KR20140042567A - 공기입 타이어 제조 방법 - Google Patents

공기입 타이어 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20140042567A
KR20140042567A KR1020120109474A KR20120109474A KR20140042567A KR 20140042567 A KR20140042567 A KR 20140042567A KR 1020120109474 A KR1020120109474 A KR 1020120109474A KR 20120109474 A KR20120109474 A KR 20120109474A KR 20140042567 A KR20140042567 A KR 20140042567A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
film
inner liner
tire
liner film
forming
Prior art date
Application number
KR1020120109474A
Other languages
English (en)
Inventor
정일
김기웅
이상목
Original Assignee
코오롱인더스트리 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 코오롱인더스트리 주식회사 filed Critical 코오롱인더스트리 주식회사
Priority to KR1020120109474A priority Critical patent/KR20140042567A/ko
Publication of KR20140042567A publication Critical patent/KR20140042567A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D30/00—Producing pneumatic or solid tyres or parts thereof
    • B29D30/06—Pneumatic tyres or parts thereof (e.g. produced by casting, moulding, compression moulding, injection moulding, centrifugal casting)
    • B29D30/08—Building tyres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/022—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the choice of material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/07—Flat, e.g. panels
    • B29C48/08—Flat, e.g. panels flexible, e.g. films
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D30/00—Producing pneumatic or solid tyres or parts thereof
    • B29D30/06—Pneumatic tyres or parts thereof (e.g. produced by casting, moulding, compression moulding, injection moulding, centrifugal casting)
    • B29D30/08—Building tyres
    • B29D30/20—Building tyres by the flat-tyre method, i.e. building on cylindrical drums
    • B29D30/24—Drums
    • B29D30/244—Drums for manufacturing substantially cylindrical tyre components with cores or beads, e.g. carcasses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D30/00—Producing pneumatic or solid tyres or parts thereof
    • B29D30/06—Pneumatic tyres or parts thereof (e.g. produced by casting, moulding, compression moulding, injection moulding, centrifugal casting)
    • B29D30/08—Building tyres
    • B29D30/20—Building tyres by the flat-tyre method, i.e. building on cylindrical drums
    • B29D30/24—Drums
    • B29D30/26—Accessories or details, e.g. membranes, transfer rings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D30/00—Producing pneumatic or solid tyres or parts thereof
    • B29D30/06—Pneumatic tyres or parts thereof (e.g. produced by casting, moulding, compression moulding, injection moulding, centrifugal casting)
    • B29D30/08—Building tyres
    • B29D30/20—Building tyres by the flat-tyre method, i.e. building on cylindrical drums
    • B29D30/30—Applying the layers; Guiding or stretching the layers during application
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D30/00—Producing pneumatic or solid tyres or parts thereof
    • B29D30/06—Pneumatic tyres or parts thereof (e.g. produced by casting, moulding, compression moulding, injection moulding, centrifugal casting)
    • B29D30/38—Textile inserts, e.g. cord or canvas layers, for tyres; Treatment of inserts prior to building the tyre
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/06—Polyethene
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00—Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J161/00—Adhesives based on condensation polymers of aldehydes or ketones; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J161/04—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only
    • C09J161/06—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of aldehydes with phenols

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Tyre Moulding (AREA)
  • Tires In General (AREA)

Abstract

본 발명은 이너라이너 필름을 이너라이너용 필름을 종방향(MD; Machine Direction) 또는 횡방향(TD; Transverse Direction)에 대하여 45°내지 75°의 각도로 재단하는 단계를 포함하는 공기입 타이어 제조 방법에 관한 것이다.

Description

공기입 타이어 제조 방법 {PREPARATION METHOD OF PNEUMATIC TIRE}
본 발명은 공기입 타이어 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이너라이너 필름을 적용하였을 때 타이어 내부 구조가 모든 방향에 걸쳐 균일하여 덴트 현상의 발생이 적으며 우수한 물성과 함께 안정적인 구조를 갖도록 하고, 타이어 제조 과정이나 자동차 주행 과정에서도 이너라이너 필름의 스플라이스부가 접지면에 나란히 배치되지 않아 우수한 기계적 물성, 내구성 및 내피로특성을 확보할 수 있는 공기입 타이어의 제조 방법에 관한 것이다.
타이어는 자동차의 하중을 지탱하고, 노면으로부터 받는 충격을 완화하며, 자동차의 구동력 또는 제동력을 지면에 전달하는 역할을 한다. 일반적으로 타이어는 섬유/강철/고무의 복합체로서, 도 1과 같은 구조를 가지는 것이 일반적이다.
트레드 (Tread) (1): 노면과 접촉하는 부분으로 제동, 구동에 필요한 마찰력을 주고 내마모성이 양호 하여야 하며 외부 충격에 견딜 수 있어야 하고 발열이 적어야 한다.
보디 플라이(Body Ply) (또는 카커스(Carcass)) (6): 타이어 내부의 코오드 층으로, 하중을 지지하고 충격에 견디며 주행 중 굴신 운동에 대한　내피로성이 강해야 한다.
벨트 (Belt) (5): 보디플라이 사이에 위치하고 있으며, 대부분의 경우에 철사(Steel Wire)로 구성되며 외부의 충격을 완화시키는 것은 물론 트레드의 접지면을 넓게 유지하여 주행안정성을 우수하게 한다.
사이드 월(Side Wall) (3): 숄더(2) 아래 부분부터 비드(9) 사이의 고무층을 말하며 내부의 보디 플라이(6)를 보호하는 역할을 한다.
인너라이너(Inner Liner) (7): 튜브 대신 타이어의 안쪽에 위치하고 있는 것으로 공기누출 방지하여 공기입 타이어를 가능케 한다.
비드(BEAD) (9): 철사에 고무를 피복한 사각 또는 육각형태의 Wire Bundle로 타이어를 Rim에 안착하고 고정시키는 역할을 한다.
캡 플라이(CAP PLY) (4): 일부 승용차용 래디얼 타이어의 벨트 위에 위치한 특수 코오드지로서, 주행 시 벨트의 움직임을 최소화 한다.
에이펙스(APEX) (8): 비드의 분산을 최소화하고 외부의 충격을 완화하여 비드를 보호하며 성형시 공기의 유입을 방지하기 위하여 사용하는 삼각형태의 고무 충진재이다.
최근에는 튜브를 사용하지 않으면서 내부에는 30 내지 40 psi 정도의 고압 공기가 주입된 튜브리스(tube-less) 타이어가 통상적으로 사용되는데, 차량 운행 과정에서 내측의 공기가 외부로 유출되는 것을 방지하기 위하여 카커스 내층에 기밀성이 높은 이너라이너가 배치된다.
이전에는 비교적 공기 투과성이 낮은 부틸 고무 또는 할로 부틸 고무 등의 고무 성분들을 주요 성분으로 하는 타이어 이너라이너가 사용되었는데, 이러한 이너라이너에서는 충분한 기밀성을 얻기 위해서 고무의 함량 또는 이너라이너의 두께를 증가시켜야 했다. 그러나, 상기 고무 성분의 함량 및 타이어 두께가 증가하면, 타이어 총중량이 늘어나고 자동차의 연비가 저하되는 문제가 있었다.
또한, 상기 고무 성분들은 상대적으로 낮은 내열성을 가져서, 고온 조건에 반복적인 변형이 일어나는 타이어의 가황 과정 또는 자동차의 운행과정에서 카커스 층의 내면 고무와 이너라이너 사이에 공기 포켓이 생기거나 이너라이너의 형태나 물성이 변하는 문제점이 있었다. 그리고, 상기 고무 성분들을 타이어의 커커스층에 결합하기 위해서는 가황제를 사용하거나 가황 공정을 적용하여야 했으며, 이에 의하여도 충분한 접착력이 확보되기는 어려웠다.
이에, 이너라이너의 두께 및 무게를 감소시켜 연비를 절감시키고, 타이어의 성형 또는 운행 과정 등에서 발생하는 이너라이너의 형태나 물성의 변화를 줄이기 위해 다양한 방법이 제안되었다. 그러나, 이전에 알려진 어떠한 방법도 이너라이너의 두께 및 무게를 충분히 감소시키면서 우수한 공기 투과성 및 타이어의 성형성을 유지하는데 한계가 있었다. 또한, 이전에 알려진 방법으로 얻어진 이너라이너는 고온의 반복적 성형이 이루어지는 타이어의 제조 과정 또는 반복적 변형이 일어나며 높은 열이 발생하는 자동차의 운행 과정 등에서 그 자체의 물성이 저하되거나 필름에 균열이 발생하는 등의 많은 문제점이 있었다.
특히, 통상적으로 이너라이너의 재단선으로 생성되는 스플라이스(splice)가 타이어 주행중 접지면에 나란히 형성되게 되어 타이어 변형에 따른 응력이 집중되어 파단이 발생하는 문제점이 있었다. 또한 기존의 부틸 고무 이너라이너는 고무의 특성상 스플라이스(splice)부가 형성되지 않으나, 필름 이너라이너의 경우에는 splice가 명확히 형성되므로 본 스플라이스(splice)부에서 타이어 제조중 팽창이 비 스플라이스(splice)부 대비 적게 일어나기 때문에 DENT 현상 발생에 따른 불량률 발생 가능성도 높아지게 된다. 추가적으로 이러한 필름 이너라이너 스플라이스(splice)부가 보디 플라이부의 스플라이스(splice)와 일치하게 되면 던트(DENT) 현상이 더욱 강하지게 되어 높은 불량 발생률을 가지게 된다.
