KR20230067356A - 경량화된 고무 보강재, 그 제조 방법 및 이를 포함하는 타이어 - Google Patents
경량화된 고무 보강재, 그 제조 방법 및 이를 포함하는 타이어 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230067356A KR20230067356A KR1020210153382A KR20210153382A KR20230067356A KR 20230067356 A KR20230067356 A KR 20230067356A KR 1020210153382 A KR1020210153382 A KR 1020210153382A KR 20210153382 A KR20210153382 A KR 20210153382A KR 20230067356 A KR20230067356 A KR 20230067356A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- rubber
- weight
- reinforcing material
- rubber compound
- composition
- Prior art date
Links
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 title claims abstract description 330
- 239000005060 rubber Substances 0.000 title claims abstract description 329
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 title claims abstract description 81
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 38
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 237
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 126
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 101
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 47
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 claims description 41
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 38
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 30
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 29
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 29
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 claims description 28
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 26
- YRIZYWQGELRKNT-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-trichloro-1,3,5-triazinane-2,4,6-trione Chemical compound ClN1C(=O)N(Cl)C(=O)N(Cl)C1=O YRIZYWQGELRKNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 23
- 229950009390 symclosene Drugs 0.000 claims description 23
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 claims description 15
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 claims description 15
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 claims description 15
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims description 11
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 11
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 claims description 10
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 claims description 10
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 10
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 9
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 9
- 239000012190 activator Substances 0.000 claims description 8
- -1 cyclic imide compound Chemical class 0.000 claims description 8
- 229920000126 latex Polymers 0.000 claims description 8
- 239000004816 latex Substances 0.000 claims description 8
- 229920001084 poly(chloroprene) Polymers 0.000 claims description 8
- 239000004753 textile Substances 0.000 claims description 8
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 claims description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 6
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 6
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 claims description 6
- 239000010734 process oil Substances 0.000 claims description 6
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 6
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 6
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 claims description 5
- 230000003712 anti-aging effect Effects 0.000 claims description 5
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 claims description 5
- 229920003049 isoprene rubber Polymers 0.000 claims description 5
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 claims description 5
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 4
- VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N Isobutene Chemical group CC(C)=C VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- HHBCEKAWSILOOP-UHFFFAOYSA-N 1,3-dibromo-1,3,5-triazinane-2,4,6-trione Chemical compound BrN1C(=O)NC(=O)N(Br)C1=O HHBCEKAWSILOOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 2
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- CEJLBZWIKQJOAT-UHFFFAOYSA-N dichloroisocyanuric acid Chemical compound ClN1C(=O)NC(=O)N(Cl)C1=O CEJLBZWIKQJOAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 2
- ZKWDCFPLNQTHSH-UHFFFAOYSA-N tribromoisocyanuric acid Chemical compound BrN1C(=O)N(Br)C(=O)N(Br)C1=O ZKWDCFPLNQTHSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 abstract description 17
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 68
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 53
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 49
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 38
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 28
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 23
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 21
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 21
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 19
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 17
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 11
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 238000007655 standard test method Methods 0.000 description 8
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 7
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 7
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 7
- KDCIHNCMPUBDKT-UHFFFAOYSA-N hexane;propan-2-one Chemical compound CC(C)=O.CCCCCC KDCIHNCMPUBDKT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 7
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 6
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N Furan Chemical compound C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229920000297 Rayon Polymers 0.000 description 5
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 5
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 5
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 5
- 239000002964 rayon Substances 0.000 description 5
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 5
- ZNRLMGFXSPUZNR-UHFFFAOYSA-N 2,2,4-trimethyl-1h-quinoline Chemical compound C1=CC=C2C(C)=CC(C)(C)NC2=C1 ZNRLMGFXSPUZNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 150000002390 heteroarenes Chemical class 0.000 description 4
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 3
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 3
- IOJUPLGTWVMSFF-UHFFFAOYSA-N benzothiazole Chemical compound C1=CC=C2SC=NC2=C1 IOJUPLGTWVMSFF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IUJLOAKJZQBENM-UHFFFAOYSA-N n-(1,3-benzothiazol-2-ylsulfanyl)-2-methylpropan-2-amine Chemical compound C1=CC=C2SC(SNC(C)(C)C)=NC2=C1 IUJLOAKJZQBENM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XSCHRSMBECNVNS-UHFFFAOYSA-N quinoxaline Chemical compound N1=CC=NC2=CC=CC=C21 XSCHRSMBECNVNS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 description 3
- 239000005061 synthetic rubber Substances 0.000 description 3
- OWRCNXZUPFZXOS-UHFFFAOYSA-N 1,3-diphenylguanidine Chemical compound C=1C=CC=CC=1NC(=N)NC1=CC=CC=C1 OWRCNXZUPFZXOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FCEHBMOGCRZNNI-UHFFFAOYSA-N 1-benzothiophene Chemical compound C1=CC=C2SC=CC2=C1 FCEHBMOGCRZNNI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BAXOFTOLAUCFNW-UHFFFAOYSA-N 1H-indazole Chemical compound C1=CC=C2C=NNC2=C1 BAXOFTOLAUCFNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZZMVLMVFYMGSMY-UHFFFAOYSA-N 4-n-(4-methylpentan-2-yl)-1-n-phenylbenzene-1,4-diamine Chemical compound C1=CC(NC(C)CC(C)C)=CC=C1NC1=CC=CC=C1 ZZMVLMVFYMGSMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDCGOANMDULRCW-UHFFFAOYSA-N 7H-purine Chemical compound N1=CNC2=NC=NC2=C1 KDCGOANMDULRCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UJOBWOGCFQCDNV-UHFFFAOYSA-N 9H-carbazole Chemical compound C1=CC=C2C3=CC=CC=C3NC2=C1 UJOBWOGCFQCDNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PCNDJXKNXGMECE-UHFFFAOYSA-N Phenazine Natural products C1=CC=CC2=NC3=CC=CC=C3N=C21 PCNDJXKNXGMECE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KYQCOXFCLRTKLS-UHFFFAOYSA-N Pyrazine Chemical compound C1=CN=CC=N1 KYQCOXFCLRTKLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N Pyrrole Chemical compound C=1C=CNC=1 KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N Quinoline Chemical compound N1=CC=CC2=CC=CC=C21 SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 2
- FZWLAAWBMGSTSO-UHFFFAOYSA-N Thiazole Chemical compound C1=CSC=N1 FZWLAAWBMGSTSO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N Thiophene Chemical compound C=1C=CSC=1 YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DZBUGLKDJFMEHC-UHFFFAOYSA-N acridine Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3N=C21 DZBUGLKDJFMEHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N anthracene Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3C=C21 MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229920005549 butyl rubber Polymers 0.000 description 2
- WDECIBYCCFPHNR-UHFFFAOYSA-N chrysene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=C3C4=CC=CC=C4C=CC3=C21 WDECIBYCCFPHNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- UEZWYKZHXASYJN-UHFFFAOYSA-N cyclohexylthiophthalimide Chemical compound O=C1C2=CC=CC=C2C(=O)N1SC1CCCCC1 UEZWYKZHXASYJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TXCDCPKCNAJMEE-UHFFFAOYSA-N dibenzofuran Chemical compound C1=CC=C2C3=CC=CC=C3OC2=C1 TXCDCPKCNAJMEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N diphenyl Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007756 gravure coating Methods 0.000 description 2
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- AWJUIBRHMBBTKR-UHFFFAOYSA-N isoquinoline Chemical compound C1=NC=CC2=CC=CC=C21 AWJUIBRHMBBTKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 125000002950 monocyclic group Chemical group 0.000 description 2
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WCPAKWJPBJAGKN-UHFFFAOYSA-N oxadiazole Chemical compound C1=CON=N1 WCPAKWJPBJAGKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- YNPNZTXNASCQKK-UHFFFAOYSA-N phenanthrene Chemical compound C1=CC=C2C3=CC=CC=C3C=CC2=C1 YNPNZTXNASCQKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000003367 polycyclic group Chemical group 0.000 description 2
- BBEAQIROQSPTKN-UHFFFAOYSA-N pyrene Chemical compound C1=CC=C2C=CC3=CC=CC4=CC=C1C2=C43 BBEAQIROQSPTKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 2
