JP7462801B2 - 軽量化されたゴム補強材、その製造方法およびそれを含むタイヤ - Google Patents

軽量化されたゴム補強材、その製造方法およびそれを含むタイヤ Download PDF

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Description

本発明は、タイヤの重量を低減し得る軽量化されたゴム補強材、その製造方法およびそのようなゴム補強材を含むタイヤに関する。
自動車の性能が次第に向上し、道路状況が改善されるにつれ、自動車の高速走行時に、タイヤの安定性と耐久性を維持することが求められている。また、環境問題、エネルギー問題および燃料効率などを考慮して、軽いながらも耐久性に優れるタイヤが求められている。このような要求を満たすための1つの方案として、タイヤのゴム補強材として使用されるタイヤコードに対する研究が活発に進められている。
タイヤコードは、使用される部位および役割によって区分することができる。例えば、タイヤコードはタイヤを全体的に支持するカーカスと、高速走行による荷重支持および変形を防止するベルトと、ベルトの変形を防止するキャッププライとに、大まかに区分することができる(図1を参照)。
タイヤコードに使用される素材としては、ナイロン、レーヨン、アラミド、およびポリエステルなどが挙げられる。
一般に、タイヤコードは、ゴムとの接着のためにゴム成分と共に圧延される。すなわち、タイヤの製造工程にて圧延工程を伴う。しかし、タイヤの製造工程にてタイヤコードとゴムの接着のための圧延工程が適用される場合、工程コストが増加するのであり、圧延によりタイヤの密度が必要以上に増加することでタイヤの重量が不必要に増加する。
タイヤコードにゴムを圧延する工程では、一般に、固体状態のゴムを使用する。しかし、このような固体状態のゴムの圧延によって形成された製品は200μm以下、特に5μm~30μm程度の薄い薄膜形態に作られることが難しく、このような製品がゴム補強材として使用される場合、タイヤの厚さおよび重量が増加する。
最近、タイヤ製造会社ではタイヤの超軽量化および補強材の軽量化のために、ゴム層の厚さを減少させようとしている。転がり抵抗(rolling resistance、R/R)はタイヤの重量と関連があり、自動車の燃料消費と二酸化炭素の排出に大きな影響を及ぼす。例えば、転がり抵抗(R/R)が大きいほど、自動車の走行時に必要なエネルギーが増加する。また、自動車の回転、傾斜、加速に対する抵抗は、自動車の重量と密接な関連がある。したがって、タイヤの軽量化により自動車を軽量化し、その結果としてエネルギー消費が減少するようにする研究も進められている。
本発明は、薄い厚さを有しかつ優れた耐久性を有するタイヤ用ゴム補強材を提供する。
また、本発明は、薄い厚さを有しかつ優れた耐久性を有するゴム補強材の製造方法を提供する。
また、本発明は、前記ゴム補強材を含むタイヤを提供する。
本発明の一実施形態によれば、
繊維基材と、
前記繊維基材上に配置された接着層と、
前記接着層上に配置されたゴムコンパウンド層と、を含み、
前記ゴムコンパウンド層は2μm~200μmの厚さ、150秒~220秒のt50値、および300秒~350秒のt90値を有する、ゴム補強材が提供される。
ここで、前記t50値は、ASTM D2084の標準試験法によりレオメータで測定される前記ゴムコンパウンド層の最大架橋密度の50%に到達するのにかかる時間(秒)であり、前記t90値は、前記最大架橋密度の90%に到達するのにかかる時間(秒)である。
本発明の他の一実施形態によれば、
繊維基材を準備する段階と、
繊維基材上に接着層を形成する段階と、
前記接着層上にゴムコンパウンド液を塗布し、熱処理してゴムコンパウンド層を形成する段階と、を含み、
前記ゴムコンパウンド液は、50~120℃および30~50rpm下で前記ゴムコンパウンド液に含まれるいずれか1つの成分を添加した後、30~120秒間攪拌しながら順次混合して準備する、前記ゴム補強材の製造方法が提供される。
本発明のさらに他の一実施形態によれば、前記ゴム補強材を含むタイヤが提供される。
以下、本発明の実施形態によるゴム補強材、その製造方法およびそれを含むタイヤについてより詳しく説明する。
本明細書において特に定義しない限り、すべての技術的用語および科学的用語は、本発明の属する通常の技術者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。本発明で説明に使用される用語は、単に、特定の具体例を効果的に記述するためであり、本発明を制限することを意図するものではない。
本明細書で使用される単数の形態は、文脈上明らかに反する意味を示さない限り複数の形態も含む。
本明細書で使用される「含む」の意味は、特定の特性、領域、整数、段階、動作、要素および/または成分を具体化し、他の特定の特性、領域、整数、段階、動作、要素、成分および/または群の存在や付加を除外させるものではない。
本発明は多様な変更を加えることができ、様々な形態を有することができるため、特定の実施例を例示して下記にて詳細に説明する。しかし、これは本発明を特定の開示形態に対して限定しようとするものではなく、前記思想および技術的範囲に含まれるすべての変更、均等物または代替物を含むものとして理解しなければならない。
本明細書において、例えば「~上に」、「~上部に」、「~下部に」、「~隣に」などでもって2つの部分の位置関係が説明される場合、「すぐに」または「直接」という表現が使用されない限り、2つの部分の間に1つ以上の他の部分が位置し得る。
本明細書において、例えば「~後に」、「~に続いて」、「~次に」、「~前に」などでもって時間的前後関係が説明される場合、「すぐに」または「直接」という表現が使用されない限り、連続していない場合を含むこともできる。
本明細書で「少なくとも1つ」という用語は、1つ以上の関連項目から提示可能なすべての組み合わせを含むものと理解されなければならない。
本明細書において「第1」、「第2」などの序数を含む用語は、1つの構成要素を他の構成要素から区別する目的で用いられ、この用語によって限定されるものではない。例えば、本発明の権利範囲を逸脱することなく、第2構成要素は第1構成要素と命名され得、同様に第1構成要素も第2構成要素と命名され得る。
I.ゴム補強材
発明の一実施形態によれば、
繊維基材と、
前記繊維基材上に配置された接着層と、
前記接着層上に配置されたゴムコンパウンド層と、を含み、
前記ゴムコンパウンド層は2μm~200μmの厚さ、150秒~220秒のt50値、および300秒~350秒のt90値を有する、ゴム補強材が提供される。
(ここで、前記t50値は、ASTM D2084の標準試験法によりレオメータで測定される、前記ゴムコンパウンド層の最大架橋密度の50%に到達するのにかかる時間(秒)であり、前記t90値は、前記最大架橋密度の90%に到達するのにかかる時間(秒)である。)
本発明者らは鋭意研究の結果、前記物性のゴムコンパウンド層を含むゴム補強材は、薄い厚さを有し、かつ優れた耐久性を示し得ることが確認された。
前記実施形態のゴム補強材は、前記ゴムコンパウンド層を含み均一な物性を示し、かつゴムに対して優れた接着力を有するため、タイヤの製造工程で圧延工程を経ずとも、ゴムと強力に接着され得る。したがって、前記ゴム補強材は、タイヤの製造コストを低減することができ、圧延によりタイヤの密度と重量が不必要に増加することを防止することができる。
