KR19990028968A - 공기 주입 타이어 - Google Patents

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KR19990028968A
KR19990028968A KR1019980700270A KR19980700270A KR19990028968A KR 19990028968 A KR19990028968 A KR 19990028968A KR 1019980700270 A KR1019980700270 A KR 1019980700270A KR 19980700270 A KR19980700270 A KR 19980700270A KR 19990028968 A KR19990028968 A KR 19990028968A
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요시아키 하시무라
젠이치로 시다
다다시 히구치
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하기와라 세이지
요코하마 고무 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 공기 투과 계수가 25 x 10-12(cc·cm/cm2·sec·cmHg) 이하인 열가소성 수지 또는 열가소성 수지와 엘라스토머와의 블렌드를 함유하는 열가소성 엘라스토머 조성물의 필름으로 이루어지고 타이어 내면을 실질적으로 덮는 공기 투과 방지층을 갖고, 공기 투과 방지층을 타이어 카커스 층과의 사이에 끼워지도록 고무의 피니싱 층을 설치하거나, 비드 부분에 있어서 카커스 층과 피니싱 층의 사이에 필름이 끼워진 구조를 갖는 공기 주입 타이어에 있어서, 카커스 층과 피니싱 층에 끼워진 필름의 한 부분 이상이 절단되고 피니싱 층과 카커스 층이 직접 접착하는 부분을 갖거나, 피니싱 층과 필름의 중첩량이 10mm 이하인 공기 주입 타이어에 관한 것이다.

Description

공기 주입 타이어
종래, 타이어의 공기 투과 방지 재료로서 할로겐화 부틸 고무를 사용하는 경우, 직접 카커스 층에 접착시키면 히스테리시스(hysteresis) 손실이 큰 부틸 고무가 카커스 코드의 간극에 침투하여 미끄럼저항이 악화되기 때문에, 히스테리시스 손실이 작은 타이 고무를 사이에 삽입하기도 하나, 타이 고무를 삽입하는 경우, 층 전체 두께가 1mm 이상이 되기 때문에 타이어 중량이 증가하는 문제점이 있다.
따라서, 부틸 고무와 비교하여 공기 투과성이 낮은 필름을 사용하여 두께가 얇고 중량이 가벼운 것이 제안되어 있다[문헌 참조: 일본 미심사 특허원(공개) 제5-329961호, 일본 특허원 제8-119198호 등]. 그러나, 종래의 타이어 구조로는, 간단히 부틸 고무로 이루어진 공기 투과 방지층(5)을 필름대신 사용하고 나일론 등의 코드를 고무화함으로써 수득한 텍스타일 피니싱(이하 텍스타일 피니싱이라 칭함)을 피니싱으로 사용하면, 구부러진 피니싱 층(7)을 원형으로 복원시키기 위해 힘을 작용시켜야 하고[도 2(a) 참조], 가황 전의 필름에는 고무와 같은 강력한 점착력이 없고 가황시의 열로 인하여 필름 층으로부터 가스가 발생하고 필름은 고무와 비교하여 융점이 낮아서 고온에서의 강도를 얻을 수 없기 때문에, 타이어 성형시에 피니싱 층(7)이 필름(5)으로부터 박리되거나[도 2(b) 참조] 필름(5)과 카커스 층(2)의 사이에서 박리되어 버리는[도 2(c) 참조] 제조상의 문제점이 있다[도 2(c) 참조]. 물론, 피니싱 층(7)을 제거하면 성형시에 박리되는 문제점은 피할 수 있으나, 피니싱 층(7)에는 타이어를 림에 조립하는 경우, 비드 부분을 보호하고 비드 부분을 실링하는 기능이 있기 때문에 타이어 구조로부터 제거하는 것은 불가능하다.
발명의 개시
따라서, 본 발명의 목적은 앞에서 언급한 종래 공기 주입 타이어의 문제를 해결하고 제조시에 장애의 문제가 없고 피니싱이 비드 부분을 보호하는 작용이 손상되지 않는, 타이어를 경량화시킬 수 있는 공기 주입 타이어를 제공하는 것이다.
본 발명의 추가의 목적은 내공기누설성 또는 미끄럼저항을 손상시키지 않고, 가황 후의 피니싱 층과 카커스 층 사이의 필름 층에서의 박리를 방지한 생산성이 우수한 경량의 공기 주입 타이어를 제공하는 것이다.
본 발명에 따라, 공기 투과 계수가 25 x 10-12(cc·cm/cm2·sec·cmHg) 이하인 열가소성 수지 또는 열가소성 수지와 엘라스토머와의 블렌드를 함유하는 열가소성 엘라스토머 조성물의 필름을 이루어지고 타이어 내면을 실질적으로 덮는 공기 투과 방지층을 갖고, 이 공기 투과 방지층을 피니싱 층 외측에 배치한 공기 주입 타이어, 고무 피니싱을 사용한 공기 주입 타이어, 코드 데니어수 또는 삽입 갯수가 적은 텍스타일 피니싱을 사용한 공기 주입 타이어, 공기 투과 방지층을 비드 코어에 권취시켜 넣거나 권취시킨 공기 주입 타이어, 공기 투과 방지층과 피니싱이 중첩되지 않는 구조의 공기 주입 타이어 또는 공기 투과 방지층과 이의 인접층의 사이에 점접착제(粘接着劑)를 도포시킨 공기 주입 타이어가 제공된다.
또한 본 발명에 따라, 공기 투과 계수가 25 x 10-12(cc·cm/cm2·sec·cmHg) 이하인 열가소성 수지 또는 열가소성 수지와 엘라스토머와의 블렌드로 이루어진 열가소성 엘라스토머 조성물의 필름을 공기 투과 방지층으로서 사용하고 비드 부분에 있어서 카커스 층과 피니싱 층의 사이에 필름이 끼워진 구조를 갖는 공기 주입 타이어에 있어서, 카커스 층과 피니싱 층에 끼워진 필름의 한 부분 이상이 절단되고, 피니싱 층과 카커스 층이 직접 접착하는 부분을 갖는 공기 주입 타이어를 제공한다.
추가로 본 발명에 따라, 공기 투과 계수가 25 x 10-12(cc·cm/cm2·sec·cmHg) 이하인 열가소성 수지 또는 열가소성 수지와 엘라스토머와의 블렌드로 이루어진 열가소성 엘라스토머 조성물의 필름을 공기 투과 방지층으로서 사용하고 비드 부분에 있어서 카커스 층과 피니싱 층의 사이에 필름이 끼워진 구조를 갖는 공기 주입 타이어에 있어서, 피니싱 층과 필름의 중첩량이 10mm 이하인 공기 주입 타이어를 제공한다.
본 발명은 열가소성 수지를 주성분으로 하는 수지 필름을 공기 투과 방지층으로서 갖는 공기 주입 타이어에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 공기 투과 방지층에 공기 투과 계수가 25 x 10-12[cc·cm/cm2·sec·cmHg] 이하인 열가소성 수지 또는 열가소성 수지와 엘라스토머와의 블렌드로 이루어진 열가소성 엘라스토머 조성물의 필름을 사용하여, 제조시 장애를 발생시키지 않고 피니싱 층의 비드(bead) 부분의 보호를 손상시키지 않으며 타이어의 경량화를 도모한 공기 주입 타이어 또는 비드 부분에서 카커스 층과 피니싱 층의 사이에 필름이 끼워진 구조를 갖는 내공기누설성 또는 미끄럼저항을 손상시키지 않고, 가황 후, 피니싱 층과 카커스 층 사이의 필름 층이 박리되는 것을 방지하는 생산성이 우수한 경량의 공기 주입 타이어에 관한 것이다.
도 1에 나타낸 바와 같이 공기 주입 타이어는 일반적으로 좌우 한 쌍의 비드 코어 부분(1, 1) 사이에 카커스 층(2)이 장착되어 있고 트레드 부분(3)에 있어서는 2개의 벨트 층(4, 4)이 타이어 주위에 배치되어 있다. 타이어 내벽면에는 열가소성 수지를 주성분으로 하는 수지 필름이 접착되어 카커스 층(2)의 내면을 실질적으로 덮고 있는 공기 투과 방지층(5)이 형성되어 있다. 참조 번호 6은 측벽 부분이다.
이하, 도면을 참조로 하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 공기 주입 타이어의 일례인 자오선 방향 개략 반단면도이고,
도 2(a), 2(b) 및 2(c)는 종래의 공기 주입 타이어의 비드 부분을 보호하는 종래의 피니싱 층의 배치 및 이의 문제점을 나타내는 도면이며,
도 3은 본 발명의 공기 주입 타이어의 제1 양태를 나타내는 도면이고(여기서, 피니싱 층으로서 커버 팩터(A)가 0 이상 1000 이하인 텍스타일 피니싱 층을 사용하거나, 고무 피니싱 층을 사용한다),
도 4는 피니싱 층을 공기 투과 방지층과 카커스 층과의 사이에 끼운 구조의 본 발명의 공기 주입 타이어의 다른 양태를 나타내는 도면이며,
도 5는 내측 피니싱 층과 외측 고무 피니싱 층을 설치한 구조의 본 발명의 공기 주입 타이어의 다른 양태를 나타내는 도면이고,
도 6은 공기 투과 방지층의 말단 부분이 비드 토우(toe) 부분보다 더 높은 위치에 있는 구조의 본 발명의 공기 주입 타이어의 다른 양태를 나타내는 도면이며,
도 7은 공기 투과 방지층이 비드 토우 부분을 따라 외측으로 권취된 구조의 비교예의 공기 주입 타이어를 나타내는 도면이고,
도 8(a), 8(b), 8(c) 및 8(d)는 본 발명의 공기 투과 방지층의 원주 방향의 말단 부분 절단 형상을 나타내는 도면(여기서, (a), (b), (c) 및 (d)는 네 종류의 변형 형태를 나타낸다)이며,
도 9는 공기 투과 방지층(5)의 반경 방향의 가장자리를 비드 힐 부분(11)에 배치하고 비드 코어 부분(1)의 직경 방향 내측에 배치한 구조의 본 발명의 공기 주입 타이어의 다른 양태를 나타내는 도면이고,
도 10은 공기 투과 방지층(5)을 비드 코어(1)에 권취시키고 비드 힐 부분(11)으로부터의 권취 높이를 h로 하는 구조의 본 발명의 공기 주입 타이어의 다른 양태를 나타내는 도면이며,
도 11은 공기 투과 방지층(5)의 하단을 비드 토우 부분(9)으로부터 높이(ht)의 위치에서 중지시키고 피니싱 층과 중첩되지 않는 구조의 본 발명의 공기 주입 타이어의 다른 양태를 나타내는 도면이고,
도 12는 본 발명의 공기 주입 타이어의 다른 양태를 나타내는 도면이며(여기서, 카커스 층의 내측에 공기 투과 방지층이 배치되어 있다),
도 13은 본 발명의 공기 주입 타이어의 다른 양태를 나타내는 도면이고(여기서, 카커스 층의 내측에 공기 투과 방지층이 배치되어 있다),
도 14는 본 발명의 공기 주입 타이어의 다른 양태를 나타내는 도면이며(여기서, 카커스 층의 내측에 공기 투과 방지층이 배치되어 있다),
도 15는 본 발명의 공기 주입 타이어의 다른 양태를 나타내는 도면이고(여기서, 카커스 층 내측에 공기 투과 방지층이 배치되어 있다),
도 16은 본 발명에 따르는 공기 투과 방지층 필름의 절단 부분 구조와 피니싱 층과의 중첩 영역을 나타내는 도면이며,
도 17(a)와 17(b)는 본 발명에 따르는 공기 투과 방지층 필름의 절단 부분 구조와 피니싱 층과의 중첩 영역을 나타내는 다른 도면이고,
도 18(a), 18(b) 및 18(c)는 본 발명에 따르는 공기 투과 방지층 필름의 절단 부분의 구조와 피니싱 층과의 중첩 영역을 나타내는 다른 도면이며(여기서, 절단은 피니싱 층이 중첩되는 영역으로부터 돌출되어 있다),
도 19(a), 19(b), 19(c), 19(d), 19(e) 및 19(f)는 본 발명에 따르는 공기 투과 방지층 필름의 절단 부분의 다양한 형상을 나타내는 도면이고,
도 20(a)와 20(b)는 피니싱 층과 필름의 중첩량이 적은 구조를 갖는 본 발명에 따르는 공기 투과 방지층의 제2 양태를 나타내는 도면이다.
