KR102221094B1

KR102221094B1 - 타이어의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 타이어

Info

Publication number: KR102221094B1
Application number: KR1020190124773A
Authority: KR
Inventors: 차성윤
Original assignee: 넥센타이어 주식회사
Priority date: 2019-10-08
Filing date: 2019-10-08
Publication date: 2021-02-26

Abstract

본 발명의 일 실시예는 타이어의 트레드부를 형성하는 단계 및 상기 트레드부의 하부에 배치되는 벨트층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 벨트층을 형성하는 단계는, 그라파이트(Graphite)를 산화시켜 그래핀 옥사이드(Graphene Oxide)를 포함하는 분산 용액을 제조하는 단계, 상기 분산 용액을 이용하여 스틸 코드의 표면을 코팅하는 단계 및 상기 스틸 코드에 토핑용 고무를 압연시키는 단계를 구비하는, 타이어의 제조 방법을 제공한다.

Description

타이어의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 타이어{METHOD OF MANUFACTURING TIRE AND TIRE MANUFACTURED BY THE SAME}

본 발명의 실시예들은 타이어의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 타이어에 관한 것이다.

일반적인 차량용 타이어는 노면과 직접 접촉하는 트레드부와, 트레드부 양단에 설치되어 노면으로 부터의 충격을 흡수하는 사이드월부와, 사이드월부 하단에 설치되어 자동차의 림에 장착되는 비드부로 구성되며, 타이어를 구성하는 각 부분들은 각각의 공정에 의해 반제품으로 완성되어 성형공정을 거치면서 그린타이어로 형태를 갖춘뒤 가류과정을 거쳐 타이어로 제조된다.

트레드부는 노면과 직접 접촉하는 부분으로서 내마모성과 내컷팅성이 양호해야 함은 물론 발열이 적어야하고 충분한 충격흡수력의 물리적 성질이 요구된다. 이에 따라, 트레드부 저부에 벨트층이 설치되어 트레드부의 강도를 높여주고, 트레드부에서 받은 충격 및 트레드에 발생한 크랙(crack) 등이 카카스에 전달되는 것을 방지하게 된다.

이러한 역할을 수행하기 위해 종래의 벨트층은 스틸코드가 일정하게 배열되고 그 위에 고무 토핑이 이루어지며, 이러한 벨트는 타이어의 규격 또는 사양에 따라 일정크기와 각도로 절단되고 복수매가 중첩되어 완성된 스틸벨트로 제작된다. 그러나, 스틸 코드와 고무는 그 물질 차이로 인하여 접착력이 낮아, 타이어 주행 시 발생되는 열이나 수분에 의해 스틸코드와 고무층이 분리되는 문제점이 있었다.

본 발명의 실시예들은 스틸 코드와 토핑용 고무층간의 접착력이 우수한 벨트층을 형성하는 타이어의 제조 방법 및 이를 이용하여 제조된 타이어를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 스틸 코드의 표면을 코팅하는 단계는, 정전분무증착법(ESD; Electrostatic Spray Deposition)을 이용하여 상기 분산 용액을 상기 스틸 코드의 표면에 코팅할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 스틸 코드의 표면을 코팅하는 단계는, 상기 정전분무증착법(ESD)을 이용하여 상기 분산 용액을 80ul/min 이상 120 ul/min 이하의 토출 속도로 상기 스틸 코드의 표면을 코팅할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 벨트층을 형성하는 단계는, 상기 코팅된 스틸 코드에 토핑용 고무를 압연시키는 단계 후, 상기 스틸 코드를 포함하는 상기 토핑용 고무에 가류 공정을 수행하여 상기 벨트층을 제조할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 가류 공정은 165℃ 이상 190℃이하의 온도범위 내에서 수행될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 가류 공정은 상기의 온도범위 내에서 10분 이상 20분 이하의 시간동안 수행될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 스틸 코드의 표면을 코팅하는 단계는, 상기 스틸 코드의 표면으로부터 0.25㎛ 이상 0.5㎛ 이하의 두께를 갖도록 그래핀 옥사이드 코팅층을 형성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예는, 전술한 방법 중 어느 하나의 타이어의 제조 방법에 의해 제조된 타이어를 제공한다.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 타이어의 제조 방법 및 타이어는 스틸 코드의 표면에 그래핀 옥사이드를 코팅함으로써, 스틸 코드와 토핑용 고무 사이의 접착력을 증대시켜 내구성이 향상된 타이어를 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 취한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시에에 따른 벨트층을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어의 제조 방법 중 벨트층을 제조하는 방법을 순서대로 도시한 도면이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

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

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

이하의 실시예에서, 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.