また、前記ゴム補強材はゴムに対する優れた接着力を有し、グリーンタイヤの製造時にエアポケット(air pocket)が減少してタイヤの不良率を下げることができる。
前記ゴム補強材は、薄い厚さを有することで、タイヤの超軽量化のためにゴム層の厚さを減少させようとする要求を満たすことができる。さらに、前記ゴム補強材は、タイヤの転がり抵抗を下げることができ、自動車の燃費を改善することができる。特に、前記ゴム補強材は、電気自動車の燃費改善および走行性能を向上させることができる。
図2および図4は、本発明の一実施形態によるゴム補強材201、301に対する概略的な断面図である。
前記ゴム補強材201、301は、繊維基材210、110、前記繊維基材210、110上に配置された接着層220および前記接着層220上に配置されたゴムコンパウンド層230を含む。
本発明の実施形態によれば、前記繊維基材は、合撚糸110などの繊維ヤーン(yarn)、および経糸(warp yarn)と緯糸(weft yarn)で製織されたテキスタイル基材210のうちの少なくとも1つを含んでもよい。
前記繊維ヤーンは、2本以上の下撚り糸111、112が上撚りされてなる合撚糸110であってもよい。前記下撚り糸は、ナイロン、レーヨン、アラミド、ポリエステル、および綿からなる群より選択される1種以上の素材を含むことができる。
前記合撚糸は、互いに異なる素材である下撚り糸が上撚りされてなるハイブリッド合撚糸を含む。例えば、前記ハイブリッド合撚糸は、ナイロン下撚り糸およびアラミド下撚り糸を含みうる。
図3を参照すると、合撚糸110は、第1の下撚り糸111および第2の下撚り糸112を含み、第1の下撚り糸111と第2の下撚り糸112とは、一緒に上撚りされている。第1の下撚り糸111は第1の撚り方向を有し、第2の下撚り糸112は第2の撚り方向を有し、第1の下撚り糸111と第2の下撚り糸112とは、一緒に第3の撚り方向に上撚りされている。ここで、第2の撚り方向は第1の撚り方向と同じ方向であってもよく、第3の撚り方向は前記第1の撚り方向の反対方向であってもよい。しかし、撚り方向はこれに限定されるものではない。第1の撚り数と第2の撚り数とは、同じであるか、または異なってもよい。第1の下撚り糸111と第2の下撚り糸112とは、例えば、150~500TPM(twist per meter)の撚り数を有しうる。
前記テキスタイル基材210において、前記経糸および前記緯糸は、それぞれ独立して、ナイロン、レーヨン、アラミド、ポリエステル、および綿からなる群より選択される1種以上の素材を含むことができる。
好ましくは、前記経糸は、ナイロン、レーヨン、アラミド、およびポリエステルからなる群より選択される1種以上の素材を含むことができる。また、好ましくは、前記緯糸は、ナイロン、レーヨン、アラミド、ポリエステル、および綿からなる群より選択される1種以上の素材を含むことができる。
一方、前記ゴム補強材201、301は、前記繊維基材210、110上に配置された前記接着層220を含む。
前記接着層220は、レゾルシノール-ホルムアルデヒド-ラテックス(RFL)を含む。
例えば、前記接着層220は、レゾルシノール-ホルムアルデヒド-ラテックス(RFL)および溶剤を含む接着コーティング液によって形成することができる。
前記レゾルシノール-ホルムアルデヒド-ラテックスは、接着成分として作用する。レゾルシノール-ホルムアルデヒド-ラテックスは、特に、繊維基材210、110とゴム成分との親和性および接着力を向上させる。これによって、前記接着層220は、繊維基材210、110とゴムコンパウンド層230との内的な接着力を向上させるとともに、ゴム補強材201、301とゴム(例えば、トレッドなど)との外的な接着力を向上させる。
したがって、前記繊維基材210、110とゴムコンパウンド層230とが互いに分離せず安定的にくっ付けられうることから、タイヤ101の製造過程で不良率を下げることができる。
一方、前記ゴム補強材201、301は、前記接着層220に配置されたゴムコンパウンド層230を含む。
前記ゴムコンパウンド層230は、天然ゴムおよび合成ゴムからなる群より選択される1種以上の弾性重合体を含むことができる。
前記ゴムコンパウンド層230は、前記弾性重合体を含む液体状態のゴムコンパウンド液を前記接着層220上に塗布することで形成されうる。これによって、前記ゴム補強材201、301は、固体状態のゴムを使用する圧延工程によっては達成しにくい、薄い厚さのゴムコンパウンド層230を有することができる。ゴムコンパウンド層230の厚さが薄くなることによって、それを含むゴム補強材201、301および前記ゴム補強材を含むタイヤ101の軽量化にも、寄与することができる。
前記ゴムコンパウンド層230は、弾性重合体、硫黄、加硫促進剤、および加硫遅延剤を含むゴムコンパウンド液で形成することができる。
前記弾性重合体は、天然ゴムおよび合成ゴムからなる群より選択される1種以上のゴムであり得る。例えば、前記弾性重合体は、天然ゴム(NR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)、クロロプレンゴム(CR)、イソブチレンゴム(IBR)、イソプレンゴム(IR)、ニトリルゴム(NBR)、ブチルゴム、およびネオプレンゴムからなる群より選択される1種以上のゴムであり得る。
前記ゴムコンパウンド液は、素練り剤、カーボンブラック、プロセスオイル、活性剤、老化防止剤、石油樹脂、および酸化防止剤からなる群より選択される1種以上の添加剤をさらに含むことができる。
前記ゴムコンパウンド液は、トルエン、ナフサ、メタノール、キシレン、およびテトラヒドロフランの中から選択される少なくとも1つの溶媒を含むことができる。
前記ゴムコンパウンド層230は、2μm~200μm、あるいは5μm~150μm、あるいは5μm~100μm、あるいは5μm~50μm、あるいは10μm~40μm、あるいは20μm~40μmの厚さt1を有する。
図2に示すように、ゴムコンパウンド層230の厚さt1は、接着層220と接するゴムコンパウンド層230の一面から、接着層220とは反対の側に位置するゴムコンパウンド層230の他面までの最長距離として測定される。
従来のゴム補強材は、繊維基材上にゴム基材が圧延されてゴム層が形成されるので、前記ゴム層は、通常、1mm以上の厚さ、少なくとも0.8mm以上の厚さを有する。
これに対して、前記ゴムコンパウンド層230は、前記ゴムコンパウンド液によって形成され、200μm以下の薄い厚さを有しうる。したがって、ゴム補強材201、301の全体の厚さが薄くなり、さらに、ゴム補強材201、301を含むタイヤ101の厚さが薄くなりうる。
前記ゴムコンパウンド層230の厚さが薄すぎると、ゴムコンパウンド層230が十分な粘着性と接着力を有することができず、タイヤの製造時の不良率が高くなり、タイヤの耐久性が低下することがある。したがって、前記ゴムコンパウンド層230は、2μm以上、あるいは5μm以上、あるいは10μm以上、あるいは20μm以上の厚さt1を有することが好ましい。
