KR20160038844A - 런 플랫 타이어 - Google Patents

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KR20160038844A
KR20160038844A KR1020150137395A KR20150137395A KR20160038844A KR 20160038844 A KR20160038844 A KR 20160038844A KR 1020150137395 A KR1020150137395 A KR 1020150137395A KR 20150137395 A KR20150137395 A KR 20150137395A KR 20160038844 A KR20160038844 A KR 20160038844A
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polymer film
inner liner
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KR1020150137395A
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정일
최송연
이상목
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코오롱인더스트리 주식회사
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Abstract

본 발명은, 폴리아마이드계 세그먼트와 폴리에테르(poly-ether)계 세그먼트를 포함하는 공중합체; 및 폴리아마이드계 수지;를 포함하고, 상온에서 25% 신장시 20 내지 40 Mpa의 응력(Stress)을 갖는 고분자 필름을 이너라이너 또는 내부 보강재로 포함하는 런 플랫 타이어에 관한 것이다.

Description

런 플랫 타이어{RUN FLAT TIRE}
본 발명은 런 플랫 타이어에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 타이어의 두께 또는 무게의 증가를 최소화하면서 펑크 발생 시에도 높은 타이어 형태 안정성 및 자동차 주행 안정성를 확보할 수 있고, 향상된 강도, 내구성 및 내피로 특성을 함께 구현할 수 있는 런 플랫 타이어에 관한 것이다.
타이어는 자동차의 하중을 지탱하고, 노면으로부터 받는 충격을 완화하며, 자동차의 구동력 또는 제동력을 지면에 전달하는 역할을 한다. 일반적으로 런 플랫 타이어의 구조는 노면과 접촉하는 트레드와 타이어의 골격을 이루는 카카스, 트레드와 카카스 사이에 설치된 벨트층, 타이어 내면에 형성되어 공기의 누출을 방지하는 인너라이너, 카카스를 보호하고 유연한 굴신운동을 하도록 하는 사이드월 및 타이어를 림에 장착시키는 비드부 등으로 구성되어 있다.
상기의 런 플랫 타이어는 림에 외측면을 감싸도록 장착되어 타이어의 내부에 공기를 충진하여 사용함으로써, 승차감 및 주행성능, 조종성 등을 향상시키는데, 만약 이러한 타이어에 펑크가 발생하게 되면, 타이어는 차체 하중으로 인해 납작하게 찌그러들게 되며, 이러한 상태에서는, 타이어의 비드 부위가 트래드 안쪽의 인너라이너에 맞닿아서 더이상 주행할 수 없게 된다.
이러한 주행불능의 상태에 대처하기 위해, 비록 타이어의 내부에 공기압이 없더라도, 타이어가 납작해지지 않고 차량의 하중을 지지하여 일정거리를 주행할 수 있는 런플랫 타이어(Run-Flat tire)가 최근에 제안되었다.
이러한 런 플랫 타이어를 사용하면, 예기치 않은 사고로 인해 타이어의 내부에서 공기가 빠져 나가더라도, 비드부위가 트래드 안쪽의 인너라이너에 맞닿을 정도로는 납작해지지 않기 때문에, 가까운 정비업소까지 무리없이 운전해 갈 수 있으며, 별도로 스페어(SPARE) 타이어를 구비해 다닐 필요도 없게 된다. 이러한 측면 때문에, 런 플랫 타이어는 장거리 운전을 자주하는 운전자나 스페어타이어 교환 능력이 없는 운전자, 특히 여성운전자들이 선호하고 있다.
이러한 런플랫 타이어에는 다양한 종류 예컨대, 타이어 자체의 내부 구조를 변경한 것과 타이어의 내부에 별도의 부재를 삽입한 것 등이 있다. 그러나, 이 중에서 타이어 내부의 별도의 부재를 삽입하는 것은 중량의 증가 및 별도의 부재가 장착되기 위한 구조가 림에 구비되어야 하는 문제가 있어 많이 사용되고 있지 않으며 타이어 자체의 내부 구조를 변경하는 방식이 주로 사용되고 있다. 이러한 내부 구조 변경 방식은 사이드월 부위의 강도를 높이기 위해 고강도의 보강고무를 많이 사용하는 경우로서, 타이어의 무게가 증가하며 고속주행에 따른 반복하중의 작용으로 열이 많이 발생되고, 특히 비드 가까운 부위에서 굽힘응력(전단응력)이 발생되어 바디 플라이의 접합부가 벌어지는 세파레이션 불량이 자주 발생되는 문제를 가지고 있다.
또한, 종래의 런 플랫 타이어 중에서 타이어 자체의 내부 구조를 변경하는 경우에는, 최종 제품의 장착이 간편하기는 하지만 타이어 자체 등의 구조 설계가 원천적으로 변경되어야 하는 기술적 부담이 큰 단점이 있다.
따라서, 타이어 자체의 내부 구조의 변경과 타이어 무게 증가를 최소화하면서도 자동차의 운행 과정 등에서 그 자체의 물성이 저하 등이 나타나지 않으며 효과적으로 우수한 가스배리어성 및 내구성, 내피로 특성을 확보할 수 있는 런 플랫 타이어용 소재 개발에 대한 연구가 필요하다.
본 발명은 타이어의 두께 또는 무게의 증가를 최소화하면서 펑크 발생 시에도 높은 타이어 형태 안정성 및 자동차 주행 안정성를 확보할 수 있고, 향상된 강도, 내구성 및 내피로 특성을 함께 구현할 수 있는 런 플랫 타이어를 제공하기 위한 것이다.
본 명세서에서는, 폴리아마이드계 세그먼트와 폴리에테르(poly-ether)계 세그먼트를 포함하는 공중합체; 및 폴리아마이드계 수지;를 포함하고, 상온에서 25% 신장시 20 내지 40 Mpa의 응력(Stress)을 갖는 고분자 필름을 이너라이너 또는 내부 보강재로 포함하는 런 플랫 타이어를 제공한다.
