KR20120117926A

KR20120117926A - 점착화 물질의 패턴화된 코팅

Info

Publication number: KR20120117926A
Application number: KR1020127023558A
Authority: KR
Inventors: 대니 에프 미치엘스; 조셉 알 로이어
Original assignee: 밀리켄 앤드 캄파니
Priority date: 2010-03-11
Filing date: 2011-02-23
Publication date: 2012-10-24
Also published as: CN102791495A; EP2544903A1; RU2505419C1; WO2011112356A1

Abstract

고무에 매립된 패턴 코팅된 보강 직물의 층을 하나 이상 함유하는 직물 보강된 고무 제품. 패턴 코팅된 보강 직물은 제 1 면 및 제 2 면을 갖는 직물 기재(base)를 함유하고, 직물, 편물 또는 부직물이다. 직물 기재는 직물의 제 1 면 및 제 2 면 둘 다에 접착 층을 갖고, 접착 층의 일부 위에 놓인 직물의 적어도 제 1 면 상에 점착화 물질의 패턴화된 코팅을 갖는다. 직물 보강된 고무 제품은 타이어 및 호스를 비롯한 임의의 적합한 고무 제품일 수 있다.

Description

점착화 물질의 패턴화된 코팅{PATTERNED COATING WITH TACKIFYING MATERIAL}

본 발명은 일반적으로 점착화(tackifing) 물질의 패턴화된 코팅을 갖는 직물을 함유하는 보강된 고무 제품에 관한 것이다.

보강재를 필요로 하는 고무 제품에 직물을 혼입시키는 데에는 기술적인 난점이 있어왔다. 이러한 난점중 하나는 천연 또는 합성 얀(yarn)과 고무 사이를 확실히 우수하게 접착시키는데 있다. 타이어에서는, 강철 벨트의 원심력으로 인해 타이어 내에서의 벨트의 접착에 어려움이 생길 수 있다. 한 가지 해결책은 직물을 점착화 물질로 코팅하는 것이었다.

점착화 작용이 직물과 고무 사이의 이층을 감소시키고 제조 동안 점착성으로 도움을 주지만, 너무 많은 점착화 작용은 최종 제품에 유해한 효과를 가질 수 있다. 따라서, 제조를 위해 충분한 점착성을 유지하면서 타이어 및 호스 같은 고무 보강 제품에서 점착화량을 감소시키는 것이 바람직하다.

고무에 매립된 패턴 코팅된 보강 직물의 층을 하나 이상 함유하는 직물 보강된 고무 제품. 패턴 코팅된 보강 직물은 제 1 면 및 제 2 면을 갖는 직물 기재(base)를 함유하고, 직물, 편물 또는 부직물이다. 직물 기재는 직물의 제 1 면 및 제 2 면 둘 다에 접착 층을 갖고, 접착 층의 일부가 위에 놓이는 직물의 적어도 제 1 면 상에 점착화 물질의 패턴화된 코팅을 갖는다. 직물 보강된 고무 제품은 타이어 및 호스를 비롯한 임의의 적합한 고무 제품일 수 있다.

이제, 첨부 도면을 참조하여 실시예에 의해 본 발명을 기재한다.
도 1a는 카커스 둘레에 둘러싸인 하나의 캡 플라이 스트립(cap fly strip)을 갖는 공기압 타이어의 부분 절개도이다.
도 1b는 카커스 둘레에 둘러싸인 2개의 캡 플라이 스트립을 갖는 공기압 타이어의 부분 절개도이다.
도 1c는 나선형으로 둘러싸인 캡 플라이 스트립을 갖는 공기압 타이어의 부분 절개도이다.
도 2는 도 1a에 따른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 한 실시양태를 도시하는 직물 보강된 호스의 부분 절개도이다.
도 4는 직물 보강된 호스의 단면도이다.
도 5는 접착 층 위에서 직물 표면 상에 점착화 물질의 불연속적인 점(dot) 패턴을 갖는 패턴 코팅된 보강 직물의 개략적인 평면도이다.
도 6은 접착 층 위에서 직물 표면 상에 점착화 물질의 무작위적인 구역의 불연속적인 패턴을 갖는 패턴 코팅된 보강 직물의 개략적인 평면도이다.
도 7은 접착 층 위에서 직물 표면 상에 점착화 물질의 격자 패턴을 갖는 패턴 코팅된 보강 직물의 개략적인 평면도이다.
도 8은 접착 층 위에서 직물 표면 상에 점착화 물질의 일련의 평행한 선의 패턴을 갖는 패턴 코팅된 보강 직물의 개략적인 평면도이다.
도 9a는 접착 층 위에서의 직물 표면 상의 점착화 물질의 불연속적인 패턴을 보여주는, 패턴 코팅된 보강 직물의 개략적인 측면도이다.
도 9b는 접착 층 위에서의 직물 표면 상의 점착화 물질의 불연속적인 패턴을 보여주는, 패턴 코팅된 보강 직물의 개략적인 측면도이다.
도 10은 패턴 코팅된 보강 직물이 고무 중에 매립된, 접착 층 위에서의 직물 표면 상의 점착화 물질의 불연속적인 패턴을 보여주는, 패턴 코팅된 보강 직물의 개략적인 측면도이다.
도 11은 접착 층 위에서의 직물 표면 상의 점착화 물질의, 직물을 가로질러 밀도가 변하는 점의 패턴을 갖는 패턴 코팅된 보강 직물의 개략적인 평면도이다.

