KR20140106563A

KR20140106563A - 함침된 펠트를 포함하는 트레드를 갖는 타이어

Info

Publication number: KR20140106563A
Application number: KR1020147016254A
Authority: KR
Inventors: 벵상 아바드; 에마뉘엘 쿠스토데로
Original assignee: 꽁빠니 제네날 드 에따블리세망 미쉘린; 미쉐린 러쉐르슈 에 떼크니크 에스.에이.
Priority date: 2011-12-16
Filing date: 2012-12-14
Publication date: 2014-09-03
Also published as: US20140305558A1; WO2013087879A1; CN103998221A; EP2790910A1; FR2984225B1; CA2854582A1; CN103998221B; EP2790910B1; FR2984225A1; JP2015504802A; BR112014011408A2; JP6175732B2; RU2014128815A

Abstract

본 발명은, 트레드를 갖는 타이어로서, 상기 트레드가 열가소성 탄성중합체 물질로 함침된 펠트를 포함함을 특징으로 하고, 상기 펠트의 상기 섬유들이 방직 섬유, 광물 섬유 및 이들의 혼합물을 함유하는 그룹으로부터 선택됨을 특징으로 하는, 트레드를 갖는 타이어에 관한 것이다.

Description

함침된 펠트를 포함하는 트레드를 갖는 타이어 {TYRE HAVING A TREAD COMPRISING AN IMPREGNATED FELT}

본 발명은 트레드가 제공된 타이어에 관한 것이다.

타이어 제조업자의 지속적인 목표는, 거동, 내마모성 및 구름 저항과 같은, 타이어 성능의 손상 없이도, 타이어의 젖은 노면 접지(wet grip)를 개선시키는 것이다.

만족스러운 주행 성능, 특히 젖은 도로면에서의 만족스러운 주행 성능을 얻기 위해, 예를 들면, 성형(moulding)에 의해 얻어지는 압입자국(indentation)들(2mm 이상의 평균 너비를 갖는 그루브(groove) 및/또는 2mm 미만의 평균 너비를 갖는 사이프(sipe))에 의해 서로 분리되어 있는 트레드 패턴 요소(pattern element)들로 형성된 트레드 패턴을 갖는 타이어의 트레드를 제공하는 것이 알려진 방안이다. 이렇게 하여 형성된 트레드 패턴 요소들은 주행 동안 도로면과 접촉하도록 의도된 접촉면(contact face) 및 상기 압입자국들을 한정하는 측면(lateral face)들을 포함하며; 각각의 측면과 접촉면의 교차점은, 특히 도로면이 젖어 있는 경우에, 타이어와 도로면 사이의 접촉을 촉진시키는 엣지 코너를 형성한다. 보다 일반적으로, 엣지 코너는, 주행 동안의 트레드 패턴 요소와 지면의 접촉의 기하학적 한계로서 정의된다.

트레드 패턴 요소들의 경우, 타이어 둘레까지 가지 않는 모든 요소들(블럭들)과 타이어 둘레까지 가는 모든 요소들(립(rib)들) 사이의 구분이 발생한다. 더욱이, 트레드 패턴 요소들은, 추가의 엣지 코너들을 형성하기 위해 하나 이상의 사이프를 포함할 수 있으며, 각각의 사이프는 트레드 패턴 요소의 적어도 하나의 측면 상에 나타나거나 나타나지 않을 수 있다. 정의하자면, 사이프는 2mm 미만의 너비로 서로 분리된 2개의 대향하는 주면(main face)들에 의해 경계지워지는 공간이다.

발명의 간단한 설명

본 발명의 주제는, 하나 이상의 탄성중합체 블럭과 하나 이상의 열가소성 블럭을 포함하는 블럭 공중합체인 열가소성 탄성중합체 물질로 함침된 펠트를 포함하는 트레드를 포함함을 특징으로 하고, 상기 펠트의 섬유들이 방직 섬유(textile fibre), 무기 섬유 및 이들의 조합의 그룹으로부터 선택된 섬유임을 특징으로 하는, 타이어이다.

본 출원인은, 매우 놀랍게도, 젖은 주행 지면과 접촉하는 이러한 함침된 펠트의 존재가 이러한 젖은 지면에서의 상기 트레드의 접지를 상당히 개선시킬 수 있음을 밝혀내었다. 더욱이, 상기 펠트를 이러한 블럭 열가소성 탄성중합체로 함침시키는 것은 용융 상태에서 특히 용이하다.

제1 양태에 따르면, 상기 함침된 펠트는, 상기 타이어의 상기 트레드의 트레드 패턴 요소들의 접촉면들의 일부를 구성할 수 있다.

유리하게는, 상기 함침된 펠트는, 상기 트레드의 적어도 하나의 원주 방향의 립(circumferential rib)의 접촉면을 구성할 수 있다.

또 다른 양태에 따르면, 상기 함침된 펠트는 축방향으로 배치된 트레드 패턴 요소들의 적어도 하나의 어셈블리(assembly)의 접촉면을 구성한다.

유리하게는, 상기 함침된 펠트는 타이어의 상기 트레드의 전체를 구성한다.

또 다른 양태에 따르면, 상기 함침된 펠트는 상기 트레드의 트레드 패턴 요소의 일부를 구성할 수 있다.

이러한 트레드 패턴 요소는 원주 방향의 립 또는 블럭일 수 있다.

유리하게는, 상기 함침된 펠트는 축방향으로 배치된 상기 트레드의 블럭들의 적어도 하나의 어셈블리의 일부를 구성한다.

유리하게는, 함침 전 상기 펠트의 겉보기 밀도는, 섬유들의 3차원적 배치집단(three-dimensional grouping)의 충분한 고유 강인성(stiffness)을 얻기 위해, 0.10 이상, 바람직하게는 0.15 이상이며; 이러한 겉보기 밀도는 또한, 상기 탄성중합체 물질에 의한 상기 섬유들의 3차원적 배치집단의 함침을 용이하게 하기 위해, 방직 섬유의 경우 0.40 미만인 것이 바람직하다.

상기 탄성중합체 물질에 의한 상기 펠트의 함침은, 펠트 상에서 또는 바람직하게는 용융된 상태의 펠트 상에서 열 캘린더링에 의해 또는 성형/사출 성형에 의해 수행될 수 있다.

타이어의 트레드의 표면에서 탄성중합체 물질로 함침된 이러한 펠트의 사용은, 상기 펠트의 섬유의 3차원적 배치집단의 고유 강인성으로 인해, 강성(rigidity)이 매우 낮은, 이에 따라 젖은 노면 접지가 탁월한 탄성중합체 물질을, 상기 트레드 패턴 요소들의 높은 강인성을 유지하면서 사용할 수 있게 하는 이점을 갖는다.

본 발명은, 보다 특히, 비전동식 차량, 예를 들면, 자전거, 또는 승용차 타입의 전동식 차량, SUV("스포츠 유틸리티 차량"), 이륜 차량(특히, 모터사이클), 항공기, 뿐만 아니라 밴, "중형(heavy duty)" 차량, 즉, 지하철, 버스, 대형 도로 운송 차량(로리, 트랙터, 트레일러) 또는 비포장 도로 차량, 예를 들면, 대형 농업용 차량 또는 토공 장비 차량, 또는 기타 수송 또는 핸들링 차량으로부터 선택된 산업 차량에 장착하고자 하는 타이어에 관한 것이다.

I. 발명의 상세한 설명

본 발명의 설명에서, 별도로 명확하게 지시되지 않는 한, 나타낸 모든 퍼센티지(%)는 중량%이다.