이하 발명의 구체적인 구현예에 따른 런 플랫 타이어에 관하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
발명의 일 구현예에 따르면, 폴리아마이드계 세그먼트와 폴리에테르(poly-ether)계 세그먼트를 포함하는 공중합체; 및 폴리아마이드계 수지;를 포함하고, 상온에서 25% 신장시 20 내지 40 Mpa의 응력(Stress)을 갖는 고분자 필름을 이너라이너 또는 내부 보강재로 포함하는 런 플랫 타이어가 제공될 수 있다.
본 발명자들은, 폴리아마이드계 세그먼트와 폴리에테르(poly-ether)계 세그먼트를 포함하는 공중합체; 및 폴리아마이드계 수지;를 포함하고, 상온에서 25% 신장시 20 내지 40 Mpa의 응력(Stress)을 갖는 고분자 필름을 이너라이너 또는 내부 보강재로 사용하는 런 플랫 타이어가 타이어의 두께 또는 무게의 증가를 최소화하면서 펑크 발생 시에도 높은 타이어 형태 안정성 및 자동차 주행 안정성를 확보할 수 있으며, 또한 향상된 강도, 내구성 및 내피로 특성을 함께 구현할 수 있다는 점을 실험을 통해 확인하고 발명을 완성하였다.
상기 고분자 필름을 런 플랫 타이어의 이너라이너 또는 내부 보강재로 사용되는 경우, 높은 내구성, 내피로성 및 강도와 함께 상대적으로 낮은 모듈러스를 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 고분자 필름은 그 구체적인 조성 및 물성으로 인하여, 이전에 알려진 고무 계통의 성분을 포함한 이너라이너나 내부 보강재를 사용하는 경우에 비하여 타이어의 두께 또는 무게를 크게 줄일 수 있고, 또한 통상적인 열가소성 수지류의 성분에 비하여 높은 내구성, 내피로성 및 강도를 확보할 수 있다.
또한, 상기 고분자 필름을 런 플랫 타이어의 이너라이너로 사용하는 경우, 상기 공중합체의 폴리아마이드계 세그먼트와 폴리아마이드계 수지로부터 기인하는 높은 기밀성을 확보할 수 있고, 상기 공중합체의 폴리에테르(poly-ether)계 세그먼트로부터 기인하는 성질로 인하여 다른 고분자 필름에 비하여 그리 높지 않은 모듈러스 특성을 나타낸다
즉, 상기 고분자 필름을 이너라이너 또는 내부 보강재로 사용하는 런 플랫 타이어는 구조 변화를 억제할 수 있어 타이어 변형에 대한 내구성 및 안정성을 향상시킬 수 있고, 높은 강도 및 적정한 모듈러스로 인하여 형태 안정성 및 내마모성을 확보하여 타이어 펑크 시에도 장시간 고속 주행을 가능하게 한다.
상기 고분자 필름이 내부 보강재로 사용되는 경우, 상기 내부 보강재는 숄더부 및 사이드월부 중 어느 하나 이상에 대한 보강재로 사용될 수 있다. 구체적으로, 타이어 펑크시에 가장 높은 하중과 압력이 가해지는 부분이 타이어의 숄더부 및 사이드월부이며, 특히 사이드월부는 전체 자동차의 무게를 지지하는 역할을 하는데, 상기 고분자 필름은 숄더부, 사이드월부 또는 이들 전체에 대한 보강재로 사용될 수 있다.
상기 내부 보강재는 상기 런 플랫 타이어의 폭 방향에 평행한 단면에서 바디 플라이부와 이너라이너부 사이에 위치할 수 있다. 상기 런 플랫 타이어의 폭 방향에 평행한 단면에서 바디 플라이부와 이너라이너부 사이는 도3에 나타난 바와 같다.
상기 런 플랫 타이어의 구체적인 구조가 크게 한정되는 것은 아니나, 예를 들어 상기 런 플랫 타이어는 트레드부; 상기 트레드부를 중심으로 양측으로 각각 연속된 한 쌍의 숄더부; 상기 숄더부 각각에 연속된 한 쌍의 사이드월부; 상기 사이드월부 각각에 연속된 한 쌍의 비드부; 상기 트레드부, 숄더부, 사이드월부 및 비드부 내측에 형성되어 있는 바디 플라이부; 상기 트레드부 내측면과 바디 플라이부 사이에 순차적으로 적층된 벨트부 및 캡플라이부; 및 상기 바디 플라이부 내측에 결합되는 이너라이너를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 런 플랫 타이어는 섬유/강철/고무의 복합체로서, 도 1과 같이, 트레드부(Tread), 바디 플라이부(Body Ply), 벨트(Belt)부, 사이드월(Side Wall)부, 이너라이너(Inner Liner), 비드(BEAD)부 및 캡플라이(CAP PLY)부 등을 포함할 수 있다.
상기 트레드부(1)는 노면과 접촉하는 부분으로, 제동, 구동에 필요한 마찰력을 주고 외부 충격을 흡수하는 역할을 한다. 이러한 트레드의 표면에는 일정한 그루브(Groove)가 형성되어 있어 조종안정성, 견인력, 제동성, 배수 등의 기능이 발현될 수 있다.
상기 숄더부(2)는 상기 트레드부를 중심으로 양측으로 각각 연속되어 형성된 구조부로서, 트레드부의 양 끝단과 사이드월부의 상단 사이에 위치한다.
상기 사이드월부(3)는 상기 숄더부 각각에 연속된 구조부로서, 상기 숄더부(2) 아래 부분부터 비드부(9) 사이의 고무층을 말하며 내부의 바디 플라이부(6)를 보호하는 역할을 한다.
상기 비드부(9)는 상기 사이드월부 각각에 연속된 구조부로서, 철사에 고무를 피복한 사각 또는 육각형태의 Wire Bundle로 타이어를 Rim에 안착하고 고정시키는 역할을 한다.
상기 바디 플라이(6)(또는 카커스(Carcass))는 상기 트레드부, 숄더부, 사이드월부 및 비드부 내측에 형성되며, 자동차 차체의 하중을 지지하는 타이어의 골격의 역할을 하고, 일정한 고무 성분 내부에 타이어 코드가 포함되어 있는 구조를 갖는다. 구체적으로, 보디 플라이는 합성 고무 및 천연 고무로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 고무 성분을 30 중량% 이상으로 포함하며, 하나 이상의 타이어 코드를 포함할 수 있다. 이러한 타이어 코드로는 다양한 천연 섬유 또는 레이온·나일론·폴리에스테르 및 케블라 등을 사용할 수 있으며, 가느다란 철사를 꼰 스틸 코드(steel cord)도 사용될 수 있다.
