KR970001098B1 - 스트립형 보강 적층체 및 이를 이용한 공기 타이어 - Google Patents

스트립형 보강 적층체 및 이를 이용한 공기 타이어 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

스트립형 보강 적층체 및 이를 이용한 공기 타이어
제1a도에서 제1d도는 스트립형 보강 적층체의 적층 구조를 비교하기 위한 개요도.
제2a도에서 제2c도는 본 발명에 따른 스트립형 보강 적층체의 구현예를 도시한 개요도.
제3a도와 제3b도는 본 발명에 따른 스트립형 보강 적층체의 구현예를 도시한 개요도.
제4a도와 제4b도는 본 발명에 따른 항공기용 공기 타이어와 종래 타이어의 벨트 보강을 비교한 개요도.
제5a도와 제5b도는 본 발명에 따른 트럭 및 버스용 공기 타이어와 종래 타이어의 벨트 보강을 비교한 개요도.
제6a도와 제6b도는 본 발명에 따른 승용차용 공기 타이어와 종래 타이어의 벨트 보강을 비교한 개요도.
제7도는 다른 하나의 타이어 보강을 구비한 타이어에 대한 추시도.
제8도는 타이어에 대한 일부 단면도.
제9도는 본 발명에 적합한 벨트의 전개도.
제10도는 제11도는 비교용 벨트의 전개도.
제12도와 제13도는 본 발명의 실시예에 사용한 벨트의 전개도.
제14도에서 제16도는 본 발명의 실시예에 사용한 벨트의 전개도.
제17도는 비교용 벨트의 전개도.
제18도는 본 발명의 실시예에 사용한 벨트의 전개도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1, 1' : 보강요소 2, 2', 2 : 마디영역(knot region)
11 : 트레드(tread) 고무 12 : 벨트
13 : 뼈대 플라이(carcass ply) 14 : 비드코어(bead core)
15 : 강화고문 16 : 체이퍼(chafer)
본 발명은 보강용 복합재료로 이용할 수 있는 스트립형 보강 적충체와 이를 이용한 공기 타이어에 관한 것이다.
상기와 같은 복합 재료는 매트릭스(matrix)와 분산부재 또는 보강부재로 구성되며, 하이 폴리머(high polymer) 섬유 보강 플래스틱(FRP), 섬유 보강 서모플래스틱(Thermoplastics) (FRTP), 섬유보강 고무(FRR)등이 있다.
종래의 FRP에서는 매트릭스에 분말, 짧은 섬유 등을 분산시키므로써 플래스틱 매트릭스의 보강을 시도하고 있으나, 때때로 매트릭스에 분산된 섬유 등으로 보강된 영역의 끝부분에 바람직하지 못한 강성도.(rigidity)의 차이가 유발되고, 또한 상기 섬유 등을 분산 및 매립시키므로써 매트릭스의 강화를 성취하기가 곤란하다.
한편, 보통 유기 섬유 또는 금속 필라멘트, 특히 강선을 꼬아서 만든 코드(cord)가 서로 나란히 배열되어 피복고무로 덮혀 있는 고무를 입힌 코드 섬유가 하이폴리머 복합재료로 구성된 제품으로서 광범위하게 사용되는 공기 타이어용 보강 부재로서 이용되는 것이 일반적이다. 특히, 적어도 한쌍의 비드 코어 사이에 뻗어있는 상기 고무 입힌 코드 섬유로 구성된 환상 뼈대를 구성하는 공기 타이어에서, 예를 들어 상기 뼈대의 크라운 부분이 상기 고무 입힌 코드 섬유를 경사지게 절단하여 이들 절단된 섬유 조각들이 서로 교차하도록 중첩하여 얻은 다수의 경사부재로 구성된.브레이커(breaker) 또는 벨트로 보강되어 있다. 상기 경사부재는 코드와 피복고무간에 탄성률의 차이 때문에 내구성에 있어서 바람직하지 못하고, 또한 코드는 그 단부를 향하여 움직이는 경향이 있으며, 따라서 모든 코드의 벨트 위치 지정(Positioning) 단부의 양쪽 측면 모서리부의 부근에 응력 집중이 일어난다. 또한, 벨트의 중심부 근방에 경사부재를 통한 후프(hoop) 효과가 크지만, 벨트의 측면 모서리 근방에 큰 인장이 지탱될 수 없으므로 벨트는 요구되는 원주방향 인장을 보장하도록 더 넓은 폭을 가질 필요가 있다. 결과적으로 코드 길이가 길수록 코드 단부의 이동량이 중가하고, 이는 내구성에 있어서 유리하지 못하다.