추가적으로 필름 이너라이너에서 형성되는 이러한 스플라이스(splice)부는 스플라이스부의 겹침에 의하여 공기층이 발생할 가능성이 높아지게 된다. 이러한 공기층은 타이어 가류중에 팽창하게 되어 에어 포켓(Air Pocket)의 형성을 가중시키는 문제가 있다.
이에 따라 이너라이너가 타이어 내부에서 균일한 물성 및 두께를 갖도록 하면서 타이어의 제조 과정 및 자동차 운행 과정에서 충분한 기계적 물성, 내구성 및 내피로특성 등을 구현할 수 있도록 하는 방법에 대한 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 이너라이너 필름 및 타이어 내부 구조가 모든 방향에 걸쳐 균일하고 우수한 물성과 함께 안정적인 구조를 갖도록 하고, 타이어 제조 과정이나 자동차 주행 과정에서도 우수한 기계적 물성, 내구성 및 내피로특성을 확보할 수 있는 공기입 타이어의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 이너라이너 필름용 원료를 용융 및 압출하여 이너라이너 필름을 형성하는 단계; 및 상기 형성된 이너라이너용 필름을 종방향(MD; Machine Direction) 또는 횡방향(TD; Transverse Direction)에 대하여 45°내지 75°의 각도로 재단하는 단계;를 포함하는 공기입 타이어 제조 방법을 제공한다.
상기 이너라이너 필름은 상기 이너라이너 필름을 평행사변형 형태로 재단할 수 있다.
상기 공기입 타이어의 제조 방법은 상기 이너라이너 필름을 타이어 성형 드럼 상에 배치하는 단계; 상기 타이어 성형 드럼 상의 이너라이너 필름 상에 바디 플라이층을 적층하는 단계; 상기 바디 플라이층의 상기 성형 드럼 폭 방향의 끝단에 비드 와이어를 부착하는 단계; 상기 타이어 성형 드럼 올려진 바디 플라이층 상에 벨트부를 형성하는 단계; 상기 벨트부 상에 캡플라이부를 형성하는 단계; 및 상기 형성된 벨트부 상에 트레드부, 숄더부 및 사이드월부 형성을 위한 고무층을 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 이너라이너 필름은 종방향(MD; Machine Direction) 또는 횡방향(TD; Transverse Direction)이 타이어 성형 드럼의 축방향과 동일한 방향으로 타이어 성형 드럼 상에 배치할 수 있다.
또한, 상기 바디 플라이층의 스플라이스(splice)와 상기 이너라이너 필름의 스플라이스(splice)의 중앙은 180°의 마주보는 각을 갖도록 배치할 수 있다.
상기 공기입 타이어의 제조 방법은 타이어 성형 드럼 상의 적층체, 예를 들어 상기 이너라이너 필름, 바디플라이층 및 비드 와이어 등의 상술한 고무층을 포함하는 적층체를 신장시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 이너라이너 필름을 형성하는 단계는 상기 이너라이너 필름용 원료를 230 ℃ 내지 300 ℃에서 용융하고 압출하여 30 ㎛ 내지 300 ㎛의 두께를 갖는 필름을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 이너라이너 필름용 원료는 폴리아마이드계 수지와, 폴리아마이드(poly-amide)계 세그먼트 및 폴리에테르(poly-ether)계 세그먼트를 포함한 공중합체를 포함할 수 있으며, 상기 공중합체의 폴리에테르계 세그먼트 함량이 생성된 필름 전체 중량에 대하여 15 내지 50 중량%일 수 있다.
상기 공기입 타이어의 제조 방법은 상기 기재 필름층의 적어도 일 표면 상에 접착층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 접착층은 레조시놀-포르말린-라텍스(RFL)계 접착제를 포함할 수 있으며 0.1 ㎛ 내지 20 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
본 발명에 따르면, 이너라이너 필름 및 타이어 내부 구조가 모든 방향에 걸쳐 균일하고 우수한 물성과 함께 안정적인 구조를 갖도록 하고, 타이어 제조 과정이나 자동차 주행 과정에서도 우수한 기계적 물성, 내구성 및 내피로 특성을 확보할 수 있는 공기입 타이어의 제조 방법이 제공될 수 있다.
도 1은 타이어의 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 카커스 바디(Carcass Body) 및 이너라이너 필름의 스플라이스부가 같이 존재하게 제조된 기존의 타이어에서 나타날 수 있는 덴트(DENT) 현상 발생 메커니즘(mechanism)을 도시한 모식도이다.
도 3은 본 발명에 따라 특정 형태로 재단된 이너라이너 필름을 적용하여, 카커스 바디(Carcass Body) 스플라이스부만 존재하게 제조된 타이어에서 나타날 수 있는 덴트(DENT) 현상 발생 메커니즘(mechanism)을 도시한 모식도이다.
도 4는 본 발명에 따라 이너라이너용 필름을 재단하는 형태 및 드럼에서 부착하는 방식의 일례를 나타낸 모식도이다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 이너라이너 필름용 원료를 용융 및 압출하여 이너라이너 필름을 형성하는 단계; 및 상기 형성된 이너라이너용 필름을 종방향(MD; Machine Direction) 또는 횡방향(TD; Transverse Direction)에 대하여 45°내지 75°의 각도로 재단하는 단계;를 포함하는 공기입 타이어의 제조 방법이 제공될 수 있다.
본 발명자들은, 제조되는 이너라이너 필름을 특정의 각도로 재단함으로써, 즉, 필름의 종방향(MD; Machine Direction) 또는 횡방향(TD; Transverse Direction)에 대하여 45°내지 75°의 각도로 재단하여 적용하면, 이너라이너 필름이 모든 방향에 걸쳐 균일하고 우수한 물성을 가지면서 안정적으로 타이어 내부에 위치할 수 있으며, 필름 이너라이너 스플라이스(splice)부에 발생할 수 있는 에어 포켓(Air Pocket)을 줄일 수 있어 이러한 방법으로 제조된 공기입 타이어어가 타이어 제조 과정이나 자동차 주행 과정에서도 우수한 기계적 물성, 내구성 및 내피로특성을 구현할 수 있다는 점을 확인하고 발명을 완성하였다.
이너라이너 필름은 제조 과정에서의 압출 과정이나 롤(roll)을 이용한 이동 및 권취 과정에서 종방향(MD)으로 일정 정도의 연신이나 배향이 발생하게 되는데, 종래에는 통상적으로 이너라이너의 재단선으로 생성되는 스플라이스(splice), 즉, 접지 부분이 필름의 종방향(MD) 및 타이어 성형 드럼의 축방향과 모두 수직을 이루게 되어, 타이어 제조 공정에서의 변형이나 성형 단계에서 이러한 수직으로 형성된 스플라이스(splice)에 외부 응력이 집중되는 문제점이 있었다. 또한, 상기 스플라이스부에 누적된 공기층이 그린 타이어 제조 후까지 남아 있게 되어 가류시 에어 포켓(Air Pocket)이 발생하는 문제점도 가지고 있었다.
이러한 이너라이너의 스플라이스(splice)에 대한 외부 응력 집중으로 인해, 이너라이너의 물성이 저하되거나 필름 자체가 손상 또는 파괴될 수 있어서, 타이어에 요구되는 내구성 및 내피로특성을 확보하기 어려워지는 문제점이 있었다. 예컨대, 타이어가 지면에 접지할 때 변형은 주로 접지면 주위에 집중되게 되며, 이에 따라, 만약 이너라이너의 스플라이스(splice)가 종래의 방식에 따라 타이어 성형 드럼의 축방향에 수직인 직선으로 형성되면 접지면의 많은 변형을 이너라이너의 스플라이스(splice) 전체가 받게 되는 경우가 발생하며, 타이어의 내구성 등이 급격히 저하될 수 있다.
이에 반하여, 상기 발명의 일 구현예의 공기입 타이어 제조 방법에서는, 상술한 바와 같이, 이너라이너 필름을 재단하는 단계에서 이너라이너의 스플라이스(splice)를 형성하는 재단선을 필름의 종방향(MD) 또는 횡방향(TD), 즉, 제조 기기 상에서 용융 및 압출된 원료가 필름으로 형성되는 방향에 수직이 아닌 사선을 형성하도록 제조하여 적용하는 방법을 통하여, 이전에 알려진 다른 방법이 해결하기 어려웠던 문제점들을 대부분 해결하였고, 보다 균일하고 우수한 기계적 물성, 내구성 및 내피로특성을 갖는 공기입 타이어를 제공할 수 있다.
특히, 상기 이너라이너 필름은 종방향(MD; Machine Direction) 또는 횡방향(TD; Transverse Direction)에 대하여 45도 이상 75도 이하의 각도, 바람직하게는 60도 이상 70도 이하의 각도로 재단할 수 있다. 상기 이너라이너 필름을 75도의 각도를 초과하여 재단하는 경우에는, 덴트(dent) 현상이 증가하며 필름 이너라이너 사이에 에어 포켓(Air Pocket)이 발생할 수 있고 제조된 타이어의 내구성이 저하될 수 있다. 또한, 상기 이너라이너 필름을 45도 미만으로 재단하는 경우에는, 타이어 성형 드럼에 배치할 때의 작업성이 현저히 떨어지게 된다. 즉, 타이어 제조 공정에서 이너라이너 필름 조립할 때 너무 얇은 모서리로 인해 불량 발생율이 급격하게 증가되어 바람직하지 못하다.