고무 복합체를 제조함에 있어서의 흔한 문제점은 고무와 보강 직물 사이의 접착을 우수하게 유지하는 것이다. 고무와 보강재 사이의 접착을 촉진하는 종래의 방법은 전형적으로 고무 라텍스와 페놀-폼알데하이드 축합 생성물(이 때, 페놀은 거의 항상 레조르시놀임)의 혼합물인 접착 층으로 보강 얀(직물로 제조하기 전 또는 후)을 전처리하는 것이다. 이는 소위 "RFL"(레조르시놀-폼알데하이드-라텍스) 방법이다. 접착 층 상의 점착화 물질의 패턴화된 코팅은 덮이는 접착 층의 양을 최소화하면서 미가공 점착성(greentack)을 제공하고, 고무 보강된 제품에서 고무, 점착화 물질 또는 다른 접착 촉진제의 양을 최소화시킨다.

"정점(apex)"은 비드 코어 위에 방사상으로 위치된 보강되지 않은 엘라스토머를 의미한다.

"축" 및 "축방향으로"는 타이어의 회전 축에 평행한 선 또는 방향을 의미한다.

"비드"는 플라이 코드에 의해 둘러싸이고 플리퍼(flipper), 치퍼(chipper), 정점, 토 가드(toe guard) 및 쉐퍼(chafer) 같은 다른 보강 요소와 함께 또는 없이 디자인 테두리에 꼭 맞도록 성형된 환상 인장 부재(member)를 포함하는 타이어 부분을 의미한다.

"컷 벨트 또는 컷 브레이커 보강 구조물"은 트레드 아래에 놓이고 비드에 고정되지 않으며 타이어의 적도면에 대해 10° 내지 33°의 좌측 코드 각 및 우측 코드 각을 갖는 평행한 코드(직조되거나 되지 않음)의 플라이의 둘 이상의 절단 층(cut layer)을 의미한다.

"바이어스-플라이(bias-ply) 타이어"는 카커스 내의 보강 코드가 타이어의 적도면에 대해 약 25° 내지 50°의 각도로 비드 코어로부터 비드 코어까지 타이어를 가로질러 비스듬히 연장되는 카커스를 갖는 타이어를 의미한다. 코드는 교대하는 층에서 반대 각도로 연장된다.

"캡 플라이"는 타이어의 트레드 부분 아래에 위치하는 보강 구조물, 전형적으로는 직물 또는 편물을 의미한다.

"원주"는 축방향에 대해 수직인 환상 트레드의 표면 둘레를 따라 연장되는 선 또는 방향을 의미한다.

"쉐퍼"는 테두리로부터 코드 플라이를 보호하고 테두리 위에 요곡(flexing)을 분배하고 타이어를 밀봉하기 위하여 비드의 외부 둘레에 위치되는 물질의 좁은 스트립을 가리킨다.

"치퍼"는 타이어의 비드 부분에 위치하는 보강 구조물을 의미한다.

"코드"는 타이어의 플라이가 포함하는 보강 스트랜드중 하나를 의미한다.

"플리퍼"는 비드 코어 및 노출부 주위에 둘러싸인 보강된 직물을 의미한다.

"플라이"는 고무-코팅된 평행된 코드의 연속적인 층을 의미한다.

"방사상" 및 "방사상으로"는 타이어의 회전 축을 향해 또는 그로부터 멀리 방사상으로 향하는 방향을 의미한다.

"래디얼 플라이(radial-ply) 타이어"는 비드로부터 비드까지 연장되는 플라이 코드가 타이어의 적도면에 대해 65° 내지 90°의 코드 각도로 놓인, 줄무늬가 있거나 원주 방향으로-제한된 공기압 타이어를 의미한다.

직물 보강재를 필요로 하는 임의의 적합한 고무 제품에 패턴 코팅된 보강 직물을 사용할 수 있다. 이는 타이어(공기압 충진이 필요하거나 아닌), 호스, 프린터 블랭킷(printer blanket) 및 벨트(예컨대, 변속기 벨트)에 사용되는 다양한 천(textile)을 포함한다. 하나의 실시양태에서는, 타이어용의 임의의 적합한 직물 상에 점착화 물질의 패턴화된 코팅을 사용할 수 있다. 이들 직물은 바디 플라이(카커스라고도 일컬어짐), 비드 랩, 캡 플라이, 쉐퍼 직물, 클리퍼 직물 및 플리퍼 직물을 포함하지만, 이들로 한정되지는 않는다.

이제 도면, 구체적으로 도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 숄더(shoulder)(108)에 의해 트레드(500)에 연결된 측벽(107)을 포함하는 타이어(100)가 도시되어 있다. 타이어(100)는 트레드(500)로 덮인 카커스(200)를 포함한다. 도 1a 내지 도 1c 및 도 2에서, 타이어(100)는 래디얼 타이어이다. 그러나, 본 발명은 래디얼 타이어로만 한정되지는 않으며, 다른 타이어 구조에도 이용될 수 있다. 카커스(200)는 트레드(500) 구역에서 타이어 코드(210) 둘레에 원주 방향으로 위치되는 하나 이상의 벨트 플라이(230)와 함께, 금속 비드(220)의 타이어 내부 둘레에서 종결되는 타이어 코드(210)의 하나 이상의 플라이로 이루어진다. 도 1a 내지 도 1c에 도시된 타이어에서, 카커스(200)는 보강 코드(211)가 타이어(100)의 의도되는 회전 방향(R)의 실질적인 방사상으로 연장되도록 구성된다. 벨트 플라이(230)는 강철 코드 보강 날실(warp) 같은 비교적 비신장성 날실 물질(231)로 이루어지며, 이는 타이어의 의도되는 회전 방향(R)으로 또는 더욱 통상적으로는 그에 대해 약간의 각도로 연장된다. 비신장성 날실 물질(231)의 각도는 제조 또는 적용 방법에 따라 달라질 수 있다. 벨트 플라이(230)는 타이어(100)의 숄더(108) 구역, 즉 트레드(500)가 측벽(107)과 만나는 구역의 가장자리(232)에서 종결되는 타이어 트레드(500)의 폭을 가로질러 연장된다. 비드 구역은 주로 금속 비드(220), 플리퍼(224), 쉐퍼(228) 및 타이어 코드 직물 턴업(turn up)(230)으로 이루어진다.

