KR100909170B1 - 하이브리드 코드로 제조된 카카스 위사부용 코드, 이를포함하는 타이어 카카스 및 래디알 타이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하이 모듈러스와 로 모듈러스 하이브리드 코드로 제조된 카카스 위사부용 코드 및 이를 포함하는 타이어 카카스 및 이를 적용한 승용차용 공기입 타이어에 관한 것으로, 본 발명에 의한 타이어 카카스가 적용된 승용차용 공기입 타이어는 상온 및 저온에서의 모듈러스가 우수하여 저속 및 고속에서의 내구성 및 조종안정성이 향상되었다.

카카스 위사부, 하이브리드 코드, 모듈러스, 공기입 타이어

Description

하이브리드 코드로 제조된 카카스 위사부용 코드, 이를 포함하는 타이어 카카스 및 래디알 타이어{Code for tire carcass weft with hybrid code, tire carcass and tire comprising the same}

본 발명은 하이브리드 코드로 제조된 카카스 위사부용 코드 및 이를 포함하는 타이어 카카스 및 이를 적용한 래디알 타이어에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하이 모듈러스와 로 모듈러스 하이브리드 코드로 제조된 카카스 위사부용 코드 및 이를 포함하는 타이어 카카스 및 이를 적용한 승용차용 공기입 타이어에 관한 것이다.

타이어에서 벨트는 주행 중 지면으로부터 전달되는 응력을 분산하고, 타이어의 접지형상을 유지시켜 우수한 주행, 마모, 제동 성능을 가질 수 있도록 해주는 매우 중요한 요소이다. 특히, 보강벨트는 이러한 벨트의 유동을 잡아주고 타이어 주행 시 최적의 벨트 형상을 유지시켜 타이어가 항상 좋은 벨트형상을 유지하고 좋은 타이어 성능을 갖도록 하는 역할을 한다.

이러한 보강벨트 코드에 요구되는 주요특성은 내열접착력, 수축력, 상온 및 고온에서의 모듈러스 등이 있다. 이 중에서 내열접착력은 보강벨트가 사용되는 위치의 특성상 타이어에서 가장 발열이 심한 트레드와 벨트 사이에 위치하여 주행 중 많은 시간 동안 고온에 의한 노화를 받기 때문에 타이어의 내구성과 관련이 가장 많은 물성이라고 할 수 있다.

또한, 모듈러스는 일반적으로 승차감, 조종안정성 등과 상관성이 큰 물성이다. 즉, 모듈러스가 큰 타이어 코드일수록 외부로부터 전해지는 힘에 의한 벨트의 형상 변화를 줄여주는데 유리한 역할을 하며, 이러한 외력으로부터의 형상유지는 본래 설계된 타이어의 성능을 유지할 수 있는 것으로 주행성능의 유지에 지대한 영향을 준다.

타이어의 주행성능에 영향을 줄 수 있는 또 다른 요인으로는 타이어 주행 시 발생되는 열이 있다. 일반적으로 모든 물질은 온도가 상승함에 따라 모듈러스는 감소한다. 보강벨트의 모듈러스도 타이어의 주행속도가 증가함에 따라 내부온도가 상승되어 감소하게 되는데, 고온에서의 모듈러스 저하는 곧 고온에서의 타이어 성능 저하로 이어지게 되므로, 고온에서의 모듈러스를 유지하는 것이 매우 중요한 소재의 요구특성이라 할 수 있다.

일반적으로 승용차용 타이어에 널리 사용되고 있는 코드는 레이온과 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 나일론 등이 있다. 여기서 PET 코드는 내열 접착력이 불리하고 고온에서의 모듈러스 저하가 커 보강벨트로의 사용이 곤란하다. 또한 레이온의 경우 수축 관련 거동이 전혀 없고, 고온에서 오히려 코드의 길이가 늘어 벨트를 잡아주지 못하여 사용이 곤란하다. 마지막으로, 현재 가장 널리 사용되고 있 는 나일론의 경우, 나일론 6 대비 내열성능이 우수한 나일론 66를 주로 사용하고 있는 바, 나일론 66는 내열접착성이 우수하고, PET나 나일론 6에 비해 고온에서의 모듈러스 저하가 적다는 장점으로 현재까지 세계적으로 가장 많이 사용되고 있는 보강벨트 소재이다. 그러나, 나일론의 특성상 기본적인 모듈러스가 매우 낮아 조종안정성 향상 측면에서는 어느 정도의 한계가 있다.

