(17)의 내측에 배열된다. 그에 따라, 크라운 보강부(14)는 반경방향으로 카카스 보강부(32)와 트레드(20) 사이에 개재된다. 카카스 보강부(32)는 단일 카카스 플라이(34)를 포함한다. 이러한 경우에, 카카스 보강부(32)는 카카스 플라이(34)에 의해서 형성된다.

타이어(10)는 또한, 축방향으로 측벽(22)의 내측에 그리고 반경방향으로 크라운 보강부(14)의 내측에 위치되고 2개의 비드들(24) 사이에서 연장되는, 바람직하게 부틸로 제조된, 기밀(氣密) 내부 층(46)을 포함한다.

각각의 작업 플라이(16, 18), 후핑 플라이(19) 및 카카스 플라이(34)는 탄성중합체 매트릭스를 포함하고, 그러한 탄성중합체 매트릭스 내에는 상응 플라이의 보강 요소가 매립된다. 작업 플라이(16, 18), 후핑 플라이(19) 및 카카스 플라이(34)의 각각의 탄성중합체 매트릭스는, 보강 요소의 스킴 코팅을 위한 통상적인 탄성중합체 조성물을 기초로 하고, 통상적으로, 디엔 탄성중합체, 예를 들어 천연 고무, 강화 충진제, 예를 들어 카본 블랙 및/또는 실리카, 가교결합 시스템, 예를 들어, 바람직하게 황, 스테아르산 및 아연 산화물을 포함하는, 가황처리 시스템, 및 가능하게는 가황처리 촉진제 및/또는 지연제 및/또는 다양한 첨가제를 포함한다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 각각의 카카스 필라멘트 보강 요소(44)는 타이어(10)의 하나의 비드(24)로부터 타이어(10)의 다른 비드(24)까지 축방향으로 연장된다. 각각의 카카스 필라멘트 보강 요소(44)는, 타이어(10)의 중앙 평면(M) 및 적도 원주방향 평면(E) 내에서, 다시 말해서 크라운(12) 및 각각의 측벽(22) 내에서 타이어(10)의 원주방향(Z)과 80°이상, 바람직하게 80°내지 90°범위의 각도(A_C)를 형상한다.

도 2를 참조하면, 각각의 작업 플라이(16, 18)의 작업 필라멘트 보강 요소(46, 47)는 서로 실질적으로 평행한 방식으로 나란히 배열된다. 각각의 작업 필라멘트 보강 요소(46, 47)는 타이어(10)의 작업 보강부(15)의 하나의 축방향 단부로부터 타이어(10)의 작업 보강부(15)의 다른 축방향 단부까지 축방향으로 연장된다. 각각의 작업 필라멘트 보강 요소(46, 48)는 중앙 평면(M) 내에서 타이어(10)의 원주방향(Z)과 10°내지 40°범위의, 바람직하게 20°내지 30°범위의, 그리고 이러한 경우에 26°와 동일한 각도를 형성한다. 작업 플라이(16) 내에서 작업 필라멘트 보강 요소(46)와 타이어(10)의 원주방향(Z)에 의해서 형성되는 각도(S)의 배향은, 다른 작업 플라이(18) 내에서 작업 필라멘트 보강 요소(47)와 타이어(10)의 원주방향(Z)에 의해서 형성되는 각도(Q)의 배향에 반대이다. 다시 말해서, 하나의 작업 플라이(16) 내의 작업 필라멘트 보강 요소(46)들은 다른 작업 플라이(18) 내의 작업 필라멘트 보강 요소(47)와 교차된다.

도 2를 참조하면, 단일 후핑 플라이(19)는 적어도 후핑 필라멘트 보강 요소(48)를 포함하고, 그러한 후핑 필라멘트 보강 요소는, 후핑 플라이(19)의 탄성중합체 조성물을 기초로 하는 탄성중합체 매트릭스 내에 코드(50)를 매립하는 것에 의해서 얻어지고, 도 4 및 도 5에 도시되고 이하에서 더 구체적으로 설명되는 바와 같다. 후핑 플라이(19)의 매트릭스 내에 매립될 때, 타이어(10) 내의 코드(50)는 후핑 플라이(19)의 탄성중합체 조성물을 기초로 하는 내부 봉입체(58)을 위한 충진 재료를 포함하고, 이러한 충진 재료(53)는 코드(50)의 내부 봉입체(58) 내에 위치된다. 이러한 경우에, 후핑 플라이(19)는, 타이어(10)의 크라운(12)의 축방향 폭(L_F)에 걸쳐 연속적으로 권취된 단일 후핑 필라멘트 보강 요소(48)를 포함한다. 유리하게, 축방향 폭(L_F)은 작업 플라이(18)의 폭(L_T) 미만이다. 후핑 필라멘트 보강 요소(48)는 타이어(10)의 원주방향(Z)과 엄격하게 10°미만, 바람직하게 7°이하, 그리고 더 바람직하게 5°이하의 각도(A_F)를 형성한다. 이러한 경우에, 각도는 이 경우 5°와 동일하다.

카카스 필라멘트 보강 요소(44) 및 작업 필라멘트 보강 요소(46, 47)는, 크라운(12) 내에서, 타이어의 반경방향으로 적도 원주방향 평면(E) 상으로의 투영에서 삼각형 메시를 형성하도록, 배열된다.

각각의 카카스 필라멘트 보강 요소(44)는 텍스타일 필라멘트 요소이고 통상적으로 2개의 다수-필라멘트 스트랜드를 포함하고, 각각의 다수-필라멘트 스트랜드는 폴리에스테르, 이러한 경우에 PET의 방적사(spun yarn)로 구성되고, 이러한 2개의 다수-필라멘트 스트랜드는 개별적으로 일 방향으로 240 회선.m^-1(turns.m^-1)으로 오버꼬임되고(overtwisted) 이어서 반대 방향으로 240 회선.m^-1으로 함께 꼬인다. 이러한 2개의 다수-필라멘트 스트랜드들은 서로를 중심으로 나선으로 권취된다. 이러한 다수-필라멘트 스트랜드의 각각은 220 tex와 동일한 카운트(count)를 갖는다.