- JYEUMXHLPRZUAT-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-triazine Chemical compound C1=CN=NN=C1 JYEUMXHLPRZUAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YJTKZCDBKVTVBY-UHFFFAOYSA-N 1,3-Diphenylbenzene Chemical group C1=CC=CC=C1C1=CC=CC(C=2C=CC=CC=2)=C1 YJTKZCDBKVTVBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BCMCBBGGLRIHSE-UHFFFAOYSA-N 1,3-benzoxazole Chemical compound C1=CC=C2OC=NC2=C1 BCMCBBGGLRIHSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FLBAYUMRQUHISI-UHFFFAOYSA-N 1,8-naphthyridine Chemical compound N1=CC=CC2=CC=CN=C21 FLBAYUMRQUHISI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KWKAKUADMBZCLK-UHFFFAOYSA-N 1-octene Chemical compound CCCCCCC=C KWKAKUADMBZCLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WJFKNYWRSNBZNX-UHFFFAOYSA-N 10H-phenothiazine Chemical compound C1=CC=C2NC3=CC=CC=C3SC2=C1 WJFKNYWRSNBZNX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MYKQKWIPLZEVOW-UHFFFAOYSA-N 11h-benzo[a]carbazole Chemical compound C1=CC2=CC=CC=C2C2=C1C1=CC=CC=C1N2 MYKQKWIPLZEVOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HYZJCKYKOHLVJF-UHFFFAOYSA-N 1H-benzimidazole Chemical compound C1=CC=C2NC=NC2=C1 HYZJCKYKOHLVJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VEPOHXYIFQMVHW-XOZOLZJESA-N 2,3-dihydroxybutanedioic acid (2S,3S)-3,4-dimethyl-2-phenylmorpholine Chemical compound OC(C(O)C(O)=O)C(O)=O.C[C@H]1[C@@H](OCCN1C)c1ccccc1 VEPOHXYIFQMVHW-XOZOLZJESA-N 0.000 description 1
- JFJNVIPVOCESGZ-UHFFFAOYSA-N 2,3-dipyridin-2-ylpyridine Chemical compound N1=CC=CC=C1C1=CC=CN=C1C1=CC=CC=N1 JFJNVIPVOCESGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VHMICKWLTGFITH-UHFFFAOYSA-N 2H-isoindole Chemical compound C1=CC=CC2=CNC=C21 VHMICKWLTGFITH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GAMYYCRTACQSBR-UHFFFAOYSA-N 4-azabenzimidazole Chemical compound C1=CC=C2NC=NC2=N1 GAMYYCRTACQSBR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NOWKCMXCCJGMRR-UHFFFAOYSA-N Aziridine Chemical compound C1CN1 NOWKCMXCCJGMRR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ROFVEXUMMXZLPA-UHFFFAOYSA-N Bipyridyl Chemical compound N1=CC=CC=C1C1=CC=CC=N1 ROFVEXUMMXZLPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PMPVIKIVABFJJI-UHFFFAOYSA-N Cyclobutane Chemical compound C1CCC1 PMPVIKIVABFJJI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SIKJAQJRHWYJAI-UHFFFAOYSA-N Indole Chemical compound C1=CC=C2NC=CC2=C1 SIKJAQJRHWYJAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZCQWOFVYLHDMMC-UHFFFAOYSA-N Oxazole Chemical compound C1=COC=N1 ZCQWOFVYLHDMMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WTKZEGDFNFYCGP-UHFFFAOYSA-N Pyrazole Chemical compound C=1C=NNC=1 WTKZEGDFNFYCGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CZPWVGJYEJSRLH-UHFFFAOYSA-N Pyrimidine Chemical compound C1=CN=CN=C1 CZPWVGJYEJSRLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- DGEZNRSVGBDHLK-UHFFFAOYSA-N [1,10]phenanthroline Chemical compound C1=CN=C2C3=NC=CC=C3C=CC2=C1 DGEZNRSVGBDHLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- XYOVOXDWRFGKEX-UHFFFAOYSA-N azepine Chemical compound N1C=CC=CC=C1 XYOVOXDWRFGKEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 125000000499 benzofuranyl group Chemical group O1C(=CC2=C1C=CC=C2)* 0.000 description 1
- 239000004305 biphenyl Substances 0.000 description 1
- 235000010290 biphenyl Nutrition 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 description 1
- 125000001995 cyclobutyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])(*)C1([H])[H] 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- IYYZUPMFVPLQIF-ALWQSETLSA-N dibenzothiophene Chemical group C1=CC=CC=2[34S]C3=C(C=21)C=CC=C3 IYYZUPMFVPLQIF-ALWQSETLSA-N 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- OAYLNYINCPYISS-UHFFFAOYSA-N ethyl acetate;hexane Chemical compound CCCCCC.CCOC(C)=O OAYLNYINCPYISS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 1
- GVEPBJHOBDJJJI-UHFFFAOYSA-N fluoranthrene Natural products C1=CC(C2=CC=CC=C22)=C3C2=CC=CC3=C1 GVEPBJHOBDJJJI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RMBPEFMHABBEKP-UHFFFAOYSA-N fluorene Chemical compound C1=CC=C2C3=C[CH]C=CC3=CC2=C1 RMBPEFMHABBEKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CTAPFRYPJLPFDF-UHFFFAOYSA-N isoxazole Chemical compound C=1C=NOC=1 CTAPFRYPJLPFDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- ZHMIOPLMFZVSHY-UHFFFAOYSA-N n-[2-[(2-benzamidophenyl)disulfanyl]phenyl]benzamide Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)NC1=CC=CC=C1SSC1=CC=CC=C1NC(=O)C1=CC=CC=C1 ZHMIOPLMFZVSHY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- NIHNNTQXNPWCJQ-UHFFFAOYSA-N o-biphenylenemethane Natural products C1=CC=C2CC3=CC=CC=C3C2=C1 NIHNNTQXNPWCJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GNWXVOQHLPBSSR-UHFFFAOYSA-N oxolane;toluene Chemical compound C1CCOC1.CC1=CC=CC=C1 GNWXVOQHLPBSSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002080 perylenyl group Chemical group C1(=CC=C2C=CC=C3C4=CC=CC5=CC=CC(C1=C23)=C45)* 0.000 description 1
- CSHWQDPOILHKBI-UHFFFAOYSA-N peryrene Natural products C1=CC(C2=CC=CC=3C2=C2C=CC=3)=C3C2=CC=CC3=C1 CSHWQDPOILHKBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229950000688 phenothiazine Drugs 0.000 description 1
- LFSXCDWNBUNEEM-UHFFFAOYSA-N phthalazine Chemical compound C1=NN=CC2=CC=CC=C21 LFSXCDWNBUNEEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- CPNGPNLZQNNVQM-UHFFFAOYSA-N pteridine Chemical compound N1=CN=CC2=NC=CN=C21 CPNGPNLZQNNVQM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PBMFSQRYOILNGV-UHFFFAOYSA-N pyridazine Chemical compound C1=CC=NN=C1 PBMFSQRYOILNGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YEYHFKBVNARCNE-UHFFFAOYSA-N pyrido[2,3-b]pyrazine Chemical compound N1=CC=NC2=CC=CN=C21 YEYHFKBVNARCNE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JWVCLYRUEFBMGU-UHFFFAOYSA-N quinazoline Chemical compound N1=CN=CC2=CC=CC=C21 JWVCLYRUEFBMGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 230000007103 stamina Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 229930192474 thiophene Natural products 0.000 description 1
- 150000003852 triazoles Chemical class 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B25/00—Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber
- B32B25/10—Layered products comprising a layer of natural or synthetic rubber next to a fibrous or filamentary layer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
- B32B37/12—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by using adhesives
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
- B32B7/04—Interconnection of layers
- B32B7/12—Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
- B60C9/00—Reinforcements or ply arrangement of pneumatic tyres
- B60C9/0042—Reinforcements made of synthetic materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
- C08K5/34—Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring
- C08K5/3467—Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring having more than two nitrogen atoms in the ring
- C08K5/3477—Six-membered rings
- C08K5/3492—Triazines
- C08K5/34924—Triazines containing cyanurate groups; Tautomers thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L7/00—Compositions of natural rubber
- C08L7/02—Latex
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L9/00—Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
- C08L9/06—Copolymers with styrene
-
- 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
- C09J161/12—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of aldehydes with phenols with polyhydric phenols
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
본 발명은 경량화된 고무 보강재, 그 제조 방법 및 이를 포함하는 타이어에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 얇은 두께와 가벼운 무게를 가지면서도 우수한 내구성을 갖는 고무 보강재가 제공된다. 상기 고무 보강재는 타이어를 경량화하면서도 향상된 구름 저항성의 발현을 가능하게 한다.
Description
본 발명은 타이어의 중량을 감소시킬 수 있는 경량화된 고무 보강재와 그 제조 방법 및 이러한 고무 보강재를 포함하는 타이어에 관한 것이다.
자동차의 성능이 점차 향상되고 도로 상황이 개선됨에 따라, 자동차의 고속 주행 시에 타이어의 안정성과 내구성을 유지할 것이 요구되고 있다. 또한, 환경 문제, 에너지 문제 및 연료 효율 등을 고려하여 가벼우면서도 내구성이 우수한 타이어가 요구되고 있다. 이러한 요구에 부합하기 위한 하나의 방안으로, 타이어의 고무 보강재로 사용되는 타이어 코드에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
타이어 코드는 사용되는 부위 및 역할에 따라 구분될 수 있다. 예를 들어, 타이어 코드는 타이어를 전체적으로 지지하는 카카스, 고속 주행에 따른 하중 지지 및 변형을 방지하는 벨트, 벨트의 변형을 방지하는 캡플라이로 크게 구분될 수 있다(도 1 참조).
타이어 코드에 사용되는 소재로는 나일론, 레이온, 아라미드, 및 폴리에스테르 등을 예로 들 수 있다.
일반적으로, 타이어 코드는 고무와의 접착을 위해 고무 성분과 함께 압연된다. 즉, 타이어 제조 과정에서 압연 공정이 수반된다. 그런데, 타이어의 제조 과정에서 타이어 코드와 고무의 접착을 위한 압연 공정이 적용되는 경우, 공정 비용이 증가하며, 압연으로 인해 타이어의 밀도가 필요 이상으로 증가하여 타이어의 무게가 불필요하게 증가할 수 있다.
타이어 코드에 고무를 압연하는 공정에서는 일반적으로 고체 상태의 고무가 사용된다. 그런데, 이와 같은 고체 상태 고무의 압연에 의해 형성된 제품은 200 ㎛ 이하, 특히 5 ㎛ 내지 30 ㎛ 정도의 얇은 박막 형태로 만들어지기 어려우며, 이러한 제품이 고무 보강재로 사용되는 경우 타이어의 두께 및 무게가 증가한다.
최근 타이어 제조사에서는 타이어의 초경량화 및 보강재의 경량화를 위해 고무층의 두께를 감소시키고자 한다. 구름 저항(rolling resistance, R/R)은 타이어의 무게와 관련이 있으며, 자동차의 연료 소비와 이산화탄소 배출에 큰 영향을 미친다. 예를 들어, 구름 저항(R/R)이 클수록 자동차의 주행시 필요한 에너지가 증가한다. 또한, 자동차의 회전, 경사, 가속에 대한 저항은 자동차 무게와 밀접한 관련이 있다. 따라서, 타이어 경량화를 통해 자동차를 경량화하고, 그 결과 에너지 소비가 감소되도록 하는 연구도 진행되고 있다.
본 발명은 얇은 두께를 가지면서도 우수한 내구성을 갖는 타이어용 고무 보강재를 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 얇은 두께를 가지면서도 우수한 내구성을 갖는 고무 보강재의 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
그리고, 본 발명은 상기 고무 보강재를 포함하는 타이어를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 구현 예에 따르면,
섬유 기재;
상기 섬유 기재 상에 배치된 접착층; 및
상기 접착층 상에 배치된 고무 컴파운드 층을 포함하고,
상기 고무컴파운드 층은 고무컴파운드층 형성용 조성물의 경화물을 포함하고,
상기 고무컴파운드층 형성용 조성물은 고무 컴파운드 및 N-할로이미드 화합물을 포함하는, 고무 보강재가 제공된다.
본 발명의 다른 일 구현 예에 따르면,
섬유 기재를 준비하는 단계,
섬유 기재 상에 접착층을 형성하는 단계, 및
상기 접착층 상에 고무컴파운드층 형성용 조성물을 도포하고 열처리하여 고무 컴파운드 층을 형성하는 단계를 포함하고;
상기 고무컴파운드층 형성용 조성물은 고무 컴파운드 및 N-할로이미드 화합물을 포함하는, 고무 보강재의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 일 구현 예에 따르면, 상기 고무 보강재를 포함하는 타이어가 제공된다.
이하, 본 발명의 구현 예들에 따른 고무 보강재, 그 제조 방법 및 이를 포함하는 타이어에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 명세서에서 달리 정의되지 않는 한, 모든 기술적 용어 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 통상의 기술자들에 의해 일반적으로 이해되는 의미와 동일한 의미를 갖는다. 본 발명에서 설명에 사용되는 용어는 단지 특정 구체예를 효과적으로 기술하기 위함이고 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
본 명세서에서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 '포함'의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 하기에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 상기 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서, 예를 들어 '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이라는 표현이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수 있다.
본 명세서에서, 예를 들어 '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이라는 표현이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.
본 명세서에서 '적어도 하나'의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 '제1' 및 '제2'와 같이 서수를 포함하는 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용되며, 상기 서수에 의해 한정되지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위 내에서 제1 구성요소는 제2 구성요소로도 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 방향족(aromatic)은 휘켈 규칙(Huckel's Rule)을 만족하는 특성으로서, 상기 휘켈 규칙에 따라 다음 3가지 조건을 모두 만족하는 경우를 방향족이라고 정의할 수 있다.
1) 비어있는 p-오비탈, 불포화 결합, 홀전자쌍 등에 의하여 완전히 콘주게이션을 이루고 있는 4n+2개의 전자가 존재하여야 한다.
2) 4n+2개의 전자는 평면 형태 이성질체를 구성하여야 하고, 고리 구조를 이루어야 한다.
3) 고리의 모든 원자가 콘주게이션에 참여할 수 있어야 한다.
본 명세서에 있어서, 다가 작용기(multivalent functional group)는 임의의 화합물에 결합된 복수의 수소 원자가 제거된 형태의 잔기로 예를 들어 2가 작용기, 3가 작용기, 4가 작용기를 들 수 있다. 일 예로, 사이클로부탄에서 유래한 4가의 작용기는 사이클로부탄에 결합된 임의의 수소 원자 4개가 제거된 형태의 잔기를 의미한다.