캡 플라이 층(300)(도 1a 내지 도 1c)은 벨트 플라이(230)와 트레드(500) 사이에 위치된다. 도 1a에서, 캡 플라이 층(300)은 타이어의 구름 방향으로 타이어 코드(210) 둘레에 감긴 캡 플라이 테이프(310)로 구성된다. 도 1a에 도시된 실시양태에서, 캡 플라이 테이프(310)는 벨트 플라이(230)의 가장자리(232)를 지나 연장된다. 또한, 도 1a의 캡 플라이 테이프(310)는 타이어 코드(210) 둘레에 여러번 감겨서, 중첩 이음매에 의해 야기되는 타이어(100)에서의 불균형 효과를 감소시킬 수 있다. 도 1b에서, 캡 플라이 층(300)은 벨트 플라이(230)의 가장자리(232)를 지나 연장되는 캡 플라이 테이프(310)로 구성된다. 도 1c의 캡 플라이 층(300)은 편평한 나선형 패턴으로 타이어(100)의 카커스(200) 둘레에 원주 방향으로 감긴 캡 플라이 테이프(310)로 구성된다. 도 1a 내지 도 1c 각각의 캡 플라이 테이프(310)는 동일한 직물로 제조된다. 캡 플라이 테이프(310)의 폭 및 이것이 둘러싸이는 방법은 도 1a 내지 도 1c에서 상이하다. 도 2는 도 1c의 타이어의 다른 방향에서의 도면이다. 캡 플라이 층은 또한 트레드 화합물을 벨트 화합물과 결합시키는데 도움이 되는 임의의 성긴 직물일 수 있다.

쉐퍼 직물(228)은 전형적으로 바이어스 직물 형태의 고무 함침된 직물로, 이는 미가공 타이어 구조에서 타이어의 비드 구역에 적용된다. 원래, 쉐퍼 스트립은 타이어와 타이어 테두리 사이의 마찰 효과를 감소시키고 아래의 플라이를 보호할 뿐만 아니라 비드 구역에서 비드 형상 및 견고성을 생성시키는데 도움을 주기 위하여 사용되었다. 튜블리스(tubeless) 타이어에서, 이는 가압된 공기가 쉐퍼 얀을 통해 측벽 내로 또는 대기 중으로 확산되어 측벽 부풀음 및 타이어 파손 또는 타이어 펑크를 야기하지 못하도록 방지하는 추가적인 기능을 제공한다.

이제, 도 3 및 도 4를 참조하면, 직물 보강된 고무 제품의 다른 예인 직물 보강된 호스(600)가 도시되어 있다. 가장 널리 보급되어 있고 가장 적합한 종래의 호스중 하나는 소위 "메쉬-보강된" 유형이며, 여기에서는 관상 보강 직물(620)이 가요성 호스 상에 나선형으로 감겨 두 세트의 얀을 형성하는 얀에 의해 구성되는데, 첫번째 얀은 평행한 등거리 행렬로서 호스의 관상 본체의 축에 대해 상칭적으로 배열되는 마찬가지로 평행한 등거리 선을 따르는 동일한 수의 교차 선 상에 중첩되어, 다이아몬드 형상의 칸을 갖는 직물 "메쉬"를 형성한다. 임의의 다른 적합한 직물(620)을 또한 호스에 사용할 수 있다. 전형적으로는, 고무 또는 플라스틱 내층(610)을 직물(620)로 덮고, 이를 다시 고무 또는 플라스틱 외층(630)으로 덮는다. 하나의 실시양태에서, 보강 직물은 호스의 관상 본체 둘레에 나선형으로 감기는 배열로 배열된다. 직물은 적어도 부분적으로 고무 중에 매립된다.

몇몇 다른 직물 보강된 고무 제품은 프린터 블랭킷 및 변속기 벨트를 포함한다. 오프셋 석판술에서, 인쇄 블랭킷의 통상적인 기능은 인쇄 잉크를 인쇄 플레이트로부터 인쇄되는 종이 같은 제품으로 전달하는 것이며, 이로써 인쇄 블랭킷은 관련 인쇄 플레이트 및 인쇄되는 종이와 반복적으로 접촉하게 된다. 프린터 블랭킷은 전형적으로 고무 중에 매립된 직물을 포함한다. 변속기 벨트 및 다른 유형의 벨트도 직물 보강된 고무를 함유한다.

이제, 도 5를 참조하면, 패턴 코팅된 보강 직물(10)의 한 실시양태가 도시되어 있다. 패턴 코팅된 보강 직물(10)은 직물 기재(20), 직물 기재(20)의 제 1 면 및 제 2 면 상의 접착 층(30), 및 접착 층(30)이 위에 놓인 적어도 한 면 상의 점착화 물질의 패턴화된 코팅(40)을 포함한다. 앞서 기재된 타이어, 호스, 프린터 블랭킷 및 벨트 같은 임의의 적합한 보강된 고무 제품의 임의의 보강 직물로서 이 패턴 코팅된 보강 직물(10)을 사용할 수 있다.

