KR930000317B1 - 승용차용 공기 레이디얼타이어 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

승용차용 공기 레이디얼타이어

제1도는 본 발명 실시예에 의한 승용차용 공기 레이디얼 타이어를 나타낸 일부를 잘라낸 사시 설명도.

제2도는 절곡부를 지닌 벨트층의 방향족 폴리아미드섬유 코오드의 트위스트 각도θ와 타이어의 내구성 관계를 나타낸 도면.

제3도는 절곡부를 지닌 벨트층의 일부 확대 설명도.

제4도는 (a), (b), (c)는 각각 절곡부를 지닌 벨트층의 방향족 폴리아미드 섬유 코오드에, 그 축선과 직교하는 힘 F가 작용하였을 경우의 전단 변형을 설명하는 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

V : 벨트층 Va : 절곡부를 지닌 벨트층

A : 절곡부를 지닌 벨트층의 절곡부 S : 강철 코오드

E : 공기타이어 1 : 비이드부

2 : 측벽부 3 : 트레드부

4 : 카아커스층 5 : 비이드와이어

6 : 비이드필터

10 : 절곡부를 지닌 벨트층의 보강 코오드(즉, 방향족 폴리아미드섬유 코오드)

20 : 피복고무

본 발명은 승용차용 공기 레이디얼 타이어에 관한 것으로, 더욱 상세히 설명하면, 여러층으로 적층된 벨트층 중에서 양단을 트레드부쪽에 절곡한 절곡부를 지닌 벨트층의 보강 코오드를 구성하는 방향족 폴리아미드섬유코오드를 개량함에 따라 절곡부에 발생하는 세파레이션(separation)을 방지하여 내구성을 대폭 개선한 승용차용 공기 레이디얼 타이어에 관한 것이다.

승용차용 공기 레이디얼 타이어는, 일반적으로 카아커스층의 트레드부쪽에 강철 코오드를 보강 코오드로 한 벨트층을 여러층으로 적층 배치하여 구성되어 있으며, 바이아스 타이어와 비교하면 상술한 바와 같이 강철코오드로 된 벨트층을 배치함에 따라 내구성, 고속성, 조정 안정성 등을 향상시킬 수 있다.

그러나, 상술한 바와 같이 강철 코오드를 보강 보오드로 한 벨트층을 여러층으로 적층 배치한 레이디얼 타이어는 승차하였을 때의 기분이 악화한다고 하는 문제점이 있었다.

그래서, 최근 위에서 설명한 문제점을 해소하도록 카아커스층의 트레드부쪽에 여러층으로 적층된 벨트층중에서 양단을 트레드부쪽으로 절곡하여 절곡부를 형성함과 동시에, 이 절곡부를 지닌 벨트층의 보강 코오드로서 방향족 폴리아미드섬유 코오드를 사용한 승용차용 공기 레이디얼 타이어가 연구되어 제안되고 있다.

그런데, 상술한 바와 같이, 여러층으로 적층된 벨트층 중에서 양단을 트레드부쪽으로 절곡하여 절곡부를 형성함과 동시에, 이 절곡부를 지닌 벨트층의 보강코오드로서 방향족 폴리아미드섬유 코오드를 사용하면 확실히 전술한 강철 코오드를 보강 코오드로 한 벨트층을 여러층으로 적층 배치한 승용차용 공기 레이디얼 타이어와 비교하여 승차하였을 때의 기분은 개선되지만, 방향족 폴리아미드섬유 코오드는 그 분자구조상 피복고무와의 접착성이 뒤떨어지고, 특히 벨트층의 절곡부에서 벨트층을 구성하는 방향족 폴리아미드섬유 코오드와 피복고무가 박리하는 이른바, 세파레이션이 발생하여 타이어 내구성을 저하시킬 염려가 있다.

그래서, 본 발명의 발명자들은 상술한 문제를 해소하도록 실험하여 검토하였던 결과, 여러층으로 적층된 벨트층 중에서 양단을 트레드부쪽으로 절곡하여 절곡부를 형성함과 동시에, 이 절곡부를 지닌 벨트층의 보강 코오드로서 방향족 폴리아미드섬유 코오드를 사용한 경우에는, 그 트위스트 각도와 피복고무의 접착성 사이에는 커다란 관계가 있으며, 방향족 폴리아미드섬유 코오드의 트위스트 각도를 방향족 폴리아미드섬유 코오드의 축선(軸線)에 대하여 예각쪽에서 측정하여 31.3°∼39.3°의 범위내에서 설정하면 방향족 폴리아미드섬유 코오드와 피복고무의 접착성을 대폭 개선할 수 있어서 벨트층의 절곡부에 있어서의 세파레이션을 방지할 수 있고, 타이어의 내구성을 대폭 향상시킬 수 있음을 발견하기에 이르렀다.