이하 도면을 참조로 하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 1은 공기 주입 타이어의 전형예를 예시하는 자오선 방향 반단면도이다. 도 1에 있어서, 좌우 한 쌍의 비드 코어(1, 1) 사이에 카커스 층(2)을 장착시킨다. 이 카커스 층(2)의 내측 타이어 내면에는 공기 투과 방지층(5)이 설치되어 있다. 본 발명에 있어서, 공기 투과 방지층(5)은 특정의 공기 투과 계수를 갖는 열가소성 엘라스토머 조성물의 필름으로 구성된다. 공기 투과 방지층(5)의 위치가 반드시 이 위치에 한정될 필요는 없다. 도 1에 있어서, (4)는 벨트 층이고 (6)은 측벽 부분을 나타낸다.
본 발명의 제1 양태에 따라, 도 3에 예시한 바와 같이, 공기 투과 방지층(5)에 종래의 부틸 고무보다 공기 투과성이 작은 열가소성 수지 또는 열가소성 수지와 엘라스토머와의 블렌드를 함유하는 열가소성 엘라스토머 조성물의 필름을 사용하여, 부틸 고무 이상의 내공기누설 성능을 유지하는 동시에, 종래의 나일론 등의 코드를 사용하는 텍스타일 피니싱 층 대신에 고무 피니싱 층(8)(이하, 고무 피니싱 층으로 칭함)과 카커스 층(2) 사이에 공기 투과 방지층(5)을 끼운 구조로 한다. 고무 피니싱으로서는 디엔계 고무[예를 들어, 천연 고무, 폴리이소프렌 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 스티렌-부타디엔 공중합체 고무, 폴리부타디엔 고무(고 시스 BR 및 저 시스 BR) 등]에, 카본 블랙, 공정 오일, 가황제 등의 배합제를 첨가한 고무 조성물로 이루어진 것을 예시할 수 있다. 공기 투과 방지층(5)은 후술하는 도 10에 나타낸 바와 같이 비드 코어(1)에 권취시킬 수도 있다.
종래의 텍스타일 피니싱 층은 코드사(絲)에 의한 표면의 요철 때문에 실제 접촉 면적이 더 작아지는 문제가 있으나, 고무 피니싱 층은 표면이 평활하기 때문에 실제 접촉 면적이 더 커지게 되고 유효한 접착력을 발휘할 수 있다. 이러한 점에서, 종래의 텍스타일 피니싱 층보다 훨씬 더 유리하다.
본 발명의 제2 양태에 따라, 위의 도 3에 나타낸 바와 같은 구조의 공기 투과 계수가 25 x 10-12(cc·cm/cm2·sec·cmHg) 이하인 열가소성 수지 또는 열가소성 수지와 엘라스토머와의 블렌드를 함유하는 열가소성 엘라스토머 조성물의 필름으로 이루어지고 타이어 내면을 실질적으로 덮는 공기 투과 방지층(5)을 갖고, 이 공기 투과 방지층(5)이 타이어 카커스 층(2)과의 사이에 끼워지도록 다음 수학식 1로 정의되는 커버 팩터(A)가 0 이상 1000 이하인 텍스타일 피니싱 층을 설치한 공기 주입 타이어를 제공한다.
A = (텍스타일 피니싱 층에 매설된 코드의 평균 데니어수)0.5x (텍스타일 피 니싱 층의 폭 50mm당 코드 삽입 갯수의 평균)
커버 팩터(A)가 1000을 넘는 경우, 구부러진 피니싱 층(7)을 원형으로 복원시키는 힘이 커지게 되고, 이 결과 전술한 바와 같은 필름(5)이 박리되어 버리기 때문에 바람직하지 못하다.
추가로 본 발명의 제3 양태에 따라, 도 4에 나타낸 바와 같이 공기 투과 방지층(5)의 비드 부분(1)의 내측에 고무 또는 텍스타일을 고무화시켜 이루어진 피니싱 층(7)을 배치한 구조로 함으로써 피니싱 층(7)이 직접 타이어 카커스 층(2)과 접하도록 되기 때문에, 피니싱 층(7)이 공기 투과 방지층(5)의 영향을 받아 카커스 층(2)으로부터 박리될 수가 없다. 추가로 도 5에 나타낸 바와 같이 비드 부분의 가장 외측에 고무 피니싱 또는 커버 팩터(A)가 0 내지 1000인 텍스타일 피니싱을 추가할 수도 있다. 이 경우에도, 후술하는 도 10에 나타낸 바와 같이 공기 투과 방지층(5)을 비드 코어(1)에 권취시킬 수 있다. 또한 텍스타일 피니싱 층에 사용하는 코드로서는 나일론, 비닐론, 폴리에스테르 등의 유기 섬유를 사용할 수 있으나, 나일론 코드를 사용하는 것이 바람직하다. 이는 상기 제2 양태의 경우에도 동일하다.
추가로, 예를 들어, 도 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제3 양태에 따라, 타이어 단면 높이(SH)에 대한 공기 투과 방지층(5) 말단 부분의 비드 토우 부분(9)으로부터 타이어 직경 방향으로 측정한 높이(ht)의 비율이 0 내지 30%, 바람직하게는 0 내지 25%로 되게 함으로써 제조시 장애를 발생시키지 않고 비드 부분을 보호하기 위한 목적을 손상시키지 않으면서 경량화된 타이어를 수득할 수 있는 동시에 필름 말단 부분의 절단 형상도 다양한 형상으로 할 수 있다. ht/SH의 비율이 30%를 초과하면 내공기누설성이 악화되어 더 이상 실용적이지 않게 된다. 이 양태에서는 추가로 공기 투과 방지층(5)의 하단 위치가 비드 충전제 상단보다 더 낮은 것이 바람직하며, ht는 2mm 이하, 더욱 바람직하게는 5mm 이하이다. 추가로 ht가 5mm 이상이고 비드 충전제의 높이가 1/2 이하인 것이 바람직하다.
도 7은 공기 투과 방지층(5)을 비드 토우 부분(9)을 따라 외측으로 권취시킨 경우를 나타낸다. 이는 림 조합시에 공기 투과 방지층(5)이 손상되거나, 필름과 림 사이의 마찰 계수가 고무와 림 사이의 마찰 계수보다 더 작아서 쉽게 미끄러지기 때문에 림 어긋남 또는 림 이탈이 발생하여 실용적이지 못하다.
추가로 앞에서 설명한 바와 같이 본 발명의 양태에는 공기 투과 방지층(5)의 말단 부분의 절단 형상(10)을, 예를 들어, 종전의 일반적인 직선 형상[도 8(a)]으로부터 도 8(b)에 나타낸 바와 같은 톱니 형상(10'), 도 8(c)에 나타낸 바와 같은 파동형 형상(10") 및 도 8(d)에 나타낸 바와 같은 요철 형상(10"') 등의 임의의 형상으로 제조할 수 있으며, 타이어 외관을 개량하고 또한 비드 삽입시에 원주 방향으로 발생하는 주름을 억제할 수 있다.
추가로 도 9에 나타낸 바와 같이, 공기 투과 방지층(5)을 비드 코어 아래까지 권취해 넣은 구조로 하면 기계적 박리를 방지할 수 있기 때문에 텍스타일 피니싱 층을 사용할 수 있다. 이 경우, 도 9에 나타낸 바와 같이, 비드 힐 부분(11)까지 권취해 넣은 구조일 수도 있고, 도중에 비드 코어(1)의 아래에서 중지시킨 구조일 수도 있다.
또한, 도 10에 나타낸 바와 같이, 공기 투과 방지층(5)을 비드 코어(1)에 권취시킨 구조일 수도 있다. 그러나, 이 경우, 과다하게 권취시키면 성형시에 접히는 문제가 발생하기 때문에 권취 높이(h)는 비드 힐 부분(11)로부터 약 25mm의 위치까지이다. 또한 이 경우, 피니싱 층은 고무 피니싱 층이여야 한다.
또한 본 발명의 다른 양태에 따라, 공기 투과 방지층과 피니싱 층이 반경 방향으로 중첩된 부분이 있는 구조로, 공기 투과층과 인접한 층 사이의 한 쪽 이상의 일부에 점접착제를 도포함으로써 도포 부분의 접착력이 증가하고 고무 피니싱 층 뿐만 아니라 텍스타일 피니싱 층도 사용할 수 있게 된다. 이 구조도 임의적이다.