패턴 코팅된 보강 직물(10)의 직물 기재(20)는 고무 제품용 보강재로서 사용하기 위한 임의의 적합한 직물일 수 있다. 직물 기재(20)는 직물, 부직물, 편물 또는 단일 방향성 구조물일 수 있다. 하나의 실시양태에서, 직물 기재(20)는 미셸(Michiels) 등의 미국 특허 제 7,252,129 호에 기재되어 있는 것과 같은 사직물(leno woven fabric)이다. 직물 기재는 또한 예를 들어 새틴, 트윌, 사자직(basket-weave), 포플린, 자카드 및 이지직(crepe weave) 천일 수도 있다. 직물 기재(20)로서 사용하기 위한 편물은 환편물, 역매듭(reverse plaited) 환편물, 이중편물, 싱글 저지 편물, 2-말단 플리스 편물, 3-말단 플리스 편물, 테리 편물 또는 이중 루프 편물, 씨실 삽입 날실 편물, 날실 편물, 및 마이크로데니어 표면을 갖거나 갖지 않는 날실 편물을 포함할 수 있으나, 이들로 한정되는 것은 아니다. 하나의 실시양태에서, 편물의 결합사(stitching yarn)는 단일 날실을 따라 스티치을 형성할 수 있거나, 또는 본원에 참고로 인용되는 터논(Ternon) 등의 미국 특허 제 7,614,436 호에 도시되는 바와 같이 인접한 날실로 이동할 수 있다. 다른 실시양태에서, 직물 기재(20)는 3축 직물(편물, 직물 또는 부직물) 같은 다축 직물이다. 또 다른 실시양태에서, 직물은 바이어스 직물이다.

하나의 실시양태에서, 직물 기재(20)는 부직물이다. 용어 부직물이란 일정 정도의 내부 응집성을 갖는 통합된 구조물을 제공하기 위하여 인탱글링되고/되거나 열융합된 얀 덩어리를 포함하는 구조물을 가리킨다. 직물 기재(20)로서 사용하기 위한 부직물은 예를 들어 용융방사 공정, 하이드로인탱글링 공정, 기계적 인탱글링 공정, 스티치-결합 등과 같은 다수의 공정으로부터 제조될 수 있다. 직물 기재(20)로서 사용하기 위한 단일 방향성 직물은 중첩 얀을 가질 수 있거나, 또는 얀 사이에 간격이 있을 수 있다.

바람직하게는, 직물 기재(20)는 후속 코팅이 직물 기재(20)를 통해 통과하도록 하여 막(window pane) 형성을 최소화하기에 충분히 개방된 구조를 갖는다.

하나의 실시양태에서, 직물 기재(20)는 또한 전형적으로 타이어 구성에서 타이어 코드로서도 사용되는 평직물이다. 이 평직물은 전형적으로 날실 및 씨실 방향의 나일론 얀으로 이루어지지만, 다른 얀도 사용될 수 있다. 하나의 구체적인 예에서, 사용되는 얀은 940 디텍스(detex) 및 1개의 플라이를 갖는 나일론 6,6이다. 임의의 목적하는 구성을 이용할 수 있으며, 하나의 실시양태는 1데시미터당 100 내지 150개의 말단 및 1데시미터당 약 10 내지 15개의 날실을 갖는다. 얀은 임의의 수준의 꼬임을 가질 수 있는데, 이는 한 실시양태에서 바람직하게는 1미터당 약 110개의 꼬임이다. 직물을 임의의 목적하는 폭으로 절단할 수 있는데, 이 폭은 한 용도에서 약 10mm이다.

직물 기재(20)가 편물 또는 직물인 실시양태에서, 구조물은 바람직하게는 1인치당 2 내지 28개의 말단(1cm당 0.7 내지 11개의 말단)을 가질 수 있다. 말단의 수는 직물상의 골의 수 또는 바늘의 수(또는 게이지) 또는 1cm(또는 1인치)당 날실(312)의 수로서 정의된다. 하나의 실시양태에서는, 1인치당 2 내지 40개의 (결합사(311)의) 스티치(1cm당 0.8 내지 16개의 스티치)가 존재한다.

직물 기재(20)의 얀은 방사 스테이플 얀, 다중 필라멘트 얀, 및/또는 단일 필라멘트 얀을 포함하지만 이들로 한정되지는 않는 임의의 적합한 얀일 수 있고, 벨트 플라이(230)를 억제하는 물질로 제조된다. 본원에서 사용되는 본원의 "얀"은 단일 필라멘트 연신체, 다중 필라멘트 연신체, 리본, 스트립, 섬유, 테이프 등을 포함한다. 용어 얀은 상기중 임의의 하나 또는 상기의 조합을 복수개 포함한다. 얀으로 적합한 몇몇 물질은 폴리아마이드, 아라미드(메타 및 파라 형태 포함), 레이온, PVA(폴리비닐 알콜), 폴리에스터, 폴리올레핀, 폴리비닐, 나일론(나일론 6, 나일론 6,6, 및 나일론 4,6 포함), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 면, 강, 탄소, 유리섬유, 강, 폴리아크릴 또는 임의의 다른 적합한 인조 섬유 또는 천연 섬유를 포함한다. 하나의 실시양태에서, 얀은 또한 하이브리드 얀 또는 필름-테이프 얀을 비롯하여, 앞서 나열된 임의의 물질로 제조된 하나의 단일 필라멘트 또는 다중 필라멘트 얀(꼬이고/꼬이거나 엮인 코드)일 수 있다. 일부 타이어 직물의 한 실시양태에서, "날실 방향"에 사용되는 얀은 단일 얀 또는 다중 얀으로 제조된 100데시텍스(90데니어) 내지 23,500데시텍스(21,000데니어)이어야 한다[예를 들어, 235데시텍스(단일 말단), 또는 235데시텍스×2×3 플라이는 1,410데시텍스와 동일하거나, 또는 1,100데시텍스×3×3 플라이는 9,900데시텍스와 동일함(다중 말단)].

하나의 실시양태에서, 직물 기재(20)에 사용되는 얀은 하이브리드 얀일 수 있다. 이들 하이브리드 얀은 상이한 섬유 물질(예를 들어, 면 및 나일론)의 둘 이상의 섬유로 제조된다. 이들 상이한 섬유 물질은 상이한 화학적 특성 및 물리적 특성을 갖는 하이브리드 얀을 생성시킬 수 있다. 하이브리드 얀은 이들이 사용되는 최종 제품의 물리적 특성을 변화시킬 수 있다. 몇몇 바람직한 하이브리드 얀은 나일론 섬유와 아라미드 섬유, 레이온 섬유와 아라미드 섬유, 및 폴리에스터 섬유와 아라미드 섬유를 포함한다.

