KR102603167B1

KR102603167B1 - 공기입 타이어용 코드지

Info

Publication number: KR102603167B1
Application number: KR1020220018127A
Authority: KR
Inventors: 권오석; 박성엽; 한건호
Original assignee: 효성첨단소재 주식회사
Priority date: 2022-02-11
Filing date: 2022-02-11
Publication date: 2023-11-16
Anticipated expiration: 2042-02-11
Also published as: KR20230121366A; WO2023153663A1

Abstract

본 발명은 공기입 타이어용 타이어용 코드지에 관한 것으로 중앙부에서 변부방향으로 갈수록 EPI(End per Inch)가 한번 이상 증가했다가 감소하고, 최변부의 EPI가 중앙부 및 중앙변부의 EPI보다 낮게 설계되어 압연물의 EPI가 균일해져 완제품 타이어의 덴트(Dent) 불량을 최소화 시키며 유니포미티(Uniformity) 성능을 향상시켜 고속 주행시 안정감을 주는 효과가 있다.

Description

공기입 타이어용 코드지{Cord fabric for pneumatic tire}

본 발명은 압연물의 EPI가 균일해지도록 중앙부에서 변부방향으로 갈수록 EPI(End per Inch)가 한번 이상 증가했다가 감소하고, 최변부의 EPI가 중앙부 및 중앙변부의 EPI보다 낮게 설계된 공기입 타이어용 코드지에 관한 것이다.

PCR 타이어에 사용되는 섬유 타이어 코드는 크게 2종류로 나뉘는데, 하나는 타이어 구조 단면 상 스틸벨트 위에 위치하는 캡플라이 (Cap Ply) 이고, 다른 하나는 타이어 구조 단면 방향으로 위치하는 바디플라이 (Body Ply) 가 그것이다. 둘의 용도는 서로 다른데, 캡플라이는 주행 중 스틸코드 (Steel Cord) 가 원심력에 의해 이탈되는 것을 방지하기 위한 용도로 사용되고, 타이어 주행 방향으로 감아서 사용하게 된다. 바디플라이는 공기입 타이어의 형상 유지에 필수적인 요소로 공기압을 규정 이상으로 넣어도 더 이상 타이어 외경이 성장하지 않도록 하는 역할과 타이어의 핸들링, 라이딩 성능을 유지시키는 역할도 담당하며, 타이어 주행 방향에 수직인 방향으로 감아서 사용한다. 이중에서 바디플라이는 타이어 성능을 좌지우지하고 안전을 책임지는 중요한 역할을 수행하므로 주행 중 바디플라이가 외력에 의해 손상을 입지 않도록 하기 위해 사이드월 (Sidewall) 이라는 질긴 고무 부재를 코드 위에 덧대서 바디플라이를 충격으로부터 보호하기도 한다.

바디플라이는 큰 공기압력을 버텨야 하는 만큼 공기입 타이어 내에서 일정한 간격으로 배열되어 골고루 압력을 감당하는 것이 중요한데, 만약 일정한 간격으로 코드가 배열되지 않은 상태로 타이어가 만들어진 뒤 공기를 주입하면 코드의 간격이 상대적으로 좁은 곳의 개개의 코드들은 다른 부위보다 상대적으로 적은 양의 공기압력을 배분받기 때문에 타이어 외관 측면에서 다른 부분보다 움푹 들어가 보이는 Dent 불량 (도 1) 이 발생하게 된다. 또한 타이어는 차량에 장착된 뒤 고속 회전하게 되는데, 만약 코드의 간격이 일정하지 않을 경우 고속 회전시 타이어의 강성이 불규칙하게 분포되어 타이어에서 소음이 유발되거나 차체가 흔들리는 등의 성능 불량으로 연결되기도 한다.

이런 불량을 미연에 방지하기 위해 타이어 제조사는 코드 제조사에게 특정 간격으로 코드를 배치, 고정해줄 것을 요구하고 있고, 이는 일반적으로 타이어 제조사의 제조물 요구사항에 기록되어 있으며, 코드 제조사는 요구사항을 만족하기 위해 위사를 이용해서 씨실인 코드가 특정 간격을 유지할 수 있도록 고정한 뒤 코드지를 제조, 공급하고 있다.

현행 코드 제조사들은 통상적으로 타이어 제조사의 요구사항에 맞춰 변부부터 중앙까지 거의 일정한 EPI를 가지도록 제품을 만들어 공급 중이고, 타이어 제조사는 공급받은 코드지에 약 90℃의 고무를 얇게 입힌 뒤 상온으로 식히는 압연 공정을 통해 압연물을 제조한다. 이때 코드지의 폭은 압연물의 폭보다 2~5cm 정도 작으며 압연물의 폭은 통상 150cm 안팎의 폭을 가진다.

압연 공정에 사용되는 고무 물질은 온도가 높은 상태에서는 팽윤되고 흐름성이 좋지만, 온도가 낮아지면 서서히 수축되면서 흐름성이 줄어드는 유변학적 특징이 있다. 타이어 제조사는 압연 공정에서 코드지를 압연할 때 고무의 유변 특성을 활용하기 위해 충분히 높은 온도의 고무를 투입하여 코드지를 압연하는데, 고온 하에서 흐름성이 좋아진 고무는 코드 사이에 침투하여 코드 사이에서 고무 Bridge를 형성하고 코드 표면에 처리되어 있는 접착제와의 점착력도 증가시키는 역할을 한다.

