KR0132211B1 - 경화성 기질에 결합되는 역반사 쉬트 - Google Patents

경화성 기질에 결합되는 역반사 쉬트

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KR0132211B1 KR1019890018144A KR890018144A KR0132211B1 KR 0132211 B1 KR0132211 B1 KR 0132211B1 KR 1019890018144 A KR1019890018144 A KR 1019890018144A KR 890018144 A KR890018144 A KR 890018144A KR 0132211 B1 KR0132211 B1 KR 0132211B1
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도날드 밀러 셀
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Abstract

내용없음.

Description

경화성 기질에 결합되는 역반사 쉬트
제1도는 보강웹이 지지층의 후면으로 부터 돌출한 단일 지지층을 갖는 본 발명에 따른 쉬트(sheet)의 실시예에 대한 횡단면도,
제2도는 본 발명에 따른 쉬트의 다른 실시예에 대한 횡단면도,
제3도는 본 발명에 따라 쉬트가 접착된 고무제품의 횡단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 쉬트(sheet) 12 : 역반사요소
13 : 접합층 15 : 뒷면층
16 : 미세구 14,17 : 지지층
26 : 보강웹
[발명의 분야]
본 발명은 역반사 쉬트(sheet)에 관한 것으로서, 가황처리 가능한 또한 경화가능한 기질에 접착되는 역반사 쉬트에 관한 것이다.
[배경]
미합중국 특허 제3,382,908호 및 제3,449,210호(파암퀴스트 등에게 공여됨)에는 측벽둘레에 역반사 스트립을 갖는 타이어가 개시되어 있는데, 이는 자전거 및 오토바이가 어둠속에서 주행할 때 안정성을 제공하는데 사용된다.
이와같은 타이어는 역반사 요소층을 지지하는 네오프렌 고무와 같은 비회복성 탄성중합체의 평행한 스트립을 비경화성 타이어 케이싱에 접착시켜서 만들어진다.
따라서, 타이어 케이싱은 타이어 주형에서 경화되어 U형 단면을 갖는 완전한 타이어를 완성시키며, 역반사 요소를 지지하는 스트립은 경화된 타이어 케이싱의 단일부 또는 일체부로서 형성된다.
상기와 같은 용도로 사용되는 스트립의 실시예가 상기 미합중국 특허 제3,382,908호 및 3,449,201호에 개시된다.
상기 특허들은 역반사 요소의 단일층의 끼워진 탄성중합체 지지층으로 구성되며, 상기 지지층 또는 적어도 뒷면층은 타이어 측벽의 탄성중합체에 적합한 경화성 탄성중합체로된 얇은 시트재료를 개시한다.
비록 상기 쉬트물질이 경화후에 타이어 측벽에 강하게 결합될 수 있어도, 그 잘려진 폭이 협소하고 구조층에 얇기때문에, 쉬트물질은 너무 쉽게 신장되는 성질을 갖게 되어서 타이어 제조중에 가공하기가 어려운 점이 있다.
예를들어, 상기 쉬트물질은 작은 파단력을 갖고 있어서, 그 쉬트 물질을 제조하는 중에 인장력을 받거나 특히, 스트립 형태로 잘려진 후에도 쉽게 파단될 수 있으며, 심지어 그 쉬트물질은 파단이 없는 상태에서 상기 인장력을 유지할 때도 원래의 치수로 돌아올만한 충분한 탄성을 갖고 있지 못하여 타이어의 최종 외형을 변형시킨다.
[발명의 요약]
본 발명은 경화성 기질에 접착될 수 있는 역반사 쉬트를 제공한다.
상기 기질은, 고무타이어 처럼 전방향 즉, 모든 방향으로 탄성을 가지며, 일반적으로 ­40℃ 내지 80℃ 또는 그 이상의 광범위한 온도범위에 걸쳐 매우 유연성이 좋다.
본 발명의 역반사 쉬트는 탄성중합체 지지층에 일부가 끼워지고 지지층의 앞쪽으로 부터 돌출해서 지지된 역반사 요소의 단일층과 지지층에 적어도 일부가 끼워진 필라멘트 성분의 보강웹으로 구성된다.
몇몇 실시예에서, 보강웹은 지지층의 후면측으로부터 돌출하였지만 다른 실시예에서는 안에 완전히 끼워진다.
보강웹은 다방향의 탄성을 갖고 있으며 다공성이 있는 것이 바람직하다. 본 발명의 쉬트에 유용하게 사용되는 보강웹의 예로서, 예를들면 저밀도 구조를 가진 부직(non-woven)웹이나 개방 메쉬(mesh)구조를 갖는 니트웹이 있다.
다방향 탄성성질이란, 인장력을 받았을 때 신장되거나 또는 연장될 수 있는 보강웹, 역반사 쉬트 등과 같은 제품이 신장력이 풀어진 후에 단지 특정방향 또는 배열을 따르는 대신에 거의 모든 방향으로 거의 처음상태의 크기로 회복하는 성질을 갖는 것을 의미한다.
지지층 또는 적어도 그 뒷면층은 양호한 기질, 예를들어 자전거, 오토바이, 자동차 타이어의 측벽의 탄성중합체에 융화되는(compatible)경화가능한 또는 회복가능한 탄성종합체로 이루어져 있다.
여기서 “융화되는”이라는 용어는 타이어 주형에서와 같이 거의 비경화성 기질과 접촉하고 경화를 위해 적당한 가열 및 압력조건하에 놓여질때, 지지층의 경화성 부위가 동시에 경화되는 기질에 강하게 결합을 형성하는 것을 의미한다.
타이어에 상기 역반사 쉬트를 적용하는 것은 비경화된, 즉, 그린(green)타이어 케이싱의 위치에 적당한 크기의 쉬트 조각을 위치시키고 나서 타이어 주형에 그 조립체를 넣음으로써 달성될 수 있다.
또한, 그와는 달리 적당한 치수의 쉬트조각은 그린 타이어 케이싱을 삽입하기전에 적당한 위치에 있는 주형에 위치시킬 수 있다.