현재까지 보강벨트용으로는 상기 내용처럼 장단점을 보완한 아라미드 코드(Aramid Cord), 아라미드 하이브리드 코드(Aramid Hybrid Cord), 폴리에틸렌나프탈렌 코드(PEN Cord)등이 쓰이고 있으나 가격 경쟁력에서 상당한 부담을 가지게 되어 일부 고급 타이어에만 적용되고 있는 실정이다.

타이어에서 카카스는 골격이 되는 부분으로 타이어 코드지로 된 포층 전체를 카카스라 고 한다. 카카스는 타이어 내부의 공기압, 하중 및 충격에 견디는 역할을 한다. 이 중 카카스를 가로지르는 위사부(카카스의 수직방향을 구성하는 코드)는 코드 제조 시 경사간 간격을 균일하게 하면서 경사간 꼬임이 가공시 일어나지 않도록 역할을 하고 있으며, 위사에 사용되는 재질은 코어 부분에 나일론, 커버링에 단섬유로 되어 있는 Olboplast등이 사용되고 있고 물성이 매우 약하여 타이어 성능에 미치는 영향은 미미하였다.

상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 하나의 목적은 카카스의 위사에 사용되어 타이어의 내구성 및 조정안정성을 향상시킬 수 있는 타이어 카카스 위사부용 코드를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 타이어 위사부를 포함한 타이어 카카스 및 이를 적용한 타이어를 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은 하이 모듈러스와 로 모듈러스 하이브리드 코드를 이용한 타이어 카카스 위사부용 코드와 이를 포함하는 타이어 카카스에 관계한다.

다른 양상에서 본 발명은 상기 타이어 카카스를 적용한 승용차용 공기입 타이어에 관계한다.

본 발명의 의한 타이어 카카스 및 이를 적용한 승용차용 공기입 타이어는 상온 및 저온에서의 모듈러스가 우수하여 저속 및 고속에서의 내구성 및 조종안정성이 향상되었다.

이하에서 도면을 참고하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 카카스 위사부를 포함하는 타이어 카카스 및 이를 적용한 승용차용 공기입 타이어의 절개도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명은 고무무층(1), 보강벨트부(2), 벨트(3,4) 및 상기 카카스부(5)를 가로지르는 위사부를 포함하는 공기입 타이어 있어서, 상기 위사부용 코드가 하이 모듈러스(High Modulus)- 로 모듈러스(Low Modulus) 하이브리드 코드로 제조된 것을 특징으로 한다.

상기 위사부는 상기 카카스부(5)의 수직방향을 구성하는 코드이다.

상기 하이브리드 코드는 코드 연사 공정에서 서로 다른 모듈러스를 가지고 될 수 있으나, 상기 하이브리드 코드의 하이 모듈러스 코드는 20 g/Denier 이상이고, 로 모듈러스 코드는 2 ~12 g/Denier 인 것이 바람직하다.

상기 하이 모듈러스 코드가 20 g/Denier 미만이면 타이어 성능에 대한 영향이 미미한 문제가 있고, 로 모듈러스 코드가 2 미만이면 하이브리드 코드가 너무 경직(stiffness)되어 내피로성능에 문제가 있다.

상기 하이브리드 코드에서 하이 모듈러스 코드 및 로 모듈러스 코드는 각각 840 내지 1260 데니어의 정량섬도를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 하이브리드 코드에서 하이 모듈러스 코드 및 로 모듈러스 코드의 꼬임수에 있어서도 특별한 제한이 있는 것은 아니지만 바람직하게는 240 내지 480TPM의 꼬임수를 갖는 것이 좋다.

상기 카카스 위사부용 코드를 카카스 위사에 사용하여 카카스 코드를 제조할 수 있다.

상기 하이브리드 코드는 카카스 위사배열이 2 내지 10 EPI(end per inch)일 수 있고, 3 ~ 5 (EPI) 인 것이 바람직하다.

상기 하이 모듈러스 코드가 레이온, PBO (poly(p-phenylene-2,6-benzobisoxazole)), 아라미드(Aramid), 폴리비닐알코올(PVA), 또는 탄소섬유(Carbon Fiber) 중 하나 이상이고, 로 모듈러스 코드는 나일론 6, 나일론 66, 또는 나일론 46 중 하나 이상일 수 있다.

다른 양상에서 본 발명은 상기 타이어 카카스 위사부를 포함하는 승용차용 공기입 타이어에 관계한다.

