KR20090056855A - 공기압 타이어 - Google Patents

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KR20090056855A
KR20090056855A KR1020080118569A KR20080118569A KR20090056855A KR 20090056855 A KR20090056855 A KR 20090056855A KR 1020080118569 A KR1020080118569 A KR 1020080118569A KR 20080118569 A KR20080118569 A KR 20080118569A KR 20090056855 A KR20090056855 A KR 20090056855A
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랄프 므루크
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더 굿이어 타이어 앤드 러버 캄파니
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Abstract

본 발명은, 하나 이상의 강화용 텍스타일 코드(reinforcing textile cord)와 접촉하는 고무 조성물을 포함하는 하나 이상의 성분을 포함하고, 여기서 상기 텍스타일 코드는 상기 텍스타일 코드의 표면 상에 배치된 레조르시놀-포름알데하이드-라텍스(RFL) 접착제를 포함하고, 상기 RFL 접착제는 폴리비닐피롤리돈 및 하나 이상의 다른 탄성중합체를 포함하고, 상기 RFL 접착제는 상기 RFL 접착제 중의 상기 탄성중합체의 총 중량을 기준으로 0.4 내지 4 중량%의 폴리비닐피롤리돈을 포함하는 공기압 타이어에 관한 것이다.

Description

공기압 타이어{PNEUMATIC TIRE}
다른 출원에 대한 상호참조
본 출원은 2007년 11월 30일자로 출원된 미국특허 제 60/991,250 호를 우선권으로 주장한다.
본 발명은 공기압 타이어에 관한 것이다.
타이어 중의 경화된 고무와 섬유 강화물 사이의 접착성은 많은 경우 충분하지 않다. 다양한 접착제 처리가 상기 고무와 섬유 간의 접착성을 증진시키기 위해 사용되었지만, 증가하는 성능 표준 및 조건은 개선된 접착성을 요구한다.
따라서, 고무에 대해 개선된 접착성을 나타내는 방식으로 섬유 강화 처리된 타이어를 제공하는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명의 목적은 고무에 대해 개선된 접착성을 나타내는, 섬유 강화 처리된 타이어를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 하나 이상의 강화용 텍스타일 코드와 접촉하는 고무 조성물을 포함하는 하나 이상의 성분을 포함하고, 여기서 상기 텍스타일 코드는 상기 텍스타일 코드의 표면 상에 배치된 레조르시놀-포름알데하이드-라텍스(RFL) 접착제를 포함하고, 상기 RFL 접착제는 폴리비닐피롤리돈 및 하나 이상의 다른 탄성중합체를 포함하고, 상기 RFL 접착제는 상기 RFL 접착제 중의 상기 탄성중합체의 총 중량을 기준으로 0.4 내지 4 중량%의 폴리비닐피롤리돈을 포함하는 공기압 타이어를 제공한다.
텍스타일 코드를 폴리비닐피롤리돈을 포함하는 RFL로 처리하는 경우, 텍스타일 코드와 인접한 고무간에 개선된 접착력을 제공한다.
발명의 요약
본 발명은, 하나 이상의 강화용 텍스타일 코드(reinforcing textile cord)와 접촉하는 고무 조성물을 포함하는 하나 이상의 성분을 포함하고, 여기서 상기 텍스타일 코드는 상기 텍스타일 코드의 표면 상에 배치된 레조르시놀-포름알데하이드-라텍스(RFL) 접착제를 포함하고, 상기 RFL 접착제는 폴리비닐피롤리돈 및 하나 이상의 다른 탄성중합체를 포함하고, 상기 RFL 접착제는 상기 RFL 접착제 중의 상기 탄성중합체의 총 중량을 기준으로 0.4 내지 4 중량%의 폴리비닐피롤리돈을 포함하는 공기압 타이어에 관한 것이다.
통상적으로, 타이어의 카카스 플라이(carcass ply) 부품은 타이어 카카스의 코드-강화된 요소이다. 종종, 2 이상의 카카스 플라이 부품이 타이어 카카스에 사용된다. 상기 카카스 플라이 부품 자체는 통상적으로 다중 코드-강화된 부품이며, 여기서 상기 코드는, 일반적으로 플라이 코트(ply coat)라고 지칭되는 고무 조성물에 함입된다. 상기 플라이 코트 고무 조성물은 통상적으로, 다수의 코드들이 상대적으로 크고 가열되고 회전하는 금속 원통형 롤의 상부 및 주변을 지나거나, 관통할 때, 상기 코드들 상에 고무를 캘린더링(calendering)함으로써 적용된다. 상기 타이어의 카카스 플라이 부품뿐만 아니라, 상기 고무 조성물 플라이코트를 적용하는 캘린더링 방법은 당업자에게 주지되어 있다. 이것은, 텍스타일 코드로 형성되고 상기 카카스 층에서와 같은 방식으로 처리된 타이어 벨트 층에도 동일하게 적용된다. 텍스타일 코드를 포함할 수 있는 타이어 케이싱(casing)에서의 다른 부품들은 캡 플라이, 비드 인서트(bead insert) 및 런플랫(runflat) 측벽 인서트를 포함한다.