압연 공정에서 고무와 코드를 결합시키는 데 사용하는 메인 Roll의 중앙 부위는 변부 대비 약 3~8/1000 수준의 구배를 가지도록 볼록하게 만들어지고 약 90℃의 표면 온도를 가지는데, 이는 앞서 언급한 바처럼 고무의 온도에 따른 유변 특성을 활용하기 위함이다. 이를 감안하여 압연물의 거동을 부위별로 좀 더 자세히 살펴보면, 압연물 중앙부는 압연롤을 통과하면서 중앙부 구배에 의해 상대적으로 얇게 압연된 이후 온도가 상온으로 떨어지면 고무가 수축하며 목표했던 두께를 보이게 된다. 압연물의 다른 부분도 압연물의 온도가 낮아지면서 수축하지만 중앙부에서 어느 정도 거리를 벗어나면 목표했던 두께를 상회하는 수준이 된다.

코드지는 압연 공정에 투입되는 만큼 당연히 투입 고무의 거동을 따르게 되고, EPI 역시 고무의 수축과 압연롤 구배의 영향을 받아서 최종 압연물 EPI를 형성한다. 압연물의 수축 거동은 고무의 수축 거동만 따르게 되는데, 폭 방향으로 수축하지 않는 코드가 고무의 사이사이에 일정치 않은 간격으로 배치되어 있기 때문에 압연물 전폭의 수축 거동은 더욱 복잡해진다.

이를 단순하게 이해하기 위해 종래의 설계 기술로 제조된 코드지가 압연에 투입된다고 가정한다면, 중앙부와 변부까지의 EPI 분포가 균일한 상태이고, 압연기를 통과하게 되면서 중앙부와 최변부는 고무의 수축 거동에 맞춰서 압연기 통과 이전보다 EPI가 높아지고, 특히 최변부의 경우 한 쪽이 비어있어서 수축을 방해하는 중량이 없으므로 수축의 정도가 훨씬 커질 수 있다.

타이어 제조 공정에 사용하기 위해서는 압연물의 두께가 중앙부부터 변부까지 균일해야 하므로 고무의 수축으로 인해 두꺼워진 부위를 목표 두께로 낮추기 위해 이러한 불균질한 부위를 기계적으로 잡아당길 필요가 발생하였고, 현재 압연 설비 내에는 Expander Roll (일명 바나나롤), 트리오칸터 등의 여러 종류의 확폭 장치를 운영하고 있다.

앞서 여러 번 언급했듯이 압연물은 변부에 가까울수록 두꺼워지는 경향이 있고, 이는 확폭 장치로 압연물을 늘여서 목표 두께와 EPI에 근접하도록 작업할 수 있다. 그러나 압연물의 고무가 균질하지 않거나 확폭장치를 과도하게 운영하거나 하는 경우 압연물의 두께와 EPI 변화가 폭 방향으로 일정치 않게 되고, 그 정도가 심한 경우는 확폭 작업 도중 코드와 고무 간의 점착 결합이 떨어져 버릴 수 있다. 압연물은 확폭만 가능할 뿐 수축되지 않는다는 특징이 있고, 압연물은 코드와 고무가 점착되어 있기 때문에 한 번 압연된 고무와 코드는 분리하는데 드는 시간과 비용이 크므로 재활용 또한 어렵다. 결국 확폭 작업이 잘못된 압연물은 모두 스크랩 대상이 되므로 오랜 기간 숙련된 압연 기술자라 하더라도 확폭 작업에 소극적일 수 밖에 없다. 그리고 만약 압연물의 변부 EPI가 높게 작업된 경우는 다음 공정인 재단 공정에서 변부쪽 문제 부위를 수작업으로 제거해서 해결할 수 있으나 압연물의 두께가 균일하지 못한 경우는 공정 상에서 이를 해결할 마땅한 방법이 없으므로 일정한 두께 확보를 우선시 하고 변부 EPI 불량은 대개 미해결인 채로 방치된다. 결국 이런 이유로 일반적인 압연물의 EPI 경향은 전폭 방향으로 측정했을 때 양쪽 변부가 중앙부 대비 점차 높아지는 U자 형태를 띠게 된다.

특히 압연물의 총폭 약 150cm 중에서 양쪽 최변부 약 10cm 구역의 EPI가 급격히 높아지는 형태 (도 2 내지 4에서 비교예 1~3의 압연물 EPI 분포 결과 참조)를 보이는데, 이는 완제품 타이어 또는 타이어 제조 공정 상에서 다음과 같은 문제를 야기하는 원인이 된다.