본 명세서에 있어서, 방향족 화합물은 아렌(arene)으로부터 유래한 화합물로, 단환식 또는 다환식일 수 있다. 단환식 방향족 화합물로는 벤젠, 아릴기로는 벤젠, 바이페닐, 터페닐 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 다환식 방향족 화합물로는 나프탈렌, 안트라센, 페난트렌, 파이렌, 페릴렌, 크라이센, 플루오렌 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 방향족 화합물은 치환 또는 비치환될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 헤테로 방향족 화합물은 탄소가 아닌 원자, 이종원자를 1 이상 포함하는 것으로서, 구체적으로 상기 이종 원자는 O, N, 및 S 등으로 이루어진 군에서 선택되는 원자를 1 이상 포함할 수 있다. 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 4 내지 20인 것이 바람직하며, 상기 헤테로 방향족 화합물은 단환식 또는 다환식일 수 있다. 헤테로 방향족 화합물은의 예로는 티오펜, 퓨란, 피롤, 이미다졸, 티아졸, 옥사졸, 옥사디아졸, 피리딘, 바이피리딘, 피리미딘, 트리아진, 트리아졸, 아크리딘, 피리다진, 피라진, 퀴놀린, 퀴나졸린, 퀴녹살린, 프탈라진, 피리도 피리미민, 피리도 피라진, 피라지노 피라지닌, 이소퀴놀린, 인돌린, 카바졸, 벤즈옥사졸, 벤즈이미다졸, 벤조티아졸, 벤조카바졸, 벤조티오펜, 디벤조티오펜기, 벤조퓨라닐기, 페난쓰롤린 (phenanthroline), 티아졸, 이소옥사졸, 옥사디아졸, 티아디아졸릴 벤조티아졸, 페노티아진, 아지리딘, 아자인돌, 이소인돌, 인다졸, 퓨린(purine), 프테리딘(pteridine), 나프티리딘(naphthyridine), 터-피리딘, 페나진, 이미다조피리딘, 파이로피리딜기, 아제핀, 피라졸 및 디벤조퓨란 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 헤테로 방향족 화합물은 치환 또는 비치환될 수 있다.
발명의 일 구현 예에 따르면, 섬유 기재; 상기 섬유 기재 상에 배치된 접착층; 및 상기 접착층 상에 배치된 고무 컴파운드 층을 포함하고, 상기 고무 컴파운드 층은 고무컴파운드층 형성용 조성물의 경화물을 포함하고, 상기 고무 컴파운드층 형성용 조성물은 고무 컴파운드 및 N-할로이미드 화합물을 포함하는, 고무 보강재가 제공된다.
본 발명자들의 계속적인 연구 결과, N-할로이미드 화합물을 포함하는 고무컴파운드층 형성용 조성물에 의해 형성되는 고무 컴파운드층을 포함함에 따라, 상기 고무 컴파운드 층을 포함하는 고무 보강재는 얇은 두께를 가지면서도 우수한 내구성을 나타낼 수 있음이 확인되었다.
상기 구현예의 고무 보강재는 상기 고무 컴파운드 층을 포함하여 균일한 물성을 나타낼 수 있으면서도 고무에 대해 우수한 접착력을 가지기 때문에, 타이어 제조 과정에서 압연 공정을 거치지 않고도, 고무와 강력하게 접착될 수 있다. 그에 따라 상기 고무 보강재는 타이어 제조 비용의 절감을 가능하게 하고, 압연으로 인해 타이어의 밀도와 무게가 불필요하게 증가하는 것을 방지할 수 있다.
구체적으로, 상기 N-할로이미드 화합물이 고무컴파운드층 형성용 조성물에 포함되는 탄성 중합체의 표면에 활성기를 부여함에 따라, 고무에 대해 우수한 접착력을 구현할 수 있다.
또한, 상기 고무 보강재는 고무에 대한 우수한 접착력을 가져, 그린타이어 제조시 에어 포켓(air pocket)이 감소하여 타이어의 불량률을 낮출 수 있다.
상기 고무 보강재는 얇은 두께를 가져 타이어의 초경량화를 위해 고무층의 두께를 감소시키고자 하는 요구를 만족시킬 수 있다. 나아가, 상기 고무 보강재는 타이어의 구름 저항을 낮출 수 있고, 자동차의 연비 개선을 가능하게 한다. 특히, 상기 고무 보강재는 전기 자동차의 연비 개선과 주행 성능 향상을 가능하게 한다.
도 2 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고무 보강재(201, 301)에 대한 개략적인 단면도이다.
상기 고무 보강재(201, 301)는 섬유 기재(210, 110), 상기 섬유 기재(210, 110) 상에 배치된 접착층(220) 및 상기 접착층(220) 상에 배치된 고무 컴파운드 층(230)을 포함한다.
발명의 구현 예에 따르면, 상기 섬유 기재는 합연사(110)와 같은 섬유 얀(yarn), 및 경사(warp yarn)와 위사(weft yarn)로 제직된 텍스타일 기재(210) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 섬유 얀은 둘 이상의 하연사(111, 112)가 상연되어 이루어진 합연사(110)일 수 있다. 상기 하연사는 나일론, 레이온, 아라미드, 폴리에스테르, 및 면으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 소재를 포함할 수 있다.
상기 합연사는 서로 다른 소재인 하연사가 상연되어 이루어진 하이브리드 합연사를 포함한다. 예를 들어, 상기 하이브리드 합연사는 나일론 하연사 및 아라미드 하연사를 포함할 수 있다.
도 3을 참고하면, 합연사(110)는 제1 하연사(111) 및 제2 하연사(112)를 포함하고, 제1 하연사(111)와 제2 하연사(112)는 함께 상연되어 있다. 제1 하연사(111)는 제1 꼬임 방향을 갖고, 제2 하연사(112)는 제2 꼬임 방향을 갖고, 제1 하연사(111)와 제2 하연사(112)는 함께 제3 꼬임 방향으로 상연되어 있다. 여기서, 제2 꼬임 방향은 제1 꼬임 방향과 동일한 방향일 수 있고, 제3 꼬임 방향은 상기 제1 꼬임 방향의 반대 방향일 수 있다. 그러나 꼬임 방향이 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 꼬임수와 제2 꼬임수는 동일하거나 다를 수 있다. 제1 하연사(111)와 제2 하연사(112)는, 예를 들어, 150 내지 500 TPM (twist per meter)의 꼬임수를 가질 수 있다.
상기 텍스타일 기재(210)에서, 상기 경사 및 상기 위사는 각각 독립적으로 나일론, 레이온, 아라미드, 폴리에스테르, 및 면으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 소재를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 경사는 나일론, 레이온, 아라미드, 및 폴리에스테르로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 소재를 포함할 수 있다. 그리고, 바람직하게는, 상기 위사는 나일론, 레이온, 아라미드, 폴리에스테르, 및 면으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 소재를 포함할 수 있다.
한편, 상기 고무 보강재(201, 301)는 상기 섬유 기재(210, 110) 상에 배치된 상기 접착층(220)을 포함한다.
상기 접착층(220)은 레조시놀-포름알데하이드-라텍스(RFL)를 포함한다.
예를 들어, 상기 접착층(220)은 레조시놀-포름알데하이드-라텍스(RFL) 및 용제를 포함하는 접착 코팅액에 의해 형성될 수 있다.
상기 레조시놀-포름알데하이드-라텍스는 접착 성분으로 작용한다. 레조시놀-포름알데하이드-라텍스는, 특히 섬유 기재(210, 110)와 고무 성분들 사이의 친화도 및 접착력을 향상시킨다. 그에 따라, 상기 접착층(220)은 섬유 기재(210, 110)와 고무 컴파운드 층(230)의 내적인 접착력을 향상시키고, 고무 보강재(201, 301)와 고무(예를 들어, 트레드 등) 사이의 외적인 접착력을 향상시킨다.
이에 따라, 상기 섬유 기재(210, 110)와 고무 컴파운드 층(230)이 서로 분리되지 않고 안정적으로 부착될 수 있으며, 타이어(101)의 제조 과정에서 불량율을 낮출 수 있다.
한편, 상기 고무 보강재(201, 301)는 상기 접착층(220)에 배치된 고무 컴파운드 층(230)을 포함한다.
상기 고무 컴파운드 층(230)은 상술한 바와 같이 고무컴파운드층 형성용 조성물에 의하여 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 고무컴파운드층 형성용 조성물은 고무 컴파운드 및 N-할로이미드 화합물을 포함할 수 있다.
상기 N-할로이미드 화합물이 고무컴파운드층 형성용 조성물에 포함되는 탄성 중합체의 표면에 활성기를 부여함에 따라, 고무에 대해 우수한 접착력을 구현할 수 있다.
발명의 일 구현예에서, 상기 N-할로이미드 화합물은 상기 고무컴파운드층 형성용 조성물 전체 중량에 대하여 1.0 중량 % 이하로 포함될 수 있다. 구체적으로, 상기 N-할로이미드 화합물은 상기 고무컴파운드층 형성용 조성물 전체 중량에 대하여 0.5 중량% 이상, 0.6 중량% 이상, 0.8 중량% 이상, 또는 1.0 중량 % 이하, 0.9 중량 % 이하, 또는 0.5 중량% 이상 1.0 중량 % 이하, 0.6 중량% 이상 1.0 중량 % 이하, 0.8 중량% 이상 1.0 중량 % 이하, 0.5 중량% 이상 0.9 중량 % 이하, 0.6 중량% 이상 0.9 중량 % 이하, 0.8 중량% 이상 0.9 중량 % 이하로 포함될 수 있다.
상기 N-할로이미드 화합물은 상기 고무컴파운드층 형성용 조성물 전체 중량에 대하여 1.0 중량 % 이하로 포함됨에 따라, 이를 포함하는 고무 보강재가 고무에 대하여 우수한 접착력을 구현할 수 있다.
상기 N-할로이미드 화합물은 상기 고무컴파운드층 형성용 조성물 전체 중량에 대하여 1.0 중량 %를 초과하여 포함되는 경우, N-할로이미드 화합물이 이물질로 작용하여, 이를 포함하는 고무 보강재의 고무에 대한 접착력이 저하될 수 있다.
또한, 상기 N-할로이미드 화합물은 상기 고무컴파운드층 형성용 조성물 전체 중량에 대하여 0.5 중량% 미만으로 포함되는 경우, 고무 보강재의 고무에 대한 접착력이 저하될 수 있다.
한편, 상기 N-할로이미드 화합물은, 할로겐 원소가 2 이상, 또는 3이상, 또는 10 이하, 5 이하로 치환된 탄소수 3 이상 10 이하의 고리형 이미드 화합물을 포함할 수 있다.
상기 N-할로이미드 화합물은, 트리클로로이소시아눌산, 디클로로이소시아눌산금속염, 트리브로모이소시아눌산 및 디브로모이소시아눌 산금속염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 N-할로이미드 화합물을 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 N-할로이미드 화합물은, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서,
R1 은 수소, 할로겐기 또는 탄소수 1 내지 10 이하의 알킬기이고,
X1 및 X2는 각각 독립적으로 할로겐기 이다.
예를 들어 상기 N-할로이미드 화합물은, 하기 화학식 1-1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 1-1]
한편, 발명의 일 구현예에서 상기 고무컴파운드층 형성용 조성물은 2종 이상의 용매를 포함할 수 있으며, 구체적으로 1 종 이상의 탄소수 5 이하의 용매 및 1종 이상의 탄소수 6 이상의 용매를 포함할 수 있다.
상기 탄소수 5 이하의 용매의 종류는 크게 제한되지 않으나, 예를 들어 아세톤, 에틸 아세테이트, 테트라하이드로퓨란, 에탄올로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 용매를 포함할 수 있다.
또한, 상기 탄소수 6 이상의 용매의 종류는 크게 제한되지 않으나, 예를 들어 헥산, 톨루엔, 헵탄, 옥텐으로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 용매를 포함할 수 있다.
상기 고무컴파운드층 형성용 조성물이 1 종 이상의 탄소수 5 이하의 용매 및 1종 이상의 탄소수 6 이상의 용매를 포함함에 따라, 각 용매의 Molecular Volume이 상이하여 고무컴파운드층의 팽윤시 탄성 중합체 사슬로의 N-할로이미드 화합물의 침투도가 조절되어 최종 제조되는 고무 보강재가 고무에 대하여 우수한 접착력을 구현할 수 있다.