본 발명의 또 다른 양태에 따라, 예를 들어, 도 11에 나타낸 바와 같이 필름(5) 하단과 피니싱 층(7)이 중첩되지 않는 구조로 할 수도 있다. 이 경우, 필름(5) 하단의 비드 토우 부분(9)으로부터 타이어 직경 방향으로 측정한 높이(ht)가 타이어 단면 높이(SH)에 대하여 30%를 초과하는 경우, 내공기누설 성능이 부족하기 때문에 SH에 대한 ht의 비율을 30% 이하로 할 필요가 있다.
이러한 경우, 카커스와 피니싱 층 사이에 점착력이 비교적 작은 공기 투과 방지층이 없으며, 구조적으로 피니싱 층의 박리가 억제되어서 종래 사용하던 피니싱보다 코드 삽입 갯수가 더 많은 피니싱, 예를 들어, 커버 팩터(A)가 1500인 피니싱을 사용할 수도 있다.
또한 본 발명의 텍스타일 피니싱 코드의 제직법에서는, 예를 들어, 평제직, 레노제직, 능제직, 주자제직, 바스킷 제직 등을 언급할 수 있다.
이러한 타이어는 종래의 타이어와 같이, 카커스 층 내측에 공기 투과 방지층이 배치되어 있으나 카커스 층 외측에 공기 투과 방지층을 배치할 수도 있다(도 12, 도 13, 도 14 및 도 15 참조).
본 발명의 제1 양태에 있어서, 비드 부분에 있어서 카커스 층과 피니싱 층 사이에 끼워넣은 필름 부분에 "절단(cutaways)" 부분 등을 설치함으로써 이 부분에서 카커스 층과 피니싱 층을 직접 접착시켜 필름 층의 박리를 효과적으로 방지할 수 있다.
본 발명의 제2 양태에서는, 카커스 층과 피니싱 층 사이에 필름이 끼워진 구조의 공기 주입 타이어에 있어서, 앞에서 기술한 비드 부분에 있어서, 피니싱 층과 필름 층 사이의 중첩량을 10mm 이하로 함으로써 필름 층의 박리를 효과적으로 방지할 수 있다.
도 16, 도 17(a) 및 도 17(b)에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 제1 양태에서의 피니싱 층과 카커스 층 사이의 필름 절단(12)은 적어도 프리킹(pricking)시킴으로써 형성되어 피니싱 층은 박리되지 않는다. 피니싱 층과 필름의 중첩 면적에 대하여 단위면적당 평균 절단율이 적어도 5% 이상이면 박리는 억제된다. 30% 이상이면 더욱 바람직하다. 절단율이 역으로 80%를 초과하면, 성형은 가능하지만 필름에 "강성"이 소실되어서 성형기의 가이드 기전이 정상적으로 작동하지 않게 되고 센터링이 어렵게 되기 때문에, 필름의 단위면적당 평균 절단율은 80% 이하가 바람직하다.
피니싱 층과 카커스 층의 접착성을 고려하면, 절단 부분(12)을 균일하게 분포시키거나, 도 17(a)와 도 17(b)에 나타낸 바와 같이 편재시킬 수도 있다. 절단부분(12)은 피니싱 층과 카커스 층에 끼워진 영역에 존재하는 것이 바람직하나, 도 18(a), 18(b) 및 18(c)에 나타낸 바와 같이, 절단 부분(12)이 피니싱 층과 중첩되는 영역(13)보다 상부에 있을 수 있다(돌출해도 된다). 또한 절단 부분(12)이 돌출되는 경우, 돌출된 절단 부분의 면적이 타이어 내표면적에 대하여 15% 이내이면, 내공기누설성에 문제가 없다. 그러나, 15%를 초과하면, 내공기누설성이 저하되기 때문에 바람직하지 못하다. 도 19(a)와 도 19(b)에 나타낸 바와 같이, 필름 절단 형상은 프리킹(14), 임의 형상의 구멍(15) 및 도 19(c), 19(d), 19(e) 및 19(f)에 나타낸 바와 같은 절단(16) 등의 다양한 형상일 수 있고 특히 한정되지는 않는다.
추가로, 도 20(a)와 20(b)에 나타낸 바와 같이, 피니싱 층(7)과 필름(5)의 중첩량이 적은 구조일 수 있다. 이 때, 피니싱 층(7)과 필름(5)의 중첩량이 10mm 이하인 경우, 발생 가스가 피니싱 층 상단으로부터 쉽게 빠져나가게 되고, 발생 가스 절대량도 적어지기 때문에 유효하다. 피니싱 층(7)과 필름(5)의 중첩량은 5mm 이하가 더욱 바람직하다. 피니싱 층(7)과 필름(5)의 중첩량이 10mm 이하이고 필름(5)에 절단 부분을 형성시킬 수 있다. 중첩량이 적은 구조에서는 도 20(a)의 A로 나타낸 바와 같이 필름(5) 폭을 더 좁게 하거나, 도 20(b)의 B로 나타낸 바와 같이 피니싱 층(7)의 위치보다 높이를 낮출 수 있다.
본 발명에서는 상기 실시 형태에 있어서, 2개의 벨트 층(4)의 배치예를 참조로 하여 설명하지만 이에 한정되지는 않는다. 3개 이상의 벨트 층과 같이 다수의 벨트 층을 적합하게는 사용할 수 있다.
본 발명에 따르는 공기 주입 타이어의 공기 투과 방지층을 구성하는 필름은 공기 투과 계수가 25 x 10-12cc·cm/cm2·sec·cmHg 이하, 바람직하게는 5 x 10-12cc·cm/cm2·sec·cmHg 이하이고, 영율(Young's modulus)이 1 내지 500MPa, 바람직하게는 10 내지 300MPa이며, 필름 두께가 바람직하게는 성형가공성의 면에서 0.02mm 이상이 바람직하고, 경량화의 관점에서 1.1mm 이하가 바람직하며, 더욱 바람직하게는 0.05 내지 0.2mm이다. 공기 투과 계수가 25 x 10-12cc·cm/cm2·sec·cmHg를 초과하면 공기 주입 타이어 경량화의 관점에서 바람직하지 못하다. 또한 영율이 너무 낮으면 타이어 성형시 주름 등이 생겨서 성형가공성이 저하되며, 반대로 너무 높으면 내구성에 문제가 발생한다.
본 발명에 사용할 수 있는 열가소성 수지 또는 열가소성 수지와 엘라스토머와의 블렌드를 함유하는 열가소성 엘라스토머 조성물의 필름을 구성하는 재료로서는 공기 투과 방지 작용이 있는 임의의 재료를 사용할 수 있다. 이와 같은 열가소성 수지로서는 다음과 같은 열가소성 수지를 예로 들 수 있다:
폴리아미드계 수지[예를 들어, 나일론 6(N6), 나일론 66(N66), 나일론 46(N46), 나일론 11(N11), 나일론 12(N12), 나일론 610(N610), 나일론 612(N612), 나일론 6/66 공중합체(N6/66), 나일론 6/66/610 공중합체(N6/66/610), 나일론 MXD6(MXD6), 나일론 6T, 나일론 6/6T 공중합체, 나일론 66/PP 공중합체, 나일론 66/PPS 공중합체], 이의 N-알콕시알킬레이트(예를 들어, 6-나일론의 메톡시메틸레이트, 6-610-나일론의 메톡시메틸레이트, 612-나일론의 메톡시메틸레이트), 폴리에스테르계 수지[예를 들어, 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 이소프탈레이트(PEI), PET/PEI 공중합체, 폴리아크릴레이트(PAR), 폴리부틸렌 나프탈레이트(PBN), 액정 폴리에스테르, 폴리옥시알킬렌 디이미드산/폴리부틸렌 테레프탈레이트 공중합체 등의 방향족 폴리에스테르], 폴리니트릴계 수지[예를 들어, 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리메타크릴로니트릴, 아크릴로니트릴/스티렌 공중합체(AS), 메타크릴로니트릴/스티렌 공중합체, 메타크릴로니트릴/스티렌/부타디엔 공중합체], 폴리메타크릴레이트계 수지[예를 들어, 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리에틸 메타크릴레이트], 폴리비닐계 수지[예를 들어, 비닐 아세테이트, 폴리비닐 알콜(PVA), 비닐 알콜/에틸렌 공중합체(EVOH), 폴리비닐리덴 클로라이드(PDVC), 폴리비닐 클로라이드(PVC), 비닐 클로라이드/비닐리덴 클로라이드 공중합체, 비닐리덴 클로라이드/메틸 아크릴레이트 공중합체, 비닐리덴 클로라이드/아크릴로니트릴 공중합체], 셀룰로오즈계 수지(예를 들어, 셀룰로오즈 아세테이트 및 셀룰로오즈 아세테이트 부틸레이트), 불소계 수지[예를 들어, 폴리비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 폴리비닐 플루오라이드(PVF), 폴리클로로플루오로에틸렌(PCTEE), 테트라플루오로에틸렌/에틸렌 공중합체], 이미드계 수지[예를 들어, 방향족 폴리이미드(PI)] 등을 예로 들 수 있다.
또한 상기 열가소성 수지와 엘라스토머와의 블렌드를 함유하는 열가소성 엘라스토머 조성물은 상술한 열가소성 수지에 엘라스토머를 혼합하여 구성할 수 있다. 공기 투과 방지 작용이 있는 한, 재료의 종류와 혼합비 등은 한정되지 않는다.
상기 열가소성 수지와 블렌딩할 수 있는 엘라스토머로서는, 예를 들어, 다음과 같은 것을 들 수 있다:
디엔계 고무 및 이의 수화물[예를 들어, NR, IR, 에폭시화 천연 고무, SBR, BR(고 시스 BR 및 저 시스 BR), NBR, 수소화 NBR, 수소화 SBR], 올레핀계 고무[예를 들어, 에틸렌 프로필렌 고무(EPDM, EPM), 말레산 개질 에틸렌 프로필렌 고무(M-EPM), IIR, 이소부틸렌과 방향족 비닐 또는 디엔계 단량체 공중합체, 아크릴 고무(ACM), 아이오노머], 할로겐 함유 고무[예를 들어, Br-IIRR, C1-IIR, 이소부틸렌 파라메틸스티렌 공중합체의 브롬화물(Br-IPMS), 클로로프렌 고무(CR), 하이드린 고무(CHR), 클로로설폰화 폴리에틸렌(CSM), 염소화 폴리에틸렌(CM), 말레산 개질 염소화 폴리에틸렌(M-CM)], 실리콘 고무(예를 들어, 메틸비닐 실리콘 고무, 디메틸 실리콘 고무, 메틸페닐비닐 실리콘 고무), 황 함유 고무(예를 들어, 폴리설파이드 고무), 불소 고무(예를 들어, 비닐리덴 플루오라이드계 고무, 불소 함유 비닐 에테르계 고무, 테트라플루오로-에틸렌-프로필렌계 고무, 불소 함유 실리콘계 고무, 불소 함유 포스파젠계 고무), 열가소성 엘라스토머(예를 들어, 스티렌계 엘라스토머, 올레핀계 엘라스토머, 에스테르계 엘라스토머, 우레탄계 엘라스토머, 폴리아미드계 엘라스토머) 등을 들 수 있다.
