KR20130126923A

KR20130126923A - 스트립, 그 제조 방법 및 공기 타이어의 제조 방법

Info

Publication number: KR20130126923A
Application number: KR1020137013449A
Authority: KR
Inventors: 무츠키 스기모토
Original assignee: 스미토모 고무 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2010-11-05
Filing date: 2011-06-17
Publication date: 2013-11-21
Also published as: BR112013011971A2; RU2013125327A; EP2620297A1; JP5247852B2; WO2012060130A1; US9346227B2; JP2012111224A; US20160250815A1; CN103189216A; CN103189216B; US10239271B2; US20130192745A1; EP2620297A4; EP2620297B1

Abstract

본 발명은 원통 드럼 상에서 나선형으로 휘감음으로써 마무리 단면 형상에 가까운 형상의 타이어 이너 라이너를 형성하기 위한 열가소성 엘라스토머의 스트립으로서, 상기 스트립은, (A) 스티렌-이소부틸렌-스티렌 트리블록 공중합체로 이루어지는 제1 층과, (B) 스티렌-이소프렌-스티렌 트리블록 공중합체 및 스티렌-이소부틸렌 디블록 공중합체 중 적어도 어느 하나를 포함하는 제2 층의 복합층으로 구성되어 있고, 스트립은, 스트립 본체와 그 양측에 배치되는 귀부를 추가로 가지며, 상기 스트립 본체의 두께(T1)는 0.05 mm 내지 1.0 mm이고, 상기 귀부의 두께(T2)는 상기 스트립 본체의 두께(T1)보다 얇으며, 귀부의 폭(W2)은 0.5 mm 내지 5.0 mm이다. 이 리본 형태의 스트립은, 이너 라이너를 제조할 때, 스트립의 양 단부에 의해 형성되는 시트 표면의 요철을 완화한다.

Description

스트립, 그 제조 방법 및 공기 타이어의 제조 방법{STRIP, METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME, AND METHOD FOR MANUFACTURING PNEUMATIC TIRE}

본 발명은 공기 타이어에 사용되는 이너 라이너용 스트립, 상기 스트립의 제조 방법, 나아가 이 스트립을 이용한 공기 타이어의 제조 방법에 관한 것이다.

최근, 차의 저연비화에 대한 강한 사회적 요청으로부터, 타이어의 경량화가 도모되고 있으며, 타이어 부재 중에서도 타이어의 내부에 배치되며, 공기 타이어 내부로부터 외부로의 공기의 누설량을 저감하는 기능을 갖는 이너 라이너에 있어서도 경량화 등이 행해지게 되었다.

현재, 이너 라이너용 고무 조성물은, 예컨대 부틸 고무 70 질량% 내지 100 질량% 및 천연 고무 30 질량% 내지 0 질량%를 포함하는 부틸 고무를 주체로 하는 고무 배합을 사용함으로써 타이어의 내공기 투과성을 향상시키는 것이 행해지고 있다. 또한, 부틸 고무를 주체로 하는 고무 배합은 부틸렌 이외에 약 1 질량%의 이소프렌을 포함하며, 이것이 황, 가황 촉진제, 아연화와 상승 작용을 하여 고무 분자 간의 가교를 가능하게 하고 있다. 상기 부틸계 고무는, 통상의 배합으로는 승용차용 타이어에서는 0.6 mm 내지 1.0 mm, 트럭/버스용 타이어에서는 1.0 mm 내지 2.0 mm 정도의 두께가 필요해지는데, 타이어의 경량화를 도모하기 위해, 부틸계 고무보다 내공기 투과성이 뛰어나고, 이너 라이너층의 두께를 보다 얇게 할 수 있는 폴리머가 요청되고 있다.

종래, 타이어의 경량화를 도모하기 위해, 상기 고무 조성물 대신 열가소성 수지를 포함하는 재료로 이루어지는 필름이 제안된 바 있다. 그러나 얇은 열가소성 수지의 이너 라이너를 이용하여 타이어를 제조하면, 가황 공정의 압력으로 부분적으로 과도하게 얇아져 타이어 제품의 이너 라이너의 마무리 게이지가 설계보다 얇아져 버린다. 마무리가 얇은 이너 라이너는 그 부위에서는 카커스 코드가 도드라져 보이는 현상(오픈 스레드)으로 사용자에게는 내관(inner appearance)이 나쁘다는 인상을 주게 되는 데다가, 이너 라이너가 얇으면 부분적으로 가스 배리어성이 나빠지게 되어 타이어 내압이 저하하고, 최악의 경우에는 타이어가 버스트되어 버릴 우려가 있다.

또한, 이너 라이너는 타이어 주행시에 숄더부 근방에 큰 전단 변형이 작용한다. 열가소성 수지를 포함하는 재료를 이너 라이너로서 사용한 경우, 이 전단 변형에 의해 이너 라이너와 카커스 플라이의 접착 계면에서 박리가 발생하기 쉬워져 타이어의 공기 누설이 발생한다는 문제가 있었다.

특허 문헌 1(국제 공개 제2008-029781호 공보)은, 열가소성 수지와 열가소성 엘라스토머를 블렌드한 필름 적층체의 스트립으로 타이어를 제조하고 있다. 적층체로 함으로써 가스 배리어성, 접착성을 개선할 수 있고, 리본 형태의 스트립 간의 접합을 가능하게 하고 있다. 그러나, 이 기술은 필름 적층체의 미가황 그린 커버에서의 게이지는 일정하고, 게이지를 얇게 하면 버트레스부 등에서 가황 후의 타이어 마무리가 얇아져 버릴 가능성이 있다.

특허 문헌 2(일본 특허 공개 제2009-220460호 공보)는, 열가소성 수지가 바다 성분, 고무가 섬 성분인 열가소성 엘라스토머 조성물을 압출 구금(口金)으로부터 시트 형태로 압출 성형하고, 구금 슬릿의 단면 형상을 상기 슬릿의 센터부로부터 슬릿 양단부 사이에 두께가 두꺼운 압출부를 가지며, 슬릿 길이 방향의 두께 변화 부분 길이(Δl)에 대한 두께 증가분(Δt)의 비율(%)을 0.01% 내지 10%로 한 압출 구금을 이용하여 압출 성형하는 이너 라이너 재료의 제조 방법이 개시되어 있다. 이러한 구성에 의해, 공기 누설 방지 효과가 크고, 잘 박리되지 않는 특성을 의도한 것이다.

그러나, 압출 다이는 치수의 변경이 어려워 제조할 타이어 사이즈가 한정되어 버린다. 압출 다이를 여러 종류 준비하더라도, 사이즈 변경시의 단 교환에 시간이 소요되어 생산성이 저하되게 된다.

특허 문헌 3(일본 특허 공개 제2000-254980호 공보)은, 리본 형태의 미가황의 고무 스트립을 원통 드럼 상에서 순차적으로 감음으로써, 원하는 마무리 단면 형상에 가까운 윤곽 형상으로 고무 부재를 형성하는 것을 개시하고 있다.