상기 고무컴파운드층 형성용 조성물은 상기 탄소수 5 이하의 용매 100 중량부에 대하여 상기 탄소수 6 이상의 용매를 400 중량부 이상 3000 중량부 이하로 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 고무컴파운드층 형성용 조성물은 상기 탄소수 5 이하의 용매 100 중량부에 대하여 상기 탄소수 6 이상의 용매를 400 중량부 이상, 500 중량부 이상, 600 중량부 이상, 700 중량부 이상, 800 중량부 이상, 900 중량부 이상, 또는 3000 중량부 이하, 2000 중량부 이하, 1500 중량부 이하, 1000 중량부 이하, 또는 400 중량부 이상 3000 중량부 이하, 400 중량부 이상 2000 중량부 이하 , 400 중량부 이상 1500 중량부 이하, 400 중량부 이상 1000 중량부 이하, 또는 500 중량부 이상 3000 중량부 이하, 500 중량부 이상 2000 중량부 이하 , 500 중량부 이상 1500 중량부 이하, 500 중량부 이상 1000 중량부 이하, 600 중량부 이상 3000 중량부 이하, 600 중량부 이상 2000 중량부 이하, 600 중량부 이상 1500 중량부 이하, 600 중량부 이상 1000 중량부 이하, 700 중량부 이상 3000 중량부 이하, 700 중량부 이상 2000 중량부 이하, 700 중량부 이상 1500 중량부 이하, 700 중량부 이상 1000 중량부 이하, 800 중량부 이상 3000 중량부 이하, 800 중량부 이상 2000 중량부 이하 , 800 중량부 이상 1500 중량부 이하, 800 중량부 이상 1000 중량부 이하, 900 중량부 이상 3000 중량부 이하, 900 중량부 이상 2000 중량부 이하, 900 중량부 이상 1500 중량부 이하, 900 중량부 이상 1000 중량부 이하 로 포함할 수 있다.
상기 고무컴파운드층 형성용 조성물은 상기 탄소수 5 이하의 용매 100 중량부에 대하여 상기 탄소수 6 이상의 용매를 400 중량부 이상 3000 중량부 이하로 포함함에 따라, 상기 N-할로이미드화합물에 대한 우수한 용해도 및 고무컴파운드층 형성용 조성물 내 고무 컴파운드의 균일한 팽윤이 가능하여, 최종 제조되는 고무 보강재가 고무에 대하여 우수한 접착력을 구현할 수 있다.
상기 고무컴파운드층 형성용 조성물이 상기 탄소수 5 이하의 용매 100 중량부에 대하여 상기 탄소수 6 이상의 용매를 400 중량부 미만으로 포함하는 경우 고무컴파운드층 형성용 조성물 내 고무 컴파운드의 팽윤이 불균형하게 발생할 수 있다.
또한, 상기 고무컴파운드층 형성용 조성물이 상기 탄소수 5 이하의 용매 100 중량부에 대하여 상기 탄소수 6 이상의 용매를 3000 중량부 초과로 포함하는 경우, N-할로이미드화합물에 대한 용해도가 저하되어 최종 제조되는 고무 보강재의 접착력이 저하될 수 있다.
한편, 상기 고무컴파운드층 형성용 조성물에 포함되는 고무 컴파운드는 천연 고무 및 합성 고무로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 탄성 중합체를 포함할 수 있다.
상기 고무 컴파운드 층(230)은 상기 탄성 중합체를 포함한 액체 상태의 고무컴파운드층 형성용 조성물을 상기 접착층(220) 상에 도포하여 형성될 수 있다. 이를 통해, 상기 고무 보강재(201, 301)는, 고체 상태의 고무를 사용하는 압연 공정을 통해서는 달성하기 어려운, 얇은 두께의 고무 컴파운드 층(230)을 가질 수 있다. 고무 컴파운드 층(230)의 두께가 얇아짐에 따라, 이를 포함하는 고무 보강재(201, 301) 및 상기 고무 보강재를 포함하는 타이어(101)의 경량화에도 기여할 수 있다.
상기 고무 컴파운드 층(230)은 탄성 중합체, 황, 가황 촉진제, 및 가류 지연제를 포함하는 고무컴파운드층 형성용 조성물으로부터 형성될 수 있다.
상기 탄성 중합체는 천연 고무 및 합성 고무로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 고무일 수 있다. 예를 들어, 상기 탄성 중합체는 천연 고무(NR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 클로로프렌 고무(CR), 이소부틸렌 고무(IBR), 이소프렌 고무(IR), 니트릴 고무(NBR), 부틸 고무, 및 네오프렌 고무로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 고무일 수 있다.
상기 고무컴파운드층 형성용 조성물은 소련제, 카본 블랙, 프로세스 오일, 활성제, 노화 방지제, 석유 수지, 및 산화 방지제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 고무 컴파운드 층(230)은 2 ㎛ 내지 200 ㎛, 혹은 5 ㎛ 내지 150 ㎛, 혹은 5 ㎛ 내지 100 ㎛, 혹은 5 ㎛ 내지 50 ㎛, 혹은 10 ㎛ 내지 45 ㎛, 혹은 20 ㎛ 내지 45 ㎛의 두께(t1)를 가질 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 고무 컴파운드 층(230)의 두께(t1)는 접착층(220)과 접하는 고무 컴파운드 층(230)의 일면에서부터 접착층(220)과 반대쪽에 위치하는 고무 컴파운드 층(230)의 다른 일면까지의 최장 거리로 측정된다.
종래의 고무 보강재는 섬유 기재 상에 고무 기재가 압연되어 고무층이 형성되므로, 상기 고무층이 일반적으로 1 mm 이상의 두께, 적어도 0.8 mm 이상의 두께를 가지게 된다.
그에 비하여, 상기 고무 컴파운드 층(230)은 상기 고무 컴파운드 액에 의해 형성되어 200 ㎛ 이하의 얇은 두께를 가질 수 있다. 이에 따라 고무 보강재(201, 301)의 전체 두께가 얇아질 수 있고, 나아가 고무 보강재(201, 301)를 포함하는 타이어(101)의 두께가 얇아질 수 있다.
상기 고무 컴파운드 층(230)의 두께가 너무 얇으면 고무 컴파운드 층(230)이 충분한 점착성과 접착력을 가지지 못하여 타이어 제조시 불량율이 높아지고 타이어의 내구성이 저하할 수 있다. 그러므로, 상기 고무 컴파운드 층(230)은 2 ㎛ 이상, 혹은 5 ㎛ 이상, 혹은 10 ㎛ 이상, 혹은 20 ㎛ 이상의 두께(t1)를 갖는 것이 바람직하다.
다만, 상기 고무 컴파운드 층(230)의 두께가 너무 두꺼우면 얇은 두께의 고무 보강재(201, 301)를 제공하려는 발명의 목적에 부합하지 않을 수 있다. 특히, 고무 컴파운드 층(230)의 두께(t1)가 너무 두꺼우면 용매의 휘발 과정에서 상기 고무 컴파운드 층(230) 내에 기포가 형성되어 고무 보강재(201, 301)가 균일한 두께를 가지기 어려울 수 있다. 그리고, 이를 적용한 타이어 내에 에어 포켓이 발생하여 타이어의 품질이 저하하고 불량율이 높아질 수 있다. 또한, 고무 컴파운드 층(230)을 두껍게 형성하기 위해 코팅 작업을 여러 번 수행해야 하기 때문에 공정의 효율이 저하할 수 있다. 그러므로, 상기 고무 컴파운드 층(230)은 200 ㎛ 이하, 혹은 150 ㎛ 이하, 혹은 100 ㎛ 이하, 혹은 50 ㎛ 이하, 혹은 40 ㎛ 이하의 두께(t1)를 갖는 것이 바람직하다.
발명의 구현 예에 따르면, 상기 고무 컴파운드 층(230)은 우수한 접착성을 나타낼 수 있다. 상기 접착성은 접착력으로 표현될 수 있다. 예를 들어, 상기 고무 컴파운드 층(230)은 ASTM D4393의 표준 시험법에 따른 벨트에 대한 접착력이 12.0 N/inch 이상일 수 있다.
구체적으로, 상기 고무 컴파운드 층(230)은 ASTM D4393의 표준 시험법에 따른 벨트에 대한 접착력이 12.0 N/inch 이상, 13.5 N/inch 이상, 14.0 N/inch 이상, 14.5 N/inch 이상, 20 N/inch 이하, 또는 12.0 N/inch 이상 20 N/inch 이하, 13.5 N/inch 이상 20 N/inch 이하, 14.0 N/inch 이상 20 N/inch 이하, 14.5 N/inch 이상 20 N/inch 이하일 수 있다. 여기서, 상기 접착력은 Instron Clampe(Grip, CAT. No. 2712-041)를 이용한 PEEL 테스트 방법(Cross Head Speed는 125 mm/min)으로 측정된 값이다.
상기 고무 컴파운드 층(230)의 벨트에 대한 접착력이 12.0 N/inch 이상인 경우, 타이어 제조 과정에서 고무 보강재가 흘러내림 현상 없이 고무에 부착되어, 타이어 제조 공정이 안정적으로 이루어질 수 있다. 상기 고무 컴파운드 층(230)의 접착력이 12.0 N/inch 미만인 경우, 타이어 제조 과정에서 고무 보강재의 흘러내림 현상으로 인한 불량이 발생할 수 있고, 그린타이어의 제조시 에어 포켓이 발생하여 타이어의 불량률이 증가할 수 있다.
또한, 발명의 구현 예에 따르면, 상기 고무 컴파운드 층(230)은 ASTM D4393의 표준 시험법에 따른 트레드에 대한 접착력이 19.5 N/inch 이상일 수 있다.
구체적으로, 상기 고무 컴파운드 층(230)은 ASTM D4393의 표준 시험법에 따른 벨트에 대한 접착력이 19.5 N/inch 이상, 20.0 N/inch 이상, 20.5 N/inch 이상, 25 N/inch 이하, 또는 19.5 N/inch 이상 25 N/inch 이하, 20.0 N/inch 이상 25 N/inch 이하, 20.5 N/inch 이상 25 N/inch 이하일 수 있다. 여기서, 상기 접착력은 Instron Clampe(Grip, CAT. No. 2712-041)를 이용한 PEEL 테스트 방법(Cross Head Speed는 125 mm/min)으로 측정된 값이다.
상기 고무 컴파운드 층(230)의 벨트에 대한 접착력이 19.5 N/inch 이상인 경우, 타이어 제조 과정에서 고무 보강재가 흘러내림 현상 없이 고무에 부착되어, 타이어 제조 공정이 안정적으로 이루어질 수 있다. 상기 고무 컴파운드 층(230)의 접착력이 19.5 N/inch 미만인 경우, 타이어 제조 과정에서 고무 보강재의 흘러내림 현상으로 인한 불량이 발생할 수 있고, 그린타이어의 제조시 에어 포켓이 발생하여 타이어의 불량률이 증가할 수 있다.
상기 구현 예에 따른 고무 보강재(201)는 타이어(101)의 캡플라이(90), 벨트(50), 및 카카스(70) 중 적어도 하나에 적용될 수 있다.
발명의 다른 일 구현 예에 따르면,
섬유 기재를 준비하는 단계, 섬유 기재 상에 접착층을 형성하는 단계, 및 상기 접착층 상에 고무컴파운드층 형성용 조성물을 도포하고 열처리하여 고무 컴파운드 층을 형성하는 단계를 포함하고; 상기 고무컴파운드층 형성용 조성물은 고무 컴파운드 및 N-할로이미드 화합물을 포함하는, 고무 보강재의 제조 방법 이 제공된다.
상기 섬유 기재(210, 110)에 관한 사항은 상술한 내용으로 갈음한다.
상기 섬유 기재(210, 110) 상에 접착층(220)을 형성하는 단계가 수행된다.