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 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어 마모 평가 시스템 및 이를 이용한 타이어 마모 평가 방법에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 취한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시에에 따른 벨트층(400)을 개략적으로 나타낸 사시도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 타이어(1)는 트레드부(110), 트레드부(110)에서 연결된 사이드월부(120), 사이드월부(120)의 하부에 위치한 비드부(130), 트레드부(110)에서 비드부(130)를 따라 연장된 카카스층(300), 및 카카스층(300)의 내측면에 부착된 이너라이너(150)를 포함할 수 있다. 또한, 타이어(1)는 트레드부(110)의 하부에 배치되는 벨트층(400)을 포함할 수 있다.

트레드부(110)는, 타이어(1)의 가장 외측에 위치하고, 두꺼운 고무층으로 이루어져 차량의 구동력 및 제동력을 지면에 전달한다. 트레드부(110)의 표면에는 조종안정성, 견인력, 제동성을 위한 트레드 패턴(114)들과 트레드 패턴(114)들에 의해 구획된 블록(116)들이 위치할 수 있다.

트레드 패턴(114)들은 젖은 노면에서의 주행 시 배수를 위한 그루브와 견인력 및 제동력을 향상시키기 위한 사이프를 포함할 수 있다. 그루브는 차량의 주행 방향과 일치하는 원주 방향 그루브와 원주방향 그루브 사이의 횡방향 그루브를 포함할 수 있다. 사이프는 블록(116)에 형성되며, 그루브보다 작은 크기를 가진 홈일 수 있다. 사이프는 젖은 노면에서의 주행시 수분을 흡수하여 수막을 끊는 역할을 함으로써, 타이어(1)의 제동력을 증가시킬 수 있다.

블록(116)은 트레드부(110)의 대부분을 차지하는 영역으로, 지면과 직접 접하여 차량의 구동력 및 제동력을 지면에 전달한다.

사이드월부(120)는 트레드부(110)의 단부로부터 하방으로 연장되어 배치된다. 사이드월부(120)는 타이어(1)의 옆부분으로, 카카스층(300)을 보호하고, 타이어(1)의 측면 안정성을 제공하며, 굴신운동을 함으로써 승차감을 높일 수 있다. 또한, 사이드월부(120)는 드라이브 샤프트를 통해 받은 엔진의 토크를 트레드부(110)에 전달하는 역할을 한다.

비드부(130)는 사이드월부(120)의 단부에 구비되며, 타이어(1)를 림(Rim)에 장착시키는 역할을 한다. 비드부(130)는 비드 코어(132)와 비드 충전재(134)를 포함할 수 있다. 비드 코어(132)는 고무가 코팅된 강철 와이어를 복수개 꼬아 형성될 수 있으며, 비드 충전재(134)는 비드 코어에 부착된 고무일 수 있다.

트레드부(110)와 후술할 벨트층(400) 사이에는 캡 플라이(140)가 더 포함될 수 있다. 캡 플라이(140)는 벨트층(400) 상부에 배치되며 벨트층(400)의 단부를 감쌀 수 있다. 캡 플라이(140)는 벨트층(400) 상부에 부착되는 특수코드지로 주행시 성능을 향상시킬 수 있다. 캡 플라이(140)는 일 예로 폴리에스테르 합성섬유를 포함하여 이루어질 수 있다.

이너라이너(150)는 튜브 대신 타이어(1)의 공기 누출을 방지하는 층으로, 밀폐성이 우수한 고무층으로 이루어질 수 있다. 일 예로, 이너라이너(150)는 밀도가 높은 부틸고무 등으로 이루어질 수 있으며, 타이어(1) 내의 공기압을 유지시킬 수 있다.

카카스층(300)은 벨트층(400)의 아래에 배치되며, 타이어(1)의 골격을 형성하며, 타이어(1)가 받는 하중, 충격 등을 견디고 타이어(1)의 공기압을 유지시킨다.