공기입 승용타이어는 구름 방향에 수직인 방향으로 코드를 배치하여 고속 안정성을 확보하는데, 이를 성형공정에서 연속으로 작업하기 위해서는 압연물을 일정 길이로 재단한 뒤 고무의 점착력을 이용해서 재단된 압연물의 변부를 Joint하는 재단 공정이 필수적이고, 이때 일반적으로 변부와 변부를 일정량 서로 겹치는 Overlap Joint 방식이 사용된다. 그러나 Overlap Joint 방식은 앞서 설명한 것처럼 압연물의 최변부끼리 겹치는 방식이므로 결국 Joint 된 부분은 다른 부분보다 코드 밀도가 높아지게 되고, 해당 Joint 부분이 완제품 타이어에서 강성 분포 불균일을 야기하며 완제품 상에서 Overlap 위치가 옴폭 들어가 보이는 Dent 불량으로 연결될 수 있고, 타이어 제품의 Uniformity 성능 불량으로도 연결될 수 있다. 따라서 준비공정 작업자들은 변부끼리 Joint가 되기 전에 수시로 변부 EPI의 상태를 확인하여 EPI가 공정 허용 수준 이상이면 압연물의 변부를 제거한 뒤 Joint 작업에 투입되도록 조치하고 있으나 이는 결국 작업자의 숙련도에 의존하는 조치 방법이므로 근본적인 조치가 되지 못하고, 따라서 현재 취하고 있는 조치 만으로는 자원이 낭비되는 것을 막기 어렵다.

이런 문제를 일찌감치 알고 있었던 타이어 제조사들은 코드지의 Joint 방법을 Overlap 방식이 아닌 Butt 방식으로 변경하는 방법을 개발, 적용하고 있으나 Overlap 방식이 Butt 방식에 비해 생산 속도가 약 2배 정도 빠르고, 저속 타이어에서는 상기 불량이 큰 성능 저하를 유발하지 않는다는 이유로 Butt Joint 방식은 보편 적용되지 못하고 일부 고성능 타이어용 코드지 생산에만 적용되는 실정이다.

코드 제조사들 역시 이런 문제점을 보완하기 위해 코드지에 다양한 EPI를 부여하는 방식을 개발하여 압연물 변부 EPI 증가를 억제하고자 했으나 종래의 생산 Target이 코드지 EPI의 균일화였던 만큼 종래 기술로는 상기 문제가 완전히 해결되지 않았다. 이에 특허문헌 1은 상기 문제 해결을 위해 중앙부에서 변부로 갈수록 EPI가 낮아지는 코드지 구성을 제안하였으나 이는 압연 Roll의 구배와 고무 수축 특성으로 인해 중앙부, 중앙변부, 최변부의 수축 현상이 각각과 다르다는 것을 반영하지 못한 기술로서 실제 상기 제안 내용을 적용할 경우 중앙부 주변의 EPI가 필요 이상으로 크게 유동하면서 전폭의 EPI가 고르지 않은 한계가 있다.

대한민국 공개특허 제 10-2000-0040986호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 중앙부에서 변부방향으로 갈수록 EPI가 한 번 이상 증가했다가 감소하되, 최변부의 EPI가 중앙부 및 중앙변부의 EPI보다 작도록 공기입 타이어용 코드지를 설계하여 EPI가 균일한 압연물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기입 타이어용 코드지는 폭 방향으로 정중앙에 위치하는 중앙부; 중앙부의 양측으로 배치되는 중앙변부; 및 중앙변부에 접하여 최외각에 양측으로 배치되는 최변부를 포함한다. 이때, 중앙부에서 변부방향으로 갈수록 EPI가 한 번 이상 증가했다가 감소하되, 최변부의 EPI가 중앙부 및 중앙변부의 EPI보다 작다.

상기 중앙부는 1개 이상의 구간으로 분할되고, 상기 중앙변부는 1개 이상의 구간으로 분할되고, 상기 최변부는 2개이상의 구간으로 분할될 수 있다.

중앙변부는 2개 이상의 구간으로 분할되고, 2개 이상의 구간 중 적어도 하나의 구간의 EPI가 중앙부의 EPI보다 클 수 있다.

상기 중앙변부의 EPI가 상기 중앙부의 EPI보다 작을 수 있다.

상기 최변부의 변칙율이 94%~100%; 상기 최변부의 변칙율 감소량 합계가 -8%~0%; 및 상기 중앙부, 중앙변부 및 최변부의 변칙율 감소량 합계가 -16%~0% 일 수 있다.

본 발명에 따른 공기입 타어어용 코드지를 압연하여 제조된 압연물은 균일한 EPI를 가지므로 변부끼리 오버랩 조인트(Overlap Joint)를 하더라도 조인트 부위의 강성 변화가 최소화되어 완제품 타이어의 덴트(Dent) 불량을 최소화 시키며 유니포미티(Uniformity) 성능을 향상시켜 고속 주행시 안정감을 주는 효과가 있다.

도 1은 덴트 불량이 생긴 타이어의 사진이다.
도 2는 비교예 1의 코드지 및 압연물의 EPI 분포 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3은 실시예 1의 코드지 및 압연물의 EPI 분포결과를 나타낸 그래프이다.
도 4는 비교예 2의 코드지 및 압연물의 EPI 분포 결과를 나타낸 그래프이다.
도 5 는 실시예 2의 코드지 및 압연물의 EPI 분포결과를 나타낸 그래프이다.
도 6은 비교예 3의 코드지 및 압연물의 EPI 분포 결과를 나타낸 그래프이다.
도 7 은 실시예 3의 코드지 및 압연물의 EPI 분포결과를 나타낸 그래프이다.
도 8는 비교예 4의 코드지 및 압연물의 EPI 분포결과를 나타낸 그래프이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다.

공기입 타이어용 코드지의 전체폭은 경우에 따라 다르지만 대개의 경우 약 150cm 이다. 이하 설명을 용이하게 하기 위해 코드지의 전체폭을 약 150cm로 상정하나, 코드지의 전체폭이 이에 한정되는 것은 아니며 150cm보다 클 수도 작을 수도 있다.