즉, 상기 공기입 타이어 제조 방법에서는 이전에 알려진 방법들과는 달리 이너라이너 필름을 특정한 각도로 재단하여 적용하며, 제조된 타이어에서 이너라이너 필름이 모든 방향에 걸쳐 균일하고 우수한 물성을 가지면서 안정적으로 위치할 수 있게 하고, 이와 같이 제조된 공기입 타이어어가 타이어 제조 과정이나 자동차 주행 과정에서도 우수한 기계적 물성, 내구성 및 내피로 특성을 나타낼 수 있게 하였다.
특히, 상기 이너라이너 필름은 평행사변형 형태로 재단할 수 있다. 즉, 이너라이너 필름의 종방향(MD; Machine Direction) 또는 횡방향(Transverse Direction) 각각의 대변 또는 마주보는 두 변의 길이가 동일하고, 대각 또는 마주보는 두 각의 크기가 동일한 형태로 재단하여, 접지면의 이너라이너 스플라이스(splice)가 타이어 성형 드럼의 축방향에 대해 소정의 각도를 갖는 사선으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 이너라이너 필름에서 두 쌍의 대각은 각각, 상술한 바와 같은 각도를 갖는 것이 될 수 있다. 즉, 15도 이상 45도 이하의 각도, 바람직하게는 20도 이상 30도 이하의 각도가 될 수 있다.
본 발명의 공기입 타이어 제조 방법에서, 상술한 바와 같이, 이너라이너 필름을 평형사변형 형태로 재단하여 적용하면, 에어 포켓(air pocket) 방지 효과 및 덴트(dent) 현상의 몰림 등을 방지할 수 있다. 상기 이너라이너 필름을 타이어 성형 드럼 상에 배치하였을 때, 이물이나 먼지 등에 의한 눌림 현상으로 움푹 들어간 부분, 예컨대, 기포로 발생할 수 있는 핀홀(pin hole)이나 덴트(dent) 발생을 효과적으로 방지할 수 있다. 특히, 이러한 덴트(dent)부에서 발생할 수 있는 응력 집중을 넓게 분포시켜 타이어의 내구성 및 내피로 특성을 향상시키는 우수한 효과를 얻을 수 있다.
일반적으로, 제조된 공기입 타이어가 지면에 접지할 때 변형은 주로 접지면 주위에 집중되게 된다. 이에 따라, 종래의 방법에서와 같이 이너라이너의 스플라이스(splice)가 타이어 성형 드럼의 축방향에 수직인 직선으로 형성되면 접지면의 많은 변형을 스플라이스(splice) 전체가 받게 되는 경우가 발생한다. 그러나, 본 발명에서와 같이, 이너라이너 필름을 소정의 각도로 재단하여, 예컨대, 마름모 형태 등으로 재단하여 공기입 타이어를 제조하면, 이너라이너의 스플라이스(splice)가 타이어 넓은 부분에 거쳐 나타나게 되어 제조된 타이어의 내구성을 현저히 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 공기입 타이어 제조 방법은, 상술한 내용을 제외하고는 통상적인 공기입 타이어 제조 과정에서 사용되는 방법, 조건 및 장치를 별 다른 제한 없이 사용할 수 있다.
구체적으로, 상기 공기입 타이어 제조 방법은, 이너라이너용 필름을 종방향(MD; Machine Direction) 또는 횡방향(TD; Transverse Direction)에 대하여 45°내지 75°의 각도로 재단하는 단계 이후에, 상기 이너라이너 필름을 타이어 성형 드럼 상에 배치하는 단계; 상기 바디 플라이층의 상기 성형 드럼 폭 방향의 끝단에 비드 와이어를 부착하는 단계; 상기 타이어 성형 드럼 올려진 바디 플라이층 상에 벨트부를 형성하는 단계; 상기 벨트부 상에 캡플라이부를 형성하는 단계; 및 상기 형성된 벨트부 상에 트레드부, 숄더부 및 사이드월부 형성을 위한 고무층을 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 이너라이너 필름을 종방향(MD; Machine Direction) 또는 횡방향(TD; Transverse Direction)이 타이어 성형 드럼의 축방향과 동일한 방향으로 타이어 성형 드럼 상에 배치할 수 있다. 또한, 상기 바디 플라이층의 스플라이스(splice)와 상기 이너라이너 필름의 스플라이스(splice)의 중앙은 180°의 마주보는 각을 갖도록 배치할 수 있다.
그리고, 상기 공기입 타이어의 제조 방법은 상온에서 상기 타이어 성형 드럼 상의 적층체, 예를 들어 상기 이너라이너 필름, 바디플라이층, 비드 와이어, 및 상술한 고무층을 포함하는 적층체를 신장시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 공기입 타이어의 제조 방법은 신장된 적층체를 벨트, 캡플라이층, 트레드고무 등의 부품과 결합하여 그린타이어를 형성하고 이 그린타이어의 외부면, 즉 트레드부, 숄더부 및 사이드월부에 일정한 패턴을 형성하며 고무를 가류 경화시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 트레드부에 형성되는 패턴은 타이어의 특성 등을 결정할 수 있으며, 숄더부 및 사이드 월부에는 타이어의 규격 또는 상표 등을 나타내는 패턴이 형성될 수 있다.
한편, 본 발명에 따라 이너라이너 필름을 종방향(MD; Machine Direction) 또는 횡방향(TD; Transverse Direction)에 대하여 특정의 각도로 재단하여 제조된 공기입 타이어는 기포로 발생할 수 있는 핀홀(pin hole)이나 덴트(dent) 발생율이 2 mm 이하 바람직하게는 1.5 mm 이하가 될 수 있다. 종래의 방식으로 이너라이너 필름을 재단하여 이너라이너의 스플라이스(splice)가 타이어 성형 드럼의 축방향에 수직인 직선으로 형성된 경우에는, 이너라이너 필름의 스플라이스(splice)부가 카커스(carcass) 코드의 스플라이스(splice)와 일치하게 된다. 이에 따라, 도 2에 나타낸 바와 같이, 이너라이너 필름의 스플라이스(splice)부가 카커스(carcass) 코드의 스플라이스(splice)와 같이 존재하게 되는 경우에는, 덴트(dent)가 필름 및 코오드에 의해 모두 발생하게 된다, 이와 같이 종래 방식으로 이너라이너 필름을 재단하여 적용한 경우에는, 덴트(dent) 발생율이 2~4 mm으로 증가하여 타이어 외관을 저해하고 불량률을 증가시키게 되며 이너라이너 필름 및 카커스 코오드의 스플라이스부에서 잠재되어 있는 공기층이 합쳐지게 타이어 가류후에 에어 포켓(Air Pocket)이 발생하게 된다.
그러나, 본 발명에 띠라 이너라이너 필름을 45도 내지 75도의 각도로 재단하여 적용하게 되면, 공기입 타이어 제조시 카커스 바디(Carcass Body) 스플라이스부만 존재하게 된다. 이에 따라, 도 3에 나타낸 바와 같이, 카커스 바디(Carcass Body) 스플라이스부만 존재하는 경우에는, 덴트(dent) 발생율을 현저히 감소시키고, 이와 함께 에어 포켓(Air Pocket)의 발생 가능성을 현저히 줄일 수 있게 된다.
본 발명에 따라 제조된 공기입 타이어는 또한, 타이어 제조후 트래드부의 이너라이너용 필름은 약 100% 원주방향으로 팽창하여 타이어 성형시 주었던 재단 각도가 75도인 경우, 즉, 도 4에 나타낸 바와 같이 재단된 필름에서 종방향(MD; Machine Direction) 또는 횡방향(TD; Transverse Direction) 기준선에 수직으로 교차하는 수직선에 대한 각도 15도는 28도가 되며; 재단 각도가 45도인 경우, 즉, 재단된 필름에서 상기 각도 45는 63도가 되며; 재단 각도가 70도인 경우, 즉, 재단된 필름에서 상기 각도 20도는 36도가 되며; 재단 각도가 55도인 경우, 즉, 재단된 필름에서 상기 각도 35도는 54도가 되게 될 수 있다. 이렇게 타이어 제조공정중 팽창에 의하여 재단시 주었던 각도에 비해 기울기가 증가된 각도가 형성되므로, 재단시 각도 75도 정도, 즉, 재단된 필름에서 15도와 같은 낮은 각도도 타이어 제조후 28도로 증가하게 되어 충분히 응력 집중 현상을 완화 할 수 있다.
한편, 상기 이너라이너 필름을 형성하는 단계는 상기 이너라이너 필름용 원료를 230 ℃ 내지 300 ℃에서 용융하고 압출하여 30 ㎛ 내지 300 ㎛의 두께를 갖는 필름을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 이너라이너 필름용 원료를 용용 및 압출하는 압출 다이는 고분자 수지의 압출에 사용될 수 있는 것으로 알려진 것이면 별 다른 제한 없이 사용할 수 있으나, 상기 이너라이너 필름의 두께를 보다 균일하게 하거나 또는 다이내 체류시간의 균일화를 통한 점성특성의 균일화를 위해서 T형 다이(T-Die)를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 이너라이너 필름을 형성하는 단계에서는 상기 원료를 용융 및 압출하여 30 내지 300 ㎛의 두께를 갖는 이너라이너 필름을 형성할 수 있다. 상기 제조되는 이너라이너 필름의 두께의 조절은 압출 조건, 예를 들어 압출기 토출량 또는 또는 캐스팅롤(Casting Roll; 냉각롤)의 속도를 조절함으로서 이루어질 수 있다.