상기 벨트부(5)는 상기 트레드부 내측면과 바디 플라이부 사이에 위치하며, 대부분의 경우에 철사(Steel Wire)로 구성되며, 외부의 충격을 완화시키는 것은 물론 트레드의 접지면을 넓게 유지하여 주행안정성을 확보하는 역할을 한다.
상기 캡플라이부(4)는 상기 벨트부 내측면과 바디플라이부 사이에 위치한 특수 코오드지로서, 주행 시 벨트의 움직임을 최소화하는 역할을 한다.
상기 이너라이너(7)는 종래의 튜브 대신 타이어의 안쪽에 위치하며, 공기누출 방지하는 역할을 한다.
상기 런 플랫 타이어는 에이펙스(APEX)부를 더 포함할 수 있는데, 이러한 에어펙스부(8)는 비드의 분산을 최소화하고 외부의 충격을 완화하여 비드를 보호하며 성형시 공기의 유입을 방지하는 역할을 하며, 일반적으로 삼각형태의 고무 충진재이다.
상기 일 구현예의 런 플랫 타이어의 일 예의 단면은 도2에 나타난 바와 같다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 일 구현예의 런 플랫 타이어는 트레드부(Tread, 21), 바디 플라이부(Body Ply, 26), 벨트(Belt, 25)부, 사이드월(Side Wall, 23)부, 이너라이너(Inner Liner, 27), 및 비드(BEAD, 29)부 등을 포함할 수 있으며, 상술한 고분자 필름을 이너라이너로 포함할 수 있다.
상기 일 구현예의 런 플랫 타이어의 다른 일 예의 단면은 도3에 나타난 바와 같다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 일 구현예의 런 플랫 타이어는 트레드부(Tread, 31), 바디 플라이부(Body Ply, 36), 벨트(Belt, 35)부, 사이드월(Side Wall, 33)부, 이너라이너(Inner Liner, 37), 비드(BEAD, 39)부, 및 내부 보강재 (30) 등을 포함할 수 있다.
다만, 도 2 및 도3은 상기 일 구현예의 런 플랫 타이어의 예를 개략적으로 나타낸 것이며, 이의 세부 내용과 구체적인 예가 이에 한정되는 것은 아니다.
상술한 바와 같이, 상기 고분자 필름이 내부 보강재로 사용되는 경우, 상기 내부 보강재는 숄더부 및 사이드월부 중 어느 하나 이상에 대한 보강재로 사용될 수 있으며, 이에 따라 상기 내부 보강재는 상기 숄더부 및 사이드월부 중 어느 하나 이상의 영역 전체 또는 일부에 걸쳐 형성될 수 있다. "상기 숄더부 및 사이드월부 중 어느 하나 이상의 영역 전체 또는 일부에 걸쳐 형성된다"는 상기 숄더부, 사이드월부 또는 이들 양쪽 중 전체 또는 일부에 직접 접하거나 이들 영역에 대응되는 부분(타이어의 단면 등에서 확인)에 위치한다는 의미이다.
상기 고분자 필름이 이너라이너로 사용되는 경우 50 내지 300 ㎛의 두께를 가질 수 있다. 상기 고분자 필름이 이너라이너로 사용되는 경우 동일 두께에서 타이어에 일반적으로 사용 되는 부틸고무 등에 비해 10 내지 20 배 정도의 기밀성을 나타내며, 다른 수지에 비해 그리 높지 않은 모듈러스 특성을 나타낸다. 뿐만 아니라, 높은 강도, 내구성 및 내마모성을 가져서, 타이어 펑크시에도 사이드 월부에 남은 부분만으로서 자동차의 하중을 지지할 수 있다.
상기 고분자 필름이 보강 부재로 사용되는 경우, 50 내지 3,000 ㎛의 두께를 가질 수 있다. 상기 고분자 필름이 보강 부재로 사용되는 경우, 필름 전체에 걸쳐서 동일한 두께이거나 설치되는 위치에서 따라서 필름이 두께가 각각 달라질 수 있다. 이때 고분자 필름의 두께는 전체 영역 중 가장 두꺼운 부분의 두께로 정의한다.
상기 고분자 필름이 보강 부재로 사용되는 경우, 펑크시 타이어에 가해지는 자동차의 무게 및 주행시 발생하는 외부 압력을 적절히 흡수 및 분산할 수 있으며, 이에 따라 상기 일 구현예의 런 플랫 타이어는 형태 안정성 및 내마모성을 확보하여 타이어 펑크 시에도 장시간 고속 주행을 가능하게 한다.
상기 고분자 필름은 또한 60 ℃에서 상기 고분자 필름을 25% 신장시 발생하는 응력(Stress)이 10 Mpa 이상일 수 있다.
구체적으로, 상기 고분자 필름은 필름의 제1 방향으로 상온에서 25% 신장시 응력(Stress)이 20 내지 40 Mpa, 바람직하게는 22 내지 38 Mpa이 될 수 있으며, 60 ℃에서 25% 신장시 응력(Stress)이 10 Mpa 이상 또는 10 내지 40 Mpa, 바람직하게는 12 Mpa 이상이 될 수 있다.
상온에서 런플랫 타이어가 펑크가 발생하여 사이드월이 지지하기 위해서는 상기 고분자 필름이 고무 모듈러스 대비 3~4배 이상의 모듈러스를 가져야 런플랫 성능이 충분히 발현될 수 있기 때문에, 상기 고분자 필름이 상온에서 25% 신장시 응력(Stress)은 20 Mpa일 수 있다. 또한, 정상 상태에서 런플랫 타이어가 주행시 너무 높은 발열 및 응력 집중에 의해 이너라이너 필름측에 손상이 가해지는 것을 방지하기 위해서 상기 고분자 필름이 상온에서 25% 신장시 응력(Stress)은 40 Mpa 이하가 될 수 있다.
또한, 상기 고분자 필름은 런플랫 성능이 충분히 발현되기 위해서 60 ℃에서 25% 신장시 10 Mpa 이상의 응력(Stress)을 가질 수 있다. 상기 '제1 방향'은 상기 고분자 필름의 두께 방향에 수직한 평면, 구체적으로 상기 고분자 필름의 일면에서 정의되는 하나의 방향을 의미하며, 예를 들어 상기 고분자 필름의 종방향(MD; Machine Direction), 또는 상기 종방향과 소정의 각도를 이루는 방향일 수 있다.
한편, 상기 고분자 필름 중 중 상기 공중합체의 폴리에테르계 세그먼트의 함량이 2 내지 40 중량%, 3중량% 내지 35중량%, 또는 4중량% 내지 30중량%일 수 있다. 상기 폴리에테르계 반복단위 함량이 상기 고분자 필름 중 2중량% 미만이면, 상기 고분자 필름의 모듈러스가 높아져서 성형성이 저하되거나, 반복적인 변형에 따른 물성 저하가 크게 나타날 수 있으며, 상기 고분자 필름의 모듈러스가 높아지고 변형률이 낮아져 타이어 성형이 곤란하며 타이어 주행중 내구성 부족으로 타이어가 파손될 수 있다. 반면, 상기 폴리에테르계 반복단위 함량이 폴리아마이드계 엘라스토머 조성물 전체 중 40중량%를 초과하면, 공기압 유지 성능이 떨어지고 런플랫 타이어의 펑크시 사이드월 지지 효과가 떨어질 수 있다.
한편, 상기 공중합체에 포함되는 상기 폴리아마이드계 세그먼트는, 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, 나일론 66/PPS 공중합체, 6-나일론의 메톡시메틸화물, 6-610-나일론의 메톡시메틸화물 및 612-나일론의 메톡시메틸화물로 이루어진 군에서 선택된 1종의 폴리아마이드계 수지에 포함되는 주요 반복 단위일 수 있다. 예를 들어, 나일론6의 주요 반복 단위는 하기 화학식1에서 R1이 탄소수 6의 알킬렌인 것으로 알려져 있으며, 다른 폴리아마이드계 수지의 주요 반복 단위 역시 당업자에게 자명하게 알려져 있다.
구체적으로, 상기 폴리아마이드계 반복단위는 하기 화학식 1 또는 화학식2로 표시되는 반복 단위를 포함할 수 있다.
[화학식1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에서, R1은 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌기, 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기, 또는 탄소수 7 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 아릴알킬렌기이다.
[화학식2]
Figure pat00002
상기 화학식2에서, R2은 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌기 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기이고, R3은 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌기, 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기, 또는 탄소수 7 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 아릴알킬렌기이다.
본 명세서에서, '알킬렌기(alkylene)'는 알킬(alkyl)기로부터 유래한 2가의 작용기를 의미하고, '아릴알킬렌기'는 아릴(aryl)기가 도입된 알킬(alkyl)기로부터 유래한 2가의 작용기를 의미한다.
한편, 상기 폴리에테르계 세그먼트는 알킬 옥사이드(alkyl oxide, 'Akyl-O-')그룹을 포함하는 반복 단위를 의미하며, 중합 반응에 참여하는 폴리에테르계 수지 또는 이의 전구체로부터 형성될 수 있다.
상기 폴리에테르계 세그먼트는 타이어 제조 과정 또는 자동차의 운행 과정에서 상기 고분자 필름 내에 큰 결정이 성장하는 것을 억제하거나, 상기 필름이 쉽게 깨어지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 폴리에테르계 세그먼트는 상기 고분자 필름의 모듈러스 또는 신장시 발생하는 하중을 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 상기 고분자 필름의 내구성을 향상시킬 수 있다.
상기 런플랫 타이어에서는 타이어 제조성 및 내구성과 런플랫 상황에서의 사이드월 지지를 위하여 상기의 폴리에테르계 세그먼트와 폴리아마이드 세그먼트가 적절한 함량비를 가져야 한다.
상기 폴리에테르계 세그먼트는 폴리알킬렌 글리콜 수지 또는 이의 유도체에 포함될 수 있는 주요 반복 단위일 수 있으며, 이때, 상기 폴리알킬렌 글리콜 유도체는 폴리알킬렌 글리콜 수지의 말단이 아민기, 카르복실기 또는 이소시아네이트기 등으로 치환된, 바람직하게는 아민기로 치환된 유도체일 수 있다. 바람직하게는, 상기 폴리에테르계 세그먼트는 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 폴리테트라메틸렌 글리콜, 폴리옥시에틸렌 디아민, 폴리옥시프로필렌 디아민, 폴리옥시테트라메틸렌 디아민 및 이들의 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 1종의 폴리에테르계 수지에 포함되는 주요 반복 단위일 수 있다.
구체적으로, 상기 폴리에테르계 세그먼트는 하기 화학식 3의 반복 단위를 포함할 수 있다.
[화학식 3]
Figure pat00003
상기 화학식 3에서, R5는 탄소수 1 내지 10의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌기 일 수 있고, n은 1 내지 100의 정수일 수 있다. 또한, 상기 R6 및 R7은 서로 같거나 다를수 있고, 각각 직접결합, -O-, -NH-, -COO- 또는 -CONH- 일 수 있다.
한편, 상술한 공중합체는 폴리아마이드(poly-amide)계 세그먼트 및 폴리에테르(poly-ether)계 세그먼트를 8:2 내지 2:8, 또는 7:3 내지 3:7, 또는 6:4 내지 3:7의 중량비로 포함할 수 있다.
상기 공중합체의 중량평균분자량이 30,000 내지 500,000, 또는 40,000 내지 300,000, 또는 50,000 내지 200,000, 또는 60,000 내지 150,000일 수 있다. 상기 공중합체의 중량 평균 분자량을 측정하는 방법의 예가 크게 한정되는 것은 아니나, 예를 들어, GPC법에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량을 사용할 수 있다. 상기 GPC법에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량을 측정하는 과정에서는, 통상적으로 알려진 분석 장치와 시차 굴절 검출기(Refractive Index Detector) 등의 검출기 및 분석용 컬럼을 사용할 수 있으며, 통상적으로 적용되는 온도 조건, 용매, flow rate를 적용할 수 있다. 상기 측정 조건의 구체적인 예로, 30℃의 온도, 클로로포름 용매(Chloroform) 및 1 mL/min의 flow rate를 들 수 있다.