실용적으로는, 폴리에스터, 레이온, 아라미드 및 나일론(이에 한정되지 않음)을 비롯한 다양한 조성 및 구조의 코드가 카카스 플라이 또는 벨트에 사용될 수 있다. 상기 코드 및 이들의 구조(모노필라멘트이든지 꼬인 필라멘트이든지 간에)는 당업자에게 주지되어 있다. 상기 코드는 단일-단부(single-end)(비직조)의 코드 또는 직물로 직조된 형태일 수 있다. 코드는 단일 물질 또는 2 이상의 물질의 하이브리드, 예를 들어 폴리에스터 또는 나일론 얀 중심 주변에 아라미드 얀(yarn)이 둘러싼 형태로 형성될 수 있다.
텍스타일 코드를 폴리비닐피롤리돈을 포함하는 RFL로 처리하는 것이, 텍스타일 코드와 인접한 고무간에 개선된 접착성을 제공하는 것으로 밝혀졌다.
하나의 실시양태에서는, 상기 RFL이 폴리비닐피롤리돈과 함께, 레조르시놀 포름알데하이드 수지, 스타이렌-부타다이엔 공중합체 라텍스, 비닐피리딘-스타이렌-부타다이엔 삼원공중합체 라텍스 및 블록화된 아이소시아네이트를 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서는, 상기 텍스타일 코드가 먼저 폴리에폭사이드를 포함하는 수성 유탁액으로 처리되고, 이어서 상기 RFL로 처리될 수 있다.
상기 텍스타일 코드는, 당분야에 공지된 바와 같은 타이어에 사용하기 적합한 임의의 섬유로부터 제조될 수 있다. 하나의 실시양태에서, 상기 텍스타일 코드는 폴리에스터 또는 아라미드일 수 있다. 상기 코드가 제조되는 방법의 예로써, 코드용 폴리에스터 얀은 전형적으로 중합체 용융물로부터 필라멘트를 압출함으로써 멀티필라멘트 다발로서 제조된다. 폴리에스터 코드는, 폴리에스터 섬유를 다수의 섬유를 포함하는 얀으로 인발(drawing)하고, 이어서 다수의 얀들을 꼬아서 코드로 만듦으로써 제조된다. 상기 얀은, 상기 필라멘트가 서로에 대해 및 장비에 대해 프렛팅(fretting)되지 않도록 하여 우수한 기계적 특성을 확보할 수 있도록 스핀-피니시(spin-finish)로 처리될 수 있다. 일부 경우에는, 상기 얀을 코드로 꼬기 전에, 소위 접착성 활성화제로 상부-코팅될 수 있다. 전형적으로 폴리에폭사이드를 포함하는 상기 접착성 활성화제는, 상기 폴리에스터 코드를 RFL 침지액(dip)으로 함침시킨 후, 고무 화합물에 대한 상기 폴리에스터 코드의 접착성을 향상시키는 역할을 한다. 이러한 함침 시스템은, 특히 폴리에스터 코드 필라멘트 스킨을 공격하고 접착제/코드 계면을 열화시키는 미량의 수분 및 아민을 함유하는 화합물에서의 장시간의 고온 경화에 강하지 못하다. 전형적인 불량의 신호는, 단지 미량의 접착제만이 상부에 남아있는 누드(nude) 폴리에스터 코드이다.
처리 단계에서는, 상기 텍스타일 코드가 RFL 액체에 함침된다. 하나의 실시양태에서는, 상기 RFL 접착제 조성물이 (1) 레조르시놀, (2) 포름알데하이드, (3) 스타이렌-부타다이엔 고무 라텍스, (4) 비닐피리딘-스타이렌-부타다이엔 삼원공중합체 라텍스, (5) 블록화된 아이소시아네이트, 및 (6) 폴리비닐피롤리돈으로 구성된다. 레조르시놀은 포름알데하이드와 반응하여 레조르시놀-포름알데하이드 반응 생성물을 생성한다. 이 반응 생성물은 상기 레조르시놀 상의 페놀 기와 상기 포름알데하이드 상의 알데하이드 기의 축합 반응의 결과에 의한 것이다. 레조르시놀 레졸 및 레조르시놀-페놀 레졸은, 라텍스 내의 동일 반응계에서 형성되든지 수용액 중에서 개별적으로 형성되든지 간에, 접착제 혼합물 중의 다른 축합 생성물에 비해 상당히 우수하다.