또한, 상기 이너라이너 필름의 제조 과정에서는, 제조되는 이너라이너 필름의 두께를 연속적으로 측정하고, 측정 결과를 피드백하여 불균일한 두께가 나타나는 위치에 해당하는 압출 다이의 부분, 예를 들어 T형 다이의 립 갭(lip gap) 조절 볼트를 조절하여 제조되는 필름의 편차를 줄임으로서 보다 균일한 두께를 갖는 필름을 얻을 수 있다. 또한, 이러한 필름의 두께 측정-피드백-압출 다이의 조절을 자동화된 시스템, 예를 들어 오토 다이(Auto Die) 시스템 등을 사용함으로써 자동화된 공정 단계를 구성할 수 있다.
상기 이너라이너 필름을 형성하는 단계에서는, 상술한 특정의 단계 및 조건을 제외하고는 고분자 필름의 제조에 통상적으로 사용되는 필름의 압출 가공 조건, 예를 들어, 스크류 직경, 스크류 회전 속도, 또는 라인 속도 등을 적절히 선택하여 사용할 수 있다.
한편, 상기 이너라이너 필름용 원료는 이전에 알려진 부틸 고무, 합성 고무, 또는 폴리아마이드계 수지 등을 사용할 수 있다. 다만, 상기 이너라이너 필름이 얇은 두께로도 우수한 기밀성을 구현하여 타이어를 경량화하고 자동차 연비의 향상시키고 우수한 성형성 및 기계적 물성을 갖도록 하기 위하여, 상기 이너라이너 필름은 폴리아마이드계 수지와, 폴리아마이드(poly-amide)계 세그먼트 및 폴리에테르(poly-ether)계 세그먼트를 포함한 공중합체를 포함할 수 있다. 그리고, 보다 바람직하게는 상기 공중합체의 폴리에테르(poly-ether)계 세그먼트 함량이 상기 이너라이너 필름의 전체 중량 중 15 내지 50 중량%일 수 있다.
상기 폴리아마이드계 수지는 3.0 내지 3.5, 바람직하게는 3.2 내지 3.4의 상대점도(황산96% 용액)를 가질 수 있다. 이러한 폴리아마이드계 수지의 점도가 3.0 미만이면 인성(toughness) 저하로 인하여 충분한 신율이 확보되지 않아 타이어 제조시나 자동차 운행시 파손이 발생할 수 있으며, 기재 필름층이 타이어 이너라이너용 필름으로서 가져야 할 기밀성 또는 성형성 등의 물성을 확보하기 어려울 수 있다. 또한, 상기 이러한 폴리아마이드계 수지의 점도가 3.5를 초과하는 경우, 제조되는 기재 필름층의 모듈러스 또는 점도가 불필요하게 높아질 수 있으며, 타이어 이너라이너가 적절한 성형성 또는 탄성을 갖기 어려울 수 있다.
상기 이너라이너 필름에 사용할 수 있는 폴리아마이드계 수지로는 폴리아마이드계 수지, 예를 들어 나일론 6, 나일론 66, 나일론 46, 나일론 11, 나일론 12, 나일론 610, 나일론 612, 나일론 6/66의 공중합체, 나일론 6/66/610 공중합체, 나일론 MXD6, 나일론 6T, 나일론 6/6T 공중합체, 나일론 66/PP 공중합체 및 나일론 66/PPS 공중합체; 또는 이들의 N-알콕시알킬화물, 예를 들어 6-나일론의 메톡시메틸화물, 6-610-나일론의 메톡시메틸화물 또는 612-나일론의 메톡시메틸화물이 있고, 나일론 6, 나일론 66, 나일론 46, 나일론 11, 나일론 12, 나일론 610 또는 나일론 612를 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 폴리아마이드(poly-amide)계 세그먼트와 필름 전체 중량에 대해 15 내지 50 중량%의 폴리에테르(poly-ether)계 세그먼트를 포함하는 공중합체는, 50,000 내지 250,000, 바람직하게는 120,000 내지 200,000의 절대중량평균분자량을 가질 수 있다. 이러한 공중합체가 상술한 범위의 절대중량평균분자량을 가짐에 따라서, 상기 폴리아마드계 수지와 용이하게 혼합될 수 있고, 제조되는 이너라이너 필름이 적절한 모듈러스 특성을 가질 수 있으며, 일정한 고온 조건이 가해져도 모듈러스 특성이 크게 증가하거나 기계적 물성이 저하되는 현상을 방지할 수 있다. 이에 따라, 상술한 절대중량평균분자량을 갖는 공중합체를 사용하여 보다 우수한 성형성을 확보할 수 있고 고온의 조건에서 큰 변형이 이루어지는 타이어 제조 과정에서 필름이 결정화 되거나 필름 내부에 크랙이 발생하는 등의 현상을 방지할 수 있다.
상기 공중합체의 절대중량평균분자량이 50,000미만이며, 제조되는 이너라이너 필름이 공기입 타이어에 사용하기 충분한 강도, 내열성 또는 내구성 등의 기계적 물성을 확보하기 어려울 수 있다. 또한, 상기 공중합체의 절대중량평균분자량이 260,000초과이면, 고온으로 가열시 이너라이너 필름의 모듈러스 또는 결정화도가 과하게 증가하며, 공기입 타이어 적용시 요구되는 탄성 또는 탄성회복율을 확보하기 어려울 수 있다.
상기 폴리아마이드계 수지는 대체로 우수한 기밀성을 나타내기 때문에 상기 기재 필름층이 얇은 두께를 가지면서도 낮은 공기 투과성을 가질 수 있는 역할을 한다. 또한, 이러한 폴리아미계 수지는 다른 수지에 비해 상대적으로 높지 않은 모듈러스를 나타내기 때문에, 상기 특정 함량의 폴리에테르계 세그먼트를 포함한 공중합체와 함께 적용되어 상대적으로 낮은 모듈러스 특성을 나타내는 이너라이너용 필름을 얻을 수 있고, 이에 따라 타이어의 성형성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 폴리아마이드계 수지는 충분한 내열성 및 화학적 안정성을 갖기 때문에, 타이어 제조 과정에서 적용되는 고온 조건 또는 첨가제 등의 화학 물질에 노출시 이너라이너 필름이 변형 또는 변성되는 것을 방지할 수 있다.
상기 이너라이너 필름의 제조 과정에서, 상기 폴리아마이드계 수지는 상술한 공중합체와 혼합하여 용융함으로써 이너라이너 필름에 포함될 수 있으며, 또한 상기 폴리아마이드계 수지의 전구체인 단량체 또는 올리고머 등을 반응 개시제나 촉매 등과 함께 상술한 공중합체와 혼합하여 반응시킴으로서도 상기 이너라이너 필름에 포함될 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이, 폴리아마이드(poly-amide)계 세그먼트와 필름 전체 중량에 대해 15 내지 50 중량%의 폴리에테르(poly-ether)계 세그먼트를 포함하는 공중합체는, 폴리아마이드계 수지들 사이에 결합 또는 분산된 상태로 존재하여, 상기 이너라이너 필름의 모듈러스를 보다 낮출 수 있으며, 상기 이너라이너 필름의 강직도가 상승하는 것을 억제할 수 있고 고온에서 결정화되는 것을 방지할 수 있다. 이러한 공중합체가 상기 이너라이너 필름에 포함됨에 따라서, 상기 이너라이너 필름은, 우수한 내구성, 내열성 및 내피로성 등의 기계적 물성을 확보하면서도, 높은 탄성 또는 탄성 회복율을 구현할 수 있다. 이에 따라, 상기 이너라이너 필름이 우수한 성형성을 나타낼 수 있고, 이를 적용한 타이어는 반복적인 변형 및 높은 열이 계속적으로 발생하는 자동차 주행과정에서도 물리적으로 파손되거나 자체의 물성 또는 성능이 저하되지 않을 수 있다.
한편, 상기 공중합체의 폴리에테르계 세그먼트의 함량은 상기 이너라이너 필름 전체 중량에 대하여 15 내지 50 중량%, 20 내지 45 중량%, 바람직하게는 22 내지 40 중량%일 수 있다. 상기 폴리에테르계 세그먼트의 함량이 필름 전체 중 15중량%미만이면, 상기 이너라이너 필름의 모듈러스가 높아져서 타이어의 성형성이 저하되거나, 반복적인 변형에 따른 물성 저하가 크게 나타날 수 있다. 상기 폴리에테르계 세그먼트의 함량이 필름 전체 중50중량%를 초과하면, 상기 타이어 이너라이너용 필름의 기밀성이 저하될 수 있고, 접착제에 대한 반응성이 저하되어 이너라이너가 카커스 층에 용이하게 접착하기 어려울 수 있으며, 이너라이너 필름의 탄성이 증가하여 균일한 필름을 제조하기가 용이하지 않을 수 있다.
상기 폴리에테르계 세그먼트는 상기 폴리아마이드계 세그먼트와 결합되거나, 상기 폴리아마이드계 수지들 사이에 분산된 상태로 존재할 수 있는데, 타이어 제조 과정 또는 자동차의 운행 과정에서 이너라이너 필름 내에 큰 결정이 성장하는 것을 억제하거나, 상기 이너라이너 필름이 쉽게 깨어지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 이러한 폴리에테르계 세그먼트는 상기 타이어 이너라이너용 필름의 모듈러스를 보다 낮출 수 있으며, 이에 따라 타이어 성형시 그리 크지 않은 힘이 가해지더라도 타이어의 형태에 맞게 신장 또는 변형될 수 있게 하여 타이어를 용이하게 성형할 수 있게 한다. 그리고, 상기 폴리에테르계 세그먼트는 저온에서 필름의 강직도가 상승하는 것을 억제할 수 있고 고온에서 결정화되는 것을 방지할 수 있으며, 반복적인 변형 등에 의한 이너라이너 필름의 손상 또는 찢어짐을 방지할 수 있고, 이너라이너의 변형에 대한 회복력을 향상시켜 영구 변형에 의한 필름의 주름 발생을 억제하여 타이어 또는 이너라이너의 내구성을 향상시킬 수 있다.