상기 접착층(220)은 레조시놀-포름알데하이드-라텍스(RFL) 및 용제를 포함하는 접착 코팅액에 의해 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 섬유 기재(210, 110)를 상기 접착 코팅액에 침지함으로써 상기 섬유 기재(210, 110) 상에 접착 코팅액이 도포되도록 할 수 있다. 또는, 상기 섬유 기재(210, 110)를 상기 접착 코팅액에 통과시킴으로써 침지 공정이 이루어질 수 있다. 이러한 침지는 장력, 침지 시간 및 온도가 조절될 수 있는 침지 장치에서 수행될 수 있다.
이 밖에, 블레이드 혹은 코터를 이용한 코팅, 또는 분사기를 이용한 분사에 의하여 상기 섬유 기재(210, 110) 상에 상기 접착 코팅액을 도포할 수 있다.
상기 접착층(220)을 형성하는 단계는, 상기 섬유 기재(210, 110) 상에 상기 접착 코팅액을 침지 또는 도포하고, 130 내지 250 ℃에서 80 내지 120 초간 열처리하는 공정을 더 포함 할 수 있다. 상기 열처리는 통상적인 열처리 장치에서 이루어질 수 있다. 상기 열처리에 의해 레조시놀-포름알데하이드-라텍스(RFL)가 경화 및 고정되어 접착층(220)이 형성될 수 있다. 이러한 열처리에 의하여 접착층(220)이 보다 안정적으로 형성될 수 있다.
이어서, 상기 접착층(220) 상에 고무컴파운드층 형성용 조성물을 도포하고 열처리하여, 상기 접착층(220) 상에 고무 컴파운드 층(230)을 형성하는 단계가 수행된다.
상기 고무컴파운드층 형성용 조성물은 탄성 중합체, 황, 가황 촉진제, 및 가류 지연제를 포함하는 것일 수 있다.
상기 탄성 중합체는 천연 고무 및 합성 고무로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 고무일 수 있다. 예를 들어, 상기 탄성 중합체는 천연 고무(NR), 스티렌 부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 클로로프렌 고무(CR), 이소부틸렌 고무(IBR), 이소프렌 고무(IR), 니트릴 고무(NBR), 부틸 고무, 및 네오프렌 고무로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 고무일 수 있다.
발명의 구현 예에 따르면, 상기 고무컴파운드층 형성용 조성물은 60 내지 70 PHR (parts per hundred rubber)의 천연 고무, 30 내지 40 PHR의 스티렌-부타디엔 고무, 1 내지 5 PHR의 황, 1 내지 5 PHR의 가황 촉진제, 0.1 내지 0.5 PHR의 가류 지연제를 포함하는 것이 바람직하다.
즉, 균일한 두께와 물성을 갖는 상기 고무 컴파운드 층(230)이 형성될 수 있도록 하기 위하여, 상기 고무컴파운드층 형성용 조성물은 상기 함량 범위의 성분들을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 함량 범위를 충족하지 못하는 고무컴파운드층 형성용 조성물은 균일한 두께로 코팅되지 않고, 이로 인해 피로 성능의 하락이 유발될 수 있다. 그리고, 상기 함량 범위를 충족하지 못할 경우, 상기 고무 컴파운드 층(230)이 150 초 내지 220 초의 상기 t50 값 및 300 초 내지 350 초의 상기 t90 값을 가질 수 없고, 접착성의 저하를 가져온다.
상기 가황 촉진제 및 가류 지연제의 종류는 특별히 제한되지 않다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 상기 가황 촉진제 및 가류 지연제로 작용할 수 있는 화합물이 적용될 수 있다. 비제한적인 예로, 상기 가황 촉진제로는 N-터트-부틸-2-벤조티아졸-술펜아미드(N-tert-butyl-2-benzothiazole-sulfenamide, TBBS), 1,3-디페닐구아니딘(1,3-diphenylguanidine, DPG) 등이 적용될 수 있고; 상기 가류 지연제로는 N-(사이클로헥실티오)프탈이미드(N-(cyclohexylthio)phthalimide,) 등이 적용될 수 있다.
특히, 상기 고무 컴파운드 층(230)을 매우 얇게 형성하면서도 구성 성분들이 균일하게 분산될 수 있도록 하기 위하여, 상기 고무컴파운드층 형성용 조성물을 준비하는 공정에서의 온도 및 교반 속도, 그리고 각 성분을 첨가한 후 교반 시간을 설정할 필요가 있다.
발명의 구현 예에 따르면, 상기 고무컴파운드층 형성용 조성물은 50 내지 110 ℃ 및 30 내지 50 rpm 하에서 상기 고무 컴파운드 액에 포함되는 어느 하나의 성분을 첨가한 후 30 내지 120 초 동안 교반하면서 순차로 혼합하여 준비되는 것이 바람직하다.
상기 고무컴파운드층 형성용 조성물의 준비 공정이 50 ℃ 미만의 온도, 혹은 30 rpm 미만의 교반 속도, 혹은 30 초 미만의 교반 시간으로 수행될 경우 고분산의 고무 컴파운드 액을 얻기 어렵다. 상기 고무 컴파운드 액에 포함되는 성분들이 고르게 분산되지 못할 경우 균일한 두께로 코팅되지 않고, 이로 인해 피로 성능과 접착성의 하락이 유발될 수 있다.
다만, 상기 고무컴파운드층 형성용 조성물의 준비 공정이 110 ℃ 초과의 온도, 혹은 50 rpm 초과의 교반 속도, 혹은 120 초 초과의 교반 시간으로 수행될 경우 150 초 내지 220 초의 상기 t50 값 및 300 초 내지 350 초의 상기 t90 값을 가질 수 없고, 적정 수준의 접착성을 가질 수 없다.
상기 고무컴파운드층 형성용 조성물의 준비에는 프로펠러식 교반기(propeller type agitator)와 같은 통상적인 혼합 수단이 이용될 수 있다. 상기 혼합 수단을 이용함에 있어서, 교반기의 직경, 매질의 밀도, 매질에 전달하고자 하는 교반력 등을 고려하여 교반 속도가 조절될 수 있다. 비제한적인 예로, 본 발명의 제조예에서 상기 고무 컴파운드 액의 제조에는 10 L 용량의 프로펠러식 교반기(용기 직경 100 cm, 프로펠러 직경 80 cm, 프로펠러 길이 120 cm)가 이용되었다.
바람직하게는, 상기 고무컴파운드층 형성용 조성물에 포함되는 각 성분의 특성에 따라 상기 온도, 상기 교반 속도 및 교반 시간을 조절할 수 있다.
비제한적인 예로, 상기 고무 컴파운드는,
60 내지 70 PHR의 천연 고무를 60 내지 70 ℃의 온도 및 30 내지 40 rpm의 교반 하에서 100 내지 120 초 동안 혼합하는 단계(a),
상기 단계(a)의 혼합물을 포함한 조성물에 30 내지 40 PHR의 스티렌-부타디엔 고무를 첨가한 후 100 내지 110 ℃의 온도 및 30 내지 40 rpm의 교반 하에서 30 내지 60 초 동안 혼합하는 단계(b),
상기 단계(b)의 혼합물을 포함한 조성물에 1 내지 5 PHR의 황 및 0.5 내지 2.5 PHR의 제1 가황 촉진제를 첨가한 후 50 내지 60 ℃의 온도 및 30 내지 40 rpm의 교반 하에서 30 내지 60 초 동안 혼합하는 단계(c), 및
상기 단계(c)의 혼합물을 포함한 조성물에 0.5 내지 2.5 PHR의 제2 가황 촉진제 및 0.1 내지 0.5 PHR의 가류 지연제를 첨가한 후 70 내지 80 ℃의 온도 및 40 내지 45 rpm의 교반 하에서 30 내지 60 초 동안 혼합하는 단계(d)
를 포함하여 준비될 수 있다.
한편, 상기 고무컴파운드층 형성용 조성물에는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 첨가제가 더 포함될 수 있다.
일 예로, 상기 고무컴파운드층 형성용 조성물은 소련제(착해제), 카본 블랙, 프로세스 오일, 활성제, 노화 방지제, 석유 수지, 및 산화 방지제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 소련제, 카본 블랙, 프로세스 오일, 활성제, 노화 방지제, 석유 수지 및 산화 방지제의 종류는 특별히 제한되지 않다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 상기 첨가제들로 작용할 수 있는 화합물들이 적용될 수 있다. 비제한적인 예로, 상기 소련제로는 2,2'-디벤즈아미도디페닐디설파이드(2,2'-dibenzamidodiphenyl disulfide) 등이 적용될 수 있고; 상기 활성제로는 산화아연(ZnO), 스테아르산(stearic acid) 등이 적용될 수 있고; 상기 노화 방지제로는 중합된 2,2,4-트리메틸-1,2-디하이드로퀴놀린(polymerized 2,2,4-trimethyl-1,2-Dihydroquinoline, TMDQ), N-(1,3-디메틸부틸)-N'-페닐-p-페닐렌디아민(N-(1,3-dimethylbutyl)-N'-phenyl-p-phenylenediamine, 6PPD) 등이 적용될 수 있고; 상기 산화 방지제로는 왁스 등이 적용될 수 있다.
비제한적인 예로, 상기 첨가제를 더 포함하는 상기 고무 컴파운드는,
60 내지 70 PHR의 천연 고무 및 0.1 내지 0.5 PHR의 소련제를 60 내지 70 ℃의 온도 및 30 내지 40 rpm의 교반 하에서 100 내지 120 초 동안 혼합하는 단계(1),
상기 단계(1)의 혼합물을 포함한 조성물에 30 내지 40 PHR의 스티렌-부타디엔 고무를 첨가한 후 100 내지 110 ℃의 온도 및 30 내지 40 rpm의 교반 하에서 30 내지 60 초 동안 혼합하는 단계(2),
상기 단계(2)의 혼합물을 포함한 조성물에 50 내지 55 PHR의 카본 블랙 및 5 내지 10 PHR의 프로세스 오일을 첨가한 후 90 내지 100 ℃의 온도 및 25 내지 35 rpm의 교반 하에서 30 내지 60 초 동안 혼합하는 단계(3),
상기 단계(3)의 혼합물을 포함한 조성물에 5 내지 10 PHR의 활성제 및 0.5 내지 2.5 PHR의 제1 노화 방지제를 첨가한 후 100 내지 110 ℃의 온도 및 35 내지 45 rpm의 교반 하에서 30 내지 60 초 동안 혼합하는 단계(4),
상기 단계(4)의 혼합물을 포함한 조성물에 5 내지 10 PHR의 석유 수지, 0.5 내지 2.5 PHR의 제2 노화 방지제 및 1 내지 5 PHR의 산화 방지제를 첨가한 후 90 내지 100 ℃의 온도 및 30 내지 40 rpm의 교반 하에서 30 내지 60 초 동안 혼합하는 단계(5),
상기 단계(5)의 혼합물을 포함한 조성물에 1 내지 5 PHR의 황 및 0.5 내지 2.5 PHR의 제1 가황 촉진제를 첨가한 후 50 내지 60 ℃의 온도 및 30 내지 40 rpm의 교반 하에서 30 내지 60 초 동안 혼합하는 단계(6), 및
상기 단계(6)의 혼합물을 포함한 조성물에 0.5 내지 2.5 PHR의 제2 가황 촉진제 및 0.1 내지 0.5 PHR의 가류 지연제를 첨가한 후 70 내지 80 ℃의 온도 및 40 내지 45 rpm의 교반 하에서 30 내지 60 초 동안 혼합하는 단계(7)
를 포함하여 준비될 수 있다.
상기 고무컴파운드층 형성용 조성물을 상기 접착층(220) 상에 도포하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 공지의 코팅 방법이 적용될 수 있다.