코드지의 전체폭이 약 150cm 일 때, 중앙부의 폭은 약 80cm 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 80cm 보다 클 수도 작을 수도 있다. 중앙부의 폭이 약 80cm일 때 중앙부는 1개 이상의 구간으로 분할될 수 있으며, 이때 각 구간의 폭은 약 80cm일 수 있다.

코드지의 전체폭이 약 150cm 일 때, 중앙변부의 폭은 약 25cm 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 25cm 보다 클 수도 작을 수도 있다. 중앙변부의 폭이 약 25cm일 때 중앙변부는 1개 이상, 2개 이상 또는 3개 이상의 구간으로 분할될 수 있으며, 3개의 구간으로 분할되었을 때, 각 구간의 폭은 약 8.3cm일 수 있다.

코드지의 전체폭이 약 150cm 일 때, 최변부의 폭은 약 10cm 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 10cm 보다 클 수도 작을 수도 있다. 최변부의 폭이 약 10cm일 때 최변부는 2개 이상 또는 3개 이상의 구간으로 분할될 수 있으며, 3개의 구간으로 분할되었을 때, 각 구간의 폭은 약 3.3cm일 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 오버랩 조인트 방식은 압연물의 최변부끼리 겹치는 방식이므로, 최변부의 EPI변화를 섬세하게 조절해야 할 필요가 있다. 따라서, 중앙부 및 중앙변부에 비해 최변부를 간격 대비 더 많은 구간으로 분할되게 하였다.

본 발명에 따른 공기입 타이어용 코드지의 EPI는 중앙부에서 변부방향으로 갈수록 한 번 이상 증가했다가 감소하되, 최변부의 EPI가 중앙부 및 중앙변부의 EPI보다 작다. 코드지의 EPI가 중앙부에서 변부방향으로 갈수록 한번 이상 증가했다가 감소하도록 설계한 것은 압연 롤의 구배와 고무의 수축 특성으로 인한 중앙부와 중앙변부의 수축 현상이 다르게 나타나는 것을 고려한 것으로 압연물의 중앙부 주변 EPI를 균일하게 하기 위함이다. 최변부의 EPI가 중앙부 및 중앙변부의 EPI보다 작도록 설계한 것은 압연 시 최변부의 경우 최외각에 배치되어 있어 일 측이 비어있어 수축을 방해하는 중량이 없어 중앙부 및 중앙변부 보다 더 많이 수축될 수 있기 때문이다. 따라서, 본 발명은 코드지 전폭에 걸쳐 EPI를 균일하게 설계하지 않은 바 타이어 제조사에서 코드지 수입검사시 EPI분포가 우수한 제품으로 평가받지는 못할 수 있으나, 본 발명에 따른 코드지를 압연하여 제조된 압연물의 EPI분포 결과는 우수하게 평가될 수 있다.

이하, 설명을 용이하게 하기 위해 전체 폭이 150cm인 공기입 타이어용 코드지를 전체 폭에 걸쳐 총 13구간으로 분할한다. 총 13개의 구간은 A(좌), B(좌), C(좌), D(좌), E(좌), F(좌), G, F(우), E(우), D(우), C(우), B(우) 및 A(우) 이며, A(좌)와 A(우)는 G의 중심선을 기준으로 서로 좌우 대칭이며 이는 B 내지 F구간도 마찬가지이다.

먼저, G 구간은 중앙부를 1개의 구간으로 분할한 구간으로 폭 간격은 약 80cm이다.

F(좌), E(좌), D(좌)는 중앙부의 좌측에 배치된 중앙변부를 폭 간격이 같은 3개의 구간으로 분할한 구간들로 중앙부와 가까운 순서대로 F(좌), E(좌), D(좌)으로 명명하였다. F(우), E(우), D(우)는 중앙부의 우측에 배치된 중앙변부를 폭 간격이 같은 3개의 구간으로 분할한 구간들로 중앙부와 가까운 순서대로 F(우), E(우), D(우)으로 명명하였다. F(좌), E(좌), D(좌), F(우), E(우), D(우) 각각의 폭 간격은 약 8.3cm이다.

C(좌), B(좌), A(좌)는 중앙부의 좌측에 배치된 중앙변부에 접하여 최외각에 배치된 최변부를 폭 간격이 같이 3개의 구간으로 분할한 구간들로 중앙부의 좌측에 배치된 중앙변부와 가까운 순서대로 C(좌), B(좌), A(좌)으로 명명하였다. C(우), B(우), A(우)는 중앙부의 우측에 배치된 중앙변부에 접하여 최외각에 배치된 최변부를 폭 간격이 같이 3개의 구간으로 분할한 구간들로 중앙부의 우측에 배치된 중앙변부와 가까운 순서대로 C(우), B(우), A(우)으로 명명하였다. C(좌), B(좌), A(좌), C(우), B(우), A(우) 각각의 폭 간격은 약 3.3cm이다.

단, 압연물의 경우 코드지와 전체 폭이 동일하지 않으므로 코드지의 각 구간과 비례하도록 압연물을 전체 폭에 걸쳐 13개의 구간으로 분할하였다.

