KR102602345B1 - 자가-밀봉 타이어 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자가-밀봉 타이어, 상기 자가-밀봉 타이어의 제조 방법, 및 축합 경화 화학을 통해 경화되어 (i) 타이어 천공 자가-밀봉 재료, 즉, 이물질에 의해 천공되는 경우/천공될 때 타이어의 트레드(tread) 영역의 천공 구멍을 밀봉하기 위한 재료 및 (ii) 주행 동안 타이어에 의해 생성되는 소음을 감소시키도록 구성된 흡음 폼(sound-absorbing foam)을 위한 접착제 둘 모두로서 기능하도록 설계된 자가-밀봉 층을 형성하는 실리콘 조성물의 용도에 관한 것이다.

Description

자가-밀봉 타이어
본 발명은 자가-밀봉 타이어, 상기 자가-밀봉 타이어의 제조 방법, 및 축합 경화 화학을 통해 경화되어 (i) 타이어 천공 자가-밀봉 재료, 즉, 이물질에 의해 천공되는 경우/천공될 때 타이어의 트레드(tread) 영역의 천공 구멍을 밀봉하기 위한 재료 및 (ii) 주행 동안 타이어에 의해 생성되는 소음을 감소시키도록 구성된 흡음 폼(sound-absorbing foam)을 위한 접착제 둘 모두로서 기능하도록 설계된 자가-밀봉 층을 형성하는 실리콘 조성물의 용도에 관한 것이다.
공압식 타이어는 차량에서의 그들의 탁월한 충격 흡수 특성 및 편안한 승차감을 제공하는 능력으로 인해 널리 사용된다. 사용 시, 공압식 타이어는 휠 림(wheel rim) 상에 장착된다. 일단 조립되면, 타이어의 내부 표면 및 휠 림은 타이어에 대한 하중을 지지하기 위해 팽창되도록(inflated) 의도된 내부 환형 공동을 한정한다. 차량이 이동하는 동안, 예를 들어, 노면 상에서 굴러가는 동안, 타이어는 트레드 크러싱(crushing) 단계에서 주기적으로 압축되어 내부 환형 공동에 존재하는 공기를 진동시켜, 흔히 "공동 소음"(cavity noise)으로 지칭되는, 공동에서의 음파/소음의 발생을 초래한다. 그러한 공압식 타이어는 고무를 포함하는 연질 가요성 재료로 본질적으로 제조되기 때문에 천공되기 쉽다. 예를 들어, 못(nail), 돌, 유리 파편과 같은 날카로운 이물질 위로의 주행으로 인해 천공이 발생할 때, 방지되지 않는다면, 내부 환형 공동 내의 고압 공기가 누설되어 수축(deflation)을 야기하며, 공압식 타이어는 적절하게 기능할 수 없다. 역사적으로, 타이어가 이물질, 예컨대 못에 의해 천공되었을 때, 본래의 타이어를 스페어 타이어로 교체할 필요가 있었다. 그러나, 최근 수년간, 타이어 제조사들은 운전자를 위한 대안적인 해결책을 제공하고자 모색해 왔는데, 예컨대 하나 이상의 타이어에서의 상당한 또는 완전한 압력 손실에도 불구하고 차량이 계속 주행할 수 있게 하는 자가-밀봉 타이어의 제공을 모색해 왔다. 이로 인해, 예를 들어, 종종 위험한 상황에서 스페어 타이어를 끼우기 위해 정지하지 않고도 수리 지점(breakdown point)까지 운전하는 것이 가능하다.
자가-밀봉 공압식 타이어는 실리콘 탄성중합체로부터 제조될 수 있는 밀봉제/접착제 층을 타이어의 내부 표면, 특히 타이어 트레드의 내부 표면 상에 제공하기 위해 설계되어, 그러한 타이어가 못 등의 위로 굴러서 천공될 때, 타이어의 내부 표면 상의 자가-밀봉 밀봉제/접착제 층은, 원심력으로 인해 못이 빠진 후에 자가-밀봉 타이어 내의 밀봉제/접착제 층의 일부분이 생성된 천공 구멍 내로 당겨지거나 유동하게 하여 시일을 형성함으로써, 생성된 구멍을 밀봉한다.
천공된 자가-밀봉 타이어를 밀봉하는 데 사용되는 재료에 따른 문제가 지속된다. 여기에는 시간 경과에 따른 안정성 결여, 극한 작동 온도 조건 하에서의 효율성 결여 및/또는 제조상의 어려움이 포함된다.
차량 제조업체는 또한 운전자와 승객(들)의 운전 경험을 개선하기 위해 지속적으로 노력하고 있다. 현재 주목되는 한 가지 측면은 소음의 감소이다. 자동차 산업이 더 조용한 차량을 생산하는 방향으로 이동함에 따라, 타이어 공동 소음은 차량의 객실로 전달되기 때문에 차량 탑승자에게 점점 더 중요한 문제가 되고 있다. 그러한 공동 소음의 크기는 타이어의 내부 공동에 흡음 재료를 도입함으로써 감소될 수 있는 것으로 밝혀졌다.
그러한 물질에 사용되는 현재 바람직한 흡음 재료는 타이어의 내부 공동에 고정된 하나 이상의 내부 흡음 층(들)으로서 이용되는 적합한 폼이다.
사용 동안, 타이어의 내부 공동에 삽입된 흡음 재료는, 예를 들어, 차량이 움직일 때 타이어의 일반적인 이동 동안 상기에 논의된 매우 현저한 기계적 및 열적 응력을 받고, 흡음 재료, 예를 들어 폼은 노면과 접촉 시 트레드에 의해 발생되는 열로 인해 주위 온도 초과로 가열될 뿐만 아니라 타이어의 변형에 의해 지속적으로 신장된다. 따라서, 흡음 재료 및 이를 타이어 표면에 부착하기 위해 사용되는 접착제 둘 모두는 열과 응력의 조합된 작용으로 인해 분해 및/또는 변형되지 않도록 적합한 열적 및 기계적 특성을 나타낼 필요가 있다.
본 발명의 목적은 우수한 천공 밀봉 성능 및 흡음 또는 심지어 방음 성능을 모두 갖는 공압식 타이어를 제공하는 것이다.
제1 실시 형태에서,
프로파일링된 트레드를 갖는 외부 표면 및 내부 표면;
타이어의 상기 내부 표면 상에 적용된 자가-밀봉 실리콘 층;
상기 자가-밀봉 실리콘 층에 의해 타이어의 상기 내부 표면에 접착식으로 부착된 흡음 층을 포함하는 자가-밀봉 공압식 타이어가 제공되며; 상기 자가-밀봉 실리콘 층은 상기 흡음 층이 그에 접착되기 전에 적용되고;
상기 자가-밀봉 실리콘 층은 실리콘 자가-밀봉 조성물로부터 경화되며, 실리콘 자가-밀봉 조성물은
(i) 분자당 2개 이상의 하이드록실 작용기를 갖는 하나 이상의 축합 경화성 실릴 말단화된 중합체;
(ii)
Figure 112022045458992-pct00001
분자 기당 2개 이상의 가수분해성 기, 대안적으로 3개 이상의 가수분해성 기를 갖는 실란; 및/또는
각각이 2개 이상의 가수분해성 기, 대안적으로 3개 이상의 가수분해성 기를 함유하는 2개 이상의 실릴 기를 갖는 실릴 작용성 분자
의 군으로부터 선택되는 가교결합제;
(iii) 티타네이트 및/또는 지르코네이트의 군으로부터 선택되는 축합 촉매; 및
(iv) 보강 충전제 및/또는 비보강 충전제를 포함하고,
(iii)과 (iv)는 사용 전에 함께 저장되지 않고,
총 규소-결합된 하이드록실 기 대 총 가수분해성 기의 몰비는 실란 함유 가교결합제를 사용하는 경우 0.5:1 내지 2:1, 또는 실릴 작용성 분자 함유 가교결합제를 사용하는 경우 0.5:1 내지 10:1이고;
촉매 M-OR 작용기(여기서, M은 티타늄 또는 지르코늄이고 R은 알킬 기 또는 킬레이트 기임) 대 ISO 787-2:1981에 따라 결정할 때 충전제에 존재하는 수분과 총 규소-결합된 하이드록실 기의 합계의 몰비는 0.01:1 내지 0.6:1인 것을 특징으로 한다.
또한, 자가-밀봉 공압식 타이어의 제조 방법이 제공되는데, 이는
(a) 프로파일링된 트레드를 갖는 외부 표면 및 내부 표면을 포함하는 공압식 타이어를 제공하는 단계;
(b) 타이어의 내부 표면 상에 실리콘 자가-밀봉 조성물을 적용하여 자가-밀봉 실리콘 층을 형성하는 단계;
(c) 자가-밀봉 실리콘 층에 대한 접착에 의해 타이어의 상기 내부 표면에 흡음 층을 적용하는 단계를 포함하며,
상기 자가-밀봉 실리콘 층은 실리콘 자가-밀봉 조성물로부터 경화되며, 실리콘 자가-밀봉 조성물은
(i) 분자당 1개 이상, 전형적으로 2개 이상의 하이드록실 작용기를 갖는 하나 이상의 축합 경화성 실릴 말단화된 중합체;
(ii)
분자 기당 2개 이상의 가수분해성 기, 대안적으로 3개 이상의 가수분해성 기를 갖는 실란; 및/또는
각각이 2개 이상의 가수분해성 기, 대안적으로 3개 이상의 가수분해성 기를 함유하는 2개 이상의 실릴 기를 갖는 실릴 작용성 분자
의 군으로부터 선택되는 가교결합제;
(iii) 티타네이트 및/또는 지르코네이트의 군으로부터 선택되는 축합 촉매; 및
(iv) 보강 충전제 및/또는 비보강 충전제를 포함하고,
(iii)과 (iv)는 사용 전에 함께 저장되지 않고,
총 규소-결합된 하이드록실 기 대 총 가수분해성 기의 몰비는 실란 함유 가교결합제를 사용하는 경우 0.5:1 내지 2:1, 또는 실릴 작용성 분자 함유 가교결합제를 사용하는 경우 0.5:1 내지 10:1이고; 촉매 M-OR 작용기(여기서, M은 티타늄 또는 지르코늄이고 R은 알킬 기임) 대 ISO 787-2:1981에 따라 결정할 때 충전제에 존재하는 수분과 총 규소-결합된 하이드록실 기의 합계의 몰비는 0.01:1 내지 0.6:1인 것을 특징으로 한다.
추가로, 프로파일링된 트레드를 갖는 외부 표면 및 내부 표면을 포함하는 자가-밀봉 타이어에서, 상기 타이어의 내부 표면 상의 자가-밀봉 층 및 공압식 타이어의 상기 내부 표면에 흡음 층을 접착하기 위한 접착제 둘 모두로서의 자가-밀봉 실리콘 조성물의 용도가 제공되며, 자가-밀봉 실리콘 조성물은
(i) 분자당 1개 이상, 전형적으로 2개 이상의 하이드록실 작용기를 갖는 하나 이상의 축합 경화성 실릴 말단화된 중합체;
(ii)
분자 기당 2개 이상의 가수분해성 기, 대안적으로 3개 이상의 가수분해성 기를 갖는 실란; 및/또는
각각이 2개 이상의 가수분해성 기, 대안적으로 3개 이상의 가수분해성 기를 함유하는 2개 이상의 실릴 기를 갖는 실릴 작용성 분자
의 군으로부터 선택되는 가교결합제;
(iii) 티타네이트 및/또는 지르코네이트의 군으로부터 선택되는 축합 촉매; 및
(iv) 보강 충전제 및/또는 비보강 충전제를 포함하고,
(iii)과 (iv)는 사용 전에 함께 저장되지 않고,
총 규소-결합된 하이드록실 기 대 총 가수분해성 기의 몰비는 실란 함유 가교결합제를 사용하는 경우 0.5:1 내지 2:1, 또는 실릴 작용성 분자 함유 가교결합제를 사용하는 경우 0.5:1 내지 10:1이고, 촉매 M-OR 작용기(여기서, M은 티타늄 또는 지르코늄이고 R은 알킬 기임) 대 ISO 787-2:1981에 따라 결정할 때 충전제에 존재하는 수분과 총 규소-결합된 하이드록실 기의 합계의 몰비는 0.01:1 내지 0.6:1인 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같은 자가-밀봉 공압식 타이어는 못과 같은 날카로운 물체에 의해 유발되는 천공으로 인한 공기 빠짐 및 그에 따른 타이어의 수축을 지연 또는 방지할 수 있는 경화된 자가-밀봉 층을 갖도록 설계된다. 더욱이, 자가-밀봉 층은 타이어 자체의 공동 소음의 감쇠로 인해, 차량의 객실에서 인지되는 소음을 감소시키기 위해 제공된 폼 층과 같은 흡음 층을 위한 접착제로서 추가적으로 기능하기에 적합하다.
