KR910008190B1 - 공기 주입 타이어 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

공기 주입 타이어

제1도는 본 발명의 실시예에서 이루어진 공기 주입 타이어를 나타내는 일부를 절취한 사시 설명도.

제2도는 카아커스코드의 꼬임각도(θ)와 타이어의 내구성과의 관계를 나타내는 도면.

제3도는 카아커스층의 일부를 확대한 설명도.

제4a도, 제4b도, 제4c도는 각각 카아커스코드에 이의 축선과 직교하는 힘 F가 작용한 경우의 전단변형을 설명하는 도면이다.

본 발명은 공기 주입 타이어에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 카아커스층을 구성하는 카아커스-코드를 개량하므로써 내구성이 개선된 공기 주입 타이어에 관한 것이다.

공기 주입 타이어의 중요한 구성요소의 하나인 카아커스층은 간격을 두고 나란히놓은 카아커스코드에 코드고무를 피복하므로써 구성되어 있으며, 이러한 카아커스코드로서 종래부터 나일론코드, 레이온코드 및 폴리에스테르코드가 많이 이용되고 있다.

그렇지만, 이러한 카아커스코드는 이의 강도가 5 내지10g/d로 낮기 때문에 타이어의 크기에 따라 카아커스층을 적어도 2층으로 배치할 필요가 있으며, 타이어중량의 경감이나 생산성 향상 등을 저해하여 왔다.

그래서, 최근에 카아커스코드로서 상술한 각종 코드에 비하여 코드의 강도가 현저하게 높은 방향족 폴리아미드섬유 코드를 사용하는 것이 제안되고 있다.

상술한 바와 같이, 카아커스코드로서 방향족 폴리아미드섬유코드를 사용하면, 크기가 195/70R 14이상인 대형의 승용차용 타이어이더라도 카아커스층은 1층을 배치하면 양호하고, 따라서, 타이어 중량의 경감이나 생산성 향상 등도 도모할 수 있다.

그러나, 방향족 폴리아미드 섬유코드는 이의 분자구조로 인하여 코드고무와의 접착성이 전술한 나일론코드, 레이욘코드, 폴리에스테르코드 등에 비하여 약하다. 이 결과, 사용중에 카아커스층을 구성하는 카아커스코드와 코드고무가 박리하는, 소위 박리고장(separation)이 발생할 우려가 있다. 이 현상은 특히 비이드-와이어의 주위에 감겨진 카아커스층의 끝부분에서 발생하기 쉬우며, 타이어의 내구성을 대폭적으로 저하시킨다고 하는 큰 문제가 있는 것이 현상태이다.

그래서, 본 발명의 발명자들은 상술한 문제점를 해소하려고 실험하고 검토한 결과, 카아커스층을 구성하는 카아커스코드로서 방향족 폴리아미드 섬유코드를 사용한 경우에는 이의 꼬임 각도와 코드고무의 접착성과의 사이에는 큰 관계가 있으며, 방향족 폴리아미드 섬유코드의 꼬임각도를 코드의 축선(軸線)에 대하여 예각(銳角)측에서 측정하여 31.3^o내지 39.3^o의 범위내로 설정하면 코드와 코드고무와의 접착성을 대폭적으로 개선할 수 있고, 타이어의 내구성도 대폭적으로 향상시킬 수 있음을 알게 되었다.

본 발명은 상술한 내용에 의거하여 이루어진 것이며, 내구성을 대폭적으로 향상시킬 수 있는 공기주입 타이어를 제공하는 것을 목적으로 한다.

즉, 본 발명은 카아커스층을 구성하는 카아커스코드에 방향족 폴리아미드섬유코드를 사용하는 동시에 이 코드의 꼬임각도를 코드의 축선에 대하여 예각측에서 측정하여 31.3^o내지 39.3^o로 하는 것을 특징으로 하는 공기주입 타이어를 본 발명의 요지로 한다.

이하에서 본 발명을 실시예에 따라 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

제1도는 본 발명의 실시예에서 이루어진 공기주입 타이어를 나타내는 일부를 절취한 사시 설명도이다.

도면에서(E)는 본 발명의 실시예에서 이루어진 공기주입타이어이며, 좌우 1쌍의 비이드부(1)와 이 비이드부(1)에 연결된 좌우 1쌍의 측벽부(2), 이 측벽부(2) 사이에 위치하는 트레드부(θ로 구성되어 있으며, 좌우 1쌍의 비이드부(1)사이에는 타이어의 원주방향에 대한 코드각도가 실질적으로 90^o인 1층의 카아커스층(K)이 장가되며, 트레드부(3)에 있어서 카아커스층(K)위에는 타이어의 원주방향에 대한 코드각도가 10^o내지 35^o로 서로 교차하는 2층의 벨트층(4)이 배치되어 있다.