각각의 작업 필라멘트 보강 요소(46, 47)는 금속 필라멘트 요소이고, 이러한 경우에, 0.30 mm의 직경을 각각 가지는 2개의 강의 단일-필라멘트의 조립체이고, 2개의 강의 단일-필라멘트는 14 mm의 피치로 함께 권취된다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 코드

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 코드(50)는 나선형으로 권취된 금속 필라멘트 요소(54)의 단일 층(52)을 포함한다. 이러한 경우에, 코드(50)는 단일 층(52)으로 구성되고, 다시 말해서 코드(50)는 층(52)의 금속 필라멘트 요소 이외의 어떠한 다른 금속 필라멘트 요소도 포함하지 않는다. 층(52)은 N개의 나선형으로 권취된 금속 필라멘트 요소로 구성되고, N은 3 내지 6의 범위이고 이러한 경우에 N=4이다. 코드(50)는, 코드가 그 가장 긴 길이를 따라서 연장되는 방향에 실질적으로 평행하게 연장되는 주 축(A)을 갖는다. 층(52)의 각각의 금속 필라멘트 요소(54)는, 코드(50)가 실질적으로 직선인 방향으로 연장될 때, 실질적으로 직선인 방향에 실질적으로 평행한 주 축(A)을 중심으로 하는 나선형 경로를 나타내고, 그에 따라 주 축(A)에 실질적으로 수직인 단면 평면 내에서, 층(52)의 각각의 금속 필라멘트 요소(54)의 중심과 주 축(A) 사이의 거리는 층(52)의 모든 금속 필라멘트 요소(54)에서 실질적으로 일정하고 동일하다. 층(52)의 각각의 금속 필라멘트 요소(54)의 중심과 주 축(A) 사이의 이러한 일정 거리는 나선 직경(Dh)의 절반이다.

도시된 실시예에서, 각각의 금속 필라멘트 요소(54)는 하나의 금속 단일-필라멘트(56)를 포함한다. 각각의 금속 필라멘트 요소(54)는 또한, 구리, 아연, 주석, 코발트 또는 이러한 금속의 합금, 이러한 경우에 황동을 포함하는 금속 코팅의 층(미도시)을 포함한다. 각각의 금속 단일-필라멘트(56)는 탄소강으로 제조되고, 이러한 경우에 3100 MPa인 인장 강도를 갖는다.

각각의 금속 필라멘트 요소(54)의 직경(Df)은 0.10 ≤ Df ≤ 0.50 mm이고, 바람직하게 0.20 mm ≤ Df ≤ 0.35 mm이고, 더 바람직하게 0.25 mm ≤ Df ≤ 0.33 mm이며, 이러한 경우에, 모든 금속 필라멘트 요소(54)에 대해서 Df=0.32 mm이다. 각각의 금속 필라멘트 요소(54)는 미리-형성하는 것에 관한 마크를 가지지 않는다.

코드(50)는 D ≤ 2.00 mm, 바람직하게 0.75 mm ≤ D ≤ 1.40 mm 그리고 더 바람직하게 1.00 mm ≤ D ≤ 1.30 mm인 그리고 이러한 경우에 D=1.27 mm인 직경(D)을 갖는다.

유리하게, 각각의 금속 필라멘트 요소(54)는 3 mm ≤ P ≤ 15 mm, 바람직하게 3 mm ≤ P ≤ 9 mm, 그리고 이러한 경우에 P=8 mm인 피치(P)로 권취된다.

각각의 금속 필라멘트 요소의 피치(P) 대 직경(Df)의 비율(K)은 19 ≤ K ≤ 44이고, 여기에서 K=25이고, P 및 Df는 밀리미터로 표현된다.

제1 실시예에 따른 코드(50)는, As ≥ 1%, 바람직하게 As ≥ 1%, 바람직하게 As ≥ 2.5%, 더 바람직하게 As ≥ 3% 그리고 보다 더 바람직하게 3% ≤ As ≤ 5.5%의 그리고 이러한 경우에 4.8%와 동일한 구조적 연신율(As)을 갖는다. 전술한 바와 같이, 값(As)는 2014년의 표준 ASTM D2969-04를 적용하여 코드의 힘-연신율 곡선을 작성하는 것(plotting)에 의해서 결정된다. 얻어진 곡선이 도 6에 도시되어 있다. 이어서, 이러한 힘-연신율 곡선의 미분의 변동이 이러한 힘-연신율 곡선으로부터 추정된다. 도 7은 연신율의 함수로서의 이러한 미분의 변동을 도시한다. 이어서, 미분의 가장 높은 지점은 값(As)에 상응한다.

각각의 금속 필라멘트 요소의 나선 각도(α)는 13° ≤ α ≤ 21°이다. 이러한 경우에, 전술한 바와 같이, 코드(50)의 특성에서, α(1)=20.05°, α(2)=20.36° 및 α(3)=α=20.37°이다.

각각의 금속 필라멘트 요소(54)는 2 mm ≤ Rf ≤ 7 mm, 바람직하게 2 mm ≤ Rf ≤ 5 mm 그리고 더 바람직하게 3 mm ≤ Rf ≤ 5 mm의 나선 곡률반경(Rf)을 갖는다. 곡률반경(Rf)은 관계식 Rf=P/(π x Sin(2α))을 이용하여 계산된다. 이러한 경우에 P=8 mm 및 α=20.37°이기 때문에, Rf=3.90 mm이다.