고무 복합체를 제조함에 있어서의 빈번한 문제점은 고무와 보강재 사이의 접착을 우수하게 유지하는 것이다. 고무와 보강재 사이의 접착을 촉진하는 종래의 방법은 전형적으로 고무 라텍스와 페놀-폼알데하이드 축합 생성물(이 때, 페놀은 거의 항상 레조르시놀임)의 혼합물로 제조되는 접착 층으로 보강 얀을 전처리하는 것이다. 이는 소위 "RFL"(레조르시놀-폼알데하이드-라텍스) 방법이다.

패턴 코팅된 보강 직물(10)에서는, 종래의 방법에 의해 접착 층(30)으로 직물 기재(20)를 코팅한다. 바람직하게는, 접착 층은 레조르시놀 폼알데하이드 라텍스(RFL) 층이다. 일반적으로는, 직물 기재(20) 또는 얀(직물로 제조하기 전)을 RFL 용액에 침지시킴으로써 접착 층(30)을 적용한다. 이어, 코팅된 직물 또는 얀을 압착 롤 및 건조기를 통해 통과시켜, 과량의 액체를 제거한다. 접착 층(30)을 전형적으로는 150℃ 내지 200℃에서 경화시킨다. 레조르시놀-폼알데하이드 라텍스는 비닐 피리딘 라텍스, 스타이렌 뷰타다이엔 라텍스, 왁스, 충전제 및/또는 다른 첨가제를 함유할 수 있다. 접착 층(30)은 전형적으로 직물 기재(20)의 양쪽 면 상에 있으며, 바람직하게는 직물 기재(20) 내의 얀의 모든 또는 거의 모든 접근가능한 표면을 코팅한다.

패턴 코팅된 보강 직물(10)은 접착 층(30) 상에서의 직물 기재(20)의 적어도 한 면 상에 점착화 물질의 패턴화된 코팅(40)을 추가로 함유한다. 패턴화된 코팅(40)은 접착 층(30) 위에서 직물 기재(20)의 한 면 또는 두 면 모두 상에 있을 수 있다. 직물 기재(20)의 제 1 면 및 제 2 면은 동일한 패턴 또는 상이한 패턴을 함유할 수 있다. 하나의 실시양태에서는, 직물 기재(20)의 제 1 면에 (접착 층(30) 위에서) 패턴화된 코팅으로 점착화 물질을 위치시키고, 제 2 면 상에서는 점착화 물질을 패턴화되지 않은 연속적인 코팅으로서 위치시킬 수 있다. 점착화 물질의 전형적인 예는 레조르시놀 폼알데하이드 라텍스(RFL), 아이소사이아네이트계 물질, 에폭시계 물질, 고무, PVC, 및 멜라민 폼알데하이드 수지를 기제로 하는 물질을 함유하는 혼합물을 포함한다.

이들 점착화 물질은 제조 동안 직물 기재(20)(접착 층(30)을 가짐)와 고무 사이의 접착을 촉진하는 역할을 한다. 타이어 제조시, 이 점착화 물질은 경화 전의 미가공 타이어에서 접착을 촉진한다.

점착화 물질은 미가공 타이어, 호스 또는 다른 고무 보강된 제품의 제조 공정 동안 접착 또는 미가공 점착을 용이하게 하기 위하여 점착화된 마무리 외관을 형성하는 역할을 한다. 점착화 물질은 제조 동안 직물 기재(20)(접착 층(30)을 가짐)와 고무 사이의 접착을 촉진하는 역할을 한다. 점착화된 마무리 외관을 위한 물질의 선택은 보강된 고무 제품에 사용하기 위해 선택되는 물질에 따라 크게 달라진다. 종래 기술에서는, 전체 직물 기재(예컨대, 캡 플라이 층) 표면이 고무의 시멘트 코팅 중에서 완전히 덮이거나 또는 상이한 접착 촉진 또는 점착화 약품으로 완전히 덮였다. 타이어 제품에서는, 과량의 고무가 주행하는 타이어로부터 에너지를 흡수하고 조기 마모 및 파손을 야기하기 때문에 층 사이의 고무의 양을 감소시키는 것이 바람직하다.

패턴화된 코팅(40)에 점착화 물질을 사용하면, 덮이는 접착 층의 표면적의 양을 감소시키면서 미가공 점착을 제공하고, 타이어, 호스 또는 다른 직물 보강된 고무 제품중 고무 및 점착화제의 양을 감소시킨다. 패턴화된 코팅(40)은 연속적이거나 불연속적이고, 규칙적이며, 반복적이거나 무작위적일 수 있다. 본원에서 "연속적"이라는 것은, 직물의 한 가장자리로부터 다른 가장자리까지 패턴화된 코팅을 함유하는 하나 이상의 연속적인 경로가 있고, 패턴화된 코팅 구역중 적어도 일부가 연결됨을 의미한다. 연속적인 코팅의 예는 도 7 및 도 8을 포함한다. 본원에서 "불연속적"이라는 것은, 패턴 코팅된 구역이 불연속적이고 서로 접촉하지 않음을 의미한다. 불연속적인 패턴화된 코팅에서는, 직물의 한 가장자리로부터 다른 가장자리까지 패턴화된 코팅을 함유하는 경로가 없다. 불연속적인 코팅의 예는 도 5 및 도 6을 포함한다. 규칙적이거나 반복적인 패턴은 패턴이 반복되는 구조를 가짐을 의미한다. 도 5, 도 7 및 도 8은 반복적이거나 규칙적인 패턴을 도시한다. 도 6은 패턴화된 코팅이 반복되지 않는 무작위적인 패턴을 도시한다. 무작위적인 패턴에서는, 무작위적인 패턴이 역시 연속적이지 않고 불연속적인 것이 바람직하다. 패턴화된 코팅(327)이 직물에 적용된 것으로 도시되어 있으나, 직물 제조 전에 얀에 점착화 물질의 패턴화된 코팅을 적용할 수도 있다.

