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KR20210015418A - 공명음 저감 타이어 - Google Patents

공명음 저감 타이어 Download PDF

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KR20210015418A
KR20210015418A KR1020190094220A KR20190094220A KR20210015418A KR 20210015418 A KR20210015418 A KR 20210015418A KR 1020190094220 A KR1020190094220 A KR 1020190094220A KR 20190094220 A KR20190094220 A KR 20190094220A KR 20210015418 A KR20210015418 A KR 20210015418A
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KR
South Korea
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group
adhesive
formula
noise reduction
tire
Prior art date
Application number
KR1020190094220A
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English (en)
Inventor
서병호
Original Assignee
한국타이어앤테크놀로지 주식회사
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Publication date
Application filed by 한국타이어앤테크놀로지 주식회사 filed Critical 한국타이어앤테크놀로지 주식회사
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Abstract

본 발명은 이너라이너 내측에 도포된 접착제층; 및 상기 접착제층에 부착된 흡음재층을 포함하고, 상기 접착제층은 실리콘 접착제 주제와 경화제를 반응시켜 제조되는 것으로, 상기 실리콘 접착제 주제는 비닐기를 포함하는 폴리오르가노실록산 또는 알콕시실란기를 포함하는 폴리에테르인 것인 공명음 저감 타이어에 관한 것으로, 주행 시 발열 및 변형에도 흡음재의 탈리가 없는 안정적인 공명음 저감 타이어를 제공한다.

Description

공명음 저감 타이어{CAVITY NOISE REDUCTION TIRE}
본 발명은 경화 속도를 조절할 수 있는 접착제 조성물을 포함함으로써, 주행 시 발열 및 변형에도 흡음재의 탈리가 없는 안정적인 공명음 저감 타이어에 관한 것이다.
자동차 소음과 관련하여 정부 규제의 강화 및 전기차의 수요가 확대됨에 따라 타이어로부터 발생되는 소음 저감 요구가 점차 적으로 증가하는 추세이다. 하지만 최근 개발 동향은 타이어 노면에 접촉하는 트레드부가 광폭으로 이루어져 있고 타이어 측면에 해당하는 사이드월 (Side wall)의 편평비가 낮은 UHP (Ultra high performance) 타이어가 각광을 받고 있다. 이러한 타이어는 구조적인 특성에 기인하여 사이드 월의 강성이 증가하여 노면에서 전달된 충격을 타이어 자체 구조에서 적절한 댐핑 (Damping) 역할을 수행하지 못함에 따라 소음 유발에 관련된 음압을 상승 시키는 결과를 초래한다. 이는 타이어 내부 (Cavity)에서 공기 진동을 발생시켜 차량 내부까지 소음이 전달되어 운전자가 이를 감지하게 되어 주행 시 승차감을 감소시키는 원인이 된다(이하 공기 진동에 따른 소음은 공명음으로 통칭함).
공명음을 저감시키기 위한 종래의 기술로는, 개방형 셀을 가지고 있는 폴리우레탄 재질의 발포체를 활용하는 기술이 있다. 그러나 이러한 폴리우레탄 재질의 발포체를 타이어 내측의 이너라이너에 부착하기 위하여 일반적인 실리콘계 접착제를 사용할 경우, 상온에서 상당시간이 지나야 경화 반응이 일어나므로 충분한 경화 시간이 주어지지 않으면 타이어 운반 과정에서 피착제가 이탈하는 문제점이 발생한다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 접착제를 바른 타이어 내부에 장치를 설치하거나 상당시간 보관 후에 이송을 하게 되면, 타이어 내부 장치의 개발 및 개발된 장치를 설치하는 프로세스가 도입되는 불필요한 작업 공정이 추가되거나, 이를 보관하는 별도의 장소를 준비해야하는 큰 투자 비용이 소요된다. 또한 이러한 공정이 추가됨에도 불구하고 보관 과정에서 피착물의 위치가 이동된다면 타이어의 발란스 및 유니포미티에 큰 영향을 주어 타이어 내구에 큰 악영향을 미칠 수가 있기 때문에 피착물이 탈착되는 문제보다 더 큰 문제점이 야기 될 수 있다.