이와 같은 구간들은 설명을 용이하게 하기 위해 임의로 설정한 구간이며, 13개 보다 더 많거나 적게 구간을 분할할 수 있으며, 각 구간의 간격도 더 크거나 작게 설정할 수 있다.

이하, 변칙율 및 변칙율 감소량에 대해 정의한다.

각 구간의 EPI를 G구간의 EPI로 나누고 이에 100을 곱한 것을 각 구간의 변칙율이라 정의한다. 예를 들어 A구간의 EPI가 31.1(本/In)이고 G구간의 EPI가 32.0 (本/In)일 때 A구간의 변칙율은 31.1/32.0 * 100 = 97.2(%) 이다. 변칙율이 100 %에 가까울수록 EPI가 균일한 것으로 볼 수 있다.

압연물 최변부의 EPI가 공정허용범위에 속하고 중앙부 EPI와 유사하도록 하기 위해선 코드지 최변부의 변칙율이 94% 내지 100% 일 수 있다.

변칙율 감소량(%)은 각 구간의 변칙율에서 G방향으로 인접한 구간의 변칙율을 감산한 값으로 정의한다. 예를 들어 B(좌)의 변칙율이 97.2 % 이고 C(좌)의 변칙율이 97.8 %라면, B(좌)와 C(좌)사이의 변칙율 감소량은 97.2 - 97.8 = -0.6 % 이다. B(좌)의 변칙율에서 C(좌)의 변칙율을 감산한 것은 C(좌)가 B(좌)보다 G와 인접해 있기 때문이다. D(우)의 변칙율이 98.4 % 이고 E(우)의 변칙율이 100.5 % 라면 D(우)와 E(우)사이의 변칙율 감소량은 98.4 - 100.5 = -2.0 % 이다. D(우)의 변칙율에서 E(우)의 변칙율을 감산한 것은 앞서 설명한 것과 마찬가지로 E(우)가 D(우)보다 G와 인접해 있기 때문이다.

압연물의 모든 구간의 EPI가 공정허용범위에 속하고 EPI가 균일하게 하기 위해 코드지 최변부의 변칙율 감소량 합계가 -8% 내지 0%, -6% 내지 0%, -4% 내지 0% 또는 -2% 내지 0% 일 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

코드지 샘플 제조

실시예 1, 비교예 1 및 비교예 4

생산 LOT가 동일한 PET 칩을 사용해서 방사 공정에서 동일하게 방사하고 연신한 뒤에 Allma 연사기를 활용하여 연사하였고, Picanol 직기로 경사본수 1,839본, 위사 밀도 12.5mm 조건을 적용하여 제직하였다. 이후 Litzler사의 열처리기로 200도 이상의 고온에서 열처리하여 PET 1300d/2 x 32EPI 규격으로 코드지를 제조하였다. 이때, 제조된 각 코드지의 구간별 EPI는 표 1, 표 2 및 표 7에 나타내었다.

실시예 2 및 비교예 2

상기 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 4의 코드지 샘플 제조과정에서 제직 시 경사본수 1,540본, 위사 밀도 12.5mm조건을 적용한 것을 제외하고는 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 4와 동일하게 수행하여 PET 1000d/2 x 28EPI 규격으로 코드지를 제조하였다. 이때, 제조된 각 코드지의 구간별 EPI는 표 3 및 표4에 나타내었다.

실시예 3 및 비교예 3

상기 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 4의 코드지 샘플 제조과정에서 제직 시 경사본수 1,650본, 위사 밀도 12.5mm조건을 적용한 것을 제외하고는 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 4와 동일하게 수행하여 PET 1300d/2 x 30EPI 규격으로 코드지를 제조하였다. 이때, 제조된 각 코드지의 구간별 EPI는 표 5 및 표 6에 나타내었다

압연물 제조

압연물을 고무 Joint로 연결한 뒤 Tension이 고루 분포되는지 확인하였다. 이후 Accumulator를 거치면서 직물의 치우침 여부를 점검한 뒤 메인 Roll에서 약 90도의 온도로 압연 작업을 실시하였고, 이후 Cooling Drum을 거친 이후 Winding 하는 공정을 거쳤다. 압연은 동일한 제조 규격끼리 묶어서 압연을 실시했는데, 비교예1, 비교예4, 실시예1을 연속적으로 작업했고, 이후 비교예2와 실시예2를 연속 작업했고, 이후 비교예 3과 실시예3을 연속 작업하여 압연물을 제조하였다. 이때 각 코드지 샘플 1개로부터 압연물 6개를 제조하였다.

EPI 측정

코드지가 포장되기 직전에 EPI를 전체 폭(약 150cm)의 절반에 대해 5cm간격으로 측정한 뒤 거울상으로 값을 반영하였다. 아래 표 1 내지 7에 정리된 각 구간별 EPI값은 5cm 간격으로 측정된 EPI값을 해당 구간에서 평균 낸 값이다.

압연물 제조과정에서 압연된 순서대로 나열할 때 4번째 압연물의 EPI를 전체 폭에 대해 5cm간격으로 측정하고 측정 결과를 코드지의 각 구간과 비례하도록 환산하여 아래 표 1내지 7과 같이 코드지의 각 구간별 EPI값과 비교 가능하도록 하였다.

실시예 1 내지 3 및 비교예 1내지 4 코드지 및 압연물의 각 구간별 EPI, 변칙율, 변칙율 감소량, 구간별 EPI평균 및 표준편차 등을 아래 표 1내지 표8에 정리하였다.

