KR0163129B1 - 고무 트레드와 폴리우레탄 몸체의 접착력을 향상시키는 비공기압 폴리우레탄 타이어의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비공기압 폴리우레탄 타이어를 제조함에 있어서, 폴리우레탄 몸체와 고무 트레드 간의 접착력을 향상시키는 비공기압 폴리우레탄 타이어의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 폴리우레탄 몸체와 고무 트레드를 접착시킬 때, 폴리우레탄 몸체의 경도와 고무 트레드 경도의 중간 경도를 가지는 폴리우레탄층을 삽입, 접착시킴으로써 주행중 타이어에 전단응력이 가해질 경우, 고무 트레드와 폴리우레탄 몸체 사이의 경도차를 감소시켜서 접착면이 이탈되는 것을 방지하는 폴리우레탄 몸체와 고무 트레드간의 접착력을 향상시키는 방법임을 특징으로 한다.

Description

고무 트레드와 폴리우레탄 몸체의 접착력을 향상시키는 비공기압 폴리우레탄 타이어의 제조방법

본 발명은 비공기압 폴리우레탄 타이어를 제조함에 있어서, 폴리우레탄 몸체와 고무 트레드간의 접착력을 향상시키는 비공기압 폴리우레탄 타이어의 제조방법에 관한 것이다.

좀 더 상세하게는 폴리우레탄 몸체와 고무 트레드를 접착시킬 때, 폴리우레탄 몸체와 고무 트레드 사이에 고무 트레드의 경도(hardness)와 폴리우레탄 몸체의 경도의 중간 경도를 가지는 폴리우레탄 층을 삽입, 접착시킴으로써 주행중 타이어에 전단응력(shear force)이 가해질 경우 고무와 폴리우레탄 몸체 사이의 경도차를 감소시켜서 접착면이 이탈되는 것을 방지하는 폴리우레탄 몸체와 고무 트레드간의 접착력을 향상시키는 방법에 관한 것이다.

비공기압 타이어는 몸체가 전부 폴리우레탄으로 제조되는데, 종래에는 견인력과 제동력을 향상시키고자 트레드 부위를 일반 타이어용 고무 트레드로 제작하고 이를 접착시켜서 비공기압 타이어를 제조하였다. 이러한 제조방법은 일반적으로 고무 트레드를 가류시키고 이를 폴리우레탄 몰드에 넣은 후 여기에 폴리우레탄를 주입시켜서 비공기압 폴리우레탄 타이어를 제조하는 것이다.

상기와 같은 방법으로 제조된 비공기압 폴리우레탄 타이어를 견인력과 제동력이 향상된 것이나, 고무와 폴리우레탄을 접착시킨 후 주행시험을 하였을 때, 고무와 폴리우레탄의 경도(hardness) 차이가 심하여, 주행 중 타이어에 전단응력(shear force)이 가해질 경우, 이에 대한 고무와 폴리우레탄과의 반응이 각각 달라 고무와 폴리우레탄과의 접착면이 이탈되는 사고가 발생한다.

상기와 같은 문제점을 해결하고자, 종래에는 비공기압 타이어에서의 접착력을 개선하기 위해 접착제를 사용하는 방법(USP 4,942,093)과 고무 트레드와 직조된 실을 접합한 다음 일부를 늘어 뜨리고 폴리우레탄에 주입, 접착하여 물리적, 화학적 접착을 병행하는 방법(USPS 3,775,528; EP 0 316 666 A1)과 같은 연구과 진행되고 있다.

이에, 본 발명자들은 상기와 같이 비공기압 폴리우레탄 타이어에서 폴리우레탄 몸체와 고무 트레드 사이의 접착력이 취약한 점을 개선할 목적으로 예의 연구한 결과, 본 발명을 완성하였다.

본 발명은 폴리우레탄 몸체와 고무 트레드를 접착시키기 위해 폴리우레탄과 고무의 중간 경도를 보유한 폴리우레탄을 제조하고, 이를 폴리우레탄 몸체와 고무 트레드 사이에 접착하여 제조된 비공기압 폴리우레탄 타이어에서 고무와 폴리우레탄과의 접착력을 향상시킴을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 비공기압 폴리우레탄 타이어의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.

분자량이 650∼2900인 폴리테트라메틸렌에텔글리콜(PTMEG : polytetramethyl eneetherglycol)을 톨루엔디이소시아네이트(TDI : Toluenediisocyanate)와 1:1.5∼2의 몰비로 혼합하고, 80℃, 대기압, 질소하에서 3시간 동안 방치시킨 후, 합성된 프리폴리머(이하, 프리폴리머 A라 한다.)와 분자량이 650∼3000인 폴리프로필렌글리콜(PPG : polypropyleneglycol)을 톨루엔디이소시아네이트와 1 : 1.5∼2의 몰비로 섞어서 80℃, 대기압, 질소하에서 3시간 동안 방치시켜서 합성한 프리폴리머(이하, 프로폴리머 B라 한다.)를 중량비로 90∼50 : 10∼50으로 혼합하였다. 그런 다음, 쇄연장제인 메틸렌오르토클로로아민(MOCA : methylene-o-chloroamine)과 120℃, 대기압하에서 혼합시킨 엑상의 폴리우레탄을 제조하였다.