상기 문제점을 해결하기 위한 또 다른 방법으로는 경화속도를 향상시키기 위하여 습기가 높은 곳에 보관을 하거나, 접착제에 고온을 부여할 수 있는데, 습기가 높은 조건은 설비의 조기 노화를 야기시킬 수 있어 공정 추가비용 및 설비 관리의 어려움이 발생할 수 있고, 고온을 부여할 경우 설비 내 접착제가 경화되어 설비 가동에 문제를 야기시키거나 타이어의 노화를 야기시킬 수 있다.
이에 상기와 같은 접착제의 문제점을 해결하고, 타이어의 공명음을 저감시키기 위한 흡음재를 이너라이너에 접착시키기 위하여, 경화속도를 조절할 수 있는 특수한 접착제의 개발이 필요하다.
일본 공개특허 제2015-166134호(공개일: 2015.09.24)
본 발명의 목적은 경화 속도를 조절할 수 있는 접착제로 흡음재를 부착하여 타이어의 소음 중 타이어 내부의 공기 진동으로 발생되는 공명음을 저감시킨 타이어를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 경화 속도 조절 가능한 접착제 조성물로 흡음재를 부착하여 타이어 제조 공정의 효율성 향상 및 주행 시 타이어의 온도변화, 자동차 하중과 외부 충격으로 인한 변형에도 흡음재의 박리나 이탈이 없이 타이어 마모수명까지 공명음 저감 성능이 유지되는 타이어를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 이너라이너 내측에 도포된 접착제층; 및 상기 접착제층에 부착된 흡음재층을 포함하고, 상기 접착제층은 실리콘 접착제 주제와 경화제를 반응시켜 제조되는 것으로, 상기 실리콘 접착제 주제는 비닐기를 포함하는 폴리오르가노실록산 또는 알콕시실란기를 포함하는 폴리에테르인 것인 공명음 저감 타이어를 제공한다.
상기 비닐기를 포함하는 폴리오르가노실록산은 하기 화학식 1로 표시될 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에서, 상기 R은 비닐기이고, R'은 아세테이트, 알콕시, 옥심(Oxime), 벤자미드(Benzamide), 아민 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 가수분해성기(hydrolysable group)이고, 상기 n은 1 내지 500 이다.
상기 알콕시실란기를 포함하는 폴리에테르는 하기 화학식 2로 표시될 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00002
상기 화학식 2에서, 상기 R1 내지 R3 는 각각 독립적으로 알킬기 및 알콕시기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이고, R1 내지 R3 중 적어도 어느 하나는 알콕시기이고, n은 10 내지 1,000 이다.
상기 비닐기를 포함하는 폴리오르가노실록산과 반응하는 경화제는 Si-H 결합을 갖는 화합물일 수 있다.
상기 알콕시실란기를 포함하는 폴리에테르과 반응하는 경화제는 규산 에틸, 규산 프로필렌, 탄소 관능성 알콕시 실란 및 이들의 가수분해물을 포함할 수 있다.
상기 접착제층은 상기 실리콘 접착제 주제 100 중량부 및 상기 경화제 10 내지 50 중량부를 반응시켜 제조될 수 있다.
상기 흡음재층은 폴리우레탄 폼을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 타이어는 지속력이 강한 접착제로 흡음재를 부착하여 타이어의 소음 중 타이어 내부의 공기 진동으로 발생되는 공명음을 저감시킬 수 있다.
본 발명에 따른 타이어는 경화 속도 조절이 가능한 접착제를 사용하여 공명음 저감 타이어의 제조공정의 효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 공기압 타이어의 측단면도이다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공명음 저감 타이어는 이너라이너 내측에 도포된 접착제층; 및 상기 접착제층에 부착된 흡음재층을 포함하고, 상기 접착제층은 실리콘 접착제 주제와 경화제를 반응시켜 제조되는 것으로, 상기 실리콘 접착제 주제는 비닐기를 포함하는 폴리오르가노실록산 또는 알콕시실란기를 포함하는 폴리에테르인 것일 수 있다.
상기 비닐기를 포함하는 폴리오르가노실록산은 하기 화학식 1로 표시되는 것일 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00003
상기 화학식 1에서, 상기 R은 비닐기이고, R'은 아세테이트, 알콕시, 옥심(Oxime), 벤자미드(Benzamide), 아민 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 가수분해성기(hydrolysable group)이고, 상기 n은 1 내지 500 이다.