종래, 공기 타이어에 사용되는 이너 라이너는, 일반적으로 고무 압출기 등으로부터 소정의 마무리 단면 형상으로 연속적으로 압출 성형되고 있으며, 그 마무리 단면 형상은 고무 압출기의 헤드부에 마련되는 구금에 의해 결정되고 있다. 마무리 단면 형상으로 압출 성형하는 종래의 방법에서는, 고무 부재의 단면 사이즈가 크기 때문에 사용하는 고무 압출기도 대형의 것이 필요해지며, 그 결과, 생산 라인을 소형화할 수 없다. 또한 타이어의 종류 등에 따라 여러 종류의 구금을 준비해야만 하며, 게다가 제조할 타이어의 종류를 교체할 때마다 상기 구금의 교환이나 조정 작업 등이 요구되는 등 다품종 소량 생산의 저하 문제 등을 해결하기 위함이다.

그러나, 타이어 부재를 리본 형태의 고무 스트립으로 형성하는 경우에, 고무 조성물 상호의 점착성에 기인하여 가공성에 문제가 있으며, 또한 고무 스트립으로 형성한 고무 부재의 형상이 보관 중에 변형되는 문제가 있었다.

특허 문헌 4(일본 특허 공개 제2010-058437호 공보)는, 용융한 수지를 다이로부터 시트 형태로 압출하고, 압출한 수지 시트에 대해, 적어도 일측에 볼록 형상이 형성된 다이 롤러 및 닙 롤러로 사이에 끼워 볼록 형상을 전사하며, 절단홈을 형성하고 냉각 고체화시킴으로써 시트를 성형하는 방법을 개시하고 있다.

특허 문헌 5(일본 특허 공개 평9-19987호 공보)에는, 이너 라이너층과 고무층의 접착성을 개선하기 위한 적층체가 개시되어 있다. 이는 이너 라이너층의 양측에 접착층을 마련함으로써 이너 라이너층의 중첩부에 있어서 접착층끼리가 접촉하게 되고, 가열에 의해 강고하게 접착되므로 공기압 유지성을 향상시키고 있다. 그러나, 이 이너 라이너층의 중첩을 위한 접착층은, 가황 공정에서 블래더와 가열 상태로 접촉하게 되어 블래더에 점착된다는 문제가 있다.

특허 문헌 1 : 국제 공개 제2008-029781호 공보 특허 문헌 2 : 일본 특허 공개 제2009-220460호 공보 특허 문헌 3 : 일본 특허 공개 제2000-254980호 공보 특허 문헌 4 : 일본 특허 공개 제2010-058437호 공보 특허 문헌 5 : 일본 특허 공개 평9-19987호 공보

본 발명은 이너 라이너에 사용되는 리본 형태의 스트립 및 그 제조 방법을 제공한다. 스트립은, 일반적으로, 편평한 직사각형 단면 형상을 가지고 있다. 그 때문에, 소정 폭의 리본 형태의 스트립을 겹쳐, 보다 폭이 넓은 시트를 제작할 때, 스트립의 양단부의 중복 부분에서 두께가 두꺼워져, 마무리 시트의 표면에 요철이 형성된다. 따라서 본 발명의 첫 번째 목적은, 리본 형태의 스트립에 귀부를 형성함으로써 이너 라이너의 두께를 균일하게 하는 것이다.

또한 본 발명의 두 번째 목적은, 열가소성 엘라스토머의 스트립을 사용함으로써 경량화에 의해 구름 저항을 경감하고, 나아가 가황 공정시에 블래더의 열과 압력으로 이너 라이너가 파괴 또는 변형되는 것을 방지하며, 표면에 흠집이나 내부에 에어 잔류 등의 발생을 없애는 것이다.

또한 본 발명의 세 번째 목적은, 열가소성 엘라스토머의 스트립을 사용함으로써 이너 라이너와 카커스 플라이의 접착성을 개선하고, 타이어 주행시의 반복 굴곡 변형에 따라 균열 성장을 경감시키는 것이다.

본 발명은, 원통 드럼 상에서 나선형으로 휘감음으로써 마무리 단면 형상에 가까운 형상의 타이어 이너 라이너를 형성하기 위한 열가소성 엘라스토머의 스트립으로서,

상기 스트립은, (A) 스티렌-이소부틸렌-스티렌 트리블록 공중합체로 이루어지는 제1 층과, (B) 스티렌-이소프렌-스티렌 트리블록 공중합체 및 스티렌-이소부틸렌 디블록 공중합체 중 적어도 어느 하나를 포함하는 제2 층의 복합층으로 구성되어 있고, 스트립은 스트립 본체와 그 양측에 배치되는 귀부를 추가로 가지며, 상기 스트립 본체의 두께(T1)는 0.05 mm 내지 1.0 mm이고, 상기 귀부의 두께(T2)는 상기 스트립 본체의 두께(T1)보다 얇으며, 귀부의 폭(W2)은 0.5 mm 내지 5.0 mm인 이너 라이너 형성용 스트립에 관한 것이다.

상기 스트립의 폭(W0)은 5 mm 내지 40 mm의 범위가 바람직하고, 상기 스트립의 귀부의 두께는 0.02 mm 내지 0.5 mm가 바람직하다. 또한, 상기 제1 층의 두께는 0.05 mm 내지 0.6 mm이며, 제2 층의 두께는 0.01 mm 내지 0.3 mm로 조정되는 것이 바람직하다.

본 발명은, 상기 열가소성 엘라스토머로 이루어지는 스트립의 제조 방법으로서,

(a) 압출기 본체와 압출 헤드를 구비한 압출 장치에 의해, 열가소성 엘라스토머를 압출하여 가로로 긴 직사각형 단면 형상의 시트를 형성하는 압출 공정과,

(b) 상기 시트를 한 쌍의 다이 롤러에 통과시켜, 상기 시트에 다이 롤러의 형상을 전사하여 스트립 단부에 귀부를 구비한 스트립을 형성하는 공정, 그리고

(c) 상기 스트립을 다이 롤러로부터 박리하는 박리 공정

을 포함하는 상기 스트립의 제조 방법에 관한 것이다.

또한 본 발명의 다른 형태는, 상기 스트립을 원통 드럼 상에서 나선형으로 휘감아 이너 라이너를 형성하고, 상기 이너 라이너를 그린 타이어의 내면에 배치한 후, 가황하는 것을 특징으로 하는 공기 타이어의 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명은, 열가소성 엘라스토머 재료를 이용하여, 양단에 귀부를 갖는 리본 형태의 스트립을 이너 라이너에 사용했기 때문에 타이어의 배치 부분에 따라 두께를 조정한 미가황 그린 커버의 설계가 가능해진다. 예컨대, 버트레스부만을 두께가 두껍게 설계할 수 있으므로, 가스 배리어성, 타이어 내구성을 향상시킬 수 있다. 또한 리본 형태의 스트립이기 때문에, 타이어의 사이즈와 관계없이 적용할 수 있다. 특히 열가소성 엘라스토머의 적층체를 사용했기 때문에, 공기 차단성을 유지하고 전체의 두께를 얇게 할 수 있어 경량화를 달성할 수 있으며, 구름 저항의 경감을 도모할 수 있다. 나아가 인접하는 카커스 플라이와의 접착성을 높여 굴곡 균열 성장을 경감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 공기 타이어의 우측 절반의 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명의 스트립을 제조하는 장치의 개략도이다.
도 3은 도 2에 도시된 제조 장치에 있어서 다이 롤과 닙 롤의 간격을 도시하는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 스트립의 개략 단면도이다.
도 5는 본 발명의 스트립의 개략 단면도이다.
도 6은 본 발명의 스트립의 개략 단면도이다.
도 7은 본 발명의 스트립을 이용하여 이너 라이너를 제조하는 방법을 도시하는 개략도이다.
도 8의 (a) 내지 (d)는 이너 라이너의 배치 상태를 도시하는 개략 단면도이다.
도 9는 종래의 스트립을 이용하여 이너 라이너를 제조하는 방법을 도시하는 개략도이다.