열가소성 엘라스토머 조성물의 제조방법은, 미리 열가소성 수지 성분과 엘라스토머 성분(고무의 경우, 미가황물)을 이축 혼련기/압출기 등으로 용융 혼련하여, 연속상(매트릭스)을 형성하는 열가소성 수지 중에 분산상(도메인)으로서 엘라스토머 성분을 분산시킴을 포함한다. 엘라스토머 성분을 가황시키는 경우, 혼련하에 가황제를 첨가하여 엘라스토머 성분을 동적 가황시킬 수 있다. 또한 열가소성 수지 또는 엘라스토머 성분에 대한 각종 배합제(가황제 제외)는 상기 혼련 동안 가할 수 있으나, 혼련 전에 미리 혼합해 두는 것이 바람직하다. 열가소성 수지와 엘라스토머 성분이 혼련에 사용하는 혼련기로서는, 특히 한정되지는 않고서, 이축 압출기, 혼련기, 밴버리 혼합기, 이축 혼련기/압출기 등을 사용할 수 있다. 이 중에서, 열가소성 수지와 엘라스토머 성분의 혼련 및 엘라스토머 성분의 동적 가황에는 이축 혼련기/압출기를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 두 종류 이상의 혼련기를 사용하여 연속 혼련할 수 있다. 용융 혼련 조건으로서 온도는 열가소성 수지가 용융하는 온도 이상이여야 한다. 또한 혼련시의 전단속도는 1000 내지 7500sec-1이 바람직하다. 전체 혼련 시간은 30초 내지 10분이다. 가황제를 첨가하는 경우, 첨가 후의 가황 시간은 15초 내지 5분이 바람직하다.
상기한 특정의 열가소성 수지와 엘라스토머 성분과의 상용성이 상이한 경우, 제3 성분으로서 적당한 상용화제를 사용하여 양자를 상용화시키는 것이 바람직하다. 시스템에 상용화제를 혼합함으로써 열가소성 수지와 엘라스토머 성분의 표면장력이 저하되고 이 결과 분산층을 형성하고 있는 고무 입자경이 미세하게 되기 때문에 양 성분의 특성은 보다 유효하게 발현되게 된다. 이러한 상용화제로서는 일반적으로 열가소성 수지 및 엘라스토머 성분 둘 다 또는 하나의 구조를 갖는 공중합체 또는 열가소성 수지 또는 엘라스토머 성분과 반응할 수 있는 에폭시 그룹, 카보닐 그룹, 할로겐 그룹, 아민 그룹, 옥사졸린 그룹, 하이드록시 그룹 등이 있는 공중합체 구조를 갖는 것으로 할 수 있다. 이는 혼합되는 열가소성 수지와 엘라스토머 성분 종류에 따라 선택할 수 있으나, 통상적으로 사용되는 것으로는 스티렌/에틸렌-부틸렌 블록 공중합체(SEBS)와 이의 말레산 개질물, EPDM, EPDM/스티렌 또는 EPDM/아크릴로니트릴 그래프트 공중합체와 이의 말레산 개질물, 스티렌/말레산 공중합체 및 반응성 페녹신 등을 들 수 있다. 상용화제의 배합량은, 특히 한정되지 않고서, 중합체 성분(열가소성 수지와 엘라스토머 성분의 총합) 100중량부에 대하여 0.5 내지 10중량부가 바람직하다.
열가소성 수지와 엘라스토머를 블렌딩하는 경우, 특정의 열가소성 수지 성분(A)과 엘라스토머 성분(B)과의 조성비는, 특히 한정되지 않고서, 영율과 성형품 두께에 따라 결정하는 것이 바람직하지만, 범위는 바람직하게는 중량비 90/10 내지 30/70, 더욱 바람직하게는 70/30 내지 30/70이다.
본 발명에 따르는 중합체 조성물로는, 상기 필수 중합체 성분 이외에, 본 발명의 타이어용 중합체 조성물의 필요 특성을 손상시키지 않는 범위에서 상용화제 중합체 등의 다른 중합체를 혼합할 수 있다. 다른 중합체를 혼합하는 목적은 열가소성 수지와 엘라스토머 성분과의 상용성을 개량하기 위해, 재료의 성형품의 성형가공성을 개선하기 위해, 내열성 향상 및 비용 절감 등을 위해서이다. 이에 사용되는 재료로서는 예를 들어, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스티렌(PS), ABS, SBS, 폴리카보네이트(PC) 등을 예시할 수 있다. 본 발명에 따르는 중합체 조성물로는 일반적으로 중합체 배합물에 배합할 수 있는 충전제(탄산칼슘, 산화티탄, 알루미나 등), 카본 블랙, 화이트 카본 등의 보강제, 연화제, 가소제, 가공 보조제, 안료, 염료, 산화방지제 등을 상기 공기 투과율과 영율의 요건을 손상시키지 않는 한 임의로 배합할 수 있다.
또한 엘라스토머 성분은 열가소성 수지와 혼합하는 동시에, 엘라스토머 성분을 동적으로 가황시킬 수도 있다. 엘라스토머 성분을 동적으로 가황시키는 경우, 가황제, 가황 보조제, 가황 조건(온도 및 시간) 등은 첨가하는 엘라스토머 성분의 조성에 따라 적합하게 결정할 수 있으며, 특히 한정되는 것은 아니다.
가교제로서는 일반적인 고무 가황제(가교제)를 사용할 수 있다. 구체적으로는 황계 가황제로서는 분말 황, 침강성 황, 고분산성 황, 표면처리 황, 불용성 황, 디모르폴린 디설파이드, 알킬페놀 디설파이드 등을 들 수 있다. 예를 들어, 0.5 내지 4phr[고무 성분(중합체) 100중량부당 중량부] 정도 사용할 수 있다.
또한 유기 과산화물계 가황제로서는 벤조일 퍼옥사이드, t-부틸 하이드로퍼옥사이드, 2,4-비클로로벤조일 퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산, 2,5-디메틸헥산-2,5-디(퍼옥시벤조에이트) 등을 예로 들 수 있다. 예를 들어, 1 내지 20phr 정도 사용할 수 있다.
추가로 페놀 수지계 가황제로서는 알킬페놀 수지의 브롬화물, 염화주석, 클로로프렌 등의 할로겐 공여체와 알킬페놀 수지를 함유하는 혼합 가교계 등을 예로 들 수 있다. 예를 들어, 1 내지 20phr 정도 사용할 수 있다.
이외에, 산화아연(5phr 정도), 산화마그네슘(4phr 정도), 리서지(lyserge, 10 내지 20phr 정도), p-퀴논 디옥심, p-디벤조일 퀴논 디옥심, 테트라클로로-p-벤조퀴논, 폴리-p-디니트로소벤젠(2 내지 10phr 정도) 및 메틸렌 디아닐린(0.2 내지 10phr 정도)을 예시할 수 있다.
또한, 경우에 따라, 가황 촉진제를 첨가할 수 있다. 가황 촉진제로서는 알데하이드·암모니아계, 구아니딘계, 티아졸계, 설펜아미드계, 티우람계, 디티오산염계, 티오우레아계 등의 일반적인 가황 촉진제를, 예를 들어, 0.5 내지 2phr 정도 사용할 수 있다.
구체적으로는 알데하이드·암모니아계 가황 촉진제로서는 헥사메틸렌 테트라민 등, 구아니딘계 가황 촉진제로서는 디페닐 구아니딘 등, 티아졸계 가황 촉진제로서는 디벤조일티아질 디설파이드(DM), 2-머캅토벤조티아졸 및 이의 Zn염, 사이클로헥실 아민염 등, 설펜아미드계 가황 촉진제로서는 사이클로헥실벤조티아질 설펜아미드(CBS), N-옥시디에틸렌 벤조티아질-2-설펜아미드, N-t-부틸-2-벤조티아졸 설펜아미드, 2-(티몰폴리닐디티오) 벤조티아졸 등, 티우람계 가황 촉진제로서는 테트라메틸 티우람 디설파이드(TMTD), 테트라에틸 티우람 디설파이드, 테트라메틸 티우람 모노설파이드(TMTM), 디펜타메틸렌 티우람 테트라설파이드 등, 디티오산염계 가황 촉진제로서는 Zn-디메틸 디티오카바메이트, Zn-디에틸 디티오카바메이트, Zn-디-n-부틸 디티오카바메이트, Zn-에틸페닐 디티오카바메이트, Te-디에틸 디티오카바메이트, Cu-디메틸 디티오카바메이트, Fe-디메틸 디티오카바메이트, 피페콜린 피페콜릴 디카바메이트 등 및 티오우레아계 가황 촉진제로서는 에틸렌 티오우레아, 디에틸 티오우레아 등을 들 수 있다.
또한, 가황 촉진 보조제로서는 일반적인 고무용 보조제를 함께 사용할 수 있다. 예를 들어, 산화아연(5phr 정도), 스테아르산 또는 올레산 및 이의 Zn염(2 내지 4phr 정도)을 사용할 수 있다.
이와 같이 수득한 필름은 열가소성 수지의 매트릭스 중에 엘라스토머가 불연속상으로서 분산된 구조이다. 이러한 구조를 가짐으로써 필름에 충분한 유연성과 연속상 수지층의 효과에 의해 충분히 낮은 공기 투과성을 부여할 수 있는 동시에, 엘라스토머 양에 관계없이 열가소성 수지의 성형가공성을 수득할 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 있어서, 공기 투과 방지층과 이의 인접층 사이의 한 쪽 이상의 일부에 점접착제를 도포하여 층 사이의 접착 강도를 증가시켜서, 비드 부분의 공기 투과 방지층과 피니싱 층의 구조 또는 재료에 관계없이, 들뜨는 것(rising)과 같은 제조상의 장애를 방지할 수 있다. 점접착제는 특히 제한되지 않는다. 종래부터 일반적으로 사용하는 임의의 것을, 예를 들어, 1㎛ 내지 100㎛ 정도의 두께로 사용할 수 있다. 이 점접착제는 타이어 성형시에 점착성을 갖기 때문에 작업하기가 용이하다. 타이어 가황시에 열에 의해 가교되어 공기 투과 방지층과 타이어 부재를 강하게 접착시키는 작용을 한다.