상기 알콕시실란기를 포함하는 폴리에테르는 하기 화학식 2로 표시되는 것일 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00004
상기 화학식 2에서, 상기 R1 내지 R3 는 각각 독립적으로 알킬기 및 알콕시기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이고, R1 내지 R3 중 적어도 어느 하나는 알콕시기이고, n은 10 내지 1,000 이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기압 타이어의 측단면도를 도 1에 나타내었다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 공기압 타이어(1)는, 이너라이너 내측 면에 도포된 접착제층(2)을 포함하고, 상기 접착제층(2)에 부착된 흡음재층(3)을 포함한다.
상기 접착제층(2)은 실리콘 접착제 주제와 경화제를 반응시켜 제조되는 것이다.
일반적인 실리콘계 접착제는 상온습기경화형으로 상온에서 상당시간이 지나야 경화 반응이 일어난다. 충분한 경화 시간이 주어지지 않으면 타이어 운반 과정에서 피착제가 이탈하는 문제점이 발생할 수 있다.
그러나 본 발명에 따른 접착제층(2)은 실리콘 접착제 주제에 경화제를 공정 중 혼합하여 사용함으로써 접착제층(2) 적용시 반응 속도를 조절할 수 있으므로 공정에 적합한 경화 시간을 용이하게 설정할 수 있다.
또한 본 발명의 접착제층(2)은 도포 전 상기 실리콘 접착제 주제와 경화제가 분리되어있는 2액형으로 물성 변화 없이 사용가능하다는 장점이 있다.
본 발명에 따른 실리콘 접착제 주제는 형태가 유연하여 도포면이 우레탄폼과 같이 빈 공간이 많아도 부착력이 강하고, 부착 유지력이 우수하다는 특징이 있다.
상기 비닐기를 포함하는 폴리오르가노실록산은 폴리오르가노실록산 및 오르가노실리콘을 포함하는 것일 수 있다. 상기 실리콘 폴리머는, 예를 들면, 유럽의 특허 출원 번호 EP 0 118 030 A, EP 0 316 591 A, EP 0 327 847 A 및 EP 0 553 143 A, 독일 특허 출원 번호 DE 195 49 425 A와 미국 특허 번호 4,417,042로부터 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 알려져 있다.
상기 폴리오르가노실록산(-Si-O-Si-)은 유기기(organic groups)로 치환된 실록산 결합을 주축으로 하는 중합체로 구체적으로 테트라메틸디실록산, 테트라페닐디실록산, 헥사메틸디실록산 및 헥사페닐디실록산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것일 수 있다.
상기 오르가노실리콘은 아세테이트, 알콕시, 옥심(Oxime), 벤자미드(Benzamide), 아민 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 가수분해성기(hydrolysable group)를 포함하는 것일 수 있다.
더욱 구체적으로 상기 폴리오르가노실록산 및 오르가노실리콘을 포함하는 실리콘 접착제는 하기 화학식 3으로 표시되는 폴리오르가노실록산 반복 단위들 및 하기 화학식 4로 표시되는 오르가노실리콘들을 포함할 수 있다. 상기 오르가노실리콘들은 상기 폴리오르가노실록산들 사이에 위치할 수 있다. 또한, 상기 실리콘 접착제의 말단은 하이드록시기로 치환될 수 있다.
[화학식 3]
Figure pat00005
[화학식 4]
Figure pat00006
상기 R은 비닐기이고, R'는 아세테이트, 알콕시, 옥심(Oxime), 벤자미드(Benzamide), 아민 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 가수분해성기(hydrolysable group)일 수 있다. 즉, 상기 실리콘 접착제는 복수개의 오르가노실리콘을 포함할 수 있고, 일부 오르가노실리콘의 R'은 아세테이트, 알콕시, 옥심, 벤자미드, 아민 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 가수분해성기일 수 있고, 상기 n은 1 내지 500일 수 있고, 구체적으로는 15 내지 100일 수 있다.