충분한 열 및 압력이 타이어 주형에 적용되어 쉬트와 타이어 케이싱의 경화성 부위를 회복시킬때, 그 쉬트는 타이어 케이싱에 끼워질 것이며, 접합층의 경화성 부위는 타이어 측벽의 탄성중합체와 함께 경화되어 쉬트가 타이어 측벽에 거의 일체부로서 형성된다.
보강웹이 지지층의 후면측으로부터 돌출하는 실시예에서, 쉬트와 타이어를 경화한 후에, 웹은 타이어 측벽과 쉬트의 지지층 사이의 결합부를 강화하는 성질이 있다.
다방향 탄성 보강웹은 역반사 쉬트에 상당히 큰 강도를 부여하고 그 탄성도 유지함으로써 쉬트의 조절특성을 개량한다.
예를들어, 본 발명의 역반사 쉬트의 몇몇 실시예는 3/16인치의 폭당 약 2,5파운드(2.3N/㎜­폭) 또는 그 이상의 파단력을 갖는다.
따라서, 이 쉬트는 제조 및 스트립 형상으로 자르는 것과 같은 용도에 따른 전환 및 타이어의 잔해의 조립중에 보통 받게되는 인장력에 양호하게 견딜수 있다.
상기 웹의 다른 장점으로서는 쉬트에 상당히 큰 강도를 부여하기 때문에 지지층이 얇은 형태로 제조될 수 있어서, 비용절감 및 전체 형상이나 두께를 줄일 수 있다. 보강웹이 지지층이 후면측으로 부터 돌출하는 실시예에서, 보강웹은 돌출 필라멘트가 유연한 비경화된 케이싱에 가압될때 “기계적 압착”작용을 하는 수단은 제공함으로써 그린 타이어 케이싱에서의 쉬트의 위치를 용이하게 한다. 또한, 전술한 바와같이, 상기 돌출 웹은 쉬트와 타이어 케이싱 사이의 최종결합을 강화시킬 수 있다.
본 발명의 역반사 쉬트는 가요성 기질에 접착될 때 높은 휘도를 나타낸다.
예를들어, 본 발명의 시트는 응력해제된 길이 즉, 이완된 상태의 길이에서 30%의 신장 및 30%의 압축 싸이클을 통해 200,000회 굴절된 후에도 초기 역반사 휘도의 적어도 약 80%를 유지할 수 있다.
따라서, 상기 측별과 상기 제품은 양호한 역반사 휘도를 유지할 수 있다.
또한, 전술한 보강웹에 의해 쉬트에 전해진 특성에 부분적으로 기인하여, 본 발명의 역반사 쉬트는 내마모성이 향상되어 그 역반사 요소가 쉬트의 지지층에 보다 견고하게 유지되며, 이로인해 쉬트가 마모력을 받을시 제거되는 것을 방지한다.
[양호한 실시예의 상세한 설명]
본 발명은 이하 첨부도면을 참고로 보다 상세한 설명될 것이다.
전술한 바와같이, 본 발명의 역반사 쉬트는, 탄성중합체 지지층에 일부가 끼워져 지지되며, 그 지지층의 전면측으로 부터 돌출되는 역반사 요소의 단일층 및 적어도 일부가 지지층에 끼워지고 바람직하게는 지지층의 후면측으로 부터 돌출한 다방향으로 탄성을 갖는 큰 다공성 보강웹을 구비하며, 여기서 상기 지지층의 적어도 뒷면층은 경화 가능하다.
본 발명의 역반사 쉬트는 광범위한 온도범위에 거쳐 다방향의 탄성 및 가요성을 갖는다.
제1도에는 지지층(14)의 접합층(13)에 일부가 끼워진 역반사 요소(12)를 구비한 쉬트부위(10)을 도시한다.
도시된 실시예에서, 지지층(14)는 접합층(13)과 뒷면층(15)로된 이중층이며 역반사 요소(12)는, 전면(18)이 지지층(14)의 전면측(20)으로 부터 돌출하여 그 후면(24)상에는 구형 반사체(22)가 형성되는 미세구(16)을 구비한다.
보강웹(26)은 지지층(14)에 완전히 끼워진다.
보강웹(26)은 뒷면층(15)를 통해 대략 연장하고 접합층(13)으로 연장될 수 있으나(도시되지 않음)쉬트(10)이 휘어질때와 같이 접합층내에서 결합부를 약하게 할 정도로 미세구(16)에 밀접하게 연장하진 않는다.
역반사 요소(12)의 전면(18)은 선택적인 보호라이너(도시되지 않음)에 의해 덮혀질 수 있다.
제2도는 또다른 실시예에서, 제 1도와 유사한 부품에는 제 1도와 유사한 도면부호가 기재된다.
제2도에 도시된 실시예에서, 지지층(17)은 단일층이며 적어도 그 후면부를 통해 경화 가능하다.
그리고 보강웹(26)은 지지층(17)에 일부가 끼워지며 그 후면측으로 부터 돌출한다. 보강웹의 돌출부는 도시된 바처럼 거의 드러낼 수 있으며, 또는 경화성 지지층 물질이나 기질에 융화되는 다른 재료를 일부 또는 완전 피복하여 기질에 대한 결합상태를 개선할 수 있다.
본 발명의 쉬트에 사용되는 대부분 형태의 역반사 요소는 제 1 및 2도에 도시된 바와같은 후면에 반사수단을 갖는 투명한 미세구가 있다. 상기 역반사 요소는 빛이 쉬트에 부딛치는 광범위한 범위의 입사각도(“유향각도”로서 종종 언급됨)에 걸쳐 충분한 역반사 휘도를 갖고 있다.
그러나, 필요시 된다면 다른 형태의 역반사 요소가 본 발명의 기술적 사상에 따라 사용될 수 있다.
미세구가 역반사 요소로써 사용될시, 그 미세구는 상당히 균일하며 효율이 놓은 역반사율을 제공하도록 거의 구형이 되는 것이 바람직하다.