본 발명에 사용할 수 있는 점접착제는 공기 투과 방지층의 표면 중합체 성분과 타이어 부재의 고무 성분과의 임계표면장력차(△γc)가 각각 6mN/m 이하, 바람직하게는 3mN/m 이하인 중합체 성분을 함유하는 점접착제 조성물이 바람직하다. 점접착제의 주성분을 구성하는 중합체는 일반적인 미가황 고무, 아크릴산 에스테르 공중합체, 폴리에테르 및 폴리에스테르 폴리올, 스티렌 공중합체, 개질된 스티렌 공중합체, 폴리올레핀 등으로, 구체적으로는, 천연 고무, SBR, BR, IR, EPDM 등의 미가황 고무, 부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트 등의 단량체를 중합시켜 수득한 중합체 및 이들과 에틸렌의 공중합체, 폴리프로필렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리테트라메틸렌 글리콜, 아디프산, 글리콜 및 트리올과의 축합물인 에틸렌 아디페이트, 부틸렌 아디페이트, 디에틸렌 아디페이트, 스티렌-에틸렌-부틸렌 공중합체, 스티렌-에틸렌-프로필렌 공중합체 및 이들에 에폭시 그룹, 카복실 그룹, 아민 그룹, 무수 말레산 그룹 등을 부여한 개질물 등을 들 수 있다.
가교제로서는 일반 고무용 가황제외에, 중합체의 종류에 따라 이소시아네이트계 가교제, 아민계 가교제 등을 자유롭게 선택할 수 있다. 구체적으로는 황계로서는 분말 황, 침강 황, 고분산성 황, 표면처리 황, 불용성 황, 디모르폴린 디설파이드, 알킬페놀 디설파이드 등을, 예를 들어, 1 내지 4phr(고무 100중량부당 중량부, 이하 동일) 정도, 과산화물계로서, 예를 들어, 벤조일 퍼옥사이드, t-부틸 하이드로퍼옥사이드, 2,4-디클로로벤조일 퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산, 2,5-디메틸헥산-2,5-디(퍼옥시벤조에이트) 등을, 예를 들어, 1 내지 15phr 정도, 및 기타로서 산화아연(5phr 정도), 산화마그네슘(4phr 정도), 리서지(10 내지 20phr 정도), p-퀴논 디옥심, p-디벤조일 퀴논 디옥심, 테트라클로로-p-벤조퀴논, 폴리-p-디니트로소벤젠(2 내지 10phr 정도) 등을 들 수 있다.
이소시아네이트 성분으로서는 타이어 가황시에 열에 의해 가교되는 것이라면 사용할 수 있다. 구체적으로는, TDI, MDI, 조 MDI, NDI, HDI, IPDI 등을 들 수 있다. 폴리에스테르 폴리올과 이소시아네이트의 배합비는 지수(-NCO/-OH x 100 =) 50 내지 200의 범위가 바람직하다. 이 범위외는 점착성이 불량하고 접착성도 저하되어 타이어 부재와 열가소성 필름이 접합되지 않게 되기 때문이다.
또한 가황 촉진제로서는 일반적인 고무 가황 촉진제를, 예를 들어, 0.5 내지 2phr의 양으로 사용할 수 있다. 구체적으로는 알데하이드·암모니아계(예를 들어, 헥사메틸렌 테트라민), 구아니딘계(예를 들어, 디페닐 구아니딘), 티아졸계(예를 들어, 2-머캅토벤조티아졸 및 이의 Zn염, 사이클로헥실아민염, 디벤조티아질 디설파이드), 설펜아미드계[예를 들어, 사이클로헥실 벤조티아질 설펜아미드, N-옥시디에틸렌 벤조티아질-2-설펜아미드, N-t-부틸-2-벤조티아졸 설펜아미드, 2-(티몰 폴리닐 디티오)벤조티아졸], 티우람계(예를 들어, 테트라메틸 티우람 디설파이드, 테트라에틸 티우람 디설파이드, 테트라메틸 티우람 모노설파이드, 디펜타메틸렌 티우람 테트라설파이드), 디티오산염계(예를 들어, Zn-디메틸 디티오카바메이트, Zn-디에틸 디티오카바메이트, Zn-디-n-부틸 디티오카바메이트, Zn-에틸 페닐 디티오카바메이트, Te-디에틸 디티오카바메이트, Cu-디메틸 디티오카바메이트, Fe-디메틸 디티오카바메이트, 피페콜린 피페콜릴 디티오카바메이트), 티오우레아계(예를 들어, 에틸렌 티오우레아, 디에틸 티우레아) 등을 들 수 있다.
점접착제의 점착성이 충분하지 못한 경우, 점착 부여제를 첨가할 수 있다.
점착 부여제로서는 일반 점착제, 접착제 등으로 사용되는 임의의 것을, 예를 들어, 10 내지 100phr 정도의 양으로 사용할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어, 로진계 수지(고무 로진, 톨유 로진, 우드 로진 등의 로진; 수소화 로진, 불균화 로진, 중합체 로진, 말레화 로진 등의 염기성 로진), 로진 글리세린 에스테르(에스테르 고무), 수소화 로진·글리세린 에스테르 등의 기타 로진 에스테르(a), 테르펜 페놀 수지 등의 극성 그룹을 함유하는 수지 또는 극성 그룹을 함유하지 않는 수지, 예를 들어, 주로 α-피넨, β-피넨, 디펜텐(리모넨 등)으로 이루어진 테르펜 수지, 방향족 탄화수소 개질된 테르펜 수지 등의 천연물 및 이의 유도체(b), 예를 들어, 지방족계, 지환족계, 방향족계 등의 석유 수지(c), 쿠마론·인덴 수지(d), 스티렌, 치환된 스티렌 등의 스티렌계 수지 및 중합체 수지(e), 예를 들어, 알킬페놀 수지, 로진 개질된 페놀 수지 등의 페놀계 수지(f) 및 크실렌 수지 등의 축합 수지를 들 수 있다.
기타 성분으로서는, 접착 강도를 증가시킬 필요가 있는 경우, 점접착제 조성물에 필름 재료 또는 필름 재료에 상응하는 고무 재료와 반응하는 첨가제, 또는 필름 재료 또는 필름 재료에 상응하는 고무 재료에 근접한 임계표면장력을 갖는 첨가제를 일부 혼입시킬 수도 있다. 열가소성 필름 재료로서 나일론계 수지를 사용하는 경우, 상기 첨가제로서 레조르신 포르말린 수지, 글리콜 우릴 수지 등을 사용할 수 있고 또한 폴리에스테르계 수지를 사용하는 경우, 이소시아네이트 등을 사용할 수 있다. 첨가제의 배합량은 바람직하게는, 중합체 100중량부에 대하여, 0.5 내지 10중량부를 혼합한다.
추가로 착색시키고자 하는 경우, 카본 또는 착색제 등을 배합할 수 있다.
본 발명의 점접착제는 미리 용매 등에 용해시키고, 솔, 스프레이, 롤러 등으로 접착면에 도포하는 방법이나, 침지 롤 도포기, 키스 롤 도포기, 나이프 도포기 등으로 열가소성 필름에 부착시키는 방법 또는 용매를 사용하지 않는 방법으로서는 열가소성 필름 제조시에 공압출시키거나 적층시켜 이중 층 필름을 제조하는 방법으로 간단히 점접착제 층을 형성시킬 수 있다.
용매계 점접착제로 하는 경우의 용매로서는 일반적인 용매를 사용할 수 있으며, 구체적으로는 방향족 용매(벤젠, 톨루엔, 크실렌 등), 방향족·지방족 혼합물[M.S.P., S.B.P., 스와졸(Swazol) 100, 스와졸 200, 벤졸애로우(Benzolarrow) 40, H.A.W.S., 화이트 스프리트(White Spirit) 등], 지방족 에스테르(고무 휘발유, 에틸 아세테이트 등), 알콜 및 케톤(메탄올, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸 이소부틸 케톤) 등을 들 수 있다. 용매 중에서 특정 용매의 선택은 증발속도에 따라 선택할 수 있다. 이러한 용매는 2종류 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 용매의 첨가량은 점접착제의 점도에 따라 결정할 수 있다. 점도는 10cps 내지 1000cps, 바람직하게는 50cps 내지 500cps이다. 점도가 10cps 미만이면 도포량이 적어지고 접착력이 부족하며, 반대로 1000cps를 초과하면 도포시에 취급하기 어렵게 된다.
실시예
이하, 실시예 및 비교예에 따라 본 발명을 추가로 설명하지만, 본 발명의 범위를 이러한 실시예에 한정하지 않음은 물론이다.
실시예 I-1 내지 I-18 및 비교예 I-1 내지 I-9
통상의 부틸 고무와 아래에 나타낸 공기 투과 방지층용 재료 A 내지 D로 이루어진 중합체 필름 및 점접착제를 사용하여 표 I-1 내지 I-6에 나타낸 조성의 공기 투과 방지층을 갖는 스틸 반경(radial) 타이어(크기: 165SR13)를 제조한다. 이 타이어에 대해서 다음 시험을 실시한다.
재료 A
미리 SBR 100부, 카본 블랙 HAF 60부, 스테아르산 1부, 석유계 탄화수소 수지(Escorez 1102, Esso) 10부 및 파라핀유(Machine Oil 22, Showa Shell) 10중량부를 고무용 밴버리형 혼합기로 혼련하여 마스터 뱃치를 제조해 둔다.
다음, 이축 혼련기로 나일론 6(Amilan CM1041, Toray) 50부와 상기 마스터 뱃치 90.5부를 혼련하여 수지 성분 중에 고무 성분을 분산시킨 다음, ZnO 1.5부, DM(Nocceler DM, Ouchi Shinko Chemical Industrial) 0.5부 및 황 0.3부를 가하여 동적 가황시켜 펠렛화한다.
이를 T-다이로 압축성형하여 두께가 0.1mm인 필름을 제조한다. 필름의 공기 투과 계수는 4.33 x 10-12cc·cm/cm2·sec·cmHg이고 영율은 91MPa이다.
재료 B
나일론 6/66 공중합체(Amilan CM6021, Toray)를 T-다이 압출기에 의해 필름으로 성형한다.
필름은 두께가 0.05mm이고 공기 투과율이 0.84x 10-12cc·cm/cm2·sec·cmHg이며 영율이 244MPa이다.