ただし、前記ゴムコンパウンド層230の厚さが厚すぎると、薄い厚さのゴム補強材201を提供するための発明目的に合致しなくなりうる。特に、ゴムコンパウンド層230の厚さt1が厚すぎると、溶媒の揮発の過程で、前記ゴムコンパウンド層230内に気泡が形成され、ゴム補強材201が均一な厚さを有することが難しくなりうる。そして、これを適用したタイヤ内にエアポケットが発生してタイヤの品質が低下し、不良率が高くなりうる。また、ゴムコンパウンド層230を厚く形成するために、コーティング作業を数回行わなければならないので工程の効率が低下しうる。したがって、前記ゴムコンパウンド層230は、200μm以下、あるいは150μm以下、あるいは100μm以下、あるいは50μm以下、あるいは40μm以下の厚さt1を有することが好ましい。
特に、前記ゴムコンパウンド層230は、150秒~220秒のt50値および300秒~350秒のt90値を有する。
ここで、前記t50値は、ASTM D2084の標準試験法によりレオメータで測定される、前記ゴムコンパウンド層の最大架橋密度の50%に到達するのにかかる時間(秒)であり、前記t90値は、前記最大架橋密度の90%に到達するのにかかる時間(秒)である。前記t90値は、加硫の最適時間(optimum time)を意味し、前記t50値は、加硫のハーフタイム(half-time)を意味する。
前記t50およびt90値などの加硫特性(vulcanization characteristics)は、本発明の属する技術分野における通常の方法を用いて測定することができる。例えば、前記加硫特性は、レオメータ(例えば、「vulcameter」)を用いて測定することができる。前記加硫特性は、文献『Matador Rubber s.r.o(2007)Test Methods of Rubber Materials and Products.VERT,pp.71-76』を参照して測定することができる。
本発明の実施形態によれば、前記ゴムコンパウンド層230が適切な加硫速度で形成され、本発明で達成しようとする物性(特に、優れた接着性)を均一に発現できるために、前記t90値は300秒以上であり、前記t50値は150秒以上であることが好ましい。前記t90値と前記t50値が小さすぎる場合、ゴムの加硫反応開始時間が非常に速くなり、早期加硫による接着力の低下が誘発されうる。
ただし、前記ゴムコンパウンド層230が形成される加硫の最適時間および加硫のハーフタイムが必要以上に長くなる場合、未加硫が発生するという問題が生じうる。したがって、前記t90値は350秒以下であり、前記t50値は220秒以下であることが好ましい。
好ましくは、前記ゴムコンパウンド層230が有する前記t90値は、300秒~350秒、あるいは305秒~345秒、あるいは305秒~340秒、あるいは310秒~340秒であり得る。また、前記ゴムコンパウンド層230が有する前記t50値は、150秒~220秒、あるいは160秒~220秒、あるいは170秒~210秒、あるいは180秒~210秒であり得る。
一方、自動車用タイヤについては、自動車の静電気安全事故防止のために、火災安全標準の静電気基準(KFS 440)による1.0×109ohm/sq.未満の表面固有抵抗を有することが求められる。
本発明の実施形態によれば、前記ゴムコンパウンド層230は、4.0×108ohm/sq.~8.0×108ohm/sq.の表面固有抵抗を有し、前記基準を満たす静電気特性を示すことができる。
好ましくは、前記ゴムコンパウンド層230は、4.0×108ohm/sq.~8.0×108ohm/sq.、あるいは4.1×108ohm/sq.~7.8×108ohm/sq.、あるいは4.2×108ohm/sq.~7.5×108ohm/sq.の表面固有抵抗を有しうる。
本発明の実施形態によれば、前記ゴムコンパウンド層230は優れた接着性を示しうる。前記接着性は接着力で表される。例えば、前記ゴムコンパウンド層230は、ASTM D4393の標準試験法による17.0N/inch以上、あるいは17.0N/inch~17.5N/inchの接着力を示しうる。ここで、前記接着力は、Instron Clampe(Grip、CAT.No.2712-041)を用いたPEELテスト方法(Cross Head Speedは125mm/min)で測定した値である。
前記ゴムコンパウンド層230の接着力が17.0N/inch以上である場合、タイヤの製造過程にてゴム補強材が流れ落ちる現象なしにゴムに付着し、タイヤ製造工程が安定的に行われうる。前記ゴムコンパウンド層230の接着力が17.0N/inch未満の場合、タイヤの製造過程にてゴム補強材の流れ落ち現象による不良が発生しうるのであり、グリーンタイヤの製造の際、エアポケットが発生してタイヤの不良率が増加しうる。
前記実施形態によるゴム補強材201は、タイヤ101のキャッププライ90、ベルト50、およびカーカス70のうちの少なくとも1つに適用され得る。
II.ゴム補強材の製造方法
本発明の他の一実施形態によれば、
繊維基材を準備する段階と、
繊維基材上に接着層を形成する段階と、
前記接着層上にゴムコンパウンド液を塗布し、熱処理してゴムコンパウンド層を形成する段階と、を含み、
前記ゴムコンパウンド液は、50~110℃および30~50rpm下で前記ゴムコンパウンド液に含まれる、いずれか1つの成分を添加した後、30~120秒間攪拌しながら順次混合して準備される、前記『II.ゴム補強材』の製造方法が提供される。
前記繊維基材210、110に関する事項は、『I.ゴム補強材』の項目で上述した内容に代える。
前記繊維基材210、110上に接着層220を形成する段階を行うことができる。
前記接着層220は、レゾルシノール-ホルムアルデヒド-ラテックス(RFL)および溶剤を含む接着コーティング液によって形成されうる。
例えば、前記繊維基材210、110を前記接着コーティング液に浸漬することによって、前記繊維基材210、110上に接着コーティング液を塗布することができる。または、前記繊維基材210、110を前記接着コーティング液に通過させることによって浸漬工程が行われる。このような浸漬は、張力、浸漬時間および温度を調節できる浸漬装置で行われうる。
その他にも、ブレードあるいはコーターを用いてコーティング、または噴射器を用いた噴射によって、前記繊維基材210、110上に前記接着コーティング液を塗布することができる。
前記接着層220を形成する段階は、前記繊維基材210、110上に前記接着コーティング液を浸漬または塗布し、130~250℃で80~120秒間熱処理する工程をさらに含むことができる。熱処理は、通常の熱処理装置で行われる。熱処理によって、レゾルシノール-ホルムアルデヒド-ラテックス(RFL)についての硬化および固定がなされることで、接着層220が形成されうる。このような熱処理によって、接着層220が、より安定的に形成されうる。
次に、前記接着層220上にゴムコンパウンド液を塗布し熱処理して、前記接着層220上にゴムコンパウンド層230を形成する段階を行うことができる。
前記ゴムコンパウンド液は、弾性重合体、硫黄、加硫促進剤、および加硫遅延剤を含むことができる。
前記弾性重合体は、天然ゴムおよび合成ゴムからなる群より選択される1種以上のゴムであり得る。例えば、前記弾性重合体は、天然ゴム(NR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)、クロロプレンゴム(CR)、イソブチレンゴム(IBR)、イソプレンゴム(IR)、ニトリルゴム(NBR)、ブチルゴム、およびネオプレンゴムからなる群より選択される1種以上のゴムであり得る。