일반적으로, 미세구는 흡수되는 빛의 량을 최소로 하여 쉬트에 의해 역반사되는 입사광의 량을 최대화하도록 거의 투명한 것이 바람직하다.
보통 거의 무색인 미세구는 염료 또는 다른 염색제로 채색시켜 필요에 따른 특별한 효과를 낼 수 있다.
본 발명의 역반사 쉬트에 사용된 미세구는 광학특성 및 여기서 개시된 물리적 특성을 갖는 유리 또는 합성수지로 제조될 수 있다.
유리 미세구는 비용이 저렴하기 때문에 보다 강하게 우수한 내구성을 갖는다.
또한 본 발명에 사용된 미세구는 약 40∼200 마이크론(micorn)의 평균직경을 갖는 것이 바람직하며, 이 범위를 넘는 크기를 갖는 미세구가 일부 실시예에 사용될 수 있다.
상기 범위보다 작은 미세구는 회절효과로 인해 보다 낮은 수준의 역반사를 제공하는 반면에, 상기 범위보다 큰 미세구는 쉬트에 불량한 조도의 조직을 부여하거나 마모력으로 인해 보다 쉽게 제거되는 성질을 갖는다.
상기 미세구는 또한 약 1.70­2.0, 더욱 상세히는 약 1.85­1.91의 굴절율을 가지는데, 이 범위는 일반적으로 미세구의 전면이 노출되거나 공기입사되는 미세구 역반사 제품에 유용하게 사용된다.
그러나, 상기 범위를 벗어난 굴절율을 갖는 미세구가 본 발명에 따라 사용될 수 있다.
예컨데, 약 2.3의 굴절율을 갖는 미세구는 그 전면에 물이 있을시 역반사를 제공한다.
따라서, 쉬트의 전면상에 물이 있고, 예를들어 기질이 고무 부유물이거나 부유장치인 조건 하에 사용되는 실시예에 있어서, 약 1.9 및 약 2.3의 굴절율을 갖는 미세구의 혼합물은 건식 및 습식 역반사를 제공하도록 사용될 수 있다.
전술한 바처럼, 본 발명에 따른 역반사 쉬트의 미세구 역반사 요구는 그 후면에 반사수단을 구비한다.
이러한 목적으로 사용되는 공지된 여러물질들에는, 알루미늄 또는 은과 같은 진공-부착 또는 중착 금속 코팅 ; 은과 같은 화학적용착 금속코팅 ; 금속피복 플라스틱막 ; 알루미늄 또는 은과 같은 금속플레이크(flake): 및 절연코팅 등이 있다.
알루미늄 또는 은 코팅은 아주높은 역반사 휘도를 갖고 있기 때문에 바람직하다. 은 코팅의 반사색은 알루미늄의 반사색 보다 바람직하나, 알루미늄 증기코팅이 전체적으로 더욱 양호한데, 이는 외부에 노출될 때 은반사 코팅이 알루미늄 코팅보다 좀더 심하게 분리되고 질저하가 되는 성질을 갖고 있기 때문이다.
미합중국 특허 제3,700,305호(빙함)에는 본 발명의 쉬트에 반사수단으로서 사용될 수 있는 절연거울이 개시되어 있다.
지지층은 일반적으로 가요성 탄성층을 형성하는 내구성이 있는 중합체 재료로 구성도어 쉬트의 다른 요소, 예를들어 알루미늄 코팅된 유리 미세구와 같은 역반사 요구 및 보강웹 같은 다른 요소에 양호한 결합을 제공한다.
본 발명의 많은 실시에 있어서, 지지층에 사용하는 예시된 재료의 예들에는, 약 12,000-약 16,000의 분자량을 갖고 플레테트라멘칠렌 에테르디아민 ; B.F.Goodrich Co.사의 아민­유한 부타디엔 아크릴로니트릴 고무인 HYCARATBN; BASF사의 약 5000분자량을 갖는 비스­(3­아미노프로필)­폴리테트라히이드로푸란이 있다.
상기 재료들은 일반적으로 경화물질, 예를들어 에폭시수지와 조합하여 사용한다.
일예로, 상기 재료는 shell oil사의 에폭시수지인 EPON 828과 조합하여 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 지지층은 고무대 에폭시의 분자량 비가 약 1:1-약 4:1, 좀더 일반적으로 약 2.5:1로 되어 있다.
상기 분자량의 비율이 약1:1 보다 낮은 경우에는 너무 단단하거나 부서지기 쉬운 층으로 형성된 합성물을 만들 수 있으며, 약 4:1보다 높은 분자량의 비율은 너무 연한층으로 형성된 합성물을 만들 수 있다.
본 발명의 역반사 쉬트에 사용될 수 있는 지지층 물질의 다른 실시예들은 열가소성, 가열활성, 자외선 경화, 및 E­비임­경화 접착물 또는 폴리머 시스템을 포함한다.
지지층은 유연성, 연장성, 및 탄성특성을 가져야 하는데 이 특성들은 쉬트가 도포되는 기질의 특성과 유사하며, 적어도 합성복합체 제품이 받게되는 응력을 충분히 충족시켜야 한다.
예를들어, 약 50% 또는 그 이상으로 신장된 후에 거의 처음크기로 되돌아갈 수 있는 유연한 지지층은 차량의 타이어에 사용하는데 적합할 것이다.
그러나, 그밖에 다른 기질에 사용되는 실시예들은 특정기질에 따라 유연성, 연장성, 및 탄성특성을 달리 해야하는 것이 바람직하다.
기질의 사용조건 하에서 그 기질을 휘고, 펴고 또는 경화시키기에 충분한 유연성, 연장성 또는 탄성이 없는 지지층은 기질을 파단 또는 분리시킬 수 있어서 그 기질을 약하게(예를들어, 이동된 또는 크랙된 타이어 고무로 인해)만드는데, 이로인해 역반사 요소가 제거되어 외형이 불량하게 되고 품질이 떨어지며 쉬트의 역반사 성능이 저하된다.