그리고, 본 발명에서는 상기의 카아커스층(K)을 구성하는 카아커스코드(10)로서 방향족 폴리아미드 섬유코드가 사용되고 있으며, 이 코드(10)의 꼬임각도(θ)를 코드의 축선에 대하여 예각측에서 측정하여 31.3^o내지 39.3^o의 범위로 설정하고 있다.

이것은 후술하는 실험결과에서 코드(10)의 꼬임각도(θ)가 31.3^o미만이면 카아커스코드(10)와 코드고무(20)와의 접착성의 개선효과가 수득되지 않고 타이어의 내구성 향상효과가 수득되지 않기 때문이며, 또한, 코드(10)의 꼬임각도(θ)가 39.3^o를 초과하면 역시 카아커스코드(10)와 코드고무(20)와의 접착성 개선효과가 수득되지 않으며, 타이어의 내구성향상 효과가 수득되지 않는 한편, 방향족 폴리아미드 섬유코드의 연사공정(然私工程)이 곤란하게 되고, 홈이 생기기 쉬우며, 코드의 물성빙 저하되어 타이어의 내구성 향상을 저해하기 때문이다.

또한, 본 실시예에 있어서 카아커스코뜨(10)에 사용하고 있는 방향족 폴리아미드 섬유코드는 인장강도가 150kg/mm²이상, 인장탄성율이 3,000kg/mm²이상인 특성을 원사에 갖는 코드에 이 코드의 축선에 대하여 예각측에서 측정하여 꼬임각도(θ)가 31.3^o내지 39.3^o의 범위로 되도록 가연가공을 행한 후, 표면에 접착처리를 행하고 있다.

또한, 본 실시예에 있어서 카아커스층(K) 50mm당 카아커스코드(10)의 투입본수는 타이어의 적도면에서 35본으로 하고 있다. 이 타이어의 적도면에서 50mm 당 카아커스코드(10)의 투입본수는 20본 내지60본의 범위로 하는 것이 바람직하다. 이것은 투입본수가 20본 미만에서는 서로 인접하는 각각의 카아커스코드(10)사이의 간격이 지나치게 넓게되고, 각각의 카아커스코드(10)를 일체적으로 피복한 코드고무(20)가 타이어의 제조과정에 있어서 가황(加慌)시에 각각의 카아커스코드(10)사이에서 흐르기 쉽게 되며, 가황 고장의 원인으로 되므로 바람직하지 않다. 또한 투입본수가 60본을초과하면 서로 인접하는 각각의 카아커스코드(10)사이의 간격이 지나치θ게되고, 카아커스층의 구성부재의 제조과정에 있어서 코드고부(20)의 각각의 카아커스코드(10)로의 침입이 저해되며, 카아커스코드(10)와 코드고무(20)와의 접착력이 저하되어 내구성의 저하를 초래하는 한편, 카아커스코드(10)의 본수가 지나치게 많아져서 비용의 상승을 야기하므로 바람직하지 않다.

더구나 상기한 코드고무(20)의 100% 모듈러스는 30kg/cm²내지 70kg/cm²의 범위로 하는 것이 바람직하다. 이것은 방향족 폴리아미드 섬유코드의 모듈러스가 높기 때문에 코드고무(20)의 모듈러스가 30kg/cm²미만에서는 카아커스코드(10)와 코드고무(20)와의 접착성의 개선효과가 수득되지 않고, 타이어의 내구성 향상효과가 수득되지 않기 때문에, 또한 70kg/cm²를 초과하면 코드고무(20)가 지나치게 단단해져서 타이어 제조시 생산성을 저해하여 비용의 상승을 초래하므로 바람직하지 않기 때문이다.

도면에서(5)는 비이드와이어, (6)은 비이드플라이이다.

실험예

이하, 실시예에 대하여 설명한다.

본 실험예에서 사용한 공기주입 타이어(본 실험에서는 승용차용 레이디얼 타이어를 사용)의 제원 및 시험 조건은 다음과 같다.

공기주입 타이어의 제원

1. 타이어 크기…195/70HR 14

2. 카아커스층

a) 타이어의 원주방향에 대한 코드각도는 실질적으로 90°로 1층 배치.

b) 카아커스코드는 1000d/2의 방향족 폴리아미드 섬유코드

c) 타이어의 적도면에서 50mm 당 카아커스코드의 투입본수는 35본.

d) 코드고무의 100% 모듈러스는 47kg/cm²

3. 벨트층

a) 타이어의 원주방향에 대한 코드각도는 20°로 서로 교차하도록 2층 배치

b) 벨트코드는 스틸(steel) 1×5(0.25)인 승용차용

레이디얼타이어이다. 카아커스층을 구성하는 카아커스코드의 꼬임각도(θ)를 23.3, 27.3, 31.3, 35.3, 39.3, 43.3으로 한 것을 각각 제조한다.