본 출원을 위해, "총 가수분해성 기"는 사용되는 충전제로부터 유래된 수분(즉 물)과 조성물에 존재하는 규소-결합된 하이드록실(실라놀/Si-OH) 기 둘 모두를 배제함이 이해되어야 한다.
총 규소-결합된 하이드록실(실라놀/Si-OH) 몰 함량은 100 g의 혼합된 제형에 대해 계산된다. 중합체와 관련된 총 규소-결합된 하이드록실 몰 함량은, 100 g의 혼합된 생성물 내의 하이드록실 함유 중합체의 그램(g) 단위의 양을 중합체의 수 평균 분자량(Mn)으로 나누고 중합체에 존재하는 하이드록실 작용기의 평균 개수, 전형적으로 2를 곱한 것과 같다. 제형 내에 수 개의 하이드록실 작용성 중합체가 존재하는 경우, 각각의 중합체의 몰 함량의 합은 합계되어 제형 내의 총 규소-결합된 하이드록실 (Si-OH) 몰 함량을 구성한다.
총 가수분해성 기 몰 함량은 100 g의 혼합된 제형에 대해 계산된다. 물질에 관련된 가수분해성 기의 몰 함량은 100 g의 혼합된 생성물 내의 가수분해성 기를 함유하는 분자의 g 단위의 양을, 분자의 분자량으로 또는 중합체 분자인 경우 수 평균 분자량(Mn)으로 나누고, 분자 내에 존재하는 가수분해성 작용기의 평균 개수를 곱한 것과 같다. 각각의 분자 또는 중합체의 몰 함량의 합은 합계되어 제형 내의 가수분해성 기의 총 몰 함량을 구성한다.
이어서, 총 규소-결합된 하이드록실 기 대 총 가수분해성 기의 몰비는 총 규소-결합된 하이드록실(Si-OH) 기의 총 몰 함량을 가수분해성 기의 총 몰 함량으로 나눔으로써 계산되거나, 또는 비로 나타낼 수 있다.
실리콘의 수 평균 분자량(Mn) 및 중량 평균 분자량(Mw)은 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의해 또한 결정될 수 있다. 이 기술은 표준 기술이며, Mw(중량 평균), Mn(수 평균) 및 다분산 지수(PI)(여기서, PI = Mw/Mn)에 대한 값들을 산출한다.
본 출원에 제공된 Mn 값은 GPC에 의해 결정되었으며, 사용되는 중합체의 전형적인 값을 나타낸다. GPC에 의해 제공되지 않는 경우, Mn은 또한 상기 중합체의 역학 점도에 기초한 계산으로부터 얻어질 수 있다.
촉매 M-OR 값은 [(티타네이트 촉매의 g)*(화합물 내의 OR의 수)]를 (티타늄 촉매의 분자량)로 나눈 것이다.
총 규소-결합된 하이드록실 기 대 총 가수분해성 기의 몰비는, 모노실릴 함유 가교결합제를 사용하는 경우 0.4:1 내지 2:1, 또는 다이실릴 함유 가교결합제를 사용하는 경우 0.5:1 내지 10:1이다. 대안적인 실시 형태에서, 총 규소-결합된 하이드록실 기 대 총 가수분해성 기의 몰비는 다이실릴 함유 가교결합제를 사용하는 경우 2:1 초과이다.
실리콘 조성물은, 미경화 시에는 실리콘 조성물이 타이어 제조 공정 동안 타이어 내로 혼입될 수 있게 하는 점도를 갖고, 경화 시에는 재료가 타이어 내로 유동하여 타이어 내의 천공을 밀봉할 수 있게 하는 점도를 갖는다. 일반적으로, 본 조성물은 실온에서 경화된다/경화성이다.
일단 경화되면, 전술한 자가-밀봉 실리콘 밀봉제 조성물은 타이어의 전체 수명 동안 매우 넓은 범위의 작동 온도에 걸쳐 자가-밀봉 기능을 제공하는 것으로 밝혀졌다. 이는, 이하에서 "못"으로 지칭되는 천공 물체에 충분히 부착되어서, 그 위치에 남아 있는 못에 의해 생성된 구멍을 막는다. 또한, 못이 제거될 때, 전술한 바와 같은 자가-밀봉 실리콘 층은 적합한 물리적 특성, 즉 인장 강도, 연신율 및 가교결합 밀도, 또는 자가-밀봉 실리콘 층의 기능에 적절한 저장 모듈러스를 갖기 때문에 심지어 저온 조건 하에서도, 예를 들어, 겨울에도 구멍을 밀봉하고 타이어를 기밀로 만든다.
인장 강도는 밀봉제 재료의 시편이 파열되기 전에 견딜 수 있는 최대 응력(단위 면적당 힘)을 지칭한다. 연신율은 파열점에서 재료 시편의 길이의 상대적인 증가를 측정한다. 가교결합 밀도는 3차원 가교결합된 네트워크로 경화된 밀봉제의 그 부분에 존재하는 가교결합의 농도를 측정하는 분자 특성이다. 재료의 저장 모듈러스는 재료의 가교결합 밀도와 관련된다. 높은 가교결합 밀도는 더 높은 저장 모듈러스를 야기할 것이며, 역으로 저 가교결합 재료는 낮은 저장 모듈러스를 나타낼 것이다.
그러나, 이제 전술한 바와 같은 실리콘 자가-밀봉 조성물은 상기에 언급된 공기압 타이어에서 자가-밀봉 실리콘 층으로서 그리고 또한 공압식 타이어의 내부 표면에 접착될 흡음 층을 위한 접착제로서 이용될 수 있는 것으로 밝혀졌다.
중합체 (i)은 실라놀 함유 말단 기를 갖는 하나 이상의 수분/축합 경화성 중합체이다. 폴리다이알킬 실록산, 알킬페닐 실록산, 또는 실릴 말단 기를 갖는 유기계 중합체, 예를 들어 실릴 폴리에테르, 실릴 아크릴레이트 및 실릴 말단화된 폴리아이소부틸렌 또는 상기한 것들 중 임의의 것의 공중합체를 포함하는, 실라놀 함유 말단 기를 갖는 임의의 적합한 수분/축합 경화성 중합체가 이용될 수 있다. 바람직하게는 중합체는 하나 이상의 하이드록실을 함유하는 폴리실록산계 중합체이며, 가장 바람직하게는 중합체는 2개의 말단 하이드록실 기를 포함한다. 적합한 실라놀 함유 말단 기의 예에는 -Si(OH)3, -(Ra)Si(OH)2, -(Ra)2Si(OH), 또는 -(Ra)2 Si -Rc- SiRd p(OH)3-p가 포함되며, 여기서, 각각의 Ra는 독립적으로 1가 하이드로카르빌 기, 예를 들어, 알킬 기, 특히 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기를 나타내고(바람직하게는 메틸이고); 각각의 Rd 기는 독립적으로 알킬 기이며, 알킬 기는 적합하게는 6개 이하의 탄소 원자를 갖고; Rc는 6개 이하의 규소 원자를 갖는 하나 이상의 실록산 스페이서(spacer)가 개재될 수 있는, 12개 이하의 탄소 원자를 갖는 2가 탄화수소 기, 예컨대 에틸렌 또는 프로필렌이고; p는 0, 1 또는 2의 값을 갖는다.
바람직하게는, 중합체 (i)은 하기 일반 화학식 1을 갖는다:
[화학식 1]
X3-A-X1
상기 식에서, X3 및 X1은 독립적으로 하이드록실 함유 기로 말단화된 실록산 기로부터 선택되고, A는 실록산 및/또는 유기 함유 중합체 사슬, 대안적으로 실록산 중합체 사슬이다.
실라놀 함유 말단 기 X3 또는 X1의 예에는 상기에 정의된 바와 같은 -Si(OH)3, -(Ra)Si(OH)2, -(Ra)2Si(OH), 또는 -(Ra)2 Si -Rc- Si (Rd)p(OH)3-p가 포함된다. 바람직하게는 X3 및/또는 X1 말단 기는 하이드록시다이알킬 말단화되며, 예를 들어 하이드록시다이메틸 말단화된다.
화학식 1의 중합체 사슬 A 내의 적합한 실록산 기의 예는 폴리다이오르가노-실록산 사슬을 포함하는 것들이다. 따라서, 중합체 사슬 A는 바람직하게는 하기 화학식 2의 실록산 단위를 포함한다:
[화학식 2]
-(R5 sSiO(4-s)/2)-
상기 식에서, 각각의 R5는 독립적으로 염소 또는 불소와 같은 하나 이상의 할로겐 기로 선택적으로 치환된 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 하이드로카르빌 기와 같은 유기 기이고, s는 0, 1 또는 2이고, 전형적으로 s의 평균값은 약 2이다. R5 기의 특정 예에는, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 비닐, 사이클로헥실, 페닐, 톨릴 기, 3,3,3-트라이플루오로프로필과 같이 염소 또는 불소로 치환된 프로필 기, 클로로페닐, 베타-(퍼플루오로부틸)에틸 또는 클로로사이클로 헥실 기가 포함된다. 적합하게는, R5 기의 적어도 일부, 바람직하게는 실질적으로 전부는 메틸이다.
전형적으로 상기 유형의 중합체는, 관심 점도에 가장 적절한 원추 평판(cone plate)을 사용하는 브룩필드(Brookfield) 원추 평판 점도계(RV DIII)를 사용하여 측정되는 점도가 23℃에서 1,000 내지 300,000 mPa.s, 대안적으로 1,000 내지 250,000 mPa.s 정도일 것이다. 일 실시 형태에서, 상기 유형의 중합체는, 관련 점도에 가장 적절한 스핀들, 예를 들어, CP-51 또는 CP-52 스핀들을 0.1 내지 5 rpm으로 사용하는 브룩필드 원추 평판 점도계(RV DIII)를 사용하여 측정되는 점도가 30,000 내지 200,000 mPa.s, 대안적으로 23℃에서 45,000 내지 175,000 mPa.s, 대안적으로 23℃에서 50,000 내지 150,000 mPa.s이다.
따라서, 화학식 2의 단위를 함유하는 바람직한 폴리실록산은 실라놀(Si-OH) 함유 말단 기를 갖는 폴리다이오르가노실록산이다. 폴리다이오르가노실록산은 단일중합체 또는 공중합체일 수 있다.