<타이어의 구조>

본 발명은 타이어 내측에 이너 라이너를 구비한 공기 타이어의 제조 방법에 관한 것이다. 상기 이너 라이너는, 원통 드럼 상에서, 양단에 귀부를 갖는 리본 형태의 스트립을 나선형으로 휘감음으로써 제조된다. 여기서 리본 형태의 스트립은, 마무리의 단면 형상에 가까운 상태로 압출 성형함으로써 제조된다.

상기 스트립은, 적어도 2층의 폴리머 적층체로 형성된다. 제1 층은 스티렌-이소부틸렌-스티렌 트리블록 공중합체(SIBS)로 이루어지며, 두께가 0.05 mm 내지 0.6 mm의 범위이다. 제2 층은 스티렌-이소프렌-스티렌 트리블록 공중합체(SIS) 및 스티렌-이소부틸렌 디블록 공중합체(SIB) 중 적어도 어느 하나를 포함하며, 두께가 0.01 mm 내지 0.3 mm이다. 상기 제2 층은 카커스 플라이의 고무층과 접하도록 배치되어 있다.

본 발명으로 제조되는 공기 타이어의 실시형태를 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 공기 타이어의 우측 절반의 개략 단면도이다. 도면에 있어서 공기 타이어(1)는, 트레드부(2)와, 상기 트레드부 양단으로부터 트로이드 형상을 형성하도록 사이드월부(3)와 비드부(4)를 가지고 있다. 또한, 비드부(4)에는 비드 코어(5)가 매설된다. 또한, 일측의 비드부(4)로부터 타측의 비드부에 걸쳐 마련되고, 양단을 비드 코어(5)의 둘레로 감아 젖혀 고정되는 카커스 플라이(6)와, 상기 카커스 플라이(6)의 크라운부 외측에는, 적어도 2장의 플라이로 이루어지는 벨트층(7)이 배치되어 있다.

상기 벨트층(7)은, 통상, 스틸 코드 또는 아라미드 섬유 등의 코드로 이루어지는 플라이 2장을 타이어 둘레 방향에 대해, 코드가 통상 5° 내지 30°의 각도가 되도록 플라이 사이에서 상호 교차하도록 배치된다. 또한, 벨트층의 양단 외측에는 토핑 고무층을 마련하여 벨트층 양단의 박리를 경감할 수 있다. 또한, 카커스 플라이는 폴리에스테르, 나일론, 아라미드 등의 유기 섬유 코드가 타이어 둘레 방향으로 대략 90°로 배열되어 있으며, 카커스 플라이와 그 접힘부에 둘러싸이는 영역에는 비드 코어(5)의 상단으로부터 사이드월 방향으로 연장되는 비드 에이펙스(8)가 배치된다. 또한, 상기 카커스 플라이(6)의 타이어 반경 방향 내측에는, 일측의 비드부(4)로부터 타측의 비드부(4)에 걸치는 이너 라이너(9)가 배치되어 있다.

<스트립의 형상>

도 4 내지 도 6에 스트립(10)의 실시형태의 단면도를 도시한다. 스트립(10)은, 스트립 본체(10A)의 두께(T1)가 0.05 mm 내지 1.0 mm이고, 상기 스트립 본체(10A)의 양측부에 형성되는 귀부(10B)의 두께(T2)는 스트립 본체의 두께(T1)보다 얇게 구성되어 있다. 그리고 귀부(10B)의 폭(W2)은, 드럼 상에서 휘감긴 표면에 형성되는 요철을 매끄럽게 하기 위해 0.5 mm 내지 5.0 mm의 범위가 바람직하다. 그리고 스트립 전체의 폭(W0)은 5 mm 내지 40 mm의 범위로 조정되며, 바람직하게는 10 mm 내지 30 mm의 범위이다.

본 발명에 있어서, 상기 스트립 본체(10A)의 두께(T1)는, 상기 0.05 mm 내지 1.0 mm의 범위로 하는 것이 필요하다. 0.05 mm 미만에서는 압출 성형이 어려워져 소정 두께의 이너 라이너를 형성하기 위해 횟수를 불필요하게 증가시키고, 한편 1.0 mm를 초과하면 이너 라이너의 굴곡 내구성이 저하되고 경량화를 기대할 수 없게 된다. 상기 스트립의 두께(T1)는, 바람직하게는, 0.1 mm 내지 0.5 mm의 범위이다.

또한, 상기 귀부(10B)의 두께(T2)는, 스트립 본체의 두께(T1)보다 얇게 되는데, 이 두께(T2)는 0.02 mm 내지 0.5 mm, 보다 바람직하게는 0.05 mm 내지 0.2 mm의 범위이다. 귀부의 두께(T2)가 0.02 mm보다 얇으면 압출 치수 정밀도가 저하될 가능성이 있고, 한편 귀부의 두께(T2)가 0.5 mm보다 두꺼우면 인접하는 스트립으로 형성되는 표면의 요철이 커질 가능성이 있다. 여기서, 귀부의 두께(T2)는, 스트립의 폭방향으로 변화하는 경우에는 폭방향의 평균 두께로서 정의된다.

또한, 귀부(10B)의 폭(W2)은 바람직하게는 0.8 mm 내지 3.0 mm의 범위로 조정되고, (W2×2)의 값은 (W0×0.5)의 값 이하인 것이 바람직하다.

귀부의 폭(W2)이 0.5 mm 내지 5.0 mm의 범위를 벗어나는 경우에는, 스트립이 접합하여 형성된 이너 라이너의 단면의 두께 치수가 불균일해질 가능성이 있다.

여기서, 스트립의 귀부(10B)는, 스트립 본체의 좌우의 단부에서 대칭 형상이 바람직한데, 비대칭으로 할 수도 있다. 예컨대, 도 4에 있어서, 좌단부에서의 귀부는 하면에 일정한 두께를 가지고 형성되고, 우단부에서의 귀부는 상면에 일정한 두께를 가지고 형성되어 있다. 이러한 형상으로 함으로써 드럼 상에서 스트립을 되감아 이너 라이너를 형성할 때 인접하는 스트립의 귀부는, 스트립 단부에서 형성되는 단차를 완화하여 요철이 작은 접합이 가능해진다. 한편 상기 스트립 본체(10A)는, 그 두께(T1)가 길이 방향으로 일정한 가로로 긴 편평한 직사각형을 이루고 있다.

