KR100510710B1 - Tire cure bladder for preventing lamination failure - Google Patents

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Abstract

본 발명은 질소가스를 압력원으로 사용한 타이어 가류시에 질소가스와 산소 분자의 침투를 최소화할 수 있어 브래더 고무 내부의 층상 박리 현상을 방지할 수 있는 타이어 가류 브래더에 관한 것으로서, 이는 부틸계 고무로부터 제조된 타이어 가류 브래더로서 가류 브래더 내부 표면에 고밀도 폴리에틸렌 또는 에피클로로히드린으로 이루어진 표면코팅층이 구비된 것을 그 특징으로 한다. The present invention relates to a tire vulcanizing bladder capable of minimizing the penetration of nitrogen gas and oxygen molecules during tire vulcanization using nitrogen gas as a pressure source, thereby preventing the delamination of the inside of the rubber rubber. A tire vulcanizing bladder made from rubber, characterized by having a surface coating layer made of high density polyethylene or epichlorohydrin on the inner surface of the vulcanizing bladder.

Description

내부 박리를 방지하기 위한 타이어 가류 브래더{Tire cure bladder for preventing lamination failure}Tire cure bladder for preventing lamination failure

본 발명은 내부 박리를 방지하기 위한 타이어 가류 브래더에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 내부 표면에 고밀도 폴리에틸렌이나 에피클로로히드린으로 이루어진 표면코팅층이 구비되어 질소가스를 압력원으로 사용한 타이어 가류시에 질소가스와 산소 분자의 침투를 최소화할 수 있어 브래더 고무 내부의 층상 박리 현상을 방지할 수 있는 타이어 가류 브래더에 관한 것이다. The present invention relates to a tire vulcanizing bladder for preventing internal peeling, and more particularly, a surface coating layer made of high density polyethylene or epichlorohydrin is provided on the inner surface to provide nitrogen during tire vulcanization using nitrogen gas as a pressure source. The present invention relates to a tire vulcanizing bladder capable of minimizing the penetration of gas and oxygen molecules to prevent delamination inside the rubber rubber.

타이어는 일반적으로 여러 공정을 거쳐서 완성되는데, 고무, 카본블랙, 유황 그리고 기타 첨가물을 혼합하여 압출시킨 배합고무를 코드나 비드와이어 등에 토핑(topping)하는 압연공정 및 재단공정과, 여러 가지 반제품을 조합하는 성형공정을 거쳐 그린케이스라고 하는 생타이어를 제조하고, 이어서 생타이어를 몰드에 넣고 일정시간 동안 열과 압력을 가하면 배합되어 있던 고무와 유황이 반응하여 고무 분자간에 강력하고 견고한 결합이 일어나 탄성 및 인장강도가 증대되고 약품 및 온도에 대한 내성을 가진 타이어로 완성된다.Tires are generally completed through several processes, including a rolling and cutting process for topping compound rubber extruded by mixing rubber, carbon black, sulfur and other additives into cords and bead wires, and various semi-finished products. After manufacturing a green tire called a green case through a molding process, and then put the green tire into a mold and applying heat and pressure for a predetermined time, the compounded rubber and sulfur react to form a strong and strong bond between rubber molecules, resulting in elasticity and tension. The strength is increased and finished with tires that are resistant to chemicals and temperatures.

한편, 반제품을 조합하여 생타이어를 제조하는 기계를 타이어 가류기라 하는데, 이 타이어 가류기에서 타이어를 구성하는 각 반제품들을 조립·압착하기 위해 사용되는 고무주머니를 브래더(Bladder)라 한다. On the other hand, a machine for manufacturing raw tires by combining semi-finished products is called a tire vulcanizer, and a rubber bag used for assembling and pressing each semi-finished product constituting the tire in the tire vulcanizer is called a Bradder.

일반적으로 타이어 가류기에 이용되는 브래더는 그린케이스의 가류 중 가류기의 내부에서 팽창되어 그린케이스에 열을 전달하면서 동시에 타이어의 내부 프로필을 형성하도록 된 것인 바, 가류와 후가류 및 검사를 거쳐 제조되며 내열성이 좋은 부틸고무를 이용하고 고무의 물성 저하를 방지하기 위해 황 대신 수지를 가류제로 이용하여 브래더 가류기에서 가류되어진다. In general, the bradder used in the tire vulcanizer is to expand inside the vulcanizer among the vulcanizers of the green case to transfer heat to the green case and simultaneously form the inner profile of the tire. It is manufactured through butyl rubber, which has good heat resistance, and is vulcanized in a Brother vulcanizer by using a resin as a vulcanizing agent instead of sulfur to prevent deterioration of rubber properties.

