KR100299101B1 - 타이어용유색트레드고무조성물_ - Google Patents

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Abstract

본 발명은 충전제 및 보강제로 실리카 함량 100%와 안료를 사용한 고무조성물에 있어서 내변색성을 향상시키기 위하여 자외선 안정제를 사용한 타이어용 유색트레드 고무조성물에 관한 것이다.
타이어 제조기술의 발달로 인하여 충전제 및 보강제로서 비오염성인 점토, 탄산칼슘, 실리카, 이산화티타늄 등을 사용하더라도 카본블랙을 보강제로 사용한 종래의 타이어에 비해 물성 및 다양한 색깔을 갖는 타이어의 외관을 유지할 수 있다.
그러나 트레드 부위는 노면과 직접 접촉되는 부분이기 때문에 가혹한 회전운동을 하며 외부에 노출된 상태에서는 유색 고무조성물의 내변색성, 내노화성 컷그로스(Cut growth)성능이 취약한 문제점이 있다.
본 발명은 충전제 및 보강제로 실리카 함량 100%를 사용하고 다양한 색상의 안료를 혼합한 유색 트레드 고무조성물에 자외선 안정제를 적용하여 내변색성의 문제점을 해결하여 우수한 성능의 타이어를 제공하는데 있다.

Description

[발명의 명칭]
타이어용 유색 트레드 고무조성물
[발명의 상세한 설명]
[발명의 목적]
[발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술]
본 발명은 충전제 및 보강제로 실리카 함량 100%를 사용하고 다양한 색상의 안료를 혼합한 유색 트레드 고무조성물에 자외선 안정제를 적용하여 내변색성의 문제점을 해결하여 우수한 성능의 타이어를 제공하는데 있다.
현재까지 타이어에 사용된 재료는 대부분 카본블랙을 보강제로 사용해 왔기 때문에 흑색타이어가 주종을 이루어 왔으며 일부 색상의 변화를 주기 위하여 사이드월(Sidewall)에 흰색 고무조성물을 적용하는데 국한되어 왔다. 그러나 타이어용 재료와 제조기술의 발달로 타이어의 모든 구성요소에 다양한 색상을 적용할 수 있게 되었는데 특히 비 오염성인 점토(Clay), 탄산칼슘(Calcium carbonate, CaCO3), 실리카(Silica), 이산화티타늄(Titanium dioxide, TiO2)등의 충전제 및 보강제를 활용하여 타이어의 외관을 크게 개선시켰다.
타이어의 구성요소 중 특히 트레드(Tread)부위는 노면과의 다양한 형태로 직접 접촉되는 부분이기 때문에 마모, 연비, 제동성능, 조종안정성, 고속 주행성등의 요구특성을 갖추어야 한다. 충전제 및 보강제로 카본블랙을 사용하는 경우 트래드-오프(Trade-off)성능을 제외한 별다른 문제점은 없으나 비 오염성인 실리카를 보강제 및 충전제로 사용하는 경우 친수성을 나타내는 실리카와 일반 타이어에 사용하는 친유성 고무와의 상용성이 떨어져 분산성이 약하게 되므로 내마모성이 떨어지는 경향이 있고 또한 가혹한 회전운동을 하며 외부에 노출된 상태에서는 유색고무조성물의 내변색성, 내노화성, 컷그로스(Cut growth)성능이 매우 취약하게 되는 문제점이 있다.
[발명이 이루고자 하는 기술적 과제]
본 발명은 충전제 및 보강제로 실리카 100%를 사용한 고무조성물에 다양한 색상의 안료를 조합하고 자외선 안정제를 사용하여 상기에서 언급한 문제점 중에서 내변색성을 향상시킨 타이어용 유색 트레드 고무조성물을 제공하는데 있다.
[발명의 구성 및 작용]
본 발명의 타이어용 유색 트레드 고무조성물에 있어서, 천연고무(NR), 부타디엔 고무(BR), 스티렌-부타디엔 고무(SBR)등의 원료고무와 충전제 및 보강제로 실리카 100%를 사용하였으며 기타 첨가제로 상용화제, 분산제, 폴리에틸렌글리콘(PEG), 페놀릭 계(Phenolic type)의 노화방지제, 고온용 및 저온용 왁스, 나프테닉 오일(Naphthenic oil), 황(S), CZ(N-cyclohexyl-2-benzothiazol sulfuric acid), DPG(N,N-Diphenyl guanidine)등을 사용하였고, 색을 나타내기 위해 안료를, 고무조성물의 내변색성의 향상을 위해 자외선(Ultraviolet, UV)안정제를 사용하였다.
이하 본 발명을 다음의 비교예, 실시예, 시험예에 의하여 설명하고자 한다.
그러나 이들은 본 발명의 설명을 용이하게 하기 위하여 제공되는 것일 뿐 본 발명의 기술적 범위가 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.
[비교예]
원료고무로 천연고무 40 PHR(Part per hundred rubber)과 스티렌-부타디엔 고무 60 PHR을 사용하고, 충전제 및 보강제로 실리카 함량 100%를 70 PHR 사용한다. 기타 첨가제로서 상용화제는 100NS를 2 PHR 사용하고, 분산제는 Zinc Soap을 2PHR 사용하고, 폴리에틸렌글리콜(PEG)은 3.5 PHR 사용하고, 페놀릭 계의 노화방지제는 Wingstay-L을 2 PHR 사용하고, 중온용 왁스는 Sunprax 652를 2.0 PHR 사용하고, 저온용 왁스는 Sunprax 602를 1.5 PHR 사용하고, 나프테닉 오일(Naphthenic oil)은 22 PHR 사용한다.