각각의 금속 필라멘트 요소의 나선 직경(Dh)은 0.40 mm ≤ Dh ≤ 1.50 mm, 바람직하게 0.50 mm ≤ Dh ≤ 1.00 mm 및 더 바람직하게 0.70 mm ≤ Dh ≤ 1.00 mm이다. 나선 직경(Dh)은 관계식 Dh=P x Tan(α)/π를 이용하여 계산된다. 이러한 경우에 P=8 mm 및 α=20.37°이기 때문에, Dh=0.95 mm이다.

금속 필라멘트 요소(54)는 직경(Dv)의 코드(50)의 내부 봉입체(58)를 형성한다. 봉입체 직경(Dv)은 관계식 Dv=Dh-Df를 이용하여 계산되고, Df는 각각의 금속 필라멘트 요소의 직경이고 Dh는 나선 직경이다. 유리하게, Dv는 Dv ≥ 0.46 mm이고 바람직하게 0.46 mm ≤ Dv ≤ 0.70 mm이다. 이러한 경우에, Dh=0.95 mm 및 Df=0.32 mm이기 때문에, Dv=0.63 mm이다.

본 발명에 따라, 9 ≤ Rf/Df ≤ 30이고, 바람직하게 11 ≤ Rf/Df ≤ 19이다. 이러한 경우에, Rf/Df=12.2이다. 마찬가지로, 본 발명에 따라, 1.30 ≤ Dv/Df ≤ 2.1이고, 바람직하게 1.30 ≤ Dv/Df ≤ 2.05이고, 더 바람직하게 1.30 ≤ Dv/Df ≤ 2.00이고, 이러한 경우에 Dv/Df=1.97이다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 코드

본 발명에 따른 타이어의 코드의 제2 실시예를 이제 설명할 것이다. 참조번호 50'으로 표시된 이러한 코드가 도 8 및 도 9에 도시되어 있다. 이전의 도면에 도시된 제1 실시예의 요소와 유사한 요소는 동일한 참조번호에 의해서 표시되었다.

코드(50')는 나선형으로 권취된 금속 필라멘트 요소(54)의 단일 층(52)을 포함한다. 층(52)은 N=6개의 나선형으로 권취된 금속 필라멘트 요소로 구성된다.

도시된 실시예에서, 각각의 금속 필라멘트 요소(54)는 하나의 금속 단일-필라멘트(56)를 포함한다. 각각의 금속 필라멘트 요소(54)는 또한, 구리, 아연, 주석, 코발트 또는 이러한 금속의 합금, 이러한 경우에 황동을 포함하는 금속 코팅의 층(미도시)을 포함한다.

각각의 금속 필라멘트 요소(54)의 직경(Df)은 0.10 ≤ Df ≤ 0.50 mm이고, 바람직하게 0.20 mm ≤ Df ≤ 0.35 mm이고, 더 바람직하게 0.25 mm ≤ Df ≤ 0.33 mm이며, 이러한 경우에, 모든 금속 필라멘트 요소(54)에 대해서 Df = 0.32 mm이다. 각각의 금속 필라멘트 요소(54)는 미리-형성하는 것에 관한 마크를 가지지 않는다.

코드(50')는 D ≤ 2.00 mm, 바람직하게 0.75 mm ≤ D ≤ 1.30 mm 그리고 더 바람직하게 1.00 mm ≤ D ≤ 1.20 mm인 그리고 이러한 경우에 D=1.15 mm인 직경(D)을 갖는다.

코드(50') 내의 많은 수의 금속 필라멘트 요소 및 그 상대적으로 작은 직경으로 인해서, 코드(50')는 비교적 적당한, 이러한 경우에 1.6%와 동일한 구조적 연신율(As)을 갖는다.

각각의 금속 필라멘트 요소의 나선 각도(α)는 13° ≤ α ≤ 21°이다. 이러한 경우에, 전술한 바와 같이, 코드(50')의 특성에서, α(1)=17.35°, α(2)=17.87° 및 α(3)=α=17.9°이다.

각각의 금속 필라멘트 요소(54)는 2 mm ≤ Cf ≤ 7 mm, 바람직하게 2 mm ≤ Rf ≤ 5 mm 그리고 더 바람직하게 3 mm ≤ Rf ≤ 5 mm의 나선 곡률반경(Rf)을 갖는다. 곡률반경(Rf)은 관계식 Rf=P/(π x Sin(2α))을 이용하여 계산된다. 이러한 경우에 P=8 mm 및 α=17.9°이기 때문에, Rf=4.36 mm이다.

각각의 금속 필라멘트 요소의 나선 직경(Dh)은 0.40 mm ≤ Dh ≤ 1.50 mm, 바람직하게 0.50 mm ≤ Dh ≤ 0.90 mm 및 더 바람직하게 0.70 mm ≤ Dh ≤ 0.90 mm이다. 나선 직경(Dh)은 제1 실시예에서와 같이 계산되고, 이러한 경우에 P=8 mm 및 α=17.9°이기 때문에, Dh=0.82 mm이다.

봉입체 직경(Dv)은 제1 실시예에서와 같이 계산된다. 유리하게, Dv는 Dv ≥ 0.46 mm이고 바람직하게 0.46 mm ≤ Dv ≤ 0.60 mm이다. 이러한 경우에, Dh=0.82 mm 및 Df=0.32 mm이기 때문에, Dv=0.50 mm이다.

본 발명에 따라, 9 ≤ Rf/Df ≤ 30이고, 바람직하게 11 ≤ Rf/Df ≤ 19이다. 이러한 경우에, Rf/Df=13.6이다. 마찬가지로, 본 발명에 따라, 1.30 ≤ Dv/Df ≤ 2.1이고, 바람직하게 1.30 ≤ Dv/Df ≤ 2.05이고, 더 바람직하게 1.30 ≤ Dv/Df ≤ 2.00이고, 이러한 경우에 Dv/Df=1.56이다.