레조르시놀은, 약 37%의 포름알데하이드가 수산화 나트륨과 같은 강염기와 함께 첨가된 물에 용해될 수 있다. 상기 강염기는 일반적으로 레조르시놀의 약 7.5% 이하를 구성하고, 레조르시놀에 대한 포름알데하이드의 몰 비는 약 1.5 내지 약 2의 범위이어야 한다. 레졸 또는 축합 생성물 또는 수지의 수용액은 스타이렌-부타다이엔 라텍스 및 비닐피리딘-스타이렌-부타다이엔 삼원공중합체 라텍스와 혼합된다. 상기 레졸 또는 다른 언급된 축합 생성물 또는 상기 축합 생성물을 형성하는 물질은 상기 라텍스 혼합물의 5 내지 40 부, 바람직하게는 10 내지 28 부(고형분 기준)를 구성해야 한다. 레졸을 형성하는 상기 축합 생성물, 또는 레졸 유형 수지를 형성하는 물질은 바람직하게는 부분적으로 반응하거나 단지 부분적으로 물에 용해되도록 반응해야 한다. 이어서, 최종 침지액 내의 총 고형분이 약 12 중량% 내지 28 중량%가 되도록 충분한 물을 첨가한다. 레조르시놀/포름알데하이드 수지에 대한, 라텍스로부터의 중합체성 고형분의 중량 비는 약 2 내지 약 6의 범위여야 한다.
RFL 접착제는 블록화된 아이소시아네이트를 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서는, 약 1 내지 약 8 중량부의 블록화된 아이소시아네이트의 고형분이 상기 접착제에 첨가된다. 상기 블록화된 아이소시아네이트는, 카프로락탐 블록화된 메틸렌-비스-(4-페닐-아이소시아네이트), 예컨대 이엠에스 아메리칸 그릴론 아이엔씨(EMS American Grilon, Inc.)로부터 입수가능한 그릴본드-IL6(Grilbond-IL6), 및 미국특허 제 3,226,276 호, 제 3,268,467 호 및 3,298,984 호에 기술된 페놀 포름 알데하이드 블록화된 아이소시아네이트(이에 한정되지 않음)를 비롯한, RFL 접착제 침지액에 사용되는 것으로 공지된 임의의 적합한 블록화된 아이소시아네이트일 수 있으며, 상기 3개의 특허 전체를 본원에 참고로 인용한다. 블록화된 아이소시아네이트로서, 하나 이상의 아시소시아네이트와 1종 이상의 아이소시아네이트 블록화제간의 반응 생성물을 사용할 수 있다. 상기 아이소시아네이트는 모노아시소시아네이트(예컨대, 페닐 아이소시아네이트, 다이클로로페닐 아이소시아네이트 및 나프탈렌 모노아이소시아네이트), 다이아이소시아네이트(예컨대, 톨릴렌 다이아이소시아네이트, 다이아니시딘 다이아이소시아네이트, 헥사메틸렌 다이아이소시아네이트, m-페닐렌 다이아이소시아네이트, 테트라메틸렌 다이아이소시아네이트, 알킬벤젠 다이아이소시아네이트, m-자일렌 다이아이소시아네이트, 사이클로헥실메탄 다이아이소시아네이트, 3,3-다이메톡시페닐메탄-4,4'-다이아이소시아네이트, 1-알콕시벤젠-2,4-다이아이소시아네이트, 에틸렌다이아이소시아네이트, 프로필렌 다이아이소시아네이트, 사이클로헥실렌-1,2-다이아이소시아네이트, 다이페닐렌 다이아이소시아네이트, 부틸렌-1,2-다이아이소시아네이트, 다이페닐메탄-4,4-다이아이소시아네이트, 다이페닐에탄 다이아이소시아네이트, 1,5-나프탈렌 다이아이소시아네이트 등), 트라이아이소시아네이트(예컨대, 트라이페닐메탄 트라이아이소시아네이트, 다이페닐메탄 트라이아이소시아네이트 등)을 포함한다. 상기 아이소시아네이트-블록화제는 페놀(예컨대, 페놀, 크레졸 및 레조르시놀), 3급 알코올(예컨대, 3급-부탄올 및 3급-펜탄올), 방향족 아민(예컨대, 다이페닐아민, 다이페닐나프틸아민 및 자일리딘), 에틸렌이민(예컨대, 에틸렌이민 및 프로필렌이민), 이미드(예컨대, 석신산 이미 드 및 프탈이미드), 락탐(예컨대, ε-카프로락탐, δ-발레로락탐 및 부티로락탐), 우레아(예컨대, 우레아 및 다이에틸렌 우레아), 옥심(예컨대, 아세트옥심, 사이클로헥산옥심, 벤조페논 옥심) 및 α-피롤리돈을 포함한다.