도 5의 (a)는 스트립의 귀부(10B)를 부분적으로 경사부로 형성한 구조를 나타내고, 도 5의 (b)는 스트립의 귀부(10B)를 경사부로만 형성한 실시예이다. 또한, 본 발명의 스트립은, 드럼 상에서 스트립을 되감아 이너 라이너를 형성할 때 인접하는 스트립의 귀부가 스트립 단부의 단차를 완화할 수 있다.

도 6의 (a)는 스트립 본체(10A)의 좌단 및 우단에 있어서 단차가 형성되어 두께를 얇게 한 귀부(10B)가 형성되고, 스트립의 하면에 일정한 두께를 가지고 있다. 이 경우, 드럼 상에서 스트립을 접합할 때, 인접하는 스트립의 단부에서 단차가 형성되게 되는데, 그 요철을 작게 할 수 있다. 또한 도 6의 (b)는 스트립 본체(10A)의 좌단 방향 및 우단 방향에서, 스트립의 하면 방향으로 두께를 점진적으로 감소시킨 귀부(10B)가 형성되어 있다. 이 경우에도, 드럼 상에서 스트립을 접합할 때, 인접하는 스트립이 서로 접합하는 단부에서 단차가 형성되게 되는데, 그 표면 요철 형상을 작게 한 이너 라이너 시트를 얻을 수 있다.

본 발명의 스트립을 전술한 형상으로 함으로써, 드럼 상에서 스트립을 되감아 이너 라이너를 형성할 때, 인접하는 스트립의 귀부가 적절히 끼워 맞추어져 두께 불균일이 없는 접합부가 형성될 수 있다. 또한 상기 스트립 본체(10A)의 두께(T1)는, 길이 방향으로 일정한 가로로 긴 편평한 직사각형을 이루고 있다. 또한, 본 발명의 귀부는 이들의 형상에 한정되지 않으며 각종 변형예를 채용할 수 있다.

<스트립의 제조 방법>

도 2에 있어서 스트립(10)을 제조하는 제조 방법을 설명한다. 스트립의 제조장치(11)는, 가로로 긴 직사각형 단면의 열가소성 엘라스토머의 시트(12)를 압출 형성하는 압출 장치(13)와, 이 압출구(16)의 근방에 배치되는 한 쌍의 다이 롤러(14)로 구성된다.

상기 압출 장치(13)는, 스크류축(15)을 갖는 압출기 본체(13A)와, 이 압출기 본체(13A)로부터 토출되는 열가소성 엘라스토머의 시트를 형성하여 압출구(16)로부터 압출하는 압출 헤드(13B)를 구비한다. 압출기 본체(13A)는, 투입되는 열가소성 엘라스토머를, 감속 기능을 구비한 전동기에 의해 구동되는 상기 스크류축(15)에 의해 혼련, 용융한다.

또한 상기 압출 헤드(13B)는 상기 압출기 본체(13A)의 선단에 부착되며 상기 압출구(16)를 구성하는 압출 성형용 구금(17)을 구비하고 있다.

다음, 한 쌍의 다이 롤러(14)는 상하의 롤(14A, 14B)을 갖는 구성을 이루며, 압출구(16)로부터의 압출 방향에 대해 직교하는 횡방향으로 유지된다. 그리고, 상하의 다이 롤(14A, 14B)은 서로 동일한 속도로 동기하면서 회전 가능하게 구동 제어된다.

그리고, 이 상하의 다이 롤(14A, 14B) 사이의 간극부의 형상은, 도 3에 도시하는 바와 같이, 상기 스트립(10)의 단면 형상에 근사해 있다. 여기서 「근사해 있다」란, 스트립(10)의 단면 형상과 실질적으로 닮음꼴이며, 팽창을 고려하여 닮음비는 통상 0.50 내지 0.90의 범위에서 간극부(K) 쪽이 작다.

즉, 상하의 다이 롤(14A, 14B)의 일측 또는 쌍방은, 직원통형상의 롤 본체의 주위 표면에 상기 스트립 본체(10A)에 해당하는 함몰 부분(14a, 14b)을 오목하게 마련하고 있다. 따라서, 다이 롤(14A, 14B) 사이에서의 간극 부분(K1)에 의해 귀부(10B)가 성형되고, 상기 함몰 부분(14a, 14b)이 이루는 간극 부분(K2)에 의해 스트립 본체(10A)가 성형된다.

이와 같이, 제조 장치(11)에서는, 먼저 압출 장치(13)를 이용하여, 가로로 긴 직사각형의 시트(12)를 형성하고, 다이 롤 성형에서의 발열이 생기지 않는 조건으로 다이 롤의 형상을 시트 전사한다. 그리고, 귀부가 형성된 스트립(12A)은, 프리 롤러(18)에 의해 다이 롤러(14B)로부터 박리되고, 최종 형상으로 가공된다. 따라서 치수의 정밀도 및 안정성이 높아지고, 통상, 캘린더 성형에 있어서 필요로 하였던 폭 조정을 위한 나이프 커팅 작업이 불필요해지는 등 제조 효율을 향상시킬 수 있다. 게다가, 귀부(10B)에서의 두께(T2)의 불균일을 경감할 수 있고, 높은 품질의 스트립(10)을 제조할 수 있다.

한편, 이를 위해서는 압출 헤드(13B)에서의 상기 압출구(16)의 개구 높이(HA1)를 상기 스트립의 두께(T1)의 2배 내지 7배, 상기 압출구(16)의 개구 폭(WA1)을 상기 스트립의 폭(W0)의 0.7배 내지 1.0배로 하는 것이 바람직하다.

상기 개구 높이(HA1)가 T1의 7배를 초과하면, 및 개구 폭(WA1)이 W0의 0.7배보다 작을 때에는, 다이 롤 성형에서의 가공률이 과도하게 커져 스트립(10)의 품질 및 정밀도가 저하한다. 특히 폭의 정밀도가 불안정해져 나이프 커팅에 의한 폭 정밀도의 유지가 필요해지게 된다. 또한 상기 개구 높이(HA1)가 T1의 2배보다 작을 때, 1.0 mm 이하의 스트립(10)을 얻으려면 압출 시의 시트 두께가 얇아지므로 압출 압력이 높아지게 되어 치수가 불안정해지게 된다. 한편 개구 폭(WA1)이 W0의 1배를 초과하면, 반대로 가공률이 과도하게 작아져 스트립(10)이 절단되는 문제가 있어 치수 안정성도 저하한다.

한편, 상기 성형 공정, 박리 공정에 사용되는 다이 롤 및 프리 롤은, 이형 처리를 한 것이 바람직하다. 이형 처리는, 예컨대, 롤 표면을 질화[라디칼 질화, 카낙(Kanuc) 처리]하여 Cr-N 코팅[경도(Hv): 200 내지 800, 두께: 25 ㎛ 내지 500 ㎛]으로 하는 방법, 혹은 경질 크롬에 테프론(등록 상표)을 함침시킨 도금[경도(Hv): 800 내지 1000, 두께: 25 ㎛ 내지 1000 ㎛], 다이아몬드 라이크 카본(DLC) 코팅 [경도(Hv): 2000 내지 7000, 두께: 0.2 ㎛ 내지 3.0 ㎛), 테프론(등록 상표) 코팅[경도(Hv): 100 내지 500, 두께: 0.1 ㎛ 내지 0.5 ㎛] 등의 종래의 기술을 채용할 수 있다.