추가로, "a와 b 사이"라는 표현으로 나타낸 임의의 간격의 값들은 a보다 크고 b보다 작은 범위의 영역(즉, 한계치 a와 b는 배제한다)을 나타내는 한편, "a 내지 b"라는 표현으로 나타낸 임의의 간격의 값들은 a로부터 b 이하의 범위의 값들의 영역(즉, a와 b의 정확한 한계를 포함한다)을 나타낸다.

용어 "phr"은 탄성중합체 100부당 중량부를 의미하는 것으로 이해된다.

용어 "기본으로 하는" 조성물은, 사용되는 각종 구성 성분의 혼합물 및/또는 사용되는 각종 구성 성분의 반응 생성물을 포함하는 조성물을 의미하는 것으로 이해되며, 이러한 기본 구성 성분들 중의 일부는 조성물의 제조의 다양한 단계 동안, 특히 이의 제조 및 이의 가교결합 또는 가황 동안 적어도 부분적으로 서로 반응할 수 있거나 반응하도록 의도된다.

I-1. 사용되는 측정 및 시험: 마찰 계수의 측정

동마찰 계수(coefficient of dynamic friction)의 측정은 문헌[참조: Modelling of Dry and Wet Friction of Silica Filled Elastomers on Self-Affine Road Surfaces, Elastomer Friction, 2010, 51, p. 8)]에 기재된 바와 동일한 방법에 따라 수행하였다. 시험 표본은, 경화 전 두께가 2mm인 펠트로 커버된 두께 6mm의 정사각형 고무 지지체(50mm×50mm)의 성형 및 이후의 가황에 의해 제조된다. 상기 두께는 경화 동안 변하며, 예를 들면, 라우뢰(Laoureux)로부터의 PLB40 펠트의 경우에 1.4mm에 이른다. 금형을 밀폐한 후, 후자는, 16bar의 압력에서 150℃에서 50분 동안 가열된 압반을 포함하는 프레스에 배치된다. 이러한 측정을 수행하는데 사용되는 지면은, BBTM 타입(표준 NF P 98-137)의 역청 콘크리트로 이루어진 실제 도로면으로부터 빼낸 코어(core)이다. 상기 지면과 상기 물질 사이의 2차 접지력의 출현 및 디웨팅(dewetting) 현상을 방지하기 위해, 지면 + 시험 표본 시스템을 표면-활성제(Sinnozon - CAS 번호: 25155-30-0)의 5% 수용액에 침지시킨다. 상기 수용액의 온도는 항온욕을 사용하여 조절한다. 시험 표본을, 지면에 평행한 이동으로 활주 운동시킨다. 활주 속도(sliding rate) SR은 0.03m/sec로 설정한다. 가해지는 수직 응력(normal stress) σ_n은 100kPa이다. 이러한 조건들은 "젖은 지면 조건"에 의해 아래에 기재된다. 지면에 대한 시험 표본의 이동에 반대되는 접선 응력(tangential stress) σ_t을 연달아 측정한다. 수직 응력 σ_n에 대한 접선 응력 σ_t의 비가 동마찰 계수 μ를 제공한다. 아래 표에 나타낸 값은, 접선 응력 σ_t의 값의 안정화 후 연속 작동 조건하에서 수득된 동마찰 계수의 값이다.

I-2. 펠트

본 발명에 따르는 타이어는, 방직 섬유, 무기 섬유 및 이들의 조합의 그룹으로부터 선택된 섬유들로 이루어진 펠트를 갖는 트레드를 포함한다는 필수적인 특징을 갖는다.

이러한 펠트의 존재는 타이어의 젖은 노면 접지를 상당히 개선시킬 수 있다.

아래에서, 섬유의 "펠트" 또는 "부직포"는 섬유들(상기 섬유들은, 이들이 특정 방향으로 분포되든 또는 우연히 분포되든, 이의 섬유들이 삼차원으로 얽히거나 섞어있다)의 베일(veil), 웹 또는 매트로 구성된 임의의 제조품을 의미하는 것으로 이해된다.

이러한 펠트의 제조방법은 특히 바느질(needling) 또는 패딩(padding)에 의해 널리 공지되어 있다.

상기 펠트의 섬유들은 천연 기원의 방직 섬유로부터, 예를 들면, 실크, 면, 대나무, 셀룰로스 및 울 섬유 및 이들의 조합의 그룹으로부터 선택될 수 있다.

울 펠트의 예는 라우뢰로부터의 "PLB" 및 "MLB" 펠트이다. 이들 펠트는 시판중이며, 0.20과 0.44 사이로 가변적인 겉보기 밀도를 갖는다.

상기 펠트의 섬유들은 또한 합성 방직 섬유, 예를 들면, 폴리에스테르, 폴리아미드, 카본, 아라미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아크릴로니트릴, 폴리이미드, 폴리설폰, 폴리에테르설폰, 폴리우레탄 및 폴리비닐 알코올 섬유 및 이들의 조합의 그룹으로부터 선택될 수 있다.

상기 펠트의 폴리에스테르 섬유들은 유리하게는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)(데이크론 인비스타 인코포레이티드(Dacron Invista Inc.)) 섬유, 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 섬유, 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN) 섬유 및 이들의 조합의 그룹으로부터 선택될 수 있다.

아라미드 섬유로 이루어진 펠트의 예로서, Nomex®(메타-아라미드: 폴리(m-페닐렌 이소프탈아미드)로 제조된 펠트, 뒤퐁 드 느무르(Du Pont de Nemours)로부터의 섬유를 갖는 펠트(약자 MPD-1)를 언급할 수 있다.

상기 펠트의 섬유들은 또한 무기 섬유, 예를 들면, 유리 섬유 및 현무암 섬유의 그룹으로부터 선택될 수 있다.

상기 펠트는 상기한 바와 같은 하나의 동일한 그룹으로부터 또는 상이한 그룹으로부터 구분없이 몇 가지 타입의 섬유들로 이루어질 수 있다.

I-3. 함침된 펠트

본 발명의 필수적인 특징에 따르면, 트레드의 캐비티(cavity)에서 사용되는 펠트는 열가소성 탄성중합체 물질로 함침되며, 상기 열가소성 탄성중합체는 하나 이상의 탄성중합체 블럭과 하나 이상의 열가소성 블럭을 포함하는 블럭 공중합체이다.

I-3-A 열가소성 탄성중합체

열가소성 탄성중합체("TPE"로 약칭됨)는 열가소성 중합체와 탄성중합체 사이의 중간 구조를 갖는다. 이는, 가요성 탄성중합체 블럭을 통해 연결된 강성 열가소성 블럭으로 이루어진 블럭 공중합체이다.

본 발명의 실시를 위해 사용되는 열가소성 탄성중합체는 블럭 공중합체이며, 이의 열가소성 블럭과 탄성중합체 블럭의 화학적 성질은 변할 수 있다.

I-3-A-1 TPE의 구조

TPE의 수 평균 분자량(Mn로 나타냄)은 바람직하게는 30,000g/mol과 500,000g/mol 사이, 더욱 바람직하게는 40,000g/mol과 400,000g/mol 사이이다. 나타낸 최저치 미만에서는, (특히 (증량성 오일의 존재하에서) TPE의 가능한 희석으로 인해 영향을 받는) TPE의 탄성중합체 쇄들 사이의 응집의 위험성이 있으며; 게다가, 감소된 "열간(hot)" 성능의 결과로 기계적 특성들, 특히 파단시 특성들에 영향을 미치는 작동 온도 상승의 위험성이 있다. 더욱이, 지나치게 높은 분자량 Mn은 사용에 해로울 수 있다. 따라서, 특히 타이어 트레드 조성물에서의 TPE의 사용을 위해, 50,000 내지 300,000g/mol 범위의 값이 특히 매우 적합한 것으로 밝혀졌다.