상기 RFL 접착제는 폴리비닐피롤리돈 및 하나 이상의 다른 탄성중합체를 포함한다. 하나의 실시양태에서는, 폴리비닐피롤리돈이 상기 RFL 액체 중의 총 탄성중합체의 0.4 내지 4 중량%를 구성하도록 상기 RFL에 첨가된다. 다른 실시양태에서는, 폴리비닐피롤리돈이 상기 RFL 액체 중의 총 탄성중합체의 0.7 내지 2.5 중량%를 차지한다. 하나의 실시양태에서는, 상기 하나 이상의 다른 탄성중합체가 스타이렌-부타다이엔 공중합체 고무, 비닐피리딘-스타이렌-부타다이엔 삼원공중합체일 수 있다. 따라서, 하나의 실시양태에서는, 상기 RFL 액체가, 탄성 공중합체로서 스타이렌-부타다이엔 공중합체 고무, 비닐피리딘-스타이렌-부타다이엔 삼원공중합체, 및 폴리비닐피롤리돈을 포함한다.
적합한 폴리비닐피롤리돈은 바스프(BASF)의 루비텍(Luvitech, 등록상표명) K로서 입수가능하다.
상기 탄성중합체는 라텍스 또는 다른 형태로 첨가될 수 있다. 하나의 실시양태에서는, 폴리비닐피롤리돈이 수용액으로서 상기 RFL 접착제에 첨가될 수 있다. 하나의 실시양태에서는, 비닐피리딘-스타이렌-부타다이엔 삼원공중합체 라텍스 및 스타이렌-부타다이엔 고무 라텍스가 상기 RFL 접착제에 첨가될 수 있다. 비닐피리딘-스타이렌-부타다이엔 삼원공중합체는, 비닐피리딘-스타이렌-부타다이엔 삼원공중합체의 고형분 중량이 스타이렌-부타다이엔 고무의 고형분 중량의 약 50 % 내지 약 100%가 되도록, 즉 스타이렌-부타다이엔 고무에 대한 비닐피리딘-스타이렌-부타다이엔 삼원공중합체의 중량 비가 약 1 내지 약 2가 되도록, 상기 RFL 접착제 내에 존재할 수 있다.
일반적으로, 폴리비닐피롤리돈이 아닌 탄성중합체의 라텍스를 먼저 제조하고, 이어서 부분적으로 축합된 축합 생성물을 첨가하는 것이 바람직하다. 그러나, 구성 성분들(레조르시놀 및 포름알데하이드)이 축합되지 않은 형태로 중합체 라텍스에 첨가된 다음, 이어서 동일 반응계에서 전체적인 축합이 일어날 수도 있다. 상기 라텍스는 알칼리성 pH 수준에서 유지되는 경우 더 오래 동안, 더 안정한 경향이 있다.
상기 합쳐진 라텍스 및 축합 생성물을 에이징(aging)한 후, 폴리비닐피롤리돈을 첨가한다. 에이징 후에 상기 합쳐진 라텍스/축합 생성물에 폴리비닐피롤리돈을 첨가하는 것은 고형분의 침전을 막기 위해 필요하다. 하나의 실시양태에서는, 폴리에스터 얀을 꼬아서 코드로 만든 후, 상기 텍스타일 코드는 상기 RFL로 처리하기 전에 폴리에폭사이드로 처리된다. 상기 꼬아진 코드는, 본원에서 에폭시 또는 에폭시 화합물이라고도 지칭되는 폴리에폭사이드의 수성 분산액에 함침된다. 상기 텍스타일 코드는, 꼬기 전에 사이징(sizing)제 또는 접착제로 처리된 얀으로부터 형성될 수도 있다. 따라서, 통상적인 접착제-활성화된 얀(즉, 꼬기 전에 접착제로 처리된 얀)을 사용하여 제조된 코드가, 후속적으로 본 발명의 방법을 사용하여 처리될 수도 있다.