제1도에 도시되어 전술한 바와같이, 지지층(14)는 역반사 요소(16)이 일부 끼워지는 접합층(13) 및 보강웹(26)이 적어도 일부 끼워진 접합층(13)의 후면측에 있는 뒷면층(15)로 구성되는 이중­층이다.
상기 이중 지지층에서, 접합층(13) 및 뒷면층(15)는 그들 사이에 양호한 접착을 제공하며, 여러특성들을 최적으로 형성하기 위해 따로따로 구성될 수 있다.
예를들어, 접합층(13)은 역반사 요소(16)에 대한 색상 및 접착력이 최적으로 되도록 구성될 수 있고, 뒷면층(15)는 웹(26)에 대한 접착력이 최적으로 되도록 그리고 기질 탄성중합체와 융화될 수 있도록 구성될 수 있다.
본 발명의 쉬트의 이중­지지층의 뒷면층으로서 사용하기에 적합한 상업적으로 이용가능한 물질은 B.F. Goodrich Co.사의 A1638 천연고무 접착제, Uniroyal Tire Company 사의 UNIROYAL 6287 N.R. 고무접착제, 및 Hughes Lord Corp.사의 CHEMLOCK 252를 포함한다.
지지층은 추가로 제품 전체의 순백정도를 증가시키기 위해 안료로서, 예를들면 이산화티탄, 또는 염료 같은 표백제를 구비한다.
또한, 선택적으로 상기 지지층은 상이한 색상이 부여되도록 노랑, 오렌지, 빨강 또는 다른 색깔을 부여하는 안료 또는 염료등과 같은 선택된 착색제 또는 그 조합체를 구비할 수 있다.
이중­층의 지지층을 구비하는 본 발명의 실시예의 경우에 있어서, 상기 착색제는 눈에 보이는 접합층에 사용되는 반면에 뒷면층은 가시구역에 벗어나서 볼 수 없어서 착색체와는 거의 관계가 없다.
추가로, 지지층은 쉬트가 처하게 되는 조건 및 최종적으로 적용됨에 있어서 쉬트에 준비되어야할 조건에 따라, 하나 또는 그이상의 기후변화에 변색되지 않는 풍화제(weathering agent), 안정제, 자외선 흡수제, 산화방지제, 에너지 퀀처(qurncher), 보강제, 공정처리 촉진물(예: 윤활유, 풀림체(peptilizer)), 경화제, 결합촉진제, 활성제, 경화물, 가소물, 가속물, 등등을 포함할 수 있다.
다중으로된 지지층을 갖는 본 발명의 실시예에 있어서, 상기 성분들은 하나 또는 그 이상의 개별층에 사용될 수 있다.
본 발명의 지지층은 다중층, 예컨데, 둘 또는 그 이상의 층으로 구성된다.
전술한 뒷면층과 접합층 뿐만 아니라 그 사이에 양호한 특성을 쉬트에 부여하는 기초층 또는 다른층이 있을 수 있다.
본 발명의 역반사 쉬트는 다방향으로 탄성을 갖고 지지층에 적어도 일부가 끼워지고 그 후면측으로 부터 돌출하는 유연성 보강웹을 구비한다.
앞서 정의한 바와같이, “다방향으로의 탄성”의 의미는 인장력이 풀어진 후에 단지 특정방향 또는 배향을 따르는 대신에 거의 모든 방향 또는 배향으로 웹이 거의 동일하게 처음 크기로 되돌아가려는 성질을 의미한다.
여기서 사용된 다방향으로의 탄성은 보강웹의 탄성도가 모든 방향으로 동일한 것을 의미하는 것이 아니라 웹이 임의의 방향에서, 바람직하게 적어도 약 40% 연장될 수 있으며 동일하게 회복하는 성질을 의미한다.
상기 웹은 역반사 쉬트에 상당히 큰 강도를 부여하고 그 강도를 증가시키고 탄성도를 유지함으로써 쉬트의 조절특성을 개량하며, 그리하여 쉬트와 기질 사이의 결합의 강도를 높게 한다.
다방향 탄성의 보강웹에 의해 전체 쉬트에 부여된 강도때문에, 경화성 기질에 결합되는 역반사 쉬트의 지지층 두께를 줄어들게 할 수 있어서 비용을 절감할 수 있다.
본 발명에 사용되는 보강웹의 실시예에는 니트웹(도시된 실시예는 이중니트 및 원형니트임)이 있고, 부직웹(도시된 실시예는 열결합, 화학적 결합, 스펀결합, 및 점결합이 있음) 및 일부 직물웹이 있다.
본 출원인은 상기 웹이 다방향이 아닌 2­방향 성질을 갖는 부직웹에 비교해서 모든방향으로 보다 높고 균일한 연장성 및 탄성특성을 제공하는 성질이 있다는 것을 발견했다.
니트웹은 부직웹에 비해 늘어난 후에 주름짐이 없이 거의 완전하게 원래 크기로 회복하는 성질이 있다.
그러나, 비록 일부 부직웹이 신장 및 풀어짐을 반복한 후에 다소 주름이 지는 경향이 있을지라도, 부직웹은 “네킹 다운(necking down)”즉, 스트립 형태로 신장될 시, 신장방향에 평행한 축을 따라 말려지는 것에 좀더 저항함으로써 웹이 평면형상을 보유하여 일부실시에에 사용이 용이해진다.
우레탄­부직웹은 신장 및 풀림을 반복할시 대략 주름을 방지하지만 충분치 못한 강도를 제공하는 성질이 있음이 관측되었다.
그러나, 쉬트에 상당히 큰 강도를 부여할 뿐만 아니라 전술된 다른 특성을 갖는 우레판­부직웹이 본 발명의 쉬트에 사용될 수 있을 것이다.
직물웹에는 소정의 다­방향 탄성도가 존재한다는 것이 관측되지 않는다.
즉, 그 웹은 경사를 따라서만 탄성이 있다는 것이다.