제1 실시예에 따른 타이어 제조 방법

타이어(10)는 이하에서 설명되는 방법을 이용하여 제조된다.

첫 번째로, 작업 플라이(18) 및 카카스 플라이(34)는, 각각의 플라이의 필라멘트 보강 요소들을 서로 평행하게 배열하는 것 그리고, 예를 들어 스킴 코팅에 의해서, 필라멘트 보강 요소를 적어도 탄성중합체를 포함하는 미-가교결합 조성물 내에 매립하는 것에 의해서 제조되고, 그러한 조성물은, 가교결합되면, 탄성중합체 매트릭스를 형성하도록 의도된다. 플라이의 필라멘트 보강 요소들이 서로 평행하고 플라이의 주 방향에 평행한, 직선형 플라이로 알려진 플라이가 얻어진다. 이어서, 필요한 경우에, 각각의 직선형 플라이의 부분이 컷팅 각도로 컷팅되고, 이러한 부분들은 서로 맞대어 지고, 그에 따라 각도형 플라이(angled ply)로 알려진 플라이를 획득하고, 여기에서 플라이의 필라멘트 보강 요소들은 서로 평행하고, 컷팅 각도와 동일한, 플라이의 주 방향과의 각도를 형성한다.

이어서, 조립 방법이 실시되고, 그러한 방법 중에, 이러한 경우에 후핑 플라이(19)인, 후프 보강부(17)가 반경방향으로 작업 보강부(15)의 외측에 배열된다. 이러한 경우에, 제1 변형예에서, L_F보다 상당히 좁은 폭(B)을 갖는 스트립이 제조되고, 코드(50)에 의해서 형성된 후핑 필라멘트 보강 요소(48)는 스트립의 미-가교결합 탄성중합체 조성물을 기초로 하는 탄성중합체 매트릭스 내에 매립되고, 스트립은 축방향 폭(L_F)을 가지도록 몇 번의 회선을 통해서 나선으로 권취된다. 제2 변형예에서, 폭(L_F)을 갖는 후핑 플라이(19)는 카카스 및 작업 플라이와 유사한 방식으로 제조되고, 후핑 플라이(19)는 한 번의 회전을 통해서 작업 보강부(15) 위에 권취된다. 제3 변형예에서, 코드(50)에 의해서 형성된 후핑 필라멘트 보강 요소(48)가 반경방향으로 작업 플라이(18)의 외측에 권취되고, 이어서, 코드(50)에 의해서 형성된 후핑 필라멘트 보강 요소(48)가 타이어의 경화 중에 내부에 매립되는, 후핑 플라이(19)의 미-가교결합 탄성중합체 조성물을 기초로 하는 층이 상단부에 침착된다. 3개의 변형예에서, 코드(50)에 의해서 형성된, 본딩된 필라멘트 보강 요소(48)가 조성물 내에 매립되고, 그에 따라, 타이어 제조 방법의 마지막에서, 코드(50)에 의해서 형성된 후핑 필라멘트 보강 요소(48)를 포함하는 후핑 플라이(19)를 형성한다.

이어서, 그린 형태의 타이어를 형성하도록 카카스 보강부, 작업 보강부, 후프 보강부 및 트레드가 배열되고, 여기에서 탄성중합체 매트릭스의 조성물은 아직 가교결합되지 않았고 미경화 상태이다.

다음에, 그린 형태의 타이어를 적어도 반경방향으로 확대하기 위해서, 그린 형태의 타이어를 성형한다. 마지막으로, 성형된 그린 형태의 타이어의 조성물이 예를 들어 경화 또는 가황처리에 의해서 가교결합되고, 그에 따라 각각의 조성물이 가교결합된 상태를 나타내고 조성물을 기초로 하는 탄성중합체 매트릭스를 형성하는 타이어가 획득된다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 타이어

도 10 내지 도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 타이어(10')를 도시한다. 이러한 도면에서, 제1 실시예에 따른 타이어(10)의 요소와 유사한 요소는 동일한 참조번호로 표시된다.

타이어(10')는 축방향(X)에 실질적으로 평행한 축을 중심으로 하는 회전을 나타낸다. 타이어(10')는 이러한 경우에 승용차를 위한 것이다.

타이어(10')는 크라운(12)을 가지고, 그러한 크라운(12)은 트레드(20) 및 원주방향(Z)으로 크라운(12) 내에서 연장되는 크라운 보강부(14)를 포함한다.

크라운 보강부(14)는 단일 작업 플라이(18)를 포함하는 작업 보강부(15), 및 단일 후핑 플라이(19)를 포함하는 후프 보강부(17)를 포함한다. 이러한 경우에, 작업 보강부(15)는 작업 플라이(18)로 구성되고, 후프 보강부(17)는 후핑 플라이(19)로 구성된다. 크라운 보강부(14)는 작업 보강부(15) 및 후프 보강부(17)로 구성된다.

크라운 보강부(14) 위에는 트레드(20)가 배치된다. 이러한 경우에, 이러한 경우에 후핑 플라이(19)인, 후프 보강부(17)는 반경방향으로 작업 보강부(15)와 트레드(20) 사이에 개재된다.

타이어(10')는 크라운(12)을 내측을 향해서 반경방향으로 연장시키는 2개의 측벽(22)을 포함한다. 타이어(10')는 또한 측벽(22)의 내측부 상에서 반경방향으로 위치되는 2개의 비드(24), 그리고 또한 반경방향 카카스 보강부(32)를 가지며, 각각의 비드는, 충진 고무(30)의 매스가 위에 배치된 환형 보강 구조물(26), 이러한 경우에 비드 와이어(28)를 갖는다. 크라운 보강부(14)는 반경방향으로 카카스 보강부(32)와 트레드(20) 사이에 위치된다. 각각의 측벽(22)은 각각의 비드(24)를 크라운(12)에 연결한다.