폴리에폭사이드로서, 지방족 폴리알코올(예컨대, 글리세린, 프로필렌 글라이 콜, 에틸렌 글라이콜, 헥산 트라이올, 소르비톨, 트라이메틸올 프로판, 3-메틸펜탄트라이올, 폴리(에틸렌 글라이콜), 폴리(프로필렌 글라이콜) 등)과 할로히드린(예컨대, 에피클로로히드린)의 반응 생성물; 방향족 폴리알코올(예컨대, 레조르시놀, 페놀, 하이드로퀴놀린, 플로로글루신올 비스(4-하이드록시페닐)메탄)과 할로히드린의 반응 생성물; 노볼락 유형 페놀성 수지(예컨대, 노볼락 유형 페놀성 수지, 또는 노폴락 유형 레조르시놀 수지)와 할로히드린의 반응 생성물을 사용할 수 있다. 하나의 실시양태에서는, 폴리에폭사이드가 오르쏘-크레졸 포름알데하이드 노볼락 수지로부터 유도될 수 있다.
폴리에폭사이드는 미세한 폴리에폭사이드 입자의 수성 분산액으로서 사용된다. 하나의 실시양태에서는, 폴리에폭사이드가 상기 수성 분산액 중에 약 1 내지 약 5 중량%의 농도로 존재한다. 다른 실시양태에서는, 폴리에폭사이드가 상기 수성 분산액 중에 약 1 내지 약 3 중량%의 농도로 존재한다.
하나의 실시양태에서는, 상기 RFL로 처리되기 전에, 건조 텍스타일 코드가 수성 폴리에폭사이드 분산액에 함침된다. 상기 코드는, 폴리에폭사이드 약 0.3 내지 0.7 중량%의 침지액 함침량(dip pick-up, DPU)이 달성되기에 충분한 시간 동안 함침된다. 다른 실시양태에서는, 상기 DPU가 약 0.4 내지 0.6 중량%이다. 상기 DPU는 [{함침된 코드의 중량(함침된 코드의 건조 또는 경화 후) - 함침되지 않은 코드의 중량}/함침되지 않은 코드의 중량]으로 정의된다.
상기 텍스타일 코드는 수성 폴리에폭사이드 분산액 중에서, 상기 코드를 분산액 배스(bath)를 통해 인발시키거나 상기 코드를 배치(batch)에 함침시킴으로써 연속 공정으로 처리될 수 있다. 상기 폴리에폭사이드 분산액에 함침된 후, 상기 코드는 당분야에 공지된 바와 같은 방법을 사용하여, 건조되거나 경화되어 과잉의 물이 제거된다.
하나의 실시양태에서는, 코드가 약 1 내지 약 3초 동안 상기 RFL 침지액에 함침되고, 약 120℃ 내지 약 265℃ 범위의 온도에서 약 0.5분 내지 약 4분 동안 건조되고, 이어서 고무 내로 캘린더링되고 고무와 함께 경화된다. 이용되는 건조 단계는 바람직하게는, 점진적으로 더 높은 온도를 유지하는 2개 이상의 건조 오븐에 상기 코드를 통과시킴으로써 수행될 수 있다. 예를 들면, 상기 코드를 약 250℉(121℃) 내지 약 300℉(149℃)의 온도에서 유지되는 제 1 건조 오븐에 통과시키고, 이어서 약 350℉(177℃) 내지 약 500℉(260℃) 범위 내의 온도에서 유지되는 제 2 오븐에 통과시키는 것이 매우 바람직하다. 상기 온도들은 건조되는 상기 코드의 온도가 아니라 오븐의 온도임을 이해해야 한다. 상기 코드는 바람직하게는 약 1분 내지 약 5분 범위 내의 상기 건조 오븐에서의 총 체류 시간을 갖는다. 예를 들면, 상기 제 1 오븐에서 30초 내지 90초 및 상기 제 2 오븐에서 30초 내지 90초의 체류 시간이 사용될 수 있다.
사용되는 상기 RFL 침지액의 고형분 함량은 함침되는 섬유의 형태에 의존한다. 예를 들면, 직조되지 않은 코드의 단일-단부(single-end) 함침의 경우는, 더 낮은 고형분의 침지액이 사용될 수 있다. 직조된 직물의 코드의 경우는, 더 높은 고형분의 침지액이 사용될 수 있다. 추가적으로, 함침된 섬유 상의 고형분의 양은, 필요한 경우, 상기 RFL 침지액에 1회 또는 2회 통과시킴으로써 증가되거나 감 소될 수 있다.
RFL 중에서 텍스타일 코드를 처리한 후, 또는 먼저 폴리에폭사이드에서 처리하고 이어서 RFL로 처리한 후, 상기 처리된 코드는 플라이 코트 고무 화합물을 가진 플라이 층 내로 통합된다.