本発明の実施形態によれば、前記ゴムコンパウンド液は、60~70PHR(parts per hundred rubber)の天然ゴム、30~40PHRのスチレン-ブタジエンゴム、1~5PHRの硫黄、1~5PHRの加硫促進剤、0.1~0.5PHRの加硫遅延剤を含むことが好ましい。
つまり、均一な厚さと物性を有する前記ゴムコンパウンド層230を形成するために、前記ゴムコンパウンド液は、上記含有量の範囲の成分を含むことが好ましい。前記含有量の範囲を満たさないゴムコンパウンド液は、均一な厚さにコーティングされず、これによって、疲労性能の低下を誘発することができる。そして、上記含有量の範囲を満たさない場合、前記ゴムコンパウンド層230は、150秒~220秒の前記t50値および300秒~350秒の前記t90値を有することができず、接着性の低下をもたらす。
前記加硫促進剤および加硫遅延剤の種類は、特に限定されない。本発明の属する技術分野にて前記加硫促進剤および加硫遅延剤として作用しうる化合物が適用されうる。非制限的な例として、前記加硫促進剤としてはN-t-ブチル-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド(N-tert-butyl-2-benzothiazole-sulfenamide、TBBS)、1,3-ジフェニルグアニジン(1,3-diphenylguanidine、DPG)などがされうるのであり、前記加硫遅延剤としてはN-(シクロヘキシルチオ)フタルイミド(N-(cyclohexylthio)phthalimide)などがされうる。
特に、前記ゴムコンパウンド層230を非常に薄く形成し、かつ構成成分を均一に分散するために、前記ゴムコンパウンド液を準備する工程での温度、攪拌速度、および各成分を添加した後、攪拌時間を設定する必要がある。
本発明の実施形態によれば、前記ゴムコンパウンド液は、50~110℃および30~50rpm下で、前記ゴムコンパウンド液に含まれるいずれか1つの成分を添加した後、30~120秒間攪拌しながら順次に混合して準備することが好ましい。
前記ゴムコンパウンド液の準備工程が50℃未満の温度、あるいは30rpm未満の攪拌速度、あるいは30秒未満の攪拌時間で行われる場合、高分散のゴムコンパウンド液を得にくい。前記ゴムコンパウンド液に含まれる成分が均一に分散できない場合、均一な厚さにコーティングされず、そのために、疲労性能と接着性の低下を誘発しうる。
ただし、前記ゴムコンパウンド液の準備工程が、110℃超の温度、あるいは50rpm超の攪拌速度、あるいは120秒超の攪拌時間で行われる場合、150秒~220秒の前記t50値および300秒~350秒の前記t90値を有することができず、適正水準の接着性を有することができない。
前記ゴムコンパウンド液の準備においては、プロペラ式撹拌機(propeller type agitator)などの通常の混合手段が用いられる。前記混合手段の使用に当たっては、撹拌機の直径、媒質の密度、媒質に伝達しようとする攪拌力などを考慮して攪拌速度を調節することができる。非制限的な例として、本発明の製造例における前記ゴムコンパウンド液の製造に当たっては、10L容量のプロペラ式撹拌機(容器の直径100cm、プロペラの直径80cm、プロペラの長さ120cm)が用いられた。
好ましくは、前記ゴムコンパウンド液に含まれる各成分の特性により、前記温度、前記攪拌速度および攪拌時間を調節することができる。
非制限的な例として、前記ゴムコンパウンド液は、
60~70PHRの天然ゴムを60~70℃の温度および30~40rpmの攪拌下で100~120秒間混合する段階(a)と、
前記段階(a)の混合物を含む組成物に30~40PHRのスチレン-ブタジエンゴムを添加した後、100~110℃の温度および30~40rpmの攪拌下で30~60秒間混合する段階(b)と、
前記段階(b)の混合物を含む組成物に1~5PHRの硫黄および0.5~2.5PHRの第1加硫促進剤を添加した後、50~60℃の温度および30~40rpmの攪拌下で30~60秒間混合する段階(c)と、
前記段階(c)の混合物を含む組成物に0.5~2.5PHRの第2加硫促進剤および0.1~0.5PHRの加硫遅延剤を添加した後、70~80℃の温度および40~45rpmの攪拌下で30~60秒間混合する段階(d)と、含む。
一方、前記ゴムコンパウンド液には、本発明の属する技術分野における通常の添加剤をさらに含むことができる。
一例として、前記ゴムコンパウンド液は、素練り剤(しゃく解剤)、カーボンブラック、プロセスオイル、活性剤、老化防止剤、石油樹脂、および酸化防止剤からなる群より選択される1種以上の添加剤をさらに含むことができる。
前記素練り剤、カーボンブラック、プロセスオイル、活性剤、老化防止剤、石油樹脂および酸化防止剤の種類は特に限定されない。本発明の属する技術分野にて前記添加剤として作用しうる化合物が適用されうる。非制限的な例として、前記素練り剤としては2,2’-ジベンズアミドジフェニルジスルフィド(2,2’-dibenzamidodiphenyldisulfide)などが適用されうるのであり、前記活性剤としては酸化亜鉛(ZnO)、ステアリン酸(stearic acid)などが適用されうるのであり、前記老化防止剤としては重合した2,2,4-トリメチル-1,2-ジヒドロキノリン(polymerized2,2,4-trimethyl-1,2-Dihydroquinoline、TMDQ)、N-(1,3-ジメチルブチル)-N’-フェニル-p-フェニレンジアミン(N-(1,3-dimethylbutyl)-N’-phenyl-p-phenylenediamine、6PPD)などが適用されうるのであり、前記酸化防止剤としてはワックスなどが適用されうる。
非制限的な例として、前記添加剤をさらに含む前記ゴムコンパウンド液は、
60~70PHRの天然ゴムおよび0.1~0.5PHRの素練り剤を60~70℃の温度および30~40rpmの攪拌下で100~120秒間混合する段階(1)と、
前記段階(1)の混合物を含む組成物に30~40PHRのスチレン-ブタジエンゴムを添加した後、100~110℃の温度および30~40rpmの攪拌下で30~60秒間混合する段階(2)と、
前記段階(2)の混合物を含む組成物に50~55PHRのカーボンブラックおよび5~10PHRのプロセスオイルを添加した後、90~100℃の温度および25~35rpmの攪拌下で30~60秒間混合する段階(3)と、
前記段階(3)の混合物を含む組成物に5~10PHRの活性剤および0.5~2.5PHRの第1老化防止剤を添加した後、100~110℃の温度および35~45rpmの攪拌下で30~60秒間混合する段階(4)と、
前記段階(4)の混合物を含む組成物に5~10PHRの石油樹脂、0.5~2.5PHRの第2老化防止剤および1~5PHRの酸化防止剤を添加した後、90~100℃の温度および30~40rpmの攪拌下で30~60秒間混合する段階(5)と、
前記段階(5)の混合物を含む組成物に1~5PHRの硫黄および0.5~2.5PHRの第1加硫促進剤を添加した後、50~60℃の温度および30~40rpmの攪拌下で30~60秒間混合する段階(6)と、
前記段階(6)の混合物を含む組成物に0.5~2.5PHRの第2加硫促進剤および0.1~0.5PHRの加硫遅延剤を添加した後、70~80℃の温度および40~45rpmの攪拌下で30~60秒間混合する段階(7)と、を含む。