하지만, 소정의 다­방향 연장성을 갖는 직물웹이 본 발명에 사용될 수 있다.
예를들면, 스팬덱스 필라멘트로 조직된 웹은 양호한 다­방향 탄성도를 제공하며, 따라서 본 발명에 사용될 수 있다.
본 발명의 쉬트에 사용되는 보강웹은 다공성이 큰것이 바람직 하여서 지지층 물질과, 웹이 그 지지층으로 부터 돌출한 실시예에서 기질 탄성중합체 물질은 웹의 필라메트 주변을 완전히 유동하여 마무리된 제품에 거의 공극이 없으며, 이로인해 상기 물질에 대한 보강웹의 접착을 확실히 하고 제품을 강화시킨다.
따라서, 본 발명에 따라 사용된 보강웹은 약 10­68g/㎡의 중량을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 쉬트에 사용되는 보강웹은 적어도 약 9파운드/인치­폭(15N/cm­폭)의 모든 방향에서 그래브(brab) 인장(파단)강도를 갖는 것이 바람직하다.
합성쉬트는 일반적으로 약 15파운드/인치­폭(26N/cm­폭)의 파단 인장강도를 가져서 큰 부피의 쉬트를 소정의 크기로 변환 즉, 자르기가 용이하다.
여기서 사용된 보강웹은 합성쉬트의 사용에 따라 모든 방향에서 적어도 약 40% 양호하게는 적어도 약 120%의 신장도를 갖는 것이 바람직하다.
예를들면, 타이어와 같은 고무기질 상에서 적어도 약 40%, 더욱 바람직하게는 50% 또는 그이상의 신장도를 가지면 합성쉬트의 균열을 방지하기에 충분하다.
본 발명의 쉬트두께는 쉬트에 의해 이동되는 기질(예: 타이어 측벽) 부위의 두께를 줄이도록 얇게 제조하는 것이 바람직하다.
따라서, 각 쉬트의 성분층은 얇은 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명의 쉬트에 사용하는 보강웹은 두께가 약 0.002­0.01인치(50­250마이크론)인 것이 바람직하다.
그러나 일부는 합성쉬트가 사용되는 실시에 따라 상기 범위를 넘는 두께의 보강웹도 본 발명의 일부 실시예에서 사용될 수 있다.
본 발명에 따라 유용한 보강웹을 제조하는 일부물질의 예에는 폴리에스터, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 나일론, 폴리아미드, 셀롤로스, 아세테이트, 파이버글래스 또는 이들의 혼합물이 있다. 나이론 보강웹은 그들이 폴리에스터 또는 폴리프롤렌 보강웹보다 높은 강도를 갖고 있고 접합물질에 보다 강하게 결합하는 성질이 있기 때문에 바람직하다.
일부 상업적으로 이용 가능하며 본 발명의 역반사 쉬트의 보강웹으로서 적합한 직물은 다음과 같은 타입의 니트 즉, Apex Mills의 15데니어(denier)34g/m 나일론 직물인 타입 N35; Apex Mills의 40데니어 61g/㎡ 폴리에스터 직물인 타입 LF2; L. Travis Textiles의 20데니어 31g/㎡ 폴리에스터 직물인 타입 6119; Lutravil Company의 20, 34 및 41g/㎡ 폴리아미드 ­6 직물에 각각 해당하는 LUTRABOND 3020, 3135 및 4140과 같은 부직물; James River Company의 예를들어 10, 17, 20 및 24g/㎡ 중량의 나일론­6,6 직물인 CEREX 스펀 결합된 나일론 타입 23 시리즈와 같은 스펀­결합직물; 및 James River Company의 점­결합 나일론 타입 T30인 PBN­II이 있다.
본 발명의 역반사 쉬트를 제조하는 한 방법을 소개하면 다음과 같다.
먼저 알맞은 크기 및 굴절율을 갖는 미세구를 그 미세구가 양호하게 해제되는 것을 보장할 정도의 접착력을 갖도록 선피복된 폴리에틸렌 피복 캐리어에 직렬로 연결하고, 가열을 시켜 미세구를 부분 삽입시킨다.
미세구는 합성쉬트의 역반사 휘도, 즉 밝기를 최소화시키도록 육각 패킹 배열로 채워지는 것이 바람직하다.
그리고 알루미늄 증기피복부와 같은 반사수단이 그 미세구의 노출부위에 도포된다. 접합층은 돌출한 미세구 위에 도포되고 소정의 방향으로 미세구를 고착하도록 부분적으로 경화될 수 있다. 뒷면층은 접합층에 도포된다.
따라서, 뒷면층은 일부예에서 부분적으로 경화될 수 있다.
웹은 뒷면층에 부분적으로 흡수되고 심지어 접합층에도 부분적으로 흡수되며, 또는 뒷면층 물질의 부가량이 웹에 도포될 수 있어서 보강웹이 적어도 부분적으로 지지층에 끼워진다.
웹이 지지층의 후면으로 부터 돌출되는 실시예에 있어서, 돌출된 웹의 필라멘트는 소량의 탄성중합체로 피복되어 제품의 제조시 기질에 대한 웹의 돌출부위의 결합력을 증진시킨다.
이중 지지층에 있어서도, 접합층과 뒷면층은 서로 접촉한 상태로 적어도 일부 경화되면 그 사이가 아주 강하게 결합된다.
지지층의 부분적으로 경화되면 부강웹이 지지층에 끼워지게 되는 깊이를 조절하는데 유용하여 그 보강웹이 너무 가깝게 잠기는 것을 방지하고, 심지어 역반사 요소와 접촉되는 것을 방지한다.
지지층의 적어도 뒷면층, 예를들어 그 지지층의 후면측을 구성하는 뒷면층 또는 부위는 적어도 일부가 비경화상태로 유지되어서 쉬트가 경화기질에 포도될 시 거기에는 강한 결합이 이루어진다.
역반사 쉬트는 캐리어로 부터 벗겨내어 쉬트가 소정의 기질에 도포된 후에나 전에 미세구의 전면을 노출시킬 수 있다.