또한, 조성물은 하나의 Si-하이드록실(실라놀) 함유 말단 기, 예를 들어 상기에 정의된 바와 같은 하나의 -Si(OH)3, -(Ra)Si(OH)2, -(Ra)2Si(OH), 또는 -(Ra)2 Si -Rc- SiRd p(OH)3-p, 예를 들어, 다이알킬하이드록시 말단화된 기 및 하나의 비반응성 말단 기, 예를 들어 트라이알킬 말단화된 기, 즉 트라이메틸 말단화된 기를 갖는 중합체를 함유할 수 있다. 따라서, 중합체 (i)은 부분적으로 다이알킬하이드록시 말단화되고 부분적으로 트라이알킬 말단화된 폴리다이오르가노실록산을 추가로 포함할 수 있다. 그러한 추가적인 중합체의 포함은 경화 후 생성되는 생성물의 탄성 모듈러스를 감소시키고/시키거나 접착이 어려운 기재(substrate)에 대한 접착을 개선할 수 있다. 그러한 추가적인 중합체 (i)은 앞서 기재된 것과 유사한 점도를 가질 수 있다.
본 발명에 따르면, 중합체 사슬 A는 대안적으로 실릴 말단 기를 갖는 유기계 중합체, 예를 들어 실릴 말단화된 폴리에테르, 실릴 말단화된 아크릴레이트 및 실릴 말단화된 폴리아이소부틸렌일 수 있다. 실릴 말단화된 폴리에테르의 경우에, 중합체 사슬은 폴리옥시알킬렌계 단위에 기초한다. 그러한 폴리옥시알킬렌 단위는 바람직하게는 평균 화학식 (-CnH2n-O-)y (여기서, n은 2 내지 4의 정수(2와 4를 포함함)이고 y는 4 이상의 정수임)에 의해 예시되는, 반복되는 옥시알킬렌 단위, (-CnH2n-O-)로 구성된 주로 선형 옥시알킬렌 중합체를 포함한다. 각각의 폴리옥시알킬렌 중합체 블록 또는 중합체의 수 평균 분자량은 약 300 g/mol 내지 약 10,000 g/mol의 범위일 수 있으나, 더 높을 수 있다. 더욱이, 옥시알킬렌 단위는 폴리옥시알킬렌 단량체 전체에 걸쳐 반드시 동일한 것은 아니며, 단위에 따라 상이할 수 있다. 폴리옥시알킬렌 블록은 예를 들어, 옥시에틸렌 단위, (-C2H4-O-); 옥시프로필렌 단위, (-C3H6-O-); 또는 옥시부틸렌 단위, (-C4H8-O-); 또는 이들의 혼합물로 구성될 수 있다.
다른 폴리옥시알킬렌 단위는 예를 들어, 하기 구조식의 단위를 포함할 수 있다:
-[-Re-O-(-Rf-O-)w-Pn-CRg 2-Pn-O-(-Rf-O-)q-Re]-
상기 식에서, Pn은 1,4-페닐렌 기이고, 각각의 Re는 동일하거나 상이하며 2 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 2가 탄화수소 기이고, 각각의 Rf는 동일하거나 상이하며 에틸렌 기 또는 프로필렌 기이고, 각각의 Rg는 동일하거나 상이하며 수소 원자 또는 메틸 기이고, 하첨자 w 및 q의 각각은 3 내지 30의 범위의 양의 정수이다.
본 출원의 목적상, "치환된"은 탄화수소 기 내의 하나 이상의 수소 원자가 다른 치환기로 대체되었음을 의미한다. 그러한 치환기의 예에는, 할로겐 원자, 예를 들어, 염소, 불소, 브롬, 및 요오드; 할로겐 원자 함유 기, 예를 들어, 클로로메틸, 퍼플루오로부틸, 트라이플루오로에틸, 및 노나플루오로헥실; 산소 원자; 산소 원자 함유 기, 예를 들어, (메트)아크릴 및 카르복실; 질소 원자; 질소 원자 함유 기, 예를 들어, 아미노-작용기, 아미도-작용기, 및 시아노-작용기; 황 원자; 및 황 원자 함유 기, 예를 들어, 메르캅토 기가 포함되지만 이로 한정되지 않는다.
사용될 수 있는 가교결합제 (ii)는 일반적으로
- 분자 기당 2개 이상의 가수분해성 기, 또는 대안적으로 3개 이상의 가수분해성 기를 갖는 실란; 및/또는
- 각각이 2개 이상의 가수분해성 기, 대안적으로 3개 이상의 가수분해성 기를 함유하는 2개 이상의 실릴 기를 갖는 실릴 작용성 분자로부터 선택된다.
일부 경우에, 2개의 가수분해성 기를 갖는 실란 유형 가교결합제 (ii)는 사슬 연장제로 간주될 수 있는데, 즉 중합체 (i)이 1개 또는 2개의 반응성 기만을 갖는 경우에 그러하지만, 중합체 (i)이 분자당 3개 이상의 반응성 기를 갖는 경우에는 가교결합하는 데 사용될 수 있다. 따라서, 가교결합제 (ii)는 중합체 (i) 내의 축합성 기와 반응성인 규소-결합된 축합성(바람직하게는, 하이드록실 및/또는 가수분해성) 기를 분자당 2개 가질 수 있지만, 대안적으로 3개 또는 4개 가질 수 있다.
본 명세서에서의 개시를 위해, 실릴 작용성 분자는 2개 이상의 실릴 기를 함유하는 실릴 작용성 분자이며, 각각의 실릴 기는 2개 이상의 가수분해성 기, 대안적으로 3개 이상의 가수분해성 기를 함유한다. 따라서, 다이실릴 작용성 분자는 각각이 하나 이상의 가수분해성 기를 갖는 2개의 규소 원자를 포함하며, 여기서 규소 원자는 유기 또는 실록산 중합체 골격에 의해 분리된다. 전형적으로 다이실릴 작용성 분자 상의 실릴 기는 말단 기일 수 있다.
본 발명의 개시를 위해, 다이실란은 2개 이상의 실릴 기를 갖는 실릴 작용성 분자이며, 여기서 2개의 규소 원자는 서로 결합된다.
실릴 기 상의 가수분해성 기는 아실옥시 기(예를 들어, 아세톡시, 옥타노일옥시, 및 벤조일옥시 기); 케톡시미노 기(예를 들어, 다이메틸 케톡시모, 및 아이소부틸케톡시미노); 알콕시 기(예를 들어, 메톡시, 에톡시, 및 프로폭시) 및 알케닐옥시 기(예를 들어, 아이소프로페닐옥시 및 1-에틸-2-메틸비닐옥시)를 포함한다.
실란 가교결합제 (ii)는 알콕시 작용성 실란, 옥시모실란, 아세톡시 실란, 아세톤옥심 실란 및/또는 에녹시 실란을 포함한다.
가교결합제가 실란인 경우 그리고 상기 실란이 분자당 3개의 규소-결합된 가수분해성 기를 갖는 경우, 네 번째 기는 적합하게는 비-가수분해성 규소-결합된 유기 기이다. 이들 규소-결합된 유기 기는 적합하게는 불소 및 염소와 같은 할로겐으로 선택적으로 치환된 하이드로카르빌 기이다. 그러한 네 번째 기의 예에는 알킬 기(예를 들어, 메틸, 에틸, 프로필, 및 부틸); 사이클로알킬 기(예를 들어, 사이클로펜틸 및 사이클로헥실); 알케닐 기(예를 들어, 비닐 및 알릴); 아릴 기(예를 들어, 페닐 및 톨릴); 아르알킬 기(예를 들어, 2-페닐에틸) 및 전술한 유기 기 내의 수소 중 전부 또는 일부를 할로겐으로 대체하여 얻은 기가 포함된다. 네 번째 규소-결합된 유기 기는 메틸일 수 있다.
전형적인 실란은 하기 화학식 3으로 기재될 수 있다:
[화학식 3]
R"4-rSi(OR5)r
상기 식에서, R5는 상기에 기재되고, r은 2, 3 또는 4의 값을 갖는다. 전형적인 실란은 R"가 메틸, 에틸 또는 비닐 또는 아이소부틸을 나타내는 것들이다. R"은 선형 및 분지형 알킬, 알릴, 페닐 및 치환된 페닐, 아세톡시, 옥심으로부터 선택되는 유기 라디칼이다. 일부 경우에, R5는 메틸 또는 에틸을 나타내고, r은 3이다.
다른 유형의 적합한 가교결합제 (ii)는 유형 Si(OR5)4의 분자이며, 여기서 R5는 상기에 기재된 바와 같고, 대안적으로 프로필, 에틸 또는 메틸이다. Si(OR5)4의 부분 축합물이 또한 고려될 수 있다.
일 실시 형태에서, 가교결합제 (ii)는 2개 이상의 실릴 기를 갖는 실릴 작용성 분자이며, 각각의 실릴 기는 2개 이상의 가수분해성 기를 갖는다. 가교결합제 (ii)는, 실릴 기의 일부 또는 전부가 오직 하나의 가수분해성 기만 함유하는, 2개 이상의 실릴 기를 갖는 실릴 작용성 분자를 추가로 포함할 수 있다.
실릴(예를 들어, 다이실릴) 작용성 가교결합제 (ii)는 실록산 또는 유기 중합체 골격을 가질 수 있다. 적합한 중합체 가교결합제 (ii)는 상기 화학식 1에 나타난 바와 같이 중합체 사슬 A와 유사한 중합체 골격 화학 구조를 가질 수 있다. 그러한 실록산 또는 유기계 가교결합제의 경우에, 분자 구조는 직쇄형, 분지형, 환형 또는 거대분자형일 수 있으며, 즉 알콕시 작용성 말단 기를 갖는 실리콘 또는 유기 중합체 사슬은 하나 이상의 트라이알콕시 말단을 갖는 폴리다이메틸실록산을 포함하며, 여기서, 알콕시 기는 메톡시 또는 에톡시 기일 수 있다. 실록산계 중합체의 경우, 가교결합제의 점도는 원추 평판을 사용하는 브룩필드 원추 평판 점도계(RV DIII)를 사용하여 23℃에서 0.5 mPa.s 내지 80,000 mPa.s의 범위 이내일 것이다(중합체 (i)과 동일한 방식으로 측정됨). 상기에 언급된 임의의 가수분해성 기가 적합하지만, 가수분해성 기가 알콕시 기이고, 따라서 말단 실릴 기가 -RaSi(ORb)2, -Si(ORb)3, -Ra 2SiORb 또는 -(Ra)2Si-Rc-SiRd p(ORb)3-p와 같은 화학식을 가질 수 있는 것이 바람직하며, 여기서, 각각의 Ra는 독립적으로 1가 하이드로카르빌 기, 예를 들어, 알킬 기, 특히 1 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 알킬 기를 나타내고 (바람직하게는 메틸이고); 각각의 Rb 및 Rd 기는 독립적으로 6개 이하의 탄소 원자를 갖는 알킬 기이고; Rc는 6개 이하의 규소 원자를 갖는 하나 이상의 실록산 스페이서가 개재될 수 있는 2가 탄화수소 기이고; p는 0, 1 또는 2의 값을 갖는다. 전형적으로, 각각의 말단 실릴 기는 2 또는 3개의 알콕시 기를 가질 것이다.
가교결합제 (ii)는 다이실릴 작용성 중합체, 즉 2개의 실릴 기를 함유하는 중합체일 수 있으며, 각각의 실릴 기는 하기 화학식 4에 의해 기재되는 바와 같은 2개 이상의 가수분해성 기, 대안적으로 3개 이상의 가수분해성 기를 함유한다:
[화학식 4]
(R4O)m(Y1)3-m - Si (CH2)x - ((NHCH2CH2)t - Q(CH2)x)n - Si(OR4)m(Y1)3-m
상기 식에서, R4는 C1-10 알킬 기이고, Y1은 1 내지 8개의 탄소를 함유하는 알킬 기이고,
Q는 고립 전자쌍을 갖는 헤테로원자를 함유하는 화학 기, 예를 들어 아민, N-알킬아민 또는 우레아이고; 각각의 x는 1 내지 6의 정수이고, t는 0 또는 1이고; 각각의 m은 독립적으로 2 또는 3이고, n은 0 또는 1이다.