본 발명은 위에서 설명한 발견에 기초하여 이루어진 것으로, 여러층으로 적층된 벨트층 중에서 절곡부를 지닌 벨트층의 절곡부에 있어서의 세파레이션을 방지하고, 타이어의 내구성을 대폭 향상시킬 수 있도록 한 승용차용 공기레이디얼 타이어를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

즉, 본 발명은 여러층으로 적층한 벨트층 중에서 양단을 트레드부쪽에 절곡하여 절곡부를 형성함과 동시에, 이 절곡부를 지닌 벨트층의 보강 코오드로서 방향족 폴리아미드섬유 코오드를 사용한 승용차용 공기 레이디얼 타이어에 있어서, 절곡부를 지닌 벨트층의 방향족 폴리아미드섬유 코오드의 트위스트 각도를 방향족 폴리아미드섬유 코오드의 축선에 대하여 예각쪽에서 측정하여 31.3°∼39.3°로 한 것을 특징으로 하는 승용차용 공기 레이디얼 타이어를 그 요지로 하는 것이다.

다음에, 본 발명을 실시예에 따라 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다. 제1도는 본 발명의 실시예로부터 된 승용차용 공기 레이디얼 타이어를 그 요지로 하는 것이다.

다음에, 본 발명을 실시예에 따라 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다. 제1도는 본 발명의 실시예로부터 된 승용차용 공기 레이디얼 타이어를 나타낸 일부를 잘라낸 사시 설명도이다.

도면에서, E는 본 발명의 실시예로부터 이루어진 공기 타이어로서 좌우 한쌍의 비이드부(1)와, 이 비이드부(1)에 이어지는 한쌍의 측벽부(2)와, 이 측벽부(2) 사이에 위치하는 트레드부(3)로 구성되어 있으며, 좌우 한쌍의 비이드부(1) 사이에는 타이어를 둘레방향에 대한 코오드 각도가 10°∼35°에서 서로 교차하는 여러층의 벨트(V)가 배치되어 있다.

그리고, 본 발명에서 벨트층(V)은 보강 코오드로서 강철 코오드(S)를 사용한 베트층(Vs)과, 양단을 트레드부(3)쪽으로 절곡하여 절곡부(A)를 형성함과 동시에, 보강 코오드로서, 방향족 폴리아미드섬유 코오드(10)를 사용한 벨트층(Va)등으로 구성하여, 이 절곡부(A)를 지닌 벨트층(Va)의 방향족 폴리아미드섬유 코오드(10)의 트위스트 각도를 방향족 폴리아미드섬유 코오드(10)의 축선에 대하여 예각쪽으로부터 측정하여 31.3°∼39.3°의 범위에 설정하고 있다.

이것은, 나중에 설명하는 실험의 결과로부터 방향족 폴리아미드섬유 코오드 (10)의 트위스트 각도θ가 31.3°미만이면 폴리아미드섬유 코오드(10)와 피복고무 (20)의 접착성의 개선 효과가 저하하고, 절곡부(A)를 지닌 벨트층(Va)의 절곡부(A)에 세파레이션이 발생하여 타이어의 내구성을 악화시키기 때문이며, 또 방향족 폴리아미드섬유 코오드(10)의 트위스트 각도θ가 39.3°를 초과하면 역시 방향족 폴리아미드섬유 코오드(10)와 피복고무(20)의 접착성의 개선 효과가 저하하고, 절곡부(A)를 지닌 벨트층 (Va)의 절곡부(A)에 세파레이션이 발생하여 타이어의 내구성을 악화시키는 한편, 방향족 폴리아미드섬유 코오드(10)의 트위스트 실공정(twist 絲工程)이 곤란하게 되어 상처가 나기 쉽고, 방향족 폴리아미드섬유 코오드의 물성이 저하하여 타이어의 내구성 향상을 저해하기 때문이다.

더욱이, 본 실시예에서 방향족 폴리아미드섬유 코오드(10)에 사용되고 있는 방향족 폴리아미드섬유 코오드는 인장강도가 150kg/㎟이상, 인장탄성율이 3000Kg/㎟ 이상의 특성을 지닌 원사로 된 코오드에, 이 코오드의 축선에 대하여 예각쪽으로부터 측정한 트위스트 각도θ가 31.3°∼39.3°의 범위가 되도록 트위스트 가공을 실시한 다음 표면에 접착처리를 하였다.