도 5는 패턴화된 코팅이 점 패턴인 실시양태를 도시한다. 이 패턴은 불규칙적이고 반복적이다. 점은 접착 층(30)에 걸쳐 직물 기재(20) 상에 동일하게 이격될 수 있거나, 또는 직물의 표면을 가로질러 점의 밀도 또는 빈도, 점의 배열, 또는 점의 크기 및/또는 형상이 상이할 수 있다. 도 6은 패턴화된 코팅(40)이 무작위적이고 불연속적인 얼룩 패턴인 실시양태를 도시한다. 도 7은 패턴화된 코팅(40)이 격자인 실시양태를 도시한다. 이 패턴은 규칙적이고 연속적이다. 도 11은 패턴화된 코팅(40)이 일련의 평행한 선인 실시양태를 도시한다. 이 패턴도 규칙적이고 연속적이다. 패턴화된 코팅(40)은 표시(indicium), 기하학적 형상 또는 패턴 및 문자를 포함하지만 이들로 한정되지는 않는 임의의 다른 패턴화된 형태를 취할 수 있다.

도 9a 및 도 9b는 패턴 코팅된 보강 직물(10)의 한쪽 면 상의 패턴화된 코팅(40)(도 9a) 및 패턴 코팅된 보강 직물(10)의 양쪽 면 상의 패턴화된 코팅(40)(도 9b)을 도시하는 패턴 코팅된 보강 직물(10)의 측면도이다. 패턴화된 코팅은 직물 기재(20)의 양쪽 면 상에서 (접착 층(30) 위에서) 동일하거나 상이한 패턴 또는 피복율일 수 있다. 예를 들어, 직물 기재의 한쪽 면은 표면적의 10%를 덮는 규칙적이고 반복적인 격자 패턴을 가질 수 있고, 캡 플라이의 다른 면은 표면의 25%를 덮는 불연속적이고 반복적인 점 패턴을 가질 수 있다. 타이어 제조 공정 및 제품을 최적화하도록 각 표면 패턴을 선택할 수 있다. 도 10은 고무(50) 중에 매립된 패턴 코팅된 보강 직물(10)을 도시한다. 바람직하게는, 고무(50)는 직물 기재(10)에 부분적으로 또는 완전히 확산되거나, 직물 기재(10)를 부분적으로 또는 완전히 함침시킨다.

하나의 실시양태에서는, 점착화 물질의 패턴화된 코팅(40)이 직물의 교차 지점, 예를 들어 씨실과 날실이 직물에서 교차하는 곳에 위치한다. 다른 실시양태에서는, 점착화 물질의 패턴화된 코팅(40)이 실질적으로 직물의 교차 지점에만 위치하고 직물 기재(20)의 나머지 부분에는 존재하지 않는다. 이는 막 형성(코팅이 직물의 개방 구역에 필름을 형성함)이 일어나지 않도록 하거나 막 형성을 감소시키는데 도움을 줄 수 있다.

잉크제트 인쇄, 그라비야 인쇄, 패턴화된 인쇄, 열 전사, 분무 코팅 및 실크 인쇄를 포함하지만 이들로 국한되지는 않는, 패턴화된 코팅을 형성하는 임의의 공지 방법에 의해 패턴화된 코팅(40)을 형성할 수 있다. 패턴화된 코팅(40)의 두께 및/또는 물리적 조성은 패턴 코팅된 보강 직물(10)의 길이 및/또는 폭에 걸쳐 변할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시양태에서는 캡 플라이의 일부 구역에 더 두꺼운 코팅 또는 더 조밀하게 팩킹된 패턴을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 이는, 예를 들어 패턴화된 코팅 층의 점 패턴이 캡 플라이의 폭에 걸쳐 변화하여 캡 플라이의 가장자리 상에 더 많은 양의 패턴화된 코팅을 갖는 도 11에서 볼 수 있다.

하나의 실시양태에서, 패턴화된 코팅은 패턴 코팅된 보강 직물(10)의 표면적의 약 5% 내지 95%를 덮는다. 다른 실시양태에서, 패턴화된 코팅은 패턴 코팅된 보강 직물(10)의 표면적의 약 5% 내지 70%, 10% 내지 60%, 45% 내지 75%, 15%보다 많이, 20%보다 많이, 30%보다 많이 덮을 수 있다. 다른 실시양태에서, 패턴화된 코팅(40)은 패턴 코팅된 보강 직물(10)의 약 5중량% 내지 60중량%의 중량을 갖는다. 다른 실시양태에서, 패턴화된 코팅은 패턴 코팅된 보강 직물(10) 중량의 약 5% 내지 50%, 10% 내지 50%, 10% 내지 45%, 15% 내지 35%의 중량, 15%보다 많은 중량, 20%보다 많은 중량, 30%보다 많은 중량을 갖는다.

캡 플라이 테이프(310) 같은 패턴 코팅된 보강 직물(10)의 제조는 직물용 기본 얀을 획득하는 것으로 시작된다. 이어, 얀을 꼬아서 추가적인 기계적 탄력성을 제공할 수 있다. 꼰 후에는, 61.4인치 같은 큰 폭으로 직물을 제조한다. 직물 제조 후, 길게 절단하기 전 또는 후에 직물을 접착 층(전형적으로는 RFL 코팅)으로 마무리 처리한다. 이어, 적어도 한쪽 면 상의 접착 층 위에서 직물 기재(20)에 패턴화된 코팅을 적용한다. 다른 실시양태에서는, 얀을 접착 층(전형적으로는 RFL 코팅)으로 코팅한 다음, 직물 기재를 제조하기 전에 점착화 물질로 불연속적인 방식으로 처리한다. 또 다른 실시양태에서는, 얀을 접착 층(전형적으로는 RFL 코팅)으로 코팅한 다음, 직물 기재로 만들고, 이어 점착화 물질로 불연속적인 방식으로 처리한다. 스풀에 위치시키기 위하여 최종 직물을 목적하는 폭으로 길게 절단할 수 있다.