구분	실시예1
	코드지			압연물
	EPI	변칙율	변칙율 감소량	EPI	변칙율	변칙율 감소량
	(本/In)	(%)	(%)	(本/In)	(%)	(%)
A(좌)	31.1	97.2	-	32.2	101.6	-
			-			0.6
B(좌)	31.1	97.2		32.0	100.9
			-0.6			-
C(좌)	31.3	97.8		32.0	100.9
			-0.6			0.6
D(좌)	31.5	98.4		31.8	100.3
			-2.0			-1.3
E(좌)	32.2	100.5		32.2	101.6
			0.2			2.2
F(좌)	32.1	100.3		31.5	99.4
			0.3			-0.6
G	32.0	100.0		31.7	100.0
			0.3			-0.3
F(우)	32.1	100.3		31.6	99.7
			0.2			2.2
E(우)	32.2	100.5		32.3	101.9
			-2.0			1.3
D(우)	31.5	98.4		32.7	103.2
			-0.6			-0.3
C(우)	31.3	97.8		32.6	102.8
			-0.6			-2.2
B(우)	31.1	97.2		31.9	100.6
			-			0.9
A(우)	31.1	97.2		32.2	101.6
			-			-
총계	-	-	-5.6	-	-	3.2

구분	비교예1
	코드지			압연물
	EPI	변칙율	변칙율 감소량	EPI	변칙율	변칙율 감소량
	(本/In)	(%)	(%)	(本/In)	(%)	(%)
A(좌)	32.5	103.0	-	34.3	109.2	-
			0.6			1.9
B(좌)	32.3	102.4		33.7	107.3
			0.2			1.0
C(좌)	32.3	102.2		33.4	106.4
			0.3			1.3
D(좌)	32.2	101.9		33.0	105.1
			1.0			1.9
E(좌)	31.9	101.0		32.4	103.2
			0.2			1.0
F(좌)	31.8	100.8		32.1	102.2
			0.8			2.2
G	31.6	100.0		31.4	100.0
			0.8			1.3
F(우)	31.8	100.8		31.8	101.3
			0.2			0.3
E(우)	31.9	101.0		31.9	101.6
			1.0			1.3
D(우)	32.2	101.9		32.3	102.9
			0.3			1.0
C(우)	32.3	102.2		32.6	103.8
			0.2			1.3
B(우)	32.3	102.4		33.0	105.1
			0.6			-
A(우)	32.5	103.0		33.0	105.1
			-			-
총계	-	-	6.0	-	-	14.3

구분	실시예2
	코드지			압연물
	EPI	변칙율	변칙율 감소량	EPI	변칙율	변칙율 감소량
	(本/In)	(%)	(%)	(本/In)	(%)	(%)
A(좌)	26.4	93.6	-	27.7	100.0	-
			-1.0			1.5
B(좌)	26.7	94.7		27.3	98.5
			-2.6			-3.5
C(좌)	27.4	97.3		28.3	102.1
			-1.2			-0.3
D(좌)	27.8	98.5		28.4	102.4
			-0.8			-0.8
E(좌)	28.0	99.3		28.6	103.2
			0.3			3.1
F(좌)	27.9	99.0		27.7	100.1
			-1.0			0.1
G	28.2	100.0		27.7	100.0
			-1.0			-0.2
F(우)	27.9	99.0		27.6	99.8
			0.3			-2.0
E(우)	28.0	99.3		27.1	97.8
			-0.8			1.0
D(우)	27.8	98.5		27.4	98.8
			-1.2			1.2
C(우)	27.4	97.3		27.7	100.0
			-2.6			2.8
B(우)	26.7	94.7		28.5	102.8
			-1.0			-0.0
A(우)	26.4	93.6		28.5	102.8
			-			-
총계	-	-	-12.7	-	-	2.8

구분	비교예2
	코드지			압연물
	EPI	변칙율	변칙율 감소량	EPI	변칙율	변칙율 감소량
	(本/In)	(%)	(%)	(本/In)	(%)	(%)
A(좌)	28.7	104.7	-	30.5	113.3	-
			0.7			4.7
B(좌)	28.5	104.0		29.2	108.6
			0.4			-1.4
C(좌)	28.4	103.6		29.6	110.0
			-			2.4
D(좌)	28.4	103.6		29.0	107.6
			1.1			1.0
E(좌)	28.1	102.6		28.7	106.7
			1.5			4.8
F(좌)	27.7	101.1		27.4	101.9
			1.1			1.9
G	27.4	100.0		26.9	100.0
			1.1			1.5
F(우)	27.7	101.1		27.3	101.5
			1.5			-0.4
E(우)	28.1	102.6		27.2	101.1
			1.1			2.8
D(우)	28.4	103.6		27.9	103.9
			-			3.9
C(우)	28.4	103.6		29.0	107.8
			0.4			5.5
B(우)	28.5	104.0		30.5	113.3
			0.7			3.1
A(우)	28.7	104.7		31.3	116.5
			-			-
총계	-	-	9.5	-	-	29.8