TPE 탄성중합체의 수 평균 분자량(Mn)은 입체 배제 크로마토그래피(SEC)에 의해 공지된 방식으로 측정된다. 예를 들면, 스티렌 열가소성 탄성중합체의 경우, 샘플을 사전에 대략 1g/l의 농도로 테트라하이드로푸란에 용해시킨 다음 주입 전에 상기 용액을 다공도 0.45㎛의 필터를 통해 여과시킨다. 사용되는 장치는 워터스 얼라이언스(Waters Alliance) 크로마토그래피 라인이다. 용출 용매는 테트라하이드로푸란이고, 유속은 0.7ml/min이며, 시스템의 온도는 35℃이고, 분석 시간은 90분이다. 상품명 Styragel을 갖는 직렬의 4개의 워터스(Waters) 컬럼 1개 세트(HMW7, HMW6E 및 2개의 HT6E)가 사용된다. 상기 중합체 샘플의 용액의 주입 용적은 100㎕이다. 검출기는 워터스(Waters) 2410 시차 굴절계이고, 크로마토그래피 데이터를 사용하기 위한 이의 관련 소프트웨어는 워터스 밀레니엄(Waters Millennium) 시스템이다. 계산된 평균 몰 질량은, 폴리스티렌 표준을 사용하여 생성된 검량 곡선에 대한 것이다. 조건들은 당업자에 의해 조절될 수 있다.

TPE의 다분산 지수 PI(여기서, PI = Mw/Mn, 여기서, Mw는 중량 평균 분자량이고, Mn은 수 평균 분자량이다)의 값은 바람직하게는 3 미만, 더욱 바람직하게는 2 미만, 더욱 더 바람직하게는 1.5 미만이다.

본 발명에서, TPE의 유리 전이 온도를 언급하는 경우, 이는, 탄성중합체 블럭을 기준으로 한 Tg에 관한 것이다. 바람직하게는, TPE는 바람직하게는 25℃ 이하, 더욱 바람직하게는 10℃ 이하인 유리 전이 온도("Tg")를 나타낸다. 이러한 최저치보다 높은 Tg 값은, 매우 낮은 온도에서 사용되는 경우 트레드의 성능을 저하시킬 수 있으며; 이러한 사용의 경우, TPE의 Tg는 더욱 바람직하게는 여전히 -10℃ 이하이다. 바람직하게는 다시, TPE의 Tg는 -100℃ 이상이다.

공지된 방식으로, TPE는 2개의 유리 전이 온도 피크(ASTM D3418에 따라 측정된 Tg)를 나타내며, 최저 온도는 TPE의 탄성중합체 부분에 대한 것이고 최고 온도는 TPE의 열가소성 부분에 대한 것이다. 따라서, TPE의 가요성 블럭은 주위 온도(25℃)보다 낮은 Tg에 의해 정의되는 반면 강성 블럭은 보다 높은 Tg를 갖는다.

탄성중합체성 및 열가소성의 성질 둘 다가 존재하게 하기 위해, TPE에는 탄성중합체 블럭 또는 열가소성 블럭의 자체 특성들을 보유하기 위해 충분히 비혼화성인(즉, 이들 각각의 분자량, 이들 각각의 극성 또는 이들 각각의 Tg 값의 결과로서 상이한) 블럭이 제공되어야 한다.

TPE는 적은 갯수의 블럭들(5개 미만, 통상적으로 2개 또는 3개)을 갖는 공중합체일 수 있으며, 이 경우 이들 블럭은 바람직하게는 15,000g/mol 이상의 높은 분자량을 갖는다. 상기 TPE는, 예를 들면, 열가소성 블럭과 탄성중합체 블럭을 포함하는 디블럭(diblock) 공중합체일 수 있다. 상기 TPE는 종종 또한 가요성 세그먼트(segment)에 의해 연결된 2개의 강성 세그먼트를 갖는 트리블럭(triblock) 탄성중합체이다. 강성 및 가요성 세그먼트들은 선형으로, 또는 성상 형태(star configuration)로 또는 분지 형태(branched configuration)로 배치될 수 있다. 통상적으로, 이들 세그먼트 또는 블럭의 각각은 종종 최소 5개 이상, 일반적으로 10개 이상의 기본 단위들(예를 들면, 스티렌/부타디엔/스티렌 블럭 공중합체에 있어서는 스티렌 단위와 부타디엔 단위)을 포함한다.

TPE는 또한 다수의 더 작은 블럭들(30개 이상, 통상적으로 50 내지 500개)을 포함할 수 있으며, 이 경우 이들 블럭은 바람직하게는 비교적 낮은 분자량, 예를 들면, 500 내지 5000g/mol의 분자량을 갖고; 상기 TPE를 이후에는 멀티블럭 TPE라고 하며, 이는 탄성중합체 블럭/열가소성 블럭 시리즈이다.

제1의 대안적인 형태에 따르면, TPE는 선형 형태로 제공된다. 예를 들면, TPE는 디블럭 공중합체: 열가소성 블럭/탄성중합체 블럭이다. TPE는 또한 트리블럭 공중합체: 열가소성 블럭/탄성중합체 블럭/열가소성 블럭일 수 있으며, 즉, 중심 탄성중합체 블럭, 그리고 상기 탄성중합체 블럭의 2개의 말단들 각각에 존재하는 2개의 말단 열가소성 블럭. 동일하게는, 멀티블럭 TPE는 탄성중합체 블럭/열가소성 블럭의 선형 시리즈일 수 있다.

본 발명의 또 다른 대안적인 형태에 따르면, 본 발명의 요건들을 위해 사용되는 TPE는 적어도 3개의 분지들을 포함하는 성상-분지된(star-branched) 형태로 제공된다. 예를 들면, TPE는 적어도 3개의 분지를 포함하는 성상-분지된 탄성중합체 블럭, 그리고 상기 탄성중합체 블럭의 각각의 분지들의 말단에 위치한 열가소성 블럭으로 구성될 수 있다. 중심 탄성중합체의 분지들의 갯수는, 예를 들면, 3 내지 12개, 바람직하게는 3 내지 6개로 다양할 수 있다.

본 발명의 또 다른 대안적인 형태에 따르면, TPE는 분지된 형태 또는 덴드리머 형태로 제공된다. TPE는 분지된 탄성중합체 블럭 또는 덴드리머 탄성중합체 블럭으로, 그리고 상기 덴드리머 탄성중합체 블럭의 분지들의 말단에 위치한 열가소성 블럭으로 구성될 수 있다.

I-3-A-2 탄성중합체 블럭의 성질

본 발명의 요건들을 위한 TPE의 탄성중합체 블럭은 당업자에게 공지된 어떠한 탄성중합체라도 가능하다. 이들은 25℃ 미만, 바람직하게는 10℃ 미만, 더욱 바람직하게는 0℃ 미만, 매우 바람직하게는 -10℃ 미만의 Tg를 갖는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 다시, TPE의 탄성중합체 블럭의 Tg는 -100℃ 이상이다.

탄소계 쇄를 포함하는 탄성중합체 블럭의 경우, TPE의 탄성중합체 부분이 에틸렌성 불포화를 포함하지 않는다면, 이를 포화 탄성중합체 블럭이라고 할 것이다. TPE의 탄성중합체 부분이 에틸렌성 불포화(즉, 탄소-탄소 이중 결합)를 포함한다면, 이를 불포화 또는 디엔 탄성중합체 블럭이라고 할 것이다.