前記ゴムコンパウンド液には、前記弾性重合体を溶解可能な溶媒をさらに含むことができる。例えば、前記溶媒は、トルエン、ナフサ、メタノール、キシレン、およびテトラヒドロフランの中から選択される少なくとも1つを含むことができる。
前記ゴムコンパウンド液を前記接着層220上に塗布する方法は特に限定されず、公知のコーティング方法が適用され得る。
例えば、ゴムコンパウンド層230の形成のために、接着層220が形成された繊維基材210、110を前記ゴムコンパウンド液に浸漬することができる。浸漬によって接着層220上にゴムコンパウンド液が塗布される。
コーティング方法としては、グラビア(gravure)コーティング、マイクログラビア(micro gravure)コーティング、コンマコーティング(comma coating)などが挙げられる。例えば、コンマコーター(comma coater)を用いたコンマコーティング(comma coating)によって前記ゴムコンパウンド液が接着層220上に塗布されうる。この際、コーティングは、溶媒が揮発できる温度、例えば、65~100℃の温度条件で行われうる。
前記接着層220上に前記ゴムコンパウンド液を塗布した後、熱処理する過程がさらに行われる。前記熱処理は、通常の熱処理装置で行われうる。熱処理のために、50~160℃の温度下で30~150秒間熱を印加しうる。
前記ゴムコンパウンド液の単位面積当たりの塗布量は75~300g/m2、または100~200g/m2であり得る。前記接着層220に対する前記ゴムコンパウンド液の単位面積当たりの塗布量を上記範囲に調節することで、厚さが薄く、かつゴムに対して優れた接着性を有し、耐久性に優れたゴム補強材201、301を製造することができる。
前記ゴムコンパウンド層230は、2μm~200μm、あるいは5μm~150μm、あるいは5μm~100μm、あるいは5μm~50μm、あるいは10μm~40μm、あるいは20μm~40μmの厚さt1を有しうる。
一方、前記ゴムコンパウンド層230の形成後に、選択的にスリッティング(slitting)段階を行うことができる。前記スリッティング段階は、板状に製作された前記ゴム補強材201、301を、必要に応じて、または使用目的に適合するように裁断する段階である。前記スリッティング、通常のカッターナイフまたはヒーティングナイフを用いて行うことができる。
上記方法で製造されたゴム補強材201、301は、ワインダで巻き取られうる。
III.タイヤ
本発明のさらに他の一実施形態によれば、上述したゴム補強材を含むタイヤが提供される。
図1は、本発明の一実施形態によるタイヤ101の部分切開図である。
図1を参照すると、タイヤ101は、トレッド(tread)10、ショルダー(shoulder)20、サイドウォール(side wall)30、ビード(bead)40、ベルト(belt)50、インナーライナ(inner liner)60、カーカス(carcass)70、およびキャッププライ(capply)90を含む。
トレッド10は、直接に路面と接触する部分である。トレッド10は、キャッププライ90の外側に付いている強力なゴム層で、耐摩耗性に優れたゴムからなる。トレッド10は、自動車の駆動力および制動力を地面に伝達する直接的な役割を果たす。トレッド10領域には、グルーブ(groove)80が形成されている。
ショルダー20は、トレッド10の角部分で、サイドウォール30と連結される部分である。ショルダー20は、サイドウォール30とともに、タイヤの中で最も弱い部分の1つである。
サイドウォール30は、トレッド10とビード40とを連結するタイヤ101の側部で、カーカス70を保護し、タイヤに側面安定性を提供する。
ビード40は、カーカス70の端部に巻かれる鋼線が入っている領域で、鋼線にゴム膜を被覆し、コードを包む構造からなる。ビード40は、タイヤ101をホイールリム(wheel rim)に装着して固定する役割を果たす。
ベルト50は、トレッド10とカーカス70との中間に位置するコード層である。ベルト50は、外部からの衝撃や外的条件による、カーカス70などの内部構成要素についての損傷を防止する役割を果たし、トレッド10の形状を偏平に維持してタイヤ101と路面との接触が、最上の状態に維持されるようにする。ベルト50は、本発明の他の一実施形態によるゴム補強材201を含むことができる(図2参照)。
インナーライナ60は、チューブレス(tubeless)タイヤにてチューブの代わりに使用されるもので、空気透過性がないかまたは非常に少ない特殊ゴムで作られる。インナーライナ60は、タイヤ101に充填された空気が漏れないようにする。
カーカス70は、強度が強い合成繊維からなるコードが複数枚重なって作られるのであり、タイヤ101の骨格を形成する重要な部分である。カーカス70は、タイヤ101が受ける荷重と衝撃に耐えて空気圧を維持する役割を果たす。カーカス70は、本発明の他の一実施形態によるゴム補強材201を含むことができる。
グルーブ80は、トレッド領域にある太い溝(void)を指称する。グルーブ80は、濡れた路面の走行時にタイヤの排水性を高め、タイヤの接地力を高める機能をする。
キャッププライ90は、トレッド10の下の保護層であって、内部の他の構成要素を保護する。キャッププライ90は、高速走行車両に必須のものとして適用される。特に、自動車の走行速度の増加に伴い、タイヤのベルト部分が変形して乗り心地が低下するなどの問題が発生しており、ベルト部分の変形を防止するキャッププライ90の重要性が増加している。キャッププライ90は、本発明の他の一実施形態によるゴム補強材201からなる。
本発明の一実施形態によるタイヤ101は、ゴム補強材201を含む。ゴム補強材201はキャッププライ90、ベルト50およびカーカス70のうちの少なくとも1つに適用され得る。
本発明によれば、薄い厚さと軽い重量を有しかつ優れた耐久性を有するゴム補強材が提供される。前記ゴム補強材は、タイヤを軽量化しながらも向上した転がり抵抗性を発現することができる。
本発明の一実施形態によるタイヤの部分切開図である。 本発明の他の一実施形態によるゴム補強材に対する概略的な断面図である。 合撚糸の概略図である。 本発明のさらに他の一実施形態によるゴム補強材に対する概略的な断面図である。
以下、発明の理解を助けるために好ましい実施例を提示する。しかし、下記の実施例は単なる例示であって、本発明はこれによって限定されるものではない。
<製造例1>
以下の段階(1)~段階(7)によりゴムコンパウンド液を製造した。
前記ゴムコンパウンド液の製造において、10L容量のプロペラ式撹拌機(容器の直径100cm、プロペラの直径80cm、プロペラの長さ120cm、モデル名SUPER-MIXMR203、製造会社HADO Co.,Ltd.)を用いた。
60PHRの天然ゴム(TSR分類基準20 GradeであるSIR20)および0.1PHRの素練り剤(Struktol A86)を70℃の温度および40rpmの攪拌下で120秒間混合した[段階(1)]。
前記段階(1)から得られた混合物に40PHRのスチレン-ブタジエンゴム(SBR-1502)を添加した後、110℃の温度および40rpmの攪拌下で60秒間混合した[段階(2)]。
前記段階(2)から得られた混合物に50PHRのカーボンブラック(Corax(登録商標)N330)および6PHRのプロセスオイル(パラフィン系、P-2、MICHANG)を添加した後、100℃の温度および35rpmの攪拌下で60秒間混合した[段階(3)]。