상기 알콕시 가수분해성기는 탄소수 1 내지 20의 알콕시기일 수 있고, 구체적으로 메톡시기, 에톡시기, n-프로필옥시기, i-프로필옥시기, n-부톡시기, i-부톡시기, t-부톡시기, n-펜틸옥시기, i-펜틸옥시기, n-헥실옥시기, i-헥실옥시기, n-헵틸옥시기, i-헵틸옥시기, n-옥틸옥시기 또는 i-옥틸옥시기일 수 있다.
상기 옥심(-C=NOH) 가수분해성기는 알독심(Aldoxime), 케톡심(Ketoxime) 또는 아미독심(Amidoxime)일 수 있다.
상기 벤자미드 가수분해성기는 벤자미드(C6H5CONH2) 또는 이의 유도체일 수 있다.
또한 상기 아민을 포함하는 가수분해성기는 알킬아민 또는 디알킬아민을 들 수 있고, 구체적으로는 탄소수 1 내지 20의 알킬기를 가지는 알킬아민 또는 디알킬아민을 들 수 있으며, 보다 구체적으로는 에틸아민, 헥실아민, n-프로필아민 또는 디부틸아민 등일수 있다.
상기 폴리오르가노실록산 및 오르가노실리콘을 포함하는 실리콘 접착제는 하기 화학식 1으로 표시되는 화학 구조를 포함하는 것일 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00007
상기 화학식 1에서, 상기 R은 비닐기이고, R'는 아세테이트, 알콕시, 옥심(Oxime), 벤자미드(Benzamide), 아민 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 가수분해성기(hydrolysable group)이고, 상기 n은 1 내지 500 일 수 있고, 구체적으로는 15 내지 100일 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 폴리오르가노실록산(-Si-O-Si-)을 주쇄로 하며, 말단이 하이드록시기로 이루어져 있다. 상기 화합물은 습기경화형으로 공기 중의 수분이나 피착제의 표면에 붙어 있는 수분에 의해 화학 반응이 개시되어 경화가 일어나는 무용재형이다. 경화 후에는 온도에 따른 접착제의 물성 변화가 적고 -50℃에서 200℃까지의 넓은 온도 범위에서 접착력 및 탄성을 유지하며, 내후성, 내구성이 우수한 것이 특징이다.
특히 복수의 R'들이 각각 독립적으로 아세테이트, 알콕시, 옥심, 벤자미드, 아민 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 가수분해성기(hydrolysable group)를 포함할 수 있고, 이의 가수분해 축합 반응 및 촉매와 수분에 의한 축합 반응에 의해 접착제의 경화가 진행된다. 따라서 접착제가 공기 중에 노출되면 상기 가수분해성기 일부가 수분에 의해 알코올(OH)로 치환되고 폴리머끼리 축합반응이 일어나 가교가 생성되어 접착제의 강도를 유지하게 된다.
상기 비닐기를 포함하는 폴리오르가노실록산과 반응하는 경화제는 규산 에틸, 규산 프로필렌, 탄소 관능성 알콕시 실란 및 이들의 가수분해물을 포함하는 것일 수 있다.
상기 비닐기를 포함하는 폴리오르가노실록산과 경화제의 경화 반응은 하기 반응식 1로 표시되는 것일 수 있다.
[반응식 1]
Figure pat00008
상기 반응식 1은 상기 비닐기를 포함하는 폴리오르가노실록산과 상기 Si-H 결합을 포함하는 경화제를 백금 촉매하에 부가반응시킴에 따라 실록산을 가교시키는 부가형 경화 방식이다.
상기 알콕시실란기를 포함하는 폴리에테르는 하기 화학식 2로 표시되는 양 말단에 알콕시실란을 포함하는 폴리에테르일 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00009
상기 화학식 2에서, 상기 R1 내지 R3 는 각각 독립적으로 알킬기 및 알콕시기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이고, R1 내지 R3 중 적어도 어느 하나는 알콕시기이고, n은 10 내지 1,000 이다.
상기 에테르 반복단위는 하기 화학식 2로 표시되는 옥시프로필렌(oxypropylene)인 것일 수 있다.
[화학식 5]
Figure pat00010
상기 화학식 5의 중합체는 양 말단에 기능성기로 알콕시실란기를 포함하여 중합체간의 가교구조를 이룰 수 있게 하여 접착 강도를 강화시켰다.