상기 폴리아마이드계 세그먼트는 상기 공중합체가 일정 수준 이상의 기계적 물성을 가질 수 있도록 하면서도 모듈러스 특성이 크게 증가하지 않게 하는 역할을 할 수 있다. 더불어, 상기 폴리아마이드계 세그먼트가 적용됨에 따라서, 기재 필름층이 얇은 두께를 가지면서도 낮은 공기 투과성을 가질 수 있고, 충분한 내열성 및 화학적 안정성을 확보할 수 있다.
상기 폴리아마이드(poly-amide)계 세그먼트와 폴리에테르(poly-ether)계 세그먼트를 포함하는 공중합체는, 폴리아마이드(poly-amide)계 단량체 또는 올리고머와 폴리에테르(poly-ether)계 단량체 또는 올리고머를 반응시켜서 얻어지는 공중합체일 수 있으며, 폴리아마이드계 세그먼트를 포함하는 중합체와 폴리에테르(poly-ether)계 세그먼트를 포함하는 중합체가 중합 반응 또는 가교 반응을 하여 얻어지는 공중합체일 수 있다.
상기 폴리아마이드(poly-amide)계 세그먼트와 폴리에테르(poly-ether)계 세그먼트를 포함하는 공중합체는, 상기 세그먼트들이 블록(block)을 이루며 결합된 블록 공중합체일 수 있으며, 상기 세그먼트들이 불규칙적으로 결합된 랜덤 공중합체일 수 있다. 또한, 상기 폴리아마이드(poly-amide)계 세그먼트와 폴리에테르(poly-ether)계 세그먼트를 포함하는 공중합체는, 폴리아마이드계 세그먼트를 포함하는 중합체와 폴리에테르(poly-ether)계 세그먼트를 포함하는 중합체 간의 중합 반응물을 포함하는 공중합체일 수 있으며, 폴리아마이드계 세그먼트를 포함하는 중합체와 폴리에테르(poly-ether)계 세그먼트를 포함하는 중합체 간의 가교 반응물을 포함하는 가교 공중합체일 수도 있다.
한편, 상기 이너라이너 필름에서, 상기 폴리아마이드계 수지와 상기 폴리아마이드(poly-amide)계 세그먼트와 폴리에테르(poly-ether)계 세그먼트를 포함하는 공중합체는 균일하게 혼합되거나, 중합 반응 또는 가교 반응을 통하여 일부분 또는 전체 영역에서 결합된 상태일 수 있다.
상기 폴리아마이드(poly-amide)계 세그먼트와 폴리에테르(poly-ether)계 세그먼트를 포함하는 공중합체가, 폴리아마이드계 세그먼트를 포함하는 중합체와 폴리에테르(poly-ether)계 세그먼트를 포함하는 중합체 간의 중합 반응물 또는 가교 반응물을 포함하는 경우, 상기 공중합체는 상기 중합 반응 또는 가교 반응에 참여하지 않은 폴리아마이드계 세그먼트를 포함하는 중합체 또는 폴리에테르(poly-ether)계 세그먼트를 포함하는 중합체를 포함할 수도 있다. 이에 따라, 상기 기재 필름 상에는 상기 중합 반응물 또는 가교 반응물 뿐만 아니라 폴리아마이드계 세그먼트를 포함하는 중합체 또는 폴리에테르(poly-ether)계 세그먼트를 포함하는 중합체가 다른 성분들과 혼합 또는 결합된 상태로 존재할 수 있다. 이러한 경우에도, 상기 공중합체의 폴리에테르계 세그먼트의 함량 및 폴리에테르(poly-ether)계 세그먼트를 포함하는 중합체의 함량의 총 합은 상기 이너라이너 필름 전체 중량에 대하여 15 내지 50 중량%의 범위가 되어야, 전체 타이어 이너라이너용 필름의 물성이 최적화될 수 있다.
상기 공중합체의 폴리아마이드계 세그먼트는 하기 화학식 1 또는 화학식2의 반복 단위를 포함할 수 있다.
[화학식1]
Figure pat00001
상기 화학식1에서, R1은 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌기 또는 탄소수 7 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 아릴알킬렌기이다.
[화학식2]
Figure pat00002
상기 화학식2에서, R2은 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌기이고, R3은 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌기 또는 탄소수 7 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 아릴알킬렌기이다.
상기 폴리아마이드계 세그먼트는, 폴리아마이드계 반복 단위 및 폴리에테르계 반복 단위를 포함하는 공중합체를 사용하여 이너라이너 필름을 제조하는 경우에는 상기 폴리아마이드계 반복 단위일 수 있다. 또한, 상기 폴리아마이드계 세그먼트는, 상기 기재 필름의 제조 과정에서 사용되는 폴리아마이드계 세그먼트를 포함하는 중합체, 또는 폴리아마이드(poly-amide)계 단량체 또는 올리고머로부터 유래한 것일 수 있다.
또한, 상기 공중합체의 폴리에테르계 세그먼트는 하기 화학식 3의 반복 단위를 포함할 수 있다.
[화학식3]
Figure pat00003
상기 화학식3에서, R5는 탄소수 1 내지 10의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌기이고, n은 1 내지 100의 정수이고, R6 및 R7은 서로 같거나 다를 수 있고, 각각 직접결합, -O-, -NH-, -COO- 또는 -CONH- 이다.
상기 폴리에테르계 세그먼트는, 폴리아마이드계 반복 단위 및 폴리에테르계 반복 단위를 포함하는 공중합체를 사용하여 이너라이너 필름을 제조하는 경우에는 상기 폴리에테르계 반복 단위일 수 있다. 또한, 상기 폴리에테르계 세그먼트는, 상기 이너라이너 필름의 제조 과정에서 사용되는 폴리에테르(poly-ether)계 세그먼트를 포함하는 중합체, 또는 폴리에테르(poly-ether)계 단량체 또는 올리고머로부터 유래한 것일 수 있다.
한편, 상기 공중합체는, 상기 폴리에테르계 세그먼트가 필름 전체 중량에 대해 15 내지 50 중량%인 범위 내에서, 폴리아마이드(poly-amide)계 세그먼트 및 폴리에테르(poly-ether)계 세그먼트를 6:4 내지 3:7, 바람직하게는 5:5 내지 4:6의 중량비로 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 폴리에테르계 세그먼트의 함량이 너무 작으면 이너라이너 필름의 모듈러스가 높아져서 타이어의 성형성이 저하되거나, 반복적인 변형에 따른 물성 저하가 크게 나타날 수 있다. 또한, 상기 폴리에테르계 세그먼트의 함량이 너무 크면, 상기 이너라이너 필름의 기밀성이 저하될 수 있고, 접착제에 대한 반응성이 저하되어 이너라이너가 카커스 층에 용이하게 접착하기 어려울 수 있으며, 이너라이너 필름의 탄성이 증가하여 균일한 필름을 제조하기가 용이하지 않을 수 있다.
또한, 상기 이너라이너 필름에서, 폴리아마이드계 수지 및 공중합체는 6:4 내지 3:7, 바람직하게는 5:5 내지 4:6의 중량비로 포함될 수 있다. 상기 폴리아마이드계 수지의 함량이 너무 작으면, 상기 이너라이너 필름의 기밀성이 저하될 수 있다. 또한, 상기 폴리아마이드계 수지의 함량이 너무 크면, 상기 이너라이너 필름의 모듈러스가 지나치게 높아지거나 타이어의 성형성이 저하될 수 있으며, 타이어 제조 과정 또는 자동차 운행 과정에서 나타나는 고온 환경에서 폴리아마이드계 수지가 결정화 될 수 있고, 반복적 변형에 의하여 크랙이 발생할 수 있다.
상기 이너라이너 필름은 상술한 바와 같이, 30 내지 300 ㎛, 바람직하게는 40 내지 250 ㎛, 더욱 바람직하게는 40 내지 200㎛의 두께를 가질 수 있다. 이에 따라, 발명의 일 구현예의 타이어 이너라이너용 필름은 이전에 알려진 것에 비하여 얇은 두께를 가지면서도, 낮은 공기 투과성, 예를 들어, 200 cc/(㎡ㆍ24hrㆍatm) 이하의 산소 투과도를 가질 수 있다.
한편, 상기 이너라이너 필름은 미연신 필름일 수 있다. 상기 이너라이너 필름이 미연신 필름의 형태인 경우에는, 낮은 모듈러스 및 높은 변형률을 갖게 되어 높은 팽창이 발생하는 타이어 성형공정에 적절하게 적용할 수 있다. 또한, 미연신 필름에서는 결정화 현상이 거의 발생하지 않기 때문에, 반복되는 변형에 의해서도 크랙 등과 같은 손상을 방지할 수 있다. 또한, 미연신 필름은 특정 방향으로의 배향 및 물성의 편차가 크기 않기 때문에 균일한 물성을 갖는 이너라이너를 얻을 수 있다.
본 발명에서 상기 이너라이너 필름은 필름의 배향을 최대한 억제하는 방법, 예를 들어 용융 압출 온도를 최적화를 통한 점도 조정, 구금 다이 규격 변경 또는 권취속도의 조절 등의 방법을 통하여 상기 기재 필름을 미배향 또는 미연신 필름으로 제조할 수 있다.