<폴리머 적층체>

본 발명에 있어서, 이너 라이너는, 리본 형태의 스트립을 드럼 상에 되감아 제조되며, 상기 스트립은 폴리머 적층체가 사용된다. 여기서 폴리머 적층체는, 스티렌-이소부틸렌-스티렌 트리블록 공중합체(SIBS)로 이루어지는 제1 층과, 스티렌-이소프렌-스티렌 트리블록 공중합체(SIS) 및 스티렌-이소부틸렌 디블록 공중합체(SIB) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 제2 층으로 이루어진다.

상기 제1 층의 두께는 0.05 mm 내지 0.6 mm이고, 상기 제2 층의 두께는 0.4 mm 이하, 바람직하게는 0.01 mm 내지 0.3 mm로 조정된다. 그리고 폴리머 적층체의 전체의 두께는 0.05 mm 내지 1.0 mm, 바람직하게는 0.06 mm 내지 0.9 mm의 범위로 조정된다.

이러한 폴리머 적층체로 귀부를 구비한 스트립을 형성하고, 이너 라이너를 제조함으로써 표면의 요철을 작게 하여 매끄럽게 할 수 있으며, 요철이 큰 것에 따른 공기 고임 등의 종래의 문제를 해결할 수 있다.

<제1 층>

상기 제1 층은 스티렌-이소부틸렌-스티렌 트리블록 공중합체(SIBS)로 이루어진다. SIBS의 이소부틸렌 블록 유래에 의해, SIBS로 이루어지는 폴리머 필름은 뛰어난 내공기 투과성을 갖는다. 따라서, SIBS로 이루어지는 폴리머를 이너 라이너에 사용한 경우, 내공기 투과성이 뛰어난 공기 타이어를 얻을 수 있다.

또한, SIBS는 방향족 이외의 분자 구조가 완전 포화인 것에 의해 열화 경화가 억제되어 뛰어난 내구성을 갖는다. 따라서, SIBS로 이루어지는 폴리머 필름을 이너 라이너에 사용한 경우, 내구성이 뛰어난 공기 타이어를 얻을 수 있다.

SIBS로 이루어지는 폴리머 필름을 이너 라이너에 적용하여 공기 타이어를 제조한 경우에는, 내공기 투과성을 확보할 수 있다. 따라서 할로겐화 부틸 고무 등의, 종래 내공기 투과성을 부여하기 위해 사용되어 온 고비중의 할로겐화 고무를 사용할 필요가 없고, 사용하는 경우에도 사용량의 저감이 가능하다. 이에 따라 타이어의 경량화가 가능하고, 연비의 향상 효과를 얻을 수 있다.

SIBS의 분자량은 특별히 제한은 없으나, 유동성, 성형화 공정, 고무 탄성 등의 관점에서, GPC 측정에 의한 중량 평균 분자량이 50,000 내지 400,000인 것이 바람직하다. 중량 평균 분자량이 50,000 미만이면 인장 강도, 인장 신율이 저하할 우려가 있고, 400,000을 초과하면 압출 가공성이 나빠질 우려가 있기 때문에 바람직하지 않다. SIBS는 내공기 투과성과 내구성을 보다 양호하게 하는 관점에서, SIBS 중의 스티렌 성분의 함유량은 10 질량% 내지 30 질량%, 바람직하게는 14 질량% 내지 23 질량%인 것이 바람직하다.

상기 SIBS에서의 그 공중합체에 있어서 각 블록의 중합도는 고무 탄성과 취급(중합도가 10,000 미만에서는 액상이 됨)의 점에서, 이소부틸렌에서는 10,000 내지 150,000 정도, 또한 스티렌에서는 5,000 내지 30,000 정도인 것이 바람직하다.

SIBS는 일반적인 비닐계 화합물의 리빙 카티온 중합법에 의해 얻을 수 있으며, 예컨대 일본 특허 공개 소62-48704호 공보 및 일본 특허 공개 소64-62308호 공보에는, 이소부틸렌과 다른 비닐 화합물의 리빙 카티온 중합이 가능하고, 비닐 화합물에 이소부틸렌과 다른 화합물을 이용함으로써 폴리이소부틸렌계의 블록 공중합체를 제조할 수 있는 것이 개시되어 있다.

SIBS는 분자 내에 방향족 이외의 이중 결합을 가지고 있지 않기 때문에, 분자 내에 이중 결합을 가지고 있는 중합체, 예컨대 폴리부타디엔에 비해 자외선에 대한 안정성이 높고, 따라서 내후성이 양호하다. 또한 분자 내에 이중 결합을 가지고 있지 않고, 포화계의 고무형 폴리머임에도 불구하고, 파장 589 nm인 빛의 20℃에서의 굴절률(nD)은 폴리머 핸드북[1989년: 와일리(Polymer Handbook, Willy, 1989)]에 의하면, 1.506이다. 이는 다른 포화계의 고무형 폴리머, 예컨대 에틸렌-부텐 공중합체에 비해 유의하게 높다.

SIBS로 이루어지는 제1 층의 두께(T1)는, 0.05 mm 내지 0.6 mm이다. 제1 층의 두께가 0.05 mm 미만이면, 폴리머 적층체를 이너 라이너에 적용한 그린 타이어의 가황시에 제1 층이 프레스 압력으로 찢어지게 되어, 얻어진 타이어에서 에어 리크 현상이 발생할 우려가 있다. 한편, 제1 층의 두께가 0.6 mm를 초과하면 타이어 중량이 증가하여 저연비 성능이 저하한다. 제1 층의 두께는, 0.05 mm 내지 0.4 mm인 것이 더 바람직하다. 제1 층은, SIBS를 압출 성형, 캘린더 성형이라는 열가소성 수지, 열가소성 엘라스토머를 필름화하는 통상의 방법에 의해, 필름화하여 얻을 수 있다.

<제2 층>

상기 제2 층은 스티렌-이소프렌-스티렌 트리블록 공중합체(이하, 「SIS」라고도 함)로 이루어지는 SIS층 및 스티렌-이소부틸렌 디블록 공중합체(이하, 「SIB」라고도 함)로 이루어지는 SIB층의 적어도 어느 하나를 포함한다.

스티렌-이소프렌-스티렌 트리블록 공중합체(SIS)의 이소프렌 블록은 소프트 세그멘트이기 때문에, SIS로 이루어지는 폴리머 필름은 고무 성분과 가황 접착하기 쉽다. 따라서, SIS로 이루어지는 폴리머 필름을 이너 라이너에 사용한 경우, 상기 이너 라이너는, 예컨대 카커스 플라이의 고무층과의 접착성이 뛰어나기 때문에 내구성이 뛰어난 공기 타이어를 얻을 수 있다.

상기 SIS의 분자량은 특별히 제한은 없으나, 고무 탄성 및 성형성의 관점에서 GPC 측정에 의한 중량 평균 분자량이 100,000 내지 290,000인 것이 바람직하다. 중량 평균 분자량이 100,000 미만이면 인장 강도가 저하할 우려가 있고, 290,000을 초과하면 압출 가공성이 나빠지기 때문에 바람직하지 않다. SIS 중의 스티렌 성분의 함유량은, 점착성, 접착성 및 고무 탄성의 관점에서 10 질량% 내지 30 질량%가 바람직하다.