카카스층(300)은 제1 카카스층(310) 및 제1 카카스층(310)제2 카카스층(330)을 포함한다. 제1 카카스층(310) 및 제2 카카스층(330)은 비드부(130)에서 턴업되어 트레드부(110)를 향해 연장된다. 턴업된 제1 카카스층(310) 및 제2 카카스층(330)의 일 단부는 사이드월부(120)의 내측을 커버하도록 연장되어 사이드월부(120)의 강성을 향상시킬 수 있다.

벨트층(400)은 트레드부(110)의 아래에 배치되며, 차량의 주행시 노면 충격을 감소시키고 카카스층(300)을 보호한다. 벨트층(400)은 스틸재질로 형성된 스틸 코드(411, 431)들, 스틸 코드(411, 431)들 표면에 형성된 그래핀 옥사이드 코팅층(412, 432)들 및 스틸 코드(411, 431)들을 커버하는 토핑용 고무(413, 433)를 포함할 수 있다. 벨트층(400)은 하나의 층으로 구성될 수도 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 이하에서는 설명의 편의를 위해 제1 벨트층(410)과 제2 벨트층(430)을 포함하는 경우를 중심으로 설명한다.

벨트층(400)은 서로 중첩된 제1 벨트층(410) 및 제2 벨트층(430)을 포함한다. 제1 벨트층(410)은 제2 벨트층(430) 상에 위치하며, 제1 벨트층(410)의 폭은 제2 벨트층(430)의 폭보다 작게 형성된다.

스틸 코드(411, 431)는 철 및 탄소를 포함하는 탄소강으로 형성하거나, 또는/및 철, 및 탄소이외에 원소(이하, 제1 원소라 함)를 포함하는 특수강으로 형성될 수 있다. 제1 원소는 Si, P, Mn, 및 S 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 일 실시예에 따르면, 스틸 코드(411, 431)는 모노 와이어들이 여러 가닥, 예컨대 2-3가닥 합쳐져서 형성될 수 있다.

토핑용 고무(413, 433)는 스틸 코드(411, 431)와 함께 타이어의 뼈대를 이루며 내압을 지지할 수 있다. 토핑용 고무(413, 433)는 스틸 코드(411, 431)과의 접착력이 좋고 장기간 주행에도 노화되지 않도록 천연고무, 카본블랙, 레조시놀 수지, 가류제, 가류촉진제, 산화아연(ZnO), 스테아린산 및 연화제 등을 포함할 수 있다. 천연고무는 시스-1,4-폴리이소프렌을 주체로서 포함하지만, 요구 특성에 따라서 트랜스-1,4-폴리 이소프렌을 포함할 수도 있다. 따라서, 상기 천연고무에는 시스-1,4-폴리이소프렌을 주체로서 포함하는 천연고무 외에, 예컨대 남미산 사포타과의 고무의 일종인 발라타 등, 트랜스-1,4-이소프렌을 주체로서 포함하는 천연고무도 포함할 수 있다.

그래핀 옥사이드 코팅층(412, 432)은 스틸 코드(411, 431)의 표면에 형성되며, 스틸 코드(411, 431)의 표면으로부터 0.25㎛ 이상 0.5㎛ 이하의 두께(d, 도 4b 참조)로 형성될 수 있다. 그래핀 옥사이드 코팅층(412, 432)은 내식성 및 내열성이 우수하며, 그래핀 옥사이드 코팅층(412, 432)에 포함된 OH 반응기는 토핑용 고무(413, 433)에 포함된 산화아연(ZnO)과 반응하여 수분과의 반응성이 적은 수산화아연(Zn(OH)₂)층을 형성할 수 있다. 다시 말해, 본 발명의 일 실시예예 따른 벨트층(400)은 스틸 코드(411, 431)와 토핑용 고무(413, 433) 사이에 그래핀 옥사이드 코팅층(412, 432)을 구비하여 수산화아연층을 형성하며, 스틸 코드(411, 431)와 토핑용 고무(413, 433) 사이의 접착력을 강화시켜 타이어의 내구성을 향상시킬 수 있다.

이하에서는, 그래핀 옥사이드 코팅층(412)을 스틸 코드(411) 표면에 형성하는 방법에 대해 설명하기로 한다.