재료 C
나일론 6(Amilan CM1041, Toray) 25.2부, MXD6 나일론(Reny 6001, Mitsubishi Gas Petrochemical) 37.8부, 나일론 6/66/610(Amilan CM4001, Toray) 10.2부 및 Br-(폴리이소부티렌-P-메틸스티렌)(EXXPRO 89-4, Exxon Chemical) 27부를 이축 혼련기로 혼련하여 수지 성분 중에 고무를 분산시킨 다음, ZnO, 아연 스테아레이트 및 스테아르산을 각각 0.12부, 0.6부 및 0.3부의 양으로 가하고 동적 가황을 실시하여 펠렛화한다.
이를 T-다이로 압출성형하여 두께가 0.05mm인 필름으로 가공한다. 필름의 공기 투과 계수는 0.63 x 10-12cc·cm/cm2·sec·cmHg이고 영율은 317MPa이다.
재료 D
나일론 6.66 공중합체(Toray, Amilan CM6041) 13부, 나일론 11(Atochem, Rilsan BMNO) 25부 및 Br-(폴리이소부티렌-P-메틸스티렌)(EXXPRO 89-4, Exxon Chemical) 50부를 이축 혼련기로 혼련하여 수지 성분 중에 고무를 분산시킨 다음, ZnO, 아연 스테아레이트 및 스테아르산을 각각 0.3부, 1.2부 및 0.6부의 양으로 가하고 동적 가황을 실시하여 펠렛화한다.
이를 T-다이로 압출성형하여 두께가 0.10mm인 필름으로 가공한다. 필름의 공기 투과 계수는 8.50 x 10-12cc·cm/cm2·sec·cmHg이고 영율은 60MPa이다.
부틸 고무는 공기 투과 계수가 55 x 10-12cc·cm/cm2·sec·cmHg이고 영율이 15MPa인 일반적인 고무 부틸이다.
표 I-5에 사용한 점접착제
배합 백분율
EEA 에틸렌 에틸 아크릴레이트 공중합체 100
DPDJ-6169(Japan Unicar)
퀸톤(Quinton) A-100(Nippon Zeon) 60
디쿠밀 퍼옥사이드 1
FEF 블랙 10
톨루엔 400
MEK 100
n-헥산 100
상기 배합에서, 혼련기로 EEA, 퀸톤 A-100 및 FEF 블랙을 혼합한 다음 톨루엔 이하의 혼합 용매 중에 균질화기(회전수 8000rpm)로 교반하여 점접착제를 제조한다. 마지막으로, 디쿠밀 퍼옥사이드를 가하고 교반한다.
비교예 I-1 비교예 I-2 비교예 I-3 실시예 I-1 실시예 I-2 실시예 I-3 실시예 I-4 비교예 I-4
공기 투과 방지층 부틸 고무 부틸 고무 A A B C A A
공기 투과 계수x10-12(cc·cm/cm2·sec·cmHg) 55 55 4.33 4.33 0.84 0.63 4.33 4.33
공기 투과 방지층의 게이지(mm) 0.50 0.10 0.10 0.10 0.05 0.05 0.10 0.10
타이 고무의 게이지(mm) 0.70 없음 없음 없음 없음 없음 없음 없음
비드 부분 구조도 도 2(a) 도 2(a) 도 2(a) 도 3 도 3 도 3 도 10 도 10
공기 투과 방지 재료의 가장자리 위치 비드 토우 비드 토우 비드토우 비드토우 비드 토우 비드 토우 h=25mm h=35mm
피니싱 재료 텍스타일 텍스타일 텍스타일 고무 고무 고무 고무 고무
점접착제 도포 유무 없음 없음 없음 없음 없음 없음 없음 없음
압력 저하율(%/월) 3.0 6.1 1.5 1.5 0.63 0.49 1.5 1.5
제조시의 장애 유무 없음 없음 있음(피니싱의 들뜸) 없음 없음 없음 없음 있음(권취로 인한 주름)
질량(kg) 7.0 6.4 6.4 6.4 6.4 6.4 6.4 6.4
비고 라이너의 부틸 고무를 얇게 하면 공기누설이 증가됨 피니싱이 경화되면 제조시에 박리되기 쉬움 고무 피니싱을 사용하면 장애가 제거됨
비교예I-1 비교예I-3 실시예I-5 실시예I-6 실시예 I-7 비교예 I-5 비교예 I-6
공기 투과 방지층 부틸 고무 A A A A A A
공기 투과 계수x10-12(cc·cm/cm2·sec·cmHg) 55 4.33 4.33 4.33 4.33 4.33 4.33
공기 투과 방지층의 게이지 0.50 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10
타이 고무의 게이지(mm) 0.70 없음 없음 없음 없음 없음 없음
비드 부분 구조도 도 2(a) 도 2(a) 도 3 도 3 도 10 도 10 도 10
공기 투과 방지 재료의 가장자리 위치 비드 토우 비드 토우 비드토우 비드토우 h=25mm h=30mm h=25mm
피니싱 재료 텍스타일 텍스타일 텍스타일 텍스타일 텍스타일 텍스타일 텍스타일
커버 팩터 A 1159 1159 820 435 820 820 1159
평균 데니어수(d) 840 840 420 210 420 420 840
평균 엔드 수(E/50mm) 40 40 40 30 40 40 40
점접착제 도포 유무 없음 없음 없음 없음 없음 없음 없음
압력 저하율(%/월) 3.0 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
제조시의 장애 유무 없음 있음(피니싱의 들뜸) 없음 없음 없음 있음(권취에 의한 주름) 있음(피니싱의 들뜸)
질량(kg) 7.0 6.4 6.4 6.4 6.4 6.4 6.4
비고 피니싱이 경화되면 양호하지 않음 피니싱은 A=1000 이하이여야 함(A=0은 고무의 피니싱→제1항) 비드 부분에서 권취하는 경우, h가 2mm 이상이면 권취로 인하여 주름이 생김) h=25mm이더라도 피니싱이 경화되면 권취한 곳이 박리됨
비교예I-1 비교예I-3 실시예I-8 실시예I-9
공기 투과 방지층 부틸 고무 A A A
공기 투과 계수x1012(cc·cm/cm2·sec·cmHg) 55 4.33 4.33 4.33
공기 투과 방지층의 게이지(mm) 0.50 0.10 0.10 0.10
타이 고무 게이지(mm) 0.70 없음 없음 없음
비드 부분 구조도 도 2(a) 도 2(a) 도 9 도 9
공기 투과 방지 재료의 가장자리 위치 비드 토우 비드 토우 비드 힐 비드 힐
피니싱 재료 텍스타일 텍스타일 고무 텍스타일
점접착제 도포 유무 없음 없음 없음 없음
압력 저하율(%/월) 3.0 1.5 1.5 1.5
제조시의 장애 유무 없음 있음(피니싱의 들뜸) 없음 없음
질량(kg) 7.0 6.4 6.4 6.4
비교예I-1 비교예I-3 비교예I-7
공기 투과 방지층 부틸 고무 부틸 고무 A
공기 투과 계수x1012(cc·cm/cm2·sec·cmHg) 55 55 4.33
공기 투과 방지층의 게이지(mm) 0.50 0.10 0.10
타이 고무 게이지(mm) 0.7 없음 없음
비드 부분 구조도 도 2(a) 도 2(a) 도 7
공기 투과 방지층의 가장자리 위치 ht=0mm비드 토우 ht=0mm비드 토우 ht=-8mm비드 힐
피니싱 재료 텍스타일 텍스타일 텍스타일
점접착제 도포 유무 없음 없음 없음
압력 저하율(%/월) 3.0 x6.1 1.5
제조시의 장애 유무 없음 없음 없음
림 조합시 공기 투과 방지층 하단의 손상 없음 없음 있음*3
림 미끄럼 발생 유무 없음 없음 있음
주행 후 공기 투과 방지층 말단의 박리 유무 - - -
질량(kg) 7.0 6.4 6.4
*1 : 타이어 단면 높이(SH)=135mm
*2 : 비드 충전제의 비드 토우로부터 타이어 반경 방향으로 측정한 타이어 높이=48mm
*3 : 실용상 사용할 수 없을 정도로 큰 손상
*4 : 실용상 문제가 되지않을 수준의 경미(輕微)한 손상
*5 : 실용상 문제가 되지않는 경미한 손상
실시예I-10 실시예I-11 실시예I-12 실시예I-13
공기 투과 방지층 A A A A
공기 투과 계수x1012(cc·cm/cm2·sec·cmHg) 4.33 4.33 4.33 4.33
공기 투과 방지층의 게이지(mm) 0.10 0.10 0.10 0.10
타이 고무 게이지(mm) 없음 없음 없음 없음
비드 부분 구조도 도 4 도 6 도 6 도 6
공기 투과 방지층의 가장자리 위치 ht=0mm비드 토우ht/SH=0 ht=2mmht/SH=0.01 ht=5mmht/SH=0.04 ht=20mmht/SH=0.15*1
피니싱 재료 텍스타일 텍스타일 텍스타일 텍스타일
점접착제 도포 유무 없음 없음 없음 없음
압력 저하율(%/월) 1.5 1.5 1.5 2.0
제조시의 장애 유무 없음 없음 없음 없음
림 조합시 공기 투과 방지층 하단의 손상 경미*4 없음 없음 있음*3
림 미끄럼 발생 유무 없음 없음 없음 없음
주행 후 공기 투과 방지층 말단의 박리 유무 없음 없음 없음 없음
질량(kg) 6.4 6.4 6.4 6.4
*1 : 타이어 단면 높이(SH)=135mm
*2 : 비드 충전제의 비드 토우로부터 타이어 반경 방향으로 측정한 타이어 높이=48mm
*3 : 실용상 사용할 수 없을 정도로 큰 손상
*4 : 실용상 문제가 되지않을 수준의 경미한 손상
*5 : 실용상 문제가 되지않는 경미한 손상
실시예I-14 실시예I-15 실시예I-8 실시예I-16
공기 투과 방지층 A A A D
공기 투과 계수x1012(cc·cm/cm2·sec·cmHg) 4.33 4.33 4.33 8.50
공기 투과 방지층의 게이지(mm) 0.10 0.10 0.10 0.10
타이 고무 게이지(mm) 없음 없음 없음 없음