통상적인 컴파운딩 성분이 플라이 코트 고무 조성물의 제조에 사용될 수 있음을 주지하여야 한다. 최종 타이어에서 플라이 코트는 타이어의 구성성분으로서 황 경화된다. 예를 들면, 황 경화된 플라이 코트 고무 조성물은 강화제, 충전제, 해교제, 안료, 스테아르산, 가속화제, 경화제, 항오존제, 항산화제, 가공 오일, 활성화제, 개시제, 가소제, 왁스, 조기-경화 억제제, 증량제 오일 등을 비롯한 통상적인 첨가제를 함유할 수 있다. 대표적인 통상의 가속화제는 예를 들어 아민, 구아니딘, 싸이오우레아, 싸이올, 티우람, 설펜아마이드, 다이싸이오카바메이트 및 잔테이트이며, 이들은 전형적으로 약 0.2 내지 약 3 phr의 양으로 첨가된다. 대표적인 경화제는 황 원소(유리 황(free sulfur)) 또는 황-공여 경화제, 예를 들면, 아민 다이설파이드, 중합체성 폴리설파이드 또는 황 올레핀 부가물이다. 경화제의 양은 고무의 유형 및 경화제의 특정 유형에 따라 달라질 수 있지만, 일반적으로 약 0.1 phr 또는 약 3 phr의 범위이고, 바람직하게는 약 0.5 phr 내지 약 2 phr의 범위이다. 고무 조성물에 존재할 수 있는 대표적인 항분해제는 모노페놀, 비스페놀, 싸이오페놀, 폴리페놀, 하이드로퀴논 유도체, 포스파이트, 포스페이트 블렌드, 싸이오에스터, 나프틸아민, 다이페놀 아민뿐만 아니라 다른 다이아릴 아민 유도체, 파라-페닐렌 다이아민, 퀴놀린 및 블렌딩된 아민을 포함한다. 항분해제는 일반적 으로 약 0.1 phr 내지 약 10 phr 범위의 양으로 사용되고, 바람직하게는 약 2 내지 6 phr의 범위이다. 그러나, 아민계 항분해제는 본 발명의 실시에 바람직하지 않다. 사용될 수 있는 대표적인 해교제는 펜타클로로페놀이고, 이것은 약 0.1 phr 내지 0.4 phr의 범위의 양으로 사용될 수 있으며, 바람직하게는 약 0.2 내지 0.3 phr의 범위이다. 본 발명의 고무 조성물에 사용될 수 있는 대표적인 가공 오일은 예를 들어 지방족, 나프텐성 및 방향족 오일을 포함한다. 상기 가공 오일은 약 0 내지 약 30 phr의 범위의 통상적인 양으로 사용될 수 있으며, 일반적으로 더 바람직하게는 약 5 내지 약 15 phr의 범위이다. 개시제는 일반적으로 약 1 내지 4 phr의 범위의 통상적인 양으로 사용되며, 바람직하게는 약 2 내지 3 phr의 범위이다.
가속화제는 통상적인 양으로 사용될 수 있다. 단지 제 1 가속화제만 사용되는 경우, 그 양은 약 0.5 내지 약 2 phr의 범위이다. 2개 이상의 가속화제의 조합이 사용되는 경우, 제 1 가속화제는 일반적으로 0.5 내지 1.5 phr 범위의 양으로 사용되고, 제 2 가속화제는 약 0.1 내지 0.5 phr 범위의 양으로 사용된다. 가속화제들의 조합은 상승적인 효과를 가져오는 것으로 공지되어 있다. 적합한 유형의 통상적인 가속화제는 아민, 다이설파이드, 구아니딘, 싸이오우레아, 싸이아졸, 티우람, 설펜아마이드, 다이싸이오카바메이트 및 잔테이트이다. 바람직하게는, 상기 제 1 가속화제가 설펜아마이드이다. 제 2 가속화제가 사용되는 경우, 구아니딘, 다이싸이오카바메이트 또는 티우람 화합물이 바람직하다.
공기압 타이어는 통상적으로, 스페이스 비드(space bead)와 접촉하는 지면에 맞춰진 외측의 원주형 트레드(circumferential tread)를 갖고 일반적으로 도 넛(toroidal) 형태인 케이싱, 및 상기 비드로부터 방사상으로 연장되고 상기 비드에 상기 트레드를 연결시키는 측벽(sidewall)으로 구성된다. 상기 트레드는 당업자에게 매우 자명한 다양한 방법에 의해 조립되고, 형상화되고, 성형되고, 경화될 수 있다.
본 발명은 하기의 비-제한적인 실시예에 의해 추가로 설명된다.
실시예 1
본 실시예는 본 발명의 코드 처리가, 표준 고무 화합물에 대한 아라미드 코드의 접착성에 미치는 효과를 예시한다. 오르쏘-크레졸 포름알데하이드 노볼락 폴리에폭사이드 수지 미세 입자의 1 중량% 수성 분산액에 단일-단부 아라미드 코드를 함침시켜 처리하고, 이어서 2 단계 건조하였다. 이어서, SBR 라텍스, 비닐피리딘-스타이렌-부타다이엔 라텍스, 블록화된 아이소시아네이트, 카본 블랙 및 다양한 양의 폴리비닐피롤리돈(PVP)를 함유하는 RFL 침지액에 상기 코드를 1회 통과시켜 함침시킴으로써 처리하고, 이어서 2단계 건조하였다. 상기 RFL 침지액의 총 고형분 함량은 15 중량%의 고형분으로 대략적으로 일정하게 유지되었으며, 소량의 폴리비닐피롤리돈의 첨가를 제외한 나머지 모든 고형분의 양은 동일하였다. 상기 코드 상의 침지액 함침량(pick-up)을 NMR 방법을 사용하여 측정하였다.
함침된 아라미드 코드 시료를, 표준량의 접착제 및 경화제를 함유하는 표준 고무 화합물에 대한 접착성에 대해 시험하였다. 테이진 트와론(Teijin Twaron) 얀 으로 부터 제조된, 1670/3 6.9/6.9(선형 밀도(dtex), 꼬임도(tpi))의 아라미드 생(greige) 코드 각각을 전술한 대로 처리하였다.
접착성 시험 시료를, 1 인치 폭 시편에 대한 표준 박리 접착성 테스트에 의해 제조하였다. 양쪽 측면이 0.3 mm의 고무 코트 화합물로 코팅된 단일-단부 함침된 코드의 층을 플라잉(plying)하여, 고무화된 단일-단부 함침된 코드 복합체를 제조하고, 이어서 마일라(mylar) 윈도우 시트로 분리된, 2 층의 상기 고무화된 단일-단부 함침된 코드 복합체의 샌드위치를 제조함으로써, 스트립 접착성 시료를 제조하였다. 상기 샌드위치를 경화시키고, 상기 마일라 내의 각각의 윈도우에 중심이 위치하도록 1 인치 시료들을 절단하였다. 이어서, 상기 경화된 시료를, 시험 기기 상에서 180도로 당김으로써 마일라 윈도우에 의해 정의된 영역 내의 상기 고무화된 코드들 간의 접착성에 대해 시험하였다. 코드 상의 고무 피복도(%)를 시각적 비교로 결정하였다. 유사 시료들을 지시된 경화 사이클을 사용하여 경화시켰다. 이어서, 경화된 시료로, 지시된 시험 조건에서 접착성을 시험하였다. 2개의 표준 고무 화합물에 대한 접착성 시험의 결과를 표 1에 나타내었다.
150℃에서 20분 동안 경화된 고무 화합물에 대한 접착성(1 인치 스트립의 접착성 값, N)
시료 번호 1(대조구) 2 3 4
PVP, RFL 중의 중량%1 0 0.07 0.14 0.21
PVP, 탄성중합체 중의 중량%2 0 0.78 1.54 2.29
침지액 함침량 5.3 5.9 7.1 6.4
고무 화합물 1
23℃에서의 시험 스트립 접착성, N 215 240 251 247
고무 피복도, % 40 50 60 60
100℃에서의 시험 스트립 접착성, N 174 194 182 184
고무 피복도, % 50 60 50 50
고무 화합물 2
23℃에서의 시험 스트립 접착성, N 154 164 165 160
고무 피복도, % 70 80 90 80
100℃에서의 시험 스트립 접착성, N 112 112 118 113
고무 피복도, % 70 70 90 70
1RFL 침지액 중의 폴리비닐피롤리돈의 중량%
2폴리비닐피롤리돈, 스타이렌-부타다이엔 및 비닐피리딘-스타이렌-부타다이엔 탄성중합체의 총 고형분 중의 폴리비닐피롤리돈의 중량%
표 1의 접착성 데이터에서 보는 바와 같이, RFL 침지액 중의 총 탄성중합체 함량의 일부로서 상대적으로 소량의 폴리비닐피롤리돈을 사용하여, 대조구에 비해 예상치 못하게 더 높은 접착성 값을 수득하였다.
실시예 2
본 실시예는 본 발명의 코드 처리가, 표준 고무 화합물에 대한 아라미드와 나일론-6,6 얀으로 구성된 하이브리드 코드의 접착성에 미치는 효과를 예시한다. 오르쏘-크레졸 포름알데하이드 노볼락 폴리에폭사이드 수지 미세 입자의 1 중량% 수성 분산액에 단일-단부 하이브리드 코드를 함침시켜 처리하고, 이어서 2 단계 건조하였다. 이어서, SBR 라텍스, 비닐피리딘-스타이렌-부타다이엔 라텍스, 블록화된 아이소시아네이트, 카본 블랙을 함유하고, 폴리비닐피롤리돈(PVP)이 첨가되지 않거나 접착제의 총 중량을 기준으로 0.14 중량%의 폴리비닐피롤리돈을 함유하는 RFL 침지액에 상기 코드를 1회 통과시켜 함침시킴으로써 처리하고, 이어서 2단계 건조하였다. 상기 RFL 침지액의 총 고형분 함량은 15 중량%의 고형분으로 대략적으로 일정하게 유지되었으며, 소량의 폴리비닐피롤리돈의 첨가를 제외한 나머지 모든 고형분의 양은 동일하였다.