따라서, 경사부재가 그 코드단부에서 접혀져 있는 소위 포울드(fold)조직, 인장 작용 방향으로 배열된 추가의 코드층을 포함하는 코드 등이 사용되고 있으나, 이들은 필연적으로 가격면에서 불리하게 된다.
또한, 포울드 구조는 현재까지는 코드단부의 응력 집중으로 인한 여러가지 문제점을 해결해 주고 있으나, 코드의 접힌 부분에서 코드의 피로, 코드와 고무간에 강성의 차이로 인한 내구성과 같은 문제점은 여전히 남는다. 한편, 추가의 코드층은 코드에 수직한 강성도가 낮기 때문에 모든 방향으로 타이어에 힘이 가해질때, 전적으로 성능을 얻기가 곤란하다.
더우기, 영국 특허 제815055호에서는 각각 물결 모양의 코드를 포함하는 2개의 보강부재를 서로 중첩하려는 시도가 있었다. 본 예에서는 제 1 층의 단 하나의 코드와 제2층의 단 하나의 코드를 한쌍으로 교차되도록 중첩하여 제 1 층과 제 2 층에서의 한쌍의 코드가 그에 인접한 코드쌍과의 강성도가 다르게 하므로써 보강부재로서의 기능이 상기 추가의 코드층의 경우와 거의 같다.
따라서, 본 발명의 목적은 전술한 종래 기술의 문제점을 철저하게 해결하고 새로운 스트립형 보강 적층체와 이 보강 적층체만을 이용한 공기 타이어를 제공하기 위함이다.
본 발명의 일 특징에 따라 제공되는 스트립형 보강 적층체는 보강 요소로서 같은 평면에 파동형 또는 지그재그형으로 함께 배열된 다수의 코드 또는 필라멘트를 각각 포함하고 상기 요소보다 탄성률이 낮은 고분자 물질로 덮혀있는 다수의 스트립의 적층 구조를 가지며, 상기 각 스트립의 각 보강 요소가 인접 스트립에 포함된 적어도 2개의 보강요소에 교차로 놓여있는 마디(knot) 영역을 가지고, 상기 모든 스트립에서 상기 보강요소가 같은 방향으로 일치 배열되어 있음을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 따른 바람직한 구현예로서, 상기 마디 영역이 적층체의 폭방향 및 길이 방향으로 분산되어 배열되어 있고, 상기 적층 구조의 각 스트립에서 파동형 또는 지그재그형 보강요소의 위상, 진폭 및 파장중의 적어도 하나가 상호 인접한 스트립과 서로 다르며, 인접한 스트립의 보강 요소간에 위상의 변동량이 3/8∼5/8λ(λ: 보강요소의 파장)이고, 보강요소는 유기섬유, 스틸 코드 또는 스틸 와이어로 만들어져 있으며, 보가요소가 피복 고무로 덮혀 있다.