안료는 적색을 나타내는 것으로써 아조계의 2-Naphthalenecarboxamide-N, N'-(2-chloro-1,4phenylene)bis[4-[2,5-dichlorophenyl)azo]-3-hydroxy](CA INDEX 5280-78-4)와 Quino[2, 3-b]acridine-7,14-dione,5,12-dihydro(CA INDEX 5247-16-1)를 50:50으로 혼합한 4 PHR과 황색을 나타내는 안료는 아조계의 Butaamide, 2, 2'-[(3, 3'-dichloro[1, 1'biphenyl]-4, 4'-diyl)bis(azo)]bis[N-chloro-2, 5-dimethoxypjenyl)-3-oxo](CA INDEX 5567-15-7) 4 PHR과 청색을 나타내는 안료는 프탈로시아닌(Phtalocianine)계 copper[29H, 31H-phthalocyaninato(2-)-N29, N30, N31, N32]-(sp-4-1)(CA INDEX 147-14-8)을 2 PHR을 사용하고, 황(S)은 1.9 PHR 사용하고, CZ는 2.0 PHR 사용하고, DPG는 1.4 PHR을 사용하여 타이어용 유색 트레드 고무를 제조한다. 아래의 표 1에 비교예 및 각 실시예의 조성을 자세히 나타내었다
[실시예 1]
원료고무로 천연고무 30 PHR과 스티렌-부타디엔 고무 70 PHR을 사용하고 자외선 안정제로 2,4-디하이드록시벤조페논(2,4-Dihydroxybenzophenone)을 0.5 PHR 사용하는 것을 제외하고는 비교예와 같은 조성물로 타이어용 유색 트레드 고무조성물을 제조한다.
[실시예 2]
원료고무로 천연고무 40 PHR, 부타디엔 고무 20 PHR, 스티렌-부타디엔 고무 40 PHR을 사용하고 자외선 안정제로 2,4-디하이드록시벤조페논 (2,4-Dihydroxybenzophenone)을 1.5 PHR 사용하는 것을 제외하고는 비교예와 같은 조성물로 타이어용 유색 트레드 고무조성물을 제조한다.
[실시예 3]
자외선 안정제로 2,4-디하이드록시벤조페논(2,4-Dihydroxybenzophenone)을 2.5 PHR 사용하는 것을 제외하고는 비교예와 같은 조성물로 타이어용 유색 트레드 고무조성물을 제조한다.
[실시예 4]
자외선 안정제로 2,4-디하이드록시벤조페논(2,4-Dihydroxybenzophenone)을 3.5 PHR 사용하는 것을 제외하고는 비교예와 같은 조성물로 타이어용 유색 트레드 고무조성물을 제조한다.
[실시예 5]
충전제 및 보강제로 실리카 함량 100%를 50 PHR 사용하고, 폴리에틸렌글리콜(PEG)을 2.5 PHR 사용하고, 자외선 안정제로 2,4-디하이드록시벤조페논(2,4-Dihydroxybenzophenone)을 2.0 PHR 사용하는 것을 제외하고는 비교예와 같은 조성물로 타이어용 유색 트레드 고무조성물을 제조한다.
[실시예 6]
충전제 및 보강제로 실리카 함량 100%를 80 PHR 사용하고, 폴리에틸렌글리콜(PEG)을 4 PHR 사용하고, 자외선 안정제로 2,4-디하이드록시벤조페논(2,4-Dihydroxybenzophenone)을 2.0 PHR 사용하는 것을 제외하고는 비교예와 은 조성물로 타이어용 유색 트레드 고무조성물을 제조한다.
[시험예]
위의 비교예 및 실시예의 조성으로 제조한 타이어용 유색 트레드 고무의 물성측정은 ASTM(American society for testing and materials) D1012, 1013 방법으로 내변색성을 시험하였으며 ASTM D2240 방법으로 경도(Hardness)를 시험하였다.
한편 ASTM D412 방법을 이용하여 인장강도(Tensile strength), 300% 모듈러스(300% Modulus), 변형율(Elogation rate)을 측정하였다. 아래의 표 2에는 비교예 및 각 실시예의 물성 측정결과를 나타냈다.
[발명의 효과]
본 발명의 트레드 고무조성물로 제조한 타이어는 상기의 표 2에서 알 수 있듯이 인장강도, 300% 모듈러스(압축강도), 변형율 등에 전혀 영향이 없으면서도 내변색성을 크게 향상시켜 타이어 색상을 다양화하고 외관을 향상시킬 수 있다.

Claims (5)

  1. 공지의 타이어용 트레드 고무조성물에 있어서, 원료고무 100 phr에 대하여 비오염성 충전제 및 보강제 50∼80 phr, 안료 2∼4 phr, 자외선 안정제 0.5∼3.5 phr를 포함하는 것을 특징으로 하는 타이어용 유색 트레드 고무조성물.
  2. 제1항에 있어서, 비 오염성 충전제 및 보강제는 함량 100%의 실리카인 것을 특징으로 하는 타이어용 유색 트레드 고무조성물.
  3. 제1항에 있어서, 원료고무는 천연고무 30∼40 phr, 부타디엔 고무 20 phr, 스티렌-부타디엔 고무 40∼70 phr의 혼합물임을 특징으로 하는 타이어용 유색 트레드 고무조성물.
  4. 제1항에 있어서, 안료는 아조(Azo)계의 적색, 황색을 사용하거나, 또는 청색은 프탈로시아닌(Phtalocianine)계 임을 특징으로 하는 타이어용 유색 트레드 고무 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 자외선 안정제는 2,4-디하이드록시벤조페논(Dihydroxybenzophenone)인 것을 특징으로 하는 타이어용 유색 트레드 고무조성물.
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