접합층 및 뒷면층 또는 단일의 지지층의 경우에 그 지지층은 공지의 기술, 예를들어 압출, 나이프­코팅, 분무 등의 기술로써 단일피복 또는 하나 또는 그이상의 연속피복으로 도포될 수 있다.
예를들면, 단일의 지지층의 경우에 있어서, 제1피복은 역반사 요소에 도포되어 그 역반사 요소로 부터 연속으로 도포된 보강웹에 적당한 간격을 유지시키며 부분적으로 경화된 후 지지층 물질의 하나 또는 그 이상의 후속피복이 실시된다.
지지층에서 역반사 요소의 최적지지력 및 보유력은, 그 요소가 지지층에 의해 전적으로 지지될 때 및 적어도 역반사 요소의 평균 크기의 한배 또는 두배와 동일한 거리로 보강웹의 끼워진 부위와 분리될 시, 달성되는 것을 알게되었다.
본 발명의 쉬트에 타이어 같은 고무제품을 겹합하기 위하여, 쉬트조각을 알맞은 치수로 절단해서 타이어 케이싱과 지지층의 후면측이 접촉상태에서 비경화되거나 그린 타이어 케이싱의 적당한 위치에 놓는다.
보강웹이 지지층의 후면측으로 부터 돌출한 실시예를 사용할 시, 핸드 로울러를 사용하여 돌출한 필라멘트를 타이어 케이싱으로 약간 끼우도록 알맞은 압력을 가함으로써 쉬트를 소정의 위치로 조절하는 것이 바람직하다.
기질은 다양한 주형형상을 갖고 있기때문에 기질상에 역반사 쉬트를 위치시키는 조절을 더욱 용이하게 할 수 있다.
이 조립체는 타이어 주형에 넣어져 경화된다. 또한, 알맞은 치수의 쉬트조각은 그린타이어 케이싱을 삽입하기에 앞서 적당한 위치상에서 주형에 놓여질 수 있다.
상기 예에서, 타이어에 대해 적당한 위치에 쉬트를 고착시키기 위해 주형에 수단, 예를들어 일련의 홈을 제공하는 것이 바람직하다.
열 및 압력이 가해질시, 타이어 케이싱은 형상을 이루고 경화되며 쉬트가 그 표면에 부분적으로 끼워져서 결합된다.
지지층의 경화부위는 쉬트가 타이어 측벽과 거의 일체부로 형성되도록 타이어 측벽의 탄성중합체와 함께 경화된다.
보강웹이 지지층의 후면측으로부터 추가적으로 돌출하는 실시예에 있어서, 보강웹은 쉬트와 타이어 측벽 사이의 결합력을 강화시킨다.
제3도는 쉬트(10)이 결합된 타이어와 같은 마무리 고무제품의 부위(40)을 도시한다.
여기서 쉬트(10)은 그 뒷면층(15)의 후면측(28)로부터 몸체(42)로 돌출한 보강웹(26)에 의해 타이어의 몸체(42)에 연결된다.
그리고 지지층(14)와 몸체(12)는 경화후 상당히 강하게 결합되어 웹(26)은 상기 결합부를 강화시킨다.
본 발명의 역반사 쉬트는 예를들어, 타이어 측벽, 신발, 우비같은 옷, 보트 또는 부유장치와 같은 선박을 포함하여 다양한 고무제품에 결합될 수 있다.
[실시예]
본 발명은 다음의 실시예를 통해 보다 자세히 설명될 것이며, 모든 부품들의 양은 중량으로 표현된다. 지시된 것을 제외하고는 다음의 테스트 절차는 실시예로 설명된 미세구­역반사 제품을 평가하기 위해 사용된다.
[역반사 휘도]
역반사 휘도는 약 0.2°의 발산각과 약 ­4°의 유입각으로 지시된 U.S 방위출원 제 T987,003호의 역 발광제를 사용하여 측정한다.
[결합력]
결합력을 테스트하기 위하여, 3/16인치(0.5cm)폭을 갖는 시험용 역반사 쉬트의 스트립이 고무기질에 경화되어서 면도날로 홈을 내고 기질로 부터 그 스트립을 제거 또는 적층을 없애도록 손으로 박리력을 가한다.
측정된 결합력의 결과는 다음과 같은 등급으로 평가된다.
[등급 결과]
아주우수 : 고무찢김, 고무가 쉬트 스트립과 함께 거의 제거됨, 스트립은 연속 제거될 수 없음.
매우 양호 : 고무찢김, 일부 고무가 스트립과 함께 제거됨, 제거된 스트립은 1인치까지의 길이를 갖는 조각으로 제거됨.
양호 : 소량의 고무가 스트립과 함께 제거, 힘을 가해 한 조각의 스트립을 연속 제거.
보통 : 스트립상에 고무가 거의 없음, 알맞은 힘으로 한 조각의 스트립을 연속 제거.
불량 : 작은 힘으로 스트립을 연속 제거.
[파단력]
파단력은 2인치(5cm)의 초기 죠오(jaw)분리부(separation)에 Instron 1122로 테스트된 3/16인치(0.5cm)폭의 역반사 쉬트의 스트립을 위치시키고 10인치/분(25cm/분)의 횡방향 헤드 속도로 신장시켜 힘을 측정함으로써 결정된다.
[신장도]
신장도는 파단력을 결정할시 파단점에서의 신장률로써 결정된다.
[두께]
두께는 파지식 스프링 캘러퍼로 측정된다.
[굴절저항]
굴절 저항은 고무 기질이 신장 및 압축 싸이클을 통해 204,400회 굴절된 직사각형 고무기질에 결합된 3/16인치(0.5cm)의 폭을 갖는 샘플에 의해 획득된 역반사 휘도의 비율로써 결정된다.
고무기질은 5인치(13cm)의 분리부에서 Getty 굴절 테스터기의 두개의 죠오 사이에 고정된다.
각각의 싸이클은 6.5인치(17cm)로 분리부를 신장하고 3.5인치(8.9cm)로 분리부를 압축하는 것으로 구성된다.
샘플은 수직으로(단일 역반사 스트립이 신장/압축의 축 및 직사각형 고무샘플에 수직함)테스트 된다.
[실시예 1­5 및 비교실시예 A­B]
폴리에틸렌­피복지(Schoeller Paper Co. 에서 구입가능)는 톨루엔의 플루오르케미칼 성분과 우레탄 용액을 건조시켜서 피복측에 도포시킴으로써 제조된다.
이러한 처리는 캐리어로 부터 미세구를 용이하게 해제시킨다.
약 1.9의 굴절율 및 평균 50­75마이크론의 직경을 갖는 유리 미세구는 밀접하게 체워진 단일층을 형성하기 위해 폴리에틸렌­피복지의 처리측에 직렬 연결되며, 이러한 배치는 이후, 미세구가 피복부에 충분한 깊이로 부분적으로 침투될 수 있도록 가열됨으로써, 증기 피복후에 약 52°~58°에 이르는 절반의 휘도각도가 제공된다.
상기 배치의 냉각후에, 적어도 900암스트롱 두께의 알루미늄 증기피복이 미세구의 노출부위에 도포된다.
접합수지는 다음과 같은 구성으로 제조된다.
[량 성분]
25.66 : 중추 폴리머로써 12,000­16,000분자량을 갖는 폴리테트라메틸렌에테르 디아민.
12.37 : 백색 안료로써 이산화 티탄.
0.65 : Rohm 및 Haas 사의 경화제로서 DMP30­2, 4, 6­트리(디메틸라미노메틸)페놀.
35.66 : 용매로서 톨루엔.
11.15 : 용매로서 크실렌.
12.74 : Shell oil Co.사의 에폭시 수지로서 EPON828­비스페놀A의 디글리시딜에테르.
0.91 : 페놀­블럭화 이소시아네트 촉진물로서 메틸렌 비스(4­페닐이소시아 네이트)의 비스페놀 첨가물.
0.87 : Dow Chemical Co. 사의 결합촉진물로서 Z­6020­N­베타­아미노­감마­아미노­프로필트리메톡시 실란.
그리고 약 10mils(250마이크론)두께의 습기가 알루미늄 피복된 미세구에 도포된다. 이러한 구조는 약 200°F(95℃)에서 약 3분동안 부분적으로 경화된다.
따라서, 뒷면층은 다음의 성분으로 약 10mils(250마이크론)두께의 습기를 접합층의 뒷면측에 피복함으로써 형성된다.
[량 성분]
47.5 : Goodyear Rubber Co. 사의 SMRCV 60 표준 말레이지아산 천연 고무.
15.8 : du Pont 사의 합성고무로서 NEOPRENE W­폴리 클로로프렌 고무.
0.32 : America Cyanamid Co. 사의 펩타이저로서 PEPTON44­불활성 캐리어상의 활성 디티오­비스벤젠 자니리드.
0.63 : Hum Ko Corp. 사의 윤활제로서 스테아린산.
0.63 : Ethyl Corp. 사의 산화방지제로서 ETHANOX330­1,3,5­트리메틸­2,4,6­트리스(3,5­디­테르트­부틸­4­하이드록시벤젠)벤젠.
0.63 : Calgon Corp. 사의 네오프렌용 활성제로서 MAGLITE D­마그네슘 옥사이드.
12.7 : Cabot Corp. 사의 강화제로서 N­550 FEF BLACK­카본 블랙.
12.7 : Pittsburgh plate Glass Ind. 사의 강화제로서 HISIL 233­침전된 수화아모포러스 실리카.
3.2 : Sun Refining Marketing Co. 사의 가소제로서 CIRCOLITE RPO­화학적으로 중성화된 중 나프레닉 증류액.
3.2 : New Jersey Zinc Co. 상의 천연고무용 활성제로서 지닌 옥사이드.
1.6 : Stauffer Chemical Co. 사의 경화제로서 CRYSTEX950T20­합성된 중합체설퍼, 설퍼 및 나프테닉 오일.
0.48 : Monsanto Co. 사의 산화방지제로서 SANTOCURE­n­사이클로헥실­2­벤조티아졸­설퍼아미드.
0.66 : R.T. Vanderbilt Co.사의 산화방지제로서 AGERITE D­중화합된 2,2,4­트리메틸­1,2­디하이드로 퀴노라인.
따라서, 표시된 보강웹의 조각은 이후 습기성분 상에 놓여지고, 그 구조물을 약 200°F(95℃)에서 6분 동안 건조하여 150°F(65℃)에서 약 2시간동안 부분 경화시킨다.
합성쉬트는 약 3/16인치(0.5cm)의 폭을 갖는 스트립으로 잘려진다.
고무 성분은 다음과 같다.
[량 성분]
26.5 : SMRCV 60
9.1 : SVR 1778­오일 팽창 스티렌 부타디엔.(Copolymer Rubbe 및 Chemical Co. 사의 합성고무) 11.0 : EPSYN 55­에틸렌 프로필렌 테르폴리머(Copolymer Rubber 및 Chemical Co.사의 합성고무) 0.88 : ETHANOX 330.
22.1 : N­550 FEF BLACK.
6.4 : CIRCOLITE RPO.
22.1 : 지닉 옥사이드.
0.44 : 스테아린산.
11.1 : CRYSTEX950T20.
0.44 : SANTOCURE
이러한 조성을 갖는 복합체는 약 355°F(180℃)에서 약 5분 동안 가열될시 경화한다.
역반사 스트립은 고무성분의 샘플상에서 웹측하방에 놓여지며, 돌출웹은 고부성분에 끼워지도록 핸드로울러로 압축된다.
이후 이 샘플은 금속주형에 넣어 약 200파운드/인치2(1.4×103kPa)의 압력으로 약 355°F(180℃)에서 약 5분동안 고온 가압 경화를 시키며, 이후 물욕조에서 실온으로 냉각시킨다.