또, 본 실시예에서 절곡부(A)를 지닌 벨트층(Va)의 방향족 폴리아미드 섬유 코오드(10)는 1000 d/2의 것을 사용하며 타이어 둘레방향으로 대하는 경사각도를 20°로 하고, 코오드 방향에 직각으로 측정하여 50mm당 방향족 폴리아미드섬유 코오드( 10)를 박아넣는 개수는 60개로 하고 있다.

이 50mm당 방향족 폴리아미드섬유 코오드(10)를 박아넣는 개수는 코오드 방향에서 직각으로 측정하여 40개∼70개의 범위로 하는 것이 바람직하다. 이것은, 박아넣는 개수가 40개 미만에서는 벨트층으로서 강도가 부족하므로 바람직하지 않다. 또, 박아넣는 개수가 70개를 초과하면 서로 이웃하는 각 방향족 폴리아미드섬유 코오드(10) 사이의 간격이 지나치게 좁아져 제조과정에서 피복고무(20)의 각 방향족 폴리아미드섬유 코오드(10) 사이에의 침입이 저해되어 방향족 폴리아미드섬유 코오드(10)와 피복고무 (20)의 접착력이 저하하여 내구성의 저하를 초래하는 한편, 방향족 폴리아미드섬유 코오드(10)의 개수가 지나치게 많아져서 코스트 상승을 초래하게 되므로 바람직하지 않다.

더욱이, 방향족 폴리아미드섬유 코오드(10)의 박아넣는 개수는 45개∼65개의 범위로 하는 것이 위에서 설명한 이유에 따라 더욱 바람직하다.

나아가서, 피복고무(20)의 100% 모듈러스(modulus)는 30kg/㎠∼70kg/㎠의 범위로 하는 것이 바람직하다. 이것은, 방향족 폴리아미드 섬유 코오드(10)의 모듈러스가 큰 관계로 피복고무(20)의 모듈러스가 30kg/㎠ 미만에서는 방향족 폴리아미드섬유 코오드(10)와 피복고무(20)의 접착성의 개선 효과를 얻을 수 없고 타이어의 내구성 향상 효과를 얻을 수 없기 때문이며, 또 70kg/㎠을 초과하면 피복고무(20)가 지나치게 딱딱하여 타이어 제조시에 있어서의 생산성을 저해하게 되어 코스트 상승을 초래하므로 바람직하지 않기 때문이다.

또, 벨트층(V)은 본 실시예에 있어서, 제1도에서 보는 바와 같이, 카아커스층 (4)의 상부에 배치되어 보강 코오드로서 강철 코오드(S)를 사용한 2층의 벨트층(Vs)과, 이 2층의 벨트층(Vs)의 트레드부(3)쪽에 적층한 절곡부(A)를 지닌 벨트층(Va)의 합계 3층으로 구성되어 있다.

그러나, 절곡부(A)를 지닌 벨트층(Va)을 본 실시예와 같이 보강 코오드로서 강철 코오드(S)를 사용한 2층의 벨트층(Vs)의 트레드부(3)쪽에 적층하지 않고, 절곡 부(A)를 지닌 벨트층(Va)을 카아커스층(4)의 상부에 직접 배치하며, 이 벨트층 (Va)의 트레드부(3)쪽에 벨트층(Vs)을 1층 이상 적층하여 이 벨트층(Vs)의 양단을 벨트층 (Va)의 절곡부(A)로 덮어 씌운 구조로 구성하여도 좋다는 것은 더 말할 것 없다.

더욱이, 도면에서 (5)는 비이드와이어, (6)은 비이드필터이다.

[실시예]

다음에 실험예에 대하여 설명한다.

본 실험에서 사용한 승용차용 공기 레이디얼 타이어의 규격 및 시험조건은 다음과 같다.

[공기 타이어의 규격]

타이어 사이즈 : 195/70 HR14

[카아커스층]

(a) 타이어 주방향에 대한 코오드 각도는 실질적으로 90°에서 2층 배치하고, (b) 카아커스 코오드는 1000d/2의 폴리에스테르 코오드이다.

[벨트층]

제1도에서 보는 바와 같이 카아커스층(4)의 상부에 배치되어 보강 코오드로서 강철 코오드(S)를 사용한 2층의 벨트층(Vs)과, 이 2층의 벨트층(Vs)의 트레드부(3)쪽에 적층한 절곡부(A)를 지닌 벨트층(Va)의 합계 3층으로 구성하고,

(벨트층(Vs))

(a) 타이어 주방향에 대한 코오드 각도는 20°이며, 서로 교차하도록 2층으로 배치하고, (b) 코오드(S)는 강철 1×5(0.22)이고, (c) 코오드 방향에 대하여 직각으로 측정하여 50mm당 코오드를 박아넣은 개수는 40개이고, (d) 피복고무의 100% 모듈러스는 55kg/㎠이다.

(벨트층 (Va))

(a) 타이어 주방향에 대한 코오드 각도는 20°로서 서로 교차하도록 1층으로 배치하고, (b) 방향족 폴리아미드섬유 코오드(10)는 1000d/2의 방향족 폴리아미드섬유 코오드이고, (c) 코오드 방향에 대하여 직각으로 측정하여 50mm당 코오드를 박아 넣은 개수는 60개이고, (d) 피복고무의 100% 모듈러스는 55kg/㎠이고, (e) 방향족 폴리아미드섬유 코오드는 인장강도가 150kg/㎟이상이고, 인장탄성율이 3000kg/㎟ 이상인 특성을 지닌 원사를 사용한 코오드를 이용하였다.

위에서의 승용차용 공기 레이디얼 타이어로서 절곡부(A)를 지닌 벨트층(Va)의 방향족 폴리아미드섬유 코오드(10)의 트위스트 각도θ를 23.3, 27.3, 31.3, 35.3, 39.3, 43.3으로 한 것을 각기 제조하였다.

(시험조건)

림 : 5¹/₂JJ×14

공기압 : 1.9kg/㎠

드럼지름 : 1707mm

속도 : 80km/hr

이고, 초기하중을 525kg라고 하고, 2시간마다 하중을 50kg씩 증가시켜 타이어가 파괴하기에 이른 주행거리를 측정하였다(측정결과는 종래 타이어를 100으로 하였을 때의 지수로 나타낸다). 실험에서 제2도에서와 같은 결과를 얻었다.

제2도는 절곡부(A)를 지닌 벨트층(Va)의 코오드의 트위스트 각도θ와 타이어의 내구성 관계를 보여주는 도면으로서, 세로축에는 타이어가 파괴하기에 이르는 주행거리, 즉 타이어의 내구성을 지수로 택하였으며, 가로축에는 코오드의 트위스트 각도θ를 택하였다.

제2도에서는 절곡부(A)를 지닌 벨트층(Va)의 보강 코오드에 방향족 폴리아미드섬유 코오드(10)를 사용하였으며, 또한 이 방향족 폴리아미드섬유 코오드의 트위스트 각도θ를 31.3°∼39.3°의 범위로 한 본 발명의 승용차용 공기 레이디얼 타이어는, 방향족 폴리아미드섬유 코오드(10)의 트위스트 각도 θ를 27.3°로 한 종래의 타이어와 비교하여 타이어의 내구성을 대폭 향상시킬 수 있다는 사실을 알게 되었다.

특히, 코오드의 트위스트 각도 θ를 35.3°로 한 본 발명의 승용차용 공기 레이디얼 타이어는, 방향족 폴리아미드섬유 코오드(10)의 트위스트 각도 θ를 27.3°로 한 종래의 타이어와 비교하여 타이어의 내구성을 10%만큼이나 더 향상시킬 수 있었다.

이것은, 제3도에서 보는 바와 같이, 방향족 폴리아미드섬유 코오드(10)의 트위스트 각도θ가 31.3°∼39.3°의 범위이면 도해한 바와같이, 방향족 폴리아미드섬유 코오드(10)에 그 축선에 직교하는 힘 F가 작용하여도 방향족 폴리아미드섬유 코오드(10) 전체의 전단 변형(剪斷變形 ; shearing strain)이 발생하기 어렵기 때문이다.

결국, 이와 같은 사실은 복합 재료 역학의 FRR(Fiber Reinforced Rubber)에 있어서의 변형 특성의 기본적인 사고방식으로부터 방향족 폴리아미드섬유 코오드(10)의 트위스트 각도θ가 31.3° 미만이면 제4도 (c)에서 보는 바와 같이, 방향족 폴리아미드섬유 코오드(10)에 그 축선에 직교하는 힘 F가 작용하였을 경우, 방향족 폴리아미드섬유 코오드(10)의 형상이 2점 쇄선으로 나타낸 바와 같이 우측으로 기울어진 평행 4변형으로 변형한다. 즉, 전단 변형이 발생한다. 이 결과, 주행중에 있어서의 방향족 폴리아미드섬유 코오드(10)의 피복고무(20)의 접착성의 개선효과가 저하하며, 절곡부(A)를 지닌 벨트층(Va)의 상기 절곡부(A)에 세파레이션이 발생하여 타이어의 내구성을 악화시키기 때문이다.

또, 방향족 폴리아미드섬유 코오드(10)의 트위스트 각도θ가 39.3°를 초과하면 제4도(a)에서 보는 바와 같이, 방향족 폴리아미드섬유 코오드(10)에 그 축선에 직교하는 힘 F가 작용하였을 경우, 방향족 폴리아미드섬유 코오드(10)의 형상이 2점 쇄선으로 나타낸 바와 같이 좌측으로 기울어진 평행4번형으로 변형한다. 즉, 전단 변형이 생긴다. 이 결과, 주행중에 있어서 방향족 폴리아미드섬유 코오드(10)와 피복고무(20)의 접착성의 개선 효과가 저하하며, 절곡부(A)를 지닌 벨트층(Va)의 절곡부(A)를 세파레이션이 발생하여 역시 타이어의 내구성이 향상되는 효과를 얻을 수 없다.

또한 이 경우, 방향족 폴리아미드섬유 코오드의 트위스트 실제공정이 곤란하게 되어 상처나기 쉽고, 방향족 폴리아미드섬유 코오드의 물성이 저하하여 타이어의 내구성 향상을 저해할 염려가 있다.

이에 대하여 본 발명과 같이, 방향족 폴리아미드섬유 코오드(10)의 트위스트 각도θ가 31.3°∼39.3°의 범위이면 제4도(b)에서 보는 바와 같이, 방향족 폴리아미드섬유 코오드(10)에 그 축선에 직교하는 힘 F가 작용하여도 방향족 폴리아미드섬유 코오드(10)의 형상은 2점 쇄선으로 나타낸 바와 같이 변형하여, 즉 전단변형이 발생하기 어렵다. 이 결과, 주행중에 있어서 방향족 폴리아미드섬유 코오드(10)와 피복고무(20)의 경계면에 세파레이션이 발생하지 않으며, 절곡부(A)를 지닌 벨트층(Va)의 절곡부(A)에 세파레이션이 발생하지 않는다. 따라서, 타이어의 내구성을 대폭 향상시킬 수 있는 것이다.

본 발명은 상술한 바와 같이, 여러층으로 적층된 벨트층 중에서 양단을 트레드부쪽으로 접어 구부려서 절곡부를 형성함과 동시에, 이 절곡부를 지닌 벨트층의 보강 코오드로서 방향족 폴리아미드섬유 코오드를 사용한 승용차용 공기 레이디얼 타이어에 있어서, 앞에서 설명한바 절곡부를 지닌 벨트층의 방향족 폴리아미드섬유 코오드의 트위스트 각도를 이 방향족 폴리아미드섬유 코오드의 축선에 대하여 예각쪽에서 측정하여 31.3°∼39.3°로 함으로써, 절곡부를 지닌 벨트층의 방향족 폴리아미드섬유 코오드의 전단 변형을 방지할 수 있고, 주행중에 있어서 방향족 폴리아미드섬유 코오드와 피복고무의 경계면에 세파레이션이 발생하는 것을 저지할 수 있다.

따라서, 절곡부를 지닌 벨트층에 있어서의 절곡부에 세파레이션이 발생하는 것을 방지할 수 있어서 타이어의 내구성을 대폭 향상시킬 수 있다.

Claims (1)

1. 여러층으로 적층된 벨트층(V)중에서 양단을 트레드부쪽으로 절곡하여 절곡부 (A)를 형성함과 동시에, 이 절곡부(A)를 지닌 벨트층(Va)의 보강 코오드로서 방향족 폴리아미드섬유 코오드를 사용한 승용차용 공기 레이디얼 타이어에 있어서, 상기 절곡부 (A)를 지닌 벨트층(Va)이 방향족 폴리아미드섬유 코오드(10)의 트위스트 각도를 이 방향족 폴리아미드섬유 코오드의 축선에 대하여 예각쪽에서 측정하여 31.3°∼39.3°로 한 것을 특징으로 하는 승용차용 공기 레이디얼 타이어.

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