본 발명에 있어서, SIS에서의, 각 블록의 중합도는, 고무 탄성과 취급의 관점에서 이소프렌에서는 500 내지 5,000 정도, 또한 스티렌에서는 50 내지 1,500 정도인 것이 바람직하다.

상기 SIS는, 일반적인 비닐계 화합물의 중합법에 의해 얻을 수 있으며, 예컨대, 리빙 카티온 중합법에 의해 얻을 수 있다. SIS층은 SIS를 압출 성형, 캘린더 성형이라는 열가소성 수지, 열가소성 엘라스토머를 필름화하는 통상의 방법에 의해 필름화하여 얻을 수 있다.

스티렌-이소부틸렌 디블록 공중합체(SIB)의 이소부틸렌 블록은 소프트 세그멘트이기 때문에, SIB로 이루어지는 폴리머 필름은 고무 성분과 가황 접착하기 쉽다. 따라서, SIB로 이루어지는 폴리머 필름을 이너 라이너에 사용한 경우, 상기 이너 라이너는, 예컨대 카커스나 인슐레이션을 형성하는 인접 고무와의 접착성이 뛰어나기 때문에 내구성이 뛰어난 공기 타이어를 얻을 수 있다.

SIB로는, 직쇄형인 것을 사용하는 것이 고무 탄성 및 접착성의 관점에서 바람직하다. SIB의 분자량은 특별히 제한은 없으나, 고무 탄성 및 성형성의 관점에서, GPC 측정에 의한 중량 평균 분자량이 40,000 내지 120,000인 것이 바람직하다. 중량 평균 분자량이 40,000 미만이면 인장 강도가 저하할 우려가 있고, 120,000을 초과하면 압출 가공성이 나빠질 우려가 있기 때문에 바람직하지 않다.

SIB 중의 스티렌 성분의 함유량은, 점착성, 접착성 및 고무 탄성의 관점에서 10 질량% 내지 35 질량%인 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, SIB에서의 각 블록의 중합도는, 고무 탄성과 취급의 관점에서 이소부틸렌에서는 300 내지 3,000 정도, 또한 스티렌에서는 10 내지 1,500 정도인 것이 바람직하다.

상기 SIB는, 일반적인 비닐계 화합물의 중합법에 의해 얻을 수 있으며, 예컨대, 리빙 카티온 중합법에 의해 얻을 수 있다. 예컨대, 국제 공개 제2005/033035호에는, 교반기에 메틸시클로헥산, n-부틸클로라이드, 쿠밀클로라이드를 가하고, -70℃로 냉각한 후, 2시간 반응시키며, 그 후에 대량의 메탄올을 첨가하여 반응을 정지시키고, 60℃에서 진공 건조하여 SIB를 얻는다는 제조 방법이 개시되어 있다.

SIB층은 SIB를 압출 성형, 캘린더 성형이라는 열가소성 수지, 열가소성 엘라스토머를 필름화하는 통상의 방법에 의해 필름화하여 얻을 수 있다.

제2 층의 두께(T2)는, 0.4 mm 이하, 바람직하게는 0.01 mm 내지 0.3 mm이다. 여기서 제2 층의 두께란, 제2 층이 SIS층으로만 이루어지는 경우에는 상기 SIS층의 두께를, 제2 층이 SIB층으로만 이루어지는 경우에는 상기 SIB층의 두께를, 제2 층이 SIS층 및 SIB층의 2층으로 이루어지는 경우에는 상기 SIS 층 및 상기 SIB층의 합계의 두께를 의미한다. 제2 층의 두께가 0.01 mm 미만이면, 폴리머 적층체를 이너 라이너에 적용한 그린 타이어의 가황시에, 제2 층이 프레스 압력으로 찢겨져 가황 접착력이 저하할 우려가 있다. 한편, 제2 층의 두께가 0.4 mm를 초과하면 타이어 중량이 증가하여 저연비 성능이 저하한다. 제2 층의 두께는, 0.01 mm 내지 0.3 mm인 것이 더 바람직하다.

<이너 라이너의 제조>

본 발명의 스트립은, 리본 형태의 스트립(10)의 휘감김에 의해 형성된다. 도 7의 (a)에 도시하는 바와 같이, 스트립(10)을 원통 드럼(D) 상에서 나선형으로 차례로 감고, 인접하는 스트립(10)은 서로 중복부를 형성하면서 이너 라이너를 형성한다. 여기서 스트립(10)은 휘감길 때에, 도 7의 (b)에 단부를 확대하여 도시하는 바와 같이, 인접하는 스트립 사이에서 단차를 형성하는데, 그 귀부에 의해 요철 단차(d)는 완화하게 된다. 한편, 도 9에 도시하는 바와 같이, 종래의 단면이 직사각형인 스트립으로서 귀부를 갖지 않는 것을 사용한 경우의 요철 단차(d0)는, 귀부를 갖는 스트립의 경우의 요철에 비해 약 2배로 되어 있다.

이와 같이 귀부를 갖는 스트립을 사용한 경우에는, 이너 라이너에 요구되는 마무리 단면 형상에 근사시키는 것을 용이하게 한다. 게다가 매끄러운 윤곽 형상을 얻을 수 있고, 가황 후의 표면 흠집의 발생을 방지할 수 있다. 한편, 종래의 동일한 두께의 스트립과 대략 동일한 정도의 감김 횟수에 의해 이너 라이너를 형성할 수 있고, 생산 능률의 저하나 에어 잔류의 발생을 억제할 수 있다.

<공기 타이어의 제조 방법>

본 발명의 공기 타이어는, 일반적인 제조 방법을 이용할 수 있다. 폴리머 적층체(PL)를 이용하여 스트립을 제조하고, 전술한 방법으로 이너 라이너를 제조한다. 공기 타이어(1)의 그린 타이어에 상기 이너 라이너를 적용하여 다른 부재와 함께 가황 성형함으로써 제조할 수 있다. 폴리머 적층체(PL)를 그린 타이어에 배치할 때에는, 폴리머 적층체(PL)의 제2 층인 SIS층(PL2) 또는 SIB층(PL3)이, 카커스 플라이(61)에 접하도록 타이어 반경 방향 외측을 향해 배치한다. 이와 같이 배치하면, 타이어 가황 공정에서 SIS층(PL2) 또는 SIB층(PL3)과 카커스 플라이(61)의 접착 강도를 높일 수 있다. 얻어진 공기 타이어는, 이너 라이너와 카커스 플라이(61)의 고무층이 양호하게 접착해 있기 때문에, 뛰어난 내공기 투과성 및 내구성을 가질 수 있다.