카카스 보강부(32)는 단일 카카스 플라이(34)를 갖는다. 이러한 경우에, 카카스 보강부(32)는 카카스 플라이(34)에 의해서 형성된다. 카카스 보강부(32)는 비드 와이어(28) 주위에서 접히는 것에 의해서 비드(24)의 각각에 고정되고, 그에 따라, 각각의 비드(24) 내에서, 비드(24)로부터 측벽(22)을 통해서 크라운(12) 내로 연장되는 주 스트랜드(38), 및 접힘 스트랜드(40)를 형성하고, 접힘 스트랜드(40)의 반경방향 외부 단부(42)는 반경방향으로 환형 보강 구조물(26)의 외측에 위치된다. 따라서, 카카스 보강부(32)는 비드(24)로부터 측벽(22)을 통해서, 그리고 크라운(12) 내로 연장된다. 이러한 실시예에서, 카카스 보강부(32)는 또한 크라운(12)을 통해서 축방향으로 연장된다. 크라운 보강부(14)는 반경방향으로 카카스 보강부(32)와 트레드(20) 사이에 개재된다.

각각의 작업 플라이(18), 후핑 플라이(19) 및 카카스 플라이(34)는 탄성중합체 매트릭스를 포함하고, 그러한 탄성중합체 매트릭스 내에는 상응 플라이의 하나 이상의 보강 요소가 매립된다.

도 11을 참조하면, 단일 카카스 플라이(34)는 카카스 필라멘트 보강 요소(44)를 포함한다. 각각의 카카스 필라멘트 보강 요소(44)는 타이어(10)의 하나의 비드(24)로부터 타이어(10)의 다른 비드(24)까지 축방향으로 연장된다. 각각의 카카스 필라멘트 보강 요소(44)는 타이어(10')의 중앙 평면(M) 내의, 다시 말해서 크라운(12) 내의 타이어(10)의 원주방향(Z)과 55°이상의, 바람직하게 55°내지 80°범위의, 그리고 더 바람직하게 60°내지 70°범위의 각도(A_C1)를 형성한다. 주어진 스케일에서, 모든 카카스 필라멘트 보강 요소들(44)이 서로 평행하게 도시된, 단순화된 도면인 도 12를 참조하면, 각각의 카카스 필라멘트 보강 요소(44)는 타이어(10')의 적도 원주방향 평면(E) 내의, 다시 말해서 각각의 측벽(22) 내의 타이어(10')의 원주방향(Z)과 85°이상의 각도(A_C2)를 형성한다.

이러한 예에서, 기준 직선형 라인으로부터 반시계 방향으로, 이러한 경우에 원주방향(Z)으로 배향된 각도가 양의 부호를 갖는다는 것 그리고 기준 직선형 라인으로부터 시계 방향으로, 이러한 경우에 원주방향(Z)으로 배향된 각도가 음의 부호를 갖는다는 것이 관습적으로 채택된다. 이러한 경우에, A_C1=+67°및 A_C2=+90°이다.

도 11을 참조하면, 단일 작업 플라이(18)는 복수의 작업 필라멘트 보강 요소(46)를 포함한다. 작업 필라멘트 보강 요소들(46)은 서로 실질적으로 평행한 방식으로 나란히 배열된다. 각각의 작업 필라멘트 보강 요소(46)는 타이어(10)의 작업 보강부(15)의 하나의 축방향 단부로부터 타이어(10)의 작업 보강부(15)의 다른 축방향 단부까지 축방향으로 연장된다. 각각의 작업 필라멘트 보강 요소(46)는 중앙 평면(M) 내에서 타이어(10')의 원주방향(Z)과 10°이상, 바람직하게 30°내지 50°범위, 그리고 더 바람직하게 35°내지 45°범위의 각도(A_T)를 형성한다. 앞서 정의된 배향이 주어지면, A_T=-40°이다.

단일 후핑 플라이(19)는 적어도 하나의 후핑 필라멘트 보강 요소(48)를 포함한다. 이러한 경우에, 후핑 플라이(19)는, 2개의 인접한 권취부들 사이의 축방향 거리가 1.3 mm가 되도록, 타이어(10')의 크라운(12)의 축방향 폭(L_F)에 걸쳐 연속적으로 권취된 단일 후핑 필라멘트 보강 요소(48)를 포함한다. 유리하게, 축방향 폭(L_F)은 작업 플라이(18)의 폭(L_T) 미만이다. 후핑 필라멘트 보강 요소(48)는 타이어(10')의 원주방향(Z)과 엄격하게 10°미만, 바람직하게 7°이하, 그리고 더 바람직하게 5°이하의 각도(A_F)를 형성한다. 이러한 경우에, A_F=+5°이다.

후핑 플라이(19)는, 후핑 플라이의 파괴시의 힘의 15%와 동일한 힘에 대해서 430 daN.mm^-1의 인장에서의 시컨트 계수를 갖는다. 후핑 플라이의 파괴시의 힘은 69 daN.mm^-1이다.

카카스 필라멘트 보강 요소(44), 작업 필라멘트 보강 요소(46) 및 후핑 필라멘트 보강 요소(48)는, 크라운(12) 내에서, 타이어의 반경방향으로 적도 원주방향 평면(E) 상으로의 투영에서 삼각형 메시를 형성하도록, 배열된다는 것에 주목할 것이다. 이러한 경우에, 각도(A_F), 그리고 각도(A_T)의 배향 및 각도(A_C1)의 배향이 타이어(10')의 원주방향(Z)과 관련하여 반대라는 사실은, 이러한 삼각형 메시를 획득할 수 있게 한다.