예를 들어, 고무 컴파운드 층(230)의 형성을 위해, 접착층(220)이 형성된 섬유 기재(210, 110)를 상기 고무컴파운드층 형성용 조성물에 침지할 수 있다. 침지에 의해 접착층(220) 상에 고무컴파운드층 형성용 조성물이 도포될 수 있다.
코팅 방법으로는 그라비어(gravure) 코팅, 마이크로 그라비어(micro gravure) 코팅, 콤마 코팅(comma coating) 등이 적용될 수 있다. 예를 들어 콤마 코터(comma coater)를 이용한 콤마 코팅(comma coating)에 의해 상기 고무컴파운드층 형성용 조성물이 접착층(220) 상에 도포될 수 있다. 이 때, 코팅은 용매가 휘발될 수 있는 온도, 예를 들어 65 내지 100 ℃의 온도 조건에서 이루어질 수 있다.
상기 접착층(220) 상에 상기 고무컴파운드층 형성용 조성물을 도포 후, 열처리 하는 과정이 더 수행된다. 상기 열처리는 통상적인 열처리 장치에서 이루어질 수 있다. 상기 열처리를 위해 50 내지 160 ℃의 온도 하에서 30 내지 150 초간 열이 인가될 수 있다.
상기 고무컴파운드층 형성용 조성물의 단위 면적당 도포량은 75 내지 300 g/m2, 또는 100 내지 200 g/m2일 수 있다. 상기 접착층(220)에 대한 상기 고무 컴파운드 액의 단위 면적당 도포량을 상기 범위로 조절하여, 두께가 얇으면서도 고무에 대해 우수한 접착성을 가지고 내구성이 우수한 고무 보강재(201, 301)를 제조할 수 있다.
상기 고무 컴파운드 층(230)은 2 ㎛ 내지 200 ㎛, 혹은 5 ㎛ 내지 150 ㎛, 혹은 5 ㎛ 내지 100 ㎛, 혹은 5 ㎛ 내지 50 ㎛, 혹은 10 ㎛ 내지 45 ㎛, 혹은 20 ㎛ 내지 45 ㎛의 두께(t1)를 가질 수 있다.
한편, 상기 고무 컴파운드 층(230)의 형성 이후에, 선택적으로 슬리팅(slitting) 단계가 수행될 수 있다. 상기 슬리팅 단계는 판상으로 제조된 상기 고무 보강재(201, 301)를 필요에 따라 또는 사용 목적에 적합하도록 재단하는 단계이다. 상기 슬리팅은 통상적인 커터 나이프 또는 히팅 나이프를 이용하여 수행될 수 있다.
상기 방법으로 제조된 고무 보강재(201, 301)는 와인더에 권취될 수 있다.
발명의 또 다른 일 구현 예에 따르면, 상술한 고무 보강재를 포함하는 타이어가 제공된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어(101)의 부분 절개도이다.
도 1을 참고하면, 타이어(101)는, 트레드(tread)(10), 숄더(shoulder)(20), 사이드 월(side wall)(30), 비드(bead)(40), 벨트(belt)(50), 이너 라이너(inner liner) (60), 카카스(cacass)(70) 및 캡플라이(capply)(90)를 포함한다.
트레드(10)는 직접 노면과 접촉하는 부분이다. 트레드(10)는 캡플라이(90)의 외측에 붙어있는 강력한 고무층으로, 내마모성이 우수한 고무로 이루어진다. 트레드(10)는 자동차의 구동력 및 제동력을 지면에 전달하는 직접적인 역할을 한다. 트레드(10) 영역에는 그루브(groove)(80)가 형성되어 있다.
숄더(20)는 트레드(10)의 모서리 부분으로 사이드 월(30)과 연결되는 부분이다. 숄더(20)는 사이드 월(30)과 함께 타이어의 가장 약한 부분 중 하나이다.
사이드 월(30)은 트레드(10)와 비드(40)를 연결하는 타이어(101)의 옆 부분으로, 카카스(70)를 보호하고, 타이어에 측면 안정성을 제공한다.
비드(40)는 카카스(70)의 끝 부분을 감아주는 철선이 들어있는 영역으로, 철선에 고무막을 입히고 코드를 감싸는 구조로 되었다. 비드(40)는 타이어(101)를 휠 림(wheel rim)에 장착 및 고정하는 역할을 한다.
벨트(50)는 트레드(10)와 카카스(70)의 중간에 위치한 코트층이다. 벨트(50)는 외부로부터의 충격이나 외적 조건에 의한 카카스(70) 등 내부 구성 요소의 손상을 방지하는 역할을 하며, 트레드(10)의 형상을 편평하게 유지하여 타이어(101)와 노면의 접촉이 최상의 상태로 유지되도록 한다. 벨트(50)는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 고무 보강재(201)를 포함할 수 있다(도 2 참조).
이너 라이너(60)는 튜브리스(tubeless) 타이어에서 튜브 대신 사용되는 것으로, 공기 투과성이 없거나 매우 적은 특수 고무로 만들어진다. 이너 라이너(60)는 타이어(101)에 충진된 공기가 새지 않도록 한다.
카카스(70)는 강도가 강한 합성섬유로 된 코드가 여러 장 겹쳐져 만들어지며, 타이어(101)의 골격을 형성하는 중요한 부분이다. 카카스(70)는 타이어(101)가 받는 하중과 충격을 견디고 공기압을 유지하는 역할을 한다. 카카스(70)는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 고무 보강재(201)를 포함할 수 있다.
그루브(80)는 트레드 영역에 있는 굵은 홈(void)을 지칭한다. 그루브(80)는 젖은 노면 주행시 타이어의 배수성을 높이고 타이어의 접지력을 높이는 기능을 한다.
캡플라이(90)는 트레드(10) 아래의 보호층으로, 그 내부의 다른 구성 요소들을 보호한다. 캡플라이(90)는 고속 주행 차량에 필수적으로 적용된다. 특히, 자동차의 주행속도가 증가함에 따라 타이어의 벨트 부분이 변형되어 승차감이 저하되는 등의 문제가 발생하고 있어, 벨트 부분의 변형을 방지하는 캡플라이(90)의 중요성이 증가되고 있다. 캡플라이(90)는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 고무 보강재(201)로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 타이어(101)는 고무 보강재(201)를 포함한다. 고무 보강재(201)는 캡플라이(90), 벨트(50) 및 카카스(70) 중 적어도 하나에 적용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 얇은 두께와 가벼운 무게를 가지면서도 우수한 내구성을 갖는 고무 보강재가 제공된다. 상기 고무 보강재는 타이어를 경량화하면서도 향상된 구름 저항성의 발현을 가능하게 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 타이어의 부분 절개도이다.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 고무 보강재에 대한 개략적인 단면도이다.
도 3은 합연사의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 고무 보강재에 대한 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 고무 보강재에 대한 개략적인 단면도이다.
도 3은 합연사의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 고무 보강재에 대한 개략적인 단면도이다.
이하, 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예들이 제시된다. 그러나 하기의 실시예들은 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명을 이들만으로 한정하는 것은 아니다.
[제조예]
제조예 1
1) 고무 컴파운드의 제조
이하의 단계(1) 내지 단계(7)에 따라 고무 컴파운드을 제조하였다.
상기 고무 컴파운드의 제조에는 10 L 용량의 프로펠러식 교반기(용기 직경 100 cm, 프로펠러 직경 80 cm, 프로펠러 길이 120 cm, 모델명 SUPER-MIX MR203, 제조사 HADO Co., Ltd.)가 이용되었다.
60 PHR의 천연 고무(TSR 분류기준 20 Grade인 SIR20) 및 0.1 PHR의 소련제(Struktol A86)를 70 ℃의 온도 및 40 rpm의 교반 하에서 120 초 동안 혼합하였다[단계(1)].
상기 단계(1)에서 얻은 혼합물에 40 PHR의 스티렌-부타디엔 고무(SBR-1502)를 첨가한 후 110 ℃의 온도 및 40 rpm의 교반 하에서 60 초 동안 혼합하였다[단계(2)].
상기 단계(2)에서 얻은 혼합물에 50 PHR의 카본 블랙(Corax® N330) 및 6 PHR의 프로세스 오일(파라핀계, P-2, MICHANG)을 첨가한 후 100 ℃의 온도 및 35 rpm의 교반 하에서 60 초 동안 혼합하였다[단계(3)].
상기 단계(3)에서 얻은 혼합물에 5 PHR의 제1 활성제(ZnO), 2 PHR의 제2 활성제(스테아르산), 및 1.5 PHR의 제1 노화 방지제(TMDQ)를 첨가한 후 110 ℃의 온도 및 45 rpm의 교반 하에서 60 초 동안 혼합하였다[단계(4)].
상기 단계(4)에서 얻은 혼합물에 7 PHR의 석유 수지(HIKOTACK® P-90), 1 PHR의 제2 노화 방지제(6PPD) 및 2.5 PHR의 산화 방지제(왁스)를 첨가한 후 100 ℃의 온도 및 40 rpm의 교반 하에서 60 초 동안 혼합하였다[단계(5)].
상기 단계(5)에서 얻은 혼합물을 2 시간 동안 상온(25℃)에 방치한 후 배합하였다. 이어서, 70 ℃의 온도 및 40 rpm의 교반 하에서 120 초 동안 배합하였다[단계(5.5)].
상기 단계(5.5)에서 얻은 혼합물에 3.4 PHR의 황 및 0.85 PHR의 제1 가황 촉진제(TBBS)를 첨가한 후 60 ℃의 온도 및 40 rpm의 교반 하에서 30 초 동안 혼합하였다[단계(6)].
상기 단계(6)에서 얻은 혼합물에 0.6 PHR의 제2 가황 촉진제(DPG) 및 0.2 PHR의 가류 지연제(N-(cyclohexylthio)phthalimide)를 첨가한 후 80 ℃의 온도 및 45 rpm의 교반 하에서 30 초 동안 혼합하였다[단계(7)].
2) 고무 컴파운드 액의 제조
아세톤 43 g 에 트리클로로이소시아누리산(Trichloroisocyanuric acid) 5 g을 용해시켰다.
헥산(Hexane) 432 g 및 상기 용액 48 g 을 혼합하여 헥산:아세톤의 중량비가 10: 1 이 되도록 혼합 용매를 제조하였다.
상기 제조된 고무 컴파운드 120 g 를 상기 혼합 용매 480 g 에 첨가하여, 전체 고무 컴파운드액 중량에 대하여 고무 컴파운드 20 중량%, 트리클로로이소시아누리산(Trichloroisocyanuric acid) 0.8 중량%, 용매 79.2 중량%를 포함하는 고무 컴파운드 액을 제조하였다.
제조예 2
아세톤 대신 에틸아세테이트 43 g을 사용한 것을 제외하고, 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 고무 컴파운드 및 고무 컴파운드액을 제조하였다.
제조예 3
아세톤 80g 에 트리클로로이소시아누리산(Trichloroisocyanuric acid) 5 g을 용해시켰다.
헥산(Hexane) 395g 및 상기 용액 85g 을 혼합하여 헥산:아세톤의 중량비가 4.9: 1가 되도록 혼합 용매를 제조하였다.
상기 제조예의 고무 컴파운드 120 g 를 상기 혼합 용매 480 g 에 첨가하여, 전체 고무 컴파운드액 중량에 대하여 고무 컴파운드 20 중량%, 트리클로로이소시아누리산(Trichloroisocyanuric acid) 0.8 중량%, 용매 79.2 중량%를 포함하는 고무 컴파운드 액을 제조하였다.
비교제조예 1
헥산 432 g 및 아세톤 48g 을 혼합하여 헥산:아세톤의 중량비가 9: 1 이 되도록 혼합 용매를 제조하였다.
상기 제조예의 고무 컴파운드 120 g 를 상기 혼합 용매 480 g 에 첨가하여, 전체 고무 컴파운드액 중량에 대하여 고무 컴파운드 20 중량%, 트리클로로이소시아누리산(Trichloroisocyanuric acid) 0 중량%, 용매 80 중량%를 포함하는 고무 컴파운드 액을 제조하였다.
비교제조예 2
아세톤 45 g 에 트리클로로이소시아누리산(Trichloroisocyanuric acid) 1 g을 용해시켰다.
헥산(Hexane) 434g 및 상기 용액 46g 을 혼합하여 헥산:아세톤의 중량비가 9.6: 1 이 되도록 혼합 용매를 제조하였다.
상기 제조예의 고무 컴파운드 120 g 를 상기 혼합 용매 480 g 에 첨가하여, 전체 고무 컴파운드액 중량에 대하여 고무 컴파운드 20 중량%, 트리클로로이소시아누리산(Trichloroisocyanuric acid) 0.2 중량%, 용매 79.2 중량%를 포함하는 고무 컴파운드 액을 제조하였다.
비교제조예 3
아세톤 44.5g 에 트리클로로이소시아누리산(Trichloroisocyanuric acid) 2.5 g을 용해시켰다.
헥산(Hexane) 433g 및 상기 용액 47g 을 혼합하여 헥산:아세톤의 중량비가 9.7: 1 이 되도록 혼합 용매를 제조하였다.
상기 제조예의 고무 컴파운드 120 g 를 상기 혼합 용매 480 g 에 첨가하여, 전체 고무 컴파운드액 중량에 대하여 고무 컴파운드 20 중량%, 트리클로로이소시아누리산(Trichloroisocyanuric acid) 0.4 중량%, 용매 79.2 중량%를 포함하는 고무 컴파운드 액을 제조하였다.
비교제조예 4
아세톤 44g 에 트리클로로이소시아누리산(Trichloroisocyanuric acid) 7 g을 용해시켰다.
헥산(Hexane) 429g 및 상기 용액 51g 을 혼합하여 헥산:아세톤의 중량비가 9.7: 1 이 되도록 혼합 용매를 제조하였다.
상기 제조예의 고무 컴파운드 120 g 를 상기 혼합 용매 480 g 에 첨가하여, 전체 고무 컴파운드액 중량에 대하여 고무 컴파운드 20 중량%, 트리클로로이소시아누리산(Trichloroisocyanuric acid) 1.2 중량%, 용매 79.2 중량%를 포함하는 고무 컴파운드 액을 제조하였다.
비교제조예 5
아세톤 42g 에 트리클로로이소시아누리산(Trichloroisocyanuric acid) 9.5 g을 용해시켰다.
헥산(Hexane) 428.5g 및 상기 용액 51.5g 을 혼합하여 헥산:아세톤의 중량비가 10.2: 1 이 되도록 혼합 용매를 제조하였다.
상기 제조예의 고무 컴파운드 120 g 를 상기 혼합 용매 480 g 에 첨가하여, 전체 고무 컴파운드액 중량에 대하여 고무 컴파운드 20 중량%, 트리클로로이소시아누리산(Trichloroisocyanuric acid) 1.6 중량%, 용매 79.2 중량%를 포함하는 고무 컴파운드 액을 제조하였다.
비교제조예 6
아세톤 110g 에 트리클로로이소시아누리산(Trichloroisocyanuric acid) 5 g을 용해시켰다.
헥산(Hexane) 365g 및 상기 용액 115g 을 혼합하여 헥산:아세톤의 중량비가 3.3: 1이 되도록 혼합 용매를 제조하였다.
상기 제조예의 고무 컴파운드 120 g 를 상기 혼합 용매 480 g 에 첨가하여, 전체 고무 컴파운드액 중량에 대하여 고무 컴파운드 20 중량%, 트리클로로이소시아누리산(Trichloroisocyanuric acid) 0.8 중량%, 용매 79.2 중량%를 포함하는 고무 컴파운드 액을 제조하였다.
비교제조예 7
아세톤 136 g 에 트리클로로이소시아누리산(Trichloroisocyanuric acid) 5 g을 용해시켰다.
헥산(Hexane) 339g 및 상기 용액 141g 을 혼합하여 헥산:아세톤의 중량비가 2.5: 1이 되도록 혼합 용매를 제조하였다.
상기 제조예의 고무 컴파운드 120 g 를 상기 혼합 용매 480 g 에 첨가하여, 전체 고무 컴파운드액 중량에 대하여 고무 컴파운드 20 중량%, 트리클로로이소시아누리산(Trichloroisocyanuric acid) 0.8 중량%, 용매 79.2 중량%를 포함하는 고무 컴파운드 액을 제조하였다.
비교제조예 8
아세톤 237.5g 에 트리클로로이소시아누리산(Trichloroisocyanuric acid) 5 g을 용해시켰다.
헥산(Hexane) 237.5g 및 상기 용액 242.5g 을 혼합하여 헥산:아세톤의 중량비가 1:1이 되도록 혼합 용매를 제조하였다.
상기 제조예의 고무 컴파운드 120 g 를 상기 혼합 용매 480 g 에 첨가하여, 전체 고무 컴파운드액 중량에 대하여 고무 컴파운드 20 중량%, 트리클로로이소시아누리산(Trichloroisocyanuric acid) 0.8 중량%, 용매 79.2 중량%를 포함하는 고무 컴파운드 액을 제조하였다.
비교제조예 9
톨루엔 95g 에 트리클로로이소시아누리산(Trichloroisocyanuric acid) 5 g을 용해시켰다.
테트라하이드로 퓨란 380g 및 상기 용액 100 g 을 혼합하여 톨루엔: 테트라하이드로 퓨란의 중량비가 2:8가 되도록 혼합 용매를 제조하였다.
상기 제조예의 고무 컴파운드 120 g 를 상기 혼합 용매 480 g 에 첨가하여, 전체 고무 컴파운드액 중량에 대하여 고무 컴파운드 20 중량%, 트리클로로이소시아누리산(Trichloroisocyanuric acid) 0.8 중량%, 용매 79.2 중량%를 포함하는 고무 컴파운드 액을 제조하였다.
| 제1 용매 및 제2 용매 구성 | 전체 고무 컴파운드액 조성 | |||||
| 제1용매 | 제2용매 | 제1 용매와 제2 용매의 혼합 중량비 | 고무 컴파운드 (중량%) |
혼합 용매 (중량%) |
N-할로이미드 화합물 (중량%) | |
| 제조예1 | 헥산 | 아세톤 | 10:1 | 20 | 79.2 | 0.8 |
| 제조예2 | 헥산 | 에틸아세테이트 | 10:1 | 20 | 79.2 | 0.8 |
| 제조예3 | 헥산 | 아세톤 | 4.9:1 | 20 | 79.2 | 0.8 |
| 비교제조예1 | 헥산 | 아세톤 | 9:1 | 20 | 80 | 0 |
| 비교제조예2 | 헥산 | 아세톤 | 9.6:1 | 20 | 79.8 | 0.2 |
| 비교제조예3 | 헥산 | 아세톤 | 9.7:1 | 20 | 79.6 | 0.4 |
| 비교제조예4 | 헥산 | 아세톤 | 9.7:1 | 20 | 78.8 | 1.2 |
| 비교제조예5 | 헥산 | 아세톤 | 10.2:1 | 20 | 78.4 | 1.6 |
| 비교제조예6 | 헥산 | 아세톤 | 3.3:1 | 20 | 79.2 | 0.8 |
| 비교제조예7 | 헥산 | 아세톤 | 2.5:1 | 20 | 79.2 | 0.8 |
| 비교제조예8 | 헥산 | 아세톤 | 1:1 | 20 | 79.2 | 0.8 |
| 비교제조예9 | 테트라하이드로 퓨란 | 톨루엔 | 4:1 | 20 | 79.2 | 0.8 |
상기 전체 고무 컴파운드액 조성은 전체 고무 컴파운드액 중량에 대한 각 성분의 함량을 의미한다.
실시예,비교예 및 참고예
(1) 텍스타일 기재의 준비
1260 de의 나일론 필라멘트(제1 하연사)와 1500 de의 아라미드 필라멘트(제2 하연사)를 준비하였다. 케이블 코더를 이용하여 상기 제1 및 제2 필라멘트에 대한 하연(반시계 방향) 및 상연(시계 방향)을 동시에 수행하여 300 TPM의 꼬임수를 갖는 합연사(110)를 제조하였다.
상기 합연사(110)를 경사(warp yarn)로 사용하고, 면사를 위사(weft yarn)로 사용하여 직물을 제직하여 두께 0.36 mm의 텍스타일 기재(210)를 제조하였다.
(2) 접착층의 형성
상기 텍스타일 기재(210)를 15 중량%의 레조시놀-포름알데하이드-라텍스(RFL) 및 85 중량%의 용제(물, H2O)를 포함하는 접착 코팅액에 침지한 후, 150 ℃ 에서 100 초 동안 열처리하여 접착층(220)을 형성하였다. 텍스타일 기재 및 접착층의 총 두께는 0.40 mm 로 측정되었다.
(3) 고무 컴파운드 층의 형성
이어서, 콤마 코터(comma coater)를 이용하여, 상기 접착층(220) 상에 상기 제조예 및 비교제조예 중 어느 하나의 고무 컴파운드 액을 단위 면적당 도포량 120 ~ 130 g/m2로 도포한 후, 70 ℃의 온도에서 용매를 휘발시켜 고무 컴파운드 층(230)이 형성된 고무 보강재(201)를 제조하였다.
(4) 재단
상기 고무 보강재(201)를 10 mm 폭으로 재단하여 캡플라이(90)용 고무 보강재를 제조하였다. 상기 재단에는 커터 나이프가 사용되었다.
(5) 타이어의 제조
재단된 고무 보강재를 205/55R16 규격의 타이어의 제조에 적용하였다. 상기 타이어의 제조를 위해, 1300De/2ply HMLS 타이어 코드를 포함하는 바디플라이 및 스틸 코드(steel cord) 벨트가 사용되었다.
구체적으로, 이너라이너 고무 상에 바디플라이용 고무를 적층하고, 비드 와이어 및 벨트부를 적층한 후 상기 제조된 고무 보강재를 투입하고, 트레드부, 숄더부 및 사이드월부 형성을 위한 고무층을 순차적으로 형성하여 그린타이어를 제조하였다. 상기 그린타이어를 가류 틀에 넣고 170 ℃에서 15 분 동안 가류하여 타이어를 제조하였다.
시험예
(1) 두께
실시예 및 비교예에 따른 고무 보강재에서 고무 컴파운드 층의 두께(t1)를 Mitutoyo社의 vernier calipers를 이용하여 측정하였다.
(2) 접착력
ASTM D4393의 표준 시험법에 따라 상기 고무 컴파운드 층의 Belt 및 Under Tread에 대한 접착성(strap peel adhesion)을 테스트하였다. 상기 테스트는 Instron Clampe (Grip, CAT. No. 2712-041)를 이용하여 125 mm/min의 Cross Head Speed 하에서 수행되었다.
| 고무 컴파운드액 | 고무 컴파운드층 두께 (㎛) |
접착력 (Belt) (N/inch) |
접착력 (Under Tread) (N/inch) |
|
| 실시예1 | 제조예1 | 43~45 | 14.9 | 20.5 |
| 실시예2 | 제조예2 | 43~45 | 14.3 | 20.1 |
| 실시예3 | 제조예3 | 43~49 | 12 | 19.5 |
| 비교예1 | 비교제조예1 | 43~47 | 12.0 | 18.5 |
| 참고예1 | 비교제조예2 | 43~47 | 12.9 | 18.7 |
| 참고예2 | 비교제조예3 | 43~46 | 13.5 | 18.6 |
| 참고예3 | 비교제조예4 | 43~47 | 13.4 | 16.5 |
| 참고예4 | 비교제조예5 | 43~49 | 12.5 | 14.4 |
| 참고예5 | 비교제조예6 | 44~50 | 10.2 | 15.1 |
| 참고예6 | 비교제조예7 | 44~51 | 9.9 | 9.1 |
| 참고예7 | 비교제조예8 | 44~52 | 8.5 | 8.9 |
| 참고예8 | 비교제조예9 | 44~53 | 8.0 | 9.5 |
상기 표 1 및 2를 참고하면, 제조예의 고무 컴파운드 액을 적용하여 형성된 고무 컴파운드 층은, 비교 제조예 의 고무 컴파운드 액을 적용하여 형성된 것에 비하여, 우수한 점착성 및 접착력을 구현하는 것으로 확인되었다.