前記段階(3)から得られた混合物に5PHRの第1活性剤(ZnO)、2PHRの第2活性剤(ステアリン酸)、および1.5PHRの第1老化防止剤(TMDQ)を添加した後、110℃の温度および45rpmの攪拌下で60秒間混合した[段階(4)]。
前記段階(4)から得られた混合物に7PHRの石油樹脂(HIKOTACK(登録商標)P-90)、1PHRの第2老化防止剤(6PPD)および2.5PHRの酸化防止剤(ワックス)を添加した後、100℃の温度および40rpmの攪拌下で60秒間混合した[段階(5)]。
前記段階(5)から得られた混合物を2時間常温(25℃)で放置した後、配合した。次に、70℃の温度および40rpmの攪拌下で120秒間配合した[段階(5.5)]。
前記段階(5.5)から得られた混合物に3.4PHRの硫黄および0.85PHRの第1加硫促進剤(TBBS)を添加した後、60℃の温度および40rpmの攪拌下で30秒間混合した[段階(6)]。
前記段階(6)から得られた混合物に0.6PHRの第2加硫促進剤(DPG)および0.2PHRの加硫遅延剤(N-(cyclohexylthio)phthalimide)を添加した後、80℃の温度および45rpmの攪拌下で30秒間混合した[段階(7)]。
<製造例2>
前記段階(1)、段階(2)、段階(6)、および段階(7)において温度を以下のように変更したことを除いて、前記製造例1と同様の方法でゴムコンパウンド液を製造した。
-段階(1):60℃
-段階(2):110℃
-段階(6):50℃
-段階(7):70℃
<製造例3>
前記段階(1)、段階(2)、段階(6)、および段階(7)において攪拌速度(rpm)を以下のように変更したことを除いて、前記製造例1と同様の方法でゴムコンパウンド液を製造した。
-段階(1):35rpm
-段階(2):35rpm
-段階(6):30rpm
-段階(7):40rpm
<製造例4>
前記段階(1)、段階(2)、段階(6)、および段階(7)において混合物の配合時間を以下のように変更したことを除いて、前記製造例1と同様の方法でゴムコンパウンド液を製造した。
-段階(1):100秒
-段階(2):45秒
-段階(6):60秒
-段階(7):60秒
<製造例5>
前記段階(1)、段階(2)および段階(3)において天然ゴム、スチレン-ブタジエンゴムおよびカーボンブラックの含有量を以下のように変更したことを除いて、前記製造例1と同様の方法でゴムコンパウンド液を製造した。
-段階(1):天然ゴム70PHR
-段階(2):スチレン-ブタジエンゴム30PHR
-段階(3):カーボンブラック55PHR
<比較製造例1>
前記段階(6)および段階(7)において温度を以下のように変更したことを除いて、前記製造例1と同様の方法でゴムコンパウンド液を製造した。
-段階(6):45℃
-段階(7):70℃
<比較製造例2>
前記段階(1)、段階(2)、段階(6)、および段階(7)において温度を以下のように変更したことを除いて、前記製造例1と同様の方法でゴムコンパウンド液を製造した。
-段階(1):75℃
-段階(2):120℃
-段階(6):70℃
-段階(7):90℃
<比較製造例3>
前記段階(1)、段階(2)、段階(6)、および段階(7)において攪拌速度(rpm)を以下のように変更したことを除いて、前記製造例1と同様の方法でゴムコンパウンド液を製造した。
-段階(1):25rpm
-段階(2):35rpm
-段階(6):35rpm
-段階(7):40rpm
<比較製造例4>
前記段階(1)、段階(2)、段階(6)、および段階(7)において攪拌速度(rpm)を以下のように変更したことを除いて、前記製造例1と同様の方法でゴムコンパウンド液を製造した。
-段階(1):45rpm
-段階(2):40rpm
-段階(6):45rpm
-段階(7):55rpm
<比較製造例5>
前記段階(1)、段階(2)、段階(6)、および段階(7)において混合物の配合時間を以下のように変更したことを除いて、前記製造例1と同様の方法でゴムコンパウンド液を製造した。
-段階(1):100秒
-段階(2):120秒
-段階(6):150秒
-段階(7):60秒
<実施例1~5>
(1)テキスタイル基材の準備
1260deのナイロンフィラメント(第1の下撚り糸)と1500deのアラミドフィラメント(第2の下撚り糸)を準備した。ケーブルコーダーを用いて前記第1および第2フィラメントに対する下撚り(反時計方向)および上撚り(時計方向)を同時に行い、300TPMの撚り数を有する合撚糸110を製造した。
前記合撚糸110を経糸(warp yarn)に使用し、綿糸を緯糸(weft yarn)に使用して織物を製織することで、厚さ0.04mmのテキスタイル基材210を製造した。
(2)接着層の形成
前記テキスタイル基材210を15重量%のレゾルシノール-ホルムアルデヒド-ラテックス(RFL)および85重量%の溶剤(水、H2O)を含む接着コーティング液に浸漬した後、150℃で100秒間熱処理して接着層220を形成した。
(3)ゴムコンパウンド層の形成
次に、コンマコーター(comma coater)を用いて、前記接着層220上に製造例中のいずれか1つのゴムコンパウンド液を、単位面積当たりの塗布量120~130g/m2で塗布した後、70℃の温度で溶媒を揮発させてゴムコンパウンド層230が形成されたゴム補強材201を製造した。
(4)裁断
前記ゴム補強材201を10mm幅に裁断して、キャッププライ90用ゴム補強材を製造した。前記裁断のためにカッターナイフが使用された。
(5)タイヤの製造
裁断したゴム補強材を205/55R16規格のタイヤの製造に適用した。前記タイヤ製造のために、1300De/2ply HMLSタイヤコードを含むボディプライおよびスチールコード(steel cord)ベルトが使用された。
具体的には、インナーライナゴム上にボディプライ用ゴムを積層し、ビードワイヤーおよびベルト部を積層した後、前記製造されたゴム補強材を投入し、トレッド部、ショルダー部およびサイドウォール部の形成のためのゴム層を順次形成して、グリーンタイヤを製造した。前記グリーンタイヤを加硫金型に入れ、170℃で15分間加硫してタイヤを製造した。
<比較例1~5>
前記ゴムコンパウンド層の形成において、ゴムコンパウンド液として比較製造例中のいずれか1つから得られたものを使用したことを除いて、前記実施例1~5と同様の方法でゴム補強材およびそれを含むタイヤを製造した。
<試験例>
(1)厚さ
実施例および比較例によるゴム補強材において、繊維基材およびゴムコンパウンド層の厚さt1を株式会社ミツトヨ(Mitutoyo社)製のノギス(vernier calipers)を用いて測定した。
(2)ゴムコンパウンド層の加硫特性(t50、t90)
実施例および比較例によるゴム補強材からゴムコンパウンド層の試験片を採取した。ASTM D2084の標準試験法によりレオメータ(MDR2000、Alpha Technologies)を用いて前記試験片に対するt50値およびt90値を測定した。
(3)粘着性
ASTM D2979の標準試験法により、以下の条件下で前記ゴムコンパウンド層の粘着性(pressure-sensitive tack of adhesives)をテストした。
-円柱の直径:10mm
-荷重:300gf