함침된 하이브리드 코드 시료를, 표준량의 접착제 및 경화제를 함유하는 표준 고무 화합물에 대한 접착성에 대해 시험하였다. 1100/2+940 10Z/3S/5S(선형 밀도(dtex), 꼬임도(tpi))의 구조를 갖는 하이브리드 생 코드 각각을 전술한 대로 처리하였다. 하이브리드 구조에 대한 정의는 미국특허 제 6,799,618 호를 참조한다.
접착성 시험 시료를 실시예 1에 기술한 바 대로 제조하였다. 2개의 표준 고무 화합물에 대한 접착성 시험의 결과를 표 2에 나타내었다.
150℃에서 20분 동안 경화된 고무 화합물에 대한 접착성(1 인치 스트립의 접착성 값, N)
시료 번호 1(대조구) 2
PVP, RFL 중의 중량%1 0 0.14
PVP, 탄성중합체 중의 중량%2 0 1.54
고무 화합물 1
23℃에서의 시험 스트립 접착성, N 218 226
고무 피복도, % 60 70
100℃에서의 시험 스트립 접착성, N 149 160
고무 피복도, % 80 80
고무 화합물 2
23℃에서의 시험 스트립 접착성, N 138 168
고무 피복도, % 80 80
100℃에서의 시험 스트립 접착성, N 107 131
고무 피복도, % 80 90
1RFL 침지액 중의 폴리비닐피롤리돈의 중량%
2폴리비닐피롤리돈, 스타이렌-부타다이엔 및 비닐피리딘-스타이렌-부타다이엔 탄성중합체의 총 고형분 중의 폴리비닐피롤리돈의 중량%
표 1 및 표 2에서 보는 바와 같이, RFL 침지액 중의 총 탄성중합체 함량의 일부로서 상대적으로 소량의 폴리비닐피롤리돈을 사용하여, 대조구에 비해 예상치 못하게 더 높은 접착성 값을 수득하였다.
본 발명을 예시하기 위한 목적으로 특정한 대표적인 실시양태 및 상세한 설명이 제시되었지만, 본 발명의 특허청구범위의 범주를 벗어나지 않으면서 다양한 변화 및 변형이 만들어질 수 있음은 당업자들에게 명백할 것이다.

Claims (5)

  1. 하나 이상의 성분을 포함하는 공기압 타이어로서,
    상기 하나 이상의 성분이, 폴리에스터 코드, 아라미드 코드, 나일론 코드 및 아라미드/나일론 하이브리드 코드로 이루어진 군으로부터 선택된 강화용 텍스타일 코드(reinforcing textile cord)와 접촉하는 고무 조성물임을 특징으로 하고,
    상기 텍스타일 코드가, 상기 텍스타일 코드의 표면 상에 배치된 레조르시놀-포름알데하이드-라텍스(RFL) 접착제를 포함하고,
    상기 RFL 접착제는 폴리비닐피롤리돈 및 하나 이상의 다른 탄성중합체를 포함하고,
    상기 RFL 접착제는 상기 RFL 접착제 중의 상기 탄성중합체의 총 중량을 기준으로 0.4 내지 4 중량%의 폴리비닐피롤리돈을 포함하는,
    공기압 타이어.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 RFL 접착제가 상기 RFL 접착제 중의 상기 탄성중합체의 총 중량을 기준으로 0.7 내지 2.5 중량%의 폴리비닐피롤리돈을 포함하는 것을 특징으로 하는, 공기압 타이어.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 하나 이상의 다른 탄성중합체가 스타이렌-부타다이엔 공중합체 및 비닐피리딘-스타이렌-부타다이엔 삼원공중합체로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 공기압 타이어.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 RFL 접착제가 레조르시놀-포름알데하이드 수지, 스타이렌-부타다이엔 공중합체, 비닐피리딘-스타이렌-부타다이엔 삼원공중합체, 블록화된 아이소시아네이트를 추가로 포함하는, 공기압 타이어.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 텍스타일 코드가 상기 텍스타일 코드의 표면 상에 배치된 폴리에폭사이드를 추가로 포함하는, 공기압 타이어.
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