<이너 라이너의 배치 상태>

본 발명의 가황 타이어에 있어서, 폴리머 적층체로 형성되는 이너 라이너의 배치 상태를 도 8에 도시한다. 도 8의 (a)에서, 폴리머 적층체(PL)는 제1 층으로서의 SIBS층(PL1) 및 제2 층으로서의 SIS층(PL2)으로 구성되다. 상기 폴리머 적층체(PL)를 공기 타이어의 이너 라이너에 적용하는 경우, SIS층(PL2)이 카커스 플라이(61)에 접하도록 타이어 반경 방향 외측을 향해 설치하면, 타이어의 가황 공정에 있어서, SIS층(PL2)과 카커스 플라이(61)의 접착 강도를 높일 수 있다. 따라서 얻어진 공기 타이어는, 이너 라이너와 카커스 플라이(61)의 고무층이 양호하게 접착해 있기 때문에 뛰어난 내공기 투과성 및 내구성을 가질 수 있다.

도 8의 (b)에서, 폴리머 적층체(PL)는 제1 층으로서의 SIBS층(PL1) 및 제2 층으로서의 SIB층(PL3)으로 구성되다. 상기 폴리머 적층체(PL)를 공기 타이어의 이너 라이너에 적용하는 경우, SIB층(PL3)의 면을 카커스 플라이(61)에 접하도록 타이어 반경 방향 외측을 향해 설치하면, 타이어의 가황 공정에서 SIB층(PL3)과 카커스 플라이(61)의 접착 강도를 높일 수 있다. 따라서 얻어진 공기 타이어는, 이너 라이너와 카커스 플라이(61)의 고무층이 양호하게 접착해 있기 때문에 뛰어난 내공기 투과성 및 내구성을 가질 수 있다.

도 8의 (c)에서, 폴리머 적층체(PL)는 제1 층으로서의 SIBS층(PL1), 제2 층으로서의 SIS층(PL2) 및 SIB층(PL3)이 상기한 순서로 적층되어 구성된다. 상기 폴리머 적층체(PL)를 공기 타이어의 이너 라이너에 적용하는 경우, SIB층(PL3)의 면을 카커스 플라이(61)에 접하도록 타이어 반경 방향 외측을 향해 설치하면, 타이어의 가황 공정에서 SIB층(PL3)과 카커스 플라이(61)의 접착 강도를 높일 수 있다. 따라서 얻어진 공기 타이어는, 이너 라이너와 카커스 플라이(61)의 고무층이 양호하게 접착해 있기 때문에, 뛰어난 내공기 투과성 및 내구성을 가질 수 있다.

도 8의 (d)에, 폴리머 적층체(PL)는, 제1 층으로서의 SIBS층(PL1), 제2 층으로서의 SIB층(PL3) 및 SIS층(PL2)이 상기한 순서로 적층되어 구성된다. 상기 폴리머 적층체(PL)를 공기 타이어의 이너 라이너에 적용하는 경우, SIS층(PL2)의 면을 카커스 플라이(61)에 접하도록 타이어 반경 방향 외측을 향해 설치하면, 타이어의 가황 공정에서 SIS층(PL2)과 카커스 플라이(61)의 접착 강도를 높일 수 있다. 따라서 이너 라이너와 카커스 플라이(61)의 고무층이 양호하게 접착해 있기 때문에, 뛰어난 내공기 투과성 및 내구성을 가질 수 있다.

실시예

<스트립의 재료>

본 발명의 스트립의 제조에 이용된 열가소성 엘라스토머(SIB, SIBS 및 SIS)는 이하와 같다.

SIB

교반기를 구비한 2L 반응 용기에 메틸시클로헥산[분자체(Molecular Sieves) 로 건조한 것] 589 mL, n-부틸클로라이드(분자체로 건조한 것) 613 mL, 쿠밀클로라이드 0.550 g을 가했다. 반응 용기를 -70℃로 냉각한 후, α-피콜린(2-메틸피리딘) 0.35 mL, 이소부틸렌 179 mL를 첨가했다. 4염화 티타늄 9.4 mL를 추가로 가하여 중합을 시작하고, -70℃에서 용액을 교반하면서 2.0 시간 반응시켰다. 다음, 반응 용기에 스티렌 59 mL를 첨가하고, 60분간 반응을 더 계속한 후, 대량의 메탄올을 첨가하여 반응을 정지시켰다. 반응 용액으로부터 용제 등을 제거한 후에, 중합체를 톨루엔에 용해시켜 2회 액체 세척했다. 이 톨루엔 용액을 메탄올 혼합물에 가하여 중합체를 침전시키고, 얻어진 중합체를 60℃에서 24시간 건조함으로써 스티렌-이소부틸렌 디블록 공중합체를 얻었다.

스티렌 성분 함유량: 15 질량%

중량 평균 분자량: 70,000

SIBS

가네카(주)(Kaneka Corporation)사 제조의 「시브스타(SIBSTAR) 102(Shore A 경도 25, 스티렌 성분 함유량 25 질량%, 중량 평균 분자량: 100,000)」를 사용했다.

SIS

크래이튼 폴리머(Kraton Polymers)사 제조의 「D1161JP(스티렌 성분 함유량 15 질량%, 중량 평균 분자량: 150,000)」를 사용했다.

<이너 라이너의 제조 방법>

상기 SIBS 및 SIS는, 시판하는 펠릿을, 또는 상기 제법으로 얻어진 SIB를 이용하여, 이하의 배합 처방으로 혼합했다. 이것을 도 2 및 도 3에 도시한 압출기(스크류 직경: Ø80 mm, L/D: 50, 다이 갭 폭: 40 mm, 실린더 온도: 220℃)를 이용하여 스크류 회전수 80 RPM, 압출 속도는 약 9 m/분으로, 리본 형태의 시트(두께: 0.3 mm)를 압출했다.

이것을 다이 롤(14A, 14B)에 통과시켜 양단에 소정의 형상의 귀부를 형성한 스트립(12A)을 제조했다. 한편, 상기 리본 형태의 시트(12)는, 상기 압출기를 이용하여, 제1 층과 제2 층의 열가소성 엘라스토머를 공압출함으로써 복층 구조로 했다. 그 후, 프리 롤러(18)를 통해, 상기 스트립을 상기 다이 롤러로부터 박리하여, 도 4에 도시한 단면 구조의 스트립(12A)을 얻었다. 여기서, 스트립(10)의 폭(W0)은 20 mm이고, 두께(T1)는 0.3 mm, 귀부(10B)의 폭(W2)은 3 mm, 두께(T2)는 0.02 mm이다.

상기 스트립을, 도 7에 도시한 드럼 상에서 스트립을 휘감고, 인접하는 스트립의 귀부가 서로 접합부를 형성하고, 폭이 넓은 시트형으로 성형하여, 두께 0.3 mm의 이너 라이너용 시트를 제조했다.

스트립의 배합 처방

열가소성 엘라스토머(주 1) 100 질량부

스테아린산(주 2) 3 질량부

산화 아연(주 3) 5 질량부

노화 방지제(주 4) 1 질량부

가황 촉진제(주 5) 1 질량부

황(주 6) 0.5 질량부

(주 1) 열가소성 엘라스토머는 SIBS, SIS, SIB를 사용했다.

(주 2) 스테아린산: 카오(주)(Kao Corporation)사 제조의 「스테아린산 루낙(LUNAC) S30」.

(주 3) 산화 아연: 미츠이 금속 광업(주)사(Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.) 제조의 「아연화 1호」.