알콕시 작용성 말단 기를 갖는 실리콘 또는 유기 중합체 사슬을 갖는 다이실릴 중합체 가교결합제(ii)의 예에는 1,6-비스 (트라이메톡시실릴)헥산 (대안적으로 헥사메톡시다이실릴헥산 HMSH로 알려짐), 알콕시 기가 메톡시 또는 에톡시 기일 수 있는 적어도 하나의 트라이알콕시 말단을 갖는 폴리다이메틸실록산이 포함된다.
따라서, 가교결합제 (ii)는 알킬트라이알콕시실란, 예를 들어 메틸트라이메톡시실란(MTM) 및 메틸트라이에톡시실란, 테트라에톡시실란, 부분적으로 축합된 테트라에톡시실란, 알케닐트라이알콕시 실란, 예를 들어 비닐트라이메톡시실란 및 비닐트라이에톡시실란, 아이소부틸트라이메톡시실란(iBTM)을 포함한다. 다른 적합한 실란은 에틸트라이메톡시실란, 비닐트라이에톡시실란, 페닐트라이메톡시실란, 알콕시트라이옥시모실란, 알케닐트라이옥시모실란, 3,3,3-트라이플루오로프로필트라이메톡시실란, 메틸트라이아세톡시실란, 비닐트라이아세톡시실란, 에틸 트라이아세톡시실란, 다이-부톡시 다이아세톡시실란, 페닐-트라이프로피온옥시실란, 메틸트리스(메틸에틸케톡시모)실란, 비닐-트리스-메틸에틸케톡시모)실란, 메틸트리스(메틸에틸케톡시미노)실란, 메틸트리스(아이소프로페녹시)실란, 비닐트리스(아이소프로페녹시)실란, 에틸폴리실리케이트, n-프로필오르토실리케이트, 에틸오르토실리케이트, 다이메틸테트라아세톡시다이실록산, 옥시모실란, 아세톡시 실란, 아세톤옥심 실란, 에녹시 실란 및 다른 그러한 3작용성 알콕시실란뿐만 아니라 이들의 부분 가수분해 축합 생성물; 비스 (트라이알콕시실릴알킬)아민, 비스 (다이알콕시알킬실릴알킬)아민, 비스 (트라이알콕시실릴알킬) N-알킬아민, 비스 (다이알콕시알킬실릴알킬) N-알킬아민, 비스 (트라이알콕시실릴알킬)우레아, 비스 (다이알콕시알킬실릴알킬) 우레아, 비스(3-트라이메톡시실릴프로필)아민, 비스(3-트라이에톡시실릴프로필)아민, 비스(4-트라이메톡시실릴부틸)아민, 비스 (4-트라이에톡시실릴부틸)아민, 비스 (3-트라이메톡시실릴프로필)N-메틸아민, 비스(3-트라이에톡시실릴프로필) N-메틸아민, 비스(4-트라이메톡시실릴부틸) N-메틸아민, 비스(4-트라이에톡시실릴부틸) N-메틸아민, 비스(3-트라이메톡시실릴프로필)우레아, 비스(3-트라이에톡시실릴프로필)우레아, 비스(4-트라이메톡시실릴부틸)우레아, 비스(4-트라이에톡시실릴부틸)우레아, 비스(3-다이메톡시메틸실릴프로필)아민, 비스(3-다이에톡시메틸 실릴프로필)아민, 비스(4-다이메톡시메틸실릴부틸)아민, 비스(4-다이에톡시메틸 실릴부틸)아민, 비스 (3-다이메톡시메틸실릴프로필) N-메틸아민, 비스 (3-다이에톡시메틸 실릴프로필) N-메틸아민, 비스 (4-다이메톡시메틸실릴부틸) N-메틸아민, 비스(4-다이에톡시메틸 실릴부틸) N-메틸아민, 비스(3-다이메톡시메틸실릴프로필)우레아, 비스(3-다이에톡시메틸 실릴프로필)우레아, 비스(4-다이메톡시메틸실릴부틸)우레아, 비스 (4-다이에톡시메틸 실릴부틸)우레아, 비스 (3-다이메톡시에틸실릴프로필)아민, 비스 (3-다이에톡시에틸 실릴프로필)아민, 비스 (4-다이메톡시에틸실릴부틸)아민, 비스(4-다이에톡시에틸 실릴부틸)아민, 비스(3-다이메톡시에틸실릴프로필) N-메틸아민, 비스(3-다이에톡시에틸 실릴프로필) N-메틸아민, 비스(4-다이메톡시에틸실릴부틸) N-메틸아민, 비스(4-다이에톡시에틸 실릴부틸) N-메틸아민, 비스(3-다이메톡시에틸실릴프로필)우레아, 비스(3-다이에톡시에틸 실릴프로필)우레아, 비스(4-다이메톡시에틸실릴부틸)우레아 및/또는 비스(4-다이에톡시에틸 실릴부틸)우레아; 비스(트라이에톡시실릴프로필)아민, 비스(트라이메톡시실릴프로필)아민, 비스(트라이메톡시실릴프로필)우레아, 비스(트라이에톡시실릴프로필)우레아, 비스(다이에톡시메틸실릴프로필)N-메틸아민; 다이 또는 트라이알콕시 실릴 말단화된 폴리다이알킬 실록산, 다이 또는 트라이알콕시 실릴 말단화된 폴리아릴알킬 실록산, 다이 또는 트라이알콕시 실릴 말단화된 폴리프로필렌옥사이드, 폴리우레탄, 폴리아크릴레이트; 폴리아이소부틸렌; 다이 또는 트라이아세톡시 실릴 말단화된 폴리다이알킬; 폴리아릴알킬 실록산; 다이 또는 트라이옥시미노 실릴 말단화된 폴리다이알킬; 폴리아릴알킬 실록산; 다이 또는 트라이아세톤옥시 말단화된 폴리다이알킬 또는 폴리아릴알킬을 포함한다. 사용되는 가교결합제 (ii)는 또한 상기한 것들의 둘 이상의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
본 조성물은 티타네이트 또는 지르코네이트 축합 촉매를 추가로 포함한다. 이것은 조성물이 경화되는 속도를 증가시킨다. 특정 실리콘 밀봉제 조성물 내에 포함시키기 위해 선택되는 촉매는 필요한 경화 속도에 따라 좌우된다. 티타네이트 또는 지르코네이트는, 최대 4개의 유기 기, 전형적으로 알킬 기 또는 킬레이트가 산소를 통해 결합된 티타늄 원자 또는 지르코늄 원자, 즉 M-OR (여기서, M은 티타늄 또는 지르코늄임)을 의미한다. 대부분의 경우, R은 하기에 논의되는 바와 같이 최대 10개의 탄소 또는 킬레이트를 함유하는 알킬 기이다.
티타네이트계 및/또는 지르코네이트계 촉매는 일반 화학식 Ti[OR22]4 또는 Zr[OR22]4에 따른 화합물을 포함할 수 있으며, 여기서 각각의 R22는 동일하거나 상이할 수 있고 1 내지 10개의 탄소 원자를 함유하는 선형 또는 분지형일 수 있는 1가의 1차, 2차 또는 3차 지방족 탄화수소 기를 나타낸다. 선택적으로, 티타네이트 및/또는 지르코네이트는 부분적으로 불포화된 기를 함유할 수 있다. R22의 예에는 메틸, 에틸, 프로필, 아이소프로필, 부틸, 3차 부틸 및 분지형 2차 알킬 기, 예를 들어, 2,4-다이메틸-3-펜틸이 포함되지만 이에 한정되지 않는다. 대안적으로, 각각의 R22가 동일한 경우에, R22는 아이소프로필, 분지형 2차 알킬 기 또는 3차 알킬 기, 특히, 3차 부틸이다. 적합한 티타네이트 예에는 테트라 n-부틸 티타네이트, 테트라 t-부틸 티타네이트, 티타늄 테트라부톡사이드 및 테트라아이소프로필 티타네이트가 포함된다. 적합한 지르코네이트 예에는 테트라-n-프로필 지르코네이트, 테트라-n-부틸 지르코네이트 및 지르코늄 다이에틸 시트레이트가 포함된다.
대안적으로, 티타네이트 및/또는 지르코네이트는 킬레이팅될(chelated) 수 있다. 킬레이션은 알킬 아세틸아세토네이트, 예를 들어, 메틸 또는 에틸아세틸아세토네이트와 같은 임의의 적합한 킬레이팅제를 사용하여 행해질 수 있다. 대안적으로, 티타네이트는, 예를 들어 2-프로파놀라토, 트리스 아이소옥사데카노아토 티타네이트 또는 다이아이소프로필다이에틸아세토아세테이트 티타네이트와 같은, 3가지 킬레이팅제를 갖는 모노알콕시 티타네이트일 수 있다.
촉매 M-OR 작용기(여기서, M은 티타늄 또는 지르코늄임) 대 ISO 787-2:1981에 따라 결정할 때 조성물에 존재하는 충전제에 존재하는 수분과 총 규소-결합된 하이드록실 기의 합계의 몰비는 0.01:1 내지 0.6:1이다. 일 실시 형태에서 R은 상기에 정의된 바와 같은 R22이다.
충전제
실리콘 자가-밀봉 조성물은 보강 충전제 및 비보강 충전제 (iv), 또는 이들의 조합을 포함한다.
미분된 보강 충전제의 예에는 쌀겨재(rice hull ash) 및 미량의 탄산칼슘을 포함하는 높은 표면적의 건식 및 침전 실리카가 포함된다. 추가의 미분화된 비보강 충전제의 예에는 파쇄된 석영, 규조토, 황산바륨, 산화철, 이산화티타늄, 카본 블랙, 유리 비드, 중공 유리 비드, 활석, 규회석이 포함된다. 단독으로 또는 상기에 더하여 사용될 수 있는 다른 충전제는 탄소 나노튜브, 예를 들어 다중벽 탄소 나노튜브, 탄소 섬유, 알루미나이트, 황산칼슘(경석고), 석고, 황산칼슘, 티탄산바륨, 탄산마그네슘, 점토, 예컨대 카올린, 삼수산화알루미늄, 수산화마그네슘(수활석), 흑연, 다이아몬드, 탄산구리, 예컨대 공작석, 탄산니켈, 예컨대 자라카이트(zarachite), 탄산바륨, 예컨대 독중석 및/또는 탄산스트론튬, 예컨대 스트론티아나이트를 포함한다. 무수 무기 충전제의 예는 오닉스; 알루미늄 삼수화물, 금속 산화물, 예를 들어, 산화알루미늄, 산화베릴륨, 산화마그네슘, 산화아연; 질화물, 예를 들어, 질화알루미늄 및 질화붕소; 탄화물, 예를 들어, 탄화규소 및 탄화텅스텐; 및 이들의 조합을 포함한다.
충전제의 추가의 예에는 산화알루미늄과, 감람석군; 석류석군; 알루미노실리케이트; 고리 규산염; 사슬 규산염; 및 시트 규산염으로 이루어진 군으로부터의 규산염이 포함된다. 감람석군은 고토감람석 및 Mg2SiO4와 같지만 이로 한정되지 않는 규산염 광물을 포함한다. 석류석군은 홍석류석; Mg3Al2Si3O12; 회반석류석; 및 Ca2Al2Si3O12와 같지만 이로 한정되지 않는 분쇄 규산염 광물을 포함한다. 알루미노실리케이트는 규선석; Al2SiO5; 멀라이트; 3Al2O3.2SiO2; 남정석; 및 Al2SiO5와 같지만 이로 한정되지 않는 분쇄 규산염 광물을 포함한다. 고리 규산염 군은 근청석 및 Al3(Mg,Fe)2[Si4AlO18]과 같지만 이로 한정되지 않는 규산염 광물을 포함한다. 사슬 규산염 군은 규회석 및 Ca[SiO3]와 같지만 이로 한정되지 않는 분쇄 규산염 광물을 포함한다. 시트 규산염 군은 운모; K2AI14[Si6Al2O20](OH)4; 피로필라이트; Al4[Si8O20](OH)4; 활석; Mg6[Si8O20](OH)4; 사문석, 예를 들어, 석면; 고령석; Al4[Si4O10](OH)8; 및 질석과 같지만 이로 한정되지 않는 규산염 광물을 포함한다.