상기 이너라이너 필름으로 미연신 필름을 적용하면, 타이어 제조 공정에서 이너라이너 필름을 원통형 또는 시트형으로 용이하게 제조할 수 있다. 특히, 상기 이너라이너 필름에 미연신 시트형 필름을 적용하는 경우, 타이어 사이즈마다 필름 제조 설비를 따로 구축해야 할 필요가 없으며, 이송 및 보관 과정에서 필름에 가해지는 충격 및 구김 등을 최소화할 수 있어서 바람직하다. 한편, 상기 이너라이너 필름을 시트형으로 제조하는 경우, 후술되는 바와 같이 상기 이너라이너 필름의 일 표면상에 접착층을 형성하는 추가 공정을 좀더 용이하게 수행할 수도 있으며, 성형 드럼과 규격 차이로 인하여 제조 공정 중에 발생하는 손상 또는 찌그러짐 등을 방지할 수 있다.
한편, 상기 이너라이너 필름은 내열 산화 방지제, 열안정제, 접착 증진제, 또는 이들의 혼합물 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 내열 산화 방지제의 구체적인 예로는, N,N'-헥사메틸렌-비스-(3,5-디-(t-부틸)-4-히드록시-히드로신남아미드 (N,N'-Hexamethylene-bis-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy-hydrocinnamamide, 예컨대, rganox 1098 등의 시판 제품), 테트라키스[메틸렌(3,5-디-(t-부틸)-4-히드록시히드로신남메이트)]메탄 (tetrakis[methylene(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyhydrocinnamate)]methane, 예컨대, Irganox 1010등의 시판 제품) 또는 4,4'-디큐밀디페닐아민 (4,4'-di-cumyl-di-phenyl-amine, 예컨대, Naugard 445) 등이 있다. 상기 열안정제의 구체적인 예로는, 벤조산(Bezoic acid), 트리아세톤 디아민(triacetonediamine), 또는 N,N'-비스(2,2,6,6-테트라메틸-4-피페리딜)-1,3-벤젠디카르복사미드 (N,N'-Bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)-1,3-benzenedicarboxamide) 등이 있다. 다만, 상기 첨가제는 상기 예에 한정되는 것은 아니고, 타이어 이너라이너용 필름에 사용 가능한 것으로 알려진 것은 별다른 제한 없이 사용할 수 있다.
한편, 상기 이너라이너 필름의 형성 단계는, 상기 용융 및 압출 결과물을 5 내지 40 ℃, 바람직하게는 10 내지 30 ℃의 온도로 유지되는 냉각부에서 고화시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 용융 및 압출하여 형성된 결과물이 상기 5 ℃ 내지 40 ℃의 온도로 유지되는 냉각부에서 고화됨으로서 보다 균일한 두께를 갖는 필름 상으로 제공될 수 있다. 구체적으로, 상기 고화 단계는 에어 나이프, 에어 노즐, 정전기부여장치(Pinning 장치) 또는 이들의 조합을 이용하여, 상기 용융 및 압출하여 형성된 결과물을 5 내지 40℃의 온도로 유지되는 냉각롤에 균일하게 밀착시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 고화 단계에서 에어 나이프, 에어 노즐, 정전기부여장치(Pinning 장치) 또는 이들의 조합을 사용하여 상기 용융 및 압출하여 형성된 결과물을 냉각롤에 밀착시킴에 따라서, 상기 이너라이너 필름이 압출 이후에 공기 중에서 날리거나 부분적으로 불균일하게 냉각되는 등의 현상을 방지할 수 있고, 이에 따라 보다 균일한 두께를 갖는 필름이 형성될 수 있으며, 필름 내에서 주위 부분에 비하여 상대적으로 두껍거나 얇은 일부 영역이 실질적으로 형성되지 않을 수 있다.
한편, 상기 공기입 타이어 제조 방법은, 상기 이너라이너 필름의 적어도 일 표면 상에 접착층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 그리고, 상기 접착층은 레조시놀-포르말린-라텍스(RFL)계 접착제를 포함할 수 있으며, 이러한 접착층의 형성 단계는 레조시놀-포르말린-라텍스(RFL)계 접착제를 상술한 바와 같이 형성된 이너라이너 필름을 기재 필름층으로 하여, 상기 기재 필름층의 일 표면 또는 양 표면 상에 코팅한 후, 건조하는 방법으로 진행할 수 있다.
상기 레조시놀-포르말린-라텍스(RFL)계 접착제를 포함하는 접착층은 상술한 바와 같이 형성된 이너라이너 필름, 즉, 기재 필름층 및 타이어 카커스층에 대해서도 우수한 접착력 및 접착 유지 성능을 가지며, 이에 따라 타이어의 제조 과정 또는 운행 과정 등에서 발생하는 열 또는 반복적 변형에 의하여 발생하는 이너라이너 필름과 카커스 층간 계면의 파단을 방지하여 전체 이너라이너용 필름이 충분한 내피로성을 가질 수 있게 한다.
상술한 접착층의 주요 특성은 특정한 조성을 갖는 특정의 레조시놀-포르말린-라텍스(RFL)계 접착제를 포함함에 따른 것으로 보인다. 이전의 타이어 이너라이너용 접착제로는 고무 타입의 타이검 등이 사용되었고, 이에 따라 추가적인 가황 공정이 필요하였다. 이에 반하여, 상기 접착층은 특정 조성의 레조시놀-포르말린-라텍스(RFL)계 접착제는 포함하여, 상기 기재 필름에 대하여 높은 반응성 및 접착력을 가질 뿐만 아니라, 두께를 그리 늘리지 않고도 고온 가열 조건에서 압착하여 상기 기재 필름과 타이어 카커스 층을 견고하게 결합시킬 수 있다. 이에 따라, 타이어의 경량화 및 자동차 연비의 향상을 가능하게 하고, 타이어 제조 과정 또는 자동차 운행 과정에서의 반복되는 변형 등에도 카커스 층과 이너라이너층 또는 상기 기재 필름과 접착층이 분리되는 현상을 방지할 수 있다. 그리고, 상기 접착층은 타이어 제조 과정이나 자동차 운행 과정에서 가해질 수 있는 물리/화학적 변형에 대해서도 높은 내피로 특성을 나타낼 수 있기 때문에, 고온 조건의 제조 과정이나 장기간 기계적 변형이 가해지는 자동차 운행 과정 중에도 접착력 또는 다른 물성의 저하를 최소화 할 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 레조시놀-포르말린-라텍스(RFL)계 접착제는 라텍스와 고무간의 가교 결합이 가능하여 접착 성능을 발현하며, 물리적으로 라텍스 중합물이기 때문에 경화도가 낮아 고무와 같이 유연한 특성을 가질 수 있으며, 레소시놀-포르말린 중합물의 메티롤 말단기와 기재 필름간의 화학결합이 가능하다. 이에 따라, 기재 필름에 상기 레조시놀-포르말린-라텍스(RFL)계 접착제를 적용하게 되면, 충분한 접착 성능을 구현할 수 있다.
상기 레조시놀-포르말린-라텍스(RFL)계 접착제는 레소시놀과 포름알데히드의 축합물 2 내지 32 중량%, 바람직하게는 10 내지 20 중량% 및 라텍스 68 내지 98 중량%, 바람직하게는 80 내지 90 중량%를 포함할 수 있다.
상기 레소시놀과 포름알데히드의 축합물은 레소시놀과 포름알데히드를 1:0.3 내지 1:3.0, 바람직하게는 1:0.5 내지 1:2.5의 몰비로 혼합한 후 축합 반응하여 얻어진 것일 수 있다. 또한, 상기 레소시놀과 포름알데히드의 축합물은 우수한 접착력을 위한 화학반응 측면에서 전체 접착층 총량에 대하여 2 중량% 이상으로 포함될 수 있으며, 적정한 내피로특성을 확보하기 위하여 32 중량% 이하로 포함될 수 있다.
상기 라텍스는 천연고무 라텍스, 스티렌/부타디엔 고무 라텍스, 아크릴로니트릴/부타디엔 고무라텍스, 클로로프렌 고무라텍스 및 스티렌/부타디엔/비닐피리딘 고무라텍스로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물이 될 수 있다. 상기 라텍스는 소재의 유연성과 고무와의 효과적인 가교 반응을 위해 전체 접착층 총량에 대하여 68 중량% 이상으로 포함될 수 있으며, 기재 필름과의 화학반응과 접착층의 강성을 위해 98 중량% 이하로 포함된다.
또한, 상기 접착층은 레소시놀과 포름알데히드의 축합물 및 라텍스와 함께, 표면장력 조절제 내열제, 소포제, 및 필러 등의 첨가제 1종 이상을 추가로 포함할 수 있다. 이때, 상기 첨가제중 표면장력 조절제는 접착층의 균일한 도포를 위해 적용하나 과량 투입시 접착력 하락의 문제를 발생시킬 수 있으므로, 전체 접착층 총량에 대하여 2 중량% 이하 또는 0.0001 내지 2 중량%, 바람직하게는 1.0 중량% 이하 또는 0.0001 내지 0.5 중량%로 포함될 수 있다. 이때, 상기 표면장력 조절제는 술폰산염 음이온성 계면활성제, 황산에스테르염 음이온성 계면활성제, 카르복시산염 음이온성 계면활성제, 인산에스테르염 음이온성 계면활성제, 플루오르계 계면활성제, 실리콘계 계면활성제 및 폴리실록산계 계면활성제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 될 수 있다.