각각의 카카스 필라멘트 보강 요소(44)는 텍스타일 필라멘트 요소이고 통상적으로 2개의 다수-필라멘트 스트랜드를 포함하고, 각각의 다수-필라멘트 스트랜드는 폴리에스테르, 이러한 경우에 PET의 방적사로 구성되고, 이러한 2개의 다수-필라멘트 스트랜드는 개별적으로 일 방향으로 240 회선.m^-1(turns.m^-1)으로 오버꼬임되고 이어서 반대 방향으로 240 회선.m^-1으로 함께 꼬인다. 이러한 2개의 다수-필라멘트 스트랜드들은 서로를 중심으로 나선으로 권취된다. 이러한 다수-필라멘트 스트랜드의 각각은 220 tex와 동일한 카운트를 갖는다.

각각의 작업 필라멘트 보강 요소(46)는 금속 필라멘트 요소이고, 이러한 경우에, 0.30 mm의 직경을 각각 가지는 2개의 강의 단일-필라멘트의 조립체이고, 2개의 강의 단일-필라멘트는 14 mm의 피치로 함께 권취된다.

후핑 필라멘트 보강 요소(48)는, 후핑 플라이(19)의 탄성중합체 조성물을 기초로 하는 탄성중합체 매트릭스 내에 코드(50 또는 50')를 매립하는 것에 의해서 얻어진다.

타이어(10')는, 타이어(10) 제조 방법과 유사한 방법의 실시에 의해서 제조된다. 타이어(10')의 삼각형 메시를 형성하기 위해서, EP1623819 또는 FR1413102에 설명된 바와 같은, 구체적인 조립 방법이 실시된다.

비교 테스트

승용차용 타이어를 보강하기 위한 다양한 코드 A 내지 V 그리고 산업용 차량용 타이어를 보강하기 위한 다양한 코드 A' 내지 J'를 테스트하였다.

코드 A 내지 V 중에서, 이하가 구별된다:

- 본 발명에 따르지 않고 종래 기술의 통상적인 케이블 작업 조립 방법의 실시에 의해서 얻어진 코드 A, F 및 J,

- WO2016/166056에서 설명된 금속 코드(3.26)에 상응하는 코드 V로서, 이러한 코드 V는 본 발명에 따르지 않고 종래 기술의 통상적인 꼬임 조립 방법의 실시에 의해서 얻어지고,

- 본 발명에 따르지 않고 WO2016083265 및 WO2016083267에서 설명된 종래 기술의 방법의 실시에 의해서 얻어진 코드 B, D, G, I, K, S, T 및 U,

- 본 발명에 따른 그리고 WO2016083265 및 WO2016083267에서 설명된 종래 기술의 방법의 실시에 의해서 얻어진, 코드 C, E, H, L, M, N, O, P, Q 및 R로서, 코드 Q 및 O는 각각 전술한 코드(50 및 50')이다.

코드 A' 내지 J' 중에서, 이하가 구별된다:

- 본 발명에 따르지 않고 종래 기술의 통상적인 케이블 작업 또는 꼬임 조립 방법의 실시에 의해서 얻어진 코드 A' 및 E',

- 본 발명에 따르지 않고 WO2016083265 및 WO2016083267에서 설명된 종래 기술의 방법의 실시에 의해서 얻어진 코드 B', F' 및 H',

본 발명에 따르지 않고 각각의 금속 필라멘트 요소를 미리-형성하고 이어서 케이블 작업 조립 단계를 실시하는 방법의 실행에 의해서 얻어진 코드 D',

- 본 발명에 따른 그리고 WO2016083265 및 WO2016083267에서 설명된 종래 기술의 방법의 실시에 의해서 얻어진 코드 C', G', I' 및 J'.

각각의 금속 코드에 대해서, 이하가 측정되었다: 밀리미터로 표현된, 각각의 금속 필라멘트 요소의 직경(Df), 금속 필라멘트 요소의 수(N), 피치(P) 대 Df의 비율과 동일한 피치 인자(K), 도(degree)로 표현되는 나선 각도(α), 밀리미터로 표현되는 각각의 금속 필라멘트 요소의 피치(P), 밀리미터로 표현되는 나선 직경(Dh), 밀리미터로 표현되는 봉입체 직경(Dv), 밀리미터로 표현되는 나선 곡률반경(Rf), 비율(Rf/Df), 비율(Dv/Df), %로 표현되는 구조적 연신율(As), 밀리미터로 표현되는 코드의 직경(D), 및 이하와 같이 결정된 압축성 표시자(ε_c).

압축성 표시자(ε_c)는, 12 mm x 8 mm의 면적 및 20 mm의 높이를 갖는 직사각형 섹션을 갖춘 테스트 시편에서 측정되었다. 테스트 시편은, 경화된 상태에서, 10 MPa의 계수(이러한 경우에, 타이어에서 사용되는 조성물의 계수를 나타내는 계수 - 다른 분야에서 다른 계수가 예상될 수 있다)를 갖는 탄성중합체 매트릭스를 포함하고, 코드의 축이 테스트 시편의 대칭 축과 일치되도록, 테스트되는 금속 코드가 탄성중합체 매트릭스 내에 매립된다. 20 mm x 20 mm의 면적을 갖는 2개의 지지 판이 테스트 시편의 직사각형 섹션의 각각의 면에 접착 본딩되었고, 각각의 면은 미리 조심스럽게 연마되었다. 이어서, 각각의 지지 판을 인장 또는 압축에서 이용될 수 있는 이동 가능 크로스헤드(movable crosshead)를 갖는 테스트 기계(예를 들어, Zwick 또는 Instron으로부터의 기계)에 연결한다. (20 mm x 20 mm 판 중 하나에 놓인) 테스트 시편은 수평 지지 면을 가지는 30 mm의 직경을 갖는 지지부 상에 배치되었고, 그러한 지지부 자체는 테스트 기계의 하부 크로스헤드에 체결된다. 기계의 이동 가능 크로스헤드 아래에는 30 mm의 직경을 갖는 제2 지지부를 수반하는 하중 센서가 배치되고, 또한 수평인 그 지지 면은 제1 지지 면에 대면되게 배치된다. 그에 따라, 2개의 수평 지지부들을 분리하는 거리는 이동 가능 크로스헤드의 이동에 따라 달라질 수 있다. 이러한 거리는, 제1 값으로서, 30 mm 직경의 2개의 지지부들 사이에 하중을 가하지 않고 테스트 시편이 피팅될 수 있는 값을 취하고, 이어서 0.1 N의 예비-하중(preload)을 가하기 위한 제2 값을 취하고, 이어서, 테스트의 종료까지 3 mm/mn의 속력으로 감소될 것이고, 이는, 테스트 시편이 그 초기 높이의 10%만큼 짓눌린 후에 정지되었다. 힘-압축 곡선이 20℃에서 얻어진다. 상응 변형에 대한 매트릭스 하중의 기여분(contribution)을 (매트릭스만으로 제조된 단일 블록의 힘-압축 곡선으로부터 시작되는) 테스트 시편의 하중 값으로부터 차감한다. 좌굴이 발생되는 최대 변형의 값은 이러한 새로운 곡선의 최대 하중의 값에 상응하고, 이러한 최대 변형의 값은 임계 변형이고, 테스트 시편이 굽혀지는 경우에 이러한 임계 변형을 초과할 때 하중이 감소된다. 압축성 표시자(ε_c)는 이러한 기록된 임계 변형의 값과 동일하다.