다음의 보강웹이 사용된다.
[실시예 웹]
1 : Apex Mills N35 ­ 니트, 34g/㎡, 15데니어 나일론.
2 : Apex Mills LF2 ­ 니트 61g/㎡, 40데니어 폴리에스터.
3 : L. 트라비스 직물 6119 ­ 니트 31g/㎡, 20데니어 폴리에스터.
4 : 루트라빌 3135 ­ 부직물, 34g/㎡, 폴리아미드­6.
5 : 제임스리버 T­23­부직물, 17g/㎡ 나일론­6.6.
비교실시예 A는 3M상의 SCOTHLITE브랜드 8150인 역반사 타이어 쉬트가 있으며, 그 쉬트는 그 후면에 약 13마이크론 두께의 열 활성 접착제층을 가지며 실시예 1­5의 쉬트와 유사한 특성을 가진 약 165마이크론의 두께로 결합된 비드 접합층에 부분적으로 끼워진 알루미늄 증기피복 미세구의 단일층으로 구성된다.
비교실시예 B는 Microlite Industrial Co. Ltd. 사의 MICROLITE브랜드 TM66인 고무성질의 고강도 반사쉬트가 있으며, 그 쉬트는, 후면측에 수지물질로 피복된 편향­절단식 직물을 구비하는, 약 75마이크론의 두께로 결합된 비드의 접합층에 부분적으로 끼워진 증기피복 미세구의 단일층으로 구성된다.
이러한 쉬트의 특성은 다음과 같다.
Figure kpo00001
1. 3/16 인치(4.8㎜) 폭.
2. X축은 기계방향을 나타내고 타이어의 원주와 거의 동일한 방향이다.
3. Y축은 횡방향을 나타내고 타이어의 원주에 거의 수직하다.
3. H는 수평장착, 즉, 역반사 스트립이 굴절축에 수직한 고무샘플에 장착된 것을 나타냄
4. V는 수직장착, 즉, 역반사 스트립이 굴절축에 평행한 고무샘플에 장착된 것을 나타냄.
5. 실시할 수 없음.
본 발명의 내용 및 기술적 사상에 근거한 많은 변형 및 개조가 용이하게 이루어질 수 있음을 당 업자들은 인지할 수 있을 것이다.

Claims (16)

  1. 탄성중합체로된 지지층에 일부 끼워지고 상기 지지층의 전면측으로부터 돌출한 역반사 요소의 단일층을 구비한 역반사 쉬트에 있어서, 상기 지지층의 적어도 후면층은 고무와 함께 처리될 때 고무에 강하게 결합되는 가황처리 가능한 또는 경화가능한 중합체이고, 상기 시트는 상기 지지층의 후면부에 적어도 부분적으로 끼워지는 다방향성 탄성 보강웹을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 역반사 쉬트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 보강웹은 니트웹, 부직웹, 및 직물웹으로 구성된 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 역반사 쉬트.
  3. 제1항에 있어서, 상기 보강웹은 우레탄, 폴리에스터, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 나일론, 폴리아미드, 셀룰로즈, 아세테이트 및 파이버글래스 중의 적어도 하나 이상을 구비하는 것을 특징으로 하는 역반사 쉬트.
  4. 제1항에 있어서, 상기 보강웹이 상기 지지층의 후면측으로부터 돌출하는 것을 특징으로 하는 역반사 쉬트.
  5. 제1항에 있어서, 상기 보강웹은 비경화된 탄성중합체가 경화증에 유동할 수 있도록 충분한 다공성을 갖는 것을 특징으로 하는 역반사 쉬트.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보강웹은,
    (1) 모든 방향에서 적어도 약 40% 이상의 신장도를 갖고,
    (2) 모든 방향에서 적어도 약 15N/cm-폭의 그래브인장강도를 가지며,
    (3) 약 10 내지 68g/m2사이의 중량을 갖는 것을 특징으로 하는 역반사 쉬트.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지층은 단일층 또는 다중층인 것을 특징으로 하는 역반사 쉬트.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지층은 이중층이며, 상기 미세구가 부분적으로 끼워진 접합층과 상기 보강웹이 적어도 부분적으로 끼워진 뒷면층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 역반사 쉬트.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지층은 표백제, 착색제, 풍화제, 에너지 퀀처, 자외선 흡수제, 산화방지제, 안정제, 강화제, 공정처리 보조제, 경화제, 결합증진제, 활성제, 촉진제, 및 가소제 중 적어도 하나 이상을 구비하는 것을 특징으로 하는 역반사 쉬트.
  10. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 역반사 쉬트는 모든 방향에서 적어도 40%의 신장도를 갖거나 또는 모든 방향에서 적어도 약 2.3N/cm-폭의 파단력을 갖는 것을 특징으로 하는 역반사 쉬트.
  11. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지층은 약 50마이크론의 두께인 것을 특징으로 하는 역반사 쉬트.
  12. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보강웹은 모든 방향에서 적어도 약 40%의 신장도와 모든 방향에서 적어도 약 15N/cm-폭의 그래브 인장강도와, 약 10 내지 68g/m2의 중량을 가지며 상기 쉬트는 모든 방향에서 적어도 약 2.3N/mm-폭 이상의 파단력을 갖는 것을 특징으로 하는 역반사 쉬트.
  13. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 역반사 요소는 거의 투명한 미세구로 구성되고, 그 미세구의 전면은 상기 지지층의 전면측으로부터 돌출하고, 상기 미세구는 그 후면측에 반사수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 역반사 쉬트.
  14. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 쉬트를 구비하는 것을 특징으로 하는 고무제품.
  15. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른, 측벽에 결합된, 쉬트를 구비하는 것을 특징으로 하는 타이어.
  16. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 쉬트는, 비응력 길이의 30%의 신장 및 30%의 압축 싸이클을 통해 200,000회 굴절된 후에 초기의 역반사 휘도의 80% 이상을 유지하는 것을 특징으로 하는 역반사 쉬트
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