시험조건

림…5 1/2 JJ×4

공기압…2.1kg/cm²

드럼지름…1707mm

속도…80km/hr

초기하중을 525kg으로 하고, 2시간마다 하중을 50 kg씩 증가시켜 타이어가 파괴되기까지의 주행거리를 측정한다.(측정결과는 종래 타이어를 100으로 하였을때의 지수로 나타낸다.).

실험한 결과, 제2도에 나타낸 실험결과를 얻었다.

제2도는 카아커스코드의 꼬임각도(θ)와 타이어의 내구성과의 관계를 나타낸 도면인데, 종축에는 타이어가 파괴되기까지의 주행거리, 즉, 타이어의 내구성를 지수로 취하며, 횡축에는 코드의 꼬임각도(θ)를 취하고 있다.

제2도에서 카아커스층을 구성하는 카아커스코드에 방향족 폴리아미드섬유코드를 사용하는 동시에 이 코드의 꼬임각도(θ)를 31.3°내지39.3°의 범위로 한 본 발명의 공기주입 타이어는 카아커스코드의 꼬임각도를 27.3°로 한 종래의 타이어에 비하여 타이어의 내구성을 대폭적으로 향상시킬 수 있는 것으로 판명되었다.

특히, 코드의 꼬임각도(θ)를 35.3°로 한 본 발명의 공기주입 타이어는 코드의 꼬임각도(θ)를 27.3°로 한 종래의 타이어에 비하여 타이어의 내구성이 120% 향상될 수 있다.

이것은 제3도에 도시한 바와 같이, 코드의 꼬임각도(θ)가 31.3°내지 39.3°의 범위이면 도시한 바와 같이 카이커스코드(10)전체에 전단 변형이 발생하기 어렵기 때문이다.

결국, 이것은 복합재료역학의 FRR(Fiber Reinforced Rubber)에 있어서, 변형특성의 기본적인 생각에서 코드(10)의 꼬임각도(θ)가 31.3°미만이면 제4a도에 도시한 바와 같이 카아커스코드(10)에 이의 축선에 직교하는 힘 F가 작용한 경우, 카아커스코드(10)의 형상이 2점쇄선으로 나타낸 바와 같이 좌측으로 경사진 평행사변형으로 변형한다. 즉, 전단변형이 발생한다. 이 결과, 주행중에 카아커스코드(10)와 코드고무(20)와의 계면에서 박리고장이 발생하여 타이어의 내구성 향상효과가 수득되지 않는 것이다.

또한, 코드(10)의 꼬임각도(θ)가 39.3°를 초과하면 제4c도에 도시한 바와 같이 카아커스코드(10)에 이의 축선에 직교하는 힘 F가 작용한 경우, 카아커스코드(10)의 형상이 2점쇄선으로 나타낸 바와 같이 우측으로 경사진 평행사변형으로 변형한다. 이 결과, 주행중에 카아커스코드(10)와 코드고무(20)와의 계면에서 박리고장이 발생하며, 역시 타이어의 내구성 향상효과가 얻어지지 않는다.

더구나, 이러한 경우, 방향족 폴리아미드 섬유코드의 연사공정이 곤란하게 되어 홈이 생기기 쉽게 되며, 코드의 물성이 저하되어 타이어의 내구성 향상을 저해할 우려가 있다.

이것에 대하여 본 발명처럼 코드(10)의 꼬임각도(θ)가 31.3°내지 39.3°의 범위이면 제4b도에 도시한 바와 같이, 카아커스코드(10)에 이의 축선에 직교하는 힘 F가 작용해도 카아커스코드(10)의 형상은 2점쇄선으로 나타낸 바와 같이 변형하기 어렵다. 즉, 전단변형이 발생하기 어렵다. 이 결과, 주행중에 카아커스코드(10)와 코드고무(20)와의 계면에서 박리고장이 발생하지 않으며, 타이어의 내구성을 대폭적으로 향상시킬 수 있는 것이다.

본 발명은 상술한 바와 같이, 카아커스층을 구성하는 카아커스코드에 방향족 폴리-아미드섬유코드를 사용하는 동시에 이 코드의 꼬임각도를 코드의 축선에 대하여 예각측에서 측정하여 31.3°내지 39.3°로 하였기 때문에 카아커스코드의 전단 변형을 방지할 수 있으며, 주행중에 카아커스코드와 코드고무와의 계면에서 박리고장이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

따라서, 타이어의 내구성을 대폭적으로 향상시킬 수 있다.

Claims (1)

1. 카아커스층을 구성하는 카아커스코드에 방향족 폴리아미드섬유를 사용하는 동시에 이 코드의 꼬임각도를 코드의 축선에 대하여 예각측에서 측정하여 31.3°내지39.3°로 하는 것을 특징으로 하는 공기주입 타이어.

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