포화 탄성중합체 블럭은 적어도 하나의(즉, 하나 이상의) 에틸렌성 단량체, 즉, 탄소-탄소 이중결합을 포함하는 단량체의 중합에 의해 수득된 중합체 시퀀스로 이루어진다. 이들 에틸렌성 단량체로부터 생성된 블럭 중에는 폴리알킬렌 블럭, 예를 들면, 에틸렌/프로필렌 또는 에틸렌/부틸렌 랜덤 공중합체를 언급할 수 있다. 이들 포화 탄성중합체 블럭은 또한 불포화 탄성중합체 블럭의 수소화에 의해 수득될 수 있다. 이들은 또한 폴리에테르, 폴리에스테르 또는 폴리카보네이트 계열로부터 생성된 지방족 블럭일 수 있다.

포화 탄성중합체 블럭의 경우, TPE의 이러한 탄성중합체 블럭은 바람직하게는 대부분 에틸렌성 단위로 이루어진다. 대부분이란, 탄성중합체 블럭의 총 중량에 대한 에틸렌성 단량체의 최고 중량 함량, 바람직하게는 50중량% 이상, 더욱 바람직하게는 75중량% 이상, 더욱 더 바람직하게는 85중량% 이상의 함량을 의미하는 것으로 이해된다.

공액 C₄-C₁₄ 디엔을 에틸렌성 단량체와 공중합시킬 수 있다. 이들은, 이 경우, 랜덤 공중합체이다. 바람직하게는, 이러한 공액 디엔은 이소프렌, 부타디엔, 1-메틸부타디엔, 2-메틸부타디엔, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 2,4-디메틸-1,3-부타디엔, 1,3-펜타디엔, 2-메틸-1,3-펜타디엔, 3-메틸-1,3-펜타디엔, 4-메틸-1,3-펜타디엔, 2,3-디메틸-1,3-펜타디엔, 1,3-헥사디엔, 2-메틸-1,3-헥사디엔, 3-메틸-1,3-헥사디엔, 4-메틸-1,3-헥사디엔, 5-메틸-1,3-헥사디엔, 2,3-디메틸-1,3-헥사디엔, 2,4-디메틸-1,3-헥사디엔, 2,5-디메틸-1,3-헥사디엔, 2-네오펜틸부타디엔, 1,3-사이클로펜타디엔, 1,3-사이클로헥사디엔, 1-비닐-1,3-사이클로헥사디엔 또는 이들의 혼합물로부터 선택된다. 더욱 바람직하게는, 공액 디엔은 이소프렌 또는 이소프렌을 포함하는 혼합물이다.

불포화 탄성중합체 블럭의 경우, TPE의 이러한 탄성중합체 블럭은 바람직하게는 대부분 디엔 탄성중합체 부분으로 이루어진다. 대부분이란, 탄성중합체 블럭의 총 중량에 대한 디엔 단량체의 최고 중량 함량, 바람직하게는 50중량% 이상, 더욱 바람직하게는 75중량% 이상, 더욱 더 바람직하게는 85중량% 이상의 함량을 의미하는 것으로 이해된다. 또는, 불포화 탄성중합체 블럭의 불포화는 이중 결합 및, 예를 들면, 폴리노보넨에서의 경우, 사이클릭 타입의 불포화를 포함하는 단량체로부터 기원할 수 있다.

바람직하게는, 디엔 탄성중합체 블럭을 형성하기 위해 공액 C₄-C₁₄ 디엔을 중합 또는 공중합시킬 수 있다. 바람직하게는, 이러한 공액 디엔은 이소프렌, 부타디엔, 피페릴렌, 1-메틸부타디엔, 2-메틸부타디엔, 2,3-디메틸-1,3-부타디엔, 2,4-디메틸-1,3-부타디엔, 1,3-펜타디엔, 2-메틸-1,3-펜타디엔, 3-메틸-1,3-펜타디엔, 4-메틸-1,3-펜타디엔, 2,3-디메틸-1,3-펜타디엔, 2,5-디메틸-1,3-펜타디엔, 2-디메틸-1,4-펜타디엔, 1,3-헥사디엔, 2-메틸-1,3-헥사디엔, 2-메틸-1,5-헥사디엔, 3-메틸-1,3-헥사디엔, 4-메틸-1,3-헥사디엔, 5-메틸-1,3-헥사디엔, 2,5-디메틸-1,3-헥사디엔, 2,5-디메틸-2,4-헥사디엔, 2-네오펜틸-1,3-부타디엔, 1,3-사이클로펜타디엔, 메틸사이클로펜타디엔, 2-메틸-1,6-헵타디엔, 1,3-사이클로헥사디엔, 1-비닐-1,3-사이클로헥사디엔 또는 이들의 혼합물로부터 선택된다. 더욱 바람직하게는, 공액 디엔은 이소프렌 또는 부타디엔, 또는 이소프렌 및/또는 부타디엔을 포함하는 혼합물이다.

대안적인 형태에 따르면, TPE의 탄성중합체 부분을 형성하기 위해 중합되는 단량체는, 적어도 하나의 다른 단량체와 랜덤하게 공중합되어, 탄성중합체 블럭을 형성할 수 있다. 이러한 대안적인 형태에 따르면, 탄성중합체 블럭의 단위들의 총 갯수에 대한, 에틸렌성 단량체 이외의 중합된 단량체의 몰 분율은, 이러한 블럭이 이의 탄성중합체 특성들을 보유하도록 하는 몰 분율이어야 한다. 유리하게는, 이러한 다른 공단량체의 몰 분율은 0% 내지 50%, 더욱 바람직하게는 0% 내지 45%, 더욱 더 바람직하게는 0% 내지 40%에 이를 수 있다.

예시하자면, 제1 단량체와 공중합될 수 있는 이러한 다른 단량체는 위에 정의된 바와 같은 에틸렌성 단량체(예를 들면, 에틸렌), 디엔 단량체, 보다 특히 위에 정의된 바와 같은 탄소수 4 내지 14의 공액 디엔 단량체(예를 들면, 부타디엔), 아래에 정의된 바와 같은 탄소수 8 내지 20의 비닐방향족 타입의 단량체로부터 선택될 수 있거나, 또는 비닐 아세테이트와 같은 단량체가 포함될 수 있다.

상기 공단량체가 비닐방향족 타입인 경우, 이는 유리하게는 열가소성 블럭의 단위들의 총 갯수에 대해, 0% 내지 50%, 바람직하게는 0% 내지 45%, 더욱 더 바람직하게는 0% 내지 40% 범위의 단위 분율을 나타낸다. 위에 언급된 스티렌 단량체, 즉, 메틸스티렌, 파라(3급-부틸)스티렌, 클로로스티렌, 브로모스티렌, 플루오로스티렌 또는 파라-하이드록시스티렌이 비닐방향족 화합물로서 특히 적합하다. 바람직하게는, 비닐방향족 타입의 공단량체는 스티렌이다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, TPE의 탄성중합체 블럭은, 전부 25,000g/mol 내지 350,000g/mol, 바람직하게는 35,000g/mol 내지 250,000g/mol 범위의 수 평균 분자량(Mn)을 나타내어, TPE에, 타이어 트레드로서 사용하기에 충분하고 상용성인 우수한 탄성중합체 특성들과 기계적 강도를 부여한다.

또한 탄성중합체 블럭은 위에 정의된 바와 같은 몇 가지 타입의 에틸렌성, 디엔 또는 스티렌 단량체를 포함하는 블럭일 수 있다.

또한 탄성중합체 블럭은 위에 정의된 바와 같은 몇 가지 탄성중합체 블럭으로 이루어질 수 있다.