비드 부분 구조도 도 6 도 11 도 11 도 6
공기 투과 방지층의 가장자리 위치 ht=24mm비드 충전제 높이의 1/2*2ht/SH=0.18 ht=40mmht/SH=0.30 ht=50mmht/SH=0.37비드 충전제 높이보다 높음 *2 ht=5mmht/SH=0.04
피니싱 재료 텍스타일 텍스타일 텍스타일 텍스타일
점접착제 도포 유무 없음 없음 없음 없음
압력 저하율(%/월) 2.1 2.5 3.1 2.5
제조시의 장애 유무 없음 없음 없음 없음
림 조합시 공기 투과 방지층 하단의 손상 없음 없음 없음 없음
림 미끄럼 발생 유무 없음 없음 없음 없음
주행 후 공기 투과 방지층 말단의 박리 유무 없음 경미*5 있음 없음
질량(kg) 6.4 6.4 6.4 6.4
*1 : 타이어 단면 높이(SH)=135mm
*2 : 비드 충전제의 비드 토우로부터 타이어 반경 방향으로 측정한 타이어 높이=48mm
*3 : 실용상 사용할 수 없을 정도로 큰 손상
*4 : 실용상 문제가 되지않을 수준의 경미한 손상
*5 : 실용상 문제가 되지않는 경미한 손상
비교예I-1 비교예I-3 실시예I-17
공기 투과 방지층 부틸 고무 A A
공기 투과 계수x1012(cc·cm/cm2·sec·cmHg) 55 4.33 4.33
공기 투과 방지층의 게이지(mm) 0.50 0.10 0.10
타이 고무 게이지(mm) 0.70 없음 없음
비드 부분 구조도 도 2(a) 도 2(a) 도 2(a)
공기 투과 방지 재료의 가장자리 위치 비드 토우 비드 토우 비드 토우
피니싱 재료 텍스타일 텍스타일 텍스타일
점접착제 도포 유무 없음 없음 있음
압력 저하율(%/월) 3.0 1.5 1.5
제조시의 장애 유무 없음 있음 없음
질량(kg) 7.0 6.4 6.4
비교예I-1 비교예I-3 실시예I-18 비교예I-9
공기 투과 방지층 부틸 고무 A A A
공기 투과 계수x1012(cc·cm/cm2·sec·cmHg) 55 4.33 4.33 4.33
공기 투과 방지층의 게이지(mm) 0.50 0.10 0.10 0.10
타이 고무 게이지(mm) 0.70 없음 없음 없음
비드 부분 구조도 도 2(a) 도 2(a) 도 11 도 11
공기 투과 방지 재료의 가장자리 위치 비드 토우(ht=0mm) 비드 토우(ht=0mm) 비드 토우로부터의 높이ht/SH=30% 비드 토우로부터의 높이ht/SH=37%
피니싱 재료의 높이[hf(mm)] 25 25 25 25
피니싱 재료 텍스타일 텍스타일 텍스타일 텍스타일
점접착제 도포 유무 없음 없음 없음 없음
압력 저하율(%/월) 3.0 1.5 2.5 3.1
제조시의 장애 유무 없음 있음 없음 없음
질량(kg) 7.0 6.4 6.4 6.4
실시예 및 비교예의 평가에 사용한 시험 방법은 다음과 같다:
공기누설 시험(압력 저하율)
타이어를 13x41/2J의 림에 조립하고 200kPa의 초기 압력과 21℃의 실온에서 부하하지 않은 조건하에 3개월 동안 방치하여 타이어 내압을 4일마다 측정한다. 다음 수학식 2의 함수에 대입하여 α값을 구한다.
Pt/P0= exp(-αt)
위의 수학식 2에서,
Pt는 측정압력이고,
P0는 초기압력이며,
t는 경과일수이다.
수득한 α값을 사용하고 t에 30(일)을 대입시켜 다음 수학식 3으로부터 1개월당 압력 저하율[β(%/월)]을 구하여 나타낸다.
β = [1-exp(-αt)] x 100
제조 장애(불능)의 판정
미처리(green) 타이어를 성형 후 24시간 동안 실온에 방치한다. 비드 부분의 공기 투과 방지층과 피니싱의 상태를 확인하여 박리된 것을 불합격으로 판정한다.
[림 조립시 공기 투과 방지층 하단 손상 유무 평가 방법]
타이어를 림 조립 장치에서 림 조립·탈착을 각각 10회 반복하여 공기 방지층 말단 부분의 균열 또는 박리 유무를 관찰한다. 10회 반복 후에 균열이 없는 것을 "없음"으로 하고, 3회 반복 후에 박리 또는 균열 등이 없으나 7회 반복 후에 박리 또는 균열 등이 약간 있는 것을 "경미(輕微)"로 하며, 3회 반복 후 균열 또는 박리가 있는 것을 "있음"으로 한다.
[림 미끄럼 평가 방법]
JATMA 규격으로 규정된 표준 림에 타이어를 조립시키고 200kPa의 압력으로 공기를 채우고, 추가로 림 조립시킨 평가 타이어와 림에 타이어와 림이 원주 방향에서 빗나가는 경우 알 수 있도록 기준선을 그어둔다. 이 타이어를 배기량 1500cc의 소형차에 장착시키고, 건조 노면을 시속 50km로 주행하는 중에 급제동을 건다. 이 급제동을 3회 반복한 후, 먼저 기준선을 빗나갔는지를 관찰한다.
[주행 후의 공기 투과 방지층 말단 부분의 박리 유무]
JATMA 규격으로 규정된 표준 림에 140kPa의 압력으로 공기를 채우고 외경 1700mm의 드럼을 사용하여, 38℃의 실온에서 하중 300kN, 속도 80km/h로 10,000km의 거리를 주행시키고 주행 후의 공기 투과 방지층 말단 부분의 박리 유무를 관찰한다. 이 단계에서 박리가 있는 경우를 "있음"으로 판정한다. 또한 상기 조건으로 추가로 10,000km를 주행시키고 다시 주행시킨 후의 공기 투과 방지층의 박리 유무를 관찰한다. 박리가 2mm 이상인 경우를 "경미"로 판정한다. 박리가 전혀 없는 경우를 "없음"으로 판정한다.
피니싱의 커버 팩터(A)의 측정방법
(i) 타이어의 비드 코어 내면으로부터 피니싱 층을 샘플링하여 톨루엔에 침지시켜 고무를 팽윤시킨 다음 고무를 제거한다. 고무를 제거한 잔류물로부터 코드를 샘플링하고 길이와 질량을 측정한다. 이를 데니어수로 환산하고 종횡으로 각각 구한 데니어수를 평균한다.
(ii) 각 코드 방향의 코드에 대해서 코드 방향과 직각 방향의 폭 50mm 범위의 코드 삽입 갯수를 측정하여 값을 평균한다.
(iii) 다음 수학식 1로 커버 팩터(A)를 계산한다.
수학식 1
A = (텍스타일 피니싱 층에 매설된 코드의 평균 데니어수)0.5x (텍스타일 피 니싱 층의 폭 50mm당 코드 삽입 갯수의 평균)
표준예 Ⅱ-1, 실시예 Ⅱ-1 내지 Ⅱ-6 및 비교예 Ⅱ-1 내지 Ⅱ-3
다음 재료를 포함하는 필름을 공기 투과 방지층으로서 사용하여 타이어 크기 165SR13(림 크기: 13 x 41/2-J)의 본 발명의 제1 양태에 따르는 실시예를 포함하는 공기 주입 타이어를 제조한다.
수득한 각 타이어에 대해서 다음 방법으로 공기누설 시험(압력 저하율), 피니싱 층의 박리 및 성형시의 생산성을 평가한다. 결과는 표 I에 나타내었다. 재료의 부는 모두 중량부를 나타낸다.
미리 SBR 100부, 카본 블랙 HAF 60부, 스테아르산 1부, 석유계 탄화수소 수지(Escolez 1102, Esso) 10부 및 파라핀유(Machine Oil 22, Showa Shell) 10부를 고무용 밴버리 혼합기로 혼련하여 마스터 뱃치를 제조해 둔다.
다음, 이축 혼련기로 나일론 6(Amilan CM1041, Toray) 50부와 상기 마스터 뱃치 90.5부를 혼련하여 수지 성분 중에 고무 성분을 분산시킨 후, ZnO 1.5부, DM(Nocceler DM, Ouchi Shinkyo Chemical Industrial) 0.5부 및 황 0.3부를 가하여 동적 가황시켜 펠렛화한다.
이를 T-다이로 압출성형하여 두께가 0.1mm인 필름을 제조한다. 필름의 공기 투과 계수는 4.33 x 10-12cc·cm/cm2·sec·cmHg이고 영율은 91MPa이다.
필름의 공기 투과 계수 측정법
JIS K7126 "플라스틱 필름 및 시트의 기체 투과도 시험방법(A법)"에 준한다.
시험편: 각 예에서 제조한 필름 샘플을 사용한다.
시험 기체: 공기(N2:O2= 8:2)
시험 온도: 30℃
공기누설 시험법(압력 저하율)
200kPa의 초기압력, 21℃의 실온 및 부하하지 않은 조건에서 3개월 동안 방치한다. 4일 간격으로 내압을 측정한다. 다음 수학식 2에 대입하여 α값을 구한다.
수학식 2
Pt/P0= exp(-αt)
위의 수학식 2에서,
Pt는 측정압이고,
P0는 초기압력이며,
t는 경과일수이다.
수득한 α값을 사용하고 t에 30(일)을 대입시켜 다음 수학식 3으로부터 1개월당 압력 저하율[β(%/월)]로 한다.
수학식 3
β = [1-exp(-αt)] x 100
성형시의 생산성(2개의 수준으로 표시)
×: 성형 가능하지만 양적 생산면에서 실용성이 없음.
○: 성형시 문제가 없음.
피니싱의 박리(3개의 수준으로 표시)
×: 완전히 박리됨.
△: 사용할 수 있는 수준.
○: 접착되어 있음.
평가 결과는 표 Ⅱ-1에 나타내었다.
표준예 비교예Ⅱ-1 실시예Ⅱ-1 실시예Ⅱ-2 실시예Ⅱ-3
공기 투과 계수x10-12(cc·cm/cm2·sec·cmHg) 55 4.33 4.33 4.33 4.33
피니싱과 카커스 사이에 끼워진 필름 면적에 대한 절단 면적비 0 0 3 5 30
절단 돌출율(%)*1 0 0 0 0 0
압력 저하율(%/월) 3.0 ×*4 1.5 1.5 1.5
절단 형상 없음 없음 프리킹 구멍 구멍
성형시의 생산성*2 ○ ○ ○ ○ ○
피니싱의 박리*3 ○ × △ ○ ○
질량(kg) 7.0 6.4 6.4 6.4 6.4
*1: 타이어 내부 표면적에 대한 피니싱으로부터 돌출된 절단 부분의 면적비를 "절단 돌출율"로 나타냄.