도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어의 제조 방법 중 벨트층을 제조하는 방법을 순서대로 도시한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 타이어의 제조 방법은 타이어(1)의 트레드부(110)를 형성하는 단계와, 트레드부(110)의 하부에 배치되는 벨트층(400)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

보다 구체적으로, 도 4a를 참조하면, 상기한 벨트층(400)을 형성하는 단계는, 먼저, 그라파이트(Graphite)를 산화시켜 그래핀 옥사이드(Graphene Oxide)를 포함하는 분산 용액(M)을 제조할 수 있다. 여기서, 그래핀 옥사이드(Graphene Oxide)는 그라파이트(Graphite)를 산화시켜 제조된 그라파이트 옥사이드를 이용하여 제조될 수 있다.

일반적으로, 그라파이트 옥사이드(Graphite Oxide)는 분말 상태의 그라파이트를 산 처리함으로써 합성될 수 있다. 구체적으로, 그라파이트를 황산, 질산, 황산과 인산의 혼합용액(부피비, 9:1)과 같은 강산을 이용하여 산화시키는 방법으로 그라파이트 옥사이드를 제조할 수 있다. 또한, 그라파이트 옥사이드는 염화칼륨(Potassium Chloride, NaCl), 과황산칼륨(Potassium Persulfate, KPS), 질산암모늄세륨(Cerium Ammonium Nitrate), 과산화수소(H2O2), 과요오드산(Periodic acid, HIO4), 과망간산칼륨(potassium permanganate, KMnO4) 및 다이크로뮴산 칼륨(potassium dichromate, K2Cr2O7) 등과 같은 강한 산화제를 이용하여 그라파이트를 산화시킴으로써 제조될 수 있다. 그라파이트 옥사이드의 산화 정도는 그라파이트의 산화 반응 온도에 따라 달라질 수 있다.

그라파이트의 산화는 과산화수소를 과량 투입함으로써 중단시킬 수 있다. 예를 들어, 산화 반응이 진행중인 그라파이트가 포함된 용액에, 증류수와 과산화수소를 연속적으로 첨가함으로써 그라파이트의 산화 반응을 종료시킬 수 있다.

그라파이트를 산화시켜 그라파이트 옥사이드를 제조하는 단계(S110)는 증류수 및 산을 이용하여 불순물 및 잔류물을 제거하기 위한 세척 및 여과하는 단계를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 그라파이트의 산화 반응이 종료된 후 형성된 그라파이트 옥사이드를 세척 및 여과한다. 세척 공정을 이용하여, 그라파이트 옥사이드 생성 공정 중 발생한 불순물 및 잔류물을 제거할 수 있다. 이때, 당해 기술 분야에서 사용되는 통상의 여과 방법을 사용하여, 제조된 그라파이트 옥사이드를 여과시킬 수 있다. 세척 과정과 여과 과정은 반복하여 수행될 수 있으며, 이를 통해, 그라파이트 옥사이드의 순도를 높일 수 있다.

한편, 분말 형태의 그라파이트 옥사이드를 제조하기 위하여, 세척하는 단계 및 여과하는 단계 다음에, 그라파이트 옥사이드를 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다. 세척 및 여과된 그라파이트 산화물을 포함하는 용액은 건조 과정을 거친 후 그라인딩(grinding)을 이용하여 분말 상태로 제조될 수 있다.

다음으로, 그라파이트 옥사이드를 분산 및 박리시켜 그래핀 옥사이드를 포함하는 분산 용액을 제조할 수 있다. 보다 구체적으로, 전술한 방법을 통해 제조된 그라파이트 옥사이드를 용매 내에 분산 및 박리시킨다. 제조된 분말 형태의 그라파이트 옥사이드를 용매 내에 분산 및 박리시킴으로써, 그라파이트 옥사이드로부터 그래핀 옥사이드가 형성될 수 있다. 여기서, 그래핀은 복수의 층으로 적층된 그라파이트의 한층으로 이루어진 물질을 의미하며, 그래핀 옥사이드는 그라파이트 옥사이드의 한층으로 이루어진 물질을 의미한다.

그라파이트 옥사이드를 용매 하에서 분산 및 박리시키는 방법으로는 그라파이트 옥사이드를 용매에 첨가한 다음 초음파를 조사하거나 교반시키는 방법을 이용할 수 있다. 한편, 그라파이트를 분산 및 박리시키는 방법으로는 상술한 초음파 분쇄(sonication) 방법 외에도 호모게나이저(homogenizer) 또는 고압균질기(high pressurehomogenizer)를 이용할 수도 있다.