I-3-A-3 열가소성 블럭의 성질

열가소성 블럭의 정의를 위해, 강성 열가소성 블럭의 유리 전이 온도(Tg)의 특성 확인을 사용할 것이다. 이러한 특징은 당업자에게 널리 공지되어 있다. 특히, 생산 가공(변형) 온도를 선택하는 것이 가능하다. 비결정질 중합체(또는 중합체 블럭)의 경우, 가공 온도는 Tg보다 상당히 더 높도록 선택된다. 반결정질 중합체(또는 중합체 블럭)의 특정한 경우에는, 유리 전이 온도보다 더 높은 융점이 관찰될 수 있다. 이 경우, 대신에 융점(M.p)이, 고려하에 있는 중합체(또는 중합체 블럭)에 대한 가공 온도를 선택할 수 있도록 한다. 따라서, 이후에, "Tg(또는 경우에 따라 M.p.)"를 언급하는 경우, 이것이 가공 온도를 선택하는데 사용되는 온도임을 고려할 필요가 있을 것이다.

본 발명의 필요를 위해, TPE 탄성중합체는 바람직하게는 80℃ 이상의 Tg(또는 경우에 따라 M.p.)를 갖고 중합된 단량체로부터 형성되는 하나 이상의 열가소성 블럭(들)을 포함한다. 바람직하게는, 이러한 열가소성 블럭은 80℃ 내지 250℃로 다양한 범위의 Tg(또는 경우에 따라 M.p.)를 갖는다. 바람직하게는, 이러한 열가소성 블럭의 Tg(또는 경우에 따라 M.p.)는 바람직하게는 80℃ 내지 200℃, 더욱 바람직하게는 80℃ 내지 180℃이다.

열가소성 블럭의 비율은, 본 발명의 실시를 위해 정의된 바와 같은 TPE에 대해, 한편으로는, 상기 공중합체가 나타내야 하는 열가소성 특성들에 의해 결정된다. 80℃ 이상의 Tg(또는, 경우에 따라, M.p.)를 갖는 열가소성 블럭은 바람직하게는 본 발명에 따르는 탄성중합체의 열가소 성질을 보유하기에 충분한 비율로 존재한다. TPE에서 80℃ 이상의 Tg(또는, 경우에 따라, M.p.)를 갖는 열가소성 블럭의 최소 함량은 상기 공중합체의 사용 조건의 함수로서 변할 수 있다. 다른 한편으로는, TPE가 타이어 제조 동안 변형될 수 있는 능력 또한, 80℃ 이상의 Tg(또는, 경우에 따라, M.p.)를 갖는 열가소성 블럭의 비율을 결정하는데 기여할 수 있다.

80℃ 이상의 Tg(또는, 경우에 따라, M.p.)를 갖는 열가소성 블럭은 다양한 성질들의 중합된 단량체들로부터 형성될 수 있으며, 특히, 이들은 아래의 블럭들 또는 이들의 혼합물을 구성할 수 있다:

- 폴리올레핀(폴리에틸렌, 폴리프로필렌);

- 폴리우레탄;

- 폴리아미드;

- 폴리에스테르;

- 폴리아세탈;

- 폴리에테르(폴리에틸렌 옥사이드, 폴리페닐렌 에테르);

- 폴리페닐렌 설파이드;

- 다중불소화(polyfluorinated) 화합물(FEP, PFA, ETFE);

- 폴리스티렌(아래에 상세하게 기재됨);

- 폴리카보네이트;

- 폴리설폰;

- 폴리메틸 메타크릴레이트;

- 폴리에테르이미드;

- 열가소성 공중합체, 예를 들면, 아크릴로니트릴/부타디엔/스티렌 (ABS) 공중합체.

80℃ 이상의 Tg(또는, 경우에 따라, M.p.)를 갖는 열가소성 블럭은 또한 아래의 화합물들 및 이들의 혼합물로부터 선택된 단량체들로부터 수득될 수 있다:

- 아세나프틸렌: 당업자는, 예를 들면, 문헌[참조: Z. Fodor and J.P. Kennedy, Polymer Bulletin, 1992, 29(6), 697-705]을 참조할 수 있다;

- 인덴 및 이의 유도체, 예를 들면, 2-메틸인덴, 3-메틸인덴, 4-메틸인덴, 디메틸인덴, 2-페닐인덴, 3-페닐인덴 및 4-페닐인덴; 당업자는, 예를 들면, 발명자 케네디(Kennedy), 푸스카스(Puskas), 카자스(Kaszas) 및 해거(Hager)에 의한 특허 문서 제US 4 946 899호 및 문헌[참조: J. E. Puskas, G. Kaszas, J.P. Kennedy and W.G. Hager, Journal of Polymer Science, Part A: Polymer Chemistry (1992), 30, 41, and J.P. Kennedy, N. Meguriya and B. Keszler, Macromolecules (1991), 24(25), 6572-6577]을 참조할 수 있다;

- 이소프렌, 특정 갯수의 트랜스-1,4-폴리이소프렌 단위의 형성 및 분자내 공정에 따라 폐환된 단위의 형성을 야기하는 것; 당업자는, 예를 들면, 문헌[참조: G. Kaszas, J.E. Puskas and J.P. Kennedy, Applied Polymer Science (1990), 39(1), 119-144, and J.E. Puskas, G. Kaszas and J.P. Kennedy, Macromolecular Science, Chemistry A28 (1991), 65-80]을 참조할 수 있다.

폴리스티렌은 스티렌 단량체로부터 수득된다. 스티렌 단량체는, 본 발명의 설명에서, 비치환 및 치환된 스티렌을 포함하는 단량체를 의미하는 것으로 이해되어야 하며; 치환된 스티렌들 중에는, 예를 들면, 메틸스티렌(예를 들면, o-메틸스티렌, m-메틸스티렌 또는 p-메틸스티렌, α-메틸스티렌, α,2-디메틸스티렌, α,4-디메틸스티렌 또는 디페닐에틸렌), 파라-(3급-부틸)스티렌, 클로로스티렌(예를 들면, o-클로로스티렌, m-클로로스티렌, p-클로로스티렌, 2,4-디클로로스티렌, 2,6-디클로로스티렌 또는 2,4,6-트리클로로스티렌), 브로모스티렌(예를 들면, o-브로모스티렌, m-브로모스티렌, p-브로모스티렌, 2,4-디브로모스티렌, 2,6-디브로모스티렌 또는 2,4,6-트리브로모스티렌), 플루오로스티렌(예를 들면, o-플루오로스티렌, m-플루오로스티렌, p-플루오로스티렌, 2,4-디플루오로스티렌, 2,6-디플루오로스티렌 또는 2,4,6-트리플루오로스티렌) 또는 파라-하이드록시스티렌을 언급할 수 있다.

본 발명의 바람직한 양태에 따르면, TPE 탄성중합체 중의 스티렌의 중량 함량은 5%와 50% 사이이다. 나타낸 최저치 미만에서는 탄성중합체의 열가소 성질이 상당히 감소되는 위험이 있는 반면, 권장 최대치 초과시에는 트레드의 탄성이 영향을 받을 수 있다. 이러한 이유로, 스티렌 함량은 더욱 바람직하게는 10%와 40% 사이이다.

본 발명의 대안적인 형태에 따르면, 위에 정의된 바와 같은 중합된 단량체는, 적어도 하나의 다른 단량체와 공중합되어, 위에 정의된 바와 같은 Tg(또는, 경우에 따라, M.p.)를 갖는 열가소성 블럭을 형성할 수 있다.