본 발명의 다른 일 특징에 따라 제공되는 공기 타이어는 보강요소로서 같은 평면에 파동형 또는 지그재그형으로 함께 배열된 다수의 코드 또는 필라멘트를 각각 포함하고 상기 요소보다 탄성률이 낮은 고분자 물질로 덮혀있는 다수의 스트립으로 구성된 스트립형 보강 적층체를 보강 수단으로 이용하고, 상기 각 스트립의 각 보강요소가 인접 스트립에 포함된 적어도 2개의 보강요소에 교차로 놓여있는 마디 영역을 가지며, 상기 모든 스트립에서 상기 보강 요소가 같은 방향으로 일치 배열되어 있음을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 타이어의 바람직한 구현예에서, 케이싱(casing) 보강으로서 적어도 한쌍의 비드 코어 사이에 환상 뼈대가 뻗어 있고, 또한 뼈대의 크라운 부분의 보강 수단으로서 전술한 스트립형 보강 적층체가 구비되어 있다. 다른 구현예로서는, 비드 부분에 대한 보강 수단으로서 상기 스트립형 보강 적층체가 구비되어 있다.
공기 타이어, 특히 산업용 기계의 자기 회전(self-running) 래디알 타이어 등과 통상의 숭용차용 래디알 타이어에서, 타이어가 장기간 부하를 받으면서 주행되거나 더우기 코너 회전에 의해 발생된 측방력(lateral force)을 받을때, 벨트에서 보강코드의 피로가 현저하고, 코드의 파괴가 빈번하여 파열 사고가 야기된다. 이러한 코드 파괴의 방지를 위하여 지금까지는 단지 벨트에 사용된 코드 자체의 피로 특성을 개선시키려는 시도가 있었다.
이와 관련하여 본 발명에 따른 타이어의 다른 하나의 바람직한 구현예에 따르면, 환상 뼈대의 크라운 부분을 보강하는 벨트가 보강요소로서 같은 평면에 파동형 또는 지그재그형으로 함께 배열된 다수의 코드 또는 필라멘트를 포함하고 상기 요소보다 탄성률이 낮은 고분자량 물질로 덮혀있는 스트립으로 구성되어 있고, 두 스트립 사이의 보강 요소에서 파동 또는 지그재그형상의 위상이 변동하며, 변동량이 타이어의 원주방향을 따라 연속적으로 변환된다.
첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 구체적이고 상세히 설명하면 다음과 같다.
제1a도에서 제1c도는 본 발명에 따른 보강 요소를 각각 포함하는 2개의 스트립 배열을 대표적으로 도시한 몇가지 구현예의 보강 적층체로서, 스트립 사이의 보강 요소의 위상, 진폭 또는 파장이 각기 다르다. 도면 부호 1, 1'은 동일 평면상에 파동형으로 나란히 배열된 코드 또는 필라멘트와 같은 보강 요소들이다.
이들 보강요소(1,1')는 고무(도시 않됨)와 같이 보강요소보다 탄성률이 낮은 고분자 물질로 덮혀 있어서 스트립이 층상으로 적층되게 된다. 상기 보강 적층체에서, 상기 2개의 스트립을 따른 스트립의 각 보강요소(1)는 나머지 인접 스트립에 포함된 적어도 2개의 보강요소(1')에 교차로 놓여 있는 마디 영역을 갖는다. 더우기 이들 스트립의 모든 보강요소(1, 1')는 동일 방향으로 배열되어 있다.
도면 부호 2, 2'은 두 스트립에서 보강요소간에 교차로 놓인 마디 영역의 일부를 나타낸다.
참고로 두 스트립으로 구성된 보강 적층체에서 한 스트립의 보강요소(1)가 다른 스트립의 한 보강요소(1')에만 교차로 놓여 있는 경우가 그 마디 영역과 함께 제1d도에 도시되어 있다.
또한 제2a도에서 제2c도는 본 발명에 따른 보강요소를 각기 포함하는 두 스트립의 배열을 대표적으로 예시하는 보강 적층체의 몇 가지 구현예로서, 스트립간의 보강요소의 위상과 진폭, 진폭과 파장 또는 파장과 위상이 각기 다르다. 또한, 제3a도와 제3b도는 본 발명에 따른 보강요소를 각기 포함하는 두 스트립의 배열을 대표적으로 예시하고 있는 보강 적층체의 구현예로서 스트립간의 보강요소의 모든 위상, 진폭 및 파장이 각기 다르다.