한편, 상기 고분자 필름의 기계적 물성 또는 기밀성을 향상시키기 위해서 폴리아마이드계 수지를 더 포함할 수 있다. 이러한 폴리아마이드계 수지는, 상술한 폴리아마이드계 세그먼트 및 폴리에테르계 세그먼트의 공중합체와 혼합된 상태 또는 공중합된 상태로 필름 상에 존재할 수 있다.
상기 폴리아마이드계 수지는 2.5 내지 4.0, 또는 3.0 내지 3.5의 상대점도(황산 96% 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, 타이어 이너라이너 필름으로서 가져야 할 기밀성 또는 성형성 등의 물성을 확보하기 어려울 수 있다. 또한, 상기 이러한 폴리아마이드계 수지의 점도가 3.5를 초과하는 경우, 제조되는 이너라이너 필름의 모듈러스 또는 점도가 불필요하게 높아질 수 있으며, 타이어 이너라이너가 적절한 성형성 또는 탄성을 갖기 어려울 수 있다.
상기 폴리아마이드계 수지의 상대 점도는 상온에서 황산 96% 용액을 사용하여 측정한 상대 점도를 의미한다. 구체적으로, 일정한 폴리아마이드계 수지의 시편(예를 들어, 0.025 g의 시편)을 상이한 농도로 황산 96% 용액에 녹여서 2이상의 측정용 용액을 제조한 후(예를 들어, 폴리아마이드계 수지 시편을 0.25 g/dL, 0.10 g/dL, 0.05 g/dL의 농도가 되도록 97% 황산에 녹여서 3개의 측정용 용액 제작), 25 ℃에서 점도관을 이용하여 상기 측정용 용액의 상대 점도(예를 들어, 황산 96% 용액의 점도관 통과시간에 대한 상기 측정용 용액의 평균 통과 시간의 비율)를 구할 수 있다.
상기 폴리아미드계 수지로는, 폴리아미드계 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.
상기 고분자 필름은 상기 폴리아미드계 수지와 상기 공중합체를 8:2 내지 2:8, 또는 7:3 내지 3:7, 또는 6:4 내지 3:7의 중량비로 포함할 수 있다. 의 중량비로 포함할 수 있다.
한편, 상기 고분자 필름은 올레핀계 고분자 화합물을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 올레핀계 고분자 화합물은 상기 고분자 필름의 유연성(Softness)을 높이고 외부에서 가해지는 충격을 흡수하는 능력을 향상시킬 수 있는 역할하며, 또한 상기 고분자 필름의 모듈러스를 크게 낮출 수 있으면서 상기 고분자 필름에 포함되는 화합물이나 고분자의 내부 구조가 변화되어 결정화되는 현상을 방지할 수 있다.
상기 고분자 필름은 상기 올레핀계 고분자 화합물 0.1 중량% 내지 30중량%, 또는 1 중량% 내지 25중량%를 더 포함할 수 있다. 상기 올레핀계 고분자 화합물의 함량이 너무 작으면 상기 올레핀계 고분자 화합물에 따른 작용 및 효과의 정도가 미미할 수 있다. 또한, 상기 올레핀계 고분자 화합물의 함량이 너무 크면, 상기 폴리아마이드계 수지 및 상기 공중합체로부터 발현되는 물성이나 효과를 저감시킬 수 있으며, 상기 고분자 필름을 이너라이너용 필름으로 적용하여 타이어 제조시 기밀성(Gas barrier)이 저하될 수 있다.
상기 올레핀계 고분자 화합물은 올레핀계 중합체, 올레핀계 공중합체, 디카르복실산 또는 이의 산무수물이 그라프트된 올레핀계 중합체 또는 공중합체, 또는 이들의 2종 이상의 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 올레핀계 중합체는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 올레핀계 공중합체는 에틸렌-프로필렌 공중합체를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 올레핀계 고분자 화합물은 디카르복실산 또는 이의 산무수물이 그라프트된 올레핀계 중합체 또는 공중합체를 포함할 수도 있는데, 상기 디카르복실산은 말레인산, 프탈산, 이타콘산, 씨트라콘산, 알케닐숙신산, 씨스-1,2,3,6 테트라하이드로프탈산, 4-메틸-1,2,3,6 테트라하이드로프탈산 또는 이들의 2종 이상의 혼합물을 포함할 수 있으며, 상기 디카르복실산의 이무수물은 상술한 예의 디카르복실산 이무수물일 수 있다.
상기 디카르복실산 또는 이의 산무수물이 그라프트된 올레핀계 중합체 또는 공중합체 중 그라프트된 디카르복실산 또는 이의 산무수물의 함량이 0.05중량% 이상일 수 있으며, 바람직하게는 0.1 중량% 내지 50중량%, 또는 0.5 중량% 내지 10중량%일 수 있다.
이러한 디카르복실산 또는 이의 산무수물의 그라프트화 비율은 상기 올레핀계 고분자 화합물를 산-염기 적정하여 얻어진 결과로부터 측정할 수 있다. 예를 들어, 상기 올레핀계 고분자 화합물 약 1g을 물로 포화된 150㎖의 크실렌에 넣고 2시간정도 환류한 다음, 1중량% 티몰블루-디메틸포름아미드용액을 소량 가하고, 0.05N 수산화나트륨-에틸알콜용액으로 약간 초과 적정하여 군청색의 용액을 얻은 후, 이러한 용액을 다시 0.05N의 염산-이소프로필알콜용액으로 노란빛을 나타낼 때까지 역적정하여 산가를 구하고, 이로부터 올레핀계 고분자 화합물에 그라프트된 디카르복실산의 양을 산출할 수 있다.
상기 올레핀계 고분자 화합물은 0.77g/㎤ 내지 0.95 g/㎤, 또는 0.80g/㎤ 내지 0.93 g/㎤ 의 밀도(Density)를 가질 수 있다.
한편, 상기 일 구현예의 런 플랫 타이어는 상기 고분자 필름의 적어도 일면에 형성되고, 레조시놀-포르말린-라텍스(RFL)계 접착제를 포함하는 접착층을 더 포함할 수 있다. 상기 접착층은 이너라이너 또는 내부 보강재로 사용되는 고분자 필름을 상기 런 플랫 타이어 또는 이의 구성 성분에 고정하는 역할을 한다.
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, 상기 고분자 필름과의 화학반응과 접착층의 강성을 위해 98 중량% 이하로 포함된다.
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, 상기 고분자 필름의 일 표면 또는 양 표면 상에 형성될 수 있다.
한편, 상기 런 플랫 타이어는 상기 고분자 필름을 이너라이너로 사용하고, 상기 바디 플라이부와 이너라이너부 사이에 보강고무를 포함하는 보강층을 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 런 플랫 타이어는 상술한 고분자 필름을 이너라이너로 사용하고, 타이어 사이드월 부위의 강도를 높이기 위해 고강도의 보강고무 등의 부재를 삽입한 형태일 수 있다.
상기 런 플랫 타이어의 제조 방법은, 상술한 타이어 제조용 적층체에서 이형 필름을 제거하여 사용하는 것을 제외하고는 통상적인 런 플랫 타이어 제조 과정에서 사용되는 방법, 조건 및 장치를 별 다른 제한 없이 사용할 수 있다.
본 발명에 따르면, 타이어의 두께 또는 무게의 증가를 최소화하면서 펑크 발생 시에도 높은 타이어 형태 안정성 및 자동차 주행 안정성를 확보할 수 있고, 향상된 강도, 내구성 및 내피로 특성을 함께 구현할 수 있는 런 플랫 타이어가 제공될 수 있다.
도 1은 공기입 타이어의 구조를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 발명의 일 구현예에 따른 런 플랫 타이어의 반단면도이다.
도 3은 발명의 다른 구현예에 따른 런 플랫 타이어의 반단면도이다.
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 제조예]
<실시예 1: 타이어 이너라이너용 필름의 제조>
(1) 타이어 이너라이너 필름의 제조
나일론 6 수지[상대점도(황산 96% 용액) 3.3]의 50 중량%와, 엘라스토머 공중합체 수지(폴리아마이드계 세그먼트 50 중량%와 폴리에테르계 세그먼트 50 중량%를 포함, 절대중량평균분자량이 150,000) 50 중량%를 먼저 혼합하였다. 여기에 내열제[요오드화 구리 및 요오드화 칼륨의 혼합물-혼합물 중 구리(Cu)의 함량 7중량%] 및 말레인산 무수물이 그래프트된(1.0중량%) 에틸렌-프로필렌 공중합체(밀도 0.87 g/㎤)를 첨가하여 기재 필름 제조용 혼합물을 준비하였다. 상기 혼합물 중 내열제의 함량은 0.5 중량%이였고, 올레핀계 공중합체의 함량은 15 중량%가 포함되었다. 상기 혼합물들의 온도를 조절하여 칩간의 응집이 일어나지 않도록 건조한 후, 원료공급부의 온도를 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. 상기 미연신 기재 필름을 25 ℃의 온도 및 65%의 상대 습도 조건에서 24 시간 동안 에이징을 하였다.
(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 1 um의 두께로 상기 기재 필름 상에 코팅하고 150 ℃에서 1분간 건조 및 반응시켜 접착층을 형성하였다. 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 기재필름과 같이 권취하여 양면이 코팅된 이너라이너 필름을 제조하였다.
이렇게 제조된 이너라이너 기재 필름은 MD 방향 기준으로 상온에서 25% 신장시 응력(stress)이 25 Mpa가 되었으며 항복점에서의 모듈러스가 27 MPa를 가지고 있었다.
또한, 60 ℃에서 25% 신장시 응력(stress)이 12 Mpa이 되었으며, 산소투과도는 미국재료시험협회 ASTM D 3895의 방법으로, Oxygen Permeation Analyzer(Model 8000, Illinois Instruments사 제품)을 사용하여 25 ℃, 60 RH% 분위기 하에서 측정하였을 때 72 cc/(㎡ㆍ24hrㆍatm)을 나타내었다.
<실시예 2: 타이어 이너라이너용 필름의 제조>
나일론 6 수지[상대점도(황산 96% 용액) 3.3]의 60 중량%와, 엘라스토머 공중합체 수지(폴리아마이드계 세그먼트 50 중량%와 폴리에테르계 세그먼트 50 중량%를 포함, 절대중량평균분자량이 150,000) 40 중량%를 혼합한 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 타이어 이너라이너용 필름을 제조하였다.
이렇게 제조된 이너라이너 기재 필름은 MD 방향 기준으로 상온 25% 신장시 응력(stress)이 34 Mpa가 되었으며 항복점에서의 모듈러스가 36 MPa를 가지고 있었다.
또한, 60 ℃에서의 25% 신장시 응력(stress)이 13 Mpa이 되었으며 산소투과도는 미국재료시험협회 ASTM D 3895의 방법으로, Oxygen Permeation Analyzer(Model 8000, Illinois Instruments사 제품)을 사용하여 25 ℃, 60 RH% 분위기 하에서 측정하였을 때 65 cc/(㎡ㆍ24hrㆍatm)을 나타내었다.
<실시예 3: 타이어 이너라이너용 필름의 제조>
나일론 6 수지[상대점도(황산 96% 용액) 3.3]의 40중량%와, 엘라스토머 공중합체 수지(폴리아마이드계 세그먼트 50 중량%와 폴리에테르계 세그먼트 50 중량%를 포함, 절대중량평균분자량이 150,000) 60 중량%를 혼합한 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 타이어 이너라이너용 필름을 제조하였다.
이렇게 제조된 이너라이너 기재 필름은 MD 방향 기준으로 상온 25% 신장시 응력(stress)이 22 Mpa가 되었으며 항복점에서의 모듈러스가 23 MPa를 가지고 있었다.
또한 60도에서의 25%신장시 응력(stress)이 11 Mpa이 되었으며 산소투과도는 미국재료시험협회 ASTM D 3895의 방법으로, Oxygen Permeation Analyzer(Model 8000, Illinois Instruments사 제품)을 사용하여 25 ℃, 60 RH% 분위기 하에서 측정하였을 때 90 cc/(㎡ㆍ24hrㆍatm)을 나타내었다.