이러한 모든 측정의 결과들이 이하의 표 1 및 2에서 비교된다. 압축성 표시자(ε_c)와 관련하여, 만족스러운 길이방향 압축성이 5 이상의 ε_c의 값에서 얻어지는 것으로 예상된다. 더 큰 길이방향 압축성이 요구될수록, ε_c의 값이 커진다. 표시(NT)는, 코드가 테스트되지 않았다는 것을 나타낸다.

코드 A, B 및 C를 비교하면, 코드 A가 코드 C보다 작은 길이방향 압축성 및 더 큰 직경(D)을 갖는다는 것에 주목하기로 한다. 구체적으로, 코드 A의 나선 곡률반경(Rf)은 비교적 크고, 이는 그러한 코드가 좌굴에 민감하게 만든다. 비록 코드 B가 코드 C보다 작은 직경(D)을 가지지만, 그 길이방향 압축성은 충분치 않고, 특히 나선 곡률반경(Rf) 및 봉입체 직경(Dv)이 너무 작기 때문에, 금속 필라멘트 요소들을 코드의 축에 너무 근접시키고 이들이 좌굴되기 쉽게 만든다.

코드 D, E 및 V를 비교하면, 비록 코드 D가 적절한 나선 곡률반경(Rf)을 가지지만, 봉입체 직경이 너무 작고, 이는 확실히 코드를 매우 콤팩트하게 만들지만, 그럼에도 불구하고, 본 발명에 따른 코드 E와 달리, 길이방향으로 매우 비압축적이 되게 한다는 것에 주목하기로 한다. 코드 V는, 비록 적은 수의 금속 필라멘트 요소로 인해서 비교적 작은 직경을 가지지만, 충분한 길이방향 압축성을 나타내지 않는다.

코드 F, G, H 및 I를 비교하면, 비록 코드 G 및 I가 비교적 작은 직경을 가지지만, 그러한 코드들은 그럼에도 불구하고, 특히 작은 봉입체 직경(Dv)으로 인해서 길이방향으로 매우 비압축적이고, 비교적 큰 나선 곡률반경(Rf)으로 인해서 코드 I에서 더 작은 범위가 된다는 것에 주목하기로 한다. 코드 F는 비교적 큰 직경 및 작은 길이방향 압축성이라는 이중 결함을 갖는다.

코드 J, K, L, M, N 및 O를 비교하면, 비교적 큰 나선 곡률반경(Rf)으로 인해서, 코드 J는 작은 길이방향 압축성을 갖는다는 것에 주목하기로 한다. 코드 J의 실의 수 이상의 많은 수의 실에서, 코드 M, N 및 O 모두는 더 작은 직경 및 훨씬 더 양호한 압축성을 갖는다는 것에 주목하기로 한다. 비록 코드 K가 비교적 작은 직경을 가지지만, 코드 K는, 너무 작은 봉입체 직경으로 인해서, 약간의 길이방향 압축성만을 갖는다.

코드 P, Q, R, S, T 및 U를 비교하면, 코드 U는, 본 발명에 따른 코드 P, Q 및 특히 R에 비해서, 너무 큰 직경을 갖는다는 것에 주목하기로 한다. 코드 P, Q 및 특히 R과 달리, 코드 S 및 T는, 비록 작은 직경(D)을 가지지만, 길이방향으로 매우 비압축적이고, 코드 P, Q 및 특히 R는 코드 S의 직경과 유사한 직경을 가지지만 훨씬 더 큰 길이방향 압축성을 갖는다.

코드 A', B', C' 및 D'를 비교하면, 코드 A'가 훨씬 더 큰 직경(D)을 가지고 너무 작은 길이방향 압축성을 갖는다는 것에 주목하기로 한다. 코드 B' 및 D'는, 더 작지만, 너무 작은 봉입체 직경(Dv)으로 인해서 매우 비압축적이라는 그리고, 코드 D'의 경우에, 금속 필라멘트 요소를 미리-형성하는 단계를 필요로 한다는 동일한 단점을 갖는다. 코드 C'는, 비록 코드 B' 및 D'의 직경보다 훨씬 큰 직경을 가지지만, 양호한 길이방향 압축성을 나타낸다.

코드 E', F', G', H', I' 및 J'를 비교하면, 코드 E' 및 H'가, 특히 코드 H'가 훨씬 더 큰 직경(D)을 갖는다는 것에 주목하기로 한다. 코드 F'는 비교적 작은 직경을 가지나, 불충분한 길이방향 압축성을 갖는다. 대조적으로, 코드 G', I' 및 J', 특히 코드 J'는 직경과 길이방향 압축성 사이의 우수한 절충을 나타낸다.