-引き剥がし速度:5mm/min
-開始荷重:10gf
-試験開始荷重速度:10mm/min
-目標荷重到達速度:0.2mm/min
-維持時間:20sec
(4)接着力
ASTM D4393の標準試験法により前記ゴムコンパウンド層の接着性(strap peel adhesion)をテストした。前記テストは、Instron Clampe(Grip、CAT.No.2712-041)を用いて125mm/minのCross Head Speed下で行った。
(5)疲労強度保持率
疲労強度保持率は、曲げ疲労試験(bending fatigue test)により測定された。試験片は30cmの長さと1インチの幅で製作した。加硫は170℃下で15分間行った。試験前に前記試験片を曲がる疲労試験装置のプーリー(pulley)に装着した後、100℃下で30分間放置した。そして、RPM150、100℃、プーリーサイズ1インチ(pulley size 1 inch)の条件下にて、前記試験片を25、000サイクルでベンディングした。ここで、前記プーリーサイズ(pulley size)は、前記試験片にかかるプーリー(pulley)の直径を意味する。前記試験片が有する前記走行前の接着力を基準として前記走行後の接着力を比較した結果を疲労強度保持率という。
(6)表面固有抵抗
30cmの長さと1インチの幅で製作された試験片に対して、電気抵抗測定装置(モデル名:Insulation Tester 1550C、製造会社:FULKE社)を用いて表面固有抵抗を測定した。
上記表1および表2を参照すると、製造例1~5のゴムコンパウンド液を適用して形成されたゴムコンパウンド層は、比較製造例1~5のゴムコンパウンド液を適用して形成されたものに比べて、優れた加硫特性(t50、t90)、粘着性および接着力を有し、かつ高い疲労強度保持率と低い表面固有抵抗を有していることが確認された。
(7)タイヤの物性評価
圧延工程により製造されたタイヤコード(840デニールの繊度を有するナイロン素材のツープライヤーン(two-ply yarn)を経糸として使用、25個/inchの経糸密度)を適用した205/60 R16規格のタイヤを参考例として準備した。
参考例と実施例1のタイヤに対して以下の物性を測定した。実施例1のタイヤが有する物性値は参考例のタイヤの物性値を基準(100%)として換算した値である。
-材料重量:実施例1のゴム補強材および参考例のタイヤコードの重量
-タイヤ重量:実施例1および参考例のタイヤの重量
-高速走行性:米国FMVSS 139Hの標準試験法により測定
-耐久力I:米国FMVSS 139Eの標準試験法により測定
-耐久力II:ヨーロッパECE-R119の標準試験法により測定
-転がり抵抗性(RRc):ISO 28580の標準試験法により測定
上記表3を参照すると、実施例1のタイヤは、本発明の実施形態によるゴム補強材を含むことによって参考例のタイヤに比べて、軽くかつ高速走行性、耐久力、転がり抵抗性に優れていることが確認された。
10 トレッド
20 ショルダー
30 サイドウォール
40 ビード
50 ベルト
60 インナーライナ
70 カーカス
80 グルーブ
90 キャッププライ
101 タイヤ
110 合撚糸
111 第1の下撚り糸
112 第2の下撚り糸
201、301 ゴム補強材
210 テキスタイル基材
220 接着層
230 ゴムコンパウンド層

Claims (15)

  1. 繊維基材と、
    前記繊維基材上に配置された接着層と、
    前記接着層上に配置されたゴムコンパウンド層と、を含み、
    前記ゴムコンパウンド層は2μm~200μmの厚さ、150秒~220秒のt50値、および300秒~350秒のt90値を有する、ゴム補強材。
    (ここで、前記t50値は、170℃の温度下でASTM D2084の規格の試験法によりレオメータで測定される前記ゴムコンパウンド層の最大架橋密度の50%に到達するのにかかる時間(秒)であり、前記t90値は、前記最大架橋密度の90%に到達するのにかかる時間(秒)である。)
  2. 前記ゴムコンパウンド層は20μm~40μmの厚さを有する、請求項1に記載のゴム補強材。
  3. 前記ゴムコンパウンド層は、4.0×10ohm/sq.あるいは8.0×10ohm/sq.の表面固有抵抗を有する、請求項1に記載のゴム補強材。
  4. 前記ゴムコンパウンド層は、ASTM D4393の規格の試験法による17.0N/inch以上の接着力を有する、請求項1に記載のゴム補強材。
  5. 前記繊維基材は、繊維ヤーン(yarn)およびテキスタイル基材のうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載のゴム補強材。
  6. 前記接着層は、レゾルシノール-ホルムアルデヒド-ラテックス(RFL)を含む、請求項1に記載のゴム補強材。
  7. 繊維基材を準備する段階と、
    繊維基材上に接着層を形成する段階と、
    前記接着層上にゴムコンパウンド液を塗布し、熱処理して、ゴムコンパウンド層を形成する段階と、を含み、
    前記ゴムコンパウンド液は、50~110℃および30~50rpm下で前記ゴムコンパウンド液に含まれるいずれか1つの成分を添加した後、30~120秒間攪拌しながら順次混合して準備される、ゴム補強材の製造方法。
  8. 前記ゴムコンパウンド液は、弾性重合体、硫黄、加硫促進剤、および加硫遅延剤を含む、請求項7に記載のゴム補強材の製造方法。
  9. 前記弾性重合体は、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、イソブチレンゴム、イソプレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴムおよびネオプレンゴムからなる群より選択される1種以上のゴムを含む、請求項8に記載のゴム補強材の製造方法。
  10. 前記ゴムコンパウンド液は、60~70PHR(parts per hundred rubber)の天然ゴム、30~40PHRのスチレンブタジエンゴム、1~5PHRの硫黄、1~5PHRの加硫促進剤、および0.1~0.5PHRの加硫遅延剤を含む、請求項8に記載のゴム補強材の製造方法。
  11. 前記ゴムコンパウンド液は、
    60~70PHRの天然ゴムを60~70℃の温度および30~40rpmの攪拌下で100~120秒間混合する段階(a)と、
    前記段階(a)の混合物を含む組成物に30~40PHRのスチレンブタジエンゴムを添加した後、100~110℃の温度および30~40rpmの攪拌下で30~60秒間混合する段階(b)と、
    前記段階(b)の混合物を含む組成物に1~5PHRの硫黄および0.5~2.5PHRの第1加硫促進剤を添加した後、50~60℃の温度および30~40rpmの攪拌下で30~60秒間混合する段階(c)と、
    前記段階(c)の混合物を含む組成物に0.5~2.5PHRの第2加硫促進剤および0.1~0.5PHRの加硫遅延剤を添加した後、70~80℃の温度および40~45rpmの攪拌下で30~60秒間混合する段階(d)と、を含んで準備される、請求項8に記載のゴム補強材の製造方法。
  12. 前記ゴムコンパウンド液は、素練り剤、カーボンブラック、プロセスオイル、活性剤、老化防止剤、石油樹脂、および酸化防止剤からなる群より選択される1種以上の添加剤をさらに含む、請求項8に記載のゴム補強材の製造方法。