상기 알콕시실란은 모노 알콕시실란, 디 알콕시실란, 트리 알콕시실란일 수 있다.
상기 알콕시실란은 탄소수 1 내지 3의 알콕시기를 포함하는 것일 수 있고, 바람직하게는 메톡시실란, 에톡시실란, 및 프로폭시실란으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 것일 수 있고, 더욱 구체적으로 메틸디메톡시실란, 메틸디에톡시실란, 메틸디프로폭시실란, 메틸디부톡시실란, 에틸디메톡시실란, 에틸디에톡시실란, 에틸디프로폭시실란, 에틸디부톡시실란, 프로필디메톡시실란, 프로필디에톡시실란, 프로필디프로폭시실란, 프로필디부톡시실란, 부틸디메톡시실란, 부틸디에톡시실란, 부틸디프로폭시실란, 부틸디부톡시실란, 디메틸메톡시실란, 디메틸에톡시실란, 디메틸프로폭시실란, 디메틸부톡시실란, 디에틸메톡시실란, 디에틸에톡시실란, 디에틸프로폭시실란, 디에틸부톡시실란, 디프로필메톡시실란, 디프로필에톡시실란, 디프로필프로폭시실란, 디프로필부톡시실란, 디부틸메톡시실란, 디부틸에톡시실란, 디부틸프로폭시실란, 디부틸부톡시실란, 메틸에틸메톡시실란, 메틸프로필메톡시실란, 메틸부틸메톡시실란, 메틸에틸에톡시실란, 메틸프로필에톡시실란, 메틸부틸에톡시실란, 메틸에틸프로폭시실란, 메틸프로필프로폭시실란, 메틸부틸프로폭시실란, 메틸에틸부톡시실란, 메틸프로필부톡시실란, 메틸부틸부톡시실란, 트리메톡시실란, 트리에톡시실란, 및 트리프로폭시실란으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.
상기 화학식 2는 중량평균분자량이 1,000 내지 30,000 g/mol인 것일 수 있다.
분자량이 1,000 g/mol 미만일 경우 분자량이 적어 신장율이 떨어져 인장 물성 저하의 문제가 발생할 수 있고, 30,000 g/mol을 초과할 경우 양 말단 결합기가 적이 가교밀도가 낮아지게 되어 인장 물성 및 결합력에 문제가 발생할 수 있다.
상기 화학식 2는 더욱 구체적으로 하기 화학식 6으로 표시되는 것일 수 있다.
[화학식 6]
Figure pat00011
R1 내지 R3 는 각각 독립적으로 알킬기 및 알콕시기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이고, R1 내지 R3 중 적어도 어느 하나는 알콕시기이고, n은 10 내지 1,000 이다.
상기 제2 실리콘 폴리머를 포함하는 접착제 조성물은, 자동차 하중과 외부의 충격 등에 의한 변성이나 주행중 발열에도 흡음재의 탈착, 박리 또는 이탈 없이 타이어 마모수명까지 공명음 저감 성능이 유지될 수 있다.
상기 알콕시실란기를 포함하는 폴리에테르와 반응하는 경화제는 규산 에틸, 규산 프로필렌, 탄소 관능성 알콕시 실란 및 이들의 가수분해물을 포함하는 것일 수 있다.
상기 알콕시실란기를 포함하는 폴리에테르와 경화제의 경화 반응은 하기 반응식 2로 표시되는 것일 수 있다.
[반응식 2]
Figure pat00012
상기 반응식 2는 실리콘 접착제 주제에 경화제가 축합형으로 경화되는 방식이다.
상기 접착제층(2)은 상기 실리콘 접착제 주제 100 중량부 및 상기 경화제 10 내지 50 중량부를 반응시켜 제조되는 것일 수 있다.
통상의 실리콘 접착제의 경우, 타이어를 사용하는 초기에 흡음재가 탈착이 되는 경우 오랜기간 사용할 수 없다는 단점이 존재하거나, 초기에는 접착이 잘 되어 있으나 노화가 될 수록 접착력은 약화가 되어 장기간 사용하게 된다면 소음 흡수에 어려움이 발생할 수 있다.