상기 스트립형 보강 적층체는 예를 들어 흙받이등과 같은 고무제품의 인장을 지탱하는 보강 코어 뿐만 아니라 FRP의 보강 코어로 이용될 수 있고 특히, 자동차 타이어 보강체로서 유용하다. 상기 스트립형 보강적층체의 특성을 효과적으로 이용하는 실시예가 항공기 타이어, 트럭 및 버스 타이어, 승용차 타이어의 순으로 비교실시예로서 종래의 경사 교차 부재를 통한 벨트 보강의 경우와 함께 제4도에서 제6도에 도시되어 있다.
제4a도는 본 발명에 따라 5개의 스트립으로 구성된 스트립형 보강 적층체를 타이어 규격 H46×18.0R20인 항공기 타이어의 벨트의 적용하는 구체적인 실시예로서, 각 스트립의 보강요소로서 파동형 코드(재료 : 아라미드(kevlar) 3000 d/3, 엔드 카운트(end count) : 4.8코드/cm, 파장 40mm, 진폭 : 3mm)가 사용되고 있고, 코드의 위상은 이들 5개의 스트립에서 매번 1/2파장씩 변동되고 있으며, 반면에 제4b도는 5개의 경사 교차 코드층으로 구성된 종래의 벨트를 도시한 것이다. 상기 도면에서 도면 부호 B는 벨트층이고, 그에 붙은 첨자는 뼈대(도시 않음)로부터 고려된 적층 순서이다.
제5a도는 본 발명에 따라 4개의 스트립으로 구성된 스트립형 보강 적층체를 타이어 규격 1000R20인 트럭과 버스 타이어의 벨트에 적용한 구체적인 실시예로서, 각 타이어의 보강요소로서 파동형 코드(재료 : 아라미드(kevlar) 3000 d/3, 엔드 카운트 : 5.6코드/cm, 파장 : 15mm, 진폭 : 6mm)가 사용되고, 코드의 위상은 상기 4개의 스트립에서 매번 1/2파장씩 변동되고 있으며, 제5b도는 4개의 경사교차 코드층으로 구성된 종래의 벨트를 도시한 것이다. 이들 도면에서 도면 부호 C는 방사상 뼈대 플라이(ply)를 나타낸다.
제6a도는 본 발명에 따라 2개의 스트립으로 구성된 스트립형 보강 적층체를 타이어 규격 185/70 R13인 승용차 타이어의 벨트에 적용한 구체적인 실시예를 도시한 것으로서, 각 스트립의 보강요소로서 직경 0.3mm의 스틸 와이어가 사용되고 있으며, 제6b도는 2개의 경사진 교차 코드층으로 구성된 종래의 벨트를 도시 한 것이다.
제7도는 본 발명에 따른 스트립형 보강 적층체를 타이어의 비드 보강용 체이퍼로서 사용하는 구현예를 도시한 것이다. 이 타이어는 규격이 11R22.5이며, 본 발명에 따라 2개의 스트립의 스트립형 보강 적층체로 구성된 비드 보강용 체이퍼를 구성하고 있으며, 파장 20mm, 진폭 2.5mm인 파동형 로드(재료 : 나일론-6.6 1260 d/2)가 매번 1/2파장의 위상 변동 상태로 배열되어 있다. 제7도에서 도면 부호 13은 뼈대 플라이, 도면 부호 14는 비트 로어, 도면 부호 15는 강화 고무 및 도면 부호 16은 체이퍼이다.
또한, 본 발명에서 사용하는 용어 보강요소는 유기 섬유의 모노필라멘트 및 얀(yarn), 스틸 와이어 특히 황동 또는 동 도금된 스틸 와이어와 같은 금속 와이어, 그리고 금속 와이어 특히 스틸 코드의 다발을 포함한다는 뜻이다.
