KR102204893B1

KR102204893B1 - 타이어 몰드 이형제

Info

Publication number: KR102204893B1
Application number: KR1020190158451A
Authority: KR
Inventors: 정주열
Original assignee: 넥센타이어 주식회사
Priority date: 2019-12-02
Filing date: 2019-12-02
Publication date: 2021-01-19

Abstract

프로필 알코올, 에탄올, 에테르 화합물 및 메탄올을 포함하는 타이어 몰드 이형제가 제공된다.

Description

타이어 몰드 이형제{Release agent for Tire Mold}

타이어 몰드 이형제에 관한 것이다.

타이어의 제조는 주로 3단계, 즉 반제품의 제조 단계, 후자의 조립 단계 및 타이어 케이싱의 가류 단계를 포함한다.

반제품의 제조 단계는 타이어 케이싱의 성분: 고무, 텍스타일 및 금속 플라이, 비드 와이어를 제조하는 단계로 이루어진다.

조립 단계는 타이어를 형성시키기 위하여, 다양한 반제품을 중첩시키는 단계로 이루어진다. 다양한 내부층: 내부 라이너, 카커스 플라이, 비드 와이어, 및 모든 고무 플라이로 이루어진 카커스는 타이어의 직경을 구비하는 실린더: 드럼 상에 위치된다. 성형 이후에, 카커스에 이의 원환체 외형을 제공하는 드럼, 벨트 플라이및 트레드가 위치되고, 그린 타이어, 비가황 및 미성형 타이어 케이싱은 여전히 플라스틱인 것으로 수득된다.

조립 단계의 종료 시에, 향후 타이어는 또한 그린 타이어 또는 그린 타이어 케이싱이라고도 한다. 이의 응착성은 간단히 제품의 그린 택을 통해 보장된다.

마지막으로, 가류 단계는 엘라스토머 사슬 사이에서 황 브릿지의 형성때문에 타이어를 소성 상태에서 탄성 상태로 변화시키며, 이것이 가황이다. 가류는 타이어 케이싱의 다양한 원소 간에 복합 구조를 생성시킨다.

화합물은 서로 부착되고, 플라이 및 트레드는 함께 혼합된다. 열 및 압력의 합동 작업을 사용하여 금속 프레스에서 몰드 내 가황이 수행된다. 그린 타이어는 팽창성 블래더라고도 하는 고무 멤브레인 내에 함유된 가압 열류에 의한 일반 규칙에 따라서, 예를 들어 몰드의 벽 내부에서 순환하는 스팀에 의해서 내부에서 그리고 외부에서 동시에 가열된다.

자동차나 항공기의 공기압 타이어를 생산하는 공정 중에 여러 반제품이 조립된 가류 전 상태의 그린타이어를 금형에 장착하여 유황이 첨가된 고무인 기린타이어에 열과 압력을 가하여 가교(Cross Linking)시키는 가류 공정이 있다.

가류 공정은 금형 내에 그린타이어를 삽입하고 블래더(bladder) 또는 블리스터(blister)를 사용하여 금형 내의 그린타이어를 압착함으로써 성형되고 열의 효과에 의해 가류된다.

열류 예컨대 열기, 열수 및/또는 스팀은 가황을 위해 열 전이에 참여한다.

일반적으로 10 bar 이상, 통상적으로 15 내지 25 bar의 압력이 내부로부터 타이어를 압착시키고 그것을 몰드에 가하여 상기 금속 몰드에 새겨진 형상, 트레드 패턴 및 마킹을 채택할 수 있게 한다.

가황 시간은 타이어의 치수, 작업 기술 및 사용된 화합물의 함수에 따라서 다양한데, 자동차 타이어의 경우는 대략 15분이고 육상 중장비용으로 의도된 대형 타이어의 경우 24시간 또는 그 이상에 도달할 수 있다. 가황 온도는 일반적으로 80 내지 220℃이다.

이러한 작업은 고무 화합물에 안정된 탄력성을 부여함으로써 이의 초기 가소성을 상실하게 만든다.

