KR0180702B1 - 젖은 노면에서 견인력을 향상시키는 타이어 트레드용 고무 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 젖은 노면에서 견인력을 향상시키는 타이어 트레드용 고무 조성물에 관한 것으로서, 타이어 트래드의 고무 조성물에 흡수성 고분자를 첨가, 혼합시킴으로써 젖은 노면에서 고분자에 의해 흡수된 물과 지면에 있는 물 사이의 작용성을 증가시켜서 타이어의 제동력을 향상시키는 고무 조성물에 관한 것이다.

Description

젖은 노면에서 견인력을 향상시키는 타이어 트레드용 고무 조성물

본 발명은 젖은 노면에서 견인력을 향상시키는 타이어 트레드용 고무 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 타이어 트래드의 고무 조성물에 흡수성 고분자를 첨가, 혼합시킴으로써 젖은 노면에서 타이어의 제동력을 향상시키는 고무 조성물에 관한 것이다.

종래에는 젖은 노면에서 제동력을 향상시키는 방법으로서, 폴리머, 공정조제, 활성제, 촉진제, 가교제, 노화 방지제, 보강 충전제 등과 기타 목적에 따라 착해체, 발색제 등의 일반적인 고무 조성물이 포함된 타이어에서 이들 조성물을 변량 또는 변경하는 방법을 사용하였다. 이런 방법은 젖은 노면에서 제동력을 향상시킴에 있어서, 내마모 성능을 개선하고, 저연비 특성을 유지하는데 주안점을 두고 연구되어 왔다.

통상적으로는 젖은 노면에서의 견인력을 향상시키기 위해 유화중합 스티렌-부타디엔 고무(Emulsion Styrene Butadiene Rubber)의 적용방법이 공지되어 있다. 또 다른 방법으로는 변성 고분자, 혼합중합 및 새로운 첨가제 등의 적용방법이 사용되고 있으며, 더욱 개선된 방법이 현재 계속 연구되고 있다.

이에, 본 발명자들은 타이어 성능 중 특히 젖은 노면에서 제동력을 현저히 개선시킬 수 있는 방법으로서, 지면과 접하는 트래드부의 고무 조성물에 물을 흡수하는 고분자를 혼합시켜서 타이어 트레드부의 표면에 적용하였으며, 젖은 노면에서는 고분자에 의해 흡수된 물과 지면에 있는 물 사이의 작용성을 증가시켜서 타이어의 제동력을 향상시킴으로써 본 발명을 완성하였다.

본 발명에서 물을 흡수하는 고분자인 흡습제는, 고분자 재료로서 아크릴릭 애시드/비닐 알코올 코폴리머(Acrylic acid/Vinyl alcohol copolymer), 이소부틸렌/말레익 애시드 코폴리머(Isobutylene/Maleic acid copolymer), 폴리 소디움 아크릴레이트(Poly sodium acrylate) 등 중 한 화합물을 사용하여 제조하였다. 이중, 타이어의 요구성능인 내마모 특성, 건조 노면에서의 제동력의 회전저항 특성 등을 고려할때 가장 우수한 성능을 나타낸 것으로는 아크릴릭 애시드/비닐 알코올 코폴리머로서 이를 고분자 재료로 사용함이 바람직하다.

본 발명에 따른 흡습제는 하기 제조공정에 따라 현탁, 중합하여 제조된다.

* BPO : 벤조일 퍼옥사이드

** 분산안정화제 : 부분적으로 비누화된 폴리비닐 알콜

*** 비누화 용액 : 메탄옥/H₂O/5N-NaOH 수용액

상기와 같이 제조된 고분자 흡습제는 압연 밀을 사용하여 입자크기를 직경 20-300μm로 하고, 이러한 크기의 입자는 단위 g당 1∼30g 물을 흡수하는 흡수율을 보유한다. 이러한 흡습제는 입자크기에 따라 흡수량에서의 차이를 보이며, 흡수시 부품 현상도 볼 수 있다.

또한, 흡습제 자체는 자외선을 포함한 빛과 열 등에 안정하고, 물 또는 용매에 불용성이며, 물에 대한 용해도는 3.0/100g H₂O 이하로 낮다.

본 발명에서 사용된 원료 고무는 예를 들면, 천연고무, 폴리부타디엔고무, 스티렌-부타디엔고무, 부틸고무, 할로겐화된 부틸고무 또는 이들의 혼합물로 된 고무이다.

상기 성분 이외에 다른 고무 조성물의 성분으로는 보강 충전제, 가류제, 활성제, 황 및/또는 유황 공여형 가류제 및 가류 촉진제가 배합될 수 있다.