상기 하이 모듈러스와 로 모듈러스 하이브리드 코드로 제조된 카카스 위사부를 적용한 승용차용 타이어는 카카스부가 보강벨트 역할을 분담할 수 있으므로 캡플라이(Cap Ply)에 기존의 나일론을 쓰더라도 카카스 위사부의 하이브리드 코드로 인해 주행 중 상온에서의 모듈러스의 향상과 고온에서의 모듈러스 저하문제를 개선함으로써 저속 및 고속 내구 성능 및 조종안정성을 동시에 향상시킬 수 있다.

본 발명에 의한 하이브리드 코드로 제조된 카카스 위사부를 포함하는 타이어를 제조하는 방법은 다음과 같다.

먼저 하이 모듈러스 및 로 모듈러스 칩을 각각 방사시킨 다음, 통상의 나일론 코드 제조에서와 비슷한 조건에서 연사, 재직 및 열처리를 수행하여 카카스 위사부로서 사용한다.

그 다음, 상기 코드를 적용한 공기입 래디알 타이어를 제조한다.

이하에서는 구체적인 실시예와 비교예를 들어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 다만, 이는 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

하이 모듈러스 코드로서 아라미드, 로 모듈러스 코드로서 나일론 66을 1 : 1 (D/1)로 연사하여 하이브리드 코드 (D/2)로 만들어 통상의 나일론 코드 제조에서와 비슷한 조건에서 재직 및 열처리를 수행하여 카카스 위사부 코드를 제조하였다.

비교예 1

현재 일반적으로 사용되는 Olboplast를 사용한 카카스 위사부 코드를 비교예 1로 사용하였다.

하기 표 1에 상기 실시예1 및 비교예 1의 카카스 위사부 코드의 물성 실험을 한 결과를 나타내었다.

실시예 2, 실시예 3 및 비교예 2

상기 실시예 1 및 비교예 1에 의해 제조된 카카스 위사부를 표 2와 같이 구성으로 하여 승요차용 공기입 타이어를 제조하고, 제조된 타이어의 고속 주행 내구성 평가 (ECER 30) 및 초기 조정안정성 평가, 고속주행 후 주행 안정성 평가를 다음과 같이 수행하였으며, 그 결과를 다음 표3에 나타내었다.

(1) 고속 주행 내구성 평가 (ECER 30)

고속 주행 내구성 시험법인 ECER30에 의거 평가하였다.

(2) 초기 조정안정성 평가

평가에 필요한 타이어를 취부한 차량을 조정안정성 변화를 감지할 우 있는 전문적인 실험 운전자가 조정하며, 조정안정성의 정도를 파악한다,

여기에서 초기 조정안정성은 타이어 취부 초기의 조정안정성능을 측정한 것이었다.

(3) 고속 주행 후 주행안정성 평가는 평가용 타이어를 160km/hr로 30분 주행 후 타이어가 예열된 상태에서의 조정안정성을 측정한 것이다.

상기 표3의 결과에서 보는 바와 같이, 실시 예2 및 3은 고속 주행 내구성, 저속 및 고속 주행에서의 조종안정성이 우수한 반면, 비교예 2는 고속 주행 내구성, 저속 및 고속 주행에서의 조종안정성이 떨어지는 결과를 나타낸다.

도 1은 타이어의 절개도를 나타낸다.

[도면의 주요부분에 대한 설명]

1 : 고무층, 2 : 보강벨트층 3, 4 : 벨트층

4 : 벨트층 5 : 카카스층

Claims (6)

1. 하이 모듈러스(High Modulus)와 로 모듈러스(Low Modulus) 하이브리드 코드로 제조된 승용차용 타이어 카카스 위사부용 코드.
2. 제 1항에 있어서, 상기 하이브리드 코드의 하이 모듈러스 코드는 20 g/Denier 이상이고, 로 모듈러스 코드는 2 ~ 12 g/Denier 인 것을 특징으로 하는 타이어 카카스 위사부용 코드.
3. 제 1항에 있어서, 상기 하이 모듈러스 코드가 레이온, PBO (poly(p-phenylene-2,6-benzobisoxazole)), 아라미드(Aramid), 폴리비닐알코올(PVA), 또는 탄소섬유(Carbon Fiber) 중 하나 이상이고, 로 모듈러스 코드가 나일론 6, 나일론 66, 또는 나일론 46 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 타이어 카카스 위사부용 코드.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 따른 타이어 카카스 위사부용 코드를 포함하는 타이어 카카스.
5. 제 4항에 있어서, 상기 타이어 카카스가 상기 위사부용 코드의 위사 배열이 2 내지 10 EPI(end per inch)인 것을 특징으로 타이어 카카스.
6. 제 5항에 따른 타이어 카카스를 포함하는 것을 특징으로 하는 승용차용 공기입 타이어.

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