그 다음으로 타이어 케이싱은 몰드에서 부분적으로 냉각되고, 이러한 냉각은 때때로 블래더에 냉수 또는 냉각수를 유입시켜 촉진된다. 이후에 몰드를 개방하고, 내부 유체의 압력을 해제하여 블래더를 수축시키고, 가황 타이어를 프레스로부터 떼어낸다.

한 측면은 몰드 및 타이어의 이형성을 증가시킨 타이어 몰드 이형제를 제공하는 것이다.

한 측면에 따라,

본 발명의 일 구현예에 따른 타이어 몰드 이형제는 건조 시간이 짧고 비산 정도가 낮으며, 종래 기술의 이형제와 비교하여 1회 도포로 생산가능한 타이어 본 수가 월등히 많다.

도 1은 가류 공정에서 이형 불량이 발생한 타이어 표면을 나타낸 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 이형제를 사용하여 제조된 타이어 표면을 나타낸 사진이다.

이하에서 예시적인 일구현예에 따른 타이어 몰드 이형제에 관하여 더욱 상세히 설명한다.

본 명세서에 개시된 창의적 사상은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 구현예를 가질 수 있는 바, 특정 구현예들을 상세한 설명에 상세하게 설명하고 필요한 경우 특정 구현예들을 도면에 예시한다. 본 명세서의 창의적 사상의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 구현예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 명세서의 창의적 사상은 이하에서 개시되는 구현예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.

이하의 구현예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.

이하의 구현예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하의 구현예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.

일구현예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.

이하, 필요한 경우에, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구현예들을 상세히 설명하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 명세서에 개시된 창의적 사상이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

일구현예에 따른 타이어 몰드 이형제는 프로필 알코올, 에탄올, 에테르 화합물 및 메탄올을 포함할 수 있다.

가류기에서 가류 공정 시, 강재나 알루미늄재로 된 금형[몰드]과 블래더에 가류중인 그린타이어가 밀착된 상태에서 유동하는 가류공정 특성 때문에 고무가 금형의 내측면 또는 블래더의 외측면에 달라 붙어 불량품이 발생할 수 있다.

특히 금형의 내측면은 패턴 디자인에 따라 다수의 블록, 사이프, 커프 등이 존재하므로 그린타이어의 고무가 달라 붙는 불량이 발생할 수 있으므로 이를 방지하기 위해 가류 전 금형 내측면에 본 발명의 일 구현예에 따른 이형제를 미리 도포하여 이형성을 부여할 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 프로필 알코올은 노말프로필 알코올 또는 이소프로필 알코올일 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 에테르 화합물은 프로필렌글리콜 모이어티를 포함할 수 있다.

상기 프로필렌글리콜 모이어티는 예를 들어, 하기 화학식 1과 같은 구조를 가질 수 있다.

<화학식 1>

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 에테르 화합물은 디(프로필렌글리콜) C₁-C₁₀ 알킬 에테르일 수 있다.

상기 C₁-C₁₀ 알킬은 예를 들어, 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, sec-부틸, 이소부틸, tert-부틸, n-펜틸, tert-펜틸, 네오펜틸, 이소펜틸, sec-펜틸, 3-펜틸, sec-이소펜틸, n-헥실기, 이소헥실, sec-헥실, tert-헥실, n-헵틸, 이소헵틸, sec-헵틸, tert-헵틸, n-옥틸, 이소옥틸, sec-옥틸, tert-옥틸, n-노닐, 이소노닐, sec-노닐, tert-노닐, n-데실, 이소데실, sec-데실, tert-데실일 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 에테르 화합물은 디(프로필렌글리콜) 메틸 에테르일 수 있다.

디(프로필렌글리콜) 메틸 에테르는 다음과 같은 이성질체 관계의 화합물 1, 2, 3, 4, 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다.

1

2

3

4

상기 화합물 1 내지 4에서 존재하는 부제 탄소(미표시)에 대한 입체 배향은 R 또는 S일 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 이형제의 프로필 알코올, 에탄올, 에테르 화합물 및 메탄올의 중량 %는 다음과 같을 수 있다:

60 ≤ 프로필 알코올 ≤ 70

6 ≤ 에탄올 ≤ 20

1 ≤ 에테르 화합물 ≤ 15

0.3 ≤ 메탄올 ≤ 10

프로필 알코올, 에탄올, 에테르 화합물 및 메탄올의 중량 %가 상기 범위인 경우 몰드와 그린타이어의 이형 성능이 최적이 된다.