종래에는 타이어를 제조할 때 가류 브래더 내면에 스팀(steam) 또는 열수(Hot water)를 공급하여 타이어 가류에 필요한 열원과 압력원을 얻었으나, 타이어 품질과 에너지 절약 목적으로 열수 대신에 질소가스를 압력원으로 사용하여 타이어를 제조하는 타이어 제조업체가 증가하고 있는 추세이다. 이러한 질소가스를 사용할 경우에는 가류 중 용존산소량 감소에 의한 가류 브래더의 수명이 향상될 것으로 예상되었으나, 기체 중에서 가장 낮은 분자량과 비체적으로 인하여 물분자 대비 가류 브래더 고무내로 침투 및 배출이 용이하여 브래더 내부로 침투된 질소분자가 가류 중 고온 및 고압하에서 고무간 결합력 이상으로 팽창하면서 고무 사슬들을 파괴시키면서 성장하며, 산소 분자는 이러한 고무 결합의 파괴를 더욱 촉진시키는 촉진제의 역할을 하게 된다. 이러한 질소와 산소분자로 인하여 가류 브래더의 내부는 최종적으로 층상 박리(Lamination failure)됨으로써 수명 향상효과가 나타나지 않고 있는 실정이다. Conventionally, when manufacturing tires, steam or hot water was supplied to the inner surface of the vulcanizing bladder to obtain a heat source and a pressure source for tire vulcanization, but nitrogen gas was used instead of hot water for tire quality and energy saving purposes. There is a growing trend for tire manufacturers to manufacture tires as a pressure source. When using such nitrogen gas, it is expected that the life of the vulcanization bladder will be improved by decreasing the amount of dissolved oxygen in the vulcanization.However, due to the lowest molecular weight and specific volume of the gas, it is easier to penetrate and discharge into the vulcanizing rubber than water molecules. Nitrogen molecules penetrated into the bladder grow while breaking rubber chains while expanding beyond the bond strength between rubbers at high temperatures and pressures during vulcanization, and oxygen molecules serve as accelerators to further promote the breakdown of these rubber bonds. Due to such nitrogen and oxygen molecules, the interior of the vulcanizing bladder does not show an effect of improving life by finally lamination failure.

이에 본 발명자들은 부틸고무로 이루어진 통상의 가류 브래더를 이용하여 가류 시 압력원으로 질소가스를 사용함에 따른 산소와 질소분자 침투로 인한 가류 브래더의 층상 박리 현상의 문제를 해결하기 위하여 연구 노력하던 중, 부틸고무로 이루어진 가류 브래더의 내면에 부틸 고무에 비하여 기체투과성이 매우 양호한 고밀도 폴리에틸렌이나 에피클로로히드린으로 이루어진 코팅층을 구비한 결과, 가류 브래더 내부로 질소와 산소 분자의 침투를 최소화시킴으로써 브래더 노화 수명의 저하 요인인 층상 박리 현상을 억제시켜 브래더의 가류 수명을 20 내지 25% 이상 향상시킬 수 있음을 알게되어 본 발명을 완성하게 되었다. Therefore, the present inventors have been trying to solve the problem of delamination of the vulcanized bladder due to the penetration of oxygen and nitrogen molecules by using nitrogen gas as a pressure source during vulcanization using a conventional vulcanized brader made of butyl rubber. The inner surface of the vulcanized rubber made of butyl rubber has a coating layer made of high-density polyethylene or epichlorohydrin, which has better gas permeability than butyl rubber, thereby minimizing the penetration of nitrogen and oxygen molecules into the vulcanized leather. The present invention has been found to be able to improve the vulcanization life of the Brother by 20 to 25% or more by suppressing the delamination phenomenon, which is a deterioration factor of the aging life of the brother.

따라서, 본 발명의 목적은 타이어 가류시 브래더의 내면에 질소가스를 압력원으로 사용할 경우 브래더 고무 내부로 질소가스와 산소 분자가 침투하여 가류 동안 고온 및 고압 하에서 브래더 고무 결합을 파괴하면서 성장하여 최종적으로 층상 박리에 이르게 하는 문제점을 해결하여 질소와 산소 분자의 침투를 최소화시킴으로서 브래더 고무 내부의 층상 박리 현상을 방지할 수 있는 타이어 가류 브래더를 제공하는 데 있다. Accordingly, an object of the present invention is to grow by breaking nitrogen bonds under high temperature and high pressure during vulcanization when nitrogen gas and oxygen molecules penetrate into the rubber rubber when nitrogen gas is used as the pressure source during the tire vulcanization. The present invention provides a tire vulcanizing bladder capable of preventing the delamination of the inside of the rubber rubber by minimizing the penetration of nitrogen and oxygen molecules by solving the problem of finally leading to the delamination.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 타이어 가류 브래더는 부틸계 고무로부터 제조된 타이어 가류 브래더로서 가류 브래더 내부 표면에 고밀도 폴리에틸렌 또는 에피클로로히드린으로 이루어진 표면코팅층이 구비된 것임을 그 특징으로 한다. Tire vulcanizing brader of the present invention for achieving the above object is a tire vulcanizing brader made from butyl rubber, characterized in that the surface coating layer made of high density polyethylene or epichlorohydrin on the inner surface of the vulcanizing bladder It is done.

이와같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.The present invention will be described in more detail as follows.

통상적으로 타이어 가류 브래더는 부틸계 고무로부터 제조되어 진다. Typically, tire vulcanizing braders are made from butyl rubber.

그런데, 부틸계 고무의 경우는 질소나 산소 가스의 침투가 용이하여 상술한 바와 같이 압력원으로서 질소 가스를 사용할 경우 가류 브래더의 층상 박리를 초래하는 문제가 있다. By the way, in the case of butyl rubber, the penetration of nitrogen or oxygen gas is easy, and when nitrogen gas is used as the pressure source as described above, there is a problem of causing delamination of the vulcanizing Brad.

본 발명에서는 이와같은 문제를 해결하기 위하여 가류 브래더의 내부에 고밀도 폴리에틸렌이나 에피클로로히드린으로 이루어진 표면코팅층을 구비함으로써 내부 박리를 방지하도록 한 것이다. In the present invention, in order to solve such a problem, by providing a surface coating layer made of high density polyethylene or epichlorohydrin in the vulcanizing bladder to prevent internal peeling.

통상 가류 브래더 제조에 사용되는 부틸계 고무와 고밀도 폴리에틸렌 및 에피클로로히드린의 산소 및 질소 가스 투과성(60℃ 에서)은 다음 표 1과 같다. Oxygen and nitrogen gas permeability (at 60 ° C.) of butyl rubber, high density polyethylene, and epichlorohydrin, which are commonly used in the manufacture of vulcanizing bladder, are shown in Table 1 below.

( 단위 : 10-10cc.cm/cm2.sec.cm.hg.at 60℃ )(Unit: 10 -10 cc.cm/cm 2 .sec.cm.hg.at 60 ℃) 부틸계 고무Butyl Rubber 고밀도 폴리에틸렌High density polyethylene 에피클로로히드린Epichlorohydrin 질소 기체투과성Nitrogen Gas Permeability 0.2290.229 0.0150.015 0.0170.017 산소 기체 투과성Oxygen gas permeability 0.2500.250 0.0200.020 0.0240.024

상기 표 1에 나타낸 바와 같이 고밀도 폴리에틸렌이나 에피클로로히드린의 경우 부틸계 고무에 비하여 기체투과성이 매우 양호하므로 가류 브래더 내면에 코팅처리할 경우 가류 브래더 내부로 질소와 산소 분자의 침투를 최소화시킬 수 있게 되어 브래더 노화 수명의 저하요인인 층상 박리현상을 억제시킬 수 있다. As shown in Table 1, in the case of high density polyethylene or epichlorohydrin, gas permeability is very good as compared to butyl rubber, so that the coating of the inner surface of the vulcanizing bladder minimizes the penetration of nitrogen and oxygen molecules into the vulcanizing bladder. In this way, it is possible to suppress the layer peeling phenomenon, which is a deterioration factor of the aging life of the brother.