하지만 본 발명과 같이 실리콘 접착제 주제와 경화제를 반응 직전 혼합하여 사용할 경우 주제의 적용 양(두께 등)이 증가하더라도 빠른 시간 내에 경화가 가능하므로 단기간에 우수한 접착력을 발휘할 수 있다.
상기한 성분들 외에, 상기 접착제층(2)은 선택적으로 가소제, 탈수제, 접착촉진제 및 경화촉진제 등 통상 접착제의 물성적 특성 개선을 위해 사용되는 첨가제를 1종 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 더 포함할 수 있다.
상기 가소제는 말단에 알콕시실란을 포함하는 폴리에테르 100 중량부에 대하여 50 내지 70 중량부로 포함되는 것일 수 있다.
상기 가소제가 50 중량부 미만인 경우 혼합 시 충진제의 혼합을 적절하게 하지 못하여 분산이 나빠져 전반적인 접착제 물성에 문제가 발생할 수 있고 70 중량부를 초과하여 포함될 경우 저 분자량 재료가 다량 함유되어 강도가 저하되어 접착력에 문제가 발생할 수 있다.
상기 가소제는 에폭시계, 폴리에스터계, 벤조에이트계, 또는 사이트릭산계 가소제일 수 있으나, 프탈레이트계 가소제인 것이 바람직하고, 구체적으로, 디이소운데실 프탈레이트 (Di-iso-undecyl phthalate), 디에틸헥실 프탈레이트 (DEHP, Di-ethylhexyl phthalate), 디헥실 프탈레이트 (DHP, Di-hexylphthalate), 부틸 벤질 프탈레이트 (BBP, Butyl benzyl phthalate), 디프로필 프탈레이트 (DprP, Di-propyl phthalate), 디-n-부틸 프탈레이트 (DBP, Di-n-butyl phthalate), 디사이클로헥실 프탈레이트 (DCHP, Dicyclohexyl phthalate), 디-n-페닐 프탈레이트 (DPP, Di-n-penyl phthalate), 디에틸 프탈레이트 (DEP, Diethyl phthalate), 디이소노닐 프탈레이트 (DINP, Di-iso-nonyl phthalate), 디-n-옥틸 프탈레이트 (DNOP, Di-n-octyl phthalate), 디이소데실 프탈레이트 (DIDP, Di-iso-decyl phthalate), 디메틸 프탈레이트 (DMP, Dimethyl phthalate) 및 모노에틸헥실 프탈레이트 (MEHP, Monoethylhexylphthalate)로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다.
상기 접착촉진제는 아미노실란을 사용할 수 있고, 상기 아미노실란은 n-2-아미노에틸-3-아미노프로필트리에톡시실란, 아미노프로필트리에톡시실란, 아미노프로필트리메톡시실란, 아미노프로필트리메톡시실란, 비스-트리메톡시실리프로필)아민, N-페닐--아미노프로필트리메톡시실란, 트리아미노기능성트리메톡시실란, 아미노프로필메틸다이에톡시실란, 아미노프로필메틸다이에톡시실란, 메타크릴록시프로필트리메톡시실란, 메틸아미노프로필트리메톡시실란, 글리시독시프로필에틸다이메톡시실란, 글리시독시프로필트리메톡시실란, 글리시독시에틸트리메톡시실란, (3,4-에폭시사이클로헥실)프로필트리메톡시실란, (3,4-에폭시사이클로헥실)에틸메틸다이메톡시실란, 이소시아네이토프로필트리에톡시실란, 이소시아네이토프로필메틸다이메톡시실란, 시아노에틸트리메톡시실란, 아크릴록시프로필트리메톡시실란, 메타크릴록시프로필메틸다이메톡시실란, 4-아미노-3,3,-다이메틸부틸트리메톡시실란, 및 n-에틸-3-트리메톡시실릴-2-메틸프로판아민으로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다.
상기 접착촉진제는 말단에 알콕시실란을 포함하는 폴리에테르 100 중량부에 대하여 5 내지 7 중량부로 포함되는 것일 수 있다.