Claims

나선형으로 권취된 금속 필라멘트 요소(54)의 단일 층(52)을 포함하는 코드(50, 50')로서, 층(52)의 각각의 금속 필라멘트 요소(54)는, 코드(50, 50')가 실질적으로 직선적인 방향으로 연장될 때, 실질적으로 직선형인 방향에 실질적으로 평행한 주 축(A)을 중심으로 나선형 경로를 나타내고, 그에 따라, 주 축(A)에 실질적으로 수직인 단면 평면 내에서, 층(52)의 각각의 금속 필라멘트 요소(54)의 중심과 주 축(A) 사이의 거리는 나선 직경(Dh)의 절반과 동일하고 층(52)의 모든 금속 필라멘트 요소(54)에서 실질적으로 일정하고 동일하며, 금속 필라멘트 요소(54)는 직경(Dv)의 코드의 내부 봉입체(58)를 형성하고, 각각의 금속 필라멘트 요소(54)는 직경(Df) 및 Rf=P/(π x Sin(2α))에 의해서 규정되는 나선 곡률반경(Rf)을 가지며, 여기에서 P는 밀리미터로 표현되는 각각의 금속 필라멘트 요소의 피치이고 α는 각각의 금속 필라멘트 요소(54)의 나선 각도인, 코드(50, 50')에 있어서, Dh, Dv, Df 및 Rf가 밀리미터로 표현될 때:
9 ≤ Rf/Df ≤ 30이고, 그리고
1.30 ≤ Dv/Df ≤ 2.10이며, 여기에서 Dv=Dh-Df인 것을 특징으로 하는 코드(50, 50').
제1항에 있어서,
11 ≤ Rf/Df ≤ 19인, 코드(50, 50').
제1항 또는 제2항에 있어서,
1.30 ≤ Dv/Df ≤ 2.05, 바람직하게 1.30 ≤ Dv/Df ≤ 2.00인, 코드(50, 50').
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
나선 곡률반경(Rf)은 2 mm ≤ Rf ≤ 7 mm, 바람직하게 2 mm ≤ Rf ≤ 5 mm 그리고 더 바람직하게 3 mm ≤ Rf ≤ 5 mm인, 코드(50, 50').
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
각각의 금속 필라멘트 요소(54)의 나선 직경(Dh)은 0.40 mm ≤ Dh ≤ 1.50 mm, 바람직하게 0.50 mm ≤ Dh ≤ 1.00 mm 그리고 더 바람직하게 0.70 mm ≤ Dh ≤ 1.00 mm인, 코드(50, 50').
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
Df가 0.10 mm ≤ Df ≤ 0.50 mm, 바람직하게 0.20 mm ≤ Df ≤ 0.35 mm 그리고 더 바람직하게 0.25 mm ≤ Df ≤ 0.33 mm인, 코드(50, 50').
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
Dv는 Dv ≥ 0.46 mm이고, 바람직하게 0.46 mm ≤ Dv ≤ 0.70 mm인, 코드(50, 50').
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
각각의 금속 필라멘트 요소(54)가 3 mm ≤ P ≤ 15 mm, 바람직하게 3 mm ≤ P ≤ 9 mm의 피치(P)로 권취되는, 코드(50, 50').
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
D ≤ 2.00 mm, 바람직하게 0.75 mm ≤ D ≤ 1.40 mm 그리고 더 바람직하게 1.00 mm ≤ D ≤ 1.30 mm의 직경(D)을 가지는, 코드(50, 50').
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
각각의 금속 필라멘트 요소(54)의 피치(P) 대 직경(Df)의 비율(K)이 19 ≤ K ≤ 44이고, P 및 Df는 밀리미터로 표현되는, 코드(50, 50').
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
각각의 금속 필라멘트 요소(54)의 나선 각도(α)가 13° ≤ α ≤ 21°인, 코드(50, 50').
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
As ≥ 1%, 바람직하게 As ≥ 2.5%, 더 바람직하게 As ≥ 3% 그리고 보다 더 바람직하게 3% ≤ As ≤ 5.5%의 구조적 연신율(As)을 가지고, 구조적 연신율(As)은 힘-연신율 곡선을 획득하기 위해서 코드에 2014년의 표준 ASTM D2969-04를 적용하는 것에 의해서 결정되고, 구조적 연신율(As)은, 힘-연신율 곡선의 최대 구배에 상응하는, %의 연신율과 동일한, 코드(50, 50').
코드가 매립된 탄성중합체 매트릭스를 포함하는 반제품형 제품 또는 물품을 보강하기 위한 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 코드(50, 50')의 용도.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 코드(50, 50')를 탄성중합체 매트릭스 내에 매립하는 것에 의해서 획득된 필라멘트 보강 요소를 포함하는 타이어(10, 10').
제14항에 있어서,
트레드(20) 및 크라운 보강부(14)를 포함하는 크라운(12), 2개의 측벽(22), 2개의 비드(24)를 포함하고, 각각의 측벽(22)은 각각의 비드(24)를 크라운(12)에 연결하고, 크라운 보강부(14)는 크라운(12) 내에서 타이어(10, 10')의 원주방향(Z)으로 연장되고, 타이어(10, 10')는, 비드(24)의 각각에 고정되고 측벽(22) 및 크라운(12) 내에서 연장되는 카카스 보강부(32)를 포함하고, 크라운 보강부(14)는 반경방향으로 카카스 보강부(32)와 트레드(20) 사이에 개재되고, 크라운 보강부(14)는, 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 코드(50, 50')를 탄성중합체 매트릭스 내에 매립하는 것에 의해서 획득된 필라멘트 보강 요소(48)를 포함하는, 타이어(10, 10').