상기 충전제 중 둘 이상의 임의의 조합이 사용될 수 있다.
바람직한 실시 형태에 존재하는 경우, 이용되는 충전제는 건식 및 침전 실리카, 탄산칼슘, 카본 블랙, 중공 유리 비드 및/또는 탄소 나노튜브, 예를 들어 다중벽 탄소 나노튜브, 및 이들의 혼합물로부터 선택된다.
무수가 아니라면, 사용되는 충전제(들)는 충전제에 함유된 수분(물)을 조성물의 본체에 제공한다. 충전제에 존재하는 수분(물)의 정량적 양은 ISO787 2:1981의 시험 방법을 사용하여 본 조성물에 사용된 충전제의 샘플로부터 수분(물)을 추출하여 결정될 수 있다.
충전제 처리제
보강 충전제 및/또는 증량 충전제는 선택적으로 처리제로 표면 처리될 수 있다. 처리제 및 처리 방법은 본 기술 분야에 공지되어 있다. 충전제(들)의 표면 처리는 전형적으로, 예를 들어 지방산 또는 지방산 에스테르, 예를 들어 스테아레이트를 사용하여, 또는 유기실란, 유기실록산, 또는 유기실라잔, 예를 들어 헥사알킬 다이실라잔 또는 단쇄 실록산 다이올을 사용하여 수행된다. 일반적으로, 표면 처리는 충전제(들)를 소수성이 되게 하므로, 취급하기에 그리고 조성물 내의 다른 성분들과의 균질한 혼합물을 얻기에 더 쉽게 만든다. 실란, 예를 들어,
R7 eSi(OR6)4-e
(상기 식에서, R7은 6 내지 20개의 탄소 원자의 치환 또는 비치환 1가 탄화수소 기, 예를 들어, 알킬 기, 예컨대 헥실, 옥틸, 도데실, 테트라데실, 헥사데실, 및 옥타데실, 및 아르알킬 기, 예컨대 벤질 및 페닐에틸이며, 6 내지 20개의 탄소 원자의 알킬 기가 바람직하고, R6은 1 내지 6개의 탄소 원자의 알킬 기이고, 문자 e는 1, 2, 또는 3과 같음)이 또한 충전제용 처리제로서 이용될 수 있다.
상기 성분 이외에, 본 발명의 목적이 달성되도록 하는 범위 내에서 선택적인 성분이 조성물 중에 블렌딩될 수 있다.
선택적인 성분의 예에는 내열성 부여제, 내한성 부여제, 난연제, 요변성 부여제, 안료, 계면활성제, 플럭스제(flux agent), 산 수용체, 보호제, UV 안정제, 산화방지제, 오존분해방지제(antiozonant), 부식 방지 첨가제, 염료 및 이들의 임의의 적합한 조합이 포함된다.
접착 촉진제
적합한 접착 촉진제는 화학식 R14 hSi(OR15)(4-h)의 알콕시실란을 포함할 수 있으며, 여기서, 하첨자 h는 1, 2, 또는 3이고, 대안적으로 h는 3이다. 각각의 R14는 독립적으로 1가 유기 작용기이다. R14는 에폭시 작용기, 예를 들어, 글리시독시프로필 또는 (에폭시사이클로헥실)에틸, 아미노 작용기, 예를 들어, 아미노에틸아미노프로필 또는 아미노프로필, 메타크릴옥시프로필, 메르캅토 작용기, 예를 들어, 메르캅토프로필, 또는 불포화 유기 기일 수 있다. 각각의 R15는 독립적으로 1개 이상의 탄소 원자의 비치환된 포화 탄화수소 기이다. R15는 1 내지 4개의 탄소 원자, 대안적으로 1 내지 2개의 탄소 원자를 가질 수 있다. R15는 메틸, 에틸, n-프로필, 및 아이소프로필에 의해 예시된다.
적합한 접착 촉진제의 예에는 글리시독시프로필트라이메톡시실란, 및 글리시독시프로필트라이메톡시실란과 알루미늄 킬레이트 또는 지르코늄 킬레이트의 조합이 포함된다. 접착 촉진제의 예는 미국 특허 제4,087,585호 및 미국 특허 제5,194,649호에서 찾아볼 수 있다. 경화성 조성물은, 존재하는 경우, 조성물의 중량을 기준으로 0.01% 내지 2 중량%, 대안적으로 0.05 내지 2 중량%, 대안적으로 0.1 내지 1 중량%의 접착 촉진제를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 생성물 네트워크 내의 혼입보다는 기재를 향한 분자의 확산을 유리하게 하기 위해, 접착 촉진제의 가수분해 속도는 가교결합제의 가수분해 속도보다 더 낮아야 한다.
계면활성제
적합한 계면활성제에는 실리콘 폴리에테르, 에틸렌 옥사이드 중합체, 프로필렌 옥사이드 중합체, 에틸렌 옥사이드와 프로필렌 옥사이드의 공중합체, 다른 비이온성 계면활성제, 및 이들의 조합이 포함된다. 본 조성물은 조성물의 중량을 기준으로 0.05 중량% 이하의 계면활성제를 포함할 수 있다.
플럭스제
본 조성물은 조성물의 중량을 기준으로 2 중량% 이하의 플럭스제를 포함할 수 있다. 카르복실산 및 아민과 같이 화학적으로 활성인 작용기를 함유하는 분자가 플럭스제로서 사용될 수 있다. 그러한 플럭스제는 지방족 산, 예를 들어, 석신산, 아비에트산, 올레산, 및 아디프산; 방향족 산, 예를 들어, 벤조산; 지방족 아민 및 그의 유도체, 예를 들어, 트라이에탄올아민, 아민의 하이드로클로라이드 염, 및 아민의 하이드로브로마이드 염을 포함할 수 있다. 플럭스제는 본 기술 분야에 공지되어 있으며 구매가능하다.
산 수용체
적합한 산 수용체에는 산화마그네슘, 산화칼슘, 및 이들의 조합이 포함된다. 본 조성물은, 적절하다면, 조성물의 중량을 기준으로 2 중량% 이하의 산 수용체를 포함할 수 있다.
부식 방지 첨가제, 예를 들어 질소/황 함유 헤테로사이클릭 화합물은 트라이아졸 구조, 티아다이아졸 구조, 벤조트라이아졸 구조, 메르캅토티오졸 구조, 메르캅토벤조티아졸 구조 또는 벤즈이미다졸 구조를 포함한다.
일 실시 형태에서, 상기 자가-밀봉 공압식 타이어의 자가-밀봉 실리콘 층은
(i) 조성물의 60 중량% 내지 90%, 대안적으로 조성물의 70 중량% 내지 90 중량%의 양의, 분자당 2개 이상의 규소-결합된 하이드록실 또는 가수분해성 기를 가지며 점도가 23℃에서 30,000 mPa.s 내지 200,000 mPa.s인 유기폴리실록산계 중합체;
(ii) 조성물의 1.0 중량% 내지 10.0 중량%, 대안적으로 1 중량% 내지 7.5 중량%의 양의, 각각이 2개 이상의 가수분해성 기를 함유하는 2개 이상의 실릴 기를 갖는 실릴 작용성 중합체를 포함하는 가교결합제;
(iii) 조성물의 0.01 중량% 내지 5.0 중량%, 대안적으로 0.05 중량% 내지 3.0 중량%의 양의, 티타네이트 및/또는 지르코네이트의 군으로부터 선택되는 축합 촉매; 및
(iv) 조성물의 10 중량% 내지 40 중량%, 대안적으로 10 중량% 내지 25 중량%, 대안적으로 10 중량% 내지 20 중량%의 양의, 보강 또는 비보강 충전제를 포함하며; 조성물의 총 중량%는 100 중량%이다.
전술한 바와 같은 실리콘 자가-밀봉 조성물은 전형적으로 사용 전에 다중-파트, 일반적으로 2-파트 방식으로 저장된다. 2-파트 조성물의 경우에, 2-파트 조성물은 동적 또는 정적 혼합기를 갖는 임의의 적절한 표준 2-파트 혼합 장비를 사용하여 혼합될 수 있으며, 선택적으로, 의도된 응용에 사용하기 위해 그로부터 분배된다.
일 실시 형태에서, 실리콘 자가-밀봉 조성물은 2개의 파트로 저장되며, 상기 파트들은 하기와 같이 나누어질 수 있다:
a) 한 파트 내에 중합체 (i) 및 가교결합제 (ii) 그리고 다른 파트 내에 중합체 (i) 및 촉매 (iii);
b) 한 파트 내에 가교결합제 (ii) 그리고 다른 파트 내에 중합체 (i) 및 촉매 (iii);
c) 하나를 초과하는 중합체 (i)이 이용되는 경우, 한 파트 내에 제1 중합체 (i) 및 가교결합제 (ii) 그리고 다른 파트 내에 제2 중합체 (i) 및 촉매 (iii);
d) 한 파트 내에 중합체 (i) 그리고 다른 파트 내에 가교결합제 (ii) 및 촉매 (iii).
각각의 경우에, 충전제 (iv)와 촉매 (iii)은 동일한 파트에 존재하지 않는다. 바람직하게는, 충전제 (iv)는 다른 첨가제를 또한 함유할 수 있는 베이스 파트 내에서 중합체 (i)과 혼합된다.
2개의 파트는 임의의 적합한 비로 혼합될 수 있으며, 예를 들어 베이스 파트:촉매 패키지는 예를 들어 15:1 내지 1:1, 대안적으로 10:1 내지 1:1이다.
일 실시 형태에서, 실리콘 자가-밀봉 조성물은, 경화 시에, 절대 점착성이 1 초과, 대안적으로 1.025 이상인 자가-부착 실리콘계 생성물을 제공할 수 있다:
절대 점착성 = -[점착성 강도(F-)]/[경도 강도(F+)] 또는 = -[F-]/[F+].
절대 점착성은 적합한 텍스처 분석기를 사용하여 결정되는 점착성 강도(F-)와 경도 강도(F+) 사이의 비의 척도이며, 본 명세서의 실시예에서 사용된 텍스처 분석기는 0.1 mm/s의 속도로 샘플에 5 mm 침투하도록 설정된 폴리에스테르로 제조된 1/2 인치(1.27 cm) 반구 프로브(probe)를 갖는 스테이블 마이크로 시스템즈(Stable Micro Systems) TA XT+였다. 경도 강도(F+)는 프로브의 침투 동안 측정된 최대 "강도"이고 점착성 강도(F-)는 프로브의 제거 동안 측정된 최대 "강도"이다. 재료의 점착성은 접촉 본체의 압력 및 시간에 의해 영향을 받는다. 시간이 더 길거나 압력이 더 높을수록 점착성이 더 높아질 것이다. 측정 동안 시간 및 표면적 둘 모두는 일정하지만, 가해지는 힘 및 그에 따라 가해지는 압력은 샘플의 경도에 따라 달라질 것이다. 시험 시, 더 경질의 재료는 측정 프로브에 더 높은 압력을 가할 것이며, 이는 샘플에서 프로브를 제거할 때 측정되는 강도(F-)를 잠재적으로 "인공적으로" 증가시킬 수 있다. 경도의 이러한 영향을 고려하기 위해, 점착성 강도(F-)와 경도 강도(F+) 사이의 비로서 절대 점착성을 정의한다. 이를 고려하여, 상기에 제공된 식을 사용한 절대 점착성의 측정에 의존한다. 절대 점착성 값이 1 초과, 대안적으로 1.025 이상인 경화된 재료는 경도 강도 [F+]보다 높은 점착성 강도 [F-]를 나타내는 재료의 특징이며, 이는 관심 점도에 대해 가장 적절한 스핀들, 예를 들어 CP-51 또는 CP-52 스핀들을 0.1 내지 5 rpm으로 사용하는 브룩필드 원추 평판 점도계(RV DIII)를 사용하여 측정되는, 23℃에서 30,000 mPa.s 내지 200,000 mPa.s, 대안적으로 23℃에서 45,000 내지 175,000 mPa.s, 대안적으로 23℃에서 50,000 내지 150,000 mPa.s 범위의 점도를 갖는 중합체 (i)을 갖는 전술한 조성물의 생성물에 의해 가장 잘 달성되는 것으로 밝혀졌다.