*2: 성형시의 생산성 평가 수준(2단계):
×: 성형 가능하지만 양적 생산면에서 실용성이 없음.
○: 성형에 문제가 없음.
*3: 피니싱의 박리 평가 수준(3단계):
×: 완전히 박리됨.
△: 사용할 수 있는 수준.
○: 접착되어 있음.
*4: 피니싱 층이 완전히 박리되어 림 조립이 불가능, 평가 불능.
실시예Ⅱ-4 비교예Ⅱ-2 실시예Ⅱ-5 실시예Ⅱ-6 비교예Ⅱ-3
공기 투과 계수x10-12(cc·cm/cm2·sec·cmHg) 4.33 4.33 4.33 4.33 4.33
피니싱과 카커스 사이에 끼워진 필름 면적에 대한 절단 면적비 80 90 30 30 30
절단 돌출율(%)*1 0 0 5 15 20
압력 저하율(%/월) 1.6 1.6 1.9 2.7 3.1
절단 형상 구멍 구멍 구멍 구멍 구멍
성형시의 생산성*2 ○ × ○ ○ ○
피니싱의 박리*3 ○ ○ ○ ○ ○
질량(kg) 6.4 6.4 6.4 6.4 6.4
*1: 표 Ⅱ-1 각주 참조
표준예는 종래의 부틸 라이너(공기 투과 계수 55 x 10-12(cc·cm/cm2·sec·cmHg)의 일반적인 예를 나타낸다. 라이너 게이지는 공기 투과 방지층과 타이 고무 둘 다 1.2mm이다.
비교예 Ⅱ-1은 필름에 절단을 실시하지 않은 것으로 실용적으로는 사용할 수 없는 결과를 나타낸다.
이와 반대로, 실시예 Ⅱ-1은 프리킹(pricking)을 실시한 경우를 나타낸다. 프리킹시키더라도 피니싱 층은 박리되지 않으며 실용적으로 사용할 수 있다. 추가로, 실시예 Ⅱ-2 내지 Ⅱ-4는 필름 면적에 대한 절단 면적의 비율이 5%, 30% 및 80%인 경우로, 이 비율이 5 내지 80%인 경우, 양호한 결과를 얻을 수 있음을 나타낸다. 비교예 Ⅱ-2는 절단 면적비를 90%로 한 경우를 나타낸다. 이 범위보다 더 커지면 성형하기 어려워지고 양적 생산면에서 바람직하지 못하다.
실시예 Ⅱ-5 및 Ⅱ-6은 절단 돌출율이 15% 이하의 범위이면 절단이 돌출되더라도 문제가 없음을 나타내고 있다. 이와 반대로 비교예 Ⅱ-3에 나타낸 바와 같이, 절단 돌출율이 15%를 초과하면 공기 투과율이 악화되기 때문에 바람직하지 못함을 나타낸다.
실시예 Ⅱ-7과 Ⅱ-8 및 비교예 Ⅱ-4
상기 재료를 사용한 필름을 공기 투과 방지층으로서 사용하는 타이어 크기 165SR13(림 크기: 13 x 41/2-J)의 본 발명의 제2 양태에 따르는 실시예를 포함하는 공기 주입 타이어를 제조하여 상기한 방법과 같이 평가한다. 결과는 표 Ⅱ-2에 나타내었다.
실시예 Ⅱ-7과 Ⅱ-8의 결과로부터 명백하듯이, 피니싱 층과 필름의 중첩량이 10mm 이하이면 피니싱 층의 박리를 억제할 수 있고, 중첩량이 5mm 이하이면 더욱 바람직하다. 그러나, 이 중첩량을 15mm로 하면, 비교예 Ⅱ-4에 나타낸 바와 같이 피니싱이 박리되어 버린다.
실시예Ⅱ-7 실시예Ⅱ-8 비교예Ⅱ-4
공기 투과 계수x10-12(cc·cm/cm2·sec·cmHg) 4.33 4.33 4.33
피니싱과 필름의 중첩량(mm) 5 10 15
압력 저하율(%/월) 1.5 1.5 1.5
성형시의 생산성*1 ○ ○ ○
피니싱의 박리*1 ○ △ ×
질량(kg) 6.4 6.4 6.4
*1: 표 Ⅱ-1 각주 참조
종래의 부틸 고무를 사용한 공기 투과 방지층과 비교하여, 공기를 적게 투과시키는 두께가 얇고 경량화된 필름을 사용한다. 종래 필름의 점착력 부족과 피니싱 층의 강성으로 인하여 비드 부분에 발생하는 제조시의 장애를, 공기 투과 방지층과 피니싱 층의 구조와 재료에 의해 제조시의 장애를 발생시키지 않으면서 경량화된 공기 주입 타이어를 수득할 수 있다. 또한 본 발명에 따라, 내공기누설성과 미끄럼저항을 손상시키지 않고 피니싱 층과 카커스 층 사이의 필름 층에서의 박리를 발생시키지 않으면서, 생산성이 우수한 경량의 타이어를 수득할 수 있다.

Claims (10)

  1. 공기 투과 계수가 25 x 10-12(cc·cm/cm2·sec·cmHg) 이하인 열가소성 수지 또는 열가소성 수지와 엘라스토머와의 블렌드를 함유하는 열가소성 엘라스토머 조성물의 필름으로 이루어지고 타이어 내면을 실질적으로 덮는 공기 투과 방지층을 갖고, 공기 투과 방지층이 타이어 카커스 층과의 사이에 끼워지도록 고무 피니싱 층을 설치한 공기 주입 타이어.
  2. 공기 투과 계수가 25 x 10-12(cc·cm/cm2·sec·cmHg) 이하인 열가소성 수지 또는 열가소성 수지와 엘라스토머와의 블렌드를 함유하는 열가소성 엘라스토머 조성물의 필름으로 이루어지고 타이어 내면을 실질적으로 덮는 공기 투과 방지층을 갖고, 공기 투과 방지층이 타이어 카커스 층과의 사이에 끼워지도록, 수학식 1로 정의되는 커버 팩터(A)가 0 이상 1000 이하인 텍스타일 피니싱 층을 설치한 공기 주입 타이어.
    수학식 1
    A = (텍스타일 피니싱 층에 매설된 코드의 평균 데니어수)0.5x (텍스타일 피 니싱 층의 폭 50mm당 코드 삽입 갯수의 평균)
  3. 공기 투과 계수가 25 x 10-12(cc·cm/cm2·sec·cmHg) 이하인 열가소성 수지 또는 열가소성 수지와 엘라스토머와의 블렌드를 함유하는 열가소성 엘라스토머 조성물의 필름으로 이루어지고 타이어 내면을 실질적으로 덮는 공기 투과 방지층을 갖고, 피니싱 층이 타이어 카커스 층과 공기 투과 방지층과의 사이에 끼워진 구조의 공기 주입 타이어.
  4. 제3항에 있어서, 타이어 단면 높이(SH)에 대한 공기 투과 방지층 말단 부분의 비드 토우 부분으로부터 타이어 직경 방향으로 측정한 높이(ht)의 비가 0% 내지 30%인 공기 주입 타이어.
  5. 공기 투과 계수가 25 x 10-12(cc·cm/cm2·sec·cmHg) 이하인 열가소성 수지 또는 열가소성 수지와 엘라스토머와의 블렌드를 함유하는 열가소성 엘라스토머 조성물의 필름으로 이루어지고 타이어 내면을 실질적으로 덮는 공기 투과 방지층을 갖고, 공기 투과 방지층의 반경 방향의 말단 부분이 피니싱 층과 카커스 층 사이에 끼워진 구조이며, 공기 투과 방지층의 반경 방향의 말단 부분이 비드 코어의 타이어 직경 방향 내측에 위치하고 있는 구조의 공기 주입 타이어.
  6. 공기 투과 계수가 25 x 10-12(cc·cm/cm2·sec·cmHg) 이하인 열가소성 수지 또는 열가소성 수지와 엘라스토머와의 블렌드를 함유하는 열가소성 엘라스토머 조성물의 필름으로 이루어지고 타이어 내면을 실질적으로 덮는 공기 투과 방지층을 갖고, 공기 투과 방지층과 피니싱 층이 반경 방향에 있어서 중첩되는 부분이 있는 구조이며, 공기 투과층과 인접하는 층과의 사이의 한 쪽 이상의 일부에 점접착제(粘接着劑)를 도포하여 이루어지는 공기 주입 타이어.
  7. 공기 투과 계수가 25 x 10-12(cc·cm/cm2·sec·cmHg) 이하인 열가소성 수지 또는 열가소성 수지와 엘라스토머와의 블렌드를 함유하는 열가소성 엘라스토머 조성물의 필름으로 이루어지고 타이어 내면을 실질적으로 덮는 공기 투과 방지층을 갖고, 공기 투과 방지층과 피니싱 층이 직접 중첩하지 않는 구조이며, 타이어 단면 높이(SH)에 대한 공기 투과 방지층 말단 부분의 비드 토우 부분으로부터 타이어 직경 방향으로 측정한 높이(ht)의 비가 30% 이하인 공기 주입 타이어.
  8. 공기 투과 계수가 25 x 10-12(cc·cm/cm2·sec·cmHg) 이하인 열가소성 수지 또는 열가소성 수지와 엘라스토머와의 블렌드로 이루어진 열가소성 엘라스토머 조성물의 필름을 공기 투과 방지층으로서 사용하고 비드 부분에 있어서 카커스 층과 피니싱 층의 사이에 필름이 끼워진 구조를 갖는 공기 주입 타이어에 있어서, 카커스 층과 피니싱 층에 끼워진 필름의 한 부분 이상이 절단되고, 피니싱 층과 카커스 층이 직접 접착하는 부분을 갖는 공기 주입 타이어.
  9. 제8항에 있어서, 피니싱 층과 카커스 층에 끼워진 필름이 피니싱 층과 카커스 층에 끼워진 필름 면적의 5% 내지 80%의 면적으로 절단되어 있는 공기 주입 타이어.
  10. 공기 투과 계수가 25 x 10-12(cc·cm/cm2·sec·cmHg) 이하인 열가소성 수지 또는 열가소성 수지와 엘라스토머와의 블렌드로 이루어진 열가소성 엘라스토머 조성물의 필름을 공기 투과 방지층으로서 사용하고 비드 부분에 있어서 카커스 층과 피니싱 층의 사이에 필름이 끼워진 구조를 갖는 공기 주입 타이어에 있어서, 피니싱 층과 필름의 중첩량이 10mm 이하인 공기 주입 타이어.
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