  13. 前記ゴムコンパウンド層は2μm~200μmの厚さからなる、請求項7に記載のゴム補強材の製造方法。
  14. 請求項1に記載のゴム補強材を含む、タイヤ。
  15. 前記ゴム補強材がキャッププライ、ベルトおよびカーカスのうちの少なくとも1つに適用された、請求項14に記載のタイヤ。
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Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001510757A (ja) 1997-07-25 2001-08-07 ザ・グッドイヤー・タイヤ・アンド・ラバー・カンパニー 航空機用タイヤ
JP2002155169A (ja) 2000-11-20 2002-05-28 Sumitomo Rubber Ind Ltd タイヤ用ゴム組成物およびそれを用いたタイヤ
JP2002201314A (ja) 2000-11-17 2002-07-19 Bridgestone Corp タイヤトレッドプライを製造するためのシリカ含有硬化性ゴムミックス
JP2004323662A (ja) 2003-04-24 2004-11-18 Bridgestone Corp スチールコード用コーティングゴム組成物及び重荷重用タイヤ
JP2005537349A (ja) 2002-08-30 2005-12-08 株式会社ブリヂストン 官能性ポリマー、及びそれにより改良された加硫物
JP2007145292A (ja) 2005-11-30 2007-06-14 Bridgestone Corp ランフラットタイヤ
JP2009541098A (ja) 2006-07-01 2009-11-26 ランクセス・ドイチュランド・ゲーエムベーハー 水素化ビニルポリブタジエンをベースにした層構造加硫物
JP2014218096A (ja) 2013-05-01 2014-11-20 住友ゴム工業株式会社 空気入りタイヤ
JP2016515661A (ja) 2013-04-18 2016-05-30 ランクセス・ドイチュランド・ゲーエムベーハー 油展官能化スチレン−ブタジエンコポリマー
WO2017208852A1 (ja) 2016-05-31 2017-12-07 株式会社ブリヂストン 空気入りタイヤ
US20180147888A1 (en) 2015-04-30 2018-05-31 Bridgestone Americas Tire Operations, Llc Rubber-covered textile cords, tires containing same, and related methods
JP2019001979A (ja) 2017-06-14 2019-01-10 台湾ナノカーボンテクノロジー股▲ふん▼有限公司Taiwan Carbon Nano Technology Corporation 弾性複合材料を製造するための配合物、及び弾性複合材料の製造方法
JP2020525344A (ja) 2017-06-30 2020-08-27 コーロン インダストリーズ インク 軽量化されたゴム補強材の製造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011156785A (ja) * 2010-02-02 2011-08-18 Bridgestone Corp 空気入りタイヤの製造方法
FR3027028B1 (fr) * 2014-10-13 2016-12-09 Michelin & Cie Produit renforce comprenant une composition a faible taux de soufre et pneumatique comprenant ledit produit renforce
FR3027025B1 (fr) * 2014-10-13 2016-12-09 Michelin & Cie Produit renforce comprenant une composition a faible taux de soufre et pneumatique comprenant ledit produit renforce
KR102427757B1 (ko) * 2018-09-28 2022-07-29 코오롱인더스트리 주식회사 고무 보강재, 그 제조방법 및 이를 포함하는 타이어

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001510757A (ja) 1997-07-25 2001-08-07 ザ・グッドイヤー・タイヤ・アンド・ラバー・カンパニー 航空機用タイヤ
JP2002201314A (ja) 2000-11-17 2002-07-19 Bridgestone Corp タイヤトレッドプライを製造するためのシリカ含有硬化性ゴムミックス
JP2002155169A (ja) 2000-11-20 2002-05-28 Sumitomo Rubber Ind Ltd タイヤ用ゴム組成物およびそれを用いたタイヤ
JP2005537349A (ja) 2002-08-30 2005-12-08 株式会社ブリヂストン 官能性ポリマー、及びそれにより改良された加硫物
JP2004323662A (ja) 2003-04-24 2004-11-18 Bridgestone Corp スチールコード用コーティングゴム組成物及び重荷重用タイヤ
JP2007145292A (ja) 2005-11-30 2007-06-14 Bridgestone Corp ランフラットタイヤ
JP2009541098A (ja) 2006-07-01 2009-11-26 ランクセス・ドイチュランド・ゲーエムベーハー 水素化ビニルポリブタジエンをベースにした層構造加硫物
JP2016515661A (ja) 2013-04-18 2016-05-30 ランクセス・ドイチュランド・ゲーエムベーハー 油展官能化スチレン−ブタジエンコポリマー
JP2014218096A (ja) 2013-05-01 2014-11-20 住友ゴム工業株式会社 空気入りタイヤ
US20180147888A1 (en) 2015-04-30 2018-05-31 Bridgestone Americas Tire Operations, Llc Rubber-covered textile cords, tires containing same, and related methods
WO2017208852A1 (ja) 2016-05-31 2017-12-07 株式会社ブリヂストン 空気入りタイヤ
JP2019001979A (ja) 2017-06-14 2019-01-10 台湾ナノカーボンテクノロジー股▲ふん▼有限公司Taiwan Carbon Nano Technology Corporation 弾性複合材料を製造するための配合物、及び弾性複合材料の製造方法
JP2020525344A (ja) 2017-06-30 2020-08-27 コーロン インダストリーズ インク 軽量化されたゴム補強材の製造方法

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