예시로서, 중합된 단량체와 공중합할 수 있는 이러한 다른 단량체는 디엔 단량체, 보다 특히, 탄소수 4 내지 14의 공액 디엔 단량체, 및 탄성중합체 블럭에 관한 부분에서 정의된 바와 같은 탄소수 8 내지 20의 비닐방향족 타입의 단량체로부터 선택될 수 있다.

본 발명에 따르면, TPE의 열가소성 블럭은, 전부 5,000g/mol 내지 150,000g/mol 범위의 수 평균 분자량("Mn")을 나타내어, TPE에, 타이어 트레드로서 사용하기에 충분하고 상용성인 우수한 탄성중합체 특성들과 기계적 강도를 부여한다.

열가소성 블럭은 또한 위에 정의된 바와 같은 몇 가지 열가소성 블럭들로 이루어질 수 있다.

I-3-A-4 TPE 예

예를 들면, TPE는, 탄성중합체 부분이 포화되며 스티렌 블럭과 알킬렌 블럭을 포함하는 공중합체이다. 알킬렌 블럭은 바람직하게는 에틸렌, 프로필렌 또는 부틸렌이다. 더욱 바람직하게는, 상기 TPE 탄성중합체는 선형이거나 또는 성상-분지된 디블럭 또는 트리블럭 공중합체들로 이루어진 아래의 그룹으로부터 선택된다: 스티렌/에틸렌/부틸렌(SEB), 스티렌/에틸렌/프로필렌(SEP), 스티렌/에틸렌/에틸렌/프로필렌(SEEP), 스티렌/에틸렌/부틸렌/스티렌(SEBS), 스티렌/에틸렌/프로필렌/스티렌(SEPS), 스티렌/에틸렌/에틸렌/프로필렌/스티렌(SEEPS), 스티렌/이소부틸렌(SIB), 스티렌/이소부틸렌/스티렌(SIBS) 및 이들 공중합체의 혼합물.

또 다른 예에 따르면, TPE는, 탄성중합체 부분이 불포화되며 스티렌 블럭과 디엔 블럭을 포함하는 공중합체이고, 여기서, 이들 디엔 블럭은 특히 이소프렌 또는 부타디엔 블럭이다. 더욱 바람직하게는, 상기 TPE 탄성중합체는 선형이거나 또는 성상-분지된 디블럭 또는 트리블럭 공중합체로 이루어진 아래의 그룹으로부터 선택된다: 스티렌/부타디엔(SB), 스티렌/이소프렌(SI), 스티렌/부타디엔/이소프렌(SBI), 스티렌/부타디엔/스티렌(SBS), 스티렌/이소프렌/스티렌(SIS), 스티렌/부타디엔/이소프렌/스티렌(SBIS) 및 이들 공중합체의 혼합물.

예를 들면, 다시, TPE는, 탄성중합체 부분이 포화된 부분과 불포화된 부분을 포함하는 선형이거나 또는 성상-분지된 공중합체, 예를 들면, 스티렌/부타디엔/부틸렌(SBB), 스티렌/부타디엔/부틸렌/스티렌(SBBS) 또는 이들 공중합체의 혼합물이다.

멀티블럭 TPE들 중에는, 에틸렌과 프로필렌/폴리프로필렌, 폴리부타디엔/폴리우레탄(TPU), 폴리에테르/폴리에스테르(COPE) 또는 폴리에테르/폴리아미드(PEBA)의 랜덤 공중합체 블럭을 포함하는 공중합체를 언급할 수 있다.

위에 예로서 제공된 TPE를 본 발명에 따르는 트레드내에서 서로 혼합하는 것이 또한 가능하다.

시판용 TPE 탄성중합체의 예로서는, 명칭 Kraton G(예를 들면, G1650, G1651, G1654 및 G1730 제품)하에 크레이튼(Kraton)에 의해 시판되거나 명칭 Septon(예를 들면, Septon 2007, Septon 4033 또는 Septon 8004)하에 쿠라레(Kuraray)에 의해 시판되는 SEPS, SEEPS 또는 SEBS 타입의 탄성중합체, 또는 명칭 Hybrar 5125하에 쿠라레에 의해 시판되거나 명칭 D1161하에 크레이튼에 의해 시판되는 SIS 타입의 탄성중합체, 또는 또한 명칭 Europrene SOL T 166하에 폴리메리 유로파(Polimeri Europa)에 의해 시판되는 선형 SBS 타입의 탄성중합체 또는 명칭 D1184하에 크레이튼에 의해 시판되는 성상-분지된 SBS 타입의 탄성중합체를 언급할 수 있다. 또한, 명칭 Vector(예를 들면, Vector 4114 또는 Vector 8508)하에 덱스코 폴리머스(Dexco Polymers)에 의해 시판되는 탄성중합체를 언급할 수 있다. 폴리블럭 TPE 중에는, 엑손(Exxon)에 의해 시판되는 Vistamaxx TPE; Arnitel 명칭하에 DSM에 의해 시판되거나 Hytrel 명칭하에 듀퐁(DuPont)에 의해 시판되거나 명칭 Riteflex하에 티코나(Ticona)에 의해 시판되는 COPE TPE; 명칭 PEBAX하에 알케마(Arkema)에 의해 시판되는 PEBA TPE; 또는 명칭 TPU 7840하에 사토머(Sartomer)에 의해 시판되거나 명칭 Elastogran하에 BASF에 의해 시판되는 TPU TPE를 언급할 수 있다.

I-3-A-5 TPE 양

임의의 다른 탄성중합체(비-열가소성)가 상기 열가소성 탄성중합체 조성물에 사용되는 경우, TPE 탄성중합체 또는 탄성중합체들이 대부분의 중량 분율을 구성한다. 따라서, TPE 탄성중합체의 양은 65 내지 100phr, 바람직하게는 70 내지 100phr로 다양한 범위에 있다. TPE와 디엔 탄성중합체의 양의 합계는 항상 100phr인 것으로 명백히 이해된다.

TPE 탄성중합체 또는 탄성중합체들은 바람직하게는 트레드의 유일한 탄성중합체 또는 탄성중합체들이다.

I-3-B 상기 조성물의 또 다른 성분들

상기 조성물은 또한 각종 충전제 또는 첨가제, 예를 들면, 비보강용 또는 나노크기의(nanometric) 보강용 충전제를 포함할 수 있다.

상기 탄성중합체 물질의 조성물은 또한 타이어의 제조를 위한 탄성중합체 조성물에서 일반적으로 사용되는 통상의 첨가제들 중의 일부 또는 전부, 예를 들면, 안료, 보호제, 예를 들면, 항오존 왁스, 화학적 항오존제 또는 항산화제, 예를 들면, 국제 공개공보 제WO 02/10269호에 기재된 바와 같은 항피로제, 보강용 수지, 메틸렌 수용체(예를 들면, 페놀성 노볼락 수지) 또는 메틸렌 공여체(예를 들면, HMT 또는 H3M), 황 또는 황 공여체 및/또는 퍼옥사이드 및/또는 비스말레이미드를 기본으로 하는 가교결합 시스템, 가황 촉진제 또는 가황 활성제를 포함할 수 있다.

탄성중합체 물질의 제형은 또한, 커플링제 이외에도, 커플링 활성제, 무기 충전제 커버링을 위한 제제, 또는, 공지된 방식으로, 고무 매트릭스 중의 충전제의 분산성을 개선시키고 조성물의 점도를 낮추며 원료 상태에서 가공될 수 있는 능력을 개선시킬 수 있는 보다 일반적인 가공 조제를 포함할 수 있으며, 이러한 제제는, 예를 들면, 가수분해성 실란, 예를 들면, 알킬알콕시실란, 폴리올, 폴리에테르, 1급, 2급 또는 3급 아민, 또는 하이드록실화된 또는 가수분해성 폴리오가노실록산이다.