이하의 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명이 더욱 상세하게 설명된다. 단, 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서 이들만으로 본 발명의 범위가 한정되는 것이 아니다.

비교예 1 및 실시예 1

종래 기술에서 사용되는 이형제 및 본 발명의 일 구현예에 따른 이형제를 동일한 가류 공정에 적용하여 타이어를 가류하였고, 1회 도포로 불량 발생 전까지 생산한 타이어 본 수, 건조 온도, 건조 시간 및 비산 정도 등을 비교하였다.

구분	비교예 1 ¹⁾	실시예 1 ²⁾
생산 타이어 본 수	20	200
건조 조건	고온 (100℃ 이상)	상온 (25℃)
건조 시간	5 분	15분
도포 시기	가류기 내 몰드 장착/예열 후	몰드 조립전
비산 정도(주위 오염 및 위험도) ³⁾	높음	낮음

1) Water 90%, 에탄올 5%, 아민계 계면 활성제 3%, 첨가제 2%

2) 노말프로필 알코올 70%, 에탄올 20%, 디(프로필렌글리콜) 메틸 에테르 5%, 메탄올 5%

3) 비산 정도는 비교예 및 실시예의 이형제에 대한 회분(ash) 평가 결과와도 잘 부합한다. ash 평가에서 실시예의 이형제는 ash가 0%였으나, 비교예의 이형제는 ash가 5%였다.

상기 결과로부터, 본 발명의 실시예의 이형제를 사용하는 경우, 1회 도포로 생산가능한 타이어 본 수가 월등히 많고, 건조에 요구되는 에너지가 적으며, 작업 환경도 좋다는 것을 알 수 있다.

이는 각각 도 1 및 도 2의 사진 비교로도 확인할 수 있다.

도 1의 경우 종래 기술의 이형제를 사용하여 불량이 발생한 타이어의 사진을 나타낸 것이다.

도 2는 본 발명의 실시예의 이형제를 사용하여 비교예 1이 불량을 발생시킨 동일 횟수에서의 타이어의 사진을 나타낸 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 기술자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.

Claims

프로필 알코올, 에탄올, 디(프로필렌글리콜) C₁-C₁₀ 알킬 에테르 및 메탄올로 이루어진 타이어 몰드 이형제.
제1항에 있어서,
상기 프로필 알코올은 노말프로필 알코올 또는 이소프로필 알코올인 타이어 몰드 이형제.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 C₁-C₁₀ 알킬이 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, sec-부틸, 이소부틸, tert-부틸, n-펜틸, tert-펜틸, 네오펜틸, 이소펜틸, sec-펜틸, 3-펜틸, sec-이소펜틸, n-헥실기, 이소헥실, sec-헥실, tert-헥실, n-헵틸, 이소헵틸, sec-헵틸, tert-헵틸, n-옥틸, 이소옥틸, sec-옥틸, tert-옥틸, n-노닐, 이소노닐, sec-노닐, tert-노닐, n-데실, 이소데실, sec-데실 또는 tert-데실인 타이어 몰드 이형제.
제1항에 있어서,
상기 디(프로필렌글리콜) C₁-C₁₀ 알킬 에테르가 디(프로필렌글리콜) 메틸 에테르인 타이어 몰드 이형제.
제1항에 있어서,
상기 프로필 알코올, 에탄올, 디(프로필렌글리콜) C₁-C₁₀ 알킬 에테르 및 메탄올의 중량 %가 다음과 같은 타이어 몰드 이형제:
60 ≤ 프로필 알코올 ≤ 70
6 ≤ 에탄올 ≤ 20
1 ≤ 디(프로필렌글리콜) C₁-C₁₀ 알킬 에테르 ≤ 15
0.3 ≤ 메탄올 ≤ 10