그라파이트 옥사이드를 분산 및 박리시키기 위한 용매로는, 예를 들어, 물, 에탄올(Ethanol), 디메틸포름아마이드(Dimethylformamide, DMF), 메틸설폭사이드(Dimethylsulfoxide, DMSO), 테트라하이드로퓨란(Tetrahydrofuran, THF) 및 아세톤(Acetone) 등을 사용할 수 있으며, 수산화나트륨(NaOH) 수용액, 수산화칼륨(KOH) 수용액, 수산화리튬(LiOH) 수용액, 수산화칼슘 (Ca(OH)2) 수용액 등의 알칼리 용매를 사용할 수 있다. S120 단계에서 사용되는 용매로는 상술한 예에 제한되지 않고, 산소를 포함하는 작용기를 제공하여 그라파이트 옥사이드의 각각의 면을 용이하게 박리시킬 수 있는 용매라면 제한 없이 사용할 수 있다. 이러한 제조 공정은 약 50℃±5℃의 온도 범위에서 이루어질 수 있으며, 교반 속도는 150 rpm 이상 200rpm 이하로 수행함으로써 그래핀 옥사이드를 포함하는 균일한 분산 용액을 제조할 수 있다. 이때, 분산 용액(M)은 증류수 대비 그래핀 옥사이드의 비율이 1 ±0.1mg/ml일 수 있다. 만약, 그래핀 옥사이드의 양 대비 증류수의 양이 많아지면 그래핀 옥사이드가 코팅되는 정도가 적어 충분한 수산화아연층을 형성할 수 없으며, 증류수의 양 대비 그래핀 옥사이드의 양이 많아지면, 그래핀 옥사이드의 소수성 성질에 의해 완전한 분산을 통한 분산액 제조가 어려워질 수 있다.

다음, 도 4b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예예 따른 타이어의 제조 방법은 상기 제조된 분산 용액(M)을 이용하여 스틸 코드(411)의 표면을 코팅한다. 일 실시예로서, 스틸 코드(411)의 표면을 코팅하는 단계는, 정전분무증착법(ESD; Electrostatic Spray Deposition)을 이용하여 분산 용액(M)을 스틸 코드(411)의 표면에 코팅할 수 있다.

여기서, 정전분무증착법이란 분산용액을 분무하는 노즐(N)과 코팅대상체인 스틸 코드(411) 사이에 약 10kV±1kV 수준의 높은 전압을 인가하면서, 분산용액을 분무함으로써, 스틸 코드(411) 표면에 코팅층을 형성하는 것을 의미한다. 이때, 스틸 코드(411)의 표면을 코팅하는 단계는, 정전분무증착법(ESD)을 이용하여 저장조(ST)에 마련된 분산 용액(M)과 연결되는 노즐(N)을 통해 분산 용액을 분사함으로써, 코팅할 수 있다. 보다 구체적으로, 스틸 코드(411)의 표면을 코팅하는 단계는, 노즐(N)의 토출구(N1)에서 분산 용액을 토출하는 속도가 80 ul/min 이상 120 ul/min 이하인 범위에서, 상기 스틸 코드(411)의 표면을 코팅할 수 있다. 타이어의 제조 방법은 이와 같은 토출 속도를 유지하도록 전류를 제어함으로써, 스틸 코드(411)의 표면에서 그래핀 옥사이드(GO)가 서로 뭉치지 않는 균일한 증착이 가능할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어의 제조 방법은 분산 용액을 스틸 코드(411)에 코팅할 때, 100℃ 이상의 온도를 유지함으로써, 스틸 코드(411, 431) 표면에 분산 용액이 증착과 동시에 증류수가 기화되고 그래핀 옥사이드(GO)만 코팅되어 그래핀 옥사이드 코팅층(412)을 형성할 수 있다. 이때, 코팅 시간은 그래핀 옥사이드 코팅층(412)을 스틸 코드(411, 431)의 표면으로부터 0.25㎛ 이상 0.5㎛ 이하의 두께(d)로 제조하기 위해 사전에 설정된 시간일 수 있다.

이후, 도 4c를 참조하면, 상기 표면이 그래핀 옥사이드 코팅층(412)으로 코팅된 스틸 코드(411) 에 토핑용 고무(413)를 압연시켜 벨트층(400)을 형성할 수 있다. 토핑용 고무(413)는 스틸 코드(411)와의 접착력이 좋고 장기간 주행에도 노화되지 않도록 천연고무, 카본블랙, 레조시놀 수지, 가류제, 가류촉진제, 산화아연(ZnO), 스테아린산 및 연화제 등을 포함할 수 있다.