앞서 나타낸 바와 같이,
(a) 프로파일링된 트레드를 갖는 외부 표면 및 내부 표면을 포함하는 공압식 타이어를 제공하는 단계;
(b) 타이어의 내부 표면 상에 실리콘 자가-밀봉 조성물을 적용하여 자가-밀봉 실리콘 층을 형성하는 단계;
(c) 자가-밀봉 실리콘 밀봉제 조성물의 층에 대한 접착에 의해 타이어의 상기 내부 표면에 흡음 층, 전형적으로 흡음 폼 층을 적용하는 단계를 포함하는, 자가-밀봉 공압식 타이어의 제조 방법이 또한 제공되며;
상기 자가-밀봉 실리콘 층은 전술한 바와 같은 실리콘 자가-밀봉 조성물로부터 경화된다.
실리콘 층을 적용하는 단계 (b) 및 흡음 층, 예컨대 흡음 폼 층을 적용하는 단계 (c)는 임의의 적합한 방식으로 달성될 수 있다.
밀봉제가 타이어를 위한 자가-밀봉 실리콘 층으로서 실용적이기 위해서는 또한, 그것이 사용될 타이어 또는 물품에 용이하게 그리고 실제로 적용될 수 있도록 제형화되어야 한다. 밀봉제를 타이어의 내부에 적용하는 한 가지 방법은 밀봉제 조성물을 경화제와 혼합하는 단계 및 타이어가 회전됨에 따라 그것을 타이어 내부로 분무하는 단계를 포함한다. 타이어가 회전됨에 따라 조성물의 2개의 파트의 혼합으로 인해 조성물의 약간의 경화가 일어나서, 흐르는 것(running) 및 고이는 것(pooling)이 방지된 균일하고 이음매 없는 코팅이 생성된다.
본 명세서에 기재된 바와 같은 실리콘 자가-밀봉 조성물은 전형적으로 경화에 열이 필요하지 않기 때문에 가황 후 타이어 상에 적용하기에 적합하다.
본 발명에서, 실리콘 자가-밀봉 조성물은 2-파트 조성물로서 제공된다. 2-파트 조성물은 적합한 혼합/투여 유닛 내에서 혼합되고, 혼합된 조성물은 목표 기재(타이어) 표면 상에 즉시 적용된다. 혼합 후에, 조성물은 타이어 내부 표면에 접착하기에 충분한 생강도(green strength)를 갖도록 설계되고, 수 시간 후에 경화될 것이다.
전형적으로 2-파트 실리콘 자가-밀봉 조성물은 미경화 상태로 적용되고, 혼합 시에 경화되어, 하기에 논의된 바와 같이 최종 용도에 따라 0.25 내지 10 mm, 대안적으로 0.5 mm 내지 10 mm, 대안적으로 1 내지 5 mm의 경화된 두께를 갖도록 기재 타이어 표면 상에 침착된다. 혼합 후에 그러나 경화 전에, 축합 경화성 겔 조성물은, 예를 들어 커튼 코팅기, 분무 장치, 다이 코팅기, 딥 코팅기, 압출 코팅기, 나이프 코팅기 및 스크린 코팅기와 같은 적합한 분배기를 사용하여 기재 상에 적용될 수 있으며, 상기 분배기는 경화 형성 시에 상기 기재 상에 코팅을 제공한다.
필요한 두께 및 압력 요건은 관심 타이어의 최종 용도에 따라 달라질 것이다. 따라서, 예를 들어, 승용차 유형을 위한 타이어의 경우, 두께가 0.5 mm 이상, 바람직하게는 1 내지 5 mm일 수 있다. 다른 예에 따르면, 중장비 또는 농업용 차량을 위한 타이어의 경우, 바람직한 두께는 1 내지 6 mm일 수 있다. 다른 예에 따르면, 정지 작업(earthmoving) 분야의 차량 또는 항공기를 위한 타이어의 경우, 바람직한 두께는 2 내지 10 mm일 수 있다. 마지막으로, 다른 예에 따르면, 자전거 타이어의 경우, 바람직한 두께는 0.4 내지 2 mm일 수 있다.
일 실시 형태에서, 실리콘 자가-밀봉 조성물의 층은 흡음 층이 적용되기 전에 타이어의 내부 표면 상에서 경화될 수 있다. 이는 실리콘 자가-밀봉 조성물이 1.025 이상의 절대 점착성을 갖는 생성물을 생성하는 경우에 가능하다.
전술된 2-파트 실리콘 자가-밀봉 조성물로부터 유도된 자가-밀봉 실리콘 층은 (23℃에서) 점착성 고체이며, 특히, 그의 특정 제형으로 인해, 매우 높은 가요성 및 변형성을 특징으로 한다. 본 명세서에 기재된 바와 같은 조성물의 사용의 한 가지 이점은, 자가-밀봉 실리콘 층을 포함하지 않는 타이어와 비교하여, 타이어에 대한 매우 광범위한 작동 온도 내에서, 경화된 층이 구름 저항(rolling resistance) 측면에서 사실상 단점을 나타내지 않는다는 이점을 갖는다는 것이다. 비-실리콘 자가-밀봉 조성물과 비교하여, 일부 타이어의 사용 동안 빈번하게 직면하게 되는 온도인 비교적 고온(전형적으로 60℃ 초과)에서의 사용 동안의 과도한 크리프(creep)의 위험이, 실리콘계 재료가 많은 유기 대체물보다 극한 온도 변화에 대해 더 저항성이기 때문에 현저하게 감소된다. 그의 자가-밀봉 특성은 또한 저온(전형적으로 0℃ 미만)에서의 사용 동안에는 개선된다.
더욱이, 상기에 언급된 조성물로부터 유도된 경화된 자가-밀봉 실리콘 층은 저장 모듈러스가 9,000 내지 26,000 Pa이다. 이들 두 값 사이에 포함된 저장 모듈러스는 연성(못 또는 그 자체에 대한 점착성)과 경성(압력 하에서의 크리프/유동 저항성) 사이의 올바른 균형을 제공하는 것으로 확인되었다. 23℃에서 그러한 저장 모듈러스를 나타내는 실리콘 제형은 다른 온도, 즉 -25 내지 100℃에서 저장 모듈러스를 나타낼 것이며, 이는 여전히 타이어에 대하여 자가-밀봉 코팅으로서 작용하는 데 필요한 모듈러스의 균형을 따르게 된다.
단계 (c)에서 적용된 흡음 층은 임의의 적합한 흡음 재료를 포함할 수 있지만, 바람직하게는 흡음 폼이다. 폼인 경우, 이는 사용 중에 구르는 것으로 인해 내부 환형 공동에서 발생된 소음을 감쇠시키는 데 효과적인 임의의 적합한 폼일 수 있다. 폼은 예를 들어 폐쇄 셀 폼 또는 개방 셀 폼 또는 둘 모두의 조합일 수 있으며 점탄성일 수 있거나 점탄성이 아닐 수 있다. 폼은, 예를 들어 적합한 폴리우레탄 폼, 폴리에스테르 폼, 폴리올레핀 폼, 실리콘 폼 및/또는 폴리에테르 폼일 수 있다.
이전에 적용된 실리콘 층에 폼을 적용하고 접착시키는 임의의 적합한 수단이 단계 (c)에서 이용될 수 있다. 예를 들어, 폼은 손으로, 로봇으로, 또는 폼 인 플레이스 공정(foam in place process)으로 조성물 또는 실리콘 층 상에 직접 적용될 수 있다. 이는 또한 적용 후 폼을 그 위치에 유지하는 데 도움을 주기 위해 사전 압축을 사용하여 적용될 수 있다.
못과 같은 이물질이 타이어의 구조물을 통과하는 경우, 자가-밀봉 실리콘 층으로서 역할을 하는 조성물은 수 회의 응력을 받는다. 이러한 응력에 대한 반응에서, 그리고 그의 유리한 변형성 및 탄성 특성으로 인해, 상기 조성물은 본체 주위에 불침투성 접촉 구역을 생성한다. 상기 본체의 윤곽 또는 프로파일이 균일한지 또는 규칙적인지의 여부는 중요하지 않으며, 자가-밀봉 조성물의 가요성은 상기 조성물이 매우 작은 크기의 개구 내로 도입될 수 있게 한다. 자가-밀봉 실리콘 층과 이물질 사이의 이러한 상호작용은 상기 본체에 의해 영향을 받는 구역을 밀봉한다.
우발적이든 의도적이든 간에 이물질이 제거되는 경우에, 천공 구멍이 남게 되는데, 이는 그의 크기에 따라서는 비교적 큰 누출을 야기하기 쉬울 수 있다. 정수압에 노출된 자가-밀봉 실리콘 층은 변형됨으로써 천공 구멍을 밀봉하기에 충분히 연성 및 변형성이어서, 팽창 가스가 누출되는 것을 방지한다. 특히, 타이어의 경우에, 자가-밀봉 조성물의 가요성으로 인해, 진행/구름 시에 하중을 받은 타이어가 변형되는 시기 동안에도, 어떠한 문제도 없이 주위 벽의 힘을 견딜 수 있는 것으로 나타났다.
하기 실시예로부터 알 수 있는 바와 같이, 자가-밀봉 실리콘 층은 폼을 타이어의 내부 표면에 부착하기에 매우 양호한 접착제이고, 자가-밀봉 실리콘 층에 대한 폼의 접착은 타이어에 대한 자가-밀봉 실리콘 층의 기능에 임의의 현저히 유해한 영향을 미치는 것으로 보이지 않는 것으로 밝혀졌다.
전술된 바와 같은 조성물은, 경화 시에, 승용차 유형, SUV(스포츠 유틸리티 차량), 2-휠 차량(특히 자전거 및 오토바이), 항공기, 또는 밴(van), "대형"(heavy) 차량, 즉 지하철, 버스, 도로 수송 차량(로리, 트랙터, 트레일러), 농업용 또는 토목 기계와 같은 오프-로드 차량, 및 다른 수송 또는 조작 차량으로부터 선택되는 산업용 차량을 위한 타이어에서 내천공성 층으로서의 자가-밀봉 실리콘 층으로서 사용하기에 특히 매우 적합하다.
실시예
국제특허 공개 WO2018024857호로부터 취한 비교예
모든 점도 측정은, 달리 지시되지 않는 한, 가장 적절한 원추 평판을 사용하는 브룩필드 원추 평판 점도계 RV DIII을 사용하여 23℃에서 수행하였다.
실시예를 위하여, 하기의 구매가능한 타이어를 구매하고 비교예를 위해 이용하였다:
Figure 112022045458992-pct00007
브리지스톤(Bridgestone)(등록상표) 투란자(Turanza) ER300 205/55/16 91H,
콘티넨탈(Continental)(등록상표) 콘티 프리미엄 컨택트(Conti Premium Contact) 5 205/55/16 91W,
굿이어(Goodyear)(등록상표) 이피션트 그립(Efficient Grip) 205/55/16 91H,
미쉐린(Michelin)(등록상표) 에너지 세이버(Energy Saver) 205/55/16 91V, 및
피렐리(Pirelli)(등록상표) 신츄라토(Cinturato) P7 205/55/16 91V.