탄성중합체 물질은 또한, 바람직한 비-방향족 또는 매우 약한 방향족 가소제로서, 나프텐계 오일, 파라핀계 오일, MES 오일, TDAE 오일, 에스테르 가소제(예를 들면, 글리세롤 트리올레에이트), 바람직하게는 30℃ 이상의 높은 Tg를 나타내는 탄화수소 수지, 예를 들면, 국제 공개공보 제WO 2005/087859호, 제WO 2006/061064호 및 제WO 2007/017060호에 기재된 바와 같은 화합물 및 이들 화합물의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함할 수 있다. 이러한 바람직한 가소제의 전체 함량은 바람직하게는 10phr과 100phr 사이, 더욱 바람직하게는 20phr과 80phr 사이, 특히 10 내지 50phr의 범위이다.

상기 가소성 탄화수소 수지들 중에는("수지"라는 이름은 고체 화합물에 대한 정의를 가짐을 기억할 것이다), α-피넨, β-피넨, 디펜텐 또는 폴리리모넨의 단독중합체 또는 공중합체로 형성된 수지, C₅ 분획, 예를 들면, C₅ 분획/스티렌 공중합체로 형성된 수지 또는 C₅ 분획/C₉ 분획 공중합체로 형성된 수지가 특히 언급될 것이며, 이들은 단독으로 사용되거나, 예를 들면, MES 또는 TDAE 오일과 같은 가소성 오일과 함께 사용될 수 있다.

I-3-C 제조

TPE 탄성중합체는 TPE에 대해 통상의 방식으로, 예를 들면, 비드 또는 과립 형태로 이용 가능한 출발 물질을 사용하여 압출 또는 성형에 의해 가공할 수 있다.

본 발명에 따르는 열가소성 탄성중합체를 기본으로 하는 탄성중합체 물질은 통상의 방식으로, 예를 들면, 매트릭스의 용융 및 모든 성분들의 혼입을 수행하도록 각종 성분들을 이축 압출기로 혼입함으로써, 이어서 프로파일된(profiled) 소재를 제조할 수 있도록 하는 다이를 사용함으로써 제조한다. 이어서, 탄성중합체 물질에 의한 펠트의 함침을 가압하에 열 캘린더링 또는 사출에 의해 위에 나타낸 바와 같이 수행한다. 이러한 함침은, 이들 탄성중합체 물질의 열가소성으로 인해, 수행이 특히 용이하다.

TPE의 탄성중합체 블럭이 포화 탄성중합체 블럭인 경우, 완성된 타이어 내에서의 트레드의 인접 층과 함침된 펠트 사이의 접착성을 촉진시키기 위해, 트레드의 캐비티의 벽과 함침된 펠트 사이에 불포화 탄성중합체 블럭 함유 TPE를 포함하는 접착 필름 또는 층을 포함시킬 필요가 있을 수 있다.

첨부된 도면은 함침된 펠트를 혼입시킨 타이어 트레드의 양태를 예시한다:
- 도 1은 함침된 펠트를 혼입시킨 타이어의 트레드의 제1 양태를 나타내고;
- 도 2는 함침된 펠트를 혼입시킨 타이어의 트레드의 제2 양태를 나타내고;
- 도 3은 함침된 펠트를 혼입시킨 타이어의 트레드의 제3 양태를 나타내고;
- 도 4는 함침된 펠트를 혼입시킨 타이어의 트레드의 제4 양태를 나타내고;
- 도 5는 여러 개의 블럭이 함침된 펠트를 혼입하고 있는 트레드의 일부를 상부에서 상당히 도식적으로 나타낸 것이다.

발명의 실시예

상기 도면들에서, 축 X, Y 및 Z는, 서로 직각이고, 타이어의 표준 원주(X), 축(Y) 및 반경 방향(Z) 배향에 상응한다.

용어 "실질적으로 원주 방향의 배향"은 원주 방향 X로부터 5° 이상까지 벗어나지 않는 평균 배향을 의미하는 것으로 이해된다.

도 1은 도면 번호 1로 나타내어지는 본 발명의 하나의 양태에 따르는 타이어를 도시한다. 통상적으로, 타이어(10)는 2개의 측벽(F) 및 2개의 비드(B)로 뻗어있는 크라운(S)를 포함한다.

2개의 비드 와이어(12)가 비드(B)에 매봉되어 있다. 2개의 비드 와이어(12)는 타이어의 중간 반경 방향 평면(median radial plane) M에 대해 대칭으로 배열되어 있다.

각각의 비드 와이어(12)는 기준 축에 대한 회전 대칭을 나타낸다. 방향 Y에 실질적으로 평행한 이러한 기준 축은 타이어의 회전 축과 실질적으로 일치한다.

타이어(1)는 또한 카커스 보강재(carcass reinforcement)(30)를 포함하며, 이의 말단은 비드 와이어(12) 둘레에 권취되어 있다. 당해 실시예에서 카커스 보강재는 실질적으로 반경 방향으로 배향된 하나 이상의 직물 보강 플라이(ply)를 포함한다.

크라운(S)은 압입자국 또는 그루브(22, 24)에 의해 분리된 트레드 패턴(18, 20) 및 또한 표준 크라운 보강재(26)가 제공되어 있는 트레드(14)를 포함한다. 2개의 그루브(24)가, 원주 방향의 립(circumferential rib)인 중심 트레드 패턴(20)을 둘러싸고 있다.

원주 방향의 립(20)의 반경 방향의 외부 부분 및 접촉면은 타이어의 트레드의 주변부 전체에 걸쳐 원주방향으로 연장되는 함침된 펠트(28)로 구성된다.

도 2는 본 발명의 또 다른 양태에 따르는 도 1과 유사한 타이어(2)의 축방향 단면을 나타낸다. 이러한 축방향 단면에서, 타이어의 트레드(14)의 블럭 또는 트레드 패턴 요소(54, 56, 58, 60, 62)는 전부, 함침된 펠트(64)로 구성된다. 이러한 함침된 펠트는 타이어의 크라운 전체에 걸쳐 축방향 및 원주방향으로 연장된다. 고무 하층(도시되지 않음)을 함침된 펠트와 크라운 보강재 사이에 배치할 수 있다.

도 3은 본 발명의 또 다른 양태에 따르는 도 1과 유사한 타이어(3)의 축방향 단면을 나타낸다. 이러한 양태에서, 캐비티(29)는 함침된 펠트(280)로 충전된다. 캐비티(29)는 연속 또는 비연속 방식으로 원주방향으로 연장된다.

도 4는 본 발명의 또 다른 양태에 따르는 도 2와 유사한 타이어(4)의 축방향 단면을 나타낸다. 이러한 타이어(4)의 트레드는 서로에 대해 축방향으로 배치된 블럭에 위치한 다수의 캐비티(540, 560, 580, 600, 620)를 포함한다. 각각의 캐비티는 함침된 펠트(640)로 충전된다. 상기 캐비티는 5mm와 30mm 사이의 간격에 걸쳐 원주방향으로 연장된다. 원주 방향으로의 캐비티의 갯수는 대략 10 내지 20개이다. 이러한 갯수는, 표준 주행 조건하에서, 함침된 펠트를 갖는 캐비티를 포함하는 블럭들의 적어도 하나의 축방향 어셈블리가 연속으로 접촉면에 있도록 하는 갯수이다.

도 5는 도 4와 유사한 양태에 따르는 트레드의, 상당히 도식적인 부분 상부도이다. 트레드(14)는 주행면(5)을 포함하며, 원주 방향의 그루브(7)와 축방향 그루브(8)에 의해 한정된 블럭(6)의 어셈블리를 포함한다. 블럭(6)은 2개의 고무 부분(6.1) 사이에 위치한 함침된 펠트(6.2)를 포함한다. 이러한 양태에서는, 도 4에 예시된 양태와 달리, 함침된 펠트(6.2)가 블럭(6)의 측면의 일부를 구성한다.

이러한 타이어의 블랭크는 타이어의 상이한 요소들의 연속 적층(stacking)에 의해 통상의 방식으로 제조된다. 선택된 탄성중합체 물질에 의해 함침시킨 후, 펠트의 함침된 스트립을 원주방향으로 또는 축방향으로 또는 캐비티에더 배치할 수 있다. 이어서, 상기 블랭크를 가황 금형에 배치하고, 통상적으로 금형의 밀폐 동안 트레드의 성형을 수행한 다음 상기 블랭크를 가황시킨다.

I-4. 시험

한편으로는, 타이어 트레드 표준 혼합물로 구성되고, 다른 한편으로는, 열가소성 탄성중합체로 함침된 울 펠트로 구성된 시험 표본의 동마찰 계수는 상기한 조건하에 측정하였다. 아래에 나타낸 결과는 100을 기준으로 나타낸 것이고, 100의 임의의 값은 대조군의 마찰계수에 대해 제공되며, 100보다 큰 결과는 더욱 우수한 접지 성능을 나타낸다.

라우뢰(Laoureux)로부터의 울 펠트 MLB25를 함침시키는 열가소성 탄성중합체 조성(A-2)과 함께, 트레드 대조 혼합물(A-1)의 조성이 표 1에 나타나 있다.

동마찰 계수의 측정은 젖은 지면 조건하에, 활주 속도 0.03m/s에서, 1bar의 정상 압력하에, 3가지 온도(3℃, 20℃ 및 40℃)에서 수행하였다. 결과가 표 2에 나타나 있다.

표 2에 나타낸 결과는 열가소성 탄성중합체로 함침된 울 펠트로 구성된 시험 표본이 젖은 노면 접지를 상당히 개선시킬 수 있음을 입증한다. 상기 개선은 중간 온도 및 높은 온도에 특히 민감하다.

Claims

트레드를 갖는 타이어로서,
상기 트레드가, 하나 이상의 열가소성 탄성중합체(상기 열가소성 탄성중합체는 하나 이상의 탄성중합체 블럭과 하나 이상의 열가소성 블럭을 포함하는 블럭 공중합체이다)를 기본으로 하는 탄성중합체 물질로 함침된 펠트를 포함함을 특징으로 하고, 상기 펠트의 섬유들이 방직 섬유(textile fibre), 무기 섬유 및 이들의 조합의 그룹으로부터 선택됨을 특징으로 하는, 트레드를 갖는 타이어.
제1항에 있어서, 상기 함침된 펠트가 상기 트레드의 트레드 패턴 요소(pattern element)들의 접촉면들의 일부를 구성하는, 타이어.
제2항에 있어서, 상기 함침된 펠트가 상기 트레드의 하나 이상의 원주 방향의 립(circumferential rib)의 접촉면을 구성하는, 타이어.
제2항에 있어서, 상기 함침된 펠트가 축방향으로 배치된 트레드 패턴 요소들의 하나 이상의 어셈블리(assembly)의 접촉면들을 구성하는, 타이어.
제2항에 있어서, 상기 함침된 펠트가 상기 트레드의 전체를 구성하는, 타이어.
제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 함침된 펠트가 상기 트레드의 트레드 패턴 요소의 일부를 구성하는, 타이어.
제6항에 있어서, 상기 함침된 펠트가 상기 트레드의 원주 방향의 립의 일부를 구성하는, 타이어.
제6항에 있어서, 상기 함침된 펠트가 상기 트레드의 블럭의 일부를 구성하는, 타이어.
제8항에 있어서, 상기 함침된 펠트가 축방향으로 배치된 상기 트레드의 블럭들의 하나 이상의 어셈블리의 일부를 구성하는, 타이어.
제1항 내지 제9항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 함침된 펠트의 상기 섬유들이 실크, 면, 셀룰로스, 대나무 및 울 섬유 및 이들의 조합의 그룹으로부터 선택되는, 타이어.
제10항에 있어서, 상기 함침된 펠트의 상기 섬유들이 울 섬유인, 타이어.
제1항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 함침된 펠트의 상기 섬유들이 폴리아미드, 아라미드, 카본, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아크릴로니트릴, 폴리이미드, 폴리설폰, 폴리에테르설폰, 폴리우레탄, 폴리비닐 알코올, 폴리에스테르 및 폴리비닐 클로라이드 섬유 및 이들의 조합의 그룹으로부터 선택되는, 타이어.
제12항에 있어서, 상기 함침된 펠트의 상기 폴리에스테르 섬유들이 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 섬유, 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 섬유, 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN) 섬유 및 이들의 조합의 그룹으로부터 선택되는, 타이어.
제1항 내지 제13항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 함침된 펠트의 상기 섬유들이 유리 섬유 및 및 현무암 섬유의 그룹으로부터 선택된 무기 섬유인, 타이어.
제1항 내지 제14항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 펠트가, 이것이 함침되기 전에, 0.10 이상, 바람직하게는 0.15 이상의 겉보기 밀도를 갖는, 타이어.
제1항 내지 제15항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 블럭 공중합체의 상기 탄성중합체 블럭 또는 블럭들이 25℃ 미만의 유리 전이 온도를 갖는 탄성중합체들로부터 선택되는, 타이어.
제16항에 있어서, 상기 블럭 공중합체의 상기 탄성중합체 블럭 또는 블럭들이 에틸렌 탄성중합체, 디엔 탄성중합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 타이어.
제17항에 있어서, 상기 블럭 공중합체의 상기 탄성중합체 블럭 또는 블럭들이 이소프렌, 부타디엔 또는 이들의 혼합물로부터 생성되는 디엔 탄성중합체인, 타이어.
제16항 내지 제18항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 블럭 공중합체의 상기 열가소성 블럭 또는 블럭들이, 80℃ 이상의 유리 전이 온도를 갖는 중합체들로부터 선택되고, 반결정질 열가소성 블럭의 경우에는, 80℃ 이상의 융점을 갖는 중합체들로부터 선택되는, 타이어.
제16항 내지 제19항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 블럭 공중합체의 상기 열가소성 블럭 또는 블럭들이 폴리올레핀, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리아세탈, 폴리에테르, 폴리페닐렌 설파이드, 다중불소화(polyfluorinated) 화합물, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 폴리설폰, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리에테르이미드, 열가소성 공중합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 타이어.
제16항 내지 제20항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 블럭 공중합체의 상기 열가소성 블럭 또는 블럭들이 폴리스티렌으로부터 선택되는, 타이어.
제16항 내지 제21항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 열가소성 탄성중합체 또는 탄성중합체들이 스티렌/부타디엔(SB), 스티렌/이소프렌(SI), 스티렌/부타디엔/이소프렌(SBI), 스티렌/부타디엔/스티렌(SBS), 스티렌/이소프렌/스티렌(SIS), 스티렌/부타디엔/이소프렌/스티렌(SBIS), 선형 또는 성상-분지된(star-branched) 스티렌/이소부틸렌(SIB) 및 스티렌/이소부틸렌/스티렌(SIBS) 열가소성 탄성중합체 및 이들 공중합체의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 타이어.