제8도는 본 발명에 따른 타이어의 주요 부분을 개략적으로 도시한 것으로서, 도면 부호 11은 트레드 고무, 도면 부호 12는 벨트, 및 도면 부호 13은 환상 뼈대 플라이이다. 본 발명에 따르면, 보강요소로서 나란히 배열된 다수의 파동형 또는 지그재그 코드 또는 필라멘트를 각기 포함하는 두 스트립 B1, B2로 구성된 스트립형 보강 적층체가 환상 뼈대(13)의 크라운 부분에 대한 보강 수단(즉, 벨트(12))으로서 트레드 고무(11)에 매립되어 있다. 제9도는 벨트(12)의 일부의 전개도이다. 또한, 보강요소의 방위는 타이어의 적도선과 평행 하다.
제9도에 예시된 구현예에서 각 스트립 B1, B2는 파동형으로 나란히 배열된 코드 또는 필라멘트의 다수의 보강요소가 보강요소보다 탄성률이 낮은 고분자 물질로 덮혀 있는 구성으로 되어 있다.
스트립 B1과 B2간의 보강요소의 파동 형태는 서로 위상이 변동된다. δ로 표시된 위상의 변동량은 벨트(12)의 전개 방향으로 다음과 같이 연속변화하고 있음이 중요하다.
δ1＜δ2＜δ3＜δ4＜δ5＜δ6＜δ7＜δ8＜δ9…
고속 회전 또는 중하중하에서 타이어의 회전중 타이어 직경의 팽창으로 인한 내구성 또는 회전 안정성의 감퇴를 방지하기 위하여, 벨트의 원주방향 강선을 강화시킬 필요가 있다. 이러한 목적으로 인접한 스트립간의 위상 변동량이 파동 또는 지그재그의 파장 λ에 대하여 3/8∼5/8λ인 것이 바람직하다. 제14도에서 제16도는 스트립 B1과 B2간의 보강요소의 위상 변동량이 3/8∼5/8λ의 범위인 스트립형 보강 적층체의 몇가지 구현예를 도시한 것이다. 이 경우, 스트립 B1과 B2의 각각을 구성하는 보강요소의 파장 λ는 실질적으로 동일하다.
경사진 교차 부재의 종래 적층체에서는 거의 직선으로 뻗어 있는 코드가 경사진 교차 부재에 서로 교차로 놓여 있으므로 그들이 코드 배열의 모든 방향의 입력에 대처할 수 있는 장점이 있다. 그러나 거의 직선으로 뻗어 있는 이들 코드는 경사진 교차 부재 폭방향의 전영역에 걸쳐 연속 배열되어 있으므로 적층체의 경사진 교차 부재간에 야기된 전단 변형이 각 코드의 자유단 근방에 집중하여 보강 효과를 감소시키고 또한 내구성을 감퇴시킨다.
반대로 본 발명에 따른 스트립형 보강 적층체에서는, 스트립간에 교차로 놓인 코드의 마디 영역 (2,2')에 의해 야기된 적층간의 전단강성도가 모든 방향의 입력에 대처하는 효과를 부여한다. 또한, 보강 부재로서의 코드 그 자체가 파동 또는 지그재그형을 가지므로 경사진 교차부재에 연속 배열된 거의 직선인 코드의 자유단이 스트립에 존재하지 않고, 따라서 적층간 선단 변형 파괴 또는 피로가 크지 않다.
더우기, 경사진 교차 부재를 구성하는 코드의 자유단 근방에 강성도가 극히 낮아지는 반면, 본 발명에 따른 스트립형 보강 적층체에서는 스트립의 전영역에 걸쳐 균일한 강성도를 성취할 수 있고, 특히 스트립의 양쪽 측면 모서리에 강성도 완화 영역이 구현될 수 있다.