(주 4) 노화 방지제: 오우치 신흥 화학(주)(Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.)사 제조의 「노크락(NOCRAC) 6C」 [N-(1,3-디메틸부틸)-N’-페닐-p-페닐렌디아민].

(주 5) 가황 촉진제: 오우치 신흥 화학(주)사 제조의 「녹셀러(NOCCELER) DM」(디-2-벤조티아졸릴디술피드).

(주 6) 황: 츠루미 화학 공업(주)(Tsurumi Chemical Industries CO., Ltd.)사 제조의 「분말 황」.

<타이어의 제조>

표 1의 사양에 따른 스트립을 드럼 상에서 이너 라이너로 성형한 것을 이용하여 타이어 사이즈 195/65R15의 공기 타이어를 시험 제작했다. 한편, 가황은 170℃에서 20분간 프레스를 행하고, 가황 금형으로부터 제거하지 않고 100℃에서 3분간 냉각한 후, 가황 금형에서 꺼냈다.

또한, 실시예는 스트립에 귀부를 형성한 것이고, 비교예는 스트립에 귀부를 갖지 않은 것을 사용했다.

<타이어의 성능 평가 방법>

표 1의 실시예 및 비교예의 공기 타이어의 성능 평가는, 이하의 방법으로 실시했다.

<에어 인 성능>

가황 후의 타이어 내측을 외관으로 검사하고, 그 평가를 이하와 같이 했다.

A: 외관상 타이어 1개당 직경 5 mm 이하의 에어 인의 수가 0개, 직경 5 mm를 초과하는 에어 인의 수가 0개인 경우.

B: 외관상 타이어 1개당 직경 5 mm 이하의 에어 인의 수가 1 내지 3개, 직경 5 mm를 초과하는 에어 인의 수가 0개인 경우.

C: 외관상 타이어 1개당 직경 5 mm 이하의 에어 인의 수가 4개 이상, 직경 5 mm를 초과하는 에어 인의 수가 1개 이상인 경우.

<굴곡 균열 성장 시험>

내구 주행 시험은 이너 라이너가 갈라지거나 박리되거나 하는지의 여부로 평가했다. 시험 제작 타이어를 JIS 규격 림 15×6JJ에 조립하고, 타이어 내압은 150 KPa로 통상보다 저내압으로 설정하고, 하중은 600 kg, 속도 100 km/h, 주행 거리 20,000 km에서 타이어의 내부를 관찰하고, 균열, 박리의 수를 측정했다. 판정 기준은 균열의 수가 50개 이상은 C, 1 내지 49개를 B, 0개를 A로 평가했다.

<구름 저항 지수>

(주)고베 제강소(Kobe Steel, Ltd.) 제조의 구름 저항 시험기를 이용하여, 시험 제작 타이어를 JIS 규격 림 15×6JJ에 조립하고, 하중 3.4 kN, 공기압 230 kPa, 속도 80 km/h의 조건으로, 실온(30℃)에서 주행시켜 구름 저항을 측정했다. 그리고, 하기의 계산식에 의거하여 비교예 1을 기준 100으로 하여, 실시예의 구름 저항 변화율(%)을 지수로 표시했다. 구름 저항 변화율이 클수록 구름 저항이 저감되어 있는 것을 나타낸다.

구름 저항 지수=(비교예 1의 구름 저항/실시예의 구름 저항)×100

<정적 공기압 저하율 시험>

시험 제작 타이어를 JIS 규격 림 15×6JJ에 조립하고, 초기 공기압 300 kPa를 밀봉 주입하고, 90일간 실온에서 방치하여 공기압의 저하율을 1개월로 계산했다. 수치가 작을수록 공기압이 잘 감소되지 않아 바람직하다.

<타이어의 평가 결과>

비교예 1은 스트립에 귀부를 형성하지 않은 예, 실시예 1, 4는 스트립의 단면 형상이 도 6의 (a)인 것, 실시예 2는 스트립의 단면 형상이 도 5의 (b)인 것, 실시예 3은 스트립의 단면 형상이 도 4인 것을 나타낸다. 표 1의 평가 결과로부터, 본 발명의 실시예는, 에어 인, 굴곡 균열 성장 시험, 구름 저항 지수 및 정적 공기압 저하율 시험의 결과에 있어서 모두 비교예 1보다 뛰어난 것이 인정된다.

본 발명의 공기 타이어는, 승용차용 공기 타이어 외에 트럭/버스용, 중기계용 등의 공기 타이어로서 이용할 수 있다.

1 : 공기 타이어 2 : 트레드부
3 : 사이드월부 4 : 비드부
5 : 비드 코어 6 : 카커스 플라이
7 : 벨트층 8 : 비드 에이펙스
9 : 이너 라이너 10 : 스트립
11 : 스트립의 제조 장치 12 : 시트
13 : 압출 장치 14A, 14B : 다이 롤러
15 : 스크류축 16 : 압출구
17 : 구금 18 : 프리 롤러
PL : 폴리머 적층체 PL1 : SIBS층
PL2 : SIS층 PL3 : SIB층

Claims

스트립 본체가 서로 중복부를 형성하도록, 스트립을 원통 드럼 상에서 나선형으로 휘감아 이너 라이너를 형성하고, 상기 이너 라이너를 그린 타이어의 내면에 배치한 후, 가황하는 공기 타이어의 제조 방법으로서,
상기 스트립은, (A) 스티렌-이소부틸렌-스티렌 트리블록 공중합체로 이루어지는 제1 층과, (B) 스티렌-이소프렌-스티렌 트리블록 공중합체 및 스티렌-이소부틸렌 디블록 공중합체 중 적어도 어느 하나를 포함하며, 카커스 플라이에 인접하여 배치되는 제2 층의 복합층으로 구성되고,
상기 스트립은, 스트립 본체와 그 양측에 배치되는 귀부를 추가로 가지며, 상기 스트립 본체의 두께(T1)는 0.05 mm 내지 1.0 mm이고, 상기 귀부의 두께(T2)는 상기 스트립 본체의 두께(T1)보다 얇으며, 귀부의 폭(W2)은 0.5 mm 내지 5.0 mm인 것인 공기 타이어의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 스트립의 폭(W0)은 5 mm 내지 40 mm인 것인 공기 타이어의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 스트립의 귀부의 두께는 0.02 mm 내지 0.5 mm인 것인 공기 타이어의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 층의 두께는 0.05 mm 내지 0.6 mm이고, 제2 층의 두께는 0.01 mm 내지 0.3 mm인 것인 공기 타이어의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 스트립은,
(a) 압출기 본체와 압출 헤드를 구비한 압출 장치에 의해, 열가소성 엘라스토머를 압출하여 가로로 긴 직사각형 단면 형상의 시트를 형성하는 압출 공정과,
(b) 상기 시트를, 한 쌍의 다이 롤러에 통과시켜, 상기 시트에 다이 롤러의 형상을 전사하여 스트립 단부에 귀부를 구비한 스트립을 형성하는 공정, 그리고
(c) 상기 스트립을 다이 롤러로부터 박리하는 박리 공정
을 포함하는 제조 방법으로 얻어지는 것인 공기 타이어의 제조 방법.