상기 접착층은 0.1 내지 20 ㎛, 바람직하게는 0.1 내지 10㎛, 보다 바람직하게는 0.2 내지 7 ㎛, 보다 더 바람직하게는 0.3 내지 5 ㎛의 두께를 가질 수 있고, 타이어 이너라이너용 필름의 일 표면 또는 양 표면 상에 형성될 수 있다. 상기 접착층 두께는 너무 얇으면 타이어 팽창시 접착층 자체가 더욱 얇아질 수 있고, 카커스층 및 기재 필름 사이의 가교 접착력이 낮아질 수 있으며, 접착층 일부에 응력이 집중되어 피로 특성이 낮아질 수 있다. 또한, 상기 접착층이 너무 두꺼우면 접착층에서의 계면 분리가 일어나 피로 특성이 떨어질 수 있다. 그리고, 타이어의 카커스 층에 이너라이너 필름을 접착시키기 위하여 기재 필름의 일면에 접착층을 형성하는 것이 일반적이지만, 다층의 이너라이너 필름을 적용하는 경우 혹은 이너라이너 필름이 비드부를 감싸는 등의 타이어 성형 방법 및 구조설계에 따라 양면에 고무와 접착이 필요한 경우 기재 필름의 양면에 접착층을 형성하는 것이 바람직하다.
상기 접착제의 도포에는 통상적으로 사용되는 도포 또는 코팅 방법 또는 장치를 별 다른 제한 없이 사용할 수 있으나, 나이프(Knife) 코팅법, 바(Bar) 코팅법, 그라비아 코팅법 또는 스프레이법이나, 또는 침지법을 사용할 수 있다. 다만, 나이프(Knife) 코팅법, 그라비아 코팅법 또는 바(Bar) 코팅법을 사용하는 것이 접착제의 균일한 도포 및 코팅 측면에서 바람직하다.
상기 이너라이너 필름의 일 표면 또는 양 표면 상에 상기 접착층을 형성한 이후에는 건조 및 접착제 반응을 동시에 진행할 수도 있으나, 접착제의 반응성을 측면을 고려하여 건조단계를 거친 후 열처리 반응 단계로 나누어 진행할 수 있으며, 접착층의 두께 혹은 다단의 접착제를 적용하기 위해 상기의 접착층 형성 및 건조와 반응 단계를 수차례 적용할 수 있다. 또한, 상기 이너라이너 필름에 접착제를 도포한 후 100~150 ℃에서 대략 30초 내지 3 분간 열처리 조건으로 고화 및 반응시키는 방법으로 열처리 반응을 수행할 수 있다.
한편, 발명을 하기의 실시예에서 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
[실시예 및 비교예: 공기입 타이어의 제조]
<실시예>
1. 타이어 이너라이너 필름의 제조
(1) 이너라이너용 미연신 필름의 제조
아민기 말단의 폴리에틸렌글리콜(절대중량평균분자량 150,000)을 60중량% 및 나일론 6수지 40중량%를 사용하여 합성한 공중합체 수지 60중량%와, 나일론 6[상대점도(황산96% 용액): 3.3] 40중량%를 혼합하였다. 그리고, 원료공급부의 온도를 50 내지 100 ℃로 조절하여 상기 혼합물이 압출기 스크류에서 융착되어 피딩 불량이 발생하는 것을 방지하면서, 압출 다이로 공급하였다.
그리고, 상기 공급된 혼합물을 260 ℃ 온도에서 T형 다이(다이 갭[Die Gap]- 1.0 mm) 를 통하여 균일한 용융수지 흐름을 유지시키며 압출하고, 25 ℃로 조절되는 냉각롤 표면에 에어 나이프(Air Knife)를 사용하며 용융 수지를 균일한 두께의 필름상으로 냉각 고화시켰다. 그리고, 15 m/min의 속도로 연신 및 열처리 구간을 거치지 않고 하기 100 ㎛의 두께를 갖는 미연신 필름을 얻었다. 이때, 상기 미연신 필름의 중량평균분자량(Mw)은 111,740이였다.
(2) 접착제의 도포
레조시놀과 포름알데히드를 1:2의 몰비로 혼합한 후, 축합 반응시켜 레소시놀과 포름알데히드의 축합물을 얻었다. 상기 레소시놀과 포름알데히드의 축합물 12 중량%와 스티렌/부타디엔-1,3/비닐피리딘 라텍스 88 중량%를 혼합하여 농도 20%인 레조시놀-포르말린-라텍스(RFL)계 접착제를 얻었다.
그리고, 이러한 레조시놀-포르말린-라텍스(RFL)계 접착제를 그라비아 코터를 이용하여 3 um의 두께로 상기 미연신 기재 필름 상에 코팅하고 150 ℃에서 1분간 건조 및 반응시켜 접착층을 형성하였다. 상기 기재 필름 양면에 접착제를 부착하기 위하여 한면을 상기 조건으로 접착 처리후 다시 다른 면을 동일한 조건으로 처리하였다. 다른 면을 접착제 처리할 때 기재 필름의 상호간 점착을 방지하기 위하여 12㎛ 두께를 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 연신필름을 이형필름으로 투입하여 기재 필름과 같이 권취하여 양면이 코팅된 이너라이너 필름을 제조하였다.
2. 공기입 타이어의 제조
상기의 제조된 이너라이너 필름을 가지고205R/75R15 규격의 타이어를 제조하여 평가하였다. 이때 바디플라이에 포함되는 코오드로는 1300De'/2ply HMLS 타이어 코오드를 적용하였고, 벨트로는 Steel Cord를 사용하였으며, 캡플라이로는 N66 840De'/2ply 제품을 적용하였다.
구체적으로, 상기 제조된 이너라이너 필름을 종방향(MD; Machine Direction) 에 대하여 65°의 각도로 재단하여, 도 4에 나타낸 바와 같이 재단된 필름의 종방향(MD; Machine Direction)의 수직선에 대하여 25°의 각도를 갖는 사선으로 재단하였다. 이때, 상기 이너라이너 필름은 평형사변형 형태로 재단 되었다.
상기 이너라이너 필름을 고정하기 위하여 3 cm 길이를 중첩하고 중첩 부위를 1 mm 두께의 타이검으로 고정하였다. 이때, 도 4에 나타낸 바와 같이 이너라이너 필름의 한쪽 모서리로부터 시작하여 공기를 효과적으로 빼내면서 접합을 실시하였다. 그리고, 크림프가 형성될 위치에 해당하는 이너라이너의 일 부위에 2 mm두께의 쇼율더 보강고무 시트(Sheet)를 드럼 중앙으로부터 9 cm부터 14 cm까지 5 cm 폭으로 부착하였다.
이때 이너라이너 필름의 스플라이스(splice)부의 중심은 카커스 플라이의 스플라이스(splice)와 180도로 마주보는 위치에 배치시켰다.
그리고, 상기 이너라이너 필름 상에 바디 플라이용 고무를 적층하고, 비드 와이어; 벨트부를; 캡플라이부; 및 트레드부, 숄더부 및 사이드월부 형성을 위한 고무층을 순차적으로 형성하여 그린타이어를 제조 하였다. 이렇게 제조된 그린타이어를 성형틀에 넣고 160 ℃에서 30 분 동안의 가류(Curing) 단계를 거쳐 최종 공기입 타이어를 제조하였다.
이때, 타이어 제조후 100% 원주방향으로 팽창하여 트래드 부분에서의 타이어 성형시 주었던 각도는 43도가 되었다.
<실시예 2>
상기 실시예 1에서 제조된 이너라이너 필름의 종방향(MD; Machine Direction) 에 대한 재단 각도를 75°로 달리하여, 도 4에 나타낸 바와 같이 재단된 필름의 종방향(MD; Machine Direction)의 수직선에 대하여 15°의 각도를 갖는 사선으로 재단한 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 공기입 타이어를 제조하였다.
< 실시예 3>
상기 실시예 1에서 제조된 이너라이너 필름의 종방향(MD; Machine Direction) 에 대한 재단 각도를 45°로 달리한 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 공기입 타이어를 제조하였다.
<비교예 1>
상기 실시예 1에서 제조된 이너라이너 필름의 종방향(MD; Machine Direction) 에 대한 재단 각도를 주지 않고 직사각형 형태로 재단한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 공기입 타이어를 제조하였다.
<비교예 2>
상기 실시예 1에서 제조된 이너라이너 필름을 카커스 바디플라이 압연물에 부착한 후에 카커스 바디플라이, 이너라이너 필름 적층체를 직사각형 형태로 재단하여 이너라이너 필름 및 카커스 바디플라이의 스플라이스부가 일치하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 공기입 타이어를 제조하였다.
<비교예 3>
본 발명에서 제조된 이너라이너 필름을 사용하지 않고, 할로 부틸 고무 100 PHR, 카본블랙 50 PHR, 및 폴리머(Polymer) 및 오일을 적용한 조성을 이너라이너층으로 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 공기입 타이어를 제조하였다.
<실험예: 공기입 타이어의 성능 측정>
1. 내구성 측정 실험
FMVSS139 타이어 내구성 측정방법을 사용하여 하중을 증가시키며 타이어의 내구성을 실험 평가하였다. 이러한 내구성 측정은 Step Load 방식으로 하중을 증가시키는 Endurance Test와 속도를 증가시키는 High Speed Test의 2가지 방법으로 실시하였다.