스트립형 보강 적층체에서는 각 스트립의 각 보강요소가 인접한 다른 스트립에 포함된 적어도 2개의 보강요소에 교차로 놓여 있는 마디 영역을 갖는 것이 중요하다. 예를 들면, 하부 스트립의 단 하나의 보강요소가 있을때, 상부와 하부 스트립의 보강요소 상호간에 강성도의 차이가 야기되고, 측방의 보강 효과가 나타나지 않는다. 한편, 본 발명의 적층체에서는 보강 적층체의 전영역에 걸쳐 강성도가 실질적으로 균일하고 모든 방향의 보강 효과가 성취될 수 있다.
보강요소는 필요한 강성도를 고려한 설계에 따라 유기 섬유, 스틸 와이어 등과 같은 금속 와이어, 금속 와이어를 꼬아서 만든 코드 및 상기 코드를 적절히 꼬아서 만든 스트랜드 코드(strand cord)로 부터 적절히 선택된다. 금속 와이어 또는 코드에서는 고분자량 물질, 특히 고무에 대한 접착성을 개선시키기 위해 황동, 아연, 동 등의 도금을 실시할 수 있음은 당연한 일이다.
상술한 스트립형 보강 적층체는 공기 타이어에서 크라운 부분을 보강하는 벨트 또는 비디 부분을 보강하는 체이퍼 또는 플리퍼(flipper)에서와 같이 보강된 영역의 평면상에서 모든 방향의 힘에 대항하므로 타이어 내구성의 개선에 이용할 수 있다.
벨트의 원주 방향 강성도를 보강하기 위해서, 보강요소의 파장이 λ일때 인접한 스트립 B1과 B2간의 위상차가 3/8∼5/8λ인 것이 바람직하다. 제17도에 도시된 바와 같이, 위상차가 0일때, 보강부재의 배열방향으로 인장이 가해지면, 보강요소의 움직임이 동일 방향이고, 따라서 스트립간에 전단 변형이 야기되지 않고 강성도가 결손되게 된다. 다른 한편, 제18도에 도시된 바와 같이, 스트립 B1과 B2간의 위상차가 3/8∼5/8λ의 범위이내일때, 인장하에서 상부와 하부 스트립의 보강 요소가 반대 방향으로 움직여서 스트립간에 전단 변형이 야기되고 따라서 인장에 대한 억제력이 발전되어 벨트의 원주 방향강성을 강화시킨다. 이 경우, 보강요소의 방위는 타이어의 원주방향과 같을 필요가 있다.
제10도에 도시된 바와 같이, 예를 들어 위상 변동량이 1/4λ이고 벨트(12)의 전개방향으로 일정한 비교실시예에서는, 스트립 B1과 B2의 보강요소가 서로 교차하는 각도가 일정한 위치(l,m,n)가 존재한다. 결과적으로 이들 위치의 각각은 좌굴 파장이 벨트에서 보강요소의 파장과 같은 좌굴모드를 형성하는 좌굴점(buckling point) 이다.
전술한 바와 같이 좌굴모드가 형성될때, 하중하의 회전 또는 코너 회전시에 야기된 벨트(12) 접선 방향의 압축력에 의해 스트립은 쉽게 좌굴되고, 따라서 압축 피로가 야기된다.
반대로, 본 발명에 따른 스트립형 보강 적층체에서는, 벨트(12)에서 상부와 하부 스트립 B1과 B2의 보강체간의 위상 변동량이 제9도와 같이 연속적으로 변화하기 때문에 교차각이 일정하지 않으므로 주기적으로 좌굴점이 나타나지 않고, 따라서 보강요소의 압축 피로로 이어지는 좌굴 발생이 방지된다.
다음 실시예는 본 발명의 예시로서 주어진 것이지 본 발명을 한정하기 위함이 아니다.
실시예 1
타이어 규격이 H46×18.0R20이고 제4a도 또는 제4b도에 도시된 5개의 벨트 코드층으로된 벨트를 구성하는 항공기용 타이어 2개를 준비하였다.