상기의 액상 제조물을 가류된 고무 트레드(경도 : 쇼어 A 70)가 장착된 비공기압 폴리우레탄 타이어 몰드에 주입시킨 후, 액상의 폴리우레탄이 겔화되기 이전에 타이어의 몸체가 되는 폴리우레탄(경도 : 쇼어 A 95)을 주입하여 비공기압 폴리우레탄 타이어를 제조한다.

이와 같이 본 발명에 따라 제조되는 폴리우레탄은 상용되는 폴리우레탄에 비해 경도 쇼어 A 70∼95의 낮은 값을 갖고 인장강도와 신율이 높아서 전단응력이 가해질수록 인장강도가 증가하는 특성을 보유한다.

따라서, 본 발명에 따라 제조된 비공기압 폴리우레탄 타이어는 폴리우레탄 몸체와 고무 트레드사이에 이들 경도의 중간 경도를 갖는 폴리우레탄을 결합시킴으로써 고무와 폴리우레탄의 접착성능이 더욱 증가되는 효과를 얻을 수 있으며, 주행시 타이어에 전단응력이 가해질 때 고무와 폴리우레탄간의 접착면이 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

이하, 실시예의 의거 본 발명을 설명한다.

[실시에 1]

본 실시예는 본 발명에 따라 제조되는 폴리우레탄 용액과 이를 사용하여 비공기압 타이어를 제조하는 방법에 관한 것이다.

우선, 폴리우레탄 용액은, 분자량이 2900인 폴리테트라메틸렌에텔글리콜을 톨루엔디이소시아네이트와 1:2의 몰비로 섞고 80℃, 대기압, 질소하에서 3시간 방치시켜 합성한 프리폴리머(이하, 프리폴리머 A라 한다.)와 분자량이 1000인 폴리프로필렌글리콜을 톨루엔디이소시아네이트와 1:2의 몰비로 섞어 80℃, 대기압, 질소하에서 3시간 유지시켜서 합성한 프리폴리머(이하, 프리폴리머 B라한다.)를 중량비 80:20으로 혼합하여 프리폴리머A,B 혼합물(mixture)을 제조한다. 그런 다음, 메틸렌오르토클로로아민을 프리폴리머 A와 B에 1:1 몰비로 첨가하고 120℃, 대기압하에서 첨가한 후, 곧바로 가류시킨 고무트레드(경도 : 쇼어 A 70)가 장착된 비공기압 폴리우레탄 타이어 몰드에 주입하고, 액상의 폴리우레탄이 겔화되기 이전에 폴리우레탄(경도 : 쇼어 A 95)을 주입하여 규격 175/70D14인 비공기압 폴리우레탄 타이어를 제조하였다.

Claims (3)

1. 비공기압 폴리우레탄 타이어의 제조에 있어서, 고무 트레드와 폴리우레탄 몸체 사이에 트레드 고무의 경도보다 높고 몸체인 폴리우레탄 경도보다 낮은 범위의 경도값을 갖는 폴리우레탄층을 삽입, 접착시킴으로써 고무 트레드와 폴리우레탄 몸체의 접착력을 향상시키는 비공기압 폴리우레탄 타이어의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 고무 트레드와 폴리우레탄 몸체사이의 폴리우레탄층의 경도는 쇼어 A 70∼95임을 특징으로 하는 비공기압 폴리우레탄 타이어의 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 고무 트레드와 폴리우레탄 몸체 사이의 폴리우레탄은 (a) 분자량이 650∼2900인 폴리테트라메틸렌에텔글리콜과 톨루엔디이소시아네이트를 혼합하여 합성한 프리폴리머A와 분자량이 650∼3000인 폴리프로필렌글리콜과 톨루엔디이소시아네이트를 혼합하여 합성한 프리폴리머 B를 중량비 90∼50 : 10∼50으로 혼합한 다음 이에 쇄연장제를 첨가, 혼합하여 액상의 폴리우레탄을 제조하고, (b) (a)의 액상 폴리우레탄을 몰드내 고무 트레드상에 넣어 접착시키고, 액상 폴리우레탄이 겔화되기 이전에 몸체가 되는 폴리우레탄을 주입함으로써 형성됨을 특징으로 하는 비공기압 폴리우레탄 타이어의 제조방법.