구분	실시예3
	코드지			압연물
	EPI	변칙율	변칙율 감소량	EPI	변칙율	변칙율 감소량
	(本/In)	(%)	(%)	(本/In)	(%)	(%)
A(좌)	27.8	92.2	-	29.0	97.2	-
			-1.8			-0.3
B(좌)	28.4	94.0		29.1	97.5
			-2.2			-1.8
C(좌)	29.1	96.2		29.6	99.3
			-1.2			-0.5
D(좌)	29.4	97.4		29.7	99.8
			-1.3			0.8
E(좌)	29.8	98.7		29.5	99.0
			0.3			-0.7
F(좌)	29.7	98.3		29.7	99.7
			-1.7			-0.3
G	30.2	100.0		29.8	100.0
			-1.7			3.1
F(우)	29.7	98.3		30.7	103.1
			0.3			-0.8
E(우)	29.8	98.7		30.5	102.3
			-1.3			-0.8
D(우)	29.4	97.4		30.2	101.5
			-1.2			-0.2
C(우)	29.1	96.2		30.2	101.3
			-2.2			0.3
B(우)	28.4	94.0		30.3	101.6
			-1.8			-2.1
A(우)	27.8	92.2		29.7	99.5
			-			-
총계	-	-	-15.6	-	-	-3.2

구분	비교예3
	코드지			압연물
	EPI	변칙율	변칙율 감소량	EPI	변칙율	변칙율 감소량
	(本/In)	(%)	(%)	(本/In)	(%)	(%)
A(좌)	30.0	101.2	-	31.3	107.3	-
			1.1			2.9
B(좌)	29.7	100.1		30.5	104.4
			-0.0			0.6
C(좌)	29.7	100.2		30.3	103.8
			0.2			1.1
D(좌)	29.6	100.0		30.0	102.6
			0.5			1.6
E(좌)	29.5	99.5		29.5	101.0
			-0.3			-
F(좌)	29.6	99.8		29.5	101.0
			-0.2			1.0
G	29.7	100.0		29.2	100.0
			-0.2			4.5
F(우)	29.6	99.8		30.5	104.5
			-0.3			-
E(우)	29.5	99.5		30.5	104.5
			0.5			-0.1
D(우)	29.6	100.0		30.5	104.4
			0.2			1.4
C(우)	29.7	100.2		30.9	105.8
			-0.0			2.9
B(우)	29.7	100.1		31.8	108.7
			1.1			1.4
A(우)	30.0	101.2		32.2	110.2
			-			-
총계	-	-	2.5	-	-	17.5

구분	비교예4
	코드지			압연물
	EPI	변칙율	변칙율 감소량	EPI	변칙율	변칙율 감소량
	(本/In)	(%)	(%)	(本/In)	(%)	(%)
A(좌)	31.1	96.9	-	33.3	104.7	-
			-			3.5
B(좌)	31.2	96.9		32.2	101.3
			-0.9			2.2
C(좌)	31.5	97.8		31.5	99.1
			-			1.6
D(좌)	31.5	97.8		31.0	97.5
			-1.2			0.3
E(좌)	31.9	99.1		30.9	97.2
			-			-0.9
F(좌)	31.9	99.1		31.2	98.1
			-0.9			-1.9
G	32.2	100.0		31.8	100.0
			-0.9			-1.6
F(우)	31.9	99.1		31.3	98.4
			-			-1.6
E(우)	31.9	99.1		30.8	96.9
			-1.2			1.9
D(우)	31.5	97.8		31.4	98.7
			-			1.6
C(우)	31.5	97.8		31.9	100.3
			-0.9			4.4
B(우)	31.2	96.9		33.3	104.7
			-			2.8
A(우)	31.2	96.9		34.2	107.5
			-			-
총계	-	-	-6.2	-	-	12.3

구분		항목	비교예1	실시예1	비교예2	실시예2	비교예3	실시예3	비교예4
코드지	EPI (本/inch)	Target	32.0	32.0	28.0	28.0	30.0	30.0	32.0
		전구간 평균 (A~G구간)	32.1	31.7	28.2	27.4	29.7	29.1	31.6
		전구간 표준편차 (A~G구간)	0.3	0.4	0.4	0.7	0.2	0.8	0.3
	변칙율(%)	양쪽 최변부 0-10cm 평균	102.5	97.4	104.1	95.2	100.5	94.1	97.2
		양쪽 최변부 0-10cm의 변칙율 감소량 합계	1.6	- 1.3	2.2	- 7.3	2.1	- 8.0	- 1.9
		전구간 변칙율 감소량 합계	6.0	- 5.6	9.5	- 12.7	2.5	- 15.6	- 6.2
압연물	EPI (本/inch)	Target	32.0	32.0	28.0	28.0	30.0	30.0	32.0
		전구간 평균 (A~G구간)	32.7	32.1	28.8	27.9	30.5	29.8	31.9
		전구간 표준편차 (A~G구간)	0.8	0.4	1.4	0.5	0.9	0.5	1.1
		E~G구간 표준편차	0.37	0.36	0.7	0.5	0.6	0.5	0.4
	변칙율(%)	양쪽 최변부 0-10cm 평균	106.2	101.4	111.6	101.0	106.7	99.4	102.9

이하, 압연물의 EPI의 공정허용범위는 Target EPI±1 로 한다. 또한, 압연물 EPI의 균일도는 표준편차가 0.5를 초과하면 균일하지 않은 것으로 보고 0.5이하면 균일한 것으로 본다.

표 1에서 실시예 1의 코드지의 구간별 EPI를 보면 G구간의 EPI보다 F구간의 EPI가 크고 F구간의 EPI 보다 E구간의 EPI가 큰 것을 확인할 수 있다. 한편, E구간에서 A구간 까지는 EPI가 점점 작아지는 것을 확인할 수 있다. 이는 실시예 1의 코드지의 EPI가 중앙부에서 변부방향으로 갈수록 EPI가 한 번 이상 증가했다가 감소하여 최변부의 EPI가 중앙부 및 중앙변부의 EPI보다 작은 것을 보여준다(도 3 참조).

반면, 표 7에서 비교예 4의 코드지의 구간별 EPI를 보면 G구간부터 A구간까지 계속 작아지는 것을 확인할 수 있다. 이는 비교예 4의 코드지의 EPI가 중앙부에서 변부방향으로 갈수록 감소함을 보여준다(도 8 참조).

실시예 1과 비교예 4 압연물의 Target EPI는 32 이다. 이때, 표 8에서 실시예 1 압연물 및 비교예 4 압연물의 평균 EPI 및 표준편차를 보면 실시예 1 압연물은 평균 EPI가 32.1 이고 표준편차가 0.4이며 비교예 4 압연물은 평균 EPI는 31.9 이고 표준편차가 1.1 인 것을 확인할 수 있다. 도 3 을 보면 실시예 1 압연물은 모든 구간의 EPI가 공정허용범위내에 속함을 확인할 수 있으며, 표준편차가 0.5미만으로 압연물의 EPI가 균일하다. 반면, 도 8 을 보면 비교예 4 압연물은 중앙변부 및 최변부에서 EPI가 공정허용범위에 속하지 않는 구간이 있음을 확인할 수 있으며, 표준편차가 1.1로 압연물의 EPI가 균일하지 않다.

따라서, 압연물의 EPI를 균일하게 하면서 중앙변부 및 최변부의 EPI가 모두 공정허용범위에 속하게 하기 위해선 본 발명과 같이 코드지의 EPI가 중앙부에서 변부방향으로 갈수록 EPI가 한 번 이상 증가했다가 감소하고 최변부의 EPI가 중앙부 및 중앙변부의 EPI보다 작도록 설계해야 함을 알 수 있다.

표 8에서 실시예 1과 비교예1 코드지의 EPI를 보면, 실시예 1코드지는 EPI 평균이 31.7이고 표준편차가 0.4이며 비교예 1의 코드지는 EPI 평균이 32.1이고 표준편차가 0.3이다. 실시예 1과 비교예1의 Target EPI는 32이다. 따라서, EPI평균이 32에 더 가깝고 표준편차가 더 작은 비교예 1 코드지가 실시예 1 코드지보다 EPI 분포가 균일하다.

그러나, 표 8 도 2, 도 3 을 통해 실시예 1 및 비교예 1 압연물의 EPI를 보면 실시예 1 압연물은 EPI평균이 32.1 이고 표준편차는 0.4로 압연물의 EPI가 균일하고 모든 구간이 공정허용범위에 속하는 반면, 비교예 1 압연물은 EPI 평균이 32.7이고 표준차는 0.8로 압연물의 EPI가 균일하지 않고 최변부에서 EPI가 공정허용범위에 속하지 않는 구간이 있음을 확인할 수 있다. 또한, 표 8을 통해 최변부 0~10cm 구간의 평균 변칙율을 보면 실시예 1 압연물이 101.4 % 로 비교예 4 압연물의 106.2 % 보다 100%에 더 가까워 최변부 EPI가 중앙부 EPI 더욱 유사함을 알 수 있다. 따라서, 실시예 1 압연물이 비교예 1 압연물에 비해 EPI 균일도가 우수함을 확인할 수 있다.

마찬가지로 표 8 , 도 4 내지 도 7을 통해 실시예 2 및 3 압연물이 비교예 2 및 3 압면물에 비해 EPI균일도가 우수함을 확인할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims

폭 방향으로 정중앙에 위치하는 중앙부;
상기 중앙부의 양측으로 배치되는 중앙변부; 및
상기 중앙변부에 접하여 최외각에 양측으로 배치되는 최변부를 포함하고,
상기 중앙부는 1개 이상의 구간으로 분할되고,
상기 중앙변부는 1개 이상의 구간으로 분할되고,
상기 최변부는 2개이상의 구간으로 분할되고,
상기 중앙부에서 변부방향으로 갈수록 EPI(End per Inch)가 한 번 이상 증가했다가 감소하되, 최변부의 EPI가 중앙부 및 중앙변부의 EPI보다 작은 공기입 타이어용 코드지.
삭제
제1항에 있어서,
상기 중앙변부는 2개 이상의 구간으로 분할되고,
2개 이상의 구간 중 적어도 하나의 구간의 EPI가 중앙부의 EPI보다 큰 공기입 타이어용 코드지.
제1항에 있어서,
상기 중앙변부의 EPI가 중앙부의 EPI보다 작은 공기입 타이어용 코드지.
제1항에 있어서,
상기 최변부의 변칙율이 94%~100%;
상기 최변부의 변칙율 감소량 합계가 -8%~0%; 및
상기 중앙부, 중앙변부 및 최변부의 변칙율 감소량 합계가 -16%~0% 인 공기입 타이어용 코드지.