제4a도의 벨트에서, 벨트층의 각각에 진폭 3mm 및 파장 40mm의 파동형 아라미드 코드(Kevlar 3000 d/3, 엔드 카운트 : 4.8 코드/cm)를 사용하여 층간의 파동형 코드의 위상이 매번 1/2파장씩 변하도록 하였다. 제4b도의 종래 실시예에서 직선형 아라미드 코드(Kevlar 3000 d/3, 엔드 카운트 : 4.8코드/cm)를 인접하는 로드간에 서로 교차하는 각도가 타이어의 적도선에 대하여 ±20°가 되도록 배열하였다.
이들 타이어 각각에 정상 내부 압력과 정상하중하에서 타이어를 OMPH로 부터 225MPH까지 구동한 후, 하중을 제거하는 FAA표준에 따른 테이크오프 시뮬레이견(takeoff simulation) 시험을 반복하였다. 제4b도의 종래 타이어에서는 상기 시험이 16번 반복되었을때, 타이어가 파열되었다. 반대로 제4a도의 타이어는 시험이 50번 반복된 후까지 완벽하게 구동하였다. 상기 시험이 끝난후, 타이어를 절개하여 벨트부분의 균열상태를 조사하였고, 그 결과를 다음 표 1에 제시하였다.
Figure kpo00001
실시예 2
타이어 규격이 l1/70 R22.5이고 다음 표2에 제시된 구조의 벨트를 구성하는 트럭 및 버스용 래디알 타이어 2개를 준비하여 내부압력 8.0kg/cm , 하중 5000kg하에서 65km/h의 주행속도로 문제가 발생할 때까지의 주행거리를 측정하였다.
Figure kpo00002
실시예 3
타이어 규격이 P235/75 SR15이고 다음 표 3에 제시된 구조의 벨트를 구성하는 승용차용 래디알 타이어 2개를 준비하여 고속시험을 실시하고 문제가 발생할때의 최대 속도를 측정하였다.
Figure kpo00003
또한, 타이어 규격이 PSR 175/70 SR13이고 다음 표 4에 제시된 2 또는 3개의 스트립으로 된 벨트를 구성하는 승용차용 타이어 6개를 준비하여 50000km를 주행시킨 다음, 스트립을 구성하는 각 보강요소(직경 0.5mm의 파동형 스틸 와이어)의 잔여강도를 측정하였다. 그리고, 강도 보존을 계산하여 표 4에 제시된 결과를 얻었다.
Figure kpo00004
또한, 타이어 규격이 PSR 175/70 SR13이고 다음 표 5에 제시된 파장 15mm의 파동형 스틸 와이어 또는 직선 코드로 각각 만든 2 또는 3개의 스트립으로 된 벨트를 구성하는 승용차용 타이어 6개를 준비하여 통상 내부압력과 통상 하중하에서 고속시험을 실시하고 150km/h 또는 200km/h시에 팽창량을 측정한다.
Figure kpo00005
주) 팽창량은 비교실시예 9를 100으로한 지수로 표시함
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 스트립형 보강 적층체는 고분자 복합재료에 대한 보강코어와 같이 보강된 면에 모든 방향으로 작용하는 힘에 대하여 폭방향으로 거의 균일한 저항을 일으킬 뿐만 아니라, 보강된 모서리 근방에 야기되기 쉬운 강성도의 차이를 상당히 완화시켜 분리, 균열등파 같은 문제점을 피할 수 있다.
따라서, 상기 스트립형 보강 적층체는 여러가지 차량, 항공기 또는 악조건에서 사용되는 차량용 공기 타이어의 여러부분을 보강하여 타이어 내구성을 개선하는데에 효과적으로 이용할 수 있다. 또한, 상기 스트립형 보강 적층체를 이용하므로써 환상 뼈대의 크라운 부분을 보강하기 위한 벨트의 보강요소에 야기되는 압축피로가 상당히 감소되므로 타이어의 내구성과 안정성을 더욱 개선할 수 있다.

Claims (11)

  1. 보강요소로서 동일 평면상에 파동형 또는 지그재그형으로 함께 배열된 다수의 코드 또는 필라멘트를 각기 포함하고 상기 보강요소보다 탄성률이 낮은 고분자물질로 덮혀있는 다수의 스트립의 적층구조를 가지며, 상기 각 스트립의 각 보강요소가 인접한 스트립에 포함된 2개 이상의 보강요소에 교차로 놓인 마디영역을 가지고, 상기 모든 스트립의 보강요소가 같은 방향으로 일치배열되어 있음을 특징으로 하는 스트립형 보강 적층체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 마디영역이 상기 적층체의 폭 및 길이 방향으로 분산 배열되어 있음을 특징으로 하는 스트립형 보강 적층체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 적층 구조의 각 스트립에서 파동형 또는 지그재그형 보강요소의 위상, 진폭 및 파장중의 하나 이상이 상호 인접한 스트립과 상이한 것을 특징으로 하는 스트립형 보강 적층체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 보강요소가 유기섬유로 만들어진 것을 특징으로 하는 스트립형 보강 적층체.
  5. 제1항에 있어서, 상기 보강요소가 스틸코드 또는 스틸 와이어로 만들어진 것을 특징으로 하는 스트립형 보강 적층체.
  6. 제1항에 있어서, 상기 고분자 물질이 고무인 것을 특징으로 하는 스트립형 보강 적층체.
  7. 제1항에 있어서, 상기 스트립중 하나의 보강요소와 다른 인접한 스트립의 보강요소간의 파동 또는 지그재그형에서의 위상은 보강요소의 파장이 λ일때 위상 변동량이 3/8∼5/8λ이도록 변동함을 특징으로 하는 스트립형 보강 적층체.
  8. 보강요소로서 동일 평면상에 파동형 또는 지그재그형으로 함께 배열된 다수의 코드 또는 필라멘트를 각기 포함하고 상기 보깅요소보다 탄성률이 낮은 고분자 물질로 덮혀있는 다수의 스트립으로 구성되어 있으며, 상기 각 스트립의 각 보강요소가 인접한 스트립의 2개 이상의 보강요소에 교차로 놓인 마디영역를 가지고, 상기 모든 스트립의 보강요소가 같은 방향으로 일치배열되어 있는 스트립형 보강 적층체를 보강수단으로 이용하고 있음을 특징으로 하는 공기 타이어.
  9. 제8항에 있어서, 케이싱 보강으로서 한쌍 이상의 비드코어 사이에 환상 뼈대가 뻗어있고, 상기 환상 뼈대의 크라운 부분에 대한 보강수단으로서 스트립형 보강 적층체가 구비되어 있음을 특징으로 하는 공기 타이어.
  10. 제8항에 있어서, 케이싱 보강으로서 한쌍 이상의 비드코어 사이에 환상 뼈대가 뻗어 있고, 상기 타이어의 비드부분에 대한 보강수단으로서 상기 스트립형 보강 적층체가 구비되어 있음을 특징으로 하는 공기 타이어.
  11. 케이싱 보강으로 한쌍 이상의 비드코어 사이에 뻗은 환상 뼈대를 구성하는 공기 타이어로서, 상기 환상 뼈대의 크라운 부분을 보강하는 벨트가 보강요소로서 같은 평면상에 같은 방향으로 파동 또는 지그재그형으로 배열된 다수의 코드 또는 필라멘트를 각기 포함하고 보강요소보다 탄성률이 낮은 고분자 물질로 덮혀 있는 스트립으로 각기 구성된 2개 이상의 벨트층으로 구성되어 있고 상기 2개의 스트립사이의 보강요소에서 파동 또는 지그재그형의 위상이 타이어의 원주방향의 위상 변동량이 연속적으로 변화되도록 변동하는 것을 특징으로 하는 공기 타이어.
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