2. 공기압 유지성능 측정
상기 실시예 및 비교예의 타이어 이너라이너 필름을 적용하여 205R/65R16규격에 적용하여 타이어를 제조하였다. 그리고, 제조된 타이어를 ASTM F1112-06법을 이용하여 21 ℃ 온도에서 101.3kPa 압력하에 90일간 공기압 유지률(IPR Internal Pressure Retention)을 측정하여 비교 평가하였다.
3. 타이어 제조공정성
상기 실시예 및 비교예의 타이어 이너라이너 필름을 적용하여 제조된 타이어에 있어서 타이어 제조후, 타이어 내부의 필름 찢어짐 현상 혹은 크랙 등의 결점발생 여부를 확인하여 타이어 제조공정성을 평가하였다.
상기 실시예 및 비교예의 타이어 이너라이너 필름을 적용하여 각각 100개의 타이어를 제조하였으며, 제조된 타이어 내부를 육안으로 관찰하여 필름 찢어짐 현상이나, 크랙 등의 내부 결점이 전혀 없는 정상제품의 개수를 측정하여 정상제품의 생산 수율을 타이어 제조공정성으로 나타내었다.
4. 기타 물성 측정
상기 실시예 및 비교예의 타이어 이너라이너 필름을 적용하여 타이어 제조 공정에서 기포로 발생할 수 있는 핀홀(pin hole)이나 덴트(dent) 발생율을, 타이어 제조후 레이저 측정 장치를 통하여 스플라이스부가 움푹 들어간 거리를 측정하였다.
상기 실시예 및 비교예에 의해 제조된 이너라이너 필름 및 공기입 타이어에 대한 물성 평가 결과를 하기의 표 1에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3
내구성 측정
Step-load Endurance Test(%)		 102 99 104 83 75 100
내구성 측정
High Speed Test (%)		 121 120 123 118 120 100
공기압 유지성능
(IPR) [%/3month]		 2.8 2.7 2.8 2.7 2.9 4.3
타이어 제조공정성(%) 2 2 3 13(Air) 18(Air) 2
덴트발생율(mm) 1.7 1.8 1.7 2.0 2.5 1.5
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따라 종방향(MD; Machine Direction) 또는 횡방향(TD; Transverse Direction)에 대하여 특정의 강도로 재단한 이너라이너 필름을 적용하여 공기입 타이어를 제조한 실시예 1~3의 경우에, 스플라이스부가 원주방향으로 넓게 형성되어 타이어 변형에 의한 응력 집중을 분산할 수 있어 우수한 타이어의 내구성을 보여주고 있음을 알 수 있다. 특히, 실시예 1~3의 공기입 타이어는 공기압 유지 성능이 2.7 내지 2.8 %/3month 이며, 고속(High Speed) 내구 성능이 120% 내지 123%로 우수할 뿐만 아니라, 덴트발생율 또한 1.7 mm 내지 1.8 mm으로 현저히 감소되었음을 확인할 수 있다.
반면에, 종래 기술에 따른 이너라이너층을 적용한 비교예 1~3의 공기입 타이어는 이러한 특성을 충족하지 못함이 확인되었다. 특히, 비교예 3의 경우에는 공기압 유지 성능이 4.3 %/3month로 현저히 떨어지고, 고속(High Speed) 내구 성능 또한 100%에 불과한 것을 알 수 있다. 한편, 타이어 제조 공정시, 비교예 1 및 비교예 2는 직선상의 스플라이스로 인하여 공기가 많이 포함되게 되어 타이어 제조후 기포 발생에 의한 불량 발생이 높게 나타났다. 또한, 덴트에 있어서도 비교예 2의 경우 카커스 바디플라이와 이너라이너 필름의 스플라이스부가 일치하게 됨에 따라, 덴트발생율 2.5 mm로 더욱 큰 덴트 현상이 나타나게 되었음을 알 수 있다.

Claims (10)

  1. 이너라이너 필름용 원료를 용융 및 압출하여 이너라이너 필름을 형성하는 단계; 및
    상기 형성된 이너라이너용 필름을 종방향(MD; Machine Direction) 또는 횡방향(TD; Transverse Direction)에 대하여 45°내지 75°의 각도로 재단하는 단계;를 포함하는 공기입 타이어 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 이너라이너 필름을 평행사변형 형태로 재단하는 공기입 타이어 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이너라이너 필름을 타이어 성형 드럼 상에 배치하는 단계;
    상기 타이어 성형 드럼 상의 이너라이너 필름 상에 바디 플라이층을 적층하는 단계;
    상기 바디 플라이층의 상기 성형 드럼 폭 방향의 끝단에 비드 와이어를 부착하는 단계;
    상기 타이어 성형 드럼 올려진 바디 플라이층 상에 벨트부를 형성하는 단계;
    상기 벨트부 상에 캡플라이부를 형성하는 단계; 및
    상기 형성된 벨트부 상에 트레드부, 숄더부 및 사이드월부 형성을 위한 고무층을 형성하는 단계;를 더 포함하는 공기입 타이어 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 이너라이너 필름을 종방향(MD; Machine Direction)이 타이어 성형 드럼의 축방향과 동일한 방향으로 타이어 성형 드럼 상에 배치하는 공기입 타이어의 제조 방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 바디 플라이층의 스플라이스(splice)와 상기 이너라이너 필름의 스플라이스(splice)의 중앙은 180°의 마주보는 각을 갖도록 배치하는 공기입 타이어의 제조 방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 타이어 성형 드럼 상의 적층체를 신장시키는 단계를 더 포함하는 공기입 타이어 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 이너라이너 필름을 형성하는 단계는 상기 이너라이너 필름용 원료를 230 ℃ 내지 300 ℃에서 용융하고 압출하여 30 ㎛ 내지 300 ㎛의 두께를 갖는 필름을 형성하는 단계를 포함하는 공기입 타이어 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 이너라이너 필름용 원료는 폴리아마이드계 수지와, 폴리아마이드(poly-amide)계 세그먼트 및 폴리에테르(poly-ether)계 세그먼트를 포함한 공중합체를 포함하고, 상기 공중합체의 폴리에테르계 세그먼트의 함량이 생성된 필름 전체 중량에 대하여 15 내지 50 중량%인 공기입 타이어 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 이너라이너 필름의 적어도 일 표면 상에 접착층을 형성하는 단계를 더 포함하는 공기입 타이어 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 접착층은 레조시놀-포르말린-라텍스(RFL)계 접착제를 포함하고 0.1 ㎛ 내지 20 ㎛의 두께를 갖는, 공기입 타이어 제조 방법.
KR1020120109474A 2012-09-28 2012-09-28 공기입 타이어 제조 방법 KR20140042567A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120109474A KR20140042567A (ko) 2012-09-28 2012-09-28 공기입 타이어 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120109474A KR20140042567A (ko) 2012-09-28 2012-09-28 공기입 타이어 제조 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20140042567A true KR20140042567A (ko) 2014-04-07

Family

ID=50651712

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120109474A KR20140042567A (ko) 2012-09-28 2012-09-28 공기입 타이어 제조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20140042567A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160303923A1 (en) * 2013-12-03 2016-10-20 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Method for Manufacturing Pneumatic Tire

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160303923A1 (en) * 2013-12-03 2016-10-20 The Yokohama Rubber Co., Ltd. Method for Manufacturing Pneumatic Tire

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6038217B2 (ja) タイヤインナーライナ用フィルム
KR101475496B1 (ko) 타이어 이너라이너용 필름 및 그의 제조 방법
KR102023166B1 (ko) 타이어 이너라이너용 필름 및 이의 제조 방법
KR101475494B1 (ko) 타이어 이너라이너용 필름 및 이의 제조 방법
KR101475493B1 (ko) 타이어 이너라이너용 필름 및 그의 제조 방법
JP6055564B2 (ja) タイヤインナーライナー用フィルム及び空気入りタイヤ
KR20130035937A (ko) 타이어 이너라이너용 필름 및 이의 제조 방법
KR20130035975A (ko) 타이어 이너라이너용 필름 및 이의 제조 방법
KR101338507B1 (ko) 타이어 이너라이너용 필름 및 그의 제조 방법
KR20140139433A (ko) 고분자 필름
KR101995475B1 (ko) 타이어 이너라이너용 필름 및 이의 제조 방법
KR102023167B1 (ko) 타이어 이너라이너용 필름 및 이의 제조 방법
KR101475495B1 (ko) 타이어 이너라이너용 필름 및 이의 제조 방법
KR101995476B1 (ko) 타이어 이너라이너용 필름 및 이의 제조 방법
KR20140042567A (ko) 공기입 타이어 제조 방법
KR102042802B1 (ko) 타이어 이너라이너용 필름, 타이어 이너라이너용 필름의 제조 방법, 공기입 타이어 및 공기입 타이어 제조 방법
KR102002985B1 (ko) 타이어 이너라이너용 필름 및 이의 제조 방법
KR101516715B1 (ko) 타이어 이너라이너용 필름 및 이의 제조 방법
KR102047488B1 (ko) 타이어 이너라이너용 필름, 타이어 이너라이너용 필름의 제조 방법, 공기입 타이어 및 공기입 타이어 제조 방법
KR20140089010A (ko) 타이어 이너라이너 필름의 컨디셔닝 방법 및 공기입 타이어 제조 방법
KR20130035977A (ko) 타이어 이너라이너용 필름 및 이의 제조 방법
KR20170038401A (ko) 고분자 필름 및 고분자 필름의 제조 방법
KR20140004279A (ko) 타이어 이너라이너용 필름 및 이의 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid