KR100705792B1 - 블래더 내측 코팅방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 블래더(Bladder) 내측 코팅방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는 블래더 내측에 불소화합물을 코팅함으로써 블래더 내측으로부터 공급되는 증기(steam), 열수(hot water), 질소가스(nitrogen gas)와 같은 열원매체와 블래더 내측의 반응과 열원매체의 가스 팽창에 의한 블래더 수명 단축을 억제할 수 있는 블래더 내측 코팅방법에 관한 것이다.

본 발명은 불소화합물을 플라즈마 처리를 이용하여 블래더 내측에 코팅함으로써 열원매체에 함유된 산소, 오존, 질소 등과 불소화합물이 코팅된 블래더 내측의 산화반응, 팽창을 억제하여 블래더의 수명을 향상시킬 수 있는 블래더 코팅방법 제공을 목적으로 한다.

Description

블래더 내측 코팅방법{Inner of bladder coating method}

도 1은 본 발명에서 불소화합물을 블래더 내측에 코팅시 적용할 수 있는 저온 플라즈마 장치의 구성도이다.

본 발명은 블래더(Bladder) 내측 코팅방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는 블래더 내측에 불소화합물을 코팅함으로써 블래더 내측으로부터 공급되는 증기(steam), 열수(hot water), 질소가스(nitrogen gas)와 같은 열원매체와 블래더 내측의 반응과 열원매체의 가스 팽창에 의한 블래더 수명 단축을 억제할 수 있는 블래더 내측 코팅방법에 관한 것이다.

일반적으로, 타이어는 압출공정을 통해 제작된 인너라이너, 카카스, 사이드월, 비드 등의 타이어 반제품들을 조립하고 성형한 후, 그 위에 벨트와 트레드를 조립하는 성형공정을 거쳐 그린타이어가 제작된 다음, 이 그린타이어에 가황처리를 하여 실제 타이어를 만들어내는 가류공정을 거치게 된다. 이때 그린타이어를 가류 하는 가류공정에서 그린타이어는 패턴이 새겨진 금형에 열을 공급하여 타이어의 외형을 성형하고, 블래더의 내측을 통해 증기, 열수, 질소가스와 같은 열원매체를 공급하여 그린타이어의 가류공정을 실시하고 있다.

이때 블래더의 표면에 윤활성재료를 컴파운딩(compounding) 하거나 또는 코팅하여 그린타이와의 이형성을 증가시켜 공정성을 제어하고 있다.

블래더는 고온에 강한 부틸 계통의 고분자 물질로 구성되어 있으며, 보통 블래더 표면과 그린타이어와의 이형성에 주로 관심이 있고 블래더 내측면에 대한 관심은 적었으나 브래더의 재료인 고온에 강한 부틸 계통의 고분자 물질의 가격이 상승하여 제조비용 감소측면에서 블래더의 사용 수명에 대한 관심도가 높아지고 있다.

일반적으로 블래더는 그린타이어와의 이형성 문제 때문에 블래더 표면의 손상에 의한 파손이 자주 일어나고 있다. 한편 블래더 내측면으로 공급되는 내부열원매체에 함유되어 있는 산소, 오존, 질소 등이 블래더 내측과 반응하면서 블래더 내부의 고분자 사슬을 파괴하여 블래더 내측에 산화반응 및 가스 팽창에 의해서도 블래더의 수명이 저하됨으로써 블래더를 교환하기 때문에 타이어 제조시 생산비용의 상승을 초래하고 있다.

따라서 블래더 내측과 열원매체에 함유되어 있는 산소, 오존, 질소 등의 반응을 억제해야 한다.

한편 본 발명과 관련된 종래 기술로서 한국공개특허 제2001-0045508호에 통상의 블래더 고무 표면에 접착되어지는 실리콘 고무와의 접착력 향상을 위해 페놀 계 레진을 함유하는 반응성이 있는 액체 물질로 도포하는 단계; 및 상기 액체가 도포된 블래더를 100 내지 200℃에서 30분 이상 오븐에서 후가류 시키는 단계; 상기 액체가 도포된 블래더에 부가형 타입의 액상 실리콘 고무를 도포하는 단계; 및 다시 오븐에서 블래더를 100 내지 200℃에서 30분 이상 후 가류하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 개선된 접착력을 가지는 실리콘 고무와 가류 블래더의 접착방법이 있다.

그리고 한국공개특허 제2002-0037598호에 브롬화 이소부틸렌-p-메틸스티렌 공중합체를 폴리머의 주성분으로 함유하는 조성물로 형성된 블래더 표면을 유기용매를 이용하여 세척하는 단계; 상기 블래더 표면에 실리콘 에멀젼을 도포하는 단계; 상기 도포된 블래더를 100∼190℃에서 10분∼48시간 동안 한 차례 이상 가열경화시키면서 에멀젼 막을 형성시키는 단계로 이루어진 표면처리된 타이어용 경화블래더의 제조방법이 있다.

그러나 상기 선행기술들은 블래더 표면과 그린타이어와의 이형성 향상에 대한 내용으로 본 발명의 블래더 내측에 불소화합물을 코팅함으로써 열원매체내에 함유된 산소, 오존, 질소 등과 블래더 내측의 산화반응, 팽창을 억제하여 블래더의 수명을 향상시킬 수 있는 본 발명과는 기술적 구성을 달리한다.

본 발명은 불소화합물을 플라즈마 처리를 이용하여 블래더 내측에 코팅함으로써 열원매체에 함유된 산소, 오존, 질소 등과 불소화합물이 코팅된 블래더 내측 의 산화반응, 팽창을 억제하여 블래더의 수명을 향상시킬 수 있는 블래더 코팅방법 제공을 목적으로 한다.

상기에서 언급한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 플라즈마 장치를 이용하여 불소화합물을 블래더 내벽에 코팅을 실시하는 블래더 내벽 코팅방법을 나타낸다.

일반적으로 불소 계열의 화합물은 열적 성질이 우수하나 보통의 고분자 물질과는 반응성이 낮으며, 열팽창계수(10 ×10^-5)가 낮기 때문에 우수한 열적 성질을 가지고 있음에도 불구하고 그 사용범위가 넓지 않았다.

그러나 과학기술의 발달에 의해 도 1과 같은 플라즈마 장치를 적용한 플라즈마를 이용하여 고분자 표면에도 피막의 형성이 용이할 뿐만 아니라 타이어의 특성이 점차 초고성능(Ultra high performance)화 됨에 따라 블래더의 팽창율의 의미가 저하되어 열팽창계수가 낮은 불소화합물을 블래더 내벽에 사용할 수 있는 계기가 마련되었다.

본 발명은 플라즈마 장치를 이용하여 불소화합물을 블래더 내벽에 코팅함으로써 고분자 물질로 이루어진 블래더 내벽의 표면을 개질하여 불소화합물의 불소원자(F)와 고분자의 탄소(C)와 결합되어 있는 수소(H)를 반응시켜 수소 대신에 불소가 치환됨으로써 탄소(C)와 불소(F)가 결합되도록 한다(하기 식(1) 참조).

......식(1)

본 발명은 플라즈마 장치를 이용하여 불소화합물을 블래더 내벽에 1∼50㎛ 두께로 코팅을 실시할 수 있다.

본 발명에서 불소화합물을 블래더 내측에 1㎛ 두께 미만으로 코팅을 실시하면 그린타이어 가류공정시 블래더 내측으로 공급되는 열원매체내에 함유된 산소, 오존, 질소 등과 블래더 내측의 산화반응, 팽창의 억제가 미미하겨 결과적으로 블래더의 수명 향상이 적게되고, 불소화합물을 블래더 내측에 50㎛ 두께 초과하여 코팅을 실시하면 열원매체내에 함유된 산소, 오존, 질소 등과 블래더 내측의 산화반응, 팽창의 억제에 대한 뚜렷한 효과의 상승이 없다. 따라서 본 발명에서 플라즈마 장치를 이용하여 불소화합물을 블래더 내벽에 1∼50㎛ 두께로 코팅을 실시하는 것이 좋다.

본 발명에서 플라즈마 장치는 블래더 내측에 불소화합물을 코팅할 수 있는 플라즈마 장치라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있다. 일예로 저온 플라즈마 장치, 산소 플라즈마 장치, 고온고압 플라즈마 장치, 액상 분무 플라즈마 장치 또는 기상 분무 플라즈마 장치 중에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.

본 발명에서 불소화합물은 플라즈마 장치를 이용하여 블래더 내측에 불소원자를 수소 대시 치환하여 코팅할 수 있는 것이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있다. 본 발명에서 이러한 불소화합물의 일예로서 폴리테트라플루오로에틸렌 (Polytetrafluoroethylene, PTFE), 퍼플루오로알콕시(Perfluoroalkoxy, PFA), 플루오에에틸렌프로필렌(Fluoroethylwnepropylene, FEP), 폴리비닐리덴플루오라이드(Polyvinylidene fluoride, PVDF) 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.

이하 본 발명을 다음의 실시예에 의하여 설명하고자 한다. 그러나 이들은 본 발명의 일실시예로서 본 발명을 보다 용이하게 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐 본 발명의 권리범위가 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1∼3>

부틸고무로 이루어진 블래더 내측에 도 1과 같은 저온 플라즈마 장치를 이용하여 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)을 하기의 표 1과 같은 두께로 피막을 형성하는 코팅을 실시하였다.

내측에 폴리테트라플루오로에틸렌이 각각의 두께로 코팅에 블래더에 대하여 이의 사용수명, 비용계수를 측정하고 그 결과를 아래의 표 1에 나타내었다.

이때 대조구는 부틸고무로 이루어진 블래더에 아무런 처리를 하지 않고 이의 사용수명, 비용계수를 측정하였다.

표 1.

항목	대조구	실시예 1	실시예 2	실시예 3
블래더 내측	부틸고무	PTFE 피막 형성	PTFE 피막 형성	PTFE 피막 형성
피막두께	-	15㎛	45㎛	75㎛
사용수명	330회	950회	600회	350회
비용계수	100	30	50	95

*사용수명 : 블래더 1개당 타이어 제조 수량을 의미하고 수치가 높을수록 우수하다.

* 비용계수 : 10,000개의 타이어를 제조시 소모되는 블래더 제조비용을 나타낸 것으로 대조구의 값을 100으로 하였을 때 실시예 1∼3의 값을 나타낸 것으로 수치가 낮을수록 우수함을 의미한다.

상기 표 1의 결과에서처럼 본 발명에 의해 블래더 내측에 불소화합물을 코팅한 블래더는 내측에 아무런 처리를 하지 않은 블래더에 비해 사용수명이 우수하고, 동일한 개수의 타이어 제조시 블래더의 제조비용이 감소함을 알 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (3)

1. 삭제
2. 플라즈마 장치를 이용하여 불소화합물을 블래더 내측에 1∼50㎛ 두께로 코팅을 실시하는 블래더 내측 코팅방법.
3. 제2항에 있어서, 불소화합물은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 퍼플루오로알콕시(PFA), 플루오에에틸렌프로필렌(FEP), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF) 중에서 선택된 어느 하나 이상인 블래더 내측 코팅방법.

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