5 중량부 미만인 경우 피착물(흡음재층(3))과의 접착에 문제가 발생할 수 있고 7 중량부를 초과하여 포함될 경우 초기 접착 강도는 향상될 수 있으나 열 노화 등에서의 접착력이 현저히 감소되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 경화촉진제로 주석 함유 화합물을 사용할 수 있고, 상기 주석 함유 화합물은 다이부틸틴다이라우레이트, 다이부틸틴다이아세테이트, 다이부틸틴다이메톡사이드, 틴옥토에이트, 이소부틸틴트리세로에이트, 다이부틸틴옥사이드, 가용성 다이부틸 틴 옥사이드, 다이부틸틴 비스-다이이소옥틸프탈레이트, 비스-트리프로폭시실릴 다이옥틸틴, 다이부틸틴 비스-아세틸아세톤, 실릴화 다이부틸틴 다이옥사이드, 카르보메톡시페닐 틴 트리스-우버레이트이소부틸틴 트리세로에이트, 다이메틸틴 다이부티레이트, 다이메틸틴 다이-네오데카노에이트, 트리에틸틴 타르타레이트, 다이부틸틴 다이벤조에이트,틴 올리에이트, 틴 나프텐에이트, 부틸틴트리-2-에틸헥실헥소에이트, 틴부티레이트, 및 다이오르가노틴 비스-다이케톤에이트로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다.
상기 경화촉진제는 다른 금속계에 비해 인체에 대한 안전도가 뛰어나며 촉매능 및 열 안정성이 우수하다. 주로 실리콘계 접착제의 상온 경화를 위해 사용되는 촉매로서 말단에 알콕시실란을 포함하는 폴리에테르 100 중량부에 대하여 1 내지 3 중량부로 포함되는 것일 수 있다.
상기 경화 촉진제가 1 중량부 미만인 경우 경화 속도가 느려 공정 중에 피착물이 박리되는 문제가 발생할 수 있고, 3 중량부를 초과하여 포함될 경우 겔화가 촉진되어 기본적인 물성 및 접착력에 문제가 발생할 수 있다.
상기 탈수제는 테트라프로필 오쏘실리케이트(tetrapropyl orthosilcate), 메틸트리메톡시 실란(methyltrimethoxy silane), 및 비닐트리메톡시 실란(vinyltrimethoxy silane)으로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다.
상기 탈수제는 가수 분해성 및 치환성능을 보이는 결합을 분자구조 내에 가지고 있어 가교 시 가교율을 향상 시키고, 가수분해에 의하여 치환력 향상에 영향을 미친다. 또한 상기 탈수제는 실란 커플링 반응으로 접착제층(2)의 결합력에 영향을 준다.
상기 탈수제는 말단에 알콕시실란을 포함하는 폴리에테르 100 중량부에 대하여 10 내지 50 중량부로 포함되는 것일 수 있다.
상기 탈수제가 1 중량부 미만인 경우 탈수 반응이 낮아 실란 커플링 결합이 부족해져 실리카와 결합력이 낮아지는 문제가 발생할 수 있고 5 중량부를 초과하여 포함될 경우 결합되지 못한 저분자량 물질이 내부에 머물러 물성 저하를 야기시킬 수 있다.
상기 흡음재층(3)은 흡음재로 폴리우레탄 폼을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 폴리우레탄 폼은 기본적으로 폴리이소시아네이트 화합물(polyisocyanate compound)과 폴리올(polyhydroxycompound)을 우레탄 반응시켜 제조하는 것일 수 있다.
상기 폴리우레탄 폼은 개방셀을 가지는 폴리우레탄 계열의 흡음재를 말하며 밀도가 25 내지 35 kg/㎥인 것일 수 있다.
개방셀을 가지는 폴리우레탄 폼은 점성이 낮은 접착제가 폴리우레탄 폼에 너무 많이 흡수되어 이너라이너와의 접착이 어렵다는 문제가 있었다. 그러나 실리콘 접착제는 점성과 탄성이 높아 개방셀 표면으로만 흡수되어 접착력이 저하되지 않고, 고변형에 대해서도 접착제층의 내구성이 확보되어 폴리우레탄 폼을 접착시키기에 적절하다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
[제조예: 접착제 조성물의 제조]
하기 표 1과 같은 조성을 이용하여 접착제 조성물을 제조하였다.