도 1a에 도시된 패턴 코팅된 캡 플라이 보강 실시양태의 경우, 캡 플라이 테이프(310)가 타이어(100)의 카커스(200) 상에 놓일 때 이를 가장자리가 맞물리게 위치시키고, 타이어(100)의 전체 벨트 플라이(230) 구역 둘레에 감싼다. 도 1b에 도시된 실시양태에서는, 타이어(100)의 숄더(108) 구역 하에서 캡 플라이 층(300)이 벨트 플라이(230)의 가장자리(232)를 지나 연장되도록 캡 플라이 테이프(310)를 타이어(100)의 카커스(200) 둘레에 둘러싼다. 벨트(230)의 가장자리(232)를 캡 플라이 테이프(310)로 중첩시키면, 과도한 온도가 축적될 수 있는 벨트(230)의 가장자리(232)를 지지하게 된다. 도 1c에 도시된 실시양태의 경우에는, 캡 플라이 테이프(310)를 약 5mm 내지 25mm의 폭으로 만든다. 더욱 바람직하게는, 캡 플라이 테이프(310)를 약 8mm 내지 15mm의 폭으로 만든다. 캡 플라이 테이프(310)의 폭은 타이어(100)의 카커스(200)의 표면을 가로질러 캡 플라이 테이프(310)의 균일한 편평한 층을 형성하는 능력에 영향을 끼친다. 나선형으로 둘러싸는 공정에서, 더 넓은 스트립은 물질의 과도한 폭으로 인해 둘러싸는 선두 가장자리가 비틀리게 된다. 더 좁은 폭은 카커스(200)를 캡 플라이 테이프(310)로 목적하는 만큼 덮기 위해 둘러싸는 절차에 필요한 회전 수가 너무 많아서 타이어(100) 제조에 어려움을 준다.

보강 직물(10)이 캡 플라이(310)인 경우, 캡 플라이 테이프(310)를 카커스(200) 둘레에 둘러싸기 때문에 날실이 카커스(200) 둘레를 둘러싼다. 캡 플라이 층(300)의 대부분의 보강을 제공하는 것은 직물 기재(20)의 날실이다. 모든 얀의 구성, 물질, 크기 및 간격은. 이들이 벨트 플라이(230)가 타이어(100)에서 바깥쪽으로 이동하지 못하게 방지하고 타이어(100)의 고무를 벨트 플라이(230)의 날카로운 부분으로부터 보호하기 위해 요구되는 캡 플라이 층(300)의 강도를 제공하도록 선택된다.

또한, 도 1c에 도시된 실시양태에서, 캡 플라이 테이프(310)는 더욱 우수하게 결합된 구조를 위해 타이어(100)의 고무를 통한 타격을 허용한다. 편평한 나선형 패턴의 경우에는 전형적으로 타이어(100)의 카커스(200) 둘레에서 캡 플라이 테이프(310)를 세 번보다 더 많이 완전히 회전시킬 필요가 있다. 캡 플라이 테이프(310)의 길이는 타이어(100)의 직경, 캡 플라이 테이프(310)의 폭 및 캡 플라이 테이프(310)에 의해 제공되는 피복율의 양에 따라 달라진다. 캡 플라이 층(300)에서 캡 플라이 테이프(310)의 대략적인 최소 길이(캡 플라이 테이프(310)의 층을 하나만 갖고, 간격 또는 중첩 영역이 없음)는 하기 수학식에 따라 계산될 수 있다:

길이=2πrw/t

상기 식에서, π는 3.14이고, r은 타이어의 반경이고, w는 덮여야 하는 타이어의 구역의 폭이며, t는 테이프의 폭이다.

예로서, 185/60/R14 타이어의 경우, 폭 13mm의 캡 플라이 테이프(310)의 길이는 약 15m(직선)의 최소 길이를 갖고, 숄더 구역에서의 자체 중첩을 위해 약 2 내지 3m의 추가적인 양을 가질 수 있다. 캡 플라이 테이프(310)의 날실이 연속적이고 절단되지 않은 얀으로서 테이프의 길이를 따라 종방향으로 연장되도록 캡 플라이 테이프(310)를 제작함으로써, 캡 플라이 테이프(310)에 더 큰 강도를 제공할 수 있다. 판지 관을 가로질러 캡 플라이 테이프(310)를 교차하여 감으면, 타이어(100)의 제조 공정에서 캡 플라이 테이프(310)를 후속 제거하는데 편리한 패키지를 제공한다.

도 1a 내지 도 1c에 도시된 캡 플라이 층(300)은 카커스(200)의 플라이 층(230) 위에 감기는 캡 플라이 테이프(310)의 다중 층, 예를 들어, 2개, 3개 또는 그 이상의 층을 포함하여, 추가의 강도를 제공할 수 있다. 하나의 실시양태에서는, 캡 플라이 테이프(310)를 타이어(100)의 숄더(108) 구역에서 이중 층으로 위치시켜, 벨트(230)의 가장자리(232)에 추가적인 강도를 제공한다. 다른 실시양태에서, 캡 플라이(300)는 캡 플라이 테이프(310)의 층을 2개 가져, 타이어(100)의 폭을 가로질러 벨트 플라이(230)를 고정시킬 수 있다. 캡 플라이(300)로 하나보다 많은 캡 플라이 테이프(310) 층을 사용하는 경우, 캡 플라이 테이프(310)의 층 사이에 비가황 고무 층을 위치시켜 확실하게 우수하게 고정시킨다. 또한, 캡 플라이 테이프(310)의 다중 층을 사용하는 실시양태에서는, 캡 플라이 테이프(310)의 상부 스트립이 하부 층의 캡 플라이 테이프(310)의 가장자리를 덮도록 캡 플라이 테이프(310)의 층을 차이지게 한다.