<제조예 1 내지 3: 런 플랫 타이어의 제조>
상기 실시예 1 내지 3에서 얻어진 타이어 이너라이너용 필름을 사용하여 런 플랫 타이어를 제조하였다. 이때 바디플라이에 포함되는 코오드로는 1300De'/2ply HMLS 타이어 코오드를 적용하였고, 벨트로는 스틸 코오드(Steel Cord)를 사용하였으며, 캡플라이로는 N66 840De'/2ply 제품을 적용하였다.
구체적으로, 상기 제조된 이너라이너 필름을 타이어 성형 드럼 위에 감싸고, 상기 이너라이너 필름을 고정하기 위하여 3 cm 길이를 중첩하고 중첩 부위를 1 mm 두께의 타이검으로 고정하였다. 그리고, 크림프가 형성될 위치에 해당하는 이너라이너의 일 부위에 2 mm 두께의 숄더 보강고무 시트(Sheet)를 드럼 중앙으로부터 9 cm부터 14 cm까지 5 cm 폭으로 부착하였다.
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 런 플랫 타이어를 제조하였다.
[비교예 및 비교제조예]
<비교예 1: 타이어 이너라이너용 고무 시트의 제조>
이너라이너용으로 할로부틸고무 50 wt%와 카본 블랙 20 wt%, Filler 23 wt% 및 오일 등의 첨가제를 소량으로 사용하여 배합한 이너라이너용 고무 시트를 제조하였다.
제조된 고무를 압연기를 통해 1 mm의 시트로 제조하였다.
<비교예 2: 타이어 이너라이너용 필름의 제조>
나일론 6 수지[상대점도(황산 96% 용액) 3.3]의 90 중량%와, 엘라스토머 공중합체 수지(폴리아마이드계 세그먼트 50 중량%와 폴리에테르계 세그먼트 50 중량%를 포함, 절대중량평균분자량이 150,000) 10 중량%를 혼합한 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 타이어 이너라이너용 필름을 제조하였다.
이렇게 제조된 이너라이너 기재 필름은 MD 방향 기준으로 상온 25% 신장시 응력(stress)이 51 Mpa가 되었으며 항복점에서의 모듈러스가 55 MPa를 가지고 있었다.
또한, 60 ℃에서의 25% 신장시 응력(stress)이 17 Mpa이 되었으며 산소투과도는 미국재료시험협회 ASTM D 3895의 방법으로, Oxygen Permeation Analyzer(Model 8000, Illinois Instruments사 제품)을 사용하여 25 ℃, 60 RH% 분위기 하에서 측정하였을 때 31 cc/(㎡ㆍ24hrㆍatm)을 나타내었다.
<비교예 3: 타이어 이너라이너용 필름의 제조>
엘라스토머 공중합체 수지(폴리아마이드계 세그먼트 50 중량%와 폴리에테르계 세그먼트 50 중량%를 포함, 절대중량평균분자량이 150,000) 단독으로 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 동일하게 타이어 이너라이너용 필름을 제조하였다.
이렇게 제조된 이너라이너 기재 필름은 MD 방향 기준으로 상온 25% 신장시 응력(stress)이 15 Mpa가 되었으며 항복점은 존재하지 않았다.
또한, 60 ℃에서의 25% 신장시 응력(stress)이 7 Mpa이 되었으며 산소투과도는 미국재료시험협회 ASTM D 3895의 방법으로, Oxygen Permeation Analyzer(Model 8000, Illinois Instruments사 제품)을 사용하여 25 ℃, 60 RH% 분위기 하에서 측정하였을 때 350 cc/(㎡ㆍ24hrㆍatm)을 나타내었다.
<비교제조예 1 내지 3: 런 플랫 타이어의 제조>
상기 비교예 1 내지 3에서 얻어진 타이어 이너라이너용 필름 및 고무 시트를 사용하여 런 플랫 타이어를 제조하였다. 이때 바디플라이에 포함되는 코오드로는 1300De'/2ply HMLS 타이어 코오드를 적용하였고, 벨트로는 스틸 코오드(Steel Cord)를 사용하였으며, 캡플라이로는 N66 840De'/2ply 제품을 적용하였다.
구체적으로, 상기 제조된 이너라이너 필름을 타이어 성형 드럼 위에 감싸고, 상기 이너라이너 필름을 고정하기 위하여 3 cm 길이를 중첩하고 중첩 부위를 1 mm 두께의 타이검으로 고정하였다. 그리고, 크림프가 형성될 위치에 해당하는 이너라이너의 일 부위에 2 mm 두께의 숄더 보강고무 시트(Sheet)를 드럼 중앙으로부터 9 cm부터 14 cm까지 5 cm 폭으로 부착하였다.
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 런 플랫 타이어를 제조하였다.
[실험예: 런 플랫 타이어의 물성 측정]
(1) 내구성 측정
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 실시하였으며, 비교예 1의 결과를 100으로 하여 실시예 1~5 및 비교예 2~3의 결과를 비교 평가하였다.
(2) 공기압 유지성능 측정
상기 실시예 및 비교예의 타이어 이너라이너 필름을 적용하여 제조된 타이어를 ASTM F1112-06법을 이용하여 21℃ 온도에서 101.3 kPa 압력하에 90 일간 공기압 유지률(IPR Internal Pressure Retention)을 측정하여 비교 평가하였다.
이때, IPR값이 높은 경우가 공기유지율이 높은 것으로 인지할 수 있다.
(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 100 개의 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) 플랫상태 주행성능
타이어의 트레드 중앙부분을 직경 3 mm의 송곳을 통해 찔러 넣어 공기압이 감소되도록 하였다. 이후 타이어 내구성 측정방법을 사용하여 속도 80 km 하에서 타이어 설계하중 조건하에서 주행된 거리를 측정하였다.