비교용 베이스 A의 제조
73.01 g의 나노실(Nanocyl)(등록상표) NC 7000 탄소 나노튜브, 약 50,000 mPa.s의 점도 및 63,000 g/mol의 수 평균 분자량(Mn)을 나타내는 3544.2 g의 OH 말단화된 폴리다이메틸실록산, 및 약 56,000 mPa.s의 점도 및 62,000 g/mol의 수 평균 분자량(Mn)을 나타내는 382.8 g의 트라이메톡시실릴 말단화된 폴리다이메틸실록산을 뉴링거(Neulinger) 5 리터 혼합기에 첨가하였다. 이들을 초기에 50 rpm으로 유성 혼합기를 사용하여 2분 동안, 이어서 50 rpm으로 유성 혼합기를 그리고 700 rpm으로 디스크를 사용하여 추가로 15분 동안, 그리고 마지막으로 100 rpm으로 유성 혼합기를 그리고 700 rpm으로 디스크를 사용하여 추가로 30분 동안 혼합하였다. 이어서, 생성된 베이스 생성물을 페일(pail) 내로 언로딩하였다.
베이스 B의 제조
1500 g의 에보닉 프린텍스(Evonik Printex) A 카본 블랙, 약 50,000 mPa.s의 점도 및 63,000 g/mol의 수 평균 분자량(Mn)을 나타내는 8825 g의 OH 말단화된 폴리다이메틸실록산, 및 약 56,000 mPa.s의 점도 및 62,000 g/mol의 수 평균 분자량(Mn)을 나타내는 973 g의 트라이메톡시실릴 말단화된 폴리다이메틸실록산을 20 리터 페일에 첨가하고, 콜로믹스 바이액스(Collomix Biax) 페일 혼합기를 사용하여 60분간 혼합하였다.
혼합물의 제조
비교예 1
점도가 약 56,000 mPa.s이고 수 평균 분자량(Mn)이 62,000 g/mol인 24.87 g의 트라이메톡시실릴 말단화된 폴리다이메틸실록산 및 0.133 g의 테트라 n-부틸 티타네이트를 2300 rpm으로 30초 동안 치과용 혼합기를 사용하여 함께 혼합하였다. 250 g의 베이스 A를 플라스틱 용기 내로 도입하였다. 트라이메톡시실릴 말단화된 폴리다이메틸실록산(점도, 56,000 mPa.s) 및 테트라 n-부틸 티타네이트의 예비혼합물을 용기 내에 첨가하고, 2300 rpm으로 스피드믹서 내에서 30초의 4회 기간 동안 혼합하였다.
비교예 2
점도가 약 56,000 mPa.s이고 수 평균 분자량(Mn)이 62,000 g/mol인 28.85 g의 트라이메톡시실릴 말단화된 폴리다이메틸실록산 및 0.155 g의 테트라 n-부틸 티타네이트를 2300 rpm으로 30초 동안 치과용 혼합기를 사용하여 함께 혼합하였다. 290 g의 베이스 2를 플라스틱 용기 내로 도입하였다. 트라이메톡시실릴 말단화된 폴리다이메틸실록산(점도, 56,000 mPa.s) 및 테트라 n-부틸 티타네이트의 예비혼합물을 용기 내에 첨가하고, 2300 rpm으로 스피드믹서 내에서 30초의 4회 기간 동안 혼합하였다.
시험된 비교예 1 및 비교예 2의 조성물의 상세 사항 목록이 표 1에 제공되어 있다. 하기에 실시된 바와 같은 타이어에 대한 시험의 결과가 표 2a 내지 표 2c에 나타나 있다.
[표 1]
경도 및 저장 모듈러스의 평가
TA XT 플러스 텍스처 분석기를 사용하여, 경화된 탄성중합체의 경도를 모니터링하였다. 사용되는 프로브는 구형 단부로 끝나는 폴리카르보네이트 실린더이다. 프로브 및 구의 직경은 1-2 인치(1.27 cm)이다. 시작으로의 복귀 프로그램(return to start program)을 사용하였다. 시험-전 속도는 5 mm/s이고, 트리거 힘(trigger force)은 0.1 g이다. 시험 속도는 1 mm/s이다. 프로브를 제품 내에 5 mm의 거리까지 삽입하고, 이어서 유의한 힘이 측정되지 않는 거리까지 빼낸다. 최대 양 및 음의 힘을 측정하며, 본 명세서에 기재되어 있다. 더 높은 양의 힘은 더 경질의 탄성중합체를 나타낸다. 더 높은 음의 힘은 더 점성인 탄성중합체를 나타낸다.
밀봉 효율의 평가
프레스 및 절단 실린더의 도움으로 타이어의 롤링 밴드 상에 3 mm 직경의 구멍을 절단하였다. 비교예 1 및 비교예 2의 얻어진 생성물을 각각 310 ml 카트리지에 충전하고, 타이어의 내부 상에 적용하고, 설계된 두께로 룰러(ruler)로 평탄하게 하였다.
비교예 1 및 비교예 2의 생성물을 원하는 두께로 적용하여, 타이어 내의 3개의 구멍을 충전하지 않고서 덮었다. 23℃ 및 50% 상대 습도에서 7일의 경화 후, 타이어를 휠에 장착하고, 1 bar(0.1 MPa)에서 가압하였다. 5 mm 직경의 못을 타이어 내부로 40 mm 거리에 이르기까지 3 mm 구멍에 밀어넣었다. 이어서, 압력을 2.7 bar(0.27 MPa)로 증가시키고 구멍을 타이어로부터 제거하였다.
하기의 시간 및 날짜에서, 누출을 추적하기 위하여 선택적으로 물을 사용하여, 더 이상 누출이 관찰되지 않을 때까지 시멘트를 사용하지 않고서 스트링 수리 플러그로 누출 구멍을 충전하였다. 타이어를 수리 후 2주 동안 유지하였다. 0.1 bar(0.01 MPa) 초과의 손실 없이 14일 후의 결과가 표 2a 및 표 2b에 보고되어 있다. 3/3은 3개 모두의 구멍에서 누출이 관찰되지 않았음을 의미한다. 0/3은, 3개의 모든 구멍이 누출되었기 때문에 수리해야만 했음을 의미한다.
[표 2a]
[표 2b]
비교예 실시예 1 및 실시예 2는 기밀성에 대한 우수한 결과를 나타내며, 이는 타이어를 밀봉할 생성물을 얻기 위해서는 적절한 가교결합 밀도가 필요하다는 것을 보여준다.
[표 2c]
이들 실시예의 텍스처 분석기 결과는 경도와 점착성의 절충이 타이어에서의 적절한 성능을 위해 달성되어야 함을 나타낸다. 비교예 1 및 비교예 2는 경도와 점착성의 적절한 균형을 나타내어 크리프를 나타내지 않으면서 못에 의해 유발되는 갭을 폐쇄하지만, 절대 점착성이 낮으며 이에 따라 일부 이물질과의 점착성 문제 및 자가-밀봉 천공을 겪을 수 있다. 그러나, 상기에 사용된 각각의 조성물은 본 발명에서 사용된 것보다 현저히 더 낮은 0.5 미만의 절대 점착성을 갖는 생성물을 생성했음을 알 수 있을 것이다.
실시예 1의 제조 방법
파트 A
80 ㎏의 하기 혼합물을 제조하였다. 드라이스(Drais) 혼합기에서 약 15분 동안, 수 평균 분자량이 약 60,000 g/mol이고 점도가 23℃에서 약 50,000 mPa.s인 실라놀 말단화된 폴리다이메틸실록산 약 100 중량부를 수 평균 분자량이 약 63,000 g/mol이고 점도가 23℃에서 56,000 mPa.s인 트라이메톡시실릴 말단화된 폴리다이메틸실록산 약 3 중량부 및 카본 블랙(프린텍스 A) 17 중량부와 혼합하였다. 재료를 페일에 패키징한 다음 콜로믹스 혼합기에서 2x 60분 혼합하였다.
파트 B
18 ㎏의 하기 혼합물을 제조하였다. 수 평균 분자량이 약 63,000이고 점도가 23℃에서 56,000 mPa.s인 트라이메톡시실릴 말단화된 폴리다이메틸실록산 약 100 중량부를 콜로믹스에서 테트라 n-부톡시 티타늄 0.53 중량부과 혼합하였다.
라인하르트(Rheinhardt) 분배 장비를 사용하여 파트 A와 파트 B를 10:1의 중량비로 혼합하고 타이어 상에 적용하였다.
브리지스톤(등록상표) 에코피아(Ecopia) 205/55 R16 91V91V에서 타이어의 롤링 밴드의 림에 약 3 mm 직경의 10개의 구멍을 사전 절단하였다. 사전 절단된 구멍을 충전하지 않으면서 평균 약 5 mm의 두께로 롤링 밴드 상에 실리콘 밀봉제로 내부를 코팅하였다. 타이어의 둘레의 대략 절반에, 미경화 실리콘 밀봉제 상에 폐쇄 셀 폴리우레탄 폼을 적용하였다.
28일의 경화 후에는, 타이어로부터 폼을 제거할 수 없다. 타이어에 대한 폼의 접착이 우수하다. 폼을 제거하는 유일한 방법은 실리콘 층을 균열시키는 것이다.
타이어를 휠에 장착한 후, 약 5 mm 직경의 20개의 못을 약 2.7 bar로 팽창된 타이어에 삽입하였다. 10개의 못은 밀봉제 층만 있는 곳에 그리고 10개의 못은 폼이 적용된 밀봉제 층에 삽입하였다. 각각의 일련의 못의 절반은 사전 절단된 구멍에 삽입하였고 일련의 못의 절반은 롤링 밴드 내의 다양한 다른 위치에서 타이어에 삽입하였다.
해당 지점에서 누출이 관찰되지 않았다. 이어서, 타이어에서 20개의 못을 모두 제거하였다. 2주의 기간에 걸쳐 가스 누출에 대해 검사하였다. 수 분 초과의 기간 동안 누출이 관찰된 경우, 구멍을 수리한 다음 다시 검사하고 마지막 수리 후 2주 동안 방치하였다. 하기 결과가 얻어졌다:
상기 표로부터의 결과는 폼이 존재하는지 여부에 관계없이, 자가-밀봉 실리콘 층이 못에 의한 천공의 대부분을 폐쇄함을 나타낸다. 따라서, 자가-밀봉 실리콘 층을 흡음 층에 대한 접착제로서 사용하는 것은 놀랍게도 타이어를 자가-밀봉하는 상기 층의 기능에 악영향을 미치지 않는다.