본 발명에서는 보강 충전제로서 카본블랙, 실리카 또는 카본블랙과 실리카의 혼합물을 사용한다.

가류제로는 분말 유황, 불용성 유황 등을 사용하며, 유황 공여형 가류제로는 테트라메틸치우람설파이드, 테트라부틸치우람디설파이드를 사용한다.

또한, 가류 촉진제로는 티아졸, 설펜 아미드계 촉진제를 사용하며 활성제로 산화아연(ZnO)을 사용함이 바람직하다.

본 발명에 따른 트레드부의 고무 조성물은 원료고무 100중량부당 흡습제 1∼30중량부, 바람직하게는 2∼20중량부, 보강충전제 40∼130중량부, 활성제 0∼10중량부, 바람직하게는 0∼7중량부, 가류제 0.5∼7중량부, 가류촉진제 0.3∼6중량부를 함유한다.

상기 흡습제의 함량이 1중량부 미만이면 젖은 노면에서의 충분한 효과를 기대할 수 없으며, 30중량부 이상이면 내마모 특성 및 건조 노면에서의 제동력이 하락하는 경향을 보인다.

또한, 본 발명은 고분자 흡습제가 함유된 고무 조성물이 트레드부의 총부피의 10∼50% 포함되도록 한 트레드 고무를 사용하여 통상의 방법에 따라 제조된 타이어에 관한 것으로, 이 타이어는 젖은 노면에서의 견인력을 향상시킨다.

이하, 실시예를 들어 본 발명을 상세히 설명한다.

[실시예]

실시예 1∼6 및 비교예 1에서는 하기 표 1에서의 조성비로 고무 조성물의 각 성분을 첨가하고, 흡습제의 함량을 변화시키면서 첨가, 혼합하여 고무 조성물을 얻었다.

이와 같이 제조된 고무 조성물을 타이어의 지면과 접하는 트레드부 고무 조성물로서 사용하여 175/70R15 755 패턴 타이어를 제조하였으며, 각 타이어의 물성 시험결과를 하기 표 2에 나타내었다.

실시예 7∼9는 실시예 2에서 얻은 고무 조성물을 하기 표 3에서 나타낸 바와 같이 지면과 접하는 트레드부 총부피의 15%, 30%, 60%가 함유되도록 대체시켜서 175/70R15 755 패턴 타이어를 제조하였다.

이와 같이 제조된 타이어의 내압저하율을 비교예 1에서 제조된 타이어와 대비하여 표 4에서 나타내었다.

이때, 내압저하율은 흡습제를 적용하지 않은 타이어의 내압저하율을 100으로 할때의 상대값으로 나타내었다.

흡습제가 함유된 타이어는 표 3에서 나타낸 바와 같이, 종래의 타이어에 비해 거의 비슷한 내마모 특성, 회전저항 특성을 보여주었으며, 표 4에서 알 수 있듯이, 건조 노면에서의 제동력은 종래 타이어에 비해 큰 차이를 보이지 않는 반면, 젖은 노면에서는 매우 우수한 제동력을 보유하고 있음이 확인되었다.

Claims (5)

1. 타이어 트레드용 고무 조성물에 있어서, 원료고무 100중량부당 물을 흡수하는 고분자인 흡습제 1∼30중량부가 포함됨을 특징으로 하는 타이어 트레드용 고무 조성물.
2. 제1항에 있어서, 흡습제는 아크릴릭 애시드/비닐 알코올 코폴리머, 이소부틸렌/말레익 애시드 코폴리머 또는 폴리 소디움 아크릴레이트 중 선택된 화합물로부터 제조됨을 특징으로 하는 타이어 트레드용 고무 조성물.
3. 제1항에 있어서, 흡습제는 분쇄된 입자크기가 직경 20∼300μm 범위를 가지며, 단위 그렘당 1∼30g의 물을 흡수하며, 용해도가 3.0/100g H₂O 이하인 것을 특징으로 하는 타이어 트레드용 고무 조성물.
4. 제1항에 있어서, 원료고무는 천연고무, 폴리부타디엔고무, 스티렌-부타디엔고무, 부틸고무, 할로겐화 부틸고무 또는 이들의 혼합고무 임을 특징으로 하는 타이어 트레드용 고무 조성물.
5. 원료고무 100중량부당 흡습제 1∼30중량부 함유된 타이어 트레드 고무 조성물을 트레드부 전체 부피의 10∼50부피% 포함시킨 트레드 고무를 사용하여 제조된 타이어.