가류 브래더 내면에 고밀도 폴리에틸렌이나 에피클로로히드린으로 이루어진 표면코팅층을 구비하는 방법은 특별히 한정되는 것은 아니나, 플라즈마 처리하여 가류 블래더 표면의 극성기를 활성화한 방법, 코팅액에 커플링제를 혼합하여 상온 또는 가열시켜 접착시키는 방법 등 을 사용할 수 있다. The method of providing a surface coating layer made of high density polyethylene or epichlorohydrin on the inner surface of the vulcanizing bladder is not particularly limited, but the method of activating the polar group on the surface of the vulcanizing bladder by plasma treatment, by mixing the coupling agent in the coating liquid, The method of heating and bonding can be used.

가류 브래더 내면의 고밀도 폴리에틸렌이나 에피클로로히드린 표면코팅층은 두께 50∼100 ㎛ 되도록 형성되는 것이 바람직한 바, 만일 코팅층의 두께가 상기 범위를 벗어날 경우에는 기체 투과성 효과가 적거나( 50 μm ↓), 코팅층이 쉽게 균열되는( 100 μm ↑) 문제가 있을 수 있다. The high-density polyethylene or epichlorohydrin surface coating layer on the inner surface of the vulcanizing bladder is preferably formed to have a thickness of 50 to 100 μm. If the thickness of the coating layer is out of the above range, the gas permeability effect is small (50 μm ↓), There may be a problem that the coating is easily cracked (100 μm ↑).

이와같이 가류 브래더 내면에 표면코팅층을 구비할 경우 질소 및 산소와 같은 분자들이 브래더 고무의 내부로 침투하는 것을 억제시킴으로써 가류 동안 반복적인 고온 및 고압하에서 고무 내로 침투된 상기의 분자들이 고무결합을 파괴하면서 성장하여 최종적으로 층상 박리되는 현상을 방지할 수 있다. 이러한 층상 박리를 억제하게 되면 질소가스 가류공정에서 가류 브래더의 노화수명을 크게 향상시킬 수 있다. Thus, when the surface coating layer is provided on the inner surface of the vulcanizing bladder, molecules such as nitrogen and oxygen are prevented from penetrating into the interior of the rubber of the rubber so that the molecules penetrated into the rubber under repeated high temperature and high pressure during vulcanization break the rubber bond. While growing, it is possible to prevent the phenomenon that the layer is finally peeled off. Suppressing such delamination can greatly improve the aging life of the vulcanization bladder in the nitrogen gas vulcanization process.

이하, 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같은 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited by the Examples.

실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 3Examples 1-2 and Comparative Examples 1-3

다음 표 2에 나타낸 바와 같은 조성으로 통상의 방법에 따라 타이어 가류 브래더를 제조하였다. The tire vulcanization brader was prepared according to a conventional method with the composition as shown in the following Table 2.

다만, 실시예 1의 경우 가류 브래더 내면에 고밀도 폴리에틸렌 표면 코팅을 플라즈마 처리에 의한 가류 브래더 표면 개질한 방법으로 수행하였고, 실시예 2의 경우는 가류 브래더 내면에 에피클로로히드린 표면코팅을 커플링제를 혼합하여 가류 브래더 표면과 공가류한 방법으로 수행하였다.However, in the case of Example 1 was carried out by a method of modifying the surface of the vulcanization bladder by the high-density polyethylene surface coating on the inner surface of the vulcanizing bladder, and in the case of Example 2, epichlorohydrin surface coating on the inner surface of the vulcanizing bladder Coupling agents were mixed and co-cured with the vulcanizing bladder surface .

그리고, 비교예 1 내지 3의 경우는 가류 브래더 내면 코팅층을 구비하지 않은 가운데서, 가류 공정에 있어서 용존산소량과 질소가스 순도를 달리하였다. In Comparative Examples 1 to 3, the dissolved oxygen amount and the nitrogen gas purity were different in the vulcanization process while the vulcanizing bladder inner surface coating layer was not provided.

구체적인 조건은 다음 표 2에 기재한 바와 같다. Specific conditions are as described in Table 2 below.