한편, 도 4d를 참조하면, 벨트층(400)을 형성하는 단계는, 코팅된 스틸 코드(411)에 토핑용 고무(413)를 압연시키는 단계 후, 스틸 코드(411)를 포함하는 토핑용 고무에 가류 공정을 수행하여 벨트층(400)을 완성할 수 있다. 가류 공정은 165℃ 이상 190℃이하의 온도범위 내에서 10분 이상 20분 이하의 시간동안 수행될 수 있다. 상기한 가류 공정을 통해, 그래핀 옥사이드 코팅층(412)과 토핑용 고무(413) 사이에는 수산화아연층(415)이 성장할 수 있다. 특히, 상기한 공정을 통해, 수산화아연층(415)은 그래핀 옥사이드 코팅층(412)과 토핑용 고무(413) 사이에 1um 이상 토핑용 고무(413)의 두께의 50% 이하의 두께로 성장할 수 있다. 만약, 수산화아연층(415)이 1um 미만으로 성장하는 경우에는 스틸 코드(411)와 토핑용 고무(413) 사이의 접착력이 현저히 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어의 제조 방법 및 타이어는 스틸 코드의 표면에 그래핀 옥사이드를 코팅함으로써, 스틸 코드와 토핑용 고무 사이의 접착력을 증대시켜 내구성이 향상된 타이어를 제조할 수 있다.

이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

1: 타이어
110: 트레드부
114: 트레드 패턴
116: 블록
120: 사이드월부
130: 비드부
132: 비드 코어
134: 비드 충전재
140: 캡 플라이
150: 이너라이너
400 : 벨트층
411 : 스틸 코드
412 : 그래핀 옥사이드 코팅층
413 : 토핑용 고무

Claims

타이어의 트레드부를 형성하는 단계; 및
상기 트레드부의 하부에 배치되는 벨트층을 형성하는 단계;를 포함하고,
상기 벨트층을 형성하는 단계는,
그라파이트(Graphite)를 산화시켜 그래핀 옥사이드(Graphene Oxide)를 포함하는 분산 용액을 제조하는 단계;
상기 분산 용액을 이용하여 스틸 코드의 표면을 코팅하는 단계; 및
상기 스틸 코드에 토핑용 고무를 압연시키는 단계;를 구비하고,
상기 분산 용액은 증류수 대비 그래핀 옥사이드의 비율이 1 ±0.1mg/ml인, 타이어의 제조 방법.
제1 항에 있어서,
상기 스틸 코드의 표면을 코팅하는 단계는,
정전분무증착법(ESD; Electrostatic Spray Deposition)을 이용하여 상기 분산 용액을 상기 스틸 코드의 표면에 코팅하는, 타이어의 제조 방법.
제2 항에 있어서,
상기 스틸 코드의 표면을 코팅하는 단계는,
상기 정전분무증착법(ESD)을 이용하여 상기 분산 용액을 80ul/min 이상 120 ul/min 이하의 토출 속도로 상기 스틸 코드의 표면을 코팅하는, 타이어의 제조 방법.
제1 항에 있어서,
상기 벨트층을 형성하는 단계는,
상기 코팅된 스틸 코드에 토핑용 고무를 압연시키는 단계 후, 상기 스틸 코드를 포함하는 상기 토핑용 고무에 가류 공정을 수행하여 상기 벨트층을 제조하는, 타이어의 제조 방법.
제4 항에 있어서,
상기 가류 공정은 165℃ 이상 190℃이하의 온도범위 내에서 수행되는, 타이어의 제조 방법.
제5 항에 있어서,
상기 가류 공정은 상기의 온도범위 내에서 10분 이상 20분 이하의 시간동안 수행되는, 타이어의 제조 방법.
제1 항에 있어서,
상기 스틸 코드의 표면을 코팅하는 단계는,
상기 스틸 코드의 표면으로부터 0.25㎛ 이상 0.5㎛ 이하의 두께를 갖도록 그래핀 옥사이드 코팅층을 형성하는, 타이어의 제조 방법.
제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항의 타이어의 제조 방법에 의해 제조된 타이어.