본 발명의 캡 플라이 층(300)을, 하나의 벨트 플라이, 2개의 벨트 플라이(도 1a 내지 도 1c 및 도 2에 도시됨), 또는 2개보다 더 많은 벨트 플라이를 캡 플라이 층(300) 아래에 두고 함께 사용할 수 있다. 본 발명의 다른 실시양태에서, 타이어는 각 벨트 플라이 층 위에 배치되어 벨트 플라이와 캡 플라이의 교대하는 층을 형성하는 캡 플라이 층과 함께 복수개의 벨트 플라이를 가질 수 있다. 다른 실시양태에서, 캡 플라이 층은 또한 아래에 놓인 벨트 플라이의 가장자리와 중첩되고/되거나 캡 플라이 테이프의 복수개의 층(이는 또한 상부 스트립이 하부 스트립의 가장자리와 중첩되도록 차이질 수 있음)을 가질 수 있다.

타이어 제조 공정에서는, 타이어 코드(210), 금속 비드(220) 및 벨트 플라이(230)로 타이어 카커스(200)를 제조한다. 타이어 카커스(200)를 제조한(또한, 타이어의 형상으로 만든) 후, 캡 플라이 테이프(310)를 패키지로부터 벨트 플라이(230) 둘레에 감아 캡 플라이 층(300)을 형성시킨다. 캡 플라이 층(300)을 타이어 카커스(200) 상에 위치시킨 후, 트레드(500)를 조립체 상으로 성형시키고, 타이어(100)를 완성한다. 다르게는, 캡 플라이 테이프(310)를 마무리 처리된 타이어의 직경 내로 둘러쌀 수 있고, 트레드 같은 그에 적용되는 추가적인 층을 갖거나 갖지 않을 수 있다. 이어, 타이어를 편평한 형상으로부터 제조하고, 팽창시키고, 타이어 형상으로 성형하여 직물 테이프의 환과 만나게 한 다음, 둘을 함께 연결한다.

Claims

고무에 매립된 패턴 코팅된 보강 직물의 층을 하나 이상 포함하는 직물 보강된 고무 제품으로서,
상기 패턴 코팅된 보강 직물이,
제 1 면 및 제 2 면을 갖는 직물 기재(base),
직물 기재의 제 1 면 및 제 2 면 상의 접착 층, 및
접착 층의 일부 위에 놓인 직물 기재의 적어도 제 1 면 상의 점착화(tackifing) 물질의 패턴화된 코팅
을 포함하고,
상기 직물 기재가 직물, 편물 및 부직물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 직물 보강된 고무 제품.
제 1 항에 있어서,
상기 고무 제품이 직물 보강된 타이어인, 직물 보강된 고무 제품.
제 2 항에 있어서,
상기 패턴 코팅된 보강 직물이 캡 플라이(cap ply) 직물, 카커스(carcass) 직물, 쉐퍼(chafer) 직물, 비드 랩(bead wrap) 직물, 벨트 플라이 직물 및 플리퍼(flipper) 직물로 이루어진 군으로부터 선택되는, 직물 보강된 타이어.
제 2 항에 있어서,
상기 직물 보강된 타이어가, 트레드 및 트레드 아래에 배치되는 하나 이상의 벨트 플라이를 갖는 카커스를 포함하는 공기압 타이어이고,
상기 패턴 코팅된 보강 직물이, 카커스와 트레드 사이에 위치되는 캡 플라이이며,
상기 캡 플라이가 벨트 플라이 구역에서 카커스의 원주 둘레에 배치되는, 직물 보강된 고무 제품.
제 1 항에 있어서,
상기 고무 제품이, 가요성 고무의 관상 본체(tubular body)를 포함하는 직물 보강된 고무 호스이고,
상기 패턴 코팅된 보강 직물의 하나 이상의 층이 가요성 고무에 적어도 부분적으로 매립되는, 직물 보강된 고무 제품.
제 1 항에 있어서,
상기 직물 보강된 고무 제품이 프린터 블랭킷(printer blanket)인, 직물 보강된 고무 제품.
제 1 항에 있어서,
상기 직물 보강된 고무 제품이 벨트인, 직물 보강된 고무 제품.
제 1 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서,
상기 접착 층이 레조르시놀 폼알데하이드 라텍스(RFL)를 포함하는, 직물 보강된 고무 제품.
제 1 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 있어서,
상기 고무가 직물 기재를 통해 적어도 부분적으로 함침되는, 직물 보강된 고무 제품.
제 1 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 있어서,
상기 패턴화된 코팅이 불연속적인, 직물 보강된 고무 제품.
제 1 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 있어서,
상기 패턴화된 코팅이 연속적인, 직물 보강된 고무 제품.
제 1 항 내지 제 11 항중 어느 한 항에 있어서,
상기 패턴화된 코팅이 반복적인, 직물 보강된 고무 제품.
제 1 항 내지 제 11 항중 어느 한 항에 있어서,
상기 패턴화된 코팅이 무작위적인, 직물 보강된 고무 제품.
제 1 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 있어서,
상기 패턴화된 코팅이, 선, 선의 격자, 불연속적인 점(dot) 및 표시(indicium)로 이루어진 군으로부터 선택되는 패턴을 갖는, 직물 보강된 고무 제품.
제 1 항 내지 제 14 항중 어느 한 항에 있어서,
상기 패턴화된 코팅이 직물의 양쪽 면의 일부를 덮는, 직물 보강된 고무 제품.