실시예Example 비교예Comparative example 1One 22 1One 22 33 조성(중량부)Composition (part by weight) 부틸 268Butyl 268 100100 네오프렌 WNeoprene W 5.05.0 스테아린산Stearic acid 0.20.2 아세틸렌 블랙Acetylene black 31.031.0 ISAF(N220)ISAF (N220) 32.032.0 캐스터 오일Caster oil 6.06.0 히타놀 2501Hitanol 2501 10.010.0 가류방식Vulcanization method 열원Heat source 스팀steam 스팀steam 질소가스Nitrogen gas 스팀steam 스팀steam 압력원Pressure source 질소가스Nitrogen gas 질소가스Nitrogen gas 질소가스Nitrogen gas 질소가스Nitrogen gas 질소가스Nitrogen gas 용존산소량 및 질소가스 순도Dissolved oxygen and nitrogen gas purity 용존 산소량(ppm)Dissolved oxygen (ppm) 0.250.25 0.250.25 0.250.25 0.500.50 1.001.00 질소순도(%)Nitrogen Purity (%) 99.99999.999 99.99999.999 99.99999.999 99.99099.990 99.50099.500 가류브래더 내부 표면코팅층Inner surface coating layer 고밀도 폴리에틸렌High density polyethylene 코팅(70㎛두께)Coating (70 μm thick) 미코팅Uncoated 미코팅Uncoated 에피클로로히드린Epichlorohydrin 미코팅Uncoated 코팅(80㎛두께)Coating (80㎛ thickness) 미코팅Uncoated

상기와 같이 최종적으로 175/70R13T 규격, 195/60R14H규격으로 브래더를 제조하고, 각각의 브래더에 대하여 내부박리로 인한 교체 수명을 타이어 가류기에 취부하여 그 수명을 측정하였다. Finally, as described above, the 175 / 70R13T standard and the 195 / 60R14H standard were manufactured, and the replacement life due to internal peeling was attached to the tire vulcanizer and measured for the life of each brand.

그 결과는 다음 표 3과 같다. The results are shown in Table 3 below.

브래더 수명 중 브래더 박리에 의한 교체 수명(회)Replacement life due to peeling of the Brother during the life of the brother (times) 실 시 예Example 비 교 예Comparative Example 1One 22 1One 22 33 175/70R13T규격175 / 70R13T 550550 560560 450450 420420 350350 195/60R14H규격195 / 60R14H 580580 570570 470470 440440 370370

상기 표 3의 결과로부터, 브래더 내부에 표면코팅층을 구비한 결과 브래더 박리가 덜 일어나 이로인한 교체 수명이 연장되었음을 알 수 있다. From the results of Table 3, it can be seen that as a result of having a surface coating layer inside the bladder, less peeling of the bladder caused the replacement life due to this.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 타이어 가류 브래더의 내면에 고밀도 폴리에틸렌이나 에피클로로히드린으로 이루어진 코팅층을 구비한 경우 타이어 가류시 브래더용 내면에 질소가스를 압력원으로 사용할 경우 브래더 고무 내부로 질소가스와 산소분자가 침투하는 것을 최소화시킴으로써 브래더 고무내부의 층상박리 현상을 방지하게 되어 결과적으로 가류 브래더의 수명을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다. As described above, when the inner surface of the tire vulcanization brader according to the present invention is provided with a coating layer made of high-density polyethylene or epichlorohydrin, when the tire is used as a pressure source on the inner surface of the bladder during the tire vulcanization By minimizing the penetration of nitrogen gas and oxygen molecules into the rubber, it is possible to prevent the delamination inside the rubber of the rubber, resulting in the effect of improving the life of the vulcanizing bladder.

Claims (3)

부틸계 고무로부터 제조된 타이어 가류 브래더로서 가류 브래더 내부 표면에 고밀도 폴리에틸렌 또는 에피클로로히드린으로 이루어진 표면코팅층이 구비된 것임을 특징으로 하는 타이어 가류 브래더.A tire vulcanizing bladder made from butyl rubber, wherein the vulcanizing bladder has a surface coating layer made of high density polyethylene or epichlorohydrin on its inner surface. 제 1 항에 있어서, 표면코팅층은 두께 50∼100㎛인 것임을 특징으로 하는 타이어 가류 브래더. 2. The tire vulcanizing bladder according to claim 1, wherein the surface coating layer has a thickness of 50 to 100 mu m. 제 1 항에 있어서, 상기 가류 브래더는 질소가스를 압력원으로 하는 가류 공정에 적합한 것임을 특징으로 하는 타이어 가류 브래더.2. The tire vulcanizing bladder according to claim 1, wherein the vulcanizing bladder is suitable for a vulcanizing process using nitrogen gas as a pressure source.
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