Claims (17)

  1. 자가-밀봉 공압식 타이어로서,
    프로파일링된 트레드(tread)를 갖는 외부 표면 및 내부 표면;
    상기 타이어의 상기 내부 표면 상에 적용된 자가-밀봉 실리콘 층;
    상기 자가-밀봉 실리콘 층에 의해 상기 타이어의 상기 내부 표면에 접착식으로 부착된 흡음 층을 포함하며; 여기서, 상기 자가-밀봉 실리콘 층은 상기 흡음 층이 그에 접착되기 전에 적용되고, 상기 자가-밀봉 실리콘 층이 상기 공압식 타이어의 상기 내부 표면에 상기 흡음 층을 접착하기 위한 접착제로서도 사용되고;
    상기 자가-밀봉 실리콘 층은 실리콘 자가-밀봉 조성물이 경화된 것이며, 상기 실리콘 자가-밀봉 조성물은
    (i) 분자당 2개 이상의 규소-결합된 하이드록실 기를 갖는 하나 이상의 축합 경화성 실릴 말단화된 중합체;
    (ii)
    분자당 2개 이상의 가수분해성 기 또는 3개 이상의 가수분해성 기를 갖는 실란; 및/또는
    각각의 실릴 기가 2개 이상의 가수분해성 기 또는 3개 이상의 가수분해성 기를 함유하는, 2개 이상의 실릴 기를 갖는 실릴 작용성 분자
    의 군으로부터 선택되는 가교결합제;
    (iii) 티타네이트 및/또는 지르코네이트의 군으로부터 선택되는 축합 촉매; 및
    (iv) 보강 충전제 및/또는 비보강 충전제를 포함하고,
    (iii)과 (iv)는 사용 전에 함께 저장되지 않고,
    상기 실리콘 자가-밀봉 조성물의 상기 중합체 (i)은 하나의 실라놀 함유 말단 기 및 하나의 비반응성 말단 기를 갖는 폴리다이오르가노실록산을 추가로 포함하고,
    총 규소-결합된 하이드록실 기 대 총 가수분해성 기의 몰비는 실란 함유 가교결합제를 사용하는 경우 0.5:1 내지 2:1, 또는 실릴 작용성 분자 함유 가교결합제를 사용하는 경우 0.5:1 내지 10:1이고;
    촉매 M-OR 작용기(여기서, M은 티타늄 또는 지르코늄이고 R은 알킬 기 또는 킬레이트 기임) 대 ISO 787-2:1981에 따라 결정할 때 상기 충전제에 존재하는 수분과 총 규소-결합된 하이드록실 기의 합계의 몰비는 0.01:1 내지 0.6:1이고;
    상기 실리콘 자가-밀봉 조성물은 경화 시 절대 점착성(absolute tackiness)이 1.025 이상인 자가-부착 실리콘계 생성물을 제공하고, 여기서
    절대 점착성 = -[점착성 강도(F-)]/[경도 강도(F+)]인, 자가-밀봉 공압식 타이어.
  2. 제1항에 있어서, 상기 흡음 층은 흡음 폼(foam)인, 자가-밀봉 공압식 타이어.
  3. ◈청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 흡음 층은 폐쇄 셀 폼, 개방 셀 폼 또는 둘 모두의 조합이며 선택적으로 점탄성인, 자가-밀봉 공압식 타이어.
  4. ◈청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 흡음 층은 폴리우레탄 폼, 폴리에스테르 폼, 폴리올레핀 폼, 실리콘 폼 및/또는 폴리에테르 폼으로부터 선택되는, 자가-밀봉 공압식 타이어.
  5. 제1항에 있어서, 상기 실리콘 자가-밀봉 조성물은 건식 및 침전 실리카, 탄산칼슘, 카본 블랙, 중공 유리 비드 및/또는 탄소 나노튜브로부터 선택되는 충전제 (iv)를 포함하는, 자가-밀봉 공압식 타이어.
  6. ◈청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제5항에 있어서, 충전제 (iv)는 다중벽 탄소 나노튜브 및/또는 카본 블랙을 포함하는, 자가-밀봉 공압식 타이어.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 실리콘 자가-밀봉 조성물 내의 총 규소-결합된 하이드록실 기 대 총 가수분해성 기의 몰비는 1:1 내지 2:1인 것을 특징으로 하는, 자가-밀봉 공압식 타이어.
  8. ◈청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항 또는 제2항에 있어서, 적용 전에, 상기 실리콘 자가-밀봉 조성물은 2개의 파트, 즉, 중합체 (i) 및 충전제 (iv)를 포함하는 베이스 파트와 가교결합제 (ii) 및 촉매 (iii)을 포함하는 경화 파트로 저장되는 것을 특징으로 하는, 자가-밀봉 공압식 타이어.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 실리콘 자가-밀봉 조성물은, 분자당 2개 이상의 규소-결합된 하이드록실 또는 가수분해성 기를 가지며 점도가 23℃에서 30,000 mPa.s 내지 200,000 mPa.s인 유기폴리실록산계 중합체 (i)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 자가-밀봉 공압식 타이어.
  10. 삭제
  11. ◈청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 실리콘 자가-밀봉 조성물의 상기 가교결합제 (ii)는 2개 이상의 실릴 기를 갖는 실릴 작용성 분자를 추가로 포함하고, 여기서 하나 이상의 실릴 기는 하나의 가수분해성 기를 함유하는 것을 특징으로 하는, 자가-밀봉 공압식 타이어.
  12. ◈청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 자가-밀봉 실리콘 층은 두께가 0.3 mm 초과인, 자가-밀봉 공압식 타이어.
  13. ◈청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈
    제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 자가-밀봉 실리콘 층은 두께가 0.5 mm 내지 10 mm인, 자가-밀봉 공압식 타이어.
  14. 자가-밀봉 공압식 타이어의 제조 방법으로서,
    (a) 프로파일링된 트레드를 갖는 외부 표면 및 내부 표면을 포함하는 공압식 타이어를 제공하는 단계;
    (b) 상기 타이어의 상기 내부 표면 상에 자가-밀봉 실리콘 층을 적용하는 단계; 및
    (c) 상기 자가-밀봉 실리콘 층에 대한 접착에 의해 상기 타이어의 상기 내부 표면에 흡음 층을 적용하는 단계를 포함하고;
    상기 자가-밀봉 실리콘 층은 실리콘 자가-밀봉 조성물이 경화된 것이며, 상기 실리콘 자가-밀봉 조성물은
    (i) 분자당 2개 이상의 규소-결합된 하이드록실 기를 갖는 하나 이상의 축합 경화성 실릴 말단화된 중합체;
    (ii)
    분자당 2개 이상의 가수분해성 기 또는 3개 이상의 가수분해성 기를 갖는 실란; 및/또는
    각각의 실릴 기가 2개 이상의 가수분해성 기 또는 3개 이상의 가수분해성 기를 함유하는, 2개 이상의 실릴 기를 갖는 실릴 작용성 분자
    의 군으로부터 선택되는 가교결합제;
    (iii) 티타네이트 및/또는 지르코네이트의 군으로부터 선택되는 축합 촉매; 및
    (iv) 보강 충전제 및/또는 비보강 충전제를 포함하고,
    (iii)과 (iv)는 사용 전에 함께 저장되지 않고,
    상기 실리콘 자가-밀봉 조성물의 상기 중합체 (i)은 하나의 실라놀 함유 말단 기 및 하나의 비반응성 말단 기를 갖는 폴리다이오르가노실록산을 추가로 포함하고,
    총 규소-결합된 하이드록실 기 대 총 가수분해성 기의 몰비는 실란 함유 가교결합제를 사용하는 경우 0.5:1 내지 2:1, 또는 실릴 작용성 분자 함유 가교결합제를 사용하는 경우 0.5:1 내지 10:1이고,
    촉매 M-OR 작용기(여기서, M은 티타늄 또는 지르코늄이고 R은 알킬 기임) 대 ISO 787-2:1981에 따라 결정할 때 상기 충전제에 존재하는 수분과 총 규소-결합된 하이드록실 기의 합계의 몰비는 0.01:1 내지 0.6:1이고;
    상기 실리콘 자가-밀봉 조성물은 경화 시 절대 점착성(absolute tackiness)이 1.025 이상인 자가-부착 실리콘계 생성물을 제공하고, 여기서
    절대 점착성 = -[점착성 강도(F-)]/[경도 강도(F+)]인, 자가-밀봉 공압식 타이어의 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 타이어는 상기 실리콘 자가-밀봉 조성물을 상기 내부 표면 상에 적용하기 전에 가황되는, 자가-밀봉 공압식 타이어의 제조 방법.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 상기 자가-밀봉 실리콘 층은 상기 흡음 층을 적용하는 단계 (c) 전에 경화되는, 자가-밀봉 공압식 타이어의 제조 방법.
  17. 삭제
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113459550A (zh) * 2021-07-20 2021-10-01 上海昂显机械设备有限公司 一种降噪轮胎及吸音层贴敷方法和系统
KR102614701B1 (ko) * 2021-12-15 2023-12-19 한국타이어앤테크놀로지 주식회사 실란트층 및 흡음재층을 포함하는 타이어
EP4227119A1 (en) * 2022-02-10 2023-08-16 Bridgestone Europe NV/SA Tyre cavity resonance noise absorber
CN115305049B (zh) * 2022-09-16 2023-05-12 成都高新区今天硅材料有限公司 一种高稳定性脱甲醇型硅酮密封胶及其制备方法
CN116855224B (zh) * 2023-07-20 2024-02-02 江苏普利玛斯轮胎科技有限公司 一种汽车静音轮胎用结构胶黏剂及其制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018503725A (ja) * 2015-01-28 2018-02-08 ダウ コーニング コーポレーションＤｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ エラストマー組成物及びその使用
JP2018520040A (ja) * 2015-07-03 2018-07-26 コンティネンタル・ライフェン・ドイチュラント・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング 粘着性シーリング材を含む空気入り自動車タイヤ

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4087585A (en) 1977-05-23 1978-05-02 Dow Corning Corporation Self-adhering silicone compositions and preparations thereof
JPS62263255A (ja) * 1986-05-09 1987-11-16 Bayer Gosei Silicone Kk 室温硬化性オルガノポリシロキサン組成物
JP3029680B2 (ja) 1991-01-29 2000-04-04 東レ・ダウコーニング・シリコーン株式会社 オルガノペンタシロキサンおよびその製造方法
JP4142415B2 (ja) 2002-11-27 2008-09-03 株式会社ブリヂストン 空気入りランフラットタイヤ
US20070244249A1 (en) 2006-04-06 2007-10-18 General Electric Company Two-part translucent silicone rubber-forming composition
DE102007028932A1 (de) * 2007-06-22 2008-12-24 Continental Aktiengesellschaft Fahrzeugluftreifen
US20110308706A1 (en) * 2010-06-21 2011-12-22 The Goodyear Tire & Rubber Company Method for making pneumatic tire with foam noise damper
US20110308704A1 (en) * 2010-06-21 2011-12-22 Paul Harry Sandstrom Method for making pneumatic tire with foam noise damper
US20130032262A1 (en) * 2011-08-02 2013-02-07 Bormann Rene Louis Tire with foamed noise damper
DE102014206009A1 (de) * 2014-03-31 2015-10-01 Continental Reifen Deutschland Gmbh Fahrzeugluftreifen
JP6580595B2 (ja) 2014-04-30 2019-09-25 コンパニー ゼネラール デ エタブリッスマン ミシュラン 抑制発泡体のストリップを含むタイヤ
DE102015212489A1 (de) * 2015-07-03 2017-01-05 Continental Reifen Deutschland Gmbh Fahrzeugluftreifen
DE102015212484A1 (de) 2015-07-03 2017-01-05 Continental Reifen Deutschland Gmbh Fahrzeugluftreifen
IT201600079491A1 (it) * 2016-07-28 2018-01-28 Bridgestone Corp Pneumatico con elementi per la rimozione facilitata di strati aggiuntivi
GB201613414D0 (en) 2016-08-03 2016-09-14 Dow Corning Elastomeric compositions and their applications
GB201613396D0 (en) * 2016-08-03 2016-09-14 Dow Corning Foam control compositions comprising silicone materials
GB201613412D0 (en) * 2016-08-03 2016-09-14 Dow Corning Elastomeric compositions and their applications
GB201613399D0 (en) 2016-08-03 2016-09-14 Dow Corning Cosmetic composition comprising silicone materials
US10857700B2 (en) 2016-11-17 2020-12-08 Bridgestone Americas Tire Operations, Llc Tire having component with release coated surface and related processes
JP6848062B2 (ja) 2016-12-15 2021-03-24 ブリヂストン アメリカズ タイヤ オペレーションズ、 エルエルシー 硬化したインナーライナー上にポリマー含有コーティングを生成する方法、かかるインナーライナーを含むタイヤを製造する方法、及びかかるインナーライナーを含むタイヤ

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018503725A (ja) * 2015-01-28 2018-02-08 ダウ コーニング コーポレーションＤｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ エラストマー組成物及びその使用
JP2018520040A (ja) * 2015-07-03 2018-07-26 コンティネンタル・ライフェン・ドイチュラント・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング 粘着性シーリング材を含む空気入り自動車タイヤ

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