상기 실시예 및 비교예에 의해 제조된 타이어 이너라이너용 기재필름을 적용한 런 플랫 타이어 물성평가 결과를 하기의 표 1에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3
내구성 측정
Endurance Test(%)		 105 103 108 100 - 95
내구성 측정
High Speed Test (%)		 105 104 105 100 - 103
공기압 유지성능(IPR) [%/3month] 98.5 98.8 98.3 97 - 87
플랫상태주행성능(km) 140 145 130 120 - 125
타이어 제조공정성(%) 양호 양호 양호 양호 성형불가 양호
이상과 같이, 본 발명에 따라 실시예 1~3의 이너라이너 필름은 런 플랫 타이어 적용시 우수한 가스배리어 특성으로 펑크 등의 사고시에도 차량의 하중을 지지하여 일정거리를 주행할 수 있으며, 타이어 제조 과정이나 자동차 주행 과정에서도 우수한 내구성 및 내피로 특성을 확보할 수 있음을 알 수 있다.
1: 트레드부
2: 숄더부
3: 사이드월부
4: 캡플라이부
5: 벨트부
6: 바디 플라이(또는 카커스(Carcass))
7: 이너라이너
8: 에이펙스(APEX)
9: 비드부
21: 트레드부
23: 사이드월
25: 벨트부
26: 바디 플라이부
27: 이너라이너
29: 비드
30: 내부 보강재
31: 트레드부
33: 사이드월
35: 벨트
36: 바디 플라이부
37: 이너라이너
39: 비드

Claims (20)

  1. 폴리아마이드계 세그먼트와 폴리에테르(poly-ether)계 세그먼트를 포함하는 공중합체; 및 폴리아마이드계 수지;를 포함하고, 상온에서 25% 신장시 20 내지 40 Mpa의 응력(Stress)을 갖는 고분자 필름을 이너라이너 또는 내부 보강재로 포함하는, 런 플랫 타이어.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내부 보강재는 숄더부 및 사이드월부 중 어느 하나 이상에 대한 보강재인, 런 플랫 타이어.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 내부 보강재는 상기 런 플랫 타이어의 폭 방향에 평행한 단면에서 바디 플라이부와 이너라이너부 사이에 위치하는, 런 플랫 타이어.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 런 플랫 타이어는 트레드부; 상기 트레드부를 중심으로 양측으로 각각 연속된 한 쌍의 숄더부; 상기 숄더부 각각에 연속된 한 쌍의 사이드월부; 상기 사이드월부 각각에 연속된 한 쌍의 비드부; 상기 트레드부, 숄더부, 사이드월부 및 비드부 내측에 형성되어 있는 바디 플라이부; 상기 트레드부 내측면과 바디 플라이부 사이에 순차적으로 적층된 벨트부 및 캡플라이부; 및 상기 바디 플라이부 내측에 결합되는 이너라이너를 포함하는, 런 플랫 타이어.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 내부 보강재는 상기 숄더부 및 사이드월부 중 어느 하나 이상의 영역 전체 또는 일부에 걸쳐 형성되는, 런 플랫 타이어.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 고분자 필름은 50 내지 300 ㎛의 두께를 갖는 이너라이너인, 런 플랫 타이어.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 고분자 필름은 50 내지 3,000 ㎛의 두께를 갖는 내부 보강재인, 런 플랫 타이어.
  8. 제1항에 있어서,
    60 ℃에서 상기 고분자 필름을 25% 신장시 발생하는 응력(Stress)이 10 Mpa 이상인, 런 플랫 타이어.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 고분자 필름 중 중 상기 공중합체의 폴리에테르계 세그먼트의 함량이 2 내지 40 중량%인, 런 플랫 타이어.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 폴리아마이드계 반복단위는 하기 화학식 1 또는 화학식2로 표시되는 반복 단위를 포함하는, 런 플랫 타이어:
    [화학식1]
    Figure pat00004

    상기 화학식 1에서, R1은 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌기, 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기, 또는 탄소수 7 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 아릴알킬렌기이고,
    [화학식2]
    Figure pat00005

    상기 화학식2에서, R2은 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌기 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기이고, R3은 탄소수 1 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌기, 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기, 또는 탄소수 7 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄의 아릴알킬렌기이다.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 폴리에테르계 반복단위는 하기 화학식 3으로 표시되는 반복 단위를 포함하는, 런 플랫 타이어:
    [화학식3]
    Figure pat00006

    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.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 고분자 필름에 포함되는 공중합체는 폴리아마이드(poly-amide)계 세그먼트 및 폴리에테르(poly-ether)계 세그먼트를 8:2 내지 2:8의 중량비로 포함하는, 런 플랫 타이어.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 폴리아마이드계 수지는 2.5 내지 4.0의 상대점도(황산 96% 용액)을 갖는, 런 플랫 타이어.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 고분자 필름은 폴리아마이드계 수지와 상기 공중합체를 8:2 내지 2:8의 중량비로 포함하는, 런 플랫 타이어.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 고분자 필름은 올레핀계 고분자 화합물을 더 포함하는, 런 플랫 타이어.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 올레핀계 고분자 화합물은 올레핀계 중합체, 올레핀계 공중합체 및 디카르복실산 또는 이의 산무수물이 그라프트된 올레핀계 중합체 또는 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물을 포함하는, 런 플랫 타이어.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 고분자 필름은 상기 올레핀계 고분자 화합물 0.1 중량% 내지 30중량%를 포함하는, 런 플랫 타이어.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 고분자 필름의 적어도 일면에 형성되고, 레조시놀-포르말린-라텍스(RFL)계 접착제를 포함하는 접착층을 더 포함하는, 런 플랫 타이어.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 접착층의 두께가 0.1 내지 20 ㎛인, 런 플랫 타이어.
  20. 제12항에 있어서,
    상기 고분자 필름이 이너라이너로 포함되고,
    상기 바디 플라이부와 이너라이너부 사이에 보강고무를 포함하는 보강층을 더 포함하는 런 플랫 타이어.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018004305A1 (ko) * 2016-06-30 2018-01-04 코오롱인더스트리 주식회사 공기입 타이어
CN109641484A (zh) * 2016-06-30 2019-04-16 可隆工业株式会社 充气轮胎
JP2019519432A (ja) * 2016-06-30 2019-07-11 コーロン インダストリーズ インク 空気入りタイヤ
EP3480033A4 (en) * 2016-06-30 2020-01-15 Kolon Industries, Inc. TIRE

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