구성 비교예1 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4
기본중합체 변성실리콘중합체1 100 100 100 100 100
변성실리콘중합체2 - - - - -
경화제 - - 10 20 50 200
가소제 디이소운데실 프탈레이트 50 50 50 50 50
충전제 칼슘카보네이트 120 120 120 120 120
염료 티타늄옥사이드 20 20 20 20 20
틱소트로프(요변성) 건식실리카(fumed silica) 5 5 5 5 5
탈수제 비닐메톡시실란 2 2 2 2 2
접착촉진제 아미노실란 3 5 5 5 7
경화촉진제 디부틸 틴 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
(단위: 중량부)
- 변성실리콘중합체 1: 폴리옥시프로필렌 메톡시실란
[시험예 1: 접착력 평가]
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 접착제를 타이어 이너라이너에 도포하여 접착제층을 형성하고 흡음재를 부착하여 공명음 저감 타이어를 제조하였다. 접착제층의 물성을 측정하여 표 2에 나타내었다.
구분 비교예1 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4
주제:경화제
(중량비)		 10:0 10:1 5:1 1:1 1:2
접착력 평가
(N/cm)		 즉시 0 0 0 0 0
1분 후 13 24 48 72 93
5분 후 21 93 61 93 120
10분 후 40 129 150 166 144
30분 후 93 150 188 191 162
3일 후 130 210 209 189 163
7일 후 210 217 213 190 160
상기 접착력 평가는 ASTM D1002를 기준으로 평가하였다.
상기 표 2를 살펴보면, 접착 후 1분 후 경화제를 포함하는 실시예 1 내지 4 모두 경화제를 포함하지 않는 비교예 1에 비하여 높은 접착력을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
접착 10분 후 실시예 1 내지 4는 100 N/cm 이상의 접착력을 나타내어, 흡음재 부착 후 공정 후 바로 타이어의 운반이 가능하다는 것을 예상할 수 있었다.
다만 경화제가 지나치게 많이 포함된 실시예 4는 7일 후 접착력이 퇴화되는 경향을 확인할 수 있었다. 경화제는 주제에 대하여 10:1 내지 1:1 정도가 바람직한 것으로 판단된다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
1: 공기압 타이어
2: 접착제층
3: 흡음재층

Claims (7)

  1. 이너라이너 내측에 도포된 접착제층; 및
    상기 접착제층에 부착된 흡음재층을 포함하고,
    상기 접착제층은 실리콘 접착제 주제와 경화제를 반응시켜 제조되는 것으로,
    상기 실리콘 접착제 주제는 비닐기를 포함하는 폴리오르가노실록산 또는 알콕시실란기를 포함하는 폴리에테르인 것인 공명음 저감 타이어.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 비닐기를 포함하는 폴리오르가노실록산은 하기 화학식 1로 표시되는 것인 공명음 저감 타이어.
    [화학식 1]
    Figure pat00013

    상기 화학식 1에서,
    상기 R은 비닐기이고, R'은 아세테이트, 알콕시, 옥심(Oxime), 벤자미드(Benzamide), 아민 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 가수분해성기(hydrolysable group)이고, 상기 n은 1 내지 500 이다.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 알콕시실란기를 포함하는 폴리에테르는 하기 화학식 2로 표시되는 것인 공명음 저감 타이어.
    [화학식 2]
    Figure pat00014

    상기 화학식 2에서,
    상기 R1 내지 R3 는 각각 독립적으로 알킬기 및 알콕시기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이고, R1 내지 R3 중 적어도 어느 하나는 알콕시기이고, n은 10 내지 1,000 이다.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 비닐기를 포함하는 폴리오르가노실록산과 반응하는 경화제는 Si-H 결합을 갖는 화합물인 것인 공명음 저감 타이어.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 알콕시실란기를 포함하는 폴리에테르과 반응하는 경화제는 규산 에틸, 규산 프로필렌, 탄소 관능성 알콕시 실란 및 이들의 가수분해물을 포함하는 것인 공명음 저감 타이어.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 접착제층은 상기 실리콘 접착제 주제 100 중량부 및 상기 경화제 10 내지 50 중량부를 반응시켜 제조되는 것인 공명음 저감 타이어.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 흡음재층은 폴리우레탄 폼을 포함하는 것인 공명음 저감 타이어.
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