KR940001066B1 - 공기입타이어의 트레드고무 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

공기입 타이어의 트레드고무

제1도는 본 발명에 따른 글래스비드가 분산된 스터드레스의 단면도.

제2도 내지 제4도는 제1도의 A부분 확대도.

본 발명은 공기입타이어의 트레드고무에 관한 것으로서, 특히 트레드고무제조시 미세한 구형물질을 혼입시켜서 된 스터드레스타이어로 사용시 빙설노면에서의 구동력과 제동력은 물론 생산성 및 품질면에서도 우수한 공기입타이어의 트레드고무에 관한 것이다.

종래, 빙상노면이나 직설노면에 대한 타이어의 성능, 즉 구동력과 제동력을 향상시키고자 한 기술로는 트레드고무표면에 스파이크(Spike)를 박아 빙상성능을 개선시키고자 한 스파이크타이어가 있으나, 이 경우에는 스파이크에 의하여 도로가 파손되거나 분진의 발생으로 인해 사회(공해)문제가 있어 스파이크핀의 돌출량과 핀수의 규제 및 핀의 소재를 규제하려는 시도가 있었으나 실효를 거두지는 못하였다.

이에 따라 최근에는 트레드고무의 패턴이나 고무의 질을 변경시켜서 만든 스터드레스타이어(Studless Tire)가 개발되어 사용되고 있는데 트레드패턴의 경우에는 예각을 갖는 블럭(Block)을 형성시켜 노면과의 마찰을 증대시키는 방법을 사용하고 있으며, 고무의 질을 변경시킨 경우에는 유리전이점이 낮은 고무와 아울러 저온연화제를 사용하는 방법이 사용되고 있으나, 결과적으로 상기의 스파이크타이어와 같이 충분한 빙상성능을 나타내지는 못하였다.

한편, 트레드고무로 스터드레스타이어를 제조할때 트레드고무에 모래, 카보란담 및 금속입자를 혼입하여 고무와 접착시켜서 트레드고무로 사용시 상기 입자들이 빙상노면을 굵게함으로서 마찰력을 높게 하여 빙설 노면에서의 구동력과 제동력을 향상시키고자 하려는 시도도 있었으나 이러한 방법은 고무에 혼입된 입자와 고무와의 접착력유지가 어려울뿐 아니라 불규칙적인 입자의 모양으로 인하여 타이어가 주행시 입자모서리부위에서 균열이 발생하게 되어 결과적으로 타이어의 균열을 초래하곤 하였다.

또한, 일본 특공소 63-90402호에 기재된 바와 같이 발포성고무를 타이어 트레드에 사용하므로서 빙상성능을 개선시킨다고 하고 있으나, 발포성고무는 가공시 조기 발포현상의 방지를 위하여 저온에서 가공을 하고 있으므로 시간이 많이 걸리게 되어 제조생산성이 매우 저하된 단점이 있으며, 기포의 크기와 밀도를 주어진 규격내에 들게 하기 위하여 엄격한 품질관리가 요구되게 된다.

이실 본 발명은 종래의 이와 같은 문제점을 해소하기 위하여 스터드레스 타이어 트레드고무에 극세구형입자물질을 혼입시켜 빙상노면과 적설노면에서의 구동력과 제동력을 향상시킬 수 있고, 타이어의 생산성 및 품질관리도 용이하게 할 수 있는 공기입타이어 트레드고무를 제공하는데 그 목적이 있다.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 공기입타이어의 트레드고무에 있어서, 입자의 평균직경이 0.01 내지 0.2mm인 글래스비드, 세라믹 또는 플라스틱등의 극세구형입자물질이 트레드고무 cm²당 300개 이상이 포함되어 있고, 상기 입자물질이 배합된 고무가 트레드 전 체적의 10%이상 점유하고 있는 것을 특징으로 하는 공기입타이어의 트레드 고무인 것이다.

본 발명에서의 극세구형입자물질로는 글래스비드, 세라믹 또는 플라스틱이 사용될 수 있는데 이중에서도 글래스비드가 가장 바람직하며, 입자의 크기로는 0.01 내지 0.2mm인 것이 좋다. 여기서 만일 입자직경을 0.01mm 미만인 것을 사용할 경우에는 빙상성능이 저하되어 스터드레스 타이어로서의 효과가 없게 되고, 반대로 0.2mm보다 큰 것을 사용할 경우에는 타이어의 내마모성능이 급격히 저하되게 된다.

한편, 본 발명에서 상기와 같은 입자를 트레드고무에 혼입시킬때에는 타이어제조공정중 트레드고무를 반바리믹서기에서 혼합시킬때 배합하는 것이 좋다. 즉 상기의 입자를 트레드배합고무 100중량부에 대해 6 내지 40중량부로 혼합시킨후 통상적인 타이어공정과 같이 압출공정 및 가황공정을 거쳐 타이어를 제조하면 된다. 이때 입자의 혼합량을 6중량부 미만으로 할 경우에는 빙상마찰계수에 미치는 영향이 없게 되고 반대로 40중량부를 초과하여 혼합시킬 경우에는 내마모성이 불량해지게 되므로 상기 범위로 첨가하는 것이 바람직하다.

특히 본 발명에서는 타이어 설계상으로 볼때 극세구형입자가 포함된 배합고무가 트레드고무 전체의 제적에 대해 10%이상 점유하도록 하는 것이 좋으며, 이 입자가 포함된 배합고무에서의 글래스의 밀도는 트레드 고무 cm²당 300개 이상으로 분산되어 있도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 따라 스터드레스타이어의 트레드고무에 극세구형입자를 분산시킨 형태를 나타낸 도면은 제1도와 같은바, 제1도는 타이어의 단면도로서, 여기서 점으로 표시된 부분이 구형입자이다. 이러한 제1도의 타이어가 도로면을 주행하게 되면 노면과의 마찰로 인하여 제1도에서 부호 A로 표시된 부분이 마모되게 된다. 한편, 제2도 내지 제3도는 제1도의 A부분을 확대시켜 나타낸 도면으로서 부호 B는 구형입자이다. 여기서, 제2도를 보면, 극세구형입자가 골고루 분산되어 있음을 볼수 있는데, 상기한 바와 같이 제1도의 타이어가 마모되게 되면 제2도에서와 같이 고무표면 가까이에 있던 부호 B로 표시된 구형입자가 제3도와 같이 밖으로 노출되게 된다. 이렇게 노출된 입자는 고무와의 접착력이 거의 없으므로 제4도와 같이 이탈되어 부호 C로 표시된 바와 같은 요철홈을 형성시키게 된다.

따라서, 트레드고무 표면에는 구형입자가 박혀 있었던 자리에 생기게 되는 요철홈이 트레드고무가 노면과의 마찰에 의해 마모됨에 따라 계속적으로 구형의 입자가 빠져나간 자국이 제4도와 같이 생기게 된다.

결국, 제4도와 같이 타이어트레드표면에 존재하는 수 많은 요철홈 자국은 타이어가 빙상노면을 주행하게 될때 자동차의 중량으로 발생하는 타이어와 빙상노면간의 융해수막을 효과적으로 제거하여 빙상마찰을 높히게 되고, 제4도의 부호 C의 요철홈자국의 모서리가 빙상노면에 자연적으로 존재하는 요철을 긁음으로써 빙상마찰력을 더 한층 높히게 되어 겨울철에도 안전운행을 할 수 있는 장점이 있다. 특히 이러한 타이어는 제조시 발포성타이어와 같이 저온가공으로 인한 생산성의 저하도 발생시키지 않아 제조도 용이한 효과가 있다.

이와 같은 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

[실시예 1 내지 7(비교예 1)]

다음 표 1과 같은 조성의 트레드고무와 기타 첨가제와 함께 다음 표 2와 같이 여러크기의 입경을 갖는 글래스비드를 각각 혼합하여 통상의 방법으로 압출 및 가황공정을 통해 타이어를 제조하였다.

비교예로서는 글래스비드를 첨가하지 않고 타이어를 제조하였다. 이와 같이 제조된 타이어에 분산되어 있는 글래스비드의 갯수와 빙상마찰계수 및 내마모성에 대한 결과를 다음 표 3에 나타내었다.

여기서, 빙상에서 가류고무의 마찰특성을 평가하는 빙상마찰계수의 측정방법은 다음과 같은 방법으로 실시하였다.

즉, 3mm×16mm×5mm 크기의 타이어시편 3개를 120도 간격으로 배치하고 1.2kg/개의 하중으로 회전시키다가 60km/hr의 속도로 급제동시킨 후 20km/hr과 40km/hr 사이에서 마찰계수(μ)를 측정하였다.

또, 내마모성의 측정은 KSM 6624에 준해 실시하였다(비교예를 100으로 한 지수로 표시함).

[표 1]

[표 2]

[표 3]

Claims (2)

1. 공기입타이어의 트레드고무에 있어서, 평균직경이 0.01 내지 0.2mm인 글래스비드, 세라믹 또는 플라스틱등의 극세구형입자물질이 트레드고무 cm²당 300개 이상이 분산된 것을 특징으로 하는 공기입타이어의 트레드고무.
2. 제1항에 있어서, 극세구형물질을 포함하는 배합고무는 트레드 전체적에 대해 10%이상 점유하고 있는 것을 특징으로 하는 공기입타이어의 트레드고무.