(7) 타이어의 물성 평가
상기 실시예 1, 비교예 1 및 참고예 3 의 타이어에 대해 아래의 물성을 측정하였다. 상기 타이어가 갖는 물성 값은 상기 실시예 1의 타이어의 물성 값을 기준(100%)으로 환산한 값이다.
- 재료 중량: 실시예 1의 고무 보강재 및 참고예의 타이어 코드의 무게
- 타이어 중량: 실시예 1 및 참고예의 타이어의 중량
- 고속 주행성: 미국 FMVSS 139H의 표준 시험법에 따라 측정
- 내구력: 미국 FMVSS 139E의 표준 시험법에 따라 측정
- 구름 저항성(RRc): ISO 28580의 표준 시험법에 따라 측정
| 고무 컴파운드액 | 재료 중량 | 타이어 중량 | 고속 주행성 | 내구력 | 구름 저항성(RRc) | |
| 실시예1 | 제조예1 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| 비교예1 | 비교제조예1 | 100 | 100 | 97 | 98 | 100 |
| 참고예3 | 비교제조예4 | 100 | 100 | 98 | 98 | 100 |
상기 표 3을 참고하면, 실시예의 타이어는 발명의 구현 예에 따른 고무 보강재를 포함함에 따라 비교예의 타이어에 비해 가벼우면서도 고속 주행성, 내구력, 구름 저항성이 우수한 것으로 확인되었다.
210: 트레드
20: 숄더
30: 사이드 월
40: 비드
50: 벨트
60: 이너 라이너
70: 카카스
80: 그루브
90: 캡플라이
101: 타이어
110: 합연사
111: 제1 하연사
112: 제2 하연사
201, 301: 고무 보강재
210: 텍스타일 기재
220: 접착층
230: 고무 컴파운드 층
20: 숄더
30: 사이드 월
40: 비드
50: 벨트
60: 이너 라이너
70: 카카스
80: 그루브
90: 캡플라이
101: 타이어
110: 합연사
111: 제1 하연사
112: 제2 하연사
201, 301: 고무 보강재
210: 텍스타일 기재
220: 접착층
230: 고무 컴파운드 층
Claims (18)
- 섬유 기재;
상기 섬유 기재 상에 배치된 접착층; 및
상기 접착층 상에 배치된 고무 컴파운드 층을 포함하고,
상기 고무컴파운드 층은 고무컴파운드층 형성용 조성물의 경화물을 포함하고,
상기 고무컴파운드층 형성용 조성물은 고무 컴파운드 및 N-할로이미드 화합물을 포함하는, 고무 보강재.
- 제1항에 있어서,
상기 N-할로이미드 화합물은 상기 고무컴파운드층 형성용 조성물 전체 중량에 대하여
1.0 중량 % 이하로 포함하는, 고무 보강재.
- 제1 항에 있어서,
상기 N-할로이미드 화합물은,
할로겐 원소가 2 이상 치환된 탄소수 3 이상 10 이하의 고리형 이미드 화합물을 포함하는, 고무 보강재.
- 제1 항에 있어서,
상기 N-할로이미드 화합물은,
트리클로로이소시아눌산, 디클로로이소시아눌산금속염, 트리브로모이소시아눌산 및 디브로모이소시아눌 산금속염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 N-할로이미드 화합물을 포함하는, 고무 보강재.
- 제1 항에 있어서,
상기 N-할로이미드 화합물은,
하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는, 고무 보강재:
[화학식 1]
상기 화학식 1에서,
R1 은 수소, 할로겐기 또는 탄소수 1 내지 10 이하의 알킬기이고,
X1 및 X2는 각각 독립적으로 할로겐기 이다.
- 제1항에 있어서,
상기 고무컴파운드층 형성용 조성물은
1 종 이상의 탄소수 5 이하의 용매 및 1종 이상의 탄소수 6 이상의 용매를 포함하는, 고무 보강재.
- 제6항에 있어서,
상기 고무컴파운드층 형성용 조성물은
상기 탄소수 5 이하의 용매 100 중량부에 대하여
상기 탄소수 6 이상의 용매를 400 중량부 이상 3000 중량부 이하로 포함하는, 고무 보강재.
- 제1항에 있어서,
상기 고무 컴파운드 층은 두께가 2 ㎛ 내지 200 ㎛인, 고무 보강재.
- 제1 항에 있어서,
상기 섬유 기재는 섬유 얀(yarn) 및 텍스타일 기재 중 적어도 하나를 포함하는, 고무 보강재.
- 제1항에 있어서,
상기 접착층은 레조시놀-포름알데하이드-라텍스(RFL)를 포함하는, 고무 보강재.
- 제1항에 있어서,
상기 고무컴파운드층 형성용 조성물은 탄성 중합체, 황, 가황 촉진제, 및 가류 지연제를 포함하는, 고무 보강재.
- 제11항에 있어서,
상기 탄성 중합체는 천연고무, 스티렌-부타디엔 고무, 부타디엔 고무, 클로로프렌 고무, 이소부틸렌 고무, 이소프렌 고무, 니트릴 고무, 부틸 고무, 및 네오프렌 고무로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 고무를 포함하는, 고무 보강재.
- 제1항에 있어서,
상기 고무컴파운드층 형성용 조성물은
60 내지 70 PHR (parts per hundred rubber)의 천연 고무,
30 내지 40 PHR의 스티렌-부타디엔 고무,
1 내지 5 PHR의 황,
1 내지 5 PHR의 가황 촉진제, 및
0.1 내지 0.5 PHR의 가류 지연제를 포함하는, 고무 보강재.
- 제1항에 있어서,
상기 고무컴파운드층 형성용 조성물은 소련제, 카본 블랙, 프로세스 오일, 활성제, 노화 방지제, 석유 수지, 및 산화 방지제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함하는, 고무 보강재.
- 섬유 기재를 준비하는 단계,
섬유 기재 상에 접착층을 형성하는 단계, 및
상기 접착층 상에 고무컴파운드층 형성용 조성물을 도포하고 열처리하여 고무 컴파운드 층을 형성하는 단계를 포함하고;
상기 고무컴파운드층 형성용 조성물은 고무 컴파운드 및 N-할로이미드 화합물을 포함하는, 고무 보강재의 제조 방법.
- 제15항에 있어서,
상기 고무 컴파운드는,
60 내지 70 PHR의 천연 고무를 60 내지 70 ℃의 온도 및 30 내지 40 rpm의 교반 하에서 100 내지 120 초 동안 혼합하는 단계(a),
상기 단계(a)의 혼합물을 포함한 조성물에 30 내지 40 PHR의 스티렌-부타디엔 고무를 첨가한 후 100 내지 110 ℃의 온도 및 30 내지 40 rpm의 교반 하에서 30 내지 60 초 동안 혼합하는 단계(b),
상기 단계(b)의 혼합물을 포함한 조성물에 1 내지 5 PHR의 황 및 0.5 내지 2.5 PHR의 제1 가황 촉진제를 첨가한 후 50 내지 60 ℃의 온도 및 30 내지 40 rpm의 교반 하에서 30 내지 60 초 동안 혼합하는 단계(c), 및
상기 단계(c)의 혼합물을 포함한 조성물에 0.5 내지 2.5 PHR의 제2 가황 촉진제 및 0.1 내지 0.5 PHR의 가류 지연제를 첨가한 후 70 내지 80 ℃의 온도 및 40 내지 45 rpm의 교반 하에서 30 내지 60 초 동안 혼합하는 단계(d)
를 포함하여 준비되는, 고무 보강재의 제조 방법.
- 제1항에 따른 고무 보강재를 포함하는 타이어.
- 제17항에 있어서,
상기 고무 보강재가 캡플라이, 벨트 및 카카스 중 적어도 하나에 적용된, 타이어.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210153382A KR20230067356A (ko) | 2021-11-09 | 2021-11-09 | 경량화된 고무 보강재, 그 제조 방법 및 이를 포함하는 타이어 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210153382A KR20230067356A (ko) | 2021-11-09 | 2021-11-09 | 경량화된 고무 보강재, 그 제조 방법 및 이를 포함하는 타이어 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230067356A true KR20230067356A (ko) | 2023-05-16 |
Family
ID=86546464
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210153382A KR20230067356A (ko) | 2021-11-09 | 2021-11-09 | 경량화된 고무 보강재, 그 제조 방법 및 이를 포함하는 타이어 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20230067356A (ko) |
-
2021
- 2021-11-09 KR KR1020210153382A patent/KR20230067356A/ko active Search and Examination
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10767086B2 (en) | Aqueous adhesive composition based on polyaldehyde and polyphenol | |
| US9463669B2 (en) | Tire | |
| AU2004202650B2 (en) | Polyester Cords and Their Use in Runflat Tires | |
| US20160251550A1 (en) | Aqueous adhesive composition with a base of biosourced aldehyde and polyphenol | |
| US20140308864A1 (en) | Aqueous adhesive composition based on polyaldehyde and 2,2',4,4' -tetrahydroxydiphenyl sulphide | |
| JP7128218B2 (ja) | 軽量化されたゴム補強材の製造方法 | |
| KR102427757B1 (ko) | 고무 보강재, 그 제조방법 및 이를 포함하는 타이어 | |
| JP3706461B2 (ja) | 空気入りタイヤ | |
| KR20140119357A (ko) | 공기입 타이어의 제조 방법 | |
| KR20190003205A (ko) | 타이어의 중량을 감소시킬 수 있는 고무 보강재, 그 제조방법 및 이를 포함하는 타이어 | |
| KR20230067356A (ko) | 경량화된 고무 보강재, 그 제조 방법 및 이를 포함하는 타이어 | |
| JP7462801B2 (ja) | 軽量化されたゴム補強材、その製造方法およびそれを含むタイヤ | |
| EP3795349B1 (en) | Tire cord having high adhesion and method of preparing the same | |
| KR20220076295A (ko) | 경량화된 고무 보강재, 그 제조 방법 및 이를 포함하는 타이어 | |
| US20230278319A1 (en) | Rubber reinforcing material with reduced weight, method of preparing the same, and tire comprising the same | |
| JP7518923B2 (ja) | 軽量化されたゴム補強材、その製造方法およびそれを含むタイヤ | |
| JP3734923B2 (ja) | トレッド用ゴム組成物及びそれを用いたタイヤ | |
| WO2021182543A1 (ja) | タイヤ | |
| KR20190143690A (ko) | 경량화된 고무 보강재, 그 제조방법 및 이를 포함하는 타이어 | |
| WO2019245337A1 (ko) | 고무 보강재, 그 제조방법 및 이를 포함하는 타이어 | |
| JP2021142848A (ja) | 空気入りタイヤ、及び、空気入りタイヤの製造方法 | |
| JP2021142847A (ja) | タイヤ | |
| JPH06344466A (ja) | 乗用車用空気入りラジアルタイヤおよびその製造方法 | |
| JP2021142861A (ja) | タイヤ | |
| JP2003011624A (ja) | 空気入りタイヤ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination |